马达控制装置以及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制具备马达和对所述马达输出电力的变换器的马达系统的马达控制装置以及控制方法。
【背景技术】
[0002]以往以来，已知具备通过来自电池的电力被驱动而输出动力的马达作为驱动源的电动车辆。这样的马达很多情况下使用了三相同步式交流马达。通过将从电源的供给的直流电压由变换器变换成三相交流电压而施加于该三相同步式交流马达，从而驱动该三相同步式交流马达。
[0003]在这样的电动车辆中，为了高效地驱动马达，作为马达的控制方式，常用以相同的电流使转矩达到最大(以相同的转矩使电流达到最小)的最大转矩控制。根据最大转矩控制，能够降低d轴电流，进而降低马达电流。
[0004]然而，在进行了最大转矩控制的情况下，有时各种损失增大，效率恶化。因此，在日本特开2008-236948中公开了以使合计铁损和铜损得到的马达损失成为最小的方式控制d轴电流的马达的控制技术。根据该技术，能够在某种程度上使马达高效地运转。
[0005]但是，包括马达以及变换器的马达系统所产生的损失不限于铁损以及铜损，还存在变换器所产生的变换器损失。变换器损失因与设置于变换器的开关元件的开关动作相应产生的损失，随着马达电流增加而增加。在日本特开2008-236948中，对于该变换器损失没有作出任何考虑，作为结果而无法充分提高马达系统的效率。
[0006]此外，在日本特开2005-210772中公开了如下技术:在感应电压高于马达端子电压的情况下，进行使d轴q轴平面内的电流矢量的相位(电流相位)超前而弱化磁场的弱磁场控制。但是，该弱磁场控制并没有考虑铁损、铜损、变换器损失。也即，以往，没有不仅考虑铁损和铜损还考虑了变换器损失的马达控制技术。
【发明内容】
[0007]在本发明中，提供一种能够进一步降低合计铁损、铜损、变换器损失而得到的系统损失的马达控制装置以及控制方法。
[0008]本发明的第I技术方案提供一种马达控制装置，该马达控制装置控制具备马达和对所述马达输出电力的变换器的马达系统。该马达控制装置具有电子控制单元。电子控制单元构成为根据转矩指令值来设定q轴电流值，进行控制d轴电流值以使合计铜损、铁损和变换器损失得到的系统损失比合计所述铜损和铁损得到的马达损失成为最小时的系统损失低的系统损失降低控制，所述铜损、所述铁损和所述变换器伴随q轴d轴平面上的电流矢量的电流相位的变动而变动。
[0009]在上述第I技术方案中，所述电子控制单元可以构成为在感应电压为马达端子电压以下的区域，进行所述系统损失降低控制。在上述第I技术方案中，所述电子控制单元可以构成为在所述系统损失降低控制中，控制所述d轴电流值以使所述系统损失成为最小。
[0010]在上述第I技术方案中，所述电子控制单元可以构成为预先存储有按根据马达转速以及转矩指令值而确定的各工作点记录有对应的d轴电流值和q轴电流值的映射，在所述系统损失降低控制中，将马达转速以及转矩指令值与所述映射进行对照来确定d轴电流值以及q轴电流值。
[0011]本发明的第2技术方案提供一种马达控制方法。该马达控制方法控制具备马达和对所述马达输出电力的变换器的马达系统。该马达控制方法包括:根据转矩指令值来设定q轴电流值，控制d轴电流值以使合计铜损、铁损和变换器损失得到的系统损失比合计所述铜损和铁损得到的马达损失成为最小时的系统损失低，所述铜损、所述铁损和所述变换器损失伴随q轴d轴平面上的电流矢量的电流相位的变动而变动。
[0012]根据本发明的上述技术方案，控制d轴电流值以使系统损失比马达损失最小时的系统损失低，因此与以往技术相比能够进一步降低系统损失。
【附图说明】
[0013]图1是表示混合动力汽车的构成的图。
[0014]图2是表示各种控制的适用区域的图。
[0015]图3是表示电流相位与各种损失的关系的坐标图。
[0016]图4是表示与控制的种类相应的损失的差异的坐标图。
[0017]图5是表示马达控制的流程的流程图。
[0018]图6是表示系统损失降低控制中的控制块的图。
[0019]图7是表示电流指令生成部的另一构成例的图。
[0020]附图标记说明
[0021]10控制装置，12发动机，13温度传感器，14、24马达，15、22旋转轴，16电池，18输出轴，20动力分配机构，28转速传感器，30变速器，32车轴，34驱动轮，35转换器，36、38变换器，40电压传感器，41旋转角传感器，42电流传感器，50控制块，52电流指令生成部，54 PI运算部，56 2轴3轴转换部，58 PffM信号生成部，60 3轴2轴转换部，62
转速算出部。
【具体实施方式】
[0022]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示适用本发明的马达控制装置的混合动力汽车的构成的图。在图1中，动力传递系统作为圆棒状的轴要素而图示，电力系统由实线来图示，信号系统由虚线来图示。
[0023]如图1所示，混合动力车辆具备作为行驶用动力源的发动机12、作为另一行驶用动力源的马达(MG2) 14、经由与发动机12的输出轴18连结的动力分配机构20连接有旋转轴22的马达(MGl) 24、能够向各马达14、24供给驱动电力的电池16、和综合控制上述发动机12以及马达14、24的各工作并且控制电池16的充放电的控制装置10。
[0024]发动机12是以汽油、轻油等为燃料的内燃机，基于来自控制装置10的指令而控制曲轴转动(cranking)、节气门开度、燃料喷射量、点火正时等，控制发动机12的启动、运转、停止等。
[0025]在从发动机12向动力分配机构20延伸的输出轴18的附近设有检测发动机转速Ne的转速传感器28。另外，在发动机12设有检测作为发动机冷却介质的冷却水的温度Tw的温度传感器13。转速传感器28以及温度传感器13的各检测值被发送到控制装置10。
[0026]动力分配机构20例如由行星齿轮机构构成。从发动机12经由输出轴18输入到动力分配机构20的动力，能够经由变速器30以及车轴32传递到驱动轮34来使车辆通过发动机动力进行行驶。变速器30能够将从发动机12和马达14的至少一方输入的旋转进行减速而输出到车轴32。
[0027]上述动力分配机构20能够将经由输出轴18输入的发动机12的动力的一部分或全部经由旋转轴22输入到马达24。马达14、24都是作为电动机发挥功能并且也作为发电机发挥功能的电动发电机。作为该马达14、24，例如能够使用三相同步式交流马达。
[0028]由马达24发电产生的三相交流电压，通过变换器36变换成直流电压而充电到电池16，或者作为马达14的驱动电压而使用。另外，马达24也能够作为通过从电池16经由转换器35以及变换器36而供给的电力进行旋转驱动的电动机发挥功能。旋转驱动马达24而输出到旋转轴22的动力，能够经由动力分配机构20以及输出轴18输入到发动机12来进行曲轴转动。进而，也能够通过从电池16供给的电力对马达24进行旋转驱动，将该动力经由动力分配机构20以及变速器30输出到车轴32来作为行驶用动力使用。
[0029]从电池16供给的直流电压根据需要由转换器35升压，然后由变换器38转换成三相交流电压而作为驱动电压施加于主要作为电动机发挥功能的马达14，由此所述马达14被旋转驱动。驱动马达14而输出到旋转轴15的动力，经由变速器30以及车轴32传递到驱动轮34，由此在发动机12停止的状态下进行所谓的EV行驶。另外，马达14也具有在通过驾驶员的加速器操作而产生了急加速要求等情况下输出行驶用动力来辅助发动机输出的功能。该马达14和变换器38、或者马达24和变换器36分别构成一个马达系统。
[0030]电池16能够使用例如锂离子电池等二次电池以及电容器等能够充放电的蓄电装置。在电池16与转换器35之间的电路上设有电压传感器40以及电流传感器42。由这些传感器40、42检测出的电池电压Vb以及电池电流Ib被输入到控制装置10。另外，在转换器35与变换器36、38之间还连接有电压传感器(电压检测部)44，由此检测出的转换器输出电压即作为变换器输入电压的系统电压VH被输入到控制装置10。
[0031]控制装置10是进行发动机12、马达