電動機驅動系統及其控制方法技術方案

電動機驅動系統具備：對3相電動機供給電力的逆變器和控制開關元件的控制部。控制部在從停止向3相電動機供給電流的狀態起開始向3相電動機供給交流電流時，以第1、第3、第2的方式切換控制。在第1控制中，以停止向3相電動機供給電流的方式將開關元件全部設為非導通狀態。在第2控制中，反復開關元件的導通狀態、非導通狀態。在第3控制中，將在開始向3相電動機供給交流電流的定時與3相電動機的電流流入的相對應的上臂的開關元件設為導通狀態，并且在下臂的開關中，將在所述定時與3相電動機的電流流出的相對應的下臂的開關元件設為導通狀態。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及具備用于驅動電動機的逆變器及控制部的電動機驅動系統。
技術介紹
近年來，將電動機作為動力源的電動汽車正在不斷普及。電動汽車具備:電動機，搭載于車輛并能夠產生車輛的行駛驅動轉矩；逆變器，生成對電動機供給的3相交流電流；以及控制部，控制逆變器。在控制電動機的情況下，為了盡可能抑制功耗，重要的是如何高效率地驅動電動機。可是，通常的電動機的旋轉速度及產生轉矩與能量效率的關系如圖12所示。從該圖可知，電動機的能量效率根據旋轉速度及轉矩而不同。即，即使旋轉速度為固定，如果轉矩變化則能量效率變化。因此，公開有一種電動機驅動系統，其在電動機的高效率的驅動點對電動機間歇地進行驅動，減少平均的電動機的損失來提高整體的能量效率(例如，專利文獻I)。再有，間歇的電動機驅動是使轉矩間歇地產生的驅動。圖13是表示在專利文獻I記載的電動機驅動技術中轉矩的時間變化的時間圖。在要求電動機的行駛驅動轉矩的動力運行時，控制部交替地設定以比基于加速器操作量的要求轉矩小的第I行駛驅動轉矩指令值來驅動電動機的第I驅動期間，和以比要求行駛驅動轉矩大的第2行駛驅動轉矩指令值來驅動電動機的第2驅動期間。第I及第2驅動期間中的第I及第2行駛驅動轉矩的時間平均值以在規定的誤差范圍內與要求轉矩一致的方式，設定第I及第2驅動期間的比。此外，第2行駛驅動轉矩指令值在電動機的驅動時的能量效率設定為比要求轉矩在電動機的驅動時的能量效率高的值。通過像這 樣驅動電動機，從而能夠使將第I及第2行駛驅動進行時間平均時的整體的能量效率，比電動機連續地輸出基于加速器操作量的要求行駛驅動轉矩的情況下的能量效率高。由此，如圖13所示，通過設置2個行駛驅動轉矩指令值，交替地變更指令值而使電動機的產生轉矩變動，從而能夠適當地滿足要求行駛驅動轉矩并且提高整體的能量效率。現有技術文獻 專利文獻 專利文獻1:日本特開2011-67043號公報。
技術實現思路
專利技術要解決的課題 可是，在上述專利文獻I記載的技術中，并沒有公開從使向電動機的電流供給中斷的第I行駛驅動轉矩指令狀態向對電動機再供給3相交流電流的第2行駛驅動轉矩指令狀態轉變時的具體的逆變器的工作。通常，多是與上述的間歇的工作狀態無關地，在中斷向電動機的電流供給的情況下將逆變器的各開關元件設為非導通狀態，在實施向電動機的電流供給的情況下以供給3相交流電流的方式以PWM (Pulse Width Modulation,脈沖寬度調制)控制等使逆變器的各開關元件進行工作。因此，在上述的間歇工作中，在從第I行駛驅動轉矩指令狀態向第2行駛驅動轉矩指令狀態轉變的情況下，設想單純地從將逆變器的各開關元件設為非導通狀態的第I控制向對逆變器的各開關元件進行PWM控制的第2控制進行切換的方法。可是，從電流供給的中斷向3相交流電流的再供給的轉變需要某種程度的時間。而且，當從電流供給的中斷向3相交流電流的再供給的轉變需要長時間時，從為了電動機產生第2行駛驅動轉矩而開始開關元件的控制，到實際上產生第2行駛驅動轉矩為止需要長時間。因此，使第2行駛驅動轉矩產生的時間變短，預先設定的第I及第2行駛驅動轉矩的產生時間的比與實際的產生時間的比偏移，并不優選。進而，從電流的供給中斷到3相交流電流的再供給為止的期間，是產生轉矩從第I行駛驅動轉矩(零)逐漸增加到第2行駛驅動轉矩的期間，在該期間中成為電動機的能量效率低的驅動狀態。因此，期望從電流的供給中斷到再供給的轉變所需的時間盡可能短。因此，本專利技術正是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種電動機驅動系統，通過改善從中斷向電動機的電流供給的狀態起對電動機再供給3相交流電流時的逆變器的工作，從而能夠縮短從電流的供給中斷到再供給的轉變所需要的時間。用于解決課題的方案 為了解決上述課題，本說明書中公開的電動機驅動系統，具備:逆變器，用于對3相電動機供給電力，所述逆變器具備:至少3個上臂，具有將開關元件和與所述開關元件并聯連接的續流二極管，以及至少3個下臂，具有開關元件和與所述開關元件并聯連接的續流二極管；以及控制部，對所述逆變器具備的所述多個開關元件進行控制，其中，所述控制部有選擇地執行:第I控制，以停止向所述3相電動機的電流供給的方式，將所述多個開關元件的全部設為非導通狀態；第2控制，以向所述3相電動機的各相供給交流電流的方式，反復所述多個開關元件的導通狀態及 非導通狀態；以及第3控制，在所述上臂的開關元件中，將與在開始向所述3相電動機的各相供給交流電流的定時所述3相電動機的電流流入的相對應的上臂的開關元件，在達到所述定時為止的期間中持續地設為導通狀態，并且在所述下臂的開關中，將與在所述定時所述3相電動機的電流流出的相對應的下臂的開關元件，在達到所述定時為止的期間中持續地設為導通狀態，在從停止向所述3相電動機供給電流的狀態起開始向所述3相電動機的各相供給交流電流時，按所述第I控制、所述第3控制、所述第2控制的順序切換所述多個開關元件的控制。專利技術的效果 根據上述結構，能夠縮短從中斷向電動機的電流供給的狀態起至對電動機再供給3相交流電流的狀態的轉變所需要的時間。附圖說明圖1是表示實施方式I的電動機驅動系統的結構的控制框圖。圖2是進行時分控制的情況下的選擇信號與電動機電流的波形圖的一例。圖3 (a)是圖2的局部放大圖，(b)表示是為了獲得(a)的波形而對各開關元件輸出的信號的圖。圖4是表示實施方式I的逆變器的通電相的電路圖。圖5是表示實施方式I的3相電動機的等效電路圖。圖6 (a)是實施方式I的3相的電流波形圖，(b)表示是為了獲得(a)的波形而對各開關元件輸出的信號的圖。圖1是表示U相及V相的目標電流值與電流的時間變化的關系的電流波形圖。圖8 (a)是表示按每30°區分電動機的旋轉相位角的各區間的電流波形的圖，(b)是表示各區間與控制成導通狀態的開關元件的關系的表。圖9 (a)是表示本實施方式的電動機電流波形的時間變化的波形圖，(b)是表示比較例的電動機電流波形的時間變化的波形圖。圖10 (a)是變形例的3相的電流波形圖，(b)表示是為了獲得(a)的波形而對各開關元件輸出的信號的圖。 圖11是表示U相及V相的目標電流值與時間變化的關系的電流波形圖。圖12是表示電動機的旋轉速度及產生轉矩與電動機效率的關系的圖。圖13是表示專利文獻I中記載的現有的電動機驅動技術中轉矩的時間變化的時間圖。具體實施例方式在本專利技術中，在從中斷向電動機的電流供給的狀態起對電動機再供給3相交流電流時，不從第I控制直接切換到第2控制，而按第I控制、第3控制、第2控制的順序進行切換。為了對電動機再供給3相交流電流而使轉矩產生，需要使各相的電流從零變化到產生轉矩所需要的電流值。電流的變化能夠通過使各開關元件反復成為非導通狀態和導通狀態的PWM控制來進行，也能夠通過特定的開關元件持續變成導通狀態的第3控制來進行。可是在PWM控制中，因為包含開關元件變為非導通狀態的期間，所以電流的變化率小，結果，使電流變化到產生在第2控制中要求的轉矩所需要的電流值所要的時間變長。相對于此，在第3控制中，因為將特定的開關元件持續地設為導通狀態，所以不包含該特定的開關元件變為非導通狀態的期間。因此，與PWM控制相比能夠提高電流的變化率，結果，能夠縮短使電流變化本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：中田秀樹，
申請(專利權)人：松下電器產業株式會社，
類型：
國別省市：