本發(fā)明是關(guān)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置的發(fā)明，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括：構(gòu)成為升壓直流電源的電源電壓之后能夠輸出到系統(tǒng)電壓線的轉(zhuǎn)換器；和實(shí)施電力變換的逆變器，該逆變器設(shè)置在所述轉(zhuǎn)換器和旋轉(zhuǎn)電機(jī)之間，在所述系統(tǒng)電壓線的直流電力和驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的交流電力之間進(jìn)行電力變換。

背景技術(shù)：

與上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置相關(guān)，已知有例如在下述專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中揭示了由多個(gè)逆變器共享轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，控制多個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。專(zhuān)利文獻(xiàn)1的技術(shù)是針對(duì)轉(zhuǎn)換器的電壓指令值多個(gè)候選值分別計(jì)算出直流電源的功率損耗、轉(zhuǎn)換器的功率損耗、多個(gè)逆變器的功率損耗、以及所有這些的總和功率損耗，從多個(gè)候選電壓中確定出總和功率損耗為最小的電壓，將確定出的電壓設(shè)定為轉(zhuǎn)換器的電壓指令值。同時(shí)，專(zhuān)利文獻(xiàn)1的技術(shù)還包括存儲(chǔ)以直流電壓、旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度、扭矩等作為參數(shù)的各個(gè)功率損耗的映射數(shù)據(jù)，使用映射數(shù)據(jù)計(jì)算出各個(gè)功率損耗。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)2007-325351號(hào)公報(bào)(圖1，圖5)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明想要解決的問(wèn)題

但是專(zhuān)利文獻(xiàn)1的技術(shù)存在如下問(wèn)題：因?yàn)樾枰槍?duì)多個(gè)候選電壓值分別使用各個(gè)功率損耗的映射數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出各個(gè)功率損耗，這樣運(yùn)算處理負(fù)荷變得很大。為了提高確定精度，有必要增加電壓候選值的數(shù)量，而隨著電壓候選值數(shù)量的增加，運(yùn)算處理負(fù)荷也會(huì)增大。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1的技術(shù)中需要保存各個(gè)功率損耗的映射數(shù)據(jù)，就有了存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)量變大的問(wèn)題。特別是根據(jù)轉(zhuǎn)換器的電路構(gòu)成的不同，轉(zhuǎn)換器的損耗特性有時(shí)相對(duì)于轉(zhuǎn)換器的輸出功率的增加并不單調(diào)增加。這個(gè)時(shí)候需要為直流電壓、轉(zhuǎn)換器的輸出電壓、轉(zhuǎn)換器的輸出功率詳細(xì)地設(shè)定轉(zhuǎn)換器的功率損耗的映射數(shù)據(jù)。而且由于需要算出多個(gè)動(dòng)作點(diǎn)上的功率損耗，因此存儲(chǔ)量以及運(yùn)算處理負(fù)荷將大幅增加，需要安裝高性能的運(yùn)算處理裝置，這樣就帶來(lái)了控制裝置的高成本化的問(wèn)題。

于是期望有這樣的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置：它能夠降低用于計(jì)算降低旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的功率損耗的轉(zhuǎn)換器電壓指令值的運(yùn)算處理所必需的運(yùn)算處理負(fù)荷以及存儲(chǔ)量。

解決問(wèn)題的技術(shù)方案

關(guān)于本發(fā)明涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括升壓直流電源的電源電壓之后能夠輸出到系統(tǒng)電壓線的轉(zhuǎn)換器；以及設(shè)置在所述轉(zhuǎn)換器與旋轉(zhuǎn)電機(jī)之間，用來(lái)在所述系統(tǒng)電壓線的直流電與驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的交流電之間進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換的逆變器，所述控制裝置的特征在于，包括：電壓指令值大于所述電源電壓時(shí)，控制所述轉(zhuǎn)換器，讓所述系統(tǒng)電壓線的直流電壓即系統(tǒng)電壓接近所述電壓指令值的轉(zhuǎn)換器控制部；以及在所述電源電壓以上所述轉(zhuǎn)換器的輸出上限電壓以下的范圍內(nèi)計(jì)算出所述電壓指令值的電壓指令算出部，所述電壓指令算出部包括：必要最小電壓算出部，所述必要最小電壓算出部在當(dāng)前的所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的扭矩指令值和旋轉(zhuǎn)速度的條件下，計(jì)算出實(shí)行所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的最大扭矩電流控制時(shí)所必需的最小的所述系統(tǒng)電壓即必要最小電壓；損耗最小指令算出部，所述損耗最小指令算出部：在所述必要最小電壓在所述電源電壓以上所述轉(zhuǎn)換器的輸出上限電壓以下時(shí)，計(jì)算出轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)，所述轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)表示所述轉(zhuǎn)換器的功率損耗特性，是以所述系統(tǒng)電壓為變量的多項(xiàng)式的系數(shù)；計(jì)算出逆變器的損耗系數(shù)，所述逆變器的損耗系數(shù)表示所述逆變器的功率損耗特性，是以所述系統(tǒng)電壓為變量的多項(xiàng)式的系數(shù)；為多項(xiàng)式的每個(gè)次數(shù)計(jì)算出所述轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)和所述逆變器的損耗系數(shù)的總和；基于計(jì)算出的每個(gè)次數(shù)的總和損耗系數(shù)，在所述必要最小電壓以上所述轉(zhuǎn)換器的輸出上限電壓以下的候選電壓范圍內(nèi)，計(jì)算出讓所述轉(zhuǎn)換器和所述逆變器的總和功率損耗成為最小的所述系統(tǒng)電壓，即低損耗電壓；將所述低損耗電壓設(shè)定給所述電壓指令值。

發(fā)明效果

本發(fā)明涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置并不是通過(guò)對(duì)多個(gè)電壓候選值使用映射數(shù)據(jù)計(jì)算出各個(gè)功率損耗、探索出總和功率損耗為最小的電壓指令值，而是能夠根據(jù)代表了各個(gè)功率損耗特性的多項(xiàng)式系數(shù)，設(shè)定電壓指令值，從而能夠降低運(yùn)算處理負(fù)荷。并且，用多項(xiàng)式來(lái)近似各個(gè)功率損耗特性，因此與直接將功率損耗特性映射數(shù)據(jù)化相比，存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)量能夠大幅降低。因此，在降低運(yùn)算處理負(fù)荷與存儲(chǔ)量的同時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的總和功率損耗也能夠降低。

附圖說(shuō)明

[圖1]本發(fā)明實(shí)施方式1的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。

[圖2]本發(fā)明實(shí)施方式1的控制裝置的簡(jiǎn)要方框圖。

[圖3]本發(fā)明實(shí)施方式1的逆變器控制部的方框圖。

[圖4]本發(fā)明實(shí)施方式1的電壓指令算出部的方框圖。

[圖5]本發(fā)明實(shí)施方式1的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的扭矩-旋轉(zhuǎn)速度特性圖。

[圖6]本發(fā)明實(shí)施方式1的逆變器以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)的功率損耗特性圖。

[圖7]本發(fā)明實(shí)施方式1的必要最小電壓算出部的方框圖。

[圖8]本發(fā)明實(shí)施方式1的轉(zhuǎn)換器功率損耗特性圖。

[圖9]表示本發(fā)明實(shí)施方式1的損耗最小指令算出部的處理的流程圖。

[圖10]用于說(shuō)明表示本發(fā)明實(shí)施方式1的轉(zhuǎn)換器的功率損耗特性的多項(xiàng)式及其系數(shù)計(jì)算方法的圖。

[圖11]用于說(shuō)明表示本發(fā)明實(shí)施方式1的第一逆變器的功率損耗特性的多項(xiàng)式及其系數(shù)計(jì)算方法的圖。

[圖12]用于說(shuō)明表示本發(fā)明實(shí)施方式1的第二逆變器的功率損耗特性的多項(xiàng)式及其系數(shù)計(jì)算方法的圖。

[圖13]用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式1的總和功率損耗特性隨2次總和損耗系數(shù)的正負(fù)而進(jìn)行變化的圖。

[圖14]用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式1的根據(jù)極電壓位置來(lái)設(shè)定電壓指令值的圖。

[圖15]用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式1的根據(jù)極電壓位置來(lái)設(shè)定電壓指令值的圖。

[圖16]用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式1的根據(jù)極電壓位置來(lái)設(shè)定電壓指令值的圖。

[圖17]用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式1的根據(jù)極電壓位置來(lái)設(shè)定電壓指令值的圖。

[圖18]本發(fā)明實(shí)施方式1的算法選擇部的方框圖。

[圖19]本發(fā)明實(shí)施方式2的電壓指令算出部的方框圖。

[圖20]本發(fā)明實(shí)施方式1的控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

參照附圖來(lái)說(shuō)明實(shí)施方式1的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1000的控制裝置400(以下簡(jiǎn)稱控制裝置400)。圖1是本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1000以及控制裝置400的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。

旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1000包括轉(zhuǎn)換器15和逆變器in組成，轉(zhuǎn)換器15構(gòu)成為能夠在升壓直流電源b的電源電壓vb之后輸出到系統(tǒng)電壓線7，8，轉(zhuǎn)換器15與旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg之間設(shè)置了逆變器in，它在系統(tǒng)電壓線7，8的直流功率與驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的交流功率之間進(jìn)行功率變換。本實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg被作為車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)力源，旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1000以及控制裝置400被搭載到車(chē)輛(本例中是混合動(dòng)力車(chē)輛)上。旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg和逆變器in設(shè)置了多組(本例中是2組)。

第1以及第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1、mg2分別包括固定在非旋轉(zhuǎn)部件上的定子和配置在該定子的徑向內(nèi)側(cè)、可旋轉(zhuǎn)地得到支承的轉(zhuǎn)子。本實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg采用永磁體同步型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在定子上設(shè)置3相繞組，在轉(zhuǎn)子上設(shè)置永磁體。第1以及第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1、mg2各自同時(shí)兼具電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的功能。

本實(shí)施方式中，第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1作為由未圖示的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)作，并且也作為啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作。第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2經(jīng)由未圖示的輸出軸和減速機(jī)與車(chē)輪聯(lián)結(jié)，作為驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作，并且也作為利用車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行再生發(fā)電的發(fā)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)作。

接著來(lái)說(shuō)明用于驅(qū)動(dòng)第1以及第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1，mg2的裝置結(jié)構(gòu)。直流電源b使用了鎳氫或鋰離子等類(lèi)型的二次電池。當(dāng)然直流電源b也可以使用電雙層電容器等。直流電源b的正極端與轉(zhuǎn)換器15的電源側(cè)正極電線6相連接，直流電源b的負(fù)極端與轉(zhuǎn)換器15的電源側(cè)負(fù)極電線5相連接。為了檢測(cè)出直流電源b的電源電壓vb，設(shè)置了電源電壓傳感器10。電源電壓傳感器10的輸出信號(hào)被輸入至控制裝置400。

轉(zhuǎn)換器15連接在直流電源b與系統(tǒng)電壓線7、8之間，是轉(zhuǎn)換直流功率的dc-dc(直流到直流)轉(zhuǎn)化器。本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換器15是升降壓轉(zhuǎn)換器，它具有將直流電源b的電源電壓vb升壓之后輸出到系統(tǒng)電壓線7，8的升壓斬波器功能以及將系統(tǒng)電壓線7，8的直流電壓即系統(tǒng)電壓vh降壓之后輸出到直流電源b的降壓斬波器功能。轉(zhuǎn)換器15至少具有電抗器、開(kāi)關(guān)元件和穩(wěn)流二極管。

轉(zhuǎn)換器15中有連接在電源側(cè)正極電線6和電源側(cè)負(fù)極電線5之間的濾波電容器c1。在直流電源b的正極端與電源側(cè)正極電線6之間，以及直流電源b的負(fù)極端與電源側(cè)負(fù)極電線5之間設(shè)置了車(chē)輛駕駛時(shí)被打開(kāi)、車(chē)輛駕駛停止時(shí)被關(guān)閉的繼電器(沒(méi)有圖示)。

本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換器15包括：升壓斬波器和降壓斬波器共用的一個(gè)電抗器l1；升壓斬波器用的2個(gè)開(kāi)關(guān)元件q3、q4；升壓斬波器用的2個(gè)穩(wěn)流二極管d1、d2；降壓斬波器用的2個(gè)開(kāi)關(guān)元件q1、q2；降壓斬波器用的2個(gè)穩(wěn)流二極管d3、d4；升壓斬波器和降壓斬波器共用的濾波電容器c0。4個(gè)開(kāi)關(guān)元件q1、q2、q3、q4位于正極側(cè)的系統(tǒng)電壓線7和負(fù)極側(cè)的系統(tǒng)電壓線8之間，從正極側(cè)開(kāi)始按q1、q2、q3、q4的順序串聯(lián)連接。4個(gè)穩(wěn)流二極管d1、d2、d3、d4分別與4個(gè)開(kāi)關(guān)元件q1、q2、q3、q4反向并聯(lián)連接。4個(gè)開(kāi)關(guān)元件q1、q2、q3、q4分別根據(jù)控制裝置400發(fā)出的轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)s1、s2、s3、s4來(lái)控制開(kāi)、關(guān)。

電抗器l1連接在開(kāi)關(guān)元件q2與q3的連接節(jié)點(diǎn)和電源側(cè)正極電線6之間。電容器c2連接在開(kāi)關(guān)元件q1與q2的連接節(jié)點(diǎn)和開(kāi)關(guān)元件q3與q4的連接節(jié)點(diǎn)之間。濾波電容器c0連接在正極側(cè)的系統(tǒng)電壓線7和負(fù)極側(cè)的系統(tǒng)電壓線8之間。正極側(cè)的系統(tǒng)電壓線7和負(fù)極側(cè)的系統(tǒng)電壓線8之間，為了檢測(cè)出系統(tǒng)電壓線7、8的系統(tǒng)電壓vh而設(shè)置了系統(tǒng)電壓傳感器13。系統(tǒng)電壓傳感器13的輸出信號(hào)被輸入至控制裝置400。

第1逆變器in1和第2逆變器in2的直流電壓側(cè)通過(guò)共用的系統(tǒng)電壓線7、8與轉(zhuǎn)換器15相連。

第1逆變器in1中，與3相各相的繞組相對(duì)應(yīng)地，設(shè)置有3組串聯(lián)電路(支線)，每組串聯(lián)電路通過(guò)串聯(lián)連接與正極側(cè)的系統(tǒng)電壓線7相連接的正極側(cè)的開(kāi)關(guān)元件q11(上臂)和與負(fù)極側(cè)的系統(tǒng)電壓線8相連接的負(fù)極側(cè)的開(kāi)關(guān)元件q12(下臂)而構(gòu)成。即第1逆變器in1有3個(gè)正極側(cè)的開(kāi)關(guān)元件q11u、q11v、q11w和3個(gè)負(fù)極側(cè)的開(kāi)關(guān)元件q12u、q12v、q12w，合計(jì)共6個(gè)開(kāi)關(guān)元件。各個(gè)開(kāi)關(guān)元件q11u、q11v、q11w、q12u、q12v、q12w分別與穩(wěn)流二極管d11u、d11v、d11w、d12u、d12v、d12w反向并聯(lián)連接。然后，各相的正極側(cè)的開(kāi)關(guān)元件q11與負(fù)極側(cè)的開(kāi)關(guān)元件q12的連接節(jié)點(diǎn)又和第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1中相應(yīng)的相的繞組連接。用于檢測(cè)各相繞組上流過(guò)的電流的電流傳感器27被設(shè)置在用于連接開(kāi)關(guān)元件的連接節(jié)點(diǎn)和繞組的各相的電線上。電流傳感器27的輸出信號(hào)發(fā)送到控制裝置400。各個(gè)開(kāi)關(guān)元件q11u、q11v、q11w、q12u、q12v、q12w分別根據(jù)控制裝置400發(fā)出的第1逆變器控制信號(hào)s11、s12、s13、s14、s15、s16來(lái)控制開(kāi)、關(guān)。

同樣的，第2逆變器in2中，與3相各相的繞組相對(duì)應(yīng)地，設(shè)置有3組串聯(lián)電路(支線)，每組串聯(lián)電路通過(guò)串聯(lián)連接與正極側(cè)的系統(tǒng)電壓線7相連接的正極側(cè)的開(kāi)關(guān)元件q21(上臂)和與負(fù)極側(cè)的系統(tǒng)電壓線8相連接的負(fù)極側(cè)的開(kāi)關(guān)元件q22(下臂)而構(gòu)成。即第2逆變器in2有3個(gè)正極側(cè)的開(kāi)關(guān)元件q21u、q21v、q21w和3個(gè)負(fù)極側(cè)的開(kāi)關(guān)元件q22u、q22v、q22w，合計(jì)共6個(gè)開(kāi)關(guān)元件。各個(gè)開(kāi)關(guān)元件q21u、q21v、q21w、q22u、q22v、q22w分別與穩(wěn)流二極管d21u、d21v、d21w、d22u、d22v、d22w反向并聯(lián)連接。然后，各相的正極側(cè)的開(kāi)關(guān)元件q21與負(fù)極側(cè)的開(kāi)關(guān)元件q22的連接節(jié)點(diǎn)又和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2中相應(yīng)的相的繞組連接。用于檢測(cè)各相繞組上流過(guò)的電流的電流傳感器27被設(shè)置在用于連接開(kāi)關(guān)元件的連接節(jié)點(diǎn)和繞組的各相的電線上。電流傳感器27的輸出信號(hào)發(fā)送到控制裝置400。各個(gè)開(kāi)關(guān)元件q21u、q21v、q21w、q22u、q22v、q22w分別根據(jù)控制裝置400發(fā)出的第2逆變器控制信號(hào)s21、s22、s23、s24、s25、s26來(lái)控制開(kāi)、關(guān)。

逆變器in1、in2根據(jù)控制裝置400的開(kāi)關(guān)控制，將系統(tǒng)電壓線7、8的直流電壓轉(zhuǎn)換成3相交流電壓之后輸出到旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1、mg2，這樣就使旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1、mg2具備了電動(dòng)機(jī)的功能。并且，逆變器in1、in2還能根據(jù)控制裝置400的開(kāi)關(guān)控制將旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1、mg2發(fā)電產(chǎn)生的3相交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓之后，輸出到系統(tǒng)電壓線7、8上。

作為轉(zhuǎn)換器15以及逆變器in1、in2的開(kāi)關(guān)元件，采用igbt(絕緣柵雙極型晶體管)、功率mos(金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管、功率雙極型晶體管、sic、gan等。

逆變器in1、in2中分別設(shè)置了用于檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角θ的旋轉(zhuǎn)角傳感器28(本例中為旋轉(zhuǎn)變壓器)。每個(gè)旋轉(zhuǎn)角傳感器28的輸出信號(hào)發(fā)送到控制裝置400?？刂蒲b置400基于每個(gè)旋轉(zhuǎn)角傳感器28的輸出信號(hào)，分別檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1、mg2的旋轉(zhuǎn)角θ1、θ2。然后基于旋轉(zhuǎn)角θ1、θ2分別計(jì)算出旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1、mg2的旋轉(zhuǎn)速度ω1、ω2(本案例中為旋轉(zhuǎn)角速度)。

控制裝置400具有后面會(huì)講到的轉(zhuǎn)換器控制部750、電壓指令算出部700以及逆變器控制部600等功能部件。控制裝置400的各個(gè)功能是通過(guò)控制裝置400所具備的處理電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)施方式中，控制裝置400的處理電路(如圖20所示)有以下這些部分：cpu(中央處理單元)和dsp(數(shù)字信號(hào)處理器)等運(yùn)算處理裝置90(計(jì)算機(jī))；與運(yùn)算處理裝置90之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的存儲(chǔ)裝置91；將外部的信號(hào)輸入到運(yùn)算處理裝置90的輸入電路92；以及從運(yùn)算處理裝置90輸出信號(hào)到外部的輸出電路93等。作為存儲(chǔ)裝置91，具有ram(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、rom(只讀存儲(chǔ)器)等，ram構(gòu)成為能夠從運(yùn)算處理裝置90讀取并且寫(xiě)入數(shù)據(jù)，rom構(gòu)成為只能從運(yùn)算處理裝置90讀取數(shù)據(jù)。輸入電路92與電壓傳感器10、13等各式傳感器以及開(kāi)關(guān)等相連接，具有a/d變換器等，將這些傳感器和開(kāi)關(guān)等的輸出信號(hào)發(fā)送到運(yùn)算處理裝置90。輸出電路93與對(duì)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)的柵極驅(qū)動(dòng)電路等的電負(fù)載相連接，具有將控制信號(hào)從運(yùn)算處理裝置90輸出到這些電負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電路等。本實(shí)施方式中，輸入電路92與電源電壓傳感器10、系統(tǒng)電壓傳感器13、電流傳感器27、旋轉(zhuǎn)角傳感器28等相連接。輸出電路93與轉(zhuǎn)換器15的開(kāi)關(guān)元件(柵極驅(qū)動(dòng)電路)、逆變器in1、in2的開(kāi)關(guān)元件(柵極驅(qū)動(dòng)電路)等相連接。

然后，控制裝置400所具備的各控制部750、700、600等的各功能是通過(guò)運(yùn)算處理裝置90運(yùn)行rom等存儲(chǔ)裝置91中所存儲(chǔ)的軟件(程序)，并且與存儲(chǔ)裝置91、輸入電路92以及輸出電路93等控制裝置400的其他硬件一起協(xié)同工作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。另外，各控制部750、700、600等所使用的映射數(shù)據(jù)等設(shè)定數(shù)據(jù)作為軟件(程序)的一部分，由rom等存儲(chǔ)裝置91所存儲(chǔ)。

以下對(duì)控制裝置400的各功能詳細(xì)說(shuō)明。

〈逆變器控制部600〉

首先，逆變器控制部600是通過(guò)控制逆變器in的開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)施旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的動(dòng)作控制的。逆變器控制部600對(duì)逆變器in的開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，使得旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg輸出扭矩指令值tqcom的扭矩。扭矩指令值tqcom是控制裝置400外部的控制裝置或者控制裝置400內(nèi)部的其他控制部傳遞過(guò)來(lái)的。本實(shí)施方式中，逆變器控制部600使用矢量控制法來(lái)實(shí)施電流反饋控制。本實(shí)施方式中，逆變器控制部600包括第1逆變器控制部601和第2逆變器控制部602，第1逆變器控制部601控制第1逆變器in1和第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1，第2逆變器控制部602控制第2逆變器in2和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2。

第1以及第2扭矩指令值tqcom1、tqcom2分別根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定為正或負(fù)。特別是混合動(dòng)力車(chē)輛的再生制動(dòng)時(shí)，將第2扭矩指令值tqcom2設(shè)定為負(fù)值(tqcom2<0)。這個(gè)時(shí)候，第2逆變器in2將根據(jù)響應(yīng)于第2逆變器控制信號(hào)s21～s26的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，把第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2發(fā)電產(chǎn)生的交流電壓變換成直流電壓，把直流電壓(系統(tǒng)電壓vh)提供給轉(zhuǎn)換器15。

因?yàn)榈?逆變器控制部601和第2逆變器控制部602有同樣的構(gòu)成，所以以下將第1逆變器控制部601作為代表來(lái)說(shuō)明。

如圖3所示，第1逆變器控制部601包括以下幾個(gè)部分：電流指令算出部610、電流控制部640、電壓坐標(biāo)變換部650、pwm信號(hào)生成部660、電流坐標(biāo)變換部620以及旋轉(zhuǎn)速度檢出部630。旋轉(zhuǎn)速度檢出部630根據(jù)第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的旋轉(zhuǎn)角傳感器28的輸出信號(hào)檢測(cè)出第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度θ1(磁極位置)和旋轉(zhuǎn)角速度ω1。

電流指令算出部610用來(lái)算出第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的3相繞組上流過(guò)的電流的指令值，即，第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的dq軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系表示的d軸電流指令值idcom和q軸電流指令值iqcom。dq軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指的是在設(shè)置于第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的轉(zhuǎn)子的永磁體的n極方向(磁極位置)上確定的d軸以及在以d軸為基準(zhǔn)將電角度前進(jìn)90度(π/2)所得到的方向上確定的q軸所構(gòu)成的、與轉(zhuǎn)子的電角度旋轉(zhuǎn)同步地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的2軸的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。

電流指令算出部610算出第1扭矩指令值tqcom1，即，輸出到第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的d軸電流指令值idcom和q軸電流指令值iqcom。電流指令算出部610基于最大扭矩電流控制、削弱磁場(chǎng)控制等電流矢量控制方法計(jì)算出dq軸電流指令值idcom、iqcom。最大扭矩電流控制法指的是計(jì)算出針對(duì)同一電流產(chǎn)生扭矩最大的dq軸電流指令值idcom、iqcom。削弱磁場(chǎng)控制法指的是與最大扭矩電流控制法所算出的dq軸電流指令值idcom、iqcom相比，使d軸電流指令值idcom更加在負(fù)方向上增加。削弱磁場(chǎng)控制法根據(jù)第1扭矩指令值tqcom1在感應(yīng)電壓橢圓(電壓限制橢圓)上移動(dòng)dq軸電流指令值idcom、iqcom。削弱磁場(chǎng)控制法實(shí)施扭矩控制，使得基波成分的振幅大致固定。

電流指令算出部610，針對(duì)每一種控制方式預(yù)先設(shè)定第1扭矩指令值tqcom1與dq軸電流指令值idcom、iqcom之間的關(guān)系而得到映射數(shù)據(jù)，利用這些映射數(shù)據(jù)計(jì)算出與第1扭矩指令值tqcom1相對(duì)應(yīng)的dq軸電流指令值idcom、iqcom。

電流指令算出部610，在能夠?qū)嵭凶畲笈ぞ仉娏骺刂频倪\(yùn)轉(zhuǎn)條件下，通過(guò)最大扭矩電流控制計(jì)算出dq軸電流指令值，在因?yàn)橛须妷合拗茩E圓的限制，不能通過(guò)最大扭矩電流控制算出dq軸電流指令值的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，通過(guò)削弱磁場(chǎng)控制計(jì)算出dq軸電流指令值。

基于第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的電流傳感器27的輸出信號(hào)檢測(cè)出各相的繞組上流過(guò)的3相電流iu、iv、iw，電流坐標(biāo)變換部620根據(jù)磁極位置θ1對(duì)該3相電流iu、iv、iw進(jìn)行3相2相變換以及旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，變換成用dq軸坐標(biāo)系表示的d軸電流id和q軸電流iq。電流控制部640進(jìn)行如下反饋控制：為了讓dq軸電流id、iq接近于dq軸電流指令值idcom、iqcom，利用pi控制來(lái)改變d軸電壓指令值vd#以及q軸電壓指令值vq#，該d軸電壓指令值vd#以及q軸電壓指令值vq#是用dq軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系來(lái)表示第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1上施加的電壓的指令信號(hào)而得到的。這之后，電壓坐標(biāo)變換部650基于磁極位置θ1對(duì)dq軸電壓指令值vd#、vq#實(shí)施固定坐標(biāo)變換以及2相3相變換，轉(zhuǎn)換為給3相各相的繞組的交流電壓指令值，即三相交流電壓指令值vu，vv，vw。另外在電壓坐標(biāo)變換時(shí)系統(tǒng)電壓vh也被反映。

pwm信號(hào)生成部660分別比較三相交流電壓指令值vu，vv，vw和具有系統(tǒng)電壓vh的振動(dòng)幅度的、以載波頻率進(jìn)行振動(dòng)的載波(三角波)，當(dāng)交流電壓指令值超過(guò)載波時(shí)，打開(kāi)矩形脈沖波；當(dāng)交流電壓指令值低于載波時(shí)關(guān)閉矩形脈沖波。pwm信號(hào)生成部660基于3相各相的矩形脈沖波生成第1逆變器控制信號(hào)s11～s16，輸出到第1逆變器in1。

<轉(zhuǎn)換器控制部750>

轉(zhuǎn)換器控制部750在電壓指令值vh#大于電源電壓vb時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換器15實(shí)施控制，使得系統(tǒng)電壓線7、8的直流電壓即系統(tǒng)電壓vh值接近于電壓指令值vh#。本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換器控制部750基于電源電壓傳感器10的輸出信號(hào)檢測(cè)出電源電壓vb，基于系統(tǒng)電壓傳感器13的輸出信號(hào)檢測(cè)出系統(tǒng)電壓vh。轉(zhuǎn)換器控制部750根據(jù)系統(tǒng)電壓vh以及電壓指令值vh#，通過(guò)pwm控制方式，改變轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)s1～s4的占空比。

轉(zhuǎn)換器控制部750使轉(zhuǎn)換器15進(jìn)行升壓動(dòng)作的時(shí)候，比如交替設(shè)置開(kāi)關(guān)元件q1、q2的開(kāi)期間以及開(kāi)關(guān)元件q3、q4的開(kāi)期間，通過(guò)改變兩個(gè)開(kāi)期間的比率，來(lái)改變升壓比。轉(zhuǎn)換器控制部750使轉(zhuǎn)換器15進(jìn)行降壓動(dòng)作的時(shí)候，比如交替設(shè)置開(kāi)關(guān)元件q1、q2的開(kāi)期間以及開(kāi)關(guān)元件q1、q2、q3、q4的閉期間，通過(guò)改變開(kāi)期間和閉期間的比率，來(lái)改變降壓比。轉(zhuǎn)換器控制部750在電壓指令值vh#小于等于電源電壓vb的時(shí)候，開(kāi)關(guān)元件q1、q2、q3、q4全部關(guān)閉，使得直流電源b與系統(tǒng)電壓線7、8成為直接連接的狀態(tài)。

轉(zhuǎn)換器15在升壓動(dòng)作時(shí)，將直流電源b提供的電源電壓vb升壓之后成為系統(tǒng)電壓vh，再將系統(tǒng)電壓vh同時(shí)提供給逆變器in1、in2。轉(zhuǎn)換器15在降壓動(dòng)作時(shí)，通過(guò)濾波電容器c0將逆變器in1、in2所提供的系統(tǒng)電壓vh降壓，然后提供給直流電源b。

<電壓指令算出部700>

電壓指令算出部700在電源電壓vb以上轉(zhuǎn)換器15的輸出上限電壓vmax以下的范圍內(nèi)算出電壓指令值vh#。

旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg在旋轉(zhuǎn)速度ω以及扭矩增加之后，旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的反電動(dòng)勢(shì)就會(huì)增加，感應(yīng)電壓也會(huì)增加，因此對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg實(shí)施最大扭矩電流控制時(shí)所必需的最小系統(tǒng)電壓vh、即必要最小電壓vhl會(huì)增高。為了實(shí)施最大扭矩電流控制，系統(tǒng)電壓vh就要比必要最小電壓vhl高。另一方面，轉(zhuǎn)換器15的升壓是有限制的，轉(zhuǎn)換器15的輸出電壓(系統(tǒng)電壓vh)是有上限值(輸出上限電壓vmax)的。

如圖4和圖7所示，電壓指令算出部700設(shè)置了必要最小電壓算出部800，它的作用是在旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的扭矩指令值tqcom以及旋轉(zhuǎn)速度ω的當(dāng)前條件下，算出實(shí)施旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的最大扭矩電流控制時(shí)所必需的最小系統(tǒng)電壓vh、即必要最小電壓vhl。

電壓指令算出部700在必要最小電壓vhl小于等于輸出上限電壓vmax的時(shí)候，將電壓指令值vh#設(shè)定在必要最小電壓vhl以上輸出上限電壓vmax以下的候選電壓范圍內(nèi)，逆變器控制部600實(shí)施最大扭矩電流控制。另一方面，電壓指令算出部700在必要最小電壓vhl大于輸出上限電壓vmax的時(shí)候?qū)㈦妷褐噶钪祐h#設(shè)定為輸出上限電壓vmax，實(shí)施削弱磁場(chǎng)控制。

為了說(shuō)明實(shí)行最大扭矩電流控制的最大扭矩區(qū)域，在圖5中示出了扭矩-旋轉(zhuǎn)速度特性?？v軸是旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的扭矩，橫軸是旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度ω，圖中的實(shí)線表示當(dāng)實(shí)行最大扭矩電流控制的時(shí)候，各個(gè)旋轉(zhuǎn)速度ω下的最大扭矩線。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度ω小于等于基底旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，因?yàn)樾D(zhuǎn)電機(jī)mg的電流的確定受額定電流的限制，旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的最大輸出扭矩相對(duì)于旋轉(zhuǎn)速度ω的變化是一個(gè)固定值。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度ω大于基底旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，因?yàn)樾D(zhuǎn)電機(jī)mg的線間電壓的確定受系統(tǒng)電壓vh的限制，旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的最大輸出扭矩隨著旋轉(zhuǎn)速度ω的增加而減少。

圖5中多條實(shí)線曲線圖示了系統(tǒng)電壓vh變化時(shí)，最大扭矩電流控制的最大扭矩線的變化。如圖5所示，隨著系統(tǒng)電壓vh從電源電壓vb升壓到輸出上限電壓vmax，最大扭矩線和基底旋轉(zhuǎn)速度能夠向著高旋轉(zhuǎn)速度的方向移動(dòng)，就能夠擴(kuò)大最大扭矩區(qū)域。當(dāng)系統(tǒng)電壓vh等于輸出上限電壓vmax時(shí)，基底旋轉(zhuǎn)速度最高，最大扭矩區(qū)域最大。在對(duì)應(yīng)于該輸出上限電壓vmax的最大扭矩區(qū)域內(nèi)，為了實(shí)行最大扭矩電流控制，讓系統(tǒng)電壓vh在必要最小電壓vhl到輸出上限電壓vmax的范圍內(nèi)變化。

比這個(gè)輸出上限電壓vmax所對(duì)應(yīng)的最大扭矩區(qū)域更高旋轉(zhuǎn)速度和更高扭矩一側(cè)的區(qū)域，就是實(shí)行削弱磁場(chǎng)控制的削弱磁場(chǎng)區(qū)域。在這個(gè)削弱磁場(chǎng)區(qū)域中系統(tǒng)電壓vh等于輸出上限電壓vmax。

最大扭矩區(qū)域是為了實(shí)施最大扭矩電流控制的必要最小電壓vhl小于等于系統(tǒng)電壓vh(輸出上限電壓vmax)的區(qū)域，削弱磁場(chǎng)區(qū)域是必要最小電壓vhl大于系統(tǒng)電壓vh(輸出上限電壓vmax)的區(qū)域。

圖6中，縱軸是逆變器in及旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的總功率損耗，橫軸是系統(tǒng)電壓vh，是某個(gè)旋轉(zhuǎn)速度下，各扭矩的等轉(zhuǎn)矩曲線圖。一般來(lái)說(shuō)，要產(chǎn)生大的扭矩，就需要大的電動(dòng)機(jī)電流，因此損耗就會(huì)相應(yīng)變大。圖6中虛線是一條最大扭矩區(qū)域與削弱磁場(chǎng)區(qū)域切換的線，也是系統(tǒng)電壓vh等于必要最小電壓vhl的線。從圖6可以看出在最大扭矩區(qū)域與削弱磁場(chǎng)區(qū)域切換線的附近逆變器in及旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的總功率損耗會(huì)變小。

還可看出，在削弱磁場(chǎng)區(qū)域中，系統(tǒng)電壓vh越小逆變器in及旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的總功率損耗則越大。因此，準(zhǔn)備好第1以及第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1、mg2，當(dāng)?shù)?旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的必要最小電壓vhl(以下稱之為第1必要電壓vmg1)與第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的必要最小電壓vhl(以下稱之為第2必要電壓vmg2)不相等時(shí)，設(shè)定電壓指令值vh#，讓系統(tǒng)電壓vh接近于vmg1和vmg2中電壓高的一方，就能夠讓第1以及第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1、mg2雙方都在最大扭矩區(qū)域一側(cè)動(dòng)作，從而能降低損耗。本實(shí)施方式中，如后所述，必要最小電壓算出部800把比第1必要電壓vmg1和第2必要電壓vmg2中較高的電壓設(shè)定為必要最小電壓vhl。

實(shí)施最大扭矩電流控制時(shí)，電壓指令值vh#能夠在必要最小電壓vhl到輸出上限電壓vmax的電壓范圍內(nèi)設(shè)定，有設(shè)定的自由度。于是在電壓指令算出部700中設(shè)置了損耗最小指令算出部802，它的作用是在必要最小電壓vhl以上轉(zhuǎn)換器15的輸出上限電壓vmax以下的候選電壓范圍內(nèi)，將低損耗電壓vhll設(shè)定給電壓指令值vh#，低損耗電壓vhll就是指轉(zhuǎn)換器15和逆變器in的總合功率損耗成為最小時(shí)的系統(tǒng)電壓vh。

但是如果希望算出總合功率損耗成為最小時(shí)的系統(tǒng)電壓vh，就會(huì)有增加運(yùn)算處理負(fù)荷的問(wèn)題。例如，如圖6所示，對(duì)于多個(gè)候選電壓，分別用功率損耗特性映射數(shù)據(jù)算出功率損耗，需要確定在這些多個(gè)候選電壓中總合功率損耗最小的電壓。

于是當(dāng)必要最小電壓vhl在電源電壓vb以上轉(zhuǎn)換器15的輸出上限電壓vmax以下的時(shí)候，損耗最小指令算出部802算出轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)，算出逆變器的損耗系數(shù)，轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)代表了轉(zhuǎn)換器15的功率損耗特性，它是以系統(tǒng)電壓vh為變量的多項(xiàng)式的系數(shù)，逆變器的損耗系數(shù)代表了逆變器in的功率損耗特性，它是以系統(tǒng)電壓vh為變量的多項(xiàng)式的系數(shù)。然后損耗最小指令算出部802為多項(xiàng)式的每個(gè)次數(shù)算出轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)及逆變器的損耗系數(shù)的總和，基于算出的每個(gè)次數(shù)的總和損耗系數(shù)算出候選電壓范圍內(nèi)的低損耗電壓vhll，將低損耗電壓vhll的值設(shè)定給電壓指令值vh#。

這樣的構(gòu)成機(jī)制，因?yàn)槭腔跒槎囗?xiàng)式的每個(gè)次數(shù)算出轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)及逆變器的損耗系數(shù)的總和而得到的總和損耗系數(shù)來(lái)算出低損耗電壓vhll，就沒(méi)有必要對(duì)多個(gè)候選電壓分別用映射數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而能夠降低運(yùn)算處理負(fù)荷。而且，由于用多項(xiàng)式來(lái)近似各個(gè)功率損耗特性，因此相比于將功率損耗特性直接進(jìn)行映射數(shù)據(jù)化，存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)量也能夠大幅降低。

以下詳細(xì)說(shuō)明電壓指令算出部700的各組成部分。

<必要最小電壓算出部800>

首先說(shuō)明必要最小電壓算出部800的詳細(xì)構(gòu)成。對(duì)于第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1，在第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的扭矩指令值tqcom1和旋轉(zhuǎn)速度ω1的當(dāng)前條件下，必要最小電壓算出部800算出實(shí)行第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的最大扭矩電流控制時(shí)所必需的最小的系統(tǒng)電壓vh，即第1必要電壓vmg1。對(duì)于第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2，在第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的扭矩指令值tqcom2和旋轉(zhuǎn)速度ω2的當(dāng)前條件下，必要最小電壓算出部800算出實(shí)行第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的最大扭矩電流控制時(shí)所必需的最小的系統(tǒng)電壓vh，即第2必要電壓vmg2。然后必要最小電壓算出部800將第1必要電壓vmg1和第2必要電壓vmg2中的最大值設(shè)定給必要最小電壓vhl。

這樣的構(gòu)成，讓第1及第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1、mg2雙方都能夠把能實(shí)施最大扭矩電流控制的最小的系統(tǒng)電壓vh設(shè)定給必要最小電壓vhl。從而能夠避開(kāi)讓功率損耗增加的削弱磁場(chǎng)控制的實(shí)施，就能夠降低第1及第2逆變器in1、in2和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的功率損耗。

本實(shí)施方式中，如圖7所示，必要最小電壓算出部800包括如下部分：第1及第2最大扭矩電流指令算出部1110；第1及第2電感算出部1120；第1及第2必要電壓算出部1130；最大電壓運(yùn)算部1140。

第1最大扭矩電流指令算出部1110算出第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1，這兩個(gè)指令值在實(shí)行最大扭矩電流控制時(shí)，向第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1輸出第1扭矩指令值tqcom1。第1最大扭矩電流指令算出部1110與第1逆變器控制部601的電流指令算出部610使用同樣的方法算出dq軸電流指令值。

本實(shí)施方式中，第1最大扭矩電流指令算出部1110是在基底旋轉(zhuǎn)速度以下預(yù)先設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度(例如，ω1＝0)的既定運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，算出第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1。根據(jù)這個(gè)構(gòu)成，即使現(xiàn)在的運(yùn)轉(zhuǎn)條件是削弱磁場(chǎng)區(qū)域，也能確實(shí)地計(jì)算出最大扭矩電流控制用的電流指令值。

第1最大扭矩電流指令算出部1110使用預(yù)先設(shè)定了第1扭矩指令值tqcom1和第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1之間關(guān)系的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出與第1扭矩指令值tqcom1相對(duì)應(yīng)的第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1。映射數(shù)據(jù)是實(shí)測(cè)值，或者是根據(jù)磁場(chǎng)分析預(yù)先設(shè)定的值。映射數(shù)據(jù)中，根據(jù)規(guī)定的扭矩指令值間隔(刻度)，設(shè)定有與各扭矩指令值相對(duì)應(yīng)的q軸電流指令值和d軸電流指令值。

第1電感算出部1120計(jì)算出對(duì)應(yīng)于第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1的第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的第1dq軸電感l(wèi)d_loss1、lq_loss1。第1電感算出部1120使用預(yù)先設(shè)定了第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1和第1dq軸電感l(wèi)d_loss1、lq_loss1之間關(guān)系的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出與第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1相對(duì)應(yīng)的第1dq軸電感l(wèi)d_loss1、lq_loss1。

第1必要電壓算出部1130根據(jù)第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1、第1dq軸電感l(wèi)d_loss1、lq_loss1以及第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的旋轉(zhuǎn)速度ω1，通過(guò)下式計(jì)算出第1必要電壓vmg1。

[公式1]

數(shù)1

在這里η1是電壓利用率，表示了系統(tǒng)電壓vh變換為第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的線間電壓的比率。因此，式1中，通過(guò)平方根的運(yùn)算計(jì)算出在實(shí)行第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的最大扭矩電流控制時(shí)所必需的最小的第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的線間電壓，使用η1將線間電壓轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)電壓。r1是第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的定子繞組的電阻。φmag1是第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的轉(zhuǎn)子永磁體的磁通量。

第2最大扭矩電流指令算出部1110用與第1最大扭矩電流指令算出部1110相同的方法，算出第2最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss2、iqcom_loss2，這兩個(gè)指令值在實(shí)行最大扭矩電流控制時(shí)，向第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2輸出第2扭矩指令值tqcom2。

第2電感算出部1120用與第1電感算出部1120相同的方法，計(jì)算出對(duì)應(yīng)于第2最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss2、iqcom_loss2的第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的第2dq軸電感l(wèi)d_loss2、lq_loss2。

第2必要電壓算出部1130根據(jù)第2最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss2、iqcom_loss2、第2dq軸電感l(wèi)d_loss2、lq_loss2以及第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的旋轉(zhuǎn)速度ω2，通過(guò)下式計(jì)算出第2必要電壓vmg2。

公式2

數(shù)2

在這里η2是電壓利用率，表示了系統(tǒng)電壓變換為第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的線間電壓的比率。r2是第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的定子繞組的電阻，φmag2是第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的轉(zhuǎn)子永磁體的磁通量。

最大電壓運(yùn)算部1140通過(guò)下式計(jì)算出第1必要電壓vmg1、第2必要電壓vmg2以及電源電壓vb中的最大值，將最大值設(shè)定給必要最小電壓vhl。

vhl＝max(vmg1，vmg2，vb)(3)

在這里，max(a，b，c)是a，b，c中取最大值的函數(shù)。還可以寫(xiě)成vhl＝max(vmg1，vmg2)

<損耗最小指令算出部802>

損耗最小指令算出部802如上所述，在必要最小電壓vhl在電源電壓vb以上轉(zhuǎn)換器15的輸出上限電壓vmax以下的時(shí)候，算出轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)，算出逆變器的損耗系數(shù)，并為多項(xiàng)式的每個(gè)次數(shù)算出轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)及逆變器的損耗系數(shù)的總和，轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)代表了轉(zhuǎn)換器15的功率損耗特性，它是以系統(tǒng)電壓vh為變量的多項(xiàng)式的系數(shù)，逆變器的損耗系數(shù)代表了逆變器in的功率損耗特性，它是以系統(tǒng)電壓vh為變量的多項(xiàng)式的系數(shù)。然后損耗最小指令算出部802根據(jù)計(jì)算出的每個(gè)次數(shù)的總和損耗系數(shù)，在必要最小電壓vhl以上轉(zhuǎn)換器15的輸出上限電壓vmax以下的候選電壓范圍內(nèi)，計(jì)算出轉(zhuǎn)換器15與逆變器in的總和功率損耗為最小的系統(tǒng)電壓vh，即低損耗電壓vhll，最后將低損耗電壓vhll設(shè)定給電壓指令值vh#。

首先說(shuō)明轉(zhuǎn)換器15的功率損耗特性。圖8中表示了轉(zhuǎn)換器15的輸出(輸出功率)低的情況下(本案例中輸出為0)的功率損耗特性。橫軸是系統(tǒng)電壓vh，縱軸是轉(zhuǎn)換器15的功率損耗。當(dāng)系統(tǒng)電壓vh在從電源電壓vb到電源電壓vb的2倍值2*vb的范圍內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)換器15的功率損耗是向上凸起的拋物線狀的特性。當(dāng)系統(tǒng)電壓vh在電源電壓vb的2倍值2*vb以上時(shí)，成為轉(zhuǎn)換器15的功率損耗隨著系統(tǒng)電壓vh的增加而增加的單調(diào)線性增加特性。因此，必要最小電壓vhl在從vb到2*vb的范圍內(nèi)時(shí)，僅僅將必要最小電壓vhl設(shè)定給電壓指令值vh#，旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1000的總功率損耗不一定是最小的。

所以損耗最小指令算出部802先判斷必要最小電壓vhl是否在從電源電壓vb到電源電壓vb的2倍值2*vb的范圍內(nèi)，如果在范圍內(nèi)，考慮到轉(zhuǎn)換器15的向上凸起的拋物線狀的特性，實(shí)施電壓指令值vh#的設(shè)定處理。

圖9是表示損耗最小指令算出部802的處理的流程圖。首先，損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st100讀取電源電壓vb、第1及第2必要電壓vmg1、vmg2、必要最小電壓vhl的信息。然后損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st110判斷必要最小電壓vhl是否在電源電壓vb以上電源電壓vb的2倍值2*vb以下的范圍內(nèi)，判斷為在范圍內(nèi)時(shí)，進(jìn)入到步驟st120；判斷為在范圍外時(shí)，進(jìn)入到步驟st165。

損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st120計(jì)算出轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)，它代表了轉(zhuǎn)換器15的功率損耗特性，是以系統(tǒng)電壓vh為變量的多項(xiàng)式的系數(shù)；計(jì)算出逆變器的損耗系數(shù)，它代表了逆變器in的功率損耗特性，是以系統(tǒng)電壓vh為變量的多項(xiàng)式的系數(shù)；為多項(xiàng)式的每個(gè)次數(shù)計(jì)算出轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)與逆變器的損耗系數(shù)的總和(總和損耗系數(shù))。

本實(shí)施方式中，表示轉(zhuǎn)換器15的功率損耗特性的多項(xiàng)式如下所示，是2次以下(本案例中為2次)的多項(xiàng)式。

[公式3]

數(shù)3

ploss_dcdc(vh)a0dcdc+a1dcdc·vh+a2dcdc·vh²...(4)

這里ploss_dcdc是轉(zhuǎn)換器15的功率損耗，a0dcdc是0次的轉(zhuǎn)換器損耗系數(shù)，a1dcdc是1次的轉(zhuǎn)換器損耗系數(shù)，a2dcdc是2次的轉(zhuǎn)換器損耗系數(shù)。

如圖10所示，損耗最小指令算出部802利用關(guān)系特性計(jì)算出與現(xiàn)在的電源電壓vb以及轉(zhuǎn)換器15的輸出相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換器損耗系數(shù)，該關(guān)系特性針對(duì)各個(gè)次數(shù)預(yù)先設(shè)定了電源電壓vb和轉(zhuǎn)換器15的輸出(輸出功率)和轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)的關(guān)系。本例中，損耗最小指令算出部802利用預(yù)先設(shè)定了電源電壓vb和轉(zhuǎn)換器15的輸出和0次的轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)a0dcdc的關(guān)系的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出與現(xiàn)在的電源電壓vb以及轉(zhuǎn)換器15輸出相對(duì)應(yīng)的0次的轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)a0dcdc。同樣的，損耗最小指令算出部802利用預(yù)先設(shè)定了電源電壓vb和轉(zhuǎn)換器15的輸出和1次的轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)a1dcdc的關(guān)系的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出與現(xiàn)在的電源電壓vb以及轉(zhuǎn)換器15的輸出相對(duì)應(yīng)的1次的轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)a1dcdc。另外，損耗最小指令算出部802利用預(yù)先設(shè)定了電源電壓vb和轉(zhuǎn)換器15的輸出和2次的轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)a2dcdc的關(guān)系的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出與現(xiàn)在的電源電壓vb以及轉(zhuǎn)換器15的輸出相對(duì)應(yīng)的2次的轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)a2dcdc。

轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)分別根據(jù)在電源電壓vb到電源電壓的2倍值2*vb為止的系統(tǒng)電壓vh的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)換器15的功率損耗數(shù)據(jù)預(yù)先設(shè)定。另外，轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)分別是根據(jù)實(shí)測(cè)值或者由轉(zhuǎn)換器的損耗計(jì)算求得的損耗數(shù)據(jù)，使用最小二乘法來(lái)預(yù)先設(shè)定的。

本實(shí)施方式中，損耗最小指令算出部802分別計(jì)算出第1以及第2逆變器in1、in2的逆變器損耗系數(shù)。另外，損耗最小指令算出部802算出除逆變器in外還表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的功率損耗特性的逆變器器損耗系數(shù)，該逆變器損耗系數(shù)是以系統(tǒng)電壓vh為變量的多項(xiàng)式的系數(shù)。即，損耗最小指令算出部802計(jì)算出第1逆變器損耗系數(shù)，它是以系統(tǒng)電壓vh為變量的多項(xiàng)式的系數(shù)，它表示了第1逆變器in1和第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的合計(jì)的功率損耗特性。損耗最小指令算出部802計(jì)算出第2逆變器損耗系數(shù)，它是以系統(tǒng)電壓vh為變量的多項(xiàng)式的系數(shù)，它表示了第2逆變器in2和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的合計(jì)的功率損耗特性。

表示第1逆變器in1和第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的合計(jì)的功率損耗特性的多項(xiàng)式如下所示，是2次以下(本例中為2次)的多項(xiàng)式

[公式4]

數(shù)4

ploss_mg1(vh)＝a0mg1+a1mg1·vh+a2mg1·vh²...(5)

這里ploss_mg1是第1逆變器in1和第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的合計(jì)的功率損耗，a0mg1是0次的第1逆變器的損耗系數(shù)，a1mg1是1次的第1逆變器的損耗系數(shù)，a2mg1是2次的第1逆變器的損耗系數(shù)。

如圖11所示，損耗最小指令算出部802利用關(guān)系特性計(jì)算出與當(dāng)前的第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的扭矩指令值tqcom1以及旋轉(zhuǎn)速度ω1相對(duì)應(yīng)的第1逆變器損耗系數(shù)，該關(guān)系特性針對(duì)各個(gè)次數(shù)預(yù)先設(shè)定了第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的輸出扭矩和第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的旋轉(zhuǎn)速度ω1以及第1逆變器損耗系數(shù)的關(guān)系。本例中，損耗最小指令算出部802利用預(yù)先設(shè)定了第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的輸出扭矩和旋轉(zhuǎn)速度ω1和0次的第1逆變器的損耗系數(shù)a0mg1的關(guān)系的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出與當(dāng)前的第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的扭矩指令值tqcom1以及旋轉(zhuǎn)速度ω1相對(duì)應(yīng)的0次的第1逆變器的損耗系數(shù)a0mg1。同樣的，損耗最小指令算出部802利用預(yù)先設(shè)定了第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的輸出扭矩和旋轉(zhuǎn)速度ω1和1次的第1逆變器的損耗系數(shù)a1mg1的關(guān)系的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出與當(dāng)前的第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的扭矩指令值tqcom1以及旋轉(zhuǎn)速度ω1相對(duì)應(yīng)的1次的第1逆變器的損耗系數(shù)a1mg1。損耗最小指令算出部802利用預(yù)先設(shè)定了第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的輸出扭矩和旋轉(zhuǎn)速度ω1和2次的第1逆變器的損耗系數(shù)a2mg1的關(guān)系的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出與當(dāng)前的第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的扭矩指令值tqcom1以及旋轉(zhuǎn)速度ω1相對(duì)應(yīng)的2次的第1逆變器的損耗系數(shù)a2mg1。

第1逆變器的損耗系數(shù)分別根據(jù)在電源電壓vb到電源電壓的2倍值2*vb為止的系統(tǒng)電壓vh的范圍內(nèi)的第1逆變器in1和第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的合計(jì)的功率損耗數(shù)據(jù)預(yù)先設(shè)定。另外，第1逆變器的損耗系數(shù)分別是根據(jù)實(shí)測(cè)值、磁場(chǎng)分析、由逆變器的損耗計(jì)算求得的損耗數(shù)據(jù)，使用最小二乘法來(lái)預(yù)先設(shè)定的。

表示了第2逆變器in2和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的合計(jì)的功率損耗特性的多項(xiàng)式如下所示，是2次以下(本例中為2次)的多項(xiàng)式。

[公式5]

數(shù)5

ploss_mg2(vh)＝a0mg2+a1mg2·vh+a2mg2·vh²...(6)

這里ploss_mg2是第2逆變器in2和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的合計(jì)的功率損耗，a0mg2是0次的第2逆變器的損耗系數(shù)，a1mg2是1次的第2逆變器的損耗系數(shù)，a2mg2是2次的第2逆變器的損耗系數(shù)。

如圖12所示，損耗最小指令算出部802利用關(guān)系特性計(jì)算出與當(dāng)前的第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的扭矩指令值tqcom2以及旋轉(zhuǎn)速度ω2相對(duì)應(yīng)的第2逆變器損耗系數(shù)，該關(guān)系特性針對(duì)各個(gè)次數(shù)預(yù)先設(shè)定了第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的輸出扭矩和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的旋轉(zhuǎn)速度ω2和第2逆變器的損耗系數(shù)的關(guān)系。本例中，損耗最小指令算出部802利用預(yù)先設(shè)定了第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的輸出扭矩和旋轉(zhuǎn)速度ω2和0次的第2逆變器損耗系數(shù)a0mg2的關(guān)系的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出與當(dāng)前的第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的扭矩指令值tqcom2以及旋轉(zhuǎn)速度ω2相對(duì)應(yīng)的0次的第2逆變器的損耗系數(shù)a0mg2。同樣的，損耗最小指令算出部802利用預(yù)先設(shè)定了第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的輸出扭矩和旋轉(zhuǎn)速度ω2和1次的第2逆變器的損耗系數(shù)a1mg2的關(guān)系的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出與當(dāng)前的第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的扭矩指令值tqcom2以及旋轉(zhuǎn)速度ω2相對(duì)應(yīng)的1次的第2逆變器的損耗系數(shù)a1mg2。損耗最小指令算出部802利用預(yù)先設(shè)定了第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的輸出扭矩和旋轉(zhuǎn)速度ω2和2次的第2逆變器的損耗系數(shù)a2mg2的關(guān)系的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出與當(dāng)前的第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的扭矩指令值tqcom2以及旋轉(zhuǎn)速度ω2相對(duì)應(yīng)的2次的第2逆變器的損耗系數(shù)a2mg2。

第2逆變器的損耗系數(shù)分別根據(jù)在電源電壓vb到電源電壓的2倍值2*vb為止的系統(tǒng)電壓vh的范圍內(nèi)的第2逆變器in2和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的合計(jì)的功率損耗數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)先設(shè)定。另外，第2逆變器的損耗系數(shù)分別是根據(jù)實(shí)測(cè)值、磁場(chǎng)分析、由逆變器的損耗計(jì)算求得的損耗數(shù)據(jù)，使用最小二乘法來(lái)預(yù)先設(shè)定的。

損耗最小指令算出部802如下式所示，為多項(xiàng)式的每個(gè)次數(shù)，計(jì)算出轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)、第1逆變器的損耗系數(shù)、以及第2逆變器的損耗系數(shù)的總和(總和損耗系數(shù))。

a0＝a0dcdc+a0mg1+a0mg2

a1＝a1dcdc+a1mg1+a1mg2。。。。(7)

a2＝a2dcdc+a2mg1+a2mg2

這里，a0是0次的總和損耗系數(shù)，a1是1次的總和損耗系數(shù)，a2是2次的總和損耗系數(shù)。

另外，轉(zhuǎn)換器15的功率損耗ploss_dcdc、第1逆變器in1和第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的合計(jì)功率損耗ploss_mg1以及第2逆變器in2和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的合計(jì)功率損耗ploss_mg2這三者合計(jì)之后的總和功率損耗ploss如以下多項(xiàng)式所示，是使用總和損耗系數(shù)a0、a1、a2的多項(xiàng)式。

[公式6]

數(shù)6

ploss(vh)＝a0+a1.vh+a2.vh²...(8)

接著，損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st130來(lái)判斷2次的總和損耗系數(shù)a2是否是正值。如a2為正值，進(jìn)入到步驟st140。如a2為0或負(fù)值，則進(jìn)入到步驟st160。如圖13所示，當(dāng)2次的總和損耗系數(shù)a2為正值的時(shí)候，總和功率損耗的曲線向下凸起；當(dāng)2次的總和損耗系數(shù)a2為負(fù)值的時(shí)候，總和功率損耗的曲線向上凸起。

損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st140基于2次和1次的總和損耗系數(shù)a2、a1計(jì)算出總和功率損耗極小時(shí)候的系統(tǒng)電壓vh，即極電壓vpl。損耗最小指令算出部802利用以下的求2次式極值的理論公式計(jì)算出極電壓vpl。因此通過(guò)利用2次和1次的總和損耗系數(shù)a2、a1的簡(jiǎn)單運(yùn)算，就能夠算出極電壓vpl，從而大幅降低運(yùn)算負(fù)荷。

vpl＝-a1/(2*a2)。。。。。(9)

然后，損耗最小指令算出部802判斷極電壓vpl是否比電源電壓的2倍值2*vb大，大于的時(shí)候，進(jìn)入到步驟st171，其他情況時(shí)則進(jìn)入到步驟st150。

損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st171，如圖14所示，當(dāng)極電壓vpl大于電源電壓的2倍值2*vb的時(shí)候，將電源電壓的2倍值2*vb設(shè)定給低損耗電壓vhll。這是因?yàn)槿缤Y(jié)合圖8所說(shuō)明的那樣，系統(tǒng)電壓vh大于電源電壓的2倍值2*vb時(shí)，轉(zhuǎn)換器15的功率損耗會(huì)變大。

損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st150，判斷極電壓vpl是否小于必要最小電壓vhl，當(dāng)小于的時(shí)候進(jìn)入到步驟st172，其他情況的時(shí)候進(jìn)入到步驟st173。

損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st172，如圖15所示，當(dāng)極電壓vpl小于必要最小電壓vhl時(shí)，將必要最小電壓vhl設(shè)定給低損耗電壓vhll。這是因?yàn)樵诖笥诘扔诒匾钚‰妷簐hl的電壓指令值vh#的設(shè)定可能范圍內(nèi)，必要最小電壓vhl相對(duì)應(yīng)的總和功率損耗是最小的。

損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st173，如圖16所示，當(dāng)極電壓vpl在必要最小電壓vhl到電源電壓的2倍值2*vb的范圍內(nèi)時(shí)，將極電壓vpl設(shè)定給低損耗電壓vhll。這是因?yàn)榕c極電壓vpl相對(duì)應(yīng)的總和功率損耗是最小的。

損耗最小指令算出部802在步驟st130中，判斷出2次的總和損耗系數(shù)a2是0或者負(fù)值時(shí)，利用步驟st160基于總和損耗系數(shù)來(lái)判斷出必要最小電壓vhl和電源電壓的2倍值2*vb中讓總和功率損耗變小的那一個(gè)。本實(shí)施方式中，如圖17所示，損耗最小指令算出部802判斷總和功率損耗變得極大時(shí)的系統(tǒng)電壓vh即極電壓vpl是否小于平均電壓vave，該平均電壓vave是必要最小電壓vhl和電源電壓的2倍值2*vb的平均電壓，小于的時(shí)候進(jìn)入到步驟st174，其他情況的時(shí)候進(jìn)入到步驟st175。損耗最小指令算出部802用以下公式算出平均電壓vave。

vave＝(vhl+2*vb)/2。。。。。(10)

如圖17所示，極電壓vpl比平均電壓vave小的時(shí)候，可以推斷出與電源電壓的2倍值2*vb相對(duì)應(yīng)的總和功率損耗是最小的；極電壓vpl比平均電壓vave大的時(shí)候，可以推斷出與必要最小電壓vhl相對(duì)應(yīng)的總和功率損耗是最小的。

因此，損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st174，在極電壓vpl比平均電壓vave小的時(shí)候?qū)㈦娫措妷旱?倍值2*vb設(shè)定給低損耗電壓vhll。另一方面，損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st175，當(dāng)極電壓vpl在平均電壓vave以上的時(shí)候?qū)⒈匾钚‰妷簐hl設(shè)定給低損耗電壓vhll。

另外，損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st160實(shí)施以下流程：利用公式(8)的總和功率損耗ploss的算出式，算出當(dāng)系統(tǒng)電壓vh為必要最小電壓vhl的時(shí)候的總和功率損耗ploss(vhl)以及當(dāng)系統(tǒng)電壓vh為電源電壓的2倍值2*vb的時(shí)候的總和功率損耗ploss(2*vb)，然后判斷出其中小的一個(gè)。

當(dāng)在步驟st110中必要最小電壓vhl在電源電壓vb到電源電壓的2倍值2*vb的范圍外，判斷出必要最小電壓vhl大于電源電壓的2倍值2*vb時(shí)，損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st165判斷必要最小電壓vhl是否小于輸出上限電壓vmax，小于的時(shí)候，進(jìn)入到步驟st176，其他情況的話，進(jìn)入到步驟st177。

損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st176，當(dāng)必要最小電壓vhl在電源電壓的2倍值2*vb到輸出上限電壓vmax的范圍內(nèi)時(shí)，將必要最小電壓vhl設(shè)定給低損耗電壓vhll。這是因?yàn)椋诖笥诘扔诒匾钚‰妷簐hl的電壓指令值vh#的設(shè)定可能范圍內(nèi)，必要最小電壓vhl相對(duì)應(yīng)的總和功率損耗是最小的。

另一方面，損耗最小指令算出部802通過(guò)步驟st177，當(dāng)必要最小電壓vhl在輸出上限電壓vmax以上時(shí)，將輸出上限電壓vmax設(shè)定給低損耗電壓vhll。

<算法選擇部803>

隨著轉(zhuǎn)換器15的輸出(輸出功率)的增大，轉(zhuǎn)換器15的功率損耗特性從如圖8中所示的特性開(kāi)始，隨著系統(tǒng)電壓vh的增加，逐漸接近功率損耗單調(diào)增加的單調(diào)增加特性。因此，轉(zhuǎn)換器15的輸出功率增大到某種程度時(shí)，必要最小電壓vhl相對(duì)應(yīng)的總和功率損耗會(huì)變得最小。

于是，本實(shí)施方式中電壓指令算出部700設(shè)置了算法選擇部803，如圖4和圖18所示，當(dāng)轉(zhuǎn)換器15的輸出(輸出功率)大于等于預(yù)先設(shè)定的判定輸出pmg_th時(shí)，代替損耗最小指令算出部802所設(shè)定的電壓指令值vh#(低損耗電壓vhll)，將必要最小電壓vhl設(shè)定給最終的電壓指令值vh#。

算法選擇部803中設(shè)置了計(jì)算出旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的輸出pmg的旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出算出部801。本實(shí)施方式中，第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出算出部801根據(jù)第1扭矩指令值tqcom1和第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的旋轉(zhuǎn)速度ω1計(jì)算出第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的輸出pmg1(例如：pmg1＝tqcom1*ω1)。第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出算出部801根據(jù)第2扭矩指令值tqcom2和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的旋轉(zhuǎn)速度ω2計(jì)算出第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的輸出pmg2(例如：pmg2＝tqcom2*ω2)。

算法選擇部803設(shè)置了最大選擇部901，它的作用是選擇出第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的輸出pmg1的絕對(duì)值和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的輸出pmg2的絕對(duì)值中較大的一個(gè)，將它作為最大旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出pmg_max輸出。另外，最大選擇部901也可以將第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg1的輸出pmg1和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg2的輸出pmg2的合計(jì)值的絕對(duì)值作為最大旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出pmg_max輸出。

當(dāng)最大旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出pmg_max在判定輸出pmg_th以上的時(shí)候，算法選擇部803將損耗最小指令算出部802所設(shè)定的低損耗電壓vhll直接作為最終的電壓指令值vh#輸出，當(dāng)最大旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出pmg_max小于判定輸出pmg_th的時(shí)候，算法選擇部803將必要最小電壓vhl作為最終的電壓指令值vh#輸出。

<總結(jié)>

根據(jù)上述構(gòu)成，并不是針對(duì)多個(gè)候選電壓分別利用功率損耗特性的映射數(shù)據(jù)計(jì)算出各個(gè)功率損耗、來(lái)尋找出總和功率損耗最小的電壓指令值的，而是根據(jù)代表了各個(gè)功率損耗特性的多項(xiàng)式系數(shù)，使用判定邏輯和簡(jiǎn)單的運(yùn)算式來(lái)進(jìn)行運(yùn)算，這樣就能夠降低運(yùn)算處理負(fù)荷。為了算出各個(gè)次數(shù)的系數(shù)，雖然使用了映射數(shù)據(jù)，但是因?yàn)橹恍鑿挠成鋽?shù)據(jù)中讀取一次與當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)條件相對(duì)應(yīng)的值，就沒(méi)有必要針對(duì)多個(gè)候選電壓分別進(jìn)行利用映射數(shù)據(jù)的運(yùn)算。并且，用簡(jiǎn)單的2次多項(xiàng)式來(lái)近似各個(gè)功率損耗特性，將各個(gè)次數(shù)的系數(shù)進(jìn)行映射數(shù)據(jù)化，因此，與將功率損耗特性直接映射數(shù)據(jù)化相比，能夠大幅降低存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)量。例如，系統(tǒng)電壓vh在150v到650v之間變化的時(shí)候，若以50v為刻度準(zhǔn)備功率損耗特性的數(shù)據(jù)表，就需要10組數(shù)據(jù)表；而若以2次式來(lái)近似，只需與系數(shù)個(gè)數(shù)相同的3組數(shù)據(jù)表就可以了(如只使用a2、a1兩個(gè)系數(shù)，則最少只要2組)，能夠減少數(shù)據(jù)表的個(gè)數(shù)。本實(shí)施方式中，因?yàn)槭褂昧烁鶕?jù)2次及1次的總和損耗系數(shù)a2、a1而算出的極電壓vpl來(lái)設(shè)定電壓指令值vh#，就沒(méi)有必要針對(duì)多個(gè)候選電壓分別利用多項(xiàng)式計(jì)算出功率損耗，能夠降低運(yùn)算處理負(fù)荷。因此，降低了運(yùn)算處理負(fù)荷的同時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1000的總和功率損耗也能夠降低。

實(shí)施方式2.

對(duì)與實(shí)施方式2相關(guān)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1000的控制裝置400進(jìn)行說(shuō)明。省略與上述實(shí)施方式1相同的構(gòu)成部分的說(shuō)明。雖然本實(shí)施方式相關(guān)的控制裝置400的基本構(gòu)成和實(shí)施方式1相同，但是不同點(diǎn)在于，將電壓指令值vh#設(shè)定成回避由旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1000的共振產(chǎn)生的共振電壓。

上述實(shí)施方式1所設(shè)定的電壓指令值vh#直接使用的時(shí)候，根據(jù)轉(zhuǎn)換器15具有的電感和電容器的常數(shù)的選擇方法、工作點(diǎn)的選擇方法，由于轉(zhuǎn)換器15的lc共振，會(huì)生成轉(zhuǎn)換器15的電壓、電流的脈沖。于是，在盡量降低旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1000的總和功率損耗的同時(shí)，還期望計(jì)算出用來(lái)抑制轉(zhuǎn)換器15的lc共振的電壓指令值vh#。

于是，本實(shí)施方式中，電壓指令算出部700是將根據(jù)共振回避電壓vhlc對(duì)損耗最小指令算出部802設(shè)定的電壓指令值vh#進(jìn)行了下限限制后得到的值設(shè)定給最終的電壓指令值vh#，其中共振回避電壓vhlc被預(yù)先設(shè)定成比生成旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1000的共振的電壓指令值vh#即共振電壓指令值大的值。

如圖19所示，電壓指令算出部700設(shè)置了計(jì)算出共振回避電壓vhlc的共振回避電壓算出部1220。共振回避電壓算出部1220利用預(yù)先設(shè)定了扭矩指令值tqcom和旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的旋轉(zhuǎn)速度ω和共振回避電壓vhlc的關(guān)系的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出與現(xiàn)在的扭矩指令值tqcom和旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的旋轉(zhuǎn)速度ω相對(duì)應(yīng)的共振回避電壓vhlc。

電壓指令算出部700設(shè)置了最大值選擇部1230，它的作用是選擇出用與上述實(shí)施方式1同樣的方法計(jì)算出的電壓指令值vh#和共振回避電壓vhlc中較大的一個(gè)值，作為最終的電壓指令值vh#進(jìn)行輸出。

如上所述的構(gòu)成，在盡量維持實(shí)施方式1的效果的同時(shí)，還可能抑制lc共振。

實(shí)施方式3.

對(duì)與實(shí)施方式3相關(guān)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1000的控制裝置400進(jìn)行說(shuō)明。省略與上述實(shí)施方式1、2相同的構(gòu)成部分的說(shuō)明。雖然本實(shí)施方式相關(guān)的控制裝置400的基本構(gòu)成和實(shí)施方式1，2相同，但是不同點(diǎn)在于，電壓指令值vh#被設(shè)定成回避預(yù)先設(shè)定的回避電壓范圍。

實(shí)施方式1、2所算出的電壓指令值vh#被直接使用的時(shí)候，根據(jù)轉(zhuǎn)換器15具有的電感和電容器的常數(shù)的選擇方法、工作點(diǎn)的選擇方法，當(dāng)系統(tǒng)電壓vh接近電源電壓vb時(shí)，系統(tǒng)電壓vh有時(shí)就會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)。于是電壓指令算出部700在損耗最小指令算出部802設(shè)定的電壓指令值vh#處于預(yù)先設(shè)定的回避電壓范圍內(nèi)的時(shí)候，將回避電壓范圍外的電壓值設(shè)定給最終的電壓指令值vh#。電壓指令算出部700使用預(yù)先設(shè)定的映射數(shù)據(jù)等設(shè)定數(shù)據(jù)，根據(jù)扭矩指令值tqcom、旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的旋轉(zhuǎn)速度ω、電源電壓vb、最大旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出pmg_max等，計(jì)算出回避電壓范圍。電壓指令算出部700計(jì)算出的回避電壓范圍指的是從電源電壓vb到在電源電壓vb上加上預(yù)先設(shè)定的δvth之后得到的電壓(vb+δvth)為止的范圍，當(dāng)電壓指令值vh#進(jìn)入到回避電壓范圍內(nèi)時(shí)，將電壓指令值vh#替換為vb+δvth。這樣的構(gòu)成，在盡量維持實(shí)施方式1、2的效果的同時(shí)，還能抑制系統(tǒng)電壓vh的振動(dòng)。

〔其他的實(shí)施方式〕

最后，說(shuō)明本發(fā)明的其他實(shí)施方式。以下說(shuō)明的各個(gè)實(shí)施方式的構(gòu)成不限于各自單獨(dú)運(yùn)用，只要沒(méi)有矛盾，也能與其他實(shí)施方式的構(gòu)成進(jìn)行組合運(yùn)用。

(1)上述各實(shí)施方式中，設(shè)置了2組旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg以及逆變器in。以與第1組、第2組合相配合的構(gòu)成為例說(shuō)明過(guò)了控制裝置400。不過(guò)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg和逆變器in也可以設(shè)置1組，也可以設(shè)置3組以上?？刂蒲b置400配合組數(shù)適當(dāng)?shù)貥?gòu)成。

(2)上述各實(shí)施方式中以多項(xiàng)式分別是2次多項(xiàng)式為例進(jìn)行了說(shuō)明。不過(guò)，多項(xiàng)式也可以分別是3次以上的多項(xiàng)式。

(3)上述各實(shí)施方式中，說(shuō)明的例子是損耗最小指令算出部802算出逆變器的損耗系數(shù)，該逆變器的損耗系數(shù)代表了逆變器in和旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的功率損耗特性，是以系統(tǒng)電壓vh為變量的多項(xiàng)式的系數(shù)。不過(guò)，損耗最小指令算出部802也可以計(jì)算出只代表逆變器in的功率損耗特性的逆變器的損耗系數(shù)，該逆變器的損耗系數(shù)是以系統(tǒng)電壓vh為變量的多項(xiàng)式的系數(shù)。并且損耗最小指令算出部802還可以是：進(jìn)一步計(jì)算出代表旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的功率損耗特性的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的損耗系數(shù)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的損耗系數(shù)是以系統(tǒng)電壓vh為變量的多項(xiàng)式的系數(shù)，再為多項(xiàng)式的每個(gè)次數(shù)計(jì)算出總和損耗系數(shù)，即轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)、逆變器的損耗系數(shù)以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)的損耗系數(shù)的總和。

(4)上述各實(shí)施方式中，說(shuō)明的例子是損耗最小指令算出部802算出1次、2次和3次的轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)、第1逆變器的損耗系數(shù)、第2逆變器的損耗系數(shù)以及總和損耗系數(shù)。不過(guò)在用圖9流程圖所說(shuō)明的處理中，損耗最小指令算出部802因?yàn)闆](méi)有用1次的各損耗系數(shù)，所以也可不計(jì)算1次的轉(zhuǎn)換器的損耗系數(shù)、第1逆變器的損耗系數(shù)、第2逆變器的損耗系數(shù)以及總和損耗系數(shù)。

(5)上述各實(shí)施方式中，說(shuō)明的例子是損耗最小指令算出部802基于2次和1次的總和損耗系數(shù)a2、a1計(jì)算出極電壓vpl，再使用極電壓vpl設(shè)定電壓指令值vh#。不過(guò)損耗最小指令算出部802也可以是：針對(duì)多個(gè)候選電壓分別使用采用了如方程式(8)所示的、代表了總和功率損耗特性的總和損耗系數(shù)的多項(xiàng)式，使用該多項(xiàng)式計(jì)算出總和功率損耗ploss，確定出總和功率損耗ploss成為最小的電壓，將它設(shè)定為低損耗電壓vhll。在這個(gè)情況下，因?yàn)槭鞘褂?個(gè)多項(xiàng)式計(jì)算的，所以比起使用代表各個(gè)功率損耗的映射數(shù)據(jù)去計(jì)算，能夠大幅降低運(yùn)算處理負(fù)荷。

(6)上述各實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換器15，逆變器in以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg相關(guān)的電力損耗的近似公式、計(jì)算系數(shù)的計(jì)算例只是示出了代表性的例子，還能夠基于其他的方式或其他變量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。并且，即使在轉(zhuǎn)換器15的個(gè)數(shù)、逆變器in的個(gè)數(shù)以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)mg的個(gè)數(shù)增加的時(shí)候，也能夠同樣地對(duì)這些損耗系數(shù)進(jìn)行近似，同樣地算出系數(shù)，根據(jù)圖9的流程圖，設(shè)定功率損耗成為最小的電壓指令值vh#。

(7)也可聚焦于轉(zhuǎn)換器的功率損耗、逆變器的功率損耗、旋轉(zhuǎn)電機(jī)的功率損耗中其變化程度隨系統(tǒng)電壓vh的變化較大的那一部分損耗，計(jì)算出用多項(xiàng)式近似功率損耗時(shí)的系數(shù)，利用算出的系數(shù)來(lái)設(shè)定讓功率損耗成為最小的低損耗電壓vhll。

(8)上述各實(shí)施方式中，說(shuō)明的例子是轉(zhuǎn)換器15設(shè)置了升壓斬波器用的2個(gè)開(kāi)關(guān)元件q3、q4，降壓斬波器用的2個(gè)開(kāi)關(guān)元件q1、q2。不過(guò)，轉(zhuǎn)換器15也可以設(shè)置升壓斬波器用的1個(gè)開(kāi)關(guān)元件，降壓斬波器用的1個(gè)開(kāi)關(guān)元件等，來(lái)改變電路構(gòu)成。

(9)上述各實(shí)施方式中，是以旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1000搭載在混合動(dòng)力車(chē)輛上為例說(shuō)明的。不過(guò)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1000還可以搭載在電動(dòng)汽車(chē)等上，成為混合動(dòng)力車(chē)輛以外的其他裝置的驅(qū)動(dòng)力源。

另外，本發(fā)明，在其發(fā)明的范圍內(nèi)可以自由組合各個(gè)實(shí)施方式，也可以對(duì)各個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃?、省略等等?/p>

產(chǎn)業(yè)上的利用可能性

這個(gè)發(fā)明可以適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用于如下旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置：該旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中設(shè)置了轉(zhuǎn)換器和逆變器，該轉(zhuǎn)換器用來(lái)升壓直流電源的電源電壓之后輸出到系統(tǒng)電壓線，該逆變器設(shè)置在上述轉(zhuǎn)換器與旋轉(zhuǎn)電機(jī)之間，用來(lái)在上述系統(tǒng)電壓線的直流電與驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的交流電之間進(jìn)行電力交換。

符號(hào)說(shuō)明

7、8系統(tǒng)電壓線、15轉(zhuǎn)換器、400旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置、700電壓指令算出部、750轉(zhuǎn)換器控制部、800必要最小電壓算出部、802損耗最小指令算出部、803算法選擇部、1000旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、b直流電源、in逆變器、mg旋轉(zhuǎn)電機(jī)、pmg_th判定輸出、tqcom扭矩指令值、vh#電壓指令值、vh系統(tǒng)電壓、vhl必要最小電壓、vhlc共振回避電壓、vhll低損耗電壓、vb電源電壓、vmax輸出上限電壓、vmg個(gè)別必要電壓、vpl極電壓、ω旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。