專利名稱：電動機(jī)驅(qū)動器和控制它的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動機(jī)驅(qū)動器和控制該電動機(jī)驅(qū)動器的方法，特別涉及對永磁電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動的電動機(jī)驅(qū)動器以及控制該電動機(jī)驅(qū)動器的方法。
背景技術(shù)：
典型地，在例如電氣車輛或混合動力車的車輛中，電能所產(chǎn)生的驅(qū)動力通過使用逆變器將供自高壓電源的直流電壓轉(zhuǎn)換為三相交流電力并使用該交流電力旋轉(zhuǎn)三相交流電動機(jī)來獲得。相反地，當(dāng)車輛減速時，三相交流電動機(jī)的再生發(fā)電所獲得的再生能量被存儲在電源中，由此，車輛在不浪費(fèi)能量的情況下受到驅(qū)動。在這樣的混合動力車或電氣車輛中，永磁電動機(jī)被廣泛用作三相交流電動機(jī)，這是由于其高的功率密度和高的效率。通過以等于或高于幾千赫茲的高頻對構(gòu)成逆變器的開關(guān)器件進(jìn)行開關(guān)來控制流經(jīng)永磁電動機(jī)的電流的幅度和相位，永磁電動機(jī)受到控制。例如，在日本特開No. H9-275696 (JP-A-9-275696)中，公開了用于控制永磁電動機(jī)的驅(qū)動的控制器，其具有高頻電流供給裝置，用于在永磁體溫度低于或等于預(yù)定值時向定子線圈供給高頻電流。根據(jù)該文獻(xiàn)，由于存在在低溫環(huán)境下由于永磁體矯頑性降低而發(fā)生去磁(demagnetization)的可能性，在低溫條件下，由供到定子線圈的高頻電流產(chǎn)生高頻磁場，由此，由于形成高頻磁場時在芯部分中產(chǎn)生的鐵損，永磁體被加熱。在驅(qū)動永磁電動機(jī)的逆變器中，當(dāng)開關(guān)器件被開通和關(guān)斷時，產(chǎn)生依賴于開關(guān)頻率的紋波電流。紋波電流隨著開關(guān)頻率降低而增大。因此，優(yōu)選為，降低開關(guān)頻率以便抑制開關(guān)運(yùn)行過程中在逆變器中產(chǎn)生的電力損耗。然而，讓開關(guān)頻率降低時，紋波電流增大。當(dāng)紋波電流增大時，在永磁電動機(jī)中，由于其中的磁通密度包含諧波分量，產(chǎn)生諧波損耗。特別地，當(dāng)使用稀土永磁體時，電導(dǎo)率相對較高，因此，存在在永磁體中產(chǎn)生渦流且其增大損耗的可能性。渦流損耗的這種增大升高了磁體溫度，因此導(dǎo)致永磁電動機(jī)中的去磁。由于這種去磁的發(fā)生，可能產(chǎn)生這樣的問題運(yùn)行效率(旋轉(zhuǎn)效率和發(fā)電效率)在永磁電動機(jī)中降低。然而，在上面引用的JP-A-9-275696中，目的在于防止發(fā)生低溫條件下在永磁電動機(jī)中導(dǎo)致的去磁，沒有提到用于防止發(fā)生由于這種磁體溫度升高引起的去磁。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種抑制了永磁電動機(jī)的去磁的電動機(jī)驅(qū)動器以及控制該電動機(jī)驅(qū)動器的方法。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)，從電源接收電力供給以驅(qū)動永磁電動機(jī)的電動機(jī)驅(qū)動器包含變換器，其具有開關(guān)器件，并進(jìn)行電源與永磁電動機(jī)之間的電力轉(zhuǎn)換；控制器，其根據(jù)永磁電動機(jī)的希望輸出來控制開關(guān)器件的開關(guān)?？刂破靼朋w溫度檢測裝置，其檢測永磁電動機(jī)的磁體溫度；設(shè)置裝置，其基于來自永磁電動機(jī)的輸出和臨界溫度之間的預(yù)定關(guān)系，設(shè)置與永磁電動機(jī)的希望輸出對應(yīng)的磁體溫度的閾值，其中，直到該臨界溫度，不會導(dǎo)致永磁電動機(jī)中的去磁；載波頻率控制裝置，其在磁體溫度檢測裝置檢測的磁體溫度超過閾值時以這樣的方式改變對開關(guān)器件進(jìn)行開關(guān)的載波頻率使得疊加在流經(jīng)永磁電動機(jī)的電動機(jī)電流上的紋波電流減小。載波頻率控制裝置可在由磁體溫度檢測裝置檢測到的磁體溫度超過閾值時增大載波頻率。載波頻率控制裝置可具有用于根據(jù)來自永磁電動機(jī)的輸出設(shè)置載波頻率的第一映射圖。在第一映射圖中，基于永磁電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度，整個區(qū)域被分為多個區(qū)域， 在各個區(qū)域中，載波頻率被設(shè)置為與另一區(qū)域中設(shè)置的載波頻率不同。所述多個區(qū)域包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，在第一區(qū)域中，載波頻率被設(shè)置為相對較高，在第二區(qū)域中，載波頻率被設(shè)置為低于在第一區(qū)域中設(shè)置的載波頻率。在這種情況下，當(dāng)磁體溫度檢測裝置檢測到的磁體溫度超過閾值時，載波頻率控制裝置通過使用第二映射圖設(shè)置載波頻率來改變載波頻率，其中，第二映射圖通過改變第一映射圖使得第一映射圖中的第一區(qū)域向著第二區(qū)域擴(kuò)展而得到。控制器還可包含器件溫度檢測裝置，其檢測開關(guān)器件的器件溫度。在這種情況下， 如果磁體溫度檢測裝置檢測到的磁體溫度等于或低于閾值，載波頻率控制裝置在由器件溫度檢測裝置檢測到的器件溫度超過預(yù)定的可允許溫度時減小載波頻率。永磁電動機(jī)可被配置為產(chǎn)生車輛的驅(qū)動力。控制器還可包含車輛速度檢測裝置， 其檢測車輛的速度。在這種情況下，如果磁體溫度檢測裝置檢測的磁體溫度等于或低于閾值，當(dāng)車輛速度檢測裝置檢測到的車輛速度低于預(yù)定的基準(zhǔn)速度時，載波頻率控制裝置將載波頻率改變?yōu)榭陕狀l率范圍之外的頻率。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)，一種控制電動機(jī)驅(qū)動器的方法，該電動機(jī)驅(qū)動器接收來自電源的電力供給以驅(qū)動永磁電動機(jī)，并包含變換器，變換器具有開關(guān)器件并通過對開關(guān)器件進(jìn)行開關(guān)來進(jìn)行電源與永磁電動機(jī)之間的電力轉(zhuǎn)換。該方法包含檢測永磁電動機(jī)的磁體溫度；基于來自永磁電動機(jī)的輸出和臨界溫度之間的預(yù)定關(guān)系，設(shè)置與永磁電動機(jī)的希望輸出對應(yīng)的磁體溫度的閾值，其中，直到該臨界溫度，不會導(dǎo)致永磁電動機(jī)的去磁; 當(dāng)檢測到的磁體溫度超過閾值時，以這樣的方式改變開關(guān)器件進(jìn)行開關(guān)的載波頻率使得疊加在流經(jīng)永磁電動機(jī)的電動機(jī)電流上的紋波電流減小。改變載波頻率的步驟可在檢測到的磁體溫度超過閾值時增大載波頻率。改變載波頻率的步驟可使用用于根據(jù)來自永磁電動機(jī)的輸出設(shè)置載波頻率的第一映射圖。在第一映射圖中，基于永磁電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度，整個區(qū)域被分為多個區(qū)域，在各個區(qū)域中，載波頻率被設(shè)置為與另一區(qū)域中設(shè)置的載波頻率不同。所述多個區(qū)域包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，在第一區(qū)域中，載波頻率被設(shè)置為相對較高，在第二區(qū)域中，載波頻率被設(shè)置為低于在第一區(qū)域中設(shè)置的載波頻率。在這種情況下，當(dāng)檢測到的磁體溫度超過閾值時，改變載波頻率的步驟通過使用第二映射圖設(shè)置載波頻率來改變載波頻率，其中， 第二映射圖通過改變第一映射圖使得第一映射圖中的第一區(qū)域向著第二區(qū)域擴(kuò)展得到。該方法還可包含檢測開關(guān)器件的器件溫度。在這種情況下，如果檢測到的磁體溫度等于或低于閾值，改變載波頻率的步驟在檢測到的器件溫度超過預(yù)定的可允許溫度時減小載波頻率。永磁電動機(jī)可被配置為產(chǎn)生車輛的驅(qū)動力。該方法還可包含檢測車輛的速度。在這種情況下，如果檢測到的磁體溫度等于或低于閾值，當(dāng)檢測到的車輛速度低于預(yù)定的基準(zhǔn)速度時，改變載波頻率的步驟將載波頻率改變?yōu)榭陕狀l率范圍之外的頻率。根據(jù)本發(fā)明，在驅(qū)動永磁電動機(jī)的電動機(jī)驅(qū)動器中，永磁電動機(jī)中的去磁得到抑制。


參照附圖，由下面對示例性實(shí)施例的介紹，將會明了本發(fā)明的前述以及進(jìn)一步的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電動機(jī)驅(qū)動器的原理框圖；圖2為控制器的功能框圖；圖3為電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置的功能框圖；圖4為一波形圖，用于闡釋變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分產(chǎn)生信號PWMI的方法；圖5示出了永磁電動機(jī)的輸出和臨界溫度之間的關(guān)系，其中，直到該臨界溫度，不會導(dǎo)致永磁電動機(jī)中的去磁；圖6示出了正常條件下使用的載波頻率映射圖的實(shí)例；圖7示出了在去磁發(fā)生時使用的載波頻率映射圖的實(shí)例；圖8為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例用于設(shè)置載波頻率的控制流程圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置的功能框圖；圖10示出了在高溫條件下使用的載波頻率映射圖的實(shí)例；圖11示出了在低速行駛期間使用的載波頻率映射圖的實(shí)例；圖12為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例用于設(shè)置載波頻率的控制流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中，同樣的參考標(biāo)號表示同樣或?qū)?yīng)的部件。(第一實(shí)施例)圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電動機(jī)驅(qū)動器的原理框圖。參照圖1，電動機(jī)驅(qū)動器100包含電池B、電壓傳感器10與13、電流傳感器24、系統(tǒng)繼電器SRl與SR2、電容器Cl與C2、升壓轉(zhuǎn)換器12、變換器14、溫度傳感器40、42與44 以及控制器30。永磁電動機(jī)Ml為三相交流同步電動機(jī)，其包含U相線圈、V相線圈、W相線圈。永磁電動機(jī)Ml為產(chǎn)生用于驅(qū)動混合動力車或電氣車輛的車輪的轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動電動機(jī)。永磁電動機(jī)Ml作為由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)，并作為用于發(fā)動機(jī)的電動機(jī)。例如，永磁電動機(jī)Ml可被并入混合動力車，以便能夠起動發(fā)動機(jī)。溫度傳感器40檢測永磁電動機(jī)Ml的定子的溫度Tst。溫度傳感器40包含溫度測量裝置，例如熱敏電阻，其被設(shè)置在例如定子線圈附近。溫度傳感器42被設(shè)置在例如冷卻油的用于對永磁電動機(jī)Ml進(jìn)行冷卻的冷卻劑的通道中，檢測冷卻劑的溫度(冷卻油溫度) To0電池B為可再充電的二次電池，其為例如鎳-氫電池或鋰離子電池。電池B不限于這些電池?？僧a(chǎn)生直流電壓的例如電容器、太陽能電池、燃料電池等可被用作電池B。電池傳感器10檢測從電池B輸出的直流電壓Vb，并將檢測得到的直流電壓Vb輸出到控制器 30。系統(tǒng)繼電器SRl和SR2的斷開和閉合由來自控制器的信號SE控制。電容器Cl對供自電池B的直流電壓Vb進(jìn)行平滑，平滑后的直流電壓Vb被輸出到升壓轉(zhuǎn)換器12。升壓轉(zhuǎn)換器12對供自電容器Cl的直流電壓進(jìn)行升壓，并將升壓電壓供到電容器 C2。變換器14將供自電容器C2的直流電壓轉(zhuǎn)換為三相交流電流，并將交流輸出到永磁電動機(jī)Ml。升壓轉(zhuǎn)換器12包含電抗器Li、絕緣柵型雙極型晶體管(IGBT)Ql與Q2、二極管Dl 與D2。電抗器Ll的一端連接到電池B的電力線，另一端連接到IBGT器件Ql和IGBT器件Q2之間的中點(diǎn)，也就是說，連接在IGBT器件Ql的發(fā)射極和IGBT器件Q2的集電極之間。 IGBT器件Ql與Q2串聯(lián)連接在電力線和地線之間。IGBT器件Ql的集電極連接到電力線， IGBT器件Q2的發(fā)射極連接到地線。二極管Dl與D2——其允許電流從發(fā)射極側(cè)流到集電極側(cè)——分別連接在IGBT器件Ql的集電極和發(fā)射極之間以及IGBT器件Q2的集電極和發(fā)射極之間。電容器C2對供自升壓轉(zhuǎn)換器12的直流電壓進(jìn)行平滑，并將平滑后的直流電壓供到變換器14。電壓傳感器13檢測電容器C2兩端之間的電壓，也就是說，升壓轉(zhuǎn)換器12的輸出電壓Vm，其對應(yīng)于變換器14的輸入電壓(下面同樣適用)，電壓傳感器13將檢測到的輸出電壓Vm輸出到控制器30。變換器14將升壓轉(zhuǎn)換器12的輸出電壓Vm轉(zhuǎn)換為三相交流，并將交流輸出到對車輪進(jìn)行驅(qū)動的永磁電動機(jī)Ml。同時，在再生制動期間，變換器14將在永磁電動機(jī)Ml中產(chǎn)生的電力返回到升壓轉(zhuǎn)換器12。升壓轉(zhuǎn)換器12由控制器30控制，以便作為降壓電路。變換器14包含U相臂15、V相臂16、W相臂17。U相臂15、V相臂16、W相臂17 并聯(lián)連接在升壓轉(zhuǎn)換器12的輸出線之間。U相臂15包含串聯(lián)連接的IGBT器件Q3和Q4，V相臂16包含串聯(lián)連接的IGBT器件Q5和Q6，W相臂17包含串聯(lián)連接的IGBT器件Q7和Q8。二極管D3-D8——其允許電流從發(fā)射極側(cè)流到集電極側(cè)——分別連接在IGBT器件Q3-Q8的集電極和發(fā)射極之間。相應(yīng)相臂的中點(diǎn)連接到永磁電動機(jī)Ml的相應(yīng)相線圈的末端。換句話說，永磁電動機(jī)Ml為三相交流同步電動機(jī)，其中，U、V、W三相線圈的一個末端共同連接在中間點(diǎn)上。U相線圈的另一端連接到IGBT器件Q3與Q4之間的中點(diǎn)，V相線圈的另一末端連接到IGBT器件Q5與Q6之間的中點(diǎn)，W相線圈的另一末端連接到IGBT器件Q7與Q8之間的中點(diǎn)。電流傳感器M檢測流經(jīng)永磁電動機(jī)Ml的電流——該電流為電動機(jī)電流MCRT，并將檢測到的電動機(jī)電流MCRT輸出到控制器30。溫度傳感器44檢測構(gòu)成變換器14的IGBT 器件Q3-Q8的器件溫度Tinv，并將檢測得到的器件溫度Tinv輸出到控制器30?？刂破?0接收來自外部設(shè)置的電子控制單元(ECU)的轉(zhuǎn)矩指令值TR和電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN，從電壓傳感器10接收直流電壓Vb，從電壓傳感器13接收輸出電壓Vm，并從電流傳感器M接收電動機(jī)電流MCRT?？刂破?0于是向升壓轉(zhuǎn)換器12輸出表示對電壓進(jìn)行升壓的指令的信號PWU以及表示對電壓進(jìn)行降壓的指令的信號PWD?？刂破?0產(chǎn)生用于指示變換器14將直流電壓——其為升壓轉(zhuǎn)換器12的輸出——轉(zhuǎn)換為用于對永磁電動機(jī)Ml進(jìn)行驅(qū)動的交流電壓的信號PWMI，以及用于指示變換器14進(jìn)行再生運(yùn)行的信號PWMC，在再生運(yùn)行中，由永磁電動機(jī)Ml產(chǎn)生的交流電壓被轉(zhuǎn)換為直流電壓，直流電壓被返回到升壓轉(zhuǎn)換器12側(cè)。產(chǎn)生信號PWU和信號PWMI的方法將在下面介紹。圖2為控制器30的功能框圖。參照圖2，控制器30包含電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置301 和電壓轉(zhuǎn)換控制裝置302。在永磁電動機(jī)Ml被驅(qū)動時，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置301通過下面介紹的方法，基于轉(zhuǎn)矩指令值TR、從電池B輸出的直流電壓Vb、電動機(jī)電流MCRT、電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN、升壓轉(zhuǎn)換器12的輸出電壓Vm，產(chǎn)生用于開通和關(guān)斷升壓轉(zhuǎn)換器12的IGBT器件Ql與Q2的信號 PWU以及用于開通和關(guān)斷變換器14的IGBT器件Q3-Q8的信號PWMI，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置 301分別將所產(chǎn)生的信號PWU和PWMI輸出到升壓轉(zhuǎn)換器12和變換器14。通過基于永磁電動機(jī)Ml的定子電流Tst和冷卻油溫度To推定永磁電動機(jī)Ml的磁體溫度Tm，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置301檢測磁體溫度Tm。根據(jù)所檢測的磁體溫度Tm，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置301通過下面介紹的方法改變用于產(chǎn)生信號PWMI的載波頻率fc。在再生制動時，電壓轉(zhuǎn)換控制裝置302從外部ECU接收表示混合動力車或電氣車輛被引入再生制動模式的信號RGE，電壓轉(zhuǎn)換控制裝置302產(chǎn)生將由永磁電動機(jī)Ml產(chǎn)生的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的信號PWMC，并將信號PWMC輸出到變換器14。在再生制動時，當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換控制裝置302接收到來自外部ECU的信號RGE時，電壓轉(zhuǎn)換控制裝置302產(chǎn)生用于對供自變換器14的直流電壓進(jìn)行降壓的信號PWD，并將信號 PWD輸出到升壓轉(zhuǎn)換器12。因此，升壓轉(zhuǎn)換器12也可根據(jù)用于對直流電壓進(jìn)行降壓的信號 PWD來對直流電壓進(jìn)行降壓，因此，升壓轉(zhuǎn)換器12作為雙向轉(zhuǎn)換器。圖3為電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置301的功能框圖。參照圖3，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置301 包含變換器輸入電壓指令計(jì)算部分60、反饋電壓指令計(jì)算部分62、占空比轉(zhuǎn)換部分64、電動機(jī)控制相電壓計(jì)算部分50、變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52、磁體溫度檢測部分M、載波頻率控制部分56?；谵D(zhuǎn)矩指令值TR和電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN，變換器輸入電壓指令計(jì)算部分60計(jì)算變換器輸入電壓的最優(yōu)值(目標(biāo)值)，也即電壓指令值Vdccom，并將計(jì)算得到的電壓指令值 Vdccom輸出到反饋電壓指令計(jì)算部分62?；趶碾妷簜鞲衅?3發(fā)送的反饋轉(zhuǎn)換器12的輸出電壓Vm以及發(fā)送自變換器輸入電壓指令計(jì)算部分62的電壓指令值Vdccom，反饋電壓指令計(jì)算部分62計(jì)算反饋電壓指令值Vdcc0m_fb，并將計(jì)算得到的反饋電壓指令值Vdcc0m_fb輸出到占空比轉(zhuǎn)換部分64?；趶碾妷簜鞲衅?0輸出的電池電壓Vb、從電壓傳感器13輸出的輸出電壓Vm、 從反饋電壓指令計(jì)算部分62輸出的反饋電壓指令值Vdcc0m_fb，占空比轉(zhuǎn)換部分64計(jì)算用于將從電壓傳感器13輸出的輸出電壓Vm設(shè)置到從反饋電壓指令計(jì)算部分62輸出的反饋電壓指令值Vdcc0m_fb的占空比DR。于是，占空比轉(zhuǎn)換部分64基于計(jì)算得到的占空比DR 產(chǎn)生用于開通和關(guān)斷升壓轉(zhuǎn)換器12的IGBT器件Ql與Q2的信號PWU，并將產(chǎn)生的信號PWU 輸出到升壓轉(zhuǎn)換器12的IGBT器件Ql與Q2。通過增大升壓轉(zhuǎn)換器12的低側(cè)IGBT器件Q2的占空因數(shù)，存儲在電抗器Ll中的電力增大，因此，可以獲得較高的電壓輸出。另一方面，當(dāng)高側(cè)IGBT器件Ql的占空因數(shù)增大時，電力線的電壓減小。因此，通過控制IGBT器件Ql與Q2的占空比，可以將電力線的電壓控制到高于電池B輸出電壓的希望電壓。電動機(jī)控制相電壓計(jì)算部分50從電壓傳感器13接收升壓轉(zhuǎn)換器12的輸出電壓 Vm,即變換器14的輸入電壓，從電流傳感器M接收流經(jīng)永磁電動機(jī)Ml的相應(yīng)相臂的電動機(jī)電流MCRT，并從外部E⑶接收轉(zhuǎn)矩指令值TR?；谶@些輸入信號，電動機(jī)控制相電壓計(jì)算部分50計(jì)算施加到永磁電動機(jī)Ml的相應(yīng)相線圈的電壓，并將計(jì)算結(jié)果提供給變換器PWM 信號轉(zhuǎn)換部分52。基于來自溫度傳感器40和42的輸出(圖1)，磁體溫度檢測部分M檢測永磁電動機(jī)Ml的磁體溫度Tm。檢測磁體溫度Tm的方法可選自多種方法。在此實(shí)施例中，通過基于由溫度傳感器40檢測的定子溫度Tst和由溫度傳感器42檢測到的冷卻水溫度Tw來推定磁體溫度Tm，檢測磁體溫度Tm?；趤碜詼囟葌鞲衅?0和42中的一個的輸出，磁體溫度檢測部分M可推定磁體溫度Tm。另外，磁體溫度檢測部分M可基于由電流傳感器M檢測的電動機(jī)電流MCRT和電動機(jī)電流MCRT被供給的時間段來推定磁體溫度Tm。載波頻率控制部分56將接收自磁體溫度檢測部分M的磁體溫度Tm與預(yù)定閾值 Tth進(jìn)行比較，當(dāng)判斷為磁體溫度Tm超過閾值Tth時，載波頻率控制部分56將H電平(邏輯高)的信號CHG輸出到變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52，以便將在變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分 52中使用的載波頻率映射圖從在正常條件下使用的映射圖改變?yōu)樵诎l(fā)生去磁時使用的映射圖。另一方面，當(dāng)判斷為磁體溫度Tm等于或低于閾值Tth時，載波頻率控制部分56向變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52輸出L電平(邏輯低)的信號CHG。下面將介紹設(shè)置閾值Tth的方法。變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52從只讀存儲器(ROM)(未示出)讀取用于設(shè)置載波信號載波頻率的載波頻率映射圖，并使用所讀出的載波頻率映射圖來設(shè)置載波信號的載波頻率。在載波頻率映射圖中，如下面所介紹的，與永磁電動機(jī)Ml的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)的載波頻率以映射圖的形式被包含在內(nèi)，使用從ROM讀取的載波頻率映射圖，基于永磁電動機(jī) Ml的轉(zhuǎn)矩指令值TR和電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN，變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52設(shè)置載波頻率。 變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52基于轉(zhuǎn)矩指令值TR和永磁電動機(jī)Ml的電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度使用從ROM讀出的載波頻率映射圖來設(shè)置載波頻率?；趶碾妱訖C(jī)控制相電壓計(jì)算部分50接收的計(jì)算結(jié)果以及所設(shè)置的載波頻率，變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52產(chǎn)生用于實(shí)際開通和關(guān)斷變換器14的IGBT器件Q3-Q8的信號PWMI，并將所產(chǎn)生的信號PWMI輸出到變換器14的 IGBT 器件 Q3-Q8。通過這種方式，IGBT器件Q3-Q8的開通和關(guān)斷受到控制，以便控制流過永磁電動機(jī)Ml的各相臂的電流，使得永磁電動機(jī)Ml產(chǎn)生根據(jù)指令的轉(zhuǎn)矩。通過這種方式，電動機(jī)驅(qū)動電流受到控制，對應(yīng)于轉(zhuǎn)矩指令值TR的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩得到輸出。圖4為一波形圖，用于闡釋變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52產(chǎn)生信號PWMI的方法。在圖4中，產(chǎn)生用于U相的信號PWMI的方法被代表性地示出，用于其他相——V與W相—— 的信號以類似的方式產(chǎn)生。參照圖4，曲線kl表示由電動機(jī)控制相電壓計(jì)算部分50產(chǎn)生的U相電壓指令信號。三角波信號k2為由變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52產(chǎn)生的載波信號，并具有由變換器PWM 信號轉(zhuǎn)換部分52設(shè)置的載波頻率。
變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52將曲線kl與三角波信號k2比較并產(chǎn)生脈沖信號 PWMI，其中，電壓值取決于曲線kl與三角波信號k2中的哪一個大于另一個而變化。變換器 PWM信號轉(zhuǎn)換部分52將所產(chǎn)生的信號PWMI輸出到變換器14，變換器14的IGBT器件Q3-Q8 根據(jù)信號PWMI受到開通和關(guān)斷。當(dāng)變換器14的IGBT器件Q3-Q8以依賴于載波信號(三角波信號k2)載波頻率的開關(guān)頻率被開通和關(guān)斷時，產(chǎn)生與開關(guān)頻率對應(yīng)的紋波電流。作為紋波電流的最大值與最小值之間的差的峰峰值與信號PWMI的一個周期T成比例，周期T等于IGBT器件Q3被開通的時間和IGBT器件Q4被開通的時間之和。周期T可從信號PWMI的載波頻率fc獲得(T =Ι/fc)。當(dāng)紋波電流發(fā)生時，由于永磁體中產(chǎn)生的渦流而導(dǎo)致的渦流損耗在永磁電動機(jī)Ml 中增大。渦流損耗的增大導(dǎo)致磁體溫度升高，由此導(dǎo)致永磁電動機(jī)Ml中的去磁。因此，存在這樣的可能永磁電動機(jī)Ml的運(yùn)行效率(旋轉(zhuǎn)效率，發(fā)電效率)減小。出于這個原因，根據(jù)此實(shí)施例的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置301被配置為使得電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置301作為抑制永磁電動機(jī)Ml中的去磁的裝置，也就是說，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置 301檢測永磁電動機(jī)Ml的磁體溫度Tm，并根據(jù)所檢測的磁體溫度Tm改變載波頻率。具體而言，磁體溫度Tm的閾值Tth被預(yù)先設(shè)置，當(dāng)檢測到的磁體溫圖Tm超過閾值 Tth時，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置301改變載波頻率。載波頻率根據(jù)磁體溫度Tm如上所述地改變，這是因?yàn)樵谟来烹妱訖C(jī)Ml中由于從變換器14接收的紋波電流導(dǎo)致的渦流損耗與紋波電流的量成比例地增大。當(dāng)判斷為存在磁體溫度Tm由于渦流損耗增大而升高且永磁電動機(jī)Ml中的去磁因此發(fā)生的可能性時，載波頻率被改變，以便減小紋波電流，由此，抑制磁體溫度Tm的上升，并抑制去磁的發(fā)生。再度參照圖3，基于從外部ECU接收的轉(zhuǎn)矩指令值TR和電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN，載波頻率控制部分56設(shè)置在上面介紹的關(guān)于磁體溫度的判斷中使用的閾值Tth。具體而言，使用預(yù)定的在永磁電動機(jī)Ml的輸出(轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度)與臨界溫度之間的關(guān)系，載波頻率控制部分56基于轉(zhuǎn)矩指令值TR和電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN來設(shè)置閾值Tth，其中，直到該臨界溫度，不會導(dǎo)致永磁電動機(jī)Ml中的去磁。圖5示出了永磁電動機(jī)Ml的輸出(轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度)與臨界溫度之間的關(guān)系，其中，直到該臨界溫度，不會導(dǎo)致永磁電動機(jī)Ml中的去磁。圖5所示的關(guān)系通過下面的方法獲得當(dāng)永磁電動機(jī)Ml在多個運(yùn)行點(diǎn)上被驅(qū)動時，為所述多個運(yùn)行點(diǎn)中的各個測量或計(jì)算臨界溫度，其中，直到該臨界溫度，不會導(dǎo)致永磁電動機(jī)Ml中的去磁，在每個運(yùn)行點(diǎn)上，轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度不同于另一運(yùn)行點(diǎn)上的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度。從圖5所示的關(guān)系可以看出，臨界溫度——直到該臨界溫度，不會導(dǎo)致永磁電動機(jī) Ml的去磁——依賴于永磁電動機(jī)Ml的輸出(轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度)而變化，在輸出相對較高的區(qū)域中，臨界溫度與輸出相對較低的區(qū)域中的臨界溫度相比較低。換句話說，永磁電動機(jī) Ml的輸出越高，去磁越容易發(fā)生。圖5所示的關(guān)系預(yù)先被存儲在R0M(未示出)中，當(dāng)載波頻率控制部分56從外部 ECU接收轉(zhuǎn)矩指令值TR和電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN時，通過參照從ROM讀取的在圖5中示出的關(guān)系，載波頻率控制部分56確定在基于轉(zhuǎn)矩指令值TR和電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN確定的永磁電動機(jī)Ml的運(yùn)行點(diǎn)上的臨界溫度。所確定的臨界溫度被設(shè)置為磁體溫度Tm的閾值Tth。通過這種方式，可以對于永磁電動機(jī)Ml的各對轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度正確地確定是否存在發(fā)生去磁的可能。因此，可以有效地抑制永磁電動機(jī)Ml中去磁的發(fā)生。于是，載波頻率控制部分56將從磁體溫度檢測部分M接收的磁體溫度Tm與所設(shè)置的閾值Tth進(jìn)行比較，當(dāng)判斷為磁體溫度Tm超過閾值Tth時，載波頻率控制部分56將H 電平的信號CHG輸出到變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52。另一方面，當(dāng)判斷為磁體溫度Tm等于或低于閾值Tth時，載波頻率控制部分56將L電平的信號CHG輸出到變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52。當(dāng)來自載波頻率控制部分56的信號CHG處于H電平時，判斷為永磁電動機(jī)Ml中發(fā)生去磁的可能性高，因此，變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52讀取在發(fā)生去磁時使用的載波頻率映射圖，所讀取的在去磁發(fā)生時使用的載波頻率映射圖被用于設(shè)置載波頻率。另一方面，當(dāng)來自載波頻率控制部分56的信號CHG為L電平時，判斷為永磁電動機(jī)Ml中發(fā)生去磁的可能性低，因此，變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52使用在正常條件下使用的載波頻率映射圖來設(shè)置載波頻率。圖6和7示出了載波頻率映射圖的實(shí)例。圖6示出了正常條件下使用的載波頻率映射圖。圖7示出了在發(fā)生去磁時使用的載波頻率映射圖。參照圖6，在正常條件下使用的載波頻率映射圖中，整個區(qū)域根據(jù)永磁電動機(jī)Ml 的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度被分為四個區(qū)域。在永磁電動機(jī)Ml的旋轉(zhuǎn)速度低且其轉(zhuǎn)矩高的區(qū)域中， 載波頻率被設(shè)置為最低頻率Π。隨著永磁電動機(jī)Ml的旋轉(zhuǎn)速度增大，載波頻率被設(shè)置為高于頻率Π的頻率f3、f4、f5。這些頻率f3、f4、f5被設(shè)置為，旋轉(zhuǎn)速度低的區(qū)域內(nèi)的頻率 f3最低，旋轉(zhuǎn)速度高的區(qū)域內(nèi)的頻率f5為最高。旋轉(zhuǎn)速度越高，載波頻率被設(shè)置得越高，以便保證根據(jù)永磁電動機(jī)Ml的希望輸出進(jìn)行控制時的充分的響應(yīng)。另一方面，在進(jìn)行控制時的所需響應(yīng)等級不像高旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域中需要的那么高的低以及中旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域中，相比于高旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域中的，載波頻率被設(shè)置為較低，以便減小變換器14中的電力損耗(開關(guān)損耗)。在旋轉(zhuǎn)速度低且轉(zhuǎn)矩高的區(qū)域中，載波頻率被設(shè)置為最低頻率Π，以便在轉(zhuǎn)矩指令不能增大永磁電動機(jī)Ml的旋轉(zhuǎn)速度時，也就是說，在永磁電動機(jī)Ml處于所謂鎖定狀態(tài)時，防止過大的電流流經(jīng)變換器14的特定IGBT器件。另一方面，參照圖7，在去磁發(fā)生時使用的載波頻率映射圖中，相比于圖6所示在正常條件下使用的載波頻率映射圖中的，高頻區(qū)域得到擴(kuò)展。具體而言，載波頻率為頻率f4 的區(qū)域向著低旋轉(zhuǎn)速度側(cè)擴(kuò)展，故在正常條件下使用的載波頻率映射圖中載波頻率為頻率 f3的區(qū)域中，載波頻率變?yōu)轭l率f4。由于來自變換器14的紋波電流通過增大載波頻率而減小，可以抑制永磁電動機(jī)Ml中導(dǎo)致的渦流損耗的增大。因此，可以通過抑制磁體溫度Tm 的升高而抑制去磁的發(fā)生。圖8為用于設(shè)置載波頻率的控制流程圖。圖8所示流程圖的一系列控制步驟通過以預(yù)定的周期執(zhí)行預(yù)先存儲在控制器30中的程序來進(jìn)行。參照圖8，磁體溫度檢測部分M通過基于從溫度傳感器40和42接收的定子溫度 Tst和冷卻油溫度To推定磁體溫度Tm來檢測磁體溫度Tm(步驟S01)。當(dāng)載波頻率控制部分56從外部ECU接收到轉(zhuǎn)矩指令值TR和電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN 時，通過參照從ROM讀取的圖5所示的關(guān)系，載波頻率控制部分56在基于轉(zhuǎn)矩指令值TR和
11電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN確定的永磁電動機(jī)Ml的運(yùn)行點(diǎn)上確定永磁電動機(jī)Ml的臨界溫度。載波頻率控制部分56將所確定的臨界溫度設(shè)置為閾值Tth(步驟S02)。接著，載波頻率控制部分56判斷在步驟SOl中檢測到的磁體溫度是否高于閾值 Tth (步驟S03)。當(dāng)磁體溫度Tm高于閾值Tth時(步驟S03中的是)，載波頻率控制部分 56判斷為永磁電動機(jī)Ml中去磁發(fā)生的可能性高，并將H電平的信號CHG輸出到變換器PWM 信號轉(zhuǎn)換部分52。于是，當(dāng)變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52從載波頻率控制部分56接收到H 電平的信號CHG時，變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52從ROM讀取在去磁發(fā)生時使用的載波頻率映射圖(圖7)(步驟S04)。另一方面，當(dāng)磁體溫度Tm等于或低于閾值Tth時(步驟S03中的否)，載波頻率控制部分56判斷為永磁電動機(jī)Ml中發(fā)生去磁的可能性低，并將L電平的信號CHG輸出到變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52。當(dāng)變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52從載波頻率控制部分56接收到 L電平的信號CHG時，變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52從ROM讀取載波頻率映射圖(圖6)(步驟 S05)。基于永磁電動機(jī)Ml的轉(zhuǎn)矩指令值TR和電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN，使用在去磁發(fā)生時使用的載波頻率映射圖或在正常條件下使用的載波頻率映射圖，變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52 設(shè)置載波頻率(步驟S06)。如上面所介紹的，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例，當(dāng)判斷為永磁電動機(jī)Ml中發(fā)生去磁的可能性高時，變換器14的載波頻率被改變，從而減小紋波電流，由此，可以減小在永磁電動機(jī)Ml中導(dǎo)致的渦流損耗。因此，可以通過抑制磁體溫度Tm的上升來抑制去磁的發(fā)生。在上面的實(shí)施例中，使用這樣的配置當(dāng)磁體溫度Tm超過閾值Tth時，使用在去磁發(fā)生時使用的載波頻率映射圖來改變載波頻率。然而，可使用這樣的配置根據(jù)磁體溫度 Tm,多個這樣的閾值Tth被步進(jìn)式設(shè)置，載波頻率被步進(jìn)式改變。(第二實(shí)施例)圖9為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置301A的功能框圖。通過分別用變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A和載波頻率控制裝置56A來替換圖3所示的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置301的變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52和載波頻率控制部分56，獲得圖9所示的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置301A。出于此原因，沒有給出對其他共有部分的重復(fù)的詳細(xì)介紹。參照圖9，載波頻率控制部分56A從磁體溫度檢測部分M接收磁體溫度Tm，從溫度傳感器44 (圖1)接收變換器14的器件溫度Tinv，并從車輛速度傳感器(未示出)接收車輛速度V。載波頻率控制部分56A產(chǎn)生信號CHG1、CHG2、CHG3，用于將在變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A中使用的載波頻率映射圖從在正常條件下使用的映射圖改變?yōu)檫m當(dāng)?shù)挠成鋱D，并將信號CHG1、CHG2、CHG3輸出到變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A。具體而言，載波頻率控制部分56A將磁體溫度Tm與閾值Tth進(jìn)行比較，當(dāng)判斷為磁體溫度Tm超出閾值Tth時，載波頻率控制部分56A將H電平的信號CHGl輸出到變換器 PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A。另一方面，當(dāng)判斷為磁體溫度Tm等于或低于閾值Tth時，載波頻率控制部分56A將L電平的信號CHGl輸出到變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A。閾值Tth基于從外部ECU接收的轉(zhuǎn)矩指令值TR和電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN以與上面對第一實(shí)施例的介紹相同的方式來設(shè)置。載波頻率控制部分56A將變換器14的器件溫度Tinv與預(yù)先設(shè)置的預(yù)定的可允許溫度Tlim進(jìn)行比較，當(dāng)判斷為器件溫度Tinv超過可允許溫度Tlim時，載波頻率控制部分 56A向變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A輸出H電平的信號CHG2。另一方面，當(dāng)判斷為器件溫度Tinv等于或低于可允許溫度Tlim時，載波頻率控制部分56A向變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A輸出L電平的信號CHG2。預(yù)定的可允許溫度Tlim基于構(gòu)成變換器14的IGBT器件Q3-Q8的上限溫度和在 IGBT器件Q3-Q8被開通以及關(guān)斷時導(dǎo)致的電力損耗來設(shè)置。具體而言，當(dāng)器件溫度Tinv超過可允許溫度Tlim時，判斷為IGBT器件Q3-Q8熱損壞的可能性高。載波頻率控制部分56A將車輛速度V與預(yù)先設(shè)置的基準(zhǔn)速度Vstd進(jìn)行比較，當(dāng)判斷為車輛速度V低于基準(zhǔn)速度Vstd時，載波頻率控制部分56A向變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分 52A輸出H電平的信號CHG3。另一方面，當(dāng)判斷為車輛速度V等于或高于基準(zhǔn)速度Vstd時， 載波頻率控制部分56A向變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A輸出L電平的信號CHG3。預(yù)定的基準(zhǔn)速度Vstd被設(shè)置為這樣的車輛速度使得當(dāng)變換器14的IGBT器件 Q3-Q8被開通和關(guān)斷時產(chǎn)生的噪音(開關(guān)噪音)能超過發(fā)動機(jī)和附屬設(shè)備——例如空氣壓縮機(jī)——產(chǎn)生的噪音水平。具體而言，當(dāng)車輛速度V下降到低于基準(zhǔn)速度Vstd時，開關(guān)損耗不被環(huán)境噪音壓倒，因此，判斷為打破寧靜的可能性高。當(dāng)來自載波頻率控制部分56A的信號CHGl為H電平時，判斷為永磁電動機(jī)Ml中發(fā)生去磁的可能性高，因此，變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A讀取在去磁發(fā)生時使用的載波頻率映射圖，并使用所讀取的在去磁發(fā)生時使用的載波頻率映射圖來設(shè)置載波頻率。另一方面，當(dāng)來自載波頻率控制部分56A的信號CHG2處于H電平時，判斷為變換器14的開關(guān)器件過熱的可能性高，且因此變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A讀取高溫條件下使用的載波頻率映射圖，并使用所讀取的在高溫條件下使用的載波頻率映射圖來設(shè)置載波頻率。當(dāng)來自載波頻率控制部分56A的信號CHG3處于H電平時，判斷為由于開關(guān)噪音打破寧靜的可能性高，因此，變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A讀取在低速行駛期間使用的載波頻率映射圖，并使用所讀取的在低速行駛期間使用的載波頻率映射圖來設(shè)置載波頻率。圖10示出了在高溫條件下使用的載波頻率映射圖的實(shí)例。參照圖10，在高溫條件下使用的載波頻率映射圖中，相比于圖6所示在正常條件下使用的載波頻率映射圖，低頻區(qū)域擴(kuò)展。具體而言，在轉(zhuǎn)矩相對較高的區(qū)域中，載波頻率被改變?yōu)轭l率f2，其低于在正常條件下使用的載波頻率映射圖的頻率f3。高轉(zhuǎn)矩區(qū)域中的載波頻率以這樣的方式減小的原因在于，較高的轉(zhuǎn)矩需要較大的電流，因此，傾向于增大電流損耗。出于此原因，通過降低載波頻率以降低高轉(zhuǎn)矩區(qū)域中的電流損耗，可以防止IGBT器件Q3-Q8過熱。圖11示出了低速行駛期間使用的載波頻率映射圖的實(shí)例。參照圖11，低速行駛期間使用的載波頻率映射圖從圖6所示正常條件下使用的載波頻率映射圖改變，其中，低速區(qū)域中的頻率f3被改變?yōu)檩^高頻率f6。改變后的頻率f6被設(shè)置為可聽頻率范圍外的頻率。在低速區(qū)域中載波頻率被設(shè)置為可聽頻率范圍外的頻率的原因在于，當(dāng)車輛被停下或以低速行駛時，開關(guān)噪音變得可察覺到，這是因?yàn)榄h(huán)境噪音水平低。因此，在低速區(qū)域中，載波頻率被設(shè)置在處于可聽頻率范圍內(nèi)的低頻，通過將載波頻率改變?yōu)楦哂诳陕狀l率范圍的頻率，可以減小開關(guān)噪音。
由于滿足了改變后的載波頻率在可聽頻率范圍之外，頻率可相對于在正常條件下使用的載波頻率映射圖中的頻率f3減小。圖12為用于設(shè)置載波頻率的控制流程圖。圖12所示流程圖的一系列控制步驟通過以預(yù)定的周期執(zhí)行預(yù)先存儲在控制器30中的程序來執(zhí)行。參照圖12，磁體溫度檢測部分M通過基于接收自溫度傳感器40和42的定子溫度 Tst和冷卻油溫度To推定磁體溫度Tm來檢測磁體溫度Tm(步驟Sll)。載波頻率控制部分 56A接收由磁體溫度檢測部分M檢測的磁體溫度Tm?；趤碜詼囟葌鞲衅?4的輸出，載波頻率控制部分56A進(jìn)一步檢測變換器14的器件溫度Tinv。另外，載波頻率控制部分56A基于來自車輛速度傳感器的輸出來檢測車輛速度V (步驟S12)。當(dāng)載波頻率控制部分56A接收到來自外部ECU的轉(zhuǎn)矩指令值TR和電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN時，通過參照從ROM讀取的圖5所示的關(guān)系，載波頻率控制部分56A在基于轉(zhuǎn)矩指令值TR和電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN確定的永磁電動機(jī)Ml的運(yùn)行點(diǎn)上確定臨界溫度，其中，直到該臨界溫度，不導(dǎo)致永磁電動機(jī)Ml中的去磁。載波頻率控制部分56A將所確定的臨界溫度設(shè)置為閾值Tth (步驟S13)。接著，載波頻率控制部分56A判斷在步驟Sll中檢測到的磁體溫度Tm是否高于閾值Tth (步驟S14)。當(dāng)磁體溫度Tm高于閾值Tth時(步驟S14中的是)，載波頻率控制部分56A判斷為永磁電動機(jī)Ml中發(fā)生去磁的可能性高，并將H電平的信號CHGl輸出到變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A。于是，當(dāng)變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A從載波頻率控制部分56A 接收到H電平的信號CHGl時，變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A從ROM讀取在去磁發(fā)生時使用的載波頻率映射圖(圖7)(步驟S17)。另一方面，當(dāng)磁體溫度Tm等于或低于閾值Tth時(步驟S14中的否)，載波頻率控制部分56A判斷為永磁電動機(jī)Ml中發(fā)生去磁的可能性低。于是，載波頻率控制部分56A 判斷在步驟S12中檢測的器件溫度Tinv是否高于可允許溫度Tlim(步驟S15)。當(dāng)判斷為器件溫度Tinv高于可允許溫度Tlim時(步驟S15中的是)，載波頻率控制部分56A判斷為變換器14的IGBT器件Q3-Q8損壞的可能性高，并將H電平的信號CHG2輸出到變換器PWM 信號轉(zhuǎn)換部分52A。當(dāng)變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A從載波頻率控制部分56A接收到H電平的信號CHG2時，變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A從ROM讀取在高溫條件下使用的載波頻率映射圖(圖10)(步驟S18)。另一方面，當(dāng)器件溫度Tinv等于或低于可允許溫度Tlim時(步驟S15中的否)， 載波頻率控制部分56A判斷為變換器14中的IGBT器件Q3-Q8損壞的可能性低，并進(jìn)一步判斷步驟S12中檢測到的車輛速度是否低于基準(zhǔn)速度Vstd(步驟S16)。當(dāng)車輛速度V低于基準(zhǔn)速度Vstd時(步驟S16中的是)，載波頻率控制部分56A 判斷為由變換器14產(chǎn)生的開關(guān)噪音破壞寧靜的可能性高，并將H電平的信號CHG3輸出到變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A。當(dāng)變換器PMM信號轉(zhuǎn)換部分52A從載波頻率控制部分56A 接收到H電平的信號CHG3時，變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A從ROM讀取在低速行駛期間使用的載波頻率映射圖(圖11)(步驟S19)。另一方面，當(dāng)車輛速度V等于或高于基準(zhǔn)速度Vstd時(步驟S16中的否)，載波頻率控制部分56A判斷為永磁電動機(jī)Ml中發(fā)生去磁的可能性、IGBT器件Q3-Q8損壞的可能性、破壞寧靜的可能性均為低，載波頻率控制部分56A將均為L電平的信號CHG1、CHG2、 CHG3輸出到變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A。當(dāng)變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A從載波頻率控制部分56A接收到L電平的信號CHGl、CHGl、CHG3時，變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A從ROM 讀取在正常條件下使用的載波頻率映射圖(圖6)(步驟S20)?；谟来烹妱訖C(jī)Ml的轉(zhuǎn)矩指令值TR和電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度MRN，使用在去磁發(fā)生時使用的載波頻率映射圖、在高溫條件下使用的載波頻率映射圖、在低速行駛期間使用的載波頻率映射圖、在正常條件下使用的載波頻率映射圖中的一個，變換器PWM信號轉(zhuǎn)換部分52A 設(shè)置載波頻率(圖8中的步驟S06)。如上面所介紹的，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例，在判斷為發(fā)生永磁電動機(jī)Ml的去磁可能性高的情況下，在判斷為構(gòu)成變換器14的IGBT器件Q3-Q8損壞的可能性高的情況下，在判斷為車輛寧靜被打破的可能性高的情況下，使用適合用于減小該可能性的載波頻率映射圖來改變載波頻率，故可以有效地解決這些情況。盡管上面的實(shí)施例被配置為使得依賴于來自載波頻率控制部分56A的信號CHG1、 CHG2、CHG3的邏輯電平來選擇多個載波頻率映射圖中的一個，但是，防止永磁電動機(jī)Ml的去磁、變換器14的熱保護(hù)、保證寧靜之間的優(yōu)先次序可預(yù)先固定，載波頻率映射圖可根據(jù)所固定的優(yōu)先次序來適當(dāng)?shù)剡x擇。實(shí)施例的部件和發(fā)明的部件之間的對應(yīng)關(guān)系如下永磁電動機(jī)Ml作為本發(fā)明的 “永磁電動機(jī)”，變換器14作為本發(fā)明的“變換器”，控制器30作為本發(fā)明的“控制器”。另外，控制器30作為本發(fā)明的“磁體溫度檢測裝置”、“設(shè)置裝置”和“載波頻率控制裝置”。這里介紹的實(shí)施例僅僅為示例，因此，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。本發(fā)明的范圍不受上面的說明限制，而是由權(quán)利要求書限制，并且，旨在將所有修改包含在權(quán)利要求書及其等價(jià)內(nèi)容的范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求
1.一種從電源接收電力供給以驅(qū)動永磁電動機(jī)的電動機(jī)驅(qū)動器，該電動機(jī)驅(qū)動器包含變換器，其包含開關(guān)器件，并進(jìn)行電源與永磁電動機(jī)之間的電力轉(zhuǎn)換；控制器，其根據(jù)永磁電動機(jī)的希望輸出來控制開關(guān)器件的開關(guān)，其中，控制器包含磁體溫度檢測裝置，其檢測永磁電動機(jī)的磁體溫度；設(shè)置裝置，其基于來自永磁電動機(jī)的輸出和臨界溫度之間的預(yù)定關(guān)系，設(shè)置與永磁電動機(jī)的希望輸出對應(yīng)的磁體溫度的閾值，其中，直到該臨界溫度，不會導(dǎo)致永磁電動機(jī)中的去磁；載波頻率控制裝置，其在由磁體溫度檢測裝置檢測到的磁體溫度超過所述閾值時以這樣的方式改變對開關(guān)器件進(jìn)行開關(guān)的載波頻率使得疊加在流經(jīng)永磁電動機(jī)的電動機(jī)電流上的紋波電流減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電動機(jī)驅(qū)動器，其中，載波頻率控制裝置在由磁體溫度檢測裝置檢測到的磁體溫度超過所述閾值時增大載波頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電動機(jī)驅(qū)動器，其中載波頻率控制裝置具有用于根據(jù)來自永磁電動機(jī)的輸出設(shè)置載波頻率的第一映射圖， 在所述第一映射圖中，基于永磁電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度，整個區(qū)域被分為多個區(qū)域，在所述多個區(qū)域的每一個中，載波頻率被設(shè)置為與在另一區(qū)域中所設(shè)置的載波頻率不同；所述多個區(qū)域包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，在第一區(qū)域中，載波頻率被設(shè)置為相對較高， 在第二區(qū)域中，載波頻率被設(shè)置為低于在第一區(qū)域中設(shè)置的載波頻率；且當(dāng)由磁體溫度檢測裝置檢測到的磁體溫度超過所述閾值時，通過使用第二映射圖來設(shè)置載波頻率，載波頻率控制裝置改變載波頻率，其中，第二映射圖是通過改變第一映射圖以使第一映射圖中的第一區(qū)域向著第二區(qū)域擴(kuò)展而得到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)的電動機(jī)驅(qū)動器，其中，控制器還包含對開關(guān)器件的器件溫度進(jìn)行檢測的器件溫度檢測裝置；且如果由磁體溫度檢測裝置檢測到的磁體溫度等于或低于所述閾值，當(dāng)由器件溫度檢測裝置檢測到的器件溫度超過預(yù)定的可允許溫度時，載波頻率控制裝置減小載波頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)的電動機(jī)驅(qū)動器，其中永磁電動機(jī)被配置為產(chǎn)生車輛的驅(qū)動力；控制器還包含對車輛速度進(jìn)行檢測的車輛速度檢測裝置；且如果由磁體溫度檢測裝置檢測到的磁體溫度等于或低于所述閾值，當(dāng)由車輛速度檢測裝置檢測到的車輛速度低于預(yù)定的基準(zhǔn)速度時，載波頻率控制裝置將載波頻率改變?yōu)榭陕狀l率范圍之外的頻率。
6.一種控制電動機(jī)驅(qū)動器的方法，該電動機(jī)驅(qū)動器接收來自電源的電力供給以驅(qū)動永磁電動機(jī)，該電動機(jī)驅(qū)動器包含變換器，所述變換器包含開關(guān)器件并通過對開關(guān)器件進(jìn)行開關(guān)來進(jìn)行電源與永磁電動機(jī)之間的電力轉(zhuǎn)換，該方法包含檢測永磁電動機(jī)的磁體溫度；基于來自永磁電動機(jī)的輸出和臨界溫度之間的預(yù)定關(guān)系，設(shè)置與永磁電動機(jī)的希望輸出對應(yīng)的磁體溫度的閾值，其中，直到該臨界溫度，不會導(dǎo)致永磁電動機(jī)的去磁；以及當(dāng)檢測到的磁體溫度超過所述閾值時，以這樣的方式改變開關(guān)器件進(jìn)行開關(guān)的載波頻率使得疊加在流經(jīng)永磁電動機(jī)的電動機(jī)電流上的紋波電流減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，改變載波頻率的步驟在檢測到的磁體溫度超過所述閾值時增大載波頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中改變載波頻率的步驟使用用于根據(jù)來自永磁電動機(jī)的輸出設(shè)置載波頻率的第一映射圖，在所述第一映射圖中，基于永磁電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度，整個區(qū)域被分為多個區(qū)域， 在所述多個區(qū)域的每一個中，載波頻率被設(shè)置為與在另一區(qū)域中設(shè)置的載波頻率不同；所述多個區(qū)域包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，在第一區(qū)域中，載波頻率被設(shè)置為相對較高， 在第二區(qū)域中，載波頻率被設(shè)置為低于在第一區(qū)域中設(shè)置的載波頻率；且當(dāng)檢測到的磁體溫度超過所述閾值時，通過使用第二映射圖來設(shè)置載波頻率，改變載波頻率的步驟對載波頻率進(jìn)行改變，其中，第二映射圖是通過改變第一映射圖以使第一映射圖中的第一區(qū)域向著第二區(qū)域擴(kuò)展而得到的。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任意一項(xiàng)的方法，其還包含檢測開關(guān)器件的器件溫度，其中， 如果檢測到的磁體溫度等于或低于所述閾值，當(dāng)檢測到的器件溫度超過預(yù)定的可允許溫度時，改變載波頻率的步驟減小載波頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任意一項(xiàng)的電動機(jī)驅(qū)動器，其中永磁電動機(jī)被配置為產(chǎn)生車輛的驅(qū)動力；該方法還包含檢測車輛的速度；且如果檢測到的磁體溫度等于或低于所述閾值，當(dāng)檢測到的車輛速度低于預(yù)定的基準(zhǔn)速度時，改變載波頻率的步驟將載波頻率改變?yōu)榭陕狀l率范圍之外的頻率。
全文摘要
一種根據(jù)永磁電動機(jī)(M1)的希望輸出對變換器(14)的IGBT器件(Q3-Q8)的開關(guān)進(jìn)行控制的控制器(30)?？刂破?30)包含磁體溫度檢測裝置，其基于溫度傳感器(40，42)的輸出來檢測永磁電動機(jī)(M1)的磁體溫度；設(shè)置裝置，其基于來自永磁電動機(jī)(M1)的輸出和臨界溫度之間的預(yù)定關(guān)系，設(shè)置與永磁電動機(jī)(M1)的希望輸出對應(yīng)的磁體溫度的閾值，其中，直到該臨界溫度，不會導(dǎo)致永磁電動機(jī)(M1)中的去磁；載波頻率控制裝置，其在由磁體溫度檢測裝置檢測到的磁體溫度超過所述閾值時以這樣的方式改變對IGBT器件(Q3-Q8)進(jìn)行開關(guān)的載波頻率使得疊加在流經(jīng)永磁電動機(jī)(M1)的電動機(jī)電流上的紋波電流減小。
文檔編號H02P6/00GK102177650SQ200980139793
公開日2011年9月7日 申請日期2009年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者林和仁, 洲濱將圭 申請人:豐田自動車株式會社