車輛用發電電動機的功率轉換裝置以及車輛用發電電動機的控制方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種車輛用發電電動機的功率轉換裝置以及車輛用發電電動機的控制方法，在對具有勵磁繞組和電樞繞組的旋轉電機連接有功率轉換裝置、且根據來自外部的動作指令進行控制的勵磁繞組式的車輛用發電電動機器中，在發電電動機從驅動狀態轉移為其它動作模式時，根據轉移目標的動作模式來切換驅動模式的停止方法，從而在不產生意料之外的發電、過發電、過度的轉矩變動的情況下迅速地轉移動作模式。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】本專利技術提供一種，在對具有勵磁繞組和電樞繞組的旋轉電機連接有功率轉換裝置、且根據來自外部的動作指令進行控制的勵磁繞組式的車輛用發電電動機器中，在發電電動機從驅動狀態轉移為其它動作模式時，根據轉移目標的動作模式來切換驅動模式的停止方法，從而在不產生意料之外的發電、過發電、過度的轉矩變動的情況下迅速地轉移動作模式。【專利說明】車輛用發電電動機的功率轉換裝置以及車輛用發電電動機 的控制方法
本專利技術涉及一種車輛用發電電動機的功率轉換裝置以及車輛用發電電動機的控 制方法，該車輛用發電電動機主要搭載在車輛上，能在發動機啟動或轉矩輔助時作為電動 機來工作，并且在啟動之后也作為發電機來工作，并由具有電樞繞組以及勵磁繞組的勵磁 繞組式發電電動機構成。
技術介紹
近年來，出于提高燃耗效率、適應環境基準的目的，開發了搭載發電電動機且進行 所謂的怠速停止的車輛，即在車輛停止時使發動機停止，在行駛時進行再啟動。這種車輛用 發電電動機為追求小型、低成本、高轉矩，因此多使用勵磁繞組式發電電動機。 通常，勵磁繞組式發電電動機中，勵磁繞組的電感大于電樞繞組的電感，因此，若 在停止驅動時使向電樞繞組和勵磁繞組的通電同時停止，則勵磁電流的降低速度比電樞電 流慢，剩余勵磁磁通所產生的感應電壓可能會導致意想不到的發電狀態。這種情況下，可能 會因過大的發電而對電池、其它設備種類產生不良影響，或因過度的制動轉矩的輸出而對 發動機控制也造成不良影響。 對此，下述專利文獻1提出了一種方法，在產生驅動停止的指示后，繼續向電樞通 電，并在該狀態下進行勵磁電流的降低處理，并在勵磁電流降低到某一固定水平后，停止向 電樞通電，由此來防止發電。 在下述專利文獻1中，對于該勵磁電流水平，利用發電電動機的轉速和輸入端子 間電壓（下面稱為B端子電壓）或電池電壓，來求得感應電壓低于B端子電壓或電池電壓 的范圍的值。 現有技術文獻 專利文獻 專利文獻1 :日本專利第4185094號公報 專利文獻2 :日本專利第4570982號公報 專利文獻3 :日本專利特開2010-81709號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的技術問題 然而，若一律進行上述專利文獻1那樣的控制，則例如在用于啟動發動機的驅動 結束后、為了抑制發動機的回升而想要立即進行發電等情況下，雖然想要輸出制動方向的 轉矩，但在完成勵磁電流的遞減以及停止控制以前，仍輸出驅動方向的轉矩。 此外，該情況下，雖然原本想要進行發電，但在電樞側仍繼續通電，因此，在此期間，電 樞側的功率被浪費。 由此，在專利文獻1的方法中，存在驅動停止后無法迅速轉移到下一模式的問題。 專利文獻2提出了如下方法：設置勵磁電流急速衰減單元，在從驅動模式轉移到 發電模式時使該單元動作，從而防止發電，但存在安裝勵磁電流急速衰減單元時成本上升 的問題。 本專利技術的目的在于提供一種車輛用發電電動機的功率轉換裝置等，能在不添加元 器件以及電路的情況下，防止停止驅動時剩余勵磁磁通引起的意料之外的發電、過度的發 電轉矩，能迅速地轉移到下一動作模式。 解決技術問題所采用的技術方案 本專利技術在于一種車輛用發電電動機的功率轉換裝置以及車輛用發電電動機的控 制方法，在對具有勵磁繞組和電樞繞組的旋轉電機連接有功率轉換裝置、且根據來自外部 的動作指令進行控制的勵磁繞組式的車輛用發電電動機器中，在發電電動機從驅動狀態轉 移為其它動作模式時，根據轉移目標的動作模式來切換驅動模式的停止方法，從而在不產 生意料之外的發電、過發電、過度的轉矩變動的情況下迅速地轉移動作模式。 專利技術效果 若采用本專利技術，則能在不添加元器件以及電路的情況下，防止停止驅動時剩余勵 磁磁通引起的意料之外的發電、過度的發電轉矩，能迅速地轉移到下一動作模式。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是搭載了本專利技術的車輛用發電電動機的功率轉換裝置的車輛系統的示意結 構圖。 圖2是表示本專利技術實施方式1的驅動模式結束時功率轉換裝置的動作的流程圖。 圖3是表示本專利技術實施方式2的驅動模式結束時功率轉換裝置的動作的流程圖。 圖4是表示本專利技術的實施方式2中的降低動作完成判定用的勵磁電流水平Ifth的圖。 圖5是用于說明本專利技術實施方式2的降低動作的圖。 圖6是用于說明本專利技術實施方式3的發電時勵磁電流指令Ifg的圖。 圖7是用于說明本專利技術實施方式3的降低動作的圖。 圖8是本專利技術的車輛用發電電動機的功率轉換裝置的控制部的功能框圖。 【具體實施方式】 本專利技術具有多個驅動停止單元，并根據下一次要轉移的模式來切換所使用的驅動 停止單元。 此外，在開始勵磁電流降低處理后，根據下一次要轉移的模式來決定使驅動停止單元 開始的勵磁電流的水平。 下面，使用附圖并按照各實施方式來對本專利技術所涉及的車輛用發電電動機的功率 轉換裝置等進行說明。此外，在各實施方式中，對相同或相當部分以相同標號示出，并省略 重復說明。 實施方式1. 圖1是搭載了本專利技術的車輛用發電電動機的功率轉換裝置的車輛系統的示意結構圖。 圖1中，發電電動機1的旋轉電機20例如經由傳送帶等動力傳遞部4與發動機3相連。 從外部的怠速停止系統的控制器或按鍵開關（均省略圖示）等接受包含運行模 式、轉矩指令等的動作指令（oc)后，發電電動機進行與該指令相對應的運行。 例如在啟動發動機3時，發電電動機1作為電動機進行動作（驅動模式），使發動 機旋轉。在發動機運行過程中，發電電動機1作為發電機動作（發電模式），將產生的電力 提供給可充電電源即電池（或電容器，下面稱為電池）2。發電模式中，以發電電壓恒定的方 式進行控制，或者對發電電流進行控制以產生所指定的轉矩。此外，存在在發動機3的運行 過程中也根據需要作為電動機進行動作并進行轉矩輔助等情況。除此以外，還包括：在發電 電動機1內部消耗所產生的電力并產生制動轉矩的模式（制動模式）、以及不進行任何動作 而僅待機的模式（停止模式）等。 發電電動機1由功率轉換裝置10和旋轉電機20構成。功率轉換裝置10包括：勵 磁功率轉換部11、電樞功率轉換部12、對這些功率轉換部11、12進行功率轉換元件的開/ 關指令的控制部13、以及用于檢測勵磁電流的電流傳感器14。旋轉電機20包括：通電流過 勵磁電流并產生勵磁磁通的勵磁繞組21、電樞繞組22、以及為了獲得旋轉電機20的轉速等 而需要的位置傳感器23。 發電電動機1的勵磁功率轉換部11通常使用由作為功率轉換元件的M0SFET構成 的半橋電路。勵磁功率轉換部11根據來自控制部13的功率轉換元件的開/關指令進行動 作，并通過PWM控制向勵磁繞組21通電流過勵磁電流。電樞功率轉換部12中通常使用由 作為功率轉換元件的M0SFET構成的三相橋式電路。電樞功率轉換部12在驅動時（驅動模 式中），根據來自控制部13的功率轉換元件的開/關指令進行動作，向電樞繞組22通電流 過電樞電流。在發電時（發電模式中），對來自電樞繞組22的電樞電流進行整流，將電力提 供給電池2、其它負載。在制動時（制動模式中），使三相橋式電路的一側橋臂的功率轉換 元件全部導通（稱為三相短路制動），從而在發電電動機1內部消耗所產生的電力。在停止 時（停止模本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種車輛用發電電動機的功率轉換裝置，在該車輛用發電電動機中，對具有勵磁繞組和電樞繞組的旋轉電機連接有功率轉換裝置，并根據來自外部的動作指令進行控制，其特征在于，包括：勵磁功率轉換部，該勵磁功率轉換部連接在所述勵磁繞組與電力的輸入輸出端子之間，對流過勵磁繞組的勵磁電流進行控制；電樞功率轉換部，該電樞功率轉換部連接在所述電樞繞組與所述輸入輸出端子之間，進行交流和直流的相互轉換；以及控制部，該控制部根據基于所述動作指令的所述旋轉電機的動作模式來控制所述勵磁功率轉換部和所述電樞功率轉換部，所述控制部在以下模式，即：將從所述輸入輸出端子提供的直流電轉換為交流電并使所述旋轉電機產生驅動轉矩的驅動模式；將所述旋轉電機產生的交流電轉換為直流電并提供給與所述輸入輸出端子相連的外部負載的發電模式；以及在所述旋轉電機內部以及所述功率轉換裝置內部消耗所述旋轉電機產生的交流電從而產生制動轉矩的制動模式中，在包含所述驅動模式和至少所述發電模式或制動模式的多個動作模式之間進行動作模式的切換，在從所述驅動模式轉移到其它模式時，根據接下來要轉移的模式的種類來改變將所述電樞繞組的電樞電流的通電停止的時刻。

【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：田畑充規，森真人，秋田健一，
申請(專利權)人：三菱電機株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP