控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及將夾設(shè)在直流電源與交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)之間而在直流與交流之間進(jìn)行電 力轉(zhuǎn)換的逆變器作為控制對象的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為上述那樣的控制裝置，已知有一種美國專利第6163127號說明書(專利文獻(xiàn)1) 所記載的控制裝置。專利文獻(xiàn)1中記載了一種不使用旋轉(zhuǎn)傳感器而以無傳感器的方式來檢 測在通過矢量控制對交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制時(shí)所需要的轉(zhuǎn)子的位置(磁極位置）的技 術(shù)。而且，專利文獻(xiàn)1的控制裝置為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的效率、精度的提高，被構(gòu)成為根據(jù)轉(zhuǎn)子的旋 轉(zhuǎn)速度來切換使用適合于低速旋轉(zhuǎn)區(qū)域中的磁極位置的檢測的手法和適合于高速旋轉(zhuǎn)區(qū) 域中的磁極位置的檢測的手法。
[0003] 在如此以無傳感器的方式檢測交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的磁極位置的構(gòu)成中，當(dāng)使交 流旋轉(zhuǎn)電機(jī)從交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的停止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)時(shí)，一般從不清楚轉(zhuǎn)子的磁極位置的狀態(tài)起檢 測轉(zhuǎn)子的磁極位置。因此，與使用旋轉(zhuǎn)傳感器的情況相比磁極位置的檢測需要較長的時(shí)間， 交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟動(dòng)所需要的時(shí)間相應(yīng)地變長。然而，在專利文獻(xiàn)1中，對于這一點(diǎn)沒有特 別的認(rèn)識。
[0004]專利文獻(xiàn)1:美國專利第6163127號說明書

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于此，希望提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)縮短交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟動(dòng)所需要的時(shí)間的控制裝 置。
[0006] 本發(fā)明所涉及的將夾設(shè)在直流電源與交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)之間而在直流與交流之間進(jìn) 行電力轉(zhuǎn)換的逆變器作為控制對象的控制裝置的特征構(gòu)成在于:上述逆變器具備串聯(lián)連接 在直流側(cè)的正負(fù)兩極間并互補(bǔ)地被接通斷開控制的上段側(cè)開關(guān)元件以及下段側(cè)開關(guān)元件 的多個(gè)組，在上述交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的停止中，執(zhí)行將全部的上述上段側(cè)開關(guān)元件或者全部的 上述下段側(cè)開關(guān)元件控制為接通狀態(tài)的短路處理。
[0007] 在本申請中，"交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)"表示通過交流電力被驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。這里，"旋轉(zhuǎn) 電機(jī)"的概念還包含馬達(dá)（電動(dòng)機(jī)）、發(fā)電機(jī)(Generator)、以及根據(jù)需要發(fā)揮電動(dòng)機(jī)以及發(fā) 電機(jī)雙方的功能的電動(dòng)發(fā)電機(jī)的任意一個(gè)。
[0008] 根據(jù)上述的特征構(gòu)成，在交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的停止中執(zhí)行短路處理。這里，由于在短路 處理的執(zhí)行中，形成由交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)和逆變器構(gòu)成的閉環(huán)電路，所以能夠?qū)崿F(xiàn)交流旋轉(zhuǎn)電 機(jī)的定子線圈的兩端被短路的狀態(tài)、即對交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)方向反向的轉(zhuǎn)矩 的狀態(tài)。因此，通過在交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的停止中執(zhí)行短路處理，例如即使在振動(dòng)傳遞到交流旋 轉(zhuǎn)電機(jī)的情況下等，也能夠抑制交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的停止位置發(fā)生變化。此時(shí)，短路處理 是將全部的上段側(cè)開關(guān)元件或者全部的下段側(cè)開關(guān)元件控制為接通狀態(tài)的處理，對于開關(guān) 元件不需要接通斷開的切換控制。因此，根據(jù)上述的特征構(gòu)成，能夠抑制能量損失，并抑制 交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的停止位置發(fā)生變化。
[0009] 而且，這樣能夠抑制交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的停止位置發(fā)生變化的結(jié)果是可實(shí)現(xiàn)交 流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟動(dòng)所需要的時(shí)間的縮短。其原因在于，在交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的停止位置 的變化被抑制的情況下，能夠使用例如像使交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)停止時(shí)的轉(zhuǎn)子的停止位置那樣比 交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟動(dòng)靠前的時(shí)刻下的轉(zhuǎn)子的停止位置作為使交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子 的初始位置。結(jié)果，在交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)不需要用于確定轉(zhuǎn)子的初始位置的處理，能夠 實(shí)現(xiàn)交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟動(dòng)所需要的時(shí)間的縮短。
[0010] 這里，優(yōu)選從檢測出上述交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的停止位置到開始該交流旋轉(zhuǎn)電機(jī) 的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)為止的期間繼續(xù)執(zhí)行上述短路處理。
[0011] 根據(jù)該構(gòu)成，能夠在從檢測出交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的停止位置到開始該交流旋轉(zhuǎn) 電機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)為止的期間，抑制轉(zhuǎn)子的停止位置發(fā)生變化。因此，使用在短路處理的執(zhí) 行前檢測出的轉(zhuǎn)子的停止位置作為使交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子的初始位置，能夠恰當(dāng)?shù)?實(shí)現(xiàn)交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟動(dòng)的縮短。
[0012] 另外，優(yōu)選在上述短路處理中將全部的上述下段側(cè)開關(guān)元件控制為接通狀態(tài)。
[0013] 根據(jù)該構(gòu)成，在能夠?qū)⑸隙蝹?cè)的開關(guān)元件繼續(xù)控制為接通狀態(tài)的期間存在制約的 情況下，能夠恰當(dāng)?shù)乩^續(xù)執(zhí)行短路處理。另外，在能夠檢測流過下段側(cè)開關(guān)元件的電流的構(gòu) 成中，能夠在短路處理的執(zhí)行中，檢測是否產(chǎn)生了下段側(cè)開關(guān)元件中流過過大的電流的狀 態(tài)等非正常的狀態(tài)。
[0014] 另外，優(yōu)選上述控制裝置沒有連接具有與上述交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子一體旋轉(zhuǎn)的部 件來檢測該交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的傳感器。
[0015] -般在以無傳感器的方式檢測交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的磁極位置的情況下，需要用 于檢測轉(zhuǎn)子的初始位置的處理，根據(jù)該處理用的時(shí)間，交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟動(dòng)延遲。與此相 對，如上述那樣，根據(jù)本發(fā)明所涉及的控制裝置，由于在交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)不需要用于 確定轉(zhuǎn)子的初始位置的處理，所以能夠縮短交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟動(dòng)所需要的時(shí)間。因此，該控 制裝置特別適合沒有連接具有與交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子一體旋轉(zhuǎn)的部件來檢測該交流旋轉(zhuǎn) 電機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的傳感器的構(gòu)成。
[0016] 另外，優(yōu)選上述交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)是生成車輛用驅(qū)動(dòng)傳遞裝置的控制用液壓的液壓栗 的驅(qū)動(dòng)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0017] 在如該構(gòu)成那樣，交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)是生成車輛用驅(qū)動(dòng)傳遞裝置的控制用液壓的液壓 栗的驅(qū)動(dòng)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的情況下，存在當(dāng)使交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)停止之后，交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的 轉(zhuǎn)子的停止位置因車輛的振動(dòng)而發(fā)生變化之虞。關(guān)于這一點(diǎn)，如上述那樣，根據(jù)本發(fā)明所涉 及的控制裝置，通過在交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的停止中執(zhí)行短路處理，即使在振動(dòng)傳遞到交流旋轉(zhuǎn) 電機(jī)的情況下等也能夠抑制交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的停止位置發(fā)生變化，結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)交 流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟動(dòng)所需要的時(shí)間的縮短。因此，在交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)是生成車輛用驅(qū)動(dòng)傳遞裝 置的控制用液壓的液壓栗的驅(qū)動(dòng)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的情況下，能夠在使停止中的交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)來生成車輛用驅(qū)動(dòng)裝置的控制用液壓時(shí)迅速驅(qū)動(dòng)液壓栗而使其產(chǎn)生需要的液壓，可恰當(dāng) 地確保車輛用驅(qū)動(dòng)傳遞裝置的響應(yīng)性。
【附圖說明】
[0018]圖1是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的構(gòu)成的圖。
[0019]圖2是表示成為旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的控制對象的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一個(gè)例子的圖。
[0020] 圖3是表示本發(fā)明的其它實(shí)施方式涉及的逆變器的一部分的圖。
[0021]圖4是表示本發(fā)明的其它實(shí)施方式涉及的逆變器的一部分的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]參照附圖對本發(fā)明所涉及的控制裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說明。如圖1所示，在對交流 驅(qū)動(dòng)式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)MG進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1中具備本實(shí)施方式所涉及的控制 裝置10。控制裝置10是以旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1所具備的逆變器11作為控制對象的裝置，經(jīng)由 逆變器11對旋轉(zhuǎn)電機(jī)MG進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。在本實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)MG是內(nèi)置式永磁同步電 機(jī)（interiorpermanentmagnetsynchronousmotor:IPMSM)，具有與轉(zhuǎn)子的永久磁鐵的N 極方向的磁特性和與其電性垂直的方向（電角錯(cuò)開90度的方向）的磁特性不同的凸極性(包 括逆凸極性）。在本實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)MG相當(dāng)于本發(fā)明中的"交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)"。在以下的 說明中，有時(shí)將旋轉(zhuǎn)電機(jī)MG的轉(zhuǎn)子簡稱為"轉(zhuǎn)子"。
[0023] 1.旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的整體構(gòu)成
[0024]如圖1所示，旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1具備控制裝置10、逆變器11、直流電源2、以及平滑 電容器3。并且，在本實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1具備驅(qū)動(dòng)器電路12、和檢測在旋轉(zhuǎn)電 機(jī)MG的各相的定子線圈中流動(dòng)的電流的電流傳感器4?？刂蒲b置10使用由電流傳感器4檢測 出的電流來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)電機(jī)MG的電流反饋控制。對于控制裝置10的構(gòu)成，在之后的"2.控制裝 置的構(gòu)成"一項(xiàng)中將詳細(xì)地說明。
[0025]逆變器11被夾設(shè)在直流電源2與旋轉(zhuǎn)電機(jī)MG之間，在直流與交流之間進(jìn)行電力轉(zhuǎn) 換。逆變器11基于控制裝置10生成的控制信號S(開關(guān)控制信號)被進(jìn)行開關(guān)控制，在直流與 交流之間轉(zhuǎn)換電力。在旋轉(zhuǎn)電機(jī)MG作為馬達(dá)發(fā)揮作用時(shí)，逆變器11將直流電源2的直流電力 轉(zhuǎn)換為交流并提供給旋轉(zhuǎn)電機(jī)MG。在旋轉(zhuǎn)電機(jī)MG作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮作用時(shí)，逆變器11將由旋 轉(zhuǎn)電機(jī)MG進(jìn)行發(fā)電而產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流，并提供給直流電源2。直流電源2例如由 二次電池（電池等）、電雙層電容器等構(gòu)成。在逆變器11與直流電源2之間具備對直流電壓進(jìn) 行平滑化的平滑電容器3。
[0026]逆變器11具備多個(gè)開關(guān)元件20。具體而言，逆變器11具備多個(gè)串聯(lián)連接在直流側(cè) 的正負(fù)兩極間而互補(bǔ)地被接通/斷開控制的上段側(cè)開關(guān)元件21以及下段側(cè)開關(guān)元件22的 組。即，與作為直流電源2的正極側(cè)的電源線的正極電源線P連接的上段側(cè)開關(guān)元件21、和與 作為直流電源2的負(fù)極側(cè)的電源線的負(fù)極電源線N連接的下段側(cè)開關(guān)元件22相互串聯(lián)連接， 構(gòu)成一個(gè)橋臂(arm) 23。逆變器11具備與驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)MG的交流電力的相數(shù)數(shù)目相同的橋 臂23,并具有多個(gè)橋臂23相互并聯(lián)連接的橋接電路來構(gòu)成逆變器11。在本實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn) 電機(jī)MG是通過三相交流進(jìn)行動(dòng)作的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，逆變器11具備3個(gè)橋臂23。即，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機(jī) MG的與U相、V相、W相對應(yīng)的定子線圈的每一個(gè)對應(yīng)一個(gè)橋臂23的橋接電路。
[0027]構(gòu)成一個(gè)橋臂23的上段側(cè)開關(guān)元件21和下段側(cè)開關(guān)元件22被控制為互補(bǔ)地成為 接通狀態(tài)。即，若不考慮無感時(shí)間（deadtime)期間而簡化思考，則對于構(gòu)成一個(gè)橋臂23的 上段側(cè)開關(guān)元件21和下段側(cè)開關(guān)元件22,在上段側(cè)開關(guān)元件21被控制為接通狀態(tài)的期間， 下段側(cè)開關(guān)元件22被控制為斷