[发明专利]电动机驱动设备和设置有该电动机驱动设备的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及电动机驱动设备和设置有该电动机驱动设备的车辆，更具体而言，涉及能实现对驱动并控制电动机的驱动电路的热保护和低功耗两者的电动机驱动设备和设置有该电动机驱动设备的车辆。

背景技术

通常，在诸如电动车辆(EV)和混合动力车辆(HV)之类的车辆通过由逆变器将从高压电池供应的DC电力转换为三相AC电力并由三相AC电力来驱动三相AC电动机来从电能获得驱动动力。相反，在车辆的减速运行期间，通过三相AC电动机的再生发电获得的再生电能被存储在电池中，使得在不浪费能量的情况下进行驱动。

在以上混合动力车辆和电动车辆中，由于开关元件的开关操作使逆变器发热，因此逆变器可能被热损坏。为了保护逆变器免受过热，对于逆变器采用冷却设备(见，例如日本专利公开No.2003-018861，2004-324613和11-294164)。

已经研究了各种用于逆变器的冷却控制设备。在一个示例中，温度传感器布置在逆变器的冷却器附近，根据由温度传感器检测的冷却器的温度来算术获得开关元件的损耗(热值)。根据冷却器的温度和开关元件的损耗来算术地获得开关元件连接到衬底处的连接部分的温度，并基于连接部分的温度来控制使冷却水经过冷却器的水泵的打开和关闭以及用于使冷却水冷却的散热器风扇的开/关。

作为另一个示例，日本专利公开No.2003-018861已经揭示了一种逆变器冷却控制设备，其包括：冷却装置，其包括分别使包括在多个逆变器中的开关元件冷却；温度估计装置，其估计每个逆变器的开关元件的连接部分的温度；以及驱动装置，其基于所估计的连接部分温度来控制冷却装置的冷却剂的冷却温度。

更具体而言，温度估计装置通过对由温度传感器检测的逆变器的温度、多个逆变器的冷却剂和热阻建立热模型，来算术获得每个逆变器的开关元件的连接部分温度。驱动装置基于算术获得的连接部分温度来驱动并控制水泵和散热器风扇，以控制冷却剂的温度，并从而通过控制冷却剂温度来控制冷却能力或功率。此结构能够以一定精度算术获得连接部分温度。因此，与不能以一定精度算术获得多个逆变器的连接部分温度的传统的逆变器冷却控制设备相比，可以减小驱动装置的工作频率，并可以抑制功耗。

但是，在上述传统的逆变器冷却控制设备中，能够以高精度进行逆变器中开关元件的连接部分温度的估计，但是需要复杂的算术处理。这导致由驱动装置进行的冷却器的冷却能力的控制不能遵循连接部分温度的实际升高。

例如，当响应于要求电动机输出的迅速变化，经过逆变器的电动机驱动电流迅速增大时，连接部分温度的升高率较高，由此需要迅速地增大冷却器的冷却能力。但是，仅在温度估计装置执行了估计之后才控制冷却器。因此，难以抑制连接部分温度的升高，并可以引起逆变器的热损坏。

为了确保冷却器的控制响应，可以采用如下方式：与连接部分温度相独立，在将冷却能力固定在热负载达到最大程度时所需要的值的情况下控制冷却器。

但是，该方式不必要地提高了冷却器的功耗，并因此可以影响配备有逆变器冷却控制设备的车辆的燃料效率。

为了克服以上问题进行了本发明，本发明的目的是提供一种电动机驱动设备，能够实现对驱动和控制电动机的驱动电路的热保护，并实现冷却设备的低功耗。

发明内容

根据本发明，电动机驱动设备包括：驱动电路，其通过开关元件的开关操作进行电源与电动机之间的电力转换；控制设备，其对所述开关元件进行开关控制，使得所述电动机的驱动电流与由所述电动机的要求输出所产生的电流指令一致；冷却设备，其利用冷却剂冷却所述驱动电路；和冷却设备控制设备，其基于所述电流指令控制供应到所述驱动电路的所述冷却剂的量。

上述电动机驱动设备能够以良好响应将冷却剂供应到温度将会升高的驱动电路。因此，可以可靠地保护驱动电路避免过热。此外，电动机驱动设备可以针对根据要求电动机输出而改变的驱动电路的温度升高幅度来适当地设定冷却剂的供应量。由此，与其中由于较差的响应而使得冷却剂的供应量必须总是设定为冷却设备的最大允许供应量的传统电动机驱动设备相比，改善了冷却设备的电力消耗。这改善了配备有该电动机驱动设备的车辆的燃料消耗。

优选地，所述冷却设备控制设备保存表示基于由所述电流指令估计的所述开关元件的发热量来设定的所述冷却剂的供应量和所述电流指令之间关系的对照图，并参考所述对照图来确定与所述电流指令相对应的所述冷却剂的供应量。