專利名稱：車輛電動機控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛電動機的控制。
背景技術(shù)：
一種混合動力型車輛(hybrid vehicle)為了提高燃料性能價格比性能或排氣性能，執(zhí)行自動停止和啟動發(fā)動機的空轉(zhuǎn)停止控制。日本專利局在2001年公布的Tokkai 2001-355480提出了這樣一種混合動力型車輛?，F(xiàn)有技術(shù)的混合動力型車輛在車輛停止期間滿足預(yù)定條件時執(zhí)行空轉(zhuǎn)停止，當(dāng)空轉(zhuǎn)停止解除條件成立時由一個電動機自動啟動發(fā)動機。

發(fā)明內(nèi)容
但是在該現(xiàn)有技術(shù)中，使用一個帶有勵磁繞組的電動機來啟動發(fā)動機。為了啟動發(fā)動機，在通過首先提供勵磁電流給勵磁繞組來產(chǎn)生足夠的磁通量之后，電動機通過流過電樞電流來輸出扭矩。因此，因為在開始提供勵磁電流之后完全產(chǎn)生磁通量之前不會輸出所需的電動機扭矩，所以即使是滿足空轉(zhuǎn)停止解除條件發(fā)動機也不能立即啟動。為了消除啟動時間延遲，即使是在電動機停止期間也可以提供穩(wěn)定電流給勵磁繞組，但是在這種情況下會增加功耗。
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種電動機控制設(shè)備，其使電動機迅速響應(yīng)啟動請求產(chǎn)生所需的驅(qū)動扭矩，從而防止功耗增加。
為了達到上面的目的，本發(fā)明提供一種電動機控制設(shè)備，用于控制安裝在車輛中的電動機，該電動機包括一個勵磁繞組。該電動機控制設(shè)備包括由處于第一電壓的電能充電的電池和能夠?qū)⒊淙腚姵氐碾娔芴峁┙o電動機的變換器。該變換器包括一個能夠增加電池第一電壓的升壓電路、能夠提供增加了的電壓的變換器電路和在升壓電路和變換器電路之間的連接部分，其中該連接部分連接到勵磁繞組，以使勵磁電流從該連接部分流到勵磁繞組。該電動機控制設(shè)備還包括允許或禁止提供勵磁電流給勵磁繞組的勵磁控制電路、檢測車輛狀態(tài)的傳感器、和控制器。該控制器控制變換器為電動機提供電能，從而啟動電動機。此外，該控制器被編制用于根據(jù)來自傳感器的信號判斷是否啟動電動機；當(dāng)要啟動電動機時通過勵磁控制電路允許提供勵磁電流，并在要啟動電動機時控制升壓電路，從而將第一電壓增加到高于第一電壓的第二電壓。
在說明書的剩余部分闡述了本發(fā)明的細節(jié)以及其它特性和優(yōu)點，并在附圖中進行了顯示。


圖1是使用本實施方案的電動機控制設(shè)備的混合動力型車輛的示意圖。
圖2是一個顯示在發(fā)動機啟動時執(zhí)行的控制程序的流程圖。
圖3是一個顯示在4WD運行模式中執(zhí)行的控制程序的流程圖。
圖4是一個當(dāng)只由電池電壓驅(qū)動發(fā)動機啟動電動機時的時序圖。
圖5是一個當(dāng)使用升壓/降壓變換器驅(qū)動發(fā)動機啟動電動機時的時序圖。
具體實施例方式
參看圖1，首先描述使用本實施方案的混合動力型車輛的構(gòu)造。
混合動力型車輛包括由來自發(fā)動機2的輸出扭矩驅(qū)動的前輪和由來自驅(qū)動電動機6的輸出扭矩旋轉(zhuǎn)的后輪。后輪主要是在啟動加速期間和前輪滑移時被驅(qū)動?；旌蟿恿π蛙囕v具有空轉(zhuǎn)停止功能，其在滿足預(yù)定條件時(例如在交通信號停止期間)自動停止發(fā)動機。
混合動力型車輛具有啟動電動機1、發(fā)動機2、升壓/降壓變換器3、電池4、二極管電路5、驅(qū)動電動機6、開關(guān)7和控制器8。啟動電動機1包括勵磁繞組和電樞。勵磁繞組通過被提供勵磁電流來產(chǎn)生磁通量(磁場)。交變電流作為電樞電流提供給啟動電機1的電樞。啟動電動機1的轉(zhuǎn)子由于該磁通量和電樞電流的交互作用而轉(zhuǎn)動。啟動電動機1是一個轉(zhuǎn)動曲軸運行發(fā)動機2以啟動發(fā)動機2的電動機，在某些情況下其由發(fā)動機2驅(qū)動以產(chǎn)生電能。
啟動電動機1和發(fā)動機2通過一個繞著啟動電動機1的電動機軸上的皮帶輪1a和發(fā)動機2曲軸上的皮帶輪2a循環(huán)的皮帶9連接。
升壓/降壓變換器3包括一個變換器電路3a、升壓/降壓電路3b、電容器3c、在升壓/降壓電路3b和變換器電路3a之間的連接部分3d。升壓/降壓電路3b是一個能夠起降壓變換器或升壓變換器作用的升降壓變換器。連接部分3d可包含電容器3c。變換器電路3a包括多個開關(guān)元件(功率晶體管)和多個二極管，并且根據(jù)控制器8的指令信號(具體說，是ON/OFF指令信號)提供交變電流作為電樞電流給啟動電動機1。電池4是12V電池，其能夠為啟動電動機1提供電能，并由啟動電動機1產(chǎn)生的電能來充電。在來自電池4的電壓由升壓/降壓電路3b增加之后，通過電容器3c和連接部分3d提供給變換器電路3a。當(dāng)啟動電動機1產(chǎn)生電能時，電能提供給電池4，同時升壓/降壓電路3b降低從變換器電路3a提供的電壓(電容器3c的端電壓)。
二極管電路5是一個輸出電樞電流給車輛驅(qū)動電動機6的整流電路。車輛驅(qū)動電動機6是包括一個勵磁繞組和一個電樞的電動機。由啟動電動機1產(chǎn)生的電能通過二極管電路5提供給車輛驅(qū)動電動機6的電樞。車輛驅(qū)動電動機6通過差速齒輪10驅(qū)動后輪。根據(jù)情況，電池4的電能可以通過變換器電路3a提供給車輛驅(qū)動電動機6的電樞。在本實施方案中，雖然車輛驅(qū)動電動機6顯示為直流(DC)電動機，但其可以是裝配有變換器的交流(AC)電動機。開關(guān)7接通或斷開提供給車輛驅(qū)動電動機6的電能。
控制器8控制啟動電動機1、車輛驅(qū)動電動機6、升壓/降壓變換器3和開關(guān)7的運行?？刂破?包括一個微計算機，該微計算機包括一個中央處理器(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)和輸入/輸出接口(I/O接口)。
控制器8分別從加速器踏板沖程傳感器41、制動踏板沖程傳感器42、車速傳感器43、電池電壓傳感器44、電池電流傳感器45和發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器46接收表示由車輛駕駛員造成的加速器踏板沖程APS和制動踏板沖程BPS、車輛速度VSP、電池4的狀態(tài)(即該電池的電壓Vb和電流Ib)和發(fā)動機轉(zhuǎn)速Neng的檢測信號。根據(jù)這些檢測信號，控制器8選擇空轉(zhuǎn)停止模式、自動啟動模式、4WD(四輪驅(qū)動)運行模式或電池4的充電模式，并根據(jù)控制模式執(zhí)行磁場控制、升壓/降壓控制和開關(guān)7的控制?？刂破?還分別從第一勵磁電流傳感器47、第二勵磁電流傳感器48和電容器電壓傳感器49接收表示流經(jīng)勵磁繞組101的勵磁電流Ifmg、流經(jīng)勵磁繞組601的勵磁電流Ifm和電容器3c的電壓Vc的檢測信號。電容器3c的電壓Vc等于施加給連接部分3d的電壓。
車輛驅(qū)動電動機6運行在4WD運行模式。從車輛啟動到車輛速度達到預(yù)定速度(例如26km/小時)之前可以選擇4WD運行模式。
當(dāng)檢測到前輪滑移時(例如當(dāng)行駛在象覆蓋了雪的路這樣的易滑的路面上時)可以選擇4WD運行模式。在這種情況下，控制器8連續(xù)計算前輪的滑移值或滑移比(slip ratio)，且當(dāng)滑移值超過一個預(yù)定值時，判斷前輪已經(jīng)滑移?？刂破?連續(xù)計算前輪的滑移值?；浦刀x為前輪和后輪圓周速度之差。例如，預(yù)定值是3km/小時?？刂破?通過使用多個用于檢測前輪和后輪轉(zhuǎn)速的車輪轉(zhuǎn)速傳感器35，能夠計算滑移值，前輪和后輪轉(zhuǎn)速即前輪和后輪圓周速度除以車輪半徑。可以使用多個車輪轉(zhuǎn)速傳感器35中的一個作為車速傳感器43。
因此，車輪轉(zhuǎn)速傳感器35功能是作為檢測車輛狀態(tài)(車輪滑移狀態(tài))的傳感器。根據(jù)來自車輪轉(zhuǎn)速傳感器35的、表示車輛狀態(tài)的信號，控制器8判斷車輛驅(qū)動電動機6是否應(yīng)該啟動(即是否需要4WD運行)。
升壓/降壓變換器3包括如上所述的變換器電路3a、升壓/降壓電路3b、電容器3c和連接部分3d。電能從電池4提供給啟動電動機1，在某些情況下，電能從啟動電動機1提供給電池4以再生電池4。電能通過連接部分3d從升壓/降壓電路3b提供給啟動電動機1和車輛驅(qū)動電動機6的勵磁繞組101和601。
在升壓模式，控制器8將升壓/降壓電路3b的開關(guān)元件T1(功率晶體管)接通和斷開以改變占空系數(shù)。
以這種方式，升壓/降壓電路3b使電容器3c的端電壓Vc升高到12V以上，且電能以高于12V的電壓提供給啟動電動機1的勵磁繞組101和電樞繞組以及車輛驅(qū)動電動機6的勵磁繞組601。
另一方面，當(dāng)電池4的充電量耗盡時，升壓/降壓電路3b改變?yōu)榻祲耗Ｊ?。在降壓模式，控制?將升壓/降壓電路3b的開關(guān)元件T2(功率晶體管)接通或斷開，從而改變占空系數(shù)。因此，為了用啟動電動機產(chǎn)生的電能對電池進行充電，升壓/降壓電路3b降低啟動電動機1的發(fā)電電壓并為電池4提供電能。
控制器8通過接通和斷開勵磁控制電路102(具體是勵磁控制電路102的一個開關(guān)元件)，控制從升壓/降壓變換器3的連接部分3d提供給啟動電動機1的勵磁繞組101的勵磁電流?？刂破?通過接通和斷開勵磁控制電路602(具體是勵磁控制電路602的開關(guān)元件)，控制從升壓/降壓變換器3的連接部分3d提供給車輛驅(qū)動電動機6的勵磁繞組601的勵磁電流。當(dāng)勵磁控制電路接通時能夠提供勵磁電流，當(dāng)勵磁控制電路斷開時不能提供勵磁電流。
在帶有勵磁繞組的啟動電動機1和車輛驅(qū)動電動機6中，根據(jù)勵磁繞組產(chǎn)生的磁通量和與該磁通量正交的電樞電流的乘積確定電動機扭矩。因此，為了從其中沒有流過勵磁電流的電動機停止狀態(tài)產(chǎn)生扭矩，必須首先給勵磁繞組提供勵磁電流以產(chǎn)生勵磁繞組的磁通量。
如下面等式(1)所示，勵磁電流Ife以相對于連接到勵磁繞組的電源電壓的一階延遲流動。如下面等式(2)所示，由于勵磁電流Ife而產(chǎn)生的磁通量φ與勵磁電流Ife成比例。
Ife＝V/(R+sL)...(1)這里，R是勵磁繞組的電阻，L是勵磁繞組的電感(sL在執(zhí)行拉氏(Laplace)變換之后的電感)。
φ∝Ife ...(2)勵磁電流Ife隨由勵磁繞組的電感L和電阻R確定的時間常數(shù)T(＝L/R)而增加。
因此，如果使用電壓為Vb的電池4將勵磁電流增加到Vb/R，勵磁電流Ife從零增加到Vb/R所需的時間(出峰時間)是唯一確定的。勵磁繞組電感L的值越大，出峰時間越長，因此電動機產(chǎn)生扭矩所需的時間就越長。長的出峰時間會給駕駛員帶來不舒服的感覺。
為了縮短出峰時間，可以在電動機停止期間繼續(xù)流過勵磁電流Ife。但是，這總是會帶來損失而且效率會下降。因此，在本實施方案中，執(zhí)行控制以減少勵磁電流的出峰時間并迅速產(chǎn)生電動機扭矩。
首先，參看圖2，將要描述啟動電動機1的控制。圖2的流程圖顯示發(fā)動機啟動模式的控制程序?？刂破?執(zhí)行這個控制程序。在空轉(zhuǎn)停止狀態(tài)，當(dāng)滿足空轉(zhuǎn)停止解除條件時，控制器8轉(zhuǎn)換到自動啟動發(fā)動機2的發(fā)動機啟動模式。
例如，當(dāng)?shù)却煌ㄐ盘柛淖?從紅到藍)時，滿足自動停止發(fā)動機的空轉(zhuǎn)停止條件，并停止發(fā)動機2?？辙D(zhuǎn)停止條件是當(dāng)所有下列條件成立(a)車速傳感器43檢測到的車速小于預(yù)定車速；(b)加速器踏板沖程傳感器41檢測到的加速器踏板沖程小于預(yù)定量；(c)制動踏板沖程傳感器42檢測到的制動踏板沖程大于預(yù)定量；以及(d)根據(jù)由電池電壓傳感器44和電池電流傳感器45檢測到的電池4的電壓和電流計算的電池4的充電量大于預(yù)定充電量。
從空轉(zhuǎn)停止狀態(tài)自動啟動發(fā)動機2的空轉(zhuǎn)停止解除條件是當(dāng)下列任一個條件成立(a)車速大于預(yù)定車速；(b)加速器踏板沖程大于預(yù)定量；
(c)制動踏板沖程小于預(yù)定量；以及(d)電池4的充電量小于預(yù)定充電量。
因此，加速器踏板沖程傳感器41、制動踏板沖程傳感器42、車速傳感器43、電池電壓傳感器44和電池電流傳感器45的功能是作為檢測車輛狀態(tài)的傳感器，控制器8根據(jù)來自這些傳感器中的至少一個的、表示車輛狀態(tài)的信號，判斷是否需要啟動啟動電動機(是否需要空轉(zhuǎn)停止解除)。
在步驟S10中，將提供給啟動電動機1的目標勵磁電流Ifmg*設(shè)置為Vb/Rfmg(Ifmg*＝Vb/Rfmg)。這里，Vb是12V的最大電池電壓，Rfmg是啟動電動機1勵磁繞組的電阻。Vb/Rfmg是在提供勵磁電流的電源電壓為電池電壓時流過的勵磁電流。
接下來，在步驟S20中，執(zhí)行升壓/降壓變換器3的升壓/降壓電路3b的升壓操作，從而在勵磁控制電路102接通的同時升高來自電池4的電壓。開關(guān)元件T1的ON/OFF根據(jù)下面的等式(3)來控制，使得電容器3c的端電壓Vc為根據(jù)所需出峰時間設(shè)置的第一預(yù)定電壓E1(其中，EI＞Vb)E1＝Vb×(t_sw1/t_off1) ...(3)這里，t_sw1是開關(guān)元件T1的開關(guān)周期，t_off1是開關(guān)元件T1的斷開時間。
接下來，在步驟S30中，判斷由第一勵磁電流傳感器47檢測到的實際勵磁電流Ifmg是否已經(jīng)達到目標勵磁電流Ifmg*(＝Vb/Rfmg)。當(dāng)目標勵磁電流Ifmg*大于實際勵磁電流Ifmg時，程序返回到步驟S20。當(dāng)目標勵磁電流Ifmg*小于實際勵磁電流Ifmg時，程序進入步驟S40。
在步驟S40中，中止升壓/降壓電路3b的升壓控制，從而停止升高來自電池4的電壓，且勵磁電流的電源電壓是電池4的電壓Vb。因為此時勵磁控制電路102是接通的，所以實際勵磁電流是Vb/Rfmg。
接下來，在步驟S50中，根據(jù)發(fā)動機啟動扭矩，升壓/降壓變換器3的變換器電路3a運行，電樞電流(交變電流)提供給啟動電動機1的電樞繞組。因此，啟動電動機1產(chǎn)生用于啟動發(fā)動機的扭矩并啟動發(fā)動機2。
接下來，在步驟S60中，判斷發(fā)動機轉(zhuǎn)速Neng是否已經(jīng)達到目標轉(zhuǎn)速N*。當(dāng)沒有達到目標速度時，程序返回到步驟S50，當(dāng)已經(jīng)達到目標速度時，終止發(fā)動機啟動模式的控制程序。
如上所述，因為在發(fā)動機啟動期間使用升壓/降壓電路3b來升高激勵電壓，所以減少了磁通量出峰時間，并減少了在產(chǎn)生啟動發(fā)動機1所需的扭矩(即發(fā)動機啟動扭矩)之前的時間。因此，可以抑制由啟動延遲給予駕駛員的不舒服的感覺。
參看圖4和圖5，現(xiàn)在將描述使用升壓/降壓變換器3的情形和不使用升壓/降壓變換器3的情形之間的差異。圖4和圖5的圖顯示了勵磁電流、發(fā)動機扭矩和發(fā)動機轉(zhuǎn)速隨時間的變化。圖4顯示沒有使用升壓/降壓電路的情形，圖5顯示使用了升壓/降壓電路的情形。
在圖4中，當(dāng)在時刻t10解除空轉(zhuǎn)停止時，勵磁電流Ife開始增加以驅(qū)動啟動電動機1。因為電壓恒定為電池電壓Vb(圖4中的實線V12v)，所以勵磁電流Ife以由如上所述的時間常數(shù)L/R(L＝電感，R＝勵磁繞組電阻)所確定的斜率上升。
當(dāng)勵磁電流Ife在時刻t11變成實際上等于Vb/R時，啟動電動機1能夠產(chǎn)生扭矩。在時刻t12，由啟動電動機1驅(qū)動的發(fā)動機2達到目標轉(zhuǎn)速N*。
在圖5中，當(dāng)在t20處解除空轉(zhuǎn)停止時，升壓/降壓變換器3的升壓/降壓電路3b開始升高電壓。電容器3c的端電壓Vc從電池電壓Vb增加到第一預(yù)定電壓E1(圖5中的實線Vin)。因此，與保持電壓Vb(電池最大電壓)的情形相比勵磁電流Ifmg(或Ife)快速增加。勵磁電流Ifmg在時刻t21達到目標勵磁電流Ifmg*(圖5中的實線Ifin)。因此，啟動電動機在t21產(chǎn)生扭矩來驅(qū)動發(fā)動機2，且發(fā)動機轉(zhuǎn)速在t22達到目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*(圖5中的實線EREVin)。
圖5中的發(fā)動機啟動時間t20-t22短于圖4中的發(fā)動機啟動時間t10-t12。換句話說，通過象在本實施方案中一樣使用升壓電路來升高電壓以啟動發(fā)動機，能夠減少在發(fā)動機2啟動之前經(jīng)歷的時間。
接下來，參看圖3，將要描述驅(qū)動后輪的車輛驅(qū)動電動機6的控制。圖3的流程圖顯示了在4WD運行模式中由控制器8執(zhí)行的控制程序。
車輛驅(qū)動電動機6在4WD運行模式中受驅(qū)動。如果車輛驅(qū)動電動機6的扭矩沒有在從2WD運行模式變換到4WD運行模式的時候迅速升高，就會在發(fā)生前輪滑移和后輪旋轉(zhuǎn)之間有一個時間延遲，駕駛員將會有不舒服的感覺。
因此，當(dāng)從2WD運行模式轉(zhuǎn)換到4WD運行模式時，執(zhí)行圖3流程圖中顯示的控制，使得后輪迅速產(chǎn)生扭矩。
在步驟S110中，提供給車輛驅(qū)動電動機6的目標勵磁電流Ifm*設(shè)置為Vb/Rfm。
接下來，在步驟S120中，判斷電容器3c的端電壓Vc是否大于第二預(yù)定電壓E2。第二預(yù)定電壓E2根據(jù)所需的勵磁電流出峰時間來設(shè)置，并且第二預(yù)定電壓E2大于Vb(E2＞Vb)。這里，因為啟動電動機1的發(fā)電電壓由于發(fā)動機運行而提供給電容器3c的端子，所以電容器3c的端電壓Vc大于電池電壓。
如果端電壓Vc大于第二預(yù)定電壓E2(Vc≥E2)，程序進入步驟S130。這里，升壓/降壓電路3b處于非運行狀態(tài)(沒有執(zhí)行開關(guān)元件的開關(guān))。為了使提供給勵磁繞組601的平均電壓等于第二預(yù)定電壓E2，利用由下面等式(4)顯示的接通時間來控制勵磁控制電路602的ON/OFF(接通/斷開)。隨后程序進入步驟S150。
t_on2＝(E2/Vc)×t_sw2 ...(4)這里，t_on2是勵磁控制電路602的接通時間，t_sw2是勵磁控制電路602的開關(guān)周期。
另一方面，如果端電壓Vc小于第二預(yù)定電壓E2(Vc＜E2)，程序進入步驟S140。在此，勵磁控制電路602轉(zhuǎn)換到ON并保持在ON，升壓/降壓電路3b開始升壓操作以升高來自電池4的電壓。為了使電容器3c的端電壓等于第二預(yù)定電壓E2，利用由下面等式(5)顯示的接通時間來控制開關(guān)元件T1的ON/OFF。于是，提供給勵磁繞組601的平均電壓也為第二預(yù)定電壓E2。隨后程序進入步驟S150。
t_on1＝t_sw1×(E2-Vc)/E2(E2≠0) ...(5)這里，t_on1是開關(guān)元件T1的接通時間。
接下來，在步驟S150中，判斷實際勵磁電流Ifm是否增加到目標勵磁電流Ifm*。如果Ifm*＞Ifm，程序返回到步驟S120，如果Ifm*≤Ifm，程序進入步驟S160。
接下來，在步驟S160中，如果升壓/降壓電路3b正在執(zhí)行升壓操作，就停止升壓/降壓電路3b的操作。勵磁控制電路602根據(jù)下面的等式(6)來運行，勵磁電流固定在Ifm*，程序進入步驟S170。
t_on2＝(Vb/Vc)×t_sw2 ...(6)接下來，在步驟S170中，開關(guān)7轉(zhuǎn)換到ON，啟動電動機1產(chǎn)生的電能提供給車輛驅(qū)動電動機6的電樞繞組。車輛驅(qū)動電動機6產(chǎn)生電動機扭矩并驅(qū)動后輪。
接下來在步驟S180中，判斷是否終止4WD運行模式。例如，當(dāng)車速在車輛啟動加速之后已經(jīng)達到預(yù)定速度或當(dāng)滑移值下降到低于預(yù)定值的時候，終止4WD運行。
如果在步驟S180中，判斷不應(yīng)該終止4WD運行模式，程序返回步驟S170。如果判斷應(yīng)該終止4WD運行模式，程序進入步驟S190。在此，開關(guān)7和勵磁控制電路602都轉(zhuǎn)換到OFF，并終止4WD運行模式。
在4WD運行模式中，當(dāng)啟動電動機1產(chǎn)生的電壓小時，由于升壓電路3b的電壓增加，電容器3c的端電壓變成根據(jù)所需勵磁電流出峰時間確定的第二預(yù)定電壓E2。當(dāng)啟動電動機1產(chǎn)生的電壓大時，升壓/降壓電路3b保持在停止狀態(tài)，并且通過控制激勵控制電壓602的運行，將提供給勵磁繞組601的平均電壓設(shè)置為第二預(yù)定電壓E2。在兩種情況下，傳遞給車輛驅(qū)動電動機6的勵磁電流都迅速增加，因此能夠減少在驅(qū)動電動機6產(chǎn)生驅(qū)動扭矩之前經(jīng)歷的時間。
根據(jù)本發(fā)明，升高了通過升壓/降壓變換器提供給電動機勵磁繞組的電壓。因此，電動機磁通量的出峰出現(xiàn)在較早的時間，因此能夠減少電動機輸出預(yù)定驅(qū)動扭矩所需的時間。因為在電動機停止期間不提供恒定電流，所以防止了功耗增加。
這里引用2003年11月4日申請的日本專利申請P2003-374270全部內(nèi)容作為參考。
雖然上面已經(jīng)通過引用本發(fā)明的特定實施方案描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于上面描述的實施方案。根據(jù)上面的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員會對上面描述的實施方案進行修改和變化。參照下面的權(quán)利要求定義本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于控制安裝在車輛中的電動機(1，6)的電動機控制設(shè)備，電動機包括勵磁繞組(101，601)，該電動機控制設(shè)備包括電池(4)，其由處于第一電壓(Vb)的電能充電，變換器(3)，其能夠?qū)⒊淙腚姵氐碾娔芴峁┙o電動機，該變換器包括能夠增加來自電池的第一電壓的升壓電路(3b)、能夠提供該增加了的電壓的變換器電路(3a)，以及在升壓電路(3b)和變換器電路(3a)之間的連接部分(3d)，其中，該連接部分(3d)連接到勵磁繞組(101，601)，以使勵磁電流從該連接部分流向勵磁繞組，勵磁控制電路(102，106)，用于允許或禁止將勵磁電流提供給勵磁繞組(101，601)，傳感器(35，41-48)，用于檢測車輛的狀態(tài)，以及控制器(8)，用于控制變換器(3)提供電能給電動機(1，6)，從而啟動電動機，其中該控制器(8)被編程為用于當(dāng)要啟動電動機時，根據(jù)來自傳感器(41-48)的信號判斷是否啟動電動機(1，6)，允許通過勵磁控制電路(102，106)提供勵磁電流并控制升壓電路，以使得第一電壓增加到高于該第一電壓(Vb)的第二電壓。
2.如權(quán)利要求1中的電動機控制設(shè)備，其中，控制器(8)被編程為用于設(shè)置目標勵磁電流(Ifmg*，Ifm*)，并保持第二電壓(E1)，直到提供給勵磁繞組的勵磁電流(Ifmg，Ifm)達到目標勵磁電流。
3.如權(quán)利要求1或2中的電動機控制設(shè)備，其中，目標勵磁電流(Ifmg*，Ifm*)基本上等于通過電池的第一電壓(Vb)除以勵磁繞組的電阻(Rfmg，Rfm)得到的值。
4.如權(quán)利要求1或2中的電動機控制設(shè)備，其中，該車輛包括由電動機(1)啟動的發(fā)動機(2)，并具有根據(jù)車輛運行條件自動停止該發(fā)動機的功能，以及所述控制器(8)還被編程為用于根據(jù)車輛狀態(tài)，判斷是否在發(fā)動機停止狀態(tài)下啟動電動機(1)。
5.如權(quán)利要求1中的電動機控制設(shè)備，其中，該車輛包括前輪和后輪，且所述電動機是驅(qū)動前輪和后輪中之一的車輛驅(qū)動電動機(6)。
6.如權(quán)利要求5中的電動機控制設(shè)備，其中，該車輛是包括發(fā)動機(2)的混合動力型車輛，車輛前輪由發(fā)動機驅(qū)動，且車輛后輪由電動機驅(qū)動。
7.如權(quán)利要求5或6中的電動機控制設(shè)備，還包括用于檢測車速的傳感器(43)，其中，該控制器(8)還被編程為用于在確定啟動電動機(6)之后，命令勵磁控制電路(602)允許提供勵磁電流，直到車速達到預(yù)定車速。
8.如權(quán)利要求5中的電動機控制設(shè)備，其中，該控制器(8)還被編程為用于根據(jù)來自傳感器(35)的信號，連續(xù)計算電動機沒有驅(qū)動的車輪的滑移值，并在滑移值超過預(yù)定值時確定啟動電動機(6)。
9.如權(quán)利要求5中的電動機控制設(shè)備，其中，該車輛還包括連接到發(fā)動機(2)并用于啟動該發(fā)動機的啟動電動機(1)。
10.如權(quán)利要求9中的電動機控制設(shè)備，其中啟動電動機(1)通過被發(fā)動機(2)旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生電能，以及，車輛驅(qū)動電動機(6)的電樞電流由啟動電動機(1)提供。
11.如權(quán)利要求9中的電動機控制設(shè)備，其中，啟動電動機(1)包括第二勵磁繞組(101)，變換器(3)的連接部分(3d)連接到該第二勵磁繞組，以使得第二勵磁電流能夠通過升壓電路(3b)流入該第二勵磁繞組(101)。
12.如權(quán)利要求9中的電動機控制設(shè)備，其中，啟動電動機(1)通過被發(fā)動機旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生電能，以及，該啟動電動機(1)通過變換器(3)將產(chǎn)生的電能提供給車輛驅(qū)動電動機(6)的勵磁繞組(601)。
13.如權(quán)利要求12中的電動機控制設(shè)備，包括用于檢測在位于升壓電路(3b)和變換器電路(3a)之間的連接部分(3d)處產(chǎn)生的電壓(Vc)的傳感器(49)，以及，該控制器還被編程為用于將啟動電動機(1)產(chǎn)生電能時在連接部分(3d)處產(chǎn)生的電壓(Vc)與預(yù)定電壓(E2)進行比較，以及，當(dāng)在連接部分處產(chǎn)生的電壓(Vc)小于預(yù)定電壓(E2)時，控制升壓電路(3b)增加來自電池的電壓(Vb)。
14.如權(quán)利要求9中的電動機控制設(shè)備，其中，變換器包括連接到電池(4)的降壓電路(3b)，以及該控制器(8)還被編程為用于通過控制降壓電路來降低通過變換器電路(3a)從啟動電動機(1)輸出到降壓電路(3a)的電壓，從而利用啟動電動機(1)產(chǎn)生的電能對電池(4)進行充電。
15.如權(quán)利要求1中的電動機控制設(shè)備，其中，變換器(3)根據(jù)來自控制器(8)的指令信號，提供電樞電流以驅(qū)動電動機(1，6)。
16.一種用于控制安裝在車輛中的電動機(1，6)的電動機控制方法，該電動機包括勵磁繞組(101，601)，該車輛包括電池(4)，其由處于第一電壓(Vb)的電能充電，變換器(3)，其能夠?qū)⒊淙腚姵氐碾娔芴峁┙o電動機，該變換器包括能夠增加來自電池的第一電壓的升壓電路(3b)、能夠提供該增加了的電壓的變換器電路(3a)，以及在升壓電路(3b)和變換器電路(3a)之間的連接部分(3d)，其中該連接部分(3d)連接到勵磁繞組(101，601)，以使勵磁電流從連接部分流向勵磁繞組，勵磁控制電路(102，106)，用于允許或禁止勵磁電流提供給勵磁繞組(101，601)，該電動機控制方法包括檢測車輛狀態(tài)，根據(jù)車輛狀態(tài)判斷是否要啟動電動機(1，6)，當(dāng)要啟動電動機時，通過勵磁控制電路(102，106)允許提供勵磁電流，以及當(dāng)要啟動電動機時控制升壓電路，以使得第一電壓升高到高于該第一電壓(Vb)的第二電壓。
17.一種用于控制安裝在車輛中的電動機(1，6)的電動機控制設(shè)備，該電動機包括勵磁繞組(101，601)，該電動機控制設(shè)備包括電池(4)，其由處于第一電壓(Vb)的電能充電，變換器(3)，其能夠?qū)⒊淙腚姵氐碾娔芴峁┙o電動機，該變換器包括能夠增加來自電池的第一電壓的升壓電路(3b)、能夠提供該增加了的電壓的變換器電路(3a)，以及在升壓電路(3b)和變換器電路(3a)之間的連接部分(3d)，其中，該連接部分(3d)連接到勵磁繞組(101，601)，以使勵磁電流從連接部分流向勵磁繞組，勵磁控制電路(102，106)，用于允許或禁止勵磁電流提供給勵磁繞組(101，601)，用于檢測車輛狀態(tài)的裝置(35，41-48)，用于根據(jù)車輛狀態(tài)判斷是否啟動電動機(1，6)的裝置，用于當(dāng)要啟動電動機時通過勵磁控制電路(102，106)允許提供勵磁電流的裝置，以及用于當(dāng)要啟動電動機時控制升壓電路，以使得第一電壓升高到高于該第一電壓(Vb)的第二電壓的裝置。
全文摘要
提出一種用于控制安裝在車輛中的電動機(1，6)的電動機控制設(shè)備。該電動機包括勵磁繞組(101，601)。該電動機控制設(shè)備包括由處于第一電壓(Vb)的電能充電的電池(4)、能夠增加來自電池的第一電壓的升壓/降壓變換器(3)、允許或禁止勵磁電流提供給勵磁繞組(101，601)的勵磁控制電路(102，106)、檢測車輛狀態(tài)的傳感器(35，41－48)和控制器(8)。該控制器(8)根據(jù)傳感器(41－48)的信號判斷是否要啟動電動機(1，6)。當(dāng)要啟動電動機時控制器(8)通過勵磁控制電路(102，106)允許提供勵磁電流并控制升壓電路，使得第一電壓升高到高于該第一電壓(Vb)的第二電壓。
文檔編號B60K6/26GK1613683SQ200410090589
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月4日
發(fā)明者永山和俊 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社