專(zhuān)利名稱(chēng)：電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)控制裝置，特別涉及車(chē)輛用的電機(jī)控制裝置。
背景技術(shù)：
近幾年，作為環(huán)保汽車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)等 使用電機(jī)的車(chē)輛備受關(guān)注。
在這樣的混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)等中，將來(lái)自電源的直流電壓通過(guò) 升壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行升壓，將該升壓的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓而驅(qū)動(dòng)電機(jī)的 技術(shù)也正在研究之中。
日本特開(kāi)2005-45880號(hào)公報(bào)記載了在具備這樣的升壓轉(zhuǎn)換器的混合 動(dòng)力車(chē)中，將逆變器的控制方式在正弦波脈寬調(diào)制(PWM)控制、過(guò)調(diào) 制PWM控制、矩形波控制之間切換。
矩形波控制，與正弦波PWM控制、過(guò)調(diào)制PWM控制相比，開(kāi)關(guān)損 失小、系統(tǒng)效率高。相反，矩形波控制易受過(guò)渡性干擾影響，所以能夠追 從的范圍存在極限。因而，需要有富余地設(shè)定執(zhí)行矩形波控制的區(qū)域(以 下稱(chēng)矩形波控制區(qū)域)，提高系統(tǒng)效率的效果方面也存在極限。
另 一方面，有無(wú)過(guò)渡性干擾很大程度上由駕駛者的駕駛狀況所左右。 根據(jù)駕駛者的不同，存在能夠擴(kuò)大矩形波控制區(qū)域而應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能夠提高系統(tǒng)效率的電機(jī)控制裝置。 本發(fā)明，概括地講，是電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置；具備將電源電壓進(jìn)行升壓而 輸出升壓電壓的升壓裝置；從升壓裝置接受升壓電壓而驅(qū)動(dòng)電機(jī)的逆變器； 和控制裝置，其對(duì)升壓裝置指示升壓電壓的目標(biāo)值，將逆變器的控制方式定為矩形波控制和非矩形波控制中的任一種?？刂蒲b置#:構(gòu)成為對(duì)于表
示轉(zhuǎn)矩要求的相同的預(yù)定的輸入信號(hào)，能夠選擇第1動(dòng)作模式和笫2動(dòng)作 模式；笫1動(dòng)作模式，指示第l升壓目標(biāo)值，作為控制方式而指定非矩形 波控制；第2動(dòng)作模式，指示比第l升壓目標(biāo)值低的第2升壓目標(biāo)值，作 為控制方式而指定矩形波控制。
優(yōu)選，控制裝置，對(duì)于表示轉(zhuǎn)矩要求的相同預(yù)定的輸入信號(hào)，能夠選 擇第1指令轉(zhuǎn)矩和變化被限制得比第1指令轉(zhuǎn)矩緩慢的笫2指令轉(zhuǎn)矩，在 選擇了笫1動(dòng)作模式的情況下選擇第1指令轉(zhuǎn)矩，在選擇了第2動(dòng)作模式 的情況下選擇第2指令轉(zhuǎn)矩。
優(yōu)選，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置還具備輸入開(kāi)關(guān)，該輸入開(kāi)關(guān)向控制裝置給與選 擇第l、第2動(dòng)作模式中的哪一種的指示。
優(yōu)選，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置還具備模式通知部，該模式通知部使操作者知曉 選擇了笫l、第2模式中的哪一種。
優(yōu)選，控制裝置在預(yù)測(cè)到前方道路擁堵的情況下，將動(dòng)作^^式從笫1 動(dòng)作模式切換至第2動(dòng)作模式。
本發(fā)明的其它方案是電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置；具備將電源電壓進(jìn)行升壓而輸 出升壓電壓的升壓裝置；從升壓裝置接受升壓電壓而驅(qū)動(dòng)電機(jī)的逆變器； 和控制裝置，其對(duì)升壓裝置指示升壓電壓的目標(biāo)值，將逆變器的控制方式 定為脈寬調(diào)制控制和非脈寬調(diào)制控制中的任一種。控制裝置被構(gòu)成為對(duì) 于表示轉(zhuǎn)矩要求的相同的預(yù)定的輸入信號(hào)，能夠選擇笫1動(dòng)作模式和笫2 動(dòng)作模式；第1動(dòng)作模式，指示第l升壓目標(biāo)值，作為控制方式而指定脈 寬調(diào)制控制；第2動(dòng)作模式，指示比第l升壓目標(biāo)值低的第2升壓目標(biāo)值， 作為控制方式而指定非脈寬調(diào)制控制。
優(yōu)選，控制裝置對(duì)于表示轉(zhuǎn)矩要求的相同預(yù)定的輸入信號(hào)，能夠選擇 第1指令轉(zhuǎn)矩和變化被限制得比第1指令轉(zhuǎn)矩緩慢的第2指令轉(zhuǎn)矩，在選 擇了第1動(dòng)作模式的情況下選擇第1指令轉(zhuǎn)矩，在選擇了第2動(dòng)作模式的 情況下選擇第2指令轉(zhuǎn)矩。
優(yōu)選，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置還具備輸入開(kāi)關(guān)，該輸入開(kāi)關(guān)向控制裝置給與選 擇第l、第2動(dòng)作模式中的哪一種的指示。優(yōu)選，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置還具備模式通知部，該模式通知部使操作者知曉
選擇了第l、笫2模式中的哪一種。
優(yōu)選，控制裝置在預(yù)測(cè)到前方道路擁堵的情況下，將動(dòng)作模式從第1 動(dòng)作模式切換至笫2動(dòng)作模式。
根據(jù)本發(fā)明，在電機(jī)控制中能夠進(jìn)一步改善系統(tǒng)效率。
圖l是本發(fā)明的實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電路圖。
圖2是對(duì)圖1的控制裝置30控制逆變器14時(shí)的控制方式進(jìn)行表示的圖。
圖3是表示對(duì)某升壓電壓如何決定控制方式的圖。
圖4是用于說(shuō)明升壓轉(zhuǎn)換器的升壓電壓和圖3的控制方式之間關(guān)系的圖。
圖5是表示圖l的控制裝置30對(duì)于升壓電壓和控制方式的決定而執(zhí)行 的程序的控制構(gòu)造的流程圖。
圖6是表示決定相對(duì)于負(fù)載的升壓電壓的映射的圖。
圖7是表示決定相對(duì)于加速踏板開(kāi)度的要求轉(zhuǎn)矩的映射的圖。
圖8是用于說(shuō)明使轉(zhuǎn)矩要求的變化緩慢的其它例的波形圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，圖中相同或 相當(dāng)部分標(biāo)記相同符號(hào)，不重復(fù)其說(shuō)明。
圖l是本發(fā)明的實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電路圖。
參照?qǐng)Dl，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100具備直流電源B、電壓傳感器IO、 13、 系統(tǒng)繼電器SR1、 SR2、電容器C1、 C2、升壓轉(zhuǎn)換器12、逆變器14、電 流傳感器ll、 24、和控制裝置30。
交流電機(jī)Ml是用于產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車(chē)或電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪 的轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)電機(jī)?；蛘撸撾姍C(jī)也可以具有由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的功能，而且對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)工作、例如能夠進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，作為這 樣的裝置而裝入混合動(dòng)力汽車(chē)。
升壓轉(zhuǎn)換器12包括電抗器Ll、 NPN晶體管Ql、 Q2、 二極管Dl、 D2。電抗器Ll的一端連接于直流電源B的電源線PL1，另一端連接于 NPN晶體管Ql和NPN晶體管Q2的中間點(diǎn)，即連接于NPN晶體管Ql 的發(fā)射極和NPN晶體管Q2的集電極之間。
NPN晶體管Ql、 Q2串聯(lián)連接于電源線PL2和接地線SL之間。而且， NPN晶體管Ql的集電極連接于電源線PL2, NPN晶體管Q2的發(fā)射極連 接于接地線SL。此外，各NPN晶體管Q1、 Q2的集電極-發(fā)射極之間分 別配置有使電流從發(fā)射極側(cè)流向集電極側(cè)的二極管Dl、 D2。
逆變器14包括U相臂15、 V相臂16、和W相臂17。 U相臂15、 V 相臂16和W相臂17并聯(lián)地設(shè)置于電源線PL2和接地線SL之間。
U相臂15包括串聯(lián)連接的NPN晶體管Q3和Q4。 V相臂16包括串 聯(lián)連接的NPN晶體管Q5和Q6。 W相臂17包括串聯(lián)連接的NPN晶體管 Q7和Q8。此外，各NPN晶體管Q3 Q8的集電極-發(fā)射極間分別連接有 二極管D3 D8使得電流從發(fā)射極側(cè)流向集電極側(cè)。
各相臂的中間點(diǎn)連接于交流電機(jī)M1的各相線圏的各相端。即，交流 電機(jī)M1是三相永磁鐵電機(jī)，被構(gòu)成為U、 V、 W相的三個(gè)線圏的一端共 同連接于中點(diǎn)，U相線圏的另一端連接于NPN晶體管Q3、 Q4的中間點(diǎn)、 V相線圏的另一端連接于NPN晶體管Q5、 Q6的中間點(diǎn)、W相線圏的另 一端連接于NPN晶體管Q7、 Q8的中間點(diǎn)。
另夕卜，也可以代替NPN晶體管Q1 Q8而使用其它的電力開(kāi)關(guān)(電源 開(kāi)關(guān)、功率開(kāi)關(guān))元件，例如IGBT (insulated gate bipolar transistor,絕 緣柵雙極晶體管)、功率MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。
直流電源B包括鎳氫或鋰離子等的二次電池。電壓傳感器IO檢測(cè)從 直流電源B輸出的直流電壓VB,將該檢測(cè)出的直流電壓VB輸出至控制 裝置30。電流傳感器ll檢測(cè)從直流電源B輸出的直流電流Ib，將該檢測(cè) 出的直流電流Ib輸出至控制裝置30。系統(tǒng)繼電器SR1、 SR2根據(jù)來(lái)自控制裝置30的信號(hào)SE接通/斷開(kāi)。
電容器Cl使從直流電源B供給的直流電壓平滑化，將該平滑化的直 流電壓供給至升壓轉(zhuǎn)換器12。
升壓轉(zhuǎn)換器12將從電容器Cl供給的直流電壓進(jìn)行升壓而供給至電容 器C2。更具體地講，升壓轉(zhuǎn)換器12，當(dāng)從控制裝置30接收信號(hào)PWMU 時(shí)，與通過(guò)信號(hào)PWMU而NPN晶體管Q2導(dǎo)通的期間相應(yīng)地將直流電壓 進(jìn)行升壓而供給至電容器C2。在此情況下，NPN晶體管Ql由于信號(hào) PWMU而截止。此外，升壓轉(zhuǎn)換器12,當(dāng)從控制裝置30接收信號(hào)PWMD 時(shí)，將介由電容器C2從逆變器14供給的直流電壓進(jìn)行降壓而向直流電源 B充電。
電容器C2使來(lái)自升壓轉(zhuǎn)換器12的直流電壓平滑化，將該平滑化了的 直流電壓供給至逆變器14。電壓傳感器13檢測(cè)電容器C2的兩端的電壓、 即升壓轉(zhuǎn)換器12的輸出電壓VH (相當(dāng)于向逆變器14的輸入電壓。以下 相同。)，將該檢測(cè)出的輸出電壓VH輸出至控制裝置30。
逆變器14,當(dāng)從電容器C2被供給直流電壓時(shí)，基于來(lái)自控制裝置30 的信號(hào)PWMI將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓、驅(qū)動(dòng)交流電才幾M1。由此，交 流電機(jī)M1被驅(qū)動(dòng)使得產(chǎn)生由轉(zhuǎn)矩指令值TR指定的轉(zhuǎn)矩。此外，逆變器 14,在搭栽有電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100的混合動(dòng)力汽車(chē)或電動(dòng)汽車(chē)的再生制動(dòng)時(shí)， 基于來(lái)自控制裝置30的信號(hào)PWMC，將交流電機(jī)M1發(fā)電所得的交流電 壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，將該轉(zhuǎn)換了的直流電壓介由電容器C2向升壓轉(zhuǎn)換器 12供給。
另外，這里所說(shuō)的再生制動(dòng)包括駕駛混合動(dòng)力汽車(chē)或電動(dòng)汽車(chē)的駕 駛者進(jìn)行了腳制動(dòng)操作的情況下的伴隨有再生發(fā)電的制動(dòng)、雖然沒(méi)有進(jìn)行 腳制動(dòng)操作卻通過(guò)在行駛中關(guān)閉加速踏板而使得一邊再生發(fā)電一邊使車(chē)輛 減速(或中止力口速)。
電流傳感器24 ，檢測(cè)交流電機(jī)Ml中流過(guò)的電機(jī)電流MCRT,將該檢 測(cè)出的電機(jī)電流MCRT向控制裝置30輸出。
控制裝置30基于從加速踏板開(kāi)度傳感器32得到的加速踏板開(kāi)度Acc決定轉(zhuǎn)矩指令值TR。然后，基于轉(zhuǎn)矩指令值TR、電機(jī)轉(zhuǎn)速M(fèi)RN、來(lái)自 電壓傳感器10的直流電壓VB、來(lái)自電壓傳感器13的輸出電壓VH和來(lái) 自電流傳感器24的電機(jī)電流MCRT，生成用于驅(qū)動(dòng)升壓轉(zhuǎn)換器12的信號(hào) PWMU和用于驅(qū)動(dòng)逆變器14的信號(hào)PWMI，將該生成的信號(hào)PWMU和 PWMI分別輸出至升壓轉(zhuǎn)換器12和逆變器14。
信號(hào)PWMU是在升壓轉(zhuǎn)換器12將來(lái)自電容器Cl的直流電壓轉(zhuǎn)換為 輸出電壓VH的情況下驅(qū)動(dòng)升壓轉(zhuǎn)換器12的信號(hào)。而且，控制裝置30, 在升壓轉(zhuǎn)換器12將直流電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓VH的情況下，反饋控制輸出 電壓VH，生成用于驅(qū)動(dòng)升壓轉(zhuǎn)換器12的信號(hào)PWMU使得輸出電壓VH 與目標(biāo)值一致。
此外，控制裝置30，當(dāng)從外部ECU接收表示混合動(dòng)力汽車(chē)或電動(dòng)汽 車(chē)已進(jìn)入再生制動(dòng)模式的信號(hào)時(shí)，生成用于將交流電機(jī)M1發(fā)電所得的交 流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的信號(hào)PWMC而輸出至逆變器14。在此情況下， 逆變器14的NPN晶體管Q3 Q8由信號(hào)PWMC進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。由此，逆 變器14將交流電機(jī)M1發(fā)電所得的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓而供給至升壓 轉(zhuǎn)換器12。
此外，控制裝置30，當(dāng)從外部ECU接收表示混合動(dòng)力汽車(chē)或電動(dòng)汽 車(chē)已進(jìn)入再生制動(dòng)模式的信號(hào)時(shí)，生成用于將從逆變器14供給的直流電壓 進(jìn)行降壓的信號(hào)PWMD，將該生成的信號(hào)PWMD輸出至升壓轉(zhuǎn)換器12。 由此，交流電機(jī)M1發(fā)電所得交流電壓被轉(zhuǎn)換為直流電壓、被降壓而供給 至直流電源B。
此外，控制裝置30生成用于接通/斷開(kāi)系統(tǒng)繼電器SRl、 SR2的信號(hào) SE,輸出至系統(tǒng)繼電器SR1、 SR2。
控制裝置30基于來(lái)自加速踏板開(kāi)度傳感器32、輸入開(kāi)關(guān)37、導(dǎo)航裝 置36的信息，決定動(dòng)作模式，進(jìn)行逆變器14的控制。此外控制裝置30 使用模式通知部向乘車(chē)者通知決定的動(dòng)作模式。
圖2是對(duì)圖1的控制裝置30控制逆變器14時(shí)的控制方式進(jìn)行表示的圖。在圖1所示的將直流電壓通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電壓而驅(qū)動(dòng)控制交流 電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中， 一般來(lái)講，為了高效率地驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)，往往會(huì)
按照基于矢量控制的正弦波PWM (Pulse Width Modulation)控制而控制 電機(jī)電流。
然而，正弦波PWM控制方式，無(wú)法克分提高逆變器的輸出電壓的基 波分量、電壓利用率有限，所以存在很難在旋轉(zhuǎn)速度高的區(qū)域獲得高輸出 的問(wèn)題點(diǎn)?？紤]這一點(diǎn)，提出采用與正弦波PWM控制方式相比、能夠輸 出基波分量大的電壓的調(diào)制方式。
例如，提出了在為了提高高旋轉(zhuǎn)區(qū)域中的輸出而將矩形波電壓施加于 交流電機(jī)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該交流電機(jī)的控制構(gòu)成(以下也稱(chēng)"矩形波控制方式") 中，基于轉(zhuǎn)矩指令值和實(shí)際轉(zhuǎn)矩的偏差，控制該矩形波電壓的相位，由此 進(jìn)行交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制。
此外，也提出了還采用利用上述矩形波控制方式和正弦波PWM控制 方式的中間的電壓波形的"過(guò)調(diào)制PWM控制方式"。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100 中，根據(jù)電機(jī)運(yùn)行條件(具代表性的是轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速)適當(dāng)?shù)厍袚Q使用正弦 波PWM控制、過(guò)調(diào)制PWM控制和矩形波控制這三種控制方式。
如圖2所示，正弦波PWM控制方式，作為一般性的PWM控制j吏用， 按照正弦波狀的電壓指令值和載波(代表性的是三角波)的電壓比較而控 制各相臂中的開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)啟(導(dǎo)通)/關(guān)閉(截止)。其結(jié)果是，占空比 被控制成對(duì)于與上臂元件的開(kāi)啟期間對(duì)應(yīng)的高電平期間和與下臂元件的 開(kāi)啟期間對(duì)應(yīng)的低電平期間的集合，在一定期間內(nèi)其基波分量為正弦波。 眾所周知，正弦波PWM控制方式中，只能將該基波分量的有效值相對(duì)于 逆變器直流輸入電壓的比率(調(diào)制率)提高至0.61倍。
另一方面，矩形波控制方式中，在上述一定期間內(nèi)，將高電平期間和 低電平期間的比為1:1的矩形波一個(gè)脈沖量施加于交流電機(jī)。由此，調(diào)制 率提高至0.78。
在過(guò)調(diào)制PWM控制方式中，使載波的振幅畸變(形變、失真)使得 其縮小后，進(jìn)行與上述正弦波PWM控制方式同樣的PWM控制。其結(jié)果是，能夠使基波分量畸變，能夠?qū)⒄{(diào)制率提高至0.61 0.78的范圍。
在交流電機(jī)M1中，如果轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩增加，則感應(yīng)電壓增大，其 必要電壓增大。升壓轉(zhuǎn)換器12的升壓電壓即系統(tǒng)電壓VH需要設(shè)定得高于 該電機(jī)必要電壓(感應(yīng)電壓)。另一方面，升壓轉(zhuǎn)換器12的升壓電壓即系 統(tǒng)電壓VH存在界限值(VH最大電壓)。
因而，在電機(jī)必要電壓(感應(yīng)電壓)比系統(tǒng)電壓VH的最大值(VH 最大電壓)^f氐的區(qū)域，適用正弦波PWM控制方式或過(guò)調(diào)制PWM控制方 式進(jìn)行的最大轉(zhuǎn)矩控制，通過(guò)按照矢量控制進(jìn)行的電機(jī)電流控制，輸出轉(zhuǎn) 矩被控制為轉(zhuǎn)矩指令值。
另一方面，如果電機(jī)必要電壓(感應(yīng)電壓)達(dá)到系統(tǒng)電壓VH的最大 值(VH最大電壓)，則在維持系統(tǒng)電壓VH的基礎(chǔ)上應(yīng)用按照弱磁控制(磁 場(chǎng)削弱控制)的矩形波控制方式。在矩形波控制方式中，由于基波分量的 振幅固定，所以通過(guò)基于由電力演算求出的轉(zhuǎn)矩實(shí)際值和轉(zhuǎn)矩指令值的偏 差的、矩形波脈沖的電壓相位控制，執(zhí)行轉(zhuǎn)矩控制。
圖3是表示對(duì)某升壓電壓如何決定控制方式的圖。
如圖3所示，在低轉(zhuǎn)速域Al為了使轉(zhuǎn)矩變動(dòng)較小而使用正弦波PWM 控制方式，在中轉(zhuǎn)速域A2應(yīng)用過(guò)調(diào)制PWM控制方式，在高轉(zhuǎn)速域A3 應(yīng)用矩形波控制方式。特別地，通過(guò)過(guò)調(diào)制PWM控制方式和矩形波控制 方式的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)中轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速域內(nèi)的交流電機(jī)M1的輸出的提高。 這樣，關(guān)于使用圖2所示的哪一種控制方式，在能夠?qū)崿F(xiàn)的調(diào)制率的范圍 內(nèi)決定。
圖4是用于說(shuō)明升壓轉(zhuǎn)換器的升壓電壓和圖3的控制方式之間關(guān)系的圖。
參照?qǐng)D1、圖4，在升壓轉(zhuǎn)換器12的輸出電壓即電壓VH為VH1的情 況下，如圖4的實(shí)線的映射A所示，在低轉(zhuǎn)速域A1使用正弦波PWM控 制方式，在中轉(zhuǎn)速域A2^f吏用過(guò)調(diào)制PWM控制方式，在高轉(zhuǎn)速域A3使用 矩形波控制方式。
與此相對(duì)，在電壓VH為低于VH1的VH2的情況下，如圖4的虛線的映射B所示，在低轉(zhuǎn)速域B1使用正弦波PWM控制方式，在中轉(zhuǎn)速域 B2使用過(guò)調(diào)制PWM控制方式，在高轉(zhuǎn)速域B3使用矩形波控制方式。
這樣的映射，按各電壓VH設(shè)定，預(yù)先存儲(chǔ)于控制裝置30內(nèi)置的存儲(chǔ) 器中。
即，即使轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩為相同區(qū)域，也會(huì)根據(jù)將升壓轉(zhuǎn)換器12的升壓電 壓設(shè)定為多少，應(yīng)用的控制方式不同。例如，在10 .15模式燃耗(燃料消 耗率，燃料費(fèi))的測(cè)定中使用較多的區(qū)域Y,在電壓VH=VH1的情況下 屬于區(qū)域A1而應(yīng)用正弦波PWM控制方式，在電壓VH-VH2的情況下屬 于區(qū)域B3而應(yīng)用矩形波控制方式。
在重視燃耗的情況下，此時(shí)將電壓VH設(shè)定為VH2。這樣一來(lái)，升壓 轉(zhuǎn)換器12幾乎不進(jìn)行升壓。此外，區(qū)域Y屬于映射B的區(qū)域B3，應(yīng)用矩 形波控制方式。在電壓以蓄電池電壓VB就可滿(mǎn)足的情況下，開(kāi)關(guān)損失為 零。關(guān)于逆變器14的開(kāi)關(guān)也同樣，與正弦波PWM控制方式相比，矩形 波控制方式的情況下，電力(功率)元件的開(kāi)關(guān)頻度較低，所以開(kāi)關(guān)損失 降低。因而，在升壓轉(zhuǎn)換器12中和逆變器14中損失都減小，所以車(chē)輛的 燃耗得到改善。在此情況下，由于受干擾影響大，所以希望限制要求轉(zhuǎn)矩 的急劇變化。例如，對(duì)加速踏板開(kāi)度的變化，能夠通過(guò)使要求轉(zhuǎn)矩的變化 緩慢，限制要求轉(zhuǎn)矩的急劇變化。
另一方面，在反復(fù)急加速的情況、在轉(zhuǎn)彎、起伏較多的路上行駛的情 況下，與燃耗相比，有的駕駛者更重視車(chē)輛的響應(yīng)性。在此情況下，將電 壓VH設(shè)定為VH1。這樣一來(lái)，升壓轉(zhuǎn)換器12額外地進(jìn)行升壓、區(qū)域Y 則屬于映射A的區(qū)域A1，逆變器14由響應(yīng)性好的正弦波PWM控制方式 而,皮控制。
圖5是表示圖l的控制裝置30關(guān)于升壓電壓和控制方式的決定而執(zhí)行 的程序的控制構(gòu)造的流程圖。該流程圖的處理，在每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間或每當(dāng) 預(yù)定條件成立時(shí)從主程序調(diào)出而執(zhí)行。
參照?qǐng)D1、圖5，控制裝置30，首先在步驟S1中檢測(cè)輸入開(kāi)關(guān)37被 如何設(shè)定。在此，圖1的輸入開(kāi)關(guān)37，例如被稱(chēng)為將動(dòng)作模式設(shè)定為重視燃耗^莫式的生態(tài)開(kāi)關(guān)。
選擇通常模式和生態(tài)模式的哪一種的指示，從生態(tài)開(kāi)關(guān)給與控制裝置
30。如果生態(tài)開(kāi)關(guān)的設(shè)定為開(kāi)啟狀態(tài)，則處理進(jìn)入步驟S2，如果生態(tài)開(kāi)關(guān)
的設(shè)定為關(guān)閉狀態(tài)，則處理進(jìn)入步驟S3。
圖6是表示決定相對(duì)于負(fù)載的升壓電壓的映射的圖。橫軸的負(fù)載，例
如在旋轉(zhuǎn)一定的情況下，與轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的乘積成比例。
圖7是表示決定相對(duì)于加速踏板開(kāi)度的要求轉(zhuǎn)矩的映射的圖。 在圖5的步驟S2中，基于圖6的電壓V2，升壓電壓目標(biāo)值被確定，
基于圖7的要求轉(zhuǎn)矩T2，要求轉(zhuǎn)矩被確定。另一方面，在步驟S3中，基
于圖6的電壓V1，升壓電壓目標(biāo)值被確定，基于圖7的要求轉(zhuǎn)矩T1，要
求轉(zhuǎn)矩^皮確定。
當(dāng)步驟S2或步驟S3的映射選擇結(jié)束時(shí)，處理進(jìn)入步驟S4。在步驟 S4中，通過(guò)由加速踏板開(kāi)度確定的要求轉(zhuǎn)矩而計(jì)算轉(zhuǎn)矩指令值。即，如圖 7所示，控制裝置30對(duì)于從加速踏板開(kāi)度傳感器32收到的表示轉(zhuǎn)矩要求 的相同的預(yù)定的輸入信號(hào)Ace,能夠選擇要求轉(zhuǎn)矩Tl和變化被限制得較 緩慢的要求轉(zhuǎn)矩T2。在駕駛者通過(guò)輸入開(kāi)關(guān)37選擇了通常模式的情況下 選擇要求轉(zhuǎn)矩Tl,在選擇了生態(tài)模式的情況下選擇要求轉(zhuǎn)矩T2。
另外，作為進(jìn)行限制使得變化緩慢的方法，除了這樣的切換使用映射 的方法之外，還有幾種方法。
圖8是用于說(shuō)明使轉(zhuǎn)矩要求的變化緩慢的其它例的波形圖。 參照?qǐng)D8，例如使從加速踏板開(kāi)度傳感器給與的輸入信號(hào)IN通過(guò)濾波 器后作為要求轉(zhuǎn)矩使用。通過(guò)將該濾波器的系數(shù)在通常模式和生態(tài)模式之 間切換，在通常模式下信號(hào)OUT1作為要求轉(zhuǎn)矩使用，在生態(tài)模式下變化 被限制得比信號(hào)OUT1緩慢的信號(hào)OUT2作為要求轉(zhuǎn)矩使用。
再次參照?qǐng)D5，對(duì)接著步驟S4執(zhí)行的步驟S5以后的處理進(jìn)行說(shuō)明。 在步驟S5中，控制裝置30,根據(jù)在步驟S4中計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩指令值和 由旋轉(zhuǎn)變壓器(resolver) 38檢測(cè)出的電機(jī)轉(zhuǎn)速，使用圖6的映射決定升 壓電壓VH的目標(biāo)值。然后，接著步驟S5，執(zhí)行步驟S6的處理。在步驟S6中，根據(jù)圖4所示的按照各升壓電壓VH確定的映射，決 定將控制方式設(shè)為正弦波PWM控制、過(guò)調(diào)制PWM控制和矩形波控制的 哪一種。
如果總結(jié)在步驟S5和S6中執(zhí)行的處理，可以表達(dá)如下。即，電機(jī)驅(qū) 動(dòng)裝置100具備將電源電壓進(jìn)行升壓而輸出升壓電壓的升壓轉(zhuǎn)換器12， 從升壓轉(zhuǎn)換器12接受升壓電壓而驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ml的逆變器14,和對(duì)升壓轉(zhuǎn) 換器12指示升壓電壓的目標(biāo)值、將逆變器14的控制方式定為矩形波控制 和非矩形波控制的任一種的控制裝置30。另外，該控制方式的切換，根據(jù) 其他方面，也可以表現(xiàn)為定為脈寬調(diào)制控制和非脈寬調(diào)制控制的任一種。
在這樣的構(gòu)成中，當(dāng)車(chē)輛的狀態(tài)處于圖4中說(shuō)明的區(qū)域Y時(shí)，圖6的 負(fù)載處于YL表示的范圍，所以控制裝置30被構(gòu)成為對(duì)表示轉(zhuǎn)矩要求的 相同的預(yù)定的輸入信號(hào)Acc,能夠選擇指示第1升壓目標(biāo)值V1、作為控制 方式指定非矩形波控制的第l動(dòng)作模式(通常模式)，和指示比第l升壓目 標(biāo)值VI低的第2升壓目標(biāo)值V2、作為控制方式指定矩形波控制的笫2動(dòng) 作模式(生態(tài)模式)。而且，駕駛者能夠使用輸入開(kāi)關(guān)37隨喜好改變動(dòng)作 模式。
當(dāng)步驟S6中決定了控制方式時(shí)，按照該控制方式，在步驟S7中進(jìn)行 逆變器14的晶體管Q3 Q8的開(kāi)關(guān)，執(zhí)行電機(jī)的電流控制，在步驟S8中 控制移至主程序。
另外，優(yōu)選，也可以在步驟S4之前，執(zhí)行使用模式通知部34使操作 者知曉選擇了通常模式和生態(tài)模式的哪一種的處理。
控制裝置30按照輸入開(kāi)關(guān)37的設(shè)定選擇重視乘車(chē)舒適度、響應(yīng)性的 動(dòng)作模式(以下稱(chēng)通常模式)和重視燃耗的動(dòng)作模式(以下稱(chēng)生態(tài)模式)。 控制裝置30使用模式通知部34向駕駛者通知當(dāng)前選擇的動(dòng)作模式是通常 模式和生態(tài)模式的哪一種。
例如，作為模式通知部34，可以設(shè)置在選擇生態(tài)模式時(shí)點(diǎn)亮的燈，或 設(shè)置背景部分的顏色隨動(dòng)作模式變化的儀表面板。如果是帶空氣凈化器的 車(chē)輛，也可以使空氣凈化器在生態(tài)模式選擇時(shí)產(chǎn)生帶來(lái)森林浴(在森林中散步)感覺(jué)的氣味，向駕駛者通知選擇了生態(tài)模式。
通過(guò)積極地向駕駛者通知生態(tài)模式的選擇，可以使駕駛者對(duì)與生態(tài)模 式選擇相伴的車(chē)輛操作感的不同不會(huì)抱有過(guò)多違和感。
此外，優(yōu)選，也可以在從步驟S1移至步驟S3前，控制裝置30,在基 于來(lái)自導(dǎo)航裝置36的信息而預(yù)測(cè)到前路擁堵的情況下，將動(dòng)作模式從通常 模式切換至生態(tài)模式，代替步驟S3的映射而使用步驟S2的映射。例如，
i信息通信系統(tǒng))等的交通信息提供服務(wù)提供的擁堵信息取入導(dǎo)航裝置 36，如果在從當(dāng)前地到設(shè)定的目的地的路線上檢測(cè)出擁堵，則在到達(dá)擁堵 的預(yù)測(cè)時(shí)刻將動(dòng)作模式切換至生態(tài)模式。
這樣一來(lái)，即使在駕駛者指定了通常模式的情況下，也能夠在并不太 需要車(chē)輛性能的狀況下改善燃耗。
另外，在本實(shí)施方式中，將車(chē)輛的性能高的動(dòng)作模式稱(chēng)為通常模式， 將燃耗有所改善的模式稱(chēng)為生態(tài)模式，但并非限于此。例如，也可以將燃 耗有所改善的模式稱(chēng)為通常模式，將車(chē)輛的性能高的動(dòng)作模式稱(chēng)為動(dòng)力模 式而應(yīng)用本發(fā)明。
此次公開(kāi)的實(shí)施方式，在所有方面都是例示的而非限制性的。本發(fā)明 的范圍，由權(quán)利要求而非上述實(shí)施方式的說(shuō)明表示，與權(quán)利要求等同的意 思和范圍內(nèi)的所有變更都包括在內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，具備將電源電壓進(jìn)行升壓而輸出升壓電壓的升壓裝置，從所述升壓裝置接受升壓電壓而驅(qū)動(dòng)電機(jī)的逆變器，和控制裝置，其對(duì)所述升壓裝置指示升壓電壓的目標(biāo)值，將所述逆變器的控制方式定為矩形波控制和非矩形波控制中的任一種；所述控制裝置，被構(gòu)成為對(duì)于表示轉(zhuǎn)矩的要求的相同的預(yù)定的輸入信號(hào)，能夠選擇第1動(dòng)作模式和第2動(dòng)作模式，所述第1動(dòng)作模式指示第1升壓目標(biāo)值、作為所述控制方式指定所述非矩形波控制，所述第2動(dòng)作模式指示比所述第1升壓目標(biāo)值低的第2升壓目標(biāo)值、作為所述控制方式指定所述矩形波控制。
2. 如權(quán)利要求l所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述控制裝置，對(duì)于所述預(yù)定的輸入信號(hào)，能夠選擇第l指令轉(zhuǎn)矩和 變化被限制得比所述第1指令轉(zhuǎn)矩緩慢的第2指令轉(zhuǎn)矩，在選擇了所述第 1動(dòng)作模式的情況下選擇所述第1指令轉(zhuǎn)矩，在選擇了所述第2動(dòng)作模式 的情況下選擇所述第2指令轉(zhuǎn)矩。
3. 如權(quán)利要求l所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，，其中，還具備輸入開(kāi)關(guān)，所述 輸入開(kāi)關(guān)向所述控制裝置給與選擇所述第1、第2動(dòng)作模式中的哪一種的 指示。
4. 如權(quán)利要求l所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，還具備模式通知部，該 模式通知部使操作者知曉選擇了所述第1、第2模式中的哪一種。
5. 如權(quán)利要求l所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述控制裝置，在預(yù)測(cè) 到前方道路擁堵的情況下，將所述動(dòng)作模式從所述第1動(dòng)作^=莫式切換至所 述第2動(dòng)作模式。
6. —種電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，具備 將電源電壓進(jìn)行升壓而輸出升壓電壓的升壓裝置， 從所述升壓裝置接受升壓電壓而驅(qū)動(dòng)電機(jī)的逆變器，和 控制裝置，其對(duì)所述升壓裝置指示升壓電壓的目標(biāo)值，將所述逆變器的控制方式定為脈寬調(diào)制控制和非脈寬調(diào)制控制中的任一種；所述控制裝置，被構(gòu)成為對(duì)于表示轉(zhuǎn)矩的要求的相同的預(yù)定的輸入 信號(hào)，能夠選擇第1動(dòng)作模式和第2動(dòng)作模式，所述第l動(dòng)作模式指示第 l升壓目標(biāo)值、作為所述控制方式指定所述脈寬調(diào)制控制，所述第2動(dòng)作 模式指示比所述第1升壓目標(biāo)值低的第2升壓目標(biāo)值、作為所述控制方式 指定所述非脈寬調(diào)制控制。
7. 如權(quán)利要求6所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述控制裝置，對(duì)于所述預(yù)定的輸入信號(hào)，能夠選擇第l指令轉(zhuǎn)矩和 變化被限制得比所述第l指令轉(zhuǎn)矩緩慢的第2指令轉(zhuǎn)矩，在選擇了所述第 1動(dòng)作模式的情況下選擇所述第1指令轉(zhuǎn)矩，在選擇了所述第2動(dòng)作模式 的情況下選擇所述第2指令轉(zhuǎn)矩。
8. 如權(quán)利要求6所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，還具備輸入開(kāi)關(guān)，所述 輸入開(kāi)關(guān)向所述控制裝置給與選擇所述第1、第2動(dòng)作模式中的哪一種的 指示。
9. 如權(quán)利要求6所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，還具備模式通知部，所 述模式通知部使操作者知曉選擇了所述笫1、第2模式中的哪一種。
10. 如權(quán)利要求6所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述控制裝置，在預(yù) 測(cè)到前方道路擁堵的情況下，將所述動(dòng)作模式從所述第l動(dòng)作模式切換至 所述第2動(dòng)作模式。
全文摘要
電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(100)具備將電源電壓進(jìn)行升壓而輸出升壓電壓的升壓轉(zhuǎn)換器(12)、從升壓轉(zhuǎn)換器(12)接受升壓電壓而驅(qū)動(dòng)電機(jī)(M1)的逆變器(14)、和對(duì)升壓轉(zhuǎn)換器(12)指示升壓電壓的目標(biāo)值并將逆變器(14)的控制方式定為矩形波控制和非矩形波控制的任一種的控制裝置(30)?？刂蒲b置(30)被構(gòu)成為對(duì)表示轉(zhuǎn)矩要求的相同的預(yù)定的輸入信號(hào)，能夠選擇指示第1升壓目標(biāo)值、作為控制方式指定非矩形波控制的第1動(dòng)作模式，和指示比第1升壓目標(biāo)值低的第2升壓目標(biāo)值、作為控制方式指定矩形波控制的第2動(dòng)作模式。
文檔編號(hào)B60L9/18GK101438488SQ200780016578
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2007年5月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月9日
發(fā)明者花田秀人 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社