升壓裝置的制造方法
【專利說明】升壓裝置
[0001]優(yōu)先權(quán)?目息
[0002]本申請要求2014年I月20日提交的申請?zhí)枮?014-008145的日本專利申請的優(yōu)先權(quán)，該申請通過引用的方式在此全部納入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及電流傳感器的故障判定，該電流傳感器檢測被配置為升高電池電壓的升壓轉(zhuǎn)換器的電抗器電流。
【背景技術(shù)】
[0004]傳統(tǒng)上，使用車載電池所驅(qū)動的電動發(fā)電機(jī)驅(qū)動電動車輛(EV)和混合動力車輛(HV)。更有效的方法是使用高電源電壓驅(qū)動高速和高輸出電動發(fā)電機(jī)。因此在許多情況下，使用升壓轉(zhuǎn)換器升高電池電壓，并經(jīng)由逆變器將所獲取的升壓電壓提供給電動發(fā)電機(jī)。由于升壓電壓根據(jù)電動發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩而不同，因此，執(zhí)行升壓轉(zhuǎn)換器的反饋控制以提供合適的升壓電壓。為了更適當(dāng)?shù)乜刂粕龎弘妷?，測量流過升壓轉(zhuǎn)換器中的電抗器的電抗器電流，并且執(zhí)行反饋控制，直到電抗器電流達(dá)到目標(biāo)值。
[0005]專利文獻(xiàn)I:JP 2006-311635 A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在執(zhí)行電抗器電流的反饋控制時，有必要執(zhí)行電抗器電流的校正測量。當(dāng)測量電抗器電流的電流傳感器中出現(xiàn)“卡住(stuck)”故障(其中輸出值固定在特定值上的故障)時，升壓操作的控制性能劣化。具體而言，當(dāng)電路根據(jù)電抗器電流被錯誤地控制時，升壓電壓會波動，并且這種升壓電壓的波動也導(dǎo)致通過基于升壓電壓的控制而產(chǎn)生的電抗器電流的波動。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是，即使在檢測電抗器電流的電流傳感器中出現(xiàn)“卡住”故障時，也要防止在控制期間出現(xiàn)波動。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的實施例的升壓裝置包括電池；電容器，其與所述電池并聯(lián)連接以存儲升壓前電壓；升壓轉(zhuǎn)換器，其包括與所述電容器相連的電抗器和與所述電抗器相連的開關(guān)元件，并且被配置為通過切換所述開關(guān)元件來獲取升壓電壓；升壓電壓傳感器，其被配置為檢測所述升壓電壓；電流傳感器，其被配置為檢測流過所述電抗器的電抗器電流；升壓前電壓傳感器，其被配置為檢測所述升壓前電壓；以及控制單元，其被配置為通過所述升壓電壓和所述電抗器電流的反饋控制來控制所述升壓轉(zhuǎn)換器。當(dāng)所述電抗器電流的變化小于預(yù)定電流值，并且所述升壓前電壓的變化超過預(yù)定電壓值時，所述控制單元判定所述電流傳感器的故障。
[0009]即使在檢測電抗器電流的電流傳感器中出現(xiàn)“卡住”故障時，所述升壓轉(zhuǎn)換器也可以使升壓電壓收斂(converge)的方式進(jìn)行控制。
【附圖說明】
[0010]將參考下面的附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中:
[0011]圖1是示出混合動力車輛的主部分的的結(jié)構(gòu)的框圖；
[0012]圖2示出升壓轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)；
[0013]圖3是故障判定處理的流程圖；
[0014]圖4示出電抗器電流IL的變化狀態(tài)；
[0015]圖5示出升壓前電壓VL的變化狀態(tài)；
[0016]圖6示出電抗器電流的變化Δ IL的變化狀態(tài)；
[0017]圖7示出升壓前電壓的變化AVL的變化狀態(tài)；
[0018]圖8示出異常計數(shù)器的計數(shù)值的變化狀態(tài)；以及
[0019]圖9示出故障判定處理的備選實例的流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面參考附圖描述本發(fā)明的實施例。本發(fā)明不限于以下描述的實施例。
[0021]圖1是示出混合動力車輛的驅(qū)動系統(tǒng)的示意性框圖。電池10的直流(DC)輸出被升壓轉(zhuǎn)換器12升高，并且被提供給第一逆變器14和第二逆變器16。第一逆變器14被連接到用于發(fā)電的第一電動發(fā)電機(jī)(MG) 18。第二逆變器16被連接到用于驅(qū)動的第二電動發(fā)電機(jī)(MG)20 ο
[0022]第一 MG 18和第二MG 20的輸出軸被連接到動力變換單元22，引擎24的輸出軸也被連接到動力變換單元22。連接動力變換單元22和第二 MG 20的輸出軸的旋轉(zhuǎn)被傳輸?shù)杰囕v的車軸(axle)作為驅(qū)動輸出。動力變換單元22和第二 MG 20的輸出被傳輸?shù)杰囕喴允够旌蟿恿囕v行駛。
[0023]動力變換單元22例如由行星齒輪結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且控制第一MG 18、第二MG 20以及引擎24之間的動力傳輸。引擎24基本被用作動力輸出源，并且引擎24的輸出經(jīng)由動力變換單元22被傳輸?shù)降谝?MG 18。這使第一 MG 18通過引擎24的輸出發(fā)電，并且經(jīng)由第一逆變器14和升壓轉(zhuǎn)換器12將所獲得的發(fā)電電力充給電池10。引擎24的輸出經(jīng)由動力變換單元22被傳輸?shù)津?qū)動軸(drive axle)，以使車輛通過引擎24的輸出行駛。在圖1中，電力傳輸系統(tǒng)由普通實線指示，機(jī)械動力傳輸系統(tǒng)由粗實線指示，信號傳輸系統(tǒng)(控制系統(tǒng))由虛線指示。
[0024]控制單元26通過根據(jù)加速器下壓量、由車輛速度確定的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩等控制第一和第二逆變器14、16以及引擎24的驅(qū)動來控制到驅(qū)動軸的輸出?？刂茊卧?6還通過根據(jù)電池的充電狀態(tài)(SOC)控制引擎24的驅(qū)動和第一逆變器14的切換來控制電池10的充電。在車輛減速期間，第二逆變器16可被控制為使第二 MG 20執(zhí)行再生制動，并且使用所獲得的再生電力給電池10充電。再生制動也可由第一 MG 18執(zhí)行。
[0025]在本實施例中，電容器30被設(shè)置在電池10的輸出側(cè)以對其輸出電壓執(zhí)行平滑處理。電容器30被配備升壓前電壓傳感器32以測量電容器30的電壓(升壓前電壓VL)。在升壓轉(zhuǎn)換器12的輸出側(cè)，設(shè)置電容器34以對其輸出電壓執(zhí)行平滑處理，并且設(shè)置升壓電壓傳感器36以測量電容器34的電壓，即第一和第二逆變器14、16的輸入電壓(升壓電壓VH)。
[0026]電氣負(fù)荷38被連接到升壓轉(zhuǎn)換器12的輸入側(cè)，并且通過接收升壓前電壓VL的供給而被驅(qū)動。第三電動發(fā)電機(jī)42在此被設(shè)置作為電氣負(fù)荷38以驅(qū)動車輛的后輪，并且驅(qū)動電流經(jīng)由第三逆變器40被提供給第三電動發(fā)電機(jī)42。由升壓前電壓VL驅(qū)動的電氣負(fù)荷38例如通過DC-DC轉(zhuǎn)換器形成，該DC-DC轉(zhuǎn)換器將電力提供給與設(shè)置在車輛內(nèi)部的交流(AC) 100V插座耦合(couple)的各種裝置、車載輔助機(jī)器、輔助電池等。
[0027]圖2示出升壓轉(zhuǎn)換器12的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。升壓轉(zhuǎn)換器12包括兩個串聯(lián)連接的開關(guān)元件50、52，以及被連接到開關(guān)元件50、52之間的中間點的電抗器54。開關(guān)元件50、52中的每一者由諸如絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)之類的晶體管和二極管構(gòu)成，該二極管允許與該晶體管的電流相反的反向電流流動。
[0028]電抗器54的一端被連接到電池10的正極，電抗器54的另一端被連接到開關(guān)元件50,52之間的中間點。在開關(guān)元件50中，晶體管的集電極被連接到第一和第二逆變器14和16的正電極總線，并且發(fā)射極被連接到開關(guān)元件52的晶體管的集電極。在開關(guān)元件52中，晶體管的發(fā)射極被連接到電池10的負(fù)極、以及第一和第二逆變器14和16的負(fù)電極總線。
[0029]還設(shè)置電流傳感器56，其測量流過電抗器54的電抗器電流IL。因此，分別由升壓前電壓傳感器32、升壓電壓傳感器36和電流傳感器56檢測到的升壓前電壓VL、升壓電壓VH和電抗器電流IL被提供給控制單元26。在開關(guān)元件52已被關(guān)斷之后，要由電流傳感器56檢測的電抗器電流IL可具有開關(guān)元件50、52的關(guān)斷期間的關(guān)斷期間電流值。因此，可以了解經(jīng)由開關(guān)元件52的二極管在電容器34中充電的電流量。根據(jù)開關(guān)元件50被接通期間的電流值，可檢測電壓下降期間的電流，流向電池10的電流。
[0030]如上所述，控制單元26通過這樣的方式控制第一和第二逆變器14、16和引擎24:目標(biāo)轉(zhuǎn)矩作為驅(qū)動輸出被輸出，并且獲取必要的發(fā)電電力。
[0031]控制單元26進(jìn)一步控制升壓轉(zhuǎn)換器12的開關(guān)元件50、52的切換，以便允許升壓電壓VH達(dá)到目標(biāo)值。所述控制基本通過反饋控制執(zhí)行，在該反饋控制中，升壓電壓傳感器36檢測到的升壓電壓VH變得與目標(biāo)值相同。同時，升壓電壓VH可由流過第一和第二逆變器14、16的電流量以及上述電抗器電流判定。因此，控制單元26控制升壓電壓VH，以使作為上述反饋控制的結(jié)果，電抗器電流達(dá)到目標(biāo)值。
[0032]當(dāng)電流傳感器56中出現(xiàn)“卡住(stuck) ”故障時，值幾乎固定，由于噪聲等影響，該值可能具有某種程度的波動。在出現(xiàn)“卡住”故障時，升壓電壓VH可能因為使用電抗器電流的反饋控制而波動。具體而言，升壓電壓VH表示在對電抗器電流積分(integrate)期間電容器34的充電電壓，并且這種控制在速度上慢于使用電抗器電流的控制。因此，在基于電抗器電流執(zhí)行誤差控制，并且升壓電壓VH與目標(biāo)值之間的差異等于或大于預(yù)定電壓值時，控制開始使升壓電壓VH接近目標(biāo)值，這樣導(dǎo)致VH波動。由于升壓電壓VH被控制為包括在預(yù)定電壓值的范圍內(nèi)，因此變化值不大。
[0033]同時，實際電抗器電流IR顯著變化，而升壓前電壓VL包括由于電池10的內(nèi)阻導(dǎo)致的電壓下降。這樣，作為實際電抗器電流IR的變化結(jié)果，升壓前電壓VL比升壓電壓VH波動大。
[0034]對于升壓前電壓VL，滿足以下方程式:
[0035]VL = VO - R*IB = VO - R* (Iload+IR)
[0036]其中VO表示電池10的開路電壓，IB表示流過電池10的電流，R表示電池10的內(nèi)阻，IR表不電抗器電流。
[0037]根據(jù)上面的公式很容易看出，當(dāng)被提供給電氣負(fù)荷38的電流Iload不變化時，升壓前電壓VL根據(jù)電抗器電流的變化而變化。當(dāng)在電流檢測傳感器56中出現(xiàn)“卡住”故障時，作為電流檢測傳感器56的輸出的電抗器電流IR的變化減小。
[0038]作為實際電抗器電流IR顯著變化的結(jié)果，如上所述，控制單元26控制電抗器電流IR以實現(xiàn)預(yù)定電流值，并且控制升壓電壓VH以實現(xiàn)預(yù)定電壓值。
[0039]因此，作為電流傳感器56的檢測值的電抗器電流IR不會大幅變化，但是升壓前電壓VL會顯著變化。
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