車輛控制系統(tǒng)以及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于控制包括三相AC電動機(jī)的車輛的車輛控制系統(tǒng)以及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)提出一種在三相AC電動機(jī)中檢測漏電的方法(見日本專利申請公開N0.7-241002(JP 7-241002A))。根據(jù)該方法，使逆變器的上臂或者下臂暫時處于接通狀態(tài)，以便判定三相中的哪一相經(jīng)歷漏電。
[0003]同樣已經(jīng)提出被配置成當(dāng)檢測到短路時使用反電動勢接通除了短路相以外的相的開關(guān)元件的系統(tǒng)(見日本專利申請公開N0.2013-121256( JP2013-121256A))。
[0004]此外，同樣已經(jīng)提出當(dāng)檢測到短路時使包括短路相的臂與電路斷開的系統(tǒng)(見日本專利申請公開N0.2011-155708( JP2011-155708A))。在該公開中，同樣公開當(dāng)短路檢測之后電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變?yōu)榈扔诨虼笥陬A(yù)定轉(zhuǎn)速時，使短路側(cè)的臂的三相進(jìn)入接通狀態(tài)，以便降低電流值，從而確保熱優(yōu)勢。
[0005]同時，通過當(dāng)車輛停止時對電力轉(zhuǎn)換器執(zhí)行特定相接通控制，可以減少電力轉(zhuǎn)換器的切換損失。
[0006]特定相接通控制意為用于使第一開關(guān)元件(其通常被稱為“上臂”或“下臂”)或者第二開關(guān)元件(其通常被稱為“下臂”或“上臂”)中一者的全部開關(guān)元件處于關(guān)斷狀態(tài)，并且使第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件中另一者的至少一個開關(guān)元件處于接通狀態(tài)的控制。也就是，特定相接通控制包括其中三相中的一相處于接通狀態(tài)的一相接通控制，其中兩相處于接通狀態(tài)的兩相接通控制，以及其中三相處于接通狀態(tài)的三相接通控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]當(dāng)在第一開關(guān)元件或者第二開關(guān)元件中一者的至少一相中發(fā)生短路的情況下執(zhí)行特定相接通控制時，該第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件可能短路。
[0008]特別地，不像如在JP7-241002A中所公開的用于檢測漏電的控制，特定相接通控制應(yīng)當(dāng)在車輛停止期間(即:當(dāng)車輛停止時)持續(xù)執(zhí)行。因此，在這種情況下，在車輛停止期間，相對大的電流連續(xù)流過電力轉(zhuǎn)換器。從部件保護(hù)或者系統(tǒng)保護(hù)的觀點來看，這種現(xiàn)象不是所期望的。即，包括在上述現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中公開的這些系統(tǒng)的常規(guī)系統(tǒng)經(jīng)歷當(dāng)車輛停止時不足以采取執(zhí)行特定相接通控制的測量的技術(shù)問題。
[0009]本發(fā)明提出一種用于當(dāng)在電力轉(zhuǎn)換器中檢測到短路時安全地實施特定相接通控制的車輛控制系統(tǒng)和控制方法。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出用于車輛的控制系統(tǒng)。車輛包括:三相AC電動機(jī)，其可操作用于與車輛的驅(qū)動軸同步旋轉(zhuǎn);第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件，其串聯(lián)電連接并且針對三相AC電動機(jī)的三相中的每一相而設(shè)置；以及電力轉(zhuǎn)換器，其被配置成控制第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件的接通和關(guān)斷?？刂葡到y(tǒng)包括被配置成檢測在第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件中的短路的短路檢測器，以及ECU。將ECU配置成:(a)當(dāng)三相AC電動機(jī)的轉(zhuǎn)速等于或者小于第一閾值并且執(zhí)行停止車輛的操作時，判定車輛停止，(b)當(dāng)ECU判定車輛停止時，控制電力轉(zhuǎn)換器，以便使電力轉(zhuǎn)換器處于預(yù)定狀態(tài)，在該預(yù)定狀態(tài)中第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件中的一者針對三相中的全部相處于關(guān)斷狀態(tài)，并且第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件中的另一者針對三相中的至少一相處于接通狀態(tài)，以及(c)當(dāng)短路檢測器檢測第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件中的一個開關(guān)元件中的短路時控制電力轉(zhuǎn)換器，以使得第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件中的檢測到短路的該一個開關(guān)元件提供處于預(yù)定狀態(tài)的接通狀態(tài)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，當(dāng)判定車輛停止時，使電力轉(zhuǎn)換器在ECU的控制下進(jìn)入預(yù)定狀態(tài)。
[0012]預(yù)定狀態(tài)意為針對三相中的全部相的第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件中的一者處于關(guān)斷狀態(tài)，并且針對三相中的至少一相的第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件中的另一者處于接通狀態(tài)。即，用于使電力轉(zhuǎn)換器處于預(yù)定狀態(tài)的控制等同于上述特定相接通控制。根據(jù)特定相接通控制，在車輛停止期間停止電力轉(zhuǎn)換器的切換操作，從而可節(jié)省或者減少電力消耗。
[0013]進(jìn)一步地，通過短路檢測器來檢測電力轉(zhuǎn)換器中的短路。例如，當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器關(guān)斷時，基于通過三相AC電動機(jī)的反電動勢而產(chǎn)生的電力轉(zhuǎn)換器的負(fù)載電流的值和/或波形，或者在三相中負(fù)載電流的這些值和/或波形的比較的結(jié)果，短路檢測器可檢測電力轉(zhuǎn)換器的短路。然而，應(yīng)理解短路檢測器的具體配置對本發(fā)明的本質(zhì)技術(shù)概念沒有影響。即，可采用公知的各種類型的短路檢測器作為短路檢測器。
[0014]因為三相AC電動機(jī)與驅(qū)動軸同步旋轉(zhuǎn)，所以即使在電力轉(zhuǎn)換器是關(guān)斷狀態(tài)的情況下，三相AC電動機(jī)仍依照驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。例如，上述反電動勢意為在這種情況下可產(chǎn)生的反電動勢。
[0015]關(guān)于由短路檢測器檢測的短路的信息，例如，可不包括其位置的特定信息(短路部件)，可包括至少指明短路開關(guān)元件是第一開關(guān)元件還是第二開關(guān)元件的特定信息，或者可包括指明短路開關(guān)元件是第一開關(guān)元件還是第二開關(guān)元件的特定信息以及指明三相中的哪一相與短路開關(guān)元件有關(guān)的特定信息兩者。
[0016]當(dāng)通過短路檢測器檢測到在第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件中的一者的開關(guān)元件的短路時，執(zhí)行特定相接通控制，以使得在包括其中檢測到短路的開關(guān)元件的一側(cè)上的開關(guān)元件中的至少一個開關(guān)元件處于接通狀態(tài)。即，使得在沒有發(fā)生短路的一側(cè)上的開關(guān)元件中的全部開關(guān)元件處于關(guān)斷狀態(tài)。
[0017]因此根據(jù)本發(fā)明的第一方面，在確保第一和第二開關(guān)元件中的一者電絕緣的情況下，執(zhí)行車輛停止期間的特定相接通控制。因此，即使在電力轉(zhuǎn)換器中檢測到短路，當(dāng)車輛停止時可安全地實施特定相接通控制，以使得可由于特定相接通控制而獲得省電效果。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出控制車輛的方法。車輛包括三相AC電動機(jī)，其可操作用于與車輛的驅(qū)動軸同步旋轉(zhuǎn);第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件，其串聯(lián)電連接并且針對三相AC電動機(jī)的三相的每一相而設(shè)置；電力轉(zhuǎn)換器，其可操作用于控制第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件的接通和關(guān)斷;短路檢測器，其被配置成檢測在第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件中的短路；以及ECU。該方法包括步驟:當(dāng)三相AC電動機(jī)的轉(zhuǎn)速等于或者小于第一閾值并且執(zhí)行停止車輛的操作時，通過ECU判定車輛停止；當(dāng)判定車輛停止時，通過ECU控制電力轉(zhuǎn)換器，以使得電力轉(zhuǎn)換器處于預(yù)定狀態(tài)，在該預(yù)定狀態(tài)中第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件中的一者針對三相中的全部相處于關(guān)斷狀態(tài)，并且第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件中的另一者針對三相中的至少一相處于接通狀態(tài)；以及當(dāng)短路檢測器檢測第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件中的一個開關(guān)元件短路時，通過ECU控制電力轉(zhuǎn)換器，以使得第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件中的檢測到短路的該一個開關(guān)元件提供處于預(yù)定狀態(tài)的接通狀態(tài)。
[0019]從實施例的下列描述中，本發(fā)明的操作和其它優(yōu)點將顯而易見。
【附圖說明】
[0020]將參考附圖在下文中描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，其中相同的標(biāo)號表示相同的元件，以及在附圖中:
[0021]圖1是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的車輛的配置的圖；
[0022]圖2是在圖1的車輛中的PCU的示意電路圖；
[0023]圖3是示意性示出控制圖1的車輛的控制器的配置的圖；
[0024]圖4是在圖3的控制器中的HVE⑶的框圖；
[0025]圖5是在圖3的控制器中的MGE⑶的框圖；
[0026]圖6是短路檢測處理的流程圖；
[0027]圖7是詳細(xì)的短路檢測處理的流程圖；
[0028]圖8A是示出當(dāng)在一相中發(fā)生短路時在逆變器中流過的負(fù)載電流的時間特性的圖；
[0029]圖SB是示出通過對圖8A的負(fù)載電流執(zhí)行絕對值操作所獲得的負(fù)載電流波形的圖；
[0030]圖SC是示出通過對圖SB的負(fù)載電流執(zhí)行平滑操作所獲得的負(fù)載電流波形的圖；
[0031]圖9A是示出當(dāng)在一相中發(fā)生短路時在逆變器中流過的負(fù)載電流的時間特性的圖；
[0032]圖9B是示出通過對圖9A的負(fù)載電流執(zhí)行平滑操作所獲得的負(fù)載電流波形的圖；
[0033]圖9C是示出通過對圖9B的負(fù)載電流執(zhí)行絕對值操作所獲得的負(fù)載電流波形的圖；
[0034]圖1OA是示出當(dāng)在兩相或更多相中發(fā)生短路時在逆變器中流過的負(fù)載電流的時間特性的圖；
[0035]圖1OB是示出通過對圖1OA的負(fù)載電流執(zhí)行絕對值處理所獲得的負(fù)載電流波形的圖；
[0036]圖1OC是示出通過對圖1OB的負(fù)載電流執(zhí)行平滑操作所獲得的負(fù)載電流波形的圖；
[0037]圖1lA是示出當(dāng)在兩相或更多相中發(fā)生短路時在逆變器中流過的負(fù)載電流的時間特性的圖；
[0038]圖1lB是示出通過對圖1lA的負(fù)載電流執(zhí)行平滑操作所獲得的負(fù)載電流波形的圖；
[0039]圖1lC是示出通過對圖1lB的負(fù)