[发明专利]车辆和用于车辆的控制装置

说明书

该非临时申请基于2012年12月25日提交给日本专利局的编号为2012-280918的日本专利申请，该申请的全部内容通过引用的方式并入于此。

技术领域

本发明涉及用于车辆的控制装置，尤其涉及用于控制车辆中转换器的输出电压的技术，该车辆包括由通过转换器和逆变器提供的电力驱动的电动机。

背景技术

包括电动机作为驱动源的混合动力汽车、燃料电池汽车和电动汽车是公知的。例如，采用三相AC电动机作为电动机。此类电动机被提供来自逆变器的AC电力。

可使用各种技术控制逆变器。以用于控制逆变器的技术为例，公开号为2006-311768的日本专利公开了将逆变器执行的电压转换中的调制度保持为目标值。

发明内容

逆变器的调制度由将输出电压除以输入电压得到的值表示。因此，如果实际调制度小于目标值，则逆变器的输入电压（即，来自与逆变器相连的转换器的输出电压）可以降低。

但是，当所述转换器的输出电压降低时，被提供给电动机的电压也因此降低。这样，所述电动机可输出的转矩的最大值也降低。因此，存在这样一种情况：车辆无法实现加速并且无法满足驾驶员的要求。

本发明根据上述问题做出，并且本发明的目的是克服电动机的输出转矩不足。

根据本发明的一方面，一种车辆包括：转换器，其转换并输出电压；逆变器，其将从所述转换器输出的DC电力转换为AC电力；电动机，其由从所述逆变器提供的AC电力驱动；以及控制装置，其被配置为控制所述转换器和所述逆变器。所述控制装置计算要求电压作为用于使所述逆变器的调制度更接近预定目标调制度的来自所述转换器的输出电压，根据所述电动机的目标转矩，计算最小电压作为能够实现所述电动机的目标转矩的来自所述转换器的输出电压的最小值，并且控制所述转换器，使得来自所述转换器的输出电压更接近所述要求电压和所述最小电压中较大一者的值。

根据本发明的另一方面，一种车辆包括转换并输出电压的转换器、将从所述转换器输出的DC电力转换为AC电力的逆变器、以及由从所述逆变器提供的AC电力驱动的电动机。用于该车辆的控制装置包括第一计算单元，用于计算要求电压作为用于使所述逆变器的调制度更接近预定目标调制度的来自所述转换器的输出电压，第二计算单元，用于根据所述电动机的目标转矩，计算最小电压作为能够实现所述电动机的目标转矩的来自所述转换器的输出电压的最小值，以及控制单元，用于控制所述转换器，使得来自所述转换器的输出电压更接近所述要求电压和所述最小电压中较大一者的值。

当作为能够实现所述电动机的目标转矩的来自所述转换器的输出电压的最小值的最小电压大于作为用于使所述逆变器的调制度更接近目标调制度的来自所述转换器的输出电压的要求电压时，使得来自所述转转器的输出电压更接近所述最小电压，而非更接近所述要求电压。因此，可防止来自所述转换器的输出电压降低到无法实现所述电动机的目标转矩的值。这样，可克服所述电动机的输出转矩不足。

通过将反馈控制的比例项和积分项加到必要电压，可重复地计算要求电压作为用于使所述逆变器的调制度保持为预定调制度的来自所述转换器的输出电压，该必要电压是作为实现所述电动机的目标转矩所必需的来自所述转换器的输出电压而根据所述电动机的目标转矩计算出的。此时，当所述要求电压大于所述最小电压时，可通过使用根据所述最小电压计算出的值作为所述积分项计算下一个要求电压。即，当来自所述转换器的输出电压更接近所述最小电压而非更接近所述要求电压时，用于计算所述要求电压的反馈控制的积分项可通过使用所述最小电压来确定。更具体地说，可通过使用从所述最小电压减去所述必要电压和所述比例项而获取的值作为所述积分项来计算下一个要求电压。这样，即使所述要求电压不用作所述目标值，所述要求电压也可在考虑实际用作所述目标值的电压时被计算。

当结合附图阅读下面的本发明具体实施方式时，本发明的上述及其它目的、特征、方面和优点将变得更加显而易见。

附图说明

图1是电动机驱动系统的整体配置的图。

图2是示出在电动机驱动系统中采用的控制方式的图。

图3是示出采用正弦波PWM控制、过调制PWM控制和矩形波控制中的每一种的操作区域的图。

图4是示出AC电动机的电流矢量的图。

图5是示出与电动机条件对应的控制方式切换的图。

图6A到6C是示出整个电动机驱动系统中的损耗特性的图。

图7是正弦波PWM控制方式和过调制PWM控制方式中的控制框图。