專利名稱：車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)控制裝置以及車輛驅(qū)動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由用于驅(qū)動(dòng)主驅(qū)動(dòng)軸的發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，內(nèi)燃機(jī))驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，并且由發(fā)電機(jī)的輸出驅(qū)動(dòng)交流(AC)電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
公知的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，由用于驅(qū)動(dòng)主驅(qū)動(dòng)軸的發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，內(nèi)燃機(jī))驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，并且用發(fā)電機(jī)的輸出驅(qū)動(dòng)AC電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)具有產(chǎn)生制動(dòng)扭矩的功能，以抑制電動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)。在日本專利申請(qǐng)No.2006-14451中描述了這樣一種裝置。
當(dāng)通過(guò)利用變換器短路電動(dòng)機(jī)繞組以制動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，會(huì)使變換器的開關(guān)元件發(fā)熱，并且，所導(dǎo)致的發(fā)熱使電動(dòng)機(jī)制動(dòng)范圍限制于一定范圍，或者限制變換器的壽命消耗比率。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一些方面，涉及一種車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，用于解決電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的范圍限制問(wèn)題或者變換器壽命消耗比率問(wèn)題。
在一些實(shí)施方式中，提供一種包括電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置使AC電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)力，并且選擇性地執(zhí)行第一3相(三相)短路模式，用于同時(shí)接通變換器上橋臂的開關(guān)元件；以及第二3相短路模式，用于同時(shí)接通變換器下橋臂的開關(guān)元件。
如上所述，選擇性地執(zhí)行第一3相短路模式與第二3相短路模式。依靠上下橋臂，這種性能特征解決了電動(dòng)機(jī)制動(dòng)范圍限制問(wèn)題，或者平均化變換器開關(guān)元件的壽命消耗比率。


圖1是示意性圖示本發(fā)明實(shí)施方式的圖；圖2是詳細(xì)圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)控制的方框圖；圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的變換器及其周圍電路的電路圖；圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)場(chǎng)控制電路的電路圖；圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的另一電動(dòng)機(jī)場(chǎng)控制電路的電路圖；圖6是流程圖，圖示本發(fā)明第一實(shí)施方式中電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理的處理流程；圖7是圖示第一實(shí)施方式運(yùn)行的時(shí)序圖；圖8是流程圖，圖示本發(fā)明第二實(shí)施方式中電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理的處理流程；圖9是圖示第二實(shí)施方式運(yùn)行的時(shí)序圖；圖10是流程圖，圖示本發(fā)明第三實(shí)施方式中電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理的處理流程；圖11是流程圖，圖示本發(fā)明第四實(shí)施方式中電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理的處理流程；以及圖12是流程圖，圖示用于計(jì)算變換器橋臂的壽命消耗比率的處理流程。
具體實(shí)施例方式
參照附圖描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。為了在各附圖中保持一致，對(duì)于相同的元件采用相同的標(biāo)號(hào)表示。
圖1是示意性圖示應(yīng)用于四輪驅(qū)動(dòng)車輛的本發(fā)明實(shí)施方式的圖。如圖所示，左前輪1L和右前輪1R是主驅(qū)動(dòng)輪，由作為熱機(jī)(內(nèi)燃機(jī))的發(fā)動(dòng)機(jī)2驅(qū)動(dòng)，以及，左后輪3L和右后輪3R是輔助驅(qū)動(dòng)輪，可以由電動(dòng)機(jī)4驅(qū)動(dòng)。
例如，主節(jié)氣門和副節(jié)氣門結(jié)合在發(fā)動(dòng)機(jī)2的進(jìn)氣管道中。主節(jié)氣門的節(jié)氣門開度，根據(jù)加速踏板操作量等進(jìn)行調(diào)節(jié)。副節(jié)氣門的開度則根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)動(dòng)角度取決于作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)等的步進(jìn)數(shù)。據(jù)此，以將副節(jié)氣門的節(jié)氣門開度設(shè)定為低于主節(jié)氣門開度的方式，可以獨(dú)立于駕駛員對(duì)加速踏板的操作，減小發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩。也就是，通過(guò)副節(jié)氣門的開度調(diào)節(jié)，控制驅(qū)動(dòng)力，以抑制由發(fā)動(dòng)機(jī)2導(dǎo)致的左前輪1L和右前輪1R的加速打滑。
發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸出扭矩Te通過(guò)變速器和差速器5傳動(dòng)到左前輪1L和右前輪1R。發(fā)動(dòng)機(jī)2輸出扭矩Te的一部分通過(guò)環(huán)形帶6傳動(dòng)到發(fā)電機(jī)7。發(fā)電機(jī)7以轉(zhuǎn)速Ng轉(zhuǎn)動(dòng)，Ng由發(fā)動(dòng)機(jī)2的發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne乘以帶輪比率得到。
發(fā)電機(jī)7設(shè)有調(diào)節(jié)器，用于調(diào)節(jié)由此產(chǎn)生的電力。根據(jù)來(lái)自4WD(四輪驅(qū)動(dòng))控制器8的發(fā)電控制指令，調(diào)節(jié)器控制發(fā)電機(jī)的場(chǎng)電流Ifg，并且，發(fā)電機(jī)作為對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)2的負(fù)荷扭矩。發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)于負(fù)荷扭矩產(chǎn)生電力。發(fā)電機(jī)7產(chǎn)生的電力的大小由轉(zhuǎn)速Ng和場(chǎng)電流Ifg的幅值確定?？梢詫l(fā)動(dòng)機(jī)2的發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne乘以帶輪比率得到發(fā)電機(jī)7的轉(zhuǎn)速Ng。
發(fā)電機(jī)7產(chǎn)生的電力，通過(guò)接線盒10和變換器9可以供給到電動(dòng)機(jī)4。電動(dòng)機(jī)4的驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)減速齒輪機(jī)構(gòu)11和離合器12可以與左后輪3L和右后輪3R連接。在本實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)4是勵(lì)磁繞組式交流(AC)電動(dòng)機(jī)，其包括勵(lì)磁繞組和電樞繞組。圖中，標(biāo)號(hào)13代表差速器。
接線盒10中包括用于使變換器9和發(fā)電機(jī)7連接及分離的繼電器。當(dāng)接通繼電器時(shí)，從發(fā)電機(jī)7通過(guò)整流器(未示出)供給的直流電力，在變換器9中轉(zhuǎn)變?yōu)?相交流，并且供給到電動(dòng)機(jī)4以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
接線盒10還包括用于檢測(cè)發(fā)電電壓的發(fā)電機(jī)電壓傳感器，以及用于檢測(cè)輸入到變換器9的發(fā)電電流的發(fā)電機(jī)電流傳感器。來(lái)自這些傳感器的檢測(cè)信號(hào)輸出到4WD控制器8。電動(dòng)機(jī)解算器與電動(dòng)機(jī)4的驅(qū)動(dòng)軸結(jié)合，并且輸出電動(dòng)機(jī)4的磁極位置信號(hào)θ。在本實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)解算器是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置，其根據(jù)磁極位置信號(hào)θ計(jì)算電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速Nm。
離合器12是例如濕式多盤離合器，根據(jù)來(lái)自4WD控制器8的指令使其接合及分離。離合器也可以是例如粉末式離合器或者泵式離合器。
車輪1L、1R、3L、以及3R分別設(shè)有輪速傳感器27FL、27FR、27RL、以及27RR。輪速傳感器27FL、27FR、27RL、以及27RR分別產(chǎn)生代表對(duì)應(yīng)車輪1L、1R、3L、以及3R轉(zhuǎn)速的脈沖信號(hào)，并且向4WD控制器8發(fā)送作為輪速檢測(cè)值的脈沖信號(hào)。
4WD控制器8包括運(yùn)行處理器諸如微型計(jì)算機(jī)。運(yùn)行處理器接收以下信號(hào)，包括輪速傳感器27FL、27FR、27RL、以及27RR檢出的輪速信號(hào)；來(lái)自接線盒10中的電壓傳感器和電流傳感器的輸出信號(hào)；與電動(dòng)機(jī)4結(jié)合的解算器的輸出信號(hào)；以及代表與加速踏板(未示出)的動(dòng)作量相對(duì)應(yīng)的加速踏板開度的信號(hào)。在四輪驅(qū)動(dòng)模式期間，4WD控制器8執(zhí)行公知的前輪牽引力控制、以及用于接合離合器12的離合器控制。
4WD控制器8根據(jù)前后輪之間的輪速差和加速踏板開度信號(hào)，計(jì)算電動(dòng)機(jī)扭矩指令值，輪速差是根據(jù)四個(gè)車輪的輪速信號(hào)計(jì)算的。4WD控制器8執(zhí)行發(fā)電控制，用于根據(jù)算出的電動(dòng)機(jī)扭矩指令值控制發(fā)電機(jī)7的場(chǎng)電流。此外，根據(jù)電動(dòng)機(jī)扭矩指令值和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，4WD控制器8執(zhí)行已知的矢量控制，示于圖2，并且向變換器9輸出用于3相電力元件的開關(guān)控制信號(hào)，從而控制3相AC電流。
圖2是方框圖，圖示用于通過(guò)變換器9控制電動(dòng)機(jī)4的電動(dòng)機(jī)控制電路8a的實(shí)施方式。電動(dòng)機(jī)控制電路8a根據(jù)扭矩指令值利用變換器9控制電動(dòng)機(jī)4。扭矩指令值是根據(jù)輸入信號(hào)諸如加速踏板開度計(jì)算的。
電動(dòng)機(jī)控制電路8a設(shè)在4WD控制器8中，并且包括最優(yōu)電流指令值單元101、電流控制單元102、dq/3相轉(zhuǎn)換器單元103、PWM發(fā)生器單元104、電動(dòng)機(jī)速度檢測(cè)單元105、3相/dq轉(zhuǎn)換器單元106、空載時(shí)間補(bǔ)償單元107、以及電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流控制單元108。電動(dòng)機(jī)控制電路8a根據(jù)輸入到其中的扭矩指令值控制電動(dòng)機(jī)4的扭矩。
最優(yōu)電流指令值單元101接收扭矩指令值，并且計(jì)算d軸(磁通部件)電流和q軸(扭矩部件)電流的指令值Idr和Iqr(用于輸出扭矩指令值所代表扭矩)，并且向電流控制單元102輸出相應(yīng)的結(jié)果。
3相/dq轉(zhuǎn)換器單元106根據(jù)電動(dòng)機(jī)解算器檢出的磁極位置信號(hào)θ，將電動(dòng)機(jī)4檢出的U相電流Iu、V相電流Iv、以及W相電流Iw轉(zhuǎn)換為d軸電流值Id和q軸電流值Iq，并且將這些電流值輸出至電流控制單元102。
電流控制單元102計(jì)算d軸電壓指令值Vdr和q軸電壓指令值Vqr，用于將從3相/dq轉(zhuǎn)換器單元106輸出的d軸電流值Id和q軸電流值Iq轉(zhuǎn)換成從最優(yōu)電流指令值單元101輸出的指令值Idr和Iqr，并且將相應(yīng)的結(jié)果輸出至dq/3相轉(zhuǎn)換器單元103。
dq/3相轉(zhuǎn)換器單元103根據(jù)電動(dòng)機(jī)4的磁極位置信號(hào)θ，將d軸電壓指令值Vdr和q軸電壓指令值Vqr轉(zhuǎn)換成U相電壓指令值Vur、V相電壓指令值Vvr和W相電壓指令值Vwr，并且向PWM發(fā)生器單元104輸出相應(yīng)的結(jié)果。
空載時(shí)間補(bǔ)償單元107計(jì)算用于進(jìn)行對(duì)應(yīng)于空載時(shí)間的電流補(bǔ)償?shù)碾妷海⑶覍⑵浼拥経相電壓指令值Vur、V相電壓指令值Vvr和W相電壓指令值Vwr中。
基于U相電壓指令值Vur、V相電壓指令值Vvr和W相電壓指令值Vwr為基礎(chǔ)，PWM發(fā)生器單元104產(chǎn)生輸出到變換器9的開關(guān)信號(hào)Pu、Pv、以及Pw。變換器9產(chǎn)生基于開關(guān)信號(hào)的電壓，并將其施加到電動(dòng)機(jī)4上，從而執(zhí)行電動(dòng)機(jī)控制，用于控制電動(dòng)機(jī)4的電樞繞組4a的3相AC電流。
電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流控制單元108根據(jù)扭矩指令值產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)4場(chǎng)電流指令值，并且控制下文描述的電動(dòng)機(jī)場(chǎng)控制電路90，從而控制電動(dòng)機(jī)4的場(chǎng)線圈4b的場(chǎng)電流。
盡管電動(dòng)機(jī)控制器8a的具體實(shí)施方式
描述為4WD控制器8的一部分，但是，電動(dòng)機(jī)控制器8a也可以用于其他形式的控制器，而不脫離本發(fā)明的范圍。
圖3是圖示變換器9及周圍電路的電路圖。變換器9包含六個(gè)開關(guān)元件(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，MOSFET)Sx1至Sx6。開關(guān)元件SX1至Sx3形成變換器的上橋臂，而開關(guān)元件Sx4至Sx6形成下橋臂。
根據(jù)來(lái)自M/C 8b的開關(guān)信號(hào)，開關(guān)元件Sx1至Sx6控制電動(dòng)機(jī)4的電樞繞組4a的電流。
根據(jù)來(lái)自M/C 8b的開關(guān)信號(hào)，電動(dòng)機(jī)場(chǎng)控制電路90控制電動(dòng)機(jī)4的場(chǎng)線圈4b的電流。在這種情況下，電動(dòng)機(jī)場(chǎng)控制電路90是變換器9的一部分；然而，它也可以是電動(dòng)機(jī)4的一部分。
M/C 8b是控制器，相鄰于變換器9設(shè)置，用來(lái)響應(yīng)于來(lái)自電動(dòng)機(jī)控制電路8a或者4WD控制器8的開關(guān)信號(hào)和電動(dòng)機(jī)4場(chǎng)電流指令值，產(chǎn)生用于開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電壓。
此外，當(dāng)預(yù)定條件(四輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件)成立時(shí)，4WD控制器8向M/C 8b發(fā)出3相短路指令，用于使變換器9的上橋臂或下橋臂的開關(guān)元件同時(shí)接通。通過(guò)執(zhí)行3相短路指令，執(zhí)行電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制，以導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)4產(chǎn)生制動(dòng)力，并且降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速至目標(biāo)轉(zhuǎn)速(電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置、電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制機(jī)構(gòu))。
在3相短路模式中，使變換器上橋臂的開關(guān)元件Sx1至Sx3全部置于接通狀態(tài)，與此同時(shí)，使下橋臂的開關(guān)元件Sx4至Sx6全部置于斷開狀態(tài)。因此，電動(dòng)機(jī)4的3相端子的電流流過(guò)全部開關(guān)元件Sx1至SX3以及與這些開關(guān)元件關(guān)聯(lián)的二極管(第一3相短路模式)。當(dāng)使變換器上橋臂的開關(guān)元件Sx1至Sx3全部斷開，與此同時(shí)，使下橋臂的開關(guān)元件Sx4至Sx6全部接通，電動(dòng)機(jī)4的3相端子的電流流過(guò)全部開關(guān)元件Sx4至Sx6以及與這些開關(guān)元件關(guān)聯(lián)的二極管(第二3相短路模式)。
圖4是圖示電動(dòng)機(jī)場(chǎng)控制電路90的實(shí)施方式的電路圖。電動(dòng)機(jī)場(chǎng)控制電路90包括場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路91、場(chǎng)衰減電路92、齊納二極管93、整流二極管94、場(chǎng)電流檢測(cè)電路95、以及電阻96。電動(dòng)機(jī)場(chǎng)控制電路90控制流過(guò)滑環(huán)4c至場(chǎng)線圈4b的電流。根據(jù)來(lái)自M/C 8b的控制信號(hào)，場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路91通過(guò)操作MOSFET來(lái)控制場(chǎng)電流。當(dāng)執(zhí)行下文描述的場(chǎng)電流衰減操作時(shí)，場(chǎng)衰減電路92工作。電阻和齊納二極管設(shè)置在整流通路中，將要變換的能量快速轉(zhuǎn)換為整流電流，再轉(zhuǎn)換成損耗，從而減小場(chǎng)電流，整流通路是在停止場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路91的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)建立的。
圖5圖示圖3的電動(dòng)機(jī)場(chǎng)控制電路90的另一實(shí)施方式。當(dāng)使用圖5的電動(dòng)機(jī)場(chǎng)控制電路90a時(shí)，以這樣的方式減小場(chǎng)電流，即停止場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路91的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且通過(guò)整流通路(整流二極管和導(dǎo)線電阻)的損耗，使能量逐漸轉(zhuǎn)變成損耗。在另一實(shí)例中，可以使用H橋結(jié)構(gòu)。當(dāng)停止場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路91的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，施加反向電壓，以及，消除了由于電流通路的感應(yīng)現(xiàn)象而引起的電壓，以抵消轉(zhuǎn)變成整流電流的能量。在本實(shí)施方式中，通過(guò)停止場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路91的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，或者通過(guò)停止場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路91的驅(qū)動(dòng)信號(hào)并且操作場(chǎng)衰減電路92，實(shí)現(xiàn)“場(chǎng)衰減”。
此外，當(dāng)預(yù)定條件(4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件)成立時(shí)，對(duì)于M/C8b，操作場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路91和場(chǎng)衰減電路92，4WD控制器8可以向場(chǎng)線圈4b饋入預(yù)定場(chǎng)電流。這樣一種指令的執(zhí)行，能增強(qiáng)使用3相短路模式的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制的性能。
圖6是流程圖，圖示由根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的4WD控制器8執(zhí)行的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理的處理流程。當(dāng)4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件成立時(shí)，執(zhí)行電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理。
在步驟S1，4WD控制器8停止電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流控制。具體地，4WD控制器8使變換器控制柵極Sx1至Sx6截止并停止與電動(dòng)機(jī)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路91的連接。此外，4WD控制器8接通場(chǎng)衰減電路92以減小場(chǎng)電流。
在接下來(lái)的步驟S2，4WD控制器8判斷電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流Ifm是否小于電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流門限值IfmTH(例如，0A)。如果Ifm＜IfmTH，4WD控制器進(jìn)行到步驟S3。如果Ifm≥IfmTH，控制器8重復(fù)步驟S2。
在步驟S3，4WD控制器8接通上橋臂開關(guān)元件(此接通狀態(tài)稱為“上橋臂接通”)，并且執(zhí)行3相短路模式。在這種情況下，盡管初始值是上橋臂，但如果需要也可以是下橋臂。
在步驟S4，在基于上橋臂接通的3相短路模式之后，4WD控制器8開始計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nm的減小量ΔNm。
在步驟S5，4WD控制器8饋入電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流Ifm，并且將目標(biāo)電流值設(shè)定為3相短路模式的目標(biāo)電流值Ifm1(例如，10A)。
在步驟S6，4WD控制器8判斷當(dāng)前電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nm是否大于停止判斷門限值NmTH(例如，1000rpm)，停止判斷門限值是電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制中的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。如果Nm≤NmTH，4WD控制器8判定要停止電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制的操作，并且結(jié)束電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理。另一方面，如果Nm＞NmTH，控制器進(jìn)行到步驟S7。
在步驟S7，4WD控制器8判斷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小量ΔNm是否大于減小量門限值ΔNmTH(例如，1000rpm)。如果ΔNm＞ΔNmTH，控制器進(jìn)行到步驟S8。如果ΔNm≤ΔNmTH，控制器重復(fù)步驟S7。
在這種情況下，固定減小量門限值ΔNmTH。停止判斷門限值作為停止電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制的目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)，如果需要，也可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速與停止判斷門限值NmTH之間的差，計(jì)算減小量門限值ΔNmTH，使得用于上橋臂與用于下橋臂的通電次數(shù)相等。在本實(shí)施方式中，減小量門限值ΔNmTH設(shè)定為500rpm至1000rpm的范圍內(nèi)。通過(guò)這樣設(shè)定，上橋臂中變換器開關(guān)元件的溫度上升與下橋臂中的相等。結(jié)果，平均化了上下橋臂的開關(guān)元件的壽命消耗比率(消耗率)。
在步驟S8，4WD控制器8停止電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流控制，與步驟S1中相同。具體地，控制器8使變換器控制柵極Sx1至Sx6截止并停止與電動(dòng)機(jī)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路91的連接，以及，接通場(chǎng)衰減電路92以減小場(chǎng)電流。
在步驟S9，4WD控制器8判斷電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流Ifm是否小于電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流門限值IfmTH，與步驟S2中相同。如果Ifm＜IfmTH，控制器進(jìn)行到步驟S10。如果Ifm≥IfmTH，控制器重復(fù)步驟S9。
在步驟S10，4WD控制器8接通下橋臂開關(guān)元件(此接通狀態(tài)稱為“下橋臂接通”)，并且執(zhí)行3相短路模式。
在步驟S11，4WD控制器8啟動(dòng)基于上橋臂接通的3相短路模式，并且計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nm的減小量ΔNm。
在步驟S12，4WD控制器8饋入電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流Ifm，并且將目標(biāo)電流值設(shè)定為3相短路模式的目標(biāo)電流值Ifm1。
在步驟S13，4WD控制器8判斷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nm是否大于電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制中的停止判斷門限值NmTH。如果Nm≤NmTH，4WD控制器8判定要停止電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制的操作，并且結(jié)束電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理。如果Nm＞NmTH，控制器進(jìn)行到步驟S14。
在步驟S14，4WD控制器8判斷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小量ΔNm是否大于減小量門限值ΔNmTH。如果ΔNm＞ΔNmTH，控制器進(jìn)行到步驟S1。如果ΔNm≤ΔNmTH，控制器重復(fù)步驟S14。
參照?qǐng)D7所示的時(shí)序圖，描述本發(fā)明第一實(shí)施方式的操作。
設(shè)定由于例如前輪中沒(méi)有發(fā)生加速打滑的原因，在t1時(shí)刻4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件成立。在這種情況下，4WD控制器8執(zhí)行圖6所示的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理，并且在步驟S1中截止電動(dòng)機(jī)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路。接通場(chǎng)衰減電路以減小電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流，因此，電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流Ifm逐漸減小。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流Ifm在t2時(shí)刻小于電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流門限值IfmTH時(shí)，控制器8執(zhí)行步驟S3，從而接通上橋臂的開關(guān)元件Sx1至Sx3，并且斷開下橋臂的開關(guān)元件Sx4至Sx6，以及，開始3相短路模式，其中電流饋入上橋臂的開關(guān)元件。此時(shí)，重新饋入電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流(對(duì)應(yīng)于3相短路模式下電動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩(電動(dòng)機(jī)減速))增大到目標(biāo)電流值Ifm1。
之后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nm逐漸減小，以及，在t3時(shí)刻，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小量ΔNm達(dá)到減小量門限值ΔNmTH。然后，4WD控制器8在步驟S7中判斷的基礎(chǔ)上進(jìn)行到步驟S8。在這一步驟，控制器8截止電動(dòng)機(jī)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路，以減小電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流。此時(shí)，上下橋臂的開關(guān)元件都處于斷開狀態(tài)。
當(dāng)?shù)谝?相短路模式(上橋臂接通操作)切換到第二3相短路模式(下橋臂接通操作)時(shí)，操作成總是出現(xiàn)下列狀態(tài)上橋臂的開關(guān)元件接通(此狀態(tài)稱為“上橋臂接通”)，以及下橋臂開關(guān)元件斷開(此狀態(tài)稱為“下橋臂斷開”)，反之亦然。做出這種操作是為了避免對(duì)功率模塊的損害。
作為電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流減小的結(jié)果，電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流Ifm從目標(biāo)電流值Ifm1逐漸減小，并且在t4時(shí)刻小于電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流門限值IfmTH。然后，控制器斷開上橋臂的開關(guān)元件Sx1至Sx3，并且接通下橋臂的開關(guān)元件Sx4至Sx6(步驟S10)?？刂破鏖_始3相短路模式，其中將電流饋進(jìn)下橋臂開關(guān)元件。
因此，當(dāng)4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件成立時(shí)，控制器執(zhí)行變換器9的3相短路模式，以導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)4產(chǎn)生制動(dòng)力。此時(shí)，通過(guò)根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小量，在上橋臂接通的3相短路模式與下橋臂接通的3相短路模式之間交替方式切換，從而執(zhí)行3相短路控制。重復(fù)該控制，直至電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nm減到低于停止判斷門限值NmTH。
在如圖1所示的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中，AC電動(dòng)機(jī)和變換器形成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中AC電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪，以及離合器位于后輪與AC電動(dòng)機(jī)之間。當(dāng)4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件成立(例如，因?yàn)闆](méi)有加速打滑狀態(tài)且沒(méi)有前輪打滑)時(shí)，并且離合器斷開，除去了電動(dòng)機(jī)輸出軸的負(fù)荷。結(jié)果，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的減小過(guò)程中出現(xiàn)滯緩(lag)。所以，在停止4輪驅(qū)動(dòng)模式之后，與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)的聲音繼續(xù)，并且時(shí)間滯緩出現(xiàn)，直至下次4輪驅(qū)動(dòng)模式開始。
解決這一問(wèn)題的可能方案是促使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生再生扭矩以減小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)4的蓄電池。據(jù)此，驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)不能如正常HEV(混合電動(dòng)車)那樣執(zhí)行再生操作。正因?yàn)檫@一原因，才執(zhí)行3相短路模式，以促使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)力，從而減小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。在3相短路模式中，接通上下橋臂之一的開關(guān)元件，同時(shí)斷開另一橋臂的開關(guān)元件。在3相短路模式中，如果總是僅僅接通上下橋臂之一的開關(guān)元件，那就只有被接通的元件加熱。因此，這些元件就比另一橋臂的元件更早失效，從而導(dǎo)致變換器壽命的縮短。
另一方面，在上述實(shí)施方式中，在3相短路模式下，交替方式切換上橋臂接通的3相短路模式與下橋臂接通的3相短路模式。據(jù)此，平均化了變換器上下橋臂的開關(guān)元件的壽命消耗比率，導(dǎo)致變換器壽命的延長(zhǎng)。
在3相短路模式中，饋入電流的橋臂的開關(guān)元件處于接通狀態(tài)，以及，大量電流流過(guò)開關(guān)元件。由此，在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制開始時(shí)溫度急劇升高。在僅僅使用一組橋臂開關(guān)元件的3相短路模式情況下，在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制開始之前，變換器的初始溫度必須較低，以避免開關(guān)元件的溫度達(dá)到上限。
在上述實(shí)施方式中，一旦4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件成立，交替切換上橋臂接通與下橋臂接通的3相短路模式，直至電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速。所以，開關(guān)元件的溫度升高由上下橋臂分擔(dān)，這使得能抑制任何單個(gè)元件的溫度升高。結(jié)果，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)開始之前變換器的初始溫度可以較高，而不會(huì)導(dǎo)致溫度問(wèn)題。據(jù)此，將允許執(zhí)行3相短路模式的溫度范圍擴(kuò)展到包括較高的溫度。
因此，在第一實(shí)施方式中，執(zhí)行變換器上橋臂的開關(guān)元件同時(shí)接通的第一3相短路模式，以及變換器下橋臂的開關(guān)元件同時(shí)接通的第二3相短路模式，在這兩種方式之間進(jìn)行切換。據(jù)此，平均化了變換器上下橋臂的開關(guān)元件壽命消耗比率，導(dǎo)致變換器壽命的延長(zhǎng)。
此外，當(dāng)AC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速減小量達(dá)到預(yù)定量時(shí)，第一3相短路模式與第二3相短路模式相互切換。據(jù)此，由上下橋臂分擔(dān)開關(guān)元件的溫度升高。
下面描述本發(fā)明的第二實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，根據(jù)開關(guān)元件的溫度升高，用上橋臂與用下橋臂的3相短路模式進(jìn)行切換。
圖8是流程圖，圖示第二實(shí)施方式中由4WD控制器8執(zhí)行的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理的處理流程。圖中，使用相同的標(biāo)號(hào)代表與圖6所示第一實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)處理相同的部分，以及，描述的重點(diǎn)在于與第一實(shí)施方式中不同的部分。
當(dāng)在步驟S6時(shí)，4WD控制器8判定Nm＞NmTH，控制器進(jìn)行到步驟S21。在步驟S21，測(cè)量處于接通狀態(tài)的橋臂開關(guān)元件的溫度。作為溫度檢測(cè)裝置的溫度傳感器，分別設(shè)置在上下橋臂上，使用其中之一測(cè)量開關(guān)元件的溫度。
在步驟S22，4WD控制器8判斷步驟S21中測(cè)出的開關(guān)元件的溫度T是否高于預(yù)定溫度門限值TTH(例如，100℃)。如果T＞TTH，4WD控制器8進(jìn)行到步驟S8。如果T≤TTH，控制器重復(fù)步驟S21和步驟S22。
當(dāng)在步驟S13時(shí)，4WD控制器8判定Nm＞NmTH，控制器進(jìn)行到步驟S23。在步驟S23，測(cè)量處于接通狀態(tài)的橋臂開關(guān)元件的溫度。使用分別設(shè)置在上下橋臂上的溫度傳感器之一，測(cè)量開關(guān)元件的溫度。
在步驟S24，4WD控制器8判斷步驟S23中測(cè)出的開關(guān)元件的溫度T是否高于預(yù)定溫度門限值TTH。如果T＞TTH，4WD控制器8進(jìn)行到步驟S1。如果T≤TTH，控制器重復(fù)步驟S23和步驟S24。
參照?qǐng)D9所示的時(shí)序圖描述本發(fā)明第二實(shí)施方式的操作。
設(shè)定由于例如前輪中沒(méi)有加速打滑發(fā)生的原因，在t1時(shí)刻，4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件成立。在這種情況下，4WD控制器8執(zhí)行圖8所示的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理，并且在步驟S1中截止電動(dòng)機(jī)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路。接通場(chǎng)衰減電路以減小電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流，因此，電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流Ifm逐漸減小。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流Ifm在t2時(shí)刻小于電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流門限值IfmTH時(shí)，控制器執(zhí)行步驟S3，從而接通上橋臂的開關(guān)元件Sx1至Sx3，并且斷開下橋臂的開關(guān)元件Sx4至Sx6，以及，開始3相短路模式。此時(shí)，重新饋入電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流(對(duì)應(yīng)于3相短路模式下電動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩(電動(dòng)機(jī)減速))增大到目標(biāo)電流值Ifm1。
之后，上橋臂開關(guān)元件的溫度T1逐漸升高，以及，在t3時(shí)刻，溫度T1達(dá)到溫度門限值TTH。此時(shí)，4WD控制器在步驟S22中判斷的基礎(chǔ)上進(jìn)行到步驟S8，以截止電動(dòng)機(jī)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路91，并且減小電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流。因此，電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流Ifm從目標(biāo)電流值Ifm1逐漸減小，并且在t4時(shí)刻小于電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流門限值IfmTH。然后，控制器斷開上橋臂的開關(guān)元件Sx1至Sx3，并且接通下橋臂的開關(guān)元件Sx4至Sx6(步驟10)。按這種方式，控制器開始3相短路模式。
當(dāng)4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件因此成立時(shí)，控制器執(zhí)行變換器的3相短路模式，以導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)4產(chǎn)生制動(dòng)力。此時(shí)，通過(guò)根據(jù)開關(guān)元件的溫度升高，在上橋臂接通的3相短路模式與下橋臂接通的3相短路模式之間交替方式切換，執(zhí)行3相短路控制。重復(fù)該控制，直至電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nm減到低于停止判斷門限值NmTH。
在第二實(shí)施方式中，當(dāng)變換器開關(guān)元件的溫度達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，控制器在第一3相短路模式與第二3相短路模式之間切換。所以，開關(guān)元件的溫度升高由上下橋臂分擔(dān)，使得能抑制任一元件的溫度升高。據(jù)此，使允許執(zhí)行3相短路模式的溫度范圍擴(kuò)展到包括更高的溫度。
此外，由于溫度傳感器置于變換器的上下橋臂上，能以較高的精度測(cè)量上下橋臂開關(guān)元件的溫度。
下面描述本發(fā)明的第三實(shí)施方式。
與第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式中描述的一樣，在4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件成立之后，交替方式切換第一3相短路模式與第二3相短路模式，直至電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速。在第三實(shí)施方式中，每次執(zhí)行電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制時(shí)，切換第一3相短路模式與第二3相短路模式。
圖10是流程圖，圖示第三實(shí)施方式中由4WD控制器8執(zhí)行的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理的處理流程。圖中，使用相同的標(biāo)號(hào)代表與圖4中所示第一實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)處理相同的部分，以及，描述的重點(diǎn)在于與第一實(shí)施方式中不同的部分。
在步驟S31，4WD控制器8判斷在先前電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制中是否執(zhí)行基于下橋臂接通的3相短路模式。如果3相短路模式是基于下橋臂接通，控制器進(jìn)行到步驟S32，步驟S32處，控制器執(zhí)行基于上橋臂接通的3相短路模式。
當(dāng)在步驟S31中3相短路模式是基于上橋臂接通時(shí)，控制器進(jìn)行到步驟S33，步驟S33處控制器執(zhí)行基于下橋臂接通的3相短路模式。
上橋臂和下橋臂之一預(yù)設(shè)為所選擇橋臂的初始值。在本實(shí)施方式中，上橋臂設(shè)定為初始值。
在步驟S34，4WD控制器8將在步驟S32或者S33中選擇的橋臂記錄在存儲(chǔ)器中。即使在斷開點(diǎn)火開關(guān)之后，仍然保留所選橋臂的記錄。
下面描述本發(fā)明第三實(shí)施方式的操作。
設(shè)定由于例如前輪中沒(méi)有加速打滑出現(xiàn)的原因，4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件成立。在這種情況下，4WD控制器8執(zhí)行圖10所示的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理，并且在步驟S 1中截止電動(dòng)機(jī)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路。接通場(chǎng)衰減電路以減小電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流，因此，電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流Ifm逐漸減小。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流Ifm小于電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流門限值IfmTH時(shí)，控制器接通上橋臂的開關(guān)元件Sx1至Sx3，并且斷開下橋臂的開關(guān)元件Sx4至Sx6，以及，開始3相短路模式。此時(shí)，重新饋入電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流(對(duì)應(yīng)于3相短路模式下電動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩(電動(dòng)機(jī)減速))增大到目標(biāo)電流值Ifm1。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nm減到低于停止判斷門限值NmTH，控制器基于步驟S6中的判斷停止3相短路模式。
設(shè)定車輛運(yùn)行狀態(tài)已經(jīng)從此狀態(tài)變換到4輪驅(qū)動(dòng)模式，并且4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件再次成立。對(duì)步驟S31查詢的結(jié)果是否，然后執(zhí)行步驟S33。結(jié)果，3相短路模式開始，其中接通下橋臂的開關(guān)元件Sx4至Sx6，并且斷開上橋臂的開關(guān)元件Sx1至Sx3。
當(dāng)4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件因此成立時(shí)，在3相短路模式下操作變換器9，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)4產(chǎn)生制動(dòng)力。此時(shí)，每次電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制，對(duì)通電的橋臂(稱為通電橋臂)，交替切換上橋臂與下橋臂。
因此，在第三實(shí)施方式中，每次執(zhí)行電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制，選擇第一3相短路模式或者第二3相短路模式。執(zhí)行基于所選短路方式的3相短路模式，直至電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速。據(jù)此，平均化了變換器上下橋臂的開關(guān)元件壽命消耗比率，導(dǎo)致變換器壽命的延長(zhǎng)。
此外，在所披露的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制中，描述了一種與前述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制不同的短路方式。據(jù)此，可以平均化變換器的上下橋臂的開關(guān)元件壽命消耗比率，并延長(zhǎng)其壽命。
下面描述本發(fā)明的第四實(shí)施方式。
在第三實(shí)施方式中，后一個(gè)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制中選擇的通電橋臂與前一個(gè)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制中的不同。也就是，當(dāng)前者是上橋臂時(shí)，后者是下橋臂。在第四實(shí)施方式中，根據(jù)變換器開關(guān)元件的壽命選擇通電橋臂。
圖11是流程圖，圖示第四實(shí)施方式中由4WD控制器8執(zhí)行的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理的處理流程。圖中，使用相同的標(biāo)號(hào)代表與圖10中所示第三實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)處理相同的部分，以及，描述側(cè)重于與第一和第三實(shí)施方式中不同的部分。
在步驟S41，4WD控制器8讀取各橋臂的壽命消耗比率(在下文描述的壽命消耗比率計(jì)算處理中計(jì)算得出)，并且判斷在完成先前電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制之后下橋臂的壽命消耗比率是否大于上橋臂。當(dāng)下橋臂的壽命消耗比率大于上橋臂的時(shí)，控制器進(jìn)行到步驟S42，并且執(zhí)行基于上橋臂接通的3相短路模式。
當(dāng)控制器在步驟S41中判定上橋臂的壽命消耗比率大于下橋臂的時(shí)，控制器進(jìn)行到步驟S43，并且執(zhí)行基于下橋臂接通的3相短路模式。上橋臂和下橋臂之一預(yù)設(shè)作為所選擇橋臂的初始值。在本實(shí)施方式中，設(shè)定上橋臂作為初始值。
下面，描述橋臂壽命消耗比率的計(jì)算方法。
圖12是流程圖，圖示用于計(jì)算橋臂的壽命消耗比率處理的計(jì)算流程。在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制之后，執(zhí)行計(jì)算壽命消耗比率的處理。在步驟S51，4WD控制器8在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制之前讀取上下橋臂開關(guān)元件的溫度，并且進(jìn)行到步驟S52。
在步驟S52，4WD控制器8在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制之后讀取上下橋臂的開關(guān)元件的溫度，并且進(jìn)行到步驟S53。
在步驟S53，基于電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制前后開關(guān)元件的溫度差，4WD控制器8計(jì)算開關(guān)元件的壽命消耗比率。利用預(yù)先存儲(chǔ)的開關(guān)元件壽命與開關(guān)元件溫度升高的評(píng)估表，計(jì)算壽命消耗比率。
在步驟S54，4WD控制器8判斷在先前電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制中是否執(zhí)行了基于下橋臂接通的3相短路模式。如果執(zhí)行基于下橋臂接通的3相短路模式，控制器進(jìn)行到步驟S55。如果執(zhí)行基于上橋臂接通的3相短路模式，控制器進(jìn)行到步驟S56。
在步驟S55，4WD控制器8將步驟S53中計(jì)算的壽命消耗比率加到下橋臂的總壽命消耗比率中，并且進(jìn)行到步驟S57。
在步驟S56，4WD控制器8將步驟S53中計(jì)算的壽命消耗比率加到上橋臂的總壽命消耗比率中，并且進(jìn)行到步驟S57。
在步驟S57，4WD控制器8將上下橋臂的總壽命消耗比率記錄在存儲(chǔ)器中，并且結(jié)束壽命消耗比率計(jì)算處理。
下面描述第四實(shí)施方式的操作。
設(shè)定由于例如前輪中沒(méi)有加速打滑發(fā)生的原因，4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件成立。在這種情況下，4WD控制器8執(zhí)行圖11所示的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制處理，并且在步驟S1中截止電動(dòng)機(jī)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路。接通場(chǎng)衰減電路以減小電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流，因此，電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流Ifm逐漸減小。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流Ifm小于電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流門限值IfmTH時(shí)，控制器接通上橋臂的開關(guān)元件Sx1至Sx3，并且斷開下橋臂的開關(guān)元件Sx4至Sx6，并且開始3相短路模式。此時(shí)，重新饋入電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)場(chǎng)電流(對(duì)應(yīng)于3相短路模式下電動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩(電動(dòng)機(jī)減速))增大到目標(biāo)電流值Ifm1。隨后，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nm減到低于停止判斷門限值NmTH，控制器基于步驟S6中的判斷結(jié)束3相短路模式。
作為執(zhí)行3相短路模式的結(jié)果，上橋臂的開關(guān)元件Sx1至Sx3的溫度升高。在圖12步驟S53中，參照預(yù)存的評(píng)估表，4WD控制器8針對(duì)各開關(guān)元件Sx1至Sx3的溫度變化，計(jì)算壽命消耗比率。將壽命消耗比率加到上橋臂的總壽命消耗比率中，并且將結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
設(shè)定車輛運(yùn)行狀態(tài)已經(jīng)從此狀態(tài)變換到4輪驅(qū)動(dòng)模式，并且4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件再次成立。如果上橋臂的壽命消耗比率大于下橋臂的，4WD控制器8判定對(duì)步驟S41查詢的結(jié)果為否，并且進(jìn)行到步驟S43，步驟S43處，3相短路模式開始，其中接通下橋臂的開關(guān)元件Sx4至Sx6，同時(shí)斷開上橋臂的開關(guān)元件Sx1至Sx3。
因此，當(dāng)4輪驅(qū)動(dòng)模式停止條件因此成立時(shí)，通過(guò)執(zhí)行3相短路指令，促使電動(dòng)機(jī)4產(chǎn)生制動(dòng)力。此時(shí)，每次執(zhí)行電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制時(shí)，對(duì)于通電橋臂，互相交替切換上下橋臂?；谏舷聵虮鄣膲勖谋嚷蔬x擇通電橋臂。
據(jù)此，第四實(shí)施方式采用一種短路方式，其中將上下橋臂中壽命消耗比率小于另一橋臂的橋臂用作通電橋臂。據(jù)此，總是將包括壽命較長(zhǎng)開關(guān)元件的橋臂用作通電橋臂。因此，能平均化上下橋臂的總體壽命消耗比率。
在第四實(shí)施方式中，利用溫度傳感器測(cè)量開關(guān)元件的溫度，并且根據(jù)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制前后開關(guān)元件的溫度變化，計(jì)算開關(guān)元件的壽命消耗比率。可選擇地，通過(guò)設(shè)置在這些開關(guān)元件上的電流傳感器，可以測(cè)量上下橋臂的開關(guān)元件的電流。根據(jù)從電流傳感器輸出的電流值，估計(jì)開關(guān)元件的溫度。根據(jù)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制前后開關(guān)元件溫度變化的估計(jì)值，計(jì)算開關(guān)元件的壽命消耗比率。因此，這一選擇也能適當(dāng)計(jì)算上下兩橋臂的壽命消耗比率。
在第四實(shí)施方式中，在另一選擇方案中，可以根據(jù)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制前后電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，計(jì)算壽命消耗比率。在這種情況下，也可以適當(dāng)計(jì)算上下橋臂的開關(guān)元件的壽命消耗比率。此外，在這種選擇方案中，不需要使用溫度傳感器。這一特點(diǎn)使制造成本降低。
在上述的部分實(shí)施方式中，利用設(shè)置在上下橋臂中的溫度傳感器測(cè)量開關(guān)元件的溫度?？蛇x擇地，可以使一個(gè)溫度傳感器位于上下橋臂的開關(guān)元件之間的中間位置，因而，根據(jù)溫度傳感器的輸出值可以估計(jì)開關(guān)元件的溫度。為了估計(jì)，預(yù)先將開關(guān)元件對(duì)溫度傳感器值的熱特性制成表格，從而，結(jié)合向其中饋入的電流，可以估計(jì)上下橋臂的開關(guān)元件的溫度。這一途徑也能適當(dāng)估計(jì)上下橋臂的開關(guān)元件的溫度，而且，由于只使用一個(gè)溫度傳感器，具有降低成本的優(yōu)點(diǎn)。
在另一途徑中，將溫度傳感器設(shè)置在上下橋臂之一上。對(duì)于一個(gè)橋臂，將用溫度傳感器實(shí)際測(cè)量的開關(guān)元件溫度用作開關(guān)元件的溫度。對(duì)于另一個(gè)橋臂，基于熱傳遞模型估計(jì)開關(guān)元件的溫度。這一途徑也能適當(dāng)測(cè)量或者估計(jì)上下橋臂的開關(guān)元件的溫度，并且由于只使用一個(gè)溫度傳感器而具有降低成本的優(yōu)點(diǎn)。
在另外的途徑中，分別為上下橋臂的開關(guān)元件設(shè)置電流傳感器，以測(cè)量饋入的電流。根據(jù)電流傳感器的值估計(jì)開關(guān)元件的溫度。在這種途徑中，預(yù)先建立開關(guān)元件的溫度升高值的饋入電流的熱特性表格。這種途徑也能確保上下橋臂開關(guān)元件溫度的正確估計(jì)。
盡管參照附圖并利用實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解，在如所附權(quán)利要求的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可容易地加以更改、替換或者改進(jìn)。例如，在上述實(shí)施方式中，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和開關(guān)元件的溫度選擇上橋臂及下橋臂。也可以代之以根據(jù)3相短路模式的執(zhí)行時(shí)間來(lái)選擇這些橋臂。在這種情況下，預(yù)置通過(guò)執(zhí)行3相短路模式使開關(guān)元件溫度達(dá)到預(yù)定溫度所需要的時(shí)間。根據(jù)預(yù)置時(shí)間選擇上下橋臂。此外，在上述本發(fā)明的實(shí)施方式中，本發(fā)明結(jié)合在一種無(wú)蓄電池系統(tǒng)中，其中不包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)蓄電池；以及這樣一種系統(tǒng)中，其中包括用于分離電動(dòng)機(jī)與系統(tǒng)的離合器。顯然，本發(fā)明也可應(yīng)用于具有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)蓄電池的系統(tǒng)，以及不使用離合器的系統(tǒng)。此外，在以上實(shí)施方式中，AC電動(dòng)機(jī)是具有場(chǎng)繞組和電樞繞組的場(chǎng)繞組式。當(dāng)然，AC電動(dòng)機(jī)也可以用沒(méi)有場(chǎng)繞組的磁式AC電動(dòng)機(jī)取代。
本申請(qǐng)要求2006年3月16日提交的日本專利申請(qǐng)No.2006-073114的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的內(nèi)容在此以引用的方式并入本文。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，具有用于選擇性地驅(qū)動(dòng)輔助驅(qū)動(dòng)輪的多相AC電動(dòng)機(jī)；所述車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)包括變換器，配置以向所述AC電動(dòng)機(jī)供給來(lái)自發(fā)電機(jī)的電力，所述變換器具有上橋臂以及下橋臂，所述上橋臂包括第一組多個(gè)開關(guān)元件，所述下橋臂包括第二組多個(gè)開關(guān)元件；以及電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置，配置成當(dāng)滿足預(yù)定條件時(shí)，控制所述變換器以產(chǎn)生制動(dòng)力，從而將所述AC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速減小到目標(biāo)轉(zhuǎn)速；其中，所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置選擇性地執(zhí)行第一短路模式和第二短路模式，在所述第一短路模式中同時(shí)接通所述第一組多個(gè)開關(guān)元件，在所述第二短路模式中同時(shí)接通所述第二組多個(gè)開關(guān)元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中，所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置對(duì)所述第一短路模式和所述第二短路模式進(jìn)行切換，直至所述AC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置，所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置檢測(cè)所述AC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以及當(dāng)所述AC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速減小量達(dá)到預(yù)定減小量時(shí)，所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置在所述第一短路模式與所述第二短路模式之間切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中，基于當(dāng)前轉(zhuǎn)速與所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間差值的均分值，所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置設(shè)定所述預(yù)定減小量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置包括溫度檢測(cè)裝置，所述溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)或者估計(jì)所述變換器開關(guān)元件的溫度，以及其中，當(dāng)所述變換器的所選開關(guān)元件的溫度達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置在所述第一短路模式和所述第二短路模式之間切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)滿足所述預(yù)定條件時(shí)，所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置選擇所述第一短路模式或者所述第二短路模式，以及，所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置執(zhí)行所選擇的短路模式，直至所述AC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置選擇的短路模式不同于在先前電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制中執(zhí)行的短路模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置進(jìn)一步包括溫度檢測(cè)裝置，檢測(cè)或者估計(jì)所述變換器開關(guān)元件的溫度；以及壽命估計(jì)單元，基于所述溫度檢測(cè)裝置檢出的溫度，估計(jì)所述變換器上下橋臂的壽命消耗比率，其中，所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置選擇一種短路模式，在該短路模式中，所述第一組多個(gè)開關(guān)元件和所述第二組多個(gè)開關(guān)元件中的一組同時(shí)接通，所接通的開關(guān)元件組具有由所述壽命估計(jì)單元估出的較小的壽命消耗比率。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置進(jìn)一步包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置，檢測(cè)所述AC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；以及壽命估計(jì)單元，基于所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置檢出的所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，估計(jì)所述變換器的上下橋臂的壽命消耗比率，其中，所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置選擇一種短路模式，在該短路模式中，所述第一組多個(gè)開關(guān)元件和所述第二組多個(gè)開關(guān)元件中的一組同時(shí)接通，所接通的開關(guān)元件組具有由所述壽命估計(jì)單元估出的較小的壽命消耗比率。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中所述溫度檢測(cè)裝置包括溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)置在所述變換器的上下橋臂的至少一個(gè)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中所述溫度檢測(cè)裝置包括溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)置在所述變換器的上下橋臂的至少一個(gè)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中所述溫度檢測(cè)裝置包括一個(gè)溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)置在所述變換器上下橋臂之間的中間點(diǎn)處。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中所述溫度檢測(cè)裝置包括一個(gè)溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)置在所述變換器上下橋臂之間的中間點(diǎn)處。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中所述溫度檢測(cè)裝置包括電流傳感器，所述電流傳感器檢測(cè)所述變換器的上下橋臂的至少一個(gè)的電流。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中所述溫度檢測(cè)裝置包括電流傳感器，所述電流傳感器檢測(cè)所述變換器的上下橋臂的至少一個(gè)的電流。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中，在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制期間，所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置控制所述AC電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)線圈中的電流。
17.一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，用于通過(guò)控制連接于多相AC電動(dòng)機(jī)的變換器控制所述多相AC電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)控制裝置包括電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置，在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制期間，所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置選擇性地執(zhí)行第一短路模式和第二短路模式，在所述第一短路模式中同時(shí)接通所述變換器的上橋臂的開關(guān)元件，在所述第二短路模式中同時(shí)接通所述變換器的下橋臂的開關(guān)元件。
18.一種車輛，包括發(fā)動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)主驅(qū)動(dòng)輪；發(fā)電機(jī)，由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；多相AC電動(dòng)機(jī)，用于選擇性地驅(qū)動(dòng)輔助驅(qū)動(dòng)輪；變換器，配置成向所述AC電動(dòng)機(jī)供給來(lái)自所述發(fā)電機(jī)的電力，所述變換器具有上橋臂以及下橋臂，所述上橋臂包括第一組多個(gè)開關(guān)元件，所述下橋臂包括第二組多個(gè)開關(guān)元件；以及電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置，用于在滿足預(yù)定條件時(shí)控制所述變換器，以產(chǎn)生制動(dòng)力，從而將所述AC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速減小到目標(biāo)轉(zhuǎn)速，所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置選擇性地執(zhí)行第一短路模式和第二短路模式，在所述第一短路模式中同時(shí)接通所述第一組多個(gè)開關(guān)元件，在所述第二短路模式中同時(shí)接通所述第二組多個(gè)開關(guān)元件。
19.一種用于車輛驅(qū)動(dòng)控制的方法，所述車輛具有發(fā)動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)主驅(qū)動(dòng)輪；發(fā)電機(jī)，由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；多相AC電動(dòng)機(jī)，用于選擇性地驅(qū)動(dòng)輔助驅(qū)動(dòng)輪；變換器，配置成向所述AC電動(dòng)機(jī)供給來(lái)自所述發(fā)電機(jī)的電力，所述變換器具有上橋臂以及下橋臂，所述上橋臂包括第一組多個(gè)開關(guān)元件，所述下橋臂包括第二組多個(gè)開關(guān)元件；以及所述方法包括檢測(cè)何時(shí)滿足預(yù)定條件；一旦檢出所述預(yù)定條件，選擇性地執(zhí)行第一短路模式和第二短路模式，在所述第一短路模式中同時(shí)接通所述第一組多個(gè)開關(guān)元件，在所述第二短路模式中同時(shí)接通所述第二組多個(gè)開關(guān)元件；以及繼續(xù)所述選擇性地執(zhí)行，直至所述AC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速減小到目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明提供一種包括電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置的車輛驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制裝置使AC電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)力，并選擇性地執(zhí)行第一3相(三相)短路模式和第二3相短路模式，其中，第一3相短路模式同時(shí)接通變換器上臂的開關(guān)元件，第二3相短路模式同時(shí)接通變換器下臂的開關(guān)元件。
文檔編號(hào)B60W10/18GK101039097SQ20071008744
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月16日
發(fā)明者杉田喜德 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社