升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置制造方法
【專利摘要】提供一種能夠降低總損耗的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置。升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置(100)在電力供給系統(tǒng)中控制所述升壓轉(zhuǎn)換器，所述電力供給系統(tǒng)具備：具有電源電壓VB的直流電源；升壓轉(zhuǎn)換器，其具備開關(guān)單元，通過預(yù)定的升壓控制對所述電源電壓VB進(jìn)行升壓并向負(fù)載裝置輸出，所述預(yù)定的升壓控制包括基于升壓指令電壓的所述開關(guān)單元的開關(guān)狀態(tài)的切換；以及檢測所述升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓VH的電壓檢測單元，所述控制裝置具備：執(zhí)行所述升壓控制的升壓控制單元；和間歇控制單元，其執(zhí)行基于所述檢測的輸出電壓VH的所述升壓控制的間歇處理，以使得所述輸出電壓VH維持在包含上次執(zhí)行所述升壓控制時的所述升壓指令電壓的范圍內(nèi)。
【專利說明】升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在例如車輛用的電力供給系統(tǒng)中控制升壓轉(zhuǎn)換器的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置的【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]作為這種控制裝置，專利文獻(xiàn)I公開了在極小負(fù)載狀態(tài)下即使使升壓轉(zhuǎn)換器的動作休止也能夠保持升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的負(fù)載驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置。
[0003]根據(jù)該裝置，在多個負(fù)載的各負(fù)載電力的總和即總負(fù)載電力為跨過零的預(yù)定范圍內(nèi)的值時使轉(zhuǎn)換器的開關(guān)動作休止。另外，在總負(fù)載電力為該預(yù)定范圍內(nèi)的值時，修正對負(fù)載驅(qū)動控制部的任一個進(jìn)行的指令以使指令值與升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的偏差的絕對值減小。因此，在極小負(fù)載狀態(tài)下即使使轉(zhuǎn)換器的動作休止也能夠保持升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。另外，由于只要處于極小負(fù)載狀態(tài)或無負(fù)載狀態(tài)就能夠使升壓轉(zhuǎn)換器休止，所以能夠降低在升壓轉(zhuǎn)換器的損耗。
[0004]此外，也提出了對單一的負(fù)載適用與專利文獻(xiàn)I同樣的控制的負(fù)載驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置(參照專利文獻(xiàn)2)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-15603號公報
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-283932號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]在引用文獻(xiàn)I和2所公開的裝置(以下，適當(dāng)?shù)乇憩F(xiàn)為“現(xiàn)有裝置”)中，在升壓轉(zhuǎn)換器的休止期間其輸出電壓VH(在文獻(xiàn)中為“二次電壓V2”)不降低這一情況成為用于使升壓轉(zhuǎn)換器休止的條件。即，反過來說，確立了該現(xiàn)有裝置在輸出電壓VH變動或不得不變動的條件下無法使升壓轉(zhuǎn)換器休止這一觀點(diǎn)。若除去理想的無負(fù)載條件，則例如也如引用文獻(xiàn)I的第
[0005]段落中所記載，通常在定義為無負(fù)載的條件下也發(fā)生微小的負(fù)載變動，而在現(xiàn)有裝置中，通過修正負(fù)載裝置的指令轉(zhuǎn)矩以抑制該負(fù)載變動，從而抑制了輸出電壓VH的變化。
[0010]另外，對負(fù)載裝置要求的轉(zhuǎn)矩與損耗降低涉及的升壓轉(zhuǎn)換器側(cè)的情況無關(guān)。在修正對負(fù)載裝置要求的轉(zhuǎn)矩時，負(fù)載裝置實(shí)際的輸出轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)背離要求值，變得難以發(fā)揮負(fù)載裝置本來的作用。特別是在負(fù)載裝置為車輛驅(qū)動用的電動機(jī)的情況下，當(dāng)對連接于車軸的驅(qū)動軸供給的轉(zhuǎn)矩背離要求轉(zhuǎn)矩時，很有可能給動力性能、駕駛性能帶來大的影響。因此，在現(xiàn)有裝置中，如文獻(xiàn)中一貫記載的那樣，若非極小負(fù)載(總負(fù)載電力為跨過零的預(yù)定范圍)的負(fù)載區(qū)域則控制本身不成立。
[0011]在此，在負(fù)載裝置包括電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)中，通過將由發(fā)電機(jī)得到的電力用于電動機(jī)的牽引驅(qū)動而努力維持電力收支也并非不可能。然而，負(fù)載的消耗電力不得不基于電壓值和電流值來推定，而且包含誤差。因此，在發(fā)電機(jī)和電動機(jī)之間使電力收支準(zhǔn)確地一致并不容易，結(jié)果是，只要不是容易確保電力的推定精度的小負(fù)載區(qū)域，這樣的控制就無法充分發(fā)揮功能。另外，在大負(fù)載區(qū)域進(jìn)行這樣的控制的情況下，即使能夠抑制升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的變動，包含負(fù)載裝置和升壓轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)整體的效率也反而容易降低。即，升壓轉(zhuǎn)換器的損耗降低容易失去實(shí)踐上的意義。
[0012]在現(xiàn)有裝置中，若不是這樣負(fù)載裝置處于極限的條件下的情況，則無法享受因使升壓轉(zhuǎn)換器休止而帶來的利益。因此，該效果是極其限定性的，難以使包括升壓轉(zhuǎn)換器的升壓損耗、在通過升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓驅(qū)動負(fù)載裝置時產(chǎn)生的損耗的系統(tǒng)整體的損耗(以下，適當(dāng)表現(xiàn)為“總損耗”)充分降低。即，現(xiàn)有裝置存在總損耗的降低效果不充分這一技術(shù)冋題。
[0013]本發(fā)明是鑒于所述技術(shù)問題而提出的，其目的在于，提供一種能夠降低總損耗的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置。
[0014]用于解決問題的手段
[0015]為了解決上述的問題，本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，在電力供給系統(tǒng)中控制所述升壓轉(zhuǎn)換器，所述電力供給系統(tǒng)具備:具有電源電壓VB的直流電源；升壓轉(zhuǎn)換器，其具備開關(guān)單元，通過預(yù)定的升壓控制對所述電源電壓VB進(jìn)行升壓并向負(fù)載裝置輸出，所述預(yù)定的升壓包括基于升壓指令電壓的所述開關(guān)單元的開關(guān)狀態(tài)的切換；以及檢測所述升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓VH的電壓檢測單元，所述控制裝置的特征在于，具備:執(zhí)行所述升壓控制的升壓控制單元；和間歇控制單元，其執(zhí)行基于所述檢測的輸出電壓VH的所述升壓控制的間歇處理，以使得所述輸出電壓VH維持在包含上次執(zhí)行所述升壓控制時的所述升壓指令電壓的范圍內(nèi)(技術(shù)方案I)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，能執(zhí)行升壓控制的間歇處理(以下，適當(dāng)簡稱為“間歇處理”)。間歇處理是指，反復(fù)進(jìn)行升壓控制的停止和升壓控制的再次開始(即，停止的解除)的處理。
[0017]升壓轉(zhuǎn)換器的升壓動作伴有因開關(guān)單元的開關(guān)波紋(switching ripple)等而引起的升壓損耗。在升壓控制停止的期間，由于該升壓損耗成為零，所以升壓控制的停止措施對總損耗的降低是有效的。
[0018]另一方面，取代使升壓控制進(jìn)行間歇動作而盡可能維持升壓控制停止的狀態(tài)之意的技術(shù)思想，如關(guān)于上述現(xiàn)有裝置的說明所記載的那樣是以往周知的。即，該情況下，本來，若升壓轉(zhuǎn)換器處于停止?fàn)顟B(tài)則根據(jù)負(fù)載裝置的驅(qū)動條件而自然增減的輸出電壓VH，通過負(fù)載裝置側(cè)的驅(qū)動條件的修正而維持。關(guān)于所述技術(shù)思想，針對使升壓轉(zhuǎn)換器的升壓控制停止這一點(diǎn)也同樣。
[0019]然而，這樣不容許輸出電壓VH的變動而僅在負(fù)載裝置側(cè)核對收支結(jié)果(帳尻)的技術(shù)思想，換言之，使升壓控制停止和維持升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓VH成為唯一的關(guān)系的技術(shù)思想是不自然并且不合理的。其原因在于，對于違反若負(fù)載裝置處于電力再生狀態(tài)則蓄積于升壓轉(zhuǎn)換器的電能增加、若負(fù)載裝置處于牽引狀態(tài)則該電能減少這一自然趨勢而維持輸出電壓VH，只有在原本輸出電壓VH就不發(fā)生變動的極端限定的負(fù)載區(qū)域使升壓控制停止，或者無視對負(fù)載裝置要求的轉(zhuǎn)矩(例如，用于驅(qū)動能夠搭載電力供給系統(tǒng)的車輛的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩)。因此，在現(xiàn)有裝置的技術(shù)思想中，無法充分降低總損耗。
[0020]另一方面，在本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置中所實(shí)現(xiàn)的間歇處理是指，在容許輸出電壓VH在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)、或按照預(yù)先設(shè)定的設(shè)定基準(zhǔn)每次分別單獨(dú)進(jìn)行具體設(shè)定的范圍內(nèi)的變動之后實(shí)施的升壓控制的停止措施。
[0021]在此，間歇處理基于由檢測單元檢測的升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓VH而進(jìn)行。即，本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置以近年來的開關(guān)單元的開關(guān)性能(例如，開關(guān)頻率)的飛躍性提高為背景，發(fā)現(xiàn)了能夠?qū)⑸龎恨D(zhuǎn)換器的動作狀態(tài)作為控制要素來利用這一點(diǎn)，確立于將升壓轉(zhuǎn)換器作為一種電力控制裝置來積極使用的技術(shù)性的前提。
[0022]在適用了本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置的情況下，在難以在負(fù)載裝置側(cè)核對收支結(jié)果的負(fù)載條件下也能夠毫無問題地停止升壓控制，與適用了上述現(xiàn)有裝置的情況相比，升壓控制的停止頻度顯著提高，并且升壓控制的停止期間的總和顯著變長。因此，根據(jù)本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，能夠更加降低總損耗。
[0023]此外，間歇處理中的升壓控制的停止并不是指在升壓控制中適當(dāng)發(fā)生的、構(gòu)成開關(guān)單元的各開關(guān)元件各自的動作的停止，而是指升壓轉(zhuǎn)換器的升壓動作本身的停止即關(guān)閉(shut down)。在這種升壓轉(zhuǎn)換器的一般性的控制中，每當(dāng)作為三角波的載波信號和與升壓指令電壓對應(yīng)的占空比信號一致時，切換開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)。在此，在開關(guān)單元由一個開關(guān)元件構(gòu)成的情況下(例如，單臂型的升壓轉(zhuǎn)換器等正是如此)，在發(fā)生從接通向斷開的切換的定時，能夠看作開關(guān)單元暫時完全停止，但是這樣的完全停止只不過是作為升壓控制的一個環(huán)節(jié)而必然發(fā)生的完全停止，本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的停止是不同意思的停止。
[0024]在本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置的一個技術(shù)方案中，還具備設(shè)定單元，該設(shè)定單元基于所述電源電壓VB、所述升壓轉(zhuǎn)換器的耐電壓、所述升壓指令電壓以及驅(qū)動所述負(fù)載裝置時所產(chǎn)生的損耗中的至少一方來設(shè)定所述范圍(技術(shù)方案2)。
[0025]根據(jù)該技術(shù)方案，通過設(shè)定單元來設(shè)定輸出電壓VH應(yīng)維持的范圍。因此，能夠使輸出電壓VH的變動每次都停留在最佳的范圍內(nèi)，有效降低總損耗。此外，通過設(shè)定單元設(shè)定的范圍能夠包括例如下述(I)?(6)的范圍。
[0026](I)比電源電壓VB高的高壓側(cè)的范圍
[0027](2)比升壓轉(zhuǎn)換器的耐電壓低的低壓側(cè)的范圍
[0028](3)與升壓指令電壓的偏差為預(yù)定值以內(nèi)的范圍
[0029](4)相對于升壓指令電壓成為預(yù)定比例以內(nèi)的范圍
[0030](5)與升壓指令電壓相比較在負(fù)載裝置驅(qū)動時所產(chǎn)生的損耗的增加量成為預(yù)定值以內(nèi)的范圍
[0031](6)與升壓指令電壓相比較在負(fù)載裝置驅(qū)動時所產(chǎn)生的損耗的增加量成為預(yù)定比例以內(nèi)的范圍
[0032]此外，上述(5)和￠)以理想狀態(tài)下升壓指令電壓根據(jù)負(fù)載裝置的驅(qū)動條件而每次都設(shè)定為最適于負(fù)載裝置驅(qū)動(即，損耗最小)的電壓值為前提。在以這樣的最佳值為前提的情況下，驅(qū)動負(fù)載裝置時的損耗無論相對于升壓指令電壓在低壓側(cè)還是在高壓側(cè)均增加，但是在升壓指令電壓附近該增加量并不大(即，變化緩慢)。因此，也能夠預(yù)先通過實(shí)驗、經(jīng)驗或理論而事先確定通過使升壓轉(zhuǎn)換器的升壓控制停止而實(shí)現(xiàn)的升壓損耗的降低量超過負(fù)載驅(qū)動時的損耗增加量的范圍、即能夠降低總損耗的范圍。
[0033]在本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置的其他技術(shù)方案中，所述間歇控制單元在所述升壓控制的間歇處理中，在所述輸出電壓VH超過所述范圍的邊界值的情況下使所述升壓控制再次開始(技術(shù)方案3)。
[0034]根據(jù)該技術(shù)方案，在間歇處理中，能夠適當(dāng)?shù)貙⑸龎恨D(zhuǎn)換器的輸出電壓VH維持在上述應(yīng)維持的范圍。此外，范圍的邊界值確切地說是指，適用于電力再生時的上限值和適用于牽引時的下限值。
[0035]在本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置的其他技術(shù)方案中，所述間歇控制單元在所述升壓控制的間歇處理中，使所述輸出電壓VH在所述升壓指令電壓和所述范圍的邊界值之間變動(技術(shù)方案4)。
[0036]根據(jù)該技術(shù)方案，在間歇處理中，升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓VH在升壓指令電壓和邊界值之間變動。因此，能夠防止在僅以邊界值為判斷基準(zhǔn)的情況下可能會產(chǎn)生的振蕩(hunting)，并且能夠促使適當(dāng)情況下的輸出電壓VH向升壓指令電壓的迅速恢復(fù)。
[0037]此外，該技術(shù)方案中的規(guī)定輸出電壓VH的變動幅度的升壓指令電壓，也可以不是上次升壓控制中的嚴(yán)格的升壓指令電壓，而可以具有將在上次升壓控制中使輸出電壓VH收斂于升壓指令電壓時能夠穩(wěn)定產(chǎn)生的收斂誤差包含在內(nèi)的某種程度的幅度。
[0038]在本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置的其他技術(shù)方案中，所述間歇控制單元在所述輸出電壓VH的變動幅度為預(yù)定值以內(nèi)的情況下開始所述升壓控制的間歇處理(技術(shù)方案5)。
[0039]根據(jù)該技術(shù)方案，在輸出電壓VH的變動幅度為預(yù)定值以內(nèi)的情況下允許間歇處理。輸出電壓VH的變動幅度是包括性地遍及某種程度的期間的輸出電壓VH的舉動的定量性指標(biāo)的概念，其定義并非唯一。例如，輸出電壓VH的變動幅度也可以是某個期間的升壓指令電壓與輸出電壓VH的偏差的平均值?；蛘撸部梢允窃谀硞€期間產(chǎn)生的升壓指令電壓和輸出電壓VH的偏差的最大值?；蛘撸敵鲭妷篤H的變動幅度也可以是某個期間的輸出電壓VH的變化量的最大值。
[0040]根據(jù)該技術(shù)方案，由于在升壓指令電壓一定的情況下在輸出電壓VH穩(wěn)定時允許執(zhí)行間歇處理，所以對總損耗降低而言能夠期待確切的效果。另外，在升壓指令電壓發(fā)生變化的情況下，由于以升壓指令電壓為目標(biāo)值的輸出電壓VH也變化，所以結(jié)果其變動幅度也變大。即，根據(jù)預(yù)定值的設(shè)定如何，針對這樣的情況也能夠容易禁止間歇處理的執(zhí)行，從而對于總損耗降低而言能夠得到確切的效果。
[0041]在本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置的其他技術(shù)方案中，所述電力供給系統(tǒng)還具備電流檢測單元，該電流檢測單元檢測在所述升壓轉(zhuǎn)換器或所述直流電源中流動的電流，所述間歇控制單元在所述檢測的電流為預(yù)定值以內(nèi)的情況下開始所述升壓控制的間歇處理(技術(shù)方案6)。
[0042]在升壓轉(zhuǎn)換器或直流電源中流動的電流(此外，根據(jù)負(fù)載裝置的驅(qū)動條件也能夠采用正負(fù)任一方的值)的絕對值大的情況下，伴隨升壓控制的停止的輸出電壓VH的變化相對加速。因此，在上述的范圍一定的情況下，輸出電壓VH在比較的短時間被控制于該范圍的邊界值，再次開始升壓控制。當(dāng)升壓控制的停止期間這樣變短時，根據(jù)情況，與由升壓控制的停止實(shí)現(xiàn)的升壓損耗的降低量相比，從再次開始升壓控制到再次停止升壓控制為止的升壓損耗的增加量更大，無法得到由間歇處理實(shí)現(xiàn)的總損耗降低的效果。
[0043]根據(jù)該技術(shù)方案，在檢測到的電流值為預(yù)定值以內(nèi)的情況下開始間歇處理，換言之，在檢測到的電流值比預(yù)定值大的情況下不允許間歇處理，因此，能夠切實(shí)地降低總損耗。
[0044]在本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置的其他技術(shù)方案中，具備輸出變化確定單元，該輸出變化確定單元確定所述直流電源或所述負(fù)載裝置的輸出變化的程度，所述間歇控制單元在所述確定的輸出變化的程度為預(yù)定值以內(nèi)的情況下開始所述升壓控制的間歇處理(技術(shù)方案7)。
[0045]在直流電源或負(fù)載裝置的輸出變化的程度大的情況下，伴隨升壓控制的停止的輸出電壓VH的變化相對加速。因此，在上述的范圍一定的情況下，輸出電壓VH在比較的短時間被控制于該范圍的邊界值，再次開始升壓控制。當(dāng)升壓控制的停止期間這樣變短時，根據(jù)情況，與由升壓控制的停止實(shí)現(xiàn)的升壓損耗的降低量相比，從再次開始升壓控制到再次停止升壓控制為止的升壓損耗的增加量更大，無法得到由間歇處理實(shí)現(xiàn)的總損耗降低的效果O
[0046]根據(jù)該技術(shù)方案，在所確定的輸出變化的程度為預(yù)定值以內(nèi)的情況下開始間歇處理，換言之，在所確定的輸出變化的程度比預(yù)定值大的情況下不允許間歇處理，因此，能夠切實(shí)地降低總損耗。
[0047]此外，電力供給系統(tǒng)搭載于車輛，在用于驅(qū)動搭載于車輛的負(fù)載裝置的結(jié)構(gòu)中，輸出變化的程度比預(yù)定值大的情況是指，例如能夠與急加速、打滑等行駛條件相對應(yīng)。
[0048]在本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置的其他技術(shù)方案中，所述電力供給系統(tǒng)搭載于車輛(技術(shù)方案8)。
[0049]車輛優(yōu)選為本發(fā)明的電力供給系統(tǒng)的適用對象。
[0050]在將車輛搭載作為前提的本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置的其他技術(shù)方案中，所述車輛具備成為所述負(fù)載裝置的能夠牽引和再生的至少一個旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為所述車輛的動力源(技術(shù)方案9)。
[0051]根據(jù)該技術(shù)方案，負(fù)載裝置包括車輛驅(qū)動用的至少一個旋轉(zhuǎn)電機(jī)。另外特別是該旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為能夠牽引和再生的所謂電動發(fā)電機(jī)而構(gòu)成。即，根據(jù)該技術(shù)方案，車輛是所謂混合動力車輛或EV(Electric Vehicle:電動車輛)。在這種車輛中，特別是電力節(jié)省的必要性高，通過本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置而得到的實(shí)踐上的利益大。
[0052]在車輛具備至少一個旋轉(zhuǎn)電機(jī)的本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置的一個技術(shù)方案中，所述車輛是一種混合動力車輛，具備:內(nèi)燃機(jī)；能夠牽引和再生的成為所述負(fù)載裝置的第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)；差動機(jī)構(gòu)，其具備能夠相互進(jìn)行差動旋轉(zhuǎn)的多個旋轉(zhuǎn)要素，該多個旋轉(zhuǎn)要素包括:與所述第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)連結(jié)的第I旋轉(zhuǎn)要素、與所述內(nèi)燃機(jī)連結(jié)的第2旋轉(zhuǎn)要素以及與連接于車軸的驅(qū)動軸連結(jié)的第3旋轉(zhuǎn)要素；以及與所述驅(qū)動軸連結(jié)的、能夠牽引和再生的成為所述負(fù)載裝置的第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述間歇控制單元在所述第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)和所述第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的一方處于牽引狀態(tài)而另一方處于再生狀態(tài)的情況下，在所述第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)和所述第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電力收支為預(yù)定值以內(nèi)時開始所述升壓控制的間歇處理(技術(shù)方案
10)ο
[0053]根據(jù)該技術(shù)方案，車輛構(gòu)成為通過包含能夠相互進(jìn)行差動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)要素的差動機(jī)構(gòu)而在內(nèi)燃機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)之間進(jìn)行動力分配(轉(zhuǎn)矩分配)的混合動力車輛。該類型的混合動力車輛中，對內(nèi)燃機(jī)提供反作用力的作為反作用力要素的旋轉(zhuǎn)電機(jī)、擔(dān)負(fù)與驅(qū)動軸之間的轉(zhuǎn)矩的輸入輸出的作為驅(qū)動要素的旋轉(zhuǎn)電機(jī)、和內(nèi)燃機(jī)相互協(xié)調(diào)來供給驅(qū)動軸所需要的轉(zhuǎn)矩。
[0054]在此，在這種混合動力車輛中，例如在高速小負(fù)載行駛時等，有時作為反作用力要素的第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)處于牽引狀態(tài)，作為驅(qū)動要素的第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)處于再生狀態(tài)。在這樣的特殊的狀況下，在第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)之間進(jìn)行電力授受，若考慮電力授受中的輸入輸出損耗，則第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電力收支接近零。因此，當(dāng)在這樣的狀況下執(zhí)行間歇處理時，升壓轉(zhuǎn)換器停止時的輸出電壓VH的變化緩慢，能夠充分延長升壓轉(zhuǎn)換器的停止期間。
[0055]在電力收支為預(yù)定值以內(nèi)的情況下執(zhí)行升壓控制的間歇處理的本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置的一個技術(shù)方案中，還具備電力收支控制單元，在以所述電力收支為預(yù)定值以內(nèi)為條件而開始所述升壓控制的間歇處理的情況下，所述電力收支控制單元控制所述第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)和所述第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及所述內(nèi)燃機(jī)以使得所述電力收支平衡(技術(shù)方案
11)。
[0056]根據(jù)該技術(shù)方案，在如上所述的電力收支幾乎平衡的狀況下，通過電力收支控制單元，控制第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及內(nèi)燃機(jī)以使得該電力收支平衡。即，在這樣的狀況下利用電力收支幾乎平衡這一情況，將電力收支向更完全的均衡狀態(tài)進(jìn)行控制。因此，只要所述狀況繼續(xù)，在理想狀態(tài)下就能夠使升壓轉(zhuǎn)換器持久停止。
[0057]在具備電力收支控制單元的本發(fā)明的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置的一個技術(shù)方案中，所述電力收支控制單元在使所述電力收支平衡時，通過使所述第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化而使所述內(nèi)燃機(jī)的工作點(diǎn)變化(技術(shù)方案12)。
[0058]在這種混合動力車輛中，成為如前所述第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為反作用力要素對內(nèi)燃機(jī)提供反作用力的結(jié)構(gòu)。另一方面，第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)與驅(qū)動軸側(cè)連結(jié)，其轉(zhuǎn)速被控制為車速。因此，在通過電力收支控制單元使電力收支平衡時，調(diào)整第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)的動作狀態(tài)是妥當(dāng)?shù)?。另一方面，在第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電力收支幾乎平衡的狀況下，往往第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速低。電力是指旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出，若省略精細(xì)的計算，則為轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之積，因此，若要調(diào)整第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)的動作狀態(tài)來調(diào)整電力收支，則第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩變化必然變大。該第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩變化成為使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速上升的要因，因此由電力收支控制單元實(shí)現(xiàn)的調(diào)整在駕駛員看來容易產(chǎn)生不適感。
[0059]根據(jù)該技術(shù)方案，在電力收支調(diào)整單元調(diào)整電力收支時，使第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化，能夠使內(nèi)燃機(jī)的工作點(diǎn)變化至不適感少的最佳工作點(diǎn)。因此，能夠更加適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)電力收支的平衡。
[0060]此外，在該技術(shù)方案中，也可以為，所述電力收支控制單元在由所述升壓控制的間歇處理實(shí)現(xiàn)的損耗降低量超過由于使所述內(nèi)燃機(jī)的工作點(diǎn)變化而引起的損耗增加量的范圍內(nèi)使所述內(nèi)燃機(jī)的工作點(diǎn)變化(技術(shù)方案13)。
[0061]另一方面，當(dāng)如上所述變更內(nèi)燃機(jī)的工作點(diǎn)時，內(nèi)燃機(jī)的熱效率可能會降低。根據(jù)該技術(shù)方案，至少在由間歇處理實(shí)現(xiàn)的損耗降低量超過由于所述的工作點(diǎn)變更引起的損耗惡化量的范圍內(nèi)允許工作點(diǎn)的變更。因此，能夠在不阻礙本發(fā)明的根本性效果的范圍內(nèi)，抑制駕駛性能的降低。
[0062]根據(jù)接下來說明的實(shí)施方式可以清楚本發(fā)明的這樣的作用以及其他優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0063]圖1是本發(fā)明的第I實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0064]圖2是圖1的馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置中的升壓控制部的框圖。
[0065]圖3是圖1的馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置中的其他升壓控制部的框圖。
[0066]圖4是圖1的馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置中的變換器控制部的框圖。
[0067]圖5是圖1的馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)中的間歇控制的流程圖。
[0068]圖6是例示圖5的間歇控制的執(zhí)行過程中的升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓VH和升壓損耗Lcv的一個時間推移的時間圖。
[0069]圖7是例示執(zhí)行圖5的間歇控制的情況下的轉(zhuǎn)換器損耗Lcvt和電池電流IB的關(guān)系的圖。
[0070]圖8是針對在圖5的間歇控制中所參照的升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓VH的上下限值的一個設(shè)定方式進(jìn)行說明的圖。
[0071]圖9是針對圖5的間歇控制的執(zhí)行過程中的升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓VH的上下限值的其他設(shè)定方式進(jìn)行說明的圖。
[0072]圖10是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的間歇控制的流程圖。
[0073]圖11例示相對于電池電流IB的升壓轉(zhuǎn)換器的損耗差分ALcv的特性。
[0074]圖12是例示間歇控制的執(zhí)行過程中的升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓VH和升壓損耗Lcv的其他時間推移的時間圖。
[0075]圖13是概念性表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的混合動力車輛的結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0076]圖14是圖13的混合動力車輛中的馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0077]圖15是圖13的混合動力車輛中的混合動力驅(qū)動裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0078]圖16是圖15的混合動力驅(qū)動裝置中的發(fā)動機(jī)的示意剖面圖。
[0079]圖17是圖15的混合動力驅(qū)動裝置的動作列線圖。
[0080]圖18是圖15的混合動力驅(qū)動裝置的動力循環(huán)時的動作列線圖。
[0081]圖19是說明圖14的馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)的動力循環(huán)時的電氣路徑的圖。
[0082]圖20是本發(fā)明的第5實(shí)施方式的間歇控制的流程圖。
[0083]圖21是說明與第5實(shí)施方式效果相關(guān)的圖14的馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)的動力循環(huán)時的電氣路徑的其他的圖。
[0084]圖22是用于說明第6實(shí)施方式的電力調(diào)整處理的動作列線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0085]<發(fā)明的實(shí)施方式>
[0086]以下，參照附圖，針對本發(fā)明的各種實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0087]〈第I實(shí)施方式〉
[0088]<實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)>
[0089]首先，參照圖1，說明本實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)。在此，圖1是概念性表示馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0090]在圖1中，馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)10搭載于未圖示的車輛，具備控制裝置100、升壓轉(zhuǎn)換器200、變換器300以及直流電源B，是構(gòu)成為能夠驅(qū)動成為車輛的驅(qū)動力源的作為負(fù)載裝置的電動發(fā)電機(jī)MG的本發(fā)明的“電力供給系統(tǒng)”的一例。
[0091]控制裝置100為構(gòu)成為能夠控制馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)10的動作的作為本發(fā)明的“升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置”的一例的電子控制單元。控制裝置100例如構(gòu)成為能夠采用EOJ(Electronic Controlled Unit)等各種電子控制裝置、各種控制器或微型電腦裝置等方式的計算機(jī)系統(tǒng)。控制裝置100具備在圖1中未圖示的升壓控制部110和變換器控制部120，各控制部的結(jié)構(gòu)稍后描述。另外，控制裝置100具備ROM (Read Only Memory)、RAM (Random Access Memory)等存儲裝置，構(gòu)成為能夠按照預(yù)先存儲于ROM的控制程序，執(zhí)行后述的間歇控制。
[0092]直流電源B例如是將多個(例如，數(shù)百個)鎳氫電池、鋰離子電池等各種二次電池單元(cell)(例如，單元電壓為數(shù)V)串聯(lián)連接而成的電源電壓VB (例如，200V)的二次電池單元。此外，作為直流電源B，也可以取代這種二次電池或者除此之外，使用雙電荷層電容器、大容量的電容器、飛輪等。
[0093]升壓轉(zhuǎn)換器200是具備電抗器L1、開關(guān)元件Ql及Q2、二極管DI及D2、電容器C的作為本發(fā)明的“升壓轉(zhuǎn)換器”的一例的升壓電路。
[0094]在升壓轉(zhuǎn)換器200中，電抗器LI的一端與連接于直流電源B的正極的正極線(省略標(biāo)號)連接，另一端與開關(guān)元件Ql和開關(guān)元件Q2的中間點(diǎn)、即開關(guān)元件Ql的發(fā)射極端子和開關(guān)元件Q2的集電極端子的連接點(diǎn)連接。
[0095]開關(guān)元件Ql及Q2是在上述正極線和與直流電源B的負(fù)極連接的負(fù)極線(省略標(biāo)號)之間串聯(lián)連接的本發(fā)明的“開關(guān)單元”的一例。開關(guān)元件Ql的集電極端子與上述正極線連接，開關(guān)元件Q2的發(fā)射極端子與上述負(fù)極線連接。二極管Dl及D2是在各開關(guān)元件中僅容許從發(fā)射極側(cè)向集電極側(cè)的電流的整流元件。
[0096]此外，在本實(shí)施方式中，開關(guān)元件包括相比于與電抗器LI的端部連接的連接點(diǎn)而處于高電位側(cè)的開關(guān)元件Q1、和相比于與電抗器LI的端部連接的連接點(diǎn)而處于低電位側(cè)的開關(guān)元件Q2，并構(gòu)成雙臂型的升壓轉(zhuǎn)換器。其中，這樣的開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)是一例，升壓轉(zhuǎn)換器也可以是在圖1中僅具備開關(guān)元件Q2的單臂型升壓轉(zhuǎn)換器。
[0097]開關(guān)元件Ql及Q2以及后述的變換器300的各開關(guān)元件(Q3至Q8)例如，作為IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極型晶體管)、電力用 MOS (MetalOxide Semiconductor:金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管等而構(gòu)成。
[0098]電容器C是在正極線和負(fù)極線之間連接的電容器。該電容器C的端子間電壓、即正極線與負(fù)極線之間的電位差VH是升壓轉(zhuǎn)換器200的輸出電壓。此外，自此之后將電容器C的輸出電壓VH適當(dāng)表現(xiàn)為“輸出電壓VH”。
[0099]變換器300是具備包括P側(cè)開關(guān)元件Q3及η側(cè)開關(guān)元件Q4的U相臂(省略標(biāo)號)、包括P側(cè)開關(guān)元件Q5及η側(cè)開關(guān)元件Q6的V相臂(省略標(biāo)號)以及包括ρ側(cè)開關(guān)元件Q7及η側(cè)開關(guān)元件Q8的W相臂(省略標(biāo)號)的電力變換器。變換器300的各個臂在上述正極線和上述負(fù)極線之間并聯(lián)連接。
[0100]此外，開關(guān)元件Q3至Q8與開關(guān)元件Ql及Q2同樣，分別連接有使電流從發(fā)射極側(cè)流向集電極側(cè)的整流用二極管D3至D8。另外，變換器300中的各相臂的ρ側(cè)開關(guān)元件和η側(cè)開關(guān)元件的中間點(diǎn)分別與電動發(fā)電機(jī)MG的各相線圈連接。
[0101]電動發(fā)電機(jī)MG是在轉(zhuǎn)子埋設(shè)有永磁體而成的三相交流電動發(fā)電機(jī)。電動發(fā)電機(jī)MG與未圖示的車輛的驅(qū)動輪機(jī)械地連結(jié)，構(gòu)成為能夠產(chǎn)生用于驅(qū)動車輛的轉(zhuǎn)矩。另外，電動發(fā)電機(jī)MG主要在車輛制動時，也能夠接受車輛的動能的輸入而進(jìn)行電力再生(即，發(fā)電)。在該車輛是除了電動發(fā)電機(jī)MG以外還具備作為動力源的發(fā)動機(jī)的混合動力車輛的情況下，該電動發(fā)電機(jī)MG也可以構(gòu)成為與該發(fā)動機(jī)機(jī)械地連結(jié)，能夠利用發(fā)動機(jī)的動力進(jìn)行電力再生，或者輔助發(fā)動機(jī)的動力。此外，本實(shí)施方式的車輛既可以是這種混合動力車輛，也可以是僅具備該電動發(fā)電機(jī)MG作為動力源的電動汽車。
[0102]在馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)10中附設(shè)有未圖示的傳感器組，對直流電源B的電壓VB、在升壓轉(zhuǎn)換器200的電抗器LI中流動的電池電流IB (本發(fā)明的“在直流電源或升壓轉(zhuǎn)換器中流動的電流”的一例)、輸出電壓VH、變換器300中的V相電流Iv、w相電流Iw以及作為電動發(fā)電機(jī)MG的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)相位Θ等進(jìn)行適當(dāng)檢測。另外，構(gòu)成這些傳感器組的傳感器分別與控制裝置100電連接，所檢測到的值能夠被控制裝置100適當(dāng)參照。
[0103]在馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)10中，升壓轉(zhuǎn)換器200及變換器300與控制裝置100電連接，通過控制裝置100控制其驅(qū)動狀態(tài)。在此，特別是升壓轉(zhuǎn)換器200通過控制裝置100執(zhí)行的升壓控制而被控制。在升壓控制中，基于從控制裝置100供給的信號PWC，能夠?qū)⒄龢O線和負(fù)極線之間的電壓、即輸出電壓VH升壓至直流電源B的電源電壓VB以上。此時，若輸出電壓VH比作為目標(biāo)值的VH指令值VHtg低，則相對增大開關(guān)元件Q2的接通占空比，能夠使在正極線中從直流電源B側(cè)向變換器300側(cè)流動的電流增加，從而能夠使輸出電壓VH上升。另一方面，若輸出電壓VH比VH指令值VHtg高，則相對增大開關(guān)元件Ql的接通占空比，能夠使在正極線中從變換器300側(cè)向直流電源B側(cè)流動的電流增加，從而能夠使輸出電壓VH降低。
[0104]接著，參照圖2，針對在控制裝置100中控制升壓轉(zhuǎn)換器200的升壓控制部110的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在此，圖2是升壓控制部110的框圖。此外，在該圖中，對與圖1重復(fù)的部位標(biāo)注同一標(biāo)號且適當(dāng)省略其說明。
[0105]在圖2中，升壓控制部110具備變換器輸入運(yùn)算部111、加減法運(yùn)算器112、電壓控制運(yùn)算部113、載波生成部114以及比較器115。
[0106]變換器輸入運(yùn)算部111是生成表示升壓轉(zhuǎn)換器200的輸出電壓VH的目標(biāo)值的VH指令值VHtg(S卩，本發(fā)明的“升壓指令電壓”的一例)的電路。例如，變換器輸入運(yùn)算部111基于根據(jù)電動發(fā)電機(jī)MG的轉(zhuǎn)矩指令值TR及馬達(dá)轉(zhuǎn)速M(fèi)RN算出的電動發(fā)電機(jī)MG的輸出值，生成VH指令值VHtg，以使得驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MG時的損耗最小。這樣的VH指令值VHtg的值預(yù)先通過實(shí)驗、經(jīng)驗或理論而適配，并作為適配值存儲于ROM。
[0107]加減法運(yùn)算部112從VH指令值VHtg減去輸出電壓VH的檢測值，將減法運(yùn)算結(jié)果向電壓控制運(yùn)算部113輸出。電壓控制運(yùn)算部113在從加減法運(yùn)算部112接收到從VH指令值VHtg減去輸出電壓VH的檢測值而得到的減法運(yùn)算結(jié)果時，運(yùn)算用于使輸出電壓VH與VH指令值VHtg —致的控制量。此時，例如，使用包括比例項(P項)及積分項(I項)的公知的PI控制運(yùn)算等。電壓控制運(yùn)算部113將所算出的控制量作為電壓指令值輸出至比較器 115。
[0108]另一方面，載波生成部114生成由三角波構(gòu)成的載波信號，向比較器115輸出。在比較器115中，將從電壓控制運(yùn)算部113供給的電壓指令值與該載波信號進(jìn)行比較，生成根據(jù)該電壓值的大小關(guān)系而邏輯狀態(tài)變化的前述的信號PWC。該生成的信號PWC被輸出至升壓轉(zhuǎn)換器200的開關(guān)元件Ql及Q2。升壓控制部110如上那樣構(gòu)成。
[0109]此外，圖2所例示的結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)電壓控制的電路結(jié)構(gòu)，但是升壓轉(zhuǎn)換器200的控制方式并不限定于這樣的電壓控制。在此，參照圖3，針對控制裝置100的升壓控制部110’的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在此，圖3是升壓控制部110’的框圖。此外，在該圖中，對與圖2重復(fù)的部位標(biāo)注同一標(biāo)號且適當(dāng)省略其說明。
[0110]在圖3中，對于升壓控制部110’，在電壓控制運(yùn)算部113和比較器115之間具備加減法運(yùn)算器117及電流控制運(yùn)算部118。
[0111]另一方面，載波生成部114除了向比較器115以外，還向S/Η (采樣保持)電路116輸出。S/Η電路116在從載波生成部114接受的載波信號的波峰及波谷的定時(timing)對電池電流IB進(jìn)彳丁米樣。
[0112]在此，在升壓控制部110’中，在電壓控制運(yùn)算部113中，生成用于使輸出電壓VH與VH指令值VHtg —致的電流指令值IR，加減法運(yùn)算器117從該電流指令值IR中減去由S/Η電路116采樣保持的電池電流IB的檢測值。減法運(yùn)算的結(jié)果被輸出至電流控制運(yùn)算部118。
[0113]在電流控制運(yùn)算部118中，運(yùn)算用于使電池電流IB與電流指令值IR—致的控制量。此時，例如，使用包括比例項(P項)及積分項(I項)的公知的PI控制運(yùn)算等。電流控制運(yùn)算部118將算出的控制量作為占空指令值d輸出至比較器115。
[0114]在比較器115中，對該占空指令值d與載波信號的大小關(guān)系進(jìn)行比較，生成信號PWC且向各開關(guān)元件供給。即，升壓控制部110’成為實(shí)現(xiàn)電流控制的電路結(jié)構(gòu)。通過這樣的結(jié)構(gòu)也能夠適當(dāng)控制升壓轉(zhuǎn)換器200。
[0115]接著，參照圖4，針對變換器控制部120的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在此，圖4是變換器控制部120的框圖。此外，在該圖中，對與已經(jīng)敘述的各圖重復(fù)的部位標(biāo)注同一標(biāo)號且適當(dāng)省略其說明。
[0116]在圖4中，變換器控制部120包括:電流指令變換部121、電流控制部122、2相/3相變換部123、3相/2相變換部124、載波生成部114 (與升壓控制部110共用)以及PWM變換部125。
[0117]電流指令變換部121基于電動發(fā)電機(jī)MG的轉(zhuǎn)矩指令值TR生成2相的電流指令值(Idtg、Iqtg)。
[0118]另一方面，作為反饋信息，從變換器300向3相/2相變換部124供給V相電流Iv和w相電流Iw。在3相/2相變換部124中，三相電流值從這些V相電流Iv及w相電流Iw變換為包括d軸電流Id及q軸電流Iq的2相電流值。變換后的2相電流值被輸出到電流控制部122。
[0119]在電流控制部122中，基于在電流指令變換部121中生成的2相電流指令值和從該3相/2相變換部124接收到的2相電流值Id及Iq的差分，生成包括d軸電壓Vd及q軸電壓的2相電壓指令值。所生成的2相電壓指令值Vd及Vqh被輸出至2相/3相變換部123。
[0120]在2相/3相變換部123中，2相的電壓指令值Vd及Vq被變換為3相電壓指令值Vu、Vv及Vw。變換后的3相電壓指令值Vu、Vv及Vw被輸出到PWM變換部125。
[0121]在此，PWM變換部125從載波生成部114接收具有預(yù)定的載波頻率fear的載波Car，對該載波Car和變換后的3相電壓指令值Vu、Vv及Vw的大小關(guān)系進(jìn)行比較。進(jìn)而，PWM變換部125生成根據(jù)該比較結(jié)果而邏輯狀態(tài)變化的u相開關(guān)信號Gup及Gun、v相開關(guān)信號Gvp及Gvn以及w相開關(guān)信號Gwp及Gwn并向變換器300供給。
[0122]更具體而言，與各相對應(yīng)的開關(guān)信號中，附記有“ρ”的標(biāo)識符的信號是指用于驅(qū)動各相的開關(guān)元件中P側(cè)開關(guān)元件(Q3、Q5及Q7)的驅(qū)動信號，附記有“η”的標(biāo)識符的信號是指用于驅(qū)動各相的開關(guān)元件中η側(cè)開關(guān)元件(Q4、Q6及Q8)的驅(qū)動信號。
[0123]在此，特別是，在載波Car和各相電壓指令值的比較中，在各相電壓指令值從比載波Car小的值到與載波Car—致時，生成用于使ρ側(cè)開關(guān)元件接通(turn on)的開關(guān)信號。另外，在各相電壓指令值從比載波Car大的值到與載波Car —致時，生成用于使η側(cè)開關(guān)元件接通的開關(guān)信號。即，開關(guān)信號是接通斷開表里一體的信號，就各相的開關(guān)元件而言，P側(cè)和η側(cè)中始終某一方為接通狀態(tài)，另一方為斷開狀態(tài)。
[0124]在使變換器300變化或維持為由各相開關(guān)信號規(guī)定的各開關(guān)元件的驅(qū)動狀態(tài)時，按照與該變化或維持的驅(qū)動狀態(tài)對應(yīng)的電路狀態(tài)，驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MG。此外，這樣的變換器300的控制方式是所謂PWM控制的一個方式。
[0125]此外，一般來說，車輛驅(qū)動用的電動發(fā)電機(jī)MG除了上述的PWM控制以外，多數(shù)情況下并用公知的過調(diào)制控制和矩形波控制。在本實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)10中，變換器300的控制方式也根據(jù)車輛的行駛條件而適當(dāng)切換。
[0126]<實(shí)施方式的工作>
[0127]接著，作為本實(shí)施方式的工作，針對由控制裝置100執(zhí)行的間歇控制進(jìn)行說明。
[0128]<間歇控制的概要>
[0129]升壓轉(zhuǎn)換器200在需要對電池B的電源電壓VB進(jìn)行升壓的情況下，通過由控制裝置100執(zhí)行的前述的升壓控制，對電源電壓VB進(jìn)行升壓。在升壓控制中，將升壓轉(zhuǎn)換器200的輸出電壓VH穩(wěn)定維持為VH指令值VHtg。此外，VH指令值VHtg能夠采用例如650V左右的值。
[0130]另一方面，升壓轉(zhuǎn)換器200的開關(guān)元件Ql及Q2在伴隨升壓控制的升壓動作中，不斷地切換開關(guān)狀態(tài)。由于在該開關(guān)狀態(tài)的切換中伴有被稱為開關(guān)波紋的電壓變動，所以升壓轉(zhuǎn)換器200在升壓控制中始終產(chǎn)生升壓損耗Lev。該升壓損耗Lcv成為使包括升壓轉(zhuǎn)換器200、變換器300及電動發(fā)電機(jī)MG的電力系整體的損耗即總損耗Lt增加的要因。在馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)10中由控制裝置100執(zhí)行的間歇控制是用于降低該總損耗Lt的控制。
[0131]<間歇控制的詳細(xì)內(nèi)容>
[0132]在此，參照圖5，針對間歇控制的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行說明。在此，圖5是間歇控制的流程圖。此外，間歇控制是控制裝置100以一定周期反復(fù)執(zhí)行的控制。
[0133]在圖5中，控制裝置100判定VH指令值VHtg是否比電源電壓VB高，即是否執(zhí)行升壓控制(步驟S101)。在VH指令值VHtg為電源電壓VB以下的情況下(步驟SlOl:否)，控制裝置100結(jié)束間歇控制。此外，如之前所述，間歇控制是以一定周期反復(fù)進(jìn)行的控制，在結(jié)束后經(jīng)過適當(dāng)?shù)臅r間后再次從處理步驟SlOl起再度執(zhí)行。
[0134]在VH指令值VHtg比電源電壓VB高的情況下(步驟SlOl:是)，即執(zhí)行升壓控制的情況下，控制裝置100判定間歇標(biāo)記是否被設(shè)定為“I” (步驟S102)。間歇標(biāo)記是表示升壓控制的間歇處理的執(zhí)行履歷的標(biāo)記，在存在執(zhí)行履歷的情況下，維持為“ I”直到被清除。間歇標(biāo)記的初始值為“O”。因此，在初始執(zhí)行間歇控制時，步驟S102向“否”側(cè)分支。
[0135]在間歇標(biāo)記為“O”的情況下(步驟S102:否)，控制裝置100判定升壓轉(zhuǎn)換器200的輸出電壓VH是否穩(wěn)定(步驟S103)。在此，“輸出電壓VH穩(wěn)定”包括兩個含義。
[0136]即，一個是，VH指令值VHtg在一定期間以上不變，另一個是，輸出電壓VH收斂于VH指令值VHtg。對于步驟S103的實(shí)際的判斷處理，考慮各種含義。例如，在后者的含義中，判斷條件可以是，VH指令值VHtg與輸出電壓VH的偏差為基準(zhǔn)值以下；VH指令值VHtg與輸出電壓VH的偏差為基準(zhǔn)值以下的狀態(tài)持續(xù)了預(yù)定時間以上；遍及一定期間的輸出電壓VH的變動的程度為預(yù)定值以下等。在輸出電壓VH不穩(wěn)定的情況下(步驟S103:否)，間歇控制結(jié)束。
[0137]另一方面，在輸出電壓VH穩(wěn)定的情況下(步驟S103:是)，控制裝置100使升壓轉(zhuǎn)換器200停止(步驟S107)。此外，使升壓轉(zhuǎn)換器200停止意味著使升壓轉(zhuǎn)換器200的升壓動作停止，意味著使升壓轉(zhuǎn)換器200關(guān)閉。
[0138]在使升壓轉(zhuǎn)換器200停止時，控制裝置100將間歇標(biāo)記設(shè)定為“I” (步驟S108)。即，存儲升壓控制的間歇處理的履歷。
[0139]在將間歇標(biāo)記設(shè)定為“I”時，控制裝置100判定輸出電壓VH是否維持在下限值VHL以上且上限值VHH以下的范圍(步驟S109)。由該下限值VHL和上限值VHH所夾的范圍是本發(fā)明的“范圍”的一例，下限值VHL及上限值VHH分別是本發(fā)明的“邊界值”的一例。
[0140]在將輸出電壓VH維持在該范圍內(nèi)的情況下(步驟S109 ;是)，間歇控制結(jié)束。另夕卜，在輸出電壓VH脫離該范圍的情況下(步驟S109:否)，控制裝置100解除升壓轉(zhuǎn)換器200的停止措施(步驟S110)。此外，解除升壓轉(zhuǎn)換器200的停止措施意味著再次開始基于VH指令值VHtg的升壓控制。當(dāng)再次開始升壓控制時，間歇控制結(jié)束。
[0141]另一方面，由于在步驟S108中將間歇標(biāo)記設(shè)定為“1”，所以在下次到來的步驟S102中，處理向“是”側(cè)分支(步驟S102 --是)，執(zhí)行步驟S104。
[0142]在步驟S104中，判定從停止上次升壓控制起VH指令值VHtg是否沒有變更。作為補(bǔ)充，即使升壓控制停止，作為負(fù)載裝置的電動發(fā)電機(jī)MG的驅(qū)動條件也不斷地變化。因此，根據(jù)該驅(qū)動條件設(shè)定的VH指令值VHtg本身能夠適當(dāng)變化。在從停止上次升壓控制起VH指令值VHtg發(fā)生了變更的情況下(步驟S104:否)，控制裝置100將間歇標(biāo)記重置為“0”(步驟105)，結(jié)束間歇控制。
[0143]另一方面，在從上次停止時起VH指令值VHtg沒有變更的情況下(步驟S104:是)，控制裝置100判定輸出電壓VH是否達(dá)到VH指令值VHtg (步驟S106)。在此，輸出電壓VH向背離VH指令值VHtg側(cè)變化，直到實(shí)施步驟SllO的停止解除措施。因此，步驟S106向“否”側(cè)分支，只要VH指令值VHtg不變化，就繼續(xù)保持停止升壓控制的狀態(tài)直到輸出電壓VH脫離該范圍。
[0144]另外，在實(shí)施了步驟SllO的停止解除措施的情況下，輸出電壓VH通過再次開始的升壓控制開始從該時刻的輸出電壓VH向上次執(zhí)行升壓控制時的VH指令值VHtg收斂。因此，在經(jīng)過適當(dāng)?shù)臅r間后輸出電壓VH到達(dá)VH指令值VHtg，步驟S106向“是”側(cè)分支。這樣在升壓控制再次開始后輸出電壓VH到達(dá)VH指令值VHtg時(步驟S106:是)，再次停止升壓轉(zhuǎn)換器200(步驟S107)。
[0145]這樣，在間歇控制中，只要VH指令值VHtg不變，輸出電壓VH就在VH指令值VHtg和上限值VHH或下限值VHL之間變動。此外，輸出電壓VH在VH指令值VHtg和上限值VHH之間變動的情況意味著電動發(fā)電機(jī)MG處于再生狀態(tài)，輸出電壓VH在VH指令值VHtg和下限值VHL之間變動的情況意味著電動發(fā)電機(jī)MG處于牽引狀態(tài)。
[0146]<間歇控制的效果>
[0147]接著，參照圖6，說明間歇控制的效果。在此，圖6是例示間歇控制的執(zhí)行過程中的輸出電壓VH及升壓損耗Lcv的一個時間推移的時間圖。
[0148]在圖6中，上部分表不輸出電壓VH的時間推移，下部分表不升壓損耗Lcv的時間推移。此外，在圖6中，VH指令值VHtg設(shè)為VHtga (VHtga > VB)。
[0149]在輸出電壓VH的時間推移中，時刻t0時的輸出電壓VH大致穩(wěn)定在VH指令值VHtga0在此，當(dāng)該穩(wěn)定狀態(tài)繼續(xù)直到時刻tl時，前頭的間歇控制中的步驟S103向“是”側(cè)分支而停止升壓轉(zhuǎn)換器200。當(dāng)升壓轉(zhuǎn)換器200停止時，根據(jù)作為負(fù)載裝置的電動發(fā)電機(jī)MG的驅(qū)動狀態(tài)，輸出電壓VH增加或減少。在圖6中，電動發(fā)電機(jī)MG處于牽引狀態(tài)，時刻tl以后輸出電壓VH減少的時間推移例示為圖示PRF_VH1 (實(shí)線)。另外，電動發(fā)電機(jī)MG處于再生狀態(tài)，時刻tl以后輸出電壓VH增加的時間推移例示為圖示PRF_VH2(虛線)。此外，自此以后，以PRF_VH1為例進(jìn)行說明。
[0150]當(dāng)在時刻tl以后持續(xù)減少的輸出電壓VH在時刻t2到達(dá)與VH指令值VHtga對應(yīng)的下限值VHLa時，前頭的間歇控制中的步驟S109向“否”側(cè)分支，再次開始升壓控制。其結(jié)果，輸出電壓VH在時刻t3恢復(fù)為VH指令值VHtga。當(dāng)在時刻t3輸出電壓VH恢復(fù)為VH指令值VHtga時，再次停止升壓轉(zhuǎn)換器200。
[0151]另一方面，當(dāng)觀察升壓損耗Lcv的時間推移時，在從時刻t0到時刻tl為止的第I期間PODl大致一定的升壓損耗Lev，在時刻Tl升壓控制停止時成為零。升壓損耗Lcv在從時刻tl到再次開始升壓控制的時刻t2為止的第2期間P0D2維持為零。另外，在時刻t2再次開始升壓控制時，升壓損耗Lcv增加，在從時刻t2到升壓控制再次停止的時刻t3為止的第3期間P0D3成為比零大的值。
[0152]在此，對于從升壓控制停止起經(jīng)過停止解除到升壓控制再次停止為止的一個期間(term)、即合計圖示第2期間P0D2與第3期間P0D3而得到的期間的升壓損耗Lcv的收支，在將輸出電壓VH持續(xù)維持為VH指令值VHtg的情況設(shè)為基準(zhǔn)(即，零)時，成為損耗降低量與損耗增加量的差分。
[0153]損耗降低量是圖示損耗降低量Lcvrdcl (深斜線陰影部)與損耗降低量LcVrdc2(淺斜線陰影部)之和，損耗增加量是圖示損耗增加量Lcvinc (橫線陰影部)。在圖6中，為了便于說明，使損耗降低量Lcvrdc2與損耗增加量Lcvinc的絕對值相等，由間歇控制實(shí)現(xiàn)的升壓損耗Lcv的收支與損耗降低量Lcvrdcl相等?？芍捎趽p耗降低量Lcvrdcl為負(fù)值，所以通過間歇控制，升壓損耗Lcv大大降低。此外，升壓控制停止后的輸出電壓VH的變動越緩慢，則該收支越向負(fù)側(cè)變大。
[0154]接著，參照圖7，對在間歇控制中每單位時間在升壓轉(zhuǎn)換器200產(chǎn)生的升壓損耗Lcv進(jìn)行說明。在此，圖7是例示執(zhí)行間歇控制的情況下的轉(zhuǎn)換器損耗Lcvt與電池電流IB的關(guān)系的圖。此外，轉(zhuǎn)換器損耗Lcvt是將從升壓控制停止起經(jīng)過停止解除到升壓控制再次停止為止的一個期間、即合計圖6中的第2期間P0D2與第3期間P0D3而得到的期間的升壓損耗Lcv的總和除以該期間的長度而得到的值，意味著每單位時間在升壓轉(zhuǎn)換器200產(chǎn)生的升壓損耗Lev。
[0155]在圖7中，縱軸表示轉(zhuǎn)換器損耗Lcvt，橫軸表示電池電流IB。
[0156]圖示PRF_Lcvtcmp (參照虛線)是比較例，是不執(zhí)行本實(shí)施方式的間歇控制而在該期間將輸出電壓VH維持為VH指令值VHtg的情況下的轉(zhuǎn)換器損耗。
[0157]另一方面，圖示PRF_Lcvt (參照實(shí)線)是執(zhí)行本實(shí)施方式的間歇控制的情況下的轉(zhuǎn)換器損耗Lcvt。這樣，在執(zhí)行本實(shí)施方式的間歇控制的情況下，若參照圖6，則由于在第2期間POD2升壓損耗Lcv為零，所以即使在第3期間POD3升壓損耗Lcv些許增加，作為每單位時間的值的轉(zhuǎn)換器損耗Lcvt與比較例相比較也大大減少。特別是在電池電流IB充分小的情況下，由于第2期間POD2相對長，所以轉(zhuǎn)換器損耗Lcvt大大減少。即，根據(jù)間歇控制，能夠通過使轉(zhuǎn)換器損耗Lcvt減少而降低總損耗Lt。
[0158]<范圍的設(shè)定>
[0159]在此，針對在間歇控制中所參照的輸出電壓VH應(yīng)維持的范圍，參照圖8及圖9進(jìn)行說明。在此，圖8是說明規(guī)定該范圍的上下限值的一個設(shè)定方式的圖。另外，圖9是說明規(guī)定該范圍的上下限值的其他方式的圖。此外，在這些圖中，與已經(jīng)敘述的各圖重復(fù)的部位標(biāo)注同一標(biāo)號且適當(dāng)省略其說明。
[0160]在圖8中，縱軸及橫軸分別表示總損耗Lt及輸出電壓VH。另外，將在升壓轉(zhuǎn)換器200中執(zhí)行升壓控制的情況下的總損耗Lt的特性表示為圖示PRF_ON(虛線)，將在升壓轉(zhuǎn)換器200中停止升壓控制的情況下的總損耗Lt的特性表示為圖示PRF_OFF(實(shí)線)。
[0161]升壓轉(zhuǎn)換器200的VH指令值VHtg被決定為相對于作為負(fù)載裝置的電動發(fā)電機(jī)MG的驅(qū)動條件而使總損耗Lt成為最小(參照圖示白圈)，無論輸出電壓VH比VH指令值VHtg增加或減少，總損耗Lt都增加。即使使升壓轉(zhuǎn)換器200停止，這樣的二次函數(shù)的關(guān)系也不變，特性PRF_OFF成為大致使特性PRF_ON向下方移位與升壓轉(zhuǎn)換器200的升壓損耗Lcv相應(yīng)的量而成的形狀。
[0162]在此，在從將輸出電壓VH維持為VHexl的狀態(tài)起執(zhí)行間歇控制時，由于以升壓控制的停止時刻為界而電容器C的蓄積能量發(fā)生變化，所以總損耗Lt成為與特性PRF_OFF中的從圖示標(biāo)志mkl到標(biāo)志mk2的范圍對應(yīng)的值。在該時刻，升壓控制的停止對總損耗Lt的降低具有顯著的效果。
[0163]另一方面，在升壓控制停止的期間，輸出電壓VH根據(jù)電動發(fā)電機(jī)MG的驅(qū)動條件而從VH指令值(該情況下為VHexl)逐漸背離。即，若電動發(fā)電機(jī)MG進(jìn)行牽引驅(qū)動則輸出電壓VH逐漸減少，若電動發(fā)電機(jī)MG進(jìn)行再生驅(qū)動則輸出電壓VH逐漸增加。其結(jié)果，標(biāo)志mkl在特性PRF_OFF上向左方移動，標(biāo)志mk2在特性PRF_OFF上向右方移動。無論如何總損耗Lt均逐漸增加。
[0164]另一方面，在這樣總損耗Lt逐漸增加的過程中，升壓控制停止時的總損耗Lt到達(dá)與升壓控制執(zhí)行時的VH指令值VHexl對應(yīng)的總損耗Ltl (參照圖示標(biāo)志mk3或mk4)。當(dāng)總損耗Lt到達(dá)Ltl時，停止升壓控制的優(yōu)點(diǎn)消失。即，當(dāng)再繼續(xù)停止升壓控制時，總損耗Lt變得比升壓控制繼續(xù)時的總損耗Ltl大。
[0165]根據(jù)這樣的觀點(diǎn)來說，將該范圍的下限值決定為與圖示標(biāo)志mk3對應(yīng)的VHLexl，將上限值決定為與圖示標(biāo)志mk4對應(yīng)的VHHexl是合理且妥當(dāng)?shù)摹＜?，該范圍可以如此來決定。
[0166]在圖9中，示出了該范圍的其他設(shè)定方法。
[0167]在圖9中，將范圍相對于VH指令值VHex2確定為預(yù)定比例的范圍。S卩，使用某個修正系數(shù)X (X < I)，將下限值VHLex2設(shè)為VHex2_x.VHex2，將上限值VHHex2設(shè)為VHex2+x *VHex2o如圖所示，若適當(dāng)設(shè)定修正系數(shù)X，則不難設(shè)定上下限值以使得總損耗Lt不超過Ltl。在這樣將范圍按相對于VH指令值VHtg的比例一律決定的情況下，能減輕控制裝置100側(cè)的負(fù)擔(dān)。
[0168]在本實(shí)施方式中，參照圖8及圖9，例示了規(guī)定范圍的上下限值的設(shè)定方法的一部分，但是范圍的設(shè)定技術(shù)方案并不限定于在此所例示的技術(shù)方案。在極端的情況下，也可以將下限值設(shè)定為電源電壓VB，將上限值設(shè)定為升壓轉(zhuǎn)換器200的耐電壓。
[0169]〈第2實(shí)施方式〉
[0170]接著，參照圖10，說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的間歇控制。在此，圖10是第2實(shí)施方式的間歇控制的流程圖。此外，在該圖中，對與圖5重復(fù)的部位標(biāo)注同一標(biāo)號且適當(dāng)省略其說明。
[0171]在圖10中，在步驟S102中間歇標(biāo)記為“I”的情況下(步驟S102:是)，控制裝置100判定包括升壓轉(zhuǎn)換器200、變換器300及電動發(fā)電機(jī)MG的電力系統(tǒng)的驅(qū)動條件從上次的升壓控制停止時刻起是否沒有變化(步驟S201)。該驅(qū)動條件并非唯一，但是在此，將該驅(qū)動條件設(shè)為電池電流IB。
[0172]另一方面，在步驟S102中間歇標(biāo)記為“O”的情況下(步驟S102:否)，控制裝置100判定間歇允許條件是否成立(步驟S202)。間歇允許條件除了在第I實(shí)施方式中說明的輸出電壓VH穩(wěn)定之外，還包括在步驟S201中說明的作為驅(qū)動條件的電池電流IB的絕對值為預(yù)定值以內(nèi)。在間歇允許條件成立的情況下(步驟S202:是)，停止升壓轉(zhuǎn)換器200(步驟S107)，在間歇允許條件不成立的情況下(步驟S202:否)，間歇控制結(jié)束。
[0173]這樣，在第2實(shí)施方式的間歇控制中，將電池電流IB用作判斷可否停止升壓控制時的判斷要素。在此，參照圖11，說明將電池電流IB作為該判斷要素的意義。在此，圖11是例示相對于電池電流IB的升壓轉(zhuǎn)換器200的損耗差分ALcv的特性的圖。
[0174]此外，損耗差分ALcv意味著相對于在不進(jìn)行升壓控制的間歇處理的情況下、即將輸出電壓VH持續(xù)維持為VH指令值VHtg的情況下的升壓損耗Lcv的差分，在取正值的情況下意味著損耗惡化，在取負(fù)值的情況下意味著損耗減少。
[0175]在圖11中，在與電池電流IB在負(fù)側(cè)大之意的圖示損耗惡化區(qū)域(參照陰影表示)中，損耗差分ALcv取正值。即，升壓損耗Lcv惡化。
[0176]在此，參照圖12說明這樣的損耗的升壓損耗Lcv的惡化發(fā)生的理由。在此，圖12是例示間歇控制的執(zhí)行過程中的輸出電壓VH及升壓損耗Lcv的時間推移的圖。此外，在該圖中，對與圖6重復(fù)的部位標(biāo)注同一標(biāo)號且適當(dāng)省略其說明。
[0177]在圖12中，與圖6同樣，示出了從將輸出電壓VH維持為VH指令值VHtga的狀態(tài)起停止升壓控制的情況。其中，本次，電池電流IB的絕對值比圖6時大，成為在圖11中說明的損耗惡化區(qū)域的值。
[0178]在時刻t3停止升壓控制。當(dāng)停止升壓控制時，向電動發(fā)電機(jī)MG供給的電力從電容器C取出，若為了便于說明而將電容器C的靜電容量設(shè)為C，則電容器C的蓄積能量成為1/2-c- (VH)2,因此輸出電壓VH降低。在此，在流動屬于損耗惡化區(qū)域的大電流IB的情況下，輸出電壓VH的降低速度變大，因此，輸出電壓VH到達(dá)下限值VHLa為止的時間變短。其結(jié)果，在時刻t4，輸出電壓VH到達(dá)下限值VHLa，再次開始升壓控制。另外，在時刻t5輸出電壓VH恢復(fù)至VH指令值VHtga。
[0179]在此，以將輸出電壓VH持續(xù)維持為VH指令值VHtg的情況為基準(zhǔn)(即，零)，計算從升壓控制停止經(jīng)過停止解除到升壓控制再次停止的一個期間、即從時刻t3到t5為止的期間的升壓損耗Lcv的收支。該損耗收支如已經(jīng)說明那樣，為損耗降低量Lcvrdc (負(fù)值)與損耗增加量Lcvinc (正值)的差分，而電池電流IB越大，則損耗降低量Lcvrdc越顯著變小，損耗增加量Lcvinc不會受電池電流IB很大影響。其結(jié)果，損耗收支向正側(cè)傾斜，與基準(zhǔn)相比較升壓損耗Lcv變大。即，該情況下，升壓控制的間歇處理反而會造成使升壓損耗Lcv增加的結(jié)果。
[0180]<第3實(shí)施方式>
[0181]接著，說明本發(fā)明的第3實(shí)施方式的間歇控制。此外，第3實(shí)施方式的間歇控制與圖10所例示的第2實(shí)施方式的間歇控制在附圖上相同，因此，在此使用圖10進(jìn)行說明。
[0182]在第3實(shí)施方式的間歇控制中，步驟S201中的“驅(qū)動條件”及步驟S202中的“間歇允許條件”與第2實(shí)施方式不同。具體而言，在第3實(shí)施方式中，參照電動發(fā)電機(jī)MG或電池B的輸出變化率來作為驅(qū)動條件。輸出變化率并非指輸出的絕對值，而是指其時間變化率。
[0183]將步驟S202中的“間歇允許條件”在該情況下定義為該輸出變化率為預(yù)定值以內(nèi)。此外，所述條件也可以采用添加于第I實(shí)施方式的“輸出電壓VH穩(wěn)定”及第2實(shí)施方式的“電池電流IB的絕對值為預(yù)定值以內(nèi)”的形式。
[0184]在此，作為電動發(fā)電機(jī)MG或電池B的輸出變化率大的情況的例子，在車輛中頻繁發(fā)生加速器啟動停止或發(fā)生急加速、急減速的情況下，或者在車輛打滑或相反發(fā)生過度抓地(grip)的情況下，電池電流IB、電動發(fā)電機(jī)MG的輸出能夠過渡性地通過零點(diǎn)。然而，若在這樣的過渡性的狀況下允許升壓控制的停止，則升壓轉(zhuǎn)換器200的動作有可能會無法跟隨所述驅(qū)動條件的急劇變化。因此，在本實(shí)施方式中，在這種過渡性的狀況下禁止升壓控制的間歇處理，能確保馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)10的性能。
[0185]此外，也可以取代在此例示的輸出變化率而使用馬達(dá)轉(zhuǎn)速、作為加速踏板的操作量的加速開度Ta的變化率。
[0186]<第4實(shí)施方式>
[0187]在第I至第3實(shí)施方式中，說明了使用一個電動發(fā)電機(jī)MG作為本發(fā)明的負(fù)載裝置的例子，但是負(fù)載裝置也可以是多個電動發(fā)電機(jī)。在此，說明搭載了兩個電動發(fā)電機(jī)作為負(fù)載裝置的混合動力車輛I中的升壓控制的間歇處理。
[0188]<實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)>
[0189]首先，參照圖13，說明本發(fā)明的第4實(shí)施方式的混合動力車輛I的結(jié)構(gòu)。在此，圖13是概念性表示混合動力車輛I的結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。此外，在該圖中，對與已經(jīng)敘述的各圖重復(fù)的部位標(biāo)注同一標(biāo)號且適當(dāng)省略其說明。
[0190]在圖13中，混合動力車輛I是具備控制裝置100、馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)20、加速開度傳感器400、車速傳感器500以及混合動力驅(qū)動裝置HB的本發(fā)明的“車輛”的一例。
[0191]混合動力驅(qū)動裝置HB是通過向混合動力車輛I的作為車軸的左車軸SFL(與左前輪FL對應(yīng))及右車軸SFR (與右前輪FR對應(yīng))供給作為驅(qū)動力的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動混合動力車輛I的驅(qū)動單元。混合動力驅(qū)動裝置HB的詳細(xì)結(jié)構(gòu)稍后敘述。
[0192]馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)20是用于驅(qū)動作為負(fù)載裝置的電動發(fā)電機(jī)MGl及電動發(fā)電機(jī)MG2的本發(fā)明的“電力供給系統(tǒng)”的另一例。
[0193]在此，參照圖14，說明馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)20的結(jié)構(gòu)。在此，圖14是馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)20的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。此外，在該圖中，對與圖1重復(fù)的部位標(biāo)注同一標(biāo)號且適當(dāng)省略其說明。
[0194]在圖14中，馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)20在取代變換器300而具備變換器310這一點(diǎn)上與第I至第3實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)10不同。變換器310具備:驅(qū)動與上述各實(shí)施方式的電動發(fā)電機(jī)MG相當(dāng)?shù)碾妱影l(fā)電機(jī)MG2的、具有與上述各實(shí)施方式的變換器300同樣的結(jié)構(gòu)的第2變換器電路3102( S卩，包括Q3、Q5及Q7的各ρ側(cè)開關(guān)元件以及Q4、Q6及Q8的各η側(cè)開關(guān)元件的變換器電路)和驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MGl的第I變換器電路3101。第I變換器電路3101與第2變換器電路3102電并聯(lián)設(shè)置。
[0195]第I變換器電路3101針對u相、V相及w相的各相而分別具備P側(cè)開關(guān)元件Q13、Q15及Q17和η側(cè)開關(guān)元件Q14、Q16及Q18作為開關(guān)元件。整流用的二極管也同樣。
[0196]返回圖13，加速開度傳感器400是構(gòu)成為能夠檢測混合動力車輛I的作為未圖示的加速踏板的操作量的加速開度Ta的傳感器。加速開度傳感器400與控制裝置100電連接，所檢測到的加速開度Ta被控制裝置100適當(dāng)參照。
[0197]車速傳感器500是構(gòu)成為能夠檢測混合動力車輛I的車速V的傳感器。車速傳感器500與控制裝置100電連接，所檢測到的車速V被控制裝置100適當(dāng)參照。
[0198]接著，參照圖15，說明混合動力驅(qū)動裝置HB的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。在此，圖15是概念性表示混合動力驅(qū)動裝置HB的結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0199]在圖15中，混合動力驅(qū)動裝置HB具備:發(fā)動機(jī)600、輸入軸IS、MG1輸出軸700、動力分配機(jī)構(gòu)800、驅(qū)動軸OS、電動發(fā)電機(jī)MG1、電動發(fā)電機(jī)MG2及減速裝置900。
[0200]發(fā)動機(jī)600是作為本發(fā)明的“內(nèi)燃機(jī)”的一例的多氣缸汽油發(fā)動機(jī)，構(gòu)成為作為混合動力車輛I的主動力源來發(fā)揮功能。在此，參照圖16，說明發(fā)動機(jī)600的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。在此，圖16是概念性表示發(fā)動機(jī)600的結(jié)構(gòu)的示意剖面圖。
[0201]此外，本發(fā)明中的“內(nèi)燃機(jī)”是指包括如下內(nèi)燃機(jī)的概念:構(gòu)成為具有至少一個氣缸，在該氣缸內(nèi)部，能夠適當(dāng)經(jīng)由例如活塞、連桿及曲軸等物理或機(jī)械的傳遞單元將在包括例如汽油、輕油或乙醇等各種燃料的混合氣燃燒時產(chǎn)生的熱能量取出為動能。只要滿足所述概念，則本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)可以不限定于發(fā)動機(jī)600的結(jié)構(gòu)而具有各種方式。
[0202]在圖16中，發(fā)動機(jī)600構(gòu)成為，能夠在氣缸601內(nèi)經(jīng)由向燃燒室露出火花塞(省略標(biāo)號)的一部分而形成的點(diǎn)火裝置602的點(diǎn)火動作使混合氣開始燃燒，并且將隨著所述燃燒的爆發(fā)力而產(chǎn)生的活塞603的往復(fù)運(yùn)動經(jīng)由連桿604變換為曲軸605的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在曲軸605的附近設(shè)置有能夠檢測作為曲軸605的旋轉(zhuǎn)角的曲軸轉(zhuǎn)角Θ crk的曲軸位置傳感器606。該曲軸位置傳感器606與控制裝置100 (未圖示)電連接，控制裝置100基于從該曲軸位置傳感器606輸出的曲軸轉(zhuǎn)角信號，能夠算出發(fā)動機(jī)600的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE。
[0203]在發(fā)動機(jī)600中，從外部吸入的空氣通過進(jìn)氣管607，經(jīng)由進(jìn)氣口 610在進(jìn)氣門611開啟時被導(dǎo)向氣缸601內(nèi)部。另一方面，噴射器612的燃料噴射閥在進(jìn)氣口 610露出，構(gòu)成為能夠?qū)M(jìn)氣口 610噴射燃料。從噴射器612噴射出的燃料在進(jìn)氣門611開啟時期相繼與吸入空氣混合而成為上述的混合氣。
[0204]燃料儲存在未圖示的燃料箱中，通過未圖示的進(jìn)給泵的作用，經(jīng)由未圖示的輸送管向噴射器612供給。在氣缸601內(nèi)部燃燒后的混合氣成為排氣，在與進(jìn)氣門611的開閉連動而開閉的排氣門613的開啟時經(jīng)由排氣口 614導(dǎo)向排氣管615。
[0205]在排氣管615設(shè)置有三元催化劑616。三元催化劑616是構(gòu)成為能夠通過使從發(fā)動機(jī)600排出的CO(—氧化碳)及HC(烴)的氧化燃燒反應(yīng)和同樣從發(fā)動機(jī)600排出的NOx (氮氧化物)的還原反應(yīng)大致同時進(jìn)行而對發(fā)動機(jī)600的排氣進(jìn)行凈化的公知的排氣凈化用催化劑裝置。
[0206]在排氣管615設(shè)置有構(gòu)成為能夠檢測發(fā)動機(jī)600的排氣空燃比的空燃比傳感器617。進(jìn)而，在設(shè)置于容納氣缸201的缸體的水套，配設(shè)有用于檢測為了冷卻發(fā)動機(jī)600而循環(huán)供給的冷卻水(LLC)的冷卻水溫的水溫傳感器618。該空燃比傳感器617及水溫傳感器618分別與控制裝置100電連接，所檢測到的空燃比及冷卻水溫分別通過控制裝置100進(jìn)行適當(dāng)參照。
[0207]另一方面，在進(jìn)氣管607中的進(jìn)氣口 610的上游側(cè)配設(shè)有能夠調(diào)節(jié)經(jīng)由未圖示的過濾器導(dǎo)入的吸入空氣的吸入空氣量的節(jié)氣門608。該節(jié)氣門608通過與控制裝置100電連接的節(jié)氣門馬達(dá)609而控制其驅(qū)動狀態(tài)。控制裝置100控制節(jié)氣門馬達(dá)609以得到基本上與未圖示的加速踏板的開度(即，上述的加速開度Ta)相應(yīng)的節(jié)氣門開度，但是也能夠經(jīng)由節(jié)氣門馬達(dá)609的動作控制不介入駕駛員的意思而調(diào)整節(jié)氣門開度。即，節(jié)氣門608作為電子控制式節(jié)氣門的一部分而構(gòu)成。
[0208]返回至圖15，電動發(fā)電機(jī)MGl是作為本發(fā)明的“第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)”的一例的電動發(fā)電機(jī)，具備將電能變換為動能的牽引功能和將動能變換為電能的再生功能。電動發(fā)電機(jī)MG2是作為本發(fā)明的“第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)”的一例的電動發(fā)電機(jī)，與電動發(fā)電機(jī)MGl同樣，具備將電能變換為動能的牽引功能和將動能變換為電能的再生功能。此外，電動發(fā)電機(jī)MGl及MG2例如作為三相同步電動發(fā)電機(jī)而構(gòu)成，例如具有在外周面具有多個永磁體的轉(zhuǎn)子和卷繞有形成旋轉(zhuǎn)磁場的三相線圈的定子的結(jié)構(gòu)，但是也可以具有其他結(jié)構(gòu)。
[0209]動力分配機(jī)構(gòu)800是作為本發(fā)明的“差動機(jī)構(gòu)”的一例的二自由度旋轉(zhuǎn)的行星齒輪機(jī)構(gòu)，其具備設(shè)置于中心部的作為本發(fā)明的“第I旋轉(zhuǎn)要素”的一例的太陽輪S1、在太陽輪SI的外周呈同心圓狀設(shè)置的作為本發(fā)明的“第3旋轉(zhuǎn)要素”的一例的齒圈R1、在太陽輪SI和齒圈Rl之間配置而沿太陽輪SI的外周自轉(zhuǎn)并公轉(zhuǎn)的多個小齒輪P1、以及對該各小齒輪的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行軸支承的作為本發(fā)明的“第2旋轉(zhuǎn)要素”的一例的行星輪架Cl。
[0210]在動力分配機(jī)構(gòu)800中，太陽輪SI固定于作為電動發(fā)電機(jī)MGl的輸出軸的MGl輸出軸700 (與電動發(fā)電機(jī)MGl的轉(zhuǎn)子RT連結(jié))，其轉(zhuǎn)速等價于作為電動發(fā)電機(jī)MGl的轉(zhuǎn)速的MGl轉(zhuǎn)速Nmgl。另外，齒圈Rl固定于驅(qū)動軸OS，其轉(zhuǎn)速等價于作為驅(qū)動軸OS的轉(zhuǎn)速的輸出轉(zhuǎn)速Nout。此外，電動發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)子固定于驅(qū)動軸OS，輸出轉(zhuǎn)速Nout與作為電動發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速的MG2轉(zhuǎn)速Nmg2相等。行星輪架Cl與連結(jié)于發(fā)動機(jī)600的曲軸605的輸入軸IS連結(jié)，其轉(zhuǎn)速等價于發(fā)動機(jī)600的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE。此外，在混合動力驅(qū)動裝置HB中，MGl轉(zhuǎn)速Nmgl及MG2轉(zhuǎn)速Nmg2分別通過分解器等旋轉(zhuǎn)傳感器以一定周期進(jìn)行檢測，并以一定或不定的周期向控制裝置100輸出。
[0211]驅(qū)動軸OS經(jīng)由作為包含差速器等各種減速齒輪的減速裝置的減速機(jī)構(gòu)900與分別驅(qū)動作為混合動力車輛I的驅(qū)動輪的右前輪FR及左前輪FL的驅(qū)動軸SFR及SFL ( S卩，該驅(qū)動軸是本發(fā)明的“車軸”的一例)連結(jié)。因此，在電動發(fā)電機(jī)MG2牽引時向驅(qū)動軸OS供給的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩Tmgl，經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)900向各驅(qū)動軸傳遞，用作混合動力車輛I的行駛用動力。另一方面，在電動發(fā)電機(jī)MG2再生時經(jīng)由各驅(qū)動軸及減速機(jī)構(gòu)900向驅(qū)動軸OS輸入的驅(qū)動力，用作電動發(fā)電機(jī)MG2的發(fā)電用動力。該情況下，電動發(fā)電機(jī)MG2的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩Tmgl成為一種再生轉(zhuǎn)矩，其大小與再生電力的大小、經(jīng)由驅(qū)動軸OS提供給驅(qū)動輪的制動力(再生制動力)的大小相關(guān)。MG2轉(zhuǎn)速Nmg2與混合動力車輛I的車速V具有唯一相關(guān)。
[0212]在混合動力驅(qū)動裝置HB中，動力分配機(jī)構(gòu)800通過行星輪架Cl和小齒輪Pl將從發(fā)動機(jī)600經(jīng)由曲軸605向輸入軸IS供給的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩Te按預(yù)定的比率(與各齒輪相互間的齒輪比相應(yīng)的比率)分配給太陽輪SI及齒圈R1，從而能夠?qū)l(fā)動機(jī)600的動力分配到2個系統(tǒng)。更具體而言，為了容易理解動力分配機(jī)構(gòu)800的動作，若定義作為太陽輪SI的齒數(shù)相對于齒圈Rl的齒數(shù)的齒輪比P，則在從發(fā)動機(jī)600對行星輪架Cl作用發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩Te的情況下，出現(xiàn)在MGl輸出軸700上的轉(zhuǎn)矩Tes通過下述(I)式表示，另外出現(xiàn)在驅(qū)動軸OS上的發(fā)動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩Tep通過下述(2)式表示。
[0213]Tes = TeX P/(1+P )...(I)
[0214]Tep = TeXl/(l+P )...(2)
[0215]此外，本發(fā)明的“差動機(jī)構(gòu)”的實(shí)施方式上的結(jié)構(gòu)并不限定于作為動力分配機(jī)構(gòu)800而例示的結(jié)構(gòu)。例如，本發(fā)明的差動機(jī)構(gòu)也可以具備多個行星齒輪機(jī)構(gòu)，一個行星齒輪機(jī)構(gòu)所具備的多個旋轉(zhuǎn)要素與其他行星齒輪機(jī)構(gòu)所具備的多個旋轉(zhuǎn)要素的各個旋轉(zhuǎn)要素適當(dāng)連結(jié)，構(gòu)成一體的差動機(jī)構(gòu)。
[0216]另外，本實(shí)施方式的減速機(jī)構(gòu)900只不過按照預(yù)先設(shè)定的減速比對驅(qū)動軸OS的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速，但是混合動力車輛I除了這種減速裝置以外，例如也可以具備有級變速裝置，該有級變速裝置具備將多個離合器機(jī)構(gòu)、制動機(jī)構(gòu)作為構(gòu)成要素的多個變速級。
[0217]<實(shí)施方式的動作>
[0218]<動力分配機(jī)構(gòu)800的動作>
[0219]在本實(shí)施方式的混合動力車輛I中，通過作為差動機(jī)構(gòu)的動力分配機(jī)構(gòu)800的差動作用實(shí)現(xiàn)一種電氣的CVT(Continuously Variable Transmiss1n:無級變速器)功能。在此，參照圖17對動力分配機(jī)構(gòu)800的動作進(jìn)行說明。在此，圖17是混合動力驅(qū)動裝置HB的動作列線圖。此外，在該圖中，對與圖15重復(fù)的部位標(biāo)注同一標(biāo)號且適當(dāng)省略其說明。
[0220]在圖17中，縱軸表示轉(zhuǎn)速，橫軸按從左到右的順序依次表示電動發(fā)電機(jī)MGl (與太陽輪SI唯一對應(yīng))、發(fā)動機(jī)600 (與行星輪架Cl唯一對應(yīng))及電動發(fā)電機(jī)MG2(與齒圈Rl唯一對應(yīng))。
[0221]在此，動力分配機(jī)構(gòu)800是在旋轉(zhuǎn)要素相互間呈現(xiàn)二自由度旋轉(zhuǎn)的差動作用的行星齒輪機(jī)構(gòu)，在確定了太陽輪S1、行星輪架Cl及齒圈Rl中的兩個要素的轉(zhuǎn)速的情況下，剩余的一個旋轉(zhuǎn)要素的轉(zhuǎn)速必然確定。即，在動作列線圖上，各旋轉(zhuǎn)要素的動作狀態(tài)能夠通過與混合動力驅(qū)動裝置HB的一個動作狀態(tài)一一對應(yīng)的一個動作列線來表現(xiàn)。此外，自此之后適當(dāng)?shù)赝ㄟ^工作點(diǎn)mi (i是自然數(shù))來表示動作列線圖上的點(diǎn)。即，一個工作點(diǎn)mi與一個轉(zhuǎn)速對應(yīng)。
[0222]在圖4中，將轉(zhuǎn)速與車速V具有唯一關(guān)系的電動發(fā)電機(jī)MG2的工作點(diǎn)設(shè)為工作點(diǎn)ml ο該情況下，若電動發(fā)電機(jī)MGl的工作點(diǎn)為工作點(diǎn)m2，則與作為剩余的一個旋轉(zhuǎn)要素的行星輪架Cl連結(jié)的發(fā)動機(jī)600的工作點(diǎn)成為工作點(diǎn)m3。此時，例如，若維持驅(qū)動軸OS的轉(zhuǎn)速而使電動發(fā)電機(jī)MGl的工作點(diǎn)變化至工作點(diǎn)m4及工作點(diǎn)m5，則發(fā)動機(jī)600的工作點(diǎn)分別向工作點(diǎn)m6及工作點(diǎn)m7變化。
[0223]S卩，在混合動力驅(qū)動裝置HB中，通過將電動發(fā)電機(jī)MGl用作轉(zhuǎn)速控制裝置，能夠使發(fā)動機(jī)600在所希望的工作點(diǎn)進(jìn)行工作。發(fā)動機(jī)600的工作點(diǎn)(該情況下的工作點(diǎn)由內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩Te的組合而規(guī)定的)基本上被控制為發(fā)動機(jī)600的燃料消耗率成為最小的最佳燃料經(jīng)濟(jì)性工作點(diǎn)。
[0224]此外，作為補(bǔ)充，在動力分配機(jī)構(gòu)800中，為了向驅(qū)動軸OS供給前面敘述的與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩Te對應(yīng)的發(fā)動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩T印，需要從電動發(fā)電機(jī)MGl向MGl輸出軸700供給與根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩Te呈現(xiàn)的前述的轉(zhuǎn)矩Tes大小相等且符號相反的(即，為負(fù)轉(zhuǎn)矩)反作用力轉(zhuǎn)矩。該情況下，在工作點(diǎn)m2或工作點(diǎn)m4這一正旋轉(zhuǎn)區(qū)域的工作點(diǎn)，MGl成為正旋轉(zhuǎn)負(fù)轉(zhuǎn)矩的再生狀態(tài)。即，在混合動力驅(qū)動裝置HB中，通過使電動發(fā)電機(jī)MGl作為反作用力要素發(fā)揮功能，能夠向驅(qū)動軸OS供給發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩Te的一部分并進(jìn)行發(fā)電。在作為對驅(qū)動軸OS要求的轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動軸要求轉(zhuǎn)矩Tpn低于發(fā)動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩Tep的情況下，從電動發(fā)電機(jī)MG2對驅(qū)動軸OS適當(dāng)供給馬達(dá)轉(zhuǎn)矩Tmg2。
[0225]<動力循環(huán)時的間歇控制>
[0226]在呈現(xiàn)上述那樣的基本動作的混合動力驅(qū)動裝置HB中，在混合動力車輛I進(jìn)行高速小負(fù)載行駛等情況下，能夠發(fā)生動力循環(huán)。在此，參照圖18，說明混合動力驅(qū)動裝置HB中的動力循環(huán)。在此，圖18是混合動力驅(qū)動裝置HB的動力循環(huán)時的動作列線圖。此外，在該圖中，對與圖17重復(fù)的部位標(biāo)注同一標(biāo)號且適當(dāng)省略其說明。
[0227]在圖18中，作為表示高車速區(qū)域且僅利用發(fā)動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩Tep就能夠滿足驅(qū)動軸要求轉(zhuǎn)矩Tpn的高速小負(fù)載行駛時的情況，將電動發(fā)電機(jī)MG2及發(fā)動機(jī)200的工作點(diǎn)分別設(shè)為圖示工作點(diǎn)ml及m7。
[0228]該情況下，被唯一確定的電動發(fā)電機(jī)MGl的工作點(diǎn)是工作點(diǎn)m5，轉(zhuǎn)速(MGl轉(zhuǎn)速Nmgl)成為負(fù)旋轉(zhuǎn)區(qū)域的值。另一方面，電動發(fā)電機(jī)MGl是用于向驅(qū)動軸OS供給發(fā)動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩T印的反作用力要素，作為該輸出轉(zhuǎn)矩的MGl轉(zhuǎn)矩Tmgl為負(fù)轉(zhuǎn)矩。即，在所述狀況中，電動發(fā)電機(jī)MGl成為負(fù)旋轉(zhuǎn)負(fù)轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，作為動作狀態(tài)而成為牽引狀態(tài)。
[0229]在電動發(fā)電機(jī)MGl為牽引狀態(tài)的情況下，MGl轉(zhuǎn)矩Tmgl作為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)在驅(qū)動軸OS上，因此，對驅(qū)動軸OS供給的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩比驅(qū)動軸要求轉(zhuǎn)矩Tpn大。因此，剩余的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的一部分由電動發(fā)電機(jī)MG2回收。S卩，該情況下，電動發(fā)電機(jī)MG2成為正旋轉(zhuǎn)負(fù)轉(zhuǎn)矩的再生狀態(tài)。因此，在該狀態(tài)中，在電動發(fā)電機(jī)MG2和電動發(fā)電機(jī)MGl之間產(chǎn)生一種電氣路徑。該狀態(tài)為動力循環(huán)狀態(tài)。在動力循環(huán)狀態(tài)下的混合動力驅(qū)動裝置HB中，電動發(fā)電機(jī)MG2的再生電力被電動發(fā)電機(jī)MGl的牽引所消耗。
[0230]在此，參照圖19，說明動力循環(huán)狀態(tài)下的馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)20的電力路徑。在此，圖19是說明馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)20的動力循環(huán)時的電氣路徑的圖。此外，在該圖中，對與圖14重復(fù)的部位標(biāo)注同一標(biāo)號且適當(dāng)省略其說明。
[0231]在圖19中，在動力循環(huán)時，在電動發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生的再生電力的大部分被電動發(fā)電機(jī)MGl的牽引所消耗(參照圖示PWR2(實(shí)線))。另外，未被電動發(fā)電機(jī)MGl的牽引所消耗的一部分再生電力被供給到電容器C(參照圖示PWRl (虛線))。
[0232]如圖19所示，在動力循環(huán)時，向電容器C的電力供給少，停止了升壓控制時的升壓轉(zhuǎn)換器200的輸出電壓VH的變化非常緩慢。因此，在動力循環(huán)時，在第I至第3實(shí)施方式中所說明的各種間歇控制發(fā)揮非常有效的功能。
[0233]〈第5實(shí)施方式〉
[0234]如第4實(shí)施方式說明的那樣，在混合動力車輛I中，在混合動力驅(qū)動裝置HB處于動力循環(huán)狀態(tài)的情況下，升壓轉(zhuǎn)換器200的間歇處理發(fā)揮有效的功能。但是，在第4實(shí)施方式中，動力循環(huán)也只不過是一種間歇允許條件的處理。因此，在第5實(shí)施方式中，說明在動力循環(huán)時能夠盡可能延長升壓控制的停止期間的間歇控制。
[0235]首先，參照圖20，說明這樣的間歇控制的詳細(xì)內(nèi)容。在此，圖20是第5實(shí)施方式的間歇控制的流程圖。此外，在該圖中，對與圖10重復(fù)的部位標(biāo)注同一標(biāo)號且適當(dāng)省略其說明。
[0236]在圖20中，在步驟S202判定為間歇允許條件成立的情況下(步驟S202:是)，控制裝置100進(jìn)一步判定混合動力驅(qū)動裝置HB是否處于動力循環(huán)狀態(tài)(步驟S301)。在沒有發(fā)生動力循環(huán)的情況下(步驟S301:否)，處理移向步驟S107，停止升壓轉(zhuǎn)換器200。
[0237]另一方面，在通過動力循環(huán)滿足了間歇允許條件的情況下(步驟S301:是)，控制裝置100執(zhí)行利用了電動發(fā)電機(jī)MGl的電力調(diào)整處理(步驟S302)。當(dāng)電力調(diào)整處理被執(zhí)行時，處理移向步驟S107，停止升壓轉(zhuǎn)換器200。
[0238]電力調(diào)整處理基于輸出電壓VH而執(zhí)行。具體而言，蓄積于電容器C的電能能夠如前面敘述計算為1/2.c.(VH)2，因此，基于由傳感器準(zhǔn)確檢測的輸出電壓VH，能準(zhǔn)確把握在動力循環(huán)時向電容器C供給的電能。因此，按預(yù)定周期將該增加的電能量通過電動發(fā)電機(jī)MGl的牽引而消耗。
[0239]在此，參照圖21，說明這樣的電力調(diào)整處理的效果。在此，圖21是說明執(zhí)行了電力調(diào)整處理時的馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)20中的動力循環(huán)時的電氣路徑的圖。此外，在該圖中，對與圖19重復(fù)的部位標(biāo)注同一標(biāo)號且適當(dāng)省略其說明。
[0240]在圖21中，通過上述電力調(diào)整處理的作用，在動力循環(huán)時盡管微小卻產(chǎn)生的向電容器C的電氣路徑(PWRl)消失，能夠僅在電動發(fā)電機(jī)MG2和電動發(fā)電機(jī)MGl之間完成電力的授受。即，馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)20中的電氣路徑僅為從電動發(fā)電機(jī)MG2向電動發(fā)電機(jī)MGl的電力路徑(S卩，圖示PWR2)。
[0241]根據(jù)伴隨這樣的電力調(diào)整處理的間歇控制，不發(fā)生輸出電壓VH的變動，因此能夠盡可能延長升壓轉(zhuǎn)換器200的停止期間，能夠充分降低總損耗Lt。
[0242]〈第6實(shí)施方式〉
[0243]接著，說明對第5實(shí)施方式的間歇控制進(jìn)行改良后的第6實(shí)施方式。
[0244]根據(jù)第5實(shí)施方式的電力調(diào)整處理，實(shí)現(xiàn)了通過電動發(fā)電機(jī)MGl側(cè)的電力調(diào)整來維持電動發(fā)電機(jī)MGl與電動發(fā)電機(jī)MG2之間的電力收支。當(dāng)然，與連結(jié)于驅(qū)動軸OS的電動發(fā)電機(jī)MG2相比電動發(fā)電機(jī)MGl的自由度更高，更容易取得調(diào)整幅度，但是在電動發(fā)電機(jī)MGl側(cè)的電力調(diào)整卻存在以下的擔(dān)憂。
[0245]S卩，本來，動力循環(huán)時的MGl轉(zhuǎn)速Nmgl是低的值。因此，在進(jìn)行電力調(diào)整的情況下，必然不得不增大MGl轉(zhuǎn)矩Tmgl的調(diào)整幅度。由于MGl轉(zhuǎn)矩Tmgl是反作用力轉(zhuǎn)矩，所以當(dāng)其調(diào)整幅度變大時，對發(fā)動機(jī)200的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE的影響變得顯著。確切地說，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE的變動容易變大。
[0246]在第6實(shí)施方式中，執(zhí)行為解決這樣的問題而進(jìn)行了改良的電力調(diào)整處理。在此，參照圖22，說明這樣的第6實(shí)施方式的電力調(diào)整處理。在此，圖22是執(zhí)行第6實(shí)施方式的電力調(diào)整處理時的混合動力驅(qū)動裝置HB的動作列線圖。此外，在該圖中，對與圖18重復(fù)的部位標(biāo)注同一標(biāo)號且適當(dāng)省略其說明。
[0247]在圖22中，實(shí)線為動力循環(huán)時的本來的動作列線。與此相對，使電動發(fā)電機(jī)MGl的工作點(diǎn)m5向MGl轉(zhuǎn)速Nmgl的絕對值增加的方向(圖示下方)錯開至工作點(diǎn)m5’，從而將動作列線變更為圖示虛線。
[0248]通過進(jìn)行這樣的工作點(diǎn)變更，能夠相對抑制與應(yīng)由電動發(fā)電機(jī)MGl調(diào)整的電力對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩的變化幅度。其結(jié)果，能夠抑制發(fā)動機(jī)200的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE的變化，能夠抑制伴隨電力調(diào)整處理的駕駛性能的降低。
[0249]但是，當(dāng)執(zhí)行伴隨這樣的發(fā)動機(jī)工作點(diǎn)的變更的處理時，發(fā)動機(jī)200的熱效率發(fā)生變化。特別是如圖22所例示，當(dāng)使發(fā)動機(jī)200的工作點(diǎn)向低旋轉(zhuǎn)側(cè)移動時熱效率容易降低。
[0250]因此，更優(yōu)選的是，將允許發(fā)動機(jī)工作點(diǎn)變更的幅度限制在由間歇處理實(shí)現(xiàn)的升壓損耗Lcv的降低量超過發(fā)動機(jī)熱效率的降低量的范圍內(nèi)。通過這樣對工作點(diǎn)的變更幅度施加限制，能夠維持間歇處理的效果。
[0251]本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施方式，能夠在不違反根據(jù)權(quán)利要求及說明書整體所理解的發(fā)明的要旨或思想的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)變更，伴隨這樣的變更的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
[0252]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0253]本發(fā)明能夠適用于用升壓轉(zhuǎn)換器對電源電壓進(jìn)行升壓來驅(qū)動負(fù)載裝置的系統(tǒng)。
[0254]標(biāo)號說明
[0255]10…馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)、100…控制裝置、110…升壓控制部、120…變換器控制部、200…升壓轉(zhuǎn)換器、300…變換器、C...電容器、B...直流電源、MG、MGl、MG2...電動發(fā)電機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，在電力供給系統(tǒng)中控制所述升壓轉(zhuǎn)換器，所述電力供給系統(tǒng)具備: 具有電源電壓VB的直流電源； 升壓轉(zhuǎn)換器，其具備開關(guān)單元，通過預(yù)定的升壓控制對所述電源電壓VB進(jìn)行升壓并向負(fù)載裝置輸出，所述預(yù)定的升壓控制包括基于升壓指令電壓的所述開關(guān)單元的開關(guān)狀態(tài)的切換；以及 檢測所述升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓VH的電壓檢測單元， 所述控制裝置的特征在于，具備: 執(zhí)行所述升壓控制的升壓控制單元；和 間歇控制單元，其執(zhí)行基于所述檢測的輸出電壓VH的所述升壓控制的間歇處理，以使得所述輸出電壓VH維持在包含上次執(zhí)行所述升壓控制時的所述升壓指令電壓的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，其特征在于， 所述控制裝置還具備設(shè)定單元，該設(shè)定單元基于所述電源電壓VB、所述升壓轉(zhuǎn)換器的耐電壓、所述升壓指令電壓以及驅(qū)動所述負(fù)載裝置時所產(chǎn)生的損耗中的至少一方來設(shè)定所述范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，其特征在于， 所述間歇控制單元在所述升壓控制的間歇處理中，在所述輸出電壓VH超過所述范圍的邊界值的情況下使所述升壓控制再次開始。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，其特征在于， 所述控制單元在所述升壓控制的間歇處理中，使所述輸出電壓VH在所述升壓指令電壓和所述范圍的邊界值之間變動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，其特征在于， 所述間歇控制單元在所述輸出電壓VH的變動幅度為預(yù)定值以內(nèi)的情況下開始所述升壓控制的間歇處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，其特征在于， 所述電力供給系統(tǒng)還具備電流檢測單元，該電流檢測單元檢測在所述升壓轉(zhuǎn)換器或所述直流電源中流動的電流， 所述間歇控制單元在所述檢測的電流為預(yù)定值以內(nèi)的情況下開始所述升壓控制的間歇處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，其特征在于， 所述控制裝置具備輸出變化確定單元，該輸出變化確定單元確定所述直流電源或所述負(fù)載裝置的輸出變化的程度， 所述間歇控制單元在所述確定的輸出變化的程度為預(yù)定值以內(nèi)的情況下開始所述升壓控制的間歇處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，其特征在于， 所述電力供給系統(tǒng)搭載于車輛。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，其特征在于， 所述車輛具備成為所述負(fù)載裝置的能夠進(jìn)行牽引和再生的至少一個旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為所述車輛的動力源。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，其特征在于， 所述車輛為混合動力車輛，其具備: 內(nèi)燃機(jī)； 能夠進(jìn)行牽引和再生的成為所述負(fù)載裝置的第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)； 差動機(jī)構(gòu)，其具備能夠相互進(jìn)行差動旋轉(zhuǎn)的多個旋轉(zhuǎn)要素，該多個旋轉(zhuǎn)要素包括:與所述第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)連結(jié)的第I旋轉(zhuǎn)要素、與所述內(nèi)燃機(jī)連結(jié)的第2旋轉(zhuǎn)要素以及與連接于車軸的驅(qū)動軸連結(jié)的第3旋轉(zhuǎn)要素；以及 與所述驅(qū)動軸連結(jié)的、能夠進(jìn)行牽引和再生的成為所述負(fù)載裝置的第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)， 所述間歇控制單元在所述第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)和所述第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的一方處于牽引狀態(tài)而另一方處于再生狀態(tài)的情況下，在所述第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)和所述第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電力收支為預(yù)定值以內(nèi)時開始所述升壓控制的間歇處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，其特征在于， 所述控制裝置還具備電力收支控制單元，在以所述電力收支為預(yù)定值以內(nèi)為條件而開始所述升壓控制的間歇處理的情況下，所述電力收支控制單元控制所述第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)、所述第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及所述內(nèi)燃機(jī)以使得所述電力收支平衡。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，其特征在于， 所述電力收支控制單元在使所述電力收支平衡時，通過使所述第I旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化而使所述內(nèi)燃機(jī)的工作點(diǎn)變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的升壓轉(zhuǎn)換器的控制裝置，其特征在于， 所述電力收支控制單元在由所述升壓控制的間歇處理實(shí)現(xiàn)的損耗降低量超過由于使所述內(nèi)燃機(jī)的工作點(diǎn)變化而引起的損耗增加量的范圍內(nèi)使所述內(nèi)燃機(jī)的工作點(diǎn)變化。
【文檔編號】H02M3/155GK104488179SQ201280074582
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月10日
【發(fā)明者】岡村賢樹, 高松直義, 平野晃佑 申請人:豐田自動車株式會社