电动机驱动的四轮驱动车辆的控制系统和控制方法技术方案

一种控制车辆的控制系统，该车辆具有一个发动机来驱动至少一个车轮，还有一个电动机来驱动其余车轮中的至少一个。控制系统包括：一个电动发电机被配置成由发动机驱动，用以产生具有第一电压的第一交流电；一个逆变器，用以将第一交流电变换为具有第二电压的第二电力或具有第三电压的第三直流电，其中第二电压低于第一电压；和一个蓄电池，由来自逆变器的第二电力对其进行充电。电动机是由从第一交流电获得的、具有第三电压的第三直流电进行供电的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制4轮驱动(4WD)车辆的控制装置和控制方法，其中一对前轮或一对后轮由发动机驱动，而另一对车轮则由电动机驱动。
技术介绍
日本专利申请公开文本No.2002-152911或2002-200932公开了一种4轮驱动车辆，其前轮由一个发动机驱动，而车后轮由一个电动机驱动。供给电动机的电力是由被发动机驱动的发电机所产生的。
技术实现思路
在上述车辆中，用于电动机的发电机和用于车辆的电气部件的发电机是分开的。因此，增加了部件的数量且浪费了空间，而且车辆的重量和造价也提高了。本专利技术的目的在于提供一种控制电动机驱动的4轮驱动车辆的控制系统和控制方法，其提供了一种简单车辆的结构。本专利技术的一个方面是一种控制车辆的控制系统，该车辆具有一个发动机来驱动至少一个车轮，还有一个电动机来驱动其余车轮中的至少一个，控制系统包括一个电动发电机被配置成由发动机驱动，用以产生具有第一电压的第一交流电；一个逆变器，用以将第一交流电转换为具有第二电压的第二电力或具有第三电压的第三直流电，其中第二电压低于第一电压；和一个蓄电池，由来自逆变器的第二电力对其进行充电，其中电动机是由从第一交流电获得的、具有第三电压的第三直流电进行供电的。附图说明本专利技术将参照下列附图进行说明，其中图1是一个结构框图，表示了根据本专利技术第一实施例的电动机驱动的4WD车辆的控制系统的结构。图2是一个工作流程图，表示根据本专利技术第一实施例的电动机驱动的4WD车辆的控制系统在发动机启动时的操作过程。图3是一个工作流程图，表示根据本专利技术第一实施例的电动机驱动的4WD车辆的控制系统在蓄电池被充电时的操作过程。图4是一个工作流程图，表示根据本专利技术第一实施例的电动机驱动的4WD车辆的控制系统在驱动电动机时的操作过程。图5是一个列表，表示根据本专利技术第一实施例的电动机驱动的4WD车辆的控制系统中每个装置的工作状态。图6是一个结构框图，表示了根据本专利技术第二实施例的电动机驱动的4WD车辆的控制系统的结构。图7是一个列表，表示根据本专利技术第二实施例的电动机驱动的4WD车辆的控制系统中每个装置的工作状态。具体实施例方式下面参照附图说明本专利技术的实施例，其中类似部件用类似的附图标记来表示。根据本专利技术第一实施例的控制系统CS1用来控制车辆，一对前轮或一对后轮由发动机驱动，而另一对车轮则由电动机驱动。如图1所示，该系统CS1包括一个发动机1；一个42V的交流发电机(电动发电机，motor generator)2，该交流发电机通过皮带连接在发动机1上，并利用发动机1的扭矩产生42V的三相交流电；还包括一个14V的蓄电池E1，该蓄电池E1向安装在车辆上的不同电气部件供应电流。该系统CS1还包括一个升降电压的逆变器3，和一个电动机M1，该电动机由从升降电压的逆变器3输出的直流电来驱动。该升压降压逆变器3用以将42V交流发电机2输出的三相交流电变换成直流电。同时，该升压降压逆变器3将三相交流电的电压从42V降至14V(第二额定电压)，然后对电流进行整流，并将整流后的电力供给14V的蓄电池E1来给蓄电池充电。而且，该升压降压逆变器3将从14V的蓄电池E1输出的直流电变换成三相交流电，增大电压，并将三相交流电供给42V交流发电机2。此外，该系统CS1还包括一个发动机控制器12、一个用来控制电动机M1驱动的电动机控制器9和一个用来控制升压降压逆变器3和42V交流发电机2驱动的驱动电路6。发动机控制器12根据安装在发动机1上的转数传感器10的检测信号和一个加速器传感器(未示出)的检测信号输出一个点火信号给发动机1，并且控制喷油器。车轮速度传感器(未示出)的检测信号、加速器传感器的检测信号和用来检测42V交流发电机2旋转角度的旋转位置传感器11的检测信号被输入到电动机控制器9。根据不同的检测信号，电动机控制器9断开和闭合位于升压降压逆变器3和电动机M1之间的一个开关SW2(第二开关)，并将一个控制信号输出给一个励磁控制单元13，以便来控制电动机M1的励磁电流(流经励磁线圈的电流)。电动机M1的输出轴通过一个差动齿轮4连接在后轮5上。这里，将介绍一个电动机M1驱动后轮5的例子。但是，当后轮5由发动机动力驱动时，电动机M1也可以驱动前轮。42V交流发电机2带有一个励磁控制器8来控制42V交流发电机的励磁电流。这个励磁控制器8在驱动电路6和电动机控制器9的控制下来工作。升压降压逆变器3包括六个开关元件Tr1至Tr6，其为绝缘栅栏场效应晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS-FET)或类似物。升压降压逆变器3的接地终端通过一个开关SW1(第一开关)连接在14V蓄电池E1的负端上，并被接地。14V蓄电池E1的正端连接在42V交流发电机2三相磁场绕组的中性点上。一个电压传感器7用以测定14V蓄电池E1的充电电压。一个加速器开关SW3的工作信号和一个电压传感器7的检测信号被输入到驱动电路6。根据所接收的检测信号，驱动电路6将驱动信号输出给在升压降压逆变器3中的六个开关元件Tr1至Tr6的控制输入端。而且，驱动电路6还输出一个控制信号来断开和闭合开关SW1。在系统CS1中，在驱动电路6和电动机控制器9的控制下开关SW1为ON(闭合)而开关SW2为OFF(打开)的同时，通过使逆变器3执行动力操作，可以将14V电池E1放出的直流电变换成三相交流电，以将交流发电机2用作一个电动机，将该三相交流电供给发动机1并由此启动发动机1。同时，通过用42V交流发电机2作为发电机来使逆变器3执行再生操作，就可以对42V交流发电机2产生的三相交流电进行整流，并降低其电压，由此给14V蓄电池E1充电。此外，在断开开关SW1而闭合开关SW2的同时，通过升压降压逆变器3进行再生操作，就可以给电动机M1供电，并使车辆实现四轮驱动。接着，将以下列情况介绍控制系统CS1的操作过程，即(A)发动机被启动时，(B)14V蓄电池充电时，(C)四轮驱动模式。这里，在图5中示出42V交流发电机2、升压降压逆变器3、14V蓄电池E1、开关SW1和SW2、以及电动机M1的操作。(A)发动机被启动时的操作图2示出发动机被启动时的处理过程的流程图。首先当加速器开关SW3在步骤S1被接通的时候，在驱动电路6的控制下将一个指令信号被输出给励磁控制器8来施加励磁电流。这样，42V交流发电机2的励磁电流在步骤S2就是可控的。接着在步骤S3，开关SW1被接通。这样，14V电池E1的输出电压(最大为14V)就施加到42V交流发电机的中性点上。之后在步骤S4，驱动电路6控制输出到在升压降压逆变器3中的开关元件Tr1到Tr6的控制输入端的输出信号，并进而控制这些开关元件Tr1到Tr6的开关状态。在步骤S5中，驱动电路6可以使得升压降压逆变器3从电池E1所提供的电力(最大为大约1kW)中产生三相交流电(最大为大约1kW(千瓦))，同时将其电压增加到大约20Vrms(均方根电压)。所产生的三相交流电被供给到42V交流发电机2上。因此，42V交流发电机2的轴作为电动机旋转，并且驱动发动机1旋转。同时，发动机控制器12输出点火信号到发动机1，并且输出一个燃油喷射信号给喷油器。因此，在步骤S6就可以启动发动机1。(B)给蓄电池充电时的操作接着，参照附图3中的流程图介绍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制车辆的控制系统，所述车辆具有一个发动机来驱动至少一个车轮，还有一个电动机来驱动其余车轮中的至少一个，该控制系统包括：一个电动发电机被配置成由发动机驱动，用以产生具有第一电压的第一交流电；一个逆变器，用以将第一交流电变换为具有 第二电压的第二电力或具有第三电压的第三直流电，其中第二电压低于第一电压；和一个蓄电池，由来自逆变器的第二电力对其进行充电，其中电动机是由从第一交流电获得的、具有第三电压的第三直流电进行供电的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石川泰毅，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]