车辆电动机控制制造技术

提出一种用于控制安装在车辆中的电动机（１，６）的电动机控制设备。该电动机包括励磁绕组（１０１，６０１）。该电动机控制设备包括由处于第一电压（Ｖｂ）的电能充电的电池（４）、能够增加来自电池的第一电压的升压／降压变换器（３）、允许或禁止励磁电流提供给励磁绕组（１０１，６０１）的励磁控制电路（１０２，１０６）、检测车辆状态的传感器（３５，４１－４８）和控制器（８）。该控制器（８）根据传感器（４１－４８）的信号判断是否要启动电动机（１，６）。当要启动电动机时控制器（８）通过励磁控制电路（１０２，１０６）允许提供励磁电流并控制升压电路，使得第一电压升高到高于该第一电压（Ｖｂ）的第二电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆电动机的控制。
技术介绍
一种混合动力型车辆(hybrid vehicle)为了提高燃料性能价格比性能或排气性能，执行自动停止和启动发动机的空转停止控制。日本专利局在2001年公布的Tokkai 2001-355480提出了这样一种混合动力型车辆。现有技术的混合动力型车辆在车辆停止期间满足预定条件时执行空转停止，当空转停止解除条件成立时由一个电动机自动启动发动机。
技术实现思路
但是在该现有技术中，使用一个带有励磁绕组的电动机来启动发动机。为了启动发动机，在通过首先提供励磁电流给励磁绕组来产生足够的磁通量之后，电动机通过流过电枢电流来输出扭矩。因此，因为在开始提供励磁电流之后完全产生磁通量之前不会输出所需的电动机扭矩，所以即使是满足空转停止解除条件发动机也不能立即启动。为了消除启动时间延迟，即使是在电动机停止期间也可以提供稳定电流给励磁绕组，但是在这种情况下会增加功耗。因此本专利技术的一个目的是提供一种电动机控制设备，其使电动机迅速响应启动请求产生所需的驱动扭矩，从而防止功耗增加。为了达到上面的目的，本专利技术提供一种电动机控制设备，用于控制安装在车辆中的电动机，该电动机包括一个励磁绕组。该电动机控制设备包括由处于第一电压的电能充电的电池和能够将充入电池的电能提供给电动机的变换器。该变换器包括一个能够增加电池第一电压的升压电路、能够提供增加了的电压的变换器电路和在升压电路和变换器电路之间的连接部分，其中该连接部分连接到励磁绕组，以使励磁电流从该连接部分流到励磁绕组。该电动机控制设备还包括允许或禁止提供励磁电流给励磁绕组的励磁控制电路、检测车辆状态的传感器、和控制器。该控制器控制变换器为电动机提供电能，从而启动电动机。此外，该控制器被编制用于根据来自传感器的信号判断是否启动电动机；当要启动电动机时通过励磁控制电路允许提供励磁电流，并在要启动电动机时控制升压电路，从而将第一电压增加到高于第一电压的第二电压。在说明书的剩余部分阐述了本专利技术的细节以及其它特性和优点，并在附图中进行了显示。附图说明图1是使用本实施方案的电动机控制设备的混合动力型车辆的示意图。图2是一个显示在发动机启动时执行的控制程序的流程图。图3是一个显示在4WD运行模式中执行的控制程序的流程图。图4是一个当只由电池电压驱动发动机启动电动机时的时序图。图5是一个当使用升压/降压变换器驱动发动机启动电动机时的时序图。具体实施例方式参看图1，首先描述使用本实施方案的混合动力型车辆的构造。混合动力型车辆包括由来自发动机2的输出扭矩驱动的前轮和由来自驱动电动机6的输出扭矩旋转的后轮。后轮主要是在启动加速期间和前轮滑移时被驱动。混合动力型车辆具有空转停止功能，其在满足预定条件时(例如在交通信号停止期间)自动停止发动机。混合动力型车辆具有启动电动机1、发动机2、升压/降压变换器3、电池4、二极管电路5、驱动电动机6、开关7和控制器8。启动电动机1包括励磁绕组和电枢。励磁绕组通过被提供励磁电流来产生磁通量(磁场)。交变电流作为电枢电流提供给启动电机1的电枢。启动电动机1的转子由于该磁通量和电枢电流的交互作用而转动。启动电动机1是一个转动曲轴运行发动机2以启动发动机2的电动机，在某些情况下其由发动机2驱动以产生电能。启动电动机1和发动机2通过一个绕着启动电动机1的电动机轴上的皮带轮1a和发动机2曲轴上的皮带轮2a循环的皮带9连接。升压/降压变换器3包括一个变换器电路3a、升压/降压电路3b、电容器3c、在升压/降压电路3b和变换器电路3a之间的连接部分3d。升压/降压电路3b是一个能够起降压变换器或升压变换器作用的升降压变换器。连接部分3d可包含电容器3c。变换器电路3a包括多个开关元件(功率晶体管)和多个二极管，并且根据控制器8的指令信号(具体说，是ON/OFF指令信号)提供交变电流作为电枢电流给启动电动机1。电池4是12V电池，其能够为启动电动机1提供电能，并由启动电动机1产生的电能来充电。在来自电池4的电压由升压/降压电路3b增加之后，通过电容器3c和连接部分3d提供给变换器电路3a。当启动电动机1产生电能时，电能提供给电池4，同时升压/降压电路3b降低从变换器电路3a提供的电压(电容器3c的端电压)。二极管电路5是一个输出电枢电流给车辆驱动电动机6的整流电路。车辆驱动电动机6是包括一个励磁绕组和一个电枢的电动机。由启动电动机1产生的电能通过二极管电路5提供给车辆驱动电动机6的电枢。车辆驱动电动机6通过差速齿轮10驱动后轮。根据情况，电池4的电能可以通过变换器电路3a提供给车辆驱动电动机6的电枢。在本实施方案中，虽然车辆驱动电动机6显示为直流(DC)电动机，但其可以是装配有变换器的交流(AC)电动机。开关7接通或断开提供给车辆驱动电动机6的电能。控制器8控制启动电动机1、车辆驱动电动机6、升压/降压变换器3和开关7的运行。控制器8包括一个微计算机，该微计算机包括一个中央处理器(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和输入/输出接口(I/O接口)。控制器8分别从加速器踏板冲程传感器41、制动踏板冲程传感器42、车速传感器43、电池电压传感器44、电池电流传感器45和发动机转速传感器46接收表示由车辆驾驶员造成的加速器踏板冲程APS和制动踏板冲程BPS、车辆速度VSP、电池4的状态(即该电池的电压Vb和电流Ib)和发动机转速Neng的检测信号。根据这些检测信号，控制器8选择空转停止模式、自动启动模式、4WD(四轮驱动)运行模式或电池4的充电模式，并根据控制模式执行磁场控制、升压/降压控制和开关7的控制。控制器8还分别从第一励磁电流传感器47、第二励磁电流传感器48和电容器电压传感器49接收表示流经励磁绕组101的励磁电流Ifmg、流经励磁绕组601的励磁电流Ifm和电容器3c的电压Vc的检测信号。电容器3c的电压Vc等于施加给连接部分3d的电压。车辆驱动电动机6运行在4WD运行模式。从车辆启动到车辆速度达到预定速度(例如26km/小时)之前可以选择4WD运行模式。当检测到前轮滑移时(例如当行驶在象覆盖了雪的路这样的易滑的路面上时)可以选择4WD运行模式。在这种情况下，控制器8连续计算前轮的滑移值或滑移比(slip ratio)，且当滑移值超过一个预定值时，判断前轮已经滑移。控制器8连续计算前轮的滑移值。滑移值定义为前轮和后轮圆周速度之差。例如，预定值是3km/小时。控制器8通过使用多个用于检测前轮和后轮转速的车轮转速传感器35，能够计算滑移值，前轮和后轮转速即前轮和后轮圆周速度除以车轮半径。可以使用多个车轮转速传感器35中的一个作为车速传感器43。因此，车轮转速传感器35功能是作为检测车辆状态(车轮滑移状态)的传感器。根据来自车轮转速传感器35的、表示车辆状态的信号，控制器8判断车辆驱动电动机6是否应该启动(即是否需要4WD运行)。升压/降压变换器3包括如上所述的变换器电路3a、升压/降压电路3b、电容器3c和连接部分3d。电能从电池4提供给启动电动机1，在某些情况下，电能从启动电动机1提供给电池4以再生电池4。电能通过连接部分3d从升压/降压电路3b提供给启动电动机1和车辆驱动电动机6的励磁绕组101和601。在升压模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制安装在车辆中的电动机（１，６）的电动机控制设备，电动机包括励磁绕组（１０１，６０１），该电动机控制设备包括：电池（４），其由处于第一电压（Ｖｂ）的电能充电，变换器（３），其能够将充入电池的电能提供给电动机，该变换器包括能够增加来自电池的第一电压的升压电路（３ｂ）、能够提供该增加了的电压的变换器电路（３ａ），以及在升压电路（３ｂ）和变换器电路（３ａ）之间的连接部分（３ｄ），其中，该连接部分（３ｄ）连接到励磁绕组（１０１，６０１），以使励磁电流从该连接部分流向励磁绕组，励磁控制电路（１０２，１０６），用于允许或禁止将励磁电流提供给励磁绕组（１０１，６０１），传感器（３５，４１－４８），用于检测车辆的状态，以及控制器（８），用于控制变换器（３）提供电能给电动机（１，６），从而启动电动机，其中该控制器（８）被编程为用于：当要启动电动机时，根据来自传感器（４１－４８）的信号判断是否启动电动机（１，６），允许通过励磁控制电路（１０２，１０６）提供励磁电流并控制升压电路，以使得第一电压增加到高于该第一电压（Ｖｂ）的第二电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：永山和俊，
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]