[發明專利]車輛和車輛的控制方法

有效

• 申請號: 201180072225.2
• 申請日: 2011-07-12
• 公開（公告）號: CN103650333A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 古川友則
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;楊光軍

技術領域

本發明涉及應用脈寬調制（PWM）控制的車輛和該車輛的控制方法。

背景技術

為了使用直流電源來控制交流電動機，采用使用了變換器的驅動方法。變換器由變換器驅動電路進行開關控制，將例如按照PWM控制而進行開關動作后的電壓施加于交流電動機。

關于這樣的PWM控制，在日本特開2008-22624號公報（專利文獻1）中公開了如下技術：在電動發電機在高濕度環境下工作的情況下，通過將死區時間（dead?time）設定為比通常時長，使在線圈繞組的間隙由表面電荷產生的電場相對減弱，從而防止容易發生局部放電的狀況。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開2008-22624號公報

專利文獻2:日本特開2010-104151號公報

發明內容

發明要解決的問題

PWM控制能夠分為正弦波PWM控制和調制系數比正弦波PWM控制高的過調制PWM控制。在進行過調制PWM控制的情況下，與進行正弦波PWM控制的情況相比，具有極性反轉時的開關斷開期間（從開關斷開動作時刻到下一個開關接通動作時刻的期間）變短的傾向。因此，需要在開關斷開動作時的浪涌電壓衰減之前進行下一個開關接通動作，根據下一個開關接通動作定時，開關斷開動作時的浪涌電壓與下一個開關接通動作時的變換器輸出電壓疊加，變換器輸出電壓（向馬達施加的電壓）的峰值有可能會成為非常高的值。然而，在上述的專利文獻1、2中，關于這樣的問題及其解決方法沒有進行任何公開。

本發明是為了解決上述問題而完成的發明，其目的在于，將過調制PWM控制區域中的變換器輸出電壓的峰值抑制為低的值。

用于解決問題的手段

本發明涉及的車輛具備：電力控制器，其包括開關元件，輸出與開關元件的動作相應的電壓；和控制裝置，其通過脈寬調制控制對開關元件的動作進行控制，由此使電力控制器的輸出電壓接近控制目標值。控制裝置在調制系數比預定值高的過調制區域中，在開關元件的斷開動作后輸出電壓比控制目標值低的時刻開始進行開關元件的接通動作。

優選，開關元件的斷開動作后的輸出電壓的波形成為向控制目標值逐漸收斂的衰減波形。控制裝置在過調制區域中，在開關元件的斷開動作后，在輸出電壓成為衰減波形的極小點的時刻開始進行開關元件的接通動作。

優選，控制裝置在開關元件的斷開動作后經過了預定期間的時刻開始進行開關元件的接通動作。預定期間被預先設定為在過調制區域中，從開關元件的斷開動作時刻到輸出電壓降低為比控制目標值低的時刻的期間。

優選，車輛還具備馬達。電力控制器是輸出向馬達施加的電壓的變換器。

本發明的其他方面是一種車輛的控制方法，所述車輛具備電力控制器和控制裝置，所述電力控制器包括開關元件，輸出與開關元件的動作相應的電壓，所述控制裝置通過脈寬調制控制對開關元件的動作進行控制，由此使電力控制器的輸出電壓接近控制目標值，所述控制方法包括：在調制系數比預定值高的過調制區域進行開關元件的斷開動作的步驟；和在開關元件的斷開動作后，在輸出電壓比控制目標值低的時刻開始進行開關元件的接通動作的步驟。

發明的效果

根據本發明，能夠將過調制PWM控制區域中的變換器輸出電壓的峰值抑制為低的值。

附圖說明

圖1是車輛的整體結構圖。

圖2是對交流電動機的控制模式進行概括說明的圖。

圖3是表示交流電動機的動作狀態與控制模式的對應關系的圖。

圖4是控制裝置的功能框圖。

圖5是表示載波、電壓指令、開關控制信號的各波形的一例的圖。

圖6是表示正弦波PWM控制時的變換器輸出電壓的波形的圖。

圖7是對正弦波PWM控制時的變換器輸出電壓的波形的一部分進行放大而得到的圖。

圖8是表示過調制PWM控制時的變換器輸出電壓的各波形的圖。

圖9是對過調制PWM控制時的變換器輸出電壓的波形的一部分進行放大而得到的圖。

圖10是表示過調制PWM控制時的死區時間Td與變換器輸出電壓的波形的對應關系的圖。

圖11是表示控制裝置的處理步驟的流程圖。

具體實施方式

以下，參照附圖，對本發明的實施例進行詳細說明。此外，圖中相同標號表示相同或相當部分。

圖1是本發明的實施例的車輛1的整體結構圖。