專利名稱：電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以發(fā)動機的驅(qū)動力對前輪進(jìn)行驅(qū)動、以電動機的驅(qū)動力對后輪進(jìn)行驅(qū)動而行駛的電動四輪驅(qū)動車所使用的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置。
背景技術(shù)：
近年來，以電動機作為驅(qū)動源而行駛的汽車正在增加。例如有電動汽車和混合動力車所代表的環(huán)境對應(yīng)汽車以及電動四輪驅(qū)動車。作為這些車的主要特征，可舉出搭載電池或搭載由發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機，利用從所搭載的電池或發(fā)電機獲得的電力，以電動機驅(qū)動車輪。此時，當(dāng)由電動機驅(qū)動的車輪是前輪時，作為前輪驅(qū)動車，電動機對發(fā)動機軸的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行輔助。相對于此，當(dāng)由電動機驅(qū)動的車輪是后輪時，由于前輪另外由發(fā)動機驅(qū)動，因此成為電動四輪驅(qū)動車。電動四輪驅(qū)動車通過電動機驅(qū)動后輪，因此是低μ路行駛性能和轉(zhuǎn)彎行駛性能優(yōu)異的電動汽車，是不搭載電池而設(shè)置專用的交流發(fā)電機、能以低成本且搭載性優(yōu)異地應(yīng)用的電動系統(tǒng)。
上述的電動汽車、混合動力車以及電動四輪驅(qū)動車，在系統(tǒng)方面，發(fā)電機與驅(qū)動用的電動機/逆變器之間必定會產(chǎn)生電力的流動。例如，以沒有電池的系統(tǒng)來考慮，若發(fā)電機的發(fā)電電力與電動機/逆變器的消耗(輸入)功率相等，則功率被穩(wěn)定供給，不會發(fā)生功率的不均衡。相對于此，在發(fā)電機的發(fā)電電力超過電動機/逆變器的消耗(輸入)功率的情況下，產(chǎn)生了剩余電力，這會對平滑用電容器充電，使得DC總線部分的電壓上升。另外，平滑用電容器被設(shè)置在發(fā)電機與逆變器之間，為了平滑化輸入到逆變器的輸入電壓而設(shè)置。反之，在發(fā)電機的發(fā)電電力低于電動機/逆變器的消耗(輸入)功率的情況下，產(chǎn)生功率不足，平滑用電容器放電，DC總線部分的電壓(發(fā)電機與逆變器之間的電力總線部分的電壓)降低，認(rèn)為會變得轉(zhuǎn)矩不足。
作為以上現(xiàn)象中的、發(fā)電機的發(fā)電電力超過電動機/逆變器的消耗(輸入)功率而產(chǎn)生剩余電力時的解決方法，例如，如特開2005-143285號公報所記載，在至少具有兩個電動機/發(fā)生器的混合動力變速器中，當(dāng)發(fā)電側(cè)存在剩余電力時，使車輛驅(qū)動系統(tǒng)中設(shè)置的第三電動機的轉(zhuǎn)矩增加，用于消耗該剩余電力。通過利用該方式，可抑制來自發(fā)電機側(cè)的剩余電力的產(chǎn)生。
專利文獻(xiàn)1特開2005-143285號公報但是，在特開2005-143285號公報所記載的方法中，由于將剩余電力部分作為電動機轉(zhuǎn)矩來消耗，因此，實質(zhì)上會產(chǎn)生車輛行駛所需轉(zhuǎn)矩以上的轉(zhuǎn)矩。由此，車輛的動作變化，存在著無法獲得所需要的行駛性能的可能性。還可預(yù)料到因路面的狀態(tài)而導(dǎo)致輪胎打滑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種即使在發(fā)電機側(cè)產(chǎn)生了剩余電力的情況下，也能減小轉(zhuǎn)矩變化、消耗剩余電力的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置。
(1)為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電動四輪驅(qū)動車用控制裝置，所述電動四輪驅(qū)動車具有內(nèi)燃機，對汽車的前輪施加驅(qū)動力；發(fā)電機，與該內(nèi)燃機連接，根據(jù)所述內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)力輸出直流電力；逆變器，將由該發(fā)電機輸出的直流電力直接轉(zhuǎn)換為交流電力；和交流電動機，根據(jù)該逆變器的輸出對后輪進(jìn)行驅(qū)動；所述電動四輪驅(qū)動車用控制裝置具有電動機控制機構(gòu)，其通過控制所述逆變器使得從所述交流電動機產(chǎn)生所希望的轉(zhuǎn)矩，在所述發(fā)電機的發(fā)電電力相對于所述逆變器和所述交流電動機的消耗電力變大從而產(chǎn)生了剩余電力的情況下，所述控制機構(gòu)通過增加所述交流電動機的損耗來消耗所述剩余電力。
根據(jù)該構(gòu)成，即使在發(fā)電機側(cè)產(chǎn)生了剩余電力的情況下，也能減小轉(zhuǎn)矩變化、消耗剩余電力。
(2)在所述(1)中，優(yōu)選具備連接于所述發(fā)電機的輸出部與所述逆變器的輸入部之間的蓄電機構(gòu)，在所述發(fā)電機的發(fā)電電力相對于所述逆變器和所述交流電動機的消耗電力變大從而產(chǎn)生剩余電力、且所述蓄電機構(gòu)無法充入所述剩余電力的情況下，所述控制機構(gòu)通過增加所述交流電動機的損耗來消耗所述剩余電力。
(3)在所述(1)中，優(yōu)選所述控制機構(gòu)在使所述交流電動機的損耗增加時，使所述交流電動機轉(zhuǎn)子的磁通量方向即d軸方向的電樞電流增加。
(4)在所述(1)中，優(yōu)選當(dāng)所述逆變器中流動的電流相對于最大值在規(guī)定范圍內(nèi)時，所述控制機構(gòu)限制所述交流電動機的損耗增加。
(5)在所述(1)中，優(yōu)選在所述逆變器或所述交流電動機的溫度上升到規(guī)定值以上的情況下，所述控制機構(gòu)限制所述交流電動機的損耗增加。
(6)在所述(1)中，優(yōu)選在組入于所述逆變器的內(nèi)部的平滑用電容器的電壓達(dá)到規(guī)定值以上時，所述控制機構(gòu)判斷為產(chǎn)生了所述剩余電力。
(7)在所述(1)中，優(yōu)選所述控制機構(gòu)具備發(fā)電電力監(jiān)視機構(gòu)，其對所述發(fā)電機的發(fā)電電力進(jìn)行運算；和輸入電力監(jiān)視機構(gòu)，其對所述交流電動機和所述逆變器的消耗電力進(jìn)行運算，在所述發(fā)電電力監(jiān)視機構(gòu)的輸出值比所述輸入電力監(jiān)視機構(gòu)的輸出值超出規(guī)定值的情況下，判斷為產(chǎn)生了所述剩余電力。
(8)在所述(1)中，優(yōu)選在所述前輪的打滑率在規(guī)定值以上的情況下，所述控制機構(gòu)通過增加所述交流電動機的損耗來消耗所述剩余電力。
(9)在所述(2)中，優(yōu)選所述控制機構(gòu)監(jiān)視所述蓄電機構(gòu)的電壓，在所述蓄電機構(gòu)的電壓達(dá)到規(guī)定值以上的情況下，判斷為產(chǎn)生了所述剩余電力。
(10)而且，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電動四輪驅(qū)動車用控制裝置，所述電動四輪驅(qū)動車具有內(nèi)燃機，對汽車的前輪施加驅(qū)動力；發(fā)電機，與該內(nèi)燃機連接，根據(jù)所述內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)力輸出直流電力；逆變器，將由該發(fā)電機輸出的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力；蓄電機構(gòu)，連接于所述發(fā)電機的輸出部與所述逆變器的輸入部之間；和交流電動機，根據(jù)該逆變器的輸出對后輪進(jìn)行驅(qū)動，所述電動四輪驅(qū)動車用控制裝置具有電動機控制機構(gòu)，其通過控制所述逆變器使得從所述交流電動機產(chǎn)生所希望的轉(zhuǎn)矩，在所述發(fā)電機的發(fā)電電力相對于所述逆變器和所述交流電動機的消耗電力變大從而產(chǎn)生剩余電力、且所述蓄電機構(gòu)無法充入所述剩余電力的情況下，所述控制機構(gòu)通過增加所述交流電動機的損耗來消耗所述剩余電力。
根據(jù)該構(gòu)成，即使在發(fā)電機側(cè)產(chǎn)生了剩余電力的情況下，也能減小轉(zhuǎn)矩變化，消耗剩余電力。
(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，即使在發(fā)電機側(cè)產(chǎn)生了剩余電力的情況下，也能減小轉(zhuǎn)矩變化，消耗剩余電力。


圖1是應(yīng)用本發(fā)明第一實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的系統(tǒng)構(gòu)成圖；圖2是應(yīng)用本發(fā)明第一實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的電力流動圖；圖3是本發(fā)明第一實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的發(fā)電機與電動機/逆變器之間的電力協(xié)調(diào)控制方式的硬件構(gòu)成圖；圖4是本發(fā)明第一實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的發(fā)電機與電動機/逆變器之間的電力協(xié)調(diào)控制方式的控制框圖；圖5是表示本發(fā)明第一實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中所使用的電動機控制部的構(gòu)成的框圖；圖6是表示本發(fā)明第一實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中使用的電動機控制部所具備的電流指令確定部的構(gòu)成的框圖；圖7是表示本發(fā)明第二實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中使用的電動機控制部所具備的電流指令確定部的構(gòu)成的框圖；圖8是表示本發(fā)明第三實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中使用的電動機控制部所具備的電流指令確定部的構(gòu)成的框圖；圖9是表示本發(fā)明第四實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中使用的電動機控制部所具備的電流指令確定部的構(gòu)成的框圖；圖10是表示本發(fā)明第五實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中使用的電動機控制部所具備的電流指令確定部的構(gòu)成的框圖；圖11是表示本發(fā)明第五實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中所使用的電流指令確定部中的電流減少部的動作的流程圖；圖12是表示本發(fā)明第六實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中使用的電動機控制部所具備的電流指令確定部的構(gòu)成的框圖；圖13是表示本發(fā)明第七實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中使用的電動機控制部所具備的電流指令確定部的構(gòu)成的框圖；圖14是應(yīng)用本發(fā)明各實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的系統(tǒng)構(gòu)成圖。
圖中1-電動四輪驅(qū)動車；2-前輪；3-發(fā)動機；4-發(fā)電機；5-后輪；6-交流電動機；7-差速器(differential gear)；8-逆變器；9-平滑用電容器；10-4WD離合器；11-傳動軸；15-控制器；20-電動機控制部；21-發(fā)電控制部；60-電池；F10、F10X、F10Y、F10Z、F10V、F10W、F10T-電流指令確定部；F10A-發(fā)電電力監(jiān)視部；F10B-輸入電力監(jiān)視部；F10C-過剩電力運算部；F10D-必要放電電力運算部；F10E-電動機電流換算部；F10F-電流指令產(chǎn)生部；F10G-d軸電流換算部；F10H-電流限制部；F10J-電流減少部；F10K-打滑檢測機構(gòu)。
具體實施例方式
下面，利用圖1～圖6，對本發(fā)明第一實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。
首先，利用圖1，說明應(yīng)用本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的系統(tǒng)構(gòu)成。
圖1是應(yīng)用本發(fā)明第一實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的系統(tǒng)構(gòu)成圖。
電動四輪驅(qū)動車1將專用的發(fā)電機4與對前輪2進(jìn)行驅(qū)動的發(fā)動機3連接，以由該發(fā)電機4發(fā)出的發(fā)電電力為基礎(chǔ)，從交流電動機6產(chǎn)生動力。通過由交流電動機6產(chǎn)生的動力驅(qū)動后輪5，該動力由差速器7分配到左右，從而被傳遞到后輪5。
而且，在電動機6與差速器7之間設(shè)置有使動力傳遞路徑開閉的4WD離合器10。并且，設(shè)置有逆變器8，使得可將交流電動機6的轉(zhuǎn)矩控制為所需要的值，該逆變器8將從發(fā)電機4輸出的直流電力變換為交流電力，并將該交流電力供給到交流電動機6。這里，逆變器8的輸入部分因功率元件的開關(guān)動作而成為具有相當(dāng)程度的脈動的電力。對此進(jìn)行平滑的是電容器9。
逆變器8、交流電動機6和發(fā)電機4由控制器15控制。
以上是使用了交流電動機的電動四輪驅(qū)動車的構(gòu)成。該電動四輪驅(qū)動車成為考慮了低成本的系統(tǒng)，未搭載電池，而僅由發(fā)電機4的發(fā)電電力驅(qū)動電動機。
下面，利用圖2，說明應(yīng)用本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的電力流動圖。
圖2是應(yīng)用本發(fā)明的第一實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的電力流動圖。其中，圖2中與圖1中相同的標(biāo)記符號表示相同部分。
圖2表示電動四輪驅(qū)動車中的發(fā)電機4與交流電動機6之間的電力流動。在通常的混合動力車等中，與電容器9并聯(lián)地連接電池，作為電力產(chǎn)生源和電力回收源。但是，在電動四輪驅(qū)動車中，存在著將成本抑制在現(xiàn)有的機械四輪驅(qū)動車以下的課題，從該低成本化方面出發(fā)，大多不搭載電池。
這樣，在使用了交流電動機的電動四輪驅(qū)動系統(tǒng)中，由于不具有吸收電力的電池，因此需要按照使通過由發(fā)動機3驅(qū)動的發(fā)電機4輸出的發(fā)電能量Pg、與輸入到逆變器8/交流電動機6的驅(qū)動能量Pm相等的方式，進(jìn)行電力的協(xié)調(diào)控制。
但是，在發(fā)電能量Pg與驅(qū)動能量Pm的平衡被破壞的情況下，例如在發(fā)電能量Pg比驅(qū)動能量Pm大的情況下，剩余的電力會流動入平滑用的電容器9，使得DC總線部的電壓(發(fā)電機與逆變器之間的電力總線部分的電壓、即平滑電容器電壓)上升。當(dāng)DC總線部的電壓超過了容許值時，可能會對電容器9和逆變器8的功率元件的壽命產(chǎn)生影響。另外，在發(fā)電能量Pg比驅(qū)動能量Pm小的情況下，電容器9中蓄積的電力被逆變器8/交流電動機6消耗，因此電壓降低，將無法輸出所需要的轉(zhuǎn)矩。
這里，電動機6通過進(jìn)行旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(d-q坐標(biāo))下的電流控制，即矢量電流控制，可進(jìn)行高響應(yīng)且高精度的轉(zhuǎn)矩控制。相對于此，對發(fā)電機4進(jìn)行的發(fā)電控制通過操作響應(yīng)慢的勵磁電流而進(jìn)行。因此，發(fā)電機4的發(fā)電控制需要根據(jù)逆變器8和電動機6的動作而高精度地進(jìn)行。
下面，利用圖3和圖4，對本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的發(fā)電機4與電動機6/逆變器8之間的電力協(xié)調(diào)控制方式進(jìn)行說明。
圖3是本發(fā)明第一實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的發(fā)電機與電動機/逆變器之間的電力協(xié)調(diào)控制方式的硬件構(gòu)成圖。圖4是本發(fā)明第一實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的發(fā)電機與電動機/逆變器之間的電力協(xié)調(diào)控制方式的控制框圖。其中，圖3和圖4中與圖1和圖2中相同的標(biāo)記符號表示相同部分。
這里，描述了對DC總線部電壓(平滑電容器電壓)進(jìn)行反饋的“DC電壓反饋控制方式”。圖4所示的電容器電壓指令Vdc*相當(dāng)于DC總線電壓的指令值。在協(xié)調(diào)控制中，相對于電壓指令Vdc*，對電容器電壓Vdc進(jìn)行反饋控制。這樣，若能相對于電壓指令Vdc*而穩(wěn)定控制電容器電壓Vdc，則在發(fā)電機和電動機/逆變器之間可進(jìn)行電力的協(xié)調(diào)控制。
這里，電容器電壓指令Vdc*根據(jù)發(fā)電機的動作狀態(tài)以及電動機的動作點(電動機轉(zhuǎn)速、電動機轉(zhuǎn)矩)而確定。這樣，根據(jù)DC總線部的電壓Vdc，控制器15的電動機控制部20進(jìn)行電動機控制，對逆變器8輸出PWM指令，對電動機6輸出勵磁電壓指令。相對于此，控制器15的發(fā)電控制部21進(jìn)行發(fā)電機(專用的交流發(fā)電機)4的發(fā)電控制，使電容器電壓Vdc達(dá)到指令值Vdc*。發(fā)電機4的發(fā)電電力根據(jù)轉(zhuǎn)速和勵磁而確定。其中，由于轉(zhuǎn)速由發(fā)動機轉(zhuǎn)速確定，因此，通過發(fā)電控制部21進(jìn)行操作的量為勵磁電壓。當(dāng)電容器電壓Vdc與指令值Vdc*一致(或視作一致)時，電動機控制和發(fā)電控制達(dá)到平衡良好地進(jìn)行的協(xié)調(diào)控制。
此時，電動機6的定子繞線的電時間常數(shù)為數(shù)ms～數(shù)10ms等級，可實現(xiàn)非?？斓碾婍憫?yīng)。相對于此，發(fā)電機4是交流發(fā)電機，電力變換器一般是二極管橋，因此基本上定子側(cè)的電流(電壓矢量相位)控制是不可能的。在發(fā)電機4中，一般進(jìn)行基于電時間常數(shù)慢的勵磁繞線電流的勵磁控制。
電動機/逆變器和發(fā)電機需要按照成為相同響應(yīng)的方式來控制。但是，在車輛的特定動作中，有時電動機/逆變器中的消耗電力與發(fā)電機的發(fā)電電力會產(chǎn)生收支的不平衡。因該不平衡而可能會引起DC總線部的電容器電壓Vdc上升。車輛的特定動作是指，例如四輪驅(qū)動開始時的4WD離合器10的連接動作。在連接4WD離合器10時，由于需要使電動機6的轉(zhuǎn)速與由車輛行駛狀態(tài)確定的傳動軸11的轉(zhuǎn)速一致來進(jìn)行締結(jié)，因此在電動機6的轉(zhuǎn)速與傳動軸11的轉(zhuǎn)速一致的時刻縮小轉(zhuǎn)矩，以使電動機不會旋轉(zhuǎn)加速達(dá)到該轉(zhuǎn)速以上。此時，電動機向縮小電力的方向動作，因此有可能從發(fā)電機產(chǎn)生剩余電力。
而且，當(dāng)由后輪的電動機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩時，即使在因路面的狀態(tài)而使得后輪打滑的情況下，電動機為解除打滑也會減小轉(zhuǎn)矩。此時，電動機也向縮小電力的方向動作，因此有可能從發(fā)電機產(chǎn)生剩余電力。
這樣，在電動四輪驅(qū)動車中，因車輛的動作情況而使得電動機有時作用在收縮功率的方向，這種情況下，在發(fā)電機中來不及進(jìn)行發(fā)電電力的抑制，有可能產(chǎn)生剩余電力。
并且，在前輪急劇地打滑的情況下，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速也上升，從由該旋轉(zhuǎn)力驅(qū)動的發(fā)電機4輸出大的電力，因此有可能產(chǎn)生剩余電力。結(jié)果，對平滑電容器9產(chǎn)生充電，使得DC總線部分的電壓急劇上升。
為了消除引起上述的DC電壓急劇上升的來自發(fā)電機的剩余電力，考慮一種如現(xiàn)有技術(shù)中也有記載的那樣使電動機轉(zhuǎn)矩增加的方法。但是，在如上述那樣的行駛情況下，通過增加電動機轉(zhuǎn)矩，可能會對車輛的動作產(chǎn)生影響。例如，在上述四輪驅(qū)動開始時的4WD離合器10的連接中，在增加轉(zhuǎn)矩來緊固離合器的情況下，會產(chǎn)生大的離合器的緊固振動，對乘坐感覺造成不良影響。此外，在后輪打滑的情況下，認(rèn)為若增加電動機轉(zhuǎn)矩則會進(jìn)一步產(chǎn)生打滑。如上所述，在為了解除來自發(fā)電機的剩余電力而增加電動機轉(zhuǎn)矩的情況下，有可能會對電動四輪驅(qū)動車的動作(行駛性能)造成不良影響。
因此，在本發(fā)明中，為了不特別增加電動機的轉(zhuǎn)矩而解除來自發(fā)電機的剩余電力，采用如下的方式。一般在交流電動機中，可將電動機的定子繞線電流分解到轉(zhuǎn)子磁場的磁通量方向(d軸)、和與其垂直的方向(q軸)。在使d軸方向的電流Id增減時，由于電流Id是磁通量方向的電流，因此電流Id單獨不會作用于電動機轉(zhuǎn)矩。相對于此，由于q軸方向的電流Iq是垂直于磁通量方向的電流，所以是成為直接轉(zhuǎn)矩的電流成分。其中，如下面的式(1)所示，在d軸方向的電感與q軸方向的電感不相等的條件(即，凸極(包括逆凸極)型電動機)下，以電流Iq與電流Id的積產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。即反應(yīng)轉(zhuǎn)矩(reluctance torque)。
T＝p·φ·Iq+p·(Ld-Lq)·Id·Iq …(1)這里，T表示電動機轉(zhuǎn)矩，p表示極對數(shù)，φ表示勵磁主磁通量，Ld表示d軸電感，Lq表示q軸電感。
這里，式(1)中的右邊第二項相當(dāng)于反應(yīng)轉(zhuǎn)矩成分，一般小于右邊第一項的主磁通量引起的轉(zhuǎn)矩成分。因此，在本發(fā)明中，來自發(fā)電機的剩余電力的消耗主要使d軸電流增加，因剩余電力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減小，使電動機的消耗電力增加。
下面，利用圖5和圖6，對本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。
圖5是表示本發(fā)明第一實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中所使用的電動機控制部的構(gòu)成的框圖。圖6是表示本發(fā)明第一實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中使用的電動機控制部所具備的電流指令確定部的構(gòu)成的框圖。其中，圖5和圖6中與圖1和圖2中相同的標(biāo)記符號表示相同部分。
如圖5所示，電動機控制部20輸入由上位控制器中的系統(tǒng)控制而運算出的轉(zhuǎn)矩指令Tr*，以交流電動機6產(chǎn)生遵照指令的轉(zhuǎn)矩的方式，對PWM逆變器8輸出PWM信號。
電動機控制部20具備電流指令確定部F10、電動機電流控制部F20、三相變換部F30、PWM變換部F40、電容器電壓指令運算部F50、電動機電流檢測部F60、d-q變換部F70、勵磁電流控制部F80和磁極位置轉(zhuǎn)速檢測部F90。
電流指令確定部F10輸入轉(zhuǎn)矩指令Tr*和電動機角速度ωm，確定并輸出在當(dāng)前的動作點成為最高效率的電動機電流指令I(lǐng)q*、Id*和勵磁電流指令I(lǐng)f*。這里，Id*是電動機轉(zhuǎn)子的磁通量方向(d軸)的電流指令，Iq*是與電動機轉(zhuǎn)子的磁通量方向垂直的方向(q軸)的電流指令。而且，對電流指令確定部F10還輸入發(fā)電機4的發(fā)電電力Pg和輸入到逆變器8與電動機6的輸入電力Pm，在電流指令確定部F10中，參照這些電力Pg、Pm，確定電動機電流指令I(lǐng)q*、Id*，對這一點將利用圖6在后面描述。
電動機電流控制部F20進(jìn)行旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)d-q軸上的電流控制運算，確定d-q軸上的電壓指令Vd*、Vq*。這樣，通過進(jìn)行d-q坐標(biāo)下的電流控制，可分別高精度地控制磁通量方向的電流和與其垂直(作用于轉(zhuǎn)矩)的電流。結(jié)果，能夠高精度地控制電動機的轉(zhuǎn)矩以及磁通量。
三相變換部F30進(jìn)行從d-q軸到U-V-W相的坐標(biāo)變換，輸出三相的交流電壓指令Vu*、Vv*、Vw*。PWM變換部F40將交流電壓指令Vu*、Vv*、Vw*變換成PWM信號，并經(jīng)由驅(qū)動器對逆變器8輸出該PWM信號。
而且，在電動機電流控制部F20中用于電流控制的反饋值Id^、Iq^按如下方式檢測。首先，將由三相電動機電流傳感器IDm檢測出的電動機電流Iu、Iv、Iw，通過由AD轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成的電動機電流檢測部F60取入，在d-q變換部F70中運算d-q軸的檢測電流Id^、Iq^，然后，反饋到電動機電流控制部F20。
在該控制系統(tǒng)中，如上所述，在用于從d-q坐標(biāo)電壓指令得到U-V-W相電壓指令、或從U-V-W相電流得到d-q坐標(biāo)電流的坐標(biāo)變換運算中，需要磁極位置θ。因此，對電動機6設(shè)置位置檢測器PS，與電動機控制部20內(nèi)的磁極位置轉(zhuǎn)速檢測部F90一同檢測交流電動機6的轉(zhuǎn)子磁極位置檢測值θc。而且，在電流指令確定部F10和電動機電流控制部F20中所需要的電動機角速度ωm，在磁極位置轉(zhuǎn)速檢測部F90中作為轉(zhuǎn)子磁極位置檢測值θc的時間變化量而被求出。(還有如下方法在勵磁電流控制部F80中，由控制器的計數(shù)器來測量來自位置傳感器PS的旋轉(zhuǎn)脈沖，根據(jù)該測量值運算電動機速度。)并且，勵磁電流控制部F80根據(jù)電流指令確定部F10所輸出的勵磁電流指令I(lǐng)f*、和由勵磁電流檢測器IDf檢測出的流經(jīng)電動機6的勵磁繞線FC的勵磁電流If^，輸出勵磁電壓指令Vf，通過在將該勵磁電壓指令Vf變換為占空比信號之后對開關(guān)元件SW進(jìn)行接通斷開驅(qū)動，來控制勵磁電流。
此外，電容器電壓指令運算部F50根據(jù)電動機電流控制部F20所確定的d-q軸下的電壓指令Vd*、Vq*，運算電容器電壓指令值Vdc*。
下面，利用圖6，對電流指令確定部F10的構(gòu)成進(jìn)行說明。電流指令確定部F10具備發(fā)電電力監(jiān)視部F10A、輸入電力監(jiān)視部F10B、過剩電力運算部F10C、必要放電電力運算部F10D、電動機電流換算部F10E、電流指令產(chǎn)生部F10F和電流換算部F10G。電流指令產(chǎn)生部F10F通過增加交流電動機的損耗來消耗剩余電力。
發(fā)電電力監(jiān)視部F10A對來自發(fā)電機4的發(fā)電電力Pg進(jìn)行運算。該發(fā)電電力監(jiān)視部F10A中的發(fā)電電力運算方法并非特別確定的運算方法。例如，可根據(jù)電容器9的電壓Vdc與來自發(fā)電機4的輸出電流Idc(未圖示)的積來運算電力，還可根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)電機的勵磁電壓(或勵磁電流)和Vdc確定當(dāng)前的發(fā)電電力。
另外，輸入電力監(jiān)視部F10B對輸入(消耗)到電動機6和逆變器8的電力Pm進(jìn)行運算。輸入電力監(jiān)視部F10B中的電力運算方法并非特別確定的運算方法。例如，可根據(jù)電容器9的電壓Vdc與向逆變器的輸入直流電流(未圖示)的積來運算電力，還可根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩指令、逆變器/電動機的效率來確定當(dāng)前的輸入電力。
過剩電力運算部F10C對發(fā)電電力Pg與輸入電力Pm的差分進(jìn)行運算，判斷剩余電力的產(chǎn)生。這里，預(yù)先設(shè)置某一閾值用于判定剩余電力，若發(fā)電電力Pg與輸入電力Pm的差分超過規(guī)定的閾值，則判斷為產(chǎn)生了剩余電力。
在檢測到產(chǎn)生了剩余電力的情況下，通過必要放電電力運算部F10D和電動機電流換算部F10E，對可消耗剩余電力量的電流增加量ΔIm^進(jìn)行運算。增加d軸電流Id，使得剩余電力與ΔIm^2×R基本上相等。這里，ΔIm^表示電動機電流增加量，R表示電動機繞線電阻。電流增加量ΔIm^的運算方法將在后面描述。
另一方面，電流指令產(chǎn)生部F10F輸入轉(zhuǎn)矩指令Tr*和電動機角速度ωm，確定并輸出在當(dāng)前的動作點成為最高效率的電動機電流指令I(lǐng)m*(q軸電流Iq*，d軸電流Id*)和勵磁電流指令I(lǐng)f*。
然后，將電動機電流增加量ΔIm^加到驅(qū)動所需要的電動機電流Im*上，電流換算部F10G運算并輸出最終d軸電流指令I(lǐng)d’、q軸電流指令I(lǐng)q’。如圖5所示，電動機控制部20根據(jù)該電流指令對逆變器8輸出PWM信號，進(jìn)行電動機控制。
由此，在本實施方式中，通過增加交流電動機的損耗，可消耗剩余電力。
在圖5所示的電動機控制系統(tǒng)中，最終d軸電流指令I(lǐng)d’作為d軸電流指令值Id’被輸出。這里，圖5表示了對勵磁繞線型的同步電動機進(jìn)行d軸電流、q軸電流各自的反饋控制的控制系統(tǒng)的構(gòu)成。
這里，應(yīng)用本實施方式的方法的電動機控制系統(tǒng)未必限定于反饋控制系統(tǒng)，還可應(yīng)用在基于電動機的電壓方程式的開環(huán)控制方式、或進(jìn)行單脈沖驅(qū)動時所使用的電壓矢量相位控制方式中。
另外，在本實施方式中，僅表示了調(diào)整d軸電流的處理，但從式(1)可以理解，通過調(diào)整d軸電流而輸出轉(zhuǎn)矩會稍微發(fā)生變化。在這種情況下，根據(jù)d軸電流的調(diào)整，還要對q軸電流進(jìn)行調(diào)整。由此，可在輸出轉(zhuǎn)矩不變動的情況下由電動機消耗發(fā)電機所產(chǎn)生的剩余電力。
如以上所說明那樣，在本實施方式中，若產(chǎn)生剩余電力，則增加電動機電流中的d軸電流來消耗剩余電力，因此可減小轉(zhuǎn)矩變化、消耗剩余電力。
下面，利用圖7，對本發(fā)明第二實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。其中，應(yīng)用本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的系統(tǒng)構(gòu)成與圖1相同。而且，本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的發(fā)電機和電動機/逆變器間的電力協(xié)調(diào)控制方式，與圖4所示的方式相同。并且，本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中所使用的電動機控制部的構(gòu)成，與圖5所示的構(gòu)成基本相同。
圖7是表示本發(fā)明第二實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中使用的電動機控制部所具備的電流指令確定部的構(gòu)成的框圖。其中，圖7中與圖6中相同的標(biāo)記符號表示相同部分。
在圖6所示的實施方式中，根據(jù)各物理量對發(fā)電電力Pg和輸入電力Pm進(jìn)行了運算，但可能會對控制器15的運算負(fù)荷造成影響。因此在本實施方式中，進(jìn)行更簡單且可靠的處理。本實施方式的剩余電力的消耗處理基本上是根據(jù)電容器9的電壓的處理方法。
電流指令確定部F10X具備過剩電力運算部F10C’、必要放電電力運算部F10D、電動機電流換算部F10E、電流指令運算部F10F、電流換算部F10G。
過剩電力運算部F10C’根據(jù)電容器電壓Vdc與DC總線部的電容器電壓指令Vdc*的偏差，對過剩電力的有無進(jìn)行運算，所述電壓指令Vdc*根據(jù)發(fā)電機4的運轉(zhuǎn)狀態(tài)和電動機6的要求動作點而被預(yù)先設(shè)定。這里，電容器電壓指令Vdc*由圖5所示的電動機控制部20的電容器電壓指令運算部F50獲得。這是在產(chǎn)生過剩電力的情況下根據(jù)對電容器充電而電容器電壓急劇上升的現(xiàn)象來檢測出產(chǎn)生剩余電力的方法。具體而言，在算出的電壓偏差超過規(guī)定值的時刻判斷為產(chǎn)生了剩余電力。
必要放電電力運算部F10D對可將當(dāng)前的電容器電壓Vdc放電至電容器電壓指令Vdc*的電力進(jìn)行運算。
這里，將在下面對放電電力的運算方法進(jìn)行說明。使當(dāng)前的電容器電壓Vdc放電至電容器電壓指令Vdc*的電流ΔIdc作為下式而被求出。
ΔIdc＝C×ΔVdc/Td ...(2)這里，C表示電容器電容，ΔVdc表示當(dāng)前的電容器電壓Vdc與電容器電壓指令Vdc*的偏差，Td表示放電時間。
而且，放電所需要的功率ΔW如下。
ΔW＝Vdc×ΔIdc ...(3)此外，電動機電流換算部F10E對用于產(chǎn)生上述放電功率ΔW的電動機電流增加量ΔIm進(jìn)行運算。該電動機電流增加量ΔIm的運算方法如下。
首先，為了用電動機損失來消耗放電功率ΔW，ΔW＝ΔIm^2×R×3…(4)。
這里，Im表示電動機電流有效值，R表示繞線電阻。
根據(jù)上式(4)，可如下求出電動機電流增加量ΔIm。
ΔIm＝(ΔW/3R) …(5)然后，為了通過電動機的d軸電流的增加來進(jìn)一步實現(xiàn)剩余電力消耗，d軸電流換算部F10G對可產(chǎn)生q軸電流指令值Iq’以及電動機電流增加量ΔIm量的d軸電流指令值Id’進(jìn)行運算。此時，整體需要的電動機電流Im成為
Im＝ΔIm+Im*…(6)。
這里，電流Im*表示無剩余電力消耗情況下的電動機電流指令值(有效值)。
這里，電動機電流相位角θI成為θI＝COS-1(Iq*/(3)Im) …(7)。
因此，為了使因剩余電力而電壓上升的電容器放電，所需要的最終d軸電流指令I(lǐng)d’可通過下式算出。
Id’＝Im×SINθI…(8)如上所述，本實施例所描述的方式中，在d軸電流換算部F10G中，對最終d軸電流指令I(lǐng)d’進(jìn)行運算。
如以上所說明那樣，在本實施方式中，若產(chǎn)生剩余電力，則增加電動機電流中的d軸電流來消耗剩余電力，因此可減小轉(zhuǎn)矩變化、消耗剩余電力。
而且，可更簡易且可靠地進(jìn)行剩余電力的運算。
下面，利用圖8，對本發(fā)明第三實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。其中，應(yīng)用本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的系統(tǒng)構(gòu)成與圖1相同。而且，本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的發(fā)電機和電動機/逆變器間的電力協(xié)調(diào)控制方式，與圖4所示的方式相同。此外，本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中所使用的電動機控制部的構(gòu)成，與圖5所示的構(gòu)成相同。
圖8是表示本發(fā)明第三實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中使用的電動機控制部所具備的電流指令確定部的構(gòu)成的框圖。其中，圖8中與圖6相同的標(biāo)記符號表示相同部分。
在本實施方式中，相對于圖6所示的電流指令確定部F10，電流指令確定部F10Y在電流換算部F10G的后級具備電流限制部F10H。在圖6和圖7所示的例子中，使d軸電流增加來增加電動機損耗，但由于無法流動逆變器和電動機的最大容許電流以上的電流，因此在本實施方式中設(shè)置電流限制機構(gòu)F10H，在電動機電流為最大容許電流以下、且達(dá)到了從最大容許電流中減去容限后的預(yù)先設(shè)定的規(guī)定電流值的情況下，限制應(yīng)該增加的電動機損耗。
如以上所說明那樣，在本實施方式中，若產(chǎn)生剩余電力，則增加電動機電流中的d軸電流來消耗剩余電力，因此可減小轉(zhuǎn)矩變化、消耗剩余電力。
下面，利用圖9，對本發(fā)明第四實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。其中，應(yīng)用本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的系統(tǒng)構(gòu)成與圖1相同。而且，本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的發(fā)電機和電動機/逆變器間的電力協(xié)調(diào)控制方式與圖4所示的方式相同。此外，本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中所使用的電動機控制部的構(gòu)成，與圖5所示的構(gòu)成相同。
圖9是表示本發(fā)明第四實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中使用的電動機控制部所具備的電流指令確定部的構(gòu)成的框圖。其中，圖9中與圖7相同的標(biāo)記符號表示相同部分。
在本實施方式中，相對于圖7所示的電流指令確定部F10X，電流指令確定部F10Z在電流換算部F10G的后級具備電流限制部F10H。在圖6和圖7所示的例子中，使d軸電流增加來增加電動機損耗，但由于無法流過逆變器和電動機的最大容許電流以上的電流，因此在本實施方式中設(shè)置了電流限制機構(gòu)F10H，在電動機電流為最大容許電流以下、且達(dá)到了從最大容許電流中減去容限后的預(yù)先設(shè)定的規(guī)定電流值的情況下，限制應(yīng)該增加的電動機損耗。
如以上所說明那樣，在本實施方式中，若產(chǎn)生剩余電力，則增加電動機電流中的d軸電流來消耗剩余電力，因此可減小轉(zhuǎn)矩變化、消耗剩余電力。
下面，利用圖10和圖11，對本發(fā)明第五實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。其中，應(yīng)用本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的系統(tǒng)構(gòu)成與圖1相同。而且，本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的發(fā)電機和電動機/逆變器間的電力協(xié)調(diào)控制方式，與圖4所示的方式相同。此外，本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中所使用的電動機控制部的構(gòu)成，與圖5所示的構(gòu)成相同。
圖10是表示本發(fā)明第五實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中使用的電動機控制部所具備的電流指令確定部的構(gòu)成的框圖。圖11是表示本發(fā)明第五實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中所使用的電流指令確定部中的電流減少部的動作的流程圖。另外，圖10中與圖6相同的標(biāo)記符號表示相同部分。
在本實施方式中，相對于圖6所示的電流指令確定部F10，電流指令確定部F10V在電流換算部F10G的后級具備電流減少部F10J。在圖6和圖7所示的例子中，使d軸電流增加來增加電動機損耗，但若在長時間內(nèi)流動d軸電流，則逆變器與電動機中的損耗增加，導(dǎo)致逆變器和電動機發(fā)熱。因此，設(shè)置了電流減少部F10J，預(yù)先監(jiān)視逆變器的溫度(Itemp)和電動機的溫度(Mtemp)，使溫度減少到預(yù)先設(shè)定的規(guī)定容許值以下。
這里，利用圖11，對電流減少部F10J的動作進(jìn)行說明。在圖11的步驟S100中，電流減少部F10J輸入電動機溫度Mtemp和逆變器溫度Itemp。并且，在步驟S101中，輸入d軸電流指令I(lǐng)d’(k)和q軸電流指令I(lǐng)q’(k)。
然后，在步驟S102中，判斷所輸入的當(dāng)前電動機溫度Mtemp是否比設(shè)定為規(guī)定值的電動機最高溫度MTC高、或當(dāng)前的逆變器溫度Itemp是否比設(shè)定為規(guī)定值的逆變器最高溫度ITC高。這里，當(dāng)電動機溫度Mtemp和逆變器溫度Itemp分別比規(guī)定的設(shè)定溫度MTC、ITC低時結(jié)束處理，在電流控制部F20中進(jìn)行電流控制。
相對于此，當(dāng)在步驟S102中判斷為電動機溫度Mtemp或逆變器溫度Itemp比各自的設(shè)定溫度MTC、ITC高的情況下，在步驟S103中，當(dāng)前的d軸電流指令I(lǐng)d’與使電流指令增加前的正規(guī)d軸電流指令比較，作為損耗增加用。
這里，在當(dāng)前的d軸電流指令I(lǐng)d’比正規(guī)的d軸電流指令大時，在步驟S104中，使d軸電流指令I(lǐng)d’減少Δid’大小。相對于此，當(dāng)在步驟S103中判斷為當(dāng)前的d軸電流指令I(lǐng)d’比正規(guī)的d軸電流指令小的情況下，在步驟S105中，使q軸電流指令I(lǐng)q’減少Δiq’大小。這樣，在d軸電流指令必須降到正規(guī)的電流指令以上時，減少q軸電流而非d軸電流，即減少電動機轉(zhuǎn)矩，來降低電動機或逆變器的溫度。另外，電流每次的減少量Δid’、Δiq’根據(jù)電動機、逆變器的規(guī)格而設(shè)定適當(dāng)值。
如上所述，即使在因為通過增加損耗，使得電動機或逆變器的溫度上升，導(dǎo)致接近最大容許溫度的情況下，電流減少部F10J也能將電動機和逆變器的溫度降低到容許值內(nèi)。
如以上所說明那樣，在本實施方式中，若產(chǎn)生剩余電力，則增加電動機電流中的d軸電流來消耗剩余電力，因此可減小轉(zhuǎn)矩變化、消耗剩余電力。
下面，利用圖12，對本發(fā)明第六實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。其中，應(yīng)用本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的系統(tǒng)構(gòu)成與圖1相同。而且，本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的發(fā)電機和電動機/逆變器間的電力協(xié)調(diào)控制方式與圖4所示的方式相同。此外，本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中所使用的電動機控制部的構(gòu)成，與圖5所示的構(gòu)成相同。
圖12是表示本發(fā)明第六實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中使用的電動機控制部所具備的電流指令確定部的構(gòu)成的框圖。另外，圖11中與圖7相同的標(biāo)記符號表示相同部分。
在本實施方式中，相對于圖7所示的電流指令確定部F10X，電流指令確定部F10W在電流換算部F10G的后級具備電流減少部F10J。在圖6和圖7所示的例子中，使d軸電流增加來增加電動機損耗，但若在長時間內(nèi)流動d軸電流，則逆變器和電動機中的損耗增加，導(dǎo)致逆變器和電動機發(fā)熱。因此，設(shè)置電流減少部F10J，預(yù)先監(jiān)視逆變器和電動機的溫度，使溫度減少到預(yù)先設(shè)定的規(guī)定容許值以下。
如以上所說明那樣，在本實施方式中，若產(chǎn)生剩余電力，則增加電動機電流中的d軸電流來消耗剩余電力，因此可減小轉(zhuǎn)矩變化。
另外，圖6～圖12所示的例子中，在無法通過電動機的損耗增加來消耗剩余電力的狀態(tài)下，當(dāng)因剩余電力而使電容器電壓上升時，可通過過電壓防止裝置例如放電用電阻電路來避免電壓上升。
下面，利用圖13，對本發(fā)明第七實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。其中，應(yīng)用本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的系統(tǒng)構(gòu)成與圖1相同。而且，本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的發(fā)電機和電動機/逆變器間的電力協(xié)調(diào)控制方式，與圖4所示的方式相同。此外，本實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中所使用的電動機控制部的構(gòu)成與圖5所示的構(gòu)成相同。
圖13是表示本發(fā)明第七實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置中使用的電動機控制部所具備的電流指令確定部的構(gòu)成的框圖。另外，圖12中與圖6相同的標(biāo)記符號表示相同部分。
在本實施方式中，相對于圖12所示的電流指令確定部F10W，電流指令確定部F10T代替過剩電力運算機構(gòu)F10C’而具備打滑檢測部F10K。
在圖1所示的電動四輪驅(qū)動車1中，即使在前輪2的打滑率達(dá)到規(guī)定值以上時，有時因發(fā)動機3的轉(zhuǎn)速上升，使得發(fā)電機4在必要的轉(zhuǎn)速以上旋轉(zhuǎn)，也會產(chǎn)生剩余電力。在這樣的情況下，打滑檢測部F10K通過比較前輪速與后輪速來檢測打滑，在前輪5的打滑達(dá)到規(guī)定值以上的情況下，使電動機損耗增加。此時，電動機損耗的增加量作為由產(chǎn)生打滑而引起的速度增加所伴隨的發(fā)電電力增加量。
如以上所說明那樣，在本實施方式中，若產(chǎn)生剩余電力，則增加電動機電流中的d軸電流來消耗剩余電力，因此可減小轉(zhuǎn)矩變化。
下面，利用圖14，對應(yīng)用本發(fā)明的各實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行說明。
圖14是應(yīng)用本發(fā)明的各實施方式的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置的電動四輪驅(qū)動車的系統(tǒng)構(gòu)成圖。另外，圖14中與圖1相同的標(biāo)記符號表示相同部分。
在所述的各例中，對未搭載電池的電動四輪驅(qū)動車系統(tǒng)進(jìn)行了說明，但在圖13所示的搭載了電池60的混合動力系統(tǒng)中，也可應(yīng)用所述的各實施方式。當(dāng)從發(fā)電機4產(chǎn)生了剩余電力時，在電池60充滿電不能再繼續(xù)充電的情況、或電池控制器發(fā)生異常而電池60本身無法使用的情況等，可應(yīng)用所述的各實施方式。
權(quán)利要求
1.一種電動四輪驅(qū)動車用控制裝置，用于電動四輪驅(qū)動車，所述電動四輪驅(qū)動車具有內(nèi)燃機，其對汽車的前輪施加驅(qū)動力；發(fā)電機，其與該內(nèi)燃機連接，根據(jù)所述內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)力輸出直流電力；逆變器，其將由該發(fā)電機輸出的直流電力直接轉(zhuǎn)換為交流電力；和交流電動機，其根據(jù)該逆變器的輸出對后輪進(jìn)行驅(qū)動，所述電動四輪驅(qū)動車用控制裝置具有電動機控制機構(gòu)，其通過控制所述逆變器使得從所述交流電動機產(chǎn)生所希望的轉(zhuǎn)矩，在所述發(fā)電機的發(fā)電電力相對于所述逆變器和所述交流電動機的消耗電力變大從而產(chǎn)生剩余電力的情況下，所述控制機構(gòu)通過增加所述交流電動機的損耗來消耗所述剩余電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置，其特征在于，還具備連接于所述發(fā)電機的輸出部與所述逆變器的輸入部之間的蓄電機構(gòu)，在所述發(fā)電機的發(fā)電電力相對于所述逆變器和所述交流電動機的消耗電力變大從而產(chǎn)生剩余電力、且所述蓄電機構(gòu)無法充入所述剩余電力的情況下，所述控制機構(gòu)通過增加所述交流電動機的損耗來消耗所述剩余電力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置，其特征在于，所述控制機構(gòu)在使所述交流電動機的損耗增加時，使所述交流電動機轉(zhuǎn)子的磁通量方向即d軸方向的電樞電流增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置，其特征在于，當(dāng)所述逆變器中流動的電流相對于最大值在規(guī)定范圍內(nèi)時，所述控制機構(gòu)限制所述交流電動機的損耗增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置，其特征在于，在所述逆變器或所述交流電動機的溫度上升到規(guī)定值以上的情況下，所述控制機構(gòu)限制所述交流電動機的損耗增加。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置，其特征在于，在組入于所述逆變器的內(nèi)部的平滑用電容器的電壓達(dá)到規(guī)定值以上的情況下，所述控制機構(gòu)判斷為產(chǎn)生了所述剩余電力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置，其特征在于，所述控制機構(gòu)具備發(fā)電電力監(jiān)視機構(gòu)，其對所述發(fā)電機的發(fā)電電力進(jìn)行運算；和輸入電力監(jiān)視機構(gòu)，其對所述交流電動機和所述逆變器的消耗電力進(jìn)行運算，在所述發(fā)電電力監(jiān)視機構(gòu)的輸出值比所述輸入電力監(jiān)視機構(gòu)的輸出值超出規(guī)定值的情況下，判斷為產(chǎn)生了所述剩余電力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置，其特征在于，在所述前輪的打滑率在規(guī)定值以上的情況下，所述控制機構(gòu)通過增加所述交流電動機的損耗來消耗所述剩余電力。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動四輪驅(qū)動車用控制裝置，其特征在于，所述控制機構(gòu)監(jiān)視所述蓄電機構(gòu)的電壓，在所述蓄電機構(gòu)的電壓達(dá)到規(guī)定值以上的情況下，判斷為產(chǎn)生了所述剩余電力。
10.一種電動四輪驅(qū)動車用控制裝置，用于電動四輪驅(qū)動車，所述電動四輪驅(qū)動車具有內(nèi)燃機，其對汽車的前輪施加驅(qū)動力；發(fā)電機，其與該內(nèi)燃機連接，根據(jù)所述內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)力輸出直流電力；逆變器，其將由該發(fā)電機輸出的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力；蓄電機構(gòu)，其連接于所述發(fā)電機的輸出部與所述逆變器的輸入部之間；和交流電動機，其根據(jù)所述逆變器的輸出對后輪進(jìn)行驅(qū)動，所述電動四輪驅(qū)動車用控制裝置具有電動機控制機構(gòu)，其通過控制所述逆變器使得從所述交流電動機產(chǎn)生所希望的轉(zhuǎn)矩，在所述發(fā)電機的發(fā)電電力相對于所述逆變器和所述交流電動機的消耗電力變大從而產(chǎn)生剩余電力、且所述蓄電機構(gòu)無法充入所述剩余電力的情況下，所述控制機構(gòu)通過增加所述交流電動機的損耗來消耗所述剩余電力。
全文摘要
一種電動四輪驅(qū)動車用控制裝置，其中，電動機控制部(20)通過控制逆變器(8)，從交流電動機(6)產(chǎn)生所希望的轉(zhuǎn)矩。在發(fā)電機(4)的發(fā)電電力相對于逆變器(8)和交流電動機(6)的消耗電力變大從而產(chǎn)生剩余電力的情況下，電動機控制部(20)的電流指令確定部(F10)通過增加交流電動機(6)的損耗來消耗所述剩余電力。由此，即使在發(fā)電機側(cè)產(chǎn)生了剩余電力的情況下，也能減小轉(zhuǎn)矩變化，消耗剩余電力。
文檔編號B60K6/34GK101028789SQ20071000406
公開日2007年9月5日 申請日期2007年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者金子悟, 泉枝穗, 山本立行, 勝濱健太, 赤石茂, 松永康郎, 杉田秀彥 申請人:株式會社日立制作所, 日產(chǎn)自動車株式會社