專利名稱：混合型車用電動機的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及備有內(nèi)燃機與電驅(qū)動裝置的混合型汽車。
裝設(shè)在汽車等中的發(fā)動機要求具有廣范圍的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)數(shù)特性，以便與種種行駛狀態(tài)(恒速、加速、爬坡等)相對應(yīng)。
一般，能使發(fā)動機燃料費效率高的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)數(shù)都專門設(shè)定在固有范圍之內(nèi)。
于是，提出了在汽車中同時裝設(shè)發(fā)動機和發(fā)電/電動機且彌補其相互缺點，而能從總體上改進(jìn)能量效率的混合型車。
在現(xiàn)有的混合型車中，已知有裝備了可以用于下述情形再生控制的混合型車用的電動機控制裝置例如為使發(fā)動機的容量小，通常只是在燃料費效率良好的范圍內(nèi)運行，當(dāng)進(jìn)行加速或爬坡時則從蓄電池等電源供電來驅(qū)動控制發(fā)電/電動機，以補償不充分的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩；而在發(fā)動機的輸出中產(chǎn)生有余力時，則由發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電/電動機，把所得的發(fā)電能量用于在蓄電池等電源中進(jìn)行再生(特公昭62-27604號公報)。
現(xiàn)有的混合型車用的電動機控制裝置，是使電動機電流流過發(fā)電/電動機，使根據(jù)加速踏板的踏入量算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩與反饋的由傳感器等檢測的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩控制成相等，由此來補充不足的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。
但是現(xiàn)有的混合型車用電動機控制裝置，是使采用有機械偏差范圍的檢測機構(gòu)所檢測的驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩反饋，讓電動機電流流過發(fā)電/電動機來補充不足的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的，這樣，特別是在低的轉(zhuǎn)速而有高的轉(zhuǎn)矩要求時，就會有偏差范圍過大的電動機電流流過，這有可能超過額定的電動機電流，損傷發(fā)電/電動機，縮短其壽命。
此外，為了不損傷發(fā)電/電動機，對于低的轉(zhuǎn)速而有高的轉(zhuǎn)矩要求的情形，在估計到有過大的電動機電流時，就必須準(zhǔn)備額定電動機電流大的發(fā)電/電動機，從而需使混合型車大型化。
本發(fā)明的提出是為了解決上述先有技術(shù)中的問題，目的在于提供混合型車用的這樣的電動機控制裝置，它能在發(fā)電/電動機的低速轉(zhuǎn)動中，進(jìn)行以良好精度控制電動機電流的電流反饋控制，保護(hù)發(fā)電/電動機不受過載電流的影響，而在高車速·高轉(zhuǎn)矩的領(lǐng)域則能進(jìn)行轉(zhuǎn)矩反饋控制以提高發(fā)動機的燃料費效率。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案1的混合型車用電動機控制裝置，其特征在于包括有用來為使發(fā)電/電動機的電動機電流等于根據(jù)轉(zhuǎn)矩的指令值設(shè)定的目標(biāo)電流而控制發(fā)電/電動機的電流反饋控制裝置；為使轉(zhuǎn)矩傳感器單元檢測出的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩等于轉(zhuǎn)矩的指令值，而控制發(fā)電/電動機的轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置；根據(jù)檢測發(fā)電/電動機轉(zhuǎn)數(shù)的電動機轉(zhuǎn)數(shù)傳感器的輸出，選擇電流反饋控制裝置的輸出和轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置的輸出兩者中之一，再根據(jù)所選擇一方的輸出來控制發(fā)電/電動機的電動機控制裝置。
本發(fā)明技術(shù)方案2的混合型車用電動機控制裝置，其特征在于，所述電流反饋控制裝置中包括根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令值來設(shè)定目標(biāo)電流的目標(biāo)電流設(shè)定裝置；檢測發(fā)電/電動機的電動機電流的電動機電流檢測裝置；當(dāng)電動機電流檢測裝置的輸出值大于上述目標(biāo)電流設(shè)定裝置的輸出值時，輸出復(fù)位脈沖的選擇比較裝置；由復(fù)位脈沖使振蕩輸出復(fù)位到零的振蕩裝置。
本發(fā)明技術(shù)方案3的混合型車用電動機控制裝置，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置中設(shè)有進(jìn)行轉(zhuǎn)矩指令值與驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩間偏差計算的偏差計算裝置和對此偏差計算裝置的輸出施行比例·積分·微分補償?shù)谋壤しe分·微分控制裝置。
本發(fā)明根據(jù)上述結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生下述效果。
本發(fā)明技術(shù)方案1的混合型車用電動機控制裝置，包括有用來為使發(fā)電/電動機的電動機電流等于根據(jù)轉(zhuǎn)矩的指令值設(shè)定的目標(biāo)電流，而控制發(fā)電/電動機的電流反饋控制裝置；為使轉(zhuǎn)矩傳感器檢測出的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩等于轉(zhuǎn)矩的指令值，而控制發(fā)電/電動機的轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置；根據(jù)檢測出的發(fā)電/電動機轉(zhuǎn)數(shù)的電動機轉(zhuǎn)數(shù)傳感器的輸出，選擇電流反饋控制裝置的輸出和轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置的輸出兩者中之一，再根據(jù)所選擇一方的輸出來控制發(fā)電/電動機的電動機控制裝置，這樣，在發(fā)電/電動機的低轉(zhuǎn)速時，能進(jìn)行以良好精度控制電動機電流反饋控制，保護(hù)發(fā)電/電動機不受過載電流的影響，而在高車速與高轉(zhuǎn)矩領(lǐng)域，則能進(jìn)行反饋控制，也包括了對發(fā)動機轉(zhuǎn)矩控制在內(nèi)的發(fā)電/電動機的控制，從而能提高發(fā)動機的燃料費效率。
本發(fā)明技術(shù)方案2的混合型車用電動機控制裝置，其電流反饋控制裝置中包括有根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令值來設(shè)定目標(biāo)電流的目標(biāo)電流設(shè)定裝置；檢測發(fā)電/電動機的電動機電流的電動機電流檢測裝置；當(dāng)電動機電流檢測裝置的輸出值大于上述目標(biāo)電流設(shè)定裝置的輸出值時，輸出復(fù)位脈沖的選擇比較裝置；由此復(fù)位脈沖使振蕩輸出復(fù)位到零的振蕩裝置；能在發(fā)電/電動機的低速轉(zhuǎn)動時進(jìn)行可由良好精度控制發(fā)動機電流的電流反饋控制，保護(hù)發(fā)電/電動機不受過載電流的影響，這樣，就可采用與所需轉(zhuǎn)矩相稱的合適的發(fā)電/電動機，實現(xiàn)低成本化。
本發(fā)明技術(shù)方案3所述的混合型車用電動機控制裝置，其轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置包括有進(jìn)行轉(zhuǎn)矩指令值與驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩間偏差計算的裝置和對此偏差計算裝置的輸出進(jìn)行比例·積分·微分控制的比例·積分·微分控制裝置，能在高車速與高轉(zhuǎn)矩領(lǐng)域進(jìn)行轉(zhuǎn)矩反饋控制，也包括了對發(fā)動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩控制在內(nèi)的發(fā)電/電動機的控制，這樣就能提高發(fā)動機的燃料費效率。
圖1是本發(fā)明的混合型車的側(cè)視圖。
圖2是本發(fā)明的混合型車的驅(qū)動系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖3是本發(fā)明的混合型車的驅(qū)動力傳遞裝置的剖面圖。
圖4是本發(fā)明的混合型車的發(fā)動機的剖面圖。
圖5說明本發(fā)明的驅(qū)動力傳遞裝置的第一作用。
圖6說明本發(fā)明的驅(qū)動力傳遞裝置的第二作用。
圖7說明本發(fā)明的驅(qū)動力傳遞裝置的第三作用。
圖8是本發(fā)明的驅(qū)動力傳遞裝置的轉(zhuǎn)矩傳感器的剖面圖。
圖9說明本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器的作用。
圖10是本發(fā)明的混合型車的實施例整體結(jié)構(gòu)的框圖。
圖11是本發(fā)明的混合型車用電動機控制裝置的管理控制裝置的實施例中主要部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖12說明方式變換開關(guān)。
圖13說明本發(fā)明的混合型車中的發(fā)動機與電動機的驅(qū)動范圍。
圖14是本發(fā)明的混合型車用電動機控制裝置的電動機控制器件的實施形式中主要部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖15是本發(fā)明的驅(qū)動裝置的電路圖。
圖16是本發(fā)明的目標(biāo)電流信號、電動機電流檢出信號、振蕩控制信號的關(guān)系圖。
圖17是轉(zhuǎn)矩控制裝置與方式控制裝置的作業(yè)流程圖。
圖18是判定驅(qū)動邏輯方式、提前角方式、再生邏輯方式的流程圖。
圖19是相對于電動機的提前角的電動機轉(zhuǎn)矩特性。
圖20是驅(qū)動裝置的三相驅(qū)動信號的波形圖。
圖21是管理控制裝置的工作流程圖。
圖22是發(fā)動機的開/關(guān)判定圖。
圖23是蓄電池的殘余能量與節(jié)流門開度(加速器開度)閾值的特性圖。
圖24是發(fā)動機的開/關(guān)的另一判定圖。
圖25是本發(fā)明的混合型車中發(fā)動機與電動機驅(qū)動范圍的另一說明圖。
圖26是電流/轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置的工作流程圖。
圖27是本發(fā)明的電流反饋控制裝置的實施例中主要部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖28是本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置的實施例中主要部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖29是負(fù)載脈沖的波形圖。
圖30是本發(fā)明的混合型車用電動機控制裝置的控制原理圖。
下面根據(jù)


本發(fā)明的實施形式。附圖的方向依符號的方向。
圖1為本發(fā)明的混合型車的側(cè)視圖。
混合型車1包括車架2；安裝于此車架2上的車身3；從車身3中央部前方向上延伸的前蓋4；從車身3中央部向后方向上延伸的中支柱5；從中支柱5的前端連接前蓋4的透明車頂6；安裝于中支柱5兩邊的側(cè)護(hù)件7,7(里側(cè)的7未示出)；設(shè)于車身3前面的前保險桿8；設(shè)于此前保險桿8緊后面的散熱器格柵9；安裝于車身3中央內(nèi)部的駕駛座11；設(shè)于車身3后方的后保險桿12；安裝于車架2上的前輪13、13(里側(cè)的13未示出)；設(shè)于車架2上作為驅(qū)動輪的后輪14、14；設(shè)于透明車頂6兩側(cè)的側(cè)向反射鏡16,16(里側(cè)的16未示出)；設(shè)于前蓋4兩側(cè)中的照明器具17、17；設(shè)于車身3中央的方向盤18；設(shè)于散熱器格柵9后方的散熱器19，裝載于車架2中央部中的蓄電池21…(…表示多個，以下同)；設(shè)于駕駛座11下部的控制單元22；安裝于車架2后方的驅(qū)動系統(tǒng)30。M表示駕駛?cè)恕?br> 此外，3a表示前蓋板部，3b表示后蓋板部，蓋板部3a,3b可以承受人的重量，通過蓋板部3a、3b易從前后任一方進(jìn)到駕駛座11。
圖2是本發(fā)明的混合型車的驅(qū)動系統(tǒng)的側(cè)視圖，其中示明了驅(qū)動系統(tǒng)30的主要部件。
圖2中，31為燃料箱，32為燃料泵，33為空氣濾清器，34為節(jié)流門滑輪裝置，35為伺服電動機，36a為供給用噴注器，36b為主噴注器，37為凸輪軸，38為與凸輪軸37一起轉(zhuǎn)動的機械泵，39為端蓋，41為氣缸體，42為氣缸蓋，43為用作發(fā)電/電動機的三相無刷電動機，44為排氣管，45為金屬催化劑，46為消聲器，47為尾閥，48為用作變速器的錐形無級變速器，49為樞軸，51為后軸，52為無級變速器軸，53為用作驅(qū)動力合流點的電動機軸，54為曲軸，56為起動電動機，57為進(jìn)氣岐管。
圖3為本發(fā)明的混合型車的驅(qū)動力傳送裝置的剖面圖。
混合型車1(參看圖1)的驅(qū)動力傳遞裝置60包括發(fā)動機61，安裝于發(fā)動機61的曲軸54上的離心式離合器62的內(nèi)部62a，與此內(nèi)部62a離合的離心式離合器62的外部62b，通過轉(zhuǎn)矩限制器63連接到此外部62b的錐型無級變速器48，通過單向離合器65連接到此錐型無級變速器48上的第一傳動系齒輪66，與前述發(fā)動機61一起驅(qū)動混合型車1(參看圖1)的電動機43，成為驅(qū)動力合流點的電動機軸53，與安裝在此軸53上的第一傳動系齒輪66嚙合的第二傳動系齒輪67，安裝于電動機軸53上的發(fā)動機側(cè)的第一斜齒輪68和安裝于電動機側(cè)的第一斜齒輪69，分別同此齒輪68與69嚙合的發(fā)動機側(cè)的第二斜齒輪71和電動機側(cè)的第二斜齒輪72，支承齒輪71與72的中間軸73，設(shè)于此中間軸73兩端上的壓力傳感器74a與74b(參看圖8)，安裝于中間軸73上的輸出齒輪75，與此輸出齒輪75連接的傳動軸76，通過差速器78與傳動軸76相連的后軸51，以及安裝在后軸51上的后輪14(參看圖1)。
起動電動機56通過在其電動機軸56a上的皮帶79、鏈81和單向離合器82，使曲軸54轉(zhuǎn)動。
圖4為本發(fā)明的混合型車的發(fā)動機的剖面圖。
發(fā)動機61包括氣缸體41、沿氣缸體41往復(fù)運動的活塞桿83、安裝在此活塞桿83的連桿84a，包覆于氣缸體41上的氣缸蓋42、設(shè)于氣缸蓋42上的吸氣輔助閥84與排氣閥85、安裝于氣缸42上的火花塞86、與凸輪軸37同軸轉(zhuǎn)動的機械泵38。此外，37a為凸輪鏈條，37b為凸輪鏈輪。
根據(jù)加速器87的開度，通過控制單元22與伺服馬達(dá)35來調(diào)節(jié)節(jié)流門滑輪裝置34，由此來調(diào)節(jié)混合氣的供給量，控制發(fā)動機61的輸出功率。
當(dāng)只靠電動機的運行中打開加速器87時，在需要有發(fā)動機的輸出時，則不論加速器的開度如何，由伺服馬達(dá)35關(guān)閉節(jié)流門滑輪裝置34，使發(fā)動機61良好地起動。
另一方面，由噴注器36a供給的混合氣的一部分從進(jìn)口岐管57分支，由機械泵供應(yīng)，在緊接點火之前從吸氣輔助閥84注入氣缸體41內(nèi)。
上述混合型車1(參看圖1)的驅(qū)動力傳送裝置60的作用由圖5～7說明。
圖5(a)、5(b)說明本發(fā)明驅(qū)動力傳送裝置的第一作用。
圖5(a)說明由發(fā)動機61與電動機43的合力驅(qū)動后輪14的情形。
發(fā)動機61按照離心式離合器62內(nèi)部62a、外部62b、錐型無級變速器48、單向離合器65、第一傳動系齒輪66、安裝在成為與電動機43的驅(qū)動力合流點的電動機軸53上的第二傳動系齒輪67以及發(fā)動機側(cè)的第一斜齒輪68、發(fā)動機側(cè)的第二斜齒輪71、輸出齒輪75、傳動軸76、差速器78、后軸51的順序，如箭頭①所示，驅(qū)動后輪14。
另一方面，電動機43則按電動機軸53、電動機側(cè)第一斜齒輪69、電動機側(cè)第二斜齒輪72、輸出齒輪75、傳動軸76、差速器78、后軸51的順序，如箭頭②所示，驅(qū)動后輪14。
發(fā)動機61的驅(qū)動力與電動機43的驅(qū)動力在電動機軸53上成為合力。
當(dāng)由發(fā)動機61啟動時，可經(jīng)離心式離合器62均衡而緩慢地傳送轉(zhuǎn)矩，啟動混合型車1(參看圖1)。
由于將離心式離合器62設(shè)在錐形無級變速器48的前級，與設(shè)置在后級的情形相比，可采用小容量的離合器。相反，若從錐型無級變速器48側(cè)考慮，由于可不直接接受發(fā)動機61過大的轉(zhuǎn)矩，就會成為對錐型無級變速器48的保護(hù)。特別是把離合器用于濕式環(huán)境下時，由于接觸壓力小，當(dāng)把離心式離合器設(shè)置于錐型無級變速器48的后級上時，則需要大的離合器容量，而導(dǎo)致裝置大型化。
由于是把錐型無級變速器48通過轉(zhuǎn)矩限制器63連接離心式離合器的外部，發(fā)動機61可不接受來自后輪的反向轉(zhuǎn)矩。
因5(b)說明只由電動機驅(qū)動后輪14的情形。
電動機43按照電動機軸53、電動機側(cè)的第一斜齒輪69、電動機側(cè)的第二斜齒輪72、輸出齒輪75、傳動軸76、差速器78、后軸51的順序，如箭頭③所示，驅(qū)動后輪14。
由于發(fā)動機61停轉(zhuǎn)，單向離合器65成開放狀態(tài)。單向離合器65是設(shè)置在緊靠電動機43的驅(qū)動力合流點的前方的，因而在只由電動機43驅(qū)動后輪14時，不會使成為負(fù)荷側(cè)的錐型無級變速器48與離心式離合器62的外部62b等連帶轉(zhuǎn)動。于是可節(jié)約蓄電池21的能耗，確保更長的運轉(zhuǎn)時間。
圖6(a)、6(b)說明本發(fā)明的驅(qū)動力傳送裝置的第二作用。
圖6(a)說明只由發(fā)動機61驅(qū)動后輪14的情形。
發(fā)動機61按照離心式離合器62的內(nèi)部62a、外部62b、錐型無級變速器48、單向離合器65、第一傳動系齒輪66、第二傳動系齒輪67的順序，如箭頭④所示，驅(qū)動馬達(dá)軸53。也就是說，電動機43可起到發(fā)電機的作用，使蓄電池21(參看圖1)充電。
發(fā)動機61進(jìn)而按照發(fā)動機側(cè)第一斜齒輪68、發(fā)動機側(cè)第二斜齒輪71、輸出齒輪75、傳動軸76、差速器78、后軸51的順序，如箭頭⑤所示，驅(qū)動后輪14。
圖6(b)說明由電動機43使混合型車1(參看圖1)倒車的情形。
這時，使電動機43反轉(zhuǎn)，按電動機軸53、電動機側(cè)第一斜齒輪69、電動機側(cè)第二斜齒輪72、輸出齒輪75、傳動軸76、差速器78、后軸51的順序，如箭頭⑥所示，傳送給后輪14使其反轉(zhuǎn)。
發(fā)動機61雖然停動但電動機43反轉(zhuǎn)，因而連接上單向離合器，而電動機43的驅(qū)動力如箭頭⑦所示，傳送到離心式離合器62的外部62b，但從離心式離合器62到發(fā)動機61則不連帶轉(zhuǎn)動。
圖7是本發(fā)明的驅(qū)動力傳送裝置第三作用的說明圖，示明混合型車1(參看圖1)減速時的驅(qū)動力流向。
混合型車1(參看圖1)減速時，按照后輪14、后軸51、差速器78、傳動軸76、電動機側(cè)第二斜齒輪72、電動機側(cè)第一齒輪69、電動機軸53的順序，如箭頭⑧所示，將驅(qū)動力傳送給發(fā)動機43，而使發(fā)動機起到發(fā)電機的作用。這時，單向離合器65成為開放的，能有效地將減速時的驅(qū)動力傳送給電動機43，給蓄電池21(參看圖1)充電。
圖8是本發(fā)明的驅(qū)動力傳送裝置的轉(zhuǎn)矩傳感單元的剖面圖。
轉(zhuǎn)矩傳感單元88包括前面說明的中間軸73、安裝在中間軸73兩端上的壓力傳感器74a、74b、安裝在中間軸73上的發(fā)動機側(cè)的第二斜齒輪71與電動機側(cè)的第二斜齒輪72、與此齒輪71、72嚙合的發(fā)動機側(cè)的第一斜齒輪68和電動機側(cè)的第一斜齒輪69，此轉(zhuǎn)矩傳感單元88的作用則據(jù)圖9(a)、9(b)說明。
圖9(a)、9(b)說明本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感單元的作用。
圖9(a)示明加速時此轉(zhuǎn)矩傳感單元88的作用。
加速時，由發(fā)動機61(參看圖3)或電動機43側(cè)將驅(qū)動力傳給后輪14。也就是說，發(fā)動機側(cè)第一斜齒輪68與電動機側(cè)第一斜齒輪69成為驅(qū)動側(cè)，而發(fā)動機側(cè)第二斜齒輪71與電動機側(cè)第二斜齒輪72則成為從動側(cè)，于是齒輪71、72如箭頭a所示在中間軸73中產(chǎn)生應(yīng)力Fa。此應(yīng)力Fa由壓力傳感器74a檢測出。
圖9(b)示明減速時轉(zhuǎn)矩傳感單元88的作用減速時，從后輪14將驅(qū)動力傳送到電動機43。這就是說，發(fā)動機側(cè)第二斜齒輪71與電動機側(cè)第二斜齒輪72成為驅(qū)動側(cè)，而發(fā)動機側(cè)第一斜齒輪68與電動機側(cè)第一斜齒輪69成為從動側(cè)，于是齒輪68、69如箭頭b所示，在中間軸73中發(fā)生應(yīng)力Fb。此壓力Fb由壓力傳感器74b檢測出。
具體地說，由上述壓力傳感器74a、74b檢測出驅(qū)動力的大小與傳送方向，進(jìn)行反饋控制，通過將驅(qū)動源即發(fā)動機61和電動機43(參看圖2)的驅(qū)動力相組合，能高效地驅(qū)動混合型車1(參看圖1)。
使轉(zhuǎn)矩傳感單元88由下述部件構(gòu)成中間軸73、安裝在中間軸73兩端的壓力傳感器74a、74b、安裝在中間軸73上的發(fā)動機側(cè)第二斜齒輪71與電動機側(cè)第二斜齒輪72、以及與齒輪71、72嚙合的發(fā)動機側(cè)第一斜齒輪68與電動機側(cè)第一斜齒輪69，則可以實現(xiàn)緊湊的、可靠性高的轉(zhuǎn)矩檢測機構(gòu)。
圖30說明本發(fā)明的混合型車用電動機控制裝置的控制基本原理，下面說明這種控制的具體實施形式。
圖10是本發(fā)明的混合型車的整體結(jié)構(gòu)(功能)的框圖。
圖10中，混合型車100配備有驅(qū)動輪14、發(fā)電/電動機43、變速器48、發(fā)動機61、各種傳感器110、蓄電池21、混合型車用電動機控制裝置150、驅(qū)動裝置151、節(jié)流門控制致動器155。
各種傳感器110將傳感信號SS1輸出給混合車用電動機控制裝置150的管理控制裝置120。
管理控制裝置120把根據(jù)傳感器信號SS1處理獲得的轉(zhuǎn)矩指令值Tq輸出給電動機控制裝置130，同時將節(jié)流門目標(biāo)開度信號S124輸出給節(jié)流門控制致動器155。
電動機控制裝置130將根據(jù)指令值Tq、傳感信號SS2處理獲得的控制信號S130輸出給驅(qū)動裝置151。
驅(qū)動裝置151把據(jù)控制信號S130與蓄電池電壓VB求得的驅(qū)動信號(SU、SV、SW)輸出給發(fā)電/電動機43。
發(fā)電/電動機43通過將驅(qū)動信號(SU,SV,SW)按圖20所示定時輸送給圖15所示的U相、V相、W相的三相線圈，被驅(qū)動或再生，而將電動機轉(zhuǎn)矩TqM輸出給驅(qū)動輪14或由再生電力VR給蓄電池21充電。
下面參看圖20說明驅(qū)動信號SU、SV、SW。
圖20中，SUF、SVB、SWF、SUB、SVF、SWB表示圖15所示驅(qū)動信號SU、SV、SW的方向，例如SUF是在驅(qū)動裝置151的FET Q1接通時，從蓄電池21供給發(fā)電/電動機43的U相的驅(qū)動信號SU，而SUB是驅(qū)動裝置151的FETQ2接通時從發(fā)電/電動機43的U相流向接地的驅(qū)動信號SU。
同樣，當(dāng)驅(qū)動裝置151的FETQ3接通時，從蓄電池21供給發(fā)電/電動機43的V相的驅(qū)動信號SV是SVF，在FETQ4接通時，從發(fā)電/電動機43的V相流向接地的驅(qū)動信號SV是SVB，而在驅(qū)動裝置151的FETQ5接通時，從蓄電池21供給發(fā)電/電動機43的W相的驅(qū)動信號SW是SWF，在FETQ6接通時，從發(fā)電/電動機43的W相流向接地的驅(qū)動信號SW是SWB。
由上述可知，在圖20所示期間①之內(nèi)，F(xiàn)ETQ1與FETQ4處于接通狀態(tài)，通過蓄電池21→FETQ1，驅(qū)動信號SUF流向發(fā)電/電動機43的U相，通過發(fā)電/電動機43的V相→FETQ4，驅(qū)動信號SVB流向接地。
這樣，期間①的電流(驅(qū)動信號)從發(fā)電/電動機43的三相線圈的U相、V相、W相中的U相流向V相。
上述情形與來自發(fā)電/電動機43的電動機磁極傳感器115的磁極位置信號PM(115U)的上升出現(xiàn)同步。
這就是說，在信號S115U檢測向U相通電的時刻，由UVW通電模式發(fā)生裝置135實施電流從U相流向V相的線圈的控制。
在期間②內(nèi)，代替FETQ4使FETQ6成為接通(FETQ4斷開)狀態(tài)，而驅(qū)動信號SWB的流動便由從U相到V相的電流(驅(qū)動信號)的流動變換為從U相到W相的。
圖11為本發(fā)明的混合型車用電動機控制裝置的管理控制裝置實施例主要部分的框圖。
圖11中，管理控制裝置120配備有蓄電池充電量設(shè)定裝置121、驅(qū)動輪目標(biāo)輸出設(shè)定裝置122、發(fā)動機目標(biāo)輸出設(shè)定裝置123、節(jié)流門目標(biāo)開度設(shè)定裝置124與方式判定裝置125。
此外，現(xiàn)在所述的作業(yè)在圖21中以管理控制裝置的作業(yè)流程圖表明。
發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)傳感器160檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)，將轉(zhuǎn)數(shù)信號SY供給于發(fā)動機目標(biāo)輸出計算裝置123。
蓄電池殘余容量傳感器111檢測蓄電池21的殘余容量，把得到的殘余容量信號S111輸送給方式判定裝置125。
蓄電池充電量設(shè)定裝置121由ROM等存儲器構(gòu)成，將對應(yīng)于加速器開度信號S112與車速信號V的為蓄電池21必要的充電用發(fā)動機目標(biāo)輸出數(shù)據(jù)，預(yù)存儲于ROM中，以加速器開度信號S112和車速信號V為地址讀出充電用發(fā)動機目標(biāo)輸出數(shù)據(jù)，把所得的蓄電池充電量信號S121輸出給發(fā)動機目標(biāo)輸出計算裝置123。
此外，存儲于上述ROM中的數(shù)據(jù)只存儲了加速器開度在50％以下范圍內(nèi)的，只是在發(fā)動機效率良好的范圍，才作要進(jìn)行發(fā)動機充電的設(shè)定。
加速器開度傳感器112把檢測圖中未示明的加速板踏入量(開度)所得的加速器開度信號S112，輸出給蓄電池充電量設(shè)定裝置121、驅(qū)動輪目標(biāo)輸出設(shè)定裝置122以及方式判定裝置125。
車速傳感器114把檢測車速所得的車速信號V輸出給驅(qū)動輪目標(biāo)輸出設(shè)定裝置122與方式判定裝置125。
驅(qū)動輪目標(biāo)輸出設(shè)定裝置122由ROM等存儲器構(gòu)成，將對應(yīng)于加速器開度信號S112與車速信號V的目標(biāo)驅(qū)動輪輸出數(shù)據(jù)(轉(zhuǎn)矩Tq)存儲于ROM中，以加速器開度信號S112和車速信號V為地址，把讀出的驅(qū)動輪目標(biāo)輸出信號S122(轉(zhuǎn)矩指令值Tq)輸出給發(fā)動機目標(biāo)輸出計算裝置123和電動機控制裝置130。
方式變換開關(guān)113(參考圖12)把變換混合型車100行駛方式所得的方式信號S113輸出給方式判定裝置125。
方式判定裝置125把根據(jù)蓄電池殘余容量信號S111、加速器開度信號S112與方式信號S113以及車速信號V進(jìn)行方式判定所得的方式判定信號S125，輸出給發(fā)動機目標(biāo)輸出計算裝置123。
發(fā)動機目標(biāo)輸出計算裝置123以發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)信號SY與驅(qū)動輪目標(biāo)輸出信號S122(Tq)為地址，算出預(yù)先存儲于ROM中的發(fā)動機的目標(biāo)輸出，同時根據(jù)蓄電池充電量信號S122與方式判定信號S125算出蓄電池充電用的發(fā)動機目標(biāo)輸出，把加和這兩方的發(fā)動機目標(biāo)輸出所得的發(fā)動機目標(biāo)輸出信號S123輸出給節(jié)流門目標(biāo)開度設(shè)定裝置124。
發(fā)動機目標(biāo)輸出開度設(shè)定裝置124由ROM等存儲器構(gòu)成，把對應(yīng)于發(fā)動機目標(biāo)輸出信號S123的節(jié)流門目標(biāo)開度數(shù)據(jù)預(yù)存儲于ROM中，以發(fā)動機目標(biāo)輸出信號S123為地址把讀出節(jié)流門目標(biāo)開度數(shù)據(jù)所得節(jié)流門目標(biāo)開度信號S124輸出給節(jié)流門控制致動器155。
圖12說明方式變換開關(guān)113。
方式變換開關(guān)113將混合型車100的行駛方式變換為半自動、全自動與EV(只靠發(fā)電/電動機43行駛)三種方式。
半自動方式是與發(fā)動機61的驅(qū)動相比，更多地設(shè)定發(fā)電/電動機的驅(qū)動輸出狀態(tài)的，以發(fā)電/電動機43為主體的行駛方式，在發(fā)電/電動機43的轉(zhuǎn)矩不足時則補充以發(fā)動機61的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，以減少汽油消耗的行駛方式。
從而蓄電池21需要定期地進(jìn)行外部充電，但發(fā)動機61能取得良好的燃料費效率。
全自動方式是與發(fā)電/電動機43的驅(qū)動相比，更多地設(shè)定發(fā)動機61的驅(qū)動輸出狀態(tài)的，以發(fā)動機61為主體的行駛方式，在發(fā)動機61的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩不足時則補充以發(fā)電/電動機43的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的，能維持蓄電池容量的行駛方式。
從而不需對蓄電池21進(jìn)行外部充電。
作為方式變換開關(guān)113的三種方式下發(fā)動機的通/斷操作，可參看圖22所示發(fā)動機的通/斷判定圖。
圖14是本發(fā)明的混合型車用電動機控制裝置的電動機控制裝置實施例主要部分的框圖。
圖14中，電動機控制裝置130配備有電流反饋控制裝置131、選擇比較裝置132、振蕩裝置133、選擇負(fù)載限制裝置134、UVW通電模式發(fā)生裝置135、電流/轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置136以及轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置140。
電動機轉(zhuǎn)數(shù)傳感器116把檢測發(fā)電/電動機43的轉(zhuǎn)數(shù)的電動機轉(zhuǎn)數(shù)信號RM，輸出給電流反饋控制裝置131、轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置140以及電流/轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置136。
轉(zhuǎn)矩傳感器單元88把檢測驅(qū)動輪14的轉(zhuǎn)矩所得的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩信號TS輸出給反饋控制裝置140。
電動機轉(zhuǎn)數(shù)傳感器116也可兼用作后述的電動機磁極傳感器115。
電流反饋控制裝置131根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令值Tq、電動機轉(zhuǎn)數(shù)信號RM、蓄電池電壓VB，生成修正目標(biāo)電流IMSC、負(fù)載限制信號S137，而將修正目標(biāo)電流IMSC輸出給選擇比較裝置132，將電流限制信號S137輸出給選擇負(fù)載限制裝置134。
轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置140根據(jù)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩信號TS、轉(zhuǎn)矩指令值Tq、電動機轉(zhuǎn)數(shù)信號RM與蓄電池電壓VB，生成負(fù)載/提前角量限制信號S145與電流限制信號S146，并把負(fù)載/提前角量限制信號S145輸出給選擇負(fù)載限制裝置134，將電流限制信號S146輸出給選擇比較裝置132。
電流/轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置136根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令值Tq與電動機轉(zhuǎn)數(shù)信號RM生成選擇信號S136，將選擇信號S136輸出給選擇比較裝置132、選擇負(fù)載限制裝置134。
圖26示明電流/轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置的作業(yè)流程。
在步驟P61，判斷轉(zhuǎn)矩指令值Tq大于零(Tq＞0)否，若為“是”則轉(zhuǎn)移到步驟P62，若為“否”則轉(zhuǎn)移到步驟P4。
在步驟P62，判斷電動機轉(zhuǎn)數(shù)信號RM小于2000rpm(RM＜2000rpm)否，若為“是”則轉(zhuǎn)至步驟P63，若為“否”則轉(zhuǎn)到步驟P64。
在步驟P63，把電動機控制裝置130的控制方法作為電流反饋控制的選擇信號S136輸出。
在步驟P64，把電動機控制裝置130的控制方法作為轉(zhuǎn)矩反饋控制的選擇信號S136輸出。
返回圖14，選擇比較裝置132根據(jù)選擇信號S136，從修正目標(biāo)電流IMSC或電流限制信號S146選擇其中的任一個，比較所選擇的信號與電動機電流檢測信號IMO的大小，當(dāng)電動機電流檢測信號IMO在選擇的信號之上(IMO≥IMS或S146)時，將復(fù)位信號S132輸出給振蕩裝置133(參看圖16)。
振蕩裝置133例如發(fā)生5KHz的脈沖，通過復(fù)位信號S132使脈沖振蕩輸出復(fù)位到零，把控制負(fù)載的振蕩控制信號S133(參看圖16)，輸出給選擇負(fù)載控制裝置134。
選擇負(fù)載限制裝置134根據(jù)選擇信號S136選擇負(fù)載限制信號S137或負(fù)載/提前角量限制信號S145中的任一個，由所限制的信號限制振蕩控制信號S133的負(fù)載(參看圖16)而求得的負(fù)載限制控制信號S134，輸送給UVW通電模式發(fā)生裝置135。
電動機磁極傳感器115按符合發(fā)電機線圈的U相、V相、W相的120°間隔，發(fā)生三種定時信號，如圖20所示，把檢測發(fā)電/電動機43的磁極位置所得的磁極位置信號PM(S115U,S115V,S115W)輸出給UVW通電模式發(fā)生裝置135。
UVW通電模式發(fā)生裝置135，把根據(jù)負(fù)載限制控制信號S134與磁極位置信號PM生成三相DC無刷發(fā)電/電動機43的U、V、W各相的通電模式所得的驅(qū)動控信號S130，輸出給驅(qū)動裝置151。
圖27為本發(fā)明的電流反饋控制裝置實施形式主要部分的框圖。
圖27中，電流反饋控制裝置131配備有負(fù)載限制設(shè)定裝置137、目標(biāo)電流設(shè)定裝置138、目標(biāo)電流修正裝置139。
負(fù)載限制設(shè)定裝置137根據(jù)蓄電池電壓VB與電動機轉(zhuǎn)數(shù)信號PM，將限制振蕩控制信號S133的負(fù)載的負(fù)載限制信號S137，輸出給選擇負(fù)載限制裝置134。
目標(biāo)電流設(shè)定裝置138的ROM等存儲器構(gòu)成把對應(yīng)于轉(zhuǎn)矩指令值Tq和電動機轉(zhuǎn)數(shù)信號的目標(biāo)電流數(shù)據(jù)預(yù)先存儲于ROM中，以轉(zhuǎn)矩指令值Tq和電動機轉(zhuǎn)數(shù)信號RM為地址，讀出目標(biāo)電流數(shù)據(jù)，把所得的目標(biāo)電流信號IMS輸出給目標(biāo)電流修正裝置139。
目標(biāo)電流修正裝置139把根據(jù)電動機電流檢測信號IMO與轉(zhuǎn)矩指令值Tq修正處理目標(biāo)電流信號IMS所得的修正目標(biāo)電流IMSC，輸出給選擇比較裝置132。
圖28為本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置實施例的主要部分框圖。
圖28中，轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置140配備有電流限制設(shè)定裝置146、方式控制裝置143、偏差計算裝置141、PID(比例·積分·微分)控制裝置142、負(fù)載/提前角量計算裝置144與負(fù)載/提前角量限制裝置145。
電流限制設(shè)定裝置146由ROM等存儲器構(gòu)成，把電動機電流檢測信號IMO、蓄電池電壓VB、對應(yīng)于電動機轉(zhuǎn)數(shù)信號RM的電流限制數(shù)據(jù)存儲于ROM中，以電動機電流檢測信號IMO、蓄電池電壓VB、電動機轉(zhuǎn)數(shù)信號RM為地址讀出電流限制數(shù)據(jù)，把所得的電流限制信號S146輸出給選擇比較裝置132。
PID控制裝置142由未于圖中示明的比例元件、積分元件、微分元件、加法裝置等組成，比例元件、積分元件、微分元件分別對偏差信號ΔT施加P(比例控制)、I(積分控制)、D(微分控制)處理，由加法裝置加和各個輸出所得的PID控制信號Tpid輸送給負(fù)載/提前角量計算裝置144。
方式控制裝置143根據(jù)電動機轉(zhuǎn)數(shù)信號RM、轉(zhuǎn)矩指令值Tq、偏差信號ΔT，生成方式控制信號S143，用來使轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置140取負(fù)載控制方式或取提前角量控制方式，此方式控制信號S143則輸出給負(fù)載/提前角計算裝置144、負(fù)載/提前角量限制裝置145。
負(fù)載/提前角量計算裝置144根據(jù)PID控制信號Tpid、方式控制信號S143進(jìn)行負(fù)載或提前角量的計算，把所得到負(fù)載/提前角量信號S144輸出給負(fù)載/提前角量限制裝置145。
負(fù)載/提前角量限制裝置145，把根據(jù)蓄電池電壓VB、電動機轉(zhuǎn)數(shù)信號RM、方式控制信號S143對負(fù)載/提前角量信號S144進(jìn)行限制獲得的負(fù)載/提前角量限制信號S145輸送給選擇負(fù)載限制裝置134。
圖17示明轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置與方式控制裝置的作業(yè)流程。
在步驟P1，由偏差計算裝置141進(jìn)行轉(zhuǎn)矩偏差計算(ΔT=Tq-Ts)，求出偏差信號ΔT，移到步驟P2。
在步驟P2，由PID控制裝置142對偏差信號ΔT進(jìn)行PID補償，移到步驟P3。
在步驟P3，進(jìn)行后述的由圖18所示的方式判定，根據(jù)此判定轉(zhuǎn)移到步驟P5～P7。
在步驟P5，負(fù)載/提前角量計算裝置144成為提前角方式，進(jìn)行提前角量的計算。
在步驟P6，由負(fù)載/提前角量計算裝置144成為驅(qū)動邏輯方式，進(jìn)行負(fù)載的計算。
在步驟P7，由負(fù)載/提前角量計算裝置144成為再生邏輯方式，進(jìn)行負(fù)載的計算。
現(xiàn)在參考圖15、17、20說明圖18的判定流程(圖15的細(xì)節(jié)將于后述)。
所謂提前角方式是在圖20的輸出波形中，如虛線(以驅(qū)動信號SUF為例)所示，對相對于電動機磁極傳感器115的信號S115U、S115V、S115W成為驅(qū)動信號的SU、SV、SW的信號，進(jìn)行提前接通(提前角)的控制。
這樣可把電動機的特性變更為低轉(zhuǎn)矩高速轉(zhuǎn)動型，特別是在高速轉(zhuǎn)動時可以增大轉(zhuǎn)矩。
這是把電動機線圈的磁場減弱，使電動機作高速轉(zhuǎn)動，稱作弱磁場控制。
提前角可逐漸把通常的通電角120°加大，要是加大到通電角170°，這以后就會保持170°而進(jìn)一步超前。
在圖18所示的流程中，首先于步驟P30中判定前次控制方式是驅(qū)動邏輯方式、提前角方式還是再生邏輯方式。
然后對應(yīng)于所判定的驅(qū)動邏輯方式(步驟P31)、提前角方式(步驟P32)或是再生邏輯方式(步驟P33)，相應(yīng)地判定目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(Tq)與現(xiàn)在轉(zhuǎn)矩(Ts)的偏差ΔT(=Tq-Ts)是正(+)、零(0)或負(fù)(-)。(步驟P41、P42、P46)。
在步驟P41，當(dāng)判定偏差ΔT為正(ΔT＞0)時，則現(xiàn)在的轉(zhuǎn)矩(Ts)相對于目標(biāo)轉(zhuǎn)角(Tq)不足，于是轉(zhuǎn)到步驟P42，判斷向前次方式通電的負(fù)載是否在98％以上，當(dāng)前次負(fù)載在98％以上時，轉(zhuǎn)移到步驟P51，作為提前角方式，設(shè)負(fù)載為100％。
于是，從此時起開始弱磁場控制。
在提前角方式，相對于前次的通電角求出加和PID(比例·積分·微分)項的通電角(圖17中的步驟P5)，如圖20的虛線所示，在所求得的通電角之中，按超過通常的通電角(120°)的角度值進(jìn)行提前。
另一方面，當(dāng)在步驟P42判定前次負(fù)載不到98％時，以及在步驟P41中判定偏差ΔT為零(ΔT=0)時，即轉(zhuǎn)移到步驟P52成為驅(qū)動邏輯方式，把相對于前次通電負(fù)載加和PID(比例·積分·微分)項的負(fù)載作為驅(qū)動信號輸出(圖17所示的步驟P6)。
在步驟P41，當(dāng)判別偏差ΔT為負(fù)(ΔT＜0)時，移到步驟P43判定上次負(fù)載是否超過2％，當(dāng)上次負(fù)載超過20％時，轉(zhuǎn)到步驟P52，進(jìn)入驅(qū)動邏輯方式，而當(dāng)上次負(fù)載在2％以下時，則轉(zhuǎn)到步驟P53，進(jìn)入再生邏輯方式。
當(dāng)偏差ΔT為負(fù)(ΔT＜0)時，由于PID項也成為正→0→負(fù)，即使由驅(qū)動邏輯方式(步驟P52)使PID項加和(圖17所示步驟P6)，通電負(fù)載在偏差ΔT為負(fù)(ΔT＜0)的期間也繼續(xù)減小。
當(dāng)負(fù)載減小時，現(xiàn)在的轉(zhuǎn)矩(Ts)也減小，若目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(Tq)為正，則當(dāng)現(xiàn)在的轉(zhuǎn)矩(Ts)與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(Tq)相等(Tq=Ts)時，偏差ΔT=0，而PID項也成為零，此時的負(fù)載穩(wěn)定，成為恒轉(zhuǎn)矩的運轉(zhuǎn)。
當(dāng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(Tq)負(fù)時(Tq＜0)，即車輛減速時，由于即使通電負(fù)載有所減小而偏差ΔT仍舊為負(fù)，故當(dāng)通電負(fù)載在2％以下時，電動機便從驅(qū)動邏輯方式轉(zhuǎn)到再生邏輯方式(步驟P53)，進(jìn)入再生制動狀態(tài)，產(chǎn)生減速感，在此時刻，開始再生方式。
所謂再生邏輯方式，如圖20所示，是在U相、V相、W相的各線圈與蓄電池之間，使FETQ1、Q3、Q5處于接通狀態(tài)，對于各線圈依每120度保持接續(xù)定時。
在再生邏輯方式中，相對于前次負(fù)載減去PID項計算電動機負(fù)載(圖17的多驟P7)，當(dāng)偏差ΔT在0以下(ΔT≥0)時(從步驟P46到步驟P56)，PID項也小于0，實質(zhì)上是從電動機的通電負(fù)載2％以下的極小值繼續(xù)增大，使再生制動增大。
這樣，由于通過再生制動使現(xiàn)在的轉(zhuǎn)矩(Ts)的值為負(fù)(Ts＜0)，目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(Tq)與轉(zhuǎn)矩(Ts)共同成為負(fù)值，而偏差ΔT從負(fù)值漸趨近零。
然后在偏差ΔT為正(ΔT＞0)時(步驟P46)，到前次負(fù)載未達(dá)2％的情形，繼續(xù)此再生邏輯方式(步驟P56)。
于是，由于PID項隨著偏差ΔT變?yōu)檎沧優(yōu)檎?，故?fù)載便逐漸減小。
當(dāng)負(fù)載為未滿2％時，便轉(zhuǎn)移到驅(qū)動邏輯方式(從步驟P55轉(zhuǎn)至圖17的步驟P6)。
至此，再生邏輯方式結(jié)束。
當(dāng)偏差ΔT為正時由于PID項也成為正，通過圖17所示的步驟P6的計算，負(fù)載也變?yōu)榧哟蟆?br> 然后在步驟P44中，當(dāng)偏差ΔT在0以上(ΔT≥0)時，由于前次是提前角方式，繼續(xù)要求轉(zhuǎn)矩增大，于是經(jīng)過步驟54繼續(xù)提前角方式(圖17的步驟P5)。
另一方面，在步驟P44中，于偏差ΔT為負(fù)(ΔT＜0)的情形，提前角方式將繼續(xù)到前次的提前角量≤2°時(從步驟P45到圖17中的步驟P5)。
此時，在步驟P5中，相對于前次的通電角雖已對DID項加和，但由于偏差ΔT為負(fù)(ΔT＜0)，PID項本身轉(zhuǎn)移到負(fù)，在提前角量到2°以下時，即轉(zhuǎn)移到驅(qū)動邏輯方式。
至此結(jié)束弱磁場控制。
這樣，對應(yīng)于偏差ΔT的值，通過變換驅(qū)動邏輯方式、提前角方式與再生邏輯方式的控制，就能進(jìn)行與所望目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(Tq)相稱的轉(zhuǎn)矩反饋控制。
此外，于所有方式下，在圖20的驅(qū)動信號(SU、SV、SW)導(dǎo)通(H電平狀態(tài)下)期間，如圖29所示，就會有微妙的負(fù)載脈沖輸出，進(jìn)行電動機的有效電壓控制。
圖15表明驅(qū)動裝置的電路。
圖15中，驅(qū)動裝置151由N溝道FET(Q1～Q6)、慣性二極管(D1～D6)和電容器C1組成。
驅(qū)動裝置151給各個門(G2、G4、G6)輸入驅(qū)動控制信號S130的通/斷信號、給各個門(G1、G3、G5)輸入驅(qū)動控制信號S130的PWM信號，把圖19所示的驅(qū)動信號(SU、SV、SW或SUF、SVF、SWF或是SUB、SVB、SWB)輸出給三相無刷發(fā)電/電動機43，以驅(qū)動控制此發(fā)電/電動機43。
這樣，混合型車100配備有驅(qū)動輪14、發(fā)電/電動機43、變速器48、發(fā)動機61、各種傳感器110、蓄電池21、混合型車用控制裝置150、驅(qū)動裝置151、驅(qū)動/再生變換裝置152以及節(jié)流門控制致動器155等，通過判定基于方式變換開關(guān)的操作的，能采用使發(fā)動機只在燃料費效率良好的范圍內(nèi)驅(qū)動，把通過發(fā)動機輸出驅(qū)動發(fā)電/電動機獲得的發(fā)電能使蓄電池充電并在同時使車輛行駛的全自動方式，或是采用在由蓄電池供電驅(qū)動發(fā)電/電動機使車輛行駛而發(fā)電/電動機的驅(qū)動力不足再補充以發(fā)動機驅(qū)動力的半自動方式來控制發(fā)動機與發(fā)電/電動機的驅(qū)動，得以實現(xiàn)以發(fā)動機為主的行駛形式或是以EV(發(fā)電/電動機)為主的行駛形式；此外，在發(fā)電/電動機低速轉(zhuǎn)動時，可進(jìn)行能以良好精度控制電動機電流的電流反饋控制，而在高車速與高轉(zhuǎn)矩領(lǐng)域則進(jìn)行轉(zhuǎn)矩反饋控制，同時可以控制電動機所允許的最大電流值，保護(hù)發(fā)電/電動機不受過載電流的影響，并提高發(fā)動機的燃料費效率。
由此，也可只使用一個電流傳感器161，能使成本降低。
圖13是本發(fā)明的混合型車中發(fā)動機與電動機的驅(qū)動范圍的說明圖。
混合型車100基本上能夠在整個驅(qū)動范圍內(nèi)由發(fā)動機61驅(qū)動。
圖13中，以橫軸表示車速V(km/hr)，以縱軸表示轉(zhuǎn)矩指令值Tq(kgf·cm)，并將驅(qū)動范圍分為發(fā)動機61驅(qū)動的發(fā)動機范圍、只由發(fā)電/電動機43驅(qū)動的EV范圍、在效率高的范圍使發(fā)動機61運行而把驅(qū)動發(fā)電/電動機43所得的發(fā)電能量給蓄電池21充電同時使車行駛的發(fā)動機充電范圍、在減速時由發(fā)電/電動機43進(jìn)行再生制動發(fā)電以給蓄電池21充電的充電范圍與再生范圍、發(fā)動機61與發(fā)電/電動機43驅(qū)動的發(fā)動機/電動機范圍①、由發(fā)動機61與弱磁場控制的發(fā)電/電動機43驅(qū)動的發(fā)動機/電動機范圍②。
此外，發(fā)動機/電動機范圍①與發(fā)動機/電動機范圍②的邊界，在蓄電池21的電壓變低時，按圖中箭頭所示移動，使其增廣成為虛線表明的范圍而進(jìn)行補償。
再有，為了確定如圖23所示的蓄電池殘余容量與節(jié)流門開度(加速器開度)的閾值間的關(guān)系，也可取如圖24所示來進(jìn)行發(fā)動機的通/斷判定的結(jié)構(gòu)。也可在控制裝置中的ROM內(nèi)存儲有數(shù)據(jù)圖表，供隨時參考。
當(dāng)蓄電池的殘余容量例如為0～50％時，上述閾值例如取為20％；當(dāng)蓄電池殘余容量例如在100％以上時，上述閾值例如取為85％；而當(dāng)蓄電池殘余容量例如在50～100％時，則可使此閾值在上述兩數(shù)值之間順次增加。
這就是說，在圖24的半自動方式與全自動方式中，使發(fā)動機工作開始時的加速器開度的閾值根據(jù)蓄電池的殘余容量，可變地設(shè)定在20～85％。
于是，當(dāng)蓄電池的殘余容量變小時，能從加速器的開度小的狀態(tài)下盡早地驅(qū)動發(fā)動機，于是如圖25所示，與圖13的情形相比，能使EV范圍變小而相應(yīng)地使發(fā)動機/充電范圍擴大。此時，在半自動方式下，V1=50km/hr，而在全自動方式下，則為V1=40km/hr。
由此，在蓄電池殘余容量少時，就能大力地進(jìn)行發(fā)動機/充電，可有效地防止蓄電池(的電力)耗盡。
權(quán)利要求
1．混合型車用電動機控制裝置，具有根據(jù)加速器開度傳感器的輸出與車速傳感器的輸出來設(shè)定轉(zhuǎn)矩指令值的驅(qū)動輪目標(biāo)輸出設(shè)定裝置，其特征在于，此混合型車用電動機控制裝置包括為使發(fā)電/電動機的電動機電流等于根據(jù)轉(zhuǎn)矩的指令值設(shè)定的目標(biāo)電流而控制發(fā)電/電動機的電流反饋控制裝置；為使轉(zhuǎn)矩傳感器單元檢測出的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩等于轉(zhuǎn)矩的指令值而控制發(fā)電/電動機的轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置；根據(jù)檢測發(fā)電/電動機轉(zhuǎn)數(shù)的電動機轉(zhuǎn)數(shù)傳感器的輸出，選擇從所述電流反饋控制裝置的輸出和從所述轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置的輸出兩者中之一，再根據(jù)所選擇一方的輸出來控制發(fā)電/電動機的電動機控制裝置。
2．權(quán)利要求1所述的混合型車用電動機控制裝置，其特征在于，所述電流反饋控制裝置包括根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令值來設(shè)定目標(biāo)電流的目標(biāo)電流設(shè)定裝置；檢測發(fā)電/電動機的電動機電流的電動機電流檢測裝置；當(dāng)所述電動機電流檢測裝置的輸出值大于所述目標(biāo)電流設(shè)定裝置的輸出值時，輸出復(fù)位脈沖的選擇比較裝置；以及由復(fù)位脈沖使振蕩輸出復(fù)位到零的振蕩裝置。
3．權(quán)利要求1所述的混合型車用電動機控制裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置配備有進(jìn)行轉(zhuǎn)矩指令值與驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩間偏差計算的偏差計算裝置，以及對所述偏差計算裝置的輸出施行比例·積分·微分補償?shù)谋壤しe分·微分控制裝置。
全文摘要
提供混合型車用電動機控制裝置,它能在發(fā)電/電動機的低速轉(zhuǎn)動中,進(jìn)行以良好精度控制電動機電流的電流反饋控制,保護(hù)發(fā)電/電動機不受過載轉(zhuǎn)矩的影響,而在高車速·高轉(zhuǎn)矩的領(lǐng)域則能進(jìn)行轉(zhuǎn)矩反饋控制以提高發(fā)動機的燃料費效率。為此,混合型車用電動機控制裝置包括由電流反饋控制裝置131、選擇比較裝置132、振蕩裝置133、選擇負(fù)載限定裝置134、UVW通電模式發(fā)生裝置135、電流/轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置136、和轉(zhuǎn)矩反饋控制裝置140構(gòu)成的電動機控制裝置130。
文檔編號H02P6/24GK1212329SQ9811912
公開日1999年3月31日 申請日期1998年9月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月14日
發(fā)明者大津厚 申請人:本田技研工業(yè)株式會社