电动车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种其中安装了 PffM驱动的电动机的电动车辆。
【背景技术】
[0002]存在以电动机驱动力行驶的电动车辆，并且电动车辆包括其中未安装发动机的电动车辆(EV)，以及其中安装电动机和发动机两者的混合动力车辆(HV)。
[0003]在这种电动车辆中，通常安装了电池，并且来自电池的电力由逆变器变换为所需的AC电流以驱动电动机。在这种情况下，应根据加速器下压量来控制电动机的输出扭矩以追随车辆的要求扭矩。因此，在正常情况下，由PWM控制信号控制逆变器的切换，从而根据车辆的要求扭矩获得电动机输出扭矩。
[0004]在此，电动机的PffM控制执行正弦波控制，其中驱动波形通常变为正弦波；然而，当电动机输出很大并且调制率很高时，执行过调制控制和方波控制。
[0005]在PffM控制中，如果执行过调制控制，则驱动波形不会变成正弦波，并且在驱动波形中发生干扰。在高速行驶中，当扭矩输出在其中电动机旋转速度很高的状态中很低时，微细的电流脉冲出现，并且浪涌变得很大。特别地，当扭矩输出很低时，电流量很小；因此，电动机电流由于在电动机电流中的干扰而多次过零，并且浪涌可能变得极大。
[0006]如果浪涌极大，则电动机的耐受电压应大到该程度，并且电动机的构造变大。因此，理想的是抑制很大浪涌的发生。
[0007]日本专利申请公开N0.2014-082855 (JP 2014-082855 A)描述了控制变速比，以便防止在过调制控制期间出现噪声。然而，在JP 2014-082855 A中，由于执行换挡控制以便回避整个过调制控制，所以用户的无意换挡控制经常发生，并且用户很可能感觉到不适感。
【发明内容】
[0008]本发明提供了一种电动车辆，其中安装了 PWM驱动的电动机，并且具有抑制很大浪涌的发生的优点。
[0009]根据本发明一个方面的电动车辆包括:电动机；逆变器，其被配置为变换来自电池的电力以驱动所述电动机；变速器，其被配置为以可变的变速比来改变所述电动机的旋转输出；以及控制器，其被配置为控制所述逆变器以控制所述电动机的驱动，并且控制所述变速器的换挡级的变化。所述控制器在所述电动机的工作点进入其中所述逆变器由PWM过调制控制系统控制的高浪涌区域，并且所述高浪涌区域被定义为等于或高于预定旋转速度并且等于或小于预定扭矩时，执行高浪涌区域回避控制以便:改变所述变速器的变速比从而在维持车辆速度的同时改变电动机旋转速度，并将所述工作点更改为在所述高浪涌区域以外。
[0010]优选地，所述控制器根据电动机温度、大气压力或逆变器输入电压改变所述高浪涌区域的范围。
[0011]优选地，所述控制器在车辆速度波动很小的稳定行驶期间放宽用于执行所述高浪涌区域回避控制的条件。
[0012]根据本发明的所述方面，当电动机的工作点进入其中可能发生浪涌的区域时，执行用于控制变速比以便回避该区域的高浪涌区域回避控制。由此，能够抑制大浪涌的发生。
【附图说明】
[0013]下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特性、优点以及技术和工业意义，其中相同标号表示相同元素，这些附图是:
[0014]图1图1是示出根据一个实施例的电动车辆的主要部分的配置的示图；
[0015]图2图2是示出PffM控制的控制系统的选择的示图；
[0016]图3图3是示出换挡中行星齿轮的旋转速度的状态的示图；
[0017]图4图4是示出高浪涌区域回避处理的流程图；
[0018]图5图5是不出大气压力、温度和耐受电压的关系的不图；
[0019]图6图6是示出根据耐受电压设定高浪涌区域的流程图；
[0020]图7A和图7B图7A和图7B是示出在正常时间期间换档和电动发电机的工作状态的示图；
[0021]图8A和图8B图8A和图8B是示出在低气压和高温度下换挡和电动发电机的工作状态的示图；
[0022]图9图9是示出换挡中行星齿轮的旋转速度的状态的示图；
[0023]图10图10是示出换档计时的设定的流程图；
[0024]图11图11是示出在稳定行驶期间高浪涌区域回避处理的流程图；以及
[0025]图12图12是示出在稳定行驶期间高浪涌区域回避处理的流程图。
【具体实施方式】
[0026]在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。注意，本发明并不限于在此描述的实施例。
[0027]图1是示出根据实施例的电动车辆的主要部分的配置的示图。来自电池10的DC电力供给到逆变器12、14。优选地，来自电池10的电力可由升压转换器升压，并且然后提供给逆变器12、14。
[0028]逆变器12具有三个桥臂(leg)，其中诸如IGBT的晶体管以及具有流动并联连接的晶体管的反向电流的二极管的两个元件被串联连接，并且从相应桥臂的中间点获得三个输出(三相AC输出)。
[0029]电动发电机MGl被连接到逆变器12，并且电动发电机MG2被连接到逆变器14。电动发电机MGl的输出轴被连接到作为动力变速器元件的行星齿轮16的太阳齿轮S，并且电动发电机MG2的输出轴被连接到行星齿轮16的环形齿轮R。发动机20的输出轴被连接到行星齿轮16的载体C。
[0030]电动发电机MG2的输出轴被连接到行星齿轮16的环形齿轮R，并且通过变速器18连接驱动轴22。然后驱动轴22的驱动力通过差动齿轮24被传送到车轮26。
[0031]变速器18具有多个换档级，并且控制电动发电机MG2和环形齿轮的旋转速度与驱动轴22的旋转速度的比(变速比)。
[0032]将电动发电机MGl、MG2的旋转相位信息提供给电动机E⑶28。HVE⑶30连接到电动机E⑶28，并且电动机E⑶28基于从HVE⑶30提供的MGl、MG2的输出扭矩命令和旋转相位信息，生成PWM控制信号，并控制逆变器12、14的切换来控制电动发电机MG1、MG2的驱动。电动发电机MG1、MG2是用作发电机的电动机。
[0033]发动机E⑶32连接到发动机20，并且发动机E⑶32基于来自HVE⑶的命令控制燃料供给量等，以控制发动机30的驱动。
[0034]电池的充电状态SOC等被提供给电池E⑶34，并管理该电池的状态。HVE⑶30连接到电池E⑶34，并且HVE⑶30根据电池10的充电状态来控制发动机20和电动发电机MG1、MG2的驱动，以控制电池10的充电或放电电流。
[0035]由旋转速度传感器36检测作为变速器18的输出轴的驱动轴22的旋转速度，并且旋转速度被提供给HVECU 30。驱动轴22的旋转速度对应于车轮26的旋转速度和车辆速度。
[0036]由加速器传感器检测的加速器下压量，由制动器传感器检测的制动器下压量，点火开关的状态信息，换档位置信息等被提供给HVECU 30.HVECU 30基于各种提供的信息，生成电动发电机MG1、MG2的输出扭矩命令以及发动机20的输出扭矩命令，向电动机ECU 28和发动机ECU 32提供输出扭矩命令，并且发动机ECU 28和发动机ECU 32控制电动发电机MG1、MG2和发动机20的驱动。因此，HVECU 30和电动机ECU 28用作用于控制电动发电机MG1、MG2的控制手段。
[0037]电动机E⑶28对逆变器12、14的控制是PffM控制。例如，通过将具有预定频率的三角波的载波与电压命令相比较来生成PWM控制信号，并且相应地，控制逆变器12、14的晶体管的切换。
[0038]PffM控制包括正弦波控制、过调制控制以及方波控制。图2示出这些种类控制的选择。图2的垂直轴表示输出扭矩，并且水平轴表示旋转速度。由粗实线指示的外部周围的线指示最大扭矩。在低旋转速度区域中，基本上执行正弦波控制。这是因为调制率是比较低的。如果旋转速度变高，则反电动势变高，调制率变高，所以不执行正弦波控制，并且执行过调制控制。此外，如果旋转速度变高，则执行方波控制，以便获得所需的输出。
[0039]电动发电机MG1、MG2的运行在过调制控制区域中可能变成在高旋转速度和低输出扭矩下的运行。例如，在高速恒定速度运行等期间，电动发电机MG2被置于该状态。
[0040]在该区域中，扭矩很低，电动机电流很小，并且脉冲宽度在过零周围非常小。此外，由于提供了死区时间以便防止一个桥臂的上部和下部元件被同时导通，所以不能生成脉冲，电动机电流受到干扰，并且过零可被重复多次。在PWM控制中，当上部元件被接通时，电动机输入端子的电压变成逆变器输入电压，并且因此，很可能根据具有短宽度的脉冲生成大的浪涌电压。在图2中，其中可能生成大浪涌的区域被指示为高浪涌区域。在高浪涌区域中，浪涌电压可能在方波控制附近的一侧变得更高。
[0041]在该高浪涌区域中，如果电动机的耐受电压低，则存在引起电介质击穿的风险。因此，在该实施例中，当即将进入高浪涌区域时，采用用于回避该区域的手段。
[0042]〈变速比的变化〉
[0043]在图3中，示出了行星齿轮16中三个齿轮和换挡级的旋转速度。在该图中，由黑色圆圈示出的一部分是当变速器18的换档级是低速级时。
[0044]如果变速器18的换档级变化为高速级侧(升档)，则维持相同的车辆速度并且随着换档级的变化，环形齿轮和电动发电机MG2的旋转速度降低。例如，如果高速级具有为I的变速比，并且低速级具有为1.5的变速比，则环形齿轮的旋转速度在相同的车辆速度下变为1/1.5。如果发动机速度不变，则电动发电机MGl的旋转速度随着电动发电机MG2的旋转速度中的变化而唯一地变化。由于此时发动机20的运行由发动机20的输出功率命令等确定，