车辆控制设备的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及例如被配置成控制具有电动机的车辆的车辆控制设备。
【背景技术】
[0002]近期，具有电动机(或所谓的电机)的车辆受到关注。作为如上所述具有电动机的车辆的示例，公知存在具有电动机和内燃发动机两者的混合动力车辆(例如参考专利文献
Do
[0003]专利文献I公开了一种技术，其中如果内燃发动机的转速小于如上所述的混合动力车辆中的预定转速，则执行电动机的三相短路控制，以停止早期阶段处的内燃发动机的旋转。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利申请公开N0.2006-288051
【发明内容】
[0007]本发明要解决的主题
[0008]附带地，如果执行三相短路控制，则在高车速区域(即在其中电动机的转速为高的区域)中生成作为电动机的制动力的充分转矩;然而，电动机不能在低车速区域中或在车辆的停止期间(即在其中电动机的转速极低或为零的区域中)旋转，导致几乎为零(或完全为零)的旋转，并且电动机的输出转矩变为零。因此，例如，如果在电动机的转矩不为零的情况下，在执行三相短路控制之后车辆立即停止，则电动机的转矩突然降低，并且对车辆驾驶员带来转矩下降的感觉，这是技术上的问题。
[0009]将以上描述示例化为由本发明解决的主题或问题的一个示例。因此，本发明的目的是提供被配置成防止在三相短路控制期间发生转矩下降感觉的一种车辆控制设备。
[0010]用于解决主题的方式
[0011]本发明的上述目的可由被配置成控制车辆的车辆控制设备来实现，车辆具有:三相交流(AC)电动机，其被配置成以与车辆的驱动轴的转速同步的转速来驱动；以及电力转换器，其包括用于三相AC电动机的相应三相的第一开关元件和第二开关元件，每个第一开关元件和每个第二开关元件串联连接，电力转换器被配置成将供应给三相AC电动机的电力从直流(DC)电力转换为AC电力，该车辆控制设备具有:上控制装置，其被配置成输出用于控制三相AC电动机的操作的指令；以及下控制装置，其被配置成通过根据从上控制装置输出的指令来控制电力转换器的状态，从而控制三相AC电动机的操作，其中该上控制装置具有:第一判定装置，其被配置成判定三相AC电动机的转速是否小于或等于预定阈值，以及可停止车辆的停止操作是否执行;第二判定装置，其被配置成如果第一判定装置判定三相AC电动机的转速小于或等于预定阈值并且执行停止操作，则判定车辆停止；以及指令装置，其被配置成如果第二判定装置判定车辆停止，则向下控制装置输出用于将电力转换器的状态设定为特定状态的特定控制指令，在该特定状态中第一开关元件和第二开关元件中的一种开关元件中的所有开关元件断开，以及第一开关元件和第二开关元件中的另一种开关元件中的至少一个开关元件接通，以及在从特定控制指令的接收起的预定期间经过之后，下控制装置控制电力转换器处于特定状态中。
[0012]根据本发明的车辆控制设备，可控制具有三相AC电动机的车辆。设置三相AC电动机以使得三相AC电动机的转速与车辆的驱动轴的转速同步。此处，“其中三相AC电动机的转速与驱动轴的转速同步的状态”是指其中三相AC电动机的转速与驱动轴的转速具有相关性的状态。通常，“其中三相AC电动机的转速与驱动轴的转速同步的状态”是指其中三相AC电动机的转速与驱动轴的转速成比例的状态(即其中三相AC电动机的转速XK(其中K是任意常数)=驱动轴的转速的状态)。“其中三相AC电动机的转速与驱动轴的转速同步的状态”可通过将三相AC电动机的旋转轴与驱动轴直接耦接来实现。作为替代，“其中三相AC电动机的转速与驱动轴的转速同步的状态”可通过将三相AC电动机的旋转轴经由一些机械机构(例如减速齿轮机构)与驱动轴间接耦接来实现。
[0013]此外，三相AC电动机通过使用从电力转换器供应的电力(S卩AC电力)来驱动。为了向三相AC电动机供应电力，电力转换器具有用于三相AC电动机的相应三相的第一开关元件(例如，在电源的高电压侧端子与三相AC电动机之间电连接的开关元件)和第二开关元件(例如，在电源的低电压侧端子与三相AC电动机之间电连接的开关元件)，其中每个第一开关元件和每个第二开关元件串联连接。换言之，电力转换器具有设置在U相中的第一和第二开关元件，设置在V相中的第一和第二开关元件，以及设置在W相中的第一和第二开关元件。
[0014]本发明的车辆控制设备具有上控制装置和下控制装置作为主要构成。例如，上控制装置被配置成作为被配置成控制整个车辆操作的上电子控制单元(ECU)，并且被配置成向下控制装置输出用于控制三相AC电动机的操作的指令。此外，上控制装置可以被配置成输出用于除三相AC电动机之外的车辆部分的指令。另一方面，下控制装置被配置为只用于三相AC电动机的ECU，并通过控制根据从上控制装置输出的指令来控制电力转换器的状态。
[0015]根据如上所述的上控制装置和下控制装置，例如，如果控制三相AC电动机的操作，则首先，将用于控制三相AC电动机的操作的指令(例如，指令转矩值等)从上控制装置输出到下控制装置。然后，接收指令的下控制装置根据指令而控制电力转换器的状态。因此，控制对三相AC电动机的电力供应，并且实际控制三相AC电动机的操作。
[0016]本发明的上控制装置具有第一判定装置和第二判定装置，用于判定具有三相AC电动机的车辆是否停止。
[0017]第一判定装置基于三相AC电动机的转速而执行判定操作。具体地，第一判定装置判定三相AC电动机的转速是否小于或等于预定阈值。此外，第一判定装置执行基于可停止车辆的停止操作的存在或不存在的判定操作。具体地，第一判定装置判定是否执行可停止车辆的停止操作。
[0018]第二判定装置基于第一判定装置的判定结果，判定车辆是否停止。具体地，如果第一判定装置判定三相AC电动机的转速小于或等于预定阈值并且执行停止操作，则第二判定装置判定车辆停止。另一方面，如果第一判定装置判定三相AC电动机的转速不小于或等于预定阈值，则第二判定装置可判定车辆不停止。以相同的方式，如果第一判定装置判定不执行停止操作，则第二判定装置可判定车辆不停止。
[0019]根据上述的第一判定装置和第二判定装置，可以不仅基于三相AC电动机的转速，而且基于停止操作的存在或不存在，判定车辆是否已停止。因此，与被配置成如果内燃发动机的转速小于或等于预定阈值则判定车辆停止的第一比较例的车辆控制设备相比，本发明的车辆控制设备可相对准确地判定车辆是否已停止，其中内燃发动机的转速的检测准确性可以比三相AC电动机的转速的检测准确性更低。此外，与被配置成如果三相AC电动机的转速小于或等于预定阈值则判定车辆停止的第二比较例中的车辆控制设备相比，本发明的车辆控制设备可相对准确地判定车辆是否已停止，而无需判定是否执行了停止操作。
[0020]第二判定装置可基于在第一判定装置判定三相AC电动机的转速小于或等于预定阈值并且执行停止操作的状态中的持续时间，判定车辆是否停止。换句话说，如果持续时间大于或等于预定期间，则第二判定装置可判定车辆停止。根据如上所述的判定，第二判定装置可更准确地判定车辆是否停止。特别地，例如即使三相AC电动机的转速受到摆动(hunting)(或不固定，或改变)，第二判定装置也可更准确地判定车辆是否已停止。
[0021]此外，在本发明中，上控制装置具有被配置成输出用于控制三相AC电动机的操作(即用于控制电力转换器的状态)的指令的指令装置。如果第二判定装置判定车辆停止，则指令装置向下控制装置输出用于控制电力转换器的状态的特定状态(通常要被固定在特定状态中)的特定控制指令。在此，“特定状态”是一种其中第一开关元件和第二开关元件中的一种开关元件中的所有开关元件关断(或处于断开状态)，并且第一开关元件和第二开关元件中的另一种开关元件中的至少一个开关元件接通(或处于连接状态)的状态。
[0022]另一方面，如果接收从上控制装置输出的特定控制指令，则本发明的下控制装置控制电力转换器处于特定状态(以下，根据情况需要称为“三相短路控制”)。通过将电力转换器设定为特定状态，可以对三相AC电动机生成制动力，并且例如可以优选地执行车辆的停止控制。在具有除本发明的三相AC电动机之外的另一个三相AC电动机的车辆中，对应于另一个三相AC电动机的电力转换器同样可以被控制为处于特定状态中。
[0023]然而特别地，本发明的下控制装置在从特定控制指令的接收起经过预定期间之后执行三相短路控制。换句话说，下控制装置在特定控制指令的接收之后不立即控制电力转换器处于特定状态中，而是等待预定期间来控制电力转换器处于特定状态中。
[0024]在此，如果执行三相短路控制，则在高的车速区域中(例如在其中三相AC电动机的转速为高的区域中)生成用于获得制动力的充足的转矩;然而，三相AC电动机不能在低的车速区域中或在车辆的停止期间(即在其中电动机的转速极低或为零的区域中)旋转，导致几乎为零(或完全为零)的旋转，并且三相AC电动机的输出转矩变为零。因此，例如，如果在三相AC电动机的转矩不为零的情况下，在实现电力转换器的特定状态之后车辆立即停止，则三相AC电动机的转矩突然下降，并且给予车辆驾驶员转矩下降的感觉。
[0025]特别地，如果提出如本发明的两个控制装置(即上控制装置和下控制装置)，即使从上控制装置给出用于设定三相AC电动机的转矩为零的指令，但是由于在上控制装置和下控制装置之间的通信延迟、滤波器的平滑或模糊效应等，可能存在其中来自三相AC电动机的下控制装置的指令转矩为零的一些情况。因此，即使上控制装置的指令转矩为零，三相AC电动机的实际转矩可能不为零。因此，在特定的控制指令的接收之后立即实现特定状态很有可能导致如上所述的转矩下降的感觉。
[0026]然而在本发明中，如上所述，在从特定控制指令的接收起经过预定期间之后执行三相短路控制。换句话说，在三相AC电动机的转矩实际变为零之后，实现电力转换器的特定状态。换种方式，将本发明的“预定期间”设定为从当特定的控制指令从上控制装置输出时到三相AC电动机的转矩实际变为零时的期间(或来自下控制装置的指令转矩变为零)。例如鉴于在上控制装置和下控制装置之间的通信延迟的长度、滤波器特性等，从理论上、实验上或经验上可以得到并且设定预定期间。
[0027]如以上所解释的，根据本发明的车辆控制装置，可以通过在从特定控制指令起经过预定期间之后执行三相短路控制，防止发生转矩下降的感觉。因此，可以优选执行停止控制，而不降低驾驶性能。
[0028]在本发明的车辆控制设备的一个方面，其中下控制装置执行控制以在特定控制指令的接收之后设定三相AC电动机的转矩为零，并且然后执行控制以将电力转换器设定处于特定状态中。
[0029]根据该方面，在三相AC电动机的转矩被实际设定为零之后，执行三相短路控制。换句话说，除非控制三相AC电动机的转矩为零，否则不执行三相短路控制。因此，可以确定地避免由在三相AC电动机的转矩不为零的状态中实施三相短路控制而导致的转矩下降的感觉的发生。
[0030]在一方面，其中执行将三相AC电动机的转矩设定为零的控制，并且然后执行将电力转换器设定为特定状态的控制，如上所述，该下控制装置可以具有被配置成独立于上控制装置的指令而执行用于增加电动机转矩的附加控制的附加控制装置，并且如果接收到特定控制指令，则附加