用于操作可变电压控制器的方法和系统与流程

本描述涉及用于操作纯电动车辆或混合动力车辆的可变电压控制逆变器的方法和系统。所述方法和系统可以具体地用于调整升压电压或降压电压以提供期望的推进马达扭矩或提供再生能力的车辆。

背景技术：
和

技术实现要素：

车辆可以包括用于提供推进扭矩来使车辆加速的电机。电机还可以向车辆提供制动扭矩，由此车辆的动能可以转换成电能并且储存用于随后使用。电机可以经由逆变器电耦合到电池或其他电能储存装置。逆变器可以将来自电池的直流电(dc)转换成交流电(ac)以给电机供电。或者，逆变器可以将交流电转换成直流电以给电池充电。逆变器可以包括降压电路和升压电路，以增加电池电压或降低电机电压。例如，当逆变器在升压模式下操作时，电池电压可以经由储存电能于电感器的磁场中并且随后使电感器对电机放电而增加。在电感器上形成的电压加上电池电压导致大于电池电压的输出电压。然而，如果从电池和电感器输出的电压高于或低于其中电机有效地操作的期望电压，那么电机对电力的使用可能不如期望的有效。

本文中的发明人已经认识到上述问题并且已经开发出一种可变电压控制逆变器操作方法，所述方法包括：接收对控制器的数据；以及响应于所述可变电压控制逆变器的期望输出电压并不小于电池电压而经由所述控制器按占空比来开关所述可变电压控制逆变器的晶体管，所述占空比响应于所述电池电压而调整。

通过在可变电压控制逆变器的期望输出电压并不小于电池电压时以响应于电池电压的占空比来开关所述可变电压控制逆变器的晶体管，有可能提供提高电气系统效率的技术结果。具体地，电机的效率可以提高。此外，如果逆变器在降压模式下操作，那么可以通过精确地控制电池充电电压来提高电池充电效率。

本描述可以提供若干优点。具体地，当电池电荷较低时，所述方案可以降低升压。此外，所述方案可以通过允许逆变器升压到较高电压来增加电池电压升压能力。另外，可以在以降压或升压模式操作逆变器的同时应用所述方案。

从单独或结合附图来看的以下具体实施方式中将容易明白本描述的上述优点和其他优点以及特征。

应理解，提供上述发明内容来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意图识别所要求的主题的关键或基本特征，所述主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求的主题不限于解决在上文或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实现方式。

附图说明

通过单独或结合附图来阅读实施例的实例(在本文中被称为具体实施方式)，将更全面地理解本文中描述的优点，在附图中：

图1是逆变器的示意图。

图2是混合动力车辆系统的示意图。

图3示出用于补偿逆变器降压或升压电压的示例控制框图。

图4示出升压晶体管停用与降压晶体管激活之间的示例死区时间。

图5示出用于在升压模式下操作逆变器的方法的流程图。

图6示出用于在降压模式下操作逆变器的方法的流程图。

具体实施方式

本描述与操作车辆的可变电压控制逆变器相关，所述车辆包括用于努力推进车辆和努力使车辆减速的电机。逆变器可以配置成如图1所示。逆变器可以被包括在车辆传动系中，如图2所示。逆变器可以经由控制器进行操作，如图3所示。逆变器的输出电压可以响应于升压晶体管停用与降压晶体管激活之间的死区时间或降压晶体管停用与升压晶体管激活之间的死区时间进行调整，如图4所示。逆变器可以根据图5的方法在升压模式下操作，并且逆变器可以根据图6的方法在降压模式下操作。

参考图1，示出逆变器100电耦合到电能储存装置175(例如，电池)。在这个实例中，电能储存装置包括串联连接以增加电能储存装置175的电压的多个电池单元。还示出逆变器100电耦合到电机140(例如，可以作为马达或交流发电机操作的三相电机)。逆变器100包括控制器102，控制器102可以经由控制器局域网(can)299与图2所示的车辆系统控制器255通信。控制器102电耦合到晶体管106、108和110至115的基极。控制器102可以供应控制信号，以独立地激活和停用晶体管106、108和110至115。控制器102包括输入端和输出端2(例如，数字输入端、数字输出端、模拟输入端、模拟输出端)、非暂时性存储器3(例如，只读存储器或电可擦除存储器)以及暂时性存储器4。控制器102可以感测节点103处的电压并且经由电流传感器199来感测流过电感器104的电流。

示出晶体管106、108和110至115为绝缘栅双极型晶体管(igbt)，但在替代配置中，它们可以是金属氧化物场效应晶体管(mosfet)、场效应晶体管(fet)或者其他已知类型的晶体管。控制器102可以经由向晶体管106、108和110至115的栅极供应较高电势电压来激活igbt。控制器102可以经由向晶体管106、108和110至115的栅极供应较低电势电压来停用igbt。晶体管106和108的栅极由字母“g”指示。晶体管106和108的集电极由字母“c”指示。晶体管106和108的发射极由字母“e”指示。晶体管110至115具有与针对晶体管106和108指示的类似基极、发射极和集电极。晶体管106和108还包括在相应的发射极与集电极之间正向偏压的二极管107和109。电流可以在晶体管106和108被激活时在它们的集电极与发射极之间流动。当晶体管106和108被停用时，阻止电流在晶体管106和108的集电极与发射极之间流动。晶体管110至115类似地操作。晶体管110至115可以选择性地被激活和停用，以将dc转换成ac。

示出电感器104直接电耦合到晶体管106和108。电感器104还直接电耦合到电容器150、电容器152以及电能储存装置175。示出电容器151电耦合到电容器150和电能储存装置175的负侧。

在升压模式下，控制器102可以选择性地激活可以被称为升压晶体管的晶体管108，以经由电能储存装置175从正极端子133a提供的电荷给电感器104充电。电感器104在开始储存电能于磁场中时阻碍电流。当升压晶体管108闭合时，电感器104的左手侧的极性为正。当升压晶体管108断开时，流过电感器104的电流减小并且它的磁场开始瓦解。电感器104的极性改变，以便电感器104的右侧具有正极性，因为它的瓦解磁场支持电流继续流向负载。电能储存装置175的电压和在电感器104上形成的电压串联地连接，由此在节点180处提供电能储存装置175的电压加电感器104的电压。在节点101处形成节点180处的电压减去二极管107上的小电压降，这是当vvc在升压模式下操作时可变电压控制逆变器升压电路的输出和对晶体管110至115的输入，因为二极管107是正向偏压。电荷可以储存在电容器131中以使节点101处的升压电路的输出电压平滑。节点101处的电压是dc电压。可变电压控制逆变器升压电路可以包括电容器150至152、电感器104、升压晶体管108、二极管109、二极管107、电容器131以及电阻器130。节点101处的电压供应到晶体管110至115，晶体管110至115接通和切断以向电机140提供三相ac功率。每当升压晶体管108被命令激活时，降压晶体管106便被命令停用，以便防止节点101与节点181之间的短路。

如果电机140仅要求少量的功率，那么可以通过停用降压晶体管106和升压晶体管108在节点101处供应电池电压减去电感器104和二极管107的小电压降。

在降压模式下，经由电机140向电感器104供应电荷。具体地，经由控制器102开关晶体管110至115而将电机的三相ac输出转换成节点101处的dc电压。电感器104经由激活可以被称为降压晶体管的晶体管106进行充电。电感器104在开始储存电能于磁场中时阻碍电流。当升压晶体管106闭合时，电感器104的右手侧的极性为正。当降压晶体管106断开时，流过电感器104的电流减小并且它的磁场开始瓦解。电感器104的极性改变，以便电感器104的左侧具有正极性，因为它的瓦解磁场支持电流继续流向负载(例如，电能储存装置175)。允许电感器104充电的时间量被控制，以便在电感器104上形成的电压小于经由电机140输出的电压。二极管109将电感器104的右侧耦合到节点181，节点181耦合到负极电池端子133b。在电感器104上形成的电压连接到电能储存装置175的正极端子133a。来自电感器104的电荷流到端子133a，以便电能储存装置可以充电。经由调整降压晶体管106被激活(例如，闭合以允许电流流过晶体管)的时间量来控制节点103处的电压。每当降压晶体管106被激活时，升压晶体管108便被停用(例如，断开以抑制电流流过晶体管)。电荷可以储存在电容器150至152中以使节点103处的降压电路的输出电压平滑。节点103处的电压是dc电压。可变电压控制逆变器降压电路可以包括电容器150至152、电感器104、降压晶体管106、二极管109、电容器131以及电阻器130。节点103处的电压是可变电压控制逆变器降压电路的输出电压。控制器102可以监测节点103和101处的电压。此外，控制器102可以响应于节点103和101处的电压而调整供应到升压晶体管108和降压晶体管106的信号的占空比。

图2是包括动力传动系统或传动系200的车辆225的框图。图2的动力传动系统包括发动机202。示出动力传动系统200包括车辆系统控制器255、发动机控制器12、逆变器100(图1中示出)、变速器控制器254、能量储存装置控制器253以及制动控制器250。控制器可以通过控制器局域网(can)299进行通信。控制器中的每一者可以向其他控制器提供信息，诸如，扭矩输出限制(例如，被控制为不被超过的装置或部件的扭矩输出)、扭矩输入限制(例如，被控制为不被超过的装置或部件的扭矩输入)、被控制的装置的扭矩输出、传感器和致动器数据、诊断信息(例如，关于劣化的变速器的信息、关于劣化的发动机的信息、关于劣化的电机的信息、关于劣化的制动器的信息)。此外，车辆系统控制器255可以向发动机控制器12、逆变器100中包括的电机控制器102、变速器控制器254以及制动控制器250提供命令，以实现驾驶员输入请求和基于车辆操作条件的其他请求。

例如，响应于驾驶员释放加速踏板和车辆速度，车辆系统控制器255可以请求期望的车轮扭矩或车轮功率电平，以提供期望的车辆减速速率。期望的车轮扭矩可以通过车辆系统控制器255请求来自电机控制器102的第一制动扭矩和来自制动控制器250的第二制动扭矩来提供，第一扭矩和第二扭矩在车轮216处提供期望的制动扭矩。

在其他实例中，控制动力传动系统装置的划分可以按图2所示的不同方式划分。例如，单个控制器可以代替车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器102、变速器控制器254以及制动控制器250。或者，车辆系统控制器255和发动机控制器12可以是单个单元，而电机控制器102、变速器控制器254和制动控制器250是独立的控制器。

在这个实例中，动力传动系统200可以由发动机202和电机140供以动力。在其他实例中，可以省略发动机202。发动机202可以经由电机140(例如，集成式起动机/发电机或者马达/发电机)来启动。此外，发动机202的扭矩可以经由诸如燃料注射器、节气门等扭矩致动器204来调整。

发动机输出扭矩可以通过双质量飞轮215传输到动力传动系统分离离合器的输入或第一侧235。分离离合器236可以是电致动或液压致动的。示出分离离合器236的下游或第二侧234机械耦合到电机输入轴237。

电机140可以操作以向动力传动系统200提供扭矩或者在再生模式下将动力传动系统扭矩转换成电能以储存在电能储存装置175中。电机140与能量储存装置175电通信。电机140直接驱动动力传动系统200或由动力传动系统200直接驱动。在其他实例中，电机140可以被包括在动力分离式混合动力车辆中，或者电机140可以是唯一推进力源。没有带、齿轮或链条将电机140耦合到动力传动系统200。相反，电机140以与动力传动系统200相同的速率旋转。电能储存装置175(例如，高电压电池或电源)可以是电池、电容器或电感器。电机140的下游侧经由轴241而机械耦合到变矩器206的泵轮285。电机140的上游侧机械耦合到分离离合器236。电机140可以经由按图1所示的电机控制器102指示作为马达或发电机操作来向动力传动系统200提供正扭矩或负扭矩。

变矩器206包括用于向输入轴270输出扭矩的涡轮286。输入轴270将变矩器206机械耦合到自动变速器208。变矩器206还包括变矩器旁通锁止离合器212(tcc)。当tcc锁定时，扭矩从泵轮285直接转移到涡轮286。tcc由控制器12电操作。或者，tcc可以是液压锁定的。在一个实例中，变矩器可以被称为变速器的部件。

当变矩器锁止离合器212完全松离时，变矩器206经由变矩器涡轮286与变矩器泵轮285之间的流体输送而将发动机扭矩传输到自动变速器208，由此实现扭矩倍增。相反，当变矩器锁止离合器212完全接合时，发动机输出扭矩经由变矩器离合器直接输送到变速器208的输入轴(未示出)。或者，变矩器锁止离合器212可以部分地接合，由此使得能够调整直接转送到变速器的扭矩量。变速器控制器254可以被配置成通过响应于各种发动机操作条件或者基于基于驾驶员的发动机操作请求而调整变矩器锁止离合器212来调整由变矩器传输的扭矩量。

自动变速器208包括齿轮式离合器(例如，齿轮1至10)211和前进离合器210。自动变速器208是定比变速器。齿轮式离合器211和前进离合器210可以选择性地接合以改变输入轴270的实际总转数与车轮216的实际总转数之比。齿轮式离合器211可以经由换挡控制电磁阀209调整供应到离合器的流体来接合或松离。从自动变速器208输出的扭矩也可以经由输出轴260转送到车轮216以推进车辆。具体地，在将输出驱动扭矩传输到车轮216之前，自动变速器208可以响应于车辆行进条件而转移输入轴270处的输入驱动扭矩。变速器控制器254选择性地激活或接合tcc212、齿轮式离合器211和前进离合器210。变速器控制器也选择性地停用或松离tcc212、齿轮式离合器211和前进离合器210。

此外，可以通过接合摩擦式车轮制动器218向车轮216施加摩擦力。在一个实例中，摩擦式车轮制动器218可以响应于驾驶员将他的脚踩在制动踏板(未示出)上和/或响应于制动控制器250内的指令而接合。此外，制动控制器250可以响应于由车辆系统控制器255发出的信息和/或请求而应用制动器218。按相同的方式，可以通过响应于驾驶员从制动踏板上释放他的脚、制动控制器指令和/或车辆系统控制器指令和/或信息而松离车轮制动器218来减小对车轮216的摩擦力。例如，作为自动化发动机停止程序的一部分，车辆制动器可以经由控制器250向车轮216施加摩擦力。

响应于使车辆225加速的请求，车辆系统控制器可以获得来自加速踏板或其他装置的驾驶员需求扭矩或功率请求。车辆系统控制器255随后将所请求的驾驶员需求扭矩的一小部分分配到发动机并且将剩余部分分配到电机。车辆系统控制器255请求来自发动机控制器12的发动机扭矩和来自电机控制器102的电机扭矩。如果电机扭矩加发动机扭矩小于变速器输入扭矩限制(例如，不被超过的阈值)，那么所述扭矩传递到变矩器206，变矩器206随后将所请求的扭矩的至少一小部分转送到变速器输入轴270。响应于可以基于输入轴扭矩和车辆速度的换挡规律和tcc锁止安排，变速器控制器254选择性地锁定变矩器离合器212并且经由齿轮式离合器211来接合齿轮。在一些情况下，当可能期望对电能储存装置175充电时，在存在非零驾驶员需求扭矩的同时，可以请求充电扭矩(例如，负电机扭矩)。车辆系统控制器255可以请求增加的发动机扭矩以克服充电扭矩来满足驾驶员需求扭矩。

响应于使车辆225减速并提供再生制动的请求，车辆系统控制器可以基于车辆速度和制动踏板位置而提供负期望车轮扭矩。车辆系统控制器255随后将负期望车轮扭矩的一小部分分配到电机140(例如，期望的动力传动系统车轮扭矩)并且将剩余部分分配到摩擦制动器218(例如，期望的摩擦制动车轮扭矩)。此外，车辆系统控制器可以通知变速器控制器254车辆处于再生制动模式，以便变速器控制器254基于唯一换挡规律而使齿轮211换挡，以提高再生效率。电机140向变速器输入轴270供应负扭矩，但由电机140提供的负扭矩可以受变速器控制器254限制，变速器控制器254输出变速器输入轴负扭矩限制(例如，不被超过的阈值)。此外，电机140的负扭矩可以基于电能储存装置175的操作条件而受车辆系统控制器255或电机控制器102限制(例如，限制为小于阈值负阈值扭矩)。由于变速器或isg限制而不可以由电机140提供的期望负车轮扭矩的任何部分可以分配到摩擦制动器218，以便期望的车轮扭矩由来自摩擦制动器218和isg240的负车轮扭矩的组合提供。

因此，各种动力传动系统部件的扭矩控制可以由车辆系统控制器255监管，其中对发动机202、变速器208、电机140和制动器218的局部扭矩控制经由发动机控制器12、电机控制器102、变速器控制器254和制动控制器250提供。

作为一个实例，发动机扭矩输出可以通过控制节气门开度和/或用于涡轮增压或机械增压发动机的气门定时、气门升程和升压来调整火花定时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲定时和/或进气的组合而进行控制。在柴油发动机的情况下，控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲定时和进气的组合来控制发动机扭矩输出。在所有情况下，可以在逐个气缸的基础上执行发动机控制，以控制发动机扭矩输出。

电机控制器102可以通过调整从电枢绕组流进和流出的电流来控制来自电机140的扭矩输出和电机产生，如本领域已知。

变速器控制器254经由位置传感器271来接收变速器输入轴位置。变速器控制器254可以经由对来自位置传感器271的信号进行微分或者在预定时间间隔上对许多已知角距离脉冲进行计数来将变速器输入轴位置转换成输入轴速度。变速器控制器254可以从扭矩传感器272接收变速器输出轴扭矩。或者，传感器272可以是位置传感器或扭矩和位置传感器。如果传感器272是位置传感器，那么控制器254可以在预定时间间隔上对轴位置脉冲进行计数，以确定变速器输出轴速度。变速器控制器254还可以对变速器输出轴速度进行微分，以确定变速器输出轴加速度。

制动控制器250经由车轮速度传感器221接收车轮速度信息并且接收来自车辆系统控制器255的制动请求。制动控制器250还可以直接地或通过can299从制动踏板传感器(未示出)接收制动踏板位置信息。制动控制器250可以响应于来自车辆系统控制器255的车轮扭矩命令而提供制动。制动控制器250还可以提供防抱死和车辆稳定性制动，以改进车辆制动和稳定性。照此，制动控制器250可以向车辆系统控制器255提供车轮扭矩限制(例如，不被超过的阈值负车轮扭矩)，以便负电机扭矩不会导致超过车轮扭矩限制。例如，如果控制器250发出50n-m的负车轮扭矩限制，那么电机扭矩被调整为在车轮处提供小于50n-m(例如，49n-m)的负扭矩，包括考虑到变速器齿轮。

因此，图1和图2的系统提供一种系统，所述系统包括：逆变器，所述逆变器包括升压晶体管、降压晶体管以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，以响应于所述可变电压控制逆变器的期望输出电压并不小于电池电压而经由所述控制器来调整施加到所述升压晶体管或所述降压晶体管的占空比，所述占空比响应于所述电池电压而调整。所述系统还包括电耦合到所述逆变器的电池和电耦合到所述逆变器的电机。所述系统还包括附加指令，以进一步响应于被激活的所述升压晶体管与被停用的降压晶体管之间的死区时间来调整所述占空比。所述系统还包括附加指令，以在基本上相同时间命令所述降压晶体管激活并且所述升压晶体管停用。所述系统还包括附加指令，以响应于所述可变电压控制逆变器的期望输出电压小于电池电压并且所述可变电压控制逆变器的所述期望输出电压大于所述电池电压减去阈值电压而经由所述控制器按所述占空比来开关所述升压晶体管。所述系统包括其中所述期望输出电压是所述升压晶体管的集电极处的电压。

现在参考图3，示出可以合并到图5和图6的方法中的控制器的框图。此外，图3的可变电压控制器(vvc)300可以合并到图1和图2的系统中。

电机扭矩请求和当前电机速度输入到可变电压控制升压/降压表302。当电机扭矩请求量标记为正时，可变电压控制升压/降压表302可以输出目标升压电压(target_v)。升压电压是在图1的节点101处的电压。当电机扭矩请求量标记为负时，可变电压控制升压/降压表302可以输出目标降压电压。降压电压是在图1的节点103处的电压。目标升压或降压电压输入到框304。

在所述框处经由以下等式来确定vvc补偿的降压或升压电压：

其中max_duty_cycle是当可变电压控制器在降压模式下操作时供应到降压晶体管的控制信号(例如，供应到晶体管的基极的信号)的最大占空比，max_duty_cycle是当vvc在升压模式下操作时供应到升压晶体管的控制信号的最大占空比，switch_period是当vvc在降压模式下操作时供应到降压晶体管的控制信号的周期，switch_period是当vvc在升压模式下操作时控制信号的周期，vvc_comp_voltage是vvc补偿电压，并且vbatt是电池电压或电能储存装置的电压。当电机扭矩请求量标记为正时，vvc可以在升压模式下操作。当电机扭矩请求量标记为负时，vvc可以在降压模式下操作。vvc补偿的降压或升压电压输入到框304。

在框304处，vvc300从vvc补偿的降压或升压电压和目标电压中选择最大值。框304的操作可以经由以下等式来表达：

vdc_cmd＝max(rarget_v，vvc_comp_voltage)等式(3)

其中vdc_cmd是在降压模式期间和在升压模式期间图1的节点101处的命令电压，max是返回自变量1(target_v)和自变量2(vvc_comp_voltage)的较大值的函数，并且target_v是在302处确定的目标电压。框304向框308处的vvc控制器输出命令电压。

框308可以是比例/积分/微分(pid)控制器或接收命令电压并且闭环反馈调整供应到降压晶体管或升压晶体管的信号的占空比的其他已知类型的控制器。在一个实例中，在升压模式下，从命令电压vdc_cmd中减去节点101处的电压以提供电压误差，并且响应于电压误差来调整供应到升压晶体管的信号的占空比。在另一实例中，在降压模式期间，响应于节点101处的电压经由控制器102来控制节点103处的电压。具体地，节点101处的电压经由以下等式而与节点103处的电压相关：

v103·ii104＝v101·il

其中v103是节点103处的电压或电池处的电压(其也可以被称为vbatt)，ii104是流过电感器104的电流，v101是节点101处的电压(其可以被称为vdc_cmd)，并且il是负载(例如，电机140)的电流。负载电流il是根据期望车辆制动扭矩确定的电机速度和扭矩的函数。控制器102随后响应于ii104、v101和il来调整晶体管106的开关，以在降压模式期间提供节点103处的期望电压(v103)。vvc控制器308向降压晶体管106或向升压晶体管108供应占空比控制信号。

现在参考图4，示出展示了在激活升压晶体管与停用降压晶体管时之间的死区时间的曲线图。如先前所述，升压晶体管可以在降压晶体管被命令停用之后被命令激活预定时间量(例如，死区时间)，或者降压晶体管可以在升压晶体管被命令停用之后被命令激活预定时间量(例如，死区时间)，以降低节点101与181之间短路的可能性。与激活被停用的晶体管所花费的较短时间量相比，死区时间补偿了被激活的晶体管要停用所花费的额外时间。照此，为了降低图1中的节点101与图1中的节点181之间的短路的可能性，可以设置死区时间来降低升压晶体管108与降压晶体管106之间短路的可能性。死区时间允许流过被停用的晶体管的电流在流过被激活的晶体管的电流开始之前停止。

在这个实例中，虚线402表示升压晶体管108的操作状态，并且实线404表示降压晶体管106的操作状态。当迹线402和404处于水平轴附近的较低水平时，降压晶体管和升压晶体管被停用并且不允许电流流过晶体管。当迹线402和404处于沿着垂直轴定位的值一附近的较高水平时，降压晶体管和升压晶体管被激活并且允许电流流过晶体管。

在时间t0处，激活升压晶体管并且停用降压晶体管。在时间t0与时间t1之间，命令停用升压晶体管。在经过预定死区时间之后(在时间t2处)命令激活降压晶体管，以防止降压晶体管和升压晶体管同时激活。实际上在时间t1处停用升压晶体管，并且短时间之后在时间t2处命令激活降压晶体管。时间t1与时间t2之间的时间是死区时间，并且它降低了图1中的节点101与节点181之间短路的可能性。

降压晶体管保持激活并且升压晶体管被停用，直到刚好在降压晶体管被命令停用的时间t3之前。在时间t3处，实际上停用降压晶体管。在时间t4处，命令激活升压晶体管。因此，被停用的晶体管在另一晶体管被激活之前改变状态。按这种方式，有可能降低图1的节点101与节点181之间短路的可能性。

现在参考图5，示出用于在升压模式下操作vvc的方法。图5的方法可以被包括为存储在图1和图2的系统的非暂时性存储器中的可执行指令。另外，在物理或现实世界中，图5和图6的方法可以与图1和图2的系统协作地工作，以接收数据并调整致动器来控制图1和图2的系统。图5的方法控制vvc的操作。

在502处，方法500确定图1的节点101处将存在的目标vvc升压电压(target_v)。在一个实例中，目标电压是电机扭矩请求量(例如，100牛顿-米)和电机速度(例如，2000rpm)的函数。目标电压可以是按经验确定并且存储到经由电机扭矩请求和电机速度来参考的表中。在一个实例中，表中的值是以当前电机速度和电机扭矩请求量来提供最高电机效率的升压电压。所述值可以经由针对当前电机速度和电机扭矩请求量以各种输入电压操作电机并且在不同的升压电压下确定电机效率来确定。方法500行进到504。

在504处，方法500确定vvc的期望升压电压。在一个实例中，通过选择两个值中的最大值来确定期望升压电压。这两个值是在502处确定的目标电压(target_v)和等于电池电压除以供应到升压晶体管的控制信号的最大占空比(如经由等式1确定的max_duty_cycle)的值。这个操作在图3的304处描述。方法500行进到506。

在506处，方法500判断在504处确定的期望电压是否小于(小于)电池或电能储存装置175的电压。如果是的话，那么答案为是且方法500行进到510。否则，答案为否且方法500行进到508。如果期望电压小于电池电压，那么经由vvc来使电池电压升压以在电机作为马达操作并且推进车辆时提高电机效率。

在508处，方法500进入vvc升压模式并且开始接通和切断升压晶体管(例如，激活和停用)以使电池电压升压。每次升压晶体管被命令接通或激活时，降压晶体管也被命令断开。升压晶体管按基于vvc硬件(例如，vvc电感器)的预定频率进行开关。方法500行进到512。

在512处，方法500确定vvc占空比并且限制vvc占空比，以便在停用升压晶体管与激活降压晶体管之间或在停用降压晶体管与激活升压晶体管之间补偿并提供死区时间。在一个实例中，经由以下等式来确定vvc占空比：

其中vvc_duty是供应到升压晶体管的基极的信号的vvc占空比，vdc_cmd是在504处确定的期望升压电压，并且vbatt是电池或电能储存装置175的电压。此外，vvc_duty的值可以保持在小于阈值maxvvcduty的值。maxvvcduty的值可以是小于max_duty_cycle的值的预定量。例如，如果max_duty_cycle是0.9，那么maxvvcduty可以是0.88。阈值maxvvcduty确保施加到升压晶体管的信号的最大占空比不会超过max_duty_cycle。方法500向升压晶体管施加具有等于vvc_duty的限制值的占空比的信号，以控制图1的节点101处的升压电压。此外，vvc和/或逆变器在经由开关图1的晶体管110至115而将图1的节点101处的升压电压转换为ac功率之后将其应用到电机。电机推进车辆。方法500行进到退出。

在510处，方法500判断目标电压(target_v)是否小于电池电压(vbatt)减去阈值电压(例如，10伏)。阈值电压提供电池电压被升压且提供到电机所在的电池电压与其中电池电压未被升压且提供到电机的电池电压之间的迟滞。如果方法500判断目标电压(target_v)小于电池电压减去阈值电压，那么答案为是且方法500行进到514。否则，答案为否且方法500行进到512。

在514处，方法500退出升压模式且停止向升压晶体管发送开关信号。然而，只要电机扭矩请求量的标记为正，电池电压便可以继续供应到电机。方法500行进到退出。

因此，方法500可以在其中电池电压经由升压电路进行增加并供应到电机的升压模式与其中电池电压在不升压的情况下供应到电机的模式之间转变。此外，当电池电压被升压时，可以响应于电池电压而升压。

现在参考图6，示出用于在降压模式下操作vvc的方法。图6的方法可以被包括为存储在图1和图2的系统的非暂时性存储器中的可执行指令。另外，在物理或现实世界中，图5和图6的方法可以与图1和图2的系统协作地工作，以接收数据并调整致动器来控制图1和图2的系统。图6的方法控制vvc的操作。

在602处，方法600确定图1的节点101处将存在的目标vvc电压(target_v)。在一个实例中，目标电压是电机扭矩请求量(例如，-100牛顿-米)和电机速度(例如，2000rpm)的函数。目标电压可以是按经验确定并且存储到经由电机扭矩请求和电机速度来参考的表中。在一个实例中，表中的值是以当前电机速度和电机扭矩请求量来提供最高电机效率的目标电压。所述值可以经由针对当前电机速度和电机扭矩请求量以各种输入功率电平将电机作为交流发电机操作并且在不同的目标电压下确定电机效率来确定。方法600行进到604。

在604处，方法600确定vvc的期望降压电压。在一个实例中，通过选择两个值中的最大值来确定期望降压电压。这两个值是在602处确定的目标电压(target_v)和等于电池电压除以供应到降压晶体管的控制信号的最大占空比的值。这个操作在图3的304处描述。方法600行进到606。

在606处，方法600判断在602处确定的目标电压是否小于(小于)电池或电能储存装置175的电压。如果是的话，那么答案为是且方法600行进到610。否则，答案为否且方法600行进到608。如果目标电压小于电池电压，那么经由vvc来使电池电压降压或减小以在电机作为交流发电机操作并且制动车辆时提高电池充电效率和电机效率。

在608处，方法600进入vvc降压模式并且开始接通和切断降压晶体管(例如，激活和停用)以使电机电压降压至电池电压附近。每次降压晶体管被命令接通或激活时，升压晶体管也被命令断开。降压晶体管按基于vvc硬件(例如，vvc电感器)的预定频率进行开关。方法600行进到612。

在612处，方法600确定vvc占空比并且限制vvc占空比，以便在停用升压晶体管与激活降压晶体管之间或在停用降压晶体管与激活升压晶体管之间提供死区时间。在一个实例中，经由等式4来确定vvc占空比。此外，vvc_duty的值可以保持在小于阈值maxvvcduty的值。maxvvcduty的值可以是小于max_duty_cycle的值的预定量。例如，如果max_duty_cycle是0.9，那么maxvvcduty可以是0.88。阈值maxvvcduty确保施加到降压晶体管基极的信号的最大占空比不会超过max_duty_cycle。方法600向降压晶体管施加具有等于vvc_duty的限制值的占空比的信号，以控制图1的节点103处的降压电压。此外，vvc和/或逆变器向电池施加图1的节点103处的降压电压。方法600行进到退出。

在610处，方法600判断目标电压(target_v)是否小于电池电压(vbatt)减去阈值电压(例如，10伏)。阈值电压提供电机电压被降压且提供到电能储存装置所在的电池电压与其中电机电压未被降压且提供到电能储存装置的电机电压之间的迟滞。如果方法600判断目标电压(target_v)小于电池电压减去阈值电压，那么答案为是且方法600行进到614。否则，答案为否且方法600行进到612。

在614处，方法600退出降压模式且停止向降压晶体管发送开关信号。然而，只要电机扭矩请求量的标记为负，电机输出电压便可以继续供应到电能储存装置。方法600行进到退出。

因此，方法600可以在其中电机输出电压经由降压电路进行降低并供应到电能储存装置的降压模式与其中电机输出电压在未降低电压的情况下供应到电能储存装置的模式之间转变。此外，当电机电压被降低时，可以响应于电池电压而降低。

图5和图6的方法提供一种可变电压控制逆变器操作方法，所述方法包括：接收对控制器的数据；以及响应于所述可变电压控制逆变器的期望输出电压并不小于电池电压而经由所述控制器按占空比来开关所述可变电压控制逆变器的晶体管，所述占空比响应于所述电池电压而调整。所述方法包括其中所述晶体管是升压晶体管，并且还包括：进一步响应于被停用的所述升压晶体管与被激活的降压晶体管之间的死区时间来调整所述占空比。所述方法还包括：响应于所述期望输出电压小于所述电池电压减去阈值电压而经由所述控制器来停止开关所述晶体管。所述方法包括：其中所述阈值电压是在所述期望输出电压减小时防止停止开关所述晶体管的迟滞电压。所述方法还包括：以预定频率(例如，10khz)来开关所述晶体管，并且其中所述晶体管是升压晶体管。所述方法包括：其中所述期望输出电压是dc电压。所述方法还包括：将所述dc电压转换成ac电压。所述方法还包括：将所述ac电压供应到电机，从而推进车辆。

图5和图6的方法还提供一种可变电压控制逆变器操作方法，所述方法包括：接收对控制器的数据；响应于所述可变电压控制逆变器的期望输出电压小于电池电压且所述可变电压控制逆变器的所述期望输出电压大于所述电池电压减去阈值电压而经由所述控制器按占空比来开关所述可变电压控制逆变器的晶体管，所述占空比响应于所述电池电压而调整。所述方法还包括：向电机施加所述可变电压控制逆变器的输出电压。所述方法还包括：响应于所述期望输出电压小于所述电池电压减去所述阈值电压而经由所述控制器来不开关所述晶体管。所述方法包括其中所述晶体管是升压晶体管，并且还包括：进一步响应于被停用的所述升压晶体管与被激活的降压晶体管之间的死区时间来调整所述占空比。所述方法包括：其中所述升压晶体管在与所述降压晶体管被命令断开基本上相同的时间被命令接通。所述方法还包括：响应于所述期望输出电压小于所述电池电压减去阈值电压而经由所述控制器来停止开关所述晶体管。

应注意，本文中包括的示例控制和估计例程可以用于各种发动机和/或车辆系统配置。本文中公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中并且可以由包括控制器和各种传感器、致动器和其他发动机硬件的控制系统来执行。本文中描述的具体例程可以表示诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等任何数量的处理策略中的一者或多者。照此，所说明的各种动作、操作和/或功能可以按所说明的顺序执行、并行地执行或者在一些情况下省略。同样地，处理的顺序未必要求实现本文中描述的示例实施例的特征和优点，而是提供以便于说明和描述。取决于使用的特定策略，所说明的动作、操作和/或功能中的一者或多者可以重复地执行。此外，所述动作、操作和/或功能中的至少一部分可以生动地表示将被编程到控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码。当通过在包括各种发动机硬件部件以及一个或多个控制器的系统中执行指令来执行所述动作时，控制动作还可以变换物理世界中的一个或多个传感器或致动器的操作状态。

这里结束描述。本领域的技术人员在阅读之后将想起在不背离本描述的精神和范围的情况下的许多改变和更改。例如，在天然气、汽油、柴油或可替代燃料配置中操作的i3、i4、i5、v6、v8、v10和v12发动机可以有利地利用本描述。

根据本发明，提供一种可变电压控制逆变器操作方法，所述方法具有：接收对控制器的数据；以及响应于所述可变电压控制逆变器的期望输出电压并不小于电池电压而经由所述控制器按占空比来开关所述可变电压控制逆变器的晶体管，所述占空比响应于所述电池电压而调整。

根据实施例，所述晶体管是升压晶体管，并且所述方法特征还在于：进一步响应于被停用的所述升压晶体管与被激活的降压晶体管之间的死区时间来调整所述占空比。

根据实施例，所述方法的特征还在于，响应于所述期望输出电压小于所述电池电压减去阈值电压而经由所述控制器来停止开关所述晶体管。

根据实施例，所述阈值电压是在所述期望输出电压减小时防止停止开关所述晶体管的迟滞电压。

根据实施例，所述方法的特征还在于，以预定频率来开关所述晶体管，并且其中所述晶体管是升压晶体管。

根据实施例，所述期望输出电压是dc电压。

根据实施例，所述方法的特征还在于，将所述dc电压转换成ac电压。

根据实施例，所述方法的特征还在于，将所述ac电压供应到电机，从而推进车辆。

根据本发明，提供一种可变电压控制逆变器操作方法，所述方法具有：接收对控制器的数据；响应于所述可变电压控制逆变器的期望输出电压小于电池电压且所述可变电压控制逆变器的所述期望输出电压大于所述电池电压减去阈值电压而经由所述控制器按占空比来开关所述可变电压控制逆变器的晶体管，所述占空比响应于所述电池电压而调整。

根据实施例，所述方法的特征还在于，向电机施加所述可变电压控制逆变器的输出电压。

根据实施例，所述方法的特征还在于，响应于所述期望输出电压小于所述电池电压减去所述阈值电压而经由所述控制器来不开关所述晶体管。

根据实施例，所述晶体管是升压晶体管，并且所述方法还包括：进一步响应于被停用的所述升压晶体管与被激活的降压晶体管之间的死区时间来调整所述占空比。

根据实施例，所述升压晶体管在与所述降压晶体管被命令断开基本上相同的时间被命令接通。

根据实施例，所述方法的特征还在于，响应于所述期望输出电压小于所述电池电压减去阈值电压而经由所述控制器来停止开关所述晶体管。

根据本发明，提供一种系统，所述系统具有：逆变器，所述逆变器包括升压晶体管、降压晶体管以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，以响应于所述可变电压控制逆变器的期望输出电压并不小于电池电压而经由所述控制器来调整施加到所述升压晶体管或所述降压晶体管的占空比，所述占空比响应于所述电池电压而调整。

根据实施例，所述系统的特征还在于，电耦合到所述逆变器的电池和电耦合到所述逆变器的电机。

根据实施例，所述系统的特征还在于附加指令，以进一步响应于被停用的所述升压晶体管与被激活的降压晶体管之间的死区时间来调整所述占空比。

根据实施例，所述系统的特征还在于附加指令，以在基本上相同时间命令所述降压晶体管激活并且所述升压晶体管停用。

根据实施例，所述系统的特征还在于附加指令，以响应于所述可变电压控制逆变器的期望输出电压小于电池电压并且所述可变电压控制逆变器的所述期望输出电压大于所述电池电压减去阈值电压而经由所述控制器按所述占空比来开关所述升压晶体管。

根据实施例，所述期望输出电压是所述升压晶体管的集电极处的电压。