用于电气车辆的电动机驱动系统的制作方法

专利名称：用于电气车辆的电动机驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于电气车辆的电动机驱动系统，特别涉及这样的系统通过用逆变器将已由转换器可变地控制的直流电压转换为交流电压，对交流电动机进行驱动和控制。
背景技术：
通常使用这样的系统通过用逆变器将直流电压(DC电压)转换为交流电压(AC 电压)，其对三相交流电动机进行驱动和控制。采用这种类型的电动机驱动系统，电动机电流典型地根据基于向量控制的脉宽调制(PWM)控制受到控制，以便高效地驱动电动机。例如，日本特许申请公开No. 2006-311768 (JP-A-2006-311768)和日本特许申请公开 No. 2007-325351 (JP-A-2007-325351)介绍了这样的结构其中，通过提供进行直流电压转换的转换器，蓄电装置(用二次电池代表)的输出电压被可变地控制并转换为用于逆变器的直流侧电压。采用这种类型的电动机驱动系统，确定如何设置转换器的可控制输出电压——即逆变器的输入侧电压——成为问题。例如，JP-A-2006-311768介绍了一种系统，其对电压指令值进行设置，使得PWM控制中的调制因数与将系统损耗考虑在内设置的调制因数目标值匹配。另外，JP-A-2007-325351介绍了一种系统，根据彼时的电动机状态，其对电压指令值进行设置，以便使得包含电池、转换器、逆变器、电动发电机的整个系统中的电力损耗得到最小化。另外，类似地，在具有转换器的电动机驱动系统中，JP-A-2006-311768、 JP-A-2007-325351 和日本特许申请公开 No. 2009-95144 (JP-A-2009-95144)介绍了使用除正弦波PWM控制以外的控制模式。这些公开文本介绍了使用正弦波PWM控制来减小低速区域中的转矩波动，而在中速区域中应用过调制PWM控制模式，在高速区域中应用矩形波电压控制。另外，例如国际公开(再公开)NO.W02005/088822介绍了通过叠加谐波扩展正弦波PWM控制能够应用的调制因数范围。然而，如果使用如JP-A-2006-311768所介绍的频繁改变转换器输出电压以将实际调制因数与调制因数目标值匹配的控制结构，借助电动机的输出行驶的电气车辆的驱动性能(drivability)可能由于电动机输出转矩的降低的控制性能(controllability)而降低。或者，电力损耗可能以增大而告终，这是因为转换器的电压转换操作频繁变化。另一方面，如JP-A-2007-325351所介绍的仅仅着眼于整体损耗对系统电压进行设置是有利的，因为应用了逆变器中存在相对较少开关次数的矩形波电压控制。然而，在矩形波电压控制的情况下，电动机的转矩控制性能低于正弦波PWM控制的，因此，如果仅仅优先进行系统损耗的减小——即改进燃料效率(fuel efficiency)，电气车辆的驱动性能可能由于降低的转矩响应而减小。

发明内容
因此，本发明提供了一种对转换器的输出电压的控制，根据车辆的状态，在通过确保转矩控制性能来确保电气车辆驱动性能的同时，通过抑制具有转换器和逆变器的电气车辆的电动机驱动系统中的电力损耗，其能够改进燃料效率，其中，转换器用于进行直流电压转换，逆变器将转换器的输出电压转换为交流电压。本发明第一实施形态涉及一种用于电气车辆的电动机驱动系统，电气车辆具有用于产生车辆驱动力的交流电动机。这种电动机驱动系统包含直流电源；转换器，其被构造为，通过根据电压指令值可变地控制第一直流电压，向直流电源线输出第二直流电压，第二直流电压等于或高于来自直流电源的第一直流电压；逆变器，其被构造为，通过多个开关元件，进行直流电源的直流电力和驱动交流电动机的交流电力之间的电力转换，使得交流电动机根据运行指令运行；控制模式选择装置，用于根据两种模式中的一种来控制逆变器，一种模式为第一控制模式，其在电力转换的调制因数等于或小于预定值时应用，另一种模式为第二控制模式，用于用高于第一控制模式调制因数的调制因数对交流电动机进行控制， 其中，调制因数用交流电动机线电压幅度基波分量与第二直流电压的比来表示；电压指令值设置装置，用于设置用于转换器的电压指令值。电压指令值设置装置包含i)所需转矩响应确定装置，用于根据电气车辆的状态来确定交流电动机的所需转矩响应水平， )第一设置装置，用于在判断为所需转矩响应高于预定水平时，根据交流电动机的运行状态，在第一控制模式能够被应用的第二直流电压范围内设置电压指令值，iii)第二设置装置，用于在判断为所需转矩响应不高于预定水平时，根据交流电动机的运行状态，设置电压指令值， 使得第二控制模式能够被应用。在此实施形态中，与由第二设置装置设置的电压指令值对应的第二直流电压处的整体电动机驱动系统的电力损耗可小于与由第一设置装置设置的电压指令值对应的第二直流电压处的电力损耗。在上面介绍的实施形态中，根据交流电动机运行点、第二直流电压以及与第二设置装置所设置的电压指令值对应的第二直流电压处的整体电动机驱动系统中的电力损耗之间的预定关系，第二设置装置响应于这样的第二直流电压来设置电压指令值在该电压处，在与当前运行状态对应的交流电动机运行点上的电力损耗得到最小化。另外，在上面介绍的结构中，第一设置装置可包含i)基本设置装置，用于在由旋转速度和转矩确定并与交流电动机的当前运行状态对应的运行点上，设置与用于应用第一控制模式的第二直流电压的基本值对应的第一目标电压，ii)校正装置，用于通过校正第一目标电压对电压指令值进行设置，以使调制因数变为能够应用第一控制模式的范围内的最大值。在上面介绍的结构中，第一设置装置还可包含iii)判断装置，用于基于交流电动机的转矩控制状态来判断电气车辆是否处于稳定行驶状态；以及iV)电压指令值选择装置，用于在电气车辆处于稳定行驶状态时，将已由校正装置校正的第一目标电压设置为电压指令值，在判断为电气车辆并非处于稳定行驶状态时，在不对第一目标电压进行校正的情况下，将来自基本设置装置的第一目标电压设置为电压指令值。另外，在上面介绍的结构中，校正装置可包含i)第一计算装置，用于基于逆变器的输出电压指令值和第二直流电压来计算调制因数，ii)第二计算装置，用于根据计算得到的调制因数和所述最大值之间的差来计算校正电压，以及iii)第三计算装置，用于从由基本设置装置设置的第一目标电压中减去校正电压。
在上面介绍的结构中，第一设置装置还可包含v)升压必要性判断装置，用于基于由第一计算装置计算得到的调制因数来判断由转换器进行的升压操作是否是必要的，以及vi)升压停止模式选择装置，用于在升压必要性判断装置判断为升压操作没有必要时， 选择升压停止模式而不对直流电源的输出电压进行升压。在上面介绍的结构中，当升压必要性判断装置判断为升压操作没有必要时，升压停止模式选择装置可将电压指令值设置为第一目标电压。在上面介绍的结构中，电动机驱动系统还可包含转换器控制装置，用于根据第一直流电压、第二直流电压以及由电压指令值设置装置设置的电压指令值对转换器进行占空控制。第一设置装置还可包含ν)升压必要性判断装置，用于基于由第一计算装置计算得到的调制因数来判断由转换器进行的升压操作是否是必要的。当升压必要性判断装置已经判断为升压操作没有必要时，转换器控制装置可以以升压停止模式操作转换器。在上面介绍的结构中，当交流电动机的转矩指令值和实际转矩之间的差已经持续小于预定的判断值达预定的时间段时，判断装置可判断为电气车辆处于稳定行驶状态。在上面介绍的结构中，在第一控制模式中，交流电动机的转矩可通过正弦波脉宽调制控制来控制；在第二控制模式中，交流电动机的转矩可通过过调制脉宽调制控制或矩形波电压控制来控制。本发明的第二实施形态涉及一种用于电气车辆的电动机驱动方法，该电气车辆具有用于产生车辆驱动力的交流电动机。所述电动机驱动方法包含根据电气车辆的状态，确定交流电动机的所需转矩响应水平；当判断为所需转矩响应高于预定水平时，根据交流电动机的运行状态，在能够应用第一控制模式的第二直流电压范围内设置电压指令值；当判断为所需转矩响应不高于所述预定水平时，根据交流电动机的运行状态，对电压指令值进行设置，使得能够应用第二控制模式。这些实施形态使得，可以通过抑制具有转换器和逆变器的电气车辆的电动机驱动系统中的电力损耗来改进能量效率，同时，通过根据车辆状态适当地设置转换器的输出电压，借助确保转矩控制性能来确保电气车辆的驱动性能。


参照附图，由下面对优选实施例的介绍，将会明了本发明的前述以及进一步的目的、特征和优点，在附图中，相似的标号用于表示相似的元件，且其中图1是根据本发明一示例性实施例的电动机驱动系统的整体框图；图2原理性地示出了根据本发明此示例性实施例的电动机驱动系统的交流电动机的控制模式；图3为图1所示的电压指令值设置部分的详细的功能框图；图4为图3所示的PWM应用部分的详细的功能框图；图5A、5B示出了如何设置调制因数目标值；图6为用于在高响应模式下进一步改进燃料效率的控制结构的功能框图；图7为一流程图，其示出了根据本发明的示例性实施例的电动机驱动系统中用于设置转换器电压指令值的例程；图8为一流程图，其详细示出了在驱动性能优先模式下用于设置转换器电压指令值的步骤；图9为一流程图，其详细示出了在升压运行期间用于设置转换器电压指令值的步骤；图10为一流程图，其详细示出了用于进行图9所示的稳定行驶判断的步骤。
具体实施例方式下面将参照附图详细介绍本发明一示例性实施例。顺便提及，相似或对应的部分将用类似的参考标号表示，一般不再重复对这些部分进行介绍。(电动机控制的整体结构)图1为根据本发明一示例性实施例的电动机驱动系统的整体结构图。如图1所示，电动机驱动系统100包含直流电压产生部分(下面简称为“DC电压产生部分”)10#、平滑电容器CO、逆变器14、交流电动机(下面简称为“AC电动机”)Ml、控制设备30。AC电动机Ml为产生用于对部分或全部由电提供动力的车辆(即使用电能产生车辆驱动力的车辆，例如混合动力车、电气车辆或燃料电池车辆，在本说明书中简称为“电气车辆”)的驱动轮进行驱动的转矩的驱动电动机。或者，AC电动机Ml可被配置为用作由发动机驱动的发电机，或既作为电动机又作为发电机。另外，AC电动机Ml可用作用于发动机的电动机。例如，AC电动机Ml可作为能够起动发动机的电动机装入混合动力车。DC电压产生部分10#包含DC电源B、系统继电器SRl和SR2、平滑电容器Cl以及转换器12。示例性地，DC电源B由例如为电气双层电容器的蓄电装置或例如为镍金属氢化物电池或锂离子电池的二次电池构成。DC电源B的输入/输出电流(电池电流)Ib由电流传感器9检测，DC电源B的输出电压Vb由电压传感器10进行检测。系统继电器SRl连接在DC电源B的正端子和电力线6之间。系统继电器SR2连接在DC电源B的负端子和接地导线5之间。这些系统继电器SRl和SR2由来自控制设备 30的信号SE开通和关断。电容器Cl连接在接地导线5和电力线6之间。电压传感器11 检测平滑电容器Cl的两个端子之间的电压，即转换器12的输入侧电压VL，并将检测值输出到控制设备30。转换器12包含电抗器Li、功率半导体开关元件Ql与Q2、二极管Dl与D2。功率半导体开关元件Ql与Q2串联连接在电力线7和接地导线5之间。功率半导体开关元件Ql 与Q2由来自控制设备30的开关控制信号Sl和S2控制开通和关断。在本发明此示例性实施例中，IGBT (绝缘栅型双极型晶体管)、功率MOS (金属氧化物半导体)晶体管或功率双极型晶体管或类似物可用于各个功率半导体开关元件(下面简称为“开关元件”)。开关元件Ql具有反并联二极管D1，开关元件Q2具有反并联二极管D2。 电抗器Ll连接在电力线6和开关元件Ql、Q2的连接节点之间。另外，平滑电容器CO连接在电力线7和接地导线5之间。逆变器14由U相上下臂15、V相上下臂16和W相上下臂17构成，其在电力线7 与接地导线5之间彼此并联。各相上下臂由串联连接在电力线7和接地导线5之间的开关元件构成。例如，U相上下臂15由开关元件Q3、Q4构成，V相上下臂16由开关元件Q5、Q6构成，W相上下臂17由开关元件Q7、Q8构成。另外，这些开关元件Q3-Q8分别连接到反并联二极管D3-D8。开关元件Q3-Q8由来自控制设备30的开关控制信号S3-S8控制开通和关断。示例性地，AC电动机Ml为三相永磁型同步电动机，其中，U相线圈、V相线圈和W 相线圈各自的一端共同连接到中性点。另外，各个线圈的另一端连接到对应相上下臂15-17 的开关元件之间的中间点。在升压操作期间，转换器12向逆变器14供给DC电压VH，其中，供自DC电源B的 DC电压Vb已被升压(与到逆变器14的电压输入对应的此DC电压也可在下面称为“系统电压”)。具体而言，开关元件Ql开通的时间段和开关元件Q2开通的时间段(下面简称为 “开通时间”)(或开关元件Ql关断与Q2关断的时间段，下面简称为“关断时间”)响应于来自控制设备30的开关控制信号Sl与S2交替，升压比对应于这些ON时间的比值。或者，VH也可被设置为等于Vb (在这种情况下，升压电压=1. 0)，如果开关元件Ql 被固定为开通且开关元件Q2被固定为关断的话。转换器12的这种运行也可称为“升压停止模式”。在这种升压停止模式中，不发生当开关元件开通和关断时的电力损耗，故转换器 12的效率等到改善。另外，在降压运行期间，转换器12对经由平滑电容器CO供自逆变器14的DC电压 VH(即系统电压)进行降压，并对DC电源B充电。具体而言，仅开关元件Ql的开通时间和两开关元件Ql与Q2均关断的时间(或开关元件Q2的开通时间)响应于来自控制设备30 的开关控制信号Sl与S2交替，降压比对应于开通时间的占空比。通过这种方式，根据电压指令值，转换器12可变地控制来自DC电源B的DC电压 VL,并将等于或高于DC电压VL的DC电压VH输出到连接到逆变器14的DC链路侧的电力线7。也就是说，电力线7可对应于本申请中的“直流电源线”。平滑电容器CO对来自转换器12的DC电压进行平滑，并将此平滑DC电压供到逆变器14。电压传感器13检测平滑电容器CO两个端子之间的电压，即系统电压VH，并将检测得到的值输出到控制设备30。当AC电动机Ml的转矩指令值为正(即Trqcom > 0)且DC电压从平滑电容器CO 供给时，通过响应于来自控制设备30的开关控制信号S3-S8的开关元件Q3-Q8的开关操作，逆变器14将DC电压转换为AC电压，并驱动AC电动机M1，以输出正的转矩。另外，当 AC电动机Ml的转矩指令值为零时(即Trqcom = 0)，通过开关元件Q3-Q8的响应于开关控制信号S3-S8的开关操作，逆变器14将DC电压转换为AC电压，并驱动AC电动机M1，使得不产生转矩。相应地，AC电动机Ml被驱动，以便或者不产生转矩，或者产生由转矩指令值 Trqcom指定的正转矩。另外，在具有电动机驱动系统100的电气车辆的再生制动期间，AC电动机Ml的转矩指令值Trqcom被设置为负值(即Trqcom < 0)。在这种情况下，通过响应于开关控制信号S3-S8的开关操作，逆变器14将AC电动机Ml产生的AC电压转换为DC电压，并将该转换得到的DC电压(即系统电压)经由平滑电容器CO供到转换器12。顺便提及，在这种情况下的再生制动包括当存在驾驶电气车辆的驾驶者的制动操作时伴随着再生发电的制动，以及，尽管足刹并非正在被按压，在行驶时，通过释放加速器踏板，在再生电力的同时的车辆减速(或停止加速)。
以这种方式，通过开关元件Q3-Q8，逆变器14进行电力线7中的DC电力与驱动AC 电动机Ml的AC电力之间的电力转换，使得AC电动机Ml根据运行指令(即转矩指令值) 来运行。电流传感器24检测流经AC电动机Ml的电动机电流(即相电流)，并将检测值输出到控制设备30。顺便提及，三相电流Iu、Iv、Iw的瞬时值总和为零，故电流传感器24仅需布置为检测两相的电动机电流(例如V相电流Iv和W相电流Iw)，如图1所示出的那样。旋转角度传感器(即解算器)25检测AC电动机Ml的转子旋转角度θ，并将检测到的旋转角度θ输出到控制设备30。控制设备30能够基于旋转角度θ来计算AC电动机 Ml的旋转速度(rpm)Nmt和角速度ω (rad/s) 0顺便提及，通过使控制设备30直接由电动机电压或电流计算旋转角度θ，旋转角度传感器25也可省略。控制设备30由具有内置存储器和CPU(中央处理单元)——其均未示出——的电子控制单元(ECU)构成，使用来自多种传感器的检测值，基于存储在存储器中的映射图和程序来执行操作。或者，使用例如电子电路的硬件，控制设备30的至少一部分可执行预定的数字和逻辑运算。控制模式选择部分35由原理性地示出了控制设备30对AC电动机Ml的部分控制功能的功能块构成。根据AC电动机Ml的运行状态，这种控制模式选择部分35选择控制模式，其将在下面详细介绍。(控制模式的介绍)图2原理性地示出了在根据本发明此示例性实施例的电动机驱动系统100中的AC电动机Ml的控制模式。如图2所示，在根据本发明的示例性实施例的电动机驱动系统100中，AC电动机 Ml的控制——即逆变器14中的电力转换——在三种不同的控制模式之间切换。正弦波PWM控制用作典型的PWM控制，并根据正弦电压指令和载波(示例性地，载波为三角波)之间的电压比较来控制相上下臂元件开通和关断。结果，与上臂元件开通时间对应的高电平时间和与下臂元件开通时间对应的低电平时间的组的占空受到控制，使得基波分量在固定的时间段内变为正弦。如所公知的那样，使用正弦电压指令幅度被限制为等于或小于载波幅度的正弦波PWM控制，施加到AC电动机Ml的电压的基波分量(下面也简称为“电动机施加电压”)可仅被增大到逆变器DC链路电压的大约0.61倍。在下面的介绍中，电动机施加电压(即线电压)的基波分量(即有效值)与系统电压VH——即逆变器 14的DC链路电压——的比将被称为“调制因数”。在正弦波PWM控制中，正弦波电压指令的幅度等于或小于载波幅度，故施加到AC 电动机Ml的线电压是正弦的。另外，还提出了通过在等于或小于载波幅度的正弦分量上叠加3η次谐波分量(其中，η为自然数，示例性地为三次谐波分量，其中，η = 1)来产生电压指令的控制方法。这种控制方法使得增大这样的调制因数的上限值成为可能使用该调制因数，从0. 61到大约0. 70，能应用正弦波PWM控制。顺便提及，叠加谐波产生了这样的时间段其中，即使使用正弦PWM控制，电压指令变得高于载波幅度，但叠加在各相上的3η次谐波分量在线间被抵消(negated)，故线电压保持为正弦波。在此示例性实施例中，这种控制方法也可包括在正弦波PWM控制中。另一方面，在矩形波电压控制中，高电平时间与低电平时间之比为1 1的单个矩形波脉冲被施加到AC电动机Ml。结果，调制因数可增大到0.78。
在电压指令幅度(即正弦波分量)大于载波幅度的范围内，恰恰像正弦波PWM控制那样，过调制PWM控制进行PWM控制。具体而言，通过使电压指令从其原始的正弦波形状失真(即通过幅度校正)，基波分量可增大，这使得调制因数能从正弦波PWM控制模式中的最高调制因数增大到0. 78。在这种过调制PWM控制中，电压指令(即正弦波分量)的幅度大于载波幅度，故施加到AC电动机Ml的线电压失真，不是正弦波。在过调制PWM控制中， 3n次谐波分量也可被叠加在正弦波分量上。在AC电动机Ml中，所感应的电压随着旋转速度和输出转矩增大而增大，故所需要的驱动电压(即所需要的电动机电压)增大。来自转换器12的升压电压——即系统电压 VH——必须被设置为高于此所需要的电动机电压。另一方面，存在对来自转换器12的升压电压——即系统电压VH——的限制值(即最大VH电压)。因此，取决于AC电动机Ml的运行状态，有选择地应用PWM控制模式或矩形波电压控制模式。在PWM控制中，施加到AC电动机Ml的电压(即电动机施加电压)的相位和幅度基于电动机电流的反馈受到控制。另一方面，在矩形波电压控制中，电动机施加电压的幅度是固定的，故基于实际转矩值和转矩指令值之间的差，通过矩形波电压脉冲的相位控制，进行转矩控制。一般地，根据AC电动机Ml的运行状态，如JP-A-2006-311768、 JP-A-2007-325351、JP-A-2009-95144所介绍的那样，正弦波PWM控制在低速区域中应用， 过调制PWM控制在中速区域内应用，矩形波电压控制在高速区域中应用。然而，控制模式必须在控制模式能被实现的调制因数范围内确定。具体而言，当由根据PWM控制的电动机施加电压指令值和系统电压获得的调制因数等于或大于0. 78时，有必要选择矩形波电压控制。另外，使用PWM控制，基本上，当调制因数等于或小于预定的上限值(例如，当谐波未被叠加时，0.61，当谐波被叠加时，0. 70)时，应用正弦波PWM控制，当调制因数大于该预定的上限值时，应用过调制PWM控制。也就是说，在本申请中，正弦波PWM控制可对应于当逆变器14的电压转换的调制因数等于或小于预定值时应用的第一控制模式。另外，在本申请中，过调制PWM控制和矩形波电压控制可各自对应于用与正弦波PWM控制相比较大的调制因数控制AC电动机Ml的第二控制模式。将会明了，通过这种方式，系统电压VH的设置影响控制模式的选择。例如，为了应用正弦波PWM控制，有必要增大系统电压VH，使得调制因数变得等于或小于预定值。另一方面，当矩形波电压控制被应用时，可使得系统电压VH变得相对较低。例如，转换器12能够以高效率的升压停止模式运行而不对DC电源B的输出电压进行升压的AC电动机Ml运行区域能够得到扩展。顺便提及，减少处于矩形波电压控制的逆变器14的开关次数减小了开关损耗，这对改进电气车辆的燃料效率来说是有利的。因此，矩形波电压控制也可在PWM控制可被应用的中速区域或低速区域中被选择。如上面所介绍的，根据AC电动机Ml的运行状态，将基于PEM控制计算的调制因数考虑在内，控制模式选择部分35选择控制模式。考虑到这一点，下面将详细介绍转换器12的电压指令值(即系统电压VH的目标值)VHr的设置。控制设备30还包含电压值指令值设置部分36，用于设置转换器12的电压指令值VHr。
图3为一功能框图，其更为详细地示出了电压指令值设置部分36。顺便提及，附图中的功能块可通过提供具有与控制设备30中的块对应的功能的电路(即硬件)来实现，或者，它们可通过执行根据预设程序的软件例程的控制设备实现。如图3所示，电压指令值设置部分36包含PWM应用部分200、低损耗应用部分300、 所需转矩响应确定部分310和目标电压选择部分320。基于AC电动机Ml的运行状态(示例性地，转矩和旋转速度)，PWM应用部分200 设置目标电压VH1，其被限制为在一范围内，使得AC电动机Ml的控制模式变为正弦波PWM 控制。PWM应用部分200的特定结构将在下面介绍。低损耗应用部分300产生目标电压VH2，其对应于使得与AC电动机Ml的运行状态(示例性的，转矩和旋转速度)对应的整体电动机驱动系统100中的电力损耗最小的系统电压VH。例如，根据AC电动机Ml的运行状态，在参照预设的映射图后，根据AC电动机 Ml的当前旋转速度和转矩，低损耗应用部分300输出目标电压VH2，使得DC电源(即电池) B、转换器12、逆变器14、AC电动机Ml的总电力损耗——即整体电力驱动系统100的电力损耗——得到最小化。也就是说，当VH = VH2时，整体系统中的电力损耗变得低于当VH = VHl时整体系统中的电力损耗。如上所述，低损耗应用部分300可将矩形波电压控制应用为控制模式，以便减小电力损耗。因此，使用低损耗应用部分300，设置优先应用矩形波电压控制模式的系统电压 VH。也就是说，当系统电压VH根据PWM应用部分200的目标电压VHl被设置时，可以可靠地选择提供高转矩控制性能的正弦波PWM控制模式。另一方面，当系统电压VH根据低损耗应用部分300的目标电压VH2被设置时，存在正弦波PWM控制模式不可被选择的可能。一般地，使用低损耗应用部分300，目标电压VH2被设置的运行点(其由转矩和旋转速度的组合确定)常常使得系统电压VH为应用矩形波电压控制下的最小电压。根据电气车辆的状态，所需转矩响应确定部分310确定AC电动机Ml的所需转矩响应水平。具体而言，所需转矩响应确定部分310判断车辆的当前状态是否为所需转矩响应高的状态。这种判断可根据基于电气车辆的车辆速度或由用户作出的加速器操作等计算的AC电动机Ml的转矩指令值或所需功率来作出。例如，当以低的车辆速度行驶时，来自AC 电动机Ml的转矩波动的车辆振动容易由用户感觉到，故判断为需要高转矩响应。另外，当 AC电动机Ml的转矩指令值或所需功率响应于加速器被按压而大于预定值时，或者当所需功率或转矩指令值正在增大或减小时(即当单位时间中的变化量大于预定值时)，有必要通过迅速产生转矩确保车辆驱动性能，故判断为需要高转矩响应。另一方面，使用开关或类似物被提供、使得用户能选择燃料效率优先模式的结构， 还可统一地判断为，当该开关开启时，不需要高转矩响应，故优先权可被授予改进燃料效率而不是转矩响应。通过这种方式，基于包含用户操作在内的车辆的状态，所需转矩响应确定部分310 判断需要高转矩响应(即驱动性能优先模式)还是不需要高转矩响应(即燃料效率优先模式)。在驱动性能优先模式中，所需转矩响应确定部分310开启标识JD1。在燃料效率优先模式中，所需转矩响应确定部分310关闭标识JDl。目标电压选择部分320有选择地将来自PWM应用部分200的目标电压VHl或来自低损耗应用部分300的目标电压VH2设置为用于转换器12的电压指令值VHr。也就是说，在标识JDl开启的驱动性能优先模式中，目标电压选择部分320将来自PWM应用部分200的目标电压VHl设置为用于转换器12的电压指令值(即VHr = VHl)，而在标识JDl关闭的燃料效率优先模式中，目标电压选择部分320将来自低损耗应用部分300的目标电压VH2设置为用于转换器12的电压指令值(即VHr = VH2)。转换器控制部分350根据分别与转换器12的分别由电压传感器11、13检测到的输入与输出电压对应的DC电压VL和VH以及由电压指令值设置部分36设置的电压指令值 VHr来控制开关元件Ql与Q2 (图1)的占空。于是，根据此占空控制值，转换器控制部分350 输出用于开通和关断开关元件Ql与Q2的开关控制信号Si、S2。根据这种结构，在高转矩响应模式中，转换器控制部分350能够对电压指令值VHr 进行设置，使得提供高转矩控制性能的正弦波PWM控制能被可靠地应用。另一方面，在燃料效率优先模式中，电压指令值VHr被设置为，整体电动机驱动系统100中的电力损耗能得到抑制，而不限制为应用正弦波PWM控制。现在，将详细介绍高转矩响应模式中的电压指令值的设置。图4为图3所示的PWM 应用部分的详细的功能框图。如图4所示，PWM应用部分200包含PWM基本映射图210、校正部分220、选择部分 230、稳定行驶240判断部分。PWM基本映射图210基于AC电动机Ml的运行状态(示例性地，转矩和旋转速度)输出目标电压VH1。PWM基本映射图210为预先创建的映射图，其用于基于AC电动机Ml的转矩和旋转速度，将当前运行状态中能够可靠地应用正弦波PWM的系统电压VH设置为目标电压VHla。校正部分220包含调制因数计算部分220、差计算部分224、控制计算部分226、相加部分228。基于系统电压VH以及来自PWM控制的电动机施加电压(即电压指令值)，调制因数计算部分222计算调制因数MF。例如，在d-q轴变换后的PWM控制中，调制因数MF可根据下面的表达式⑴计算。顺便提及，在表达式⑴中，轴电压的电压指令值，Vq# 为q轴电压的电压指令值。MF = (Vd#2+Vq#2)1/2/YE (1)差计算部分224计算由调制因数计算部分222计算的调制因数MF和调制因数目标值MFr之间的差Δ MF ( Δ MF = MFr-MF)。基于由差计算部分224获得的调制因数差Δ MF, 控制计算部分226计算用于向着调制因数目标值MFr改变调制因数MF的校正电压AVH1。 通过校正由PWM基本映射图210设置的目标电压VHla——这一点通过从该目标电压VHla 减去校正电压Δ VHl实现，相加部分228产生目标电压VHlb，。然而，这种由调制因数反馈对目标电压的校正在将目标电压VHlb限制在低于系统电压VH控制上限电压的范围内的同时进行。也就是说，目标电压VHlb将不能设置得高于控制上限电压。这种控制上限电压基本上为将部件的耐压等考虑在内设置的固定值，但也可根据车辆的状态而改变。这里，调制因数目标值MFr被设置为能用正弦波PWM控制实现的最高调制因数值。 如图5A所示，如果调制因数增大到大于不叠加谐波的正常正弦波PWM控制中的0. 61，正弦波PWM控制将不再能够应用，故将应用过调制PWM控制。因此，在正弦波PWM控制期间，调制因数目标值MFr基本上被设置为等于0. 61 (即MFr = 0. 61)。
然而，如图5A所示，为了防止控制模式由于调制因数的轻微改变而频繁改变，可在从过调制模式到正弦波PWM控制的切换中设置滞后(HI)。在这种情况下，调制因数目标值MFr可响应于滞后来设置，并因此被设置为等于0. 61减去滞后Hl (即MFr = 0. 61-H1)。另外，如图5B所示，使用叠加谐波的正弦波P丽控制，调制因数上限制可增大到 0. 70，故调制因数目标值MFr基本上被设置为0. 70 (即MFr = 0. 70)。当滞后(H2)被设置在从过调制模式到正弦波PWM控制的切换中时，调制因数目标值MFr也可响应于滞后被设置，因此被设置为等于0. 70减去滞后H2 (即MFr = 0. 70-H2)。再一次地，如图4所示，基于当前转矩控制状态，稳定行驶判断部分240判断车辆是否正在稳定行驶，并根据判断结果来设置标识JD2。例如，当转矩控制稳定时，例如，当AC 电动机Ml的当前输出转矩和需要的转矩(即转矩指令值)之间的差(即绝对值)小于预定的判断值时，稳态行驶判断部分240判断为车辆正在稳定行驶，并开启标识JD2。另一方面，如果该输出转矩和所需转矩之间的差(即绝对值)大于判断值，稳定行驶判断部分240 判断为车辆并非正在稳定行驶，并关断标识JD2。顺便提及，用于判断车辆是否正在稳定行驶的判断值也可根据车辆的状态(例如车辆速度)而变化。当车辆正在稳定行驶时(即当标识JD2开启时)，选择部分230将由校正部分220 计算的目标电压VHlb输出到图3所示的目标电压选择部分320，作为来自PWM应用部分200 的目标电压VH1。另一方面，当车辆并非正在稳定行驶时(即当标识JD2关闭时)，选择部分 230将由PWM基本映射图210计算的目标电压VHla输出到目标电压选择部分320 (图3)， 作为来自PWM应用部分200的目标电压VH1。在此示例性实施例中，即使当正弦波PWM控制被可靠地应用时，目标电压VHlb能通过来自校正部分220的调制因数反馈来校正，使得用该区域内的最高调制因数来进行电力转换，故燃料效率能通过减小电力损耗来改进。另一方面，频繁改变系统电压VH可能改变转换器12的操作(即升压或降压)，其将导致电力损耗增大或转矩控制性能降低。因此，此示例性实施例的目标在于通过仅当车辆正在稳定行驶时(即转矩控制稳定时)——此时，控制特性不可能大地变化——将校正部分220进行的调制因数反馈反映在目标电压VHl中来消除该可能性。也就是说，在车辆并非正在稳定行驶时(即当转矩控制不稳定时)，校正部分220的调制因数反馈不执行，使得由PWM基本映射图210设置的目标电压VHla照原样被设置为来自PWM应用部分200的目标电压VHl。此示例性实施例因此使得可以即使在优先级被授予高转矩响应而不是燃料效率并可靠地应用正弦波PWM控制的高响应模式中，通过减小电力损耗来改进燃料效率。顺便提及，在图3所示的结构中，PWM应用部分200可对应于本发明的第一设置装置，低损耗设置部分300可对应于本发明的第二设置装置。另外，所需转矩响应确定部分 310可对应于本发明的所需转矩响应确定装置。另外，在图4所示的结构中，PWM基本映射图210可对应于本发明的基本设置装置，校正部分220可对应于本发明的校正装置。另外， 选择部分230可对应于本发明的选择装置，稳定行驶判断部分240可对应于本发明的判断装置。另外，调制因数计算部分222可对应于本发明的第一计算装置，差计算部分224和控制计算部分226可对应于本发明的第二计算装置。另外，相加部分228可对应于本发明的第三计算装置。
这里，通过在将上臂元件(Ql)固定为开通并将下臂元件(Q2)固定为关断的升压停止模式下运行，转换器12能够大大减小电力损耗。因此，即使在高响应模式下，在使得升压停止模式能被应用的调制因数范围内，转换器12也可以尽可能多地以此升压停止模式运行。通过将图6所示的控制结构添加到图4所示的控制结构，在高响应模式下，PWM应用部分200能够进一步地改进电气车辆的燃料效率。如图6所示，除了图4所示的结构外，PWM应用部分200进一步包含升压必要性判断部分250和选择部分235。当转换器12正在以升压停止模式运行(即当升压必要性标识UAF关闭时)时，调制因数计算部分222在系统电压VH = VL的情况下计算调制因数MF。于是，当升压必要性标识UAF关闭时，基于此调制因数MF，升压必要性判断部分250判断转换器12的升压操作是否有必要。当计算得到的调制因数MF在正弦波PWM控制能够应用的范围内时，升压必要性判断部分250判断为转换器12的升压操作没有必要，并保持升压必要性标识UAF为关闭。当升压必要性标识UAF关闭时，选择部分235将来自PWM应用部分200的目标电压VHl设置为VL(即VHl = VL)，以便以升压停止模式运行转换器12。结果，转换器12的电压指令值VHr被设置为VL(即VHr = VL)。或者，转换器控制部分350也可被构造为，当升压必要性标识UAF关闭时，以升压停止模式运行转换器12，而不受到电压指令值VHR的限制。另一方面，在升压操作停止时，当能够应用正弦波PWM控制的调制因数由于系统电压VH等于VL (即VH = VL)而被超过时，升压必要性判断部分250判断为需要转换器12 的升压操作，并开启升压必要性标识UAF。当升压必要性标识UAF开启时，选择部分235将由图4的结构设置的来自选择部分230的目标电压VHl设置为来自PWM应用部分200的目标电压VHl。顺便提及，一旦升压必要性标识UAF已经开启，当来自PWM基本映射图210的目标电压VHla被设置为升压不必要电压等级时(VHla = Vb, VL等级)，转换器12的升压操作再度变得没有必要，故转换器12以升压停止模式运行，升压必要性标识UAF重新关闭。通过这种方式，通过合并图4、6的结构构成PWM应用部分200使得可以使由转换器12执行的升压操作的数量最小化，这进一步减小了电力损耗，并改进了电气车辆的燃料效率。下面，将介绍设置根据图3到6的示例性实施例的电动机驱动系统中的转换器12 的电压指令值的控制例程。也就是说，图7到10所示的流程图中的步骤通过控制设备30 由软件或硬件实现。图7为一流程图，其示出了根据本发明的示例性实施例用于设置电动机驱动系统中的转换器电压指令值的例程。图7所示的流程图中的例程由控制设备30以预定的控制周期执行。如图7所示，在步骤SlOO中，控制设备30作出所需转矩响应确定，以判断电气车辆是否处于需要高转矩响应的状态。步骤SlOO中的这种所需转矩响应确定对应于由图3 所示的所需转矩响应确定部分310进行的标识JD2的设置。
于是，在步骤Sl 10中，根据步骤SlOO中的判断结果，控制设备30判断是否需要高转矩响应。如果需要高转矩响应的驱动性能优先模式被选择(即当步骤SllO中的判断为是时)，则在步骤S200中，控制设备30在能够应用正弦波PWM控制的范围内设置电压指令值VHr。也就是说，电压指令值VHr根据来自图3所示的PWM应用部分200的目标电压VHl 来设置(即VHr = VHl)。另一方面，如果选择了不需要高转矩响应的燃料效率优先模式(即当步骤SllO中的判断为否时)，则在步骤S150中，基于AC电动机Ml的运行状态(即转矩和旋转速度)， 控制设备30对电压指令值VHr进行设置，使得整体电动机驱动系统100中的电力损耗最小化。也就是说，根据来自图3所示的低损耗应用部分300的目标电压VH2来设置电压指令值 VHr (即 VHr = VH2)。接着，将要详细介绍图7中的步骤S200中的控制过程。如图8所示，在步骤S210 中，基于来自PWM控制计算的电压指令值，控制设备30计算当前调制因数MF。步骤S210中的过程对应于调制因数计算部分222的功能(图4)。另外，在步骤S220中，控制设备30判断转换器12是否正在以升压停止模式运行。 步骤S220中的判断可基于升压必要性标识UAF(图6)来作出。如果转换器正在以升压停止模式运行(即当步骤S220中的判断为是时)，过程于是进行到步骤S230，在那里，控制设备30判断用系统电压VH = VL计算得到的当前调制因数MF是否高于预定的判断值。如果调制因数MF等于或小于判断值(即当步骤S230中的判断为否时)，于是，在步骤240中，控制设备30不要求转换器12进行升压操作，相反，将转换器12保持在升压停止模式。结果， 转换器12以上臂元件(Ql)固定开通的状态运行。另一方面，如果调制因数MF超过判断值(即当步骤S230中的判断为是时)，则系统电压VH需要被设置为高于VL，以便应用正弦波PWM控制，故控制设备30在步骤S250中产生升压必要性指令。一旦升压必要性指令被生成，步骤S220中的判断将从下一个控制周期开始为是。当转换器12正在以升压模式运行时(即当步骤S220中的判断为否时)，控制设备 30在步骤S300中设置电压指令值VHr。接着，将参照图9、10详细介绍图3的步骤S300的控制过程。如图9所示，步骤S300(图8)包含步骤S310到S340。也就是说，当步骤S220中的判断为否时，控制设备30在步骤S310中作出集中在当前转矩控制状态的稳定行驶判断。图10详细示出了如何作出图9的步骤S310中的稳定行驶判断。如图10所示， 步骤S310(图9)包含步骤S311到S317。在步骤S310中的稳定行驶判断中，控制设备30 首先在步骤S311中计算AC电动机Ml的实际转矩和所需转矩(即转矩指令值)之间的差八1^，于是，在步骤3312中判断转矩差I ATq|是否小于预定值ε。如果转矩差I ATq|小于预定值ε (即当步骤S312中的判断为是时)，过程进行到步骤S313，在那里，控制设备30增大判断计数器的计数。也就是说，计数器值从当前值增大一。另一方面，如果转矩差|ΔΤ( |等于或大于预定值ε (即当步骤S312中的判断为否时)，控制设备30在步骤S314中清空判断计数器。也就是说，控制设备30将计数器值设置为0。在步骤S315中，控制设备30判断从步骤S313或S314获得的计数器值是否超过判断值Μ。如果计数器值超过判断值M(即当步骤S315中的判断为是时)，控制设备30在步骤S316中开启稳定行驶判断标识。另一方面，如果计数器值等于或小于判断值Μ(即当步骤S315中的判断为否时)，控制设备30在步骤S317中关闭稳定行驶判断标识。结果，在稳定行驶判断(步骤S310)中，当AC电动机Ml的转矩差| ATq|持续等于或小于预定值ε长于与判断值M对应的预定的时间段时，稳定行驶判断标识开启，否则则关闭。图4所示的稳定行驶判断部分240根据与步骤S310相同的判断结果也设置标识 JD2。再一次地，如图9所示，一旦稳定行驶判断(步骤S310)结束，过程进行到步骤 S320，其中，基于稳定行驶判断结果，控制设备30判断车辆是否正在稳定行驶。如果车辆正在稳定行驶(即当步骤S320中的判断为是时)，则在步骤S330中，控制设备30根据来自调制因数反馈的控制目标电压的校正来设置电压指令值VHr。也就是说，由图4的校正部分 220获得的目标电压VHlb被设置为电压指令值VHr。另一方面，如果车辆并非正在稳定行驶(即当步骤S320中的判断为否时)，则在步骤S340中，控制设备30根据图4所示PWM基本映射图210中的基准值来设置电压指令值 VHr。也就是说，电压指令值VHr被设置为VHla (即VHr = VHla)。通过这种方式，根据图8中的流程图，在驱动性能优先模式中，当设置电压指令值 VHr，使得正弦波PWM控制能够可靠应用时，燃料效率可通过减低电力损耗来改进，正如图 4、6所示的结构一样。也就是说，图7到10所示的流程图使得可以用根据本发明的示例性实施例的电动机驱动系统设置转换器12的控制目标电压。如上所述，在根据本发明的示例性实施例的电动机驱动系统中，基于车辆是否处于需要高转矩响应状态的判断，当需要高转矩效应时，转换器12的电压指令值VHr被设置为使得能够应用提供高转矩控制性能的正弦波PWM控制。另一方面，当车辆处于不需要高转矩响应的状态时，电压指令值VHr被设置为使得电动机驱动系统中的电力损耗最小化， 而不限制为使得正弦波PWM控制能够应用的值。结果，根据车辆的状态，转换器12的电压指令值VHr能被设置为通过抑制系统中的电力损耗改进燃料效率，同时，通过确保转矩控制性能来确保电气车辆的驱动性能。另外，即使是在应用正弦波PWM控制时，燃料效率仍能通过改进效率来改进，这通过对电压指令值VHr进行反馈控制、使得控制用最高调制因数值执行来实现。另外，仅仅在转矩控制状态稳定的车辆正在稳定行驶的时候，电压指令值根据调制因数反馈来设置，这使得可以防止在转矩控制状态不稳定时发生由于系统电压频繁变化引起的问题。顺便提及，任何合适的结构可用于在具有上述电动机驱动系统的电气车辆中产生车辆驱动力。也就是说，本发明可类似地应用于部分或全部由电供给动力的任何车辆，其具有由电力驱动的用于产生车轮驱动力的电动机，包括不具有发动机的电气车辆和燃料电池车辆，以及具有发动机的混合动力车。尽管参照其示例性实施例对本发明进行了介绍，将会明了，本发明不限于所介绍的实施例或构造。相反，本发明旨在覆盖多种修改和等价布置。另外，尽管以多种示例性组合和配置示出了所公开的发明的多种元件，其他的组合和配置——包含更多、更少或仅仅一个元件的——也属于所附权利要求的范围。
权利要求
1.一种用于电气车辆的电动机驱动系统，该电气车辆具有用于产生车辆驱动力的交流电动机，所述电动机驱动系统的特征在于包含直流电源；转换器，其被构造为通过根据电压指令值可变地控制来自直流电源的第一直流电压， 向直流电源线输出第二直流电压，第二直流电压等于或高于第一直流电压；逆变器，其被构造为，通过多个开关元件进行直流电源线的直流电力和驱动交流电动机的交流电力之间的电力转换，使得交流电动机根据运行指令运行；控制模式选择装置，用于根据两种模式中的一种来控制逆变器，一种模式为第一控制模式，其在电力转换的调制因数等于或小于预定值时应用，另一种模式为第二控制模式，其用于以比第一控制模式的调制因数高的调制因数对交流电动机进行控制，其中，调制因数用交流电动机线电压幅度基波分量与第二直流电压的比来表示；以及电压指令值设置装置，用于设置转换器的电压指令值，其中，电压指令值设置装置包含i)所需转矩响应确定装置，用于根据电气车辆的状态来确定交流电动机的所需转矩响应水平， )第一设置装置，用于在判断为所需转矩响应高于预定水平时，根据交流电动机的运行状态，在能够应用第一控制模式的第二直流电压范围内设置电压指令值，以及iii)第二设置装置，用于在判断为所需转矩响应不高于所述预定水平时，根据交流电动机的运行状态，对电压指令值进行设置，使得能够应用第二控制模式。
2.根据权利要求1的电动机驱动系统，其中，与由第二设置装置设置的电压指令值对应的第二直流电压处的整体电动机驱动系统中的电力损耗小于与由第一设置装置设置的电压指令值对应的第二直流电压处的电力损耗。
3.根据权利要求1的电动机驱动系统，其中，根据交流电动机运行点、第二直流电压以及与第二设置装置所设置的电压指令值对应的第二直流电压处的整体电动机驱动系统中的电力损耗之间的预定关系，第二设置装置响应于这样的第二直流电压来设置电压指令值在该电压处，在与当前运行状态对应的交流电动机运行点上的电力损耗得到最小化。
4.根据权利要求1-3中任意一项的电动机驱动系统，其中，第一设置装置包含i)基本设置装置，用于在由旋转速度和转矩确定并与交流电动机的当前运行状态对应的运行点上，设置与用于应用第一控制模式的第二直流电压的基本值对应的第一目标电压，ii)校正装置，用于通过校正第一目标电压对电压指令值进行设置，以使调制因数变为能够应用第一控制模式的范围内的最大值。
5.根据权利要求4的电动机驱动系统，其中，第一设置装置还包含iii)判断装置，用于基于交流电动机的转矩控制状态来判断电气车辆是否处于稳定行驶状态；以及iv)电压指令值选择装置，用于在电气车辆处于稳定行驶状态时，将已由校正装置校正的第一目标电压设置为电压指令值，在判断为电气车辆并非处于稳定行驶状态时，在不对第一目标电压进行校正的情况下，将来自基本设置装置的第一目标电压设置为电压指令值。
6.根据权利要求4或5的电动机驱动系统，其中，校正装置包含i)第一计算装置，用于基于逆变器的输出电压指令值和第二直流电压来计算调制因数，ii)第二计算装置，用于根据计算得到的调制因数和所述最大值之间的差来计算校正电压，以及iii)第三计算装置，用于从由基本设置装置设置的第一目标电压中减去校正电压。
7.根据权利要求6的电动机驱动系统，其中，第一设置装置还包含v)升压必要性判断装置，用于基于由第一计算装置计算得到的调制因数来判断由转换器进行的升压操作是否是必要的，以及vi)升压停止模式选择装置，用于在升压必要性判断装置判断为升压操作没有必要时，选择升压停止模式而不对直流电源的输出电压进行升压。
8.根据权利要求7的电动机驱动系统，其中，当升压必要性判断装置判断为升压操作没有必要时，升压停止模式选择装置将电压指令值设置为第一目标电压。
9.根据权利要求7的电动机驱动系统，其还包含转换器控制装置，用于根据第一直流电压、第二直流电压以及由电压指令值设置装置设置的电压指令值对转换器进行占空控制，其中，第一设置装置还包含ν)升压必要性判断装置，用于基于由第一计算装置计算得到的调制因数来判断由转换器进行的升压操作是否是必要的，且其中，当升压必要性判断装置已经判断为升压操作没有必要时，转换器控制装置以升压停止模式操作转换器。
10.根据权利要求5的电动机驱动系统，其中，当交流电动机的实际转矩和转矩指令值之间的差已经持续小于预定的判断值达预定的时间段时，判断装置判断为电气车辆处于稳定行驶状态。
11.根据权利要求1-10中任意一项的电动机驱动系统，其中，在第一控制模式中，交流电动机的转矩通过正弦波脉宽调制控制来控制；且在第二控制模式中，交流电动机的转矩通过过调制脉宽调制控制或矩形波电压控制来控制。
12.一种用于电气车辆的电动机驱动方法，该电气车辆具有用于产生车辆驱动力的交流电动机，所述电动机驱动方法的特征在于包含根据电气车辆的状态，确定交流电动机的所需转矩响应水平；当判断为所需转矩响应高于预定水平时，根据交流电动机的运行状态，在能够应用第一控制模式的第二直流电压范围内设置电压指令值；以及当判断为所需转矩响应不高于所述预定水平时，根据交流电动机的运行状态，对电压指令值进行设置，使得能够应用第二控制模式。
全文摘要
在包含用于进行直流电压转换的转换器和将转换器的输出电压转换为交流电压的逆变器的电气车辆的电动机驱动系统中，控制设备作出所需转矩响应确定，以便判断电气车辆是否处于需要高转矩响应的状态(S100)。另外，在需要高转矩响应的驱动性能优先模式中(即S110中的是)，控制设备在能够应用正弦波PWM控制的范围中设置电压指令值(S200)。另一方面，在不需要高转矩响应的燃料效率优先模式中，控制设备基于交流电动机的运行状态对用于转换器的电压指令值进行设置，使得整体电动机驱动系统中的电力损耗最小化(S150)。
文档编号B60L15/02GK102481859SQ201080039963
公开日2012年5月30日 申请日期2010年7月23日 优先权日2009年9月8日
发明者加古宽文, 山田坚滋, 森井秋由 申请人:丰田自动车株式会社