具有牵引电动机的机动车辆的制作方法

具有牵引电动机的机动车辆的制作方法
【专利摘要】一种机动车辆（100），包括电动机（MG）、平滑化电容器（C2）、放电装置（DT）和控制器（25）。平滑化电容器（C2）使用于驱动电动机的电流平滑化。放电装置（DT）能够释放存储在电容器（C2）中的电荷。控制器（25）构造成接收指示机动车辆的状态的传感器数据，并且构造成基于接收到的传感器数据判定是否启动放电装置。
【专利说明】具有牵引电动机的机动车辆
[0001]发明背景【技术领域】
[0002]本发明涉及一种配备有牵引电动机(驱动车辆的电动机)的机动车辆。具体地，本发明涉及一种混合动力车辆或电动车辆。本说明书中的“机动车辆”还包括燃料电池车辆。
【背景技术】
[0003]混合动力车辆和电动车辆配备有将从电池供给的直流电流转换成交流电流的变换器。转换电流的变换器配备有使电流平滑化的电容器(平滑化电容器)，以便稳定地输出交流电流。通常，平滑化电容器连接在变换器的输入端子之间。此外，混合动力车辆和电动车辆中的某些配备有DC/DC转换器，所述DC/DC转换器将电池的输出电压转换成适于输入到变换器的电压。在这些情况下，平滑化电容器有时还连接到DC/DC转换器的输入侧。由于需要较大的电力来驱动牵引电动机，所以这些在混合动力车辆或燃料电池车辆中使用的平滑化电容器是具有电容较大的电容器。
[0004]为了保障车辆撞车时的安全性，优选的是电动机驱动的机动车辆具有迅速地将积聚在平滑化电容器中的电荷放电或释放的机构。例如日本专利申请公报N0.2007-181308(JP2007-181308A)、日本专利申请公报 N0.2006-141158 (JP2006-141158A)、日本专利申请公报 N0.2006-224772 (JP2006-224772A)和日本专利申请公报 N0.2010-178595(JP2010-178595A))中公开了与这种机构有关的技术。JP2007-181308A公开了通过使用存储在平滑化电容器中的电荷来操作喇叭或车头灯来消耗(释放)所存储的电荷的技术。JP2006-141158A公开了通过使用存储在平滑化电容器中的电荷来驱动电动机来消耗所存储的电荷的技术。JP2006-224772A公开了包括使用放电电阻的放电电路的技术。JP2010-178595A公开了包括两种类型的放电机构并且当第一放电机构进行的放电不足时启动第二放电机构的技术。在本说明书的下文中，能够将释放(消耗)存储在平滑化电容器中的电荷的装置将统称为“放电装置”。放电装置的示例是JP2007-181308A中的喇叭和车头灯、JP2006-141158A中的电动机、JP2006-224772A中的放电电阻、JP2010-178595A中的两种类型的放电机构。放电装置的其它示例包括设置在变换器或DC/DC转换器中的功率晶体管。功率晶体管的代表性示例是IGBT。此外，有时候使用“功率开关器件”来代替表述“功率晶体管”。功率晶体管的开关损失可以用于放电。
[0005]上述文献中的任一个都提出了在车辆发生碰撞时有效地进行放电的技术。这里，应当注意的是，机动车辆的控制器基于施加在车辆上的冲击(加速度)的量级来判定车辆是否已经发生碰撞。施加在车辆上的冲击(加速度)典型地通过包含在安全气囊系统中的加速度传感器测量。替代地，采用在受到某一量级或更大的冲击时断裂的导线的传感器也是一种类型的加速度传感器。
[0006]当施加在车辆上的冲击(加速度)大于预定阈值时，管理加速度传感器的控制器(例如，安全气囊控制器)输出指示车辆已经发生碰撞的信号。在下文中，指示车辆已经发生碰撞的信号将简称为“碰撞信号”。控制放电装置的控制器在接收到碰撞信号时启动放电装置。然而，在接收到碰撞信号时以相同的方式启动放电装置不一定是优选的。

【发明内容】

[0007]本发明提供了一种配备有牵引电动机的机动车辆，其能够根据情况致使放电装置适当地操作。
[0008]根据本发明的一个方面的具有牵引电动机的机动车辆包括:电容器，所述电容器使用于驱动牵引电动机的电流平滑化；放电装置，所述放电装置能够释放存储在电容器中的电荷；和控制部，所述控制部构造成接收指示机动车辆状态的传感器数据，并且构造成基于接收到的传感器数据判定是否应当禁止启动放电装置。
[0009]因为某些原因，当实际上没有发生碰撞时，有时可能会发送指示车辆碰撞的信号。在控制放电装置的控制部构造成在电源电压下降时判定车辆已经发生碰撞并且构造成基于这种判定来启动放电装置的情况下，在电源电压由于除了车辆发生碰撞以外的原因而下降时(例如，当电源电压由于电池劣化而下降时)启动放电装置并不是优选的。
[0010]控制放电装置的控制部例如可以不断地重复地接收和保留指示车辆状态的传感器数据。控制部基于接收到的传感器数据来判定是否应当禁止启动放电装置。换言之，控制部基于指示车辆状态的传感器数据来判定是允许启动放电装置还是禁止启动放电装置。在控制部判定应当禁止启动放电装置的情况下，即使控制部接收到碰撞信号，控制部也不启动放电装置。控制部可以与放电装置分开。在这种情况下，控制部可以构造成不断地将关于是否应当禁止启动放电装置的判定结果发送给放电装置。可替代地，控制部可以与放电装置成一体。
[0011]指示车辆状态的传感器数据的典型示例包括车速、变换器的输入电压、电池电压、冷却变换器或电动机的冷却介质的温度、设置在变换器中的开关元件的温度等。控制部可以通过使用上面列出的传感器数据中的至少一个来判定是否应当禁止启动放电装置。例如，在车速高于预定车速阈值的情况下，碰撞已经发生的可能性较低，因此，优选的是即使接收到碰撞信号也不启动放电装置。因此，在车速高于预定车速阈值的情况下，控制部可以禁止启动放电装置。在上述机动车辆中，由于控制放电装置的控制部基于指示车辆状态的传感器数据判定是否应当禁止启动放电装置，所以能够致使放电装置根据情况适当地操作。
[0012]控制部可以构造成周期性地接收指示车辆状态的传感器数据，并且构造成基于传感器数据判定是否应当禁止启动放电装置。根据这个构造，控制部能够一直监测车辆状态。
[0013]控制部可以构造成使得当机动车辆受到冲击时(当碰撞信号被输入到控制部时)，控制部基于控制部在机动车辆受到冲击之前接收到的传感器数据来判定是否应当禁止启动放电装置。由于在碰撞之前获得的传感器数据具有较高的可靠性，所以控制部能够做出适当的判定。
[0014]在接收和保留传感器数据的优选方式中，控制部在每隔预定时间接收传感器数据，并且用最新的传感器数据更新所保留的之前的传感器数据。此外，控制部可以构造成基于控制部在机动车辆受到冲击的至少一预定时间之前接收到的传感器数据来判定是否应当禁止启动放电装置。在前一种情况下，能够总是使用最新的传感器数据(碰撞之前的较短时间的传感器数据)。在后一种情况下，可以防止在碰撞的同时获取的传感器数据(预期其可靠性较低)被用作判定的基础。顺便提及，“预定时间之前”不需要严格地是预定时间之前。应当注意的是，短语“预定时间之前”所表示的时间例如包括在一秒之前和五秒之前之间的时间段。
[0015]“当机动车辆受到冲击时”可以是由设置在机动车辆中的加速度传感器测量到的加速度超过预定加速度阈值的时候。机动车辆还可以包括加速度传感器，其中，控制部构造成当由加速度传感器测量到的加速度超过预定加速度阈值时判定机动车辆已经受到冲击。在上述机动车辆中，控制部可以布置在机动车辆的前舱中，而加速度传感器可以布置在座舱中。
[0016]如上所述，在一个典型的示例中，放电装置可以包括放电电阻、牵引电动机和设置在电动机控制器中的功率晶体管中的至少一个。在放电电阻用作放电装置的情况下，传感器数据的一个示例是设置在电动机控制器中的变换器的输入电压。当输入电压过大时，有时不适于启动放电电阻。例如，当输入电压较大时，大量的电荷存储在平滑化电容器中。在超过放电电阻的容量的电力流入到放电电阻中的情况下，有时候放电电阻会损坏并且不能实现预期的放电。因此，放电装置可以包括放电电阻，传感器数据可以包括设置在电动机控制器中的变换器的输入电压，并且控制部可以构造成在输入电压低于预定上限电压的情况下启动放电装置，并且构造成在输入电压高于上限电压的情况下不启动放电装置。通过采用这种构造，能够使平滑化电容器在不损坏放电电阻的范围内进行放电。
[0017]另一方面，在存储在平滑化电容器中的电荷过少的情况下，不需要启动放电电阻。因此，控制部可以构造成在输入电压高于比上限电压低的预定下限电压的情况下启动放电装置，并且构造成在输入电压低于下限电压的情况下不启动放电装置。
[0018]此外，放电装置可以包括设置在电动机控制器中的功率晶体管，并且传感器数据可以包括功率晶体管的温度或冷却功率晶体管的冷却介质的温度，并且控制部可以构造成在功率晶体管的温度或冷却介质的温度低于预定上限温度的情况下启动放电装置，并且构造成在功率晶体管的温度或冷却介质的温度高于上限温度的情况下不启动放电装置。在电动机控制器中的功率晶体管用作放电装置的情况(包括一个电动机用于两个目的的情况)下，由控制部接收和保留的传感器数据的一个示例是功率晶体管的温度或冷却功率晶体管的冷却介质的温度。如果电动机在碰撞之前被重度使用，则功率晶体管的温度升高。如果功率晶体管的温度过高，则释放存储在平滑化电容器中的电荷可能会在短时间内损坏功率晶体管。S卩，可能无法实现预期的放电。在这种情况下，优选的是避免将功率晶体管(和电动机)用作放电装置。因此，期望的是控制部在功率晶体管的温度低于预定上限温度的情况下启动放电装置，并且在功率晶体管的温度高于上限温度的情况下不启动放电装置。这里，应当注意的是，温度范围的上限值的一个示例是正常操作的功率晶体管的温度范围的上限值。此外，可以使用冷却介质的温度，而不是使用功率晶体管的温度。冷却介质温度的上限温度可以不同于功率晶体管的温度的上限温度。
[0019]控制部可以包括存储部，所述存储部构造成保留判定是否应当禁止启动放电装置的判定结果，并且控制部可以构造成当应当禁止启动放电装置的判定结果被保留在存储部时不启动放电装置或停止放电装置的操作。【专利附图】

【附图说明】
[0020]下文中将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势和技术以及工业意义，在所述附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
[0021]图1是根据本发明的第一实施例的机动车辆的示意性系统框图；
[0022]图2是示出了功率控制器的内部构造的控制框图；
[0023]图3是传感器数据更新处理的示例的流程图；
[0024]图4是在接收到碰撞信号时执行的处理的示例的流程图；
[0025]图5是在本发明的第二实施例中在接收到碰撞信号时执行的处理的流程图；
[0026]图6是本发明的第三实施例中的放电处理的流程图；和
[0027]图7是本发明的第四实施例中的放电处理的流程图。
【具体实施方式】
[0028](第一实施例)
[0029]将参照【专利附图】

【附图说明】根据本发明的第一实施例的机动车辆。第一实施例的机动车辆100是混合动力车辆，其包括发动机2和两个电动机(MGl和MG2)。图1示出了机动车辆100的示意性系统框图。图2示出了控制框图，所述控制框图示出了控制两个电动机MGl和MG2的功率控制器20的内部构造。应注意的是，图1的系统框图仅示出了与本发明相关的单元，附图省略了机动车辆100具有的多个单元。另外，“功率控制器”有时也称为功率控制单元(PCU)。
[0030]功率控制器20将主电池MB的输出电压转换成适用于电动机控制的电压，并且将转换后的直流(DC)功率转换成交流(AC)功率，而且将转换后的AC功率供给到电动机MGl和MG2。后面将详细地说明功率控制器20。
[0031]发动机2和两个电动机(MGl和MG2)连同变速器3 —起构成传动系4。众所周知的是，混合动力车辆通过根据车辆的状况在发动机2和电动机MGl和MG2之间切换来使用发动机2和电动机MGl和MG2。当需要较大的转矩时，混合动力车辆同时使用发动机2和电动机MGl和MG2两者。传动系4中的变速器3在发动机2的输出和电动机MGl和MG2的输出之间切换或者结合发动机2的输出和电动机MGl和MG2的输出，并且将输出驱动力传递给差动单元。电动机MGl和MG2对应于牵引电动机。传动系4有时称为动力传动系或驱动桥(T/A)。本说明书省略了传动系4的结构细节。电动机MGl和MG2还具有发电机的功能，其将制动时的减速能转化成电能(再生能源)。
[0032]如图1中所示，传动系4、功率控制器20和副电池SB布置在前舱FC中。供给用于驱动电动机的电力的主电池MB、检测车辆的加速度的加速度传感器6、控制安全气囊系统的安全气囊控制器5 (A/B-E⑶)、管理和控制混合动力系统的HV控制器10 (HV-E⑶)布置在座舱空间CS内。副电池SB供给用于车头灯和汽车导航系统的电力或用于驱动设置在各种控制器内的电子部件(晶体管等)的电力。在图1中，将副电池SB和功率控制器20连接起来的线指示从副电池SB到设置在功率控制器20内的电子部件的电力供给线。在许多情况下，副电池SB供给的电压是12V或24V，而主电池MB供给的电压是100V或更高。副电池SB对应于发动机驱动的机动车辆通常所具有的电池。
[0033]将说明布置在座舱空间CS中的装置。安全气囊控制器5基于加速度传感器6的输出在施加在机动车辆100上的冲击(加速度)超过预定加速度阈值时展开安全气囊(未示出)，然后将指示冲击已经超过加速度阈值的信号发送给HV控制器10。这里，应当注意的是，“施加在机动车辆100上的加速度已经超过预定加速度阈值的事件”指的是机动车辆100发生了碰撞。HV控制器10收集与混合动力系统有关的各种传感器数据，并将必要的命令发送给各种控制器。HV控制器10在从安全气囊控制器5接收到指示车辆的加速度已经超过加速度阈值的信号时将具有相同意思的信号(即，指示车辆的加速度已经超过加速度阈值的信号)发送给控制电动机的功率控制器20。在下文中，“指示车辆的加速度已经超过加速度阈值的信号”将称作“碰撞信号”。
[0034]参照图2，将说明设置在功率控制器20内的电气系统的结构。功率控制器20通常具有第一转换器(converter)23、第二转换器24、第一变换器(inverter)21、第二变换器
22、电动机控制器25和放电模块29。电动机控制器25从HV控制器10接收命令并且将命令输出到设置在功率控制器20内的各种模块。
[0035]第一变换器21是产生用于驱动电动机MGl的AC功率的模块,并且包括六个开关组，所述六个开关组中的每个开关组都由一对晶体管Tr (功率晶体管)和二极管D组成。晶体管Tr典型地是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。第一晶体管Trl和第一二极管Dl组成的组构成电动机MGl的U相上臂(upper arm)。第二晶体管Tr2和第二二极管D2组成的组构成U相下臂(lower arm)。第三晶体管Tr3和第三二极管D3组成的组构成V相上臂。第四晶体管Tr4和第四二极管D4组成的组构成V相下臂。第五晶体管Tr5和第五二极管D5组成的组构成W相上臂。第六晶体管Tr6和第六二极管D6组成的组构成W相下臂。与每个晶体管相邻地设置有温度传感器Q，所述温度传感器Q测量晶体管的温度。第二变换器22产生驱动电动机MG2的AC功率。第二变换器22的结构与第一变换器21的结构相同，因而不再对其进行说明。驱动第一变换器21的脉宽调制(PWM)信号(PWMBl)和驱动第二变换器22的PWM信号(PWMB2)由电动机控制器25产生，并且被从控制器25发送到各个模块。
[0036]第一转换器23是将主电池MB的电压升高到适于驱动电动机的电压的DC/DC转换器。在示例中，主电池MB的输出电压是300V，而适于驱动电动机MGl和MG2的电压是600V。SP，第一转换器23将300V的输入电压转换成600V。另外，第一转换器23还能够将由电动机MGl和MG2提供的再生能源的电压降低到等于主电池MB的电压的电压。当电流在图2中从左侧向右侧流动时，第一转换器23升高电压。相反地，当电流在图2中从右侧向左侧流动时，第一转换器23降低电压。第一转换器23由电抗器LI和两个开关组构成，所述两个开关组中的每个开关组都由晶体管Tr和二极管D组成。图2中示出的转换器的电路构造是公知的，并且不再对其进行详细说明。驱动第一转换器23的PWM信号PWMMA也由电动机控制器25产生。
[0037]第二转换器24是将主电池MB的输出电压降低到适于副电池SB的电压的模块。第二转换器24用于对副电池SB进行充电。
[0038]在从主电池MB到第一转换器23的电力供给路径上，布置有系统主继电器SMRl和SMR2以及第一平滑化电容器Cl。系统主继电器SMRl和SMR2是这样的继电器，即，所述继电器中的每个都可以中断来自主电池MB的电力供给路径。从HV控制器10发送控制系统主继电器SMRl和SMR2的信号SC。第一平滑化电容器Cl使从主电池MB供给到第一转换器的电流平滑化。[0039]在从第一转换器23到变换器(第一变换器21和第二变换器22)的电力供给路径上，布置有第二平滑化电容器C2和电压传感器Vd。更确切地说，第二平滑化电容器C2和电压传感器Vd并联地连接在变换器的两个输入端子之间。第二平滑化电容器C2使输入到变换器的电流平滑化。电压传感器Vd测量变换器输入电压。由电压传感器Vd测量到的电压VH对应于第二平滑化电容器C2两端的电压。来自电压传感器Vd的传感器数据和来自测量对应的晶体管的温度的温度传感器Q的传感器数据被发送到电动机控制器25。在图2中，来自电压传感器Vd的传感器数据(即，变换器输入电压)由字符VH表示，并且来自温度传感器Q的传感器数据(即，每个晶体管的温度)由字符Tt表示。在以下说明中也将使用这些字符。
[0040]放电模块29由放电电阻DT (放电装置)和放电继电器DR构成。放电电阻DT由高阻粗导体制成。在放电电阻DT中流动的电流能大部分变成热，并且从而消散。放电电阻DT与第二平滑化电容器C2并联，并且放电继电器DR作为开关插置在放电电阻DT和第二平滑化电容器C2之间。换言之，当放电继电器DR闭合时，放电装置(放电电阻DT)启动。断开和闭合放电继电器DR的信号SD也从电动机控制器25发送。放电继电器DR是常开的，并且在来自电动机控制器25的信号SD到达时闭合。当放电继电器DR闭合时，存储在第二平滑化电容器C2中的电荷流出到放电电阻DT中(放电电阻DT启动)，并且作为热量消散。放电电阻DT是放电装置的一个示例。
[0041]如上所述，第一转换器23的输出电压(即，变换器的输入电压)是600V的高电压。因此，在车辆行驶时，大量电荷积聚在第二平滑化电容器C2中。如果车辆与障碍物碰撞，为了安全，优选的是机动车辆100的控制器(电动机控制器25)释放存储在第一平滑化电容器Cl和第二平滑化电容器C2中的电荷。接下来，将说明当车辆发生碰撞时使第二平滑化电容器C2放电的处理。应当注意的是，下文中说明的构造和处理也适用于第一平滑化电容器Cl。
[0042]在说明当车辆发生碰撞时执行的处理之前，将说明由电动机控制器25执行的传感器数据更新处理。在点火开关接通之后，电动机控制器25执行周期性地获取和更新各种传感器数据的处理。电动机控制器25在固定时间段(例如，10秒)内保留所获取的传感器数据。在这个示例中，电动机控制器25以固定的时间间隔(例如，每隔一秒)接收和保留来自电压传感器Vd的传感器数据(即，变换器输入电压VH)和来自温度传感器Q的传感器数据(B卩，每个功率晶体管Tr的温度Tt)。这些传感器数据是指示车辆状态的传感器数据的示例。图3中示出了在固定时间段内保留传感器数据的处理的示例。在这个示例中，电动机控制器25采用环形缓冲区来在固定时间段内保留传感器数据。每隔一秒执行图3中所示的处理。在这个示例中环形缓冲区由十个缓冲区域构成。物理上，十个缓冲区域是设置在电动机控制器25中的存储器部分。环形缓冲区设有两个指针。写指针指定缓冲区(存储器)的地址以写入下一个数据。读指针指示缓冲区(存储器)的地址以从中读取数据。由写指针指定的缓冲区和由读指针指定的缓冲区是彼此分开的五个缓冲区。电动机控制器25在接收传感器数据(关于变换器输入电压VH和晶体管温度Tt的数据)(S2)时将传感器数据写入到由写指针指定的缓冲区中(S4)。接下来，电动机控制器25将写指针的值和读指针的值增加一。由于传感器数据每隔一秒写入到一个缓冲区中，并且由写指针指定的缓冲区和由读指针指定的缓冲区是彼此分开的五个缓冲区，所以由读指针指定的缓冲区保留在五秒之前写入的传感器数据。即，存储在由读指针指定的缓冲区中的传感器数据是在五秒之前获得的数据。因而，电动机控制器25保留过去的十秒的传感器数据，并且总是能够读取后五秒的传感器数据。在发生碰撞的时候执行的处理中使用该前五秒的传感器数据(以下将说明该处理)。
[0043]接下来，将说明当电动机控制器25从HV控制器10接收到碰撞信号时执行的处理。图4是由电动机控制器25在接收到碰撞信号时所执行的处理的流程图。顺便提及，用于发送碰撞信号的信号线连接到电动机控制器25的中央处理单元(CPU)的中断端子。响应于接收到碰撞信号，图4中所示的处理作为中断处理开始。
[0044]如果加速度传感器6输出的加速度值超过预定阈值，则安全气囊控制器5判定车辆已经发生碰撞，并将碰撞信号发送给HV控制器10。在接收到碰撞信号后，HV控制器10断开系统主继电器SMRl和SMR2，并将碰撞信号发送给电动机控制器25。当系统主继电器断开时，不再将电力从主电池MB供给到第一转换器23以及变换器21和22。顺便提及，HV控制器10发送给电动机控制器25的碰撞信号等同于致使电动机控制器25使第二平滑化电容器C2放电的命令，因此，所述碰撞信号在下文中有时将称作“放电命令”。在接收到碰撞信号(放电命令)之后，电动机控制器25从由环形缓冲区的读指针指定的缓冲区读取传感器数据(变换器输入电压VH)(S22)。电动机控制器25将输入电压VH与预定上限电压Vmax和预定下限电压Vmin相比较(S24和S26 )。如果输入电压VH小于上限电压Vmax且大于下限电压Vmin (S24中的是和S26中的是)，则电动机控制器25闭合放电继电器DR (参见图2) (S28)。在放电继电器DR闭合之后，已经存储在第二平滑化电容器C2中的电荷流到放电电阻DT，并且作为热量消散。换言之，在输入电压VH高于上限电压Vmax的情况下和在输入电压VH低于下限电压Vmin的情况下，放电继电器DR不闭合。这里，应当注意的是，从环形缓冲区读取的传感器数据是在电动机控制器25检测到碰撞信号时的五秒之前获得的数据。在这个实施例中，电动机控制器25起到本发明的控制部的功能，并且电动机控制器25中的存储器起到本发明的存储部的功能。
[0045]上限电压Vmax和下限电压Vmin事先存储在电动机控制器25中。上限电压Vmax对应于放电电阻DT (放电装置)能够处理的电量上限。第二平滑化电容器C2两端的电压(即，存储在第二平滑化电容器C2中的电荷)依据供给到电动机MGl和MG2的电力的量级而改变。因此，图4中示出的处理的目的在于在如果释放存储在第二平滑化电容器C2中的电荷则存在可能会损坏放电电阻DT并且无法获得预期的放电效果的可能的情况下，阻止启动放电装置。下限电压Vmin对应于存储在第二平滑化电容器C2中的电荷小到不必启动放电装置的情况。步骤S24和步骤S26的处理对应于判定是否启动放电装置的步骤的一个示例。
[0046](第二实施例)
[0047]接下来，将说明本发明的第二实施例。根据第二实施例的机动车辆的构造与第一实施例中的机动车辆的构造相同，并且将省略对其进行说明。第二实施例的机动车辆将设置在变换器中的功率晶体管(Trl至Tr6)以及电动机MGl和MG2用作放电装置。因此，电动机控制器25在检测到碰撞时所执行的处理与第一实施例中执行的处理不同。图5示出了电动机控制器25在从HV控制器10接收到碰撞信号(放电命令)时所执行的处理的流程图。与第一实施例类似，HV控制器10在从安全气囊控制器5接收到碰撞信号时将碰撞信号(放电命令)发送给电动机控制器25，并断开系统主继电器SMRl和SMR2。
[0048]当图5中所示的处理(中断处理)开始时，电动机控制器25首先从上述环形缓冲区的读指针指定的缓冲区读取传感器数据(在这个示例中为每个晶体管的温度Tt)(S32)。电动机控制器25将晶体管温度Tt与预定上限温度Tmax和预定下限温度Tmin相比较(S34和S36)。如果晶体管温度Tt低于上限温度Tmax且高于下限温度Tmin (S34中的是和S36中的是)，则电动机控制器25将预定PWM信号输出到第一变换器21和第二变换器22 (S40)。由于发送到晶体管Tr的PWM信号，存储在第二平滑化电容器C2中的电荷流入到变换器21和22中。最后，由于功率晶体管(Trl至Tr6)的开关损耗，第二平滑化电容器C2中剩下的电荷被消耗。而且，在这个实施例中，电动机控制器25起到本发明的控制部的功能，并且电动机控制器25中的存储器起到本发明的存储部的功能。
[0049]上限温度Tmax和下限温度Tmin事先存储在电动机控制器25中。上限温度Tmax和下限温度Tmin对应于正常操作的功率晶体管的温度的上限温度和下限温度。S卩，如果晶体管温度Tt高于上限温度Tmax，则晶体管很可能在过载状态下操作。如果在这种情况下功率晶体管用于使第二平滑化电容器C2放电，则可能无法获得预期的效果。如果晶体管温度Tt低于下限温度Tmin，则晶体管很可能不操作，即，晶体管损坏。在这种情况下，即使功率晶体管用于使第二平滑化电容器C2放电，也可能无法获得预期的结果。图5中所示的处理的目的也在于在可能无法获得预期的放电效果的情况下阻止放电装置启动。步骤S34的处理和步骤S36的处理对应于判定是否启动放电装置的步骤。
[0050]在第一实施例和第二实施例中，电动机控制器25基于在检测到冲击信号的预定时间(5秒)之前(S卩，在车辆受到冲击之前)所获得的传感器数据来判定是否启动放电装置。虽然碰撞之后的传感器数据的可靠性较低，但是碰撞之前的传感器数据可靠性较高。每个实施例的机动车辆都通过使用在碰撞之前所获得的高度可靠的传感器数据来判定是否启动放电装置。每个实施例的机动车辆都能够适当地判定是否启动放电装置，而不需要在碰撞之后收集大量传感器数据。换言之，每个实施例的机动车辆都能够根据状况适当地判定是否启动放电装置。换言之，结合实施例所公开的技术以较高的可能性正确地判定车辆是否处于放电装置适当地操作的状况下，并且基于判定结果判定是否启动放电装置。
[0051](第三实施例)
[0052]接下来，将说明根据本发明的第三实施例的车辆。第三实施例的机动车辆的硬件构造与图1和2中所示的第一和第二实施例的机动车辆的硬件构造基本相同。然而，在第三实施例的机动车辆中，放电模块29具有其自身的控制器，并且该控制器基于来自其它控制器(具体地，电动机控制器25)的信号执行各种判定。在第三实施例的机动车辆中，安全气囊控制器5、HV控制器10、电动机控制器25和放电模块(放电模块自身的控制器)共同承担与放电有关的处理。图6示出了第三实施例中的放电处理的流程图。
[0053]首先，由加速度传感器6获得的传感器数据被发送到安全气囊控制器5 (SlOl)0安全气囊控制器5将来自加速度传感器的传感器数据与预定阈值(用于判定是否发生碰撞的阈值)相比较，并且在由加速度传感器测量到的加速度大于阈值的情况下判定已经发生碰撞(S102)。如果安全气囊控制器5判定已经发生了碰撞，则安全气囊控制器5将碰撞信号发送给HV控制器10 (S103)。HV控制器10在接收到碰撞信号(S104)之后将放电命令发送给电动机控制器25，以便使电动机控制器25启动放电装置(S105)。[0054]电动机控制器25在接收到放电信号(S106)之后将放电信号发送给放电模块29(S107)。此外，电动机控制器25独立于上述处理(S121至S123)在预定控制周期中判定是否应当禁止放电。电动机控制器25监测车辆状态(S121)。具体地，在步骤S121的处理中，电动机控制器25接收指示车辆状态的传感器数据，即，由电压传感器Vd获得的传感器数据(即，变换器输入电压VH)和由温度传感器Q获得的传感器数据(S卩，每个功率晶体管Tr的温度Tt)，并且与在第一实施例中一样以固定的时间间隔(例如，每隔一秒)保留传感器数据。接下来，电动机控制器25基于电动机控制器25保留的传感器数据判定是否应当禁止启动放电装置(S122)。具体地，电动机控制器25执行与图4中所示的步骤S24和S26的处理以及图5中所示的步骤S34和S36的处理相对应的处理。即，在变换器输入电压VH高于上限电压Vmax的情况下以及在输入电压VH低于下限电压Vmin的情况下，电动机控制器25禁止启动放电装置。此外，在晶体管温度Tt高于上限温度Tmax的情况下以及在晶体管温度Tt低于下限温度Tmin的情况下，电动机控制器25也禁止启动放电装置。如果电动机控制器25判定禁止启动放电装置，则电动机控制器25将放电禁止信号发送给放电模块29(S122和S123)。放电模块29在接收到放电禁止信号之后保留该信号(S124)。此外，如果放电模块29接收到放电信号(S109)，则放电模块29判定放电模块29是否正在保留放电禁止信号(S110)。如果放电模块29没有正在保留放电禁止信号，则放电模块29启动放电装置(S111)。如果放电模块29正在保留放电禁止信号，则放电模块29不启动放电装置。如果放电模块29正在保留放电禁止信号并且在接收到放电信号时已经启动放电装置，则放电模块29停止放电装置的操作(S112)。在第三实施例的机动车辆中，电动机控制器25在预定周期中判定是否应当禁止放电(S121至S123)，并且不断地将判定结果发送给放电模块29。而且，在这个实施例中，电动机控制器25起到本发明的控制部的功能，并且电动机控制器25中的存储器起到本发明的存储部的功能。
[0055](第四实施例)
[0056]接下来，将说明根据本发明的第四实施例的机动车辆。图7示出了第四实施例中的放电处理的流程图。第四实施例中的放电处理是第三实施例的放电处理的修改方案。图7中的步骤SlOl至S109的处理与图6中所示的步骤SlOl至S109的处理相同，并且将省略对这些处理的说明。第四实施例的放电处理与第三实施例的放电处理的不同之处在于电动机控制器25判定是否应当禁止放电的处理和放电模块29执行的处理。电动机控制器25监测车辆的状态(S201)，并且将通过监测获得的数据(关于放电的适当性的信息)发送给放电模块29 (S202)。关于放电的适当性的信息包括通过电压传感器Vd获得的传感器数据(即，变换器输入电压VH)和通过温度传感器Q获得的传感器数据(即，每个功率晶体管Tr的温度Tt)。放电模块29保留由放电模块29接收到的关于放电的适当性的信息(S203)。电动机控制器25周期性地将关于放电的适当性的信息发送给放电模块，以便使放电模块29周期性地更新关于放电的适当性的信息。独立于关于放电的适当性的信息的更新处理，在从电动机控制器25接收到放电信号时，放电模块29判定是否应当禁止放电(S210)。步骤S210中的判定与图4中的步骤S24和S26的处理以及图5中的步骤S34和S36的处理相同。即，在变换器输入电压VH高于上限电压Vmax的情况下以及在输入电压VH低于下限电压Vmin的情况下，放电模块29禁止启动放电装置。此外，在晶体管温度Tt高于上限温度Tmax的情况下以及在晶体管温度Tt低于下限温度Tmin的情况下，放电模块29也禁止启动放电装置。在这个实施例中，本发明的控制部和存储部(未示出)与本发明的放电装置一起被集成在放电模块29中。
[0057]放电模块29在能够允许放电装置启动的情况下致使放电装置操作(S211)，并且在需要禁止放电的情况下不启动放电装置。如果在放电模块29判定需要禁止放电时放电模块29已经启动放电装置，则放电模块29停止放电装置的启动或操作(S212)。即，第三实施例和第四实施例的不同之处在于虽然在第三实施例中主要通过电动机控制器25判定放电的适当性，但是在第四实施例中用于判定放电的适当性的装置是放电模块29。
[0058]对于上述实施例，将阐述需要注意的要点。在上述实施例中，电动机控制器25通过使用在碰撞之前获得的传感器数据来判定是否启动放电装置。在这些实施例的机动车辆中，在某些情况下，如果碰撞信号被错误地输入到电动机控制器，则阻止启动放电装置。例如，根据HV控制器10和功率控制器20之间的通信协议，可能的是如果供给到副电池SB的电压降低，则信号线中的电压电平会降低并且功率控制器20可能会判定功率控制器20已经接收到碰撞信号。供给到副电池SB的电压已经降低的状态不是机动车辆正常行驶的状态。因此，传感器数据很有可能不是车辆行驶期间正常呈现的数据。例如，当车辆处于停止状态时，变换器的输入电压VH基本为零，并且变换器中的每个晶体管的温度Tt也较低。根据图4或图5中所示的处理，在输入电压VH低于下限电压的情况下以及在变换器内的每个晶体管的温度Tt均低于下限温度的情况下，电动机控制器25不启动放电装置。图4和图5中所示的处理具有以下优点:在电动机控制器接收到由副电池SB的低电压导致的错误碰撞信号的情况下，电动机控制器阻止启动放电装置。
[0059]通过使用图3中示出的用于固定时间段的环形缓冲区来保留传感器数据是保留处理的一个示例，并且也可以使用其它技术来在固定时间段内保留传感器数据。例如，保留处理可以通过使用先入先出(FIFO)的存储器来实现。
[0060]在第二实施例中，每个晶体管的温度Tt都用作判定是否启动放电装置的基础。代替晶体管的温度Tt，可以使用冷却功率晶体管的冷却介质的温度。在这种情况下，应当注意的是，对于上限温度Tmax和下限温度Tmin，应当使用不同的阈值。在为碰撞作准备而保留的传感器数据不限于变换器输入电压、功率晶体管的温度或冷却介质的温度。例如，还优选的是保留来自检测车速、电动机的温度等的传感器的数据，并且优选的是将传感器数据用作在碰撞时进行判定所考虑的因素。
[0061 ] 在上述实施例中，放电电阻、设置在变换器或电动机内的功率晶体管被用作放电装置。除了这些装置以外，也可以优选地使用通常安装在机动车辆中的各种耗电装置，例如，空调、喇叭、车头灯等。
[0062]在上述实施例中，在由安全气囊系统的加速度传感器所提供的值超过预定阈值的情况下输出碰撞信号。也可以基于除了来自加速度传感器的传感器数据以外的数据等输出用于启动放电装置的信号。例如，在第三实施例和第四实施例的系统中，当电源电压变得低于预定电压阈值时，HV控制器10可以发送放电命令(参见图6和图7中的步骤S105)。
[0063]在上述实施例中，机动车辆是混合动力车辆。然而，由本说明书所公开的技术也可以应用于电动车辆(包括燃料电池车辆)。
[0064]已经参照附图详细地说明了本发明的代表性的非限制性的具体实施例。这个详细的说明的目的仅在于向本领域的技术人员演示本发明的实施例的细节，而不在于将本发明的范围限制为这些实施例。此外，所公开的额外特征和发明创造中的任一个都可以与其它特征和发明创造分开地使用或一起使用，以便提供进一步改进的机动车辆。
[0065]此外，在上述详细的说明中所公开的特征和处理步骤的组合对于执行本发明而言在广义上不是重要的，而仅是用于说明本发明的代表性的具体实施例的目的。更进一步地，在提供本发明的额外的有用实施例时，上述代表性的具体实施例的各种特征和在独立权利要求和从属权利要求中说明的各种特征不必以与所述的具体实施例相同的方式组合或不必以与上述的顺序或次序相同的顺序或次序组合。
【权利要求】
1.一种具有牵引电动机的机动车辆，其特征在于，所述机动车辆包括: 电容器，所述电容器使用于驱动所述牵引电动机的电流平滑化； 放电装置，所述放电装置能够释放存储在所述电容器中的电荷；和控制部，所述控制部构造成接收指示所述机动车辆的状态的传感器数据，并且基于接收到的所述传感器数据判定是否应当禁止启动所述放电装置。
2.根据权利要求1所述的机动车辆,其中 所述控制部与所述放电装置分开。
3.根据权利要求1或2所述的机动车辆，其中 所述控制部构造成不断地将关于是否应当禁止启动所述放电装置的判定结果发送给所述放电装置。
4.根据权利要求1所述的机动车辆,其中 所述控制部与所述放电装置成一体。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的机动车辆，其中 所述控制部构造成使得当所述机动车辆受到冲击时，所述控制部基于所述控制部在所述机动车辆受到冲击之前接收到的所述传感器数据判定是否应当禁止启动所述放电装置。
6.根据权利要求5所述的机动车辆，其中 所述控制部构造成基于所述控制部在所述机动车辆受到冲击的至少一预定时间之前接收到的所述传感 器数据判定是否应当禁止启动所述放电装置。
7.根据权利要求5或6所述的机动车辆，其中 所述“当所述机动车辆受到冲击时”是由设置在所述机动车辆中的加速度传感器测量到的加速度超过预定加速度阈值的时候。
8.根据权利要求5或6所述的机动车辆，所述机动车辆还包括: 加速度传感器，其中 所述控制部构造成在由所述加速度传感器测量到的加速度超过预定加速度阈值时判定所述机动车辆已经受到冲击。
9.根据权利要求7或8所述的机动车辆，其中 所述控制部布置在所述机动车辆的前舱中，并且所述加速度传感器布置在座舱中。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的机动车辆，其中 所述放电装置包括放电电阻、所述牵引电动机和设置在电动机控制器中的功率晶体管中的至少一个。
11.根据权利要求10所述的机动车辆，其中 所述放电装置包括所述放电电阻； 所述传感器数据包括设置在所述电动机控制器中的变换器的输入电压；并且所述控制部构造成在所述输入电压低于预定上限电压的情况下启动所述放电装置，并且构造成在所述输入电压高于所述上限电压的情况下不启动所述放电装置。
12.根据权利要求11所述的机动车辆，其中 所述控制部构造成在所述输入电压高于比所述上限电压低的预定下限电压的情况下启动所述放电装置，并且构造成在所述输入电压低于所述下限电压的情况下不启动所述放电装置。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的机动车辆，其中 所述放电装置包括设置在所述电动机控制器中的所述功率晶体管； 所述传感器数据包括所述功率晶体管的温度或者冷却所述功率晶体管的冷却介质的温度；并且 所述控制部构造成在所述功率晶体管的温度或者所述冷却介质的温度低于预定上限温度的情况下启动所述放电装置，并且构造成在所述功率晶体管的温度或者所述冷却介质的温度高于所述上限温度的情况下不启动所述放电装置。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的机动车辆，其中 所述控制部包括存储部，所述存储部构造成保留判定是否应当禁止启动所述放电装置的判定结果；并且 所述控制部构造成在应当禁止启动所述放电装置的判定结果被保留在所述存储部时不启动所述放电装置或停止所述`放电装置的操作。
【文档编号】B60L3/04GK103889769SQ201280051578
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年10月17日 优先权日:2011年10月18日
【发明者】勘崎廷夫, 坂田浩一, 进藤祐辅, 五十岚泰昭 申请人:丰田自动车株式会社, 株式会社电装