专利名称：车辆控制装置及控制方法
技术领域：
本发明涉及在搭载有旋转电机、向旋转电机供给电力的主电源及多个受控电源的车辆中的多个受控电源的切换控制，特别是涉及用于顺畅地进行受控电源的切换的转换器控制。
背景技术：
目前，公知的是，适宜地进行多个电源和负荷装置(例如，旋转电机等)的电力输入输出的技术。例如，日本特开2008-109840号公报(专利文献1)公开有一种电源系统， 该系统即使在多个蓄电装置的充放电特性不同的情况下，也能够最大限度地发挥系统的性能。该电源系统为可与负荷装置输入输出电力的电源系统，其具备可充电的多个蓄电装置；用于在电源系统和负荷装置之间输入输出电力的电力线；与多个蓄电装置对应设置且在分别对应的蓄电装置和电力线之间进行电压变换的多个转换器；及控制多个转换器的控制装置。控制装置包含分配率算出部，其执行算出来自多个蓄电装置的放电电力的分配率的第一运算以及算出向多个蓄电装置的充电电力的分配率的第二运算中的至少一种运算；及转换器控制部，其执行在从电源系统向负荷装置供电时根据放电电力分配率控制多个转换器的第一控制以及在从负荷装置向电源系统供电时根据充电电力分配率控制多个转换器的第二控制中的至少一种控制。在第一运算中，对多个蓄电装置的每一个算出至限制容许放电电力的充电状态为止的剩余电力量，根据多个蓄电装置间的剩余电力量的比率算出放电电力分配率。在第二运算中，对多个蓄电装置的每一个算出至限制容许充电电力的充电状态为止的充电容许量，根据多个蓄电装置间的充电容许量的比率算出充电电力分配率。根据上述的公报所公开的电源系统，能够得到作为电源系统整体的最大的充放电特性的机会为最大。其结果是，即使在多个蓄电装置的充放电特性不同的情况下，也能够最大限度地发挥电源系统的性能。专利文献1 日本特开2008-109840号公报
发明内容
但是，在搭载有负荷装置即旋转电机、向旋转电机供给电力的主电源及多个受控电源的车辆中，在切换使用多个受控电源的情况下，往往在车辆行驶中进行受控电源的切换。然而，根据负荷装置的工作状态，在受控电源的切换动作中有可能在受控电源和主电源之间产生电力输入输出，存在不能适宜地进行切换动作这类问题。在上述的公报所公开的电源系统中，对于这类问题，没有作任何考虑，不能解决。本发明的目的在于提供适宜地进行受控电源的切换的车辆控制装置及控制方法。本发明的某方面的车辆控制装置，所述车辆搭载有主电源、第一受控电源、第二受控电源、能够选择第一、第二受控电源中任意一个受控电源的选择部、使从主电源供给的直流电压升压的第一转换器、使从选择部所选择的一个受控电源供给的直流电压升压的第二转换器、及作为驱动源并从第一、第二转换器接受电力供给的旋转电机。该车辆控制装置包含要求检测部，检测将一个受控电源变更为另一个受控电源的变更要求；升压控制部，在检测到变更要求、且第一、第二转换器的目标升压电压低于预先确定的值的情况下，将预先确定的值设定为目标升压电压，控制第一、第二转换器以达到设定的目标升压电压；及选择控制部，在将预先确定的值设定为目标升压电压后，控制选择部以满足变更要求。
根据本发明，在检测出变更要求、且第一、第二转换器的目标升压电压低于预先确定的值的情况下，将预先确定的值设定为目标升压电压，通过控制第一、第二转换器，在车辆行驶时因车轮滑移等而驱动源即旋转电机的转速上升时，向旋转电机侧输出电力，结果是，即使升压后的电压产生变动，也能够抑制因升压后的电压低于主电源的电源电压而产生的主电源和受控电源之间的电力的输入输出。因此，抑制了在电力输入输出发生的状态下进行从选择部所选择的一个受控电源向另一个受控电源的切换。其结果是，不会在选择部(继电器等)的触点产生电弧而能够切断一个受控电源而选择另一个受控电源。因此， 能够提供适宜地进行受控电源的切换的车辆的控制装置及控制方法。
优选的是，第二转换器包含开关元件。控制装置还包含栅极控制部，所述栅极控制部在将预先确定的值设定为目标升压电压后且在开始选择控制部对选择部的控制之前，控制第二转换器以断开开关元件的栅极。选择控制部在栅极断开后控制选择部以满足变更要求。根据本发明，在将预先确定的值设定为目标升压电压后且在开始选择部的控制之前，通过断开开关元件的栅极，能够可靠地抑制受控电源和主电源之间的电力输入输出。因此，即使在控制选择部以满足变更的要求的情况下，也不会在选择部(继电器等)的触点产生电弧，能够切断一个受控电源而选择另一个受控电源。更优选的是，选择控制部在断开从一个受控电源向第二转换器的电力供给后，控制选择部以从另一个受控电源向第二转换器供给电力。控制装置还包含电流检测部，检测从一个受控电源流向第二转换器的电流；及中止部，在利用选择控制部控制选择部以断开从一个受控电源向第二转换器的电力供给后，在由电流检测部检测到的电流大于预先确定的电流值时，中止选择部的控制。根据本发明，在控制选择部以断开从一个受控电源向第二转换器的电力供给后， 在第二转换器的电流大于预先确定电流值大时，选择部有可能不能适宜地断开从一个受控电源向第二转换器的电力供给。这种情况下，通过中止选择部的控制，抑制了以在主电源和受控电源之间产生电力的输入输出的状态进行从一个受控电源向另一个受控电源的切换。更优选的是，第二转换器包含用于从一个受控电源供给的直流电压的升压动作的电容器。控制装置包含放电控制部，在控制选择部以断开从一个受控电源向第二转换器的直流电压的供给后，且在控制选择部以开始从另一个受控电源向第二转换器的直流电压的供给之前，对第二转换器执行放电控制以消耗电容器的电力；及判定部，在放电控制后，在电容器的电压大于预先确定的电压时，判断为选择部异常，在电容器的电压为预先确定的电压以下时，判断为选择部正常。选择控制部在判定为选择部正常时，控制选择部以满足变更要求。根据本发明，在控制选择部以断开从一个受控电源向第二转换器的直流电压的供给后，且在控制选择部以开始从另一个受控电源向第二转换器的直流电压的供给之前，执行放电控制以消耗电容器的电力，基于执行结果，通过判定选择部是否正常，能够适宜地进行选择部的切换。更优选的是，控制装置还包含解除部，该解除部用于在控制选择部以满足变更要求后，解除伴随变更要求的检测而执行的控制。根据本发明，通过解除伴随变更要求的检测而执行的控制，根据基于车辆状态的要求或驾驶者的要求，能够适宜地控制车辆的举动。更优选的是，第一、第二受控电源可充电。控制装置还包含分别检测第一、第二受控电源的充电量的充电量检测部。要求检测部在一个受控电源的充电量低于预先确定的充电量时，检测变更要求。根据本发明，在一个受控电源的充电量低于预先确定的充电量的情况下，通过要求向另一个受控电源的变更，能够向旋转电机供给与驾驶者的要求驱动力或基于车辆的状态的要求驱动力相对应的电力。更优选的是，车辆是除了旋转电机之外还搭载了内燃机作为驱动源的混合动力车辆。根据本发明，通过应用于混合动力车辆，能够适宜地进行设置于混合动力车辆的受控电源的切换。在检测出变更要求的情况下，且在第一、第二转换器的目标升压电压低于预先确定的值的情况下，将预先确定的值设定为目标升压电压，通过控制第一、第二转换器，在车辆行驶时因车轮滑移等而驱动源即旋转电机的转速上升的情况下，向旋转电机侧输出电力，结果是，即使升压后的电压产生变动，也能够抑制因升压后的电压比主电源的电源电压低而产生的主电源和受控电源之间的电力的输入输出。因此，抑制了在发生电力输入输出的状态下进行从选择部所选择的一个受控电源向另一个受控电源的切换。其结果是，不会在选择部(继电器等)的触点产生电弧，能够切断一个受控电源而选择另一个受控电源。
图1是搭载有本实施方式的车辆控制装置的混合动力车辆的整体方框图；图2是表示转换器的整体构成的图；图3是表示转换器的输出电压和主电源及受控电源的电源电压的变化的时间图 (其 1)；图4是本实施方式的车辆控制装置即ECU的功能方框图；图5是表示由本实施方式的车辆控制装置即ECU执行的程序的控制构造的流程图；图6是表示由本实施方式的车辆控制装置即ECU执行的、变更前的受控电源的SMR 断开处理的程序的控制构造的流程图；图7是表示转换器的输出电压和主电源及受控电源的电源电压的变化的时间图 (其 2)；图8是用于说明断开转换器的栅极的动作的图；图9是表示放电控制执行时的电容器电压的变化的时间图。
标号说明1电源系统、2驱动力产生部、10-1主电源、10-2、10_3受控电源、12-1、12_2转换器、14-1、14-2、14-3 SMR、18-1、18-2、18-3，20、22_1、22_2 电压传感器、16-1、16-2、16-3，24 电流传感器、30-1、30-2逆变器、32-1、32-2 MG,34动力分割装置、36发动机、38驱动轮、42 断继开关电路、100车辆、1000 E⑶、1002电池监视单元、1010要求检测部、1020升压控制部、1030、1110放电电力控制部、1040栅极断开部、1050 SMR断开处理部、1060放电控制部、 1070电压判定部、1080电流判定部、1090 SMR连接处理部、1100栅极断开解除部、1120升压解除部、1130中止处理部、C1、C2、C3电容器、D1A、DlB 二极管、Ll电感线圈、Q1A、Q1B开关元件。
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在下面的说明中，对相同的零件标注相同的标号。它们的名称及功能也相同。因此，这些的详细的说明不再重复。如图1所示，车辆100包含电源系统1、驱动力产生部2、ECU (Electronic Control Unit 电子控制单元)1000、及电池监视单元1002。驱动力产生部2包含逆变器(1)30-1、逆变器(2) 30-2, MG(Motor Generator 电动发电机)(1) 32-1、MGQ) 32-2、动力分割装置；34、 发动机36、及驱动轮38。在本实施方式中，车辆100作为混合动力车辆进行说明，但不特别限定于混合动力车辆，至少是将旋转电机作为驱动源的车辆即可。因此，车辆100也可以是电动汽车。MG(I) 32-1、MG O) 32-2以及发动机36与动力分割装置34连结。该车辆100利用来自发动机36及MG O) 32-2中的至少一方的驱动源的驱动力进行行驶。发动机36产生的动力由动力分割装置34分割成两个路径。一方是向驱动轮38传递的路径，另一方是向 MG⑴32-1传递的路径。各MG(I) 32-1及MGQ) 32-2是交流旋转电机，例如，由具备埋设有永久磁铁的转子的三相交流旋转电机构成。MG(1)32-1使用利用动力分割装置34分割的发动机36的动力进行发电。例如，包含于电源系统1的主电源10-1的SOC (Mate of Charge 充电状态)低于预先确定的值时，发动机36起动而利用MG(I) 32-1进行发电，该发电的电力向电源系统 1供给。MG(2) 32-2使用从电源系统1供给的电力及由MG⑴32_1发电的电力中的至少一种电力来产生驱动力。MG(2) 32-2的驱动力向驱动轮38传递。另外，在车辆制动时等，利用驱动轮38驱动MGQ)32-2、MG(2)32-2作为发电机工作。这样，MG (2) 32_2作为将制动能量变换成电力的再生制动器工作。利用MG(2)32-2发电的电力向电源系统1供给。动力分割装置34由包含太阳齿轮、小齿轮、行星齿轮架、齿圈的行星齿轮构成。小齿轮与太阳齿轮及齿圈扣合。行星齿轮架将小齿轮支承为能够自转，并且与发动机36的曲轴连结。太阳齿轮与MG(1)32-1的旋转轴连结。齿圈与MG(2)32-2的旋转轴连结。逆变器(1) 30-1及逆变器(2) 30-2分别与主正母线MPL及主负母线MNL连接。逆变器(1)30-1及逆变器(幻30-2将从电源系统1供给的驱动电力(直流电力)变换为交流电力而分别向MG⑴32-1及MG⑵32-2输出。逆变器(1)30-1及逆变器(2)30-2分别将 MG (1) 32-1及MG O) 32-2发电的交流电力变换为直流电力而作为再生电力向电源系统1输
8出ο另外，各逆变器⑴30-1及逆变器(2)30-2例如由包含三相量的开关元件的电桥电路构成。逆变器(1)30-1根据来自ECU1000的驱动信号进行开关动作，由此驱动MG(1)32-1。逆变器(2) 30-2根据来自E⑶1000的驱动信号进行开关动作，由此驱动 MG O)32-2。ECU1000基于未图示的各传感器的检测信号、行驶状况及油门开度等算出车辆要求功率1^，基于该算出的车辆要求功率I^s而算出MG (1) 32-1及MG (2) 32-2的转矩目标值及转速目标值。ECU1000控制逆变器(1)30-1及逆变器(幻30-2以使MG (1) 32-1及MG O) 32-2 的产生转矩及转速达到目标值。另一方面，电源系统1包含主电源10-1、受控电源(1)10-2、受控电源O) 10_3、 转换器(1)12-1、转换器 0)12-2、SMR(System Main Relay 系统主继电器)(1) 14-1、 SMR(2) 14-2、SMR(3) 14_3、主正母线MPL、主负母线MNL、平滑电容器C3、及电压传感器20。 另外，受控电源不限定为两个，也可以含有三个以上的受控电源。各主电源10-1、受控电源(1)10-2及受控电源( 10_3是可再充电的直流电源，例如由镍氢及锂离子等二次电池及大容量的电容器等构成。主电源10-1经由SMR(I) 14-1与转换器⑴12-1连接。受控电源⑴10-2经由SMR⑵14-2与转换器(2) 12_2连接。另夕卜， 受控电源(2) 10-3经由SMR (3) 14-3与转换器(2) 12-2连接。SMR(2) 14-2 及 SMR(3) 14_3 根据来自 ECU 1000 的切换信号，使 SMR(2) 14-2 及 SMR(3) 14-3中任一方为导通状态，使另一方为断开状态。例如，在SMR(2) 14-2为导通状态、SMR(3) 14_3为断开状态的情况下，受控电源
(1)10-2和转换器(2)12-2电连接。因此，受控电源(1)10-2的电力供给至转换器(2)12-2。另外，在SMR(3) 14-3为导通状态、SMR(2) 14-2为断开状态的情况下，受控电源
(2)10-3和转换器(2) 12-2电连接。因此，受控电源(2) 10-3的电力供给至转换器(2) 12-2。这样，通过控制SMR(2) 14-2及SMR(3) 14_3，选择向转换器(2) 12-2供给电力的受控电源。转换器(1)12-1及转换器(2) 12-2相互并联而与主正母线MPL及主负母线MNL连接。转换器(1)12-1基于来自E⑶1000的控制信号在主电源10-1和主正母线MPL及主负母线MNL之间进行电压变换。转换器(2) 12-2基于来自ECU1000的控制信号在受控电源 (1)10-2及受控电源(2)10-3中的任一个受控电源和主正母线MPL及主负母线MNL之间进行电压变换。平滑电容器C3连接于主正母线MPL和主负母线MNL之间，降低包含于主正母线 MPL及主负母线MNL的电力变动成分。电压传感器20检测主正母线MPL和主负母线MNL之间的电压VH，并向E⑶1000发送该检测值。电压传感器22-1检测转换器(1)12-1的输入电压VL(I)，并向E⑶1000发送该检测值。电流传感器M-I检测转换器(1)12-1的电流IL(I)，并向E⑶1000发送该检测值。电压传感器22-2检测转换器⑵12-2的输入电压VL O)，并向E⑶1000发送该检测值。电流传感器24-2检测转换器(2) 12-2的电流IL(2)，并向E⑶1000发送该检测值。另外，电流传感器M-I (或电流传感器对-2)以从主电源(或受控电源)侧向转换器(1)12-1(或转换器0)12-2)侧输出的电流(放电电流)为正值进行检测，以从转换器(1)12-1(或转换器0)12-2)侧向主电源(或受控电源)侧输入的电流(充电电流)为负值进行检测。另外，在该图1中表示电流传感器M-l、24-2检测正极线的电流的情况，但电流传感器M-l、24-2也可以检测负极线的电流。E⑶1000生成用于依次切换使用受控电源(1)10-2及受控电源(2) 10_3的控制信号，向SMR(2) 14-2及SMR(3) 14-3发送。例如，ECU1000在由于SMR(2) 14-2为导通状态且SMR(3) 14-3为断开状态而受控电源(1)10-2与转换器0)12-2电连接时，在受控电源
(1)10-2的SOC低于预先确定的充电量时，检测到受控电源的变更要求，生成控制信号以使导通状态的SMR(2) 14-2成为断开状态且断开状态的SMR(3) 14-3成为导通状态。另外，E⑶1000经由电池监视单元1002接收来自设置于主电源10_1的电流传感器 16-1及电压传感器18-1的各检测值。另外，E⑶1000经由电池监视单元1002接收来自设置于受控电源(1)10-2的电流传感器16-2及电压传感器18-2的各检测值。另外，ECU1000 经由电池监视单元1002接收来自设置于受控电源( 10-3的电流传感器16-3及电压传感器18-3的各检测值。E⑶1000基于来自电流传感器16-1及电压传感器18_1的各检测值以及车辆要求功率1^，生成用于分别控制转换器(1)12-1及转换器0)12-2的控制信号。E⑶1000向各转换器(1)12-1及转换器(幻12-2发送该生成的控制信号，控制转换器(1)12-1及转换器
(2)12-2。在此，E⑶1000在从电源系统1向驱动力产生部2供给电力的放电模式时(即车辆要求功率I3S > 0)，根据预先确定的放电分配率控制转换器(1)12-1及转换器0)12-2。 所谓放电分配率是表示从主电源10-1、和受控电源(1)10-2及受控电源(幻10-3中任一个受控电源放电的电力的分配。另外，E⑶1000也可以根据主电源10-1的放电剩余电力量、和受控电源(1)10_2及受控电源0)10-3中被选择的任一个受控电源的放电剩余电力量的总计的比率，算出放电分配率，并根据该算出的放电分配率控制转换器(1)12-1及转换器0)12-2。另外，E⑶1000在从驱动力产生部2向电源系统1供给电力的充电模式时(即车辆要求功率I3S < 0)，根据预先确定的充电分配率控制转换器(1)12-1及转换器0)12-2。 所谓充电分配率是表示向主电源10-1、和受控电源(1)10-2及受控电源0)10-3中任一个受控电源充电的电力的分配。另外，E⑶1000也可以根据主电源10-1的充电剩余电力量、和受控电源(1)10_2及受控电源0)10-3中被选择的任一个受控电源的充电剩余电力量的总计的比率，算出充电分配率，根据该算出的充电分配率控制转换器(1)12-1及转换器0)12-2。另外，E⑶1000控制转换器(1)12-1以将电压VH调整为规定的目标升压电压，并控制转换器⑵12-2以将利用SMR⑵14-2或SMR (3) 14_3与转换器⑵12_2电连接的受控电源(1)10-2及受控电源0)10-3中任一个受控电源的充放电调整为规定的目标量。图2表示转换器(1)12-1的整体构成。另外，下面，对转换器(1)12-1的构成及动作进行详细说明，转换器(2) 12-2的构成及动作与转换器(1) 12-1的构成及动作一样，所以不再重复其详细说明。转换器(1)12-1包含断继开关电路42-1、正母线LN1A、负母线LN1C、配线LN1B、平滑电容器Cl。断继开关电路42-1包含开关元件Q1A、Q1B、二极管D1A、D1B、及电感线圈Li。正母线LNlA的一端与开关元件QlB的集电极连接，另一端与主正母线MPL连接。 负母线LNlC的一端与负极线NLl连接，另一端与主负母线MNL连接。开关元件Q1A、QlB在负母线LNlC和正母线LNlA之间串联地连接。具体而言，开关元件QlA的发射极与负母线LNlC连接，开关元件QlB的集电极与正母线LNlA连接。二极管D1A、D1B分别与开关元件Q1A、Q1B逆并联地连接。电感线圈Ll连接于开关元件Q1A、Q1B 的连接节点和配线LNlB之间。开关元件Q1A、QlB例如为IGBTansulated Gate Bipolar Transistor 绝缘栅双极型晶体管)元件。配线LNlB的一端与正极线PLl连接，另一端与电感线圈Ll连接。平滑电容器Cl 连接于配线LNlB和负母线LNlC之间，降低包含于配线LNlB及负母线LNlC间的直流电压的交流成分。断继开关电路42-1根据来自E⑶1000的控制信号在主电源10_1和主正母线MPL 及主负母线MNL之间进行双向的直流电压变换。控制信号包含控制构成下臂元件的开关元件QlA的接通/断开的驱动信号PWC1A、及控制构成上臂元件的开关元件QlB的接通/断开的驱动信号PWC1B。而且，E⑶1000控制在一定的工作循环(接通期间及断开期间之和) 内的开关元件Q1A、QlB的占空比(接通/断开期间比率)。以开关元件QlA的接通工作状态增大的方式控制开关元件Q1A、Q1B时(开关元件 Q1A、Q1B除死区时间期间，互补地进行接通/断开控制，因此开关元件QlB接通工作状态减小。)，从主电源10-1流向电感线圈Ll的泵电流量增大，蓄积于电感线圈Ll的电磁能量增大。其结果是，在开关元件QlA从接通状态向断开状态转移的时刻，从电感线圈Ll经由二极管DlB向主正母线MPL放出的电流量增大，主正母线MPL的电压上升。另一方面，以开关元件QlB的接通工作状态增大的方式控制开关元件Q1A、QlB时 (开关元件QlA接通工作状态减少。)，从主正母线MPL经由开关元件QlB及电感线圈Ll流向主电源10-1的电流量增大，所以主正母线MPL的电压下降。这样，通过控制开关元件Q1A、QlB的占空比，可以控制主正母线MPL的电压，并且可以控制在主电源10-1和主正母线MPL之间流动的电流(电力)的方向及电流量(电力
量)O在具有以上这种构成的车辆中，往往会在车辆行驶中进行受控电源的切换动作。 因此，在受控电源的切换动作中，需要避免车轮的驱动状态的变化引起的、在受控电源和主电源之间的电力的输入输出的发生。例如图3所示，假想车辆正常行驶的情况。根据路面的状态(例如，摩擦系数等) 的变化，车轮相对于路面滑移后抓地的情况下，因车轮的滑移，车轮的转速急剧增加。这时， 因MG (2) 32-2的转速的增加而向MG (2) 32-2侧输出电力，因此，如图3的虚线框A内所示，主正母线MPL和主负母线MNL之间的电压VH存在低于从主电源10_1对转换器(1) 12_1供给的电压VL⑴的情况。因此，存在从主电源10-1供给的电力经由转换器(1)12-1及转换器 ⑵12-2而向由SMR⑵14-2及SMR⑶14-3电连接的受控电源(1)10-2或受控电源(2)10-3 供给的情况。这样的主电源10-1和受控电源(1)10-2或受控电源(2) 10_3之间的电力输入输出在受控电源的切换动作中产生时，在SMR(2) 14-2或SMR(3) 14-3的触点产生电弧，造成部分变为高温等，存在不能适宜地进行切换动作的情况。因此，在本实施方式中，在以下方面具有特征，S卩，ECU1000在检测到从受控电源 (1)10-2及受控电源(幻10-3中任一个受控电源向另一个受控电源的变更要求、且在转换器(1) 12-1及转换器( 12-2的目标升压电压低于预先确定的值的情况下，设定预先确定的值为目标升压电压，且控制转换器(1)12-1及转换器0)12-2以达到所设定的目标升压电压，在设定预先确定的值为目标升压电压后，控制SMR ( 14-2及SMR C3) 14-3以满足检测到的变更要求。另外，在本实施方式中，ECU1000在设定预先确定的值为目标升压电压后且开始 SMR(2) 14-2及SMR(3) 14-3的控制以满足变更要求之前，控制转换器(2) 12-2以断开开关元件Q1A、QlB的栅极。ECU1000在转换器(2) 12-2的开关元件Q1A、QlB的栅极断开后，控制 SMR(2) 14-2及SMR(3) 14-3以满足检测到的变更要求。另外，ECU1000在控制SMR(2) 14-2或SMR(3) 14-3以断开从受控电源(1) 10-2及受控电源0)10-3中被选择的受控电源向转换器0)12-2的直流电压的供给后，在由电流传感器M检测出的检测值比预先确定的电流值大时，中止SMRC3) 14-3的控制即中止受控电源的切换。另外，ECU1000在控制SMR⑵14-2或SMR⑶14-3以断开从受控电源(1)10-2及受控电源0)10-3中选择的任一个受控电源向转换器0)12-2的直流电压的供给后，且控制 SMR(2) 14-2或SMRC3) 14-3以开始从另一个受控电源向转换器( 12-2的直流电压的供给之前，对转换器⑵12-2执行放电控制以消耗电容器Cl的电力。E⑶1000在放电控制后，至经过预先确定的时间为止，在继续电容器C2的电压大于预先确定的电压的状态的情况下， 判定为SMR(2) 14-2或SMR(3) 14_3异常，在至经过预先确定的时间为止电容器C2的电压为预先确定的电压以下的情况下，判定为SMR(2) 14-2及SMR(3) 14-3正常。E⑶1000在判定为SMR(2) 14-2及SMR(3) 14-3正常的情况下，控制SMR(2) 14-2或SMR(3) 14-3以满足变更要求。图4表示本实施方式的车辆的控制装置即E⑶1000的功能方框图。E⑶1000包含要求检测部1010、升压控制部1020、放电电力控制部(1) 1030、栅极断开部1040、SMR断开处理部1050、放电控制部1060、电压判定部1070、电流判定部1080、SMR连接处理部1090、 栅极断开解除部1100、放电电力控制部O) 1110、升压解除部1120、及中止处理部1130。要求检测部1010检测受控电源的变更要求。例如，要求检测部1010在受控电源
(1)10-2及受控电源( 10-3中任一被选择的一个受控电源的SOC为预先确定的充电量以下的情况下，检测受控电源的变更要求。要求检测部1010例如基于受控电源(1)10-2及受控电源⑵10-3的电压及电流分别算出S0C。另外，SOC的算出方法可以使用各种公知的方法。另外，要求检测部1010也可以在检测出受控电源的变更要求的情况下开启要求检测标记。升压控制部1020在具有受控电源的变更要求的情况下(S卩，受控电源(1)10-2及受控电源(2) 10-3中被选择的受控电源的SOC为预先确定的充电量以下的情况)，将主正母线MPL和主负母线MNL之间的电压VH的目标升压电压设定为最大值VHmax，控制转换器
(2)12-2以升压至所设定的目标升压电压。目标升压电压的最大值VHmax在转换器⑵12_2 中表示可升压的电压的最大值。另外，升压控制部1020在具有受控电源的变更要求的情况下，且已经设定最大值VHmax作为目标升压电压的情况下，不进行目标升压电压的变更地维持设定。另外，在本实施方式中，说明了在具有受控电源的变更要求的情况下作为目标升压电压所设定的预先确定的值为最大值VHmax，但预先确定的值不特别限定于最大值 VHmax，至少在车轮发生滑移等的情况下电压VH是维持高于主电源IO-IVL(I)的状态的电压即可。另外，升压控制部1020例如在要求检测标记从关闭到关闭的情况下，也可以开始上述的升压控制。放电电力控制部(1) 1030在将目标升压电压设定为最大值VHmax后，使主电源 10-1的放电电力Wout(I)暂时上升。另外，上升幅度可以是预先确定的值，也可以是根据车辆的状态而设定的值。另外，放电电力控制部(1) 1030与主电源10-1的放电电力Wout(I) 的暂时上升一起将被选择的受控电源的放电电力WoutQ)限制为零。栅极断开部1040在将目标升压电压设定为最大值VHmax后，断开转换器(2) 12_2 的开关元件Q1A、QlB的栅极，停止开关元件Q1A、QlB的驱动。SMR断开处理部1050控制SMR (2) 14_2及SMR(3) 14-3中与变更前的受控电源对应的任一个SMR以电气断开变更前的受控电源和转换器(2) 12-2的连接。SMR断开处理部1050例如在变更前的受控电源为受控电源(1) 10-2的情况下，控制SMR⑵14-2以电气断开受控电源(1) 10-2和转换器(2) 12_2的连接。SMR断开处理部1050例如在变更前的受控电源为受控电源(2) 10-3的情况下，控制SMR(3) 14-3以电气断开受控电源(2) 10_3和转换器(2) 12_2的连接。放电控制部1060在结束与变更前的受控电源对应的SMR的断开处理后，执行放电控制以消耗电容器C2的电力。另外，放电控制部1060至少在后述的电压判定前执行放电控制即可，也可以在后述的电流判定后进行。放电控制例如通过如下方式执行，即驱动与转换器(2)12-2的上臂元件对应的开关元件QlB而进行升压动作。利用开关元件QlB的驱动消耗电容器C2的电力。电压判定部1070基于电压VL⑵判定电容器C2的电力是否被放电。具体而言， 电压判定部1070判定在开始放电控制后至经过预先确定的时间为止电压VL(2)是否为预先确定的值Va以下。预先确定的时间只要是能够判断没有进行电容器C2的放电的时间， 就不作特别的限定。另外，电压判定部1070也可以在电压VL(2)为预先确定的值V以下时开启电压判定标记。电流判定部1080判定电流IU2)的绝对值是否为预先确定的值Ia以下。预先确定的值Ia例如只要是能够判定电流在受控电源(1)10-2或受控电源( 10-3和转换器(2) 12-2之间流动的值，就不作特别的限定。另外，电流判定部1080例如也可以在电流 IL(2)的绝对值为预先确定的值Ia以下时开启电流判定标记。SMR连接处理部1090在电流ILQ)的绝对值为预先确定的值Ia以下的情况下，控制SMR ( 14-2及SMR ( 14-3中与变更后的受控电源对应的任一个SMR以使变更后的受控电源和转换器0)12-2电导通。SMR连接处理部1090例如在变更后的受控电源为受控电源(1) 10-2的情况下，控制SMR⑵14-2以使受控电源(1) 10-2和转换器⑵12_2电导通。SMR连接处理部1090例如在变更后的受控电源为受控电源(2) 10-3的情况下，控制SMR(3) 14-3以使受控电源⑵10-3和转换器⑵12_2电导通。栅极断开解除部1100控制SMR⑵14_2或SMR(3) 14_3以使变更后的受控电源和转换器0)12-2电导通后，解除转换器0)12-2的开关元件Q1A、Q1B的栅极的断开。放电电力控制部(2) 1110在解除了转换器(2) 12-2的开关元件Q1A、QlB的栅极的断开后，解除主电源10-1的放电电力Wout(I)的暂时性上升。另外，放电电力控制部 0)1110解除主电源10-1的放电电力Wout(I)的暂时性上升，并且解除使被选择的受控电源的放电电力WoutQ)为零的限制。升压解除部1120解除将目标升压电压设为最大值VHmax的升压控制。即，升压解除部1120使目标升压电压恢复到与车辆的状态对应的目标升压电压。中止处理部1130在利用电压判定部1070判定开始放电控制后至经过预先确定的时间为止电压VL(2)不是预先确定的值Va以下的情况下、或利用电流判定部1080判定电流IU2)的绝对值比预先确定的值Ia大的情况下，执行中止处理。中止处理部1130中止 SMR(2) 14-2及SMR(3) 14-3的控制。另外，中止处理部1130例如也可以在车辆已停止等的预先确定的条件成立后控制SMR(I) 14-1以断开主电源和转换器(1)12-1的电连接，也可以使用通知装置(例如，信息显示装置或声音输出装置)向车辆的乘员通知不能适宜地进行受控电源的切换的消息。在本实施方式中，对要求检测部1010、升压控制部1020、放电电力控制部
(1)1030、栅极断开部1040、SMR断开处理部1050、放电控制部1060、电压判定部1070、电流判定部1080、SMR连接处理部1090、栅极断开解除部1100、放电电力控制部O) 1110、升压解除部1120、中止处理部1130均作为通过E⑶1000的CPU执行存储于存储器的程序而实现的软件发挥功能的装置进行说明，但也可以利用硬件实现。另外，这种程序记录在存储介质并搭载于车辆。参照图5，对由本实施方式的车辆的控制装置即E⑶1000执行的程序的控制构造进行说明。在步骤(以下，将步骤记为幻100中，E⑶1000判定是否具有受控电源的变更要求。 在存在受控电源的变更要求时(S100中是)，处理移向S102。不是这样时(S100中否)，处理返回SlOOo在S102中，E⑶1000将目标升压电压设定为最大值VHmax。在S104中，E⑶1000 使主电源10-1的放电电力Wout(I)暂时上升，将变更前的受控电源的放电电力WoutQ)限制为零。在S106中，ECU1000控制转换器(2) 12-2以使转换器(2) 12-2的栅极断开。在S108中，E⑶1000实施变更前的受控电源的SMR断开处理。另外，变更前的受控电源的SMR断开处理后述。在SllO中，E⑶1000判定电流IU2)的绝对值是否为预先确定的值Ia以下。电流IU2)的绝对值为预先确定的值Ia以下时(S110中是)，处理移向 S114。不是这样时(S110中否)，处理移向S112。在S112中，E⑶1000执行中止处理。在S114中，E⑶1000控制与变更后的受控电源对应的SMR( 14-2及SMRC3) 14-3中的任一个SMR以使变更后的受控电源和转换器
(2)12-2电连接。在Sl 16中，ECU1000解除转换器⑵12-2的栅极的断开。在Sl 18中，ECU1000解除主电源10-1的放电电力Wout(I)的暂时性上升，解除使被选择的受控电源的放电电力Wout (2)为零的制限。在S120中，E⑶1000解除目标升压电压的最大值VHmax的设定。接着，参照图6，对本实施方式的车辆的控制装置即ECU1000执行的变更前的受控电源的SMR断开处理的程序的控制构造进行说明。在S200中，ECU1000控制SMR(2) 14-2及SMR(3) 14-3中的与变更前的受控电源对应的任一个SMR以电断开变更前的受控电源和转换器0)12-2。在S202中，ECU1000执行放电控制。在S204中，ECU1000判定执行放电控制后至经过预先确定的时间为止，电容器C2的电压VL(2)是否为预先确定的值Va以下。至经过预先确定的时间为止电压VL(2)为预先确定的值Va以下时(S204中是)，该处理结束。不是这样时(S204中否)，处理移向S112。使用图7、图8及图9对基于如上所述的构造及流程的本实施方式的车辆的控制装置即ECU1000的动作进行说明。在下面的说明中，将受控电源(1)10-2与变更前的受控电源对应且受控电源(幻10-3与变更后的受控电源对应的情况作为一例进行说明。例如，在车辆行驶中，受控电源(1)10-2的SOC为预先确定的充电量以下时，检测受控电源的变更要求(S100中是)。因此，目标升压电压设定为最大值VHmax (S102)。通过将目标升压电压设定为最大值VHmax，如图7所示，转换器(1) 12_1及转换器 (2) 12-2的输出电压VH上升。因此，假如发生车轮的滑移，由此MG (2) 32-2的转速增加，即使输出电力，如图7的虚线框B所示，也会抑制电压VH低于VL(I)的期间的发生。因此， 抑制了主电源和受控电源(1)10-2之间的电力的输入输出。S卩，检测出变更要求时，通过将目标升压电压设定为最大值VHmax，抑制在受控电源的切换动作中在主电源和受控电源 (1)10-2之间输入输出电力。设定了最大值VHmax后，主电源10-1的放电电力Wout(I)暂时性上升，且将受控电源(1)10-2的放电电力WoutQ)限制为零(S104)。主电源10-1的放电电力Wout(I)及受控电源(1)10-2的放电电力WoutQ)的控制后，断开转换器0)12-2的栅极(S106)。因此，如图8所示，断开开关元件Q1A、QlB的栅极时，利用二极管D1A，DlB抑制从转换器(1)12-1向转换器0)12-2的电力的输入输出。断开转换器0)12-2的栅极后，实施变更前的受控电源的SMR断开处理(S108)。 即，控制SMlU2)14-2以电断开受控电源(1)10-2和转换器O) 12-2 (S200)，执行放电控制 (S202)。例如，图9表示执行放电控制时的电压VU2)的变化。图9的横轴表示时间，图9 的纵轴表示电压VU2)。如图9所示，在时间T(O)开始放电控制(S202)，在经过预先确定的时间前的时间 T (1)，电压VL (2)为预先确定的值Va以下时(S204中是)，判定为SMR(2) 14-2适宜工作，转换器(2) 12-2和受控电源(1) 10-2正常地断开。另外，预先确定的值Va只要是至少能够判定电压VU2)降低的值即可，可以设定比表示向电容器C2充电的电力充分地放电的情况的值Vb大的值。表示向电容器C2充电的电力充分地放电的情况的预先确定的值Vb例如是在车辆撞击等情况下，为了确保安全性而进行放电控制的情况下适宜的值。因此，基于预先确定的值Va判定是否消耗电容器C2的电力的情况的判定时点 (时间T(I))比基于预先确定的值Vb判定的情况的判定时点(时间W2))早，实现放电控制后的电压判定所需时间的缩短。电流IU2)的绝对值为预先确定的值Ia以下时(S110中是)，控制SMR(3) 14_3以使受控电源(2) 10-3和转换器(2) 12-2电连接(Si 14)。而且，解除转换器0)12-2的栅极的断开后(S116)，解除主电源10_1的放电电力 Wout(I)的暂时性上升及使受控电源⑵10-3的放电电力Wout⑵为零的限制(SllS)0之后，解除目标升压电压的最大值VHmax的设定(S120)。另外，在放电控制后至经过预先确定的时间为止，在电压VL(2)不是预先确定的值Va以下(S204中否)，或电流IL⑵的绝对值不是预先确定的值Ia以下时(S110中否)， 执行中止处理(S112)。如上所述，根据本实施方式的车辆的控制装置，在检测出变更要求时，将最大值 VHmax设定为目标升压电压，通过控制转换器(1)及O)，在车辆行驶时，在因车轮滑移等而驱动源即MGQ)的转速上升的情况下，电力向MG(2)侧输出，其结果是，即使升压后的电压产生变动，也能够抑制因升压后的电压VH低于主电源的电源电压VL(I)而产生的主电源和受控电源之间的电力的输入输出。因此，抑制了在电力的输入输出产生的状态下进行从选择的一个受控电源向另一个受控电源的切换。其结果是，不会在继电器的触点产生电弧，能够切断一个受控电源而选择另一个受控电源。因此，能够提供适宜地进行受控电源的切换的车辆的控制装置及控制方法。另外，在将目标升压电压设定为最大值VHmax后且在开始与变更前的受控电源对应的SMR的断开控制前，通过断开转换器(2)的开关元件的栅极，能够可靠地抑制受控电源和主电源之间的电力的输入输出。另外，控制SMR以断开变更前的受控电源和转换器O)的电连接后，在转换器(2) 的电流IU2)的绝对值比预先确定的值大的情况下，存在不能断开变更前的受控电源和转换器( 的电连接的可能性。该情况下，通过执行中止处理，抑制在产生电力的输入输出时从变更前的受控电源向变更后的受控电源切换。而且，在控制SMR以使变更后的受控电源和转换器( 电连接之前，通过执行放电控制以消耗电容器C2的电力，能够适宜地进行受控电源的切换。这次公开的实施方式应认为全部的方面是例示而没有被限制。本发明的范围不是上述的说明，而是包含权利要求所表示的内容，以及与权利要求范围均等的意思及范围内的全部变更。
1权利要求
1.一种车辆控制装置，所述车辆搭载有主电源(10-1)；第一受控电源(10-2)；第二受控电源(10- ；能够选择所述第一、第二受控电源(10-2、10-；3)中任意一个受控电源的选择部(14-2、14-；3)；使从所述主电源(10-1)供给的直流电压升压的第一转换器(12-1)； 使从所述选择部(14-2、14-；3)所选择的一个受控电源供给的直流电压升压的第二转换器 (12-2)；及作为驱动源并从所述第一、第二转换器(12-1、12-2)接受电力供给的旋转电机 (32-1)，所述车辆控制装置包含要求检测部(1010)，检测将所述一个受控电源变更为另一个受控电源的变更要求； 升压控制部(1020)，在检测到所述变更要求、且所述第一、第二转换器(12-1、12-2)的目标升压电压低于预先确定的值的情况下，将所述预先确定的值设定为目标升压电压，控制所述第一、第二转换器(12-1、12-2)以达到设定的所述目标升压电压；及选择控制部(1050、1090)，在将所述预先确定的值设定为目标升压电压后，控制所述选择部(14-2、14-3)以满足所述变更要求。
2.如权利要求1所述的车辆控制装置，其中，所述第二转换器(12-2)包含开关元件(Q1A、Q1B)，所述控制装置还包含栅极控制部，所述栅极控制部在将所述预先确定的值设定为目标升压电压后且在开始所述选择控制部(1050、1090)对所述选择部(14-2、14-3)的控制之前，控制所述第二转换器(12-2)以断开所述开关元件(Q1A、Q1B)的栅极，所述选择控制部(1050、1090)在所述栅极断开后控制所述选择部(14-2、14- 以满足所述变更要求。
3.如权利要求1所述的车辆控制装置，其中，所述选择控制部(1050、1090)在断开从所述一个受控电源向所述第二转换器(12-2) 的电力供给后，控制所述选择部(14-2、14-3)以从所述另一个受控电源向所述第二转换器 (12-2)供给电力，所述控制装置还包含电流检测部(M)，检测从所述一个受控电源流向第二转换器(12- 的电流；及中止部(1130)，在利用所述选择控制部(1050、1090)控制所述选择部(14_2、14_3)以断开从所述一个受控电源向所述第二转换器(12- 的电力供给后，在由所述电流检测部 (24)检测到的所述电流大于预先确定的电流值时，中止所述选择部(14-2、14-3)的控制。
4.如权利要求1所述的车辆控制装置，其中，所述第二转换器(12- 包含用于从所述一个受控电源供给的直流电压的升压动作的电容器(C2)，所述控制装置包含放电控制部(1060)，在控制所述选择部(14-2、14-3)以断开从所述一个受控电源向所述第二转换器(12- 的直流电压的供给后，且在控制所述选择部(14-2、14- 以开始从所述另一个受控电源向所述第二转换器(12- 的直流电压的供给之前，对所述第二转换器 (12-2)执行放电控制以消耗所述电容器(C2)的电力；及判定部(1070)，在所述放电控制后，在所述电容器(C》的电压大于预先确定的电压时，判定为所述选择部(14-2、14-3)异常，在所述电容器(C2)的电压为所述预先确定的电压以下时，判定为所述选择部(14-2、14-3)正常，所述选择控制部(1050、1090)在判定为所述选择部(14-2、14- 正常时，控制所述选择部(14-2、14-3)以满足所述变更要求。
5.如权利要求1所述的车辆控制装置，其中，所述控制装置还包含解除部(1100、1120)，该解除部(1100、1120)用于在控制所述选择部(14-2、14-3)以满足所述变更要求后，解除伴随所述变更要求的检测而执行的控制。
6.如权利要求1所述的车辆控制装置，其中，所述第一、第二受控电源(10-2、10-3)可充电，所述控制装置还包含分别检测所述第一、第二受控电源(10-2、10-；3)的充电量的充电量检测部(16-2、16-3、18-2、18-3)，所述要求检测部(1010)在所述一个受控电源的充电量低于预先确定的充电量时，检测所述变更要求。
7.如权利要求1 6中任一项所述的车辆控制装置，其中，所述车辆是除了所述旋转电机(32-1)之外还搭载了内燃机(36)作为驱动源的混合动力车辆。
8.—种车辆控制方法，该车辆搭载有主电源(10-1)；第一受控电源(10- ；第二受控电源(10- ；选择所述第一、第二受控电源(10-2、10-；3)中的任意一个受控电源的选择部(14-2、14-；3)；使从所述主电源(10-1)供给的直流电压升压的第一转换器(12-1)； 使从所述选择部(14-2、14-；3)所选择的一个受控电源供给的直流电压升压的第二转换器 (12-2)；及作为驱动源并从所述第一、第二转换器(12-1、12-2)接受电力供给的旋转电机 (32-1)，其中，所述车辆控制方法包含检测将所述一个受控电源变更为另一个受控电源的变更要求的步骤；在检测出所述变更要求、且所述第一、第二转换器(12-1、12-2)的目标升压电压低于预先确定的值的情况下，将所述预先确定的值设定为目标升压电压，控制所述第一、第二转换器(12-1、12-2)以达到设定的所述目标升压电压的步骤；及在将所述预先确定的值设定为目标升压电压后，控制所述选择部(14-2、14-3)以满足所述变更要求的步骤。
9.如权利要求8所述的车辆控制方法，其中，所述第二转换器(12-2)包含开关元件(Q1A、Q1B)，所述控制方法还包含如下步骤在将所述预先确定的值设定为目标升压电压后且在通过控制所述选择部(14-2、14- 的步骤开始所述选择部(14-2、14- 的控制之前，控制所述第二转换器(12-2)以断开所述开关元件(Q1A、Q1B)的栅极，在控制所述选择部(14-2、14- 的步骤中，在所述栅极断开后控制所述选择部(14-2、 14-3)以满足所述变更要求。
10.如权利要求8所述的车辆控制方法，其中，在控制所述选择部(14-2、14-；3)的步骤中，在断开从所述一个受控电源向所述第二转换器(12- 的电力供给后，控制所述选择部 (14-2,14-3)以从所述另一个受控电源向所述第二转换器(12-2)供给电力，所述控制方法还包含检测从所述一个受控电源流向第二转换器(12- 的电流的步骤；及在通过控制所述选择部(14-2、14-3)以断开从所述一个受控电源向所述第二转换器(12-2)的电力供给的步骤控制所述选择部(14-2、14-；3)后，在检测出的所述电流大于预先确定的电流值时，中止所述选择部(14-2、14-3)的控制的步骤。
11.如权利要求8所述的车辆控制方法，其中，所述第二转换器(12- 包含用于从所述一个受控电源供给的直流电压的升压动作的电容器(C2)，所述控制方法包含在控制所述选择部(14-2、14-3)以断开从所述一个受控电源向所述第二转换器 (12-2)的直流电压的供给后且控制所述选择部(14-2、14-3)以开始从所述另一个受控电源向所述第二转换器(12- 的直流电压的供给之前，对所述第二转换器(12- 执行放电控制以消耗所述电容器(C2)的电力的步骤；及在所述放电控制后，在所述电容器((^)的电压大于预先确定的电压时，判断为所述选择部(14-2、14-；3)异常，在所述电容器(以)的电压为所述预先确定的电压以下时，判定为所述选择部(14-2、14-3)正常的步骤，在控制所述选择部(14-2、14- 的步骤中，在判定为所述选择部(14-2、14- 正常时， 控制所述选择部(14-2、14-3)以满足所述变更要求。
12.如权利要求8所述的车辆控制方法，其中，所述控制方法还包含如下步骤在控制所述选择部(14-2、14-3)以满足所述变更要求后，解除伴随所述变更要求的检测而执行的控制。
13.如权利要求8所述的车辆控制方法，其中， 所述第一、第二受控电源(10-2、10-；3)可充电，所述控制方法还包含分别检测所述第一、第二受控电源(10-2、10-；3)的充电量的步骤，在检测所述要求的步骤中，在所述一个受控电源的充电量低于预先确定的充电量时检测所述变更要求。
14.如权利要求8 13中任一项所述的车辆的控制方法，其中，所述车辆是除了所述旋转电机(32-1)之外还搭载有内燃机(36)作为驱动源的混合动力车辆。
全文摘要
ECU执行包含下述步骤的程序在具有受控电源的变更要求时(S100中是)，将目标升压电压设定为最大值的步骤(S102)；在暂时使主电源的放电电力上升之后，限制变更前的受控电源的放电电力的步骤(S104)；断开受控电源侧的电容器的栅极的步骤(S106)；实施与变更前的受控电源对应的SMR的断开处理的步骤(S108)；在电流IL(2)的绝对值为预先确定了的值Ia以下时(S110中是)，连接与变更后的受控电源对应的SMR的步骤(S114)；解除受控电源侧的电容器的栅极的断开的步骤(S116)；解除主电源的放电电力的暂时性上升及受控电源的放电电力的限制的步骤(S118)；及解除目标升压电压的最大值设定的步骤(S120)。
文档编号H02J7/00GK102334260SQ20098015756
公开日2012年1月25日 申请日期2009年2月25日 优先权日2009年2月25日
发明者光谷典丈, 小俣崇 申请人:丰田自动车株式会社