CN100435462C - 电压转换装置、电压转换方法和具有记录于其上的程序以允许计算机执行电压转换控制的计算机可读记录介质 - Google Patents

Abstract

控制设备(30)从电压传感器(13)接收升压转换器(12)的输出电压(Vm)，并计算由电压控制值和输出电压(Vm)之间的差值所确定的反馈初步电压控制值。控制设备(30)根据输出电压(Vm)来校正所计算的反馈初步电压控制值，以计算反馈电压控制值，其中输出电压(Vm)对电压控制值的随动特性等于参考特性。控制设备(30)使用反馈电压控制值来控制升压转换器(12)。升压转换器(12)转换来自于DC电源(B)的直流电压(Vb)为输出电压(Vm)，而保持输出电压相对于电压控制值的随动特性为参考特性。

Description

电压转换装置、电压转换方法和具有记录于其上的程序以允许计算机执行电压转换控制的计算机可读记录介质

技术领域

本发明涉及将DC电源的直流电压转换为指定电压的电压转换装置，将直流电压转换为指定电压的电压转换方法，和计算机可读记录介质，所述介质具有记录在其上的程序，以便允许计算机执行电压转换的控制，用于将直流电压转换为指定电压。

背景技术

随着人们对于汽车与环境问题的重视，混合动力车辆和电动车辆现在引起了相当大的注意力。一些混合动力车辆现在是可以在商业上获得的。

这类混合动力车辆使用DC电源、变换器、和通过变换器以及常规引擎所驱动的发动机作为功率源。具体地，通过驱动所述引擎，以及通过基于转换的交流电压的所述发送机的转动来产生功率，所述转换的交流电压是通过借助于变换器对DC电源的直流电压进行转换而得到的。电动车辆使用DC电源、变换器和由变换器所驱动的发动机作为功率源。

在这类混合动力车辆和电动车辆中，已知一种方法，通过升压转换器来放大DC电源的直流电压，并提供放大的直流电压给驱动发动机的变换器(例如，日本专利Laying-Open No.2001-275367)。

具体地，混合动力车辆或电动车辆包括如图23所示的发动机驱动器。参考图23，发动机驱动器300包括DC电源B、系统中继器SR1和SR2、电容C1和C2、双向转换器310、电压传感器320、和变换器330。

DC电源B输出直流电压。当由控制设备(未显示)所开启时，系统中继器SR1和SR2提供DC电源B的直流电压给电容C1。电容C1平滑通过系统中继器SR1和SR2从DC电源B所提供的直流电压，并提供平滑过的直流电压给双向转换器310。

双向转换器310包括电抗器311、NPN晶体管312和313、和二极管314和315。电抗器311有一端连接到DC电源B的电源线，并且其另一端连接在NPN晶体管312和NPN晶体管313的中间点上，即在NPN晶体管312的发射极和NPN晶体管313的集电极之间。NPN晶体管312和313串联在电源线和地线之间。NPN晶体管312的集电极连接到电源线。NPN晶体管313的发射极连接到地线。另外，引导电流从发射极侧到集电极侧的二极管314和315分别连接在NPN晶体管312和313的集电极和发射极之间。

双向转换器310具有NPN晶体管312和313，所述NPN晶体管312和313通过控制设备(未显示)来开启/关闭，以放大来自于电容C1的直流电压，并提供输出电压给电容C2。当其中包括发动机驱动器300的混合动力车辆或电动车辆处于再生制动下时，双向转换器310由交流发动机M1提供电源，以对由变换器330所转换的直流电压进行下转换，并提供下转换过的电压给电容C1。

电容C2平滑来自于双向转换器310的直流电压，以便提供平滑过的直流电压给变换器330。电压传感器320检测通过电容C2的电压，即双向转换器310的输出电压Vm。

当由电容C2提供直流电压时，变换器330在控制设备(未显示)的控制下转换直流电压为交流电压，以驱动交流发动机M1。因此，交流发动机M1被驱动以产生由扭矩控制值所指定的扭矩。当其中包括发送机驱动器300的混合动力车辆或电动车辆处于再生制动下时，变换器330在所述控制设备的控制下，转换由交流发动机M1所产生的交流电压为直流电压，以通过电容C2提供转换的直流电压给双向转换器310。

当来自于DC电源B的直流电压输出被放大并且输出电压Vm被提供给发动机驱动器300中的变换器330时，反馈控制被实现，这样，由电压传感器320所检测的输出电压Vm与电压控制值Vdccom相等。所述反馈控制是PI控制。所述PI控制增益被确定，以便输出电压Vm与电压控制值Vdccom相等。

在所述传统的发动机驱动器中，PI控制增益被确定，并且使用所确定的PI控制增益来设置放大的输出电压Vm等于电压控制值Vdccom，从而实现反馈控制。

当在某种情况下确定了PI控制增益，并且对于所确定的PI控制增益来说控制是固定的时候，即使输出电压Vm和电压控制值Vdccom之间的差值是不变的，输出电压Vm和电压控制值Vdccom中的任何变化也将会引起电压调节的变化，所述电压根据输出电压Vm而被应用于NPN晶体管313。因此，将出现与电压控制值Vdccom有关的输出电压Vm的随动(follow-up)特性中的变化问题。

发明内容

鉴于前述内容，本发明的目的是提供转换直流电压为输出电压的电压转换装置，这样与指定电压有关的输出电压的随动特性是不变的。

本发明的另一个目的是提供转换直流电压为输出电压的电压转换方法，这样与指定电压有关的输出电压的随动特性是不变的。

本发明的其它目的是提供计算机可读记录介质，所述介质具有记录在其上的程序，以便允许计算机执行转换直流电压为输出电压的电压转换控制，这样与指定电压有关的输出电压的随动特性是不变的。

根据本发明，电压转换装置将来自于DC电源的直流电压转换为输出电压，这样所述输出电压与指定电压相等，并且所述电压转换装置包括电压转换器、检测装置、和控制装置。

电压转换器改变直流电压的电压电平以提供输出电压。检测装置检测来自于电压转换器的输出电压。控制装置基于检测到的输出电压和指定电压来控制电压转换器，这样在反馈控制中，输出电压相对于指定电压的随动特性与参考特性相匹配，并且输出电压与指定电压相等。

优选地，电压转换器包括斩波器(chopper)电路。控制装置包括反馈电压控制值计算单元、占空比计算单元、和切换信号产生单元。反馈电压控制值计算单元检测输出电压和指定电压之间的差值，根据检测到的差值来确定反馈控制中的控制增益，以及基于所确定的控制增益、输出电压、和差值来计算反馈控制中的反馈电压控制值，这样随动特性与参考特性相等。占空比计算单元基于计算的反馈电压控制值来计算斩波器电路中的切换占空比。切换信号产生单元产生切换信号，以提供所产生的切换信号给斩波器电路，所述切换信号具有由占空比计算单元所计算的切换占空比。

优选地，通过对使用控制增益所计算的反馈初步电压控制值进行校正，反馈电压控制值计算单元计算反馈指定电压，这样随动特性与参考特性相等。

优选地，反馈电压控制计算单元包括减法器、增益确定单元、计算单元、和校正器。

减法器计算输出电压和指定电压之间的差值。增益确定单元基于所述差值来确定控制增益。计算单元基于所确定的控制增益来计算反馈初步电压控制值。校正器通过转换输出电压为参考电压来校正反馈初步电压控制值，其中随动特性与参考特性相等，并且提供反馈电压控制值。

优选地，校正器计算参考电压与输出电压的比率，并且通过将反馈初步电压控制值与所计算的结果相乘，从而校正反馈初步电压控制值。

优选地，反馈电压控制值计算单元通过校正所述差值来计算反馈电压控制值，这样随动特性与参考特性相等。

优选地，反馈电压控制值计算单元包括减法器、校正器、增益确定单元、和计算单元。

减法器计算输出电压和指定电压之间的差值。校正器校正所述差值，这样随动特性与参考特性相等。增益确定单元基于所述差值来确定控制增益。计算单元基于确定的控制增益和校正的差值来计算反馈电压控制值。

优选地，校正器通过将输出电压转换为参考电压来校正所述差值，其中随动特性等于参考特性。

优选地，校正器计算参考电压对输出电压的比率，并通过将差值与所计算的结果相乘来校正差值。

优选地，电压转换器包括斩波器电路。控制装置包括反馈电压控制值计算单元、占空比计算单元、和切换信号产生单元。

反馈电压控制值计算单元检测输出电压和指定电压之间的差值，根据检测到的差值来确定反馈控制中的控制增益，并基于所确定的控制增益、输出电压和差值来计算反馈控制中的反馈初步电压控制值。基于所计算的反馈初步电压控制值和输出电压，占空比计算单元计算斩波器电路的切换占空比，这样随动特性等于参考特性。切换信号产生单元产生切换信号，所述切换信号具有由占空比计算单元所计算的切换占空比，并提供所产生的切换信号给斩波器电路。

优选地，占空比计算单元通过对使用反馈初步电压控制值所计算的初步占空比进行校正，而计算切换占空比，这样随动特性等于参考特性。

优选地，占空比计算单元包括计算单元和校正器。

计算单元根据反馈初步电压控制值来计算初步占空比。校正器校正所述初步占空比，这样随动特性等于参考特性。

优选地，校正器通过将输出电压转换为参考电压，从而校正初步占空比，其中随动特性等于参考特性。

优选地，校正器计算参考电压对输出电压的比率，并通过将初步占空比与所计算的结果相乘来校正所述初步占空比。

根据本发明，一种电压转换方法实现反馈控制，这样输出电压等于指定电压，并且将DC电源的直流电压转换为输出电压；所述方法包括：第一步，检测输出电压；第二步，检测指定电压和输出电压之间的差值；第三步，根据所检测的差值来确定控制增益；以及第四步，基于所确定的控制增益、所检测的差值和所检测的输出电压，转换直流电压为输出电压，这样在反馈控制中，输出电压相对于指定电压的随动特性与参考特性相匹配，并且输出电压等于指定电压。

优选地，通过斩波器电路将直流电压转换为输出电压。所述第四步包括下面的子步骤：第一子步骤，基于所述控制增益、差值和输出电压来计算反馈电压控制值，所述反馈电压控制值导致反馈控制中的随动特性与参考特性相匹配；第二子步骤，使用所述反馈电压控制值来计算斩波器电路的切换占空比；以及第三子步骤，基于所述切换占空比来控制所述斩波器电路，这样输出电压等于指定电压。

优选地，所述第一子步骤包括下面的步骤：基于所述控制增益和差值来计算反馈控制中的反馈初步电压控制值，以及通过使用输出电压来校正所述反馈初步电压控制值，从而计算反馈电压控制值。

优选地，计算反馈电压控制值的步骤包括下面的步骤：计算用于将输出电压转换为参考电压的转换比率，其中随动特性等于参考特性；以及将所述转换比率与反馈初步电压控制值相乘，以计算反馈电压控制值。

优选地，所述第一子步骤包括下面的步骤：通过使用输出电压来校正所述差值，从而计算校正差值，其中随动特性等于参考特性；以及基于所述控制增益和校正差值来计算反馈电压控制值。

优选地，计算校正差值的步骤包括下面的步骤：计算用于将输出电压转换为参考电压的转换比率，其中随动特性等于参考特性；以及将所述转换比率和差值相乘以计算校正差值。

优选地，通过斩波器电路将直流电压转换为输出电压。所述第四步骤包括下面的子步骤：第一子步骤，基于所述控制增益和差值来计算反馈控制中的反馈初步电压控制值；第二子步骤，基于所述反馈初步电压控制值来计算斩波器电路的初步切换占空比；第三子步骤，通过使用输出电压来校正所述初步切换占空比，从而计算切换占空比，其中随动特性等于参考特性；以及第四子步骤，基于所述切换占空比来控制所述斩波器电路，这样输出电压等于指定电压。

优选地，所述第三子步骤包括下面的步骤：计算用于将输出电压转换为参考电压所需的转换比率，其中随动特性等于参考特性；以及将所述转换比率和初步切换占空比相乘，从而计算切换占空比。

根据本发明，计算机可读记录介质具有记录于其上的程序以便允许计算机执行实现反馈控制的电压转换控制，这样输出电压等于指定电压，并且将DC电源的直流电压转换为输出电压；所述计算机可读记录介质引起计算机执行下面的步骤：第一步，检测输出电压；第二步，检测指定电压和所述输出电压的差值；第三步，根据所检测的差值来确定控制增益；以及第四步，基于所确定的控制增益、所检测的差值和所检测的输出电压，转换所述直流电压为输出电压，这样在反馈控制中，所述输出电压相对于指定电压的随动特性与参考特性相匹配，并且所述输出电压等于所述指定电压。

优选地，通过斩波器电路将直流电压转换为输出电压。在计算机可读记录介质上所记录的程序中，所述第四步包括下面的子步骤：第一子步骤，基于所述控制增益、差值和输出电压，计算反馈电压控制值，所述反馈电压控制值使得反馈控制中的随动特性匹配于参考特性；第二子步骤，使用所述反馈电压控制值来计算所述斩波器电路的切换占空比；以及第三子步骤，基于所述切换占空比来控制所述斩波器电路，这样输出电压等于指定电压。

优选地，在计算机可读记录介质上所记录的程序中，所述第一子步骤包括下面的步骤：基于所述控制增益和差值来计算反馈控制中的反馈初步电压控制值；以及通过使用所述输出电压来校正反馈初步电压控制值，从而计算反馈电压控制值。

优选地，在计算机可读记录介质上所记录的程序中，计算反馈电压控制值的步骤包括下面的步骤：计算用于将输出电压转换为参考电压所需的转换比率，其中随动特性等于参考特性；以及将转换比率与所述反馈初步电压控制值相乘，以计算反馈电压控制值。

优选地，在计算机可读记录介质上所记录的程序中所述第一子步骤包括下面的步骤：通过使用所述输出电压来校正所述差值，从而计算校正差值，其中随动特性等于参考特性；以及基于所述控制增益和校正差值来计算反馈电压控制值。

优选地，在计算机可读记录介质上所记录的程序中；计算校正差值的步骤包括下面的步骤：计算用于将输出电压转换为参考电压的转换比率，其中随动特性等于参考特性；以及将所述转换比率与差值相乘以计算校正差值。

优选地，通过斩波器电路将直流电压转换为输出电压。在计算机可读记录介质上所记录的程序中，所述第四步骤包括下面的子步骤：第一子步骤，基于所述控制增益和差值来计算反馈控制中的反馈初步电压控制值；第二子步骤，基于所述反馈初步电压控制值来计算斩波器电路的初步切换占空比；以及第三子步骤，通过使用所述输出电压来校正初步切换占空比，从而计算切换占空比，其中随动特性等于参考特性；第四子步骤，基于所述切换占空比来控制斩波器电路，这样输出电压等于指定电压。

优选地，在计算机可读记录介质上所记录的程序中，所述第三子步骤包括下面的步骤：计算用于将输出电压转换为参考电压所需的转换比率，其中随动特性等于参考特性；以及将所述初步切换占空比与所述转换比率相乘以计算切换占空比。

根据本发明，DC电源的直流电压可以被转换为输出电压，其中在反馈控制中输出电压相对于指定电压的随动特性保持不变。

附图说明

图1是包括根据第一实施例的电压转换装置的发动机驱动器的示意框图。

图2是图1中的控制设备的功能框图。

图3是描述图2中发动机扭矩控制装置的功能的功能框图。

图4是描述图3中反馈电压控制值计算单元和占空比转换器的功能的功能框图。

图5是表示反馈电压控制和升压转换器的输出电压之间的关系的图。

图6是描述由图4中的占空比计算单元所产生的占空比的图。

图7是由图3中的占空比转换器所产生的信号的时序图。

图8是控制模式的时序图。

图9是描述第一实施例中的电压转换控制操作的流程图。

图10是包括根据第二实施例的电压转换装置的发动机驱动器的示意框图。

图11是图9中的控制设备的功能框图。

图12是描述图10中发动机扭矩控制装置的功能的功能框图。

图13是描述图11中反馈电压控制值计算单元和占空比转换器的功能的功能框图。

图14是描述第二实施例中的电压转换控制操作的流程图。

图15是包括根据第三实施例的电压转换装置的发动机驱动器的示意框图。

图16是图14中的控制设备的功能框图。

图17是描述图15中发动机扭矩控制装置的功能的功能框图。

图18是描述图16中反馈电压控制值计算单元和占空比转换器的功能的功能框图。

图19是描述根据第三实施例的电压转换控制操作的流程图。

图20是包括根据第四实施例的电压转换装置的发动机驱动器的示意框图。

图21是图19中的控制设备的功能框图。

图22是描述图20中发动机扭矩控制装置的功能的功能框图。

图23是常规发动机驱动器的示意框图。

具体实施方式

之后，将参考附图更加详细地描述本发明的实施例。在所述附图中，相同或者相应的部分具有所分配的相同参考标记，并且，其描述将不再重复。

[第一实施例]

参考图1，包括根据本发明第一实施例的电压转换装置的发动机驱动器100包括DC电源B、电压传感器10和13、系统中继器S R1和SR2、电容C1和C2、升压转换器12、变换器14、电流传感器24和控制设备30。

交流发动机M1是产生扭矩来驱动混合动力车辆或电动车辆的驱动轮的驱动发动机。可选地，所述发动机可以被合并到具有由引擎所驱动的发电机的能力的混合动力车辆中，并且作为发动机来运行用于引擎，以便例如使引擎启动。

升压转换器12包括电抗器L1、NPN晶体管Q1和Q2、和二极管D1和D2。电抗器L1的一端连接到DC电源B的电源线上，其另一端连接到NPN晶体管Q1和NPN晶体管Q2的中点上，即在NPN晶体管Q1的发射极和NPN晶体管Q2的集电极之间。NPN晶体管Q1和Q2串联在电源线和地线之间。NPN晶体管Q1的集电极连接到电源线上，而NPN晶体管Q2的发射极连接到地线上。使电流从发射极端流到集电极端的二极管D1和D2分别连接到NPN晶体管Q1和Q2的集电极和发射极之间。

变换器14包括U相臂15、V相臂16和W相臂17。U相臂15、V相臂16和W相臂17并联在电源线和地线之间。

U相臂15包括串联的NPN晶体管Q3和Q4。V相臂16包括串联的NPN晶体管Q5和Q6。W相臂17包括串联的NPN晶体管Q7和Q8。二极管D3-D8分别连接在NPN晶体管Q3-Q8的相应集电极和发射极之间，以使电流从发射极端流向集电极端。

每个相臂的中点连接到交流发动机M1的相位线圈的相应端点上。具体来说，交流发动机M1是三相永久磁铁发动机，其中U、V和W相位的三个线圈的相应一个端点共同连接到中心。U相线圈的另一个端点连接到NPN晶体管Q3和Q4之间的中点上。V相线圈的另一个端点连接到NPN晶体管Q5和Q6之间的中点上。W相线圈的另一个端点连接到NPN晶体管Q7和Q8之间的中点上，

DC电源B由镍氢或锂电的二级电池组成。电压传感器10检测来自于DC电源B的直流电压Vb，以输出检测电压Vb给控制设备30。由来自于控制设备30的信号SE开启系统中继器SR1和SR2。电容C1平滑DC从电源B所提供的DC电压，以提供平滑过的DC电压给升压转换器12。

升压转换器12放大来自于电容C1的DC电压、以提供放大过的电压给电容C2。更具体地，升压转换器12接收来自于控制设备30的信号PWU，以便响应这样的周期来放大DC电压并将其提供给电容C2，在所述周期中NPN晶体管Q2通过信号PWU而被开启。

另外，升压转换器12接收控制设备30的信号PWD，以便对通过电容C2从变换器14所提供的DC电压进行降压转换，以这种方式对DC电源B进行充电。注意到可以应用其中仅实施放大功能的电路配置。

电容C2平滑来自升压转换器12的DC电压，以提供平滑过的DC电压给变换器14。电压传感器13检测电容C2上的电压，即升压转换器12的输出电压(对应于变换器14的输入电压；此后同样应用)，并提供检测到的输出电压Vm给控制设备30。

变换器14接收电容C2的DC电压，以基于控制设备30的信号PWMI，将DC电压转换为AC电压，由此驱动交流发动机M1。然后，驱动交流发动机M1以产生由扭矩控制值TR所指定的扭矩。在包括发动机驱动器100的混合或电动车辆的再生制动中，变换器14根据控制设备30的信号PWMC将由交流发动机M1所产生的AC电压转换为DC电压，并通过电容C2提供所转换的DC电压给升压转换器12。如里所使用的那样，“再生制动”包括这样的制动，当混合或电动车辆的司机踩下脚刹时所述制动发生，并且所述制动伴随再生能量的产生，以及通过在驾驶中不操作脚刹而释放加速踏板所产生的车辆减速(或停止加速)，所述减速也伴随再生能量的产生。

电流传感器24检测流向交流发动机M1的发动机电流MCRT，以输出所检测的发动机电流MCRT给控制设备30。

控制设备30基于由外部ECU(电子控制单元)所使用的扭矩控制值TR和发动机转数MRN、电压传感器10的直流电压Vb、电压传感器13的输出电压Vm和电流传感器24的发动机电流MCRT，通过将在后面描述的方法，产生驱动升压转换器12所需的信号PWU和驱动变换器14所需的信号PWMI，并且分别提供所产生的信号PWU和PWMI给升压转换器12和变换器14。

信号PWU是当升压转换器12将电容C1的直流电压转换为输出电压Vm时驱动升压转换器12的信号。当升压转换器12将直流电压Vb转换为输出电压Vm时，控制设备30实现输出电压Vm的反馈控制，并且产生驱动升压转换器12所需的信号PWU，这样输出电压Vm等于指定电压控制值Vdccom。下面将描述产生信号PWU的方法。

控制设备30响应来自外部ECU的信号以产生信号PWMC并且将其提供给变换器14，其中，所述来自外部ECU的信号指示混合动力车辆或电动车辆获得再生制动模式，需要所述信号PWMC以便将交流发动机M1所产生的交流电压转换为直流电压。在这个阶段，在信号PWMC的控制下，切换变换器14的NPN晶体管Q4、Q6和Q8。具体地，当分别由交流发动机M1的U相、V相和W相产生电能时，开启NPN晶体管Q6和Q8，开启NPN晶体管Q4和Q8和开启NPN晶体管Q4和Q6。因此，变换器14转换交流发动机M1所产生的交流电压为直流电压，并将所述直流电压提供给升压转换器12。

另外，控制设备30还响应来自外部ECU的信号以产生信号PWD并且将所产生的信号PWD提供给升压转换器12，其中，所述来自外部ECU的信号指示混合动力车辆或电动车辆进入再生制动模式，需要所述信号PWD以便对从变换器14所提供的直流电压进行下转换。因此，由交流发动机M1所产生的交流电压被转换为直流电压，并且随后被下转换以便提供给DC电源B。

控制设备30还产生开启系统中继器SR1和SR2所需的信号SE，并且提供所产生的信号SE给系统中继器SR1和SR2。

图2是控制设备30的功能框图。参考图2，控制设备30包括发动机扭矩控制装置301和电压转换控制装置302。发动机扭矩控制装置301基于扭矩控制值TR(踩下车辆加速踏板的程度；通过考虑混合动力车辆中引擎的操作状态，而计算将被应用到发动机上的扭矩控制值)、DC电源B的直流电压Vb，发动机电流MCRT、发动机转数MRN和升压转换器12的输出电压Vm，在驱动交流发动机M1的期间，通过将在后面描述的方法产生开启/关闭升压转换器12的NPN晶体管Q1和Q2所需的信号PWU，以及产生开启/关闭变换器14的NPN晶体管Q3-Q8所需的信号PMWI，并且分别提供所产生的信号PWU和PWMI给升压转换器12和变换器14。

当在再生制动模式中时，电压转换控制装置302接收来自外部ECU的信号RGE，以产生将交流发动机M1所产生的交流电压转换为直流电压所需的信号PWMC并将其提供给变换器14，其中所述信号RGE指示混合动力车辆或电动车辆已经进入再生制动模式中。

响应再生制动模式中对来自于外部ECU的信号RGE的接收，电压转换产生装置302还产生对从变换器14所提供的直流电压进行下转换所需的信号PWD，并将其提供给升压转换器12。如此这样，增压转换器12具有双向转换的能力，因为直流电压可以通过其上所指示的信号PWD而被转换。

图3是发动机扭矩控制装置301的功能框图。参考图3，发动机扭矩控制装置301包括发动机控制相位电压计算单元40、用于变换器的PWM信号转换器42、变换器输入电压控制值计算单元50、反馈电压控制值计算单元52和占空比转换器54。

发动机控制相位电压计算单元40接收升压转换器12的输出电压Vm、从电流传感器24流经交流发动机M1的每个相位的发动机电流MCRT、和来自外部ECU的扭矩控制值TR，其中所述升压转换器12的输出电压Vm即来自电压传感器13的到变换器14的输入电压。发动机控制相位电压计算单元40基于所述输入信号，计算将被应用到交流发动机M1的每个相位的线圈上的电压，以提供所计算的结果给PWM信号转换器42。

PWM信号转换器42实际上产生信号PWMI，以提供所产生的信考PWMI给变换器14的NPN晶体管Q3-Q8的每个，所述信号PWMI根据来自于发动机控制相位电压计算单元40的所计算的结果，开启/关闭变换器14的NPN晶体管Q3-Q8的每个。

因此，NPN晶体管Q3-Q8的每个都使其切换被控制，由此，将被导向交流发动机M1的每个相位的电流被调整，这样交流发动机M1输出指定扭矩。因此，发动机驱动电流被控制，从而输出对应于扭矩控制值TR的发动机扭矩。

变换器输入电压控制值计算单元50基于扭矩控制值TR和发动机转数MRN，计算变换器输入电压的优选值(目标值)，即计算电压控制值Vdccom，并提供所计算的电压控制值Vdccom给反馈电压控制值计算单元52。

反馈电压控制值计算单元52通过将在后面描述的方法，基于来自电压传感器13的升压转换器12的输出电压Vm和来自变换器输入电压控制值计算单元50的电压控制值Vdccom，计算反馈电压控制值Vdccom  ，以提供所计算的反馈电压控制值Vdccom_fb给占空比转换器54。反馈电压控制值计算单元52基于电压控制值Vdccom和来自电压传感器10的电池电压Vb来计算补偿率Rcom，以提供所计算的补偿率Rcom给占空比转换器54。

使用补偿率Rcom来合并DC电源输出的直流电压Vb到输出电压Vm的反馈控制中。具体地，由于升压转换器12被指示来将直流电压Vb转换为电压控制值Vdccom，所以就直流电压Vb来确定用于开启/关闭升压转换器12的NPN晶体管Q1和Q2的占空比。

占空比转换器54基于电压传感器10的电池电压Vb、反馈电压控制值计算单元52的反馈电压控制值Vdccom_fb、和补偿率Rcom计算占空比，用于设置电压传感器13的输出电压Vm为反馈电压控制值计算单元52的反馈电压控制值Vdccom_fb，并且基于所计算的占空比，产生开启/关闭升压转换器12的NPN晶体管Q1和Q2所需的信号PWU。占空比转换器54提供所产生的信号PWU给升压转换器12的NPN晶体管Q1和Q2。

由于通过增加位于升压转换器12较低侧的NPN晶体管Q2的工作时间，电抗器L1积累了较大的电能，因此可以获得较高的电压输出。相反地，通过增加位于较高侧的NPN晶体管Q1的工作时间，降低了电源线的电压。因此，通过控制NPN晶体管Q1和Q2的占空比，可以调整电源线的电压为等于或大于DC电源B的输出电压的任意值。

参考图4，反馈电压控制值计算单元52包括减法器521、增益确定单元522、PI控制器523、校正器524和前向补偿器525。减法器521接收变换器输入电压控制值计算单元50的电压控制值Vdccom、和电压传感器13的输出电压Vm，以从输出电压Vm中减去电压控制值Vdccom。减法器521将所减的结果作为差值ΔVdc提供给增益确定单元522和PI控制器523。

增益确定单元522根据来自减法器521的差值ΔVdc来确定PI控制增益。换句话说，增益确定单元522根据差值ΔVdc来确定比例增益PG和积分增益IG。增益确定单元522提供所确定的PI控制增益给PI控制器523。

PI控制器523基于来自增益确定单元522的PI增益和来自减法器521的差值ΔVdc，计算反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr。具体地，PI控制器523通过将增益确定单元522的比例增益PG和增益确定单元522的积分增益IG、以及减法器521所接收的差值ΔVdc代入下面的等式中，从而计算反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr：

Vdccom_fb_pr＝PG×ΔVdc+IG×∑Vdc    (1)

校正器524接收PI控制器523的反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr、和电压传感器13的输出电压Vm，以便下面等式来校正反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr，从而计算反馈电压控制值Vdccom_fb：

$\mathrm{Vdccom}\_\mathrm{fb}=\mathrm{Vdccom}\_\mathrm{fb}\_\mathrm{pr}\×\frac{\mathrm{Vstd}}{\mathrm{Vm}}---\left(2\right)$

其中Vstd代表参考电压。参考电压Vstd是升压转换器12的输出电压，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。

通过用输出电压Vm来除参考电压Vstd，校正器524计算将输出电压Vm转换为参考电压Vstd所需的转换比率，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。然后，校正器将所计算的转换比率和反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr相乘，以计算反馈电压控制值Vdccom_fb，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。

前向补偿器525接收变换器输入电压控制值计算单元50的电压控制值Vdccom，和电压传感器10的电池电压Vb，以通过下面等式计算补偿率Rcom：

$\mathrm{Rcom}=\frac{\mathrm{Vb}}{\mathrm{Vdccom}}---\left(3\right)$

然后，前向补偿器525还使用补偿率Rcom来计算补偿率1-Rcom，以提供补偿率Rcom和补偿率1-Rcom给占空比转换器54。

占空比转换器54包括占空比计算单元541、加法器542和PWM信号转换器543。占空比计算单元541基于电压传感器10的电池电压Vb和校正器524的反馈电压控制值Vccom_fb，计算设置电压传感器13的输出电压Vm为反馈电压控制值Vccom_fb所需的占空比。

加法器542接收来自于占空比计算单元541的占空比，以及来自于前向补偿器525的补偿率Rcom和补偿率1-Rcom，以便通过将相应的补偿率Rcom和1-Rcom与占空比相加，从而计算两个补偿占空比。加法器542提供两个补偿占空比给PWM信号转换器543。

PWM信号转换器543基于来自于加法器542的两个补偿占空比，产生开启/关闭升压转换器12的NPN晶体管Q1和Q2所需的信号PWU。具体地，PWM信号转换器543产生信号PWU，所述信号PWU通过下面等式(4)和(5)，确定升压转换器12的NPN晶体管Q1和Q2的工作时间D1和D2，其中来自于占空比计算单元541的工作时间输出是D0：

D1＝D0+Rcom      (4)

D2＝D0+1-Rcom    (5)

PWM信号转换器543提供所产生的信号PWU给升压转换器12的NPN晶体管Q1和Q2。响应信号PWU来开启/关闭升压转换器12的NPN晶体管Q1和Q2。因此，升压转换器12转换直流电压Vb为输出电压Vm，这样输出电Vm等于电压控制值Vdccom。在这种情况下，输出电Vm对电压控制值Vdccom的随动特性匹配于参考特性。

这样，控制设备30的发动机扭矩控制装置301接收来自子外部ECU的扭矩控制值TR，以便在转换直流电压Vb为输出电压Vm的升压转换器12中实现电压转换的反馈控制，这样升压转换器12的输出电压Vm等于基于扭矩控制值TR所计算的电压控制值Vdccom，所述发动机扭矩控制装置301控制变换器14，这样交流发动机M1产生扭矩控制值TR的扭矩。因此，交流发动机M1产生由扭矩控制值TR所指定的扭矩。

如上所述，校正器524基于等式(2)，校正从PI控制器523所输出的反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr。等式(2)的关系对应于图5中的曲线k1。

参考图5，当升压转换器12的输出电压Vm等于参考电压Vstd时，反馈电压控制值Vdccom_fb等于反馈电压控制值Vdccom_fb0(＝Vdccom_fb_pr)。当输出电压高于参考电压Vstd时，反馈电压控制值Vdccom_fb等于反馈电压控制值Vdccom_fb1。当输出电压低于参考电压Vstd时，反馈电压控制值Vdccom_fb等于反馈电压控制值Vdccom_fb2。

参考图6，当输出电压Vm等于参考电压Vstd时，占空比计算单元541基于反馈电压控制值Vdccom_fb0来计算占空比DR0，其中工作时间为D00(＜1)。当输出电压Vm高于参考电压Vstd时，占空比计算单元541基于反馈电压控制值Vdccom_fb1来计算占空比DR1，其中工作时间为D01(＜D00)。当输出电压Vm低于参考电压Vstd时，占空比计算单元541基于反馈电压控制值Vdccom_fb2来计算占空比DR2，其中工作时间为D02(D00＜D02＜1)。

当输出电压Vm等于参考电压Vstd时，加法器542将补偿率Rcom和占空比DR0相加，以提供补偿占空比DR0U给PWM信号转换器543，并且将补偿率1-Rcom和占空比DR0相加，以提供补偿占空比DR0L给PWM信号转换器543。

当输出电压V m高于参考电压Vstd时，加法器542将补偿率Rcom和占空比DR1相加，以提供补偿占空比DR1U给PWM信号转换器543，并且将补偿率1-Rcom和占空比DR1相加，以提供补偿占空比DR1L给PWM信号转换器543。

当输出电压Vm低于参考电压Vstd时，加法器542将补偿率Rcom和占空比DR2相加，以提供补偿占空比DR2U给PWM信号转换器543，并且将补偿率1-Rcom和占空比DR2相加，以提供补偿占空比DR2L给PWM信号转换器543。

参考图7，当输出电压Vm等于参考电压Vstd时，PWM信号转换器543基于占空比DR0U和DR0L，产生信号PWU0U和PWU0L，以提供由信号PWU0U和PWU0L组成的信号PWU0给升压转换器12。当输出电压Vm高于参考电压Vstd时，PWM信号转换器543基于占空比DR1U和DR1L，产生信号PWU1U和PWU1L，以输出由信号PWU1U和PWU1L组成的信号PWU1给升压转换器12。当输出电压Vm低于参考电压Vstd时，PWM信号转换器543基于占空比DR2U和DR2L，产生信号PWU2U和PWU2L，以提供由信号PWU2U和PWU2L组成的信号PWU2给升压转换器12。

信号PWU0U、PWU1U和PWU2U是用于开启/关闭升压转换器12的NPN晶体管Q1的信号，而信号PWU0L、PWU1L和PWU2L是用于开启/关闭升压转换器12的NPN晶体管Q2的信号。

图8表示了在反馈控制下，当使用图7中显示的信号PWU0、PWU1和PWU2来开启/关闭升压转换器12的NPN晶体管Q1和Q2时，输出电压Vm对反馈电压控制值Vdccom_fb0的随动特性。

参考图8，当输出电压Vm匹配于参考电压Vstd时，如模式1中所示，输出电压Vm跟随反馈电压控制值Vdccom_fb0。具体地，输出电压Vm在时刻t0起始于点A，在时刻t1穿过反馈电压控制值Vdccom_fb0，并且然后根据曲线k2跟随反馈电压控制值Vdccom_fb0。由曲线k2所表示的随动特性称作“参考特性”。

当输出电压Vm高于参考电压Vstd时，如模式2中所示，输出电压Vm跟随反馈电压控制值Vdccom_fb0。具体地，输出电压Vm起始于指示高于参考电压Vstd的电压的点B，由于NPN晶体管Q2的工作时间(D01+1-Rcom)小于模式1中的相应工作时间(D00+1-Rcom)，因此输出电压Vm比模式1缓和地上升，并且在时刻t1穿过反馈电压控制值Vdccom_fb0。然后输出电压Vm如模式1中的那样根据曲线k2来跟随反馈电压控制值Vdccom_fb0。

在本上下文中，当校正器524没有进行反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr的校正时，输出电压Vm根据曲线k3而随动反馈电压控制值Vdccom_fb0。具体地，输出电压Vm以和模式1相同的速度上升，然后在早于时刻t1的时刻t2穿过反馈电压控制值Vdccom_fb0，以便随后跟随反馈电压控制值Vdccom_fb0。

通过转换比率Vstd＜1来校正差值ΔVdc，偏离参考特性(由曲线k2所表示)的随动特性(由曲线k3所表示)将匹配于参考特性。

当输出电压Vm低于参考电压Vstd时，如模式3中所示，输出电压Vm跟随反馈电压控制值Vdccom_fb0。具体地，输出电压Vm起始于指示低于参考电压Vstd的电压的点C，并且由于NPN晶体管Q2的工作时间(D02+1-Rcom)比模式1中的相应工作时间(D00+1-Rcom)长，因此输出电压Vm比模式1中上升得快，并且在时刻t1穿过反馈电压控制值Vdccom_fb0。然后输出电压Vm模式1中的那样根据曲线k2而跟随反馈电压控制值Vdccom_fb0。

在本上下文中，当校正器524没有进行反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr的校正时，输出电压Vm根据曲线k4而跟随反馈电压控制值Vdccom_fb0。具体地，输出电压Vm以和模式1相同的速度上升，在晚于时刻t1的时刻t3穿过反馈电压控制值Vdccom_fb0，并且此后跟随反馈电压控制值Vdccom_fb0。

这样，通过以转换比率Vstd＞1来校正差值ΔVdc，偏离参考特性(由曲线k2所表示)的随动特性(由曲线k4所表示)将匹配于参考特性。

由于反馈电压控制值Vdccom_fb0(＝Vdccom_fb_pr)是用于反馈控制所计算的指定电压，这样输出电压Vm等于输出控制值Vdccom，输出电压Vm对反馈电压控制值Vdccom_fb0的随动等于输出电压Vm对反馈电压控制值Vdccom的随动。

因而，当输出电压Vm不等于参考电压Vstd时，实现了控制，这样校正了反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr，并且输出电压Vm对输出控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。

这样，通过基于输出电压Vm来对反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr进行校正，即使输出电压Vm变化，输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性也可以保持不变。

将参考图9来描述在升压转换器12的直流电压到输出电压Vm的电压转换中的控制操作。在操作初始化之后，电压传感器10检测DC电源B的直流电压Vb，以提供所检测的直流电压Vb给控制设备30。电压传感器13检测升压转换器12的输出电压Vm，以提供所检测的输出电压Vm给控制设备30(步骤S1)。

在控制设备30中，减法器521计算输出电压Vm和电压控制值Vdccom之间的差值ΔVdc，以提供所计算的差值ΔVdc给增益确定单元522和PI控制器523(步骤S2)。然后，增益确定单元522根据差值ΔVdc确定由比例增益PG和积分增益IG组成的控制增益(步骤S3)。

PI控制器523接收增益确定单元522的控制增益和减法器521的差值ΔVdc，以代入比例增益PG、积分增益IG和差值ΔVdc到公式(1)中，从而计算反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr(步骤S4)。

校正器524接收PI控制器523的反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr，和电压传感器13的输出电压Vm，以便根据输出电压Vm基于等式(2)来校正反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr，从而计算反馈电压控制值Vdccom_fb，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性然后，校正器524提供所计算的反馈电压控制值Vdccom_fb给占空比计算单元541(步骤S5)。

占空比计算单元541通过前述的方法，基于反馈电压控制值Vdccom_fb来计算占空比(DR0、DR1和DR2的任何一个)，并且提供所计算的占空比给加法器542(S6)。

前向补偿器525接收来自于电压传感器10的直流电压Vb和来自于变换器输入电压控制值计算单元50的电压控制值Vdccom，以基于等式(3)计算补偿率Rcom和1-Rcom并将其提供给加法器542。

加法器542将来自于前向补偿器525的补偿率Rcom和1-Rcom和来自于占空比计算单元541的占空比相加，并且提供补偿占空比给PWM信号转换器543。PWM信号转换器543基于来自于加法器542的补偿占空比而产生信号PWU(步骤S7)，并且提供所产生的信号PWU给升压转换器12。

根据信号PWU来开启/关闭升压转换器12的NPN晶体管Q1和Q2。升压转换器12被控制，这样输出电压Vm等于电压控制值Vdccom(步骤S8)。然后，一系列操作结束(步骤S9)。

将再次参考图1来描述发动机驱动器100的操作。控制设备30响应来自于外部ECU的扭矩控制值TR输入，而产生开启系统中继器SR1和SR2所需的信号SE，并提供所产生的信号SE给系统中继器SR1和SR2。控制设备30还产生信号PWU和PWMI并分别将其提供给升压转换器12和变换器14，这样交流发动机M1产生了扭矩控制值TR。

DC电源B输出直流电压Vb，并且系统中继器SR1和SR2提供直流电压Vb给电容C1。电容C1平滑所提供的直流电压Vb，以提供所平滑的直流电压Vb给升压转换器12。

因此，根据来自于控制设备30的信号PWU而开启/关闭升压转换器12的NPN晶体管Q1和Q2，并且转换直流电压Vb为将被提供给电容C2的电压Vm。电压传感器13检测输出电压Vm以提供所检测的输出电压Vm给控制设备30，所述输出电压Vm是电容C2上的电压。

如上所述，控制设备30计算电压控制值Vdccom和输出电压Vm之间的差值ΔVdc，以根据所计算的差值ΔVdc来确定PI控制增益。控制设备30校正反馈初步电压控制值，所述反馈初步电压控制值是根据输出电压Vm使用所检测的PI控制增益而计算的，所述控制设备30产生信号PWU并且将其提供给升压转换器12，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。因此，升压转换器12转换直流电压为输出电压Vm，这样输出电压Vm等于电压控制值Vdccom，同时获得了输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性和参考特性之间的一致性。

电容C2平滑来自于升压转换器12的直流电压并将其提供给变换器14。根据来自于控制设备30的信号PWMI来开启/关闭变换器14的NPN晶体管Q3-Q8。变换器14转换直流电压为交流电压，并且提供预定的交流电给交流发动机M1的U相、V相和W相的每个，这样交流发动机M1产生由扭矩控制值TR所指定的扭矩。

当其中合并了发动机驱动器100的混合动力车辆或电动车辆获得再生制动模式时，控制设备30接收来自于外部ECU的信号，以产生信号PWMC和PWD并且分别将其提供给变换器14和升压转换器12，所述来自于外部ECU的信号指示进入再生制动模式。

交流发动机M1产生交流电压，并提供所产生的交流电给变换器14。变换器14根据来自于控制设备30的信号PWMC，而转换交流电压为直流电压，并且通过电容C2提供所转换的直流电压给升压转换器12。

升压转换器12根据来自于控制设备30的信号PWD，对直流电压进行降压转换，以提供降压转换过的电压给DC电源B，由此对DC电源B进行充电。

这样，在发动机驱动器100中，DC电源B的直流电压Vb被转换为输出电压Vm，这样升压转换器12的输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性，通过电容C2提供所转换的输出电压Vm给变换器14，并且驱动交流发动机M1，这样产生由扭矩控制值TR所指定的扭矩。在再生制动模式下，驱动发动机驱动器100，这样由交流发动机M1所产生的电力对DC电源B进行充电。

在本发明中，升压转换器12以及控制设备30的反馈电压控制值计算单元52和占空比转换器54组成“电压转换装置”。

在本发明中，反馈电压控制值计算单元52和占空比转换器54组成“控制装置”，其用于控制标识为电压转换器的升压转换器12。

PI控制器523组成“计算单元”，其计算反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr。

本发明的电压转换方法对应于根据图9的流程图在反馈控制下转换直流电压为输出电压Vm的电压转换方法。

反馈电压控制值计算单元52和占空比转换器54中的反馈控制实际上由CPU(中央处理单元)所执行。CPU从ROM(只读存储器)中读出程序，所述程序包括图9的流程图中的各个步骤，并且执行所述程序以便根据图9的流程图来控制直流电压到输出电压Vm的电压转换。因此，ROM对应于计算机(CPU)可读的记录介质，在其上记录了包括图9的流程图中的各个步骤的程序。

根据第一实施例，电压转换装置包括控制装置，其用于在反馈控制下，将基于输出电压和指定电压之间的差值所计算的反馈初步电压控制值校正为反馈电压控制值，其中输出电压相对于电压控制值的随动特性等于参考特性，这样输出电压等于电压控制值，所述输出电压是DC电源的直流电压的转换形式。因此，直流电压可以被转换为输出电压，而保持输出电压相对于电压控制值的随动特性不变。

[第二实施例]

参考图10，发动机驱动器100A包括根据本发明的第二实施例的电压转换装置，其与发动机驱动器100的不同之处仅在于：提供控制设备30A来代替发动机驱动器100的控制设备30。

参考图11，控制设备30A与控制设备30的不同之处仅在于：提供发动机扭矩控制装置301A来代替控制设备30的发动机扭矩控制装置301。

发动机扭矩控制装置301A通过与发动机扭矩控制装置301同样的方法来产生信号PWMI并将其提供给变换器14，并且通过将在后面描述的方法，产生用于控制升压转换器12的NPN晶体管Q1和Q2的信号PWU1并将其提供给升压转换器12。

参考图12，发动机扭矩控制装置301A与发动机扭矩控制装置301的不同之处仅在于：提供反馈电压控制值计算单元52A来替代发动机扭矩控制装置301的反馈电压控制值计算单元52。

反馈电压控制值计算单元52A校正输出电压Vm和电压控制值Vdccom之间的差值ΔVdc，以便基于变换器输入电压控制值计算单元50的电压控制值Vdccom和输出传感器13的输出电压Vm，从而计算反馈电压控制值Vdccom_fbv2，这样输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。

参考图13，反馈电压控制值计算单元52A与反馈电压控制值计算单元52的不同之处仅在于：提供校正器524A来替代反馈电压控制值计算单元52的校正器524，提供PI控制器523A来替代PI控制器523。

在反馈电压控制值计算单元52A中，减法器521提供所计算的差值ΔVdc给增益确定单元522、PI控制器523A和校正器524A。校正器524A接收减法器521的差值ΔVdc和电压传感器13的输出电压Vm，以通过下面等式，根据输出电压Vm来校正差值ΔVdc：

$\mathrm{\ΔVdcc}=\mathrm{\ΔVdc}\×\frac{\mathrm{Vstd}}{\mathrm{Vm}}---\left(6\right)$

然后，校正器524A提供所校正的校正差值ΔVdcc给PI控制器523A。

校正器524A用输出电压Vm来除参考电压Vstd，以便计算将输出电压Vm转换为参考电压Vstd所需的转换比率，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。校正器524A将所计算的转换比率与差值ΔVdc相乘，以计算获得反馈电压控制值Vdccom_fbv2所需的校正差值ΔVdcc，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。

PI控制器523A接收来自于增益确定单元522的控制增益(比例增益PG和积分增益IG)和来自于校正器524A的校正差值ΔVdcc，以便通过将比例增益PG、积分增益IG和校正差值ΔVdcc代入下面等式中，从而计算反馈电压控制值Vdccom_fbv2：

Vdccom_fbv2＝PG×ΔVdcc+IG×∑ΔVdcc    (7)

PI控制器523A提供所计算的反馈电压控制值Vdccom_fbv2给占空比计算单元541。将等式(1)代入等式(2)中得到：

$\mathrm{Vdccom}\_\mathrm{fb}=\mathrm{PG}\×\mathrm{\ΔVdc}\×\frac{\mathrm{Vstd}}{\mathrm{Vm}}+\mathrm{IG}\×\mathrm{\Σ\ΔVdc}\×\frac{\mathrm{Vstd}}{\mathrm{Vm}}---\left(8\right)$

另外，将等式(6)代入等式(7)中得到：

$\mathrm{Vdccom}\_\mathrm{fb}=\mathrm{PG}\×\mathrm{\ΔVdc}\×\frac{\mathrm{Vstd}}{\mathrm{Vm}}+\mathrm{IG}\×\mathrm{\Σ\ΔVdc}\×\frac{\mathrm{Vstd}}{\mathrm{Vm}}---\left(9\right)$

因此，从反馈电压控制值计算单元52A所输出的反馈电压控制值Vdccom_fbv2与在第一实施例中从反馈电压控制值计算单元52所输出的反馈电压控制值Vdccom_fb相匹配。

在第一实施例中，反馈电压控制值计算单元52使用差值ΔVdc和根据差值ΔVdc所确定的控制增益(比例增益PG和积分增益IG)，计算反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr，并使用转换比率Vstd/Vm来校正所计算的反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr，以校正反馈电压控制值Vdccom_fb。

在第二实施例中，反馈电压控制值计算单元52A使用转换比率Vstd/Vm来校正差值ΔVdc。具体地，当输出电压Vm等于参考电压Vstd时，校正器524A将减法器521的差值ΔVdc和转换比率Vstd/Vm＝1相乘，以输出由差值ΔVdc组成的校正差值ΔVdcc。当输出电压Vm高于参考电压Vstd时，校正器524A将差值ΔVdc和转换比率Vstd/Vm＜1相乘，以输出由ΔVdc×(Vstd/Vm)组成的校正差值ΔVdcc。当输出电压Vm低于参考电压Vstd时，校正器524A将差值ΔVdc和转换比率Vstd/Vm＞1相乘，以输出由ΔVdc×(Vstd/Vm)组成的校正差值ΔVdcc。

当输出电压Vm等于参考电压Vstd时，建立了反馈电压控制值Vdccom_fbv2＝Vdccom_fb0，由此输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性对应于图8中的模式1。当输出电压Vm高于参考电压Vstd时，建立了反馈电压控制值Vdccom_fbv2＝Vdccom_fb1，由此输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性对应于图8中的模式2。换句话说，通过以转换比率Vstd＜1来校正差值ΔVdc，偏离参考特性(由曲线k2所表示)的随动特性(由曲线k3所表示)与参考特性相匹配。当输出电压Vm低于参考电压Vstd时，建立了反馈电压控制值Vdccom_fbv2＝Vdccom_fb2，由此输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性对应于图8中的模式3。换句话说，通过以转换比率Vstd＞1来校正差值ΔVdc，偏离参考特性(由曲线k2所表示)的随动特性(由曲线k4所表示)与参考特性相匹配。

这样，当输出电压Vm偏离参考电压Vstd时，校正器524A根据输出电压Vm校正差值ΔVdc，这样输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。

使用校正差值ΔVdcc来使输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。

反馈电压控制值计算单元52和52A在计算反馈电压控制值Vdccom_fb和Vdccom_fbv2的特性上是相同的，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。

第二实施例的特征在于，根据输出电压Vm来校正输出电压Vm与电压控制值Vdccom之间的差值ΔVdc，并且使用所校正的校正差值ΔVdcc来计算反馈电压控制值Vdccom_fbv2(＝Vdccom_fb)，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。并不对组成控制增益的比例增益PG和积分增益IG进行校正。

在第二实施例中的控制电压转换的操作将参考图14进行描述。图14中的流程图与图9中的流程图的不同之处在于：分别用步骤S4a和S5a来替代图9的流程图中的步骤S4和S5。

在步骤S3之后，校正器524A接收减法器521的差值ΔVdc和电压传感器13的输出电压Vm，以便基于等式(6)(步骤4a)来校正差值ΔVdc。校正器524A提供校正差值ΔVdcc给PI控制器523A。

PI控制器523A接收增益确定单元522的控制增益(比例增益PG和积分增益IG)和校正器524A的校正差值ΔVdcc，以便通过等式(7)来计算反馈电压控制值Vdccom_fbv2(＝Vdccom_fb)，并提供所计算的反馈电压控制值Vdccom_fbv2给占空比计算单元541(步骤S5a)，

然后，执行之前说明的步骤S6-S8，一系列操作结束(步骤S9)。

在本发明中，升压转换器12以及控制设备30A的反馈电压控制值计算单元52A和占空比转换器54组成“电压转换装置”。

在本发明中，反馈电压控制值计算单元52A和占空比转换器54组成“控制装置”，其控制标识为电压转换器的升压转换器12。

PI控制器523A组成“计算单元”，其计算反馈电压控制值Vdccom_fb。

类似于反馈电压控制值计算单元52，反馈电压控制值计算单元52A计算反馈电压控制值Vdccom_fbv2(＝Vdccom_fb)，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考电压。因此，只要通过以转换比率Vstd/Vm来校正差值ΔVdc或反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr，从而计算反馈电压控制值，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性，在本发明中的反馈电压控制值计算单元就可以是任意的。

本发明的电压转换方法是根据图14的流程图在反馈控制下转换直流电压为输出电压Vm的电压转换方法。

另外，反馈电压控制值计算单元52A和占空比转换器54中的反馈控制实际上由CPU(中央处理单元)执行。CPU从ROM(只读存储器)中读出包括图14的流程图中的各个步骤的程序，并且执行所述读出的程序，以便根据图14的流程图来控制直流电压到输出电压Vm的电压转换。因此，ROM等同于计算机(CPU)可读的记录介质，在其上记录了包括图14的流程图中的各个步骤的程序。

本发明的电压转换方法可以用这样的步骤来替代图9中的步骤S4和S5或图14中的步骤S4a和S5a，所述步骤为“基于差值ΔVdc和控制增益(比例增益PG和积分增益IG)来计算反馈电压控制值Vdccom_fb，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性”。

所述步骤也可应用于记录在ROM中的程序。

剩余的单元与第一实施例中的单元类似。

根据第二实施例，电压转换装置包括控制装置，其校正输出电压和指定电压之间的差值为这样的差值，其中输出电压相对于电压控制值的随动特性等于参考特性，并且在反馈控制下，使用所校正的校正差值来计算反馈电压控制值，其中对应于DC电源的直流电压的转换形式的输出电压等于电压控制值。因此，直流电压可以被转换为输出电压，而保持输出电压相对于电压控制值的随动特性不变。

[第三实施例]

参考图15，发动机驱动器100B包括根据本发明的第三实施例的电压转换装置，其与发动机驱动器100的不同之处仅在于：提供了控制设备30B来替代发动机驱动器100的控制设备30。

参考图16，控制设备30B与控制设备30的不同之处仅在于：提供了发动机扭矩控制装置301B来替代控制设备30的发动机扭矩控制装置301。

发动机扭矩控制装置301B通过与发动机扭矩控制装置301相同的方法来产生信号PWMI，并且还根据后面描述的方法来产生信号PWU，以提供所产生的信号PWU给升压转换器12。

参考图17，发动机扭矩控制装置301B与发动机扭矩控制装置301的不同之处仅在于：提供了反馈电压控制值计算单元52B来替代发动机扭矩控制装置301的反馈电压控制值计算单元52，并且提供了占空比转换器54A来替代占空比转换器54。

反馈电压控制值计算单元52B基于变换器输入电压控制值计算单元50的电压控制值Vdccom和电压传感器13的输出电压Vm，而计算反馈电压控制值Vdccom_fbv3，以提供所计算的反馈电压控制值Vdccom_fbv3给占空比转换器54A。反馈电压控制值计算单元52B与反馈电压控制值计算单元52相类似地运行。

占空比转换器54A基于反馈电压控制值Vdccom_fbv3，和反馈电压控制值计算单元52B的补偿率Rcom、1-Rcom，以及电压传感器13的输出电压Vm，产生所需的信号PWU并将其提供给升压转换器12，这样输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。

参考图18，反馈电压控制值计算单元52B与反馈电压控制值计算单元52的不同之处仅在于：删除了反馈电压控制值计算单元52的校正器524。

因此，反馈电压控制值计算单元52B将输出电压Vm和电压控制值Vdccom之间的差值ΔVdc以及控制增益(比例增益PG和积分增益IG)代入到等式(1)中，以计算反馈电压控制值Vdccom_fbv3。反馈电压控制值计算单元52B提供所计算的反馈电压控制值Vdccom_fbv3给占空比计算单元541。

即，反馈电压控制值计算单元52B计算由差值ΔVdc所确定的反馈电压控制值Vdccom_fbv3并将其提供给占空比计算单元541，而不执行如第一和第二实施例中的校正。

反馈电压控制值Vdccom_fbv3等于第一实施例中的反馈初步电压控制值Vdccom_fb_pr。

假设添加校正器544到占空比转换器54中，占空比转换器54A类似于占空比转换器54。在占空比计算单元541和加法器542之间安排了校正器544。校正器544接收占空比计算单元541的占空比DRO和电压传感器13的输出电压Vm，通过下面的等式使用输出电压Vm来校正占空比DRO，以计算占空比DRC。

$\mathrm{DRC}=\mathrm{DRO}\×\frac{\mathrm{Vstd}}{\mathrm{Vm}}---\left(10\right)$

然后，校正器544提供校正占空比DRC给加法器542。

校正器544用输出电压Vm来除参考电压Vstd，以计算将输出电压Vm转换为参考电压Vstd所需的转换比率，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。校正器544将所计算的转换比率和占空比DRO相乘，以计算校正占空比DRC，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。

如前所述，反馈电压控制值计算单元52B仅基于差值ΔVdc来计算反馈电压控制值Vdccom_fbv3，而没有任何校正。占空比计算单元541基于反馈电压控制值Vdccom_fbv3来计算占空比DRO。

在这种情况下，由于占空比是仅基于差值ΔVdc所计算的，所以只要差值ΔVdc不变，即使输出电压Vm变化，占空比DRO也是不变的。具体地，占空比计算单元541基于反馈电压控制值Vdccom_fbv3计算占空比，以输出与图6所示占空比DR0相同的占空比DRO给校正器544。

校正器544基于等式(10)来校正占空比计算单元541的占空比DRO、从而输出校正占空比DRC给加法器542。

当输出电压Vm匹配于参考电压Vstd时，校正器544将占空比计算单元541的占空比DRO与转换比率Vstd/Vm＝1相乘，以提供由占空比DR0(＝DR0：参考图6)组成的校正占空比DRC给加法器542。当输出电压Vm高于参考电压Vstd时，校正器544将占空比计算单元541的占空比DRO与转换比率Vstd/Vm＜1相乘，以输出由图6中所示的占空比DR1组成的校正占空比DRC给加法器542。当输出电压Vm低于参考电压Vstd时，校正器544将占空比计算单元541的占空比DRO与转换比率Vstd/Vm＞1相乘，以输出由图6中所示的占空比DR2组成的校正占空比DRC给加法器542。

然后，加法器542将前向补偿器525的补偿率Rcom、1-Rcom与校正器544的校正占空比DRC相加，以提供补偿占空比给PWM信号转换器543。

具体地，当输出电压Vm等于参考电压Vstd时，加法器542将补偿率Rcom、1-Rcom与由图6中所示的占空比DR0组成的校正占空比DRC相加，以提供由图6所示的占空比DR0U、DR0L组成的补偿占空比给PWM信号转换器543。当输出电压Vm高于参考电压Vstd时，加法器542将补偿率Rcom、1-Rcom与由图6中所示的占空比DR1组成的校正占空比DRC相加，以提供由图6所示的占空比DR1U和DR1L组成的补偿占空比给PWM信号转换器543。当输出电压Vm低于参考电压Vstd时，加法器542将补偿率Rcom、1-Rcom与由图6中所示的占空比DR2组成的校正占空比DRC相加，以提供由图6所示的占空比DR2U和DR2L组成的补偿占空比给PWM信号转换器543。

PWM信号转换器543基于加法器542的补偿占空比，产生信号PWU并将其提供给升压转换器12。具体地，当输出电压Vm等于参考电压Vstd时，PWM信号转换器543基于由图6所示的占空比DR0U和DR0L组成的补偿占空比，分别产生图7所示的信号PWU0U和PWU0L，以提供由信号PWU0U和PWU0L组成的信号PWU0给升压转换器12。当输出电压Vm高于参考电压Vstd时，PWM信号转换器543基于图6所示的占空比DR1U和DR1L的补偿占空比，分别产生图7所示的信号PWU1U和PWU1L，以提供由信号PWU1U和PWU1L组成的信号PWU1给升压转换器12。当输出电压Vm低于参考电压Vstd时，PWM信号转换器543基于由图6所示的占空比DR2U和DR2L组成的补偿占空比，分别产生图7所示的信号PWU2U和PWU2L，以提供由信号PWU2U和PWU2L组成的信号PWU2给升压转换器12。

由于占空比计算单元541所输出的占空比DRO是不考虑输出电压Vm的变化而计算的占空比，所以根据第三实施例中的输出电压Vm来补偿占空比DRO，以计算校正占空比DRC，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性。

因此，DC电源B的直流电压Vb被转换为输出电压Vm，而保持输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性为参考特性。

将参考图19描述第三实施例中控制电压转换的操作。图19的流程图与图9的流程图的不同之处仅在于：分别用步骤S51-S53来替代图9的流程图的步骤S5-S7。

在步骤S4之后，占空比计算单元541基于反馈电压控制值Vdccom_fbv3来计算占空比DRO，以提供所计算的占空比DRO给校正器544(步骤S51)。校正器544基于等式(10)校正占空比DRO，并提供所校正的占空比DRC给加法器542(步骤S52)。

加法器542将前向补偿器525的补偿率Rcom、1-Rcom与校正器544的校正占空比DRC相加，以提供补偿占空比给PWM信号转换器543。PWM信号转换器543基于加法器542的补偿占空比来产生信号PWU0(或PWU1或PWU2)(步骤S53)。然后，执行步骤S8，并且-系列操作结束(步骤S9)。

在本发明中，升压转换器12以及控制设备30B的反馈电压控制值计算单元52B和占空比转换器54A组成“电压转换装置”。

在本发明中，反馈电压控制值计算单元52B和占空比转换器54A组成“控制装置”，其控制标识为电压转换器的升压转换器12。

第三实施例的占空比计算单元541组成“计算单元”，其用于计算初步占空比。

本发明的电压转换方法根据图19的流程图来执行反馈控制，以转换直流电压为输出电压Vm。

反馈电压控制值计算单元52B和占空比转换器54A中的反馈控制实际上由CPU(中央处理单元)执行。CPU从ROM(只读存储器)中读出包括图19的流程图中的各个步骤的程序，以执行所述读出的程序，从而根据图19的流程图来控制直流电压到输出电压Vm的电压转换。因此，ROM等同于计算机(CPU)可读的记录介质，在其上记录了包括图19的流程图中的各个步骤的程序。

剩余的单元与第一实施例中的单元类似。

根据第三实施例，电压转换装置包括控制装置，其将基于输出电压和指定电压之间的差值所计算的占空比校正为这样的占空比，其中输出电压相对于电压控制值的随动特性等于参考特性，并且在反馈控制下，所述控制装置使用所校正的占空比来控制升压转换器，这样对应于DC电源的直流电压的转换形式的输出电压等于电压控制值。因此，直流电压可以被转换为输出电压，而保持输出电压相对于电压控制值的随动特性不变。

[第四实施例]

参考图20，发动机驱动器100C包括根据第四实施例的电压转换装置，其与发动机驱动器100的不同之处仅在于：增加电流传感器28和变换器31到发动机驱动器100中，并且发动机驱动器100的控制设备30由控制设备30C所替代。

电容C2通过节点N1和N2接收升压转换器12的输出电压Vm，以平滑所接收的输出电压Vm，并提供所平滑的输出电压Vm给变换器14以及变换器31。电流传感器24检测发动机电流MCRT1并将其提供给控制设备30C。变换器14基于控制设备30C的信号PWMI1将电容C2的直流电压转换为交流电压，以驱动交流发动机M1，并基于信号PWMC1将交流发动机M1所产生的交流电压转换为直流电压。

变换器31具有类似于变换器14的配置。变换器31基于控制设备30C的信号PWMI2将电容C2的直流电压转换为交流电压，以驱动交流发动机M2，并基于信号PWMC2将由交流发动机M2所产生的交流电压转换为直流电压。电流传感器28检测流经交流发动机M2的每个相位的发动机电流MCRT2，并将其提供给控制设备30。

控制设备30C从电压传感器10接收从DC电源B所输出的直流电压Vb，分别从电流传感器24和28接收发动机电流MCRT1和MCRT2，从电压传感器13接收升压转换器12的输出电压Vm(到变换器14和31的输入电压)，并且从外部ECU接收扭矩控制值TR1和TR2以及发动机转数MRN1和MRN2。当变换器14通过前述的方法驱动交流发动机M1时，控制设备30C基于电压Vb、输出电压Vm、发动机电流MCRT1、扭矩控制值TR1和发动机转数MRN1，产生用于变换器14的NPN晶体管Q3-Q8的切换控制所需的信号PWMI1，并将其提供给变换器14。

另外，当变换器31通过前述的方法驱动交流发动机M2时，控制设备30C基于电压Vb、输出电压Vm、发动机电流MCRT2、扭矩控制值TR2和发动机转数MRN2，产生用于变换器31的NPN晶体管Q3-Q8的切换控制所需的信号PWMI2，并将其提供给变换器31。

当变换器14或31驱动交流发动机M1或M2时，控制设备30C通过前述的方法(第一到第三实施例的任何方法)，基于直流电压Vb、输出电压Vm、发动机电流MCRT1(或MCRT2)、扭矩控制值TR1(或TR2)和发动机转数MRN1(或MRN2)，产生用于升压转换器12的NPN晶体管Q1和Q2的切换控制所需的信号PWU，并将其提供给升压转换器12。

另外，控制设备30产生信号PWMC1或信号PWMC2，以便分别输出所产生的信号PWMC1或PWMC2给变换器14或变换器31，其中，需要所述信号PWMC1以便将再生制动模式下由交流发动机M1所产生的交流电压转换为直流电压，需要所述信号PWMC2以便将再生制动模式下由交流发动机M2所产生的交流电压为直流电压。在这种情况下，控制设备30C产生信号PWD并将其提供给升压转换器12，以便控制升压转换器12，这样对变换器14或变换器31的直流电压进行降压转换，以便对DC电源B进行充电。

控制设备30C产生信号SE并将其提供给系统中继器SR1和SR2，以开启系统中继器SR1和SR2。

参考图21，控制设备30C包括发动机扭矩控制装置301C和电压转换控制装置302A。发动机扭矩控制装置301C基于发动机电流MCRT1和2、扭矩控制值TR1和2、发动机转数MRN1和2、直流电压Vb和输出电压Vm，产生信号PWMI1和PWMI2并将其分别提供给变换器14和31。发动机扭矩控制装置301C基于直流电压Vb、输出电压Vm、发动机电流MCRT1(或MCRT2)、扭矩控制值TR1(或TR2)和发动机转数MRN1(或MRN2)，产生信号PWU并将其提供给升压转换器12。

当从外部ECU接收信号RGE时，所述信号RGE表示其中包括发动机驱动器100的混合动力车辆或电动车辆已进入再生制动模式，电压转换控制装置302A产生信号PWMC1和PWMC2以及信号PWD，以便分别提供所产生的信号PWMC1和PWMC2给变换器14和31，并且提供信号PWD给升压转换器12。

参考图22，发动机扭矩控制装置301C具有与发动机扭矩控制装置301相同(参考图3)的配置。注意到，发动机扭矩控制装置301C与发动机扭矩控制装置301的不同之处在于：发动机扭矩控制装置301基于两个扭矩控制值TR1、2，两个发动机电流MCRT1、2，和两个发动机转数MRN1、2，而产生信号PWMI1、2和信号PWU，从而基于所产生的信号PWMI1、PWMI2和PWU，分别控制变换器14、31以及升压转换器12。

发动机控制相位电压计算单元40基于升压转换器12的输出电压Vm、发动机电流MCRT1和扭矩控制值TR1，计算将被应用到交流发动机M1的每个相位上的电压，并基于输出电压Vm、发动机电流MCRT2和扭矩控制值TR2，计算将被应用到交流发动机M2的每个相位上的电压。发动机控制相位电压计算单元40将用于交流发动机M1或M2的所计算的电压提供给用于变换器的PWM信号转换器42。

当从发动机控制相位电压计算单元40接收用于交流发动机M1的电压时，变换器PWM信号转换器42基于所接收的电压产生信号PWMI1，并将其提供给变换器14。当从发动机控制相位电压计算单元40接收用于交流发动机M2的电压时，变换器PWM信号转换器42基于所接收的电压产生信号PWMI2，并将其提供给变换器31。

变换器输入电压控制值计算单元50基于扭矩控制值TR1和发动机转数MRN1(或扭矩控制值TR1和发动机转数MRN2)来计算电压控制值Vdccom，并输出所计算的电压控制值Vdccom给反馈电压控制值计算单元52。

如在第一实施例中所描述的那样，基于电压控制值Vdccom、输出电压Vm和电池电压Vb，反馈电压控制值计算单元52计算反馈电压控制值Vdccom_fb和补偿率Rcom、1-Rcom，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性，从而提供所计算的反馈电压控制值Vdccom_fb和补偿率Rcom、1-Rcom给占空比转换器54。

占空比转换器54如第一实施例中所述的那样产生信号PWU(任何信号PWU0、PWU1和PWU2)，并将其提供给升压转换器12。

因此，即使在其中连接两个交流发动机M1和M2的情况下，输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性也保持在参考特性上，并且从DC电压B所输出的直流电压Vb被转换为输出电压Vm。

在发动机扭矩控制装置301C中，可以使用反馈电压控制值计算单元52A来替代反馈电压控制值计算单元52。

另外，在发动机扭矩控制装置301C中，可以使用反馈电压控制值计算单元52B和占空比转换器54A来替代反馈电压控制值计算单元52和占空比转换器54。

当反馈电压控制值计算单元52和占空比转换器54被用于发动机扭矩控制装置301C时，直流电压Vb到输出电压Vm的电压转换是在根据图9的流程图的控制之下的，其中所述电压转换使输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性保持为参考特性。

当反馈电压控制值计算单元52A和占空比转换器54被用于发动机扭矩控制装置301C时，直流电压Vb到输出电压Vm的电压转换是在根据图14的流程图的控制之下的，其中所述电压转换使输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性保持为参考特性。

当反馈电压控制值计算单元52B和占空比转换器54A被用于发动机扭矩控制装置301C时，直流电压Vb到输出电压Vm的电压转换是在根据图19的流程图的控制之下的，其中所述电压转换使输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性保持为参考特性。

在发动机驱动器100C中，待驱动的发动机数量不限于2个；可以驱动3个或更多的发动机。例如，交流发动机M1、交流发动机M2和引擎可以连接到行星齿轮机械装置上(引擎输出轴连接到托架上，交流发动机M1连接到中心齿轮上，以及交流发动机M2连接到环形齿轮上)，并且配置环形齿轮的输出轴，这样例如车辆的前轮驱动轴被转动，并且第三交流发动机可以被安排在车辆中，这样后轮驱动轴被转动。可以根据电动车辆和混合动力车辆的各种配置来适当地安排本发明。

此后再次参考图20，将描述发动机驱动器100C的整个操作。基于控制设备30C来提供所述描述，所述控制设备30C包括反馈电压控制值计算单元52和占空比转换器54。

当初始化了整个操作，控制设备30C产生信号SE并将其提供给系统中继器SR1和SR2，由此开启系统中继器SR1和SR2。DC电源B通过系统中继器SR1和SR2提供直流电压给升压转换器12，

电压传感器10检测DC电源B所输出的直流电压Vb，以提供所检测的直流电压Vb给控制设备30C。电压传感器13检测电容C2上的电压Vm，以提供所检测的电压Vm给控制设备30C。电流传感器24检测流向交流发动机M1的发动机电流MCRT1，并将其提供给控制设备30C。电流传感器28检测流向交流发动机M2的发动机电流MCRT2，并将其提供给控制设备30C。控制设备30C从外部ECU接收扭矩控制值TR1、2和发动机转数MRN1、2。

作为响应，控制设备30C通过前述的方法，基于直流电压Vb、输出电压Vm、发动机电流MCRT1、扭矩控制值TR1和发动机转数MRN1，产生信号PWMI1并将其提供给变换器14。控制设备30C通过前述的方法，基于直流电压Vb、输出电压Vm、发动机电流MCRT2、扭矩控制值TR2和发动机转数MRN2，产生信号PWMI2并将其提供给变换器31。

另外，当变换器14(或31)驱动交直流发动机M1(或M2)时，控制设备30C通过前述的方法(第一实施例)，基于直流电压Vb、输出电压Vm、发动机电流MCRT1(或MCRT2)、扭矩控制值TR1(或TR2)和发动机转数MRN1(或MRN2)，产生用于升压转换器12的NPN晶体管Q1和Q2的切换控制所需的信号PWU，并将其提供给升压转换器12。

具体地，控制设备30C基于电压控制值Vdccom、输出电压Vm和电池电压Vb，计算反馈电压控制值Vdccom_fb，其中输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性等于参考特性，以及计算补偿率Rcom、1-Rcom，从而基于所计算的反馈电压控制值Vdccom_fb和补偿率Rcom、1-Rcom来产生信号PWU(任何信号PWU0、PWU1和PWU2)，并将其提供给升压转换器12。

因此，升压转换器12放大DC电源B的直流电压，而根据信号PWU(任何信号PWU0、PWU1和PWU2)来保持输出电压Vm对电压控制值Vdccom的随动特性为参考特性，并通过节点N1和N2提供所放大的直流电压给电容C2。变换器14通过控制设备30C的信号PWMI1，将电容C2所平滑的直流电压转换为交流电压，以驱动交流发动机M1。另外，变换器31通过控制设备30C的信号PWMI2，将电容C2所平滑的直流电压转换为交流电压，以驱动交流发动机M2。因此，交流发动机M1产生由扭矩控制值TR1所指定的扭矩，而交流发动机M2产生由扭矩控制值TR2所指定的扭矩。

当其中包括发动机驱动器100C的混合动力车辆或电动车辆是在再生制动模式下时，控制设备30C从外部ECU接收信号RGE，以根据所接收的信号RGE产生信号PWMC1、2并将其分别提供给变换器14和31，以及产生信号PWD并将其提供给升压转换器12。

因此，变换器14根据信号PWMC1将交流发动机M1所产生的交流电压转换为直流电压，以通过电容C2提供所转换的直流电压给升压转换器12。另外，变换器31根据信号PWMC2将交流发动机M2所产生的交流电压转换为直流电压，以通过电容C2提供所转换的直流电压给升压转换器12。升压转换器12通过节点N1和N2从电容C2接收直流电压，以通过信号PWD对所接收的直流电压进行降压转换，并提供降压转换过的直流电压给DC电源B。因此，通过由交流发动机M1或M2所产生的电能对DC电源B进行充电。

假设根据图14的流程图执行升压转换器12的放大操作，在其中控制设备30C包括反馈电压控制值计算单元52A和占空比计算单元54的情况下，发动机驱动器100C的整个操作类似于上述操作。

另外，假设根据图19的流程图执行升压转换器12的放大操作，在其中控制设备30C包括反馈电压控制值计算单元52B和占空比计算单元54A的情况下，发动机驱动器100C的整个操作类似于上述操作。

剩余的单元与第一到第三实施例中的单元类似。

根据第四实施例，电压转换装置包括控制装置，其用于在反馈控制下控制升压转换器，这样输出电压相对于电压控制值的随动特性等于参考特性，以使得为DC电源的直流电压的转换形式的输出电压等于电压控制值。由于电压转换装置所转换的输出电压被提供给驱动多个发动机的多个变换器，所以即使在连接多个发动机的情况下，直流电压也可以被转换为输出电压，而保持输出电压相对于电压控制值的随动特性不变。

尽管上面的描述是基于这样的情况的的，其中本发明被用于使用比例增益PG和积分增益IG的反馈控制，但是，本发明仍可以被用于使用比例增益PG、积分增益IG和导数(derivative)增益DG的反馈控制。

应当理解，这里所公开的实施例仅是通过说明和例子的方式的，并且不能被认为是限制的方式。本发明的范围是由所附的权利要求来定义的，而不是由前述的实施例描述来定义的。因此，在权利要求的限制和范围之内的所有变化或其等价物都将由权利要求所包括。

工业应用

本发明应用于电压转换装置，其将直流电压转换为输出电压，这样输出电压相对于指定电压的随动特性是不变的。

Claims (24)

1.一种电压转换装置(100、100A、100B、100C)，其转换来自于DC电源(B)的直流电压为输出电压，这样所述输出电压等于指定电压，所述电压转换装置包括：

电压转换器(12)，其改变所述直流电压的电平以提供输出电压；

检测单元(13)，其检测从所述电压转换器(12)所输出的电压；以及

控制单元(52、52A、52B、54、54A)，其基于所述检测的输出电压和所述指定电压来控制所述电压转换器(12)，这样在反馈控制中，所述输出电压相对于所述指定电压的随动特性与参考特性相一致，并且所述输出电压与所述指定电压相等。

2.根据权利要求1的电压转换装置，其中，

所述电压转换器(12)包括斩波器电路(Q1、Q2)，

所述控制单元(52、52A、52B、54、54A)包括：

反馈电压控制值计算单元(52、52A、52B)，其检测所述输出电压和所述指定电压之间的差值，以便根据所述检测的差值来确定所述反馈控制中的控制增益，并且基于所确定的控制增益、所述输出电压、和所述差值来计算所述反馈控制中的反馈电压控制值，这样所述随动特性与所述参考特性相等，

占空比计算单元(541)，其基于所述计算的反馈电压控制值来计算所述斩波器电路(Q1、Q2)的切换占空比，以及

切换信号产生单元(543)，其产生具有所述切换占空比的切换信号，并提供所产生的切换信号给所述斩波器电路(Q1、Q2)。

3.根据权利要求2的电压转换装置，其中，所述反馈电压控制值计算单元(52、52A、52B)通过对使用所述控制增益所计算的反馈初步电压控制值进行校正，从而计算所述反馈电压控制值，这样所述随动特性与所述参考特性相等。

4.根据权利要求3的电压转换装置，其中，所述反馈电压控制值计算单元(52、52A、52B)包括：

减法器(521)，其计算所述输出电压和所述指定电压之间的差值，

增益确定单元(522)，其基于所述差值来确定所述控制增益，

计算单元(523、523A)，其基于所述确定的控制增益来计算所述反馈初步电压控制值，

校正器(524、524A)，其通过将所述输出电压转换为所述随动特性等于所述参考特性时的参考电压来校正所述反馈初步电压控制值，从而输出所述反馈电压控制值。

5.根据权利要求4的电压转换装置，其中，所述校正器(524、524A)计算所述参考电压对所述输出电压的比率，并将所述反馈初步电压控制值与所计算的结果相乘，从而校正所述反馈初步电压控制值。

6.根据权利要求2的电压转换装置，其中，所述反馈电压控制值计算单元(52、52A、52B)通过校正所述差值来计算所述反馈电压控制值，这样所述随动特性与所述参考特性相等。

7.根据权利要求6的电压转换装置，其中，所述反馈电压控制值计算单元(52A)包括：

减法器(521)，其计算所述输出电压和所述指定电压之间的差值，

校正器(524A)，其校正所述差值，这样所述随动特性与所述参考特性相等，

增益确定单元(522)基于所述差值来确定所述控制增益，以及

计算单元(523A)，其基于所述确定的控制增益和所述校正的差值来计算所述反馈电压控制值。

8.根据权利要求7的电压转换装置，其中，所述校正器(524A)通过将所述输出电压转换为所述随动特性等于所述参考特性时的参考电压来校正所述差值。

9.根据权利要求8的电压转换装置，其中，所述校正器(524A)计算所述参考电压对所述输出电压的比率，并通过将所述差值与所计算的结果相乘来校正所述差值。

10.根据权利要求1的电压转换装置，其中

所述电压转换器(12)包括斩波器电路(Q1、Q2)，

所述控制单元(52、52A、52B、54、54A)包括：

反馈电压控制值计算单元(52、52A、52B)，其检测所述输出电压和所述指定电压之间的差值，以便根据所述检测的差值来确定所述反馈控制中的控制增益，并且基于所确定的控制增益、所述输出电压和所述差值来计算所述反馈控制中的反馈初步电压控制值，

占空比计算单元(54、54A)，其基于所述计算的反馈初步电压控制值和所述输出电压来计算所述斩波器电路(Q1、Q2)的切换占空比，这样所述随动特性等于所述参考特性，

切换信号产生单元(543)，其产生具有所述切换占空比的切换信号，并提供所产生的切换信号给所述斩波器电路(Q1、Q2)。

11.根据权利要求10的电压转换装置，其中，所述占空比计算单元(54A)通过对使用所述反馈初步电压控制值所计算的初步占空比进行校正，从而计算所述切换占空比，这样所述随动特性等于所述参考特性。

12.根据权利要求11的电压转换装置，其中，所述占空比计算单元(54A)包括：

计算单元(541)，其根据所述反馈初步电压控制值来计算所述初步占空比，以及

校正器(524)，其校正所述初步占空比，这样所述随动特性等于所述参考特性。

13.根据权利要求12的电压转换装置，其中，所述校正器(524)通过将所述输出电压转换为所述随动特性等于所述参考特性时的参考电压来校正所述初步占空比。

14.根据权利要求13的电压转换装置，其中，所述校正器(524)计算所述参考电压对所述输出电压的比率，并通过将所述初步占空比与所计算的结果相乘来校正所述初步占空比。

15.根据权利要求1的电压转换装置，其中，

基于为所述随动特性与所述参考特性相一致时的输出电压的参考电压与所述检测出的输出电压的比率，所述控制单元进行所述反馈控制从而使得所述随动特性与所述参考特性相一致。

16.一种电压转换方法，其在反馈控制下将来自于DC电源(B)的直流电压转换为输出电压，这样所述输出电压等于指定电压，所述方法包括以下步骤：

第一步，检测所述输出电压；

第二步，检测所述指定电压和所述输出电压之间的差值；

第三步，根据所述检测的差值来确定控制增益；以及

第四步，基于所述确定的控制增益、所述检测的差值和所述检测的输出电压，转换所述直流电压为所述输出电压，这样在所述反馈控制中，所述输出电压对所述指定电压的随动特性与参考特性相一致，并且所述输出电压等于所述指定电压。

17.根据权利要求16的电压转换方法，其中，

通过斩波器电路(Q1，Q2)将所述直流电压转换为所述输出电压，

所述第四步包括下面的子步骤：

第一子步骤，基于所述控制增益、所述差值和所述输出电压来计算反馈电压控制值，所述反馈电压控制值使得在所述反馈控制中所述随动特性与所述参考特性相匹配，

第二子步骤，使用所述反馈电压控制值来计算所述斩波器电路(Q1、Q2)的切换占空比，以及

第三子步骤，基于所述切换占空比来控制所述斩波器电路(Q1、Q2)，这样所述输出电压等于所述指定电压。

18.根据权利要求17的电压转换方法，其中，所述第一子步骤包括以下步骤：

基于所述控制增益和所述差值，计算所述反馈控制中的反馈初步电压控制值，以及

通过使用所述输出电压来校正所述反馈初步电压控制值，从而计算所述反馈电压控制值。

19.根据权利要求18的电压转换方法，其中，计算所述反馈电压控制值的所述步骤包括以下步骤：

计算将所述输出电压转换为所述随动特性等于所述参考特性时的参考电压所需的转换比率，以及

将所述转换比率与所述反馈初步电压控制值相乘，以计算所述反馈电压控制值。

20.根据权利要求17的电压转换方法，其中所述第一子步骤包括以下步骤：

通过使用所述输出电压来校正所述差值，从而计算校正差值，其中所述随动特性等于所述参考特性，以及

基于所述控制增益和所述校正差值来计算所述反馈电压控制值。

21.根据权利要求20的电压转换方法，其中，计算所述校正差值的所述步骤包括以下步骤：

计算将所述输出电压转换为所述随动特性等于所述参考特性时的参考电压所需的转换比率，以及

将所述转换比率和所述差值相乘以计算所述校正差值。

22.根据权利要求16的电压转换方法，其中，通过斩波器电路(Q1、Q2)将所述直流电压转换为所述输出电压，

所述第四步包括以下子步骤：

第一子步骤，基于所述控制增益和所述差值来计算所述反馈控制中的反馈初步电压控制值，

第二子步骤，基于所述反馈初步电压控制值来计算所述斩波器电路(Q1、Q2)的初步切换占空比，

第三子步骤，使用所述输出电压来校正所述初步切换占空比，从而计算切换占空比，其中所述随动特性等于所述参考特性，以及

第四子步骤，基于所述切换占空比来控制所述斩波器电路(Q1、Q2)，这样输出电压等于所述指定电压。

23.根据权利要求22的电压转换方法，其中，所述第三子步骤包括以下步骤：

计算将所述输出电压转换为所述随动特性等于所述参考特性时的参考电压所需的转换比率，以及

将所述转换比率和所述初步切换占空比相乘，以计算所述切换占空比。

24.根据权利要求16的电压转换方法，其中，

基于为所述随动特性与所述参考特性相一致时的输出电压的参考电压与所述检测出的输出电压的比率，所述第四步进行所述反馈控制从而使得所述随动特性与所述参考特性相一致。

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