CN108790826A - 车辆及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了车辆及其控制方法。当在检测在高压侧的电力线的电压的第一电压传感器或者检测在低压侧的电力线的电压的第二电压传感器中发生异常时，基于检测电抗器的电流作为检测电流的电流传感器检测到的电抗器的检测电流来计算在高压侧的电力线的估计电压，并且使用在高压侧的电力线的估计电压来控制升压转换器。

Description

车辆及其控制方法

技术领域

本发明涉及车辆及其控制方法，更具体地，涉及包括电机、逆变器、电力存储装置、升压转换器、两个电压传感器和电流传感器的车辆及其控制方法。

背景技术

在相关技术中，已提出了如下的一种车辆，其包括：行驶电机；驱动电机的逆变器；电池；转换器，其包括电抗器以及上臂和下臂的开关元件，并且可以执行使在电池侧的电力升压并向逆变器侧供给升压后的电力的升压操作；电池电压传感器，其检测电池的电压；输入电压传感器，其检测转换器的输入电压；以及输入电流传感器，其检测转换器的输入电流(例如，参见日本未审查专利申请公布第2015-177609号(JP 2015-177609A))。在该车辆中，在不停止转换器的升压操作的情况下，根据基于转换器的输入电流而计算出的估计输入电压值、转换器的输入电压以及电池的电压来确定是电池电压传感器还是输入电压传感器中发生了异常。当确定输入电压传感器中发生了异常时，使用来自电池电压传感器的检测值来对转换器进行升压控制，而不是使用来自输入电压传感器的检测值。

发明内容

在车辆中，当在检测转换器的输出电压的输出电压传感器中发生了异常时，不能获取(估计)转换器的输出电压，并且因此不能适当地执行转换器的升压操作。在该情况下，可以考虑通过将转换器的上臂保持在导通状态下等来将电力从电池供给至电机以允许车辆以跛行回家模式(limp home mode)行驶、而不执行转换器的升压操作，但是施加到逆变器(电机)的电压低并且因此可以从电机输出的转矩减小。

因此，本发明提供了如下的车辆以及用于该车辆的控制方法，该车辆包括升压转换器，该升压转换器可以执行将连接到电力存储装置的在低压侧的电力线的电力升压并且将升压后的电力供给至连接到逆变器的在高压侧的电力线的升压操作，其中，即使在检测在高压侧的电力线的电压的第一电压传感器或者检测在低压侧的电力线的电压的第二电压传感器中发生了异常时，也可以适当地执行升压转换器的升压操作。

因此，根据本发明的一方面，提供了一种车辆，该车辆包括：电机，其被配置成驱动车辆；逆变器，其被配置成驱动电机；电力存储装置；升压转换器，其包括电抗器以及上臂和下臂的开关元件，该升压转换器被配置成执行将连接到电力存储装置的在低压侧的电力线的电力升压并且将升压后的电力供给至连接到逆变器的在高压侧的电力线的升压操作；第一电压传感器，其被配置成检测在高压侧的电力线的电压；第二电压传感器，其被配置成检测在低压侧的电力线的电压；电流传感器，其被配置成检测电抗器的电流作为检测电流；以及电子控制单元。该电子控制单元被配置成：(i)控制逆变器和升压转换器，(ii)当在第一电压传感器或第二电压传感器中发生了异常时，基于电抗器的检测电流来计算在高压侧的电力线的估计电压，以及(iii)使用在高压侧的电力线的估计电压来控制升压转换器。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于车辆的控制方法。该车辆包括：电机，其被配置成驱动车辆；逆变器，其被配置成驱动电机；电力存储装置；升压转换器，其包括电抗器以及上臂和下臂的开关元件，该升压转换器被配置成执行将连接到电力存储装置的在低压侧的电力线的电力升压并且将升压后的电力供给至连接到逆变器的在高压侧的电力线的升压操作；第一电压传感器，其被配置成检测在高压侧的电力线的电压；第二电压传感器，其被配置成检测在低压侧的电力线的电压；以及电流传感器，其被配置成检测电抗器的电流作为检测电流。该控制方法包括：(i)控制逆变器和升压转换器；(ii)当在第一电压传感器或第二电压传感器中发生了异常时，基于电抗器的检测电流来计算在高压侧的电力线的估计电压；以及(iii)使用在高压侧的电力线的估计电压来控制升压转换器。

在根据本发明的车辆及其控制方法中，当在检测在高压侧的电力线的电压的第一电压传感器或者检测在低压侧的电力线的电压的第二电压传感器中发生了异常时，基于由检测电抗器的电流作为检测电流的电流传感器检测出的电抗器的检测电流来计算在高压侧的电力线的估计电压，并且使用在高压侧的电力线的估计电压来控制升压转换器。因此，即使当在第一电压传感器或第二电压传感器中发生了异常时，也可以获取在高压侧的电力线的估计电压，并且可以适当地执行升压转换器的升压操作。

在根据本发明的车辆中，电子控制单元可以被配置成：当在第一电压传感器或第二电压传感器中发生了异常时，基于电抗器的检测电流在该检测电流增大和减小的过程中每单位时间的变化量，来计算在高压侧的电力线的估计电压。对于该车辆，可以基于电抗器的检测电流在该检测电流增大和减小的过程中每单位时间的变化量来计算在高压侧的电力线的估计电压。

在车辆中，电子控制单元可以被配置成：通过“VHest＝L×(ΔIL1－ΔIL2)/Δt”来计算在高压侧的电力线的估计电压VHest，其中“Δt”表示单位时间，“ΔIL1”和“ΔIL2”表示电抗器的检测电流在检测电流增大和减小的过程中每单位时间的变化量，“L”表示电抗器的电感，以及“VHest”表示在高压侧的电力线的估计电压。

在车辆中，电子控制单元可以被配置成：(i)基于在高压侧的电力线的估计电压和目标电压来设定目标占空比；(ii)使用目标占空比来控制升压转换器；以及(iii)当在第一电压传感器或第二电压传感器中发生了异常时，基于在高压侧的电力线的估计电压和目标电压来设定目标占空比，以使得上臂的导通时间和关断时间比单位时间长。对于该车辆，当“单位时间”与电抗器的检测电流的获取间隔相等时，可以适当地计算电抗器的检测电流在该检测电流增大和减小的过程中每单位时间的变化量。

在车辆中，电子控制单元可以被配置成：(i)以PWM控制模式或矩形波控制模式控制逆变器；以及(ii)控制升压转换器，以使得当在第一电压传感器或第二电压传感器中发生了异常时上臂保持在导通状态下，并且当升压转换器的上臂保持在导通状态下且以PWM控制模式控制逆变器时，控制升压转换器开始升压转换器的升压操作。对于该车辆，当在第一电压传感器或第二电压传感器中发生异常、升压转换器的上臂保持在导通状态下、并且以PWM控制模式控制逆变器时，可以开始升压转换器的升压操作。

在车辆中，电子控制单元可以被配置成：当在第一电压传感器或第二电压传感器中发生异常、升压转换器的上臂保持在导通状态下、以PWM控制模式控制逆变器、并且调制系数等于或大于预定调制系数时，开始升压转换器的升压操作。对于该车辆，与当以矩形波控制模式下控制逆变器时开始升压转换器的升压操作的情况相比，可以进一步抑制电机的可控性的降低。

在车辆中，电子控制单元可以配置成：当在第一电压传感器或第二电压传感器中发生了异常、升压转换器的上臂保持在导通状态下、以PWM控制模式控制逆变器、并且车辆速度等于或大于预定车辆速度时，开始升压转换器的升压操作。对于该车辆，可以在不需要升压转换器的升压操作时抑制升压操作的开始。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：

图1是示意性地示出根据本发明的实施方式的电动车辆的配置的图；

图2是示出由图1所示的电子控制单元执行的异常处理程序的示例的流程图；

图3是示出由电子控制单元执行的允许后升压控制程序的示例的流程图；

图4是示出图1所示的电抗器的实际电流、单位时间以及电抗器的检测电流的变化量的图；

图5是示出在由于图1所示的电压传感器的异常的发生而开始将升压转换器的上臂中的晶体管保持在导通状态之后的状态的示例的图；

图6是示出根据本发明的实施方式的变型示例的异常处理程序的示例的流程图；

图7是示意性地示出作为根据本发明的实施方式的车辆的变型示例的混合动力车辆的配置的图；以及

图8是示意性地示出作为根据本发明的实施方式的车辆的另一变型示例的混合动力车辆的配置的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的实施方式。

图1是示意性地示出根据本发明的实施方式的电动车辆20的配置的图。如附图所示，根据实施方式的电动车辆20包括电机32、逆变器34、用作电力存储装置的电池36、升压转换器40以及电子控制单元50。

电机32被配置为三相同步发电电机，并且包括内置有永磁体的转子和其上卷绕有三相线圈的定子。电机32的转子连接到驱动轴26，驱动轴26经由差动齿轮组24连接到驱动轮22a和22b。

逆变器34用于驱动电机32。逆变器34经由在高压侧的电力线42连接到升压转换器40，并且包括六个晶体管T11至T16以及与六个晶体管T11至T16并联连接的六个二极管D11至D16。晶体管T11至T16以成对的两个晶体管布置以用作相对于在高压侧的电力线42的正极线和负极线的源极侧和漏极侧(sink side)。晶体管T11至T16中构成一对的晶体管之间的每个接合点连接到电机32的相应的三相线圈(U相、V相或W相)。因此，当向逆变器34施加电压时，电子控制单元50调整构成每对的晶体管T11至T16的导通时间比，从而在三相线圈中形成旋转磁场并且旋转驱动电机32。平滑电容器46附接至在高压侧的电力线42的正极线和负极线。

例如，电池36被配置为锂离子二次电池或镍氢二次电池，并且经由在低压侧的电力线44连接到升压转换器40。平滑电容器48附接至在低压侧的电力线44的正极线和负极线。

升压转换器40连接到在高压侧的电力线42和在低压侧的电力线44，并且包括两个晶体管T31和T32、与两个晶体管T31和T32并联连接的两个二极管D31和D32、以及电抗器L41。晶体管T31连接到在高压侧的电力线42的正极线。晶体管T32连接到晶体管T31以及在高压侧的电力线42和在低压侧的电力线44的负极线。电抗器41连接到晶体管T31与T32之间的接合点以及在低压侧的电力线44的正极线。当电子控制单元50调整晶体管T31和T32的导通时间比时，升压转换器40执行将在低压侧的电力线44的电力升压并且向在高压侧的电力线42供给升压后的电力的升压操作、或者将在高压侧的电力线42的电力降压并且向在低压侧的电力线44供给降压后的电力的降压操作。在下文中，升压转换器40的晶体管T31被称为“上臂”，并且晶体管T32被称为“下臂”。

电子控制单元50被配置为诸如CPU 52的微处理器，并且除CPU 52之外，电子控制单元50还包括存储处理程序的ROM 54、临时存储数据的RAM 56以及输入和输出端口。来自各种传感器的信号经由输入端口输入至电子控制单元50。输入至电子控制单元50的信号的示例包括来自检测电机32的转子的旋转位置的旋转位置传感器32a(例如，分解器(resolver))的旋转位置θm以及来自检测在电机32中流动的相电流的电流传感器32u和32v的相电流Iu和Iv。信号的示例还包括来自附接在电池36的端子之间的电压传感器36a的电池36的电压Vb以及来自附接至电池36的输出端子的电流传感器36b的电池36的电流Ib。信号的示例还包括来自附接在电容器46的端子之间的电压传感器46a的电容器46(在高压侧的电力线42)的电压VH、来自附接在电容器48的端子之间的电压传感器48a的电容器48(在低压侧的电力线44)的电压VL以及来自检测在电抗器41中流动的电流的电流传感器41a的电抗器41的电流IL。信号的示例还包括来自点火开关60的点火信号以及来自检测换档杆61的操作位置的换档位置传感器62的换档位置SP。信号的示例还包括来自检测加速踏板63的下压量的加速踏板位置传感器64的加速器操作量Acc、来自检测制动踏板65的下压量的制动踏板位置传感器66的制动踏板位置BP以及来自车辆速度传感器68的车辆速度V。

各种控制信号经由输出端口从电子控制单元50输出。从电子控制单元50输出的信号的示例包括用于晶体管T11至T16和逆变器34的切换控制信号以及用于升压转换器40的晶体管T31和T32的切换控制信号。电子控制单元50基于来自旋转位置传感器32a的电机32的转子的旋转位置θm来计算电机32的电角度θe、角速度ωm和旋转速度Nm。电子控制单元50基于来自电流传感器36b的电池36的电流Ib的积分值来计算电池36的荷电状态SOC。荷电状态SOC指的是可以从电池36释放的电力的容量与电池36的总容量的比率。在下面的描述中，将电压传感器36a检测到的电池36的电压Vb称为“检测电压Vbdet”，将电压传感器46a检测到的电容器46(在高压侧的电力线42)的电压VH称为“检测电压VHdet”，将电压传感器48a检测到的电容器48(在低压侧的电力线44)的电压VL称为“检测电压VLdet”，以及将电流传感器41a检测到的电抗器41的电流IL称为“检测电流ILdet”。

在具有上述配置的根据实施方式的电动车辆20中，电子控制单元50基于来自加速踏板位置传感器64的加速器操作量Acc和来自车辆速度传感器68的车辆速度V来设定驱动轴26需要的所需转矩Td*，将设定的所需转矩Td*设定为电机32的转矩命令(torquecommand)Tm*，并且对逆变器34的晶体管T11至T16执行切换控制，以使得电机32根据转矩命令Tm*被驱动。电子控制单元50设定用于在高压侧的电力线42的目标电压VH*以使得电机32根据转矩命令Tm*被驱动，并且对晶体管T11至T16执行切换控制，以使得来自电压传感器46a的在高压侧的电力线42的检测电压VHdet与目标电压VH*之间的差被抵消。

下面将描述对逆变器34的控制。在实施方式中，以正弦脉宽调制(PWM)控制模式、过调制PWM控制模式和矩形波控制模式中的一种控制模式控制逆变器34。正弦PWM控制模式是其中控制逆变器34以使得伪三相AC电压被施加(供给)至电机32的控制模式，并且此时的调制系数Rm具有范围从大约0至约0.61的值。调制系数Rm是指逆变器34的输出电压(对电机32的施加电压)的有效值与输入电压(在高压侧的电力线42的电压)的有效值的比率。过调制PWM控制模式是其中控制逆变器34以使得过调制电压被施加到电机32的控制模式，并且此时的调制系数Rm具有范围从约0.61至约0.78的值。矩形波控制模式是其中控制逆变器34以使得矩形波电压被施加至电机32的控制模式，并且此时的调制系数Rm具有约0.78的值。在实施方式中，基于调制系数Rm而以正弦PWM控制模式、过调制PWM控制模式和矩形波控制模式中的一种控制模式逆变器34。

在PWM控制模式(正弦PWM控制模式或过调制PWM控制模式)下，在电机32的相(U相、V相和W相)的相电流Iu、Iv和Iw之和为零值的前提下，电子控制单元50使用电机32的电角度θe来将U相和V相的相电流Iu和Iv坐标转换成d轴和q轴的电流Id和Iq(三相至两相转换)。随后，电子控制单元50基于电机32的转矩命令Tm*而设定d轴和q轴的电流命令Id*和Iq*，并且使用电流命令(current command)Id*和Iq*以及d轴和q轴的电流Id和Iq来设定d轴和q轴的电压命令Vd*和Vq*。电子控制单元50使用电机32的电角度θe来将d轴和q轴的电压命令Vd*和Vq*坐标转换为各相的电压命令(voltage command)(调制波)Vu*、Vv*和Vw*(两相至三相转换)，并且通过将载波(三角波)与各相的电压命令Vu*、Vv*、Vw*进行比较来生成用于晶体管T11至T16的PWM信号。然后，电子控制单元50通过将PWM信号输出至逆变器34来执行晶体管T11至T16的切换。

在矩形波控制模式下，电子控制单元50首先如上所述的那样使用电机32的电角度θe来将U相和V相的相电流Iu和Iv坐标转换为d轴和q轴的电流Id和Iq(三相至两相转换)。随后，电子控制单元50基于d轴和q轴的电流Id和Iq来设定被估计为要从电机32输出的输出转矩Tmest。然后，电子控制单元50设定电压相位命令θp*，以使得电机32的输出转矩Tm与转矩命令Tm*之间的差被抵消，并且生成用于晶体管T11至T16的矩形波信号，以使得基于所设定的电压相位命令θp*的矩形波电压被施加至电机32。然后，电子控制单元50通过将矩形波信号输出至逆变器34来执行对逆变器34的晶体管T11至T16的切换控制。

下面将描述对升压转换器40的控制。在对升压转换器40的控制中，当如以上所述那样设定在高压侧的电力线42的目标电压VH*时，使用来自电压传感器48a的在低压侧的电力线44的检测电压VLdet、来自电压传感器46a的在高压侧的电力线42的检测电压VHdet以及在高压侧的电力线42的目标电压VH*、通过等式(1)，来设定升压转换器40的目标占空比D*。等式(1)是用于抵消在高压侧的电力线42的检测电压VHdet与目标电压VH*之间的差的反馈控制中的关系表达式，右边的第一项表示前馈项，右边的第二项表示反馈项中的比例项，以及右边的第三项表示反馈项中的积分项。在等式(1)中，“Kp”表示比例项的增益，以及“Ki”表示积分项的增益。目标占空比D*是作为升压转换器40的上臂(晶体管T31)的导通时间Ton与导通时间Ton和关断时间Toff之和(在下文中称为“载波周期Tc”)的比率的占空比D的目标值。使用升压转换器40的目标占空比D*来执行升压转换器40的晶体管T31和T32的切换控制。

D*＝VLdet/VH*+Kp×(VH*-VHdet)+Ki×∫(VH*-VHdet)dt (1)

下面将描述具有上述配置的根据实施方式的电动车辆20的操作，特别是当检测电容器46(在高压侧的电力线42)的电压的电压传感器46a或者检测电容器48(在低压侧的电力线44)的电压的电压传感器48a中发生了异常时的操作。图2是示出由电子控制单元50执行的异常处理程序的示例的流程图。当在电压传感器46a或电压传感器48a中发生了异常时执行该程序。

当执行图2所示的异常处理程序时，电子控制单元50将升压转换器40的上臂(晶体管T31)保持在导通状态下(步骤S100)。当升压转换器40的上臂保持在导通状态下时，升压转换器40不执行升压操作和降压操作中的任何一种，因此，电池36的实际电压Vbact、在低压侧的电力线44的实际电压VLact和在高压侧的电力线42的实际电压VHact被视为彼此大致相等。

随后，输入逆变器34的控制模式Md或调制系数Rm(步骤S110)。假设PWM控制模式(正弦PWM控制模式或过调制PWM控制模式)和矩形波控制模式之中的电流控制模式被输入作为逆变器34的控制模式Md。假定通过上述方法计算出的值被输入作为电机32的调制系数Rm。然而，由于在电压传感器46a中发生了异常，所以不能使用来自电压传感器46a的在高压侧的电力线42的检测电压VHdet来计算调制系数Rm。因此，基于以下知识、使用来自电压传感器36a的电池36的检测电压Vbdet而不是在高压侧的电力线42的检测电压VHdet来计算并输入调制系数Rm：由于升压转换器40的上臂(晶体管T31)保持在导通状态下，电池36的实际电压Vbact和在高压侧的电力线42的实际电压VHact彼此大致相等。在该情况下，基于调制系数Rm而切换逆变器34的控制模式Md。

确定逆变器34的控制模式Md(步骤S120)，并且当逆变器34的控制模式Md是PWM控制模式时，将调制系数Rm与阈值Rmref进行比较(步骤S130)。此处，阈值Rmref可以被设定为略微小于逆变器34的控制模式Md从PWM控制模式被切换为矩形波控制模式时的调制系数(大致为0.78的值)的值，例如，为0.760、0.765或0.770的值。

当在步骤S120中确定控制模式Md是矩形波控制模式时或者当在步骤S120中确定控制模式Md是PWM控制模式并且在步骤S130中确定调制系数Rm小于阈值Rmref时，在步骤S100中将升压转换器40的上臂(晶体管T31)保持在导通状态下而不允许开始升压转换器40的升压操作。当在步骤S120中确定控制模式Md是PWM控制模式并且在步骤S130中确定调制系数Rm等于或大于阈值Rmref时，允许开始升压转换器40的升压操作(步骤S140)，然后，该程序结束。

与当以PWM控制模式控制逆变器34时相比，当以矩形波控制模式控制逆变器34时，可控性变低。当开始升压转换器40的升压操作时，在高压侧的电力线42的实际电压VHact可能会相对大地变化。因此，当以矩形波控制模式控制逆变器34并且开始升压转换器40的升压操作时，电机32的可控性可能会变低。考虑到这些状况，在实施方式中，当以PWM控制模式控制逆变器34时，允许开始升压转换器40的升压操作。因此，可以在一定程度上确保电机32的可控性。

当以PWM控制模式控制逆变器34并且调制系数Rm不是非常大时，可以以PWM控制模式控制逆变器34，以使得电机32根据转矩命令Tm*被驱动而不执行升压转换器40的升压操作。考虑到这些状况，在实施方式中，当调制系数Rm小于阈值Rmref时，即，当不需要开始升压转换器40的升压操作时，不允许开始升压转换器40的升压操作。因此，可以防止在不需要执行升压转换器40的升压操作时开始升压操作。

下面将描述当在图2所示的异常处理程序中允许开始升压转换器40的升压操作时的操作。图3是示出由电子控制单元50执行的允许后升压控制程序的示例的流程图。在图2中所示的异常处理程序中已允许开始升压转换器40的升压操作之后重复执行该程序。

当执行图3所示的允许后升压控制程序时，电子控制单元50确定是否是第一次(紧接在图2所示的异常处理程序中已允许开始升压转换器40的升压操作之后)执行该程序(步骤S200)。当确定是第一次执行该程序时，输入电池36的检测电压Vbdet或者在高压侧的电力线42的目标电压VH*(步骤S210)。此处，假定电压传感器36a检测到的值被输入作为电池36的检测电压Vbdet。如上所述，还假定基于电机32的转矩命令Tm*而设定的值被输入作为在高压侧的电力线42的目标电压VH*。

当以该方式输入数据时，将电池36的检测电压Vbdet设定为在高压侧的电力线42的估计电压VHest(步骤S220)。这是因为如上所述的那样在升压转换器40的升压操作即将开始之前将电池36的实际电压Vbact、在低压侧的电力线44的实际电压VLact和在高压侧的电力线42的实际电压VHact视为彼此相等。当通过步骤S220的处理或稍后将描述的步骤S240的处理来获取在高压侧的电力线42的估计电压VHest时，基于使用在高压侧的电力线42的估计电压VHest而不是在高压侧的电力线42的检测电压VHdet而计算出的调制系数Rm来确定逆变器34的控制模式Md。

随后，使用电池36的检测电压Vbdet以及在高压侧的电力线42的目标电压VH*和估计电压VHest、通过等式(2)来计算升压转换器40的临时占空比Dtmp(步骤S250)。此处，等式(2)对应于等式(1)的左边的“D*”被替换为“Dtmp”并且右边的“VLdet”和“VHdet”被替换为“Vbdet”和“VHest”的等式。

Dtmp＝Vbdet/VH*+Kp×(VH*－VHest)+Ki×∫(VH*-VHest)dt (2)

使用升压转换器40的临时占空比Dtmp和单位时间Δt来设定升压转换器40的目标占空比D*(步骤S260)，使用所设定的目标占空比D*来执行对升压转换器40的晶体管T31和T32的切换控制(步骤S270)，然后，该程序结束。此处，在该实施方式中，电抗器41的检测电流ILdet的获取间隔被用作单位时间Δt。在实施方式中，通过对临时占空比Dtmp施加上限和下限来设定升压转换器40的目标占空比D*，以使得上臂(晶体管T31)的导通时间Ton和关断时间Toff两者都比单位时间Δt长。

当在步骤S200中确定不是第一次执行该程序时，输入电池36的检测电压Vbdet、在高压侧的电力线42的目标电压VH*、电抗器41的检测电流ILdet的变化量ΔIL1和ΔIL2等(步骤S230)。输入电池36的检测电压Vbdet和在高压侧的电力线42的目标电压VH*的方法与以上所述的方法相同。输入当作为电抗器41的检测电流ILdet(实际电流ILact)在该检测电流增大或减小的过程中每单位时间Δt的变化量ΔIL1和ΔIL2所计算出的值，作为电抗器41的检测电流ILdet的变化量ΔIL1和ΔIL2。图4是示出电抗器41的实际电流ILact、单位时间Δt以及电抗器41的检测电流ILdet的变化量ΔIL1和ΔIL2的图。在附图中，实线表示电抗器41的实际电流ILact，白圈表示电抗器41的检测电流ILdet的获取时间和电抗器41在这些时间处的检测电流ILdet。

当以该方式输入数据时，使用电抗器41的检测电流ILdet的变化量ΔIL1和ΔIL2、单位时间Δt以及电抗器41的电感L、通过等式(3)来计算在高压侧的电力线42的估计电压VHest(步骤S240)。获得了如下等式(3)。当电抗器41的实际电流ILact增大时，电抗器41的实际电流ILact的斜率S1、在低压侧的电力线44的实际电压VLact和电抗器41的电感L建立等式(4)。当电抗器41的实际电流ILact减小时，电抗器41的实际电流ILact的斜率S2、在高压侧的电力线42的实际电压VHact、在低压侧的电力线44的实际电压VLact以及电抗器41的电感L建立等式(5)。然后，通过以“ΔIL1/5”和“ΔIL2/t”替换等式(4)和(5)的斜率S1和S2、以“VHest”替换等式(5)中的“VHact”并且整理这两个等式，得到等式(3)。

VHest＝L×(ΔIL1－ΔIL2)/Δt (3)

S1＝VLact/L (4)

S2＝－(VHact－VLact)/L (5)

随后，设定升压转换器40的目标占空比D*，并且通过步骤S250至S270的处理、使用目标占空比D*来执行对升压转换器40的晶体管T31和T32的切换控制，然后，该程序结束。

当在检测电容器46(在高压侧的电力线42)的电压的电压传感器46a或者检测电容器48(在低压侧的电力线44)的电压的电压传感器48a中发生了异常时，可以获取在高压侧的电力线42的估计电压VHest，并且可以通过该控制来适当地执行升压转换器40的升压操作。升压转换器40的电抗器41的实际电流ILact根据升压转换器40的上臂(晶体管T31)和下臂(晶体管T32)的导通或关断而增大或减小。在实施方式中，通过设定升压转换器40的目标占空比D*，可以适当地计算电抗器41的检测电流ILdet的变化量ΔIL1和ΔIL2，以使得升压转换器40的上臂(晶体管T31)的导通时间Ton和关断时间Toff两者均长于如上所述的单位时间Δt(电抗器41的检测电流ILdet的获取间隔)。

图5是示出当在电压传感器46a或电压传感器48a中发生了异常时在开始将升压转换器40的上臂(晶体管T31)保持在导通状态之后的状态的示例的图。如图所示，当逆变器34的控制模式Md为PWM控制模式并且调制系数Rm等于或大于阈值Rmref时(时间t10)，开始升压转换器40的升压操作。因此，与当逆变器34的控制模式Md是矩形波控制模式时开始升压转换器40的升压操作的情况相比，可以抑制电机32的可控性的降低。与不考虑调制系数Rm而开始升压转换器40的升压操作的情况相比，当逆变器34的控制模式Md是PWM控制模式时，可以防止在不需要升压转换器40的升压操作时开始升压操作。由于在高压侧的电力线42的实际电压VHact(估计电压VHest)由于开始升压转换器40的升压操作而增大，因此调制系数Rm减小。当执行升压转换器40的升压操作时，基于电抗器41的检测电流ILdet来计算在高压侧的电力线42的估计电压VHest，并且如上所述的那样使用所计算出的估计电压VHest来控制升压转换器40。因此，即使当在电压传感器46a或电压传感器48a中发生异常时，也可以适当地执行升压转换器40的升压操作。

在根据实施方式的电动车辆20中，当在电压传感器46a或电压传感器48a中发生了异常时，基于来自电流传感器41a的电抗器41的检测电流ILdet来计算在高压侧的电力线42的估计电压VHest，并且使用所计算出的估计电压VHest来控制升压转换器40。因此，即使当在电压传感器46a或电压传感器48a中发生了异常时，也可以适当地执行升压转换器40的升压操作。

在根据实施方式的电动车辆20中，当在电压传感器46a或电压传感器48a中发生了异常时，升压转换器40的上臂(晶体管T31)保持在导通状态下，而当升压转换器40的上臂保持在导通状态下、逆变器34的控制模式Md是PWM控制模式、并且调制系数Rm等于或大于阈值Rmref时，开始升压转换器40的升压操作。因此，与在逆变器34的控制模式Md为矩形波控制模式时开始升压转换器40的升压操作的情况相比，可以抑制电机32的可控性的降低。与当升压转换器40的上臂保持在导通状态下并且逆变器34的控制模式Md是PWM控制模式时不考虑调制系数Rm而开始升压转换器40的升压操作的情况相比，可以防止在不需要进行升压转换器40的升压操作时开始升压操作。

在根据实施方式的电动车辆20中，如以上参照图2所示的异常处理程序所述那样当在电压传感器46a或电压传感器48a中发生了异常时将升压转换器40的上臂保持在导通状态下(步骤S100)，输入逆变器34的控制模式Md和调制系数Rm(步骤S110)，并且当逆变器34的控制模式Md是PWM控制模式并且调制系数Rm等于或大于阈值Rmref(步骤S120和S130)时允许开始升压转换器40的升压操作(步骤S140)。然而，如根据图6所示的变型示例的异常处理程序中所述，可以将升压转换器40的上臂保持在导通状态下(步骤S100)，可以输入逆变器34的控制模式Md和来自车辆速度传感器68的车辆速度V(步骤S110b)，并且当逆变器34的控制模式Md是PWM控制模式且车辆速度V等于或大于阈值Vref(步骤S120和S130b)时，可以允许开始升压转换器40的升压操作(步骤S140)。此处，当升压转换器40的上臂(晶体管T31)保持在导通状态下时，略微低于逆变器34的控制模式Md从PWM控制模式被切换为矩形波控制模式时的车辆速度的值(例如，调制系数Rm被认为等于阈值Rmref时的车辆速度V)可以用作阈值Vref。如以上所述那样根据调制系数Rm来切换逆变器34的控制模式Md，但是通常，电机32的旋转速度Nm很可能增加并且调制系数Rm很可能随着车辆速度V的增加而增大。因此，可以使用车辆速度V与阈值Vref的比较来代替调制系数Rm与阈值Rmref的比较。

在根据实施方式的电动车辆20中，当在电压传感器46a或电压传感器48a中发生了异常、升压转换器40的上臂保持在导通状态下、逆变器34的控制模式Md是PWM控制模式、并且调制系数Rm等于或大于阈值Rmref时，开始升压转换器40的升压操作。在上述变型示例中，当在电压传感器46a或电压传感器48a中发生了异常、升压转换器40的上臂保持在导通状态下、逆变器34的控制模式Md是PWM控制模式、并且车辆速度V等于或大于阈值Vref时，开始升压转换器40的升压操作。然而，当升压转换器40的上臂保持在导通状态下并且逆变器34的控制模式Md是PWM控制模式时，可以不考虑调制系数Rm或车辆速度V而开始升压转换器40的升压操作。当升压转换器40的上臂保持在导通状态下时，可以不考虑逆变器34的控制模式Md而开始升压转换器40的升压操作。

在根据实施方式的电动车辆20中，当在电压传感器46a或电压传感器48a中发生了异常时升压转换器40的上臂暂时保持在导通状态下，而当升压转换器40的上臂保持在导通状态下、逆变器34的控制模式Md是PWM控制模式并且调制系数Rm等于或大于阈值Rmref时，开始升压转换器40的升压操作。然而，当正在开始升压转换器40的升压操作并且在电压传感器46a或电压传感器48a中发生了异常时，可以立即开始计算在高压侧的电力线42的估计电压VHest而无需使升压转换器40的上臂保持在导通状态下(无需停止升压操作)，并且可以继续执行升压转换器40的升压操作。

在根据实施方式的电动车辆20中，当在电压传感器46a或电压传感器48a中发生了异常时，通过等式(2)设定升压转换器40的临时占空比Dtmp，并且基于临时占空比Dtmp来设定升压逆变器40的目标占空比D*。然而，在等式(2)中，可以使用预定电压Vb1来代替电池36的检测电压Vbdet。此处，可以将通过实验或分析而被确定为当电池36的荷电状态SOC具有特定值(例如50％)时电池36的电压的电压用作预定电压Vb1。

在根据该实施方式的电动车辆20中，电池36用作电力存储装置，但可以使用电容器来代替电池36。

在实施方式中，如图1所示，采用电机32连接到与驱动轮22a和22b连接的驱动轴26的电动车辆20的配置。然而，如图7所示，可以采用电机32连接到与驱动轮22a和22b连接的驱动轴26并且发动机122和电机132经由行星齿轮组124连接到驱动轴26的混合动力车辆120的配置。在该情况下，电机132由连接到在高压侧的电力线42的逆变器134驱动。如图8所示，可以采用变速器230被设置在连接到驱动轮22a和22b的驱动轴26与电机32之间并且发动机222经由离合器229连接到电机32的混合动力车辆220的配置。

下面将描述实施方式的主要元件与发明内容中描述的本发明的主要元件之间的对应关系。在实施方式中，电机32是“电机”的示例。逆变器34是“逆变器”的示例。电池36是“电力存储装置”的示例。升压转换器40是“升压转换器”的示例。电压传感器46a是“第一电压传感器”的示例。电压传感器48a是“第二电压传感器”的示例。电流传感器41a是“电流传感器”的示例。电子控制单元50是“电子控制单元”的示例。

实施方式中的主要元件与发明内容中描述的本发明的主要元件之间的对应关系不限制发明内容中描述的本发明的元件，因为实施方式是用于具体描述发明内容中描述的本发明的方面的示例。即，应当注意的是，发明内容中描述的本发明要基于发明内容的描述来解释，而实施方式仅是发明内容中描述的本发明的具体示例。

虽然上面描述了本发明的实施方式，但是本发明不限于实施方式，并且可以在不背离本发明的主旨的情况下以各种形式进行修改。

本发明适用于车辆制造业等。

Claims (8)

1.一种车辆，包括：电机，其被配置成驱动车辆；逆变器，其被配置成驱动所述电机；电力存储装置；升压转换器，其包括电抗器以及上臂和下臂的开关元件，所述升压转换器被配置成执行将连接到所述电力存储装置的在低压侧的电力线的电力升压并且将升压后的电力供给至连接到所述逆变器的在高压侧的电力线的升压操作；第一电压传感器，其被配置成检测在所述高压侧的电力线的电压；第二电压传感器，其被配置成检测在所述低压侧的电力线的电压；以及电流传感器，其被配置成检测所述电抗器的电流作为检测电流，所述车辆的特征在于还包括：

电子控制单元，其被配置成：

(i)控制所述逆变器和所述升压转换器，

(ii)当在所述第一电压传感器或所述第二电压传感器中发生了异常时，基于所述电抗器的检测电流来计算在所述高压侧的电力线的估计电压，以及

(iii)使用在所述高压侧的电力线的估计电压来控制所述升压转换器。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，

所述电子控制单元被配置成：当在所述第一电压传感器或所述第二电压传感器中发生了异常时，基于所述电抗器的检测电流在该检测电流增大和减小的过程中每单位时间的变化量，来计算在所述高压侧的电力线的估计电压。

3.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，

所述电子控制单元被配置成：通过VHest＝L×(ΔIL1－ΔIL2)/Δt来计算在所述高电压侧的电力线的估计电压VHest，其中，Δt表示单位时间，ΔIL1和ΔIL2表示所述电抗器的检测电流在该检测电流增大和减小的过程中每单位时间的变化量，L表示所述电抗器的电感，以及VHest表示在所述高压侧的电力线的估计电压。

4.根据权利要求2或3所述的车辆，其特征在于，

所述电子控制单元被配置成：

(i)基于在所述高压侧的电力线的估计电压和目标电压来设定目标占空比；

(ii)使用所述目标占空比来控制所述升压转换器；以及

(iii)当在所述第一电压传感器或所述第二电压传感器中发生了异常时，基于在所述高压侧的电力线的估计电压和目标电压来设定所述目标占空比，以使得所述上臂的导通时间和关断时间比所述单位时间长。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆，其特征在于，

所述电子控制单元被配置成：

(i)以PWM控制模式或矩形波控制模式控制所述逆变器；以及

(ii)控制所述升压转换器，以使得当在所述第一电压传感器或所述第二电压传感器中发生了异常时所述上臂保持在导通状态下，并且当所述升压转换器的所述上臂保持在导通状态下且以所述PWM控制模式控制所述逆变器时，控制所述升压转换器开始所述升压转换器的升压操作。

6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，

所述电子控制单元被配置成：当在所述第一电压传感器或所述第二电压传感器中发生了异常、所述升压转换器的上臂保持在导通状态下、以所述PWM控制模式控制所述逆变器、并且调制系数等于或大于预定调制系数时，开始所述升压转换器的升压操作。

7.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，

所述电子控制单元被配置成：当在所述第一电压传感器或所述第二电压传感器中发生了异常、所述升压转换器的上臂保持在导通状态下、以所述PWM控制模式控制所述逆变器、并且车辆速度等于或大于预定车辆速度时，开始所述升压转换器的升压操作。

8.一种用于车辆的控制方法，所述车辆包括：电机，其被配置成驱动所述车辆；逆变器，其被配置成驱动所述电机；电力存储装置；升压转换器，其包括电抗器以及上臂和下臂的开关元件，所述升压转换器被配置成执行使连接到所述电力存储装置的在低压侧的电力线的电力升压并且将升压后的电力供给至连接到所述逆变器的在高压侧的电力线的升压操作；第一电压传感器，其被配置成检测在所述高压侧的电力线的电压；第二电压传感器，其被配置成检测在所述低压侧的电力线的电压；以及电流传感器，其被配置成检测所述电抗器的电流作为检测电流，所述控制方法的特征在于包括：

(i)控制所述逆变器和所述升压转换器；

(ii)当在所述第一电压传感器或所述第二电压传感器中发生了异常时，基于所述电抗器的检测电流来计算在所述高压侧的电力线的估计电压；以及

(iii)使用在所述高压侧的电力线的估计电压来控制所述升压转换器。