DE602004006140T2

DE602004006140T2 - Spannungsumwandlervorrichtung und computerlesbares aufzeichnungsmedium zur steuerung der spannungsumwandlung

Info

Publication number: DE602004006140T2
Application number: DE602004006140T
Authority: DE
Inventors: Masaki Okamura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2024-05-26
Also published as: EP1649589B1; WO2005013471A1; JP2005051898A; US20060145677A1; CN100448146C; US7355869B2; JP4052195B2; EP1649589A1; DE602004006140D1; CN1830133A

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spannungsumwandlervorrichtung, die eine Gleichspannung aus einer Gleichstromversorgung in eine Zielspannung umwandelt, und ein Computer-lesbares Aufzeichnungsmedium, in dem ein Programm aufgezeichnet ist, mit dem ein Computer die Spannungswandlung einer Gleichspannung in eine Zielspannung steuern kann.
Technischer Hintergrund
Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge werden als umweltfreundliche Fahrzeuge zunehmend interessanter. Die Hybridfahrzeuge werden nun teilweise auf den Markt gebracht.
Ein Hybridfahrzeug hat als Antriebsleistungsquellen eine Gleichstromversorgung, einen Wechselrichter und einen Elektromotor, der von dem Wechselrichter angesteuert wird, zusätzlich zu einem herkömmlichen Verbrennungsmotor. Genauer wird der Verbrennungsmotor steuert, um die Antriebsleistungsversorgung sicherzustellen, und eine Gleichspannung von der Gleichstromversorgung wird vom Wechselrichter in eine Wechselstrom-Spannung umgewandet, die zur Drehung des Elektromotors verwendet wird, und damit ebenfalls die Antriebsleistungsversorgung sicherzustellen. Elektrofahrzeug meint ein Fahrzeug, das als Antriebsleistungsquellen eine Gleichstromversorgung, einen Wechselrichter und einen Elektromotor aufweist, der vom Wechselrichter angesteuert wird.
Was das Hybrid- oder Elektrofahrzeug betrifft, so wurde vorgeschlagen, die Gleichspannung von der Gleichstromversorgung mit einem Spannungshochsetzungswandler zu verstärken und die verstärkte Gleichspannung zum Wechselrichter zu lie fern, der den Elektromotor angesteuert (japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2001-275367).
Genauer ist am Hybrid- oder Elektrofahrzeug ein Elektromotor-Antriebsmechanismus installiert, der einen bidirektionalen Wandler und einen Wechselrichter aufweist. Der bidirektionale Wandler schließt zwei IGBTs (Isolierschicht-Bipolartransistoren) ein, die in Reihe zwischen eine Leistungsversorgungsleitung und eine Masseleitung des Wechselrichters geschaltet sind, und einen Reaktor L1, dessen eines Ende mit einem Punkt verbunden ist, der zwischen den beiden IGBTs liegt, und dessen anderes Ende mit der positiven Elektrode einer Batterie verbunden ist.
Der bidirektionale Wandler verstärkt eine Gleichspannung, die von der Batterie geliefert wird, auf solche Weise, dass seine Ausgangsspannung einem Spannungsbefehl gleich ist, und liefert die Ausgangsspannung an den Wechselrichter. Falls die Gleichspannung mittels des bidirektionalen Wandlers auf die Ausgangsspannung angehoben werden soll, so dass die Ausgangsspannung dem Spannungsbefehl gleich wird, führt eine Steuereinheit eine Rückkopplungssteuerung bzw. Regelung unter Verwendung einer PI-Steuerverstärkung durch. Der Wechselrichter treibt dann den Elektromotor mit Gleichspannung an, die vom bidirektionalen Wandler geliefert wird.
Wie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, verstärkte die herkömmliche Elektromotor-Antriebsvorrichtung die Gleichspannung von der Batterie, um den Elektromotor mit der verstärkten Gleichspannung anzutreiben.
Die herkömmliche Elektromotor-Antriebsvorrichtung ist jedoch mit dem Problem von Überspannung und Überstrom behaftet, die erzeugt werden könnten, wenn die Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird, um die Ausgangsspannung dem Spannungsbefehl gleich zu machen, falls die Ausgangsspannung des bidirektionalen Wandlers aufgrund einer Variation einer an den Elektromotor angelegten Last variiert.
10 ist ein Spannungs-Zeitsteuerungsschema. Wie in 10 dargestellt, sinkt die Ausgangsspannung des bidirektionalen Wandlers unter den Spannungsbefehl, wenn die Last, die an den Elektromotor angelegt wird, zunimmt, was zu einer Zunahme der Abweichung zwischen dem Spannungsbefehl und der Ausgangsspannung führt.
Falls eine proportionale Verstärkung und eine integrale Verstärkung, die gemäß der Abweichung bestimmt werden, verwendet werden, um die Rückkopplungssteuerung durchzuführen, steigt in solch einem Fall die Ausgangsspannung des bidirektionalen Wandlers über den Pegel der Überspannung, wodurch das Problem der Erzeugung von Überspannung und Überstrom entsteht. Genauer steigt die Ausgangsspannung des bidirektionalen Wandlers scharf an, so dass sie den Überspannungspegel übersteigt, da die proportionale Verstärkung entsprechend der Abweichung zunimmt und die integrale Verstärkung aufgrund der Integration der Abweichung zunimmt, was zur Erzeugung der Überspannung und des Überstroms führt.
Die Patentschriften US 6417653 und US 5666463 zeigen Lösungen des Standes der Technik in Bezug auf das Problem von Einschwingungen und Stößen.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit die Schaffung einer Spannungsumwandlervorrichtung, die eine Gleichspannung auf solche Weise in eine Ausgangsspannung umwandelt, dass die Ausgangsspannung einem Spannungsbefehl gleich ist, während die Erzeugung von Überspannung und Überstrom vermieden wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Computer-lesbaren Aufzeichnungsmediums, in dem ein Programm aufgezeichnet ist, mit dem ein Computer die Spannungswandlung von einer Gleichspannung in eine Ausgangsspannung auf solche Weise steuern kann, dass die Ausgangsspannung einem Spannungsbefehl gleich ist, während die Erzeugung von Überspannung und Überstrom vermieden wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung schließt eine Spannungsumwandlervorrichtung, die eine Gleichspannung von einer Gleichstromversorgung auf solche Weise in eine Ausgangsspannung umwandelt, dass die Ausgangsspannung einer Zielspannung gleich ist, einen Spannungswandler, eine Erfassungseinheit und eine Steuereinheit ein. Der Spannungswandler ändert einen Spannungspegel der Gleichspannung, um die Ausgangsspannung auszugeben. Die Erfassungseinheit erfasst die Ausgangsspannung vom Spannungswandler. Die Steuereinheit führt eine Rückkopplungssteuerung des Spannungswandlers auf solche Weise durch, dass die Ausgangsspannung der Zielspannung gleich ist, wobei die Rückkopplungssteuerung in einem Fall, wo eine erste Abweichung zwischen der Zielspannung und der erfassten Ausgangsspannung größer ist als ein vorgegebener Wert, durch Ändern eines Spannungsbefehls des Spannungswandlers auf solche Weise, dass eine zweite Abweichung zwischen dem Spannungsbefehl und der Ausgangsspannung abnimmt, durchgeführt wird.
Falls die erfasste Ausgangsspannung unter die Zielspannung sinkt, steuert die Steuereinheit den Spannungswandler durch Durchführen einer ersten Rückkopplungssteuerung und einer zweiten Rückkopplungssteuerung so, dass die Ausgangsspannung der Zielspannung gleich ist. Erste Rückkopplungssteuerung meint eine Rückkopplungssteuerung des Spannungswandlers, die durch Ändern des Spannungsbefehls auf solche Weise durchgeführt wird, dass die zweite Abweichung höchstens so hoch ist wie der vorgegebene Wert. Zweite Rückkopplungssteuerung meint eine Rückkopplungssteuerung des Spannungswandlers, die in einem Fall, wo die erfasste Ausgangsspannung, die bis dahin gesunken ist, zu steigen beginnt, dadurch durchgeführt wird, dass die Änderungsrate des Spannungsbefehls höchstens so hoch ist wie ein Standardwert.
Vorzugsweise führt die Steuereinheit in einem Fall, wo die erste Abweichung größer ist als der vorgegebene Wert, die erste Rückkopplungssteuerung unter Verwendung des Spannungsbefehls durch, der durch Addieren des vorgegebenen Werts zur erfassten Ausgangsspannung bestimmt wird.
Vorzugsweise wird die Ausgangsspannung in einen Wechselrichter eingegeben, der einen Wechselstrommotor antreibt.
Vorzugsweise ist der Wechselstrommotor ein Elektromotor für ein Fahrzeug.
Ferner führt gemäß der vorliegenden Erfindung ein Computer mit einem Computer-lesbaren Medium, in dem ein Programm aufgezeichnet ist, mit dem der Computer die Spannungswandlung von einer Gleichspannung von einer Gleichstromversorgung in eine Ausgangsspannung auf solche Weise steuert, dass die Ausgangsspannung einer Zielspannung gleich ist, folgendes durch: einen ersten Schritt der Erfassung der Ausgangsspannung; und einen zweiten Schritt der Durchführung einer Rückkopplungssteuerung eines Spannungswandlers, der die Gleichspannung in die Ausgangsspannung umwandelt, wobei die Rückkopplungssteuerung in einem Fall, wo eine erste Abweichung zwischen der Zielspannung und der erfassten Ausgangsspannung größer ist als ein vorgegebener Wert, durch Ändern eines Spannungsbefehls des Spannungswandlers auf solche Weise durchgeführt wird, dass eine zweite Abweichung zwischen dem Spannungsbefehl und der Ausgangsspannung abnimmt.
Der zweite Schritt schließt Folgendes ein: einen ersten Unterschritt der Berechnung der ersten Abweichung; einen zweiten Unterschritt der Erfassung, dass die erste Abweichung größer ist als der vorgegebene Wert; einen dritten Unterschritt der Durchführung einer Rückkopplungssteuerung des Spannungswandlers durch Ändern des Spannungsbefehls auf solche Weise, dass die zweite Abweichung höchstens so hoch ist wie der vorgegebene Wert; und einen vierten Unterschritt der Durchführung einer Rückkopplungssteuerung des Spannungswandlers, falls die erfasste Ausgangsspannung, die am Sinken war, zu steigen beginnt, durch Ändern des Spannungsbefehls auf solche Weise, dass die Änderungsrate des Spannungsbefehls höchstens so hoch ist wie ein Standardwert.
Vorzugsweise schließt der dritte Unterschritt die folgenden Schritte ein: Berechnen des Spannungsbefehls durch Addieren des vorgegebenen Werts zur erfassten Ausgangsspannung; und Durchführen einer Rückkopplungssteuerung des Spannungswandlers unter Verwendung des errechneten Spannungsbefehls.
Vorzugsweise schließt der vierte Unterschritt die folgenden Schritte ein: Erfassen, dass die Ausgangsspannung, die am Sinken war, zu steigen beginnt, Berechnen eines Unterschieds zwischen einem ersten Spannungsbefehl zu einem ersten Steuerzeitpunkt und einem zweiten Spannungsbefehl zu einem zweiten Steuerzeitpunkt, der dem ersten Steuerzeitpunkt vorausgeht; Vergleichen des Unterschieds mit dem Standardwert; Berechnen des ersten Spannungsbefehls, falls der Unterschied größer ist als der Standardwert, durch Addieren des Standardwerts zum zweiten Spannungsbefehl; Berechnen des ersten Spannungsbefehls, falls der Unterschied höchstens so hoch ist wie der Standardwert, durch Addieren des vorgegebenen Werts zur erfassten Ausgangsspannung; und Durchführen einer Rückkopplungssteuerung des Spannungswandlers unter Verwendung des errechneten ersten Spannungsbefehls.
Mit der Spannungsumwandlervorrichtung der vorliegenden Erfindung wird die Rückkopplungssteuerung des Spannungswandlers, wenn die erste Abweichung zwischen der Zielspannung und der Ausgangsspannung des Spannungswandlers größer ist als der vorgegebene Wert, durch Ändern des Spannungsbefehls des Spannungswandlers durchgeführt. Anders ausgedrückt, die Regelung wird durch Verkleinern der Abweichung zwischen der Ausgangsspannung und dem Spannungsbefehl ebenso wie der kumulativen Abweichung zwischen diesen im Vergleich zu dem Fall, dass der Spannungsbefehl des Spannungswandlers bei der Zielspannung festgelegt ist, durchgeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann somit die Erzeugung von Überspannung und Überstrom in einem Fall unterdrückt werden, wo die Regelung durchgeführt wird, so dass die Ausgangsspannung der Zielspannung gleich ist.
Mit der Spannungsumwandlervorrichtung der vorliegenden Erfindung wird ferner, wenn die Ausgangsspannung unter die Zielspannung sinkt und dann zu steigen beginnt, die Regelung durch Ändern des Spannungsbefehls durchgeführt, so dass die Änderungsrate des Spannungsbefehls bei oder unter dem Standardwert liegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann somit die Erzeugung von Überspannung und Überstrom zuverlässiger unterdrückt werden, falls die Regelung auf solche Weise durchgeführt wird, dass die Ausgangsspannung der Zielspannung gleich ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist ein schematisches Blockschema einer Elektromotorantriebsvorrichtung mit einer Spannungsumwandlervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Funktionsblockschema einer in 1 dargestellten Steuereinrichtung.
3 ist ein Funktionsblockschema einer in 2 dargestellten Elektromotormoment-Steuereinrichtung.
4 ist ein Funktionsblockschema einer Rückkopplungsspannungsbefehls-Berechnungseinheit und einer Tastverhältnis-Umwandlungseinheit, die in 3 dargestellt sind.
5 ist ein Spannungs-Zeitsteuerungsplan.
6 ist ein weiterer Spannungs-Zeitsteuerungsplan.
7 ist ein Ablaufschema, das Arbeitsabläufe einer Rückkopplungssteuerung, wenn ein Spannungshochsetzungswandler eine Gleichspannung in eine Ausgangsspan nung auf solche Weise umwandelt, dass die Ausgangsspannung einem Spannungsbefehl gleich ist, darstellt.
8 ist ein Ablaufschema, das ausführlich die Arbeitsabläufe in Schritt S6, der in 7 dargestellt ist, erläutert.
9 ist ein Blockschema eines von zwei Elektromotorgeneratoren und zwei Wechselrichtern.
10 ist ein Spannungs-Zeitsteuerungsplan.
Beste Weise zur Durchführung der Erfindung
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Gleiche Komponenten in der Zeichnung werden durch gleiche Bezugszeichen benannt und ihre Beschreibung wird hier nicht wiederholt.
Wie in 1 dargestellt, schließt eine Elektromotor-Antriebsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Gleichstromversorgung B, Spannungssensoren 10 und 13, System-Relais SR1 und SR2, Kondensatoren C1 und C2, einen Spannungshochsetzungswandler 12, einen Wechselrichter 14, Sensoren 24 für elektrischen Strom und eine Steuereinrichtung 30 ein. Ein Wechselstrom-Elektromotor M1 ist ein Antriebsmotor, der ein Drehmoment zum Antreiben von Antriebsrädern eines Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs erzeugt. Alternativ dazu kann der Elektromotor in einem Hybridfahrzeug installiert sein, um als Elektrogenerator, der von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird, ebenso wie als Elektromotor für den Verbrennungsmotor zu dienen und somit beispielsweise in der Lage zu sein, den Verbrennungsmotor zu starten.
Der Spannungswandler 12 schließt einen Reaktor L1, NPN-Transistoren Q1 und Q2 und Dioden D1 und D2 ein. Ein Ende des Reaktors L1 ist mit einer Leistungsversorgungsleitung der Gleichstromversorgung B verbunden, und sein anderes Ende ist mit einem Punkt zwischen den NPN-Transistoren Q1 und Q2, d.h. zwischen dem Emitter des NPN-Transistors Q1 und dem Kollektor des NPN-Transistors Q2 verbunden. Die NPN-Transistoren Q1 und Q2 sind in Reihe zwischen die Leistungsversorgungsleitung und eine Masseleitung geschaltet. Der Kollektor des NPN-Transistors Q1 ist mit der Leistungsversorgungsleitung verbunden, und der Emitter des NPN-Transistors Q2 ist mit der Masseleitung verbunden. Ferner sind zwischen den jeweiligen Kollektoren und Emittern der NPN-Transistoren Q1 und Q2 Dioden D1 und D2, durch die Strom von den jeweiligen Emittern zu den jeweiligen Kollektoren fließt, vorgesehen.
Der Wechselrichter 14 besteht aus einem U-Phasenarm, einem V-Phasenarm und einem W-Phasenarm 17. Der U-Phasenarm, der V-Phasenarm und der W-Phasenarm 17 sind parallel zwischen die Leistungsversorgungsleitung und die Masseleitung geschaltet.
Der U-Phasenarm 15 besteht aus in Reihe geschalteten NPN-Transistoren Q3 und Q4, der V-Phasenarm 16 besteht aus in Reihe geschalteten NPN-Transistoren Q5 und Q6, und der W-Phasenarm 17 besteht aus in Reihe geschalteten NPN-Transistoren Q7 und Q8. Zwischen die jeweiligen Kollektoren und Emittern der NPN-Transistoren Q3–Q8, sind Dioden D3–D8, durch die Strom von den jeweiligen Emittern zu den jeweiligen Kollektoren fließt, geschaltet.
Ein Punkt zwischen den jeweiligen Phasenarmen ist jeweils mit einem Ende der Phasenspule eines Wechselstrommotors M1 verbunden. Genauer ist der Wechselstrommotor M1 ein dreiphasiger Dauermagnet-Elektromotor, der aus drei Spulen U, V und W aufgebaut ist. Ein Ende der U-Phasenspule, ein Ende der V-Phasenspule und ein Ende der W-Phasenspule sind an der gemeinsamen mittleren Verbindung miteinander verbunden, während das andere Ende der U-Phasenspule mit einem Punkt zwischen NPN-Transistoren Q3 und Q4 verbunden ist, das andere Ende der V-Phasenspule mit einem Punkt zwischen NPN-Transistoren Q5 und Q6 verbunden ist, und das andere Ende der W-Phasenspule mit einem Punkt zwischen NPN-Transistoren Q7 und Q8 verbunden ist.
Die Gleichstromversorgung B besteht aus einer oder mehreren sekundären oder wiederaufladbaren Zellen, beispielsweise aus Nickelhydrid oder Lithiumion. Ein Spannungssensor 10 erfasst die Gleichspannung Vb, die von der Gleichstromversorgung B ausgegeben wird, um die erfasste Gleichspannung Vb an die Steuervorrichtung 30 auszugeben. Systemrelais SR1 und SR2 werden ansprechend auf ein Signal SE von der Steuervorrichtung 30 ein-/ausgeschaltet.
Ein Kondensator C1 glättet die Gleichspannung Vb, die von der Gleichstromversorgung B geliefert wird, um die geglättete Gleichspannung an den Spannungshochsetzungswandler 12 zu liefern.
Der Spannungshochsetzungswandler 12 verstärkt die Gleichspannung vom Kondensator C1, um die verstärkte Spannung an den Kondensator C2 zu liefern. Genauer empfängt der Spannungshochsetzungswandler 12 ein Signal PWMU von der Steuervorrichtung 30 und die erhöht die Gleichspannung entsprechend dem Zeitraum, während dem der NPN-Transistor Q2 ansprechend auf das Signal PWMU eingeschaltet ist, und liefert die erhöhte Spannung an den Kondensator C2. In diesem Fall wird der NPN-Transistor Q1 ansprechend auf das Signal PWMU ausgeschaltet. Ferner empfängt der Spannungshochsetzungswandler 12 ein Signal PWMD von der Steuervorrichtung 30 und senkt die Gleichspannung, die vom Wechselrichter 14 über den Kondensator C2 geliefert wird, um die Gleichstromversorgung B zu laden.
Der Kondensator C2 glättet die Gleichspannung vom Spannungshochsetzungswandler 12, um die geglättet Gleichspannung zum Wechselrichter 14 zu liefern. Ein Spannungssensor 13 erfasst die Zwischenklemmenspannung des Kondensators C2, d.h. die Ausgangsspannung Vm des Spannungshochsetzungswandlers 12 (die der Eingangsspannung zum Wechselrichter 14 entspricht), um die erfasste Ausgangsspannung Vm an die Steuervorrichtung 30 auszugeben.
Der Wechselrichter 14 empfängt die Gleichspannung, die vom Kondensator C2 geliefert wird, und wandelt die Gleichspannung auf der Basis eines Signals PWMI von der Steuervorrichtung 30 in eine Wechselspannung um, um den Wechselstrommotor M1 anzusteuern. Somit wird der Wechselstrommotor M1 so angesteuert, dass er ein Drehmoment erzeugt, das vom Drehmoment-Befehlswert TR angezeigt wird. In einem regenerativen Bremsmodus des Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs, in dem eine Elektromotor-Antriebsvorrichtung 100 installiert ist, wandelt der Wechselrichtung 14 eine vom Wechselstrommotor M1 erzeugte Wechselspannung auf der Basis eines Signals PWMC von der Steuervorrichtung 30 in eine Gleichspannung um, um die resultierende Gleichspannung über einen Kondensator C2 zum Spannungshochsetzungswandler 12 zu liefern.
Das regenerative Bremsen schließt hier ein Bremsen ein, das von einer regenerativen Leistungserzeugung begleitet wird, die bewirkt wird, wenn ein Fahrer des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs die Fußbremse niedertritt, ebenso wie eine Verlangsamung (oder die Beendigung einer Beschleunigung), die mit einer regenerativen Leistungserzeugung einhergeht, die bewirkt wird, wenn der Fahrer das Gaspedal loslässt, ohne die Fußbremse zu betätigen.
Stromsensoren 24 erfassen Motorstrom MCRT, der durch den Wechselstrommotor M1 fließt, um den erfassten Motorstrom MCRT an die Steuervorrichtung 30 auszugeben.
Die Steuervorrichtung 30 erzeugt ein Signal PWMU zum Ansteuern des Spannungshochsetzungswandlers 12 und ein Signal PWMI zum Ansteuern des Wechselrichters 14 aufgrund eines Spannungsbefehls TR und einer Elektromotor-Drehzahl (Zahl der Umdrehungen des Elektromotors) MRN, die von einer extern vorgesehenen ECU (elektrischen Steuereinheit) eingegeben werden, einer Gleichspannung Vb vom Spannungssensor 10, einer Ausgangsspannung Vm von einem Spannungssensor 13 und einem Motorstrom MCRT von Stromsensoren 24 gemäß einem nachstehend beschriebe nen Verfahren und gibt die erzeugten Signale PWMU und PWMI an den Spannungshochsetzungswandler 12 bzw. den Wechselrichter 14 aus.
Das Signal PWMU ist ein Signal zum Ansteuern des Spannungshochsetzungswandlers 12, um die Gleichspannung vom Kondensator C1 in Ausgangsspannung Vm zu wandeln. Wenn der Spannungshochsetzungswandler 12 die Gleichspannung in Ausgangsspannung Vm wandelt, führt die Steuervorrichtung 30 eine Regelung der Ausgangsspannung Vm durch Erzeugung eines Signals PWMU zum Ansteuern des Spannungshochsetzungswandlers 12 auf solche Weise durch, dass die Ausgangsspannung Vm gleich einem Spannungsbefehl Vdc_com ist. Eine Beschreibung des Verfahrens zum Erzeugen des Signals PWMU ist nachstehend angegeben.
Ferner empfängt die Steuervorrichtung 30 von der externen ECU ein Signal, das anzeigt, dass das Hybrid- oder Elektrofahrzeug in den regenerativen Bremsmodus übergeht, und erzeugt daraufhin ein Signal PWMC zum Umwandeln der vom Wechselstrommotor M1 erzeugten Wechselspannung in Gleichspannung und gibt das erzeugte Signal an den Wechselrichter 14 aus. In diesem Fall unterliegen die NPN-Transistoren Q3–Q8 des Wechselrichters 14 einer Schaltsteuerung durch das Signal PWMC. Der Wechselrichter 14 wandelt somit die vom Wechselstrommotor M1 erzeugte Wechselspannung in die Gleichspannung um, um die erzeugte Gleichspannung zum Spannungshochsetzungswandler 12 zu liefern.
Außerdem empfängt die Steuervorrichtung 30 von der externen ECU ein Signal, das anzeigt, dass das Hybrid- oder Elektrofahrzeug in den regenerativen Bremsmodus übergeht und erzeugt daraufhin ein Signal PWMD zum Senken der vom Wechselrichter 14 zugeführten Gleichspannung, um das erzeugte Signal PWMD an den Spannungshochsetzungswandler 12 auszugeben. Die vom Wechselstrommotor M1 erzeugte Wechselspannung wird somit in die Gleichspannung umgewandelt, die dann gesenkt und der Gleichstromversorgung B zugeführt wird.
Außerdem erzeugt die Steuervorrichtung 30 ein Signal SE, um Systemrelais SR1 und SR2 ein-/auszuschalten, um das erzeugte Signal an die Systemrelais SR1 und SR2 auszugeben.
2 ist ein Funktionsblockschema der Steuervorrichtung 30. Wie in 2 dargestellt, schließt die Steuervorrichtung 30 ein Elektromotormoment-Steuermittel 301 und ein Spannungswandlungs-Steuermittel 302 ein. Wenn der Wechselstrommotor M1 angesteuert werden soll, erzeugt das Elektromotormoment-Steuermittel 301 ein Signal PWMI zum Ein-/Ausschalten der NPN-Transistoren Q3–Q8 des Wechselrichters 14 auf der Basis eines Drehmomentbefehls TR, einer Gleichspannung Vb von der Gleichstromversorgung B, eines Motorstroms MCRT, einer Elektromotor-Drehzahl MRN und einer Ausgangsspannung Vm eines Spannungshochsetzungswandlers 12, und gibt die erzeugten Signale PWMU und PWMI an einen Spannungshochsetzungswandler 12 bzw. einen Wechselrichter 14 aus.
Im regenerativen Bremsmodus empfängt das Spannungswandlungs-Steuermittel 302 von der externen ECU ein Signal RGE, das anzeigt, dass das Hybrid- oder Elektrofahrzeug in den regenerativen Bremsmodus übergeht, und erzeugt daraufhin ein Signal PWMD zum Senken der vom Wechselrichter 14 gelieferten Gleichspannung, um das erzeugte Signal an den Spannungshochsetzungswandler 12 auszugeben. Aus der Tatsache, dass der Spannungshochsetzungswandler 12 die Spannung ansprechend auf ein Signal PWMD zum Senken der Gleichspannung auch herabsetzen kann, folgt, dass der Spannungshochsetzungswandler 12 als bidirektionaler Wandler fungiert.
3 ist ein Funktionsblockschema eines Elektromotormoment-Steuermittels 301. Wie in 3 dargestellt, schließt das Elektromotormoment-Steuermittel 301 eine Phasenspannungs-Berechnungseinheit 40 zur Steuerung des Elektromotors (im Folgenden als Phasenspannungs-Berechnungseinheit 40 bezeichnet), eine PWM-Signal-Umwandlungseinheit 42 für den Wechselrichter (im Folgenden als Wechselrichter-PWM-Signal-Umwandlungseinheit 42 bezeichnet), eine Wechselrichter-Eingangs spannungsbefehls-Berechnungseinheit 50, eine Spannungsregelungsbefehls-Berechnungseinheit 52 und eine Tastverhältnis-Umwandlungseinheit 54 ein.
Die Phasenspannungs-Befehlseinheit 40 empfängt vom Spannungssensor 13 die Ausgangsspannung Vm des Spannungshochsetzungswandlers 12, d.h. die Eingangsspannung für den Wechselrichter 14, empfängt von Stromsensoren 24 den Motorstrom MCRT, der durch die jeweiligen Phasen des Wechselstrommotors M1 fließt, und empfängt einen Drehmoment-Befehlswert TR von der externen ECU. Dann berechnet die Phasenspannungs-Berechnungseinheit 40 auf der Basis dieser Eingangssignale eine Spannung, die an jede Phasenspule des Wechselstrommotors M1 angelegt werden soll, um die resultierende Spannung an die Wechselrichter-PWM-Signal-Umwandlungseinheit 42 zu liefern. Die Wechselrichter-PWM-Signal-Umwandlungseinheit 42 erzeugt auf der Basis des Ergebnisses der Berechnung von der Phasenspannungs-Berechnungseinheit 40 ein Signal PWMI, um die NPN-Transistoren Q3–Q8 des Wechselrichters 14 tatsächlich ein- und auszuschalten, und gibt das erzeugte Signal PWMI an die NPN-Transistoren Q3–Q8 jedes Wechselrichters 14 aus.
Die NPN-Transistoren Q3–Q8, die somit schaltergesteuert sind, steuern den Strom, der zu jeder Phase des Wechselstrommotors M1 fließt, so dass der Wechselstrommotor M1 das angestrebte Drehmoment ausgibt. Auf diese Weise wird der Elektromotor-Antriebsstrom gesteuert und wird das Elektromotormoment gemäß dem Drehmoment-Befehlswert TR ausgegeben.
Die Wechselrichter-Eingangsspannungsbefehls-Berechnungseinheit 50 berechnet auf der Basis eines Drehmoment-Befehlswerts TR und einer Elektromotor-Drehzahl MRN einen optimalen Wert (einen Zielwert) der Wechselrichter-Eingangsspannung, d.h. einen Spannungsbefehl Vdc_com1, und gibt den resultierenden Spannungsbefehl Vdc_com1 an die Spannungsregelungsbefehls-Berechnungseinheit 52 aus.
Auf der Basis einer Ausgangsspannung Vm des Spannungshochsetzungswandlers 12 vom Spannungssensor 13 und eines Spannungsbefehls Vdc_com1 von der Wechsel richter-Spannungsbefehls-Berechnungseinheit 50 berechnet die Spannungsregelungsbefehls-Berechnungseinheit 52 einen Spannungsregelungsbefehl Vdc_com_fb gemäß einem nachstehend beschriebenen Verfahren und gibt den errechneten Spannungsregelungsbefehl Vdc_com_fb an die Tastverhältnis-Umwandlungseinheit 54 aus.
Auf der Basis der Gleichspannung Vb vom Spannungssensor 10 und des Spannungsregelungsbefehls Vdc_com_fb von der Spannungsregelungsbefehls-Berechnungseinheit 52 berechnet die Tastverhältnis-Umwandlungseinheit 54 ein Tastverhältnis zum Einstellen der Ausgangsspannung Vm vom Spannungssensor 13 auf den Spannungsregelungsbefehl Vdc-com_fb und erzeugt auf der Basis des errechneten Tastverhältnisses ein Signal PWMU zum Ein- und Ausschalten der NPN-Transistoren Q1 und Q2 des Spannungshochsetzungswandlers 12.
Die Anschaltung des NPN-Transistors Q2, der der niedrigere der im Spannungshochsetzungswandler 12 Enthaltenen ist, kann verlängert werden, um die Stromspeicherung des Reaktors L1 zu erhöhen, wodurch eine höhere Ausgangsspannung erhalten wird. Wenn die Anschaltung des oberen NPN-Transistors Q1 verlängert wird, nimmt dagegen die Spannung in der Leistungsversorgungsleitung ab. Somit kann durch eine Steuerung des Tastverhältnisses der NPN-Transistoren q1 und Q2 die Spannung an der Leistungsversorgungsleitung dementsprechend gesteuert werden, so dass die Spannung auf eine beliebige Spannung von mindestens der Ausgangsspannung der Gleichstrom-Leistungsversorgung B eingestellt wird.
4 ist ein Funktionsblockschema einer Spannungsregelungsbefehls-Berechnungseinheit 52 und einer Tastverhältnis-Umwandlungseinheit 54, die in 3 dargestellt sind. Wie in 4 dargestellt, schließt die Spannungsregelungsbefehls-Berechnungseinheit 52 einen Subtrahierer 521, eine Spannungsabweichungs-Bestimmungseinheit 522, eine Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523, eine PI-Steuerverstärkungs-Bestimmungseinheit 524 und eine PI-Steuereinheit 525 ein.
Der Subtrahierer 521 empfängt einen Spannungsbefehl Vdc_com1 von der Wechselrichtereingangsspannungs-Berechnungseinheit 50, ebenso wie eine Ausgangsspannung Vm von einem Spannungssensor 13, und subtrahiert die Ausgangsspannung Vm vom Spannungsbefehl Vdc_com1. Der Subtrahierer 521 gibt dann das Ergebnis der Subtraktion, das durch die Abweichung ΔVdc1 dargestellt wird, an die Spannungsabweichungs-Bestimmungseinheit 522 aus.
Die Spannungsabweichungs-Bestimmungseinheit 522 bestimmt, ob die Abweichung ΔVdc1 vom Subtrahierer größer als ein bestimmter Wert A ist oder nicht. Falls die Abweichung ΔVdc1 größer als ein bestimmter Wert A ist, addiert die Spannungsabweichungs-Bestimmungseinheit 522 einen bestimmten Wert A zu einer Ausgangsspannung Vm vom Spannungssensor 13 und gibt das Ergebnis, d.h. Spannung Vm + A, als neuen Spannungsbefehl Vdc_com2 an die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 aus. Falls die Abweichung ΔVdc1 bei oder unter dem bestimmten Wert A liegt, gibt die Spannungsabweichungs-Bestimmungseinheit 522 einen Spannungsbefehl Vdc_com1 von der Wechselrichtereingangsspannungsbefehls-Berechnungseinheit 50 an die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 aus.
Die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 bestimmt, ob der Spannungsbefehl Vdc_com2 von der Spannungsabweichungs-Bestimmungseinheit 522 zunimmt oder nicht. Genauer speichert die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 einen Spannungsbefehl Vdc_com2 (n – 1) unter der vorangehenden Steuerung und berechnet den Unterschied zwischen dem Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) unter der gegenwärtigen Steuerung und dem Spannungsbefehl Vdc_com2 (n – 1) unter der vorangehenden Steuerung, um zu bestimmen, ob der Spannungsbefehl Vdc_com2 zunimmt oder nicht.
Wenn der Spannungsbefehl Vdc_com2 nicht zunimmt, verwendet die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 dann den Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) (= Vm + A) von der Spannungsabweichungs-Bestimmungseinheit 522 unverändert.
Falls der Spannungsbefehl Vdc_com2 zunimmt, berechnet die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 den Unterschied ΔVdc_com zwischen dem Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) unter der aktuellen Steuerung und dem Spannungsbefehl Vdc_com2 (n – 1) unter der vorangehenden Steuerung und vergleicht den errechneten Unterschied ΔVdc_com mit einem Standardwert STD.
Falls der Unterschied ΔVdc_com größer ist als der Standardwert STD, bestimmt die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 den Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) unter der aktuellen Steuerung durch Berechnen von Vdc_com (n – 1) + STD.
Falls der Unterschied ΔVdc_com bei oder unter dem Standardwert STD liegt, verwendet die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 den Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) (= Vm + A) von der Spannungsabweichungs-Bestimmungseinheit 522 unverändert.
Dann vergleicht die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 den Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) mit dem Spannungsbefehl Vdc_com1 (Zielspannung), der von der Wechselrichtereingangsspannungsbefehls-Berechnungseinheit 50 empfangen wird. Falls der Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) bei oder über dem Spannungsbefehl Vdc_com1 liegt, gibt die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 diese Zielspannung Vdc_com1 an die PI-Steuerverstärkungs-Bestimmungseinheit 524 aus. Falls der Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) kleiner ist als der Spannungsbefehl Vdc_com1, gibt die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 einen Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) an die PI-Steuerverstärkungs-Bestimmungseinheit 524 aus.
Die PI-Steuerverstärkungs-Bestimmungseinheit 524 berechnet die Abweichung ΔVdc2 zwischen dem Spannungsbefehl Vdccom1 oder dem Spannungsbefehl Vdccom2 (n) von der Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 und der Ausgangsspannung Vm vom Spannungssensor 13, um diese errechnete Abweichung ΔVdc2, eine proportionale Verstärkung PG und eine integrale Verstärkung IG an die PI-Steuereinheit 525 auszugeben.
Die PI-Steuereinheit 525 berechnet den Spannungsregelungsbefehl Vdc_com_fb auf der Basis der proportionalen Verstärkung PG, der integralen Verstärkung IG und der Abweichung ΔVdc2. Genauer setzt die PI-Steuereinheit 525 die proportionale Verstärkung PG, die integrale Verstärkung IG und die Abweichung ΔVdc2 von der PI-Steuerverstärkungs-Bestimmungseinheit 524 in den folgenden Ausdruck ein, um den Spannungsregelungsbefehl Vdc_com_fb ein. Vdc_com_fb = PG × ΔVdc2 + IG × ΣΔVdc2 (1)
Die PE-Steuereinheit 525 gibt dann den errechneten Spannungsregelbefehl Vdc_com_fb an die Tastverhältnis-Umwandlungseinheit 54 aus.
Die Tastverhältnis-Umwandlungseinheit 54 schließt eine Tastverhältnis-Berechnungseinheit 541 für den Wandler und eine PWM-Signal-Umwandlungseinheit 542 für den Wandler ein. Auf der Basis der Gleichspannung Vb vom Spannungssensor 10 und dem Spannungsregelbefehl Vdc_com_fb von der PI-Steuereinheit 525 berechnet die Wandlertastverhältnis-Berechnungseinheit 541 ein Tastverhältnis für die Einstellung der Ausgangsspannung Vm vom Spannungssensor 13 für den Spannungsregelbefehl Vdc_com_fb.
Aufgrund des Tastverhältnisses von der Wandlertastverhältnis-Berechnungseinheit 541 erzeugt die Wandler-PWM-Signal-Umwandlungseinheit 542 ein Signal PWMU zum Ein- und Ausschalten der NPN-Transistoren Q1 und Q2 des Spannungshochsetzungswandlers 12. Dann gibt die Wandler-PWM-Signal-Umwandlungseinheit 542 das erzeugte Signal PWMU an die NPN-Transistoren Q1 und Q2 des Spannungshochsetzungswandlers 12 aus.
Somit werden die NPN-Transistoren Q1 und Q2 des Spannungshochsetzungswandlers 12 auf der Basis des Signals PWMU ein- und ausgeschaltet. Der Spannungshochsetzungswandler 12 wandelt somit die Gleichspannung auf solche Weise in Aus gangsspannung Vm um, dass die Ausgangsspannung Vm dem Spannungsbefehl Vdc_com1 gleich ist.
5 ist ein Spannungszeitschema. Mit Bezug auf 5 wird nachstehend eine Beschreibung der Regelung des Spannungshochsetzungswandlers 12 gegeben, der Gleichspannung Vb auf solche Weise in Ausgangsspannung Vm umwandelt, dass die Ausgangsspannung Vm dem Spannungsbefehl Vdc_com1 gleich ist.
Wenn die Last des Wechselstrommotors M1 zunimmt, beginnt zum Zeitpunkt t1 die Ausgangsspannung Vm des Spannungshochsetzungswandlers 12 zu sinken. Dann wird bestimmt, ob die Abweichung ΔVdc1 zwischen dem Spannungsbefehl Vdc_com1 und der Ausgangsspannung Vm größer ist als ein festgelegter Wert A. Falls die Abweichung ΔVdc1 größer ist als ein festgelegter Wert A, wird ein neuer Spannungsbefehl Vdc_com2 durch Addieren des festgelegten Werts A zur Ausgangsspannung Vm bestimmt (Vdc_com2 = Vm + A).
In diesem Fall ist der Spannungsbefehl Vdc_com1 die Zielspannung, die der Spannungshochsetzungswandler 12 ausgeben sollte, während der Spannungsbefehl Vdc_com2 ein Pseudospannungsbefehl ist, um zu verhindern, dass eine Überspannung und ein Überstrom erzeugt werden, weil die Ausgangsspannung Vm den Spannungsbefehl Vdc_com1 (= die Zielspannung) übertrifft, wenn eine Regelung durchgeführt wird, um die Ausgangsspannung Vm dem Spannungsbefehl Vdc_com1 (= der Zielspannung anzugleichen).
Daher wird der Spannungsbefehl Vdc_com1 festgelegt, sobald er von der Wechselrichtereingangsspannungs-Berechnungseinheit 50 ausgegeben wird, der Spannungsbefehl Vdc_com2 wird abhängig vom Zeitpunkt der Steuerung gemäß der Variierung der Ausgangsspannung Vm variiert.
Im Zeitraum vom Zeitpunkt t1 zum Zeitpunkt t2, in dem die Ausgangsspannung Vm weiterhin sinkt, ist die Abweichung ΔVdc1 zwischen dem Spannungsbefehl Vdc_com1 (= Zielspannung) und dem Ausgangsbefehl Vm größer als ein bestimmter Wert A. Dann wird der bestimmte Wert A zur Ausgangsspannung Vm addiert, um den Spannungsbefehl Vdc_com2 (= Vm + A) zu berechnen, und eine Regelung wird unter Verwendung dieses Befehls Vdc_com2 durchgeführt.
Zum Zeitpunkt t2 beginnt der Spannungsbefehl Vdc_com2, der gesunken ist, zu steigen. Dann wird der Spannungsbefehl Vdc_com2 auf solche Weise bestimmt, dass die Änderungsrate ΔVdc_com des Spannungsbefehls Vdc_com2, die durch Addieren eines bestimmten Werts A zur Ausgangsspannung Vm berechnet wird, bei oder unter einem Standardwert STD liegt.
Da die Abweichung ΔVdc1 zwischen dem Spannungsbefehl Vdc_com1 und der Ausgangsspannung Vm zum Zeitpunkt t2 immer noch größer ist als der bestimmte Wert A, wird der Spannungsbefehl Vdc_com2 grundsätzlich durch Addieren eines bestimmten Werts A zur Ausgangsspannung Vm berechnet. In der Region, wo die Ausgangsspannung Vm zunimmt, könnten die Ausgangsspannung Vm, falls die Regelung unter Verwendung des Spannungsbefehls Vdc_com2 durchgeführt wird, der durch Addieren des bestimmten Werts A zur Ausgangsspannung Vm berechnet wird, jedoch den Spannungsbefehl Vdc_com1 (= die Zielspannung) übertreffen, um einen Überspannungspegel zu erreichen, was zur Erzeugung von Überspannung und Überstrom führt.
Wenn die Ausgangsspannung Vm, die gesunken ist, zu steigen beginnt, wird dann ein neuer Spannungsbefehl Vdc_com2 auf solche Weise eingestellt, dass die Änderungsrate bei oder unter dem Standardwert STD liegt.
Genauer wird der Unterschied ΔVdc_com zwischen dem Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) unter der aktuellen Steuerung und dem Spannungsbefehl Vdc_com2 (n – 1) unter der vorangehenden Steuerung berechnet, und der errechnete Unterschied ΔVdc_com wird mit dem Standardwert STD verglichen.
Wenn der Unterschied ΔVdc_com größer ist als der Standardwert STD, wird der Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) unter der aktuellen Steuerung gemäß der Gleichung Vdc_com2 (2) = Vdc_com2 (n – 1) + STD berechnet.
Wenn der Unterschied ΔVdc_com bei oder unter dem Standardwert STD liegt, wird der Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) (= Vm + A), der durch Addieren eines bestimmten Werts A zur Ausgangsspannung Vm berechnet wird, unverändert verwendet.
Sobald der Spannungsbefehl Vdc_com2 auf diese Weise bestimmt wurde, wird bestimmt, ob der Spannungsbefehl Vdc_com2 bei oder über dem Spannungsbefehl Vdc_com1 liegt. Falls der Spannungsbefehl Vdc_com2 bei oder über dem Spannungsbefehl Vdc_com1 liegt, wird eine Regelung unter Verwendung des Spannungsbefehls Vdc_com1 durchgeführt. Falls der Spannungsbefehl Vdc_com2 kleiner ist als der Spannungsbefehl Vdc_com1, wird eine Regelung unter Verwendung des Spannungsbefehls Vdc_com2 durchgeführt.
Für die Region, wo die Ausgangsspannung Vm weiter sinkt, wird der Spannungsbefehl Vdc_com2 durch Addieren eines bestimmten Werts A zur Ausgangsspannung Vm berechnet und eine Regelung wird unter Verwendung des errechneten Spannungsbefehls Vdc_com2 durchgeführt. Anders ausgedrückt, für die Region, wo die Ausgangsspannung Vm weiter sinkt, wird eine Regelung durch Ändern des Spannungsbefehls Vdc_com2 auf solche Weise, dass die Abweichung ΔVdc2 zwischen dem Spannungsbefehl Vdc_com2 und der Ausgangsspannung Vm bei oder unter dem bestimmten Wert A liegt, durchgeführt.
Wenn die Ausgangsspannung Vm, die gesenkt worden ist, zu steigen beginnt, wird eine Regelung durch Ändern des Spannungsbefehls Vdc_com2 auf solche Weise durchgeführt, dass die Änderungsrate ΔVdc_com zum Zeitpunkt tn bei der Zielspannung Vdc_com1 liegt, ohne den Überspannungspegel zu erreichen.
In diesem Fall wird der Standardwert STD auf irgendeinen Wert gesetzt, der nicht bewirkt, dass ein Überstrom zum Wechselstrommotor M1, der eine Last ist, und zur Gleichstromversorgung B fließt, und nicht bewirkt, dass eine Überspannung erzeugt wird. Anders ausgedrückt, wenn die Eingangsspannung zur Last scharf ansteigt, besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass ein Überstrom in der Last fließt. Wenn der Überstrom in der Last fließt, steigt auch die elektrische Leistung von der Gleichstromversorgung B plötzlich an, so dass auch ein Überstrom zur Gleichspannungs-Leistungsquelle B fließt. Es ist auch möglich, dass eine Überspannung erzeugt wird. Der Standardwert STD wird somit auf einen Wert gesetzt, der nicht bewirkt, dass der Überstrom und die Überspannung erzeugt werden.
Wie aus 5 ersichtlich, wird nach dem Zeitpunkt t2 der Spannungsbefehl Vdc_com2 auf solche Weise berechnet, dass die Änderungsrate bei oder unter dem Standardwert STD liegt, und somit die Ausgangsspannung Vm während des Zeitraums vom Zeitpunkt t1 zum Zeitpunkt tn immer dem Spannungsbefehl Vdc_com gleich ist. Daraus ist ersichtlich, dass die Regelung der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, um den Spannungsbefehl Vdc_com2 auf solche Weise zu ändern, dass die Abweichung ΔVdc2 zwischen dem Spannungsbefehl Vdc_com2 und der Ausgangsspannung Vm in einem Fall durchgeführt wird, wo die Ausgangsspannung Vm sinkt, so dass sie erheblich niedriger wird als die Zielspannung Vdc_com1, wenn die Abweichung ΔVdc1 über den bestimmten Wert A steigt.
Ein Ereignis, dass die Ausgangsspannung Vm sinkt, so dass sie erheblich unter die Zielspannung Vdc_com1 sinkt, wie in 5 dargestellt, könnte in den folgenden beiden Fällen auftreten wo:

(A) die Ausgangsleistung eines Wechselstrommotors M1, der eine Last ist, plötzlich ansteigt, so dass die Ausgangsleistung der Gleichstromversorgung B nicht auf den plötzlichen Anstieg antworten kann; und
(B) die Ausgangsleistung eines Wechselstrommotors M1, der eine Last ist, eine maximale Ausgangsleistung der Gleichstromversorgung B übersteigt.

Fall (A) tritt in einem Fall ein, wo die Last ein Wechselstrommotor ist, der mit Antriebsrädern des Fahrzeugs verbunden ist, und die Antriebsräder plötzlich rutschen, während Fall (B) in einem Fall auftritt, wenn die Umgebungstemperatur sinkt, was zu einer Verschlechterung der Ausgangsleistungs-Kennlinien der Gleichstrom-Leistungsversorgung B führt.
6 ist ein weiteres Zeitschema. Wie aus 6 ersichtlich ist, wird im Zeitraum vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t3 ein Spannungsbefehl Vdc_com2 durch Addieren eines bestimmten Werts A zur Ausgangsspannung Vm berechnet. Anders ausgedrückt, auch nachdem die Ausgangsspannung Vm, die gesenkt worden ist, zu steigen beginnt, wird der Spannungsbefehl Vdc_com2 durch Addieren eines bestimmten Werts A zur Ausgangsspannung Vm berechnet.
Dann wird zum und ab dem Zeitpunkt t3 ein Spannungsbefehl Vdc_com2 auf solche Weise bestimmt, dass die Änderungsrate bei oder unter dem Standardwert STD liegt.
Wie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, muss der Zeitpunkt, ab dem der Spannungsbefehl Vdc_com2 auf solche Weise bestimmt wird, dass die Änderungsrate bei oder unter dem Standardwert STD liegt, nicht mit dem Zeitpunkt übereinstimmen, bei dem die Ausgangsspannung Vm, die gesenkt worden ist, zu steigen beginnt, und er jeder Zeitpunkt sein kann, nachdem die Ausgangsspannung Vm, die gesenkt worden ist, zu steigen beginnt.
7 ist ein Ablaufschema, das Abläufe der Regelung, unter der der Spannungshochsetzungswandler 12 Gleichspannung Vb in Ausgangsspannung Vm auf solche Weise umwandelt, dass die Ausgangsspannung Vm dem Spannungsbefehl Vdc_com1 gleich ist, darstellt.
Wie in 7 dargestellt, erzeugt die Wechselrichtereingangsspannungsbefehls-Berechnungseinheit 50 zu Beginn einer Reihe von Operationen einen Spannungsbefehl Vdc_com1 (= Zielspannung) auf der Basis eines Drehmoment-Befehlswerts TR und einer Elektromotor-Drehzahl MRN von der externen ECU (Schritt S1), um den erzeugten Spannungsbefehl Vdc_com1 an die Spannungsregelungsbefehls-Berechnungseinheit 52 auszugeben.
Der Subtrahierer 521 der Spannungsregelungsbefehls-Berechnungseinheit 52 berechnet die Abweichung ΔVdc1 zwischen der Zielspannung Vdc_com1 und der Ausgangsspannung Vm (Schritt S2), um die errechnete Abweichung ΔVdc1 an die Spannungsabweichungs-Bestimmungseinheit 522 auszugeben.
Dann bestimmt die Spannungsabweichungs-Bestimmungseinheit 522, ob die Abweichung ΔVdc1 über einem bestimmten Wert A liegt (Schritt S3). Wenn die Abweichung ΔVdc1 über dem bestimmten Wert A liegt, berechnet die Spannungsabweichungs-Bestimmungseinheit 522 den Spannungsbefehl Vdc_com2 durch Addieren eines bestimmten Werts A zur Ausgangsspannung Vm, um den resultierenden Spannungsbefehl an die Änderungsbestimmungseinheit 523 auszugeben (Schritt S4).
Im Schritt S3 gibt die Spannungsabweichungs-Bestimmungseinheit 522, wenn sie bestimmt, dass die Abweichung ΔVdc1 bei oder unter dem bestimmten Wert A liegt, einen Spannungsbefehl Vdc_com1, der von der Wechselrichtereingangsspannungsbefehls-Berechnungseinheit 50 geliefert wird, an die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 aus.
Nach der „Nein"-Bestimmung in Schritt S3 oder nach Schritt S4 bestimmt die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523, ob der Spannungsbefehl Vdc_com2 von der Spannungsabweichungs-Bestimmungseinheit 522 steigt (Schritt S5). Wenn der Spannungsbefehl Vdc_com2 nicht steigt, geht die Operationsreihe zu Schritt S7 weiter.
Wenn bestimmt wird, dass der Spannungsbefehl Vdc_com2 steigt, wird in Schritt S5 der Spannungsbefehl Vdc_com2 auf solche Weise eingestellt, dass die Änderungsra te des Spannungsbefehls Vdc_com2 bei oder unter dem Standardwert STD liegt (Schritt S6).
Nach der „Nein"-Bestimmung in Schritt S5 oder nach Schritt S6 berechnet die PI-Steuerverstärkungs-Bestimmungseinheit 524 die Abweichung ΔVdc2 zwischen dem Spannungsbefehl Vdc_com2 von der Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 und der Ausgangsspannung Vm, um die errechnete Abweichung ΔVdc2, die proportionale Verstärkung PG und die integrale Verstärkung IG an die PI-Steuereinheit 525 auszugeben.
Die PI-Steuereinheit 525 setzt die Abweichung ΔVdc2, die proportionale Verstärkung PG und die integrale Verstärkung IG, die von der PI-Steuerverstärkungs-Bestimmungseinheit 524 erhalten werden, in den Ausdruck (1) ein, um den Spannungsregelungsbefehl Vdc_com_fb zu berechnen. Dann gibt die PI-Steuereinheit 525 den errechneten Spannungsregelungsbefehl Vdc_com_fb an die Tastverhältnis-Umwandlungseinheit 54 aus.
Die Testverhältnis-Umwandlungseinheit 54 berechnet auf der Basis eines Spannungsregelungsbefehls Vdc_com_fb von der PI-Steuereinheit 525 eine Gleichspannung Vb vom Spannungssensor 10 und ein Ausgangsspannung Vm vom Spannungssensor 13 das Testverhältnis zum Einstellen der Ausgangsspannung Vm auf den Spannungsregelungsbefehl Vdc_com_fb, um auf der Basis des errechneten Tastverhältnisses das Signal PWMU zum Ein- und Ausschalten der NPN-Transistoren Q1 und Q2 des Spannungshochsetzungswandlers 12 zu erzeugen. Dann gibt die Tastverhältnis-Umwandlungseinheit 54 das erzeugte Signal PWMU an die NPN-Transistoren Q1 und Q2 des Spannungshochsetzungswandlers 12 aus. Somit wird eine Steuerung mittels des Spannungsbefehls Vdc_com2 ausgeführt (Schritt S7).
Danach wird bestimmt, ob die Ausgangsspannung Vm der Zielspannung Vdc_com1 gleich ist (Schritt S8). Wenn die Ausgangsspannung Vm der Zielspannung Vdc_com1 nicht gleich ist, werden die Schritte S2–S8 wiederholt). Wenn die Aus gangsspannung Vm der Zielspannung Vdc_com1 gleich wird, wird die Reihe von Operationen dann beendet.
8 ist ein Ablaufschema, das die Operation in Schritt S6, der in 7 dargestellt ist, ausführlich darstellt. Wenn in Schritt S5, der in 7 dargestellt ist, bestimmt wird, dass der Spannungsbefehl Vdc_com2 steigt, berechnet die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 den Unterschied ΔVdc_com zwischen einem Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) und unter der aktuellen Steuerung und einem Spannungsbefehl Vdc_com2 (n – 1) unter der vorangehenden Steuerung (Schritt S61) und bestimmt, ob der errechnete Unterschied ΔVdc_com größer ist als der Standardwert STD (Schritt S62).
Wenn der Unterschied ΔVdc_com größer ist als der Standardwert STD, berechnet die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 den Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) unter der aktuellen Steuerung durch Addieren des Standardwerts STD zum Spannungsbefehl Vdc_com2 (n – 1) unter der vorangehenden Steuerung (Schritt S63).
Wenn in Schritt S62 bestimmt wird, dass der Unterschied ΔVdc_com bei oder unter dem Standardwert STD liegt, wird der Standardbefehl Vdc_com2 (n) unter der aktuellen Steuerung, d.h. der Spannungsbefehl Vdc_com2 (n), der durch Addieren des bestimmten Werts A zur Ausgangsspannung Vm durch die Spannungsabweichungs-Bestimmungseinheit 522 berechnet wird, verwendet (Schritt S64).
Nach Schritt S63 oder S64 bestimmt die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523, ob der Spannungsbefehl Vdc_com2 (n), der in Schritt S63 oder S64 errechnet wurde, bei oder über er Zielspannung Vdc_com1 liegt (Schritt S65). Wenn der Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) bei oder über der Zielspannung Vdc_com1 liegt, gibt die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 eine Zielspannung Vdc_com1 als Spannungsbefehl an die PI-Steuerverstärkungs-Bestimmungseinheit 524 aus (Schritt S66).
Wenn der Spannungsbefehl Vdc_com2 (n) kleiner als die Zielspannung Vdc_com1 ist, gibt die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 einen Spannungsbe fehl Vdc_com2 (n) als Spannungsbefehl an die PI-Steuerverstärkungs-Bestimmungseinheit 524 aus (Schritt S67).
Nach Schritt S66 oder Schritt S67 geht die Reihe von Operationen zu Schritt S7 weiter, der in 7 dargestellt ist.
Im oben beschriebenen Ablaufschema entspricht die Vorgehensweise, durch die Schritt S2, „Ja" in Schritt S3, Schritt S4, „Nein" in Schritt S5, Schritt S7 und „Nein" in Schritt S8 wiederholt werden, einem Ablauf, durch den eine Regelung, in dem Fall durchgeführt wird, dass die Ausgangsspannung Vm weiter sinkt, und zwar durch Berechnen des Spannungsbefehls Vdc_com2 durch die Addierung eines bestimmten Werts A zur Ausgangsspannung Vm und Ändern des Spannungsbefehls Vdc_com2 auf solche Weise, dass die Abweichung zwischen dem Spannungsbefehl Vdc_com2 und der Ausgangsspannung Vm im Zeitraum vom Zeitpunkt t1 zum Zeitpunkt t2, der in 5 dargestellt ist, bei oder unter dem bestimmten Wert A liegt.
Im oben beschriebenen Ablaufschema entspricht der Ablauf, durch den Schritt S2, „Ja" in Schritt S3, Schritt S4, „Ja" in Schritt S5, Schritt S6, Schritt S7 und „Nein" in Schritt S8 durchgeführt werden, einem Ablauf, durch den eine Regelung in dem Fall durchgeführt wird, dass die Ausgangsspannung Vm, die bis dahin gesunken ist, zu steigen beginnt, und zwar durch Berechnen des Spannungsbefehls Vdc_com2 auf solche Weise, dass die Änderungsrate bei oder unter dem Standardwert STD liegt, genauer durch Ändern des Spannungsbefehls STD zu und nach dem Zeitpunkt t2, wie in 5 dargestellt.
Wie aus dem obigen ersichtlich ist, wird durch den Ablauf, durch den Schritt S2, „Ja" in Schritt S3, Schritt S4, „Nein" in Schritt S5, Schritt S7 und „Nein" in Schritt S8 wiederholt werden, die Regelung durch Senken des Spannungsbefehls Vdc_com2 durchgeführt, wenn die Ausgangsspannung Vm sinkt, und durch den Ablauf, durch den Schritt S2, „Ja" in Schritt S3, Schritt S4, „Ja" in Schritt S5, Schritt S6, Schritt S7 und „Nein" in Schritt S8 wiederholt werden, die Regelung durch Begrenzen der Änderungs rate auf einen Standardwert STD oder darunter durchgeführt. Somit entspricht die Regelung, um die Ausgangsspannung Vm der Zielspannung Vdc_com1 anzugleichen, der Regelung, unter der die Änderungsrate des Spannungsbefehls Vdc + com2 gemäß der Änderungsrate der Ausgangsspannung Vm geändert wird.
Ferner entspricht die Operation in Schritt S5, die bestimmt, dass der Spannungsbefehl Vdc_com2 steigt, einer Operation, die bestimmt, dass die Ausgangsspannung Vm, die bis dahin gesunken ist, steigt.
Wie oben erörtert, ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass die Regelungssteuerung des Spannungshochsetzungswandlers 12 in einem Fall, wo die Ausgangsspannung Vm kleiner als die Standardspannung Vdc_com1 wird, da die Abweichung ΔVdc1 zwischen Ausgangsspannung Vm und Zielspannung Vdc_com1 größer ist als ein bestimmter Wert, durch Ändern des Spannungsbefehls Vdc_com2 durchgeführt wird, so dass die Abweichung ΔVdc2 zwischen Spannungsbefehl Vdc_com2 und Ausgangsspannung Vm sinkt.
Genauer wird der Spannungsbefehl Vdc_com2 geändert, um zuzulassen, dass die Abweichung ΔVdc2 mit Bezug auf die Ausgangsspannung Vm sinkt, und zwar durch Ändern des Spannungsbefehls Vdc_com2 auf solche Weise, dass in einem Fall, wo die Ausgangsspannung Vm weiter sinkt, die Abweichung ΔVdc2 in Bezug auf die Ausgangsspannung Vm bei oder unter dem bestimmten Wert A liegt, und in einem Fall, wo die Ausgangsspannung Vm, die bis dahin gesunken ist, zu steigen beginnt, der Spannungsbefehl Vdc_com2 auf solche Weise geändert wird, dass die Änderungsrate bei oder unter dem Standardwert STD liegt.
Mit dem oben beschriebenen Merkmal kann die Abweichung zwischen dem Spannungsbefehl und der Ausgangsspannung Vm, ebenso wie die kumulative Abweichung, die sich aus der Akkumulation der Abweichung ergibt, im Vergleich zu dem Fall, dass der Spannungsbefehl des Spannungshochsetzungswandlers 12 bei der Zielspannung Vdc_com1 festgelegt ist, verringert werden. Infolgedessen kann, wenn die Regelung so durchgeführt wird, dass die Ausgangsspannung Vm der Zielspannung Vdc_com1 gleich ist, verhindert werden, dass eine Überspannung und ein Überstrom als Folge davon, dass die Ausgangsspannung Vm die Zielspannung Vdc_com übersteigt und einen Überspannungspegel erreicht, erzeugt werden.
Der oben beschriebene spezielle Wert A wird auf einen Wert gesetzt, der die Verzögerung der Antwort der Ausgangsspannung Vm vollständig eliminiert. Gemäß der obigen Beschreibung wird in dem Fall, dass die Abweichung ΔVdc1 zwischen der Zielspannung Vdc_com1 und der Ausgangsspannung Vm größer als ein bestimmter Wert A ist, der Spannungsbefehl Vdc_com2 dadurch berechnet, dass einfach der bestimmte Wert A zur Ausgangsspannung Vm addiert wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Berechnung beschränkt. Alternativ dazu kann der Spannungsbefehl Vdc_com2 durch Addieren eines Werts A ± α zur Ausgangsspannung Vm berechnet werden, so dass die Verzögerung der Antwort der Ausgangsspannung Vm im Wesentlichen eliminiert wird.
Die Motorantriebsvorrichtung 100 ist beispielsweise in einem Hybridfahrzeug eingebaut. In diesem Fall besteht der Wechselstrommotor M1 aus zwei Motorgeneratoren MG1 und MG2, und der Wechselrichter 14 besteht aus zwei Wechselrichtern. Genauer sind, wie in 9 dargestellt, zwei Wechselrichter 14A und 1B entsprechend zwei Motorgeneratoren MG1 und MG2 vorgesehen. Diese beiden Wechselrichter 14A und 14B sind parallel mit Koten N1 und N2 verbunden, die mit den jeweiligen Enden des Kondensators C2 verbunden sind.
Der Motorgenerator MG1 ist über eine Leistungsteilungseinrichtung (nicht dargestellt) mit dem Verbrennungsmotor verbunden, während der Motorgenerator MG2 über die Leistungsteilungseinrichtung mit Antriebsrädern verbunden ist.
Der Wechselrichter 14A wandelt eine Gleichspannung vom Spannungshochsetzungswandler 12 in eine Wechselspannung um, um den Motorgenerator MG1 anzusteuern, und wandelt eine Wechselspannung, die vom Motorgenerator MG1 aus einer Dreh kraft des Verbrennungsmotors erzeugt wird, in eine Gleichspannung um, um die erzeugte Spannung zum Spannungshochsetzungswandler 12 zu liefern.
Der Wechselrichter 14B wandelt die Gleichspannung vom Spannungshochsetzungswandler 12 in eine Wechselspannung um, um den Motorgenerator MG2 anzusteuern, und wandelt eine Wechselspannung, die vom Motorgenerator MG aus der Drehkraft der Antriebsräder erzeugt wird, in Gleichspannung um, um die erzeugte Spannung an den Spannungshochsetzungswandler 12 zu liefern.
In einem Fall, wo die Motorgeneratoren MG1 und MG2 im Elektromotormodus angesteuert werden, d.h. in dem Fall, dass der Verbrennungsmotor vom Motorgenerator durch Drehen der Antriebsräder mit Ausgangsmoment vom Motorgenerator MG2 gestartet wird, wenn das Fahrzeug als Elektrofahrzeug betrieben wird (EV-Antrieb), sinkt die Ausgangsspannung Vm vom Spannungshochsetzungswandler 12, so dass sie wesentlich niedriger wird als die Zielspannung Vdc_com1.
Im oben beschriebenen Fall kann auch dann, wenn die Ausgangsspannung Vm so sinkt, dass sie wesentlich niedriger wird als die Zielspannung Vdc_com1, die Regelung die Erzeugung von Gegenstrom und Gegenspannung wie oben beschrieben verhindern, während die Gleichspannung Vb auf die Ausgangsspannung Vm erhöht wird, so dass die Ausgangsspannung Vm der Zielspannung Vdc_com1 gleich wird.
Die vorliegende Erfindung ist daher besonders wirksam für die Regelung des Spannungshochsetzungswandlers, der in einem Hybridfahrzeug eingebaut ist.
Obwohl die obige Beschreibung auf einen Fall gerichtet ist, wo die Ausgangsspannung Vm des Spannungshochsetzungswandlers 12 von der Zielspannung Vdc_com1 sinkt, kann die vorliegende Erfindung alternativ auf einen Fall angewendet werden, wo die Ausgangsspannung Vm von der Zielspannung Vdc_com1 steigt.
Gemäß der obigen Beschreibung verwendet die Tastverhältnis-Umwandlungseinheit 54 einen Spannungsregelungsbefehl Vdc_com_fb von der Spannungsregelungsbefehls-Berechnungseinheit 52, um das Tastverhältnis zu berechnen, mit dem die Ausgangsspannung Vm vom Spannungssensor 13 auf den Spannungsregelungsbefehl Vdc_com_fb eingestellt wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Tastverhältnis-Umwandlungseinheit 54 kann das Tastverhältnis durch Korrigieren des Spannungsbefehls Vdc_com1 von der Wechselrichtereingangsspannungsbefehls-Berechnungseinheit 50 mit einem Spannungsregelungsbefehl Vdc_com_fb von der Spannungsregelungsbefehls-Berechungseinheit 52 berechnen, um das Tastverhältnis zum Einstellen der Ausgangsspannung Vm auf den korrekten Spannungsbefehl Vdc_com1 zu berechnen.
In diesem Fall gibt, wie in 3 dargestellt, die Wechselrichterspannungsbefehls-Berechnungseinheit 50 den errechneten Spannungsbefehl Vdc_com1 an die Spannungsregelungsbefehls-Berechnungseinheit 52 und die Tastverhältnis-Umwandlungseinheit 54 aus.
Außerdem berechnet gemäß der obigen Beschreibung die Wandlertastverhältnis-Berechungseinheit 541 das Tastverhältnis zum Einstellen der Ausgangsspannung Vm vom Spannungssensor 13 auf den Spannungsregelungsbefehl Vdc_com_fb unter Verwendung eines Spannungsregelungsbefehls Vdc_com_fb von der PI-Steuereinheit 525. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Alternativ dazu kann die Wandlertastverhältnis-Berechnungseinheit 541 das Tastverhältnis durch Korrigieren des Spannungsbefehls Vdc_com2 von der Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 unter Verwendung eines Spannungsregelungsbefehls Vdc_com_fb von der PI-Steuereinheit 525 berechnen und dann die Ausgangsspannung Vm auf den korrigierten Spannungsbefehl Vdc_com1 setzen.
In diesem Fall gibt, wie in 4 dargestellt, die Änderungsraten-Bestimmungseinheit 523 den eingültig bestimmten Spannungsbefehl Vdc_com2 an die PI-Steuer verstärkungs-Bestimmungseinheit 524 und die Wandlertastverhältnis-Berechnungseinheit 541 aus.
Ferner empfängt gemäß der obigen Beschreibung die Steuervorrichtung 30 ein Signal RGE von der externen ECU im regenerativen Modus, und die Steuervorrichtung 30 erzeugt Signale PWMU und PWMD zum Steuern des Spannungshochsetzungswandlers 12 und Signale PWMI und PWMC zum Steuern des Wechselrichters 14. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Steuervorrichtung 30 kann ein PWM-Signal zum Stuern des Spannungshochsetzungswandlers 12 und des Wechselrichters 14 mit der PI-Steuerung erzeugen, so dass die Ausgangsspannung dem Spannungsbefehl Vdc_com1 folgt.
Außerdem besteht gemäß der vorliegenden Erfindung die „Spannungsumwandlervorrichtung" aus einem Spannungshochsetzungswandler 12, einer Spannungsregelungsbefehls-Berechnungseinheit 51 und einer Tastverhältnis-Umwandlungseinheit 54 der Steuervorrichtung 30.
Ferner besteht gemäß der Erfindung das „Steuermittel" zur Steuerung des Spannungshochsetzungswandlers 12, der als Spannungswandler dient, aus einer Spannungsregelungsbefehls-Berechnungseinheit 52 und einer Tastverhältnis-Umwandlungseinheit 54 der Steuervorrichtung 30.
Die Regelung durch die Spannungsregelungsbefehls-Berechnungseinheit 52 und die Tastverhältnis-Umwandlungseinheit 54 wird eigentlich von einer CPU (einer zentralen Verarbeitungseinheit) durchgeführt. Die CPU liest von einem ROM (Festwertspeicher) ein Programm mit den Schritten der in 7 und 8 dargestellten Ablaufschemata aus, um das ausgelesenen Programm zur Steuerung der Spannungsumwandlung von der Gleichspannung in die Ausgangsspannung Vm entsprechend der in 7 und 8 dargestellten Ablaufschemata durchzuführen. Der ROM entspricht somit einem Computer (CPU)-lesbaren Aufzeichnungsmedium, in dem das Programm aufgezeichnet ist, dass die Schritte der Ablaufschemata der 7 und 8 aufweist.
Obwohl die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben und dargestellt wurde, wurde dies natürlich nur anhand von Erläuterungen und Beispielen durchgeführt, und soll in keiner Weise als Beschränkung aufgefasst werden, da Gedanke und Umfang der vorliegenden Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt werden.
Industriellen Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung wird auf eine Spannungswandlungsvorrichtung angewendet, die eine Gleichspannung auf solche Weise in Ausgangsspannung umwandelt, dass die Ausgangsspannung einem Spannungsbefehl gleich ist, während die Erzeugung von Überspannung und Überstrom vermieden wird. Ferner wird die vorliegende Erfindung auf ein Computer-lesbares Aufzeichnungsmedium angewendet, in dem ein Programm für einen Computer aufgezeichnet ist, um eine Steuerung der Spannungsumwandlung von einer Gleichspannung in eine Ausgangsspannung auf solche Weise durchzuführen, dass die Ausgangsspannung einem Spannungsbefehl entspricht.

Claims

Spannungsumwandlervorrichtung (12, 13, 30), die eine Gleichspannung aus einer Gleichstromversorgung derart in eine Ausgangsspannung umwandelt, dass die Ausgangsspannung gleich einer ersten Zielspannung ist, umfassend: einen Spannungsumwandler (12), der einen Spannungspegel der Gleichspannung ändert, um die Ausgangsspannung auszugeben; ein Erfassungsmittel (13), das den Ausgangsspannungsausgang aus dem Spannungsumwandler (12) erfasst; und ein Regelungsmittel (30), das eine Regelung des Spannungsumwandlers (12) in der Weise durchführt, dass die Ausgangsspannung gleich der ersten Zielspannung ist, wobei die Regelung in einem Fall durchgeführt wird, in dem eine erste Abweichung zwischen der ersten Zielspannung und der erfassten Ausgangsspannung größer ist als ein vorbestimmter Wert, indem eine zweite Zielspannung des Spannungsumwandlers (12) derart geändert wird, dass eine zweite Abweichung zwischen der zweiten Zielspannung und der Ausgangsspannung abnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelungsmittel (30) den Spannungsumwandler (12) in einem Fall regelt, in dem die erfasste Ausgangsspannung unter die erste Zielspannung sinkt, so dass die Ausgangsspannung gleich der ersten Zielspannung ist, indem eine erste Regelung und eine zweite Regelung durchgeführt werden, die erste Regelung sich auf eine Regelung des Spannungsumwandlers (12) bezieht, die ausgeführt wird, indem die zweite Zielspannung derart geändert wird, dass die zweite Abweichung höchstens der vorbestimmte Wert ist, und die zweite Regelung sich auf eine Regelung des Spannungsumwandlers (12) bezieht, die in einem Fall ausgeführt wird, in dem die erfasste Ausgangsspannung, die im Abnehmen begriffen war, zuzunehmen beginnt, indem die zweite Zielspannung derart geändert wird, dass die Änderungsgeschwindigkeit der zweiten Zielspannung höchstens ein Standardwert ist.
Spannungsumwandlervorrichtung nach Anspruch 1, bei der in dem Fall, in dem die erste Abweichung größer ist als der vorbestimmte Wert, das Regelungsmittel (30) die erste Regelung mittels der zweiten Zielspannung durchführt, die bestimmt wird, indem der vorbestimmte Wert zur erfassten Ausgangsspannung hinzuaddiert wird.
Spannungsumwandlervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Ausgangsspannung in einen Wechselrichter (14) eingegeben wird, der einen Wechselstrom-Motor (M1) antreibt.
Spannungsumwandlervorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Wechselstrom-Motor (M1) ein Motor für ein Fahrzeug ist.
Computerlesbares Aufzeichnungsmedium mit einem darauf aufgezeichneten Programm für einen Computer zur Steuerung der Spannungsumwandlung einer Gleichspannung aus einer Gleichstromversorgung derart in eine Ausgangsspannung, dass die Ausgangsspannung gleich einer ersten Zielspannung ist, wobei der Computer die folgenden Schritte ausführt: einen ersten Schritt des Erfassens der Ausgangsspannung; und einen zweiten Schritt des Durchführens einer Regelung eines Spannungsumwandlers (12), der die Gleichspannung in die Ausgangsspannung umwandelt, wobei die Regelung in einem Fall durchgeführt wird, in dem eine erste Abweichung zwischen der ersten Zielspannung und der erfassten Ausgangsspannung größer ist als ein vorbestimmter Wert, indem eine zweite Zielspannung des Spannungsumwandlers (12) derart geändert wird, dass eine zweite Abweichung zwischen der zweiten Zielspannung und der Ausgangsspannung abnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schritt umfasst: einen ersten Unterschritt des Berechnens der ersten Abweichung; einen zweiten Unterschritt des Erfassens, dass die erste Abweichung größer ist als der vorbestimmte Wert; einen dritten Unterschritt des Durchführens einer Regelung des Spannungsumwandlers (12), indem die zweite Zielspannung derart geändert wird, dass die zweite Abweichung höchstens der vorbestimmte Wert ist, und einen vierten Unterschritt des Durchführens einer Regelung des Spannungsumwandlers (12) in einem Fall, in dem die erfasste Ausgangsspannung, die im Abnehmen begriffen war, zuzunehmen beginnt, indem die zweite Zielspannung derart geändert wird, dass die Änderungsgeschwindigkeit der zweiten Zielspannung höchstens ein Standardwert ist.
Computerlesbares Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 5, bei dem der dritte Unterschritt die folgenden Schritte umfasst: Berechnen der zweiten Zielspannung durch Hinzuaddieren des vorbestimmten Wertes zur erfassten Ausgangsspannung; und Durchführen einer Regelung des Spannungsumwandlers (12) mittels der berechneten zweiten Zielspannung.
Computerlesbares Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 5 oder 6, bei dem der vierte Unterschritt die folgenden Schritte umfasst: Erfassen, dass die Ausgangsspannung, die im Abnehmen begriffen war, zuzunehmen beginnt; Berechnen einer Differenz zwischen einer dritten Zielspannung zu einem ersten Prüfzeitpunkt und einer vierten Zielspannung zu einem zweiten Prüfzeitpunkt, der dem ersten Prüfzeitpunkt vorausgeht; Vergleichen der Differenz mit dem Standardwert; Berechnen der dritten Zielspannung in einem Fall, in dem die Differenz größer als der Standardwert ist, indem der Standardwert zur vierten Zielspannung hinzuaddiert wird; Berechnen der dritten Zielspannung in einem Fall, in dem der Unterschied höchstens der Standardwert ist, indem der vorbestimmte Wert zur erfassten Ausgangsspannung hinzuaddiert wird, und Durchführen einer Regelung des Spannungsumwandlers (12) mittels der berechneten dritten Zielspannung.