Приводной блок, автомобиль и способ управления приводным блоком

Предложен приводной блок для электромобиля. В приводном блоке, содержащем электродвигатель, инвертор, первое устройство хранения электроэнергии, преобразователь постоянного тока в постоянный ток, первый конденсатор и второй конденсатор, преобразователь постоянного тока и реле, при этом преобразователь постоянного тока в постоянный ток приводится в действие, когда целевой коэффициент продолжительности включения преобразователя повышения/понижения напряжения назначается таким образом, что суммарные потери преобразователя повышения/понижения напряжения и преобразователя постоянного тока в постоянный ток становятся больше максимального значения потерь преобразователя повышения/понижения напряжения, и управление преобразователем повышения/понижения напряжения осуществляется, когда реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор. Предложены также способ управления приводным блоком и автомобиль. Достигается сокращение времени сброса заряда первого конденсатора и второго конденсатора. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к приводному блоку, автомобилю и способу управления приводным блоком.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] Предлагается приводной блок, содержащий электродвигатель-генератор, инвертор, высоковольтное устройство хранения электроэнергии, преобразователь повышения/понижения напряжения, первый и второй конденсатор, преобразователь постоянного тока в постоянный ток и реле (см., например, международную публикацию № WO 2010/131340). Здесь инвертор используют для приведения электродвигателя в движение. Преобразователь повышения/понижения напряжения имеет переключающий элемент и реактивный элемент. Преобразователь повышения/понижения напряжения подключен к первой линии электропитания и второй линии электропитания, при этом первая линия электропитания соединена с инвертором, вторая линия электропитания соединена с высоковольтным устройством хранения электроэнергии. Преобразователь повышения/понижения напряжения сконфигурирован для обмена электрической мощностью между первой линией электропитания и второй линией электропитания при преобразовании напряжения. Первый конденсатор подключен к первой линии электропитания, а второй конденсатор подключен ко второй линии электропитания. Преобразователь постоянного тока в постоянный ток подключен ко второй линии электропитания. Реле предусмотрено в части второй линии электропитания в месте, которое ближе к высоковольтному устройству хранения электроэнергии, чем преобразователь постоянного тока в постоянный ток. В приводном блоке, когда провод, подсоединенный к электродвигателю-генератору, разъединен, реле выключено для сброса остаточного заряда первого и второго конденсатора. В этом случае управление переключающим элементом преобразователя повышения/понижения напряжения осуществляют таким образом, что преобразователь повышения/понижения напряжения повторяет действие повышения напряжения и действие понижения напряжения. Соответственно, в реактивном элементе происходит потеря энергии, а в переключающем элементе происходят потери при переключении так, что заряд первого конденсатора расходуется во время действия повышения напряжения, и заряд второго конденсатора расходуется во время действия понижения напряжения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Для сброса остаточного заряда первого конденсатора и второго конденсатора в таком приводном блоке требуется сократить время сброса (времени достижения напряжением первого конденсатора и второго конденсатора порогового или меньшего значения). При удовлетворении этого требования проблемой является управление преобразователем повышения/понижения напряжения (действием повышения напряжения и действием понижения напряжения).

[0004] Приводной блок, автомобиль и способ управления для приводного блока в настоящем изобретении сокращают время сброса заряда первого конденсатора и второго конденсатора.

[0005] Приводной блок, автомобиль и способ управления для приводного блока в настоящем изобретении используют следующие средства для достижения вышеуказанной основной цели.

[0006] Первым аспектом настоящего изобретения является приводной блок. Приводной блок содержит: электродвигатель; инвертор, приводящий электродвигатель в движение; первое устройство хранения электроэнергии; преобразователь повышения/понижения напряжения с переключающим элементом и реактивным элементом, при этом преобразователь повышения/понижения напряжения соединен с первой линией электропитания и второй линией электропитания, первая линия электропитания соединена с инвертором, вторая линия электропитания соединена с первым устройством хранения электроэнергии, преобразователь повышения/понижения напряжения сконфигурирован для обмена электрической мощностью между второй линией электропитания и первой линией электропитания с преобразованием напряжения электрической мощности; приводной блок также содержит первый конденсатор, подключенный к первой линии электропитания; второй конденсатор, подключенный ко второй линии электропитания; преобразователь постоянного тока в постоянный ток, подключенный к первой линии электропитания; реле, предусмотренное в той части второй линии электропитания, которая ближе к первому устройству хранения электроэнергии, чем второй конденсатор; электронный блок управления, сконфигурированный для управления преобразователем повышения/понижения напряжения и преобразователем постоянного тока в постоянный ток. Электронный блок управления сконфигурирован для осуществления первого управления разрядом, когда реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор, при этом первое управление разрядом представляет собой управление для введения в работу преобразователя постоянного тока в постоянный ток при назначении целевого коэффициента продолжительности включения преобразователя повышения/понижения напряжения таким образом, что суммарные потери преобразователя повышения/понижения напряжения и преобразователя постоянного тока в постоянный ток становятся больше максимального значения потерь преобразователя повышения/понижения напряжения, а также при управлении преобразователем повышения/понижения напряжения.

[0007] При такой конфигурации первое управление разрядом осуществляется, когда реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор, при этом первое управление разрядом выполняется для управления преобразователем постоянного тока в постоянный ток при назначении целевого коэффициента продолжительности включения преобразователя повышения/понижения напряжения таким образом, что суммарные потери преобразователя повышения/понижения напряжения и преобразователя постоянного тока в постоянный ток становятся больше максимального значения потерь преобразователя повышения/понижения напряжения, а также при управлении преобразователем повышения/понижения напряжения. Поэтому в сравнении с конфигурацией назначения целевого коэффициента продолжительности включения без учета суммарных потерь (например, назначения целевого коэффициента продолжительности включения как единой величины) и управления преобразователем повышения/понижения напряжения, время разряда первого конденсатора и второго конденсатора (время до достижения напряжением первого конденсатора и второго конденсатора порогового или меньшего значения) может быть сокращено.

[0008] В приводном блоке электронный блок управления может быть сконфигурирован для назначения целевого коэффициента продолжительности включения таким образом, что суммарные потери становятся максимальными при осуществлении первого управления разрядом. При такой конфигурации время разряда первого конденсатора и второго конденсатора может быть еще больше сокращено.

[0009] Приводной блок может дополнительно содержать второе устройство хранения электроэнергии с номинальным напряжением, меньшим, чем номинальное напряжение первого устройства хранения электроэнергии, при этом второе устройство хранения электроэнергии сконфигурировано для подачи электрической мощности для работы на электронный блок управления. Преобразователь постоянного тока в постоянный ток может быть сконфигурирован для понижения напряжения электрической мощности первой линии электропитания и подачи электрической мощности на электронный блок управления как электрической мощности для работы. Электронный блок управления может быть сконфигурирован для выполнения первого управления разрядом независимо от того, возможна ли подача электрической мощности для работы от второго устройства хранения электроэнергии на электронный блок управления, когда реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор. При такой конфигурации первое управление разрядом осуществляется независимо от того, возможна ли подача электрической мощности для работы от второго аккумулятора на электронный блок управления. Соответственно, электрическая мощность для работы может быть передана от первой линии электропитания на электронный блок управления через преобразователь постоянного тока в постоянный ток, что делает возможным защиту рабочего состояния электронного блока управления и разряд первого конденсатора и второго конденсатора.

[0010] Приводной блок может дополнительно содержать второе устройство хранения электроэнергии с номинальным напряжением, которое меньше номинального напряжения первого устройства хранения электроэнергии, при этом второе устройство хранения электроэнергии сконфигурировано для подачи электрической мощности для работы на электронный блок управления. Преобразователь постоянного тока в постоянный ток может быть сконфигурирован для понижения напряжения электрической мощности первой линии электропитания и подачи электрической мощности на электронный блок управления как электрической мощности для работы. Электронный блок управления может осуществлять первое управление разрядом при выполнении следующих условий i) и ii), которые таковы: i) реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор, и ii) электронный блок управления определяет, что электрическая мощность для работы не может подаваться от второго устройства хранения электроэнергии к электронному блоку управления. Электронный блок управления может быть сконфигурирован для осуществления второго управления разрядом при выполнении следующих условий i) и iii), которые таковы: i) реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор, и iii) электронный блок управления определяет, что электрическая мощность для работы может подаваться от второго устройства хранения электроэнергии к электронному блоку управления. Второе управление разрядом является управлением для назначения целевого коэффициента продолжительности включения на основе потерь преобразователя повышения/понижения напряжения и для управления преобразователем повышения/понижения напряжения. При такой конфигурации при отсутствии подачи электрической мощности для работы от второго устройства хранения электроэнергии на электронный блок управления осуществляется первое управление разрядом. Соответственно, электрическая мощность для работы передается от первой линии электропитания на электронный блок управления через преобразователь постоянного тока в постоянный ток, что делает возможным защиту рабочего состояния электронного блока управления и разряд первого конденсатора и второго конденсатора. Когда электрическая мощность для работы подается от второго аккумулятора на электронный блок управления, электрическая мощность для работы передается на электронный блок управления от второй линии электропитания, так что возможна защита рабочего состояния электронного блока управления. Соответственно, осуществляется второе управление разрядом, так что может быть сброшен заряд первого конденсатора и второго конденсатора. В частности, в последнем случае, когда целевой коэффициент продолжительности включения назначен для увеличения потерь преобразователя повышения/понижения напряжения, и осуществляется управление преобразователем повышения/понижения напряжения, время разряда первого конденсатора и второго конденсатора может быть сокращено в сравнении с конфигурацией назначения целевого коэффициента продолжительности включения без учета суммарных потерь (например, назначения целевого коэффициента продолжительности включения как единого значения) и управления преобразователем повышения/понижения напряжения.

[0011] В приводном блоке электронный блок управления может быть сконфигурирован для определения того, что электрическая мощность для работы от второго устройства хранения электроэнергии не может подаваться на электронный блок управления при выполнении следующих условий i) и iv), которые таковы: i) реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор, и iv) электронный блок управления определяет наличие неисправности во втором устройстве хранения электроэнергии. При такой конфигурации в случае неисправности во втором устройстве хранения электроэнергии может быть осуществлено первое управление разрядом. Это делает возможным защиту рабочего состояния электронного блока управления и разряд первого конденсатора и второго конденсатора.

[0012] В приводном блоке электронный блок управления может быть сконфигурирован для назначения целевого коэффициента продолжительности включения таким образом, что потери преобразователя повышения/понижения напряжения становятся максимальными при осуществлении второго управления разрядом. При такой конфигурации осуществляется второе управление разрядом, так что время разряда первого конденсатора и второго конденсатора может быть сокращено.

[0013] В приводном блоке преобразователь постоянного тока в постоянный ток может быть сконфигурирован для переключения первого источника питания и второго источника питания, при этом первый источник питания сконфигурирован для понижения напряжения электрической мощности второй линии электропитания и подачи электрической мощности на третью линию электропитания, соединенную со вторым устройством хранения электроэнергии, с электронным блоком управления и с множеством вспомогательных средств, второй источник питания сконфигурирован для понижения напряжения электрической мощности первой линии электропитания и подачи электрической мощности на электронный блок управления как электрической мощности для работы. Электронный блок управления может выполнять функции второго источника питания посредством преобразователя постоянного тока в постоянный ток при осуществлении первого управления разрядом. Электронный блок управления может выполнять функцию первого источника питания посредством преобразователя постоянного тока в постоянный ток при осуществлении второго управления разрядом. Электронный блок управления может быть сконфигурирован для осуществления первого управления разрядом при выполнении следующих условий i), v) и vi), которые таковы: i) реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор, v) электронный блок управления определяет, что электрическая мощность для работы может подаваться от второго устройства хранения электроэнергии к электронному блоку управления, и vi) общее потребление электрической мощности множеством вспомогательных средств равно или меньше порогового значения. Электронный блок управления может быть сконфигурирован для осуществления второго управления разрядом при выполнении следующих условий i), v) и vii), которые таковы: i) реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор, v) электронный блок управления определяет, что электрическая мощность подается от второго аккумулятора к электронному блоку управления, и vii) общее потребление электрической мощности множеством вспомогательных средств больше порогового значения. При такой конфигурации, когда общее потребление электрической мощности множеством вспомогательных средств относительно велико, необходимо подавать относительно большую электрическую мощность от второй линии электропитания на третью линию электропитания посредством преобразователя постоянного тока в постоянный ток. Соответственно, когда осуществляется второе управление разрядом, время разряда первого конденсатора и второго конденсатора может быть сокращено на большую величину, чем при осуществлении первого управления разрядом. Когда общее потребление электрической мощности множеством вспомогательных средств не настолько велико, нет необходимости подавать настолько большую электрическую мощность от второй линии электропитания на третью линию электропитания посредством преобразователя постоянного тока в постоянный ток. Соответственно, когда осуществляется первое управление разрядом, время разряда первого конденсатора и второго конденсатора может быть сокращено на большую величину, чем при осуществлении второго управления разрядом. Поэтому время разряда первого конденсатора и второго конденсатора может быть сокращено путем осуществления первого управления разрядом или второго управления разрядом в зависимости от общего потребления электрической мощности множеством вспомогательных средств.

[0014] В приводном блоке электронный блок управления может быть сконфигурирован для сохранения заранее заданной взаимосвязи между напряжением второй линии электропитания и целевым коэффициентом продолжительности включения, максимизирующим суммарные потери. Электронный блок управления сконфигурирован для назначения целевого коэффициента продолжительности включения посредством применения напряжения второй линии электропитания к этой взаимосвязи, когда осуществляется первое управление разрядом. При такой конфигурации целевой коэффициент продолжительности включения, соответствующий напряжению второй линии электропитания, может быть назначен при помощи заранее заданной взаимосвязи.

[0015] В приводном блоке электронный блок управления может быть сконфигурирован для определения общей пульсации, состоящей из пульсации тока преобразователя повышения/понижения напряжения и пульсации тока преобразователя постоянного тока в постоянный ток, как суммарных потерь и для назначения целевого коэффициента продолжительности включения таким, что суммарные потери приближаются к максимуму при осуществлении первого управления разрядом. При такой конфигурации целевой коэффициент продолжительности включения может быть назначен таким, чтобы максимизировать суммарные потери с использованием общей пульсации.

[0016] Вторым аспектом настоящего изобретения является автомобиль. Автомобиль содержит приводной блок, при этом автомобиль сконфигурирован для движения за счет использования движущей силы двигателя. Электронный блок управления сконфигурирован для осуществления первого управления разрядом при обнаружении столкновения автомобиля.

[0017] При такой конфигурации автомобиль содержит приводной блок согласно любому аспекту настоящего изобретения, при этом электронный блок управления сконфигурирован для осуществления первого управления разрядом при обнаружении столкновения автомобиля. Соответственно, при обнаружении столкновения автомобиля автомобиль может демонстрировать эффект, аналогичный эффекту, продемонстрированному вышеуказанным приводным блоком, например, эффект способности сокращения времени, затрачиваемого на разряд первого конденсатора и второго конденсатора.

[0018] Третьим аспектом настоящего изобретения является способ управления приводным блоком. Приводной блок содержит: электродвигатель; инвертор, приводящий электродвигатель в движение; первое устройство хранения электроэнергии; преобразователь повышения/понижения напряжения с переключающим элементом и реактивным элементом, при этом преобразователь повышения/понижения напряжения соединен с первой линией электропитания и второй линией электропитания, первая линия электропитания соединена с инвертором, вторая линия электропитания соединена с первым устройством хранения электроэнергии, преобразователь повышения/понижения напряжения сконфигурирован для обмена электрической мощностью между второй линией электропитания и первой линией электропитания с преобразованием напряжения электрической мощности;

а также первый конденсатор, присоединенный к первой линии электропитания; второй конденсатор, присоединенный ко второй линии электропитания; преобразователь постоянного тока в постоянный ток, соединенный с первой линией электропитания; реле, предусмотренное в той части второй линии электропитания, которая ближе к первому устройству хранения электроэнергии, чем ко второму конденсатору; и электронный блок управления, сконфигурированный для управления преобразователем повышения/понижения напряжения и преобразователем постоянного тока в постоянный ток. Способ управления включает выполнение посредством электронного блока управления первого управления разрядом посредством электронного блока управления, когда реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор, при этом первое управление разрядом представляет собой управление для введения в работу преобразователя постоянного тока в постоянный ток посредством электронного блока управления при назначении целевого коэффициента продолжительности включения преобразователя повышения/понижения напряжения таким образом, что суммарные потери преобразователя повышения/понижения напряжения и преобразователя постоянного тока в постоянный ток становятся больше значения максимальных потерь преобразователя повышения/понижения напряжения, а также при управлении преобразователем повышения/понижения напряжения.

[0019] При такой конфигурации первое управление разрядом осуществляется, когда реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор, при этом первое управление разрядом выполняется для введения в работу преобразователя постоянного тока в постоянный ток при назначении целевого коэффициента продолжительности включения преобразователя повышения/понижения напряжения так, что суммарные потери преобразователя повышения/понижения напряжения и преобразователя постоянного тока в постоянный ток становятся больше значения максимальных потерь преобразователя повышения/понижения напряжения, а также при управлении преобразователем повышения/понижения напряжения. Поэтому в сравнении с вариантом назначения целевого коэффициента продолжительности включения без учета суммарных потерь (например, посредством назначения целевого коэффициента продолжительности включения как единой величины) и управления преобразователем повышения/понижения напряжения время разряда первого конденсатора и второго конденсатора (время до достижения напряжением первого конденсатора и второго конденсатора порогового или меньшего значения) может быть сокращено.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0020] Отличительные признаки, преимущества, техническая и промышленная значимость примеров осуществления настоящего изобретения раскрыты ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых одинаковые обозначения относятся к одинаковым элементам:

ФИГ. 1 представляет собой схему, иллюстрирующую конфигурацию описанного электрического автомобиля 20, содержащего приводной блок, в качестве одного примера осуществления изобретения;

ФИГ. 2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один пример процедуры управления после столкновения, осуществляемой электронным блоком 70 управления;

ФИГ. 3 представляет собой пояснительный вид, иллюстрирующий один пример взаимосвязи (первой взаимосвязи) между напряжением VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения и целевым коэффициентом продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, максимизирующей суммарные потери Lsum;

ФИГ. 4 представляет собой пояснительный вид, иллюстрирующий один пример взаимосвязи между целевым коэффициентом продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения и каждой из потерь Lco, Ldc и Lsum, когда напряжение VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения принимает заданное значение VL1;

ФИГ. 5 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один пример процедуры управления после столкновения в модифицированном примере;

ФИГ. 6 представляет собой пояснительный вид, иллюстрирующий один пример взаимосвязи (второй взаимосвязи) между заданным напряжение VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения и целевым коэффициентом продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, максимизирующим потери Lco преобразователя 40 повышения/понижения напряжения; и

ФИГ. 7 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один пример процедуры управления после столкновения в модифицированном примере.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0021] Далее способы осуществления настоящего изобретения будут раскрыты подробно на основе примеров осуществления изобретения.

[0022] ФИГ. 1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую показанную конфигурацию электрического автомобиля 20, содержащего приводной блок в качестве одного примера осуществления изобретения. Как показано на чертеже, электрический автомобиль 20 примера осуществления изобретения содержит электродвигатель 32, инвертор 34, основной аккумулятор 36 как первое устройство хранения электроэнергии, преобразователь 40 повышения/понижения напряжения, конденсаторы 46, 48, вспомогательный аккумулятор 50 как второе устройство хранения электроэнергии, преобразователь 54 постоянного тока в постоянный ток, основное реле системы SMR и электронный блок 70 управления.

[0023] Электродвигатель 32 выполнен как синхронный генератор-двигатель, содержащий ротор со встроенным постоянным магнитом и статор с трехфазной катушкой, обвитой вокруг него. Ротор электродвигателя 32 соединен с приводным валом 26, соединенным с передними колесами 22а, 22b посредством дифференциальной передачи 24. Инвертор 34 соединен с электродвигателем 32, а также с линией 42а электропитания системы высокого напряжения как с первой линией электропитания. Электродвигатель 32 приводится во вращательное движение, когда электронный блок 70 управления осуществляет управление переключением множества непоказанных переключающих элементов инвертора 34, в то время как к линии 42а электропитания системы высокого напряжения приложено напряжение. Например, основной аккумулятор 36 выполнен как литиево-ионный вторичный аккумулятор или никель-водородный вторичный аккумулятор с номинальным напряжением 200 В или 250 В. Основной аккумулятор 36 соединен с линией 42b электропитания системы низкого напряжения как второй линией электропитания.

[0024] Преобразователь 40 повышения/понижения напряжения соединен с линией 42а электропитания системы высокого напряжения и линией 42b электропитания системы низкого напряжения. Преобразователь 40 повышения/понижения напряжения имеет два транзистора Т31, Т32, два диода D31, D32, соединенных параллельно с транзисторами Т31, Т32 и реактивный элемент L. Транзистор Т31 соединен с линией стороны положительного электрода линии 42а электропитания системы высокого напряжения. Транзистор Т32 соединен с транзистором Т31, с линией стороны отрицательного электрода линии 42а электропитания системы высокого напряжения и линией стороны отрицательного электрода линии 42b электропитания системы низкого напряжения. Реактивный элемент L соединен с точкой соединения транзистора Т31 и транзистора Т32, а также с линией стороны положительного электрода линии 42b электропитания системы низкого напряжения. Соотношение времени включения транзисторов Т31, Т32 регулируется электронным блоком 70 управления. В соответствии с регулированием первый преобразователь 40 повышения/понижения напряжения повышает электрическое напряжение линии 42b электропитания системы низкого напряжения и подает электрическую мощность на линию 42а электропитания системы высокого напряжения или понижает электрическое напряжение линии 42а электропитания системы высокого напряжения и подает электрическую мощность на линию 42b электропитания системы низкого напряжения. Конденсатор 46 соединен с линией стороны положительного электрода и линией стороны отрицательного электрода линии электропитания 42а системы высокого напряжения. Конденсатор 48 соединен с линией стороны положительного электрода и линией стороны отрицательного электрода линии 42b электропитания системы низкого напряжения.

[0025] Например, вспомогательный аккумулятор 50 выполнен как свинцовая аккумуляторная батарея с номинальным напряжением 12 В и 14 В. Вспомогательный аккумулятор 50 соединен с линией 42с электропитания вспомогательной системы как третьей линией электропитания. Линия 42 электропитания вспомогательной системы соединена не только с вспомогательным аккумулятором 50, но также с множеством вспомогательных средств 52, таких как фары, освещение салона, аудиосистема, автоматическое окно и обогрев сиденья, а также с электронным блоком 70 управления.

[0026] Преобразователь 54 постоянного тока в постоянный ток выполнен с возможностью переключения первого источника питания и второго источника питания. Первый источник питания предназначен для понижения напряжения электрической мощности линии 42b электропитания системы низкого напряжения и подачи электрической мощности на линию 42с электропитания вспомогательной системы. Второй источник питания предназначен для понижения напряжения электрической мощности линии 42а электропитания системы высокого напряжения и подачи электрической мощности на электронный блок 70 управления как электрической мощности для работы. Преобразователь 54 постоянного тока в постоянный ток в основном выполняет функцию первого источника питания. Управление преобразователем 54 постоянного тока в постоянный ток осуществляется электронным блоком 70 управления.

[0027] Основное реле системы SMR предусмотрено в части линии 42b электропитания системы низкого напряжения, ближайшей к стороне основного аккумулятора 36, чем конденсатор 48. Основное реле системы SMR замыкается и размыкается между сторонами основного аккумулятора 36 и конденсатора 48, когда управление включением/выключением основного реле системы SMR осуществляется электронным блоком 70 управления.

[0028] Электронный блок 70 управления сконфигурирован как микропроцессор с ЦПУ 72 в качестве основного компонента. Электронный блок управления 70 содержит ПЗУ 74, где хранятся такие данные, как программы обработки данных и различные карты, ОЗУ 76, где временно хранятся данные, и порты ввода/вывода в дополнение к ЦПУ 72. Электронный блок 70 управления получает сигналы от различных датчиков посредством порта ввода. Примеры ввода сигналов в электронный блок 70 управления могут содержать угловое положение θm от датчика 32а углового положения, определяющего угловое положение ротора электродвигателя 32, и фазовые токи lu, lv электродвигателя 32 от датчика тока, определяющего силу тока в соответствующих фазах. Примеры сигналов также могут содержать напряжение Vmb основного аккумулятора 36 от датчика 36а напряжения, присоединенного к клеммам основного аккумулятора 36, и силу тока lmb основного аккумулятора 36 от датчика 36b тока, присоединенного к выходной клемме основного аккумулятора 36. Примеры сигналов могут дополнительно содержать напряжение VH конденсатора 46 (линия 42а электропитания системы высокого напряжения) от датчика 46а напряжения, присоединенного к клеммам конденсатора 46, напряжение VL конденсатора 48 (линия 42b электропитания системы низкого напряжения) от датчика 48а напряжения, присоединенного к клеммам конденсатора 48, и силу тока IL реактивного элемента L от датчика 40а силы тока, определяющего силу тока, проходящего через реактивный элемент L преобразователя 40 повышения/понижения напряжения. Дополнительно примеры сигналов могут также содержать напряжение Vhb вспомогательного аккумулятора 50 отдатчика 50а напряжения, присоединенного к клеммам вспомогательного аккумулятора 50, и силу тока Idc преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток от датчика 54а силы тока, определяющего входящий ток преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток, когда преобразователь 54 постоянного тока в постоянный ток выполняет функцию второго источника питания. Примеры сигналов могут также содержать сигнал зажигания от переключателя 80 зажигания, и положение переключения ПП (SP) от датчика 82 положения переключения, определяющего рабочее положение рычага 81 переключения передач. Примеры сигналов могут также содержать степень нажатия на педаль акселератора Асс от датчика 84 положения педали акселератора, определяющего степень нажатия на педаль 83 акселератора, положение педали тормоза BP от датчика 86 положения педали тормоза, определяющего степень нажатия на педаль 85 тормоза, скорость автомобиля V от датчика 88 скорости автомобиля и ускорение корпуса автомобиля а от датчика 89 ускорения. Электронный блок 70 управления выводит различные сигналы управления посредством порта вывода. Например, сигналы, вводимые в электронный блок 70 управления, могут содержать сигналы управления переключением для множества непоказанных элементов переключения инвертора 34, сигналы управления переключением для транзисторов Т31, Т32 преобразователя 40 повышения/понижения напряжения и сигнал управления преобразователем 54 постоянного тока в постоянный ток. Электронный блок 70 управления рассчитывает электрический угол θе и число оборотов Nm электродвигателя 32 на основе углового положения θm ротора электродвигателя 32 от датчика 32а определения углового положения. Электронный блок 70 управления также вычисляет состояние заряда СЗ (SOC) основного аккумулятора 36 на основе суммарного значения силы тока Imb основного аккумулятора 36 от датчика 36b силы тока. Здесь состояние заряда СЗ представляет отношение текущей электрической мощности, снимаемой с основного аккумулятора 36, к общей мощности основного аккумулятора 36.

[0029] В электрическом автомобиле 20 с такой конфигурацией примера осуществления изобретения электронный блок 70 управления осуществляет следующее управление движением. При управлении движением крутящий момент Td*, требуемый для приводного вала 26, назначается на основе степени нажатия на педаль акселератора Асс и скорости V автомобиля. Назначаемый требуемый крутящий момент Td* назначается как команда на создание крутящего момента Tm* для электродвигателя 32. Управление переключением множеством элементов переключения инвертора 34 осуществляется таким образом, что электродвигатель 32 приводится в движение командой на создание крутящего момента Tm*. Целевое напряжение VH* линии 42а электропитания системы высокого напряжения также назначается таким образом, что электродвигатель 32 может приводиться в движение в целевой рабочей точке (команда на создание крутящего момента Tm* и числа оборотов Nm). Управление переключением транзисторов Т31, Т32 преобразователя 40 повышения/понижения напряжения осуществляется таким образом, что напряжение VH линии 42а электропитания системы высокого напряжения становится целевым напряжением VH*. Кроме того, управление преобразователем 54 постоянного тока в постоянный ток осуществляется таким образом, что функции первого источника питания осуществляются преобразователем 54 постоянного тока в постоянный ток.

[0030] Далее представлено описание работы электрического автомобиля 20 с такой конфигурацией примера осуществления изобретения, и, в частности, работы, когда электронным блоком 70 управления определено столкновение автомобиля. ФИГ. 2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один пример процедуры управления после столкновения, осуществляемого электронным блоком 70 управления. Процедура выполняется, когда определено столкновение автомобиля. В примере осуществления изобретения электронный блок 70 управления обнаруживает столкновение автомобиля, когда ускорение корпуса автомобиля α, определенное датчиком 89 ускорения, становится меньше отрицательного порогового значения αref для определения столкновения.

[0031] Когда выполняется процедура управления после столкновения, изображенный на ФИГ. 2, электронный блок 70 управления переключает источник питания посредством преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток с первого источника питания на второй источник питания (шаг S100) и выключает основное реле системы SMR (шаг S110). При столкновении автомобиля возможна неисправность вспомогательного аккумулятора 50, что может сделать невозможным подачу электрической мощности для работы от вспомогательного аккумулятора 50 к электронному блоку 70 управления. В примере осуществления изобретения подача электрической мощности преобразователем 54 постоянного тока в постоянный ток переключается от первого источника питания ко второму источнику питания в момент, когда определяется столкновение автомобиля (до отключения электронного блока 70 управления). Соответственно, когда подача электрической мощности для работы от вспомогательного аккумулятора 50 на электронный блок 70 управления становится невозможной, электрическая мощность для работы может подаваться на электронный блок 70 управления от линии 42а электропитания системы высокого напряжения посредством преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток. В результате может быть обеспечена защита рабочего состояния электронного блока 70 управления. За счет осуществления функций второго источника питания преобразователь 54 постоянного тока в постоянный ток может обеспечить защиту рабочего напряжения электронного блока 70 управления более надежно по сравнению со случаем понижения напряжения электрической линии 42b системы низкого напряжения и подачи электрической мощности на электронный блок 70 управления как электрической мощности для работы.

[0032] Затем напряжение VL конденсатора 48 (линия 42b электропитания системы низкого напряжения) вводится с датчика 48а напряжения (шаг S120). На основе вводимого напряжение VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения назначается целевой коэффициент продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения с учетом суммарных потерь Lsum, состоящих из потерь Ldc преобразователя 40 повышения/понижения напряжения и потерь Lco преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток, когда преобразователь 54 постоянного тока в постоянный ток осуществляет функции второго источника питания (шаг S130). Затем управление переключением транзисторов Т31, Т32 преобразователя 40 повышения/понижения напряжения осуществляется с использованием целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения (шаг S140). Здесь целевой коэффициент продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения является целевым значением коэффициента продолжительности включения D, определенного как соотношение времени включения транзистора Т31 (верхнее плечо) и суммы времени включения транзистора Т31 и времени включения транзистора Т32 (нижнее плечо). Способ назначения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения будет раскрыт ниже. Когда такое управление преобразователем 40 повышения/понижения напряжения осуществляется для выключения транзистора Т31 и включения транзистора Т32, заряд конденсатора 48 потребляется как потери на реактивном элементе L и транзисторе Т32. Когда транзистор Т31 включен и транзистор Т32 выключен, заряд конденсатора 46 потребляется как потери на транзисторе Т31 и реактивном элементе L. Таким образом, может быть разряжен заряд конденсаторов 46, 48.

[0033] Затем напряжение VH конденсатора 46 (линия 42а электропитания системы высокого напряжения) от датчика 46а напряжения и напряжение VL конденсатора 48 (линия 42b электропитания системы низкого напряжения) вводятся от датчика 48а напряжения (шаг S150). Вводимые напряжения VH, VL конденсаторов 46, 48 сравниваются с пороговым значением Vref (шаг S160). Здесь пороговое значение Vref является пороговым значением для определения того, может ли быть отменен разряд конденсаторов 46,48. Например, пороговое значение Vref может принимать значения 50 В, 60 В и 70 В.

[0034] На шаге S160, когда как минимум одно из напряжений VH, VL конденсаторов 46, 48 больше порогового значения Vref, процесс возвращается на шаг S120. Затем повторно выполняются шаги с S120 по S160. Когда оба напряжения VH, VL конденсаторов 46, 48 достигают порогового значения Vref или меньшего значения на шаге S160, определяется, что разряд конденсаторов 46, 48 может быть завершен, и текущая процедура заканчивается.

[0035] Здесь представлено описание способа назначения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения при выполнении шага S130. В примере осуществления изобретения целевой коэффициент продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения назначается посредством применения напряжения VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения к первой взаимосвязи между напряжением VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения и целевым коэффициентом продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения. Здесь первая взаимосвязь является взаимосвязью между напряжением VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения и целевым коэффициентом продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, максимизирующим суммарные потери Lsum. Первая взаимосвязь определяется заранее посредством эксперимента или анализа и хранится в ПЗУ 74. Суммарные потери Lsum представляют собой сумму потерь Lco преобразователя 40 повышения/понижения напряжения и потерь Ldc преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток, создающихся, когда преобразователь 54 постоянного тока в постоянный ток осуществляет функции второго источника питания. Один пример первой взаимосвязи проиллюстрирован на ФИГ. 3. В примере осуществления изобретения целевой коэффициент продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения назначен посредством использования первой взаимосвязи, показанной на ФИГ. 3, при этом осуществляется управление преобразователем 40 повышения/понижения напряжения. Это делает возможным максимизацию суммарных потерь Lsum при разряде конденсаторов 46, 48. В результате время на разряд конденсаторов 46, 48 (время до тех пор, когда оба напряжения VH, VL конденсаторов 46, 48 достигнут порогового значения Vref или меньшего значения) может быть значительно сокращено.

[0036] Например, первая взаимосвязь, показанная на ФИГ. 3, может быть определена, как показано ниже. ФИГ. 4 представляет собой пояснительный вид, иллюстрирующий один пример взаимосвязи между целевым коэффициентом продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения и каждой из потерь Lco, Ldc и Lsum, когда напряжение VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения принимает заданное значение VL1. На чертеже «D1», «D2» и «D3» представляют собой значения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, максимизирующего потери Lco, Ldc и Lsum, когда напряжение VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения принимает значение VL1, соответственно. Взаимосвязь, показанная на ФИГ. 4, может быть получена посредством предварительного эксперимента или анализа. Таким образом назначается целевой коэффициент продолжительности включения D* (значение D3) преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, максимизирующий суммарные потери Lsum, когда напряжение VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения назначается равным значению VL1. Аналогично, целевой коэффициент продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, максимизирующий суммарные потери Lsum, назначается, когда напряжение VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения принимает любое значение. Посредством сложения данных значений может быть определена первая взаимосвязь, показанная на ФИГ. 3.

[0037] В электрическом автомобиле 20 примера осуществления изобретения, раскрытого ниже, при обнаружении столкновения автомобиля и, соответственно, выключении основного реле системы SMR, чтобы разрядить конденсаторы 46, 48, преобразователь 54 постоянного тока в постоянный ток осуществляет функции второго источника питания, в то время как целевой коэффициент продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения назначается для максимизации суммарных потерь Lsum, и осуществляется управление преобразователем 40 повышения/ понижения напряжения. Соответственно, время разряда конденсаторов 46, 48 (время до тех пор, когда оба напряжения VH, VL конденсаторов 46, 48 достигнут порогового значения Vref или меньшего значения) может быть сокращено в большей мере. Даже когда подача электрической мощности для работы от вспомогательного аккумулятора 50 на электронный блок 70 управления становится невозможной, электрическая мощность для работы может подаваться на электронный блок 70 управления от линии электропитания 42а системы высокого напряжения посредством преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток. Это делает возможным защиту рабочего состояния электронного блока 70 управления и разряд конденсаторов 46, 48.

[0038] В электрическом автомобиле 20 примера осуществления изобретения, когда основное реле системы SMR выключается, чтобы разрядить конденсаторы 46, 48, целевой коэффициент продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения назначается посредством применения напряжения VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения к первой взаимосвязи между напряжением VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения и целевым коэффициентом продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, максимизирующим суммарные потери Lsum, и управление преобразователем 40 повышения/понижения напряжения осуществляется с использованием целевого коэффициента продолжительности включения D*. Однако, не имея ограничительного характера, первая взаимосвязь может быть взаимосвязью между напряжением VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения и целевым коэффициентом продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения в первом заданном диапазоне, где суммарные потери Lsum становятся максимальными или почти максимальными (становятся больше максимального значения потерь преобразователя 40 повышения/понижения напряжения).

[0039] В электрическом автомобиле 20 примера осуществления изобретения электронный блок 70 управления выполняет процедуру управления после столкновения, показанную на ФИГ. 2, при определении столкновения автомобиля. Однако вместо этого может быть выполнена процедура управления после столкновения, показанная на ФИГ. 5. Процедура управления после столкновения, показанная на ФИГ. 5, аналогична процедуре управления после столкновения, показанной на ФИГ. 2, за исключением того, что добавлены шаги с S200 по S290. Поэтому аналогичные процессы обозначены аналогичными номерами шагов, и подробное описание не представлено.

[0040] Когда выполняется процедура управления после столкновения, показанная на ФИГ. 5, электронный блок 70 управления вводит данные, такие как индикатор F1 неисправности вспомогательного аккумулятора и общее потребление электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52 (шаг S200). Здесь индикатор F1 неисправности вспомогательного аккумулятора назначается равным значению 0, когда вспомогательный аккумулятор 50 находится в нормальном состоянии (электрическая мощность для работы подается от вспомогательного аккумулятора 50 на электронный блок 70 управления) согласно алгоритму определения неисправности, который не показан. В случае неисправности вспомогательного аккумулятора 50 индикатору F1 неисправности вспомогательного аккумулятора присваивается значение 1 (электрическая мощность для работы не подается от вспомогательного аккумулятора 50 на электронный блок 70 управления). Примеры неисправности вспомогательного аккумулятора 50 могут включать неисправность, где напряжение Vhb вспомогательного аккумулятора 50, определенное датчиком 50а напряжения, становится меньше порогового значения Vhbref (например, значение, меньшее чем номинальное напряжение вспомогательного аккумулятора 50, на несколько V). В качестве общего потребления электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52 вводится значение, рассчитанное как общая сумма потребления мощности соответствующими вспомогательными средствами 52.

[0041] Когда данные вводятся таким образом, проверяется значение вводимого индикатора неисправности вспомогательного аккумулятора F1 (шаг S210). Когда индикатор F1 неисправности вспомогательного аккумулятора имеет значение 1, определяется, что во вспомогательном аккумуляторе 50 имеется неисправность (электрическая мощность для работы не подается от вспомогательной батареи 50 на электронный блок 70 управления), и осуществляется переход далее на шаг S100. В этом случае может быть продемонстрирован тот же эффект, что и в примере осуществления изобретения.

[0042] Когда индикатор F1 неисправности вспомогательного аккумулятора имеет значение 0 на шаге S210, определяется, что вспомогательный аккумулятор 50 находится в нормальном состоянии (электрическая мощность для работы подается от вспомогательного аккумулятора 50 на электронный блок 70 управления), и общее потребление электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52 сравнивается с пороговым значением Phref (шаг S220). Здесь пороговое значение Phref является пороговым значением, используемым для определения того, является ли общее потребление электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52 относительно большим. Значение процесса на шаге S220 будет раскрыто ниже.

[0043] Когда на шаге S220 общее потребление электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52 равно или меньше порогового значения Phref, определяется, что общее потребление электрической мощности Phsum вспомогательными средствами 52 не слишком большое, и осуществляется процесс, следующий за шагом S100. В этом случае может быть продемонстрирован тот же эффект, что и в примере осуществления изобретения.

[0044] Когда на шаге S220 общее потребление электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52 больше порогового значения Phref, определяется, что общее потребление электрической мощности Phsum вспомогательными средствами 52 относительно большое. Соответственно, источник питания, в качестве которого выступает преобразователь 54 постоянного тока в постоянный ток не переключается на второй источник питания, но поддерживается первый источник питания (шаг S230), и основное реле системы SMR выключается (шаг S240).

[0045] Затем вводится напряжение VL конденсатора 48 (линия 42b электропитания системы низкого напряжения) (шаг S250). На основе вводимого напряжения VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения, целевой коэффициент продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения назначается с учетом потерь Lco преобразователя 40 повышения/понижения напряжения (шаг S260). Управление переключением транзисторов Т31, Т32 преобразователя 40 повышения/понижения напряжения осуществляется с использованием целевого коэффициента продолжительности включения D* (шаг S270). Затем вводятся напряжения VH, VL конденсаторов 46, 48 (шаг S280). Вводимые напряжения VH, VL конденсаторов 46, 48 сравниваются с пороговым значением Vref (шаг S290). Когда как минимум одно из напряжений VH, VL конденсаторов 46, 48 больше порогового значения Vref, процесс возвращается на шаг S250. Затем повторно осуществляется процесс с шага S250 по S290, и когда оба напряжения VH, VL конденсаторов 46, 48 достигают порогового значения Vref или меньшего значения на шаге S290, данная процедура заканчивается.

[0046] Здесь представлено описание способа назначения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения при выполнении шага S260. В этом случае целевой коэффициент продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения назначается посредством применения напряжения VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения ко второй взаимосвязи между напряжением VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения и целевым коэффициентом продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения. Здесь вторая взаимосвязь является взаимосвязью между значениями напряжения VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения и целевыми коэффициентами продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, максимизирующими потери Lco преобразователя 40 повышения/понижения напряжения. Вторая взаимосвязь определяется заранее посредством эксперимента или анализа и хранится в ПЗУ 74. Один пример второй взаимосвязи проиллюстрирован на ФИГ. 6. Когда преобразователь 54 постоянного тока в постоянный ток осуществляет функции первого источника питания, целевой коэффициент продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения назначается посредством использования второй взаимосвязи, показанной на ФИГ. 6, и осуществляется управление преобразователем 40 повышения/понижения напряжения. Это делает возможным максимизировать потери Lco преобразователя 40 повышения/понижения напряжения при разряде конденсаторов 46, 48. В результате, даже когда преобразователь 54 постоянного тока в постоянный ток осуществляет (продолжает осуществлять) функции первого источника питания, время на разряд конденсаторов 46, 48 может быть сокращено. Когда преобразователь 54 постоянного тока в постоянный ток осуществляет функции первого источника питания, изменения потерь Ldc преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток, связанных с целевым коэффициентом продолжительности включения D* преобразователя 40 постоянного тока в постоянный ток, считаются небольшими. Считается, что это связано с тем, что изменения напряжения VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения небольшие в сравнении с изменениями напряжения VH линии 42а электропитания системы высокого напряжения. В данной модификации, когда преобразователь 54 постоянного тока в постоянный ток осуществляет функции первого источника питания, целевой коэффициент продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения назначается на основе данного предположения посредством не первой взаимосвязи, а второй взаимосвязи.

[0047] Например, вторая взаимосвязь, показанная на ФИГ. 6, может быть определена, как показано ниже. С использованием взаимосвязи, показанной на ФИГ. 4, назначается целевой коэффициент продолжительности включения D* (значение D1) преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, максимизирующий потери Lco преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, когда напряжение VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения равно значению VL1. Аналогично, назначается целевой коэффициент продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, максимизирующий потери Lco преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, когда напряжение VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения принимает любое значение. Посредством сложения данных значений может быть определена вторая взаимосвязь, показанная на ФИГ. 6.

[0048] Далее представлено описание значения процесса на шаге S220, т.е. процесса сравнения общего потребления электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52 с пороговым значением Phref. Процесс осуществляется для прогнозирования того, какое управление осуществлять: первое управление разрядом или второе управление разрядом. Т. е. процесс осуществляется для прогнозирования того, может ли время разряда конденсаторов 46, 48 быть существенно сокращено. Здесь первое управление разрядом выполнено с возможностью осуществления функций второго источника питания преобразователем 54 постоянного тока в постоянный ток во время назначения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения для максимизации суммарных потерь Lsum и управления преобразователем 40 повышения/понижения напряжения (шаги с S100 по S160). Второе управление разрядом выполнено с возможностью осуществления функций первого источника питания преобразователем 54 постоянного тока в постоянный ток во время назначения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения для максимизации потерь Lco преобразователя 40 повышения/понижения напряжения и управления преобразователем 40 повышения/понижения напряжения (шаги с S230 по S290). Когда общее потребление электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52 относительно большое, необходимо подавать относительно большую электрическую мощность на линию 42с электропитания вспомогательной системы посредством преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток. Соответственно, когда осуществляется второе управление разрядом, время разряда конденсаторов 46, 48 может быть сокращено в большей мере, чем при осуществлении первого управления разрядом. Когда общее потребление электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52 не настолько велико, нет необходимости подавать настолько большую электрическую мощность на линию 42с электропитания вспомогательной системы посредством преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток. Соответственно, когда осуществляется первое управление разрядом, время разряда конденсаторов 46, 48 может быть сокращено в большей мере, чем при осуществлении второго управления разрядом. Поэтому, когда общее потребление электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52 сравнивается с пороговым значением Phref, и осуществляется первое управление разрядом или второе управление разрядом, время разряда конденсаторов 46, 48 может быть сокращено в большей мере.

[0049] В данной модификации в случае выключения основного реле системы SMR для разряда конденсаторов 46, 48 первое управление разрядом осуществляется при неисправности вспомогательного аккумулятора 50, или когда вспомогательный аккумулятор 50 находится в нормальном состоянии и общее потребление электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52 равно или меньше порогового значения Phref, при этом второе управление разрядом осуществляется, когда вспомогательный аккумулятор 50 находится в нормальном состоянии и общее потребление электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52 больше порогового значения Phref. Однако, когда вспомогательный аккумулятор 50 находится в нормальном состоянии, второе управление разрядом может осуществляться независимо от общего потребления электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52. Т.е. выполнение шага S220 в процедуре управления после столкновения, показанной на ФИГ. 5, можно пропустить.

[0050] В данной модификации, когда осуществляется второе управление разрядом, целевой коэффициент продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения назначается посредством применения напряжения VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения ко второй взаимосвязи между напряжением VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения и целевым коэффициентом продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, максимизирующим потери Lco преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, и управление преобразователем 40 повышения/понижения напряжения осуществляется с использованием целевого коэффициента продолжительности включения D*. Однако, не ограничиваясь раскрытой взаимосвязью, вторая взаимосвязь может быть взаимосвязью между напряжением VL линии 42b электропитания системы низкого напряжения и целевым коэффициентом продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения во втором заданном диапазоне, где общие потери Lco преобразователя 40 повышения/понижения напряжения становятся максимальными или почти максимальными.

[0051] В электрическом автомобиле 20 примера осуществления изобретения электронный блок 70 управления выполняет процедуру управления после столкновения, показанную на ФИГ. 2, при определении факта столкновения автомобиля. Однако вместо этого может быть выполнена процедура управления после столкновения, показанная на ФИГ. 7. Когда выполняется процедура управления после столкновения, показанная на ФИГ. 7, электронный блок 70 управления переключает источник питания посредством преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток с первого источника питания на второй источник питания (шаг S300) и выключает основное реле системы SMR (шаг S310). Затем целевой коэффициент продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения назначается равным заданному значению Dst в качестве исходного значения, и осуществляется управление преобразователем 40 повышения/понижения напряжения (шаг S320). Здесь заданное значение Dst может принимать такие значения как 0,45, 0,50 и 0,55.

[0052] Затем вводится пульсация Icori тока преобразователя 40 повышения/понижения напряжения и пульсация Idcri тока преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток во время управления преобразователем 40 повышения/понижения напряжения (шаг S330). Общая пульсация Isumri рассчитывается как сумма вводимых пульсаций Icori, Idcri тока (шаг S340). Здесь вводимая как пульсация Icori тока преобразователя 40 повышения/понижения напряжения является величиной, рассчитываемой как компонент пульсации силы тока IL реактивного элемента L в преобразователе 40 повышения/понижения напряжения, определяемой датчиком 40а силы тока. Вводимая как пульсация Idcri тока преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток является величиной, рассчитываемой как компонент пульсации силы тока Idc преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток, определяемой датчиком 54а силы тока. Общая пульсация Isumri может рассматриваться как эквивалент суммарных потерь Lsum.

[0053] Затем, значение, полученное посредством прибавления заданного значения ΔDup к предыдущему целевому коэффициенту продолжительности включения (предыдущему D*) преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, назначается как новый целевой коэффициент продолжительности включения D*, и осуществляется управление преобразователем 40 повышения/понижения напряжения (шаг S350). Здесь заданное значение ΔDup является приращением для увеличения целевого коэффициента продолжительности включения D*. Заданное значение ΔDup может принимать такие значения как 0,01, 0,02 и 0,03.

[0054] Затем вводятся значения напряжений VH, VL конденсаторов 46, 48 (шаг S360), и введенные значения напряжений VH, VL конденсаторов 46, 48 сравниваются с пороговым значением Vref (шаг S370). Когда как минимум одно из напряжений VH, VL конденсаторов 46, 48 больше порогового значения Vref, вводятся пульсация Icori тока преобразователя 40 повышения/понижения напряжения и пульсация Idcri тока преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток во время управления преобразователем 40 повышения/понижения напряжения (шаг S380). Общая пульсация Isumri рассчитывается как сумма вводимых пульсаций Icori, Idcri тока (шаг S390). Затем рассчитывается общее изменение пульсации ΔIsumri посредством вычитания предыдущей общей пульсации (ранее - Isumri) из рассчитанной общей пульсации Isumri (шаг S400), и рассчитанное общее изменение пульсации ΔIsumri сравнивается со значением 0 (шаг S410). Когда общее изменение пульсации ΔIsumri является положительным значением, определяется, что общая пульсация Isumri увеличивается посредством увеличения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, и процесс возвращается на шаг S350. Таким образом, когда общая пульсация Isumri увеличивается посредством увеличения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, целевой коэффициент продолжительности включения D* увеличивается далее.

[0055] Когда общее изменение пульсации ΔIsumri имеет значение 0 или менее на шаге S410, определяется, что общая пульсация Isumri не меняется или снижается посредством увеличения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения. Соответственно, значение, полученное посредством вычитания заданного значения ΔDdn из предыдущего целевого коэффициента продолжительности включения (предыдущего D*) преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, назначается как новый целевой коэффициент продолжительности включения D*, и осуществляется управление преобразователем 40 повышения/понижения напряжения (шаг S420). Здесь заданное значение ΔDdn является декрементом для снижения целевого коэффициента продолжительности включения D*. Заданное значение ΔDdn может принимать такие значения как 0,01, 0,02 и 0,03.

[0056] Затем вводятся напряжения VH, VL конденсаторов 46, 48 (шаг S430), и введенные напряжения VH, VL конденсаторов 46, 48 сравниваются с пороговым значением Vref (шаг S440). Когда как минимум одно из напряжений VH, VL конденсаторов 46, 48 больше порогового значения Vref, вводится пульсация Icori тока преобразователя 40 повышения/понижения напряжения и пульсация Idcri тока преобразователя 54 постоянного тока в постоянный ток во время управления преобразователем 40 повышения/понижения напряжения (шаг S450). Общая пульсация Isumri рассчитывается как сумма вводимых пульсаций Icori, Idcri тока (шаг S460). Затем рассчитывается общее изменение пульсации ΔIsumri посредством вычитания предыдущей общей пульсации (предыдущей Isumri) из рассчитанной общей пульсации Isumri (шаг S470), и рассчитанное общее изменение пульсации ΔIsumri сравнивается со значением 0 (шаг S480). Когда общее изменение пульсации ΔIsumri является положительным значением, определяется, что общая пульсация Isumri увеличивается посредством уменьшения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, и процесс возвращается на шаг S420. Таким образом, когда общая пульсация Isumri увеличивается посредством уменьшения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, целевой коэффициент продолжительности включения D* уменьшается далее.

[0057] Когда на шаге S480 общее изменение пульсации ΔIsumri имеет значение 0 или менее, определяется, что общая пульсация Isumri не меняется или снижается посредством уменьшения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения, и процесс переходит на шаг S350.

[0058] Настоящая процедура заканчивается, когда оба напряжения VH, VL конденсаторов 46, 48 достигают порогового значения Vref или меньшего значения на шаге S370 или шаге S440, в то время как управление преобразователем 40 повышения/понижения напряжения осуществляется посредством увеличения или уменьшения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения таким образом. Таким образом, управление преобразователем 40 повышения/понижения напряжения осуществляется посредством увеличения или уменьшения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения так, что общая пульсация Isumri становится больше (приближается к максимуму). В результате, время разряда конденсаторов 46, 48 может быть еще больше сокращено.

[0059] В данной модификации в случае выключения основного реле системы SMR для разряда конденсаторов 46, 48 управление преобразователем 40 повышения/понижения напряжения осуществляется посредством увеличения или уменьшения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения так, что общая пульсация Isumri становится больше (приближается к максимуму). Однако, когда вспомогательный аккумулятор 50 находится в нормальном состоянии, управление преобразователем 40 повышения/понижения напряжения может осуществляется посредством увеличения или уменьшения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения так, что текущая пульсация Icori преобразователя 40 повышения/понижения напряжения становится больше (приближается к максимуму). Когда вспомогательный аккумулятор 50 находится в нормальном состоянии и общее потребление электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52 равно или меньше порогового значения Phref, управление преобразователем 40 повышения/понижения напряжения осуществляется посредством увеличения или уменьшения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения так, что общая пульсация Isumri становится больше. Когда общее потребление электрической мощности Phsum множеством вспомогательных средств 52 больше порогового значения Phref, управление преобразователем 40 повышения/понижения напряжения может осуществляться посредством увеличения или уменьшения целевого коэффициента продолжительности включения D* преобразователя 40 повышения/понижения напряжения так, что пульсация Icori тока преобразователя 40 повышения/понижения напряжения становится больше.

[0060] Несмотря на отсутствие подробного описания в примере осуществления электрического автомобиля 20, в случае выключения основного реле системы SMR для разряда конденсаторов 46, 48 при отсутствии неисправностей в электродвигателе 32 и инверторе 34 осуществляется не только вышеописанная процедура управления после столкновения, но также может осуществляться управление инвертором 34 так, что ток d-оси течет в электродвигателе 32 и потребляется как потеря.

[0061] Несмотря на то, что основной аккумулятор 36 используется как первое устройство хранения электроэнергии в электрическом автомобиле 20 примера осуществления изобретения, вместо него может использоваться конденсатор.

[0062] В примере осуществления изобретения электрический автомобиль 20 сконфигурирован так, что приводной вал 26, соединенный с ведущими колесами 22а, 22b, соединен с электродвигателем 32 так, что происходит обмен электрической мощностью между электродвигателем 32 и основным аккумулятором 36. Однако, гибридный автомобиль может быть сконфигурирован так, что приводной вал, соединенный с ведущими колесами, соединен не только с электродвигателем, но и с двигателем внутреннего сгорания и генератором мощности посредством планетарной передачи так, что между электродвигателем или генератором мощности и основным аккумулятором происходит обмен электрической мощностью. Так называемый гибридный автомобиль серийного типа может также быть сконфигурирован так, что не только приводной вал, соединенный с ведущими колесами, соединен с электродвигателем, но и выходной вал двигателя внутреннего сгорания соединен с генератором мощности так, что между электродвигателем или генератором мощности и основным аккумулятором происходит обмен электрической мощностью. Кроме того, гибридный автомобиль может быть сконфигурирован так, что приводной вал, соединенный с ведущими колесами, соединен с электродвигателем посредством трансмиссии, и электродвигатель соединен с двигателем внутреннего сгорания посредством муфты так, что между электродвигателем и основным аккумулятором происходит обмен электрической мощностью.

[0063] Настоящее изобретение осуществлено как электрический автомобиль 20 или гибридные автомобили в примерах осуществления изобретения или модификациях. Однако настоящее изобретение может быть осуществлено как встроенный в них приводной блок и как приводной блок, встроенный в стационарные устройства, например, строительные объекты. Настоящее изобретение может быть осуществлено как другие движущиеся средства, такие как двухколесные автомобили, лодки и летательные аппараты, а также как встроенный в них приводной блок.

[0064] Представлено описание отношения соответствия между основными элементами примеров осуществления изобретения и основных элементов настоящего изобретения, раскрытого в СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ. В примерах осуществления изобретения электродвигатель 32 является одним примером «электродвигателя», инвертор 34 является одним примером «инвертора». Основной аккумулятор 36 является одним примером «первого устройства хранения электроэнергии», и преобразователь 40 повышения/понижения напряжения является одним примером «преобразователя повышения/понижения напряжения». Конденсатор 46 является одним примером «первого конденсатора», и конденсатор 48 является одним примером «второго конденсатора». Преобразователь 54 постоянного тока в постоянный ток является одним примером «преобразователя постоянного тока в постоянный ток», основное реле системы SMR является одним примером «реле» и электронный блок 70 управления является одним примером «электронного блока управления».

[0065] Так как отношение соответствия между основными элементами примеров осуществления изобретения и основными элементами настоящего изобретения, раскрытого в СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ, является одним примером частичного раскрытия способов осуществления настоящего изобретения, раскрытого в СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ, отношение соответствия не имеет ограничительного характера для элементов изобретения, раскрытых в СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ. В частности, изобретение, раскрытое в СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ, следует интерпретировать на основе раскрытия, и примеры осуществления изобретения являются только конкретными примерами изобретения, раскрытого в СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

[0066] Несмотря на то, что способы осуществления настоящего изобретения были раскрыты при помощи примеров осуществления изобретения, настоящее изобретение не ограничено раскрытыми примерами осуществления. Следует понимать, что настоящее изобретение может быть осуществлено различными способами без отклонения от объема настоящего изобретения.

[0067] Настоящее изобретение применяют в таких областях как производство приводных блоков и автомобилей.

1. Приводной блок, содержащий:

электродвигатель;

инвертор, приводящий электродвигатель в движение;

первое устройство хранения электроэнергии;

преобразователь повышения/понижения напряжения с переключающим элементом и реактивным элементом, при этом преобразователь повышения/понижения напряжения соединен с первой линией электропитания и второй линией электропитания, первая линия электропитания соединена с инвертором, вторая линия электропитания соединена с первым устройством хранения электроэнергии, преобразователь повышения/понижения напряжения сконфигурирован для обмена электрической мощностью между второй линией электропитания и первой линией электропитания с преобразованием напряжения электрической мощности;

первый конденсатор, подключенный к первой линии электропитания; второй конденсатор, подключенный ко второй линии электропитания;

преобразователь постоянного тока в постоянный ток, подключенный к первой линии электропитания;

реле, предусмотренное в той части второй линии электропитания, которая ближе к первому устройству хранения электроэнергии, чем второй конденсатор; и

электронный блок управления, сконфигурированный для управления преобразователем повышения/понижения напряжения и преобразователем постоянного тока в постоянный ток, при этом

электронный блок управления сконфигурирован для осуществления первого управления разрядом, когда реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор, причем первое управление разрядом представляет собой управление для введения в работу преобразователя постоянного тока в постоянный ток при назначении целевого коэффициента продолжительности включения преобразователя повышения/понижения напряжения таким образом, что суммарные потери преобразователя повышения/понижения напряжения и преобразователя постоянного тока в постоянный ток становятся больше значения максимальных потерь преобразователя повышения/понижения напряжения, а также при управлении преобразователем повышения/понижения напряжения.

2. Приводной блок по п. 1, в котором

электронный блок управления сконфигурирован для назначения целевого коэффициента продолжительности включения таким образом, что суммарные потери становятся максимальными при осуществлении первого управления разрядом.

3. Приводной блок по п. 1 или 2, дополнительно содержащий

второе устройство хранения электроэнергии с номинальным напряжением, меньшим, чем номинальное напряжение первого устройства хранения электроэнергии, при этом второе устройство хранения электроэнергии сконфигурировано для подачи электрической мощности для работы на электронное устройство управления, при этом

преобразователь постоянного тока в постоянный ток сконфигурирован для понижения напряжения электрической мощности первой линии электропитания и подачи на электронный блок управления электрической мощности как электрической мощности для работы, и

электронный блок управления сконфигурирован для осуществления первого управления разрядом независимо от того, возможна ли подача электрической мощности для работы от второго устройства хранения электроэнергии на электронный блок управления, когда реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор.

4. Приводной блок по п. 1 или 2, дополнительно содержащий

второе устройство хранения электроэнергии с номинальным напряжением, которое меньше, чем номинальное напряжение первого устройства хранения электроэнергии, при этом второе устройство хранения электроэнергии сконфигурировано для подачи электрической мощности для работы на электронный блок управления, при этом

преобразователь постоянного тока в постоянный ток сконфигурирован для понижения напряжения электрической мощности первой линии электропитания и подачи электрической мощности на электронный блок управления как электрической мощности для работы,

электронный блок управления осуществляет первое управление разрядом при выполнении следующих условий i) и ii):

i) реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор, и

ii) электронный блок управления определяет, что электрическая мощность для работы не может подаваться от второго устройства хранения электроэнергии к электронному блоку управления, и

электронный блок управления сконфигурирован для осуществления второго управления разрядом при выполнении следующих условий i) и iii):

i) реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор, и

iii) электронный блок управления определяет, что электрическая мощность для работы может подаваться от второго устройства хранения электроэнергии к электронному блоку управления,

при этом второе управление разрядом является управлением для назначения целевого коэффициента продолжительности включения на основе потерь преобразователя повышения/понижения напряжения и для управления преобразователем повышения/понижения напряжения.

5. Приводной блок по п. 4, в котором

электронный блок управления сконфигурирован для определения того, что электрическая мощность для работы от второго электрического устройства хранения не может подаваться на электронный блок управления при выполнении следующих условий:

i) реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор, и

iv) электронный блок управления определяет наличие неисправности во втором устройстве хранения электроэнергии.

6. Приводной блок по п. 4, в котором

электронный блок управления сконфигурирован для назначения целевого коэффициента продолжительности включения таким образом, что потери преобразователя повышения/понижения напряжения становятся максимальными при осуществлении второго управления разрядом.

7. Приводной блок по п. 4, в котором

преобразователь постоянного тока в постоянный ток сконфигурирован для переключения первого источника питания и второго источника питания, при этом первый источник питания сконфигурирован для понижения напряжения электрической мощности второй линии электропитания и подачи электрической мощности на третью линию электропитания, соединенную со вторым устройством хранения электроэнергии, с электронным блоком управления и с множеством вспомогательных средств, второй источник питания сконфигурирован для понижения напряжения электрической мощности первой линии электропитания и подачи электрической мощности на электронный блок управления как электрической мощности для работы,

электронный блок управления осуществляет выполнение функций второго источника питания посредством преобразователя постоянного тока в постоянный ток при осуществлении первого управления разрядом, электронный блок управления осуществляет выполнение функций первого источника питания посредством преобразователя постоянного тока в постоянный ток при осуществлении второго управления разрядом,

электронный блок управления сконфигурирован для осуществления первого управления разрядом при выполнении всех следующих условий i), v) и vi):

i) реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор,

v) электронный блок управления определяет, что электрическая мощность может подаваться от второго устройства хранения электроэнергии к электронному блоку управления, и

vi) общее потребление электрической мощности множеством вспомогательных средств равно или меньше порогового значения, и

электронный блок управления сконфигурирован для осуществления второго управления разрядом при выполнении всех следующих условий i), v) и vii):

i) реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор,

v) электронный блок управления определяет, что электрическая мощность может подаваться от второго устройства хранения электроэнергии к электронному блоку управления, и

vii) общее потребление электрической мощности множеством вспомогательных средств больше порогового значения.

8. Приводной блок по п. 1 или 2, в котором

электронный блок управления сконфигурирован для сохранения заранее заданной взаимосвязи между напряжением второй линии электропитания и целевым коэффициентом продолжительности включения, максимизирующим суммарные потери, и

электронный блок управления сконфигурирован для назначения целевого коэффициента продолжительности включения посредством применения напряжения второй линии электропитания к взаимосвязи, когда осуществляется первое управление разрядом.

9. Приводной блок по п. 1 или 2, в котором

электронный блок управления сконфигурирован для определения общей пульсации тока преобразователя повышения/понижения напряжения и пульсации тока преобразователя постоянного тока в постоянный ток как суммарных потерь и назначения целевого коэффициента продолжительности включения таким, что суммарные потери приближаются к максимуму при осуществлении первого управления разрядом.

10. Автомобиль, содержащий приводной блок по п. 1 или 2, причем автомобиль сконфигурирован для движения за счет использования движущей силы электродвигателя, при этом

электронный блок управления сконфигурирован для осуществления первого управления разрядом при обнаружении столкновения автомобиля.

11. Способ управления приводным блоком,

содержащим электродвигатель; инвертор, приводящий электродвигатель в движение; первое устройство хранения электроэнергии; преобразователь повышения/понижения напряжения с переключающим элементом и реактивным элементом, при этом преобразователь повышения/понижения напряжения соединен с первой линией электропитания и второй линией электропитания, первая линия электропитания соединена с инвертором, вторая линия электропитания соединена с первым устройством хранения электроэнергии, преобразователь повышения/понижения напряжения сконфигурирован для обмена электрической мощностью между второй линией электропитания и первой линией электропитания с преобразованием напряжения электрической мощности; а также первый конденсатор, присоединенный к первой линии электропитания; второй конденсатор, присоединенный ко второй линии электропитания; преобразователь постоянного тока в постоянный ток, соединенный с первой линией электропитания; реле, предусмотренное в той части второй линии электропитания, которая ближе к первому устройству хранения электроэнергии, чем ко второму конденсатору; электронный блок управления, сконфигурированный для управления преобразователем повышения/понижения напряжения и преобразователем постоянного тока в постоянный ток, при этом способ управления включает:

выполнение посредством электронного блока управления первого управления разрядом, когда реле выключено, чтобы разрядить первый конденсатор и второй конденсатор, при этом первое управление разрядом представляет собой управление для введения в работу преобразователя постоянного тока в постоянный ток посредством электронного блока управления при назначении целевого коэффициента продолжительности включения преобразователя повышения/понижения напряжения таким образом, что суммарные потери преобразователя повышения/понижения напряжения и преобразователя постоянного тока в постоянный ток становятся больше значения максимальных потерь преобразователя повышения/понижения напряжения, а также при управлении преобразователем повышения/понижения напряжения.