CN101180191A - 负荷驱动设备和安装有该设备的电动车辆 - Google Patents

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Abstract

当ECU(30)从变速器(TM)接收到高电平的变速信号(TS)时，ECU(30)施加转矩减小控制以减小用于电动发电机(MG)的转矩控制值。此外，ECU(30)基于转矩控制值和电动机转速来设定电压(VM)的最佳(或目标)值，并控制升压变压器(10)。此处，当变速器(TM)中正在换档时，ECU(30)控制升压变压器(10)，使得不管是否施加转矩减小控制以减小转矩控制值都使电压(VM)成为恒定。

Description

负荷驱动设备和安装有该设备的电动车辆
技术领域
本发明一般地涉及一种负荷驱动设备和安装有该设备的电动车辆，具体而言，涉及包括对从直流电源接收到的直流电压进行升压的升压变压器的负荷驱动设备和安装有该设备的电动车辆。
背景技术
近年来，随着环境问题、能源问题和其它类似问题日益突出，混合动力车辆、电气车辆、燃料电池车辆和其它类似的电动车辆正受到关注。这些电动车辆具有由二次电池或者燃料电池构成的直流电源、逆变器和作为动力源的由逆变器驱动的电动机。
日本专利公开No.2004-203218公开了一种设置在电动车辆中的控制装置，该电动车辆在产生驱动力的电动机和输出部件之间设置有变速器，当变速器正在换档时控制装置校正电动机的转矩输出。当变速器正在换档时，控制装置在抑制输出部件的转矩的变化的方向上校正电动机的转矩，以防止输出轴的转矩随着变速器换档而降低。
而且，由于电动机逐渐提供更大的输出，还公知以上所述的电动车辆设置有升压变压器，该升压变压器从直流电源接收直流电压，以对所接收到的电压进行升压，从而将升压电压供应到逆变器。
日本专利公开No.2004-208409公开了一种包括这种升压变压器的车辆动力控制装置。该车辆动力控制装置包括驱动用旋转电机，对驱动用旋转电机进行驱动的逆变器电路，以及从电池接收电压以对所接收到的电压进行升压并用升压电压供应逆变器电路的DC-DC变压器。此车辆动力控制装置能够在以小电功率对驱动用旋转电机进行驱动的过程中根据驱动用旋转电机的电力消耗减小DC-DC变压器的升压比。因而车辆动力控制装置能够减小电路损耗。
如果在产生驱动力的电动机和驱动轮之间设置有变速器的电动车辆在直流电源和逆变器之间设置有升压变压器，其输出的电压与输入至逆变器的电压相对应并根据电动机的输出而被控制。随着变速器换档，电动机的输出急剧变化，因而从升压变压器输出的电压(即，输入到逆变器的电压)改变，于是，对于一些电动机控制模式，有不能稳定控制电动机的可能性。
当变速器正在换档时，变速器使得摩擦元件再啮合，因而电动机以增大的速率旋转。如果通过在变速器正在换档时施加暂时减小电动机的转矩输出的控制(以下称为“转矩减小控制”)来防止前述情况，那么当变速器正在换档时，电动机的输出分别在变速前半段减小，在变速后半段增大(或者恢复)，并随着当变速器正在换档时电动机输出的急剧变化而改变从升压变压器输出的电压(即，输入到逆变器的电压)，使得逆变器在变速的前半段接收到的电压随着电动机的输出减小而降低，在变速的后半段接收到的电压随着电动机的输出增大而升高。注意，如果在矩形波控制模式下控制电动机，则逆变器的开关操作不能跟随电压输入的急剧变化，因而对电动机的控制不稳定，其中矩形波控制模式比PWM控制模式具有更大的控制时间间隔并且基于逆变器接收恒定的电压。
发明内容
因而，已经进行了本发明以克服这样的缺陷，本发明提供一种负荷驱动设备，在电动机的输出轴处设置有变速器并还设置有升压变压器的电动车辆中，其允许当变速器正在换档时电动机受到稳定的控制。
此外，本发明还构思了一种电动车辆，其在电动机的输出轴处设置有变速器，并还设置有逆变器，在该电动车辆上安装了负荷驱动设备以允许在变速器正在换档时电动机受到稳定的控制。
根据本发明的的负荷驱动设备是电动车辆的负荷驱动设备，该电动车辆在产生驱动车辆的力的电动机和车辆的驱动轮之间具有变速器，该负荷驱动设备包括：驱动装置，其驱动电动机；升压变压器，其从直流电源接收直流电压，以对直流电压进行升压，并将升压电压供应到驱动装置；以及升压控制部分，其设定升压电压，并控制升压变压器产生所设定的升压电压，其中，当变速器正在换档时，升压控制部分将升压电压设定为恒定值。
当变速器正在换档时，本负荷驱动设备将升压电压设定成具有恒定值。这样，如果变速器正在换档，并且电动机的输出急剧变化，则电动机不管怎样都不会受到不稳定的控制。
因而，本负荷驱动设备允许当变速器正在换档时电动机受到稳定的控制。
优选地，当变速器正在换档时，升压控制部分设定升压电压，该未变压电压是当变速器开始换档时具有的升压电压。
优选地，驱动装置具有作为施加来控制电动机的控制模式的矩形波控制模式。
当变速器正在换档时，本负荷驱动设备能够固定升压电压。这样，如果变速器正在换档，并且电动机的输出急剧变化，此外当前电动机在矩形波控制模式下被控制，则电动机将不管怎样都不会受到不稳定的控制。因而，当变速器正在换档时，本负荷驱动设备允许电动机受到稳定的控制。
此外，根据本发明的负荷驱动设备是电动车辆的负荷驱动设备，该电动车辆在产生驱动车辆的力的电动机和车辆的驱动轮之间具有变速器，该负荷驱动设备包括：驱动装置，其驱动电动机；升压变压器，其从直流电源接收直流电压，以对直流电压进行升压，并将升压电压供应到驱动装置；升压控制部分，其基于电动机的输出来设定升压电压，并控制升压变压器产生所设定的升压电压；以及转矩控制部分，其在变速器正在换档时控制驱动装置以减小电动机输出的转矩，其中，在变速器正在换档时，随着转矩控制部分减小电动机的转矩输出，升压控制部分控制升压变压器以防止升压电压降低。
当变速器正在换档时，变速器使得摩擦元件再啮合，因而电动机以增大的速率旋转。为防止这种情况，减小电动机的转矩输出。在本负荷驱动设备中，在变速器正在换档时，随着电动机的转矩输出减小，升压控制部分控制升压变压器以防止升压电压降低。这抑制升压电压的急剧变化，因而电动机将不会受到不稳定的控制。
因而，当变速器正在换档时，本负荷驱动设备允许电动机受到稳定控制。
优选地，当变速器正在换档时，升压控制部分将升压电压设定为恒定值。
还优选地，当变速器正在换档时，升压控制部分设定升压电压，该未变压电压是当变速器开始换档时具有的升压电压。
还优选地，当变速器正在换档时，升压控制部分设定升压电压，该未变压电压是可控制的最大电压。
优选地，驱动装置具有作为施加来控制电动机的控制模式的矩形波控制模式。
当变速器正在换档时，随着电动机转矩输出减小，本负荷驱动设备能够禁止升压电压减小。这样，如果当前电动机在矩形波控制模式下受到控制，则电动机将不会受到不稳定的控制。因而，当变速器正在换档时，本负荷驱动设备允许电动机受到稳定的控制。
此外，根据本发明，一种电动车辆包括：电动机，其产生驱动车辆的力；变速器，其设置在电动机和车辆的驱动轮之间；以及如上所述的负荷驱动设备。
本车辆包括如上所述的负荷驱动设备。这样，当变速器下在换档并且电动机的输出急剧变化时，电动机将不会受到不稳定的控制。因而，当变速器正在换档时，本车辆允许电动机受到稳定的控制。
因而，根据本发明，在电动机的输出轴处设置变速器并还设置有升压变压器的电动车辆中，当变速器正在换档时，安装在电动车辆中的负荷驱动设备允许电动机受到稳定的控制。
附图说明
图1是总体示出在本发明第一实施例中的电动车辆的框图。
图2是在图1所示的ECU的功能框图。
图3是具体示出图2所示的变压器控制部分的功能框图。
图4是具体示出图2所示的逆变器控制部分的功能框图。
图5是用于图示图2所示的逆变器控制部分的工作的流程图。
图6是用于图示在第一实施例中电动车辆的工作的时序图。
图7是用于图示在第二实施例的电动车辆中变压器控制部分的工作的流程图。
图8是用于图示在第二实施例中电动车辆的工作的时序图。
图9是用于图示在第三实施例的电动车辆中变压器控制部分的工作的流程图。
图10是用于图示在第三实施例中电动车辆的工作的时序图。
具体实施方式
以下将参照附图更具体地描述本发明的实施例。在附图中，相同或者相应的部分的表示相同，因而对其将不再重复进行描述。
第一实施例
图1是总体示出本发明第一实施例的电动车辆的框图。参照图1，电动车辆100包括电池B、升压变压器10、逆变器20、电子控制单元(ECU)30、电动发电机MG、变速器TM、驱动轮DW、电容器C1和C2、电压传感器42和44、位置传感器46、电源线PL1和PL2和地线SL。
电池B具有连接到电源线PL1的正电极和连接到地线SL的负电极。电容器C1连接在电源线PL1和地线SL之间。
升压变压器10包括电抗器L、功率晶体管Q1和Q2、以及二极管D1和D2。电抗器L具有连接到电源线PL1的一端和连接到将功率晶体管Q1和Q2相连接的点的另一端。功率晶体管Q1和Q2串联连接在电源线PL2和地线SL之间。在功率晶体管Q1的集电极和发射极之间，连接二极管D1以使电流从发射极流向集电极，在功率晶体管Q2的集电极和发射极之间，连接二极管D2以使电流从发射极流向集电极。
容器C2连接在电源线PL2和地线SL之间。逆变器20包括并联连接在电源线PL2和地线SL之间的U相臂21、V相臂22和W相臂23。U相臂21由串联连接的功率晶体管Q11和Q12形成。V相臂22由串联连接的功率晶体管Q13和Q14形成。W相臂23由串联连接的功率晶体管Q15和Q16形成。二极管D11连接在功率晶体管Q11的集电极和发射极之间以使电流从发射极流向集电极。二极管D12连接在功率晶体管Q12的集电极和发射极之间以使电流从发射极流向集电极。二极管D13连接在功率晶体管Q13的集电极和发射极之间以使电流从发射极流向集电极。二极管D14连接在功率晶体管Q14的集电极和发射极之间以使电流从发射极流到集电极。二极管D15连接在功率晶体管Q15的集电极和发射极之间以使电流从发射极流向集电极。二极管D16连接在功率晶体管Q16的集电极和发射极之间以使电流从发射极流向集电极。U、V和W相臂中将晶体管相连接的点连接到电动发电机MG的各个U、V和W相线圈的距U、V和W相线圈的中性点较远的那些端部。
电动发电机MG具有连接变速器TM的输出轴，变速器TM具有连接驱动轮DW的输出轴。
电池B是直流电源。例如，它可以由镍金属氢化物、锂离子或者类似的二次电池、燃料电池等实现。电池B产生直流电压，并将其输出到升压变压器10。
电容器C1对电源线PL1和地线SL之间的电压变化进行平滑化。电压传感器42检测从电池B输出的电压VB，并将所检测到的电压VB输出到ECU 30。电压传感器44检测电容器C2的端子之间的电压(即从升压变压器10输出的电压VM，其对应于输出到逆变器20的电压，以下相同)，电压传感器44将所检测到的电压VM输出到ECU 30。
升压变压器10响应于从ECU 30接收到的信号PWC工作以使用电抗器L对从电池B接收到的直流电压进行升压，并将升压电压供应到电源线PL2。更具体地，升压变压器10响应于从ECU 30接收到的信号PWC作，以通过将随着功率晶体管Q2的开关操作而流动的电流存储到电抗器L作为磁场能来对从电池B接收到的直流电压进行升压，并且升压变压器10与功率晶体管Q2关闭的时间同步地将升压电压通过二级管D1输出到电源线PL2。
电容器C2对电源线PL2和地线SL之间的电压变化进行平滑化。逆变器20响应于从ECU 30接收到的信号PWM而工作，以将从电源线PL2接收到的直流电压转换成三相交流电压，并将该三相交流电压输出到电动发电机MG。电动发电机MG因而被驱动以产生由转矩控制值指定的转矩。
电动发电机MG通过从逆变器20接收到的三相交流电压产生驱动车辆的转矩，并将所产生的驱动转矩输出到变速器TM。位置传感器46检测电动发电机MG的转子旋转时的转子的位置θ，并将表示所检测到的位置的值输出到ECU 30。
变速器TM对从电动发电机MG接收到的输出进行改变，并将改变后的输出输出到驱动轮DW。而且，当变速器TM正在换档时，变速器TM产生表示变速器TM正在换档的电平高的变速信号，并且变速器TM将所产生的变速信号TS传输到ECU 30。
ECU 30根据车辆所需的动力计算用于电动发电机MG的转矩控制值TR。此处，当ECU 30从变速器TM接收到高电平的变速信号TS时，ECU 30减小用于电动发电机MG的转矩控制值TR(即，施加转矩减小控制)。
而且，ECU 30基于转矩控制值TR、从电压传感器42和44接收到的电压VB和VM、以及根据从位置传感器46接收到的位置θ计算出的电动机转速来产生用于驱动升压变压器10的信号PWC，并将所产生的信号PWC输出到升压变压器10。此处，在由于变速器TM正在换档而使ECU 30从变速器TM接收到高电平的变速信号TS的时候，不管是否施加转矩减小控制来减小转矩控制值TR，ECU 30都产生信号PWC以允许升压变压器10输出恒定的电压(VM)，并将所产生的信号PWC输出到升压变压器10。
而且，ECU 30基于转矩控制值TR、电压VM和电动发电机MG的电动机电流MCRT产生用于驱动电动发电机MG的信号PWM，并将所产生的信号PWM输出到逆变器20。注意，电动机电流MCRT由电流传感器(未示出)检测。
图2是图1所示的ECU 30的功能框图。参照图2，ECU 30包括转矩控制值产生部分102，变压器控制部分104和逆变器控制部分106。转矩控制值产生部分102基于例如加速踏板的位置来计算实现需求动力所需的用于电动发电机MG的目标控制值TR。
此处，当转矩控制值产生部分102正从变速器TM接收到高电平的变速信号TS时(即，变速器TM正在换档时)，转矩控制值产生部分102减小用于电动发电机MG的转矩控制值TR。这样做是为了防止电动发电机MG随着正在换档的变速器TM的摩擦元件再啮合而使得转速增大。
变压器控制部分104基于从转矩控制值产生部分102接收到的转矩控制值TR，根据从位置传感器46接收到的位置θ计算出的电动机旋转速度以及从电压传感器42和44接收到的电压VB和VM，以下文所述的方法产生用于开启和关闭升压变压器10的功率晶体管Q1和Q2的信号PWC，并将所产生的信号PWC输出到升压变压器10。
此处，当变压器控制部分104正在从变速器TM接收到高电平的变速信号TS时(即，变速器TM正在换档时)，不管转矩控制值产生部分102是否会输出减小了的转矩控制值TR，变压器控制部分104都产生信号PWC以允许升压变压器10输出恒定的升压电压(即，电压VM)。
逆变器控制部分106基于从转矩控制值产生部分102接收到的转矩控制值TR，电动机电流MCRT和电压VM来产生用于开启和关闭逆变器20的功率晶体管Q11-Q16的信号PWM，以将所产生的信号PWM输出到逆变器20。
图3是具体示出图2所示的逆变器控制部分104的功能框图。参照图3，变压器控制部分104包括逆变器输入电压控制计算部分112、占空比计算部分114和PWM信号转换部分116。
逆变器输入电压控制计算部分112基于电动发电机MG的输出(即，从转矩控制值产生部分102(未示出)接收到的转矩控制值TR和根据从位置传感器46接收到的位置θ计算出的电动机转速)计算输入到逆变器的电压的最佳(或者目标)值(即，逆变器输入电压控制值Vcom)，并将所计算的逆变器输入电压控制值Vcom输出到占空比计算部分114。
此处，当逆变器输入电压控制计算部分112正在从变速器TM(未示出)接收到高电平的变速信号TS时，逆变器输入电压控制计算部分112将逆变器输入电压控制值Vcom设定为紧接着的先前计算值。更具体地，当变速器TM正在换档时，逆变器输入电压控制计算部分112将逆变器输入电压控制值Vcom固定为变速器开始换档时具有的值。
占空比计算部分114基于从逆变器输入电压控制计算部分112接收到的逆变器输入电压控制值Vcom以及从电压传感器42和44接收到的电压VB和VM来计算用于将输入到逆变器20的电压控制为逆变器输入电压控制值Vcom的占空比，并将所计算的占空比输出到PWM信号转换部分116。
PWM信号转换部分116基于从占空比计算部分114接收到的占空比来产生用于开启和关闭升压变压器10的功率晶体管Q1和Q2的信号PWC，并将所产生的信号PWC输出到升压变压器10的功率晶体管Q1和Q2。
图4是具体示出图2所示的逆变器控制部分106的功能框图。参照图4，逆变器控制部分106包括电动机控制相电压计算部分122、控制模式设定部分124和PWM信号转换部分126。
电动机控制相电压计算部分122基于从转矩控制值产生部分102(未示出)接收到的转矩控制值TR，电动机电流MCRT，从电压传感器44接收到的电压VM和从位置传感器46接收到的位置θ来计算施加到电动发电机MG的各个U、V和W相线圈的电压，并将所计算的用于U、V和W相线圈的电压输出到控制模式设定部分124和PWM信号转换部分126。
控制模式设定部分124基于从电动机控制相电压计算部分122接收到的施加到相线圈的电压以及电压VM来计算施加到每个相线圈的电压相对于电压VM的调制率(即，施加到每个线圈的电压与电压VM的比率)。然后，控制模式设定部分124基于所计算的调制率来设定用于电动发电机MG的控制模式，并将表示所设定的控制模式的信号MD输出到PWM信号转换部分126。
更具体地，逆变器20以PWM控制模式和矩形波控制模式之一控制电动发电机MG。矩形波控制模式是控制输出波形为矩形波的控制模式，目的是将电压利用率增大到高于PWM控制模式，而PWM控制模式控制输出波形为正弦波。对于等于或者小于预定常数的调制率，控制模式设定部分124将当前模式设定为PWM控制模式，当调制率超过该常数时，控制模式设定部分124将当前控制模式设定为矩形波控制模式。
注意，矩形波控制模式以长于PWM控制模式的周期进行切换，并以逆变器接收到恒定电压为为前提。这样，如果电压VM(即，输入到逆变器的电压)急剧变化，则逆变器20的开关操作不能跟随电压VM的急剧变化，因而电动发电机MG不能稳定地被控制。注意，过调制控制模式可以被设置为PWM控制模式和矩形波控制模式之间中间的控制模式。
PWM信号转换部分126在由从控制模式设定部分124接收到的信号MD所指示的控制模式中根据从电动机控制相电压计算部分122接收到的用于每个相线圈的电压控制值进行工作，以产生开启和关闭逆变器20的功率晶体管Q11-Q16的信号PWM，并将所产生的信号PWM输出到逆变器20的功率晶体管Q11-Q16。
图5是用于图示图2所示的变压器控制部分104的工作的流程图。注意，如图5所示进行的一系列处理步骤以预定的控制周期重复执行。参照图5，变压器控制部分104基于转矩控制值TR和根据从位置传感器46接收到的位置θ计算出的电动机转速来计算逆变器输入电压控制值Vcom(步骤S10)。然后，逆变器控制部分104基于从变速器TM接收到的变速信号TS判定当前变速器TM是否正在进行换档(步骤S20)。如果没有(步骤S20的“否”)，则变压器控制部分104进行到步骤S40。
如果变压器控制部分104判定当前变速器TM正在进行换档(步骤S20的“是”)，则变压器控制部分104不使用在步骤S10计算的值来更新逆变器输入电压控制值Vcom，而是将其保持为紧接着的先前计算值(步骤S30)。换言之，当变速器TM正在进行换档时，将逆变器输入电压控制值Vcom固定在变速器TM开始换档时具有的值。
然后，变压器控制部分104基于逆变器输入电压控制值Vcom以及从电压传感器42和44接收到的电压VB和VM来计算用于将输入到逆变器20的电压控制为逆变器输入电压控制值Vcom的占空比，并基于所计算出的占空比，变压器控制部分104产生信号PWC(步骤S40)。变压器控制部分104然后将所产生的信号PWC输出到升压变压器10的功率晶体管Q1和Q2(步骤S50)。
图6是用于图示在第一实施例中电动车辆100的工作的时序图。参照图6，在时刻t1，变速器TM开始换档。响应于此，用于电动发电机MG的转矩控制值TR开始减小，因而电动发电机MG的输出PWR和转速MRN也减小。随着转矩控制值TR减小，电动发电机MG的相电压减小，因而当前调制率减小。因而，在时刻t2，当前控制模式从矩形波控制模式切换到PWM模式控制模式。
然后，在到达时刻t3时的换档的后半段中，用于电动发电机MG的转矩控制值TR开始增大(或者恢复)，并在时刻t4，变速器TM完成换档。
此处，如果在变速器TM正在换档时电压VM的变化不受限制(如传统那样)，则电压VM随着转矩控制值TR变化而变化，这是因为变压器控制部分104基于用于电动发电机MG的转矩控制值TR来产生逆变器输入电压控制值Vcom。这样，逆变器20从时刻t1到时刻t2被不稳定地控制，而在该时段电动发电机MG在以逆变器接收到恒定电压为前提的矩形波控制模式下受到控制。
然而，在第一实施例中，对于时刻t1到时刻t4(即，当变速器TM正在换档时)，变压器控制部分104将逆变器输入电压控制值Vcom固定为当变速器TM开始换档时具有的值。因而，电压VM(即，输入到逆变器的电压)被控制成具有恒定值。因而，电动发电机MG在作为设定矩形波控制模式的时段的时刻t1至时刻t2也受到稳定的控制。
因而，根据第一实施例，当变速器TM正在换档时，电压VM能够被控制成具有恒定值。这样，如果在矩形波控制模式下控制电动发电机MG，则电动发电机MG将不会被不稳定地控制。电动发电机MG因而能够被稳定地控制。
第二实施例
在第一实施例中，当变速器TM正在换档时，使从升压变压器10输出的电压固定。在第二实施例中，允许升压变压器10输出的电压升高。换言之，在第二实施例中，当变速器TM正在换档时，对从升压变压器10输出的电压进行控制，以防止其降低。和第一实施例一样，这能够在换档前半段防止电动发电机MG由于随着电动发电机MG的转矩减小并且电压VM因而变化(或者减小)而受到不稳定的控制，并进一步在变速器TM完成换档、当前控制模式处于矩形波控制模式、并且对电压VM的固定被解除因而电压VM增大时，防止电动发电机MG受到不稳定的控制。
第二实施例提供了电动车辆100A，其与第一实施例的电动车辆100不同在于变压器控制部分的功能。第二实施例的电动车辆100A的其它构造与第一实施例的电动车辆100相同。
图7是用于图示在第二实施例的电动车辆100A中变压器控制部分104A的工作的流程图。注意，按照图7所示进行的一系列处理步骤以预定的控制周期重复地进行。参照图7，此处理流程对应于参照图5在第一实施例中描述的用于变压器控制部分104的处理流程加上步骤S25。
更具体地，如果在步骤S20，判定变速器TM正在进行换档(步骤S20中的“是”)，则变压器控制部分104A判定在步骤S10计算的逆变器输入电压控制值Vcom是否小于紧接着的先前计算值(步骤S25)，如果是(步骤S25中的“是”)，则变压器控制部分104A进行到步骤S30，否则(步骤S25中的“否”)进行到步骤S40。更具体地，当变速器TM正在换档时，变压器控制部分104A控制逆变器输入电压控制值Vcom以防止逆变器输入电压控制值Vcom减小，并允许逆变器输入电压控制值Vcom增大。
图8是用于图示第二实施例的电动车辆100A的工作的时序图。参照图8，在时刻t1，变速器TM开始换档。响应于此，用于电动发电机MG的转矩控制值TR开始减小，因而电动发电机MG的输出PWR和转速MRN也减小。
然后，在到达时刻t2时的换档后半段，用于电动发电机MG的转矩控制值TR开始增大(或者恢复)，并且随着转矩控制值TR增大，在时刻t3，从升压变压器10输出的电压(即，电压VM)升高。然而，应该注意，在此时间点，当前控制模式是PWM控制模式。这样，如果电压VM变化，则电动发电机MG将不会受到不稳定的控制。
当用于电动发电机MG的转矩控制值TR进一步增大时，电动发电机MG的相电压升高，因而当前调制率增大。这样，当到达时刻t4时，当前控制模式从PWM控制模式切换到矩形波控制模式。然而，在时刻t4，电压VM的升高已经完成。这样，如果当前控制模式切换到矩形波控制模式，则电动发电机MG不会受到不稳定的控制，在时刻t5，变速器TM完成换档。
此处，如果如传统的那样在变速器TM正在换档时电压VM的变化不受限制，则由于变压器控制部分104A基于用于电动发电机MG的转矩控制值TR来计算逆变器输入电压控制值Vcom，在当前控制模式从PWM控制模式切换到矩形波控制模式之后(即，在时刻t4之后)电压VM也随着用于电动发电机MG的转矩控制值TR增大(或者恢复)而升高。因而，从时刻t4到时刻t5，通过逆变器20进行的控制是不稳定的。如以上所述，第二实施例能够避免这样的情况。
而且，如果当变速器TM正在换档时使电压VM固定，则当变速器TM完成换档时(即，在时刻t5)，解除对电压VM的固定，因而电压VM升高，但是当前控制模式是矩形波控制模式，因而，对电动发电机MG的控制变得不稳定。第二实施例能够避免这样的情况，这是因为随着变速器TM换挡在当前控制模式从PWM控制模式切换到矩形波控制模式时，允许电压VM升高。
注意，在以上描述中，将从升压变压器10输出的电压控制成防止其在变速器TM正在换档时降低。可选地，在变速器TM正在换档时，可以禁止从升压变压器10输出的电压降低。
因而，根据第二实施例，即使当变速器正在换档时也允许电压VM升高。这样，在换档后半段，在转矩恢复并且当前控制模式从PWM控制模式切换到矩形波控制模式时，电动发电机MG不会受到不稳定的控制。因而，能够对电动发电机MG进行稳定的控制。
第三实施例
在第三实施例中，当变速器TM开始换档时，从升压变压器10输出的电压升高到可控制的最大电压，并当变速器TM正在换档时，从升压变压器10输出的电压固定在此最大电压。更具体地，在第二实施例中，电压VM在换档的后半段随着用于电动发电机MG的转矩控制值TR增大(或者恢复)而升高，而在第三实施例中，当变速器TM开始换档时电压VM提前升高增大。
第三实施例提供的电动车辆100B与第一实施例的电动车辆100不同在于变压器控制部分的功能。第三实施例的电动车辆100B的其它构造与第一实施例的电动车辆的构造相同。
图9是用于图示在第三实施例的电动车辆100B中变压器控制部分104B的操作的流程图。注意，如照图9所示进行的一系列处理步骤以预定控制周期重复地进行。参照图9，此处理流程对应于在第一实施例中参照图5描述变压器控制部分104的流程，其中用步骤S35代替步骤S30。
更具体地，如果在步骤S20中，判定变速器TM正在进行换档(在步骤S20的“是”)，则不管在步骤S10计算出的逆变器输入电压控制值Vcom如何，变压器控制部分104B将逆变器输入电压控制值Vcom设定为可由升压变压器10控制的最大电压(步骤S35)。更具体地，当变速器TM正在换档时，变压器控制部分104B将逆变器输入电压控制值Vcom固定在可由升压变压器10控制的最大电压。
图10是用于图示第三实施例的电动车辆100B的工作的时序图。参照图10，在时刻t1，变速器TM开始换档。响应于此，用于电动发电机MG的转矩控制值TR开始减小，因而电动发电机MG的输出PWR和转速MRN也减小。而且，从升压变压器10输出的电压(即，电压VM)升高到可控制的最大电压。
在当到达时刻t2时的换档后半段中，用于电动发电机MG的转矩控制值TR开始增大(或者恢复)，并随着转矩控制值TR增大，在时刻t3，当前控制模式从PWM控制模式切换到矩形波控制模式。然而，当变速器TM正在换档时，电压VM被控制为可控制的最大电压。这样，如果在时刻t3当前控制模式切换到矩形波控制模式，则电动发电机MG将不会受到不稳定的控制，并在时刻t4，变速器TM完成换档。
相反，如果如传统的那样当变速器TM正在换档时电压VM的变化不受限制，则如在第一实施例和第二实施例已经描述的那样由逆变器20进行的控制会不稳定。
因而，在第三实施例中，当变速器TM正在换档时，能够将电压VM固定在可控制的最大电压。这样，如果当前模式是矩形波控制模式，则电动发电机MG将不会受到不稳定的控制。因而，能够稳定地控制电动发电机。
注意，尽管在以上第一至第三实施例中，电动车辆100、100A和100B已经被描述成其上安装有单个电动发电机MG，但是本发明不限于此，并且可以安装多个电动发电机。更具体地，本发明还可以应用到这样的混合动力车辆，该混合动力车辆包括经由动力分割装置连接到发动机的另一电动发电机，以及连接到电源线PL2和地线SL并驱动另一电动发电机的另一逆变器。
而且，尽管在以上描述中，变速器TM已经被描述为其摩擦元件根据所需档位进行再啮合的变速器，但是本发明也可以应用到由离合器和常啮合齿轮形成的变速器。
注意，在以上描述中，升压变压器10对应本发明中的“升压变压器”，逆变器20对应于本发明中的“驱动装置”。此外，变压器控制部分104、104A和104B对应于本发明中的“升压控制部分”，转矩控制值产生部分102和逆变器控制部分106对应于本发明中的“转矩控制部分”。此外，升压变压器10、逆变器20和ECU 30构成本发明中的“负荷驱动设备”。
应该理解到，此处公开的实施例在每个方面是解释性而非限制性的。本发明的范围由权利要求项而非以上描述所限定，并意在包括与权利要求项相等同的范围和含义内的任何修改。

Claims (17)

1.一种电动车辆的负荷驱动设备，所述电动车辆在产生驱动所述车辆的力的电动机和所述车辆的驱动轮之间具有变速器，所述负荷驱动设备包括：
驱动装置，其驱动所述电动机；
升压变压器，其从直流电源接收直流电压，以对所述直流电压进行升压，并将升压电压供应到所述驱动装置；以及
升压控制部分，其设定所述升压电压，并控制所述升压变压器产生所设定的所述升压电压，其中，
当所述变速器正在换档时，所述升压控制部分将所述升压电压设定为恒定值。
2.根据权利要求1所述的负荷驱动设备，其中，当所述变速器正在换档时，所述升压控制部分设定所述升压电压，所述未变压电压是当所述变速器开始换档时具有的升压电压。
3.根据权利要求1所述的负荷驱动设备，其中，所述驱动装置具有作为施加来控制所述电动机的控制模式的矩形波控制模式。
4.一种电动车辆的负荷驱动设备，所述电动车辆在产生驱动所述车辆的力的电动机和所述车辆的驱动轮之间具有变速器，所述负荷驱动设备包括：
驱动装置，其驱动所述电动机；
升压变压器，其从直流电源接收直流电压，以对所述直流电压进行升压，并将升压电压供应到所述驱动装置；
升压控制部分，其基于所述电动机的输出来设定所述升压电压，并控制所述升压变压器产生所设定的所述升压电压；以及
转矩控制部分，其在所述变速器正在换档时控制所述驱动装置以减小所述电动机输出的转矩，其中，
在所述变速器正在换档时，随着所述转矩控制部分减小所述电动机的转矩输出，所述升压控制部分控制所述升压变压器以防止所述升压电压降低。
5.根据权利要求4所述的负荷驱动设备，其中，当所述变速器正在换档时，所述升压控制部分将所述升压电压设定为恒定值。
6.根据权利要求5所述的负荷驱动设备，其中，当所述变速器正在换档时，所述升压控制部分设定所述升压电压，所述未变压电压是当所述变速器开始换档时具有的升压电压。
7.根据权利要求4所述的负荷驱动设备，其中，当所述变速器正在换档时，所述升压控制部分设定所述升压电压，所述未变压电压是可控制的最大电压。
8.根据权利要求4所述的负荷驱动设备，其中，所述驱动装置具有作为施加来控制所述电动机的控制模式的矩形波控制模式。
9.一种电动车辆的负荷驱动设备，所述电动车辆在产生驱动所述车辆的力的电动机和所述车辆的驱动轮之间具有变速器，所述负荷驱动设备包括：
驱动装置，其驱动所述电动机；
升压变压器，其从直流电源接收直流电压，以对所述直流电压进行升压，并将升压电压供应到所述驱动装置；以及
升压控制装置，其用于设定所述升压电压，并控制所述升压变压器产生所设定的所述升压电压，其中，
当所述变速器正在换档时，所述升压控制装置将所述升压电压设定为恒定值。
10.根据权利要求9所述的负荷驱动设备，其中，当所述变速器正在换档时，所述升压控制装置设定所述升压电压，所述未变压电压是当所述变速器开始换档时具有的升压电压。
11.根据权利要求9所述的负荷驱动设备，其中，所述驱动装置具有作为施加来控制所述电动机的控制模式的矩形波控制模式。
12.一种电动车辆的负荷驱动设备，所述电动车辆在产生驱动所述车辆的力的电动机和所述车辆的驱动轮之间具有变速器，所述负荷驱动设备包括：
驱动装置，其驱动所述电动机；
升压变压器，其从直流电源接收直流电压，以对所述直流电压进行升压，并将升压电压供应到所述驱动装置；
升压控制装置，其用于基于所述电动机的输出来设定所述升压电压，并控制所述升压变压器产生所设定的所述升压电压；以及
转矩控制装置，其用于在所述变速器正在换档时控制所述驱动装置以减小所述电动机输出的转矩，其中，
在所述变速器正在换档时，随着所述转矩控制装置减小所述电动机的所述转矩输出，所述升压控制装置控制所述升压变压器以防止所述升压电压降低。
13.根据权利要求12所述的负荷驱动设备，其中，当所述变速器正在换档时，所述升压控制装置将所述升压电压设定为恒定值。
14.根据权利要求13所述的负荷驱动设备，其中，当所述变速器正在换档时，所述升压控制装置设定所述升压电压，所述未变压电压是当所述变速器开始换档时具有的升压电压。
15.根据权利要求12所述的负荷驱动设备，其中，当所述变速器正在换档时，所述升压控制装置设定所述升压电压，所述未变压电压是可控制的最大电压。
16.根据权利要求12所述的负荷驱动设备，其中，所述驱动装置具有作为施加来控制所述电动机的控制模式的矩形波控制模式。
17.一种电动车辆，包括：
电动机，其产生驱动所述车辆的力；
变速器，其设置在所述电动机和所述车辆的驱动轮之间；以及
根据权利要求1至16中任一项所述的负荷驱动设备。
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