Транспортное средство с электрическим приводом

Транспортное средство с электрическим приводом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к транспортному средству с электрическим приводом, а более конкретно к транспортному средству с электрическим приводом, обеспечивающему подачу и прием электроэнергии между устройством накопления электроэнергии и источником питания или электрической нагрузкой вне транспортного средства.

Уровень техники

В публикации выложенной заявки на патент Японии № 4-295202 раскрыто устройство с электрическим приводом, обеспечивающее подачу и прием электрической энергии между источником питания переменного тока и источником питания постоянного тока, предусмотренным в транспортном средстве. Устройство с электрическим приводом включает в себя аккумулятор, инверторы IA и IB, асинхронные электродвигатели MA и MB и блок управления. Асинхронные электродвигатели MA и MB включают в себя Y-подключенные обмотки CA и CB соответственно. К нейтралям NA и NB обмоток CA и CB подключен порт ввода/вывода через радиочастотный фильтр. Предусмотрены инверторы IA и IB, соответствующие асинхронным электродвигателям MA и MB соответственно и подключенные к обмоткам CA и CB соответственно. Инверторы IA и IB подключены параллельно к аккумулятору.

В устройстве с электрическим приводом в режиме подзарядки электрическая энергия переменного тока, применяемая из однофазного источника питания, подключенного к порту ввода/вывода, к нейтралям NA и NB обмоток CA и CB, может быть преобразована в электрическую энергию постоянного тока, чтобы зарядить аккумулятор. Дополнительно можно сформировать электрическую энергию переменного тока, имеющую синусоидальную скорректированную волну по нейтралям NA и NB, и выводить сформированную электрическую энергию переменного тока на внешнее устройство, подключенное к порту ввода/вывода.

Операции включения/отключения коммутирующего элемента, включенного в инвертор, формируют электромагнитный шум в инверторе. Здесь электромагнитный шум от инвертора должен теряться среди других шумов (таких как звук работы), пока транспортное средство перемещается, и, следовательно, он в типичном варианте не представляет существенной проблемы.

Если подача и прием электрической энергии между источником питания или электрической нагрузкой вне транспортного средства и устройством накопления электроэнергии, установленным в транспортном средстве, возможны с помощью инвертора для возбуждения электродвигателя, как в устройстве с электрическим приводом, раскрытом в упомянутой выложенной заявке, должно иметь место то, что эта подача и прием электрической энергии осуществляется в то время, когда транспортное средство остановлено, и, в частности, зарядка устройства накопления электроэнергии выполняется ночью, когда транспортное средство не используется. В ходе подачи и приема электроэнергии, по существу, электромагнитный шум от инвертора является существенной проблемой. Вышеприведенная выложенная заявка не касается этой проблемы.

Дополнительно, если электроэнергия подается и принимается между источником энергии или электрической нагрузкой вне транспортного средства и источником накопления электроэнергии, установленным в транспортном средстве с помощью инвертора для возбуждения электродвигателя, выброс напряжения, формируемый в ответ на операцию включения/отключения коммутирующего элемента, включенного в инвертор, может влиять на внешний источник питания или внешнюю нагрузку. Устройство с электрическим приводом, раскрытое в выложенной заявке, имеет радиочастотный фильтр, что приводит к повышению стоимости.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на устранение вышеописанных проблем, и его целью является создание транспортного средства с электрическим приводом, учитывающего шум, формируемый посредством инвертора, в то время когда энергия подается и принимается между источником питания или электрической нагрузкой вне электродвигателя и устройством накопления электроэнергии, установленным на транспортном средстве.

Согласно настоящему изобретению создано транспортное средство с электрическим приводом, включающее в себя вращающуюся электрическую машину, инверторное устройство, устройство накопления электроэнергии и контроллер. Инверторное устройство допускает возбуждение вращающейся электрической машины. Устройство накопления электроэнергии подает и принимает электрическую энергию в/из инверторного устройства. Контроллер управляет инверторным устройством либо в первом режиме работы (режиме движения), в котором вращающаяся электрическая машина возбуждается так, чтобы вращаться, либо во втором режиме работы (режиме зарядки/перезарядки), в котором инверторное устройство работает как преобразователь напряжения, подающий и принимающий электрическую энергию между источником накопления электроэнергии и источником питания или электрической нагрузкой вне транспортного средства. Во втором режиме работы контроллер уменьшает заданный шум, формируемый из инверторного устройства, в сравнении с первым режимом работы посредством изменения либо частоты коммутации, либо скорости коммутации коммутирующего элемента, включенного в инверторное устройство, по сравнению с первым режимом работы.

Предпочтительно, заданный шум является звуковым шумом. Во втором режиме работы контроллер изменяет частоту несущей в направлении ближе к неслышимому диапазону, чем в первом режиме работы.

Более предпочтительно, контроллер задает частоту несущей, равной первой частоте в первом режиме работы, и задает частоту несущей, равной второй частоте, выше первой частоты во втором режиме работы.

Более предпочтительно, вторая частота находится в неслышимом диапазоне.

Предпочтительно, во втором режиме работы контроллер изменяет частоту несущей только в заданное время поздней ночью.

Предпочтительно, транспортное средство с электрическим приводом дополнительно включает в себя датчик шума. Датчик шума определяет уровень шума вокруг транспортного средства. Во втором режиме работы контроллер изменяет частоту несущей только в том случае, когда уровень шума, определяемый посредством датчика шума, ниже эталонного значения.

Предпочтительно, транспортное средство с электрическим приводом дополнительно включает в себя блок ввода команд. Блок ввода команд предоставляет возможность пользователю вводить команду, чтобы запрещать изменение несущей частоты. Контроллер прекращает изменение несущей частоты, когда изменение несущей частоты запрещено посредством блока ввода команд.

Предпочтительно, заданный шум представляет собой шум в источнике питания или электрической нагрузке вне транспортного средства, вызываемый посредством выброса напряжения, формируемого с помощью операции включения/отключения коммутирующего элемента, включенного в инверторное устройство. Во втором режиме работы контроллер понижает скорость коммутации коммутирующего элемента в сравнении с первым режимом работы.

Предпочтительно, транспортное средство с электрическим приводом дополнительно включает в себя управляющую схему. Управляющая схема возбуждает коммутирующий элемент в соответствии с командой, принимаемой от контроллера. Управляющая схема включает в себя первое и второе сопротивления затвора. Первое сопротивление затвора используется в первом режиме работы. Второе сопротивление затвора используется во втором режиме работы и имеет сопротивление больше первого сопротивления затвора.

Предпочтительно, вращающаяся электрическая машина включает в себя соединенную звездой первую многофазную обмотку в качестве статорной обмотки. Транспортное средство с электрическим приводом дополнительно включает в себя еще одну вращающуюся электрическую машину и соединительное устройство. Упомянутая еще одна вращающаяся электрическая машина включает в себя соединенную звездой вторую многофазную обмотку в качестве статорной обмотки. Соединительное устройство выполнено с возможностью подачи и приема электроэнергии между первой нейтральной точкой первой многофазной обмотки, второй нейтральной точкой второй многофазной обмотки и источником питания или электрической нагрузкой вне транспортного средства. Инверторное устройство включает в себя первый и второй инверторы. Первый инвертор допускает возбуждение вращающейся электрической машины. Второй инвертор допускает возбуждение упомянутой еще одной вращающейся электрической машины. Контроллер управляет первым и вторым инверторами таким образом, чтобы в первом режиме работы электрическая энергия подавалась и принималась между устройством накопления электроэнергии и источником питания либо электрической нагрузкой вне транспортного средства, подключенной к первой и второй нейтралям посредством соединительного устройства.

Более предпочтительно, когда устройство накопления электроэнергии заряжается от источника питания вне транспортного средства во втором режиме работы, контроллер повышает напряжение, подаваемое из источника питания, посредством использования первой и второй многофазных обмоток в качестве реакторов и управления первым и вторым инвертором таким образом, чтобы первый и второй инвертор работали как плечи преобразователя напряжения.

В настоящем изобретении инверторное устройство работает либо в первом режиме работы (режиме движения), в котором вращающаяся электрическая машина возбуждается так, чтобы вращаться, либо во втором режиме работы (режиме зарядки/перезарядки), в котором инверторное устройство работает как преобразователь напряжения для подачи и приема электрической энергии между источником питания или электрической нагрузкой вне транспортного средства и источником накопления электроэнергии. Во втором режиме работы контроллер изменяет либо частоту коммутации, либо скорость коммутации коммутирующего элемента, включенного в инверторное устройство, по сравнению с первым режимом работы с тем, чтобы уменьшался заданный шум, формируемый из инверторного устройства. Следовательно, заданный шум, формируемый из инверторного устройства, может быть уменьшен, когда электрическая энергия подается и принимается между источником питания или электрической нагрузкой вне транспортного средства и источником накопления электроэнергии.

Следовательно, посредством настоящего изобретения можно уменьшать электромагнитный шум или влияние выброса напряжения на источник питания или электрическую нагрузку, когда электроэнергия подается и принимается между источником питания или силовой нагрузкой вне транспортного средства и источником накопления электроэнергии.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - общая блок-схема гибридного транспортного средства, показанного в качестве примера транспортного средства с электрическим приводом в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - функциональная блок-схема ЭБУ, показанного на фиг.1.

Фиг.3 - принципиальная нуль-фазовая эквивалентная схема инвертора и двигателя-генератора, показанного на фиг.1.

Фиг.4 - блок-схема последовательности операций способа задания несущей частоты посредством блока формирования сигнала несущей, показанного на фиг.2.

Фиг.5 - блок-схема последовательности операций способа задания несущей частоты в соответствии с первой модификацией первого варианта осуществления.

Фиг.6 - общая блок-схема гибридного транспортного средства в соответствии со второй модификацией первого варианта осуществления.

Фиг.7 - блок-схема последовательности операций способа задания несущей частоты в соответствии со второй модификацией первого варианта осуществления.

Фиг.8 - общая блок-схема гибридного транспортного средства в соответствии с третьей модификацией первого варианта осуществления.

Фиг.9 - блок-схема последовательности операций способа задания несущей частоты в соответствии с третьей модификацией первого варианта осуществления.

Фиг.10 - принципиальная схема управляющей схемы в соответствии со вторым вариантом осуществления.

Фиг.11 - общая блок-схема транспортного средства с электрическим приводом в соответствии с третьим вариантом осуществления.

Наилучший способ осуществления изобретения

Далее подробно описываются варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на чертежи. На чертежах одинаковые или соответствующие части обозначаются одинаковыми ссылочными позициями, и их описание не повторяется.

Первый вариант осуществления изобретения

Фиг.1 является общей блок-схемой гибридного транспортного средства, показанного в качестве примера транспортного средства с электрическим приводом в соответствии с настоящим изобретением. Согласно фиг.1 гибридное транспортное средство 100 включает в себя двигатель 4, электродвигатели-генераторы MG1 и MG2, устройства 3 деления мощности и колеса 2. Гибридное транспортное средство 100 дополнительно включает в себя устройство B накопления электроэнергии, инверторы 10 и 20, ЭБУ (электронный блок управления) 30, управляющую схему 40 и коммутатор 50 переменного тока.

Гибридное транспортное средство 100 дополнительно включает в себя силовую линию PL, линию GL заземления, конденсатор C, линии UL1 и UL2 U-фазы, линии VL1 и VL2 V-фазы, линии WL1 и WL2 W-фазы, датчик 80 напряжения, датчики 82 и 84 тока и датчики 86 и 88 угла вращения. Дополнительно гибридное транспортное средство 100 включает в себя силовые линии ACL1 и ACL2 и разъем 70.

Гибридное транспортное средство 100 работает с помощью двигателя 4 и электродвигателя-генератора MG2 в качестве источников питания. Устройство 3 деления мощности соединено с двигателем 4 и электродвигателями-генераторами MG1 и MG2 и распределяет мощность между ними. В качестве примера, планетарная передача, имеющая три вала вращения солнечной шестерни, водило планетарной передачи и коронную шестерню, может быть использована в качестве устройства 3 деления мощности. Эти три вала вращения соответственно соединены с соответствующими валами вращения двигателя 4 и электродвигателей-генераторов MG1 и MG2. Например, можно механически соединять двигатель 4 и электродвигатели-генераторы MG1 и MG2 с устройством 3 деления мощности посредством выполнения ротора электродвигателя-генератора MG1 полым и пропускания коленвала двигателя 4 через его центр.

Вал вращения электродвигателя-генератора MG2 соединен с колесом 2 посредством редуктора или дифференциальной передачи (не показано). Дополнительно механизм редуктора для вала вращения электродвигателя-генератора MG2 дополнительно может содержаться внутри устройства 3 деления мощности.

Электродвигатель-генератор MG1 содержится в гибридном транспортном средстве 100, работая как генератор, возбуждаемый посредством двигателя 4, и как электродвигатель, который может запускать работу двигателя 4. Электродвигатель-генератор MG2 содержится в гибридном транспортном средстве 100 в качестве приводимого двигателем колеса 2.

Как подробнее описано ниже, гибридное транспортное средство 100 обеспечивает подачу и прием электроэнергии в и из источника 92 питания энергосистемы общего пользования, подключенной посредством разъема 94 к разъему 70.

Положительный электрод и отрицательный электрод устройства B накопления электроэнергии подключены к силовой линии PL и линии GL заземления соответственно. Конденсатор C подключен между силовой линией PL и линией GL заземления. Инвертор 10 включает в себя плечо 12 U-фазы, плечо 14 V-фазы и плечо 16 W-фазы. Плечо 12 U-фазы, плечо 14 V-фазы и плечо 16 W-фазы подключены параллельно между силовой линией PL и линией GL заземления. Плечо 12 U-фазы включает в себя подключенные последовательно силовые транзисторы Q11 и Q12, плечо 14 V-фазы включает в себя подключенные последовательно силовые транзисторы Q13 и Q14, а плечо 16 W-фазы включает в себя подключенные последовательно силовые транзисторы Q15 и Q16. К силовым транзисторам Q11-Q16 встречно-параллельно подключены диоды D11-D16.

В качестве вышеописанных силовых транзисторов может использоваться IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором). Дополнительно вместо силового транзистора может использоваться силовой коммутирующий элемент в качестве силового MOSFET (полевого МОП (металл-оксид-полупроводник)-транзистора).

Электродвигатель-генератор MG1 включает в себя трехфазную катушку 5 в качестве статорной катушки. Катушка U1 U-фазы, катушка V1 V-фазы и катушка W1 W-фазы, формирующие трехфазную катушку 5, имеют один конец, соединенный вместе, чтобы сформировать нейтральную точку N1, и катушка U1 U-фазы, катушка V1 V-фазы и катушка W1 W-фазы имеют другой конец, подключенный к узлам между верхним и нижним плечом для плеча 12 U-фазы, плеча 14 V-фазы и плеча 16 W-фазы инвертора 10 соответственно.

Инвертор 20 включает в себя плечо 22 U-фазы, плечо 24 V-фазы и плечо 26 W-фазы. Электродвигатель-генератор MG2 включает в себя трехфазную катушку 6 в качестве статорной катушки. Инвертор 20 и электродвигатель-генератор MG2 имеют такую же структуру, что и инвертор 10 и электродвигатель-генератор MG1 соответственно.

К нейтральной точке N1 трехфазной катушки 5 подключен один конец силовой линии ACL1, а другой конец силовой линии ACL1 подключен к разъему 70. К нейтральной точке N2 трехфазной катушки 6 подключен один конец силовой линии ACL2, а другой конец силовой линии ACL2 подключен к разъему 70.

Устройство B накопления электроэнергии представляет собой перезаряжаемый источник энергии постоянного тока, такой как никель-гидридная или литиево-ионная аккумуляторная батарея. Устройство B накопления электроэнергии подает электроэнергию в инвертор 10/20 и заряжается посредством инвертора 10 и/или 20. Следует отметить, что конденсатор большой емкости может быть использован в качестве устройства B накопления электроэнергии.

Конденсатор C сглаживает колебания напряжения между силовой линией PL и линией GL заземления. Датчик 80 напряжения обнаруживает напряжение между клеммами конденсатора C, т.е. напряжение VDC силовой линии PL до линии GL заземления, и выводит обнаруженное напряжение VDC в ЭБУ 30.

В соответствии с управляющим сигналом DR1 от управляющей схемы 40 инвертор 10 преобразует напряжение постоянного тока, принимаемое от устройства B накопления электроэнергии, в трехфазное напряжение переменного тока и выводит преобразованное трехфазное напряжение переменного тока в электродвигатель-генератор MG1. Дополнительно в соответствии с управляющим сигналом DR1 от управляющей схемы 40 инвертор 10 преобразует трехфазное напряжение переменного тока, генерируемое посредством электродвигателя-генератора MG1, принимающего мощность от двигателя 4, в напряжение постоянного тока и выводит преобразованное напряжение постоянного тока в силовую линию PL.

В соответствии с управляющим сигналом DR2 от управляющей схемы 40 инвертор 20 преобразует напряжение постоянного тока от устройства B накопления электроэнергии в трехфазное напряжение переменного тока и выводит преобразованное трехфазное напряжение переменного тока в электродвигатель-генератор MG2. Дополнительно при рекуперативном торможении транспортного средства инвертор 20 преобразует трехфазное напряжение переменного тока, генерируемое посредством электродвигателя-генератора MG2, принимающего вращающую силу от колес 2, в напряжение постоянного тока в соответствии с управляющим сигналом DR2 из управляющей схемы 40 и выводит преобразованное напряжение постоянного тока в силовую линию PL.

Здесь электроэнергия переменного тока прикладывается из источника 92 питания энергосистемы общего пользования, подключенного к разъему 70 посредством разъема 94, через силовые линии ACL1 и ACL2 к нейтралям N1 и N2, инверторы 10 и 20 преобразуют электроэнергию переменного тока, вводимую из нейтральных точек N1 и N2, в электроэнергию постоянного тока и выводят электроэнергию в силовую линию PL, чтобы зарядить устройство B накопления электроэнергии. Когда подача электроэнергии из устройства B накопления электроэнергии в источник 92 питания энергосистемы общего пользования, подключенный к разъему 70 посредством разъема 94, запрошена, инверторы 10 и 20 формируют напряжение переменного тока энергосистемы общего пользования в нейтралях N1 и N2, и электроэнергия выводится из нейтральных точек N1, N2 через силовые линии ACL1 и ACL2 в источник 92 питания энергосистемы общего пользования.

Каждый из электродвигателей-генераторов MG1 и MG2 является трехфазной вращающейся электрической машиной переменного тока, реализованной, например, посредством трехфазного синхронного электродвигателя-генератора переменного тока. Электродвигатель-генератор MG1 приводится для рекуперации посредством инвертора 10 и выводит трехфазное напряжение переменного тока, генерируемое с помощью мощности двигателя 4, в инвертор 10. Дополнительно электродвигатель-генератор MG1 приводится для распространения мощности посредством инвертора 10 при пуске двигателя 4, добиваясь проворачивания коленвала двигателя 4. Электродвигатель-генератор MG2 приводится для распространения мощности посредством инвертора 20 и генерирует мощность для ведущего колеса 2. Дополнительно во время рекуперативного торможения транспортного средства электродвигатель-генератор MG2 приводится для рекуперации посредством инвертора 20 и выводит трехфазное напряжение переменного тока, генерируемое с помощью вращательной мощности, принимаемой от колеса 2, в инвертор 20.

Датчик 82 тока определяет ток I1 электродвигателя, протекающий через катушки соответствующих фаз электродвигателя-генератора MG1, и выводит его в ЭБУ 30. Датчик 86 угла вращения обнаруживает угол θ1 вращения ротора электродвигателя-генератора MG1 и выводит его в ЭБУ 30. Датчик 84 тока обнаруживает ток I2 электродвигателя, протекающий через катушки соответствующих фаз электродвигателя-генератора MG2, и выводит его в ЭБУ 30. Датчик 88 угла вращения обнаруживает угол θ2 вращения ротора электродвигателя-генератора MG2 и выводит его в ЭБУ 30.

ЭБУ 30 формирует сигналы PWI1 и PWI2 для управления инверторами 10 и 20 соответственно и выводит сформированные сигналы PWI1 и PWI2 в управляющую схему 40.

Когда разъем 94 источника 92 питания энергосистемы общего пользования подключен к разъему 70 и зарядка устройства B накопления электроэнергии от источника 92 питания энергосистемы общего пользования запрошена на основе сигнала CHG запроса зарядки от коммутатора 50 переменного тока, ЭБУ 30 управляет инверторами 10 и 20 таким образом, что электроэнергия переменного тока, применяемая от источника 92 питания энергосистемы общего пользования к нейтралям N1 и N2, преобразуется в электроэнергию постоянного тока для зарядки устройства B накопления электроэнергии.

Более конкретно, ЭБУ 30 использует трехфазные катушки 5 и 6 электродвигателей-генераторов MG1 и MG2 в качестве реакторов и управляет инверторами 10 и 20 таким образом, чтобы инверторы 10 и 20 выступали в качестве плеч однофазного конвертора, преобразуя электроэнергию переменного тока из источника 92 питания энергосистемы общего пользования, вводимую через нейтральные точки N1 и N2, в электроэнергию постоянного тока, посредством чего напряжение, прикладываемое из источника 92 питания энергосистемы общего пользования, повышается.

Когда разъем 94 источника 92 питания энергосистемы общего пользования подключен к разъему 70 и подача электроэнергии из устройства B накопления электроэнергии в источник 92 питания энергосистемы общего пользования запрошена на основе сигнала SUP запроса подачи от коммутатора 50 переменного тока, ЭБУ 30 управляет инверторами 10 и 20 таким образом, что электроэнергия постоянного тока из устройства B накопления электроэнергии преобразуется в электроэнергию переменного тока и выводится из нейтралей N1 и N2 в источник 92 питания энергосистемы общего пользования.

Более конкретно, ЭБУ 30 управляет инверторами 10 и 20 таким образом, чтобы инверторы 10 и 20 выступали в качестве плеч однофазного инвертора, преобразуя электроэнергию постоянного тока из устройства B накопления электроэнергии в электроэнергию переменного тока, которая должна быть выведена из нейтральных точек N1 и N2.

Управляющая схема 40 принимает сигналы PWI1 и PWI2 от ЭБУ 30. Далее управляющая схема 40 формирует управляющий сигнал DR1 для фактического включения/отключения силовых транзисторов Q11-Q16 инвертора 10 на основе сигнала PWI1 и выводит сформированный управляющий сигнал DR1 в электроды затвора силовых транзисторов Q11-Q16. Дополнительно управляющая схема 40 формирует управляющий сигнал DR2 для фактического включения/отключения силовых транзисторов Q21-Q26 инвертора 20 на основе сигнала PWI2 и выводит сформированный управляющий сигнал DR2 в электроды затвора силовых транзисторов Q21-Q26.

Коммутатор 50 переменного тока представляет собой устройство ввода, позволяющее пользователю инструктировать зарядку устройства B накопления электроэнергии от источника 92 питания энергосистемы общего пользования или подачу электроэнергии из устройства B накопления электроэнергии в источник 92 питания энергосистемы общего пользования. Когда проинструктирована зарядка устройства B накопления электроэнергии от источника 92 питания энергосистемы общего пользования, коммутатор 50 переменного тока активирует сигнал CHG запроса зарядки, чтобы вывести его в ЭБУ 30. Когда проинструктирована подача электроэнергии от устройства B накопления электроэнергии в источник 92 питания энергосистемы общего пользования, коммутатор 50 переменного тока активирует сигнал SUP запроса подачи, чтобы вывести его в ЭБУ 30. Коммутатор 50 переменного тока реализуется посредством сенсорной панели, нажимной кнопки и т.п.

Фиг.2 является функциональной блок-схемой ЭБУ 30, показанного на фиг.1. Согласно фиг.2 ЭБУ 30 включает в себя блоки 32 и 34 управления инверторами, блок 36 координированного управления и блок 38 формирования сигнала несущей.

Блок 32 управления инвертором формирует сигнал PWM (широтно-импульсной модуляции) для включения/отключения силовых транзисторов Q11-Q16 инвертора 10 на основе команды TR1 крутящего момента, тока I1 электродвигателя и угла θ1 вращения электродвигателя-генератора MG1, напряжения VDC из датчика 80 напряжения и сигнала FC1 несущей из блока 38 формирования сигналов несущей и выводит сформированный PWM-сигнал в качестве сигнала PWI1 в управляющую схему 40.

Блок 34 управления инвертором формирует сигнал PWM для включения/отключения силовых транзисторов Q21-Q26 инвертора 20 на основе команды TR2 крутящего момента, тока I2 электродвигателя и угла θ2 вращения электродвигателя-генератора MG2, напряжения VDC и сигнала FC2 несущей из блока 38 формирования сигналов несущей и выводит сформированный PWM-сигнал в качестве сигнала PWI2 в управляющую схему 40.

Блоки 32 и 34 управления инвертором формируют сигналы PWI1 и PWI2 так, что когда управляющий сигнал CTL1 от блока 36 координированного управления активирован, электроэнергия переменного тока, применяемая из источника 92 питания энергосистемы общего пользования к нейтралям N1 и N2, преобразуется в электроэнергию постоянного тока, с помощью которой устройство B накопления электроэнергии заряжается, и выводят сформированные сигналы PWM1 и PWM2 в управляющую схему 40.

Дополнительно блоки 32 и 34 управления инвертором формируют сигналы PWI1 и PWI2 так, что когда управляющий сигнал CTL2 от блока 36 координированного управления активируется, напряжение переменного тока из энергосистемы общего пользования, которое должно быть выведено в источник 92 питания энергосистемы общего пользования, формируется в нейтралях N1 м N2, и выводят сформированные сигналы PWM1 и PWM2 в управляющую схему 40.

Когда сигнал IG зажигания неактивен и сигнал CHG запроса зарядки от коммутатора 50 переменного тока активен, блок 36 координированного управления активирует управляющий сигнал CTL1, который должен быть выведен в блоки 32 и 34 управления инвертором. Дополнительно, когда сигнал IG зажигания неактивен, а сигнал SUP запроса подачи из коммутатора 50 переменного тока активен, блок 36 координированного управления активирует сигнал CTL2, который должен быть выведен в блоки 32 и 34 управления инвертором. Сигнал IG зажигания изменяется в зависимости от положения ключа зажигания, и деактивированный сигнал IG зажигания указывает то, что ключ зажигания находится в положении отключения.

Дополнительно, когда сигнал CHG запроса зарядки или сигнал SUP запроса подачи активируется в то время, когда сигнал IG зажигания неактивен, сигнал 36 координированного управления активирует сигнал MD режима, который должен быть выведен в блок 38 формирования сигнала несущей. В частности, сигнал MD режима представляет рабочий режим инверторов 10 и 20. Неактивный сигнал MD режима представляет то, что работа осуществляется в режиме движения (обычном режиме), а активный сигнал MD режима представляет то, что работа осуществляется в режиме зарядки/разрядки (состоянии, в котором подача и прием электроэнергии возможны между устройством B накопления электроэнергии и источником 92 питания энергосистемы общего пользования).

Когда сигнал MD режима из блока 36 координированного управления является неактивным, блок 38 формирования сигналов несущей задает несущие частоты сигналов FC1 и FC2 несущих равными частотам fd1 и fd2 для режима движения соответственно. Дополнительно, когда сигнал MD режима из блока 36 координированного управления активен, блок 38 формирования сигналов несущей задает несущие частоты каждого из сигналов FC1 и FC2 несущей равными частоте fc для режима зарядки/разрядки.

Далее блок 38 формирования сигналов несущей формирует сигналы FC1 и FC2 несущей, имеющие заданные несущие частоты, и выводит сформированные сигналы FC1 и FC2 несущей в блоки 32 и 34 управления инверторами соответственно.

Несущие частоты fd1 и fd2 для режима движения определяются с учетом потерь переключения при коммутации силовых транзисторов Q11-Q16 и Q21-Q26, и, в общем, они находятся в слышимом диапазоне (например, от нескольких до 10 кГц). Несущая частота fc для режима зарядки/разрядки задается более высокой, чем несущие частоты fd1 и fd2 для режима движения, чтобы снизить электромагнитный шум инверторов 10 и 20. В качестве примера, несущая частота fc задается равной значению выше 15 кГц и, предпочтительно, в неслышимом диапазоне (20 кГц или выше).

Когда несущая частота повышается, потери переключения транзистора также возрастают. Тем не менее, в режиме зарядки/разрядки ток, протекающий в инверторы 10 и 20, имеет порядок величины меньше, чем в режиме движения. Следовательно, повышение потерь переключения не представляет проблемы.

Фиг.3 представляет принципиальную нуль-фазовую эквивалентную схему инверторов 10 и 20 и электродвигателей-генераторов MG1 и MG2, показанных на фиг.1. В каждом из инверторов 10 и 20 в качестве трехфазных инверторов предусмотрено восемь различных шаблонов для комбинирования включения/выключения шести транзисторов. Из восьми шаблонов коммутации два имеют нулевое межфазное напряжение, и это состояние напряжения упоминается как нулевой вектор напряжения. Для нулевого вектора напряжения три транзистора верхнего плеча могут рассматриваться как в одном состоянии коммутации (все включены или все отключены), и три транзистора нижнего плеча могут рассматриваться как в одном состоянии коммутации. Следовательно, на фиг.3 три транзистора верхнего плеча инвертора 10 совместно представляются как верхнее плечо 10A, а три транзистора нижнего плеча инвертора 10 совместно представляются как нижнее плечо 10B. Следовательно, на фиг.3 три транзистора верхнего плеча инвертора 20 совместно представляются как верхнее плечо 20A, а три транзистора нижнего плеча инвертора 20 совместно представляются как нижнее плечо 20B.

Как показано на фиг.3, нуль-фазовая эквивалентная схема может рассматриваться как однофазный PWM-конвертор, который принимает в качестве ввода однофазную электроэнергию переменного тока энергосистемы общего пользования, применяемую к нейтралям N1 и N2 через силовые линии ACL1 и ACL2. Дополнительно нуль-фазовая эквивалентная схема может рассматриваться как однофазный PWM-конвертор, который формирует однофазное напряжение переменного тока для нейтральных точек N1 и N2 с помощью напряжения постоянного тока, подаваемого из силовой линии PL. Следовательно, посредством изменения нулевого вектора напряжения в каждом из инверторов 10 и 20 и тем самым коммутации управления инверторов 10 и 20 таким образом, чтобы инверторы работали как плечи (ветви) соответствующих фаз однофазного PWM-преобразователя однофазного PWM-инвертора, можно преобразовать напряжение переменного тока энергосистемы общего пользования, вводимое с разъема 70, в напряжение постоянного тока и выводить его в силовую линию PL, и можно преобразовывать напряжение постоянного тока из силовой линии PL в напряжение переменного тока и выводить его через разъем 70.

Фиг.4 является блок-схемой последовательности операций способа задания несущей частоты посредством блока 38 формирования сигнала несущей, показанного на фиг.2. Согласно фиг.4 блок 38 формирования сигнала несущей определяет на основе сигнала MD режима от блока 36 координированного управления то, является или нет режим работы инверторов 10 и 20 режимом зарядки/разрядки (этап S10).

Если определено, что режим работы является режимом зарядки/разрядки (ДА на этапе S10), блок 38 формирования сигнала несущей задает несущую частоту каждого из сигналов FC1 и FC2 несущей равной частоте fc для режима зарядки/разрядки (этап S20).

Если на этапе S10 определено, что режим работы не является режимом зарядки/разрядки (НЕТ на этапе S10), блок 38 формирования сигнала несущей задает несущие частоты сигналов FC1 и FC2 несущей равными частотам fd1 и fd2 для режима движения соответственно (этап S30).

Первая модификация первого варианта осуществления изобретения

В первой модификации несущая частота fc для режима зарядки/разрядки задается только поздней ночью, когда шум особенно мешает.

Фиг.5 является блок-схемой последовательности операций способа задания несущей частоты в соответствии с первой модификацией первого варианта осуществления. Согласно фиг.5 блок-схема последовательности операций способа включает в себя, в дополнение к блок-схеме последовательности операций способа по фиг.4, этап S12. В частности, если определено на этапе S10, что работа осуществляется в режиме зарядки/разрядки, блок 38 формирования сигналов несущей определяет, выполняется ли это в заранее заданное время поздней ночью (например, с 22:00 до 6:00) или нет (этап S12).

Если определено, что время является поздней ночью (ДА на этапе S12), управление переходит к этапу S20, на котором блок 38 формирования сигналов несущей задает несущую частоту каждого из сигналов FC1 и FC2 несущей равной частоте fc для режима зарядки/разрядки.

Если на этапе S12 определено, что время не является поздней ночью (НЕТ на этапе S12), управление переходит к этапу S30, на котором блок 38 формирования сигналов несущей задает несущие частоты сигналов FC1 и FC2 несущей равными частотам fd1 и fd2 для режима движения соответственно.

Вторая модификация первого варианта осуществления изобретения

Во второй модификации шум вокруг транспортного средства обнаруживается, и несущая частота fc для режима зарядки/разрядки задается только тогда, когда шум вокруг транспортного средства низкий.

Фиг.6 является общей блок-схемой гибридного транспортного средства в соответствии со второй модификацией первого варианта осуществления. Согласно фиг.6 гибридное транспортное средство 100A включает в себя, в дополнение к конфигурации гибридного транспортного средства 100, показанной на фиг.1, датчик 52 шума и включает в себя, вместо ЭБУ 30, ЭБУ 30A.

Датчик 52 шума обнаруживает уровень шума вокруг гибридного транспортного средства 100A и выводит сигнал DB, который изменяется в соответствии с обнаруженным уровнем шума, в ЭБУ 30A.

ЭБУ 30A определяет режим работы (режим движения, режим зарядки/разрядки) инверторов 10 и 20 на основе сигнала IG зажигания и сигнала CHG запроса зарядки и сигнала SUP запроса подачи от коммутатора 50 переменного тока и на основе определенного режима работы и сигнала DB из датчика 52 шума определяет несущую частоту сигнала несущей для формирования сигналов PWI1 и PWI2 способом, который описан ниже.

Другие функции ЭБУ 30A являются такими же, что и для ЭБУ 30 в соответствии с первым вариантом осуществления. Дополнительно другие конфигурации гибридного транспортного средства 100A являются такими же