JP4765939B2 - Electric vehicle - Google Patents

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Description

この発明は、電動車両に関し、より特定的には、車両駆動力発生用の電動機を搭載した電動車両に関する。   The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly to an electric vehicle equipped with an electric motor for generating vehicle driving force.

電気自動車やハイブリッド自動車等、車両駆動力発生用の電動機(以下、単に電動機と称する)を搭載した電動車両では、アクセルペダルのストローク(アクセル開度)に対して線形な出力トルクを電動機により発生できるため、運転者の加速操作に合致したトルク特性を実現でき、走行フィーリングが向上するという利点がある。その反面、積雪、凍結等で路面状況が悪い場合には、電動機出力による走行では低回転トルクが大きいためスリップが発生しやすい傾向にあり、アクセル操作が難しいという点がある。   In an electric vehicle equipped with an electric motor for generating vehicle driving force (hereinafter simply referred to as an electric motor) such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, an output torque linear with respect to an accelerator pedal stroke (accelerator opening) can be generated by the electric motor. Therefore, there is an advantage that a torque characteristic that matches the acceleration operation of the driver can be realized, and driving feeling is improved. On the other hand, when the road surface condition is bad due to snow accumulation, freezing, etc., there is a tendency that slip is likely to occur because the low rotational torque is large in traveling by the motor output, and the accelerator operation is difficult.

このため、たとえば特開2005−124287号公報(特許文献1)には、スリップ発生を抑制しつつ、加速性能、登坂性能を向上させた車両用駆動制御装置として、低μ路でアクセル開度の時間的変化が小さいと判定した場合には、電動機のトルク制御に用いられる目標モータトルクを正弦波状に振動的に変化させる構成が開示されている。   For this reason, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-124287 (Patent Document 1), as a vehicle drive control device that improves acceleration performance and climbing performance while suppressing occurrence of slip, the accelerator opening degree is reduced on a low μ road. When it is determined that the temporal change is small, a configuration is disclosed in which the target motor torque used for torque control of the electric motor is vibrated and changed sinusoidally.

特許文献1に開示された車両用駆動制御装置によれば、低μ路走行時には、実際に車輪に付与する駆動力を、運転者のアクセル操作量に応じて所定のトルク範囲の中で振動的に変化させることができる。これにより、トルクの増大および減少を周期的に切換えることによってスリップ継続を抑制しつつ、可能な最大トルクを活用して走行して加速性能、登坂性能を確保することができる。   According to the vehicle drive control device disclosed in Patent Document 1, when driving on a low μ road, the driving force actually applied to the wheels is vibrated within a predetermined torque range in accordance with the driver's accelerator operation amount. Can be changed. Thereby, it is possible to ensure acceleration performance and climbing performance by using the maximum possible torque while suppressing slip continuation by periodically switching between increase and decrease in torque.

また、特開2004−112973号公報(特許文献2)には、角加速度に基づいてスリップを検出する際にスリップの誤検出により駆動輪の駆動トルクが制限されるのを防止するための車両のスリップ制御装置が開示されている。具体的には、モータ要求トルクのトルク変化量がしきい値を越えるときには、そのトルク変化によって角加速度が一時的に大きくなり、スリップ未発生にも拘らずスリップ発生と誤判定するおそれがあると判断して、このような場合には、角加速度に基づきスリップが判定されてもトルク制限処理を実行しないようにする制御構成が開示されている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2004-112973 (Patent Document 2) discloses a vehicle for preventing a driving torque of a driving wheel from being limited due to erroneous detection of slip when detecting slip based on angular acceleration. A slip control device is disclosed. Specifically, when the torque change amount of the motor required torque exceeds a threshold value, the angular acceleration temporarily increases due to the torque change, and there is a risk of erroneously determining that a slip has occurred even though no slip has occurred. In such a case, a control configuration is disclosed in which torque limiting processing is not executed even if slip is determined based on angular acceleration.

さらに、特開平9−158752号公報(特許文献3)には、エンジン出力制御による加速スリップ制御において、加速スリップが検出されたら、エンジン出力の制御量を振動させ、かつその振動時間をスリップ状態に応じて変更する、車両加速用スリップ制御装置が開示されている。これによれば、スリップ状態に応じた適正な制御を可能として、低μ路における発進性を向上させることが可能となる。
特開2005−124287号公報 特開2004−112973号公報 特開平9−158752号公報
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-158752 (Patent Document 3), in the acceleration slip control by the engine output control, when the acceleration slip is detected, the control amount of the engine output is vibrated and the vibration time is set to the slip state. There is disclosed a vehicle acceleration slip control device which is changed accordingly. According to this, it is possible to perform appropriate control according to the slip state, and to improve the startability on the low μ road.
JP 2005-124287 A JP 2004-112973 A JP-A-9-158752

電動車両では、運転者によって急激にアクセルペダルが踏込まれると、アクセル開度の急増に応答して、電動機への要求トルクが急激に増大する。しかしながら、上述したようなスリップ発生防止の観点から、運転者による加速要求の増大に追従してトルク指令値を即座に上昇させることができない。このため、車両駆動用電動機の出力トルクとタイヤのグリップ力との関係を考慮して、電動機の出力指令の増大レートに制限を設けることが必要となる。したがって、このような急激なアクセル開度の急増時に、スリップ発生を防止しつつ、運転者の加速要求、すなわち、電動機の出力トルク増加の要求に速やかに応えることが課題となる。   In an electric vehicle, when the accelerator pedal is stepped on suddenly by the driver, the required torque for the electric motor increases rapidly in response to a rapid increase in the accelerator opening. However, from the viewpoint of preventing the occurrence of slip as described above, it is impossible to immediately increase the torque command value following the increase in acceleration demand by the driver. For this reason, it is necessary to limit the increase rate of the output command of the motor in consideration of the relationship between the output torque of the vehicle driving motor and the grip force of the tire. Therefore, when such a sudden increase in the accelerator opening is caused, it is a problem to promptly respond to the driver's acceleration request, that is, the request to increase the output torque of the motor, while preventing the occurrence of slip.

特許文献1の車両用駆動制御装置は、低μ路におけるスリップ発生の抑制を達成できるものの、アクセル開度の時間的変化が小さいときのトルク制御に関わるものであり、運転者がアクセルを急激に踏込んだ場合への対処については何ら言及していない。この点については、特許文献2についても同様である。   Although the vehicle drive control device of Patent Document 1 can achieve the suppression of slip generation on a low μ road, it is related to torque control when the time change of the accelerator opening is small, and the driver suddenly presses the accelerator. No mention is made of what to do when you step in. This also applies to Patent Document 2.

また、特許文献3はエンジン出力制御に係るものであり、電動車両の車両駆動力発生用電動機のトルク制御については何ら開示していない。さらに、その出力制御も加速スリップ検出時における対処法であり、スリップを未然に防止しつつ出力トルクを速やかに高めるための制御構成については、何ら言及していない。   Patent Document 3 relates to engine output control, and does not disclose any torque control of a motor for generating vehicle driving force of an electric vehicle. Furthermore, the output control is also a countermeasure when detecting an acceleration slip, and there is no mention of a control configuration for quickly increasing the output torque while preventing the slip.

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、運転者によるアクセル操作により車両駆動力発生用電動機への要求トルクが急増したときに、スリップ発生を防止しつつ電動機の出力トルクを速やかに上昇させることが可能な電動車両を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to generate slip when the required torque to the motor for generating vehicle driving force is rapidly increased by the accelerator operation by the driver. It is an object to provide an electric vehicle capable of quickly increasing the output torque of an electric motor while preventing the above.

この発明による電動車両は、車両駆動力を発生する電動機と、トルク指令値に従って電動機を駆動制御する電力変換ユニットと、制御装置とを備える。制御装置は、車両状態および運転者によるアクセル開度操作に基づく電動機への要求出力トルクに従って、トルク指令値を生成する。特に、制御装置は、要求出力トルクの増加レートが所定の判定値を超えたときに、トルク指令値を振動させながら要求出力トルクに向けて増加させるトルク指令値増加制限手段を含むように構成される。   An electric vehicle according to the present invention includes an electric motor that generates vehicle driving force, a power conversion unit that controls driving of the electric motor according to a torque command value, and a control device. The control device generates a torque command value according to the required output torque to the electric motor based on the vehicle state and the accelerator opening operation by the driver. In particular, the control device is configured to include a torque command value increase limiting unit that increases the torque command value toward the required output torque while vibrating the torque command value when the increase rate of the required output torque exceeds a predetermined determination value. The

上記電動車両によれば、運転者による急激なアクセル踏込みによって車両駆動力発生用電動機への要求出力トルクが急増したときに、トルク指令値を振動させながら、すなわちトルクの増大および減少を周期的に切換えて車輪によるグリップ力を確保しながら、電動機への要求出力トルクの急増に追従させるようにトルク指令値を上昇させることができる。これにより、トルク指令値を振動させることなく上昇させる場合と比較して、スリップ発生を防止しつつ電動機の出力トルクを速やかに上昇させて加速性能を確保することができる。   According to the above-described electric vehicle, when the required output torque to the vehicle driving force generation motor suddenly increases due to a sudden accelerator depression by the driver, the torque command value is vibrated, that is, the torque is increased and decreased periodically. The torque command value can be raised so as to follow the sudden increase in the required output torque to the electric motor while ensuring the grip force by the wheels by switching. Thereby, as compared with the case where the torque command value is increased without vibration, the output torque of the electric motor can be quickly increased while preventing the occurrence of slipping to ensure acceleration performance.

好ましくは、トルク指令値増加制限手段は、平均値設定手段と、振動設定手段と、加算手段とを含む。平均値設定手段は、所定の制限レートに従ってトルク指令値の平均値を要求出力トルクに向けて増加させる。振動設定手段と、車両状態に基づきトルク指令値の振動成分の振幅および周波数を設定する。加算手段は、平均値設定手段により設定された平均値と、振動設定手段により設定された振動成分との和に従って、電動機のトルク指令値を設定する。   Preferably, the torque command value increase limiting unit includes an average value setting unit, a vibration setting unit, and an adding unit. The average value setting means increases the average value of the torque command values toward the required output torque according to a predetermined limit rate. Based on the vibration setting means and the vehicle state, the amplitude and frequency of the vibration component of the torque command value are set. The adding means sets the torque command value of the electric motor according to the sum of the average value set by the average value setting means and the vibration component set by the vibration setting means.

特に、振動設定手段は、トルク指令値の振動成分の振幅および周波数の少なくとも一方を、アクセル開度に基づき設定する。あるいは、制御装置は、電動車両が走行中の路面の摩擦係数を推定する路面状況推定手段をさらに含み、振動設定手段は、トルク指令値の振動成分の振幅および周波数の少なくとも一方を、路面状況推定手段により推定された摩擦係数に基づき設定する。   In particular, the vibration setting means sets at least one of the amplitude and frequency of the vibration component of the torque command value based on the accelerator opening. Alternatively, the control device further includes a road surface state estimating unit that estimates a friction coefficient of a road surface on which the electric vehicle is traveling, and the vibration setting unit estimates at least one of an amplitude and a frequency of a vibration component of the torque command value. It sets based on the friction coefficient estimated by the means.

このような構成とすることにより、車両状態、たとえばアクセル開度および/または走行中の路面摩擦係数に基づき、トルク指令値の振動成分の振幅および周波数の少なくとも一方を設定することができる。これにより、トルク指令値の振動成分を適切に設定して、スリップ発生を防止しつつ電動機の出力トルクを速やかに上昇させて加速性能を確保することができる。   With such a configuration, it is possible to set at least one of the amplitude and the frequency of the vibration component of the torque command value based on the vehicle state, for example, the accelerator opening and / or the road friction coefficient during traveling. As a result, it is possible to appropriately set the vibration component of the torque command value and quickly increase the output torque of the electric motor while preventing the occurrence of slipping, thereby ensuring acceleration performance.

また好ましくは、制御装置は、電動車両の車輪空転を検知する空転検知手段と、電動車両の車輪空転発生中においてトルク指令値を抑制するためのスリップ回避手段とをさらに含む。そして、制御装置は、トルク指令値増加制限手段によるトルク指令値の設定時に、空転検知手段により電動車両の車輪空転が検知されたときには、スリップ回避手段によって、電動機のトルク指令値を車輪空転発生時よりも低下させるように設定する。   Preferably, the control device further includes an idling detection means for detecting idling of the wheel of the electric vehicle, and a slip avoidance means for suppressing a torque command value during the idling of the wheel of the electric vehicle. Then, the control device, when setting the torque command value by the torque command value increase limiting means, detects the wheel idling of the electric vehicle by the idling detection means, and when the wheel idling occurs, the slip avoidance means Set to lower than.

このような構成とすることにより、車輪空転(スリップ)発生時にはスリップ回避手段によるいわゆるトラクションコントロールによって、スリップの継続的な発生を防止できる。このため、振動成分の重畳によってトルク指令値の速やかな上昇を指向するとともに、万一スリップが発生した場合にも、スリップ状態から速やかに回復することが可能となる。   By adopting such a configuration, it is possible to prevent the occurrence of continuous slip by so-called traction control by the slip avoiding means when the wheel idling (slip) occurs. For this reason, it is possible to promptly increase the torque command value by superimposing the vibration components, and to recover quickly from the slip state even if a slip occurs.

この発明による電動車両によれば、運転者によるアクセル操作により車両駆動力発生用電動機の要求トルクが急増したときに、スリップ発生を防止しつつ電動機の出力トルクを速やかに上昇させることができる。   According to the electric vehicle of the present invention, when the required torque of the vehicle driving force generating motor is suddenly increased by the accelerator operation by the driver, the output torque of the motor can be quickly increased while preventing the occurrence of slipping.

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的には繰返さないものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in principle.

図1は、本発明の実施の形態に従う電動車両の車両駆動用電動機に関連する構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram related to a motor for driving a vehicle of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

図1を参照して、本発明の実施の形態に従う電動車両100は、直流電圧発生部10♯と、平滑コンデンサC0と、インバータ20と、制御回路50と、モータジェネレータMGと、モータジェネレータMGの出力トルクを伝達可能に連結された駆動軸62と、駆動軸62の回転に伴って回転駆動される駆動輪65とを含む。駆動輪65には車輪速センサ67が設けられる。なお、非駆動輪を含む各車輪に車輪速センサ67を設けてもよい。   Referring to FIG. 1, electrically powered vehicle 100 according to the embodiment of the present invention includes a DC voltage generation unit 10 #, a smoothing capacitor C0, an inverter 20, a control circuit 50, a motor generator MG, and a motor generator MG. It includes a drive shaft 62 that is coupled so as to be able to transmit output torque, and drive wheels 65 that are rotationally driven as the drive shaft 62 rotates. The driving wheel 65 is provided with a wheel speed sensor 67. In addition, you may provide the wheel speed sensor 67 in each wheel containing a non-driving wheel.

モータジェネレータMGは、ハイブリッド自動車または電気自動車等の電動車両に搭載されて、車輪の駆動トルクを発生する車両駆動用の「電動機」として用いられる。あるいは、モータジェネレータMGは、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つように構成されてもよく、駆動輪65の回転方向と反対方向の出力トルクを発生することにより回生発電を行なうように電動機および発電機への機能を併せ持つように構成されてもよい。   Motor generator MG is mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, and is used as a “motor” for driving a vehicle that generates a driving torque of wheels. Alternatively, motor generator MG may be configured to have a function of a generator driven by an engine, and perform regenerative power generation by generating an output torque in a direction opposite to the rotation direction of drive wheels 65. You may be comprised so that it may have a function to an electric motor and a generator.

直流電圧発生部10♯は、直流電源Bと、システムリレーSR1,SR2と、平滑コンデンサC1と、昇降圧コンバータ12とを含む。   DC voltage generation unit 10 # includes a DC power supply B, system relays SR1 and SR2, a smoothing capacitor C1, and a step-up / down converter 12.

直流電源Bとしては、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池、あるいは、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置を適用可能である。直流電源Bが出力する直流電圧Vbは、電圧センサ10によって検知される。電圧センサ10は、検出した直流電圧Vbを制御回路50へ出力する。   As the DC power source B, a secondary battery such as nickel hydride or lithium ion, or a power storage device such as an electric double layer capacitor can be applied. The DC voltage Vb output from the DC power source B is detected by the voltage sensor 10. Voltage sensor 10 outputs detected DC voltage Vb to control circuit 50.

システムリレーSR1は、直流電源Bの正極端子および電源ライン6の間に接続され、システムリレーSR2は、直流電源Bの負極端子および接地ライン5の間に接続される。システムリレーSR1,SR2は、制御回路50からの信号SEによりオン/オフされる。より具体的には、システムリレーSR1,SR2は、制御回路50からのH(論理ハイ)レベルの信号SEによりオンされ、制御回路50からのL(論理ロー)レベルの信号SEによりオフされる。平滑コンデンサC1は、電源ライン6および接地ライン5の間に接続される。   System relay SR1 is connected between the positive terminal of DC power supply B and power supply line 6, and system relay SR2 is connected between the negative terminal of DC power supply B and ground line 5. System relays SR1 and SR2 are turned on / off by a signal SE from control circuit 50. More specifically, the system relays SR1 and SR2 are turned on by an H (logic high) level signal SE from the control circuit 50 and turned off by an L (logic low) level signal SE from the control circuit 50. Smoothing capacitor C <b> 1 is connected between power supply line 6 and ground line 5.

昇降圧コンバータ12は、リアクトルL1と、電力用半導体スイッチング素子Q1,Q2とを含む。電力用半導体スイッチング素子Q1およびQ2は、電源ライン7および接地ライン5の間に直列に接続される。電力用半導体スイッチング素子Q1およびQ2のオン・オフは、制御回路50からのスイッチング制御信号S1およびS2によって制御される。   Buck-boost converter 12 includes a reactor L1 and power semiconductor switching elements Q1, Q2. Power semiconductor switching elements Q 1 and Q 2 are connected in series between power supply line 7 and ground line 5. On / off of power semiconductor switching elements Q 1 and Q 2 is controlled by switching control signals S 1 and S 2 from control circuit 50.

本発明の実施の形態において、電力用半導体スイッチング素子(以下、単に「スイッチング素子」と称する)としては、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、電力用MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。スイッチング素子Q1,Q2に対しては、逆並列ダイオードD1,D2が配置されている。   In the embodiments of the present invention, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a power MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor, or a power bipolar transistor is used as a power semiconductor switching element (hereinafter simply referred to as “switching element”). Etc. can be used. Anti-parallel diodes D1, D2 are arranged for switching elements Q1, Q2.

リアクトルL1は、スイッチング素子Q1およびQ2の接続ノードと電源ライン6の間に接続される。また、平滑コンデンサC0は、電源ライン7および接地ライン5の間に接続される。   Reactor L1 is connected between a connection node of switching elements Q1 and Q2 and power supply line 6. The smoothing capacitor C 0 is connected between the power supply line 7 and the ground line 5.

インバータ20は、電源ライン7および接地ライン5の間に並列に設けられる、U相アーム22と、V相アーム24と、W相アーム26とから成る。各相アームは、電源ライン7および接地ライン5の間に直列接続されたスイッチング素子から構成される。たとえば、U相アーム22は、スイッチング素子Q11,Q12から成り、V相アーム24は、スイッチング素子Q13,Q14から成り、W相アーム26は、スイッチング素子Q15,Q16から成る。また、スイッチング素子Q11〜Q16に対して、逆並列ダイオードD11〜D16がそれぞれ接続されている。スイッチング素子Q11〜Q16のオン・オフは、制御回路50からのスイッチング制御信号S11〜S16によって制御される。   Inverter 20 includes a U-phase arm 22, a V-phase arm 24, and a W-phase arm 26 provided in parallel between power supply line 7 and ground line 5. Each phase arm is composed of a switching element connected in series between the power supply line 7 and the ground line 5. For example, U-phase arm 22 includes switching elements Q11 and Q12, V-phase arm 24 includes switching elements Q13 and Q14, and W-phase arm 26 includes switching elements Q15 and Q16. Further, antiparallel diodes D11 to D16 are connected to switching elements Q11 to Q16, respectively. Switching elements Q11 to Q16 are turned on / off by switching control signals S11 to S16 from control circuit 50.

各相アームの中間点は、モータジェネレータMGの各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータMGは、3相の永久磁石モータであり、U,V,W相の3コイルの一端が中性点Nに共通接続されて構成される。さらに、各相コイルの他端は、各相アーム22,24,26のスイッチング素子の中間点と接続されている。   An intermediate point of each phase arm is connected to each phase end of each phase coil of motor generator MG. That is, motor generator MG is a three-phase permanent magnet motor, and is configured such that one end of three coils of U, V, and W phases is commonly connected to neutral point N. Furthermore, the other end of each phase coil is connected to the midpoint of the switching elements of each phase arm 22, 24, 26.

昇降圧コンバータ12は、昇圧動作時には、直流電源Bから供給された直流電圧Vbを昇圧した直流電圧VH(インバータ20への入力電圧に相当するこの直流電圧を、以下「システム電圧VH」とも称する)をインバータ20へ供給する。このシステム電圧は、特許文献1で言及された、インバータのDCリンク電圧に相当する。   In the step-up / down converter 12, the DC voltage VH obtained by boosting the DC voltage Vb supplied from the DC power supply B (this DC voltage corresponding to the input voltage to the inverter 20 is hereinafter also referred to as “system voltage VH”). Is supplied to the inverter 20. This system voltage corresponds to the DC link voltage of the inverter mentioned in Patent Document 1.

より具体的には、制御回路50からのスイッチング制御信号S1,S2に応答して、スイッチング素子Q1,Q2のデューティ比(オン期間比率)が設定され、昇圧比は、デューティ比に応じたものとなる。   More specifically, in response to the switching control signals S1 and S2 from the control circuit 50, the duty ratio (on-period ratio) of the switching elements Q1 and Q2 is set, and the boost ratio is determined according to the duty ratio. Become.

また、昇降圧コンバータ12は、降圧動作時には、平滑コンデンサC0を介してインバータ20から供給された直流電圧(システム電圧)を降圧して直流電源Bを充電する。より具体的には、制御回路50からのスイッチング制御信号S1,S2に応答して、スイッチング素子Q1のみがオンする期間と、スイッチング素子Q1,Q2の両方がオフする期間とが交互に設けられ、降圧比は上記オン期間のデューティ比に応じたものとなる。   Further, during the step-down operation, the step-up / down converter 12 steps down the DC voltage (system voltage) supplied from the inverter 20 via the smoothing capacitor C0 and charges the DC power supply B. More specifically, in response to the switching control signals S1 and S2 from the control circuit 50, a period in which only the switching element Q1 is turned on and a period in which both the switching elements Q1 and Q2 are turned off are alternately provided. The step-down ratio is in accordance with the duty ratio during the ON period.

平滑コンデンサC0は、昇降圧コンバータ12からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ20へ供給する。電圧センサ13は、平滑コンデンサC0の両端の電圧、すなわち、システム電圧を検出し、その検出値VHを制御回路50へ出力する。   Smoothing capacitor C <b> 0 smoothes the DC voltage from step-up / down converter 12 and supplies the smoothed DC voltage to inverter 20. The voltage sensor 13 detects the voltage across the smoothing capacitor C 0, that is, the system voltage, and outputs the detected value VH to the control circuit 50.

インバータ20は、モータジェネレータMGのトルク指令値が正(Tqcom>0)の場合には、制御回路50からのスイッチング制御信号S11〜S16に応答したスイッチング素子Q11〜Q16のスイッチング動作により、平滑コンデンサC0から供給される直流電圧を交流電圧に変換して正のトルクを出力するようにモータジェネレータMGを駆動する。また、インバータ20は、モータジェネレータMGのトルク指令値が零の場合(Tqcom=0)には、スイッチング制御信号S11〜S16に応答したスイッチング動作により、直流電圧を交流電圧に変換してトルクが零になるようにモータジェネレータMGを駆動する。これにより、モータジェネレータMGは、トルク指令値Tqcomによって指定された零または正のトルクを発生するように駆動される。   When the torque command value of motor generator MG is positive (Tqcom> 0), inverter 20 performs smoothing capacitor C0 by switching operation of switching elements Q11 to Q16 in response to switching control signals S11 to S16 from control circuit 50. Motor generator MG is driven so as to convert the DC voltage supplied from AC to AC voltage and output a positive torque. Further, when the torque command value of motor generator MG is zero (Tqcom = 0), inverter 20 converts the DC voltage to the AC voltage by the switching operation in response to switching control signals S11 to S16, and the torque is zero. The motor generator MG is driven so that Thereby, motor generator MG is driven to generate zero or positive torque designated by torque command value Tqcom.

さらに、電動車両100の回生制動時には、モータジェネレータMGのトルク指令値Tqcomは負に設定される(Tqcom<0)。この場合には、インバータ20は、スイッチング制御信号S11〜S16に応答したスイッチング動作により、モータジェネレータMGが発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧(システム電圧)を平滑コンデンサC0を介して昇降圧コンバータ12へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車または電気自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速(または加速の中止)させることを含む。   Furthermore, during regenerative braking of electrically powered vehicle 100, torque command value Tqcom of motor generator MG is set to a negative value (Tqcom <0). In this case, inverter 20 converts the AC voltage generated by motor generator MG into a DC voltage by a switching operation in response to switching control signals S11 to S16, and converts the converted DC voltage (system voltage) to smoothing capacitor C0. To the step-up / down converter 12. Note that regenerative braking here refers to braking with regenerative power generation when the driver driving a hybrid vehicle or electric vehicle performs foot braking, or turning off the accelerator pedal while driving, although the foot brake is not operated. This includes decelerating the vehicle (or stopping acceleration) while generating regenerative power.

電流センサ27は、モータジェネレータMGに流れるモータ電流MCRTを検出し、その検出したモータ電流を制御回路50へ出力する。なお、三相電流iu,iv,iwの瞬時値の和は零であるので、図1に示すように電流センサ27は2相分のモータ電流(たとえば、V相電流ivおよびW相電流iw)を検出するように配置すれば足りる。   Current sensor 27 detects motor current MCRT flowing through motor generator MG, and outputs the detected motor current to control circuit 50. Since the sum of instantaneous values of the three-phase currents iu, iv, and iw is zero, the current sensor 27 has two phases of motor current (for example, V-phase current iv and W-phase current iw) as shown in FIG. It is sufficient to arrange it so as to detect.

回転角センサ(レゾルバ)28は、モータジェネレータMGの図示しない回転子の回転角θを検出し、その検出した回転角θを制御回路50へ送出する。制御回路50では、回転角θに基づきモータジェネレータMGの回転数Nmt(回転角速度ω)を算出することができる。   The rotation angle sensor (resolver) 28 detects a rotation angle θ of a rotor (not shown) of the motor generator MG and sends the detected rotation angle θ to the control circuit 50. The control circuit 50 can calculate the rotational speed Nmt (rotational angular velocity ω) of the motor generator MG based on the rotational angle θ.

制御装置80には、バッテリBの充電状態や入出力電力制限を示すバッテリ情報や、各種車両センサ入力(たとえば、車輪速度や路面勾配等)が入力される。また、運転者によって操作されるアクセルペダル70にはアクセル開度センサ75が設けられ、アクセル開度センサ75によって検知されたアクセル開度は、制御装置80へ入力される。制御装置80は、車両状態および運転者によるアクセル開度操作等に基づき、モータジェネレータMGのトルク指令値Tqcomおよび回生指示信号RGEを発生する。なお、制御装置80は、直流電源Bに関する、充電率(SOC:State of Charge)や充電制限を示す入力可能電力Win等の情報に基づき、直流電源Bの過充電あるいは過放電が発生しない範囲内で、トルク指令値Tqcomおよび回生指示信号RGEを生成する。   The control device 80 is input with battery information indicating the charging state of the battery B and input / output power limitation, and various vehicle sensor inputs (for example, wheel speed, road gradient, etc.). The accelerator pedal 70 operated by the driver is provided with an accelerator opening sensor 75, and the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 75 is input to the control device 80. Control device 80 generates torque command value Tqcom and regeneration instruction signal RGE for motor generator MG based on the vehicle state and the accelerator opening operation by the driver. Note that the control device 80 is within a range in which overcharge or overdischarge of the DC power supply B does not occur based on information on the DC power supply B, such as a charge rate (SOC: State of Charge) or an inputable power Win indicating charging limitation. Thus, the torque command value Tqcom and the regeneration instruction signal RGE are generated.

電動機制御用の制御回路(MG−ECU)50は、制御装置80から入力されたトルク指令値Tqcom、電圧センサ10によって検出されたバッテリ電圧Vb、電圧センサ13によって検出されたシステム電圧VHおよび電流センサ27からのモータ電流MCRT、回転角センサ28からの回転角θに基づいて、モータジェネレータMGがトルク指令値Tqcomに従ったトルクを出力するように、昇降圧コンバータ12およびインバータ20の動作を制御するスイッチング制御信号S1,S2,S11〜S16を生成する。すなわち、制御装置80は、制御回路(MG−ECU)50の上位ECUに相当する。   A motor control circuit (MG-ECU) 50 includes a torque command value Tqcom input from the control device 80, a battery voltage Vb detected by the voltage sensor 10, a system voltage VH detected by the voltage sensor 13, and a current sensor. Based on the motor current MCRT 27 and the rotation angle θ from the rotation angle sensor 28, the operations of the step-up / down converter 12 and the inverter 20 are controlled so that the motor generator MG outputs a torque according to the torque command value Tqcom. Switching control signals S1, S2, S11 to S16 are generated. That is, the control device 80 corresponds to a host ECU of the control circuit (MG-ECU) 50.

このように、図1に示した構成では、昇降圧コンバータ12、インバータ40および制御回路50により、トルク指定値Tqcomに従ってモータジェネレータMGを駆動制御する「電力変換ユニット(PCU)」が構成される。   As described above, in the configuration shown in FIG. 1, the buck-boost converter 12, the inverter 40, and the control circuit 50 constitute a “power conversion unit (PCU)” that drives and controls the motor generator MG according to the torque designation value Tqcom.

昇降圧コンバータ12の昇圧動作時には、制御回路50は、モータジェネレータMGの運転状態に応じてシステム電圧VHの指令値を算出し、この指令値および電圧センサ13によるシステム電圧VHの検出値に基づいて、出力電圧VHが電圧指令値となるようにスイッチング制御信号S1,S2を生成する。   During the step-up operation of buck-boost converter 12, control circuit 50 calculates a command value for system voltage VH according to the operating state of motor generator MG, and based on this command value and the detected value of system voltage VH by voltage sensor 13. The switching control signals S1 and S2 are generated so that the output voltage VH becomes a voltage command value.

また、制御回路50は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す制御信号RGEを制御装置80から受けると、モータジェネレータMGで発電された交流電圧を直流電圧に変換するようにスイッチング制御信号S11〜S16を生成してインバータ20へ出力する。これにより、インバータ20は、モータジェネレータMGからの回生電力を直流電圧に変換して昇降圧コンバータ12へ供給する。   In addition, when receiving a control signal RGE indicating that the hybrid vehicle or the electric vehicle has entered the regenerative braking mode from the control device 80, the control circuit 50 converts the AC voltage generated by the motor generator MG into a DC voltage. Switching control signals S11 to S16 are generated and output to inverter 20. Thereby, inverter 20 converts the regenerative power from motor generator MG into a DC voltage and supplies it to buck-boost converter 12.

さらに、制御回路50は、制御信号RGEに応答して、インバータ20から供給された直流電圧を降圧するようにスイッチング制御信号S1,S2を生成し、昇降圧コンバータ12へ出力する。このようにして、モータジェネレータMGからの回生電力は、直流電源Bの充電に用いられる。   Further, in response to control signal RGE, control circuit 50 generates switching control signals S 1 and S 2 so as to step down the DC voltage supplied from inverter 20, and outputs it to buck-boost converter 12. In this way, the regenerative power from the motor generator MG is used for charging the DC power supply B.

さらに、制御回路50は、電動車両100の駆動システム起動/停止時に、システムリレーSR1,SR2をオン/オフするための信号SEを生成してシステムリレーSR1,SR2へ出力する。   Further, control circuit 50 generates signal SE for turning on / off system relays SR1 and SR2 and outputs the system relays SR1 and SR2 when drive system of electric vehicle 100 is started / stopped.

次に、電動車両100におけるアクセル踏込み時のトルク指令値設定について説明する。   Next, torque command value setting when the accelerator is depressed in the electric vehicle 100 will be described.

図2には、アクセル踏込み時の従来のトルク指令値設定が示される。図2では、運転手によってアクセルペダルが全開状態に近い状態まで急激に踏込まれた場合の波形例が示される。   FIG. 2 shows a conventional torque command value setting when the accelerator is depressed. FIG. 2 shows an example of a waveform when the driver depresses the accelerator pedal to a state close to the fully open state.

図2を参照して、アクセル開度の急増に対応して、モータジェネレータMGへの要求出力トルクTrqは急激に上昇する。なお、ハイブリッド自動車では、車速等の現在の車両状態および運転者による加速要求(アクセル開度)に基づき車両全体での必要駆動力が求められた後、車両全体でのエネルギ効率を考慮してエンジンおよびモータジェネレータMG間での出力配分が決定されることによって、モータジェネレータMGの要求出力トルクTrqが設定される。また、電気自動車では、モータジェネレータMGへの要求出力トルクは、直接アクセル開度に応じて設定される。   Referring to FIG. 2, the required output torque Trq to motor generator MG increases rapidly in response to the rapid increase in accelerator opening. In a hybrid vehicle, after the required driving force for the entire vehicle is obtained based on the current vehicle state such as the vehicle speed and the acceleration request (accelerator opening) by the driver, the engine is considered in consideration of the energy efficiency of the entire vehicle. Further, by determining the output distribution among the motor generators MG, the required output torque Trq of the motor generator MG is set. In the electric vehicle, the required output torque to motor generator MG is directly set according to the accelerator opening.

ここで、要求出力トルクTrqの急激な上昇に追従させて、トルク指令値Tqcomを即座に上昇させると、急峻なトルク変化が引き起こされることによる車輪空転(スリップ)の発生等により、却って駆動力が不安定となってしまう。このため、図2に示すように、トルク指令値Tqcomは、上昇レートを制限した上で要求出力トルクTrqに向かって上昇するように設定される。なお、このような上昇レート制限によるトルク指令値Tqcomの追従遅れは、通常1秒未満(数百msオーダ)である。   Here, if the torque command value Tqcom is immediately increased following the rapid increase in the required output torque Trq, the driving force is rather reduced due to the occurrence of wheel slipping (slip) due to a sudden torque change. It becomes unstable. Therefore, as shown in FIG. 2, the torque command value Tqcom is set so as to increase toward the required output torque Trq after limiting the increase rate. Note that the follow-up delay of the torque command value Tqcom due to such an increase rate limit is usually less than 1 second (in the order of several hundred ms).

また、図3に示されるように、制御装置80は、トラクションコントロール機能を有しており、時刻t0において車輪速等に基づいてスリップを検知した場合には、スリップが解消されるまでのスリップ検知期間(時刻t0〜t1)の間において、トルク指令値Tqcomを抑制する。たとえば、トルク指令値Tqcomを、スリップ発生時点(時刻t0)の設定から、スリップが解消されるまで徐々に低下するように制御する。そして、スリップが解消されると(時刻t1以降)、再び図2と同様の上昇制限レートに従って、トルク指令値Tqcomを要求出力トルクTrqに向けて徐々に増加させていく。   As shown in FIG. 3, the control device 80 has a traction control function, and when slip is detected based on the wheel speed or the like at time t0, slip detection until the slip is eliminated. During the period (time t0 to t1), the torque command value Tqcom is suppressed. For example, the torque command value Tqcom is controlled so as to gradually decrease from the setting of the slip occurrence time (time t0) until the slip is eliminated. When the slip is eliminated (after time t1), the torque command value Tqcom is gradually increased toward the required output torque Trq again in accordance with the increase limit rate similar to that in FIG.

すなわち、トラクションコントロールによりスリップ発生時にスリップ状態から回復する制御を行なうことが可能であるが、一旦スリップを発生してしまうと、要求出力トルクTrqの上昇に対するトルク指令値Tqcomの追従遅れが大きくなってしまう。このため、上昇制限レートを大きくすることが困難であった。一方で、運転者の加速要求が強いアクセル開度の急増時には、できるだけ速やかにモータジェネレータMGの出力トルクを増加させることが必要である。   That is, it is possible to perform control to recover from the slip state when slip occurs by traction control, but once slip occurs, the follow-up delay of the torque command value Tqcom with respect to the increase in the required output torque Trq increases. End up. For this reason, it has been difficult to increase the increase limit rate. On the other hand, it is necessary to increase the output torque of the motor generator MG as quickly as possible when the accelerator opening is rapidly increased, which is strongly demanded by the driver.

そこで、図4に示すように、本実施の形態に従う電動車両では、運転者による急激なアクセル踏込みによって、モータジェネレータMGへの要求出力トルクTrqが所定レートを越えて増加した場合には、トルク指令値Tqcomを、振動させながら要求出力トルクTrqに向けて上昇させる。すなわち、トルク指令値Tqcomは、平均値T1と、振動成分(交流成分)の和として設定される。   Therefore, as shown in FIG. 4, in the electric vehicle according to the present embodiment, when the required output torque Trq to motor generator MG increases beyond a predetermined rate due to a sudden accelerator depression by the driver, a torque command The value Tqcom is increased toward the required output torque Trq while vibrating. That is, the torque command value Tqcom is set as the sum of the average value T1 and the vibration component (AC component).

平均値T1は、所定の制限レートに従って、要求出力トルクTrqに向けて上昇される。ただし、平均値T1の上昇制限レートは、図2で説明したトルク指令値の従来の上昇制限レートよりも緩やかに設定される。ここで、図4中のTqcom♯は、図2における従来の制限レートに従ったトルク指令値の設定を示している。   Average value T1 is increased toward required output torque Trq in accordance with a predetermined limit rate. However, the increase limit rate of the average value T1 is set more gently than the conventional increase limit rate of the torque command value described in FIG. Here, Tqcom # in FIG. 4 indicates the setting of the torque command value according to the conventional limit rate in FIG.

このように設定されたトルク指令値Tqcomに従ってモータジェネレータMGの出力トルクを制御することにより、トルクの増大期間と減少期間とを交互に発生させて車輪のグリップ力が向上させることができる。特に、電動機の出力トルク制御の速応性はエンジンと比較して高いので、急加速時の耐スリップ性を効果的に向上させることができる。このため、トルク指令値Tqcomの平均値T1の上昇レートを、従来(Tqcom♯)より高めて、運転者の加速要求に応えた車両駆動力(加速性)を確保することができる。   By controlling the output torque of motor generator MG according to torque command value Tqcom set in this way, it is possible to improve the wheel grip force by alternately generating a torque increase period and a decrease period. In particular, since the quick response of the output torque control of the electric motor is higher than that of the engine, the slip resistance during sudden acceleration can be effectively improved. For this reason, it is possible to secure the vehicle driving force (acceleration) in response to the driver's acceleration request by increasing the increase rate of the average value T1 of the torque command value Tqcom as compared with the conventional (Tqcom #).

また、スリップ限界に対応させて予め最大トルク線Tmaxを求めておき、振動するトルク指令値Tqcomの瞬時値(=平均値+振動成分)が各タイミングでTmaxを超えることがないように制限することによって、スリップ発生の防止をさらに確実化できる。   Further, the maximum torque line Tmax is obtained in advance corresponding to the slip limit, and the instantaneous value (= average value + vibration component) of the vibration torque command value Tqcom is limited so as not to exceed Tmax at each timing. Thus, it is possible to further ensure the prevention of slip occurrence.

次に、図4に示すようなトルク指令値設定を実現するための制御装置80による制御構成について説明する。   Next, a control configuration by the control device 80 for realizing the torque command value setting as shown in FIG. 4 will be described.

図5は、本発明の実施の形態によるトルク指令値設定を説明する機能ブロック図である。図5に示された各機能ブロックは、制御装置80によるハードウェア処理あるいはソフトウェア処理によって実現される。   FIG. 5 is a functional block diagram illustrating torque command value setting according to the embodiment of the present invention. Each functional block shown in FIG. 5 is realized by hardware processing or software processing by the control device 80.

図5を参照して、制御装置80は、トルク指令値増加制限部200を含む。トルク指令値増加制限部200は、モータジェネレータMGへの要求出力トルクTrqの上昇レートが所定の判定値を超えたとき、代表的には、運転者のアクセル操作によりアクセル開度の増加レートが所定の判定値を超えたときに動作を開始し、トルク指令値Tqcomが要求出力トルクTrqへ追従した時点で動作を終了する。   Referring to FIG. 5, control device 80 includes a torque command value increase limiting unit 200. Torque command value increase limiting unit 200 typically sets a predetermined increase rate of the accelerator opening by the driver's accelerator operation when the rate of increase in required output torque Trq to motor generator MG exceeds a predetermined determination value. The operation is started when the determination value is exceeded, and the operation is terminated when the torque command value Tqcom follows the required output torque Trq.

トルク指令値増加制限部200は、平均値設定部210と、振動設定部220と、加算部230と、上限チェック部240とを含む。   Torque command value increase restriction unit 200 includes an average value setting unit 210, a vibration setting unit 220, an addition unit 230, and an upper limit check unit 240.

平均値設定部210は、要求出力トルクTrqおよび前回のトルク指令値Tqcomに基づき、所定の上昇制限レートに従ってトルク指令値Tqcomが要求出力トルクTrqに向かって増加するように、トルク指令値の平均値T1を設定する。   Based on the required output torque Trq and the previous torque command value Tqcom, the average value setting unit 210 averages the torque command value so that the torque command value Tqcom increases toward the required output torque Trq according to a predetermined increase limit rate. Set T1.

振動設定部220は、トルク指令値Tqcomの振動成分(交流成分)T2を設定する。振動成分の周期T(T=1/f,f:周波数)およびその振幅Amは、車両状態に基づいて、代表的にはアクセル開度に基づいて決定される。加算部230は、平均値設定部210によって設定された平均値T1および振動設定部220により設定された振動成分T2との和(T1+T2)を求める。   The vibration setting unit 220 sets a vibration component (AC component) T2 of the torque command value Tqcom. The period T (T = 1 / f, f: frequency) of the vibration component and its amplitude Am are determined based on the vehicle state, typically based on the accelerator opening. The adding unit 230 obtains the sum (T1 + T2) of the average value T1 set by the average value setting unit 210 and the vibration component T2 set by the vibration setting unit 220.

上限チェック部240は、図4に示した最大トルク線Tmaxを超えないように、トルク指令値Tqcomを制限する。具体的には、加算部230により求められたT1+T2がTmaxを超えるときには、Tqcom=Tmaxに設定する。   Upper limit check unit 240 limits torque command value Tqcom so as not to exceed maximum torque line Tmax shown in FIG. Specifically, when T1 + T2 obtained by the adding unit 230 exceeds Tmax, Tqcom = Tmax is set.

あるいは、図6に示すように、制御装置80は、路面状況推定部250をさらに含むように構成されてもよい。路面状況推定部250は、走行中の各車輪のスリップ状態や付与している駆動力と実際の車輪速の関係等から、現在走行中の路面摩擦係数μを推定する。あるいは、路面摩擦係数μを測定する手段を設けることにより、路面摩擦係数μを求めてもよい。   Or as shown in FIG. 6, the control apparatus 80 may be comprised so that the road surface condition estimation part 250 may be further included. The road surface state estimation unit 250 estimates the road surface friction coefficient μ currently traveling from the slip state of each wheel during traveling, the relationship between the applied driving force and the actual wheel speed, or the like. Alternatively, the road surface friction coefficient μ may be obtained by providing means for measuring the road surface friction coefficient μ.

振動設定部220は、アクセル開度および/または路面摩擦係数μに従って、振動成分T2の周期Tおよび振幅Amの少なくとも一方を設定する。また、上限チェック部240における最大トルク線Tmaxの設定についても、路面摩擦係数μを反映させることができる。具体的には、路面摩擦係数μが低いときには最大トルク線Tmaxが相対的に低く設定されるようにすることで、スリップ防止効果を高めることができる。   The vibration setting unit 220 sets at least one of the period T and the amplitude Am of the vibration component T2 according to the accelerator opening and / or the road surface friction coefficient μ. Further, the setting of the maximum torque line Tmax in the upper limit check unit 240 can also reflect the road surface friction coefficient μ. Specifically, when the road surface friction coefficient μ is low, the slip prevention effect can be enhanced by setting the maximum torque line Tmax to be relatively low.

図5および図6に示した機能ブロック図に従う制御装置80の動作により、図4に示したように、アクセル開度の急増時にトルク指令値Tqcomを振動させながら速やかに上昇させることが可能となる。   By the operation of the control device 80 according to the functional block diagrams shown in FIGS. 5 and 6, as shown in FIG. 4, it is possible to quickly increase the torque command value Tqcom while oscillating when the accelerator opening degree suddenly increases. .

図7は、図4〜図6で説明した本発明の実施の形態による電動車両でのトルク指令値設定を制御装置80によるソフトウェア処理によって実現するためのフローチャートである。図7に示したフローチャートに従う制御処理を行なうプログラムは、制御装置80に予め格納されて所定周期毎に実行される。   FIG. 7 is a flowchart for realizing the torque command value setting in the electric vehicle according to the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. A program for performing control processing according to the flowchart shown in FIG. 7 is stored in advance in control device 80 and executed at predetermined intervals.

図7を参照して、制御装置80は、ステップS100により、アクセル開度センサ75の出力に基づきアクセル開度を検知し、車両状態およびアクセル開度に基づいてモータジェネレータMGへの要求出力トルクTrqを決定する。   Referring to FIG. 7, in step S100, control device 80 detects the accelerator opening based on the output of accelerator opening sensor 75, and requests output torque Trq to motor generator MG based on the vehicle state and the accelerator opening. To decide.

さらに、制御装置80は、ステップS120により、要求出力トルクTrqが所定の判定値以上のレートで急激に上昇しているかどうかを判定する。あるいは、ステップS100で検知したアクセル開度に基づき、アクセル開度の増加レートが所定判定値より大きいかどうか、すなわち運転者による急激な加速要求が発生しているかどうかによって、ステップS120の判定を行なってもよい。このように、ステップS120では、図4,5に示したトルク指令値増加制限部200の動作開始条件が成立するか否かが判定される。なお、一旦ステップS120がYES判定とされた後は、トルク指令値Tqcomが要求出力トルクTrqへ追従するまで、すなわち、トルク指令値増加制限部200の動作終了条件が成立するまで、ステップS120ではYES判定が維持される。   Further, in step S120, control device 80 determines whether or not required output torque Trq is rapidly increasing at a rate equal to or higher than a predetermined determination value. Alternatively, based on the accelerator opening detected in step S100, the determination in step S120 is performed based on whether the increase rate of the accelerator opening is greater than a predetermined determination value, that is, whether a rapid acceleration request is generated by the driver. May be. As described above, in step S120, it is determined whether or not the operation start condition of the torque command value increase limiting unit 200 shown in FIGS. Once step S120 is determined to be YES, YES is determined in step S120 until the torque command value Tqcom follows the required output torque Trq, that is, until the operation end condition of the torque command value increase limiting unit 200 is satisfied. Judgment is maintained.

制御装置80は、ステップS120のYES判定時、すなわち加速要求が大きい場合には、ステップS140により、急加速時用の所定制限レートに従って、要求出力トルクTrqに追従してトルク指令値Tqcomを上昇させるようにトルク指令平均値T1を決定する。さらに、制御装置80は、ステップS160により、トルク指令値Tqcomの振動成分T2を決定し、ステップS180により、ステップS140で求めた平均値T1とステップS160で求めた振動成分T2との和により、すなわち平均値T1に振動成分T2を重畳させてトルク指令値Tqcomを設定する。   When YES is determined in step S120, that is, when the acceleration request is large, control device 80 increases torque command value Tqcom following request output torque Trq according to a predetermined limit rate for sudden acceleration in step S140. Thus, torque command average value T1 is determined. Further, control device 80 determines vibration component T2 of torque command value Tqcom in step S160, and in step S180, the sum of average value T1 obtained in step S140 and vibration component T2 obtained in step S160, that is, Torque command value Tqcom is set by superimposing vibration component T2 on average value T1.

さらに、制御装置80は、ステップS190により、ステップS180で設定したトルク指令値Tqcomが最大トルク線Tmax(図4)を超えないように上限チェックを行なう。これら一連の処理により、急加速時のトルク指令値Tqcomが設定される。   Further, in step S190, control device 80 performs an upper limit check so that torque command value Tqcom set in step S180 does not exceed maximum torque line Tmax (FIG. 4). Through these series of processes, the torque command value Tqcom at the time of rapid acceleration is set.

なお、図5,図6に示したように、ステップS160におけるトルク指令値の振動成分T2の設定については、アクセル開度や走行中の路面摩擦係数μ等の車両状態を反映して適切に設定することが好ましい。   As shown in FIGS. 5 and 6, the setting of the vibration component T2 of the torque command value in step S160 is appropriately set reflecting the vehicle state such as the accelerator opening and the road surface friction coefficient μ during traveling. It is preferable to do.

一方、制御装置80は、ステップS120のNO判定時、すなわち急加速の要求がない場合には、ステップS200により、通常時の所定制限レートに従って、要求出力トルクTrqへ向けてトルク指令値Tqcomを変化させる。この場合には、トルク指令値Tqcomは、振動成分を含むことなく、図4に示したTqcom♯に対応する通常での上昇制限レートに従って、要求出力トルクTrqに追従するように設定される。   On the other hand, control device 80 changes torque command value Tqcom toward required output torque Trq in accordance with a predetermined limit rate at normal time in step S200 when NO is determined in step S120, that is, when there is no request for rapid acceleration. Let In this case, torque command value Tqcom is set so as to follow the required output torque Trq in accordance with the normal increase limit rate corresponding to Tqcom # shown in FIG. 4 without including a vibration component.

なお、図7のフローチャートにおいて、ステップS140の処理は図5,図6での平均値設定部210での機能に相当し、ステップS160の処理は図5,図6での振動設定部220での処理に決定する。また、ステップS180での処理は図5,図6での加算部230の機能に相当し、ステップS190での処理は図5,図6での上限チェック部240の機能に相当する。   In the flowchart of FIG. 7, the process in step S140 corresponds to the function in the average value setting unit 210 in FIGS. 5 and 6, and the process in step S160 is performed in the vibration setting unit 220 in FIGS. Decide on processing. Further, the process in step S180 corresponds to the function of the adding unit 230 in FIGS. 5 and 6, and the process in step S190 corresponds to the function of the upper limit check unit 240 in FIGS.

[変形例]
図8には、本発明の実施の形態の変形例による電動車両におけるアクセル踏込み時のトルク指令値設定を説明する機能ブロック図が示される。
[Modification]
FIG. 8 is a functional block diagram for explaining torque command value setting when the accelerator is depressed in an electric vehicle according to a modification of the embodiment of the present invention.

図8および図5の比較から理解されるように、実施の形態の変形例による電動車両のトルク指令値設定では、図5での構成に加えて、スリップ検知部300、設定切換部310およびトラクションコントロール部320がさらに設けられる。   As understood from the comparison between FIG. 8 and FIG. 5, in the torque command value setting of the electric vehicle according to the modification of the embodiment, in addition to the configuration in FIG. 5, the slip detection unit 300, the setting switching unit 310, and the traction A control unit 320 is further provided.

スリップ検知部300は、各車輪に設けられた車輪速センサ(図示せず)の出力に基づき、回転角速度の急変等に基づいて各車輪のスリップ発生を検知する。トラクションコントロール部320は、図3に示したスリップ検知期間におけるトルク指令値Tqcomの設定を実行する。たとえば、トラクションコントロール部320は、一旦スリップが検知されると、スリップが解消されるまでの期間中、トルク指令値Tqcomを徐々に低下させる態様で抑制する。   The slip detection unit 300 detects the occurrence of slip of each wheel based on an abrupt change in the rotational angular velocity based on the output of a wheel speed sensor (not shown) provided on each wheel. The traction control unit 320 sets the torque command value Tqcom in the slip detection period shown in FIG. For example, once a slip is detected, traction control unit 320 suppresses torque command value Tqcom in a manner that gradually decreases during the period until the slip is eliminated.

設定切換部310は、スリップ検知部300の判定結果に基づき、トルク指令値Tqcomの設定を切換える。具体的には、設定切換部310は、スリップ検知部300によるスリップ非検知時には、経路I側に設定して、図5,図6と同様にトルク指令値Tqcomを設定する。   Setting switching unit 310 switches the setting of torque command value Tqcom based on the determination result of slip detection unit 300. Specifically, the setting switching unit 310 sets the torque command value Tqcom in the same manner as in FIGS. 5 and 6 when the slip detection unit 300 does not detect the slip, and sets the torque command value Tqcom.

一方、設定切換部310は、スリップ検知部300によるスリップ検知中には、経路IIを選択する。この場合には、トラクションコントロール部320により、トルク指令値Tqcomは、振動することなく、スリップ発生時点よりも徐々に低下するように設定される。   On the other hand, the setting switching unit 310 selects the route II during slip detection by the slip detection unit 300. In this case, the torque command value Tqcom is set by the traction control unit 320 so as to gradually decrease from the point of occurrence of slip without vibration.

図9は、図8に示した本発明の実施の形態の変形例による電動車両でのトルク指令値設定を、制御装置80によるソフトウェア処理によって実現するためのフローチャートである。図9に示したフローチャートに従う制御処理を行なうプログラムについても、制御装置80に予め格納されて所定周期毎に実行される。   FIG. 9 is a flowchart for realizing the torque command value setting in the electric vehicle according to the modification of the embodiment of the present invention shown in FIG. The program for performing the control process according to the flowchart shown in FIG. 9 is also stored in advance in control device 80 and executed at predetermined intervals.

図9を参照して、制御装置80は、ステップS300では、図7に示したステップS100〜S200により、図5,図6で説明したトルク指令値設定を行なう。そして、制御装置80は、ステップS310では、スリップ検出中であるかどうかを判定し、スリップの非発生時(ステップS310のNO判定時)には、ステップS340により、ステップS300での設定をトルク指令値Tqcomとして用いる。これは、図8において、設定切換部310が経路Iを選択したときの動作に相当する。   Referring to FIG. 9, in step S300, control device 80 performs the torque command value setting described in FIGS. 5 and 6 in steps S100 to S200 shown in FIG. Then, in step S310, control device 80 determines whether or not slip detection is being performed. When slip does not occur (NO in step S310), setting in step S300 is performed as a torque command in step S340. Used as the value Tqcom. This corresponds to the operation when the setting switching unit 310 selects the route I in FIG.

一方、制御装置80は、スリップ発生中(ステップS310のYES判定時)には、ステップS330により、トラクションコントロールをオンして、ステップS300でのトルク指令値設定に対してトルク指令値Tqcomを抑制する。これは、図8において設定切換部310が経路IIを選択したときの動作に相当する。   On the other hand, control device 80 turns on traction control and suppresses torque command value Tqcom with respect to the torque command value setting in step S300 during slip generation (when YES is determined in step S310). . This corresponds to the operation when the setting switching unit 310 selects the route II in FIG.

このような制御構成とすることにより、急激な加速要求によりモータジェネレータMGの要求出力トルクTrqが急増した場合には、図4〜図6に示したように、スリップ発生を防止しつつ速やかにトルク指令値Tqcomを上昇させることが可能となるとともに、万一スリップが発生した場合にも、トラクションコントロールを作用させることによって、継続的にスリップを発生させることなくスリップ状態を速やかに回避することが可能となる。   By adopting such a control configuration, when the required output torque Trq of the motor generator MG increases rapidly due to a rapid acceleration request, as shown in FIGS. The command value Tqcom can be increased, and even in the event of a slip, the traction control can be applied to quickly avoid the slip state without causing a continuous slip. It becomes.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態による電動車両の車両駆動用電動機に関連する構成図である。It is a block diagram relevant to the motor for a vehicle drive of the electric vehicle by embodiment of this invention. アクセル踏込み時の従来のトルク指令値設定を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining the conventional torque command value setting at the time of accelerator depression. スリップ発生時におけるトルク指令値設定を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining torque command value setting at the time of slip generation. 本発明の実施の形態による電動車両におけるアクセル踏込み時のトルク指令値設定を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining the torque command value setting at the time of accelerator depression in the electric vehicle by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態による電動車両におけるアクセル踏込み時のトルク指令値設定を説明する第1のブロック図である。FIG. 5 is a first block diagram illustrating torque command value setting when the accelerator is depressed in the electric vehicle according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態による電動車両におけるアクセル踏込み時のトルク指令値設定を説明する第2のブロック図である。It is a 2nd block diagram explaining the torque command value setting at the time of accelerator depression in the electric vehicle by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態による電動車両でのトルク指令値設定を実現するフローチャートである。It is a flowchart which implement | achieves the torque command value setting in the electric vehicle by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例による電動車両におけるアクセル踏込み時のトルク指令値設定を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the torque command value setting at the time of accelerator depression in the electric vehicle by the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例による電動車両でのトルク指令値設定を実現するフローチャートである。It is a flowchart which implement | achieves the torque command value setting in the electric vehicle by the modification of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

5 接地ライン、6,7 電源ライン、10,13 電圧センサ、10♯ 直流電圧発生部、12 昇降圧コンバータ、20 インバータ、22,24,26 各相アーム、27 電流センサ、28 回転角センサ、50 制御回路、62 駆動軸、65 駆動輪、70 アクセルペダル、75 アクセル開度センサ、80 制御装置、100 電動車両、200 トルク指令値増加制限部、210 平均値設定部、220 振動設定部、230 加算部、240 上限チェック部、250 路面状況推定部、300 スリップ検知部、310 設定切換部、320 トラクションコントロール部、B 直流電源、C0,C1 平滑コンデンサ、D1,D2,D11〜D16 逆並列ダイオード、iu,iv,iw 各相電流、L1 リアクトル、MCRT モータ電流、MG モータジェネレータ、N 中性点、Nmt モータジェネレータ回転数、Q1,Q2,Q11〜Q16 電力用半導体スイッチング素子、RGE 制御信号(回生指示)、S1,S2,S11〜S16 スイッチング制御信号、SR1,SR2 システムリレー、T1 トルク指令平均値、T2 トルク指令振動成分、Tmax 最大トルク線、Tqcom トルク指令値、Trq 要求出力トルク、Vb バッテリ電圧、VH システム電圧、θ 回転角、μ 路面摩擦係数。   5 Ground line, 6, 7 Power line, 10, 13 Voltage sensor, 10 # DC voltage generator, 12 Buck-boost converter, 20 Inverter, 22, 24, 26 Each phase arm, 27 Current sensor, 28 Rotation angle sensor, 50 Control circuit, 62 drive shaft, 65 drive wheel, 70 accelerator pedal, 75 accelerator opening sensor, 80 control device, 100 electric vehicle, 200 torque command value increase limiting unit, 210 average value setting unit, 220 vibration setting unit, 230 addition Unit, 240 upper limit check unit, 250 road surface condition estimation unit, 300 slip detection unit, 310 setting switching unit, 320 traction control unit, B DC power supply, C0, C1 smoothing capacitor, D1, D2, D11 to D16 antiparallel diode, iu , Iv, iw Phase current, L1 reactor, MCRT mode Current, MG Motor generator, N neutral point, Nmt Motor generator rotation speed, Q1, Q2, Q11 to Q16 Power semiconductor switching element, RGE control signal (regenerative instruction), S1, S2, S11 to S16 switching control signal, SR1 , SR2 System relay, T1 torque command average value, T2 torque command vibration component, Tmax maximum torque line, Tqcom torque command value, Trq required output torque, Vb battery voltage, VH system voltage, θ rotation angle, μ Road surface friction coefficient.

Claims (4)

車両駆動力を発生する電動機と、
トルク指令値に従って前記電動機を駆動制御する電力変換ユニットと、
車両状態および運転者によるアクセル開度操作に基づく前記電動機への要求出力トルクに従って、前記トルク指令値を生成する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記要求出力トルクの増加レートが所定の判定値を超えたときに、前記トルク指令値を振動させながら前記要求出力トルクに向けて増加させるトルク指令値増加制限手段を含
前記トルク指令値増加制限手段は
所定の制限レートに従って前記トルク指令値の平均値を前記要求出力トルクに向けて増加させる平均値設定手段と
前記車両状態に基づき前記トルク指令値の振動成分の振幅および周波数を設定する振動設定手段と
前記平均値設定手段により設定された前記平均値と、前記振動設定手段により設定された前記振動成分との和に従って、前記電動機の前記トルク指令値を設定する加算手段とを含む、電動車両。
An electric motor for generating vehicle driving force;
A power conversion unit that drives and controls the electric motor according to a torque command value;
A control device for generating the torque command value according to a required output torque to the electric motor based on a vehicle state and an accelerator opening operation by a driver;
The controller is
When the increase rate of the required output torque exceeds a predetermined judgment value, look including a torque command value increases limiting means for increasing towards the required output torque while vibrating the torque command value,
The torque command value increase limiting means is
An average value setting means for increasing an average value of the torque command values toward the required output torque according to a predetermined limit rate ;
Vibration setting means for setting the amplitude and frequency of the vibration component of the torque command value based on the vehicle state ;
An electric vehicle comprising: an adding means for setting the torque command value of the electric motor according to a sum of the average value set by the average value setting means and the vibration component set by the vibration setting means .
前記振動設定手段は、前記トルク指令値の振動成分の振幅および周波数の少なくとも一方を、前記アクセル開度に基づき設定する、請求項記載の電動車両。 The vibration setting means, at least one of the amplitude and frequency of the vibration component of the torque command value is set based on the accelerator opening, an electric vehicle according to claim 1. 前記制御装置は、
前記電動車両が走行中の路面の摩擦係数を推定する路面状況推定手段をさらに含み、
前記振動設定手段は、前記トルク指令値の振動成分の振幅および周波数の少なくとも一方を、前記路面状況推定手段により推定された前記摩擦係数に基づき設定する、請求項記載の電動車両。
The controller is
Road surface condition estimating means for estimating a friction coefficient of a road surface on which the electric vehicle is running;
The vibration setting means, wherein at least one of the amplitude and frequency of the vibration component of the torque command value is set based on the friction coefficient estimated by the road surface condition estimation unit, an electric vehicle according to claim 1.
前記制御装置は、
前記電動車両の車輪空転を検知する空転検知手段と、
前記電動車両の車輪空転発生中において前記トルク指令値を抑制するためのスリップ回避手段とをさらに含み、
前記制御装置は、前記トルク指令値増加制限手段による前記トルク指令値の設定時に、前記空転検知手段により前記電動車両の車輪空転が検知されたときには、前記スリップ回避手段によって、前記電動機のトルク指令値を前記車輪空転発生時よりも低下させるように設定する、請求項1に記載の電動車両。
The controller is
Slip detection means for detecting wheel slip of the electric vehicle;
A slip avoiding means for suppressing the torque command value during wheel idling of the electric vehicle,
The control device, when setting the torque command value by the torque command value increase restricting unit, detects a wheel idling of the electric vehicle by the idling detection unit, and causes the torque command value of the electric motor by the slip avoidance unit. The electric vehicle according to claim 1, wherein the vehicle is set to be lower than when the wheel idling occurs.
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