JP2005245153A - Vehicle mounted inverter system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載インバータシステム及びそれに関連する技術に関するものである。 The present invention relates to an in-vehicle inverter system and a technology related thereto.
図5は、ツインモータ方式のハイブリッド自動車の概要を示すブロック図である。ハイブリッド自動車においては、図5の如く、タイヤ1の回転軸3を回転させる手段として、ガソリンエンジン5の他にモータ・ユニット7を使用し、ガソリンエンジン5から与えられた動力とモータ・ユニット7から与えられた動力とを動力分割機構9にて分割している。そして、ツインモータ方式では、モータ・ユニット7から与えられた動力のトルクを強くするとともに、発電に寄与するガソリンエンジン5が停止していてもエアブレーキやパワーステアリング等の諸機能がバッテリ11で作動するよう、一対のモータ7a,7bを使用している。
FIG. 5 is a block diagram showing an outline of a twin motor type hybrid vehicle. In the hybrid vehicle, as shown in FIG. 5, the
車両の発進時や低速走行時にあっては、図6の如く、バッテリ11に蓄えられた電気エネルギーを利用して、インバータ装置13により両モータ7a,7bを駆動する。この場合、第1インバータ13aが第1モータ7aを駆動し、第2インバータ13bが第2モータ7bを駆動する。
When the vehicle starts or travels at a low speed, both
また、車両の急加速時及び登坂時においては、図7の如く、ガソリンエンジン5の駆動力と両モータ7a,7bの駆動力とを動力分割機構9で調整する。この際、ガソリンエンジン5の駆動エネルギーを利用して発電機15で発電を行う。そして、インバータ装置13へは、バッテリ11からの電気エネルギーと、発電機15で得られた電気エネルギーと合わせて供給し、強力な各モータ7a,7bのパワーを補償する。さらに、発電機15で得られた電気エネルギーは、バッテリ11への充電用に供される。
Further, when the vehicle suddenly accelerates and climbs up, the driving force of the
さらに、車両の制動時においては、図8の如く、両モータ7a,7bの制動エネルギーをその各モータ7a,7bにおいて回生電力に変換し、これをインバータ装置13を通じてバッテリ11に与えてその回生を行う。
Further, at the time of braking of the vehicle, as shown in FIG. 8, the braking energy of both the
ツインモータ方式のハイブリッド自動車のインバータ装置において、例えば各モータ7a,7bとして三相交流モータを適用する場合、回生時においては各モータ7a,7bによって発生する電力(回生電力)を整流した波形は、それぞれ120°ずつ位相のずれた三相の正弦波形を重畳したものとなる。この場合において、2つのモータ7a,7bから与えられる電圧が同位相で重畳してしまうと、バッテリ11の回生のために与えられる電圧において電圧変動(リプル)が大きくなってしまう。このため、このリプルを低減(平滑化)するために、インバータ装置13の各インバータ13a,13b内に大容量の平滑用コンデンサを設ける必要があり、小型化の妨げとなっていた。このことは、ツインモータ方式だけでなく、3個以上のモータを有する方式についても同様である。
In the inverter device of a twin motor type hybrid vehicle, for example, when a three-phase AC motor is applied as each
そこで、本発明の課題は、複数のモータを駆動及び制動する場合に、モータからの電気エネルギーを回生のためにバッテリに与えるに際し、大容量のコンデンサを使用することなく電力の電圧変動(リプル)を抑制し得る車載インバータシステムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide voltage fluctuation (ripple) of electric power without using a large-capacity capacitor when electric energy from the motor is applied to a battery for regeneration when driving and braking a plurality of motors. It is providing the vehicle-mounted inverter system which can suppress this.
上記課題を解決すべく、請求項1に記載の発明は、複数のモータをそれぞれ駆動する複数のインバータ回路と、複数の前記インバータ回路を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記複数のモータのうち、少なくとも2個のモータが共に制動動作を行う際に、制動動作を行う一のモータで発生する発電電圧のリプルを埋めるように、制動動作を行う他の一のモータの回転数を、前記一のモータの回転数と異ならせる機能を有するものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
請求項2に記載の発明は、複数のモータをそれぞれ駆動する複数のインバータ回路と、複数の前記インバータ回路を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記複数のモータのうち、少なくとも2個のモータが共に制動動作を行う際に、前記一のモータで発生する発電電圧のリプルを埋めるように、前記一のモータの発電電圧の位相と、前記他の一のモータの発電電圧の位相とを互いに異ならせる機能を有するものである。 The invention according to claim 2 includes a plurality of inverter circuits that respectively drive a plurality of motors, and a control unit that controls the plurality of inverter circuits, and the control unit includes at least two of the plurality of motors. The phase of the power generation voltage of the one motor and the phase of the power generation voltage of the other motor so as to fill the ripple of the power generation voltage generated by the one motor when both motors perform the braking operation. And have a function of differentiating each other.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の車載インバータシステムであって、前記制御部は、前記複数のモータのうち、少なくとも1個のモータが制動動作を行い、少なくとも他の1個のモータが駆動動作を行う際に、制動動作を行っているモータの回転位置及び回転数に基づいて当該モータが発電している発電電圧を推定する機能と、その発電電圧の大小に応じて、駆動動作を行っているモータに供給する電力が平準化するように調整する機能とを有するものである。
Invention of
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の車載インバータシステムであって、前記制御部は、駆動動作を行っているモータをPWM制御して電力を調整する機能を有するものである。 A fourth aspect of the present invention is the in-vehicle inverter system according to the third aspect, wherein the control unit has a function of adjusting power by PWM control of a motor performing a driving operation.
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の車載インバータシステムであって、他の一のモータの回転数が、前記一のモータの回転数の2〜4倍に設定されるものである。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、請求項1または請求項5に記載の車載インバータシステムであって、前記制御部は、前記一のモータの発電電圧の位相と、前記他の一のモータの発電電圧の位相とを互いに異ならせる機能をさらに有するものである。 A sixth aspect of the present invention is the in-vehicle inverter system according to the first or fifth aspect, wherein the control unit is configured to generate a phase of a power generation voltage of the one motor and a power generation of the other motor. It further has a function of making voltage phases different from each other.
請求項1に記載の発明の車載インバータシステムは、少なくとも2個のモータが共に制動動作を行う際に、制動動作を行う一のモータで発生する発電電圧のリプルを埋めるように、制動動作を行う他の一のモータの回転数を、一のモータの回転数より増大させるので、複数のモータでの発電電圧を重畳させた場合にその電圧が平準化される。したがって、バッテリの回生のために安定したエネルギーを得ることができる。 The in-vehicle inverter system according to the first aspect of the invention performs a braking operation so as to fill a ripple of the generated voltage generated by one motor that performs the braking operation when both of the two motors perform the braking operation. Since the number of rotations of the other motor is increased from the number of rotations of the one motor, the voltages are leveled when the generated voltages of the plurality of motors are superimposed. Therefore, stable energy can be obtained for battery regeneration.
請求項2に記載の発明の車載インバータシステムは、少なくとも2個のモータが共に制動動作を行う際に、制動動作を行う一のモータで発生する発電電圧のリプルを埋めるように、一のモータの発電電圧の位相と、制動動作を行う他の一のモータの発電電圧の位相とを互いに異ならせるので、複数のモータでの発電電圧を重畳させた場合にその電圧が平準化される。したがって、バッテリの回生のために安定したエネルギーを得ることができる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an in-vehicle inverter system according to a second aspect of the present invention, wherein when at least two motors perform a braking operation, the ripple of the generated voltage generated by the one motor that performs the braking operation is filled. Since the phase of the generated voltage and the phase of the generated voltage of the other motor that performs the braking operation are made different from each other, when the generated voltages of a plurality of motors are superimposed, the voltages are leveled. Therefore, stable energy can be obtained for battery regeneration.
請求項3に記載の発明の車載インバータシステムは、複数のモータのうち、少なくとも1個のモータが制動動作を行い、少なくとも他の1個のモータが駆動動作を行う際に、制動動作を行っているモータの回転位置及び回転数に基づいて当該モータが発電している発電電圧を推定する機能と、その発電電圧の大小に応じて、駆動動作を行っているモータに供給する電力が平準化するように調整するので、制動動作を行っているモータの発電電圧にリプルが発生したとしても、駆動動作するモータへの影響を最小に抑えることができる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an in-vehicle inverter system in which at least one motor among the plurality of motors performs a braking operation, and at least one other motor performs a driving operation. The function of estimating the generated voltage generated by the motor based on the rotational position and the number of rotations of the motor and the power supplied to the motor performing the driving operation are leveled according to the magnitude of the generated voltage Thus, even if a ripple occurs in the power generation voltage of the motor performing the braking operation, the influence on the driving motor can be minimized.
この請求項3に記載の発明の車載インバータシステムにおいて、請求項4のように、駆動動作を行っているモータをPWM制御して電力を調整することで、駆動動作を行っているモータに供給する電力を容易に平準化できる。 In the in-vehicle inverter system according to the third aspect of the present invention, as in the fourth aspect, the motor performing the driving operation is PWM-controlled to adjust the electric power, thereby supplying the motor performing the driving operation. Electric power can be leveled easily.
請求項5に記載の発明の車載インバータシステムは、他の一のモータの回転数が、一のモータの回転数の2〜4倍に設定されるので、複数のモータでの発電電圧を重畳させた場合にその電圧が充分に平準化されるため、バッテリの回生のために充分に安定したエネルギーを得ることができる。 In the in-vehicle inverter system according to the fifth aspect of the invention, the rotation speed of the other motor is set to 2 to 4 times the rotation speed of the one motor, so that the power generation voltages of the plurality of motors are superimposed. In this case, since the voltage is sufficiently leveled, sufficiently stable energy can be obtained for battery regeneration.
さらに、請求項6に記載の発明の車載インバータシステムは、複数のモータの回転数を調整するのに加えて、両者の位相を異ならせることで、さらに発電電圧が平準化される。 Furthermore, in the in-vehicle inverter system according to the sixth aspect of the invention, in addition to adjusting the rotational speeds of the plurality of motors, the generated voltages are further leveled by making the phases of the two different.
{第1実施形態}
<構成>
図1は本発明の第1実施形態に係る車載インバータシステム21を示すブロック図である。この車載インバータシステム21は、図1の如く、ツインモータ方式のハイブリッド自動車に適用されるもので、走行用の三相交流モータである第1モータ23aを駆動する第1インバータ回路25aと、同じく走行用の三相交流モータである第2モータ23bを駆動する第2インバータ回路25bと、これら両インバータ回路25a,25bを制御するとともにガソリンエンジン27を駆動するためのエンジンコントロールユニット29を制御する制御部としての統合電子制御ユニット(統合ECU)31とを備えたものである。尚、図1においては、後述の電圧変換回路41を省略して図示している。
{First embodiment}
<Configuration>
FIG. 1 is a block diagram showing an in-
まず、このツインモータ方式のハイブリッド自動車の全体的構成を説明する。このツインモータ方式のハイブリッド自動車は、図1の如く、ガソリンエンジン27から与えられた動力と各モータ23a,23bから与えられた動力とを動力分割機構33にて分割し、この分割された動力を用いてタイヤ35の回転軸37を回転駆動するように構成されている。
First, the overall configuration of this twin motor type hybrid vehicle will be described. As shown in FIG. 1, the twin motor type hybrid vehicle divides the power given from the
車両の発進時や低速走行時にあっては、バッテリ39に蓄えられた電気エネルギーを利用して、車載インバータシステム21の各インバータ回路25a,25bにより両モータ23a,23bを駆動するようになっている。この際、制御部としての統合ECU31により各インバータ回路25a,25bが制御され、バッテリ39から与えられる直流電流を交流電流に変換して各モータ23a,23bを駆動するように構成されている。
When starting the vehicle or traveling at a low speed, the electric energy stored in the
また、車両の急加速時及び登坂時においては、ガソリンエンジン27の駆動力と両モータ23a,23bの駆動力とを動力分割機構33で調整する。この際、ガソリンエンジン27の駆動エネルギーを利用して図示しない発電機で発電を行い、この発電機で得られた電気エネルギーと、バッテリ39からの電気エネルギーとを合わせて車載インバータシステム21に供給し、各モータ23a,23bに電力供給を行うように構成されている。
Further, at the time of sudden acceleration and climbing of the vehicle, the driving force of the
さらに、車両の制動時においては、両モータ23a,23bまたはその一方が発電機として利用される。即ち、各モータ23a,23bの制動エネルギーが、その各モータ23a,23b自身において回生電力に変換され、これを車載インバータシステム21を通じてバッテリ39に与えてその回生を行う構成とされている。この場合、バッテリ39と車載インバータシステム21との間での電力エネルギーの流れは、例えば車両の発進時や低速走行時のときとは逆方向になる。
Further, when braking the vehicle, both
尚、車両の制動時においては、両モータ23a,23bが共に制動される場合と、一方が制動され且つ他方が駆動する場合とがある。これは、タイヤ35の回転に必要とされるトルクの条件等によって切り替えられるものであり、所定の条件に従って統合ECU31が各インバータ回路25a,25bを制御することによって実現される。
When the vehicle is braked, there are a case where both the
そして、車載インバータシステム21では、図2の如く、電圧変換回路41によりバッテリ39から入力される電圧を昇圧して各インバータ回路25a,25bに与える一方、モータ23a,23bから各インバータ回路25a,25bを通じて得られた回生電圧を降圧してバッテリ39側に与えるとともに、統合ECU31により各インバータ回路25a,25bを制御することで、各モータ23a,23bを駆動するための駆動電流(三相交流電流)を生成して各モータ23a,23bを駆動し、またはモータ23a,23bからの回生電力を電圧変換回路41を介してバッテリ39に与える。
In the in-
各インバータ回路25a,25bは、それぞれ第1〜第6のスイッチング素子Su1,Su2,Sv1,Sv2,Sw1,Sw2と、フライホイール用の第1〜第6のダイオードDu1,Du2,Dv1,Dv2,Dw1,Dw2とを備えており、モータ23a,23bとの電気接続はU、V、Wの各相に対応した第1〜第3の接続部Tu〜Twを介して行われる。
Each
第1〜第6のスイッチング素子Su1,Su2,Sv1,Sv2,Sw1,Sw2としては、例えば例えばIGBT、MOSFET等が用いられる。 As the first to sixth switching elements Su1, Su2, Sv1, Sv2, Sw1, and Sw2, for example, IGBT, MOSFET, or the like is used.
第1〜第3のダイオードDu1,Dv1,Dw1は、対応する第1〜第3のスイッチング素子Su1,Sv1,Sw1と並列関係をなし、正側に向けて順方向となるように接続されている。また第4〜第6のダイオードDu2,Dv2,Dw2は、対応する第4〜第6のスイッチング素子Su2,Sv2,Sw2と並列関係をなし、第1〜第3の接続部Tu〜Tw側に向けて順方向となるように接続されている。 The first to third diodes Du1, Dv1, and Dw1 are connected in parallel with the corresponding first to third switching elements Su1, Sv1, and Sw1, and are connected in the forward direction toward the positive side. . The fourth to sixth diodes Du2, Dv2, and Dw2 are in parallel with the corresponding fourth to sixth switching elements Su2, Sv2, and Sw2, and are directed toward the first to third connection portions Tu to Tw. Connected in the forward direction.
統合ECU31は、各インバータ回路25a,25bから、各モータ23a,23bの回転数及びモータ位置についての情報が入力され、これに基づいて、各インバータ回路25a,25bのスイッチング素子Su1,Su2,Sv1,Sv2,Sw1,Sw2をオンオフ切替して、モータ23a,23bの駆動についてPWMデューティ制御及び位相制御等を行うとともに、エンジンコントロールユニット29に対して、ガソリンエンジン27の回転数を指令し、またエンジンコントロールユニット29からガソリンエンジン27の回転数の情報を取得するようになっている。
The
そして、モータ23a,23bの駆動時には、統合ECU31によって各スイッチング素子Su1,Su2,Sv1,Sv2,Sw1,Sw2がオン、オフされることにより、電圧変換回路41から与えられる直流電流が3相交流電流に変換されてモータ23a,23bに供給されたり、モータ23a,23bからの回生電圧が平滑化されて電圧変換回路41に与えられるようになっており、各インバータ回路25a,25bの周波数及び位相が任意に制御できるようになっている。
When the
そして、統合ECU31は、2台のモータ23a,23bの少なくとも一方を発電機として駆動する際に、一方の発電機によって発生する電圧のリプルを埋めるように他方の発電機の回転数を変化させるよう調整することにより、重畳された電圧としてリプルを低減する。
When the integrated
ここで、モータ23a,23bを制動して発電機として利用する場合には、上述のように、両モータ23a,23bが共に制動される場合と、一方が制動され且つ他方が駆動する場合とがある。
Here, when the
両モータ23a,23bが共に制動される場合においては、統合ECU31は、一方のモータの回転数をnとし、他方のモータの回転数をnより大きな値、例えば3nに設定するよう、両インバータ回路25a,25bの駆動周波数を制御する。例えば、統合ECU31での制御により、第1インバータ回路25aで第1モータ23aを回転数nで駆動する場合は、同じく統合ECU31での制御により、第2インバータ回路25bで第2モータ23bを大きな回転数(3n)で駆動するようになっている。このときの回生電圧は図3に示したとおりである。この図3において、符号43u,43v,43wは回転数=nで駆動する一方のモータのU相、V相及びW相のそれぞれから与えられる回生電圧の波形、符号45u,45v,45wは回転数=3nで駆動する他方のモータのU相、V相及びW相のそれぞれから与えられる回生電圧の波形を示している。
When both the
このようにすることで、図3に示したとおり、回転数=nで駆動する場合だけの波形43u,43v,43wが重畳された場合に比べて、発電した回生電圧のリプルを低減することができる。
In this way, as shown in FIG. 3, the ripple of the generated regenerative voltage can be reduced as compared with the case where the
また、一方のモータ23aが制動動作を行う一方、他方のモータ23bが駆動動作を行う場合には、統合ECU31は、制動動作(即ち、発電動作)を行っているモータ23aの回転位置及び回転数から当該モータ23aが発電している発電電圧を推定し、その発電電圧の大小に応じて、駆動動作を行っているモータ23bに供給する電力を調整するようになっている。例えば、モータ23aでの発電電圧が相対的に低くなると、PWMデューティ制御により当該モータ23bに供給する電流を増大する制御を行う一方、モータ23aでの発電電圧が相対的に高くなると、PWMデューティ制御により当該モータ23bに供給する電流を低減する。これにより、常にモータ23bへ供給する電力が平準化するように調整することができ、一方のモータ23aが制動動作(発電動作)している時にリプルが発生したとしても、駆動動作するモータ23bへの影響を最小に抑えることができる。
When one
<動作>
上記構成の車載インバータシステム21の動作を説明する。
<Operation>
The operation of the in-
まず、車両の発進時や低速走行時において、運転者がアクセルを踏み込む等の運転操作を行うと、統合ECU31は、図1の如く、そのときの運転操作に応じて、各インバータ回路25a,25bから、各モータ23a,23bの回転数及びモータ位置についての情報に基づいて、図2に示した各インバータ回路25a,25bのスイッチング素子Su1,Su2,Sv1,Sv2,Sw1,Sw2をオンオフ切替し、モータ23a,23bの駆動についてPWMデューティ制御及び位相制御等を行う。そうすると、各インバータ回路25a,25bは、バッテリ39から与えられる直流電流を交流電流に変換して各モータ23a,23bをそれぞれ駆動する。そして、このモータ23a,23bの動力が、動力分割機構33で分割されて、タイヤ35の回転軸37が回転し、車両の発進や低速走行が行われる。
First, when the driver performs a driving operation such as depressing the accelerator when the vehicle starts or travels at a low speed, the
また、車両の急加速時及び登坂時において、運転者がアクセルを踏み込む等の運転操作を行うと、統合ECU31は、図1の如く、エンジンコントロールユニット29からガソリンエンジン27の回転数の情報を取得し、この回転数を調整するようにして、エンジンコントロールユニット29にガソリンエンジン27の回転数を指令してその駆動制御を行う。また、統合ECU31は、図1の如く、各インバータ回路25a,25bから、各モータ23a,23bの回転数及びモータ位置についての情報が入力され、これに基づいて、図2に示した各インバータ回路25a,25bのスイッチング素子Su1,Su2,Sv1,Sv2,Sw1,Sw2をオンオフ切替して、モータ23a,23bの駆動についてPWMデューティ制御及び位相制御等を行う。そうすると、各インバータ回路25a,25bは、バッテリ39から与えられる直流電流を交流電流に変換して各モータ23a,23bをそれぞれ駆動する。そして、ガソリンエンジン27の駆動力と両モータ23a,23bの駆動力は、動力分割機構33で調整され、かかる動力によってタイヤ35の回転軸37が回転し、車両の急加速及び登坂等が行われる。
Further, when the driver performs a driving operation such as depressing the accelerator during sudden acceleration or climbing of the vehicle, the
この際、ガソリンエンジン27の駆動エネルギーを利用して、図示しない発電機で発電を行う。そして、この発電機で得られた電気エネルギーと、バッテリ39からの電気エネルギーとが重畳されて車載インバータシステム21に供給され、各モータ23a,23bの電力供給が行われる。
At this time, power is generated by a generator (not shown) using the driving energy of the
さらに、車両の制動時においては、両モータ23a,23bまたはその一方が発電機として利用される。この場合、統合ECU31は、タイヤ35の回転に必要とされるトルクや車速等の様々な条件等に応じて、統合ECU31が各インバータ回路25a,25bを制御することによって、両モータ23a,23bを共に制動し、または一方のみが制動されて他方が駆動制御される。
Further, when braking the vehicle, both
両モータ23a,23bを共に制動する場合においては、統合ECU31は、一方のモータの回転数をnとし、他方のモータの回転数をnより大きな値、例えば3nに設定するよう、両インバータ回路25a,25bのスイッチング素子Su1,Su2,Sv1,Sv2,Sw1,Sw2のオンオフ切替を行う周波数を制御する。例えば、統合ECU31での制御により、第1インバータ回路25aで第1モータ23aを回転数nで駆動する場合は、同じく統合ECU31での制御により、第2インバータ回路25bで第2モータ23bを大きな回転数(3n)で駆動するようになっている。このときの回生電圧は図3に示したとおりである。この図3において、符号43u,43v,43wは回転数=nで駆動する一方のモータのU相、V相及びW相のそれぞれから与えられる回生電圧の波形、符号45u,45v,45wは回転数=3nで駆動する他方のモータのU相、V相及びW相のそれぞれから与えられる回生電圧の波形を示している。
When both the
このようにすることで、両モータ23a,23bにより得られる回生電圧は、図3に示したとおり、回転数=nでだけの波形43u,43v,43wが同位相で重畳された場合に得られる包絡線A比べて、異なる回転数nの波形43u,43v,43wと回転数3nの波形45u,45v,45wとが重畳されることにより得られる包絡線Bのようになり、発電した回生電圧のリプルを低減することができる。
By doing in this way, the regenerative voltage obtained by both the
また、一方の第1モータ23aが制動動作を行いながら、他方の第2モータ23bが駆動動作を行う場合には、統合ECU31は、制動動作(即ち、発電動作)を行っている第1モータ23aの回転位置及び回転数から当該第1モータ23aが発電している発電電圧を推定し、その発電電圧の大小に応じて、駆動動作を行っている第2モータ23bに供給する電流を調整するようになっている。例えば、第1モータ23aでの発電電圧が相対的に低くなると、PWMデューティ制御により当該第2モータ23bに供給する電流を増大する制御を行う一方、第1モータ23aでの発電電圧が相対的に高くなると、PWMデューティ制御により当該第2モータ23bに供給する電流を低減する。このようにすることで、第2モータ23bへ供給する電力を平準化することが可能となり、一方の第1モータ23aが制動動作(発電動作)している時にリプルが発生したとしても、駆動動作する他方の第2モータ23bへの影響を最小に抑えることができる。逆に、一方の第1モータ23aの駆動動作と同時に、他方の第2モータ23bが制動動作を行う場合にも同様に、統合ECU31により第2モータ23bの回転位置及び回転数から当該第2モータ23bでの発電電圧を推定し、その発電電圧の大小に応じて、第1モータ23aに供給する電流を調整すれば、第2モータ23bでの発電電力にリプルが発生しても、第2モータ23bへの影響を最小に抑えることができることは勿論である。
When one
尚、この実施形態では、一方のモータの回転数に対して他方のモータの回転数を3倍に設定する例について説明したが、これに限るものではなく、一方の発電機によって発生する電圧のリプルを埋めるように他方の発電機の回転数を変化させるのであれば、両者の回転数の比率は何倍であっても差し支えない。尚、一方のモータの回転数に対して他方のモータの回転数を2〜4倍に設定すれば、複数のモータでの発電電圧を重畳させた場合にその電圧が充分に平準化されるため、バッテリ39の回生のために安定したエネルギーを得ることができる。
In this embodiment, the example in which the number of rotations of the other motor is set to three times the number of rotations of one motor has been described. However, the present invention is not limited to this, and the voltage generated by one generator is not limited to this. If the rotational speed of the other generator is changed so as to fill the ripple, the ratio of the rotational speeds of the two generators can be any number. If the number of rotations of the other motor is set to 2 to 4 times the number of rotations of one motor, the voltage is sufficiently leveled when the generated voltages of a plurality of motors are superimposed. Stable energy can be obtained for the regeneration of the
{第2実施形態}
上記した第1実施形態では、両モータ23a,23bを共に制動する場合において、両インバータ回路25a,25bのスイッチング素子Su1,Su2,Sv1,Sv2,Sw1,Sw2のオンオフ切替を行う周波数を制御することで、図3に示すように、両モータ23a,23bでの発電電圧の周波数を変えて発電電力を平準化していたのに対して、この第2実施形態に係る車載インバータシステムでは、例えば図4の如く、一方の第1モータ23aによって発生する発電電圧のリプルを埋めるように、他方の第2モータ23bの発電電圧の位相を変化させることにより、重畳された電圧(包絡線C)としてリプルを低減する。図4において、符号51u,51v,51wは第1モータ23aによってU相、V相及びW相のそれぞれに発生する発電電圧、符号53u,53v,53wは第2モータ23bによってU相、V相及びW相のそれぞれに発生する発電電圧をそれぞれ示している。かかる両モータ23a,23bの発電電圧の位相制御は、統合ECU31により両インバータ回路25a,25bのスイッチング素子Su1,Su2,Sv1,Sv2,Sw1,Sw2のオンオフ切替を行う周波数を制御することで実行される。
{Second Embodiment}
In the first embodiment described above, when both the
具体的には、統合ECU31においては、各モータ23a,23bの動作状況(制動動作または駆動動作の別)や回転数等の情報を収集し、制動動作を行っているモータについての発電電力を計算により求める。そして、統合ECU31は、ここで求められた発電電力のリプルを最低に抑えるように、一方のモータの回転数をガソリンエンジン27の回転数に応じて制御する。また、両モータ23a,23bの回転の位相差から、リプルが最低となるような位相差を算出して、他方のモータの位相を制御することによりリプルを低減させる。
Specifically, the
尚、この実施形態における車載インバータシステム21の構成は、図1及び図2に示した第1実施形態と同様である。また、統合ECU31によるその他の制御や各インバータ回路25a,25b及びモータ23a,23b等の動作についても第1実施形態と同様である。
In addition, the structure of the vehicle-mounted
この実施形態においても、一対のモータ23a,23bで発電された電力を平準化できる。
Also in this embodiment, the electric power generated by the pair of
尚、この第2実施形態においては、一対のモータ23a,23bでの発電電圧の周波数を同一としていたが、第1実施形態と同様に、一方のモータ(発電機)によって発生する電圧のリプルを埋めるように他方のモータ(発電機)の回転数を変化させながら、且つ両方のモータの発電電圧に位相差を設けるようにしても差し支えない。
In the second embodiment, the frequency of the generated voltage in the pair of
この場合、各モータ23a,23bの回転数及び位相差から、リプルが最低となるような位相差を算出して、各モータ23a,23bの回転数及び位相を制御することによりリプルを低減させればよい。
In this case, the ripple can be reduced by calculating the phase difference that minimizes the ripple from the rotation speed and phase difference of each
また、上記各実施形態では、説明の簡便さを考慮してツインモータ方式の車載インバータシステムについて説明したが、3個以上のモータを使用したものに適用しても差し支えない。 Further, in each of the above embodiments, the twin motor type in-vehicle inverter system has been described in consideration of the simplicity of description, but the present invention may be applied to one using three or more motors.
このように、3個以上のモータを備える場合、そのうちの2個のモータが同時に制動動作を行う際には、第1実施形態または第2実施形態で説明したように統合ECU31が各インバータ回路を駆動する。
As described above, when three or more motors are provided, when two of them simultaneously perform a braking operation, the
また、3個以上のモータを備える場合であって、そのうちの3個以上のモータが同時に制動動作を行う場合、1個のモータの回転数に対して、リプルを埋めるようにして電力を平準化するように他の1個のモータの回転数を変化させ、さらに、これらの各モータの回転数のいずれに対しても、他のモータの回転数を異ならせるように設定してもよい。あるいは、3個以上のモータのうち、2個のモータの回転数を異ならせることで充分に電力が平準化されるならば、残りのモータについてはいずれかのモータと同一の回転数を設定してもよい。 Also, when three or more motors are provided, and when three or more of them perform a braking operation at the same time, the power is leveled by filling the ripple with respect to the rotation speed of one motor. As described above, the rotational speed of the other motor may be changed, and the rotational speed of the other motor may be set to be different from the rotational speed of each of the motors. Alternatively, if the electric power is sufficiently leveled by making the rotation speeds of two motors different among three or more motors, set the same rotation speed as any of the other motors. May be.
あるいは、3個以上のモータが同時に制動動作を行う場合であって、第1実施形態及び第2実施形態を組み合わせて、一のモータの回転数に対して他の一のモータの回転数を第1実施形態と同様に変化させるとともに、さらに他のモータについては第2実施形態と同様に位相差を設けることで、これらの複数のモータの発電電圧を重畳したときの電力を平準化するようにしてもよい。 Or it is a case where three or more motors perform a braking operation at the same time, and the first embodiment and the second embodiment are combined so that the number of rotations of one motor is the same as the number of rotations of one motor. While changing the same as in the first embodiment and providing a phase difference for the other motors as in the second embodiment, the power when the generated voltages of these plural motors are superimposed is leveled. May be.
さらに、上記各実施形態では、ハイブリッド自動車を例にあげて説明したが、ガソリンエンジンが搭載されていない例えば電気自動車等に搭載されても差し支えない。 Further, in each of the above embodiments, the hybrid vehicle has been described as an example. However, the hybrid vehicle may be mounted on, for example, an electric vehicle in which a gasoline engine is not mounted.
21 車載インバータシステム
23a,23b モータ
25a,25b インバータ回路
27 ガソリンエンジン
29 エンジンコントロールユニット
31 統合ECU
33 動力分割機構
35 タイヤ
37 回転軸
39 バッテリ
41 電圧変換回路
21 In-
33 Power split mechanism 35
Claims (6)
複数の前記インバータ回路を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記複数のモータのうち、少なくとも2個のモータが共に制動動作を行う際に、制動動作を行う一のモータで発生する発電電圧のリプルを埋めるように、制動動作を行う他の一のモータの回転数を、前記一のモータの回転数と異ならせる機能を有する、車載インバータシステム。 A plurality of inverter circuits respectively driving a plurality of motors;
A controller that controls the plurality of inverter circuits,
The control unit performs a braking operation so as to fill a ripple of a generated voltage generated by one motor that performs a braking operation when at least two of the plurality of motors perform a braking operation. An in-vehicle inverter system having a function of making the rotational speed of one motor different from the rotational speed of the one motor.
複数の前記インバータ回路を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記複数のモータのうち、少なくとも2個のモータが共に制動動作を行う際に、前記一のモータで発生する発電電圧のリプルを埋めるように、前記一のモータの発電電圧の位相と、前記他の一のモータの発電電圧の位相とを互いに異ならせる機能を有する、車載インバータシステム。 A plurality of inverter circuits respectively driving a plurality of motors;
A controller that controls the plurality of inverter circuits,
The control unit is configured to reduce the generated voltage of the one motor so as to fill a ripple of the generated voltage generated by the one motor when at least two of the plurality of motors perform a braking operation together. An in-vehicle inverter system having a function of making a phase different from a phase of a generated voltage of the other motor.
前記制御部は、前記複数のモータのうち、少なくとも1個のモータが制動動作を行い、少なくとも他の1個のモータが駆動動作を行う際に、制動動作を行っているモータの回転位置及び回転数に基づいて当該モータが発電している発電電圧を推定する機能と、その発電電圧の大小に応じて、駆動動作を行っているモータに供給する電力が平準化するように調整する機能とを有する、車載インバータシステム。 The in-vehicle inverter system according to claim 1 or 2,
The control unit includes a rotation position and a rotation of a motor that performs a braking operation when at least one of the plurality of motors performs a braking operation and at least one other motor performs a driving operation. A function of estimating the generated voltage generated by the motor based on the number, and a function of adjusting the power supplied to the motor performing the driving operation to be leveled according to the magnitude of the generated voltage. In-vehicle inverter system.
前記制御部は、駆動動作を行っているモータをPWM制御して電力を調整する機能を有する、車載インバータシステム。 The in-vehicle inverter system according to claim 3,
The said control part is a vehicle-mounted inverter system which has a function which adjusts electric power by carrying out PWM control of the motor which is performing drive operation.
前記制御部は、前記一のモータの発電電圧の位相と、前記他の一のモータの発電電圧の位相とを互いに異ならせる機能をさらに有する、車載インバータシステム。 The in-vehicle inverter system according to claim 1 or 5,
The said control part is a vehicle-mounted inverter system which further has the function to mutually differ the phase of the electric power generation voltage of said one motor, and the phase of the electric power generation voltage of said other one motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004053276A JP2005245153A (en) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | Vehicle mounted inverter system |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004053276A JP2005245153A (en) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | Vehicle mounted inverter system |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2005245153A true JP2005245153A (en) | 2005-09-08 |
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JP (1) | JP2005245153A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013230001A (en) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Denso Corp | Power supply stabilizer |
JP2015116092A (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | Electric vehicle |
JP2016220457A (en) * | 2015-05-25 | 2016-12-22 | 日産自動車株式会社 | Inverter device |
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2004
- 2004-02-27 JP JP2004053276A patent/JP2005245153A/en active Pending
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