JP2006054937A - Controller of motor for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用電動機制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle motor control device.
ハイブリッド車において、主電池と2系統のインバータモータ間に昇降圧型コンバータを配置し、モータによりエンジン始動・発電や駆動が行なわれている(特許文献1参照)。 In a hybrid vehicle, a buck-boost converter is disposed between a main battery and two inverter motors, and engine starting, power generation, and driving are performed by the motor (see Patent Document 1).
しかし、滑りやすい路面等で加速等により駆動輪がスリップした場合、発電機と駆動モータの出力バランスが崩れる場合がある。昇降圧コンバータ付きのインバータを適用した場合では、上位コントローラとの通信遅れ等により昇降圧コンバータの入出力が増大し、コンバータ部の電流もしくは電圧上昇を抑制できないという問題があった。 However, when the drive wheel slips due to acceleration or the like on a slippery road surface, the output balance between the generator and the drive motor may be lost. When an inverter with a buck-boost converter is applied, there is a problem that the input / output of the buck-boost converter increases due to communication delay with the host controller and the like, and the current or voltage rise of the converter unit cannot be suppressed.
本発明の車両用電動機制御装置は、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して車両の駆動軸に接続された電動機に供給するインバータ手段と、トルク指令に対応したトルクを電動機に発生させるようにインバータ手段を制御するインバータ制御手段と、直流電源とインバータ手段との間を流れる直流電流を検出する直流電流検出手段、直流電流検出手段が検出した直流電流に基づき、トルク指令を補正する補正手段とを備えることを特徴とするものである。
本発明の他の車両用電動機制御装置は、エンジンに接続された電動機で発生する交流電力を直流電力に変換するインバータ手段と、トルク指令に対応した直流電力に変換するようにインバータ手段を制御するインバータ制御手段と、インバータ手段で変換された直流電力の少なくとも一部を直流電源へ回生させる直流電力回生手段と、直流電源へ回生する直流電流を検出する直流電流検出手段、直流電流検出手段が検出した直流電流に基づき、トルク指令を補正する補正手段とを備えることを特徴とするものである。
本発明の他の車両用電動機制御装置は、エンジンに接続された第1の電動機で発生する交流電力を直流電力に変換する第1のインバータ手段と、直流電源からの直流電力および第1のインバータ手段からの直流電力を交流電力に変換して車両の駆動軸に接続された第2の電動機に供給する第2のインバータ手段と、第1のトルク指令に対応した直流電力に変換するように第1のインバータ手段を制御し、第2のトルク指令に対応したトルクを第2の電動機に発生させるように第2のインバータ手段を制御するインバータ制御手段と、直流電源からの直流電力を第2のインバータ手段へ供給するとともに、第1のインバータ手段で変換された直流電力の少なくとも一部を直流電源へ回生する直流電力供給回生手段と、直流電力供給回生手段を流れる直流電流を検出する直流電流検出手段と、直流電流検出手段が検出した直流電流に基づき、第1のトルク指令および第2のトルク指令の少なくともいずれかを補正する補正手段とを備えることを特徴とするものである。
The vehicle electric motor control device of the present invention converts the DC power from the DC power source into AC power and supplies it to the electric motor connected to the drive shaft of the vehicle, and causes the electric motor to generate torque corresponding to the torque command. Inverter control means for controlling the inverter means, DC current detection means for detecting a DC current flowing between the DC power source and the inverter means, and a correction for correcting the torque command based on the DC current detected by the DC current detection means Means.
Another vehicle motor control device of the present invention controls inverter means for converting AC power generated by an electric motor connected to an engine into DC power and DC power corresponding to a torque command. Detected by inverter control means, DC power regeneration means for regenerating at least part of the DC power converted by the inverter means to the DC power supply, DC current detection means for detecting the DC current regenerated to the DC power supply, and DC current detection means And a correcting means for correcting the torque command based on the direct current.
Another vehicle motor control device according to the present invention includes first inverter means for converting AC power generated by a first motor connected to an engine into DC power, DC power from a DC power source, and a first inverter. Second inverter means for converting DC power from the means into AC power and supplying it to a second electric motor connected to the drive shaft of the vehicle; and so as to convert it into DC power corresponding to the first torque command. An inverter control means for controlling the first inverter means and controlling the second inverter means so as to cause the second motor to generate a torque corresponding to the second torque command; DC power supply regeneration means for supplying to the inverter means and regenerating at least part of the DC power converted by the first inverter means to the DC power supply, and DC power supply regeneration means DC current detection means for detecting the direct current, and correction means for correcting at least one of the first torque command and the second torque command based on the DC current detected by the DC current detection means. It is what.
本発明は、以上説明したように構成しているので、次のような効果を奏する。力行過多や回生過多(発電過多)などによる過電流を応答性よく防止することができる。その結果、素子の破壊などを防止することができる。また、装置設計のマージンを減らせるため装置の大型化を防止できる。 Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. Overcurrent due to excessive power running or excessive regeneration (excessive power generation) can be prevented with good responsiveness. As a result, destruction of the element can be prevented. Further, since the device design margin can be reduced, the size of the device can be prevented from being increased.
図1は、本発明による車両用電動機制御装置が使用されるハイブリッド車のハイブリッドシステムを示す図である。エンジン(ENG)103は、クラッチ(CL)104を介して駆動モータ106(以下、MG2と言う)と接続され、トランスミッション(T/M)107を通して駆動輪111に接続されている。車両は、主にエンジン103と駆動モータMG2の合成出力により走行駆動力を発生する。発電モータ105(以下、MG1と言う)は、エンジン103と接続され、エンジンの始動や発電動作を行う。 FIG. 1 is a diagram showing a hybrid system of a hybrid vehicle in which a vehicle motor control device according to the present invention is used. The engine (ENG) 103 is connected to a drive motor 106 (hereinafter referred to as MG2) through a clutch (CL) 104, and is connected to a drive wheel 111 through a transmission (T / M) 107. The vehicle generates traveling driving force mainly by a combined output of the engine 103 and the driving motor MG2. A power generation motor 105 (hereinafter referred to as MG1) is connected to the engine 103, and starts the engine and generates power.
車両コントローラ112は、アクセル・ブレーキ・シフト・車速等の情報101による車両の必要駆動力に応じて、エネルギーマネージメントを行い、エンジントルク指令(Teng*)をエンジンコントローラ(ECM)102へ出力するとともに、モータコントローラ(M/C)109からモータ回転数(Nm1,Nm2)を受け、モータトルク指令(Tm1*,Tm2*)を出力する。さらに、クラッチ104を接続することで、パラレルHEVモードを、開放することでシリーズHEVモードを選択する。
The
エンジンコントローラ102は、エンジントルク指令(Teng*)に基づき、スロットルバルブ開閉装置、燃料噴射装置、点火時期制御装置(不図示)を制御し、駆動力を発生させる。モータコントローラ109は、モータトルク指令(Tm1*,Tm2*)に基づき、インバータ108を制御し、バッテリ110の電力をMG2に供給し、駆動力を発生させる。また、MG1およびMG2の回転エネルギーをバッテリ110へ回生する。
The
図2は、インバータ108の構成を示す図である。インバータ108は、MG1駆動用INV1(202)、MG2駆動用INV2(203)、バッテリからの入力電圧を制御する昇降圧コンバータ201、および、3相交流電流センサ211、212からなる。昇降圧コンバータ201は、直流リアクトル204、電力変換素子205、コンデンサ208、および、入力電圧検出用電圧センサ213、出力電圧検出用電圧センサ207、直流電流検出用電流センサ206からなる。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the
電力変換素子205は、スイッチング素子(IGBT等)T1,T2およびダイオードD1、D2からなる。入力電圧検出用電圧センサ213は、バッテリ110からの入力電圧Vbを検出する。出力電圧検出用電圧センサ207は、昇降圧コンバータ201からの出力電圧Vcすなわちコンデンサ208の電圧を検出する。直流電流検出用電流センサ206は、バッテリ110から流れ出る、あるいはバッテリ110へ流れ込む直流電流Ibを検出する。
The
モータコントローラ109は、上記車両コントローラ112からの指令、および、インバータ108からの入力電圧フィードバック信号Vb、出力電圧フィードバック信号Vc、直流電流フィードバック信号Ib、MG1交流電流フィードバック信号I1、MG2交流電流フィードバック信号I2、MGレゾルバ209、210からの回転信号をもとに、MG1駆動用INV1(202)、MG2駆動用INV2(203)、および昇降圧コンバータ電力変換素子205への駆動信号を出力する。
The
図3は、MG1駆動用INV1(202)およびMG2駆動用INV2(203)のインバータ回路図を示す。MG1駆動用INV1(202)およびMG2駆動用INV2(203)は、それぞれ、6つのスイッチング素子(例えばIGBT)と6つのダイオードから構成される。例えば、MG2を駆動用モータとして働かせる場合は、MG2駆動用INV2(203)は、モータコントローラ109からの駆動信号に基づき、昇降圧コンバータ201からの直流電力を交流電力に変換して、MG2にトルク指令に応じたトルクが発生するようにその交流電力を提供する。
FIG. 3 shows inverter circuit diagrams of the MG1 driving INV1 (202) and the MG2 driving INV2 (203). The MG1 driving INV1 (202) and the MG2 driving INV2 (203) are each composed of six switching elements (for example, IGBT) and six diodes. For example, when MG2 is operated as a drive motor, the MG2 drive INV2 (203) converts DC power from the step-up /
また、MG2が発電機として働く場合は、MG2からの交流電力を直流電力に変換し、昇降圧コンバータ201へ入力する。昇降圧コンバータ201では、入力された直流電力は降圧されてバッテリ110へ回生する。MG1駆動用INV1(202)およびMG1についても同様である。このようなMG2駆動用INV2(203)、MG1駆動用INV1(202)を使用して、MG1、MG2の回転数制御、トルク制御、発電制御などを行なうのは公知な内容である。
When MG2 functions as a generator, AC power from MG2 is converted into DC power and input to the step-up /
なお、昇降圧コンバータ201は、回生時には降圧コンバータとして働く。昇降圧コンバータ201は、MG2駆動用INV2(203)へ直流電力を供給する供給回路、および、MG1駆動用INV1(202)あるいはMG2駆動用INV2(203)からの直流電力をバッテリ110へ回生させる回生回路として働く。昇降圧コンバータ201は、昇圧チョッパと降圧チョッパの組み合わせで構成されている。
Note that the step-up /
次に、車両を急加速して駆動輪111がスリップした場合に、昇降圧コンバータ201に生じる問題点について、図4を参照しながら説明する。図4は、スリップ時の電力変化等を示す図である。
Next, problems that occur in the step-up / down
時間t1において、車両が急加速で駆動輪111がスリップすると、MG2の回転数が急激に上昇する。MG2の出力は、回転数×トルクで表されるので、MG2の出力も急上昇する。クラッチ104を開放するシリーズHEVモードでは、駆動輪111とエンジン103が開放されているため、MG1の回転数はスリップ前と変わらない。このとき、MG2の回転数の上昇を、車両コントローラ112に送信することで、車両コントローラ112がエネルギーマネージメント演算を行いMG2へのトルク指令(Tm2*)を減少させればよい。
When the vehicle suddenly accelerates and the driving wheel 111 slips at time t1, the rotational speed of the MG2 increases rapidly. Since the output of MG2 is represented by the number of revolutions × torque, the output of MG2 also increases rapidly. In the series HEV mode in which the clutch 104 is disengaged, the drive wheels 111 and the engine 103 are disengaged, so the rotational speed of the MG1 is the same as before the slip. At this time, the increase in the rotational speed of MG2 may be transmitted to the
しかし、通信遅れ等の影響でMG2へのトルク指令(Tm2*)に反映されるまでの間時間遅れが発生する(時間t1〜t2)。この時間遅れの間、MG2の出力が増大し力行過多になり、昇降圧コンバータ201の入出力可能範囲を超えてしまう場合がある。この場合、コンバータ電力変換素子205において力行方向の過電流が流れ最悪は素子破壊となってしまう。
However, a time delay occurs until it is reflected in the torque command (Tm2 *) to MG2 due to the influence of communication delay or the like (time t1 to t2). During this time delay, the output of MG2 increases and excessive power running may occur, exceeding the input / output possible range of the buck-
次に、車両走行中に急ブレーキなどで駆動輪111がロックした場合に、昇降圧コンバータ201に生じる問題点について、図5を参照しながら説明する。図5は、急ブレーキ時の電力変化等を示す図である。
Next, problems that occur in the step-up / down
時間t3において、車両走行中に急ブレーキなどで駆動輪111がロックすると、MG2の回転数がゼロ近傍まで急激に下降する。MG2の出力が急激に低下するので、MG2の駆動に必要な電力も急激に低下する。このときも同様にMG2の回転数の下降を車両コントローラ112に送信することで、車両コントローラ112がエネルギーマネージメント演算を行い、発電機MG1の出力を抑制させればよい。
At time t3, when the driving wheel 111 is locked by sudden braking or the like while the vehicle is traveling, the rotation speed of the MG2 is rapidly lowered to near zero. Since the output of MG2 decreases rapidly, the power required for driving MG2 also decreases rapidly. Similarly at this time, the
しかし、通信遅れ等の影響で、MG1へのトルク指令(Tm1*)に反映されるまでの間時間遅れが発生する(時間t3〜t4)。この時間遅れの間、発電過多になり、昇降圧コンバータ201の入出力可能範囲を超えてしまう場合がある。この場合、コンバータ電力変換素子205において回生方向の過電流が流れる、もしくはコンバータ201のバッテリ110への回生応答遅れによりコンデンサ208の電圧が上昇する。これにより、最悪は素子破壊となってしまう。
However, due to the influence of communication delay or the like, a time delay occurs until it is reflected in the torque command (Tm1 *) to MG1 (time t3 to t4). During this time delay, excessive power generation may occur and the input / output range of the buck-
例えば、MG2が100KWの電力で駆動輪111を介して車両を駆動しているとし、MG1の発電により70KWがMG2に供給され、30KWがバッテリ110から昇降圧コンバータ201を介して供給されているとする。このとき、車両の駆動輪111がロックすると、MG2での消費電力はゼロとなる。すると、MG1での発電により生じている70KWの電力は、昇降圧コンバータ201を介してバッテリ110へ回生することになる。昇降圧コンバータ201の耐性が50KW程度までの設計であるとすると、昇降圧コンバータ201を構成する素子が破壊される可能性が生じる。
For example, if MG2 is driving a vehicle with power of 100 KW via driving wheel 111, 70 kW is supplied to MG2 by power generation of MG1, and 30 KW is supplied from
これらの問題を解決するためには、リアクトル204や電力変換素子205等の回路素子に電流容量や耐電圧の大きな素子を用いることによって昇降圧コンバータの入出力容量を大きくしておけばよいが、素子が大型化することによって装置の大型化となり効率的ではない。そのため、本実施の形態では、以下に説明する制御を行う。
In order to solve these problems, it is only necessary to increase the input / output capacity of the buck-boost converter by using an element having a large current capacity or withstand voltage as a circuit element such as the
図6は、モータコントローラ109による制御システムの構成を示す図である。回転数検出部1(301)は、MG1回転数Nm1をMGレゾルバ209により検出する。回転数検出部2(302)は、MG2回転数Nm2をMGレゾルバ210により検出する。電流指令演算部1(303)は、MG1の運転トルク・回転数に対してMG1効率が最大となる電流指令を実験等で求めて予めマップ化しておき、最終のMGトルク指令Tref1および回転数Nm1をもとに電流指令I1*を決定する。電流指令演算部2(304)は、MG2の運転トルク・回転数に対してMG2効率が最大となる電流指令を実験等で求めて予めマップ化しておき、最終のMGトルク指令Tref2および回転数Nm2をもとに電流指令I2*を決定する。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a control system by the
電流制御部1(305)は、電流指令I1*およびMG1実電流I1を基に電流制御を行ない、MG1駆動用INV1(202)に対するPWM駆動信号を出力する。電流制御部2(306)は、電流指令I2*およびMG2実電流I2を基に電流制御を行ない、MG2駆動用INV2(203)に対するPWM駆動信号を出力する。Vc電圧指令部(307)は、MG1,MG2の運転トルク・回転数に応じて、インバータモータシステムの効率が最大となるコンデンサ電圧指令Vc*を予め実験等で求めてマップ化しておき、最終のトルク指令・回転数Tref1,Tref2,Nm1,Nm2から電圧指令Vc*決定する。 Current controller 1 (305) performs current control based on current command I1 * and MG1 actual current I1, and outputs a PWM drive signal to MG1 drive INV1 (202). The current control unit 2 (306) performs current control based on the current command I2 * and the MG2 actual current I2, and outputs a PWM drive signal for the MG2 drive INV2 (203). The Vc voltage command unit (307) obtains and maps a capacitor voltage command Vc * that maximizes the efficiency of the inverter motor system in advance according to the operating torque and rotation speed of MG1 and MG2, and maps the final value. The voltage command Vc * is determined from the torque command / rotational speed Tref1, Tref2, Nm1, and Nm2.
電圧制御部308は、バッテリ側の電圧Vbおよびコンデンサ電圧指令Vc*から下式の関係が成立するように昇降圧コンバータ201のトランジスタT2へのPWM駆動信号を出力する。
Vc*=Vb・(Ton2+Toff2)/Toff2
[Toff2≠0,Vc*≧Vb]
なお、Ton2は図2の電力変換素子205のトランジスタT2のON時間、Toff2は図2の電力変換素子205のトランジスタT2のOFF時間である。トランジスタT1については、デッドタイムを設け、Ton2間中はOFF、Toff2間中はONとなるよう制御する。
The
Vc * = Vb · (Ton2 + Toff2) / Toff2
[Toff2 ≠ 0, Vc * ≧ Vb]
Note that Ton2 is the ON time of the transistor T2 of the
トルク指令補正部309は、通常時は車両コントローラ112からのトルク指令Tm1*、Tm2*を、そのままTref1=Tm1*、Tref2=Tm2*として出力する。しかし、前述したスリップや急ブレーキ等の状況では、以下に説明する通り、車両コントローラ112からのトルク指令Tm1*、Tm2*を補正して、最終のトルク指令Tref1,Tref2として出力する。
The torque
図7は、トルク指令補正部309の処理のフローチャートを示す図である。まず、スリップや急ブレーキ等の状況を判定する。MG2の回転数変化度で判定することも可能であるが、一般的に回転数検出時間は電圧・電流の検出時間より遅く補正が間に合わない場合もあるため、ここでは電圧電流の検出値で判定する。
FIG. 7 is a diagram illustrating a flowchart of processing of the torque
ステップS0では、直流電流Ibの変化度ΔIb=Ib(t)−Ib(t−1)を演算し、ステップS1へ進む。tはサンプリング時間である。 In step S0, the degree of change ΔIb = Ib (t) −Ib (t−1) of the direct current Ib is calculated, and the process proceeds to step S1. t is a sampling time.
ステップS1では、ΔIb>αかつIb>Ibmaxかどうかを判定する。左記成立の場合は力行過多であると判定しステップS2へ進み、不成立の場合はステップS3へ進む。ここで、αはしきい値であり、α=Tm2*・ΔNm2_max/Vbである。ΔNm2_maxは通常走行時、すなわちスリップや急ブレーキをしていない時にサンプリング時間にとりうるMG2回転数変化絶対値の最大値であり、予め求めておく。 In step S1, it is determined whether ΔIb> α and Ib> Ibmax. If it is established as described on the left, it is determined that there is excessive power running and the process proceeds to step S2. Here, α is a threshold value, and α = Tm2 * · ΔNm2_max / Vb. ΔNm2_max is a maximum value of the absolute value of the change in MG2 rotation speed that can be taken in the sampling time during normal traveling, that is, when slipping or sudden braking is not performed, and is obtained in advance.
また、Ibmax=Pcmax/Vbであり、通常走行時にとりうる昇降圧コンバータ201の電力最大値Pcmaxを、現状バッテリ電圧Vbで除算した昇降圧コンバータ201の電流最大値である。このように、ステップS1では、直流電流Ibを検出することにより、図4において説明した急加速による駆動輪111のスリップなどが生じているかどうかを検出することができる。
Further, Ibmax = Pcmax / Vb, which is the current maximum value of the buck-
ステップS2では、車両コントローラ112からのMG2トルク指令Tm2*に対し、最終トルク指令をTref2=Tm2*・(Ibmax/Ib)として低減し、ステップS4へ進む。すなわち、トルク指令Tm2*を、MG2で発生するトルクを下げる方向へ補正する。これにより、力行過多を抑制でき、力行過電流を防止できる。ステップS3では、MG2の力行過多はないとして、Tref2=Tm2*としてステップS4へ進む。
In step S2, the final torque command is reduced as Tref2 = Tm2 * · (Ibmax / Ib) with respect to the MG2 torque command Tm2 * from the
ステップS4では、直流電流Ibの変化度ΔIbがしきい値−αより小さく、かつ、Ib<−Ibmaxかどうかを判定する。左記成立の場合は発電過多であると判定しステップS5へ、不成立の場合はステップS6へ進む。このように、ステップS4では、直流電流Ibを検出することにより、図5において説明した急ブレーキによる駆動輪111のロックなどが生じているかどうかを検出することができる。 In step S4, it is determined whether or not the degree of change ΔIb of the direct current Ib is smaller than the threshold value −α and Ib <−Ibmax. If the left is established, it is determined that the power generation is excessive, and the process proceeds to step S5. If not, the process proceeds to step S6. As described above, in step S4, it is possible to detect whether or not the driving wheel 111 is locked by the sudden braking described with reference to FIG. 5 by detecting the direct current Ib.
なお、インバータへの供給電流がプラスの符号を有する電流とすると、回生直流電流Ibはマイナスの符号を有する電流である。従って、ステップS4では、変化度ΔIbがしきい値−αより小さく、かつ、Ib<−Ibmaxかどうかを判定した。回生電流の判定であることが明確であれば、変化度ΔIbの絶対値がαより大きいかどうかを判定すればよく、また、Ibの絶対値が、|Ib|>Ibmaxかどうかを判定すればよい。 If the current supplied to the inverter has a positive sign, the regenerative DC current Ib is a current having a negative sign. Therefore, in step S4, it is determined whether or not the degree of change ΔIb is smaller than the threshold value −α and Ib <−Ibmax. If it is clear that the regenerative current is determined, it may be determined whether or not the absolute value of the degree of change ΔIb is greater than α, and whether or not the absolute value of Ib is | Ib |> Ibmax. Good.
ステップS5では、発電モータであるMG1のトルク指令係数K1を、K1=(−Ibmax/Ib)としてステップS7へ進む。すなわち、K1を1より小さい値(K1<1)に設定する。これにより、発電過多による回生過電流を防止できる。ステップS6では、電流検知による発電過多はないため、発電モータMG1のトルク指令係数K1をK1=1としてステップS7へ進む。 In step S5, the torque command coefficient K1 of the electric motor MG1 is set to K1 = (− Ibmax / Ib), and the process proceeds to step S7. That is, K1 is set to a value smaller than 1 (K1 <1). Thereby, the regenerative overcurrent by excessive power generation can be prevented. In step S6, since there is no excessive power generation due to current detection, the torque command coefficient K1 of the generator motor MG1 is set to K1 = 1, and the process proceeds to step S7.
ステップS7では、昇降圧コンバータ201の出力側電圧すなわちコンデンサ208の電圧Vcが、Vc>(Vcmax+β)かどうかを判定する。Vcmaxは電圧指令部307出力のとりうる最大値である。βは電圧制御のオーバーシュート量分であり、予め実験等で求めておく。上記成立の場合は発電過多としてステップS8へ、不成立の場合はステップS9へ進む。
In step S7, it is determined whether or not the output side voltage of the buck-
ステップS7は、発電過多の場合に昇降圧コンバータ201のバッテリ110への回生応答遅れによるコンデンサ208の電圧上昇が生じているのかどうかを検出する。このように、昇降圧コンバータ201の出力電圧Vcを検出することによっても、図5において説明した急ブレーキによる駆動輪111のロックなどが生じているかどうかを検出することができる。
In step S7, it is detected whether or not a voltage increase of the capacitor 208 is caused by a delay in the regenerative response to the
ステップS8では、発電モータMG1のトルク指令係数K2をK2=(Vcmax/Vc)としてステップS10へ進む。これにより、発電過多による過電圧を防止できる。ステップS9では、電圧検知による発電過多はないため、発電モータMG1のトルク指令係数K2をK2=1とし、ステップS10へ進む。 In step S8, the torque command coefficient K2 of the generator motor MG1 is set to K2 = (Vcmax / Vc), and the process proceeds to step S10. Thereby, the overvoltage by excessive power generation can be prevented. In step S9, since there is no excessive power generation due to voltage detection, the torque command coefficient K2 of the generator motor MG1 is set to K2 = 1, and the process proceeds to step S10.
ステップS10では、MG2への最終トルク指令Tref2を出力する。また、車両コントローラ112からのMG1トルク指令Tm1*に対して、上記で求めた係数K1,K2の小さい方を選択して乗算し、最終のトルク指令Tref1=Tm1*・(min(K1,K2))として出力する。係数K1、K2が1より小さい場合は、MG1トルク指令Tm1*を、MG1駆動用INV1(202)での直流電力への変換(発電)を抑制する方向へ補正することになる。
In step S10, the final torque command Tref2 to MG2 is output. The MG1 torque command Tm1 * from the
以上のように構成された本発明の車両用電動機制御装置が使用されるハイブリッド車のハイブリッドシステムでは、次のような効果を奏する。
(1)昇降圧コンバータ201に流れる直流電流に基づいて電動機のトルク指令値を補正するようにしているので、急加速時に駆動輪111がスリップしたり、急ブレーキ時に駆動輪111がロックしたりしても、応答性よくトルク指令値が適切な値に設定される。これにより、電動機の出力が応答性よく適切に制御され、昇降圧コンバータ201での力行過多や回生過多(発電過多)による過電流を防止することができる。その結果、素子の破壊などを防止することができる。また、装置設計のマージンを減らせるため装置の大型化を防止できる。
(2)昇降圧コンバータ201の出力側直流電圧、すなわちコンデンサ208の電圧も検出し、検出したコンデンサ電圧に基づいて電動機のトルク指令値を補正しているので、応答性がよくトルク指令値が適切な値に設定される。特に、昇降圧コンバータ201のバッテリ110への回生応答遅れによりコンデンサ208の電圧が上昇する場合にも、適切に対応することができる。これにより、昇降圧コンバータ201の電力変換素子205への過電圧を防止でき、素子の破壊を防止することができる。また、装置設計のマージンを減らせるため装置の大型化を防止できる。
(3)上記のように、電流や電圧を検出して補正することは、電動機の回転数を検出して補正をする場合に比べ、応答性が格段によい。
(4)直流電流の変化度が所定の値以上変化するときにトルク指令値を補正するので、スリップやロック時などの急激な電流変化や電圧変化に対応することができ、素子の破壊などを有効に防止することができる。また、直流電流値の絶対値も所定の値以上かどうかを条件としているので、変化度が急激であっても素子の破壊にいたらないような電流であれば、補正を行なわないようにしている。これにより、不要な補正を防止することができる。
(5)検出した直流電流値や直流電圧に応じて補正量を計算しているので、より適切な補正が行なわれる。
(6)回生過多に対応してトルク指令値を補正する場合、電流を検出して計算した補正係数K1と電圧を検出して計算した補正係数K2のうち、補正係数が小さい方、すなわち、直流電力への変換(発電)をより大きく抑制する方の補正係数を採用している。従って、より適切に素子の破壊などが防止される。
The hybrid system for a hybrid vehicle using the vehicle electric motor control device of the present invention configured as described above has the following effects.
(1) Since the torque command value of the electric motor is corrected based on the direct current flowing through the step-up / down
(2) Since the output side DC voltage of the step-up / down
(3) As described above, detecting and correcting the current and voltage is much more responsive than detecting and correcting the rotational speed of the motor.
(4) Since the torque command value is corrected when the degree of change in DC current changes by more than a predetermined value, it is possible to cope with sudden current changes and voltage changes such as when slipping or locking. It can be effectively prevented. In addition, since the condition is that the absolute value of the direct current value is not less than a predetermined value, correction is not performed if the current does not cause destruction of the element even if the degree of change is abrupt. . Thereby, unnecessary correction can be prevented.
(5) Since the correction amount is calculated according to the detected DC current value and DC voltage, more appropriate correction is performed.
(6) When correcting the torque command value in response to excessive regeneration, the correction coefficient K1 calculated by detecting the current and the correction coefficient K2 calculated by detecting the voltage are those having the smaller correction coefficient, that is, DC A correction coefficient that more largely suppresses conversion to electric power (power generation) is adopted. Therefore, destruction of the element and the like are prevented more appropriately.
上記実施の形態では、MG1とMG2の2つの電動機が備えられている例で説明したが、必ずしもこの内容に限定する必要はない。1つの電動機についても本発明を適用することができる。また、3つ以上の複数の電動機が備えられている場合であってもよい。 In the said embodiment, although demonstrated with the example provided with two electric motors MG1 and MG2, it is not necessarily limited to this content. The present invention can also be applied to one electric motor. Moreover, the case where the 3 or more several electric motor is provided may be sufficient.
上記実施の形態では、バッテリ110とMG1駆動用INV1(202)やMG2駆動用INV2(203)との間に昇降圧コンバータ201を設ける例で説明したが、必ずしもこの内容に限定する必要はない。バッテリ110から、MG1駆動用INV1(202)やMG2駆動用INV2(203)に対し、直接直流電力を供給するような場合であってもよい。
In the above embodiment, the example in which the buck-
上記実施の形態では、MG1を発電用電動機、MG2を駆動用電動機の例で説明したが、必ずしもこの内容に限定する必要はない。ブレーキをかけるときなどにMG2が発電機として働く場合であってもよい。また、エンジンの駆動力と電動機の駆動力をパラレルに車両の駆動軸へ提供する場合であってもよい。すなわち、パラレルHEVモードであってもよいし、シリーズHEVモードであってもよい。 In the above embodiment, MG1 is described as an example of a generator motor, and MG2 is described as an example of a drive motor. However, the present invention is not necessarily limited to this. The case where MG2 works as a generator when applying a brake may be used. In addition, the driving force of the engine and the driving force of the electric motor may be provided in parallel to the driving shaft of the vehicle. That is, the parallel HEV mode or the series HEV mode may be used.
上記実施の形態では、ハイブリッド車の例で説明したが、必ずしもこの内容に限定する必要はない。電気自動車であってもよいし、電動機を使用して駆動されるすべての車両に本発明は適用できる。 In the above embodiment, an example of a hybrid vehicle has been described. However, the present invention is not necessarily limited to this content. The present invention may be applied to all vehicles driven by using an electric motor.
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other embodiments conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.
図1は、本発明による車両用電動機制御装置が使用されるハイブリッド車のハイブリッドシステムを示す図である。
101 情報
102 エンジンコントローラ
103 エンジン
104 クラッチ
105 発電モータ(MG1)
106 駆動モータ(MG2)
107 トランスミッション
108 インバータ
109 モータコントローラ
110 バッテリ
111 駆動輪
112 車両コントローラ
FIG. 1 is a diagram showing a hybrid system of a hybrid vehicle in which a vehicle motor control device according to the present invention is used.
101
106 Drive motor (MG2)
Claims (11)
直流電源からの直流電力を交流電力に変換して車両の駆動軸に接続された電動機に供給するインバータ手段と、
トルク指令に対応したトルクを前記電動機に発生させるように前記インバータ手段を制御するインバータ制御手段と、
前記直流電源と前記インバータ手段との間を流れる直流電流を検出する直流電流検出手段、
前記直流電流検出手段が検出した直流電流に基づき、前記トルク指令を補正する補正手段とを備えることを特徴とする車両用電動機制御装置。 An electric motor control device for a vehicle,
Inverter means for converting DC power from a DC power source into AC power and supplying it to an electric motor connected to the drive shaft of the vehicle;
Inverter control means for controlling the inverter means so as to cause the electric motor to generate torque corresponding to a torque command;
DC current detection means for detecting a DC current flowing between the DC power supply and the inverter means,
A vehicle motor control device comprising: a correcting unit that corrects the torque command based on the DC current detected by the DC current detecting unit.
前記補正手段は、前記直流電流の変化度が所定の値以上のとき、前記電動機のトルクを下げる方向へ前記トルク指令を補正することを特徴とする車両用電動機制御装置。 In the vehicle electric motor control device according to claim 1,
The vehicle motor control apparatus according to claim 1, wherein the correction means corrects the torque command in a direction to decrease the torque of the electric motor when the degree of change in the direct current is equal to or greater than a predetermined value.
前記補正手段は、前記直流電流の絶対値が所定の値以上のとき、前記電動機のトルクを下げる方向へ前記トルク指令を補正することを特徴とする車両用電動機制御装置。 In the vehicle electric motor control device according to claim 1,
The vehicle motor controller according to claim 1, wherein the correction means corrects the torque command in a direction to decrease the torque of the motor when the absolute value of the direct current is equal to or greater than a predetermined value.
前記補正手段は、前記直流電流の変化度および前記直流電流の絶対値が、それぞれ所定の値以上のとき、前記電動機のトルクを下げる方向へ前記トルク指令を補正することを特徴とする車両用電動機制御装置。 In the vehicle electric motor control device according to claim 1,
The correcting means corrects the torque command in a direction to decrease the torque of the electric motor when the degree of change of the direct current and the absolute value of the direct current are each equal to or greater than a predetermined value. Control device.
エンジンに接続された電動機で発生する交流電力を直流電力に変換するインバータ手段と、
トルク指令に対応した直流電力に変換するように前記インバータ手段を制御するインバータ制御手段と、
前記インバータ手段で変換された直流電力の少なくとも一部を直流電源へ回生させる直流電力回生手段と、
前記直流電源へ回生する直流電流を検出する直流電流検出手段、
前記直流電流検出手段が検出した直流電流に基づき、前記トルク指令を補正する補正手段とを備えることを特徴とする車両用電動機制御装置。 An electric motor control device for a vehicle,
Inverter means for converting AC power generated by an electric motor connected to the engine into DC power;
Inverter control means for controlling the inverter means so as to convert the direct current power corresponding to the torque command;
DC power regeneration means for regenerating at least part of the DC power converted by the inverter means to a DC power source;
DC current detecting means for detecting a DC current regenerated to the DC power source,
A vehicle motor control device comprising: a correcting unit that corrects the torque command based on the DC current detected by the DC current detecting unit.
エンジンに接続された第1の電動機で発生する交流電力を直流電力に変換する第1のインバータ手段と、
直流電源からの直流電力および前記第1のインバータ手段からの直流電力を交流電力に変換して車両の駆動軸に接続された第2の電動機に供給する第2のインバータ手段と、
第1のトルク指令に対応した直流電力に変換するように前記第1のインバータ手段を制御し、第2のトルク指令に対応したトルクを前記第2の電動機に発生させるように前記第2のインバータ手段を制御するインバータ制御手段と、
前記直流電源からの直流電力を前記第2のインバータ手段へ供給するとともに、前記第1のインバータ手段で変換された直流電力の少なくとも一部を前記直流電源へ回生する直流電力供給回生手段と、
前記直流電力供給回生手段を流れる直流電流を検出する直流電流検出手段と、
前記直流電流検出手段が検出した直流電流に基づき、前記第1のトルク指令および前記第2のトルク指令の少なくともいずれかを補正する補正手段とを備えることを特徴とする車両用電動機制御装置。 An electric motor control device for a vehicle,
First inverter means for converting AC power generated by a first motor connected to the engine into DC power;
Second inverter means for converting direct current power from a direct current power source and direct current power from the first inverter means into alternating current power and supplying the second electric motor connected to the drive shaft of the vehicle;
The second inverter is configured to control the first inverter means so as to convert it into DC power corresponding to the first torque command, and to generate torque corresponding to the second torque command in the second electric motor. Inverter control means for controlling the means;
DC power supply regeneration means for supplying DC power from the DC power supply to the second inverter means, and regenerating at least part of the DC power converted by the first inverter means to the DC power supply;
DC current detection means for detecting a direct current flowing through the DC power supply regeneration means;
A vehicle motor control apparatus comprising: a correction unit that corrects at least one of the first torque command and the second torque command based on the DC current detected by the DC current detection unit.
前記補正手段は、前記直流電流検出手段が検出した直流電流が前記直流電源から流れ出す方向へ増加する変化度が所定の値以上のとき、前記第2の電動機で発生するトルクを下げる方向へ前記第2のトルク指令を補正することを特徴とする車両用電動機制御装置。 In the vehicle electric motor control device according to claim 6,
The correction means is configured to reduce the torque generated by the second electric motor when the degree of change in which the direct current detected by the direct current detection means increases in the direction of flowing out of the direct current power supply is a predetermined value or more. A motor control apparatus for a vehicle, wherein the torque command of 2 is corrected.
前記補正手段は、前記直流電流検出手段が検出した直流電流が前記直流電源へ流れ込む方向へ増加する変化度が所定の値以上のとき、前記第1のインバータ手段での前記第1の電動機で発生する交流電力の直流電力への変換を抑制する方向へ前記第1のトルク指令を補正することを特徴とする車両用電動機制御装置。 In the vehicle electric motor control device according to any one of claims 6 to 7,
The correction means is generated in the first electric motor in the first inverter means when the degree of change in which the direct current detected by the direct current detection means increases in the direction of flowing into the direct current power supply is a predetermined value or more. The vehicle motor control device corrects the first torque command in a direction to suppress the conversion of alternating current power to direct current power.
前記補正手段は、前記第1のトルク指令あるいは第2のトルク指令を補正するとき、さらに、前記直流電流検出手段が検出した直流電流の絶対値が所定の値以上であることを条件とすることを特徴とする車両用電動機制御装置。 In the vehicle electric motor control device according to any one of claims 7 to 8,
When the correction means corrects the first torque command or the second torque command, the correction means is further provided that the absolute value of the direct current detected by the direct current detection means is greater than or equal to a predetermined value. A motor control apparatus for a vehicle characterized by the above.
前記直流電力供給回生手段は、前記直流電源からの直流電力の電圧を昇圧して前記第2のインバータ手段へ供給可能であると共に、前記第1のインバータ手段で変換された直流電力の電圧を降圧して前記直流電源へ回生可能な昇降圧コンバータで構成され、
前記直流電力供給回生手段の前記第1のインバータ手段側の直流電圧を検出する直流電圧検出手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記直流電圧検出手段が検出した直流電圧が所定の値以上のとき、前記第1のインバータ手段での前記第1の電動機で発生する交流電力の直流電力への変換を抑制する方向へ前記第1のトルク指令を補正することを特徴とする車両用電動機制御装置。 In the vehicle electric motor control device according to any one of claims 6 to 9,
The DC power supply regeneration means can step up the voltage of the DC power from the DC power supply and supply it to the second inverter means, and step down the voltage of the DC power converted by the first inverter means. And a buck-boost converter capable of regenerating to the DC power source,
DC voltage detection means for detecting a DC voltage on the first inverter means side of the DC power supply regeneration means,
The correction means suppresses conversion of AC power generated by the first motor to DC power in the first inverter means when the DC voltage detected by the DC voltage detection means is equal to or greater than a predetermined value. A vehicular motor control device that corrects the first torque command in a direction.
前記補正手段は、前記第1のトルク指令を補正するとき、前記直流電流検出手段が検出した直流電流に応じた補正量と前記直流電圧検出手段が検出した直流電圧に応じた補正量とを計算し、計算した2つの補正量のうち前記直流電力への変換を抑制する程度が大きい方の補正量で前記第1のトルク指令を補正することを特徴とする車両用電動機制御装置。 In the vehicle electric motor control device according to claim 10,
The correction means calculates a correction amount according to the direct current detected by the direct current detection means and a correction amount according to the direct current voltage detected by the direct current voltage detection means when correcting the first torque command. And the first torque command is corrected with a correction amount having a larger degree of suppressing the conversion to the DC power among the two calculated correction amounts.
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