JP2006306144A - Drive control device for vehicle - Google Patents

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Toshiro Matsuda
俊郎 松田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive control device for a vehicle capable of controlling stably a motor torque by combination of a power generator with an alternating current motor. <P>SOLUTION: Motor-requiring electric power Pm necessary in the motor 4 is calculated based on a torque command value Tt and a motor rotational speed Vm, and a field of the generator 7 is controlled based on the motor-requiring electric power Pm. A target output electric power PG to be output from the generator 7 is calculated therein based on the motor-requiring electric power Pm, an outputtable characteristic line St including a target operation point (Vt, It) of the generator 7 is set based on the target output electric power PG, and a field current fg of the generator 7 is controlled to conform an outputtable characteristic line S including the present operation point (V, I) determined based on an output voltage V and an output current I from the generator 7 with the target outputtable characteristic line St. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、主駆動軸を駆動する内燃機関(エンジン)で発電機を駆動し、その発電機の出力で交流モータを駆動する車両用駆動制御装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle drive control device that drives a generator with an internal combustion engine (engine) that drives a main drive shaft, and drives an AC motor with the output of the generator.

従来の車両用駆動制御装置としては、従駆動軸を発電機の電力で駆動される直流モータで駆動し、この直流モータの界磁電流を制御することで駆動トルクを制御するというものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−239852号公報
As a conventional vehicle drive control device, there is known a device in which a driven shaft is driven by a direct current motor driven by electric power of a generator and a drive torque is controlled by controlling a field current of the direct current motor. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2001-239852 A

しかしながら、上記従来の車両用駆動制御装置にあっては、直流モータを適用してモータトルクを制御しているので、トルクアップをするためには直流モータの電機子電流を増加させる必要があるが、直流モータのブラシの寿命に限界があるため、電機子電流の増加に限界があり、質量の重い車両への適用が困難であったり4WD性能の向上が図れなかったりという未解決の課題がある。   However, in the above conventional vehicle drive control device, since the motor torque is controlled by applying a DC motor, it is necessary to increase the armature current of the DC motor in order to increase the torque. Since there is a limit in the life of brushes of DC motors, there is a limit in the increase in armature current, and there is an unresolved problem that it is difficult to apply to heavy vehicles or that 4WD performance cannot be improved. .

ところで、直流モータの代わりに交流モータ+インバータの構成を適用してモータトルクを制御することも考えられるが、一般に発電機の制御応答性は低く、インバータによるモータ制御の応答性は高いことが知られており、このような発電機とインバータとを組み合わせた場合、発電機の出力電圧と出力電流とは、電気負荷となるインバータの制御状態によって変動する可能性がある。   By the way, it is conceivable to control the motor torque by applying an AC motor + inverter configuration instead of a DC motor. However, it is generally known that the control response of the generator is low and the motor control response by the inverter is high. Thus, when such a generator and an inverter are combined, the output voltage and output current of the generator may vary depending on the control state of the inverter serving as an electric load.

したがって、この変動した発電機の出力電圧と出力電流とに基づいて発電機の発電量を制御すると、発電機制御が安定せずに制御点が変動し、所望の駆動力を安定して発生できないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、発電機と交流モータとの組み合わせで、安定したモータトルク制御を行うことができる車両用駆動制御装置を提供することを目的としている。
Therefore, if the power generation amount of the generator is controlled based on the output voltage and output current of the generator that has fluctuated, the control point fluctuates without the generator control being stabilized, and the desired driving force cannot be stably generated. There is an unresolved issue.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and a vehicle drive control device capable of performing stable motor torque control by a combination of a generator and an AC motor. It is intended to provide.

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用駆動制御装置は、交流モータが必要とするモータ必要電力に基づいて、目標出力電力演算手段で発電機が出力すべき目標出力電力を演算し、前記目標出力電力演算手段で算出された目標出力電力に基づいて、特性線設定手段で前記発電機の回転速度及び界磁電流をパラメータとする目標の発電機出力特性線を設定し、前記特性線設定手段で設定された発電機出力特性線に基づいて、界磁制御手段で前記発電機の界磁を制御する。   In order to achieve the above object, a vehicle drive control device according to the present invention calculates a target output power to be output from a generator by a target output power calculation means based on a motor required power required by an AC motor. Based on the target output power calculated by the target output power calculation means, a characteristic generator setting means sets a target generator output characteristic line using the rotational speed and field current of the generator as parameters, and the characteristic Based on the generator output characteristic line set by the line setting means, the field control means controls the field of the generator.

本発明によれば、交流モータが必要とする電力から発電機が出力すべき目標出力電力を算出し、この目標出力電力から設定される目標の発電機出力特性線に基づいて発電機の界磁を制御するので、インバータ側の制御の動きにより発電機側の負荷が変動したとしても、発電機の目標値は変動しない。このため、発電機制御系の変動を防止して安定した発電機制御を行うことができ、所望の駆動力を安定して発生できないという問題を回避することができるという効果が得られる。   According to the present invention, the target output power to be output from the generator is calculated from the power required by the AC motor, and the generator field is calculated based on the target generator output characteristic line set from the target output power. Therefore, even if the load on the generator side fluctuates due to the control movement on the inverter side, the target value of the generator does not fluctuate. For this reason, fluctuations in the generator control system can be prevented, stable generator control can be performed, and the problem that a desired drive force cannot be generated stably can be avoided.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明を四輪駆動車両に適用した場合の概略構成図である。
この図1に示すように、本実施形態の車両は、左右前輪1L、1Rが、内燃機関であるエンジン2によって駆動される主駆動輪であり、左右後輪3L、3Rが、モータ4によって駆動可能な従駆動輪である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram when the present invention is applied to a four-wheel drive vehicle.
As shown in FIG. 1, in the vehicle of this embodiment, left and right front wheels 1L and 1R are main drive wheels driven by an engine 2 that is an internal combustion engine, and left and right rear wheels 3L and 3R are driven by a motor 4. Possible driven wheel.

前記エンジン2の吸気管路には、例えばメインスロットルバルブとサブスロットルバルブとが介装されている。メインスロットルバルブは、アクセルペダルの踏込み量等に応じてスロットル開度が調整制御される。サブスロットルバルブは、ステップモータ等をアクチュエータとし、そのステップ数に応じた回転角により開度が調整制御される。従って、サブスロットルバルブのスロットル開度をメインスロットルバルブの開度以下等に調整することによって、運転者のアクセルペダルの操作とは独立して、エンジンの出力トルクを減少させることができる。つまり、サブスロットルバルブの開度調整が、エンジン2による前輪1L、1Rの加速スリップを抑制する駆動力制御となる。   For example, a main throttle valve and a sub-throttle valve are interposed in the intake pipe line of the engine 2. The throttle opening of the main throttle valve is adjusted and controlled according to the amount of depression of the accelerator pedal. The sub-throttle valve uses a step motor or the like as an actuator, and the opening degree is adjusted and controlled by a rotation angle corresponding to the number of steps. Therefore, by adjusting the throttle opening of the sub-throttle valve to be equal to or less than the opening of the main throttle valve, the engine output torque can be reduced independently of the driver's operation of the accelerator pedal. That is, the adjustment of the opening degree of the sub-throttle valve is the driving force control that suppresses the acceleration slip of the front wheels 1L, 1R by the engine 2.

上記エンジン2の出力トルクTeは、トランスミッション及びデファレンスギヤ5を通じて左右前輪1L、1Rに伝達される。また、エンジン2の出力トルクTeの一部は、無端ベルト6を介して発電機7に伝達されることで、発電機7は、エンジン2の回転数Neにプーリ比を乗じた回転数Ngで回転する。
上記発電機7は、4WDコントローラ8によって調整される界磁電流Ifgに応じてエンジン2に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた発電をする。この発電機7の発電電力の大きさは、回転数Ngと界磁電流Ifgとの大きさにより決定される。なお、発電機7の回転数Ngは、エンジン2の回転数Neからプーリ比に基づき演算することができる。
The output torque Te of the engine 2 is transmitted to the left and right front wheels 1L and 1R through the transmission and the reference gear 5. Further, a part of the output torque Te of the engine 2 is transmitted to the generator 7 via the endless belt 6, so that the generator 7 has a rotation speed Ng obtained by multiplying the rotation speed Ne of the engine 2 by the pulley ratio. Rotate.
The generator 7 becomes a load on the engine 2 in accordance with the field current Ifg adjusted by the 4WD controller 8, and generates power in accordance with the load torque. The magnitude of the power generated by the generator 7 is determined by the magnitude of the rotational speed Ng and the field current Ifg. The rotational speed Ng of the generator 7 can be calculated from the rotational speed Ne of the engine 2 based on the pulley ratio.

図2は発電機7の界磁電流駆動回路の構造を示す図である。この回路は、図2(a)に示すように、界磁電流電源として車両の14Vバッテリ7aのような定電圧電源と発電機自身の出力電圧とを選択する構成を適用し、界磁電流電源のプラス側を界磁コイル7bに繋げて、トランジスタ7cをスイッチングするように構成されている。この場合、発電機出力がバッテリ電圧Vbを下回っている状態では、他励領域となってバッテリ電圧Vbが界磁コイル7bの電源となる。即ち、界磁コイル7bへの供給電圧はVbとなる。また、発電機出力が増加して出力電圧Vgがバッテリ電圧Vb以上となると、自励領域となって発電機の出力電圧Vgが選ばれて界磁コイル7bの電源となり、界磁コイル7bへの供給電圧はVgとなる。   FIG. 2 is a diagram showing the structure of the field current drive circuit of the generator 7. As shown in FIG. 2A, this circuit applies a configuration in which a constant voltage power source such as a 14V battery 7a of a vehicle and an output voltage of the generator itself are selected as a field current power source. Is connected to the field coil 7b to switch the transistor 7c. In this case, in a state where the generator output is lower than the battery voltage Vb, it becomes a separately excited region and the battery voltage Vb becomes the power source of the field coil 7b. That is, the supply voltage to the field coil 7b is Vb. Further, when the generator output increases and the output voltage Vg becomes equal to or higher than the battery voltage Vb, the output voltage Vg of the generator is selected as a self-excited region and becomes the power source of the field coil 7b, and is supplied to the field coil 7b. The supply voltage is Vg.

このように、界磁電流値を発電機の電源電圧により増大することができるので、大幅な発電機出力の増加が可能である。
なお、界磁電流駆動回路は、図2(b)に示すように界磁電流電源として車両の14Vバッテリ7aのみ(他励領域のみ)を適用するようにしてもよい。
発電機7が発電した電力は、ジャンクションボックス10及びインバータ9を介してモータ4に供給可能となっている。前記モータ4の駆動軸は、減速機11及びクラッチ12を介して後輪3L、3Rに接続可能となっている。なお、本実施形態のモータ4は交流モータである。また、図中の符号13はデファレンスギヤを示す。
Thus, since the field current value can be increased by the power supply voltage of the generator, the generator output can be significantly increased.
In the field current drive circuit, only the 14V battery 7a of the vehicle (only the separate excitation region) may be applied as the field current power source as shown in FIG. 2 (b).
The electric power generated by the generator 7 can be supplied to the motor 4 via the junction box 10 and the inverter 9. The drive shaft of the motor 4 can be connected to the rear wheels 3L and 3R via the speed reducer 11 and the clutch 12. In addition, the motor 4 of this embodiment is an AC motor. Moreover, the code | symbol 13 in a figure shows a difference gear.

ジャンクションボックス10内には、インバータ9と発電機7とを接続・遮断するリレーが設けられている。そして、このリレーが接続されている状態で、発電機7から図示しない整流器を介して供給された直流の電力は、インバータ9内で三相交流に変換されてモータ4を駆動する。
また、ジャンクションボックス10内には、発電電圧を検出する発電機電圧センサと、インバータ9の入力電流である発電電流を検出する発電機電流センサとが設けられ、これらの検出信号は4WDコントローラ8に出力される。また、モータ4の駆動軸にはレゾルバが連結されており、モータ4の磁極位置信号θを出力する。
In the junction box 10, a relay for connecting and disconnecting the inverter 9 and the generator 7 is provided. In a state where this relay is connected, DC power supplied from the generator 7 via a rectifier (not shown) is converted into three-phase AC in the inverter 9 to drive the motor 4.
The junction box 10 is provided with a generator voltage sensor that detects a generated voltage and a generator current sensor that detects a generated current that is an input current of the inverter 9. These detection signals are sent to the 4WD controller 8. Is output. Further, a resolver is connected to the drive shaft of the motor 4 and outputs a magnetic pole position signal θ of the motor 4.

また、前記クラッチ12は、例えば湿式多板クラッチであって、4WDコントローラ8からの指令に応じて締結及び開放を行う。なお、本実施形態においては、締結手段としてのクラッチを湿式多板クラッチとしたが、例えばパウダークラッチやポンプ式クラッチであってもよい。
また、各車輪1L、1R、3L、3Rには、車輪速センサ27FL、27FR、27RL、27RRが設けられている。各車輪速センサ27FL、27FR、27RL、27RRは、対応する車輪1L、1R、3L、3Rの回転速度に応じたパルス信号を車輪速検出値として4WDコントローラ8に出力する。
The clutch 12 is a wet multi-plate clutch, for example, and performs fastening and releasing according to a command from the 4WD controller 8. In this embodiment, the clutch as the fastening means is a wet multi-plate clutch. However, for example, a powder clutch or a pump-type clutch may be used.
Each wheel 1L, 1R, 3L, 3R is provided with a wheel speed sensor 27FL, 27FR, 27RL, 27RR. Each wheel speed sensor 27FL, 27FR, 27RL, 27RR outputs a pulse signal corresponding to the rotation speed of the corresponding wheel 1L, 1R, 3L, 3R to the 4WD controller 8 as a wheel speed detection value.

前記4WDコントローラ8は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成され、前記各車輪速度センサ27FL〜27RRで検出される車輪速度信号、ジャンクションボックス10内の電圧センサ及び電流センサの出力信号、モータ4に連結されたレゾルバの出力信号及びアクセルペダル(不図示)の踏込み量に相当するアクセル開度等が入力される。   The 4WD controller 8 includes an arithmetic processing unit such as a microcomputer, for example, and includes wheel speed signals detected by the wheel speed sensors 27FL to 27RR, output signals of voltage sensors and current sensors in the junction box 10, An output signal of a resolver connected to the motor 4 and an accelerator opening corresponding to an amount of depression of an accelerator pedal (not shown) are input.

4WDコントローラ8は、図3に示すように、目標モータトルク演算部8A、発電機制御部8B、モータ制御部8C、TCS制御部8D、クラッチ制御部8Eを備える。
目標モータトルク演算部8Aは、4輪の車輪速度信号に基づいて算出される前後輪の車輪速度差とアクセルペダル開度信号とから、モータトルク指令値Ttを算出する。
図4は、目標モータトルク演算部8Aの詳細を示すブロック図である。先ず、前後回転差演算部81で、4輪の車輪速度信号Vfr〜Vrrに基づいて次式をもとに前後回転差ΔVを算出する。
ΔV=(Vfr+Vfl)/2−(Vrr−Vrl)/2 ………(1)
As shown in FIG. 3, the 4WD controller 8 includes a target motor torque calculation unit 8A, a generator control unit 8B, a motor control unit 8C, a TCS control unit 8D, and a clutch control unit 8E.
The target motor torque calculation unit 8A calculates the motor torque command value Tt from the wheel speed difference between the front and rear wheels calculated based on the wheel speed signals of the four wheels and the accelerator pedal opening signal.
FIG. 4 is a block diagram showing details of the target motor torque calculator 8A. First, the front / rear rotation difference calculation unit 81 calculates the front / rear rotation difference ΔV based on the following equation based on the wheel speed signals Vfr to Vrr of the four wheels.
ΔV = (Vfr + Vfl) / 2− (Vrr−Vrl) / 2 (1)

そして、前後回転差ΔVに基づいて、第1モータ駆動力演算部82で予め格納されたマップを参照し、第1モータ駆動力TΔVを算出して後述するセレクトハイ部に出力する。この第1モータ駆動力TΔVは、前後回転差ΔVが大きくなると共に比例的に大きく算出されるように設定されている。
車速演算部83では、4輪の車輪速度信号と車両が発生する総駆動力Fとをセレクトローして車速信号Vを算出する。ここで、総駆動力Fは、トルクコンバータ滑り比から推定される前輪駆動力とモータトルク指令値Ttから推定される後輪駆動力との和によって求められる。
Then, based on the front-rear rotation difference ΔV, the map stored in advance by the first motor driving force calculation unit 82 is referred to calculate the first motor driving force TΔV and output it to the select high unit described later. The first motor driving force TΔV is set so that the front-rear rotation difference ΔV is increased and proportionally larger.
The vehicle speed calculation unit 83 calculates a vehicle speed signal V by selecting low the wheel speed signal of the four wheels and the total driving force F generated by the vehicle. Here, the total driving force F is obtained by the sum of the front wheel driving force estimated from the torque converter slip ratio and the rear wheel driving force estimated from the motor torque command value Tt.

第2モータ駆動力演算部84では、第2モータ駆動力Tvを算出する。具体的には、車速演算部83から出力された車速Vとアクセル開度Accとに基づいて、予め格納されたマップを参照して、算出する。この第2モータ駆動力Tvは、アクセル開度Accが大きくなるほど大きく、また車速Vが大きくなるほど小さく算出されるように設定されている。   The second motor driving force calculation unit 84 calculates the second motor driving force Tv. Specifically, it is calculated with reference to a map stored in advance based on the vehicle speed V output from the vehicle speed calculation unit 83 and the accelerator opening degree Acc. The second motor driving force Tv is set so as to increase as the accelerator opening Acc increases and to decrease as the vehicle speed V increases.

次にセレクトハイ部85で、前記第1モータ駆動力演算部82から出力された第1モータ駆動力TΔVと、前記第2モータ駆動力演算部84から出力された第2モータ駆動力Tvとをセレクトハイした値を、目標トルクTttとして後輪TCS制御部86に出力する。
そして、後輪速Vrl,Vrr、車速Vに基づいて、公知の方法により後輪トラクションコントロール制御を行って、最終的なモータ4のトルク指令値Ttを出力する。
Next, in the select high unit 85, the first motor driving force TΔV output from the first motor driving force calculation unit 82 and the second motor driving force Tv output from the second motor driving force calculation unit 84 are obtained. The selected high value is output to the rear wheel TCS control unit 86 as the target torque Ttt.
Then, based on the rear wheel speeds Vrl and Vrr and the vehicle speed V, rear wheel traction control control is performed by a known method, and a final torque command value Tt of the motor 4 is output.

モータ制御部8Cは、トルク指令値Ttとモータ回転速度Vmとから、図5に示す公知のベクトル制御を行う。そして、インバータ9に3相パワー素子のスイッチング制御信号を出力して3相交流電流を制御する。
TCS制御部8Dは、エンジントルク制御コントローラ(ECM)からのエンジン発生駆動トルクデマンド信号Tet、前輪回転速度Vfr,Vfl、車速Vに基づいて、公知の方法によりECMに対してエンジン発生駆動トルクデマンド信号Teを送り返すことにより前輪トラクションコントロール制御を行う。
クラッチ制御部8Eは、上記クラッチ12の状態を制御し、4輪駆動状態と判定している間はクラッチ12を接続状態に制御する。
The motor control unit 8C performs known vector control shown in FIG. 5 from the torque command value Tt and the motor rotation speed Vm. Then, the switching control signal of the three-phase power element is output to the inverter 9 to control the three-phase alternating current.
The TCS controller 8D generates an engine generated drive torque demand signal for the ECM by a known method based on the engine generated drive torque demand signal Tet from the engine torque controller (ECM), the front wheel rotational speeds Vfr and Vfl, and the vehicle speed V. Front wheel traction control control is performed by returning Te.
The clutch control unit 8E controls the state of the clutch 12 and controls the clutch 12 to be in a connected state while determining that it is in the four-wheel drive state.

図6は、発電機7の発電制御を行う発電機制御部8Bの詳細を示すブロック図である。
この発電機制御部8Bは、モータ必要電力演算部101と、目標発電電力演算部102と、発電電力制限部103と、目標発電電力決定部104と、目標動作点設定部105と、現在動作点検出部106と、発電電力制御部107とで構成され、発電機7の界磁電流Ifgを制御する。
モータ必要電力演算部101は、前記目標モータトルク演算部8Aで算出されたトルク指令値Ttとモータ回転速度Vmとに基づいて、次式をもとにモータ4に必要な電力Pmを算出する。
Pm=Tt×Vm ………(2)
FIG. 6 is a block diagram showing details of the generator control unit 8B that performs power generation control of the generator 7.
The generator control unit 8B includes a motor required power calculation unit 101, a target generated power calculation unit 102, a generated power limit unit 103, a target generated power determination unit 104, a target operating point setting unit 105, a current operation check. The output unit 106 and the generated power control unit 107 are configured to control the field current Ifg of the generator 7.
Based on the torque command value Tt calculated by the target motor torque calculator 8A and the motor rotation speed Vm, the motor required power calculator 101 calculates the power Pm required for the motor 4 based on the following equation.
Pm = Tt × Vm (2)

目標発電電力演算部102では、モータ必要電力演算部101から出力されるモータ必要電力Pmに基づいて、次式をもとに発電機7が出力すべき発電機必要電力Pgを算出する。
Pg=Pm/Иm ………(3)
ここで、Иmはモータ効率である。つまり、発電機必要電力Pgはモータ必要電力Pmよりモータ効率分多く出力しなければならないことになる。
Based on the required motor power Pm output from the required motor power calculation unit 101, the target generated power calculation unit 102 calculates the required generator power Pg that the generator 7 should output based on the following equation.
Pg = Pm / Иm (3)
Here, Иm is the motor efficiency. That is, the generator required power Pg must be output by the motor efficiency more than the motor required power Pm.

発電電力制限部103では、発電電力の制限値PL1及びPL2を出力する。電力制限値PL1は、発電電力が発電機7を駆動するベルトの伝達可能トルクに応じて決まる電力を上回らないようにするための上限値であり、次式をもとに算出する。
PL1=Tb×ωg×Иg ………(4)
ここで、Tbはベルト伝達可能トルク、ωgは発電機7の回転速度、Иgは発電機効率であり、PL1はベルト伝達可能トルクがTbであるときに発電機7が発電可能な最大発電量に相当する。
つまり電力制限値PL1は、図7(a)に示すように、発電機7の回転速度ωgが大きくなるにつれて比例的に大きく算出されることになる。
The generated power limiting unit 103 outputs generated power limit values PL1 and PL2. The power limit value PL1 is an upper limit value for preventing the generated power from exceeding the power determined according to the transmittable torque of the belt that drives the generator 7, and is calculated based on the following equation.
PL1 = Tb × ωg × Иg (4)
Here, Tb is the torque that can be transmitted to the belt, ωg is the rotational speed of the generator 7, Иg is the generator efficiency, and PL1 is the maximum amount of power that the generator 7 can generate when the belt-transmittable torque is Tb. Equivalent to.
That is, as shown in FIG. 7A, the power limit value PL1 is proportionally increased as the rotational speed ωg of the generator 7 increases.

また、電力制限値PL2は、発電電力が、エンジンの負荷過大によるエンストや運転性劣化を起こす可能性のある電力を上回らないようにするための上限値である。この制限値PL2は、エンジントルク制御コントローラ(ECM)から与えられる。
この電力制限値PL2は、図7(b)に示すように、発電機7の回転速度ωgが大きくなるほど、またアクセル開度Accが大きくなるほど大きく算出されることになる。
そして、目標発電電力演算部102及び発電電力制限部103の演算結果が目標発電電力決定部104に入力されて、発電機必要電力Pgと電力制限値PL1,PL2とがセレクトローされ、発電機の目標出力電力PGが算出される。
The power limit value PL2 is an upper limit value for preventing the generated power from exceeding electric power that may cause engine stall or drivability deterioration due to excessive engine load. This limit value PL2 is given from an engine torque controller (ECM).
As shown in FIG. 7B, the power limit value PL2 is calculated to be larger as the rotational speed ωg of the generator 7 is larger and the accelerator opening Acc is larger.
Then, the calculation results of the target generated power calculating unit 102 and the generated power limiting unit 103 are input to the target generated power determining unit 104, the generator required power Pg and the power limit values PL1 and PL2 are selected, and the generator A target output power PG is calculated.

図7(c)は、発電機必要電力Pgと電力制限値PL1,PL2とのうち、発電機必要電力Pgが最も小さい場合を示しており、この場合、現在速度での発電機必要電力Pgが目標出力電力PGとして選択される。
目標動作点設定部105では、先ず目標発電電力決定部104から出力される目標出力電力PG即ちモータ使用可能電力に基づいて、次式をもとにモータトルク指令値Tを算出する。
T=(PG×Иm)/Vm ………(5)
FIG. 7C shows a case where the generator required power Pg is the smallest of the generator required power Pg and the power limit values PL1 and PL2. In this case, the generator required power Pg at the current speed is The target output power PG is selected.
The target operating point setting unit 105 first calculates a motor torque command value T based on the following expression based on the target output power PG output from the target generated power determining unit 104, that is, the motor usable power.
T = (PG × Иm) / Vm (5)

次に、このモータトルク指令値Tを効率良く発生することができるインバータ9の入力電圧及び入力電流即ち発電機7の目標電圧Vt及び目標電流Itをモータ使用可能電力PGの範囲内で決定する。具体的には、図8に示すように、モータ使用可能電力PGに相当する電力一定線Pと、破線で示す最大効率動作点線ηとの交点を発電機7の目標動作点(Vt,It)として選定する。   Next, the input voltage and input current of the inverter 9 that can efficiently generate the motor torque command value T, that is, the target voltage Vt and the target current It of the generator 7 are determined within the range of the motor usable power PG. Specifically, as shown in FIG. 8, the intersection of the constant power line P corresponding to the motor usable power PG and the maximum efficiency operating dotted line η indicated by the broken line is a target operating point (Vt, It) of the generator 7. Select as

一般に発電機効率は高電圧・低電流時が高く、モータ効率は微小電流時を除けば大きい変化がないことから、発電機効率とモータ効率とをあわせた総合効率の良い高電圧・低電流で動作することが望ましい。また、システムには上限電圧Vmax(例えば、60V)や上限電流Imax(インバータ素子の定格や発電機・モータの設計上決まる。例えば、30A)が存在するので、電圧が上限電圧Vmaxに近づいたら、電圧は略一定もしくは微増で電流値が増加する動作点が選ばれ、最終的には電流値増加も上限電流Imaxまでとなる。これらの動作点を連続した線が最大効率動作点線ηであり、この最大効率動作点線ηは予め格納しておく。 In general, the generator efficiency is high at high voltage and low current, and the motor efficiency does not change much except when it is at a very low current. It is desirable to work. Further, since the system has an upper limit voltage V max (for example, 60 V) and an upper limit current I max (determined by the inverter element rating and the generator / motor design. For example, 30 A), the voltage becomes the upper limit voltage V max . When approaching, an operating point at which the current value increases with a substantially constant or slight increase in voltage is selected, and eventually the current value increases up to the upper limit current I max . The continuous line of these operating points is the maximum efficiency operating dotted line η, and this maximum efficiency operating dotted line η is stored in advance.

図9は、発電機7の出力即ちインバータ9の入力における動作点(電圧・電流)を示す図である。図中実線は、発電機の回転速度と界磁電流とをパラメータとした発電機出力特性線(発電機の出力可能特性線)であり、ある回転速度である界磁電流が与えられているとき、発電機はこの出力可能特性線上の電圧・電流を発生する。
実際の出力可能特性線は非線形な線であるが、制御領域における出力可能特性線は単調減少であることから、本実施形態では線形近似を用いる。つまり、出力可能特性線の線形近似式は次式で表される。
V=−a×I+V0 ………(6)
ここで、V0は電圧軸切片(V軸切片)であり、電流が零であるときの電圧である。また、aは発電機の特性から予め設定された定数である。なおaは、高精度を得るために、回転速度や界磁電流の大きさをパラメータとする可変常数としてもよい。
FIG. 9 is a diagram showing an operating point (voltage / current) at the output of the generator 7, that is, the input of the inverter 9. In FIG. The solid line in the figure is the generator output characteristic line (generator output possible characteristic line) with the generator rotational speed and field current as parameters, and when a field current at a certain rotational speed is given The generator generates a voltage / current on the output possible characteristic line.
Although the actual output possible characteristic line is a non-linear line, since the output possible characteristic line in the control region is monotonically decreasing, linear approximation is used in this embodiment. That is, the linear approximation formula of the output possible characteristic line is expressed by the following formula.
V = −a × I + V 0 (6)
Here, V 0 is a voltage axis intercept (V axis intercept), which is a voltage when the current is zero. Further, a is a constant set in advance from the characteristics of the generator. Note that a may be a variable constant whose parameters are the rotational speed and the magnitude of the field current in order to obtain high accuracy.

次に、目標動作点(Vt,It)を含む出力可能特性線Stの目標V軸切片V0tを算出する。具体的には、目標電圧Vt及び目標電流Itをもとに、出力可能特性線Stの線形近似式Vt=−a×It+V0tに基づいて、目標V軸切片V0tを算出する。
現在動作点検出部106では、図9に示す現在の動作点(V,I)を含む出力可能特性線SのV軸切片V0を算出する。具体的には、現在の電圧V及び電流Iをもとに、出力可能特性線Sの線形近似式V=−a×I+V0に基づいて、V軸切片V0を算出する。
発電電力制御部107では、V軸切片V0と目標V軸切片V0tとの大小関係に応じて、発電機7の界磁電流Ifgの増減を制御する。
Next, the target V-axis intercept V 0 t of the output possible characteristic line St including the target operating point (Vt, It) is calculated. Specifically, based on the target voltage Vt and the target current It, the target V-axis intercept V 0 t is calculated based on the linear approximate expression Vt = −a × It + V 0 t of the output possible characteristic line St.
The current operating point detector 106 calculates the V-axis intercept V 0 of the output possible characteristic line S including the current operating point (V, I) shown in FIG. Specifically, based on the current voltage V and current I, the V-axis intercept V 0 is calculated based on the linear approximate expression V = −a × I + V 0 of the output possible characteristic line S.
The generated power control unit 107 controls increase / decrease in the field current Ifg of the generator 7 according to the magnitude relationship between the V-axis intercept V 0 and the target V-axis intercept V 0 t.

例えば、インバータ側の入力インピーダンスの変動により発電機の電圧及び電流が変化しても、その電圧及び電流は発電機の出力可能特性線上を動くので、V軸切片が変化することはない。したがって、V軸切片V0を目標V軸切片V0tに一致させることで、現在の出力可能特性線Sと目標の出力可能特性線Stとの差をなくすと共に、インバータ側の制御の変動により発電機側の負荷が変動した場合であっても、発電機制御系の変動を防止するようにする。
この図6において、目標発電電力演算部102、発電電力制限部103及び目標発電電力決定部104の処理が目標出力電力演算手段手段に対応し、目標動作点設定部105の処理が特性線設定手段に対応し、発電電力制御部107の処理が界磁制御手段に対応している。
For example, even if the voltage and current of the generator change due to fluctuations in the input impedance on the inverter side, the voltage and current move on the output possible characteristic line of the generator, so the V-axis intercept does not change. Accordingly, by making the V-axis intercept V 0 coincide with the target V-axis intercept V 0 t, the difference between the current output possible characteristic line S and the target output possible characteristic line St is eliminated, and also due to control fluctuations on the inverter side. Even when the load on the generator side fluctuates, the fluctuation of the generator control system is prevented.
In FIG. 6, the processing of the target generated power calculating unit 102, the generated power limiting unit 103, and the target generated power determining unit 104 corresponds to the target output power calculating unit, and the processing of the target operating point setting unit 105 is the characteristic line setting unit. And the processing of the generated power control unit 107 corresponds to the field control means.

図10は、第1の実施形態における発電電力制御部107を示すブロック図である。この第1の実施形態における発電電力制御部107では、目標V軸切片V0tとV軸切片V0との偏差が零となるように、実際の発電機界磁電流Ifgをモニタしながら発電機界磁電流値をフィードバックするものである。
先ず、目標動作点設定部105からの目標V軸切片V0tと現在動作点検出部106からのV軸切片V0との偏差ΔV0がPID制御部121に入力され、PID制御部121は、偏差ΔV0が零となるような目標界磁電流Iftを出力する。
FIG. 10 is a block diagram showing the generated power control unit 107 in the first embodiment. The generated power control unit 107 in the first embodiment generates power while monitoring the actual generator field current Ifg so that the deviation between the target V-axis intercept V 0 t and the V-axis intercept V 0 becomes zero. The machine field current value is fed back.
First, the deviation [Delta] V 0 and V-axis intercept V 0 which from the target V-axis intercept V 0 t and the current operating point detecting unit 106 from the target operating point setting part 105 is input to the PID controller 121, PID controller 121 The target field current Ift is output so that the deviation ΔV 0 becomes zero.

本実施形態では、界磁電流検出手段としての界磁電流センサを設けて実際の発電機界磁電流Ifgを検出する。そして、界磁電流センサにより検出された実界磁電流Ifgと目標界磁電流Iftとの偏差ΔIfを求めてPID制御部122に出力する。PID制御部122は、偏差ΔIfが零となるように実界磁電流Ifgを制御する。
これにより、V軸切片V0は目標V軸切片V0tに一致することになる。つまり、発電機7は、モータ4が必要とする電力Pmから算出される発電機7が出力すべき目標出力電力PGに応じたトルク指令値Tを、効率良く発生することができる動作点で作動されることになる。
In the present embodiment, a field current sensor as a field current detection means is provided to detect the actual generator field current Ifg. Then, a deviation ΔIf between the actual field current Ifg detected by the field current sensor and the target field current Ift is obtained and output to the PID control unit 122. The PID control unit 122 controls the real field current Ifg so that the deviation ΔIf becomes zero.
As a result, the V-axis intercept V 0 matches the target V-axis intercept V 0 t. That is, the generator 7 operates at an operating point at which the torque command value T corresponding to the target output power PG to be output from the generator 7 calculated from the power Pm required by the motor 4 can be efficiently generated. Will be.

このように、上記第1の実施形態では、交流モータが必要とする電力から発電機が出力すべき目標出力電力を算出し、現在の動作点を含む出力可能特性線が、当該目標出力電力に基づいて設定される発電機の目標動作点を含む出力可能特性線と一致するように発電機の界磁電流を制御するので、インバータ側の制御の動きにより発電機側の負荷が変動したとしても、発電機の界磁電流指令値の変動をなくすことができる。これにより、発電機制御系の変動を防止して安定した発電機制御を行うことができると共に、エンジンと直結していることによる振動問題や所望の駆動力を安定して発生できないという問題を回避することができる。   As described above, in the first embodiment, the target output power to be output by the generator is calculated from the power required by the AC motor, and the output possible characteristic line including the current operating point becomes the target output power. Since the field current of the generator is controlled so that it matches the output possible characteristic line including the target operating point of the generator set based on, even if the load on the generator side fluctuates due to the control movement on the inverter side The fluctuation of the field current command value of the generator can be eliminated. As a result, stable generator control can be performed by preventing fluctuations in the generator control system, and problems such as vibration problems caused by being directly connected to the engine and problems that a desired driving force cannot be generated stably are avoided. can do.

また、発電機の出力可能特性線を線形な線として線形近似式で与えるので、現在の出力可能特性線の切片が目標の出力可能特性線の切片と一致するように制御するという比較的容易な方法で、確実に現在の出力可能特性線を目標の出力可能特性線に一致させることができる。
さらに、発電機の界磁電流をモニタしておき、この実界磁電流が目標界磁電流に追従するようにフィードバック制御するので、確実に現在の出力可能特性線の切片を目標の切片に追従させることができる。
Further, since the output possible characteristic line of the generator is given as a linear line by a linear approximation expression, it is relatively easy to control the intercept of the current output possible characteristic line to coincide with the intercept of the target output possible characteristic line. In this way, it is possible to ensure that the current output possible characteristic line matches the target output possible characteristic line.
In addition, the field current of the generator is monitored, and feedback control is performed so that the actual field current follows the target field current, so that the intercept of the current output possible characteristic line is surely followed by the target intercept. Can be made.

なお、上記第1の実施形態においては、発電機の出力可能特性線を線形な線とし、現在の出力可能特性線を目標の出力可能特性線に追従させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、現在の出力可能特性線と目標の出力可能特性線との関係を非線形マップにより比較して、現在の出力可能特性線を目標の出力可能特性線に追従させるようにしてもよい。   In the first embodiment, the case where the output possible characteristic line of the generator is a linear line and the current output possible characteristic line is made to follow the target output possible characteristic line has been described. However, the present invention is not limited to this. Instead, the relationship between the current output possible characteristic line and the target output possible characteristic line may be compared by a non-linear map so that the current output possible characteristic line follows the target output possible characteristic line. .

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
この第2の実施形態は、前述した第1の実施形態において、発電機の界磁電流をPWM制御することで、目標のV軸切片と現在のV軸切片との偏差を零にするようにしたものである。
図11は、第2の実施形態における発電電力制御部107の詳細示すブロック図である。
先ず、目標V軸切片V0tとV軸切片V0との偏差ΔV0をPID制御部123に入力する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment, the deviation between the target V-axis intercept and the current V-axis intercept is made zero by performing PWM control of the field current of the generator in the first embodiment described above. It is what.
FIG. 11 is a block diagram showing details of the generated power control unit 107 in the second embodiment.
First, the deviation ΔV 0 between the target V-axis intercept V 0 t and the V-axis intercept V 0 is input to the PID control unit 123.

PID制御部123は、偏差ΔV0に応じて、発電機7の界磁電流駆動回路のPWMデューティ比Dを制御する。具体的には、V0t>V0であるときPWMデューティ比Dを増加し、V0t<V0であるときPWMデューティ比Dを減少する。
例えば、以下のようなPID制御を施す。
D=α×(V0t−V0)+β×∫(V0t−V0) ………(7)
The PID control unit 123 controls the PWM duty ratio D of the field current drive circuit of the generator 7 according to the deviation ΔV 0 . Specifically, the PWM duty ratio D is increased when V 0 t> V 0 , and the PWM duty ratio D is decreased when V 0 t <V 0 .
For example, the following PID control is performed.
D = α × (V 0 t−V 0 ) + β × ∫ (V 0 t−V 0 ) (7)

図12はPWMデューティ比Dと界磁電流Ifgとの関係を示す特性図であり、横軸はPWMデューティ比D、縦軸は界磁電流Ifgである。この特性図に示すように、デューティ比Dが0%のとき界磁電流Ifgは流れず、デューティ比Dが100%に近づくにつれて界磁電流Ifgはたくさん流れるようになっている。
また、この特性は、界磁電源電圧Vfが大きいほど傾きが大きく、界磁コイルの抵抗が小さいほど傾きが大きくなるようになっており、発電機出力電圧Vgがバッテリ電圧Vb以下であるときIfg=a×Dで表され、Vg>VbであるときIfg=a×Vf×Dで表される。ここでaは定数である。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between the PWM duty ratio D and the field current Ifg. The horizontal axis represents the PWM duty ratio D and the vertical axis represents the field current Ifg. As shown in this characteristic diagram, when the duty ratio D is 0%, the field current Ifg does not flow, and as the duty ratio D approaches 100%, a lot of the field current Ifg flows.
This characteristic is such that the greater the field power supply voltage Vf, the greater the slope, and the smaller the field coil resistance, the greater the slope. If the generator output voltage Vg is less than or equal to the battery voltage Vb, Ifg = A × D, and when Vg> Vb, Ifg = a × Vf × D. Here, a is a constant.

このようにして出力されたPWMデューティ比DをPWM駆動部124で制御することで、界磁電流Ifgを制御することができ、結果としてV軸切片V0が目標V軸切片V0tとなるように制御することができる。
このように、第2の実施形態では、発電機の界磁電流をPWM制御するので、界磁電流の電圧変動や界磁コイルの抵抗値変動等による界磁電流制御の誤差要因を全部含めて、実出力電力と目標出力電力の大きいループで制御することができるので、界磁電流センサを設ける必要がなくなり、コストを削減することができる。
The field current Ifg can be controlled by controlling the PWM duty ratio D output in this way by the PWM drive unit 124. As a result, the V-axis intercept V 0 becomes the target V-axis intercept V 0 t. Can be controlled.
As described above, in the second embodiment, since the field current of the generator is PWM-controlled, all the error factors of the field current control due to the field current voltage fluctuation and the field coil resistance value fluctuation are included. Since the control can be performed with a loop having a large actual output power and a target output power, it is not necessary to provide a field current sensor, and the cost can be reduced.

次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
この第3の実施形態は、界磁電源電圧とPWMデューティ比との乗算値をフィードバック制御するようにしたものである。
すなわち、第3の実施形態における発電電力制御部107では、前述した第2の実施形態におけるPID制御部123で界磁電源電圧VfとPWMデューティ比Dとの積(Vf×D)をフィードバック制御してPWMデューティ比Dを出力するようにしたことを除いては、図12と同様の構成を有するので、その詳細な説明は省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the third embodiment, the multiplication value of the field power supply voltage and the PWM duty ratio is feedback-controlled.
That is, the generated power control unit 107 in the third embodiment performs feedback control on the product (Vf × D) of the field power supply voltage Vf and the PWM duty ratio D by the PID control unit 123 in the second embodiment described above. Except that the PWM duty ratio D is output, the configuration is the same as that shown in FIG.

目標V軸切片V0tとV軸切片V0との偏差ΔV0がPID制御部123に入力されると、PID制御部123は、下記(8)式に示すPID制御を施してPWMデューティ比Dを出力する。
Vf×D=α×(V0t−V0)+β×∫(V0t−V0
D={α×(V0t−V0)+β×∫(V0t−V0)}/Vf ………(8)
前述したように、Vg>Vbにおいて界磁電流Ifg=a×Vf×Dであり、この関係から(Vf×D)を界磁電流Ifgと見立ててフィードバック制御することが可能となる。
When the deviation [Delta] V 0 between target V-axis intercept V 0 t and V-axis intercept V 0 is input to the PID controller 123, PID controller 123, PWM duty ratio is subjected to PID control shown in following formula (8) D is output.
Vf × D = α × (V 0 t−V 0 ) + β × ∫ (V 0 t−V 0 )
D = {α × (V 0 t−V 0 ) + β × ∫ (V 0 t−V 0 )} / Vf (8)
As described above, when Vg> Vb, the field current Ifg = a × Vf × D. From this relationship, it is possible to perform feedback control assuming that (Vf × D) is the field current Ifg.

ところで、発電機電圧Vgがバッテリ電圧Vb以下の場合、PWMデューティ比Dは界磁電流Ifgとほぼ比例関係にあるが、発電機電圧Vgがバッテリ電圧Vbより大きい場合、界磁電源電圧Vfが増大するため、同じデューティ比Dでも界磁電流Ifgは大きくなる。言い換えれば、発電機電圧Vgが高い領域で低電圧時と同じ界磁電流Ifgを発生させるためには、PWMデューティ比Dを小さくする必要がある。   By the way, when the generator voltage Vg is less than or equal to the battery voltage Vb, the PWM duty ratio D is substantially proportional to the field current Ifg, but when the generator voltage Vg is greater than the battery voltage Vb, the field power supply voltage Vf increases. Therefore, the field current Ifg becomes large even with the same duty ratio D. In other words, in order to generate the same field current Ifg as when the generator voltage Vg is high in the region where the generator voltage Vg is high, it is necessary to reduce the PWM duty ratio D.

本実施形態では、界磁電源電圧とPWMデューティ比との乗算値(Vf×D)を界磁電流Ifgと見立ててフィードバック制御するので、例えば、発電機電圧Vgが高い領域ではPWMデューティ比Dが小さく設定されるなど、界磁電源電圧Vfの大きさに応じたPWMデューティ比の重み設定をすることができる。これにより、例えば、Vg≦Vbでのある制御点からVg>Vbでのある制御点に遷移するとき、発電出力のオーバーシュートや出力変動が発生を防止することができる。   In the present embodiment, feedback control is performed assuming that the product value (Vf × D) of the field power supply voltage and the PWM duty ratio is the field current Ifg. For example, in the region where the generator voltage Vg is high, the PWM duty ratio D is The weight of the PWM duty ratio can be set according to the magnitude of the field power supply voltage Vf, such as being set small. Thereby, for example, when a transition is made from a certain control point where Vg ≦ Vb to a certain control point where Vg> Vb, it is possible to prevent the occurrence of overshoot and output fluctuation of the power generation output.

このように、上記第3の実施形態では、界磁電源電圧VfとPWMデューティ比Dとの積をフィードバック制御するので、実質的に界磁電流Ifgをフィードバック制御しているような制御効果を得ることができる。
また、界磁電源電圧Vfが大きい領域では、PWMデューティ比の重みを低電圧時と比べて小さく設定することができるので、界磁電源電圧の大きさを考慮した適切な制御を行うことができる。
As described above, in the third embodiment, since the product of the field power supply voltage Vf and the PWM duty ratio D is feedback-controlled, a control effect is obtained in which the field current Ifg is substantially feedback-controlled. be able to.
Further, in the region where the field power supply voltage Vf is large, the weight of the PWM duty ratio can be set smaller than that at the time of low voltage, so that appropriate control in consideration of the magnitude of the field power supply voltage can be performed. .

なお、上記各実施形態においては、目標モータトルク演算部8Aで算出されたトルク指令値Ttを発電機制御部8B及びモータ制御部8Cの両方に出力する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、トルク指令値Ttを発電機制御部8Bのみに出力するようにしてもよい。
この場合、図3における発電機・モータ制御部8Fのブロック図の詳細を図13に示すように、発電機制御部8Bの目標発電電力決定部104で算出された目標出力電力PGをモータ制御部8Cの目標モータトルク決定部201に出力する。そして、目標モータトルク決定部201で、当該目標出力電力PGに基づいて前記(5)式をもとにトルク指令値Tを算出し、このトルク指令値Tをトルク指令値Ttとしてモータ制御処理部202に出力して前述した図5のベクトル制御を行えばよい。
In each of the above embodiments, the case where the torque command value Tt calculated by the target motor torque calculation unit 8A is output to both the generator control unit 8B and the motor control unit 8C has been described. Instead, the torque command value Tt may be output only to the generator controller 8B.
In this case, as shown in FIG. 13 in detail of the block diagram of the generator / motor control unit 8F in FIG. 3, the target output power PG calculated by the target generated power determination unit 104 of the generator control unit 8B is converted into the motor control unit. Output to the target motor torque determination unit 201 of 8C. Then, the target motor torque determination unit 201 calculates a torque command value T based on the target output power PG based on the equation (5), and uses the torque command value T as the torque command value Tt. The vector control shown in FIG.

また、上記各実施形態においては、発電機制御部8Bに目標動作点設定部105を設けて目標V軸切片V0tを設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、発電機制御部8Bの目標発電電力決定部104で算出された目標出力電力PGに基づいて、モータ制御部8Cで目標V軸切片V0tを設定し、これを発電電力制御部107に出力するようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the case has been described in which the target operating point setting unit 105 is provided in the generator control unit 8B and the target V-axis intercept V 0 t is set. However, the present invention is not limited to this. Based on the target output power PG calculated by the target generated power determining unit 104 of the machine control unit 8B, the motor control unit 8C sets the target V-axis intercept V 0 t and outputs this to the generated power control unit 107. It may be.

本発明の実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing an embodiment of the present invention. 発電機の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of a generator. 図1の4WDコントローラの詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of 4WD controller of FIG. 図3の目標モータトルク演算部の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of the target motor torque calculating part of FIG. 図3のモータ制御部の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of the motor control part of FIG. 図3の発電機制御部の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of the generator control part of FIG. 電力制限値と目標出力電力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an electric power limit value and target output electric power. 目標動作点の選定方法を説明する図である。It is a figure explaining the selection method of a target operating point. 発電電力制御の概念を説明する図である。It is a figure explaining the concept of generated electric power control. 第1の実施形態における発電電力制御部の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of the generated electric power control part in 1st Embodiment. 第2、第3の実施形態における発電電力制御部の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of the generated electric power control part in 2nd, 3rd embodiment. PWMデューティ比Dと界磁電流Ifgとの関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between PWM duty ratio D and field current Ifg. 図3の発電機・モータ制御部の他の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other example of the generator and motor control part of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1L、1R 前輪
2 エンジン
3L、3R 後輪
4 モータ
6 ベルト
7 発電機
8 4WDコントローラ
8A 目標モータトルク演算部
8B 発電機制御部
8C モータ制御部
8D TCS制御部
8E クラッチ制御部
8F 発電機・モータ制御部
9 インバータ
10 ジャンクションボックス
11 減速機
12 クラッチ
27FL、27FR、27RL、27RR 車輪速センサ
101 モータ必要電力演算部
102 目標発電電力演算部
103 発電電力制限部
104 目標発電電力決定部
105 目標動作点設定部
106 現在動作点検出部
107 発電電力制御部
1L, 1R Front wheel 2 Engine 3L, 3R Rear wheel 4 Motor 6 Belt 7 Generator 8 4WD controller 8A Target motor torque calculation unit 8B Generator control unit 8C Motor control unit 8D TCS control unit 8E Clutch control unit 8F Generator / motor control Unit 9 Inverter 10 Junction box 11 Reducer 12 Clutch 27FL, 27FR, 27RL, 27RR Wheel speed sensor 101 Motor required power calculation unit 102 Target generated power calculation unit 103 Generated power limit unit 104 Target generated power determination unit 105 Target operating point setting unit 106 current operating point detection unit 107 generated power control unit

Claims (8)

主駆動輪を駆動する内燃機関と、その内燃機関で駆動される発電機と、当該発電機の電力がインバータを介して供給されて従駆動輪を駆動する交流モータとを備える車両用駆動制御装置において、
前記交流モータが必要とするモータ必要電力に基づいて、前記発電機が出力すべき目標出力電力を演算する目標出力電力演算手段と、該目標出力電力演算手段で算出された目標出力電力に基づいて、前記発電機の回転速度及び界磁電流をパラメータとする目標の発電機出力特性線を設定する特性線設定手段と、該特性線設定手段で設定された目標の発電機出力特性線に基づいて、前記発電機の界磁を制御する界磁制御手段とを備えることを特徴とする車両用駆動制御装置。
A vehicle drive control device comprising: an internal combustion engine that drives main driving wheels; a generator that is driven by the internal combustion engine; and an AC motor that is supplied with electric power from the generator via an inverter to drive the driven wheels. In
Based on the required motor power required by the AC motor, the target output power calculating means for calculating the target output power to be output by the generator, and the target output power calculated by the target output power calculating means , Based on the target generator output characteristic line set by the characteristic line setting means, characteristic line setting means for setting a target generator output characteristic line with the rotational speed and field current of the generator as parameters And a vehicle control device for controlling a field of the generator.
前記界磁制御手段は、前記発電機の出力電圧及び出力電流から決定される動作点を含む現在の発電機出力特性線が、前記目標の発電機出力特性線となるように前記発電機の界磁を制御することを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動制御装置。   The field control means controls the field of the generator so that a current generator output characteristic line including an operating point determined from the output voltage and output current of the generator becomes the target generator output characteristic line. The vehicle drive control device according to claim 1, wherein the vehicle drive control device is controlled. 前記発電機出力特性線を線形な線に近似し、前記界磁制御手段は、前記現在の発電機出力特性線の切片が前記目標の発電機出力特性線の切片となるように前記発電機の界磁を制御することを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動制御装置。   The generator output characteristic line is approximated to a linear line, and the field control means is configured so that the intercept of the current generator output characteristic line becomes the intercept of the target generator output characteristic line. The vehicle drive control device according to claim 2, wherein the vehicle drive control device is controlled. 前記発電機の界磁電流を検出する界磁電流検出手段を有し、前記界磁制御手段は、前記現在の発電機出力特性線が前記目標の発電機出力特性線となるように、前記界磁電流検出手段で検出された界磁電流をフィードバック制御することを特徴とする請求項2又は3に記載の車両用駆動制御装置。   Field current detecting means for detecting a field current of the generator, and the field control means is configured to detect the field current so that the current generator output characteristic line becomes the target generator output characteristic line. 4. The vehicle drive control device according to claim 2, wherein the field current detected by the detection means is feedback-controlled. 前記界磁制御手段は、前記現在の発電機出力特性線が前記目標の発電機出力特性線となるように、前記発電機の界磁をPWMデューティ比で制御することを特徴とする請求項2又は3に記載の車両用駆動制御装置。   4. The field control means controls the field of the generator with a PWM duty ratio so that the current generator output characteristic line becomes the target generator output characteristic line. The vehicle drive control device described in 1. 前記界磁制御手段は、前記発電機の界磁コイルへの供給電圧が大きいほど、前記PWMデューティ比を小さく設定することを特徴とする請求項5に記載の車両用駆動制御装置。   6. The vehicle drive control device according to claim 5, wherein the field control means sets the PWM duty ratio to be smaller as the supply voltage to the field coil of the generator is larger. 前記発電機はベルトによって駆動され、前記目標出力電力演算手段は、前記発電機を駆動するベルトの伝達可能トルクの上限に相当する電力制限値により、前記目標出力電力の上限を制限することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の車両用駆動制御装置。   The generator is driven by a belt, and the target output power calculation means limits the upper limit of the target output power by a power limit value corresponding to the upper limit of the transmittable torque of the belt that drives the generator. The vehicle drive control device according to any one of claims 1 to 6. 前記目標出力電力演算手段は、内燃機関の負荷過大による運転性劣化を防止可能な電力制限値により、前記目標出力電力の上限を制限することを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の車両用駆動制御装置。   The target output power calculation means limits the upper limit of the target output power with a power limit value that can prevent drivability deterioration due to excessive load of the internal combustion engine. The vehicle drive control device described in 1.
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