JP2007151203A - Motor generator control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータジェネレータの制御を行うシステムに関する。 The present invention relates to a system for controlling a motor generator.
モータジェネレータによって駆動される電動機駆動車両が用いられている。図4に電動機駆動車両を駆動する車両駆動システムの構成を示す。車両駆動システムは、電池10、電圧コンバータ回路12、インバータ回路14、モータジェネレータ16、トルク伝達機構18、車輪20を備えて構成される。
An electric motor driven vehicle driven by a motor generator is used. FIG. 4 shows the configuration of a vehicle drive system that drives an electric motor drive vehicle. The vehicle drive system includes a
電動機駆動車両の動作状態は、車輪20に加速トルクが伝達されるドライブモードと、車輪20に加速トルクが伝達されない非ドライブモードとに分けられる。ドライブモードでは、電圧コンバータ回路12は、電池10が出力する直流電圧の電圧値を車輪20に加速トルクを与えるのに十分な値に調整して出力する。インバータ回路14は、電圧コンバータ回路12が出力する直流電圧を3相交流電圧に変換して出力する。モータジェネレータ16はインバータ回路14から印加される3相交流電圧によって加速トルクを発生する。トルク伝達機構18はモータジェネレータ16が発生した加速トルクを車輪20に伝達する。一方、非ドライブモードでは、インバータ回路14は電圧コンバータ回路12が出力する直流電圧を交流電圧に変換する動作を行わない。これによってモータジェネレータ16に加速トルクは発生せず、車輪20には加速トルクが伝達されない。
The operation state of the motor-driven vehicle is divided into a drive mode in which acceleration torque is transmitted to the
エンジンによって駆動されるエンジン駆動車両は、エンジンによって車輪の回転が拘束されないニュートラルモードに制御することが一般的に可能である。ニュートラルモードでは、トルク伝達機構によりエンジンと車輪との間のトルクの伝達が機械的に切り離される。これによって、信号待ち等でエンジンをアイドリング状態としつつ一時停止する場合において、サイドブレーキを使用することでブレーキペダルやクラッチペダル等を踏み続ける必要がなくなる。また、走行中にニュートラルモードに制御した場合には、車輪の回転がエンジンによって拘束されない状態となるため、車両は慣性によって走行し続ける。 An engine-driven vehicle driven by an engine can generally be controlled to a neutral mode in which the rotation of wheels is not restricted by the engine. In the neutral mode, torque transmission between the engine and the wheels is mechanically disconnected by the torque transmission mechanism. This eliminates the need to keep stepping on the brake pedal, clutch pedal, or the like by using the side brake when the engine is temporarily stopped while waiting for a signal or the like. In addition, when the neutral mode is controlled during traveling, the rotation of the wheels is not restrained by the engine, so that the vehicle continues traveling due to inertia.
このようなエンジン駆動車両の操作性が、エンジン駆動車両のユーザに長年受け入れられてきた。そこで、電動機駆動車両においても、モータジェネレータによって車輪の回転が拘束されていないような感覚をユーザに与えるように制御することを可能とし、エンジン駆動車両との操作性の差異をなくすことが好ましい。 The operability of such engine-driven vehicles has been accepted by users of engine-driven vehicles for many years. Therefore, it is preferable that the motor-driven vehicle can be controlled so as to give the user a sense that the rotation of the wheels is not restricted by the motor generator, and the operability difference from the engine-driven vehicle is eliminated.
モータジェネレータと車輪との間のトルクの伝達を機械的に切り離す機構を設けない電動機駆動車両では、走行中に非ドライブモードとしても、モータジェネレータは電動機駆動車両の慣性によって回転し続ける。これによって、非ドライブモードでは、モータジェネレータ16の発電電圧と電圧コンバータ回路12が出力する電圧の大小関係によっては、モータジェネレータ16の発電によって車輪20に制動トルクが発生することがある。したがって、電動機駆動車両を非ドライブモードに制御したとしても、車輪20の回転が拘束されない状態になるとは限らず、ニュートラルモードに制御することが可能な車両との操作性の差異を完全に取り除くことはできない。
In an electric motor-driven vehicle that does not have a mechanism for mechanically separating torque transmission between the motor generator and wheels, the motor generator continues to rotate due to the inertia of the electric motor-driven vehicle even when the non-drive mode is set during traveling. Thus, in the non-drive mode, depending on the magnitude relationship between the power generation voltage of the
また、エンジンやモータジェネレータ等の駆動源によって車輪の回転が拘束されない状態では、ブレーキ等によって車輪に機械的に制動トルクを与えた場合、運動エネルギーが熱エネルギーとして消費されてしまうという問題がある。 Further, in a state where the rotation of the wheel is not restrained by a driving source such as an engine or a motor generator, there is a problem that kinetic energy is consumed as heat energy when a braking torque is mechanically applied to the wheel by a brake or the like.
上述のように、電動機駆動車両における非ドライブモードはニュートラルモードとは異なる動作状態であるが、モータジェネレータ16の発電電圧と電圧コンバータ回路12が出力する電圧の大小関係によっては、モータジェネレータ16によって車輪20の回転が拘束されない状態となることがある。このとき、車輪に機械的に制動トルクを与えると上述のようなエネルギー消費の問題が生じる。
As described above, the non-drive mode in the motor-driven vehicle is an operation state different from the neutral mode. However, depending on the magnitude relationship between the generated voltage of the
本発明はこのような課題に対してなされたものである。すなわち、車輪等の負荷の回転を拘束しない状態にモータジェネレータを制御することが可能なモータジェネレータ制御システム、および制動トルクを与える場合におけるエネルギーの消費を低減したモータジェネレータ制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made for such a problem. That is, an object of the present invention is to provide a motor generator control system capable of controlling a motor generator in a state in which the rotation of a load such as a wheel is not restricted, and a motor generator control system that reduces energy consumption when braking torque is applied. And
本発明は、直流電圧を出力する電池と、前記電池が出力する直流電圧の電圧値を調整して出力する電圧調整回路と、前記電圧調整回路が出力する直流電圧を交流電圧に変換し、モータジェネレータに印加するインバータ回路と、前記モータジェネレータの運転状態に応じて、前記インバータ回路が直流電圧を交流電圧に変換する直流交流変換を行うか否かを制御するインバータ回路制御部と、を備えるモータジェネレータ制御システムであって、前記インバータ回路において前記直流交流変換を行わない運転状態において、前記モータジェネレータに制動力を与える制御を行う場合、前記電圧調整回路は、前記モータジェネレータが発生する電力が回収される状態となるよう、出力する直流電圧の電圧値を調整することを特徴とする。 The present invention relates to a battery that outputs a DC voltage, a voltage adjustment circuit that adjusts and outputs a voltage value of a DC voltage that is output from the battery, a DC voltage that is output from the voltage adjustment circuit to an AC voltage, and a motor A motor comprising: an inverter circuit to be applied to a generator; and an inverter circuit control unit for controlling whether or not the inverter circuit performs DC / AC conversion for converting a DC voltage to an AC voltage according to an operating state of the motor generator. In the generator control system, in the operation state in which the DC / AC conversion is not performed in the inverter circuit, when the control for applying a braking force to the motor generator is performed, the voltage adjustment circuit collects the electric power generated by the motor generator. The voltage value of the DC voltage to be output is adjusted so as to be in a state of being performed.
また、本発明に係るモータジェネレータ制御システムにおいては、前記インバータ回路において前記直流交流変換を行わない運転状態において、前記モータジェネレータに制動力を与えない制御を行う場合、前記電圧調整回路は、前記モータジェネレータが発生する電力が回収されない状態となるよう、出力する直流電圧の電圧値を調整する構成とすることが好適である。 In the motor generator control system according to the present invention, in the operation state in which the DC / AC conversion is not performed in the inverter circuit, when performing control without applying braking force to the motor generator, the voltage adjustment circuit includes the motor It is preferable to adjust the voltage value of the output DC voltage so that the power generated by the generator is not recovered.
また、本発明に係るモータジェネレータ制御システムにおいては、前記インバータ回路において前記直流交流変換を行わない運転状態において、前記モータジェネレータに制動力を与える制御を行う場合、前記電圧調整回路は、前記モータジェネレータに与える制動力の大きさを示す制動力情報に応じて、出力する直流電圧の電圧値を調整する構成とすることが好適である。 In the motor generator control system according to the present invention, in the operation state in which the DC / AC conversion is not performed in the inverter circuit, when the control for applying a braking force to the motor generator is performed, the voltage adjustment circuit includes the motor generator It is preferable that the voltage value of the output DC voltage is adjusted according to braking force information indicating the magnitude of the braking force applied to the motor.
また、本発明に係るモータジェネレータ制御システムにおいては、前記インバータ回路は、前記インバータ回路の入力端子にカソード端子が接続され、前記インバータ回路の出力端子にアノード端子が接続されたダイオードを備え、前記インバータ回路において前記直流交流変換を行わない運転状態において、前記モータジェネレータに制動力を与える制御を行う場合、前記電圧調整回路は、前記アノード端子から前記カソード端子へと電流が流れるよう、出力する直流電圧の電圧値を調整する構成とすることが好適である。 In the motor generator control system according to the present invention, the inverter circuit includes a diode having a cathode terminal connected to an input terminal of the inverter circuit and an anode terminal connected to an output terminal of the inverter circuit, In the operation state in which the DC / AC conversion is not performed in the circuit, when performing control to apply a braking force to the motor generator, the voltage adjusting circuit outputs a DC voltage so that a current flows from the anode terminal to the cathode terminal. It is preferable that the voltage value is adjusted.
また、本発明に係るモータジェネレータ制御システムは、モータジェネレータによって駆動される電動機駆動車両に搭載することが好適である。 The motor generator control system according to the present invention is preferably mounted on an electric motor driven vehicle driven by a motor generator.
本発明に係るモータジェネレータ制御システムをモータジェネレータによって駆動される電動機駆動車両に搭載した場合、電動機駆動車両の傾きを検出してその値を出力する傾斜計を当該電動機駆動車両に設けることが好適である。このような構成では、前記インバータ回路において前記直流交流変換を行わない運転状態において、前記モータジェネレータに制動力を与える制御を行う場合、前記電圧調整回路は、前記モータジェネレータが発生する電力が回収される状態となるよう、さらに、前記傾斜計が出力する傾きに基づいて、出力する直流電圧の電圧値を調整することが好適である。 When the motor generator control system according to the present invention is mounted on an electric motor driven vehicle driven by the motor generator, it is preferable to provide the electric motor driven vehicle with an inclinometer that detects the inclination of the electric motor driven vehicle and outputs the value. is there. In such a configuration, in the operation state where the DC / AC conversion is not performed in the inverter circuit, when the control for applying a braking force to the motor generator is performed, the voltage adjustment circuit recovers the electric power generated by the motor generator. Further, it is preferable to adjust the voltage value of the DC voltage to be output based on the inclination output from the inclinometer.
本発明によれば、負荷の回転を拘束しない状態にモータジェネレータを制御することが可能なモータジェネレータ制御システム、制動トルクを与える場合におけるエネルギーの消費を低減したモータジェネレータ制御システムを実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the motor generator control system which can control a motor generator in the state which does not restrain rotation of load, and the motor generator control system which reduced the consumption of energy when giving braking torque are realizable. .
図1に本発明の実施形態に係る車両駆動システム100の構成を示す。車両駆動システム100は、電池10、電圧コンバータ回路12、インバータ回路14、モータジェネレータ16、トルク伝達機構18、車輪20、ブレーキペダル22、アクセルペダル24、チェンジレバー26、速度計28、電圧計30、制御部32を備えて構成される。図4に示す車両駆動システムと同一の構成部については同一の符号を付してその説明を簡略に行う。
FIG. 1 shows a configuration of a
車両駆動システム100は電動機駆動車両に搭載され、電動機駆動車両の走行を制御する。制御部32はチェンジレバー26の選択に従い、電動機駆動車両をドライブモードに制御するか非ドライブモードに制御するかを決定する。まず、電動機駆動車両をドライブモードに制御する場合の動作について説明する。
The
電池10は電圧コンバータ回路12の入力端子a1およびb1に直流電圧Eを印加する。電圧コンバータ回路12は、直流電圧Eを、制御部32から出力される電圧制御信号Suで規定される昇圧比で昇圧し、コンバータ出力電圧Voとしてインバータ回路14の入力端子a2およびb2に印加する。
The
インバータ回路14は、スイッチング素子Sw1〜Sw6、ダイオードD1〜D6を備えて構成される。スイッチング素子Sw1〜Sw3のそれぞれの片方の端子は入力端子a2に接続される。スイッチング素子Sw4〜Sw6のそれぞれの片方の端子は入力端子b2に接続される。スイッチング素子Sw1〜Sw3の入力端子a2に接続されている端子とは反対側の端子は、それぞれSw4〜Sw6の入力端子b2に接続されている端子とは反対側の端子に接続される。スイッチング素子Sw1とSw4の接続点、スイッチング素子Sw2とSw5の接続点、およびスイッチング素子Sw3とSw6の接続点はそれぞれモータジェネレータの端子u、v、およびwに接続される。ダイオードD1〜D3は、それぞれスイッチング素子Sw1〜Sw3に、入力端子a2の側がカソード端子となるよう並列接続される。ダイオードD4〜D6は、それぞれスイッチング素子Sw4〜Sw6に、入力端子b2の側がアノード端子となるよう並列接続される。スイッチング素子Sw1〜Sw6には、制御部32から引き出された制御線T1〜T6がそれぞれ接続される。スイッチング素子Sw1〜Sw6は、それぞれ制御線T1〜T6によって供給される制御信号C1〜C6によって制御される。
The
制御信号C1〜C6は、所定の周波数の矩形波電圧とする。制御信号C1〜C6のデューティ比および制御信号C1〜C6の相互間のタイミングの差は、端子uと端子vとの間の電圧Vuv、端子vと端子wとの間の電圧Vvw、および端子wと端子uとの間の電圧Vwuが、互いに位相差が120°である3相交流電圧をなすよう、制御部32によって設定される。電圧計30は、電圧Vuv、Vvw、およびVwuの波高値を検出し、その値をそれぞれ検出電圧波高値Euv、Evw、およびEwuとして制御部32に出力する。
The control signals C1 to C6 are rectangular wave voltages having a predetermined frequency. The duty ratio of the control signals C1 to C6 and the timing difference between the control signals C1 to C6 are the voltage Vuv between the terminal u and the terminal v, the voltage Vvw between the terminal v and the terminal w, and the terminal w. And the terminal u are set by the
モータジェネレータ16は電圧Vuv、Vvw、およびVwuがなす3相交流電圧によって加速トルクを発生する。トルク伝達機構18はモータジェネレータ16が発生した加速トルクを車輪20に伝達する。電動機駆動車両は、車輪20に伝達された加速トルクによって走行する。
The
電動機駆動車両の加速度は、コンバータ出力電圧Vo、電圧Vuv、Vvw、およびVwuがなす3相交流電圧の電圧または周波数によって調整することができる。すなわち、制御部32は、アクセルペダル24の踏み込みの程度および速度計28が検出する電動機駆動車両の速度に応じてコンバータ出力電圧Voを決定し、電圧コンバータ回路12に当該決定されたコンバータ出力電圧Voを出力させるための電圧制御信号Suを電圧コンバータ回路12に出力する。また、制御部32は、アクセルペダル24の踏み込みの程度および速度計28が検出する電動機駆動車両の速度に応じた3相交流電圧の周波数を設定する制御信号C1〜C6をそれぞれスイッチング素子Sw1〜Sw6に出力する。
The acceleration of the motor-driven vehicle can be adjusted by the voltage or frequency of the three-phase AC voltage formed by the converter output voltage Vo, the voltages Vuv, Vvw, and Vwu. That is, the
ブレーキペダル22は、トルク伝達機構18を介して車輪20に機械的に制動トルクを与える。また、ブレーキペダル22の踏み込み量を示すブレーキ踏み込み量Bを制御部32に出力する。
The
次に、電動機駆動車両を非ドライブモードに制御する場合の動作について説明する。非ドライブモードでは、スイッチング素子Sw1〜Sw6が開放状態となるよう制御される。スイッチング素子Sw1〜Sw6が開放状態となった場合には、端子u、vおよびwはそれぞれダイオードD1、D2、およびD3を介して入力端子a2に、また、端子u、vおよびwはそれぞれダイオードD4、D5、およびD6を介して入力端子b2に電気的に接続される。 Next, an operation when the motor-driven vehicle is controlled to the non-drive mode will be described. In the non-drive mode, the switching elements Sw1 to Sw6 are controlled to be in an open state. When the switching elements Sw1 to Sw6 are opened, the terminals u, v, and w are respectively connected to the input terminal a2 via the diodes D1, D2, and D3, and the terminals u, v, and w are respectively the diode D4. , D5, and D6 to be electrically connected to the input terminal b2.
これによって、車輪20が停止しモータジェネレータ16が停止しているときには、インバータ回路14からモータジェネレータ16に電圧Vuv、Vvw、およびVwuが印加されず、モータジェネレータ16は加速トルクを発生しない。
Thus, when the
車両駆動システム100では、モータジェネレータ16と車輪20との間のトルクの伝達を機械的に切り離す機構を設けない。そのため、走行中に非ドライブモードの制御がなされると、モータジェネレータ16は電動機駆動車両の慣性によって回転し続ける。このときモータジェネレータ16は、端子uと端子vとの間、端子vと端子wとの間、および端子wと端子uとの間に、それぞれ発電電圧Vguv、Vgvw、およびVgwuを発生する。発電電圧Vguv、Vgvw、およびVgwuは、3相交流電圧をなす。
In
非ドライブモードに制御されている状態では、ダイオードD1〜D6の整流作用により、コンバータ出力電圧Voの大きさと、発電電圧Vguv、Vgvw、およびVgwuのそれぞれの大きさの大小関係に基づいてモータジェネレータ16に回生電流が流れるか否かが定まる。また、回生電流が流れる場合には、コンバータ出力電圧Voの大きさに基づいて回生電流の大きさが定まる。回生電流は、モータジェネレータ16に回生制動トルクを発生させる。
In the state controlled to the non-drive mode, the
そこで、本実施形態に係る車両駆動システム100では、コンバータ出力電圧Voを変化させることによってモータジェネレータ16に発生させる回生制動トルクを調整するとともに、回生電流によって電池10を充電する。
Therefore, in the
制御部32が車両駆動システム100を非ドライブモードに制御する具体的な処理について図2に示すフローチャートを参照して説明する。この処理は、チェンジレバー26が非ドライブモードの制御からドライブモードの制御を選択した場合にはいずれのステップを実行中においても中断し、ドライブモードに移行するものとする。
A specific process in which the
制御部32は、チェンジレバー26が非ドライブモードの制御を選択すると、スイッチング素子Sw1〜Sw6を開放状態とする制御信号C1〜C6を、それぞれスイッチング素子Sw1〜Sw6に出力する(S1)。これによってスイッチング素子Sw1〜Sw6は開放状態となる。
When the
制御部32は、速度計28が検出する速度を読み込み、電動機駆動車両が走行しているか否かを判定する(S2)。制御部32は、電動機駆動車両が走行していると判定した場合にはステップS3へ処理を移行し、電動機駆動車両が走行していないと判定した場合にはステップS2の判定を繰り返す。制御部32は、ステップS3においてブレーキペダル22が踏み込まれたか否かを判定する(S3)。
The
制御部32は、ブレーキペダル22が踏み込まれていないと判定した場合には(S3)、電圧計30が出力する検出電圧波高値Euv、Evw、およびEwuを読み込む(S4)。そして、コンバータ出力電圧Voの大きさを、検出電圧波高値Euv、Evw、およびEwuのいずれの大きさよりも大きい値とする制御信号SuGを電圧コンバータ回路12に出力する(S5)。制御部32は、ステップS5を終了した後、再びステップS3の処理を開始する。
When it is determined that the
制御部32は、ブレーキペダル22が踏み込まれたと判定した場合には(S3)、ブレーキ踏み込み量Bをブレーキペダル22から読み込み、検出電圧波高値Euv、Evw、およびEwuを電圧計30から読み込む(S6)。制御部32は、ブレーキ踏み込み量Bならびに検出電圧波高値Euv、Evw、およびEwuと、当該ブレーキ踏み込み量Bに応じた回生制動トルクを発生させるためのコンバータ出力電圧Voである目標コンバータ出力電圧VoTとを対応付けた電圧決定テーブルを予め記憶している。図3に電圧決定テーブルの例を示す。最も上の欄はブレーキ踏み込み量Bを示し、最も左の欄は検出電圧波高値Euv、Evw、およびEwuのうちの最大値を示す。図3の太枠で囲まれた領域には、ブレーキ踏み込み量Bならびに検出電圧波高値Euv、Evw、およびEwuのうちの最大値に対応する目標コンバータ電圧VoTが記述される。制御部32は、電圧決定テーブルを参照し、読み込まれたブレーキ踏み込み量B、ならびに読み込まれた検出電圧波高値Euv、Evw、およびEwuに対応する目標コンバータ出力電圧VoTを決定する(S7)。制御部32は、コンバータ出力電圧Voを目標コンバータ電圧VoTと一致させる制御信号SuTを電圧コンバータ回路に出力する(S8)。制御部32は、ステップS8を終了した後、再びステップS2の処理を開始する。
When it is determined that the
このような制御部32の処理により、電動機駆動車両の走行中に非ドライブモードに制御され、ブレーキペダル22が踏み込まれていないときには、制御部32から電圧コンバータ回路12に制御信号SuGが出力される(S3〜S5)。これによって、電圧コンバータ回路12はその大きさが検出電圧波高値Euv、Evw、およびEwuのいずれの大きさよりも大きい電圧VoGを出力する。このとき、ダイオードD1〜D6の端子間には、常に逆方向バイアス電圧が印加されるため、端子u、v、およびwは開放端となり、モータジェネレータ16には回生電流は流れない。したがって、電動機駆動車両は、モータジェネレータ16によって車輪20の回転が拘束されていない状態となる。
By such processing of the
一方、電動機駆動車両の走行中に非ドライブモードに制御され、ブレーキペダル22が踏み込まれたときは、制御部32から電圧コンバータ回路12に制御信号SuTが出力される(S3、S6〜S8)。これによって、電圧コンバータ回路12は目標コンバータ出力電圧VoTを出力する。
On the other hand, when the motor driven vehicle is controlled to the non-drive mode and the
目標コンバータ出力電圧VoTは、ブレーキ踏み込み量Bが大きい程、モータジェネレータ16に回生制動トルクを発生する回生電流が大きくなるよう、すなわち、ブレーキ踏み込み量Bが大きい程、目標コンバータ出力電圧VoTの値が小さくなるよう決定される。このように決定される目標コンバータ出力電圧VoTは、その大きさが検出電圧波高値Euv、Evw、およびEwuのいずれの大きさよりも小さい。さらに、発電電圧Vguv、Vgvw、およびVgwuは、波高値がそれぞれ検出電圧波高値Euv、Evw、およびEwuと一致する3相交流電圧であるため、ダイオードD1〜D6のそれぞれの端子間に印加される電圧には、順方向バイアス電圧となる期間がある。
The target converter output voltage VoT is such that the larger the brake depression amount B is, the larger the regenerative current for generating the regenerative braking torque in the
ダイオードD2およびD4の端子間に順方向バイアス電圧が加えられている期間には、端子uから回生電流が流入し、端子vから回生電流が流出する。ダイオードD1およびD5の端子間に順方向バイアス電圧が加えられている期間には、端子vから回生電流が流入し、端子uから回生電流が流出する。ダイオードD3およびD5の端子間に順方向バイアス電圧が加えられている期間には、端子vから回生電流が流入し、端子wから回生電流が流出する。ダイオードD2およびD6の端子間に順方向バイアス電圧が加えられている期間には、端子wから回生電流が流入し、端子vから回生電流が流出する。ダイオードD1およびD6の端子間に順方向バイアス電圧が加えられている期間には、端子wから回生電流が流入し、端子uから回生電流が流出する。ダイオードD3およびD4の端子間に順方向バイアス電圧が加えられている期間には、端子uから回生電流が流入し、端子wから回生電流が流出する。 During the period when the forward bias voltage is applied between the terminals of the diodes D2 and D4, the regenerative current flows from the terminal u and the regenerative current flows from the terminal v. During a period in which a forward bias voltage is applied between the terminals of the diodes D1 and D5, the regenerative current flows from the terminal v and the regenerative current flows from the terminal u. During the period when the forward bias voltage is applied between the terminals of the diodes D3 and D5, the regenerative current flows from the terminal v and the regenerative current flows from the terminal w. During a period in which a forward bias voltage is applied between the terminals of the diodes D2 and D6, the regenerative current flows from the terminal w and the regenerative current flows from the terminal v. During a period in which a forward bias voltage is applied between the terminals of the diodes D1 and D6, a regenerative current flows from the terminal w and a regenerative current flows from the terminal u. During the period in which the forward bias voltage is applied between the terminals of the diodes D3 and D4, the regenerative current flows from the terminal u and the regenerative current flows from the terminal w.
モータジェネレータ16には回生電流が流れることによって回生制動トルクが発生する。回生制動トルクの大きさはブレーキ踏み込み量Bに応じて定まる。したがって、ブレーキペダル22の踏み込みによって車輪20に機械的に制動トルクを与える他、モータジェネレータ16の回生制動トルクを車輪20に与えることによって、電動機駆動車両の制動効果を高めることができる。
A regenerative braking torque is generated when a regenerative current flows through the
また、ダイオードD1〜D6のそれぞれの端子間に印加される電圧が順方向バイアス電圧となる期間があることによって、インバータ回路14からは、ダイオードD1〜D6によって整流された整流電流IDが入力端子a2を介して流出し、インバータ回路には、入力端子b2を介して帰路電流としての整流電流IDが流入する。
Further, since there is a period in which the voltage applied between the respective terminals of the diodes D1 to D6 becomes the forward bias voltage, the rectified current ID rectified by the diodes D1 to D6 is supplied from the
電圧コンバータ回路12には、入力端子a2を介して整流電流IDが流入し、電圧コンバータ回路12からは、入力端子b2を介して帰路電流としての整流電流IDが流出する。電圧コンバータ回路12は、整流電流IDによって電池10を充電する。
The rectified current ID flows into the
これによって、電動機駆動車両が有していた運動エネルギーを、電気エネルギーとして電池10に回収することができ、電動機駆動車両の制動によるエネルギーの消費を低減することができる。
As a result, the kinetic energy possessed by the motor-driven vehicle can be recovered as electric energy in the
なお、本実施形態に係る車両駆動システム100は、電動機駆動車両が坂道を走行しているときに非ドライブモードに制御され、ブレーキペダル22が踏み込まれたときの回生制動トルクを特に大きくする構成とすることが可能である。この場合、車両駆動システム100には、電動機駆動車両の傾きを検出してその値を制御部32に出力する傾斜計を設ける。傾斜計としては、重力加速度を検出する装置を適用することが好適である。
The
制御部32は、図2のステップS7において、傾斜計から読み込んだ傾きに応じ、電圧決定テーブルを参照して決定した目標コンバータ電圧VoTより小さい、修正を加えた目標コンバータ電圧VoTを決定する。例えば、傾きが水平面に対してα[rad]である場合には、電圧決定テーブルを参照して決定した目標コンバータ電圧VoTにcosαを乗じて修正を加えた目標コンバータ電圧VoTを決定する。ただし、電圧コンバータ回路12の構成によっては修正を加えた目標コンバータ電圧VoTを電池10が出力する電圧Eより小さくすることはできない場合がある。この場合には、修正を加えた目標コンバータ電圧VoTの値が電池10の電圧Eよりも小さくなったときには、電圧Eを修正を加えた目標コンバータ電圧VoTとする処理を行うことが好適である。
In step S7 of FIG. 2, the
このような構成によって、電動機駆動車両が坂道を走行しているときの制動効果を高めることができる。 With such a configuration, it is possible to enhance the braking effect when the motor-driven vehicle is traveling on a slope.
10 電池、12 電圧コンバータ回路、14 インバータ回路、16 モータジェネレータ、18 トルク伝達機構、20 車輪、22 ブレーキペダル、24 アクセルペダル、26 チェンジレバー、28 速度計、30 電圧計、32 制御部、Sw1〜Sw6 スイッチング素子、D1〜D6 ダイオード。 10 batteries, 12 voltage converter circuits, 14 inverter circuits, 16 motor generators, 18 torque transmission mechanisms, 20 wheels, 22 brake pedals, 24 accelerator pedals, 26 change levers, 28 speedometers, 30 voltmeters, 32 control units, Sw1 Sw6 switching element, D1-D6 diode.
Claims (4)
前記電池が出力する直流電圧の電圧値を調整して出力する電圧調整回路と、
前記電圧調整回路が出力する直流電圧を交流電圧に変換し、モータジェネレータに印加するインバータ回路と、
前記モータジェネレータの運転状態に応じて、前記インバータ回路が直流電圧を交流電圧に変換する直流交流変換を行うか否かを制御するインバータ回路制御部と、
を備えるモータジェネレータ制御システムであって、
前記インバータ回路において前記直流交流変換を行わない運転状態において、前記モータジェネレータに制動力を与える制御を行う場合、前記電圧調整回路は、前記モータジェネレータが発生する電力が回収される状態となるよう、出力する直流電圧の電圧値を調整することを特徴とするモータジェネレータ制御システム。 A battery that outputs a DC voltage;
A voltage adjusting circuit that adjusts and outputs the voltage value of the DC voltage output by the battery;
An inverter circuit that converts the DC voltage output by the voltage adjustment circuit into an AC voltage and applies the motor voltage to the motor generator;
An inverter circuit control unit for controlling whether or not the inverter circuit performs DC / AC conversion for converting a DC voltage into an AC voltage according to an operation state of the motor generator;
A motor generator control system comprising:
In the operation state in which the inverter circuit does not perform the DC-AC conversion, when performing control to apply a braking force to the motor generator, the voltage adjustment circuit is in a state where the electric power generated by the motor generator is recovered. A motor generator control system characterized by adjusting a voltage value of a DC voltage to be output.
前記インバータ回路において前記直流交流変換を行わない運転状態において、前記モータジェネレータに制動力を与えない制御を行う場合、前記電圧調整回路は、前記モータジェネレータが発生する電力が回収されない状態となるよう、出力する直流電圧の電圧値を調整することを特徴とするモータジェネレータ制御システム。 The motor generator control system according to claim 1,
In an operation state in which the DC / AC conversion is not performed in the inverter circuit, when performing control without applying braking force to the motor generator, the voltage adjustment circuit is in a state in which the electric power generated by the motor generator is not recovered. A motor generator control system characterized by adjusting a voltage value of a DC voltage to be output.
前記インバータ回路において前記直流交流変換を行わない運転状態において、前記モータジェネレータに制動力を与える制御を行う場合、前記電圧調整回路は、前記モータジェネレータに与える制動力の大きさを示す制動力情報に応じて、出力する直流電圧の電圧値を調整することを特徴とするモータジェネレータ制御システム。 The motor generator control system according to claim 1 or 2,
In the operation state in which the DC / AC conversion is not performed in the inverter circuit, when performing control for applying a braking force to the motor generator, the voltage adjustment circuit uses braking force information indicating the magnitude of the braking force applied to the motor generator. The motor generator control system is characterized in that the voltage value of the output DC voltage is adjusted accordingly.
前記インバータ回路は、前記インバータ回路の入力端子にカソード端子が接続され、前記インバータ回路の出力端子にアノード端子が接続されたダイオードを備え、
前記インバータ回路において前記直流交流変換を行わない運転状態において、前記モータジェネレータに制動力を与える制御を行う場合、前記電圧調整回路は、前記アノード端子から前記カソード端子へと電流が流れるよう、出力する直流電圧の電圧値を調整することを特徴とするモータジェネレータ制御システム。 The motor generator control system according to any one of claims 1 to 3,
The inverter circuit includes a diode having a cathode terminal connected to an input terminal of the inverter circuit and an anode terminal connected to an output terminal of the inverter circuit;
In the operation state where the inverter circuit does not perform the DC-AC conversion, when performing control to apply a braking force to the motor generator, the voltage adjustment circuit outputs so that a current flows from the anode terminal to the cathode terminal. A motor generator control system for adjusting a voltage value of a DC voltage.
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