JP2007318981A - 電気自動車の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータ制御装置37は、MGユニット30の入力電力を制御してシステム電圧の変動を抑制するシステム電圧安定化制御を実行する。その際、交流モータ14のトルク制御とMGユニット30の入力電力制御とを独立に制御して、トルク制御と入力電力制御を安定化させる。更に、MGユニット30の入力電力制御の過渡状態のときに、定トルク曲線を電力制御ライン(目標軌跡)として設定し、交流モータ14のトルクが変動しないように該交流モータ14に流れる電流を電力制御ライン(つまり定トルク曲線)に沿って変化させるトレース制御を実行することで、不快なトルク変動を防止する。
【選択図】図2
Description
まず、図1に基づいて電気自動車の駆動システムの概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン12と第1の交流モータ13及び第2の交流モータ14が搭載され、エンジン12と第2の交流モータ14が車輪11を駆動する動力源となる。エンジン12のクランク軸15の動力は、遊星ギヤ機構16で二系統に分割される。この遊星ギヤ機構16は、中心で回転するサンギヤ17と、このサンギヤ17の外周を自転しながら公転するプラネタリギヤ18と、このプラネタリギヤ18の外周を回転するリングギヤ19とから構成され、プラネタリギヤ18には図示しないキャリアを介してエンジン12のクランク軸15が連結され、リングギヤ19には第2の交流モータ14の回転軸が連結され、サンギヤ17には、主に発電機として使用する第1の交流モータ13が連結されている。
モータ制御装置37は、システム起動後に平滑コンデンサ24のプリチャージが完了した後に、モータ制御システムのシャットダウンを解除して、モータ制御(トルク制御、システム電圧安定化制御)を実行する。
ために、第2のトルク制御電流演算部49で、第2の交流モータ14のトルク指令値T2*と回転速度N2 とに応じたトルク制御用の指令電流ベクトルit2* (d軸指令電流idt2*,q軸指令電流iqt2*)をマップ又は数式等により演算する。
R=|i2 |/|V2*−V0 |
モータ制御装置37は、システム起動直後で平滑コンデンサ24のプリチャージ完了前に、システム電圧の目標値Vs*と検出値Vsfとの偏差ΔVs が小さくなるように昇圧コンバータ21の出力電圧を制御する変換電圧制御を実行する。
Dc =Dvc
モータ制御装置37は、システム起動後に平滑コンデンサ24のプリチャージが完了した後に、前述した変換電圧制御を停止し、昇圧コンバータ21の出力電力の指令値Pif* と検出値Pi との偏差ΔPi が小さくなるように昇圧コンバータ21の出力電力を制御する変換電力制御に切り換える。
Dc =Dpc
Claims (13)
- 直流電源の電圧を変換して電源ラインにシステム電圧を発生させる変換手段と、前記電源ラインに接続されたインバータ及び該インバータで駆動される交流モータからなる少なくとも1つのモータ駆動ユニット(以下「MGユニット」と表記する)とを備えた電気自動車の制御装置において、
前記交流モータのトルク制御と前記MGユニットの入力電力制御とを独立に制御する電流制御手段と、
前記電流制御手段に入力電力制御用指令値を指令して前記システム電圧の変動を抑制するように前記MGユニットの入力電力を制御するシステム電圧安定化制御を実行するシステム電圧制御手段と、
前記変換手段の入力電力又は出力電力(以下「変換電力」という)を制御する変換電力制御を実行する変換電力制御手段と、
前記変換手段の出力電圧を制御する変換電圧制御を実行する変換電圧制御手段と、
前記変換電力制御と前記変換電圧制御のうちのいずれか一方を実行するように選択すると共に前記変換電圧制御の実行が選択される場合に前記システム電圧安定化制御の実行を禁止する選択手段とを備え、
前記電流制御手段は、前記MGユニットの入力電力制御の過渡状態において前記交流モータのトルクが変動しないように前記交流モータに流れる電流を所定の目標軌跡に沿って変化させるトレース制御手段を備えていることを特徴とする電気自動車の制御装置。 - 前記電流制御手段は、前記交流モータに流れる電流の検出値であるモータ検出電流を前記交流モータのトルク制御に関わるトルク制御用の検出電流と前記MGユニットの入力電力制御に関わる入力電力制御用の検出電流とに分離する電流分離手段を備え、
前記交流モータのトルク制御用の指令電流と前記トルク制御用の検出電流とに基づいてトルク制御用の指令電圧を演算すると共に、前記MGユニットの入力電力制御用の指令電流と前記入力電力制御用の検出電流とに基づいて入力電力制御用の指令電圧を演算し、前記トルク制御用の指令電圧と前記入力電力制御用の指令電圧とに基づいて前記交流モータに印加する電圧の指令値であるモータ指令電圧を演算することを特徴とする請求項1に記載の電気自動車の制御装置。 - 前記電流分離手段は、前記モータ指令電圧と前記モータ検出電流と前記トルク制御用の指令電圧とに基づいて前記トルク制御用の検出電流を演算することを特徴とする請求項2に記載の電気自動車の制御装置。
- 前記電流分離手段は、前記モータ指令電圧と前記モータ検出電流と前記入力電力制御用の指令電圧とに基づいて前記入力電力制御用の検出電流を演算することを特徴とする請求項2又は3に記載の電気自動車の制御装置。
- 前記トレース制御手段は、前記交流モータが発生するトルクと前記交流モータの機器定数とに基づいて前記目標軌跡を設定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。
- 前記トレース制御手段は、前記交流モータの界磁方向の軸(以下「d軸」という)及び該界磁方向と直角方向の軸(以下「q軸」という)によって規定される回転座標系において、前記交流モータのd軸電流成分とq軸電流成分のうちの一方の電流成分と前記目標軌跡とに基づいて他方の電流成分の目標値を演算し、該他方の電流成分を目標値に一致させるように制御することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。
- 前記システム電圧の目標値を設定する目標電圧設定手段と、
前記システム電圧を検出する電圧検出手段とを備え、
前記システム電圧制御手段は、前記目標電圧設定手段で設定したシステム電圧の目標値と前記電圧検出手段で検出したシステム電圧とに基づいて前記MGユニットの入力電力操作量を演算し、該入力電力操作量に基づいて前記電流制御手段に入力電力制御用指令値を指令して前記システム電圧を制御することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。 - 前記電圧検出手段で検出したシステム電圧のうちの所定の周波数以下の成分を通過させる第一の低域通過手段を備え、
前記システム電圧制御手段は、前記第一の低域通過手段を通過した所定の周波数以下のシステム電圧を用いて前記MGユニットの入力電力操作量を演算することを特徴とする請求項7に記載の電気自動車の制御装置。 - 前記変換電力の指令値を演算する変換電力指令値演算手段と、
前記変換電力を検出する変換電力検出手段とを備え、
前記変換電力制御手段は、前記変換電力指令値演算手段で演算した変換電力の指令値と前記変換電力検出手段で検出した変換電力とに基づいて前記変換電力の制御量を演算し、該変換電力の制御量に基づいて前記変換電力を制御することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。 - 前記変換電力指令値演算手段は、前記電源ラインに接続された前記MGユニットを含む全ての電気負荷の入力電力に基づいて前記変換電力の指令値を演算することを特徴とする請求項9に記載の電気自動車の制御装置。
- 前記電源ラインに接続された前記MGユニットを含む全ての電気負荷の入力電力のうちの所定の周波数以下の成分を通過させる第二の低域通過手段を備え、
前記変換電力指令値演算手段は、前記第二の低域通過手段を通過した所定の周波数以下の電力に基づいて前記変換電力の指令値を演算することを特徴とする請求項10に記載の電気自動車の制御装置。 - 前記システム電圧の目標値を設定する目標電圧設定手段と前記システム電圧を検出する電圧検出手段のうちの少なくとも一方と、
前記変換手段の出力電流を検出する電流検出手段とを備え、
前記変換電力検出手段は、前記目標電圧設定手段で設定したシステム電圧の目標値又は前記電圧検出手段で検出したシステム電圧と、前記電流検出手段で検出した変換手段の出力電流とに基づいて前記変換電力を演算することを特徴とする請求項9乃至11のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。 - 前記電流検出手段で検出した変換手段の出力電流のうちの所定の周波数以下の成分を通過させる第三の低域通過手段を備え、
前記変換電力検出手段は、前記第三の低域通過手段を通過した所定の周波数以下の出力電流を用いて前記変換電力を演算することを特徴とする請求項12に記載の電気自動車の制御装置。
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WO2018054544A1 (de) * | 2016-09-22 | 2018-03-29 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | System, umfassend einen ersten wechselrichter und einen zweiten wechselrichter, und ein verfahren zum betreiben des systems |
JP2020102948A (ja) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | オークマ株式会社 | 電力算出装置 |
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WO2018054544A1 (de) * | 2016-09-22 | 2018-03-29 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | System, umfassend einen ersten wechselrichter und einen zweiten wechselrichter, und ein verfahren zum betreiben des systems |
US11121636B2 (en) | 2016-09-22 | 2021-09-14 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | System including a first inverter and a second inverter, and method for operating the system |
JP2020102948A (ja) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | オークマ株式会社 | 電力算出装置 |
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