JP2008167599A - Electric vehicle - Google Patents

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Inventor
Hiroyuki Sakadai
弘幸 坂大
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Toyota Motor Corp
トヨタ自動車株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a regenerative power generation control by a simple control structure for preventing generation of a high-temperature state that would makes it necessary to limit the output, with regard to a motor generator mounted on an electric vehicle. <P>SOLUTION: A determination section 250 compares an integrated value Tqint of an absolute value of a torque command Tqcom within a certain period of time retrospective by a prescribed period of time from the current time, calculated by a torque integration section 240, with a reference value Tr and switches on a high-torque flag Fht, when Tqint≥Tr. A braking coordination and control section 150 calculates the total braking power Pt required due to an entire vehicle from a brake-depressing force BK of a driver and the like and controls sharing between a hydraulic brake and a regenerative brake by the motor generator. A braking power distribution section 170 limits regenerative braking, in such a way that the regenerative braking power Pmg# set up, when the high-torque flag Fht is set on becomes smaller than the regenerative braking power Pmg set up, when the high-torque flag Fht is set off. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、電動車両に関し、より特定的には、車両駆動力の発生および回生制動時の回生発電を行なうモータジェネレータを搭載した電動車両に関する。   The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly, to an electric vehicle equipped with a motor generator that generates vehicle driving force and performs regenerative power generation during regenerative braking.

近年環境に配慮した自動車としてハイブリッド車両が注目されている。ハイブリッド車両は、従来のエンジンに加え車両駆動用電動機によって車両走行パワーを発生することが可能な自動車である。特に、車両の回生制動時に回生発電によりエネルギ回収するように、車両用電動機としては電動機および発電機の機能を併せ持つモータジェネレータ(電動発電機)が一般に採用される。   In recent years, hybrid vehicles have attracted attention as environmentally friendly vehicles. A hybrid vehicle is an automobile capable of generating vehicle running power by a vehicle driving motor in addition to a conventional engine. In particular, a motor generator (motor generator) having both the functions of a motor and a generator is generally employed as a vehicle motor so that energy is recovered by regenerative power generation during regenerative braking of the vehicle.

電動車両では、車両駆動力を発生する力行時および回生制動力を発生させる回生時における電動発電機によるトルク出力に伴い、電動発電機の温度(以下、モータ温度とも称する)が主にコイル巻線での発熱により上昇する。モータ温度が上昇すると、電流量すなわち出力トルクの制限が必要となるため、電動発電機により発生できる車両駆動力が制限されることとなる。   In an electric vehicle, the temperature of the motor generator (hereinafter also referred to as the motor temperature) is mainly coil winding in accordance with the torque output by the motor generator during power running that generates vehicle driving force and during regeneration that generates regenerative braking force. The temperature rises due to heat generation at When the motor temperature rises, it is necessary to limit the amount of current, that is, the output torque, so that the vehicle driving force that can be generated by the motor generator is limited.

このような現象を回避するために、特開2002−369578号公報(以下、特許文献1)には、ハイブリッド車両に搭載された電動モータの過熱状態を温度センサを用いることなく簡易に防止することが可能な制御装置が開示されている。特許文献1による制御装置によれば、電動モータのトルク指令値に基づきファジー推論等により電動モータの推定温度変化量を求めて、この推定温度変化量の積分により累積温度変化量をさらに求め、この累積温度変化量が所定値を超えたときに電動モータの出力が制限される。
特開2002−369578号公報
このような現象を回避するために、特開2002−369578号公報(以下、特許文献1)には、ハイブリッド車両に搭載された電動モータの過熱状態を温度センサを用いることなく簡易に防止することが可能な制御装置が開示されている。特許文献1による制御装置によれば、電動モータのトルク指令値に基づきファジー推論等により電動モータの推定温度変化量を求めて、この推定温度変化量の積分により累積温度変化量をさらに求め、この累積温度変化量が所定値を超えたときに電動モータの出力が制限される。
特開2002−369578号公報
In order to avoid such a phenomenon, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-369578 (hereinafter referred to as Patent Document 1) simply prevents overheating of an electric motor mounted on a hybrid vehicle without using a temperature sensor. A control device capable of performing the above is disclosed. According to the control device according to Patent Document 1, the estimated temperature change amount of the electric motor is obtained by fuzzy inference based on the torque command value of the electric motor, and the accumulated temperature change amount is further obtained by integration of the estimated temperature change amount. When the cumulative temperature change exceeds a predetermined value, the output of the electric motor is limited. In order to avoid such a phenomenon, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-369578 (hereinafter referred to as Patent Document 1) simply prevents overheating of an electric motor mounted on a hybrid vehicle without using a temperature sensor. A control device capable of performing the above is disclosed. According to the control device according to Patent Document 1, the estimated temperature change amount of the electric motor is obtained by fuzzy inference based on the torque command value of the electric motor, and the accumulated temperature change amount is further obtained by integration of the estimated temperature change amount. When the cumulative temperature change exceeds a predetermined value, the output of the electric motor is limited.
JP 2002-369578 A JP 2002-369578 A

しかしながら、特許文献1による制御装置では、トルク指令値から温度変化量を推定するために制御が複雑化する。また、出力制限により電動発電機を過高温から保護できる反面、出力制限のために電動発電機の出力(力行)トルクが制限されて動力性能が不十分となる状態を回避するような予防的な制御を行なうことはできない。   However, in the control device according to Patent Document 1, the control is complicated because the temperature change amount is estimated from the torque command value. Moreover, while the motor generator can be protected from an excessively high temperature by limiting the output, it is preventive to avoid a situation where the output (powering) torque of the motor generator is limited to limit the output and the power performance becomes insufficient. It cannot be controlled.

この結果、比較的勾配が緩い下り坂が連続する場合や、降坂走行および登坂走行が交互に連続する山岳路走行時において、回生発電のための回生トルク出力によってモータ温度が上昇し、降坂走行後の登坂走行や平坦路走行時に電動発電機の出力(力行)トルクが制限されて、車両の動力性能を十分に発揮できなくなる可能性がある。   As a result, the motor temperature rises due to the regenerative torque output for regenerative power generation when downhills with relatively gentle slopes continue or when traveling on mountain roads where downhill running and uphill running continue alternately. There is a possibility that the output (powering) torque of the motor generator is limited during climbing or running on a flat road after running, and the vehicle's power performance may not be fully exhibited.

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、電車車両に搭載された電動発電機について出力制限が必要となるような高温状態の発生を予防するための回生発電制御を簡易な制御構成により実現することである。   The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to generate a high-temperature state that requires output limitation for a motor generator mounted on a train car. This is to realize regenerative power generation control for prevention with a simple control configuration.

この発明による電動車両は、電動発電機と、電力変換装置と、少なくとも運転者によるブレーキ操作に応じて、回生制動動作時における電動発電機のトルク指令値を生成するための回生制御部とを備える。電動発電機は、車輪との間で回転力を相互に伝達可能に構成される。電力変換装置は、電動発電機がトルク指令値に従ったトルクを出力するように、充電可能な電源および電動発電機の間で双方向の電力変換を行なう。回生制御部は、現時
点から所定の一定時間遡及した期間内における電動発電機の出力トルクの積算値を逐次求めるトルク積算部と、トルク積算部による積算値が、所定の基準値以上である第1の状態および、基準値未満である第2の状態のいずれであるかを判定する判定部とを含む。さらに、回生制御部は、判定部による判定結果に基づき、同一のブレーキ操作に対応する第1および第2の状態のそれぞれでの回生制動動作時のトルク指令値について、第1の状態時には第2の状態時よりもトルク指令値の絶対値が小さくなるように制限する。
An electric vehicle according to the present invention includes a motor generator, a power converter, and a regenerative control unit for generating a torque command value of the motor generator during a regenerative braking operation according to at least a brake operation by a driver. . A motor generator is comprised so that a rotational force can be mutually transmitted between wheels. The power converter performs bidirectional power conversion between the rechargeable power source and the motor generator so that the motor generator outputs torque according to the torque command value. The regenerative control unit includes a torque integrating unit that sequentially obtains an integrated value of the output torque of the motor generator within a period retroactive for a predetermined period of time from the current time, and an integrated value by the torque integrating unit is equal to or greater than a predetermined reference value. And a determination unit that determines which of the second state is less than the reference value. Furthermore, the regenerative control unit determines the second torque command value for the regenerative braking operation in each of the first and second states corresponding to the same brake operation based on the determination result by the determination unit. The absolute value of the torque command value is limited to be smaller than that in the state.

上記電動車両によれば、現時点までの一定時間内での出力トルク積算値が基準値以上となったときには、回生発電による電動発電機の発熱を抑制することができる。この結果、積算処理によるトルク積算値の監視という比較的簡易な制御構成により、電動発電機の出力(力行トルク)制限により動力性能を十分に発揮できなくなるような高温状態の発生を効果的に予防できる。特に、予防的な回生電力制限により電動発電機の大きな温度上昇を回避できるので、冷却構造の簡略化による電動発電機体格の小型化、あるいは、温度上昇時の走行性能確保のための車両全体のローギヤ化を回避したハイギヤ化による高速走行時の燃費向上を図ることができ、電動発電機に関連した仕様設計を効率的にすることについても可能となる。   According to the above electric vehicle, when the output torque integrated value within a certain time period up to the present time becomes equal to or higher than the reference value, heat generation of the motor generator due to regenerative power generation can be suppressed. As a result, it is possible to effectively prevent the occurrence of a high-temperature state in which the power performance cannot be fully exhibited by limiting the output (power running torque) of the motor generator with a relatively simple control configuration of monitoring the torque integrated value by integration processing. it can. In particular, preventive regenerative power limitation can avoid a large temperature increase of the motor generator, so the motor generator can be downsized by simplifying the cooling structure, or the entire vehicle can be secured to ensure running performance when the temperature increases. It is possible to improve fuel efficiency during high-speed driving by using high gears that avoid low gears, and it is also possible to make efficient specification design related to motor generators.

好ましくは、回生制御部は、制動協調制御部と、回生トルク設定部とを含む。制動協調制御部は、電動車両の状態およびブレーキ操作に応じて、車両全体での要求制動パワーを算出するとともに該要求制動パワーのうちの電動発電機が分担する回生制動パワーを設定する。回生トルク設定部は、制動強調制御部によって設定された回生制動パワーに従って回生制動動作時のトルク指令値を生成する。そして、制動協調制御部は、判定部による判定結果に基づき、同一のブレーキ操作に対応して設定される回生制動パワーを、第1の状態時には第2の状態時よりも低く制限する。   Preferably, the regeneration control unit includes a braking cooperative control unit and a regeneration torque setting unit. The braking cooperative control unit calculates the required braking power for the entire vehicle according to the state of the electric vehicle and the brake operation, and sets the regenerative braking power shared by the motor generator in the required braking power. The regenerative torque setting unit generates a torque command value during regenerative braking operation according to the regenerative braking power set by the braking emphasis control unit. Then, the braking coordination control unit limits the regenerative braking power set corresponding to the same brake operation based on the determination result by the determination unit to be lower than that in the second state in the first state.

また好ましくは、回生制御部は、電源の充電状態に応じて電源の充電要求電力を設定する充電制御部をさらに含む。制動協調制御部は、充電要求電力以下の範囲内で回生制動パワーを設定し、充電制御部は、判定部による判定結果に基づき、同一の充電状態に対応して設定される充電要求電力を、第1の状態時には第2の状態時よりも低く制限する。   Preferably, the regeneration control unit further includes a charge control unit that sets a required power charge of the power supply in accordance with a charge state of the power supply. The braking coordination control unit sets the regenerative braking power within the range of the charging request power or less, and the charging control unit sets the charging request power set corresponding to the same charging state based on the determination result by the determination unit. The first state is limited to be lower than that in the second state.

このような構成とすることにより、制動協調制御あるいは充電要求制御の調整によって、一定時間内での出力トルク積算値が基準値以上となったときに回生発電を制限することにより出力制限に至るような電動発電機の温度上昇を効果的に予防できる。   By adopting such a configuration, it is possible to reach the output limit by limiting the regenerative power generation when the output torque integrated value within a certain time exceeds the reference value by adjusting the brake cooperative control or the charge request control. It is possible to effectively prevent a temperature increase of a simple motor generator.

あるいは好ましくは、回生制御部は、第2の状態時に対する第1の状態時における回生制動動作時のトルク指令値の制限度合を出力トルクの積算値に応じて設定する。   Alternatively, preferably, the regenerative control unit sets the limit degree of the torque command value during the regenerative braking operation in the first state relative to the second state according to the integrated value of the output torque.

このような構成とすることにより、現時点までの一定時間での出力トルク積算値に基づき電動発電機の温度上昇度合を簡易に評価して、電動発電機による回生発電を適切な度合により制限することができる。この結果、可能な範囲内で回生発電によるエネルギ回収を図った上で、電動発電機の温度上昇を防止することが可能となる。   By adopting such a configuration, it is possible to simply evaluate the temperature rise degree of the motor generator based on the output torque integrated value in a certain period of time up to the present time, and limit the regenerative power generation by the motor generator to an appropriate degree. Can do. As a result, it is possible to prevent the motor generator from rising in temperature while recovering energy by regenerative power generation within a possible range.

さらに好ましくは、電動車両は、電動発電機の温度を取得する温度取得手段をさらに備え、判定部は、トルク積算値の基準値を電動発電機の温度に応じて可変に設定する。   More preferably, the electric vehicle further includes temperature acquisition means for acquiring the temperature of the motor generator, and the determination unit variably sets the reference value of the torque integrated value according to the temperature of the motor generator.

このような構成とすることにより、出力制限に至るような電動発電機の温度上昇をさらに効果的に予防できるとともに、温度に余裕がある場合には積極的に回生発電によるエネルギ回収を図ることができる。   By adopting such a configuration, it is possible to more effectively prevent the temperature increase of the motor generator leading to output limitation, and to actively recover energy by regenerative power generation when there is a margin in temperature. it can.

また、さらに好ましくは、トルク積算部は、電動発電機のトルク指令値の絶対値の積算によって出力トルクの積算値を求める。 More preferably, the torque integrating unit obtains an integrated value of the output torque by integrating absolute values of torque command values of the motor generator.

このような構成とすることにより、電動発電機のトルク積算値をより簡易に求めることが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to obtain the torque integrated value of the motor generator more easily.

この発明による電動車両によれば、電車車両に搭載された電動発電機について出力制限が必要となるような高温状態の発生を予防するための回生発電制御を簡易な制御構成により実現できる。   According to the electric vehicle of the present invention, the regenerative power generation control for preventing the occurrence of a high temperature state that requires the output limitation of the motor generator mounted on the train car can be realized with a simple control configuration.

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下では図中における同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰返さないものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in principle.

図1は、本発明の実施の形態に従う電動車両の車両駆動用電動機に関連する概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram relating to a vehicle driving motor of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

図1を参照して、本発明の実施の形態に従う電動車両100は、直流電圧発生部10♯と、平滑コンデンサC0と、インバータ20と、代表的にはECU(Electronic Control
Unit)により構成される制御回路50および制御装置80と、モータジェネレータMGと、駆動軸62と、駆動軸62の回転に伴って回転駆動される車輪65とを含む。 It includes a control circuit 50 and a control device 80 composed of (Unit), a motor generator MG, a drive shaft 62, and wheels 65 that are rotationally driven as the drive shaft 62 rotates. 駆動軸62は、一般的には図示しない減速機等の変速機構を介して、モータジェネレータMGの出力軸との間で回転力を相互に伝達可能に構成される。 The drive shaft 62 is configured so that rotational force can be mutually transmitted to and from the output shaft of the motor generator MG via a speed change mechanism such as a speed reducer (not shown). また、車輪65には、制動機構、代表的には油圧供給により機械的に制動力を発揮する油圧ブレーキ90が設けられる。 Further, the wheel 65 is provided with a braking mechanism, typically a hydraulic brake 90 that mechanically exerts a braking force by supplying hydraulic pressure. このような制動機構は、一般的には各車輪に設けられる。 Such a braking mechanism is generally provided on each wheel. Referring to FIG. 1, electrically powered vehicle 100 according to the embodiment of the present invention includes a DC voltage generating unit 10 #, a smoothing capacitor C0, an inverter 20, and typically an ECU (Electronic Control). 1, electrically powered vehicle 100 according to the embodiment of the present invention includes a DC voltage generating unit 10 #, a smoothing capacitor C0, an inverter 20, and typically an ECU (Electronic Control).
A control circuit 50 and a control device 80 configured by Unit), a motor generator MG, a drive shaft 62, and a wheel 65 that is rotationally driven as the drive shaft 62 rotates. The drive shaft 62 is generally configured to be able to transmit rotational force to and from the output shaft of the motor generator MG via a speed change mechanism such as a speed reducer (not shown). Further, the wheel 65 is provided with a braking mechanism, typically a hydraulic brake 90 that exerts a braking force mechanically by supplying hydraulic pressure. Such a braking mechanism is generally provided on each wheel. A control circuit 50 and a control device 80 configured by Unit), a motor generator MG, a drive shaft 62, and a wheel 65 that is rotationally driven as the drive shaft 62 rotates. The drive shaft 62 is generally configured to be able to transmit rotational force to and from the output shaft of the motor generator MG via a speed change mechanism such as a speed reducer (not shown). Further, the wheel 65 is provided with a braking mechanism, typically a hydraulic brake 90 that exerts a braking force mechanically by supplying hydraulic pressure. Such a braking mechanism is generally provided on each wheel.

モータジェネレータMGは、ハイブリッド自動車または電気自動車等の電動車両に搭載されて、力行時に車輪の駆動トルクを発生するとともに、回生時には、駆動輪65の回転方向と反対方向の回生トルクを発生することにより、電気的な制動力(回生制動力)の発生による回生発電を行なう。すなわち、モータジェネレータMGは、電動機および発電機への機能を併せ持つ車両駆動用の「電動発電機」として構成される。ハイブリッド自動車では、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つように構成された、別のモータジェネレータがさらに設けられてもよい。なお、電動車両100がハイブリッド自動車である場合には、エンジン(図示せず)の出力によっても駆動軸62を回転可能なように車両駆動系が構成される。   Motor generator MG is mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, and generates driving torque of wheels during power running, and generates regenerative torque in a direction opposite to the rotation direction of driving wheels 65 during regeneration. Then, regenerative power generation is performed by generating an electric braking force (regenerative braking force). In other words, motor generator MG is configured as a “motor generator” for driving a vehicle that has both functions of an electric motor and a generator. In the hybrid vehicle, another motor generator configured to have a function of a generator driven by an engine may be further provided. When electric vehicle 100 is a hybrid vehicle, the vehicle drive system is configured such that drive shaft 62 can be rotated by the output of an engine (not shown).

直流電圧発生部10♯は、直流電源Bと、システムリレーSR1,SR2と、平滑コンデンサC1と、昇降圧コンバータ12とを含む。直流電源Bとしては、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池、あるいは、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置を適用可能である。直流電源Bが出力する直流電圧Vbは、電圧センサ10によって検知される。電圧センサ10は、検出した直流電圧Vbを制御回路50へ出力する。   DC voltage generation unit 10 # includes a DC power supply B, system relays SR1 and SR2, a smoothing capacitor C1, and a step-up / down converter 12. As the DC power source B, a secondary battery such as nickel hydride or lithium ion, or a power storage device such as an electric double layer capacitor can be applied. The DC voltage Vb output from the DC power source B is detected by the voltage sensor 10. Voltage sensor 10 outputs detected DC voltage Vb to control circuit 50.

システムリレーSR1は、直流電源Bの正極端子および電源ライン6の間に接続され、システムリレーSR2は、直流電源Bの負極端子および接地ライン5の間に接続される。システムリレーSR1,SR2は、制御回路50からの信号SEによりオン/オフされる。より具体的には、システムリレーSR1,SR2は、制御回路50からのH(論理ハイ)レベルの信号SEによりオンされ、制御回路50からのL(論理ロー)レベルの信号SEによりオフされる。平滑コンデンサC1は、電源ライン6および接地ライン5の間に接続される。   System relay SR1 is connected between the positive terminal of DC power supply B and power supply line 6, and system relay SR2 is connected between the negative terminal of DC power supply B and ground line 5. System relays SR1 and SR2 are turned on / off by a signal SE from control circuit 50. More specifically, the system relays SR1 and SR2 are turned on by an H (logic high) level signal SE from the control circuit 50 and turned off by an L (logic low) level signal SE from the control circuit 50. Smoothing capacitor C <b> 1 is connected between power supply line 6 and ground line 5.

昇降圧コンバータ12は、リアクトルL1と、電力用半導体スイッチング素子Q1,Q2とを含む。電力用半導体スイッチング素子Q1およびQ2は、電源ライン7および接地ライン5の間に直列に接続される。電力用半導体スイッチング素子Q1およびQ2のオン・オフは、制御回路50からのスイッチング制御信号S1およびS2によって制御される。   Buck-boost converter 12 includes a reactor L1 and power semiconductor switching elements Q1, Q2. Power semiconductor switching elements Q 1 and Q 2 are connected in series between power supply line 7 and ground line 5. On / off of power semiconductor switching elements Q 1 and Q 2 is controlled by switching control signals S 1 and S 2 from control circuit 50.

本発明の実施の形態において、電力用半導体スイッチング素子(以下、単に「スイッチング素子」と称する)としては、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、電力用MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。スイッチング素子Q1,Q2に対しては、逆並列ダイオードD1,D2が配置されている。   In the embodiments of the present invention, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a power MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor, or a power bipolar transistor is used as a power semiconductor switching element (hereinafter simply referred to as “switching element”). Etc. can be used. Anti-parallel diodes D1, D2 are arranged for switching elements Q1, Q2.

リアクトルL1は、スイッチング素子Q1およびQ2の接続ノードと電源ライン6の間に接続される。また、平滑コンデンサC0は、電源ライン7および接地ライン5の間に接続される。   Reactor L1 is connected between a connection node of switching elements Q1 and Q2 and power supply line 6. The smoothing capacitor C 0 is connected between the power supply line 7 and the ground line 5.

インバータ20は、電源ライン7および接地ライン5の間に並列に設けられる、U相アーム22と、V相アーム24と、W相アーム26とから成る。各相アームは、電源ライン7および接地ライン5の間に直列接続されたスイッチング素子から構成される。たとえば、U相アーム22は、スイッチング素子Q11,Q12から成り、V相アーム24は、スイッチング素子Q13,Q14から成り、W相アーム26は、スイッチング素子Q15,Q16から成る。また、スイッチング素子Q11〜Q16に対して、逆並列ダイオードD11〜D16がそれぞれ接続されている。スイッチング素子Q11〜Q16のオン・オフは、制御回路50からのスイッチング制御信号S11〜S16によって制御される。   Inverter 20 includes a U-phase arm 22, a V-phase arm 24, and a W-phase arm 26 provided in parallel between power supply line 7 and ground line 5. Each phase arm is composed of a switching element connected in series between the power supply line 7 and the ground line 5. For example, U-phase arm 22 includes switching elements Q11 and Q12, V-phase arm 24 includes switching elements Q13 and Q14, and W-phase arm 26 includes switching elements Q15 and Q16. Further, antiparallel diodes D11 to D16 are connected to switching elements Q11 to Q16, respectively. Switching elements Q11 to Q16 are turned on / off by switching control signals S11 to S16 from control circuit 50.

各相アームの中間点は、モータジェネレータMGの各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータMGは、3相の永久磁石モータであり、U,V,W相の各相コイル巻線の一端が中性点Nに共通接続されて構成される。さらに、各相コイル巻線の他端は、各相アーム22,24,26のスイッチング素子の中間点と接続されている。   An intermediate point of each phase arm is connected to each phase end of each phase coil of motor generator MG. That is, motor generator MG is a three-phase permanent magnet motor, and is configured such that one end of each phase coil winding of U, V, and W phases is commonly connected to neutral point N. Furthermore, the other end of each phase coil winding is connected to the midpoint of the switching element of each phase arm 22, 24, 26.

昇降圧コンバータ12は、昇圧動作時には、直流電源Bから供給された直流電圧Vbを昇圧した直流電圧VH(インバータ20への入力電圧に相当)をインバータ20へ供給する。より具体的には、制御回路50からのスイッチング制御信号S1,S2に応答して、スイッチング素子Q1,Q2のデューティ比(オン期間比率)が設定され、昇圧比は、デューティ比に応じたものとなる。   The step-up / down converter 12 supplies a DC voltage VH (corresponding to an input voltage to the inverter 20) obtained by boosting the DC voltage Vb supplied from the DC power supply B to the inverter 20 during the boosting operation. More specifically, in response to the switching control signals S1 and S2 from the control circuit 50, the duty ratio (on-period ratio) of the switching elements Q1 and Q2 is set, and the boost ratio is determined according to the duty ratio. Become.

また、昇降圧コンバータ12は、降圧動作時には、平滑コンデンサC0を介してインバータ20から供給された直流電圧を降圧して直流電源Bを充電する。より具体的には、制御回路50からのスイッチング制御信号S1,S2に応答して、スイッチング素子Q1のみがオンする期間と、スイッチング素子Q1,Q2の両方がオフする期間とが交互に設けられ、降圧比は上記オン期間のデューティ比に応じたものとなる。   Further, during the step-down operation, the step-up / down converter 12 steps down the DC voltage supplied from the inverter 20 via the smoothing capacitor C0 and charges the DC power supply B. More specifically, in response to the switching control signals S1 and S2 from the control circuit 50, a period in which only the switching element Q1 is turned on and a period in which both the switching elements Q1 and Q2 are turned off are alternately provided. The step-down ratio is in accordance with the duty ratio during the ON period.

平滑コンデンサC0は、昇降圧コンバータ12からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ20へ供給する。電圧センサ13は、平滑コンデンサC0の両端の電圧(すなわち、インバータ入力電圧)を検出し、その検出値VHを制御回路50へ出力する。   Smoothing capacitor C <b> 0 smoothes the DC voltage from step-up / down converter 12 and supplies the smoothed DC voltage to inverter 20. The voltage sensor 13 detects the voltage across the smoothing capacitor C0 (ie, the inverter input voltage) and outputs the detected value VH to the control circuit 50.

インバータ20は、モータジェネレータMGのトルク指令値が正(Tqcom>0)の
場合には、制御回路50からのスイッチング制御信号S11〜S16に応答したスイッチング素子Q11〜Q16のスイッチング動作により、平滑コンデンサC0から供給される直流電圧を交流電圧に変換して正のトルクを出力するようにモータジェネレータMGを駆動する。また、インバータ20は、モータジェネレータMGのトルク指令値が零の場合(Tqcom=0)には、スイッチング制御信号S11〜S16に応答したスイッチング動作により、直流電圧を交流電圧に変換してトルクが零になるようにモータジェネレータMGを駆動する。これにより、モータジェネレータMGは、トルク指令値Tqcomによって指定された零または正のトルクを発生するように駆動される。
When the torque command value of motor generator MG is positive (Tqcom> 0), inverter 20 performs smoothing capacitor C0 by switching operation of switching elements Q11 to Q16 in response to switching control signals S11 to S16 from control circuit 50. Motor generator MG is driven so as to convert the DC voltage supplied from AC to AC voltage and output a positive torque. Further, when the torque command value of motor generator MG is zero (Tqcom = 0), inverter 20 converts the DC voltage to the AC voltage by the switching operation in response to switching control signals S11 to S16, and the torque is zero. The motor generator MG is driven so that Thereby, motor generator MG is driven to generate zero or positive torque designated by torque command value Tqcom.

さらに、電動車両100の回生制動時には、モータジェネレータMGのトルク指令値Tqcomは負に設定される(Tqcom<0)。この場合には、インバータ20は、スイッチング制御信号S11〜S16に応答したスイッチング動作により、モータジェネレータMGが発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧(システム電圧)を平滑コンデンサC0を介して昇降圧コンバータ12へ供給する。   Furthermore, during regenerative braking of electrically powered vehicle 100, torque command value Tqcom of motor generator MG is set to a negative value (Tqcom <0). In this case, inverter 20 converts the AC voltage generated by motor generator MG into a DC voltage by a switching operation in response to switching control signals S11 to S16, and converts the converted DC voltage (system voltage) to smoothing capacitor C0. To the step-up / down converter 12.

なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車または電気自動車の運転者によるフットブレーキ(ブレーキペダル)操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速(または加速の中止)させることを含む。   Note that regenerative braking here refers to braking with regenerative power generation when the driver of a hybrid vehicle or electric vehicle has operated a foot brake (brake pedal), or an accelerator pedal that does not operate the foot brake, while driving Including decelerating (or stopping acceleration) the vehicle while regenerating power by turning off.

電流センサ27は、モータジェネレータMGに流れるモータ電流MCRTを検出し、その検出したモータ電流を制御回路50へ出力する。なお、三相電流iu,iv,iwの瞬時値の和は零であるので、図1に示すように電流センサ27は2相分のモータ電流(たとえば、V相電流ivおよびW相電流iw)を検出するように配置すれば足りる。   Current sensor 27 detects motor current MCRT flowing through motor generator MG, and outputs the detected motor current to control circuit 50. Since the sum of instantaneous values of the three-phase currents iu, iv, and iw is zero, the current sensor 27 has two phases of motor current (for example, V-phase current iv and W-phase current iw) as shown in FIG. It is sufficient to arrange it so as to detect.

回転角センサ(レゾルバ)28は、モータジェネレータMGの図示しない回転子の回転角θを検出し、その検出した回転角θを制御回路50へ送出する。制御回路50では、回転角θに基づきモータジェネレータMGの回転数Nmt(回転角速度ω)を算出することができる。   The rotation angle sensor (resolver) 28 detects a rotation angle θ of a rotor (not shown) of the motor generator MG and sends the detected rotation angle θ to the control circuit 50. The control circuit 50 can calculate the rotational speed Nmt (rotational angular velocity ω) of the motor generator MG based on the rotational angle θ.

さらに、モータジェネレータMGには、温度センサ29がさらに設けられる。一般に、温度センサ29は、温度上昇による絶縁被覆の破壊等が懸念されるコイル巻線部位の温度を測定して、少なくとも制御装置80へ出力するように設けられる。以下では、温度センサ29により測定された温度をモータ温度Tmgと称する。   Further, the motor generator MG is further provided with a temperature sensor 29. In general, the temperature sensor 29 is provided so as to measure the temperature of the coil winding part where there is a concern about destruction of the insulation coating due to a temperature rise and to output at least to the control device 80. Hereinafter, the temperature measured by the temperature sensor 29 is referred to as a motor temperature Tmg.

制御装置80には、直流電源(バッテリ)Bの充電状態や入出力電力制限を示すバッテリ情報や、各種車両センサ信号(たとえば、車速や路面状況等の車両状態を示すセンサ検出値や、車両内の各種機器の動作状態を示すセンサ検出値)が入力される。代表的には、運転者によって操作されるブレーキペダル70には踏力センサ75が設けられ、踏力センサ75は、運転者によるブレーキ操作を示すブレーキ踏力BKを検知して、制御装置80へ伝達する。   The control device 80 includes battery information indicating a charging state of the DC power source (battery) B and input / output power limitation, various vehicle sensor signals (for example, sensor detection values indicating vehicle conditions such as vehicle speed and road surface conditions, Sensor detection values indicating the operating states of the various devices. Typically, a pedal force sensor 75 is provided in the brake pedal 70 operated by the driver, and the pedal force sensor 75 detects a brake pedal force BK indicating a brake operation by the driver and transmits it to the control device 80.

Gセンサ等で構成される勾配センサ95からは、電動車両100の走行路の勾配GRを示す信号が制御装置80へ入力される。あるいは、制御装置80は、ナビゲーションシステム98から地図上の各点(現在地および進行方向)の標高データを受けることにより、走行路の勾配を検知または予測することも可能である。   A signal indicating the gradient GR of the travel path of the electric vehicle 100 is input to the control device 80 from the gradient sensor 95 configured by a G sensor or the like. Alternatively, the control device 80 can detect or predict the gradient of the travel path by receiving elevation data of each point (current location and traveling direction) on the map from the navigation system 98.

制御装置80は、車両状態および運転者によるアクセル/ブレーキ操作等に基づき、モータジェネレータMGのトルク指令値Tqcomおよび回生指示信号RGEを発生する。なお、制御装置80は、直流電源Bに関する、満充電時を100%とした充電率(SOC
:State of Charge)や充電制限を示す入力可能電力Pin、放電制限を示す出力可能電力Pout等の情報に基づき、直流電源Bの過充電あるいは過放電が発生しない範囲内で、トルク指令値Tqcomおよび回生指示信号RGEを生成する。 : State of Charge), inputtable power Pin indicating charge limit, outputable power Pout indicating discharge limit, etc., within the range where overcharge or overdischarge of DC power supply B does not occur, torque command value Tqcom and Generates a regeneration instruction signal RGE. Control device 80 generates torque command value Tqcom and regeneration instruction signal RGE for motor generator MG based on the vehicle state and the accelerator / brake operation by the driver. In addition, the control apparatus 80 is the charge rate (SOC) regarding the direct-current power supply B which made the full charge time 100%. Control device 80 generates torque command value Tqcom and regeneration instruction signal RGE for motor generator MG based on the vehicle state and the accelerator / brake operation by the driver. In addition, the control apparatus 80 is the charge rate (SOC) regarding the direct- current power supply B which made the full charge time 100%.
: State of Charge), input possible power Pin indicating charging limitation, output possible power Pout indicating discharging limitation, and the like, within a range where DC power supply B is not overcharged or overdischarged, torque command value Tqcom and A regeneration instruction signal RGE is generated. : State of Charge), input possible power Pin indicating charging limitation, output possible power Pout indicating limiting limitation, and the like, within a range where DC power supply B is not overcharged or overdischarged, torque command value Tqcom and A regeneration instruction signal RGE is generated.

電動機制御用の制御回路(MG−ECU)50は、制御装置80から入力されたトルク指令値Tqcom、電圧センサ10によって検出されたバッテリ電圧Vb、電圧センサ13によって検出されたシステム電圧VHおよび電流センサ27からのモータ電流MCRT、回転角センサ28からの回転角θに基づいて、モータジェネレータMGがトルク指令値Tqcomに従ったトルクを出力するように、昇降圧コンバータ12およびインバータ20の動作を制御するスイッチング制御信号S1,S2,S11〜S16を生成する。すなわち、制御装置80は、制御回路(MG−ECU)50の上位ECUに相当する。なお、図1の例では、制御回路50および制御装置80を別個のECUで構成したが、両者の機能を単一のECUに一体化する構成とすることも可能である。   A motor control circuit (MG-ECU) 50 includes a torque command value Tqcom input from the control device 80, a battery voltage Vb detected by the voltage sensor 10, a system voltage VH detected by the voltage sensor 13, and a current sensor. Based on the motor current MCRT 27 and the rotation angle θ from the rotation angle sensor 28, the operations of the step-up / down converter 12 and the inverter 20 are controlled so that the motor generator MG outputs a torque according to the torque command value Tqcom. Switching control signals S1, S2, S11 to S16 are generated. That is, the control device 80 corresponds to a host ECU of the control circuit (MG-ECU) 50. In the example of FIG. 1, the control circuit 50 and the control device 80 are configured by separate ECUs, but it is also possible to adopt a configuration in which both functions are integrated into a single ECU.

このように、図1に示した構成では、昇降圧コンバータ12、インバータ20および制御回路50により、モータジェネレータMGがトルク指令値Tqcomに従ったトルク(正トルク、負トルクまたは零トルク)を出力するように、直流電源BおよびモータジェネレータMG間での双方向の電力変換を行なう「電力変換装置(PCU)」が構成される。   As described above, in the configuration shown in FIG. 1, motor generator MG outputs torque (positive torque, negative torque, or zero torque) according to torque command value Tqcom by step-up / down converter 12, inverter 20, and control circuit 50. Thus, a “power converter (PCU)” that performs bidirectional power conversion between DC power supply B and motor generator MG is configured.

昇降圧コンバータ12の昇圧動作時には、制御回路50は、モータジェネレータMGの運転状態に応じてシステム電圧VHの指令値を算出し、この指令値および電圧センサ13によるシステム電圧VHの検出値に基づいて、出力電圧VHが電圧指令値となるようにスイッチング制御信号S1,S2を生成する。   During the step-up operation of buck-boost converter 12, control circuit 50 calculates a command value for system voltage VH according to the operating state of motor generator MG, and based on this command value and the detected value of system voltage VH by voltage sensor 13. The switching control signals S1 and S2 are generated so that the output voltage VH becomes a voltage command value.

また、制御回路50は、電動車両100が回生制動モードに入ったことを示す制御信号RGEを制御装置80から受けると、トルク指令値Tqcomに従った回生トルクの出力によりモータジェネレータMGで発電された交流電圧を直流電圧に変換するようにスイッチング制御信号S11〜S16を生成してインバータ20へ出力する。これにより、インバータ20は、モータジェネレータMGからの回生電力を直流電圧に変換して昇降圧コンバータ12へ供給する。   When control circuit 50 receives control signal RGE indicating that electric vehicle 100 has entered the regenerative braking mode from control device 80, control circuit 50 generates electric power with motor generator MG by outputting regenerative torque in accordance with torque command value Tqcom. Switching control signals S11 to S16 are generated and converted to inverter 20 so as to convert the AC voltage into a DC voltage. Thereby, inverter 20 converts the regenerative power from motor generator MG into a DC voltage and supplies it to buck-boost converter 12.

さらに、制御回路50は、制御信号RGEに応答して、インバータ20から供給された直流電圧を必要に応じて直流電源Bの充電電圧に降圧するように、スイッチング制御信号S1,S2を生成し、昇降圧コンバータ12へ出力する。このようにして、モータジェネレータMGからの回生電力は、直流電源Bの充電に用いられる。   Further, in response to the control signal RGE, the control circuit 50 generates the switching control signals S1 and S2 so as to step down the DC voltage supplied from the inverter 20 to the charging voltage of the DC power source B as necessary. Output to the step-up / down converter 12. In this way, the regenerative power from the motor generator MG is used for charging the DC power supply B.

さらに、制御回路50は、電動車両100の駆動システム起動/停止時に、システムリレーSR1,SR2をオン/オフするための信号SEを生成してシステムリレーSR1,SR2へ出力する。   Further, control circuit 50 generates signal SE for turning on / off system relays SR1 and SR2 and outputs the system relays SR1 and SR2 when drive system of electric vehicle 100 is started / stopped.

図2は、本発明の実施の形態に従う電動車両における回生制動時におけるモータジェネレータMGの回生トルク設定を説明する概略ブロック図である。   FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating setting of regenerative torque of motor generator MG at the time of regenerative braking in the electric vehicle according to the embodiment of the present invention.

図2を参照して、ハイブリッド車両の回生制動時に回生トルクのトルク指令値を設定する回生制御部110は、制動協調制御部150と、充電制御部200とを有する。   Referring to FIG. 2, regenerative control unit 110 that sets a torque command value for regenerative torque at the time of regenerative braking of the hybrid vehicle includes a brake coordination control unit 150 and a charge control unit 200.

充電制御部200は、バッテリ情報(SOC,Pin等)に基づき、直流電源Bによる受入電力を示す充電要求電力Pchを設定する。制動協調制御部150は、運転者のブレーキ踏力BKに基づき車両全体で必要とされるトータル制動力(パワー)を算出するとともに、このトータル制動力の出力についての油圧ブレーキ90およびモータジェネレータ
MGの間での分担を制御する。
The charge control unit 200 sets the charge request power Pch indicating the received power by the DC power supply B based on the battery information (SOC, Pin, etc.). The braking cooperative control unit 150 calculates a total braking force (power) required for the entire vehicle based on the driver's brake pedaling force BK, and outputs the total braking force between the hydraulic brake 90 and the motor generator MG. Control sharing in

ここで、図3および図4により、電動車両100がハイブリッド車両である場合における制動協調制御の例について説明する。   Here, an example of the brake cooperative control in the case where the electric vehicle 100 is a hybrid vehicle will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図3に示すように、電動車両(ハイブリッド車両)100では、油圧ブレーキ90によって発生される機械的制動力と、モータジェネレータMGによる回生トルクにより発生される電気的制動力(回生制動力)との組合せにより、トータル制動力が協調的に確保される。これにより、減速時の車両エネルギを回収した直流電源Bの充電電力の発生および制動力の確保が車両運転性を損なわないように設定される。   As shown in FIG. 3, in electric vehicle (hybrid vehicle) 100, a mechanical braking force generated by hydraulic brake 90 and an electric braking force (regenerative braking force) generated by a regenerative torque by motor generator MG. The combination ensures a total braking force in a coordinated manner. As a result, the generation of the charging power of the DC power source B that recovers the vehicle energy during deceleration and the securing of the braking force are set so as not to impair the vehicle drivability.

図4には、ハイブリッド車両における各車速領域での油圧制動および回生制動の協調制御例の例が示される。図4(a)〜(d)に共通に示されるように、基本的には、車両全体で要求されるトータル制動パワーPtは、ブレーキ踏力BKの増加に従って比例的に増加する。   FIG. 4 shows an example of cooperative control of hydraulic braking and regenerative braking in each vehicle speed region in a hybrid vehicle. As commonly shown in FIGS. 4A to 4D, basically, the total braking power Pt required for the entire vehicle increases proportionally as the brake pedaling force BK increases.

図4(a),(b)に示したエンジン駆動を伴う高速時および低・中速時には、エンジンブレーキによる制動パワーPeg、モータジェネレータMGによる回生制動パワーPmgおよび油圧ブレーキによって発生される油圧制動パワーPolの和によって、トータル制動パワーPtが確保される。具体的には、エンジンブレーキによる制動パワーPegが一定的に確保された上で、回生制動パワーPmgは、ブレーキ踏力の増加に応じて所定レベルまで増加される。そして、エンジンブレーキおよび回生制動によるトータル制動パワーの不足分については、油圧ブレーキ90によって確保される。   At high speed and low / medium speed with engine driving shown in FIGS. 4A and 4B, braking power Peg by engine brake, regenerative braking power Pmg by motor generator MG, and hydraulic braking power generated by hydraulic brake The total braking power Pt is secured by the sum of Pol. Specifically, the regenerative braking power Pmg is increased to a predetermined level in accordance with the increase in the brake pedaling force after the braking power Peg by the engine brake is constantly secured. A shortage of the total braking power due to engine braking and regenerative braking is ensured by the hydraulic brake 90.

また、図4(c)に示したエンジン停止の低・中速時には、図4(b)と同様に回生制動パワーPmgを設定するとともに、回生制動によるトータル制動パワーの不足分については、油圧ブレーキ90によって確保される。さらに、図4(d)に示した、モータジェネレータMGのみにより車両駆動力が発生される極低速時には、基本的には、回生制動のみによりトータル制動パワーが確保される。   In addition, when the engine is stopped at the low / medium speed shown in FIG. 4C, the regenerative braking power Pmg is set in the same way as in FIG. 4B. 90. Furthermore, at the very low speed shown in FIG. 4D where the vehicle driving force is generated only by the motor generator MG, the total braking power is basically secured only by regenerative braking.

なお、図4(a)〜(d)では、ブレーキ踏力=0のとき回生制動パワーPmg=0としているが、アクセルペダルのオフに伴い、ブレーキ踏力=0であってもエンジンブレーキ的に所定量の回生制動パワーを発生させて、車両を減速あるいは加速を中止させることとしてもよい。   4 (a) to 4 (d), the regenerative braking power Pmg = 0 is set when the brake pedaling force = 0, but a predetermined amount is applied to the engine brake even when the brake pedaling force = 0 as the accelerator pedal is turned off. The regenerative braking power may be generated to stop the vehicle from decelerating or accelerating.

再び、図2を参照して、回生制御部110は、回生制動時のモータジェネレータMGによる回生発電(回生制動)を適切に制御するように回生トルクの指令値Tqcom(一般的には負値)を設定する。特に、制動協調制御部150は、回生制動に伴う回生電力を充電制御部200によって設定された充電要求電力Pch以下の範囲内に制限して、モータジェネレータMGによる制動パワー(回生制動パワー)の分担を決定する。回生制御部110は、この回生制動パワーの出力に必要な回生トルクに従い、回生制動時におけるトルク指令値Tqcomを設定する。トルク指令値Tqcomは制御回路(MG−ECU)50へ伝達され、MG−ECU50は、図1で説明したような制御構成に従い、トルク指令値Tqcomに従った回生トルクをモータジェネレータMGが発生するように、コンバータ12およびインバータ20のスイッチング動作を制御する。   Referring to FIG. 2 again, regenerative control unit 110 regenerative torque command value Tqcom (generally a negative value) so as to appropriately control regenerative power generation (regenerative braking) by motor generator MG during regenerative braking. Set. In particular, the braking cooperative control unit 150 limits the regenerative power associated with regenerative braking to a range equal to or less than the charge request power Pch set by the charge control unit 200, and shares the braking power (regenerative braking power) by the motor generator MG. To decide. The regenerative control unit 110 sets a torque command value Tqcom at the time of regenerative braking according to the regenerative torque necessary for the output of the regenerative braking power. Torque command value Tqcom is transmitted to control circuit (MG-ECU) 50, and MG-ECU 50 causes motor generator MG to generate regenerative torque according to torque command value Tqcom in accordance with the control configuration as described in FIG. Next, the switching operation of the converter 12 and the inverter 20 is controlled.

さらに、回生制御部110は、トータル制動パワーが電動車両100全体で確保されるように、トータル制動パワーと回生制動パワーとの差分に相当する、油圧ブレーキ90に要求する油圧制動パワーを油圧制御部120へ指示する。油圧制御部120は、要求された油圧制動パワーを油圧ブレーキ90が発生するように、各油圧ブレーキ90への供給油
圧を制御する。そして各油圧ブレーキ90は、油圧制御部120に設定された油圧に従った制動力を出力する。なお、各車輪に設けられた油圧ブレーキ90の制動力は減速時における車両走行性が快適に維持されるように適宜独立に制御され得る。
Furthermore, the regenerative control unit 110 supplies the hydraulic braking power required for the hydraulic brake 90 corresponding to the difference between the total braking power and the regenerative braking power so that the total braking power is ensured for the entire electric vehicle 100. 120 is instructed. The hydraulic control unit 120 controls the hydraulic pressure supplied to each hydraulic brake 90 so that the hydraulic brake 90 generates the requested hydraulic braking power. Each hydraulic brake 90 outputs a braking force in accordance with the hydraulic pressure set in the hydraulic control unit 120. It should be noted that the braking force of the hydraulic brake 90 provided on each wheel can be appropriately controlled independently so that the vehicle running performance during deceleration can be maintained comfortably.

図5は、この発明の実施の形態による回生制動部の構成をさらに詳細に説明するブロック図である。図5に示される各ブロックは、制御装置80によりソフトウェアあるいはハードウェア的に実現される。   FIG. 5 is a block diagram illustrating in more detail the configuration of the regenerative braking unit according to the embodiment of the present invention. Each block shown in FIG. 5 is implemented by software or hardware by the control device 80.

図5を参照して、回生制御部110は、制動協調制御部150と、充電制御部200と、トルク積算部240と、判定部250と、回生トルク設定部260とを含む。   Referring to FIG. 5, regenerative control unit 110 includes a braking coordination control unit 150, a charge control unit 200, a torque integration unit 240, a determination unit 250, and a regenerative torque setting unit 260.

トルク積算部240は、現時点から所定の一定時間(たとえば5〜10分間程度)遡及した一定時間内におけるトルク指令値の絶対値|Tqcom|の積算に基づき、トルク積算値Tqintを算出する。最も単純には、所定周期毎に|Tqcom|を積算することによってトルク積算値Tqintが得られる。なお、トルク指令値Tqcomを2乗したものを積算してトルク積算値Tqintを求めてもよい。さらに、トルク積算部240は、積算期間を時間経過に応じて逐次移動させていくことによって、現時点を起点として一定時間遡及して積算値が得られるようにトルク積算値Tqintを逐次更新する。   Torque integrating section 240 calculates torque integrated value Tqint based on the integration of absolute value | Tqcom | of the torque command value within a predetermined time retroactive to a predetermined fixed time (for example, about 5 to 10 minutes) from the present time. Most simply, the integrated torque value Tqint is obtained by integrating | Tqcom | at predetermined intervals. The torque integrated value Tqint may be obtained by integrating the square of the torque command value Tqcom. Further, the torque integration unit 240 sequentially updates the torque integration value Tqint so that the integration value can be obtained retroactively for a certain period of time starting from the present time by sequentially moving the integration period according to the passage of time.

判定部250は、上記一定時間内でのトルク積算値Tqintが所定の基準値Tr以上、および基準値Tr未満のいずれであるかを判定し、トルク積算値Tqint≧Trのときには高トルクフラグFhtをオンし、それ以外のときには、高トルクフラグFhtをオフする。基準値Trは、一定時間内でのモータ温度上昇の推定量に対応させて予め定められる。なお、基準値Trについては、温度センサ29により測定されたモータ温度Tmgに応じて可変に設定、具体的には、モータ温度Tmgの上昇に応じて基準値Trが低下するように設定してもよい。   The determination unit 250 determines whether the torque integrated value Tqint within the predetermined time is greater than or equal to a predetermined reference value Tr and less than the reference value Tr. When the torque integrated value Tqint ≧ Tr, the high torque flag Fht is set. On otherwise, the high torque flag Fht is turned off. The reference value Tr is determined in advance corresponding to the estimated amount of motor temperature rise within a certain time. Note that the reference value Tr is variably set according to the motor temperature Tmg measured by the temperature sensor 29. Specifically, even if the reference value Tr is set so as to decrease as the motor temperature Tmg increases. Good.

充電制御部200は、バッテリ情報(SOC,Pin)に応じて、直流電源Bの受入れ可能な充電電力に応じて充電要求電力Pchを設定する。なお、直流電源Bが十分に充電され、あるいは高温状態となって、充電が禁止される場合にはPch=0に設定される。   Charging control unit 200 sets charging request power Pch according to charging power that DC power supply B can accept, according to battery information (SOC, Pin). Note that Pch = 0 is set when the DC power supply B is sufficiently charged or in a high temperature state and charging is prohibited.

制動協調制御部150は、必要制動パワー算出部160と、制動パワー分配部170とを含む。必要制動パワー算出部160は、ブレーキ踏力BKおよび車速等を示す各種センサ出力に基づき、電動車両100全体で必要とされるトータル制動パワーPtを算出する。制動パワー分配部170は、たとえば、図4に例示した車速に応じた協調制御方式に従い、充電制御部200によって設定された充電要求電力Pch以下の範囲内で回生制動パワーPmgを設定するとともに、残りの制動パワー(Pt−Pmg−Peg)に従い油圧制動パワーPolを設定する。図2に示したように、油圧制御部120により油圧制動パワーPolに従って各油圧ブレーキ90への供給油圧が制御される。   The braking coordination control unit 150 includes a necessary braking power calculation unit 160 and a braking power distribution unit 170. The required braking power calculation unit 160 calculates the total braking power Pt required for the entire electric vehicle 100 based on various sensor outputs indicating the brake depression force BK, the vehicle speed, and the like. The braking power distribution unit 170 sets the regenerative braking power Pmg within a range equal to or less than the charging request power Pch set by the charging control unit 200, for example, according to the cooperative control method according to the vehicle speed illustrated in FIG. The hydraulic braking power Pol is set according to the braking power (Pt−Pmg−Peg). As shown in FIG. 2, the hydraulic pressure supplied to each hydraulic brake 90 is controlled by the hydraulic control unit 120 in accordance with the hydraulic braking power Pol.

この際に、制動パワー分配部170は、高トルクフラグFhtのオン時(高トルク出力後)には、通常時(高トルクフラグFhtのオフ時)と比較して回生制動パワーを制限する。すなわち、同一のトータル制動パワーPtおよび車両状況(車速等)に対して、高トルク出力後に設定される回生制動パワーPmg♯は、通常時に設定される回生制動パワーPmgよりも低い値とされる(すなわち、Pmg♯<Pmg)。   At this time, the braking power distribution unit 170 limits the regenerative braking power when the high torque flag Fht is on (after the high torque is output) compared to the normal time (when the high torque flag Fht is off). That is, with respect to the same total braking power Pt and vehicle conditions (vehicle speed, etc.), the regenerative braking power Pmg # set after high torque output is set to a value lower than the regenerative braking power Pmg set during normal operation ( That is, Pmg # <Pmg).

なお、充電制御部200により、直流電源Bの同様の状態(同一のSOCまたはPin)に対応して、高トルク出力後(高トルクフラグFhtのオン時)に設定される充電要求電力Pch♯を、通常時(高トルクフラグFhtのオフ時)における充電要求電力Pchと比較して低い値に設定するように(すなわち、Pch♯<Pch)構成すれば、制動パ
ワー分配部170によりPmg♯=Pch♯に設定できる。このようにしても、高トルク出力後に設定される回生制動パワーPmg♯を、通常時に設定される回生制動パワーPmgよりも低い値(Pmg♯<Pmg)に制限することができる。
It should be noted that charging request power Pch # set after high torque output (when high torque flag Fht is on) corresponding to the same state (same SOC or Pin) of DC power supply B by charging control unit 200 is used. If the power consumption is set to a value lower than the required charging power Pch at normal time (when the high torque flag Fht is off) (that is, Pch # <Pch), Pmg # = Pch is set by the braking power distribution unit 170. Can be set to #. Even in this case, the regenerative braking power Pmg # set after the high torque output can be limited to a value (Pmg # <Pmg) lower than the regenerative braking power Pmg set at the normal time.

回生トルク設定部260は、制動パワー分配部170により設定された回生制動パワーPmgまたはPmg♯に従い、モータジェネレータMGのトルク指令値Tqcomを設定する。これにより、回生制動パワーPmgまたはPmg♯に見合った回生制動力が得られるようにモータジェネレータMGの回生トルクが発生される。すなわち、通常時には回生制動パワーPmg♯に従って回生トルクが設定される一方で、高トルク出力後には回生制動パワーPmgに従って回生トルクTqcomが設定される。   Regenerative torque setting unit 260 sets torque command value Tqcom of motor generator MG according to regenerative braking power Pmg or Pmg # set by braking power distribution unit 170. Thus, regenerative torque of motor generator MG is generated so that a regenerative braking force commensurate with regenerative braking power Pmg or Pmg # is obtained. That is, the regenerative torque is set according to the regenerative braking power Pmg # at the normal time, while the regenerative torque Tqcom is set according to the regenerative braking power Pmg after the high torque output.

なお、高トルクフラグFhtのオン時には回生トルクの発生を禁止するように、すなわち回生制動パワーPmg♯=0となるように設定すれば、高トルク出力後における回生制動によるモータジェネレータMGのさらなる温度上昇を確実に抑制できる。   Further, if the high torque flag Fht is turned on, the generation of regenerative torque is prohibited, that is, if the regenerative braking power Pmg # = 0 is set, the temperature of the motor generator MG further increases due to regenerative braking after high torque output. Can be reliably suppressed.

あるいは、図6に示すように、トルク積算値Tqintに基づき、回生制動パワーの制限度合(Pmg−Pmg♯の制限量、あるいは、(Pmg−Pmg♯)/Pmgで示される制限率)、すなわち高トルク出力後での回生トルクの制限度合を可変に設定してもよい。   Alternatively, as shown in FIG. 6, based on the torque integrated value Tqint, the limit level of the regenerative braking power (the limit amount of Pmg−Pmg # or the limit rate indicated by (Pmg−Pmg #) / Pmg), that is, high The limit degree of regenerative torque after torque output may be set variably.

図7は、本発明の実施の形態に従う電動車両におけるモータジェネレータMGの回生トルク設定の手順を説明するフローチャートである。図7に示した制御処理手順は、たとえば制御装置(ECU)80に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することにより実現できる。   FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure for setting the regenerative torque of motor generator MG in the electric vehicle according to the embodiment of the present invention. The control processing procedure shown in FIG. 7 can be realized, for example, by executing a program stored in advance in a control unit (ECU) 80 at a predetermined cycle.

図7を参照して、制御装置80は、ステップS100により、ブレーキ踏力、車両状況等より電動車両100全体で必要とされるトータル制動パワーPtを算出する。すなわちステップS100での処理は、図5における必要制動パワー算出部160の機能に相当する。   Referring to FIG. 7, in step S100, control device 80 calculates total braking power Pt required for electric vehicle 100 as a whole from the brake depression force, vehicle status, and the like. That is, the processing in step S100 corresponds to the function of the required braking power calculation unit 160 in FIG.

さらに制御装置80は、ステップS110により、現時点までの一定時間内でのトルク積算値Tqintを取得する。すなわちステップS110での処理は、図5におけるトルク積算部240の機能に相当する。   Further, in step S110, control device 80 acquires torque integrated value Tqint within a certain period of time up to the present time. That is, the process in step S110 corresponds to the function of the torque integrating unit 240 in FIG.

そして、制御装置80は、ステップS120では、ステップS110で求めたトルク積算値Tqintが基準値Tr以上であるかどうかを判定する。すなわち、ステップS120での処理は、図5に示した判定部250の機能に相当する。上述のように、基準値Trについては、モータ温度Tmgの上昇に伴い相対的に低く設定することにより、モータジェネレータMGの出力制限に至るような温度上昇をさらに効果的に予防できる。   In step S120, control device 80 determines whether or not torque integrated value Tqint obtained in step S110 is greater than or equal to reference value Tr. That is, the process in step S120 corresponds to the function of the determination unit 250 shown in FIG. As described above, by setting the reference value Tr relatively low as the motor temperature Tmg increases, it is possible to more effectively prevent a temperature increase that leads to the output limitation of the motor generator MG.

制御装置80は、トルク積算値Tqintが基準値Tr未満の場合(S120のNO判定時)には、ステップS140によりバッテリ情報等に応じて通常時の充電要求電力Pchを設定し、さらに、ステップS160により車速、充電要求電力Pch等に応じて、トータル制動パワーPtのうちの、モータジェネレータMGによる分担分である回生制動パワーPmgを設定する。このとき、回生制動パワーPmgは、Pmg≦Pchの範囲内で設定される。そして制御装置80は、ステップS180により、ステップS160で設定された回生制動パワーPmgに従ってトルク指令値Tqcom(すなわち回生トルク指令)を設定する。   When torque integrated value Tqint is less than reference value Tr (when NO is determined in S120), control device 80 sets charge request power Pch at normal time according to battery information or the like in step S140, and further, step S160. Thus, the regenerative braking power Pmg that is a share of the motor generator MG in the total braking power Pt is set in accordance with the vehicle speed, the required charging power Pch, and the like. At this time, the regenerative braking power Pmg is set within a range of Pmg ≦ Pch. In step S180, control device 80 sets torque command value Tqcom (ie, regenerative torque command) according to regenerative braking power Pmg set in step S160.

一方、トルク積算値Tqintが基準値Tr以上の場合(ステップS120のYES判
定時)には、制御装置80は、ステップS200により、バッテリ情報等に応じて高トルク出力後の充電要求電力Pch♯を設定する。すなわち、同一のバッテリ状態に対応して、ステップS200により設定される充電要求電力Pch♯は、ステップS140により設定される充電要求電力Pchよりも低くなる(Pch♯<Pch)。
On the other hand, when torque integrated value Tqint is greater than or equal to reference value Tr (when YES is determined in step S120), control device 80 obtains charging request power Pch # after high torque output in accordance with battery information or the like in step S200. Set. That is, corresponding to the same battery state, required charging power Pch # set in step S200 is lower than required charging power Pch set in step S140 (Pch # <Pch).

さらに、制御装置80は、ステップS220により、車速、充電要求電力等に応じて高トルク出力後における回生制動パワーPmg♯を設定する。すなわち、同一条件下で設定される回生制動パワーは、ステップS220により設定される回生制動パワーPmg♯の方が、ステップS160により設定される回生制動パワーPmgよりも低くなる(Pmg♯<Pmg)。   Further, in step S220, control device 80 sets regenerative braking power Pmg # after high torque output in accordance with vehicle speed, required charging power, and the like. That is, the regenerative braking power set under the same conditions is lower in regenerative braking power Pmg # set in step S220 than in regenerative braking power Pmg set in step S160 (Pmg # <Pmg).

ここで、図6で説明したように、充電要求電力および回生制動パワーの制限度合(制限量あるいは制限率)は、トルク積算値Tqintに応じて可変設定される。あるいは、回生トルクの発生を禁止して確実にモータ温度の上昇を回避するために、Pch♯=0と設定してもよい。   Here, as described with reference to FIG. 6, the restriction degree (restriction amount or restriction rate) of the required charging power and the regenerative braking power is variably set according to the torque integrated value Tqint. Alternatively, Pch # = 0 may be set in order to prohibit the generation of the regenerative torque and to reliably prevent the motor temperature from rising.

さらに、制御装置80は、ステップS240により、ステップS220で設定された回生制動パワーPmg♯に従いトルク指令値Tqcom(回生トルク指令)を設定する。   Further, in step S240, control device 80 sets torque command value Tqcom (regenerative torque command) in accordance with regenerative braking power Pmg # set in step S220.

すなわち、ステップS140およびS200による処理は図5に示した充電制御部200の機能に相当し、ステップS160およびステップS220による処理は図5に示す制動パワー分配部170の機能に相当し、ステップS180およびS240による処理は図5に示した回生トルク設定部260の機能に相当する。なお、ステップS200による充電要求電力の制限(Pchに代えてPch♯を設定)については非実行としても、ステップS200により高トルク出力後における回生制動パワーを制限(Pmgに代えてPmg♯を設定)することが可能である。   In other words, the processing in steps S140 and S200 corresponds to the function of charge control unit 200 shown in FIG. 5, the processing in steps S160 and S220 corresponds to the function of braking power distribution unit 170 shown in FIG. The process by S240 corresponds to the function of the regenerative torque setting unit 260 shown in FIG. Note that even though the restriction on the required charging power in Step S200 (Pch # is set instead of Pch) is not executed, the regenerative braking power after the high torque output is limited in Step S200 (Pmg # is set instead of Pmg). Is possible.

図8および図9には、本発明の実施の形態に従う電動車両におけるトルク指令値設定例を示す波形図が示される。   FIGS. 8 and 9 are waveform diagrams showing examples of torque command value setting in the electric vehicle according to the embodiment of the present invention.

図8を参照して、登坂走行−平坦路走行−降坂走行が交互に順次実行される走行パターンRPTに従って、トルク指令値Tqcomが適時設定される。図8の例では、説明を簡略化するため平坦路走行時におけるモータジェネレータMGのトルク指令値=0としている。   Referring to FIG. 8, torque command value Tqcom is set in a timely manner in accordance with a traveling pattern RPT in which uphill traveling, flat road traveling, and downhill traveling are alternately performed. In the example of FIG. 8, the torque command value of the motor generator MG at the time of traveling on a flat road is set to 0 in order to simplify the description.

トルク指令値Tqcomは、車両駆動力を発生するために登坂走行時には正方向に上昇する。これに伴う力行トルクの発生によりモータジェネレータMGの温度Tmgが上昇する。また、通常の降坂走行時には、ブレーキ操作に応じて回生制動力発生のための回生トルクを出力するように負方向にトルク指令値Tqcomが増大する。これに伴う回生トルクの発生により、モータ温度Tmgが上昇する。降坂走行が終了すると、再びトルク指令値Tqcom=0に設定される。   Torque command value Tqcom rises in the positive direction when traveling uphill to generate vehicle driving force. The temperature Tmg of motor generator MG rises due to the generation of power running torque accompanying this. Further, during normal downhill traveling, the torque command value Tqcom increases in the negative direction so as to output the regenerative torque for generating the regenerative braking force according to the brake operation. The motor temperature Tmg rises due to the generation of the regenerative torque accompanying this. When the downhill traveling ends, the torque command value Tqcom = 0 is set again.

登坂走行時および降坂走行時には、トルク指令値Tqcom≠0に設定されることにより一定時間内のトルク積算値が上昇する。ここで、回生制動が行なわれる降坂走行後に、さらに登坂走行のためにトルク出力(正方向)が要求される場面を想定すると、降坂走行中のモータ温度上昇により、このような場面でモータ温度Tmgがトルク制限の必要な領域に達すると力行トルクを十分に発生することができなくなって、モータジェネレータMGによる車両駆動力の確保が困難となる可能性がある。このような状況が発生すると、ハイブリッド自動車では低効率の領域でのエンジン駆動が必要となって燃費が悪化する他、電気自動車では車両駆動力の確保が困難となる。   During uphill running and downhill running, the torque command value Tqcom ≠ 0 is set so that the integrated torque value within a certain time increases. Here, assuming a scene where torque output (forward direction) is required for further uphill travel after downhill travel where regenerative braking is performed, the motor temperature rises during downhill travel, and the motor is When temperature Tmg reaches an area where torque limitation is required, it is not possible to sufficiently generate power running torque, and it may be difficult to secure vehicle driving force by motor generator MG. When such a situation occurs, the hybrid vehicle needs to drive the engine in a low-efficiency region and the fuel efficiency deteriorates, and the electric vehicle makes it difficult to ensure the vehicle driving force.

したがって、本発明の実施の形態による電動車両では、トルク積算値Tqintが基準値Tr以上となると、回生制動時におけるトルク指令値Tqcom♯は、運転者によるブレーキ操作に対して通常時よりも回生トルクの絶対値が小さくなるように制限される。この結果、通常時と同様のトルク指令値Tqcomを設定する場合と比較して、降坂走行等のブレーキ操作期間におけるモータ温度Tmg♯の上昇を抑制できる。これにより、降坂走行等のブレーキ操作期間での回生発電によるモータ温度上昇を防止でき、その後の走行において、モータジェネレータMGの出力制限により車両駆動力の確保が困難となるような状況が発生することを予防できる。   Therefore, in the electrically powered vehicle according to the embodiment of the present invention, when torque integrated value Tqint is greater than or equal to reference value Tr, torque command value Tqcom # at the time of regenerative braking is greater than the regenerative torque for normal braking operation by the driver. The absolute value of is limited to be small. As a result, it is possible to suppress an increase in motor temperature Tmg # during a brake operation period such as downhill traveling, as compared with the case where torque command value Tqcom similar to that in normal times is set. Thereby, it is possible to prevent the motor temperature from increasing due to regenerative power generation during a braking operation period such as downhill traveling, and in the subsequent traveling, a situation occurs in which it is difficult to ensure the vehicle driving force due to the output limitation of the motor generator MG. Can be prevented.

また、図9に示すように、一旦トルク積算値Tqintが基準値Tr以上となって、回生制動時における回生トルクが制限(Tqcom♯)された後、低トルク出力状態が継続すると、トルク積算値Tqintが低下することにより高トルクフラグFhtがオフされて、再び回生トルクの発生が可能となる。これにより、出力制限が懸念されるような温度上昇の可能性が低い場合には、回生発電によるエネルギ回収を図ることができる。   As shown in FIG. 9, once the torque integrated value Tqint becomes equal to or greater than the reference value Tr and the regenerative torque during regenerative braking is limited (Tqcom #), and the low torque output state continues, the torque integrated value When Tqint decreases, the high torque flag Fht is turned off, and regenerative torque can be generated again. Thereby, when there is a low possibility of a temperature rise that may cause an output limitation, energy recovery by regenerative power generation can be achieved.

このように本発明の実施の形態による電動車両では、モータジェネレータMGのトルク積算処理という比較的簡易な制御構成により、一定時間内のトルク積算値Tqintが基準値Tr以上となった高トルク出力後には回生トルクの出力を制限あるいは禁止(Tqcom♯=0)することができる。これにより、モータジェネレータMGの出力(力行トルク)が制限されるような高温状態の発生を効果的に予防して、モータジェネレータMGの出力確保により十分な動力性能を発揮することが可能となる。   As described above, in the electric vehicle according to the embodiment of the present invention, the torque integrated value Tqint within a predetermined time is output after high torque when the torque integrated value Tqint is equal to or greater than the reference value Tr by a relatively simple control configuration of torque integration processing of the motor generator MG. Can limit or prohibit the output of the regenerative torque (Tqcom # = 0). Thus, it is possible to effectively prevent the occurrence of a high temperature state in which the output (power running torque) of motor generator MG is limited, and to exhibit sufficient power performance by ensuring the output of motor generator MG.

さらに、トルク積算値Tqintの基準値Trをモータ温度Tmgに応じて可変に設定することにより、出力制限に至るようなモータジェネレータMGの温度上昇をさらに効果的に予防できるとともに、温度に余裕がある場合には積極的に回生発電によるエネルギ回収を図ることができる。   Furthermore, by setting the reference value Tr of the torque integrated value Tqint variably according to the motor temperature Tmg, it is possible to more effectively prevent the temperature rise of the motor generator MG that leads to output limitation, and there is a margin in temperature. In this case, it is possible to actively recover energy by regenerative power generation.

また、回生トルク制限時の制限度合をトルク積算値Tqintに応じて設定することにより、高トルク出力後における回生発電を適切な度合で制限することができる。この結果、可能な範囲内で回生発電によるエネルギ回収を図った上で、モータジェネレータMGの出力制限に至るような温度上昇を防止することができる。   Further, by setting the degree of restriction at the time of regenerative torque restriction according to the torque integrated value Tqint, regenerative power generation after high torque output can be restricted to an appropriate degree. As a result, it is possible to prevent an increase in temperature that would limit the output of the motor generator MG while achieving energy recovery by regenerative power generation within a possible range.

特に、予防的な回生電力制限によりモータジェネレータMGの大きな温度上昇を回避できるので、モータジェネレータMGの温度上昇抑制のための仕様を緩和することも可能である。この結果、モータジェネレータMGの冷却構造の簡略化による体格の小型化を図ることが可能となり、さらには、温度上昇下での走行性能確保のための車両全体のローギヤ化を回避できるので、ハイギヤ化によって高速走行時の燃費向上を図ることも可能となる。このように、本発明の実施の形態による電動車両ではモータジェネレータMGに関連した仕様設計を効率的なものとすることが可能となる。   In particular, since a large temperature rise of motor generator MG can be avoided by preventive regenerative power limitation, it is possible to relax specifications for suppressing the temperature rise of motor generator MG. As a result, it is possible to reduce the size of the physique by simplifying the cooling structure of the motor generator MG, and furthermore, it is possible to avoid the low gear of the entire vehicle for ensuring the running performance under the temperature rise, so that the high gear is achieved. As a result, it becomes possible to improve fuel efficiency during high-speed driving. Thus, in the electric vehicle according to the embodiment of the present invention, the specification design related to motor generator MG can be made efficient.

なお、本発明の適用はハイブリッド車両および電気自動車のみに限定されるものではなく、力行トルクの発生により車両駆動力を発生し、かつ回生トルクの発生により回生発電を実行するように構成された電動発電機(モータジェネレータ)を搭載した電動車両であれば、本発明を共通に適用することが可能である点について、確認的に記載しておく。   Note that the application of the present invention is not limited to only hybrid vehicles and electric vehicles, and an electric motor configured to generate vehicle driving force by generating power running torque and to execute regenerative power generation by generating regenerative torque. If it is an electric vehicle carrying a generator (motor generator), the point which can apply this invention in common is described definitely.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態に従う電動車両の車両駆動用電動機に関連する概略構成図である。 It is a schematic block diagram relevant to the motor for a vehicle drive of the electric vehicle according to embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に従う電動車両における回生制動時におけるモータジェネレータの回生トルク設定を説明する概略ブロック図である。 FIG. 6 is a schematic block diagram illustrating a setting of regenerative torque of a motor generator during regenerative braking in an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に従う電動車両の一例であるハイブリッド車両における制動協調制御の例を示す概念図である。 It is a conceptual diagram which shows the example of the brake cooperative control in the hybrid vehicle which is an example of the electric vehicle according to embodiment of this invention. ハイブリッド車両における各車速での油圧制動および回生制動の協調制御例の例を示す概念図である。 It is a conceptual diagram which shows the example of the cooperative control example of the hydraulic braking and regenerative braking at each vehicle speed in a hybrid vehicle. 図2に示した回生制動部の構成をさらに詳細に説明するブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of a regenerative braking unit illustrated in FIG. 2 in further detail. トルク積算値に対する回生トルクの制限度合の設定例を説明する概念図である。 It is a conceptual diagram explaining the example of a setting of the restriction | limiting degree of the regenerative torque with respect to a torque integrated value. 本発明の実施の形態に従う電動車両におけるモータジェネレータの回生トルク設定の手順を示すフローチャートである。 It is a flowchart which shows the procedure of the regeneration torque setting of the motor generator in the electric vehicle according to embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に従う電動車両におけるトルク指令値設定例を示す第1の波形図である。 Fig. 7 is a first waveform diagram showing a torque command value setting example in the electric vehicle according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に従う電動車両におけるトルク指令値設定例を示す第2の波形図である。 Fig. 11 is a second waveform diagram showing a torque command value setting example in the electric vehicle according to the embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

5 接地ライン、6,7 電源ライン、10、13 電圧センサ、10♯ 直流電圧発生部、12 コンバータ、20 インバータ、22,24,26 各相アーム、27 電流センサ、28 回転角センサ、29 温度センサ、50 制御回路(MG−ECU)、62 駆動軸、65 車輪(駆動輪)、70 ブレーキペダル、75 踏力センサ、80
制御装置(上位ECU)、90 油圧ブレーキ、95 勾配センサ、98 ナビゲーションシステム、100 電動車両、110 回生制御部、120 油圧制御部、150 制動協調制御部、160 必要制動パワー算出部、170 制動パワー分配部、200 充電制御部、240 トルク積算部、250 判定部、260 回生トルク設定部、B 直流電源、BK ブレーキ踏力、C0,C1 平滑コンデンサ、D1,D2,D11〜D16 逆並列ダイオード、Fht 高トルクフラグ、GR 勾配、L1 リアクトル、MCRT モータ電流、MG モータジェネレータ、N 中性点、Pch 充電要求電力、Peg 制動パワー、Pin 入力(充電)可能電力、Pmg 回生制動パワー、Pol Control device (upper ECU), 90 hydraulic brake, 95 gradient sensor, 98 navigation system, 100 electric vehicle, 110 regenerative control unit, 120 hydraulic control unit, 150 braking coordination control unit, 160 required braking power calculation unit, 170 braking power distribution Unit, 200 charge control unit, 240 torque integration unit, 250 judgment unit, 260 regenerative torque setting unit, B DC power supply, BK brake pedal force, C0, C1 smoothing capacitor, D1, D2, D11 to D16 antiparallel diode, Fht high torque Flag, GR gradient, L1 reactor, MCRT motor current, MG motor generator, N neutral point, Pch charging required power, Peg braking power, Pin input (chargeable) power, Pmg regenerative braking power, Pol
油圧制動パワー、Pt トータル制動パワー、Q1,Q2,Q11〜Q16 電力用半導体スイッチング素子、RGE 回生指示信号、RPT 走行パターン、S1,S2,S11〜S16 スイッチング制御信号、SR1,SR2 システムリレー、Tmg モータ温度、Tqcom トルク指令値、Tqint トルク積算値、Tr 基準値(トルク積算値)、Vb,VH 直流電圧、θ 回転角。 Hydraulic braking power, Pt total braking power, Q1, Q2, Q11 to Q16 power semiconductor switching elements, RGE regeneration instruction signal, RPT running pattern, S1, S2, S11 to S16 switching control signal, SR1, SR2 system relay, Tmg motor Temperature, Tqcom torque command value, Tquint torque integrated value, Tr reference value (torque integrated value), Vb, VH DC voltage, θ rotation angle. 5 Ground line, 6, 7 Power line, 10, 13 Voltage sensor, 10 # DC voltage generator, 12 Converter, 20 Inverter, 22, 24, 26 Each phase arm, 27 Current sensor, 28 Rotation angle sensor, 29 Temperature sensor , 50 control circuit (MG-ECU), 62 drive shaft, 65 wheels (drive wheel), 70 brake pedal, 75 pedal force sensor, 80 5 Ground line, 6, 7 Power line, 10, 13 Voltage sensor, 10 # DC voltage generator, 12 Converter, 20 Inverter, 22, 24, 26 Each phase arm, 27 Current sensor, 28 Rotation angle sensor, 29 Temperature sensor, 50 control circuit (MG-ECU), 62 drive shaft, 65 wheels (drive wheel), 70 brake pedal, 75 pedal force sensor, 80
Control device (upper ECU), 90 hydraulic brake, 95 gradient sensor, 98 navigation system, 100 electric vehicle, 110 regeneration control unit, 120 hydraulic control unit, 150 braking coordination control unit, 160 required braking power calculation unit, 170 braking power distribution Unit, 200 charge control unit, 240 torque integration unit, 250 determination unit, 260 regenerative torque setting unit, B DC power supply, BK brake pedal force, C0, C1 smoothing capacitor, D1, D2, D11 to D16 antiparallel diode, Fht high torque Flag, GR gradient, L1 reactor, MCRT motor current, MG motor generator, N neutral point, Pch charge required power, Peg braking power, Pin input (charge) possible power, Pmg regenerative braking power, Pol Control device (upper ECU), 90 hydraulic brake, 95 gradient sensor, 98 navigation system, 100 electric vehicle, 110 regeneration control unit, 120 delivery control unit, 150 braking coordination control unit, 160 required braking power calculation unit, 170 braking power distribution Unit, 200 charge control unit, 240 torque integration unit, 250 determination unit, 260 regenerative torque setting unit, B DC power supply, BK brake pedal force, C0, C1 smoothing capacitor, D1, D2, D11 to D16 antiparallel diode, Fht high torque Flag, GR gradient, L1 reactor, MCRT motor current, MG motor generator, N neutral point, Pch charge required power, Peg braking power, Pin input (charge) possible power, Pmg regenerative braking power, Pol
Hydraulic braking power, Pt total braking power, Q1, Q2, Q11 to Q16 Power semiconductor switching element, RGE regeneration instruction signal, RPT running pattern, S1, S2, S11 to S16 switching control signal, SR1, SR2 system relay, Tmg motor Temperature, Tqcom torque command value, Tqint torque integrated value, Tr reference value (torque integrated value), Vb, VH DC voltage, θ rotation angle. Hydraulic braking power, Pt total braking power, Q1, Q2, Q11 to Q16 Power semiconductor switching element, RGE regeneration instruction signal, RPT running pattern, S1, S2, S11 to S16 switching control signal, SR1, SR2 system relay, Tmg motor Temperature , Tqcom torque command value, Tqint torque integrated value, Tr reference value (torque integrated value), Vb, VH DC voltage, θ rotation angle.

Claims (6)

  1. 車輪との間で回転力を相互に伝達可能に構成された電動発電機と、
    前記電動発電機がトルク指令値に従ったトルクを出力するように、充電可能な電源および前記電動発電機の間で双方向の電力変換を行なうための電力変換装置と、
    少なくとも運転者によるブレーキ操作に応じて、回生制動動作時における前記電動発電機のトルク指令値を生成するための回生制御部とを備え、
    前記回生制御部は、
    現時点から所定の一定時間遡及した期間内における前記電動発電機の出力トルクの積算値を逐次求めるトルク積算部と、
    前記トルク積算部による積算値が基準値以上である第1の状態および、前記基準値未満である第2の状態のいずれであるかを判定する判定部とを含み、
    前記回生制御部は、前記判定部による判定結果に基づき、同一の前記ブレーキ操作に対応する前記第1および前記第2の状態のそれぞれでの前記回生制動動作時のトルク指令値について、前記第1の状態時には前記第2の状態時よりも前記トルク指令値の絶対値が小さくなるように制限する、電動車両。 Based on the determination result by the determination unit, the regeneration control unit has the torque command value during the regenerative braking operation in each of the first and second states corresponding to the same brake operation. An electric vehicle that limits the absolute value of the torque command value to be smaller than that in the second state. A motor generator configured to be able to transmit rotational force to and from the wheels; A motor generator configured to be able to transmit rotational force to and from the wheels;
    A power converter for performing bidirectional power conversion between the rechargeable power source and the motor generator so that the motor generator outputs torque according to a torque command value; A power converter for performing bidirectional power conversion between the rechargeable power source and the motor generator so that the motor generator outputs torque according to a torque command value;
    A regenerative control unit for generating a torque command value of the motor generator during a regenerative braking operation according to at least a brake operation by a driver; A regenerative control unit for generating a torque command value of the motor generator during a regenerative braking operation according to at least a brake operation by a driver;
    The regeneration controller is The regeneration controller is
    A torque integration unit for sequentially obtaining an integrated value of the output torque of the motor generator within a period retroactive for a predetermined time from the present time; A torque integration unit for sequentially obtaining an integrated value of the output torque of the motor generator within a period retroactive for a predetermined time from the present time;
    A determination unit that determines which of a first state in which an integrated value by the torque integrating unit is equal to or greater than a reference value and a second state that is less than the reference value; A determination unit that determines which of a first state in which an integrated value by the torque integrating unit is equal to or greater than a reference value and a second state that is less than the reference value;
    The regenerative control unit is configured to determine the first torque command value for the regenerative braking operation in each of the first and second states corresponding to the same brake operation based on a determination result by the determination unit. An electric vehicle that restricts the absolute value of the torque command value to be smaller when in the second state than in the second state. The regenerative control unit is configured to determine the first torque command value for the regenerative braking operation in each of the first and second states corresponding to the same brake operation based on a determination result by the determination unit. An electric vehicle that restricts the absolute value of the torque command value to be smaller when in the second state than in the second state.
  2. 前記回生制御部は、
    前記電動車両の状態および前記ブレーキ操作に応じて、車両全体での要求制動パワーを算出するとともに該要求制動パワーのうちの前記電動発電機が分担する回生制動パワーを設定する制動協調制御部と、 A braking coordination control unit that calculates the required braking power for the entire vehicle and sets the regenerative braking power shared by the motor generator among the required braking powers according to the state of the electric vehicle and the braking operation.
    前記制動強調制御部によって設定された前記回生制動パワーに従って前記回生制動動作時のトルク指令値を生成する回生トルク設定部とをさらに含み、 Further including a regenerative torque setting unit that generates a torque command value during the regenerative braking operation according to the regenerative braking power set by the braking emphasis control unit.
    前記制動協調制御部は、前記判定部による判定結果に基づき、同一の前記ブレーキ操作に対応して設定される前記回生制動パワーを、前記第1の状態時には前記第2の状態時よりも低く制限する、請求項1記載の電動車両。 Based on the determination result by the determination unit, the braking coordination control unit limits the regenerative braking power set corresponding to the same braking operation to be lower in the first state than in the second state. The electric vehicle according to claim 1. The regeneration controller is The regeneration controller is
    A braking cooperative control unit that calculates the required braking power for the entire vehicle according to the state of the electric vehicle and the brake operation, and sets the regenerative braking power shared by the motor generator of the required braking power; A braking cooperative control unit that calculates the required braking power for the entire vehicle according to the state of the electric vehicle and the brake operation, and sets the regenerative braking power shared by the motor generator of the required braking power;
    A regenerative torque setting unit that generates a torque command value for the regenerative braking operation according to the regenerative braking power set by the braking emphasis control unit; A regenerative torque setting unit that generates a torque command value for the regenerative braking operation according to the regenerative braking power set by the braking emphasis control unit;
    The braking cooperative control unit limits the regenerative braking power set corresponding to the same brake operation based on the determination result by the determination unit to be lower than that in the second state in the first state. The electric vehicle according to claim 1. The braking cooperative control unit limits the regenerative braking power set corresponding to the same brake operation based on the determination result by the determination unit to be lower than that in the second state in the first state. The electric vehicle according to claim 1.
  3. 前記回生制御部は、前記電源の充電状態に応じて前記電源の充電要求電力を設定する充電制御部をさらに含み、
    前記制動協調制御部は、前記充電要求電力以下の範囲内で前記回生制動パワーを設定し、 The braking coordination control unit sets the regenerative braking power within the range of the charging required power or less.
    前記充電制御部は、前記判定部による判定結果に基づき、同一の前記充電状態に対応して設定される前記充電要求電力を、前記第1の状態時には前記第2の状態時よりも低く制限する、請求項2記載の電動車両。 Based on the determination result by the determination unit, the charge control unit limits the charge request power set corresponding to the same charge state to be lower in the first state than in the second state. , The electric vehicle according to claim 2. The regenerative control unit further includes a charge control unit that sets a required charging power of the power source according to a charging state of the power source, The regenerative control unit further includes a charge control unit that sets a required charging power of the power source according to a charging state of the power source,
    The braking coordination control unit sets the regenerative braking power within a range that is less than or equal to the required charging power, The braking coordination control unit sets the regenerative braking power within a range that is less than or equal to the required charging power,
    The charge control unit limits the charge request power set corresponding to the same charge state based on a determination result by the determination unit to be lower in the first state than in the second state. The electric vehicle according to claim 2. The electric vehicle according to claim 2. The charge control unit limits the charge request power set corresponding to the same charge state based on a determination result by the determination unit to be lower in the first state than in the second state.
  4. 前記回生制御部は、前記第2の状態時に対する前記第1の状態時における前記回生制動動作時のトルク指令値の制限度合を前記出力トルクの積算値に応じて設定する、請求項1記載の電動車両。 2. The regenerative control unit according to claim 1, wherein a limit degree of a torque command value during the regenerative braking operation in the first state relative to the second state is set according to an integrated value of the output torque. Electric vehicle.
  5. 前記電動発電機の温度を取得する温度取得手段をさらに備え、
    前記判定部は、前記基準値を前記電動発電機の温度に応じて可変に設定する、請求項1から4のいずれか1項に記載の電動車両。
    A temperature acquisition means for acquiring the temperature of the motor generator;
    The electric vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the determination unit variably sets the reference value according to a temperature of the motor generator.
  6. トルク積算部は、前記電動発電機の前記トルク指令値の絶対値の積算によって前記出力トルクの積算値を求める、請求項1から5のいずれか1項に記載の電動車両。   The electric vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein the torque integration unit obtains an integrated value of the output torque by integrating absolute values of the torque command values of the motor generator.
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