JP2008195089A - Power supply device and drive force control device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータなどの負荷装置に対して2種類の電源から電力を供給可能な電力供給装置、及びその電力供給装置を備えた車両の駆動力制御装置に関する。 The present invention relates to a power supply device capable of supplying power from two types of power supplies to a load device such as a motor, and a vehicle driving force control device including the power supply device.
負荷装置であるモータに対し電気的に接続可能な2種類の電源を持った電力供給装置の例としては、例えば特許文献1に記載されるハイブリッド車両がある。
この特許文献1では、電源として燃料電池とバッテリを備え、バッテリの残存容量が高い場合にはバッテリを電源とし、上記残存容量が低くなった場合には燃料電池を電源としてモータを駆動する。
As an example of a power supply device having two types of power sources that can be electrically connected to a motor that is a load device, there is a hybrid vehicle described in
In
例えば、バッテリから燃料電池への切替えの際に、燃料電池の応答の時間遅れを考慮し、燃料電池の電力が不足する分を補償するようにバッテリを用い、燃料電池から目的の電力が出力されるようになった時点で、燃料電池だけが電源となるように、切替スイッチを制御している(段落番号0135参照)。
ここで、2種類の電源として発電機とバッテリとを想定した場合に、発電機の応答性がモータの負荷変動に対して遅いことから、モータ(及びインバータ)の電源を、単純にバッテリから発電機に瞬間的に切り替えると、発電機への負荷が急変することで、発電機の出力電圧及び出力電流が変動して安定した電力を供給できないおそれがある。
本発明は、このような点に着目してなされたもので、発電機とバッテリの2種類の電源を持った電力供給装置について、発電機だけによる電力に切り替えても、安定した電力を負荷装置に供給可能とすることを課題としている。
Here, when a generator and a battery are assumed as the two types of power sources, the power of the motor (and the inverter) is simply generated from the battery because the responsiveness of the generator is slow against the load fluctuation of the motor. When switching to a machine instantaneously, the load on the generator changes suddenly, and the output voltage and output current of the generator may fluctuate and stable power may not be supplied.
The present invention has been made paying attention to such points, and a power supply device having two types of power sources, ie, a generator and a battery, can provide stable power even when the power is switched to only the generator. The issue is to enable supply to
上記課題を解決するために、本発明は、内燃機関などでのトルクで駆動される発電機と、発電機と、充放電可能な蓄電部とを電力供給源とし、その電力供給源から負荷装置に電力を供給する電力供給装置であって、
少なくとも蓄電部を負荷装置に電気的に接続している状態から、上記負荷装置の要求電力が蓄電部の出力可能電力を越える若しくは越えるおそれがあると判定すると、発電機の出力電力を、上記要求電力を供給可能な状態に制御すると共に、蓄電部に流れる電流がゼロになったときに当該蓄電部を非接続状態に切り替えることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention uses a generator driven by torque in an internal combustion engine or the like, a generator, and a chargeable / dischargeable power storage unit as a power supply source, and the load device from the power supply source A power supply device for supplying power to
If it is determined that at least the power storage unit is electrically connected to the load device and the required power of the load device exceeds or exceeds the outputable power of the power storage unit, the output power of the generator is The power storage unit is controlled to be in a state where power can be supplied, and when the current flowing through the power storage unit becomes zero, the power storage unit is switched to a disconnected state.
本発明によれば、少なくとも蓄電部で電力を供給している状態から発電機だけで電力を供給する状態に切り替える際に、供給する電圧及び電流の変動を抑えて、滑らかな電源の切替が可能となる。
例えば、車両の駆動力制御装置の電力供給装置として使用した場合には、電源切替の際にモータで駆動される車輪のトルク変動が無いか小さなものにすることが可能となる。
According to the present invention, when switching from a state where power is supplied at least from the power storage unit to a state where power is supplied only by the generator, fluctuations in the supplied voltage and current can be suppressed and smooth power source switching is possible. It becomes.
For example, when used as a power supply device for a vehicle driving force control device, it is possible to reduce or reduce the torque fluctuations of wheels driven by a motor when switching power.
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の電力供給装置を備えた四輪駆動車両の概略構成図である。また図2は、そのモータ駆動制御に関するパワーエレクトロニクス部の構成図である。
(構成)
図1に示すように、本実施形態の車両は、左右前輪1L、1Rが、内燃機関であるエンジン2によって駆動される主駆動輪であり、左右後輪3L、3Rが、モータ4によって駆動可能な従駆動輪である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a four-wheel drive vehicle including a power supply device of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a power electronics unit related to the motor drive control.
(Constitution)
As shown in FIG. 1, in the vehicle of this embodiment, left and right
上記エンジン2の吸気管路には、例えばメインスロットルバルブとサブスロットルバルブとが介装されている。メインスロットルバルブは、アクセルペダルの踏込み量等に応じてスロットル開度が調整制御される。サブスロットルバルブは、ステップモータ等をアクチュエータとし、そのステップ数に応じた回転角により開度が調整制御される。従って、エンジン制御部からの指令によって、サブスロットルバルブのスロットル開度をメインスロットルバルブの開度以下などに調整することによって、運転者のアクセルペダルの操作(アクセル開度)とは独立して、エンジン2の出力トルクを調整することができる。
For example, a main throttle valve and a sub-throttle valve are interposed in the intake pipe line of the
上記エンジン2の出力トルクTeは、トランスミッション及びデファレンスギヤ5を通じて左右前輪1L、1Rに伝達される。また、エンジン2の出力トルクTeの一部は、無端ベルト6を介して発電機7に伝達されることで、発電機7は、エンジン2の回転数Neにプーリ比を乗じた回転数Ngで回転する。
上記発電機7は、4WD制御部20によって調整される界磁電流Ifgに応じてエンジン2に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた発電をする。この発電機7の発電電力の大きさは、回転数Ngと界磁電流Ifgとの大きさにより決定される。図10に発電機7の界磁電流を変数とした出力特性を示す。図10は横軸が発電機7の電流を、縦軸が発電機電圧を示す。この図のように、発電機電流が増加すると発電機7の内部インピーダンス及び電気子反作用により発電機電圧が減少する。なお、発電機7の回転数Ngは、エンジン2の回転数Neからプーリ比に基づき演算することができる。
The output torque Te of the
The generator 7 becomes a load on the
発電機7が発電した電力は、ジャンクションボックス10を介してインバータ9に供給可能となっている。
また、インバータ9には、発電機7と並列にバッテリ16が接続され、バッテリ16の電力が電源切替スイッチ17を介してインバータ9に供給可能となっている。バッテリ16とインバータ9との電気的な接続/非接続は、電源切替スイッチ17によって切り替えられる。電源切替スイッチ17は、4WD制御部20からの指令によって切替動作を行う。ここで、バッテリ16は、充放電可能な蓄電部を構成する。符号22は、バッテリ16を制御するバッテリ制御部を示す。
The electric power generated by the generator 7 can be supplied to the inverter 9 via the
In addition, a
すなわち、本実施形態は、モータ4の電源として発電機7及びバッテリ16の二種類の電源を備え、その発電機7及びバッテリ16の少なくとも一方の電力がインバータ9を介して交流モータ4に供給可能となっている。なお、入力回路と並列に小型キャパシタ15を設置したコンデンサインプット形としている。
モータ4は、界磁巻線型同期モータであり、界磁巻線を有したロ一タと回転磁界を発生するための3相巻線が巻かれたステータを備える。モータ4はロータの界磁巻線に電流を流すことで発生する磁界とステータの3相巻線より発生する磁界との相互作用により回転運動する。また、ロータが外力により回転させられる場合には、これらの磁界の相互作用により3相巻線の両端に起電力を発生し発電動作する。すなわち、発電動作による回生電力をバッテリ16に供給することが可能である。本実施例では、モータ4として界磁巻線型同期モータを適用したが、ロ一タに永久磁石を有する永久磁石型同期モータや誘導モータを適用することも可能である。モータ4は、モータ制御部21によって指令値に制御される。
That is, this embodiment includes two types of power sources, namely, a generator 7 and a
The motor 4 is a field winding type synchronous motor, and includes a rotor having a field winding and a stator on which a three-phase winding for generating a rotating magnetic field is wound. The motor 4 rotates by the interaction between the magnetic field generated by passing a current through the field winding of the rotor and the magnetic field generated by the three-phase winding of the stator. Further, when the rotor is rotated by an external force, an electromotive force is generated at both ends of the three-phase winding due to the interaction of these magnetic fields, and a power generation operation is performed. That is, it is possible to supply the regenerative power generated by the power generation operation to the
上記モータ4の駆動軸は、減速機11及びクラッチ12を介して後輪3L、3Rに接続可能となっている。
ジャンクションボックス10内には、インバータ9と発電機7とを接続・遮断するリレーが設けられている。そして、このリレーが接続されている状態では、発電機7から整流器12を介して供給された直流の電力は、インバータ9内で三相交流に変換されてモータ4に供給される。
The drive shaft of the motor 4 can be connected to the
In the
また、ジャンクションボックス10内には、発電電圧を検出する発電機電圧センサ13と、インバータ9の入力電流である発電電流を検出する発電機電流センサ14とが設けられ、これらの検出信号は4WD制御部20に出力される。また、モータ4の駆動軸にはレゾルバが連結されており、モータ4の磁極位置信号θを出力する。
また、上記バッテリ16の電圧を検出するバッテリ電圧Vbセンサ18及びバッテリ16の電流を検出するバッテリ電流Ibセンサ19を備え、そのセンサ18,19は、検出した信号を4WD制御部20に出力する。
Further, in the
In addition, a battery
また、上記クラッチ12は、例えば湿式多板クラッチであって、4WD制御部20からの指令に応じて締結及び開放を行う。なお、本実施形態においては、締結手段としてのクラッチを湿式多板クラッチとしたが、例えばパウダークラッチやポンプ式クラッチであってもよい。
また、各車輪1L、1R、3L、3Rには、車輪速センサが設けられている。各車輪速センサは、対応する車輪1L、1R、3L、3Rの回転速度に応じたパルス信号を車輪速検出値として4WD制御部20に出力する。
The
Each
上記4WD制御部20は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成され、上記各車輪速度センサ27FL〜27RRで検出される車輪速度信号、電圧センサ13及び電流センサ14の出力信号、モータ4に連結されたレゾルバの出力信号及び駆動力指示子であるアクセルペダル(不図示)の踏込み量に相当するアクセル開度等が入力される。
The
モータ制御部21は、モータトルク指令値Ttとモータ回転数Nmとから、図4に示す公知のベクトル制御を行う。そして、インバータ9に3相パワー素子のスイッチング制御信号を出力して3相交流電流を制御する。
上記4WD制御部20は、図3に示すように、モータ指令演算部20A、要求電力演算部20B、モータ誘起電圧演算部20C、SW切替判断部20D、発電機制御部20E、及びクラッチ制御部20Fを備える。
The
As shown in FIG. 3, the
上記モータ指令演算部20は、ブロック図である図5に示すように、前後回転数差演算部20Aa、車速演算部20Ab、第1モータ駆動力演算部20Ac、第2モータ駆動力演算部20Ad、セレクトハイ部20Ae、及び後輪TCS制御部20Afからなり、4輪の車輪速度信号に基づいて算出される前後輪の車輪速度差とアクセルペダル開度信号とから、モータトルク指令値Ttを算出する。
As shown in FIG. 5, which is a block diagram, the motor
すなわち、先ず、前後回転数差演算部20Aaで、4輪の車輪速度信号Vfr〜Vrrに基づいて次式をもとに前後回転差ΔVを算出する。
ΔV=(Vfr+Vfl)/2−(Vrr−Vrl)/2
そして、前後回転差ΔVに基づいて、第1モータ駆動力演算部20Acで予め格納されたマップを参照し、第1モータ駆動力TΔVを算出して後述するセレクトハイ部20Aeに出力する。この第1モータ駆動力TΔVは、前後回転差ΔVが大きくなると共に比例的に大きく算出されるように設定されている。
That is, first, the front-rear rotation speed difference calculation unit 20Aa calculates the front-rear rotation difference ΔV based on the following equation based on the wheel speed signals Vfr to Vrr of the four wheels.
ΔV = (Vfr + Vfl) / 2− (Vrr−Vrl) / 2
Then, based on the front-rear rotation difference ΔV, a map stored in advance by the first motor driving force calculation unit 20Ac is calculated, and the first motor driving force TΔV is calculated and output to the select high unit 20Ae described later. The first motor driving force TΔV is set so that the front-rear rotation difference ΔV is increased and proportionally larger.
一方、車速演算部20Abでは、4輪の車輪速度信号と車両が発生する総駆動力Fとをセレクトローして車速信号Vを算出する。ここで、総駆動力Fは、トルクコンバータ滑り比から推定される前輪駆動力とモータトルク指令値Ttから推定される後輪駆動力との和によって求められる。
第2モータ駆動力演算部20Adでは、第2モータ駆動力Tvを算出する。具体的には、車速演算部20Abから出力された車速Vとアクセル開度Accとに基づいて、予め格納されたマップを参照して、算出する。この第2モータ駆動力Tvは、アクセル開度Accが大きくなるほど大きく、車速Vが大きくなるほど小さく算出されるように設定されている。
On the other hand, the vehicle speed calculation unit 20Ab calculates the vehicle speed signal V by selecting low the wheel speed signals of the four wheels and the total driving force F generated by the vehicle. Here, the total driving force F is obtained by the sum of the front wheel driving force estimated from the torque converter slip ratio and the rear wheel driving force estimated from the motor torque command value Tt.
The second motor driving force calculation unit 20Ad calculates the second motor driving force Tv. Specifically, the calculation is performed with reference to a map stored in advance based on the vehicle speed V output from the vehicle speed calculation unit 20Ab and the accelerator opening degree Acc. The second motor driving force Tv is set so as to increase as the accelerator opening Acc increases and to decrease as the vehicle speed V increases.
次にセレクトハイ部20Aeで、上記第1モータ駆動力演算部20Acから出力された第1モータ駆動力TΔVと、上記第2モータ駆動力演算部20Adから出力された第2モータ駆動力Tvとをセレクトハイした値を目標トルクTttとして後輪TCS制御部20Afに出力する。
そして、後輪速Vrl,Vrr、車速Vに基づいて、公知の方法により後輪トラクションコントロール制御を行って、モータ4のモータトルク指令値Ttを出力する。
Next, in the select high unit 20Ae, the first motor driving force TΔV output from the first motor driving force calculation unit 20Ac and the second motor driving force Tv output from the second motor driving force calculation unit 20Ad are calculated. The selected high value is output as the target torque Ttt to the rear wheel TCS control unit 20Af.
Then, based on the rear wheel speeds Vrl and Vrr and the vehicle speed V, rear wheel traction control control is performed by a known method, and a motor torque command value Tt of the motor 4 is output.
また、要求電力演算部20Bは、ブロック図である図6のように、モータ指令演算部20で算出されたモータトルク指令値Ttとモータ回転数Nmとに基づいて、次式をもとにモータ4に必要な電力Pmを算出する。
Pm=Tt×Nm
さらに、モータ要求電力Pmに基づいて、次式をもとに発電機7が出力すべき発電機必要電力Pgを算出する。発電機必要電力Pgは、モータ・インバータの効率分だけ、モータ要求電力Pmより多く出力しなければならない。
Pg=Pm/Иm
ここで、Иmはモータ・インバータ効率である。モータ・インバータ効率Иmは、モータトルク指令値Ttとモータ回転数Nmに基づき、効率マップを使用して算出される。
Further, as shown in FIG. 6 which is a block diagram, the required
Pm = Tt × Nm
Furthermore, based on the motor required power Pm, the generator required power Pg to be output by the generator 7 is calculated based on the following equation. The generator required power Pg must be output more than the motor required power Pm by the efficiency of the motor / inverter.
Pg = Pm / Иm
Here, Иm is the motor / inverter efficiency. The motor / inverter efficiency Иm is calculated using an efficiency map based on the motor torque command value Tt and the motor rotation speed Nm.
また、モータ誘起電圧演算部20Cは、モータの誘起電圧を算出してSW切替判断部20Dに出力する。モータ誘起電圧は、モータ回転数、モータ界磁電流、及びモータ電流から決められることから、図7に示すように、モータ回転数、モータ界磁電流、及びモータ電流を変数としたモータ誘起電圧マップを予め求めて記憶しておき、入力したモータ回転数、モータ界磁電流、及びモータ電流に基づき上記モータ誘起電圧マップを使用して、モータ誘起電圧を算出する。 Further, the motor induced voltage calculation unit 20C calculates the induced voltage of the motor and outputs it to the SW switching determination unit 20D. Since the motor induced voltage is determined from the motor rotational speed, the motor field current, and the motor current, as shown in FIG. 7, the motor induced voltage map using the motor rotational speed, the motor field current, and the motor current as variables. Is calculated and stored in advance, and the motor induced voltage is calculated using the motor induced voltage map based on the inputted motor rotation speed, motor field current, and motor current.
また、SW切替判断部20Dは、図8に示すフローに沿って処理が行われる。すなわち、所定サンプリング毎に起動されて、まず、ステップS10にて、バッテリ16のSOC(State Of Charge)を現在の電流Ib及び電圧Vbから算出し、続けてステップS20にて、バッテリ16のSOCが所定閾値よりも小さいか否かを判定し、バッテリ16のSOCが所定閾値よりも小さいと判定した場合には、ステップS70に移行する。一方、バッテリ16のSOCが所定閾値以上の場合には、ステップS30に移行する。
Further, the SW switching determination unit 20D performs processing along the flow shown in FIG. In other words, it is activated at every predetermined sampling. First, in step S10, the SOC (State Of Charge) of the
ステップS30では、バッテリ電圧Vb及びバッテリ電流Ibを変数として、予め設定したバッテリ16SOCマップに基づき、現在のバッテリ出力可能電力Pbを算出してステップS40に移行する。
ここで、バッテリ16は、図11に示すような特性を有している。図11は、横軸にバッテリ電流Ibを縦軸にバッテリ電圧Vbをとったものである。実線は、各SOCにおける等電力線であって、バッテリ電流Ibが増加するほどバッテリ16の内部インピーダンスによりバッテリ電圧Vbが減少する。また、SOCが大きいほど出力が大きくなる。そして、この図8に基づき上記バッテリSOCマップは設定される。
In step S30, the battery voltage Vb and the battery current Ib are used as variables, the current battery output possible power Pb is calculated based on a
Here, the
ステップS40では、モータ4の要求電力Pmがバッテリ出力可能電力Pbより小さいか否かを判定し、バッテリ出力可能電力Pbが要求電力Pmよりも大きければステップS50に移行し、バッテリ出力可能電力Pbが要求電力Pm以下であればステップS70に移行する。
ステップS50では、モータ誘起電圧がバッテリ電圧Vbより大きいか否かを判定し、モータ誘起電圧の方が大きい場合にはステップS70に移行する。一方、バッテリ電圧Vbの方が大きい場合にはステップS60に移行する。
In step S40, it is determined whether the required power Pm of the motor 4 is smaller than the battery output possible power Pb. If the battery output possible power Pb is larger than the required power Pm, the process proceeds to step S50, and the battery output possible power Pb is If it is less than the required power Pm, the process proceeds to step S70.
In step S50, it is determined whether or not the motor induced voltage is larger than the battery voltage Vb. If the motor induced voltage is larger, the process proceeds to step S70. On the other hand, when the battery voltage Vb is larger, the process proceeds to step S60.
ステップS60では、バッテリ16で電力が供給可能であるとして、電源切替スイッチ17にオン信号を出力して、バッテリ16での電力供給を可能とする。
一方、ステップS70では、バッテリ電流Ibをモニタリングし、バッテリ電流Ibがゼロになったことを検出すると電源切替スイッチ17にオフ信号を出力する。すなわち、ステップS70にてバッテリ電流Ibがゼロか否か判定し、ゼロを検出するとステップS80にて電源切替スイッチ17にオフ信号を出力して処理を終了し、ゼロでない場合にはステップS70に戻ってステップS70の処理を繰り返す。
In step S <b> 60, assuming that the
On the other hand, in step S70, the battery current Ib is monitored, and when it is detected that the battery current Ib has become zero, an off signal is output to the
また、発電機制御部20Eでは、図9のようなブロック図の処理が行われる。
すなわち、要求電力演算部20Bで算出した要求電力Pmからバッテリ出力可能電力Pbを引いて発電機7で発電すべき電力を演算する。なお、要求電力Pmよりもバッテリ出力可能電力Pbの方が大きい場合には、発電機7で発電すべき電力をゼロとする。次に、発電機7で発電すべき電力を発電機電流で除算することで発電機電圧指令を算出する。このとき、発電機電圧指令が上限電圧(フェイル電圧)よりも大きい場合には、上限電圧に制限する。この上限電圧は、例えば60Vなどに設定され、インバータ素子の定格や、発電機7及びモータ4の設計から設定されている。
Further, the
That is, the power to be generated by the generator 7 is calculated by subtracting the battery output possible power Pb from the required power Pm calculated by the required
さらに、その発電機電圧指令と発電機電圧を比較し電圧偏差を求めPI制御を施して発電機電圧指令にする界磁電流Ifgを求め出力する。
上記PI制御のゲインは、発電機7の回転数をパラメータとしたPゲインマップ及びIゲインマップを予め求めておき変化させる。また、FF(フィードフォワード)項は、発電機電圧の上記電圧差分と発電機7の回転数をパラメータとしたFFマップを予め求めておきPI出力値に加算する。
Further, the generator voltage command and the generator voltage are compared to determine a voltage deviation, and PI control is performed to determine and output a field current Ifg to be a generator voltage command.
The gain of the PI control is changed by previously obtaining a P gain map and an I gain map using the rotation speed of the generator 7 as a parameter. In addition, the FF (feed forward) term is obtained in advance as an FF map using the voltage difference of the generator voltage and the rotation speed of the generator 7 as parameters, and is added to the PI output value.
なお、図9には発電電圧をコントロールする例を示したが、発電界磁電流を検出(または推定)して界磁電流Ifgを求めコントロールしても良い。
また、クラッチ制御部20Fは、図3のように、上記クラッチ12の状態を制御し、4輪駆動状態と判定している間はクラッチ12を接続状態に制御する。例えば、クラッチ制御部20Fは、下記のように制御する。
・4WDスイッチオン時に車両停止時はクラッチオン
・モータ目標トルクが0でない時はクラッチオン
・モータ目標トルクが0のときはクラッチオフ
・モータ4の回転数が許容回転数を越えた場合には保護の為、クラッチオフ
・4WDスイッチオフ時はクラッチオフ
Although FIG. 9 shows an example in which the generated voltage is controlled, the field current Ifg may be obtained and controlled by detecting (or estimating) the generated field magnetic current.
Further, as shown in FIG. 3, the
・ Clutch on when the vehicle is stopped when the 4WD switch is on ・ Clutch on when the motor target torque is not 0 ・ Clutch off when the motor target torque is 0 ・ Protection when the motor 4 speed exceeds the allowable speed Because of the clutch off ・ Clutch off when 4WD switch is off
(作用効果)
上記構成の駆動力制御装置を備えた車両では、4WDスイッチがオフの状態では、エンジンで直接駆動される前輪(駆動輪)で車両は駆動される。この状態ではクラッチ12はオフの状態である。
次に、4WDスイッチがオン等によってクラッチ12が接続されている状態で、4輪駆動状態での作動について説明する。本発明は、この状態での処理である。
アクセル開度に応じてモータトルク指令値Ttが求められ、そのモータトルク指令値Ttと現在のモータ回転数Nmに基づき要求電力演算部20Bでモータ4の要求電力Pmが算出される。
このとき、モータ4の要求電力Pmよりもバッテリ16の出力可能電力Pbの方が大きく且つバッテリ電圧Vbがモータ誘起電圧よりも大きければバッテリ16の電力で要求電力Pmを供給可能であると判定されて、電源切替スイッチ17のオン状態が保持されて、バッテリ16のみからインバータ9に電力が供給される。
(Function and effect)
In a vehicle equipped with the driving force control device having the above-described configuration, the vehicle is driven by front wheels (drive wheels) that are directly driven by the engine when the 4WD switch is off. In this state, the clutch 12 is in an off state.
Next, the operation in the four-wheel drive state in a state where the clutch 12 is connected by turning on the 4WD switch or the like will be described. The present invention is processing in this state.
A motor torque command value Tt is determined according to the accelerator opening, and the required
At this time, if the output power Pb of the
さらにアクセルペダルが踏まれることで、駆動力の増大が要求されて要求電力Pmが大きくなって、要求電力Pmがバッテリ16の出力可能電力Pbを越えると、発電機制御部20Eによって発電機7が発電を開始する。すると発電機7の界磁電流が増加して発電機7の電圧が上昇する。このとき発電機7の電圧がバッテリ16の電圧が越えるまでは電力の供給はバッテリ16のみの領域である。更に、発電機電圧がバッテリ電圧Vbと等しくなり、さらに発電機7が発電すると、発電電力が負荷装置への電力供給を開始する。これに伴いバッテリ16の電流が減少して発電機7の電流が増加する。バッテリ16は、バッテリ電流Ibの減少に伴い電圧が増加し、バッテリ電流Ibがゼロとなると電源スイッチがオフとなってバッテリ16はインバータ9に対して電気的に非接続状態となって、電力供給は発電機7のみからなる。
Further, when the accelerator pedal is depressed, an increase in driving force is required and the required power Pm increases, and when the required power Pm exceeds the outputable power Pb of the
上記電源(電力供給)がバッテリ16から発電機7に切り替わる際における、バッテリ16及び発電機7の動作点の動きを示す図が図12であり、そのタイムチャートが図13である。
まず、時刻t1まで、要求電力Pmが小さく、バッテリ16だけで電力供給が可能な状態(要求電力Pmよりもバッテリ出力可能電力Pbの方が大きく、かつモータ誘起電圧よりもバッテリ電圧Vbが大きい状態)の動作点を図12におけるP1とする。このとき、発電機7は、発電していないため、電流及び電圧はゼロである。
FIG. 12 is a diagram illustrating the movement of the operating points of the
First, until time t1, the required power Pm is small and the power can be supplied only by the battery 16 (the battery output possible power Pb is larger than the required power Pm and the battery voltage Vb is larger than the motor induced voltage) ) Is P1 in FIG. At this time, since the generator 7 is not generating power, the current and voltage are zero.
時刻t1で、アクセルペダルが踏み込まれて要求電力Pmが増加して、バッテリ16だけでは電力が供給できないと判定されると、発電機7が発電を開始する。すると、時刻t2で発電機7の界磁電流が増加し、それに伴い発電機7の電圧が増加して、時刻t2で発電機7の電圧とバッテリ16の電圧が等しくなる。この時刻t2までは、電力供給がバッテリ16だけの領域である。
At time t1, when the accelerator pedal is depressed and the required power Pm increases, and it is determined that the
さらに、発電機7の電圧とバッテリ16の電圧が等しくなり、さらに時刻t2からt3に向けて、発電機7の界磁電流が増加することで発電機7の電圧が増加すると、発電機7電力の負荷装置であるインバータ9及びモータ4への供給が開始される。このとき、バッテリ16では、電圧の上昇に伴い電流が減少し、発電機7では電圧の上昇に伴い電流が増加する。そして、時刻t3でバッテリ16の電流がゼロとなり、電力供給が発電機7のみとなる。この時刻t2〜t3が、電力供給がバッテリ16と発電機7の領域となる。P2がそのときの動作点である。
Furthermore, when the voltage of the generator 7 and the voltage of the
続いて時刻t4で、発電機7が発電中で且つバッテリ16の電流がゼロとなったと判定して電源切替スイッチ17がオフとなる。図13では、分かりやすいようにt3〜t4の時間幅を大きくとっているが、実際には極短時間の時間幅である。
更に、発電機7の界磁電流が上昇し、発電機7の電流及び電圧が上昇して、発電機7で要求電力Pmを発電した状態となる。
Subsequently, at time t4, it is determined that the generator 7 is generating power and the current of the
Furthermore, the field current of the generator 7 is increased, the current and voltage of the generator 7 are increased, and the required power Pm is generated by the generator 7.
このように、例えばバッテリ16として小型なものとすれば、バッテリ16は主として低速時や低トルク時などの要求電力Pmが低い場合に電源として使用される。また、発電機7は車速が高速時や高トルク時など要求電力Pmが高い場合やバッテリ16のSOCが低い場合に電源として使用される。また、車速が中速時や中トルク時などのように、システム電圧はバッテリ電圧Vbで十分であるものの、電力がバッテリ16では不足している場合には、バッテリ16と発電機7の両方が電源として使用される。
Thus, for example, if the
ここで、発電機7はエンジン2に対して負荷となり、かつ機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する必要がある分だけ効率が良く無い。これに対して、本実施形態では、上記のように要求電力Pmが小さい場合には、バッテリ16のみでモータ4を駆動するので、つまり発電機7が発電しないので、その分燃費がよい。
また、バッテリ16で不足する電力を発電機7で補完することで、要求電力Pmを確実に出力することが可能となる。
Here, the generator 7 becomes a load on the
In addition, by complementing the power shortage in the
更に、バッテリ16の出力可能電力よりも要求電力Pmが大きいために、バッテリ16から発電機7のみの電力供給への切替時には、バッテリ電流Ibがゼロとなってからバッテリ16をインバータ9に対して電気的に非接続状態に変更することで、切替時に電圧及び電流が大きく変動することが無く、負荷装置であるモータ4に安定した電力を供給することが可能である。
Further, since the required power Pm is larger than the power that can be output from the
2 エンジン(内燃機関)
4 モータ(負荷装置)
7 発電機
9 インバータ
16 バッテリ
17 電源切替スイッチ
20 モータ指令演算部
20A モータ指令演算部
20B 要求電力演算部
20C モータ誘起電圧演算部
20D 切替判断部
20E 発電機制御部
20F クラッチ制御部
21 モータ制御部
Pb バッテリ出力可能電力
Pg 発電機必要電力
Pm モータ要求電力
2 Engine (Internal combustion engine)
4 Motor (load device)
7 Generator 9
Claims (4)
負荷装置と蓄電部との電気的な接続及び非接続の切替を行う切替スイッチと、発電機の出力電力を制御する発電機制御部と、を備え、
負荷装置の要求電力が蓄電部の出力可能な電力以下の場合には、発電機および蓄電部のうち少なくとも蓄電部を負荷装置に対し電気的に接続して電力を供給し、上記要求電力が蓄電部の出力可能電力を越える若しくは越えるおそれがあると判定すると、発電機の出力電力を上記要求電力を供給可能な状態に制御し、蓄電部に流れる電流がゼロになったときに当該蓄電部を非接続状態に切り替えることを特徴とする電力供給装置。 A power supply device that has a generator and a chargeable / dischargeable power storage unit as a power supply source for supplying power, and supplies power to the load device from the power supply source,
A changeover switch that switches between electrical connection and non-connection between the load device and the power storage unit, and a generator control unit that controls the output power of the generator,
When the required power of the load device is less than or equal to the power that can be output from the power storage unit, at least the power storage unit of the generator and the power storage unit is electrically connected to the load device to supply power, and the required power is stored. If the output power of the generator is determined to exceed or may exceed, the output power of the generator is controlled so that the required power can be supplied, and when the current flowing through the power storage unit becomes zero, the power storage unit is A power supply device that switches to a non-connected state.
上記電力供給装置を、上記請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した電力供給装置で構成すると共に、発電機を内燃機関の駆動力で回転駆動することを特徴とする車両の駆動力制御装置。 A driving force control device for a vehicle, comprising: an internal combustion engine that drives main driving wheels; a motor that can drive the driven wheels; and a power supply device that supplies power to a motor as a load device.
The power supply device is configured by the power supply device according to any one of claims 1 to 3, and the generator is driven to rotate by the driving force of the internal combustion engine. Force control device.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101088414B1 (en) * | 2009-11-03 | 2011-12-01 | 한국철도기술연구원 | Hybrid driving system equipped with multiple contactor and driving method thereof |
WO2013076835A1 (en) * | 2011-11-24 | 2013-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle, vehicle control method, and power-receiving facility |
FR3001938A1 (en) * | 2013-02-11 | 2014-08-15 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Method for controlling electric machine of e.g. terrestrial or maritime hybrid vehicle, involves allowing particular mode to be activated or deactivated according to required torque to respect acceleration set point of automatic system |
JP2015171296A (en) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 古河電気工業株式会社 | Charge control apparatus, and charge control method |
JP2020121643A (en) * | 2019-01-30 | 2020-08-13 | トヨタ自動車株式会社 | Power generation control device of vehicle |
JP2021014152A (en) * | 2019-07-11 | 2021-02-12 | 株式会社Subaru | Power supply apparatus for vehicle |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05146008A (en) * | 1991-11-22 | 1993-06-11 | Toyota Motor Corp | Drive controller for series hybrid vehicle |
JP2005348566A (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Nissan Motor Co Ltd | Driving force controller of vehicle |
-
2007
- 2007-02-08 JP JP2007029077A patent/JP5076530B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05146008A (en) * | 1991-11-22 | 1993-06-11 | Toyota Motor Corp | Drive controller for series hybrid vehicle |
JP2005348566A (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Nissan Motor Co Ltd | Driving force controller of vehicle |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101088414B1 (en) * | 2009-11-03 | 2011-12-01 | 한국철도기술연구원 | Hybrid driving system equipped with multiple contactor and driving method thereof |
WO2013076835A1 (en) * | 2011-11-24 | 2013-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle, vehicle control method, and power-receiving facility |
JP5561441B2 (en) * | 2011-11-24 | 2014-07-30 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle, vehicle control method, and power receiving equipment |
US9013062B2 (en) | 2011-11-24 | 2015-04-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle, control method for vehicle, and power reception facilities |
FR3001938A1 (en) * | 2013-02-11 | 2014-08-15 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Method for controlling electric machine of e.g. terrestrial or maritime hybrid vehicle, involves allowing particular mode to be activated or deactivated according to required torque to respect acceleration set point of automatic system |
JP2015171296A (en) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 古河電気工業株式会社 | Charge control apparatus, and charge control method |
JP2020121643A (en) * | 2019-01-30 | 2020-08-13 | トヨタ自動車株式会社 | Power generation control device of vehicle |
JP2021014152A (en) * | 2019-07-11 | 2021-02-12 | 株式会社Subaru | Power supply apparatus for vehicle |
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Publication number | Publication date |
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