JP2008278557A - Controller of electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動車両の制御装置に関し、より特定的には、車両外部との間で電力授受を可能に構成された電動車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an electric vehicle, and more particularly, to a control device for an electric vehicle configured to be able to exchange power with the outside of the vehicle.
近年、環境問題を考慮して、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などのように、電動機を駆動力源とする電動車両が注目されている。このような電動車両には、電動機に電力を供給したり、回生制動時に運動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電したりするために、二次電池や電気二重層キャパシタなどからなる蓄電部が搭載されている。 In recent years, in consideration of environmental problems, electric vehicles using an electric motor as a driving force source, such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle, have attracted attention. Such an electric vehicle is equipped with a power storage unit consisting of a secondary battery, an electric double layer capacitor, etc., for supplying electric power to the motor or for storing kinetic energy by converting it into electric energy during regenerative braking. Has been.
このような電動機を駆動力源とする車両においては、加速性能や走行持続距離などの走行性能を高めるために、蓄電部の充放電容量を大きくすることが望ましい。そのため、たとえば特開平9−233709号公報(特許文献1)、特開平8−126121号公報(特許文献2)および特開平4−295202号公報(特許文献3)には、電動車両の外部の商用電源を用いて蓄電部の充電を行なう方式が開示される。 In a vehicle using such an electric motor as a driving force source, it is desirable to increase the charge / discharge capacity of the power storage unit in order to improve traveling performance such as acceleration performance and traveling distance. Therefore, for example, JP-A-9-233709 (Patent Document 1), JP-A-8-126121 (Patent Document 2), and JP-A-4-295202 (Patent Document 3) disclose commercial vehicles outside an electric vehicle. A method for charging a power storage unit using a power source is disclosed.
これらの特許文献によれば、車両駆動用のモータのコイルをリアクトルとして用いるとともに、当該モータの制御を行なうインバータの回路素子を制御することによって商用電源から蓄電部の充電を行なうように構成されている。
上記の特許文献に開示される充電方式によれば、電動車両に既に存在する部品(車両駆動用モータおよびインバータ)を充電装置として利用することから、新たに搭載する部品を減らして車両の大型化および重量の増加を抑制することができる。 According to the charging method disclosed in the above-mentioned patent document, the parts already existing in the electric vehicle (vehicle driving motor and inverter) are used as the charging device, so the number of newly mounted parts is reduced and the size of the vehicle is increased. And an increase in weight can be suppressed.
その一方で、車両停止中において駆動用モータのコイルを通電して蓄電部の充電を行なった場合には、当該コイルに発生するジュール熱により駆動用モータの温度が上昇することとなる。そのため、駆動用モータに永久磁石を配置した永久磁石モータを使用した場合には、磁石温度が上昇して永久磁石に減磁が発生する可能性がある。 On the other hand, when the coil of the drive motor is energized and the power storage unit is charged while the vehicle is stopped, the temperature of the drive motor rises due to Joule heat generated in the coil. For this reason, when a permanent magnet motor in which a permanent magnet is disposed as a driving motor is used, the magnet temperature may rise and demagnetization may occur in the permanent magnet.
そして、この減磁の発生によって、永久磁石モータでは、充電終了後の電動車両の走行時において運転効率(回転効率、発電効率)が低下するという問題が生じる。したがって、電動車両のエネルギー効率を高めるためには、車両停止中においても駆動用モータを冷却できることが必要となる。 Due to the occurrence of demagnetization, the permanent magnet motor has a problem that the driving efficiency (rotational efficiency, power generation efficiency) is lowered when the electric vehicle travels after charging is completed. Therefore, in order to increase the energy efficiency of the electric vehicle, it is necessary to be able to cool the drive motor even when the vehicle is stopped.
しかしながら、特開平9−233709号公報(特許文献1)、特開平8−126121号公報(特許文献2)および特開平4−295202号公報(特許文献3)では、駆動用モータのコイルを用いて商用電源から与えられる電力で蓄電部を充電するための構成が開示するに留まり、このような課題に対する解決手段を開示していない。 However, in JP-A-9-233709 (Patent Document 1), JP-A-8-126121 (Patent Document 2) and JP-A-4-295202 (Patent Document 3), a coil of a driving motor is used. Only a configuration for charging the power storage unit with electric power supplied from a commercial power source is disclosed, and no means for solving such a problem is disclosed.
なお、モータ冷却システムとして、特開2006−14438号公報(特許文献4)には、自動変速機の油圧回路のATF(Automatic Transmission Fluid:自動変速機油)を走行用モータの内部に供給し、当該ATFを冷却油として走行用モータを冷却する技術が開示されている。 As a motor cooling system, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-14438 (Patent Document 4) supplies ATF (Automatic Transmission Fluid) of a hydraulic circuit of an automatic transmission to the inside of a traveling motor, A technique for cooling a traveling motor using ATF as a cooling oil is disclosed.
しかしながら、特開2006−14438号公報(特許文献4)には、車両の走行時に自動変速機からのATFを用いて走行用モータを冷却する制御を行なう構成を開示するに留まり、上述したような車両停止中の走行用モータの冷却対策については何ら言及されていない。 However, Japanese Patent Laying-Open No. 2006-14438 (Patent Document 4) merely discloses a configuration for performing control for cooling the traveling motor using the ATF from the automatic transmission when the vehicle is traveling, as described above. No mention is made of cooling measures for the traveling motor while the vehicle is stopped.
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両駆動力を発生するように構成された電動機を用いて車両外部との間で電力授受を行なう電動車両において、電力授受時の該電動機の温度上昇を抑制可能な電動車両の制御装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an electric motor that transmits and receives electric power to / from the outside of the vehicle using an electric motor configured to generate a vehicle driving force. An object of the present invention is to provide a control device for an electric vehicle capable of suppressing an increase in temperature of the electric motor during power transfer.
この発明のある局面に従えば、電動車両の制御装置は、車両外部との間で電力授受を可能に構成された電動車両の制御装置である。電動車両は、充放電可能に構成された蓄電部を有する電源システムと、電源システムから供給される電力を受けて駆動力を発生する駆動力発生部と、駆動力発生部と車両外部とを電気的に接続するための供給線とを含む。駆動力発生部は、星型結線されたステータと、永久磁石が装着されたロータとを含んで構成される回転電機と、回転電機を駆動するためのインバータとを含む。供給線は、回転電機の中性点と車両外部とを電気的に接続するように構成される。制御装置は、電源システムからの直流電力と供給線に入出力される交流電力との間で電力変換を行なうように、インバータにおけるスイッチング動作を制御する電力変換制御手段と、電力変換制御手段による制御の実行中に、冷媒と回転電機との間で熱交換が行なわれるように冷却装置を作動させる冷却制御手段とを備える。 According to an aspect of the present invention, the control device for an electric vehicle is a control device for an electric vehicle configured to be able to exchange power with the outside of the vehicle. The electric vehicle includes a power supply system having a power storage unit configured to be chargeable / dischargeable, a driving force generation unit that generates driving force by receiving electric power supplied from the power supply system, and the driving force generation unit and the outside of the vehicle are electrically connected. And a supply line for connection. The driving force generator includes a rotating electrical machine configured to include a star-connected stator, a rotor on which a permanent magnet is mounted, and an inverter for driving the rotating electrical machine. The supply line is configured to electrically connect the neutral point of the rotating electrical machine and the outside of the vehicle. The control device includes a power conversion control unit that controls a switching operation in the inverter so as to perform power conversion between the DC power from the power supply system and the AC power input / output to / from the supply line, and control by the power conversion control unit And a cooling control means for operating the cooling device so that heat is exchanged between the refrigerant and the rotating electrical machine.
上記の電動車両の制御装置によれば、回転電機の中性点を介して電動車両に搭載される電源システムと車両外部との間での電力授受が行なわれている場合には、当該回転電機が冷媒との熱交換により冷却される。その結果、回転電機の温度上昇を抑制できるため、当該回転電機のロータに装着された永久磁石の減磁を防止することができる。 According to the control device for an electric vehicle described above, when power is transferred between the power supply system mounted on the electric vehicle and the outside of the vehicle via the neutral point of the rotary electric machine, Is cooled by heat exchange with the refrigerant. As a result, since the temperature rise of the rotating electrical machine can be suppressed, demagnetization of the permanent magnet attached to the rotor of the rotating electrical machine can be prevented.
好ましくは、冷却装置は、冷媒を通流させる冷媒路と、冷媒路に冷媒を循環させる電動ポンプとを含む。回転電機は、冷媒路に配設される。冷却制御手段は、電力変換制御手段による制御の実行中に、電動ポンプを作動させる。 Preferably, the cooling device includes a refrigerant path through which the refrigerant flows and an electric pump that circulates the refrigerant in the refrigerant path. The rotating electrical machine is disposed in the refrigerant path. The cooling control means operates the electric pump during execution of control by the power conversion control means.
上記の電動車両の制御装置によれば、電源システムと車両外部との間での電力授受が行なわれている場合には、電動ポンプを作動させることによって冷媒との熱交換により回転電機を冷却することができる。 According to the above control device for an electric vehicle, when electric power is transferred between the power supply system and the outside of the vehicle, the electric rotating machine is operated to cool the rotating electric machine by heat exchange with the refrigerant. be able to.
好ましくは、電動ポンプは、車両外部および電源システムの間で授受される電力を受けて冷媒路に冷媒を循環させる。 Preferably, the electric pump circulates the refrigerant in the refrigerant passage in response to electric power exchanged between the vehicle exterior and the power supply system.
上記の電動車両の制御装置によれば、車両外部および電源システムの間で授受される電力を用いて電動ポンプを効率良く作動させることができる。 According to the above control device for an electric vehicle, the electric pump can be efficiently operated using electric power exchanged between the vehicle exterior and the power supply system.
好ましくは、冷媒路は、少なくとも一部が、回転電機の回転軸を構成する中空軸からロータに向かって冷媒を通流させるように形成される。 Preferably, at least a part of the refrigerant path is formed so that the refrigerant flows from the hollow shaft constituting the rotating shaft of the rotating electrical machine toward the rotor.
上記の電動車両の制御装置によれば、回転電機に供給された冷媒とロータとの間で直接的に熱交換が行なわれるため、該ロータに装着された永久磁石を効率的に冷却することができる。 According to the control device for an electric vehicle described above, heat exchange is directly performed between the refrigerant supplied to the rotating electrical machine and the rotor, so that the permanent magnet mounted on the rotor can be efficiently cooled. it can.
好ましくは、電動車両の制御装置は、回転電機の温度を取得する温度取得手段をさらに備える。冷却制御手段は、温度取得手段によって取得された回転電機の温度に応じて冷却装置における冷媒の供給量の目標値を設定するとともに、冷媒の供給量が目標値に一致するように冷却装置を制御する。 Preferably, the control device for the electric vehicle further includes temperature acquisition means for acquiring the temperature of the rotating electrical machine. The cooling control unit sets a target value of the refrigerant supply amount in the cooling device according to the temperature of the rotating electrical machine acquired by the temperature acquisition unit, and controls the cooling device so that the refrigerant supply amount matches the target value. To do.
上記の電動車両の制御装置によれば、車両外部との電力授受に応じて温度上昇する回転電機に対して適切な冷却能力となるように冷却装置が制御される。これにより、回転電機の冷却性を確保しながら冷却装置の省電力化を図ることができる。その結果、電力授受経路で発生する電力損失を低減できるため、電源システムのエネルギー効率を向上させることができる。 According to the above-described control device for an electric vehicle, the cooling device is controlled so as to have an appropriate cooling capacity for the rotating electrical machine that rises in temperature in response to power exchange with the outside of the vehicle. Thereby, power saving of a cooling device can be achieved, ensuring the cooling property of a rotary electric machine. As a result, the power loss that occurs in the power transfer path can be reduced, so that the energy efficiency of the power supply system can be improved.
好ましくは、電動車両は、供給線と車両外部との電気的な接続を確保するためのコネクタをさらに含む。電力変換制御手段は、コネクタの閉成によって供給線および車両外部の電気的接続が確保されたことに応答してスイッチング動作を開始させる。冷却制御手段は、電力変換制御手段による制御の実行が開始されたときに、冷却装置を作動させる。 Preferably, the electric vehicle further includes a connector for ensuring an electrical connection between the supply line and the outside of the vehicle. The power conversion control means starts the switching operation in response to securing of the electrical connection between the supply line and the outside of the vehicle by closing the connector. The cooling control unit operates the cooling device when execution of control by the power conversion control unit is started.
上記の電動車両の制御装置によれば、車両外部との間で電力授受が開始されたことに連動して冷却装置が作動するため、回転電機の温度上昇を確実に抑制することができる。 According to the above control device for an electric vehicle, since the cooling device operates in conjunction with the start of power transfer with the outside of the vehicle, the temperature rise of the rotating electrical machine can be reliably suppressed.
好ましくは、電動車両は、供給線と車両外部との電気的な接続を確保するためのコネクタをさらに含む。電力変換制御手段は、コネクタの閉成によって供給線および車両外部の電気的接続が確保されたことに応答してスイッチング動作を開始させる。冷却制御手段は、電力変換制御手段による制御の実行が開始された後、温度取得手段によって取得された回転電機の温度が所定の閾値以上となったときに、冷却装置を作動させる。 Preferably, the electric vehicle further includes a connector for ensuring an electrical connection between the supply line and the outside of the vehicle. The power conversion control means starts the switching operation in response to securing of the electrical connection between the supply line and the outside of the vehicle by closing the connector. The cooling control unit operates the cooling device when the temperature of the rotating electrical machine acquired by the temperature acquisition unit becomes equal to or higher than a predetermined threshold after the execution of control by the power conversion control unit is started.
上記の電動車両の制御装置によれば、回転電機の温度が所定の閾値以上となった場合に冷却装置が作動するため、回転電機の冷却性を確保しながら冷却装置の消費電力をさらに低減することができる。その結果、電源システムのエネルギー効率がより一層向上する。 According to the control device for an electric vehicle described above, the cooling device operates when the temperature of the rotating electrical machine becomes equal to or higher than a predetermined threshold value. Therefore, the power consumption of the cooling device is further reduced while ensuring the cooling performance of the rotating electrical machine. be able to. As a result, the energy efficiency of the power supply system is further improved.
好ましくは、電動車両は、供給線と車両外部との電気的な接続を確保するためのコネクタをさらに含む。電力変換制御手段は、コネクタの閉成によって供給線および車両外部の電気的接続が確保された後、温度取得手段によって取得された回転電機の温度が所定の閾値を下回ったときに、スイッチング動作を開始させる。 Preferably, the electric vehicle further includes a connector for ensuring an electrical connection between the supply line and the outside of the vehicle. The power conversion control means performs the switching operation when the electrical connection between the supply line and the outside of the vehicle is ensured by closing the connector, and the temperature of the rotating electrical machine acquired by the temperature acquisition means falls below a predetermined threshold. Let it begin.
上記の電動車両の制御装置によれば、車両停止直後のように回転電機が高温状態の場合には車両外部との間の電力授受が禁止されるため、回転電機の温度上昇をより確実に抑制することができる。 According to the above-described control device for an electric vehicle, when the rotating electrical machine is in a high temperature state immediately after the vehicle stops, power transfer with the outside of the vehicle is prohibited, so that the temperature increase of the rotating electrical machine is more reliably suppressed. can do.
好ましくは、電力変換制御手段は、温度取得手段によって取得された回転電機の温度に応じて車両外部および蓄電部の間で授受される電力の目標値を設定するとともに、車両外部および蓄電部の間で授受される電力が目標値に一致するようにスイッチング動作を制御する。 Preferably, the power conversion control means sets a target value of power exchanged between the outside of the vehicle and the power storage unit according to the temperature of the rotating electrical machine acquired by the temperature acquisition means, and between the outside of the vehicle and the power storage unit. The switching operation is controlled so that the power exchanged in step 1 matches the target value.
上記の電動車両の制御装置によれば、回転電機の温度に応じて車両外部との間で授受される電力を制御することにより、回転電機の温度上昇を確実に抑制することができる。 According to the control device for an electric vehicle described above, the temperature increase of the rotating electrical machine can be reliably suppressed by controlling the electric power exchanged with the outside of the vehicle according to the temperature of the rotating electrical machine.
好ましくは、電力変換制御手段は、温度取得手段によって取得された回転電機の温度が所定の閾値以上となったとき、車両外部および蓄電部の間で授受される電力の目標値を蓄電部の充放電許容電力よりも低くなるように設定する。 Preferably, when the temperature of the rotating electrical machine acquired by the temperature acquisition unit is equal to or higher than a predetermined threshold, the power conversion control unit sets a target value of power transferred between the outside of the vehicle and the power storage unit to charge the power storage unit. It sets so that it may become lower than discharge allowable power.
上記の電動車両の制御装置によれば、回転電機が高温状態のときには車両外部との間で授受される電力が制限されるため、回転電機が過熱されるのを抑制することができる。 According to the above control device for an electric vehicle, since the electric power exchanged with the outside of the vehicle is limited when the rotating electrical machine is in a high temperature state, the rotating electrical machine can be prevented from being overheated.
好ましくは、回転電機は、各々が星型結線されたステータと、永久磁石が装着されたロータとを含んで構成される第1および第2の回転電機を含む。インバータは、第1および第2の電動機を駆動するための第1および第2のインバータを含む。供給線は、第1の回転電機の中性点および第2の回転電機の中性点と車両外部とを電気的に接続するように構成される。 Preferably, the rotating electric machine includes first and second rotating electric machines each including a stator that is star-connected and a rotor on which a permanent magnet is mounted. The inverter includes first and second inverters for driving the first and second electric motors. The supply line is configured to electrically connect the neutral point of the first rotating electrical machine and the neutral point of the second rotating electrical machine to the outside of the vehicle.
上記の電動車両の制御装置によれば、新たにインバータを設ける必要が無くなるため、車両の構成を簡素化することができる。その結果、電源システムを安価に構築することができる。 According to the above control device for an electric vehicle, since it is not necessary to newly provide an inverter, the configuration of the vehicle can be simplified. As a result, the power supply system can be constructed at a low cost.
この発明によれば、車両駆動力を発生するように構成された電動機を用いて車両外部との間で電力授受を行なう電動車両において、電力授受時の該電動機の温度上昇を抑制することができる。その結果、電動機のロータに装着された永久磁石の減磁を防止することができる。 According to the present invention, in an electric vehicle that transfers electric power to and from the outside of the vehicle using an electric motor configured to generate a vehicle driving force, an increase in temperature of the electric motor at the time of electric power transfer can be suppressed. . As a result, demagnetization of the permanent magnet mounted on the rotor of the electric motor can be prevented.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
(電動車両の構成)
図1は、この発明の実施の形態1に従う制御装置が適用される電動車両の要部を示す概略構成図である。
[Embodiment 1]
(Configuration of electric vehicle)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of an electric vehicle to which a control device according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
図1を参照して、電動車両は、電源システム100と、コンバータ18と、インバータ20,22と、モータジェネレータMG1,MG2と、電池ECU(Electrical Control Unit)30と、コンバータECU40と、駆動ECU80とを備える。
Referring to FIG. 1, an electric vehicle includes a
インバータ20,22と、モータジェネレータMG1,MG2と、駆動ECU80とは、車両の駆動力を発生する駆動力発生部110を構成する。本実施の形態では、車両は、電源システム100から駆動力発生部110へ供給される電力により生じる駆動力を車輪(図示せず)に伝達することにより走行する。また、車両は、回生時において、駆動力発生部によって運動エネルギーから電力を生じさせて電源システム100に回収する。
また、本実施の形態においては、蓄電部10の一例として、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの充放電可能に構成された二次電池、もしくは電気二重層キャパシタを備える電源システム100について説明する。電源システム100は、主正母線MPLおよび主負母線MNLを介して駆動力発生部との間で直流電力の授受を行なう。
In the present embodiment, as an example of
インバータ20,22は、主正母線MPLおよび主負母線MNLに並列接続され、それぞれ電源システム100との間で電力の授受を行なう。すなわち、インバータ20,22は、それぞれ主正母線MPLおよび主負母線MNLを介して受ける駆動電力(直流電力)を交流電力に変換してモータジェネレータMG1,MG2へ供給する一方、モータジェネレータMG1,MG2が発電する交流電力を直流電力に変換して回生電力として電源システム100へ供給する。なお、インバータ20,22は、一例として、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成され、それぞれ駆動ECU80から受けたスイッチング指令PWM1,PWM2に応じて、スイッチング(回路開閉)動作を行なうことで、三相交流電力を発生する。
モータジェネレータMG1,MG2は、それぞれインバータ20,22から供給される交流電力を受けて回転駆動力を発生可能であるとともに、外部からの回転駆動力を受けて発電可能に構成される。一例として、モータジェネレータMG1,MG2は、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流回転電機である。そして、モータジェネレータMG1,MG2は、それぞれ動力分割機構PSDと連結され、発生した駆動力を駆動軸28によって車輪(図示せず)へ伝達する。
Motor generators MG1 and MG2 can generate rotational driving force by receiving AC power supplied from
なお、駆動力発生部110がハイブリッド車両に適用される場合には、モータジェネレータMG1,MG2は、動力分割機構PSDまたは駆動軸28を介して図示しないエンジンとも連結される。そして、駆動ECU80によって、エンジンの発生する駆動力とモータジェネレータMG1,MG2の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御が実行される。このようなハイブリッド車両に適用される場合には、モータジェネレータMG1を専ら発電機として機能させ、モータジェネレータMG2を専ら電動機として機能させることもできる。
When drive
図2は、図1における駆動力発生部110の詳細を説明するための模式図である。
図2を参照して、駆動力発生部110は、モータジェネレータMG2と、モータジェネレータMG2の回転軸に接続される減速機RDと、減速機RDで減速された回転軸の回転に応じて回転する車軸と、エンジン4と、モータジェネレータMG1と、減速機RDとエンジン4とモータジェネレータMG1との間で動力分配を行なう動力分割機構PSDとを備える。減速機RDは、モータジェネレータMG2から動力分割機構PSDへの減速比が、たとえば2倍以上である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the details of the driving
Referring to FIG. 2, driving
エンジン4のクランクシャフト50とモータジェネレータMG1のロータ32とモータジェネレータMG2のロータ37とは同じ軸を中心に回転する。
The
動力分割機構PSDは、図2に示す例ではプラネタリギヤであり、クランクシャフト50に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸に結合されたサンギヤ51と、クランクシャフト50と同軸上を回転可能に支持されているリングギヤ52と、サンギヤ51とリングギヤ52との間に配置され、サンギヤ51の外周を自転しながら公転するピニオンギヤ53と、クランクシャフト50の端部に結合され各ピニオンギヤ53の回転軸を支持するプラネタリキャリヤ54とを含む。
The power split mechanism PSD is a planetary gear in the example shown in FIG. 2, and is supported so as to be rotatable coaxially with the
動力分割機構PSDは、サンギヤ51に結合されたサンギヤ軸と、リングギヤ52に結合されたリングギヤケースおよびプラネタリキャリヤ54に結合されたクランクシャフト50の3軸が動力の入出力軸とされる。そしてこの3軸のうちいずれか2軸へ入出力される動力が決定されると、残りの1軸に入出力される動力は他の2軸へ入出力される動力に基づいて定まる。
In the power split mechanism PSD, a sun gear shaft coupled to the
動力の取出用のカウンタドライブギヤ70がリングギヤケースの外側に設けられ、リングギヤ52と一体的に回転する。カウンタドライブギヤ70は、動力伝達減速ギヤRGに接続されている。そしてカウンタドライブギヤ70と動力伝達減速ギヤRGとの間で動力の伝達がなされる。動力伝達減速ギヤRGはディファレンシャルギヤDEFを駆動する。また、下り坂等では車輪の回転がディファレンシャルギヤDEFに伝達され、動力伝達減速ギヤRGはディファレンシャルギヤDEFによって駆動される。
A
モータジェネレータMG1は、回転磁界を形成するステータ31と、ステータ31内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれているロータ32とを含む。ステータ31は、ステータコア33と、ステータコア33に巻回される三相コイル34とを含む。ロータ32は、動力分割機構PSDのサンギヤ51と一体的に回転するサンギヤ軸に結合されている。ステータコア33は、電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないケースに固定されている。
Motor generator MG1 includes a
モータジェネレータMG1は、ロータ32に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイル34によって形成される磁界との相互作用によりロータ32を回転駆動する電動機として動作する。またモータジェネレータMG1は、永久磁石による磁界とロータ32の回転との相互作用により三相コイル34の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。
Motor generator MG1 operates as an electric motor that rotationally drives
モータジェネレータMG1の内部温度であるモータ温度Tmot1は、温度検出部24(図1)により検出されてコンバータECU40および駆動ECU80へ出力される。なお、温度検出部24は、ステータコア33のコイルエンド部に配置されたサーミスタなどにより構成される。
Motor temperature Tmot1, which is the internal temperature of motor generator MG1, is detected by temperature detector 24 (FIG. 1) and output to
モータジェネレータMG2は、回転磁界を形成するステータ36と、ステータ31内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ37とを含む。ステータ36は、ステータコア38と、ステータコア38に巻回される三相コイル39とを含む。
Motor generator MG2 includes a
ロータ37は、動力分割機構PSDのリングギヤ52と一体的に回転するリングギヤケースに減速機RDによって結合されている。ステータコア38は、たとえば電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないケースに固定されている。
The
モータジェネレータMG2は、永久磁石による磁界とロータ37の回転との相互作用により三相コイル39の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。またモータジェネレータMG2は、永久磁石による磁界と三相コイル39によって形成される磁界との相互作用によりロータ37を回転駆動する電動機として動作する。
Motor generator MG2 also operates as a generator that generates electromotive force at both ends of three-
モータジェネレータMG2の内部温度であるモータ温度Tmot2は、温度検出部26(図1)により検出されてコンバータECU40および駆動ECU80へ出力される。なお、温度検出部26は、ステータコア38のコイルエンド部に配置されたサーミスタなどにより構成される。
Motor temperature Tmot2, which is the internal temperature of motor generator MG2, is detected by temperature detector 26 (FIG. 1) and output to
減速機RDは、プラネタリギヤの回転要素の一つであるプラネタリキャリヤ66が車両駆動装置のケースに固定された構造により減速を行なう。すなわち、減速機RDは、ロータ37のシャフトに結合されたサンギヤ62と、リングギヤ52と一体的に回転するリングギヤ68と、リングギヤ68およびサンギヤ62に噛み合いサンギヤ62の回転をリングギヤ68に伝達するピニオンギヤ64とを含む。
The speed reducer RD performs speed reduction by a structure in which a
たとえば、サンギヤ62の歯数に対しリングギヤ68の歯数を2倍以上にすることにより、減速比を2倍以上にすることができる。
For example, by making the number of teeth of the
再び図1を参照して、駆動ECU80は、予め格納されたプログラムを実行することで、図示しない各センサから送信された信号、走行状況、アクセル開度の変化率、および格納しているマップなどに基づいて、モータジェネレータMG1,MG2のトルク目標値TR1,TR2および回転数目標値MRN1,MRN2を算出する。そして、駆動ECU80は、モータジェネレータMG1,MG2の発生トルクおよび回転数がそれぞれトルク目標値TR1,TR2および回転数目標値MRN1,MRN2となるように、スイッチング指令PWM1,PWM2を生成してインバータ20,22を制御する。また、駆動ECU80は、算出したトルク目標値TR1,TR2および回転数目標値MRN1,MRN2を電源システム100へ出力する。
Referring to FIG. 1 again, the
さらに、本実施の形態においては、モータジェネレータMG1,MG2の中性点N1,N2が、供給線ACLおよびコネクタ90を介して車両外部の住宅200内の商用電源と電気的に接続され、商用電源との間で電力を授受可能に構成される。
Further, in the present embodiment, neutral points N1 and N2 of motor generators MG1 and MG2 are electrically connected to a commercial power supply in
このような構成の下で、インバータ20,22は、車両外部から与えられる商用電源により電源システム100に含まれる蓄電部10を充電するモード(以下、外部充電モードとも称する。)においては、後述する方法によってコネクタ90および供給線ACLを介して車両外部から供給される商用電力を受けて、電源システム100へ供給するための直流電力を生成する。また、インバータ20,22は、電源システム100から与えられる電力を住宅200へ供給するモード(以下、電力供給モード)においては、電源システム100からの放電電力を受けて住宅200へ供給するための交流電力を生成する。
Under such a configuration,
なお、正供給線ACLpに介装された供給電流検出部84は、商用電源からの供給電流IACを検出し、その検出値を駆動ECU80へ出力する。また、正供給線ACLpと負供給線ACLnとの間に接続された供給電圧検出部82は、商用電源からの供給電圧VACを検出し、その検出値を駆動ECU80へ出力する。
The
また、開閉検出部92は、コネクタ90の閉成、すなわち、車両と商用電源との電気的接続を検出し、その検出結果を指示する信号CSを生成して電源システム100へ出力する。
The open /
(電源システムの構成)
図1を参照して、電源システム100は、平滑コンデンサCと、コンバータ18と、蓄電部10と、充放電電流検出部16と、充放電電圧検出部14と、温度検出部12と、電池ECU30と、コンバータECU40とを備える。
(Power system configuration)
Referring to FIG. 1,
平滑コンデンサCは、主正母線MPLと主負母線MNLとの間に接続され、コンバータ18から出力される駆動電力および駆動力発生部から出力される回生電力に含まれる変動成分を低減する。
Smoothing capacitor C is connected between main positive bus MPL and main negative bus MNL, and reduces the fluctuation component included in the driving power output from
コンバータ18は、主正母線MPLおよび主負母線MNLと、蓄電部10との間に設けられ、蓄電部10と主正母線MPLおよび主負母線MNLとの間で電力変換動作を行なう。具体的には、コンバータ18は、蓄電部10からの放電電力を所定の電圧に昇圧して駆動電力として供給する一方、駆動力発生部110から供給される回生電力を所定の電圧に降圧して蓄電部10を充電する。一例として、コンバータ18は、昇降圧チョッパ回路により構成される。
蓄電部10は、コンバータ18を介して、主正母線MPLおよび主負母線MNLに接続される。蓄電部10は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの充放電可能に構成された二次電池、もしくは電気二重層キャパシタからなる。
充放電電流検出部16は、蓄電部10とコンバータ18とを接続する一方の電力線PL(またはNL)に介装され、蓄電部10の充放電時に用いられる充放電電流値Ibを検出し、その検出結果を電池ECU30およびコンバータECU40へ出力する。
Charging / discharging
充放電電圧検出部14は、蓄電部10とコンバータ18とを接続する電力線PL,NL間に接続され、蓄電部10の充放電電圧値Vbを検出し、その検出結果を電池ECU30およびコンバータECU40へ出力する。
Charging / discharging
温度検出部12は、蓄電部10を構成する電池セルなどに近接して配置され、蓄電部10の内部温度である蓄電部温度Tbを検出し、その検出結果を電池ECU30へ出力する。なお、温度検出部12は、蓄電部10を構成する複数の電池セルに対応付けて配置された複数の検出素子の検出結果に基づいて、平均化処理などにより代表値を出力するように構成してもよい。
電池ECU30は、充放電電流検出部16から受けた充放電電流値Ibと、充放電電圧検出部14から受けた充放電電圧値Vbと、温度検出部12から受けた蓄電池温度Tbとに基づいて、蓄電部10の充電状態(SOC:State Of Charge)を算出する。
蓄電部10のSOCを算出する構成については、様々な周知技術を用いることができるが、一例として、電池ECU30は、開回路電圧値から算出される暫定SOCと、充放電電流値の積算値から算出される補正SOCとを加算することでSOCを導出する。具体的には、電池ECU30は、各時点における充放電電流値Ibおよび充放電電圧値Vbから蓄電部10の開回路電圧値を算出し、当該開回路算出値を予め実験的に測定された蓄電部10の基準状態におけるSOCと開回路電圧値との関係を示す基準充放電特性に適用することで、蓄電部10の暫定SOCを算出する。さらに、電池ECU30は、充放電電流値Ibを積算して補正SOCを算出し、この補正SOCに暫定SOCを加算することでSOCを導出する。
Various well-known techniques can be used for the configuration for calculating the SOC of the
さらに、電池ECU30は、導出した蓄電部10のSOCに基づいて、許容電力(充電許容電力Winおよび放電許容電力Wout)を導出する。充電許容電力Winおよび放電許容電力Woutは、その化学反応的な限界で規定される、各時点における充電電力および放電電力の短時間の制限値である。
Further,
そのため、電池ECU30は、予め実験的に取得された蓄電部10のSOCおよび蓄電部温度Tbをパラメータとして規定された許容電力のマップを格納しておき、算出されるSOCおよび蓄電部温度Tbに基づいて、各時点の許容電力を導出する。なお、許容電力を規定するマップには、SOCおよび蓄電部温度以外のパラメータ、例えば蓄電部の劣化度などを含ませることもできる。
Therefore,
そして、電池ECU30は、導出した蓄電部10のSOC、充電許容電力Winおよび放電許容電力WoutをコンバータECU40へ出力する。
Then,
コンバータECU40は、上述した電源システム100および車両外部の商用電源の間の電力授受において、蓄電部10についての充放電制御を実行する。コンバータ40は、モデム86を介して住宅200から送信される充電要求信号DMNを受けると、後述する方法によって蓄電部10および商用電源の間で電力の授受が行なわれるようにコンバータ18のスイッチング指令PWC1を生成する。さらに、コンバータECU40は、商用電源に対する目標供給電力PAC*を決定して駆動ECU80へ出力する。
(外部充電モードにおける電力授受)
以下の説明においては、上述した車両外部との間の電力授受に関する2つのモードのうち、外部充電モードが実行される場合について詳述する。
(Power transfer in external charging mode)
In the following description, the case where the external charging mode is executed among the two modes related to the power transfer with the outside of the vehicle will be described in detail.
外部充電モードにおいては、車両は、供給線ACLを介してコネクタ90により住宅200の電源コンセントに接続されている。そして、車両には、商用電源線210を介して住宅200に供給される商用電源が与えられる。蓄電部10は、この住宅200から与えられる商用電源により充電される。
In the external charging mode, the vehicle is connected to the power outlet of the
詳細には、コネクタ90と住宅200の電源コンセントとを結合することによって、供給線ACLと商用電源線210とが電気的に接続される。住宅200は、モデム202と、制御部204とを含む。
Specifically, the supply line ACL and the
モデム202は、電気的に接続される車両との間で情報の送受信を行なう。モデム202は、商用電源線210の線間に接続され、制御部204から与えられる情報信号を変調して、商用電源線210を流れる電流に重畳する一方、商用電源線210を流れる電流に含まれる変調信号を抽出して、情報信号に復調して制御部204へ出力する。
制御部204は、車両との間で情報の送受信を行なうことにより車両における蓄電部10の充電状態を管理するとともに、ユーザなどからの充電要求を受付け可能に構成される。そして、制御部204は、充電要求が与えられると、モデム202を介して車両に対して充電要求信号DMNを送信する。また、制御部204は、蓄電部10の充電状態が所望の状態となったこと等に応じて充電停止要求が与えられると、モデム202を介して車両に対して充電停止要求STPを送信する。
車両においては、正供給線ACLpと負供給線ACLnとの間にモデム86が接続されており、住宅200との間で情報の送受信を可能とする。コンバータECU40は、モデム86を介して住宅200から送信される充電要求信号DMNを受けると、コンバータ18のスイッチング指令PWC1を生成する。さらに、コンバータECU40は、商用電源に対する目標供給電力PAC*を決定して駆動ECU80へ出力する。
In the vehicle, a
駆動ECU80は、与えられた目標供給電力PAC*に基づいて、インバータ20,22のスイッチング指令PWM1,2を生成する。これにより、蓄電部10と商用電源との間で電力授受が開始される。
Drive
上述したように、モータジェネレータMG1,MG2は、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流回転電機である。さらに、本実施の形態においては、三相分のコイルがY結線(星型結線)されたステータを備える。このY結線において、各コイルが互いに接続される点がモータジェネレータMG1,MG2の中性点N1,N2に相当する。 As described above, motor generators MG1 and MG2 are three-phase AC rotating electric machines including a rotor in which permanent magnets are embedded. Further, in the present embodiment, a three-phase coil is provided with a Y-connected (star-connected) stator. In this Y connection, points where the coils are connected to each other correspond to neutral points N1, N2 of motor generators MG1, MG2.
上述したように、インバータ20,22は、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成される。すなわち、インバータ20,22の各々は、上アーム(正側)に3個のスイッチング素子および下アーム(負側)に3個のスイッチング素子を含む。インバータ20,22から三相交流電力を発生させる場合には、上アーム側のスイッチング素子のうちの1個、および下アーム側のスイッチング素子のうちの1個をそれぞれ時間的に切換えてオン状態に駆動する。
As described above,
一方、上アーム側および下アーム側の各々において、3個のスイッチング素子を一括してオン/オフ動作させることもできる。このような動作モードにおいては、上側アームの3個のスイッチング素子は、互いに同じスイッチング状態(すべてオン、または、すべてオフ)とみなすことができ、また、下アーム側の3個のスイッチング素子も互いに同じスイッチング状態とみなすことができる。 On the other hand, on each of the upper arm side and the lower arm side, the three switching elements can be collectively turned on / off. In such an operation mode, the three switching elements on the upper arm can be regarded as being in the same switching state (all on or all off), and the three switching elements on the lower arm side are also mutually connected. It can be regarded as the same switching state.
このような動作モードでは、それぞれの相電圧は互いに等しくなるので、中性点を基準とする零電圧ベクトルを定義することができる。 In such an operation mode, the respective phase voltages are equal to each other, so that a zero voltage vector based on the neutral point can be defined.
図3は、零電圧ベクトルを生成する場合における、インバータ20,22およびモータジェネレータMG1,MG2の零相等価回路である。
FIG. 3 is a zero-phase equivalent circuit of
図3を参照して、インバータ20,22が上述のような零電圧ベクトルを生じるような動作モードを実行する場合には、インバータ20における上アーム側の3個のスイッチング素子TRは上アームARM1pとしてまとめて示され、インバータ20における下アーム側の3個のスイッチング素子TRは下アームARM1nとしてまとめて示される。同様に、インバータ22における上アーム側の3個のスイッチング素子TRは上アームARM2pとしてまとめて示され、インバータ22における下アーム側の3個のスイッチング素子TRは下アームARM2nとしてまとめて示される。
Referring to FIG. 3, when the
図3に示される零相等価回路は、正供給線ACLpおよび負供給線ACLnを介して中性点N1,N2に与えられる交流の商用電力を入力とする単相PWMインバータとみることができる。そこで、インバータ20,22の各々において零電圧ベクトルを時間的に変化させ、インバータ20,22をそれぞれ単相PWMインバータの各相アームとして動作するようにスイッチング制御することによって、交流の商用電力を直流電力に変換して電源システム100へ供給することができる。
The zero-phase equivalent circuit shown in FIG. 3 can be regarded as a single-phase PWM inverter that receives AC commercial power supplied to the neutral points N1 and N2 via the positive supply line ACLp and the negative supply line ACLn. Therefore, by changing the zero voltage vector in time in each of the
以上に説明したように、本実施の形態によれば、インバータ20,22を用いて、モータジェネレータMG1,MG2の駆動を行なうとともに、交流の商用電力を直流電力に変換するように構成したことにより、新たにインバータを設ける必要が無くなるため、車両の構成を簡素化することができる。その結果、この発明に係る電源システムを安価に構築することができる。
As described above, according to the present embodiment,
その一方で、このような車両外部との電力授受の実行中においては、モータジェネレータMG1,MG2のステータコイルが通電されるために、当該ステータコイルに発生するジュール熱によりモータジェネレータMG1,MG2の内部温度であるモータ温度Tmot1,Tmot2が上昇するという問題が生じる。 On the other hand, since the stator coils of motor generators MG1 and MG2 are energized during the execution of power exchange with the outside of the vehicle, the inside of motor generators MG1 and MG2 is caused by Joule heat generated in the stator coils. There arises a problem that the motor temperatures Tmot1 and Tmot2, which are temperatures, rise.
このようなモータ温度の上昇は、車両の停止中においてはモータジェネレータMG1,MG2を冷却するためのモータ冷却システムも停止状態となっているため、モータ温度の上昇を抑制するための手段が機能していないことによる。 Such a rise in the motor temperature is caused by the means for suppressing the rise in the motor temperature because the motor cooling system for cooling the motor generators MG1 and MG2 is also stopped when the vehicle is stopped. Not because.
詳細には、モータ冷却システムには、エンジンの運転で駆動する機械式オイルポンプから吐出される冷却油とモータとの間で熱交換を行なうように構成されているものがある。かかる構成において、機械式オイルポンプは、プラネタリキャリア54(図2)にギヤを介して取り付けられており、エンジンの駆動力を用いて作動する。そのため、車両の停止中においてはエンジンも停止しているため、機械式オイルポンプが作動せず、冷却油をモータに供給することが不可能となる。その結果、上述したような車両外部との電力授受の実行中においては、モータジェネレータMG1,MG2のロータに埋設された永久磁石の温度が上昇し、永久磁石の減磁が発生する可能性がある。 Specifically, some motor cooling systems are configured to exchange heat between the cooling oil discharged from a mechanical oil pump driven by engine operation and the motor. In this configuration, the mechanical oil pump is attached to the planetary carrier 54 (FIG. 2) via a gear, and operates using the driving force of the engine. Therefore, since the engine is also stopped while the vehicle is stopped, the mechanical oil pump does not operate and it becomes impossible to supply cooling oil to the motor. As a result, the temperature of the permanent magnets embedded in the rotors of motor generators MG1 and MG2 increases during execution of power transfer with the outside of the vehicle as described above, and there is a possibility that demagnetization of the permanent magnets may occur. .
そこで、本実施の形態に係る電動車両は、以下に述べる電動オイルポンプを含んで構成されたモータ冷却システムをさらに備える。そして、電動車両の制御装置は、車両および車両外部の間の電力授受の実行中においては、ロータに埋設された永久磁石と冷却油との間で熱交換が行なわれるように当該モータ冷却システムを作動させる。 Therefore, the electric vehicle according to the present embodiment further includes a motor cooling system configured to include an electric oil pump described below. Then, the control device for the electric vehicle controls the motor cooling system so that heat is exchanged between the permanent magnet embedded in the rotor and the cooling oil during power transfer between the vehicle and the outside of the vehicle. Operate.
(モータ冷却システム)
図4は、図1に示される電動車両に搭載されるモータ冷却システムを概念的に示すブロック図である。
(Motor cooling system)
FIG. 4 is a block diagram conceptually showing a motor cooling system mounted on the electric vehicle shown in FIG.
図4を参照して、モータ冷却システムは、駆動力発生部110と、オイルクーラー124と、電動オイルポンプ120と、ポンプ駆動回路122と、オイル循環経路126,128,130とを備える。
Referring to FIG. 4, the motor cooling system includes a driving
オイルクーラー124の第1ポートと駆動力発生部110との間にオイル循環経路130が設けられ、駆動力発生部110と電動オイルポンプ120との間にオイル循環経路126が設けられ、電動オイルポンプ120とオイルクーラー124の第2ポートとの間にオイル循環経路128が設けられる。
An
電動オイルポンプ120は、冷却油を循環させるためのポンプであって、図に示される矢印の方向に冷却油を循環させる。電動オイルポンプ120は、図1に示されるように、主正母線MPLおよび主負母線MNLに対してインバータ20,22と並列に接続される。そして、電動オイルポンプ120と主正母線MPLおよび主負母線MNLとの間には、電動オイルポンプ120を駆動制御するためのポンプ駆動回路122が設けられる。ポンプ駆動回路122は、駆動ECU80から駆動信号DRVを受けると、後述する方法によって主正母線MPLおよび主負母線MNL間に出力される電力を電動オイルポンプ120に内蔵される電気モータの駆動電力に変換する。
The
なお、本実施の形態では、車両外部および電源システムの間で授受される電力を用いて電動ポンプを作動させる構成とすることによって、電源システム全体の蓄積電力が消費されるのを抑えている。本構成以外に、別途電源を設けるように構成してもよい。 In the present embodiment, the electric pump is operated using the electric power exchanged between the outside of the vehicle and the power supply system, so that the stored power of the entire power supply system is suppressed from being consumed. In addition to this configuration, a separate power supply may be provided.
オイルクーラー124は、複数のフィンを配列した構造からなり、駆動力発生部110のモータジェネレータMG1,MG2を循環してきた冷却油を冷却する。
The
駆動力発生部110として、図4には、モータジェネレータMG2、減速ギヤRDおよびディファレンシャルギヤDEFを収容する部分の各ケース部分断面が示されている。
As the driving
冷却油は、ケース400の底部にオイルレベルOLまで貯蔵されている。このケース底部はオイルパンに該当する。なお、ケース底部に別途オイルパンを取り付けるような構造にしてもよい。
The cooling oil is stored at the bottom of the
電動車両の走行中においては、ロータ37の回転等に応じて図2のカウンタドライブギヤ70が回転される。カウンタドライブギヤ70によってカウンタドリブンギヤ132が回転され、カウンタドリブンギヤ132の回転に応じてディファレンシャルギヤDEFが回転する。すると、ディファレンシャルギヤDEFが冷却油を掻き揚げてケース400の上部を経由してモータジェネレータMG2のステータ36に案内する。
While the electric vehicle is traveling, the
その一方で、車両外部との電力授受の実行中においては、ロータ37が回転していないために上述した循環経路を形成することができない。そのため、本実施の形態に係るモータ冷却システムでは、以下に述べるような冷却油の循環経路を形成することによって、車両外部との電力授受の実行中において、モータジェネレータMG1,MG2を効率良く冷却している。
On the other hand, during the execution of power exchange with the outside of the vehicle, the above-described circulation path cannot be formed because the
図5は、図4のV−Vにおける部分断面図である。
図5を参照して、モータジェネレータMG2は、図示しないベアリングにより回転自在に支持されたロータ37を含むロータ部と、ロータ37の外周方向に設置されたステータコア38を含むステータ36とから構成される。ロータ37は、ベアリングにより支持され、回転軸60を中心として回転トルクを駆動軸(図示せず)に伝達する。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view taken along line V-V in FIG.
Referring to FIG. 5, motor generator MG <b> 2 includes a rotor portion including a
ロータ37に対応して、僅かなギャップを介して対向した位置にはステータコア38が設けられる。ステータコア38には、回転軸60に平行な方向にステータコア38を貫通するように設けられたスリットに、コイルが巻着される。ステータコア38に巻着されたコイルの端部が、ステータコア38の両側の側方にコイルエンド39として形成される。
A
このステータコア38に巻着されたコイルに電流が流されて、ステータコア38は、ロータ37を回転させるための磁界を発生させる。このときステータ36のコイルに流れる電流によりジュール熱が発生してステータコイルおよびコイルエンド39が加熱される。
Current is passed through the coil wound around the
また、車両外部との電力授受の実行中においても、モータジェネレータMG1,MG2の中性点N1,N2に与えられる商用電力によってステータ36のコイルに流れる電流によりジュール熱が発生する。
In addition, Joule heat is generated by the current flowing in the coils of
ロータ37には、多数の電磁鋼板を積層して構成されたロータコア370に永久磁石372が埋設される。この永久磁石372は、ステータコイル通電時の磁束変化により渦電流が発生して温度が上昇する。
In the
ロータ37の回転軸60は、内側の中空軸610(オイルポンプシャフト)と外側の中空軸602(ロータシャフト)とから構成される。そして、内側の中空軸610の中空部分は、回転軸冷却油路612を構成する。この回転軸冷却油路612は、オイル循環経路130(図4)に接続され、オイル循環経路130を流通した冷却油が回転軸冷却油路612に供給される。
The rotating
回転軸冷却油路612に供給された冷却油は、内側の中空軸610に、回転軸に垂直な方向に設けられた油路614および外側の中空軸602に設けられた油路604を流通してケース400の内部に環流される。
The cooling oil supplied to the rotating shaft cooling
冷却油は、図中の矢印AおよびBで示すように、油路604を流通した後、ロータ37の側面に沿って流れてステータコア38およびコイルエンド39に供給される。このとき、冷却油は、ロータ37との間で熱交換を行なう。これにより、ロータコア370および永久磁石372が冷却される。そして、熱交換を行なった後の冷却油は、ケース400の底部に設けられたオイルパンに貯められると、再度電動オイルポンプ120によって回転軸冷却油路612に供給される。
As shown by arrows A and B in the figure, the cooling oil flows through the
図5に示されるように、回転軸冷却油路612を介してロータ37に冷却油が供給されるように冷却油の循環経路を形成することによって、車両外部との電力授受の実行中であって、ロータ37が回転していない場合であっても、モータジェネレータMG1,MG2を冷却することができる。
As shown in FIG. 5, by forming a cooling oil circulation path so that the cooling oil is supplied to the
さらに、回転軸冷却油路612とロータ37との間を直結するように油路604を設けたことにより、冷却油とロータ37に埋設される永久磁石372との間で直接的に熱交換を行なうことができる。したがって、永久磁石372を効率良く冷却することが可能となる。
Further, by providing the
なお、図4および図5で示したモータ冷却システムにおいて、熱交換を行なった後の冷却油は、ケース400の底部に設けられたオイルパンに貯められると、ケース400を放熱先として冷却される。また、ケース400外部に設けられたオイルクーラー124により冷却される。駆動力発生部110を収容するケース400の熱容量が大きいことから、冷却油の冷却性を確保することができる。
In the motor cooling system shown in FIGS. 4 and 5, when the cooling oil after heat exchange is stored in an oil pan provided at the bottom of
(制御装置の制御構造)
次に、こうして構成された本発明の実施の形態によるモータ冷却システムにおける電動オイルポンプ120の駆動制御について説明する。
(Control structure of control device)
Next, drive control of the
図6は、図1のコンバータECU40および駆動ECU80の制御構造を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a control structure of
図6を参照して、コンバータECU40は、充電指令生成部402と、目標値決定部404と、減算部406と、積算部408と、比例制御部(PI)410と、変調部(MOD)412とを含む。
Referring to FIG. 6,
充電指令生成部402は、モデム86を介して住宅200から送信される充電要求信号DMNを受け、かつ、開閉検出部92からコネクタ90の閉成を指示する信号CSを受けると、蓄電部10についての充電指令CHGを生成し、その生成した充電指令CHGを目標値決定部404へ出力する。さらに、充電指令生成部402は、充電指令CHGを駆動ECU80へ出力する。
When charging
なお、充電指令生成部402は、モデム86を介して住宅200から送信される充電停止要求信号STPを受けた場合には、蓄電部10についての充電停止指令CEDを生成し、その生成した充電停止指令CEDを目標値決定部404および駆動ECU80へ出力する。
In addition, when the charge
目標値決定部404は、充電指令生成部402から充電指令CHGを受け、図示しない電池ECU30から蓄電部10の許容電力(充電許容電力Winおよび放電許容電力Wout)を受ける。そして、目標値決定部404は、充電指令CHGに従って、許容電力に基づいて蓄電部10における目標充電電力Pin*を決定する。このとき、目標値決定部404は、蓄電部10の目標充電電力Pin*を充電許容電力Winに決定する。また、目標値決定部404は、決定した目標充電電力Pin*に基づいて、商用電源(図示せず)に対する目標供給電力PAC*を決定する。
Target
このように目標値決定部404が決定した目標充電電力Pin*は、減算部406へ出力される。また、目標供給電力PAC*は、駆動ECU80へ出力される。
The target charging power Pin * determined by the target
減算部406は、目標充電電力Pin*と蓄電部10の充電電力Pin(実績値)との電力偏差を演算し、比例制御部(PI)410へ出力する。なお、蓄電部10の充電電力Pinは、積算部408が、充放電電圧検出部14からの充放電電圧値Vbと充放電電流検出部16からの充放電電流値Ibとを掛け算して算出する。
比例制御部(PI)410は、少なくとも比例要素および積分要素を含んで構成され、入力された電力偏差に応じてデューティー指令を生成する。デューティー指令は、コンバータ18の下アームを構成するトランジスタのオンデューティーを規定する制御指令である。
The proportional control unit (PI) 410 is configured to include at least a proportional element and an integral element, and generates a duty command according to the input power deviation. The duty command is a control command that defines the on-duty of the transistor that constitutes the lower arm of the
変調部(MOD)412は、図示しない発振部が発生する搬送波(キャリア波)とデューティー指令とを比較して、スイッチング指令PWCを生成して、コンバータ18を制御する。
Modulator (MOD) 412 compares a carrier wave generated by an oscillating unit (not shown) with a duty command, generates switching command PWC, and controls
駆動ECU80は、減算部802と、積算部804と、比例制御部(PI)806と、変調部(MOD)808と、モータ温度管理部810と、電動オイルポンプ120を駆動制御するオイルポンプ制御部812とを含む。
The
減算部802は、目標供給電力PAC*と商用電源からの供給電力PAC(実績値)との電力偏差を演算し、比例制御部(PI)806へ出力する。なお、商用電源の供給電力PACは、積算部804が、供給電圧検出部82からの供給電圧値VACと供給電流検出部84からの供給電流値IACとを掛け算して算出する。
The
変調部(MOD)808は、図示しない発振部が発生する搬送波(キャリア波)とデューティー指令とを比較して、スイッチング指令PWM1,PWM2を生成して、インバータ20,22をそれぞれ制御する。
Modulation section (MOD) 808 compares a carrier wave (carrier wave) generated by an oscillation section (not shown) with a duty command, generates switching commands PWM1 and PWM2, and controls
モータ温度管理部810は、充電指令生成部402から充電指令CHGを受けると、電動オイルポンプ120を作動させるための信号(以下、ポンプ作動信号とも称する)OPEを生成してオイルポンプ制御部812へ出力する。
When motor
オイルポンプ制御部812は、モータ温度管理部810からポンプ作動信号OPEを受けると、温度検出部24,26(図1)からのモータ温度Tmot1,Tmot2に基づいて、電動オイルポンプ120を駆動するための信号DRVを生成して図示しない電動オイルポンプ120へ出力する。
When oil
具体的には、オイルポンプ制御部812は、モータ温度Tmot1,Tmot2の検出値に基づいて、オイル循環経路126〜130を循環させる冷却油の目標流量を設定する。このときの目標流量の設定は、予め求められたモータ温度Tmot1,Tmot2と目標流量との関係に従って行なわれる。そして、オイルポンプ制御部812は、その設定された目標流量で冷却油が循環するように電動オイルポンプ120を駆動するための信号DRVを生成して電動オイルポンプ120へ出力する。電動オイルポンプ120は、オイルポンプ制御部812からの信号DRVに応じて回転数が制御され、目標流量に一致した流量の冷却油をオイル循環経路126〜130に循環させる。
Specifically, the oil
以上に述べたように、本実施の形態による電動車両の制御装置によれば、充電指令CHGに従ってモータジェネレータMG1,MG2の中性点N1,N2を用いて電源システム100および車両外部の間で電力授受が開始されると、電動オイルポンプ120も作動を開始する。そして、電動オイルポンプ120は、モータジェネレータMG1,MG2の発熱量に応じた適切な冷却油をオイル循環経路126〜130に循環させるように駆動制御される。これにより、外部充電モードの実行中においてモータジェネレータMG1,MG2が効率的に冷却されるため、モータ温度Tmot1,Tmot2の上昇が抑制される。その結果、モータジェネレータMG1,MG2のロータに埋設された永久磁石の減磁を防止することができる。
As described above, according to the control device for an electric vehicle according to the present embodiment, power is supplied between
(制御フロー)
図7は、図1のコンバータECU40および駆動ECU80の制御構造を説明するためのフローチャートである。
(Control flow)
FIG. 7 is a flowchart for illustrating a control structure of
図7を参照して、一連の制御が開始されると、コンバータECU40は、開閉検出部92からの信号CSに基づいて、コネクタ90が閉成しているか否か、すなわち車両と商用電源とが電気的に接続されているか否かを判断する(ステップS01)。
Referring to FIG. 7, when a series of controls is started,
コネクタ90が閉成していると判断された場合には、コンバータECU40は、さらに、住宅200から送信される充電要求信号DMNを取得したか否かを判断する(ステップS02)。
When it is determined that
ステップS02において、充電要求信号DMNを取得したと判断されると、コンバータECU40は、蓄電部10についての充電指令CHGを生成する(ステップS03)。生成された充電指令CHGは、駆動ECU80に与えられる。
When it is determined in step S02 that charging request signal DMN has been acquired,
次に、コンバータECU40は、蓄電部10の目標充電電力Pin*を当該蓄電部の充電許容電力Winに決定する(ステップS04)。
Next,
さらに、コンバータECU40は、住宅200から供給される商用電力の目標値(供給電力目標値)PAC*を、ステップS04で決定した蓄電部10に対する目標充電電力Pin*に決定して駆動ECU80へ出力する(ステップS05)。
Furthermore,
駆動ECU80は、コンバータECU40からの供給電力目標値PAC*に従って、インバータ20,22のスイッチング指令PWM1,PWM2を生成してインバータ20,22を制御する(ステップS06)。
Drive
コンバータECU40は、ステップS04において決定した目標充電電力Pin*に従って、コンバータ18のスイッチング指令PWCを生成してコンバータ18を制御する(ステップS07)。
さらに、駆動ECU80は、コンバータECU40から与えられる充電指令CHGに応答して、電動オイルポンプ120の作動を開始させる(ステップ08)。そして、駆動ECU80は、温度検出部24,26からのモータ温度Tmot1,Tmot2に基づいて、電動オイルポンプ120を駆動するための信号DRVを生成して電動オイルポンプ120を駆動制御する(ステップS09)。
Further, drive
ステップS09以降、コンバータECU40は、住宅200からの充電終了要求STPを取得したか否かを判断する(ステップS10)。充電終了要求STPを取得していないと判断された場合には、コンバータECU40は、ステップS04の処理に戻る。
After step S09,
一方、ステップS10において、充電終了要求STPを取得したと判断された場合には、コンバータECU40は、車両外部との電力授受を停止させるための充電停止指令CEDを生成してコンバータ18およびインバータ20,22を停止させる(ステップS11)。さらに、コンバータECU40は、電動オイルポンプ120の作動を停止させる(ステップS12)。
On the other hand, when it is determined in step S10 that the charge termination request STP has been acquired,
以上に述べたように、この発明の実施の形態1によれば、電動車両に搭載されたモータジェネレータの中性点を用いて電動車両および車両外部の間で電力授受を行なう場合には、モータ冷却システムを作動させることによって、当該モータジェネレータと冷却油との間で熱交換が行なわれる。その結果、モータジェネレータの温度上昇を抑えることができるため、ロータに埋設された永久磁石の減磁を防止することができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, when power is transferred between the electric vehicle and the outside of the vehicle using the neutral point of the motor generator mounted on the electric vehicle, the motor By operating the cooling system, heat exchange is performed between the motor generator and the cooling oil. As a result, since the temperature rise of the motor generator can be suppressed, demagnetization of the permanent magnet embedded in the rotor can be prevented.
[実施の形態2]
図8は、この発明の実施の形態2による電動車両の制御装置の制御構造を示すブロック図である。
[Embodiment 2]
FIG. 8 is a block diagram showing a control structure of a control device for an electric vehicle according to
なお、本実施の形態に係る制御装置は、上記図1に示される電動車両に適用されるものである。そして、図8に示す制御構造は、図6に示した制御構造におけるコンバータECU40および駆動ECU80を、それぞれ、コンバータECU40Aおよび駆動ECU80Aに変更したものである。よって、共通する部分についての詳細な説明は繰返さない。
The control device according to the present embodiment is applied to the electric vehicle shown in FIG. The control structure shown in FIG. 8 is obtained by changing
図8を参照して、コンバータECU40Aは、充電指令生成部402と、目標値決定部404Aと、減算部406と、積算部408と、比例制御部(PI)410と、変調部(MOD)412とを含む。コンバータECU40Aは、図6におけるコンバータECU40の目標値決定部404を、目標値決定部404Aに代えたものである。
Referring to FIG. 8,
また、駆動ECU80Aは、減算部802と、積算部804と、比例制御部(PI)806と、変調部(MOD)808と、モータ温度管理部810Aと、電動オイルポンプ120を駆動制御するオイルポンプ制御部812とを含む。駆動ECU80Aは、図6における駆動ECU80のモータ温度管理部810を、モータ温度管理部810Aに代えたものである。
The
本実施の形態において、モータ温度管理部810Aは、充電指令生成部402から充電指令CHGを受けると、温度検出部24,26からのモータ温度Tmot1,Tmot2に応じてポンプ作動信号OPEを生成する。
In the present embodiment, when motor
詳細には、モータ温度管理部810Aは、モータ温度Tmot1,Tmot2の少なくとも一方が所定の閾値T_thを上回ったことに応じて、ポンプ作動信号OPEを生成する。すなわち、モータ温度管理部810Aは、モータ温度Tmot1,Tmot2が所定の閾値T_thを上回ったときに電動オイルポンプ120の作動を開始させる。なお、所定の閾値T_thは、モータ温度Tmot1,Tmot2が、モータジェネレータMG1,MG2のロータに埋設された永久磁石に減磁を生じさせる所定の許容温度を超えないように設定される。
Specifically, motor
このように、モータ温度管理部810Aは、モータ温度に応じて電動オイルポンプ120の作動させるタイミングを設定する点において、車両外部との間の電力授受が開始されたことに連動して電動オイルポンプ120を作動させる先の実施の形態1に係るモータ温度管理部810とは相違する。
As described above, the motor
さらに、モータ温度管理部810Aは、モータ温度Tmot1,Tmot2の少なくとも一方が所定の閾値T_thを上回った場合には、目標値決定部404Aに対して、車両外部との間で授受される電力を制限するための信号(以下、電力制限信号とも称する)LMTを生成して出力する。
Further, the motor
目標値決定部404Aは、モータ温度管理部810Aから電力制限信号LMTを受けると、蓄電部10の目標充電電力Pin*を該蓄電部の充電許容電力Winよりも低い所定の電力に決定する。また、目標値決定部404Aは、決定した目標充電電力Pin*に基づいて、商用電源(図示せず)に対する目標供給電力PAC*を決定する。
When target
以上に述べたように、本実施の形態によれば、車両外部との間の電力授受の実行中においては、モータ温度Tmot1,Tmot2が所定の閾値T_thを超えて上昇した場合には、電動オイルポンプ120が作動するとともに、車両外部との間で授受される電力が制限される。
As described above, according to the present embodiment, when the motor temperatures Tmot1 and Tmot2 rise above the predetermined threshold T_th during execution of power transfer with the outside of the vehicle, the electric oil While the
これによれば、電力授受に応じて上昇するモータ温度Tmot1,Tmot2に対して適切な冷却能力となるように電動オイルポンプ120を作動させるため、車両外部との間の電力授受の開始に連動して電動オイルポンプ120を作動させる場合と比較して、モータ冷却システムの省電力化が図られる。
According to this, in order to operate the
これにより、電源システム100と車両外部との間における電力授受経路で発生する電力損失を低減できるため、電源システム100のエネルギー効率を向上させることができる。
Thereby, since the power loss which generate | occur | produces in the electric power transmission / reception path | route between the
さらに、モータジェネレータMG1,MG2が高温のときには、電動オイルポンプ120を作動させるのに並行して、車両外部との間で授受される電力を制限することによって、モータ温度Tmot1,Tmot2を永久磁石の減磁を抑制可能な温度範囲に保つことができる。
Further, when motor generators MG1 and MG2 are at a high temperature, in parallel to operating
したがって、本実施の形態によれば、電源システムにおけるエネルギー効率の向上と電動車両の信頼性の確保とを両立することが可能となる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to achieve both improvement of energy efficiency in the power supply system and ensuring of the reliability of the electric vehicle.
図9は、図8のコンバータECU40および駆動ECU80の制御構造を説明するためのフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart for illustrating the control structure of
図9を参照して、一連の制御が開始されると、コンバータECU40Aは、開閉検出部92からの信号CSに基づいて、コネクタ90が閉成しているか否か、すなわち車両と商用電源とが電気的に接続されているか否かを判断する(ステップS21)。
Referring to FIG. 9, when a series of controls is started,
コネクタ90が閉成していると判断された場合には、コンバータECU40Aは、さらに、住宅200から送信される充電要求信号DMNを取得したか否かを判断する(ステップS22)。
When it is determined that
ステップS22において、充電要求信号DMNを取得したと判断されると、コンバータECU40Aは、蓄電部10についての充電指令CHGを生成する(ステップS23)。生成された充電指令CHGは、駆動ECU80Aに与えられる。
When it is determined in step S22 that charging request signal DMN has been acquired,
次に、コンバータECU40Aは、蓄電部10の目標充電電力Pin*を当該蓄電部の充電許容電力Winに決定する(ステップS24)。
Next,
さらに、コンバータECU40Aは、住宅200から供給される商用電力の目標値(供給電力目標値)PAC*を、ステップS24で決定した蓄電部10に対する目標充電電力Pin*に決定して駆動ECU80Aへ出力する(ステップS25)。
Further,
駆動ECU80Aは、コンバータECU40からの供給電力目標値PAC*に従って、インバータ20,22のスイッチング指令PWM1,PWM2を生成してインバータ20,22を制御する(ステップS26)。
Drive
コンバータECU40Aは、ステップS24において決定した目標充電電力Pin*に従って、コンバータ18のスイッチング指令PWCを生成してコンバータ18を制御する(ステップS27)。
さらに、ステップS27以降において、駆動ECU80Aは、モータ温度Tmot1,Tmot2の少なくとも一方が所定の閾値T_thを上回っているか否かを判断する(ステップS28)。
Further, after step S27, the
ステップS28において、モータ温度Tmot1,Tmot2の少なくとも一方が所定の閾値T_thを上回っていると判断された場合には、駆動ECU80Aは、電動オイルポンプ120の作動を開始させる(ステップ29)。そして、駆動ECU80Aは、温度検出部24,26からのモータ温度Tmot1,Tmot2に基づいて、電動オイルポンプ120を駆動するための信号DRVを生成して電動オイルポンプ120を駆動制御する(ステップS30)。
If it is determined in step S28 that at least one of the motor temperatures Tmot1 and Tmot2 exceeds the predetermined threshold T_th, the
さらに、コンバータECU40Aは、駆動ECU80Aから送信される電力制限信号LMTに従って、蓄電部10の目標充電電力Pin*を当該蓄電部の充電許容電力Winよりも低い所定の電力に決定する(ステップS31)。そして、コンバータECU40Aは,ステップS25の処理に戻り、住宅200から供給される商用電力の目標値(供給電力目標値)PAC*を、ステップS31で決定した蓄電部10に対する目標充電電力Pin*に決定して駆動ECU80Aへ出力する。
Further,
一方、ステップS28において、モータ温度Tmot1,Tmot2のいずれもが所定の閾値T_thを上回っていないと判断された場合には、駆動ECU80Aは、電動オイルポンプ120の作動を停止させる(ステップ32)。
On the other hand, in step S28, when it is determined that neither of the motor temperatures Tmot1 and Tmot2 exceeds the predetermined threshold T_th, the
そして、コンバータECU40Aは、住宅200からの充電終了要求STPを取得したか否かを判断する(ステップS33)。充電終了要求STPを取得していないと判断された場合には、コンバータECU40Aは、ステップS24の処理に戻る。
Then,
一方、ステップS33において、充電終了要求STPを取得したと判断された場合には、コンバータECU40Aは、車両外部との電力授受を停止させるための充電停止指令CEDを生成してコンバータ18およびインバータ20,22を停止させる(ステップS34)。
On the other hand, when it is determined in step S33 that charging end request STP has been acquired,
[変形例]
図10は、この発明の実施の形態2の変形例による電動車両の制御装置の制御構造を示すブロック図である。
[Modification]
FIG. 10 is a block diagram showing a control structure of an electric vehicle control apparatus according to a modification of the second embodiment of the present invention.
なお、本実施の形態に係る制御装置は、上記図1に示される電動車両に適用されるものである。そして、図10に示す制御構造は、図8に示した制御構造におけるコンバータECU40Aを、コンバータECU40Bに変更したものである。よって、共通する部分についての詳細な説明は繰返さない。
The control device according to the present embodiment is applied to the electric vehicle shown in FIG. The control structure shown in FIG. 10 is obtained by changing
図10を参照して、コンバータECU40Bは、充電指令生成部402Bと、目標値決定部404Aと、減算部406と、積算部408と、比例制御部(PI)410と、変調部(MOD)412とを含む。コンバータECU40Bは、図8におけるコンバータECU40Aの充電指令生成部402を、充電指令生成部402Bに代えたものである。
Referring to FIG. 10, converter ECU 40B includes a charge command generation unit 402B, a target
本変形例において、充電指令生成部402Bは、モデム86を介して住宅200から送信される充電要求信号DMNを受け、かつ、開閉検出部92からコネクタ90の閉成を指示する信号CSを受けると、温度検出部24,26から取得したモータ温度Tmot1,Tmot2が所定の基準値T_std以下であるか否かを判断する。そして、モータ温度Tmot1,Tmot1のいずれもが所定の基準値T_std以下であると判断されたとき、充電指令生成部402Bは、蓄電部10についての充電指令CHGを生成する。
In this modification, charging command generation unit 402B receives charging request signal DMN transmitted from
このように、本変形例に係る電動車両の制御装置は、モータ温度Tmot1,Tmot2の少なくとも一方が所定の基準値T_stdを上回っている場合には、車両外部との間の電力授受の実行を禁止するように構成される。 As described above, the control device for the electric vehicle according to the present modification prohibits execution of power transfer with the outside of the vehicle when at least one of the motor temperatures Tmot1 and Tmot2 exceeds the predetermined reference value T_std. Configured to do.
これによれば、加速走行や登坂走行のような高負荷走行を行なった後に車両を停止させた直後のように、モータジェネレータMG1,MG2が高温状態となっている場合において、車両外部との間で電力授受を行なうことによってモータジェネレータMG1,MG2がさらに高温となるのを抑制することができる。したがって、モータジェネレータMG1,MG2の各々のロータに埋設された永久磁石に減磁が発生するのを確実に防止することができるため、電動車両の信頼性をより一層高めることが可能となる。 According to this, when the motor generators MG1 and MG2 are in a high temperature state, such as immediately after the vehicle is stopped after performing high-load traveling such as acceleration traveling or uphill traveling, It is possible to suppress the motor generators MG1 and MG2 from becoming even higher temperature by performing the power transfer at. Therefore, demagnetization can be reliably prevented from occurring in the permanent magnets embedded in the rotors of motor generators MG1 and MG2, so that the reliability of the electric vehicle can be further improved.
図11は、図10のコンバータECU40Bおよび駆動ECU80Aの制御構造を説明するためのフローチャートである。なお、図11に示すフローチャートは、図9に示したフローチャートにおけるステップS22とステップS23との間に、ステップS220を追加したものである。よって、共通するステップについての詳細な説明は繰返さない。
FIG. 11 is a flowchart for illustrating a control structure of converter ECU 40B and drive
図11を参照して、一連の制御が開始されると、コンバータECU40Bは、開閉検出部92からの信号CSに基づいて、コネクタ90が閉成しているか否か、すなわち車両と商用電源とが電気的に接続されているか否かを判断する(ステップS21)。
Referring to FIG. 11, when a series of controls is started, converter ECU 40B determines whether or not
コネクタ90が閉成していると判断された場合には、コンバータECU40Bは、さらに、住宅200から送信される充電要求信号DMNを取得したか否かを判断する(ステップS22)。
When it is determined that
ステップS22において、充電要求信号DMNを取得したと判断されると、コンバータECU40Bは、モータ温度Tmot1,Tmot2が所定の基準値T_std以下であるか否かを判断する(ステップS220)。 When it is determined in step S22 that charging request signal DMN has been acquired, converter ECU 40B determines whether motor temperatures Tmot1 and Tmot2 are equal to or lower than a predetermined reference value T_std (step S220).
ステップS220において、モータ温度Tmot1,Tmot2のいずれもが所定の基準値T_std以下であると判断された場合には、コンバータECU40Bは、蓄電部10についての充電指令CHGを生成する(ステップS23)。そして、コンバータECU40Bは、その生成された充電指令CHGを、駆動ECU80Aに与える。
When it is determined in step S220 that both motor temperatures Tmot1 and Tmot2 are equal to or lower than predetermined reference value T_std, converter ECU 40B generates charge command CHG for power storage unit 10 (step S23). Then, converter ECU 40B gives the generated charging command CHG to drive
なお、本実施の形態1および2においては、商用電源により電源システム100に含まれる蓄電部10を充電する外部充電モードを実行する場合を例として、電力授受およびモータ冷却システムの制御構造について説明したが、電源システム100から与えられる電力を住宅200へ供給する電力供給モードを実行する場合においても、同様の制御構造を適用することができる。
In
電力供給モードの実行時においては、電源システム100からの放電電力は、蓄電部10の放電許容電力Woutを上限として、モータ温度Tmot1,Tmot2に基づいて制御される。また、モータ冷却システムにおいて、電動オイルポンプ120は、電力供給モードの実行中に作動するとともに、モータ温度Tmot1,Tmot2に対して適切な冷却能力となるように駆動制御される。
When the power supply mode is executed, the discharge power from
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.
この発明は、車両外部との間で電力授受を可能に構成された電動車両の制御装置に適用することができる。 The present invention can be applied to an electric vehicle control apparatus configured to be able to exchange power with the outside of the vehicle.
4 エンジン、10 蓄電部、12,24,26 温度検出部、14 充放電電圧検出部、16 充放電電流検出部、18 コンバータ、20,22 インバータ、28 駆動軸、30 電池ECU、31,36 ステータ、32,37 ロータ、33,38 ステータコア、34,39 三相コイル、40,40A,40B コンバータECU、50 クランクシャフト、51 サンギヤ、52 リングギヤ、53 ピニオンギヤ、54 プラネタリキャリヤ、60 回転軸、62 サンギヤ、64 ピニオンギヤ、66 プラネタリキャリヤ、68 リングギヤ、70 カウンタドライブギヤ、80,80A 駆動ECU、82 供給電圧検出部、84 供給電流検出部、86 モデム、90 コネクタ、92 開閉検出部、100 電源システム、110 駆動力発生部、120 電動オイルポンプ、122 ポンプ駆動回路、124 オイルクーラー、126,128,130 オイル循環経路、132 カウンタドリブンギヤ、200 住宅、202 モデム、204 制御部、210 商用電源線、370 ロータコア、372 永久磁石、400 ケース、402,402B 充電指令生成部、404,404A 目標値決定部、406,802 減算部、408,804 積算部、602,610 中空軸、604,614 油路、612 回転軸冷却油路、810,810A モータ温度管理部、812 オイルポンプ制御部、ACL 供給線、ACLn 負供給線、ACLp 正供給線、C 平滑コンデンサ、DEF ディファレンシャルギヤ、MG1,MG2 モータジェネレータ、MNL 主負母線、MPL 主正母線、N1,N2 中性点、PL,NL 電力線、PSD 動力分割機構、RD 減速機、RG 動力伝達減速ギヤ、TR スイッチング素子。 4 engine, 10 power storage unit, 12, 24, 26 temperature detection unit, 14 charge / discharge voltage detection unit, 16 charge / discharge current detection unit, 18 converter, 20, 22 inverter, 28 drive shaft, 30 battery ECU, 31, 36 stator , 32, 37 Rotor, 33, 38 Stator core, 34, 39 Three-phase coil, 40, 40A, 40B Converter ECU, 50 Crankshaft, 51 Sun gear, 52 Ring gear, 53 Pinion gear, 54 Planetary carrier, 60 Rotating shaft, 62 Sun gear, 64 pinion gear, 66 planetary carrier, 68 ring gear, 70 counter drive gear, 80, 80A drive ECU, 82 supply voltage detection section, 84 supply current detection section, 86 modem, 90 connector, 92 open / close detection section, 100 power supply system, 110 drive Force generator, 120 Electric oil pump, 122 Pump drive circuit, 124 Oil cooler, 126, 128, 130 Oil circulation path, 132 Counter driven gear, 200 Housing, 202 Modem, 204 Control unit, 210 Commercial power line, 370 Rotor core, 372 Permanent magnet, 400 cases, 402, 402B Charge command generation unit, 404, 404A Target value determination unit, 406, 802 Subtraction unit, 408, 804 Integration unit, 602, 610 Hollow shaft, 604, 614 Oil passage, 612 Rotating shaft cooling Oil path, 810, 810A Motor temperature management unit, 812 Oil pump control unit, ACL supply line, ACLn negative supply line, ACLp positive supply line, C smoothing capacitor, DEF differential gear, MG1, MG2 motor generator, MNL main negative bus, MPL main positive bus, N1, N2 neutral point, PL, NL power line, PSD power split mechanism, RD reducer, RG power transmission reduction gear, TR switching element.
Claims (11)
前記電動車両は、
充放電可能に構成された蓄電部を有する電源システムと、
前記電源システムから供給される電力を受けて駆動力を発生する駆動力発生部と、
前記駆動力発生部と前記車両外部とを電気的に接続するための供給線とを含み、
前記駆動力発生部は、
星型結線されたステータと、永久磁石が装着されたロータとを含んで構成される回転電機と、
前記回転電機を駆動するためのインバータとを含み、
前記供給線は、前記回転電機の中性点と前記車両外部とを電気的に接続するように構成され、
前記制御装置は、
前記電源システムからの直流電力と前記供給線に入出力される交流電力との間で電力変換を行なうように、前記インバータにおけるスイッチング動作を制御する電力変換制御手段と、
前記電力変換制御手段による制御の実行中に、冷媒と前記回転電機との間で熱交換が行なわれるように冷却装置を作動させる冷却制御手段とを備える、電動車両の制御装置。 An electric vehicle control device configured to be able to exchange electric power with the outside of the vehicle,
The electric vehicle is
A power supply system having a power storage unit configured to be chargeable / dischargeable;
A driving force generator for generating driving force by receiving power supplied from the power supply system;
Including a supply line for electrically connecting the driving force generator and the outside of the vehicle,
The driving force generator is
A rotating electrical machine configured to include a star-connected stator and a rotor on which a permanent magnet is mounted;
An inverter for driving the rotating electrical machine,
The supply line is configured to electrically connect a neutral point of the rotating electrical machine and the outside of the vehicle,
The controller is
Power conversion control means for controlling a switching operation in the inverter so as to perform power conversion between DC power from the power supply system and AC power input to and output from the supply line;
A control device for an electric vehicle, comprising: cooling control means for operating a cooling device so that heat is exchanged between the refrigerant and the rotating electrical machine during execution of control by the power conversion control means.
前記冷媒を通流させる冷媒路と、
前記冷媒路に前記冷媒を循環させる電動ポンプとを含み、
前記回転電機は、前記冷媒路に配設され、
前記冷却制御手段は、前記電力変換制御手段による制御の実行中に、前記電動ポンプを作動させる、請求項1に記載の電動車両の制御装置。 The cooling device is
A refrigerant path through which the refrigerant flows;
An electric pump for circulating the refrigerant in the refrigerant path,
The rotating electrical machine is disposed in the refrigerant path,
The control device for an electric vehicle according to claim 1, wherein the cooling control unit operates the electric pump during execution of control by the power conversion control unit.
前記冷却制御手段は、前記温度取得手段によって取得された前記回転電機の温度に応じて前記冷却装置における前記冷媒の供給量の目標値を設定するとともに、前記冷媒の供給量が前記目標値に一致するように前記冷却装置を制御する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電動車両の制御装置。 A temperature acquisition means for acquiring the temperature of the rotating electrical machine;
The cooling control unit sets a target value of the refrigerant supply amount in the cooling device according to the temperature of the rotating electrical machine acquired by the temperature acquisition unit, and the refrigerant supply amount matches the target value. The control apparatus of the electric vehicle of any one of Claims 1-4 which controls the said cooling device so that it may do.
前記電力変換制御手段は、前記コネクタの閉成によって前記供給線および前記車両外部の電気的接続が確保されたことに応答して前記スイッチング動作を開始させ、
前記冷却制御手段は、前記電力変換制御手段による制御の実行が開始されたときに、前記冷却装置を作動させる、請求項5に記載の電動車両の制御装置。 The electric vehicle further includes a connector for securing an electrical connection between the supply line and the outside of the vehicle,
The power conversion control means starts the switching operation in response to the electrical connection between the supply line and the vehicle being secured by closing the connector,
6. The control device for an electric vehicle according to claim 5, wherein the cooling control unit operates the cooling device when execution of control by the power conversion control unit is started.
前記電力変換制御手段は、前記コネクタの閉成によって前記供給線および前記車両外部の電気的接続が確保されたことに応答して前記スイッチング動作を開始させ、
前記冷却制御手段は、前記電力変換制御手段による制御の実行が開始された後、前記温度取得手段によって取得された前記回転電機の温度が所定の閾値以上となったときに、前記冷却装置を作動させる、請求項5に記載の電動車両の制御装置。 The electric vehicle further includes a connector for securing an electrical connection between the supply line and the outside of the vehicle,
The power conversion control means starts the switching operation in response to the electrical connection between the supply line and the vehicle being secured by closing the connector,
The cooling control unit operates the cooling device when the temperature of the rotating electrical machine acquired by the temperature acquisition unit exceeds a predetermined threshold after the execution of control by the power conversion control unit is started. The control device for an electric vehicle according to claim 5.
前記電力変換制御手段は、前記コネクタの閉成によって前記供給線および前記車両外部の電気的接続が確保された後、前記温度取得手段によって取得された前記回転電機の温度が所定の閾値を下回ったときに、前記スイッチング動作を開始させる、請求項5に記載の電動車両の制御装置。 The electric vehicle further includes a connector for securing an electrical connection between the supply line and the outside of the vehicle,
In the power conversion control unit, after the electrical connection between the supply line and the outside of the vehicle is ensured by closing the connector, the temperature of the rotating electrical machine acquired by the temperature acquisition unit falls below a predetermined threshold value. The control device for an electric vehicle according to claim 5, wherein the switching operation is sometimes started.
前記インバータは、前記第1および第2の電動機を駆動するための第1および第2のインバータを含み、
前記供給線は、前記第1の回転電機の中性点および前記第2の回転電機の中性点と前記車両外部とを電気的に接続するように構成される、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の電動車両の制御装置。 The rotating electrical machine includes first and second rotating electrical machines each including a stator connected in a star shape and a rotor mounted with a permanent magnet,
The inverter includes first and second inverters for driving the first and second electric motors,
The said supply line is comprised so that the neutral point of a said 1st rotary electric machine and the neutral point of a said 2nd rotary electric machine, and the said vehicle exterior may be electrically connected. The control apparatus of the electric vehicle of any one of these.
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