JP2013081321A - Vehicle driven by motor generator - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書では、バッテリ電力を利用してモータを回転させて走行するとともに、モータが発電機となって発電する電力を利用してバッテリを充電する機能を備えた自動車を開示する。その自動車には、エンジンを併用するハイブリッド自動車が含まれ、燃料電池で発電してバッテリに充電しておく燃料電池車も含まれる。またモータが発電機となることがあることに着目して、本明細書ではモータジェネレータという。単にモータと称呼されるものから区別するものではない。 The present specification discloses an automobile having a function of rotating a motor using battery power and charging the battery using power generated by the motor as a generator. Such vehicles include hybrid vehicles that use an engine together, and also include fuel cell vehicles that generate power with a fuel cell and charge the battery. In this specification, the motor generator is referred to, focusing on the fact that the motor may be a generator. It does not distinguish from what is simply called a motor.
モータジェネレータで走行する自動車の中には、バッテリ電圧を昇圧してモータジェネレータに供給するものが知られている。そのタイプの自動車は、バッテリとコンバータとインバータとモータジェネレータを備えている。バッテリとインバータの間にコンバータが挿入されており、インバータにモータジェネレータが接続されている。バッテリ電圧をコンバータで昇圧し、昇圧した直流をインバータで交流に変換し、インバータで変換した交流をモータジェネレータに供給してする。モータジェネレータは、制動時等には発電機となって発電する。そこで、モータジェネレータで発生した交流をインバータで直流に変換し、変換した直流をコンバータで降圧し、降圧した直流でバッテリを充電する機能も備えている。モータジェネレータをモータとして利用する力行運転と、モータジェネレータをジェネレータとして利用する回生運転が可能となっている。 Some automobiles that run on a motor generator are known to boost the battery voltage and supply it to the motor generator. The type of automobile includes a battery, a converter, an inverter, and a motor generator. A converter is inserted between the battery and the inverter, and a motor generator is connected to the inverter. The battery voltage is boosted by a converter, the boosted direct current is converted to alternating current by an inverter, and the alternating current converted by the inverter is supplied to the motor generator. The motor generator serves as a generator during braking and generates electricity. Therefore, it has a function of converting alternating current generated by the motor generator into direct current using an inverter, stepping down the converted direct current using a converter, and charging the battery with the reduced direct current. Power running operation using the motor generator as a motor and regenerative operation using the motor generator as a generator are possible.
力行時に、コンバータの昇圧比を上昇させてモータジェネレータに印加する電圧を上昇させるほどモータ出力が上昇し、走行性能が向上する。反面、コンバータの昇圧比を上昇させるほど、例えばインバータが内蔵しているスイッチング用半導体素子の発熱量が増大し、無駄に消費される電力が増大する。そこで、車両の運転状態に基づいてコンバータの昇圧比を制御する技術が開発されている。 During power running, the motor output increases as the voltage applied to the motor generator is increased by increasing the boost ratio of the converter, and the running performance is improved. On the other hand, as the step-up ratio of the converter is increased, for example, the amount of heat generated by the switching semiconductor element built in the inverter increases, and the power consumed in vain increases. Therefore, a technique for controlling the boost ratio of the converter based on the driving state of the vehicle has been developed.
本明細書では、インバータ側の電圧をバッテリ側の電圧で除した値を変圧比ということにする。コンバータで昇圧する力行運転では、変圧比=昇圧比である。コンバータで降圧する回生運転では、降圧比=バッテリ側の電圧をインバータ側の電圧で除した値になることから、変圧比は降圧比の逆数となる。本明細書でいう変圧比は、力行運転でも回生運転でも1以上であり、力行運転と回生運転に共通して用いる。 In this specification, a value obtained by dividing the voltage on the inverter side by the voltage on the battery side is referred to as a transformation ratio. In powering operation in which the voltage is boosted by the converter, the transformation ratio is equal to the boost ratio. In the regenerative operation in which the voltage is reduced by the converter, the voltage reduction ratio is a value obtained by dividing the voltage on the battery side by the voltage on the inverter side, so that the transformation ratio is the reciprocal of the voltage reduction ratio. The transformation ratio referred to in this specification is 1 or more for both power running and regenerative operation, and is commonly used for power running and regenerative operation.
車載用のコンバータはコイルを備えており、そのコイルのリアクタンス成分を利用して昇圧・降圧する。その際に、コンバータが安定して動作可能な最低変圧比が存在する。図8は、特許文献1に記載されている従来技術を示している。
ステップS2:車両の走行状態と、アクセルペダルやブレーキペダルの操作量と、シフトレバーのポジション等から、モータジェネレータの回転数とモータジェネレータで発生させるトルクを決定する。
ステップS4:ステップS2で決定した回転数とトルクに従って、コンバータの変圧比を決定する。変圧比と昇圧後電圧(インバータ側の電圧)の目標値は、一義的に対応することから、ステップS4は、昇圧後電圧の目標値を決定することに等しい。ステップS2とS4で、車両の運転状態に基づいてコンバータの変圧比が決定される。
ステップS8:ステップS4で決定した変圧比を最低変圧比と比較する。
ステップS10:ステップS4で決定した変圧比<最低変圧比であれば、実際に用いる変圧比を最低変圧比に置換する。
ステップS12:以上の過程を経て決定した変圧比に対応するデューティ比を持つ制御信号を生成する。
ステップS14:ステップS12で生成した制御信号から、コンバータが備えている上段トランジスタのオン・オフを切換えるゲート電圧を生成する。
ステップS16:ステップS12で生成した制御信号から、コンバータが備えている下段トランジスタのオン・オフを切換えるゲート電圧を生成する。
特許文献1の技術によると、安定して動作可能な最低変圧比以上の変圧比でコンバータが動作することになる。
An in-vehicle converter includes a coil, and boosts and steps down using the reactance component of the coil. At that time, there exists a minimum transformation ratio at which the converter can operate stably. FIG. 8 shows the prior art described in
Step S2: The rotational speed of the motor generator and the torque generated by the motor generator are determined from the running state of the vehicle, the operation amount of the accelerator pedal and the brake pedal, the position of the shift lever, and the like.
Step S4: The converter transformation ratio is determined according to the rotational speed and torque determined in step S2. Since the transformation ratio and the target value of the boosted voltage (voltage on the inverter side) uniquely correspond to each other, step S4 is equivalent to determining the target value of the boosted voltage. In steps S2 and S4, the transformation ratio of the converter is determined based on the driving state of the vehicle.
Step S8: The transformation ratio determined in step S4 is compared with the lowest transformation ratio.
Step S10: If the transformation ratio determined in step S4 <the lowest transformation ratio, the actually used transformation ratio is replaced with the lowest transformation ratio.
Step S12: A control signal having a duty ratio corresponding to the transformation ratio determined through the above process is generated.
Step S14: From the control signal generated in step S12, a gate voltage for switching on / off of the upper transistor included in the converter is generated.
Step S16: Generate a gate voltage for switching on / off the lower transistor included in the converter from the control signal generated in step S12.
According to the technique of
車両の運転状態等から決定される変圧比が最低変圧比に満たない場合がある。従来技術では、その場合には最低変圧比に置換する。前記したように、コンバータの昇圧比を上昇させるほど、無駄な電力消費(エネルギーロス)が増大する。実際に必要な変圧比が最低変圧比に満たない場合には最低変圧比に置換する技術によると、エネルギーロスが増大する。
本明細書では、上記のようにして生じるエネルギーロスを減少させる技術を開示する。
There is a case where the transformation ratio determined from the driving state of the vehicle is less than the minimum transformation ratio. In the prior art, in that case, the minimum transformation ratio is replaced. As described above, useless power consumption (energy loss) increases as the boost ratio of the converter is increased. When the actually required transformation ratio is less than the minimum transformation ratio, energy loss increases according to the technique of substituting for the lowest transformation ratio.
In the present specification, a technique for reducing the energy loss generated as described above is disclosed.
コンバータが安定して動作可能な最低変圧比が制約される理由は、コンバータが備えている上段トランジスタと下段トランジスタが同時にオンして短絡してしまうことを防止するために、下段トランジスタがオフしてから所定時間遅れたタイミングで上段トランジスタがオンし、上段トランジスタがオフしてから所定時間遅れたタイミングで下段トランジスタがオンするように制御しなければならないことにある。上記の遅れ時間を、本明細書ではデッドタイムという。デッドタイムを設ける必要があることから、最低変圧比の制約が存在する。 The reason why the minimum transformation ratio at which the converter can operate stably is limited is that the lower transistor is turned off in order to prevent the upper transistor and the lower transistor included in the converter from being turned on and short-circuited at the same time. It is necessary to perform control so that the upper transistor is turned on at a timing delayed by a predetermined time and the lower transistor is turned on at a timing delayed by a predetermined time after the upper transistor is turned off. The above delay time is referred to as dead time in this specification. Since it is necessary to provide a dead time, there is a restriction on the minimum transformation ratio.
本明細書で開示する技術では、デッドタイムが変圧比に与える影響が、昇圧運転と降圧運転で相違するという知見を利用する。すなわち、降圧運転の際には確かに最低変圧比が存在し、それ以下の変圧比では降圧運転できないのに、昇圧運転の際には最低変圧比が存在せず、最低変圧比以下の変圧比でも昇圧運転ならできるという知見を利用する。 The technology disclosed in the present specification uses the knowledge that the influence of the dead time on the transformation ratio is different between the step-up operation and the step-down operation. In other words, there is certainly a minimum transformation ratio during step-down operation, and step-down operation is not possible with a lower transformation ratio, but there is no minimum transformation ratio during step-up operation, and a transformation ratio that is less than the minimum transformation ratio. But use the knowledge that boost operation is possible.
本明細書で開示する自動車は、図1に模式的に示すように、バッテリ10とコンバータ20とインバータ50とモータジェネレータ60と制御装置70を備えている。バッテリ10とインバータ50の間にコンバータ20が挿入されている。インバータ50にモータジェネレータ60が接続されている。この自動車は、バッテリ10の電圧をコンバータ20で昇圧し、昇圧した直流をインバータ50で交流に変換し、変換した交流をモータジェネレータ60に供給して力行運転することができる。また、モータジェネレータ60で発生した交流をインバータ50で直流に変換し、その直流をコンバータ20で降圧してバッテリ10を充電する回生運転が可能である。
コンバータ20の制御装置70は、変圧比決定装置と変圧比置換装置とを備えている。変圧比決定装置は、車両の運転状態に基づいてコンバータ20の変圧比を決定する。変圧比置換装置は、変圧比決定装置が決定した変圧比が最低変圧比未満であって回生運転中であれば変圧比決定装置が決定した変圧比を最低変圧比に置換する。力行運転中は、変圧比決定装置が決定した変圧比を置換しない。
The vehicle disclosed in this specification includes a
上記装置によると、回生運転中はコンバータ20が最低変圧比以上の変圧比で動作することからコンバータ20の運転が不調となることがない。力行運転中はコンバータ20に指示する変圧比が最低変圧比未満となることがある。しかしながら、力行運転中は最低変圧比未満の変圧比を指示してもコンバータ20の運転が不調となることがない。力行運転時において車両の運転状態等から決定される変圧比が最低変圧比に満たない場合、従来の技術では昇圧・降圧を区別することなく最低変圧比を用いていたことから、無駄に昇圧して無駄に電力を消費していた。上記装置によると、力行運転時には最低変圧比に満たない場合でもコンバータ20の運転が不調とならないという知見を活用し、真に必要な小さな変圧比でコンバータを運転する。力行運転時には無駄に昇圧して無駄に電力を消費することがない。エネルギーロスの発生を避けることができる。
According to the above apparatus, during the regenerative operation, the
上記自動車によると、車両の運転状態等から決定される変圧比が最低変圧比に満たない場合に無駄に昇圧して無駄な電力消費を発生させることを防止できる。電池電圧をコンバータによって昇圧して車両の走行性能を高めることができ、しかもエネルギーロスの発生を防止することができる。さらに回生運転時には最低変圧比の制約を守ることから、コンバータの運転が不調となることもない。 According to the above-mentioned automobile, it is possible to prevent wasteful power consumption due to wasteful voltage increase when the transformation ratio determined from the driving state of the vehicle is less than the minimum transformation ratio. The battery voltage can be boosted by the converter to improve the running performance of the vehicle, and energy loss can be prevented. Furthermore, since the restrictions on the minimum transformation ratio are observed during regenerative operation, converter operation does not become unsatisfactory.
下記に示す実施例の主要な特徴を列記する。
(特徴1)制御デーティ信号を反転し、立ち上がりタイミングをDT(デッドタイム)だけ遅らせた信号を、降圧時の変圧比を決定するトランジスタに加える。
(特徴2)制御デーティ信号の立ち上がりタイミングをDT(デッドタイム)だけ遅らせた信号を、昇圧時の変圧比を決定するトランジスタに加える。
The main features of the embodiments shown below are listed.
(Characteristic 1) The control data signal is inverted, and a signal whose rise timing is delayed by DT (dead time) is added to a transistor that determines a transformation ratio at the time of step-down.
(Characteristic 2) A signal obtained by delaying the rising timing of the control date signal by DT (dead time) is added to a transistor that determines a transformation ratio at the time of boosting.
図1は、モータジェネレータ60で走行する電動自動車の構成を示している。電動自動車は、バッテリ10とコンバータ20とインバータ50とモータジェネレータ60と制御装置70を備えている。
バッテリ10は、多数のセルを直列に接続した組電池であり、バッテリ電圧は200ボルト程度である。コンバータ20は、バッテリ10とインバータ50の間に挿入されている。コンバータ20は、バッテリ10の電圧を昇圧してインバータ50に加えることもできれば、インバータ50側の電圧を降圧してバッテリ10側に加えることもできる双方向型である。コンバータ20は、昇圧の際にも、降圧の際にも、インバータ50側の電圧をバッテリ10側の電圧で除した値(変圧比)を調整することができる。コンバータ20の最大変圧比は3.0程度である。インバータ50は、直流を3相交流に変換してモータジェネレータ60に印加する。3相交流の周波数によってモータジェネレータ60の回転数が制御され、3相交流の電流値によってモータジェネレータ60のトルクが制御される。コンバータ20で昇圧するとモータジェネレータ60の最大出力が増大し、電動自動車の走行性能が高められる。
FIG. 1 shows the configuration of an electric vehicle that runs on a
The
電動自動車の制動時には、モータジェネレータ60が発電機となって3相交流を発生させる。この場合は、インバータ50が3相交流を直流に変換し、コンバータ20がバッテリ電圧に降圧する。これによってバッテリ10が充電される。なお、ハイブリッド車の場合には、図示されていないエンジンがモータジェネレータ60を回転させて発電することもある。
When braking the electric vehicle, the
図3は、コンバータ20の内部構成を示している。バッテリ10と、正極線22と、コイル24と、下段トランジスタ36と、接地線28によって、コイル24に通電する回路が構成されている。下段トランジスタ36を断続的にオン・オフすると、コイル24の通電電流が断続的にオン・オフされる。下段トランジスタ36をオフすると、下段トランジスタ36がオンしている間にコイル24に蓄積されていたエネルギーが放出され、図3のVceに示す点の電位がバッテリ電圧以上に昇圧される。昇圧された電圧がダイオード34と、高圧正極線30を介してコンデンサ40に加えられ、コンデンサ40の電圧はバッテリ10の電圧以上となる。インバータ50にバッテリ電圧以上の電圧が印加される。
FIG. 3 shows the internal configuration of the
コンバータ20の内部には、コンデンサ40と、高圧正極線30と、上段トランジスタ32と、コイル24と、正極線22と、コンデンサ26と、接地線28によって、コイル24に通電する回路が構成されている。上段トランジスタ32を断続的にオン・オフすると、コイル24の通電電流が断続的にオン・オフされる。上段トランジスタ32をオンすると、電圧Vceからコイル24に生じる電圧を減じた電圧がコンデンサ26に加えられる。コンデンサ26の電圧は電圧Vceよりも低くなる。上段トランジスタ32がオフのときには、ダイオード38を電流が流れる。
昇圧時も降圧時もVce>バッテリ電圧であり、昇圧時も降圧時もVceをバッテリ電圧で除した値(変圧比)は1.0以上である。
In the
Vce> battery voltage at both step-up and step-down, and the value (transformation ratio) obtained by dividing Vce by the battery voltage at both step-up and step-down is 1.0 or more.
図4は、コンバータ制御装置70の内部構成を示している。CPU72とメモリ74で構成されるコンピュータ装置を内蔵している。コンバータ制御装置70は、コンピュータ装置で制御される制御デューティ信号発生回路76と、上段トランジスタ32のゲートに印加する電圧を出力する上段ゲート電圧出力回路78と、下段トランジスタ36のゲートに印加する電圧を出力する下段ゲート電圧出力回路80を備えている。上段ゲート電圧出力回路78と、下段ゲート電圧出力回路80は、DT時間(デッドタイム)だけ遅らせる回路を内蔵しており、上段トランジスタ32がオフしてからDT時間後に下段トランジスタ36をターンオンさせ、下段トランジスタ36がオフしてからDT時間後に上段トランジスタ32をターンオンさせる。上段トランジスタ32と下段トランジスタ36が同時にオンして高正極線30と接地線28の間が短絡することがないようにしている。
FIG. 4 shows the internal configuration of the
図2は、コンバータ制御装置70が実施する処理手順を示している。
ステップS2:車両の走行状態と、アクセルペダルやブレーキペダルの操作量と、シフトレバーのポジション等から、モータジェネレータの回転数とモータジェネレータで発生させるトルクを決定する。すなわち、車両の走行状態に基づいて、モータジェネレータの回転数とモータジェネレータで発生させるトルクを決定する。
ステップS4:ステップS2で決定した回転数とトルクに従って、コンバータの変圧比を決定する。変圧比と昇圧後電圧(インバータ側の電圧)の目標値は、一義的に対応することから、ステップS4は、昇圧後電圧の目標値を決定することに等しい。ステップS2とS4で、車両の運転状態に基づいてコンバータの変圧比が決定される。
ステップS6:自動車が力行運転中か回生運転中かを判別する。すなわち、コンバータ20で昇圧しているのか降圧しているのかを判別する。力行運転中であれば、後記するステップS10をスキップする。すなわち、力行運転中であれば、実際に用いる変圧比を最低変圧比に置換する処理を実施しない。力行運転中であれば、ステップS4で決定した変圧比を実際に用いる変圧比とする。
ステップS8:この処理は、回生運転中のみ実施する。回生運転中は、ステップS4で決定した変圧比を最低変圧比と比較する。
ステップS10:この処理も、回生運転中のみ実施する。回生運転中であって、ステップS4で決定した変圧比<最低変圧比であれば、実際に用いる変圧比を最低変圧比に置換する。
ステップS12:以上によって決定した変圧比(回生運転中であって、しかも、ステップS4で決定した変圧比<最低変圧比であれば、最低変圧比を用いる。その他の場合は、ステップS4で決定した変圧比を用いる)によって決定されるデューティ比を持つ制御デューティ信号を生成する。
ステップS14:ステップS12で生成した制御デューティ信号から、コンバータ20が備えている上段トランジスタ32のオン・オフを切換えるゲート電圧を生成する。
ステップS16:ステップS12で生成した制御デューティ信号から、コンバータ20が備えている下段トランジス36タのオン・オフを切換えるゲート電圧を生成する。
FIG. 2 shows a processing procedure performed by the
Step S2: The rotational speed of the motor generator and the torque generated by the motor generator are determined from the running state of the vehicle, the operation amount of the accelerator pedal and the brake pedal, the position of the shift lever, and the like. That is, the number of rotations of the motor generator and the torque generated by the motor generator are determined based on the running state of the vehicle.
Step S4: The converter transformation ratio is determined according to the rotational speed and torque determined in step S2. Since the transformation ratio and the target value of the boosted voltage (voltage on the inverter side) uniquely correspond to each other, step S4 is equivalent to determining the target value of the boosted voltage. In steps S2 and S4, the transformation ratio of the converter is determined based on the driving state of the vehicle.
Step S6: It is determined whether the vehicle is in power running or regenerative operation. That is, it is determined whether the voltage is stepped up or stepped down by the
Step S8: This process is performed only during regenerative operation. During the regenerative operation, the transformation ratio determined in step S4 is compared with the lowest transformation ratio.
Step S10: This process is also performed only during the regenerative operation. If regenerative operation is being performed and the transformation ratio determined in step S4 <minimum transformation ratio, the actually used transformation ratio is replaced with the lowest transformation ratio.
Step S12: Transformer ratio determined as described above (if regenerative operation is being performed and if the transform ratio determined in Step S4 is <minimum transform ratio, the minimum transform ratio is used. Otherwise, the transform ratio is determined in Step S4) A control duty signal having a duty ratio determined by using a transformation ratio is generated.
Step S14: A gate voltage for switching on / off of the
Step S16: From the control duty signal generated in step S12, a gate voltage for switching on / off of the
図5の(a)は、制御デューティ信号発生回路76が発生する制御デューティ信号を例示している。図2のステップS2からS12までの処理を実施するコンピュータ装置によって、制御デューティ信号発生回路76が構成されている。制御デューティ信号のデューティ比(t'on / (t'on+t'off))は、自動車の運転状態に基づいて決定される。
図5の(b)は、上段ゲート電圧出力回路78が出力する電圧を例示しており、(a)を反転し、ターンオンタイミングをDTだけ遅らせることで生成されている。図2のステップS14の処理を実施するコンピュータ装置によって上段ゲート電圧出力回路78が構成されている。
図5の(c)は、下段ゲート電圧出力回路80が出力する電圧を例示しており、(a)からターンオンタイミングをDTだけ遅らせることで生成されている。図2のステップS16の処理を実施するコンピュータ装置によって下段ゲート電圧出力回路80が構成されている。
FIG. 5A illustrates the control duty signal generated by the control duty
FIG. 5B illustrates the voltage output by the upper gate
FIG. 5C illustrates the voltage output from the lower gate
図5の(d)は、昇圧時のVce電圧を示し、図5の(c)がオンの期間にコイル24に通電し、エネルギーを蓄積する。短絡防止のためにターンオンタイミングをDT時間だけ遅らせることによって、コイル24の通電期間が短くなる。デッドタイムDTを設けることによって、変圧比は減少する。図5の(f)は、昇圧時の変圧比を示す。短絡防止のためにターンオンタイミングをDT時間だけ遅らせることによって、変圧比は減少する。
図5の(e)は、降圧時のVce電圧を示し、図5の(b)がオンの期間にコイル24に通電する。短絡防止のためにターンオンタイミングをDT時間だけ遅らせることによって、コイル24の通電期間が短くなる。デッドタイムDTを設けることによって、変圧比は増大する。図5の(g)は、降圧時の変圧比を示す。短絡防止のためにターンオンタイミングをDT時間だけ遅らせることによって、変圧比は増大する。
(D) of FIG. 5 shows the Vce voltage at the time of voltage boosting, and the
(E) of FIG. 5 shows the Vce voltage at the time of step-down, and the
上記のように、短絡防止のためにデッドタイムDT時間だけターンオンタイミングを遅らせることによって変圧比が変化する影響が、昇圧時と降圧時では反対に働く。そのために、降圧時には最低変圧比が存在し、それ以下の変圧比で降圧運転するとコンバータ20が正常に動作できないのに対し、昇圧時には最低変圧比が存在せず、小さな変圧比(1に近い小さな値)で運転しても、昇圧運転であればコンバータ20は正常に動作できる。
As described above, the effect of changing the transformation ratio by delaying the turn-on timing by the dead time DT to prevent a short circuit works oppositely at the time of step-up and step-down. For this reason, there is a minimum transformation ratio at the time of step-down, and the
図6の横軸は変圧比(昇圧後電圧に対応する)を示し、縦軸はエネルギーロス(損失)を示す。前記したように、変圧比を上げるほど損失は増大する。図示のP1は、最低変圧比(MIN)の場合に生じる損失を示している。従来の技術によって生じる損失を示している。
図6の矢印Aは、昇圧運転であれば最低変圧比以下であってもコンバータ20が正常に動作できることを活用し、昇圧運転時には最低変圧比の制約を解除することで得られる現象を示している。昇圧時には、変圧比を最低変圧比未満に下げられることから、生じる損失が減少する。
図7は、制御デューティ信号のデューティ比と変圧比の関係を示している。横軸は、制御デューティ信号のデューティ比を示し、縦軸は、実際に得られる変圧比(昇圧後電圧に対応する)を示している。グラフC1は降圧時の関係を示し、グラフC2は昇圧時の関係を示している。昇圧時(力行時)には最低変圧比の制約を外すことから、太線のカーブDで示す範囲が利用可能となっている。その分だけ、無駄に昇圧して無駄に電力消費することを防止できる。
The horizontal axis of FIG. 6 shows the transformation ratio (corresponding to the boosted voltage), and the vertical axis shows the energy loss (loss). As described above, the loss increases as the transformation ratio increases. The illustrated P1 indicates a loss that occurs in the case of the minimum transformation ratio (MIN). The loss caused by the prior art is shown.
An arrow A in FIG. 6 shows a phenomenon obtained by utilizing the fact that the
FIG. 7 shows the relationship between the duty ratio of the control duty signal and the transformation ratio. The horizontal axis indicates the duty ratio of the control duty signal, and the vertical axis indicates the actually obtained transformation ratio (corresponding to the boosted voltage). A graph C1 shows the relationship during step-down, and a graph C2 shows the relationship during step-up. Since the restriction on the minimum transformation ratio is removed at the time of boosting (powering), the range indicated by the bold curve D is available. Accordingly, it is possible to prevent wasteful power consumption by boosting pressure.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
10:バッテリ
20:コンバータ
22:正極線
24:コイル
26:コンデンサ
28:接地線
30:高圧正極線
32:上段トランジスタ
34:ダイオード
36:下段トランジスタ
38:ダイオード
40:コンデンサ
50:インバータ
60:モータジェネレータ
70:制御装置
72:CPU
74:メモリ
76:制御デューティ信号発生回路
78:上段ゲート電圧出力回路
80:下段ゲート電圧出力回路
10: battery 20: converter 22: positive line 24: coil 26: capacitor 28: ground line 30: high voltage positive line 32: upper stage transistor 34: diode 36: lower stage transistor 38: diode 40: capacitor 50: inverter 60: motor generator 70 : Control device 72: CPU
74: Memory 76: Control duty signal generation circuit 78: Upper gate voltage output circuit 80: Lower gate voltage output circuit
Claims (1)
バッテリとインバータの間にコンバータが挿入されており、インバータにモータジェネレータが接続されており、
バッテリ電圧をコンバータで昇圧してインバータで交流に変換してモータジェネレータに供給する力行運転と、モータジェネレータで発生した交流をインバータで直流に変換してコンバータで降圧してバッテリを充電する回生運転が可能であり、
制御装置は、少なくともコンバータに接続されており、変圧比決定装置と変圧比置換装置を備えており、
変圧比決定装置は、車両の運転状態に基づいてコンバータの変圧比を決定し、
変圧比置換装置は、変圧比決定装置が決定した変圧比が最低変圧比未満であって回生運転中であれば変圧比決定装置が決定した変圧比を最低変圧比に置換し、力行運転中は変圧比決定装置が決定した変圧比を置換しない
ことを特徴とするモータジェネレータで走行する自動車。 Battery, converter, inverter, motor generator and control device,
A converter is inserted between the battery and the inverter, and a motor generator is connected to the inverter.
Power running operation that boosts the battery voltage with a converter, converts it into alternating current with an inverter and supplies it to the motor generator, and regenerative operation that converts the alternating current generated by the motor generator into direct current with the inverter and steps down the voltage with the converter to charge the battery Is possible,
The control device is connected to at least the converter, and includes a transformation ratio determination device and a transformation ratio substitution device,
The transformation ratio determination device determines the transformation ratio of the converter based on the driving state of the vehicle,
The transformation ratio replacement device replaces the transformation ratio determined by the transformation ratio determination device with the lowest transformation ratio if the transformation ratio determined by the transformation ratio determination device is less than the minimum transformation ratio and is in regenerative operation, and during power running operation A motor vehicle driven by a motor generator, characterized in that the transformer ratio determined by the transformer ratio determining device is not replaced.
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