JP2014193043A

JP2014193043A - Power supply control device

Info

Publication number: JP2014193043A
Application number: JP2013067313A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Komatsu; 正明小松
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2014-10-06

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply control device that can switch connection modes of a plurality of batteries between series connection and parallel connection and reduce sudden torque change of an electric motor in accordance with the series/parallel switching.SOLUTION: The power supply control device comprises: an electric motor 107 as a driving source of a vehicle; an electric storage having a plurality of batteries whose connection mode can be switched between series connection and parallel connection; a series/parallel switching portion 120 that switches connection modes between series connection and parallel connection; a required torque introducing portion 181 that introduces, on the basis of required driving force for the vehicle, required torque for the electric motor; a torque limit value setting portion 183 for setting, on the basis of at least electric power that the electric storage can output, a torque limit value for the electric motor; and a command torque setting portion 185 that sets, on the basis of at least a smaller value of the required torque and the torque limit value, command torque to the electric motor. When the command torque setting portion 185 sets the torque limit value as command torque during a series/parallel switching operation, a filter processing portion 187 performs filter processing to the command torque after completion of the series/parallel switching operation.

Description

本発明は、複数のバッテリの接続形態を直列又は並列に切替可能な電源制御装置に関する。 The present invention relates to a power supply control device capable of switching a connection form of a plurality of batteries in series or in parallel.

図９は、特許文献１に開示された電動車両用電源装置の構成図である。図９に示す電動車両用電源装置１では、電動機（Ｍ）２の負荷が小さく、電動機（Ｍ）２で必要とされる駆動電圧が小さい場合には、第１スイッチ（ＳＷ１）１４をオフ（開）かつ第２スイッチ（ＳＷ２）１５をオン（閉）として、電動機（Ｍ）２の駆動用インバータ３に対して第１バッテリ１１と第２バッテリ１２とを並列に接続する。一方、電動機（Ｍ）２の負荷が大きく、電動機（Ｍ）２で必要とされる駆動電圧が大きい場合には、第１スイッチ（ＳＷ１）１４をオンかつ第２スイッチ（ＳＷ２）１５をオフとして、電動機（Ｍ）２の駆動用インバータ３に対して第１バッテリ１１と第２バッテリ１２とを直列に接続する。このように、電動機（Ｍ）２の負荷が大きい場合には、電動機（Ｍ）２の駆動電圧を増大させて所望の動力性能を確保することができ、電動機（Ｍ）２の負荷が小さい場合には、電動機（Ｍ）２の駆動電圧が過大になることを防止して電動機（Ｍ）２および駆動用インバータ３の運転効率を増大させることができる。 FIG. 9 is a configuration diagram of an electric vehicle power supply device disclosed in Patent Document 1. In FIG. In the electric vehicle power supply device 1 shown in FIG. 9, when the load of the electric motor (M) 2 is small and the drive voltage required by the electric motor (M) 2 is small, the first switch (SW1) 14 is turned off ( The first battery 11 and the second battery 12 are connected in parallel to the drive inverter 3 of the electric motor (M) 2 with the second switch (SW2) 15 turned on (closed). On the other hand, when the load on the motor (M) 2 is large and the drive voltage required by the motor (M) 2 is large, the first switch (SW1) 14 is turned on and the second switch (SW2) 15 is turned off. The first battery 11 and the second battery 12 are connected in series to the drive inverter 3 of the electric motor (M) 2. As described above, when the load on the electric motor (M) 2 is large, the drive voltage of the electric motor (M) 2 can be increased to ensure desired power performance, and the load on the electric motor (M) 2 is small. Therefore, it is possible to prevent the drive voltage of the electric motor (M) 2 from becoming excessive and to increase the operation efficiency of the electric motor (M) 2 and the driving inverter 3.

また、電動車両用電源装置１において、電動機（Ｍ）２の負荷の増大に応じて、第１バッテリ１１と第２バッテリ１２との接続を並列から直列に切り替える場合には、第１スイッチ（ＳＷ１）１４及び第２スイッチ（ＳＷ２）１５をオフとして第２バッテリ１２を電動機（Ｍ）２から切り離し、第１バッテリ１１のみによって電動機（Ｍ）２に電力を供給する。そして、第１スイッチ（ＳＷ１）１４に接続された第２ノードＢの電位ＶＢが、第１スイッチ（ＳＷ１）１４に接続された第３ノードＣの電位ＶＣに等しくなるまで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の昇圧動作を行い、この後、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の昇圧動作を停止すると共に第１スイッチ（ＳＷ１）１４をオンとする。このように、電動機（Ｍ）２に対する電力供給を維持した状態で、電動機（Ｍ）２の負荷の大きさに応じて、電動機（Ｍ）２に対する第１バッテリ１１と第２バッテリ１２との接続を並列と直列との間で切り替える。ＤＣ−ＤＣコンバータ１３を第１バッテリ１１と第２バッテリ１２との接続の切り替え時にのみ動作させることにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ３を常時動作させる場合に比べて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３でのスイッチング損失の増大を抑制することができる。 Further, in the electric vehicle power supply device 1, when the connection of the first battery 11 and the second battery 12 is switched from parallel to series in response to an increase in the load of the electric motor (M) 2, the first switch (SW 1 ) 14 and the second switch (SW 2) 15 are turned off to disconnect the second battery 12 from the electric motor (M) 2, and the electric power is supplied to the electric motor (M) 2 only by the first battery 11. Then, until the potential VB of the second node B connected to the first switch (SW1) 14 becomes equal to the potential VC of the third node C connected to the first switch (SW1) 14, the DC-DC converter 13 After that, the boosting operation of the DC-DC converter 13 is stopped and the first switch (SW1) 14 is turned on. As described above, the first battery 11 and the second battery 12 are connected to the electric motor (M) 2 in accordance with the load of the electric motor (M) 2 in a state where the electric power supply to the electric motor (M) 2 is maintained. Switch between parallel and series. Since the DC-DC converter 13 is operated only when the connection between the first battery 11 and the second battery 12 is switched, the switching loss in the DC-DC converter 13 is compared with the case where the DC-DC converter 3 is always operated. Can be suppressed.

特開２０１２−１５２０７９号公報JP 2012-152079 A 特開２０１２−１５２０８０号公報JP 2012-152080 A 特開２０１０−０５７２８８号公報JP 2010-057288 A 特開２００８−１３１８３０号公報JP 2008-131830 A 特開２０１２−０６０８３８号公報JP 2012-060838 A 特開２０１２−０７０５１４号公報JP 2012-0705014 A

上記説明した特許文献１の電動車両用電源装置１を搭載した車両において、直列接続と並列接続との切替動作中には、第２バッテリ１２が電動機（Ｍ）２から切り離される。そのため、得られる出力が小さくなるので、電動機のトルクも所定の値を超えないように制限される。直並列切替動作の完了後はこのような制限が解除されるので、運転者からの要求駆動力に応じて電動機のトルクを制御することができるが、このとき、電動機のトルクが急激に変動することによって車両の挙動が不安定となり、乗員が違和感を覚える可能性がある。 In the vehicle equipped with the electric vehicle power supply device 1 of Patent Document 1 described above, the second battery 12 is disconnected from the electric motor (M) 2 during the switching operation between the series connection and the parallel connection. Therefore, since the output obtained is small, the torque of the electric motor is limited so as not to exceed a predetermined value. Since such restrictions are released after the series-parallel switching operation is completed, the torque of the electric motor can be controlled according to the driving force requested by the driver. At this time, the torque of the electric motor fluctuates rapidly. As a result, the behavior of the vehicle becomes unstable, and the occupant may feel uncomfortable.

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のバッテリの接続形態を直列又は並列に切替可能な電源制御装置であって、直並列切替に伴う電動機のトルクの急激な変動を抑制することができる電源制御装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power supply control device capable of switching a connection form of a plurality of batteries in series or in parallel. It is an object of the present invention to provide a power supply control device that can suppress rapid fluctuations.

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車両の駆動源である電動機（例えば、実施の形態での電動機１０７）と、前記電動機に電力を供給する、接続形態が直列又は並列に切り替えられる複数のバッテリ（例えば、実施の形態での第１バッテリ１０３ａ及び第２バッテリ１０３ｂ）を有する蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１０１）と、前記複数のバッテリの接続形態を直列又は並列に切り替える直並列切替部（例えば、実施の形態での直並列切替部１２０）と、を備えた前記車両の電源制御装置であって、前記車両の要求駆動力に基づき前記電動機の要求トルクを導出する要求トルク導出部（例えば、実施の形態での要求トルク導出部１８１）と、前記蓄電器が出力可能な電力に少なくとも基づき、前記電動機のトルク制限値を設定するトルク制限値設定部（例えば、実施の形態でのトルク制限値設定部１８３、フィルタ処理部１９１）と、前記要求トルクおよび前記トルク制限値のうち小さい値に少なくとも基づいて前記電動機に対する指令トルクを設定する指令トルク設定部（例えば、実施の形態での指令トルク設定部１８５、フィルタ処理部１８７）と、を備え、前記指令トルク設定部が直並列切替動作中の指令トルクとして前記トルク制限値を設定した場合、前記指令トルク設定部は、前記直並列切替動作完了後の指令トルクが前記直並列切替動作中の前記トルク制限値から前記直並列切替動作完了後の前記要求トルクへと滑らかに変化するように前記指令トルクを設定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an electric motor that is a driving source of a vehicle (for example, electric motor 107 in the embodiment) and an electric power supply to the electric motor. A battery (for example, the battery 101 in the embodiment) having a plurality of batteries (for example, the first battery 103a and the second battery 103b in the embodiment) and a connection form of the plurality of batteries in series or A power control apparatus for a vehicle, comprising: a serial-parallel switching unit that switches in parallel (for example, the serial-parallel switching unit 120 in the embodiment), wherein the required torque of the electric motor is calculated based on the required driving force of the vehicle. The required torque deriving unit to be derived (for example, the required torque deriving unit 181 in the embodiment) and the torque of the electric motor based at least on the electric power that can be output from the battery A torque limit value setting unit (for example, a torque limit value setting unit 183 and a filter processing unit 191 in the embodiment) for setting a limit value, and the electric motor based at least on a smaller value of the required torque and the torque limit value A command torque setting unit (for example, a command torque setting unit 185 and a filter processing unit 187 in the embodiment) for setting a command torque for the command torque, the command torque setting unit as the command torque during the series-parallel switching operation When the torque limit value is set, the command torque setting unit changes the command torque after completion of the series-parallel switching operation from the torque limit value during the series-parallel switching operation to the required torque after completion of the series-parallel switching operation. The command torque is set so as to change smoothly.

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記指令トルク設定部が直並列切替動作中の指令トルクとして前記トルク制限値を設定した場合、前記指令トルク設定部は、前記直並列切替動作完了後の指令トルクにフィルタ処理を施すことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when the command torque setting unit sets the torque limit value as the command torque during the series-parallel switching operation, the command torque setting unit Filtering is applied to the command torque after completion of the parallel switching operation.

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記指令トルク設定部が直並列切替動作中の指令トルクとして前記トルク制限値を設定した場合、前記トルク制限値設定部は、前記直並列切替動作完了後のトルク制限値にフィルタ処理を施すことを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein when the command torque setting unit sets the torque limit value as the command torque during the series-parallel switching operation, the torque limit value setting unit A filter process is performed on the torque limit value after completion of the series-parallel switching operation.

請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載の発明において、前記フィルタ処理は、前記直並列切替動作中の前記トルク制限値と前記直並列切替動作完了後の要求トルクとの差分が所定値以上であるときに施されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the second or third aspect, the filtering process is performed such that a difference between the torque limit value during the series-parallel switching operation and a required torque after the series-parallel switching operation is completed. It is applied when it is equal to or greater than a predetermined value.

請求項１に係る発明によれば、直並列切替動作完了後の電動機の指令トルクを滑らかに変化させることにより、電動機のトルクの急激な変動を抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to suppress sudden fluctuations in the torque of the motor by smoothly changing the command torque of the motor after completion of the series-parallel switching operation.

請求項２に係る発明によれば、直並列切替動作完了後に指令トルクが大きく変動するような場合には指令トルクにフィルタ処理を施すことにより、電動機のトルクを滑らかに変化させることができる。 According to the second aspect of the present invention, when the command torque largely fluctuates after completion of the series / parallel switching operation, the torque of the electric motor can be smoothly changed by filtering the command torque.

請求項３に係る発明によれば、直並列切替動作完了後にトルク制限値が大きく変動するような場合にはトルク制限値にフィルタ処理を施すことにより、フィルタ処理が施されたトルク制限値に基づいて指令トルクが設定されるので、直並列切替動作完了後の電動機のトルクを滑らかに変化させることができる。 According to the third aspect of the present invention, when the torque limit value greatly fluctuates after completion of the series-parallel switching operation, the torque limit value is subjected to the filter process, so that the filter process is performed. Since the command torque is set, the torque of the electric motor after the series / parallel switching operation is completed can be changed smoothly.

請求項４に係る発明によれば、直並列切替動作完了後に電動機のトルクが急激に変動するような場合にフィルタ処理を施すことができるので、車両の挙動が不安定になることを抑制することができる。 According to the fourth aspect of the invention, since the filter process can be performed when the torque of the electric motor suddenly changes after the series-parallel switching operation is completed, it is possible to suppress the behavior of the vehicle from becoming unstable. Can do.

シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図Block diagram showing the internal configuration of a series-type HEV 図１に示した車両の駆動系の概略構成及び当該駆動系を制御する第１の実施形態のマネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示す図The figure which shows schematic structure of the drive system of the vehicle shown in FIG. 1, and internal structure of management ECU119 of 1st Embodiment which controls the said drive system. 第１の実施形態において、蓄電器の接続形態を並列から直列へと切り替えた場合の制御の一例を示すタイムチャートIn 1st Embodiment, the time chart which shows an example of the control at the time of switching the connection form of a capacitor | condenser from parallel to series 第１の実施形態におけるマネジメントＥＣＵ１１９の動作を説明するためのフローチャートThe flowchart for demonstrating operation | movement of management ECU119 in 1st Embodiment. 第１の実施形態において、蓄電器の接続形態を直列から並列へと切り替えた場合の制御の一例を示すタイムチャートThe time chart which shows an example of the control at the time of switching the connection form of a capacitor | condenser from serial to parallel in 1st Embodiment 第１の実施形態において、蓄電器の接続形態を直列から並列へと切り替えた場合の制御の他の一例を示すタイムチャートThe time chart which shows another example of the control at the time of switching the connection form of a capacitor | condenser from serial to parallel in 1st Embodiment 図１に示した車両の駆動系の概略構成及び当該駆動系を制御する第２の実施形態のマネジメントＥＣＵ２１９の内部構成を示す図The figure which shows schematic structure of the drive system of the vehicle shown in FIG. 1, and internal structure of management ECU219 of 2nd Embodiment which controls the said drive system. 第２の実施形態において、蓄電器の接続形態を並列から直列へと切り替えた場合の制御の一例を示すタイムチャートIn 2nd Embodiment, the time chart which shows an example of the control at the time of switching the connection form of a capacitor | condenser from parallel to series 特許文献１に開示された電動車両用電源装置の構成図Configuration diagram of power supply device for electric vehicle disclosed in Patent Document 1

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明に係る電源制御装置を搭載するＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）は、電動機及び内燃機関を備え、車両の走行状態に応じて電動機及び／又は内燃機関の駆動力によって走行する。ＨＥＶには、大きく分けてシリーズ方式とパラレル方式の２種類がある。シリーズ方式のＨＥＶは、電動機の動力によって走行する。内燃機関は発電のために用いられ、内燃機関の動力によって発電機で発電された電力は蓄電器に充電されるか、電動機に供給される。パラレル方式のＨＥＶは、電動機及び内燃機関のいずれか一方又は双方の駆動力によって走行する。上記両方式を複合したシリーズ／パラレル方式のＨＥＶも知られている。当該方式では、車両の走行状態に応じてクラッチを開放又は締結する（断接する）ことによって、駆動力の伝達系統をシリーズ方式及びパラレル方式のいずれかの構成に切り替える。上記ＨＥＶでは、エンジンブレーキ相当の制動力を得るために、減速時に電動機を発電機として動作させる回生制動が利用される。 A HEV (Hybrid Electrical Vehicle) equipped with a power supply control device according to the present invention includes an electric motor and an internal combustion engine, and travels by the driving force of the electric motor and / or the internal combustion engine according to the traveling state of the vehicle. There are two types of HEVs: a series method and a parallel method. The series-type HEV travels by the power of the electric motor. The internal combustion engine is used for power generation, and the electric power generated by the power generator by the power of the internal combustion engine is charged in a capacitor or supplied to the electric motor. The parallel HEV travels by the driving force of one or both of the electric motor and the internal combustion engine. A series / parallel HEV in which both the above systems are combined is also known. In this method, the driving force transmission system is switched between the series method and the parallel method by opening or closing (engaging / disconnecting) the clutch according to the running state of the vehicle. In the HEV, in order to obtain a braking force equivalent to engine braking, regenerative braking is used in which the motor is operated as a generator during deceleration.

（第１の実施形態）
図１は、シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。図１に示すように、シリーズ方式のＨＥＶ（以下、単に「車両」という）は、蓄電器（BATT）１０１と、コンバータ（CONV）１０３と、第１インバータ（第１INV）１０５と、電動機（MOT）１０７と、内燃機関（ENG）１０９と、発電機（GEN）１１１と、第２インバータ（第２INV）１１３と、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）１１５と、車速センサ１１７と、マネジメントＥＣＵ（MG ECU）１１９と、直並列切替部１２０とを備える。なお、図１中の実線の矢印は値データを示し、点線は指示内容を含む制御信号を示す。 (First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of a series-type HEV. As shown in FIG. 1, a series-type HEV (hereinafter simply referred to as “vehicle”) includes a battery (BATT) 101, a converter (CONV) 103, a first inverter (first INV) 105, and an electric motor (MOT). 107, an internal combustion engine (ENG) 109, a generator (GEN) 111, a second inverter (second INV) 113, a gear box (hereinafter simply referred to as “gear”) 115, a vehicle speed sensor 117, and a management An ECU (MG ECU) 119 and a series / parallel switching unit 120 are provided. In FIG. 1, solid arrows indicate value data, and dotted lines indicate control signals including instruction contents.

蓄電器１０１は、直列又は並列に接続される２つのバッテリ１０３ａ，１０３ｂを有する。各バッテリ１０３ａ，１０３ｂは、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の複数の蓄電セルを含む。コンバータ１０３は、蓄電器１０１の直流出力電圧を直流のまま昇圧する。第１インバータ１０５は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を電動機１０７に供給する。また、第１インバータ１０５は、電動機１０７の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換する。 The battery 101 has two batteries 103a and 103b connected in series or in parallel. Each of the batteries 103a and 103b includes a plurality of power storage cells such as a lithium ion battery and a nickel metal hydride battery. Converter 103 boosts the DC output voltage of battery 101 while maintaining a direct current. The first inverter 105 converts a DC voltage into an AC voltage and supplies a three-phase current to the electric motor 107. Further, the first inverter 105 converts an AC voltage input during the regenerative operation of the electric motor 107 into a DC voltage.

電動機１０７は、車両が走行するための動力を発生する。電動機１０７で発生したトルクは、ギア１１５及び駆動軸１２１を介して駆動輪１２３に伝達される。なお、電動機１０７の回転子はギア１１５に直結されている。また、電動機１０７は、回生制動時には発電機として動作する。 The electric motor 107 generates power for the vehicle to travel. Torque generated by the electric motor 107 is transmitted to the drive wheel 123 via the gear 115 and the drive shaft 121. Note that the rotor of the electric motor 107 is directly connected to the gear 115. The electric motor 107 operates as a generator during regenerative braking.

内燃機関１０９は、発電機１１１を駆動するために用いられる。発電機１１１は、内燃機関１０９の動力によって駆動され、電力を発生する。発電機１１１が発電した電力は、蓄電器１０１に充電されるか、第２インバータ１１３及び第１インバータ１０５を介して電動機１０７に供給される。第２インバータ１１３は、発電機１１１が発生した交流電圧を直流電圧に変換する。第２インバータ１１３によって変換された電力は、蓄電器１０１に充電されるか、第１インバータ１０５を介して電動機１０７に供給される。 The internal combustion engine 109 is used to drive the generator 111. The generator 111 is driven by the power of the internal combustion engine 109 to generate electric power. The electric power generated by the generator 111 is charged in the battery 101 or supplied to the electric motor 107 via the second inverter 113 and the first inverter 105. The second inverter 113 converts the AC voltage generated by the generator 111 into a DC voltage. The electric power converted by the second inverter 113 is charged in the battery 101 or supplied to the electric motor 107 via the first inverter 105.

ギア１１５は、例えば５速相当の１段の固定ギアである。したがって、ギア１１５は、電動機１０７からの駆動力を、特定の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸１２１に伝達する。車速センサ１１７は、車両の走行速度（車速ＶＰ）を検出する。車速センサ１１７によって検出された車速ＶＰを示す信号は、マネジメントＥＣＵ１１９に送られる。なお、車速ＶＰの代わりに、電動機１０７の回転数が用いられても良い。 The gear 115 is a one-stage fixed gear corresponding to, for example, the fifth speed. Therefore, the gear 115 converts the driving force from the electric motor 107 into a rotation speed and torque at a specific gear ratio, and transmits them to the drive shaft 121. The vehicle speed sensor 117 detects the traveling speed (vehicle speed VP) of the vehicle. A signal indicating the vehicle speed VP detected by the vehicle speed sensor 117 is sent to the management ECU 119. Note that the rotation speed of the electric motor 107 may be used instead of the vehicle speed VP.

マネジメントＥＣＵ１１９は、車速ＶＰ及び車両の運転者のアクセル操作に応じたアクセルペダル開度（ＡＰ開度）を示す各情報の取得、蓄電器１０１を構成する２つのバッテリ１０３ａ，１０３ｂの温度およびＳＯＣ（State of Charge：残容量）の取得、蓄電器１０１を構成する２つのバッテリ１０３ａ，１０３ｂの接続形態の切替制御、コンバータ１０３、第１インバータ１０５及び第２インバータ１１３の各々を構成するスイッチング素子のスイッチング制御、並びに、電動機１０７、内燃機関１０９及び発電機１１１の各制御等を行う。また、マネジメントＥＣＵ１１９は、車両の減速時に、当該車両の制動力を得るために電動機１０７を回生制御する。このマネジメントＥＣＵ１１９の一部または全体が、本実施形態の電源制御装置として機能する。 The management ECU 119 acquires each information indicating the accelerator pedal opening (AP opening) according to the vehicle speed VP and the accelerator operation of the driver of the vehicle, the temperatures of the two batteries 103a and 103b constituting the battery 101, and the SOC (State of charge: remaining capacity), switching control of the connection form of the two batteries 103a and 103b constituting the battery 101, switching control of the switching elements constituting each of the converter 103, the first inverter 105 and the second inverter 113, In addition, each control of the electric motor 107, the internal combustion engine 109, and the generator 111 is performed. Further, the management ECU 119 performs regenerative control of the electric motor 107 to obtain the braking force of the vehicle when the vehicle is decelerated. A part or the whole of the management ECU 119 functions as a power supply control device of the present embodiment.

直並列切替部１２０は、マネジメントＥＣＵ１１９からの指示に応じて、蓄電器１０１が有する２つのバッテリ１０３ａ，１０３ｂの接続形態を直列又は並列に切り替える。 The series / parallel switching unit 120 switches the connection form of the two batteries 103a and 103b included in the battery 101 in series or in parallel according to an instruction from the management ECU 119.

図２は、図１に示した車両の駆動系の概略構成及び当該駆動系を制御する第１の実施形態のマネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示す図である。図２に示すように、蓄電器１０１は、第１バッテリ１０３ａ及び第２バッテリ１０３ｂを有する。第１バッテリ１０３ａは、第１ノードＡと第２ノードＢの間に設けられ、第２バッテリ１０３ｂは、第３ノードＣと第４ノードＤの間に設けられている。 FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the drive system of the vehicle shown in FIG. 1 and an internal configuration of the management ECU 119 of the first embodiment that controls the drive system. As illustrated in FIG. 2, the battery 101 includes a first battery 103a and a second battery 103b. The first battery 103a is provided between the first node A and the second node B, and the second battery 103b is provided between the third node C and the fourth node D.

コンバータ１０３は、例えばチョッパ型のＤＣ−ＤＣコンバータである。図２に示すように、コンバータ１０３は、直列接続された２つのスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar mode Transistor）１３１Ｈ，１３１Ｌと、チョークコイル１３３と、平滑コンデンサ１３５，１３７とを有する。スイッチング素子１３１Ｈのコレクタは高電圧側端子１３Ｈに接続され、スイッチング素子１３１Ｌのエミッタは共通端子１３Ｃに接続されている。また、スイッチング素子１３１Ｈのエミッタはスイッチング素子１３１Ｌのコレクタに接続されている。 The converter 103 is, for example, a chopper type DC-DC converter. As shown in FIG. 2, converter 103 includes two switching elements (for example, IGBT: Insulated Gate Bipolar Mode Transistor) 131 </ b> H and 131 </ b> L, choke coil 133, and smoothing capacitors 135 and 137 connected in series. The collector of the switching element 131H is connected to the high voltage side terminal 13H, and the emitter of the switching element 131L is connected to the common terminal 13C. The emitter of the switching element 131H is connected to the collector of the switching element 131L.

スイッチング素子１３１Ｈ，１３１Ｌの各ゲートには、マネジメントＥＣＵ１１９からのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号が入力される。スイッチング素子１３１Ｈがオンかつスイッチング素子１３１Ｌがオフになる状態と、スイッチング素子１３１Ｈがオフかつスイッチング素子１３１Ｌがオンになる状態とが交互に切り替えられることによって、コンバータ１０３は、蓄電器１０１の出力電圧を昇圧し、又は、電動機１０７が回生制御された際に得られた電圧を降圧する。 A pulse width modulation (PWM) signal from the management ECU 119 is input to each gate of the switching elements 131H and 131L. The converter 103 boosts the output voltage of the capacitor 101 by alternately switching between a state where the switching element 131H is on and the switching element 131L is off and a state where the switching element 131H is off and the switching element 131L is on. Alternatively, the voltage obtained when the electric motor 107 is regeneratively controlled is stepped down.

直並列切替部１２０は、図２に示すように、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子である第１スイッチ（ＳＷ１）１５１及び第２スイッチ（ＳＷ２）１５３を有する。第１スイッチ（ＳＷ１）１５１は、第２ノードＢと第３ノードＣの間に設けられ、第２スイッチ（ＳＷ２）１５３は、第１ノードＡと第３ノードＣの間に設けられている。直並列切替部１２０は、第１スイッチ（ＳＷ１）１５１及び第２スイッチ（ＳＷ２）１５３の各ゲートに入力されるマネジメントＥＣＵ１１９からの信号に応じて、第１バッテリ１０３ａと第２バッテリ１０３ｂの接続形態を直列又は並列に切り替える。第１バッテリ１０３ａと第２バッテリ１０３ｂの接続形態を直列から並列に切り替える場合、直並列切替部１２０は、第１スイッチ（ＳＷ１）１５１及び第２スイッチ（ＳＷ２）１５３の双方ともオフにして第２バッテリ１０３ｂを電動機１０７から切り離し、コンバータ１０３は、電動機１０７に対する電圧が徐々に低下するよう降圧動作を行う。 As illustrated in FIG. 2, the series-parallel switching unit 120 includes a first switch (SW1) 151 and a second switch (SW2) 153 that are switching elements such as IGBTs. The first switch (SW1) 151 is provided between the second node B and the third node C, and the second switch (SW2) 153 is provided between the first node A and the third node C. The series-parallel switching unit 120 is connected to the first battery 103a and the second battery 103b according to signals from the management ECU 119 input to the gates of the first switch (SW1) 151 and the second switch (SW2) 153. Are switched in series or parallel. When switching the connection form of the first battery 103a and the second battery 103b from serial to parallel, the serial / parallel switching unit 120 turns off both the first switch (SW1) 151 and the second switch (SW2) 153 and sets the second switch. The battery 103b is disconnected from the electric motor 107, and the converter 103 performs a step-down operation so that the voltage to the electric motor 107 gradually decreases.

マネジメントＥＣＵ１１９は、図２に示すように、制御部１６１Ｉ１と、制御部１６１Ｉ２と、制御部１６１Ｃと、接続形態切替制御部１６３と、を有する。制御部１６１Ｉ１は、第１インバータ１０５を構成する各スイッチング素子のスイッチング動作を２相変調方式でＰＷＭ制御する。制御部１６１Ｉ２は、第２インバータ１１３を構成する各スイッチング素子のスイッチング動作を２相変調方式でＰＷＭ制御する。制御部１６１Ｃは、コンバータ１０３を構成するスイッチング素子１３１Ｈ，１３１Ｌのスイッチング動作を２相変調方式でＰＷＭ制御する。接続形態切替制御部１６３は、直並列切替部１２０を構成する第１スイッチ（ＳＷ１）１５１及び第２スイッチ（ＳＷ２）１５３のオンオフ切替を制御する。 As shown in FIG. 2, the management ECU 119 includes a control unit 161I1, a control unit 161I2, a control unit 161C, and a connection mode switching control unit 163. The controller 161I1 performs PWM control of the switching operation of each switching element constituting the first inverter 105 using a two-phase modulation method. The controller 161I2 performs PWM control of the switching operation of each switching element constituting the second inverter 113 by a two-phase modulation method. The controller 161C performs PWM control of the switching operation of the switching elements 131H and 131L constituting the converter 103 using a two-phase modulation method. The connection mode switching control unit 163 controls on / off switching of the first switch (SW1) 151 and the second switch (SW2) 153 that constitute the series-parallel switching unit 120.

また、マネジメントＥＣＵ１１９は、図２に示すように、要求トルク導出部１８１と、トルク制限値設定部１８３と、指令トルク設定部１８５と、フィルタ処理部１８７と、モータ制御部１８９と、を有する。要求トルク導出部１８１は、ＡＰ開度及び車速ＶＰに基づいて算出される車両の要求駆動力に基づき、電動機１０７の要求トルクを導出する。 Further, as shown in FIG. 2, the management ECU 119 includes a required torque deriving unit 181, a torque limit value setting unit 183, a command torque setting unit 185, a filter processing unit 187, and a motor control unit 189. The required torque deriving unit 181 derives the required torque of the electric motor 107 based on the required driving force of the vehicle calculated based on the AP opening degree and the vehicle speed VP.

トルク制限値設定部１８３は、接続形態切替制御部１６３から得られる蓄電器１０１の接続形態に関する情報や、蓄電器１０１の状態に基づき、蓄電器１０１から現在得られる最大出力値を導出して、電動機１０７のトルク制限値を設定する。蓄電器１０１の接続形態に関する情報としては、前述したように、第１バッテリ１０３ａおよび第２バッテリ１０３ｂが直列接続か、並列接続か、または直並列切替動作中であって第１バッテリ１０３ａのみが接続されているかといった情報がある。この接続形態に関する情報と、第１バッテリ１０３ａおよび第２バッテリ１０３ｂの温度およびＳＯＣとから、蓄電器１０１から現在得られる最大出力値が算出される。そして、トルク制限値設定部１８３は、この蓄電器１０１の最大出力値に基づき、電動機１０７のトルク制限値を設定する。 The torque limit value setting unit 183 derives the maximum output value currently obtained from the capacitor 101 based on the information regarding the connection mode of the capacitor 101 obtained from the connection mode switching control unit 163 and the state of the capacitor 101, and Set the torque limit value. As the information regarding the connection form of the battery 101, as described above, the first battery 103a and the second battery 103b are connected in series, connected in parallel, or in series-parallel switching operation, and only the first battery 103a is connected. There is information such as. The maximum output value currently obtained from the battery 101 is calculated from the information regarding this connection form, the temperature of the first battery 103a and the second battery 103b, and the SOC. Torque limit value setting unit 183 sets the torque limit value of electric motor 107 based on the maximum output value of battery 101.

指令トルク設定部１８５は、要求トルク導出部１８１において導出された要求トルクと、トルク制限値設定部１８３において導出されたトルク制限値と、に基づき、電動機１０７への指令トルクを設定する。指令トルク設定部１８５は、要求トルクおよびトルク制限値のうち小さい方の値を指令トルクとする。すなわち、指令トルク設定部１８５は、要求トルクがトルク制限値を上回った場合にはトルク制限値を指令トルクとし、そうでない場合には運転者の要求に応じた要求トルクを指令トルクとする。通常時は、このように設定された指令トルクがモータ制御部１８９へと送られ、電動機１０７が制御される。 The command torque setting unit 185 sets the command torque for the electric motor 107 based on the request torque derived by the request torque deriving unit 181 and the torque limit value derived by the torque limit value setting unit 183. The command torque setting unit 185 sets the smaller value of the required torque and the torque limit value as the command torque. That is, the command torque setting unit 185 sets the torque limit value as the command torque when the request torque exceeds the torque limit value, and sets the request torque according to the driver's request as the command torque otherwise. In normal times, the command torque set in this way is sent to the motor control unit 189, and the electric motor 107 is controlled.

ところで、前述したように、直並列切替動作中には第２バッテリ１０３ｂが切り離されるため、蓄電器１０１の最大出力は第１バッテリ１０３ａのみから得られる出力となり、トルク制限値が小さい値に設定される。このような直並列切替動作中に要求トルクがトルク制限値を上回った場合、指令トルク設定部１８５は、この小さい値のトルク制限値を、指令トルクとして設定する。 As described above, since the second battery 103b is disconnected during the series-parallel switching operation, the maximum output of the battery 101 is an output obtained only from the first battery 103a, and the torque limit value is set to a small value. . When the required torque exceeds the torque limit value during such a series-parallel switching operation, the command torque setting unit 185 sets the torque limit value of this small value as the command torque.

一方、直並列切替動作が完了すると、蓄電器１０１の最大出力が、第１バッテリ１０３ａおよび第２バッテリ１０３ｂの両方から得られる出力へと回復し、トルク制限値が大きい値となる。そのため、運転者の要求に応じた要求トルクがトルク制限値を上回らない限りにおいて、要求トルクを指令トルクとして設定することができる。しかしながら、このような場合には、直並列切替動作の完了後において、指令トルクが、直並列切替動作中のトルク制限値から直並列切替動作完了直後の要求トルクへと大きく変動することとなる。電動機１０７のトルクの大きな変動は、車両の挙動を不安定にするおそれがあり、乗員が違和感を覚える可能性もある。 On the other hand, when the series-parallel switching operation is completed, the maximum output of the battery 101 is restored to the output obtained from both the first battery 103a and the second battery 103b, and the torque limit value becomes a large value. Therefore, the required torque can be set as the command torque as long as the required torque according to the driver's request does not exceed the torque limit value. However, in such a case, after the series-parallel switching operation is completed, the command torque greatly varies from the torque limit value during the series-parallel switching operation to the required torque immediately after the series-parallel switching operation is completed. Large fluctuations in the torque of the electric motor 107 may cause the behavior of the vehicle to become unstable, and the passenger may feel uncomfortable.

そこで、本実施形態では、指令トルクが直並列切替動作完了の前後で大きく変動するような場合には、指令トルク設定部１８５で設定された指令トルクに対し、フィルタ処理部１８７によりフィルタ処理を施すことにより、電動機１０７に対する最終指令トルクを設定する。このようなフィルタ処理により、直並列切替動作完了後の最終指令トルクが滑らかに変化することとなる。このように設定された最終指令トルクは、モータ制御部１８９へと送られ、電動機１０７が制御される。これにより、電動機１０７のトルクの変動を抑制することができる。 Therefore, in the present embodiment, when the command torque greatly fluctuates before and after the completion of the series-parallel switching operation, the filter processing unit 187 performs a filter process on the command torque set by the command torque setting unit 185. Thus, the final command torque for the electric motor 107 is set. By such filter processing, the final command torque after completion of the series-parallel switching operation is smoothly changed. The final command torque set in this way is sent to the motor control unit 189, and the electric motor 107 is controlled. Thereby, the fluctuation | variation of the torque of the electric motor 107 can be suppressed.

図３は、第１の実施形態において、蓄電器の接続形態を並列から直列へと切り替えた場合の制御の一例を示すタイムチャートを示す。この例では、蓄電器１０１が並列接続されている時点ｔ１０においては要求トルクがあまり大きくないが、その後加速等によりしだいに要求トルクが増加している。一方、蓄電器１０１が直並列切替動作中である時点ｔ１１〜ｔ１３においてはトルク制限値が小さく設定されているため、時点ｔ１２において要求トルクがトルク制限値を上回ってしまう。そこで、時点ｔ１２〜ｔ１３においては、指令トルク設定部１８５が、トルク制限値を指令トルクとして設定している。 FIG. 3 is a time chart showing an example of control when the connection form of the capacitors is switched from parallel to series in the first embodiment. In this example, the required torque is not very large at time t10 when the capacitors 101 are connected in parallel, but the required torque gradually increases due to acceleration or the like thereafter. On the other hand, since the torque limit value is set to be small at time points t11 to t13 when the battery 101 is in the series-parallel switching operation, the required torque exceeds the torque limit value at time point t12. Therefore, from time t12 to t13, the command torque setting unit 185 sets the torque limit value as the command torque.

時点ｔ１３において直並列切替動作が完了し、蓄電器１０１が直列接続されると、トルク制限値は通常の値に回復する。このとき、指令トルク設定部１８５は要求トルクを指令トルクとして設定するが、この指令トルクによって電動機１０７を制御すると、電動機１０７のトルクが、直並列切替動作中の制限トルクと直並列切替動作完了後の要求トルクとの差分ｄだけ変動してしまう。このような電動機１０７のトルクの急激な変動があると、車両は急に加速するような挙動を示し、前後方向のＧの発生によって乗員が不快感を覚えるおそれがある。 When the series-parallel switching operation is completed at time t13 and the battery 101 is connected in series, the torque limit value is restored to the normal value. At this time, the command torque setting unit 185 sets the required torque as the command torque. When the motor 107 is controlled by the command torque, the torque of the motor 107 is changed from the limit torque during the series-parallel switching operation and the series-parallel switching operation. Will fluctuate by the difference d from the required torque. If there is such a rapid change in the torque of the electric motor 107, the vehicle behaves like a sudden acceleration, and there is a possibility that the occupant feels uncomfortable due to the occurrence of G in the front-rear direction.

本実施形態では、指令トルク設定部１８５が設定した指令トルクに対し、時点ｔ１３〜ｔ１４でフィルタ処理部１８７によりフィルタ処理を施すことにより最終指令トルクを設定し、当該最終指令トルクによって電動機１０７が制御される。フィルタ処理が施された最終指令トルクは直並列切替動作中のトルク制限値から要求トルクへと滑らかに変化しているので、電動機１０７のトルクの大きな変動が抑制されている。 In the present embodiment, the command torque set by the command torque setting unit 185 is subjected to filter processing by the filter processing unit 187 from time t13 to t14 to set the final command torque, and the motor 107 is controlled by the final command torque. Is done. Since the final command torque subjected to the filter process smoothly changes from the torque limit value during the series-parallel switching operation to the required torque, large fluctuations in the torque of the electric motor 107 are suppressed.

図４は、第１の実施形態におけるマネジメントＥＣＵ１１９の動作を説明するためのフローチャートである。まず、マネジメントＥＣＵ１１９は、直並列切替動作中に、指令トルク設定部１８５により設定される指令トルクが、トルク制限値であるかどうかを判断する（ステップＳ１）。直並列切替動作中の指令トルクとしてトルク制限値が設定されていると判断された場合、マネジメントＥＣＵ１１９は、接続形態切替制御部１６３による直並列切替動作が動作中から完了へと切り替わったかどうかを判断する（ステップＳ２）。 FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the management ECU 119 in the first embodiment. First, the management ECU 119 determines whether or not the command torque set by the command torque setting unit 185 is a torque limit value during the series-parallel switching operation (step S1). When it is determined that the torque limit value is set as the command torque during the series-parallel switching operation, the management ECU 119 determines whether the series-parallel switching operation by the connection configuration switching control unit 163 has been switched from operating to completion. (Step S2).

直並列切替動作が動作中から完了へと切り替わったと判断された場合、マネジメントＥＣＵ１１９は、直並列切替動作完了直後の要求トルクと、直並列切替動作中のトルク制限値との差の絶対値が、所定の第１閾値以上であるかどうかを判断する（ステップＳ３）。ここで、第１閾値は、車両の挙動を不安定にしてしまうような電動機１０７のトルク変動に基づいて予め定められている。直並列切替動作完了直後の要求トルクと、直並列切替動作中のトルク制限値との差の絶対値（図３等に示す差分ｄ参照）が第１閾値以上であると判断された場合には、フィルタ処理部１８９により指令トルクに対してフィルタ処理を施して最終指令トルクを設定する（ステップＳ４）。このようにして設定された最終指令トルクはモータ制御部１８９へと送られる。 When it is determined that the series / parallel switching operation has been switched from being operated to being completed, the management ECU 119 determines that the absolute value of the difference between the required torque immediately after completion of the series / parallel switching operation and the torque limit value during the series / parallel switching operation is It is determined whether or not the predetermined first threshold value is exceeded (step S3). Here, the first threshold value is determined in advance based on the torque fluctuation of the electric motor 107 that makes the behavior of the vehicle unstable. When it is determined that the absolute value of the difference between the required torque immediately after the completion of the series / parallel switching operation and the torque limit value during the series / parallel switching operation (see the difference d shown in FIG. 3 and the like) is greater than or equal to the first threshold value. Then, the filter processing unit 189 filters the command torque to set the final command torque (step S4). The final command torque set in this way is sent to the motor control unit 189.

次に、マネジメントＥＣＵ１１９は、指令トルクと最終指令トルクとの差の絶対値が、所定の第２閾値以下であるかどうかを判断する（ステップＳ５）。ここで、第２閾値は、指令トルクと最終指令トルクがほぼ等しいといえる程度の値として予め定められている。ステップＳ５で指令トルクと最終指令トルクとの差分が所定の第２閾値以下であるときには、指令トルクを最終トルクとして設定しても電動機１０７のトルクが大きく変動しないため、フィルタ処理を終了する（ステップＳ６）。指令トルクと最終指令トルクとの差の絶対値が第２閾値を越えている場合には、ステップＳ４へと戻ってフィルタ処理を継続する。 Next, the management ECU 119 determines whether or not the absolute value of the difference between the command torque and the final command torque is equal to or less than a predetermined second threshold value (step S5). Here, the second threshold value is determined in advance as a value that can be said that the command torque and the final command torque are substantially equal. When the difference between the command torque and the final command torque is equal to or smaller than the predetermined second threshold value in step S5, the filter processing is terminated because the torque of the motor 107 does not vary greatly even if the command torque is set as the final torque (step S5). S6). If the absolute value of the difference between the command torque and the final command torque exceeds the second threshold value, the process returns to step S4 and the filter process is continued.

ステップＳ１で直並列切替動作中の指令トルクとしてトルク制限値が設定されていない場合、ステップＳ２で直並列切替動作中から完了へと移行したと判断されない場合、またはステップＳ３で直並列切替完了直後の要求トルクと直並列切替動作中のトルク制限値との差の絶対値が第１閾値未満であると判断された場合には、指令トルク設定部１８５が設定した指令トルクがそのまま最終指令トルクとして設定され（ステップＳ７）、モータ制御部１８９へと送られる。 When the torque limit value is not set as the command torque during the series-parallel switching operation at step S1, when it is not determined at step S2 that the series-parallel switching operation has shifted to completion, or immediately after the completion of series-parallel switching at step S3 When the absolute value of the difference between the requested torque and the torque limit value during the series-parallel switching operation is determined to be less than the first threshold, the command torque set by the command torque setting unit 185 is used as the final command torque as it is. It is set (step S7) and sent to the motor control unit 189.

尚、図３では蓄電器の接続形態を並列から直列に切り替えた場合の制御の一例を示したが、本実施形態では、蓄電器の接続形態を並列から直列に切り替える場合においても同様の制御を行う。図５は、第１の実施形態において、蓄電器の接続形態を直列から並列へと切り替えた場合の制御の一例を示すタイムチャートを示す。この例では、蓄電器１０１が直列接続されている時点ｔ２０において、車両は一定の車速およびアクセルペダル開度で走行しており、要求トルクも一定となっている。しかしながら、時点ｔ２１〜ｔ２２における直並列切替動作中にはトルク制限値が小さく設定されるため、要求トルクがトルク制限値を上回ってしまう。そこで、時点ｔ２１〜ｔ２２においては指令トルク設定部１８５がトルク制限値を指令トルクとして設定している。 Although FIG. 3 shows an example of the control when the connection mode of the capacitors is switched from parallel to series, in the present embodiment, the same control is performed even when the connection mode of the capacitors is switched from parallel to series. FIG. 5 is a time chart showing an example of control when the connection mode of the capacitors is switched from series to parallel in the first embodiment. In this example, at time t20 when the capacitors 101 are connected in series, the vehicle is traveling at a constant vehicle speed and accelerator pedal opening, and the required torque is also constant. However, since the torque limit value is set small during the series-parallel switching operation at time points t21 to t22, the required torque exceeds the torque limit value. Therefore, the command torque setting unit 185 sets the torque limit value as the command torque at the times t21 to t22.

時点ｔ２２において直並列切替動作が完了し、蓄電器１０１が直列接続されると、トルク制限値は通常の値に回復する。このとき、指令トルク設定部１８５は要求トルクを指令トルクとして設定するが、この値のまま電動機１０７を制御すると、電動機１０７のトルクが、直並列切替動作中の制限トルクと直並列切替動作完了後の要求トルクとの差分ｄだけ変動してしまう。このような電動機１０７のトルクの急激な変動があると、車両は急に加速するような挙動を示し、前後方向のＧの発生によって乗員が不快感を覚えるおそれがある。 When the series-parallel switching operation is completed at time t22 and the battery 101 is connected in series, the torque limit value is restored to the normal value. At this time, the command torque setting unit 185 sets the required torque as the command torque, but if the motor 107 is controlled with this value, the torque of the motor 107 becomes the limit torque during the series-parallel switching operation and after the series-parallel switching operation is completed. Will fluctuate by the difference d from the required torque. If there is such a rapid change in the torque of the electric motor 107, the vehicle behaves like a sudden acceleration, and there is a possibility that the occupant feels uncomfortable due to the occurrence of G in the front-rear direction.

そこで、本実施形態では、指令トルク設定部１８５が設定した指令トルクに対して時点ｔ２２〜ｔ２３でフィルタ処理部１８７によりフィルタ処理を施すことにより最終指令トルクを設定し、当該最終指令トルクによって電動機１０７が制御される。フィルタ処理が施された最終指令トルクは直並列切替動作中のトルク制限値から要求トルクへと滑らかに変化しているので、電動機１０７のトルクの大きな変動が抑制されている。 Therefore, in the present embodiment, the final torque is set by subjecting the command torque set by the command torque setting unit 185 to filter processing by the filter processing unit 187 from time t22 to t23, and the electric motor 107 is set by the final command torque. Is controlled. Since the final command torque subjected to the filter process smoothly changes from the torque limit value during the series-parallel switching operation to the required torque, large fluctuations in the torque of the electric motor 107 are suppressed.

図６は、第１の実施形態において、蓄電器の接続形態を直列から並列へと切り替えた場合の制御の他の一例を示すタイムチャートを示す。この例では、蓄電器１０１が並列接続されている時点ｔ３０から継続して車両が減速しており、電動機１０７は回生発電を行っている。時点ｔ３１〜ｔ３２における直並列切替動作中にはトルク制限値が小さく設定されるため、要求トルクがトルク制限値を上回ってしまう。そこで、時点ｔ３１〜ｔ３２においては指令トルク設定部１８５がトルク制限値を指令トルクとして設定している。この場合には、電動機１０７による回生発電が制限されることとなる。 FIG. 6 is a time chart showing another example of control when the connection mode of the capacitors is switched from series to parallel in the first embodiment. In this example, the vehicle is decelerating continuously from time t30 when the capacitors 101 are connected in parallel, and the electric motor 107 is performing regenerative power generation. Since the torque limit value is set small during the series-parallel switching operation at time points t31 to t32, the required torque exceeds the torque limit value. Therefore, the command torque setting unit 185 sets the torque limit value as the command torque at the times t31 to t32. In this case, regenerative power generation by the electric motor 107 is limited.

時点ｔ３２において直並列切替動作が完了し、蓄電器１０１が直列接続されると、トルク制限値は通常の値に回復する。このとき、指令トルク設定部１８５は要求トルクを指令トルクとして設定するが、この値のまま電動機１０７を制御すると、電動機１０７のトルクが、直並列切替動作中の制限トルクと直並列切替動作完了後の要求トルクとの差分ｄだけ変動してしまう。このような電動機１０７のトルクの急激な変動があると、電動機１０７による回生発電の制限が解除されることにより車両は急に減速するような挙動を示し、乗員が不快に感じるような前後方向のＧを引き起こすおそれがある。 When the series-parallel switching operation is completed at time t32 and the battery 101 is connected in series, the torque limit value is restored to the normal value. At this time, the command torque setting unit 185 sets the required torque as the command torque, but if the motor 107 is controlled with this value, the torque of the motor 107 becomes the limit torque during the series-parallel switching operation and after the series-parallel switching operation is completed. Will fluctuate by the difference d from the required torque. If there is such a sudden change in the torque of the electric motor 107, the restriction of the regenerative power generation by the electric motor 107 is released, and the vehicle behaves as if it decelerates suddenly. May cause G.

そこで、本実施形態では、指令トルク設定部１８５が設定した指令トルクに対して時点ｔ３２〜ｔ３３でフィルタ処理部１８７によりフィルタ処理を施すことにより最終指令トルクを設定し、当該最終指令トルクによって電動機１０７が制御される。フィルタ処理が施された最終指令トルクは直並列切替動作中のトルク制限値から要求トルクへと滑らかに変化しているので、電動機１０７のトルクの大きな変動が抑制されている。これにより車両の挙動を安定化させることができる一方、電動機１０７による回生発電量も確保することができ、車両の電気効率を確保することができる。 Therefore, in the present embodiment, the final command torque is set by subjecting the command torque set by the command torque setting unit 185 to filter processing by the filter processing unit 187 from time t32 to t33, and the electric motor 107 is set by the final command torque. Is controlled. Since the final command torque subjected to the filter process smoothly changes from the torque limit value during the series-parallel switching operation to the required torque, large fluctuations in the torque of the electric motor 107 are suppressed. As a result, the behavior of the vehicle can be stabilized, while the amount of regenerative power generated by the electric motor 107 can be secured, and the electrical efficiency of the vehicle can be secured.

このように、本実施形態の電源制御装置によれば、直並列切替動作完了後に指令トルクが大きく変動するような場合には指令トルクにフィルタ処理を施すことにより、電動機１０７のトルクを滑らかに変化させることができる。これにより、電動機１０７のトルクの急激な変動を抑制することができる。 As described above, according to the power supply control device of the present embodiment, when the command torque greatly fluctuates after completion of the series-parallel switching operation, the torque of the electric motor 107 is smoothly changed by filtering the command torque. Can be made. Thereby, rapid fluctuations in the torque of the electric motor 107 can be suppressed.

尚、指令トルクに対して施すフィルタ処理におけるフィルタ係数は、直並列切替動作完了直後の要求トルクと、直並列切替動作中のトルク制限値との差の絶対値の大きさに応じて可変であってもよい。これにより、直並列切替動作完了後の指令トルクをさらに滑らかに変化させることができる。 The filter coefficient in the filter processing applied to the command torque is variable according to the magnitude of the absolute value of the difference between the required torque immediately after completion of the series / parallel switching operation and the torque limit value during the series / parallel switching operation. May be. Thereby, the command torque after completion of the series-parallel switching operation can be changed more smoothly.

（第２実施形態）
図７は、図１に示した車両の駆動系の概略構成及び当該駆動系を制御する第２の実施形態のマネジメントＥＣＵ２１９の内部構成を示す図である。第２の実施形態は、フィルタ処理が、指令トルクに対してではなくトルク制限値に施される点において、第１の実施形態と異なる。他の構成要素は第１の実施形態と同様であるため、同一又は同等の構成要素には図７において同一の符号を付して説明を簡略化又は省略する。 (Second Embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of the drive system of the vehicle illustrated in FIG. 1 and an internal configuration of the management ECU 219 of the second embodiment that controls the drive system. The second embodiment differs from the first embodiment in that the filtering process is performed not on the command torque but on the torque limit value. Since the other components are the same as those in the first embodiment, the same or equivalent components are denoted by the same reference numerals in FIG.

図７に示すように、第２実施形態のマネジメントＥＣＵ２１は、指令トルクにフィルタ処理を施す第１実施形態のフィルタ処理部１８７に替えて、トルク制限値にフィルタ処理を施すフィルタ処理部１９１を備えている。すなわち、本実施形態においては、指令トルクが直並列切替動作完了の前後で大きく変動するような場合には、トルク制限値設定部１８３で設定されたトルク制限値に対し、フィルタ処理部１９１によりフィルタ処理を施す。これにより、直並列切替動作完了後のトルク制限値が、直並列切替動作中の値から直列接続または並列接続時の値へと滑らかに変化するようになる。 As shown in FIG. 7, the management ECU 21 of the second embodiment includes a filter processing unit 191 that filters the torque limit value instead of the filter processing unit 187 of the first embodiment that filters the command torque. ing. That is, in the present embodiment, when the command torque greatly fluctuates before and after the completion of the series / parallel switching operation, the filter processing unit 191 filters the torque limit value set by the torque limit value setting unit 183. Apply processing. As a result, the torque limit value after completion of the series-parallel switching operation smoothly changes from the value during the series-parallel switching operation to the value at the time of series connection or parallel connection.

図８は、第２の実施形態において、蓄電器の接続形態を並列から直列へと切り替えた場合の制御の一例を示すタイムチャートを示す。この例では、この例では、蓄電器１０１が並列接続されている時点ｔ４０においては要求トルクがあまり大きくないが、その後加速等によりしだいに要求トルクが増加している。一方、蓄電器１０１が直並列切替動作中である時点ｔ４１〜ｔ４３においてはトルク制限値が小さく設定されているため、時点ｔ４２において要求トルクがトルク制限値を上回ってしまう。そこで、時点ｔ４２〜ｔ４３においては、指令トルク設定部１８５が、トルク制限値を指令トルクとして設定している。 FIG. 8 is a time chart showing an example of control when the connection mode of the capacitors is switched from parallel to series in the second embodiment. In this example, in this example, the required torque is not so large at the time point t40 when the capacitors 101 are connected in parallel, but the required torque gradually increases due to acceleration or the like thereafter. On the other hand, since the torque limit value is set small at time points t41 to t43 when the battery 101 is in the series-parallel switching operation, the required torque exceeds the torque limit value at time point t42. Therefore, from time t42 to t43, the command torque setting unit 185 sets the torque limit value as the command torque.

時点ｔ４３において直並列切替動作が完了し、蓄電器１０１が直列接続されるので、トルク制限値を通常の値に回復させることができる。このとき、本実施形態においては、フィルタ処理部１９１によりトルク制限値に対してフィルタ処理を施す。このフィルタ処理により、時点ｔ４３〜ｔ４５にかけてトルク制限値が滑らかに変化する。 Since the series-parallel switching operation is completed at time t43 and the capacitors 101 are connected in series, the torque limit value can be restored to the normal value. At this time, in this embodiment, the filter processing unit 191 performs filter processing on the torque limit value. By this filtering process, the torque limit value changes smoothly from time t43 to time t45.

前述したように、指令トルク設定部１８５は、要求トルクおよびトルク制限値のうち小さい方の値を指令トルクとするため、時点ｔ４３〜ｔ４４まではトルク制限値が指令トルクとして設定される。時点ｔ４４において、フィルタ処理が施されたトルク制限値が要求トルクと等しくなるため、時点ｔ４４以降は要求トルクが指令トルクとして設定され、運転者の要求に応じた駆動を行うことができる。 As described above, the command torque setting unit 185 sets the smaller value of the required torque and the torque limit value as the command torque, so that the torque limit value is set as the command torque from time t43 to time t44. Since the torque limit value subjected to the filter process becomes equal to the required torque at time t44, the required torque is set as the command torque after time t44, and driving according to the driver's request can be performed.

このように、本実施形態の電源制御装置によれば、直並列切替動作完了後にトルク制限値が大きく変動するような場合にはトルク制限値にフィルタ処理を施すことにより、フィルタ処理が施されたトルク制限値に基づいて指令トルクが設定されるので、直並列切替動作完了後の電動機１０７のトルクを滑らかに変化させることができる。 Thus, according to the power supply control device of the present embodiment, when the torque limit value fluctuates greatly after completion of the series-parallel switching operation, the filter process is performed by applying the filter process to the torque limit value. Since the command torque is set based on the torque limit value, the torque of the electric motor 107 after completion of the series / parallel switching operation can be changed smoothly.

尚、本実施形態においても、直並列切替動作完了後に電動機１０７のトルクが急激に変動する場合にのみ、すなわち、直並列切替動作中の指令トルクとしてトルク制限値が設定され、且つ当該トルク制限値と直並列切替動作完了後の要求トルクとの差分ｄが所定値以上である場合にのみ、フィルタ処理部１９１がトルク制限値にフィルタ処理を施すものであってもよい。これにより、直並列切替動作完了後に電動機１０７のトルクが急激に変動するような場合にフィルタ処理を施すことができるので、車両の挙動が不安定になることを抑制することができる。 Also in the present embodiment, only when the torque of the electric motor 107 fluctuates rapidly after completion of the series-parallel switching operation, that is, the torque limit value is set as the command torque during the series-parallel switching operation, and the torque limit value The filter processing unit 191 may filter the torque limit value only when the difference d between the torque and the required torque after the completion of the series / parallel switching operation is equal to or greater than a predetermined value. As a result, since the filter process can be performed when the torque of the electric motor 107 fluctuates rapidly after the series-parallel switching operation is completed, it is possible to suppress the behavior of the vehicle from becoming unstable.

また、トルク制限値に対して施すフィルタ処理におけるフィルタ係数は、この差分ｄの大きさに応じて可変であってもよい。これにより、直並列切替動作完了後の指令トルクをさらに滑らかに変化させることができる。これにより、電動機１０７のトルクの変動を抑制することができる。 Further, the filter coefficient in the filter process performed on the torque limit value may be variable according to the magnitude of the difference d. Thereby, the command torque after completion of the series-parallel switching operation can be changed more smoothly. Thereby, the fluctuation | variation of the torque of the electric motor 107 can be suppressed.

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。上記実施形態では、シリーズ方式のＨＥＶを例について説明したが、図９に示すシリーズ／パラレル方式のＨＥＶにも適用可能である。また、ＨＥＶに限らず、内燃機関１０９を含まないＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）であっても良い。さらに、蓄電器１０１を構成する直並列切替可能なバッテリの数は２つに限らず、３つ以上であっても良い。 In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. In the above embodiment, the series-type HEV has been described as an example, but the present invention can also be applied to the series / parallel-type HEV shown in FIG. Moreover, not only HEV but EV (Electric Vehicle: electric vehicle) which does not include the internal combustion engine 109 may be used. Furthermore, the number of batteries constituting the battery 101 that can be switched in series and parallel is not limited to two, and may be three or more.

１０１蓄電器（BATT）
１０３コンバータ（CONV）
１０５第１インバータ（第１INV）
１０７電動機（Mot）
１０９内燃機関（ENG）
１１１発電機（GEN）
１１３第２インバータ（第２INV）
１１５ギアボックス（ギア）
１１７車速センサ
１１９，２１９マネジメントＥＣＵ（MG ECU）
１２０直並列切替部
１０３ａ第１バッテリ
１０３ｂ第２バッテリ
１３１Ｈ，１３１Ｌスイッチング素子
１３３チョークコイル
１３５，１３７平滑コンデンサ
１５１第１スイッチ（ＳＷ１）
１５３第２スイッチ（ＳＷ２）
１６１Ｉ１制御部
１６１Ｉ２制御部
１６１Ｃ制御部
１６３，２６３接続形態切替制御部
１８１要求トルク導出部
１８３トルク制限値設定部
１８５指令トルク設定部
１８７，１９１フィルタ処理部 101 Battery (BATT)
103 Converter (CONV)
105 1st inverter (1st INV)
107 Electric motor (Mot)
109 Internal combustion engine (ENG)
111 Generator (GEN)
113 Second inverter (second INV)
115 Gearbox (Gear)
117 Vehicle speed sensors 119, 219 Management ECU (MG ECU)
120 Series-parallel switching unit 103a First battery 103b Second battery 131H, 131L Switching element 133 Choke coil 135, 137 Smoothing capacitor 151 First switch (SW1)
153 Second switch (SW2)
161I1 control unit 161I2 control unit 161C control unit 163, 263 connection mode switching control unit 181 required torque deriving unit 183 torque limit value setting unit 185 command torque setting unit 187, 191 filter processing unit

Claims

An electric motor as a drive source of the vehicle;
A power storage unit that supplies electric power to the electric motor and has a plurality of batteries whose connection form is switched in series or in parallel;
A series-parallel switching unit that switches the connection form of the plurality of batteries in series or in parallel, and the vehicle power supply control device,
A required torque deriving unit for deriving the required torque of the electric motor based on the required driving force of the vehicle;
A torque limit value setting unit that sets a torque limit value of the electric motor based at least on the electric power that can be output by the battery;
A command torque setting unit that sets a command torque for the electric motor based on at least a small value of the required torque and the torque limit value;
When the command torque setting unit sets the torque limit value as the command torque during the series-parallel switching operation, the command torque setting unit is configured so that the command torque after the series-parallel switching operation is completed is the command torque during the series-parallel switching operation. The power control apparatus, wherein the command torque is set so as to smoothly change from a torque limit value to the required torque after completion of the series-parallel switching operation.

When the command torque setting unit sets the torque limit value as the command torque during the series-parallel switching operation, the command torque setting unit performs a filtering process on the command torque after the series-parallel switching operation is completed. The power supply control device according to claim 1.

When the command torque setting unit sets the torque limit value as the command torque during the series-parallel switching operation, the torque limit value setting unit performs a filtering process on the torque limit value after the series-parallel switching operation is completed. The power supply control device according to claim 1, wherein:

The filter processing is performed when a difference between the torque limit value during the series-parallel switching operation and a required torque after completion of the series-parallel switching operation is equal to or greater than a predetermined value. 3 power supply control device.