JP4199331B2 - Vehicle power limiting device with a capacitor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気自動車やハイブリッドカーなどの蓄電器(バッテリー)を動力源として備えている車両の電力を制限する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、電気自動車やハイブリッドカーは、バッテリーからモータ(電動機)に電力を供給し、そのモータが出力するトルクによって車輪を回転させて走行する。また一方、減速時には車両の有する運動エネルギによって発電機を駆動することによって発電をおこない、これをバッテリーに蓄える回生をおこなっている。そのバッテリーとしては各種のタイプのものが開発されているが、いずれのタイプのものも放電と充電との電力に制限があり、その制限を越えて放電もしくは充電すると耐用寿命が短くなるなどの問題を生じる。
【0003】
そこで例えば特開平9−294305号公報に記載された装置では、バッテリーの電流および電圧に基づいて出力制限係数をマップから求め、その係数をバッテリーの最大出力に掛け算することにより出力電力制限値を求めている。また回生時にも同様に、バッテリーの電流および電圧に基づいて回生電力制限係数をマップから求め、その係数を回生電力最大値に掛け算することにより回生電力制限値を求めている。そしてこれらの電力制限値とモータ回転数ならびに目標トルクとに基づいて駆動力指令値を定めている。
【0004】
また、特開平9−74605号公報には、バッテリーのSOC(充電状態)および温度に基づいて充電上限パワーを決定し、その充電上限パワーとモータ(発電機)のパワー定格とからパワー制約値を求め、さらにそのパワー制約値とモータ回転数とから回生トルク上限値を定めている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来一般の電気自動車やハイブリッドカーなどにおいては、バッテリーとモータもしくは発電機との間にインバータが介在されている。したがってバッテリーが出力する電力とモータで発生する動力との間、あるいは発電機に入力される回生動力とバッテリーに入力される電力との間には、インバータやモータあるいは発電機における損失分の動力差が不可避的に生じる。
【0006】
これに対して上述した各公報に記載されたいずれの装置も、電力の制限値とモータ回転数とに基づいてモータ(発電機)トルクを定めていて、インバータやモータ(発電機)での損失を考慮していないので、回生時に充電電力を不必要に制限してしまい、制動エネルギ回収率が低下する不都合があった。すなわち上記のようにして求められたモータトルクに設定して得られる回生エネルギのうちの幾分かはモータやインバータの損失として消費されてしまい、バッテリーに充電されないので、その分、回生効率が低下する。
【0007】
また、出力時においては、前記電力制限値とモータ回転数とに基づいて求められたモータトルクとなるように制御すると、バッテリーからはそのモータトルクに応じた電力に加えて、モータやインバータでの損失に応じた電力が出力されるから、結局、過放電状態が生じ、バッテリーの耐用寿命が低下する可能性があった。
【0008】
さらに、インバータやモータでのエネルギ損失は、モータなどの動作状態に応じて変化するので、上記従来の装置では、損失の大きい動作領域での回生効率が低下し、また出力時にはバッテリーに対する過負荷状態が生じる可能性があった。
【0009】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、回生効率を向上させ、また過充電やそれに起因するバッテリーの耐用寿命の低下などを防止することのできる電力制限装置を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記目的を達成するために、蓄電器から出力する電力によって走行のための駆動力を発生し、また走行していることによる運動エネルギを電力に変換して前記蓄電器に蓄え、前記蓄電器から出力する電力もしくは前記運動エネルギを変換した電力が前記蓄電器の限界値を超えている場合に前記蓄電器からの放電もしくは前記蓄電器に対する充電を制限する車両の電力制限装置において、前記蓄電器にインバータを介して接続されたモータもしくは発電機の回転数および要求トルク、ならびに前記回転数および要求トルクとに基づいてマップ化された、前記インバータでの損失および前記モータもしくは発電機での損失を含む電力損失に応じて要求電力を算出する手段と、前記モータもしくは発電機の回転数および電力の実測値をパラメータとしたトルクのマップに基づいて、所定の前記回転数で前記蓄電器における限界値になる前記モータもしくは発電機の限界トルクを求める手段と、前記算出された要求電力が前記蓄電器における限界値を超えている場合に前記モータもしくは発電機におけるトルクを前記限界トルクに制限する手段とを備えていることを特徴とするものである。
【0011】
したがってこの発明の装置では、蓄電器から出力する電力によりモータを駆動して車両が走行し、また、車両の走行に伴う運動エネルギによって発電機が駆動されて発電がおこなわれ、蓄電器に電力が蓄えられる。このようにして蓄電器から出力され、あるいは入力される要求電力は、モータあるいは発電機の回転数およびトルクならびに電力損失によって決まる。そこで蓄電器に対して入出力される要求電力が、モータもしくは発電機の回転数とトルクならびに電力損失とによって求められ、その要求電力が蓄電器の限界値を超えていれば、その限界値に制限される。その制限をおこなうために、この発明の装置では、限界値と回転数とに基づき、かつ少なくともモータもしくは発電機でのエネルギ損失および蓄電器とモータもしくは発電機との間のインバータでの損失を補い得るトルクを求める。その算出されたトルクでモータもしくは発電機を駆動すると、蓄電器から出力されるいわゆる実電力は、モータで発生する動力とモータおよびインバータでの損失とを含めた値であって限界値以下の値となる。また、蓄電器に入力する場合、発電機で発生する電力は、発電機およびインバータでの損失と蓄電器に入力される電力となり、蓄電器に入力される電力が限界値となる。すなわちこの発明の装置では、蓄電器から出力する場合、モータのトルクを少なくともモータでの回転数およびトルクに基づく損失に応じて低下させるので、過放電が防止され、また蓄電器に入力する場合、発電機での発電量を少なくとも発電機での損失に応じて増大させるので、過不足なく充電することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図に基づいて具体的に説明する。図2は、この発明が対象とする一例である電気自動車の駆動系統を模式的に示しており、動力源としてのモータ・ジェネレータ1の出力軸2がプロペラシャフトなどの所定の伝動機構を介して駆動輪3に連結されている。この駆動輪3を含む全ての車輪に付設されたブレーキ(図示せず)が、ブレーキ操作やその他の制御状態に応じた信号に基づいて電気的に制御されるように構成されている。
【0013】
前記モータ・ジェネレータ1は、交流同期型のものであって、このモータ・ジェネレータ1には交流・直流の変換と電力の制御のためのインバータ4を介してバッテリー(蓄電器)5が接続されている。
【0014】
モータ・ジェネレータ1およびインバータ4を制御するための電子制御装置(モータECU)6が設けられている。このモータECU6は、いわゆるマイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、アクセルペダル(図示せず)の踏み込み量(アクセル開度)や車速などに基づいてモータ要求トルクやバッテリー5での充電状態(SOC)に基づくジェネレータ要求トルクに従ってモータ・ジェネレータ1を制御するように構成されている。
【0015】
また、前記バッテリー5を制御するための電子制御装置(バッテリーECU)7が設けられている。このバッテリーECU7もいわゆるマイクロコンピュータを主体にして構成されたものであり、バッテリー5のSOCを監視し、その結果に応じた信号を出力するように構成されている。
【0016】
前述したようにブレーキは電気的に制御できるように構成されており、その制御のための電子制御装置(ブレーキECU)8が設けられている。このブレーキECU8もマイクロコンピュータを主体とするものであり、制動操作に基づく信号や回生要求信号などによってブレーキによる制動トルクを制御するように構成されている。
【0017】
これらの各ECU6,7,8が互いにデータ通信可能に接続されている。そして、バッテリーECU7からモータECU6には充電状態や電流、電圧などに関するデータが送信されており、またブレーキECU8とモータECU6との間では、回生要求値や回生実行値などが送受信されている。
【0018】
上述した駆動系統を備えた電気自動車では、アクセルペダルを踏み込むなどのことによる出力要求があった場合、その要求に適合するトルクが発生するようにモータ・ジェネレータ1を制御する。これは、モータECU6が入力信号に基づいて演算をおこない、その結果に応じてモータ・ジェネレータ1およびインバータ4を制御することにより実行される。またブレーキ操作された場合、車両の有する運動エネルギを電気エネルギに変換するために回生制御が実行される。すなわちブレーキによって制動をおこなう一方、モータ・ジェネレータ1を駆動輪3側から入力されるトルクによって駆動して発電をおこない、その電力をインバータ4を介してバッテリー5に充電する。この制御は、ブレーキECU8の回生要求値に対するモータECU6からの回生実行信号に基づいてブレーキECU8がブレーキによる制動力を制御することによって実行される。
【0019】
これら走行のためのバッテリー5からの出力および回生によるバッテリー5に対する入力をおこなう場合、バッテリー5の状態に応じて入出力値に制限があるので、以下のようにして電力の制限がおこなわれる。図1はその制御例を示しており、先ず、モータ・ジェネレータ1での要求トルクTm を入力する(ステップ1)。この要求トルクTm は、モータ・ジェネレータ1で駆動力を発生させて力行する場合には、その時点の車速およびアクセル開度などに基づいて求められる。また、回生の場合には、例えば車速およびブレーキ力に基づいて求めることができる。
【0020】
つぎにその要求トルクTm でのバッテリー電力Pb が演算される(ステップ2)。すなわち
Pb =Nm ・Tm +Pmlos
が計算される。ここで、Nm はモータ・ジェネレータ1の回転数、Pmlosはモータ・ジェネレータ1での電力損失である。この電力損失Pmlosは、モータ・ジェネレータ1の回転数Nm とその時点のトルクTm とに基づいて定まり、例えば予め試験をしてマップ値として求めておくことができる。また、バッテリー電力Pb の算出手段としては、バッテリーECU7などで検出した値を使用する手段を採用してもよい。なお、この電力損失には、インバータ4での損失を含ませてもよい。
【0021】
このようにして求めたバッテリー電力Pb が制限値を超えているか否かが判断される(ステップ3)。この制限値は、出力する場合には放電上限値Pbmaxであり、また回生の場合には充電上限値Pbminであり、これらは、バッテリー5の温度およびSOCなどによって定めることができる。ステップ2で求めたバッテリー電力Pb が制限値を超えていない場合には、ステップ1で入力されたモータトルクでモータ・ジェネレータ1を動作させる。すなわちそのトルクとなるように電力を出力し、または回生をおこなう。
【0022】
これに対してステップ2で求めたバッテリー電力Pb が上限値Pbmax,Pbminを超えていた場合には、それぞれの上限値Pbmax,Pbminでのモータ最大トルクTmlimを求める(ステップ4,5)。すなわちバッテリー電力Pb が放電上限値Pbmaxを超えていれば(Pb >Pbmax)、バッテリー出力上限でのモータ最大トルクTmlimを求める(ステップ4)。あるいはバッテリー電力Pb がバッテリー入力上限値Pbminを超えていれば(Pb<Pbmin)、バッテリー入力上限での最大トルクTmlimを求める(ステップ5)。これらの最大トルクTmlimは、モータ電力が上限値Pbmax,Pbminでかつモータ・ジェネレータ1のその時点の回転数Nm の状態でのトルクであり、モータ・ジェネレータ1での損失を加味して求められる。
【0023】
具体的には、対象とする駆動系統についてモータ・ジェネレータ1の回転数Nm とモータ電力Pm とをパラメータとしたモータトルクTm の二次元マップを作成しておく。その例を図3に示してある。これらモータ回転数Nm 、モータ電力Pm 、モータトルクTm は実測値であり、したがってモータ・ジェネレータ1で生じる損失が含まれた値である。またモータ・ジェネレータ1での損失は、回転数やトルクなどの動作点が異なれば、異なる値となるが、ステップ4もしくはステップ5では、その時点の回転数Nm で上限値Pbmax,PbminとなるモータトルクTmlimを求めるから、実際の運転点でのモータ損失を加味したものとなる。
【0024】
このようにしてステップ4もしくはステップ5で求められた最大トルクTmlimにモータトルクTm を制限する(ステップ6)。そしてモータ・ジェネレータ1の出力軸2でのトルクがこのステップ6で設定したトルクとなるように制御する。具体的には、力行の場合には、モータ・ジェネレータ1の出力軸トルクがステップ6で設定されたトルクとなるように電力を制御する。したがってバッテリー5から出力される電力は放電上限値となるが、その電力のうちの幾分かは、モータ・ジェネレータ1での損失として消費されるので、実際にモータ・ジェネレータ1の出力軸2に現れる動力はその損失分、少なくなる。言い換えれば、上記の制御によれば、モータ最大トルクがモータ・ジェネレータ1での損失分だけ小さく算定されるので、ステップ6で設定されたモータトルクに基づいて制御を実行しても、バッテリー5からその放電上限値を超えて放電することがなく、その耐用寿命が低下することを未然に防止することができる。
【0025】
また、回生の場合、ブレーキでの制動トルクを制御してモータ・ジェネレータ1の出力軸2のトルクをステップ6で定められたトルクに設定する。そのトルクはモータ損失を含んだ値であるから、出力軸における計算の上では、バッテリー5の充電上限値を超えた電力を発電することになるが、実際にモータ・ジェネレータ1から出力される電力は、モータ損失分、少なくなって充電上限値にほぼ一致する。その結果、充電上限値を下回ることなく回生および充電をおこなうことができ、回生効率が向上する。
【0026】
ところで上述した例から知られるようにこの発明の装置は、モータもしくは発電機での損失を考慮して出力時もしくは回生時のモータトルクを決定してモータもしくは発電機の制御を実行する。したがってその損失を制御に取り込む方法は、上述の例で示した方法に限られないのであり、以下に述べるようにしてもよい。
【0027】
すなわちモータ損失は、モータ回転数Nm とモータ電力Pm とによって定まるから、対象とする駆動系統について実際の運転によるモータ回転数Nm およびモータ電力Pm ごとのモータ損失Pmlosを測定し、マップとして用意する。図4はそのマップの例を示している。こうして求められるモータ損失Pmlosを考慮したモータトルクTm は、
Tm =(Pm +Pmlos)/Nm
である。したがって力行の際のモータ電力Pm がバッテリー最大出力電力Pbmaxであれば、制限されたモータトルクTmlimは、
Tmlim=(Pbmax−Pmlos)/Nm
として求められ、また回生の際のモータ電力Pm がバッテリー最大入力電力Pbminであれば、制限されたモータトルクTmlimは、
Tmlim=(Pbmin−Pmlos)/Nm
として求めることができる。なお、これらの演算は、上述したステップ4もしくはステップ5でおこなえばよい。
【0028】
このような制御をおこなった場合であっても、実際のモータ・ジェネレータ1の運転点での損失を見込んでモータトルク(モータ電力)を制限するから、過放電や過充電を防止することができる。
【0029】
なお、上述した制御におけるステップ2では、モータ損失を加えてバッテリー電力Pb を求めており、その値が上限値を超えた場合にモータトルクあるいはモータ電力を制限する。したがってその点ではモータ損失を考慮した制御となっているので、バッテリー電力Pb が上限値を超えた場合には、そのバッテリー電力Pb と上限値との差およびその時点のモータ回転数Nm とに基づいて超過しているトルクを算出し、その算出された超過モータトルクを、その時点の実際のモータトルクから減じてこれをモータトルクの上限値としてもよい。その場合、得られたモータトルクでの運転点におけるモータ損失が、ステップ2で考慮したモータ損失とは異なることになるので、その点で若干制御精度が低下し、過放電傾向もしくは過充電傾向が生じる可能性がある。
【0030】
ここでこの発明と上記の具体例との関係を説明すると、ステップ2がこの発明における回転数および要求トルクならびに電力損失に応じて電力を算出する手段に相当し、またステップ4がこの発明における限界トルクを算出する手段に相当し、さらにステップ6がこの発明におけるトルクを制限する手段に相当する。
【0031】
以上の具体例では、モータ・ジェネレータのみを動力源とした電気自動車を例に採って説明したが、この発明は上記の例に限定されないのであって、モータとジェネレータとを個別に備えた電気自動車やモータ・ジェネレータおよび内燃機関を動力源として備えたハイブリッド車、モータおよびジェネレータならびに内燃機関を備えたハイブリッド車など、要は、電力による力行と電力を回収する回生とを可能な車両を対象とする制御装置に適用することができる。また、この発明におけるモータやジェネレータは、交流型のもの以外に、直流型のものであってもよい。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の装置によれば、蓄電器に入力もしくは出力される電力を制限するべくトルクを制御するにあたり、限界値と回転数とに基づき、かつ少なくともモータもしくは発電機でのエネルギ損失および蓄電器とモータもしくは発電機との間のインバータでの損失を補い得るトルクを求め、その算出されたトルクでモータもしくは発電機を駆動することにより、蓄電器から出力される電力が、モータで発生する動力とモータおよびインバータでの損失とを含めた値であって限界値以下の値となる。また、蓄電器に入力する場合、発電機で発生する電力が、発電機での損失と蓄電器に入力される電力となり、蓄電器に入力される電力が限界値となる。すなわちこの発明の装置では、蓄電器から出力する場合、モータのトルクを少なくともモータおよびインバータでの損失に応じて低下させるので、過放電が防止され、また蓄電器に入力する場合、発電機のトルクを少なくとも発電機での損失に応じて増大させるので、過不足なく充電することができ、その結果、回生効率やバッテリーの耐用寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図2】 この発明で対象とする電気自動車の駆動系統を模式的に示す図である。
【図3】 モータ損失を含むモータ回転数とモータ電力とモータトルクとのマップの一例を示す図である。
【図4】 モータ回転数とモータ電力とに基づくモータ損失のマップの一例を示す図である。
【符号の説明】
1…モータ・ジェネレータ、 4…インバータ、 5…バッテリー、 6…モータECU、 7…バッテリーECU、 8…ブレーキECU。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for limiting electric power of a vehicle equipped with a battery (battery) such as an electric vehicle or a hybrid car as a power source.
[0002]
[Prior art]
As is well known, an electric vehicle or a hybrid car travels by supplying electric power from a battery to a motor (electric motor) and rotating wheels by torque output from the motor. On the other hand, at the time of deceleration, the generator is driven by the kinetic energy of the vehicle to generate electric power, and regeneration is stored in the battery. Various types of batteries have been developed, but all types have limited power for discharging and charging, and problems such as shortening the service life if discharged or charged beyond that limit Produce.
[0003]
Therefore, for example, in the device described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-294305, an output limit coefficient is obtained from a map based on the current and voltage of the battery, and the output power limit value is obtained by multiplying the coefficient by the maximum output of the battery. ing. Similarly, during regeneration, a regenerative power limit coefficient is obtained from the map based on the battery current and voltage, and the regenerative power limit value is obtained by multiplying the coefficient by the regenerative power maximum value. A driving force command value is determined based on the power limit value, the motor speed, and the target torque.
[0004]
In Japanese Patent Laid-Open No. 9-74605, a charging upper limit power is determined based on the SOC (charge state) and temperature of the battery, and a power constraint value is determined from the charging upper limit power and the power rating of the motor (generator). Further, a regenerative torque upper limit value is determined from the power constraint value and the motor rotational speed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a conventional general electric vehicle or hybrid car, an inverter is interposed between a battery and a motor or a generator. Therefore, there is a power difference between the power output by the battery and the power generated by the motor, or between the regenerative power input to the generator and the power input to the battery. Inevitably occurs.
[0006]
On the other hand, in any of the devices described in the above-mentioned publications, the motor (generator) torque is determined based on the power limit value and the motor rotation speed, and the loss in the inverter or the motor (generator). Therefore, the charging power is unnecessarily limited at the time of regeneration, and the braking energy recovery rate is reduced. That is, some of the regenerative energy obtained by setting the motor torque obtained as described above is consumed as a loss of the motor or inverter, and the battery is not charged, so the regenerative efficiency is reduced accordingly. To do.
[0007]
In addition, at the time of output, if control is performed so that the motor torque obtained based on the power limit value and the motor rotation speed is obtained, the battery and the electric power corresponding to the motor torque are added to the motor or inverter. Since electric power corresponding to the loss is output, an overdischarge state eventually occurs, which may reduce the useful life of the battery.
[0008]
In addition, energy loss in inverters and motors changes according to the operating state of the motor, etc., so the above-mentioned conventional device has a low regenerative efficiency in the operating region where the loss is large, and an overload condition for the battery during output Could occur.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a power limiting device capable of improving regeneration efficiency and preventing overcharge and a decrease in useful life of the battery due to the overcharge. To do.
[0010]
[Means for Solving the Problem and Action]
The present invention, in order to achieve the above object, a driving force for traveling by the electric power output from the capacitor occurs, also by converting the kinetic energy into electric power by the running stored in the capacitor, before Symbol in the discharge or power limiting device for a vehicle for limiting the charging of the capacitor from the capacitor when the power obtained by converting the power or the kinetic energy outputted from the capacitor exceeds a limit value of the capacitor, inverter to the capacitor The electric power including the loss in the inverter and the loss in the motor or the generator mapped based on the rotation speed and the required torque of the motor or the generator connected via the motor, and the rotation speed and the required torque means for calculating the required power in accordance with the losses, the measured value of the rotational speed and power of the motor or generator Based on the map of the torque as a parameter, means for determining the limit torque of the motor or generator be limits on the capacitor at a predetermined of said rotational speed, the required power of the calculated the limit value in the accumulator And means for limiting the torque in the motor or generator to the limit torque when the torque exceeds the limit torque.
[0011]
Therefore, in the device of the present invention, the vehicle is driven by driving the motor with the electric power output from the battery, and the generator is driven by the kinetic energy associated with the running of the vehicle to generate power, and the power is stored in the battery. . In this way, the output from the capacitor, or request power that will be input is determined by the rotational speed and torque as well as the power loss of the motor or generator. Therefore request power that will be input to and output from the storage battery, determined by the rotational speed and the torque and power loss in the motor or generator, required power of that is if exceeds the limit value of the storage battery, the limit value Limited to In order to perform the limitation, the device of the present invention can compensate for at least the energy loss in the motor or generator and the loss in the inverter between the capacitor and the motor or generator based on the limit value and the rotational speed. Find the torque. When driving the motor or generator with the calculated torque, Ruiwayuru actual power output from the electric storage pack, the limit value or less of the value is a value including the loss in the power the motor and the inverter generated by the motor It becomes. Moreover, when inputting into a capacitor | condenser, the electric power which generate | occur | produces with a generator becomes the loss in a generator and an inverter, and the electric power input into a capacitor | condenser, and the electric power input into a capacitor | condenser becomes a limit value. That is, in the device of the present invention, when output from the capacitor, the motor torque is reduced according to at least the number of revolutions and the loss based on the torque in the motor, so that overdischarge is prevented. Since the amount of power generated at the time is increased according to at least the loss in the generator, charging can be performed without excess or deficiency.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 2 schematically shows a drive system of an electric vehicle as an example to which the present invention is applied. An output shaft 2 of a motor /
[0013]
The motor /
[0014]
An electronic control unit (motor ECU) 6 for controlling the motor /
[0015]
An electronic control unit (battery ECU) 7 for controlling the battery 5 is provided. The battery ECU 7 is also composed mainly of a so-called microcomputer, and is configured to monitor the SOC of the battery 5 and output a signal corresponding to the result.
[0016]
As described above, the brake is configured to be electrically controllable, and an electronic control unit (brake ECU) 8 for controlling the brake is provided. The brake ECU 8 is also mainly composed of a microcomputer, and is configured to control the braking torque by the brake by a signal based on a braking operation, a regeneration request signal, or the like.
[0017]
These
[0018]
In the electric vehicle having the above-described drive system, when there is an output request due to depression of an accelerator pedal, the motor /
[0019]
When the output from the battery 5 for driving and the input to the battery 5 by regeneration are performed, the input / output value is limited depending on the state of the battery 5, and thus the power is limited as follows. FIG. 1 shows an example of the control. First, a required torque Tm in the motor /
[0020]
Next, the battery power Pb at the required torque Tm is calculated (step 2). That is, Pb = Nm.Tm + Pmlos
Is calculated. Here, Nm is the rotational speed of the motor /
[0021]
It is determined whether or not the battery power Pb thus obtained exceeds the limit value (step 3). This limit value is the discharge upper limit value Pbmax in the case of outputting, and the charge upper limit value Pbmin in the case of regeneration, which can be determined by the temperature of the battery 5, the SOC, and the like. If the battery power Pb obtained in step 2 does not exceed the limit value, the motor /
[0022]
On the other hand, when the battery power Pb obtained in step 2 exceeds the upper limit values Pbmax and Pbmin, the motor maximum torque Tmlim at the upper limit values Pbmax and Pbmin is obtained (steps 4 and 5). That is, if the battery power Pb exceeds the discharge upper limit value Pbmax (Pb> Pbmax), the motor maximum torque Tmlim at the battery output upper limit is obtained (step 4). Alternatively, if the battery power Pb exceeds the battery input upper limit value Pbmin (Pb <Pbmin), the maximum torque Tmlim at the battery input upper limit is obtained (step 5). These maximum torques Tmlim are torques when the motor power is at the upper limit values Pbmax and Pbmin and the
[0023]
Specifically, a two-dimensional map of the motor torque Tm is created for the target drive system using the rotation speed Nm of the motor /
[0024]
Thus, the motor torque Tm is limited to the maximum torque Tmlim obtained in step 4 or step 5 (step 6). Control is performed so that the torque at the output shaft 2 of the motor /
[0025]
In the case of regeneration, the braking torque of the brake is controlled to set the torque of the output shaft 2 of the motor /
[0026]
By the way, as is known from the above-described example, the apparatus of the present invention determines the motor torque at the time of output or regeneration in consideration of the loss in the motor or generator, and executes control of the motor or generator. Therefore, the method of taking the loss into control is not limited to the method shown in the above example, and may be described below.
[0027]
That is, since the motor loss is determined by the motor speed Nm and the motor power Pm, the motor loss Pmlos for each motor speed Pmlos and the motor power Pm is measured for the target drive system and prepared as a map. FIG. 4 shows an example of the map. The motor torque Tm in consideration of the motor loss Pmlos thus obtained is
Tm = (Pm + Pmlos) / Nm
It is. Therefore, if the motor power Pm during power running is the battery maximum output power Pbmax, the limited motor torque Tmlim is
Tmlim = (Pbmax−Pmlos) / Nm
If the motor power Pm during regeneration is the battery maximum input power Pbmin, the limited motor torque Tmlim is
Tmlim = (Pbmin−Pmlos) / Nm
Can be obtained as These calculations may be performed in step 4 or step 5 described above.
[0028]
Even when such control is performed, the motor torque (motor power) is limited in anticipation of loss at the actual operating point of the motor /
[0029]
In step 2 in the control described above, the battery power Pb is obtained by adding the motor loss, and the motor torque or the motor power is limited when the value exceeds the upper limit value. Therefore, in this respect, the control is performed in consideration of the motor loss. Therefore, when the battery power Pb exceeds the upper limit value, the control is based on the difference between the battery power Pb and the upper limit value and the motor rotational speed Nm at that time. The excess torque may be calculated, and the calculated excess motor torque may be subtracted from the actual motor torque at that time to be used as the upper limit value of the motor torque. In that case, since the motor loss at the operating point at the obtained motor torque is different from the motor loss considered in step 2, the control accuracy is slightly reduced at this point, and the tendency of overdischarge or overcharge tends to be reduced. It can happen.
[0030]
Now to explain this invention in the relationship with the above embodiment corresponds to means for calculating the power according to the rotation speed and the required torque and power loss Step 2 that put to the invention, also step 4 is the invention The step 6 corresponds to a means for limiting the torque in the present invention.
[0031]
In the above specific examples, the electric vehicle using only the motor / generator as the power source has been described as an example. However, the present invention is not limited to the above example, and the electric vehicle includes the motor and the generator separately. The main targets are vehicles that are capable of powering and regenerating power, such as hybrid vehicles equipped with a motor / generator and an internal combustion engine as a power source, and hybrid vehicles equipped with a motor / generator and an internal combustion engine. It can be applied to a control device. Further, the motor and the generator in the present invention may be a DC type other than the AC type.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the device of the present invention, when controlling the torque to limit the electric power input or output to the battery, the energy based on the limit value and the rotational speed and at least the motor or the generator is used. Calculate the torque that can compensate for the loss and loss in the inverter between the battery and the motor or generator, and drive the motor or generator with the calculated torque to generate the power output from the battery in the motor. This is a value including the power to be lost and the loss in the motor and the inverter, and is a value equal to or less than the limit value. Moreover, when inputting into a capacitor | condenser, the electric power which generate | occur | produces with a generator becomes the loss in a generator and the electric power input into a capacitor | condenser, and the electric power input into a capacitor | condenser becomes a limit value. That the device of the present invention, when outputting from the storage battery, as it reduces in accordance with the loss in the least the motor and the inverter torque of the motor, when over-discharge is prevented, also input to the capacitor, the torque of the generator at least Since it increases according to the loss in the generator, it can be charged without excess or deficiency, and as a result, the regeneration efficiency and the useful life of the battery can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart for explaining an example of control executed by a control device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a drive system of an electric vehicle targeted by the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a map of motor rotation speed including motor loss, motor power, and motor torque.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a motor loss map based on motor rotation speed and motor power.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記蓄電器にインバータを介して接続されたモータもしくは発電機の回転数および要求トルク、ならびに前記回転数および要求トルクとに基づいてマップ化された、前記インバータでの損失および前記モータもしくは発電機での損失を含む電力損失に応じて要求電力を算出する手段と、
前記モータもしくは発電機の回転数および電力の実測値をパラメータとしたトルクのマップに基づいて、所定の前記回転数で前記蓄電器における限界値になる前記モータもしくは発電機の限界トルクを求める手段と、
前記算出された要求電力が前記蓄電器における限界値を超えている場合に前記モータもしくは発電機におけるトルクを前記限界トルクに制限する手段と
を備えていることを特徴とする蓄電器を備えた車両の電力制限装置。The driving force for traveling by the electric power output from the capacitor occurs, also the kinetic energy due to running is converted into electric power stored in the capacitor, and converting the power or the kinetic energy output from the previous SL condenser in the discharge or power limiting device for a vehicle for limiting the charging of the capacitor from the capacitor when the power exceeds the limit value of the storage battery;
Based on the rotation speed and required torque of the motor or generator connected to the capacitor via an inverter, and the rotation speed and required torque, the loss in the inverter and the motor or generator It means for calculating the required power according to the power loss including loss,
On the basis of the measured values of rotational speed and power of the motor or generator map of torque as a parameter, means for determining the limit torque of the motor or generator be limits on the capacitor at a predetermined of said rotational speed ,
The vehicle having a storage battery, characterized in that it comprises a means for limiting the torque to the limit torque in the motor or generator when the request power the calculated exceeds the limit value in the accumulator Power limiting device.
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