JP5029914B2 - 回転電機制御システム及び車両駆動システム - Google Patents
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Description
車両を駆動するための回転電機に電力を供給する直流電源と前記回転電機との間に介在され、少なくとも前記回転電機が力行する際に前記直流電源の出力を交流に変換する周波数変換部と、
前記直流電源と前記周波数変換部との間に介在され、前記回転電機の目標トルク及び回転速度に応じて設定される昇圧指令値に基づいて前記直流電源の出力を昇圧する電圧変換部と、
前記周波数変換部及び前記電圧変換部を制御する制御部と、を備えた回転電機制御システムであって、
前記制御部が、前記回転電機の前記目標トルク及び前記回転速度がそれらの相関関係に基づいて設定された所定の移行境界を越えたことを条件として、前記直流電源の出力が昇圧されることなく前記電圧変換部を介して前記周波数変換部に供給される非昇圧制御から、前記電圧変換部により昇圧されて前記周波数変換部に供給される昇圧制御へ移行させる制御を行うに際して、
当該移行の際に過渡的に生じる上昇電力を前記直流電源が出力可能な許容電力から差し引いた電力である昇圧可能電力を基準とし、前記回転電機の消費電力が前記昇圧可能電力以下となる領域に、前記目標トルクの最大値に応じて前記移行境界が設定された点にある。
車両を駆動するための回転電機に電力を供給する直流電源と前記回転電機との間に介在され、少なくとも前記回転電機が力行する際に前記直流電源の出力を交流に変換する周波数変換部と、
前記直流電源と前記周波数変換部との間に介在され、前記回転電機の目標トルク及び回転速度に応じて設定される昇圧指令値に基づいて前記直流電源の出力を昇圧する電圧変換部と、
前記周波数変換部及び前記電圧変換部を制御する制御部と、を備えた回転電機制御システムであって、
前記制御部が、前記回転電機の前記目標トルク及び前記回転速度がそれらの相関関係に基づいて設定された所定の移行境界を越えたことを条件として、前記直流電源の出力が昇圧されることなく前記電圧変換部を介して前記周波数変換部に供給される非昇圧制御から、前記電圧変換部により昇圧されて前記周波数変換部に供給される昇圧制御へ移行させる制御を行うに際して、
当該移行の際に過渡的に生じる上昇電力を前記直流電源が出力可能な許容電力から差し引いた電力である昇圧可能電力を基準とし、前記回転電機の消費電力が前記昇圧可能電力以下となる領域に、前記目標トルクが高くなるに従って低電力側に前記移行境界が設定された点にある。
前記電圧変換部が、一端が前記直流電源に接続されるリアクトルと、当該リアクトルの他端と前記周波数変換部のプラス側とを接続する上段のスイッチング素子と、当該リアクトルの他端と前記周波数変換部のマイナス側とを接続する下段のスイッチング素子とを有して構成され、
前記上昇電力が、前記非昇圧制御から前記昇圧制御への移行に際して、前記上段のスイッチング素子と前記下段のスイッチング素子とが共にオフ状態に制御されるデッドタイムに起因して過渡的に生じるものである場合に好適に適用できる。
前記回転電機として、第1回転電機と第2回転電機とを備え、
前記第1回転電機および前記第2回転電機以外の駆動源から発生される駆動力を分配する動力分配機構を備え、前記動力分配機構により分配された一方の駆動力が車輪に、他方の駆動力が前記第1回転電機に伝達されるとともに、前記第2回転電機により発生される駆動力が前記車輪に伝達される構成を採ることができる。
前記動力分配機構が、複数のピニオンギヤを支持するキャリアと、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤ及びリングギヤとを回転要素として有する遊星歯車機構を含んで構成され、
前記第1回転電機が前記サンギヤに接続され、前記回転電機以外の駆動源が前記キャリアに接続され、前記第2回転電機及び前記リングギヤが車輪に接続されている構成であると好適である。
符号8aは、U相の上段側スイッチング素子であり、
符号8bは、V相の上段側スイッチング素子であり、
符号8cは、W相の上段側スイッチング素子であり、
符号8dは、U相の下段側スイッチング素子であり、
符号8eは、V相の下段側スイッチング素子であり、
符号8fは、W相の下段側スイッチング素子である。尚、周波数変換部5のスイッチング素子8a〜8fについても、IGBTやMOSFETを適用すると好適である。本実施形態では、IGBTを用いる場合を例示している。
電圧変換部4の出力の電圧VCを上回り、電圧変換部4は昇圧動作を開始する。
(1) 上記実施形態では、移行境界K3が、目標トルクの最大値TMAXに応じて設定される場合を例として説明した。つまり、昇圧可能電力WSが、目標トルクが最大(TMAX)の時に生じる上昇電力(最大値のΔMAX)を許容電力WBMAXから差し引いた電力として設定され、回転電機の消費電力が昇圧可能電力WS以下となる領域に移行境界K3が設定される場合を例として説明した。しかし、目標トルクに応じてそれぞれ異なる移行境界Kが設定されるようにしてもよい。
4a:リアクトル
4c:上段のスイッチング素子
4d:下段のスイッチング素子
5:周波数変換部
10:TCU(制御部)
B:バッテリ(直流電源)
E:エンジン
DT:デッドタイム
In:回転電機制御装置(回転電機制御システム)
K、K2、K3:移行境界
MG1:第1回転電機(回転電機)
MG2:第2回転電機(回転電機)
P1:動力分配機構
WBMAX:許容電力
WS:昇圧可能電力
ΔMAX:目標トルクが最大の時の上昇電力
s:サンギヤ(第1回転要素)
ca:キャリア(第2回転要素)
r:リングギヤ(第3回転要素)
Claims (7)
- 車両を駆動するための回転電機に電力を供給する直流電源と前記回転電機との間に介在され、少なくとも前記回転電機が力行する際に前記直流電源の出力を交流に変換する周波数変換部と、
前記直流電源と前記周波数変換部との間に介在され、前記回転電機の目標トルク及び回転速度に応じて設定される昇圧指令値に基づいて前記直流電源の出力を昇圧する電圧変換部と、
前記周波数変換部及び前記電圧変換部を制御する制御部と、を備えた回転電機制御システムであって、
前記制御部が、前記回転電機の前記目標トルク及び前記回転速度がそれらの相関関係に基づいて設定された所定の移行境界を越えたことを条件として、前記直流電源の出力が昇圧されることなく前記電圧変換部を介して前記周波数変換部に供給される非昇圧制御から、前記電圧変換部により昇圧されて前記周波数変換部に供給される昇圧制御へ移行させる制御を行うに際して、
当該移行の際に過渡的に生じる上昇電力を前記直流電源が出力可能な許容電力から差し引いた電力である昇圧可能電力を基準とし、前記回転電機の消費電力が前記昇圧可能電力以下となる領域に、前記目標トルクの最大値に応じて前記移行境界が設定された回転電機制御システム。 - 車両を駆動するための回転電機に電力を供給する直流電源と前記回転電機との間に介在され、少なくとも前記回転電機が力行する際に前記直流電源の出力を交流に変換する周波数変換部と、
前記直流電源と前記周波数変換部との間に介在され、前記回転電機の目標トルク及び回転速度に応じて設定される昇圧指令値に基づいて前記直流電源の出力を昇圧する電圧変換部と、
前記周波数変換部及び前記電圧変換部を制御する制御部と、を備えた回転電機制御システムであって、
前記制御部が、前記回転電機の前記目標トルク及び前記回転速度がそれらの相関関係に基づいて設定された所定の移行境界を越えたことを条件として、前記直流電源の出力が昇圧されることなく前記電圧変換部を介して前記周波数変換部に供給される非昇圧制御から、前記電圧変換部により昇圧されて前記周波数変換部に供給される昇圧制御へ移行させる制御を行うに際して、
当該移行の際に過渡的に生じる上昇電力を前記直流電源が出力可能な許容電力から差し引いた電力である昇圧可能電力を基準とし、前記回転電機の消費電力が前記昇圧可能電力以下となる領域に、前記目標トルクが高くなるに従って低電力側に前記移行境界が設定された回転電機制御システム。 - 前記昇圧可能電力は、前記目標トルクが最大の時に生じる前記上昇電力を前記許容電力から差し引いた電力として設定される請求項1に記載の回転電機制御システム。
- 前記昇圧可能電力は、前記目標トルクが最大の時に生じる前記上昇電力を前記許容電力から差し引いた電力を最低値として、前記目標トルクが低くなるに従って高い値に設定される請求項2に記載の回転電機制御システム。
- 前記電圧変換部は、一端が前記直流電源に接続されるリアクトルと、当該リアクトルの他端と前記周波数変換部のプラス側とを接続する上段のスイッチング素子と、当該リアクトルの他端と前記周波数変換部のマイナス側とを接続する下段のスイッチング素子とを有して構成され、
前記上昇電力は、前記非昇圧制御から前記昇圧制御への移行に際して、前記上段のスイッチング素子と前記下段のスイッチング素子とが共にオフ状態に制御されるデッドタイムに起因して過渡的に生じる請求項1〜4の何れか一項に記載の回転電機制御システム。 - 請求項1〜5の何れか一項に記載の回転電機制御システムを備えるとともに、
前記回転電機として、第1回転電機と第2回転電機とを備え、
前記第1回転電機および前記第2回転電機以外の駆動源から発生される駆動力を分配する動力分配機構を備え、前記動力分配機構により分配された一方の駆動力が車輪に、他方の駆動力が前記第1回転電機に伝達されるとともに、前記第2回転電機により発生される駆動力が前記車輪に伝達される車両駆動システム。 - 前記動力分配機構が、複数のピニオンギヤを支持するキャリアと、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤ及びリングギヤとを回転要素として有する遊星歯車機構を含んで構成され、
前記第1回転電機が前記サンギヤに接続され、前記回転電機以外の駆動源が前記キャリアに接続され、前記第2回転電機及び前記リングギヤが車輪に接続されている請求項6に記載の車両駆動システム。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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