JP5354086B2 - 電動車両およびその制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1による電動車両100の概略構成を説明するブロック図である。なお、電動車両100は、ハイブリッド自動車、電気自動車や燃料電池車等の電気エネルギによって車両駆動力を発生する自動車を包括するものである。すなわち、電動車両100には、駆動力源として、少なくとも車両駆動力を発生するように構成されたモータジェネレータMGを備える。電動車両100がハイブリッド自動車であるときには、駆動力源として、モータジェネレータMGに加えて、図示しないエンジンがさらに搭載される。
実施の形態2では、実施の形態1に示した電動車両において、引き摺りトルク発生のためのオフセット電流If(図4)の好ましい設定について説明する。すなわち、電動車両100の構成や基本的な制御は、実施の形態1と同様であるので、実施の形態1と共通する部分については説明を繰返さない。
実施の形態1および2では、電動車両100のアクセルオフ時に、バッテリBの充電状態に応じて、モータジェネレータMGの引き摺りトルクを意図的に発生させる減速制御を説明した。
実施の形態3の変形例では、直流電流の重畳をオンする際における、モータジェネレータMGの減磁の状態に応じて、オフセット電流の大きさあるいはその重畳期間を可変に定する。
ただし、ω:回転角速度、Φ:永久磁石による電機子鎖交磁束、Ld:q軸のインダクタンス、R:電機子抵抗である。
このように、減磁率推定部58は、d−q軸変換を用いてモータジェネレータMGを制御する場合のq軸電圧指令値に基づいて減磁率を推定演算することができる。なお、本実施の形態において、減磁率推定値Ddmの算出手法については特に限定されるものではない。
Claims (16)
- 駆動輪(80)と連結された駆動軸(60)との間でトルクを相互に伝達可能に構成されたモータジェネレータ(MG)と、
蓄電装置(B)を含む直流電源(10♯)と、
前記直流電源と前記モータジェネレータとの間で双方向の直流/交流電力変換を行うためのインバータ(14)と、
前記モータジェネレータのトルク指令値(Trqcom)および状態値に従って、前記インバータを構成する複数の電力用半導体スイッチング素子(Q3−Q8)を制御するためのモータ制御部(35)とを備え、
前記モータ制御部は、
アクセルペダル(51)のオフ時に、前記蓄電装置の充電状態に応じて、前記モータジェネレータの各相交流電流に直流電流成分(If)を重畳するように前記インバータを制御するための直流オフセット生成部(260)を含む、電動車両。 - 前記蓄電装置(B)の充電状態に基づいて、前記蓄電装置の充電電力上限値(Win)を設定するための充放電監視部(40)と、
車両状態と前記充放電監視部によって設定された前記充電電力上限値とに基づいて、前記トルク指令値を設定するための車両制御部(50)とをさらに備え、
前記車両制御部は、
前記アクセルペダル(51)のオフ時に所定の減速度を確保するために必要な減速トルク(−Trb)を前記モータジェネレータ(MG)が出力することによる回生発電電力に相当する第1の電力(−Wrb♯)が、前記充電電力上限値を超えるか否かを判定するための判定部(52)を含み、
前記直流オフセット生成部(260)は、前記アクセルペダル(51)のオフ時に、前記第1の電力が前記充電電力上限値を超えると判定されたときに、前記各相交流電流に前記直流電流成分(If)を重畳するように前記インバータ(14)を制御する、請求の範囲第1項に記載の電動車両。 - 前記車両制御部(50)は、
前記モータジェネレータ(MG)による回生発電電力が前記充電電力上限値(Win)を超えない範囲内に制限して、前記トルク指令値(Trqcom)を設定するためのトルク指令値設定部(54)をさらに含み、
前記直流オフセット生成部(260)および前記トルク指令値設定部は、前記第1の電力(−Wrb♯)が前記充電電力上限値を超える充電制限時における前記アクセルペダル(51)のオフ時には、前記直流電流成分(If)によって生じる引き摺りトルクと、前記トルク指令値との和によって、前記必要な減速トルクを確保するように、前記直流電流成分の電流量および前記トルク指令値を設定する、請求の範囲第2項に記載の電動車両。 - 前記トルク指令値設定部(54)は、前記充電電力上限値(Win)が零に設定される充電禁止時には、前記トルク指令値(Trqcom)を零に設定し、
前記直流オフセット生成部(260)は、前記充電禁止時には、前記直流電流成分(If)の電流量を所定値(I1)に設定する、請求の範囲第3項に記載の電動車両。 - 前記蓄電装置(B)の充電状態に基づいて、前記蓄電装置の充電電力上限値(Win)を設定するための充放電監視部(40)と、
車両状態と前記充放電監視部によって設定された前記充電電力上限値とに基づいて、前記トルク指令値(Trqcom)を設定するための車両制御部(50)とをさらに備え、
前記車両制御部は、前記充電電力上限値が零に設定される充電禁止時には、前記トルク指令値を零に設定し、
前記直流オフセット生成部(260)は、前記充電禁止時には、前記直流電流成分(If)の電流量を所定値(I1)に設定する、請求の範囲第1項に記載の電動車両。 - 前記モータ制御部(35)は、
前記トルク指令値(Trqcom)および前記状態値に基づいて、前記モータジェネレータ(MG)への印加電圧の電圧指令値(Vu,Vv,Vw)を生成するための制御指令生成部(210,220,240,250)と、
前記直流オフセット生成部(260)が前記直流電流成分(If)の重畳を実行するときに、前記直流電流成分に応じたオフセット電圧(Vf)を前記電圧指令値に加算するための加算部(251−253)と、
搬送波の周波数(fc)を制御するための搬送波制御部(270)と
前記加算部によって処理された前記電圧指令値と前記搬送波との比較に基づいて、前記複数の電力用半導体スイッチング素子(Q3−Q8)のオンオフ制御信号(SG3−SG8)を生成するための変調部(280)とを含み、
前記搬送波制御部は、前記直流電流成分の重畳が実行されるときには、前記直流電流成分の重畳が非実行のときと比較して、前記搬送波の周波数を上昇させる、請求の範囲第1項から第5項のいずれか1項に記載の電動車両。 - 前記モータ制御部(35)は、
前記モータジェネレータ(MG)の減磁率を推定するための減磁率推定部(58)をさらに含み、
前記直流オフセット生成部(260)は、前記減磁率の推定値(Ddm)に応じて、前記各相交流電流に直流電流成分(If)を重畳する期間(Tf)を制限する、請求の範囲第1項または第5項に記載の電動車両。 - 前記モータ制御部(35)は、
前記モータジェネレータ(MG)の減磁率を推定するための減磁率推定部(58)をさらに含み、
前記直流オフセット生成部(260)は、前記減磁率の推定値(Ddm)に応じて、前記各相交流電流に重畳する直流電流成分(If)の電流量を可変に設定する、請求の範囲第1項または第5項に記載の電動車両。 - 駆動輪(80)と連結された駆動軸(60)との間でトルクを相互に伝達可能に構成されたモータジェネレータ(MG)と、蓄電装置(B)を含む直流電源(10♯)と、前記直流電源と前記モータジェネレータとの間で双方向の直流/交流電力変換を行うためのインバータ(14)とを備える電動車両の制御方法であって、
アクセルペダル(51)がオフされていることを検知するステップ(S100)と、
前記アクセルペダルのオフ時に、前記蓄電装置の充電状態に応じて、前記モータジェネレータの各相交流電流に直流電流成分(If)を重畳するように前記インバータを制御するステップ(S130)とを備える、電動車両の制御方法。 - 前記アクセルペダル(51)のオフ時に所定の減速度を確保するために必要な減速トルク(−Trb)を前記モータジェネレータ(MG)が出力することによる回生発電電力に相当する第1の電力(−Wrb♯)を算出するステップ(S110)と、
前記第1の電力と、前記蓄電装置の充電状態に基づいて設定された充電電力上限値(Win)とを比較するステップ(S120)とをさらに備え、
前記制御するステップ(S130)は、前記第1の電力が前記充電電力上限値を超えるときに、前記各相交流電流に前記直流電流成分(If)を重畳する、請求の範囲第9項に記載の電動車両の制御方法。 - 前記第1の電力(−Wrb♯)が前記充電電力上限値(Win)を超える充電制限時における前記アクセルペダル(51)のオフ時に、前記モータジェネレータ(MG)による回生発電電力が前記充電電力上限値を超えない範囲内に制限して前記モータジェネレータのトルク指令値(Trqcom)を設定するとともに、前記直流電流成分(If)によって生じる引き摺りトルクと前記トルク指令値との和によって前記必要な減速トルク(−Trb)を確保するように、前記直流電流成分の電流量を設定するステップ(S160)をさらに備える、請求の範囲第10項に記載の電動車両の制御方法。
- 前記第1の電力(−Wrb♯)が前記充電電力上限値(Win)を超えるときに、前記充電電力上限値が零に設定される充電禁止時であるか否かを判定するステップ(S150)と、
前記充電禁止時に、前記モータジェネレータ(MG)のトルク指令値(Trqcom)を零に設定するとともに、前記直流電流成分(If)の電流量を所定値に設定するステップ(S155)と、
前記充電電力上限値が零でないときに、前記モータジェネレータによる回生発電電力が前記充電電力上限値を超えない範囲内に制限して前記トルク指令値を設定するとともに、前記直流電流成分によって生じる引き摺りトルクと前記トルク指令値との和によって前記必要な減速トルク(−Trb)を確保するように、前記直流電流成分の電流量を設定するステップ(S160)とをさらに備える、請求の範囲第10項に記載の電動車両の制御方法。 - 前記蓄電装置(B)の充電電力上限値(Win)が零に設定される充電禁止時における前記アクセルペダル(51)のオフ時には、前記モータジェネレータ(MG)のトルク指令値(Trqcom)を零に設定するとともに、前記直流電流成分(If)の電流量を所定値(I1)に設定するステップ(S155)をさらに備える、請求の範囲第9項に記載の電動車両の制御方法。
- 前記インバータ(14)を構成する複数の電力用半導体スイッチング素子(Q3−Q8)のオンオフは、前記モータジェネレータ(MG)への印加電圧の電圧指令値(Vu,Vv,Vw)と、搬送波との比較に従って制御され、
前記制御するステップ(S130)が前記直流電流成分(If)の重畳を実行するときに、前記電圧指令値には前記直流電流成分に応じたオフセット電圧(Vf)が加算され、
前記制御方法は、
前記制御するステップにより前記直流電流成分の重畳が実行されるか否かを判定するステップ(S200)と、
前記直流電流成分の重畳が非実行のときに、前記搬送波の周波数(fc)を第1の周波数(f1)に設定するステップ(S210)と、
前記直流電流成分の重畳が実行されるときに、前記搬送波の周波数を前記第1の周波数よりも高い第2の周波数(f2)に設定するステップ(S220)とをさらに備える、請求の範囲第9項から第13項のいずれか1項に記載の電動車両の制御方法。 - 前記モータジェネレータ(MG)の減磁率を推定するステップ(S260)と、
前記減磁率の推定値(Ddm)に応じて、前記各相交流電流に前記直流電流成分(If)を重畳する期間を制限するステップ(S270)とをさらに備える、請求の範囲第9項または第13項に記載の電動車両の制御方法。 - 前記モータジェネレータ(MG)の減磁率を推定するステップ(S260)と、
前記減磁率の推定値(Ddm)に応じて、前記各相交流電流に重畳する前記直流電流成分(If)の大きさを可変に設定するステップ(S270)とをさらに備える、請求の範囲第9項または第13項に記載の電動車両の制御方法。
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