JP6299094B2 - Electric vehicle power generation control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンなどの機関により駆動される発電機からの電力をエネルギー源とするモータの駆動により走行可能な電動車両の発電制御装置に関するものである。 The present invention relates to a power generation control device for an electric vehicle that can travel by driving a motor that uses electric power from a generator driven by an engine such as an engine as an energy source.
機関駆動される発電機からの電力を受けて駆動されるモータを動力源とするシリーズハイブリッド車両などの電動車両にあっては、発電電力の余剰分を一時的に充電しておくために搭載されているバッテリが低温時に充放電を行われると、その劣化や故障を生ずることから、当該バッテリが低温時に充放電されることのないようにする低温時保護対策が必要である。
従って、かようにバッテリ入出力電力が制限されている低温環境下で電動車両を走行させる場合、発電機で発電した電力を余すことなく駆動側のモータで使い切るダイレクト配電制御を行うことが求められる。
In an electric vehicle such as a series hybrid vehicle that uses a motor driven by receiving power from an engine-driven generator as a power source, it is installed to temporarily charge surplus generated power. When a battery is charged / discharged at a low temperature, deterioration or failure of the battery occurs. Therefore, it is necessary to take a low-temperature protection measure to prevent the battery from being charged / discharged at a low temperature.
Therefore, when the electric vehicle is driven in a low temperature environment where the battery input / output power is limited as described above, it is required to perform direct power distribution control that uses up the electric power generated by the generator without using the electric power generated by the generator. .
一方で電動車両を含む車両は、車輪のトルク伝達系(車輪駆動系)がドライブシャフトの捻り振動(ガクガク振動)などによる固有振動成分を有し、かかる車輪駆動系の固有振動成分を車輪駆動による走行中に除去または低減する処理を施さないと、車両の滑らかな走行が妨げられる。 On the other hand, in a vehicle including an electric vehicle, the torque transmission system (wheel drive system) of the wheel has a natural vibration component due to a torsional vibration (crash vibration) of the drive shaft, and the natural vibration component of the wheel drive system is driven by the wheel drive. If the removal or reduction process is not performed during traveling, smooth traveling of the vehicle is impeded.
車輪駆動系の固有振動成分を低減する技術としては従来、例えば特許文献1に記載のようなものや、特許文献2に記載のようなものが提案されている。
特許文献1に記載の提案技術は、車輪駆動系の固有振動成分を除去または低減するフィルタ(以後、制振フィルタと称する)を用い、駆動側モータの駆動制御に資するモータトルク指令値を当該制振フィルタに通してフィルタ処理した後、モータの駆動制御に供するというものである。
また特許文献2に記載の提案技術は、発電機の発電制御に資する発電トルク(発電負荷)の指令値または発電機駆動用エンジンの制御に資するエンジントルク指令値を制振フィルタによりフィルタ処理した後、発電機またはエンジンの制御に供するというものである。
As a technique for reducing the natural vibration component of the wheel drive system, conventionally, for example, those described in
The proposed technique described in
In addition, the proposed technique described in
しかし特許文献1の提案技術にあっては、低温環境下でのバッテリ保護を目的として発電機の発電電力を駆動側のモータで使い切るダイレクト配電制御を行っている間、以下のような問題を生ずる。
つまり特許文献1の提案技術では当該ダイレクト配電制御中も、発電電力を消費し切るよう決定された駆動トルク指令値を制振フィルタによるフィルタ処理後にモータの駆動制御に供することとなる。
However, in the proposed technique of
That is, in the proposed technique of
このため、制振フィルタにより除去された周波数成分の電力は駆動側モータで消費することができず、かようにモータで消費され得なかった電力分がバッテリに対し制限を超えて入出力されてしまう。
ところでダイレクト配電制御は、低温環境下でのバッテリ保護を目的に発電機の発電電力を駆動側のモータで使い切って、バッテリへの電力の入出力を制限することを旨とするものであり、それにもかかわらず当該ダイレクト配電制御中に上記のごとく電力がバッテリへ制限を超えて入出力されるのでは、バッテリの劣化や故障につながる可能性がある。
For this reason, the power of the frequency component removed by the vibration suppression filter cannot be consumed by the drive side motor, and the amount of power that could not be consumed by the motor is input / output beyond the limit to the battery. End up.
By the way, direct power distribution control is intended to limit the input and output of power to the battery by using up the generated power of the generator with the motor on the drive side for the purpose of protecting the battery in a low temperature environment. However, if the power is input / output to / from the battery exceeding the limit as described above during the direct power distribution control, there is a possibility that the battery will deteriorate or break down.
また特許文献2の提案技術では、発電トルク(発電負荷)の指令値または発電機駆動用エンジントルクの指令値を制振フィルタによりフィルタ処理して発電機またはエンジンの制御に供することから、発電電力が、車輪駆動系の固有振動成分を除去または低減されたものとなり、この発電電力をダイレクト配電制御により駆動側のモータで消費し切れば、バッテリの入出力電力を低温時の要求通りに制限しつつ、車輪駆動系の固有振動成分を除去または低減し得て、滑らかな車両走行を実現可能であるものの、以下のような問題を生ずる。
In the proposed technology of
つまり特許文献2の提案技術のように、ダイレクト配電制御中、発電トルク指令値や発電機駆動用エンジントルク指令値を制振フィルタによりフィルタ処理しただけでは、車輪駆動系の固有振動成分を完全に除去することができず、振動が残ってしまうという問題がある。
In other words, as in the proposed technology in
その理由は、本来、車輪駆動系の固有振動成分がモータによる駆動トルクから駆動モータ回転数に至る系に存在するものであり、この振動成分が、車両の駆動トルク指令値に制振フィルタを施すことによってはじめて除去され得るためである。 The reason is that the inherent vibration component of the wheel drive system is originally present in the system from the drive torque by the motor to the rotation speed of the drive motor, and this vibration component applies a damping filter to the drive torque command value of the vehicle. This is because it can be removed for the first time.
これに対し特許文献2の提案技術のごとく、発電トルク指令値や発電機駆動用エンジントルク指令値(TG)を制振フィルタによりフィルタ処理した後の発電トルク(TG_f)を発電制御に用いた場合、発生する発電電力(PG)は、フィルタ処理後発電トルク(TG_f)に発電機回転数(ωG)を掛け合わせた値(PG =TG_f×ωG)である。
On the other hand, when the power generation torque (TG_f) after filtering the power generation torque command value and the generator drive engine torque command value (TG) with the damping filter is used for power generation control, as in the proposed technology of
そして、この発電電力(PG)を駆動側モータで完全に消費し切った場合の駆動トルク(TM)は、発電電力(PG)を駆動モータ回転数(ωM)で割った値(TM=PG÷ωM)となり、この式におけるPGに上記の(PG =TG_f×ωG)を代入して駆動トルク(TM)は、TM=(TG_f×ωG)/ ωMで表される。
つまり駆動トルク(TM)は、フィルタ処理後発電トルク(TG_f)に発電機回転数(ωG)を掛けて得られる乗算値をモータ回転数(ωM)で割った値となる。
The drive torque (TM) when this generated power (PG) is completely consumed by the drive motor is the value obtained by dividing the generated power (PG) by the drive motor speed (ωM) (TM = PG ÷ ωM), and the above-described (PG = TG_f × ωG) is substituted into PG in this equation, and the driving torque (TM) is expressed by TM = (TG_f × ωG) / ωM.
That is, the drive torque (TM) is a value obtained by dividing the multiplied power generation torque (TG_f) by the generator rotational speed (ωG) by the motor rotational speed (ωM).
このため制振フィルタは、本来欲しい(発電トルクTG×発電機回転数ωG÷駆動モータ回転数ωM)の値に施される訳ではなく、(発電トルクTG)に対してのみ施されることになり、所望の値に対して、(発電機回転数ωG÷駆動モータ回転数ωM)のズレが生じてしまうこととなる。
結果として、車輪駆動系の固有振動成分の制振効果を確実に発揮することができず、振動が残ってしまう、という問題があった。
For this reason, the vibration suppression filter is not applied to the value originally desired (power generation torque TG × generator rotation speed ωG ÷ drive motor rotation speed ωM), but only to (power generation torque TG). Therefore, a deviation of (generator rotation speed ωG ÷ drive motor rotation speed ωM) from a desired value will occur.
As a result, there has been a problem that the vibration suppression effect of the natural vibration component of the wheel drive system cannot be exhibited reliably, and vibration remains.
本発明は、車両の要求駆動力が実現されるよう機関を運転させた場合のトルク値を前記の制振フィルタによりフィルタ処理すれば、このトルク値が上記の(発電トルクTG×発電機回転数ωG÷駆動モータ回転数ωM)に対応することから、制振フィルタのフィルタ処理が、本来欲しい(発電トルクTG×発電機回転数ωG÷駆動モータ回転数ωM)の値に対して施されることとなって、上記のずれを生ずることがないとの観点から、この着想を具体化して、上記のずれに起因した振動の残存に係わる問題を解消し得るようにした電動車両の発電制御装置を提供することを目的とする。 In the present invention, if the torque value when the engine is operated so as to realize the required driving force of the vehicle is filtered by the vibration damping filter, the torque value is calculated as (the generated torque TG × the number of rotations of the generator). (ωG ÷ drive motor rotation speed ωM), the filter processing of the vibration suppression filter should be applied to the value of the desired value (power generation torque TG × generator rotation speed ωG ÷ drive motor rotation speed ωM). From the viewpoint that the above-mentioned deviation does not occur, a power generation control device for an electric vehicle that embodies this idea and can solve the problem related to the remaining vibration caused by the above-described deviation. The purpose is to provide.
この目的のため、本発明による電動車両の発電制御装置は、これを以下のごとくに構成する。
先ず、前提となる電動車両の発電制御装置を説明するに、これは、
機関により駆動される発電機からの電力をエネルギー源とするモータの駆動により走行可能な電動車両に用いる発電制御装置である。
For this purpose, the power generation control device for an electric vehicle according to the present invention is configured as follows.
First, to explain the power generation control device for an electric vehicle as a premise,
This is a power generation control device used for an electric vehicle that can travel by driving a motor that uses electric power from a generator driven by an engine as an energy source.
本発明の発電制御装置は、機関が所定の回転速度およびトルクで車両の要求駆動力を発生するよう運転された場合におけるモータの駆動トルク指令値に基づき制御するよう構成し、
該モータの駆動トルク指令値を発電装置の制御に用いるのに先立ち、車両の固有振動成分を低減する制振フィルタによりフィルタ処理し、該フィルタ処理後のモータの駆動トルク指令値を発電装置の制御に資するよう構成したことを特徴とするものである。
The power generation control device of the present invention is configured to control based on a drive torque command value of a motor when the engine is operated to generate a required driving force of the vehicle at a predetermined rotational speed and torque ,
Prior to using the drive torque command value of the motor for controlling the power generation device, the motor drive torque command value is filtered by a vibration suppression filter that reduces the natural vibration component of the vehicle, and the motor drive torque command value after the filter process is controlled by the power generation device. It is characterized by being configured to contribute to.
上記した本発明による電動車両の発電制御装置にあっては、上記フィルタ処理後のトルク値に基づき発電装置の制御(発電制御)を行うため、以下の効果が奏し得られる。 In the power generation control device for an electric vehicle according to the present invention described above, since the power generation device is controlled (power generation control) based on the torque value after the filter processing, the following effects can be obtained.
上記フィルタ処理後のトルク値を特許文献1のごとくモータの制御(駆動制御)に用いた場合、低温時のバッテリ保護用にダイレクト配電制御が行われている場合において、制振フィルタにより除去された周波数成分の電力がモータで消費し切れず、余った電力分がバッテリに入出力されてしまい、バッテリの劣化や故障を生ずるという問題がある。
When the torque value after the filter processing is used for motor control (drive control) as in
また特許文献2のごとく、発電装置への発電トルクを制振フィルタで処理し、このフィルタ処理後発電トルクに基づき発電装置の制御(発電制御)を行った場合、
制振フィルタが発電トルクに対して施されるのみとなり、本来望ましい車両駆動トルク(発電トルク×発電機回転数÷駆動モータ回転数)に施されないことから、所望の値に対して(発電機回転数÷駆動モータ回転数)のズレが生じて十分な制振効果を期待できないという問題がある。
Further, as in
Since the damping filter is only applied to the power generation torque, it is not applied to the originally desired vehicle drive torque (power generation torque x generator rotation speed ÷ drive motor rotation speed). There is a problem that a sufficient vibration control effect cannot be expected due to a deviation of (number ÷ drive motor speed).
これらに対し本発明の発電装置にあっては、発電装置の制御(発電制御)に際し、機関が所定の運転効率で車両の要求駆動力を発生するよう運転された場合におけるトルク値を用いるも、このトルク値を制振フィルタによりフィルタ処理して得られるフィルタ処理後トルク値を発電装置の制御(発電制御)に用いるため、
低温時のバッテリ保護用にダイレクト配電制御が行われている場合において、制振フィルタにより除去された周波数成分の電力がバッテリに入出力されることがなく、バッテリの劣化や故障に関する上記の問題を回避可能である。
On the other hand, in the power generation device of the present invention, when controlling the power generation device (power generation control), the torque value in the case where the engine is operated to generate the required driving force of the vehicle with a predetermined operation efficiency is used. In order to use the filtered torque value obtained by filtering the torque value with a vibration suppression filter for control of the power generation device (power generation control),
When direct power distribution control is performed to protect the battery at low temperatures, the power of the frequency component removed by the vibration suppression filter is not input / output to the battery, and the above problems related to the deterioration and failure of the battery are avoided. It can be avoided.
また本発明の発電装置にあっては、発電装置への発電トルクを制振フィルタで処理して発電装置の制御(発電制御)に用いるのでなく、上記のトルク値を制振フィルタによりフィルタ処理した後に発電装置の制御(発電制御)に供するため、
制振フィルタが、本来望ましい車両駆動トルク(発電トルク×発電機回転数÷駆動モータ回転数)に施されることとなって、車輪駆動系の固有振動成分に対する十分な制振効果を達成することができる。
Further, in the power generation device of the present invention, the above torque value is filtered by the vibration suppression filter instead of being used for the power generation device control (power generation control) by processing the power generation torque to the power generation device by the vibration suppression filter. To be used later for power generator control (power generation control)
The vibration suppression filter is applied to the originally desired vehicle drive torque (power generation torque x generator rotation speed ÷ drive motor rotation speed) to achieve a sufficient vibration suppression effect for the natural vibration component of the wheel drive system. Can do.
つまり本発明の発電装置によれば、ダイレクト配電制御中におけるバッテリへの入出力制限を保証しつつ、車輪駆動系の固有振動成分を確実に除去して十分な制振効果を発揮することができる。 That is, according to the power generation device of the present invention, it is possible to reliably remove the natural vibration component of the wheel drive system and to exhibit a sufficient vibration damping effect while guaranteeing the input / output restriction to the battery during direct power distribution control. .
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
<第1実施例の構成>
図1〜9は、本発明の第1実施例になる発電制御装置を具えた電動車両の駆動系およびその制御システムを示す概略系統図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.
<Configuration of the first embodiment>
1 to 9 are schematic system diagrams showing a drive system of an electric vehicle having a power generation control device according to a first embodiment of the present invention and a control system thereof.
本実施例における電動車両は、図1に示すような所謂シリーズハイブリッド車両とし、エンジン(機関)1と、これに直結されてエンジン駆動される発電機2とから成る発電装置3を搭載して具えるほか、発電機2の発電電力をエネルギー源として駆動される駆動モータ4(本明細書では単にモータとも呼称する)を搭載して具える。
この車両は、モータ4の駆動力を終減速機(含むディファレンシャルギヤ装置)5により左右駆動輪6L,6Rへ伝達し、これら左右駆動輪6L,6Rのモータ駆動により走行可能なものとする。
The electric vehicle in the present embodiment is a so-called series hybrid vehicle as shown in FIG. 1, and is equipped with a
This vehicle is assumed to be able to travel by driving the driving force of the
上記シリーズハイブリッド車両の制御システムを、図1に基づき以下に概略説明する。
エンジン1と共に発電装置3を構成する発電機2は、本来のエンジン駆動発電機として用いるだけでなく、バッテリ7の電力を発電側インバータ8により直流→交流変換して制御下に受電することでモータとしても作用させ、エンジン1を始動に際してクランキングさせたり、エンジン1をモータ駆動力によりトルクアシストする用にも供するものとする。
The control system for the above-described series hybrid vehicle will be briefly described below with reference to FIG.
The
そのため発電側インバータ8は、発電機2とバッテリ7との間に介在させ、以下のように機能するものとする。
つまり発電側インバータ8は、発電機2の発電電力を交流→直流変換してモータ4の駆動に供すると共に、モータ4で消費し切れなかった余剰電力をバッテリ7へ充電可能となす。
また発電側インバータ8は、上記のエンジン1のクランキングやトルクアシストに際し、バッテリ7の電力を直流→交流変換して制御下に発電機2へ供給し、この発電機2をモータとして作用させる。
Therefore, the power generation-side inverter 8 is interposed between the
That is, the generator-side inverter 8 converts the generated power of the
The generator-side inverter 8 converts the power of the battery 7 from direct current to alternating current and supplies it to the
モータ4とバッテリ7との間には駆動側インバータ9を介在させ、この駆動側インバータ9は、以下のように機能するものとする。
つまり駆動側インバータ9は、発電側インバータ8により直流変換された電力を直流→交流変換して制御下にモータ4へ供給し、当該モータ4の駆動制御を司るほか、モータ4が車輪6L,6Rの回生制動時に発生した電力を交流→直流変換してバッテリ7へ充電可能となす。
A drive-side inverter 9 is interposed between the
In other words, the drive-side inverter 9 converts the DC-converted power by the power-generation-side inverter 8 from direct current to alternating current and supplies it to the
エンジンコントローラ11は、システムコントローラ10から指令されるエンジントルク指令値を実現するために、エンジン1の回転数や温度などの信号に応じて、エンジン1のスロットル開度、点火時期、および燃料噴射量を調整する。
発電機コントローラ12は、システムコントローラ10から指令される発電トルク(発電負荷)指令値を実現するために、発電機2の回転数や電圧などの状態に応じて、発電側インバータ8をスイッチング制御する。
In order to realize the engine torque command value commanded from the
The
バッテリコントローラ13は、バッテリ7へ充放電される電流や電圧を基にバッテリ充電状態SOC(State Of Charge)を計測し、結果をシステムコントローラ10へ出力する。
バッテリコントローラ13は更に、バッテリ7の温度や内部抵抗、SOCに応じて、バッテリ7の入力可能電力および出力可能電力を演算し、これらをシステムコントローラ10へ出力する。
モータコントローラ14は、システムコントローラ10から指令される駆動トルクを実現するために、モータ4の回転数や電圧などの状態に応じて、駆動側インバータ9をスイッチング制御する。
The
The
The
システムコントローラ10には、エンジン1のエンジントルク指令や、発電機2の発電電力指令や、モータ4の駆動トルク指令や、バッテリ7の充放電量指令を演算するために、車速VSPを検出する車速センサ15からの信号と、運転者によるアクセルペダル踏み込み量(アクセル開度APO)を検出するアクセル開度センサ16からの信号と、路面勾配θを検出する勾配センサ17からの信号を入力するほか、バッテリコントローラ13からの前記したSOC、入力可能電力、出力可能電力、発電機8の発電電力などを入力する。
The
<発電制御>
次に、システムコントローラ10および/またはその他のコントローラ11〜14による発電制御を、バッテリ温度が低下して、バッテリ7への充放電がバッテリ保護の目的で制限されている場合につき、つまり発電機2の発電電力を余すことなくモータ4の駆動に消費し切って、バッテリ7への充放電が制限または0になるようなダイレクト配電制御が行われる場合につき、図2の制御プログラムを参照しながら説明する。
<Power generation control>
Next, the power generation control by the
ステップS21においては、運転者が要求する車両の要求駆動トルクを現在の車速VSPのもとで発生させるのに必要な目標発電電力PG*を以下のようにして演算する。
この演算に際しては、図3のブロック線図により示すように、先ずモータ要求駆動トルク演算部31で、図4に例示したモータ4の要求駆動トルクマップを基にモータ要求駆動トルクTM*を検索する。
In step S21, the target generated power PG * necessary for generating the required driving torque of the vehicle requested by the driver at the current vehicle speed VSP is calculated as follows.
In this calculation, as shown in the block diagram of FIG. 3, first, the motor request drive
図4の駆動モータトルクマップは、アクセル開度APOおよびモータ回転速度ωM(車速VSP)の組み合わせごとに運転者が要求する車両駆動トルクに対応したモータ4の要求駆動トルクTM*を示すもので、予め実験などにより求めておく。
図3のモータ要求駆動トルク演算部31でモータ要求駆動トルクTM*を求めるに際しては、図4のモータ要求駆動トルクマップを基にアクセル開度APOおよびモータ回転速度ωMから、運転者が要求する車両の要求駆動トルクに対応したモータ4の要求駆動トルクTM*を検索する。
The drive motor torque map of FIG. 4 shows the required drive torque TM * of the
When the motor required drive torque TM * shown in FIG. 3 is used to determine the motor required drive torque TM *, the vehicle requested by the driver based on the accelerator opening APO and the motor rotational speed ωM based on the motor required drive torque map shown in FIG. The required drive torque TM * of the
図3におけるモータ要求出力演算部32では、演算部31で求めたモータ要求駆動トルクTM*と、モータ回転速度ωMとの乗算により、運転者が要求している車両要求出力(パワー)に対応したモータ4の要求出力PM*を求める。
モータ駆動損失演算部33では、モータ4の駆動損失マップを基に、モータ要求駆動トルクTM*、モータ回転速度ωMおよび駆動側インバータ9への入力電圧(またはバッテリ電圧)から、モータ4のモータ駆動損失を求める。
The motor request output calculation unit 32 in FIG. 3 corresponds to the vehicle request output (power) requested by the driver by multiplying the motor request drive torque TM * obtained by the
In the motor drive loss calculation unit 33, the motor drive of the
加算器34では、このモータ駆動損失を前記のモータ要求出力PM*に足し込むことにより、目標発電電力PG*を求める。
この目標発電電力PG*は、運転者が要求する車両の要求駆動トルク(モータ要求駆動トルクTM*)を現在の車速VSP(モータ回転速度ωM)のもとで発生させるのに必要な発電電力PG*である。
The
This target generated power PG * is the generated power PG required to generate the required drive torque of the vehicle (motor required drive torque TM *) requested by the driver based on the current vehicle speed VSP (motor rotational speed ωM). *
図2のステップS22においては、エンジン1の燃費効率や応答性を考慮しつつ、上記の目標発電電力PG*に対応したエンジン出力が得られるようなエンジン1の運転点(エンジン回転速度およびエンジントルクの組み合わせ)を求める。
In step S22 of FIG. 2, the operating point of the engine 1 (engine speed and engine torque at which the engine output corresponding to the target generated power PG * is obtained while considering the fuel efficiency and response of the
具体的には、図5に例示するエンジン1の運転特性マップ、つまりエンジン回転数(発電機回転速度目標値ωG*)、およびエンジントルク(エンジントルク目標値TE0*)の二次元座標上に予め求めておいたエンジン1の等出力線(該当出力を発生する回転速度およびトルクの組み合わせ)および最良燃費線(各出力を最良燃費で発生する回転速度およびトルクの組み合わせ)を基にエンジン出力(目標発電電力PG*)から、エンジン1が最良燃費で目標発電電力PG*を実現可能な態様で運転されるのに必要なエンジン回転数(発電機回転速度目標値ωG*)、およびエンジントルク(エンジントルク目標値TE0*)を求める。
Specifically, the operation characteristic map of the
図2のステップS23においては、図6のブロック線図で示す処理により発電機2(エンジン1を含む発電装置3)を制御する。
図6のブロック41では、図2のステップS21およびステップS22による前記の演算により目標発電電力PG*を求めると共に、この目標発電電力PG*を最良燃費で実現可能な発電機回転速度目標値ωG*およびエンジントルク目標値TE0*の組み合わせを求める。
In step S23 of FIG. 2, the generator 2 (the
In
ブロック41で求めた発電機回転速度目標値ωG*およびエンジントルク目標値TE0*のうち、エンジントルク目標値TE0*はそのままエンジントルク指令値TE*としてエンジンコントローラ11へ供給し、エンジン1の制御に資する。
しかし発電機回転速度目標値ωG*は、そのまま発電機2の回転速度制御に用いず、かかる発電機回転速度目標値ωG*の達成時に得られるモータトルク値の推定に用い、車両(車輪駆動系)の固有振動成分を低減する制振フィルタにより当該推定トルク値をフィルタ処理した後、このトルク値を発電トルク指令値TG*に変換し、この発電トルク指令値TG*を発電機2の制御に用いて、制振フィルタ処理を組み込んだ発電トルク制御により発電機回転速度目標値ωG*を実現する。
Of the generator rotational speed target value ωG * and engine torque target value TE0 * obtained in
However, the generator rotational speed target value ωG * is not used as it is for the rotational speed control of the
以下に詳細説明するに、減算器42では、発電機回転速度目標値ωG*と発電機回転速度計測値ωGとの差分を取り、発電機回転速度の目標値からの偏差ΔωGを算出する。
第1発電トルク指令値演算部43では、上記の発電機回転速度偏差ΔωGに比例制御ゲインPを施し、この偏差ΔωGを無くして発電機回転速度計測値ωGを目標値ωG*に一致させる第1の発電トルク指令値TG1*を演算する。
As will be described in detail below, the
The first power generation torque command
減算器44においては、上記の第1発電トルク指令値TG1*から、ブロック45〜47で後述のようにして推定した発電機外乱トルク推定値ΔTG_estを減算して、両者の差分である第2の発電トルク指令値TG2*を求める。
この減算処理は、発電機4にエンジントルクなどの外乱が印加された場合の外乱分を除去するためである。
The
This subtraction process is for removing disturbances when disturbances such as engine torque are applied to the
ブロック45〜47で行う発電機外乱トルク推定値ΔTG_estの推定要領を以下に説明する。
ブロック45は、発電機4のトルク入力に対する回転速度の伝達特性Gg(s)をモデル化した伝達関数Gg'(s)を具え、制振フィルタ処理部48で後述のごとくに求めた最終的な発電トルク指令値TG*をこの伝達関数Gg'(s)に通して発電機回転速度理想値ωG_refを算出する。
なお伝達関数Gg'(s)は、発電機4のトータル慣性モーメントをJgとすると、次式に近似する。
Gg'(s) = 1 / (Jg・s) ・・・(1)
An estimation procedure of the generator disturbance torque estimated value ΔTG_est performed in the
The
The transfer function Gg ′ (s) is approximated by the following equation where Jg is the total moment of inertia of the
Gg '(s) = 1 / (Jg ・ s) (1)
ブロック46では、発電機回転速度計測値ωGから上記の発電機回転速度理想値ωG_refを差し引き、発電機回転速度外乱偏差ΔωGdを算出する。
ブロック47は、上記伝達関数Gg'(s)と等しい次数(一次)のローパスフィルタH(s)を用いたH(s)/Gg'(s)の式で表される伝達関数を具え、上記の発電機トルク外乱推定値ΔTG_estをこの伝達関数H(s)/Gg'(s)に通して発電機外乱トルク推定値ΔTG_estを求める。
なお上記ローパスフィルタの時定数は、対外乱応答性や安定性を考慮して、計算または実験により任意に設定することができる。
In
The
Note that the time constant of the low-pass filter can be arbitrarily set by calculation or experiment in consideration of disturbance response and stability.
ブロック47で求めた発電機外乱トルク推定値ΔTG_estは減算器44に入力して、前記した通り第2発電トルク指令値TG2*の算出に資する。
制振フィルタ処理部48は、車両(車輪駆動系)の固有振動成分を低減するためのフィルタで、上記の第2発電トルク指令値TG2*を当該フィルタに通して、車両(車輪駆動系)の固有振動成分が除去されたフィルタ処理後の最終的な発電トルク指令値TG*を求める。
The generator disturbance torque estimated value ΔTG_est obtained in
The vibration suppression
以下、上記制振フィルタ処理部48が実行する第2発電トルク指令値TG2*のフィルタ処理を図7により説明する。
なお、当該フィルタ処理は第2発電トルク指令値TG2*に限られず、発電機外乱トルク推定値ΔTG_estを考慮する必要がなければ第1発電トルク指令値TG1*に対しフィルタ処理を施してもよいため、図7ではフィルタ処理の対象を、フィルタ処理前発電トルク指令値TG0*(TG2*またはTG1*)と記述した。
Hereinafter, the filter processing of the second power generation torque command value TG2 * executed by the vibration suppression
Note that the filtering process is not limited to the second power generation torque command value TG2 *, and if it is not necessary to consider the generator disturbance torque estimated value ΔTG_est, the first power generation torque command value TG1 * may be filtered. In FIG. 7, the target of the filtering process is described as a pre-filtering power generation torque command value TG0 * (TG2 * or TG1 *).
図7の除算器51では、発電機回転速度計測値ωGをモータ回転速度ωMにより除算して、発電機2およびモータ4の合計速度比である発電駆動速度比γを算出する。
この際、モータ回転速度ωMが所定の微小回転速度より小さい場合は、その微小回転速度に制限することで、ゼロ割を防止する。
なお所定の微小回転速度は、計算または実験値により設定する。
7 divides the generator rotational speed measurement value ωG by the motor rotational speed ωM to calculate a power generation drive speed ratio γ that is a total speed ratio of the
At this time, if the motor rotation speed ωM is smaller than a predetermined minute rotation speed, the zero rotation is prevented by limiting to the minute rotation speed.
The predetermined minute rotation speed is set by calculation or experimental value.
乗算器52では、発電機効率ηGおよびモータ効率ηMを掛け合わせて、発電機2およびモータ4の合計効率である発電駆動効率ηを算出する。
なお発電機効率ηGは、発電トルク指令値TG*、発電機回転速度計測値ωG、発電側インバータ入力電圧(またはバッテリ電圧)を基に、予め実験や計算等により用意した発電機効率テーブルを用いて算出する。
またモータ効率ηMは、駆動モータトルク指令値TM*(または要求駆動トルク)、駆動モータ回転数ωM、駆動側インバータ入力電圧(またはバッテリ電圧)を基に、予め実験や計算等により用意した駆動機効率テーブルを用いて算出する。
The
The generator efficiency ηG uses a generator efficiency table prepared in advance by experiments, calculations, etc. based on the power generation torque command value TG *, the power generator rotation speed measurement value ωG, and the power generation side inverter input voltage (or battery voltage). To calculate.
The motor efficiency ηM is a driving machine prepared in advance by experiments and calculations based on the driving motor torque command value TM * (or required driving torque), the driving motor speed ωM, and the driving side inverter input voltage (or battery voltage). Calculate using the efficiency table.
乗算器53においては、除算器51で求めた発電駆動速度比γと、乗算器52で求めた発電駆動効率ηとを掛け合わせることにより、発電機2およびモータ4間における発電駆動変換係数νを求める。
乗算器54では、フィルタ処理前発電トルク指令値TG0*に発電駆動変換係数νを掛け合わせることにより、発電トルク指令値TG0*に対応するモータ駆動トルク推定値TM_estを求める。
In the
The
制振フィルタ55では、モータ駆動トルク推定値TM_estに対し制振フィルタ特性Gv(s)を施して、車両(車輪駆動系)の固有振動成分が除去されたフィルタ処理後モータ駆動トルク推定値TM_est*を算出する。
The
制振フィルタ特性Gv(s)は、以下のようにして設定する。
図8は、車両のトルク伝達系をモデル化した図であり、その運動方程式は以下の(2)式〜(6)式で表すことができる。
FIG. 8 is a diagram in which a torque transmission system of a vehicle is modeled, and the equation of motion can be expressed by the following equations (2) to (6).
(2)式〜(6)式のラプラス変換形は、以下の(7)式〜(11)式で表される。
これら(7)式〜(11)式より、モータトルクから駆動モータ回転速度までの伝達特性は次式によって表される。
また、(14)式を整理すると、次式が得られる。
この式において、ζP、ωPは車両のトルク伝達系の減衰係数、固有振動周波数である。
一般の電動車両やハイブリッド車両では、トルク伝達系の減衰係数ζPの値は1未満の値となっている。このため、Gp(s)は振動系となっている。
In this equation, ζ P and ω P are the damping coefficient and natural vibration frequency of the torque transmission system of the vehicle.
In general electric vehicles and hybrid vehicles, the value of the damping coefficient ζ P of the torque transmission system is less than 1. For this reason, Gp (s) is a vibration system.
ここで、駆動モータトルクから駆動モータ回転速度までの理想特性を、式(15)のζPを1とおき、下式とする。ζPを1とすることで、Gm(s)は非振動系となる。
制振フィルタGv(s)は、理想特性Gm(s)とトルク伝達系の伝達関数Gp(s)の逆系により構成し、式(15)・(16)を用いて以下のように表すことができる。
以上により、制振フィルタGv(s)を施したトルク指令値を用いて車両を駆動した場合、振動特性Gp(s)を非振動特性Gm(s)に変換することができる。 As described above, when the vehicle is driven using the torque command value subjected to the damping filter Gv (s), the vibration characteristic Gp (s) can be converted to the non-vibration characteristic Gm (s).
図7の除算器53においては、制振フィルタ55によるフィルタ処理後モータ駆動トルク推定値TM_est*を発電駆動変換係数νで除算することで、最終的な発電トルク指令値TG*を算出する。
なお、発電駆動変換係数νが微小な所定値よりも小さい場合は、この微小所定値に制限することで、割り算のゼロ割を防止する。
そして微小所定値は、計算または実験等により任意に設定することができる。
In the
In addition, when the power generation drive conversion coefficient ν is smaller than a minute predetermined value, the division by zero is prevented by limiting to the minute predetermined value.
The minute predetermined value can be arbitrarily set by calculation or experiment.
図2のステップS24においては、図9のブロック線図で示す処理により、エンジン1および発電機2から成る発電装置3で発電した発電電力をモータ4で過不足なく使い切るためのモータトルク指令値TM*を算出し、これに基づきモータ4を駆動制御する。
In step S24 of FIG. 2, the motor torque command value TM for using the generated power generated by the
モータ駆動損失演算部61では、モータ駆動電力、モータ回転速度、および駆動側インバータ入力電圧に応じたモータ4の駆動損失マップを基に、発電電力、モータ回転速度、および駆動側インバータ入力電圧から、モータ4のモータ駆動損失を求める。
ここで発電電力は、発電機2の直流電流と発電側インバータ入力電圧との積より算出するが、発電トルク指令値TG*と発電機回転速度ωGとの積値に発電機損失を加え合わせた値を発電電力としてもよい。
In the motor drive
Here, the generated power is calculated from the product of the DC current of the
減算器62では、上記の発電電力からモータ駆動損失を差し引いて、モータ駆動電力指令値PM*を求める。
除算器63では、モータ駆動電力指令値PM*をモータ回転速度ωMで除算することにより、最終的なモータ駆動トルク指令値TM*を求め、これをモータ4の駆動制御に資する。
この際、モータ回転速度ωMが微小な設定値よりも低い場合、モータ回転速度ωMをこの微小な設定値に制限することで、割り算のゼロ割を回避する。
また、最終的なモータ駆動トルク指令値TM*は所定の上下限値を超えて大きくなったり,小さくなることのないよう制限し、モータ4の保護を図る。
In the
The
At this time, if the motor rotation speed ωM is lower than a minute set value, the motor rotation speed ωM is limited to this minute set value, thereby avoiding the division by zero.
Further, the final motor drive torque command value TM * is limited so as not to increase or decrease beyond a predetermined upper and lower limit value, thereby protecting the
以上の構成になる本実施例の発電制御装置によれば、ダイレクト配電制御において、発電機2で発電した電力を余すことなくモータ2の駆動に消費することができ、バッテリ7への電力の入出力を制限してその保護を図りつつ、車両(車輪駆動系)の固有振動を確実に除去することができる。
According to the power generation control device of the present embodiment configured as described above, in the direct power distribution control, the power generated by the
<第1実施例の効果>
上記した本実施例の発電制御装置による効果を、図10の従来装置による動作タイムチャートと比較しながら、図11の本実施例による動作タイムチャートに基づき、以下に説明する。
図10,11はそれぞれ、低温時のバッテリ保護用にバッテリ入出力電力を微小な所定値以下に制限するダイレクト配電制御中であって、瞬時t1に車速一定速走行状態から、アクセルペダルの踏み込みにより加速走行へ移行した場合における動作を、モータ回転速度ωM、駆動軸トルクTMおよび電力(モータ駆動電力およびバッテリ入出力電力)の時系列変化として示す動作タイムチャートである。
<Effect of the first embodiment>
The effects of the power generation control device of the present embodiment described above will be described below based on the operation time chart of this embodiment of FIG. 11 while comparing with the operation time chart of the conventional device of FIG.
FIGS. 10 and 11 show that during direct power distribution control for limiting battery input / output power to a minute predetermined value or less for battery protection at a low temperature, when the accelerator pedal is depressed from a constant vehicle speed traveling state at instant t1. FIG. 6 is an operation time chart showing operations in the case of shifting to accelerated traveling as time-series changes in motor rotation speed ωM, drive shaft torque TM, and power (motor drive power and battery input / output power).
まず、図10により従来の発電制御を説明するに、従来は目標発電電力を達成するよう設定された発電トルクに対し制振フィルタ処理を施すため、発電電力を余すことなくモータ4の駆動で使い切ることとなり、バッテリ入出力電力を破線で示すごとく0kWに保って、バッテリ保護機能は所望通りに果たし得るものの、駆動側のモータ制御系に制振フィルタ処理を施していないため、以下の問題を生ずる。
First, conventional power generation control will be described with reference to FIG. 10. Conventionally, since the vibration damping filter processing is performed on the power generation torque set to achieve the target power generation, the generated power is used up by driving the
前記した通り本来制振のためにフィルタ処理すべきは(発電トルクTG×発電機回転数ωG÷モータ回転速度ωM)の値であるのに、従来のごとく発電トルクに制振フィルタ処理を施すのでは、(発電機回転数ωG÷モータ回転速度ωM)に対して制振フィルタ処理が施されないことになり、当該(発電機回転数ωG÷モータ回転速度ωM)のズレ分だけ車輪駆動系の固有振動成分を除去し得ない。
このため、制振効果を確実に発揮することができず、図10の瞬時t1〜t2において駆動軸トルクTMおよびモータ回転速度ωMに図示のごとき振動が残ってしまうという問題があった。
As described above, the value to be filtered for vibration suppression is the value of (power generation torque TG × generator rotation speed ωG ÷ motor rotation speed ωM). Therefore, the vibration suppression filter processing is not applied to (generator rotation speed ωG ÷ motor rotation speed ωM), and the wheel drive system has a unique amount corresponding to the deviation (generator rotation speed ωG ÷ motor rotation speed ωM). The vibration component cannot be removed.
For this reason, there is a problem that the vibration damping effect cannot be surely exerted, and vibrations as shown in the drawing remain in the drive shaft torque TM and the motor rotational speed ωM at the instants t1 to t2 in FIG.
これに対し本実施例の発電制御装置にあっては、発電トルクに対し制振フィルタを直接施すのではなく、図7につき前述したごとく発電トルク(推定値)TG0*を一旦駆動トルク(推定値)TM_estに換算し、この駆動トルク(推定値)TM_estを制振フィルタ55により処理してフィルタ処理後駆動トルク(推定値)TM_est*を求め、このフィルタ処理後駆動トルク(推定値)TM_est*を発電駆動変換係数νで除算して最終的な発電トルク指令値TG*を求めて発電機4の制御(発電制御)に資するため、
制振フィルタ55が駆動トルク(推定値)TM_estに施されて発電制御に供されることとなる。
On the other hand, in the power generation control device of this embodiment, the vibration generation filter is not directly applied to the power generation torque, but the power generation torque (estimated value) TG0 * is temporarily set as the drive torque (estimated value) as described above with reference to FIG. ) Converted to TM_est, this drive torque (estimated value) TM_est is processed by the damping
The
このため本実施例によれば、上記したズレ分だけ車輪駆動系の固有振動成分を除去し得ないということがなくなり、図11の瞬時t1〜t2における駆動軸トルクTMおよびモータ回転速度ωMの経時変化から明らかなごとく、車輪駆動系の固有振動を全く誘起することなく、スムーズな加速が可能となる。
なお、ダイレクト配電制御に際して要求される、発電電力を余すことなくモータ4の駆動で使い切るという機能は本実施例の場合も従来と同様に得られ、バッテリ入出力電力を破線で示すごとく0kWに保って、バッテリ保護機能は所望通りに得ることができる。
For this reason, according to the present embodiment, it is no longer possible to remove the natural vibration component of the wheel drive system by the amount of deviation described above, and the drive shaft torque TM and the motor rotation speed ωM over time at the instants t1 to t2 in FIG. As is apparent from the change, smooth acceleration is possible without inducing any natural vibration of the wheel drive system.
In addition, the function of using the generated power in the driving of the
なお本実施例においては図7につき前述した通り、フィルタ処理前発電トルク指令値TG0*に発電駆動変換係数νを掛け合わせることにより、発電トルク指令値TG0*に対応するモータ駆動トルク推定値TM_estを求め、また、フィルタ処理後駆動トルク(推定値)TM_est*を発電駆動変換係数νで除算して最終的な発電トルク指令値TG*を求めるため、発電駆動速度比γだけでなく発電駆動効率ηをも考慮した制御となって、以下の効果を得ることができる。 In this embodiment, as described above with reference to FIG. 7, the motor drive torque estimated value TM_est corresponding to the power generation torque command value TG0 * is obtained by multiplying the power generation torque command value TG0 * before filtering by the power generation drive conversion coefficient ν. In addition, in order to obtain the final generated torque command value TG * by dividing the filtered drive torque (estimated value) TM_est * by the generated drive conversion coefficient ν, not only the generated drive speed ratio γ but also the generated drive efficiency η Therefore, the following effects can be obtained.
ダイレクト配電制御中に発電機2およびモータ4のトータル効率である発電駆動効率ηを考慮すると、駆動トルク指令値TM*は以下のように考えることができる。
まず、発電トルクTGと発電機回転速度ωGより発電機機械出力TG×ωGが得られ、インバータ等により電力に変換される際に発電機効率ηGが掛かるため、発電電力PGは、PG=TG×ωG×ηGとなる。
Considering the power generation drive efficiency η that is the total efficiency of the
First, the generator machine output TG × ωG is obtained from the generator torque TG and the generator rotation speed ωG, and the generator efficiency ηG is applied when converted into electric power by an inverter or the like. Therefore, the generated power PG is PG = TG × ωG × ηG.
次に、この発電電力PGを余すことなくモータ4で消費することになるので、モータ電力PMはPM=PGとなる。
モータ電力PMからモータ効率ηMが掛かってモータ機械出力PM'となり、モータ機械出力PM'に対してモータ回転速度ωMで割ることで駆動トルク指令値TM*が求まることになる。
すなわち、TM*=PG×ηM/ωM=TG×ωG×ηG×ηM/ωM=TG×(ωG/ωM)×(ηG×ηM)となる。
Next, since this generated power PG is consumed by the
The motor efficiency PM is multiplied from the motor power PM to obtain the motor machine output PM ′, and the drive torque command value TM * is obtained by dividing the motor machine output PM ′ by the motor rotation speed ωM.
That is, TM * = PG × ηM / ωM = TG × ωG × ηG × ηM / ωM = TG × (ωG / ωM) × (ηG × ηM).
ここで、η=ηG×ηMとすれば、TM*=TG×γ×ηと表すことができる。
このため、発電駆動速度比γ(ωG/ωM)に加えて、発電機2およびモータ4のトータル効率η(ηG×ηM)を用いることで、より精度よくモータ駆動トルク推定値TM_estを推定することができ、車輪駆動系の固有振動を確実に除去可能な発電トルク指令値TG*を算出することができる。
Here, if η = ηG × ηM, it can be expressed as TM * = TG × γ × η.
Therefore, by using the total efficiency η (ηG × ηM) of the
ただし本実施例では、図7に示すように、フィルタ処理前発電トルク指令値TG0*から、発電トルク指令値TG0*に対応するモータ駆動トルク推定値TM_estを求めるに際し、またフィルタ処理後駆動トルク(推定値)TM_est*から最終的な発電トルク指令値TG*を求めるに際しそれぞれ、発電駆動変換係数νを用いているが、この発電駆動変換係数νに代えて発電駆動速度比γを用いてももい。 However, in this embodiment, as shown in FIG. 7, when the motor drive torque estimated value TM_est corresponding to the power generation torque command value TG0 * is obtained from the power generation torque command value TG0 * before filtering, the driving torque after filtering ( (Estimated value) When determining the final power generation torque command value TG * from TM_est *, the power generation drive conversion coefficient ν is used, but the power generation drive speed ratio γ may be used instead of the power generation drive conversion coefficient ν. .
この場合、発電駆動効率ηが制御に反映されないこととなって、その分だけ制御精度の低下は否めないものの、発電駆動変換係数νを用いた場合と略同様な効果を以下のように得ることができる。
ダイレクト配電制御中は、発電電力を余すことなくモータ4で消費することを行うため、駆動トルク指令値TM*は、発電電力PGおよびモータ回転速度ωMからTM*=PG/ωMとして算出される。
In this case, the power generation drive efficiency η is not reflected in the control, and although the reduction in control accuracy cannot be denied by that amount, substantially the same effect as the case where the power generation drive conversion coefficient ν is used is obtained as follows. Can do.
During direct power distribution control, the generated power is consumed by the
ここで、発電電力PGは発電トルクTGと発電機回転速度ωGより、PG=TG×ωGと表すことができるため、最終的に駆動トルク指令値TM*は、TM*=TG×ωG/ωMと表すことができる。
このため、発電駆動速度比γ(ωG/ωM)を用いることで、発電トルク指令値から精度よく駆動トルク推定値を推定することができ、この駆動トルク推定値に制振フィルタを施した上で発電トルク指令値に再度換算することにより、車輪駆動系の固有振動を確実に除去可能な発電トルク指令値を算出することができる。
Here, since the generated power PG can be expressed as PG = TG × ωG from the generated torque TG and the generator rotational speed ωG, the final drive torque command value TM * is TM * = TG × ωG / ωM. Can be represented.
Therefore, by using the power generation drive speed ratio γ (ωG / ωM), it is possible to accurately estimate the drive torque estimated value from the power generation torque command value, and after applying a damping filter to the drive torque estimated value By converting again into the power generation torque command value, it is possible to calculate a power generation torque command value that can reliably remove the natural vibration of the wheel drive system.
<第2実施例の発電制御>
図12は、本発明の第2実施例になる発電制御装置を示す、図6と同様な機能別ブロック線図である。
本実施例においても、基本的な構成は図1〜9につき前述したと同様なものとし、図2のステップS23で行う発電機制御を、図6に代えて図12のブロック線図に示すごとくに行う点が異なるのみとする。
従って、図12において、図6と同様に機能するブロックには同一符号を付して示した。
<Power generation control of the second embodiment>
FIG. 12 is a functional block diagram similar to FIG. 6 showing the power generation control apparatus according to the second embodiment of the present invention.
Also in this embodiment, the basic configuration is the same as described above with reference to FIGS. 1 to 9, and the generator control performed in step S23 of FIG. 2 is as shown in the block diagram of FIG. 12 instead of FIG. The only difference is that
Accordingly, in FIG. 12, blocks that function in the same way as in FIG. 6 are given the same reference numerals.
本実施例においては、図6における減算器42および制振フィルタ処理部48間におけるブロック43〜47を第1発電トルク指令値演算ブロック70に置換する。
ブロック70では、減算器42において求めた、発電機回転速度目標値ωG*と発電機回転速度計測値ωGとの間における発電機回転速度偏差偏差ΔωGに基づき、これに比例制御ゲインKpを乗じてΔωG=0にするための比例制御量(トルク値)を算出すると共に、発電機回転速度偏差偏差ΔωGの積分値(ΔωG/s)に積分制御ゲインKiを乗じてΔωG=0にするための積分制御量(トルク値)を算出し、これら比例制御量(トルク値)および積分制御量(トルク値)を合算して第1発電トルク指令値TG1*を求める。
In the present embodiment, the
In
制振フィルタ処理部48は、車両(車輪駆動系)の固有振動成分を低減するためのフィルタで、上記の第1発電トルク指令値TG1*を当該フィルタに通して、車両(車輪駆動系)の固有振動成分が除去されたフィルタ処理後の最終的な発電トルク指令値TG*を求める。
The vibration suppression
制振フィルタ処理部48は図7のブロック線図につき前述したと同様な構成になるものであるが、本実施例では図7に明記したとおり、第1発電トルク指令値TG1*をフィルタ処理前発電トルク指令値TG0*として乗算器54に入力し、ここで、フィルタ処理前発電トルク指令値TG0*(TG1*)と発電駆動変換係数ν(発電駆動速度比γ×発電駆動効率η)との乗算により、発電トルク指令値TG0*(TG1*)に対応するモータ駆動トルク推定値TM_estを求める。
The vibration suppression
次に、このモータ駆動トルク推定値TM_estに図7の制振フィルタ55を施して、車両(車輪駆動系)の固有振動成分が除去されたフィルタ処理後モータ駆動トルク推定値TM_est*を算出し、
更に除算器53で、このフィルタ処理後モータ駆動トルク推定値TM_est*を発電駆動変換係数νで除算することにより、最終的な発電トルク指令値TG*を算出して発電機2の制御に資する。
Next, the motor drive torque estimated value TM_est * is obtained by applying the
Further, the
<第2実施例の効果>
上記した第2実施例の発電制御装置にあっても、発電トルクに対し制振フィルタを直接施すのではなく、発電トルク(推定値)TG0*を一旦駆動トルク(推定値)TM_estに換算し、この駆動トルク(推定値)TM_estを制振フィルタ55により処理した後の駆動トルク(推定値)TM_est*を求め、このフィルタ処理後駆動トルク(推定値)TM_est*を発電駆動変換係数νで除算して最終的な発電トルク指令値TG*を求めて発電機4の制御(発電制御)に資するため、
制振フィルタ55が駆動トルク(推定値)TM_estに施されて発電制御に供されることとなり、図11につき前述した第1発明と同様な効果、つまり同図の瞬時t1〜t2における駆動軸トルクTMおよびモータ回転速度ωMの経時変化によって示すとおり、これら駆動軸トルクTMおよびモータ回転速度ωMから車輪駆動系の固有振動を除去することができ、スムーズな加速が可能である。
<Effect of the second embodiment>
Even in the power generation control device of the second embodiment described above, instead of directly applying a vibration suppression filter to the power generation torque, the power generation torque (estimated value) TG0 * is temporarily converted into a drive torque (estimated value) TM_est, The drive torque (estimated value) TM_est * after processing this drive torque (estimated value) TM_est by the
The
<第3実施例の発電制御>
図13は、本発明の第3実施例になる発電制御装置を示す、図6と同様な機能別ブロック線図である。
本実施例においても、基本的な構成は図1〜9につき前述したと同様なものとし、図2のステップS23で行う発電機制御を、図6に代えて図13のブロック線図に示すごとくに行う点が異なるのみとする。
従って、図13において、図6と同様に機能するブロックには同一符号を付して示した。
<Power generation control of the third embodiment>
FIG. 13 is a functional block diagram similar to FIG. 6 showing the power generation control apparatus according to the third embodiment of the present invention.
Also in this embodiment, the basic configuration is the same as described above with reference to FIGS. 1 to 9, and the generator control performed in step S23 of FIG. 2 is as shown in the block diagram of FIG. 13 instead of FIG. The only difference is that
Therefore, in FIG. 13, blocks having the same functions as those in FIG.
前記した第1,2実施例(図6,12)では、制振フィルタ処理部48による処理を、発電機回転速度偏差ΔωGから求めた発電トルク指令値TG0*(TG1*またはTG2*)に対して施したが、本実施例は、制振フィルタ処理部48による処理をエンジントルク目標値TE0*に対して施すよう構成したものである。
In the first and second embodiments (FIGS. 6 and 12) described above, the processing by the damping
このフィルタ処理は、図7における発電トルク指令値TG0*(TG1*またはTG2*)をエンジントルク目標値TE0*と読み替えて、第1,2実施例と同様に行うことができ、エンジントルク目標値TE0*を制振フィルタ処理部48によりフィルタ処理してエンジントルク指令値TE*となし、エンジンコントローラ11によるエンジン制御に資する。
This filter processing can be performed in the same manner as in the first and second embodiments by replacing the power generation torque command value TG0 * (TG1 * or TG2 *) in FIG. 7 with the engine torque target value TE0 *. TE0 * is filtered by the vibration suppression
そして、制振フィルタ処理部48による処理を必要としなくなった発電機回転速度目標値ωG*は、発電機回転速度制御部80に入力する。
この発電機回転速度制御部90は、図6のブロック42〜47によると同様な要領で第2発電トルク指令値TG2*を求め、これをそのまま最終的な発電トルク指令値TG*として発電機2の制御に資するか、
若しくは、図12のブロック42および70によると同様な要領で第1発電トルク指令値TG1*を求め、これをそのまま最終的な発電トルク指令値TG*として発電機2の制御に資するものとする。
Then, the generator rotational speed target value ωG * that no longer requires processing by the vibration suppression
The generator rotation speed control unit 90 obtains the second power generation torque command value TG2 * in the same manner as in
Alternatively, the first power generation torque command value TG1 * is obtained in the same manner as in
<第3実施例の効果>
上記した第3実施例の発電制御装置にあっても、発電トルクに対し制振フィルタを直接施すのではなく、発電機2を駆動するエンジン1のトルク目標値TE0*に対して制振フィルタ処理部48による処理を施してエンジントルク指令値TE*となし、エンジン1の運転制御、つまり発電機4の制御(発電制御)に資するため、
図11につき前述した第1発明と同様な効果、つまり同図の瞬時t1〜t2における駆動軸トルクTMおよびモータ回転速度ωMの経時変化によって示すとおり、これら駆動軸トルクTMおよびモータ回転速度ωMから車輪駆動系の固有振動を除去することができ、スムーズな加速が可能である。
<Effect of the third embodiment>
Even in the power generation control device of the third embodiment described above, the vibration suppression filter process is not performed directly on the generated torque but on the torque target value TE0 * of the
As shown by the effect similar to that of the first invention described above with reference to FIG. 11, that is, the change over time of the drive shaft torque TM and the motor rotational speed ωM at the instants t1 to t2 in FIG. The natural vibration of the drive system can be removed, and smooth acceleration is possible.
1 エンジン(機関)
2 発電機
3 発電装置
4 駆動モータ(モータ)
5 終減速機
6L,6R 左右駆動輪
7 バッテリ
8 発電側インバータ
9 駆動側インバータ
10 システムコントローラ
11 エンジンコントローラ
12 発電機コントローラ
13 バッテリコントローラ
14 モータコントローラ
15 車速センサ
16 アクセル開度センサ
17 勾配センサ
31 モータ要求駆動トルク演算部
32 モータ要求出力演算部
33 モータ駆動損失演算部
34 加算器
41 エンジン運転点演算ブロック
42 減算器
43 第1発電トルク指令値演算部
44 減算器
45〜47 演算ブロック
48 制振フィルタ処理部
51,56 除算器
52〜54 乗算器
55 制振フィルタ
61 モータ駆動損失演算部
62 減算器
63 除算器
70 第1発電トルク指令値演算ブロック
80 発電機回転速度制御部
1 Engine (Engine)
2 Generator
3 Power generator
4 Drive motor (motor)
5 Final reduction gear
6L, 6R left and right drive wheels
7 Battery
8 Power generation side inverter
9 Drive side inverter
10 System controller
11 Engine controller
12 Generator controller
13 Battery controller
14 Motor controller
15 Vehicle speed sensor
16 Accelerator position sensor
17 Gradient sensor
31 Motor required drive torque calculator
32 Motor request output calculation section
33 Motor drive loss calculator
34 Adder
41 Engine operating point calculation block
42 Subtractor
43 First power generation torque command value calculation section
44 Subtractor
45-47 computation block
48 Vibration suppression filter processor
51,56 Divider
52-54 multiplier
55 Damping filter
61 Motor drive loss calculator
62 Subtractor
63 Divider
70 First power generation torque command value calculation block
80 Generator rotation speed controller
Claims (4)
前記機関および発電機から成る発電装置は、該機関が所定の回転速度およびトルクで車両の要求駆動力を発生するよう運転された場合におけるフィルタ処理前の発電トルク指令値TGO * またはフィルタ処理前の機関トルク目標値TEO * に対応するモータ駆動トルク推定値TM estに基づき制御するよう構成し、
該モータ駆動トルク推定値TM estを前記発電装置の制御に用いるのに先立ち、車両の固有振動成分を低減する制振フィルタによりフィルタ処理し、該フィルタ処理により得られたモータ駆動トルク指令値TM est * を前記発電装置の制御に資するよう構成した、
ことを特徴とする電動車両の発電制御装置。 In a power generation control device for an electric vehicle capable of traveling by driving a motor using an electric power from a generator driven by an engine as an energy source,
The power generation device including the engine and the generator has a power generation torque command value TGO * before filtering or a value before filtering when the engine is operated to generate a required driving force of the vehicle at a predetermined rotational speed and torque . It is configured to control based on the motor drive torque estimated value TM est corresponding to the engine torque target value TEO * ,
Prior to using the estimated motor driving torque value TM est for control of the power generation device, the motor driving torque command value TM est obtained by the filtering process is filtered by a damping filter that reduces the natural vibration component of the vehicle. * Is configured to contribute to the control of the power generator,
An electric power generation control device for an electric vehicle.
前記機関が前記所定の回転速度およびトルクで車両の要求駆動力を発生するよう運転された場合における前記発電機の回転速度によって得られる前記フィルタ処理前の発電トルク指令値TGO * に対応するモータ駆動トルク推定値TM estを前記フィルタ処理して得られるフィルタ処理後の前記モータ駆動トルク指令値TM est * を前記発電装置の制御に資するよう構成した、
ことを特徴とする電動車両の発電制御装置。 The power generation control device for an electric vehicle according to claim 1,
Motor drive corresponding to the pre-filtering power generation torque command value TGO * obtained by the rotational speed of the generator when the engine is operated to generate the required driving force of the vehicle at the predetermined rotational speed and torque and configured to contribute to the torque estimated value TM est the filtering process above motor drive torque command value after the filtering process obtained by TM est * to control of the power generation device,
An electric power generation control device for an electric vehicle.
前記モータ駆動トルク推定値TM estの推定に際しては、前記発電機の回転速度ωGと前記モータの回転速度ωMとの速度比である発電駆動速度比γ、および、前記機関が前記所定の回転速度およびトルクで車両の要求駆動力を発生するのに必要な機関回転速度に対応した前記発電機の回転速度目標値を実現するためのフィルタ処理前の発電トルク指令値TGO * から、これら発電駆動速度比γおよびフィルタ処理前の発電トルク指令値TGO * の乗算によりモータ駆動トルク推定値TM_estを求め、
該モータ駆動トルク推定値TM_estを前記フィルタ処理して得られるフィルタ処理後のモータ駆動トルク推定値TM_est*を前記発電駆動速度比γで除算して前記発電装置をトルク制御するよう構成した、
ことを特徴とする電動車両の発電制御装置。 In the power generation control device for an electric vehicle according to claim 2,
In estimating the motor drive torque estimated value TM est , a power generation drive speed ratio γ that is a speed ratio between the rotational speed ωG of the generator and the rotational speed ωM of the motor, and the engine has the predetermined rotational speed and From the power generation torque command value TGO * before filter processing for realizing the generator rotational speed target value corresponding to the engine rotational speed necessary for generating the required driving force of the vehicle by torque, these power generation driving speed ratios The motor drive torque estimated value TM_est is obtained by multiplying γ and the power generation torque command value TGO * before filtering ,
The motor drive torque estimated value TM_est * after the filter processing obtained by the filter processing of the motor drive torque estimated value TM_est is divided by the power generation drive speed ratio γ to control the power generation device.
An electric power generation control device for an electric vehicle.
前記発電駆動速度比γに代え、該発電駆動速度比γに、前記発電機およびモー
タの効率ηG,ηMを乗算して得られる発電駆動変換係数νを用いるよう構成した、
ことを特徴とする電動車両の発電制御装置。 In the power generation control device for an electric vehicle according to claim 3,
Instead of the power generation drive speed ratio γ, the power generation drive speed ratio γ is configured to use a power generation drive conversion coefficient ν obtained by multiplying the generator and motor efficiency ηG, ηM,
An electric power generation control device for an electric vehicle.
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