JP4683382B2 - Electric vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、直流電源の電圧を変換手段で変換してシステム電圧を発生させ、このシステム電圧によってインバータを介して交流モータを駆動するシステムを搭載した電気自動車の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an electric vehicle equipped with a system in which a voltage of a DC power source is converted by a conversion means to generate a system voltage and an AC motor is driven by the system voltage via an inverter.
車両の動力源として交流モータを搭載した電気自動車においては、例えば特許文献1(特開2004−274945号公報)に記載されているように、車両の駆動輪を駆動するための交流モータと、内燃機関で駆動されて発電するための交流モータとを備え、直流電源(二次電池)の電圧を昇圧コンバータで昇圧した直流電圧を電源ラインに発生させ、この電源ラインに、それぞれインバータを介して各交流モータを接続し、昇圧コンバータで昇圧した直流電圧をインバータで交流電圧に変換して交流モータを駆動したり、交流モータで発電した交流電圧をインバータで直流電圧に変換して、この直流電圧を昇圧コンバータで降圧してバッテリに回収させるようにしたものがある。 In an electric vehicle equipped with an AC motor as a power source for a vehicle, for example, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-274945), an AC motor for driving a drive wheel of a vehicle and an internal combustion engine are disclosed. An AC motor driven by an engine to generate electric power, and a DC voltage obtained by boosting a voltage of a DC power source (secondary battery) by a boost converter is generated in the power line, and each power line is connected to each of the power lines via an inverter. An AC motor is connected and the DC voltage boosted by the boost converter is converted to AC voltage by an inverter to drive the AC motor, or the AC voltage generated by the AC motor is converted to DC voltage by the inverter and this DC voltage is converted. Some are stepped down by a step-up converter and collected by a battery.
このようなシステムにおいては、電源ラインの電圧を安定化させるために、昇圧コンバータで電源ラインの電圧を目標電圧に制御すると共に、電源ラインに接続された平滑コンデンサで電源ラインの電圧を平滑するようにしたものがある。
しかし、車両の運転状態の変化等によって一方の交流モータの駆動電力と他方の交流モータの発電電力との関係(2つの交流モータの電力収支)が大きく変化した場合、それによって生じる電源ラインの電圧変動を昇圧コンバータや平滑コンデンサで吸収しきれずに電源ラインの電圧が過大になって、電源ラインに接続された電子機器に過電圧が印加されてしまう可能性がある。この対策として、昇圧コンバータの高性能化や平滑コンデンサの大容量化によって電源ラインの電圧安定化効果を高める方法があるが、この方法では、昇圧コンバータや平滑コンデンサの大型化、高コスト化を招いてしまい、システムの小型化、低コスト化の要求を満たすことができないという問題がある。 However, when the relationship between the driving power of one AC motor and the generated power of the other AC motor (power balance of the two AC motors) changes greatly due to changes in the driving state of the vehicle, etc., the voltage of the power line generated by the change The fluctuation may not be absorbed by the boost converter or the smoothing capacitor, the voltage of the power supply line becomes excessive, and the overvoltage may be applied to the electronic device connected to the power supply line. As a countermeasure, there is a method to increase the voltage stabilization effect of the power supply line by increasing the performance of the boost converter and increasing the capacity of the smoothing capacitor. However, this method increases the size and cost of the boost converter and smoothing capacitor. As a result, there is a problem that it is impossible to satisfy the demands for downsizing and cost reduction of the system.
尚、上記特許文献1では、直流電源の故障時に直流電源と昇圧コンバータとの間をリレーで遮断する際に2つの交流モータのエネルギの総和(電力収支)を「0」にするようにインバータを制御する技術が開示されているが、この技術は、直流電源の故障時の対策であって、直流電源の正常時には電源ラインの電圧安定化効果を高めることができない。また、仮に、通常時に2つの交流モータのエネルギの総和を「0」にするようにインバータを制御しようとしても、一方の交流モータが車両の駆動軸に連結され、他方の交流モータが内燃機関の出力軸に連結されている場合(つまり2つの交流モータが挙動の異なる要素に連結されている場合)や、車両の運転状態が変化する過渡時のようにインバータ制御の演算遅れの影響が大きくなる場合には、2つの交流モータのエネルギの総和を「0」にするように制御するのは極めて困難である。更に、内燃機関に連結されている交流モータは、内燃機関のトルク変動に起因する電力変動を避けられず、これが2つの交流モータのエネルギの総和を「0」にする制御を更に困難にする。
In
本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、システムの小型化、低コスト化の要求を満たしながら、電源ラインの電圧安定化効果を高めることができる電気自動車の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of these circumstances. Therefore, the object of the present invention is to enhance the voltage stabilization effect of the power supply line while satisfying the demands for system miniaturization and cost reduction. It is to provide a control device for an electric vehicle.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、直流電源の電圧を変換して電源ラインにシステム電圧を発生させる変換手段と、電源ラインに接続されたインバータ及び該インバータで駆動される交流モータからなる少なくとも1つのモータ駆動ユニット(以下「MGユニット」と表記する)とを備えた電気自動車の制御装置において、モータ指令電流設定手段によって交流モータに流れるモータ電流の指令値を設定すると共に、モータ電流検出手段によってモータ電流を検出して、電流制御手段によってモータ電流の指令値とモータ電流の検出値とに基づいてMGユニットに指令信号を出力してモータ電流を制御するモータ電流制御を実行し、システム電圧制御手段によって交流モータのトルク発生に必要な電力とは異なる入力電力を操作してシステム電圧の変動を抑制するシステム電圧安定化制御を実行するようにモータ指令電流設定手段に指令信号を出力する。更に、電流制御手段は、システム電圧安定化制御の際に、モータ電流の指令値とモータ電流の検出値とに基づいてモータ電流の過渡特性を設定して該過渡特性に基づいてモータ電流制御の制御ゲインを設定することで、モータ電流を指令値に収束させるようにMGユニットに指令信号を出力する構成としたものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
この構成では、システム電圧安定化制御を実行することでMGユニット(交流モータ)の入力電力を操作してシステム電圧の変動を抑制することが可能となるため、車両の運転状態の変化等によって交流モータの電力収支が大きく変化した場合でも、システム電圧(電源ラインの電圧)を効果的に安定化させることができる。しかも、変換手段の高性能化や平滑手段の大容量化を行うことなく、電源ラインの電圧安定化効果を高めることができ、システムの小型化、低コスト化の要求を満たすことができる。 In this configuration, since the system voltage stabilization control is executed, the input power of the MG unit (AC motor) can be operated to suppress fluctuations in the system voltage. Even when the power balance of the motor changes greatly, the system voltage (power line voltage) can be effectively stabilized. In addition, the voltage stabilizing effect of the power supply line can be enhanced without increasing the performance of the conversion means and increasing the capacity of the smoothing means, and the requirements for downsizing and cost reduction of the system can be satisfied.
また、システム電圧安定化制御の際に、交流モータのトルク発生に必要な電力とは異なる入力電力(つまり無効電力)を操作してシステム電圧を制御するため、交流モータのトルクをほぼ一定(例えばトルク指令値)に保持したまま交流モータの入力電力を操作してシステム電圧を制御することができ、車両の運転状態に悪影響を及ぼすことなくシステム電圧の変動を抑制することができる。 In addition, during system voltage stabilization control, the system voltage is controlled by operating input power (that is, reactive power) that is different from the power required for generating torque of the AC motor, so that the torque of the AC motor is substantially constant (for example, The system voltage can be controlled by operating the input power of the AC motor while maintaining the torque command value), and fluctuations in the system voltage can be suppressed without adversely affecting the driving state of the vehicle.
ところで、システム電圧安定化制御の際に、交流モータのトルク発生に必要な電力とは異なる入力電力(つまり無効電力)を操作する場合には、例えば、図4に示すように、トルク発生に寄与するトルク制御電流ベクトルに対して無効電力を所定量だけ変化させる電力制御電流ベクトルを求め、トルク制御電流ベクトルに電力制御電流ベクトルを合成して最終的な指令電流ベクトルを求める。この指令電流ベクトルは、トルク制御電流ベクトルと同じトルクを発生する電流ベクトルであり、トルク制御電流ベクトルを通る定トルク曲線A(同一トルクを発生する電流を表す曲線)上の電流ベクトルとなる。
By the way, when operating the input power (that is, reactive power) different from the power required for generating the torque of the AC motor during the system voltage stabilization control, for example, as shown in FIG. 4, it contributes to the torque generation. A power control current vector for changing the reactive power by a predetermined amount with respect to the torque control current vector to be obtained is obtained, and the power control current vector is synthesized with the torque control current vector to obtain a final command current vector. This command current vector is a current vector that generates the same torque as the torque control current vector, and is a current vector on a constant torque curve A (curve representing a current that generates the same torque) that passes through the torque control current vector.
このようにして指令電流ベクトルを求めた後、指令電流ベクトル(モータ電流の指令値)と検出電流ベクトル(モータ電流の検出値)との偏差が小さくなるようにMGユニットを制御して電流ベクトルを指令電流ベクトルに収束させる。この場合、電流ベクトルが指令電流ベクトルへ変化する過渡時に、図4に矢印Bで示すように、電流ベクトルが定トルク曲線Aに沿って変化すれば、トルク変動がほとんど発生しないが、図4に矢印Cで示すように、電流ベクトルが定トルク曲線Aから大きく外れると、不快なトルク変動(図5参照)が発生する可能性がある。 After obtaining the command current vector in this way, the MG unit is controlled so that the deviation between the command current vector (motor current command value) and the detected current vector (motor current detection value) becomes small. It converges to the command current vector. In this case, if the current vector changes along the constant torque curve A as shown by the arrow B in FIG. 4 during the transition in which the current vector changes to the command current vector, torque fluctuation hardly occurs. As indicated by the arrow C, if the current vector deviates significantly from the constant torque curve A, an unpleasant torque fluctuation (see FIG. 5) may occur.
この対策として、本発明は、システム電圧安定化制御の際に、モータ電流の指令値とモータ電流の検出値とに基づいてモータ電流の過渡特性を設定して該過渡特性でモータ電流を指令値に収束させるようにMGユニットに指令信号を出力するようにしている。このようにすれば、システム電圧安定化制御の際に、指令電流ベクトル(モータ電流の指令値)と検出電流ベクトル(モータ電流の検出値)との偏差が小さくなるようにMGユニットを制御して電流ベクトルを指令電流ベクトルに収束させるときに、電流ベクトルが定トルク曲線に沿って変化するように電流ベクトルの過渡特性を設定して、その過渡特性で電流ベクトルを指令電流ベクトルに収束させることができ、電流ベクトルが指令電流ベクトルへ変化する過渡時に、不快なトルク変動が発生することを防止できる。 As a countermeasure against this, the present invention sets a motor current transient characteristic based on the motor current command value and the detected motor current value during the system voltage stabilization control, and sets the motor current to the command value based on the transient characteristic. A command signal is output to the MG unit so as to converge. In this way, during the system voltage stabilization control, the MG unit is controlled so that the deviation between the command current vector (motor current command value) and the detected current vector (motor current detection value) becomes small. When the current vector is converged to the command current vector, the transient characteristic of the current vector is set so that the current vector changes along the constant torque curve, and the current vector is converged to the command current vector by the transient characteristic. It is possible to prevent unpleasant torque fluctuations from occurring during a transition in which the current vector changes to the command current vector.
また、システム電圧安定化制御の具体的な制御方法は、請求項2のように、システム電圧の目標値を目標電圧設定手段により設定すると共に、システム電圧を電圧検出手段により検出して、システム電圧の目標値と検出したシステム電圧とに基づいてMGユニットの入力電力操作量を演算し、この入力電力操作量に基づいてモータ指令電流設定手段に指令信号を出力してシステム電圧を制御するようにしても良い。このようにすれば、システム電圧の目標値とシステム電圧の検出値との偏差を小さくするようにMGユニットの入力電力を制御することができ、システム電圧の変動を確実に抑制することができる。
Further, according to a specific control method of the system voltage stabilization control, the target value of the system voltage is set by the target voltage setting means, and the system voltage is detected by the voltage detection means, as in
この場合、請求項3のように、電圧検出手段で検出したシステム電圧のうちの所定の周波数以下の成分を通過させる第一の低域通過手段を設け、この第一の低域通過手段を通過した所定の周波数以下のシステム電圧を用いてMGユニットの入力電力操作量を演算するようにしても良い。このようにすれば、MGユニットの入力電力操作量を演算する際に、システム電圧の検出値に含まれるノイズ成分(高周波成分)を第一の低域通過手段によって除去したシステム電圧を用いることができ、MGユニットの入力電力操作量の演算精度を向上させることができる。 In this case, as in claim 3, a first low-pass means for passing a component having a predetermined frequency or less in the system voltage detected by the voltage detection means is provided, and the first low-pass means is passed. The input power manipulated variable of the MG unit may be calculated using a system voltage equal to or lower than the predetermined frequency. In this way, when calculating the input power manipulated variable of the MG unit, the system voltage obtained by removing the noise component (high frequency component) included in the detected value of the system voltage by the first low-pass means is used. It is possible to improve the calculation accuracy of the input power manipulated variable of the MG unit.
ところで、MGユニット(交流モータ)の入力電力を操作してシステム電圧の変動を抑制するシステム電圧安定化制御を行うと、このMGユニットの入力電力操作によるシステム電圧の制御と変換手段によるシステム電圧の制御とが互いに干渉する可能性がある。 By the way, when system voltage stabilization control is performed to control system voltage fluctuation by manipulating the input power of the MG unit (AC motor), the system voltage is controlled by the input power operation of the MG unit and the system voltage of the conversion means is changed. Controls can interfere with each other.
この対策として、請求項4のように、変換電力制御手段により変換手段の入力電力又は出力電力(以下「変換電力」という)を制御するようにしても良い。具体的には、請求項5のように、変換電力の指令値を変換電力指令値演算手段により演算すると共に、変換電力を変換電力検出手段により検出して、変換電力の指令値と検出した変換電力とに基づいて変換電力の制御量を演算し、この変換電力の制御量に基づいて変換電力を制御するようにしても良い。このようにすれば、システム電圧安定化制御(MGユニットの入力電力操作によるシステム電圧の制御)の影響で変換電力(変換手段の入力電力又は出力電力)が変動しても、変換電力の指令値と検出した変換電力との偏差を小さくするように変換電力を制御することができ、MGユニットの入力電力操作によるシステム電圧の制御と変換手段によるシステム電圧の制御との干渉を防止することができる。 As a countermeasure, the conversion power control means may control the input power or output power (hereinafter referred to as “conversion power”) of the conversion means as in claim 4. Specifically, as in claim 5, the conversion power command value is calculated by the conversion power command value calculation means, the conversion power is detected by the conversion power detection means, and the conversion power detected as the conversion power command value is detected. The control amount of the conversion power may be calculated based on the power, and the conversion power may be controlled based on the control amount of the conversion power. In this way, even if the conversion power (input power or output power of the conversion means) fluctuates due to the influence of the system voltage stabilization control (system voltage control by the input power operation of the MG unit), the command value of the conversion power The conversion power can be controlled so as to reduce the deviation between the detected conversion power and the detected conversion power, and interference between the control of the system voltage by the input power operation of the MG unit and the control of the system voltage by the conversion means can be prevented. .
また、変換電力の指令値は、請求項6のように、電源ラインに接続されたMGユニットを含む全ての電気負荷の入力電力(例えばMGユニットの入力電力の合計値に商用100Vの電気機器を駆動するDCACコンバータ等のMGユニット以外の電力負荷を加算した電力)に基づいて変換電力の指令値を演算するようにしても良い。MGユニットの入力電力を制御すると、MGユニットを含む全ての電気負荷の入力電力の合計値が変化するため、MGユニットを含む全ての電気負荷の入力電力の合計値に基づいて変換電力の指令値を演算すれば、MGユニットの入力電力操作の影響を精度良く反映した変換電力の指令値を演算することができる。 Moreover, the command value of the conversion power is the input power of all electric loads including the MG unit connected to the power supply line (for example, a commercial 100V electric device is added to the total value of the input power of the MG unit). The command value of the converted power may be calculated based on the power obtained by adding a power load other than the MG unit such as a DCAC converter to be driven. When the input power of the MG unit is controlled, the total value of the input power of all the electric loads including the MG unit changes. Therefore, the converted power command value is based on the total value of the input power of all the electric loads including the MG unit. Is calculated, it is possible to calculate the command value of the converted power that accurately reflects the influence of the input power operation of the MG unit.
この場合、請求項7のように、電源ラインに接続されたMGユニットを含む全ての電気負荷の入力電力のうちの所定の周波数以下の成分を通過させる第二の低域通過手段を設け、この第二の低域通過手段を通過した所定の周波数以下の電力に基づいて変換電力の指令値を演算するようにしても良い。このようにすれば、MGユニットを含む全ての電気負荷の入力電力の合計値に含まれるノイズ成分(高周波成分)を第二の低域通過手段によって除去した電力に基づいて変換電力の指令値を精度良く演算することができると共に、帯域を制限することで変換手段の高速化を防止できるため、変換手段の性能を低減でき、小型化できるため車両搭載には有利となる。 In this case, as in the seventh aspect, the second low-pass means for passing a component having a frequency equal to or lower than a predetermined frequency out of the input power of all electric loads including the MG unit connected to the power supply line is provided. You may make it calculate the command value of conversion electric power based on the electric power below the predetermined frequency which passed the 2nd low-pass means. In this way, the command value of the conversion power is set based on the power obtained by removing the noise component (high frequency component) included in the total value of the input power of all electric loads including the MG unit by the second low-pass means. Since calculation can be performed with high accuracy and the speed of the conversion means can be prevented by limiting the band, the performance of the conversion means can be reduced and the size can be reduced, which is advantageous for mounting in a vehicle.
また、変換電力の検出は、請求項8のように、システム電圧の目標値又は検出したシステム電圧と、検出した変換手段の出力電流とに基づいて変換電力を演算するようにしても良い。このようにすれば、変換電力を精度良く演算することができる。 The conversion power may be detected by calculating the conversion power based on the target value of the system voltage or the detected system voltage and the detected output current of the conversion means. In this way, the conversion power can be calculated with high accuracy.
この場合、請求項9のように、電流検出手段で検出した変換手段の出力電流のうちの所定の周波数以下の成分を通過させる第三の低域通過手段を設け、この第三の低域通過手段を通過した所定の周波数以下の出力電流を用いて変換電力を演算するようにしても良い。このようにすれば、変換電力を演算する際に、変換手段の出力電流の検出値に含まれるノイズ成分(高周波成分)を第三の低域通過手段により除去した後の出力電流を用いることができ、変換電力の演算精度を向上させることができる。 In this case, as in claim 9, there is provided third low-pass means for passing a component having a frequency equal to or lower than a predetermined frequency in the output current of the converting means detected by the current detecting means, and this third low-pass means is provided. You may make it calculate conversion electric power using the output current below the predetermined frequency which passed the means. In this way, when calculating the conversion power, the output current after the noise component (high frequency component) included in the detected value of the output current of the conversion means is removed by the third low-pass means is used. It is possible to improve the calculation accuracy of the conversion power.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
まず、図1に基づいて電気自動車の駆動システムの概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン12と第1の交流モータ13及び第2の交流モータ14が搭載され、エンジン12と第2の交流モータ14が車輪11を駆動する動力源となる。エンジン12のクランク軸15の動力は、遊星ギヤ機構16で二系統に分割される。この遊星ギヤ機構16は、中心で回転するサンギヤ17と、このサンギヤ17の外周を自転しながら公転するプラネタリギヤ18と、このプラネタリギヤ18の外周を回転するリングギヤ19とから構成され、プラネタリギヤ18には図示しないキャリアを介してエンジン12のクランク軸15が連結され、リングギヤ19には第2の交流モータ14の回転軸が連結され、サンギヤ17には、主に発電機として使用する第1の交流モータ13が連結されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a schematic configuration of an electric vehicle drive system will be described with reference to FIG. An
二次電池等からなる直流電源20には昇圧コンバータ21(変換手段)が接続され、この昇圧コンバータ21は、直流電源20の直流電圧を昇圧して電源ライン22とアースライン23との間に直流のシステム電圧を発生させたり、このシステム電圧を降圧して直流電源20に電力を戻す機能を持つ。電源ライン22とアースライン23との間には、システム電圧を平滑化する平滑コンデンサ24や、システム電圧を検出する電圧センサ25(電圧検出手段)が接続され、電流センサ26(電流検出手段)によって電源ライン22に流れる電流が検出される。
A step-up converter 21 (conversion means) is connected to the
更に、電源ライン22とアースライン23との間には、電圧制御型の三相の第1のインバータ27と第2のインバータ28が接続され、第1のインバータ27で第1の交流モータ13が駆動される共に、第2のインバータ28で第2の交流モータ14が駆動される。第1のインバータ27と第1の交流モータ13で第1のモータ駆動ユニット(以下「第1のMGユニット」と表記する)29が構成され、第2のインバータ28と第2の交流モータ14で第2のモータ駆動ユニット(以下「第2のMGユニット」と表記する)30が構成されている。
Further, a voltage-controlled three-phase
メイン制御装置31は、車両全体を総合的に制御するコンピュータであり、アクセル操作量(アクセルペダルの操作量)を検出するアクセルセンサ32、車両の前進運転や後退運転やパーキング或はニュートラルなどのシフト操作を検出するシフトスイッチ33、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ34、車速を検出する車速センサ35等の各種センサやスイッチの出力信号を読み込んで車両の運転状態を検出する。このメイン制御装置31は、エンジン12の運転を制御するエンジン制御装置36と、第1及び第2の交流モータ13,14の運転を制御するモータ制御装置37との間で制御信号やデータ信号を送受信し、各制御装置36,37によって車両の運転状態に応じてエンジン12と第1及び第2の交流モータ13,14の運転を制御する。
The
次に、図2乃至図7に基づいて第1及び第2の交流モータ13,14の制御について説明する。図2に示すように、第1及び第2の交流モータ13,14は、それぞれ三相永久磁石式同期モータで、永久磁石が内装されたものであり、それぞれロータの回転位置を検出するロータ回転位置センサ39,40が搭載されている。また、電圧制御型の三相の第1のインバータ27は、モータ制御装置37から出力される三相の電圧指令信号UU1 ,UV1 ,UW1 に基づいて、電源ライン22の直流電圧(昇圧コンバータ21によって昇圧されたシステム電圧)を三相の交流電圧U1 ,V1 ,W1 に変換して第1の交流モータ13を駆動する。第1の交流モータ13のU相電流iU1 とW相電流iW1 が、それぞれ電流センサ41,42によって検出される。
Next, control of the first and
一方、電圧制御型の三相の第2のインバータ28は、モータ制御装置37から出力される三相の電圧指令信号UU2 ,UV2 ,UW2 に基づいて、電源ライン22の直流電圧を三相の交流電圧U2 ,V2 ,W2 に変換して第2の交流モータ14を駆動する。第2の交流モータ14のU相電流iU2 とW相電流iW2 が、それぞれ電流センサ43,44によって検出される。
On the other hand, the voltage-controlled three-phase
尚、第1及び第2の交流モータ13,14は、インバータ27,28で負のトルクで駆動されるときには発電機として機能する。例えば、車両の減速時には減速エネルギにより第2の交流モータ14で発電した交流電力がインバータ28で直流電力に変換されて直流電源20に充電される。通常は、エンジン12の動力の一部がプラネタリギヤ18を介して第1の交流モータ13に伝達されて第1の交流モータ13で発電することでエンジン12の動力を引き出し、その発電電力が第2の交流モータ14に供給されて第2の交流モータ14が電動機として機能する。また、エンジン12の動力が遊星ギヤ機構16で分割されてリングギヤ19に伝達されるトルクが車両走行に要求されるトルクより大きくなる状態では、第1の交流モータ13が電動機として機能してエンジン12の動力を引き出し、この場合、第2の交流モータ14が発電機として機能して、その発電電力が第1の交流モータ13に供給される。
The first and
図2に示すように、モータ制御装置37は、第1の交流モータ13をトルク制御する場合には、メイン制御装置31から出力されるトルク指令値T1*と、第1の交流モータ13のU相電流iU1 とW相電流iW1 (電流センサ41,42の出力信号)と、第1の交流モータ13のロータ回転位置θ1 (ロータ回転位置センサ39の出力信号)に基づいて正弦波PWM制御方式で三相電圧指令信号UU1 ,UV1 ,UW1 を次のようにして生成する。
As shown in FIG. 2, when the
まず、第1の交流モータ13のロータ回転位置θ1 (ロータ回転位置センサ39の出力信号)を第1の回転速度演算部45に入力して、第1の交流モータ13の回転速度N1 を演算する。この後、第1の交流モータ13のロータの回転座標として設定したd−q座標系において、d軸電流id1とq軸電流iq1をそれぞれ独立に電流フィードバック制御するために、第1のトルク制御電流演算部46で、第1の交流モータ13のトルク指令値T1*と回転速度N1 とに応じたトルク制御電流ベクトルit1* (d軸トルク制御電流idt1*,q軸トルク制御電流iqt1*)をマップ又は数式等により演算する。
First, the rotor rotational position θ1 of the first AC motor 13 (the output signal of the rotor rotational position sensor 39) is input to the first
この後、第1の電流ベクトル制御部47で、第1の交流モータ13のU相,W相の電流iU1 ,iW1 (電流センサ41,42の出力信号)と第1の交流モータ13のロータ回転位置θ1 (ロータ回転位置センサ39の出力信号)に基づいて第1の交流モータ13に実際に流れるモータ電流の検出値である検出電流ベクトルi1 (d軸検出電流id1,q軸検出電流iq1)を演算し、d軸トルク制御電流idt1*とd軸検出電流id1との偏差Δid1が小さくなるようにPI制御等によりd軸指令電圧Vd1* を演算すると共に、q軸トルク制御電流iqt1*とq軸検出電流iq1との偏差Δiq1が小さくなるようにPI制御等によりq軸指令電圧Vq1* を演算する。そして、d軸指令電圧Vd1* とq軸指令電圧Vq1* を三相電圧指令信号UU1 ,UV1 ,UW1 に変換し、これらの三相電圧指令信号UU1 ,UV1 ,UW1 を第1のインバータ27に出力する。
Thereafter, in the first current
このようにして、メイン制御装置31から出力されるトルク指令値T1*を実現するように第1の交流モータ13のトルクを制御するトルク制御を実行する。
一方、モータ制御装置37は、第2の交流モータ14をトルク制御する場合には、メイン制御装置31から出力されるトルク指令値T2*と、第2の交流モータ14のU相電流iU2 とW相電流iW2 (電流センサ43,44の出力信号)と、第2の交流モータ14のロータ回転位置θ2 (ロータ回転位置センサ40の出力信号)に基づいて正弦波PWM制御方式で三相電圧指令信号UU2 ,UV2 ,UW2 を生成する。
In this way, torque control for controlling the torque of the
On the other hand, when the
その際、第2の交流モータ14のトルク発生に必要な電力とは異なる入力電力(つまり無効電力)のみを変化させるように電流ベクトルを制御することで、第2の交流モータ14のトルクをほぼ一定(トルク指令値T2*)に保持したまま第2のMGユニット30(第2の交流モータ14)の入力電力を制御してシステム電圧の変動を抑制するシステム電圧安定化制御を実行する。
At that time, the torque of the
まず、第2の交流モータ14のロータ回転位置θ2 (ロータ回転位置センサ40の出力信号)を第2の回転速度演算部48に入力して、第2の交流モータ14の回転速度N2 を演算する。この後、第2の交流モータ14のロータの回転座標として設定したd−q座標系において、d軸電流id2とq軸電流iq2をそれぞれ独立に電流フィードバック制御するために、第2のトルク制御電流演算部49で、第2の交流モータ14のトルク指令値T2*と回転速度N2 とに応じたトルク制御電流ベクトルit2* (d軸トルク制御電流idt2*,q軸トルク制御電流iqt2*)をマップ又は数式等により演算する。
First, the rotor rotational position θ2 of the second AC motor 14 (the output signal of the rotor rotational position sensor 40) is input to the second
更に、システム電圧目標値演算部50(目標電圧設定手段)で、システム電圧の目標値Vs*を演算し、電圧センサ25で検出したシステム電圧の検出値Vs を第1のローパスフィルタ51(第一の低域通過手段)に入力してシステム電圧の検出値Vs のうちの低周波域の成分のみを通過させるローパスフィルタ処理を施す。この後、偏差器52でシステム電圧の目標値Vs*とローパスフィルタ処理後のシステム電圧の検出値Vsfとの偏差ΔVs を求め、この偏差ΔVs をPI制御器53に入力して、システム電圧の目標値Vs*とローパスフィルタ処理後のシステム電圧の検出値Vsfとの偏差ΔVs が小さくなるようにPI制御等により第2の交流モータ14の入力電力操作量Pm を演算する。
Further, the system voltage target value calculation unit 50 (target voltage setting means) calculates the target value Vs * of the system voltage, and the detected value Vs of the system voltage detected by the
この後、入力電力操作量Pm とトルク制御電流ベクトルit2* (d軸トルク制御電流idt2*,q軸トルク制御電流iqt2*)とトルク指令値T2*を指令電流演算部54(モータ指令電流設定手段)に入力する。この指令電流演算部54は、図3に示すように、電力制御電流演算部69で、第2の交流モータ14のトルク発生に寄与しない無効電力を入力電力操作量Pm だけ変化させる電力制御電流ベクトルip2* (d軸電力制御電流idp2*,q軸電力制御電流iqp2*)を求めた後、加算器70で、トルク制御電流ベクトルit2* (d軸トルク制御電流idt2*,q軸トルク制御電流iqt2*)と電力制御電流ベクトルip2* (d軸電力制御電流idp2*,q軸電力制御電流iqp2*)とを合成して第2の交流モータ14に流れるモータ電流の指令値である指令電流ベクトルi2*(d軸指令電流id2* ,q軸指令電流iq2* )を求める。
Thereafter, the input power manipulated variable Pm, the torque control current vector it2 * (d-axis torque control current idt2 *, q-axis torque control current iqt2 *) and the torque command value T2 * are converted into a command current calculation unit 54 (motor command current setting means). ). As shown in FIG. 3, the command
具体的には、図4に示すように、まず、入力電力操作量Pm とトルク制御電流ベクトルit2* (d軸トルク制御電流idt2*,q軸トルク制御電流iqt2*)とに応じたd軸電力制御電流idp2*をマップ又は数式等により演算し、このd軸電力制御電流idp2*を用いて次式によりq軸電力制御電流iqp2*を演算する。
これにより、第2の交流モータ14のトルク発生に寄与するトルク制御電流ベクトルit2* に対して無効電力を入力電力操作量Pm だけ変化させる電力制御電流ベクトルip2* (d軸電力制御電流idp2*,q軸電力制御電流iqp2*)を求める。
As a result, a power control current vector ip2 * (d-axis power control current idp2 *, which changes the reactive power by the input power manipulated variable Pm with respect to the torque control current vector it2 * contributing to the torque generation of the
この後、トルク制御電流ベクトルit2* (d軸トルク制御電流idt2*,q軸トルク制御電流iqt2*)と電力制御電流ベクトルip2* (d軸電力制御電流idp2*,q軸電力制御電流iqp2*)とを合成して最終的な指令電流ベクトルi2*(d軸指令電流id2* ,q軸指令電流iq2* )を求める。
i2*(id2* ,iq2* )=it2* (idt2*,iqt2*)+ip2* (idp2*,iqp2*)
After this, torque control current vector it2 * (d-axis torque control current idt2 *, q-axis torque control current iqt2 *) and power control current vector ip2 * (d-axis power control current idp2 *, q-axis power control current iqp2 *) To obtain a final command current vector i2 * (d-axis command current id2 *, q-axis command current iq2 *).
i2 * (id2 *, iq2 *) = it2 * (idt2 *, iqt2 *) + ip2 * (idp2 *, iqp2 *)
この指令電流ベクトルi2*は、トルク制御電流ベクトルit2* と同じトルクを発生する電流ベクトルであり、トルク制御電流ベクトルit2* を通る定トルク曲線A(同一トルクを発生する電流を表す曲線)上の電流ベクトルとなる。 This command current vector i2 * is a current vector that generates the same torque as the torque control current vector it2 *, and is on a constant torque curve A (curve representing a current that generates the same torque) that passes through the torque control current vector it2 *. It becomes a current vector.
このようにして指令電流ベクトルi2*を求めた後、図2に示すように、指令電流ベクトルi2*(d軸指令電流id2* ,q軸指令電流iq2* )を第2の電流ベクトル制御部55(電流制御手段)に入力して、第2の電流ベクトル制御部55で、指令電流ベクトルi2*と検出電流ベクトルi2 との偏差が小さくなるようにMGユニット30を制御して電流ベクトルi2 を指令電流ベクトルi2*に収束させる。この場合、電流ベクトルi2 が指令電流ベクトルi2*へ変化する過渡時に、図4に矢印Bで示すように、電流ベクトルi2 が定トルク曲線Aに沿って変化すれば、トルク変動がほとんど発生しないが、図4に矢印Cで示すように、電流ベクトルi2 が定トルク曲線Aから大きく外れると、不快なトルク変動(図5参照)が発生する可能性がある。
After obtaining the command current vector i2 * in this way, as shown in FIG. 2, the command current vector i2 * (d-axis command current id2 *, q-axis command current iq2 *) is converted into the second current
この対策として、本実施例では、第2の電流ベクトル制御部55で、指令電流ベクトルi2*と検出電流ベクトルi2 との偏差が小さくなるようにMGユニット30を制御して電流ベクトルi2 を指令電流ベクトルi2*に収束させるときに、電流ベクトルi2 が定トルク曲線Aに沿って変化するように電流ベクトルi2 の過渡特性(d軸電流id2の応答特性とq軸電流iq2の応答特性)を設定して、その過渡特性で電流ベクトルi2 を指令電流ベクトルi2*に収束させるようにしている。
As a countermeasure, in this embodiment, the second current
具体的には、図6に示すように、第2の電流ベクトル制御部55は、座標変換部71(モータ電流検出手段)で、第2の交流モータ14のU相,W相の電流iU2 ,iW2 (電流センサ43,44の出力信号)と第2の交流モータ14のロータ回転位置θ2 (ロータ回転位置センサ40の出力信号)に基づいて第2の交流モータ14に実際に流れるモータ電流の検出値である検出電流ベクトルi2 (d軸検出電流id2,q軸検出電流iq2)を演算する。
Specifically, as shown in FIG. 6, the second current
この後、偏差器72でd軸指令電流id2* とd軸検出電流id2との偏差Δid2を求め、この偏差Δid2をd軸電流FB(フィードバック)制御部73に入力すると共に、偏差器74でq軸指令電流iq2* とq軸検出電流iq2との偏差Δiq2を求め、この偏差Δiq2をq軸電流FB制御部75に入力する。
Thereafter, a deviation Δid2 between the d-axis command current id2 * and the d-axis detection current id2 is obtained by the
更に、d軸電流制御応答演算部76で、d軸指令電流id2* とd軸検出電流id2と応じたd軸電流応答特性値Rd をマップ又は数式等により演算すると共に、q軸電流制御応答演算部77で、q軸指令電流iq2* とq軸検出電流iq2と応じたq軸電流応答特性値Rq をマップ又は数式等により演算する。これらのd軸電流応答特性値Rd のマップ及びq軸電流応答特性値Rq のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、電流ベクトルi2 (d軸電流id2,q軸電流iq2)が定トルク曲線Aに沿って変化するようにd軸電流応答特性値Rd とq軸電流応答特性値Rq とが相互に関連付けられて設定されている。
Further, the d-axis current control
例えば、図7に示すように、(1) 電流ベクトルi2 を現在の検出電流ベクトルi2 から指令電流ベクトルid2* まで定トルク曲線Aに沿った経路B1(d軸電流id2の変化量Δid2がq軸電流iq2の変化量Δiq2よりも大きい経路)で変化させる場合には、概ねd軸電流制御の応答性を速くしてq軸電流制御の応答性を遅くするようにd軸電流応答特性値Rd とq軸電流応答特性値Rq を設定する。一方、(2) 電流ベクトルi2 を現在の検出電流ベクトルi2 から指令電流ベクトルid2* まで定トルク曲線Aに沿った経路B2(d軸電流id2の変化量Δid2がq軸電流iq2の変化量Δiq2よりも小さい経路)で変化させる場合には、概ねd軸電流制御の応答性を遅くしてq軸電流制御の応答性を速くするようにd軸電流応答特性値Rd とq軸電流応答特性値Rq を設定する。 For example, as shown in FIG. 7, (1) the current vector i2 is changed from the current detected current vector i2 to the command current vector id2 * along the constant torque curve A along the path B1 (the change amount Δid2 of the d-axis current id2 is q-axis When changing the current iq2 by a path larger than the change amount Δiq2), the d-axis current response characteristic value Rd and the d-axis current control characteristic value Rd are set so as to make the d-axis current control responsiveness faster and the q-axis current control responsiveness slower. q-axis current response characteristic value Rq is set. On the other hand, (2) the current vector i2 is changed from the current detected current vector i2 to the command current vector id2 * along the path B2 along the constant torque curve A (the change amount Δid2 of the d-axis current id2 is greater than the change amount Δiq2 of the q-axis current iq2). When the change is made in a small path), the d-axis current response characteristic value Rd and the q-axis current response characteristic value Rq are set so that the d-axis current control response is generally delayed and the q-axis current control response is increased. Set.
この後、図6に示すように、d軸電流応答特性値Rd をd軸電流制御ゲイン演算部78に入力して、d軸電流応答特性値Rd に応じたd軸電流制御ゲインGd をマップ又は数式等により演算し、このd軸電流制御ゲインGd をd軸電流FB制御部73に入力すると共に、q軸電流応答特性値Rq をq軸電流制御ゲイン演算部79に入力して、q軸電流応答特性値Rq に応じたq軸電流制御ゲインGq をマップ又は数式等により演算し、このq軸電流制御ゲインGq をq軸電流FB制御部75に入力する。
Thereafter, as shown in FIG. 6, the d-axis current response characteristic value Rd is input to the d-axis current control
これにより、d軸電流FB制御部73で、d軸電流制御ゲインGd を用いてd軸指令電流id2* とd軸検出電流id2との偏差Δid2が小さくなるようにPI制御等によりd軸指令電圧Vd2* を演算すると共に、q軸電流FB制御部75で、q軸電流制御ゲインGq を用いてq軸指令電流iq2* とq軸検出電流iq2との偏差Δiq2が小さくなるようにPI制御等によりq軸指令電圧Vq2* を演算する。
As a result, the d-axis current
尚、電流制御ゲイン演算部78,79の出力形態は、電流FB制御部73,75の制御アルゴリズムに応じて適宜変更すれば良く、例えば、電流FB制御部73,75の制御アルゴリズムがPI制御の場合には、d軸電流制御ゲイン演算部78でd軸電流制御ゲインGd としてPゲインGPdとIゲインGIdを演算し、q軸電流制御ゲイン演算部79でq軸電流制御ゲインGq としてPゲインGPqとIゲインGIqを演算する。また、電流FB制御部73,75の制御アルゴリズムが状態FBの場合には、d軸電流制御ゲイン演算部78でd軸電流制御ゲインGd としてFBゲインGd を演算し、q軸電流制御ゲイン演算部79でq軸電流制御ゲインGq としてFBゲインGq を演算する。
The output form of the current control
この後、d軸指令電圧Vd2* とq軸指令電圧Vq2* を座標変換部80で三相電圧指令信号UU2 ,UV2 ,UW2 に変換し、これらの三相電圧指令信号UU2 ,UV2 ,UW2 を第2のインバータ28に出力する。
Thereafter, the d-axis command voltage Vd2 * and the q-axis command voltage Vq2 * are converted into three-phase voltage command signals UU2, UV2, UW2 by the coordinate
以上のようにして、メイン制御装置31から出力されるトルク指令値T2*を実現するように第2の交流モータ14のトルクを制御するトルク制御を実行すると共に、第2の交流モータ14のトルクをほぼ一定(トルク指令値T2*)に保持したままシステム電圧の目標値Vs*と検出値Vsfとの偏差ΔVs が小さくなるように第2のMGユニット30(第2の交流モータ14)の入力電力を制御してシステム電圧の変動を抑制するシステム電圧安定化制御を実行する。この場合、PI制御器53等がシステム電圧制御手段としての役割を果たす。
As described above, torque control for controlling the torque of the
また、モータ制御装置37は、昇圧コンバータ21の出力電力の指令値Pif* と検出値Pi との偏差ΔPi が小さくなるように昇圧コンバータ21の出力電力を制御する変換電力制御を実行する。
Further, the
具体的には、図2に示すように、昇圧コンバータ21の出力電力の指令値Pif* を演算する場合には、まず、第1の交流モータ13のトルク指令値T1*と回転速度N1 を第1の軸出力演算部56に入力して第1の交流モータ13の軸出力PD1 を演算すると共に、第1の交流モータ13のトルク指令値T1*と回転速度N1 を第1の出力損失演算部57に入力して第1の交流モータ13の出力損失PL1 を演算した後、加算器58で第1の交流モータ13の軸出力PD1 に出力損失PL1 を加算して第1の交流モータ13の入力電力Pi1を求める。この際、第1の交流モータ13が発電機として機能している場合には、第1の交流モータ13の入力電力Pi1の演算結果が負の値となる。
Specifically, as shown in FIG. 2, when calculating the command value Pif * of the output power of the
更に、第2の交流モータ14のトルク指令値T2*と回転速度N2 を第2の軸出力演算部59に入力して第2の交流モータ14の軸出力PD2 を演算すると共に、第2の交流モータ14のトルク指令値T2*と回転速度N2 を第2の出力損失演算部60に入力して第2の交流モータ14の出力損失PL2 を演算した後、加算器61で第2の交流モータ14の軸出力PD2 に出力損失PL2 を加算して第2の交流モータ14の入力電力Pi2を求める。この際、第2の交流モータ14が発電機として機能している場合には、第2の交流モータ14の入力電力Pi2の演算結果が負の値となる。
Further, the torque command value T2 * and the rotational speed N2 of the
この後、合計器62で第1の交流モータ13の入力電力Pi1と第2の交流モータの入力電力Pi2とを合計して合計電力Pi*を求め、この合計電力Pi*を第2のローパスフィルタ63(第二の低域通過手段)に入力して合計電力Pi*のうちの低周波域の成分のみを通過させるローパスフィルタ処理を施し、このローパスフィルタ処理後の合計電力Pif* を出力電力の指令値Pif* とする。これら合計器62と第2のローパスフィルタ63等が変換電力指令値演算手段としての役割を果たす。
Thereafter, the total power Pi * is obtained by summing the input power Pi1 of the
一方、昇圧コンバータ21の出力電力の検出値Pi を演算する場合は、電流センサ26で検出した昇圧コンバータ21の出力電流の検出値ic を第3のローパスフィルタ64(第三の低域通過手段)に入力して昇圧コンバータ21の出力電流の検出値ic のうちの低周波域の成分のみを通過させるローパスフィルタ処理を施し、変換電力検出部65(変換電力検出手段)でシステム電圧の目標値Vs*とローパスフィルタ処理後の昇圧コンバータ21の出力電流の検出値icfとを乗算して変換電力の検出値Pi を求める。尚、システム電圧の検出値Vsfと出力電流の検出値icfとを乗算して出力電力の検出値Pi を求めるようにしても良い。
On the other hand, when the detected value Pi of the output power of the
この後、偏差器66で昇圧コンバータ21の出力電力の指令値Pif* と検出値Pi との偏差ΔPi を求め、この偏差ΔPi をPI制御器67に入力して、昇圧コンバータ21の出力電力の指令値Pif* と検出値Pi との偏差ΔPi が小さくなるようにPI制御等により昇圧コンバータ21のスイッチング素子の通電デューティ比Dc を演算する。この後、昇圧駆動信号演算部68で、通電デューティ比Dc に基づいて昇圧駆動信号UCU,UCLを演算し、この昇圧駆動信号UCU,UCLを昇圧コンバータ21に出力する。
Thereafter, the deviation ΔPi between the command value Pif * of the output power of the
このようにして、昇圧コンバータ21の出力電力の指令値Pif* と検出値Pi との偏差ΔPi が小さくなるように昇圧コンバータ21の出力電力を制御する変換電力制御を実行することで、システム電圧安定化制御(第2のMGユニット30の入力電力操作によるシステム電圧の制御)と、昇圧コンバータ21によるシステム電圧の制御との干渉を防止する。この場合、PI制御器67、昇圧駆動信号演算部68等が変換電力制御手段としての役割を果たす。
Thus, by executing the conversion power control for controlling the output power of the
以上説明した本実施例では、システム電圧の目標値Vs*と検出値Vsfとの偏差ΔVs が小さくなるように第2のMGユニット30(第2の交流モータ14)の入力電力を制御してシステム電圧(電源ライン22の電圧)の変動を抑制するシステム電圧安定化制御を実行するようにしたので、車両の運転状態の変化等によって2つの交流モータ13,14の電力収支が大きく変化した場合でも、システム電圧を効果的に安定化させることができる。しかも、昇圧コンバータ21の高性能化や平滑コンデンサ24の大容量化を行うことなく、電源ライン22の電圧安定化効果を高めることができ、システムの小型化、低コスト化の要求を満たすことができる。
In the present embodiment described above, the system is controlled by controlling the input power of the second MG unit 30 (second AC motor 14) so that the deviation ΔVs between the target value Vs * of the system voltage and the detected value Vsf becomes small. Since the system voltage stabilization control that suppresses fluctuations in the voltage (voltage of the power supply line 22) is executed, even when the power balance of the two
また、本実施例では、システム電圧安定化制御の際に、第2の交流モータ14のトルク発生に寄与しない無効電力のみを変化させるように電流ベクトルを制御することで、第2の交流モータ14のトルクをほぼ一定(トルク指令値T2*)に保持したまま第2の交流モータ14の入力電力を制御してシステム電圧を制御するようにしたので、車両の運転状態に悪影響を及ぼすことなくシステム電圧の変動を抑制することができる。
In the present embodiment, the
更に、本実施例では、システム電圧安定化制御の際に、指令電流ベクトルi2*と検出電流ベクトルi2 との偏差が小さくなるようにMGユニット30を制御して電流ベクトルi2 を指令電流ベクトルi2*に収束させるときに、電流ベクトルi2 が定トルク曲線Aに沿って変化するように電流ベクトルi2 の過渡特性(d軸電流id2の応答特性とq軸電流iq2の応答特性)を設定して、その過渡特性で電流ベクトルi2 を指令電流ベクトルi2*に収束させるようにしたので、電流ベクトルi2 が指令電流ベクトルi2*へ変化する過渡時に、不快なトルク変動が発生することを防止できる。
Furthermore, in this embodiment, during the system voltage stabilization control, the
また、本実施例では、ローパスフィルタ処理後のシステム電圧の検出値Vsfを用いて第2の交流モータ14の入力電力操作量Pm を演算するようにしたので、入力電力操作量Pm を演算する際に、システム電圧の検出値Vs に含まれるノイズ成分(高周波成分)をローパスフィルタ処理で除去した後のシステム電圧の検出値Vsfを用いることができ、入力電力操作量Pm の演算精度を向上させることができる。
In this embodiment, since the input power manipulated variable Pm of the
更に、本実施例では、第1の交流モータ13の入力電力Pi1と第2の交流モータの入力電力Pi2とを合計した合計電力Pi*から変換電力の指令値Pif* を求めると共に、システム電圧の目標値Vs*(又は検出値Vsf)と昇圧コンバータ21の出力電流の検出値icfとを乗算して変換電力の検出値Pi を求め、これらの変換電力の指令値Pif* と検出値Pi との偏差ΔPi が小さくなるように昇圧コンバータ21の出力電力を制御する変換電力制御を実行するようにしたので、第2のMGユニット30の入力電力操作によるシステム電圧の制御と昇圧コンバータ21によるシステム電圧の制御との干渉を防止することができる。
Further, in this embodiment, the command value Pif * of the converted power is obtained from the total power Pi * obtained by adding the input power Pi1 of the
また、本実施例では、第1の交流モータ13の入力電力Pi1と第2の交流モータの入力電力Pi2との合計電力Pi*をローパスフィルタ処理した後の合計電力Pif* を変換電力の指令値Pif* とするようにしたので、ノイズ成分(高周波成分)をローパスフィルタ処理で除去した後の合計電力Pif* を変換電力の指令値Pif* とすることができ、変換電力の指令値Pif* を精度良く設定することができる。しかも、帯域を制限することで、昇圧コンバータ21の高速化を防止できるため、昇圧コンバータ21の要求性能を低減できて、小型化でき、車両搭載には有利となる。
In this embodiment, the total power Pif * after the low-pass filter processing is performed on the total power Pi * of the input power Pi1 of the
更に、本実施例では、ローパスフィルタ処理後の昇圧コンバータ21の出力電流の検出値icfを用いて変換電力の検出値Pi を演算するようにしたので、変換電力の検出値Pi を演算する際に、出力電流の検出値ic に含まれるノイズ成分(高周波成分)をローパスフィルタ処理で除去した後の出力電流の検出値icfを用いることができ、変換電力の検出値Pi の演算精度を向上させることができる。
Furthermore, in this embodiment, the detected value Pi of the converted power is calculated using the detected value icf of the output current of the
また、上記実施例では、変換電力制御の際に、昇圧コンバータ21の出力電力の指令値Pif* と検出値Pi との偏差ΔPi が小さくなるように昇圧コンバータ21の出力電力を制御するようにしたが、昇圧コンバータ21の入力電力の指令値Pif* と検出値Pi との偏差ΔPi が小さくなるように昇圧コンバータ21の入力電力を制御するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the output power of the
また、上記実施例では、システム電圧安定化制御の際に、第2のMGユニット30(第2の交流モータ14)の入力電力を制御してシステム電圧の変動を抑制するようにしたが、第1のMGユニット29(第1の交流モータ13)の入力電力を制御してシステム電圧の変動を抑制するようにしても良い。或は、図示しないが、例えば従動輪に第3のMGユニットを搭載した全輪駆動構成の車両においては、この第3のMGユニットの入力電力を制御してシステム電圧の変動を抑制するようにしても良い。 In the above-described embodiment, the system voltage stabilization control is performed by controlling the input power of the second MG unit 30 (second AC motor 14) to suppress fluctuations in the system voltage. The input power of one MG unit 29 (first AC motor 13) may be controlled to suppress fluctuations in system voltage. Or, although not shown, for example, in a vehicle having an all-wheel drive configuration in which the third MG unit is mounted on the driven wheel, the input power of the third MG unit is controlled to suppress fluctuations in the system voltage. May be.
また、上記実施例では、エンジンの動力を遊星ギヤ機構で分割する所謂スプリットタイプのハイブリッド車に本発明を適用したが、このスプリットタイプのハイブリッド車に限定されず、他の方式であるパラレルタイプやシリーズタイプのハイブリッド車に本発明を適用しても良い。更に、上記実施例では、交流モータとエンジンを動力源とする車両に本発明を適用したが、交流モータのみを動力源とする車両に本発明を適用しても良い。また、インバータと交流モータとからなるMGユニットを1つだけ搭載した車両やMGユニットを3つ以上搭載した車両に本発明を適用しても良い。 In the above embodiment, the present invention is applied to a so-called split type hybrid vehicle in which engine power is divided by a planetary gear mechanism. However, the present invention is not limited to this split type hybrid vehicle, and other types such as a parallel type or The present invention may be applied to a series type hybrid vehicle. Further, in the above embodiment, the present invention is applied to a vehicle using an AC motor and an engine as a power source. However, the present invention may be applied to a vehicle using only an AC motor as a power source. Further, the present invention may be applied to a vehicle equipped with only one MG unit composed of an inverter and an AC motor, or a vehicle equipped with three or more MG units.
13,14…交流モータ、20…直流電源、21…昇圧コンバータ(変換手段)、22…電源ライン、24…平滑コンデンサ、25…電圧センサ(電圧検出手段)、26…電流センサ(電流検出手段)、27,28…インバータ、29,30…MGユニット、37…モータ制御装置、49…第2のトルク制御電流演算部、50…システム電圧目標値演算部(目標電圧設定手段)、51…第1のローパスフィルタ(第一の低域通過手段)、53…PI制御器(システム電圧制御手段)、54…指令電流演算部(モータ指令電流設定手段)、55…第2の電流ベクトル制御部(電流制御手段)、62…合計器(変換電力指令値演算手段)、63…第2のローパスフィルタ(第二の低域通過手段)、64…第3のローパスフィルタ(第三の低域通過手段)、65…変換電力検出部(変換電力検出手段)、67…PI制御器(変換電力制御手段)、68…昇圧駆動信号演算部(変換電力制御手段)、71…座標変換部(モータ電流検出手段)、73…d軸電流FB制御部、75…q軸電流FB制御部、76…d軸電流制御応答演算部、77…q軸電流制御応答演算部、78…d軸電流制御ゲイン演算部、79…q軸電流制御ゲイン演算部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記交流モータに流れるモータ電流の指令値を設定するモータ指令電流設定手段と、
前記モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、
前記モータ指令電流設定手段で設定したモータ電流の指令値と前記モータ電流検出手段で検出したモータ電流の検出値とに基づいて前記MGユニットに指令信号を出力して前記モータ電流を制御するモータ電流制御を実行する電流制御手段と、
前記交流モータのトルク発生に必要な電力とは異なる入力電力を操作して前記システム電圧の変動を抑制するシステム電圧安定化制御を実行するように前記モータ指令電流設定手段に指令信号を出力するシステム電圧制御手段とを備え、
前記電流制御手段は、前記システム電圧安定化制御の際に、前記モータ電流の指令値と前記モータ電流の検出値とに基づいて前記モータ電流の過渡特性を設定して該過渡特性に基づいて前記モータ電流制御の制御ゲインを設定することで、前記モータ電流を指令値に収束させるように前記MGユニットに指令信号を出力することを特徴とする電気自動車の制御装置。 At least one motor drive unit (hereinafter referred to as “MG unit”) comprising conversion means for converting a voltage of a DC power source to generate a system voltage on a power supply line, an inverter connected to the power supply line, and an AC motor driven by the inverter. In a control device of an electric vehicle provided with
Motor command current setting means for setting a command value of a motor current flowing through the AC motor;
Motor current detection means for detecting the motor current;
A motor current for controlling the motor current by outputting a command signal to the MG unit based on a motor current command value set by the motor command current setting means and a motor current detection value detected by the motor current detection means Current control means for performing control;
A system that outputs a command signal to the motor command current setting means so as to execute a system voltage stabilization control that suppresses fluctuations in the system voltage by operating an input power different from the power required for generating torque of the AC motor Voltage control means,
Wherein said current control means, said during system voltage stabilization control, based on the transient characteristics by setting the transient characteristics of the motor current based on the command value of the motor current and the detected value of the motor current An electric vehicle control device that outputs a command signal to the MG unit so as to converge the motor current to a command value by setting a control gain of motor current control .
前記システム電圧を検出する電圧検出手段とを備え、
前記システム電圧制御手段は、前記目標電圧設定手段で設定したシステム電圧の目標値と前記電圧検出手段で検出したシステム電圧とに基づいて前記MGユニットの入力電力操作量を演算し、該入力電力操作量に基づいて前記モータ指令電流設定手段に指令信号を出力して前記システム電圧を制御することを特徴とする請求項1に記載の電気自動車の制御装置。 Target voltage setting means for setting a target value of the system voltage;
Voltage detecting means for detecting the system voltage,
The system voltage control means calculates an input power operation amount of the MG unit based on a system voltage target value set by the target voltage setting means and a system voltage detected by the voltage detection means, and the input power operation 2. The control apparatus for an electric vehicle according to claim 1, wherein the system voltage is controlled by outputting a command signal to the motor command current setting means based on a quantity.
前記システム電圧制御手段は、前記第一の低域通過手段を通過した所定の周波数以下のシステム電圧を用いて前記MGユニットの入力電力操作量を演算することを特徴とする請求項2に記載の電気自動車の制御装置。 A first low-pass means for passing a component having a predetermined frequency or less out of the system voltage detected by the voltage detection means;
The said system voltage control means calculates the input electric power manipulated variable of the said MG unit using the system voltage below the predetermined | prescribed frequency which passed the said 1st low-pass means. Electric vehicle control device.
前記変換電力を検出する変換電力検出手段とを備え、
前記変換電力制御手段は、前記変換電力指令値演算手段で演算した変換電力の指令値と前記変換電力検出手段で検出した変換電力とに基づいて前記変換電力の制御量を演算し、該変換電力の制御量に基づいて前記変換電力を制御することを特徴とする請求項4に記載の電気自動車の制御装置。 Converted power command value calculating means for calculating a command value of the converted power;
Conversion power detection means for detecting the conversion power,
The converted power control means calculates the control amount of the converted power based on the converted power command value calculated by the converted power command value calculating means and the converted power detected by the converted power detection means, and the converted power 5. The control apparatus for an electric vehicle according to claim 4, wherein the converted electric power is controlled based on a control amount of the electric vehicle.
前記変換電力指令値演算手段は、前記第二の低域通過手段を通過した所定の周波数以下の電力に基づいて前記変換電力の指令値を演算することを特徴とする請求項6に記載の電気自動車の制御装置。 A second low-pass means for passing a component having a frequency equal to or lower than a predetermined frequency out of input power of all electric loads including the MG unit connected to the power line;
7. The electric power according to claim 6, wherein the converted power command value calculating means calculates a command value of the converted power based on power equal to or lower than a predetermined frequency that has passed through the second low-pass means. Automotive control device.
前記変換手段の出力電流を検出する電流検出手段とを備え、
前記変換電力検出手段は、前記目標電圧設定手段で設定したシステム電圧の目標値又は前記電圧検出手段で検出したシステム電圧と、前記電流検出手段で検出した変換手段の出力電流とに基づいて前記変換電力を演算することを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。 At least one of target voltage setting means for setting a target value of the system voltage and voltage detection means for detecting the system voltage;
Current detection means for detecting the output current of the conversion means,
The conversion power detection means is configured to convert the conversion voltage based on a system voltage target value set by the target voltage setting means or a system voltage detected by the voltage detection means, and an output current of the conversion means detected by the current detection means. The electric vehicle control device according to any one of claims 5 to 7, wherein electric power is calculated.
前記変換電力検出手段は、前記第三の低域通過手段を通過した所定の周波数以下の出力電流を用いて前記変換電力を演算することを特徴とする請求項8に記載の電気自動車の制御装置。 A third low-pass means for passing a component having a predetermined frequency or less in the output current of the conversion means detected by the current detection means;
9. The control apparatus for an electric vehicle according to claim 8, wherein the converted power detection means calculates the converted power using an output current of a predetermined frequency or less that has passed through the third low-pass means. .
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