JPH1051904A - トランスミッション付電気自動車における電力変換器 - Google Patents

トランスミッション付電気自動車における電力変換器

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JPH1051904A
JPH1051904A JP8198838A JP19883896A JPH1051904A JP H1051904 A JPH1051904 A JP H1051904A JP 8198838 A JP8198838 A JP 8198838A JP 19883896 A JP19883896 A JP 19883896A JP H1051904 A JPH1051904 A JP H1051904A
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regenerative torque
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Katashige Yamada
堅滋 山田
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トランスミッション付電気自動車にあってギ
ヤ位置によらず良好な回生フィーリングとなる回生を行
なう電力変換器を提供する。 【解決手段】 モータ回転数の減速加速度が設定値を超
えた場合には、回生トルクをあらかじめ設定しておいた
回生値とし、また減速加速度設定値と速度検出値より計
算した減速加速度の差に応じて回生トルクを変化させた
電流指令演算・保護制御回路2を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トランスミッショ
ン付電気自動車(以下EVという)における回生制御を
好適なものとした電力変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】EVは、例えば誘導電動機(IM)を駆
動源としていわゆるベクトル制御により駆動制御されて
いる。ここで、ベクトル制御の概要を図5にて説明する
に、制御に当ってはまず一次電流を励磁電流I0 とトル
ク電流It とに分け、各々を独立に制御することによ
り、トルクの高速応答及び高精度制御を実現している。
一般には、過度現象を防止するため、定出力運転などの
特別な場合を除いて、運転状態に関係なく励磁電流I0
を一定にしてベクトル制御をしている。
【0003】このトルク電流It を得るためには、電流
指令演算・保護制御回路2により算出されるが、この回
路2は駆動のためのアクセル開度指令回路1a、及び制
動のためのブレーキ指令回路1bに接続されており、更
にモータ温度、インバータ温度、バッテリ電圧の各情報
が入力されて保護制御を行なっている。ここで、電流指
令演算・保護制御回路2では、駆動に当たりアクセル開
度に比例したトルク電流It を出力し、また一定の励磁
電流I0 を出力するものである。
【0004】すべり周波数演算部3は。トルク電流指令
t と、これに直交する励磁電流指令I0 と、誘導電動
4 の二次時定数τ2 から、すべり周波数ωs を求め
る。速度検出器5 は、誘導電動機4の回転速度をωr
得る。
【0005】すべり周波数ωs は、誘導電動機4の速度
検出値ωr と加算されて一次角速度ωに変換され、この
角速度ωは積分演算部6によって積分されて位相角θと
して求められる。
【0006】電流制御部7はトルク電流指令It 及び励
磁電流指令I0 に対して夫々のトルク電流検出値ItFB
及び励磁電流検出値I0FB との偏差から比例積分演算に
よる演算を行い、さらに両演算結果に対して誘導電動機
内の干渉分を加減算して回転座標のトルク軸電圧制御信
号Vt と励磁軸電圧制御信号V0 を得る。
【0007】トルク電流検出値ItFB 及び励磁電流検出
値I0FB は誘導電動機4の二相電流検出値から演算され
る。この演算は二相電流IU ,IW をA/D変換部8で
夫々ディジタル値に変換し、両者の加算によってV相の
電流検出値IV も求め、各電流値IU ,IW ,IV から
三相/二相変換部9で固定座標の二相交流電流に変換
し、これを座標変換部10で回転座標のトルク電流検出
値ItFB と励磁電流検出値I0FB に変換する。
【0008】電流制御部7からの非干渉化した電圧制御
信号Vt ,V0 は座標変換部11によって極座標の一次
電圧指令V1 と位相角φに変換され、さらに極座標/三
相変換部12によって固定座標の三相電圧指令VU ,V
V ,VW に変換され、PWMインバータ13の出力電圧
制御信号にされる。
【0009】PWMインバータ13は、三相電圧指令V
U ,VV ,VW に応じて、車載バッテリーBの直流電流
を三相交流電流に変換して誘導電動機4に供給してい
る。これにより誘導電動機4が駆動して、EVが走行す
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述のベクトル制御に
より誘導電動機4を制御するに当っては、バッテリによ
るEV走行のため走行可能距離をのばすべく回生制御が
行なわれ、またエンジン自動車におけるエンジンブレー
キと同様のブレーキフィーリングを出すためにも回生制
御が行なわれる。
【0011】ところが、この回生制御を行なうに当っ
て、トランスミッション付きのEVの場合、モータの回
生トルクが同じであってもトランスミッションのギヤ位
置によっては、EVの駆動力が変化する。すなわち、ト
ランスミッションのギヤ比は次表1のように例示され
る。
【0012】
【表1】
【0013】このギヤ比の下において、例えば5速ギヤ
にて良好な回生フィーリングに設定した場合1速ギヤに
おいては回生が強すぎ、また、1速ギヤにて良好な回生
フィーリングに設定した場合5速ギヤでが回生が弱過ぎ
る。こうして、トランスミッションの位置によっては、
回生が強過ぎたり弱過ぎるという事態が生ずる。
【0014】本発明は、上述の問題に鑑み、すべてのギ
ヤ位置において良好な回生フィーリングを得るようにし
たトランスミッション付電気自動車の電力変換器を提供
する。
【0015】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、次の発明特定事項を有する。 (1) アクセル開度やブレーキ指令が入力される電流
指令演算・保護制御回路から出力されるトルク電流指令
及び励磁電流指令によりモータのベクトル制御を行なう
トランスミッション付電気自動車において、上記電流指
令演算・保護制御回路では、モータ減速加速度及び減速
加速度リミット値が入力されて比較され、この減速加速
度がリミット値を越えた場合回生トルクを予め設定した
値とする回生トルク指令を出力することを特徴とする。 (2) アクセル開度やブレーキ指令が入力される電流
指令演算・保護制御回路から出力されるトルク電流指令
及び励磁電流指令によりモータのベクトル制御を行なう
トランスミッション付電気自動車において、上記電流指
令演算・保護制御回路では、減速加速リミット値とモー
タ減速加速度との差分をとり、この差分にて減算した回
生トルク指令を得るようにしたことを特徴とする。 (3) 上記(2)において、上記差分をPI制御やI
P制御を介して回生トルク指令の減算信号としたことを
特徴とする。 (4) 上記(1)又は(2)において、ブレーキ踏み
込み時には別の回生トルク制御を行なうようにしたこと
を特徴とする。
【0016】リミット値を越えるモータ減速加速度によ
り直接回生トルク指令を出力しないようにしたことによ
り、回生トルク指令を最適なものとした。
【0017】
【発明の実施の形態】ここで、図1〜図4を参照して本
発明の実施の形態について説明する。前述の図5に示す
電流指令演算・保護制御回路2では、主にアクセル開度
とブレーキ指令とによりトルク指令値が演算されトルク
電流指令I0 を求めている。この電流指令演算・保護制
御回路2は、また回生時、すなわちエンジンブレーキが
かけられるという動作についても、回生トルク指令値が
出力される。この場合、モータ出力である回生トルクが
同じ場合、例えば1速ギヤと3速ギヤでは1速ギヤの方
が自動車の速度は速く減速する。つまり減速加速度が大
きい。このため、例えば5速ギヤ等にて回生フィーリン
グが良好場なトルク指令値と、1速ギヤにて良好な回生
フィーリングが得られるトルク指令値とを分け、情況に
応じていずれかのトルク指令値を選択し出力する。
【0018】図1は、電流指令演算・保護制御回路2に
内蔵されている回生トルクリミッタ21である。この回
生トルクリミッタ21には現実のモータ回転数ωr を微
分することにより得られるモータ減速加速度が入力され
ると共に設定された減速加速度のリミット値が入力され
て、これらが比較される。また、回生トルクリミッタ2
1には、設定された1速用のトルク指令T1 と1速以外
のギヤでのトルク指令T2 とが入力される。そして、こ
の回生トルクリミッタ21では、モータ回転の減速加速
度がリミット値より大きい場合には、4速5速用の回生
トルク指令T2 が出力され、モータ回転の減速加速度が
リミット値より小さい場合には、1速用のトルク指令T
1 が出力される。このために、モータ回転の減速加速度
の程度に応じて良好な回生フィーリングを得ることがで
きる。
【0019】図2は、他の例を示すもので、トランスミ
ッション付きEVにおいて、減速加速度が設定値以下と
なるように回生トルク自体を変化させることで、すべて
のギヤにおいて良好な回生フィーリングを得るようにし
たものである。図1に示す例では、トルク指令はT1
2 の2段階としたものであるが。図2の例では。最適
トルク指令値を得るようにしたものである。すなわち、
図2に示すようにモータ回転数を微分して得たモータ減
速加速度を加え合せ点22にて回生加速度リミット値か
ら減算して、この減算値に比例部分23にてK倍しリミ
ッタ24をかけた後、加え合せ点25にて回生トルク指
令Tに加える。この場合、リミッタ24は、回生トルク
値を増大させる方向にはトルクを調節しないようにリミ
ットすることにより、減速加速度が設定値を超えたとき
のみ設定値になるように回生トルクが調節される。この
ため、減速加速度は常に設定値以下となる。こうして、
全てのギヤにおいて良好な回生フィーリングを得ること
ができる。
【0020】図3は図2の変形例であり、トルクの調節
部分は比例ゲインKにのみにより行なっていたのである
が、制御の追従性を良くするために比例及び積分部分2
6,27にてPI制御又はIP制御を行なうことができ
る。この場合、リミッタ24の外に積分(I)回路にも
回生トルクを増大させないためのリミッタを備える必要
がある。
【0021】回生に当っては、更にブレーキペダルを踏
み込んだ場合に回生量を増やして自動車を止めるような
制御が行なわれているEVもある。図1〜図3では、回
生量のリミットをかけているのであるが、ブレーキ踏み
込み時では回生トルクのリミットを防止して回生トルク
指令を出すことも可能である。図4では、ブレーキ踏み
込み時の回生トルクを変化させるシステムを示したもの
である。図4では、トルク指令選択器28を備えてお
り、このトルク指令選択器28では、アクセルペダル踏
み込み量によって決定される駆動トルク指令値と、ブレ
ーキペダル踏み込み量によって決定される回生トルク指
令値(回生トルク指令1)と、そして図1〜図3にて示
す回路によって決定される回生トルク指令値(回生トル
ク指令2)とが入力されて、駆動トルク指令>回生トル
ク指令1>回生トルク指令2の順にて優先してトルク指
令を選択し、指令トルクを出力するものである。したが
って、ブレーキペダルが踏み込まれている回生トルク指
令1が存在するときに回生トルク指令2より優先して指
令1が出力されることになる。
【0022】なお、図1であ誘導電動機4について述べ
ているが、モータの種類は問わず例えば直流機であって
もよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ト
ランスミッション付EVにおいては、どのギヤポジショ
ンにあっても良好な回生フィーリングの回生を行なうこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例のブロック図。
【図2】他の例のブロック図。
【図3】図2の変形例のブロック図。
【図4】更に他の例のブロック図。
【図5】ベルト制御のブロック図。
【符号の説明】
2 電流指令演算・保護制御回路 21,24 リミッタ 22,25 加え合せ点 23,26 比例部分 27 積分部分 28 トルク指令選択器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクセル開度やブレーキ指令が入力され
    る電流指令演算・保護制御回路から出力されるトルク電
    流指令及び励磁電流指令によりモータのベクトル制御を
    行なうトランスミッション付電気自動車において、 上記電流指令演算・保護制御回路では、モータ減速加速
    度及び減速加速度リミット値が入力されて比較され、こ
    の減速加速度がリミット値を越えた場合回生トルクを予
    め設定した値とする回生トルク指令を出力することを特
    徴とする電力変換器。
  2. 【請求項2】 アクセル開度やブレーキ指令が入力され
    る電流指令演算・保護制御回路から出力されるトルク電
    流指令及び励磁電流指令によりモータのベクトル制御を
    行なうトランスミッション付電気自動車において、 上記電流指令演算・保護制御回路では、減速加速リミッ
    ト値とモータ減速加速度との差分をとり、この差分にて
    減算した回生トルク指令を得るようにしたことを特徴と
    する電力変換器。
  3. 【請求項3】 上記差分をPI制御やIP制御を介して
    回生トルク指令の減算信号とした請求項2記載の電力変
    換器。
  4. 【請求項4】 ブレーキ踏み込み時には別の回生トルク
    制御を行なう請求項1又は記載の電力変換器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010200416A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Toyota Motor Corp モータの発熱防止制御装置
CN111024410A (zh) * 2019-12-30 2020-04-17 华人运通(江苏)技术有限公司 车辆的功率超限故障检测方法、装置、车辆及存储介质

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