CN109641586A - 车辆*** - Google Patents

车辆*** Download PDF

Info

Publication number
CN109641586A
CN109641586A CN201780051460.9A CN201780051460A CN109641586A CN 109641586 A CN109641586 A CN 109641586A CN 201780051460 A CN201780051460 A CN 201780051460A CN 109641586 A CN109641586 A CN 109641586A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
voltage
link
control
torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780051460.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109641586B (zh
Inventor
清水阳介
桑野友树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN109641586A publication Critical patent/CN109641586A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109641586B publication Critical patent/CN109641586B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/003—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/15—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with additional electric power supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/40—DC to AC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/527—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0002—Automatic control, details of type of controller or control system architecture
    • B60W2050/0008—Feedback, closed loop systems or details of feedback error signal
    • B60W2050/001—Proportional integral [PI] controller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0043—Signal treatments, identification of variables or parameters, parameter estimation or state estimation
    • B60W2050/0048—Addition or subtraction of signals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

实施方式的车辆***用于实现稳定的驱动，其中具备：内燃机(10)；第1电动机(30)；第1动力传递机构(20)，将内燃机(10)的旋转运动传递给第1电动机(30)和第2动力传递机构(70)；第2电动机(60)，与第2动力传递机构(70)连接；第1逆变器(40)，驱动第1电动机(30)；第2逆变器(50)，经由直流链路与第1逆变器(40)连接，驱动第2电动机(60)；车轴(80)，与第2动力传递机构(70)连结而旋转；电压检测器(VS)，检测直流链路的直流电压；直流电压恒定控制部(110)，以使链路间电压指令和从电压检测器(VS)供给的直流电压相等的方式输出直流部能量；以及转矩运算部(120)，以使车轴(80)的输出转矩等于车轴转矩指令并且使直流链路的电压恒定的方式，运算第1电动机(30)和第2电动机(60)的转矩指令。

Description

车辆***
技术领域
本发明的实施方式涉及车辆***。
背景技术
提出了构成为能够将从内燃机供给的能量和从蓄电池供给的能量这两方传递给车轴的混合动力车辆***。
串并联式混合动力车辆***具有将从内燃机供给的能量传递给发电机侧和车轴侧的三轴动力传递机构。在串并联式混合动力车辆***中，车轴使用从内燃机经由三轴动力传递机构被供给到车轴的能量、从发电机供给的电能以及从蓄电池供给的能量而旋转。
另外，在串并联式混合动力车辆***中，能够独立地决定车轴(车速)和内燃机的旋转速度。另外，在串并联式混合动力车辆***中，能够独立地决定车辆的输出转矩和内燃机的输出。由此，能够不依赖于车辆的运转状态而决定内燃机的动作点，所以通过将效率好的点选择为内燃机的动作点，能够实现内燃机的高效运转，能够改善耗油量。
另外，在内燃机的输出能量和车辆的输出能量中存在差的情况下，还能够通过与直流链路连接的蓄电池的充放电来调整能量的过剩和不足。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利3050125号公报
发明内容
串并联式混合动力车辆***例如具备：驱动发电机的逆变器；驱动马达的逆变器；直流链路，连接2个逆变器之间；蓄电池，与直流链路连接；以及辅助设备，从直流链路被供电。
当在电池发生不良现象等时电切离直流链路和电池时，由于由辅助设备消耗的能量的变化而直流链路的电压变化，难以稳定地驱动逆变器。进而，在逆变器的动作不稳定时，车辆***整体有时会停止。
另外，为了避免电池劣化，期望即使在将电池从直流链路切离的状态下也能够进行稳定的动作的车辆***。
本发明的实施方式是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种实现稳定的驱动的车辆***。
实施方式的车辆***具备：内燃机；第1电动机；第2电动机；第1动力传递机构，将所述内燃机的旋转运动传递给所述第1电动机和第2动力传递机构；车轴，与所述第2动力传递机构连结而旋转，所述第2动力传递机构在所述第2电动机与所述车轴之间及所述第1动力传递机构与所述车轴之间传递旋转运动；第1逆变器，驱动所述第1电动机；第2逆变器，经由直流链路与所述第1逆变器连接，驱动所述第2电动机；电压检测器，检测所述直流链路的链路间电压；直流电压恒定控制部，以使从外部供给的链路间电压指令和所述链路间电压相等的方式输出直流部能量；转矩运算部，接收从外部供给的车轴转矩指令和所述直流部能量，以使所述车轴的输出转矩等于所述车轴转矩指令并且使所述直流链路的电压恒定的方式，运算所述第1电动机的转矩指令和所述第2电动机的转矩指令；第1逆变器控制部，根据所述第1电动机的转矩指令，向所述第1逆变器输出选通指令；以及第2逆变器控制部，根据所述第2电动机的转矩指令，向所述第2逆变器输出选通指令。
附图说明
图1是概略地示出实施方式的车辆***的结构例的图。
图2是用于说明图1所示的车辆***的第1动力传递机构的一个结构例的图。
图3是概略地示出图1所示的车辆控制装置的结构例的框图。
图4是概略地示出图3所示的直流电压恒定控制部的结构例的框图。
图5是概略地示出第2实施方式的车辆***的车辆控制装置的结构例的框图。
图6是概略地示出第3实施方式的车辆***的车辆控制装置的结构的框图。
图7是概略地示出第3实施方式的车辆***的车辆控制装置的其他结构例的框图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明实施方式的车辆***。
本实施方式的车辆***具备内燃机10、第1动力传递机构20、发电机(第1电动机)30、第1逆变器40、第2逆变器50、马达(第2电动机)60、第2动力传递机构70、车轴80、辅助设备90、车轮WL、车辆控制装置CTR以及电压检测器VS。
内燃机10是汽油引擎、柴油引擎等生成驱动车辆的机械能的原动机。
第1动力传递机构20是将内燃机10的旋转运动传递给发电机侧30和车轮WL侧(车轴80侧)的结构，是将由内燃机10生成的机械能分配为被供给到发电机30侧的能量和被供给到车轮WL侧(车轴80侧)的能量的三轴动力传递机构。
图2是用于说明图1所示的车辆***的第1动力传递机构的一个结构例的图。
第1动力传递机构20例如是行星齿轮，具备太阳齿轮S、与太阳齿轮S外接的行星齿轮P、行星齿轮P内接的环形齿轮R以及沿着行星齿轮P的轨道旋转的行星齿轮架C。在本实施方式中，行星齿轮架C通过由内燃机10生成的机械能Pe而旋转。太阳齿轮S的旋转动力被传递给发电机30。环形齿轮R的旋转动力被传递给与车轴80连接的第2动力传递机构70。
以下示出第1动力传递机构20的太阳齿轮S、环形齿轮R、行星齿轮P以及行星齿轮架C的运动方程。
此外，θ是齿轮、电动机等的旋转角度，ω是齿轮、电动机等的旋转角速度，T是齿轮、电动机等的转矩，J是齿轮、电动机等的惯性，G是齿轮齿数。另外，在上述符号的下标中，S表示与太阳齿轮有关，P表示与行星齿轮有关，C表示与行星齿轮架有关，R表示与环形齿轮有关。
[公式1]
此外，上述运动方程中的限制条件如下所述。
[公式2]
GSθS+GRθR＝(GS+GR)θC (5)
λ1：在行星齿轮内由于其他轴的影响产生的太阳齿轮转矩
λ2：在行星齿轮内由于其他轴的影响产生的环形齿轮转矩
在此，在设为太阳齿轮S、内燃机10以及行星齿轮P的惯性小到相对车辆的惯性质量可忽略的程度时，能够如下所述记载运动方程。
[公式3]
0＝TS+λ1 (6)
发电机30将经由第1动力传递机构20的太阳齿轮S被供给的机械能Pg变换为电能。发电机30例如是具备与太阳齿轮S连动的转子和定子的电动机，输出3相交流电力。
第1逆变器40是控制发电机30的动作的控制单元，将从发电机30输出的3相交流电力变换为直流电力以作为再生动作，并且将从直流链路供给的直流电力变换为3相交流电力而供给到发电机30，使发电机30为功率运行动作。第1逆变器40经由直流链路与第2逆变器50以及电池BT连接。在第1逆变器40的直流侧连接有电容器。
第2逆变器50将从直流链路供给的直流电力变换为交流电力而输出到马达60。另外，第2逆变器50将从马达60供给的交流电力变换为直流电力而输出到直流链路。在第2逆变器50的直流侧连接有电容器。
电压检测器VS检测直流链路的电压。由电压检测器VS检测出的直流电压(链路间电压)VDC被供给到车辆控制装置CTR。
马达60是通过从第2逆变器50供给的交流电力而被驱动的电动机，将电能变换为机械能Pm而输出到第2动力传递机构70。
第2动力传递机构70能够在第2逆变器50与车轴80之间以及第1动力传递机构20与车轴80之间传递旋转运动。即，第2动力传递机构70能够将合成有经由环形齿轮R从内燃机10传递的机械能和从第2逆变器50供给的机械能的能量Pout传递给车轴80。另外，能够将车轴80的旋转运动传递给环形齿轮R以及第2逆变器50。车轮WL经由车轴80被旋转驱动。
电池BT例如具备包括多个2次电池单元的蓄电池，构成为能够通过从直流链路供给的电力充电，能够向直流链路对电力进行放电。
辅助设备90例如是照明装置等搭载于车辆内的负载。辅助设备90经由直流链路与电池BT、第1逆变器40以及第2逆变器50连接，通过从直流链路供给的能量而被驱动。
车辆控制装置CTR是以使内燃机10、发电机30、第1逆变器40、第2逆变器50、马达60以及电池BT相互联系地动作的方式进行控制的控制部。车辆控制装置CTR例如是具备CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、MPU(micro processing unit，微处理单元)等处理器和存储器的运算单元。
图3是概略地示出图1所示的车辆控制装置CTR的结构例的框图。
此外，在以下的说明中，“E”的下标被附加给与内燃机10有关的值，“MG1”的下标被附加给与发电机30有关的值，“MG2”的下标被附加给与马达60有关的值。
车辆控制装置CTR具备转速决定部100、直流电压恒定控制部110、转矩运算部120、第1逆变器控制部42以及第2逆变器控制部52。
转速决定部100例如具备储存有与车轴80的输出转矩对应的内燃机10的转速的表。转速决定部100接收从外部供给的车轴的输出转矩指令(车轴转矩指令)Tref，从表中读出与车轴转矩指令Tref对应的内燃机10的转速并输出。
直流电压恒定控制部110接收直流电压指令(链路间电压指令)VDCref和直流电压VDC，以使链路间电压指令VDCref的值与直流电压VDC的值之差成为零的方式运算直流部能量PDC的值并输出。
图4是概略地示出图3所示的直流电压恒定控制部的结构例的框图。
直流电压恒定控制部110具备减法运算器112、比例增益乘法运算器114、积分增益乘法运算器116、积分运算器118以及加法运算器119。
对减法运算器112输入链路间电压指令VDCref和直流电压VDC，从链路间电压指令VDCref的值减去直流电压VDC的值而得到的差分被输出到比例常数乘法运算器114和积分增益乘法运算器116。
比例增益乘法运算器114对输入的差分值(VDCref-VDC)乘以比例增益Kp而输出到加法运算器119。
积分增益乘法运算器116对输入的差分值(VDCref-VDC)乘以积分增益KI而输出到积分运算器118。
积分运算器118对从积分增益乘法运算器116输入的值(KI×(VDCref-VDC))进行积分运算而输出到加法运算器119。
加法运算器119将从比例增益乘法运算器114输入的值(Kp×(VDCref-VDC))和从积分运算器输入的值(KI×(VDCref-VDC)/s)相加，输出为直流部能量PDC。
转矩运算部120接收直流部能量PDC和车轴转矩指令Tref，以使车轴80的输出转矩实现车轴转矩指令Tref并且使直流链路的电压恒定的方式，运算发电机30的转矩指令TMG1和马达60的转矩指令TMG2。
以下，说明由转矩运算部120运算的转矩指令TMG1、TMG2。
由于对第1动力传递机构20的太阳齿轮S连接有发电机30，所以由太阳齿轮S产生的转矩Ts等于由发电机30产生的转矩TMG1(式(9))。如果考虑到这点，则从上述式(6)和式(7)的关系成为下述式(10)。
[公式4]
TS＝TMG1 (9)
从车轴80输出的转矩TOUT是第1动力传递机构20的环形齿轮R产生的转矩λ2和由马达60产生的转矩TMG2的总和，所以表示为下述式(11)。
[公式5]
在设为第1动力传递机构20的各齿轮的旋转是定速时，由内燃机10(支架C)产生的转矩Tc根据上述式(6)、(8)、(9)而表示为下述式(12)。
[公式6]
进而，能够根据与上述式(10)的关系表示为下述式(13)。
[公式7]
从上述式(13)可知，内燃机10的负载由发电机30的转矩TMG1决定。
另一方面，由发电机30消耗的能量(＝ωs·TMG1)、由马达60消耗的能量(＝ωR·TMG2)以及在直流链路中由电池BT、辅助设备90等消耗的能量(直流部能量PDC)的关系表示为下述式(14)。
[公式8]
ωSTMG1+ωRTMG2+PDC＝0 (14)
在此，在上述式(14)的各项的值分别为负的情况下，意味着发电机30和马达60为发电，电池BT为充电。
根据上述式(11)、(14)，在将被供给到直流链路的能量设为直流部能量PDC并且求出用于得到从车轴输出的转矩TOUT的转矩TMG1、TMG2时，表示为下述式(15)、(16)。
[公式9]
由于在上述式(15)、(16)中能够独立地决定车轴的输出转矩TOUT和直流部能量PDC，所以通过将直流部能量PDC以成为由辅助设备90消耗的能量的方式进行设定，能够在将直流链路电压保持为恒定的状态下将车轴转矩TOUT变更为任意的值。
然而，辅助设备90中的能量消耗量不定，并且例如即使能够检测到由辅助设备90消耗的能量，由于检测误差等的影响也难以高精度地进行控制。因此，在本实施方式中，通过将由直流电压恒定控制部110运算出的值用作直流部能量PDC，使直流链路电压为恒定的值。
即，在将式(15)(16)分成车轴转矩TOUT和直流部能量PDC的项而记载时，能够表示为下述式(17)、(18)。
[公式10]
发电机30的转矩指令TMG1是将第1运算项和第2运算项相加而得到的值，该第1运算项是将把太阳齿轮S的齿数Gs、环形齿轮R的旋转角速度ωR以及车轴转矩指令TOUT之积除以太阳齿轮S的齿数Gs与太阳齿轮S的旋转角速度ωS之积和环形齿轮R的齿数GR与环形齿轮R的旋转角速度ωR之积的和而得到的值设为负而得到的，该第2运算项是将把太阳齿轮S的齿数GS与直流部能量PDC之积除以太阳齿轮S的齿数Gs与太阳齿轮S的旋转角速度ωS之积和环形齿轮R的齿数GR与环形齿轮R的旋转角速度ωR之积的和而得到的值设为负而得到的。
马达60的转矩指令TMG2是将第3运算项和第4运算项相加而得到的值，该第3运算项是将把太阳齿轮S的齿数GS、太阳齿轮S的旋转角速度ωS以及车轴转矩指令TOUT之积除以太阳齿轮S的齿数Gs与太阳齿轮S的旋转角速度ωS之积和环形齿轮R的齿数GR与环形齿轮R的旋转角速度ωR之积的和而得到的，该第4运算项是将把太阳齿轮S的齿数GS与直流部能量PDC之积除以太阳齿轮S的齿数Gs与太阳齿轮S的旋转角速度ωS之积和环形齿轮R的齿数ωR与环形齿轮R的旋转角速度ωR之积的和而得到的值设为负而得到的。
在上述式(17)、(18)中，通过将车轴转矩TOUT设为车轴转矩指令Tref的值，能够在实现与车轴转矩指令Tref相等的车轴转矩TOUT的同时使直流链路的电压恒定。
[公式11]
第1逆变器控制部42从转矩运算部120接收转矩指令TMG1，进行用于输出转矩指令TMG1的转矩的控制(矢量控制等)，生成并输出向第1逆变器40的选通指令。
第2逆变器控制部52从转矩运算部120接收转矩指令TMG2，进行用于输出转矩指令TMG2的转矩的控制(矢量控制等)，生成并输出向第2逆变器50的选通指令。
根据如上所述生成的选通指令，第1逆变器40和第2逆变器50进行动作，从而即使在对直流链路未连接有电池BT时，也能够将直流链路电压保持为恒定、并且从车轴80输出实现任意地设定的车轴转矩指令Tref的输出转矩TOUT。即，根据本实施方式的车辆***，能够实现稳定的驱动。
接下来，参照附图，说明第2实施方式的车辆***。
此外，在以下的说明中，对与上述第1实施方式同样的结构附加同一符号而省略说明。
图5是概略地示出第2实施方式的车辆***的车辆控制装置的结构例的框图。
在本实施方式中，车辆控制装置CTR包括多个处理器，控制发电机30的发电机控制部MC2、控制马达60的马达控制部MC3以及综合控制部MC1通过不同的处理器进行动作。综合控制部MC1构成为能够与发电机控制部MC2以及马达控制部MC3这两方进行通信。发电机控制部MC2和马达控制部MC3无法相互进行通信。发电机控制部MC2和马达控制部MC3能够经由综合控制部MC1的通信单元(未图示)进行通信。在本实施方式中，说明如上所述使用多个处理器协作地控制发电机30和马达60的结构。
在本实施方式中，车辆控制装置CTR还具备直流电压恒定控制选择部130，直流电压恒定控制选择部130根据发电机(第1电动机)30的旋转角速度ωMG1和马达(第2电动机)60的旋转角速度ωMG2，选择进行直流链路的电压控制的电动机，输出在通过发电机30的动作控制直流链路的电压时成为第1电平(＝1)的第1控制信号CMD1和在通过马达60的动作控制直流链路的电压时成为第1电平(＝1)的第2控制信号CMD2。例如，在通过发电机30的动作控制直流链路的电压时，第1控制信号CMD1成为1，第2控制信号CMD2成为0(与第1电平不同的第2电平)。在通过马达60的动作控制直流链路的电压时，第1控制信号CMD1成为0(第2电平)，第2控制信号CMD2成为1。
如上所述，在本实施方式中，根据第1直流电压恒定控制部110A和第2直流电压恒定控制部110B中的某一方的输出信号将直流链路的电压控制为恒定，所以第1控制信号CMD1和第2控制信号CMD2排他地成为1。例如，在第1直流电压恒定控制部110A和第2直流电压恒定控制部110B这两方进行直流链路的电压恒定控制时，由于传感器、电路中的误差，产生想要控制为提高直流链路的电压的控制部和想要控制为降低直流链路的电压的控制部，存在第1直流电压恒定控制部110A和第2直流电压恒定控制部110B的动作无法实现的可能性。
作为例外，在车辆***整体停止时，第1控制信号CMD1和第2控制信号CMD2成为零(＝0)。在车辆***停止时，逆变器控制部停止选通指令的输出，停止序列进行动作，所以直流链路的电压以零(＝0)稳定。
直流电压恒定控制部110具备第1直流电压恒定控制部(第1控制部)110A、第2直流电压恒定控制部(第2控制部)110B、第1切换器SWA以及第2切换器SWB。
第1直流电压恒定控制部110A例如接收第1控制信号CMD1、链路间电压指令VDCref以及直流电压VDC，在第1控制信号CMD1的值是第1电平(＝1)时，运算并输出直流部能量PDC1。在第1直流电压恒定控制部110A中，在第1控制信号CMD1的值是第2电平(＝0)时，第1直流电压恒定控制部110A的输出PDC1例如是零。
此外，在CMD1＝0时，第1直流电压恒定控制部110A的输出PDC1在任意结构中都未被使用，所以无论输出PDC1是什么值，都不会影响其他结构的动作，也可以被设定为零以外的值。另外，第1直流电压恒定控制部110A也可以接收链路间电压指令VDCref和直流电压VDC，运算并输出直流部能量PDC1。即，在第1控制信号CMD1的值是第2电平(＝0)时，后述第1切换器SWA进行切换，从而直流部能量PDC1在任意结构中都未被使用，所以也可以无论第1控制信号CMD1如何，第1直流电压恒定控制部110A都运算并输出直流部能量PDC1。
第2直流电压恒定控制部110B接收第2控制信号CMD2、链路间电压指令VDCref以及直流电压VDC，在第2控制信号CMD2的值是第1电平(＝1)时，运算并输出直流部能量PDC2。在第2直流电压恒定控制部110B中，在第2控制信号CMD2的值是第2电平(＝0)时，第2直流电压恒定控制部110B的输出PDC2例如是零。
此外，在CMD2＝0时，第2直流电压恒定控制部110B的输出PDC2在任意结构中都未被使用，所以无论输出PDC2是什么值，都不会影响其他结构的动作，也可以被设定为零以外的值。另外，第2直流电压恒定控制部110B也可以接收链路间电压指令VDCref和直流电压VDC，运算并输出直流部能量PDC2。即，在第2控制信号CMD2的值是第2电平(＝0)时，后述第2切换器SWB进行切换，从而直流部能量PDC2在任意结构中都未被使用，所以也可以无论第2控制信号CMD2如何，第2直流电压恒定控制部110B都运算并输出直流部能量PDC2。
在第1切换器SWA中，第1直流电压恒定控制部110A的输出PDC1被输入到第1输入端子，第2直流电压恒定控制部110B的输出PDC2被输入到第2输入端子。第1切换器SWA在第1控制信号CMD1是第1电平(＝1)时连接第1输入端子和输出端子。第1切换器SWA在第1控制信号CMD1是第2电平(＝0)时连接第2输入端子和输出端子。
在第2切换器SWB中，第2直流电压恒定控制部110B的输出PDC2被输入到第3输入端子，第1直流电压恒定控制部110A的输出PDC1被输入到第4输入端子。第2切换器SWB在第2控制信号CMD2是第1电平(＝1)时连接第3输入端子和输出端子。第2切换器SWB在第2控制信号CMD2是第2电平(＝0)时连接第4输入端子和输出端子。
转矩运算部120具备部分转矩运算部120′、第1运算部140A、第1加法运算器150A、第2运算部140B以及第2加法运算器150B。
部分转矩运算部120′接收车轴转矩指令Tref，运算上述式(19)的与车轴转矩指令Tref有关的项(第1运算项)和上述式(20)的与车轴转矩指令Tref有关的项(第3运算项)。第1运算部140A接收从第1切换器SWA输出的值，运算上述式(19)的与直流部能量PDC有关的项(第2运算项)。第1加法运算器150A将上述第1运算项和第2运算项相加而输出。第2运算部140B接收从第2切换器SWB输出的值，运算上述式(20)的与直流部能量PDC有关的项(第4运算项)。第2加法运算器150B将上述第3运算项和第4运算项相加而输出。
车辆控制装置CTR包括综合控制部MC1、发电机控制部MC2以及马达控制部MC3。综合控制部MC1、发电机控制部MC2以及马达控制部MC3是通过相互不同的处理器进行动作的结构。
综合控制部MC1具备转速决定部100、部分转矩运算部120′以及直流电压恒定控制选择部130。
转速决定部100与上述第1实施方式同样地，例如具备储存有与车轴80的输出转矩对应的内燃机10的转速的表。转速决定部100接收从外部供给的车轴转矩指令Tref，从表中读出与车轴转矩指令Tref对应的内燃机10的转速并输出。
部分转矩运算部120′接收从外部供给的车轴转矩指令Tref，运算与利用上述式(19)、(20)运算的转矩指令TMG1、TMG2的和车轴转矩指令Tref有关的项(上述第1运算项和第3运算项)相当的下述部分转矩指令TMG1′、TMG2′并输出。
[公式12]
直流电压恒定控制选择部130接收发电机30的旋转角速度ωMG1、发电机30的最大转矩特性TMAX-MG1、马达60的旋转角速度ωMG2以及马达60的最大转矩特性TMAX-MG2，输出第1控制信号CMD1和第2控制信号CMD2。第1控制信号CMD1和第2控制信号CMD2是用于选择是通过发电机30将直流链路的电压控制为恒定、还是通过马达60将直流链路的电压控制为恒定的信号。
在本实施方式中，直流链路连接于驱动作为第1电动机的发电机30的第1逆变器40与驱动作为第2电动机的马达60的第2逆变器50之间，所以能够通过发电机30的动作和马达60的动作中的某一方进行恒定电压控制。
电动机一般在可输出的转矩中有界限。如果设为在电动机以角速度ω旋转时可输出的最大转矩TMAX，则角速度ω与最大转矩TMAX之积大的电动机更具有针对直流链路的电压控制的余力。
根据上述情况，直流电压恒定控制选择部130比较发电机30的旋转角速度ωMG1与最大转矩TMAX-MG1之积和马达60的旋转角速度ωMG2与最大转矩TMAX-MG2之积，以使用旋转角速度与最大转矩之积大的一方的电动机进行直流链路的电压控制的方式，输出第1控制信号CMD1和第2控制信号CMD2。
在本实施方式中，直流电压恒定控制选择部130例如在ωMG1TMAX-MG1>ωMG2TMAX-MG2时，使第1控制信号CMD1为“1”，使第2控制信号CMD2为“0”，在ωMG1TMAX-MG1≤ωMG2TMAX-MG2时，使第1控制信号CMD1为“0”，使第2控制信号CMD2为“1”。此外，第1控制信号CMD1和第2控制信号CMD2例如在值是“0”时表示电压控制的停止请求，在值是“1”时表示电压控制的动作请求。
此外，根据上述式(5)，太阳齿轮S和环形齿轮R的速度的增减方向成为相互相反方向，所以在发电机30的速度减少时马达60的速度增加，在发电机30的速度增加时马达60的速度减少。由此，在内燃机10进行动作的状况下，在发电机30和马达60中的某一方中成为能够进行直流链路的电压控制的状态。
发电机控制部MC2具备第1直流电压恒定控制部110A、第1运算部140A、第1加法运算器150A、第1逆变器控制部42以及第1切换器SWA。
第1直流电压恒定控制部110A接收第1控制信号CMD1、直流链路的电压的目标值VDCref以及直流电压检测值VDC，在第1控制信号CMD1的值是“1”时，与第1实施方式的直流电压恒定控制部110同样地，以使链路间电压指令VDCref与直流电压检测值VDC之差成为零的方式，运算并输出直流部能量PDC1的值。直流部能量PDC1经由综合控制部MC1被供给到切换器SWA的输入端子的一方和后述切换器SWB的输入端子的另一方。
第1切换器SWA具有2个输入端子(第1输入端子以及第2输入端子)和1个输出端子，以根据第1控制信号CMD1的值使第1输入端子和第2输入端子中的某一个输入端子与输出端子电连接的方式进行切换。第1切换器SWA在第1控制信号CMD1的值是“1”时对第1输入端子和输出端子进行电连接，在控制信号CMD1的值是“0”时对第2输入端子和输出端子进行电连接。
第1运算部140A从切换器SWA接收直流部能量PDC1和直流部能量PDC2中的某一方，将与通过上述式(19)、(20)运算的转矩指令TMG1的和直流部能量PDC有关的项(上述第2运算项)相当的下述恒定电压指令AVR1输出到第1加法运算器150A。
[公式13]
第1加法运算器150A接收从综合控制部MC1的部分转矩运算部120′输出的部分转矩指令TMG1′和从第1运算部140A输出的恒定电压指令AVR1，将把部分转矩指令TMG1′和恒定电压指令AVR1相加而得到的值作为发电机30的转矩指令TMG1输出到第1逆变器控制部42。
第1逆变器控制部42与上述第1实施方式同样地，接收转矩指令TMG1，进行用于输出转矩指令TMG1的转矩的控制(矢量控制等)，生成并输出向第1逆变器40的选通指令。
马达控制部MC3具备第2直流电压恒定控制部110B、第2运算部140B、第2加法运算器150B、第2逆变器控制部52以及第2切换器SWB。
第2直流电压恒定控制部110B接收第2控制信号CMD2、直流链路的电压的目标值VDCref以及直流电压检测值VDC，在第2控制信号CMD2的值是“1”时，与第1实施方式的直流电压恒定控制部110同样地，以使链路间电压指令VDCref与直流电压检测值VDC之差成为零的方式，运算并输出直流部能量PDC2的值。直流部能量PDC2经由综合控制部MC1被供给到第2切换器SWB的第3输入端子和上述切换器SWA的第2输入端子。
第2切换器SWB具有2个输入端子(第3输入端子以及第4输入端子)和1个输出端子，以根据第2控制信号CMD2的值使第3输入端子和第4输入端子中的某一个输入端子与输出端子电连接的方式进行切换。第2切换器SWB在第2控制信号CMD2的值是“1”时对第3输入端子和输出端子进行电连接，在第2控制信号CMD2的值是“0”时对第4输入端子和输出端子进行电连接。
第2运算部140B从第2切换器SWB接收直流部能量PDC2和直流部能量PDC1中的某一方，将与通过上述式(19)、(20)运算的转矩指令TMG2的和直流部能量PDC有关的项(上述第4运算项)相当的下述恒定电压指令AVR2输出到加法运算器150B。
[公式14]
第2加法运算器150B接收从综合控制部MC1的部分转矩运算部120′输出的部分转矩指令TMG2′和从第2运算部140B输出的恒定电压指令AVR2，将把部分转矩指令TMG2′和恒定电压指令AVR2相加而得到的值作为马达60的转矩指令TMG2输出到第2逆变器控制部52。
第2逆变器控制部52与上述第1实施方式同样地，接收转矩指令TMG2，进行用于输出转矩指令TMG2的转矩的控制(矢量控制等)，生成并输出向第2逆变器50的选通指令。
因此，在通过发电机30的动作控制为直流链路的电压恒定时，转矩指令TMG1、TMG2能够表示为如下所述。
[公式15]
在通过马达60的动作控制为直流链路的电压恒定时，转矩指令TMG1、TMG2能够表示为如下所述。
[公式16]
在上述第1实施方式中，在直流电压恒定控制部110的输出(直流部能量PDC)无延迟地被送到第1逆变器控制部42以及第2逆变器控制部52时，能够追随辅助设备90的消耗能量的变动。然而，例如在控制发电机30的结构和控制马达60的结构通过相互不同的处理器进行动作时，向彼此的结构发送的指令发生延迟，所以转矩响应会延迟。
例如，如果在发电机30定速旋转时通过发电机30的动作进行直流链路的恒定电压控制，则在辅助设备90的消耗能量变化了的情况下，发电机30由于低速旋转而无法生成大的能量，存在无法追随辅助设备90的消耗能量变化的可能性。
另一方面，在马达60中，由于发电机30的控制部和马达60的控制部的通信延迟，直流部能量的值无法被立即发送，存在无法立即追随辅助设备的消耗能量变化的可能性。在这些情况下，由于直流链路的电压变动，所以存在车辆***整体的动作停止的可能性。
根据本实施方式的车辆***，根据发电机30和马达60的动作状态(旋转角速度与最大转矩之积)，决定通过发电机30和马达60中的哪个电动机的动作进行直流链路的电压控制，所以能够实现稳定的直流链路电压控制。另外，未进行电压控制的电动机的控制部通过从进行电压控制的电动机的控制部接收直流部能量PDC，即使在直流链路的电压变化时也能够追随。
此外，在本实施方式中，即使控制发电机30的结构和控制马达60的结构通过相互不同的处理器进行动作时的通信延迟发生，也是10ms～100ms的程度。即，根据本实施方式的车辆***，能够实现稳定的驱动。
此外，在上述第2实施方式中，在直流电压恒定控制选择部130中，设为旋转角速度与最大转矩之积的值大的一方的电动机进行电压控制，但也可以仅比较旋转角速度，将旋转角速度大的一方的电动机选择为进行电压控制。在该情况下，也能够得到与上述第2实施方式同样的效果，即使例如是不具备旋转角速度的传感器的车辆，也能够应用本实施方式。
接下来，参照附图，说明第3实施方式的车辆***。
本实施方式的车辆***具备考虑到车辆停止时即发电机30停止时的动作的结构。
图6是概略地示出第3实施方式的车辆***的车辆控制装置的结构的框图。
控制装置CTR是第1实施方式的车辆***中的控制装置CTR还具备车辆停车判定部150的结构。
车辆停车判定部150比较从外部供给的刹车状态、车轴转矩指令Tref以及车辆行驶速度ωR，向第2逆变器控制部52输出停止指令。车辆停车判定部150在被输入了刹车的状态下车轴转矩指令Tref的值是“0”且车辆行驶速度是“0”时，判断为车辆停车了，使停止指令为“1”，在不满足上述条件时使停车指令为“0”。
第2逆变器控制部52在从车辆停车判定部150输入的停止指令的值是“1”时，停止第2逆变器50的动作。即，第2逆变器控制部52无论从转矩运算部120输入的转矩指令TMG2的值如何，都以转矩指令TMG2＝0向第2逆变器50输出选通指令。
在车辆停车了时，车轴80的输出转矩TOUT(＝Tref)＝0，所以根据式(19)、(20)，发电机30的转矩指令TMG1和马达60的转矩指令TMG2能够表示为如下所述。
[公式17]
由于马达60与车轴80连结，所以在车辆停车了时，马达的旋转角速度ωMG2＝0。因此，在车辆停车了时，马达60不会对直流链路供给能量，所以马达60不影响直流链路的电压控制。进而，在车辆的刹车机构(未图示)进行动作的状态下，刹车机构替代地负担由马达60产生的转矩。因此，在车辆停车了时，第2逆变器50也可以停止动作，由于不进行无需的动作，能够降低故障率，并且能够抑制马达60以及第2逆变器50的电能损失所致的温度上升。即，根据本实施方式的车辆***，能够实现稳定的驱动。
即，在本实施方式中，在停止指令的值是“1”时，转矩指令TMG1、TMG2如下所述。
[公式18]
TMG2＝0(动作停止) (32)
图7是概略地示出第3实施方式的车辆***的车辆控制装置的其他结构例的框图。
在该例子中，车辆控制装置CTR是第2实施方式的车辆***中的车辆控制装置还具备车辆停车判定部150的结构。
在该例子中，车辆停车判定部150也接收从外部供给的刹车状态、转矩指令Tref以及车辆行驶速度ωR，向第2逆变器控制部52输出停止指令。车辆停车判定部150在被输入了刹车的状态下车轴转矩指令Tref的值是“0”且车辆行驶速度是“0”时，判断为车辆停车了，使停止指令为“1”，在不满足上述条件时使停车指令为“0”。
第2逆变器控制部52在从车辆停车判定部150输入的停止指令的值是“1”时，停止第2逆变器50的动作。即，第2逆变器控制部52无论从转矩运算部120输入的转矩指令TMG2的值如何，都以转矩指令TMG2＝0向第2逆变器50输出选通指令。
即，在该例子中，在停止指令是“1”时，能够通过上述式(25)、(26)表示为如下所述。
[公式19]
TMG2＝0动作停止 (34)
如上所述，根据本实施方式的车辆***，能够实现稳定的驱动。
虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式呈现为示例，不意图限定发明的范围。它们新的实施方式能够以其他各种方式实施，能够在不脱离发明的要旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含于发明的范围、要旨并且包含于权利要求书记载的发明和其均等的范围。

Claims (4)

1.一种车辆***，具备：
内燃机；
第1电动机；
第2电动机；
第1动力传递机构，将所述内燃机的旋转运动传递给所述第1电动机和第2动力传递机构；
车轴，与所述第2动力传递机构连结而旋转，所述第2动力传递机构在所述第2电动机与所述车轴之间及所述第1动力传递机构与所述车轴之间传递旋转运动；
第1逆变器，驱动所述第1电动机；
第2逆变器，经由直流链路与所述第1逆变器连接，驱动所述第2电动机；
电压检测器，检测所述直流链路的链路间电压；
直流电压恒定控制部，以使从外部供给的链路间电压指令和所述链路间电压相等的方式，输出直流部能量；
转矩运算部，接收从外部供给的车轴转矩指令和所述直流部能量，以使所述车轴的输出转矩等于所述车轴转矩指令并且使所述直流链路的电压恒定的方式，运算所述第1电动机的转矩指令和所述第2电动机的转矩指令；
第1逆变器控制部，根据所述第1电动机的转矩指令，向所述第1逆变器输出选通指令；以及
第2逆变器控制部，根据所述第2电动机的转矩指令，向所述第2逆变器输出选通指令。
2.根据权利要求1所述的车辆***，其中，
所述第1动力传递机构具备：
行星齿轮架，通过由所述内燃机生成的能量而旋转；
太阳齿轮，向所述第1电动机传递旋转动力；以及
环形齿轮，向所述第2动力传递机构传递旋转动力，
所述第1电动机的转矩指令是将第1运算项和第2运算项相加而得到的值，该第1运算项是将把所述太阳齿轮的齿数、所述环形齿轮的旋转角速度以及所述车轴转矩指令之积除以所述太阳齿轮的齿数与所述太阳齿轮的旋转角速度之积和所述环形齿轮的齿数与所述环形齿轮的旋转角速度之积的和而得到的值设为负而得到的，该第2运算项是将把所述太阳齿轮的齿数与所述直流部能量之积除以所述太阳齿轮的齿数与所述太阳齿轮的旋转角速度之积和所述环形齿轮的齿数与所述环形齿轮的旋转角速度之积的和而得到的值设为负而得到的，
所述第2电动机的转矩指令是将第3运算项和第4运算项相加而得到的值，该第3运算项是将把所述太阳齿轮的齿数、所述太阳齿轮的旋转角速度以及所述车轴转矩指令之积除以所述太阳齿轮的齿数与所述太阳齿轮的旋转角速度之积和所述环形齿轮的齿数与所述环形齿轮的旋转角速度之积的和而得到的，该第4运算项是将把所述太阳齿轮的齿数与所述直流部能量之积除以所述太阳齿轮的齿数与所述太阳齿轮的旋转角速度之积和所述环形齿轮的齿数与所述环形齿轮的旋转角速度之积的和而得到的值设为负而得到的。
3.根据权利要求2所述的车辆***，其中，具备综合控制部、第1电动机控制部以及第2电动机控制部，
所述综合控制部具备：
部分转矩运算部，接收所述车轴转矩指令，运算所述第1运算项和所述第3运算项；以及
直流电压恒定控制选择部，根据所述第1电动机的旋转角速度和所述第2电动机的旋转角速度，选择进行所述直流链路的电压控制的电动机，输出第1控制信号和第2控制信号，该第1控制信号在通过所述第1电动机的动作控制所述直流链路的电压时值成为第1电平、在通过所述第2电动机的动作控制所述直流链路的电压时值成为第2电平，该第2控制信号在通过所述第2电动机的动作控制所述直流链路的电压时值成为第1电平、在通过所述第1电动机的动作控制所述直流链路的电压时值成为第2电平，
所述第1电动机控制部具备：
第1控制部，接收所述链路间电压指令和所述链路间电压，运算所述直流部能量并输出；
第1切换器，对第1输入端子输入所述第1控制部的输出，对第2输入端子输入第2控制部的输出，在所述第1控制信号是第1电平时连接所述第1输入端子和第1输出端子，在所述第1控制信号是第2电平时连接所述第2输入端子和所述第1输出端子；
第1运算部，接收从所述第1切换器输出的值，运算所述第2运算项；以及
第1加法运算器，将所述第1运算项和所述第2运算项相加而输出，
所述第2电动机控制部具备：
所述第2控制部，接收所述链路间电压指令和所述链路间电压，运算所述直流部能量并输出；
第2切换器，对第3输入端子输入所述第2控制部的输出，对第4输入端子输入所述第1控制部的输出，在所述第2控制信号是第1电平时连接所述第3输入端子和第2输出端子，在所述第2控制信号是第2电平时连接所述第4输入端子和所述第2输出端子；
第2运算部，接收从所述第2切换器输出的值，运算所述第4运算项；以及
第2加法运算器，将所述第3运算项和所述第4运算项相加而输出。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的车辆***，其中，
所述车辆***还具备车辆停车判定部，该车辆停车判定部接收从外部供给的刹车状态、所述车轴转矩指令以及车辆行驶速度，在所述车轴转矩指令是零且所述车辆行驶速度是零并且是被输入了所述刹车状态的状态时，输出第1电平的停止指令，
所述第2逆变器控制部接收所述停止指令，在所述停止指令是第1电平时，使所述第2电动机的转矩指令为零而输出选通指令。
CN201780051460.9A 2016-08-25 2017-08-25 车辆*** Active CN109641586B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-164756 2016-08-25
JP2016164756 2016-08-25
PCT/JP2017/030584 WO2018038261A1 (ja) 2016-08-25 2017-08-25 車両システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109641586A true CN109641586A (zh) 2019-04-16
CN109641586B CN109641586B (zh) 2022-04-19

Family

ID=61245057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780051460.9A Active CN109641586B (zh) 2016-08-25 2017-08-25 车辆***

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3597498B1 (zh)
JP (1) JP6678749B2 (zh)
CN (1) CN109641586B (zh)
WO (1) WO2018038261A1 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007068301A (ja) * 2005-08-30 2007-03-15 Nissan Motor Co Ltd 電動車両の制御装置
CN101034864A (zh) * 2006-03-06 2007-09-12 株式会社日立制作所 电动车辆的控制装置以及电动车辆的驱动装置
JP2013060041A (ja) * 2011-09-12 2013-04-04 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両およびその制御方法
CN103906648A (zh) * 2011-10-27 2014-07-02 丰田自动车株式会社 电动车辆及其控制方法
US20150321664A1 (en) * 2014-05-08 2015-11-12 Hyundai Motor Company Emergency operation method of hybrid vehicle

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3050125B2 (ja) 1996-05-20 2000-06-12 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置および動力出力装置の制御方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007068301A (ja) * 2005-08-30 2007-03-15 Nissan Motor Co Ltd 電動車両の制御装置
CN101034864A (zh) * 2006-03-06 2007-09-12 株式会社日立制作所 电动车辆的控制装置以及电动车辆的驱动装置
JP2013060041A (ja) * 2011-09-12 2013-04-04 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両およびその制御方法
CN103906648A (zh) * 2011-10-27 2014-07-02 丰田自动车株式会社 电动车辆及其控制方法
US20150321664A1 (en) * 2014-05-08 2015-11-12 Hyundai Motor Company Emergency operation method of hybrid vehicle
CN105083273A (zh) * 2014-05-08 2015-11-25 现代自动车株式会社 混合动力车辆的紧急操作方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2018038261A1 (ja) 2019-06-24
WO2018038261A1 (ja) 2018-03-01
EP3597498A1 (en) 2020-01-22
EP3597498A4 (en) 2020-06-17
CN109641586B (zh) 2022-04-19
JP6678749B2 (ja) 2020-04-08
EP3597498B1 (en) 2023-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180257496A1 (en) Driving device
CN100536312C (zh) 电源装置,使用其的电机驱动控制方法及配有其的机动车
JP4648054B2 (ja) ハイブリッド車両，電動駆動装置用制御装置及び電動駆動装置
EP1385715B1 (en) Differential electric engine with variable torque conversion
US7953525B2 (en) Electrical powered vehicle incorporating motor and inverter, and control method therefor
US9531315B2 (en) Electric vehicle and control method therefor
CN102119096A (zh) 混合动力车辆的电机控制装置以及驱动装置
JP2006211891A (ja) ハイブリッド車用のダブルエンド型インバータ駆動システムの統合電力制御方法
JP5083152B2 (ja) 車両および二次電池の充電方法
US10005449B2 (en) Motive power system, transportation apparatus, and electric power transmission method
US20170282899A1 (en) Power supply system, transportation apparatus, and power transmission method
WO2013061444A1 (ja) 電動車両およびその制御方法
US10457272B2 (en) Motive power system, transportation apparatus, and electric power transmission method
JP2010068576A (ja) コンバータ制御装置
JP6897577B2 (ja) 車両におけるハイブリッドシステムの制御装置
US10300904B2 (en) Motive power system, transportation apparatus, and power transmission method
JP5419745B2 (ja) シリーズハイブリッド車両の制御装置
CN109641586A (zh) 车辆***
CN109789872A (zh) 混合动力车辆***
US10730506B2 (en) Hybrid vehicle and control method therefor
US10951041B2 (en) Motor system
JP2017178000A (ja) 動力システム及び輸送機器、並びに、動力システムの電力伝送方法
US20190123652A1 (en) Drive device
EP3693239A1 (en) Hybrid vehicle
JP2010136509A (ja) 車両およびその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant