JP2007252180A - 電気自動車の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】システム起動直後で平滑コンデンサ24のプリチャージ完了前に、システム電圧を目標値に一致させるように昇圧コンバータ21の出力電圧を制御する変換電圧制御を実行することで、平滑コンデンサ24のプリチャージを行ってシステム電圧を速やかに目標値に制御する。その後、平滑コンデンサ24のプリチャージ完了後に、変換電圧制御から変換電力制御に切り換えて、昇圧コンバータ21の出力電力を指令値に一致させるように昇圧コンバータ21の出力電力を制御すると共に、この変換電力制御の実行中は、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を禁止する。
【選択図】図3
Description
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。
[モータ制御]
モータ制御装置37は、システム起動後に平滑コンデンサ24のプリチャージが完了した後に、モータ制御システムのシャットダウンを解除して、モータ制御(トルク制御、システム電圧安定化制御)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。
i2*(id2* ,iq2* )=it2* (idt2*,iqt2*)+ip*(idp* ,iqp* )
モータ制御装置37は、システム起動直後で平滑コンデンサ24のプリチャージ完了前に、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昇圧コンバータ21の出力電圧を制御する変換電圧制御を実行する。
Dc =Dvc
モータ制御装置37は、システム起動後に平滑コンデンサ24のプリチャージが完了した後に、前述した変換電圧制御を停止し、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に切り換える。
Dc =Dpc
止してシステム電圧安定化制御の実行を禁止する。その後、平滑コンデンサ24のプリチャージ完了後に、モータ制御システムのシャットダウンを解除してモータ制御(トルク制御、システム電圧安定化制御)を開始すると共に、変換電圧制御から変換電力制御に切り換えて、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。このようにして、車両の状態に応じて変換電圧制御と変換電力制御とを切り換えるようにするとともに変換電圧制御を実行しているときはシステム電圧安定化制御の実行を禁止したので、車両の状態に左右されずにシステム電圧を効果的に安定化させることができる。
Claims (13)
- 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、前記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、
前記MGユニットの入力電力を制御するMG電力制御手段と、
前記MG電力制御手段に指令して前記システム電圧の変動を抑制するように制御するシステム電圧安定化制御を実行するシステム電圧制御手段と、
前記変換手段の入力電力又は出力電力(以下「変換電力」という)を制御する変換電力制御を実行する変換電力制御手段と、
前記変換手段の出力電圧を制御する変換電圧制御を実行する変換電圧制御手段と、
前記変換電力制御と前記変換電圧制御のうちのいずれか一方を実行するように選択するとともに前記変換電圧制御手段が選択される場合に前記システム電圧制御手段の実行を禁止する選択手段と
を備えていることを特徴とする電気自動車の制御装置。 - 前記システム電圧制御手段は、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指令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。
- 前記システム電圧の目標値を設定する目標電圧設定手段と、
前記システム電圧を検出する電圧検出手段と、
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の操作量を演算する電力操作量演算手段とを備え、
前記システム電圧制御手段は、前記電力操作量演算手段で演算した入力電力の操作量を前記MG電力制御手段に指令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又は2に記載の電気自動車の制御装置。 - 前記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備え、
前記電力操作量演算手段は、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の操作量を演算することを特徴とする請求項3に記載の電気自動車の制御装置。 - 前記交流モータを正弦波PWM制御方式で制御するモータ制御手段を備え、
前記MG電力制御手段は、前記正弦波PWM制御方式で前記交流モータに通電する電流ベクトル又は前記交流モータに印加する電圧ベクトルを制御することで前記MGユニットの入力電力を制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。 - 前記変換電力の指令値を演算する変換電力指令値演算手段と、
前記変換電力を検出する変換電力検出手段と、
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する変換電力制御量演算手段とを備え、
前記変換電力制御手段は、前記変換電力制御量演算手段で演算した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1乃至5のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。 - 前記変換電力指令値演算手段は、前記電源ラインに接続された全てのMGユニットの入力電力の合計値を少なくとも含んだ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。
- 前記電源ラインに接続された全てのMGユニットの入力電力の合計値を少なくとも含んだ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備え、
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7に記載の電気自動車の制御装置。 - 前記変換手段の出力電流を検出する電流検出手段を備え、
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6乃至8のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。 - 前記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備え、
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9に記載の電気自動車の制御装置。 - 前記システム電圧の目標値を設定する目標電圧設定手段と、
前記システム電圧を検出する電圧検出手段と、
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変換手段の出力電圧の制御量を演算する変換電圧制御量演算手段とを備え、
前記変換電圧制御手段は、前記変換電圧制御量演算手段で演算した出力電圧の制御量に基づいて前記変換手段の出力電圧を制御することを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。 - 前記選択手段は、前記電気自動車が起動されるときに前記変換電力制御と前記変換電圧制御のうちの前記変換電圧制御を実行するように選択し、かつ前記システム電圧制御手段の実行を禁止することを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。
- 前記選択手段は、前記MGユニットがシャットダウンされているときに前記変換電力制御と前記変換電圧制御のうちの前記変換電圧制御を実行するように選択し、かつ前記システム電圧制御手段の実行を禁止することを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。
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