JP2021132464A - Vehicle drive device and vehicle control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の駆動装置及び車両の制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device and a vehicle control method.
ハイブリッド車、電気自動車などの車両では、車両の制動時にモータを回生駆動することでバッテリを充電することが知られている。しかしながら、バッテリの満充電状態でモータを回生駆動するとバッテリに過充電が発生し、バッテリが劣化してしまう虞がある。特許文献1では、バッテリの満充電時に、モータを強め界磁制御することでモータを非効率で駆動することが記載されている。 In vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles, it is known that a battery is charged by regeneratively driving a motor when the vehicle is braked. However, if the motor is regeneratively driven while the battery is fully charged, the battery may be overcharged and the battery may deteriorate. Patent Document 1 describes that when the battery is fully charged, the motor is driven inefficiently by strengthening the field control.
しかしながら、モータを強め界磁制御をするとモータ及びインバータが通常よりも多く発熱してしまい、モータ及びインバータを保護するため、モータをパワーセーブする必要が生じる場合がある。 However, if the motor is strengthened and field control is performed, the motor and the inverter generate more heat than usual, and it may be necessary to save the power of the motor in order to protect the motor and the inverter.
本発明は、バッテリの過充電を抑制しながら回転電機のパワーセーブを抑制可能な車両の駆動装置及び車両の制御方法を提供する。 The present invention provides a vehicle drive device and a vehicle control method capable of suppressing power saving of a rotary electric machine while suppressing overcharging of a battery.
本発明は、
バッテリと、
三相交流式の回転電機と、
前記バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換し、前記回転電機から供給される交流電力を直流電力に変換するインバータと、
前記インバータの温度を検出する第1温度検出部と、
前記回転電機の温度を検出する第2温度検出部と、
前記インバータをPWM制御する制御装置と、を備える車両の駆動装置であって、
前記制御装置は、
前記バッテリの蓄電量を取得する充電状態取得部と、
前記バッテリの蓄電量が所定値以上のとき、前記回転電機の回生駆動において非効率制御を行う非効率制御部と、を備え、
前記非効率制御部は、前記非効率制御において、
前記第1温度検出部で検出された前記インバータの温度、及び前記第2温度検出部で検出された前記回転電機の温度に基づいて、前記PWM制御の変調方式を変更する。
The present invention
With the battery
Three-phase AC rotary electric machine and
An inverter that converts DC power supplied from the battery into AC power and converts AC power supplied from the rotary electric machine into DC power.
A first temperature detection unit that detects the temperature of the inverter, and
A second temperature detection unit that detects the temperature of the rotary electric machine,
A vehicle drive device including a control device that PWM-controls the inverter.
The control device is
A charge state acquisition unit that acquires the amount of electricity stored in the battery,
An inefficiency control unit that performs inefficiency control in the regenerative drive of the rotary electric machine when the amount of electricity stored in the battery is equal to or higher than a predetermined value is provided.
In the inefficiency control, the inefficiency control unit
The modulation method of the PWM control is changed based on the temperature of the inverter detected by the first temperature detection unit and the temperature of the rotary electric machine detected by the second temperature detection unit.
また、本発明は、
バッテリと、
三相交流式の回転電機と、
前記バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換し、前記回転電機から供給される交流電力を直流電力に変換するインバータと、を備える車両の制御方法であって、
前記バッテリの蓄電量を取得する充電状態取得ステップと、
前記バッテリの蓄電量が所定値以上のとき、前記回転電機の回生駆動において非効率制御を行う非効率制御ステップと、を備え、
前記非効率制御ステップは、前記非効率制御において、
前記インバータの温度、及び前記回転電機の温度に基づいて、前記インバータのPWM制御の変調方式を変更する。
In addition, the present invention
With the battery
Three-phase AC rotary electric machine and
A vehicle control method including an inverter that converts DC power supplied from the battery into AC power and converts AC power supplied from the rotary electric machine into DC power.
The charge state acquisition step for acquiring the stored amount of the battery and
When the amount of electricity stored in the battery is equal to or greater than a predetermined value, an inefficiency control step for performing inefficiency control in the regenerative drive of the rotary electric machine is provided.
The inefficiency control step in the inefficiency control
The modulation method of the PWM control of the inverter is changed based on the temperature of the inverter and the temperature of the rotary electric machine.
本発明によれば、バッテリの過充電を抑制しながら回転電機のパワーセーブを抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress the power saving of the rotary electric machine while suppressing the overcharging of the battery.
以下、本発明の車両の駆動装置の一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the vehicle drive device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[車両の駆動装置]
図1に示す電動車両は、モータジェネレータMGと、バッテリBATと、VCU(Voltage Control Unit)101と、インバータINVと、コントローラ部103と、を備える。なお、図1中の太い実線は機械連結を示し、二重点線は電力配線を示し、細い実線は制御信号を示す。
[Vehicle drive device]
The electric vehicle shown in FIG. 1 includes a motor generator MG, a battery BAT, a VCU (Voltage Control Unit) 101, an inverter INV, and a
モータジェネレータMGは、三相交流式の回転電機であり、電動車両が走行するための動力を発生する。モータジェネレータMGで発生したトルクは、変速段又は固定段を含むギヤボックスGB及び減速機Dを介して駆動輪Wに伝達される。また、モータジェネレータMGは、電動車両の制動時には発電機として動作する。 The motor generator MG is a three-phase AC rotary electric machine that generates power for the electric vehicle to travel. The torque generated by the motor generator MG is transmitted to the drive wheels W via the gearbox GB including the shift stage or the fixed stage and the speed reducer D. Further, the motor generator MG operates as a generator when braking the electric vehicle.
バッテリBATは、直列又は並列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば100〜200Vの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。 The battery BAT has a plurality of storage cells connected in series or in parallel, and supplies a high voltage of, for example, 100 to 200 V. The storage cell is, for example, a lithium ion battery or a nickel hydrogen battery.
VCU101は、バッテリBATの出力電圧を直流のまま昇圧する。また、VCU101は、電動車両の制動時にモータジェネレータMGが発電して直流に変換された電力を降圧する。VCU101によって降圧された電力は、バッテリBATに充電される。
The
図2に示すように、VCU101は、バッテリBATが出力するV1電圧を入力電圧として2つのスイッチング素子をオンオフ切換動作することによって、出力側のV2電圧をV1電圧よりも高い電圧に昇圧する。なお、VCU101の2つのスイッチング素子がオンオフ切換動作しないときのV2電圧はV1電圧に等しい。
As shown in FIG. 2, the
インバータINVは、コントローラ部103によるスイッチング素子IGBTのPWM制御に基づいて、直流電圧を交流電圧に変換して3相電流をモータジェネレータMGに供給する。また、インバータINVは、電動車両の制動時にモータジェネレータMGが発電した交流電圧を直流電圧に変換する。
The inverter INV converts a DC voltage into an AC voltage and supplies a three-phase current to the motor generator MG based on the PWM control of the switching element IGBT by the
コントローラ部103は、インバータINV及びVCU101の制御を行う。コントローラ部103の詳細については後述する。
The
モータジェネレータMGは、電動車両の走行時には力行駆動され、電動車両の制動時には回生駆動される。本実施形態では、バッテリBATの蓄電量が所定値以上のとき、モータジェネレータMGの回生駆動において、モータジェネレータMGのd軸電流が正の値に大きくなるようモータジェネレータMGの強め界磁制御を行うことによって、モータジェネレータMGを非効率的な動作点で駆動し、バッテリBATの過充電を抑制する。以下の説明では、モータジェネレータMGの強め界磁制御を「非効率制御」という。 The motor generator MG is power-driven when the electric vehicle is running, and is regeneratively driven when the electric vehicle is braked. In the present embodiment, when the amount of electricity stored in the battery BAT is equal to or higher than a predetermined value, in the regenerative drive of the motor generator MG, the field-strengthening control of the motor generator MG is performed so that the d-axis current of the motor generator MG increases to a positive value. , The motor generator MG is driven at an inefficient operating point to suppress overcharging of the battery BAT. In the following description, the strengthened field control of the motor generator MG is referred to as "inefficiency control".
[非効率制御]
次に、非効率制御を行う場合のdq軸座標上のモータジェネレータMGの動作点について説明する。
[Inefficiency control]
Next, the operating point of the motor generator MG on the dq-axis coordinates when inefficiency control is performed will be described.
モータジェネレータMGの動作点の範囲は、このモータジェネレータMGに供給可能な最大電流ImaxとモータジェネレータMGに印加される電圧によって制限される。モータジェネレータMGの電流(Id,Iq)の振幅は、最大電流Imaxによって制限されるため、式(1)を満たす必要がある。 The range of operating points of the motor generator MG is limited by the maximum current Imax that can be supplied to the motor generator MG and the voltage applied to the motor generator MG. Since the amplitude of the current (Id, Iq) of the motor generator MG is limited by the maximum current Imax, it is necessary to satisfy the equation (1).
また、モータジェネレータMGの誘起電圧(Vdo,Vqo)は式(2)で表される。 The induced voltage (Vdo, Vqo) of the motor generator MG is represented by the equation (2).
但し、Ld,Lq:dq軸インダクタンス、ω:モータジェネレータMGの角速度、ψa:鎖交磁束である。 However, Ld, Lq: dq-axis inductance, ω: angular velocity of the motor generator MG, ψa: interlinkage magnetic flux.
式(2)よりdq誘起電圧(d軸電機子に生じる誘起電圧とq軸電機子に生じる誘起電圧のベクトル和の大きさ)Voは、式(3)で表せる。 From the equation (2), the dq-induced voltage (the magnitude of the vector sum of the induced voltage generated in the d-axis armature and the induced voltage generated in the q-axis armature) Vo can be expressed by the equation (3).
このとき、図2に示したV2電圧の制限電圧をVom(VomはV2電圧によって決まり、関係式は電圧制御部VCUの制御の変調方式によって変わる)とすると、式(4)に示すように、dq誘起電圧Voは制限電圧Vom以下である必要がある。 At this time, assuming that the limit voltage of the V2 voltage shown in FIG. 2 is Vom (Vom is determined by the V2 voltage, and the relational expression changes depending on the modulation method controlled by the voltage control unit VCU), as shown in the equation (4), The dq induced voltage Vo needs to be equal to or less than the limiting voltage Vo.
すなわち、式(3)と式(4)により、モータジェネレータMGの動作点の範囲には電圧による制限があるため、式(5)を満たす必要がある。 That is, since the range of the operating point of the motor generator MG is limited by the voltage according to the equations (3) and (4), it is necessary to satisfy the equation (5).
このように、モータジェネレータMGの動作の電流による制限は式(1)で表され、式(1)は、図3に示すdq軸電流ベクトル空間上の定電流円の内部領域によって表される。また、モータジェネレータMGの動作の電圧による制限は式(5)で表され、式(5)は、図3に示すdq軸電流ベクトル空間上の定電圧楕円の内部領域によって表される。モータジェネレータMGに供給可能な電流の範囲は、式(1)かつ式(5)を満たす範囲であり、この範囲は図3にハッチングした領域で示される。
一方、モータジェネレータMGのトルクTは式(6)で表される。
As described above, the limitation of the operation of the motor generator MG by the current is represented by the equation (1), and the equation (1) is represented by the internal region of the constant current circle on the dq-axis current vector space shown in FIG. Further, the limit by the voltage of the operation of the motor generator MG is represented by the equation (5), and the equation (5) is represented by the internal region of the constant voltage ellipse on the dq-axis current vector space shown in FIG. The range of the current that can be supplied to the motor generator MG is a range that satisfies the equations (1) and (5), and this range is shown by the hatched region in FIG.
On the other hand, the torque T of the motor generator MG is represented by the equation (6).
但し、Pn:モータジェネレータMGの極対数である。
この式(6)を変形した定トルク曲線を表す式は、式(7)で表される。
However, Pn: is the logarithm of the motor generator MG.
The equation representing the constant torque curve obtained by modifying the equation (6) is expressed by the equation (7).
この式(7)は、Id=ψa/(Lq−Ld),Iq=0を漸近線とする双曲線である。 This equation (7) is a hyperbola with Id = ψa / (Lq−Ld) and Iq = 0 as asymptotes.
ところで、非効率制御を行わないモータジェネレータMGの動作点の制御(通常制御)では、例えば、電流に対するトルクが最大となる最大トルク制御(動作点における定トルク曲線の接線と電流ベクトルが直交する制御)や、銅損だけでなく鉄損等を考慮した損失が最小となる最大効率制御(動作点は最大トルク制御よりも進み位相、すなわちd軸電流を負の方向へ移動させることが多い)が行われる。すなわち、図4に示した例では、点線の丸印で示した動作点でモータジェネレータMGは駆動する。 By the way, in the control of the operating point of the motor generator MG that does not perform inefficiency control (normal control), for example, the maximum torque control that maximizes the torque with respect to the current (control in which the tangent of the constant torque curve at the operating point and the current vector are orthogonal to each other). ) And the maximum efficiency control that minimizes the loss considering not only the copper loss but also the iron loss (the operating point is more advanced than the maximum torque control, that is, the d-axis current is often moved in the negative direction). Will be done. That is, in the example shown in FIG. 4, the motor generator MG is driven at the operating point indicated by the dotted circle.
これに対し、本実施形態で行う非効率制御では、図4に示すように、コントローラ部103は、モータジェネレータMGのd軸電流が正の値に大きくなるようインバータINVを制御して、モータジェネレータMGの動作点を目標動作点(Id_c,Iq_c)に移動させる。なお、目標動作点(Id_c,Iq_c)での電流ベクトルを与えるためのV2電圧は、最大電流Imaxの定電流円による制約及び目標定電圧楕円による制約の範囲内で取り得る最大の電圧であり、定トルクの条件下においてd軸電流が正の方向で最も大きくなる。
On the other hand, in the inefficiency control performed in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
以上説明したように、本実施形態では、モータジェネレータMGのd軸電流が正の値に大きくなるようモータジェネレータMGの強め界磁制御を行うことによって、モータジェネレータMGを非効率的な動作点で駆動する。 As described above, in the present embodiment, the motor generator MG is driven at an inefficient operating point by performing strong field control of the motor generator MG so that the d-axis current of the motor generator MG increases to a positive value. ..
[コントローラ部の機能構成]
図5に示すように、コントローラ部103は、ハードウェアとソフトウェアの協働により実現される機能的な構成として、バッテリBATの蓄電量を取得する充電状態取得部201と、バッテリBATの蓄電量が所定値以上であるか否かを判定する判定部203と、バッテリBATの蓄電量が所定値未満のとき、モータジェネレータMGの回生駆動において通常制御を行う通常制御部205と、バッテリBATの蓄電量が所定値以上のとき、モータジェネレータMGの回生駆動において非効率制御を行う非効率制御部207と、を備える。
[Functional configuration of controller]
As shown in FIG. 5, the
非効率制御部207は、インバータINVのスイッチング素子IGBTの温度(適宜、インバータINVの温度、又はIGBT温度と称する)を検出する第1温度検出部105と、モータジェネレータMGのステータコイルの温度(適宜、モータジェネレータMGの温度、又はコイル温度と称する)を検出する第2温度検出部107と、から温度情報を取得する。そして、非効率制御部207は、前記非効率制御において、第1温度検出部105で検出されたインバータINVの温度、及び第2温度検出部107で検出されたモータジェネレータMGの温度に基づいて、インバータINVを対象とするPWM制御の変調方式を変更する。
The
具体的に説明すると、非効率制御部207は、インバータINVを対象とするPWM制御の変調方式を変更可能な変調方式変更部209を備える。変調方式変更部209は、インバータINVの温度及びモータジェネレータMGの温度に基づいて、三相を変調する三相変調方式と、三相のうちのいずれか二相を変調する二相変調方式との間で、変調方式を変更する。
Specifically, the
二相変調方式は、PWM制御において、1周期のうち、特定の区間だけ一相を固定し、他の二相を変調することで、疑似的な3相波形を生成する方式であり、二相変調方式では、三相変調方式に比べてスイッチング素子IGBTのスイッチング回数が2/3の減少するため、図6に示すように、三相変調方式に比べてスイッチング損が低減される。つまり、二相変調方式を選択すると、スイッチング損によるインバータINVの温度上昇を抑制することができる。 The two-phase modulation method is a method of generating a pseudo three-phase waveform by fixing one phase only in a specific section in one cycle and modulating the other two phases in PWM control. In the modulation method, the number of switchings of the switching element IGBT is reduced by 2/3 as compared with the three-phase modulation method, so that the switching loss is reduced as compared with the three-phase modulation method. That is, when the two-phase modulation method is selected, the temperature rise of the inverter INV due to the switching loss can be suppressed.
変調方式変更部209は、インバータINVの温度が第1閾値以上のとき、二相変調方式に変更し、モータジェネレータMGの温度が第2閾値以上のとき、三相変調方式に変更する。このような変調方式変更部209によれば、インバータINVの温度が第1閾値以上のとき二相変調方式に変更することで、スイッチング損失を2/3に低減し、インバータINVの温度上昇を抑えることができる。一方、モータジェネレータMGの温度が第2閾値以上のとき三相変調方式に変更することで、電流波形が正弦波波形に近づき、モータジェネレータMGの温度上昇を抑えることができる。
The modulation
変調方式変更部209は、インバータINVの温度と第1閾値との差である第1差分と、モータジェネレータMGの温度と第2閾値との差である第2差分と、を比較し、第2差分が第1差分よりも大きいとき、二相変調方式に変更し、第2差分が第1差分以下のとき、三相変調方式に変更するものであってもよい。このような変調方式変更部209によれば、インバータINVの温度の余裕代と、モータジェネレータMGの温度の余裕代とを比較し、余裕代が小さい方の温度上昇を抑えることにより、インバータINVの温度及びモータジェネレータMGの温度をより適切に制御することができる。
The modulation
変調方式変更部209は、第2差分が第1差分よりも大きい状態、又は第2差分が第1差分以下の状態が所定時間続いたときに、変調方式の変更を行う。このような変調方式変更部209によれば、変調方式の頻繁な変更を抑制し、制御の安定性を向上させることができる。
The modulation
非効率制御部207は、PWM制御の変調周波数を変更する変調周波数調整部211をさらに備える。変調周波数調整部211は、非効率制御において、PWM制御の変調周波数を増減させる。例えば、PWM制御の変調周波数を減らすと、インバータINVのスイッチング損が低減されるため、インバータINVの温度上昇を抑制できるが、図7Aに示すように、電流波形に大きな電流リプルが含まれるため、モータジェネレータMGの損失が増加し、モータジェネレータMGの温度が上昇する。また、PWM制御の変調周波数を増やすと、インバータINVのスイッチング損が増加するため、インバータINVの温度が上昇するが、図7Bに示すように、電流波形が正弦波波形に近づくため、モータジェネレータMGの損失が低減し、モータジェネレータMGの温度上昇が抑制される。
The
変調周波数調整部211は、インバータINVの温度が第1閾値以上のとき、PWM制御の変調周波数を低下させ、モータジェネレータMGの温度が第2閾値以上のとき、PWM制御の変調周波数を上昇させる。このような変調周波数調整部211によれば、インバータINVの温度が第1閾値以上のときPWM制御の変調周波数を低下させることで、スイッチング損失を低減し、インバータINVの温度上昇を抑えることができる。一方、モータジェネレータMGの温度が第2閾値以上のときPWM制御の変調周波数を上昇させることで、電流波形を正弦波波形に近づけ、モータジェネレータMGの温度上昇を抑えることができる。
The modulation
変調周波数調整部211は、インバータINVの温度と第1閾値との差である第1差分と、モータジェネレータMGの温度と第2閾値との差である第2差分と、を比較し、第2差分が第1差分よりも大きいとき、PWM制御の変調周波数を低下させ、第2差分が第1差分以下のとき、PWM制御の変調周波数を上昇させるものであってもよい。このような変調周波数調整部211によれば、インバータINVの温度の余裕代と、モータジェネレータMGの温度の余裕代とを比較し、余裕代が小さい方の温度上昇を抑えることにより、インバータINVの温度及びモータジェネレータMGの温度をより適切に制御することができる。
The modulation
変調周波数調整部211は、第2差分が第1差分よりも大きい状態、又は第2差分が第1差分以下の状態が所定時間続いたときに、変調周波数の増減を行う。このような変調周波数調整部211によれば、変調周波数の頻繁な増減を抑制し、制御の安定性を向上させることができる。
The modulation
[非効率制御部の制御例]
次に、非効率制御部207の2つの制御例及びその作用について、図8〜図11を参照して説明する。
[Control example of inefficiency control unit]
Next, two control examples of the
図8に示す第1制御例において、非効率制御部207は、まず、バッテリBATが満充電状態であるか否かを判断し(S11)、この判断結果がNOの場合は、非効率制御部207による処理を終了し、判断結果がYESの場合は、前述した非効率制御を実行する(S12)。非効率制御部207は、非効率制御の実行中、インバータINVのIGBT温度及びモータジェネレータMGのコイル温度を監視しており(S13、S15)、IGBT温度がその温度保護閾値である第1閾値T1以上であると判断した場合は、PWM制御の変調周波数を低下させるとともに、PWM制御の変調方式を二相変調方式に変更することで(S14)、インバータINVのスイッチング損を低減し、インバータINVの温度上昇を抑制する。ここで、第1閾値T1は、モータジェネレータMGをパワーセーブする際の臨界値であり、インバータINVのIGBT温度が第1閾値T1を超えると、モータジェネレータMGのパワーセーブが実行される。
In the first control example shown in FIG. 8, the
一方、非効率制御部207は、非効率制御の実行中、コイル温度がその温度保護閾値である第2閾値T2以上であると判断した場合は、PWM制御の変調周波数を上昇させるとともに、PWM制御の変調方式を三相変調方式に変更することで(S16)、モータジェネレータMGの電流波形を正弦派波形に近づけ、モータジェネレータMGの温度上昇を抑制する。ここで、第2閾値T2は、モータジェネレータMGをパワーセーブする際の臨界値であり、モータジェネレータMGのコイル温度が第2閾値T2を超えると、モータジェネレータMGのパワーセーブが実行される。
On the other hand, when the
このような非効率制御部207の第1制御例によれば、図9に示すように、インバータINVのIGBT温度が第1閾値T1を超えたり、モータジェネレータMGの温度が第2閾値T2を超えたりするのを抑制できる。これにより、非効率制御によってバッテリBATの過充電を抑制しながら、モータジェネレータMGのパワーセーブが発生するのを抑制できる。
According to the first control example of the
図10に示す第2制御例において、非効率制御部207は、まず、バッテリBATが満充電状態であるか否かを判断し(S21)、この判断結果がNOの場合は、非効率制御部207による処理を終了し、判断結果がYESの場合は、前述した非効率制御を実行する(S22)。非効率制御部207は、非効率制御の実行中、インバータINVのIGBT温度及びモータジェネレータMGのコイル温度を監視しており、IGBT温度とその温度保護閾値である第1閾値T1との差分(適宜、IGBT温度差分と称する)と、コイル温度とその温度保護閾値である第2閾値T2との差分(適宜、コイル温度差分と称する)を比較し、いずれが大きいかを判定する(S23)。
In the second control example shown in FIG. 10, the
非効率制御部207は、コイル温度差分がIGBT差分以上の状態が所定時間継続したか否かを判断し(S24)、この判断結果がYESの場合は、PWM制御の変調周波数を低下させるとともに、PWM制御の変調方式を二相変調方式に変更することで(S25)、インバータINVのスイッチング損を低減し、インバータINVの温度上昇を抑制する。
The
一方、非効率制御部207は、コイル温度差分がIGBT差分以下の状態が所定時間継続したか否かを判断し(S26)、この判断結果がYESの場合は、PWM制御の変調周波数を上昇させるとともに、PWM制御の変調方式を三相変調方式に変更することで(S27)、モータジェネレータMGの電流波形を正弦派波形に近づけ、モータジェネレータMGの温度上昇を抑制する。このような非効率制御部207の第2制御例によれば、図11示すように、インバータINVのIGBT温度が第1閾値T1を超えたり、モータジェネレータMGの温度が第2閾値T2を超えたりするのを抑制できる。これにより、非効率制御によってバッテリBATの過充電を抑制しながら、モータジェネレータMGのパワーセーブが発生するのを抑制できる。
On the other hand, the
尚、本発明の駆動装置は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。 The drive device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified, improved, and the like.
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。 At least the following matters are described in this specification. The components and the like corresponding to the above-described embodiments are shown in parentheses, but the present invention is not limited thereto.
(1) バッテリ(バッテリBAT)と、
三相交流式の回転電機(モータジェネレータMG)と、
前記バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換し、前記回転電機から供給される交流電力を直流電力に変換するインバータ(インバータINV)と、
前記インバータの温度を検出する第1温度検出部(第1温度検出部105)と、
前記回転電機の温度を検出する第2温度検出部(第2温度検出部107)と、
前記インバータをPWM制御する制御装置(コントローラ部103)と、を備える車両の駆動装置であって、
前記制御装置は、
前記バッテリの蓄電量を取得する充電状態取得部(充電状態取得部201)と、
前記バッテリの蓄電量が所定値以上のとき、前記回転電機の回生駆動において非効率制御を行う非効率制御部(非効率制御部207)と、を備え、
前記非効率制御部は、前記非効率制御において、
前記第1温度検出部で検出された前記インバータの温度、及び前記第2温度検出部で検出された前記回転電機の温度に基づいて、前記PWM制御の変調方式を変更する、車両の駆動装置。
(1) Battery (battery BAT) and
Three-phase AC rotary electric machine (motor generator MG) and
An inverter (inverter INV) that converts DC power supplied from the battery into AC power and converts AC power supplied from the rotary electric machine into DC power.
A first temperature detection unit (first temperature detection unit 105) that detects the temperature of the inverter, and
A second temperature detection unit (second temperature detection unit 107) that detects the temperature of the rotary electric machine, and
A vehicle drive device including a control device (controller unit 103) that PWM-controls the inverter.
The control device is
A charge state acquisition unit (charge state acquisition unit 201) that acquires the amount of electricity stored in the battery, and a charge
An inefficiency control unit (inefficiency control unit 207) that performs inefficiency control in the regenerative drive of the rotary electric machine when the amount of electricity stored in the battery is equal to or higher than a predetermined value is provided.
In the inefficiency control, the inefficiency control unit
A vehicle driving device that changes the modulation method of the PWM control based on the temperature of the inverter detected by the first temperature detection unit and the temperature of the rotary electric machine detected by the second temperature detection unit.
(1)によれば、非効率制御部が、非効率制御において、インバータの温度及び回転電機の温度に基づいてPWM制御の変調方式を変更することで、インバータの温度及び回転電機の温度を適切に制御することができる。これにより、バッテリの過充電を抑制しながら回転電機のパワーセーブを抑制できる。 According to (1), in the inefficiency control, the inefficiency control unit changes the modulation method of the PWM control based on the temperature of the inverter and the temperature of the rotary electric machine, thereby appropriately adjusting the temperature of the inverter and the temperature of the rotary electric machine. Can be controlled to. As a result, it is possible to suppress the power saving of the rotating electric machine while suppressing the overcharging of the battery.
(2) (1)に記載の車両の駆動装置であって、
前記非効率制御部は、前記PWM制御の変調方式を変更可能な変調方式変更部(変調方式変更部209)を備え、
前記変調方式変更部は、前記インバータの温度及び前記回転電機の温度に基づいて、三相を変調する三相変調方式と、前記三相のうちのいずれか二相を変調する二相変調方式との間で、前記変調方式を変更する、車両の駆動装置。
(2) The vehicle drive device according to (1).
The inefficiency control unit includes a modulation method changing unit (modulation method changing unit 209) capable of changing the modulation method of the PWM control.
The modulation method changing unit includes a three-phase modulation method that modulates three phases based on the temperature of the inverter and the temperature of the rotary electric machine, and a two-phase modulation method that modulates any two of the three phases. A vehicle drive that modifies the modulation scheme between.
(2)によれば、変調方式変更部が、インバータの温度及び回転電機の温度に基づいて、三相変調方式と二相変調方式との間で変調方式を変更することで、インバータの温度及び回転電機の温度を適切に制御することができる。 According to (2), the modulation method changing unit changes the modulation method between the three-phase modulation method and the two-phase modulation method based on the temperature of the inverter and the temperature of the rotary electric machine, thereby changing the temperature of the inverter and the temperature of the inverter. The temperature of the rotary electric machine can be controlled appropriately.
(3) (2)に記載の車両の駆動装置であって、
前記変調方式変更部は、
前記インバータの温度が第1閾値以上のとき、前記二相変調方式に変更し、
前記回転電機の温度が第2閾値以上のとき、前記三相変調方式に変更する、車両の駆動装置。
(3) The vehicle drive device according to (2).
The modulation method change unit
When the temperature of the inverter is equal to or higher than the first threshold value, the two-phase modulation method is used.
A vehicle driving device that changes to the three-phase modulation method when the temperature of the rotary electric machine is equal to or higher than the second threshold value.
(3)によれば、インバータの温度が第1閾値以上のとき二相変調方式に変更することで、スイッチング損失が2/3に低減するためインバータの温度上昇を抑えることができる。一方、回転電機の温度が第2閾値以上のとき三相変調方式に変更することで、電流波形が正弦波波形に近づき回転電機の温度上昇を抑えることができる。 According to (3), by changing to the two-phase modulation method when the temperature of the inverter is equal to or higher than the first threshold value, the switching loss is reduced to 2/3, so that the temperature rise of the inverter can be suppressed. On the other hand, when the temperature of the rotating electric machine is equal to or higher than the second threshold value, the current waveform approaches the sinusoidal waveform and the temperature rise of the rotating electric machine can be suppressed by changing to the three-phase modulation method.
(4) (2)に記載の車両の駆動装置であって、
前記変調方式変更部は、
前記インバータの温度と第1閾値との差である第1差分と、前記回転電機の温度と第2閾値との差である第2差分と、を比較し、
前記第2差分が前記第1差分よりも大きいとき、前記二相変調方式に変更し、
前記第2差分が前記第1差分以下のとき、前記三相変調方式に変更する、車両の駆動装置。
(4) The vehicle drive device according to (2).
The modulation method change unit
The first difference, which is the difference between the temperature of the inverter and the first threshold value, and the second difference, which is the difference between the temperature of the rotary electric machine and the second threshold value, are compared.
When the second difference is larger than the first difference, the two-phase modulation method is used.
A vehicle driving device that changes to the three-phase modulation method when the second difference is equal to or less than the first difference.
(4)によれば、インバータの温度の余裕代と、回転電機の温度の余裕代とを比較し、余裕代が小さい方の温度上昇を抑えることにより、インバータの温度及び回転電機の温度をより適切に制御することができる。 According to (4), the temperature of the inverter and the temperature of the rotary electric machine are increased by comparing the margin of the temperature of the inverter with the margin of the temperature of the rotary electric machine and suppressing the temperature rise of the smaller margin. It can be controlled appropriately.
(5) (4)に記載の車両の駆動装置であって、
前記変調方式変更部は、
前記第2差分が前記第1差分よりも大きい状態、又は前記第2差分が前記第1差分以下の状態が所定時間続いたときに、前記変更を行う、車両の駆動装置。
(5) The vehicle drive device according to (4).
The modulation method change unit
A vehicle driving device that makes the change when the second difference is larger than the first difference or the second difference is equal to or less than the first difference for a predetermined time.
(5)によれば、変調方式の頻繁な変更を抑制し、制御の安定性を向上させることができる。 According to (5), it is possible to suppress frequent changes in the modulation method and improve the stability of control.
(6) (2)〜(5)のいずれかに記載の車両の駆動装置であって、
前記非効率制御部は、前記PWM制御の変調周波数を変更する変調周波数調整部(変調周波数調整部211)をさらに備え、
前記変調周波数調整部は、前記非効率制御において、前記PWM制御の変調周波数を増減させる、車両の駆動装置。
(6) The vehicle driving device according to any one of (2) to (5).
The inefficiency control unit further includes a modulation frequency adjustment unit (modulation frequency adjustment unit 211) that changes the modulation frequency of the PWM control.
The modulation frequency adjusting unit is a vehicle driving device that increases or decreases the modulation frequency of the PWM control in the inefficiency control.
(6)によれば、PWM制御の変調周波数を減らすことにより、スイッチング損失を低減してインバータの温度上昇を抑えることができ、また、PWM制御の変調周波数を増やすことにより、電流波形を正弦波波形に近づけて回転電機の温度上昇を抑えることができる。 According to (6), the switching loss can be reduced and the temperature rise of the inverter can be suppressed by reducing the modulation frequency of the PWM control, and the current waveform can be made a sine wave by increasing the modulation frequency of the PWM control. It is possible to suppress the temperature rise of the rotary electric machine by making it closer to the waveform.
(7) (1)〜(6)のいずれかに記載の車両の駆動装置であって、
前記非効率制御は、前記回転電機の前記回生駆動を非効率な動作点で行う強め界磁制御である、ハイブリッド車両の駆動装置。
(7) The vehicle driving device according to any one of (1) to (6).
The inefficiency control is a drive device for a hybrid vehicle, which is a field-strengthening control that performs the regenerative drive of the rotary electric machine at an inefficient operating point.
(7)によれば、非効率制御部は、回転電機の回生駆動を強め界磁制御することにより、回転電機の回生駆動によって回転電機で発生する回生電力を抑制することができる。 According to (7), the inefficiency control unit can suppress the regenerative power generated in the rotary electric machine by the regenerative drive of the rotary electric machine by strengthening the regenerative drive of the rotary electric machine and performing field control.
(8) バッテリ(バッテリBAT)と、
三相交流式の回転電機(モータジェネレータMG)と、
前記バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換し、前記回転電機から供給される交流電力を直流電力に変換するインバータ(インバータINV)と、
前記インバータの温度を検出する第1温度検出部(第1温度検出部105)と、
前記回転電機の温度を検出する第2温度検出部(第2温度検出部107)と、
前記インバータをPWM制御する制御装置(コントローラ部103)と、を備える車両の制御方法であって、
前記バッテリの蓄電量を取得する充電状態取得ステップと、
前記バッテリの蓄電量が所定値以上のとき、前記回転電機の回生駆動において非効率制御を行う非効率制御ステップと、を備え、
前記非効率制御ステップは、前記非効率制御において、
前記第1温度検出部で検出された前記インバータの温度、及び前記第2温度検出部で検出された前記回転電機の温度に基づいて、前記インバータのPWM制御の変調方式を変更する、車両の制御方法。
(8) Battery (battery BAT) and
Three-phase AC rotary electric machine (motor generator MG) and
An inverter (inverter INV) that converts DC power supplied from the battery into AC power and converts AC power supplied from the rotary electric machine into DC power.
A first temperature detection unit (first temperature detection unit 105) that detects the temperature of the inverter, and
A second temperature detection unit (second temperature detection unit 107) that detects the temperature of the rotary electric machine, and
A vehicle control method including a control device (controller unit 103) that PWM-controls the inverter.
The charge state acquisition step for acquiring the stored amount of the battery and
When the amount of electricity stored in the battery is equal to or greater than a predetermined value, an inefficiency control step for performing inefficiency control in the regenerative drive of the rotary electric machine is provided.
The inefficiency control step in the inefficiency control
Vehicle control that changes the modulation method of the PWM control of the inverter based on the temperature of the inverter detected by the first temperature detection unit and the temperature of the rotary electric machine detected by the second temperature detection unit. Method.
(8)によれば、非効率制御ステップが、非効率制御において、インバータの温度及び回転電機の温度に基づいてPWM制御の変調方式を変更することで、インバータの温度及び回転電機の温度を適切に制御することができる。これにより、バッテリの過充電を抑制しながら回転電機のパワーセーブを抑制できる。 According to (8), the inefficiency control step appropriately adjusts the temperature of the inverter and the temperature of the rotary electric machine by changing the modulation method of the PWM control based on the temperature of the inverter and the temperature of the rotary electric machine in the inefficient control. Can be controlled to. As a result, it is possible to suppress the power saving of the rotating electric machine while suppressing the overcharging of the battery.
(9) (8)に記載の車両の制御方法であって、
前記非効率制御ステップは、前記非効率制御において、
前記インバータの温度及び前記回転電機の温度に基づいて、三相を変調する三相変調方式と、前記三相のうちのいずれか二相を変調する二相変調方式との間で、前記変調方式を変更する、車両の制御方法。
(9) The vehicle control method according to (8).
The inefficiency control step in the inefficiency control
The modulation method is between a three-phase modulation method that modulates three phases based on the temperature of the inverter and the temperature of the rotary electric machine and a two-phase modulation method that modulates any two of the three phases. How to control the vehicle.
(9)によれば、非効率制御ステップが、非効率制御において、インバータの温度及び回転電機の温度に基づいて、三相変調方式と二相変調方式との間で変調方式を変更することで、インバータの温度及び回転電機の温度を適切に制御することができる。 According to (9), the inefficiency control step changes the modulation method between the three-phase modulation method and the two-phase modulation method based on the temperature of the inverter and the temperature of the rotary electric machine in the inefficiency control. , The temperature of the inverter and the temperature of the rotary electric machine can be controlled appropriately.
103 コントローラ部(制御装置)
105 第1温度検出部
107 第2温度検出部
201 充電状態取得部
207 非効率制御部
209 変調方式変更部
211 変調周波数調整部
BAT バッテリ
MOT モータ(回転電機)
INV インバータ
103 Controller unit (control device)
105 1st
INV inverter
Claims (9)
三相交流式の回転電機と、
前記バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換し、前記回転電機から供給される交流電力を直流電力に変換するインバータと、
前記インバータの温度を検出する第1温度検出部と、
前記回転電機の温度を検出する第2温度検出部と、
前記インバータをPWM制御する制御装置と、を備える車両の駆動装置であって、
前記制御装置は、
前記バッテリの蓄電量を取得する充電状態取得部と、
前記バッテリの蓄電量が所定値以上のとき、前記回転電機の回生駆動において非効率制御を行う非効率制御部と、を備え、
前記非効率制御部は、前記非効率制御において、
前記第1温度検出部で検出された前記インバータの温度、及び前記第2温度検出部で検出された前記回転電機の温度に基づいて、前記PWM制御の変調方式を変更する、車両の駆動装置。 With the battery
Three-phase AC rotary electric machine and
An inverter that converts DC power supplied from the battery into AC power and converts AC power supplied from the rotary electric machine into DC power.
A first temperature detection unit that detects the temperature of the inverter, and
A second temperature detection unit that detects the temperature of the rotary electric machine,
A vehicle drive device including a control device that PWM-controls the inverter.
The control device is
A charge state acquisition unit that acquires the amount of electricity stored in the battery,
An inefficiency control unit that performs inefficiency control in the regenerative drive of the rotary electric machine when the amount of electricity stored in the battery is equal to or higher than a predetermined value is provided.
In the inefficiency control, the inefficiency control unit
A vehicle driving device that changes the modulation method of the PWM control based on the temperature of the inverter detected by the first temperature detection unit and the temperature of the rotary electric machine detected by the second temperature detection unit.
前記非効率制御部は、前記PWM制御の変調方式を変更可能な変調方式変更部を備え、
前記変調方式変更部は、前記インバータの温度及び前記回転電機の温度に基づいて、三相を変調する三相変調方式と、前記三相のうちのいずれか二相を変調する二相変調方式との間で、前記変調方式を変更する、車両の駆動装置。 The vehicle driving device according to claim 1.
The inefficiency control unit includes a modulation method changing unit capable of changing the PWM control modulation method.
The modulation method changing unit includes a three-phase modulation method that modulates three phases based on the temperature of the inverter and the temperature of the rotary electric machine, and a two-phase modulation method that modulates any two of the three phases. A vehicle drive that modifies the modulation scheme between.
前記変調方式変更部は、
前記インバータの温度が第1閾値以上のとき、前記二相変調方式に変更し、
前記回転電機の温度が第2閾値以上のとき、前記三相変調方式に変更する、車両の駆動装置。 The vehicle driving device according to claim 2.
The modulation method change unit
When the temperature of the inverter is equal to or higher than the first threshold value, the two-phase modulation method is used.
A vehicle driving device that changes to the three-phase modulation method when the temperature of the rotary electric machine is equal to or higher than the second threshold value.
前記変調方式変更部は、
前記インバータの温度と第1閾値との差である第1差分と、前記回転電機の温度と第2閾値との差である第2差分と、を比較し、
前記第2差分が前記第1差分よりも大きいとき、前記二相変調方式に変更し、
前記第2差分が前記第1差分以下のとき、前記三相変調方式に変更する、車両の駆動装置。 The vehicle driving device according to claim 2.
The modulation method change unit
The first difference, which is the difference between the temperature of the inverter and the first threshold value, and the second difference, which is the difference between the temperature of the rotary electric machine and the second threshold value, are compared.
When the second difference is larger than the first difference, the two-phase modulation method is used.
A vehicle driving device that changes to the three-phase modulation method when the second difference is equal to or less than the first difference.
前記変調方式変更部は、
前記第2差分が前記第1差分よりも大きい状態、又は前記第2差分が前記第1差分以下の状態が所定時間続いたときに、前記変更を行う、車両の駆動装置。 The vehicle driving device according to claim 4.
The modulation method change unit
A vehicle driving device that makes the change when the second difference is larger than the first difference or the second difference is equal to or less than the first difference for a predetermined time.
前記非効率制御部は、前記PWM制御の変調周波数を変更する変調周波数調整部をさらに備え、
前記変調周波数調整部は、前記非効率制御において、前記PWM制御の変調周波数を増減させる、車両の駆動装置。 The vehicle driving device according to any one of claims 2 to 5.
The inefficiency control unit further includes a modulation frequency adjustment unit that changes the modulation frequency of the PWM control.
The modulation frequency adjusting unit is a vehicle driving device that increases or decreases the modulation frequency of the PWM control in the inefficiency control.
前記非効率制御は、前記回転電機の前記回生駆動を非効率な動作点で行う強め界磁制御である、ハイブリッド車両の駆動装置。 The vehicle driving device according to any one of claims 1 to 6.
The inefficiency control is a drive device for a hybrid vehicle, which is a field-strengthening control that performs the regenerative drive of the rotary electric machine at an inefficient operating point.
三相交流式の回転電機と、
前記バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換し、前記回転電機から供給される交流電力を直流電力に変換するインバータと、を備える車両の制御方法であって、
前記バッテリの蓄電量を取得する充電状態取得ステップと、
前記バッテリの蓄電量が所定値以上のとき、前記回転電機の回生駆動において非効率制御を行う非効率制御ステップと、を備え、
前記非効率制御ステップは、前記非効率制御において、
前記インバータの温度、及び前記回転電機の温度に基づいて、前記インバータのPWM制御の変調方式を変更する、車両の制御方法。 With the battery
Three-phase AC rotary electric machine and
A vehicle control method including an inverter that converts DC power supplied from the battery into AC power and converts AC power supplied from the rotary electric machine into DC power.
The charge state acquisition step for acquiring the stored amount of the battery and
When the amount of electricity stored in the battery is equal to or greater than a predetermined value, an inefficiency control step for performing inefficiency control in the regenerative drive of the rotary electric machine is provided.
The inefficiency control step in the inefficiency control
A vehicle control method for changing a modulation method of PWM control of the inverter based on the temperature of the inverter and the temperature of the rotary electric machine.
前記非効率制御ステップは、前記非効率制御において、
前記インバータの温度及び前記回転電機の温度に基づいて、三相を変調する三相変調方式と、前記三相のうちのいずれか二相を変調する二相変調方式との間で、前記変調方式を変更する、車両の制御方法。 The vehicle control method according to claim 8.
The inefficiency control step in the inefficiency control
The modulation method is between a three-phase modulation method that modulates three phases based on the temperature of the inverter and the temperature of the rotary electric machine and a two-phase modulation method that modulates any two of the three phases. How to control the vehicle.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2024127570A1 (en) * | 2022-12-14 | 2024-06-20 | 日立Astemo株式会社 | Motor control device and motor control method |
-
2020
- 2020-02-19 JP JP2020026418A patent/JP2021132464A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2024127570A1 (en) * | 2022-12-14 | 2024-06-20 | 日立Astemo株式会社 | Motor control device and motor control method |
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