WO2016024360A1 - 駆動装置 - Google Patents
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- B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
- B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Definitions
- the present invention relates to a drive control technology of an electric motor, and relates to a drive device of the electric motor mounted as a power source on an electric vehicle (hereinafter referred to as EV).
- EV electric vehicle
- the EV is equipped with a motor such as a three-phase AC motor as a power source, and a drive unit such as an inverter that controls the drive of the motor, and a VCU (Vehicle Connector Unit) that communicates with the drive unit and controls it.
- the upper controller of is mounted.
- the host controller generates a torque command value (for example, a value indicating a physical quantity of output torque such as x [Nm]) to be given to the drive device or a control command of the rotational direction according to the driver's operation.
- the drive device adjusts the AC power to be supplied to the motor in accordance with the command value supplied from the host controller.
- traveling control of the EV is realized.
- the drive device has a memory for storing data representing the current value such as the output torque or rotational speed (rotational speed per unit time) of the motor of the drive control target, and is stored in the memory Send the current data to the host controller.
- the host controller also executes processing of controlling display of various meters based on the data. Thereby, the driver can be made to grasp the state of the vehicle.
- This type of drive system is also used in hybrid vehicles that are becoming popular with EVs. As a prior art document regarding this kind of drive device, patent document 1 is mentioned.
- Patent Document 1 when the torque command value given from the host controller changes rapidly, an internal torque command value different from the torque command value given from the host controller is generated, and according to the internal torque command value A drive device is disclosed that performs drive control of a motor.
- a command instructing a sudden change of the output torque of the motor is given from the host controller to the drive device, if the drive control of the motor is performed according to the command, the damage to the motor becomes large and the durability of the motor There is a problem that the number of years becomes short.
- the technique disclosed in Patent Document 1 is for avoiding this problem.
- the internal torque command value in Patent Document 1 is a torque command value before the value suddenly changes, and a value of a change rate limiter corresponding to an elapsed time from the time the torque command value changes suddenly. Is a sum of a value obtained by multiplying the post-change torque command value.
- the change rate limiter is a ratio for reflecting the torque command value on the internal torque command value, and is defined as a function whose value increases with the passage of time. As described above, since the internal torque command value is generated by calculation using the change rate limiter, the torque command value and the internal torque command value do not necessarily match. Specifically, the internal torque command value gradually approaches the torque command value as time passes by the change rate limiter.
- FIG. 11 shows the current rotational speed value when the torque command value given from the host controller to the drive device changes rapidly under the situation where drive control of the motor mounted on the EV is performed by the drive device disclosed in Patent Document 1 6 is a time chart showing an example of time change of a torque command value and an internal torque specified value.
- FIG. 11 exemplifies temporal changes in the current rotational speed value, the torque command value, and the specified internal torque value when the driver depresses the brake to decelerate the EV being accelerated at time T0.
- the torque command value given from the host controller to the drive device rapidly changes from a positive value to a negative value, as shown in FIG. 11 (b).
- this drive is provided with a change rate limiter, as shown in FIG.
- the internal torque command value gradually changes over time from a positive value to a negative value. As the internal torque command value gradually changes, damage to the motor is reduced and the service life of the motor is extended.
- Patent Document 1 Although it is possible to reduce damage to the motor even if the torque command value given from the host controller changes rapidly, it is possible to reduce the operability of the EV. It causes new problems such as worsening and lowering the riding comfort and safety. For example, in the example shown in FIG. 11, since the internal torque command value gradually changes from a positive value to a negative value, the internal torque command value remains positive even after the torque command value becomes a negative value. In the period, the motor accelerates rather than decelerates as is apparent from the temporal change of the current rotational speed value in FIG. 11 (a).
- the host controller generates a torque command value having a value of zero.
- the torque command value rapidly changes from a negative value to zero, control is performed by the change rate limiter, and the internal torque command value gradually changes from a negative value toward zero. Therefore, even after the torque command value becomes zero, there is a period in which the internal torque command value remains a negative value, and in that period, the motor reversely rotates and the EV retracts.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to improve EV operability and to improve EV riding comfort and safety while reducing damage to a motor. is there.
- the present invention provides a drive which has the following power conversion parts and a control part as a drive which performs drive control of a motor.
- the power conversion unit converts direct current power supplied from the direct current power supply into alternating current power, and supplies the alternating current power to the target motor for drive control.
- the control unit generates an internal torque command value in which the change width is limited by the change rate limiter when the torque command value given from the host controller suddenly changes to indicate the output torque of the motor, The operation control of the power converter is performed according to the torque command value.
- control unit when the driving state of the motor switches from acceleration to deceleration or from deceleration to acceleration, the control unit is smaller than the change width of the torque command and more than the change width limited by the change rate limiter. An internal torque command value changed with a large change width is generated, and then the internal torque command value is made to approach the torque command value with time using a change rate limiter.
- the driver switches from acceleration to deceleration or from deceleration to acceleration.
- an internal torque command value is generated which is changed with a change width smaller than the change width of the torque command and larger than the change width limited by the change rate limiter.
- Drive control of the motor of the power source of the EV is performed according to the command value. After that, control is performed to gradually bring the internal torque command value closer to the torque command value with time using the change rate limiter.
- control unit sets the internal torque command value to zero when the rotational speed of the motor becomes zero. According to this aspect, reverse rotation of the motor after the rotational speed of the motor becomes zero can be avoided. Therefore, if the drive device of this aspect is mounted on the EV, the operability of the EV can be improved, and the ride comfort and safety of the EV can be enhanced.
- a limit time indicating a time interval until the next torque command value is transmitted together with the torque command value is given from the host controller to the control unit, and the control unit performs the limit time. If the next torque command value is not received before the time indicated by has elapsed, the internal torque command value is made zero. According to this aspect, by stopping transmission of the torque command value from the external device, it is possible to avoid that the drive control of the motor continues to be performed with the torque command value immediately before the transmission is stopped and the drive control of the motor becomes impossible. Can enhance the safety of
- the motor immediately responds to the change of the torque command value, and the operability of the EV is improved. It will be possible to improve the ride comfort and safety of the EV.
- FIG. 1 shows the structural example of the electric motor drive control system containing the drive device of 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram which shows the structure of the operation control part of the drive device. It is a flow chart which shows a flow of internal torque command value generation processing of the operation control part. It is a time chart which shows the time change of the present rotational speed value before and behind command M 'generation of the drive device, a torque command value, and an internal torque command value. It is a flowchart which shows the flow of an internal torque command value generation process of the drive device of 2nd Embodiment of this invention.
- FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a motor drive control system 1 including a drive device 100 according to an embodiment of the present invention.
- the motor drive control system 1 is a system installed in an EV. As shown in FIG. 1, the motor drive control system 1 includes an electric motor 20 which is a power source of EV, a drive device 100 which performs drive control of the electric motor 20, and a host controller 10 such as a VCU.
- the host controller 10 is connected to the drive device 100 via a CAN (Cortroller Area Network). Further, the host controller 10 is connected to various operators (or sensors provided on the operators) for driving the vehicle such as an accelerator plate and various meters such as a speedometer (not shown in FIG. 1). ). The upper controller 10 generates a command M in accordance with the driving operation performed on the various operators, and gives the command M to the drive device 100. Further, after the host controller 10 gives the command M to the drive device 100, if the driving operation is not detected even if the preset time T has elapsed, the same command M as the previous one is generated to generate the electric motor Give to twenty. That is, in the present embodiment, the command M is given from the upper controller 10 to the drive device 100 at a time interval of time T at the longest. Below, time T is called limit time.
- the command M supplied from the host controller 10 to the drive device 100 includes a torque command value, an acceleration / deceleration command, and a limit time.
- the torque command value is a command for designating the output torque of the motor 20
- the acceleration / deceleration command is a command for acceleration / deceleration for the motor 20.
- the host controller 10 receives data D representing the output torque of the motor 20 and the current value of the physical quantity of the rotational speed from the drive device 100, and performs display control of the meters according to the data D.
- the data D also includes acceleration / deceleration status data indicating the current driving status of the motor (accelerating or decelerating).
- the data D is given from the drive device 20 to the upper controller 10 at predetermined time intervals. In this embodiment, the fixed time is the same as the limit time, but may be different.
- the host controller 10 generates a torque command value according to the driver's driving operation such as depression of an accelerator or depression of a brake.
- the host controller 10 generates an acceleration / deceleration command by comparing the current torque value included in the data D received from the drive device 100 with the torque command value generated according to the driving operation.
- the host controller 10 generates an acceleration command if the current torque value is smaller than the torque command value, and generates a deceleration command if the current torque value is larger.
- the host controller 10 generates a torque command value of zero when the current rotational speed value becomes zero under the condition where the motor 20 is decelerated.
- the driving device 100 is, for example, an inverter, converts DC power supplied from a DC power supply (not shown in FIG. 1) such as a vehicle-mounted battery into AC power PW and applies the AC power PW to the motor 20.
- the motor 20 has an output torque meter and a rotational speed meter (not shown in FIG. 1), and the current torque value measured by the output torque meter and the current rotational speed value measured by the rotational speed meter (in this embodiment, When the EV rotates in the forward direction, the drive device 100 is given a positive value, and when the EV rotates in the reverse direction, the value is negative.
- the drive unit 100 writes the received current torque value and current rotation speed value in its own memory (see FIG. 1).
- the drive device 100 compares the current rotational speed value already written in the memory with the current rotational speed value received from the motor 20 to generate acceleration / deceleration status data and writes it in the memory .
- the driving device 100 generates acceleration / deceleration status data indicating acceleration if the current rotation speed value already written in the memory is smaller than the current rotation speed value received from the motor 20, and indicates acceleration / deceleration indicating deceleration. Generate situation data. If the current rotational speed value is not written in the memory as in the case of starting EV, the drive device 100 indicates acceleration / deceleration status data indicating acceleration that the current rotational speed value is a positive value.
- the drive device 100 reads the current torque value, the current rotation speed value, and the acceleration / deceleration status data from the memory, generates data D, and provides the data D to the upper controller 10.
- the drive device 100 includes a control unit that executes a control program installed in advance, and a memory used as a work area when the control program is executed.
- a control unit that executes a control program installed in advance, and a memory used as a work area when the control program is executed.
- an internal torque command value is generated according to the torque command value of the command M given from the host controller 10, and is given to the motor 20 by the internal torque command value.
- a process of controlling AC power PW is realized.
- the present embodiment is characterized in the method of generating the internal torque command value. The following description will be focused on the drive device 100 that significantly shows the features of the present embodiment.
- FIG. 2 is a view showing a configuration example of the drive device 100.
- the drive device 100 includes a communication I / F unit 101, a control unit 102, a power conversion unit 103, a storage unit 104, and a bus 110 that mediates the exchange of data between these components.
- the control unit 102 is, for example, a CPU (Central Processing Unit).
- the control unit 102 functions as a control center of the drive device 100 by executing a program stored in the storage unit 104 (more precisely, the non-volatile storage unit 106).
- the communication I / F unit 101 is, for example, a NIC (NetWare Interface Card).
- the communication I / F unit 101 is connected to the host controller 10 via the CAN.
- the communication I / F unit 101 receives the command M transmitted from the upper controller 10 via the CAN and delivers it to the control unit 102, while the data D delivered from the control unit 102 is transferred to the upper via the CAN. It transmits to the controller 10.
- the power conversion unit 103 is connected to the DC power supply and the motor 20 described above.
- Power converter 103 includes a switching element such as an IGBT (not shown in FIG. 2).
- conversion of DC power supplied from the DC power supply into AC power PW is realized by switching (switching on / off) of the switching elements.
- the on / off control of the switching element included in the power conversion unit 103 is performed by the control unit 102.
- the storage unit 104 includes a volatile storage unit 105 and a non-volatile storage unit 106.
- the volatile storage unit 105 is a RAM (Random Access Memory).
- the volatile storage unit 105 corresponds to the memory in FIG.
- the volatile storage unit 105 is used by the control unit 102 as a work area when executing various programs.
- the non-volatile storage unit 106 includes a flash ROM and an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory).
- the memory of the drive device 100 in FIG. 1 is a volatile storage unit 105.
- the control unit 102 receives the current torque value and the current rotation speed value from the motor 20 and writes the current torque value and the current rotation speed value in the volatile storage unit 105.
- control unit 102 receives command M from communication I / F unit 101
- control unit 102 generates an internal torque command value based on the torque command value included in command M and supplies it to power conversion unit 103, and Are written to a predetermined storage area of the volatile storage unit 105.
- control unit 102 generates an internal torque command value having the same value as the torque command value included in command M given from host controller 10 and supplies the same to power conversion unit 103.
- torque command value included in the command M given from the above changes rapidly from the latest value (torque command value included in the command M stored in the predetermined storage area of the volatile storage unit 105) ( For example, when the change width exceeds a predetermined threshold), an internal torque command value in which the change width is limited is generated by the change rate limiter described above, and thereafter the internal torque command value is gradually The torque command value included in the given command M is approached.
- data representing the change rate limiter is stored in the non-volatile storage unit 106, and the control unit 102 reads the data from the non-volatile storage unit 106 when performing computation using the change rate limiter. Perform the above operation.
- control unit 102 changes the internal torque command smaller than the change width of the torque command value and larger than the change width by the change rate limiter. Generate a value Specifically, when the torque command value changes from a positive value to a negative value in an accelerated state, control unit 102 sets the internal torque command value to zero. Thereafter, the control unit 102 uses the change rate limiter as in the technique disclosed in Patent Document 1 until it becomes equal to the torque command value included in the command M given from the upper controller 10. Generate When the internal torque command value and the torque command value become equal, the control unit 102 generates an internal torque command value having the same value as the torque command value included in the command M given from the upper controller 10.
- control unit 102 when control unit 102 does not receive the next command M from the time of receiving command M until the limit time included in the command M elapses, motor 20 sets the internal torque command value to zero. Drive control.
- the interval of time from when the command M is given to when the next command M is given should be the limit time at the longest.
- the next command M may not be given to the drive device 100 within the limit time due to a failure of the upper controller 10 or a failure of the CAN connecting the upper controller 10 and the drive device 100 in practice.
- the control unit 102 does not receive the next command M before the limit time included in the command M elapses from the time of receiving the command M.
- the drive control of the motor 20 is performed with the internal torque command value set to zero. By this drive control, the EV is stopped, and it is surely avoided that the person on the EV is in danger.
- the above is the structure of the drive device 100 which shows 1st Embodiment of this invention.
- FIG. 3 is a flowchart showing the flow of internal torque command value generation processing of the control unit 102.
- the internal torque command value generation process is performed from the time when the torque command value included in the command M given from the higher level controller 10 changes rapidly from the latest value to the time when the control by the change rate limiter is ended. Is a process executed each time it receives
- the control unit 102 determines whether or not the command M given from the upper controller and the data D given to the upper controller correspond to the condition 1 (step S301).
- the condition 1 is that the torque command value included in the command M is a negative value, and the acceleration / deceleration command included in the command M is a deceleration, and is stored in the volatile storage unit 105.
- the condition is that the current torque value included in the data D is a positive value, and the acceleration / deceleration status data included in the data D indicates acceleration.
- Condition 1 corresponds to, for example, a case where the driver tries to decelerate the EV by reducing the amount of depression of the accelerator or depressing the brake while the EV is accelerating. If the determination result in step S301 is "Yes", the control unit 102 makes the internal torque command value zero and gives it to the power conversion unit 103, and performs drive control of the motor 20 (step S302).
- step S303 determines whether or not the instruction M and the data D correspond to the condition 2 (step S303).
- the condition 2 is that the torque command value included in the command M is a positive value, and the acceleration / deceleration command included in the command M is acceleration, and is stored in the volatile storage unit 105.
- the condition is that the current torque value included in the data D is a negative value and the acceleration / deceleration status data included in the data D indicates deceleration.
- Condition 2 corresponds to, for example, the case where the driver tries to accelerate the EV by reducing the amount of depression of the brake or stepping on the accelerator in a situation where the EV is decelerating. If the determination result in step S303 is "Yes", the control unit 102 makes the internal torque command value zero and gives it to the power conversion unit 103, and performs drive control of the motor 20 (step S304).
- step S305 the control unit 102 determines whether or not the instruction M and the data D correspond to the condition 3 (step S305).
- Condition 3 means that the torque command value included in the command M is zero, the acceleration / deceleration command included in the command M is deceleration, and the current rotation speed value included in the data D is zero. It is a condition that there is.
- the condition 3 corresponds to, for example, that the current rotational speed value of the motor 20 becomes zero in response to depression of the brake, and the host controller 10 makes the torque command value zero in response to the current rotational speed value becoming zero. It is the case.
- the determination result in step S305 is "Yes”
- the control unit 102 makes the internal torque command value zero and gives it to the power conversion unit 103, and performs drive control of the motor 20 (step S306).
- step S305 If the determination result in step S305 is "No", the control unit 102 generates an internal torque command value from the torque command value of the command M using a change rate limiter, gives it to the power conversion unit 103, and drives the motor 20. Control is performed (step S307). Thus, the internal torque command value generation process is completed.
- FIG. 4 is a time chart showing the time change of the current rotation speed value, the torque command value and the internal torque command value when the torque command value given from the host controller 10 suddenly changes from a positive value to a negative value.
- command M including a positive torque command value is given to drive device 100 from host controller 10 until command M 'is received, and the torque command value is negative in command M' given at time T0. It is illustrated about the case where it changed to the value of.
- the torque command value changes as shown in FIG.
- the torque command value included in the command M ' is a negative value, and the acceleration / deceleration command is deceleration.
- the control unit 102 executes the process of step S302 to make the internal torque command value zero.
- control unit 102 executes the process of step S307 to make the internal torque command value zero. Since the internal torque command value is zero, the motor 20 does not reversely rotate and the EV does not move backward.
- step S303 the determination result of step S303 is "Yes" to execute the process of step S304. That is, control unit 102 changes the internal torque command value with a change width smaller than the change width of the torque command value and larger than the change width by the change rate limiter (specifically, control unit 102 changes the internal torque Make the command value zero). Thereafter, control unit 102 executes the process of step S307 each time command M is received, and gradually brings the internal torque command value closer to the torque command value included in command M.
- the drive device 100 of the present embodiment for example, when the driver steps on the brake during acceleration of the EV, the deceleration starts immediately, and the ride comfort of the EV can be enhanced.
- the change width of the internal torque command value immediately after stepping on the brake is smaller than the change width of the torque command value, it is possible to avoid that the motor 20 is largely damaged.
- the motor 20 when the motor 20 is decelerated and stopped, even if the torque command value suddenly changes from a negative value to zero due to the current rotational speed value becoming zero, the internal torque command value becomes Since it is zero, the motor 20 does not reversely rotate, and the ride quality and safety of the EV can be further enhanced.
- the present embodiment it is possible to improve the ride comfort and safety of the EV while preventing the motor 20 from being greatly damaged. Furthermore, according to the present embodiment, if the command M is not given to the drive device 100 from the upper controller 10 even if the preset limit time is exceeded, the internal torque command value becomes zero and the EV stops. That is, according to the present embodiment, it becomes possible to prevent the control of the motor 20 from becoming impossible due to a failure in the host controller or the like, and to improve the safety of the EV.
- the configuration of the drive device according to the present embodiment is the same as that of the drive device 100 according to the first embodiment, and hence the following description uses FIGS. 1 and 2.
- the difference between the drive device 100 and the drive device of the present embodiment lies in the method of generating the internal torque command value. Specifically, in the drive device of the present embodiment, when the torque command value changes rapidly and the predetermined condition is satisfied, the change range of the torque command value is smaller than the change range of the change rate limiter. The point of generating the internal torque command value changed by the change width is the same as that of the first embodiment.
- the internal torque command value is a predetermined constant value other than zero (a positive value, and If the absolute value is smaller than the value determined using the change rate limiter) and the driving operation for instructing acceleration is performed during deceleration, the internal torque command value is previously determined other than zero.
- This embodiment differs from the first embodiment in that it has a constant value (a negative value and a value whose absolute value is smaller than a value obtained using a change rate limiter).
- FIG. 5 is a flowchart showing a flow of internal torque command value generation processing of the drive device of the present embodiment.
- step S502 and step S504 of the flowchart of FIG. 5 correspond to step S302 and step S304 of the flowchart of FIG.
- the control unit 102 sets the internal torque command value to the above-mentioned constant value (a positive value in the case of step S503, a negative value in the case of step S304).
- the constant value in step S502 is a positive value
- the constant value in step S504 is a negative value in order to make the damage given to the motor 20 smaller than in the first embodiment.
- the difference between the time chart of FIG. 6 and the time chart of FIG. 4 is that the internal torque command value generated according to command M 'is a predetermined constant value other than zero (a positive value in FIG. 6). It is. Thereafter, as in the time chart of FIG. 4, the control unit 102 generates an internal torque command value from the torque command value using the change rate limiter, and the internal torque command value gradually approaches the torque command value.
- the effect of enhancing the ride comfort of the EV and enhancing the safety of the EV can be achieved.
- the change width of the internal torque command when the torque command value changes rapidly is smaller than that of the first embodiment, and damage to the electric motor 20 is reduced as compared to the first embodiment. The effect of being able to
- FIGS. 1 and 2 are also used in the following description.
- the difference between drive device 100 and the drive device of the present embodiment is that data representing two types of change rate limiters is stored in non-volatile storage section 106 of the drive device of the present embodiment, and the torque command value changes rapidly These change rate limiters are switched according to the elapsed time from the time of the time when the internal torque command value is calculated.
- the two types of change rate limiters are the change rate limiter (referred to as the change rate limiter A) used in the first embodiment and the second embodiment, and the change rate which changes more rapidly with time than the change rate limiter A.
- the control unit 102 starts the internal torque command from the time of receiving the command M ′.
- An internal torque command value is generated using the change rate limiter B until the value becomes zero, and an internal torque command value is generated using the change rate limiter A after the internal torque command value becomes zero.
- FIG. 7 is a flowchart showing a flow of internal torque command value generation processing of the drive device of the present embodiment.
- step S702 step S704 and step S707 of the flowchart of FIG. 7 correspond to step S302, step 304 and step S307 of the flowchart of FIG.
- control unit 102 uses change rate limiter B to generate an internal torque command value.
- step S 707 control unit 102 generates an internal torque command value using change rate limiter B until the internal torque command value becomes zero, and changes the change rate limiter A after the internal torque command value becomes zero.
- the internal torque command value was calculated using the change rate limiter A from the time tb until the internal torque command value calculated using the change rate limiter B becomes zero and the time when the torque command value changes rapidly.
- the time ta until the internal torque command value becomes zero does not necessarily coincide, so when switching the rate of change limiter from the rate of change limiter B to the rate of change limiter A, correction for the time difference ta ⁇ tb is made to calculate the internal torque command value by the change rate limiter A.
- the time obtained by adding the above time difference ta-tb to the actual elapsed time t from the time when the torque command value changes rapidly is used.
- the internal torque command value may be calculated.
- FIG. 8 shows the current rotational speed value, torque command value, and internal torque command when the torque command value given from the host controller 10 suddenly changes from a positive value to a negative value at time T0. It is a time chart which shows the time change of a value.
- the command M including the torque command value of a positive value is given to the drive device of the present embodiment from the host controller 10 until the command M 'is received.
- the torque command value changes to a negative value at.
- the internal torque command decreases sharply compared to the time chart of FIG.
- the internal torque command value decreases in the same manner as the time chart of FIG. 11 until the internal torque command value matches the torque command value supplied from the host controller 10. For this reason, according to the present embodiment, the period during which acceleration is actually performed becomes shorter than in the past despite the operation operation for instructing deceleration, and the operability and safety of the EV are improved. .
- the effect of enhancing the ride quality of the EV and enhancing the safety of the EV can be achieved.
- the change width of the internal torque command when the torque command value changes rapidly is smaller than in the first embodiment, and damage to the motor 20 is The effect of being able to reduce compared with one embodiment is produced.
- the change rate limiter used to calculate the internal torque command value is switched from the change rate limiter B to the change rate limiter A when the internal torque command value becomes zero, but such switching Of course it is good not to do.
- FIGS. 1 and 2 are also used in the following description.
- the drive device of this embodiment is the same as the drive device of the third embodiment in that two types of change rate limiters (the above change rate limiter A and change rate limiter B) are used, but the timing of switching the change rate limiter Is different from the third embodiment.
- FIG. 9 is a flowchart showing a flow of internal torque command value generation processing of the drive device of the present embodiment.
- the same steps as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals as in FIG.
- step S 907 the control unit 102 generates an internal torque command value using the change rate limiter B until the internal torque command value becomes the above-mentioned constant value, and after the internal torque command value becomes the above-mentioned constant value, An internal torque command value is generated using a change rate limiter A.
- the above-mentioned fixed value may be a positive value or a negative value, but when deceleration is instructed during acceleration, it is preferable to be a positive value, and acceleration during deceleration Is the same as in the second embodiment in that negative values are preferred.
- FIG. 10 similarly to FIG. 8 described above, the time of the current rotational speed value, torque command value, and internal torque command value when the torque command value given from the host controller 10 suddenly changes from positive value to negative value. It is a time chart which shows change. Also in FIG. 10, as in the case of FIG. 8, until the command M 'is received, the command M including the torque command value of a positive value from the host controller 10 is given to the drive device of this embodiment. The torque command value changes to a negative value at. In the time chart of FIG. 10, the time from the receipt of the command M 'to the coincidence of the internal torque command value with the torque command value is longer than in the case of FIG.
- the period in which the vehicle is actually accelerated although the driving operation instructing deceleration is performed is longer than that of the third embodiment, the prior art shown in FIG. It will be shorter than That is, also according to the present embodiment, the operability and safety of the EV can be improved as compared with the related art.
- the change width of the internal torque command value at the time of receiving the command M ' is smaller than that of the third embodiment, and the damage given to the motor 20 can be further reduced.
- the effect of enhancing the ride quality of the EV and enhancing the safety of the EV can be achieved.
- an effect that damage to the motor 20 can be reduced as compared with the third embodiment is exhibited.
- the command M given from the host controller 10 to the drive device includes the torque command value, the acceleration / deceleration command, and the limit time.
- the command M may take an aspect in which only the torque command value and the limit time are included.
- the control unit 102 of the drive device 100 may execute processing for compensating the acceleration / deceleration command by comparing the torque command value of the command M with the current torque value.
- control unit 102 complements the acceleration command when the torque command value is larger than the current torque value, and complements the deceleration command when the torque command value is smaller than the current torque value.
- the amount of data of the command M is reduced, and the amount of communication via CAN can be reduced.
- the host controller 10 generates the acceleration / deceleration command by comparing the torque command value calculated according to the driving operation with the current torque value.
- the host controller 10 may execute processing that is generated according to the change in the accelerator opening degree and the brake depression amount. For example, upon detecting that the driver starts depressing the accelerator or the driver further depresses the accelerator, the upper controller 10 generates an acceleration command, and the driver starts depressing the brake or the driver accelerates. The host controller 10 generates a deceleration command upon detection of the depression of the key being depressed.
- the internal torque command value generation process of the first embodiment and the internal torque command value generation process of the third embodiment may be switched and executed according to the current rotational speed value of the data D. Specifically, when the current rotational speed value is larger than a predetermined constant value other than zero (the constant value is a positive value), the control unit 102 executes the internal torque command value generation process of the third embodiment, Conversely, when the current rotational speed value is smaller than the fixed value, the internal torque command value generation process of the first embodiment is executed. When the current rotational speed value is larger than a predetermined value, if the change width of the internal torque command value is large, the damage to the motor 20 also becomes large.
- the internal torque command value generation process of the third embodiment may be switched and executed in accordance with the current rotational speed value.
- the internal torque of the first embodiment The command value generation process and the internal torque command value generation process of the fourth embodiment may be switched and executed. Further, the internal torque command value generation process of the second embodiment and the internal torque command value generation process of the third embodiment (or the fourth embodiment) may be switched and executed according to the current rotational speed value.
- the initial value of the internal torque command value (that is, the value set as the internal torque command value in step S502 or S504) is the magnitude of the torque command value before the value changes rapidly.
- the limit time may be changed according to the acceleration / deceleration situation. For example, if acceleration is in progress, the limit time is shortened, and if deceleration is in progress, the limit time is lengthened. Until the limit time elapses, acceleration is continued during acceleration, and deceleration is continued during deceleration. Therefore, if the limit time is increased during acceleration, the EV occupants will be exposed to danger accordingly, but if the vehicle is decelerating, the EV will eventually stop and the occupants will be exposed to danger. Because there is no
- the motor drive control system 1 of the present invention relates to an EV, but the present invention may be used, for example, for a hybrid vehicle. Furthermore, the present invention may be used for drive control of an electric motor mounted as a motive power source on a railway vehicle, not an EV or a hybrid vehicle.
- SYMBOLS 1 Motor drive control system, 10 ... High-order controller, 20 ... Motor, 100 ... Drive device, 101 ... Communication I / F part, 102 ... Control part, 103 ... Power conversion part, 104 ... Storage part, 105 ... Volatile memory 106, non-volatile storage unit 110, bus.
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Abstract
電気自動車の動力源の電動機に大きなダメージが与えられることを回避しつつ、運転者の操作に対して即座に応答するように当該電動機の駆動制御を行う駆動装置に以下の処理を実行させる。すなわち、駆動装置は、上位コントローラから与えられるトルク指令値が急激に変化した場合には、トルク指令値および加速/減速指令と、現在トルク値および加速/減速状況が所定の条件を満たすか否かを判定し、満たした場合には、内部トルク指令値をゼロとして電動機の制御を行い、以後、時間の経過とともに内部トルク指令値を上位コントローラから与えられるトルク指令値に近づけてゆく。
Description
本発明は、電動機の駆動制御技術に関し、電気自動車(Electric Vehicle:以下、EV)に動力源として搭載される電動機の駆動装置に関する。
近年、EVが急速に普及しつつある。EVには三相交流電動機などの電動機が動力源として搭載されているとともに、当該電動機の駆動制御を行うインバータなどの駆動装置と、駆動装置と通信しその制御を行うVCU(Vehicle Cоntrоl Unit)などの上位コントローラが搭載されている。上位コントローラは、駆動装置に与えるトルク指令値(例えば、x[Nm]など出力トルクの物理量を示す値)や回転方向の制御指令を運転者の操作に応じて生成する。駆動装置は、電動機に与える交流電力を上位コントローラから与えられた指令値に応じて調整する。これにより、EVの走行制御が実現される。
また、駆動装置は、その駆動制御の対象の電動機の出力トルクや回転速度(単位時間当たりの回転数)などの現在値を表すデータを記憶するメモリを有しており、当該メモリに記憶されているデータを上位コントローラへ送信する。上位コントローラは、それらデータに基づいて各種メータ類の表示制御を行う処理も実行する。これにより、車両の状態を運転者に把握させることができる。この種の駆動装置は、EVとともに普及しつつあるハイブリッド車にも採用されている。この種の駆動装置に関する先行技術文献としては特許文献1が挙げられる。
特許文献1には、上位コントローラから与えられたトルク指令値が急激に変化した場合に、上位コントローラから与えられたトルク指令値とは異なる内部トルク指令値を生成し、その内部トルク指令値にしたがって電動機の駆動制御を行う駆動装置が開示されている。電動機の出力トルクを急激に変化させることを指示する指令が上位コントローラから駆動装置に与えられた場合に、その指令通りに電動機の駆動制御が行われると、電動機に対するダメージが大きくなり、電動機の耐用年数が短くなるという問題がある。特許文献1に開示の技術はこの問題を回避するためのものである。
より詳細に説明すると、特許文献1における内部トルク指令値は、値が急激に変化する前のトルク指令値と、トルク指令値が急激に変化した時点からの経過時間に対応する変化率リミッタの値を変化後のトルク指令値に乗算した値との和である。変化率リミッタとは、トルク指令値を内部トルク指令値に反映させる割合であり、時間の経過とともに値が増加する関数として定義される。このように、内部トルク指令値は変化率リミッタを用いた演算により生成されるため、トルク指令値と内部トルク指令値は必ずしも一致しない。具体的には、内部トルク指令値は、変化率リミッタにより時間の経過とともに徐々にトルク指令値に近づいてゆく。例えば、電動機のトルク値が25[N・m]であり変化率リミッタが0.2t[1/s](t[s]はトルク指令値が急激に変化した時点からの経過時間)の場合、トルク指令値が25[N・m]から-25[N・m]に急激に変化し、以降、トルク指令値が-25[N・m]に維持されたとする。この場合、2秒後の内部トルク指令値は15[N・m]となり、10秒後の内部トルク指令値は-25[N・m]となる。これをタイムチャートにて例示したのが図11である。
図11は、EVに搭載される電動機の駆動制御を特許文献1に開示の駆動装置により行う状況下で、上位コントローラから駆動装置に与えられるトルク指令値が急激に変化した場合の現在回転速度値、トルク指令値および内部トルク指定値の時間変化の一例を示すタイムチャートである。図11には、時刻T0において加速中のEVを減速させるために運転者がブレーキを踏み込んだ場合の現在回転速度値、トルク指令値および内部トルク指定値の時間変化が例示されている。ブレーキの踏み込みに応じて、上位コントローラから駆動装置へ与えられるトルク指令値は、図11(b)に示すように、正の値から負の値に急激に変化する。このように上位コントローラから駆動装置へ与えられるトルク指令値は、正の値から負の値へ急激に変化するが、この駆動装置には変化率リミッタが設けられているため、図11(c)に示すように、内部トルク指令値は正の値から負の値に時間をかけて徐々に変化してゆく。内部トルク指令値は徐々に変化してゆくため、電動機に対するダメージは低減され、電動機の耐用年数は長くなる。
特許文献1に開示の技術によれば、上位コントローラから与えられるトルク指令値が急激に変化したとしても、電動機に対するダメージを低減させることが可能になるのであるが、その反面、EVの操作性を悪化させ、乗り心地や安全性を低下させる、といった新たな問題が発生する。例えば、図11に示す例では、内部トルク指令値は正の値から徐々に負の値に変化するため、トルク指令値が負の値となった以降も内部トルク指令値が正の値のままとなる期間があり、その期間では、図11(a)の現在回転速度値の時間変化から明らかなように減速するどころかむしろ加速する。このように運転者がブレーキを踏み込んでも即座に減速が開始されるわけではなく、EVの操作性が悪化し、乗り心地や安全性が低下するのである。さらに、EVが減速して図11(a)に示すように現在回転速度値がゼロになると、上位コントローラは値がゼロのトルク指令値を生成する。しかし、この場合、トルク指令値が負の値からゼロに急激に変化するため、変化率リミッタによる制御がなされ、内部トルク指令値は負の値からゼロに向けて徐々に変化してゆく。そのため、トルク指令値がゼロとなった後も、内部トルク指令値が負の値のままとなる期間があり、その期間では、電動機が逆回転してEVが後退する。
この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動機へのダメージの低減を図りながら、EVの操作性を良好にし、EVの乗り心地と安全性を高めることにある。
上記課題を解決するために本発明は、電動機の駆動制御を行う駆動装置として以下の電力変換部と制御部とを有する駆動装置を提供する。電力変換部は、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換し、駆動制御の対象の電動機に与える。制御部は、電動機の出力トルクを指示するために上位コントローラから与えられたトルク指令値が急激に変化した場合には、変化率リミッタにより変化幅を制限した内部トルク指令値を生成し、当該内部トルク指令値に従って電力変換部の作動制御を行う。加えて、制御部は、電動機の駆動状況が加速から減速に切り換わる場合または減速から加速に切り換わる場合には、トルク指令の変化幅よりは小さくかつ変化率リミッタにより制限された変化幅よりも大きい変化幅で変化させた内部トルク指令値を生成し、その後、変化率リミッタを用いて時間とともに内部トルク指令値をトルク指令値に近づけてゆく。
この発明による駆動装置をEVに搭載し当該EVの動力源の電動機の駆動制御を当該駆動装置により行うようにすれば、運転手の操作によりEVが加速から減速に切り換わる場合或いは減速から加速に切り換わる場合には、その切り換わりに伴い、トルク指令の変化幅よりは小さくかつ変化率リミッタにより制限された変化幅よりも大きい変化幅で変化させた内部トルク指令値が生成され、その内部トルク指令値にしたがって上記EVの動力源の電動機の駆動制御が行われる。そして、その後は、変化率リミッタを用いて、時間とともに徐々に内部トルク指令値をトルク指令値に近づけてゆく制御が行われる。これにより、トルク指令値の急激な変化による電動機へのダメージを低減しつつ、トルク指令値の変化に対して即座に電動機が対応し、EVの操作性を良好にし、EVの乗り心地や安全性を高めることが可能になる。
好ましい態様によれば、前記制御部は、前記電動機の回転速度がゼロになると、内部トルク指令値をゼロとする。この態様によれば、電動機の回転速度がゼロになった後の電動機の逆回転を回避することができる。このため、この態様の駆動装置をEVに搭載されば、EVの操作性を良好にし、EVの乗り心地や安全性を高めることができる。
また、別の好ましい態様によれば、トルク指令値とともに次のトルク指令値が送信されるまでの時間間隔を示すリミット時間が前記上位コントローラから前記制御部に与えられ、前記制御部は、リミット時間の示す時間が経過するまでに次のトルク指令値を受け取らなかった場合には、内部トルク指令値をゼロにする。この態様によれば、外部機器からトルク指令値の送信が途絶えることで、電動機が送信の途絶える直前のトルク指令値で駆動制御され続け、電動機の駆動制御が不可能となることを回避でき、EVの安全性を高めることができる。
以上説明したように本発明によれば、トルク指令値の急激な変化による電動機へのダメージを低減しつつ、トルク指令値の変化に対して即座に電動機が対応し、EVの操作性を良好にし、EVの乗り心地や安全性を高めることが可能になる。
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施形態を説明する。
<第1実施形態>
(A:構成)
図1は、本発明の一実施形態である駆動装置100を含む電動機駆動制御システム1の構成例を示す図である。この電動機駆動制御システム1は、EV内に敷設されるシステムである。図1に示すように、電動機駆動制御システム1は、EVの動力源たる電動機20と、電動機20の駆動制御を行う駆動装置100と、VCUなどの上位コントローラ10とを含んでいる。
<第1実施形態>
(A:構成)
図1は、本発明の一実施形態である駆動装置100を含む電動機駆動制御システム1の構成例を示す図である。この電動機駆動制御システム1は、EV内に敷設されるシステムである。図1に示すように、電動機駆動制御システム1は、EVの動力源たる電動機20と、電動機20の駆動制御を行う駆動装置100と、VCUなどの上位コントローラ10とを含んでいる。
上位コントローラ10は、CAN(Cоntroller Area Network)を介して駆動装置100に接続されている。また、上位コントローラ10には、アクセル板などの車両運転のための各種操作子(或いは当該操作子に設けられたセンサ)とスピードメータなどの各種メータ類が接続されている(図1では図示略)。上位コントローラ10は、上記各種操作子に対して為された運転操作に応じて指令Mを生成し、駆動装置100に与える。また、上位コントローラ10は、駆動装置100に指令Mを与えてから、予め設定された時間Tが経過しても運転操作を検出しなかった場合には、前回と同じ指令Mを生成して電動機20に与える。つまり、本実施形態では、最長でも時間Tの時間間隔で上位コントローラ10から駆動装置100へ指令Mが与えられる。以下では、時間Tをリミット時間と呼ぶ。
本実施形態では、上位コントローラ10から駆動装置100に与えられる指令Mには、トルク指令値、加速/減速指令およびリミット時間が含まれている。トルク指令値とは、電動機20の出力トルクを指定する指令であり、加速/減速指令とは、電動機20に対する加速/減速の指令である。また、上位コントローラ10は、電動機20の出力トルクや回転速度の物理量の現在値を表すデータDを駆動装置100から受け取り、このデータDに応じて上記メータ類の表示制御を行う。このデータDには、現在の電動機の駆動状況(加速中であるのか、それとも減速中であるのか)を示す加速/減速状況データも含まれる。データDは、予め設定した一定時間毎に駆動装置20から上位コントローラ10に与えられる。本実施形態では、この一定時間はリミット時間と同じであるが、異なる態様をとってもよい。
上位コントローラ10は、アクセルの踏み込みやブレーキの踏み込みといった運転者の運転操作に応じたトルク指令値を生成する。上位コントローラ10は、駆動装置100から受け取ったデータDに含まれる現在トルク値と、運転操作に応じて生成されたトルク指令値とを比較して、加速/減速指令を生成する。上位コントローラ10は、現在トルク値がトルク指令値よりも小さければ加速指令を生成し、大きければ減速指令を生成する。また、上位コントローラ10は、電動機20を減速させている状況下で現在回転速度値がゼロになると値がゼロのトルク指令値を生成する。
駆動装置100は、例えばインバータであり、車載電池などの直流電源(図1では図示略)から供給される直流電力を交流電力PWに変換して電動機20に与える。電動機20は、出力トルク計と回転速度計を有し(図1では図示略)、出力トルク計により計測された現在トルク値と回転速度計により計測された現在回転速度値(本実施形態では、EVが前進する方向に回転する場合は正の値、後退する方向に回転する場合は負の値となる)を駆動装置100に与える。駆動装置100は、受け取った現在トルク値と現在回転速度値を自装置のメモリ(図1参照)に書き込む。この書き込みの際に、駆動装置100は、メモリに既に書き込まれている現在回転速度値と、電動機20から受け取った現在回転速度値とを比較して加速/減速状況データを生成してメモリに書き込む。駆動装置100は、メモリに既に書き込まれている現在回転速度値が電動機20から受け取った現在回転速度値よりも小さければ加速を示す加速/減速状況データを生成し、大きければ減速を示す加速/減速状況データを生成する。なお、EVの始動時のように、メモリに現在回転速度値が書き込まれていない場合には、駆動装置100は、現在回転速度値が正の値であると加速を示す加速/減速状況データを生成し、現在回転速度値が負の値であると減速を示す加速/減速状況データを生成する。そして、駆動装置100は、メモリから現在トルク値、現在回転速度値および加速/減速状況データを読み出してデータDを生成し、上位コントローラ10に与える。
駆動装置100は、予めインストールされた制御プログラムを実行する制御部と、当該制御プログラムを実行する際のワークエリアとして使用されるメモリとを含んでいる。本実施形態では、上記制御プログラムを制御部に実行させることで、上位コントローラ10から与えられる指令Mのトルク指令値に応じて内部トルク指令値が生成され、その内部トルク指令値により電動機20に与える交流電力PWを制御する処理が実現される。本実施形態は、その内部トルク指令値の生成方法に特徴がある。以下、本実施形態の特徴を顕著に示す駆動装置100を中心に説明する。
図2は、駆動装置100の構成例を示す図である。
図2に示すように駆動装置100は、通信I/F部101、制御部102、電力変換部103、記憶部104、およびこれら構成要素間のデータ授受を仲介するバス110を有している。制御部102は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。制御部102は、記憶部104(より正確には不揮発性記憶部106)に記憶されているプログラムを実行することにより駆動装置100の制御中枢として機能する。通信I/F部101は、例えばNIC(Netwоrk Interface Card)である。通信I/F部101はCANを介して上位コントローラ10に接続されている。通信I/F部101は、上記CANを介して上位コントローラ10から送信されてくる指令Mを受信して制御部102に引き渡す一方、制御部102から引き渡されたデータDを上記CANを介して上位コントローラ10へ送信する。
図2に示すように駆動装置100は、通信I/F部101、制御部102、電力変換部103、記憶部104、およびこれら構成要素間のデータ授受を仲介するバス110を有している。制御部102は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。制御部102は、記憶部104(より正確には不揮発性記憶部106)に記憶されているプログラムを実行することにより駆動装置100の制御中枢として機能する。通信I/F部101は、例えばNIC(Netwоrk Interface Card)である。通信I/F部101はCANを介して上位コントローラ10に接続されている。通信I/F部101は、上記CANを介して上位コントローラ10から送信されてくる指令Mを受信して制御部102に引き渡す一方、制御部102から引き渡されたデータDを上記CANを介して上位コントローラ10へ送信する。
電力変換部103は、前述した直流電源と電動機20とに接続されている。電力変換部103は、IGBTなどのスイッチング素子を含んでいる(図2では図示略)。本実施形態では、これらスイッチング素子のスイッチング(オン/オフの切り替え)により、直流電源から供給される直流電力の交流電力PWへの変換が実現される。電力変換部103に含まれるスイッチング素子のオン/オフ制御は、制御部102によって行われる。
記憶部104は、揮発性記憶部105と不揮発性記憶部106とを含んでいる。揮発性記憶部105はRAM(Randоm Access Memory)である。揮発性記憶部105は、図1におけるメモリに対応する。揮発性記憶部105は、各種プログラムを実行する際のワークエリアとして制御部102によって利用される。不揮発性記憶部106はフラッシュROMとEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)とを含んでいる。なお、図1の駆動装置100のメモリは、揮発性記憶部105である。
制御部102は、電動機20から現在トルク値と現在回転速度値を受け取り、揮発性記憶部105に書き込む。また、制御部102は、通信I/F部101から指令Mを受け取ると、指令Mに含まれるトルク指令値に基づいて内部トルク指令値を生成して電力変換部103に与えるとともに、当該指令Mを揮発性記憶部105の所定の記憶領域に書き込む。制御部102は、原則的には、上位コントローラ10から与えられた指令Mに含まれるトルク指令値と同じ値の内部トルク指令値を生成して電力変換部103に与えるのであるが、上位コントローラ10から与えられた指令Mに含まれているトルク指令値が直近の値(揮発性記憶部105の所定の記憶領域に記憶されている指令Mに含まれるトルク指令値)から急激に変化した場合(例えば、変化幅が予め定められた閾値を超えた場合)には、前述した変化率リミッタにより変化幅を制限した内部トルク指令値を生成し、以降、徐々に内部トルク指令値を上位コントローラ10から与えられる指令Mに含まれているトルク指令値に近づけて行く。本実施形態では、不揮発性記憶部106に変化率リミッタを表すデータが記憶されており、制御部102は、変化率リミッタを用いて演算を行う場合には当該データを不揮発性記憶部106から読み出して上記演算を行う。
このように本実施形態の駆動装置100では、上位コントローラ10から与えられるトルク指令値が直近の値から急激に変化した場合には、特許文献1に開示の技術と同様に変化率リミッタによる制御が行われるのであるが、後述する条件が満たされた場合には、制御部102はトルク指令値の変化幅よりは小さく、かつ変化率リミッタによる変化幅よりは大きい変化幅で変化させた内部トルク指令値を生成する。具体的には、制御部102は、加速状態においてトルク指令値が正の値から負の値へ変化した場合には内部トルク指令値をゼロにする。以降、制御部102は、上位コントローラ10から与えられる指令Mに含まれているトルク指令値と等しくなるまで、特許文献1に開示の技術と同様に、変化率リミッタを用いて内部トルク指令値を生成する。内部トルク指令値とトルク指令値が等しくなると、制御部102は、上位コントローラ10から与えられる指令Mに含まれているトルク指令値と同じ値の内部トルク指令値を生成する。
また、制御部102は、指令Mを受け取った時点からその指令Mに含まれているリミット時間が経過するまでに次の指令Mを受け取らなかった場合には、内部トルク指令値をゼロとして電動機20の駆動制御を行う。その理由は、以下の通りである。前述したように、本実施形態では、指令Mが与えられてから次の指令Mが与えられるまでの時間の間隔は最長でもリミット時間となるはずである。しかし、実際は上位コントローラ10の故障や、上位コントローラ10と駆動装置100を接続するCANの故障などにより、リミット時間内に次の指令Mが駆動装置100に与えられないことがある。この場合、直近に与えられた指令Mに従った制御を継続してしまうと、運転者の意志とは無関係にEVの加速もしくは減速が継続してしまい、運転者を含めたEVに乗っている人が危険に晒される虞がある。このような不具合を避けるため、本実施形態では、制御部102は、指令Mを受け取った時点からその指令Mに含まれているリミット時間が経過するまでに次の指令Mを受け取らなかった場合には、内部トルク指令値をゼロとして電動機20の駆動制御を行うのである。この駆動制御によってEVは停止し、EVに乗っている人が危険に晒されることが確実に回避される。
以上が、この発明の第1実施形態を示す駆動装置100の構成である。
以上が、この発明の第1実施形態を示す駆動装置100の構成である。
(B:動作)
次に、駆動装置100の動作について説明する。本実施形態では、駆動装置100の動作の中でも制御部102の動作に顕著な特徴がある。そのため、制御部102の動作を中心に説明する。
次に、駆動装置100の動作について説明する。本実施形態では、駆動装置100の動作の中でも制御部102の動作に顕著な特徴がある。そのため、制御部102の動作を中心に説明する。
図3は、制御部102の内部トルク指令値生成処理の流れを示すフローチャートである。この内部トルク指令値生成処理は、上位コントローラ10から与えられた指令Mに含まれるトルク指令値が直近の値から急激に変化した時点から、変化率リミッタによる制御を終了するまでの間、指令Mを受け取る毎に実行される処理である。
制御部102は、上位コントローラから与えられた指令Mと上位コントローラに与えるデータDとが条件1に該当するか否かを判定する(ステップS301)。条件1とは、指令Mに含まれるトルク指令値が負の値であるとともに、同指令Mに含まれる加速/減速指令が減速であり、かつ、揮発性記憶部105に記憶されているデ-タDに含まれる現在トルク値が正の値であるとともに、同データDに含まれる加速/減速状況データが加速を示すという条件である。条件1に該当するのは、例えば、EVが加速している状況で、運転者がアクセルの踏込量を減らすかブレーキを踏み込んでEVを減速させようとする場合である。ステップS301の判定結果が“Yes”であると、制御部102は内部トルク指令値をゼロにして電力変換部103に与え、電動機20の駆動制御を行う(ステップS302)。
ステップS301の判定結果が“No”であると、制御部102は、指令MとデータDとが条件2に該当するか否かを判定する(ステップS303)。条件2とは、指令Mに含まれるトルク指令値が正の値であるとともに、同指令Mに含まれる加速/減速指令が加速であり、かつ、揮発性記憶部105に記憶されているデ-タDに含まれる現在トルク値が負の値であるとともに、同データDに含まれる加速/減速状況データが減速を示すという条件である。条件2に該当するのは、例えば、EVが減速している状況で、運転者がブレーキの踏込量を減らすかアクセルを踏んでEVを加速させようとする場合である。ステップS303の判定結果が“Yes”であると、制御部102は内部トルク指令値をゼロにして電力変換部103に与え、電動機20の駆動制御を行う(ステップS304)。
ステップS303の判定結果が“No”であると、制御部102は、指令MとデータDとが条件3に該当するか否かを判定する(ステップS305)。条件3とは、指令Mに含まれるトルク指令値がゼロであるとともに、同指令Mに含まれる加速/減速指令が減速であり、かつ、デ-タDに含まれる現在回転速度値がゼロであるという条件である。条件3に該当するのは、例えば、ブレーキの踏み込みに応じて電動機20の現在回転速度値がゼロとなり、現在回転速度値がゼロになったことに応じて上位コントローラ10がトルク指令値をゼロにした場合である。ステップS305の判定結果が“Yes”であると、制御部102は内部トルク指令値をゼロにして電力変換部103に与え、電動機20の駆動制御を行う(ステップS306)。
ステップS305の判定結果が“No”であると、制御部102は、指令Mのトルク指令値から変化率リミッタを用いて内部トルク指令値を生成し、電力変換部103に与え、電動機20の駆動制御を行う(ステップS307)。これによって、内部トルク指令値生成処理が完了する。
図4は、上位コントローラ10から与えられるトルク指令値が正の値から負の値に急激に変化した場合の現在回転速度値、トルク指令値および内部トルク指令値の時間変化を示すタイムチャートである。図4では、指令M’を受け取るまでは上位コントローラ10から正の値のトルク指令値を含む指令Mが駆動装置100に与えられており、時刻T0に与えられる指令M’においてトルク指令値が負の値に変化した場合について図示されている。駆動装置100を搭載したEVの加速中に運転者がブレーキを踏むことでEVを減速させようとした場合に、トルク指令値は図4のように変化する。指令M’に含まれるトルク指令値は負の値であり、加速/減速指令は減速である。一方、指令M’が与えられるまではEVは加速中であったのであるから当該指令M’を与えられた時点の現在トルク値は正の値であり、かつ加速/減速状況は加速である。これは、図3の条件1に該当する。そのため、制御部102はステップS302の処理を実行し、内部トルク指令値をゼロにする。
内部トルク指令値がゼロとなると、即座に現在回転速度値は下がり始め、EVは減速し始める。つまり、運転者がブレーキを踏むことで、EVの減速が即座に始まる。以降、ブレーキの踏み込みに応じて、負のトルク指令値と減速を示す加速/減速指令とを含む指令Mが上位コントローラ10から駆動装置100に与えられる。これらの指令Mを受け取る時点では加速/減速状況は減速となっており、これは、図3の条件1~3のいずれにも該当しない。そのため、制御部102は、これらの指令Mを上位コントローラ10から受け取る毎に図3のステップS307の処理を実行し、指令Mのトルク指令値から変化率リミッタを用いて内部トルク指令値を生成する。内部トルク指令値が徐々にトルク指令値に近づき、内部トルク指令値とトルク指令値が同じ値となる。
電動機20の現在回転速度値は徐々に低下してゆき、ついには現在回転速度値がゼロとなりEVは停止する。電動機20の現在回転速度値がゼロになったことを契機として上位コントローラ10は、減速を示す加速/減速指令と値がゼロのトルク指令値とを含む指令Mを駆動装置100に与え、これは図3における条件3に該当する。そのため、制御部102はステップS307の処理を実行し、内部トルク指令値をゼロにする。内部トルク指令値がゼロとなるので、電動機20が逆回転してEVが後退することはない。なお、本動作例では、加速中に減速を指示する運転操作が為された場合について説明したが、減速中に加速を指示する運転操作が為された場合も同様である。この場合、トルク指令値が負の値から正の値に急激に変化し、かつ、加速/減速指令が加速であり、かつ、現在トルク値が負の値であるとともに加速/減速状況データが減速を示すため、ステップS303の判定結果が“Yes”となってステップS304の処理が実行される。すなわち、制御部102は、トルク指令値の変化幅よりは小さく、かつ変化率リミッタによる変化幅よりは大きい変化幅で内部トルク指令値を変化させる(具体的には、制御部102は、内部トルク指令値をゼロにする)。その後、制御部102は、指令Mを受け取る毎にステップS307の処理を実行し、内部トルク指令値を指令Mに含まれるトルク指令値に徐々に近づけて行く。
以上説明したように、本実施形態の駆動装置100によれば、例えばEVの加速中に運転者がブレーキを踏むと即座に減速が開始され、EVの乗り心地を高めることができる。本実施形態では、ブレーキを踏んだ直後の内部トルク指令値の変化幅はトルク指令値の変化幅よりも小さいため、電動機20に大きなダメージが与えられることを回避することができる。加えて本実施形態では、電動機20を減速させて停止させる場合、現在回転速度値がゼロになったことによりトルク指令値が負の値からゼロに急減に変化したとしても、内部トルク指令値はゼロとされるため、電動機20が逆回転することはなく、EVの乗り心地や安全性をさらに高めることができる。このように、本実施形態によれば、電動機20に大きなダメージが与えられることを回避しつつ、EVの乗り心地や安全性を高めることが可能になる、といった効果が奏される。さらに、本実施形態によれば、予め設定したリミット時間を超えても指令Mが上位コントローラ10から駆動装置100に与えられないと、内部トルク指令値はゼロになり、EVが停止する。つまり、本実施形態によれば、上位コントローラ等に故障に起因して電動機20の制御が不可能となることを回避し、EVの安全性を高めることが可能になる。
<第2実施形態>
本実施形態の駆動装置の構成は第1実施形態の駆動装置100と同じであるため、以下の説明では図1および図2を援用する。駆動装置100と本実施形態の駆動装置の異なる点は、内部トルク指令値の生成方法にある。具体的には、本実施形態の駆動装置は、トルク指令値が急激に変化し、かつ所定の条件を満たした場合にトルク指令値の変化幅よりは小さくかつ変化率リミッタによる変化幅よりは大きい変化幅で変化させた内部トルク指令値を生成する点は第1実施形態と同一である。しかし、本実施形態では、例えば、加速中に減速を指示する運転操作が為されていた場合には、内部トルク指令値をゼロ以外の予め定めた一定値(正の値であって、かつ、変化率リミッタを用いて求まる値よりも絶対値が小さな値)とする点と、減速中に加速を指示する運転操作が為されていた場合には、内部トルク指令値をゼロ以外の予め定めた一定値(負の値であって、かつ、変化率リミッタを用いて求まる値よりも絶対値が小さな値)とする点、が第1実施形態と異なる。
本実施形態の駆動装置の構成は第1実施形態の駆動装置100と同じであるため、以下の説明では図1および図2を援用する。駆動装置100と本実施形態の駆動装置の異なる点は、内部トルク指令値の生成方法にある。具体的には、本実施形態の駆動装置は、トルク指令値が急激に変化し、かつ所定の条件を満たした場合にトルク指令値の変化幅よりは小さくかつ変化率リミッタによる変化幅よりは大きい変化幅で変化させた内部トルク指令値を生成する点は第1実施形態と同一である。しかし、本実施形態では、例えば、加速中に減速を指示する運転操作が為されていた場合には、内部トルク指令値をゼロ以外の予め定めた一定値(正の値であって、かつ、変化率リミッタを用いて求まる値よりも絶対値が小さな値)とする点と、減速中に加速を指示する運転操作が為されていた場合には、内部トルク指令値をゼロ以外の予め定めた一定値(負の値であって、かつ、変化率リミッタを用いて求まる値よりも絶対値が小さな値)とする点、が第1実施形態と異なる。
図5は、本実施形態の駆動装置の内部トルク指令値生成処理の流れを示すフローチャートである。図5では、図3におけるステップと同じステップには図3におけるものと同じ符号が付されている。図5と図3を比較すれば明らかなように、図5のフローチャートのステップS502およびステップS504は、図3のフローチャートのステップS302およびステップS304に相当する。ステップS502およびステップS504の各ステップでは、制御部102は、内部トルク指令値を上記一定値(ステップS503であれば正の値、ステップS304であれば負の値)とする。ステップS502における一定値を正の値とし、ステップS504における一定値を負の値とするのは、電動機20に与えられるダメージを第1実施形態よりも小さくするためである。
図6は、前掲図4と同様に、上位コントローラ10から与えられるトルク指令値が時刻T0において正の値から負の値に急激に変化した場合の現在回転速度値、トルク指令値および内部トルク指令値の時間変化を示すタイムチャートである。図6においても、図4における場合と同様に指令M’を受け取るまでは上位コントローラ10から正の値のトルク指令値を含む指令Mが本実施形態の駆動装置に与えられており、指令M’においてトルク指令値が負の値に変化する。図6のタイムチャートと図4のタイムチャートが異なるのは、指令M’に応じて生成される内部トルク指令値がゼロ以外の予め定められた一定値(図6では正の値)となる点である。この後は図4のタイムチャートと同様に、制御部102は、トルク指令値から変化率リミッタを用いて内部トルク指令値を生成し、内部トルク指令値は徐々にトルク指令値に近づいてゆく。
本実施形態によっても上記第1実施形態と同様に、EVの乗り心地を高めるとともにEVの安全性を高めるといった効果が奏される。加えて、本実施形態によれば、トルク指令値が急激に変化した時の内部トルク指令の変化幅が第1実施形態よりは小さく、電動機20に対するダメージを第1実施形態よりも低減することができるといった効果が奏される。
<第3実施形態>
本実施形態の駆動装置の構成は第1実施形態の駆動装置100と同じであるため、以下の説明においても図1および図2を援用する。駆動装置100と本実施形態の駆動装置の異なる点は、本実施形態の駆動装置の不揮発記憶部106には2種類の変化率リミッタを表すデータが記憶されており、トルク指令値が急激に変化した時点からの経過時間によりそれらの変化率リミッタを切り替えて内部トルク指令値の演算を行う点にある。2種類の変化率リミッタとは、第1実施形態や第2実施形態で用いた変化率リミッタ(変化率リミッタAとする)と、変化率リミッタAよりも時間に対して急峻に変化する変化率リミッタ(変化率リミッタBとする)である。本実施形態の駆動装置では、トルク指令値が直近の値から急激に変化した指令M’を上位コントローラ10から与えられると、制御部102は、当該指令M’を与えられた時点から内部トルク指令値がゼロになるまで変化率リミッタBを用いて内部トルク指令値を生成し、内部トルク指令値がゼロになってからは変化率リミッタAを用いて内部トルク指令値を生成する。
本実施形態の駆動装置の構成は第1実施形態の駆動装置100と同じであるため、以下の説明においても図1および図2を援用する。駆動装置100と本実施形態の駆動装置の異なる点は、本実施形態の駆動装置の不揮発記憶部106には2種類の変化率リミッタを表すデータが記憶されており、トルク指令値が急激に変化した時点からの経過時間によりそれらの変化率リミッタを切り替えて内部トルク指令値の演算を行う点にある。2種類の変化率リミッタとは、第1実施形態や第2実施形態で用いた変化率リミッタ(変化率リミッタAとする)と、変化率リミッタAよりも時間に対して急峻に変化する変化率リミッタ(変化率リミッタBとする)である。本実施形態の駆動装置では、トルク指令値が直近の値から急激に変化した指令M’を上位コントローラ10から与えられると、制御部102は、当該指令M’を与えられた時点から内部トルク指令値がゼロになるまで変化率リミッタBを用いて内部トルク指令値を生成し、内部トルク指令値がゼロになってからは変化率リミッタAを用いて内部トルク指令値を生成する。
図7は、本実施形態の駆動装置の内部トルク指令値生成処理の流れを示すフローチャートである。図7では、図3におけるものと同じステップには図3におけるものと同じ符号が付されている。図7と図3を比較すれば明らかなように、図7のフローチャートのステップS702、ステップS704およびステップS707が、図3のフローチャートのステップS302、ステップ304およびステップS307に相当する。ステップS702およびステップS704の各ステップでは、制御部102は、変化率リミッタBを用いて内部トルク指令値を生成する。ステップS707では、制御部102は、内部トルク指令値がゼロになるまでは変化率リミッタBを用いて内部トルク指令値を生成し、内部トルク指令値がゼロになってからは変化率リミッタAを用いて内部トルク指令値を生成する。なお、変化率リミッタBを用いて算出された内部トルク指令値がゼロになるまでの時間tbと、トルク指令値が急激に変化した時点から変化率リミッタAを用いて内部トルク指令値を算出したとした場合における当該内部トルク指令値がゼロになるまでの時間taとは本来一致しないので、変化率リミッタを変化率リミッタBから変化率リミッタAに切り換える際には、時間差ta―tb分の補正を行って変化率リミッタAによる内部トルク指令値の算出を行うようにすれば良い。具体的には、変化率リミッタAによる内部トルク指令値の算出を行う際には、トルク指令値が急激に変化した時点からの実際の経過時間tに上記時間差ta-tbを加算した時間を用いて内部トルク指令値の算出を行うようにすれば良い。
図8は、前掲図11と同様に、上位コントローラ10から与えられるトルク指令値が時刻T0において正の値から負の値に急激に変化した場合の現在回転速度値、トルク指令値および内部トルク指令値の時間変化を示すタイムチャートである。図8においても、図11における場合と同様に指令M’を受け取るまでは上位コントローラ10から正の値のトルク指令値を含む指令Mが本実施形態の駆動装置に与えられており、指令M’においてトルク指令値が負の値に変化する。図8のタイムチャートでは、指令M’を受け取ってから内部トルク指令値がゼロになるまでは前掲図11のタイムチャートに比較して内部トルク指令が急峻に減少してゆき、内部トルク指令値がゼロになってからは内部トルク指令値と上位コントローラ10から与えられるトルク指令値とが一致するまで図11のタイムチャート同様に内部トルク指令値が減少してゆく。このため、本実施形態によれば、減速を指示する運転操作が為されているにも拘らず実際には加速している期間が従来よりも短くなり、EVの操作性および安全性が向上する。
以上説明したように、本実施形態によっても上記第1実施形態と同様に、EVの乗り心地を高めるとともにEVの安全性を高めるといった効果が奏される。加えて、本実施形態においても、前述した第2実施形態と同様に、トルク指令値が急激に変化した時の内部トルク指令の変化幅が第1実施形態よりは小さく、電動機20に対するダメージを第1実施形態よりも低減することができるといった効果が奏される。なお、本実施形態では、内部トルク指令値がゼロになったことを契機として内部トルク指令値の算出に用いる変化率リミッタを変化率リミッタBから変化率リミッタAに切り換えたが、このような切り換えを行わなくて勿論良い。要は、加速中に減速を指示された場合、或いは減速中に加速を指示された場合には、通常よりも急峻に変化する変化率リミッタを用いて内部トルク指令値を生成する態様であれば良い。変化率リミッタの切り換えを行わない態様であれば、変化率リミッタを切り換える態様に比較して内部トルク指令値の変化が急峻になるため電動機20に与えられるダメージが大きくなるが、内部トルク指令値とトルク指令値とが一致するまでの期間を短くすることができる。
<第4実施形態>
本実施形態の駆動装置の構成は第1実施形態の駆動装置100と同じであるため、以下の説明においても図1および図2を援用する。本実施形態の駆動装置は、2種類の変化率リミッタ(前述した変化率リミッタAおよび変化率リミッタB)を用いる点は第3実施形態の駆動装置と同様であるが、変化率リミッタを切り換えるタイミングが第3実施形態と異なる。図9は、本実施形態の駆動装置の内部トルク指令値生成処理の流れを示すフローチャートである。図9では、図7におけるものと同じステップには図7におけるものと同じ符号が付されている。図9と図7を比較すれば明らかなように、図9のフローチャートのステップS907が図7のフローチャートのステップS707に相当する。このステップS907では、制御部102は、内部トルク指令値が上記一定値になるまでは変化率リミッタBを用いて内部トルク指令値を生成し、内部トルク指令値が上記一定値になってからは変化率リミッタAを用いて内部トルク指令値を生成する。なお、上記一定値は、正の値であっても良くまた負の値であっても良いが、加速中に減速を指示された場合においては正の値であることが好ましく、減速中に加速を指示された場合においては負の値が好ましいことは第2実施形態と同一である。
本実施形態の駆動装置の構成は第1実施形態の駆動装置100と同じであるため、以下の説明においても図1および図2を援用する。本実施形態の駆動装置は、2種類の変化率リミッタ(前述した変化率リミッタAおよび変化率リミッタB)を用いる点は第3実施形態の駆動装置と同様であるが、変化率リミッタを切り換えるタイミングが第3実施形態と異なる。図9は、本実施形態の駆動装置の内部トルク指令値生成処理の流れを示すフローチャートである。図9では、図7におけるものと同じステップには図7におけるものと同じ符号が付されている。図9と図7を比較すれば明らかなように、図9のフローチャートのステップS907が図7のフローチャートのステップS707に相当する。このステップS907では、制御部102は、内部トルク指令値が上記一定値になるまでは変化率リミッタBを用いて内部トルク指令値を生成し、内部トルク指令値が上記一定値になってからは変化率リミッタAを用いて内部トルク指令値を生成する。なお、上記一定値は、正の値であっても良くまた負の値であっても良いが、加速中に減速を指示された場合においては正の値であることが好ましく、減速中に加速を指示された場合においては負の値が好ましいことは第2実施形態と同一である。
図10は、前掲図8と同様に、上位コントローラ10から与えられるトルク指令値が正の値から負の値に急激に変化した場合の現在回転速度値、トルク指令値および内部トルク指令値の時間変化を示すタイムチャートである。図10においても、図8における場合と同様に指令M’を受け取るまでは上位コントローラ10から正の値のトルク指令値を含む指令Mが本実施形態の駆動装置に与えられており、指令M’においてトルク指令値が負の値に変化する。図10のタイムチャートでは、指令M’を受け取ってから内部トルク指令値がトルク指令値と一致するまでの時間が図8における場合よりも長くなっている。このため、本実施形態によれば、減速を指示する運転操作が為されているにも拘らず実際には加速している期間が第3実施形態よりは長くなるものの、図11に示す従来技術よりは短くなる。つまり、本実施形態によっても、EVの操作性および安全性を従来より向上させることができる。加えて、本実施形態では、指令M’を受け取った時点の内部トルク指令値の変化幅が第3実施形態よりも小さく、電動機20に与えられるダメージを一層低減することができる。
以上説明したように、本実施形態によっても上記第1実施形態と同様に、EVの乗り心地を高めるとともにEVの安全性を高めるといった効果が奏される。加えて、本実施形態によれば、電動機20に対するダメージを第3実施形態よりも低減することができるといった効果が奏される。
<その他の実施形態>
以上本発明の第1~第4実施形態を説明したが、これら実施形態に以下の変形を加えても勿論良い。
(1)上記各実施形態では、上位コントローラ10から駆動装置に与えられる指令Mにはトルク指令値、加速/減速指令およびリミット時間が含まれていた。しかし、指令Mにはトルク指令値およびリミット時間のみが含まれる態様をとってもよい。この態様では、指令Mのトルク指令値と現在トルク値とを比較して加速/減速指令を補完する処理を駆動装置100の制御部102に実行させるようにすれば良い。具体的には、制御部102は、トルク指令値が現在トルク値よりも大きい場合には加速指令を補完し、トルク指令値が現在トルク値よりも小さい場合には減速指令を補完するのである。この態様では、指令Mのデータ量が少なくなり、CANを介した通信量を削減することができる。
以上本発明の第1~第4実施形態を説明したが、これら実施形態に以下の変形を加えても勿論良い。
(1)上記各実施形態では、上位コントローラ10から駆動装置に与えられる指令Mにはトルク指令値、加速/減速指令およびリミット時間が含まれていた。しかし、指令Mにはトルク指令値およびリミット時間のみが含まれる態様をとってもよい。この態様では、指令Mのトルク指令値と現在トルク値とを比較して加速/減速指令を補完する処理を駆動装置100の制御部102に実行させるようにすれば良い。具体的には、制御部102は、トルク指令値が現在トルク値よりも大きい場合には加速指令を補完し、トルク指令値が現在トルク値よりも小さい場合には減速指令を補完するのである。この態様では、指令Mのデータ量が少なくなり、CANを介した通信量を削減することができる。
(2)上記各実施形態では、上位コントローラ10は、運転操作に応じて算出されるトルク指令値と現在トルク値との比較で加速/減速指令を生成した。しかし、アクセル開度の変化やブレーキ踏み込み量に応じて生成する処理を上位コントローラ10に実行させても良い。例えば、運転者がアクセルを踏み込み始めたこともしくは運転者がさらにアクセルを踏み込んだことの検出を契機として上位コントローラ10は加速指令を生成し、運転者がブレーキを踏み込み始めたこともしくは運転者がアクセルの踏み込みを弱くしたことの検出を契機として上位コントローラ10は減速指令を生成する、といった具合である。
(3)データDの現在回転速度値により、第1実施形態の内部トルク指令値生成処理と第3実施形態の内部トルク指令値生成処理とを切り替えて実行するようにしてもよい。詳述すると、現在回転速度値がゼロ以外の予め定めた一定値(一定値は正の値)よりも大きい場合は、制御部102は第3実施形態の内部トルク指令値生成処理を実行し、逆に、現在回転速度値が一定値よりも小さい場合は、第1実施形態の内部トルク指令値生成処理を実行するのである。現在回転速度値が一定値よりも大きい場合には内部トルク指令値の変化幅が大きいと、電動機20に対するダメージも大きくなる。このため、現在回転速度値が一定値よりも大きい場合には、電動機20に対するダメージが比較的少ない第3実施形態の内部トルク指令値生成処理により内部トルク指令値を生成する方が好ましい。逆に、現在回転速度値が一定値よりも小さい場合には、第1実施形態の内部トルク指令値生成処理を用いて内部トルク指令値を生成しても、特段の問題は発生しない。同様に、現在回転速度値に応じて第1実施形態の内部トルク指令値生成処理と第2実施形態の内部トルク指令値生成処理とを切り替えて実行しても良く、第1実施形態の内部トルク指令値生成処理と第4実施形態の内部トルク指令値生成処理とを切り替えて実行してもよい。また、現在回転速度値に応じて第2実施形態の内部トルク指令値生成処理と第3実施形態(或いは第4実施形態)の内部トルク指令値生成処理とを切り替えて実行してもよい。
(4)第2実施形態において、内部トルク指令値の初期値(すなわち、ステップS502或いはS504にて内部トルク指令値にセットする値)を、値が急激に変化する前のトルク指令値の大きさ(絶対値)に応じて切り換えてもよい。例えば、内部トルク指令値の初期値として大きさ(絶対値)の異なる2種類の値を予め用意しておく。そして、上記トルク指令値が予め設定した閾値よりも大きい場合には絶対値が大きい方の初期値を用い、上記閾値よりも小さい場合には絶対値の小さい方の初期値を用いるのである。このような態様によれば、電動機20に対するダメージをできるだけ抑えつつ、EVの操作性や安全性を向上させることが可能になる。
(5)上記各実施形態において、リミット時間を加速/減速状況に応じて変化させてもよい。例えば、加速中であればリミット時間を短くし、減速中であればリミット時間を長くするのである。リミット時間が経過するまでは、加速中であれば加速が継続され、減速中であれば減速が継続される。このため、加速中にリミット時間を長くしてしまうとその分だけEVの乗員が危険に晒されることになるが、減速中であれば最終的にはEVは停止し乗員が危険に晒されることはないからである。
(7)この発明の電動機駆動制御システム1は、EVに関するものであるが、この発明を例えば、ハイブリッド車に対して用いてもよい。さらに、EVやハイブリッド車ではなく、鉄道車両に動力源として搭載される電動機の駆動制御に本発明を用いてもよい。
1…電動機駆動制御システム、10…上位コントローラ、20…電動機、100…駆動装置、101…通信I/F部、102…制御部、103…電力変換部、104…記憶部、105…揮発性記憶部、106…不揮発性記憶部、110…バス。
Claims (7)
- 直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換して電動機に与える電力変換部と、
前記電動機の出力トルクを指示するために上位コントローラから与えられたトルク指令値が急激に変化した場合には、変化率リミッタにより変化幅を制限した内部トルク指令値を生成し、当該内部トルク指令値に従って前記電力変換部の作動制御を行う制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記電動機を加速中に減速を指示された場合または減速中に加速を指示された場合には、トルク指令の変化幅よりは小さくかつ前記変化率リミッタにより制限された変化幅よりも大きい変化幅で変化させた内部トルク指令値を生成し、その後、前記変化率リミッタを用いて時間とともに内部トルク指令値をトルク指令値に近づけてゆく
ことを特徴とする駆動装置。 - 前記制御部は、
前記電動機を加速中に減速を指示された場合または減速中に加速を指示された場合には、内部トルク指令値をゼロにし、その後、前記変化率リミッタを用いて時間とともに内部トルク指令値をトルク指令値に近づけてゆくことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 前記制御部は、
前記電動機を加速中に減速を指示された場合には、内部トルク指令値を正の値かつ前記変化率リミッタを用いて求まる値よりも絶対値が小さな値とし、その後、前記変化率リミッタを用いてトルク指令値に近づけてゆく一方、減速中に加速を指示された場合には、内部トルク指令値を負の値かつ前記変化率リミッタを用いて求まる値よりも絶対値が小さな値にし、その後、前記変化率リミッタを用いてトルク指令値に近づけてゆくことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 前記制御部は、
前記電動機を加速中に減速を指示された場合または減速中に加速を指示された場合には、前記変化率リミッタよりも急峻に変化する第2の変化率リミッタを用いて内部トルク指令値を生成することを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 前記制御部は、
前記電動機を加速中に減速を指示された場合または減速中に加速を指示された場合には、内部トルク指令値が前記電動機の駆動状況に応じて予め定められた値に達するまでは前記変化率リミッタよりも急峻に変化する第2の変化率リミッタを用いて内部トルク指令値を生成し、当該値に達した以降は前記変化率リミッタを用いて時間とともに内部トルク指令値をトルク指令値に近づけてゆくことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 前記制御部は、前記電動機の回転速度がゼロになると、内部トルク指令値をゼロにすることを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
- トルク指令値とともに次のトルク指令値を与えられるまでの時間間隔を示すリミット時間が前記上位コントローラから前記制御部に与えられ、前記制御部は、リミット時間の示す時間が経過するまでに次のトルク指令値を受け取らなかった場合には、内部トルク指令値をゼロにすることを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
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