JP3985550B2

JP3985550B2 - Electric vehicle drive control device, electric vehicle drive control method, and program thereof

Info

Publication number: JP3985550B2
Application number: JP2002052613A
Authority: JP
Inventors: 秀樹久田; 博幸小島
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: JP2003259509A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びそのプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気自動車、ハイブリッド型車両等の電動車両においては、回転自在に配設され、磁極対を備えたロータ、及び該ロータより径方向外方に配設され、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のコイルを備えたステータから成る駆動モータが使用される。そして、駆動モータ制御装置によって発生させられたＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流を前記各相のコイルに供給し、かつ、所定の電圧を印加することにより、前記駆動モータを駆動し、駆動モータのトルク、すなわち、駆動モータトルクを発生させ、該駆動モータトルクを駆動輪に伝達して電動車両を走行させるようになっている。そのために、バッテリとインバータとが接続され、バッテリから直流の電流がインバータに供給され、前記駆動モータ制御装置によって、前記インバータを構成するスイッチング素子が適宜スイッチングさせられ、前記各相の電流が発生させられる。
【０００３】
ところで、前記バッテリにおいては、電流が流れ出たり、供給されたりして電力の充電及び放電が行われるが、過剰な充電、又は過剰な放電が行われると、バッテリの寿命が短くなってしまう。特に、バッテリにおける充電状態を表すバッテリ残量（ＳＯＣ）が低い場合に放電が行われたり、バッテリ残量が高い場合に充電が行われたりすると、バッテリの内部のセル間のバッテリ残量の差によって、一部のセルの電圧が著しく低くなったり、高くなったりして、電解液漏れ等の問題が発生する。
【０００４】
そこで、バッテリから流れ出たりバッテリに供給されたりする電流（以下「バッテリ電流」という。）を制限するために電流制限値を設定し、バッテリ電流と電流制限値との電流偏差に基づいて、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御によるフィードバック制御を行うようにした電動車両駆動制御装置が考えられる。該電動車両駆動制御装置においては、バッテリ電流が電流制限値を超えると、駆動モータトルクが電流偏差に対応する分だけ小さくされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の電動車両駆動制御装置において、駆動モータトルクを変化させたときの、駆動モータを駆動することによって消費される電力の変化量は、駆動モータの回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度（又は駆動モータ回転速度に比例する車速）によって変動するので、駆動モータトルクをフィードバック制御しても、電力が変動する分だけバッテリ電流が変動し、バッテリ電流に大きなオーバシュートが発生したり、バッテリ電流が電流制限値を超えなくなるまでの時間が長くなったりしてしまう。
【０００６】
図２は従来の電動車両駆動制御装置の動作を示す第１のタイムチャート、図３は従来の電動車両駆動制御装置の動作を示す第２のタイムチャートである。
【０００７】
図２に示されるように、タイミングｔ１で運転者がアクセルペダルを踏み込むと、電動車両を走行させるのに必要な車両要求トルクＴＯ^*が立ち上がり、タイミングｔ２で値ａにされる。それに伴って、駆動モータトルクＴＭの目標値を表す駆動モータ目標トルクＴＭ^*が大きくされ、駆動モータトルクＴＭが徐々に大きくされる。その後、タイミングｔ３でバッテリ電流ＩＢがあらかじめ設定された電流制限値ＩＢｘを超えると、電流偏差に対応させて駆動モータ目標トルクＴＭ^*が小さくされるが、前述されたように、駆動モータ回転速度ＮＭによって電力の変化量が異なり、電力が変動する分だけバッテリ電流ＩＢが変動するので、タイミングｔ４になるまで駆動モータ目標トルクＴＭ^*が小さくされない。すなわち、タイミングｔ３からタイミングｔ４まで駆動モータ目標トルクＴＭ^*のオーバシュートが発生し、バッテリ電流ＩＢに大きなオーバシュートが発生する。なお、ＴＭ^*ｆはオーバシュートが収束する値である。
【０００８】
これに伴って、図３に示されるように、バッテリ電流ＩＢは電流制限値ＩＢｘを超え、タイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの間、バッテリに過剰なバッテリ電流ＩＢが流れ、過電流状態が形成される。
【０００９】
そこで、バッテリ電流ＩＢだけでなく、バッテリ電圧ＶＢを検出し、バッテリ電流ＩＢ及びバッテリ電圧ＶＢに基づいて電力を算出し、該電力をフィードバック制御することによってバッテリ電流ＩＢを制限することが考えられるが、フィードバック制御における入力、演算、出力等において電動車両駆動制御装置の応答性が低いので、バッテリ電流ＩＢに前述されたような大きなオーバシュートが発生してしまう。
【００１０】
本発明は、前記従来の電動車両駆動制御装置の問題点を解決して、応答性を高くすることができ、バッテリ電流に大きなオーバシュートが発生することがなく、わずかな時間でバッテリ電流が電流制限値を超えなくすることができる電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びそのプログラムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の電動車両駆動制御装置においては、電動機械と、電動機械回転速度を検出する電動機械回転速度検出処理手段と、バッテリ電流及びバッテリ電圧に基づいて、前記電動機械が駆動されるのに伴って消費される電力を算出する電力算出処理手段と、前記電動機械回転速度、及び電動機械トルクの大きさを表す指標値に基づいて電動機械の出力を算出する出力算出処理手段と、前記電力及び出力に基づいて前記電動機械の効率を算出する効率算出処理手段と、バッテリ状態に対応するバッテリの電力制限値を算出する電力制限値算出処理手段と、前記電動機械回転速度、前記電動機械の効率及びバッテリの電力制限値に基づいて該バッテリの電力制限値に対応する電動機械トルクのトルク制限値を算出するトルク制限値算出処理手段と、車両要求トルクに対応する電動機械の要求トルクを算出する電動機械目標トルク決定処理手段と、前記電動機械の要求トルクが前記トルク制限値より大きい場合、電動機械トルクの目標値を表す電動機械目標トルクを制限する電動機械目標トルク算出処理手段とを有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置の機能ブロック図である。
【００２５】
図において、３１は電動機械としての駆動モータ、９１は電動機械回転速度としての駆動モータ回転速度を検出する電動機械回転速度検出処理手段、９２は前記駆動モータ３１の効率を算出する効率算出処理手段、９３はバッテリ状態に対応する電力制限値を算出する電力制限値算出処理手段、９４は前記駆動モータ回転速度、効率及び電力制限値に基づいて電動機械トルクとしての駆動モータトルクのトルク制限値を算出するトルク制限値算出処理手段、９５は前記トルク制限値に基づいて駆動モータトルクの目標値を表す電動機械目標トルクとしての駆動モータ目標トルクを算出する電動機械目標トルク算出処理手段である。
【００２６】
図４は本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置のブロック図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるモータ制御部のブロック図である。
【００２７】
図において、１０は、図示されないＣＰＵ、記録装置等を備え、各種のプログラム、データ等に従ってコンピュータとして機能し、第１の電動機械としての駆動モータ３１の制御を行う駆動モータ制御装置、１１は、同様に図示されないＣＰＵ、記録装置等を備え、各種のプログラム、データ等に従ってコンピュータとして機能し、電動車両の全体の制御を行う車両制御装置であり、前記駆動モータ制御装置１０は、図５に示されるモータ制御部４５及び図示されないドライブ回路を備える。なお、前記駆動モータ３１としてＤＣブラシレス駆動モータが使用される。前記駆動モータ３１は、回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータより径方向外方に配設された図示されないステータを備える。前記ロータは、前記駆動モータ３１の図示されないシャフトに取り付けられたロータコア、及び該ロータコアの円周方向における複数箇所に配設された永久磁石を備える。本実施の形態においては、前記ロータコアの円周方向における１２箇所にＮ極及びＳ極を交互に外周面に向けて永久磁石が配設され、６個の磁極対が形成される。
【００２８】
また、前記ステータは、ステータコア、及び該ステータコアに巻装されたＵ相、Ｖ相及びＷ相のコイルを備え、前記ステータコアの円周方向における複数箇所には、径方向内方に向けて突出させてティースが形成される。
【００２９】
そして、前記駆動モータ３１を駆動して電動車両を走行させるために、直流電源としてのバッテリ１４、及び該バッテリ１４から直流の電流としてのバッテリ電流ＩＢが供給され、該バッテリ電流ＩＢを交流の電流としてのＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに変換するインバータ４０が配設され、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが駆動モータ３１に、すなわち、各コイルにそれぞれ供給される。また、前記駆動モータ３１を回生する場合、ロータが回転させられるのに伴って各コイルに電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが発生させられ、該電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗがインバータ４０においてバッテリ電流ＩＢに変換され、該バッテリ電流ＩＢがバッテリ１４に供給される。
【００３０】
そのために、前記インバータ４０は、６個のスイッチング素子としての図示されないトランジスタを備え、該各トランジスタが選択的にスイッチング（オン・オフ）させられることによって、前記電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ又はバッテリ電流ＩＢが発生させられる。なお、インバータ４０とバッテリ１４との間に図示されない平滑用のコンデンサが配設され、コンデンサには、静電容量に対応する電荷が蓄積されている。
【００３１】
また、前記シャフトに磁極位置検出部としてのレゾルバ４３が取り付けられ、該レゾルバ４３によって、ロータの磁極位置θが検出され、該磁極位置θは制御装置１０に送られる。なお、本実施の形態においては、前記磁極位置検出部としてレゾルバ４３が使用されるようになっているが、該レゾルバ４３に代えて図示されないホール素子及び磁極位置検出回路を使用することもできる。その場合、該ホール素子は、前記ロータの回動に伴って、所定の角度ごとに位置検出信号を発生させ、前記磁極位置検出回路は、前記位置検出信号を受けると、位置検出信号の信号レベルの組合せに基づいて磁極位置θを検出する。
【００３２】
ところで、前記各コイルはスター結線されているので、各相のうちの二つの相の電流の値が決まると、残りの一つの相の電流の値も決まる。したがって、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを制御するために、例えば、Ｕ相及びＶ相の各コイルのリード線にＵ相及びＶ相の電流Ｉｕ、Ｉｖを検出する電流検出部としての電流センサ３３、３４が配設され、該電流センサ３３、３４は、検出された電流Ｉｕ、Ｉｖを駆動モータ制御装置１０に送る。
【００３３】
そして、該駆動モータ制御装置１０の電動機械回転速度検出処理手段９１（図１）は、電動機械回転速度検出処理を行い、前記磁極位置θに基づいて電動機械回転速度としての駆動モータ回転速度ＮＭを検出し、該駆動モータ回転速度ＮＭを車両制御装置１１に送る。
【００３４】
また、前記駆動モータ制御装置１０の図示されない車速検出処理手段は、車速検出処理を行い、前記駆動モータ回転速度ＮＭに対応する車速Ｖを検出し、検出された車速Ｖを前記車両制御装置１１に送る。
【００３５】
該車両制御装置１１の指令値発生処理手段としての図示されない指令値発生部は、指令値発生処理を行い、前記車速Ｖ、及び図示されないアクセルセンサによって検出されたアクセルペダル１２の踏込量、すなわち、アクセル開度αに基づいて車両要求トルクＴＯ^*を算出する。また、前記車両制御装置１１の電動機械目標トルク算出処理手段９５は、電動機械目標トルク算出処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ^*に対応させて、かつ、後述されるトルク制限値に基づいて、電動機械トルクとしての駆動モータトルクＴＭの目標値を表す電動機械目標トルクとしての駆動モータ目標トルクＴＭ^*を算出し、該駆動モータ目標トルクＴＭ^*を前記駆動モータ制御装置１０に送る。
【００３６】
ところで、該駆動モータ制御装置１０においては、ロータの磁極対の方向にｄ軸を、該ｄ軸と直角の方向にｑ軸をそれぞれ採ったｄ−ｑ軸モデル上でベクトル制御演算によるフィードバック制御が行われるようになっている。そのために、駆動モータ制御装置１０の図示されない指令値変換処理手段は、指令値変換処理を行い、前記駆動モータ目標トルクＴＭ^*を読み込むと、前記記録装置に記録された電流指令値マップを参照し、ベクトル表示された電流指令値ｉｓのｄ軸成分を表すｄ軸電流指令値ｉｄｓ、及びｑ軸成分を表すｑ軸電流指令値ｉｑｓを決定する。また、駆動モータ制御装置１０の第１の相変換処理手段としてのＵＶ−ｄｑ変換器６１は、第１の相変換処理を行い、前記電流Ｉｕ、Ｉｖ及び磁極位置θを読み込み、電流Ｉｕ、Ｉｖ及び磁極位置θに基づいて、所定のｄ−ｑ変換式に基づいて三相／二相変換を行い、電流Ｉｕ、Ｉｖをｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑに変換する。
【００３７】
そして、ｄ軸電流ｉｄは減算器６２に送られ、該減算器６２において前記ｄ軸電流ｉｄと前記ｄ軸電流指令値ｉｄｓとのｄ軸電流偏差Δｉｄが算出され、該ｄ軸電流偏差Δｉｄが第１の電圧指令値発生処理手段としてのｄ軸電圧指令値発生部６４に送られる。一方、ｑ軸電流ｉｑは減算器６３に送られ、該減算器６３において前記ｑ軸電流ｉｑと前記ｑ軸電流指令値ｉｑｓとのｑ軸電流偏差Δｉｑが算出され、該ｑ軸電流偏差Δｉｑが第２の電圧指令値発生処理手段としてのｑ軸電圧指令値発生部６５に送られる。
【００３８】
そして、前記ｄ軸電圧指令値発生部６４及びｑ軸電圧指令値発生部６５は、電圧指令値発生処理を行い、パラメータ演算部７１から送られたｑ軸インダクタンスＬｑ及びｄ軸インダクタンスＬｄ、並びに前記ｄ軸電流偏差Δｉｄ及びｑ軸電流偏差Δｉｑに基づいて、ｄ軸電流偏差Δｉｄ及びｑ軸電流偏差Δｉｑが零（０）になるように、２軸上のインバータ出力としてのｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を発生させ、該ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を第２の相変換処理手段としてのｄｑ−ＵＶ変換器６７に送る。
【００３９】
そして、該ｄｑ−ＵＶ変換器６７は、第２の相変換処理を行い、前記ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*及び磁極位置θに基づいて二相／三相変換を行い、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*をＵ相、Ｖ相及びＷ相の電圧指令値Ｖｕ^*、Ｖｖ^*、Ｖｗ^*に変換する。さらに、駆動モータ制御装置１０のＰＷＭ発生処理手段としてのＰＷＭ発生器６８は、ＰＷＭ発生処理を行い、前記電圧指令値Ｖｕ^*、Ｖｖ^*、Ｖｗ^*及びバッテリ電圧ＶＢに基づいて各相のパルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを発生させ、前記ドライバ回路に送る。該ドライバ回路は、前記パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを受けると、駆動信号を発生させ、該駆動信号を前記インバータ４０を構成するトランジスタに送り、トランジスタをスイッチングさせ、前記電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを発生させる。
【００４０】
なお、インバータ４０とバッテリ１４との間に、バッテリ電流ＩＢを検出するために電流検出部としてのバッテリ電流センサ２１、及びバッテリ電圧ＶＢを検出するために電圧検出部としてのバッテリ電圧センサ２２が配設され、バッテリ１４における充電状態を表すバッテリ残量（ＳＯＣ）をバッテリ状態として検出するためにバッテリ残量検出部２３が配設される。また、バッテリ状態としてバッテリ温度を検出することができ、その場合、バッテリ温度検出部としての図示されないバッテリ温度センサが配設される。
【００４１】
ところで、前記バッテリ１４においては、電流が流れ出たり、供給されたりして電力の充電及び放電が行われるが、過剰な充電、又は過剰な放電が行われると、バッテリ１４の寿命が短くなってしまう。特に、バッテリ残量が低い場合に放電が行われたり、バッテリ残量が高い場合に充電が行われたりすると、バッテリの内部の図示されないセル間のバッテリ残量の差によって、一部のセルの電圧が著しく低くなったり、高くなったりして、電解液漏れ等の問題が発生する。
【００４２】
そこで、バッテリ電流ＩＢを制限するために、バッテリ残量に対応する電力Ｐの制限値を表す電力制限値Ｐｘ１を算出し、電力Ｐが電力制限値Ｐｘ１を超えないように駆動モータ目標トルクＴＭ^*を制限し、駆動モータトルクＴＭを制限するようにしている。
【００４３】
図６は本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置の動作を示すフローチャート、図７は本発明の第１の実施の形態における電力制限値マップを示す図である。なお、図７において、横軸にバッテリ残量を、縦軸に電力制限値Ｐｘ１を採ってある。
【００４４】
まず、車両制御装置１１（図４）は、バッテリ電流センサ２１によって検出されたバッテリ電流ＩＢ、及びバッテリ電圧センサ２２によって検出されたバッテリ電圧ＶＢを読み込む。続いて、車両制御装置１１の図示されない電力算出処理手段は、電力算出処理を行い、前記バッテリ電流ＩＢ及びバッテリ電圧ＶＢを乗算することによって、駆動モータ３１が駆動されるのに伴って消費される電力Ｐ１
Ｐ１＝ＩＢ・ＶＢ
を算出する。
【００４５】
続いて、前記車両制御装置１１の図示されない出力算出処理手段は、出力算出処理を行い、前記電動機械回転速度検出処理手段９１（図１）によって検出された駆動モータ回転速度ＮＭを読み込むとともに、電動機械目標トルク算出処理手段９５によって算出された駆動モータ目標トルクＴＭ^*を駆動モータトルクＴＭの大きさを表す指標値として読み込み、駆動モータ回転速度ＮＭ及び駆動モータ目標トルクＴＭ^*に基づいて、すなわち、駆動モータ回転速度ＮＭ及び駆動モータ目標トルクＴＭ^*を乗算することによって、駆動モータ３１の駆動に伴い現在発生させられている出力Ｗ
Ｗ＝ＮＭ・ＴＭ^*
を算出する。本実施の形態においては、駆動モータ回転速度ＮＭ及び駆動モータ目標トルクＴＭ^*を乗算することによって出力Ｗが算出されるようになっているが、駆動モータ目標トルクＴＭ^*に代えて、現在発生させられている駆動モータトルクＴＭの推定値、図示されないトルクセンサによって検出された実測値等を駆動モータトルクＴＭの大きさを表す指標値として使用することもできる。
【００４６】
また、前記車両制御装置１１の効率算出処理手段９２は、効率算出処理を行い、前記出力Ｗを電力Ｐ１によって除算することにより、駆動モータ３１の効率η１
η１＝Ｗ／Ｐ１
を算出する。
【００４７】
続いて、前記車両制御装置１１の電力制限値算出処理手段９３は、電力制限値算出処理を行い、バッテリ残量検出部２３によって検出されたバッテリ残量を読み込み、図７の電力制限値マップを参照し、バッテリ残量に対応する電力制限値Ｐｘ１を算出する。該電力制限値Ｐｘ１は、バッテリ残量が所定の値ｂ１以下である場合、バッテリ残量に比例して変化させられ、バッテリ残量が大きくなるほど電力制限値Ｐｘ１は大きくなり、バッテリ残量が前記値ｂ１を超えると一定の値にされる。
【００４８】
次に、前記車両制御装置１１のトルク制限値算出処理手段９４は、トルク制限値算出処理を行い、前記駆動モータ回転速度ＮＭ、効率η１及び電力制限値Ｐｘ１に基づいて、駆動モータ３１によって発生させることができる最大の駆動モータトルクＴＭ、すなわち、トルク制限値ＴＭｘ１
ＴＭｘ１＝η１・Ｐｘ１／ＮＭ
を算出する。このようにして、現在の運転状況下において、効率η１を前提として、電力制限値Ｐｘ１に対して発生させることができる最大の駆動モータトルクＴＭが算出される。
【００４９】
続いて、前記車両制御装置１１の図示されない電動機械目標トルク決定処理手段は、電動機械目標トルク決定処理を行い、車両要求トルクＴＯ^*を読み込み、該車両要求トルクＴＯ^*、及び駆動モータ３１から図示されない駆動輪までのトルク伝達系におけるギヤ比に基づいて、駆動モータ３１に要求される駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*を算出し、該駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*とトルク制限値ＴＭｘ１とを比較し、駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*がトルク制限値ＴＭｘ１より大きいかどうかを判断し、駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*がトルク制限値ＴＭｘ１以下である場合、駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*をそのまま使用し、駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*がトルク制限値ＴＭｘ１より大きい場合、トルク制限値ＴＭｘ１を駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*とする。
【００５０】
次に、前記電動機械目標トルク算出処理手段９５は、電動機械目標トルク算出処理を行い、前記駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*に基づいて駆動モータ目標トルクＴＭ^*を算出するとともに、駆動モータ目標トルクＴＭ^*の変化量を制限してなまし処理を行い、なまし処理が行われた後の値を駆動モータ目標トルクＴＭ^*として決定する。
【００５１】
このように、駆動モータトルクＴＭを変化させたときの、電力Ｐ１の変化量が駆動モータ回転速度ＮＭ（又は駆動モータ回転速度ＮＭに比例する車速Ｖ）によって変動しても、電力Ｐ１及び駆動モータトルクＴＭのいずれについてもフィードバック制御が行われず、バッテリ残量に対応する電力制限値Ｐｘ１が算出され、効率η１を前提として、電力制限値Ｐｘ１に対して発生させることができる最大の駆動モータトルクＴＭがトルク制限値ＴＭｘ１として算出されるので、電力Ｐ１が電力制限値Ｐｘ１を超えて消費されることはなく、駆動モータ目標トルクＴＭ^*がトルク制限値ＴＭｘ１を超えて発生させられることはない。
【００５２】
したがって、電力Ｐ１及びバッテリ電流ＩＢに大きなオーバシュートが発生することがなく、わずかな時間でバッテリ電流ＩＢが電流制限値を超えなくすることができる。
【００５３】
また、駆動モータ３１の個体差、駆動モータ３１の温度の変化、永久磁石の減磁等によって、駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*と、駆動モータ３１によって実際に発生させられる駆動モータトルクＴＭとの間にトルク誤差が生じ、例えば、永久磁石の減磁が発生すると、バッテリ電流ＩＢに対応するだけの駆動モータトルクＴＭを発生させることができなってしまう。ところが、本実施の形態においては、現在の実際に発生させられる駆動モータトルクＴＭに基づいて効率η１が算出され、該効率η１に基づいてトルク制限値ＴＭｘ１が算出されるので、前記トルク誤差による影響を最小限にすることができる。したがって、電動車両駆動制御装置において、駆動モータトルクＴＭを発生させるための応答性を高くすることができ、バッテリ電流ＩＢに大きなオーバシュートが発生するのを防止することができる。
【００５４】
また、現在の駆動モータ３１の効率η１と、駆動モータ目標トルクＴＭ^*による目標の運転ポイントにおける駆動モータ３１の効率とは異なる可能性があるが、駆動モータ目標トルクＴＭ^*の変化率が規制され、常に効率η１が算出されるので、その影響は少ない。
【００５５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１バッテリ電流ＩＢ及びバッテリ電圧ＶＢを読み込む。
ステップＳ２電力Ｐ１を算出する。
ステップＳ３駆動モータ回転速度ＮＭ及び駆動モータ目標トルクＴＭ^*を読み込む。
ステップＳ４出力Ｗを算出する。
ステップＳ５効率η１を算出する。
ステップＳ６バッテリ残量を読み込む。
ステップＳ７トルク制限値ＴＭｘ１を算出する。
ステップＳ８車両要求トルクＴＯ^*を読み込む。
ステップＳ９駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*を算出する。
ステップＳ１０駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*がトルク制限値ＴＭｘ１より大きいかどうかを判断する。駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*がトルク制限値ＴＭｘ１より大きい場合はステップＳ１１に、駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*がトルク制限値ＴＭｘ１以下である場合はステップＳ１２に進む。
ステップＳ１１駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*にトルク制限値ＴＭｘ１をセットする。
ステップＳ１２駆動モータ目標トルクＴＭ^*を算出し、かつ、その変化量を制限する。
ステップＳ１３駆動モータ目標トルクＴＭ^*を決定し、処理を終了する。
【００５６】
図８は本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置の動作を示す第１のタイムチャート、図９は本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置の動作を示す第２のタイムチャートである。
【００５７】
図８に示されるように、タイミングｔ２１で運転者がアクセルペダルを踏み込むと、車両要求トルクＴＯ^*が立ち上がり、タイミングｔ２２で値ａにされる。それに伴って、駆動モータ目標トルクＴＭ^*がトルク制限値ＴＭｘ１を超えないように大きくされ、駆動モータトルクＴＭが徐々に大きくされる。タイミングｔ２３で駆動モータ目標トルクＴＭ^*は、トルク制限値ＴＭｘ１になると、それより大きくされない。
【００５８】
これに伴って、図９に示されるように、電力Ｐ１は電力制限値Ｐｘ１を超えることがない。したがって、バッテリ１４に過剰なバッテリ電流ＩＢが流れることがなくなり、過電流状態が形成されることはない。
【００５９】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００６０】
図１０は本発明の第２の実施の形態における電力制限値マップを示す図である。なお、図において、横軸にバッテリ温度ｔｂを、縦軸に電力制限値Ｐｘ１を採ってある。
【００６１】
電力制限値Ｐｘ１は、バッテリ温度ｔｂが所定の値ｃ１以下である場合、バッテリ温度ｔｂに比例して変化させられ、バッテリ温度ｔｂが高くなるほど電力制限値Ｐｘ１は大きくされ、バッテリ温度ｔｂが前記値ｃ１より大きく、かつ、値ｃ２より小さい場合、一定の値にされ、バッテリ温度ｔｂが前記値ｃ２より大きい場合、バッテリ温度ｔｂに比例して変化させられ、バッテリ温度ｔｂが高くなるほど電力制限値Ｐｘ１は小さくされる。
【００６２】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００６３】
図１１は本発明の第３の実施の形態における電動車両駆動制御装置のブロック図である。
【００６４】
図において、３１は第１の電動機械としての駆動モータ、３５は第２の電動機械としての発電機であり、発電機３５を駆動することによって発電を行うことができる。前記駆動モータ３１、発電機３５及び図示されないエンジンは、差動歯車装置としての図示されないプラネタリギヤユニットを介して機械的に連結され、かつ、駆動モータ３１は図示されないディファレンシャル装置を介して図示されない駆動輪と機械的に連結される。なお、前記プラネタリギヤユニットは、第１の歯車要素としてのサンギヤ、該サンギヤと噛（し）合するピニオン、該ピニオンと噛合する第２の歯車要素としてのリングギヤ、及び前記ピニオンを回転自在に支持する第３の歯車要素としてのキャリヤを備え、前記サンギヤは発電機３５と、リングギヤは駆動モータ３１と、キャリヤはエンジンと連結される。
【００６５】
また、４６は図示されないＣＰＵ、記録装置等を備え、各種のプログラム、データ等に従ってコンピュータとして機能し、発電機３５の制御を行う発電機制御装置である。前記発電機３５は、回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータより径方向外方に配設された図示されないステータを備える。前記ロータは、前記発電機３５の図示されないシャフトに取り付けられたロータコア、及び該ロータコアの円周方向における複数箇所に配設された永久磁石を備える。本実施の形態においては、前記ロータコアの円周方向における１２箇所にＮ極及びＳ極を交互に外周面に向けて永久磁石が配設され、６個の磁極対が形成される。
【００６６】
また、前記ステータは、ステータコア、及び該ステータコアに巻装されたＵ相、Ｖ相及びＷ相のコイルを備え、前記ステータコアの円周方向における複数箇所には、径方向内方に向けて突出させてティースが形成される。
【００６７】
そして、前記発電機３５を駆動することによって各コイルに発生させられた交流の電流としてのＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを直流の発電機電流ＩＧに変換するために、インバータ４４が配設される。また、該インバータ４４において得られた発電機電流ＩＧは、バッテリ電流ＩＢとしてバッテリ１４に供給される。
【００６８】
なお、バッテリ電流ＩＢを検出するために、インバータ４０とバッテリ１４との間に第１の電流検出部としてのバッテリ電流センサ２５が、発電機電流ＩＧを検出するために、バッテリ１４とインバータ４４との間に第２の電流検出部としての発電機電流センサ４７が配設される。
【００６９】
次に、前記構成の電動車両駆動制御装置の動作について説明する。
【００７０】
図１２は本発明の第３の実施の形態における電動車両駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００７１】
まず、コンピュータとして機能する車両制御装置１１（図１１）は、バッテリ電流センサ２５によって検出されたバッテリ電流ＩＢ、発電機３５が駆動されるのに伴って流れ、発電機電流センサ４７によって検出される電流を表す発電機電流ＩＧ、及び電圧検出部としてのバッテリ電圧センサ２２によって検出されたバッテリ電圧ＶＢを読み込む。次に、前記車両制御装置１１の図示されない電力算出処理手段は、電力算出処理を行い、前記バッテリ電流ＩＢと発電機電流ＩＧとの差電流（駆動モータ電流）ＩＭ
ＩＭ＝ＩＢ−ＩＧ
を算出するとともに、該差電流ＩＭ及びバッテリ電圧ＶＢを乗算することによって、駆動モータ３１が駆動されるのに伴って消費される電力Ｐ２
Ｐ２＝ＩＭ・ＶＢ
を算出する。なお、この場合、バッテリ電流ＩＢはバッテリ１４からインバータ４０に供給される場合に正の値を、インバータ４０からバッテリ１４に供給される場合に負の値を採り、発電機電流ＩＧはバッテリ１４からインバータ４４に供給される場合に正の値を、インバータ４４からバッテリ１４に供給される場合に負の値を採る。
【００７２】
また、本実施の形態においては、発電機３５の発電に伴って発生させられた発電機電流ＩＧをバッテリ１４に供給することなく、インバータ４０に直接供給することもできる。
【００７３】
続いて、前記車両制御装置１１の図示されない出力算出処理手段は、出力算出処理を行い、コンピュータとして機能する駆動モータ制御装置１０の電動機械回転速度検出処理手段９１（図１）によって検出された電動機械回転速度としての駆動モータ回転速度ＮＭ、及び車両制御装置１１の電動機械目標トルク算出処理手段９５によって算出された電動機械目標トルクとしての駆動モータ目標トルクＴＭ^*を駆動モータトルクＴＭの大きさを表す指標値として読み込み、駆動モータ回転速度ＮＭ及び駆動モータ目標トルクＴＭ^*を乗算することによって、駆動モータ３１の駆動に伴い現在発生させられている出力Ｗ
Ｗ＝ＮＭ・ＴＭ^*
を算出する。本実施の形態においては、駆動モータ回転速度ＮＭ及び駆動モータ目標トルクＴＭ^*を乗算することによって出力Ｗが算出されるようになっているが、駆動モータ目標トルクＴＭ^*に代えて、現在発生させられている駆動モータトルクＴＭの推定値、トルクセンサによって検出された実測値等を駆動モータトルクＴＭの大きさを表す指標値として使用することもできる。
【００７４】
また、前記車両制御装置１１の効率算出処理手段９２は、効率算出処理を行い、前記出力Ｗを電力Ｐ２によって除算することにより、駆動モータ３１の効率η２
η２＝Ｗ／Ｐ２
を算出する。
【００７５】
続いて、前記車両制御装置１１の電力制限値算出処理手段９３は、バッテリ残量検出部２３によって検出されたバッテリ残量を読み込み、図７の電力制限値マップを参照し、バッテリ残量に対応する電力制限値Ｐｘ１を算出する。該電力制限値Ｐｘ１は、バッテリ残量が所定の値ｂ１以下である場合、バッテリ残量に比例して変化させられ、バッテリ残量が大きくなるほど電力制限値Ｐｘ１は大きくなり、バッテリ残量が前記値ｂ１を超えると一定の値にされる。
【００７６】
次に、前記電力制限値算出処理手段９３の図示されない電動機械最大電力算出処理手段は、電動機械最大電力算出処理を行い、発電機電流ＩＧとバッテリ電圧ＶＢとを乗算することによって、発電機３５が駆動されることにより消費される電力ＰＧ
ＰＧ＝ＩＧ・ＶＢ
を算出するとともに、前記電力制限値Ｐｘ１から電力ＰＧを減算することによって、駆動モータ３１における電力制限値Ｐｘ２
Ｐｘ２＝Ｐｘ１−ＰＧ
を算出する。
【００７７】
続いて、前記車両制御装置１１のトルク制限値算出処理手段９４は、トルク制限値算出処理を行い、駆動モータ回転速度ＮＭ、効率η２及び電力制限値Ｐｘ２に基づいて、駆動モータ３１によって発生させることができる最大の駆動モータトルクＴＭ、すなわち、トルク制限値ＴＭｘ２
ＴＭｘ２＝η２・Ｐｘ２／ＮＭ
を算出する。このようにして、現在の運転状況下において、効率η２を前提として、電力制限値Ｐｘ２に対して発生させることができる最大の駆動モータトルクＴＭが算出される。
【００７８】
続いて、車両制御装置１１の図示されない電動機械目標トルク決定処理手段は、電動機械目標トルク決定処理を行い、車両要求トルクＴＯ^*を読み込み、該車両要求トルクＴＯ^*、及び駆動モータ３１から駆動輪までのトルク伝達系におけるギヤ比に基づいて、駆動モータ３１に要求される駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*を算出し、該駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*とトルク制限値ＴＭｘ２とを比較し、駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*がトルク制限値ＴＭｘ２より大きいかどうかを判断し、駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*がトルク制限値ＴＭｘ２以下である場合、駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*をそのまま使用し、駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*がトルク制限値ＴＭｘ２より大きい場合、トルク制限値ＴＭｘ２を駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*とする。
【００７９】
次に、前記電動機械目標トルク算出処理手段９５は、電動機械目標トルク算出処理を行い、前記駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*に基づいて駆動モータ目標トルクＴＭ^*を算出するとともに、駆動モータ目標トルクＴＭ^*の変化量を制限してなまし処理を行い、なまし処理が行われた後の値を駆動モータ目標トルクＴＭ^*として決定する。
【００８０】
このように、駆動モータトルクＴＭを変化させたときの、電力Ｐ２の変化量が駆動モータ回転速度ＮＭ（又は駆動モータ回転速度ＮＭに比例する車速Ｖ）によって変動しても、電力Ｐ２及び駆動モータトルクＴＭのいずれについてもフィードバック制御が行われず、バッテリ残量に対応する電力制限値Ｐｘ２が算出され、効率η２を前提として、電力制限値Ｐｘ２に対して発生させることができる最大の駆動モータトルクＴＭがトルク制限値ＴＭｘ２として算出されるので、電力Ｐ２が電力制限値Ｐｘ２を超えて消費されることはなく、駆動モータ目標トルクＴＭ^*がトルク制限値ＴＭｘ２を超えて発生させられることはない。
【００８１】
したがって、電力Ｐ２及びバッテリ電流ＩＢに大きなオーバシュートが発生することがなく、わずかな時間でバッテリ電流ＩＢが電流制限値を超えなくすることができる。
【００８２】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２１バッテリ電流ＩＢ、発電機電流ＩＧ及びバッテリ電圧ＶＢを読み込む。
ステップＳ２２電力Ｐ２を算出する。
ステップＳ２３駆動モータ回転速度ＮＭ及び駆動モータ目標トルクＴＭ^*を読み込む。
ステップＳ２４出力Ｗを算出する。
ステップＳ２５効率η２を算出する。
ステップＳ２６バッテリ残量を読み込む。
ステップＳ２７トルク制限値ＴＭｘ２を算出する。
ステップＳ２８車両要求トルクＴＯ^*を読み込む。
ステップＳ２９駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*を算出する。
ステップＳ３０駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*がトルク制限値ＴＭｘ２より大きいかどうかを判断する。駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*がトルク制限値ＴＭｘ２より大きい場合はステップＳ３１に、駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*がトルク制限値ＴＭｘ２以下である場合はステップＳ３２に進む。
ステップＳ３１駆動モータ要求トルクＴＯＧ^*にトルク制限値ＴＭｘ２をセットする。
ステップＳ３２駆動モータ目標トルクＴＭ^*を算出し、かつ、その変化量を制限する。
ステップＳ３３駆動モータ目標トルクＴＭ^*を決定し、処理を終了する。
【００８３】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００８４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電動車両駆動制御装置においては、電動機械と、電動機械回転速度を検出する電動機械回転速度検出処理手段と、バッテリ電流及びバッテリ電圧に基づいて、前記電動機械が駆動されるのに伴って消費される電力を算出する電力算出処理手段と、前記電動機械回転速度、及び電動機械トルクの大きさを表す指標値に基づいて電動機械の出力を算出する出力算出処理手段と、前記電力及び出力に基づいて前記電動機械の効率を算出する効率算出処理手段と、バッテリ状態に対応するバッテリの電力制限値を算出する電力制限値算出処理手段と、前記電動機械回転速度、前記電動機械の効率及びバッテリの電力制限値に基づいて該バッテリの電力制限値に対応する電動機械トルクのトルク制限値を算出するトルク制限値算出処理手段と、車両要求トルクに対応する電動機械の要求トルクを算出する電動機械目標トルク決定処理手段と、前記電動機械の要求トルクが前記トルク制限値より大きい場合、電動機械トルクの目標値を表す電動機械目標トルクを制限する電動機械目標トルク算出処理手段とを有する。
【００８５】
この場合、電動機械回転速度、前記電動機械の効率及びバッテリの電力制限値に基づいてバッテリの電力制限値に対応する電動機械トルクのトルク制限値が算出され、車両要求トルクに対応する電動機械の要求トルクが算出され、電動機械の要求トルクがトルク制限値より大きい場合、電動機械目標トルクが制限される。そして、電動機械トルクを変化させたときの、電力の変化量が電動機械回転速度によって変動しても、電力及び電動機械トルクのいずれについてもフィードバック制御が行われず、バッテリ状態に対応するバッテリの電力制限値が算出され、電動機械の効率を前提として、バッテリの電力制限値に対して発生させることができる最大の電動機械トルクがトルク制限値として算出されるので、電力がバッテリの電力制限値を超えて消費されることはなく、電動機械目標トルクがトルク制限値を超えて発生させられることはない。したがって、電動車両駆動制御装置において、電動機械トルクを発生させるための応答性を高くすることができる。
【００８６】
その結果、電力及びバッテリ電流に大きなオーバシュートが発生することがなく、わずかな時間でバッテリ電流が電流制限値を超えなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置の機能ブロック図である。
【図２】従来の電動車両駆動制御装置の動作を示す第１のタイムチャートである。
【図３】従来の電動車両駆動制御装置の動作を示す第２のタイムチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置のブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるモータ制御部のブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態における電力制限値マップを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置の動作を示す第１のタイムチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置の動作を示す第２のタイムチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における電力制限値マップを示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における電動車両駆動制御装置のブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態における電動車両駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０駆動モータ制御装置
１１車両制御装置
３１駆動モータ
３５発電機
４６発電機制御装置
９１電動機械回転速度検出処理手段
９２効率算出処理手段
９３電力制限値算出処理手段
９４トルク制限値算出処理手段
９５電動機械目標トルク算出処理手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric vehicle drive control device, an electric vehicle drive control method, and a program thereof.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid type vehicle, the rotor is disposed to be rotatable, and is provided with a magnetic pole pair, and is disposed radially outward from the rotor, and has a U phase, a V phase, and a W phase. A drive motor composed of a stator having a plurality of coils is used. Then, the U-phase, V-phase and W-phase currents generated by the drive motor control device are supplied to the coils of each phase, and a predetermined voltage is applied to drive and drive the drive motor. A motor torque, that is, a drive motor torque is generated, and the drive motor torque is transmitted to the drive wheels to drive the electric vehicle. For this purpose, a battery and an inverter are connected, a direct current is supplied from the battery to the inverter, and the drive motor control device appropriately switches the switching elements constituting the inverter, thereby generating the current of each phase. It is done.
[0003]
By the way, in the said battery, although electric current flows out or is supplied and electric power charge and discharge are performed, when the excessive charge or the excessive discharge is performed, the lifetime of a battery will become short. In particular, when discharging is performed when the remaining battery level (SOC) representing the state of charge in the battery is low, or when charging is performed when the remaining battery level is high, the difference in the remaining battery level between cells inside the battery. As a result, the voltage of some cells is remarkably lowered or raised, causing problems such as electrolyte leakage.
[0004]
Therefore, a current limit value is set to limit the current flowing out from or supplied to the battery (hereinafter referred to as “battery current”), and PI control is performed based on the current deviation between the battery current and the current limit value. Or the electric vehicle drive control apparatus which performed feedback control by PID control can be considered. In the electric vehicle drive control device, when the battery current exceeds the current limit value, the drive motor torque is reduced by an amount corresponding to the current deviation.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional electric vehicle drive control device, the amount of change in power consumed by driving the drive motor when the drive motor torque is changed is the rotational speed of the drive motor, that is, the drive motor rotational speed. (Or the vehicle speed proportional to the drive motor rotation speed), so even if the drive motor torque is feedback controlled, the battery current fluctuates as much as the power fluctuates, causing a large overshoot in the battery current, The time until the current does not exceed the current limit value becomes long.
[0006]
FIG. 2 is a first time chart showing the operation of the conventional electric vehicle drive control device, and FIG. 3 is a second time chart showing the operation of the conventional electric vehicle drive control device.
[0007]
As shown in FIG. 2, when the driver depresses the accelerator pedal at timing t1, the vehicle required torque TO required to drive the electric vehicle^*Rises to a value a at timing t2. Along with this, the drive motor target torque TM representing the target value of the drive motor torque TM^*And the drive motor torque TM is gradually increased. Thereafter, when the battery current IB exceeds a preset current limit value IBx at timing t3, the drive motor target torque TM is associated with the current deviation.^*However, as described above, the amount of change in electric power varies depending on the drive motor rotational speed NM, and the battery current IB fluctuates as much as the electric power fluctuates. Therefore, the drive motor target torque TM is reached until timing t4.^*Is not reduced. That is, the drive motor target torque TM from timing t3 to timing t4^*Overshoot occurs, and a large overshoot occurs in the battery current IB. TM^*f is a value at which the overshoot converges.
[0008]
Along with this, as shown in FIG. 3, the battery current IB exceeds the current limit value IBx, and from time t11 to time t12, excessive battery current IB flows through the battery, and an overcurrent state is formed. .
[0009]
Therefore, it is conceivable to limit the battery current IB by detecting not only the battery current IB but also the battery voltage VB, calculating the power based on the battery current IB and the battery voltage VB, and performing feedback control of the power. Since the electric vehicle drive control device has low responsiveness in input, calculation, output, etc. in feedback control, the above-described large overshoot occurs in the battery current IB.
[0010]
The present invention solves the problems of the conventional electric vehicle drive control device, can improve the response, does not cause a large overshoot in the battery current, and the battery current flows in a short time. It is an object of the present invention to provide an electric vehicle drive control device, an electric vehicle drive control method, and a program thereof that can prevent the limit value from being exceeded.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  Therefore, in the electric vehicle drive control device of the present invention, the electric machine is driven based on the electric machine, the electric machine rotation speed detection processing means for detecting the electric machine rotation speed, the battery current and the battery voltage. Power calculation processing means for calculating the power consumed along with the output, and output calculation processing means for calculating the output of the electric machine based on the electric machine rotation speed and an index value indicating the magnitude of the electric machine torque; Efficiency calculation processing means for calculating the efficiency of the electric machine based on the power and output, power limit value calculation processing means for calculating a power limit value of the battery corresponding to the battery state, the electric machine rotational speed, the electric motor Torque limit value calculation for calculating the torque limit value of the electric machine torque corresponding to the power limit value of the battery based on the efficiency of the machine and the power limit value of the battery An electric machine target torque determination processing means for calculating a required torque of the electric machine corresponding to the vehicle required torque, and a target value of the electric machine torque when the required torque of the electric machine is greater than the torque limit value. Electric machine target torque calculation processing means for limiting the electric machine target torque.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0024]
FIG. 1 is a functional block diagram of the electric vehicle drive control device according to the first embodiment of the present invention.
[0025]
In the figure, 31 is a drive motor as an electric machine, 91 is an electric machine rotation speed detection processing means for detecting a drive motor rotation speed as an electric machine rotation speed, and 92 is an efficiency calculation processing means for calculating the efficiency of the drive motor 31. , 93 is a power limit value calculation processing means for calculating a power limit value corresponding to the battery state, and 94 is a torque limit value of the drive motor torque as the electric machine torque based on the drive motor rotation speed, efficiency and power limit value. Torque limit value calculation processing means 95 for calculating is an electric machine target torque calculation processing means for calculating a drive motor target torque as an electric machine target torque representing a target value of the drive motor torque based on the torque limit value.
[0026]
FIG. 4 is a block diagram of the electric vehicle drive control device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram of the motor control unit according to the first embodiment of the present invention.
[0027]
In the figure, 10 is a drive motor control device that includes a CPU, a recording device, etc. (not shown), functions as a computer according to various programs, data, etc., and controls the drive motor 31 as a first electric machine. Similarly, it is a vehicle control device that includes a CPU, a recording device, etc. (not shown), functions as a computer according to various programs, data, etc., and controls the entire electric vehicle. The drive motor control device 10 is shown in FIG. And a drive circuit (not shown). Note that a DC brushless drive motor is used as the drive motor 31. The drive motor 31 includes a rotor (not shown) that is rotatably arranged and a stator (not shown) that is arranged radially outward from the rotor. The rotor includes a rotor core attached to a shaft (not shown) of the drive motor 31 and permanent magnets disposed at a plurality of locations in the circumferential direction of the rotor core. In the present embodiment, permanent magnets are arranged at 12 locations in the circumferential direction of the rotor core with the N poles and S poles alternately facing the outer peripheral surface to form six magnetic pole pairs.
[0028]
The stator includes a stator core and U-phase, V-phase, and W-phase coils wound around the stator core, and protrudes radially inward at a plurality of locations in the circumferential direction of the stator core. Teeth are formed.
[0029]
In order to drive the drive motor 31 and drive the electric vehicle, a battery 14 as a DC power source and a battery current IB as a DC current are supplied from the battery 14, and the battery current IB is converted into an AC current. And an inverter 40 for converting the currents Iu, Iv, and Iw into U-phase, V-phase, and W-phase currents Iu, Iv, and Iw, respectively, are supplied to the drive motor 31, that is, to each coil. When the drive motor 31 is regenerated, currents Iu, Iv, and Iw are generated in the coils as the rotor is rotated, and the currents Iu, Iv, and Iw are converted into battery current IB in the inverter 40. Then, the battery current IB is supplied to the battery 14.
[0030]
For this purpose, the inverter 40 includes transistors (not shown) as six switching elements, and the currents Iu, Iv, Iw or the battery current IB are selectively switched (ON / OFF). Is generated. A smoothing capacitor (not shown) is disposed between the inverter 40 and the battery 14, and charges corresponding to the electrostatic capacity are accumulated in the capacitor.
[0031]
A resolver 43 as a magnetic pole position detection unit is attached to the shaft, and the magnetic pole position θ of the rotor is detected by the resolver 43, and the magnetic pole position θ is sent to the control device 10. In the present embodiment, a resolver 43 is used as the magnetic pole position detection unit, but a hall element and a magnetic pole position detection circuit (not shown) may be used in place of the resolver 43. In this case, the Hall element generates a position detection signal for each predetermined angle as the rotor rotates, and the magnetic pole position detection circuit receives the position detection signal and receives a signal level of the position detection signal. The magnetic pole position θ is detected based on the combination.
[0032]
By the way, since the coils are star-connected, when the current values of two phases of each phase are determined, the current values of the remaining one phase are also determined. Therefore, in order to control the currents Iu, Iv, Iw, for example, a current sensor 33 as a current detection unit that detects U-phase and V-phase currents Iu, Iv on the lead wires of the U-phase and V-phase coils, 34 is disposed, and the current sensors 33 and 34 send the detected currents Iu and Iv to the drive motor control device 10.
[0033]
Then, the electric machine rotation speed detection processing means 91 (FIG. 1) of the drive motor control device 10 performs electric machine rotation speed detection processing, and the drive motor rotation speed NM as the electric machine rotation speed based on the magnetic pole position θ. And the drive motor rotation speed NM is sent to the vehicle control device 11.
[0034]
Further, vehicle speed detection processing means (not shown) of the drive motor control device 10 performs vehicle speed detection processing, detects a vehicle speed V corresponding to the drive motor rotation speed NM, and sends the detected vehicle speed V to the vehicle control device 11. send.
[0035]
A command value generation unit (not shown) serving as a command value generation processing means of the vehicle control device 11 performs command value generation processing, and the amount of depression of the accelerator pedal 12 detected by the vehicle speed V and an accelerator sensor (not shown), that is, Vehicle required torque TO based on accelerator opening α^*Is calculated. Further, the electric machine target torque calculation processing means 95 of the vehicle control device 11 performs electric machine target torque calculation processing, and the vehicle required torque TO^*And a drive motor target torque TM as an electric machine target torque representing a target value of the drive motor torque TM as an electric machine torque based on a torque limit value described later.^*To calculate the drive motor target torque TM^*Is sent to the drive motor controller 10.
[0036]
By the way, in the drive motor control apparatus 10, feedback control by vector control calculation is performed on a dq axis model in which the d axis is taken in the direction of the magnetic pole pair of the rotor and the q axis is taken in a direction perpendicular to the d axis. To be done. For this purpose, command value conversion processing means (not shown) of the drive motor control device 10 performs command value conversion processing, and the drive motor target torque TM^*Is read, the current command value map recorded in the recording device is referred to, the d-axis current command value ids representing the d-axis component of the current command value is displayed in vector, and the q-axis current command representing the q-axis component. Determine the value iqs. Further, the UV-dq converter 61 as the first phase conversion processing means of the drive motor control device 10 performs the first phase conversion processing, reads the currents Iu and Iv and the magnetic pole position θ, and reads the currents Iu and Iv. Then, based on the magnetic pole position θ, three-phase / two-phase conversion is performed based on a predetermined dq conversion formula to convert the currents Iu and Iv into a d-axis current id and a q-axis current iq.
[0037]
Then, the d-axis current id is sent to the subtractor 62, where the d-axis current deviation Δid between the d-axis current id and the d-axis current command value ids is calculated, and the d-axis current deviation Δid is calculated. It is sent to the d-axis voltage command value generation unit 64 as first voltage command value generation processing means. On the other hand, the q-axis current iq is sent to a subtractor 63, where a q-axis current deviation Δiq between the q-axis current iq and the q-axis current command value iqs is calculated, and the q-axis current deviation Δiq is calculated. It is sent to the q-axis voltage command value generation unit 65 as the second voltage command value generation processing means.
[0038]
The d-axis voltage command value generation unit 64 and the q-axis voltage command value generation unit 65 perform voltage command value generation processing, the q-axis inductance Lq and the d-axis inductance Ld sent from the parameter calculation unit 71, and the Based on the d-axis current deviation Δid and the q-axis current deviation Δiq, the d-axis voltage command value Vd as the inverter output on the two axes is set so that the d-axis current deviation Δid and the q-axis current deviation Δiq become zero (0).^*And q-axis voltage command value Vq^*D-axis voltage command value Vd^*And q-axis voltage command value Vq^*Is sent to the dq-UV converter 67 as the second phase conversion processing means.
[0039]
The dq-UV converter 67 performs a second phase conversion process, and the d-axis voltage command value Vd^*Q-axis voltage command value Vq^*And two-phase / three-phase conversion based on the magnetic pole position θ and the d-axis voltage command value Vd^*And q-axis voltage command value Vq^*U-phase, V-phase and W-phase voltage command values Vu^*, Vv^*, Vw^*Convert to Further, a PWM generator 68 as PWM generation processing means of the drive motor control device 10 performs PWM generation processing, and the voltage command value Vu^*, Vv^*, Vw^*The pulse width modulation signals SU, SV, SW of each phase are generated based on the battery voltage VB and sent to the driver circuit. When the driver circuit receives the pulse width modulation signals SU, SV, and SW, the driver circuit generates a drive signal, sends the drive signal to a transistor that constitutes the inverter 40, switches the transistor, and outputs the currents Iu, Iv, Iw is generated.
[0040]
Between the inverter 40 and the battery 14, a battery current sensor 21 as a current detection unit for detecting the battery current IB and a battery voltage sensor 22 as a voltage detection unit for detecting the battery voltage VB are arranged. A battery remaining amount detection unit 23 is provided to detect a remaining battery level (SOC) representing a charging state of the battery 14 as a battery state. Further, the battery temperature can be detected as the battery state, and in this case, a battery temperature sensor (not shown) as a battery temperature detection unit is provided.
[0041]
By the way, in the battery 14, electric current flows out or is supplied and charging and discharging of electric power are performed. However, if excessive charging or excessive discharging is performed, the life of the battery 14 is shortened. . In particular, when discharging is performed when the remaining battery level is low, or charging is performed when the remaining battery level is high, some of the cells may be changed due to a difference in remaining battery level between cells (not shown) inside the battery. The voltage becomes extremely low or high, and problems such as electrolyte leakage occur.
[0042]
Therefore, in order to limit the battery current IB, a power limit value Px1 representing a limit value of the power P corresponding to the remaining battery level is calculated, and the drive motor target torque TM is set so that the power P does not exceed the power limit value Px1.^*And the drive motor torque TM is limited.
[0043]
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the electric vehicle drive control apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing a power limit value map according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the remaining battery level, and the vertical axis indicates the power limit value Px1.
[0044]
First, the vehicle control device 11 (FIG. 4) reads the battery current IB detected by the battery current sensor 21 and the battery voltage VB detected by the battery voltage sensor 22. Subsequently, power calculation processing means (not shown) of the vehicle control device 11 performs power calculation processing and is multiplied as the drive motor 31 is driven by multiplying the battery current IB and the battery voltage VB. Electric power P1
P1 = IB ・ VB
Is calculated.
[0045]
Subsequently, output calculation processing means (not shown) of the vehicle control device 11 performs output calculation processing, reads the drive motor rotation speed NM detected by the electric machine rotation speed detection processing means 91 (FIG. 1), and performs electric drive. Drive motor target torque TM calculated by the machine target torque calculation processing means 95^*Is read as an index value representing the magnitude of the drive motor torque TM, and the drive motor rotational speed NM and the drive motor target torque TM are read.^*That is, the drive motor rotational speed NM and the drive motor target torque TM^*Is multiplied by the output W currently being generated as the drive motor 31 is driven.
W = NM ・ TM^*
Is calculated. In the present embodiment, the drive motor rotational speed NM and the drive motor target torque TM^*The output W is calculated by multiplying by the drive motor target torque TM^*Instead, an estimated value of the drive motor torque TM that is currently generated, an actual measurement value detected by a torque sensor (not shown), or the like can be used as an index value that represents the magnitude of the drive motor torque TM.
[0046]
Further, the efficiency calculation processing means 92 of the vehicle control device 11 performs an efficiency calculation process, and divides the output W by the power P1, thereby obtaining the efficiency η1 of the drive motor 31.
η1 = W / P1
Is calculated.
[0047]
Subsequently, the power limit value calculation processing unit 93 of the vehicle control device 11 performs a power limit value calculation process, reads the remaining battery level detected by the remaining battery level detection unit 23, and displays the power limit value map of FIG. The power limit value Px1 corresponding to the remaining battery level is calculated. The power limit value Px1 is changed in proportion to the remaining battery level when the remaining battery level is equal to or less than the predetermined value b1, and the higher the remaining battery level, the larger the power limit value Px1. When the value b1 is exceeded, a constant value is set.
[0048]
Next, the torque limit value calculation processing means 94 of the vehicle control device 11 performs a torque limit value calculation process, which is generated by the drive motor 31 based on the drive motor rotational speed NM, efficiency η1, and power limit value Px1. The maximum drive motor torque TM that can be obtained, that is, the torque limit value TMx1
TMx1 = η1 · Px1 / NM
Is calculated. In this way, the maximum drive motor torque TM that can be generated with respect to the power limit value Px1 is calculated under the current operating condition, assuming the efficiency η1.
[0049]
Subsequently, the electric machine target torque determination processing means (not shown) of the vehicle control device 11 performs electric machine target torque determination processing, and the vehicle required torque TO^*Is read, and the vehicle required torque TO^*And the drive motor required torque TOG required for the drive motor 31 based on the gear ratio in the torque transmission system from the drive motor 31 to the drive wheel (not shown).^*And the drive motor required torque TOG^*Is compared with the torque limit value TMx1, and the drive motor required torque TOG^*Is greater than the torque limit value TMx1, and the drive motor required torque TOG is determined.^*Is less than the torque limit value TMx1, the drive motor required torque TOG^*Is used as is, and the drive motor required torque TOG^*Is greater than the torque limit value TMx1, the torque limit value TMx1 is set to the drive motor required torque TOG.^*And
[0050]
Next, the electric machine target torque calculation processing means 95 performs electric machine target torque calculation processing, and the drive motor required torque TOG^*Drive motor target torque TM based on^*And the drive motor target torque TM^*The amount of change is limited and the smoothing process is performed, and the value after the smoothing process is performed is the drive motor target torque TM^*Determine as.
[0051]
Thus, even if the amount of change in the electric power P1 when the drive motor torque TM is changed varies depending on the drive motor rotational speed NM (or the vehicle speed V proportional to the drive motor rotational speed NM), the electric power P1 and the drive motor The feedback control is not performed for any of the torques TM, the power limit value Px1 corresponding to the remaining battery level is calculated, and the maximum drive motor torque TM that can be generated for the power limit value Px1 assuming the efficiency η1. Is calculated as the torque limit value TMx1, so that the electric power P1 is not consumed exceeding the power limit value Px1, and the drive motor target torque TM^*Is not generated exceeding the torque limit value TMx1.
[0052]
Therefore, a large overshoot does not occur in the power P1 and the battery current IB, and the battery current IB can be prevented from exceeding the current limit value in a short time.
[0053]
Further, the required torque TOG of the drive motor due to individual differences of the drive motor 31, changes in the temperature of the drive motor 31, demagnetization of the permanent magnet, etc.^*And a drive motor torque TM actually generated by the drive motor 31. For example, when a permanent magnet is demagnetized, a drive motor torque TM corresponding to the battery current IB is generated. It becomes impossible. However, in the present embodiment, the efficiency η1 is calculated based on the current drive motor torque TM that is actually generated, and the torque limit value TMx1 is calculated based on the efficiency η1. Can be minimized. Therefore, in the electric vehicle drive control device, the responsiveness for generating the drive motor torque TM can be increased, and the occurrence of a large overshoot in the battery current IB can be prevented.
[0054]
Further, the current efficiency η1 of the drive motor 31 and the drive motor target torque TM^*The drive motor target torque TM may differ from the efficiency of the drive motor 31 at the target operation point.^*The rate of change is regulated, and the efficiency η1 is always calculated.
[0055]
Next, a flowchart will be described.
Step S1: Read battery current IB and battery voltage VB.
Step S2: Electric power P1 is calculated.
Step S3: Drive motor rotational speed NM and drive motor target torque TM^*Is read.
Step S4: The output W is calculated.
Step S5: Efficiency η1 is calculated.
Step S6 Read the remaining battery level.
Step S7: A torque limit value TMx1 is calculated.
Step S8 Vehicle required torque TO^*Is read.
Step S9 Drive motor required torque TOG^*Is calculated.
Step S10 Drive motor required torque TOG^*Is greater than the torque limit value TMx1. Drive motor required torque TOG^*Is greater than the torque limit value TMx1, the drive motor required torque TOG is determined in step S11.^*When the torque limit value TMx1 or less, the process proceeds to step S12.
Step S11 Drive motor required torque TOG^*Is set to the torque limit value TMx1.
Step S12: Drive motor target torque TM^*And the amount of change is limited.
Step S13: Drive motor target torque TM^*To end the process.
[0056]
FIG. 8 is a first time chart showing the operation of the electric vehicle drive control apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows the operation of the electric vehicle drive control apparatus according to the first embodiment of the present invention. It is a 2nd time chart.
[0057]
As shown in FIG. 8, when the driver depresses the accelerator pedal at timing t21, the vehicle required torque TO^*Rises to a value a at timing t22. Accordingly, the drive motor target torque TM^*Is increased so as not to exceed the torque limit value TMx1, and the drive motor torque TM is gradually increased. Drive motor target torque TM at timing t23^*Is not increased when the torque limit value TMx1 is reached.
[0058]
Accordingly, as shown in FIG. 9, the power P1 does not exceed the power limit value Px1. Therefore, an excessive battery current IB does not flow through the battery 14, and an overcurrent state is not formed.
[0059]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0060]
FIG. 10 is a diagram showing a power limit value map according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the horizontal axis represents the battery temperature tb, and the vertical axis represents the power limit value Px1.
[0061]
The power limit value Px1 is changed in proportion to the battery temperature tb when the battery temperature tb is equal to or lower than the predetermined value c1, and the power limit value Px1 is increased as the battery temperature tb becomes higher. When it is larger than c1 and smaller than the value c2, it is set to a constant value. When the battery temperature tb is larger than the value c2, it is changed in proportion to the battery temperature tb. Is made smaller.
[0062]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol.
[0063]
FIG. 11 is a block diagram of an electric vehicle drive control apparatus according to the third embodiment of the present invention.
[0064]
In the figure, 31 is a drive motor as a first electric machine, and 35 is a generator as a second electric machine, and can generate electric power by driving the generator 35. The drive motor 31, the generator 35, and the engine (not shown) are mechanically connected via a planetary gear unit (not shown) as a differential gear device, and the drive motor 31 is a drive wheel (not shown) via a differential device (not shown). And mechanically linked. The planetary gear unit rotatably supports a sun gear as a first gear element, a pinion that meshes with the sun gear, a ring gear as a second gear element that meshes with the pinion, and the pinion. A carrier as a third gear element is provided, the sun gear is connected to the generator 35, the ring gear is connected to the drive motor 31, and the carrier is connected to the engine.
[0065]
Reference numeral 46 denotes a generator control device that includes a CPU, a recording device, and the like (not shown), functions as a computer according to various programs, data, and the like and controls the generator 35. The generator 35 includes a rotor (not shown) disposed rotatably and a stator (not shown) disposed radially outward from the rotor. The rotor includes a rotor core attached to a shaft (not shown) of the generator 35 and permanent magnets disposed at a plurality of locations in the circumferential direction of the rotor core. In the present embodiment, permanent magnets are arranged at 12 locations in the circumferential direction of the rotor core with the north and south poles alternately directed toward the outer circumferential surface to form six magnetic pole pairs.
[0066]
The stator includes a stator core and U-phase, V-phase, and W-phase coils wound around the stator core, and protrudes radially inward at a plurality of locations in the circumferential direction of the stator core. Teeth are formed.
[0067]
In order to convert the U-phase, V-phase and W-phase currents Iu, Iv, and Iw generated as AC currents in the coils by driving the generator 35 into DC generator currents IG. An inverter 44 is provided. The generator current IG obtained in the inverter 44 is supplied to the battery 14 as the battery current IB.
[0068]
In order to detect the battery current IB, the battery current sensor 25 serving as a first current detection unit between the inverter 40 and the battery 14 detects the generator current IG. A generator current sensor 47 as a second current detector is disposed between the two.
[0069]
Next, the operation of the electric vehicle drive control device having the above configuration will be described.
[0070]
FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the electric vehicle drive control apparatus according to the third embodiment of the present invention.
[0071]
First, the vehicle control device 11 (FIG. 11) functioning as a computer flows as the battery current IB detected by the battery current sensor 25 and the generator 35 are driven, and is detected by the generator current sensor 47. The generator current IG representing the current and the battery voltage VB detected by the battery voltage sensor 22 as a voltage detector are read. Next, power calculation processing means (not shown) of the vehicle control device 11 performs power calculation processing, and a difference current (drive motor current) IM between the battery current IB and the generator current IG.
IM = IB-IG
And by multiplying the difference current IM and the battery voltage VB, the power P2 consumed as the drive motor 31 is driven.
P2 = IM ・ VB
Is calculated. In this case, the battery current IB takes a positive value when supplied from the battery 14 to the inverter 40, takes a negative value when supplied from the inverter 40 to the battery 14, and the generator current IG is taken from the battery 14. A positive value is taken when supplied to the inverter 44, and a negative value is taken when supplied from the inverter 44 to the battery 14.
[0072]
Further, in the present embodiment, the generator current IG generated along with the power generation of the generator 35 can be directly supplied to the inverter 40 without being supplied to the battery 14.
[0073]
Subsequently, output calculation processing means (not shown) of the vehicle control device 11 performs output calculation processing, and the electric motor detected by the electric machine rotation speed detection processing means 91 (FIG. 1) of the drive motor control device 10 functioning as a computer. The drive motor rotation speed NM as the machine rotation speed and the drive motor target torque TM as the electric machine target torque calculated by the electric machine target torque calculation processing means 95 of the vehicle control device 11^*Is read as an index value representing the magnitude of the drive motor torque TM, and the drive motor rotational speed NM and the drive motor target torque TM are read.^*Is multiplied by the output W currently being generated as the drive motor 31 is driven.
W = NM ・ TM^*
Is calculated. In the present embodiment, the drive motor rotational speed NM and the drive motor target torque TM^*The output W is calculated by multiplying by the drive motor target torque TM^*Instead, an estimated value of the drive motor torque TM that is currently generated, an actual measurement value detected by the torque sensor, or the like can be used as an index value that represents the magnitude of the drive motor torque TM.
[0074]
Further, the efficiency calculation processing unit 92 of the vehicle control device 11 performs the efficiency calculation process, and divides the output W by the power P2, thereby obtaining the efficiency η2 of the drive motor 31.
η2 = W / P2
Is calculated.
[0075]
Subsequently, the power limit value calculation processing means 93 of the vehicle control device 11 reads the remaining battery level detected by the remaining battery level detection unit 23, refers to the power limit value map of FIG. The power limit value Px1 to be calculated is calculated. The power limit value Px1 is changed in proportion to the remaining battery level when the remaining battery level is equal to or less than the predetermined value b1, and the higher the remaining battery level, the larger the power limit value Px1. When the value b1 is exceeded, a constant value is set.
[0076]
Next, the electric machine maximum power calculation processing means (not shown) of the power limit value calculation processing means 93 performs electric machine maximum power calculation processing and multiplies the generator current IG by the battery voltage VB, thereby generating the generator 35. Power PG consumed by driving
PG = IG ・ VB
And the power limit value Px2 in the drive motor 31 by subtracting the power PG from the power limit value Px1.
Px2 = Px1-PG
Is calculated.
[0077]
Subsequently, the torque limit value calculation processing means 94 of the vehicle control device 11 performs a torque limit value calculation process, which is generated by the drive motor 31 based on the drive motor rotational speed NM, efficiency η2, and power limit value Px2. The maximum drive motor torque TM that can be generated, that is, the torque limit value TMx2
TMx2 = η2 / Px2 / NM
Is calculated. In this way, the maximum drive motor torque TM that can be generated for the power limit value Px2 is calculated under the current operating conditions, assuming the efficiency η2.
[0078]
Subsequently, the electric machine target torque determination processing means (not shown) of the vehicle control device 11 performs electric machine target torque determination processing, and the vehicle request torque TO^*Is read, and the vehicle required torque TO^*And the drive motor required torque TOG required for the drive motor 31 based on the gear ratio in the torque transmission system from the drive motor 31 to the drive wheel.^*And the drive motor required torque TOG^*Is compared with the torque limit value TMx2, and the drive motor required torque TOG^*Is greater than the torque limit value TMx2, and the drive motor required torque TOG^*Is less than the torque limit value TMx2, the drive motor required torque TOG^*Is used as is, and the drive motor required torque TOG^*Is larger than the torque limit value TMx2, the torque limit value TMx2 is set to the drive motor required torque TOG.^*And
[0079]
Next, the electric machine target torque calculation processing means 95 performs electric machine target torque calculation processing, and the drive motor required torque TOG^*Drive motor target torque TM based on^*And the drive motor target torque TM^*The amount of change is limited and the smoothing process is performed, and the value after the smoothing process is performed is the drive motor target torque TM^*Determine as.
[0080]
Thus, even if the amount of change in the electric power P2 when the driving motor torque TM is changed varies depending on the driving motor rotational speed NM (or the vehicle speed V proportional to the driving motor rotational speed NM), the electric power P2 and the driving motor Feedback control is not performed for any of the torques TM, the power limit value Px2 corresponding to the remaining battery level is calculated, and the maximum drive motor torque TM that can be generated for the power limit value Px2 on the premise of the efficiency η2. Is calculated as the torque limit value TMx2, so that the electric power P2 does not exceed the power limit value Px2, and the drive motor target torque TM^*Is not generated exceeding the torque limit value TMx2.
[0081]
Therefore, a large overshoot does not occur in the power P2 and the battery current IB, and the battery current IB can be prevented from exceeding the current limit value in a short time.
[0082]
Next, a flowchart will be described.
Step S21: Read battery current IB, generator current IG and battery voltage VB.
Step S22: Electric power P2 is calculated.
Step S23: Drive motor rotational speed NM and drive motor target torque TM^*Is read.
Step S24: The output W is calculated.
Step S25: Efficiency η2 is calculated.
Step S26: The remaining battery level is read.
Step S27: Calculate the torque limit value TMx2.
Step S28 Vehicle required torque TO^*Is read.
Step S29 Drive motor required torque TOG^*Is calculated.
Step S30 Drive motor required torque TOG^*Is greater than the torque limit value TMx2. Drive motor required torque TOG^*Is greater than the torque limit value TMx2, the drive motor required torque TOG is determined in step S31.^*When the torque limit value TMx2 or less, the process proceeds to step S32.
Step S31 Drive motor required torque TOG^*Is set to the torque limit value TMx2.
Step S32: Drive motor target torque TM^*And the amount of change is limited.
Step S33 Drive motor target torque TM^*To end the process.
[0083]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.
[0084]
【The invention's effect】
  As described above in detail, according to the present invention, in the electric vehicle drive control device, the electric machine, the electric machine rotation speed detection processing means for detecting the electric machine rotation speed, the battery current and the battery voltage are used. An electric power calculation processing means for calculating electric power consumed as the electric machine is driven, and an output of the electric machine based on an index value representing a magnitude of the electric machine rotation speed and electric machine torque. Output calculation processing means for calculating, efficiency calculation processing means for calculating the efficiency of the electric machine based on the power and output, power limit value calculation processing means for calculating the power limit value of the battery corresponding to the battery state, Based on the rotational speed of the electric machine, the efficiency of the electric machine, and the power limit value of the battery, the torque limit value of the electric machine torque corresponding to the power limit value of the battery is calculated. Torque limit value calculation processing means for performing, electric machine target torque determination processing means for calculating the required torque of the electric machine corresponding to the vehicle required torque, and when the required torque of the electric machine is greater than the torque limit value, the electric machine torque Electric machine target torque calculation processing means for limiting the electric machine target torque representing the target value.
[0085]
  In this case, the torque limit value of the electric machine torque corresponding to the power limit value of the battery is calculated based on the rotation speed of the electric machine, the efficiency of the electric machine and the power limit value of the battery, and the electric machine corresponding to the vehicle required torque is calculated. When the required torque is calculated and the required torque of the electric machine is larger than the torque limit value, the electric machine target torque is limited. Even if the amount of change in electric power when the electric machine torque is changed varies depending on the electric machine rotation speed, feedback control is not performed for either the electric power or the electric machine torque, and the electric power of the battery corresponding to the battery state The limit value is calculated, and assuming the efficiency of the electric machine, the maximum electric machine torque that can be generated for the battery power limit value is calculated as the torque limit value. The electric machine target torque is not generated exceeding the torque limit value. Therefore, in the electric vehicle drive control device, the responsiveness for generating the electric machine torque can be increased.
[0086]
As a result, a large overshoot does not occur in the power and the battery current, and the battery current can be prevented from exceeding the current limit value in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of an electric vehicle drive control device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a first time chart showing the operation of a conventional electric vehicle drive control device.
FIG. 3 is a second time chart showing the operation of a conventional electric vehicle drive control device.
FIG. 4 is a block diagram of the electric vehicle drive control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of a motor control unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing an operation of the electric vehicle drive control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a power limit value map according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a first time chart showing an operation of the electric vehicle drive control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a second time chart showing the operation of the electric vehicle drive control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a power limit value map according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram of an electric vehicle drive control device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart showing an operation of the electric vehicle drive control device according to the third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Drive motor controller
11 Vehicle control device
31 Drive motor
35 Generator
46 Generator Control Device
91 Electric machine rotational speed detection processing means
92 Efficiency calculation processing means
93 Power limit value calculation processing means
94 Torque limit value calculation processing means
95 Electric machine target torque calculation processing means

Claims

An electric machine, electric machine rotation speed detection processing means for detecting the electric machine rotation speed, and electric power calculation processing for calculating electric power consumed when the electric machine is driven based on a battery current and a battery voltage Means, an output calculation processing means for calculating an output of the electric machine based on an index value representing the magnitude of the electric machine rotation speed and electric machine torque, and calculating the efficiency of the electric machine based on the electric power and the output Efficiency calculation processing means, power limit value calculation processing means for calculating the power limit value of the battery corresponding to the battery state, the battery based on the electric machine rotation speed, the efficiency of the electric machine, and the battery power limit value Torque limit value calculation processing means for calculating a torque limit value of the electric machine torque corresponding to the electric power limit value of the motor, and a request torque of the electric machine corresponding to the vehicle request torque. Electric machine target torque calculation processing means for limiting the electric machine target torque representing the target value of the electric machine torque when the required torque of the electric machine is larger than the torque limit value An electric vehicle drive control device comprising:

The first and second electric machines, electric machine rotation speed detection processing means for detecting the electric machine rotation speed of the first electric machine, battery current, and flow as the second electric machine is driven A power calculation processing means for calculating a power consumed when the first electric machine is driven based on a current and a battery voltage; an electric machine rotation speed of the first electric machine; and a first Output calculation processing means for calculating the output of the first electric machine based on an index value representing the magnitude of the electric machine torque of the electric machine, and calculating the efficiency of the first electric machine based on the electric power and the output. Efficiency calculation processing means, and power limit value calculation processing means for calculating the power limit value of the battery of the first electric machine based on the battery state and the electric power consumed as the second electric machine is driven. The electric machine rotation Torque limit value calculation processing means for calculating the torque limit value of the electric machine torque of the first electric machine corresponding to the power limit value of the battery based on the efficiency of the first electric machine and the power limit value of the battery. And electric machine target torque determination processing means for calculating the required torque of the first electric machine corresponding to the vehicle required torque, and when the required torque of the first electric machine is larger than the torque limit value, An electric vehicle drive control device comprising: electric machine target torque calculation processing means for limiting an electric machine target torque representing a target value of an electric machine torque of the machine.

The electric vehicle drive control device according to claim 1, wherein the battery state is a remaining battery level.

The electric vehicle drive control device according to claim 1, wherein the battery state is a battery temperature.

Detecting the electric machine rotation speed, battery electric Nagare及 beauty electrodeposition kinematic machine based on the battery voltage to calculate the power consumed along with being driven, the size of the electric machine rotation speed, and an electric machine torque The output of the electric machine is calculated based on the index value representing the electric power, the efficiency of the electric machine is calculated based on the power and the output, the power limit value of the battery corresponding to the battery state is calculated, and the electric machine rotation speed Calculating the torque limit value of the electric machine torque corresponding to the power limit value of the battery based on the efficiency of the electric machine and the power limit value of the battery, and calculating the required torque of the electric machine corresponding to the vehicle required torque, An electric vehicle drive control method, wherein when the required torque of the electric machine is larger than the torque limit value, the electric machine target torque representing the target value of the electric machine torque is limited.

The electric machine rotation speed of the first electric machine is detected, and the first electric machine is driven based on the battery current, the current that flows as the second electric machine is driven, and the battery voltage. And the output of the first electric machine is calculated based on an index value representing the electric machine rotation speed of the first electric machine and the magnitude of the electric machine torque of the first electric machine. And calculating the efficiency of the first electric machine based on the electric power and the output, and the first electric machine based on the battery state and the electric power consumed as the second electric machine is driven. The electric machine of the first electric machine corresponding to the electric power limit value of the battery is calculated based on the rotation speed of the electric machine, the efficiency of the first electric machine, and the electric power limit value of the battery. Calculate torque limit value of torque When the required torque of the first electric machine corresponding to the vehicle required torque is calculated and the required torque of the first electric machine is larger than the torque limit value, the target value of the electric machine torque of the first electric machine is determined. An electric vehicle drive control method characterized by limiting an electric machine target torque to be expressed.

An electric machine rotation speed detection processing means for detecting an electric machine rotation speed; a power calculation processing means for calculating electric power consumed when the electric machine is driven based on a battery current and a battery voltage; Output calculation processing means for calculating the output of the electric machine based on the index value indicating the magnitude of the electric machine rotation speed and the electric machine torque, and efficiency calculation processing for calculating the efficiency of the electric machine based on the electric power and the output A power limit value calculation processing means for calculating a power limit value of the battery corresponding to the battery state, the power limit value of the battery based on the rotation speed of the electric machine, the efficiency of the electric machine and the power limit value of the battery Torque limit value calculation processing means for calculating the torque limit value of the electric machine torque to be calculated, and calculating the required torque of the electric machine corresponding to the vehicle request torque When the required torque of the electric machine is larger than the torque limit value, the electric machine target torque determination processing means is configured to function as an electric machine target torque calculation processing means for limiting the electric machine target torque representing the target value of the electric machine torque. A program for an electric vehicle drive control method.

Based on the electric machine rotation speed detection processing means for detecting the electric machine rotation speed of the first electric machine, the battery current , the current flowing when the second electric machine is driven, and the battery voltage Electric power calculation processing means for calculating electric power consumed as the first electric machine is driven, electric machine rotation speed of the first electric machine, and magnitude of electric machine torque of the first electric machine Output calculation processing means for calculating the output of the first electric machine based on the index value representing the efficiency, efficiency calculation processing means for calculating the efficiency of the first electric machine based on the power and output, the battery state and the second Power limit value calculation processing means for calculating the power limit value of the battery of the first electric machine based on the electric power consumed as the electric machine is driven, the electric machine rotation speed, and the first electric motor A torque limit value calculation processing means for calculating a torque limit value of the electric machine torque of the first electric machine corresponding to the power limit value of the battery based on the efficiency of the battery and the power limit value of the battery; When the required torque of the first electric machine is greater than the torque limit value, the target value of the electric machine torque of the first electric machine is determined. A program for an electric vehicle drive control method, which functions as electric machine target torque calculation processing means for limiting an electric machine target torque to be expressed.