[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2019130888A1 - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019130888A1
WO2019130888A1 PCT/JP2018/042265 JP2018042265W WO2019130888A1 WO 2019130888 A1 WO2019130888 A1 WO 2019130888A1 JP 2018042265 W JP2018042265 W JP 2018042265W WO 2019130888 A1 WO2019130888 A1 WO 2019130888A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
power supply
motor
supply voltage
control device
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/042265
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
初田　匡之
佳久 奥畑
Original Assignee
日本電産トーソク株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産トーソク株式会社 filed Critical 日本電産トーソク株式会社
Priority to DE112018006679.7T priority Critical patent/DE112018006679T5/de
Priority to CN201880084240.0A priority patent/CN111527690A/zh
Publication of WO2019130888A1 publication Critical patent/WO2019130888A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53875—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/007—Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13—Maintaining the SoC within a determined range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33584—Bidirectional converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a motor control device that performs drive control of a motor.
  • Patent Document 1 discloses a power conversion system including a plurality of batteries, and discloses a parallel boosting technique for boosting voltages in parallel in a plurality of batteries.
  • the present invention has an object to provide a motor control device capable of supplying an appropriate power supply voltage according to a torque instruction value to an inverter circuit and contributing to downsizing of the motor. Do.
  • an inverter circuit that supplies a drive voltage to the motor and a torque instruction value supplied from the outside is less than a predetermined threshold.
  • a controller configured to supply a power supply voltage from a second power supply to the inverter circuit.
  • the inverter circuit responds to the torque instruction value by changing the power supply voltage supplied to the inverter circuit according to whether the torque instruction value is less than the predetermined threshold value.
  • An appropriate power supply voltage can be supplied, and there is no need to provide a booster circuit or the like, which can contribute to downsizing of the motor.
  • FIG. 1 It is a block diagram showing an example of composition of a motor control device concerning Embodiment 1 of the present invention. It is a figure which shows the relationship between the power consumption of a motor, the rotation speed N of a motor, and the torque T.
  • FIG. It is a flowchart which shows the example of switching control of a battery. It is a flowchart which shows the example of the power conversion control between batteries. It is a figure which shows the example of the change of the charge condition of a battery. It is a flowchart which shows the example of the power conversion control between batteries. It is a figure which shows the example of the change of the charge condition of a battery. It is a flowchart which shows the example of the power conversion control between batteries.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a motor control device according to the embodiment.
  • the motor control device includes a motor controller 2 that controls a motor 30 that outputs driving force to a vehicle or the like, and a VCU (Vehicle Control Unit: vehicle control device) that outputs a torque command (torque indication value) according to the state of the vehicle. And an inverter 21 for generating a drive voltage according to the control from the motor controller 2).
  • VCU Vehicle Control Unit: vehicle control device
  • a battery 4a supplies a DC power supply voltage (first power supply voltage V BATT1) first power supply voltage V BATT1
  • the power supply voltage of the battery 4b which supplies the higher second power supply voltage VBATT2 is switched, and the switching circuit 50 which supplies the inverter 21 is provided.
  • the battery 4b is used in a short time when the torque instruction value at the time of acceleration or the like is equal to or greater than a predetermined threshold, and the capacity of the battery 4b is, for example, 1/20 or less of that of the battery 4a used during normal traveling. It is.
  • the motor control device controls the battery controller 5 that controls the state of charge (SoC) of the battery 4a and the battery 4b, and converts power between the battery 4a and the battery 4b according to the control from the battery controller 5.
  • a temperature sensor 6 for detecting the temperature around the motor 30, or the temperature of the refrigerant that cools the motor 30, and the like.
  • the DCDC conversion unit 40 includes a bi-directional DCDC converter capable of performing both step-down and step-up.
  • the motor 30 includes, for example, a rotor provided rotatably around a rotating shaft having an output end, and a stator having field coils 31u, 31v, 31w, etc. generating magnetic fields by drive currents according to three-phase drive voltages. And a housing for housing the rotor, the stator and the like. A permanent magnet is attached to the rotor, and rotates around the rotation axis of the rotor according to the magnetic field generated by the field coil, and outputs a driving force from one end (output end) of the rotation axis. Further, the motor 30 is provided with a position sensor 32 for detecting the angle of the rotor and a temperature sensor 33 for detecting the temperature of the motor 30.
  • the position sensor 32 is disposed, for example, every 120 ° around the rotor, and includes magnetic sensors such as three Hall elements for detecting the magnetism of the rotor, and detects the angle of the rotor.
  • the angle of the rotor may be detected by other means such as a rotary encoder.
  • the temperature sensor 33 includes a temperature detection element such as a thermistor, detects the temperature of the motor 30 such as a field coil, and supplies the temperature to the inverter 21.
  • the VCU 3 generates a torque command (torque indication value) indicating the value of the necessary torque according to the current accelerator opening degree, vehicle speed, acceleration or the like during acceleration or deceleration, and supplies it to the motor controller 2 Do.
  • the motor controller 2 controls the operation of the inverter 21 in accordance with the torque instruction value.
  • the inverter 21 switches the voltage V supplied from the switching circuit 50 in accordance with an instruction from the control unit 21 b that controls the overall operation of the inverter 21 according to control from the motor controller 2, and An IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) module (hereinafter, simply referred to as an IGBT) 21a that generates a phase drive voltage and a temperature sensor 21c that detects the temperature of the IGBT 21a or the like.
  • the IGBT 21a includes three sets of six switching elements (IGBT elements) in order to generate three-phase drive voltages.
  • a switching element such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) may be used instead of the IGBT element.
  • the control unit 21 b detects the angle of the rotor according to, for example, the detection voltage of the position sensor 32.
  • the control unit 21 b also detects the number of rotations of the motor 30 based on the detection voltage of the position sensor 32.
  • the rotational speed of the motor may be detected using a sensor other than the position sensor 32.
  • the control unit 21 b calculates the necessary power necessary to drive the motor according to the control from the motor controller 2 and the detected rotational speed of the motor 30.
  • the relationship between the rotational speed N of the motor 30 and the torque T changes according to the power consumption of the motor 30, as shown in FIG. 2, for example.
  • the relationship between the rotational speed N of the motor 30 and the torque T is, for example, as shown by a solid line in the figure when the power consumption is 80 kW, but is as shown by a broken line when the power consumption is 120 kW. Therefore, based on such a relationship, the control unit 21b calculates, as the required power, the power consumption that can obtain the necessary torque, according to the control from the motor controller 2 and the number of rotations of the motor 30.
  • control unit 21b controls the operation of the inverter 21 in accordance with the calculated required power. Specifically, when the required power is less than the predetermined threshold, the control unit 21b supplies the required voltage to the switching circuit 50 so that the power supply voltage VBATT1 of the battery 4a is supplied to the inverter 21. Further, when the required power is equal to or higher than the predetermined threshold, the control unit 21b supplies the required voltage to the switching circuit 50 so that the power supply voltage VBATT2 of the battery 4b is supplied to the inverter 21. That is, control unit 21 b supplies power supply voltage of either battery 4 a or battery 4 b to inverter 21 according to the required power calculated according to the control according to the torque instruction value from motor controller 2 or the like.
  • the operation of the switching circuit 50 is controlled. Since the required power is a value corresponding to the torque instruction value, in other words, the controller 21b supplies an appropriate power supply voltage to the inverter 21 depending on whether the torque instruction value is less than a predetermined threshold value. Control the operation of the switching circuit 50.
  • the switching circuit 50 includes a control unit 51 for controlling the overall operation of the switching circuit 50, a switching element Tr11 connected to the battery 4b, a regenerative diode D11 connected to the switching element Tr11, and switching connected to the battery 4a.
  • Elements Tr21 and Tr22, a regeneration diode D21 connected to the switching element Tr21, and a regeneration diode D22 connected to the switching element Tr22 are provided.
  • each switching element Tr11, Tr21, and Tr22 is shown as an IGBT element in FIG. 1, a switching element such as a MOSFET may be used.
  • the respective regenerative diodes D11, D21, D22 are provided to supply the power supplied from the motor 30 via the inverter 21 to the batteries 4a, 4b at the time of deceleration or the like.
  • the control unit 51 When supplying the power supply voltage VBATT1 of the battery 4a to the inverter 21, the control unit 51 turns off the switching element Tr11 and turns on the switching elements Tr21 and Tr22. When supplying the power supply voltage VBATT2 of the battery 4b to the inverter 21, the control unit 51 turns on the switching element Tr11 and turns off the switching elements Tr21 and Tr22. Further, the control unit 21b calculates the current value I in accordance with the required power obtained as described above and the power supply voltage from the switching circuit 50.
  • control unit 21b controls switching by each switching element of the IGBT 21a according to the rotation angle of the rotor detected as described above and the current value I calculated as described above, thereby forming three phases (U phase, V phase, W) drive voltage (drive signal) is generated.
  • this drive voltage is PWM so that the effective value (hereinafter, simply referred to as current value) of the drive current flowing through the field coils 31u, 31v, 31w of the motor 30 becomes the calculated current value I. (Pulse Width Modulation) It generates by performing control.
  • the control unit 21 b changes the modulation degree by PWM according to the current value I.
  • the drive voltage generated by the IGBT 21a is supplied to the field coils 31u, 31v, 31w of the stator of the motor 30, and a drive current according to the drive voltage flows through the field coil, and the magnetic field by the field coil and the permanent magnet of the rotor The interaction with this generates torque on the rotor. This torque is output to the outside through the output end of the rotor.
  • FIG. 3 is a flowchart showing control processing of the motor in this motor control device.
  • Control unit 21b determines the required power determined according to the control according to the torque instruction value from motor controller 2 or the like, and either of battery 4a or battery 4b is determined depending on whether the required power is less than a predetermined threshold value.
  • the operation of the switching circuit 50 is controlled so that the power supply voltage is supplied to the inverter 21.
  • the control unit 21b determines whether the battery 4a or the battery 4a is used depending on whether the torque instruction value is less than a predetermined threshold value.
  • the operation of switching circuit 50 is described as being controlled so that the power supply voltage of any of battery 4b is supplied to inverter 21.
  • the control unit 21b supplies the switching circuit 50 with the power supply voltage VBATT1 of the battery 4a as the required voltage.
  • the control unit 51 turns off the switching element Tr11 and turns on the switching elements Tr21 and Tr22 (S1).
  • the power supply voltage V BATT1 of the battery 4a is supplied to the inverter 21.
  • the control unit 21b determines whether the torque instruction value T is equal to or more than a predetermined threshold Tth (S2). If the torque instruction value T is less than the predetermined threshold Tth, the control unit 21b continues the operation of S2 (monitoring of the torque instruction value).
  • control unit 21b supplies switching circuit 50 with power supply voltage VBATT2 of battery 4b as a required voltage.
  • the control unit 51 turns on the switching element Tr11 and turns off the switching elements Tr21 and Tr22 (S3).
  • the power supply voltage V BATT2 of the battery 4b is supplied to the inverter 21.
  • control unit 21b determines whether the torque instruction value T is less than a predetermined threshold value Tth (S4). If the torque instruction value T is less than the predetermined threshold Tth, the control unit 21b returns to S1. If the torque instruction value T is equal to or more than the predetermined threshold value Tth, the control unit 21b continues the operation of S4 (monitoring of the torque instruction value). By performing the control as described above, it is possible to appropriately change the power supply voltage supplied to the inverter 21 in accordance with whether or not the torque instruction value is less than the predetermined threshold value.
  • the power supply voltage of battery 4b having a higher power supply voltage than battery 4a is supplied to inverter 21 to drive motor 30. It is possible to cope with the increase in required power required for Further, by switching the battery 4a and the battery 4b to supply the power supply voltage, it is not necessary to provide a booster circuit or the like, which can contribute to downsizing of the motor.
  • the above-mentioned predetermined threshold Tth may be set beforehand, it may be set according to the input from a user.
  • an input unit such as a switch for inputting a user's instruction (information for instructing a threshold) such as emphasis on acceleration and electricity cost is provided from the user, and the control unit 21b sets a threshold Tth in accordance with the instruction from the user.
  • the control unit 21b may change the threshold Tth in accordance with the fluctuation of the torque instruction value (the fluctuation of the required power). For example, when the traveling load at the time of traveling on a mountain road or an expressway is higher than that at the time of traveling on a flat ground or the like, the reaction can be improved by lowering the threshold Tth.
  • the battery controller 5 monitors the charge state of the battery 4b, and when the charge state (SoC2) of the battery 4b becomes less than a predetermined threshold (Th1, for example, 80%), the DCDC conversion unit 40 Thus, the power supply voltage of the battery 4a is boosted to charge the battery 4b. Specifically, for example, as shown in FIG.
  • the battery controller 5 determines whether or not the state of charge SoC2 of the battery 4b is less than the threshold Th1 in the state where the charging of the battery 4b is stopped (S11) S12). When the state of charge SoC2 of the battery 4b becomes less than the threshold Th1, the battery controller 5 boosts the power supply voltage of the battery 4a by the DCDC conversion unit 40 to charge the battery 4b (S13). If the state of charge SoC2 of the battery 4b is equal to or higher than the threshold Th1, the battery controller 5 continues the state in which the charging is stopped (S11).
  • the battery controller 5 determines whether or not the state of charge SoC2 of the battery 4b has become equal to or greater than the threshold Th1 (S14). If the state of charge SoC2 of the battery 4b is less than the threshold Th1, the battery controller 5 continues charging of the battery 4b (S13). If the state of charge SoC2 of the battery 4b is equal to or greater than the threshold Th1, the battery controller 5 stops charging of the battery 4b (S11).
  • the charge state SoC2 of the battery 4b is appropriately managed. For example, as shown in FIG. 5, when the power supply voltage of battery 4b is supplied to inverter 21 by acceleration or the like from time t1 to t2, charge state SoC2 of battery 4b decreases, but when acceleration or the like is completed, Under the control of the battery controller 5, the battery 4b is charged from the battery 4a via the DCDC conversion unit 40, so the state of charge SoC2 of the battery 4b is recovered to the threshold Th1 (t3).
  • the battery controller 5 monitors the charge state of the battery 4b, and the charge state (SoC2) of the battery 4b becomes equal to or higher than a predetermined threshold (Th2, for example, 95%).
  • the DCDC conversion unit 40 steps down the power supply voltage of the battery 4b to charge the battery 4a. Specifically, for example, as shown in FIG.
  • the battery controller 5 determines whether or not the state of charge SoC2 of the battery 4b has become equal to or greater than the threshold Th2 in the state where the charging of the battery 4a is stopped (S21) S22). When the state of charge SoC2 of the battery 4b becomes equal to or greater than the threshold Th2, the battery controller 5 causes the DCDC conversion unit 40 to step down the power supply voltage of the battery 4b to charge the battery 4a (S23). If the state of charge SoC2 of the battery 4b is less than the threshold Th2, the battery controller 5 continues the state in which charging is stopped (S21).
  • the battery controller 5 determines whether or not the state of charge SoC2 of the battery 4b has become less than the threshold Th1 (S24). If the state of charge SoC2 of the battery 4b is equal to or greater than the threshold Th1, the battery controller 5 continues charging of the battery 4a (S23). When the state of charge SoC2 of the battery 4b becomes less than the threshold Th1, the battery controller 5 stops charging of the battery 4a (S21).
  • the charge state SoC2 of the battery 4b is appropriately managed. For example, as shown in FIG. 7, after the charge state SoC2 of the battery 4b decreases due to acceleration or the like from time t11 to t12, the charge state SoC2 of the battery 4b recovers by regeneration, and at time t13 When the state of charge SoC2 becomes equal to or higher than the threshold Th2, the battery controller 5 causes the DCDC conversion unit 40 to step down the power supply voltage of the battery 4b to charge the battery 4a. Thereafter, at time t14, when the state of charge SoC2 of the battery 4b becomes smaller than the threshold Th1, the battery controller 5 stops charging of the battery 4a.
  • the control shown in FIG. 4 described above and the power conversion control shown in FIG. 6 can be performed simultaneously, for example, as shown in FIG. If the state of charge SoC2 of the battery 4b is less than the threshold Th1, the battery 4b is charged by the processes of S33 to S34. If the state of charge SoC2 of the battery 4b is equal to or greater than the threshold Th2, the processes of S36 to S37 are performed. To charge the battery 4a. By performing such power conversion, the charge state SoC2 of the battery 4b can be appropriately managed. By performing such management, it is not necessary to increase the capacity of the battery 4 b excessively, which can contribute to downsizing of the entire system such as a vehicle.
  • the drive voltage of the motor 30 is generated by the sine wave drive, but the drive voltage may be generated by the rectangular wave drive instead of the sine wave drive.
  • the drive control of the brushless motor is described.
  • the present invention can be applied to the drive control of a three-phase synchronous motor or the like using an inverter.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

モータ制御装置に、モータに駆動電圧を供給するインバータ回路と、外部から供給されるトルク指示値が所定の閾値未満の場合に、第１の電源電圧を供給する第１の電源からの電源電圧を前記インバータ回路に供給させ、前記トルク指示値が前記所定の閾値以上の場合に、第１の電源電圧より高い電源電圧を供給する第２の電源からの電源電圧を前記インバータ回路に供給させる制御部と、を備える。

Description

モータ制御装置
　本発明は、モータの駆動制御を行うモータ制御装置に関する。
　車両等の動力となるモータの駆動電力をインバータ回路を用いて制御する技術が知られている。
　例えば特許文献１には、複数のバッテリを備えた電力変換システムが開示されており、複数のバッテリにおいて、電圧を並列に昇圧させるパラレル昇圧技術が開示されている。
特開２０１６－２０８６４３号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された技術では、複数のバッテリ毎に昇圧回路が必要になるため、モータのシステム全体が大型化してしまう。
　上述の課題に鑑み、本発明は、インバータ回路にトルク指示値に応じた適切な電源電圧を供給することができ、モータの小型化に寄与することができるモータ制御装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明に係るモータ制御装置のある態様によれば、モータに駆動電圧を供給するインバータ回路と、外部から供給されるトルク指示値が所定の閾値未満の場合に、第１の電源電圧を供給する第１の電源からの電源電圧を前記インバータ回路に供給させ、前記トルク指示値が前記所定の閾値以上の場合に、第１の電源電圧より高い電源電圧を供給する第２の電源からの電源電圧を前記インバータ回路に供給させる制御部と、を備えることを特徴とするモータ制御装置が提供される。
　以上の構成を有する本発明によれば、トルク指示値が所定の閾値未満であるか否かに応じて、インバータ回路に供給する電源電圧を変更することにより、インバータ回路にトルク指示値に応じた適切な電源電圧を供給することができ、昇圧回路等を設ける必要がないため、モータの小型化に寄与することができる。
本発明の実施形態１に係るモータ制御装置の構成例を示すブロック図である。 モータの消費電力とモータの回転数ＮとトルクＴとの関係を示す図である。 バッテリの切り換え制御の例を示すフローチャートである。 バッテリ間の電力変換制御の例を示すフローチャートである。 バッテリの充電状態の変化の例を示す図である。 バッテリ間の電力変換制御の例を示すフローチャートである。 バッテリの充電状態の変化の例を示す図である。 バッテリ間の電力変換制御の例を示すフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための実施形態について詳細に説明する。
＜実施形態＞
　図１は、実施形態に係るモータ制御装置の構成例を示すブロック図である。
　このモータ制御装置は、車両等に駆動力を出力するモータ３０の制御を行うモータコントローラ２と、車両の状態に応じてトルク指令（トルク指示値）を出力するＶＣＵ（Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ：車両制御装置）３と、モータコントローラ２からの制御に応じて駆動電圧を生成するインバータ２１とを備えている。また、このモータ制御装置は、インバータ２１から要求された電源電圧（要求電圧）に応じて、直流の電源電圧（第１の電源電圧ＶBATT1）を供給するバッテリ４ａと第１の電源電圧ＶBATT1より高い第２の電源電圧ＶBATT2を供給するバッテリ４ｂの電源電圧を切り換えてインバータ２１に供給する切換回路５０を備えている。なお、バッテリ４ｂは、加速時等のトルク指示値が所定の閾値以上である場合に短時間に使用するもので、バッテリ４ｂの容量は、例えば通常走行時に使用するバッテリ４ａの２０分の１以下である。
　さらに、このモータ制御装置は、バッテリ４ａとバッテリ４ｂの充電状態（ＳｏＣ：Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）を制御するバッテリコントローラ５と、バッテリコントローラ５からの制御に応じてバッテリ４ａとバッテリ４ｂの間の電力変換を行うＤＣＤＣ変換部（電力変換部）４０と、モータ３０の周囲の温度あるいはモータ３０を冷却する冷媒の温度等を検出する温度センサ６とを備えている。なお、ＤＣＤＣ変換部４０は、降圧と昇圧の両方が可能な双方向ＤＣＤＣコンバータを備えている。
　モータ３０は、例えば出力端を有する回転軸を中心として回動自在に設けられたロータ、三相の駆動電圧に応じた駆動電流によって磁界を発生する界磁コイル３１ｕ、３１ｖ、３１ｗ等を有するステータ、ロータ及びステータ等を収納するハウジング等を備えるブラシレスモータからなる。ロータには、永久磁石が取り付けられており、界磁コイルにより発生される磁界に応じてロータの回転軸を中心として回転し、回転軸の一端（出力端）から駆動力を出力する。
　また、モータ３０には、ロータの角度を検出する位置センサ３２と、モータ３０の温度を検出する温度センサ３３が設けられている。位置センサ３２は、例えばロータの周囲に１２０°毎に配置され、ロータの磁気を検出する３つのホール素子等の磁気センサを備え、ロータの角度を検出する。なお、ロータリーエンコーダ等の他の手段によってロータの角度を検出するようにしてもよい。温度センサ３３は、サーミスタ等の温度検出素子を備えており、界磁コイル等のモータ３０の温度を検出し、インバータ２１に供給する。
　ＶＣＵ３は、現在のアクセル開度、車両速度、加速あるいは減速の際の加速度等の車両の状態に応じて必要なトルクの値を示すトルク指令（トルク指示値）を生成し、モータコントローラ２に供給する。モータコントローラ２は、トルク指示値に応じてインバータ２１の動作を制御する。
　インバータ２１は、モータコントローラ２からの制御に応じてインバータ２１全体の動作を制御する制御部２１ｂと、制御部２１ｂからの指示に応じて切換回路５０から供給される電圧Ｖのスイッチングを行って三相の駆動電圧を生成するＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ）モジュール（以下、単にＩＧＢＴという）２１ａと、ＩＧＢＴ２１ａ等の温度を検出する温度センサ２１ｃとを備えている。ＩＧＢＴ２１ａは、三相の駆動電圧を生成するため、３組６個のスイッチング素子（ＩＧＢＴ素子）を備えている。なお、このＩＧＢＴ素子の代わりにＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子を用いてもよい。
　制御部２１ｂは、例えば位置センサ３２の検出電圧に応じて、ロータの角度を検出する。また、制御部２１ｂは位置センサ３２の検出電圧に基づいてモータ３０の回転数を検出する。なお、モータの回転数は位置センサ３２とは別のセンサを用いて検出するようにしてもよい。
　制御部２１ｂは、モータコントローラ２からの制御と検出したモータ３０の回転数に応じて、モータを駆動するために必要な必要電力を算出する。モータ３０の回転数ＮとトルクＴとの関係は、例えば図２に示すように、モータ３０の消費電力に応じて変化する。モータ３０の回転数ＮとトルクＴとの関係は、例えば、消費電力が８０ｋＷのときは同図中の実線のようになるが、消費電力が１２０ｋＷのときは破線で示すようになる。このため、制御部２１ｂは、このような関係に基づいて、モータコントローラ２からの制御とモータ３０の回転数に応じて、必要なトルクが得られる消費電力を必要電力として算出する。
　さらに、制御部２１ｂは、算出した必要電力に応じて、インバータ２１の動作を制御する。具体的には、必要電力が所定の閾値未満である場合には、制御部２１ｂは、バッテリ４ａの電源電圧ＶBATT1がインバータ２１に供給されるように切換回路５０に要求電圧を供給する。また、必要電力が所定の閾値以上である場合には、制御部２１ｂは、バッテリ４ｂの電源電圧ＶBATT2がインバータ２１に供給されるように切換回路５０に要求電圧を供給する。すなわち、制御部２１ｂは、モータコントローラ２からのトルク指示値等に応じた制御に応じて算出した必要電力に応じて、バッテリ４ａ又はバッテリ４ｂのいずれかの電源電圧がインバータ２１に供給されるように切換回路５０の動作を制御する。必要電力はトルク指示値に応じた値となっているため、換言すると、制御部２１ｂは、トルク指示値が所定の閾値未満であるか否かに応じて適切な電源電圧がインバータ２１に供給されるように切換回路５０の動作を制御する。
　切換回路５０は、切換回路５０全体の動作を制御する制御部５１と、バッテリ４ｂに接続されたスイッチング素子Ｔｒ１１と、スイッチング素子Ｔｒ１１に接続された回生用ダイオードＤ１１と、バッテリ４ａに接続されたスイッチング素子Ｔｒ２１、Ｔｒ２２と、スイッチング素子Ｔｒ２１に接続された回生用ダイオードＤ２１と、スイッチング素子Ｔｒ２２に接続された回生用ダイオードＤ２２とを備えている。なお、図１では各スイッチング素子Ｔｒ１１、Ｔｒ２１、Ｔｒ２２をＩＧＢＴ素子として示しているが、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を用いてもよい。また、各回生用ダイオードＤ１１、Ｄ２１、Ｄ２２は、減速時等にモータ３０からインバータ２１を介して供給される電力をバッテリ４ａ、４ｂに供給するために設けられている。
　バッテリ４ａの電源電圧ＶBATT1をインバータ２１に供給する際には、制御部５１は、スイッチング素子Ｔｒ１１をオフ状態とし、スイッチング素子Ｔｒ２１とＴｒ２２をオン状態とする。また、バッテリ４ｂの電源電圧ＶBATT2をインバータ２１に供給する際には、制御部５１は、スイッチング素子Ｔｒ１１をオン状態とし、スイッチング素子Ｔｒ２１とＴｒ２２をオフ状態とする。
　また、制御部２１ｂは、上述のように求めた必要電力と切換回路５０からの電源電圧に応じて、電流値Ｉを算出する。さらに、制御部２１ｂは、上述のように検出したロータの回転角と上述のように算出した電流値Ｉに応じてＩＧＢＴ２１ａの各スイッチング素子によるスイッチングを制御し、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の駆動電圧（駆動信号）を生成させる。この駆動電圧は、例えば正弦波駆動の場合においてモータ３０の界磁コイル３１ｕ、３１ｖ、３１ｗに流れる駆動電流の実効値（以下、単に電流値という。）が算出した電流値ＩになるようにＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｒａｔｉｏｎ）制御を行って生成する。具体的には、制御部２１ｂは、電流値Ｉに応じてＰＷＭによる変調度を変更する。
　ＩＧＢＴ２１ａによって生成された駆動電圧はモータ３０のステータの界磁コイル３１ｕ、３１ｖ、３１ｗに供給され、界磁コイルには駆動電圧に応じた駆動電流が流れ、界磁コイルによる磁界とロータの永久磁石との相互作用により、ロータにトルクが発生する。このトルクはロータの出力端を介して外部に出力される。
（バッテリ切り換え制御）
　図３は、このモータ制御装置におけるモータの制御処理を示すフローチャートである。制御部２１ｂは、モータコントローラ２からのトルク指示値等に応じた制御に応じて求めた必要電力を求め、必要電力が所定の閾値未満か否かに応じてバッテリ４ａ又はバッテリ４ｂのいずれかの電源電圧がインバータ２１に供給されるように切換回路５０の動作を制御する。上述のように、必要電力はトルク指示値に応じた値となっているため、以下の説明では、制御部２１ｂが、トルク指示値が所定の閾値未満であるか否かに応じてバッテリ４ａ又はバッテリ４ｂのいずれかの電源電圧がインバータ２１に供給されるように切換回路５０の動作を制御するものとして説明する。
　まず、制御部２１ｂは、切換回路５０に要求電圧としてバッテリ４ａの電源電圧ＶBATT1を供給する。これに応じて、制御部５１は、スイッチング素子Ｔｒ１１をオフ状態とし、スイッチング素子Ｔｒ２１とＴｒ２２をオン状態とする（Ｓ１）。これにより、バッテリ４ａの電源電圧ＶBATT1がインバータ２１に供給される。
　次に、制御部２１ｂは、トルク指示値Ｔが所定の閾値Ｔｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ２）。トルク指示値Ｔが所定の閾値Ｔｔｈ未満であれば、制御部２１ｂはＳ２の動作（トルク指示値の監視）を継続する。トルク指示値Ｔが所定の閾値Ｔｔｈ以上であれば、制御部２１ｂは、切換回路５０に要求電圧としてバッテリ４ｂの電源電圧ＶBATT2を供給する。これに応じて、制御部５１は、スイッチング素子Ｔｒ１１をオン状態とし、スイッチング素子Ｔｒ２１とＴｒ２２をオフ状態とする（Ｓ３）。これにより、バッテリ４ｂの電源電圧ＶBATT2がインバータ２１に供給される。
　さらに、制御部２１ｂは、トルク指示値Ｔが所定の閾値Ｔｔｈ未満であるか否かを判定する（Ｓ４）。トルク指示値Ｔが所定の閾値Ｔｔｈ未満であれば、制御部２１ｂはＳ１に戻る。トルク指示値Ｔが所定の閾値Ｔｔｈ以上であれば、制御部２１ｂは、Ｓ４の動作（トルク指示値の監視）を継続する。
　以上のような制御を行うことにより、トルク指示値が所定の閾値未満であるか否かに応じて、インバータ２１に供給する電源電圧を適切に変更することができる。これにより、例えば加速時等のトルクが必要でトルク指示値が所定の閾値以上になった際に、バッテリ４ａより電源電圧が高いバッテリ４ｂの電源電圧をインバータ２１に供給して、モータ３０の駆動に必要な必要電力の増加に対応することができる。また、バッテリ４ａとバッテリ４ｂを切り換えて電源電圧を供給することにより、昇圧回路等を設ける必要がなく、モータの小型化に寄与することができる。
　ところで、上述の所定の閾値Ｔｔｈは、予め設定しておいてもよいが、ユーザからの入力に応じて設定するようにしてもよい。例えば、ユーザから加速重視、電費重視等のユーザの指示（閾値を指示する情報）を入力するスイッチ等の入力部を設け、制御部２１ｂは、ユーザからの指示に応じて閾値Ｔｔｈを設定する。これにより、ユーザの指示に応じた多様な走行状況に対応することができる。また、制御部２１ｂがトルク指示値の変動（必要電力の変動）に応じて閾値Ｔｔｈを変更するようにしてもよい。例えば山道や高速道路走行時等の走行負荷が平地等の走行時に対して高い場合には、閾値Ｔｔｈを低くすることにより、反応を向上させることができる。
（電力変換制御）
　また、このモータ制御装置では、バッテリ４ａとバッテリ４ｂの充電状態（ＳｏＣ：Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）に応じて、いずれかのバッテリから他方のバッテリに電力変換を行うようにしている。バッテリ４ｂは、加速時等に用いるが、バッテリ４ａに比較して容量が少ない（例えば２０分の１程度）ため、加速等が終了した際に充電不足になる場合がある。このため、バッテリコントローラ５は、バッテリ４ｂの充電状態を監視しており、バッテリ４ｂの充電状態（ＳｏＣ２）が所定の閾値（Ｔｈ１、例えば８０％）未満になった場合には、ＤＣＤＣ変換部４０によりバッテリ４ａの電源電圧を昇圧させ、バッテリ４ｂの充電を行う。
　具体的には、例えば図４に示すように、バッテリコントローラ５は、バッテリ４ｂの充電を停止した状態（Ｓ１１）において、バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ１未満となったか否かを判定する（Ｓ１２）。バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ１未満になった場合には、バッテリコントローラ５は、ＤＣＤＣ変換部４０によりバッテリ４ａの電源電圧を昇圧させ、バッテリ４ｂを充電させる（Ｓ１３）。バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ１以上であれば、バッテリコントローラ５は、充電を停止した状態を継続する（Ｓ１１）。
　バッテリ４ｂの充電を行っている状態において、バッテリコントローラ５は、バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ１以上となったか否かを判定する（Ｓ１４）。バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ１未満であれば、バッテリコントローラ５は、バッテリ４ｂの充電を継続させる（Ｓ１３）。バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ１以上であれば、バッテリコントローラ５は、バッテリ４ｂの充電を停止させる（Ｓ１１）。
　以上のような制御を行うことにより、バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が適切に管理される。
　例えば図５に示すように、時刻ｔ１からｔ２の間、加速等により、バッテリ４ｂの電源電圧がインバータ２１に供給されると、バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が低下するが、加速等が終了すると、バッテリコントローラ５による制御により、バッテリ４ａからＤＣＤＣ変換部４０を介してバッテリ４ｂの充電が行われるため、バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ１まで回復される（ｔ３）。
　ところで、バッテリ４ｂの電源電圧がインバータ２１に供給されている際には、減速時等にモータ３０からインバータ２１を介して供給される電力は、回生ダイオードＤ１１を介してバッテリ４ｂに供給されるため、走行状態等によっては過充電（回生による充電ができない状態）になる場合がある。このため、このモータ制御装置では、このため、バッテリコントローラ５は、バッテリ４ｂの充電状態を監視しており、バッテリ４ｂの充電状態（ＳｏＣ２）が所定の閾値（Ｔｈ２、例えば９５％）以上になった場合には、ＤＣＤＣ変換部４０によりバッテリ４ｂの電源電圧を降圧させ、バッテリ４ａの充電を行う。
　具体的には、例えば図６に示すように、バッテリコントローラ５は、バッテリ４ａの充電を停止した状態（Ｓ２１）において、バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ２以上となったか否かを判定する（Ｓ２２）。バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ２以上になった場合には、バッテリコントローラ５は、ＤＣＤＣ変換部４０によりバッテリ４ｂの電源電圧を降圧させ、バッテリ４ａを充電させる（Ｓ２３）。バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ２未満であれば、バッテリコントローラ５は、充電を停止した状態を継続する（Ｓ２１）。
　バッテリ４ａの充電を行っている状態において、バッテリコントローラ５は、バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ１未満となったか否かを判定する（Ｓ２４）。バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ１以上であれば、バッテリコントローラ５は、バッテリ４ａの充電を継続させる（Ｓ２３）。バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ１未満になれば、バッテリコントローラ５は、バッテリ４ａの充電を停止させる（Ｓ２１）。
　以上のような制御を行うことにより、バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が適切に管理される。
　例えば図７に示すように、時刻ｔ１１からｔ１２の間、加速等により、バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が低下した後、回生により、バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が回復し、時刻ｔ１３において、バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ２以上となると、バッテリコントローラ５は、ＤＣＤＣ変換部４０によりバッテリ４ｂの電源電圧を降圧させ、バッテリ４ａを充電させる。この後、時刻ｔ１４において、バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ１未満となると、バッテリコントローラ５はバッテリ４ａの充電を停止させる。
　上述の図４に示す制御と図６に示す電力変換制御は、例えば図８に示すように、同時に行うことができる。バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ１未満である場合には、Ｓ３３からＳ３４の処理によりバッテリ４ｂの充電を行い、バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２が閾値Ｔｈ２以上である場合には、Ｓ３６からＳ３７の処理によりバッテリ４ａの充電を行う。このような電力変換を行うことにより、バッテリ４ｂの充電状態ＳｏＣ２を適切に管理することができる。このような管理を行うことにより、バッテリ４ｂの容量を過度に増加させる必要がなく、車両等のシステム全体の小型化に寄与することができる。
＜変形例＞
　なお、上述の実施形態では、正弦波駆動によりモータ３０の駆動電圧を生成していたが、正弦波駆動の代わりに矩形波駆動によって駆動電圧を生成するようにしてもよい。また、上述の実施形態では、ブラシレスモータの駆動制御を行う場合について説明したが、インバータを用いて３相同期モータ等の駆動制御を行う場合についても本発明を適用することができる。
　本出願は、２０１７年１２月２７日に出願された日本出願である特願２０１７－２５２４０７号に基づく優先権を主張し、当該日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　２…モータコントローラ、３…ＶＣＵ、４ａ，４ｂ…バッテリ、５…バッテリコントローラ、６，２１ｃ，３３…温度センサ、２１…インバータ、２１ａ…ＩＧＢＴ、２１ｂ… 制御部、３０…モータ、３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ…界磁コイル、３２…位置センサ、４０…ＤＣＤＣ変換部、５０…切換回路、５１…制御部

 

Claims (6)

  1. 　モータに駆動電圧を供給するインバータ回路と、
    　外部から供給されるトルク指示値が所定の閾値未満の場合に、第１の電源電圧を供給する第１の電源からの電源電圧を前記インバータ回路に供給させ、前記トルク指示値が前記所定の閾値以上の場合に、第１の電源電圧より高い電源電圧を供給する第２の電源からの電源電圧を前記インバータ回路に供給させる制御部と、を備えることを特徴とするモータ制御装置。
  2. 　前記第２の電源の容量が、前記第１の電源の容量の２０分の１以下であることを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
  3. 　閾値を指示する情報を入力する入力部をさらに備え、
    　前記制御部は、
    　前記閾値を指示する情報に応じて前記所定の閾値を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
  4. 　前記制御部は、前記トルク指示値の変動に応じて前記所定の閾値を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  5. 　前記第２の電源の充電状態に応じて、いずれかの電源から他方の電源に電力変換を行う電力変換部、を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  6. 　前記電力変換部は、双方向ＤＣＤＣコンバータを備える、ことを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。

     
PCT/JP2018/042265 2017-12-27 2018-11-15 モータ制御装置 WO2019130888A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112018006679.7T DE112018006679T5 (de) 2017-12-27 2018-11-15 Motorsteuervorrichtung
CN201880084240.0A CN111527690A (zh) 2017-12-27 2018-11-15 马达控制装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-252407 2017-12-27
JP2017252407A JP2021044851A (ja) 2017-12-27 2017-12-27 モータ制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019130888A1 true WO2019130888A1 (ja) 2019-07-04

Family

ID=67063483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/042265 WO2019130888A1 (ja) 2017-12-27 2018-11-15 モータ制御装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2021044851A (ja)
CN (1) CN111527690A (ja)
DE (1) DE112018006679T5 (ja)
WO (1) WO2019130888A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0179397U (ja) * 1987-11-12 1989-05-29
JP2007335157A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Toshiba Corp 蓄電池システム、車載電源システム、車両、および蓄電池システムの充電方法
US20140191692A1 (en) * 2012-05-07 2014-07-10 Atieva, Inc. Synchronous energy source switching controller and method of operation thereof
JP2015216824A (ja) * 2014-01-30 2015-12-03 田中　正一 トラクションモータ駆動装置
JP2017532942A (ja) * 2014-10-15 2017-11-02 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 電気駆動システム、および電気自動車の電動機を駆動する方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010081786A (ja) * 2008-09-01 2010-04-08 Suri-Ai:Kk パワースイッチング回路
JP2016073173A (ja) * 2014-10-02 2016-05-09 株式会社豊田中央研究所 電源システム
CN105634370B (zh) * 2014-11-07 2019-04-05 乐金电子研发中心(上海)有限公司 一种用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统
JP2021035202A (ja) * 2019-08-27 2021-03-01 トヨタ自動車株式会社 電源装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0179397U (ja) * 1987-11-12 1989-05-29
JP2007335157A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Toshiba Corp 蓄電池システム、車載電源システム、車両、および蓄電池システムの充電方法
US20140191692A1 (en) * 2012-05-07 2014-07-10 Atieva, Inc. Synchronous energy source switching controller and method of operation thereof
JP2015216824A (ja) * 2014-01-30 2015-12-03 田中　正一 トラクションモータ駆動装置
JP2017532942A (ja) * 2014-10-15 2017-11-02 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 電気駆動システム、および電気自動車の電動機を駆動する方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021044851A (ja) 2021-03-18
CN111527690A (zh) 2020-08-11
DE112018006679T5 (de) 2020-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3692993B2 (ja) 駆動装置および動力出力装置
JP3797361B2 (ja) モータ駆動制御装置
US7816805B2 (en) Power supply system with multiphase motor and multiphase inverter
US9849806B1 (en) Current based six step control
JP5382139B2 (ja) 電源装置
WO2002065628A1 (fr) Dispositif de production de puissance et dispositif d'entrainement, vehicule sur lequel lesdits dispositifs sont montes, et procedes de commande, supports de stockage et programmes desdits dispositifs
US20200009980A1 (en) Charge control apparatus and system
CN108482102B (zh) 混合动力驱动系统
JP5784553B2 (ja) 電力変換装置
JPWO2013061432A1 (ja) モータ制御装置
WO2014118678A2 (en) An energy system for an electric vehicle
JP5899330B2 (ja) 電源装置
JP6289597B1 (ja) 車両用電源装置および車両用電源装置の制御方法
JP6055486B2 (ja) 電源装置
JP2019118241A (ja) モータ制御装置
JP4703018B2 (ja) 動力出力装置およびその制御方法
JP6802126B2 (ja) インバータ制御装置
JP6392464B2 (ja) 車両用駆動装置、車両用駆動システム、および、車両用駆動装置の制御方法
JP2019118245A (ja) モータ制御装置
WO2014073087A1 (ja) 電源装置
CN112511071A (zh) 功率转换装置的控制装置
WO2019130888A1 (ja) モータ制御装置
WO2019130676A1 (ja) モータ制御装置
JP5571987B2 (ja) ブラシレスｄｃモータの制動方法
JP2014093883A (ja) 動力出力装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18893519

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18893519

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP