CN1858989A - 车辆用驱动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用发电机和交流电动机的组合，能够进行稳定的电动机扭矩控制的车辆用驱动控制装置。根据电动机扭矩指令值(Tt)，对发电机(7)应输出的电力(Pg)进行运算，以使实际发电电流值(Idc)达到用于输出电力(Pg)的发电电流指令值(Idc^*)的方式控制发电机(7)的励磁电流(Ifg)。另外，根据与基于当前的发电机(7)的发电状态计算出的可输出电力(Pab1)，和电动机(4)所需要的需要电力(Pg^*)中的较小的电力相当的扭矩指令值(Trqm)，变更变换器(9)的负载进行电动机控制。

Description

车辆用驱动控制装置

技术领域

本发明涉及利用热力机(例如作为内燃机的发动机)驱动主驱动轴，同时利用交流电动机驱动次驱动轴的车辆的驱动力控制装置。

背景技术

作为现有的车辆用驱动控制装置，已知以下技术，即，利用由发电机的电力驱动的直流电动机驱动次驱动轴，通过控制该直流电动机的励磁电流来控制驱动扭矩(例如，参考专利文献1)。

专利文献1：特开2001-239852号公报

发明内容

但是，在上述现有的车辆用驱动控制装置中，因为使用直流电动机控制电动机扭矩，所以为了增加扭矩，必须增加直流电动机的电枢电流，但因为直流电动机的电刷寿命有限，所以电枢电流的增加有限，存在应用于质量重的车辆中困难，或者不能提高4WD性能这些未解决的问题。

因此，本发明的目的在于，提供一种可以控制取代直流电动机而具有交流电动机的车辆的驱动力的驱动控制装置。

为了实现上述目的，本发明涉及的车辆的驱动力控制装置，包含热力机、发电机、交流电动机、变换器、以及控制器而构成。热力机在驱动主驱动轮的同时驱动发电机。交流电动机通过被供给由发电机发电的电力，驱动次驱动轮。变换器设置在发电机和交流电动机之间。控制器对交流电动机所需要的电动机需要电力进行运算，并根据该运算得到的电动机需要电力，控制发电机。此外，控制器根据发电机的发电状态，对发电机可以输出的可输出电力进行运算。此外，控制器对电动机需要电力和可输出电力进行比较，基于较小的电力，通过控制变换器来控制交流电动机。

发明的效果

根据本发明，因为根据基于当前的发电机状态运算出的可输出电力和交流电动机所需要的需要电力中较小的电力，通过控制变换器来控制交流电动机，所以具有以下效果，即，能够得到来自于发电机的供给电力和对变换器的输入电力之间的平衡，能够防止由于供给电力不足造成的电压骤降，可以进行稳定的驱动力控制。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的简要结构图。

图2是表示发电机的构造的图。

图3是表示图1的4WD控制器的详细结构的框图。

图4是表示图3的发电机控制部的详细结构的框图。

图5是每个转速的发电机特性对应图。

图6是每个转速的励磁电流特性对应图。

图7是表示图3的目标电动机扭矩确定部的详细结构的框图。

图8是工作点区域图对应图。

图9是可输出电力计算对应图。

图10是说明由变换器侧的负载变化的工作点变化的图。

图11是表示图3的电动机控制部的详细结构的框图。

图12是说明本实施方式的动作的图。

图13是表示图1的发动机、变换器、电动机的结构的简要结构图。

图14是表示另一实施方式中的目标电动机扭矩确定部的详细结构的框图。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的实施方式。

图1是将本发明应用于四轮驱动车辆的情况下的简要结构图。

如该图1所示，本实施方式的车辆，左右前轮1L、1R是由作为内燃机的发动机2驱动的主驱动轮，左右后轮3L、3R是可以由电动机4驱动的次驱动轮。

在前述发动机2的吸气管路中，安装例如主节流阀和副节流阀。主节流阀根据加速踏板的踏入量等调整控制节流阀开度。副节流阀以步进电动机等作为致动器，根据对应于其步数的旋转角调整控制开度。因此，能够通过将副节流阀的节流阀开度调整为小于或等于主节流阀的开度等，与驾驶者的加速踏板的操作独立地，使发动机的输出扭矩减少。即，副节流阀的开度调整成为抑制由发动机2的前轮1L、1R的加速滑行的驱动力控制。

上述发动机2的输出扭矩Te，通过传动装置及差动齿轮5向左右前轮1L、1R传递。另外，因为发动机2的输出扭矩Te的一部分通过环状带6传递到发电机7，所以发电机7以在发动机2的转速Ne上乘以传动比的转速Ng旋转。

上述发电机7对应于由4WD控制器8所调整的发电机励磁电流Ifg，对于发动机2来说成为负载，进行对应于其负载扭矩的发电。该发电机7的发电电力的大小由转速Ng和发电机励磁电流Ifg的大小决定。并且，发电机7的转速Ng可由发动机2的转速Ne根据传动比进行运算。

图2是表示发电机7的励磁电流驱动电路的结构图。如图2(a)所示，该电路的构成方式为，使用选择车辆的14V蓄电池7a这种恒压电源和发电机本身的输出电压作为励磁电流电源的结构，将励磁电流电源的正极侧与励磁线圈7b连接，对晶体管7c进行开闭。在这种情况下，在发电机输出低于蓄电池电压Vb的状态下，成为他励区域，蓄电池电压Vb成为励磁线圈7b的电源，如果发电机输出增加而输出电压Vg大于或等于蓄电池电压Vb，则成为自励区域，发电机的输出电压Vg被选择，作为励磁线圈7b的电源。即，因为能够利用发电机的电源电压增大励磁电流值，所以能够实现发电机输出大幅度增加。

此外，励磁电流驱动电路如图2(b)所示，也可以仅使用车辆的14V蓄电池7a(仅他励区域)作为励磁电流电源。

发电机7发电的电力可以通过接线盒10及变换器9向电动机4供给。前述电动机4的驱动轴可以通过减速器11及离合器12与后轮3L、3R连接。此外，本实施方式的电动机4为交流电动机。另外，图中的标号13表示差动齿轮。

在接线盒10内设有连接/切断变换器9和发电机7的继电器。于是，在该继电器连接的状态下，从发电机7通过未图示的整流器供给的直流电力在变换器9内变换为三相交流来驱动电动机4。此外，如图13所示，检测变换器9的输出电流即三相交流电流的三相交流电流传感器14设置在变换器9和电动机4之间。该三相交流电流传感器14的检测信号向4WD控制器输出。

另外，在接线盒10内，如图13所示，设有检测发电电压的发电机电压传感器10a和检测变换器9的输入电流即发电电流的发电机电流传感器10b，这些检测信号输出到4WD控制器8中。另外，在发电电流传感器10b和变换器9之间设置电容器15。在电动机4的驱动轴上连结解析器4a，对应于来自设置在4WD控制器8中未图示的解析器IC的信号，解析器4a向解析器IC回复包含电动机转速信息和磁极位置信息的信号。解析器IC根据返回的信号，向设置于后述的电动机控制部8F中的电动机转速检测部310输出脉冲信号。电动机转速检测部310根据脉冲信号，对电动机转速Nm进行运算，向各部分输出。此外，电动机4具有电动机励磁线圈4b。

另外，前述离合器12例如为湿式多片离合器，按照4WD控制器8的指令进行接合或断开。并且，在本实施方式中，作为接合单元的离合器为湿式多片离合器，但也可以是例如磁粉离合器或泵式离合器。

另外，在各个车轮1L、1R、3L、3R上设有车轮速度传感器27FL、27FR、27RL、27RR。各个车轮速度传感器27FL、27FR、27RL、27RR将与相应的车轮1L、1R、3L、3R的转动速度相对应的脉冲信号作为车轮速度检测值输出到4WD的控制器8中。

前述4WD控制器8具有例如微型计算机等计算处理装置而构成，输入由前述各个车轮速度传感器27FL～27FR检测出的车轮速度信号、接线盒10内的电压传感器10a及电流传感器10b的输出信号、与电动机4相连结的解析器4a的输出信号、以及与加速器踏板(未图示)的踏入量相当的加速器开度等。

如图3所示，前述4WD的控制器8具有目标电动机扭矩运算部8A、作为电动机需要电力运算单元的发电机供给电力运算部8B、发电电流指令运算部8C、作为发电机控制单元的发电机控制部8D、目标电动机扭矩确定部8E、作为电动机控制单元的电动机控制部8F、TCS控制部8G、离合器控制部8H。

目标电动机扭矩运算部8A根据次驱动轮即后轮3L、3R的要求驱动力、例如根据4轮的车轮速度信号计算出的前后轮的车轮速度差，以及加速踏板开度信号，计算电动机扭矩指令值Tt。

发电机供给电力运算部8B根据扭矩指令值Tt、电动机转速Nm，按照下式对发电机供给电力Pg进行运算。

Pg＝Tt×Nm/Иm……(1)

在这里，Иm为变换器效率。即，发电机供给电力Pg是比电动机所需要的电力Pm多了变换器效率Иm的值，该电动机所需要的电力Pm是由扭矩指令值Tt和电动机转速Nm的积所求得的(＝Tt×Nm)。此外，电动机转速Nm在后述的电动机控制部8中基于磁极位置信号θ进行计算。

发电电流指令运算部8C根据由前述发电机供给电力运算部8B计算出的发电机供给电力Pg、以及后述的由电动机控制部8F计算出的发电电压指令值Vdc^*，按照下式对发电电流指令值Idc^*进行运算。

Idc^*＝Pg/Vdc^*……(2)

图4是表示进行发电机7的发电控制的发电机控制部8D的详细结构的框图。

该发电机控制部8D由P控制部101、I控制部102、FF控制部103、控制量加算部104、以及励磁控制部105构成，确定励磁电压PWM占空比C1，对发电机7的发电机励磁电流Ifg进行PWM控制。

在P控制部101中，根据由前述(2)式计算出的发电电流指令值Idc^*和实际发电电流值Idc之间的偏差进行P控制。首先，在发电电流指令值Idc^*和实际发电电流值Idc之间的偏差上乘以规定的增益。然后，为了使增益相对于发电机的转速变动的灵敏度恒定，在该值上乘以发电机转速Ng的倒数，将其作为P控制中的控制量Vp输出到后述的控制量加算部104中。

在I控制部102中，根据由前述(2)式计算出的发电电流指令值Idc^*和实际发电电流值Idc之间的偏差进行I控制。即，对发电电流指令值Idc^*和实际发电电流值Idc之间的偏差进行积分。在这里，积分值具有上限值及下限值。然后，与上述P控制同样地，在该积分值上乘以发电机转速Ng的倒数，将其作为I控制中的控制量Vi输出到后述的控制量加算部104中。

在FF控制部103中，如图5所示，参照预先存储的每个转速的发电机特性对应图，根据发电电压指令值Vdc^*和发电电流指令值Idc^*，利用前馈求出发电机励磁电压PWM占空比D1。在该图5中，曲线a1～a4是在发电机7的自励区域中使励磁电压PWM占空比D1固定，使发电机7的负载慢慢变化情况下的工作点的轨迹，曲线a1～a4表示占空比D1是不同的。

然后，根据该PWM占空比D1和发电电压指令值Vdc^*，按照下式计算FF控制中的控制量Vff，输出到控制量加算部104中。

Vff＝D1×Vdc^*……(3)

此外，在本实施方式中，对根据PWM占空比D1和发电电压指令值Vdc^*计算控制量Vff的情况进行了说明，但并不限于此，也可以根据发电机7的励磁电流If和励磁线圈电阻Rf计算控制量Vff。

在该情况下，首先，由电动机转速Nm和扭矩指令值Tt，参照预先存储的对应图，计算发电机7所需的需要发电电压V₀及需要发电电流I₀，根据这些值，如图6所示，参照预先存储的每个转速的发电机7的励磁电流特性对应图，计算需要励磁电流If₀。然后，根据这样计算出的需要励磁电流If₀，通过Vff＝If₀×Rf计算控制量Vff即可。

在控制量加算部104中，将控制量Vp和控制量Vi和控制量Vff相加，将其作为作用于励磁线圈的电压Vf，输出到励磁控制部105中。

在励磁控制部105中，判断实际发电电压值Vdc是否小于或等于作为发电机7的励磁电流电源的蓄电池电压Vb，在Vdc≤Vb时根据下述(4)式计算励磁电压PWM的占空比C1。

C1＝Vf/Vb……(4)

另一方面，在Vdc＞Vb时，根据下述(5)式计算励磁电压PWM占空比C1。

C1＝Vf/Vdc……(5)

然后，对应于这样计算出的占空比C1，控制发电机7的发电机励磁电流Ifg。

即，在该发电机控制部8D中，利用前馈指定实现由扭矩指令值Tt确定的发电机供给电力Pg的发电机工作点，同时，通过利用PI补偿反馈发电电流指令值Idc^*和实际发电电流值Idc之间的偏差，使实际发电电流值Idc达到发电电流指令值Idc^*。由此，能够以向变换器9供给对应于电动机4要求的电力的方式，控制发电机7的发电机励磁电流Ifg。

此外，在这里作为反馈控制中使用的控制方法，使用了PI补偿，但并不限于此，只要是使系统稳定的控制方法即可。

发电机的控制响应性低，而由变换器进行的电动机控制的响应性高，在组合这种发电机和变换器的情况下，在现有装置中存在下述问题，即，因为例如在扭矩指令激增的过程中，发电机输出的增加慢，以在变换器输入不充分的状态下输出扭矩指令的方式运行电动机控制，所以发电机在低电压、大电流的电效率差的工作点被使用。

因此，在本实施方式中，在后述的目标电动机扭矩确定部8E中，计算电动机4所需要的电动机需要电力Pg^*和与发电机7的发电状态相对应的可输出电力Pab1，根据这些电力中较小的电力，用后述的电动机控制部8F进行电动机4的控制。由此，可以取得从发电机的供给电力和对变换器的输入电力之间的平衡。

图7是表示确定用于进行电动机控制的扭矩指令值Trqm的目标电动机扭矩确定部8E的详细结构的框图。

目标电动机扭矩确定部8E由作为区域检测单元的工作点区域检测部201、励磁电流推定部202、作为可输出电力运算单元的可输出电力运算部203、作为电动机需要电力运算单元的需要电力运算部204、目标电力运算部205、以及扭矩指令值运算部206构成，计算向后述的电动机控制部8F输出的扭矩指令值Trqm。由目标电力运算部205和扭矩指令值运算部206构成扭矩指令运算单元。

在工作点区域检测部201中，根据发电机7的实际发电电压值Vdc及实际发电电流值Idc，检测发电机7的工作点所在的区域。具体地说，参照图8所示的工作点区域对应图进行检测。该工作点区域对应图的横轴取发电电流、纵轴取发电电压，利用实线所示的最大输出电力线Pmax，分为区域A和区域B。

在这里，虚线所表示的曲线S是以发电机转动速度ωg和发电机励磁电流Ifg为参数的发电机输出特性曲线(发电机的可输出特性曲线)，在提供发电机7的某个转动速度和某个励磁电流时，发电机7产生该可输出特性曲线S上的电压、电流。

另外，双点划线所示的双曲线状的曲线P是等电力曲线，在该曲线上发电机7的输出电力恒定。即，在可输出特性曲线S上的输出电力，根据工作点而不同，在可输出特性曲线S和等电力曲线P相交的工作点S1P_max，S2P_max，S3P_max处的输出电力，为包含该工作点的可输出电力特性曲线S上的最大输出电力。

前述最大电力输出电力曲线Pmax是通过连结各个可输出特性曲线上的工作点中发电机7的输出电力最大的点得到的曲线。而且，由该最大输出电力线Pmax分为2个区域，将可输出特性曲线S上的工作点的输出电力随着发电电流的增加而增加的区域作为区域A，将随着发电电流的增加而减少的区域作为区域B。

然后，将该工作点区域的检测结果向后述的可输出电力运算部203输出。

在励磁电流推定部202中，首先，在Vdc≤Vb时，根据下述(6)式计算向励磁线圈施加的电压Vf，在Vdc＞Vb时，根据下述(7)式计算。

Vf＝C1×Vb……(6)

Vf＝C1×Vdc……(7)

然后，根据这样计算出的电压Vf，根据下式，推定发电机7的发电机励磁电流Ifg，向可输出电力运算部203输出。

Ifg＝1/(1+τf·s)×Vf/Rf……(8)

在可输出电力运算部203中，输入由前述工作点区域检测部201检测出的工作点区域、由前述励磁电流推定部202推定出的发电机励磁电流Ifg、以及发电机7的转速Ng，对应于工作点区域，计算在发电机7当前的发电状态下可以输出的电力、即可输出电力Pab1。

在发电机7的工作点处于区域A内的情况下，参照图9所示的可输出电力计算对应图，将发电机7在当前的发电状态下可以输出的最大电力作为可输出电力Pab1进行计算。

该可输出电力计算对应图是将发电机7的转速Ng、发电机励磁电流Ifg以及可输出电力Pab1相关联的2维对应图，纵轴取发电机励磁电流Ifg，横轴取转速Ng，在图中各个网格交叉点处，具有由转速Ng和发电机励磁电流Ifg确定的可输出电力Pab1。

另外，在发电机7的工作点处于区域B内的情况下，计算当前工作点处的输出电力P(＝Vdc×Idc)作为可输出电力Pab1。

在需要电力运算部204中，输入扭矩指令值Tt和电动机转速Nm，根据下式计算需要电力Pg^*。

Pg^*＝Tt×N/Иm……(9)

这样计算出的需要电力Pg^*，是为了使电动机4产生扭矩指令值Tt所需要的电力。

在目标电力运算部205中，输入由可输出电力运算部203计算出的可输出电力Pab1和由需要电力运算部204计算出的需要电力Pg^*，计算用于确定变换器9的工作点的电力、即电动机4的目标电力Pm。具体地说，选择可输出电力Pab1和需要电力Pg^*中较小的一个，将其结果作为目标电力Pm向扭矩指令运算部206输出。

即，在当前的发电机7的工作点处于区域A内时，选择当前的发电状态下可输出的最大电力和电动机4所必需的需要电力Pg^*中较小的一个，在当前的发电机7的工作点处于区域B内时，选择当前的输出电力和电动机4所必需的需要电力Pg^*中较小的一个。

在扭矩指令值运算部206中，根据前述目标电力Pm，按照下式计算用于进行电动机控制的扭矩指令值Trqm，向电动机控制部8F输出。

Trqm＝Pm×Иm/Nm……(10)

例如，如图10所示，使工作点处于可输出特性曲线S上的点a(区域A)。此时，如果为了将当前的工作点a向能够输出可输出特性曲线S上的最大电力的工作点b移动，指令与该最大电力相当的扭矩、即指令与电力定值线P相当的扭矩，则由于在变换器侧负载减少而增大发电电流，提高输出电力，所以其结果是工作点从a向b的方向移动。

另一方面，在当前的工作点处于可输出特性曲线S上的点c(区域B内)的情况下，如果指令与电力定值线P相当的扭矩以使得该工作点c向工作点b移动，则因为在变换器侧与当前的工作点处于点a时同样地增大发电电流，所以其结果是工作点不向可输出最大电力的工作点b移动，而向图中右下方移动，成为过电流、低电压。

因此，在本实施方式中，通过选择可输出电力Pab1和需要电力Pg^*中较小的一个，在当前的工作点处于区域A内且发电机7的输出电力未达到需要电力Pg^*的情况下，输出在当前状态下可输出的最大电力而防止由于电力不足造成的电压骤降，同时使得在当前的发电状态下效率高的工作点产生扭矩。另外，在当前的工作点处于区域B内且发电机7的输出电力未达到需要电力Pg^*的情况下，以在当前状态下不输出可输出的最大电力而保持当前的输出电力的方式进行控制，可靠地防止电压的骤降。

在图7中，由工作点区域检测部201和可输出电力运算部203构成可输出电力运算单元。

图11是表示利用变换器9控制电动机4的电动机控制部8F的详细结构的框图。

电动机控制部8F由2相/3相变换部301、Id、Iq指令值运算部302、电流FB控制部303、Vd、Vq指令值运算部304、Vdc^*指令运算部305、2相/3相变换部306、PWM控制部307、励磁电流指令值运算部308、以及励磁磁通量运算部309构成，以输入由目标电动机扭矩确定部8E计算出的扭矩指令值Trqm，使实际电动机扭矩T成为扭矩指令值Trqm的方式，对变换器9的3相功率元件进行开闭控制。

在2相/3相变换部301中，将由电流传感器14检测到的3相交流电流值即U相电流值Iu、V相电流值Iv、W相电流值Iw，变换为2相的直流电流值即d轴电流值I和q轴电流值的Iq，向电流FB控制部302输出。

在Id、Iq指令值运算部302中，根据扭矩指令值Trqm和电动机转速Nm，对用于输出与该扭矩指令值Trqm一致的扭矩的d轴电流和q轴电流的指令值Id^*、Iq^*进行运算，向电流FB控制部303和Vd、Vq指令值运算部304输出。

在电流FB控制部303中，对从2相/3相变换部301输入的电流值Id、Iq和从Id、Iq指令值运算部302输入的电流指令值Id^*、Iq^*之间的偏差实施PI控制，反馈给Vd、Vq指令值运算部304。

在Vd、Vq指令值运算部304中，根据从Id、Iq指令值运算部302输入的电流指令值Id^*、Iq^*、从电流FB控制部303输入的反馈值、电动机转速Nm、以及从后述的励磁磁通量运算部309输入的电动机参数(感应系数、励磁磁通量)，对用于使d轴电流值Id成为d轴电流指令值Id^*的d轴电压指令值Vd^*、和用于使q轴电流值Iq成为q轴电流指令值Iq^*的q轴电压指令值Vq^*进行运算。

在Vdc^*指令值运算部305中，根据由Vd、Vq指令值运算部304计算出的电压指令值Vd^*、Vq^*，对发电电压指令值Vdc^*进行运算，向前述图4的发电机控制部8D输出。

在2相/3相变换部306中，将dq轴电压指令值Vd^*、Vq^*变换为作为3相正弦波指令值的3相坐标系的U相电压指令值Vu^*、V相电压指令值Vv^*、W相电压指令值Vw^*，向振幅校正部307输出。

在PWM控制部307中，比较由2相/3相变换部306输出的3相正弦波指令值和三角波，对PWM指令进行运算，生成向变换器9输出的开关信号。变换器9生成对应于该开关信号的PWM波电压，向电动机4施加，由此驱动电动机4。

另外，在励磁电流值运算部308中，根据电动机转速Nm，对励磁电流指令值If^*进行运算，向励磁磁通量运算部309输出，在该励磁磁通量运算部309中对励磁磁通量进行运算，向前述的Vd、Vq指令值运算部304输出。

另外，图3的TCS控制部8G，根据来自未图示的发动机扭矩控制器(EGM)的发动机的输出扭矩Tet、左右前轮的旋转速度V_FR、V_FL和车速V，用公知的方法向ECM反复送入发动机产生驱动扭矩要求信号Te，进行前轮牵引控制。

离合器控制部8H控制上述离合器12的状态，在判断为4轮驱动状态的期间控制离合器12为连接状态。

下面，对本实施方式的动作进行说明。

现在，根据车轮速度和加速踏板开度，电动机扭矩指令值Tt快速增加。在该情况下，如图12的发电机7的特性图所示，在发电机供给电力运算部8B中，根据扭矩指令值Tt和电动机转速Nm，对发电机供给电力Pg进行运算。与发电机供给电力Pg相当的电力定值线由曲线P_B表示。然后，在发电机控制部8D中，对由发电机供给电力pg计算出的发电电流指令值Idc^*和实际发电电流值Idc的之间偏差实施PI控制，以使实际发电电流值Idc达到发电电流指令值Idc^*的方式控制发电机7的发电机励磁电流Ifg。此时，如图12的发电机7的特性图所示，可输出特性曲线从当前的可输出特性曲线S_A逐渐向目标可输出电力特性曲线S_B移动。

在目标电动机扭矩确定部8E中，按照需要电力Pg^*和当前的发电机7的发电状态，计算用于进行电动机控制的扭矩指令值Trqm。现在，如果发电机7的工作点处于可输出特性曲线S_A上的点α₀，则因为工作点区域是区域A，所以将由可输出电动机运算部203根据图9所示的可输出电力计算对应图计算出的可输出电力Pab1、和由需要电力运算部204计算出的需要电力Pg^*中较小的值，作为电动机4的目标电力Pm进行计算。与可输出电力Pab1相当的电力定值线由曲线P_A表示，与需要电力Pg^*相当的电力定值线由曲线P_B表示。因为Pab1＜Pg^*，所以可输出电力Pab1被选为目标电力Pm，与该目标电力Pm相当的扭矩作为扭矩指令值Trqm被输出。

然后，在电动机控制部8F中，为了进行变换器9的3相电力元件的开闭控制，根据该扭矩指令值Trqm和电动机转速Nm，对3相正弦波指令进行运算，根据该3相正弦波指令对PWM指令进行运算，并向变换器9输出。

由此，发电机7在能够输出可输出特性曲线S_A上可输出的最大电力即可输出电力Pab1的工作点β被驱动，电动机4产生与可输出电力Pab1相当的扭矩。

但是，如前所述，因为发电机的控制响应性低，所以发电机的可输出特性曲线不会立刻成为目标可输出特性曲线S_B，如果要在可输出特性曲线为S_A的输出不足状态下产生扭矩指令值Tt，则工作点从α₀向图中右下方的效率差的工作点移动。但是，因为在需要电力Pg^*比发电机7的可输出电力Pab1大的情况下，如本实施方式，根据按照发电机7的发电状态计算出的扭矩指令值Trqm进行电动机控制，所以能够使变换器消耗电力与发电机当前可输出的电力相当，能够防止由于电力不足造成的电压骤降。

另外，如果当前的发电机7的工作点处于可输出特性曲线S_A上的点α₁，则工作点区域为区域B，计算在当前的工作点的输出电力P和需要电力Pg^*中的较小的值作为电动机4的目标电力Pm。与输出电力相当的电力定值线可用曲线P_A’表示。因为P＜Pg^*，所以选定输出电力作为目标电力Pm，根据与该目标电力Pm相当的扭矩指令值Trqm进行电动机控制。由此，发电机7在可输出电力特性曲线S_A上的当前工作点α₁被驱动，产生与输出电力P相当的扭矩。

如前所述，在工作点位于区域B的情况下，如果在当前可输出特性曲线S_A上可以输出最大的电力的工作点β工作，则要在变换器侧通过降低负荷使得发电电流增大，其结果是落到效率差的工作点上。但是，如本实施方式，因为在发电机7的工作点处于区域B时，选择当前工作点上的输出电力P和需要电力Pg^*中较小的一个，所以在输出电力未达到需要电力的情况下，保持当前时刻的发电量，能够防止工作点向效率低的方向移动。

由此，在本实施方式中，因为根据发电机当前的发电状态，确定用于进行电动机控制的扭矩指令值，根据该扭矩指令值进行电动机控制，所以能够使得变换器消耗电力与发电机输出相当，能够防止由于电力不足造成的发电电压的骤降。

另外，因为根据发电机当前的发电状态，计算发电机可以输出的可输出电力，根据与该可输出电力和电动机所需要的需要电力中较小的值相当的扭矩指令值进行电动机控制，所以在发电电力未达到需要电力的情况下，以产生与可输出电力相当的扭矩的方式进行控制，能够可靠防止由于电力不足造成的发电电压的骤降。

而且，因为按照当前的发电机工作点区域计算可输出电力，所以在工作点处于随着发电电流的增加而发电电力也增加的区域内的情况下，通过计算在当前发电状态下可输出的最大电力作为可输出电力，能够使发电机高效地工作，同时，在工作点处于随着发电电流的增加而发电电力减少的区域内的情况下，通过计算当前的输出电力作为可输出电力，能够避免为了产生可输出的最大电力而电压反而降低，在效率差的工作点工作的问题。

另外，因为推定发电机的励磁电流，由所推定的励磁电流值计算发电机可输出的最大电力，所以能够可靠地使变换器的消耗电力与发电机的输出相当。

此外，在上述实施方式中，也可以在可输出电力运算部203中，对根据图9所示的可输出电力计算对应图计算出的可输出电力Pab1设定余量。该余量是为了容许发电机7的产品的波动而设置的安全率，在可输出电力Pab1上乘以校正系数K(例如0.9左右)即可。另外，也可以预先考虑安全率制作可输出电力对应图。由此，即使在由于发电机的产品状态而无法输出的原本可输出电力的状态下，也能够避免输出超过实际可输出电力的电力而发电电压降低的情况。

此外，在上述实施方式中，对在励磁电流推定部202中根据前述(8)式推定发电机励磁电流Ifg的情况进行了说明，但并不限于此，也可以利用电流传感器直接检测流过发电机7的励磁线圈中的电流。

另外，在上述实施方式中，也可以在目标电动机扭矩确定部8E中根据发电机7当前的输出电力，直接计算扭矩指令值Trqm。在该情况下，可以根据由发电机电压传感器10a检测出的发电电压Vdc和由发电机电流传感器10b检测出的发电电流Idc，计算当前的输出电力P＝Vdc×Idc，根据该输出电力P计算扭矩指令值Trqm＝P×Иm/Nm。由此，因为变换器消耗电力与当前的发电机输出相当，保持在当前的工作点的工作，所以能够可靠防止电压的骤降。

在这里，图14表示另一实施方式。另一实施方式的目标电动机扭矩确定部8E如图14所示，取代电力目标运算部205和扭矩指令值运算部206，具有第1扭矩指令值运算部401、第2扭矩指令值运算部402和扭矩指令值确定部403。第1扭矩指令值运算部401根据由需要电力运算部204运算出的电动机需要电力Pg^*，计算第1扭矩指令值T1，向扭矩指令值确定部403输出。第2扭矩指令值运算部402根据由可输出电力运算部203运算出的可输出电力Pab1，计算第2扭矩指令值T2，向扭矩指令值确定部403输出。在扭矩指令值确定部中，选择第1扭矩指令值T1和第2扭矩指令值T2中较小的一个，向电动机控制部8F输出作为其结果的扭矩指令值Trqm。由此，可以根据较小的扭矩指令值，控制变换器9从而进行电动机4的控制。

Claims (6)

1.一种车辆用驱动控制装置，其具有驱动主驱动轮的热力机、由该热力机进行驱动的发电机、以及通过变换器供给该发电机的电力并驱动次驱动轮的交流电动机，其特征在于，具有：

电动机需要电力运算单元，其根据前述次驱动轮的要求驱动力，对前述交流电动机所需要的电动机需要电力进行运算；

发电机控制单元，其根据前述电动机需要电力，控制前述发电机；

可输出电力运算单元，其根据前述发电机的状态，对该发电机可输出的电力进行运算；

扭矩指令值运算单元，其比较前述电动机需要电力和前述可输出电力，根据前述电动机需要电力和前述可输出电力中较小的电力，对前述交流电动机的扭矩指令值进行运算；以及

电动机控制单元，其根据前述扭矩指令值，控制前述交流电动机。

2.一种车辆用驱动控制装置，其具有驱动主驱动轮的热力机、由该热力机进行驱动的发电机、以及通过变换器供给该发电机的电力并驱动次驱动轮的交流电动机，其特征在于，具有：

第一扭矩指令值运算单元，其根据前述次驱动轮的要求驱动力，对前述交流电动机的第一扭矩指令值进行运算；

电动机需要电力运算单元，其根据前述第一扭矩指令值，对前述交流电动机所需要的电动机需要电力进行运算；

发电机控制单元，其根据前述电动机需要电力控制前述发电机；

可输出电力运算单元，其根据前述发电机的状态，对该发电机可以输出的电力进行运算；

第二扭矩指令值运算单元，其根据前述可以输出的电力，对前述交流电动机的第二扭矩指令值进行运算；以及

电动机控制单元，其比较前述第一扭矩指令值和前述第二扭矩指令值，根据前述第一扭矩指令值和前述第二扭矩指令值中较小的扭矩指令值，控制前述交流电动机。

3.如权利要求1或2所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，

前述可输出电力运算单元，根据推定或检测出的前述发电机的励磁电流以及推定或检测出的前述发电机的转速，对前述发电机的可输出电力进行运算。

4.如权利要求3所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，

前述可输出电力运算单元具有区域检测单元，根据该区域检测单元的检测结果对前述可输出电力进行运算，该区域检测单元根据以前述发电机的旋转速度及励磁电流作为参数的各个发电机输出特性曲线上可以输出最大电力的工作点，设定前述发电机输出特性曲线上的工作点的输出电力随着输出电流的增加而增加的规定区域，同时检测由前述发电机的输出电压及输出电流确定的工作点是否存在于前述规定区域内。

5.如权利要求4所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，

在利用前述区域检测单元检测出由前述发电机的输出电压及输出电流确定的工作点处于前述规定区域内时，前述可输出电力运算单元将当前的发电状态下前述发电机可输出的最大电力作为前述可输出电力进行运算。

6.如权利要求4或5所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，

在利用前述区域检测单元检测出由前述发电机的输出电压及输出电流确定的工作点处于前述规定区域外时，前述可输出电力运算单元将前述发电机当前的输出电力作为前述可输出电力进行运算。

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