JP2011182515A

JP2011182515A - Motor drive system and electric vehicle with the same

Info

Publication number: JP2011182515A
Application number: JP2010042523A
Authority: JP
Inventors: Naoyoshi Takamatsu; 直義高松; Sakaki Okamura; 賢樹岡村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-15

Abstract

【課題】コンバータおよびバッテリの通電量を減少させてシステム全体効率を向上可能な電動機駆動システムおよびそれを備える電動車両を提供する。
【解決手段】制御装置は、電圧ＶＨが、電圧指令値よりも高く、かつ、予め定められた上限電圧よりも低いか否かを判定する（Ｓ４０）。電圧ＶＨが電圧指令値よりも高く、かつ、上限電圧よりも低いと判定されると（Ｓ４０においてＹＥＳ）、制御装置は、昇圧コンバータを介して蓄電装置へ回生される電力を制限するように昇圧コンバータを制御する（Ｓ５０）。一方、電圧ＶＨが電圧指令値以下であると判定され、または、電圧ＶＨが上限電圧以上であると判定されると（Ｓ４０においてＮＯ）、通常の制御が実行される（Ｓ６０）。
【選択図】図２An electric motor drive system capable of improving overall system efficiency by reducing energization amounts of a converter and a battery, and an electric vehicle including the same.
A control device determines whether a voltage VH is higher than a voltage command value and lower than a predetermined upper limit voltage (S40). When it is determined that voltage VH is higher than the voltage command value and lower than the upper limit voltage (YES in S40), the control device boosts the power to be regenerated to the power storage device via the boost converter. The converter is controlled (S50). On the other hand, when it is determined that voltage VH is equal to or lower than the voltage command value, or it is determined that voltage VH is equal to or higher than the upper limit voltage (NO in S40), normal control is executed (S60).
[Selection] Figure 2

Description

この発明は、電動機駆動システムおよびそれを備える電動車両に関し、特に、充放電可能な蓄電装置と力行モードまたは回生モードで電動機を駆動する駆動装置との間にコンバータが設けられる電動機駆動システムおよびそれを備える電動車両に関する。 The present invention relates to an electric motor drive system and an electric vehicle including the electric motor drive system, and more particularly to an electric motor drive system in which a converter is provided between a chargeable / dischargeable power storage device and a drive device that drives the electric motor in a power running mode or a regenerative mode. The present invention relates to an electric vehicle provided.

特開２００７−３２５３５１号公報（特許文献１）は、バッテリとモータジェネレータを駆動するインバータとの間にコンバータが設けられた電動機駆動制御システムを開示する。この電動機駆動制御システムにおいては、モータジェネレータの誘起電圧に対応する必要最小電圧からコンバータ最大出力電圧までの電圧範囲内でコンバータ出力電圧であるシステム電圧の候補電圧を決定するステップと、各候補電圧においてバッテリ、コンバータ、インバータおよびモータジェネレータでの電力損失を推定してシステム全体での推定電力損失の総和を算出するステップと、上記候補電圧のうち推定電力損失の総和が最小となる候補電圧に基づいて電圧指令値を設定するステップとの実行により、コンバータの電圧指令値が設定される。 Japanese Patent Laying-Open No. 2007-325351 (Patent Document 1) discloses an electric motor drive control system in which a converter is provided between a battery and an inverter that drives a motor generator. In this motor drive control system, a step of determining a system voltage candidate voltage that is a converter output voltage within a voltage range from a necessary minimum voltage corresponding to an induced voltage of a motor generator to a converter maximum output voltage, Estimating the power loss in the battery, converter, inverter, and motor generator to calculate the total estimated power loss in the entire system, and based on the candidate voltage that minimizes the total estimated power loss among the candidate voltages By executing the step of setting the voltage command value, the voltage command value of the converter is set.

この電動機駆動制御システムによれば、バッテリ、コンバータ、インバータおよびモータジェネレータの各々での電力損失推定に基づき、システム全体での電力損失の総和が最小値となるような最適電圧に対応させて、かつ、モータジェネレータの誘起電圧よりも高い範囲内でコンバータの出力電圧指令値を設定することができる。そして、コンバータ出力電圧の適切な設定により、システムの全体効率を向上させることができる（特許文献１参照）。 According to this motor drive control system, based on the power loss estimation in each of the battery, the converter, the inverter and the motor generator, corresponding to the optimum voltage such that the total power loss in the entire system becomes the minimum value, and The output voltage command value of the converter can be set within a range higher than the induced voltage of the motor generator. Then, the overall efficiency of the system can be improved by appropriately setting the converter output voltage (see Patent Document 1).

特開２００７−３２５３５１号公報JP 2007-325351 A 特開２００１−３７２３６号公報JP 2001-37236 A

モータジェネレータのトルクが増減を頻繁に繰返す状況では、トルクの増減に応じてコンバータの電圧指令値も頻繁に上下を繰返す。そうすると、コンバータの出力電圧を電圧指令値に調整するためにコンバータが動作し、バッテリが頻繁に充放電される。その結果、コンバータおよびバッテリの通電量が増加し、効率が必ずしも向上しない場合がある。 In a situation where the torque of the motor generator frequently increases and decreases, the voltage command value of the converter also frequently increases and decreases as the torque increases and decreases. Then, the converter operates to adjust the output voltage of the converter to the voltage command value, and the battery is frequently charged and discharged. As a result, the energization amount of the converter and the battery increases, and the efficiency may not necessarily improve.

それゆえに、この発明の目的は、コンバータおよびバッテリの通電量を減少させてシステム全体効率を向上可能な電動機駆動システムおよびそれを備える電動車両を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electric motor drive system capable of improving the overall system efficiency by reducing the energization amounts of a converter and a battery, and an electric vehicle including the same.

この発明によれば、電動機駆動システムは、充放電可能な蓄電装置と、駆動装置と、コンバータと、コンデンサと、電圧センサと、制御装置とを備える。駆動装置は、力行モードまたは回生モードで電動機を駆動する。コンバータは、駆動装置と蓄電装置との間に設けられ、駆動装置の入力電圧を蓄電装置の電圧よりも高い電圧に昇圧可能に構成される。コンデンサは、コンバータと駆動装置との間に設けられ、コンバータおよび駆動装置に並列に接続される。電圧センサは、駆動装置の入力電圧を検出する。制御装置は、駆動装置の入力電圧が目標電圧になるようにコンバータを制御する。そして、制御装置は、電圧センサによる検出電圧が、目標電圧よりも高く、かつ、予め定められた上限電圧よりも低いとき、コンバータを介して蓄電装置へ回生される電力を制限するようにコンバータを制御する。 According to this invention, the electric motor drive system includes a chargeable / dischargeable power storage device, a drive device, a converter, a capacitor, a voltage sensor, and a control device. The drive device drives the electric motor in a power running mode or a regenerative mode. The converter is provided between the drive device and the power storage device, and is configured to be able to boost the input voltage of the drive device to a voltage higher than the voltage of the power storage device. The capacitor is provided between the converter and the driving device, and is connected in parallel to the converter and the driving device. The voltage sensor detects an input voltage of the driving device. The control device controls the converter so that the input voltage of the drive device becomes the target voltage. Then, when the voltage detected by the voltage sensor is higher than the target voltage and lower than a predetermined upper limit voltage, the control device controls the converter so as to limit the power regenerated to the power storage device via the converter. Control.

好ましくは、制御装置は、電圧センサによる検出電圧が、目標電圧よりも高く、かつ、予め定められた上限電圧よりも低いとき、コンバータを介しての蓄電装置への電力の回生を停止するようにコンバータを制御する。 Preferably, the control device stops the regeneration of electric power to the power storage device via the converter when the voltage detected by the voltage sensor is higher than the target voltage and lower than a predetermined upper limit voltage. Control the converter.

好ましくは、制御装置は、電動機のトルクおよび回転数に基づいて、駆動装置の入力電圧の目標電圧を設定する。 Preferably, the control device sets a target voltage of the input voltage of the driving device based on the torque and the rotational speed of the electric motor.

好ましくは、上記の上限電圧は、コンバータの耐電圧に基づいて決定される。
また、この発明によれば、電動車両は、上述したいずれかの電動機駆動システムを備える。 Preferably, the upper limit voltage is determined based on a withstand voltage of the converter.
According to the invention, the electric vehicle includes any one of the above-described electric motor drive systems.

この発明においては、駆動装置の入力電圧がその目標電圧よりも高いけれども予め定められた上限電圧よりも低いとき、コンバータを介して蓄電装置へ回生される電力が制限されるので、コンバータおよび蓄電装置の通電量が減少する。したがって、この発明によれば、コンバータおよび蓄電装置における電力損失が低減され、システムの全体効率が向上する。また、コンデンサに蓄えられたエネルギーを用いて、電動機の次の力行動作（次の加速や発進等）に迅速に対応することが可能となる。 In the present invention, when the input voltage of the drive device is higher than the target voltage but lower than a predetermined upper limit voltage, the power regenerated to the power storage device via the converter is limited, so the converter and the power storage device The amount of energization decreases. Therefore, according to the present invention, power loss in the converter and the power storage device is reduced, and the overall efficiency of the system is improved. In addition, it is possible to quickly respond to the next powering operation (next acceleration, start, etc.) of the electric motor using the energy stored in the capacitor.

この発明の実施の形態による電動機駆動システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an electric motor drive system according to an embodiment of the present invention. 図１に示す制御装置により実行される制御のうち、本発明の特徴部分に関する部分の制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow of the part regarding the characteristic part of this invention among the control performed by the control apparatus shown in FIG. 図１に示す制御装置の、昇圧コンバータの制御に関する部分の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the part regarding control of a boost converter of the control apparatus shown in FIG. 図３に示す電流指令値制限部による電流指令値の補正例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of correction | amendment of the current command value by the current command value limiting part shown in FIG. 変形例における制御装置により実行される制御のうち、本発明の特徴部分に関する部分の制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow of the part regarding the characteristic part of this invention among the control performed by the control apparatus in a modification. 変形例におけるインバータ入力電圧および蓄電装置の入出力電流（リアクトル電流）の波形図である。It is a waveform diagram of the inverter input voltage and the input / output current (reactor current) of the power storage device in the modification.

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。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

図１は、この発明の実施の形態による電動機駆動システム１００の全体構成図である。図１を参照して、電動機駆動システム１００は、蓄電装置Ｂと、昇圧コンバータ１０と、インバータ２０と、正極線ＰＬ１，ＰＬ２と、負極線ＮＬと、平滑コンデンサＣとを備える。また、電動機駆動システム１００は、制御装置３０と、電圧センサ５２，５６と、電流センサ５４，５８，６０と、回転角センサ６２とをさらに備える。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electric motor drive system 100 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, electric motor drive system 100 includes a power storage device B, a boost converter 10, an inverter 20, positive lines PL1 and PL2, a negative line NL, and a smoothing capacitor C. The electric motor drive system 100 further includes a control device 30, voltage sensors 52 and 56, current sensors 54, 58 and 60, and a rotation angle sensor 62.

この電動機駆動システム１００は、モータジェネレータＭＧと電気的に接続されてモータジェネレータＭＧを駆動する。そして、電動機駆動システム１００およびモータジェネレータＭＧは、たとえば、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に搭載され、モータジェネレータＭＧによって駆動輪が駆動される。なお、電動機駆動システム１００およびモータジェネレータＭＧがハイブリッド自動車に適用される場合、モータジェネレータＭＧを図示されないエンジンと機械的に連結し、エンジンの動力を用いてモータジェネレータＭＧにより発電し、かつ、モータジェネレータＭＧによりエンジンの始動も行なってもよい。 The electric motor drive system 100 is electrically connected to the motor generator MG to drive the motor generator MG. Electric motor drive system 100 and motor generator MG are mounted on, for example, an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, and driving wheels are driven by motor generator MG. When electric motor drive system 100 and motor generator MG are applied to a hybrid vehicle, motor generator MG is mechanically coupled to an engine (not shown), electric power is generated by motor generator MG using the power of the engine, and motor generator The engine may be started by MG.

昇圧コンバータ１０は、リアクトルＬと、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」と称する。）Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬの一方端は、蓄電装置Ｂの正極に接続される正極線ＰＬ１に接続され、他方端は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との中間点、すなわち、スイッチング素子Ｑ１のエミッタとスイッチング素子Ｑ２のコレクタとの接続点に接続される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、正極線ＰＬ２と蓄電装置Ｂの負極に接続される負極線ＮＬとの間に直列に接続される。そして、スイッチング素子Ｑ１のコレクタは正極線ＰＬ２に接続され、スイッチング素子Ｑ２のエミッタは負極線ＮＬに接続される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続される。 Boost converter 10 includes a reactor L, power semiconductor switching elements (hereinafter simply referred to as “switching elements”) Q1 and Q2, and diodes D1 and D2. Reactor L has one end connected to positive line PL1 connected to the positive electrode of power storage device B, and the other end connected to an intermediate point between switching element Q1 and switching element Q2, that is, the emitter of switching element Q1 and switching element Q2. Connected to the connection point of the collector. Switching elements Q1, Q2 are connected in series between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL connected to the negative electrode of power storage device B. The collector of switching element Q1 is connected to positive line PL2, and the emitter of switching element Q2 is connected to negative line NL. Between the collectors and emitters of the switching elements Q1 and Q2, diodes D1 and D2 are connected to flow current from the emitter side to the collector side, respectively.

なお、上記のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２および後述のスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６として、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）や電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ等を用いることができる。 For example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) and power MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors can be used as the switching elements Q1 and Q2 and the switching elements Q11 to Q16 described later.

インバータ２０は、Ｕ相アーム２２と、Ｖ相アーム２４と、Ｗ相アーム２６とを含む。Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アーム２２は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２を含む。Ｖ相アーム２４は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４を含む。Ｗ相アーム２６は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６を含む。また、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続される。そして、各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧの各相コイルにそれぞれ接続されている。 Inverter 20 includes a U-phase arm 22, a V-phase arm 24, and a W-phase arm 26. U-phase arm 22, V-phase arm 24, and W-phase arm 26 are connected in parallel between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL. U-phase arm 22 includes switching elements Q11 and Q12 connected in series. V-phase arm 24 includes switching elements Q13 and Q14 connected in series. W-phase arm 26 includes switching elements Q15 and Q16 connected in series. Further, diodes D11 to D16 for passing a current from the emitter side to the collector side are connected between the collector and the emitter of switching elements Q11 to Q16, respectively. The intermediate point of each phase arm is connected to each phase coil of motor generator MG.

蓄電装置Ｂは、充放電可能な蓄電装置であり、たとえばニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池である。なお、蓄電装置Ｂとして、二次電池に代えて、電気二重層キャパシタや、大容量のコンデンサ、フライホイール等を用いてもよい。 The power storage device B is a chargeable / dischargeable power storage device, for example, a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion. As the power storage device B, an electric double layer capacitor, a large-capacity capacitor, a flywheel, or the like may be used instead of the secondary battery.

昇圧コンバータ１０は、制御装置３０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ間の電圧（以下「システム電圧」とも称する。）を蓄電装置Ｂの出力電圧よりも高い電圧に昇圧することができる。システム電圧が目標電圧よりも低い場合、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティーを大きくする（スイッチング素子Ｑ１のオンデューティーは小さくなる。）ことによって正極線ＰＬ１から正極線ＰＬ２へ電流を流すことができ、システム電圧を上昇させることができる。一方、システム電圧が目標電圧よりも高い場合は、スイッチング素子Ｑ１のオンデューティーを大きくする（スイッチング素子Ｑ２のオンデューティーは小さくなる。）ことによって正極線ＰＬ２から正極線ＰＬ１へ電流を流すことができ、システム電圧を低下させることができる。 Boost converter 10 boosts the voltage between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL (hereinafter also referred to as “system voltage”) to a voltage higher than the output voltage of power storage device B based on signal PWC from control device 30. be able to. When the system voltage is lower than the target voltage, the on-duty of the switching element Q2 is increased (the on-duty of the switching element Q1 is decreased), whereby a current can flow from the positive line PL1 to the positive line PL2, and the system voltage Can be raised. On the other hand, when the system voltage is higher than the target voltage, the current can flow from positive line PL2 to positive line PL1 by increasing the on-duty of switching element Q1 (the on-duty of switching element Q2 is reduced). The system voltage can be lowered.

インバータ２０は、力行モード時、制御装置３０からの信号ＰＷＩに基づいて、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬから供給される直流電力を三相交流に変換してモータジェネレータＭＧへ出力し、モータジェネレータＭＧを駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧは、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２０は、回生モード時、モータジェネレータＭＧにより発電される三相交流電力を信号ＰＷＩに基づいて直流に変換し、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬへ出力する。 In the power running mode, inverter 20 converts DC power supplied from positive line PL2 and negative line NL into three-phase AC based on signal PWI from control device 30 and outputs the three-phase AC to motor generator MG. Drive. Thereby, motor generator MG is driven to generate torque specified by torque command value TR. Further, in the regeneration mode, inverter 20 converts the three-phase AC power generated by motor generator MG into a DC based on signal PWI, and outputs it to positive line PL2 and negative line NL.

平滑コンデンサＣは、昇圧コンバータ１０とインバータ２０との間に設けられ、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に接続される。平滑コンデンサＣは、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬにおけるリプルを低減する。また、平滑コンデンサＣは、力行モード時にモータジェネレータＭＧへ供給されるエネルギーおよび回生モード時にモータジェネレータＭＧから受ける回生エネルギーのバッファとしても機能する。 Smoothing capacitor C is provided between boost converter 10 and inverter 20, and is connected between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL. Smoothing capacitor C reduces ripple in positive line PL2 and negative line NL. Smoothing capacitor C also functions as a buffer for energy supplied to motor generator MG in the power running mode and regenerative energy received from motor generator MG in the regeneration mode.

モータジェネレータＭＧは、交流電動機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流電動機である。モータジェネレータＭＧは、力行モード時、インバータ２０から電力の供給を受けて駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧは、回生モード時、回転軸にトルクを受けて発電し、インバータ２０へ出力する。なお、モータジェネレータＭＧが車両の駆動輪に連結されている場合には、モータジェネレータＭＧが発電することにより駆動輪に制動力が発生する。 Motor generator MG is an AC motor, for example, a three-phase AC motor including a rotor in which a permanent magnet is embedded. In the power running mode, motor generator MG receives drive power from inverter 20 and generates drive torque. In addition, motor generator MG receives torque from the rotating shaft to generate power in the regeneration mode, and outputs the generated power to inverter 20. When motor generator MG is connected to the drive wheels of the vehicle, braking force is generated on the drive wheels by power generation by motor generator MG.

電圧センサ５２は、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢを検出し、その検出値を制御装置３０へ出力する。電流センサ５４は、昇圧コンバータ１０のリアクトルＬに流れる電流ＩＬを検出し、その検出値を制御装置３０へ出力する。電圧センサ５６は、平滑コンデンサＣの端子間電圧、すなわち正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧（システム電圧）ＶＨを検出し、その検出値を制御装置３０へ出力する。電流センサ５８，６０は、それぞれＶ相の電流ＩｖおよびＷ相の電流Ｉｗを検出し、それらの検出値を制御装置３０へ出力する。回転角センサ６２は、モータジェネレータＭＧのロータの回転角θを検出し、その検出値を制御装置３０へ出力する。 Voltage sensor 52 detects voltage VB of power storage device B and outputs the detected value to control device 30. Current sensor 54 detects current IL flowing through reactor L of boost converter 10 and outputs the detected value to control device 30. Voltage sensor 56 detects a voltage between terminals of smoothing capacitor C, that is, voltage (system voltage) VH between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL, and outputs the detected value to control device 30. Current sensors 58 and 60 detect V-phase current Iv and W-phase current Iw, respectively, and output the detected values to control device 30. The rotation angle sensor 62 detects the rotation angle θ of the rotor of the motor generator MG and outputs the detected value to the control device 30.

制御装置３０は、図示されない車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）から受けるモータジェネレータＭＧのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、インバータ２０の入力電圧（昇圧コンバータ１０の出力電圧に相当する。）である電圧ＶＨの目標値（以下「電圧指令値」とも称する。）を生成する。そして、制御装置３０は、電圧ＶＨが電圧指令値になるように昇圧コンバータ１０を駆動するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＣとして昇圧コンバータ１０へ出力する。 Control device 30 receives an input voltage of inverter 20 (corresponding to an output voltage of boost converter 10) based on torque command value TR and motor rotation speed MRN of motor generator MG received from a vehicle ECU (Electronic Control Unit) (not shown). A target value of the voltage VH (hereinafter also referred to as “voltage command value”) is generated. Then, control device 30 generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal for driving boost converter 10 so that voltage VH becomes a voltage command value, and outputs the generated PWM signal to boost converter 10 as signal PWC. To do.

ここで、制御装置３０は、電圧ＶＨが、電圧指令値よりも高く、かつ、予め定められた上限電圧よりも低いとき、昇圧コンバータ１０を介して蓄電装置Ｂへ回生される電力を制限するように信号ＰＷＣを生成する。これにより、昇圧コンバータ１０を介して蓄電装置Ｂへ回生される電力が制限され、昇圧コンバータ１０および蓄電装置Ｂの通電量を減少させることができる。なお、上記の上限電圧は、たとえば昇圧コンバータ１０の耐電圧に基づいて決定される。そして、電圧ＶＨが上限電圧よりも高いときは、部品保護の観点から電圧ＶＨを低下させる必要があるので、昇圧コンバータ１０を介して蓄電装置Ｂへ電力が回生される。 Here, control device 30 limits the power regenerated to power storage device B via boost converter 10 when voltage VH is higher than the voltage command value and lower than a predetermined upper limit voltage. A signal PWC is generated. Thereby, the electric power regenerated to power storage device B via boost converter 10 is limited, and the energization amount of boost converter 10 and power storage device B can be reduced. The upper limit voltage is determined based on the withstand voltage of boost converter 10, for example. When voltage VH is higher than the upper limit voltage, voltage VH needs to be reduced from the viewpoint of component protection, and thus power is regenerated to power storage device B via boost converter 10.

また、制御装置３０は、電流センサ５８，６０からの電流Ｉｖ，Ｉｗ、回転角センサ６２からの回転角θおよび電圧ＶＨの各検出値、ならびにモータジェネレータＭＧのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、モータジェネレータＭＧを駆動するための信号ＰＷＩを生成し、その生成した信号ＰＷＩをインバータ２０へ出力する。 Control device 30 also detects detected values of currents Iv and Iw from current sensors 58 and 60, rotation angle θ and voltage VH from rotation angle sensor 62, torque command value TR and motor rotation speed MRN of motor generator MG. Based on the above, a signal PWI for driving motor generator MG is generated, and the generated signal PWI is output to inverter 20.

図２は、図１に示した制御装置３０により実行される制御のうち、本発明の特徴部分に関する部分の制御フローを示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される一連の処理は、一定時間毎または所定の条件が成立する毎に実行される。 FIG. 2 is a flowchart showing a control flow of a part related to the characteristic part of the present invention in the control executed by the control device 30 shown in FIG. Note that a series of processing shown in this flowchart is executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied.

図２を参照して、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮを図示されない外部ＥＣＵから受ける（ステップＳ１０）。なお、トルク指令値ＴＲは、この電動機駆動システム１００が電動車両に搭載されている場合には、たとえば、アクセルペダルおよびブレーキペダルの操作量や車両の速度等に基づいて生成される。 Referring to FIG. 2, control device 30 receives torque command value TR of motor generator MG and motor rotation speed MRN from an external ECU (not shown) (step S10). When this electric motor drive system 100 is mounted on an electric vehicle, the torque command value TR is generated based on, for example, the operation amount of an accelerator pedal and a brake pedal, the speed of the vehicle, and the like.

次いで、制御装置３０は、その受けたトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、インバータ２０の入力電圧（昇圧コンバータ１０の出力電圧）の目標値である電圧指令値を算出する（ステップＳ２０）。一例として、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて複数の電圧指令値の候補を決定し、蓄電装置Ｂ、昇圧コンバータ１０、インバータ２０およびモータジェネレータＭＧの各々の電力損失の総和が最小となる候補値を最終的な電圧指令値とすることができる。 Next, control device 30 calculates a voltage command value, which is a target value of the input voltage of inverter 20 (the output voltage of boost converter 10), based on received torque command value TR and motor rotation speed MRN (step S20). ). As an example, a plurality of voltage command value candidates are determined based on torque command value TR and motor rotation speed MRN, and the sum of power losses of power storage device B, boost converter 10, inverter 20 and motor generator MG is minimized. Can be used as the final voltage command value.

次いで、制御装置３０は、電圧センサ５６から電圧ＶＨの検出値を受ける（ステップＳ３０）。そして、制御装置３０は、その受けた電圧ＶＨの検出値が、電圧指令値よりも高く、かつ、予め定められた上限電圧よりも低いか否かを判定する（ステップＳ４０）。なお、上限電圧は、上述のように、たとえば昇圧コンバータ１０の耐電圧に基づいて決定される。 Next, control device 30 receives the detected value of voltage VH from voltage sensor 56 (step S30). Then, control device 30 determines whether or not the detected value of received voltage VH is higher than the voltage command value and lower than a predetermined upper limit voltage (step S40). The upper limit voltage is determined based on the withstand voltage of boost converter 10 as described above, for example.

ステップＳ４０において、電圧ＶＨが電圧指令値よりも高く、かつ、上限電圧よりも低いと判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、制御装置３０は、昇圧コンバータ１０を介して蓄電装置Ｂへ回生される電力を制限するように昇圧コンバータ１０を制御する（ステップＳ５０）。 If it is determined in step S40 that voltage VH is higher than the voltage command value and lower than the upper limit voltage (YES in step S40), control device 30 is regenerated to power storage device B via boost converter 10. Boost converter 10 is controlled so as to limit the power to be generated (step S50).

一方、ステップＳ４０において、電圧ＶＨが電圧指令値以下であると判定され、または、電圧ＶＨが上限電圧以上であると判定されると（ステップＳ４０においてＮＯ）、制御装置３０は、電圧ＶＨが電圧指令値になるように昇圧コンバータ１０を制御する通常の制御を実行する（ステップＳ６０）。すなわち、電圧ＶＨが電圧指令値以下のときは、電圧ＶＨを電圧指令値まで昇圧する必要があり、電圧ＶＨが上限電圧以上のときは、部品保護の観点から電圧ＶＨを直ちに下げる必要があるので、ステップＳ５０の処理を実行することなく、電圧指令値に電圧ＶＨを一致させる通常制御が実行される。 On the other hand, when it is determined in step S40 that voltage VH is equal to or lower than the voltage command value or voltage VH is determined to be equal to or higher than the upper limit voltage (NO in step S40), control device 30 determines that voltage VH is voltage Normal control for controlling boost converter 10 so as to become the command value is executed (step S60). That is, when the voltage VH is equal to or lower than the voltage command value, the voltage VH needs to be boosted to the voltage command value. When the voltage VH is equal to or higher than the upper limit voltage, it is necessary to immediately decrease the voltage VH from the viewpoint of component protection. The normal control for matching the voltage VH to the voltage command value is executed without executing the process of step S50.

図３は、図１に示した制御装置３０の、昇圧コンバータ１０の制御に関する部分の機能ブロック図である。図３を参照して、制御装置３０は、電圧指令値生成部１０２と、減算部１０４，１０８と、電圧制御演算部１０６と、電流制御演算部１１０と、駆動信号生成部１１２とを含む。また、制御装置３０は、キャリア生成部１１４と、サンプル／ホールド（以下「Ｓ／Ｈ」と称する。）回路１１６と、電流指令値制限部１１８と、スイッチ１２０とをさらに含む。 FIG. 3 is a functional block diagram of a portion related to control of boost converter 10 in control device 30 shown in FIG. Referring to FIG. 3, control device 30 includes a voltage command value generation unit 102, subtraction units 104 and 108, a voltage control calculation unit 106, a current control calculation unit 110, and a drive signal generation unit 112. Control device 30 further includes a carrier generation unit 114, a sample / hold (hereinafter referred to as “S / H”) circuit 116, a current command value limiting unit 118, and a switch 120.

電圧指令値生成部１０２は、インバータ２０の入力電圧（昇圧コンバータ１０の出力電圧）である電圧ＶＨの目標値を示す電圧指令値を生成する。たとえば、電圧指令値生成部１０２は、モータジェネレータＭＧのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて電圧指令値を生成する。 Voltage command value generation unit 102 generates a voltage command value indicating a target value of voltage VH that is an input voltage of inverter 20 (an output voltage of boost converter 10). For example, voltage command value generation unit 102 generates a voltage command value based on torque command value TR of motor generator MG and motor rotational speed MRN.

また、電圧指令値生成部１０２は、電圧センサ５６から受ける電圧ＶＨの検出値を電圧指令値および予め定められた上限電圧と比較し、その比較結果に基づいてスイッチ１２０を制御する。スイッチ１２０および上記の比較結果に基づくスイッチ１２０の制御については、後ほど説明する。 Voltage command value generation unit 102 compares the detected value of voltage VH received from voltage sensor 56 with the voltage command value and a predetermined upper limit voltage, and controls switch 120 based on the comparison result. The control of the switch 120 and the switch 120 based on the above comparison result will be described later.

減算部１０４は、電圧センサ５６から受ける電圧ＶＨの検出値を電圧指令値から減算し、その演算結果を電圧制御演算部１０６へ出力する。電圧制御演算部１０６は、電圧指令値から電圧ＶＨの検出値を減算した値を減算部１０４から受け、電圧ＶＨを電圧指令値に調整するための制御演算（たとえば比例積分制御）を実行する。そして、電圧制御演算部１０６は、算出された制御量を電流指令値として出力する。 Subtraction unit 104 subtracts the detected value of voltage VH received from voltage sensor 56 from the voltage command value, and outputs the calculation result to voltage control calculation unit 106. The voltage control calculation unit 106 receives a value obtained by subtracting the detected value of the voltage VH from the voltage command value from the subtraction unit 104, and executes a control calculation (for example, proportional integration control) for adjusting the voltage VH to the voltage command value. Then, the voltage control calculation unit 106 outputs the calculated control amount as a current command value.

電流指令値制限部１１８は、電圧制御演算部１０６から電流指令値を受ける。また、電流指令値制限部１１８は、電圧指令値生成部１０２によって生成された電圧指令値を受け、電圧センサ５６から電圧ＶＨの検出値を受ける。そして、電流指令値制限部１１８は、昇圧コンバータ１０を介して蓄電装置Ｂへ回生される電力を制限するように、電圧制御演算部１０６から出力される電流指令値を補正する。 Current command value limiting unit 118 receives a current command value from voltage control calculation unit 106. Current command value limiting unit 118 receives the voltage command value generated by voltage command value generation unit 102 and receives the detected value of voltage VH from voltage sensor 56. Current command value limiting unit 118 corrects the current command value output from voltage control calculation unit 106 so as to limit the power regenerated to power storage device B via boost converter 10.

図４は、図３に示した電流指令値制限部１１８による電流指令値の補正例を説明するための図である。図４を参照して、横軸は、電流指令値制限部１１８への入力値を示し、縦軸は、電流指令値制限部１１８からの出力値を示す。第１象限は、入力値すなわち電流指令値が正であり、電力力行に対応する。第３象限は、入力値すなわち電流指令値が負であり、電力回生すなわち昇圧コンバータ１０を介して蓄電装置Ｂへ電力が回生される場合に対応する。 FIG. 4 is a diagram for explaining a correction example of the current command value by the current command value limiting unit 118 shown in FIG. Referring to FIG. 4, the horizontal axis indicates the input value to current command value limiting unit 118, and the vertical axis indicates the output value from current command value limiting unit 118. In the first quadrant, the input value, that is, the current command value is positive, and corresponds to power running. The third quadrant corresponds to a case where the input value, that is, the current command value is negative, and the power is regenerated, that is, the power is regenerated to the power storage device B via the boost converter 10.

図４に示されるように、電流指令値制限部１１８は、入力値が負のとき、電流指令値が予め定められた値ＩＲ０（負の小さな値）を下回らないように電流指令値を補正する。これにより、昇圧コンバータ１０を介して蓄電装置Ｂへ回生される電力がＩＲ０に制限される。 As shown in FIG. 4, when the input value is negative, the current command value limiter 118 corrects the current command value so that the current command value does not fall below a predetermined value IR0 (small negative value). . Thereby, the electric power regenerated to power storage device B through boost converter 10 is limited to IR0.

再び図３を参照して、スイッチ１２０は、電圧制御演算部１０６からの出力と、電流指令値制限部１１８からの出力とを受ける。そして、スイッチ１２０は、電圧指令値生成部１０２から受ける切替指令に基づいて、電圧制御演算部１０６からの出力および電流指令値制限部１１８からの出力のいずれかを選択して減算部１０８へ出力する。 Referring to FIG. 3 again, switch 120 receives the output from voltage control calculation unit 106 and the output from current command value limiting unit 118. Then, switch 120 selects either the output from voltage control calculation unit 106 or the output from current command value limiting unit 118 based on the switching command received from voltage command value generation unit 102 and outputs the selected output to subtraction unit 108. To do.

具体的には、電圧指令値生成部１０２において、電圧ＶＨが、電圧指令値よりも高く、かつ、予め定められた上限電圧よりも低いと判定されると、スイッチ１２０は、電圧指令値生成部１０２からの切替指令に基づいて、電流指令値制限部１１８からの出力を選択して減算部１０８へ出力する。一方、電圧指令値生成部１０２において、電圧ＶＨが電圧指令値以下または上限電圧以上であると判定されると、スイッチ１２０は、電圧指令値生成部１０２からの切替指令に基づいて、電圧制御演算部１０６からの出力を選択して減算部１０８へ出力する。すなわち、電圧ＶＨが、電圧指令値よりも高く、かつ、予め定められた上限電圧よりも低いと判定されたとき、電流指令値制限部１１８によって電流指令値が補正されることとなる。 Specifically, when the voltage command value generation unit 102 determines that the voltage VH is higher than the voltage command value and lower than a predetermined upper limit voltage, the switch 120 generates a voltage command value generation unit. Based on the switching command from 102, the output from the current command value limiting unit 118 is selected and output to the subtracting unit 108. On the other hand, when the voltage command value generation unit 102 determines that the voltage VH is equal to or lower than the voltage command value or higher than the upper limit voltage, the switch 120 performs voltage control calculation based on the switching command from the voltage command value generation unit 102. The output from the unit 106 is selected and output to the subtracting unit 108. That is, when it is determined that the voltage VH is higher than the voltage command value and lower than a predetermined upper limit voltage, the current command value limiter 118 corrects the current command value.

一方、キャリア生成部１１４は、後述の駆動信号生成部１１２においてＰＷＭ信号を生成するための、三角波から成るキャリア信号を生成し、その生成したキャリア信号を駆動信号生成部１１２およびＳ／Ｈ回路１１６へ出力する。Ｓ／Ｈ回路１１６は、たとえば、キャリア生成部１１４から受けるキャリア信号の山および谷のタイミングで電流ＩＬのサンプリングを実施する。 On the other hand, the carrier generation unit 114 generates a carrier signal composed of a triangular wave for generating a PWM signal in the drive signal generation unit 112 described later, and the generated carrier signal is used as the drive signal generation unit 112 and the S / H circuit 116. Output to. For example, the S / H circuit 116 samples the current IL at the timing of the peak and valley of the carrier signal received from the carrier generation unit 114.

減算部１０８は、スイッチ１２０から出力される電流指令値ＩＲから、Ｓ／Ｈ回路１１６によってサンプリング／ホールドされた電流ＩＬの検出値を減算し、その演算結果を電流制御演算部１１０へ出力する。電流制御演算部１１０は、電流指令値から電流ＩＬの検出値を減算した値を減算部１０８から受け、電流ＩＬを電流指令値に調整するための制御演算（たとえば比例積分制御）を実行する。なお、電流制御演算部１１０の演算周期は、電圧制御演算部１０６の演算周期よりも短く設定される。そして、電流制御演算部１１０は、算出された制御量をデューティー指令値ｄとして駆動信号生成部１１２へ出力する。 The subtractor 108 subtracts the detected value of the current IL sampled / held by the S / H circuit 116 from the current command value IR output from the switch 120 and outputs the calculation result to the current control calculator 110. Current control calculation unit 110 receives a value obtained by subtracting the detected value of current IL from the current command value from subtraction unit 108, and executes a control calculation (for example, proportional-integral control) for adjusting current IL to the current command value. Note that the calculation cycle of the current control calculation unit 110 is set shorter than the calculation cycle of the voltage control calculation unit 106. Then, the current control calculation unit 110 outputs the calculated control amount to the drive signal generation unit 112 as the duty command value d.

駆動信号生成部１１２は、電流制御演算部１１０から受けるデューティー指令値ｄを、キャリア生成部１１４から受けるキャリア信号と大小比較し、その比較結果に応じて論理状態が変化する信号ＰＷＣを生成する。そして、駆動信号生成部１１２は、その生成された信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２へ出力する。 The drive signal generation unit 112 compares the duty command value d received from the current control calculation unit 110 with the carrier signal received from the carrier generation unit 114, and generates a signal PWC whose logic state changes according to the comparison result. Then, drive signal generation unit 112 outputs the generated signal PWC to switching elements Q1 and Q2 of boost converter 10.

この制御装置３０においては、電圧ＶＨを電圧指令値に調整するための制御演算が電圧制御演算部１０６により実行される（電圧制御）。電圧制御演算部１０６の制御出力は、電流ＩＬの電流指令値として用いられる。ここで、電圧ＶＨが、電圧指令値よりも高く、かつ、予め定められた上限電圧よりも低いときは、昇圧コンバータ１０を介して蓄電装置Ｂへ回生される電力を制限するように電流指令値が補正される。 In the control device 30, a control calculation for adjusting the voltage VH to the voltage command value is executed by the voltage control calculation unit 106 (voltage control). The control output of the voltage control calculation unit 106 is used as a current command value for the current IL. Here, when voltage VH is higher than the voltage command value and lower than a predetermined upper limit voltage, current command value is set so as to limit the power regenerated to power storage device B via boost converter 10. Is corrected.

そして、スイッチ１２０から出力される電流指令値に電流ＩＬを調整するための制御演算が電流制御演算部１１０により実行される（電流制御）。これにより、電圧指令値に対する電圧ＶＨの偏差が発生すると、その偏差をなくすように電流指令値が修正され、電流ＩＬが電流指令値になるように電流制御が実行される。 Then, a control calculation for adjusting the current IL to the current command value output from the switch 120 is executed by the current control calculation unit 110 (current control). Thus, when a deviation of the voltage VH from the voltage command value occurs, the current command value is corrected so as to eliminate the deviation, and current control is executed so that the current IL becomes the current command value.

なお、電流指令値制限部１１８およびスイッチ１２０は、電圧ＶＨが電圧指令値よりも高く、かつ、予め定められた上限電圧よりも低いときに、昇圧コンバータ１０を介して蓄電装置Ｂへ回生される電力を制限する回生電力制限部１２２を形成する。 Current command value limiting unit 118 and switch 120 are regenerated to power storage device B via boost converter 10 when voltage VH is higher than the voltage command value and lower than a predetermined upper limit voltage. A regenerative power limiting unit 122 that limits power is formed.

以上のように、この実施の形態においては、システム電圧ＶＨがその目標値である電圧指令値よりも高いけれども予め定められた上限電圧（たとえばコンバータの耐電圧）よりも低いとき、昇圧コンバータ１０を介して蓄電装置Ｂへ回生される電力が制限されるので、昇圧コンバータ１０および蓄電装置Ｂの通電量が減少する。したがって、この実施の形態によれば、昇圧コンバータ１０および蓄電装置Ｂにおける電力損失が低減され、システムの全体効率が向上する。また、平滑コンデンサＣに蓄えられたエネルギーを用いて、モータジェネレータＭＧの次の力行動作（次の加速や発進等）に迅速に対応することが可能となる。 As described above, in this embodiment, when system voltage VH is higher than the target voltage command value but lower than a predetermined upper limit voltage (for example, withstand voltage of the converter), boost converter 10 is Since the electric power regenerated to power storage device B is limited, the energization amounts of boost converter 10 and power storage device B are reduced. Therefore, according to this embodiment, power loss in boost converter 10 and power storage device B is reduced, and the overall efficiency of the system is improved. Further, it is possible to quickly respond to the next powering operation (next acceleration, start, etc.) of motor generator MG using the energy stored in smoothing capacitor C.

［変形例］
上記においては、システム電圧ＶＨが電圧指令値よりも高く、かつ、予め定められた上限電圧よりも低いとき、昇圧コンバータ１０を介して蓄電装置Ｂへ回生される電力を制限するものとしたが、上記条件のときは、昇圧コンバータ１０を介しての蓄電装置Ｂへの電力回生を停止してもよい。 [Modification]
In the above, when system voltage VH is higher than the voltage command value and lower than a predetermined upper limit voltage, the power regenerated to power storage device B via boost converter 10 is limited. Under the above conditions, power regeneration to the power storage device B via the boost converter 10 may be stopped.

この変形例における電動機駆動システムの全体構成は、図１に示した電動機駆動システム１００と同じである。 The overall configuration of the motor drive system in this modification is the same as that of the motor drive system 100 shown in FIG.

図５は、この変形例における制御装置３０により実行される制御のうち、本発明の特徴部分に関する部分の制御フローを示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される一連の処理も、一定時間毎または所定の条件が成立する毎に実行される。 FIG. 5 is a flowchart showing a control flow of a part related to the characteristic part of the present invention in the control executed by the control device 30 in this modification. Note that a series of processes shown in this flowchart is also executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied.

図５を参照して、このフローチャートは、図２に示したフローチャートにおいて、ステップＳ５０に代えてステップＳ５５を含む。すなわち、ステップＳ４０において、電圧ＶＨが電圧指令値よりも高く、かつ、予め定められた上限電圧よりも低いと判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、制御装置３０は、昇圧コンバータ１０を介しての蓄電装置Ｂへの電力回生を停止するように昇圧コンバータ１０を制御する（ステップＳ５５）。たとえば、制御装置３０は、昇圧コンバータ１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をいずれもオフ状態に制御する。これにより、昇圧コンバータ１０を介して蓄電装置Ｂへ電力が回生されなくなるので、昇圧コンバータ１０および蓄電装置Ｂの通電量が減少する。 Referring to FIG. 5, this flowchart includes step S55 instead of step S50 in the flowchart shown in FIG. That is, when it is determined in step S40 that voltage VH is higher than the voltage command value and lower than a predetermined upper limit voltage (YES in step S40), control device 30 passes boost converter 10 through. Boost converter 10 is controlled to stop power regeneration to power storage device B (step S55). For example, control device 30 controls switching elements Q1, Q2 of boost converter 10 to be in an off state. As a result, power is not regenerated to power storage device B via boost converter 10, and the energization amount of boost converter 10 and power storage device B is reduced.

図６は、この変形例における電圧ＶＨおよび蓄電装置Ｂの入出力電流ＩＢ（リアクトル電流ＩＬ）の波形図である。なお、この図６では、比較のため、制御装置３０による上記の電力回生停止処理を実行しない従来制御における電圧ＶＨおよび電流ＩＢ（ＩＬ）の波形も併せて示される。 FIG. 6 is a waveform diagram of voltage VH and input / output current IB (reactor current IL) of power storage device B in this modification. In FIG. 6, for comparison, the waveforms of voltage VH and current IB (IL) in conventional control in which the above-described power regeneration stop process by control device 30 is not executed are also shown.

図６を参照して、時刻ｔ１において、運転者によりアクセルペダルが踏込まれ、モータジェネレータＭＧのトルク指令値（力行）が発生したものとする。そうすると、電圧指令値（図示せず、以下同じ。）が増加し、それに応じて蓄電装置Ｂから電流ＩＢが出力され、電圧ＶＨが増加する。 Referring to FIG. 6, it is assumed that at time t1, the accelerator pedal is depressed by the driver, and a torque command value (power running) of motor generator MG is generated. Then, the voltage command value (not shown, the same applies hereinafter) increases, and current IB is output from power storage device B accordingly, and voltage VH increases.

時刻ｔ２において、アクセルペダルが戻されると、モータジェネレータＭＧのトルク指令値が減少するので、電圧指令値は低下する。そうすると、従来制御であれば、昇圧コンバータ１０を介しての蓄電装置Ｂへの電力回生が行なわれ、負の電流ＩＢ（充電電流）が流れるとともに電圧ＶＨが低下する。一方、この実施の形態においては、昇圧コンバータ１０を介して蓄電装置Ｂへ電力が回生されないので、負の電流ＩＢ（充電電流）は発生せず、電圧ＶＨもほとんど低下しない（若干の低下は自然放電による。）。 When the accelerator pedal is returned at time t2, the torque command value of motor generator MG decreases, so that the voltage command value decreases. Then, in the case of conventional control, power regeneration to power storage device B is performed via boost converter 10, negative current IB (charging current) flows and voltage VH decreases. On the other hand, in this embodiment, no power is regenerated to power storage device B through boost converter 10, so negative current IB (charging current) does not occur and voltage VH hardly decreases (slight decrease is natural). Due to electric discharge).

その後、時刻ｔ３において、運転者によりアクセルペダルが再び踏込まれ、モータジェネレータＭＧのトルク指令値（力行）が発生したものとする。そうすると、電圧指令値が増加し、従来制御であれば、電圧指令値の増加に応じて蓄電装置Ｂから電流ＩＢが出力され、電圧ＶＨが増加する。一方、この実施の形態においては、電圧ＶＨが低下していないので、蓄電装置Ｂからの電流ＩＢの出力が抑制される。 Thereafter, it is assumed that at time t3, the accelerator pedal is depressed again by the driver, and a torque command value (power running) of motor generator MG is generated. Then, the voltage command value increases, and in the case of conventional control, current IB is output from power storage device B according to the increase in voltage command value, and voltage VH increases. On the other hand, in this embodiment, since voltage VH is not lowered, output of current IB from power storage device B is suppressed.

すなわち、この変形例によれば、本発明の電流ＩＢの波形図における斜線部分の電流移動が回避される。その結果、昇圧コンバータ１０および蓄電装置Ｂの通電量が減少することによりシステムの全体効率が向上する。 That is, according to this modification, current movement in the shaded portion in the waveform diagram of the current IB of the present invention is avoided. As a result, the energization amount of boost converter 10 and power storage device B is reduced, so that the overall efficiency of the system is improved.

なお、上記の実施の形態およびその変形例において、電動機駆動システム１００が搭載される車両は、モータジェネレータＭＧを唯一の走行用動力源とする電気自動車であってもよいし、走行用動力源としてエンジンをさらに搭載したハイブリッド自動車であってもよく、さらには、蓄電装置Ｂに加えて燃料電池をさらに搭載した燃料電池自動車であってもよい。 In the above-described embodiment and its modifications, the vehicle on which the electric motor drive system 100 is mounted may be an electric vehicle using the motor generator MG as the only driving power source, or as a driving power source. The vehicle may be a hybrid vehicle further equipped with an engine, or may be a fuel cell vehicle further equipped with a fuel cell in addition to the power storage device B.

なお、上記において、モータジェネレータＭＧは、この発明における「電動機」の一実施例に対応し、インバータ２０は、この発明における「駆動装置」の一実施例に対応する。また、昇圧コンバータ１０は、この発明における「コンバータ」の一実施例に対応し、平滑コンデンサＣは、この発明における「コンデンサ」の一実施例に対応する。さらに、電圧センサ５６は、この発明における「電圧センサ」の一実施例に対応する。 In the above, motor generator MG corresponds to an embodiment of “electric motor” in the present invention, and inverter 20 corresponds to an embodiment of “drive device” in the present invention. Boost converter 10 corresponds to an embodiment of “converter” in the present invention, and smoothing capacitor C corresponds to an embodiment of “capacitor” in the present invention. Further, voltage sensor 56 corresponds to an example of “voltage sensor” in the present invention.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

１０昇圧コンバータ、２０インバータ、２２Ｕ相アーム、２４Ｖ相アーム、２６Ｗ相アーム、３０制御装置、５２，５６電圧センサ、５４，５８，６０電流センサ、６２回転角センサ、１００電動機駆動システム、１０２電圧指令値生成部、１０４，１０８減算部、１０６電圧制御演算部、１１０電流制御演算部、１１２駆動信号生成部、１１４キャリア生成部、１１６サンプル／ホールド回路、１１８電流指令値制限部、１２０スイッチ、１２２回生電力制限部、Ｂ蓄電装置、ＰＬ１，ＰＬ２正極線、ＮＬ負極線、Ｌリアクトル、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６スイッチング素子、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１１〜Ｄ１６ダイオード、Ｃ平滑コンデンサ、ＭＧモータジェネレータ。 10 boost converter, 20 inverter, 22 U-phase arm, 24 V-phase arm, 26 W-phase arm, 30 control device, 52, 56 voltage sensor, 54, 58, 60 current sensor, 62 rotation angle sensor, 100 motor drive system, 102 voltage command value generation unit, 104, 108 subtraction unit, 106 voltage control calculation unit, 110 current control calculation unit, 112 drive signal generation unit, 114 carrier generation unit, 116 sample / hold circuit, 118 current command value limit unit, 120 Switch, 122 regenerative power limiting unit, B power storage device, PL1, PL2 positive line, NL negative line, L reactor, Q1, Q2, Q11 to Q16 switching element, D1, D2, D11 to D16 diode, C smoothing capacitor, MG motor generator.

Claims

A chargeable / dischargeable power storage device;
A driving device for driving the electric motor in a power running mode or a regeneration mode;
A converter provided between the drive device and the power storage device, and configured to be capable of boosting the input voltage of the drive device to a voltage higher than the voltage of the power storage device;
A capacitor provided between the converter and the driving device, and connected in parallel to the converter and the driving device;
A voltage sensor for detecting an input voltage of the driving device;
A control device for controlling the converter so that an input voltage of the driving device becomes a target voltage;
The control device limits the power regenerated to the power storage device via the converter when a detection voltage by the voltage sensor is higher than the target voltage and lower than a predetermined upper limit voltage. An electric motor drive system for controlling the converter.

The control device is configured to stop regeneration of electric power to the power storage device via the converter when a detection voltage by the voltage sensor is higher than the target voltage and lower than the upper limit voltage. The electric motor drive system according to claim 1, wherein the electric motor drive system controls the converter.

The electric motor drive system according to claim 1, wherein the control device sets the target voltage based on a torque and a rotational speed of the electric motor.

The electric motor drive system according to any one of claims 1 to 3, wherein the upper limit voltage is determined based on a withstand voltage of the converter.

An electric vehicle comprising the electric motor drive system according to any one of claims 1 to 4.