JP5310160B2 - Vehicle drive control apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は、モータで車両の駆動力を制御する技術に関する。 The present invention relates to a technique for controlling driving force of a vehicle with a motor.
特許文献1では、モータで車両の駆動力を制御する技術を開示している。特許文献1では、駆動力を発生させるモータと駆動輪との間にクラッチを備えている。
しかし、モータと駆動輪との間に変速機を設けて、モータと駆動輪との間のクラッチを解放して変速機を変速動作させるような場合、変速機の変速動作中、すなわちクラッチの解放状態にある間、モータの駆動力が駆動輪に伝達されなくなる。このような場合、空走感が生じる。
本発明の課題は、クラッチを解放してから締結するまでの時間を短縮することである。
However, when a transmission is provided between the motor and the driving wheel and the clutch between the motor and the driving wheel is released to shift the transmission, the shifting operation of the transmission, that is, the release of the clutch is performed. During this state, the driving force of the motor is not transmitted to the driving wheels. In such a case, a feeling of free running occurs.
The subject of this invention is shortening the time after releasing a clutch until it fastens.
前記課題を解決するために、本発明は、車輪と変速機との間に設けたクラッチが、変速機が変速動作を開始するとき、解放状態になり、前記変速機が変速動作を終了したとき、締結状態になる。
また、本発明は、変速機を介して車輪を駆動するモータが、クラッチの断続状態に応じた回転数の制御がなされる。
そして、本発明は、変速機の変速動作の終了に応じてクラッチが締結状態になる前にコンバータの駆動信号のキャリア周波数を増加させる。
In order to solve the above problems, the present invention provides a clutch provided between a wheel and a transmission that is in a disengaged state when the transmission starts a shift operation, and the transmission completes the shift operation. It will be in a fastening state.
Further, according to the present invention, the number of revolutions of the motor that drives the wheels via the transmission is controlled in accordance with the state of clutch engagement.
And this invention increases the carrier frequency of the drive signal of a converter, before a clutch will be in a fastening state according to completion | finish of the transmission operation of a transmission.
本発明によれば、コンバータの駆動信号のキャリア周波数を増加させたことで、コンバータの出力電圧及びコンバータのリアクトル電流のリップルを抑制することができる。
これにより、モータの回転数制御の応答性を向上させることができる。
この結果、クラッチが締結状態になるときのモータの締結時回転数の制御の応答性を向上させることができ、クラッチを解放してから締結するまでの時間を短縮できる。
According to the present invention, the ripple of the converter output voltage and the converter reactor current can be suppressed by increasing the carrier frequency of the converter drive signal.
Thereby, the responsiveness of the rotational speed control of the motor can be improved.
As a result, it is possible to improve the responsiveness of the control of the rotational speed when the motor is engaged when the clutch is in the engaged state, and it is possible to shorten the time from the release of the clutch to the engagement.
(構成)
本実施形態は、本発明を適用した車両用駆動制御装置である。
図1は、本実施形態の車両用駆動制御装置を示す。図2は、車両用駆動制御装置のモータ駆動制御に関するパワーエレクトロニクス部の構成を示す。図1及び図2に示すように、車両用駆動制御装置は、エンジン1、発電機(第1モータジェネレータ、M1)2、発電機用インバータ3、モータ(第2モータジェネレータ、M2)4、モータ用インバータ5、高電圧バッテリ(以下、単にバッテリという。)6、コンバータ7、クラッチ8、変速機9及びECU(ElectronicControl Unit)20を有する。
(Constitution)
The present embodiment is a vehicle drive control device to which the present invention is applied.
FIG. 1 shows a vehicle drive control device of the present embodiment. FIG. 2 shows a configuration of a power electronics unit related to motor drive control of the vehicle drive control device. As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle drive control device includes an
エンジン1は、運転者のアクセル操作に従って駆動力を発生し、その駆動力によって前輪31及び発電機2を回転駆動する。ECU20が、このようなエンジン1の駆動を制御している。
発電機2は、エンジン1によってロータが回転駆動されて、その回転速度と界磁の磁束とに応じた電力を発生する。ECU20が、このような発電機2の駆動を制御している。例えば、発電機2は、ECU20によって調整される界磁電流Ifgに応じてエンジン2に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた発電をする。回転数Ngと界磁電流Ifgとの大きさにより、発電機7の発電電力の大きさを決定する。
The
In the
発電機用インバータ3は、発電機2の出力を整流して安定した出力波形の電圧を出力する。発電機用インバータ3は、コンバータ7に出力する。
コンバータ7は、交流を直流に変換して、電力をバッテリ6に供給する。また、コンバータ7は、バッテリ6の電力を昇圧してモータ用インバータ5に出力する。ECU20が、このようなコンバータ7の処理を制御している。具体的には、ECU20は、駆動信号(パルス信号)によりコンバータ7の駆動を制御している。
The
Converter 7 converts alternating current into direct current and supplies power to
このコンバータ7は、例えば、双方向の昇圧/降圧コンバータである。制御方式としては、電圧F/B制御及びF/F補償(電圧F/B制御+F/F補償)を行うものがある。また、電圧F/B制御及びF/F補償に、電流F/B制御及びF/F補償(電流F/B制御+F/F補償)を行うものを加えたものがある。また、バッテリ6は、例えば、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリ又は鉛酸バッテリである。
This
図2に示すように、コンバータ7は、リアクトル(巻線)7a及びパワー素子7bを有することで変換処理を行う。この場合、ECU20は、パワー素子7bを駆動信号により駆動する。パワー素子7bは、例えば、IGBT、MOSFET又はトランジスタである。
モータ用インバータ5は、入力される電力によりモータ4を駆動する。具体的には、モータ用インバータ5は、ECU20から出力されるモータ駆動信号に従って、発電機2又はバッテリ6から出力される電力をモータ4に供給する。例えば、モータ用インバータ5は、6個のスイッチング素子(MOSFET)を有する。この場合、6個のスイッチング素子は、モータ4の電機子コイルの三相に対応して3組の上下アームのスイッチング素子に分けられ、その3組の各スイッチング素子をそれぞれスイッチング制御することで3相交流をモータ4に供給する。ECU20からの指令によってそのスイッチング制御を行う。
As illustrated in FIG. 2, the
The
モータ4の駆動軸は、クラッチ8及び変速機9を介して後輪32に接続可能になっている。これにより、モータ4は、モータ用インバータ5によって駆動されて駆動力を発生し、その駆動力によってクラッチ8及び変速機9を介して後輪32を回転駆動する。
また、モータ4は、クラッチ8の断続状態に応じて回転数制御されるようになっている。具体的には、モータ4は、クラッチ8の解放時に、所定の回転数になるように回転数制御がなされるようになっている。また、モータ4は、クラッチ8の締結時にも、所定の回転数になるように回転数制御がなされるようになっている。例えば、クラッチ8の締結時に、クラッチ8の回転数に応じて回転数制御がなされるようになっている。
The drive shaft of the motor 4 can be connected to the
Further, the rotation speed of the motor 4 is controlled according to the intermittent state of the
ECU20が、このようなモータ4の駆動を制御している。モータの制御方式は、ベクトル制御である。このとき、PWM制御(キャリア可変あり)、過変調制御又は矩形波制御でモータ4を制御する。
変速機9は、モータ4の駆動力(モータ回転数)を変速して、その駆動力を後輪32に伝達する。この変速機9とモータ4との間に、クラッチ8を設けている。クラッチ8は、変速機9とモータ4とを断続する。すなわち、クラッチ8は、その締結状態により、変速機9への駆動力が伝達可能な状態と伝達不可能な状態とを切り換える。クラッチ8は、例えば、湿式多板クラッチ又はドッグクラッチである。
The ECU 20 controls the driving of the motor 4 as described above. The motor control method is vector control. At this time, the motor 4 is controlled by PWM control (with variable carrier), overmodulation control, or rectangular wave control.
The
図3は、クラッチ8をドッグクラッチとして構成した場合の締結状態に応じた車両状態を示す。また、変速機9の段数を2段としている。図3(a)と(b)との違いとして示すように、ドッグクラッチ8の断続により、モータ4の駆動力(モータ回転数)を変速して、その駆動力を後輪32に伝達する。これにより、車両出力、すなわち車両駆動力Vが変化する。
FIG. 3 shows a vehicle state corresponding to the engaged state when the
ECU20は、車両用駆動制御装置全体の制御を行う。そのため、例えば、図2に示すように、ECU20は、コンバータ7を制御するためのコンバータ制御部(CONV制御部)21、発電機2の駆動を制御(発電電力を制御)するための発電機制御部(MG1制御部)22、及びモータ4の駆動を制御するためのモータ制御部(MG2制御部)23を有する。
The
図4は、ECU20による、クラッチ締結制御時のコンバータ7のパワー素子7bの駆動信号の補正処理を示す。この補正処理では、駆動信号(パルス信号)のキャリア周波数を補正している。
図4に示すように、先ずステップS1において、ECU20は、クラッチ8がON状態(締結状態)か否かを判定する。ECU20は、クラッチ8がON状態の場合、ステップS2に進む。また、ECU20は、クラッチ8がOFF状態(解放状態)の場合、ステップS6に進む。
FIG. 4 shows a process for correcting the drive signal of the
As shown in FIG. 4, first, in step S1, the
ステップS2では、ECU20は、クラッチ解放条件が成立したか否かを判定する。すなわち、ECU20は、変速機9の変速タイミングか否かを判定する。本実施形態では、ECU20が、変速指令を出力して、変速機9の変速動作を開始させている。このようなことから、ECU20は、変速機9への変速指令を出力したときを変速タイミングと判定する。
ECU20は、クラッチ解放条件が成立した場合、すなわち、変速機9の変速タイミングとなった場合、ステップS3に進む。また、ECU20は、クラッチ解放条件が成立していない場合、該図4に示す処理を終了する(前記ステップS1の処理から再び開始する)。
In step S2, the
When the clutch release condition is satisfied, that is, when the shift timing of the
ステップS3では、ECU20は、パワー素子7bの駆動信号のキャリア周波数を補正する。具体的には、ECU20は、パワー素子7bの駆動信号のキャリア周波数を増加させる補正を行う。すなわち、ECU20は、変速機9の変速動作中のパワー素子7bの駆動信号のキャリア周波数を、変速機9が変速動作していないときよりも大きくする。又は、ECU20は、クラッチ8の解放中のパワー素子7bの駆動信号のキャリア周波数を、クラッチ8を締結しているときよりも大きくする。
In step S3, the
続いてステップS4において、ECU20は、前記ステップS3のキャリア周波数を補正済み(増加させる補正が完了した)か否か判定する。ECU20は、キャリア周波数を補正済みの場合、ステップS5に進む。また、ECU20は、そうでない場合、すなわち、キャリア周波数を補正中の場合、ステップS5をスキップして、該図4に示す処理を終了する(前記ステップS1の処理から再び開始する)。
Subsequently, in step S4, the
ステップS5では、ECU20は、クラッチ8をOFFする制御を開始する。すなわち、ECU20は、前記ステップS2でのクラッチ解放条件成立の判定結果に対応して、クラッチ8をOFFする制御を開始する。そして、ECU20は、該図4に示す処理を終了する(前記ステップS1の処理から再び開始する)。
このステップS5の処理を実施した結果、ECU20は、前記ステップS1にて、クラッチ8がOFF状態であると判定するようになる。
In step S5, the
As a result of performing the processing of step S5, the
クラッチ8がOFF状態であると判定して進むステップS6では、ECU20は、クラッチ締結条件が成立したか否かを判定する。すなわち、ECU20は、変速機9の変速動作が終了(完了)したか否かを判定する。ECU20は、クラッチ締結条件が成立した場合、ステップS7に進む。また、ECU20は、クラッチ締結条件が成立していない場合、すなわち、クラッチ8のOFF状態を維持する場合、該図4に示す処理を終了する(前記ステップS1の処理から再び開始する)。
In step S6 which proceeds after determining that the
ステップS7では、ECU20は、クラッチ8をONする制御を開始する。すなわち、ECU20は、前記ステップS6でのクラッチ締結条件成立の判定結果に対応して、クラッチ8をONする制御を開始する。そして、ECU20は、該図4に示す処理を終了する(前記ステップS1の処理から再び開始する)。
ステップS8では、ECU20は、パワー素子7bの駆動信号のキャリア周波数を補正する。具体的には、ECU20は、パワー素子7bの駆動信号のキャリア周波数を減少させて、元の周波数に復帰させる。そして、ECU20は、該図4に示す処理を終了する(前記ステップS1の処理から再び開始する)。
In step S7, the
In step S8, the
ステップS9では、ECU20は、コンバータ温度に応じてパワー素子7bの駆動信号のキャリア周波数を補正する。ここでは、ECU20は、前記ステップS3で増加させる補正をしたキャリア周波数(キャリア数周波数目標値fc*)を補正する。
図5は、その補正をするための構成である。図5に示すように、ECU20は、リアクトル温度検出部41、パワー素子温度検出部42、冷却水温度検出部43、第1〜第3キャリア周波数補正係数算出部44〜46、第1及び第2セレクトロー部47,48及び乗算部49を有する。なお、ECU20とは別に車両用駆動制御装置がこれら構成を有することもできる。
In step S9, ECU20 correct | amends the carrier frequency of the drive signal of the
FIG. 5 shows a configuration for performing the correction. As shown in FIG. 5, the
リアクトル温度検出部41は、リアクトル7aの温度を検出する。例えば、リアクトル温度検出部41は、センサ等でリアクトル7aから直接温度を検出したり、コンバータ7の駆動信号等からリアクトル7aの温度を予測検出したりする。リアクトル温度検出部41は、検出したリアクトル7aの温度を、第1キャリア周波数補正係数算出部44に出力する。
パワー素子温度検出部42は、パワー素子7bの温度を検出する。例えば、パワー素子温度検出部42は、センサ等でパワー素子7bから直接温度を検出したり、コンバータ7の駆動信号等からパワー素子7bの温度を予測検出したりする。パワー素子温度検出部42は、検出したパワー素子7bの温度を、第2キャリア周波数補正係数算出部45に出力する。
The power
冷却水温度検出部43は、コンバータ7の冷却水の温度を検出する。例えば、冷却水温度検出部43は、センサ等で冷却水の温度を検出する。冷却水温度検出部43は、検出した冷却水温度を、第3キャリア周波数補正係数算出部46に出力する。
第1キャリア周波数補正係数算出部44は、リアクトル7aの温度を基に、キャリア周波数を補正する第1補正係数Δfcdown1を算出する。第1キャリア周波数補正係数算出部44は、算出した第1補正係数Δfcdown1を第1セレクトロー部47に出力する。
Cooling
The first carrier frequency correction
図6は、リアクトル7aの温度と第1補正係数Δfcdown1との関係の一例を示す。図6に示すように、第1補正係数Δfcdown1は、リアクトル温度が所定値以上になると、キャリア周波数を小さくする値(<1)になる。所定値は、リアクトル温度を判定するために設定した値であり、実験値、経験値又は理論値である。さらに、この例では、所定値以下の領域では、リアクトル温度が大きくなると段階的に小さくなる。また、第1補正係数Δfcdown1は、リアクトル温度が所定値未満のときには、キャリア周波数を補正しない値(=1)になる。
第2キャリア周波数補正係数算出部45は、パワー素子7bの温度を基に、キャリア周波数を補正する第2補正係数Δfcdown2を算出する。第2キャリア周波数補正係数算出部45は、算出した第2補正係数Δfcdown2を第1セレクトロー部47に出力する。
FIG. 6 shows an example of the relationship between the temperature of the
The second carrier frequency correction
図7は、パワー素子7bの温度と第2補正係数Δfcdown2との関係の一例を示す。図7に示すように、第2補正係数Δfcdown2は、パワー素子温度が所定値以上になると、キャリア周波数を小さくする値(<1)になる。所定値は、パワー素子温度を判定するために設定した値であり、実験値、経験値又は理論値である。さらに、この例では、所定値以下の領域では、パワー素子温度が大きくなると段階的に小さくなる。また、第2補正係数Δfcdown2は、パワー素子温度が所定値未満のときには、キャリア周波数を補正しない値(=1)になる。
第3キャリア周波数補正係数算出部46は、冷却水温度を基に、キャリア周波数を補正する第3補正係数Δfcdown3を算出する。第3キャリア周波数補正係数算出部46は、算出した第3補正係数Δfcdown3を第2セレクトロー部48に出力する。
FIG. 7 shows an example of the relationship between the temperature of the
The third carrier frequency correction
図8は、冷却水温度と第3補正係数Δfcdown3との関係の一例を示す。図8に示すように、第3補正係数Δfcdown3は、冷却水温度が所定値以上になると、キャリア周波数を小さくする値(<1)になる。所定値は、冷却水温度を判定するために設定した値であり、実験値、経験値又は理論値である。さらに、この例では、所定値以下の領域では、冷却水温度が大きくなると段階的に小さくなる。また、第3補正係数Δfcdown3は、冷却水温度が所定値未満のときには、キャリア周波数を補正しない値(=1)になる。 FIG. 8 shows an example of the relationship between the coolant temperature and the third correction coefficient Δfcdown3. As shown in FIG. 8, the third correction coefficient Δfcdown3 becomes a value (<1) that decreases the carrier frequency when the cooling water temperature becomes equal to or higher than a predetermined value. The predetermined value is a value set to determine the cooling water temperature, and is an experimental value, an empirical value, or a theoretical value. Furthermore, in this example, in the region below the predetermined value, the temperature gradually decreases as the cooling water temperature increases. The third correction coefficient Δfcdown3 is a value (= 1) that does not correct the carrier frequency when the coolant temperature is lower than a predetermined value.
第1セレクトロー部47は、第1補正係数Δfcdown1と第2補正係数Δfcdown2とからセレクトローする(小さい値を選択する)。第1セレクトロー部47は、セレクトローで得た値を、第2セレクトロー部48に出力する。
第2セレクトロー部48は、第1セレクトロー部47の出力値(第1補正係数Δfcdown1又は第2補正係数Δfcdown2)と第3補正係数Δfcdown3とからセレクトローする(小さい値を選択する)。これにより、第1補正係数Δfcdown1、第2補正係数Δfcdown2及び第3補正係数Δfcdown3から最小の値が選択される。第2セレクトロー部48は、セレクトローで得た値を、乗算部49に出力する。
The first select
The second
乗算部49には、前記ステップS3で増加補正をしたキャリア周波数であるキャリア数周波数目標値fc*が入力されている。乗算部49は、キャリア数周波数目標値fc*と第2セレクトロー部48の出力値とを乗算する。これにより、キャリア数周波数目標値fc*は、第1補正係数Δfcdown1、第2補正係数Δfcdown2又は第3補正係数Δfcdown3の何れかにより補正された値になる。この結果、補正値のキャリア数周波数目標値fc*は、補正前のキャリア数周波数目標値fc*よりも小さい値になる。このとき、前記図6〜図8に示すようなキャリアアップ上限値とキャリアダウン下限値との間でキャリア数周波数目標値fc*が変化する。
なお、第1補正係数Δfcdown1、第2補正係数Δfcdown2又は第3補正係数Δfcdown3のいずれも1であれば、キャリア数周波数目標値fc*は補正されることなく維持される。
ステップS9では、以上のような構成及び処理により、温度に応じてキャリア周波数(キャリア数周波数目標値fc*)を補正する。
The
If any of the first correction coefficient Δfcdown1, the second correction coefficient Δfcdown2, or the third correction coefficient Δfcdown3 is 1, the carrier frequency target value fc * is maintained without being corrected.
In step S9, the carrier frequency (carrier frequency target value fc * ) is corrected according to the temperature by the above configuration and processing.
(動作及び作用)
車両走行中、車両用駆動制御装置は、クラッチ8がON状態でクラッチ解放条件が成立したとき、パワー素子7bの駆動信号のキャリア周波数を増加させる補正をする(前記ステップS1〜ステップS3)。そして、車両用駆動制御装置は、キャリア周波数の補正処理を終了したときに、クラッチ8をOFFする制御(解放制御)を開始する(前記ステップS4〜ステップS5)。
(Operation and action)
While the vehicle is running, the vehicle drive control device performs correction to increase the carrier frequency of the drive signal of the
そして、車両用駆動制御装置は、クラッチ8をOFFにしている期間中、すなわちキャリア周波数を増加補正した後、リアクタ7a、パワー素子7b及び冷却水温度に応じて、その増加補正をしたキャリア周波数をさらに補正(減少させる補正)する(前記ステップS9)。すなわち、リアクタ7a、パワー素子7b及び冷却水温度の何れかが所定値以上になったときには、そのときの温度に応じてキャリア周波数を減少させる補正をする。
Then, the vehicle drive control device sets the carrier frequency after the increase correction in accordance with the
それから、車両用駆動制御装置は、クラッチ締結条件が成立したとき、すなわち、変速機9の変速動作が終了したとき、クラッチ8をONする制御(締結制御)を開始する(前記ステップS6、ステップS7)。そして、車両用駆動制御装置は、パワー素子7bの駆動信号のキャリア周波数を元の値に復帰させる補正をする。
以上のような動作により、車両用駆動制御装置は、変速機9の変速動作の終了に応じてクラッチ8を締結状態にする前にコンバータ7の駆動信号のキャリア周波数を増加させている。
Then, the vehicle drive control device starts control (engagement control) for turning on the clutch 8 when the clutch engagement condition is satisfied, that is, when the transmission operation of the
By the operation as described above, the vehicle drive control device increases the carrier frequency of the drive signal of the
また、車両用駆動制御装置は、変速機の変速動作の開始に応じてクラッチ8を解放状態にする前にコンバータ7の駆動信号のキャリア周波数を増加させている。具体的には、車両用駆動制御装置は、上位制御手段であるECU20が出力する変速指令を基に、変速動作を開始しており、変速指令の出力後からクラッチ8を解放状態にするまでに、コンバータ7の駆動信号のキャリア周波数を増加させている。
なお、本実施形態では、昇圧機能を有するHEV(Hybrid Electric Vehicle)システムを実現するものである。そして、本実施形態では、2モータのパラレルタイプや2モータのシリーズパラレルタイプに適用できる。
Further, the vehicle drive control device increases the carrier frequency of the drive signal of the
In the present embodiment, a HEV (Hybrid Electric Vehicle) system having a boosting function is realized. In this embodiment, the present invention can be applied to a 2-motor parallel type or a 2-motor series parallel type.
また、本実施形態では、変速機9の変速動作の開始に応じてクラッチ8が解放状態になる前にコンバータ7の駆動信号のキャリア周波数を増加させ、かつ変速機9の変速動作の終了に応じてクラッチ8を締結状態にする前にコンバータ7の駆動信号のキャリア周波数を増加させている。すなわち、クラッチ8が解放直前からクラッチ8が締結直後まで、コンバータ7の駆動信号のキャリア周波数を増加させている。
これに対して、クラッチ8の締結時だけ、コンバータ7の駆動信号のキャリア周波数を増加させることもできる。すなわち、変速機9の変速動作の終了に応じてクラッチ8を締結状態にする前にコンバータ7の駆動信号のキャリア周波数を増加させることだけを行うこともできる。
Further, in the present embodiment, the carrier frequency of the drive signal of the
On the other hand, the carrier frequency of the drive signal of the
なお、本実施形態では、モータ4は、車輪を駆動するモータを実現する。また、モータ用インバータ5は、前記モータを駆動するインバータを実現する。また、コンバータ7は、入力された電力を昇圧して前記インバータに供給するコンバータを実現する。また、ECU20(コンバータ制御部21)は、前記コンバータを駆動信号で駆動するコンバータ制御手段を実現する。また、変速機9は、前記モータと前記車輪との間に設けた変速機を実現する。また、クラッチ8は、前記モータと前記変速機との間に設けられ、前記モータと前記変速機との間を締結及び解放するクラッチを実現する。
In the present embodiment, the motor 4 realizes a motor that drives wheels. The
また、本実施形態では、クラッチは、前記変速機が変速動作を開始するとき、解放状態になり、前記変速機が変速動作を終了したとき、締結状態になる。モータは、前記クラッチの断続に応じた回転数の制御がなされている。また、コンバータ制御手段は、前記変速機の変速動作の終了に応じて前記クラッチが締結状態になる前に前記コンバータの駆動信号のキャリア周波数を増加させる。 In the present embodiment, the clutch is in a disengaged state when the transmission starts a shifting operation, and is in an engaged state when the transmission finishes the shifting operation. The number of revolutions of the motor is controlled according to the on / off state of the clutch. Further, the converter control means increases the carrier frequency of the drive signal of the converter before the clutch is engaged according to the end of the shift operation of the transmission.
また、本実施形態では、入力される電力をコンバータを介してインバータに供給し、前記インバータによりモータを駆動して車輪を駆動するものであり、前記モータと前記車輪との間に変速機を設けるとともに、前記モータと前記変速機との間にクラッチを設けて、前記クラッチにより前記モータと前記変速機との間を締結及び解放する車両用駆動制御方法において、前記クラッチを、前記変速機が変速動作を開始するとき、解放状態とし、前記変速機が変速動作を終了したとき、締結状態とし、前記モータを、前記クラッチの断続に応じた回転数に制御し、前記クラッチの断続に応じた前記モータの回転制御の開始前に、前記コンバータを駆動する駆動信号のキャリア周波数を増加させておく車両用駆動制御方法を実現する。 In the present embodiment, input electric power is supplied to an inverter via a converter, and a motor is driven by the inverter to drive a wheel. A transmission is provided between the motor and the wheel. In addition, in the vehicle drive control method in which a clutch is provided between the motor and the transmission, and the motor and the transmission are fastened and released by the clutch, the clutch changes the speed of the clutch. When starting the operation, it is in the released state, and when the transmission finishes the speed change operation, it is in the engaged state, and the motor is controlled to the number of revolutions according to the engagement of the clutch, and the motor according to the engagement of the clutch A vehicle drive control method for increasing the carrier frequency of a drive signal for driving the converter before starting the rotation control of the motor is realized.
(実施形態の効果)
(1)車両用駆動制御装置では、車輪と変速機との間に設けたクラッチが、変速機が変速動作を開始するとき、解放状態になり、変速機が変速動作を終了したとき、締結状態になる。
また、車両用駆動制御装置では、変速機を介して車輪を駆動するモータが、クラッチの断続状態に応じた回転数の制御がなされる。
そして、車両用駆動制御装置は、変速機の変速動作の終了に応じてクラッチが締結状態になる前に、入力された電力を昇圧してインバータに供給するコンバータの駆動信号のキャリア周波数を増加させる。すなわち、車両用駆動制御装置は、変速機が変速動作しているとき、変速機が変速動作していないとき(通常時)よりも、コンバータの駆動信号のキャリア周波数を大きくする。
(Effect of embodiment)
(1) In the vehicle drive control device, the clutch provided between the wheel and the transmission is disengaged when the transmission starts a shifting operation, and is engaged when the transmission finishes the shifting operation. become.
Further, in the vehicle drive control device, the motor that drives the wheels via the transmission controls the number of rotations according to the engaged / disengaged state of the clutch.
The vehicle drive control device increases the carrier frequency of the drive signal of the converter that boosts the input power and supplies it to the inverter before the clutch is engaged according to the end of the shift operation of the transmission. . That is, the vehicle drive control device increases the carrier frequency of the converter drive signal when the transmission is performing a speed change operation than when the transmission is not performing a speed change operation (normal time).
これにより、車両用駆動制御装置は、コンバータの駆動信号のキャリア周波数を増加させたことで、コンバータの出力電圧及びコンバータのリアクトル電流のリップルを抑制することができる。
この結果、車両用駆動制御装置は、変速機の変速中、すなわち、クラッチの解放中のモータの回転数制御の応答性を向上させることができる。
Thereby, the drive control apparatus for vehicles can suppress the ripple of the output voltage of a converter, and the reactor current of a converter by increasing the carrier frequency of the drive signal of a converter.
As a result, the vehicle drive control device can improve the responsiveness of the rotational speed control of the motor during the shift of the transmission, that is, during the release of the clutch.
例えば、このモータの回転数制御の応答性の向上は、コンバータの出力電圧のリップルが抑制され、インバータ電圧の安定によりモータトルク変動の要因のひとつが改善されて、クラッチの回転数制御の目標値にする整定時間が短縮されたためと言える。また、コンバータ制御の安定性が向上するため、制御ゲインを上げることができ、コンバータ応答が向上し、回転数制御時のモータとバッテリとの間の電力の出し入れが早くできるためと言える。 For example, this improvement in the responsiveness of the rotational speed control of the motor suppresses ripples in the output voltage of the converter, and one of the causes of motor torque fluctuation is improved by stabilizing the inverter voltage. It can be said that the settling time is reduced. Moreover, it can be said that the stability of converter control is improved, the control gain can be increased, the converter response is improved, and the power can be transferred between the motor and the battery at the time of rotation speed control.
これにより、クラッチの断続状態に応じたモータの回転数制御の応答性を向上させることができ、クラッチの締結時に、モータの回転数を、短時間でその締結時に要求される必要回転数(目標回転数)にすることができ、クラッチを解放してから締結するまでの時間を短縮できる。
また、変速機が変速動作中、すなわち、クラッチの解放から締結までの短時間に限ってコンバータの駆動信号のキャリア周波数を増加させているため、そのキャリア周波数の増加による発熱増に起因する温度上昇を最小限に抑えることができる。
この結果、冷却能力を高めたり、コンバータ(リアクトル、パワー素子)の大型化したりする必要がなくなる。
As a result, the responsiveness of the motor rotation speed control according to the engaged / disengaged state of the clutch can be improved. When the clutch is engaged, the motor rotation speed can be reduced to the required rotation speed (target The number of revolutions), and the time from when the clutch is released to when the clutch is engaged can be shortened.
Further, since the carrier frequency of the drive signal of the converter is increased only during the speed change operation of the transmission, that is, for a short time from the release of the clutch to the engagement, the temperature rise due to the increase in heat generation due to the increase in the carrier frequency Can be minimized.
As a result, there is no need to increase the cooling capacity or increase the size of the converter (reactor, power element).
(2)車両用駆動制御装置は、変速機の変速動作の開始に応じてクラッチが解放状態になる前にコンバータの駆動信号のキャリア周波数を増加させる。
これにより、変速動作終了後のクラッチの締結時のモータの回転数制御の応答性に加えて、変速動作開始時のクラッチの解放時のモータの回転数制御の応答性を向上させることができる。
この結果、クラッチの解放時についても、モータの回転数を、短時間でその解放時に要求される必要回転数(目標回転数)にすることができ、クラッチを解放してから締結するまでの時間を短縮できる。
(2) The vehicle drive control device increases the carrier frequency of the converter drive signal before the clutch is released in response to the start of the shift operation of the transmission.
Thereby, in addition to the responsiveness of the motor rotational speed control when the clutch is engaged after the shift operation is completed, the responsiveness of the motor rotational speed control when the clutch is released at the start of the shift operation can be improved.
As a result, even when the clutch is released, the number of rotations of the motor can be set to the required number of rotations (target rotation number) required at the time of release in a short time, and the time from when the clutch is released to when it is engaged. Can be shortened.
(3)変速機は、上位制御手段が出力する変速指令を基に、変速動作を開始している。そして、車両用駆動制御装置は、上位制御手段による変速指令の出力後からクラッチが解放状態になるまでに、コンバータの駆動信号のキャリア周波数を増加させる。
これにより、キャリア周波数の増加開始時期を限定することで、キャリア周波数の増加による発熱量の増加によりコンバータの温度が上昇してしまうのを抑制できる。
(3) The transmission starts a speed change operation based on a speed change command output by the host control means. The vehicle drive control device increases the carrier frequency of the converter drive signal after the shift command is output by the host control means and before the clutch is released.
Thereby, it is possible to suppress the temperature of the converter from rising due to an increase in the amount of heat generated by the increase in the carrier frequency by limiting the increase start time of the carrier frequency.
(4)車両用駆動制御装置は、コンバータの駆動信号のキャリア周波数を増加させた後に、コンバータの温度がしきい値(所定値)以上になったとき、該コンバータの駆動信号のキャリア周波数を減少させる補正をする。
これにより、キャリア周波数の増加による発熱量の増加により、コンバータの温度が上昇してしまうのを抑制できる。
この結果、キャリア周波数の増加による発熱増に起因する温度上昇でコンバータの部品を破損してしまうのを回避できる。
(4) The vehicle drive control device decreases the carrier frequency of the converter drive signal when the converter temperature exceeds a threshold value (predetermined value) after increasing the carrier frequency of the converter drive signal. Make corrections.
Thereby, it can suppress that the temperature of a converter raises by the increase in the emitted-heat amount by the increase in a carrier frequency.
As a result, it is possible to avoid damage to the converter components due to a temperature rise caused by an increase in heat generation due to an increase in carrier frequency.
(5)車両用駆動制御装置は、コンバータの駆動信号のキャリア周波数を減少させる補正をしたことで、コンバータの温度がしきい値(所定値)未満になったとき、コンバータの駆動信号のキャリア周波数を増加させる補正をする。
これにより、コンバータの温度が上昇してしまうのを抑制しつつも、適切にコンバータの駆動信号のキャリア周波数を大きくすることができる。
(5) The vehicle drive control device corrects the carrier frequency of the converter drive signal so that the converter drive signal carrier frequency when the converter temperature falls below a threshold value (predetermined value). Correction to increase
Thereby, it is possible to appropriately increase the carrier frequency of the drive signal of the converter while suppressing an increase in the temperature of the converter.
4 モータ、5 モータ用インバータ、7 コンバータ、8 クラッチ、9 変速機、20 ECU 4 Motor, 5 Motor inverter, 7 Converter, 8 Clutch, 9 Transmission, 20 ECU
Claims (6)
前記モータを駆動するインバータと、
入力された電力を昇圧して前記インバータに供給するコンバータと、
前記コンバータを駆動信号で駆動するコンバータ制御手段と、
前記モータと前記車輪との間に設けた変速機と、
前記モータと前記変速機との間に設けられ、前記モータと前記変速機との間を締結及び解放するクラッチと、を備え、
前記クラッチは、前記変速機が変速動作を開始するとき、解放状態になり、前記変速機が変速動作を終了したとき、締結状態になり、
前記モータは、前記クラッチの断続に応じた回転数の制御がなされ、
前記コンバータ制御手段は、前記変速機の変速動作の終了に応じて前記クラッチが締結状態になる前に前記コンバータの駆動信号のキャリア周波数を増加させること
を特徴とする車両用駆動制御装置。 A motor that drives the wheels;
An inverter for driving the motor;
A converter that boosts input power and supplies the boosted power to the inverter;
Converter control means for driving the converter with a drive signal;
A transmission provided between the motor and the wheel;
A clutch provided between the motor and the transmission, for fastening and releasing between the motor and the transmission, and
The clutch is in a disengaged state when the transmission starts a shifting operation, and is engaged when the transmission finishes the shifting operation,
The motor is controlled in the number of revolutions according to the clutch engagement,
The converter control means increases the carrier frequency of the converter drive signal before the clutch is engaged according to the end of the shift operation of the transmission.
前記コンバータ制御手段は、前記上位制御手段による変速指令の出力後から前記クラッチが解放状態になるまでに、前記コンバータの駆動信号のキャリア周波数を増加させることを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動制御装置。 The transmission starts a shift operation based on a shift command output by the host control means,
The vehicle according to claim 2, wherein the converter control means increases the carrier frequency of the drive signal of the converter after the shift command is output by the host control means and before the clutch is released. Drive control device.
前記コンバータ制御手段は、前記コンバータの駆動信号のキャリア周波数を増加させた後に、前記コンバータ温度検出手段が検出した温度がしきい値以上になったとき、該コンバータの駆動信号のキャリア周波数を減少させる補正をすることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の車両用駆動制御装置。 Converter temperature detection means for detecting the temperature of the converter;
The converter control means increases the carrier frequency of the drive signal of the converter, and then decreases the carrier frequency of the drive signal of the converter when the temperature detected by the converter temperature detection means exceeds a threshold value. The vehicle drive control device according to claim 1, wherein correction is performed.
前記クラッチを、前記変速機が変速動作を開始するとき、解放状態とし、前記変速機が変速動作を終了したとき、締結状態とし、前記モータを、前記クラッチの断続に応じた回転数に制御し、
前記クラッチの断続に応じた前記モータの回転制御の開始前に、前記コンバータを駆動する駆動信号のキャリア周波数を増加させておくことを特徴とする車両用駆動制御方法。 The input electric power is supplied to an inverter through a converter, and a motor is driven by the inverter to drive a wheel. A transmission is provided between the motor and the wheel, and the motor and the speed change are provided. In a vehicle drive control method, wherein a clutch is provided between the motor and the clutch and the transmission is fastened and released by the clutch.
The clutch is put into a disengaged state when the transmission starts a shift operation, and is put into an engaged state when the transmission finishes the gear shift operation, and the motor is controlled to the number of rotations according to the intermittent state of the clutch. ,
A vehicle drive control method, wherein a carrier frequency of a drive signal for driving the converter is increased before the start of rotation control of the motor in response to the engagement / disengagement of the clutch.
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