(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセル開度やブレーキ指令が入力される電流指令演算・保護制御回路から出力されるトルク電流指令及び励磁電流指令によりモータのベクトル制御を行なうトランスミッション付電気自動車において、
上記電流指令演算・保護制御回路では、現実のモータ回転数を微分することにより得られるモータ減速加速度と、予め設定した減速加速度リミット値とが比較され、減速加速度リミット値がモータ減速加速度よりも小さい場合には、１速ギヤにて良好な回生フィーリングが得られる１速用の回生トルク指令Ｔ１を前記トルク電流指令として出力し、減速加速度リミット値がモータ減速加速度よりも大きい場合には、高速用ギヤにて良好な回生フィーリングが得られる高速用の回生トルク指令Ｔ２を前記トルク電流指令として出力することを特徴とするトランスミッション付電気自動車における電力変換器。
【請求項２】
請求項１の電流指令演算・保護制御回路から出力される回生トルク指令と、アクセルペダル踏み込み量によって決定される駆動トルク指令と、ブレーキペダル踏み込み量によって決定されるブレーキ踏み込み時回生トルク指令とが入力されるトルク指令選択器を有し、
このトルク指令選択器は、駆動トルク指令が入力されていればこの駆動トルク指令を前記トルク電流指令として出力し、駆動トルク指令が入力されておらずブレーキ踏み込み時回生トルク指令が入力されていればこのブレーキ踏み込み時回生トルク指令を前記トルク電流指令として出力し、駆動トルク指令及びブレーキ踏み込み時回生トルク指令が入力されておらず請求項１の電流指令演算・保護制御回路から出力される回生トルク指令が入力されていればこの回生トルク指令を前記トルク電流指令として出力することを特徴とするトランスミッション付電気自動車における電力変換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスミッション付電気自動車（以下ＥＶという）における回生制御を好適なものとした電力変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＶは、例えば誘導電動機（ＩＭ）を駆動源としていわゆるベクトル制御により駆動制御されている。
ここで、ベクトル制御の概要を図５にて説明するに、制御に当ってはまず一次電流を励磁電流Ｉ０ とトルク電流Ｉｔ とに分け、各々を独立に制御することにより、トルクの高速応答及び高精度制御を実現している。一般には、過度現象を防止するため、定出力運転などの特別な場合を除いて、運転状態に関係なく励磁電流Ｉ０ を一定にしてベクトル制御をしている。
【０００３】
このトルク電流Ｉｔ を得るためには、電流指令演算・保護制御回路２により算出されるが、この回路２は駆動のためのアクセル開度指令回路１ａ、及び制動のためのブレーキ指令回路１ｂに接続されており、更にモータ温度、インバータ温度、バッテリ電圧の各情報が入力されて保護制御を行なっている。
ここで、電流指令演算・保護制御回路２では、駆動に当たりアクセル開度に比例したトルク電流Ｉｔ を出力し、また一定の励磁電流Ｉ０ を出力するものである。
【０００４】
すべり周波数演算部３は、トルク電流指令Ｉｔ と、これに直交する励磁電流指令Ｉ０ と、誘導電動機４ の二次時定数τ２ から、すべり周波数ωｓ を求める。速度検出器５ は、誘導電動機４の回転速度をωｒ を得る。
【０００５】
すべり周波数ωｓ は、誘導電動機４の速度検出値ωｒ と加算されて一次角速度ωに変換され、この角速度ωは積分演算部６によって積分されて位相角θとして求められる。
【０００６】
電流制御部７はトルク電流指令Ｉｔ 及び励磁電流指令Ｉ０ に対して夫々のトルク電流検出値ＩｔＦＢ 及び励磁電流検出値Ｉ０ＦＢ との偏差から比例積分演算による演算を行い、さらに両演算結果に対して誘導電動機内の干渉分を加減算して回転座標のトルク軸電圧制御信号Ｖｔ と励磁軸電圧制御信号Ｖ０ を得る。
【０００７】
トルク電流検出値ＩｔＦＢ 及び励磁電流検出値Ｉ０ＦＢ は誘導電動機４の二相電流検出値から演算される。この演算は二相電流ＩＵ ，ＩＷ をＡ／Ｄ変換部８で夫々ディジタル値に変換し、両者の加算によってＶ相の電流検出値ＩＶ も求め、各電流値ＩＵ ，ＩＷ ，ＩＶ から三相／二相変換部９で固定座標の二相交流電流に変換し、これを座標変換部１０で回転座標のトルク電流検出値ＩｔＦＢ と励磁電流検出値Ｉ０ＦＢ に変換する。
【０００８】
電流制御部７からの非干渉化した電圧制御信号Ｖｔ ，Ｖ０ は座標変換部１１によって極座標の一次電圧指令Ｖ１ と位相角φに変換され、さらに極座標／三相変換部１２によって固定座標の三相電圧指令ＶＵ ，ＶＶ ，ＶＷ に変換され、ＰＷＭインバータ１３の出力電圧制御信号にされる。
【０００９】
ＰＷＭインバータ１３は、三相電圧指令ＶＵ ，ＶＶ ，ＶＷ に応じて、車載バッテリーＢの直流電流を三相交流電流に変換して誘導電動機４に供給している。これにより誘導電動機４が駆動して、ＥＶが走行する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のベクトル制御により誘導電動機４を制御するに当っては、バッテリによるＥＶ走行のため走行可能距離をのばすべく回生制御が行なわれ、またエンジン自動車におけるエンジンブレーキと同様のブレーキフィーリングを出すためにも回生制御が行なわれる。
【００１１】
ところが、この回生制御を行なうに当って、トランスミッション付きのＥＶの場合、モータの回生トルクが同じであってもトランスミッションのギヤ位置によっては、ＥＶの駆動力が変化する。すなわち、トランスミッションのギヤ比は次表１のように例示される。
【００１２】
【表１】
0003624565.tif 000002
【００１３】
このギヤ比の下において、例えば５速ギヤにて良好な回生フィーリングに設定した場合１速ギヤにおいては回生が強すぎ、また、１速ギヤにて良好な回生フィーリングに設定した場合５速ギヤでは回生が弱過ぎる。こうして、トランスミッションの位置によっては、回生が強過ぎたり弱過ぎるという事態が生ずる。
【００１４】
本発明は、上述の問題に鑑み、すべてのギヤ位置において良好な回生フィーリングを得るようにしたトランスミッション付電気自動車の電力変換器を提供する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成する本発明は、次の発明特定事項を有する。
（１）  アクセル開度やブレーキ指令が入力される電流指令演算・保護制御回路から出力されるトルク電流指令及び励磁電流指令によりモータのベクトル制御を行なうトランスミッション付電気自動車において、
上記電流指令演算・保護制御回路では、現実のモータ回転数を微分することにより得られるモータ減速加速度と、予め設定した減速加速度リミット値とが比較され、減速加速度リミット値がモータ減速加速度よりも小さい場合には、１速ギヤにて良好な回生フィーリングが得られる１速用の回生トルク指令Ｔ１を前記トルク電流指令として出力し、減速加速度リミット値がモータ減速加速度よりも大きい場合には、高速用ギヤにて良好な回生フィーリングが得られる高速用の回生トルク指令Ｔ２を前記トルク電流指令として出力することを特徴とする。
（２）  上記（１）の電流指令演算・保護制御回路から出力される回生トルク指令と、アクセルペダル踏み込み量によって決定される駆動トルク指令と、ブレーキペダル踏み込み量によって決定されるブレーキ踏み込み時回生トルク指令とが入力されるトルク指令選択器を有し、
このトルク指令選択器は、駆動トルク指令が入力されていればこの駆動トルク指令を前記トルク電流指令として出力し、駆動トルク指令が入力されておらずブレーキ踏み込み時回生トルク指令が入力されていればこのブレーキ踏み込み時回生トルク指令を前記トルク電流指令として出力し、駆動トルク指令及びブレーキ踏み込み時回生トルク指令が入力されておらず上記（１）の電流指令演算・保護制御回路から出力される回生トルク指令が入力されていればこの回生トルク指令を前記トルク電流指令として出力することを特徴とする。
【００１６】
リミット値を越えるモータ減速加速度により直接回生トルク指令を出力しないようにしたことにより、回生トルク指令を最適なものとした。
【００１７】
【発明の実施の形態】
ここで、図１〜図４を参照して本発明の実施の形態について説明する。
前述の図５に示す電流指令演算・保護制御回路２では、主にアクセル開度とブレーキ指令とによりトルク指令値が演算されトルク電流指令Ｉｔ を求めている。
この電流指令演算・保護制御回路２は、また回生時、すなわちエンジンブレーキがかけられるという動作についても、回生トルク指令値が出力される。
この場合、モータ出力である回生トルクが同じ場合、例えば１速ギヤと３速ギヤでは１速ギヤの方が自動車の速度は速く減速する。つまり減速加速度が大きい。このため、例えば５速ギヤ等にて回生フィーリングが良好場なトルク指令値と、１速ギヤにて良好な回生フィーリングが得られるトルク指令値とを分け、情況に応じていずれかのトルク指令値を選択し出力する。
【００１８】
図１は、電流指令演算・保護制御回路２に内蔵されている回生トルクリミッタ２１である。この回生トルクリミッタ２１には現実のモータ回転数ωｒ を微分することにより得られるモータ減速加速度が入力されると共に設定された減速加速度のリミット値が入力されて、これらが比較される。
また、回生トルクリミッタ２１には、設定された１速用のトルク指令Ｔ１ と１速以外のギヤでのトルク指令Ｔ２ とが入力される。
そして、この回生トルクリミッタ２１では、リミット値がモータ回転の減速加速度より大きい場合には、４速５速用の回生トルク指令Ｔ２ が出力され、リミット値がモータ回転の減速加速度より小さい場合には、１速用のトルク指令Ｔ１ が出力される。このために、モータ回転の減速加速度の程度に応じて良好な回生フィーリングを得ることができる。
【００１９】
図２は、他の例を示すもので、トランスミッション付きＥＶにおいて、減速加速度が設定値以下となるように回生トルク自体を変化させることで、すべてのギヤにおいて良好な回生フィーリングを得るようにしたものである。図１に示す例では、トルク指令はＴ１ とＴ２ の２段階としたものであるが。図２の例では。最適トルク指令値を得るようにしたものである。すなわち、図２に示すようにモータ回転数を微分して得たモータ減速加速度を加え合せ点２２にて回生（減速）加速度リミット値から減算して、この減算値に比例部分２３にてＫ倍しリミッタ２４をかけた後、加え合せ点２５にて回生トルク指令Ｔに加える。この場合、リミッタ２４は、回生トルク値を増大させる方向にはトルクを調節しないようにリミットすることにより、減速加速度が設定値を超えたときのみ設定値になるように回生トルクが調節される。このため、減速加速度は常に設定値以下となる。こうして、全てのギヤにおいて良好な回生フィーリングを得ることができる。
【００２０】
図３は図２の変形例であり、トルクの調節部分は比例ゲインＫにのみにより行なっていたのであるが、制御の追従性を良くするために比例及び積分部分２６，２７にてＰＩ制御又はＩＰ制御を行なうことができる。この場合、リミッタ２４の外に積分（Ｉ）回路にも回生トルクを増大させないためのリミッタを備える必要がある。
【００２１】
回生に当っては、更にブレーキペダルを踏み込んだ場合に回生量を増やして自動車を止めるような制御が行なわれているＥＶもある。図１〜図３では、回生量のリミットをかけているのであるが、ブレーキ踏み込み時では回生トルクのリミットを防止して回生トルク指令を出すことも可能である。
図４では、ブレーキ踏み込み時の回生トルクを変化させるシステムを示したものである。図４では、トルク指令選択器２８を備えており、このトルク指令選択器２８では、アクセルペダル踏み込み量によって決定される駆動トルク指令値と、ブレーキペダル踏み込み量によって決定される回生トルク指令値（回生トルク指令１）と、そして図１〜図３にて示す回路によって決定される回生トルク指令値（回生トルク指令２）とが入力されて、駆動トルク指令＞回生トルク指令１＞回生トルク指令２の順にて優先してトルク指令を選択し、指令トルクを出力するものである。したがって、ブレーキペダルが踏み込まれている回生トルク指令１が存在するときに回生トルク指令２より優先して指令１が出力されることになる。
【００２２】
なお、図１では誘導電動機４について述べているが、モータの種類は問わず例えば直流機であってもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、トランスミッション付ＥＶにおいては、どのギヤポジションにあっても良好な回生フィーリングの回生を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例のブロック図。
【図２】他の例のブロック図。
【図３】図２の変形例のブロック図。
【図４】更に他の例のブロック図。
【図５】ベルト制御のブロック図。
【符号の説明】
２  電流指令演算・保護制御回路
２１，２４  リミッタ
２２，２５  加え合せ点
２３，２６  比例部分
２７  積分部分
２８  トルク指令選択器
【図１】
0003624565.tif 000003
【図２】
0003624565.tif 000004
【図３】
0003624565.tif 000005
【図４】
0003624565.tif 000006
【図５】
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