JP2005020891A - 電気自動車 - Google Patents
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Abstract
【課題】インバータのスイッチング素子に過大負荷をかけることなく、坂道発進や段差乗り越え等の運転をすることができるようにする。
【解決手段】バッテリ１の直流電流はインバータ３により交流電流に変化されて、交流モータ４に供給される。トルク指令部５は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号Ａを基に、出力トルク指令τｏを出力する。制御回路ユニット６及びゲートドライブ回路９により、出力トルク指令τｏに応じた出力トルクとなるように、インバータ３がスイッチング制御される。極低速走行状態となったときに、アクセル信号Ａが最大となった場合は、一定時間が経過するまでは、出力トルク指令τｏを最大トルクのままとしておき、段差乗り越え等を行い、その後に、出力トルク指令τｏの値をリミットする。
【選択図】 図１
【解決手段】バッテリ１の直流電流はインバータ３により交流電流に変化されて、交流モータ４に供給される。トルク指令部５は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号Ａを基に、出力トルク指令τｏを出力する。制御回路ユニット６及びゲートドライブ回路９により、出力トルク指令τｏに応じた出力トルクとなるように、インバータ３がスイッチング制御される。極低速走行状態となったときに、アクセル信号Ａが最大となった場合は、一定時間が経過するまでは、出力トルク指令τｏを最大トルクのままとしておき、段差乗り越え等を行い、その後に、出力トルク指令τｏの値をリミットする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気自動車に関し、インバータのスイッチング素子に過大負荷をかけることなく、坂道発進や段差乗り越え等の運転ができるように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】
バッテリを電源としてモータを駆動することにより走行する電気自動車では、交流モータを使用することが多い。この交流モータの速度制御をするには、インバータが使用される。インバータは、ＩＧＢＴ等のパワー半導体でなるスイッチング素子をブリッジ回路接続して構成されており、スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御することにより、バッテリから出力された直流電圧を交流電圧に変換して、交流モータに供給する。
【０００３】
このような電気自動車では、アクセルの踏み込み量に対応したトルク指令を演算し、このトルク指令に対応させてＰＷＭ制御によりインバータのスイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦ制御をしている。この結果、インバータからモータに供給する交流電圧の電圧値と周波数を制御して、トルク指令に応じてモータを回転駆動させている。
【０００４】
このようにインバータにより交流モータ（特に永久磁石型同期モータ）の速度制御をする電気自動車では、モータが停止しているような極低速時の状態から最大トルクで始動すると、インバータのうち固定した相にのみ電流を流し続けることになり、特定のスイッチング素子（ＩＧＢＴ）に過大な負荷が集中する。この状態が長時間続くと、ＩＧＢＴを破損する恐れがある。
【０００５】
かかる状況によるＩＧＢＴの破損を防止するため、従来では次の様な対策を採っていた。従来の第１の対策では、ＩＧＢＴの容量としてワンランク上の素子を用いていた。従来の第２の対策では、モータ回転が極低速域にある場合に、アクセル開度から演算したトルク指令の値が最大トルク値となっていても、トルク指令の値を制限する制御を行っていた（例えば、特許番号第２７９６７１１号「電気自動車」）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インバータの素子容量を上げることは、インバータの小型軽量化やコスト低減といった要請に悪影響を及ぼしてしまい問題である。
【０００７】
また電気自動車において、モータの最大トルクを始動時（０ｒｐｍ）といった極低速時から制限してしまうと、坂道発進や段差乗り越え等、短時間で最大トルクを必要とする場合に運転ができなくなってしまう恐れがある。
【０００８】
本発明は、インバータの素子容量を上げることなく、坂道発進や段差乗り越え等の短時間で最大トルクを必要とする運転状況であっても運転をすることができ、しかも、インバータのスイッチング素子（ＩＧＢＴ）を破損することもない電気自動車を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の構成は、バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、要求トルク指令が最大トルクとなりしかも予め設定した極低速走行状態になった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値とし、その後に極低速走行状態でなくなったら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする。
【００１０】
また本発明の構成は、バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、要求トルク指令が最大トルクとなりしかも予め設定した極低速走行状態になった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値とし、その後にモータ回転数が予め設定した極低速モータ回転数を越えたら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする。
【００１１】
また本発明の構成は、バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、要求トルク指令が最大トルクとなりしかも予め設定した極低速走行状態になった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したら要求トルク指令の値を時間の勾配をつけて最大トルクから予め設定したトルク制限値まで低減させるリミットを掛けた値を出力トルク指令の値とし、その後にモータ回転数が予め設定した極低速モータ回転数を越えたら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする。
【００１２】
また本発明の構成は、バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、前記インバータのスイッチング素子の温度であるスイッチング素子温度を監視しており、要求トルク指令が最大トルクになった場合には、スイッチング素子温度が限界温度になるまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が限界温度を越えたら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値とし、その後にスイッチング素子温度が低下してきて復帰温度になったら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする。
【００１３】
また本発明の構成は、バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、前記インバータのスイッチング素子の温度であるスイッチング素子温度を監視しており、要求トルク指令が最大トルクになった場合には、スイッチング素子温度が第１設定温度になるまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が第１設定温度とこの第１設定温度よりも高温の第２設定温度との間の温度であるときにはトルク指令の値を温度の勾配をつけて最大トルクから予め設定したトルク制限値まで低減させるリミットを掛けた値を出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が第２設定温度を越えたら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値にすることを特徴とする。
【００１４】
また本発明の構成は、バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、前記インバータのスイッチング素子の温度であるスイッチング素子温度を監視しており、要求トルク指令が最大トルクになった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値とし、その後にスイッチング素子温度が設定温度未満になったら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の構成は、バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、前記インバータのスイッチング素子の温度であるスイッチング素子温度を監視しており、要求トルク指令が最大トルクになった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したらその後は、スイッチング素子温度が第１設定温度になるまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が第１設定温度とこの第１設定温度よりも高温の第２設定温度との間の温度であるときにはトルク指令の値を温度の勾配をつけて最大トルクから予め設定したトルク制限値まで低減させるリミットを掛けた値を出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が第２設定温度を越えたら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値にすることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１７】
＜電気自動車の駆動回路の全体構成＞
まず初めに、本発明の実施の形態にかかる電気自動車の駆動回路について、全体説明をし、その後に本発明のポイントとなる技術を各実施の形態に分けて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態にかかる電気自動車の駆動回路を示す。同図に示すように、バッテリ１から出力された直流電圧は、大容量の平滑用コンデンサ２を介して、インバータ３に供給される。
【００１９】
インバータ３は、ＩＧＢＴ等でなる６個のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６をブリッジ回路接続して構成されている。なお、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２が１つのインバータモジュールとして構成され、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４が他の１つのインバータモジュールとして構成され、スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６が更に他の１つのインバータモジュールとして構成されている。このインバータ３は、バッテリ１から供給された直流電流を交流電流に変換して、この交流電流を交流モータ４に供給する。
【００２０】
交流モータ４は、例えば永久磁石型同期モータにより構成されており、交流電流が供給されることにより回転駆動する。この交流モータ４が回転駆動することにより、電気自動車が走行する。
【００２１】
トルク指令部５は、アクセルの踏み込み量を示すアクセル信号Ａを基に要求トルク指令を演算し、この要求トルク指令を基に出力トルク指令τｏを求め、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。なお、トルク指令部５での演算手法については、後述する。
【００２２】
回転検出センサ（パルスゼネレータ）７は交流モータ４の回転子に接続されており、回転子の磁極位置や回転数を示す回転検出信号ａを制御回路ユニット６に送る。
【００２３】
変流器（ＣＴ）８ａ，８ｂは、インバータ３から交流モータ４に供給しているＵ相，Ｗ相の電流を検出して、電流検出信号ｂ，ｃを制御ユニット６に送る。なお、制御ユニット６には、バッテリ１からインバータ３に供給する直流電圧を示す、電圧信号Ｖｄｃも送られる。
【００２４】
制御回路ユニット６は、出力トルク指令τｏに対応したデューティー比を有するＵＶＷ相のＰＷＭ制御信号ｄをゲートドライブ回路９に送る。
【００２５】
ゲートドライブ回路９は、ＰＷＭ制御信号ｄに応じてパルス幅変調された相電流が交流モータ４に供給されるように、インバータ３の各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６をＯＮ・ＯＦＦ制御する。
【００２６】
このようにして、出力トルク指令τｏに対応したトルクが交流モータ４から出力される。
【００２７】
なお、制御回路ユニット６は、電流検出信号ｂ，ｃと回転検出信号ａを用いて、交流モータ４の鎖交磁束が最大となるように、インバータ３から交流モータ４に供給される相電流の位相を制御している。
【００２８】
＜第１の実施の形態＞
ここで、本発明の第１の実施の形態に用いるトルク指令部５について、演算機能を示す図２、演算フローを示す図３、指令値の状態を示す図４を参照して、詳細に説明する。なお、電気自動車の駆動回路として、他の部分の構成は、図１に示すものと同一である。
【００２９】
第１の実施の形態に用いるトルク指令部５では、図２に示すように、要求トルク指令演算機能５１により、アクセルの踏み込み量を示すアクセル信号Ａから、要求トルク指令τｙを演算する。
【００３０】
トルク値判定機能５２では、要求トルク指令τｙが最大トルクになっているかどうかを判定する。要求トルク指令τｙが最大トルクではない時には、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力ポート５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、要求トルク指令τｙが最大トルクとなっている時には、この要求トルク指令τｙをモータ回転数判定機能５４にデータシフトする（図３のステップ１，ステップ６参照）。
【００３１】
モータ回転数判定機能５４では、回転検出信号ａを基に現在のモータ回転数Ｎを求め、求めた現在のモータ回転数Ｎと、予め設定した極低速モータ回転数Ｎｍｉｎとを比較する。そして、現在のモータ回転数Ｎが極低速モータ回転数Ｎｍｉｎ以上である場合には、自動車が極低速走行状態になっていないと判定し、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値とし、値が最大トルクとなっている出力トルク指令τｏを出力ポート５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、現在のモータ回転数Ｎが極低速モータ回転数Ｎｍｉｎ未満である場合には、電気自動車が極低速走行状態になっていると判定し、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙをリミット演算機能５５にデータシフトする（ステップ２，ステップ６参照）。
【００３２】
なおモータ回転数判定機能５４では、モータ回転数を基に、電気自動車が極低速走行状態になっているかどうかを判定して演算処理を行っているが、車速センサを用いて車速を検出し、この車速を基に、電気自動車が極低速走行状態になっているかどうかを判定して演算処理を行うようにしても良い。
【００３３】
リミット演算機能５５では、要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも電気自動車が極低速走行状態になった場合に、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙに対して、つぎのようなリミット処理をして、出力トルク指令τｏとして出力する（ステップ３〜６参照）。
【００３４】
即ち、
▲１▼要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも電気自動車が極低速走行状態になった時点から、設定時間Ｔｉｍ１が経過するまでは、要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。なお、設定時間Ｔｉｍ１は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）の損失計算及び接合部温度の推定により、スイッチング素子の許容最高温度を越えないような時間としている。
▲２▼要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも電気自動車が極低速走行状態になった時点から、設定時間Ｔｉｍ１が経過したら、要求トルク指令τｙをトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。このため値がトルク制限値τＬになった出力トルクτｏが出力される。なお、トルク制限値τＬは、運転を続けてもスイッチング素子の温度上昇が大きくならないようなレベルに設定している。
▲３▼また、回転検出信号ａを基に現在のモータ回転数Ｎを求め、求めた現在のモータ回転数Ｎが、予め設定した極低速モータ回転数Ｎｍｉｎ以上となったら、つまり、電気自動車が極低速走行状態から脱したら、要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。
【００３５】
このように、リミット演算機能５５は、図４（ａ）に示すようなリミット処理を行うため、出力トルク指令τｏは図４（ｂ）のように変化する。図４（ｂ）のようにリミット処理された出力トルク指令τｏは、ステップ状に変化する部分がクッション演算機能５６により、、図４（ｃ）に示すように時間の変化と共に比例的に変化するように緩和されて、出力ポート５３に送られ、クッション処理された出力トルク指令τｏが制御回路ユニット６に送られる。このようなクッション処理をすることにより、運転時の違和感が防止される。
【００３６】
結局、要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも予め設定した極低速走行状態になった場合には、ステップ３〜ステップ６に示すように、この時点から設定時間Ｔｉｍ１経過するまでは要求トルク指令τｙの値（最大トルク）をそのまま出力トルク指令τｏの値とし、設定時間経過したら要求トルク指令τｙの値を予め設定したトルク制限値τＬまでリミットした値を出力トルク指令τｏの値とし、その後にモータ回転数が予め設定した極低速モータ回転数を越えたら要求トルク指令τｙ（最大トルク）の値をそのまま出力トルク指令τｏの値にしている。このため、坂道発進や段差乗り越え等、極低速走行状態の場合に短時間で最大トルクを必要とする場合であっても、運転をすることができる。
【００３７】
また、インバータ３のスイッチング素子を損傷しないように、設定時間Ｔｉｍ１及びトルク制限値τＬを設定しているため、極低速走行状態において最大トルクを出力しても、スイッチング素子を破損する恐れはなく、信頼性は高い。
【００３８】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に用いるトルク指令部５について説明する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態と基本的には同様であるが、クッション演算機能が、一部異なっている。
【００３９】
つまり、第２の実施の形態におけるクッション演算機能では、リミット処理演算機能から出力される出力トルクτｏが、リミット開始のため最大トルクからトルク制限値τＬにまでステップ状に立ち下がった場合には、図５（ａ）に示すように、時間の変化と共に比例的に変化（減少）させるように緩和処理をする。また、リミット解除のためトルク制限値から最大トルクまでステップ状に立ち上がった場合には、図５（ｂ）に示すように、モータ回転数Ｎの上昇に比例して変化（増加）させるように緩和処理をする。
なお、他の部分の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００４０】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に用いるトルク指令部１０５について、演算機能を示す図６、演算フローを示す図７を参照して、詳細に説明する。なお、電気自動車の駆動回路として、他の部分の構成は、図１に示すものと同一である。
【００４１】
第３の実施の形態に用いるトルク指令部１０５では、図６に示すように、要求トルク指令演算機能１５１により、アクセルの踏み込み量を示すアクセル信号Ａから、要求トルク指令τｙを演算する。
【００４２】
トルク値判定機能１５２では、要求トルク指令τｙが最大トルクになっているかどうかを判定する。要求トルク指令τｙが最大トルクではない時には、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力ポート１５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、要求トルク指令τｙが最大トルクとなっている時には、この要求トルク指令τｙをモータ回転数判定機能１５４にデータシフトする（図７のステップ１１，ステップ１７参照）。
【００４３】
モータ回転数判定機能１５４では、回転検出信号ａを基に現在のモータ回転数Ｎを求め、求めた現在のモータ回転数Ｎと、予め設定した極低速モータ回転数Ｎｍｉｎとを比較する。そして、現在のモータ回転数Ｎが極低速モータ回転数Ｎｍｉｎ以上である場合には、自動車が極低速走行状態になっていないと判定し、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値とし、値が最大トルクとなっている出力トルク指令τｏを出力ポート１５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、現在のモータ回転数Ｎが極低速モータ回転数Ｎｍｉｎ未満である場合には、電気自動車が極低速走行状態になっていると判定し、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙをリミット演算機能１５５にデータシフトする（ステップ１２，ステップ１７参照）。
【００４４】
なおモータ回転数判定機能１５４では、モータ回転数を基に、電気自動車が極低速走行状態になっているかどうかを判定して演算処理を行っているが、車速センサを用いて車速を検出し、この車速を基に、電気自動車が極低速走行状態になっているかどうかを判定して演算処理を行うようにしても良い。
【００４５】
リミット演算機能１５５では、要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも電気自動車が極低速走行状態になった場合に、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙに対して、つぎのようなリミット処理をして、出力トルク指令τｏとして出力する（ステップ１３〜１７参照）。
【００４６】
即ち、
▲１▼要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも電気自動車が極低速走行状態になった時点から、設定時間Ｔｉｍ１１が経過するまでは、要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。なお、設定時間Ｔｉｍ１１は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）の損失計算及び接合部温度の推定により、スイッチング素子の許容最高温度を越えないような時間としている。
▲２▼要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも電気自動車が極低速走行状態になった時点から、設定時間Ｔｉｍ１１が経過したら、要求トルク指令τｙを、設定時間Ｔｉｍ１１から設定時間Ｔｉｍ１２にかけて時間の勾配をつけて、最大トルクからトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。このため、時間Ｔｉｍ１１からＴｉｍ１２の間では、出力トルク指令τｏの値は、次式で表される値となる。
τｏ＝１００ −｛（ Ｌ−１００）／（Ｔｉｍ１２−Ｔｉｍ１１）｝（ Ｔｉｍ−Ｔｉｍ１１）
また設定時間Ｔｉｍ１２以降は、出力トルクτｏの値はトルク制限値τＬとなる。なお、トルク制限値τＬは、運転を続けてもスイッチング素子の温度上昇が大きくならないようなレベルに設定している。
▲３▼また、回転検出信号ａを基に現在のモータ回転数Ｎを求め、求めた現在のモータ回転数Ｎが、予め設定した極低速モータ回転数Ｎｍｉｎ以上となったら、つまり、電気自動車が極低速走行状態から脱したら、要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。
【００４７】
このように、リミット演算機能１５５によりリミット処理された出力トルク指令τｏは、クッション演算機能１５６により、リミット解除時にステップ状に変化する部分が、時間の変化と共に比例的に変化するように緩和されて、出力ポート１５３に送られ、クッション処理された出力トルク指令τｏが制御回路ユニット６に送られる。このようなクッション処理をすることにより、リミット解除のときに急発進をすることを防止することができる。
【００４８】
結局、要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも予め設定した極低速走行状態になった場合には、ステップ１３〜ステップ１７に示すように、この時点から設定時間Ｔｉｍ１１経過するまでは要求トルク指令τｙの値（最大トルク）をそのまま出力トルク指令τｏの値とし、設定時間Ｔｉｍ１１から設定時間Ｔｉｍ１２の間では出力トルク指令τｏの値を時間の勾配をつけて最大トルクからトルク制限値τＬまで漸減させ、設定時間Ｔｉｍ１２を経過したら要求トルク指令τｙの値を予め設定したトルク制限値τＬまでリミットした値を出力トルク指令τｏの値とし、その後にモータ回転数が予め設定した極低速モータ回転数を越えたら要求トルク指令τｙ（最大トルク）の値をそのまま出力トルク指令τｏの値にしている。このため、坂道発進や段差乗り越え等、極低速走行状態の場合に短時間で最大トルクを必要とする場合であっても、運転をすることができる。また、リミット解除時にクッション機能を持たせることにより、リミット解除時の急発進を防止することができる。
【００４９】
また、インバータ３のスイッチング素子を損傷しないように、設定時間Ｔｉｍ１１，Ｔｉｍ１２及びトルク制限値τＬを設定しているため、極低速走行状態において最大トルクを出力しても、スイッチング素子を破損する恐れはなく、信頼性は高い。
【００５０】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態に用いるトルク指令部２０５について、演算機能を示す図８、演算フローを示す図９を参照して、詳細に説明する。なお、電気自動車の駆動回路として、他の部分の構成は、図１に示すものと同一である。
【００５１】
この第４の実施の形態では、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ）ＳＷ１〜ＳＷ６の破損は、連続して流れる電流の温度上昇が原因となるので、ＩＧＢＴにサーミスタを取り付けて温度を監視し、要求トルク指令τｙの値が最大トルクになった場合に、限界温度Ｔｅｍｐ２になるまではトルクリミットは行わず、温度上昇して限界温度Ｔｅｍｐ２を越えたらトルクリミットを行い、温度降下して復帰温度Ｔｅｍｐ１になったらトルクリミットを解除するように、リミット特性にヒステリシスを持たせたものである。以下に詳細を説明する。
【００５２】
第４の実施の形態に用いるトルク指令部２０５では、図８に示すように、要求トルク指令演算機能２５１により、アクセルの踏み込み量を示すアクセル信号Ａから、要求トルク指令τｙを演算する。
【００５３】
トルク値判定機能２５２では、要求トルク指令τｙが最大トルクになっているかどうかを判定する。要求トルク指令τｙが最大トルクではない時には、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力ポート２５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、要求トルク指令τｙが最大トルクとなっている時には、この要求トルク指令τｙをリミット演算機能２５５にデータシフトする（図９のステップ２１，ステップ２５参照）。
【００５４】
リミット演算機能２５５では、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合に、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙに対して、つぎのようなリミット処理をして、出力トルク指令τｏとして出力する（ステップ２２〜２５参照）。
【００５５】
即ち、
▲１▼スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷを監視しておき、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが限界温度Ｔｅｍｐ２になるまでは要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。なお、限界温度Ｔｅｍｐ２は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）が熱破壊する限界温度よりも低い温度に設定している。
▲２▼監視していたスイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが温度上昇して限界温度Ｔｅｍｐ２を越えたら、要求トルク指令τｙをトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。このため値がトルク制限値τＬになった出力トルクτｏが出力される。このように出力トルクτｏをトルク制限値τＬにまで下げることにより、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷは低下していく。なお、トルク制限値τＬは、運転を続けてもスイッチング素子の温度上昇が大きくならないようなレベルに設定している。
▲３▼監視していたスイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが温度降下して復帰温度Ｔｅｍｐ１になったら、要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。
【００５６】
このように、リミット演算機能２５５にて、温度によるヒステリシス特性でもってリミット処理された出力トルク指令τｏは、ステップ状に変化する部分が、クッション演算機能２５６により、時間の変化と共に比例的に変化するように緩和されて、出力ポート２５３に送られ、クッション処理された出力トルク指令τｏが制御回路ユニット６に送られる。このようなクッション処理をすることにより、運転時の違和感が防止される。
【００５７】
結局、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合には、ステップ２２〜ステップ２５に示すように、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが限界温度Ｔｅｍｐ２になるまではトルクリミットは行わず、温度上昇して限界温度Ｔｅｍｐ２を越えたらトルクリミットを行い、温度降下して復帰温度Ｔｅｍｐ１になったらトルクリミットを解除するようにしている。このため、坂道発進や段差乗り越え等、極低速走行状態の場合に短時間で最大トルクを必要とする場合であっても、運転をすることができる。
【００５８】
また、インバータ３のスイッチング素子を損傷しないように、復帰温度Ｔｅｍｐ１及び限界温度Ｔｅｍｐ２を設定しているため、極低速走行状態において最大トルクを出力しても、スイッチング素子を熱破損する恐れはなく、信頼性は高い。
【００５９】
＜第５の実施の形態＞
次に、本発明の第５の実施の形態に用いるトルク指令部３０５について、演算機能を示す図１０、演算フローを示す図１１を参照して、詳細に説明する。なお、電気自動車の駆動回路として、他の部分の構成は、図１に示すものと同一である。
【００６０】
この第５の実施の形態では、インバータ３のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６にサーミスタを取り付けて温度を監視し、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合に、温度上昇にあわせてトルク制限を行うものである。以下に詳細を説明する。
【００６１】
第５の実施の形態に用いるトルク指令部３０５では、図１０に示すように、要求トルク指令演算機能３５１により、アクセルの踏み込み量を示すアクセル信号Ａから、要求トルク指令τｙを演算する。
【００６２】
トルク値判定機能３５２では、要求トルク指令τｙが最大トルクになっているかどうかを判定する。要求トルク指令τｙが最大トルクではない時には、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力ポート３５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、要求トルク指令τｙが最大トルクとなっている時には、この要求トルク指令τｙをリミット演算機能３５５にデータシフトする（図１１のステップ３１，ステップ３６参照）。
【００６３】
リミット演算機能３５５では、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合に、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙに対して、つぎのようなリミット処理をして、出力トルク指令τｏとして出力する（ステップ３２〜３６参照）。
【００６４】
即ち、
▲１▼スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷを監視しておき、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが第１設定温度Ｔｅｍｐ１１になるまでは要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。なお、第１設定温度Ｔｅｍｐ１１は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）に対して熱破壊をする恐れのない温度として設定している。
▲２▼監視していたスイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが温度上昇して第１設定温度Ｔｅｍｐ１１を越えたら、要求トルク指令τｙを、第１設定温度Ｔｅｍｐ１１から第２設定温度Ｔｅｍｐ１２にかけて温度の勾配をつけて、最大トルクからトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。このため、第１設定温度Ｔｅｍｐ１１から第２設定温度Ｔｅｍｐ１２の間では、出力トルク指令τｏの値は、次式で表される値となる。
τｏ＝１００ −｛（ τＬ −１００）／（Ｔｅｍｐ１２−Ｔｅｍｐ１１） ｝（ＴｅｍｐＳＷ −Ｔｅｍｐ１１）
▲３▼またスイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが更に温度上昇して第２設定温度Ｔｅｍｐ１２を越えたら、出力トルクτｏの値をトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。なお、第２設定温度Ｔｅｍｐ１２は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）が熱破壊する限界温度よりも低い温度に設定している。
【００６５】
このように、リミット演算機能３５５によりリミット処理された出力トルク指令τｏは、出力ポート３５３に送られ、この出力トルク指令τｏが制御回路ユニット６に送られる。
【００６６】
結局、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合には、ステップ３２〜ステップ３６に示すように、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが第１設定温度Ｔｅｍｐ１１になるまでは要求トルク指令τｙの値（最大トルク）をそのまま出力トルク指令τｏの値とし、第１設定温度Ｔｅｍｐ１１から第２設定温度Ｔｅｍｐ１２の間では出力トルク指令τｏの値を温度の勾配をつけて最大トルクからトルク制限値τＬまで漸減させ、第２設定温度Ｔｅｍｐ１２を越えたら要求トルク指令τｙの値を予め設定したトルク制限値τＬまでリミットした値を出力トルク指令τｏの値とする。このため、坂道発進や段差乗り越え等、極低速走行状態の場合に短時間で最大トルクを必要とする場合であっても、スイッチング素子の温度が過大温度になることを防止しつつ、運転をすることができる。
【００６７】
また、インバータ３のスイッチング素子を損傷しないように、設定温度Ｔｅｍｐ１１，Ｔｅｍｐ１２及びトルク制限値τＬを設定しているため、極低速走行状態において最大トルクを出力しても、スイッチング素子を熱破損する恐れはなく、信頼性は高い。
【００６８】
＜第６の実施の形態＞
次に、本発明の第６の実施の形態に用いるトルク指令部４０５について、演算機能を示す図１２、演算フローを示す図１３を参照して、詳細に説明する。なお、電気自動車の駆動回路として、他の部分の構成は、図１に示すものと同一である。
【００６９】
この第６の実施の形態では、インバータ３のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６にサーミスタを取り付けて温度を監視し、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合に、最大トルクとなってからある設定時間まではトルクリミットを行わず、トルクリミットを実施後にスイッチング素子温度が設定温度以下になったらトルクリミットを解除するものである。以下に詳細を説明する。
【００７０】
第６の実施の形態に用いるトルク指令部４０５では、図１２に示すように、要求トルク指令演算機能４５１により、アクセルの踏み込み量を示すアクセル信号Ａから、要求トルク指令τｙを演算する。
【００７１】
トルク値判定機能４５２では、要求トルク指令τｙが最大トルクになっているかどうかを判定する。要求トルク指令τｙが最大トルクではない時には、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力ポート４５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、要求トルク指令τｙが最大トルクとなっている時には、この要求トルク指令τｙをリミット演算機能４５５にデータシフトする（図１３のステップ４１，ステップ４５参照）。
【００７２】
リミット演算機能４５５では、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合に、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙに対して、つぎのようなリミット処理をして、出力トルク指令τｏとして出力する（ステップ４２〜４５参照）。
【００７３】
即ち、
▲１▼要求トルク指令τｙが最大トルクになった時点から、設定時間ｔ４０が経過するまでは、要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。なお、設定時間ｔ４０は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）の損失計算及び接合部温度の推定により、スイッチング素子の許容最高温度を越えないような時間としている。
▲２▼要求トルク指令τｙが最大トルクになった時点から、設定時間ｔ４０が経過したら、要求トルク指令τｙをトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。このため値がトルク制限値τＬになった出力トルクτｏが出力される。なお、トルク制限値τＬは、運転を続けてもスイッチング素子の温度上昇が大きくならないようなレベルに設定している。
▲３▼また、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが設定温度Ｔｅｍｐ４０未満になったら要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。
【００７４】
このように、リミット演算機能４５５によりリミット処理された出力トルク指令τｏは、ステップ状に変化する部分がクッション演算機能４５６により時間の変化と共に比例的に変化するように緩和されて、出力ポート４５３に送られ、クッション処理された出力トルク指令τｏが制御回路ユニット６に送られる。このようなクッション処理をすることにより、運転時の違和感が防止される。
【００７５】
結局、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合には、ステップ４２〜ステップ４５に示すように、この時点から設定時間ｔ４０が経過するまでは要求トルク指令τｙの値（最大トルク）をそのまま出力トルク指令τｏの値とし、設定時間ｔ４０を経過したら要求トルク指令τｙの値を予め設定したトルク制限値τＬまでリミットした値を出力トルク指令τｏの値とし、その後にスイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが設定温度Ｔｅｍｐ４０未満になったら要求トルク指令τｙ（最大トルク）の値をそのまま出力トルク指令τｏの値にしている。このため、坂道発進や段差乗り越え等、極低速走行状態の場合に短時間で最大トルクを必要とする場合であっても、運転をすることができる。
【００７６】
また、インバータ３のスイッチング素子を損傷しないように、設定時間ｔ４０及びトルク制限値τＬ並びに設定温度Ｔ４０を設定しているため、極低速走行状態において最大トルクを出力しても、スイッチング素子を破損する恐れはなく、信頼性は高い。
【００７７】
＜第７の実施の形態＞
次に、本発明の第７の実施の形態に用いるトルク指令部５０５について、演算機能を示す図１４を参照して、詳細に説明する。なお、電気自動車の駆動回路として、他の部分の構成は、図１に示すものと同一である。
【００７８】
この第７の実施の形態では、インバータ３のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６にサーミスタを取り付けて温度を監視し、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合に、設定時間Ｔｉｍ５０が経過するまではトルクリミットを行わず、設定時間Ｔｉｍ５０が経過した後は、温度上昇にあわせてトルクリミットを行うものである。以下に詳細を説明する。
【００７９】
第７の実施の形態に用いるトルク指令部５０５では、図１４に示すように、要求トルク指令演算機能５５１により、アクセルの踏み込み量を示すアクセル信号Ａから、要求トルク指令τｙを演算する。
【００８０】
トルク値判定機能５５２では、要求トルク指令τｙが最大トルクになっているかどうかを判定する。要求トルク指令τｙが最大トルクではない時には、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力ポート５５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、要求トルク指令τｙが最大トルクとなっている時には、この要求トルク指令τｙをリミット演算機能５５５にデータシフトする。
【００８１】
リミット演算機能５５５では、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合に、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙに対して、つぎのようなリミット処理をして、出力トルク指令τｏとして出力する。
【００８２】
即ち、
▲１▼要求トルク指令τｙが最大トルクになった時から設定時間Ｔｉｍ５０が経過するまでは、トルクリミットは行わず、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。
▲２▼要求トルク指令τｙが最大トルクになった時から設定時間Ｔｉｍ５０が経過した後は、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷを監視しておき、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが第１設定温度Ｔｅｍｐ５１になるまでは要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。なお、第１設定温度Ｔｅｍｐ５１は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）に対して熱破壊をする恐れのない温度として設定している。
▲３▼監視していたスイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが温度上昇して第１設定温度Ｔｅｍｐ５１を越えたら、要求トルク指令τｙを、第１設定温度Ｔｅｍｐ５１から第２設定温度Ｔｅｍｐ５２にかけて温度の勾配をつけて、最大トルクからトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。このため、第１設定温度Ｔｅｍｐ５１から第２設定温度Ｔｅｍｐ５２の間では、出力トルク指令τｏの値は、次式で表される値となる。
τｏ＝１００ −｛（ τＬ −１００）／（Ｔｅｍｐ５２−Ｔｅｍｐ５１） ｝（ＴｅｍｐＳＷ −Ｔｅｍｐ５１）
▲４▼またスイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが更に温度上昇して第２設定温度Ｔｅｍｐ５２を越えたら、出力トルクτｏの値をトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。なお、第２設定温度Ｔｅｍｐ５２は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）が熱破壊する限界温度よりも低い温度に設定している。
【００８３】
このように、リミット演算機能５５５によりリミット処理された出力トルク指令τｏは、出力ポート５５３に送られ、この出力トルク指令τｏが制御回路ユニット６に送られる。
【００８４】
結局、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合には、設定時間Ｔｉｍ５０が経過するまではトルクリミットを行わず、設定時間Ｔｉｍ５０が経過した後は、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが第１設定温度Ｔｅｍｐ５１になるまでは要求トルク指令τｙの値（最大トルク）をそのまま出力トルク指令τｏの値とし、第１設定温度Ｔｅｍｐ５１から第２設定温度Ｔｅｍｐ５２の間では出力トルク指令τｏの値を温度の勾配をつけて最大トルクからトルク制限値τＬまで漸減させ、第２設定温度Ｔｅｍｐ５２を越えたら要求トルク指令τｙの値を予め設定したトルク制限値τＬまでリミットした値を出力トルク指令τｏの値とする。このため、坂道発進や段差乗り越え等、極低速走行状態の場合に短時間で最大トルクを必要とする場合であっても、スイッチング素子の温度が過大温度になることを防止しつつ、運転をすることができる。
【００８５】
また、インバータ３のスイッチング素子を損傷しないように、設定時間Ｔｉｍ５０，設定温度Ｔｅｍｐ５１，Ｔｅｍｐ５２及びトルク制限値τＬを設定しているため、極低速走行状態において最大トルクを出力しても、スイッチング素子を熱破損する恐れはなく、信頼性は高い。
【００８６】
【発明の効果】
以上実施の形態と共に具体的に説明したように、本発明では、極低速走行状態の場合に要求トルク指令の値が最大トルクとなった場合に、一定条件が成立するまでは出力トルク指令の値を最大トルクとしておき、その後に一定条件が成立したら出力トルク指令の値を低減するようにしているため、インバータの素子容量を上げることなく、坂道発進や段差乗り越え等の短時間で最大トルクを必要とする運転状況であっても運転をすることができ、しかも、インバータのスイッチング素子（ＩＧＢＴ）を破損することがなくなり信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気自動車の駆動回路を示す回路構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に用いるトルク指令部の演算機能を示す説明図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に用いるトルク指令部による演算フローを示すフローチャート。
【図４】本発明の第１の実施の形態における指令値の状態を示す説明図。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるクッション機能を示す説明図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に用いるトルク指令部の演算機能を示す説明図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に用いるトルク指令部による演算フローを示すフローチャート。
【図８】本発明の第４の実施の形態に用いるトルク指令部の演算機能を示す説明図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に用いるトルク指令部による演算フローを示すフローチャート。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に用いるトルク指令部の演算機能を示す説明図。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に用いるトルク指令部による演算フローを示すフローチャート。
【図１２】本発明の第６の実施の形態に用いるトルク指令部の演算機能を示す説明図。
【図１３】本発明の第６の実施の形態に用いるトルク指令部による演算フローを示すフローチャート。
【図１４】本発明の第７の実施の形態に用いるトルク指令部の演算機能を示す説明図。
【符号の説明】
１ バッテリ
３ インバータ
４ 交流モータ
５ トルク指令部
６ 制御回路ユニット
９ ゲートドライブ回路
１０５，２０５，３０５，４０５，５０５ トルク指令部
【発明の属する技術分野】
本発明は電気自動車に関し、インバータのスイッチング素子に過大負荷をかけることなく、坂道発進や段差乗り越え等の運転ができるように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】
バッテリを電源としてモータを駆動することにより走行する電気自動車では、交流モータを使用することが多い。この交流モータの速度制御をするには、インバータが使用される。インバータは、ＩＧＢＴ等のパワー半導体でなるスイッチング素子をブリッジ回路接続して構成されており、スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御することにより、バッテリから出力された直流電圧を交流電圧に変換して、交流モータに供給する。
【０００３】
このような電気自動車では、アクセルの踏み込み量に対応したトルク指令を演算し、このトルク指令に対応させてＰＷＭ制御によりインバータのスイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦ制御をしている。この結果、インバータからモータに供給する交流電圧の電圧値と周波数を制御して、トルク指令に応じてモータを回転駆動させている。
【０００４】
このようにインバータにより交流モータ（特に永久磁石型同期モータ）の速度制御をする電気自動車では、モータが停止しているような極低速時の状態から最大トルクで始動すると、インバータのうち固定した相にのみ電流を流し続けることになり、特定のスイッチング素子（ＩＧＢＴ）に過大な負荷が集中する。この状態が長時間続くと、ＩＧＢＴを破損する恐れがある。
【０００５】
かかる状況によるＩＧＢＴの破損を防止するため、従来では次の様な対策を採っていた。従来の第１の対策では、ＩＧＢＴの容量としてワンランク上の素子を用いていた。従来の第２の対策では、モータ回転が極低速域にある場合に、アクセル開度から演算したトルク指令の値が最大トルク値となっていても、トルク指令の値を制限する制御を行っていた（例えば、特許番号第２７９６７１１号「電気自動車」）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インバータの素子容量を上げることは、インバータの小型軽量化やコスト低減といった要請に悪影響を及ぼしてしまい問題である。
【０００７】
また電気自動車において、モータの最大トルクを始動時（０ｒｐｍ）といった極低速時から制限してしまうと、坂道発進や段差乗り越え等、短時間で最大トルクを必要とする場合に運転ができなくなってしまう恐れがある。
【０００８】
本発明は、インバータの素子容量を上げることなく、坂道発進や段差乗り越え等の短時間で最大トルクを必要とする運転状況であっても運転をすることができ、しかも、インバータのスイッチング素子（ＩＧＢＴ）を破損することもない電気自動車を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の構成は、バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、要求トルク指令が最大トルクとなりしかも予め設定した極低速走行状態になった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値とし、その後に極低速走行状態でなくなったら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする。
【００１０】
また本発明の構成は、バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、要求トルク指令が最大トルクとなりしかも予め設定した極低速走行状態になった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値とし、その後にモータ回転数が予め設定した極低速モータ回転数を越えたら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする。
【００１１】
また本発明の構成は、バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、要求トルク指令が最大トルクとなりしかも予め設定した極低速走行状態になった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したら要求トルク指令の値を時間の勾配をつけて最大トルクから予め設定したトルク制限値まで低減させるリミットを掛けた値を出力トルク指令の値とし、その後にモータ回転数が予め設定した極低速モータ回転数を越えたら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする。
【００１２】
また本発明の構成は、バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、前記インバータのスイッチング素子の温度であるスイッチング素子温度を監視しており、要求トルク指令が最大トルクになった場合には、スイッチング素子温度が限界温度になるまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が限界温度を越えたら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値とし、その後にスイッチング素子温度が低下してきて復帰温度になったら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする。
【００１３】
また本発明の構成は、バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、前記インバータのスイッチング素子の温度であるスイッチング素子温度を監視しており、要求トルク指令が最大トルクになった場合には、スイッチング素子温度が第１設定温度になるまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が第１設定温度とこの第１設定温度よりも高温の第２設定温度との間の温度であるときにはトルク指令の値を温度の勾配をつけて最大トルクから予め設定したトルク制限値まで低減させるリミットを掛けた値を出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が第２設定温度を越えたら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値にすることを特徴とする。
【００１４】
また本発明の構成は、バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、前記インバータのスイッチング素子の温度であるスイッチング素子温度を監視しており、要求トルク指令が最大トルクになった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値とし、その後にスイッチング素子温度が設定温度未満になったら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の構成は、バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、前記インバータのスイッチング素子の温度であるスイッチング素子温度を監視しており、要求トルク指令が最大トルクになった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したらその後は、スイッチング素子温度が第１設定温度になるまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が第１設定温度とこの第１設定温度よりも高温の第２設定温度との間の温度であるときにはトルク指令の値を温度の勾配をつけて最大トルクから予め設定したトルク制限値まで低減させるリミットを掛けた値を出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が第２設定温度を越えたら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値にすることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１７】
＜電気自動車の駆動回路の全体構成＞
まず初めに、本発明の実施の形態にかかる電気自動車の駆動回路について、全体説明をし、その後に本発明のポイントとなる技術を各実施の形態に分けて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態にかかる電気自動車の駆動回路を示す。同図に示すように、バッテリ１から出力された直流電圧は、大容量の平滑用コンデンサ２を介して、インバータ３に供給される。
【００１９】
インバータ３は、ＩＧＢＴ等でなる６個のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６をブリッジ回路接続して構成されている。なお、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２が１つのインバータモジュールとして構成され、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４が他の１つのインバータモジュールとして構成され、スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６が更に他の１つのインバータモジュールとして構成されている。このインバータ３は、バッテリ１から供給された直流電流を交流電流に変換して、この交流電流を交流モータ４に供給する。
【００２０】
交流モータ４は、例えば永久磁石型同期モータにより構成されており、交流電流が供給されることにより回転駆動する。この交流モータ４が回転駆動することにより、電気自動車が走行する。
【００２１】
トルク指令部５は、アクセルの踏み込み量を示すアクセル信号Ａを基に要求トルク指令を演算し、この要求トルク指令を基に出力トルク指令τｏを求め、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。なお、トルク指令部５での演算手法については、後述する。
【００２２】
回転検出センサ（パルスゼネレータ）７は交流モータ４の回転子に接続されており、回転子の磁極位置や回転数を示す回転検出信号ａを制御回路ユニット６に送る。
【００２３】
変流器（ＣＴ）８ａ，８ｂは、インバータ３から交流モータ４に供給しているＵ相，Ｗ相の電流を検出して、電流検出信号ｂ，ｃを制御ユニット６に送る。なお、制御ユニット６には、バッテリ１からインバータ３に供給する直流電圧を示す、電圧信号Ｖｄｃも送られる。
【００２４】
制御回路ユニット６は、出力トルク指令τｏに対応したデューティー比を有するＵＶＷ相のＰＷＭ制御信号ｄをゲートドライブ回路９に送る。
【００２５】
ゲートドライブ回路９は、ＰＷＭ制御信号ｄに応じてパルス幅変調された相電流が交流モータ４に供給されるように、インバータ３の各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６をＯＮ・ＯＦＦ制御する。
【００２６】
このようにして、出力トルク指令τｏに対応したトルクが交流モータ４から出力される。
【００２７】
なお、制御回路ユニット６は、電流検出信号ｂ，ｃと回転検出信号ａを用いて、交流モータ４の鎖交磁束が最大となるように、インバータ３から交流モータ４に供給される相電流の位相を制御している。
【００２８】
＜第１の実施の形態＞
ここで、本発明の第１の実施の形態に用いるトルク指令部５について、演算機能を示す図２、演算フローを示す図３、指令値の状態を示す図４を参照して、詳細に説明する。なお、電気自動車の駆動回路として、他の部分の構成は、図１に示すものと同一である。
【００２９】
第１の実施の形態に用いるトルク指令部５では、図２に示すように、要求トルク指令演算機能５１により、アクセルの踏み込み量を示すアクセル信号Ａから、要求トルク指令τｙを演算する。
【００３０】
トルク値判定機能５２では、要求トルク指令τｙが最大トルクになっているかどうかを判定する。要求トルク指令τｙが最大トルクではない時には、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力ポート５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、要求トルク指令τｙが最大トルクとなっている時には、この要求トルク指令τｙをモータ回転数判定機能５４にデータシフトする（図３のステップ１，ステップ６参照）。
【００３１】
モータ回転数判定機能５４では、回転検出信号ａを基に現在のモータ回転数Ｎを求め、求めた現在のモータ回転数Ｎと、予め設定した極低速モータ回転数Ｎｍｉｎとを比較する。そして、現在のモータ回転数Ｎが極低速モータ回転数Ｎｍｉｎ以上である場合には、自動車が極低速走行状態になっていないと判定し、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値とし、値が最大トルクとなっている出力トルク指令τｏを出力ポート５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、現在のモータ回転数Ｎが極低速モータ回転数Ｎｍｉｎ未満である場合には、電気自動車が極低速走行状態になっていると判定し、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙをリミット演算機能５５にデータシフトする（ステップ２，ステップ６参照）。
【００３２】
なおモータ回転数判定機能５４では、モータ回転数を基に、電気自動車が極低速走行状態になっているかどうかを判定して演算処理を行っているが、車速センサを用いて車速を検出し、この車速を基に、電気自動車が極低速走行状態になっているかどうかを判定して演算処理を行うようにしても良い。
【００３３】
リミット演算機能５５では、要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも電気自動車が極低速走行状態になった場合に、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙに対して、つぎのようなリミット処理をして、出力トルク指令τｏとして出力する（ステップ３〜６参照）。
【００３４】
即ち、
▲１▼要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも電気自動車が極低速走行状態になった時点から、設定時間Ｔｉｍ１が経過するまでは、要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。なお、設定時間Ｔｉｍ１は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）の損失計算及び接合部温度の推定により、スイッチング素子の許容最高温度を越えないような時間としている。
▲２▼要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも電気自動車が極低速走行状態になった時点から、設定時間Ｔｉｍ１が経過したら、要求トルク指令τｙをトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。このため値がトルク制限値τＬになった出力トルクτｏが出力される。なお、トルク制限値τＬは、運転を続けてもスイッチング素子の温度上昇が大きくならないようなレベルに設定している。
▲３▼また、回転検出信号ａを基に現在のモータ回転数Ｎを求め、求めた現在のモータ回転数Ｎが、予め設定した極低速モータ回転数Ｎｍｉｎ以上となったら、つまり、電気自動車が極低速走行状態から脱したら、要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。
【００３５】
このように、リミット演算機能５５は、図４（ａ）に示すようなリミット処理を行うため、出力トルク指令τｏは図４（ｂ）のように変化する。図４（ｂ）のようにリミット処理された出力トルク指令τｏは、ステップ状に変化する部分がクッション演算機能５６により、、図４（ｃ）に示すように時間の変化と共に比例的に変化するように緩和されて、出力ポート５３に送られ、クッション処理された出力トルク指令τｏが制御回路ユニット６に送られる。このようなクッション処理をすることにより、運転時の違和感が防止される。
【００３６】
結局、要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも予め設定した極低速走行状態になった場合には、ステップ３〜ステップ６に示すように、この時点から設定時間Ｔｉｍ１経過するまでは要求トルク指令τｙの値（最大トルク）をそのまま出力トルク指令τｏの値とし、設定時間経過したら要求トルク指令τｙの値を予め設定したトルク制限値τＬまでリミットした値を出力トルク指令τｏの値とし、その後にモータ回転数が予め設定した極低速モータ回転数を越えたら要求トルク指令τｙ（最大トルク）の値をそのまま出力トルク指令τｏの値にしている。このため、坂道発進や段差乗り越え等、極低速走行状態の場合に短時間で最大トルクを必要とする場合であっても、運転をすることができる。
【００３７】
また、インバータ３のスイッチング素子を損傷しないように、設定時間Ｔｉｍ１及びトルク制限値τＬを設定しているため、極低速走行状態において最大トルクを出力しても、スイッチング素子を破損する恐れはなく、信頼性は高い。
【００３８】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に用いるトルク指令部５について説明する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態と基本的には同様であるが、クッション演算機能が、一部異なっている。
【００３９】
つまり、第２の実施の形態におけるクッション演算機能では、リミット処理演算機能から出力される出力トルクτｏが、リミット開始のため最大トルクからトルク制限値τＬにまでステップ状に立ち下がった場合には、図５（ａ）に示すように、時間の変化と共に比例的に変化（減少）させるように緩和処理をする。また、リミット解除のためトルク制限値から最大トルクまでステップ状に立ち上がった場合には、図５（ｂ）に示すように、モータ回転数Ｎの上昇に比例して変化（増加）させるように緩和処理をする。
なお、他の部分の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００４０】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に用いるトルク指令部１０５について、演算機能を示す図６、演算フローを示す図７を参照して、詳細に説明する。なお、電気自動車の駆動回路として、他の部分の構成は、図１に示すものと同一である。
【００４１】
第３の実施の形態に用いるトルク指令部１０５では、図６に示すように、要求トルク指令演算機能１５１により、アクセルの踏み込み量を示すアクセル信号Ａから、要求トルク指令τｙを演算する。
【００４２】
トルク値判定機能１５２では、要求トルク指令τｙが最大トルクになっているかどうかを判定する。要求トルク指令τｙが最大トルクではない時には、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力ポート１５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、要求トルク指令τｙが最大トルクとなっている時には、この要求トルク指令τｙをモータ回転数判定機能１５４にデータシフトする（図７のステップ１１，ステップ１７参照）。
【００４３】
モータ回転数判定機能１５４では、回転検出信号ａを基に現在のモータ回転数Ｎを求め、求めた現在のモータ回転数Ｎと、予め設定した極低速モータ回転数Ｎｍｉｎとを比較する。そして、現在のモータ回転数Ｎが極低速モータ回転数Ｎｍｉｎ以上である場合には、自動車が極低速走行状態になっていないと判定し、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値とし、値が最大トルクとなっている出力トルク指令τｏを出力ポート１５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、現在のモータ回転数Ｎが極低速モータ回転数Ｎｍｉｎ未満である場合には、電気自動車が極低速走行状態になっていると判定し、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙをリミット演算機能１５５にデータシフトする（ステップ１２，ステップ１７参照）。
【００４４】
なおモータ回転数判定機能１５４では、モータ回転数を基に、電気自動車が極低速走行状態になっているかどうかを判定して演算処理を行っているが、車速センサを用いて車速を検出し、この車速を基に、電気自動車が極低速走行状態になっているかどうかを判定して演算処理を行うようにしても良い。
【００４５】
リミット演算機能１５５では、要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも電気自動車が極低速走行状態になった場合に、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙに対して、つぎのようなリミット処理をして、出力トルク指令τｏとして出力する（ステップ１３〜１７参照）。
【００４６】
即ち、
▲１▼要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも電気自動車が極低速走行状態になった時点から、設定時間Ｔｉｍ１１が経過するまでは、要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。なお、設定時間Ｔｉｍ１１は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）の損失計算及び接合部温度の推定により、スイッチング素子の許容最高温度を越えないような時間としている。
▲２▼要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも電気自動車が極低速走行状態になった時点から、設定時間Ｔｉｍ１１が経過したら、要求トルク指令τｙを、設定時間Ｔｉｍ１１から設定時間Ｔｉｍ１２にかけて時間の勾配をつけて、最大トルクからトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。このため、時間Ｔｉｍ１１からＴｉｍ１２の間では、出力トルク指令τｏの値は、次式で表される値となる。
τｏ＝１００ −｛（ Ｌ−１００）／（Ｔｉｍ１２−Ｔｉｍ１１）｝（ Ｔｉｍ−Ｔｉｍ１１）
また設定時間Ｔｉｍ１２以降は、出力トルクτｏの値はトルク制限値τＬとなる。なお、トルク制限値τＬは、運転を続けてもスイッチング素子の温度上昇が大きくならないようなレベルに設定している。
▲３▼また、回転検出信号ａを基に現在のモータ回転数Ｎを求め、求めた現在のモータ回転数Ｎが、予め設定した極低速モータ回転数Ｎｍｉｎ以上となったら、つまり、電気自動車が極低速走行状態から脱したら、要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。
【００４７】
このように、リミット演算機能１５５によりリミット処理された出力トルク指令τｏは、クッション演算機能１５６により、リミット解除時にステップ状に変化する部分が、時間の変化と共に比例的に変化するように緩和されて、出力ポート１５３に送られ、クッション処理された出力トルク指令τｏが制御回路ユニット６に送られる。このようなクッション処理をすることにより、リミット解除のときに急発進をすることを防止することができる。
【００４８】
結局、要求トルク指令τｙが最大トルクとなりしかも予め設定した極低速走行状態になった場合には、ステップ１３〜ステップ１７に示すように、この時点から設定時間Ｔｉｍ１１経過するまでは要求トルク指令τｙの値（最大トルク）をそのまま出力トルク指令τｏの値とし、設定時間Ｔｉｍ１１から設定時間Ｔｉｍ１２の間では出力トルク指令τｏの値を時間の勾配をつけて最大トルクからトルク制限値τＬまで漸減させ、設定時間Ｔｉｍ１２を経過したら要求トルク指令τｙの値を予め設定したトルク制限値τＬまでリミットした値を出力トルク指令τｏの値とし、その後にモータ回転数が予め設定した極低速モータ回転数を越えたら要求トルク指令τｙ（最大トルク）の値をそのまま出力トルク指令τｏの値にしている。このため、坂道発進や段差乗り越え等、極低速走行状態の場合に短時間で最大トルクを必要とする場合であっても、運転をすることができる。また、リミット解除時にクッション機能を持たせることにより、リミット解除時の急発進を防止することができる。
【００４９】
また、インバータ３のスイッチング素子を損傷しないように、設定時間Ｔｉｍ１１，Ｔｉｍ１２及びトルク制限値τＬを設定しているため、極低速走行状態において最大トルクを出力しても、スイッチング素子を破損する恐れはなく、信頼性は高い。
【００５０】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態に用いるトルク指令部２０５について、演算機能を示す図８、演算フローを示す図９を参照して、詳細に説明する。なお、電気自動車の駆動回路として、他の部分の構成は、図１に示すものと同一である。
【００５１】
この第４の実施の形態では、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ）ＳＷ１〜ＳＷ６の破損は、連続して流れる電流の温度上昇が原因となるので、ＩＧＢＴにサーミスタを取り付けて温度を監視し、要求トルク指令τｙの値が最大トルクになった場合に、限界温度Ｔｅｍｐ２になるまではトルクリミットは行わず、温度上昇して限界温度Ｔｅｍｐ２を越えたらトルクリミットを行い、温度降下して復帰温度Ｔｅｍｐ１になったらトルクリミットを解除するように、リミット特性にヒステリシスを持たせたものである。以下に詳細を説明する。
【００５２】
第４の実施の形態に用いるトルク指令部２０５では、図８に示すように、要求トルク指令演算機能２５１により、アクセルの踏み込み量を示すアクセル信号Ａから、要求トルク指令τｙを演算する。
【００５３】
トルク値判定機能２５２では、要求トルク指令τｙが最大トルクになっているかどうかを判定する。要求トルク指令τｙが最大トルクではない時には、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力ポート２５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、要求トルク指令τｙが最大トルクとなっている時には、この要求トルク指令τｙをリミット演算機能２５５にデータシフトする（図９のステップ２１，ステップ２５参照）。
【００５４】
リミット演算機能２５５では、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合に、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙに対して、つぎのようなリミット処理をして、出力トルク指令τｏとして出力する（ステップ２２〜２５参照）。
【００５５】
即ち、
▲１▼スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷを監視しておき、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが限界温度Ｔｅｍｐ２になるまでは要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。なお、限界温度Ｔｅｍｐ２は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）が熱破壊する限界温度よりも低い温度に設定している。
▲２▼監視していたスイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが温度上昇して限界温度Ｔｅｍｐ２を越えたら、要求トルク指令τｙをトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。このため値がトルク制限値τＬになった出力トルクτｏが出力される。このように出力トルクτｏをトルク制限値τＬにまで下げることにより、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷは低下していく。なお、トルク制限値τＬは、運転を続けてもスイッチング素子の温度上昇が大きくならないようなレベルに設定している。
▲３▼監視していたスイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが温度降下して復帰温度Ｔｅｍｐ１になったら、要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。
【００５６】
このように、リミット演算機能２５５にて、温度によるヒステリシス特性でもってリミット処理された出力トルク指令τｏは、ステップ状に変化する部分が、クッション演算機能２５６により、時間の変化と共に比例的に変化するように緩和されて、出力ポート２５３に送られ、クッション処理された出力トルク指令τｏが制御回路ユニット６に送られる。このようなクッション処理をすることにより、運転時の違和感が防止される。
【００５７】
結局、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合には、ステップ２２〜ステップ２５に示すように、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが限界温度Ｔｅｍｐ２になるまではトルクリミットは行わず、温度上昇して限界温度Ｔｅｍｐ２を越えたらトルクリミットを行い、温度降下して復帰温度Ｔｅｍｐ１になったらトルクリミットを解除するようにしている。このため、坂道発進や段差乗り越え等、極低速走行状態の場合に短時間で最大トルクを必要とする場合であっても、運転をすることができる。
【００５８】
また、インバータ３のスイッチング素子を損傷しないように、復帰温度Ｔｅｍｐ１及び限界温度Ｔｅｍｐ２を設定しているため、極低速走行状態において最大トルクを出力しても、スイッチング素子を熱破損する恐れはなく、信頼性は高い。
【００５９】
＜第５の実施の形態＞
次に、本発明の第５の実施の形態に用いるトルク指令部３０５について、演算機能を示す図１０、演算フローを示す図１１を参照して、詳細に説明する。なお、電気自動車の駆動回路として、他の部分の構成は、図１に示すものと同一である。
【００６０】
この第５の実施の形態では、インバータ３のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６にサーミスタを取り付けて温度を監視し、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合に、温度上昇にあわせてトルク制限を行うものである。以下に詳細を説明する。
【００６１】
第５の実施の形態に用いるトルク指令部３０５では、図１０に示すように、要求トルク指令演算機能３５１により、アクセルの踏み込み量を示すアクセル信号Ａから、要求トルク指令τｙを演算する。
【００６２】
トルク値判定機能３５２では、要求トルク指令τｙが最大トルクになっているかどうかを判定する。要求トルク指令τｙが最大トルクではない時には、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力ポート３５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、要求トルク指令τｙが最大トルクとなっている時には、この要求トルク指令τｙをリミット演算機能３５５にデータシフトする（図１１のステップ３１，ステップ３６参照）。
【００６３】
リミット演算機能３５５では、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合に、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙに対して、つぎのようなリミット処理をして、出力トルク指令τｏとして出力する（ステップ３２〜３６参照）。
【００６４】
即ち、
▲１▼スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷを監視しておき、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが第１設定温度Ｔｅｍｐ１１になるまでは要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。なお、第１設定温度Ｔｅｍｐ１１は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）に対して熱破壊をする恐れのない温度として設定している。
▲２▼監視していたスイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが温度上昇して第１設定温度Ｔｅｍｐ１１を越えたら、要求トルク指令τｙを、第１設定温度Ｔｅｍｐ１１から第２設定温度Ｔｅｍｐ１２にかけて温度の勾配をつけて、最大トルクからトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。このため、第１設定温度Ｔｅｍｐ１１から第２設定温度Ｔｅｍｐ１２の間では、出力トルク指令τｏの値は、次式で表される値となる。
τｏ＝１００ −｛（ τＬ −１００）／（Ｔｅｍｐ１２−Ｔｅｍｐ１１） ｝（ＴｅｍｐＳＷ −Ｔｅｍｐ１１）
▲３▼またスイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが更に温度上昇して第２設定温度Ｔｅｍｐ１２を越えたら、出力トルクτｏの値をトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。なお、第２設定温度Ｔｅｍｐ１２は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）が熱破壊する限界温度よりも低い温度に設定している。
【００６５】
このように、リミット演算機能３５５によりリミット処理された出力トルク指令τｏは、出力ポート３５３に送られ、この出力トルク指令τｏが制御回路ユニット６に送られる。
【００６６】
結局、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合には、ステップ３２〜ステップ３６に示すように、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが第１設定温度Ｔｅｍｐ１１になるまでは要求トルク指令τｙの値（最大トルク）をそのまま出力トルク指令τｏの値とし、第１設定温度Ｔｅｍｐ１１から第２設定温度Ｔｅｍｐ１２の間では出力トルク指令τｏの値を温度の勾配をつけて最大トルクからトルク制限値τＬまで漸減させ、第２設定温度Ｔｅｍｐ１２を越えたら要求トルク指令τｙの値を予め設定したトルク制限値τＬまでリミットした値を出力トルク指令τｏの値とする。このため、坂道発進や段差乗り越え等、極低速走行状態の場合に短時間で最大トルクを必要とする場合であっても、スイッチング素子の温度が過大温度になることを防止しつつ、運転をすることができる。
【００６７】
また、インバータ３のスイッチング素子を損傷しないように、設定温度Ｔｅｍｐ１１，Ｔｅｍｐ１２及びトルク制限値τＬを設定しているため、極低速走行状態において最大トルクを出力しても、スイッチング素子を熱破損する恐れはなく、信頼性は高い。
【００６８】
＜第６の実施の形態＞
次に、本発明の第６の実施の形態に用いるトルク指令部４０５について、演算機能を示す図１２、演算フローを示す図１３を参照して、詳細に説明する。なお、電気自動車の駆動回路として、他の部分の構成は、図１に示すものと同一である。
【００６９】
この第６の実施の形態では、インバータ３のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６にサーミスタを取り付けて温度を監視し、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合に、最大トルクとなってからある設定時間まではトルクリミットを行わず、トルクリミットを実施後にスイッチング素子温度が設定温度以下になったらトルクリミットを解除するものである。以下に詳細を説明する。
【００７０】
第６の実施の形態に用いるトルク指令部４０５では、図１２に示すように、要求トルク指令演算機能４５１により、アクセルの踏み込み量を示すアクセル信号Ａから、要求トルク指令τｙを演算する。
【００７１】
トルク値判定機能４５２では、要求トルク指令τｙが最大トルクになっているかどうかを判定する。要求トルク指令τｙが最大トルクではない時には、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力ポート４５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、要求トルク指令τｙが最大トルクとなっている時には、この要求トルク指令τｙをリミット演算機能４５５にデータシフトする（図１３のステップ４１，ステップ４５参照）。
【００７２】
リミット演算機能４５５では、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合に、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙに対して、つぎのようなリミット処理をして、出力トルク指令τｏとして出力する（ステップ４２〜４５参照）。
【００７３】
即ち、
▲１▼要求トルク指令τｙが最大トルクになった時点から、設定時間ｔ４０が経過するまでは、要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。なお、設定時間ｔ４０は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）の損失計算及び接合部温度の推定により、スイッチング素子の許容最高温度を越えないような時間としている。
▲２▼要求トルク指令τｙが最大トルクになった時点から、設定時間ｔ４０が経過したら、要求トルク指令τｙをトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。このため値がトルク制限値τＬになった出力トルクτｏが出力される。なお、トルク制限値τＬは、運転を続けてもスイッチング素子の温度上昇が大きくならないようなレベルに設定している。
▲３▼また、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが設定温度Ｔｅｍｐ４０未満になったら要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。
【００７４】
このように、リミット演算機能４５５によりリミット処理された出力トルク指令τｏは、ステップ状に変化する部分がクッション演算機能４５６により時間の変化と共に比例的に変化するように緩和されて、出力ポート４５３に送られ、クッション処理された出力トルク指令τｏが制御回路ユニット６に送られる。このようなクッション処理をすることにより、運転時の違和感が防止される。
【００７５】
結局、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合には、ステップ４２〜ステップ４５に示すように、この時点から設定時間ｔ４０が経過するまでは要求トルク指令τｙの値（最大トルク）をそのまま出力トルク指令τｏの値とし、設定時間ｔ４０を経過したら要求トルク指令τｙの値を予め設定したトルク制限値τＬまでリミットした値を出力トルク指令τｏの値とし、その後にスイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが設定温度Ｔｅｍｐ４０未満になったら要求トルク指令τｙ（最大トルク）の値をそのまま出力トルク指令τｏの値にしている。このため、坂道発進や段差乗り越え等、極低速走行状態の場合に短時間で最大トルクを必要とする場合であっても、運転をすることができる。
【００７６】
また、インバータ３のスイッチング素子を損傷しないように、設定時間ｔ４０及びトルク制限値τＬ並びに設定温度Ｔ４０を設定しているため、極低速走行状態において最大トルクを出力しても、スイッチング素子を破損する恐れはなく、信頼性は高い。
【００７７】
＜第７の実施の形態＞
次に、本発明の第７の実施の形態に用いるトルク指令部５０５について、演算機能を示す図１４を参照して、詳細に説明する。なお、電気自動車の駆動回路として、他の部分の構成は、図１に示すものと同一である。
【００７８】
この第７の実施の形態では、インバータ３のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６にサーミスタを取り付けて温度を監視し、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合に、設定時間Ｔｉｍ５０が経過するまではトルクリミットを行わず、設定時間Ｔｉｍ５０が経過した後は、温度上昇にあわせてトルクリミットを行うものである。以下に詳細を説明する。
【００７９】
第７の実施の形態に用いるトルク指令部５０５では、図１４に示すように、要求トルク指令演算機能５５１により、アクセルの踏み込み量を示すアクセル信号Ａから、要求トルク指令τｙを演算する。
【００８０】
トルク値判定機能５５２では、要求トルク指令τｙが最大トルクになっているかどうかを判定する。要求トルク指令τｙが最大トルクではない時には、要求トルク指令τｙの値をそのまま出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力ポート５５３に送り、この出力トルク指令τｏを制御回路ユニット６に送る。一方、要求トルク指令τｙが最大トルクとなっている時には、この要求トルク指令τｙをリミット演算機能５５５にデータシフトする。
【００８１】
リミット演算機能５５５では、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合に、最大トルクとなっている要求トルク指令τｙに対して、つぎのようなリミット処理をして、出力トルク指令τｏとして出力する。
【００８２】
即ち、
▲１▼要求トルク指令τｙが最大トルクになった時から設定時間Ｔｉｍ５０が経過するまでは、トルクリミットは行わず、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。
▲２▼要求トルク指令τｙが最大トルクになった時から設定時間Ｔｉｍ５０が経過した後は、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷを監視しておき、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが第１設定温度Ｔｅｍｐ５１になるまでは要求トルク指令τｙに対してリミットを掛けることなく、要求トルク指令τｙの値（最大トルク）を出力トルク指令τｏの値として、出力トルク指令τｏを出力する。なお、第１設定温度Ｔｅｍｐ５１は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）に対して熱破壊をする恐れのない温度として設定している。
▲３▼監視していたスイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが温度上昇して第１設定温度Ｔｅｍｐ５１を越えたら、要求トルク指令τｙを、第１設定温度Ｔｅｍｐ５１から第２設定温度Ｔｅｍｐ５２にかけて温度の勾配をつけて、最大トルクからトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。このため、第１設定温度Ｔｅｍｐ５１から第２設定温度Ｔｅｍｐ５２の間では、出力トルク指令τｏの値は、次式で表される値となる。
τｏ＝１００ −｛（ τＬ −１００）／（Ｔｅｍｐ５２−Ｔｅｍｐ５１） ｝（ＴｅｍｐＳＷ −Ｔｅｍｐ５１）
▲４▼またスイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが更に温度上昇して第２設定温度Ｔｅｍｐ５２を越えたら、出力トルクτｏの値をトルク制限値τＬにまで低減させるリミットを掛ける。なお、第２設定温度Ｔｅｍｐ５２は、インバータ３のスイッチング素子（ＩＧＢＴ等）が熱破壊する限界温度よりも低い温度に設定している。
【００８３】
このように、リミット演算機能５５５によりリミット処理された出力トルク指令τｏは、出力ポート５５３に送られ、この出力トルク指令τｏが制御回路ユニット６に送られる。
【００８４】
結局、要求トルク指令τｙが最大トルクになった場合には、設定時間Ｔｉｍ５０が経過するまではトルクリミットを行わず、設定時間Ｔｉｍ５０が経過した後は、スイッチング素子温度ＴｅｍｐＳＷが第１設定温度Ｔｅｍｐ５１になるまでは要求トルク指令τｙの値（最大トルク）をそのまま出力トルク指令τｏの値とし、第１設定温度Ｔｅｍｐ５１から第２設定温度Ｔｅｍｐ５２の間では出力トルク指令τｏの値を温度の勾配をつけて最大トルクからトルク制限値τＬまで漸減させ、第２設定温度Ｔｅｍｐ５２を越えたら要求トルク指令τｙの値を予め設定したトルク制限値τＬまでリミットした値を出力トルク指令τｏの値とする。このため、坂道発進や段差乗り越え等、極低速走行状態の場合に短時間で最大トルクを必要とする場合であっても、スイッチング素子の温度が過大温度になることを防止しつつ、運転をすることができる。
【００８５】
また、インバータ３のスイッチング素子を損傷しないように、設定時間Ｔｉｍ５０，設定温度Ｔｅｍｐ５１，Ｔｅｍｐ５２及びトルク制限値τＬを設定しているため、極低速走行状態において最大トルクを出力しても、スイッチング素子を熱破損する恐れはなく、信頼性は高い。
【００８６】
【発明の効果】
以上実施の形態と共に具体的に説明したように、本発明では、極低速走行状態の場合に要求トルク指令の値が最大トルクとなった場合に、一定条件が成立するまでは出力トルク指令の値を最大トルクとしておき、その後に一定条件が成立したら出力トルク指令の値を低減するようにしているため、インバータの素子容量を上げることなく、坂道発進や段差乗り越え等の短時間で最大トルクを必要とする運転状況であっても運転をすることができ、しかも、インバータのスイッチング素子（ＩＧＢＴ）を破損することがなくなり信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気自動車の駆動回路を示す回路構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に用いるトルク指令部の演算機能を示す説明図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に用いるトルク指令部による演算フローを示すフローチャート。
【図４】本発明の第１の実施の形態における指令値の状態を示す説明図。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるクッション機能を示す説明図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に用いるトルク指令部の演算機能を示す説明図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に用いるトルク指令部による演算フローを示すフローチャート。
【図８】本発明の第４の実施の形態に用いるトルク指令部の演算機能を示す説明図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に用いるトルク指令部による演算フローを示すフローチャート。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に用いるトルク指令部の演算機能を示す説明図。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に用いるトルク指令部による演算フローを示すフローチャート。
【図１２】本発明の第６の実施の形態に用いるトルク指令部の演算機能を示す説明図。
【図１３】本発明の第６の実施の形態に用いるトルク指令部による演算フローを示すフローチャート。
【図１４】本発明の第７の実施の形態に用いるトルク指令部の演算機能を示す説明図。
【符号の説明】
１ バッテリ
３ インバータ
４ 交流モータ
５ トルク指令部
６ 制御回路ユニット
９ ゲートドライブ回路
１０５，２０５，３０５，４０５，５０５ トルク指令部
Claims (7)
- バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、要求トルク指令が最大トルクとなりしかも予め設定した極低速走行状態になった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値とし、その後に極低速走行状態でなくなったら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする電気自動車。 - バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、要求トルク指令が最大トルクとなりしかも予め設定した極低速走行状態になった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値とし、その後にモータ回転数が予め設定した極低速モータ回転数を越えたら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする電気自動車。 - バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、要求トルク指令が最大トルクとなりしかも予め設定した極低速走行状態になった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したら要求トルク指令の値を時間の勾配をつけて最大トルクから予め設定したトルク制限値まで低減させるリミットを掛けた値を出力トルク指令の値とし、その後にモータ回転数が予め設定した極低速モータ回転数を越えたら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする電気自動車。 - バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、前記インバータのスイッチング素子の温度であるスイッチング素子温度を監視しており、要求トルク指令が最大トルクになった場合には、スイッチング素子温度が限界温度になるまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が限界温度を越えたら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値とし、その後にスイッチング素子温度が低下してきて復帰温度になったら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする電気自動車。 - バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、前記インバータのスイッチング素子の温度であるスイッチング素子温度を監視しており、要求トルク指令が最大トルクになった場合には、スイッチング素子温度が第１設定温度になるまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が第１設定温度とこの第１設定温度よりも高温の第２設定温度との間の温度であるときにはトルク指令の値を温度の勾配をつけて最大トルクから予め設定したトルク制限値まで低減させるリミットを掛けた値を出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が第２設定温度を越えたら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値にすることを特徴とする電気自動車。 - バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、前記インバータのスイッチング素子の温度であるスイッチング素子温度を監視しており、要求トルク指令が最大トルクになった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値とし、その後にスイッチング素子温度が設定温度未満になったら要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値にすることを特徴とする電気自動車。 - バッテリと、このバッテリから供給された直流電流を交流電流に変換するインバータと、変換された交流電流が供給されて回転駆動する交流モータとを有すると共に、
アクセル踏み込み量を基に要求トルク指令を演算しこの要求トルク指令を基に出力トルク指令を求めるトルク指令部と、前記出力トルク指令に対応したＰＷＭ制御信号を求める制御回路ユニットと、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御するドライブ回路とを備えた電気自動車において、
前記トルク指令部は、アクセル踏み込み量を示すアクセル信号を基に要求トルク指令を演算すると共に、前記インバータのスイッチング素子の温度であるスイッチング素子温度を監視しており、要求トルク指令が最大トルクになった場合には、この時点から設定時間経過するまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、設定時間経過したらその後は、スイッチング素子温度が第１設定温度になるまでは要求トルク指令の値をそのまま出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が第１設定温度とこの第１設定温度よりも高温の第２設定温度との間の温度であるときにはトルク指令の値を温度の勾配をつけて最大トルクから予め設定したトルク制限値まで低減させるリミットを掛けた値を出力トルク指令の値とし、スイッチング素子温度が第２設定温度を越えたら要求トルク指令の値を予め設定したトルク制限値までリミットした値を出力トルク指令の値にすることを特徴とする電気自動車。
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| JP2003182345A JP2005020891A (ja) | 2003-06-26 | 2003-06-26 | 電気自動車 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008228510A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Toyota Motor Corp | インバータ過熱警告装置付電動車両 |
| US7774122B2 (en) | 2005-09-14 | 2010-08-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle controller |
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| JP2017050920A (ja) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 株式会社デンソー | 回転電機制御装置 |
| JP2017093217A (ja) * | 2015-11-13 | 2017-05-25 | 株式会社デンソー | 回転電機制御装置 |
-
2003
- 2003-06-26 JP JP2003182345A patent/JP2005020891A/ja active Pending
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