JP2007202222A - Controller of vehicle motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両を駆動するモータの制御を行う車両用モータの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a vehicle motor that controls a motor that drives the vehicle.
ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両においては、モータの駆動により車両を駆動することが可能であるが、モータが過熱するとモータが車両の駆動に必要なトルクを出せなくなるため、モータの過熱を防止する必要がある。下記特許文献1〜4には、モータやモータ駆動回路(インバータ)の過熱の防止を図ったモータの制御装置が開示されている。
In a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, it is possible to drive the vehicle by driving the motor. However, if the motor overheats, the motor cannot generate the torque necessary for driving the vehicle, thus preventing overheating of the motor. There is a need.
例えば砂地走行やトーイング(牽引)走行等の車両の走行抵抗が高くなる走行状態においては、車両を駆動するモータに大トルクを発生させる必要があるにもかかわらず車速が上昇しにくい。そのため、このような走行状態においては、特にモータの温度が上昇しやすくなり過熱を招きやすくなる。しかし、その一方で、車両の走行性能を確保するためには、モータが大トルクを出力することも要求される。このように、車両の走行抵抗が高くなる走行状態においては、車両の走行性能とモータの熱性能との両方を満たすことが要求される。 For example, in a running state where the running resistance of the vehicle is high, such as sandy running or towing (towing) running, the vehicle speed is unlikely to increase despite the need to generate a large torque in the motor that drives the vehicle. Therefore, in such a traveling state, the temperature of the motor is likely to rise, and overheating is likely to occur. However, on the other hand, in order to ensure the running performance of the vehicle, the motor is also required to output a large torque. Thus, in the traveling state where the traveling resistance of the vehicle is high, it is required to satisfy both the traveling performance of the vehicle and the thermal performance of the motor.
本発明は、車両の走行抵抗が高くなる走行状態においても、車両の走行性能を確保することができるとともに車両を駆動するモータの過熱を防止することができる車両用モータの制御装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a control device for a motor for a vehicle that can ensure the driving performance of the vehicle and prevent overheating of the motor that drives the vehicle even in a driving state in which the driving resistance of the vehicle becomes high. With the goal.
本発明に係る車両用モータの制御装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。 The vehicle motor control apparatus according to the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.
本発明に係る車両用モータの制御装置は、車両を駆動するモータの制御を行う車両用モータの制御装置であって、車両の走行抵抗が所定の走行抵抗よりも高くなる高抵抗状態にあるか否かを判定する走行抵抗判定部と、モータの温度とモータを駆動する駆動回路の温度との少なくとも1つ以上を検出する温度検出部と、走行抵抗判定部での判定結果と温度検出部で検出された温度とに基づいてモータのトルク特性を設定するトルク特性設定部と、トルク特性設定部で設定されたトルク特性の範囲内でモータのトルクを制御する駆動制御部と、を備えることを要旨とする。 The vehicle motor control device according to the present invention is a vehicle motor control device that controls a motor that drives the vehicle, and is in a high resistance state in which the running resistance of the vehicle is higher than a predetermined running resistance. A running resistance determination unit that determines whether or not, a temperature detection unit that detects at least one of the temperature of the motor and the temperature of the drive circuit that drives the motor, a determination result in the traveling resistance determination unit, and a temperature detection unit A torque characteristic setting unit that sets the torque characteristic of the motor based on the detected temperature, and a drive control unit that controls the torque of the motor within the range of the torque characteristic set by the torque characteristic setting unit. The gist.
本発明の一態様では、トルク特性設定部は、走行抵抗判定部で前記高抵抗状態と判定されること及び温度検出部で検出された温度が所定値よりも高いことを含む条件が成立する場合は、この条件が成立しない場合よりもモータのトルクが制限されたトルク特性を設定することが好適である。 In one aspect of the present invention, the torque characteristic setting unit is configured to satisfy a condition including that the running resistance determination unit determines that the high resistance state is present and that the temperature detected by the temperature detection unit is higher than a predetermined value. It is preferable to set a torque characteristic in which the torque of the motor is limited as compared with the case where this condition is not satisfied.
また、本発明に係る車両用モータの制御装置は、車両を駆動するモータの制御を行う車両用モータの制御装置であって、車両の走行抵抗が所定の走行抵抗よりも高くなる高抵抗状態にあるか否かを判定する走行抵抗判定部と、モータのトルクを取得するトルク取得部と、走行抵抗判定部での判定結果とトルク取得部で取得されたモータのトルクの履歴とに基づいてモータのトルク特性を設定するトルク特性設定部と、トルク特性設定部で設定されたトルク特性の範囲内でモータのトルクを制御する駆動制御部と、を備えることを要旨とする。 The vehicle motor control device according to the present invention is a vehicle motor control device that controls a motor that drives the vehicle, and is in a high resistance state in which the running resistance of the vehicle is higher than a predetermined running resistance. A motor based on a travel resistance determination unit that determines whether or not there is a torque acquisition unit that acquires the torque of the motor, a determination result in the travel resistance determination unit, and a motor torque history acquired in the torque acquisition unit And a drive control unit that controls the torque of the motor within the range of the torque characteristic set by the torque characteristic setting unit.
本発明の一態様では、トルク特性設定部は、走行抵抗判定部で前記高抵抗状態と判定されること及びトルク取得部で取得されたモータのトルクが設定値以上となる時間が所定時間よりも長い時間継続することを含む条件が成立する場合は、この条件が成立しない場合よりもモータのトルクが制限されたトルク特性を設定することが好適である。 In one aspect of the present invention, the torque characteristic setting unit determines that the high resistance state is determined by the running resistance determination unit, and the time when the motor torque acquired by the torque acquisition unit is equal to or greater than a set value is longer than a predetermined time. When a condition including continuing for a long time is satisfied, it is preferable to set a torque characteristic in which the torque of the motor is limited as compared with a case where this condition is not satisfied.
また、本発明に係る車両用モータの制御装置は、車両を駆動するモータの制御を行う車両用モータの制御装置であって、車両の位置を検出する車両位置検出部と、車両の目的地を予測する目的地予測部と、車両の走行抵抗が所定の走行抵抗よりも高くなる高抵抗状態を判定する走行抵抗判定部と、モータの温度とモータを駆動する駆動回路の温度との少なくとも1つ以上を検出する温度検出部と、走行抵抗判定部で前記高抵抗状態と判定された場合に、車両位置検出部で検出された車両の位置と目的地予測部で予測された車両の目的地と温度検出部で検出された温度とに基づいてモータのトルク特性を設定するトルク特性設定部と、トルク特性設定部で設定されたトルク特性の範囲内でモータのトルクを制御する駆動制御部と、を備えることを要旨とする。 A vehicle motor control apparatus according to the present invention is a vehicle motor control apparatus that controls a motor that drives a vehicle, and includes a vehicle position detection unit that detects the position of the vehicle, and a destination of the vehicle. At least one of a destination predicting unit to predict, a running resistance determining unit that determines a high resistance state in which the running resistance of the vehicle is higher than a predetermined running resistance, and the temperature of the motor and the temperature of the drive circuit that drives the motor A temperature detection unit that detects the above, and a vehicle position detected by the vehicle position detection unit and a vehicle destination predicted by the destination prediction unit when the running resistance determination unit determines the high resistance state; A torque characteristic setting unit that sets the torque characteristic of the motor based on the temperature detected by the temperature detection unit; a drive control unit that controls the torque of the motor within the range of the torque characteristic set by the torque characteristic setting unit; Having The gist.
本発明の一態様では、車両の駆動力に基づいて車両の速度を推定する車速推定部と、車両の速度を検出する車速検出部と、を備え、走行抵抗判定部は、車速推定部による車両の推定速度と車速検出部による車両の検出速度とに基づいて前記高抵抗状態を判定することが好適である。 In one aspect of the present invention, a vehicle speed estimation unit that estimates the speed of a vehicle based on the driving force of the vehicle and a vehicle speed detection unit that detects the speed of the vehicle are provided. It is preferable to determine the high resistance state based on the estimated speed of the vehicle and the speed detected by the vehicle speed detection unit.
本発明の一態様では、車両が走行する経路を取得する走行経路取得部を備え、走行抵抗判定部は、走行経路取得部で取得された経路に基づいて前記高抵抗状態を判定することが好適である。 In one aspect of the present invention, it is preferable that the vehicle includes a travel route acquisition unit that acquires a route along which the vehicle travels, and the travel resistance determination unit determines the high resistance state based on the route acquired by the travel route acquisition unit. It is.
本発明によれば、車両の走行抵抗が高くなる走行状態においても、車両の走行性能とモータの熱性能との両方を満たすようにモータのトルク特性を設定することができ、車両の走行性能を確保することができるとともに車両を駆動するモータの過熱を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to set the torque characteristics of the motor so as to satisfy both the running performance of the vehicle and the thermal performance of the motor even in a running state in which the running resistance of the vehicle becomes high. This can be ensured and overheating of the motor driving the vehicle can be prevented.
以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る車両用モータの制御装置を含むハイブリッド車両の駆動システムの概略構成を示す図である。動力を発生可能なエンジン(内燃機関)50の出力軸は、動力分配機構52に連結されている。動力分配機構52は、エンジン50の出力軸の他に、減速機14の入力軸及び発電可能なジェネレータ(発電機)54の回転子とも連結されている。ここでの動力分配機構52は、例えばリングギアとキャリアとサンギアとを有する遊星歯車機構により構成することができる。減速機14の出力軸は前輪19と連結されている。動力分配機構52は、エンジン50からの動力を前輪19及びジェネレータ54に分配する。動力分配機構52から前輪19に分配された動力は、車両の駆動に用いられる。一方、動力分配機構52からジェネレータ54に分配された動力は、ジェネレータ54による発電電力に変換される。ジェネレータ54による発電電力については、インバータ12を介して動力を発生可能なモータ(電動機)10,56に供給可能である。また、ジェネレータ54による発電電力をインバータ12を介してバッテリ16に回収することもできる。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a drive system for a hybrid vehicle including a vehicle motor control device according to an embodiment of the present invention. An output shaft of an engine (internal combustion engine) 50 capable of generating power is connected to a
電気エネルギーを蓄える蓄電装置として設けられたバッテリ16からの電力は、インバータ12による電力変換(直流から3相交流)が行われてから各モータ10,56の巻線(3相巻線)に供給される。モータ10,56は、インバータ12から巻線に供給された電力を回転子の動力に変換する。モータ10の回転子はリダクション機構53を介して減速機14の入力軸に連結されており、モータ10の動力は、リダクション機構53及び減速機14で減速されてから前輪19に伝達され、車両の駆動に用いられる。一方、モータ56の回転子は後輪20に連結されており、モータ56の動力は後輪20に伝達されて車両の駆動に用いられる。また、モータ10,56の回生運転により、車両の動力をモータ10,56の発電電力に変換し、インバータ12を介してバッテリ16に回収することもできる。以上のように、本実施形態のハイブリッド車両は、動力源として設けられたエンジン50及びモータ10の少なくとも1つ以上が発生する動力を利用して前輪19を駆動することが可能であるとともに、モータ56の動力により後輪20を駆動することが可能な4輪駆動車両である。
The electric power from the
駆動回路として設けられたインバータ12は、そのスイッチング素子のスイッチング動作によりバッテリ16からの直流電力を交流に変換してモータ10,56に供給することでモータ10,56を駆動するが、その際には、インバータ12、特にスイッチング素子が発熱する。本実施形態では、インバータ12の過熱を抑止するために、冷却液(冷媒)によりインバータ12(特にスイッチング素子)の冷却を行う冷却器18が設けられている。
The
また、本実施形態では、ハイブリッド車両の走行状態を検出するセンサとして、冷却器18の冷却液の温度つまりインバータ12の温度Tiを検出するインバータ温度センサ61と、モータ56の温度Tmを検出するモータ温度センサ62と、車両の速度(車速)Vを検出する車速センサ63と、アクセル開度Aを検出するアクセル開度センサ64と、が設けられている。
In this embodiment, as a sensor for detecting the traveling state of the hybrid vehicle, an
電子制御ユニット42は、CPUを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したROMと、一時的にデータを記憶するRAMと、入出力ポートと、を備える。この電子制御ユニット42には、インバータ温度センサ61からのインバータ12の温度(冷却液の温度)Tiを示す信号、モータ温度センサ62からのモータ56の温度Tmを示す信号、車速センサ63からの車速Vを示す信号、及びアクセル開度センサ64からのアクセル開度Aを示す信号等が入力ポートを介して入力されている。一方、電子制御ユニット42からは、エンジン50、モータ10,56、及びジェネレータ54の駆動制御を行うための駆動制御信号等が出力ポートを介して出力されている。なお、モータ10,56及びジェネレータ54の駆動制御については、インバータ12のスイッチング素子のスイッチング制御により行うことができる。
The
例えば砂地走行やトーイング(牽引)走行等の車両の走行抵抗が高くなる走行状態では、モータ10,56に大トルクを発生させる必要があるにもかかわらず車速が上昇しにくいため、モータ10,56及びインバータ12の温度が上昇しやすくなる。特に、後輪20を駆動するモータ56については、車両後方に搭載されるため、車両前方に搭載され前輪19を駆動するモータ10よりも冷却を行いにくくなり、過熱を招きやすくなる。その一方で、車両の走行性能を確保するためには、モータ56の過熱を招かない範囲でモータ56が大トルクを出力することも要求される。本実施形態では、電子制御ユニット42は、車両の走行性能とモータ56の熱性能との両方を満たすようにモータ56のトルクを制御する。以下、電子制御ユニット42がモータ56のトルクを制御するための構成例について説明する。図2に示すように、電子制御ユニット42は、以下に説明する車速推定部70、走行抵抗判定部71、トルク特性記憶部72、トルク特性設定部73、及び駆動制御部74を備える。
For example, in a traveling state in which the traveling resistance of the vehicle is high, such as sandy traveling or towing (traction) traveling, the
車速推定部70は、車両の駆動力に基づいて車両の加速度α0を推定し、この推定加速度α0を積分(積算)することで車速V0を推定する。ここでは、予め設定された車両の走行抵抗に対して車両の加速度α0が推定される。また、ここでの車両の駆動力は、エンジン50のトルク及びモータ10,56のトルクに基づいて演算することができる。エンジン50のトルクについては、例えば図示しないセンサにより検出されたスロットル開度及びエンジン回転速度を基に推定することができる。モータ10,56のトルクについては、電子制御ユニット42で設定されるモータ10,56の目標トルクを用いることもできるし、図示しない電流センサにより検出されたモータ10,56の電流から演算することもできる。
The vehicle
走行抵抗判定部71は、車両の走行抵抗が所定の走行抵抗よりも高くなる高抵抗状態にあるか否かを判定する。例えば砂地走行やトーイング走行等の車両の走行抵抗が高くなる走行状態では、車両の駆動力を増大させても車速Vが上昇しにくくなるため、車速センサ63による検出車速Vが車両の駆動力に基づく推定車速V0よりも小さくなる。そのため、車速推定部70による推定車速V0と車速センサ63による検出車速Vとの差V0−Vが閾値ΔV1(ΔV1≧0)よりも大きいか否かを判定することで、車両の走行抵抗が高抵抗状態にあるか否かを判定することができる。なお、ここでは、車両の駆動力に基づく車両の推定加速度α0と図示しない加速度センサによる車両の検出加速度αとの差α0−αが閾値Δα1(Δα1≧0)よりも大きいか否かを判定することによっても、車両の走行抵抗が高抵抗状態にあるか否かを判定することができる。
The traveling
トルク特性記憶部72は、モータ56のトルク特性マップを複数記憶する。ここでは、例えば図3に示すように、モータ56のトルク特性マップとして、モータ56の駆動性能を最大限発揮可能なトルク特性マップMAP1と、トルク特性マップMAP1よりもモータ56のトルク(最大トルク)が制限されたトルク特性マップMAP2と、が記憶されている。
The torque
トルク特性設定部73は、走行抵抗判定部71による判定結果とインバータ温度センサ61で検出されたインバータ12の温度Tiとモータ温度センサ62で検出されたモータ56の温度Tmとに基づいて、トルク特性記憶部72から読み出すモータ56のトルク特性マップ(MAP1またはMAP2)を選択する。ここでのモータ56のトルク特性マップを設定する処理の詳細については後述する。
The torque
駆動制御部74は、例えばアクセル開度A及び車速Vに基づいてトルク特性設定部73で設定(選択)されたモータ56のトルク特性マップの範囲内でモータ56の目標トルクτ0を設定し、モータ56のトルクτが目標トルクτ0に一致するようにインバータ12のスイッチング動作を制御することでモータ56のトルクτを制御する。図3に示すトルク特性マップMAP1,MAP2では、車速Vに対応してモータ56の最大トルクτmaxが設定されている。駆動制御部74は、トルク特性設定部73で選択されたトルク特性マップ(MAP1またはMAP2)において、車速Vに対応する最大トルク以下の範囲内でモータ56の目標トルクτ0がアクセル開度Aに基づいて設定される。
The
次に、電子制御ユニット42がモータ56のトルク特性マップを設定(選択)する処理の詳細について、図4のフローチャートを用いて説明する。図4のフローチャートによる処理は、予め決められた時間毎に繰り返して実行される。
Next, details of the process in which the
まずステップS101では、車両の走行抵抗が所定の走行抵抗よりも高くなる高抵抗状態にあるか否かが判定される。ここでは、車速推定部70による推定車速V0と車速センサ63による検出車速Vとの差V0−Vが閾値ΔV1よりも大きいか否かが走行抵抗判定部71により判定される。推定車速V0と検出車速Vとの差V0−Vが閾値ΔV1以下の場合(ステップS101の判定結果がNOの場合)は、車両の走行抵抗が高抵抗状態にないと判定してステップS103に進む。一方、推定車速V0と検出車速Vとの差V0−Vが閾値ΔV1よりも大きい場合(ステップS101の判定結果がYESの場合)は、車両の走行抵抗が高抵抗状態にあると判定してステップS102に進む。なお、ここでは、車両の駆動力に基づく車両の推定加速度α0と加速度センサによる車両の検出加速度αとの差α0−αが閾値Δα1よりも大きい場合に車両の走行抵抗が高抵抗状態にあると判定し、車両の推定加速度α0と検出加速度αとの差α0−αが閾値Δα1以下の場合に車両の走行抵抗が高抵抗状態にないと判定することもできる。
First, in step S101, it is determined whether or not the vehicle is in a high resistance state in which the running resistance of the vehicle is higher than a predetermined running resistance. Here, the running
ステップS102では、インバータ温度センサ61で検出されたインバータ12の温度Tiが所定値Ti1よりも高い条件、及びモータ温度センサ62で検出されたモータ56の温度Tmが所定値Tm1よりも高い条件の少なくとも一方が成立するか否かがトルク特性設定部73により判定される。インバータ12の温度Tiが所定値Ti1以下で且つモータ56の温度Tmが所定値Tm1以下である場合(ステップS102の判定結果がNOの場合)は、ステップS103に進む。一方、インバータ12の温度Tiが所定値Ti1よりも高い条件及びモータ56の温度Tmが所定値Tm1よりも高い条件の少なくとも一方が成立する場合(ステップS102の判定結果がYESの場合)は、ステップS104に進む。なお、所定値Ti1,Tm1については、インバータ12及びモータ56が過熱しない程度の値が予め設定される。
In step S102, at least a condition in which the temperature Ti of the
ステップS103では、トルク特性記憶部72からトルク特性マップMAP1が読み出されることで、トルク特性マップMAP1がトルク特性設定部73により選択される。そして、この選択されたトルク特性マップMAP1において、車速Vに対応する最大トルクτmax1以下の範囲内でモータ56のトルクτがアクセル開度Aに基づいて制御される。
In
一方、ステップS104では、トルク特性記憶部72からトルク特性マップMAP2が読み出されることで、トルク特性マップMAP2がトルク特性設定部73により選択される。そして、この選択されたトルク特性マップMAP2において、車速Vに対応する最大トルクτmax2以下の範囲内でモータ56のトルクτがアクセル開度Aに基づいて制御される。なお、トルク特性マップMAP2の最大トルクτmax2については、モータ56及びインバータ12の温度上昇率を低く抑えることができるとともに砂地走行やトーイング走行等を行うことができる程度の値が予め設定される。
On the other hand, in step S104, the torque characteristic map MAP2 is read out from the torque
以上の処理において、車両の走行抵抗が高抵抗状態にないと判定された場合は、モータ56やインバータ12の温度上昇が小さく、モータ56やインバータ12の過熱を招く可能性が少ないと判断される。その場合は、トルク特性設定部73は、モータ56の駆動性能を最大限発揮可能なトルク特性マップMAP1を選択することで、車両の走行性能を最大限に確保することができる。そして、車両の走行抵抗が高抵抗状態にあると判定された場合でも、インバータ12の温度Tiが所定値Ti1以下で且つモータ56の温度Tmが所定値Tm1以下であるときは、モータ56やインバータ12の過熱を招く可能性が少ないと判断される。その場合も、トルク特性設定部73は、トルク特性マップMAP1を選択することで、車両の走行性能を最大限に確保することができる。
In the above processing, when it is determined that the running resistance of the vehicle is not in the high resistance state, it is determined that the temperature rise of the
一方、車両の走行抵抗が高抵抗状態にあると判定され、且つインバータ12の温度Tiが所定値Ti1よりも高い条件及びモータ56の温度Tmが所定値Tm1よりも高い条件の少なくとも一方が成立する場合は、モータ56やインバータ12の温度上昇が大きく、モータ56やインバータ12の過熱を招く可能性が生じていると判断される。その場合は、トルク特性設定部73は、トルク特性マップMAP1よりもモータ56のトルクが制限されたトルク特性マップMAP2を選択することで、砂地走行やトーイング走行等を行うことができる程度の車両の走行性能を確保することができるとともに、モータ56及びインバータ12の温度上昇を抑制することができる。なお、ハイブリッド車両においては、モータ56のトルクの制限(減少)によって車両動力が車両要求動力よりも低下する場合に、エンジン50の動力によって車両動力の低下分を補償することもできる。
On the other hand, it is determined that the running resistance of the vehicle is in a high resistance state, and at least one of the condition that the temperature Ti of the
したがって、本実施形態によれば、例えば砂地走行やトーイング走行等の車両の走行抵抗が高くなる高抵抗状態においても、車両の走行性能を確保することができるとともに、モータ56及びインバータ12の過熱を防止することができる。また、本実施形態では、車両の駆動力に基づく推定車速V0と車速センサ63による検出車速Vとを比較することで、砂地走行やトーイング走行等の高抵抗状態を容易且つ精度よく判定することができる。
Therefore, according to the present embodiment, for example, even in a high resistance state in which the traveling resistance of the vehicle is high, such as sandy traveling or towing traveling, the traveling performance of the vehicle can be ensured, and the
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。 Next, another configuration example of this embodiment will be described.
本実施形態では、図4のフローチャートのステップS102において、インバータ12の温度Tiが所定値Ti1以下の場合にステップS103に進み、インバータ12の温度Tiが所定値Ti1よりも高い場合にステップS104に進むように構成することもできる。また、ステップS102において、モータ56の温度Tmが所定値Tm1以下の場合にステップS103に進み、モータ56の温度Tmが所定値Tm1よりも高い場合にステップS104に進むように構成することもできる。また、ステップS102の判定処理では、図示しない外気温度センサにより検出された外気温度が所定値よりも高い条件を判定条件に用いることもできる。
In this embodiment, in step S102 of the flowchart of FIG. 4, the process proceeds to step S103 when the temperature Ti of the
また、本実施形態では、トルク特性設定部73は、走行抵抗判定部71による判定結果とモータ56のトルクτの履歴とに基づいて、トルク特性記憶部72から読み出すモータ56のトルク特性マップを選択することもできる。また、本実施形態では、トルク特性設定部73は、モータ56のトルク特性マップを3種類以上のトルク特性マップの中から選択することもできる。以下、その場合の処理の詳細について、図5のフローチャートを用いて説明する。以下の説明では、例えば図6に示すように、モータ56の駆動性能を最大限発揮可能なトルク特性マップMAP1と、トルク特性マップMAP1よりもモータ56のトルク(最大トルク)が制限されたトルク特性マップMAP2と、トルク特性マップMAP2よりもモータ56のトルク(最大トルク)が制限されたトルク特性マップMAP3と、がトルク特性記憶部72に記憶されているものとする。
In this embodiment, the torque
まずステップS201では、ステップS101と同様に、車両の走行抵抗が高抵抗状態にあるか否か(推定車速V0と検出車速Vとの差V0−Vが閾値ΔV1よりも大きいか否か)が判定される。車両の走行抵抗が高抵抗状態にない場合(ステップS201の判定結果がNOの場合)はステップS204に進み、車両の走行抵抗が高抵抗状態にある場合(ステップS201の判定結果がYESの場合)はステップS202に進む。 First, in step S201, as in step S101, it is determined whether or not the running resistance of the vehicle is in a high resistance state (whether or not the difference V0−V between the estimated vehicle speed V0 and the detected vehicle speed V is greater than the threshold value ΔV1). Is done. When the running resistance of the vehicle is not in the high resistance state (when the determination result of step S201 is NO), the process proceeds to step S204, and when the traveling resistance of the vehicle is in the high resistance state (when the determination result of step S201 is YES). Advances to step S202.
ステップS202では、モータ56のトルクτが継続して設定値τ1以上となる時間(以下トルク継続時間とする)t0が所定時間t1を超える条件、及びモータ56の温度Tmが所定値Tm1よりも高い条件の両方が成立するか否かがトルク特性設定部73により判定される。トルク継続時間t0が所定時間t1以下の場合やモータ56の温度Tmが所定値Tm1の場合(ステップS202の判定結果がNOの場合)は、ステップS204に進む。一方、トルク継続時間t0が所定時間t1を超え且つモータ56の温度Tmが所定値Tm1よりも高い場合(ステップS202の判定結果がYESの場合)は、ステップS203に進む。なお、モータ56のトルクτについては、駆動制御部74で設定されるモータ56の目標トルクτ0を用いることもできるし、図示しない電流センサにより検出されたモータ56の電流から演算することもできる。
In step S202, the time during which the torque τ of the
ステップS203では、トルク継続時間t0が所定時間t2(t2>t1)を超える条件、及びモータ56の温度Tmが所定値Tm2(Tm2>Tm1)よりも高い条件の両方が成立するか否かがトルク特性設定部73により判定される。トルク継続時間t0が所定時間t2以下の場合やモータ56の温度Tmが所定値Tm2の場合(ステップS203の判定結果がNOの場合)は、ステップS205に進む。一方、トルク継続時間t0が所定時間t2を超え且つモータ56の温度Tmが所定値Tm2よりも高い場合(ステップS203の判定結果がYESの場合)は、ステップS206に進む。
In step S203, whether the condition that the torque continuation time t0 exceeds the predetermined time t2 (t2> t1) and the condition that the temperature Tm of the
ステップS204では、ステップS103と同様に、トルク特性マップMAP1がトルク特性設定部73により選択される。また、ステップS205では、ステップS104と同様に、トルク特性マップMAP2がトルク特性設定部73により選択される。
In step S204, the torque characteristic map MAP1 is selected by the torque
また、ステップS206では、トルク特性記憶部72からトルク特性マップMAP3が読み出されることで、トルク特性マップMAP3がトルク特性設定部73により選択される。そして、この選択されたトルク特性マップMAP3において、車速Vに対応する最大トルクτmax3以下の範囲内でモータ56のトルクτがアクセル開度Aに基づいて制御される。なお、トルク特性マップMAP3の最大トルクτmax3については、モータ56及びインバータ12の発熱量を冷却性能と平衡させることができるとともに砂地走行やトーイング走行等を最低限行うことができる程度の値が予め設定される。
In step S206, the torque characteristic map MAP3 is read from the torque
以上の処理において、車両の走行抵抗が高抵抗状態にないと判定された場合は、トルク特性設定部73は、モータ56の駆動性能を最大限発揮可能なトルク特性マップMAP1を選択することで、車両の走行性能を最大限に確保することができる。そして、車両の走行抵抗が高抵抗状態にあると判定された場合でも、モータ56のトルク継続時間t0が所定時間t1以下であるときや、モータ56の温度Tmが所定値Tm1以下であるときは、モータ56やインバータ12の過熱を招く可能性が少ないと判断される。その場合も、トルク特性設定部73は、トルク特性マップMAP1を選択することで、車両の走行性能を最大限に確保することができる。
In the above processing, when it is determined that the running resistance of the vehicle is not in the high resistance state, the torque
一方、車両の走行抵抗が高抵抗状態にあると判定され、且つモータ56のトルク継続時間t0が所定時間t1を超える条件及びモータ56の温度Tmが所定値Tm1よりも高い条件の両方が成立する場合は、モータ56やインバータ12の過熱を招く可能性が生じていると判断される。その場合は、トルク特性設定部73は、トルク特性マップMAP1よりもモータ56のトルクが制限されたトルク特性マップMAP2を選択することで、砂地走行やトーイング走行等を行うことができる程度の車両の走行性能を確保することができるとともに、モータ56及びインバータ12の温度上昇を抑制することができる。
On the other hand, it is determined that the running resistance of the vehicle is in a high resistance state, and both the condition that the torque continuation time t0 of the
さらに、車両の走行抵抗が高抵抗状態にあると判定され、且つモータ56のトルク継続時間t0が所定時間t2を超える条件及びモータ56の温度Tmが所定値Tm2よりも高い条件の両方が成立する場合は、モータ56やインバータ12の過熱を招く可能性がより高くなっていると判断される。その場合は、トルク特性設定部73は、トルク特性マップMAP2よりもモータ56のトルクが制限されたトルク特性マップMAP3を選択することで、砂地走行やトーイング走行等を最低限行うことができる程度の車両の走行性能を確保することができるとともに、モータ56及びインバータ12の温度上昇をさらに抑制することができる。このように、モータ56のトルクを徐々に制限(減少)させることで、モータ56のトルクの急激な低下によって車両の運転者が違和感を受けるのを防止することができる。
Furthermore, it is determined that the running resistance of the vehicle is in a high resistance state, and both the condition that the torque continuation time t0 of the
なお、図5のフローチャートのステップS202,S203では、モータ56の温度Tmが所定値よりも高い条件の代わりに、インバータ12の温度Tiが所定値よりも高い条件や、モータ56の温度Tm及びインバータ12の温度Tiの少なくとも一方が所定値よりも高い条件を判定条件に用いることもできる。
In steps S202 and S203 in the flowchart of FIG. 5, instead of the condition that the temperature Tm of the
また、本実施形態の車両が、車両の現在位置を検出する車両位置検出装置と、車両が走行する経路を設定するナビゲーション装置とを備える場合は、走行抵抗判定部71は、車両が走行する経路に基づいて車両の走行抵抗が高抵抗状態にあるか否かを判定することもできる。ここでのナビゲーション装置は、例えば砂地や舗装路等の路面情報を含む道路地図データを地図データベースに記憶しており、操作者により車両の目的地の入力が行われた場合に、車両の現在位置(出発地)と車両の目的地に基づいて車両が走行する経路を設定する。走行抵抗判定部71は、車両が走行する経路が例えば砂地等の高抵抗路面である場合に、車両の走行抵抗が高抵抗状態にあると判定することができる。
Further, when the vehicle according to the present embodiment includes a vehicle position detection device that detects the current position of the vehicle and a navigation device that sets a route on which the vehicle travels, the travel
そして、トルク特性設定部73は、走行抵抗判定部71で車両の走行抵抗が高抵抗状態にあると判定された場合は、車両の現在位置と車両の目的地とモータ56の温度Tmとインバータ12の温度Tiとに基づいてモータ56のトルク特性マップを設定する。ここでの車両の目的地については、ナビゲーション装置で設定された目的地を予測目的地として用いることができる。目的地までの走行距離(あるいは走行時間)とモータ56の最大トルクτmaxと現在のモータ56の温度Tmと現在のインバータ12の温度Tiとを用いて、車両が目的地に到着したときのモータ56の温度Tmとインバータ12の温度Tiを算出(予測)することができる。そこで、トルク特性設定部73は、まず車両の現在位置及び車両の目的地(予測目的地)に基づいて目的地までの走行距離(あるいは走行時間)を算出(予測)する。次に、この算出(予測)した目的地までの走行距離(あるいは走行時間)と現在のモータ56の温度Tmと現在のインバータ12の温度Tiとに基づいて、車両が目的地に到着したときのモータ56の温度Tmとインバータ12の温度Tiをともに許容上限温度以下に抑えるためのモータ56の最大トルクτmaxを算出することで、モータ56のトルク特性マップを算出する。そして、この算出されたトルク特性マップにおいて、最大トルクτmax以下の範囲内でモータ56のトルクτが制御される。
When the running
この構成例によれば、例えば砂地走行等の車両の走行抵抗が高くなる高抵抗状態においても、モータ56の温度Tmやインバータ12の温度Tiが許容上限温度に達する前に車両が目的地に到着できる範囲でモータ56の最大トルクτmaxが設定される。したがって、車両の走行性能を確保することができるとともに、モータ56及びインバータ12の過熱を防止することができる。
According to this configuration example, the vehicle arrives at the destination before the temperature Tm of the
また、走行抵抗判定部71で車両の走行抵抗が高抵抗状態にあると判定された場合は、図7のフローチャートによる処理に従ってモータ56のトルク特性マップを設定することもできる。まずステップS301では、車両の走行抵抗Rが走行抵抗判定部71により算出される。ここでは、推定車速V0と検出車速Vとの差V0−V、あるいは車両の推定加速度α0と検出加速度αとの差α0−αから、車両の走行抵抗Rを推定することができる。次にステップS302では、車両の走行抵抗R及びモータ56の動力からモータ56の温度上昇率(温度Tmの時間変化率)dTm/dtがトルク特性設定部73により推定される。ここでのモータ56の動力については、例えばモータ56の電流及び車速Vから算出することができる。次にステップS303では、モータ56の温度Tm及びその温度上昇率dTm/dtからモータ56のトルク許容時間tsがトルク特性設定部73により算出される。ここでのトルク許容時間tsは、モータ56の温度Tmが許容上限温度に達するまでの時間として算出される。
Further, when the traveling
次にステップS304では、トルク許容時間ts及び車速Vに基づいてモータ56のトルク特性マップがトルク特性記憶部72に記憶された複数(より好適には3種類以上)のトルク特性マップの中からトルク特性設定部73により選択される。ここでは、トルク許容時間ts及び車速Vの組み合わせとトルク特性マップとの対応関係が予め決められており、トルク許容時間ts及び車速Vの組み合わせに対応するトルク特性マップが選択される。例えば車速Vが減少する場合は車両が目的地に到着するまでの時間が増大すると判断されるため、車速Vの減少に対してモータ56のトルクが制限された(モータ56の最大トルクが減少する)トルク特性マップが選択されるように、トルク許容時間ts及び車速Vの組み合わせに対するトルク特性マップの関係が予め設定される。また、例えばトルク許容時間tsが減少する場合はモータ56の温度Tmが許容上限温度に達しやすくなると判断されるため、トルク許容時間tsの減少に対してモータ56のトルクが制限されたトルク特性マップが選択されるように、トルク許容時間ts及び車速Vの組み合わせに対するトルク特性マップの関係が予め設定される。
Next, in step S304, based on the allowable torque time ts and the vehicle speed V, the torque characteristic map of the
この構成例によれば、モータ56の最大トルクを徐々に変化させることができるので、モータ56のトルクの急激な変化によって車両の運転者が違和感を受けるのを防止することができる。
According to this configuration example, since the maximum torque of the
以上の説明では、後輪20を駆動するモータ56の制御に対して本発明を適用した場合について説明した。ただし、前輪19を駆動するモータ10の制御に対しても本発明の適用が可能である。
In the above description, the case where the present invention is applied to the control of the
以上の説明では、図1に示す構成のハイブリッド車両に対して本発明を適用した場合について説明した。ただし、他の構成のハイブリッド車両に対しても本発明の適用が可能である。さらに、ハイブリッド車両に限らず電気自動車に対しても本発明の適用が可能である。 In the above description, the case where the present invention is applied to the hybrid vehicle having the configuration shown in FIG. 1 has been described. However, the present invention can also be applied to hybrid vehicles having other configurations. Furthermore, the present invention can be applied not only to hybrid vehicles but also to electric vehicles.
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and can be implemented with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.
10,56 モータ(電動機)、12 インバータ、14 減速機、16 バッテリ、18 冷却器、19 前輪、20 後輪、42 電子制御ユニット、50 エンジン(内燃機関)、52 動力分配機構、53 リダクション機構、54 ジェネレータ(発電機)、61 インバータ温度センサ、62 モータ温度センサ、63 車速センサ、64 アクセル開度センサ、70 車速推定部、71 走行抵抗判定部、72 トルク特性記憶部、73 トルク特性設定部、74 駆動制御部。 10, 56 Motor (electric motor), 12 Inverter, 14 Reducer, 16 Battery, 18 Cooler, 19 Front wheel, 20 Rear wheel, 42 Electronic control unit, 50 Engine (internal combustion engine), 52 Power distribution mechanism, 53 Reduction mechanism, 54 generator (generator), 61 inverter temperature sensor, 62 motor temperature sensor, 63 vehicle speed sensor, 64 accelerator opening sensor, 70 vehicle speed estimation unit, 71 travel resistance determination unit, 72 torque characteristic storage unit, 73 torque characteristic setting unit, 74 Drive control unit.
Claims (7)
車両の走行抵抗が所定の走行抵抗よりも高くなる高抵抗状態にあるか否かを判定する走行抵抗判定部と、
モータの温度とモータを駆動する駆動回路の温度との少なくとも1つ以上を検出する温度検出部と、
走行抵抗判定部での判定結果と温度検出部で検出された温度とに基づいてモータのトルク特性を設定するトルク特性設定部と、
トルク特性設定部で設定されたトルク特性の範囲内でモータのトルクを制御する駆動制御部と、
を備えることを特徴とする車両用モータの制御装置。 A vehicle motor control device that controls a motor that drives a vehicle,
A running resistance determination unit that determines whether or not the running resistance of the vehicle is in a high resistance state in which the running resistance is higher than a predetermined running resistance;
A temperature detector that detects at least one of a temperature of the motor and a temperature of a drive circuit that drives the motor;
A torque characteristic setting unit that sets the torque characteristic of the motor based on the determination result in the running resistance determination unit and the temperature detected by the temperature detection unit;
A drive control unit for controlling the torque of the motor within the range of the torque characteristic set by the torque characteristic setting unit;
A vehicle motor control apparatus comprising:
トルク特性設定部は、走行抵抗判定部で前記高抵抗状態と判定されること及び温度検出部で検出された温度が所定値よりも高いことを含む条件が成立する場合は、この条件が成立しない場合よりもモータのトルクが制限されたトルク特性を設定することを特徴とする車両用モータの制御装置。 The vehicle motor control device according to claim 1,
The torque characteristic setting unit is not satisfied when a condition including that the running resistance determination unit determines that the high resistance state is present and that the temperature detected by the temperature detection unit is higher than a predetermined value is satisfied. A control apparatus for a motor for a vehicle, wherein a torque characteristic in which the torque of the motor is limited as compared with the case is set.
車両の走行抵抗が所定の走行抵抗よりも高くなる高抵抗状態にあるか否かを判定する走行抵抗判定部と、
モータのトルクを取得するトルク取得部と、
走行抵抗判定部での判定結果とトルク取得部で取得されたモータのトルクの履歴とに基づいてモータのトルク特性を設定するトルク特性設定部と、
トルク特性設定部で設定されたトルク特性の範囲内でモータのトルクを制御する駆動制御部と、
を備えることを特徴とする車両用モータの制御装置。 A vehicle motor control device that controls a motor that drives a vehicle,
A running resistance determination unit that determines whether or not the running resistance of the vehicle is in a high resistance state in which the running resistance is higher than a predetermined running resistance;
A torque acquisition unit for acquiring the torque of the motor;
A torque characteristic setting unit that sets the torque characteristics of the motor based on the determination result in the running resistance determination unit and the torque history of the motor acquired in the torque acquisition unit;
A drive control unit for controlling the torque of the motor within the range of the torque characteristic set by the torque characteristic setting unit;
A vehicle motor control apparatus comprising:
トルク特性設定部は、走行抵抗判定部で前記高抵抗状態と判定されること及びトルク取得部で取得されたモータのトルクが設定値以上となる時間が所定時間よりも長い時間継続することを含む条件が成立する場合は、この条件が成立しない場合よりもモータのトルクが制限されたトルク特性を設定することを特徴とする車両用モータの制御装置。 The vehicle motor control device according to claim 3,
The torque characteristic setting unit includes determining that the running resistance determination unit is in the high resistance state and continuing a time for which the torque of the motor acquired by the torque acquisition unit is equal to or greater than a predetermined value for a time longer than a predetermined time. When the condition is satisfied, a torque characteristic in which the motor torque is limited as compared with the case where the condition is not satisfied is set.
車両の位置を検出する車両位置検出部と、
車両の目的地を予測する目的地予測部と、
車両の走行抵抗が所定の走行抵抗よりも高くなる高抵抗状態を判定する走行抵抗判定部と、
モータの温度とモータを駆動する駆動回路の温度との少なくとも1つ以上を検出する温度検出部と、
走行抵抗判定部で前記高抵抗状態と判定された場合に、車両位置検出部で検出された車両の位置と目的地予測部で予測された車両の目的地と温度検出部で検出された温度とに基づいてモータのトルク特性を設定するトルク特性設定部と、
トルク特性設定部で設定されたトルク特性の範囲内でモータのトルクを制御する駆動制御部と、
を備えることを特徴とする車両用モータの制御装置。 A vehicle motor control device that controls a motor that drives a vehicle,
A vehicle position detector for detecting the position of the vehicle;
A destination prediction unit for predicting the destination of the vehicle;
A running resistance determination unit that determines a high resistance state in which the running resistance of the vehicle is higher than a predetermined running resistance;
A temperature detector that detects at least one of a temperature of the motor and a temperature of a drive circuit that drives the motor;
The vehicle resistance detected by the vehicle position detection unit, the vehicle destination predicted by the destination prediction unit, and the temperature detected by the temperature detection unit when the running resistance determination unit determines the high resistance state; A torque characteristic setting unit for setting the torque characteristic of the motor based on
A drive control unit for controlling the torque of the motor within the range of the torque characteristic set by the torque characteristic setting unit;
A vehicle motor control apparatus comprising:
車両の駆動力に基づいて車両の速度を推定する車速推定部と、
車両の速度を検出する車速検出部と、
を備え、
走行抵抗判定部は、車速推定部による車両の推定速度と車速検出部による車両の検出速度とに基づいて前記高抵抗状態を判定することを特徴とする車両用モータの制御装置。 The vehicle motor control device according to any one of claims 1 to 5,
A vehicle speed estimation unit that estimates the speed of the vehicle based on the driving force of the vehicle;
A vehicle speed detector for detecting the speed of the vehicle;
With
The running resistance determination unit determines the high resistance state based on an estimated vehicle speed by the vehicle speed estimation unit and a detected vehicle speed by the vehicle speed detection unit.
車両が走行する経路を取得する走行経路取得部を備え、
走行抵抗判定部は、走行経路取得部で取得された経路に基づいて前記高抵抗状態を判定することを特徴とする車両用モータの制御装置。
The vehicle motor control device according to any one of claims 1 to 5,
A travel route acquisition unit that acquires a route along which the vehicle travels;
The travel resistance determination unit determines the high resistance state based on the route acquired by the travel route acquisition unit.
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