JP2008054433A - Electric vehicle motor control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両のモータを駆動するインバータと、インバータにモータを駆動するための制御信号を送るモータ制御部とを備えた電動車両モータ制御装置に関する。 The present invention relates to an electric vehicle motor control device including an inverter that drives a motor of an electric vehicle and a motor control unit that sends a control signal for driving the motor to the inverter.
従来から、電気自動車またはハイブリッド車等のモータを搭載した電動車両において、多相回転機であるモータと電源装置との間にインバータと、モータ制御部とを設け、インバータによりモータに駆動用信号であるモータ電流を送り、モータを駆動することが知られている。インバータは、電源装置からの直流電力をトルク指令値に応じて決定された交流電流に変換し、モータにモータ電流を送る。また、モータ制御部は、インバータにモータ電流を生成するための制御信号を送る。 Conventionally, in an electric vehicle equipped with a motor such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, an inverter and a motor control unit are provided between the motor that is a multi-phase rotating machine and a power supply device, and a drive signal is sent to the motor by the inverter. It is known to send a motor current to drive the motor. The inverter converts the DC power from the power supply device into an AC current determined according to the torque command value, and sends the motor current to the motor. The motor control unit sends a control signal for generating a motor current to the inverter.
このような電動車両において、登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンした状態(パーキングブレーキがハンドブレーキの場合に引いた状態で、フットブレーキの場合に踏み込んだ状態)で車両を停止する場合がある。この場合に、運転者が走行を再開しようとして、誤ってパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンする、例えば、アクセルを踏み込んでしまう可能性がある。このような事態が発生した場合、駆動力がパーキングブレーキの制動力に打ち勝てず、モータがロックした状態になることが考えられる。モータがロックすると、インバータの一部の電気素子やモータの一部の相のコイルに大きな電流が集中して流れる、すなわち他の電気素子や他の相のコイルに流れるよりも著しく大きな電流が一部の電気素子やコイルに流れる可能性がある。 In such an electric vehicle, the vehicle may be stopped in a state where the parking brake is turned on in the middle of an uphill (a state in which the parking brake is pulled when the hand brake is applied and a foot brake is depressed). . In this case, there is a possibility that the driver turns on the accelerator, for example, depresses the accelerator while the parking brake is turned on accidentally while trying to resume traveling. When such a situation occurs, the driving force may not overcome the braking force of the parking brake, and the motor may be locked. When the motor locks, a large amount of current flows through some of the inverter's electrical elements and some phases of the motor's coils, i.e., significantly more current flows than other electrical elements and other phase coils. There is a possibility of flowing in the electrical elements and coils of the part.
例えば、インバータは、複数のパワートランジスタ、IGBT等の電気素子により構成するが、モータのロック時には、一部の電気素子に大きな電流が集中して流れる。この場合、インバータの一部の電気素子やモータの一部の相のコイルの温度が異常に上昇する可能性がある。これに対して、従来から、インバータやモータの温度上昇による故障を防止するために、モータ制御部で、モータ負荷率を制限する負荷率制限制御を行うことが考えられている。 For example, the inverter is constituted by electric elements such as a plurality of power transistors and IGBTs, but when the motor is locked, a large current flows through some electric elements in a concentrated manner. In this case, the temperature of some electric elements of the inverter and the coils of some phases of the motor may rise abnormally. On the other hand, conventionally, in order to prevent a failure due to a temperature rise of the inverter or the motor, it is considered that the motor control unit performs the load factor limiting control for limiting the motor load factor.
ここで、例えば図5に1例を示すように、モータ負荷率はアクセル開度が大きくなるのにしたがって大きくなる。この図5に示すような関係を表すマップは、モータ制御部に搭載しており、モータ制御部では、アクセル信号として入力されるアクセル開度とマップとからモータ負荷率Rmを求める。モータ制御部を構成するトルク指令算出手段は、このようにして求めたモータ負荷率Rmに基づきトルク指令値Tcを算出する。すなわち、トルク指令値は、次の(1)式で示すように、モータの最大トルクTmaxと最小トルクTminとにより決定されるトルク範囲をモータ負荷率で按分して求める。なお、最大トルクTmaxおよびTminは、モータの回転数NからTmaxテーブルおよびTminテーブルを参照して求めることができる。 Here, for example, as shown in FIG. 5, for example, the motor load factor increases as the accelerator opening increases. A map representing the relationship as shown in FIG. 5 is mounted in the motor control unit, and the motor control unit obtains the motor load factor Rm from the accelerator opening and the map input as an accelerator signal. The torque command calculation means constituting the motor control unit calculates a torque command value Tc based on the motor load factor Rm thus determined. That is, the torque command value is obtained by proportionally dividing the torque range determined by the maximum torque Tmax and the minimum torque Tmin of the motor by the motor load factor, as shown by the following equation (1). The maximum torques Tmax and Tmin can be obtained from the motor rotation speed N with reference to the Tmax table and the Tmin table.
Tc=(Tmax−Tmin)×Rm+Tmin・・・(1)
モータ制御部は、この(1)式で求めたトルク指令値Tcに対応する電流指令値を求め、この電流指令値に対応する制御信号をインバータに送ることにより、モータのトルクを制御する。
Tc = (Tmax−Tmin) × Rm + Tmin (1)
The motor control unit obtains a current command value corresponding to the torque command value Tc obtained by the equation (1), and controls the motor torque by sending a control signal corresponding to the current command value to the inverter.
これに対して、インバータやモータの温度が異常上昇した場合において、モータ負荷率を制限する場合に、例えばアクセル開度の大小に関わらず、モータ負荷率とアクセル開度とのマップを、モータ負荷率の最大値を通常時よりも低い所定値以下に制限する負荷率制限用のマップに変更し、負荷率制限用マップに基づいた負荷率からトルク指令値を算出することが考えられる。このようなモータ負荷率の制限により、モータに流れる電流が小さくなり、インバータやモータの温度が低下する。 On the other hand, when the motor load factor is limited when the temperature of the inverter or the motor is abnormally increased, for example, a map of the motor load factor and the accelerator opening is used regardless of the size of the accelerator opening. It is conceivable to change to a load factor limiting map that limits the maximum value of the rate to a predetermined value lower than the normal value, and calculate the torque command value from the load factor based on the load factor limiting map. Due to such limitation of the motor load factor, the current flowing through the motor is reduced, and the temperature of the inverter and the motor is lowered.
なお、特許文献1には、モータの3相のコイルのすべてに直接または間接に温度を検出する感温抵抗素子を設けるとともに、感温抵抗素子を電気的に並列に接続した回路の両端の電圧を表す電圧信号をコントローラに入力し、コントローラが、電圧信号に基づき、モータロック時と定常運転時とで異なる電圧/温度換算テーブルを使用し、テーブルから得られた温度が設定温度を超えた場合に、モータの出力を制限する温度上昇抑制制御を行うモータ制御装置が記載されている。 In Patent Document 1, all of the three-phase coils of the motor are provided with temperature-sensitive resistance elements that directly or indirectly detect temperature, and the voltages at both ends of a circuit in which the temperature-sensitive resistance elements are electrically connected in parallel are provided. When the controller uses a voltage / temperature conversion table that is different between when the motor is locked and during steady operation based on the voltage signal, and the temperature obtained from the table exceeds the set temperature Describes a motor control device that performs temperature rise suppression control for limiting the output of the motor.
また、特許文献2には、電動車両がロック状態にあると判定された場合に、温度監視器がインバータを構成するスイッチング素子の最も電流値が高いスイッチング素子を検出し、検出されたスイッチング素子の温度が所定温度以上であると判別された場合に、同じトルク出力を維持した状態で当該スイッチング素子を流れる電流値を小さくするように電流指令値を変更するモータ制御装置が記載されている。 Further, in Patent Document 2, when it is determined that the electric vehicle is in a locked state, the temperature monitor detects the switching element having the highest current value of the switching elements constituting the inverter, and the detected switching element There is described a motor control device that changes a current command value so as to reduce a current value flowing through the switching element while maintaining the same torque output when it is determined that the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature.
また、特許文献3には、電気自動車が登り坂においてロック状態に陥る、すなわち、モータの回転速度が所定値よりも小さく、かつ、インバータを構成するスイッチング素子を制御するためのトルク指令値が所定値よりも大きくなった場合に、トルク低減手段により、スイッチング素子の接合部温度に対するモータのトルク制限値を所定の値低減する電気自動車の過負荷防止装置が記載されている。 Further, in Patent Document 3, the electric vehicle falls into a locked state on an uphill, that is, the rotational speed of the motor is smaller than a predetermined value, and a torque command value for controlling the switching elements constituting the inverter is predetermined. There is described an overload prevention device for an electric vehicle that reduces a torque limit value of a motor with respect to a junction temperature of a switching element by a predetermined value by a torque reduction means when the value exceeds a value.
また、特許文献4には、電気自動車の走行用電源制御装置において、アクセルのオン状態を検出するアクセルセンサと、サイドブレーキのロック状態を検出するロック状態検出センサと、制御部とを備え、制御部は、ロック状態検出センサでロック状態が検出されるとともに、アクセルセンサでオン状態が検出された場合に、モータとバッテリとの間に介挿された電源スイッチを開路することが記載されている。 Further, Patent Document 4 includes an accelerator sensor that detects an accelerator on state, a lock state detection sensor that detects a lock state of a side brake, and a control unit in a power supply control device for an electric vehicle. The part describes that when the lock state is detected by the lock state detection sensor and the on state is detected by the accelerator sensor, the power switch inserted between the motor and the battery is opened. .
上記のように、登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合に、モータがロックした状態になり、モータ制御部により負荷率制限制御を行った場合、パーキングブレーキをオフしてアクセルをオンして電動車両の走行を再開しようとしても、インバータやモータの温度が上昇したまま、モータ制御部が負荷率制限制御を行い続ける状態となる可能性がある。この場合、アクセルを踏み込んでも、登坂に必要なトルクを得られず電動車両がずり下がりしてしまう可能性がある。 As mentioned above, when the accelerator is turned on while the parking brake is on on the slope during climbing, etc., the motor is locked and the motor control unit performs load factor limiting control. In this case, even if the parking brake is turned off and the accelerator is turned on to restart the running of the electric vehicle, the motor control unit may continue to perform the load factor limiting control while the temperature of the inverter and the motor rises. is there. In this case, even if the accelerator is depressed, there is a possibility that the electric vehicle may slide down without obtaining the torque required for climbing.
また、インバータやモータの異常温度上昇を防止するために、モータ負荷率マップを負荷率制限用マップに切り替えるのではなく、モータ制御部のトルク指令算出手段で算出されるトルク指令値や、トルク指令値に対応して電流指令算出手段で算出される電流指令値の最大値を所定値以下に低く制限するトルク制限制御を行うことも考えられる。ただし、この場合も上記と同様にパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合の、走行再開時に必要なトルクを得られないという不都合を生じる可能性がある。 In addition, in order to prevent an abnormal temperature rise of the inverter or motor, the motor load factor map is not switched to the load factor limiting map, but the torque command value calculated by the torque command calculating means of the motor control unit or the torque command It is also conceivable to perform torque limit control for limiting the maximum value of the current command value calculated by the current command calculation means to a predetermined value or less corresponding to the value. However, in this case as well, there is a possibility that the necessary torque cannot be obtained when the vehicle is restarted when the accelerator is turned on while the parking brake is kept on.
これに対して、特許文献1および特許文献2に記載されたモータ制御装置、特許文献3に記載された電気自動車の過負荷防止装置、特許文献4に記載された電気自動車の走行用電源制御装置のいずれの場合も、車両の走行中も含めて、インバータまたはモータの温度が異常に上昇するのを防止し、さらに、坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、誤ってアクセルをオンしてしまった場合に生じる不都合、すなわち、後で走行を再開しようとしてアクセルを踏み込んでも必要なトルクを得られず電動車両がずり下がりするのを防止するという効果を得られない可能性がある。 On the other hand, the motor control device described in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, the overload prevention device for an electric vehicle described in Patent Literature 3, and the power supply control device for driving an electric vehicle described in Patent Literature 4 In either case, the inverter or motor temperature is prevented from rising abnormally, even while the vehicle is running, and the accelerator is accidentally turned on while the parking brake is on on the slope. There is a possibility that inconvenience that occurs when the vehicle stops, that is, even if the accelerator is depressed to restart the running later, the required torque cannot be obtained and the effect of preventing the electric vehicle from sliding down may not be obtained.
本発明の目的は、電動車両モータ制御装置において、インバータまたはモータの温度が走行中も含めて異常に上昇するのを防止でき、かつ、坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合の、走行再開時に生じる不都合を防止することを目的とする。 An object of the present invention is to prevent an inverter or motor temperature from rising abnormally even during traveling in an electric vehicle motor control device and to turn on an accelerator while a parking brake is kept on a slope. The purpose is to prevent inconveniences that occur when resuming traveling.
本発明に係る電動車両モータ制御装置は、電動車両のモータを駆動するインバータと、インバータにモータを駆動するための制御信号を送るモータ制御部と、インバータまたはモータの温度を検出する温度検出手段と、パーキングブレーキのオンオフ状態を検出するパーキングブレーキ状態検出センサと、アクセルのオンオフ状態を検出するアクセル状態検出センサとを備え、モータ制御部は、トルク指令算出手段から入力されるトルク指令値に基づき電流指令値を出力する電流指令算出手段を有し、パーキングブレーキのオン状態とアクセルのオン状態とが検出された場合に第1のトルク制限制御を行い、インバータまたはモータの温度が所定温度以上であることが検出された場合に第2のトルク制限制御を行い、第1のトルク制限制御および第2のトルク制限制御は、トルク指令算出手段で算出されるトルク指令値の最大値を低くするか、またはトルク指令値に対応する電流指令値の最大値を低くすることを特徴とする電動車両モータ制御装置である。なお、トルク指令算出手段で算出されるトルク指令値の最大値を低くすることは、上記の背景技術の欄で説明した、モータ負荷率とアクセル開度とのマップを、モータ負荷率の最大値を通常時よりも低い所定値以下に制限する負荷率制限用のマップに変更し、負荷率制限用マップに基づいた負荷率からトルク指令値を算出することも含む。 An electric vehicle motor control device according to the present invention includes an inverter that drives a motor of an electric vehicle, a motor control unit that sends a control signal for driving the motor to the inverter, and a temperature detection means that detects the temperature of the inverter or the motor. A parking brake state detection sensor for detecting an on / off state of the parking brake, and an accelerator state detection sensor for detecting an on / off state of the accelerator, and the motor control unit generates a current based on a torque command value input from the torque command calculation means. Current command calculation means for outputting a command value is provided, and the first torque limit control is performed when the parking brake ON state and the accelerator ON state are detected, and the temperature of the inverter or the motor is equal to or higher than a predetermined temperature. Is detected, the second torque limit control is performed, and the first torque limit control And the second torque limit control is an electric motor characterized in that the maximum value of the torque command value calculated by the torque command calculation means is lowered or the maximum value of the current command value corresponding to the torque command value is lowered. It is a vehicle motor control device. In addition, lowering the maximum value of the torque command value calculated by the torque command calculation means is based on the map of the motor load factor and the accelerator opening described in the above Background Art section, and the maximum value of the motor load factor. Is changed to a load factor limiting map that limits the value to a predetermined value lower than the normal value, and the torque command value is calculated from the load factor based on the load factor limiting map.
また、好ましくは、第1のトルク制限制御と第2のトルク制限制御との少なくとも一方は、トルク指令算出手段で算出されるトルク指令値またはトルク指令値に対応する電流指令値が閾値を超えた場合に、トルク指令値または電流指令値を閾値に変更する。 Preferably, in at least one of the first torque limit control and the second torque limit control, a torque command value calculated by the torque command calculation means or a current command value corresponding to the torque command value exceeds a threshold value In this case, the torque command value or the current command value is changed to a threshold value.
また、好ましくは、第1のトルク制限制御と第2のトルク制限制御との少なくとも一方は、アクセル開度とトルク指令値との関係を表すマップを、通常時のマップから、トルク指令値の最大値を通常時のマップよりも低くする、またはアクセル開度に応じてトルク指令値が増大する程度を小さくするトルク制限用マップに切り替える。 Preferably, at least one of the first torque limit control and the second torque limit control is a map representing the relationship between the accelerator opening and the torque command value, and the maximum torque command value is calculated from the map at the normal time. The map is switched to a torque limit map that makes the value lower than the normal map or reduces the degree to which the torque command value increases in accordance with the accelerator opening.
また、より好ましくは、第1のトルク制限制御は、アクセル開度が0でない場合には、トルク指令値が0でないようにする。 More preferably, in the first torque limit control, when the accelerator opening is not zero, the torque command value is not zero.
本発明に係る電動車両モータ制御装置によれば、インバータまたはモータの温度を検出する温度検出手段とモータ制御部とを備え、モータ制御部は、トルク指令算出手段から入力されるトルク指令値に基づき電流指令値を出力する電流指令算出手段を有し、インバータまたはモータの温度が所定温度以上であることが検出された場合にトルク指令算出手段で算出されるトルク指令値の最大値を低くする、またはトルク指令値に対応する電流指令値の最大値を低くする第2のトルク制限制御を行うので、インバータまたはモータの温度が走行中も含めて異常に上昇するのを防止できる。しかも、本発明によれば、パーキングブレーキのオンオフ状態を検出するパーキングブレーキ状態検出センサと、アクセルのオンオフ状態を検出するアクセル状態検出センサとを備え、モータ制御部は、パーキングブレーキのオン状態とアクセルのオン状態とが検出された場合に、トルク指令算出手段で算出されるトルク指令値の最大値を低くする、またはトルク指令値に対応する電流指令値の最大値を低くする第1のトルク制限制御を行うので、車両の登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合でも、インバータまたはモータの温度が異常上昇する前に、モータのトルク制限を行える。このため、後で走行を再開しようとして、パーキングブレーキをオフし、アクセルをオンすれば、インバータまたはモータの異常温度上昇によりモータのトルクを制限されることがなく、直ちに通常の走行を行え、アクセルの踏み込みに関わらず車両が坂道でずり下がりするという走行再開時の不都合を生じない。 The electric vehicle motor control device according to the present invention includes a temperature detection unit that detects the temperature of the inverter or the motor and a motor control unit, and the motor control unit is based on a torque command value input from the torque command calculation unit. Having a current command calculation means for outputting a current command value, and lowering the maximum value of the torque command value calculated by the torque command calculation means when it is detected that the temperature of the inverter or the motor is equal to or higher than a predetermined temperature; Alternatively, since the second torque limit control for reducing the maximum value of the current command value corresponding to the torque command value is performed, it is possible to prevent the temperature of the inverter or the motor from rising abnormally even during traveling. In addition, according to the present invention, the parking brake state detection sensor that detects the on / off state of the parking brake and the accelerator state detection sensor that detects the on / off state of the accelerator are provided, and the motor control unit includes the on state and the accelerator of the parking brake. A first torque limit that lowers the maximum value of the torque command value calculated by the torque command calculation means or lowers the maximum value of the current command value corresponding to the torque command value Even if the accelerator is turned on while the parking brake is on the slope during the climbing of the vehicle, the motor torque limit is set before the inverter or motor temperature rises abnormally. Yes. For this reason, if the parking brake is turned off and the accelerator is turned on in order to resume running later, the motor torque is not limited by the abnormal temperature rise of the inverter or motor, and normal driving can be performed immediately. The inconvenience at the time of resuming the traveling that the vehicle slides down on the slope regardless of the depression of the vehicle is not caused.
また、第1のトルク制限制御は、アクセル開度が0でない場合には、トルク指令値が0でないようにする構成によれば、車両の登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合に、走行を再開しようとしてパーキングブレーキをオフし、アクセルをオンすることにより、より迅速に必要とするトルクを得られて、運転者の違和感をより生じにくくできる。 In the first torque limit control, when the accelerator opening is not 0, the torque command value is not 0. According to the configuration, the parking brake is kept on on the slope during the climbing of the vehicle. When the accelerator is turned on, the parking brake is turned off to resume driving and the accelerator is turned on, so that the required torque can be obtained more quickly and the driver is less likely to feel discomfort. it can.
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図1から図4は、本発明の実施の形態を示している。本実施の形態に係る電動車両モータ制御装置は、ハイブリッド車または電気自動車の電動車両に搭載して使用する。電動車両モータ制御装置は、図1に示すように、直流電力を供給するバッテリ12と、バッテリ12からの直流電力を交流電力に変換するインバータ14と、インバータ14が生成した交流電流(U相電流ium,V相電流ivm,W相電流iwm)を利用して車両を駆動する3相交流式のモータ10と、インバータ14にモータ10を駆動するための制御信号を送るモータ制御部16と、温度検出手段である温度センサ18と、パーキングブレーキ状態検出センサ20と、アクセル状態検出センサ22とを備える。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 4 show an embodiment of the present invention. The electric vehicle motor control apparatus according to the present embodiment is used by being mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. As shown in FIG. 1, the electric vehicle motor control device includes a battery 12 that supplies DC power, an
インバータ14は、バッテリ12の正極および負極に接続して、IGBT、パワートランジスタ等の複数の電気素子であるスイッチング素子と、それぞれのスイッチング素子に対応して接続した保護用のダイオードとを備える。複数のスイッチング素子は、それぞれモータ10の3相(U相,V相,W相)の巻線に接続されている。例えば、スイッチング素子がパワートランジスタである場合に、バッテリ12の正極と負極とから伸びる一対の電源ライン間にそれぞれ2個のパワートランジスタの直列接続からなるインバータアームを3本設け、パワートランジスタの中点をモータ10の3相のコイルにそれぞれ接続する。そして、スイッチング素子のオンオフを制御して、モータ10とバッテリ12との接続を制御する。
温度センサ18は、インバータ14またはモータ10の温度を検出する。また、パーキングブレーキ状態検出センサ20は、パーキングブレーキがロック状態にあるか否かを検出するもので、例えばパーキングブレーキをハンドブレーキとする場合には、ハンドブレーキレバーに連動するリミットスイッチとし、パーキングブレーキをフットブレーキとする場合には、フットブレーキペダルに連動するリミットスイッチとする。また、アクセル状態検出センサ22は、アクセルがオン状態にあるか否かを検出するもので、例えばアクセルペダルに連動するリミットスイッチとする。なお、アクセル状態検出センサ22は、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ24により代用することもできる。アクセル開度センサ24は、アクセルペダルの踏み込み量を検出してアクセル開度を求める。また、リミットスイッチの代わりに、物体の接近を電気的変化から検出する近接センサや、物体の有無を光を利用して検出する光電スイッチ等の非接触スイッチを使用することもできる。
The
モータ制御部16は、トルク指令算出手段26と、電流指令算出手段28と、電流指令/制御信号変換手段30と、帰還変換部32と、トルク制限制御可否判定手段34とを備える。帰還変換部32は、U相電流センサ、V相電流センサ、W相電流センサにより検出された電流ium,ivm,iwmを3相/2相変換によりd軸電流およびq軸電流に変換し、電流指令/制御信号変換手段30に入力する。電流指令算出手段28は、トルク指令算出手段26から入力される出力トルク指令値と帰還変換部32から入力されるU相電流相当値とV相電流相当値とW相電流相当値等とに基づき電流指令値である、d軸電流指令値id*とq軸電流指令値iq*とを算出し、電流指令/制御信号変換手段30に入力する。トルク指令算出手段26は、アクセル開度センサ24から入力されるアクセル開度と、トルク制限制御可否判定手段34から入力されるトルク制限制御可否の判定結果とに基づき、出力トルク指令値を算出し、電流指令算出手段28に入力する。
The
また、電流指令/制御信号変換手段30は、d軸電流指令値id*とq軸電流指令値iq*と、帰還変換部32から入力されるd軸電流idとq軸電流iqとから、d軸とq軸との電圧指令値を生成した後、電圧指令値を3相交流電圧指令値に変換し、さらに、インバータ14を構成する各スイッチング素子のオンオフを制御するPWM制御信号vuu,vud,vvu,vvd,vwu,vwdを生成し、インバータ14に入力する。
Further, the current command / control signal conversion means 30 calculates the d-axis current command value id *, the q-axis current command value iq *, the d-axis current id input from the
一方、トルク制限制御可否判定手段34は、パーキングブレーキ状態検出センサ20およびアクセル状態検出センサ22により検出信号を入力され、パーキングブレーキがオン状態にあり、かつ、アクセルがオン状態にある場合に、第1のトルク制限制御を行う必要があると判定し、その判定結果を表す信号をトルク指令算出手段26に入力する。これに対して、トルク制限制御可否判定手段34は、パーキングブレーキとアクセルとの少なくとも一方がオフ状態にある場合には、第1のトルク制限制御を行う必要がないと判定し、その判定結果を表す信号をトルク指令算出手段26に入力する。また、トルク制限制御可否判定手段34は、温度センサ18により検出されたインバータ14またはモータ10の温度を入力されることにより、この温度が予め決定した所定温度t1以上である場合には、インバータ14またはモータ10が過熱状態にあり、第2のトルク制限制御を行う必要があると判定し、インバータ14またはモータ10の温度が所定温度t1未満である場合には、インバータ14またはモータ10が過熱状態になく、第2のトルク制限制御を行う必要がないと判定し、その判定結果を表す信号をトルク指令算出手段26に入力する。
On the other hand, the torque limit control enable / disable determining
第1のトルク制限制御と第2のトルク制限制御とは、トルク指令算出手段26で算出される出力トルク指令値の最大値を、所定トルク指令値以下に、通常時よりも低く制限する。例えば、本実施の形態の場合、第1のトルク制限制御と第2のトルク制限制御との少なくとも一方は、図2に実線で示すように、トルク指令算出手段26(図1)で算出される出力トルク指令値が、閾値である所定トルク指令値を超えた場合に、出力トルク指令値を所定トルク指令値に変更する。この場合、出力トルク指令値が所定トルク指令値を超えることはない。また、パーキングブレーキとアクセルとがいずれもオン状態にある場合に行う、第1のトルク制限制御は、アクセル開度が0でない場合には、出力トルク指令値が0でないようにする。なお、図2において、破線は、トルク制限制御を行わない、通常時でのアクセル開度に応じた出力トルク指令値、すなわち要求トルク指令値を示している。また、モータ10がロックしている場合、第1のトルク制限制御または第2のトルク制限制御を行うことで、最終的にはd軸電流指令値id*の最大値を、通常時よりも低い所定電流指令値以下とする。
In the first torque limit control and the second torque limit control, the maximum value of the output torque command value calculated by the torque command calculation means 26 is limited to a value equal to or less than a predetermined torque command value lower than normal. For example, in the case of the present embodiment, at least one of the first torque limit control and the second torque limit control is calculated by the torque command calculation means 26 (FIG. 1) as shown by the solid line in FIG. When the output torque command value exceeds a predetermined torque command value that is a threshold value, the output torque command value is changed to a predetermined torque command value. In this case, the output torque command value does not exceed the predetermined torque command value. Further, in the first torque limit control performed when the parking brake and the accelerator are both in the on state, the output torque command value is set not to be zero when the accelerator opening is not zero. In FIG. 2, the broken line indicates the output torque command value corresponding to the accelerator opening at the normal time, i.e., the required torque command value, in which torque limit control is not performed. Further, when the
図3は、電動車両モータ制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。まず、ステップS1として、トルク制限制御可否判定手段34(図1)において、アクセル状態検出センサ22(図1)からの信号により、アクセルがオン状態にあるか否かを判定し、オン状態にあると判定した場合には、次にステップS2として、アクセル開度センサ24(図1)からの信号に基づきアクセル開度に応じた要求トルク指令値をトルク指令算出手段26(図1)で算出する。次に、ステップS3で、トルク制限制御可否判定手段34において、パーキングブレーキ状態検出センサ20(図1)からの信号により、パーキングブレーキがオン状態にあるか否かを判定し、オン状態にあると判定した場合には、ステップS4として第1のトルク制限制御を行う必要があると判定する。そして、トルク指令算出手段26で要求トルク指令値を所定トルク指令値以下に制限し、制限した出力トルク指令値として算出する(ステップS5)。制限した出力トルク指令値は、電流指令算出手段28(図1)に入力する。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the electric vehicle motor control device. First, as step S1, in the torque limit control availability determination means 34 (FIG. 1), it is determined whether or not the accelerator is in an on state by a signal from the accelerator state detection sensor 22 (FIG. 1), and is in an on state. If it is determined that, then in step S2, a required torque command value corresponding to the accelerator opening is calculated by the torque command calculating means 26 (FIG. 1) based on a signal from the accelerator opening sensor 24 (FIG. 1). . Next, in step S3, the torque limit control enable / disable determining
一方、ステップS3で、トルク制限制御可否判定手段34において、パーキングブレーキ状態検出センサ20からの信号により、パーキングブレーキがオフ状態にあると判定した場合には、ステップS6aとして、インバータ14またはモータ10の温度を温度センサ18(図1)により検出する。次いで、ステップS6bで、トルク制限制御可否判定手段34において、温度センサ18でインバータ14またはモータ10の温度が所定温度t1以上であることが検出された場合には、ステップS6cとして、第2のトルク制限制御を行う必要があると判定し、トルク指令算出手段26で要求トルク指令値を所定トルク指令値以下に制限し、制限した出力トルク指令値として算出する(ステップS6d)。制限した出力トルク指令値は、やはり電流指令算出手段28に入力する。
On the other hand, when the torque limit control availability determination means 34 determines in step S3 that the parking brake is in an OFF state based on a signal from the parking brake state detection sensor 20, as step S6a, the
これに対して、ステップS6bで、トルク制限制御可否判定手段34において、温度センサ18でインバータ14またはモータ10の温度が所定温度t1未満であることが検出された場合には、第1のトルク制限制御と第2のトルク制限制御とのいずれも行う必要がないと判定し、ステップS7において、トルク指令算出手段26で、要求トルク指令値をトルク制限制御しない出力トルク指令値として出力し、電流指令算出手段28に入力する。
In contrast, in step S6b, the torque limitation
このような本実施の形態の電動車両モータ制御装置の場合、インバータ14またはモータ10の温度を検出する温度センサ18とモータ制御部16とを備え、モータ制御部16は、トルク指令算出手段26から入力される出力トルク指令値に基づき電流指令値を出力する電流指令算出手段28を有し、温度センサ18によりインバータ14またはモータ10の温度が所定温度t1以上であることが検出された場合に、トルク指令算出手段26で算出される出力トルク指令値の最大値を所定トルク指令値以下に低く制限する第2のトルク制限制御を行うので、インバータ14またはモータ10の温度が走行中も含めて異常に上昇するのを防止して、インバータ14またはモータ10の温度上昇による故障を防止できる。
In the case of such an electric vehicle motor control device of the present embodiment, a
しかも、パーキングブレーキのオンオフ状態を検出するパーキングブレーキ状態検出センサ20と、アクセルのオンオフ状態を検出するアクセル状態検出センサ22とを備え、モータ制御部16は、パーキングブレーキのオン状態とアクセルのオン状態とが検出された場合に、トルク指令算出手段26で算出される出力トルク指令値の最大値を所定トルク指令値以下に低く制限する第1のトルク制限制御を行うので、車両の登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合でも、インバータ14またはモータ10の温度が異常上昇する前に、モータ10のトルク制限を行える。このため、後で走行を再開しようとして、パーキングブレーキをオフし、アクセルをオンすれば、インバータ14またはモータ10の異常温度上昇によりモータ10のトルクを制限されることがなく、直ちに通常の走行を行え、アクセルの踏み込みに関わらず車両が坂道でずり下がりするという走行再開時の不都合を生じない。
In addition, a parking brake state detection sensor 20 that detects an on / off state of the parking brake and an accelerator
また、第1のトルク制限制御は、アクセル開度が0でない場合には、出力トルク指令値が0でないようにするので、車両の登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合に、走行を再開しようとしてパーキングブレーキをオフし、アクセルをオンすることにより、より迅速に必要とするトルクを得られて、運転者の違和感をより生じにくくできる。 Further, in the first torque limit control, when the accelerator opening is not 0, the output torque command value is not 0, so that the parking brake is kept on on the slope during the climbing of the vehicle, etc. When the accelerator is turned on, the required torque can be obtained more quickly by turning off the parking brake and turning on the accelerator in order to resume running, thereby making it less likely that the driver feels uncomfortable.
図4は、本実施の形態により得られるさらなる効果を説明するための、インバータ14(図1)の温度と時間経過との関係の1例を示している。なお、ここではインバータ14の温度を検出する場合を説明するが、モータ10の温度を検出する場合も同様の効果を得られる。図4に実線で示す本実施の形態の場合、点Aに示す時点でパーキングブレーキをオンした状態でアクセルをオンすると、モータ10がロックされるが、モータ制御部16(図1)が第1のトルク制限制御を行うため、トルク指令算出手段26で算出される出力トルク指令値の最大値が所定トルク指令値以下に低く制限され、インバータ14の温度が上昇しないか、または上昇量が十分に低く抑えられる。そして、点Bに示す時点で、走行を再開しようとしてパーキングをオフした状態でアクセルをオンしても、インバータ14の異常温度上昇の場合の第2のトルク制限制御が行われることがなく、トルク指令算出手段26でアクセル開度に応じた要求トルク指令値が出力トルク指令値として出力される。このため、モータ10のトルク制限が行われない通常の走行を行える。この場合、アクセル開度が大きくなるのにしたがってインバータ14の温度が上昇するが、点Bに示す時点からインバータ14の温度が第2のトルク制限制御が行われる所定温度t1に達するまでの時間T1を十分に長くできるか、またはインバータ14が所定温度t1に達しないようにできる。
FIG. 4 shows an example of the relationship between the temperature of the inverter 14 (FIG. 1) and the passage of time for explaining further effects obtained by the present embodiment. Although the case where the temperature of the
これに対して、図4の破線は、比較例を示している。この比較例の場合、モータ制御部16が、パーキングブレーキがオン状態にあり、かつ、アクセルがオン状態にある場合でも、第1のトルク制限制御を行わない。このような比較例の場合には、点Aに示す時点でパーキングブレーキをオンした状態でアクセルをオンすると、モータ10がロックされるため、インバータ14の一部のスイッチング素子の温度が上昇し、インバータ14の温度が上昇し続ける。そして、点Cに示す時点でインバータ14の温度が所定温度t1に達すると、第2のトルク制限制御が行われるため、インバータ14の温度が徐々に低下し、所定温度t1よりも下がる。ただし、インバータ14の温度が短時間では、所定温度t1に比べて十分には低下しないため、点Dに示す時点で走行を再開しようとして、パーキングブレーキをオフした状態でアクセルをオンすると、短い時間T2でインバータ14の温度が所定温度t1に達してしまい、再び第2のトルク制限制御が行われる。このため、走行を開始しても直ぐにモータのトルクが制限されてしまい、運転者が希望する出力を得られない可能性がある。本実施の形態によれば、上記のように第1のトルク制限制御を行うので、このような不都合を生じない。
On the other hand, the broken line in FIG. 4 shows a comparative example. In the case of this comparative example, the
なお、上記の実施の形態では、トルク制限制御可否判定手段34からの信号をトルク指令算出手段26に入力するようにしているが、図1に破線矢印イで示すように、トルク制限制御可否判定手段34からの信号を電流指令算出手段28に入力して、アクセル開度に応じた制限されていない出力トルク指令値を、電流指令算出手段28で電流指令値に変換した後、第1のトルク制限制御と第2のトルク制限制御との少なくとも一方を行う場合に、トルク指令算出手段26で算出される出力トルク指令値に対応する電流指令値の最大値を閾値である所定電流指令値以下に、通常時よりも低く制限することもできる。この場合も、車両の登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合でも、インバータ14またはモータ10の温度が異常上昇する前に、モータ10のトルク制限を行えるため、走行を再開しようとして、パーキングブレーキをオフしアクセルをオンすれば、インバータ14またはモータ10の異常温度上昇によりモータ10のトルクを制限されることがなく、直ちに通常の走行を行え、車両が坂道でずり下がりする不都合を生じない。
In the above-described embodiment, the signal from the torque limit control enable / disable determining
なお、上記の実施の形態では、温度センサ18によりインバータ14またはモータ10の温度を検出し、トルク制限制御可否判定手段34に入力するようにしているが、温度センサ18を複数設けて、インバータ14とモータ10との温度を別のセンサにより検出し、それぞれの温度検出値をトルク制限制御可否判定手段34に入力し、それぞれの温度検出値の少なくともいずれかがそれぞれで規定した所定温度以上となった場合に、温度異常であると判定することもできる。
In the above embodiment, the
また、モータ制御部16で、上記の図2に示すような出力トルク指令値とアクセル開度との関係を表すものをマップとし、図2の破線に対応する通常時用のマップと、図2の実線に対応するトルク制限用のマップとの複数種類のマップを予め用意しておき、第1のトルク制限制御と第2のトルク制限制御との少なくとも一方を行う際に、通常時のマップからトルク制限用のマップに切り替えて、トルク指令算出手段26でトルク制限用マップに基づいて出力トルク指令値を求めることもできる。すなわち、アクセル開度センサ24からアクセル開度をトルク指令算出手段26に入力された場合に、トルク制限用マップ及びアクセル開度に基づいて、上限を所定トルク指令値以下に制限した出力トルク指令値を求める。さらに、図2に一点鎖線で示すように、アクセル開度と出力トルク指令値との関係を表すマップで、アクセル開度に応じて出力トルク指令値が増大する程度を小さくした、すなわち傾きを緩やかにしたトルク制限用のマップを用意し、第1のトルク制限制御と第2のトルク制限制御との少なくとも一方を行う際に、通常時のマップから図2の一点鎖線に対応するトルク制限用のマップに切り替えて、アクセル開度から出力トルク指令値を求めることもできる。
Further, in the
なお、図2は、アクセル開度とトルク指令値との関係を表す1例に過ぎず、通常時とトルク制限時との両方で、必ずしもアクセル開度に応じてトルク指令値が直線的に上昇するように変化するものに限定するものではない。 Note that FIG. 2 is merely an example showing the relationship between the accelerator opening and the torque command value, and the torque command value rises linearly according to the accelerator opening both at the normal time and when the torque is limited. It is not limited to those that change.
また、第1のトルク制限制御と第2のトルク制限制御との少なくとも一方を行う際に、アクセル開度が0でない、すなわちアクセルをオンした場合でも、出力トルク指令値を常に0とすることで、トルク制限を行うこともできる。この場合には、上記の実施の形態の場合と異なり、車両の登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合に、走行を再開しようとしてパーキングブレーキをオフすれば、より迅速に必要とするトルクを得られて、運転者の違和感をより生じにくくできるという効果を得られない可能性はある。ただし、この場合でも、パーキングブレーキをオフして走行を再開する場合に、インバータ14またはモータ10の異常温度上昇によりモータ10のトルクが制限されることがなく、直ちに通常の走行を行え、車両が坂道でずり下がりする不都合を生じないという本発明の効果は得られる。
Further, when at least one of the first torque limit control and the second torque limit control is performed, the output torque command value is always set to 0 even when the accelerator opening is not 0, that is, when the accelerator is turned on. Torque limitation can also be performed. In this case, unlike the case of the above-described embodiment, if the accelerator is turned on while the parking brake is kept on the slope during the climbing of the vehicle, the parking brake tries to resume running. If is turned off, there is a possibility that the required torque can be obtained more quickly and the driver's uncomfortable feeling can be made less likely to be obtained. However, even in this case, when the parking brake is turned off and the running is resumed, the torque of the
なお、上記の実施の形態において、上記の背景技術の欄で説明したような、アクセル開度とモータ負荷率との関係を表すマップで、通常時用と負荷率制限用とのマップをモータ制御部で用意し、第1のトルク制限制御と第2のトルク制限制御との少なくとも一方を行う際に、マップを負荷率制限用に切り替えることでモータのトルク制限制御を行うこともできる。この場合には、負荷率制限用のマップとして、モータ負荷率の最大値を通常時よりも低い所定値以下に制限したマップとする。そして、トルク制限制御可否判定手段34(図1)からの判定結果に応じて、マップを切り替える。トルク指令算出手段26(図1)は、マップから求めた負荷率に対応するトルク指令値を算出し、電流指令算出手段28(図1)に入力する。このように負荷率制限用マップを使用すると、トルク指令算出手段26で算出されるトルク指令値の最大値は通常時よりも低くなる。 In the above embodiment, the map representing the relationship between the accelerator opening and the motor load factor, as described in the background section above, is used for motor control. The torque limit control of the motor can be performed by switching the map to limit the load factor when performing at least one of the first torque limit control and the second torque limit control. In this case, the map for limiting the load factor is a map in which the maximum value of the motor load factor is limited to a predetermined value lower than the normal value. Then, the map is switched according to the determination result from the torque limit control availability determination means 34 (FIG. 1). The torque command calculation means 26 (FIG. 1) calculates a torque command value corresponding to the load factor obtained from the map, and inputs it to the current command calculation means 28 (FIG. 1). When the load factor limiting map is used in this way, the maximum value of the torque command value calculated by the torque command calculation means 26 becomes lower than that at the normal time.
なお、本発明では、第1のトルク制限制御及び第2のトルク制限制御は互いに同じとする必要はなく、本発明の範囲内で互いに別の制御を行うこともできる。 In the present invention, the first torque limit control and the second torque limit control need not be the same, and different controls can be performed within the scope of the present invention.
10 モータ、12 バッテリ、14 インバータ、16 モータ制御部、18 温度センサ、20 パーキングブレーキ状態検出センサ、22 アクセル状態検出センサ、24 アクセル開度センサ、26 トルク指令算出手段、28 電流指令算出手段、30 電流指令/制御信号変換手段、32 帰還変換部、34 トルク制限制御可否判定手段。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
インバータにモータを駆動するための制御信号を送るモータ制御部と、
インバータまたはモータの温度を検出する温度検出手段と、
パーキングブレーキのオンオフ状態を検出するパーキングブレーキ状態検出センサと、
アクセルのオンオフ状態を検出するアクセル状態検出センサとを備え、
モータ制御部は、トルク指令算出手段から入力されるトルク指令値に基づき電流指令値を出力する電流指令算出手段を有し、パーキングブレーキのオン状態とアクセルのオン状態とが検出された場合に第1のトルク制限制御を行い、インバータまたはモータの温度が所定温度以上であることが検出された場合に第2のトルク制限制御を行い、
第1のトルク制限制御および第2のトルク制限制御は、トルク指令算出手段で算出されるトルク指令値の最大値を低くするか、またはトルク指令値に対応する電流指令値の最大値を低くすることを特徴とする電動車両モータ制御装置。 An inverter that drives the motor of the electric vehicle;
A motor control unit for sending a control signal for driving the motor to the inverter;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the inverter or motor;
A parking brake state detection sensor for detecting an on / off state of the parking brake;
An accelerator state detection sensor for detecting the on / off state of the accelerator,
The motor control unit has a current command calculation means for outputting a current command value based on the torque command value input from the torque command calculation means. When the parking brake on state and the accelerator on state are detected, the motor control unit The torque limit control of 1 is performed, and when it is detected that the temperature of the inverter or the motor is equal to or higher than the predetermined temperature, the second torque limit control is performed,
In the first torque limit control and the second torque limit control, the maximum value of the torque command value calculated by the torque command calculation means is decreased, or the maximum value of the current command value corresponding to the torque command value is decreased. The electric vehicle motor control apparatus characterized by the above-mentioned.
第1のトルク制限制御と第2のトルク制限制御との少なくとも一方は、トルク指令算出手段で算出されるトルク指令値またはトルク指令値に対応する電流指令値が閾値を超えた場合に、トルク指令値または電流指令値を閾値に変更することを特徴とする電動車両モータ制御装置。 In the electric vehicle motor control device according to claim 1,
At least one of the first torque limit control and the second torque limit control is performed when the torque command value calculated by the torque command calculation means or the current command value corresponding to the torque command value exceeds a threshold value. An electric vehicle motor control device characterized by changing a value or a current command value to a threshold value.
第1のトルク制限制御と第2のトルク制限制御との少なくとも一方は、アクセル開度とトルク指令値との関係を表すマップを、通常時のマップから、トルク指令値の最大値を通常時のマップよりも低くする、またはアクセル開度に応じてトルク指令値が増大する程度を小さくするトルク制限用マップに切り替えることを特徴とする電動車両モータ制御装置。 In the electric vehicle motor control device according to claim 1,
At least one of the first torque limit control and the second torque limit control is a map representing the relationship between the accelerator opening and the torque command value, and the maximum value of the torque command value is determined from the normal map. An electric vehicle motor control device that switches to a torque limiting map that is lower than the map or that reduces the degree to which the torque command value increases in accordance with the accelerator opening.
第1のトルク制限制御は、アクセル開度が0でない場合には、トルク指令値が0でないようにすることを特徴とする電動車両モータ制御装置。
In the electric vehicle motor control device according to any one of claims 1 to 3,
The first torque limiting control is an electric vehicle motor control device characterized in that the torque command value is not zero when the accelerator opening is not zero.
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