JP2013243930A - 電気自動車 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気自動車は、車輪2を駆動するモータ6と、ECU21と、インバータ31を含むパワー回路部28およびECU21の制御に従って少なくともパワー回路部28を制御するモータコントロール部29を有するインバータ装置22とを備えている。インバータ31に、インバータ31の温度Tcを検出する温度センサSaを設け、温度センサSaで検出される温度Tcが閾値を超えたとき、インバータ31に与える電流指令に制限を加え、温度Tcの低下する兆候をとらえてインバータ31に与える電流指令を制限する制御を解除するインバータ制限手段95を設けた。
【選択図】図2
Description
なお、従来、インホイールモータ駆動装置において、信頼性確保のために、車輪用軸受、減速機、およびモータ等の温度を測定して過負荷を監視し、温度測定値に応じてモータの駆動電流の制限や、モータ回転数を低下させるものが提案されている(例えば、特許文献1)。
前記インバータ制限手段95は、例えば、温度Tcを時間tで微分したdTc/dtが0以下になるまでインバータ31に与える電流指令に制限を加える。
インバータ制限手段95の制御解除によって、インバータ31の温度Tcが上がり始めても、そのときは、温度Tcが閾値以上の温度であれば、再度インバータ31への電流指令を制限する制御を行う。そのため、温度上昇率が0以下になると、インバータ31への電流指令を制限する制御を解除しても過負荷の確実な防止が行える。したがって、インバータ31の過熱による特性変化および損傷を防止し、モータ駆動の制御特性の変化や、モータ駆動の不能を防止することができる。
なお、インホイールモータ駆動装置8のモータ電流の配線や各種センサ系,指令系の配線は、モータハウジング72等に設けられたコネクタ99により纏めて行われる。
インバータ制限手段95は、インバータ31に与える電流指令に制限を加えるものである。このインバータ制限手段95は、前記温度センサSaで検出されるインバータ31の温度Tcが、定められた閾値を超えたとき、この温度Tcを時間tで微分したdTc/dtが0以下になるまでインバータ31に与える電流指令に制限を加える。具体的には、インバータ制限手段95は、判定部39と、制御部40とを有する。
この例では、図2および図3に示すように、サーミスタで検出された検出値はアンプApで増幅され、この増幅値が判定部39にて判定される。
判定部39は、温度センサSaで検出される温度Tcが定められた閾値を超えるか否かを常時判定する。前記閾値は、使用する半導体スイッチング素子の動作保証温度としても良いし、例えば、実験、シミュレーション等により、インバータ31の特性変化を生じさせる、インバータ31の温度および時間の関係に基づいて適宜に求められる。求められた閾値は、テーブルとして図示外の記憶手段に書換え可能に記憶されている。
具体的には、制御部40はデューティ比とパルス数のいずれか一方または両方を変更する制御を行う。例えば、スイッチング周期に対するパルスのON時間を表す前記デューティ比を、設定されたデューティ比よりも数10%低くして電圧実効値を低くしたり、スイッチング周期を同一周期にしておいて不等幅パルスを発生させることで、インバータ31に与える電流指令に制限を加え得る。
その後、温度Tcが変化する度合いが一定または低下になる兆候が認識されたとき、つまり温度上昇率であるdTc/dtが0以下になると、実際の温度Tcが下がるのを待つことなく、インバータ31への電流指令を制限する制御を解除するので、モータ電流を低減し過ぎることがなくモータ6の急激な駆動制限が防止される。前記dTc/dtが0以下になるとは、任意の微小時間における温度Tcの傾きが0以下になることと同義である。
インバータ31の温度は、急には下がらず、温度がある程度下がるまでインバータ31への電流指令を制限し、モータ電流を低減すると、モータ6の急激な駆動制限によって車両の運転が妨げられることがあるが、上記のように温度低下の兆候をとらえてインバータ31への電流指令を制限する制御を解除することで、モータ6に流すモータ電流の制限が解除されるため、モータ6の急減な駆動制限による問題も回避される。
図4(A)では、インバータ31の温度Tcが上昇し時間t1のとき、判定部39は、インバータ31の温度Tcが閾値Eaを超えたと判定する。制御部40は、この判定結果を受けて、インバータ31への電流指令を制限するように、モータ駆動制御部33を介してパワー回路部28に指令する。モータ駆動制御部33は、制御部40から与えられる指令に従い、パワー回路部28のPWMドライバ32に電流指令を与える。パワー回路部28は、モータ6へ供給する電流を低減させる。
ECU21に設けられた異常表示手段42は、異常報告手段41から出力されたインバータ31の異常発生情報を受けて、運転席の表示装置27に、温度異常を知らせる表示を行わせる手段である。表示装置27における表示は、文字や記号による表示、例えばアイコンによる表示とされる。
この構成によると、温度センサSaは、インバータ31の温度Tcを常時検出する。例えば、坂道等において連続して高トルク発生状態で電気自動車を運転した場合、インバータ31の温度Tcが上昇すると共に、モータコイル78の温度が上昇する。判定部39は、検出される温度Tcが定められた閾値を超えるか否かを判定し、超えたと判定したときに制御部40は、インバータ31に与える電流指令に制限を加えるようにパワー回路部28に指令する。その後、温度Tcが下がる度合いが一定になる傾向が認識されたとき、つまり温度上昇率であるdTc/dtが0以下になると、実際の温度Tcが下がるのを待つことなく、インバータ31への電流指令を制限する制御を解除するので、モータ電流を低減し過ぎることがなくモータ6の急激な駆動制限が防止される。
インバータ制限手段95の制御解除によって、インバータ31の温度Tcが上がり始めても、そのときは、温度Tcが閾値以上の温度であれば、再度インバータ31への電流指令を制限する制御を行う。そのため、温度上昇率が0以下になると、インバータ31への電流指令を制限する制御を解除しても過負荷の確実な防止が行える。したがって、インバータ31の過熱による特性変化および損傷を防止し、モータ駆動の制御特性の変化や、モータ駆動の不能を防止することができる。
ECU21は、車両全般を統括して制御する装置であるため、インバータ装置22におけるインバータ制限手段95により、インバータ31の温度異常を検出したとき、ECU21にインバータ31の異常報告を出力することで、ECU21により車両全体の適切な制御が行える。また、ECU21はインバータ装置22に駆動の指令を与える上位制御手段であり、インバータ装置22による応急的な制御の後、ECU21により、その後の駆動のより適切な制御を行うことも可能となる。
図9に示すように、インバータ制限手段95を、車両全般を制御する電気制御ユニットであるECU21に設けても良い。
4…車輪用軸受
6…モータ
7…減速機
8…インホイールモータ駆動装置
19…バッテリ
21…ECU
22…インバータ装置
28…パワー回路部
29…モータコントロール部
31…インバータ
39…判定部
40…制御部
41…異常報告手段
78…モータコイル
95…インバータ制限手段
Sa…温度センサ
Claims (1)
- 車輪を駆動するモータと、車両全般を制御する電気制御ユニットであるECUと、バッテリの直流電力を前記モータの駆動に用いる交流電力に変換するインバータを含むパワー回路部および前記ECUの制御に従って少なくとも前記パワー回路部を制御するモータコントロール部を有するインバータ装置とを備えた電気自動車において、
前記インバータに、このインバータの温度Tcを検出する温度センサを設け、この温度センサで検出される温度Tcが閾値を超えたとき、前記インバータに与える電流指令に制限を加え、前記温度Tcの低下する兆候をとらえて前記インバータに与える電流指令を制限する制御を解除するインバータ制限手段を設けたことを特徴とする電気自動車。
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