JP2021093827A - Power transmission mechanism - Google Patents
Power transmission mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021093827A JP2021093827A JP2019222986A JP2019222986A JP2021093827A JP 2021093827 A JP2021093827 A JP 2021093827A JP 2019222986 A JP2019222986 A JP 2019222986A JP 2019222986 A JP2019222986 A JP 2019222986A JP 2021093827 A JP2021093827 A JP 2021093827A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- value
- speed difference
- target value
- rotation speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
Description
本発明は、動力伝達機構に関する。 The present invention relates to a power transmission mechanism.
従来、動力伝達機構としては、特許文献1に記載されているものがある。この動力伝達機構は、2つのモータ、遊星歯車機構、及び制御装置を備える。遊星歯車機構は、2つのモータが生成した動力を統合して、統合した動力を出力する。また、制御装置は、遊星歯車機構が出力する出力トルクの目標値と2つのモータの回転速度差とに基づいて2つのモータの夫々に指令トルクを表す情報を出力する。
Conventionally, as a power transmission mechanism, there is one described in
モータは、高温領域の使用等で出力特性が恒久的に低下する場合がある。しかし、特許文献1の発明では、モータの劣化を特定する手段が存在せず、劣化したモータの性能が、更なる高温領域の使用や高トルク生成の要求等により大きく低下する虞がある。
The output characteristics of the motor may be permanently reduced due to use in a high temperature region or the like. However, in the invention of
そのような背景において、非特許文献1は、モータの運転条件(トルクと回転数)と、部位ごとの発熱MAPと、熱回路網のモデルから、モータ各部(コイルや磁石)の温度を推定する手法を開示しており、モータの劣化は、この手法を用いて推定できる。
Against such a background, Non-Patent
非特許文献1の方法では、各部の温度を推定するために、複雑かつ精度の高いモデルが必要になり、そのモデルの作成に要する労力や時間が膨大なものになる。また、温度センサに異常がある場合、推定誤差が大きくなる。
In the method of Non-Patent
そこで、本発明の目的は、2つのモータが生成した動力を統合して、統合した動力を出力でき、一方のモータの劣化を簡易な構成で正確に判定できる動力伝達機構を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power transmission mechanism capable of integrating the power generated by two motors, outputting the integrated power, and accurately determining the deterioration of one motor with a simple configuration. ..
上記課題を解決するため、本発明に係る動力伝達機構は、第1モータ及び第2モータと、前記第1モータが連結される第1入力軸、前記第2モータが連結される第2入力軸、及び出力軸を有して、前記第1モータが生成する第1入力トルクと前記第2モータが生成する第2入力トルクを統合して前記出力軸から出力トルクを出力する動力統合機構と、前記第1モータ及び前記第2モータの回転速度差の目標値と、前記第1モータ及び前記第2モータにおける現実の回転速度差である実値との差の時間積分を行って積分値を算出する積分器を有して、前記積分値に基づいて前記目標値を前記実値に一致させるように前記第1モータ及び前記第2モータを制御するモータ制御部と、前記積分値に基づいて前記第1モータ又は前記第2モータの異常を検出する異常検出部と、を備える。 In order to solve the above problems, the power transmission mechanism according to the present invention includes a first motor and a second motor, a first input shaft to which the first motor is connected, and a second input shaft to which the second motor is connected. , And a power integration mechanism that has an output shaft and integrates the first input torque generated by the first motor and the second input torque generated by the second motor to output the output torque from the output shaft. The integrated value is calculated by time-integrating the difference between the target value of the rotational speed difference between the first motor and the second motor and the actual value which is the actual rotational speed difference between the first motor and the second motor. A motor control unit that controls the first motor and the second motor so that the target value matches the actual value based on the integrated value, and the integrated value. It includes an abnormality detection unit for detecting an abnormality of the first motor or the second motor.
なお、本明細書では、モータは、動力の生成のみを実行できてもよく、動力の生成に加えて、電力の生成を実行できてもよい。 In the present specification, the motor may be capable of generating only power, or may be capable of generating electric power in addition to generating power.
2つのモータの夫々のトルク指令値を算出するにあたって、回転速度差の実値を回転速度差の目標値に一致させる制御を実現するために、フィードバック制御を実行した場合、第1モータ及び第2モータの回転速度差の目標値と、第1モータ及び第2モータにおける現実の回転速度差である実値との差の積分を行って積分値を算出することになる。 When calculating the torque command value of each of the two motors, when feedback control is executed in order to realize control that matches the actual value of the rotation speed difference with the target value of the rotation speed difference, the first motor and the second motor The integrated value is calculated by integrating the difference between the target value of the rotation speed difference of the motor and the actual value which is the actual rotation speed difference between the first motor and the second motor.
また、2つのモータのうちの一方のモータが劣化した場合、2つのモータの駆動力のバランスが崩れるため、回転速度差の目標値と回転速度差の実値との差が大きくなり、特に、それらの差を時間積分する積分値には、回転速度差の目標値と回転速度差の実値との差が顕著に表れる。そして、一方のモータの劣化が進んで回転速度差の目標値と回転速度差の実値との乖離が大きくなるにしたがって、積分値の絶対値が大きくなる。 Further, when one of the two motors deteriorates, the balance of the driving force of the two motors is lost, so that the difference between the target value of the rotation speed difference and the actual value of the rotation speed difference becomes large, and in particular, In the integrated value that integrates these differences over time, the difference between the target value of the rotation speed difference and the actual value of the rotation speed difference appears remarkably. Then, as the deterioration of one of the motors progresses and the deviation between the target value of the rotational speed difference and the actual value of the rotational speed difference increases, the absolute value of the integrated value increases.
そのような背景において、本発明によれば、異常検出部が、積分値に基づいて一方のモータの異常を検出する異常を判定する。したがって、非特許文献1の方法との比較で各段に簡素な構成かつ正確に一方のモータの劣化を判定できる。
Against such a background, according to the present invention, the abnormality detection unit determines an abnormality that detects an abnormality of one of the motors based on the integrated value. Therefore, in comparison with the method of Non-Patent
また、本発明において、前記異常検出部が前記第1モータ又は前記第2モータの異常を検出した場合に前記出力トルクの最大トルクを制限する最大トルク制限部を備えてもよい。 Further, in the present invention, the maximum torque limiting unit may be provided to limit the maximum torque of the output torque when the abnormality detecting unit detects an abnormality of the first motor or the second motor.
本構成によれば、出力トルクの最大トルクを第1又は第2モータの異常に基づいて制限するので、異常を検出したモータが過大なトルクを生成することを防止でき、異常を検出したモータの寿命を延ばすことが可能になる。また、特に、第1及び第2モータが永久磁石型同期モータ(PMモータ)等の永久磁石が内蔵されたモータである場合、異常を検出したモータ内部の磁石が過酷な状況下での使用によって大きな不可逆減磁を起こして、性能が著しく低下することを回避できる。 According to this configuration, since the maximum torque of the output torque is limited based on the abnormality of the first or second motor, it is possible to prevent the motor that has detected the abnormality from generating an excessive torque, and the motor that has detected the abnormality can be prevented from generating an excessive torque. It is possible to extend the life. In particular, when the first and second motors are motors with a built-in permanent magnet such as a permanent magnet type synchronous motor (PM motor), the magnet inside the motor that detects the abnormality may be used under harsh conditions. It is possible to avoid a large irreversible demagnetization and a significant decrease in performance.
また、本発明において、前記モータ制御部が、前記回転速度差の目標値の微分を行って微分値を算出する微分器を有して、前記微分値に基づいて前記第1モータ及び前記第2モータを制御してもよい。 Further, in the present invention, the motor control unit has a differentiator that differentiates the target value of the rotational speed difference to calculate the differentiating value, and the first motor and the second motor are based on the differentiating value. The motor may be controlled.
回転速度差の実値に無関係に回転速度差の目標値のみの微分値に基づいて回転加速度差の目標値を制御するフィードフォワード制御を実行すると、時間を横軸として回転速度差の目標値を縦軸としたときの関数において、その関数の接線における時間に対する目標値の変化分を実値に無関係に即座に補正でき、回転速度差の目標値を回転速度差の実値に近づける際の応答性を良好なものにできる。換言すると、目標値変化分(微分)に応じたフィードフォワード制御を入れることで、目標値の急激な変化に伴う積分器の急激な値の変化を緩和することができて、回転速度差の目標値と回転速度差の実値との差を小さくでき、積分値の絶対値が大きくなりにくくなる。 When feed-forward control is executed to control the target value of the rotational acceleration difference based on the differential value of only the target value of the rotational speed difference regardless of the actual value of the rotational speed difference, the target value of the rotational speed difference is set with time as the horizontal axis. In the function when the vertical axis is used, the change in the target value with respect to time at the tangent of the function can be immediately corrected regardless of the actual value, and the response when the target value of the rotation speed difference approaches the actual value of the rotation speed difference. The sex can be improved. In other words, by inserting feed-forward control according to the change in the target value (derivative), it is possible to mitigate the sudden change in the value of the integrator due to the sudden change in the target value, and the target of the rotation speed difference. The difference between the value and the actual value of the rotation speed difference can be reduced, and the absolute value of the integrated value is less likely to increase.
本構成によれば、モータに異常が発生していないにも拘わらず一方のモータの異常を判定する可能性を低くでき、モータの劣化判定の精度を高くすることができる。 According to this configuration, it is possible to reduce the possibility of determining an abnormality of one of the motors even though no abnormality has occurred in the motor, and it is possible to improve the accuracy of determining the deterioration of the motor.
本発明に係る動力伝達機構によれば、2つのモータが生成した動力を統合して、統合した動力を出力でき、一方のモータの劣化も簡易な構成で正確に判定できる。 According to the power transmission mechanism according to the present invention, the power generated by the two motors can be integrated and the integrated power can be output, and the deterioration of one motor can be accurately determined with a simple configuration.
以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。また、以下の実施例では、図面において同一構成に同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下で説明される構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素であり、必須の構成要素ではない。 Hereinafter, embodiments according to the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. When a plurality of embodiments and modifications are included in the following, it is assumed from the beginning that a new embodiment is constructed by appropriately combining the characteristic portions thereof. Further, in the following examples, the same components are designated by the same reference numerals in the drawings, and duplicate description will be omitted. Further, among the components described below, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept are arbitrary components and are not essential components.
図1は、本発明の一実施形態における動力伝達機構10の概略構成である。この動力伝達機構10は、車両に搭載される。図1に示すように、動力伝達機構10は、制御装置15と、統合システム70を備える。統合システム70は、第1モータM1、第2モータM2、及び動力統合機構80を備える。第1モータM1と第2モータM2は、制御装置15から指令されたトルク指令値(TM1ハット),(TM2ハット)で駆動される。また、動力統合機構80は、第1モータM1と第2モータM2から得られる動力(トルク)を統合して駆動力(駆動トルク)を出力する。
FIG. 1 is a schematic configuration of a
図1に示すように、制御装置15は、上位制御部20と、モータ制御部25とを備える。上位制御部20は、目標速度差特定部21と、目標出力トルク特定部22と、異常検出部23と、最大トルク制限部24とを含む。目標速度差特定部21は、例えばモータ効率や車両の走行条件等に基づいて第1モータM1と第2モータM2の回転速度差の目標値を特定する。また、目標出力トルク特定部22は、例えば車両の運転者により操作されるアクセルの開度等に基づいて出力トルクの目標値を特定する。異常検出部23と、最大トルク制限部24の動作については、後で図7を用いて説明する。また、モータ制御部25は、加速度目標値取得部30と、トルク指令値導出部50とを有する。特許文献1に記載されているので、詳述しないが、トルク指令値導出部50は、目標出力トルク特定部22から受けた出力トルクの目標値の情報と、加速度目標値取得部30から受けた回転加速度差の目標値の情報とに基づいて、統合システム70に対応した運動モデルの逆モデルを利用することにより、回転加速度差の目標値と出力トルクの目標値を両立させる第1モータM1のトルク指令値(TM1ハット)と第2モータM2のトルク指令値(TM2ハット)を導出し、それらのトルク指令値(TM1ハット),(TM2ハット)の情報を第1及び第2モータM1,M2に出力する。
As shown in FIG. 1, the
加速度目標値取得部30は、フィードフォワード制御と、フィードバック制御とを行って回転加速度差の目標値を算出する。詳しくは、加速度目標値取得部30は、次の式(1)を用いて目標速度差特定部21から取得した回転速度差の目標値を微分器32で微分することで回転加速度差の目標値におけるフィードフォワード制御による寄与部分を算出する。
The acceleration target
(Δθffツードットハット)=(d/dt)(Δθドットハット)・・・(1) (Δθ ff two-dot hat) = (d / dt) (Δθ dot hat) ... (1)
ここで、(Δθffツードットハット)は、回転加速度差の目標値におけるフィードフォワード制御による寄与部分であり、(d/dt)(Δθドットハット)は、目標速度差特定部21から受けた回転速度差の目標値を時間微分した値である。
Here, (Δθ ff two-dot hat) is a contribution portion by feed forward control in the target value of the rotational acceleration difference, and (d / dt) (Δθ dot hat) is the rotation received from the target speed
フィードフォワード制御は、第1モータM1と第2モータM2の回転速度差の目標値のみで回転加速度差の目標値に対する寄与部分を算出する。フィードフォワード制御は、時間を横軸として回転速度差の目標値を縦軸としたときの関数において、その関数の接線における時間に対する目標値の変化分を即座に補正し、後から検出される実際の回転速度差の変化率に無関係に実行されるので、目標値を実値(実際に検出される値)に近づけるときの応答性が良くなる。 In the feedforward control, the contribution portion of the rotational acceleration difference to the target value is calculated only by the target value of the rotational speed difference between the first motor M1 and the second motor M2. Feedforward control is a function when time is the horizontal axis and the target value of the rotation speed difference is the vertical axis, and the change in the target value with respect to time at the tangent line of the function is immediately corrected, and the actual value detected later is actually detected. Since it is executed regardless of the rate of change of the rotation speed difference of, the responsiveness when the target value is brought close to the actual value (the value actually detected) is improved.
更には、加速度目標値取得部30は、フィードバック制御を行う。詳しくは、第1モータM1に取り付けられたセンサSと第2モータM2に取り付けられたセンサSから得られる2つの回転速度(実測値)の差である回転速度差(実測値)が加速度目標値取得部30にフィードバックされる。そして、加速度目標値取得部30が、回転速度差の目標値と実値の差eに対して、比例ゲインkpと積分ゲインkiによるPI(Proportional-Integral)演算を実行する。詳しくは、加速度目標値取得部30は、次の式(2)を用いて回転加速度差の目標値におけるフィードバック制御による寄与部分を算出する。
Further, the acceleration target
(Δθfbツードットハット)=kpe+(1/s)kie・・・(2) (Δθ fb-to-dot hat) = k p e + (1 / s) k i e ··· (2)
ここで、(Δθfbツードットハット)は、回転加速度差の目標値におけるフィードバック制御による寄与部分である。また、(e/s)は、積分器33によって算出された積分値である。
Here, (Δθ fb two-dot hat) is a contribution portion by feedback control in the target value of the rotational acceleration difference. Further, (e / s) is an integrated value calculated by the
フィードバック制御を用いれば、目標値と実値との差を0に近づける制御を実行できる。加速度目標値取得部30は、上記式(1)の(Δθffツードットハット)と、式(2)の(Δθfbツードットハット)とに基づいて回転加速度差の目標値を算出する。回転加速度差の目標値は、(Δθffツードットハット)と(Δθfbツードットハット)を合算することで算出される。ここで、kpとkiの値は、統合システム70に対応した運動モデルの逆モデルを利用することにより、回転加速度差の目標値と出力トルクの目標値を両立させる第1モータM1のトルク指令値(TM1ハット)と第2モータM2のトルク指令値(TM2ハット)を導出する際に適切な値に決定される。なお、制御装置15は、例えばCPUやプロセッサ等のハードウェアを利用して実現することができる。また、制御装置15の実現において、必要に応じてメモリ等のデバイスや電気電子回路を利用してもよい。
If feedback control is used, it is possible to execute control that brings the difference between the target value and the actual value close to zero. The acceleration target
統合システム70に対応した運動モデルは、動力統合機構80の構造に応じて決まる。図1に示す具体例では、様々な構造(タイプ)の動力統合機構80を利用することができる。次に、遊星機構を用いた動力統合機構80の一具体例について説明する。なお、動力統合機構80は、3つの軸を有して、2つの入力軸を用いて2つの入力トルクを統合し、1つの出力軸から出力トルクを出力できる機構であればよく、以下に説明する具体例に限定されない。
The motion model corresponding to the
図2は、動力統合機構80を備えた車両1の動力伝達を説明するスケルトン図である。図1に示すように、車両1は、動力伝達機構10と、車軸2とを備える。動力が、動力伝達機構10の出力軸から車軸2に伝達され、車軸2に固定されたタイヤ3が回転する。動力伝達機構10は、第1モータM1、第2モータM2、及び動力統合機構80を備える。また、動力統合機構80は、第1サンギヤS1、第2サンギヤS2、内側プラネタリギヤP1、外側プラネタリギヤP2、及びキャリヤCaを有する。
FIG. 2 is a skeleton diagram illustrating power transmission of the
モータM1の回転動力は、ギヤG1を介して第1サンギヤS1に伝達され、更に、第1サンギヤS1及び複数の外側プラネタリギヤP2と噛合する複数の内側プラネタリギヤP1に伝達される。また、モータM2の回転動力は、ギヤG2を介して第2サンギヤS2に伝達され、更に、第2サンギヤS2と噛合する複数の外側プラネタリギヤP2に伝達され、外側プラネタリギヤP2に噛合する内側プラネタリギヤP1に伝達される。その結果、内側プラネタリギヤP1には、モータM1の回転動力とモータM2の回転動力とが統合された統合動力が伝達される。車両1は、内側プラネタリギヤP1で伝達された統合動力を、キャリヤCaを介して車軸2に伝達することでタイヤ3を回動させるようになっている。
The rotational power of the motor M1 is transmitted to the first sun gear S1 via the gear G1, and further transmitted to the first sun gear S1 and the plurality of inner planetary gears P1 that mesh with the first sun gear S1 and the plurality of outer planetary gears P2. Further, the rotational power of the motor M2 is transmitted to the second sun gear S2 via the gear G2, and further transmitted to a plurality of outer planetary gears P2 that mesh with the second sun gear S2, and is transmitted to the inner planetary gear P1 that meshes with the outer planetary gear P2. Be transmitted. As a result, the integrated power in which the rotational power of the motor M1 and the rotational power of the motor M2 are integrated is transmitted to the inner planetary gear P1. The
図3は、図2に示す具体例における共線図である。共線図上では、第2モータM2のトルクTM2をギヤG2を介して受ける第2サンギヤS2の回転速度と、車軸2に出力トルクTcを伝達するキャリヤCaの回転数と、第1モータM1のトルクTM1をギヤG1を介して受ける第1サンギヤS1の回転速度とが直線で結ばれる関係となっている。また、左の線と中央の線との距離aと、右の線と中央の線との距離bとの比は、第1サンギヤS1の歯数と、第2サンギヤS2の歯数とで決定される。第1サンギヤS1の回転速度は、第1モータM1のトルクTM1と相関があり、第2サンギヤS2の回転速度は、第2モータM2のトルクTM2と相関がある。また、キャリヤCaの出力トルクTcに相関があるキャリヤCaの回転速度は、第1サンギヤS1の回転速度と第2サンギヤS2の回転速度とで決定される。
FIG. 3 is a collinear diagram in the specific example shown in FIG. The alignment chart, and the rotational speed of the second sun gear S2, which receives torque T M2 of the second motor M2 via the gear G2, and the rotation speed of the carrier Ca for transmitting the output torque T c on the
次に、モータM1,M2の劣化、第1モータM1と第2モータM2の一方が劣化したときの問題点、及び第1モータM1と第2モータM2の一方が劣化したときの動作について説明する。先ず、図4を用いて、電動駆動の車両に多く使われている永久磁石型同期モータ(PMモータ)を例にモータの劣化について説明する。 Next, the deterioration of the motors M1 and M2, the problem when one of the first motor M1 and the second motor M2 is deteriorated, and the operation when one of the first motor M1 and the second motor M2 is deteriorated will be described. .. First, with reference to FIG. 4, deterioration of the motor will be described by taking a permanent magnet type synchronous motor (PM motor), which is often used in electrically driven vehicles, as an example.
永久磁石型同期モータは、ロータに永久磁石がはめ込まれた構造を有し、内部の磁石が高温になると磁石磁束が低下する特性がある。ここで、通常の温度範囲であれば、図4(a)に示すように、高温になって低下した磁石磁束は、温度が下がったときに元の磁石磁束に回復する。 The permanent magnet type synchronous motor has a structure in which a permanent magnet is fitted in a rotor, and has a characteristic that the magnetic flux of the magnet decreases when the internal magnet becomes high in temperature. Here, in the normal temperature range, as shown in FIG. 4A, the magnet magnetic flux that has decreased due to the high temperature recovers to the original magnet magnetic flux when the temperature decreases.
しかし、永久磁石型同期モータを更に温度が高い領域まで使用すると、図4(b)に示すように温度が下がっても磁石磁束が戻らない現象が起きる。詳しくは、永久磁石型同期モータを高温度領域で使用している最中に外部コイルから強い磁束が永久磁石に作用すると、永久磁石が持っている磁束の方向が変化し、温度が下がっても永久磁石の磁束方向が元の磁束方向に戻らなくなる。そして、このような現象が発生するとモータの出力特性が永久的に低下することになる。このような背景において、モータの劣化を特定できずに、モータを更に過酷な条件で使用し続けると、モータ内部の永久磁石が大きな不可逆減磁を起こしてモータ性能が著しく低下する虞がある。 However, when the permanent magnet type synchronous motor is used up to a region where the temperature is higher, a phenomenon occurs in which the magnetic flux of the magnet does not return even if the temperature drops, as shown in FIG. 4 (b). Specifically, if a strong magnetic flux acts on the permanent magnet from the external coil while the permanent magnet type synchronous motor is used in the high temperature range, the direction of the magnetic flux possessed by the permanent magnet changes and even if the temperature drops. The magnetic flux direction of the permanent magnet does not return to the original magnetic flux direction. When such a phenomenon occurs, the output characteristics of the motor are permanently deteriorated. Against this background, if the deterioration of the motor cannot be specified and the motor is continuously used under more severe conditions, the permanent magnet inside the motor may cause a large irreversible demagnetization and the motor performance may be significantly deteriorated.
次に、図5を用いて、第1モータM1に異常が発生し、トルク指令値と実トルク値の乖離が著しくなったときの動作について説明する。第1モータM1に異常が発生すると、図5(a)に示す第1及び第2モータM1,M2が正常なときの共線図との比較において、第1サンギヤS1のトルクと第2サンギヤS2のトルクのバランスが取れなくなり、第1サンギヤS1は、減速しようとする一方、第2サンギヤS2は加速しようとする。そして、図5(b)に矢印Aで示すように、共線図が右下がりになろうとするモーメント力が動力統合機構80に働く。しかし、実際の動きは、回転速度差の加速度目標値取得部30が行うフィードバック制御に積分項((1/s)kie)が入っているので、積分項の絶対値が大きくなって、それに起因して、第1モータM1のトルク指令値(TM1ハット)が大きくなる一方、第2モータM2のトルク指令値(TM2ハット)が小さくなり、図5(c)に矢印Bで示すモーメント力が動力統合機構80に作用する。そして、このモーメント力が、図5(b)に矢印Aで示すモーメント力と相殺するように働くことで、図5(a)に示す正常な共線図におけるバランス状態を維持しようとする。
Next, with reference to FIG. 5, the operation when an abnormality occurs in the first motor M1 and the deviation between the torque command value and the actual torque value becomes remarkable will be described. When an abnormality occurs in the first motor M1, the torque of the first sun gear S1 and the torque of the second sun gear S2 are compared with the collinear diagram when the first and second motors M1 and M2 shown in FIG. 5A are normal. The torque of the first sun gear S1 tries to decelerate, while the second sun gear S2 tries to accelerate. Then, as shown by an arrow A in FIG. 5B, a moment force that causes the collinear diagram to move downward to the right acts on the
図6は、回転速度差の目標値から回転速度差の実値を引いた値と、積分項の(e/s)の値との関係を説明する図であり、一方のモータが劣化して正常な共線図におけるバランス状態を維持しようとしている状態における積分項の積分値(e/s)の値の挙動を説明する図である。 FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the value obtained by subtracting the actual value of the rotation speed difference from the target value of the rotation speed difference and the value of (e / s) of the integration term, and one of the motors deteriorates. It is a figure explaining the behavior of the value of the integral value (e / s) of the integral term in the state which tries to maintain the balance state in a normal collinear diagram.
図6において、ある時刻t1に、車両のセルモータが駆動して回転速度差の目標値がc[rpm](c>0)に指定されたとする、すると実際に実測される回転速度差の実値fは、時刻t1よりも遅れて立ち上がり、時間の経過と共に回転速度差の目標値c[rpm]を境として上下に変動する。ここで、回転速度差の目標値c[rpm]よりも回転速度差の実値fの値が小さい領域の面積S1(回転速度差の目標値c[rpm]から回転速度差の実値fを引いた値の時間積分)は、正の積分値として算出され、回転速度差の実値fの値が回転速度差の目標値c[rpm]よりも大きい領域の面積S2(回転速度差の目標値c[rpm]から回転速度差の実値fを引いた値の時間積分)は、負の積分値として算出される。よって、図6において、時刻t1からt2までは、積分値が単調に増加し、時刻t2からt3までは、積分値が単調に減少する。 In FIG. 6, assuming that the starter motor of the vehicle is driven at a certain time t1 and the target value of the rotation speed difference is specified as c [rpm] (c> 0), the actual value of the rotation speed difference actually measured is assumed. f rises later than the time t1 and fluctuates up and down with the passage of time with the target value c [rpm] of the rotation speed difference as a boundary. Here, the actual value f of the rotation speed difference is calculated from the area S1 (the target value c [rpm] of the rotation speed difference) in the region where the value of the actual value f of the rotation speed difference is smaller than the target value c [rpm] of the rotation speed difference. The time integration of the subtracted values) is calculated as a positive integrated value, and the area S2 (target of rotation speed difference) in the region where the actual value f of the rotation speed difference is larger than the target value c [rpm] of the rotation speed difference. The time integration of the value obtained by subtracting the actual value f of the rotation speed difference from the value c [rpm]) is calculated as a negative integrated value. Therefore, in FIG. 6, the integrated value monotonically increases from time t1 to t2, and decreases monotonically from time t2 to t3.
そのような背景において、一方のモータが劣化すると、回転速度差の目標値に対して実際に再現される回転速度差の実値fが、回転速度差の目標値に対して予測される回転速度差の値よりも小さくなり、その結果、回転速度差の目標値から回転速度差の実値を引いた値を時間積分して算出される積分値が大きくなる。そして、この積分値の増大は、一方のモータの劣化の程度が大きくなって、回転速度差の目標値cと回転速度差の実値fの乖離が大きくなるにしたがって大きくなる。 Against such a background, when one of the motors deteriorates, the actual value f of the rotation speed difference actually reproduced with respect to the target value of the rotation speed difference is the rotation speed predicted with respect to the target value of the rotation speed difference. It becomes smaller than the value of the difference, and as a result, the integrated value calculated by time-integrating the value obtained by subtracting the actual value of the rotation speed difference from the target value of the rotation speed difference becomes large. The increase in the integrated value increases as the degree of deterioration of one of the motors increases and the difference between the target value c of the rotational speed difference and the actual value f of the rotational speed difference increases.
このように、積分値(e/s)には、回転速度差の目標値と回転速度差の実値との差が顕著に表れ、積分値(e/s)の絶対値は、一方のモータの劣化が進むにしたがって大きくなる。よって、積分値(e/s)は、一方のモータの劣化の指標(尺度)として利用することができる。本開示の制御は、この原理を巧みに用いるものである。次に本開示の制御について説明する。 In this way, the difference between the target value of the rotational speed difference and the actual value of the rotational speed difference appears remarkably in the integrated value (e / s), and the absolute value of the integrated value (e / s) is one of the motors. It becomes larger as the deterioration of the Therefore, the integrated value (e / s) can be used as an index (scale) of deterioration of one of the motors. The controls of the present disclosure make good use of this principle. Next, the control of the present disclosure will be described.
図7は、本開示の制御装置における一方のモータの劣化の判定制御及び劣化を判定した際の第1及び第2モータの駆動制御の一例について説明するフローチャートである。図7を参照して、車両のセルモータが駆動すると、制御がスタートし、ステップS1で、加速度目標値取得部30が、回転速度差の目標値と回転速度差の実値に基づいて積分項((1/s)kie)の絶対値を算出する。続く、ステップS2では、異常検出部23(図1参照)が、加速度目標値取得部30が算出した積分項の絶対値が、第1閾値以上であるか否かを判定する。第1閾値は、例えば、本動力伝達機構10と同一の機構を用いて行った積分項の絶対値と一方のモータの劣化発生との関係を調査した試験において、モータの劣化が検出された積分項の絶対値に設定される。ステップS2で否定判定されて、両方のモータに異常がないと判定されると、ステップS3に移行して、トルク指令値導出部50が、目標出力トルク特定部22から受けた出力トルクの目標値(Tcハット)の情報と、加速度目標値取得部30から受けた回転加速度差の目標値の情報とに基づいて、第1モータM1にトルク指令値(TM1ハット)の情報を出力し、第2モータM2にトルク指令値(TM2ハット)の情報を出力する。その後、制御がリターンとなって、ステップS1以下が繰り返される。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a deterioration determination control of one motor and a drive control of the first and second motors when the deterioration is determined in the control device of the present disclosure. With reference to FIG. 7, when the starter motor of the vehicle is driven, the control is started, and in step S1, the acceleration target
他方、ステップS2で肯定判定されると、ステップS4に移行して、目標出力トルク特定部22が出力トルクの目標値を算出し、続くステップS5で、最大トルク制限部24(図1参照)が、出力トルクの目標値が第2閾値以上であるか否かを判定する。第2閾値は、一方のモータに異常が発生したときにそのモータが急激に劣化することを抑制するために設定される出力トルクの最大トルク(制限トルク)である。
On the other hand, if an affirmative determination is made in step S2, the process proceeds to step S4, the target output
ステップS5で否定判定されると、ステップS6に移行して、目標出力トルク特定部22が、ステップS4で算出した出力トルクの目標値の情報をトルク指令値導出部50に出力し、その後、ステップS3以下が繰り返される。他方、ステップS5で肯定判定されると、ステップS7に移行して、目標出力トルク特定部22が、最大トルク制限部24から第2閾値の値を出力トルクの目標値とする情報を受けて、第2閾値の情報をトルク指令値導出部50に出力し、その後、ステップS3以下が繰り返される。なお、この制御は、全てのモータ及びエンジンが停止した時に終了してもよい。
If a negative determination is made in step S5, the process proceeds to step S6, the target output
以上、本開示の動力伝達機構10によれば、異常検出部23が、積分値(e/s)に基づいて一方のモータM1(orM2)の異常を検出する異常を判定する。したがって、非特許文献1の方法との比較で各段に簡素な構成かつ正確に一方のモータM1(orM2)の劣化を判定できる。
As described above, according to the
また、出力トルクの目標値(Tcハット)の最大トルクを第1又は第2モータM1(orM2)の異常に基づいて制御するので、異常を検出した第1又は第2モータM1(orM2)の寿命を延ばすことが可能になる。 Further, since the maximum torque of the target value (Tc hat) of the output torque is controlled based on the abnormality of the first or second motor M1 (or M2), the first or second motor M1 (or M2) in which the abnormality is detected is controlled. It is possible to extend the life.
更には、目標値変化分(微分)に応じたフィードフォワード制御を導入して、回転速度差の目標値と回転速度差の実値との差が小さくなっていて、積分値の絶対値が大きくなりにくくなっているので、モータに異常が発生していないにも拘わらずモータを異常と判定してしまう可能性を低くでき、モータの劣化判定の確度を高くすることができる。 Furthermore, by introducing feedforward control according to the change in the target value (derivative), the difference between the target value of the rotation speed difference and the actual value of the rotation speed difference is small, and the absolute value of the integrated value is large. Since it is difficult for the motor to become abnormal, it is possible to reduce the possibility that the motor is determined to be abnormal even though no abnormality has occurred in the motor, and it is possible to increase the accuracy of the deterioration determination of the motor.
なお、本発明は、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment and its modifications, and various improvements and modifications can be made within the scope of the claims of the present application and the equivalent scope thereof.
例えば、上記実施形態では、動力伝達機構10が、異常検出部23が一方のモータM1(orM2)の異常を検出した場合に出力トルクの目標値(Tcハット)の最大トルクを制限する最大トルク制限部24を備える場合について説明したが、動力伝達機構は、最大トルク制限部を備えなくてもよい。
For example, in the above embodiment, the
また、異常検出部23が一方のモータM1(orM2)の異常を検出した場合に如何なる報知も行わなかったが、異常検出部が一方のモータの異常を検出すると、車内に設置された表示部が、モータに異常が発生したことを意味する表示を行ってもよい。
Further, when the
また、モータ制御部25が、フィードフォワード制御を行って、回転速度差の目標値の微分を行って微分値を算出する微分器32を有して、その微分値に基づいて第1モータM1及び第2モータM2を制御した。しかし、モータ制御部は、フィードフォワード制御を行わなくてもよく、回転速度差の目標値の微分を行わなくてもよい。
Further, the
また、図8に示すように、積分項((1/s)kie)の絶対値が閾値d以上になったときに、一方のモータM1(orM2)の異常を判定した。しかし、異常検出部は、積分値に基づいて一方のモータM1(orM2)の異常の判定を実行すればよい。 Further, as shown in FIG. 8, when the absolute value of the integral term ((1 / s) k i e) is equal to or greater than the threshold value d, to determine an abnormality of one of the motor M1 (orM2). However, the abnormality detection unit may determine the abnormality of one of the motors M1 (or M2) based on the integrated value.
詳しくは、積分項((1/s)kie)の絶対値は、短い時間のみ一時的に劣化判定の閾値を超えることがある。したがって、例えば、積分項((1/s)kie)の絶対値が、所定時間、継続的に閾値を超えた場合に一方のモータM1(orM2)の異常を判定してもよい。 Specifically, the absolute value of the integral term ((1 / s) k i e) may exceed the threshold value of determination short time only temporarily deteriorated. Thus, for example, the absolute value of the integral term ((1 / s) k i e) is a predetermined time, may determine an abnormality of one of the motors M1 (ORM2) if it exceeds the continuous threshold.
又は、車両が始動してから所定時間の間における積分項((1/s)kie)の絶対値の最大値を所定倍した値を第1閾値とし、積分項((1/s)kie)の絶対値が、その第1閾値以上になったとき、一方のモータM1(orM2)が異常になったことを判定してもよい。 Or, the integral term in between the vehicle is started a predetermined time ((1 / s) k i e) of the value obtained by a predetermined factor the maximum value of the absolute value as a first threshold value, the integral term ((1 / s) the absolute value of k i e) is, when it becomes more than a first threshold value, it may be determined that one of the motors M1 (ORM2) becomes abnormal.
また、それらの方法では、一方のモータM1(orM2)の異常の判定に、積分項((1/s)kie)の絶対値を用いたが、一方のモータM1(orM2)の異常の判定は、e/sが含まれる如何なる値で行ってもよく、例えば、(e/s)N(ここで、Nは、任意の数)を用いて行ってもよい。このように、一方のモータM1(orM2)の異常の判定は、無数の方法で実行でき、積分値に基づく方法であれば如何なる方法で実行されてもよい。 Further, in those methods, the determination of the abnormal one of the motors M1 (ORM2), the integral term is used the absolute value of ((1 / s) k i e), one of the motors M1 abnormalities of (ORM2) The determination may be made with any value including e / s, and for example, (e / s) N (where N is an arbitrary number) may be used. As described above, the determination of the abnormality of one of the motors M1 (or M2) can be executed by innumerable methods, and may be executed by any method as long as it is a method based on the integrated value.
10 動力伝達機構、 15 制御装置、 20 上位制御部、 21 目標速度差特定部、 22 目標出力トルク特定部、 23 異常検出部、 24 最大トルク制限部、 25 モータ制御部、 30 加速度目標値取得部、 32 微分器、 33 積分器、 50 トルク指令値導出部、 70 統合システム、 80 動力統合機構、 M1 第1モータ、 M2 第2モータ。 10 Power transmission mechanism, 15 Control device, 20 Upper control unit, 21 Target speed difference identification unit, 22 Target output torque specification unit, 23 Abnormality detection unit, 24 Maximum torque limit unit, 25 Motor control unit, 30 Acceleration target value acquisition unit , 32 Differentiator, 33 Integrator, 50 Torque command value derivation unit, 70 Integrated system, 80 Power integrated mechanism, M1 1st motor, M2 2nd motor.
Claims (3)
前記第1モータが連結される第1入力軸、前記第2モータが連結される第2入力軸、及び出力軸を有して、前記第1モータが生成する第1入力トルクと前記第2モータが生成する第2入力トルクを統合して前記出力軸から出力トルクを出力する動力統合機構と、
前記第1モータ及び前記第2モータの回転速度差の目標値と、前記第1モータ及び前記第2モータにおける現実の回転速度差である実値との差の時間積分を行って積分値を算出する積分器を有して、前記積分値に基づいて前記目標値を前記実値に一致させるように前記第1モータ及び前記第2モータを制御するモータ制御部と、
前記積分値に基づいて前記第1モータ又は前記第2モータの異常を検出する異常検出部と、を備える動力伝達機構。 With the first motor and the second motor
It has a first input shaft to which the first motor is connected, a second input shaft to which the second motor is connected, and an output shaft, and the first input torque generated by the first motor and the second motor. A power integration mechanism that integrates the second input torque generated by and outputs the output torque from the output shaft,
The integrated value is calculated by time-integrating the difference between the target value of the rotation speed difference between the first motor and the second motor and the actual value which is the actual rotation speed difference between the first motor and the second motor. A motor control unit that has an integrator and controls the first motor and the second motor so that the target value matches the actual value based on the integrated value.
A power transmission mechanism including an abnormality detection unit that detects an abnormality of the first motor or the second motor based on the integrated value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019222986A JP7063317B2 (en) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Power transmission mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019222986A JP7063317B2 (en) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Power transmission mechanism |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021093827A true JP2021093827A (en) | 2021-06-17 |
JP7063317B2 JP7063317B2 (en) | 2022-05-09 |
Family
ID=76312873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019222986A Active JP7063317B2 (en) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Power transmission mechanism |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7063317B2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006256227A (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Seiko Epson Corp | Printer and method for controlling motor for printer |
JP2019097319A (en) * | 2017-11-24 | 2019-06-20 | 株式会社豊田中央研究所 | Control device of vehicle |
JP2019097304A (en) * | 2017-11-22 | 2019-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | Motor drive system |
JP2019103344A (en) * | 2017-12-07 | 2019-06-24 | 株式会社豊田中央研究所 | Control device of vehicle |
-
2019
- 2019-12-10 JP JP2019222986A patent/JP7063317B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006256227A (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Seiko Epson Corp | Printer and method for controlling motor for printer |
JP2019097304A (en) * | 2017-11-22 | 2019-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | Motor drive system |
JP2019097319A (en) * | 2017-11-24 | 2019-06-20 | 株式会社豊田中央研究所 | Control device of vehicle |
JP2019103344A (en) * | 2017-12-07 | 2019-06-24 | 株式会社豊田中央研究所 | Control device of vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7063317B2 (en) | 2022-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104773160B (en) | It is controlled with the power distribution formula hybrid electric vehicle motor torsional moment of state estimation | |
US8364368B2 (en) | Acceleration control apparatus for vehicle | |
US9315114B2 (en) | Device for controlling electric vehicle and method of controlling electric vehicle | |
CN109849691B (en) | Anti-bump method and system for vehicle and vehicle | |
CN107921885B (en) | Slip control device | |
CN105610375B (en) | Method and system for traction motor torque ripple compensation | |
JP2001157304A (en) | Rotary electric machine for hybrid vehicle | |
KR102322388B1 (en) | Apparatus and method for estimating torque of engine clutch in hybrid electric vehicle | |
US11394326B2 (en) | Control method and control device for electric vehicle | |
WO2016021059A1 (en) | Electric vehicle control device and electric vehicle control method | |
JP7063317B2 (en) | Power transmission mechanism | |
JP4001102B2 (en) | Vehicle drive torque control device | |
KR101461909B1 (en) | System for controlling motor of environmentally-friendly vehicle | |
US11404988B2 (en) | Inverter control method, and inverter control apparatus | |
JP6753290B2 (en) | Motor control method and motor control system | |
JP2023167670A (en) | Electric vehicle control method and electric vehicle control device | |
JP2008141838A (en) | Motor control device | |
JP2000102107A (en) | Driving force control equipment and hybrid vehicle using the same | |
KR102094859B1 (en) | Motor control method and system for slip detection | |
JP2024138849A (en) | Power transmission mechanism | |
JP2003219508A (en) | Vehicle controller | |
JP6331351B2 (en) | Control device for hybrid vehicle | |
US12128769B2 (en) | Electric vehicle control method and electric vehicle control device | |
JP2024011931A (en) | Electric-vehicular control method and electric-vehicular control apparatus | |
JP2005163595A (en) | Engine torque control device for hybrid vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210413 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220216 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220322 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220404 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7063317 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |