JP2022106469A - モータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータのコイルの絶縁被膜を保護する制御を行うモータの制御装置に関する。
モータは、例えば電動車両に設けられている。モータでは、印加された電圧が所定電圧(部分放電開始電圧)を超えるとコイルの絶縁被膜に部分放電が発生し、絶縁被膜の絶縁性能が劣化し、モータの耐久寿命が低下する。部分放電開始電圧は、大気圧とコイル温度とに依存する。そのため、例えば、電動車両が高地を走行する場合には、部分放電開始電圧が平地より低下して、絶縁性能が劣化しやすい。
特許文献1には、モータに印加された電圧が部分放電開始電圧を超えた場合には、昇圧コンバータによってモータに印加された電圧を低下させるモータ制御装置が開示されている。これにより、モータの絶縁被膜の絶縁性能の劣化を回避して、モータの耐久寿命の低下を回避している。
しかし、電動車両に搭載されるモータによっては、昇圧コンバータを有さない場合もある。また、昇圧コンバータ及び昇圧コンバータを構成する昇圧回路は高価であって部品コストが嵩む。
そこで、本発明は、大気圧が低下する、又はモータのコイル温度が上昇した場合であっても、昇圧コンバータを用いずにモータに印加される電圧が部分放電開始電圧を超えることを回避することができるモータ制御装置を提供することを目的とする。
本発明に係るモータ制御装置は、電池から供給される電力によって駆動するモータを制御するモータ制御装置であって、大気圧を検出する大気圧検出部と、モータのコイルの温度を検出するコイル温度検出部と、を備え、電池の上限充電率を設定し、大気圧検出部によって検出される大気圧が所定圧以下となる、又は、コイル温度検出部によって検出されるコイル温度が所定温度以上となる場合には、電池の上限充電率を下げて設定することを特徴とする。
本発明に係るモータ制御装置において、大気圧が所定圧以下となる、又は、コイル温度が所定温度以上となる場合には、大気圧の低下又はコイル温度の上昇に応じて電池の上限充電率を段階的に下げて設定することが好ましい。
本発明のモータ制御装置によれば、大気圧が低下する、又はモータのコイル温度が上昇した場合であっても、電池の上限充電率を下げて設定してモータに印加される電圧を下げることによって、昇圧コンバータを用いずにモータに印加された電圧が部分放電開始電圧を超えることを回避することができる。
以下、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、方向、数値等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等に合わせて適宜変更することができる。
図1を用いて、実施形態の一例であるモータ制御装置10が設けられる車両5について説明する。図1は、車両5を示す模式図である。
図1に示すように、モータ制御装置10(ECU:Electronic Control Unit)は、車両5に設けられる。本例の車両5は、電池7から供給される電力によってモータ6を駆動して、モータ6を動力として走行する電動車両である。なお、車両5は、例えばハイブリッド車両であってもよい。
モータ制御装置10は、モータ6のコイルの絶縁被膜を保護する絶縁被膜保護制御を行うモータ6の制御装置である。モータ制御装置10によれば、詳細は後述するが、大気圧が低下する、又はモータ6のコイル温度が上昇した場合であっても、電池7の上限充電率を下げて設定してモータ6への印加電圧を下げることによって、印加電圧が部分放電開始電圧を超えることを回避することができる。これにより、昇圧コンバータを用いずに絶縁被膜の絶縁性能の劣化を回避することができる。
モータ制御装置10は、大気圧を検出する大気圧センサ11と、モータ6のコイル温度を検出するコイル温度センサ12とを備える。
図2から図7を用いて、モータ制御装置10の構成について説明する。図2は、モータ制御装置10の構成を示すブロック図である。図3は、電池7の電圧と充電率との相関を示すグラフである。図4は、部分放電開始電圧及び電池7の電圧制限を示し、各特性におけるモータ6への印加電圧と大気圧との相関を示すグラフである。図5は、部分放電開始電圧及び電池7の電圧制限を示し、モータ6への印加電圧と大気圧との相関を示す別のグラフである。図6は、部分放電開始電圧及び電池7の電圧制限を示し、モータ6への印加電圧とコイル温度との相関を示すグラフである。図7は、部分放電開始電圧及び電池7の電圧制限を示し、モータ6への印加電圧とコイル温度との相関を示す別のグラフである。
モータ制御装置10は、演算処理部であるCPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等の記憶部を有し、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。
図2に示すように、モータ制御装置10は、大気圧センサ11、コイル温度センサ12等に接続されて、これらから送信される信号を受信する。また、モータ制御装置10は、電池7に接続され、これらに信号を送信する。
モータ制御装置10は、大気圧センサ11によって検出された大気圧を取得する大気圧取得部13と、コイル温度センサ12によって検出されたモータ6のコイル温度を取得するコイル温度取得部14と、電池7の上限充電率を低減させる電池上限充電率低減部15とを含む。
電池上限充電率低減部15は、大気圧取得部13によって取得された大気圧と、コイル温度取得部14によって取得されたコイル温度とに基づいて、大気圧が所定圧以下となる、又はコイル温度が所定温度以上となる場合には、電池7の上限充電率を下げて設定する機能を有する。
電池7の上限充電率とは、予め設定された、電池7の充電率の上限である。電池7の充電率とは、電池7が完全に充電された状態から放電した電気量を除いた残りの割合である。図3に示すように、電池7の充電率が低下すると、電池7の電圧も低下するため、モータ6への印加電圧も低下することになる。
図4では、部分放電開始電圧及び電池7の電圧制限を示し、各特性におけるモータ6への印加電圧と気圧との相関を示している。部分放電開始電圧とは、モータ6に当該電圧以上の電圧が印加されるとモータ6のコイルの絶縁被膜に部分放電が発生する電圧である。コイルの絶縁被膜に部分放電が発生すると、絶縁被膜の絶縁性能が劣化し、モータ6の耐久寿命が低下する。図4に示すように、部分放電開始電圧は、気圧が低下すれば低下する。例えば、車両5が高地等を走行する際には、部分放電開始電圧が平地より低下して、絶縁性能が劣化しやすい。
図4に示すように、電池上限充電率低減部15によって、大気圧が所定圧以下となる場合には、電池7の上限充電率を下げて設定することによって、電池7の電圧も制限されて低下するため、モータ6の印加電圧も低下する。これにより、車両5が高地等を走行する際に大気圧が低下した場合であっても、モータ6の印加電圧が低下するため、モータ6の印加電圧が部分放電開始電圧を超えることを回避することができる。これにより、昇圧コンバータを用いずに絶縁被膜の絶縁性能の劣化を回避することができる。
図5に示すように、電池上限充電率低減部15によって、大気圧が所定圧以下となる場合には、電池7の上限充電率を段階的に下げて設定してもよい。これにより、電池7の電圧も段階的に低下するため、モータ6の印加電圧も段階的に低下する。この場合でも上述した効果と同様の効果が得られる。
図6では、部分放電開始電圧及び電池7の電圧制限を示し、各特性におけるモータ6への印加電圧と気圧との相関を示している。図6に示すように、部分放電開始電圧は、コイル温度が上昇すれば低下する。
図6に示すように、電池上限充電率低減部15によって、コイル温度が所定温度以上となる場合には、電池7の上限充電率を下げて設定することによって、電池7の電圧も制限されて低下するため、モータ6の印加電圧も低下する。これにより、コイル温度が上昇した場合であっても、モータ6への印加電圧が低下するため、モータ6への印加電圧が部分放電開始電圧を超えることを回避することができる。これにより、昇圧コンバータを用いずに絶縁被膜の絶縁性能の劣化を回避することができる。
図7に示すように、電池上限充電率低減部15によって、コイル温度が所定温度以上となる場合には、電池7の上限充電率を段階的に下げて設定してもよい。これにより、電池7の電圧も段階的に低下するため、モータ6への印加電圧も段階的に低下する。この場合でも上述した効果と同様の効果が得られる。
図8を用いて、モータ制御装置10による絶縁被膜保護制御について説明する。図8は、絶縁被膜保護制御の流れを示すフロー図である。
図8に示すように、ステップS11において、大気圧取得部13によって大気圧センサ11にて検出された大気圧を取得する。ステップS12において、コイル温度取得部14によってコイル温度センサ12にて検出されたコイル温度を取得する。
ステップS13において、ステップS11にて取得された大気圧が所定圧以下であるかどうかを判定する。所定大気圧以下であれば、ステップS15に移行する。ステップS14において、ステップS12にて取得されたコイル温度が所定温度以上であるかどうかを判定する。所定温度以上であれば、ステップS15に移行する。ステップS15において、電池上限充電率低減部15によって、電池7の上限充電率を下げて設定する。
なお、本発明は上述した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の範囲内において種々の変更や改良が可能であることは勿論である。
5 車両、6 モータ、7 電池、10 モータ制御装置、11 大気圧センサ、12 コイル温度センサ、13 大気圧取得部、14 コイル温度取得部、15 電池上限充電率低減部
Claims (2)
- 電池から供給される電力によって駆動するモータを制御するモータ制御装置であって、
大気圧を検出する大気圧検出部と、
前記モータのコイルの温度を検出するコイル温度検出部と、
を備え、
前記電池の上限充電率を設定し、
前記大気圧検出部によって検出される大気圧が所定圧以下となる、又は、前記コイル温度検出部によって検出されるコイル温度が所定温度以上となる場合には、前記電池の前記上限充電率を下げて設定する、
モータ制御装置。 - 請求項1に記載のモータ制御装置であって、
大気圧が前記所定圧以下となる、又は、前記コイル温度が前記所定温度以上となる場合には、大気圧の低下又は前記コイル温度の上昇に応じて前記電池の前記上限充電率を段階的に下げて設定する、
モータ制御装置。
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