JP2022159735A - 電動機制御方法及び電動機制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】電動機を所望の動作状態に維持しつつ、平滑コンデンサの温度変化を抑制し得る電動機制御方法及び電動機制御システムを提供する。【解決手段】発電機と、発電機が出力する発電電力を一時的に蓄電する容量素子と、発電電力により駆動される電動機と、を備えた電動機制御システムで実行され、発電機、及び電動機の動作を制御する電動機制御方法であって、容量素子の温度が所定の閾値以上である場合に、発電機の電流を減少させることで容量素子の温度の上昇を抑制する温度抑制制御を実行する。【選択図】図２

Description

本発明は、電動機制御方法及び電動機制御システムに関する。

特許文献１では、電動機を駆動するインバータの入力側に設けられた平滑コンデンサの温度を検出し、検出した温度に基づいて、インバータのフィードバック制御の制御ゲインを調節する電動機制御システムが提案されている。

特開２００５－３５４７６３号公報

特許文献１の電動機制御システムは、平滑コンデンサの温度に応じて制御ゲインを調節して安定的なフィードバック制御の実現を図るものである。しかしながら、特許文献１の電動機制御システムは、平滑コンデンサの温度変化（特に温度上昇）そのものを抑制するものではない。このため、平滑コンデンサの温度上昇の態様によっては制御ゲインの変化幅が大きくなり、電動機の動作における制御安定性が損なわれる恐れがある。

したがって、本発明の目的は、電動機を所望の動作状態に維持しつつ、平滑コンデンサの温度変化を抑制し得る電動機制御方法及び電動機制御システムを提供することにある。

本発明のある態様によれば、発電機と、発電機が出力する発電電力を一時的に蓄電する容量素子と、発電電力により駆動される電動機と、を備えた電動機制御システムで実行され、発電機、及び電動機の動作を制御する電動機制御方法が提供される。

容量素子の温度が所定の閾値以上である場合に、前記発電機の電流を減少させることで容量素子の温度の上昇を抑制する温度抑制制御を実行する、
電動機制御方法。

この電動機制御方法では、容量素子の温度が所定の閾値以上である場合に、発電機の電流を減少させることで容量素子の温度の上昇を抑制する温度抑制制御を実行する。

本発明によれば、電動機を所望の動作状態に維持しつつ、平滑コンデンサの温度変化を抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態による電動機制御システムの構成を説明する図である。 図２は、温度抑制制御を説明するフローチャートである。 図３は、エンジン及びジェネレータの動作点と発電電流との関係を示すマップである。

以下、本発明の各実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態の電動機制御方法が実行される電動機制御システム１００の構成を説明する図である。なお、本実施形態の電動機制御システム１００が、電気自動車又はハイブリッド自動車、特に４ＷＤのハイブリッド自動車（以下、単に「車両」と称する）に搭載されることを想定している。

電動機制御システム１００は、駆動モータ１０（特にフロントモータ１０ｆｒ及びリアモータ１０ｒｒ）と、バッテリ１２と、インバータ１４（特にフロントインバータ１４ｆｒ及びリアインバータ１４ｒｒ）と、発電機としてのジェネレータ１６と、駆動装置としてのエンジン１８と、コントローラ２０と、を有する。

駆動モータ１０は、車両の前方の位置（前輪側）に設けられ前輪を駆動するフロントモータ１０ｆｒと、後方の位置（後輪側）に設けられ後輪を駆動するリアモータ１０ｒｒと、により構成される。

フロントモータ１０ｆｒは、三相交流モータとして構成される。フロントモータ１０ｆｒは、バッテリ１２からの電力の供給を受けて前輪に駆動力を与える。また、フロントモータ１０ｆｒは、車両の走行時に前輪から得られる回生駆動力を交流電力に変換する。

一方、リアモータ１０ｒｒは、三相交流モータとして構成される。リアモータ１０ｒｒは、バッテリ１２からの電力の供給を受けて後輪に駆動力を与える。また、リアモータ１０ｒｒは、車両の走行時に後輪から得られる回生駆動力を交流電力に変換する。

バッテリ１２は、リチウムイオン二次電池等により構成される車載の直流電源である。バッテリ１２は、ジェネレータ１６で発電される電力で充電されるとともに、駆動モータ１０への電力供給又は駆動モータ１０からの回生電力の受け入れが可能となるように構成されている。

インバータ１４は、駆動モータ１０、バッテリ１２、及びジェネレータ１６の各要素における入出力電力を調節する。特に、インバータ１４は、フロントインバータ１４ｆｒと、リアインバータ１４ｒｒと、により構成される。

フロントインバータ１４ｆｒは、ジェネレータ１６が出力する発電電力を一時的に蓄電する容量素子としての平滑コンデンサ３０と、バッテリ１２からフロントモータ１０ｆｒに供給される電力（すなわち、フロントモータ１０ｆｒの出力）を調節するフロントモータ電力変換器３２と、ジェネレータ１６からバッテリ１２に供給される電力（すなわち、発電電力）を調節する発電機用電力変換器３４と、を有する。なお、フロントモータ電力変換器３２と発電機用電力変換器３４は、平滑コンデンサ３０に対して並列に接続されている。

平滑コンデンサ３０は、フロントモータ電力変換器３２及び発電機用電力変換器３４の共通の容量素子として機能する。また、平滑コンデンサ３０には、当該平滑コンデンサ３０の温度（以下、「コンデンサ温度Ｔ_ｃ」とも称する）を検出する温度センサ３６が設けられている。

フロントモータ電力変換器３２は、主として、複数のＩＧＢＴ等の半導体素子から成るスイッチング回路、及びスイッチング回路を駆動するための図示しないスイッチング制御装置により構成される。なお、このスイッチング制御装置は、コントローラ２０から入力されるフロントモータ１０ｆｒに対する出力トルクの指令値（以下、「フロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}」とも称する）に基づき、当該スイッチング回路を駆動（スイッチング）するためのＰＷＭ信号を生成する。特に、フロントモータ電力変換器３２は、フロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}に基づいた三相交流電力をフロントモータ１０ｆｒに供給するように、バッテリ１２からの直流電力を調節する。なお、以下では、説明の便宜のため、バッテリ１２からの直流電力に相当する電流を「フロントモータ直流電流Ｉ_{ｄｃ_ｆｍ}」と称する。また、フロントモータ１０ｆｒに供給する三相交流電力に相当する三相交流電流を「フロントモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}」と称する。特に、フロントモータ電力変換器３２は、フロントモータ１０ｆｒの実出力トルクがフロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}に近づくようにフロントモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}を操作する。

発電機用電力変換器３４は、主として、複数のＩＧＢＴ等の半導体素子から成るスイッチング回路、及びスイッチング回路を駆動するための図示しないスイッチング制御装置により構成される。なお、このスイッチング制御装置は、コントローラ２０から入力されるジェネレータ１６に対する回転数の指令値（以下、「ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}」とも称する）に基づき、当該スイッチング回路を駆動（スイッチング）するためのＰＷＭ信号を生成する。特に、発電機用電力変換器３４は、ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}に基づいた直流の発電電力を出力するように、ジェネレータ１６が出力する三相交流電力を調節する。なお、以下では、説明の便宜のため、この直流の発電電力に相当する電流を「発電電流Ｉ_{ｄｃ_ｆｇ}」と称する。また、ジェネレータ１６が出力する三相交流電力に相当する電流を「ジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}」と称する。

特に、発電機用電力変換器３４は、図示しないセンサなどにより検出されるジェネレータ１６の実回転数Ｎをフィードバックとした所定の回転数制御ロジックに基づいて、ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}から、適切なジェネレータ１６の出力トルク（以下、「ジェネレータトルクＴ_{ｆｒ_ｇ}」とも称する）を演算する。より具体的に、発電機用電力変換器３４は、以下の式（１）に基づいてジェネレータトルクＴ_{ｆｒ_ｇ}を演算する。

ただし、式中の「Ｋｐ」、「Ｋｉ」、及び「Ｎ」はそれぞれ、比例ゲイン、積分ゲイン、及びジェネレータ１６の実回転数Ｎのフィードバック値を意味する。なお、本実施形態では、エンジン１８とジェネレータ１６が変速機構を介さずに直結していることを仮定して、定常状態（エンジン１８の回転とジェネレータ１６の回転が相互に同期した状態）において、ジェネレータトルクＴ_{ｆｒ_ｇ}とエンジン１８の出力トルク（以下、「エンジントルクＴ_ｅｎｇ」とも称する）の符号が反対で、且つほぼ同一の大きさとなるようにジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}を定める。すなわち、定常状態において、Ｔ_{ｆｒ_ｇ}≒－Ｔ_ｅｎｇとなるジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}を定める。なお、エンジン１８とジェネレータ１６との間に変速機構が存在する場合には、そのギヤ比に応じてジェネレータトルクＴ_{ｆｒ_ｇ}とエンジントルクＴ_ｅｎｇの比が定まることとなる。

そして、発電機用電力変換器３４は、ジェネレータ１６の実出力トルクが演算したジェネレータトルクＴ_{ｆｒ_ｇ}に近づくように、ジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}を調節する。

なお、以下では、説明の便宜のため、バッテリ１２からフロントインバータ１４ｆｒに供給される総電力、すなわちバッテリ１２からフロントモータ電力変換器３２への直流電力（フロントモータ直流電流Ｉ_{ｄｃ_ｆｍ}）と、ジェネレータ１６による発電電力と、を合成した電力を単に「合成電力」とも称する。また、この合成電力に相当する直流電流を「合成電流Ｉ_{ｄｃ_ｆ}」とも称する。

一方、リアインバータ１４ｒｒは、バッテリ１２に対する入力側に配置された蓄電素子としての平滑コンデンサ４０と、バッテリ１２からリアモータ１０ｒｒに供給される電力（すなわち、リアモータ１０ｒｒの出力）を調節するリアモータ電力変換器４２を有する。

リアモータ電力変換器４２は、複数のＩＧＢＴ等の半導体素子から成るスイッチング回路、及びスイッチング回路を駆動するための図示しないスイッチング制御装置により構成される。なお、このスイッチング制御装置は、コントローラ２０から入力されるリアモータ１０ｒｒに対する出力トルクの指令値（以下、「リアモータトルクＴ_{ｒｒ_ｍ}」とも称する）に基づき、当該スイッチング回路を駆動（スイッチング）するためのＰＷＭ信号を生成する。特に、リアモータ電力変換器４２は、リアモータトルクＴ_{ｒｒ_ｍ}に基づいた三相交流電力をリアモータ１０ｒｒに供給するように、バッテリ１２からの直流電力を調節する。なお、以下では、説明の便宜のため、この直流電力に相当する電流を「リアモータ直流電流Ｉ_{ｄｃ_ｒｍ}」と称する。またリアモータ１０ｒｒに供給する三相交流電力に相当する三相交流電流を「リアモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｒｍ}」と称する。特に、リアモータ電力変換器４２は、リアモータ１０ｒｒの実出力トルクがリアモータトルクＴ_{ｒｒ_ｍ}に近づくようにリアモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｒｍ}を操作する。

コントローラ２０は、各種入力情報に基づいて、フロントインバータ１４ｆｒ及びリアインバータ１４ｒｒを介してフロントモータ１０ｆｒ、リアモータ１０ｒｒ、ジェネレータ１６、及びエンジン１８の動作を制御する。

ジェネレータ１６は、エンジン１８の駆動力を受けてフロントモータ１０ｆｒ及びリアモータ１０ｒｒを駆動させる電力を生成し、バッテリ１２に供給するための発電機である。なお、ジェネレータ１６は、状況に応じてバッテリ１２からの電力を受けて、エンジン１８を駆動させる力行動作が可能となるように構成されていても良い。これにより、ジェネレータ１６を用いて、例えば、エンジン１８の始動時等におけるクランキング（モータリング）を実行することができる。

エンジン１８は、図示しないギヤなどの機械要素を介してジェネレータ１６と接続されており、発電のための動力をジェネレータ１６へ伝達する。すなわち、エンジン１８は、ジェネレータ１６による発電のための駆動源として用いられる。特に、エンジン１８は、コントローラ２０から入力される後述のエンジントルクＴ_ｅｎｇに応じた動作点で動作する。

コントローラ２０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたコンピュータで構成され、以下で説明する各処理を実行できるようにプログラムされている。特に、本実施形態の電動機制御システム１００が車両に搭載される場合においては、コントローラ２０の機能が、車両コントローラ（ＶＣＭ：Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）、及びモータコントローラ等の任意の車載コンピュータ及び／又は車両の外部に設置されるコンピュータにより実現可能である。なお、コントローラ２０は一台のコンピュータハードウェアにより実現されても良いし、複数台のコンピュータハードウェアにより各種処理を分散させることで実現しても良い。

コントローラ２０は、各種入力情報に基づいて、フロントインバータ１４ｆｒ、リアインバータ１４ｒｒ、ジェネレータ１６、及びエンジン１８を動作させる。

特に、コントローラ２０は、電動機制御システム１００に要求される全出力（例えば、アクセルペダル操作量に応じて車両に求められる総駆動力）を所定の配分比κに応じて、フロントモータ１０ｆｒ及びリアモータ１０ｒｒに配分する。より具体的には、コントローラ２０は、全要求出力から配分比κに応じて上述のフロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}及びリアモータトルクＴ_{ｒｒ_ｍ}を定める。そして、コントローラ２０は、定めたフロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}及びリアモータトルクＴ_{ｒｒ_ｍ}を、それぞれ、フロントインバータ１４ｆｒ（特にフロントモータ電力変換器３２）及びリアインバータ１４ｒｒ（リアモータ電力変換器４２）に出力する。

また、コントローラ２０は、バッテリ１２の残充電容量に応じて定まる要求発電電力（エンジントルクＴ_ｅｎｇ）、及びコンデンサ温度Ｔ_ｃに基づいてジェネレータ１６の動作点（ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}）を定める。特に、本実施形態のコントローラ２０は、コンデンサ温度Ｔ_ｃに関する所定条件の下、ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}を、要求発電電力を実現する観点から定まる基本ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ０}と、コンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇を抑制する観点から定まる補正回転数指令値Ｎ_{ｆｒ_ｇ１}と、の何れかに設定する。

さらに、コントローラ２０は、上記要求発電電力、及びコンデンサ温度Ｔ_ｃに基づいて、エネルギー効率（最適燃費点）をできるだけ高くするようにエンジン１８の動作点（エンジントルクＴ_ｅｎｇ）を定める。特に、本実施形態のコントローラ２０は、コンデンサ温度Ｔ_ｃに関する所定条件の下、エンジントルクＴ_ｅｎｇを、要求発電電力を実現する観点から定まる基本エンジントルクＴ_ｅｎｇ０と、コンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇を抑制する観点から定まる補正エンジントルクＴ_ｅｎｇ１と、の何れかに設定する。そして、コントローラ２０は、求めたエンジントルクＴ_ｅｎｇに応じて、エンジン１８の周辺アクチュエータ（スロットルバルブ等）を操作して当該エンジン１８の動作を制御する。

そして、本実施形態のコントローラ２０は、温度センサ３６からコンデンサ温度Ｔ_ｃを取得し、このコンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇を抑制するための温度抑制制御を実行する。ここで、本実施形態の電動機制御システム１００では、コンデンサ温度Ｔ_ｃは、フロントモータ直流電流Ｉ_{ｄｃ_ｆｍ}、ジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}、又はフロントインバータ１４ｆｒにおける合成電力（合成電流Ｉ_{ｄｃ_ｆ}）の大きさによって変化する。このため、温度抑制制御では、コンデンサ温度Ｔ_ｃが一定値以上に上昇した際に上記各電流（特にジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}）を減少させてコンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇を抑制する。以下、温度抑制制御の詳細を説明する。

図２は、温度抑制制御を説明するフローチャートである。コントローラ２０は、図２のフローチャートに示される各処理を、所定の演算周期毎に繰り返し実行する。なお、本処理を行う前提として、ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}及びエンジントルクＴ_ｅｎｇはそれぞれ、通常の基本ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ０}及び基本エンジントルクＴ_ｅｎｇ０に設定されているものとする。

図示のように、ステップＳ１０１において、コントローラ２０は、コンデンサ温度Ｔ_ｃが基準値α以上であるか否かを判定する。ここで、コントローラ２０は、コンデンサ温度Ｔ_ｃが基準値α未満であると判断すると、ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}及びエンジントルクＴ_ｅｎｇを、それぞれ基本ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ０}及び基本エンジントルクＴ_ｅｎｇ０に維持したまま本ルーチンを終了する。一方、コントローラ２０は、コンデンサ温度Ｔ_ｃが基準値α以上であると判断すると、ステップＳ１０２以降の処理に進む。

ステップＳ１０２において、コントローラ２０は、第１抑制処理を実行する。具体的に、コントローラ２０は、ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}を基本ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ０}から補正回転数指令値Ｎ_{ｆｒ_ｇ１}に、エンジントルクＴ_ｅｎｇを基本エンジントルクＴ_ｅｎｇ０から補正エンジントルクＴ_ｅｎｇ１にそれぞれ変更する。

図３は、エンジン１８及びジェネレータ１６の動作点とジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}との関係を示すマップである。なお、図中の「ｇ０」は、変更前の動作点（以下、「基本動作点ｇ０」とも称する）を表す。また、「ｇ１」は、変更後の動作点（以下、「補正動作点ｇ１」とも称する）を表す。さらに、「Ｃ１」はエンジン１８の出力（＝エンジントルクＴ_ｅｎｇ×エンジン回転数Ｎ_ｅｎｇ）が一定となる動作点の集合（以下、「エンジン等出力ラインＣ１」とも称する）を表す。また、「Ｃ２」はジェネレータ１６の出力（＝ジェネレータトルクＴ_{ｆｒ_ｇ}×ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}）が一定となる動作点の集合（以下、「ジェネレータ等出力ラインＣ２」とも称する）を表す。さらに、「Ｃ３」はジェネレータ１６の出力を一定とした場合におけるジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}の集合（以下、「等出力電流ラインＣ３」とも称する）を表す。

図示のように、本実施形態では、コントローラ２０は、ジェネレータ１６の出力を一定に維持しつつ（ジェネレータ等出力ラインＣ２に沿って）、ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}を、基本ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ０}から補正回転数指令値Ｎ_{ｆｒ_ｇ１}に増加させる。これに伴い、ジェネレータトルクＴ_{ｆｒ_ｇ}の大きさ（絶対値）が減少して、ジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}が低下する（等出力電流ラインＣ３のｇ０からｇ１の区間を参照）。したがって、ジェネレータ１６の動作点が基本動作点ｇ０から補正動作点ｇ１へ遷移する過程において、基本動作点ｇ０が維持された場合に比べて平滑コンデンサ３０の発熱量を低減してコンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇を抑制することができる。

さらに、本実施形態では、補正動作点ｇ１を、ジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}が最小値となる動作点に調節する。より具体的に、コントローラ２０は、予め定められたジェネレータ１６の出力、ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}、及びジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}の関係を示すマップに対して、基本動作点ｇ０におけるジェネレータ１６の出力の値を適用することで得られたジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}及びジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}の関係から、ジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}が最小値をとるときのジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}を求め、これを補正動作点ｇ１として定める。これにより、コンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇抑制効果をより高めることができる。より詳細には、ジェネレータトルクＴ_{ｆｒ_ｇ}の大きさが比較的小さいにもかかわらず、ジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}が比較的大きくなるシーン（例えば、高回転域における弱め界磁電流の影響を受けるシーン）においても、好適にコンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇を抑制することができる。

そして、上述のように、動作点が基本動作点ｇ０から補正動作点ｇ１に遷移する過程においては、ジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}は減少するものの、ジェネレータ１６の出力は一定に維持される。このため、ジェネレータ１６が出力する発電電力（発電電流Ｉ_{ｄｃ_ｆｇ}）が維持されることとなり、フロントインバータ１４ｆｒにおける合成電力も維持することができる。すなわち、フロントモータ１０ｆｒに供給する電力（フロントモータ直流電流Ｉ_{ｄｃ_ｆｍ}，フロントモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}）を維持してその動作を所望の状態に保ちつつ、コンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇を抑制することができる。

図２に戻り、コントローラ２０は、動作点の補正動作点ｇ１への遷移が完了したか否かを判定する。具体的に、コントローラ２０は、ジェネレータ回転数Ｎ_{ｆｒ_ｇ}と実回転数Ｎとの間の差分が所定の差分閾値β以下である場合に、補正動作点ｇ１への遷移が完了したと判断する。すなわち、コントローラ２０は以下の式（２）が満たされる場合に、補正動作点ｇ１への遷移が完了したと判断する。

そして、コントローラ２０は、補正動作点ｇ１への遷移が完了したと判断すると、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４において、コントローラ２０は、電動機制御システム１００の状態が温度抑制領域であるか否かを判定する抑制領域判定処理を実行する。具体的に、コントローラ２０は、以下に説明するロジックで当該判定を実行する。

先ず、コントローラ２０は、補正動作点ｇ１への遷移が完了した後に、電動機制御システム１００の総出力、すなわち車両の総駆動力（フロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}及びリアモータトルクＴ_{ｒｒ_ｍ}の総和）を維持しつつ、配分比κを変更することで、フロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}をΔＴ（＞０）減少させ、リアモータトルクＴ_{ｒｒ_ｍ}をΔＴ増加させる。なお、ΔＴは、所望のフロントモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}の減少を実現しつつ、車両の乗員に与える違和感をできるだけ小さくする観点から好適な値に設定される。そして、コントローラ２０は、以下の式（３）の条件が満たされるか否かを判定する。

ここで、式（３）の第１式は、フロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}をΔＴ減少させた際にフロントモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}が減少する条件（すなわち、コンデンサ温度Ｔ_ｃが実際に減少する条件）を表す。一方で、式（３）の第２式は、上述のようにフロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}を減少、及びリアモータトルクＴ_{ｒｒ_ｍ}を増加させた場合に、フロントモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}（フロントモータ直流電流Ｉ_{ｄｃ_ｆｍ}）の変化による平滑コンデンサ３０の損失の減少分（Δ^＿ｌｏｓｓ（Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}））が、フロントインバータ１４ｆｒにおける合成電力（合成電流Ｉ_{ｄｃ_ｆ}）の変化による平滑コンデンサ３０の損失の増加分（Δ^＋ｌｏｓｓ（Ｉ_{ｄｃ_ｆ}））を上回る条件を規定する。すなわち、場合によっては、フロントモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}（フロントモータ直流電流Ｉ_{ｄｃ_ｆｍ}）を減少させても合成電流Ｉ_{ｄｃ_ｆ}が増加することで、コンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇を抑制する効果が十分に発揮されないことが想定される。したがって、式（３）の第２式では、コンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇を抑制する効果が得られる電動機制御システム１００の状態に関する条件を規定している。

なお、フロントモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}及びその損失^＿ｌｏｓｓ（Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}）は、フロントモータ１０ｆｒのトルク・回転数に対して予め定めたマップを用いることにより演算することができる。また、合成電流Ｉ_{ｄｃ_ｆ}は、フロントモータ１０ｆｒの回転数・トルク及びジェネレータ１６の回転数・トルクから合成電力の変化分を算出し、バッテリ電圧を用いて演算することができる。また、合成電流Ｉ_{ｄｃ_ｆ}の損失^＋ｌｏｓｓ（Ｉ_{ｄｃ_ｆ}）は、これらパラメータ対して予め定めたマップを用いることにより演算することができる。

そして、コントローラ２０は、式（３）条件が満たされると判断した場合に、ステップＳ１０５に進み、当該条件が満たされない場合には本ルーチンを終了する。

ステップＳ１０５において、第２抑制処理を実行する。具体的に、コントローラ２０は、車両の総駆動力を維持しつつ、フロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}を減少させるとともにリアモータトルクＴ_{ｒｒ_ｍ}を増加させてコンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇を抑制する。特に、本処理においてもステップＳ１０４と同様に、フロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}の減少分（リアモータトルクＴ_{ｒｒ_ｍ}の増加分）を、車両の乗員に与える違和感をできるだけ小さくするように定めることが好ましい。

以上説明した温度抑制制御の第１抑制処理（ステップＳ１０２）によれば、ジェネレータ１６が出力する発電電力を維持しつつジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}を減少させるので、フロントインバータ１４ｆｒの合成電力を変えずにコンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇を抑制することができる。また、抑制領域判定処理（ステップＳ１０４）及び第２抑制処理（ステップＳ１０５）によれば、フロントモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}の変化による損失の増減及びフロントインバータ１４ｆｒの合成電力（合成電流Ｉ_{ｄｃ_ｆ}）の変化による損失の増減の大小に応じて温度抑制効果が一定程度得られるシーン（温度抑制領域）において、電動機制御システム１００の総出力（車両の総駆動力）を保ったまま配分比κを変えて、フロントモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}を減少させている。したがって、電動機制御システム１００の出力性能（車両に搭載される場合には走行性能）を確保しつつ、コンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇をより効果的に抑制することができる。

以上説明した本実施形態の電動機制御方法によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態によれば、発電機としてのジェネレータ１６と、ジェネレータ１６が出力する発電電力（発電電流Ｉ_{ｄｃ_ｆｇ}）を一時的に蓄電する容量素子としての平滑コンデンサ３０と、この発電電力により駆動される電動機としてのフロントモータ１０ｆｒと、を備えた電動機制御システム１００で実行され、ジェネレータ１６及びフロントモータ１０ｆｒの動作を制御する電動機制御方法が提供される。

この電動機制御方法では、平滑コンデンサ３０の温度（コンデンサ温度Ｔ_ｃ）が所定の閾値（基準値α）以上である場合に、ジェネレータ１６のジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}を減少させることでコンデンサ温度Ｔ_ｃの温度の上昇を抑制する温度抑制制御（特に、第１抑制処理及び／又は第２抑制処理）を実行する。

これにより、フロントモータ１０ｆｒの出力を変化させずとも（当該出力を所望の状態に維持しつつ）、ジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}を減少させて平滑コンデンサ３０の発熱を抑えることができ、コンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇が抑制される。

特に、本実施形態では、温度抑制制御は、ジェネレータ１６の発電電力を維持しつつ、ジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}を減少させる第１抑制処理（ステップＳ１０２）を含む。

これにより、ジェネレータ１６の発電電力とフロントモータ１０ｆｒに供給される電力との合成電力を変化させずにコンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇を抑制するための具体的な制御ロジックが実現される。

また、本実施形態の電動機制御システム１００は、第１電動機としてのフロントモータ１０ｆｒと、フロントモータ１０ｆｒとは異なる第２電動機としてのリアモータ１０ｒｒと、をさらに備える。そして、温度抑制制御は、フロントモータ１０ｆｒの出力（フロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}）及びリアモータ１０ｒｒの出力（リアモータトルクＴ_{ｒｒ_ｍ}）の和を維持したまま、フロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}（フロントモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}）を減少させてリアモータトルクＴ_{ｒｒ_ｍ}（特にリアモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｒｍ}）を増加させる第２抑制処理（ステップＳ１０５）を含む。

これにより、電動機制御システム１００の総出力（車両の総駆動力）を保ちつつ、コンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇を抑制し得るより具体的な制御ロジックが実現される。

特に、本実施形態の温度抑制制御は、電動機制御システム１００の状態が、コンデンサ温度Ｔ_ｃの上昇抑制効果が一定程度得られる温度抑制領域（式（３））であるか否かを判定する抑制領域判定処理（ステップＳ１０４）と、電動機制御システム１００の状態が温度抑制領域であると判断した場合に、フロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}及びリアモータトルクＴ_{ｒｒ_ｍ}の和を維持したまま、フロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}（特にフロントモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}）を減少させてリアモータトルクＴ_{ｒｒ_ｍ}（特にリアモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｒｍ}）を増加させる第２抑制処理（ステップＳ１０５）と、を含む。

そして、抑制領域判定処理では、フロントモータトルクＴ_{ｆｒ_ｍ}（フロントモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}）の変化に起因する平滑コンデンサ３０の損失の変化と、ジェネレータ１６及びフロントモータ１０ｆｒの合成出力（合成電流Ｉ_{ｄｃ_ｆ}）の変化に起因する平滑コンデンサ３０の損失の変化と、を総合した損失の変化が減少方向である場合（式（３）の第２項が満たされる場合）に、電動機制御システム１００の状態が温度抑制領域であると判断する。

これにより、フロントモータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｍ}の変化による損失の増減及びフロントインバータ１４ｆｒの合成電力（合成電流Ｉ_{ｄｃ_ｆ}）の変化による損失の増減のバランスを考慮して、より効果的なシーンにおいて第２抑制処理を実行するための制御ロジックが実現される。

なお、本実施形態の電動機制御システム１００は、ジェネレータ１６の発電電力を調節する発電機用電力変換器３４と、平滑コンデンサ３０に対して発電機用電力変換器３４と並列に接続されフロントモータ１０ｆｒの出力を調節する電動機用電力変換器としてのフロントモータ電力変換器３２と、を備える。

これにより、ジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}を減少させることでコンデンサ温度Ｔ_ｃの温度の上昇をより確実に抑制するためのシステム構成が実現される。

さらに、本実施形態では、上記電動機制御方法の実行に適した電動機制御システム１００が提供される。

この電動機制御システム１００は、発電機としてのジェネレータ１６と、ジェネレータ１６が出力する発電電力（発電電流Ｉ_{ｄｃ_ｆｇ}）を一時的に蓄電する容量素子としての平滑コンデンサ３０と、この発電電力により駆動される電動機としてのフロントモータ１０ｆｒと、ジェネレータ１６及び駆動モータ１０を制御する制御装置としてのコントローラ２０と、を備える。

そして、コントローラ２０は、平滑コンデンサ３０の温度（コンデンサ温度Ｔ_ｃ）が所定の閾値（基準値α）以上である場合に、ジェネレータ１６のジェネレータ電流Ｉ_{ａｃ_ｆｇ}を減少させることでコンデンサ温度Ｔ_ｃの温度の上昇を抑制する温度抑制制御（特に、第１抑制処理及び／又は第２抑制処理）を実行する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記各実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、駆動モータ１０が、一体のインバータ１４によりジェネレータ１６とともに駆動されるフロントモータ１０ｆｒと、それ以外のリアモータ１０ｒｒと、により構成される例について説明した。しかしながら、これに限られず、電動機制御システム１００の全出力（車両の総駆動力）を賄う一つの駆動モータ１０のみを設けた場合（例えば、リアモータ１０ｒｒを省略してフロントモータ１０ｆｒのみで出力を賄う構成を採用した場合など）において、若干の修正を加えつつ上記実施形態で説明した方法を適用しても良い。

また、上記実施形態では、電動機制御システム１００を搭載する装置が車両であることを想定して説明を行った。しかしながら、車両以外に電動機制御システム１００を搭載して、上記実施形態の制御を実行することも可能である。

１０ 駆動モータ、１０ｆｒ フロントモータ、１０ｒｒ リアモータ、１２ バッテリ、１４ インバータ、１４ｆｒ フロントインバータ、１４ｒｒ リアインバータ、１６ ジェネレータ、１８ エンジン、２０ コントローラ、３０ 平滑コンデンサ、３２ フロントモータ電力変換器、３４ 発電機用電力変換器、３６ 温度センサ、４０ 平滑コンデンサ、４２ リアモータ電力変換器、１００ 電動機制御システム

Claims (6)

1. 発電機と、前記発電機が出力する発電電力を一時的に蓄電する容量素子と、前記発電電力により駆動される電動機と、を備えた電動機制御システムで実行され、前記発電機、及び前記電動機の動作を制御する電動機制御方法であって、
   前記容量素子の温度が所定の閾値以上である場合に、前記発電機の電流を減少させることで前記容量素子の温度の上昇を抑制する温度抑制制御を実行する、
   電動機制御方法。
2. 請求項１に記載の電動機制御方法であって、
   前記温度抑制制御は、
   前記発電電力を維持しつつ、前記発電機の電流を減少させる第１抑制処理を含む、
   電動機制御方法。
3. 請求項２に記載の電動機制御方法であって、
   前記電動機制御システムは、
   前記電動機として機能する第１電動機と、前記第１電動機とは異なる第２電動機と、をさらに備え、
   前記温度抑制制御は、
   前記第１電動機の出力及び前記第２電動機の出力の和を維持したまま、前記第１電動機の出力を減少させて前記第２電動機の出力を増加させる第２抑制処理を含む、
   電動機制御方法。
4. 請求項２に記載の電動機制御方法であって、
   前記電動機制御システムは、
   前記電動機として機能する第１電動機と、前記第１電動機とは異なる第２電動機と、をさらに備え、
   前記温度抑制制御は、
   前記電動機制御システムの状態が、前記容量素子の温度の上昇抑制効果が一定程度得られる温度抑制領域であるか否かを判定する抑制領域判定処理と、
   前記電動機制御システムの状態が前記温度抑制領域であると判断した場合に、前記第１電動機の出力及び前記第２電動機の出力の和を維持したまま、前記第１電動機の出力を減少させて前記第２電動機の出力を増加させる第２抑制処理と、を含み、
   前記抑制領域判定処理では、前記第１電動機の出力の変化に起因する前記容量素子の損失の変化と、前記発電機及び前記第１電動機の合成出力の変化に起因する前記容量素子の損失の変化と、を総合した損失の変化が減少方向である場合に、前記電動機制御システムの状態が前記温度抑制領域であると判断する、
   電動機制御方法。
5. 請求項１～４の何れか１項に記載の電動機制御方法であって、
   前記電動機制御システムは、前記発電機の前記発電電力を調節する発電機用電力変換器と、前記容量素子に対して前記発電機用電力変換器と並列に接続され前記電動機の出力を調節する電動機用電力変換器と、を備える、
   電動機制御方法。
6. 発電機と、
   前記発電機が出力する発電電力を一時的に蓄電する容量素子と、
   前記発電電力により駆動される電動機と、
   前記発電機、及び前記電動機の動作を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記容量素子の温度が所定の閾値以上である場合に、前記発電機の電流を減少させることで前記容量素子の温度の上昇を抑制する温度抑制制御を実行する、
   電動機制御システム。

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