JP3816300B2

JP3816300B2 - 電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置

Info

Publication number: JP3816300B2
Application number: JP2000132806A
Authority: JP
Inventors: 顕一郎木村; 慎司吉川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-05-01
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2020-05-01
Also published as: JP2001320802A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置に係り、特に、ストール状態から脱出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば走行用モータとして、界磁に永久磁石を利用した永久磁石式３相交流モータ（通称、ＤＣブラシレスモータとも言う）を搭載した電気自動車が、登坂路で車両が後退しない程度のモータトルクを与えて停止するような場合、すなわちモータトルクが付与されているにもかかわらず走行用モータがほぼ停止しているようなストール状態においては、特定相の巻線のみに電流が流れる状態になる。この場合、インバータを構成する半導体デバイス等からなる複数のスイッチング素子のうち、モータの特定相に対応するスイッチング素子のみが「オン」状態となり、このスイッチング素子を介してモータへ電流が供給される。このためモータの巻線と、インバータに電流を通電する際の発熱が、特定相の巻線と特定のスイッチング素子に集中してしまうという問題が生じる。
このような問題に対して、例えば特開平７−３３６８０７号公報に開示された電気自動車の駆動制御装置のように、ストール状態が許容時間を超えて継続している場合には、走行用モータ及びインバータ等の電力回路保護のためにトルク低減処理を行うと共に、トルク指令の低減制御を行う際に車両の後退速度を制限する電気自動車の駆動制御装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の一例に係る電気自動車の駆動制御装置においては、ストール状態が許容時間を超えて継続する場合にトルク低減処理を行うだけであるから、車両の登坂能力を向上させるためには、例えばインバータを構成するスイッチング素子の容量や耐熱限度を増大させたり、インバータを冷却する冷却装置の性能を上げる必要がある。しかしながら、この場合は、装置が大型化してしまったり、装置の製作費用が嵩むという問題が生じる。
また、モータへ供給する電流のピーク値を抑えれば、１つのスイッチング素子へ流れる最大電流は低くなり、スイッチング素子の発熱を低減させることができるが、これでは、モータへ供給される電流の実効値が低減して、所定の出力を得ることができなくなるという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、走行用のモータやインバータ等の電力装置の局部発熱を抑制しつつ、ストール状態からの脱出能力を向上させることが可能な電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置は、電気自動車走行用のモータ（例えば、後述する本実施形態でのモータ１１）を具備する車両に対して、前記車両の速度が所定値以下であるストール状態を検出するストール検出手段（例えば、後述する本実施形態でのトルク制御モード判定部２１）と、アクセル開度（例えば、後述する本実施形態でのアクセル開度Ａｃ）に基づいて前記モータの要求トルク（例えば、後述する本実施形態でのモータトルクＴｒの検索値Ｔｓ）を設定する要求トルク設定手段（例えば、後述する本実施形態ではトルク制御モード判定部２１が兼ねる）と、前記モータの目標トルク（例えば、後述する本実施形態での目標トルクＴｔ）を算出する目標トルク算出手段（例えば、後述する本実施形態での目標トルク算出部２２）と、前記ストール検出手段にてストール状態と検出された場合であって、前記要求トルクが所定の第１トルク閾値（例えば、後述する本実施形態での第２閾トルクＴｒ２）以上かつ所定の第２トルク閾値（例えば、後述する本実施形態での第３閾トルクＴｒ３）以下の場合に、前記目標トルクに前記第１トルク閾値を設定し、前記要求トルクが前記所定の第２トルク閾値を超えた場合に、前記目標トルクに前記要求トルクを設定する目標トルク補正手段（例えば、後述する本実施形態での目標トルク補正部２４）とを備え、前記第１トルク閾値は、前記ストール状態での前記モータの出力トルクに対する許容時間であるストール許容時間が所定時間となる値であることを特徴としている。
【０００５】
上記構成の電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置によれば、例えば車両が上り坂での発進時にストール状態、つまりモータが回転できないまま特定相の巻線に通電し続ける状態となって、例えばモータを駆動するための交流電力を出力するインバータを構成する特定のパワーデバイスに電流が流れ続け、これらの、モータの特定相（巻線）及びパワーデバイスに局部発熱が生じる。そして、この発熱に対して、モータトルクに応じて、例えばインバータ等の電力装置が過熱状態に至らないようにストール許容時間が設定されている。
ここで、例えばアクセル開度が増加傾向にある場合に、モータの出力トルクに対して設定される目標トルクに、アクセル開度に基づいて例えばマップ検索等によって算出される要求トルクを設定し続けると、ストール許容時間は徐々に短くなる。すると、ストール状態を脱出するために必要なモータトルクが得られるより前に、運転者のアクセル操作とアクセル開度に応じて要求トルクが設定されるまでの一連の処理に要する時間がストール許容時間を超過してしまい、例えばモータ巻線やインバータ等の電力装置が過熱状態となったり、或いは適宜の過熱保護の処理が作動して、例えば目標トルクが引き下げられてストール状態を脱出することができなくなったりする。
【０００６】
これに対して、要求トルクが所定の第１トルク閾値以上かつ所定の第２トルク閾値以下の場合には、目標トルクを第１トルク閾値に固定しておくことで、ストール許容時間が短くなることを防いで、インバータ等の電力装置が過熱状態となることを防ぎつつ、登坂時の停止状態（ヒルホールド状態）を維持することができる。
そして、要求トルクが所定の第２トルク閾値を超えた場合には、この要求トルクを目標トルクに設定して、この要求トルクに対応するストール許容時間よりも相対的に短時間のうちに出力トルクが目標トルクに到達するように、いわば急激に大きなモータトルクを出力させる。そして、この時の出力トルクが、ストール状態を脱出するために必要なモータトルクを超えていれば、ストール状態を脱出することが可能であり、再び、電流が交番し始めて通電相が切り替わるため、電流が特定の相に集中することが防止され、局部発熱が生じることを抑制することができる。
すなわち、例えばインバータ等の電力装置の耐熱性能や冷却性能等を増大させる場合に比べて、装置が大型化したり装置の製作費用が嵩むこと無しに、モータやインバータ等の電力装置が過熱状態になることを防止しつつ、ストール状態からの脱出能力を向上させることができる。
【０００７】
さらに、請求項２に記載の本発明の電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置では、前記ストール許容時間は、前記車両の走行路の勾配に応じて変化することを特徴としている。
さらに、請求項３に記載の本発明の電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置は、前記目標トルク補正手段により前記目標トルクに前記要求トルクが設定された場合に、前記モータの出力トルク（例えば、後述する本実施形態での出力トルクＴｏｕｔ）が時間に関する所定の関数形（例えば、後述する本実施形態でのステップ状）に従って前記目標トルクに到達するように所定の遅延時間を設定するトルク遅延手段（例えば、後述する本実施形態でのトルク遅延部２５）を備えたことを特徴としている。
【０００８】
上記構成の電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置によれば、例えばステップ状等の、時間に関する所定の関数形に従って出力トルクが目標トルクに到達するように設定されているため、車両の挙動に急激な変化が生じることを防止して、ドライバビリティを損なうこと無しにストール状態からの脱出能力を向上させることができる。
【０００９】
さらに、請求項４に記載の本発明の電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置は、前記モータの出力トルク（例えば、後述する本実施形態での出力トルクＴｏｕｔ）が前記所定の第１トルク閾値を超えた状態が所定時間以上継続した場合に、前記目標トルクに少なくとも前記所定の第１トルク閾値以下の所定トルクを設定するトルク制限手段（例えば、後述する本実施形態でのトルク制限部２６）を備えたことを特徴としている。
【００１０】
上記構成の電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置によれば、出力トルクが所定の第１トルク閾値を超えた状態が所定時間以上継続した場合、すなわち相対的に短時間のうちに大きなモータトルクを出力させても、例えば登坂勾配が大きすぎたり、例えば縁石等によって、ストール状態から脱出できない場合には、目標トルクを引き下げて、モータやインバータ等の電力装置が過熱状態になることを防止する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置１０の構成図であり、図２は図１に示すインバータの構成図であり、図３は図１に示す電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置１０の機能ブロック図である。
本実施の形態による電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置１０は、例えば走行用モータとして電気自動車に搭載されたモータ１１（永久磁石式３相交流モータ）を駆動制御するものであって、このモータ１１は、例えば界磁として永久磁石を利用する永久磁石式の３相交流同期モータとされている。
図１に示すように、電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置１０は、モータ１１と、インバータ１２と、電源１３と、モータＥＣＵ１４とを備えて構成されている。
【００１２】
インバータ１２は、例えばＰＷＭインバータをなすものであって、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子から構成されている。そして、インバータ１２は、例えばバッテリや燃料電池等からなる電源１３から供給される直流電力を３相交流電力に変換してモータ１１に供給する。
例えば図２に示すように、インバータ１２はＩＧＢＴ等の６個のパワーデバイスＵ⁺，Ｕ^-，Ｖ⁺，Ｖ^-，Ｗ⁺，Ｗ^-が３アームのブリッジ接続されて構成されており、これらのパワーデバイスＵ⁺，…，Ｗ^-がゲート制御によりスイッチングされることによって、電源１３から入力された直流電力からモータ１１を駆動するための交流電力が得られている。なお、パワーデバイスＵ⁺，…，Ｗ^-のスイッチングを行うゲートには、所定の駆動パルスが印加されてスイッチングが制御されている。
【００１３】
これらのパワーデバイスＵ^＋，…，Ｗ⁻からなるインバータ１２では、一方のアームの正側のデバイスと、他方のアームの負側のデバイス（例えば、図２に示すパワーデバイスＵ^＋とパワーデバイスＷ⁻）とを同時にＯＮさせて、モータ１１の３相巻線（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）に電流を流す。さらに、モータ１１に備えられた回転数検出部１５から出力される回転数Ｎに基づいて、電流を流すアームを移動させてモータ１１を回転させて駆動力を発生させる。
【００１４】
モータＥＣＵ１４はインバータ１２の電力変換動作を制御しており、スイッチング指令として、Ｕ相及びＶ相及びＷ相の各交流電圧指令値をインバータ１２に出力して、これらの各電圧指令値に応じたＵ相電流及びＶ相電流及びＷ相電流をインバータ１２からモータ１１の各相へと出力させる。
このため、モータＥＣＵ１４には、モータ１１に具備された回転数検出部１５から出力される回転数Ｎの信号と、例えば運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作量に関するアクセル開度Ａｃを検出するアクセル開度検出部１６からの信号と、シフトポジションＳｐ（例えばＤレンジ，Ｒレンジ等）を検出するシフト位置検出部１７からの信号と、インバータ１２とモータ１１との間で各相に供給される交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出する相電流検出部１８から出力される信号と、電源１３に備えられたインバータ電圧検出部１９から出力される電源電圧Ｖｃの信号と、モータ１１に具備された実回転方向検出部２０から出力される実回転方向Ｒｄの信号とが入力されている。
【００１５】
図３に示すように、モータＥＣＵ１４は、トルク制御モード判定部２１と、目標トルク算出部２２と、ストール保護部２３と、目標トルク補正部２４と、トルク遅延部２５と、トルク制限部２６と、モータトルク制御部２７とを備えて構成されている。
【００１６】
トルク制御モード判定部２１は、回転数検出部１５にて検出された回転数Ｎの信号及び、アクセル開度検出部１６にて検出されたアクセル開度Ａｃの信号及び、実回転方向検出部２０にて検出された実回転方向Ｒｄの信号に基づいて、トルク制御モードの判定を行う。例えば、ストール時のトルク制御モードか、あるいは、ストール時以外の通常のトルク制御モードか否かを判定する。
目標トルク算出部２２は、トルク制御モード判定部２１での判定結果及び、回転数Ｎ及び、アクセル開度Ａｃの信号に基づいて、例えば所定のトルクマップをマップ検索して目標トルクＴｔを算出する。
【００１７】
ストール保護部２３は、後述するように、目標トルク算出部２２にて算出された目標トルクＴｔ及び、回転数Ｎに基づいてストール保護を行う。すなわち、例えばマップ検索により算出された目標トルクＴｔが所定の閾トルクを超えて所定のトルク領域に入った場合には、目標トルクＴｔとしてマップ検索された値を設定せずに、所定の閾トルクを目標トルクＴｔに設定するように指令する。
目標トルク補正部２４は、目標トルク算出部２２にて算出された目標トルクＴｔに対して、ストール保護部２３からの指令に基づいて補正を行い、この補正された目標トルクＴｔを、新たな目標トルクＴｔとして出力する。
【００１８】
トルク遅延部２５は、モータ１１に発生させる出力トルクＴｏｕｔが、例えばステップ状等の所定の関数に従って目標トルクＴｔに至るように、トルク指令＊Ｔに対して所定の遅延時間を設定する。
トルク制限部２６は、例えば所定時間に亘って所定値以上のトルクが出力された場合に、トルク指令＊Ｔを制限して出力トルクＴｏｕｔが所定トルク以下になるようにする。
モータトルク制御部２７は、トルク指令＊Ｔに応じた電流指令値と、相電流検出部１８にて検出された交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに関する電流測定値との偏差から、例えばＰＩ動作等のフィードバック制御により、モータ１１の各相に供給される相電圧に対する各電圧指令値を演算する。そして、これらの各電圧指令値が、例えばＩＧＢＴ等のスイッチング素子からなるインバータ１２にスイッチング指令（インバータ指令）として入力され、これらのスイッチング指令に応じてインバータ１２からモータ１１を駆動するための交流電力が出力される。
【００１９】
本実施の形態によるの電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置１０は上記構成を備えており、次に、この電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置１０の動作、特に、ストール時におけるトルク制御の処理について添付図面を参照しながら説明する。
図４は電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置１０の動作を示すフローチャートであり、図５は図４に示すストール時トルク制御の処理を示すフローチャートであり、図６は運転者のアクセル操作に対するモータトルクＴｒと車両の挙動とを示すグラフ図であり、図７はモータトルクＴｒと、登降坂開始から所定時間後の車両の登降坂速度Ｖ及びストール許容時間Ｔ_limitとの関係を示すグラフ図である。
【００２０】
先ず、図４に示すステップＳ０１においては、モータ１１の回転数Ｎ及び実回転方向Ｒｄとアクセル開度Ａｃに基づいて、ストール状態、つまりモータ１１に対して所定値以上のトルク指令＊Ｔが付与されているにもかかわらず車両がほぼ停止している状態であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２に進み、通常のトルク制御、例えば所定のトルクマップをマップ検索して目標トルクＴｔを設定して、ステップＳ０４に進む。
【００２１】
一方、ステップＳ０１での判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するストール時のトルク制御を行い、ステップＳ０４に進む。
ステップＳ０４においては、算出された目標トルクＴｔをモータ１１に発生させるためのトルク指令＊Ｔを出力して、一連の処理を終了する。
【００２２】
以下に、上述したステップＳ０３における、ストール時のトルク制御の処理について添付図面を参照しながら説明する。
先ず、上述したように、ステップＳ０１においてストール状態であると判定された場合には、ステップＳ１１に進み、例えばアクセル開度Ａｃ等に基づき、所定のトルクマップをマップ検索してモータトルクＴｒの検索値Ｔｓ（例えば、図６に示す点線Ｔｓ）を設定し、この検索値Ｔｓが所定の第２閾トルクＴｒ２及び第３閾トルクＴｒ３によって設定される第２トルク領域β（例えば、図６及び図７に示す領域β。ただし、Ｔｒ２＜Ｔｒ３）に位置するか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまりモータトルクＴｒの検索値Ｔｓが、所定の第２閾トルクＴｒ２を超えない領域、例えば所定の第１閾トルクＴｒ１及び第２閾トルクＴｒ２で設定される第１トルク領域α（例えば、図６及び図７に示す領域α。ただし、Ｔｒ１＜Ｔｒ２）、或いは、所定の第３閾トルクＴｒ３を超える領域、例えば所定の第３閾トルクＴｒ３及び第４閾トルクＴｒ４で設定される第３トルク領域γ（例えば、図６及び図７に示す領域γ。ただし、Ｔｒ３＜Ｔｒ４）に位置する場合には、このモータトルクＴｒの検索値Ｔｓを目標トルクＴｔ（例えば、図６に示す２点破線Ｔｔ）に設定して、後述するステップＳ１４に進む。
【００２３】
なお、各閾トルクＴｒ１，…，Ｔｒ４及び各トルク領域Ｔｒα，Ｔｒβ，Ｔｒγは、例えば図７に示すように、ストール許容時間Ｔ_limitに基づいて設定されており、このストール許容時間Ｔ_limit（図７に示す実線Ｔ_limit）は、ストール状態でのモータトルクＴｒに応じて、モータ１１やインバータ１２等に発生する局部発熱が所定の許容範囲に留まり、過熱状態に至らないように設定された許容時間（ストールタフネス）である。
そして、ストール許容時間Ｔ_limitは、例えば所定の第２閾トルクＴｒ２以下のトルク領域では、所定の一定時間に設定されており、第２閾トルクＴｒ２を超えるトルク領域では、所定の関数形に従って徐々に短くなるように設定されている。
【００２４】
また、図７には、３つの異なる登坂勾配θ１，θ２，θ３（θ１＜θ２＜θ３）について、登降坂開始から所定時間後の登降坂速度Ｖと、モータトルクＴｒとの関係を示している。ここで、図７に示す点線θ１，θ２，θ３は、モータトルクＴｒと降坂速度Ｖｄとの変化を示しており、２点破線θ１，θ２，θ３は、モータトルクＴｒと登坂速度Ｖｕとの変化を示しており、例えば登坂勾配θ１について、降坂速度Ｖｄ＝０でのモータトルクＴｒＤと、登坂速度Ｖｕ＝０でのモータトルクＴｒＵとに対して、ＴｒＤ≦Ｔｒ≦ＴｒＵの領域がストール状態に相当している。
例えば登坂勾配θ１では、相対的に大きな登坂速度Ｖｕを得るのに必要とされるモータトルクＴｒに対しても、相対的に長いストール許容時間Ｔ_limitが設定されている。一方、例えば登坂勾配θ３では、ストール状態を維持するのに必要とされるモータトルクＴｒに対しても、相対的に短いストール許容時間Ｔ_limitが設定されており、ゼロを超えるような登坂速度Ｖｕを得るために必要とされるモータトルクＴｒに対しては、ストール許容時間Ｔ_limitが極めて短くなる。
【００２５】
一方、ステップＳ１１での判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまりモータトルクＴｒの検索値が第２トルク領域βに位置する場合には、目標トルクＴｔに所定の第２閾トルクＴｒ２を設定して、ステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４においては、実際にモータ１１に発生させる出力トルクＴｏｕｔ（例えば、図６に示す実線Ｔｏｕｔ）が、例えばステップ状等の所定の関数に従って徐々に目標トルクＴｔに至るようにトルク指令＊Ｔを設定して遅延処理を行う。
【００２６】
そして、ステップＳ１５においては、出力トルクＴｏｕｔが所定の第２閾トルクＴｒ２よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１６に進み、タイマーのカウントをリセットして、後述するステップＳ２０以下の処理を行う。
一方、ステップＳ１５での判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１７に進み、タイマーのカウントが所定時間以内か否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１８に進み、タイマーのカウントを継続して、後述するステップＳ２０以下の処理を行う。
一方、ステップＳ１７での判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１９に進み、目標トルクＴｔに少なくとも第２閾トルクＴｒ２以下の所定トルクを設定して、ステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０においては、モータ１１に目標トルクＴｔを出力させるためのトルク指令＊Ｔを設定して、一連の処理を終了する。
【００２７】
すなわち、例えば図６に示すように、ある登坂勾配の坂道において、アクセル開度Ａｃの増加に伴って、ずり下がり状態からストール状態を経由して登坂に至る過程において、先ず、アクセル開度Ａｃの変化に同期するようにして、モータトルクＴｒの検索値Ｔｓ（図６に示す点線Ｔｓ）が設定される。
そして、この検索値Ｔｓが所定の第２閾トルクＴｒ２に等しくなるまでは、検索値Ｔｓを目標トルクＴｔに設定して、モータ１１に発生させる出力トルクＴｏｕｔが目標トルクＴｔに等しくなるようにトルク指令＊Ｔを設定する。
【００２８】
そして、検索値Ｔｓが所定の第２閾トルクＴｒ２を超えて第２トルク領域βに位置している場合には、目標トルクＴｔを所定の第２閾トルクＴｒ２に固定して、出力トルクＴｏｕｔが第２閾トルクＴｒ２に等しくなるようにトルク指令＊Ｔを設定する。
さらに、検索値Ｔｓが所定の第３閾トルクＴｒ３を超えた場合（図６に示す時刻ｔ１）には、タイマーのカウントを開始すると共に、検索値Ｔｓを目標トルクＴｔに設定する。ただし、この場合、出力トルクＴｏｕｔが急激に目標トルクＴｔに等しくなるようにはせず、例えばステップ状に徐々に目標トルクＴｔに至るように、トルク指令＊Ｔを設定する。
なお、出力トルクＴｏｕｔが所定の第２閾トルクＴｒ２を超えた状態で、タイマーのカウントが所定時間を経過した後には、検索値Ｔｓに関わりなく、目標トルクＴｔに少なくとも第２閾トルクＴｒ２以下の所定トルクを設定する。
【００２９】
上述したように、本実施の形態による電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置１０によれば、例えばモータ１１やインバータ１２等に発生する局部発熱が所定の許容範囲に留まり、過熱状態に至らないように設定された所定のストール許容時間Ｔ_limitが短くなるようなトルク領域であっても、このストール許容時間Ｔ_limitを超過することなしに、ストール状態からの脱出能力を向上させることができる。
すなわち、例えば図７に示す登坂勾配θ３のように、ストール状態のトルク領域においてストール許容時間Ｔ_limitが徐々に短くなっている場合であっても、モータトルクのＴｒの検索値Ｔｓが第２トルク領域βに位置している間は、目標トルクＴｔが第２閾トルクＴｒ２に固定されているため、ストール許容時間Ｔ_limitが短くなることはなく、例えば車両の登坂に必要とされるモータトルクＴｒに至るまでに時間がかかりすぎてストール許容時間Ｔ_limitをオーバーしてしまい、モータ１１やインバータ１２等が過熱状態になってしまったり、例えば適宜の保護処理により目標トルクＴｔが引き下げられて登坂できなくなる等の不具合が発生することを防止することができる。
これにより、例えばインバータ１２の容量や耐熱性能及び冷却性能等を増大させる等によってストールタフネスを向上させる場合に比べて、装置が大型化したり装置の製作費用が嵩むこと無しに、ストール状態からの脱出能力を向上させることができる。
【００３０】
しかも、モータトルクＴｒの検索値Ｔｓが所定の第３閾トルクＴｒ３を超えた場合には、目標トルクＴｔを相対的に短時間のうちに検索値Ｔｓに設定するため、たとえ検索値Ｔｓに対するストール許容時間Ｔ_limitが短い値であっても、確実にストール状態から脱出することができる。このため、例えば、常にモータトルクＴｒの検索値Ｔｓを目標トルクＴｔに設定して、出力トルクＴｏｕｔが目標トルクＴｔに等しくなるようにトルク指令＊Ｔを設定する場合に比べて、ストール状態からの脱出能力を向上させることができると共に、モータ１１やインバータ１２等に生じる局部発熱の発熱量を低減して、過熱状態になることを防止することができる。
さらに、モータトルクＴｒの検索値Ｔｓが所定の第３閾トルクＴｒ３を超えた状態で目標トルクＴｔに検索値Ｔｓを設定した場合に、出力トルクＴｏｕｔが、例えばステップ状等の所定の関数に従って徐々に目標トルクＴｔに至るようにトルク指令＊Ｔを設定するため、車両の挙動に急激な変化が生じることを防止して、ドライバビリティを損なうこと無しに登坂能力を向上させることができる。
【００３１】
しかも、出力トルクＴｏｕｔが所定の第２閾トルクＴｒ２を超えた状態で、タイマーのカウントが所定時間を経過した後には、検索値Ｔｓに関わりなく、目標トルクＴｔに少なくとも第２閾トルクＴｒ２以下の所定トルクを設定するため、例えば登坂不可能な登坂勾配であったり、縁石等によって、ストール許容時間Ｔ_limit以内にストール状態を脱出できない場合には、モータ１１やインバータ１２等が過熱状態になることを防止することができる。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、ストール状態として、例えば登坂時に車両がほぼ停止している状態としたが、これに限定されず、モータ１１が極めて低回転で回転している場合であっても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または請求項２に記載の本発明の電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置によれば、例えばインバータ等の電力装置の耐熱性能や冷却性能等を増大させる場合に比べて、装置が大型化したり装置の製作費用が嵩むこと無しに、モータやインバータ等の電力装置が過熱状態になることを防止しつつ、ストール状態からの脱出能力を向上させることができる。
さらに、請求項３に記載の電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置によれば、車両の挙動に急激な変化が生じることを防止して、ドライバビリティを損なうこと無しに、ストール状態からの脱出能力を向上させることができる。
さらに、請求項４に記載の電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置によれば、ストール状態から脱出できない場合には、目標トルクを引き下げて、モータやインバータ等の電力装置が過熱状態になることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置の構成図である。
【図２】図１に示すインバータの構成図である。
【図３】図１に示す電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置の機能ブロック図である。
【図４】図１に示す電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】図４に示すストール時トルク制御の処理を示すフローチャートである。
【図６】運転者のアクセル操作に対するモータトルクＴｒと車両の挙動とを示すグラフ図である。
【図７】モータトルクＴｒと、登降坂開始から所定時間後の車両の登降坂速度Ｖ及びストール許容時間Ｔ_limitとの関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置
１１モータ（永久磁石式３相交流モータ）
２１トルク制御モード判定部（ストール検出手段，要求トルク設定手段）
２２目標トルク算出部（目標トルク算出手段）
２４目標トルク補正部（目標トルク補正手段）
２５トルク遅延部（トルク遅延手段）
２６トルク制限部（トルク制限手段）

Claims

電気自動車走行用のモータを具備する車両に対して、前記車両の速度が所定値以下であるストール状態を検出するストール検出手段と、
アクセル開度に基づいて前記モータの要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記モータの目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、
前記ストール検出手段にてストール状態と検出された場合であって、
前記要求トルクが所定の第１トルク閾値以上かつ所定の第２トルク閾値以下の場合に、前記目標トルクに前記第１トルク閾値を設定し、
前記要求トルクが前記所定の第２トルク閾値を超えた場合に、前記目標トルクに前記要求トルクを設定する目標トルク補正手段とを備え、
前記第１トルク閾値は、前記ストール状態での前記モータの出力トルクに対する許容時間であるストール許容時間が所定時間となる値であることを特徴とする電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置。
前記ストール許容時間は、前記車両の走行路の勾配に応じて変化することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置。
前記目標トルク補正手段により前記目標トルクに前記要求トルクが設定された場合に、前記モータの出力トルクが時間に関する所定の関数形に従って前記目標トルクに到達するように所定の遅延時間を設定するトルク遅延手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置。
前記モータの出力トルクが前記所定の第１トルク閾値を超えた状態が所定時間以上継続した場合に、前記目標トルクに少なくとも前記所定の第１トルク閾値以下の所定トルクを設定するトルク制限手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかひとつに記載の電気自動車走行用モータのストールトルク制御装置。