JP4968163B2 - Vehicle motor control device - Google Patents
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Description
本発明は車両用モータ制御装置、特に車両を駆動するモータがロック状態になったとき、インバータの過熱を防止するためにモータのトルクを制御する車両用モータ制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle motor control device, and more particularly to a vehicle motor control device that controls torque of a motor to prevent overheating of an inverter when a motor that drives the vehicle is locked.
電気自動車またはハイブリッド自動車は、原動機であるモータの出力により走行することができる自動車である。これらの自動車は、モータに電気的に接続され、電力を直流から交流に変換してモータに供給するインバータを搭載している。このインバータが備える複数のスイッチング素子の動作を制御することにより、モータが出力するトルクと回転速度が調整されて自動車が走行する。 An electric vehicle or a hybrid vehicle is a vehicle that can be driven by the output of a motor that is a prime mover. These automobiles are electrically connected to a motor, and are equipped with an inverter that converts electric power from direct current to alternating current and supplies it to the motor. By controlling the operation of a plurality of switching elements provided in the inverter, the torque output from the motor and the rotational speed are adjusted, and the vehicle travels.
このような自動車においては、通常走行時にモータが回転している場合、インバータの各スイッチング素子には交流の電流が流れる。ところが、モータがロック状態になりモータの回転が停止すると、インバータの特定のスイッチング素子にのみ大きな直流の電流が流れる。このため、その特定のスイッチング素子は、急激な熱損失の増加により温度が上昇し熱破壊を起こす可能性がある。ここで、ロック状態とは、モータの出力トルクよりも走行抵抗トルクの方が大きい状態であり、例えば、登坂での走行時や車輪が凹部に嵌った時などにモータがロック状態になる可能性がある。 In such an automobile, an alternating current flows through each switching element of the inverter when the motor rotates during normal driving. However, when the motor is locked and the rotation of the motor stops, a large direct current flows only in a specific switching element of the inverter. For this reason, the specific switching element may increase in temperature due to a sudden increase in heat loss and cause thermal destruction. Here, the locked state is a state in which the running resistance torque is greater than the output torque of the motor. For example, the motor may be locked when running on an uphill or when a wheel is fitted in a recess. There is.
下記特許文献1においては、モータがロック状態になると、モータが出力可能な最大トルクを断続的に出力するようにモータを制御する制御技術が記載されている。具体的には、モータがロック状態になったとき、最大トルクと、このトルクより低いトルクとを繰り返し出力するようにモータを制御する。
In the following
また、下記特許文献1においては、モータが最大トルクを出力した回数をカウントし、このカウント値が許容回数に達すると、最大トルクから漸減させたトルクを断続的に出力するようにモータを制御する制御技術が記載されている。この制御技術により、インバータの特定のスイッチング素子が許容温度に達しない範囲内で最大トルクを有効に活用することができる。
In
モータがロック状態になる場合、上記特許文献1のように最大トルクを断続的に出力するモータ制御を行うことにより、ロック状態からの脱出に必要な動力性能を所定の時間確保することができる。しかしながら、自動車がモータのロック状態からの脱出ができずに時間が経過すると、特定のスイッチング素子の温度は上昇してしまい許容温度に達してしまうおそれがある。一方、特定のスイッチング素子の温度が許容温度に達してしまうことを防ぐために、最大トルクから漸減させたトルクを断続的に出力するようにモータを制御すると、自動車がその状態から脱出することがさらに困難になってしまう。
When the motor is in the locked state, the power performance necessary for the escape from the locked state can be ensured for a predetermined time by performing motor control that intermittently outputs the maximum torque as in
本発明の目的は、車両を駆動するモータがロック状態になっている場合において、インバータの特定のスイッチング素子の温度上昇を抑制しつつ、ロック状態からの脱出に必要な動力性能を長時間確保することができる車両用モータ制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to secure a power performance required for escape from a locked state for a long time while suppressing a temperature rise of a specific switching element of an inverter when a motor driving a vehicle is in a locked state. An object of the present invention is to provide a vehicular motor control device.
本発明は、車両を駆動するモータがロック状態になったとき、インバータの過熱を防止するために、モータが出力可能な最大トルクと、このトルクより低い低トルクとを繰り返し出力するようにトルクを制御する車両用モータ制御装置において、最大トルクが出力されるごとに、三相各相の電気角を測定して三相のうち最も大きい電流が流れる相を検出する相検出手段と、今回の最大トルクの出力時に相検出手段により検出される相と、前回の最大トルクの出力時に検出手段により検出された相とが同相であるか否かを判断する同相判断手段と、同相判断手段により同相であると判断された場合、その相に対応するインバータのスイッチング素子の温度上昇を抑制する温度上昇抑制手段とを有することを特徴とする。 In the present invention, when the motor that drives the vehicle is locked, in order to prevent overheating of the inverter, the torque is output so that the maximum torque that the motor can output and a low torque lower than this torque are repeatedly output. In the vehicle motor control device to be controlled, each time the maximum torque is output, phase detection means for measuring the electrical angle of each of the three phases and detecting the phase through which the largest current flows among the three phases, and the current maximum A phase detection means for determining whether or not a phase detected by the phase detection means at the time of torque output and a phase detected by the detection means at the time of the previous maximum torque output are in phase with the phase detection means. When it is determined that there is a temperature increase suppression means for suppressing a temperature increase of the switching element of the inverter corresponding to the phase.
また、温度上昇抑制手段は、今回の出力される最大トルクの出力時間の長さを、前回の出力された最大トルクの出力時間の長さより短くすることができる。 Moreover, the temperature rise suppression means can make the length of the output time of the maximum torque output this time shorter than the length of the output time of the maximum torque output last time.
また、温度上昇抑制手段は、また、今回の出力される最大トルクの後に出力される低トルクの値を、今回の出力される最大トルクの前に出力された低トルクの値より小さくすることができる。 Further, the temperature rise suppression means may make the value of the low torque output after the maximum torque output this time smaller than the value of the low torque output before the maximum torque output this time. it can.
また、温度上昇抑制手段は、さらに、今回の出力される最大トルクからその後に低トルクになるときの期間を、前記の出力された最大トルクからその後に低トルクになったときの期間より短くすることができる。 Further, the temperature rise suppression means further shortens the period when the low torque is subsequently reduced from the maximum torque output this time, compared with the period when the low torque is subsequently reduced from the maximum torque output. be able to.
また、冷却媒体を循環させてインバータを冷却する冷却手段を有し、温度上昇抑制手段は、冷却手段の冷却能力を増大させることができる。 Moreover, it has a cooling means which circulates a cooling medium and cools an inverter, and a temperature rise suppression means can increase the cooling capacity of a cooling means.
また、冷却手段は、冷却媒体の熱を放熱する放熱ファンを有し、温度上昇抑制手段は、放熱ファンの回転数を増大させて冷却手段の冷却能力を増大させることができる。 The cooling means has a heat radiating fan that radiates the heat of the cooling medium, and the temperature rise suppressing means can increase the cooling capacity of the cooling means by increasing the number of rotations of the heat radiating fan.
さらに、温度上昇手段は、冷却媒体の循環流量を増大させて冷却手段の冷却能力を増大させることができる。 Furthermore, the temperature raising means can increase the cooling capacity of the cooling means by increasing the circulation flow rate of the cooling medium.
本発明の車両用モータ制御装置によれば、車両を駆動するモータがロック状態になっている場合において、インバータの特定のスイッチング素子の温度上昇を抑制しつつ、ロック状態からの脱出に必要な動力性能を長時間確保することができる。 According to the vehicle motor control device of the present invention, when the motor for driving the vehicle is in the locked state, the power necessary for the escape from the locked state while suppressing the temperature rise of the specific switching element of the inverter. Performance can be secured for a long time.
以下、本発明に係る車両用モータ制御装置の実施形態について、図に従って説明する。なお、一例として、電気で駆動する電気自動車を挙げ、この自動車に搭載される車両用モータ制御装置について説明する。なお、本発明は、電気自動車に限らず、エンジンとモータとの出力で走行する車両、すなわちハイブリッド車両に搭載される車両用モータ制御装置にも適用できる。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a vehicle motor control device according to the present invention will be described with reference to the drawings. As an example, an electric vehicle driven by electricity is cited, and a vehicle motor control device mounted on the vehicle will be described. The present invention is not limited to an electric vehicle, and can be applied to a vehicle that travels with the output of an engine and a motor, that is, a vehicle motor control device mounted on a hybrid vehicle.
まず、本実施形態に係る車両用モータ制御装置30を搭載する電気自動車10の構成について、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る電気自動車10の概略構成を示す図である。
First, the configuration of an
電気自動車10は、原動機としてモータ12を有する。モータ12には、動力伝達機構14を介して駆動輪16が接続されている。動力伝達機構14は、モータ12の出力軸の回転速度を減速する減速機構(図示せず)と、左右の駆動輪16の回転差を吸収する差動機構(図示せず)を含む。モータ12の動力は、動力伝達機構14を介して、駆動輪16に伝達され、電気自動車10が走行する。
The
モータ12は、インバータ18を介してバッテリ20に電気的に接続される。モータ12とインバータ18とは、三相交流用のケーブル22を介して接続される。一方、インバータ18とバッテリ20とは、直流用のケーブル24を介して接続される。
The
バッテリ20は、充放電可能な二次電池であり、例えばニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリなどで構成される。もちろん、バッテリ20に代えて二次電池以外の充放電可能な蓄電器、例えばキャパシタを用いることもできる。
The
バッテリ20に蓄えられた電力は、インバータ18により直流から交流に変換された後に、モータ12に供給され、モータ12を駆動する。また、回生時にモータ12により発電された電力は、インバータ18により交流から直流に変換された後に、バッテリ20に送られて蓄えられる。このように、モータ12は、電動機および発電機として機能することができる。
The electric power stored in the
インバータ18について、図2を用いて詳述する。図2は、モータ12とインバータ18とバッテリ20とを結ぶ電気回路図である。
The
インバータ18内の回路においては、バッテリ20に接続される正極母線と負極母線との間に、U相アーム25、V相アーム26とW相アーム27が並列に設けられる。U相アーム25には、スイッチング素子18aとスイッチング素子18bとが直列接続され、V相アーム26には、スイッチング素子18cとスイッチング素子18dとが直列接続され、W相アーム27には、スイッチング素子18eとスイッチング素子18fとが直列接続される。スイッチング素子18a〜18fは、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、パワートランジスタ、サイリスタ等から構成される。
In the circuit in the
各相アーム25,26,27の中間点は、モータ12の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、U相アーム25の中間点は、モータ12のU相コイルの一端に接続され、V相アーム26の中間点は、モータ12のV相コイルの一端に接続され、W相アーム27の中間点は、モータ12のW相コイルの一端に接続される。なお、モータ12は、モータ12の各相コイルの他端が中点に共通に接続されて構成される。
An intermediate point of each
また、インバータ18内の回路においては、バッテリ20に接続される正極母線と負極母線との間に、コンデンサ19が各相アーム25,26,27に対し並列に設けられている。コンデンサ19は、バッテリ20からインバータ18内に供給された直流の電圧を平滑化する。
Further, in the circuit in the
インバータ20の動作について説明する。バッテリ20から直流の電力が各相アーム25,26,27に供給される。各相アーム25,26,27に直流の電力が供給されると、スイッチング素子18a〜18fが、後述する車両用モータ制御装置30からのPWM(パルス幅変調)制御信号に応じてオン/オフする。これにより、インバータ20は、電力を直流から三相交流に変換して、モータ12を駆動する。
The operation of the
図1の説明に戻り、電気自動車10は、運転者の要求と車両の状態とに基づきモータ12を制御する車両用モータ制御装置(以下、単に制御装置と記す)30を有する。制御装置30は、マイクロコンピュータで構成される。
Returning to the description of FIG. 1, the
制御装置30には、運転者が操作するイグニッションスイッチ32、アクセルペダル34、ブレーキペダル36、シフトレバー38などが接続されており、これらから運転者の要求を示す信号が入力される。また、制御装置30には、車両の走行速度を検出する車速センサ40と、モータ12のロータ(図示せず)の回転位置を検出する回転角センサ42と、三相交流用のケーブル22を流れる電流を検出する電流検出センサ44とが接続されており、これらから車両の状態を示す信号が入力される。また、制御装置30には、バッテリ20の状態を検出する各種センサ(図示せず)が接続されている。各種センサは、バッテリ20の温度、電流、電圧を検出するセンサであり、これらのセンサからも車両の状態を示す信号が入力される。制御装置30は、上述の運転者の要求を示す信号に基づき運転者の要求を判断し、上述の車両の状態を示す信号に基づき車両の状態を判断して、運転者の要求と車両の状態に適用したモータ12の運転を行なうようにインバータ18に制御信号を出力する。
The
次に、インバータ18が熱破壊を起こす原因について、図3を用いて説明する。図3は、モータ12に供給される三相交流電流の波形を示す図である。波形は正弦波であり、U相、V相、W相はそれぞれ120度の位相差がある。三相交流電流の波形の電気角は、モータ12のロータの回転角に応じて決定される。モータ12がロック状態になった場合、制御装置30からインバータ18にトルク指令が出力されているにもかかわらず、モータ12及び駆動輪16の回転数は0、すなわち回転が停止する。モータ12の回転が停止するということは、ロータの回転角が一定の角度で固定された状態である。このとき、三相交流電流の波形は、固定された回転角に対応する電気角で止まった状態となり、その電気角の電流が継続的に流れる。すなわち、直流の電流が流れる。この直流の電流は、インバータ18のスイッチング素子18a〜18fにも流れ、その値が大きいと素子自身の熱損失により発熱して熱破壊する可能性が高くなる。そこで、本発明は、次に説明する制御装置30の制御動作によりインバータ18の特定のインバータ素子の温度上昇を抑制しつつ、ロック状態からの脱出に必要な動力性能を長時間確保するようにしている。
Next, the cause of the thermal destruction of the
モータ12がロック状態になった場合に、モータ12のトルクを調整する方法について図4を用いて説明する。図4の上段のグラフはモータ12のトルクと時間との関係を示し、下段のグラフはインバータ18の特定のスイッチング素子の温度と時間との関係を示す。
A method of adjusting the torque of the
図4の上段のグラフにおいて、時間t=0にモータ12がロック状態になると、制御装置30は、モータ12が出力可能な最大トルクTmaxを断続的に出力するようにトルクを制御する。この制御によるトルクの変化を以下に詳述する。
In the upper graph of FIG. 4, when the
まず、時間t0から時間t1にかけて、トルクが0から最大トルクTmaxまで上昇する。そして、時間t1から時間t2までの所定の期間dt1の間、トルクは最大トルクTmaxを維持する。所定の期間dt1が経過した時間t2以降について、トルクは最大トルクTmaxから徐々に低下する。なお、所定の期間dt1は、最大トルクTmaxに対応する電流が特定のスイッチング素子に継続して流れた場合、その素子の温度が上昇して許容温度に達するまでの時間より短く設定されている。 First, from time t0 to time t1, the torque increases from 0 to the maximum torque Tmax. The torque maintains the maximum torque Tmax during a predetermined period dt1 from time t1 to time t2. After time t2 when the predetermined period dt1 has elapsed, the torque gradually decreases from the maximum torque Tmax. Note that the predetermined period dt1 is set to be shorter than the time until the temperature of the element rises and reaches the allowable temperature when the current corresponding to the maximum torque Tmax continuously flows to the specific switching element.
時間t1の時点において、三相各相の電気角を測定し、三相のうち最も大きい電流が流れる相を検出する。具体的には、回転角センサ42または電流検出センサ44で電気角を測定し、その電気角を図3に示す波形に当て嵌めることで目的の相を検出する。この検出された相は、次に最大トルクTmaxを示す時間t4において検出される相と同相であるか否かを判断するときに用いられる。
At the time t1, the electrical angle of each of the three phases is measured, and the phase through which the largest current flows among the three phases is detected. Specifically, the electrical angle is measured by the
そして、トルクが、時間t2から時間t3までの所定の期間dt3をかけて最大トルクTmaxから低トルクT1まで低下する。時間t3の時点においてトルクが低トルクT1に達したと判断されると、時間t3から時間t4にかけてトルクが低トルクT1から最大トルクTmaxまで上昇する。ここで、段落0031からこの段落までに述べたトルク制御のことを、通常の最大トルクTmaxを断続的に出力する制御という。 Then, the torque decreases from the maximum torque Tmax to the low torque T1 over a predetermined period dt3 from time t2 to time t3. When it is determined that the torque has reached the low torque T1 at the time t3, the torque increases from the low torque T1 to the maximum torque Tmax from the time t3 to the time t4. Here, the torque control described in paragraphs 0031 to this paragraph is referred to as control for intermittently outputting the normal maximum torque Tmax.
時間t4の時点において、三相各相の電気角を測定し、三相のうち最も大きい電流が流れる相を検出する。この検出された相と時間t1の時点で検出された相とが同相である場合、制御装置30は、特定のスイッチング素子の温度のみが上昇してしまい許容温度に達してしまうと判断し、上述した最大トルクTmaxの断続的な出力の内容を変更する。一方、時間t4の時点において検出された最大電流が流れる相と、時間t1の時点において検出された最大電流が流れる相とが異なる相である場合には、温度上昇するスイッチング素子が切り替わることにより特定のスイッチング素子の温度のみが上昇することが防げる。このため、通常の最大トルクTmaxを断続的に出力する制御を継続して行う。なお、図4においては、時間t1と時間t4の時点において、最大電流が流れる相が同一である場合について次に説明する。
At time t4, the electrical angle of each of the three phases is measured, and the phase through which the largest current flows among the three phases is detected. When the detected phase and the phase detected at the time t1 are in phase, the
最大トルクTmaxが維持される時間t4から時間t5までの所定の期間dt2は、所定の期間dt1より短くなるように変更される。所定の期間dt2が経過した時間t5以降については、トルクは最大トルクTmaxから低トルクT2に向けて徐々に低下する。このとき、トルクが最大トルクTmaxから低トルクT2まで低下する、時間t5から時間t6までの所定の期間dt4は、所定の期間dt3より短くなるように変更される。また、低トルクT2の値は、低トルクT1の値より小さくなるように変更される。 The predetermined period dt2 from time t4 to time t5 in which the maximum torque Tmax is maintained is changed so as to be shorter than the predetermined period dt1. After the time t5 when the predetermined period dt2 has elapsed, the torque gradually decreases from the maximum torque Tmax toward the low torque T2. At this time, the predetermined period dt4 from time t5 to time t6 in which the torque decreases from the maximum torque Tmax to the low torque T2 is changed to be shorter than the predetermined period dt3. Further, the value of the low torque T2 is changed so as to be smaller than the value of the low torque T1.
時間t6の時点においてトルクが低トルクT2に達したと判断されると、時間t6から時間t7にかけてトルクが低トルクT2から最大トルクTmaxまで上昇する。時間t7の時点において、三相各相の電気角を測定し、三相のうち最も大きい電流が流れる相を検出する。この検出された相と時間t4の時点で検出された相とが同相である場合、制御装置30は、また、特定のスイッチング素子の温度のみが上昇してしまい許容温度に達してしまうと判断し、段落0035で述べた制御内容と同じようにトルクを制御する。すなわち、図に示されるように、最大トルクTmaxを出力する期間をdt2とし、最大トルクTmaxから低トルクまでトルクが低下する期間をdt4とし、低トルクをT2とするように制御する。一方、時間t7の時点において、三相のうち最も大きい電流が流れる相と時間t4の時点で検出された相とが異なる相である場合、温度上昇するスイッチング素子が切り替わることにより特定のスイッチング素子の温度のみが上昇することが防げる。このため、図示しないが、制御装置30は、通常の最大トルクTmaxを断続的に出力する制御を行う。
When it is determined that the torque has reached the low torque T2 at the time t6, the torque increases from the low torque T2 to the maximum torque Tmax from the time t6 to the time t7. At time t7, the electrical angle of each of the three phases is measured, and the phase through which the largest current flows among the three phases is detected. When the detected phase and the phase detected at the time t4 are in phase, the
図4の下段のグラフにおいて、上述したトルクの制御に対応する特定のスイッチング素子の温度の特性を示す。制御装置30は、スイッチング素子の温度に所定の許容温度Thlimを有している。制御装置30は、上述したトルクの制御をすることにより、スイッチング素子の温度が許容温度Thlimに達しない範囲で、最大トルクTmaxを断続的に出力する。
The lower graph of FIG. 4 shows the temperature characteristics of a specific switching element corresponding to the torque control described above. The
上述したトルクの制御において、時間t4までは通常の最大トルクTmaxを断続的に出力する制御を行い、時間t4以降、最大トルクTmaxの断続的に出力する制御の内容を変更している。これにより、スイッチング素子の温度の特性も変化している。すなわち、最大トルクTmaxを出力する期間がdt1からdt2に短縮されるため、その期間におけるスイッチング素子の温度上昇の度合いが小さくなる。また、最大トルクTmaxから低トルクまで低下する期間がdt3からdt4に短縮され、かつ低トルクがT1からT2に低減されるため、スイッチング素子の温度下降の度合いが大きくなる。このように、通常の最大トルクTmaxを断続的に出力する制御から最大トルクTmaxの断続的に出力する制御の内容を変更することにより、特定のスイッチング素子の温度上昇が抑制され、その温度が許容温度Thlimに達することはない。 In the torque control described above, the control for intermittently outputting the normal maximum torque Tmax is performed until time t4, and the content of the control for intermittently outputting the maximum torque Tmax is changed after time t4. As a result, the temperature characteristics of the switching element also change. That is, since the period during which the maximum torque Tmax is output is shortened from dt1 to dt2, the degree of the temperature rise of the switching element during that period is reduced. Further, since the period during which the maximum torque Tmax is reduced to the low torque is shortened from dt3 to dt4, and the low torque is reduced from T1 to T2, the degree of the temperature drop of the switching element is increased. In this way, by changing the content of the control for intermittently outputting the maximum torque Tmax from the control for intermittently outputting the normal maximum torque Tmax, the temperature rise of the specific switching element is suppressed, and the temperature is allowed. The temperature Thlim is never reached.
したがって、この実施形態によれば、スイッチング素子の温度が許容温度Thlimに達しない限りにおいて、モータ12に最大トルクTmaxを断続的に長時間出力させることが可能となる。その結果、スイッチング素子の過熱を防止しながら、モータ12の能力を最大限に発揮させて動力性能を長時間確保することができる。
Therefore, according to this embodiment, as long as the temperature of the switching element does not reach the allowable temperature Thlim, it is possible to cause the
次に、モータ12がロック状態になったとき、制御装置30がモータ12のトルクを制御する制御動作について図5を用いて説明する。
Next, a control operation in which the
まず、制御装置30は、モータ12がロック状態であるか否かを判断する(ステップS01)。モータ12がロック状態であるときには、制御装置30が最大トルクTmaxを断続的に出力するようにトルクを制御する(ステップS02)。一方、モータ12がロック状態でないときには、この制御動作が終了する。
First, the
最大トルクTmaxを断続的に出力する制御が行われると、制御装置30は、N回目の最大トルクTmax出力時に最大電流が流れる相と、N−1回目の最大トルクTmax出力時に最大電流が流れる相とが同相であるか否かを判断する(ステップS03)。すなわち、最大トルクTmaxが出力されるごとに最大電流が流れる相を検出し、今回(N回目)の最大トルクTmax出力時に検出された相と、前回(N−1回目)の最大トルクTmax出力時に検出された相とが同相であるか否かを判断する。それらの相が同相であるときには、制御装置30は、スイッチング素子の温度上昇を抑制するようにトルクを制御する(ステップS04からS06)。一方、それらの相が同相でないときには、制御装置30は、ステップS01に戻る。
When control for intermittently outputting the maximum torque Tmax is performed, the
ステップS04からS06におけるトルク制御について説明する。まず、最大トルクTmaxの出力期間がTd1からこれより短いTd2に短縮される(ステップS04)。次に、最大トルクTmaxから低トルクになるまでの期間がTd3からこれより短いTd4に短縮される(ステップS05)。そして、低トルクがT1からこれより小さいT2に低減される(ステップS06)。その後、ステップ01に戻り、上述した制御動作を繰り返す。 The torque control in steps S04 to S06 will be described. First, the output period of the maximum torque Tmax is shortened from Td1 to Td2 shorter than this (step S04). Next, the period from the maximum torque Tmax to the low torque is shortened from Td3 to a shorter Td4 (step S05). Then, the low torque is reduced from T1 to T2 smaller than this (step S06). Then, it returns to step 01 and repeats the control operation mentioned above.
本実施形態に係る制御装置30によれば、モータ12がロック状態になって最大トルクTmaxを断続的に出力するようにトルクを制御する場合、最大トルクTmaxが出力されるごとに、検出された最大電流が流れる相と、前回の最大トルクTmax出力時のときの最大電流が流れる相とが同じであるか否かが判断される。相が異なる場合は、通常の最大トルクTmaxを断続的に出力する制御を行う。一方、相が同じである場合は、最大トルクTmaxを断続的に出力する制御であっても、スイッチング素子の温度上昇を抑制する制御を行う。これにより、スイッチング素子の温度が許容温度に達することなく、ロック状態からの脱出に必要な動力性能を長期間確保することができる
According to the
次に、スイッチング素子の温度上昇を抑制する別の手段について図6を用いて説明する。図6は、モータ12とインバータ18を冷却する冷却装置50の概略構成を示す図である。
Next, another means for suppressing the temperature rise of the switching element will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a
冷却装置50は、ポンプ52と、冷却媒体である冷却液の熱を放熱する放熱器54と、冷却液が流れる冷却流路56とを有する。放熱器54には、これに空気を送る放熱ファン58が取り付けられている。放熱ファン58は、電動ファンであり、駆動用モータ(図示せず)が放熱ファン58を調節可能に駆動する。放熱ファン58の駆動により、放熱器54に空気が送られ、効果的に冷却液が放熱される。冷却流路56は、ポンプ52、インバータ18、モータ12、そして放熱器54を順に接続する。ポンプ52は、電動ポンプであり、駆動用モータ(図示せず)がポンプ52を調節可能に駆動する。このポンプ52の駆動により、冷却液が冷却流路56を循環するように流れる。
The
このように構成される冷却装置50において、制御装置30は、スイッチング素子の温度上昇を抑制する場合、冷却装置50の冷却能力を増大させる。具体的には、制御装置30は、放熱ファン58の回転数を増大させ、冷却液の循環流量を増大させる。これにより、放熱ファン58で冷却液が放熱される放熱量が増加するとともに、インバータ18で冷却液が吸熱する吸熱量が増加する。その結果、インバータ18をより冷却することができ、インバータ18内のスイッチング素子の温度上昇を抑制することができる。なお、スイッチング素子の温度上昇を抑制するために、制御装置30は、放熱ファン58の回転数の増大と、冷却液の循環流量の増大とのどちらか一方の動作のみを行ってもよい。
In the
10 電気自動車、12 モータ、18 インバータ、18a〜18f スイッチング素子、30 車両用モータ制御装置(制御装置)。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
最大トルクが出力されるごとに、三相各相の電気角を測定して三相のうち最も大きい電流が流れる相を検出する相検出手段と、
今回の最大トルクの出力時に相検出手段により検出される相と、前回の最大トルクの出力時に検出手段により検出された相とが同相であるか否かを判断する同相判断手段と、
同相判断手段により同相であると判断された場合、その相に対応するインバータのスイッチング素子の温度上昇を抑制する温度上昇抑制手段と、
を有し、
温度上昇抑制手段は、今回の出力される最大トルクの出力時間の長さを、前回の出力された最大トルクの出力時間の長さより短くすることを特徴とする車両用モータ制御装置。 For vehicles that control the torque to repeatedly output the maximum torque that the motor can output and a lower torque lower than this torque to prevent overheating of the inverter when the motor that drives the vehicle is locked In the motor control device,
Phase detection means for measuring the electrical angle of each of the three phases and detecting the phase in which the largest current flows among the three phases each time the maximum torque is output;
In-phase determination means for determining whether or not the phase detected by the phase detection means at the time of the current maximum torque output and the phase detected by the detection means at the time of the previous maximum torque output;
When it is determined by the in-phase determining means that the phase is in-phase, the temperature increase suppressing means for suppressing the temperature increase of the switching element of the inverter corresponding to the phase;
I have a,
The temperature increase suppression means makes the length of the output time of the maximum torque output this time shorter than the length of the output time of the maximum torque output last time .
温度上昇抑制手段は、また、今回の出力される最大トルクの後に出力される低トルクの値を、今回の出力される最大トルクの前に出力された低トルクの値より小さくすることを特徴とする車両用モータ制御装置。 The vehicle motor control device according to claim 1 ,
The temperature rise suppression means is characterized in that the value of the low torque output after the maximum torque output this time is made smaller than the value of the low torque output before the maximum torque output this time. A vehicle motor control device.
温度上昇抑制手段は、さらに、今回の出力される最大トルクからその後に低トルクになるときの期間を、前記の出力された最大トルクからその後に低トルクになったときの期間より短くすることを特徴とする車両用モータ制御装置。 The vehicle motor control device according to claim 1 or 2 ,
The temperature rise suppression means further makes the period when the low torque is subsequently reduced from the maximum torque output this time shorter than the period when the low torque is subsequently reduced from the maximum torque output. A motor control device for a vehicle that is characterized.
冷却媒体を循環させてインバータを冷却する冷却手段を有し、
温度上昇抑制手段は、冷却手段の冷却能力を増大させることを特徴とする車両用モータ制御装置。 In the motor controller for vehicles according to any one of claims 1 to 3 ,
A cooling means for circulating the cooling medium to cool the inverter;
The vehicle temperature control means increases the cooling capacity of the cooling means.
冷却手段は、冷却媒体の熱を放熱する放熱ファンを有し、
温度上昇抑制手段は、放熱ファンの回転数を増大させて冷却手段の冷却能力を増大させることを特徴とする車両用モータ制御装置。 The vehicle motor control device according to claim 4 ,
The cooling means has a heat radiating fan that radiates the heat of the cooling medium,
A vehicle motor control device characterized in that the temperature rise suppression means increases the cooling capacity of the cooling means by increasing the rotational speed of the heat radiating fan.
温度上昇抑制手段は、冷却媒体の循環流量を増大させて冷却手段の冷却能力を増大させることを特徴とする車両用モータ制御装置。
The vehicle motor control device according to claim 4 or 5 ,
The vehicle temperature control means increases the circulating flow rate of the cooling medium to increase the cooling capacity of the cooling means.
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