JP5332393B2 - Vehicle drive motor control device - Google Patents
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Description
本発明は、冷却機能を有する車両駆用モータ制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive motor control device having a cooling function.
ハイブリッド自動車、電気自動車等のモータ駆動車両が広く用いられている。モータ駆動車両には、モータの駆動制御を行うモータ制御装置が備えられる。モータ制御装置には、冷却水を流通させる冷媒管が備えられる。冷却水は、ポンプの駆動力によって冷媒管を流通し、モータ制御装置を冷却する。 Motor-driven vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles are widely used. A motor-driven vehicle is provided with a motor control device that performs drive control of the motor. The motor control device is provided with a refrigerant pipe for circulating cooling water. The cooling water flows through the refrigerant pipe by the driving force of the pump and cools the motor control device.
冷媒管は長期間の使用により内部に異物が堆積し、堆積物が冷却水の流通を妨げることがある。また、ポンプが寿命に達した等の場合には、冷媒管に冷却水を流通させることが困難となる。このような場合、モータ制御装置に用いられている電気部品の温度が上昇し、モータ制御装置の寿命が短くなるおそれがある。 When the refrigerant pipe is used for a long period of time, foreign matter accumulates inside, and the deposit may hinder the flow of cooling water. Further, when the pump reaches the end of its life, it becomes difficult to circulate the cooling water through the refrigerant pipe. In such a case, the temperature of the electrical components used in the motor control device may increase, and the life of the motor control device may be shortened.
本発明は、このような課題に対してなされたものである。すなわち、冷却機能を有する車両駆用モータ制御装置において、冷媒管中の冷媒の流通が滞る等の異常が生じた場合におけるモータ制御装置の温度上昇を回避することを目的とする。 The present invention has been made for such a problem. That is, in the vehicle drive motor control device having a cooling function, an object is to avoid an increase in the temperature of the motor control device when an abnormality such as a stagnation of the refrigerant flow in the refrigerant pipe occurs.
本発明は、複数のスイッチング素子を備え、直流電力と交流電力とを相互に変換するインバータと、前記スイッチング素子を冷媒により冷却する冷却手段と、前記インバータに接続された車両駆動用モータからトルク指令値に応じた出力トルクが出力されるよう、前記インバータを制御する制御手段と、を備える車両駆動用モータ制御装置において、前記制御手段は、前記冷却手段の異常を判定する異常判定部と、前記スイッチング素子の温度に基づいて前記冷媒の推定温度を求める温度推定部と、前記異常判定部が異常判定をしたときに、前記推定温度に正のオフセット値を加算した補正推定値に応じて前記トルク指令値を求めるトルク指令値決定部と、を備え、前記冷却手段は、 前記冷媒を循環させるポンプを備え、 前記異常判定部は、前記冷媒の温度に基づいて前記冷却手段の異常を判定する第1異常判定手段と、前記ポンプの異常に基づいて前記冷却手段の異常を判定する第2異常判定手段と、を備え、前記トルク指令値決定部は、前記第1異常判定手段が異常判定をしたときと、前記第2異常判定手段が異常判定をしたときとで前記オフセット値を異なる値とすることを特徴とする。 The present invention includes a plurality of switching elements, an inverter that mutually converts DC power and AC power, cooling means that cools the switching elements with a refrigerant, and a torque command from a vehicle driving motor connected to the inverter. Control means for controlling the inverter so that an output torque corresponding to the value is output. In the vehicle drive motor control device, the control means includes an abnormality determination unit that determines abnormality of the cooling means, A temperature estimating unit for obtaining an estimated temperature of the refrigerant based on a temperature of the switching element; and the torque according to a corrected estimated value obtained by adding a positive offset value to the estimated temperature when the abnormality determining unit makes an abnormality determination. includes a torque command value determining section for determining the command value, wherein the cooling means comprises a pump for circulating the coolant, the abnormality determining unit A first abnormality determining means for determining an abnormality of the cooling means based on the temperature of the refrigerant; and a second abnormality determining means for determining an abnormality of the cooling means based on an abnormality of the pump. the value determination unit, and when said first abnormality determination means has an abnormality determination, the second abnormality determining means is characterized by different values and to Rukoto the offset value in the case where the abnormality determination.
また、本発明に係る車両駆動用モータ制御装置においては、直流電圧を調整して前記インバータに出力する昇圧コンバータと、前記昇圧コンバータに備えられ前記冷却手段によって冷却されるコンバータ・スイッチング素子の温度を検出する昇圧コンバータ素子温度検出手段と、前記インバータが備えるスイッチング素子の温度を検出するインバータ素子温度検出手段と、を備え、 前記温度推定部は、前記昇圧コンバータ素子温度検出手段の検出結果に基づいて局所的に冷媒推定温度を求める冷媒温度推定手段と、前記インバータ素子温度検出手段の検出結果に基づいて局所的に冷媒推定温度を求める冷媒温度推定手段と、各冷媒温度推定手段によって求められた冷媒推定温度のばらつき度を示すばらつき値を求める手段と、を備え、前記温度推定部は、前記第1異常判定手段が異常判定をしたときは、各冷媒温度推定手段によって求められた冷媒推定温度のうちの最大値に基づいて前記冷媒の推定温度を求め、前記第2異常判定手段が異常判定をしたときは、各冷媒温度推定手段によって求められた冷媒推定温度の平均値に基づいて前記冷媒の推定温度を求めることが好適である。 In the vehicle drive motor control device according to the present invention, the boost converter that adjusts a DC voltage and outputs the adjusted voltage to the inverter, and the temperature of the converter / switching element that is provided in the boost converter and is cooled by the cooling means are provided. Boosting converter element temperature detecting means for detecting, and inverter element temperature detecting means for detecting the temperature of the switching element provided in the inverter, wherein the temperature estimation unit is based on the detection result of the boosting converter element temperature detecting means. Refrigerant temperature estimating means for locally obtaining the estimated refrigerant temperature, refrigerant temperature estimating means for locally obtaining the estimated refrigerant temperature based on the detection result of the inverter element temperature detecting means, and the refrigerant obtained by each refrigerant temperature estimating means A variation value indicating a variation degree of the estimated temperature, and the temperature When the first abnormality determination unit makes an abnormality determination, the degree estimation unit obtains an estimated temperature of the refrigerant based on a maximum value among the refrigerant estimated temperatures obtained by each refrigerant temperature estimation unit, and the second When the abnormality determining means makes an abnormality determination, it is preferable to obtain the estimated temperature of the refrigerant based on the average value of the estimated refrigerant temperatures obtained by each refrigerant temperature estimating means.
また、本発明に係る車両駆動用モータ制御装置においては、直流電圧を調整して前記インバータに出力する昇圧コンバータと、前記昇圧コンバータに備えられ前記冷却手段によって冷却されるコンバータ・スイッチング素子の温度を検出する昇圧コンバータ素子温度検出手段と、前記インバータが備えるスイッチング素子の温度を検出するインバータ素子温度検出手段と、を備え、前記温度推定部は、前記昇圧コンバータ素子温度検出手段の検出結果に基づいて局所的に冷媒推定温度を求める冷媒温度推定手段と、前記インバータ素子温度検出手段の検出結果に基づいて局所的に冷媒推定温度を求める冷媒温度推定手段と、を備え、各冷媒温度推定手段によって求められた冷媒推定温度に対する統計値に基づいて、前記冷媒の推定温度を求めることが好適である。 In the vehicle drive motor control device according to the present invention, the boost converter that adjusts a DC voltage and outputs the adjusted voltage to the inverter, and the temperature of the converter / switching element that is provided in the boost converter and is cooled by the cooling means are provided. Boosting converter element temperature detecting means for detecting, and inverter element temperature detecting means for detecting the temperature of the switching element included in the inverter, wherein the temperature estimation unit is based on the detection result of the boosting converter element temperature detecting means. Refrigerant temperature estimating means for locally obtaining the estimated refrigerant temperature; and refrigerant temperature estimating means for locally obtaining the estimated refrigerant temperature based on the detection result of the inverter element temperature detecting means, and obtained by each refrigerant temperature estimating means. The estimated temperature of the refrigerant is obtained based on the statistical value for the estimated refrigerant temperature. It is preferable.
また、本発明は、複数のスイッチング素子を備え、直流電力と交流電力とを相互に変換するインバータと、前記スイッチング素子を冷媒により冷却する冷却手段と、前記インバータに接続された車両駆動用モータからトルク指令値に応じた出力トルクが出力されるよう、前記インバータを制御する制御手段と、を備える車両駆動用モータ制御装置において、前記制御手段は、前記冷却手段の異常を判定する異常判定部と、前記スイッチング素子の温度に基づいて前記冷媒の推定温度を求める温度推定部と、前記異常判定部が異常判定をしたときに、前記推定温度に正のオフセット値を加算した補正推定値に応じて前記トルク指令値を求めるトルク指令値決定部と、を備え、前記車両駆動用モータ制御装置は、直流電圧を調整して前記インバータに出力する昇圧コンバータと、前記昇圧コンバータに備えられ前記冷却手段によって冷却されるコンバータ・スイッチング素子の温度を検出する昇圧コンバータ素子温度検出手段と、前記インバータが備えるスイッチング素子の温度を検出するインバータ素子温度検出手段と、を備え、前記温度推定部は、前記昇圧コンバータ素子温度検出手段の検出結果に基づいて局所的に冷媒推定温度を求める冷媒温度推定手段と、前記インバータ素子温度検出手段の検出結果に基づいて局所的に冷媒推定温度を求める冷媒温度推定手段と、各冷媒温度推定手段によって求められた冷媒推定温度のばらつき度を示すばらつき値を求める手段と、を備え、前記昇圧コンバータ素子温度検出手段の検出結果によって求められた冷媒推定温度に基づいて前記冷媒の推定温度を求めるか、各冷媒温度推定手段によって求められた冷媒推定温度に対する統計値に基づいて前記冷媒の推定温度を求めるかを、前記ばらつき値に基づいて判定し、判定結果に従って前記冷媒の推定温度を求めることを特徴とする。
The present invention also includes an inverter that includes a plurality of switching elements and that converts between DC power and AC power, cooling means that cools the switching elements with a refrigerant, and a vehicle driving motor connected to the inverter. Control means for controlling the inverter so that an output torque according to a torque command value is output, wherein the control means includes an abnormality determination unit that determines abnormality of the cooling means; A temperature estimation unit that obtains an estimated temperature of the refrigerant based on the temperature of the switching element, and a correction estimated value obtained by adding a positive offset value to the estimated temperature when the abnormality determination unit makes an abnormality determination. and a torque command value determining section for determining the torque command value, the vehicle driving motor control device, the inverter adjusts the DC voltage A step-up converter that outputs to the converter, a step-up converter element temperature detecting means that detects the temperature of the converter / switching element that is provided in the step-up converter and is cooled by the cooling means, and an inverter element that detects the temperature of the switching element included in the inverter Temperature detection means, wherein the temperature estimation unit locally obtains a refrigerant estimated temperature based on a detection result of the boost converter element temperature detection means, and a detection result of the inverter element temperature detection means And a means for obtaining a variation value indicating a degree of variation of the estimated refrigerant temperature obtained by each refrigerant temperature estimation means, and a step-up converter element temperature detection. Based on the estimated refrigerant temperature obtained from the detection result of the means. Whether to calculate the estimated temperature of the refrigerant based on the statistical value for the estimated refrigerant temperature obtained by each refrigerant temperature estimating means based on the variation value. and obtaining the estimated temperature.
また、本発明に係る車両駆動用モータ制御装置においては、前記トルク指令値決定部は、前記ばらつき値に応じて前記オフセット値を異なる値とすることが好適である。 In the vehicle drive motor control device according to the present invention, it is preferable that the torque command value determining unit sets the offset value to a different value according to the variation value.
また、本発明に係る車両駆動用モータ制御装置においては、前記トルク指令値決定部は、前記トルク指令値を決定するための媒介値と前記トルク指令値との間に規定されたトルク規定関係に基づいて前記トルク指令値を求めるトルク規定手段を備え、前記トルク規定手段は、前記異常判定部が正常判定をしたときは、前記冷媒の温度を前記媒介値として前記トルク指令値を求め、前記異常判定部が異常判定をしたときは、前記補正推定値を前記媒介値として前記トルク指令値を求めることが好適である。 In the vehicle drive motor control device according to the present invention, the torque command value determining unit has a torque defining relationship defined between the median value for determining the torque command value and the torque command value. Torque determining means for determining the torque command value based on the torque determining means, and when the abnormality determining section determines normality, the torque determining means determines the torque command value using the temperature of the refrigerant as the median value, and When the determination unit makes an abnormality determination, it is preferable to determine the torque command value using the corrected estimated value as the median value.
また、本発明に係る車両駆動用モータ制御装置においては、前記制御手段は、車両の運転操作に基づいてトルク指令値の初期値を求める初期トルク指令値決定部を備え、前記トルク規定関係は、前記初期値に対する前記トルク指令値の比が前記媒介値が大きくなる程小さくなる関係であることが好適である。 Further, in the vehicle drive motor control device according to the present invention, the control means includes an initial torque command value determining unit that obtains an initial value of a torque command value based on a driving operation of the vehicle, and the torque regulation relationship is: It is preferable that the ratio of the torque command value to the initial value becomes smaller as the median value becomes larger.
本発明によれば、冷却機能を有する車両駆用モータ制御装置において、冷却機能の異常による車両駆用モータ制御装置の温度上昇を回避することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the vehicle drive motor control apparatus which has a cooling function, the temperature rise of the vehicle drive motor control apparatus by abnormality of a cooling function can be avoided.
図1に本発明の実施形態に係るハイブリッド車両駆動システムの構成を示す。昇圧コンバータ12は、コントロールユニット26の制御に応じて電池10の電圧を昇圧し、昇圧電圧を第1インバータ14および第2インバータ18に出力する。第1インバータ14および第2インバータ18は、コントロールユニット26の制御に応じて直流電圧を3相交流電圧に変換し、それぞれ、3相交流電圧を第1モータジェネレータ16および第2モータジェネレータ20に出力する。また、第1インバータ14および第2インバータ18は、それぞれ、第1モータジェネレータ16および第2モータジェネレータ20の各3相交流発電電圧を直流電圧に変換し、直流電圧を昇圧コンバータ12に出力する。
FIG. 1 shows a configuration of a hybrid vehicle drive system according to an embodiment of the present invention.
第1モータジェネレータ16は、第1モータジェネレータ16の誘導起電力と第1インバータ14の出力電圧との大小関係に応じて、昇圧コンバータ12および第1インバータ14を介して電池10との間で電力を授受する。電池10から第1モータジェネレータ16に電力が供給されることで、第1モータジェネレータ16は加速し、第1モータジェネレータ16から電池10に電力が供給されることで第1モータジェネレータ16は減速する。第1モータジェネレータ16と電池10との間で授受される電力は、コントロールユニット26が第1インバータ14を制御することにより調整することができる。
The
同様に、第2モータジェネレータ20は、第2モータジェネレータ20の誘導起電力と第2インバータ18の出力電圧との大小関係に応じて、昇圧コンバータ12および第2インバータ18を介して電池10との間で電力を授受する。電池10から第2モータジェネレータ20に電力が供給されることで、第2モータジェネレータ20は加速し、第2モータジェネレータ20から電池10に電力が供給されることで第2モータジェネレータ20は減速する。第2モータジェネレータ20と電池10との間で授受される電力は、コントロールユニット26が第2インバータ18を制御することにより調整することができる。第1モータジェネレータ16および第2モータジェネレータ20は、それぞれ、回転速度を検出するレゾルバを備え、検出結果をコントロールユニット26に出力する。
Similarly, the
エンジン22は、コントロールユニット26の制御に応じて稼働する。動力伝達機構24は、第1モータジェネレータ16、第2モータジェネレータ20、およびエンジン22の相互間でトルクを伝達する。第2モータジェネレータ20のシャフトに表れた合成トルクは車輪に伝達される。第1モータジェネレータ16は、エンジン22の始動、電池10の充電等に用いられる。
The
操作部28は、アクセルペダル、ブレーキペダル、ギアチェンジレバー、ステアリング等を含み、コントロールユニット26に運転操作指令を出力する。コントロールユニット26は、運転操作指令に基づいて、第1モータジェネレータ16、第2モータジェネレータ20、およびエンジン22に対するトルク指令値等を求め、求められたトルク指令値等に基づいて、昇圧コンバータ12、第1インバータ14、第2インバータ18、およびエンジン22を制御する。
The
冷媒管38は、昇圧コンバータ12、第1インバータ14および第2インバータ18に接するよう配管される。冷媒管38の始点および終点にはポンプ40が取り付けられる。ポンプ40は、コントロールユニット26の制御に応じて動作し、冷媒管38に冷却水を循環させる。コントロールユニット26は、ポンプ40が正常に動作しているか否かを検出することができる。また、冷媒管38に設けられた水温センサ42は冷却水の温度を測定し、測定結果をコントロールユニット26に出力する。
The
昇圧コンバータ12は、スイッチング素子およびインダクタを備える。昇圧コンバータ12は、スイッチング素子のオンオフ制御によってインダクタに誘導起電力を発生させ、電池10の出力電圧に誘導起電力を加えた電圧を出力する。スイッチング素子には、トランジスタ、サイリスタ、トライアック等を用いることができる。トランジスタを用いる場合には、昇圧コンバータ12外部との絶縁を確保するため、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を採用することが好適である。本実施形態においては、昇圧コンバータ12は2つのIGBTを備えるものとする。
図2(a)に昇圧コンバータ12の構成例を示す。コントロールユニット26は、各IGBTのゲート端子Gとエミッタ端子Eとの間の電圧を制御することにより、各IGBTのコレクタ端子Cとエミッタ端子Eとの間のオンオフ制御を行う。
FIG. 2A shows a configuration example of the
IGBT54のエミッタ端子Eは、IGBT52のコレクタ端子Cに接続される。低電圧側端子46とIGBT52および54の接続点との間には、インダクタ50が接続される。IGBT52のエミッタ端子Eは、低電圧側端子48および高電圧側端子60に接続される。IGBT54のコレクタ端子Cは、高電圧側端子58に接続される。高電圧側端子58と高電圧側端子60との間には、キャパシタ56が接続される。
The emitter terminal E of the
低電圧側端子46と低電圧側端子48との間には直流電圧が印加される。IGBT54をオンオフにすることにより、インダクタ50には誘導起電力が発生する。IGBT52をオンにすることにより、低電圧側端子46と低電圧側端子48との間に印加された電圧にインダクタ誘導起電力が加えられた電圧が、キャパシタ56の端子間に印加される。キャパシタ56の端子間電圧は、高電圧側端子58および60から出力される。コントロールユニット26が、IGBT52および54を交互にオンオフ制御することにより、低電圧側端子46および48に印加された電圧にインダクタ誘導起電力が加えられた電圧が、昇圧電圧として高電圧側端子58および60から出力される。
A DC voltage is applied between the low
第1IGBT温度センサ30は、昇圧コンバータ12が備える2つのIGBTのうち一方のIGBTの温度を測定し、測定結果をコントロールユニット26に出力する。また、第2IGBT温度センサ32は、他方のIGBTの温度を測定し、測定結果をコントロールユニット26に出力する。
The first
第1インバータ14および第2インバータ18は、それぞれ、6個のスイッチング素子を備えるものとする。第1インバータ14および第2インバータ18の入出力3相交流電流の各相電流は、6個のスイッチング素子のうち、各相電流に対応する2つがオンになることによって流れる。各インバータは、スイッチング素子のオンオフ制御によって直流電圧を3相交流電圧に変換し、または3相交流電圧を直流電圧に変換する。スイッチング素子には、昇圧コンバータ12と同様、トランジスタ、サイリスタ、トライアック等を用いることができ、トランジスタを用いる場合には、IGBTを採用することが好適である。本実施形態においては、第1インバータ14および第2インバータ18にIGBTを用いるものとする。
Each of the
図2(b)に第1インバータ14および第2インバータ18の構成例を示す。コントロールユニット26は、各IGBTのゲート端子Gとエミッタ端子Eとの間の電圧を制御することにより、各IGBTのコレクタ端子Cとエミッタ端子Eとの間のオンオフ制御を行う。
FIG. 2B shows a configuration example of the
IGBT66、68、および70の各コレクタ端子Cは直流正極端子62に接続される。また、IGBT72、74、および76の各エミッタ端子Eは直流負極端子64に接続される。IGBT66、68、および70のエミッタ端子Eは、それぞれ、IGBT72、74、および76のコレクタ端子Cに接続される。IGBT66および72の接続点、IGBT68および74の接続点、ならびにIGBT70および76の接続点は、それぞれ、u相端子、v相端子、ならびにw相端子に接続される。
Each collector terminal C of
図2(b)に示すインバータのスイッチング状態としては次の6状態をとることができる。(1)IGBT66および74をオンとすることにより、u相端子とv相端子との間にu相端子側を正として電圧を印加する状態、(2)IGBT68および72をオンとすることにより、u相端子とv相端子との間にv相端子側を正として電圧を印加する状態、(3)IGBT68および76をオンとすることにより、v相端子とw相端子との間にv相端子側を正として電圧を印加する状態、(4)IGBT70および74をオンとすることにより、v相端子とw相端子との間にw相端子側を正として電圧を印加する状態、(5)IGBT70および72をオンとすることにより、w相端子とu相端子との間にw相端子側を正として電圧を印加する状態、(6)IGBT66および76をオンとすることにより、w相端子とu端子との間にu相端子側を正として電圧が印加する状態。
As the switching state of the inverter shown in FIG. 2B, the following six states can be taken. (1) By turning on the
コントロールユニット26は、上記(1)〜(6)のうちのいずれかのスイッチング状態を組み合わせ、時間経過と共にスイッチング状態の組み合わせを変化させることにより、直流正極端子62と直流負極端子64との間に印加された直流電圧を3相交流電圧に変換してu相端子、v相端子、およびw相端子に出力し、または、u相端子、v相端子、およびw相端子に印加された3相交流電圧を直流電圧に変換して直流正極端子62と直流負極端子64との間に出力する。上記(1)または(2)の状態ではuv相に電流が流れ、上記(3)または(4)の状態ではvw相に電流が流れる。そして、上記(5)または(6)の状態ではwv相に電流が流れる。
The
第1インバータ温度センサ34は、第1インバータ14が備える6個のIGBTのうちの1つの温度を測定し、測定結果をコントロールユニット26に出力する。第2インバータ温度センサ36は、第2インバータ18が備える6個のIGBTのうちの1つの温度を測定し、測定結果をコントロールユニット26に出力する。
The first
次に、第2インバータ18の温度上昇を回避するための制御について説明する。ハイブリッド車両駆動システムでは、車輪がロックする等により第2モータジェネレータ20の回転が妨げられ、第2モータジェネレータ20に流れる3相交流電流が増大した場合、次のような問題が生じる。すなわち、第2モータジェネレータ20に流れる3相交流電流が増大することによって第2インバータ18のIGBTの発熱量が増大し、IGBTの寿命が短くなるという問題が生じる。
Next, control for avoiding a temperature rise of the
そこで、コントロールユニット26は、第2モータジェネレータ20から取得した回転速度検出値が所定の値未満となったときは、トルク制限マップ記憶部44に記憶されているトルク制限マップを参照する。
Therefore, the
ここで、トルク制限マップは、図3に示すように、制限値決定用値とトルク制限値とを対応付け、ある制限値決定用値を与えることによりトルク制限値が求まるマップである。また、トルク制限値とは、コントロールユニット26が第2モータジェネレータ20が発生すべきトルクとして求めたトルク初期値に乗ずることで、最終的に求められるトルク指令値を制限する値である。トルク制限値は0%〜100%の値を有し、最終的に求められるトルク指令値のトルク初期値に対する比となる。トルク制限値が100%であることはトルク制限を施さないことを意味し、トルク制限値が0%であることはトルクの発生を禁止することを意味する。
Here, as shown in FIG. 3, the torque limit map is a map in which the limit value determining value and the torque limit value are associated with each other and the torque limit value is obtained by giving a certain limit value determining value. The torque limit value is a value that limits the torque command value finally obtained by multiplying the initial torque value obtained by the
図3に示すトルク制限マップでは、制限値決定用値がT1未満ではトルク制限値が一定値100%となる。そして、制限値決定用値がT1以上では制限値決定用値の増加と共にトルク制限値が減少するよう、制限値決定用値とトルク制限値とが対応づけられる。さらに、図3に示すトルク制限マップでは、制限値決定用値がT2以上での傾きが、制限値決定用値がT1以上T2未満での傾きよりも大きくなり、制限値決定用値がT3でトルク制限値が0%となるよう、制限値決定用値とトルク制限値とが対応付けられる。 In the torque limit map shown in FIG. 3, when the limit value determination value is less than T1, the torque limit value is a constant value of 100%. Then, when the limit value determination value is equal to or greater than T1, the limit value determination value and the torque limit value are associated with each other so that the torque limit value decreases as the limit value determination value increases. Further, in the torque limit map shown in FIG. 3, the slope when the limit value determination value is T2 or more is larger than the slope when the limit value determination value is T1 or more and less than T2, and the limit value determination value is T3. The limit value determination value and the torque limit value are associated with each other so that the torque limit value becomes 0%.
なお、ここでは、トルク制限マップ記憶部44に記憶されたトルク制限マップを参照することで、制限値決定用値を求める構成としている。このような構成の他、制限値決定用値を独立変数とし、トルク制限値を従属変数とした関数を用いる構成としてもよい。この場合、トルク制限マップ記憶部44の代わりに関数発生器を設ける。関数発生器は、図3で示される特性を数式で表した関数に基づき、コントロールユニット26から出力された制限値決定用値に対するトルク制限値を求め、コントロールユニット26に出力する。
Here, the limit value determination value is obtained by referring to the torque limit map stored in the torque limit
コントロールユニット26は、水温センサ42の測定温度を制限値決定用値としてトルク制限マップを参照し、水温センサ42の測定温度に対するトルク制限値を取得する。そして、第2モータジェネレータ20が発生すべきトルクとして求めたトルク初期値にトルク制限値を乗ずることで、トルク指令値を求める。コントロールユニット26は、そのトルク指令値に基づいて昇圧コンバータ12および第2インバータ18を制御する。
The
このようなロック時制御によれば、車輪がロックする等により第2モータジェネレータ20の回転が妨げられた場合には、第2インバータ18の温度上昇およびそれに伴う冷却水の温度上昇と共に、第2モータジェネレータ20に対するトルク指令値が制限される。これによって、第2インバータ18のIGBTに流れる電流も制限され、発熱によってIGBTの寿命が短くなることを回避することができる。
According to such a control at the time of locking, when the rotation of the
上述のように、冷媒管38は長期間の使用により内部に異物が堆積し、堆積物が冷却水の流通を妨げることがある。また、ポンプ40が寿命に達した等の場合には、冷媒管38に冷却水を流通させることが困難となる。本実施形態に係るハイブリッド車両駆動システムは、冷却系統に異常が生じた場合には次に説明する制御を行い、第2インバータ18の温度上昇を回避する。
As described above, the
上述のロック時制御では、水温センサ42の測定温度に基づいて、第2モータジェネレータ20のトルク制限値が制限されるよう第2インバータ18を制御し、第2インバータ18のIGBTに流れる電流を制限する。したがって、水温センサ42付近の冷却水の温度が上昇したときに第2インバータ18の温度も上昇し、水温センサ42付近の冷却水の温度が下降したときに第2インバータ18の温度も下降するといった関係がある場合に適切な制御を行うことができる。
In the above-described control at the time of locking, the
しかし、冷却水の流通が滞った場合には、水温センサ42付近の冷却水の温度と第2インバータ18の温度との間に必ずしもこのような関係が成立しない。そのため、第2インバータ18のIGBTの発熱量が過大であるにもかかわらず、十分な電流制限が行われなくなるおそれがある。そこで、コントロールユニット26は次に説明する冷却水温推定制御を行う。
However, when the circulation of the cooling water is stagnant, such a relationship is not necessarily established between the temperature of the cooling water near the
冷却水温推定制御の原理について説明する。第1IGBT温度センサ30、第2IGBT温度センサ32、第1インバータ温度センサ34、および第2インバータ温度センサ36がそれぞれ出力する測定温度は、ハイブリッド車両駆動システムに固定配置されたIGBTの素子温度を示す。したがって、冷媒管38を流通する冷却水の温度と、各IGBTの所定時間内での温度変化(時間変化率)との対応関係を設計段階で予め取得しておくことにより、測定温度の時間変化率に基づいて冷却水の温度を推定することができる。これによって、コントロールユニット26は、各センサの測定温度に基づいて冷却水の温度を推定する。
The principle of the coolant temperature estimation control will be described. The measured temperatures output from the first
コントロールユニット26は、昇圧コンバータ第1推定温度演算部C1、昇圧コンバータ第2推定温度演算部C2、第1インバータ推定温度演算部I1、および第2インバータ推定温度演算部I2を備える。
The
昇圧コンバータ第1推定温度演算部C1は、第1IGBT温度センサ30の測定温度の時間変化率に基づいて、推定温度TC1を求める。また、昇圧コンバータ第2推定温度演算部C2は、第2IGBT温度センサ32の測定温度の時間変化率に基づいて、推定温度TC2を求める。
Boost converter first estimated temperature calculation unit C1 obtains estimated temperature TC1 based on the temporal change rate of the measured temperature of first
同様に、第1インバータ推定温度演算部I1は、第1インバータ温度センサ34の測定温度の時間変化率に基づいて、推定温度TI1を求める。また、第2インバータ推定温度演算部I2は、第2インバータ温度センサ36の測定温度の時間変化率に基づいて、推定温度TI2を求める。
Similarly, the first inverter estimated temperature calculation unit I1 obtains the estimated temperature TI1 based on the time change rate of the measured temperature of the first
次に、各推定温度を用いてコントロールユニット26が実行する処理について図4のフローチャートを参照して説明する。コントロールユニット26は、推定温度TC1、TC2、TI1、およびTI2のうちの最大値Txを求める(S101)。そして、最大値Txが所定の閾値TH1以上であるか否かを判定する(S102)。コントロールユニット26は、最大値Txが所定の閾値TH1以上であるときは、その値を最終推定温度TEとする(S103)。
Next, processing executed by the
冷却水の流通が滞っている場合には、推定温度TC1、TC2、TI1、およびTI2のうち少なくともいずれかの値が上昇する。したがって、これらの推定温度のうちの最大値が閾値TH1以上となった場合には、冷却水の流通が滞っている可能性が高い。ステップS101からS103によれば、冷却水の流通が滞っている場合において推定される最大の温度を最終推定温度TEとして求めることができる。 When the circulation of the cooling water is stagnant, at least one of the estimated temperatures TC1, TC2, TI1, and TI2 increases. Therefore, when the maximum value among these estimated temperatures is equal to or higher than the threshold value TH1, there is a high possibility that the circulation of the cooling water is stagnant. According to steps S101 to S103, the maximum temperature estimated when the circulation of the cooling water is stagnating can be obtained as the final estimated temperature TE.
次に、コントロールユニット26は、最終推定温度TEにオフセット値Of1を加算した値を制限値決定用値Tdとして求める(S104)。そして、トルク制限マップを参照し、制限値決定用値Tdに対応するトルク制限値を求める(S105)。コントロールユニット26は、トルク制限値を用いて求めたトルク指令値に基づいて昇圧コンバータ12および第2インバータ18を制御する(S106)。
Next, the
このような処理によれば、最終推定温度TEにオフセット値Of1を加算した値を制限値決定用値Tdとし、制限値決定用値Tdに対応するトルク制限値に基づいた第2モータジェネレータ20の制御が行われる。すなわち、図3のトルク制限マップの横軸を最終推定温度TEとして、特性を横軸の負方向にオフセット値Of1だけ移動させた、図5(a)に示す仮想的なマップを用いた制御と同一の制御を行うことができる。
According to such a process, the value obtained by adding the offset value Of1 to the final estimated temperature TE is set as the limit value determination value Td, and the
最大値Txが所定の閾値TH1未満であるときの処理について説明する(S102)。コントロールユニット26は、ポンプ40が正常に動作しているか否かを判定する(S107)。そして、ポンプ40が正常に動作せず停止しているときは、推定温度TC1、TC2、TI1、およびTI2の平均値Taを求め(S108)、平均値Taを最終推定温度TEとする(S109)。
Processing when the maximum value Tx is less than the predetermined threshold value TH1 will be described (S102). The
コントロールユニット26は、最終推定温度TEにオフセット値Of2を加算した値を制限値決定用値Tdとして求める(S110)。ここで、オフセット値Of2は、例えば、オフセット値Of1より小さい値とする。コントロールユニット26は、トルク制限マップを参照し、制限値決定用値Tdに対応するトルク制限値を求め(S105)、トルク制限値を用いて求めたトルク指令値に基づいて昇圧コンバータ12および第2インバータ18を制御する(S106)。
The
ここで、ステップS107でポンプ40が正常に動作していないと判定されるのは、最大値Txが閾値TH1まで上昇してはいないもののポンプ40が停止しているため、将来的に、昇圧コンバータ12、第1インバータ14または第2インバータ18のIGBTの温度が上昇するおそれがある場合である。ステップS107からS109によれば、これらの電力回路のIGBTの温度が上昇する前の冷却水の温度が最終推定温度TEとして求められる。
Here, it is determined in step S107 that the
そして、最終推定温度TEにオフセット値Of2を加算した値を制限値決定用値Tdとし、制限値決定用値Tdに対応するトルク制限値に基づいた第2モータジェネレータ20の制御が行われる。すなわち、図3のトルク制限マップの横軸を最終推定温度として、特性を横軸の負方向にオフセット値Of2だけ移動させた、図5(b)に示す仮想的なマップを用いた制御と同一の制御が行われる。
Then, the value obtained by adding the offset value Of2 to the final estimated temperature TE is set as a limit value determination value Td, and the
一方、ポンプ40が正常に動作しているときは、コントロールユニット26は、S111、S105およびS106に基づく通常のロック時制御を行う。すなわち、コントロールユニット26は、水温センサ42の測定温度を制限値決定用値Tdとする(S111)。そして、トルク制限マップを参照し、制限値決定用値Tdに対応するトルク制限値を求め(S105)、そのトルク制限値を用いて求めたトルク指令値に基づいて昇圧コンバータ12および第2インバータ18を制御する(S106)。
On the other hand, when the
冷却水温推定制御によれば、次のような効果を得ることができる。推定温度TI1およびTI2は、インバータが備える6個のIGBTのうちの1つの温度に基づく推定温度である。インバータの入出力3相交流電流の各相電流は、6個のIGBTのうち、各相電流に対応する2つがオンになることによって流れる。 According to the cooling water temperature estimation control, the following effects can be obtained. The estimated temperatures TI1 and TI2 are estimated temperatures based on the temperature of one of the six IGBTs included in the inverter. Each phase current of the input / output three-phase alternating current of the inverter flows when two of the six IGBTs corresponding to each phase current are turned on.
したがって、モータジェネレータに流れる3相交流電流のうちの1つの相の電流の大きさが増加し、温度検出対象外のIGBTの発熱量が増加した場合であっても、温度検出対象外のIGBTの発熱量は推定温度TI1またはTI2に反映されない。これによって、最終推定温度TEには、実際の冷却水の温度に対して誤差が生じることとなる。したがって、推定温度TI1およびTI2に基づいて求められた最終推定温度TEを用いて、そのままトルク制限値を求めた場合には、温度検出対象外のIGBTに対し、十分な電流制限が施されない場合がある。 Therefore, even when the magnitude of the current of one phase of the three-phase AC current flowing through the motor generator increases and the amount of heat generated by the IGBT that is not the temperature detection target increases, The calorific value is not reflected in the estimated temperature TI1 or TI2. As a result, an error occurs in the final estimated temperature TE with respect to the actual cooling water temperature. Therefore, when the torque limit value is obtained as it is using the final estimated temperature TE obtained based on the estimated temperatures TI1 and TI2, sufficient current limitation may not be applied to the IGBT that is not subject to temperature detection. is there.
そこで、ステップS104およびS110では、最終推定温度TEにオフセット値を加算した制限値決定用値Tdを求める。オフセット値Of1およびOf2は、IGBTが保護されるよう、実験またはシミュレーションに基づいて最適な値を決定する。これによって、最終推定温度TEと実際の冷却水の温度との誤差を補償し、適切な電流制限を施すことができる。 Therefore, in steps S104 and S110, a limit value determination value Td obtained by adding an offset value to the final estimated temperature TE is obtained. The offset values Of1 and Of2 are determined to be optimum values based on experiments or simulations so that the IGBT is protected. As a result, an error between the final estimated temperature TE and the actual cooling water temperature can be compensated, and an appropriate current limit can be applied.
また、オフセット値Of2をオフセット値Of1より小さい値とすることで、最終推定温度TEの算出過程に応じた適切な電流制限を行うことができる。すなわち、ステップS103で求められる最終推定温度TEは、実際に冷却水の温度が上昇している可能性が高い場合において推定される最大の冷却水温度であるのに対し、ステップS109で求められる最終推定温度TEは、ポンプ40が正常に動作していないものの、実際に冷却水の温度が上昇している可能性が低い場合において推定される冷却水温度である。したがって、オフセット値Of2をオフセット値Of1と同一値とし、実際に温度が上昇したときのように電流制限を施すことは、過度のトルク制限を施すこととなり、走行性能の観点から好ましくない。そこで、オフセット値Of2をオフセット値Of1より小さい値とすることで、適切な電流制限を施すことができる。
Further, by setting the offset value Of2 to a value smaller than the offset value Of1, it is possible to appropriately limit the current according to the calculation process of the final estimated temperature TE. That is, the final estimated temperature TE obtained in step S103 is the maximum cooling water temperature estimated when there is a high possibility that the temperature of the cooling water is actually rising, whereas the final estimated temperature TE obtained in step S109. The estimated temperature TE is a coolant temperature estimated when the
なお、ここでは、推定温度TC1、TC2、TI1、およびTI2のうちの最大値Txを求め(S101)、最大値Txが閾値TH1以上であるか否かを判定する処理について説明した(S102)。このような処理の他、推定温度TC1、TC2、TI1、およびTI2の平均値Taを求め、当該平均値Taが所定の閾値TH2以上であるか否かを判定し、判定結果に基づいた処理を行ってもよい。この場合、平均値Taが所定の閾値TH2以上であるときには、推定温度TC1、TC2、TI1、およびTI2のうちの最大値Txを求め、ステップS103の処理に移行する。一方、平均値Taが所定の閾値未満であるときには、ステップS107の処理に移行する。平均値Taは先のステップで求められることとなるため、S107の処理からS109の処理に至るまでの間に、必ずしもS108の処理を実行する必要はない。 Here, the process of obtaining the maximum value Tx of the estimated temperatures TC1, TC2, TI1, and TI2 (S101) and determining whether the maximum value Tx is equal to or greater than the threshold value TH1 has been described (S102). In addition to such processing, the average value Ta of the estimated temperatures TC1, TC2, TI1, and TI2 is obtained, it is determined whether the average value Ta is equal to or greater than a predetermined threshold value TH2, and processing based on the determination result is performed. You may go. In this case, when the average value Ta is equal to or greater than the predetermined threshold value TH2, the maximum value Tx of the estimated temperatures TC1, TC2, TI1, and TI2 is obtained, and the process proceeds to step S103. On the other hand, when the average value Ta is less than the predetermined threshold value, the process proceeds to step S107. Since the average value Ta is obtained in the previous step, it is not always necessary to execute the process of S108 from the process of S107 to the process of S109.
次に、応用例に係る冷却水温推定制御について説明する。図6に応用冷却水温推定制御のフローチャートを示す。図4のフローチャートにおけるステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。応用冷却水温推定制御では、最大値Txが閾値TH1以上であるか否かを判定するステップS101の処理に代えて、平均値Taが所定の閾値TH2以上であるか否かを判定する処理を実行する。また、冷却水温推定制御のステップS104とステップS105との間、またはステップS110とS105との間において最終推定温度TEの有効性を判定し、有効でない旨の判定をしたときには最終推定温度TEを適切な値に変更する。 Next, the cooling water temperature estimation control according to the application example will be described. FIG. 6 shows a flowchart of applied cooling water temperature estimation control. The same steps as those in the flowchart of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the applied cooling water temperature estimation control, a process for determining whether or not the average value Ta is greater than or equal to a predetermined threshold TH2 is executed instead of the process of step S101 for determining whether or not the maximum value Tx is greater than or equal to the threshold TH1 To do. Further, the effectiveness of the final estimated temperature TE is determined between steps S104 and S105 of the cooling water temperature estimation control or between steps S110 and S105, and when it is determined that the final estimated temperature TE is not effective, the final estimated temperature TE is appropriately set. Change to a correct value.
コントロールユニット26は、推定温度TC1、TC2、TI1、およびTI2の平均値Taを求める(S201)。そして、平均値Taが所定の閾値TH2以上であるか否かを判定する(S202)。コントロールユニット26は、平均値Taが所定の閾値TH2以上であるときは、推定温度TC1、TC2、TI1、およびTI2のうちの最大値Txを求め(S203)、その値を最終推定温度TEとする(S103)。一方、平均値Taが所定の閾値未満であるときには、コントロールユニット26は、ステップS107の処理に移行する。平均値TaはステップS201で求められるため、ここでは、S107の処理からS109の処理に至るまでの間に、平均値Taを再び求める処理を実行しないこととしている。
The
コントロールユニット26は、ステップS104またはステップS110の処理を実行した後、推定温度TC1、TC2、TI1、およびTI2のばらつきDを求める(S204)。ばらつきDは、例えば、推定温度TC1、TC2、TI1、およびTI2の分散、これらの推定温度の相互間の差違の加重平均値、これらの推定温度の最小値と最大値との差違等に基づいて定義することができる。冷却水が冷媒管38を滞りなく流れていれば、測定温度の時間変化率に基づいて求められる冷却水推定温度は、各温度センサについてほぼ同一となる。しかし、冷却水の流通が滞っている場合には、各温度センサの測定温度によって求められた冷却水推定温度にはばらつきが生じ、各冷却水推定温度に基づいて求められた最終推定温度TEの信頼性は低下する。応用冷却水温推定制御ではこのような原理に基づき、最終推定温度TEの有効性を判定する。
After executing the process of step S104 or step S110, the
コントロールユニット26は、ばらつきDが所定の閾値TH3以上であるか否かを判定する(S205)。そして、ばらつきDが所定の閾値TH3以上であるときは、推定温度TC1およびTC2のうちの大きい方を最終推定温度TEとして更新する(S206)。そして、最終推定温度TEにオフセット値Of3を加算した値を制限値決定用値Tdとして求め(S207)、ステップ105の処理へと移行する。ここで、オフセット値Of3は、IGBTが保護されるよう、実験またはシミュレーションに基づいて最適な値を決定する。
The
コントロールユニット26は、ばらつきが所定の閾値TH3未満であるときは、ステップ202が実行される前に求められた制限値決定用値Tdを維持し、ステップ105の処理へと移行する。コントロールユニット26はトルク制限マップを参照し、制限値決定用値Tdに対応するトルク制限値を求め(S105)、トルク制限値を用いて求めたトルク指令値に基づいて昇圧コンバータ12および第2インバータ18を制御する(S106)。
When the variation is less than the predetermined threshold value TH3, the
このような処理によれば、最終推定温度TEの温度を示す値としての信頼度が低い場合であっても、制限値決定用値を決定することができる。その際、推定温度TC1およびTC2のうち大きい方を最終推定温度TEとして求めることで十分な電流制限を施す制限値決定用値を決定することができる。その理由は次の通りである。 According to such a process, even if the reliability as the value indicating the temperature of the final estimated temperature TE is low, the limit value determination value can be determined. At that time, a limit value determination value for sufficiently limiting current can be determined by obtaining the larger one of the estimated temperatures TC1 and TC2 as the final estimated temperature TE. The reason is as follows.
推定温度TI1およびTI2は、インバータが備える複数のIGBTのうちの1つの温度に基づく推定温度である。したがって、モータジェネレータを流れる3相交流電流のうちの1つの相の電流の大きさが増加し、温度検出対象外のIGBTの発熱量が増加した場合には、温度検出対象外のIGBTの発熱量が推定温度TI1またはTI2に反映されず、適切な電流制限を施すことができない場合がある。 The estimated temperatures TI1 and TI2 are estimated temperatures based on the temperature of one of a plurality of IGBTs included in the inverter. Therefore, when the magnitude of the current of one phase of the three-phase alternating current flowing through the motor generator increases and the heat generation amount of the IGBT that is not the temperature detection target increases, the heat generation amount of the IGBT that is not the temperature detection target. May not be reflected in the estimated temperature TI1 or TI2, and an appropriate current limit may not be applied.
一方、推定温度TI1およびTI2は、単相の直流電圧を入出力する昇圧コンバータ12のIGBTの温度に基づく推定温度である。そのため、モータジェネレータを流れる3相交流電流のうちいずれの相の電流が増加したかに関わらず、昇圧コンバータ12に流れる電流の増加が推定温度TC1およびTCに反映される。したがって、応用例のように推定温度TC1およびTC2のうち大きい方を最終推定温度TEとして求めることで十分な電流制限を施すための制限値決定用値Tdを決定することができる。
On the other hand, estimated temperatures TI1 and TI2 are estimated temperatures based on the IGBT temperature of
また、本応用例によれば、最終推定温度TEにオフセット値Of3を加算した値を制限値決定用値Tdとし、制限値決定用値Tdに対応するトルク制限値に基づいた第2モータジェネレータ20の制御が行われる。すなわち、図3のトルク制限マップの横軸を最終推定温度として、特性を横軸の負方向にオフセット値Of3だけ移動させた、図5(c)に示す仮想的なマップを用いた制御と同一の制御を行うことができる。
Further, according to this application example, the value obtained by adding the offset value Of3 to the final estimated temperature TE is set as the limit value determining value Td, and the
したがって、トルク制限が施される制限値決定用値の範囲よりも値が小さい側にある最終推定温度TEの範囲においてトルク制限を施すことができる。これによって、冷却水の流通が滞った場合であっても、第2インバータ18のIGBTに対し十分な電流制限を行うことができる。
Therefore, it is possible to limit the torque in the range of the final estimated temperature TE on the side where the value is smaller than the range of the limit value determination value to which the torque limit is applied. Thereby, even if the circulation of the cooling water is stagnant, sufficient current limitation can be performed on the IGBT of the
なお、上記では、トルク制限マップとして図3に示すものを用いる処理について説明した。図3のトルク制限マップでは、制限値決定用値TdがT3以上となるとトルク制限値が0となり、車両の発進を行わない状態となる。しかし、車輪がロック等した場合であっても必要最小限のトルクが発生するよう、第2モータジェネレータ20を制御することが好ましい。そこで、トルク制限マップに基づいて取得されたトルク制限値が最小限の値TL未満となったときには、トルク制限値を強制的にTLに設定する最小限リミット制御を行ってもよい。ただし、最小限リミット制御は、最終推定温度TEと第2インバータ18のIGBTの設計許容温度との差が、予め定められたマージンより大きい場合に行うものとする。最小限リミット制御を行うことにより、トルク制限マップの特性の最小値がTLに制限された、図7に示す仮想的なマップを用いた制御と同一の制御を行うことができる。
In the above description, the processing using the torque limit map shown in FIG. 3 has been described. In the torque limit map of FIG. 3, when the limit value determination value Td is equal to or greater than T3, the torque limit value becomes 0, and the vehicle is not started. However, it is preferable to control the
次に、第2の応用例について説明する。従来のハイブリッド車両駆動システムでは、水温センサ42の測定温度が所定の閾値未満となった場合には、昇圧コンバータ12のインバータ側出力電圧が所定の上限値を超えないよう、コントロールユニット26が昇圧コンバータ12の制御を行っていた。これによって、冷却水温度の低下によって昇圧コンバータ12およびインバータのボデー等との間の絶縁性能が低下し、故障等が生じることを回避していた。
Next, a second application example will be described. In the conventional hybrid vehicle drive system, when the measured temperature of the
しかし、冷却水の流通が滞った場合には、水温センサ42の測定温度が冷却水温度を正確に示さない可能性が高い。実際の水温が閾値未満であるにもかかわらず測定温度が閾値を超えた場合には、昇圧コンバータ12のインバータ側出力電圧が高くなるよう制御され、故障等のおそれが生じる。そこで、次に説明するOVH制限制御では、冷却水の流通が滞っている可能性が高い場合には、昇圧コンバータ12の出力電圧の上限値OVHを低下させる制御を行う。
However, when the circulation of the cooling water is delayed, there is a high possibility that the measured temperature of the
図8にOVH制限制御のフローチャートを示す。図4および図6のフローチャートにおけるステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。 FIG. 8 shows a flowchart of the OVH restriction control. The same steps as those in the flowcharts of FIGS. 4 and 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
コントロールユニット26は、ステップS111を実行した場合には、水温センサ42の測定温度に応じて昇圧コンバータ出力電圧上限値OVHを設定し(S302)、ステップS105の処理に移行する。昇圧コンバータ出力電圧上限値OVHは、例えば、測定温度が所定の閾値以上であるときは電圧値VHに設定し、測定温度が所定の閾値未満であるときは電圧値VLに設定する。ここで、電圧値VLは電圧値VHよりも小さい値とする。
When executing step S111, the
また、コントロールユニット26は、ステップS104またはステップS110を実行した場合には、昇圧コンバータ出力電圧の上限値OVHを電圧値VLに設定し(S301)、ステップS204の処理に移行する。
In addition, when step S104 or step S110 is executed, the
コントロールユニット26は、ステップ106において、昇圧コンバータ12のインバータ側出力電圧が、ステップS301またはS302で設定された昇圧コンバータ出力電圧上限値OVHを超えないよう昇圧コンバータ12を制御する。
In step 106,
このような処理によれば、冷却水の流通が滞っている可能性が高い場合には、ステップS104またはステップS110が実行されると共に、昇圧コンバータ出力電圧上限値OVHが電圧値VLに設定される。そして、冷却水の流通が滞っている可能性が低い場合には、ステップS111が実行されると共に、水温センサ42の測定温度に応じた昇圧コンバータ出力電圧上限値OVHが設定される。
According to such processing, when there is a high possibility that the circulation of the cooling water is stagnant, step S104 or step S110 is executed and the boost converter output voltage upper limit value OVH is set to the voltage value VL. . When the possibility that the circulation of the cooling water is stagnant is low, step S111 is executed and the boost converter output voltage upper limit value OVH corresponding to the measured temperature of the
したがって、冷却水の流通が滞っている可能性が高い場合には、強制的に昇圧コンバータ出力電圧の上限値OVHが電圧値VLに設定される。そのため、冷却水の流通が滞り、水温センサ42の測定温度が冷却水温度を正確に示さない場合であっても、昇圧コンバータ12の出力電圧を低い値に制限することができる。これによって、昇圧コンバータ12およびインバータのボデー等との間の絶縁性能が低下し、故障等が生じることを回避することができる。
Therefore, when there is a high possibility that the circulation of the cooling water is stagnant, upper limit value OVH of boost converter output voltage is forcibly set to voltage value VL. Therefore, even when the circulation of the cooling water is stagnant and the measured temperature of the
上記の実施形態およびその応用例については、冷媒として水を用いた場合に説明したが、冷媒にはフロンガス、アンモニア等の流体を用いてもよい。また、上記では、第2モータジェネレータ20の制御について説明したが、第1モータジェネレータ16の制御についても本発明を用いることができる。さらに、本発明は、ハイブリッド自動車のみならず、電気自動車に用いることもできる。この場合、上述の実施形態からエンジン22を取り除いた構成とし、第1モータジェネレータ16および第2モータジェネレータ20のうちの一方を駆動用、他方を回生発電用等に用いる構成とすればよい。
Although the above embodiment and the application example thereof have been described when water is used as the refrigerant, a fluid such as chlorofluorocarbon or ammonia may be used as the refrigerant. Although the control of the
10 電池、12 昇圧コンバータ、14 第1インバータ、16 第1モータジェネレータ、18 第2インバータ、20 第2モータジェネレータ、22 エンジン、24 動力伝達機構、26 コントロールユニット、28 操作部、30 第1IGBT温度センサ、32 第2IGBT温度センサ、34 第1インバータ温度センサ、36 第2インバータ温度センサ、38 冷媒管、40 ポンプ、42 水温センサ、44 トルク制限マップ記憶部、46,48 低電圧側端子、50 インダクタ、52,54,66〜76 IGBT、56 キャパシタ、58,60 高電圧側端子、62 直流正極端子、64 直流負極端子、C1 昇圧コンバータ第1推定温度演算部、C2 昇圧コンバータ第2推定温度演算部、I1 第1インバータ推定温度演算部、I2 第2インバータ推定温度演算部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記スイッチング素子を冷媒により冷却する冷却手段と、
前記インバータに接続された車両駆動用モータからトルク指令値に応じた出力トルクが出力されるよう、前記インバータを制御する制御手段と、
を備える車両駆動用モータ制御装置において、
前記制御手段は、
前記冷却手段の異常を判定する異常判定部と、
前記スイッチング素子の温度に基づいて前記冷媒の推定温度を求める温度推定部と、
前記異常判定部が異常判定をしたときに、前記推定温度に正のオフセット値を加算した補正推定値に応じて前記トルク指令値を求めるトルク指令値決定部と、
を備え、
前記冷却手段は、
前記冷媒を循環させるポンプを備え、
前記異常判定部は、
前記冷媒の温度に基づいて前記冷却手段の異常を判定する第1異常判定手段と、
前記ポンプの異常に基づいて前記冷却手段の異常を判定する第2異常判定手段と、
を備え、
前記トルク指令値決定部は、
前記第1異常判定手段が異常判定をしたときと、前記第2異常判定手段が異常判定をしたときとで前記オフセット値を異なる値とすることを特徴とする車両駆動用モータ制御装置。 An inverter that includes a plurality of switching elements and that converts between DC power and AC power;
Cooling means for cooling the switching element with a refrigerant;
Control means for controlling the inverter so that an output torque corresponding to a torque command value is output from a vehicle driving motor connected to the inverter;
In a vehicle drive motor control device comprising:
The control means includes
An abnormality determination unit for determining abnormality of the cooling means;
A temperature estimation unit for obtaining an estimated temperature of the refrigerant based on the temperature of the switching element;
A torque command value determining unit that obtains the torque command value according to a corrected estimated value obtained by adding a positive offset value to the estimated temperature when the abnormality determining unit makes an abnormality determination;
Equipped with a,
The cooling means is
A pump for circulating the refrigerant;
The abnormality determination unit
First abnormality determining means for determining an abnormality of the cooling means based on the temperature of the refrigerant;
Second abnormality determining means for determining abnormality of the cooling means based on abnormality of the pump;
With
The torque command value determination unit
The vehicle drive motor control device characterized in that the offset value is set to be different when the first abnormality determination means makes an abnormality determination and when the second abnormality determination means makes an abnormality determination .
直流電圧を調整して前記インバータに出力する昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータに備えられ前記冷却手段によって冷却されるコンバータ・スイッチング素子の温度を検出する昇圧コンバータ素子温度検出手段と、
前記インバータが備えるスイッチング素子の温度を検出するインバータ素子温度検出手段と、
を備え、
前記温度推定部は、
前記昇圧コンバータ素子温度検出手段の検出結果に基づいて局所的に冷媒推定温度を求める冷媒温度推定手段と、
前記インバータ素子温度検出手段の検出結果に基づいて局所的に冷媒推定温度を求める冷媒温度推定手段と、
各冷媒温度推定手段によって求められた冷媒推定温度のばらつき度を示すばらつき値を求める手段と、
を備え、
前記温度推定部は、
前記第1異常判定手段が異常判定をしたときは、各冷媒温度推定手段によって求められた冷媒推定温度のうちの最大値に基づいて前記冷媒の推定温度を求め、前記第2異常判定手段が異常判定をしたときは、各冷媒温度推定手段によって求められた冷媒推定温度の平均値に基づいて前記冷媒の推定温度を求めることを特徴とする車両駆動用モータ制御装置。 In the vehicle drive motor control device according to claim 1 ,
A step-up converter that adjusts a DC voltage and outputs it to the inverter;
A step-up converter element temperature detecting means for detecting a temperature of a converter switching element provided in the step-up converter and cooled by the cooling means;
Inverter element temperature detecting means for detecting the temperature of the switching element provided in the inverter;
With
The temperature estimator is
Refrigerant temperature estimating means for locally obtaining the estimated refrigerant temperature based on the detection result of the boost converter element temperature detecting means;
Refrigerant temperature estimation means for locally obtaining the estimated refrigerant temperature based on the detection result of the inverter element temperature detection means;
Means for obtaining a variation value indicating a variation degree of the refrigerant estimated temperature obtained by each refrigerant temperature estimating means;
With
The temperature estimator is
When the first abnormality determining means makes an abnormality determination, the estimated temperature of the refrigerant is obtained based on the maximum value of the refrigerant estimated temperatures obtained by the respective refrigerant temperature estimating means, and the second abnormality determining means is abnormal. When the determination is made, the vehicle drive motor control device is characterized in that an estimated temperature of the refrigerant is obtained based on an average value of the estimated refrigerant temperatures obtained by the respective refrigerant temperature estimating means.
直流電圧を調整して前記インバータに出力する昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータに備えられ前記冷却手段によって冷却されるコンバータ・スイッチング素子の温度を検出する昇圧コンバータ素子温度検出手段と、
前記インバータが備えるスイッチング素子の温度を検出するインバータ素子温度検出手段と、
を備え、
前記温度推定部は、
前記昇圧コンバータ素子温度検出手段の検出結果に基づいて局所的に冷媒推定温度を求める冷媒温度推定手段と、
前記インバータ素子温度検出手段の検出結果に基づいて局所的に冷媒推定温度を求める冷媒温度推定手段と、
を備え、
各冷媒温度推定手段によって求められた冷媒推定温度に対する統計値に基づいて、前記冷媒の推定温度を求めることを特徴とする車両駆動用モータ制御装置。 In the vehicle drive motor control device according to claim 1 ,
A step-up converter that adjusts a DC voltage and outputs it to the inverter;
A step-up converter element temperature detecting means for detecting a temperature of a converter switching element provided in the step-up converter and cooled by the cooling means;
Inverter element temperature detecting means for detecting the temperature of the switching element provided in the inverter;
With
The temperature estimator is
Refrigerant temperature estimating means for locally obtaining the estimated refrigerant temperature based on the detection result of the boost converter element temperature detecting means;
Refrigerant temperature estimation means for locally obtaining the estimated refrigerant temperature based on the detection result of the inverter element temperature detection means;
With
A vehicle drive motor control device characterized in that an estimated temperature of the refrigerant is obtained based on a statistical value with respect to the estimated refrigerant temperature obtained by each refrigerant temperature estimating means.
前記スイッチング素子を冷媒により冷却する冷却手段と、
前記インバータに接続された車両駆動用モータからトルク指令値に応じた出力トルクが出力されるよう、前記インバータを制御する制御手段と、
を備える車両駆動用モータ制御装置において、
前記制御手段は、
前記冷却手段の異常を判定する異常判定部と、
前記スイッチング素子の温度に基づいて前記冷媒の推定温度を求める温度推定部と、
前記異常判定部が異常判定をしたときに、前記推定温度に正のオフセット値を加算した補正推定値に応じて前記トルク指令値を求めるトルク指令値決定部と、
を備え、
前記車両駆動用モータ制御装置は、
直流電圧を調整して前記インバータに出力する昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータに備えられ前記冷却手段によって冷却されるコンバータ・スイッチング素子の温度を検出する昇圧コンバータ素子温度検出手段と、
前記インバータが備えるスイッチング素子の温度を検出するインバータ素子温度検出手段と、
を備え、
前記温度推定部は、
前記昇圧コンバータ素子温度検出手段の検出結果に基づいて局所的に冷媒推定温度を求める冷媒温度推定手段と、
前記インバータ素子温度検出手段の検出結果に基づいて局所的に冷媒推定温度を求める冷媒温度推定手段と、
各冷媒温度推定手段によって求められた冷媒推定温度のばらつき度を示すばらつき値を求める手段と、
を備え、
前記昇圧コンバータ素子温度検出手段の検出結果によって求められた冷媒推定温度に基づいて前記冷媒の推定温度を求めるか、各冷媒温度推定手段によって求められた冷媒推定温度に対する統計値に基づいて前記冷媒の推定温度を求めるかを、前記ばらつき値に基づいて判定し、判定結果に従って前記冷媒の推定温度を求めることを特徴とする車両駆動用モータ制御装置。 An inverter that includes a plurality of switching elements and that converts between DC power and AC power;
Cooling means for cooling the switching element with a refrigerant;
Control means for controlling the inverter so that an output torque corresponding to a torque command value is output from a vehicle driving motor connected to the inverter;
In a vehicle drive motor control device comprising:
The control means includes
An abnormality determination unit for determining abnormality of the cooling means;
A temperature estimation unit for obtaining an estimated temperature of the refrigerant based on the temperature of the switching element;
A torque command value determining unit that obtains the torque command value according to a corrected estimated value obtained by adding a positive offset value to the estimated temperature when the abnormality determining unit makes an abnormality determination;
Equipped with a,
The vehicle drive motor control device comprises:
A step-up converter that adjusts a DC voltage and outputs it to the inverter;
A step-up converter element temperature detecting means for detecting a temperature of a converter switching element provided in the step-up converter and cooled by the cooling means;
Inverter element temperature detecting means for detecting the temperature of the switching element provided in the inverter;
With
The temperature estimator is
Refrigerant temperature estimating means for locally obtaining the estimated refrigerant temperature based on the detection result of the boost converter element temperature detecting means;
Refrigerant temperature estimation means for locally obtaining the estimated refrigerant temperature based on the detection result of the inverter element temperature detection means;
Means for obtaining a variation value indicating a variation degree of the refrigerant estimated temperature obtained by each refrigerant temperature estimating means;
With
The estimated temperature of the refrigerant is obtained based on the estimated refrigerant temperature obtained from the detection result of the boost converter element temperature detecting means, or the refrigerant temperature is calculated based on the statistical value for the estimated refrigerant temperature obtained by each refrigerant temperature estimating means. Whether to calculate an estimated temperature is determined based on the variation value, and an estimated temperature of the refrigerant is determined according to the determination result .
前記トルク指令値決定部は、
前記ばらつき値に応じて前記オフセット値を異なる値とすることを特徴とする車両駆動用モータ制御装置。 In the vehicle drive motor control device according to claim 4 ,
The torque command value determination unit
A vehicle drive motor control device, wherein the offset value is set to a different value according to the variation value.
前記トルク指令値決定部は、
前記トルク指令値を決定するための媒介値と前記トルク指令値との間に規定されたトルク規定関係に基づいて前記トルク指令値を求めるトルク規定手段を備え、
前記トルク規定手段は、
前記異常判定部が正常判定をしたときは、前記冷媒の温度を前記媒介値として前記トルク指令値を求め、前記異常判定部が異常判定をしたときは、前記補正推定値を前記媒介値として前記トルク指令値を求めることを特徴とする車両駆動用モータ制御装置。 The vehicle drive motor control device according to any one of claims 1 to 5 ,
The torque command value determination unit
Torque defining means for obtaining the torque command value based on a torque defining relationship defined between a median value for determining the torque command value and the torque command value;
The torque defining means includes
When the abnormality determination unit makes a normal determination, the torque command value is obtained using the temperature of the refrigerant as the median value, and when the abnormality determination unit makes an abnormality determination, the corrected estimated value is used as the median value. A motor control device for driving a vehicle characterized by obtaining a torque command value.
前記制御手段は、
車両の運転操作に基づいてトルク指令値の初期値を求める初期トルク指令値決定部を備え、
前記トルク規定関係は、
前記初期値に対する前記トルク指令値の比が前記媒介値が大きくなる程小さくなる関係であることを特徴とする車両駆動用モータ制御装置。 In the vehicle drive motor control device according to claim 6 ,
The control means includes
An initial torque command value determining unit for obtaining an initial value of the torque command value based on a driving operation of the vehicle;
The torque regulation relationship is
The vehicle drive motor control device characterized in that the ratio of the torque command value to the initial value decreases as the median value increases.
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JP2008210253A JP5332393B2 (en) | 2008-08-19 | 2008-08-19 | Vehicle drive motor control device |
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2008
- 2008-08-19 JP JP2008210253A patent/JP5332393B2/en active Active
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