JP5919012B2 - Control device for motor for driving vehicle - Google Patents
Control device for motor for driving vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP5919012B2 JP5919012B2 JP2012025620A JP2012025620A JP5919012B2 JP 5919012 B2 JP5919012 B2 JP 5919012B2 JP 2012025620 A JP2012025620 A JP 2012025620A JP 2012025620 A JP2012025620 A JP 2012025620A JP 5919012 B2 JP5919012 B2 JP 5919012B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- motor
- inverter
- estimated
- vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 54
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 31
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000881 depressing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
本発明は、ハイブリッド車両または電気駆動車両に搭載されて好適な駆動源としての三相交流電動機と、該三相交流電動機を制御する複数のスイッチング素子を有するインバータと、該インバータを制御する制御手段とを備える車両駆動用電動機の制御装置に関し、詳細には、複数のスイッチング素子の温度に基づいてインバータの保護制御を行う制御装置に関する。 The present invention relates to a three-phase AC motor as a suitable drive source mounted on a hybrid vehicle or an electric drive vehicle, an inverter having a plurality of switching elements for controlling the three-phase AC motor, and a control means for controlling the inverter. More specifically, the present invention relates to a control device that performs inverter protection control based on the temperatures of a plurality of switching elements.
駆動源として電動機(モータ)を備えた電動車両や、駆動源としてエンジンの他に電動機(モータ)を備えたハイブリッド型の車両が知られている。この種の電動車両やハイブリッド車両では、直流電源(バッテリ)からの直流電力をインバータなどの電力変換器によって交流電力に変換して電動機を駆動するものが一般的である。そして、ハイブリッド車両では、エンジンのみで車両を走行するエンジン単独走行、電動機のみで車両を走行するモータ単独走行、エンジンと電動機とを組み合わせて車両を走行するハイブリッド走行のいずれかで車両を走行させるようになっている。 An electric vehicle provided with an electric motor (motor) as a drive source and a hybrid type vehicle provided with an electric motor (motor) in addition to an engine as a drive source are known. In this type of electric vehicle or hybrid vehicle, it is common to drive a motor by converting DC power from a DC power source (battery) into AC power by a power converter such as an inverter. In the hybrid vehicle, the vehicle is driven by any one of an engine traveling alone using the engine alone, a motor traveling alone using only the electric motor, and a hybrid vehicle traveling by combining the engine and the motor. It has become.
上記のような電動車両の走行時やハイブリッド車両でのモータ単独走行時には、車両が坂道の途中で静止したまま前後に全く動かない場合など、電動機の回転が外力によってロックされた状態(ストール状態)となることがある。こうしたモータのストール状態では、電動機が有する複数相の固定子巻線のうち、1相の巻線のみに電流が集中して流れる同相通電と呼ばれる現象が生ずる。そのため、ストール状態が長時間に及ぶと、電力変換器(インバータ)に設けられている複数のスイッチング素子のうち、電流集中相のスイッチング素子が発熱し、その温度が許容範囲を超えて上昇することで、当該スイッチング素子に熱による障害が発生するおそれがあった。 When the electric vehicle is traveling as described above or when the motor is traveling alone on a hybrid vehicle, the rotation of the motor is locked by an external force (stall state), such as when the vehicle remains stationary on the slope and does not move back and forth at all It may become. In such a motor stall state, a phenomenon called in-phase energization occurs in which current concentrates on only one phase of the stator windings of the plurality of phases of the motor. Therefore, when the stall condition lasts for a long time, among the switching elements provided in the power converter (inverter), the current concentrated phase switching elements generate heat, and the temperature rises beyond the allowable range. As a result, the switching element may be damaged by heat.
このようなモータのストール状態に対処するための従来技術として、例えば、特許文献1に開示された電気自動車の駆動制御装置では、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ようにしている。
As a conventional technique for dealing with such a stalled state of the motor, for example, in the drive control device for an electric vehicle disclosed in
そして、インバータに含まれるスイッチング素子であるIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)は、車両の走行に必要な高電流を電動機に流すものであるため、モータのストール状態では、急激な温度上昇によって短時間で高温になるおそれが高い。そのため、インバータの保護の実効を図るには、IGBTの温度を高い精度で監視する必要がある。したがって、従来のIGBTを有するインバータでは、IGBTの正極側及び負極側のU相、V相、W相の合計6個のスイッチング素子それぞれに温度センサを取り付けていた。しかしながらその構成では、温度センサの数が多いことで車両のコスト増に繋がるという問題がある。すなわち、車輌のコスト低減の観点からは、IGBTに設置する温度センサの数を出来るだけ少なく抑えることが必要となる。 An IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), which is a switching element included in the inverter, flows a high current necessary for running the vehicle to the electric motor. High risk of high temperature. Therefore, in order to effectively protect the inverter, it is necessary to monitor the temperature of the IGBT with high accuracy. Therefore, in an inverter having a conventional IGBT, a temperature sensor is attached to each of a total of six switching elements of the U phase, the V phase, and the W phase on the positive electrode side and the negative electrode side of the IGBT. However, in this configuration, there is a problem that the cost of the vehicle increases due to the large number of temperature sensors. That is, from the viewpoint of vehicle cost reduction, it is necessary to suppress the number of temperature sensors installed in the IGBT as small as possible.
しかし、IGBTに設置する温度センサの数をスイッチング素子の数よりも少なくすると、温度センサが設置されていないスイッチング素子が存在するようになる。この構成では、モータのストール状態で同相通電が起こると、温度センサを搭載した相以外の相のスイッチング素子の温度が許容範囲を超えて上昇するおそれがある。そうすると、当該温度上昇を適切に検知することができず、インバータの保護の実効を図れないおそれがある。 However, if the number of temperature sensors installed in the IGBT is less than the number of switching elements, there will be switching elements in which no temperature sensor is installed. In this configuration, if in-phase energization occurs while the motor is stalled, the temperature of the switching elements of phases other than the phase on which the temperature sensor is mounted may rise beyond the allowable range. If it does so, the said temperature rise cannot be detected appropriately and there exists a possibility that the protection of an inverter may not be aimed at effectively.
なお、インバータの温度検知に関する従来技術として、特許文献2に記載の電気車用制御装置がある。この電気車用制御装置では、インバータ内のスイッチング素子の温度を検出する温度センサは、複数のスイッチング素子に対して1個が設置されており、当該温度センサで複数のスイッチング素子を含むインバータ全体の温度を監視するようになっている。そのため、温度センサの測定箇所から離れた位置のスイッチング素子の温度が上昇した場合には、温度の伝達に時間を要することで、温度上昇の検知が遅れるという問題がある。 As a conventional technique related to inverter temperature detection, there is an electric vehicle control device described in Patent Document 2. In this electric vehicle control device, one temperature sensor for detecting the temperature of the switching element in the inverter is installed for a plurality of switching elements, and the temperature sensor includes a plurality of switching elements. The temperature is monitored. For this reason, when the temperature of the switching element at a position away from the measurement location of the temperature sensor rises, there is a problem that detection of the temperature rise is delayed because it takes time to transmit the temperature.
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、インバータに設置する温度センサの数を少なく抑えながらも、インバータが有する複数のスイッチング素子の温度上昇を確実に検知できるようにすることで、インバータの保護の実効を図ることができる車両駆動用電動機の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to reliably detect a temperature increase of a plurality of switching elements included in an inverter while suppressing the number of temperature sensors installed in the inverter. Thus, an object of the present invention is to provide a control device for a motor for driving a vehicle that can effectively protect an inverter.
上記課題を解決するための本発明は、車両の駆動源としての三相交流電動機(3)と、該三相交流電動機(3)を制御する複数のスイッチング素子(Q11〜Q16)を有するインバータ(20)と、インバータ(20)を制御する制御手段(10)と、を備える車両駆動用電動機の制御装置であって、複数のスイッチング素子(Q11〜Q16)の数よりも少ない数が設置された温度センサ(25)と、電動機(2)のストール状態を判定するストール状態判定手段と、温度センサ(25)で測定した測定温度(TA)に基づいて、複数のスイッチング素子(Q11〜Q16)の中で最も温度が高いスイッチング素子の温度を推定してなる推定温度(TB)を算出する温度推定手段と、を備え、制御手段(10)は、ストール状態判定手段が電動機(3)のストール状態を判定したときに、温度センサ(25)で測定した測定温度(TA)と温度推定手段で推定した推定温度(TB)とのいずれかの温度をインバータの最高温度(TH)として設定し、当該最高温度(TH)が所定の閾値(TP)以上になったらインバータ(20)に対する所定の保護制御であるインバータ保護制御を行うことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a three-phase AC motor (3) as a vehicle drive source and an inverter having a plurality of switching elements (Q11 to Q16) for controlling the three-phase AC motor (3) ( 20) and a control device (10) for controlling the inverter (20), the control device for the motor for driving the vehicle, wherein a number smaller than the number of the plurality of switching elements (Q11 to Q16) is installed. Based on the temperature sensor (25), the stall state determining means for determining the stall state of the electric motor (2), and the measured temperature (TA) measured by the temperature sensor (25), the plurality of switching elements (Q11 to Q16) Temperature estimation means for calculating an estimated temperature (TB) obtained by estimating the temperature of the switching element having the highest temperature among them, and the control means (10) includes a stall state determination means. When the stall state of the electric motor (3) is determined, either the measured temperature (TA) measured by the temperature sensor (25) or the estimated temperature (TB) estimated by the temperature estimating means is set to the maximum temperature of the inverter ( TH) is set, and when the maximum temperature (TH) becomes equal to or higher than a predetermined threshold value (TP), inverter protection control that is predetermined protection control for the inverter (20) is performed.
本発明にかかる車両駆動用電動機の制御装置によれば、複数のスイッチング素子の数よりも少ない数が設置された温度センサを備えたことで、設置する温度センサの数を少なく抑えて車両の低コスト化に寄与することができる。そのうえで、温度センサで測定した測定温度に基づいて、複数のスイッチング素子の中で最も温度が高いスイッチング素子の温度を推定した推定温度を算出するようにした。これにより、電動機のストール状態を判定したときに、温度センサで測定した測定温度と温度推定手段で推定した推定温度とのいずれかの温度をインバータの最高温度とし、該最高温度が所定値以上になったらインバータに対する所定の保護制御を行うようにしている。このように、スイッチング素子の温度を推定してインバータの最高温度を判断することで、インバータが有する複数のスイッチング素子の温度上昇を高い精度で検知できるようになる。したがって、スイッチング素子の温度が許容範囲を超えて上昇する前に適切なインバータ保護制御を行うことができ、電動機のストール時におけるインバータ保護の実効性を高めることができる。 According to the control apparatus for a vehicle driving motor according to the present invention, by providing the temperature sensor having a number smaller than the number of the plurality of switching elements, the number of the temperature sensors to be installed can be suppressed to be low. This can contribute to cost reduction. Based on the measured temperature measured by the temperature sensor, an estimated temperature obtained by estimating the temperature of the switching element having the highest temperature among the plurality of switching elements is calculated. As a result, when determining the stall state of the electric motor, the temperature of either the measured temperature measured by the temperature sensor or the estimated temperature estimated by the temperature estimating means is set to the maximum temperature of the inverter, and the maximum temperature exceeds a predetermined value. Then, predetermined protection control for the inverter is performed. As described above, by estimating the temperature of the switching element and determining the maximum temperature of the inverter, it is possible to detect the temperature increase of the plurality of switching elements included in the inverter with high accuracy. Therefore, appropriate inverter protection control can be performed before the temperature of the switching element rises beyond the allowable range, and the effectiveness of inverter protection when the motor is stalled can be enhanced.
また、上記の車両駆動用電動機の制御装置では、制御手段(10)によるインバータ保護制御は、電動機(3)の出力トルクを制限する電動機トルク制限であってよい。 Further, in the above vehicle drive motor control device, the inverter protection control by the control means (10) may be a motor torque limit for limiting the output torque of the motor (3).
この構成によれば、電動機のストール時に出力トルクを制限することで、電源からインバータに入る電力を少なく抑えることができる。これにより、インバータが有するスイッチング素子の温度上昇を抑制してインバータの保護を図ることができる。また、車両が上り坂を走行中に電動機にストールが発生した場合には、車両を駆動している電動機の出力トルクに制限をかければ、車両が自重で後方(上り坂の下方)へ移動する(ずり下がる)ことで、電動機の通電相が切り替わる。その後、運転者によるアクセルペダルの踏み込みによってアクセル開度が増えれば、再度電動機の駆動力が増えるが、そのときは既に電動機の通電相が切り替わっていることで、電動機の駆動による車両の走行が可能となる。 According to this configuration, by limiting the output torque when the motor is stalled, it is possible to reduce the power entering the inverter from the power source. Thereby, the temperature rise of the switching element which the inverter has can be suppressed and the inverter can be protected. In addition, when the motor stalls while the vehicle is traveling uphill, the vehicle moves rearward (below the uphill) under its own weight if the output torque of the motor driving the vehicle is limited ( The energized phase of the electric motor is switched. After that, if the accelerator opening is increased by the driver's depression of the accelerator pedal, the driving force of the motor will increase again. At that time, the energized phase of the motor has already been switched, so that the vehicle can run by driving the motor. It becomes.
また、上記の車両駆動用電動機の制御装置では、温度推定手段は、予め用意した電動機(3)の要求トルクごとに異なる上昇率を有する複数の温度変化率のデータ(L1〜L3)を有しており、電動機(3)の要求トルクに応じて選択したいずれかの温度変化率のデータに基づいて上昇側推定温度(TB1)を算出し、制御手段(10)は、ストール状態判定手段が電動機(3)のストール状態を判定したときに、測定温度(TA)と上昇側推定温度(TB1)とを比較し、それらの温度上昇率が一致しない場合には、上昇側推定温度(TB1)をインバータの最高温度(TH)として設定するとよい。 Further, in the above vehicle drive motor control device, the temperature estimation means has a plurality of temperature change rate data (L1 to L3) having different rates of increase for each required torque of the motor (3) prepared in advance. The rising side estimated temperature (TB1) is calculated based on any temperature change rate data selected according to the required torque of the electric motor (3), and the control means (10) When the stall state of (3) is determined, the measured temperature (TA) is compared with the rising side estimated temperature (TB1). If the rate of temperature increase does not match, the rising side estimated temperature (TB1) is set. It may be set as the maximum temperature (TH) of the inverter.
この構成によれば、電動機の要求トルクに応じて異なる上昇率を有する複数の温度変化率のデータを切り替えることで、電動機の要求トルクに応じた適切な推定温度を算出することが可能となる。すなわち、インバータが有するスイッチング素子の温度上昇率は、インバータから電動機に流れる電流に応じて変化するが、当該電流は電動機の要求トルクに応じて変わる。そのため、上記のように温度変化率のデータを切り替えることで推定温度を算出すれば、温度センサを設けていないスイッチング素子の温度が上昇している場合でも、電動機の要求トルクからスイッチング素子の温度上昇を的確に予測できるようになるので、インバータの保護の実効を図ることができる。 According to this configuration, it is possible to calculate an appropriate estimated temperature according to the required torque of the motor by switching data of a plurality of temperature change rates having different rates of increase according to the required torque of the motor. That is, the rate of temperature increase of the switching element of the inverter changes according to the current flowing from the inverter to the motor, but the current changes according to the required torque of the motor. Therefore, if the estimated temperature is calculated by switching the temperature change rate data as described above, even if the temperature of the switching element not provided with the temperature sensor is increased, the temperature of the switching element is increased from the required torque of the motor. As a result, the inverter can be effectively protected.
また、上記の車両駆動用電動機の制御装置では、温度センサ(25)は、複数のスイッチング素子(Q11〜Q16)の2つ以上に設けられており、制御手段(10)は、ストール状態判定手段が電動機(3)のストール状態を判定したときに、一の温度センサの測定温度が一定であれば、他の温度センサの測定温度(TA)と推定温度(TB)とのいずれかをインバータの最高温度(TH)として設定するとよい。 Further, in the above-described vehicle drive motor control device, the temperature sensor (25) is provided in two or more of the plurality of switching elements (Q11 to Q16), and the control means (10) is a stall state determination means. If the measured temperature of one temperature sensor is constant when determining the stall state of the electric motor (3), one of the measured temperature (TA) and estimated temperature (TB) of the other temperature sensor is It may be set as the maximum temperature (TH).
この構成によれば、複数のスイッチング素子の2つ以上に温度センサを設けている場合には、一の温度センサを設けたスイッチング素子の温度が上昇していない場合には、他の温度センサを設けたスイッチング素子の温度、又は温度推定手段による推定温度をインバータの最高温度として設定する。これにより、複数のスイッチング素子の温度をより高い精度で検知することが可能となる。 According to this configuration, when the temperature sensor is provided in two or more of the plurality of switching elements, when the temperature of the switching element provided with the one temperature sensor is not increased, another temperature sensor is provided. The temperature of the provided switching element or the estimated temperature by the temperature estimating means is set as the maximum temperature of the inverter. Thereby, it becomes possible to detect the temperature of a plurality of switching elements with higher accuracy.
また、本発明に係る車両駆動用電動機の制御装置は、車両の駆動源としての三相交流電動機(3)と、該三相交流電動機(3)を制御する複数のスイッチング素子(Q11〜Q16)を有するインバータ(20)と、インバータ(20)を制御する制御手段(10)と、を備える車両駆動用電動機の制御装置であって、複数のスイッチング素子(Q11〜Q16)のうち1つのみに設けられた温度センサ(25)と、電動機(3)のストール状態を判定するストール状態判定手段と、温度センサ(25)で測定した測定温度(TA)に基づいて、複数のスイッチング素子(Q11〜Q16)の中で最も温度が高いスイッチング素子の温度を推定してなる推定温度(TB)を算出する温度推定手段と、を備え、ストール状態判定手段は、電動機(3)の出力トルクが有り、かつ電動機(3)の回転が実質的に停止状態でその通電相が変わらないときに電動機(3)のストール状態と判断し、制御手段(10)は、ストール状態判定手段が電動機(3)のストール状態を検出したときに、温度センサ(25)の測定温度(TA)と温度推定手段の推定温度(TB)のうちいずれかの温度をインバータの最高温度(TH)とし、該最高温度(TH)が所定の閾値(TP)以上になったら、インバータに対する保護制御であるインバータ保護制御として電動機の出力トルクを制限する電動機トルク制限を行うことを特徴とする。
The control device for a vehicle driving motor according to the present invention includes a three-phase AC motor (3) as a vehicle drive source and a plurality of switching elements (Q11 to Q16) for controlling the three-phase AC motor (3). And a control means (10) for controlling the inverter (20), the control device for the motor for driving the vehicle, wherein only one of the plurality of switching elements (Q11 to Q16) is provided. Based on the temperature sensor (25) provided, the stall state determination means for determining the stall state of the electric motor (3), and the measured temperature (TA) measured by the temperature sensor (25), a plurality of switching elements (Q11 to Q11) are provided. Q16), and a temperature estimation means for calculating an estimated temperature (TB) obtained by estimating the temperature of the switching element having the highest temperature. When the output torque of 3) is present and the rotation of the electric motor (3) is substantially stopped and the energized phase does not change, it is determined that the electric motor (3) is in a stalled state, and the control means (10) When the judging means detects the stall state of the electric motor (3), one of the measured temperature (TA) of the temperature sensor (25) and the estimated temperature (TB) of the temperature estimating means is set to the maximum temperature (TH of the inverter). When the maximum temperature (TH) becomes equal to or higher than a predetermined threshold value (TP), motor torque limitation is performed to limit the output torque of the motor as inverter protection control that is protection control for the inverter .
この構成によれば、複数のスイッチング素子のうち1つのみに温度センサを設けたことで、設置する温度センサの数をより少なく抑えて車両の低コスト化に寄与することができる。そのうえで、温度センサで測定した測定温度に基づいて、複数のスイッチング素子の中で最も温度が高いスイッチング素子の温度を推定した推定温度を算出するようにした。これにより、電動機のストール状態を判定したときに、温度センサで測定した測定温度と温度推定手段で推定した推定温度とのいずれかの温度をインバータの最高温度とし、該最高温度が所定値以上になったらインバータに対する所定の保護制御を行うようにしている。このようにスイッチング素子の温度を推定してインバータの最高温度を判断することで、インバータが有する複数のスイッチング素子の温度上昇を高い精度で検知できるようになる。したがって、スイッチング素子の温度が許容範囲を超えて上昇する前にインバータ保護制御を行うことができ、電動機のストール時におけるインバータ保護の実効性を高めることができる。また、電動機のストール時にインバータ保護制御として電動機の出力トルクを制限することで、電源からインバータに入る電力を少なく抑えることができる。これにより、インバータが有するスイッチング素子の温度上昇を抑制できる。 According to this configuration, by providing the temperature sensor only in one of the plurality of switching elements, it is possible to reduce the number of temperature sensors to be installed and contribute to cost reduction of the vehicle. Based on the measured temperature measured by the temperature sensor, an estimated temperature obtained by estimating the temperature of the switching element having the highest temperature among the plurality of switching elements is calculated. As a result, when determining the stall state of the electric motor, the temperature of either the measured temperature measured by the temperature sensor or the estimated temperature estimated by the temperature estimating means is set to the maximum temperature of the inverter, and the maximum temperature exceeds a predetermined value. Then, predetermined protection control for the inverter is performed. As described above, by estimating the temperature of the switching element and determining the maximum temperature of the inverter, it becomes possible to detect the temperature rise of the plurality of switching elements included in the inverter with high accuracy. Therefore, inverter protection control can be performed before the temperature of the switching element rises beyond the allowable range, and the effectiveness of inverter protection when the motor is stalled can be enhanced. Further, by limiting the output torque of the motor as the inverter protection control when the motor is stalled, the power entering the inverter from the power source can be reduced. Thereby, the temperature rise of the switching element which an inverter has can be suppressed.
また、上記の車両駆動用電動機の制御装置では、温度推定手段は、電動機(3)の要求トルクごとに異なる上昇率を有する複数の電流集中相の温度変化モデル(L1〜L3)を有しており、電動機(3)の要求トルクに応じて選択したいずれかの温度変化モデルに基づいて上昇側推定温度(TB1)を算出し、制御手段(10)は、ストール状態判定手段が電動機(3)のストール状態を判定したときに、測定温度(TA)と上昇側推定温度(TB1)とを比較し、それらの温度上昇率が異なる場合には、上昇側推定温度(TB1)をインバータの最高温度(TH)として設定とするとよい。 Further, in the above vehicle drive motor control device, the temperature estimation means includes a plurality of current concentration phase temperature change models (L1 to L3) having different rates of increase for each required torque of the motor (3). The rising side estimated temperature (TB1) is calculated based on one of the temperature change models selected according to the required torque of the electric motor (3), and the control means (10) is configured so that the stall state determining means is the electric motor (3). When the stall state is determined, the measured temperature (TA) is compared with the rising side estimated temperature (TB1), and when the rate of temperature increase is different, the rising side estimated temperature (TB1) is determined as the maximum inverter temperature. It may be set as (TH).
この構成によれば、電動機の要求トルクごとに異なる上昇率を有する電流集中相の温度変化モデルを切り替えることで、当該温度変化モデルの温度に基づいて推定温度を算出する制御を行う。すなわち、インバータが有するスイッチング素子の温度上昇率は、インバータから電動機に流れる電流に応じて変化するが、当該電流は電動機の要求トルクで変わるため、上記のように要求トルクに応じた温度変化モデルを切り替えることで制御する。これにより、温度センサを設けていないスイッチング素子の温度が上昇している場合には、電動機の要求トルクから当該スイッチング素子の温度上昇を的確に予測できるようになるので、インバータの保護の実効を図ることができる。 According to this configuration, control is performed to calculate the estimated temperature based on the temperature of the temperature change model by switching the current change phase temperature change model having a different rate of increase for each required torque of the motor. That is, the rate of temperature rise of the switching element of the inverter changes according to the current flowing from the inverter to the motor, but the current changes with the required torque of the motor, so the temperature change model according to the required torque as described above is used. Control by switching. Thereby, when the temperature of the switching element not provided with the temperature sensor is increased, the temperature increase of the switching element can be accurately predicted from the required torque of the electric motor, so that the inverter is effectively protected. be able to.
また、上記の車両駆動用電動機の制御装置では、車両(1)の駆動輪(WR,WL)を制動するためのブレーキ(37)を備え、制御手段(10)は、インバータ保護制御として電動機の出力トルクを制限する前に、ブレーキの作動による駆動輪の制動を開始するとよい。 The vehicle drive motor control device includes a brake (37) for braking the drive wheels (WR, WL) of the vehicle (1), and the control means (10) controls the motor as an inverter protection control. Before limiting the output torque, it is preferable to start braking of the drive wheel by operating the brake.
既述のように、車両が上り坂を走行中に電動機の最大トルクと登坂トルクが釣り合うことで電動機にストールが発生した場合には、インバータの保護制御として電動機の出力トルクを制限すると、車両が自重で後方(上り坂の下方)へ移動する(ずり下がる)おそれがある。しかしながら、車両が上り坂で後方へ移動することは、安全性の観点からあまり望ましくない。そこで、上記構成のように、電動機の出力トルクを制限する前にブレーキの作動による駆動輪の制動(電動機に対するブレーキの協調制御)を開始するとよい。これにより、インバータの保護制御として電動機の出力トルクを制限した場合でも、車両を同一の位置に保持して後方への移動(ずり下がり)を防止できる。 As described above, when the motor stalls due to a balance between the maximum torque of the motor and the climbing torque while the vehicle is traveling uphill, if the output torque of the motor is limited as an inverter protection control, the vehicle There is a risk of moving backward (downward) under its own weight. However, it is less desirable for the vehicle to move backward on an uphill from the viewpoint of safety. Therefore, as described above, before limiting the output torque of the electric motor, it is preferable to start driving wheel braking (coordinate control of the brake with respect to the electric motor) by operating the brake. As a result, even when the output torque of the electric motor is limited as protection control for the inverter, the vehicle can be held at the same position to prevent backward movement (sliding down).
また、上記の車両駆動用電動機の制御装置では、車両(1)の駆動源としての内燃機関(2)と、電動機(3)と内燃機関(3)との間で動力を伝達する動力伝達経路(4)と、をさらに備え、車両(1)が電動機(3)の駆動力のみで走行する状態のとき、インバータ保護制御として電動機(3)の出力トルクを制限する際に、動力伝達経路(4)を介して電動機(3)で内燃機関(2)を始動させるとよい。
Further, in the above-described vehicle drive motor control device, an internal combustion engine (2) as a drive source of the vehicle (1) and a power transmission path for transmitting power between the motor (3) and the internal combustion engine (3). (4), and when the vehicle (1) travels only with the driving force of the electric motor (3), when the output torque of the electric motor (3) is limited as inverter protection control, 4) via the electric motive (3) may be starting the internal combustion engine (2).
この構成によれば、電動機の駆動力のみで車両を走行させているときに、電動機にストールが発生した場合、インバータの保護制御として電動機の出力トルクを制限する際に内燃機関を始動すれば、その後は内燃機関の駆動力を用いて車両の走行を継続できるので、車両の走行に支障をきたさずに済む。 According to this configuration, when the vehicle is running only with the driving force of the electric motor, if the motor stalls, if the internal combustion engine is started when limiting the output torque of the electric motor as the inverter protection control, Thereafter, the vehicle can continue to travel using the driving force of the internal combustion engine, so that the vehicle travel is not hindered.
また、上記の車両駆動用電動機の制御装置では、ストール状態判定手段が電動機(3)のストール状態を判定した後、当該ストール状態の判定が解除された時点で、測定温度(TA)と上昇側推定温度(TB1)との差分温度(dT1)を算出し、差分温度(dT1)の算出後、次回ストール状態が判定されるまでの間は、該差分温度(dT1)を経過時間に対して一定の変化率(−α)で下降させた値である下降側推定温度(TB2)を推定温度(TB)とするとよい。 In the above vehicle drive motor control device, when the stall state determination means determines the stall state of the electric motor (3), when the determination of the stall state is cancelled, the measured temperature (TA) and the increase side The difference temperature (dT1) from the estimated temperature (TB1) is calculated, and after the difference temperature (dT1) is calculated, until the next stall state is determined, the difference temperature (dT1) is constant with respect to the elapsed time. The estimated temperature (TB) may be a descending estimated temperature (TB2) that is a value decreased at a change rate (−α).
この構成によれば、ストール状態の判定が解除された後の推定温度として、インバータ(スイッチング素子)の実際の温度に即した適切な温度を算出することができるので、スイッチング素子の温度を的確に予測でき、インバータの保護の実効を図ることができる。 According to this configuration, an appropriate temperature corresponding to the actual temperature of the inverter (switching element) can be calculated as the estimated temperature after the determination of the stall state is canceled. It can be predicted and the inverter can be effectively protected.
この場合、さらに、下降側推定温度(TB2)が測定温度(TA)以下になるまでは、下降側推定温度(TB2)を推定温度(TB)とし、下降側推定温度(TB2)が測定温度(TA)未満になったら、測定温度(TA)を推定温度(TB)とするとよい。 In this case, until the descending side estimated temperature (TB2) becomes equal to or lower than the measured temperature (TA), the descending side estimated temperature (TB2) is set as the estimated temperature (TB), and the descending side estimated temperature (TB2) is the measured temperature (TB). When the temperature becomes less than (TA), the measured temperature (TA) may be set to the estimated temperature (TB).
この構成によれば、推定温度がインバータ(スイッチング素子)の実際の温度により近い温度として算出されるようになるので、再度電動機にストールが発生した場合でも、インバータの温度上昇をより安全に検出することができ、インバータの保護制御の実効性を更に高めることができる。 According to this configuration, since the estimated temperature is calculated as a temperature closer to the actual temperature of the inverter (switching element), even when the motor stalls again, the temperature rise of the inverter can be detected more safely. Therefore, the effectiveness of inverter protection control can be further enhanced.
またこの場合、次回ストール状態が判定された後の推定温度(TB)の算出では、温度センサ(25)による測定温度(TA)をストール状態が判定された時点での下降側推定温度(TB2)に置き換えて推定温度(TB)を算出するとよい。 In this case, in the calculation of the estimated temperature (TB) after the next stall state is determined, the measured temperature (TA) measured by the temperature sensor (25) is the estimated lower side temperature (TB2) when the stall state is determined. The estimated temperature (TB) may be calculated by replacing
インバータの温度が上昇した状態でストール状態の判定が解除されると、その後は上記の下降側推定温度が推定温度として用いられることになるが、その場合、再度電動機にストールが発生したとき、例えば、前回のストール時と同相のスイッチング素子に電流集中が発生すると、温度センサの測定温度に基づく推定温度と実際のインバータの最高温度との間に誤差が生じるおそれがある。そこで、当該誤差が生じないようにするために、インバータの温度が上昇した状態でストール状態の判定が解除されたときには、温度センサによる測定温度をストール状態が判定された時点での下降側推定温度に置き換えてそれ以降の推定温度の算出を行うようにするとよい。これにより、算出する推定温度の精度を高めることができるので、インバータのより効果的な保護が可能となる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
When the determination of the stall state is canceled in a state where the inverter temperature has risen, the above-mentioned lower side estimated temperature will be used as the estimated temperature after that, but in that case, when the motor stalls again, for example, If current concentration occurs in the switching element in phase with the previous stall, an error may occur between the estimated temperature based on the temperature measured by the temperature sensor and the actual maximum temperature of the inverter. Therefore, in order to prevent such an error from occurring, when the stall state determination is canceled while the inverter temperature has risen, the temperature measured by the temperature sensor is the estimated temperature on the lower side when the stall state is determined. It is better to calculate the estimated temperature after that. Thereby, since the accuracy of the estimated temperature to be calculated can be increased, the inverter can be protected more effectively.
In addition, the code | symbol in said parenthesis shows the code | symbol of the component in embodiment mentioned later as an example of this invention.
本発明にかかる車両駆動用電動機の制御装置によれば、インバータに設置する温度センサの数を少なく抑えながらも、各スイッチング素子の温度上昇を確実に検知できるようにすることで、インバータの保護の実効性を高めることが可能となる。 According to the control apparatus for a vehicle driving motor according to the present invention, the temperature increase of each switching element can be reliably detected while suppressing the number of temperature sensors installed in the inverter, thereby protecting the inverter. Effectiveness can be increased.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかる車両駆動用電動機の制御装置を備えた車両の構成例を示す概略図である。本実施形態の車両1は、図1に示すように、駆動源としてのエンジン2及び電動機3を備えたハイブリッド自動車の車両であって、さらに、電動機3を制御するためのインバータ(電動機制御手段)20と、バッテリ30と、トランスミッション(変速機)4と、ディファレンシャル機構5と、左右のドライブシャフト6R、6Lと、左右の駆動輪WR、WLとを備える。ここで、電動機3は、モータでありモータジェネレータを含み、バッテリ30は、蓄電器でありキャパシタを含む。また、内燃機関2は、エンジンであり、ディーゼルエンジンやターボエンジンなどを含む。内燃機関(以下、「エンジン」と記す。)2と電動機(以下、「モータ」と記す。)3の回転駆動力は、トランスミッション4、ディファレンシャル機構5およびドライブシャフト6R、6Lを介して左右の駆動輪WR、WLに伝達される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a vehicle including a vehicle drive motor control device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
また、車両1は、エンジン2、モータ3、トランスミッション4、ディファレンシャル機構5、インバータ(電動機制御手段)20およびバッテリ30をそれぞれ制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)10を備える。電子制御ユニット10は、1つのユニットとして構成されるだけでなく、例えばエンジン2を制御するためのエンジンECU、モータ3やインバータ20を制御するためのモータジェネレータECU、バッテリ30を制御するためのバッテリECU、トランスミッション4を制御するためのAT−ECUなど複数のECUから構成されてもよい。本実施形態の電子制御ユニット10は、エンジン2を制御するとともに、モータ3やバッテリ30、トランスミッション4を制御する。
The
電子制御ユニット10は、各種の運転条件に応じて、モータ3のみを動力源とするモータ単独走行(EV走行)をするように制御したり、エンジン2のみを動力源とするエンジン単独走行をするように制御したり、エンジン2とモータ3の両方を動力源として併用する協働走行(HEV走行)をするように制御する。また、電子制御ユニット10は、公知の各種の制御パラメータに従って、後述するモータ3のストール状態におけるインバータ20の保護制御や、その他の各種の運転に必要な制御を行う。
The
また、電子制御ユニット10には、制御パラメータとして、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダルセンサ31からのアクセルペダル開度、ブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキペダルセンサ32からのブレーキペダル開度、ギヤ段(変速段)を検出するシフトポジションセンサ33からのシフト位置、モータ3の回転数を検出する回転数センサ34からのモータ回転数、車両1の傾きを検知する傾斜角センサ35からの傾斜角、インバータ20内の後述するスイッチング素子Q14の温度を測定する温度センサ25からの測定温度などの各種信号が入力されるようになっている。
In addition, the
エンジン2は、燃料を空気と混合して燃焼することにより車両1を走行させるための駆動力を発生する内燃機関エンジンである。モータ3は、エンジン2とモータ3との協働走行やモータ3のみのEV走行の際には、バッテリ30の電気エネルギーを利用して車両1を走行させるための駆動力を発生するモータとして機能するとともに、車両1の減速時にはモータ3の回生により電力を発電する発電機として機能する。モータ3の回生時には、バッテリ30は、モータ3により発電された電力(回生エネルギー)により充電される。
The engine 2 is an internal combustion engine that generates driving force for running the
図2は、図1に示すモータ3及びインバータ20を示す回路図である。同図に示すように、インバータ20は、U相アーム21と、V相アーム22と、W相アーム23とを含んでなる電力変換器である。インバータ20の各相アームは、バッテリ30からの電源供給用のバッテリ電源ラインLに直列接続されたスイッチング素子から構成される。例えば、U相アーム21はスイッチング素子Q11,Q12からなり、V相アーム22は、スイッチング素子Q13,Q14からなり、W相アーム23は、スイッチング素子Q15,Q16からなる。スイッチング素子Q11〜Q16は、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、電力用MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタあるいは電力用バイポーラトランジスタ等の電力用半導体スイッチング素子である。これらのスイッチング素子Q11〜Q16に対しては、逆並列ダイオードD11〜D16がそれぞれ接続されている。こうしたスイッチング素子Q11〜Q16のオンオフは、電子制御ユニット10からのスイッチング制御信号によって制御される。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the motor 3 and the
そして、一のスイッチング素子Q14の温度を測定するための温度センサ25が設けられている。温度センサ25は、スイッチング素子Q14に隣接して配置されており、温度センサ25で測定されたスイッチング素子Q14の温度は、検出回路27を介してECU10へ出力される。本実施形態では、インバータ20が有するU相アーム21、V相アーム22、W相アーム23に設けた合計6個のスイッチング素子Q11〜Q16のうち、一のスイッチング素子Q14の温度を測定する一の温度センサ25のみが設けられている。
And the
モータ3は、例えば界磁に永久磁石を利用した永久磁石式3相交流モータ等のブラシレスDCモータであり、固定子に設けられたU相コイル巻線U1、V相コイル巻線V1およびW相コイル巻線W1と、図示しない回転子とを含む。U相コイル巻線U1、V相コイル巻線V1およびW相コイル巻線W1の一端は中性点N1で互いに接続され、その他端は、インバータ20のU相アーム21、V相アーム22およびW相アーム23とそれぞれ接続される。
The motor 3 is a brushless DC motor such as a permanent magnet type three-phase AC motor using a permanent magnet as a field, for example, and includes a U-phase coil winding U1, a V-phase coil winding V1, and a W-phase provided on a stator. A coil winding W1 and a rotor (not shown) are included. One ends of the U-phase coil winding U1, the V-phase coil winding V1, and the W-phase coil winding W1 are connected to each other at a neutral point N1, and the other ends are connected to the
インバータ20は、電子制御ユニット10からのスイッチング制御信号に応答したスイッチング素子Q11〜Q16のオンオフ制御(スイッチング制御)により、バッテリ30及びモータ3の間での双方向の電力変換を行う。具体的には、インバータ20は、電子制御ユニット10によるスイッチング制御に従って、バッテリ30から受ける直流電圧を3相交流電圧に変換し、その変換した3相交流電圧をモータ3へ出力する。これにより、モータ3は指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ20は、エンジン2の出力を受けてモータ3が発電した3相交流電圧を電子制御ユニット10によるスイッチング制御に従って直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をバッテリ30へ出力することもできる。
The
本実施形態では、特に車両1の運転状況としてモータ3のストール状態を判断した場合に、インバータ20(スイッチング素子Q11〜Q16)の温度を検出し、当該温度の検出に基づいて所定のモータ保護制御を行うことで、インバータ20(スイッチング素子Q11〜Q16)に熱による障害が発生することを防止するようになっている。以下、当該保護制御の内容について詳細に説明する。
In the present embodiment, particularly when the stall state of the motor 3 is determined as the driving state of the
図3は、モータ3のストール判定及びインバータ保護制御の手順を説明するためのフローチャートであり、図4は、モータ3のストール時における、インバータ20及びモータ3に流れる相電流波形と、モータストールフラグ(ストール判定フラグ)の変化と、インバータ20(スイッチング素子Q11〜Q16)の温度変化とを示すグラフである。以下、これらの図を参照して、モータ3のストール時に行うインバータ保護制御について説明する。図3のフローチャートに示す制御は、モータ3のみを用いた車両走行であるEV走行(モータ単独走行)中に行われる。EV走行中には、モータ3に対し一定以上の電流が供給され、モータ3はトルクを発生している状態にある。また、図4に示すインバータ20の温度変化には、温度センサ25で測定したスイッチング素子Q14の温度の測定値(以下、「測定温度TA」と記す。)と、該測定温度TAに基づいて推定したインバータ20の最高温度(インバータ20に含まれるスイッチング素子Q11〜Q16の最高温度を示す、以下同じ。)THの推定値(以下、「推定温度TB」)と記す。)と、インバータ20の電流集中相におけるスイッチング素子Q11〜Q16の実際の最高温度(以下、「実温度TC」と記す。)それぞれの変化を示している。なお、このグラフでは、測定温度TAを一点鎖線で示し、推定温度TBのうち後述する上昇側推定温度TB1を太い実線で示し、下降側推定温度TB2を点線で示し、実温度TCを細い実線で示している。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the procedure of the stall determination of the motor 3 and the inverter protection control. FIG. 4 shows the waveform of the phase current flowing through the
ここで、インバータ20の最高温度THの推定値である推定温度TBの算出について説明する。まず、モータ3のストール時(ストールフラグがONのとき)における推定温度TB(上昇側推定温度TB1)の算出について説明する。図5(a)は、予め用意されたモータ3のストール時における推定温度TBの算出に用いる温度変化(温度上昇)を示すグラフである。ここでは、ストール時のインバータ20の温度上昇を、ストール初期段階での温度変化率(傾き)Aと、その後の温度飽和状態での温度変化率(傾き)Bとに分けて、温度変化率Aと温度変化率Bそれぞれをストール時のモータ3の要求トルクに応じた複数種類の推定値として用意している。図示の例では、ストール時のモータ3の要求トルクが大、中、小の三段階それぞれの場合に想定されるインバータ20の温度変化のグラフとして、3種類の温度変化のラインL1〜L3を用意している。すなわち、ストール時のモータ3の要求トルク別にインバータ20の温度上昇のマップを設定している。
Here, calculation of the estimated temperature TB that is an estimated value of the maximum temperature TH of the
そして、モータ3のストール時に推定温度TBを算出するには、ストール時のモータ3の要求トルクに基づいて、図5(a)に示す3種類のラインL1〜L3うちいずれかの温度上昇の変化率を有するラインを選択し、当該ライン上の値を用いて図4に示す上昇側推定温度TB1を算出する。具体的には、モータ3のストール判定がされた時点(ストールフラグがONの時点)での測定温度TAを初期温度T0として、当該初期温度T0から温度変化率A及び温度変化率Bで変化(上昇)する温度を上昇側推定温度TB1とする。なお、この上昇側推定温度TB1として選択された温度は、常に実温度TCよりも高い温度となるように設定されている。すなわち、実温度TCが上昇側推定温度TB1を超えることが無いように設定されている。 Then, in order to calculate the estimated temperature TB when the motor 3 is stalled, a change in temperature rise of any of the three types of lines L1 to L3 shown in FIG. A line having a rate is selected, and the estimated temperature TB1 shown in FIG. 4 is calculated using the value on the line. Specifically, the measured temperature TA at the time when the stall determination of the motor 3 is determined (when the stall flag is ON) is set as the initial temperature T0, and changes from the initial temperature T0 at the temperature change rate A and the temperature change rate B ( The temperature that rises is assumed to be the rising side estimated temperature TB1. The temperature selected as the rising side estimated temperature TB1 is always set to be higher than the actual temperature TC. That is, the actual temperature TC is set so as not to exceed the rising side estimated temperature TB1.
次に、モータ3のストール解除中(ストールフラグがOFFのとき)の推定温度TB(下降側推定温度TB2)の算出について説明する。図5(b)は、モータ3のストール解除中の推定温度TBの算出に用いる温度変化(温度下降)を示すグラフである。ストール解除中(ストール判定の解除中)の推定温度TB(下降側推定温度TB2)は、ストール判定フラグがOFFになった時点(t31)での推定温度TBと測定温度TAとの差分温度dT1から所定の時定数(α)で下降するものと想定する。すなわち、ストール解除中の推定温度TBは、TB=dT1−αtで表される値となる。ここで、tは、モータ3のストール解除時(t31)からの経過時間である。そして、ストール解除の判定中に下降側推定温度TB2が測定温度TA以下(TA≧TB2)になったら、その時点(t32)でインバータ20の最高温度THを下降側推定温度TB2から測定温度TAに持ち替えるようにする。このようにして算出された下降側推定温度TBを、図4に示すストール解除中(t22〜t23)の推定温度TB(点線で示す温度変化)として設定する。
Next, calculation of the estimated temperature TB (decrease-side estimated temperature TB2) during stall release of the motor 3 (when the stall flag is OFF) will be described. FIG. 5B is a graph showing a temperature change (temperature decrease) used for calculating the estimated temperature TB during the stall release of the motor 3. Estimated temperature TB (descent-side estimated temperature TB2) during stall release (destination release of stall determination) is based on the difference temperature dT1 between the estimated temperature TB and the measured temperature TA at the time (t31) when the stall determination flag is turned off. It is assumed that it falls with a predetermined time constant (α). That is, the estimated temperature TB during stall release is a value represented by TB = dT1-αt. Here, t is an elapsed time since the stall release of the motor 3 (t31). If the lower side estimated temperature TB2 becomes equal to or lower than the measured temperature TA (TA ≧ TB2) during the stall release determination, the maximum temperature TH of the
また、図4のグラフに示すように、モータ3のストール解除中(t22〜t23)に、下降側推定温度TB2が測定温度TA以下(TA≧TB)となる前に、再びモータ3のストール判定がされた場合(t23)には、その時点での下降側推定温度TB2の値(TB=dT1−αt)を新たな初期温度T0として、当該初期温度T0から図5(a)に示す温度変化率A及び温度変化率Bで変化(上昇)する温度を今回のストール中の推定温度TB(上昇側推定温度TB1)として設定する。以降、同様の手法で、モータ3のストール中及びストール解除中におけるインバータ20の最高温度THの推定値である推定温度TBを算出する。
Further, as shown in the graph of FIG. 4, during the stall release of the motor 3 (t22 to t23), the stall determination of the motor 3 is again performed before the lower side estimated temperature TB2 falls below the measured temperature TA (TA ≧ TB). In the case (t23), the value (TB = dT1-αt) of the estimated descent temperature TB2 at that time is set as a new initial temperature T0, and the temperature change shown in FIG. 5 (a) from the initial temperature T0. The temperature that changes (increases) at the rate A and the temperature change rate B is set as the estimated temperature TB during this stall (rising side estimated temperature TB1). Thereafter, an estimated temperature TB that is an estimated value of the maximum temperature TH of the
次に、図3のフローチャートに沿って、モータ3のストール状態の判定及びインバータ保護制御の手順について説明する。図3に示す制御フローでは、まず、モータ3のストール状態の判定を行う(ステップST1)。モータ3のストール状態の判定は、インバータ20によって、モータ3に所定時間に渡って通電が行われたとき、モータ3の出力トルクが有り、かつモータ3が実質的に停止状態(モータ3の回転数が実質的に零)でその通電相が変わらないと判断した場合には、モータ3のストール状態にあると判定する。すなわち、この場合は、モータ3の通電相に対応するインバータ20のスイッチング素子Q11〜Q16のいずれかに電流が流れ続けて過剰な局部発熱が生じ得るおそれがあるため、モータ3のストール状態と判定する。
Next, the procedure for determining the stall state of the motor 3 and the inverter protection control will be described with reference to the flowchart of FIG. In the control flow shown in FIG. 3, first, the stall state of the motor 3 is determined (step ST1). The determination of the stall state of the motor 3 is made when the
また、モータ3のストール状態の判定は、車両1の傾斜角及びモータ3の回転数に従って、車両1の傾きが所定値以上であり且つモータ3の回転数が所定の回転数以下であるか否かで判定してもよい。すなわち、モータ3へ一定以上の電流が供給されているにも関わらず、車両1が坂道の途中で静止したまま前後に車両が全く動かない状態であるか否かを判定する。車両1の傾きが所定値以上であり且つモータ3の回転数が所定の回転数以下であると判定した場合には、モータ3のストール状態にあると決定する。
Further, the determination of the stall state of the motor 3 is based on whether the inclination of the
上記ストール判定(ステップST1)の結果、モータ3のストール状態と判断した場合(YES)は、続けて、インバータ20の最高温度THを算出するにあたって、上昇側の温度推定(上昇側推定温度TB1の算出)を実施するか否かを判断する(ステップST2)。この判断は、温度センサ25による測定温度TAと、ストール状態での推定温度TBである上昇側推定温度TB1との比較に基づいて行う。具体的には、測定温度TAの変化率(傾き)が上昇側推定温度TB1の変化率(傾き)に追従しているか否かを判断する。その結果、測定温度TAの変化率が上昇側推定温度TB1の変化率に追従していなければ、上昇側の温度推定を実施せず(NO)、インバータ20の最高温度THとして温度センサ25の測定温度TAを入力する(ステップST3)。一方、測定温度TAの変化率が上昇側推定温度TB1の変化率に追従していれば、上昇側の温度推定を実施し(YES)、インバータ20の最高温度THとして上昇側推定温度TB1を入力する(ステップST4)。
As a result of the stall determination (step ST1), when it is determined that the motor 3 is in a stalled state (YES), in calculating the maximum temperature TH of the
続けて、ステップST4で入力した上昇側推定温度TB1の温度上昇の傾きが大であるか否かを判断する(ステップST5)。その結果、温度上昇の傾きが大であれば(YES)、温度変化の傾き大のマップ(図5(a)に示す温度変化L1のライン)を使用して当該マップ上の温度を検索する(ステップST6)。具体的には、傾き大のマップ上の最高温度を検索する。一方、温度上昇の傾きが小であれば(NO)、温度変化の傾き小のマップ(図5(a)に示す温度変化L3のライン)を使用して当該マップ上の温度を検索する(ステップST7)。この場合も、具体的には傾き小のマップ上の最高温度を検索する。なお、ここでは、温度上昇の傾きとして大、小2種類の傾きを設定している場合を例示したが、これ以外にも、例えば、図5(a)に示すL1〜L3のように、温度上昇の傾きとして三種類以上の傾きを設定してもよい。また、ここでは、図5(a)に示す温度変化L1のラインとして、ストール初期段階での温度変化率(傾き)Aとその後の温度飽和状態での温度変化率(傾き)Bとを一定時間ごとに切り換えて用いるようにすることができる。 Subsequently, it is determined whether or not the gradient of the temperature rise of the rising side estimated temperature TB1 input in step ST4 is large (step ST5). As a result, if the slope of the temperature rise is large (YES), the temperature on the map is searched using the map of the large slope of the temperature change (the line of the temperature change L1 shown in FIG. 5A) ( Step ST6). Specifically, the maximum temperature on the map with a large inclination is searched. On the other hand, if the slope of the temperature rise is small (NO), the temperature on the map is searched using the map of the small slope of the temperature change (the line of the temperature change L3 shown in FIG. 5A) (step). ST7). Also in this case, specifically, the maximum temperature on the map with a small inclination is searched. In addition, although the case where two types of large and small gradients are set as the gradient of the temperature rise is illustrated here, other than this, for example, as shown in L1 to L3 in FIG. Three or more types of inclinations may be set as the upward inclination. Further, here, as the line of the temperature change L1 shown in FIG. 5A, the temperature change rate (slope) A in the initial stage of the stall and the temperature change rate (slope) B in the subsequent temperature saturation state are set for a certain time. It can be switched and used every time.
一方、先のステップST1で、ストール判定無しの場合(NO)には、下降側の温度推定(下降側推定温度TB2の算出)が必要か否かを判断する(ステップST8)。この判断は、温度センサ25による測定温度TAとストール解除状態での推定温度TBである下降側推定温度TB2との比較に基づいて行う。具体的には、測定温度TAの変化率(傾き)が下降側推定温度TB2の変化率(傾き)に追従しているか否かを判断する。その結果、測定温度TAの変化率が下降側推定温度TB2の変化率に追従していれば、下降側の温度推定は不要であり(NO)、その場合は、インバータ20の最高温度THとして、温度センサ25の測定温度TAを入力する(ステップST9)。一方、測定温度TAの変化率が下降側推定温度TB2の変化率に追従していなければ、下降側の温度推定が必要であり(YES)、その場合は、ストール解除時のインバータ20の最高温度THとして下降側推定温度TB2を入力する(ステップST10)。
On the other hand, if there is no stall determination in the previous step ST1 (NO), it is determined whether or not the lower side temperature estimation (calculation of the lower side estimated temperature TB2) is necessary (step ST8). This determination is made based on a comparison between the measured temperature TA measured by the
続けて、ステップST11では、ステップST6又はステップST7で算出した上昇側推定温度TB1、ステップST3で入力した上昇側(ストール中)の測定温度TA、ステップST9で算出した下降側推定温度TB2、ステップST10で入力した下降側(ストール解除中)の測定温度TAのいずれかを最高温度THとして設定することで、インバータ20の最高温度THを確定する(ステップST11)。その後、この最高温度THと、インバータ保護制御を行うか否かの判断に用いるインバータ保護閾値温度TPとを比較する(ステップST12)。その結果、最高温度THがインバータ保護閾値温度TP未満(最高温度TH<インバータ保護閾値温度TP)であれば(NO)、インバータ保護制御を行わずに処理を終了する一方、最高温度THがインバータ保護閾値温度TP以上(最高温度TH≧インバータ保護閾値温度TP)であれば(YES)、インバータ保護制御を行う(ステップST13)。ここでのインバータ保護制御の具体的内容は、まず、車両1の駆動輪WR,WLを制動するためのブレーキ37の作動(モータ3に対するブレーキ37の協調制御)を開始し、その後、モータ3の出力トルクを制限する制御を行う。モータ3の出力トルクの制限は、具体的にはモータ3の駆動電流値の制限である。
Subsequently, in step ST11, the estimated rising temperature TB1 calculated in step ST6 or ST7, the measured temperature TA on the rising side (during stall) input in step ST3, the estimated decreasing side temperature TB2 calculated in step ST9, step ST10. The highest temperature TH of the
図6は、モータ3のストール発生前後における各種値の変化を示すタイミングチャートである。同図のタイミングチャートには、車速V、アクセルペダル開度、ブレーキペダル開度、モータトルク(モータの出力トルク)、ブレーキトルク、ストール判定フラグF_ST、ストール時にインバータ保護制御を行うための温度閾値(インバータ保護閾値温度TP)、インバータ20の最高温度TH(推定温度TB)、インバータ保護制御の要求フラグF_IBそれぞれの経過時間に対する変化が示されている。なお、インバータ保護閾値温度TPは、上限値TP1と下限値TP2の値が互いに異なる値に設定されている。以下、このタイミングチャートに沿ってモータ3のストール時の制御内容を説明する。なお、以下の説明には、図4のフローチャート中の対応する処理のステップ番号を併記している。 FIG. 6 is a timing chart showing changes in various values before and after the motor 3 stalls. The timing chart of the figure shows vehicle speed V, accelerator pedal opening, brake pedal opening, motor torque (motor output torque), brake torque, stall determination flag F_ST, and temperature threshold value for performing inverter protection control at the time of stall ( Changes with respect to the elapsed time of the inverter protection threshold temperature TP), the maximum temperature TH of the inverter 20 (estimated temperature TB), and the inverter protection control request flag F_IB are shown. The inverter protection threshold temperature TP is set such that the upper limit value TP1 and the lower limit value TP2 are different from each other. Hereinafter, the control contents when the motor 3 is stalled will be described with reference to this timing chart. In the following description, the step numbers of the corresponding processes in the flowchart of FIG. 4 are also shown.
車両がモータ3のみの駆動力で走行(EV走行)しているときに、上り坂の途中などで車速Vが低下してモータ3にストールが発生すると、時刻t11でモータ3のストール判定(ステップST1でYES)がなされる。その時点で、インバータ20の最高温度THの推定(推定温度TBの算出)が開始される(ステップST4)。その後、時刻t12でインバータ20の最高温度THがインバータ保護閾値温度(上限値)TP1以上になる(ステップST12でYES)ことで、インバータ温度保護要求フラグF_IBがONとなる。それに伴い、時刻t13でブレーキトルクの付与(ブレーキ協調制御)が開始されて、駆動輪WR,WLの制動が行われる。更に、ブレーキトルクの付与が行われた後の時刻t14で、モータ3の出力トルクを制限する制御が開始される。その後、時刻t15でモータ3の出力トルクが0になったら、ストール判定フラグF_STがOFFとなる。さらに、時刻t16でインバータ20の最高温度THがインバータ保護閾値温度(下限値)TP2以下となることで、インバータ温度保護要求フラグF_IBがOFFになる。その後、車両1は再び走行を開始する。
When the vehicle is traveling with only the driving force of the motor 3 (EV traveling), if the vehicle speed V decreases and the motor 3 is stalled in the middle of an uphill, the motor 3 is stalled (step 11). YES is made in ST1. At that time, estimation of the maximum temperature TH of the inverter 20 (calculation of the estimated temperature TB) is started (step ST4). Thereafter, when the maximum temperature TH of the
上記のように、本実施形態の車両駆動用モータの制御装置では、インバータ保護制御として、モータ3の出力トルクを制限する前にブレーキ37の作動による駆動輪WR,WLの制動(モータ3に対するブレーキ協調制御)を開始するようにしている。 As described above, in the vehicle drive motor control device according to the present embodiment, as inverter protection control, before the output torque of the motor 3 is limited, the braking of the drive wheels WR and WL by the operation of the brake 37 (the brake for the motor 3) Cooperative control) is started.
車両1が上り坂を走行中にモータ3の最大トルクと登坂トルクが釣り合うことでモータ3にストールが発生した場合には、車両1を駆動しているモータ3の出力トルクを制限すると、車両1が自重で後方(上り坂の下方)へ移動する(ずり下がる)おそれがある。しかしながら、車両1が上り坂で後方へ移動することは、安全性の観点からあまり望ましくない。そこで、本実施形態では、上記のように、モータ3の出力トルクを制限する前にブレーキ37の作動による駆動輪WR,WLの制動(モータ3に対するブレーキの協調制御)を開始するようにしている。これにより、インバータ保護制御としてモータ3の出力トルクを制限した場合でも、車両1を同一の位置に保持して後方への移動(ずり下がり)を防止できる。
When stalling occurs in the motor 3 due to the balance between the maximum torque of the motor 3 and the climbing torque while the
また、図示は省略するが、インバータ保護制御としてモータ3の出力トルクに制限をかける際に、モータ3の駆動でエンジン2を始動させる制御を行うようにしてもよい。これによれば、モータ3の駆動力のみで車両1を走行させているとき(EV走行時)に、モータ3にストールが発生した場合、インバータ保護制御としてモータ3の出力トルクを制限しても、その後、エンジン2の駆動力で車両1の走行を継続できる。したがって、車両1の走行に支障をきたさずに済む。
Although illustration is omitted, control for starting the engine 2 by driving the motor 3 may be performed when limiting the output torque of the motor 3 as inverter protection control. According to this, when the
以上説明したように、本実施形態の車両駆動用モータの制御装置では、インバータ20が備える複数個のスイッチング素子Q11〜Q16のうち、一のスイッチング素子Q14のみに温度センサ25を設けたことで、設置する温度センサの数を少なく抑えて車両1の低コスト化を図っている。そのうえで、温度センサ25によるスイッチング素子Q14の温度の測定値(測定温度TA)に基づいて、複数のスイッチング素子Q11〜Q16の中で最も温度が高いスイッチング素子の温度を推定した推定温度TBを算出するようにしている。これにより、モータ3のストール状態を判定したときに、温度センサ25で測定した測定温度TAと該測定温度TAに基づいて推定した推定温度TBとのいずれかの温度をインバータ20の最高温度THとし、この最高温度THが所定値(インバータ保護閾値温度TP)以上になったらインバータ20に対する所定の保護制御を行うようにしている。このように、一の温度センサ25による測定温度TAに基づいて推定した推定温度TBを用いてインバータ20の最高温度THを判断することで、複数のスイッチング素子Q11〜Q16を含むインバータ20の温度上昇を高い精度で検知できるようになる。したがって、インバータ20の温度が許容範囲を超えて上昇する前に適切な保護制御を行うことができるので、モータ3のストール時におけるインバータ保護の実効性を高めることができる。
As described above, in the vehicle drive motor control device of the present embodiment, the
また、本実施形態では、ストール判定時のインバータ保護制御として、モータ3の出力トルクを制限する制御を行うことで、バッテリ(電源)30からインバータ20に入る電力を少なく抑えることができる。これにより、インバータ20が有するスイッチング素子Q11〜Q16の温度上昇を抑制してインバータ20の保護を図ることができる。
Moreover, in this embodiment, the electric power which enters into the
また、本実施形態では、図5(a)に示すように、予め用意したモータ3の要求トルクごとに異なる上昇率を有する複数の温度変化率のデータ(L1〜L3)を有しており、モータ3の要求トルクに応じてそれらから選択した温度変化率のデータを用いて推定温度TB(上昇側推定温度TB1)を算出している。そして、モータ3のストール状態を判定したときに、温度センサ25による測定温度TAと上記の上昇側推定温度TB1とを比較し、それらの温度上昇率が一致しない場合には、上昇側推定温度TB1をインバータ20の最高温度として設定するようにしている。すなわち、測定温度TAと上昇側推定温度TB1の温度上昇率が一致しない場合は、温度センサ25を設けたスイッチング素子Q14以外のスイッチング素子の温度が上昇しているものと判断できるので、当該スイッチング素子の温度上昇を上昇側推定温度TB1から推定するようにしている。
Moreover, in this embodiment, as shown to Fig.5 (a), it has the data (L1-L3) of the several temperature change rate which has a different raise rate for every required torque of the motor 3 prepared beforehand, The estimated temperature TB (rising side estimated temperature TB1) is calculated using the data of the temperature change rate selected from them according to the required torque of the motor 3. Then, when the stall state of the motor 3 is determined, the measured temperature TA measured by the
また、本実施形態では、図5(b)に示すように、モータ3のストール状態を検出した後で、当該ストール状態の判定が解除された時点で、測定温度TAと上昇側推定温度TB1との差分温度dTを算出し、その後、次回ストール状態が判定されるまでの間は、該差分温度dTを経過時間tに対して一定の変化率(−α)で下降させた値である下降側推定温度TB2を推定温度TBとするようにしている。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5 (b), after the stall state of the motor 3 is detected, when the determination of the stall state is canceled, the measured temperature TA and the estimated increase temperature TB1 are The difference temperature dT is calculated, and after that, until the next stall state is determined, the difference temperature dT is a value obtained by decreasing the difference temperature dT with a constant rate of change (−α) with respect to the elapsed time t. The estimated temperature TB2 is set as the estimated temperature TB.
これによれば、ストール状態の判定が解除された後の推定温度TBとして、インバータ20(スイッチング素子Q11〜Q16)の実際の温度に即した適切な温度を算出することができるので、スイッチング素子Q11〜Q16の温度を的確に予測でき、インバータ20の保護の実効を図ることができる。
According to this, since it is possible to calculate an appropriate temperature corresponding to the actual temperature of the inverter 20 (switching elements Q11 to Q16) as the estimated temperature TB after the determination of the stall state is cancelled, the switching element Q11 The temperature of .about.Q16 can be accurately predicted, and the
また、本実施形態では、上記の下降側推定温度TB2が測定温度TA以下になるまでは、下降側推定温度TB2を推定温度TBとし、下降側推定温度TB2が測定温度TA未満になったら、測定温度TAを推定温度TBとするようにしている。これによれば、推定温度TBがインバータ20(スイッチング素子Q11〜Q16)の実際の温度により近い温度として算出されるようになるので、再度モータ3にストールが発生した場合でも、インバータ20の温度上昇をより安全に検出することができ、インバータ20の保護制御の実効性を更に高めることができる。
Further, in the present embodiment, until the descending side estimated temperature TB2 becomes equal to or lower than the measured temperature TA, the descending side estimated temperature TB2 is set as the estimated temperature TB, and when the descending side estimated temperature TB2 becomes less than the measured temperature TA, the measurement is performed. The temperature TA is set to the estimated temperature TB. According to this, since the estimated temperature TB is calculated as a temperature closer to the actual temperature of the inverter 20 (switching elements Q11 to Q16), even if the motor 3 stalls again, the temperature of the
また、本実施形態では、次回ストール状態が判定された後の推定温度TBの算出では、温度センサ25による測定温度TAをストール状態が判定された時点での下降側推定温度TB2に置き換えて推定温度TBを算出するようにしている。
Further, in the present embodiment, in the calculation of the estimated temperature TB after the next stall state is determined, the estimated temperature TB is replaced by the measured temperature TA measured by the
インバータ20の温度が上昇した状態でストール状態の判定が解除されると、その後は上記の下降側推定温度TB2が推定温度TBとして用いられることになるが、その場合、再度モータ3にストールが発生したとき、例えば、前回のストール時と同じスイッチング素子の相に電流集中が発生すると、温度センサ25の測定温度TAに基づく推定温度TBと実際のインバータの最高温度(実温度TC)との間に誤差が生じるおそれがある。そこで、当該誤差が生じないようにするために、インバータ20の温度が上昇した状態でストール状態の判定が解除されたときには、温度センサ25による測定温度TAをストール状態が判定された時点での下降側推定温度TB2に置き換えてそれ以降の推定温度TBの算出を行うようにする。これにより、算出する推定温度TB(上昇側推定温度TB1)の精度を高めることができる。
If the stall state determination is canceled in a state where the temperature of the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、インバータ20が備える一個のスイッチング素子Q14の温度を測定する一個の温度センサ25のみを設けた場合を示したが、これ以外にも、本発明にかかる温度センサは、複数のスイッチング素子の2つ以上に設けてもよい。その場合は、モータ3のストール状態を判定したときに、一の温度センサの測定温度が一定であれば、他の温度センサの測定温度と推定温度とを比較してインバータ20の最高温度を決定するとよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the specification and drawings. Deformation is possible. For example, although the case where only one
すなわち、複数のスイッチング素子の2つ以上に温度センサを設けている場合には、一の温度センサを設けたスイッチング素子の温度が上昇していなければ、他の温度センサを設けたスイッチング素子の温度を本実施形態の測定温度TAとして用いるようにする。これにより、複数のスイッチング素子の温度をより高い精度で検知することが可能となる。 That is, when the temperature sensor is provided in two or more of the plurality of switching elements, if the temperature of the switching element provided with one temperature sensor does not increase, the temperature of the switching element provided with another temperature sensor. Is used as the measurement temperature TA of this embodiment. Thereby, it becomes possible to detect the temperature of a plurality of switching elements with higher accuracy.
また、上記実施形態では、ストール判定時に行うインバータ保護制御として、まず、車両1の駆動輪WR,WLを制動するためのブレーキ37の作動(モータ3に対するブレーキ37の協調制御)を開始し、その後、モータ3の出力トルクを制限する制御を行う場合を示したが、これ以外にも、インバータ保護制御として、ブレーキ協調制御を行わず、モータ3の出力トルクを制限する制御のみを行うようにしてもよい。その場合は、モータ3が逆転した場合、車両1が後方へ移動することになるが、減速比(ここでは、「モータ3の回転数/車輪の回転数」とする)が大きいため、車両が実際に後方へ移動する量は非常に小さく、運転者にとって、車両1が後方へ移動していることが感じられない程度である。すなわち、実質的にその場所で保持(停止)していることと等しい。
In the above embodiment, as the inverter protection control performed at the stall determination, first, the operation of the brake 37 (coordinate control of the
また、車両1が上り坂を走行中にモータ3にストールが発生した場合に、インバータの保護制御として、上記のようにブレーキ協調制御を行わずにモータ3の出力トルクを制限する制御のみを行うと、車両1が自重で後方(上り坂の下方)へ移動する(ずり下がる)ことで、モータ3のロータ(図示せず)が回転して通電相が切り替わる。その後、運転者によるアクセルペダルの踏み込みによってアクセル開度が増加すれば、再度モータ3の駆動力が増加するが、そのときは既にモータ3の通電相が切り替わっていることで、モータ3の駆動による車両1の走行が可能となる。
Further, when the motor 3 is stalled while the
1 車両
2 エンジン
3 モータ(電動機)
4 トランスミッション
5 ディファレンシャル機構
10 電子制御ユニット(ECU)
20 インバータ(電動機制御手段)
25 温度センサ
27 検出回路
30 バッテリ
31 アクセルペダルセンサ
32 ブレーキペダルセンサ
33 シフトポジションセンサ
34 回転数センサ
35 傾斜角センサ
37 ブレーキ
TA 測定温度
TB 推定温度
TB1 上昇側推定温度
TB2 下降側推定温度
TC 実温度
TH 最高温度
TP インバータ保護閾値温度
V 車速
dT1 差分温度
1 Vehicle 2 Engine 3 Motor (electric motor)
4
20 Inverter (motor control means)
25
Claims (8)
前記複数のスイッチング素子の数よりも少ない数が設置された温度センサと、
前記電動機のストール状態を判定するストール状態判定手段と、
前記温度センサで測定した測定温度に基づいて、前記複数のスイッチング素子の中で最も温度が高いスイッチング素子の温度を推定してなる推定温度を算出する温度推定手段と、を備え、
前記温度推定手段は、予め用意した前記電動機の要求トルクごとに異なる上昇率を有する複数の温度変化率のデータを有しており、前記電動機の要求トルクに応じて選択したいずれかの前記温度変化率のデータに基づいて上昇側推定温度を算出し、
前記制御手段は、前記ストール状態判定手段が前記電動機のストール状態を判定したときに、前記測定温度と前記上昇側推定温度とを比較し、それらの温度上昇率が一致しない場合には、前記上昇側推定温度を前記インバータの最高温度として設定し、当該最高温度が所定の閾値以上になったら前記インバータに対する所定の保護制御であるインバータ保護制御を行う
ことを特徴とする車両駆動用電動機の制御装置。 A vehicle drive motor control device comprising: a three-phase AC motor as a vehicle drive source; an inverter having a plurality of switching elements for controlling the three-phase AC motor; and a control means for controlling the inverter. ,
A temperature sensor in which a number smaller than the number of the plurality of switching elements is installed;
A stall state determination means for determining a stall state of the electric motor;
Temperature estimation means for calculating an estimated temperature obtained by estimating the temperature of the switching element having the highest temperature among the plurality of switching elements based on the measured temperature measured by the temperature sensor;
The temperature estimation means has data of a plurality of temperature change rates having different rates of increase for each required torque of the electric motor prepared in advance, and any one of the temperature changes selected according to the required torque of the electric motor Calculate the estimated temperature on the rising side based on the rate data,
The control means compares the measured temperature with the estimated temperature on the rising side when the stall condition determining means determines the stall condition of the electric motor. The vehicle drive motor control device is characterized in that an inverter side estimated temperature is set as a maximum temperature of the inverter, and when the maximum temperature exceeds a predetermined threshold , inverter protection control is performed as predetermined protection control for the inverter. .
前記制御手段は、前記ストール状態判定手段が前記電動機のストール状態を判定したときに、一の温度センサの測定温度が一定であれば、他の温度センサの測定温度と前記推定温度とのいずれかを前記インバータの最高温度として設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両駆動用電動機の制御装置。 The temperature sensor is provided in two or more of the plurality of switching elements,
If the measured temperature of one temperature sensor is constant when the stalled state determining unit determines the stalled state of the electric motor, the control unit is either the measured temperature of the other temperature sensor or the estimated temperature. The vehicle drive motor control device according to claim 1, wherein the maximum temperature of the inverter is set .
前記差分温度の算出後、次回ストール状態が判定されるまでの間は、該差分温度を経過時間に対して一定の変化率で下降させた値である下降側推定温度を前記推定温度とする
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の車両駆動用電動機の制御装置。 After the stall state determination means determines the stall state of the electric motor, when the determination of the stall state is canceled, the difference temperature between the measured temperature and the rising side estimated temperature is calculated,
After the difference temperature is calculated and until the next stall state is determined, the estimated temperature is a lower side estimated temperature that is a value obtained by lowering the difference temperature with a constant rate of change with respect to the elapsed time. The control device for a motor for driving a vehicle according to claim 1 or 2 .
前記下降側推定温度が前記測定温度未満になったら、前記測定温度を前記推定温度とする
ことを特徴とする請求項3に記載の車両駆動用電動機の制御装置。 Until the lower side estimated temperature becomes equal to or lower than the measured temperature, the lower side estimated temperature is set as the estimated temperature,
The control apparatus for a motor for driving a vehicle according to claim 3 , wherein when the estimated temperature on the lower side becomes lower than the measured temperature, the measured temperature is set as the estimated temperature .
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の車両駆動用電動機の制御装置。 In the calculation of the estimated temperature after the next stall condition is determined, the estimated temperature is calculated by replacing the temperature measured by the temperature sensor with the descending estimated temperature at the time when the stall condition is determined. The control device for a motor for driving a vehicle according to claim 3 or 4 .
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の車両駆動用電動機の制御装置。 The vehicle drive motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the inverter protection control by the control means is a motor torque limit for limiting an output torque of the motor . Control device.
前記制御手段は、前記インバータ保護制御として前記電動機の出力トルクを制限する前に、前記ブレーキの作動による前記駆動輪の制動を開始する
ことを特徴とする請求項6に記載の車両駆動用電動機の制御装置。 A brake for braking the drive wheels of the vehicle;
7. The vehicle drive motor according to claim 6 , wherein the control unit starts braking the drive wheel by operating the brake before limiting the output torque of the motor as the inverter protection control. 8. Control device.
前記電動機と前記内燃機関との間で動力を伝達する動力伝達経路と、をさらに備え、
前記車両が前記電動機の駆動力のみで走行する状態のとき、
前記インバータ保護制御として前記電動機の出力トルクを制限する際に、前記動力伝達経路を介して前記電動機で前記内燃機関を始動させる
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の車両駆動用電動機の制御装置。 An internal combustion engine as a drive source of the vehicle;
A power transmission path for transmitting power between the electric motor and the internal combustion engine,
When the vehicle travels only with the driving force of the electric motor,
In limiting the output torque of the electric motor as the inverter protection control, for driving a vehicle according to claim 6 or 7, characterized in that for starting the internal combustion engine by the electric motive through the power transmission path Electric motor control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012025620A JP5919012B2 (en) | 2012-02-08 | 2012-02-08 | Control device for motor for driving vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012025620A JP5919012B2 (en) | 2012-02-08 | 2012-02-08 | Control device for motor for driving vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013162732A JP2013162732A (en) | 2013-08-19 |
JP5919012B2 true JP5919012B2 (en) | 2016-05-18 |
Family
ID=49174552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012025620A Expired - Fee Related JP5919012B2 (en) | 2012-02-08 | 2012-02-08 | Control device for motor for driving vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5919012B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108622073A (en) * | 2017-03-17 | 2018-10-09 | 本田技研工业株式会社 | The control device of transporting equipment |
US10195960B2 (en) | 2016-10-18 | 2019-02-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5977276B2 (en) * | 2014-02-24 | 2016-08-24 | 日立建機株式会社 | Construction machinery |
JP6295919B2 (en) * | 2014-10-29 | 2018-03-20 | 株式会社デンソー | Control device |
JP6387911B2 (en) * | 2015-06-30 | 2018-09-12 | 株式会社デンソー | Electronic equipment |
JP6493145B2 (en) * | 2015-10-19 | 2019-04-03 | 株式会社デンソー | DCDC converter control device |
CN112918273B (en) * | 2021-01-29 | 2022-12-23 | 苏州汇川联合动力系统有限公司 | Protection method for vehicle power device, motor control device and storage medium |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4304842B2 (en) * | 2000-07-31 | 2009-07-29 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | Motor driving apparatus and motor driving method |
JP3688227B2 (en) * | 2001-08-01 | 2005-08-24 | 株式会社日立製作所 | Control device for hybrid vehicle |
JP2008168773A (en) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Toyota Motor Corp | Vehicle and its control method |
JP2009017707A (en) * | 2007-07-05 | 2009-01-22 | Aisin Seiki Co Ltd | Motor control unit |
JP5035052B2 (en) * | 2008-03-19 | 2012-09-26 | トヨタ自動車株式会社 | Driving force control device for motor-driven vehicle |
-
2012
- 2012-02-08 JP JP2012025620A patent/JP5919012B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10195960B2 (en) | 2016-10-18 | 2019-02-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle |
CN108622073A (en) * | 2017-03-17 | 2018-10-09 | 本田技研工业株式会社 | The control device of transporting equipment |
CN108622073B (en) * | 2017-03-17 | 2021-05-18 | 本田技研工业株式会社 | Control device for transportation equipment and control method for transportation equipment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013162732A (en) | 2013-08-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5919012B2 (en) | Control device for motor for driving vehicle | |
US20170087994A1 (en) | Control device of electric vehicle | |
EP2939866B1 (en) | Motor control device and motor control method | |
US9108520B2 (en) | Vehicle and control method for vehicle | |
JP6079437B2 (en) | Electric vehicle control method | |
JP2009131043A (en) | Motor control device | |
US9120388B2 (en) | Rotating electrical machine drive system | |
JP6311596B2 (en) | Motor drive system | |
JP2007318894A (en) | Device and method for detecting phase shift of magnetic pole position sensor for synchronous motor | |
JP6589492B2 (en) | Inverter control device | |
KR101981032B1 (en) | Electrical machine control method and apparatus | |
JP6075018B2 (en) | Electric vehicle control device, electric vehicle including the same, and electric vehicle control method | |
JP2008167623A (en) | Electric vehicle | |
JP2018070033A (en) | Automobile | |
JP2008211861A (en) | Controller for motor | |
WO2015001849A1 (en) | Electric-vehicle braking control device | |
JP2012228131A (en) | Drive control system for onboard rotary electric machine | |
JP2012075293A (en) | Motor controller | |
JP5884747B2 (en) | AC motor control device | |
JP6269328B2 (en) | Synchronous motor control device and vehicle control system including the same | |
JP2015137084A (en) | Device for controlling hybrid vehicle | |
JP6973641B2 (en) | Inverter control method and inverter control system | |
JP6962462B2 (en) | Inverter control method and inverter control system | |
JP4527736B2 (en) | VEHICLE, ITS CONTROL METHOD AND DRIVE DEVICE | |
WO2022151355A1 (en) | Electric motor driving method, apparatus and system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141128 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150812 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150818 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151014 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160315 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160411 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5919012 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |