JP6500566B2 - 車両駆動用モータの制御システム - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。まず、図1を用いて第1の実施形態におけるハイブリッド車両の構成について説明する。第1の実施形態におけるハイブリッド車両の概略構成を示す図である。図1に示すように、ハイブリッド車両Mは、エンジン2と、クラッチ5と、左右の車輪4と、自動変速機6と、デフ7と、第2クラッチ8と、車両駆動用モータの制御システム100とを備える。車両駆動用モータの制御システム100は、制御装置1と、モータ3と、インバータ9と、バッテリ10とを備える。
なお、前回の代表推定温度T0は、U相の前回推定温度T0u、V相の前回推定温度T0v、W相の前回推定温度T0wの最大値に限らず、中央値、平均値、最小値など、U相の前回推定温度T0u、V相の前回推定温度T0v、W相の前回推定温度T0wを代表する代表値であればよい。
(ステップS20)モータトルク制御部157は、モータトルク及びモータ回転数のうち少なくとも一つを用いて、モータロック状態か否か判定する。本実施形態ではその一例として、モータトルク制御部157は、モータトルク(ここでは一例として要求モータトルク)が閾値トルク以上で且つモータ回転数が閾値回転数以下であるか否か判定する。モータトルク制御部157は、モータ回転数が閾値回転数以下でモータトルクが閾値トルク以上であるならば、モータトルクが大きいのにも関わらずモータ回転数が小さいので、モータロック状態であると判定し、処理がステップS21に進む。一方、モータトルク制御部157は、モータ回転数が閾値回転数以下でない、もしくはモータトルクが閾値トルク以上でないならば、モータロック状態でないと判定し、処理がステップS22に進む。
(ステップS21)ステップS20でモータロック状態であると判定された場合、モータトルク制御部157は、所定の回転数を連続して超えた時間をカウントする時間カウンタをクリアする(すなわち0にする)。
同様にして、モータトルク制御部157は、V相の前回推定温度T0vを前回取得してから現在までの各時点において、テーブルを参照してその時点におけるモータトルクと電気角との組に対応するV相コイル32Vの単位時間あたりの上昇温度を取得し、取得した上昇温度を積算してV相の積算値T1vを決定する。これにより、各時点におけるV相コイル32Vの単位時間あたりの上昇温度は、各時点におけるモータトルクと電流分配状態の組に応じて決定されるので、V相コイル32Vの単位時間あたりの上昇温度を積算することにより、V相コイル32Vの温度の推定精度を高くすることができる。
同様にして、モータトルク制御部157は、W相の前回推定温度T0wを前回取得してから現在までの各時点において、テーブルを参照してその時点におけるモータトルクと電気角との組に対応するW相コイル32Wの単位時間あたりの上昇温度を取得し、取得した上昇温度を積算してW相の積算値T1wを決定する。これにより、各時点におけるW相コイル32Wの単位時間あたりの上昇温度は、各時点におけるモータトルクと電流分配状態の組に応じて決定されるので、W相コイル32Wの単位時間あたりの上昇温度を積算することにより、W相コイル32Wの温度の推定精度を高くすることができる。
そして、モータトルク制御部157は、U相の前回推定温度T0uとU相の積算値T1uとの和を、U相の推定温度T2u(=T0u+T1u)に決定する。
同様にして、モータトルク制御部157は、V相の前回推定温度T0vとV相の積算値T1vとの和を、V相の推定温度T2v(=T0v+T1v)に決定する。
同様にして、モータトルク制御部157は、W相の前回推定温度T0wとW相の積算値T1wとの和を、W相の推定温度T2w(=T0w+T1w)に決定する。
モータトルク制御部157は、U相の推定温度T2uから、V相の推定温度T2vとコイルセンサ温度Tsensorとの差(T2v−Tsensor)を引いた温度を、補正後のU相の推定温度T3u(=T2u−(T2v−Tsensor))に決定する。
同様にして、モータトルク制御部157は、W相の推定温度T2wから、V相の推定温度T2vとコイルセンサ温度Tsensorとの差(T2v−Tsensor)を引いた温度を、補正後のW相の推定温度T3w(=T2w−(T2v−Tsensor))に決定する。
(ステップS22)ステップS20でモータロック状態でないと判定された場合、モータトルク制御部157は、所定の回転数を連続して超えた時間をカウントする上記時間カウンタのカウントを開始し、処理がステップS30に進む。
一方、未復帰条件を満たさない場合、いずれのコイルの温度もコイルセンサ温度と乖離が少ないので、処理がステップS34に進み、ステップS40において、コイルセンサ温度が閾値温度より高いか否かの判定が実行される。
また、時間カウンタが閾値時間Z以下である場合、モータロック状態からロータ31が回り始めたばかりであるので、他相コイルの温度はコイルセンサ温度Tsensorから未だ乖離があるため、ステップS40で補正後の推定温度に基づく代表推定温度で判定を行うため、モータトルク制御部157は、ステップS31に進み、上述したように推定温度を決定する。
ステップS40で代表推定温度T4が閾値温度Tthより高いと判定された場合(ステップS40 YES)、モータトルク制御部157は、モータトルクを低下させるようモータ3を制御する。これにより、モータトルクが低下するので、いずれの相のコイルの温度も熱許容限界温度を超えないようにすることができる。
続いて、第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、代表推定温度T4が閾値温度Tth以下の場合、モータトルクを維持した。それに対して、第2の実施形態では、代表推定温度T4が閾値温度Tth以下の場合において、直近のモータロック状態から解除された時からの経過時間に応じて、モータトルクの制限を緩和する。なお、第2の実施形態における車両駆動用モータの制御システム100の構成は、第1の実施形態における車両駆動用モータの制御システム100の構成と同様であるので、その説明を省略する。
(ステップS64)ステップS62でモータロック状態であると判定された場合、モータトルク制御部157は、時間カウンタをカウントアップする。このようにすることで、時間カウンタの値をモータロック状態が維持されるサイクル数とすることができるので、時間カウンタの値がモータロック状態の継続時間を意味するようになる。
そして、モータトルク制御部157は、U相の前回推定温度T0uとU相の積算値T1uとの和を、U相の推定温度T2u(=T0u+T1u)に決定する。同様にして、モータトルク制御部157は、V相の前回推定温度T0vとV相の積算値T1vとの和を、V相の推定温度T2v(=T0v+T1v)に決定する。同様にして、モータトルク制御部157は、W相の前回推定温度T0wとW相の積算値T1wとの和を、W相の推定温度T2w(=T0w+T1w)に決定する。
図8に示すように、判定対象温度が閾値温度Tthのときに、最大モータトルクTrq_maxであり、判定対象温度が閾値温度Tthを超える場合、判定対象温度が大きくなるほどモータトルクが低下する。そして、判定対象温度がコイルの熱許容限界温度Tmaxであるときにトルクが0になる。
(ステップS63)ステップS62でモータロック状態でないと判定された場合、モータトルク制御部157は、直近のモータロック状態を解除された時からの経過時間がモータロック状態であった時間未満であるか否か判定する。具体的にはその一例として、モータトルク制御部157は、時間カウンタが0より大きいか否か判定する。すなわち、時間カウンタが0より大きい場合、直近のモータロック状態を解除された時からの経過時間が直近のモータロック時の継続時間よりも短いので、他相推定温度とコイルセンサ温度との乖離が大きいと予想される。一方、時間カウンタが0以下の場合、直近のモータロック状態を解除された時からの経過時間が直近のモータロック時の継続時間以上であるので、他相推定温度とコイルセンサ温度との乖離が小さいと予想される。
このように、モータトルク制御部157は、直近のモータロック状態の継続時間に比べて直近のモータロック状態が解除された時からの経過時間が短いほど、モータトルクを低減させる。直近のモータロック状態の継続時間に比べて直近のモータロック状態が解除された時からの経過時間が短いほど、他相推定温度とコイルセンサ温度との乖離があることが予想される。そのため、その分、モータトルクの低減量を大きくすることにより、他相コイルに流れる電流が小さくすることができる。その結果、他相推定温度がコイルの熱許容限界温度Tmaxを超えないようにすることができるので、コイルに熱による悪影響が発生することを回避することができる。
Claims (10)
- 三相交流モータが出力するモータトルクを取得するモータトルク取得部と、
前記三相交流モータのステータの各相のコイルへの電流分配状態を取得する電流分配状態取得部と、
三相コイルのうち特定相コイルの温度をコイルセンサ温度として検出するコイル温度検出部と、
前記コイルセンサ温度と、前記三相コイルのうち前記特定相コイル以外のコイルである他相コイルの各時点における単位時間あたりの上昇温度の積算値とを用いて、前記他相コイルの推定温度である他相推定温度を更新し、更新後の他相推定温度を少なくとも用いて、前記モータトルクを制御する制御部と、
を備え、
前記他相コイルの各時点における単位時間あたりの上昇温度は、各時点における前記モータトルクと前記電流分配状態の組に応じて前記制御部により決定され、
前記制御部は、前記他相推定温度を用いて決定された代表推定温度、または少なくとも一つの前記他相推定温度が閾値温度を超えるか否か判定し、閾値温度を超える場合、前記モータトルクを制限するように当該モータトルクを制御し、他相推定温度の更新と、当該更新された他相推定温度を用いて決定された代表推定温度、または更新された他相推定温度が閾値温度を超えるか否かの判定と、判定結果に基づくモータトルクの制御を繰り返し行う
車両駆動用モータの制御システム。 - 前記制御部は、前記三相交流モータがモータロック状態であるか否か判定し、前記閾値温度を超えない場合、直近のモータロック状態を解除された時からの経過時間が直近のモータロック時の継続時間以上である場合、モータトルクの制限をなしにするように当該モータトルクを制御し、モータロック状態であるかまたは直近のモータロック状態を解除された時からの経過時間が直近のモータロック時の継続時間よりも短い場合、モータトルクの制限を緩和するように当該モータトルクを制御する
請求項1に記載の車両駆動用モータの制御システム。 - 前記制御部は、三相交流モータがモータロック状態であるか否か判定し、モータロック状態であるか直近のモータロック状態を解除された時からの経過時間が直近のモータロック時の継続時間よりも短い場合、前記他相推定温度の更新を行う
請求項1または2に記載の車両駆動用モータの制御システム。 - 前記制御部は、前記モータトルク及び前記三相交流モータの回転数のうち少なくとも一つを用いて、前記三相交流モータがモータロック状態であるか否か判定し、モータロック状態である場合、少なくとも前記他相推定温度を更新する
請求項1から3のいずれか一項に記載の車両駆動用モータの制御システム。 - 前記制御部は、前回更新された他相推定温度を用いて決定された前回の代表推定温度と前記コイルセンサ温度との差分が閾値を超えるか否か、または前記三相交流モータの回転数が所定の回転数を連続して超えた時間が閾値時間以下であるか否か判定し、閾値を超えるまたは閾値時間以下であると判定された場合、少なくとも前記他相推定温度を更新する
請求項1から4のいずれか一項に記載の車両駆動用モータの制御システム。 - 前記制御部は、直近のモータロック状態が解除された時からの経過時間が、直近の前記モータロック状態の継続時間未満であるか否か判定し、前記経過時間が前記継続時間未満であると判定した場合、少なくとも前記他相推定温度を更新する
請求項1から4のいずれか一項に記載の車両駆動用モータの制御システム。 - 前記特定相コイルの推定温度と前記コイルセンサ温度との比較結果を用いて、更新後の前記他相推定温度を補正する
請求項1から6のいずれか一項に記載の車両駆動用モータの制御システム。 - 前記制御部は、前記代表推定温度または前記他相推定温度が前記閾値温度以下の場合、直近のモータロック状態の継続時間に比べて前記直近のモータロック状態が解除された時からの経過時間が短いほど、前記モータトルクを低減させる
請求項1から7のいずれか一項に記載の車両駆動用モータの制御システム。 - 前記制御部は、前記代表推定温度または前記他相推定温度が前記閾値温度以下の場合、現在のモータロック状態の継続時間が長いほど前記モータトルクを低減させる
請求項1から8のいずれか一項に記載の車両駆動用モータの制御システム。 - 前記制御部は、前記代表推定温度、前記他相推定温度または前記コイルセンサ温度が前記閾値温度を超える場合、前記代表推定温度、前記他相推定温度または前記コイルセンサ温度から前記閾値温度を引いた値が大きいほど、前記モータトルクを低減させる
請求項1から9のいずれか一項に記載の車両駆動用モータの制御システム。
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