JPH11122703A - 電気自動車の過負荷防止装置 - Google Patents
電気自動車の過負荷防止装置Info
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- JPH11122703A JPH11122703A JP9274736A JP27473697A JPH11122703A JP H11122703 A JPH11122703 A JP H11122703A JP 9274736 A JP9274736 A JP 9274736A JP 27473697 A JP27473697 A JP 27473697A JP H11122703 A JPH11122703 A JP H11122703A
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- motor
- torque
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- switching element
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- 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
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モーターロック時に出力トルクを急に低下さ
せずにインバーターの過負荷を防止する。 【解決手段】 スイッチング素子温度検出値に基づいて
各スイッチング素子の接合部温度を推定するとともに、
予め設定された接合部温度に対するトルク制限値のマッ
プから、通電中のスイッチング素子の接合部温度推定値
に応じたトルク制限値を演算する。そして、モーター回
転速度検出値が所定値よりも小さく、且つ、スイッチン
グ素子温度検出値または接合部温度推定値が所定値を超
えた時に、トルク制限値によりトルク指令値を制限し、
制限後のトルク指令値に応じて各スイッチング素子の電
流を制御する。
せずにインバーターの過負荷を防止する。 【解決手段】 スイッチング素子温度検出値に基づいて
各スイッチング素子の接合部温度を推定するとともに、
予め設定された接合部温度に対するトルク制限値のマッ
プから、通電中のスイッチング素子の接合部温度推定値
に応じたトルク制限値を演算する。そして、モーター回
転速度検出値が所定値よりも小さく、且つ、スイッチン
グ素子温度検出値または接合部温度推定値が所定値を超
えた時に、トルク制限値によりトルク指令値を制限し、
制限後のトルク指令値に応じて各スイッチング素子の電
流を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気自動車の過負荷
防止装置に関し、特にモーターロック時または超低回転
速度時におけるインバーターの過負荷を防止するもので
ある。
防止装置に関し、特にモーターロック時または超低回転
速度時におけるインバーターの過負荷を防止するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】インバーターから交流電力を走行用モー
ターに供給して駆動する電気自動車では、図６に示すよ
うに通常回転時はインバーターの各スイッチング素子に
交流電流ｉ１が流れる。しかし、モーターロック時また
は超低回転速度時には特定の素子に直流電流ｉ２が流
れ、その素子の熱損失が急激に増加する。
ターに供給して駆動する電気自動車では、図６に示すよ
うに通常回転時はインバーターの各スイッチング素子に
交流電流ｉ１が流れる。しかし、モーターロック時また
は超低回転速度時には特定の素子に直流電流ｉ２が流
れ、その素子の熱損失が急激に増加する。
【０００３】図７はモーターの通常の回転状態と停止状
態におけるスイッチング素子のケース温度と接合部温度
を示す。モーターが通常の回転状態にある場合は、各ス
イッチング素子にほぼ同一の電流が流れ、複数のスイッ
チング素子で熱損失が均等に分担されるので、素子ケー
ス温度Ｔｃおよび接合部温度Ｔｊは実線で示すように低
い値を示す。またこの時、素子間のケース温度差も小さ
い。ところが、モーターがロックされて停止状態または
超低回転速度状態にある場合には、特定の素子に直流電
流が流れるので、その素子のケース温度Ｔｃ’と接合部
温度Ｔｊ’が急激に上昇し、素子間のケース温度差も急
激に増加する。
態におけるスイッチング素子のケース温度と接合部温度
を示す。モーターが通常の回転状態にある場合は、各ス
イッチング素子にほぼ同一の電流が流れ、複数のスイッ
チング素子で熱損失が均等に分担されるので、素子ケー
ス温度Ｔｃおよび接合部温度Ｔｊは実線で示すように低
い値を示す。またこの時、素子間のケース温度差も小さ
い。ところが、モーターがロックされて停止状態または
超低回転速度状態にある場合には、特定の素子に直流電
流が流れるので、その素子のケース温度Ｔｃ’と接合部
温度Ｔｊ’が急激に上昇し、素子間のケース温度差も急
激に増加する。
【０００４】モーターロック時または超低回転速度時に
駆動回路のスイッチング素子の接合部温度が許容値を超
えないようにするために、スイッチング素子のケース温
度を検出し、ケース温度がしきい値を超えたらインバー
ターの出力電流を低減する電気自動車の過負荷防止装置
が知られている。
駆動回路のスイッチング素子の接合部温度が許容値を超
えないようにするために、スイッチング素子のケース温
度を検出し、ケース温度がしきい値を超えたらインバー
ターの出力電流を低減する電気自動車の過負荷防止装置
が知られている。
【０００５】また、モーターロック時または超低回転速
度時の駆動回路の過負荷を防止するために、モーターの
ロック状態を検出し、ロック状態が検出されると出力電
流を制限する電気自動車の過負荷防止装置が知られてい
る（例えば、特開平８−１９１５０３号公報参照）。
度時の駆動回路の過負荷を防止するために、モーターの
ロック状態を検出し、ロック状態が検出されると出力電
流を制限する電気自動車の過負荷防止装置が知られてい
る（例えば、特開平８−１９１５０３号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た前者の過負荷防止装置では、６個のスイッチング素子
の中の最大のケース温度に基づいてインバーターの出力
電流を低減するので、インバーターのすべてのスイッチ
ング素子の出力電流が同時に制限され、モーターの出力
トルクが急激に低下して乗員に違和感を与える。また、
上述した後者の過負荷防止装置でも、モーターロック時
にインバーターのすべてのスイッチング素子の出力電流
を制限するので、モーターの出力トルクが急に低下す
る。
た前者の過負荷防止装置では、６個のスイッチング素子
の中の最大のケース温度に基づいてインバーターの出力
電流を低減するので、インバーターのすべてのスイッチ
ング素子の出力電流が同時に制限され、モーターの出力
トルクが急激に低下して乗員に違和感を与える。また、
上述した後者の過負荷防止装置でも、モーターロック時
にインバーターのすべてのスイッチング素子の出力電流
を制限するので、モーターの出力トルクが急に低下す
る。
【０００７】図８は、従来の過負荷防止装置によるモー
ターロック時の出力トルクの変化を示す。ここで、Ｔｒ
maxは、インバーターからモーターに最大電流を流した
時のモーターの最大出力トルクである。また、Ｔｒ０
は、モーターロック時にインバーターの特定のスイッチ
ング素子からモーターへ、素子が連続的に許容できる最
大電流（直流電流）を流した時のモーターの出力トルク
であり、以下では連続可能トルクと呼ぶ。モーターがロ
ックされ、インバーターの特定のスイッチング素子に最
大電流が流れると、そのスイッチング素子の接合部温度
Ｔｊは急激に上昇し、時刻ｔ１で許容最大値Ｔｊ４に達
する。時刻ｔ１から出力トルクを連続可能トルクＴｒ０
に制限することによって接合部温度Ｔｊも低下するが、
モーターロック時の出力トルクの低下が急激であるた
め、乗員に違和感を与える。
ターロック時の出力トルクの変化を示す。ここで、Ｔｒ
maxは、インバーターからモーターに最大電流を流した
時のモーターの最大出力トルクである。また、Ｔｒ０
は、モーターロック時にインバーターの特定のスイッチ
ング素子からモーターへ、素子が連続的に許容できる最
大電流（直流電流）を流した時のモーターの出力トルク
であり、以下では連続可能トルクと呼ぶ。モーターがロ
ックされ、インバーターの特定のスイッチング素子に最
大電流が流れると、そのスイッチング素子の接合部温度
Ｔｊは急激に上昇し、時刻ｔ１で許容最大値Ｔｊ４に達
する。時刻ｔ１から出力トルクを連続可能トルクＴｒ０
に制限することによって接合部温度Ｔｊも低下するが、
モーターロック時の出力トルクの低下が急激であるた
め、乗員に違和感を与える。
【０００８】本発明の目的は、モーターロック時に出力
トルクを急に低下させずにインバーターの過負荷を防止
する電気自動車の過負荷防止装置を提供することにあ
る。
トルクを急に低下させずにインバーターの過負荷を防止
する電気自動車の過負荷防止装置を提供することにあ
る。
【０００９】
（１） 請求項１の発明は、複数のスイッチング素子に
よりバッテリーの直流電力を交流電力に変換してモータ
ーを駆動するインバーターと、トルク指令値に応じて各
スイッチング素子の電流を制御する電流制御手段とを備
えた電気自動車の過負荷防止装置に適用される。そし
て、スイッチング素子の発熱温度を検出する温度検出手
段と、フィン温度検出値に基づいて各スイッチング素子
の接合部温度を推定する温度推定手段と、予め設定され
た接合部温度に対するトルク制限値のマップから、通電
中のスイッチング素子の接合部温度推定値に応じたトル
ク制限値を演算するトルク制限値演算手段と、モーター
の回転速度を検出する回転速度検出手段と、回転速度検
出値が所定値よりも小さく、且つ、温度検出手段または
温度推定手段の出力が所定値を超えた時に、トルク制限
値によりトルク指令値を制限する指令値制限手段とを備
える。素子温度検出値に基づいて各スイッチング素子の
接合部温度を推定するとともに、予め設定された接合部
温度に対するトルク制限値のマップから、通電中のスイ
ッチング素子の接合部温度推定値に応じたトルク制限値
を演算する。そして、モーター回転速度検出値が所定値
よりも小さく、且つ、スイッチング素子温度検出値また
は接合部温度推定値が所定値を超えた時に、トルク制限
値によりトルク指令値を制限し、制限後のトルク指令値
に応じて各スイッチング素子の電流を制御する。 （２） 請求項２の電気自動車の過負荷防止装置は、ト
ルク指令値の所定値を、スイッチング素子が連続的に許
容できる最大直流電流を流した時のモーターの出力トル
クとしたものである。 （３） 請求項３の電気自動車の過負荷防止装置は、回
転速度の所定値にヒステリシスを持たせるようにしたも
のである。
よりバッテリーの直流電力を交流電力に変換してモータ
ーを駆動するインバーターと、トルク指令値に応じて各
スイッチング素子の電流を制御する電流制御手段とを備
えた電気自動車の過負荷防止装置に適用される。そし
て、スイッチング素子の発熱温度を検出する温度検出手
段と、フィン温度検出値に基づいて各スイッチング素子
の接合部温度を推定する温度推定手段と、予め設定され
た接合部温度に対するトルク制限値のマップから、通電
中のスイッチング素子の接合部温度推定値に応じたトル
ク制限値を演算するトルク制限値演算手段と、モーター
の回転速度を検出する回転速度検出手段と、回転速度検
出値が所定値よりも小さく、且つ、温度検出手段または
温度推定手段の出力が所定値を超えた時に、トルク制限
値によりトルク指令値を制限する指令値制限手段とを備
える。素子温度検出値に基づいて各スイッチング素子の
接合部温度を推定するとともに、予め設定された接合部
温度に対するトルク制限値のマップから、通電中のスイ
ッチング素子の接合部温度推定値に応じたトルク制限値
を演算する。そして、モーター回転速度検出値が所定値
よりも小さく、且つ、スイッチング素子温度検出値また
は接合部温度推定値が所定値を超えた時に、トルク制限
値によりトルク指令値を制限し、制限後のトルク指令値
に応じて各スイッチング素子の電流を制御する。 （２） 請求項２の電気自動車の過負荷防止装置は、ト
ルク指令値の所定値を、スイッチング素子が連続的に許
容できる最大直流電流を流した時のモーターの出力トル
クとしたものである。 （３） 請求項３の電気自動車の過負荷防止装置は、回
転速度の所定値にヒステリシスを持たせるようにしたも
のである。
【００１０】
（１） 請求項１の発明によれば、例えば車両が道路上
の突起物を乗り越えるような場合に、モーターがロック
状態または超低回転速度状態になっても、モーターの出
力トルクの低下が緩やかになり、従来のようにモーター
の出力トルクが急激に低下して乗員に違和感を与えるよ
うなことがない。 （２） 請求項２の発明によれば、モーターがロック状
態または超低回転速度状態にあるか否かの判定を、モー
ターの回転速度が所定値未満という条件の他に、スイッ
チング素子が連続的に許容できる最大直流電流を流した
時のモーターの出力トルクよりもトルク指令値が大きい
ことを条件としたので、正確な判定が可能となる。 （３） 請求項３の発明によれば、モーターがロック状
態または超低回転速度状態にあるか否かの判定を行なう
ごとに判定結果が切り換わるチャタリングを防止でき
る。
の突起物を乗り越えるような場合に、モーターがロック
状態または超低回転速度状態になっても、モーターの出
力トルクの低下が緩やかになり、従来のようにモーター
の出力トルクが急激に低下して乗員に違和感を与えるよ
うなことがない。 （２） 請求項２の発明によれば、モーターがロック状
態または超低回転速度状態にあるか否かの判定を、モー
ターの回転速度が所定値未満という条件の他に、スイッ
チング素子が連続的に許容できる最大直流電流を流した
時のモーターの出力トルクよりもトルク指令値が大きい
ことを条件としたので、正確な判定が可能となる。 （３） 請求項３の発明によれば、モーターがロック状
態または超低回転速度状態にあるか否かの判定を行なう
ごとに判定結果が切り換わるチャタリングを防止でき
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は一実施の形態の構成を示す
図である。バッテリー１はインバーターリレー２および
ＤＣリンクコンデンサ３を介してインバーター主回路４
に直流電力を供給し、インバーター主回路４は直流電力
を交流電力に変換して走行用モーター５に印加する。イ
ンバーター主回路４は、スイッチング素子であるＩＧＢ
Ｔ Ｔ１〜Ｔ６とダイオードＤ１〜Ｄ６から構成され、
これらのスイッチング素子は冷却用フィン（不図示）上
に取り付けられている。なお、この実施の形態では走行
用モーター５に同期電動機を用いた例を示すが、誘導電
動機を用いてもよい。また、この実施の形態ではスイッ
チング素子にＩＧＢＴを用いた例を示すが、パワートラ
ンジスターやサイリスタなどのスイッチング素子を用い
てもよい。
図である。バッテリー１はインバーターリレー２および
ＤＣリンクコンデンサ３を介してインバーター主回路４
に直流電力を供給し、インバーター主回路４は直流電力
を交流電力に変換して走行用モーター５に印加する。イ
ンバーター主回路４は、スイッチング素子であるＩＧＢ
Ｔ Ｔ１〜Ｔ６とダイオードＤ１〜Ｄ６から構成され、
これらのスイッチング素子は冷却用フィン（不図示）上
に取り付けられている。なお、この実施の形態では走行
用モーター５に同期電動機を用いた例を示すが、誘導電
動機を用いてもよい。また、この実施の形態ではスイッ
チング素子にＩＧＢＴを用いた例を示すが、パワートラ
ンジスターやサイリスタなどのスイッチング素子を用い
てもよい。
【００１２】サーミスタ６はスイッチング素子冷却用フ
ィンの温度Ｔｓを検出する検出器であり、電流センサー
７〜９はインバーター主回路４の出力電流Ｉｕ、Ｉｖ、
Ｉｗを検出する検出器である。また、磁極センサー１０
は同期モーター５の磁極位置θを検出する検出器であ
り、回転センサー１１はモーター５の回転速度Ｎｅを検
出する検出器である。
ィンの温度Ｔｓを検出する検出器であり、電流センサー
７〜９はインバーター主回路４の出力電流Ｉｕ、Ｉｖ、
Ｉｗを検出する検出器である。また、磁極センサー１０
は同期モーター５の磁極位置θを検出する検出器であ
り、回転センサー１１はモーター５の回転速度Ｎｅを検
出する検出器である。
【００１３】モーターコントローラー１２は、マイクロ
コンピュータとその周辺部品から構成され、車両制御コ
ントローラー（不図示）からのトルク指令値Ｔｒ*にし
たがってモーター５の三相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを制御
するとともに、後述する制御プログラムを実行してモー
ターロック時のトルク制限を行なう。
コンピュータとその周辺部品から構成され、車両制御コ
ントローラー（不図示）からのトルク指令値Ｔｒ*にし
たがってモーター５の三相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを制御
するとともに、後述する制御プログラムを実行してモー
ターロック時のトルク制限を行なう。
【００１４】この実施の形態では、モーターがロック状
態または超低回転速度状態にある時に、インバーター主
回路４の各スイッチング素子の接合部温度を推定し、各
スイッチング素子ごとにその接合部温度に応じてモータ
ートルク指令値Ｔｒ*を制限し、制限処理後のトルク指
令値Ｔｒ*に応じた出力電流となるように各スイッチン
グ素子の電流を制御する。
態または超低回転速度状態にある時に、インバーター主
回路４の各スイッチング素子の接合部温度を推定し、各
スイッチング素子ごとにその接合部温度に応じてモータ
ートルク指令値Ｔｒ*を制限し、制限処理後のトルク指
令値Ｔｒ*に応じた出力電流となるように各スイッチン
グ素子の電流を制御する。
【００１５】まず、モーターがロック状態または超低回
転速度状態にあるか否かをモーター回転速度Ｎｅとトル
ク指令値Ｔｒ*に基づいて判定する。モーター回転速度
｜Ｎｅ｜が所定値Ｎｅ１よりも小さく、且つ、トルク指
令値｜Ｔｒ*｜が上述した連続可能トルクＴｒ０より大
きい場合は、モーターがロック状態または超低回転速度
状態であると判定する。ここで、連続可能トルクＴｒ０
とは、上述したように、モーターロック時にインバータ
ー主回路の１個のスイッチング素子からモーターへ、素
子が連続的に許容できる最大電流（直流電流）を流した
時のモーターの出力トルクである。
転速度状態にあるか否かをモーター回転速度Ｎｅとトル
ク指令値Ｔｒ*に基づいて判定する。モーター回転速度
｜Ｎｅ｜が所定値Ｎｅ１よりも小さく、且つ、トルク指
令値｜Ｔｒ*｜が上述した連続可能トルクＴｒ０より大
きい場合は、モーターがロック状態または超低回転速度
状態であると判定する。ここで、連続可能トルクＴｒ０
とは、上述したように、モーターロック時にインバータ
ー主回路の１個のスイッチング素子からモーターへ、素
子が連続的に許容できる最大電流（直流電流）を流した
時のモーターの出力トルクである。
【００１６】次に、スイッチング素子の接合部温度の推
定演算について説明する。まず、上述した判定条件に基
づいてモーターがロック状態または超低回転速度状態に
あると判定された時点の、各スイッチング素子ごとの冷
却用フィン温度Ｔｆと接合部温度Ｔｊの初期値Ｔｆo、
Ｔｊoを次式により求める。
定演算について説明する。まず、上述した判定条件に基
づいてモーターがロック状態または超低回転速度状態に
あると判定された時点の、各スイッチング素子ごとの冷
却用フィン温度Ｔｆと接合部温度Ｔｊの初期値Ｔｆo、
Ｔｊoを次式により求める。
【数１】Ｔｆo＝Ｔｓ＋Ｋ１， Ｔｊo＝Ｔｆo＋Ｋ２ ここで、Ｋ１、Ｋ２は定数であり、各スイッチング素子
に対して最適値を設定する。
に対して最適値を設定する。
【００１７】次に、モーターがロック状態または超低回
転速度状態に入ってからの経過時間をΔｔとして、ロッ
ク状態または超低回転速度状態における各スイッチング
素子ごとのフィン温度と接合部温度の推定値Ｔｆs、Ｔ
ｊsを次式により求める。
転速度状態に入ってからの経過時間をΔｔとして、ロッ
ク状態または超低回転速度状態における各スイッチング
素子ごとのフィン温度と接合部温度の推定値Ｔｆs、Ｔ
ｊsを次式により求める。
【数２】Ｔｆs[n]＝（Ｔｓ−Ｋ３・Ｉ−Ｔｆs[n-1]）・
Δｔ／Ｋ４＋Ｔｆs[n-1]， Ｔｊs[n]＝（Ｔｆs[n]−Ｋ５・Ｉ−Ｔｊs[n-1]）・Δｔ
／Ｋ６＋Ｔｊs[n-1] ここで、Ｉは三相出力電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗである。ま
た、Ｋ３〜Ｋ６は定数であり、各スイッチング素子に対
して最適値を設定する。なお、記号[n]は今回の演算値
を表わし、[n-1]は前回の演算値を表わす。モーターが
ロック状態または超低回転速度状態に入った直後の演算
では、Ｔｆs[n-1]に初期値Ｔｆoを、Ｔｊs[n-1]に初期
値Ｔｊoをそれぞれ設定する。
Δｔ／Ｋ４＋Ｔｆs[n-1]， Ｔｊs[n]＝（Ｔｆs[n]−Ｋ５・Ｉ−Ｔｊs[n-1]）・Δｔ
／Ｋ６＋Ｔｊs[n-1] ここで、Ｉは三相出力電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗである。ま
た、Ｋ３〜Ｋ６は定数であり、各スイッチング素子に対
して最適値を設定する。なお、記号[n]は今回の演算値
を表わし、[n-1]は前回の演算値を表わす。モーターが
ロック状態または超低回転速度状態に入った直後の演算
では、Ｔｆs[n-1]に初期値Ｔｆoを、Ｔｊs[n-1]に初期
値Ｔｊoをそれぞれ設定する。
【００１８】図４は、予め設定された接合部温度に対す
るトルク制限値のマップである。このマップから通電中
のスイッチング素子の接合部温度推定値Ｔｊsに応じた
トルク制限値Ｔｒ’を表引き演算し、トルク指令値Ｔｒ
*を制限値Ｔｒ’以下に制限する。そして、制限処理後
のトルク指令Ｔｒ*に応じて通電中のスイッチング素子
を電流制御する。
るトルク制限値のマップである。このマップから通電中
のスイッチング素子の接合部温度推定値Ｔｊsに応じた
トルク制限値Ｔｒ’を表引き演算し、トルク指令値Ｔｒ
*を制限値Ｔｒ’以下に制限する。そして、制限処理後
のトルク指令Ｔｒ*に応じて通電中のスイッチング素子
を電流制御する。
【００１９】図２、図３は、モーターロック時のトルク
制限処理を示すフローチャートである。これらのフロー
チャートにより、一実施の形態の動作を説明する。モー
ターコントローラー１２は、所定の時間間隔でこの制御
プログラムを実行する。ステップ１において、モーター
回転速度｜Ｎｅ｜が所定値Ｎｅ１よりも小さいか否かを
判断し、所定値Ｎｅ１より小さければステップ２へ進
み、そうでなければステップ６へ進む。回転速度が所定
値Ｎｅ１以上の時はモーター５がロック状態でないと判
断し、ステップ６でモーター回転速度｜Ｎｅ｜が所定値
Ｎｅ２（＞Ｎｅ１）以上かどうかを判断する。回転速度
が所定値Ｎｅ２以上の時はステップ７へ進み、モーター
ロック状態を示すロックフラグをクリヤする。この実施
の形態では、モーターロック状態の判定基準回転速度に
ヒステリシスを設け、判定結果が激しく切り換わるチャ
タリングを防止する。
制限処理を示すフローチャートである。これらのフロー
チャートにより、一実施の形態の動作を説明する。モー
ターコントローラー１２は、所定の時間間隔でこの制御
プログラムを実行する。ステップ１において、モーター
回転速度｜Ｎｅ｜が所定値Ｎｅ１よりも小さいか否かを
判断し、所定値Ｎｅ１より小さければステップ２へ進
み、そうでなければステップ６へ進む。回転速度が所定
値Ｎｅ１以上の時はモーター５がロック状態でないと判
断し、ステップ６でモーター回転速度｜Ｎｅ｜が所定値
Ｎｅ２（＞Ｎｅ１）以上かどうかを判断する。回転速度
が所定値Ｎｅ２以上の時はステップ７へ進み、モーター
ロック状態を示すロックフラグをクリヤする。この実施
の形態では、モーターロック状態の判定基準回転速度に
ヒステリシスを設け、判定結果が激しく切り換わるチャ
タリングを防止する。
【００２０】モーター回転速度｜Ｎｅ｜が所定値Ｎｅ１
より小さい時は、ステップ２でトルク指令値｜Ｔｒ*｜
が連続可能トルクＴｒ０より大きいか否かを判断する。
トルク指令値｜Ｔｒ*｜が連続可能トルクＴｒ０以下の
時は、ステップ８でその状態が所定時間継続されたかど
うかを確認する。連続可能トルクＴｒ０以下の状態が所
定時間以上継続された場合はステップ９へ進み、特定の
スイッチング素子にトルク指令値Ｔｒ*に応じた電流を
連続して流しても、そのスイッチング素子の接合温度Ｔ
ｊが許容最大値まで上昇することはないので、ロックフ
ラグをクリヤする。
より小さい時は、ステップ２でトルク指令値｜Ｔｒ*｜
が連続可能トルクＴｒ０より大きいか否かを判断する。
トルク指令値｜Ｔｒ*｜が連続可能トルクＴｒ０以下の
時は、ステップ８でその状態が所定時間継続されたかど
うかを確認する。連続可能トルクＴｒ０以下の状態が所
定時間以上継続された場合はステップ９へ進み、特定の
スイッチング素子にトルク指令値Ｔｒ*に応じた電流を
連続して流しても、そのスイッチング素子の接合温度Ｔ
ｊが許容最大値まで上昇することはないので、ロックフ
ラグをクリヤする。
【００２１】モーター回転速度｜Ｎｅ｜が所定値Ｎｅ１
より小さく、且つトルク指令値｜Ｔｒ*｜が連続可能ト
ルクＴｒ１より大きい時は、モーター５がロック状態ま
たは超低回転速度状態にあると判断してステップ３へ進
み、ロックフラグがクリヤされているかどうかを確認す
る。ロックフラグがクリヤされていればステップ４へ進
み、上述したようにモーターがロック状態または超低回
転速度状態に入った時点の、各スイッチング素子ごとの
冷却用フィン温度初期値Ｔｆoと接合部温度初期値Ｔｊo
を求める。続くステップ４Ａで、モーター５がロック状
態または超低回転速度状態になってからの経過時間Δｔ
の計時を開始する。ステップ５ではロックフラグをセッ
トする。
より小さく、且つトルク指令値｜Ｔｒ*｜が連続可能ト
ルクＴｒ１より大きい時は、モーター５がロック状態ま
たは超低回転速度状態にあると判断してステップ３へ進
み、ロックフラグがクリヤされているかどうかを確認す
る。ロックフラグがクリヤされていればステップ４へ進
み、上述したようにモーターがロック状態または超低回
転速度状態に入った時点の、各スイッチング素子ごとの
冷却用フィン温度初期値Ｔｆoと接合部温度初期値Ｔｊo
を求める。続くステップ４Ａで、モーター５がロック状
態または超低回転速度状態になってからの経過時間Δｔ
の計時を開始する。ステップ５ではロックフラグをセッ
トする。
【００２２】ステップ１１において、ロックフラグがセ
ットされているか否かを確認し、セットされていればス
テップ１２以降のモーターロック時または超低回転速度
時のトルク制限処理を行ない、ロックフラグがクリヤさ
れていれば処理を終了する。ステップ１２では、上述し
たようにロック状態または超低回転速度状態における各
スイッチング素子ごとのフィン温度推定値Ｔｆsと接合
部温度推定値Ｔｊsを求める。ステップ１３で、磁極位
置θを検出し、磁極位置θに基づいて通電しているスイ
ッチング素子を特定する。続くステップ１４で、予め設
定された接合部温度に対するトルク制限値のマップ（図
４参照）から、通電中のスイッチング素子の接合部温度
推定値Ｔｊsに応じたトルク制限値Ｔｒ’を表引き演算
する。ステップ１５においてトルク指令値Ｔｒ*を制限
値Ｔｒ’以下に制限し、ステップ１６でトルク制限後の
指令値Ｔｒ*に応じた出力電流となるように通電中のス
イッチング素子の電流を制御する。
ットされているか否かを確認し、セットされていればス
テップ１２以降のモーターロック時または超低回転速度
時のトルク制限処理を行ない、ロックフラグがクリヤさ
れていれば処理を終了する。ステップ１２では、上述し
たようにロック状態または超低回転速度状態における各
スイッチング素子ごとのフィン温度推定値Ｔｆsと接合
部温度推定値Ｔｊsを求める。ステップ１３で、磁極位
置θを検出し、磁極位置θに基づいて通電しているスイ
ッチング素子を特定する。続くステップ１４で、予め設
定された接合部温度に対するトルク制限値のマップ（図
４参照）から、通電中のスイッチング素子の接合部温度
推定値Ｔｊsに応じたトルク制限値Ｔｒ’を表引き演算
する。ステップ１５においてトルク指令値Ｔｒ*を制限
値Ｔｒ’以下に制限し、ステップ１６でトルク制限後の
指令値Ｔｒ*に応じた出力電流となるように通電中のス
イッチング素子の電流を制御する。
【００２３】図５は、この実施の形態によるモーターロ
ック時の出力トルクの変化を示す。モーターロック後の
時刻ｔ１１までは最大トルクＴｒmaxが出力され、時刻
ｔ１１から接合部温度Ｔｊに応じたトルク制限がかか
る。その結果、出力トルクが低下し始める。出力トルク
の低下によりモーター５の通電相、すなわち通電スイッ
チング素子が隣の相の素子に移るため、新しく通電相に
なったスイッチング素子のトルク制限値が演算される。
新たに通電相になったスイッチング素子は今まで通電し
ていなかったので、接合部温度が低く、したがってトル
ク制限値が高い。つまり、図示するように時刻ｔ１２か
ら出力トルクが増加する。上述したように、従来は、時
刻ｔ１２から出力トルクが破線に沿って低下し、急激に
トルクが低下していた。時刻ｔ１３でふたたび現在通電
中のスイッチング素子の接合部温度が上昇し、接合部温
度に応じたトルク制限がかかって出力トルクが低下す
る。このように、各スイッチング素子ごとにその接合部
温度に応じてトルク指令値が制限されるので、モーター
ロック時に急に出力トルクが低下するようなことがな
く、乗員が違和感を感じることはない。
ック時の出力トルクの変化を示す。モーターロック後の
時刻ｔ１１までは最大トルクＴｒmaxが出力され、時刻
ｔ１１から接合部温度Ｔｊに応じたトルク制限がかか
る。その結果、出力トルクが低下し始める。出力トルク
の低下によりモーター５の通電相、すなわち通電スイッ
チング素子が隣の相の素子に移るため、新しく通電相に
なったスイッチング素子のトルク制限値が演算される。
新たに通電相になったスイッチング素子は今まで通電し
ていなかったので、接合部温度が低く、したがってトル
ク制限値が高い。つまり、図示するように時刻ｔ１２か
ら出力トルクが増加する。上述したように、従来は、時
刻ｔ１２から出力トルクが破線に沿って低下し、急激に
トルクが低下していた。時刻ｔ１３でふたたび現在通電
中のスイッチング素子の接合部温度が上昇し、接合部温
度に応じたトルク制限がかかって出力トルクが低下す
る。このように、各スイッチング素子ごとにその接合部
温度に応じてトルク指令値が制限されるので、モーター
ロック時に急に出力トルクが低下するようなことがな
く、乗員が違和感を感じることはない。
【００２４】以上の一実施の形態の構成において、イン
バーター主回路４がインバーターを、モーターコントロ
ーラー１２が電流制御手段、温度推定手段、トルク制限
値演算手段および指令値制限手段を、サーミスタ６が温
度検出手段を、回転センサー１１が回転速度検出手段を
それぞれ構成する。
バーター主回路４がインバーターを、モーターコントロ
ーラー１２が電流制御手段、温度推定手段、トルク制限
値演算手段および指令値制限手段を、サーミスタ６が温
度検出手段を、回転センサー１１が回転速度検出手段を
それぞれ構成する。
【００２５】なお、上述した実施の形態ではサーミスタ
によりスイッチング素子冷却用フィンの温度を検出し、
フィン温度に基づいてスイッチング素子の接合部温度を
推定する例を示したが、スイッチング素子のケース温度
を検出し、ケース温度に基づいてスイッチング素子の接
合部温度を推定するようにしてもよい。また、フィン温
度またはケース温度を検出するためのセンサーはサーミ
スタに限定されない。さらに、上述した実施の形態で
は、１個のサーミスタによりフィン温度を検出する例を
示したが、各スイッチング素子ごとにフィン温度または
ケース温度を検出するセンサーを設けてもよい。
によりスイッチング素子冷却用フィンの温度を検出し、
フィン温度に基づいてスイッチング素子の接合部温度を
推定する例を示したが、スイッチング素子のケース温度
を検出し、ケース温度に基づいてスイッチング素子の接
合部温度を推定するようにしてもよい。また、フィン温
度またはケース温度を検出するためのセンサーはサーミ
スタに限定されない。さらに、上述した実施の形態で
は、１個のサーミスタによりフィン温度を検出する例を
示したが、各スイッチング素子ごとにフィン温度または
ケース温度を検出するセンサーを設けてもよい。
【図１】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 一実施の形態のモーターロック時または超低
回転速度時のトルク制限処理を示すフローチャートであ
る。
回転速度時のトルク制限処理を示すフローチャートであ
る。
【図３】 図２に続く、一実施の形態のモーターロック
時または超低回転速度時のトルク制限処理を示すフロー
チャートである。
時または超低回転速度時のトルク制限処理を示すフロー
チャートである。
【図４】 接合部温度に対するトルク制限値のマップを
示す図である。
示す図である。
【図５】 一実施の形態の出力トルク制御結果を示す図
である。
である。
【図６】 モーターロック時のスイッチング素子に流れ
る電流を説明する図である。
る電流を説明する図である。
【図７】 モーターの通常の回転状態と停止状態におけ
るスイッチング素子のケース温度と接合部温度を示す図
である。
るスイッチング素子のケース温度と接合部温度を示す図
である。
【図８】 従来の過負荷防止装置によるモーターロック
時または超低回転速度時の出力トルクの変化を示す図で
ある。
時または超低回転速度時の出力トルクの変化を示す図で
ある。
１ バッテリー ２ インバーターリレー ３ ＤＣリンクコンデンサ ４ インバーター主回路 ５ モーター ６ サーミスタ ７，８，９ 電流センサー １０ 磁極センサー １１ 回転センサー １２ モーターコントローラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片田 寛 茨城県ひたちなか市高場2520番地 株式会 社日立製作所内 (72)発明者 三井 利貞 茨城県ひたちなか市高場2520番地 株式会 社日立製作所内
Claims (3)
- 【請求項１】 複数のスイッチング素子によりバッテリ
ーの直流電力を交流電力に変換してモーターを駆動する
インバーターと、 トルク指令値に応じて各スイッチング素子の電流を制御
する電流制御手段とを備えた電気自動車の過負荷防止装
置において、 スイッチング素子の発熱温度を検出する温度検出手段
と、 前記フィン温度検出値に基づいて各スイッチング素子の
接合部温度を推定する温度推定手段と、 予め設定された接合部温度に対するトルク制限値のマッ
プから、前記通電中のスイッチング素子の前記接合部温
度推定値に応じたトルク制限値を演算するトルク制限値
演算手段と、 モーターの回転速度を検出する回転速度検出手段と、 前記回転速度検出値が所定値よりも小さく、且つ、前記
温度検出手段または前記温度推定手段の出力が所定値を
超えた時に、前記トルク制限値により前記トルク指令値
を制限する指令値制限手段とを備えることを特徴とする
電気自動車の過負荷防止装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電気自動車の過負荷防
止装置において、 前記トルク指令値の所定値は、スイッチング素子が連続
的に許容できる最大直流電流を流した時のモーターの出
力トルクであることを特徴とする電気自動車の過負荷防
止装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の電気自
動車の過負荷防止装置において、 前記回転速度の所定値にヒステリシスを持たせることを
特徴とする電気自動車の過負荷防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9274736A JPH11122703A (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 電気自動車の過負荷防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9274736A JPH11122703A (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 電気自動車の過負荷防止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11122703A true JPH11122703A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17545870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9274736A Pending JPH11122703A (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 電気自動車の過負荷防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11122703A (ja) |
Cited By (28)
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-
1997
- 1997-10-07 JP JP9274736A patent/JPH11122703A/ja active Pending
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