KR102232178B1 - 차량의 구동장치, 및 차량의 제어 방법 - Google Patents

차량의 구동장치, 및 차량의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

차량은, 구동륜에 접속된 교류의 MG(모터 제너레이터)와, 전지와, 전지로부터의 직류를 교류로 변환하여 MG에 공급하는 인버터와, 인버터를 제어하는 차량 ECU를 구비한다. 차량 ECU는, MG가 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 전지의 충전이 금지되어 있는 경우, MG의 출력 토크가 제로가 되도록 인버터를 구동하는 제로 토크 제어를 실행한다.

Description

차량의 구동장치, 및 차량의 제어 방법{DRIVE DEVICE AND CONTROL METHOD FOR VEHICLE}
본 개시는, 구동륜에 접속된 교류의 회전 전기 기기를 구비하는 차량의 제어에 관한 것이다.
일본국 공개특허 특개2017-163728호 공보에는, 구동륜에 접속된 교류의 모터와, 전지와, 전지로부터의 직류를 교류로 변환하여 모터에 공급하는 인버터를 구비한 차량이 개시되어 있다.
이 차량에 있어서는, 모터로부터 전지에 전류를 흘릴 수 없는 고장이 발생하였을 경우(전지의 충전이 금지되어 있는 경우)에 있어서, 모터의 회생 중의 회전 속도가 소정값 이상인 경우(모터의 역기전압이 전지의 전압을 넘는다고 예측되는 경우)에는, 인버터의 삼상의 아암을 도통 상태로 하는 「삼상 온 제어」가 행해진다. 이에 의해, 모터의 회생 중에 발생하는 회생 전류는, 모터와 인버터의 사이에서 순환하며, 전지에는 공급되지 않는다. 그 때문에, 모터의 회생 전력으로 전지가 충전되는 것이 억제된다.
그러나, 상기 서술의 삼상 온 제어에서는, 회생 전류로 전지가 충전되는 것은 억제되지만, 회생 전류가 인버터 내를 흐르기 때문에 줄열에 의해 인버터가 과열 상태가 되는 것이 우려된다. 그 때문에, 전지가 충전되는 것을 억제하면서, 인버터의 과열도 억제할 수 있는 기술의 개발이 요망된다.
본 개시는, 상기 서술의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 회전 전기 기기가 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우에, 회생 전력으로 축전 장치가 충전되는 것을 억제하면서, 인버터의 과열을 억제하는 것이다.
(1) 본 개시에 의한 구동장치는, 구동륜에 접속된 교류의 회전 전기 기기를 구비하는 차량의 구동장치에 있어서, 축전 장치와, 축전 장치로부터의 직류를 교류로 변환하여 회전 전기 기기에 공급하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어장치를 구비한다. 제어장치는, 회전 전기 기기가 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우, 회전 전기 기기의 출력 토크가 제로가 되도록 인버터를 구동하는 제로 토크 제어를 실행한다.
상기 장치에 의하면, 회전 전기 기기가 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우에는, 회전 전기 기기의 출력 토크가 제로가 되도록 인버터를 구동하는(회전 전기 기기를 흐르는 q축 전류가 제로가 되도록 인버터를 PWM(PWM:Pulse Width Modulation) 제어하는) 제로 토크 제어가 실행된다. 이에 의해, 회전 전기 기기가 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태여도, 회전 전기 기기는 회생 토크를 발생하지 않아, 회생 전력은 발생하지 않는다. 그 때문에, 회생 전력으로 축전 장치가 충전되는 것이 억제되며, 또한, 회생 전류가 인버터 내를 흐르는 것이 억제된다. 그 결과, 회생 전력으로 축전 장치가 충전되는 것을 억제하면서, 인버터의 과열을 억제할 수 있다.
(2) 어느 형태에 있어서는, 제어장치는, 회전 전기 기기가 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 제로 토크 제어 시에 있어서 인버터의 손실 전력이 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정되는 경우에, 제로 토크 제어를 실행한다.
제로 토크 제어에 의해 회전 전기 기기의 출력 토크가 목적대로 정확히 제로가 되는 경우에는, 회전 전기 기기는 회생 전력을 발생하지 않는다. 그러나, 예를 들면 회전 전기 기기의 회전각을 검출하는 리졸버의 검출값에 오차가 포함되어 있으면, 제로 토크 제어 시에 있어서 회전 전기 기기의 출력 토크가 제로가 되지 않고 회생측으로 어긋나버려, 조금이지만 회생 전력이 발생해버릴 우려가 있다.
이 점을 감안하여, 상기 형태에 있어서는, 제로 토크 제어 시에 있어서 인버터의 손실 전력이 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정(추정)되는 경우에, 제로 토크 제어가 실행된다. 그 때문에, 제로 토크 제어의 실행 중에 가령 회생 전력이 발생하여도, 그 회생 전력은 인버터에서 열로서 손실되어, 축전 장치에는 공급되지 않는다. 이에 의해, 제로 토크 제어 중에 회생 전력으로 축전 장치가 충전되지 않는 것을 담보한 후에, 제로 토크 제어를 실행할 수 있다.
(3) 어느 형태에 있어서는, 인버터는, 축전 장치 및 회전 전기 기기의 사이에 전기적으로 접속되며, 각각이 상측 아암 및 하측 아암을 가지는 삼상의 구동 아암을 가진다. 제어장치는, 구동륜으로부터의 동력으로 회전 전기 기기가 회전하고 있는 상태에서 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 제로 토크 제어 시에 있어서 인버터의 손실 전력이 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정되지 않을 경우, 인버터의 삼상의 상측 아암 또는 하측 아암을 도통 상태로 유지하는 삼상 온 제어를 실행한다.
제로 토크 제어 중에 회전 전기 기기의 회생 전력이 인버터의 손실 전력보다도 커지면, 회생 전력의 일부가 인버터에서 손실되지 않고 축전 장치에 공급되어 버릴 우려가 있다.
이 점을 감안하여, 상기 형태에 있어서는, 제로 토크 제어 시에 있어서 인버터의 손실 전력이 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정(추정)되지 않을 경우에는, 제로 토크 제어가 아닌, 삼상 온 제어가 실행된다. 이에 의해, 축전 장치의 충전이 금지되어 있음에도 관계없이 회생 전력으로 축전 장치가 충전되는 것을, 보다 확실하게 억제할 수 있다.
(4) 어느 형태에 있어서는, 제어장치는, 회전 전기 기기의 회전 속도가 문턱값 미만인 경우에, 제로 토크 제어 시에 있어서 인버터의 손실 전력이 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정한다. 제어장치는, 회전 전기 기기의 회전 속도가 문턱값을 넘는 경우에, 제로 토크 제어 시에 있어서 인버터의 손실 전력이 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정하지 않는다.
상기 형태에 의하면, 회전 전기 기기의 회전 속도와 문턱값을 비교한 결과에 의거하여, 제로 토크 제어 시에 있어서 인버터의 손실 전력이 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는지 아닌지를 판정(추정)할 수 있다.
(5) 어느 형태에 있어서는, 제어장치는, 구동륜으로부터의 동력으로 회전 전기 기기가 회전하고 있는 상태에서 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 회전 전기 기기의 역기전압이 축전 장치의 전압 미만인 경우, 인버터를 게이트 차단 상태로 하는 차단 제어를 실행한다.
회전 전기 기기의 역기전압이 축전 장치의 전압 미만인 경우에는, 인버터를 게이트 차단 상태로 하여도 회전 전기 기기로부터 축전 장치에 회생 전류는 흐르지 않는다. 그래서, 상기 형태에 있어서는, 회전 전기 기기의 역기전압이 축전 장치의 전압 미만인 경우에는, 인버터를 게이트 차단 상태로 하는 차단 제어가 실행된다. 이에 의해, 제로 토크 제어가 실행되는 경우에 비하여, 회생 전력으로 축전 장치가 충전되는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
(6) 어느 형태에 있어서는, 제어장치는, 회전 전기 기기가 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 제로 토크 제어 시에 있어서 인버터의 손실 전력이 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정되는 경우에도, 축전 장치가 충전되어 있는 것이 검출된 경우에는, 삼상 온 제어를 실행한다.
상기 형태에 의하면, 축전 장치가 충전되어 있는 것이 검출된 경우에는, 삼상 온 제어가 실행된다. 이에 의해, 회생 전류가 회전 전기 기기와 인버터의 사이에서 순환하며 축전 장치에는 공급되지 않는 상태가 되기 때문에, 축전 장치의 충전이 해소된다.
(7) 어느 형태에 있어서는, 제어장치는, 회전 전기 기기가 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 제로 토크 제어 시에 있어서 인버터의 손실 전력이 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정되지 않을 경우에도, 회전 전기 기기 또는 인버터가 과열 상태인 것이 검출된 경우에는, 제로 토크 제어를 실행한다.
상기 형태에 의하면, 회전 전기 기기 또는 인버터가 과열 상태인 것이 검출된 경우에는, 제로 토크 제어가 실행된다. 이에 의해, 회전 전기 기기 및 인버터를 흐르는 전류가 저감되기 때문에, 회전 전기 기기 및 인버터의 과열이 해소된다.
(8) 본 개시에 의한 제어 방법은, 구동륜에 접속된 교류의 회전 전기 기기와, 축전 장치와, 축전 장치로부터의 직류를 교류로 변환하여 회전 전기 기기에 공급하는 인버터를 구비한 차량의 제어 방법이다. 이 제어 방법은, 회전 전기 기기가 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 축전 장치의 충전이 금지되어 있는지 아닌지를 판정하는 단계와, 회전 전기 기기가 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 축전 장치의 충전이 금지되어 있다고 판정된 경우에, 회전 전기 기기의 출력 토크가 제로가 되도록 인버터를 제어하는 제로 토크 제어를 실행하는 단계를 포함한다.
상기 방법에 의하면, 회전 전기 기기가 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우에는, 회전 전기 기기의 출력 토크가 제로가 되도록 인버터를 제어하는(회전 전기 기기를 흐르는 q축 전류가 제로가 되도록 인버터를 PWM 제어하는) 제로 토크 제어가 실행된다. 이에 의해, 회전 전기 기기가 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태여도, 회전 전기 기기는 회생 토크를 발생하지 않아, 회생 전력은 발생하지 않는다. 그 때문에, 회생 전력으로 축전 장치가 충전되는 것이 억제되며, 또한, 회생 전류가 인버터 내를 흐르는 것이 억제된다. 그 결과, 회생 전력으로 축전 장치가 충전되는 것을 억제하면서, 인버터의 과열을 억제할 수 있다.
이 개시의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부의 도면과 관련되어서 이해되는 이 개시에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
도 1은, 차량의 전체 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는, 삼상 온 제어가 실행된 경우에 있어서의 회로 상태의 일례를 나타내는 도이다.
도 3은, 제로 토크 제어가 실행된 경우에 있어서의 회로 상태의 일례를 나타내는 도이다.
도 4는, 게이트 차단 제어가 실행된 경우에 있어서의 회로 상태의 일례를 나타내는 도이다.
도 5는, MG의 역기전압 Vc 및 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력과, 모터 회전 속도 NM의 관계의 일례를 나타내는 도이다.
도 6은, 차량 ECU의 처리 순서의 일례를 나타내는 플로우 차트(그 1)이다.
도 7은, 차량 ECU의 처리 순서의 일례를 나타내는 플로우 차트(그 2)이다.
이하, 본 개시의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도 중 동일 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 붙여서 그 설명은 반복하지 않는다.
도 1은, 본 실시형태에 의한 구동장치를 구비하는 차량(1)의 전체 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 차량(1)은, 구동륜(2)과, MG(MG:Motor Generator)(10)와, 인버터(20)와, 시스템 메인 릴레이(SMR:System Main Relay)(30)와, 전지(40)와, 전지 ECU(ECU:Electronic Control Unit)(60)와, 차량 ECU(100)를 구비한다.
차량(1)은, MG(10)의 동력을 구동륜(2)에 전달함으로써 주행할 수 있는 차량이다. 또한, 차량(1)은, 구동원으로서, MG(10)에 추가하여, 도시하지 않은 엔진을 구비하는 것이어도 된다.
MG(10)는, 로터에 영구 자석을 포함하는 영구 자석형의 삼상 교류 모터이다. MG(10)의 로터는, 구동륜(2)에 기계적으로 접속된다. 또한, 도 1에는 나타내고 있지 않지만, 일반적으로는, MG(10)와 구동륜(2)의 사이에는 기어(감속기 등)가 개재된다.
MG(10)에는, 온도 센서(57) 및 리졸버(58)가 마련되어 있다. 온도 센서(57)는, MG(10)의 온도(모터 온도) TM을 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 신호를 차량 ECU(100)에 출력한다. 리졸버(58)는, MG(10)의 로터의 회전각(모터 회전각) θ를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 신호를 차량 ECU(100)에 출력한다.
인버터(20)는, 삼상의 구동 아암(U상 아암(U), V상 아암(V), W상 아암(W))을 포함한다. 각 상 아암은, 전력선(PL,NL) 사이에 서로 병렬로 접속된다. U상 아암(U)은, 직렬 접속된 스위칭 소자(Q1,Q2)를 가지며, V상 아암(V)은, 직렬 접속된 스위칭 소자(Q3,Q4)를 가지며, W상 아암(W)은, 직렬 접속된 스위칭 소자(Q5,Q6)를 가진다. 스위칭 소자(Q1~Q6)에 대하여, 각각 다이오드(D1~D6)가 역병렬로 접속되어 있다.
각 상 아암의 중간점은, MG(10)가 대응하는 코일에 접속된다. 즉, U상 코일의 일방단은, 스위칭 소자(Q1,Q2)의 중간점에 접속되며, V상 코일의 일방단은, 스위칭 소자(Q3,Q4)의 중간점에 접속되며, W상 코일의 일방단은, 스위칭 소자(Q5,Q6)의 중간점에 접속된다. 그리고, 각 상 코일의 타방단은, 서로 접속되어서 중성점을 구성한다.
인버터(20)에는, 온도 센서(55)가 마련된다. 온도 센서(55)는, 인버터(20)의 온도 TI를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 신호를 차량 ECU(100)에 출력한다. 전류 센서(56)는, 인버터(20)와 MG(10)의 사이를 흐르는 상(相)전류를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 신호를 차량 ECU(100)에 출력한다.
인버터(20)는, 전력선(PL,NL)을 개재하여 전지(40)에 접속된다. 전력선(PL)과 전력선(NL)의 사이에는, 콘덴서(C1)가 접속된다. 콘덴서(C1)는, 전력선(PL)과 전력선(NL)의 사이의 전압(시스템 전압 VH)의 변동을 평활화한다.
전압 센서(54)는, 콘덴서(C1)의 양단의 전압 즉 시스템 전압 VH를 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 신호를 차량 ECU(100)에 출력한다.
SMR(30)은, 전력선(PL,NL)에 있어서의 전지(40)와 인버터(20)의 사이의 부분에 개재되어 삽입되어 접속되어 있다. SMR(30)은, 차량 ECU(100)로부터의 제어 신호에 따라, 전지(40)와 인버터(20)의 도통 상태(온) 및 차단 상태(오프)를 전환한다.
전지(40)는, 재충전 가능하게 구성된 축전 장치 대표예로서 나타내진다. 전지(40)는, 대표적으로는 니켈 수소 이차 전지 혹은 리튬 이온 이차 전지 등의 이차 전지를 포함하여 구성된다. 축전 장치로서는, 전지(40) 대신에, 전기 이중층 커패시터 등의 커패시터를 이용하는 것도 가능하다.
전지(40)에는, 전류 센서(51)와, 전압 센서(52)와, 온도 센서(53)가 마련된다. 전류 센서(51)는, 전지(40)에 입출력되는 전류(전지 전류) IB를 검출한다. 전압 센서(52)는, 전지(40)의 전압(전지 전압) VB를 검출한다. 온도 센서(53)는, 전지(40)의 온도(전지 온도) TB를 검출한다. 이들의 센서는, 검출 결과를 나타내는 신호를 전지 ECU(60)에 출력한다.
전지 ECU(60)는, CPU(Central Processing Unit), 메모리, 입출력 버퍼 등을 포함하여 구성된다. 전지 ECU(60)는, 전류 센서(51), 전압 센서(52) 및 온도 센서(53)의 검출 결과(전지 전류 IB, 전지 전압 VB 및 전지 온도 TB)를 이용하여, 전지(40)의 상태를 감시한다. 전지 ECU(60)는, 전지(40)의 감시 결과를 나타내는 신호를 차량 ECU(100)에 출력한다.
예를 들면, 전지 ECU(60)는, 전지 전류 IB, 전지 전압 VB 및 전지 온도 TB의 적어도 어느 것이 미리 정해진 정상 범위를 넘는 이상(異常)한 값일 경우, 전지(40), 전류 센서(51), 전압 센서(52), 및 온도 센서(53)의 적어도 어느 것이 고장나 있는 것이 상정되기 때문에, 전지(40)의 과충전 방지를 위하여, 전지(40)의 충전을 금지해야 한다고 판정한다. 또한, 전지 전압 VB가 정상 범위에 포함되지만 만충전 시의 값에 가까울 경우에도, 전지(40)의 충전을 금지해야 한다고 판정하도록 하여도 된다. 전지 ECU(60)는, 전지(40)의 충전을 금지해야 한다고 판정한 경우, 충전 금지 요구를 차량 ECU(100)에 출력한다.
차량 ECU(100)는, CPU, 메모리, 입출력 버퍼 등을 포함하여 구성된다. 차량 ECU(100)는, 전압 센서(54), 온도 센서(55,57), 전류 센서(56), 및 리졸버(58)로부터의 신호, 및 메모리에 저장된 맵 및 프로그램에 의거하여, 차량(1)이 소망하는 주행 상태가 되도록 인버터(20)를 제어한다. 또한, 차량 ECU(100)의 제어에 대해서는, 소프트웨어에 의한 처리로 한정되지 않으며, 전용의 하드웨어(전자 회로)에 의해 처리하는 것도 가능하다.
차량 ECU(100)는, 차속 및 이용자에 의한 액셀 페달 조작량에 의거하여, MG(10)의 제어 모드를 역행 모드로 할 것인지 회생 모드로 할 것인지를 선택한다.
역행 모드 중에 있어서는, 차량 ECU(100)는, 전지(40)로부터의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 MG(10)에 공급하도록 인버터(20)를 제어한다. 이에 의해, MG(10)는, 역행 상태(전지(40)로부터의 전력으로 회전하는 상태)가 되어, 역행 토크를 구동륜(2)에 전달한다.
회생 모드 중에 있어서 전지(40)의 충전이 금지되어 있지 않은 경우(전지 ECU(60)로부터 충전 금지 요구를 수신하고 있지 않은 경우), 차량 ECU(100)는, MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하여 역기전압을 발생하고 있는 상태(이하 「회생 상태」라고도 한다)에 있어서, MG(10)가 회생 전력을 발생하도록, 인버터(20)를 제어한다. 이에 의해, MG(10)는 회생 전력에 따른 회생 토크(제동 토크)를 구동륜(2)에 전달한다. 또한, 회생 전력은, 인버터(20)에 의해 직류 전력으로 변환되어서 전지(40)에 공급된다.
또한, 도 1에서는 전지 ECU(60)와 차량 ECU(100)가 분할 배치되는 예가 나타나 있지만, 이들의 2개의 ECU의 기능을 단일의 유닛으로 통합하도록 하여도 된다.
<전지의 충전이 금지되어 있는 경우의 페일 세이프 제어>
전지(40) 등의 고장에 기인하여 전지(40)의 충전을 금지해야 하는 상황(전지 ECU(60)가 전지(40)의 충전을 금지해야 한다고 판정한 경우)에 있어서는, MG(10)의 회생 전력이 전지(40)에 공급되지 않도록 하는 것이 요망된다. 한편, 전지(40)의 충전을 금지해야 하는 상황에 있어서도, 차량(1)을 퇴피 주행시키기 위해서는, SMR(30)을 온 상태로 유지하여 전지(40)로부터 MG(10)에의 방전을 허용하는 것이 요망된다.
그래서, 본 실시형태에 의한 차량 ECU(100)는, 전지(40)의 충전이 금지되어 있는 경우(전지 ECU(60)로부터 충전 금지 요구를 수신하고 있는 경우), SMR(30)을 온 상태로 유지하여 전지(40)의 방전을 허용하면서, 전지(40)가 충전되지 않도록 인버터(20)를 제어하는, 페일 세이프 제어를 행한다.
이 페일 세이프 제어 중에 있어서는, SMR(30)의 온 상태와 오프 상태의 전환이 번잡해지는 것을 방지하기 위해서, MG(10)가 역행 상태인지 회생 상태인지에 관계없이, SMR(30)이 상시 온 상태로 유지된다. 그 때문에, MG(10)가 회생 상태인 경우에 있어서는, 인버터(20)의 제어에 의해 전지(40)의 충전을 억제하는 것이 요구된다.
도 2는, MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태(즉 회생 상태)에 있어서 인버터(20)의 삼상 온 제어가 실행된 경우에 있어서의 회로 상태의 일례를 나타내는 도이다. 삼상 온 제어란, 인버터(20)의 삼상분의 상측 아암(스위칭 소자(Q1,Q3,Q5))을 도통 상태로 유지하는 제어이다. 또한, 삼상 온 제어는, 인버터(20)의 삼상분의 하측 아암(스위칭 소자(Q2,Q4,Q6))을 도통 상태로 유지하는 제어여도 된다.
MG(10)의 로터가 구동륜(2)에 의해 회전됨으로써, MG(10)에는 역기전압(역기전력) Vc가 발생한다. 이 역기전압 Vc에 기인하는 회생 전류가, 삼상 온 제어에 의해, 인버터(20)의 삼상분의 상측 아암을 쌍방향으로 흐를 수 있는 상태가 된다. 그 때문에, 회생 전류는, MG(10)와 인버터(20)의 사이에서 순환하며, 저항이 큰 전지(40)에는 공급되지 않는다. 이에 의해, MG(10)의 회생 전력으로 전지(40)가 충전되는 것이 억제된다.
그러나, 상기 서술의 삼상 온 제어에서는, 회생 전류가 전지(40)에 공급되는 것은 억제되지만, 회생 전류가 인버터(20) 내를 흐르기 때문에 줄열에 의해 인버터(20)가 과열 상태가 되는 것이 우려된다. 그 때문에, 전지(40)가 충전되는 것을 억제하면서, 인버터(20)의 과열도 억제하는 것이 요망된다.
그래서, 본 실시형태에 의한 차량 ECU(100)는, MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 전지(40)의 충전이 금지되어 있는 경우, 인버터(20)의 제로 토크 제어를 실행한다.
제로 토크 제어란, MG(10)의 출력 토크가 제로가 되도록 인버터(20)를 구동하는 제어이다. MG(10)의 제어에서는, 일반적으로, 로터의 영구 자석의 자속 방향(d축)과, 그에 직교하는 방향(q축)으로 구성되는 d-q축 회전 좌표계가 이용된다. 본 실시형태에 의한 제로 토크 제어에서는, 리졸버(58)의 검출값인 모터 회전각 θ에 의거한 d-q축 회전 좌표계에 있어서, MG(10)의 출력 토크에 기여하는 q축방향의 전류 지령값이 제로가 되도록, 인버터(20)가 PWM 제어에 의해 구동된다.
도 3은, MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에 있어서 인버터(20)의 제로 토크 제어가 실행된 경우에 있어서의 회로 상태의 일례를 나타내는 도이다.
MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태여도, 제로 토크 제어가 실행됨으로써 MG(10)는 회생 토크를 발생하지 않게 되기 때문에, 회생 전력은 발생하지 않는다. 그 때문에, 회생 전력으로 전지(40)가 충전되는 것이 억제되며, 또한, 회생 전류가 인버터(20) 내를 흐르는 것도 억제된다. 그 결과, 회생 전력으로 전지(40)가 충전되는 것을 억제하면서, 인버터(20)의 과열도 억제할 수 있다.
또한, 제로 토크 제어에 의해 MG(10)의 출력 토크가 목적대로 정확히 제로가 되는 경우에는, MG(10)는 회생 전력을 발생하지 않는다. 그러나, 리졸버(58)의 설치 위치가 소정의 기준 위치로부터 어긋나 있는 것(리졸버 설치 어긋남)에 기인하여 리졸버(58)가 검출한 모터 회전각 θ에 오차가 포함되어 있으면, 제로 토크 제어 시에 있어서 MG(10)의 출력 토크가 제로가 되지 않고 회생측으로 어긋나버려, 조금이지만 회생 전력이 발생해버릴 우려가 있다.
이 점을 감안하여, 본 실시형태에 의한 차량 ECU(100)는, MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 전지(40)의 충전이 금지되어 있는 경우, 제로 토크 제어 시에 리졸버 설치 어긋남에 의해 발생할 수 있는 회생 전력이 인버터(20)에서 열로서 손실되는 것을 담보한 후에, 제로 토크 제어를 실행한다.
구체적으로는, 차량 ECU(100)는, 제로 토크 제어가 실행되었을 때에 리졸버 설치 어긋남에 의한 모터 회전각 θ의 오차에 기인해서 MG(10)가 발생하는 회생 전력(이하 「제로 토크 제어 시의 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력」 혹은 단지 「제로 토크 제어 시의 회생 전력」이라고도 한다)과, 제로 토크 제어가 실행되었을 때에 인버터(20)에서 열로서 손실되는 전력(이하 「제로 토크 제어 시의 손실 전력」이라고도 한다)을, MG(10)의 회전 속도(이하 「모터 회전 속도 NM」이라고도 한다) 혹은 차속을 파라미터로서 각각 산출한다. 그리고, 차량 ECU(100)는, 제로 토크 제어 시의 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력과 제로 토크 제어 시의 손실 전력을 비교한다. 또한, 모터 회전 속도 NM은, 예를 들면, 리졸버(58)의 검출값인 모터 회전각 θ의 주기로부터 산출할 수 있다.
그리고, 제로 토크 제어 시의 손실 전력이 제로 토크 제어 시의 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력보다도 클 경우에는, 차량 ECU(100)는, 제로 토크 제어를 실행한다. 그 때문에, 제로 토크 제어 중에 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력이 가령 발생하여도, 그 회생 전력은 인버터(20)에서 열로서 손실되어, 전지(40)에는 공급되지 않는다. 그 결과, 제로 토크 제어 중에 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력으로 전지(40)가 충전되는 것을, 보다 적절하게 억제할 수 있다.
한편, 제로 토크 제어 시의 손실 전력이 제로 토크 제어 시의 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력보다도 작을 경우에는, 가령 제로 토크 제어를 실행하면 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력의 일부가 인버터(20)에서 손실되지 않고 전지(40)에 공급되어 버릴 가능성이 있기 때문에, 차량 ECU(100)는, 제로 토크 제어가 아닌, 삼상 온 제어를 실행한다. 이에 의해, 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력으로 전지(40)가 충전되어버리는 것을, 보다 확실하게 억제할 수 있다.
또한, MG(10)의 역기전압 Vc가 전지 전압 VB 미만인 경우에는, 인버터(20)의 전체 아암(스위칭 소자(Q1~Q6))을 비도통 상태로 유지하였다고 하여도, MG(10)로부터 전지(40)에 회생 전류는 흐르지 않는다. 이 점을 감안하여, 본 실시형태에 의한 차량 ECU(100)는, MG(10)의 역기전압 Vc가 전지 전압 VB 미만인 경우에는, 차량 ECU(100)는, 인버터(20)의 전체 아암을 비도통 상태로 유지하는 게이트 차단 제어를 행한다.
도 4는, MG(10)의 역기전압 Vc가 전지 전압 VB 미만인 경우에 인버터(20)의 게이트 차단 제어가 실행된 경우에 있어서의 회로 상태의 일례를 나타내는 도이다. 게이트 차단 제어가 실행되면, 역기전압 Vc가 인버터(20)의 다이오드(D1,D3,D5)를 개재하여 전지(40)에 인가되지만, 역기전압 Vc가 전지 전압 VB 미만이기 때문에, MG(10)로부터 전지(40)를 향하는 방향으로는 전류는 흐르지 않는다. 이에 의해, 회생 전력으로 전지(40)가 충전되는 것을 억제하면서, 인버터(20)의 과열을 보다 적절하게 억제할 수 있다.
여기에서, MG(10)의 역기전압 Vc 및 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력은, 어느 쪽도, 모터 회전 속도 NM이 높을수록, 높아지는 특성을 가진다. 이 점을 감안하여, 본 실시형태에 의한 차량 ECU(100)는, MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 전지(40)의 충전이 금지되어 있는 경우에 있어서, 제로 토크 제어, 삼상 온 제어, 게이트 차단 제어의 어느 것을 실행할 것인지를, 모터 회전 속도 NM을 파라미터로서 결정할 수 있다.
도 5는, MG(10)의 역기전압 Vc 및 제로 토크 제어 시의 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력과, 모터 회전 속도 NM의 관계의 일례를 나타내는 도이다.
MG(10)의 역기전압 Vc는, 모터 회전 속도 NM이 높을수록 높아지는 특성을 가진다. 한편, 전지 전압 VB는, 전지(40)의 축전량에 따라, 최소값 VBmin과 최대값 VBmax의 사이에서 변동될 수 있다. 그래서, 예를 들면 역기전압 Vc가 전지 전압의 최소값 VBmin이 될 때의 모터 회전 속도 NM을 실험 등에 의해 구하여 제 1 문턱값 N1로서 미리 메모리에 기억해 둔다. 이와 같이 함으로써, 리졸버(58)의 검출값으로부터 산출된 모터 회전 속도 NM과 메모리에 기억된 제 1 문턱값 N1을 비교한 결과에 의거하여, 역기전압 Vc가 전지 전압 VB 미만인지 아닌지를 판정(추정)할 수 있다(도 5의 상단 참조).
제로 토크 제어 시의 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력도, 모터 회전 속도 NM이 높을수록 높아지는 특성을 가진다. 제로 토크 제어 시의 손실 전력은, 모터 회전 속도 NM이 0인 경우에도 발생하고, 모터 회전 속도 NM이 높게 될수록 높아지지만, 모터 회전 속도 NM이 단위량 증가할 때의 제로 토크 제어 시의 손실 전력의 증가량(증가 기울기)은, 모터 회전 속도 NM이 단위량 증가할 때의 제로 토크 제어 시의 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력의 증가량(증가 기울기)보다도 작다. 그래서, 예를 들면 제로 토크 제어 시의 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력이 제로 토크 제어 시의 손실 전력이 될 때의 모터 회전 속도 NM을 실험 등에 의해 구하여 제 2 문턱값 N2로서 미리 기억해 둔다. 이와 같이 함으로써, 리졸버(58)의 검출값으로부터 산출된 모터 회전 속도 NM과 메모리에 기억된 제 2 문턱값 N2를 비교한 결과에 의거하여, 제로 토크 제어 시의 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력이 제로 토크 제어 시의 손실 전력을 넘는지 아닌지를 판정(추정)할 수 있다(도 5의 하단 참조).
또한, 제로 토크 제어 시에 리졸버 설치 어긋남에 의해 발생하는 회생 전력은 대단히 작기 때문에, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제 2 문턱값 N2(제로 토크 제어 시의 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력이 제로 토크 제어 시의 손실 전력이 될 때의 모터 회전 속도 NM)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 통상, 제 1 문턱값 N1(역기전압 Vc가 전지 전압의 최소값 VBmin이 될 때의 모터 회전 속도 NM)보다도 높은 값이 된다.
모터 회전 속도 NM이 제 1 문턱값 N1 이상이면서 또한 제 2 문턱값 N2 미만이 되는 영역에서는, 제로 토크 제어 중에 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력이 가령 발생하여도 그 회생 전력은 인버터(20)에서 손실되어 전지(40)에는 공급되지 않는다고 추정되기 때문에, 차량 ECU(100)는, 제로 토크 제어를 실행한다.
또한, 모터 회전 속도 NM이 제 2 문턱값 N2 이상이 되는 영역에서는, 가령 제로 토크 제어를 실행하면 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력의 일부가 인버터(20)에서 손실되지 않고 전지(40)에 공급되어 버릴 가능성이 있기 때문에, 차량 ECU(100)는, 제로 토크 제어가 아닌, 삼상 온 제어를 실행한다.
또한, 모터 회전 속도 NM이 제 1 문턱값 N1 미만이 되는 영역에서는, 인버터(20)의 전체 아암을 비도통 상태로 유지하였다고 하여도 MG(10)로부터 전지(40)에 회생 전류는 흐르지 않는다고 추정되기 때문에, 차량 ECU(100)는 게이트 차단 제어를 실행한다.
도 6은, 차량 ECU(100)의 처리 순서의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 이 플로우 차트는, 예를 들면 소정 조건이 성립할 때마다, 반복 실행된다.
차량 ECU(100)는, MG(10)가 회생 상태(즉 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태)인지 아닌지를 판정한다(단계 S10). MG(10)가 회생 상태가 아닐 경우(단계 S10에 있어서 NO), 차량 ECU(100)는, 이후의 처리를 스킵하고 리턴으로 처리를 이동한다.
MG(10)가 회생 상태인 경우(단계 S10에 있어서 YES), 차량 ECU(100)는, 전지(40)의 충전이 금지되어 있는지 아닌지를 판정한다(단계 S20). 차량 ECU(100)는, 전지 ECU(60)로부터 충전 금지 요구를 수신하고 있는 경우에, 전지(40)의 충전이 금지되어 있다고 판정한다.
전지(40)의 충전이 금지되어 있지 않은 경우(단계 S20에 있어서 NO), 차량 ECU(100)는, 이후의 처리를 스킵하고 리턴으로 처리를 이동한다. 또한, 이 경우에는, 상기 서술한 바와 같이, MG(10)가 회생 전력을 발생하도록 인버터(20)를 제어하는 통상의 처리가 행해진다.
전지(40)의 충전이 금지되어 있는 경우(단계 S20에 있어서 YES), 차량 ECU(100)는, MG(10)의 역기전압 Vc가 전지 전압 VB 이상인지 아닌지를 판정한다(단계 S30). 본 실시형태에 있어서는, 차량 ECU(100)는, 상기 서술의 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 리졸버(58)의 검출값으로부터 산출된 모터 회전 속도 NM이 메모리에 미리 기억된 제 1 문턱값 N1(역기전압 Vc가 전지 전압의 최소값 VBmin이 될 때의 모터 회전 속도 NM) 이상인 경우에, 역기전압 Vc가 전지 전압 VB 이상이라고 판정한다. 또한, 역기전압 Vc가 전지 전압 VB 이상인지 아닌지의 판정 방법은, 상기의 방법으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 리졸버(58)의 검출값으로부터 산출된 모터 회전 속도 NM로부터 MG(10)의 역기전압 Vc를 산출하고, 산출된 역기전압 Vc가 전압 센서(52)에 의해 검출된 전지 전압 VB 이상인지 아닌지를 판정하도록 하여도 된다.
역기전압 Vc가 전지 전압 VB 미만인 경우(단계 S30에 있어서 NO), 차량 ECU(100)는, 인버터(20)의 게이트 차단 제어를 실행한다(단계 S60).
역기전압 Vc가 전지 전압 VB 이상인 경우(단계 S30에 있어서 YES), 차량 ECU(100)는, 제로 토크 제어 시의 손실 전력이, 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력보다도 큰지 아닌지를 판정한다(단계 S40). 예를 들면, 상기 서술의 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 차량 ECU(100)는, 모터 회전 속도 NM이 제 2 문턱값 N2 미만인 경우에, 제로 토크 제어 시의 손실 전력이 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력보다도 크다고 판정한다.
제로 토크 제어 시의 손실 전력이 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력보다도 클 경우(단계 S40에 있어서 YES), 차량 ECU(100)는, 인버터(20)의 제로 토크 제어를 실행한다(단계 S50).
제로 토크 제어 시의 손실 전력이 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력보다도 작을 경우(단계 S40에 있어서 NO), 차량 ECU(100)는, 인버터(20)의 삼상 온 제어를 실행한다(단계 S70).
이상과 같이, 본 실시형태에 의한 차량 ECU(100)는, MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 전지(40)의 충전이 금지되어 있는 경우에는, 인버터(20)의 제로 토크 제어를 실행한다. 이에 의해, MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태여도, MG(10)는 회생 토크를 발생하지 않아, 회생 전력은 발생하지 않는다. 그 때문에, 회생 전력으로 전지(40)가 충전되는 것이 억제되며, 또한, 회생 전류가 인버터(20) 내를 흐르는 것이 억제된다. 그 결과, 회생 전력으로 전지(40)가 충전되는 것을 억제하면서, 인버터(20)의 과열을 억제할 수 있다.
특히, 본 실시형태에 의한 차량 ECU(100)는, MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 전지(40)의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 제로 토크 제어 시의 손실 전력이 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력보다도 클 경우에, 제로 토크 제어를 실행한다. 그 때문에, 제로 토크 제어의 실행 중에 가령 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력이 발생하여도, 그 회생 전력은 인버터(20)에서 손실되어, 전지(40)에는 공급되지 않는다. 이에 의해, 제로 토크 제어 중에 회생 전력으로 전지(40)가 충전되지 않는 것을 담보한 후에, 제로 토크 제어를 실행할 수 있다.
또한, 제로 토크 제어 중에 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력이 발생하였을 경우에는, 그 회생 전력이 인버터(20)에서 손실될 때에 열이 발생하지만, 제로 토크 제어 시의 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력은 삼상 온 제어 시의 회생 전력에 비하여 지극히 작기 때문에, 인버터(20) 내에서 발생하는 발열량은 삼상 온 제어 시에 비하여 지극히 작다. 그 때문에, 인버터(20)가 과열 상태가 되는 것이 억제된다.
또한, 본 실시형태에 의한 차량 ECU(100)는, MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 전지(40)의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 제로 토크 제어 시의 손실 전력이 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력보다도 작을 경우에는, 가령 제로 토크 제어를 실행하면 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력의 일부가 인버터(20)에서 손실되지 않고 전지(40)에 공급되어 버릴 가능성이 있기 때문에, 인버터(20)의 삼상 온 제어를 실행한다. 이에 의해, 전지(40)의 충전이 금지되어 있음에도 관계없이 회생 전력으로 전지(40)가 충전되는 것을, 보다 확실하게 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의한 차량 ECU(100)는, MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 전지(40)의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 MG(10)의 역기전압 Vc가 전지 전압 VB 미만인 경우에는, 인버터(20)의 전체 아암을 비도통 상태로 유지하였다고 하여도 MG(10)로부터 전지(40)에 회생 전류는 흐르지 않는다고 추정되기 때문에, 인버터(20)의 게이트 차단 제어를 실행한다. 이에 의해, 제로 토크 제어가 실행되는 경우에 비하여, 회생 전력으로 전지(40)가 충전되는 것을, 보다 확실하게 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의한 차량 ECU(100)는, 모터 회전 속도 NM과 미리 메모리에 기억되어 있는 제 1 문턱값 N1(역기전압 Vc가 전지 전압의 최소값 VBmin이 될 때의 모터 회전 속도 NM을 실험 등에 의해 구한 값)을 비교한 결과에 의거하여, 역기전압 Vc가 전지 전압 VB 미만인지 아닌지를 판정(추정)할 수 있다. 마찬가지로, 본 실시형태에 의한 차량 ECU(100)는, 모터 회전 속도 NM과 미리 메모리에 기억되어 있는 제 2 문턱값 N2(제로 토크 제어 시의 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력이 제로 토크 제어 시의 손실 전력이 될 때의 모터 회전 속도 NM을 실험 등에 의해 요구한 값)를 비교한 결과에 의거하여, 제로 토크 제어 시의 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력이 제로 토크 제어 시의 손실 전력을 넘는지 아닌지를 판정(추정)할 수 있다. 이에 의해, MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 전지(40)의 충전이 금지되어 있는 경우에 있어서, 제로 토크 제어, 삼상 온 제어, 게이트 차단 제어의 어느 것을 실행할 것인지를, 모터 회전 속도 NM에 의거하여 결정할 수 있다.
또한, 제로 토크 제어, 삼상 온 제어, 게이트 차단 제어의 어느 것을 실행할 것일지의 결정에 이용되는 파라미터는, 모터 회전 속도 NM과 상관하는 파라미터이면 된다. 따라서, 예를 들면, MG(10)에 기계적으로 접속되는 구동륜(2)의 회전 속도(차속)에 의거하여, 제로 토크 제어, 삼상 온 제어, 게이트 차단 제어의 어느 것을 실행할 것인지를 결정하도록 하여도 된다.
<변형예 1>
상기 서술의 실시형태에 있어서는, MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 전지(40)의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 모터 회전 속도 NM이 제 1 문턱값 N1 이상이면서 또한 제 2 문턱값 N2 미만의 영역에 포함되는 경우에는, 제로 토크 제어가 실행된다. 그러나, 당해 영역에 있어서 실제로 전지(40)가 충전되어 있는 것이 검출된 경우에는, 충전 금지를 실현하기 때문에, 제로 토크 제어가 아닌 삼상 온 제어를 실행하도록 하여도 된다.
또한, 상기 서술의 실시형태에 있어서는, MG(10)가 구동륜(2)으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 전지(40)의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 모터 회전 속도 NM이 제 2 문턱값 N2 이상의 영역에 포함되는 경우에는, 삼상 온 제어가 실행된다. 그러나, 당해 영역에 있어서 인버터(20) 혹은 MG(10)가 과열 상태로 되어 있는 것이 검출된 경우에는, 과열 억제를 위하여, 삼상 온 제어가 아닌 제로 토크 제어를 실행하도록 하여도 된다.
도 7은, 본 변형예 1에 의한 차량 ECU(100)의 처리 순서의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 도 7에 나타내는 플로우 차트는, 상기 서술의 도 6에 나타내는 플로우 차트에 대하여, 단계 S80 및 단계 S82를 추가한 것이다. 그 외의 단계(상기 서술의 도 6에 나타낸 단계와 같은 번호를 첨부하고 있는 단계)에 대해서는, 이미 설명했기 때문에 상세한 설명은 여기에서는 반복하지 않는다.
역기전압 Vc가 전지 전압 VB 이상이며(단계 S30에 있어서 YES) 또한 제로 토크 제어 시의 손실 전력이 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력보다도 클 경우(단계 S40에 있어서 YES), 즉, 모터 회전 속도 NM이 제 1 문턱값 N1 이상이면서 또한 제 2 문턱값 N2 미만의 영역에 포함되는 경우, 차량 ECU(100)는, 실제로 전지(40)가 충전되어 있는 것이 검출된 것인지 아닌지를 판정한다(단계 S80). 구체적으로는, 차량 ECU(100)는, 전지(40)가 충전되는 방향의 전류가 전류 센서(51)에 의해 검출된 것을 나타내는 정보를 전지 ECU(60)로부터 수신했을 경우에, 실제로 전지(40)가 충전되어 있는 것이 검출되었다고 판정한다.
실제로 전지(40)가 충전되어 있는 것이 검출되어 있지 않은 경우(단계 S80에 있어서 NO), 차량 ECU(100)는, 제로 토크 제어를 실행한다(단계 S50).
실제로 전지(40)가 충전되어 있는 것이 검출된 경우(단계 S80에 있어서 YES), 차량 ECU(100)는, 제로 토크 제어가 아닌 삼상 온 제어를 실행한다(단계 S70). 이에 의해, 회생 전류가 MG(10)와 인버터(20)의 사이의 순환에 의해 손실되어, 저항이 큰 전지(40)에는 공급되지 않게 되기 때문에, 전지(40)의 충전을 해소할 수 있다.
역기전압 Vc가 전지 전압 VB 이상이며(단계 S30에 있어서 YES) 또한 제로 토크 제어 시의 손실 전력이 리졸버 설치 어긋남에 의한 회생 전력보다도 작을 경우(단계 S40에 있어서 NO), 즉, 모터 회전 속도 NM이 제 2 문턱값 N2 이상의 영역에 포함되는 경우, 차량 ECU(100)는, 인버터(20) 혹은 MG(10)가 과열 상태로 되어 있는 것이 검출된 것인지 아닌지를 판정한다(단계 S82). 구체적으로는, 차량 ECU(100)는, 온도 센서(55)에 의해 검출된 인버터(20)의 온도 TI가 인버터(20)의 허용 온도를 넘고 있는 경우, 또는, 온도 센서(57)에 의해 검출된 모터 온도 TM이 MG(10)의 허용온도를 넘고 있는 경우에, 인버터(20) 혹은 MG(10)가 과열 상태로 되어 있는 것이 검출되었다고 판정한다.
인버터(20) 혹은 MG(10)가 과열 상태로 되어 있는 것이 검출되어 있지 않은 경우(단계 S82에 있어서 NO), 차량 ECU(100)는, 삼상 온 제어를 실행한다(단계 S50).
인버터(20) 혹은 MG(10)가 과열 상태로 되어 있는 것이 검출된 경우(단계 S82에 있어서 YES), 차량 ECU(100)는, 과열 억제를 위하여, 삼상 온 제어가 아닌 제로 토크 제어를 실행한다(단계 S50). 이에 의해, 삼상 온 제어를 실행하는 경우에 비하여 인버터(20) 및 MG(10)에 흐르는 전류가 저감되기 때문에, 인버터(20) 혹은 MG(10)의 과열을 해소할 수 있다.
이와 같이, 모터 회전 속도 NM이 포함되는 영역뿐만 아니라, 실제로 충전 혹은 과열이 검출된 것인지 아닌지에 따라, 삼상 온 제어 및 제로 토크 제어를 선택하도록 하여도 된다.
<변형예 2>
상기 서술의 도 6 및 도 7에 있어서는 단계 S10의 처리 후에 단계 S20의 처리를 행하는 예를 나타냈지만, 단계 S10의 처리 전에 단계 S20의 처리를 행하도록 하여도 된다.
즉, 전지(40)의 충전이 금지되어 있는 경우(단계 S20에 있어서 YES)에는 이후의 처리를 계속하고, 전지(40)의 충전이 금지되어 있지 않은 경우(단계 S20에 있어서 NO)에는 이후의 처리를 스킵하고 리턴으로 처리를 이동하도록(통상의 제어를 행하도록) 하여도 된다.
본 개시의 실시형태에 대해서 설명했지만, 이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 개시의 범위는 청구의 범위에 의해 나타나며, 청구의 범위에서 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (8)

  1. 구동륜에 접속된 교류의 회전 전기 기기를 구비하는 차량의 구동장치에 있어서,
    축전 장치와,
    상기 축전 장치로부터의 직류를 교류로 변환하여 상기 회전 전기 기기에 공급하는 인버터와,
    상기 인버터를 제어하는 제어장치를 구비하고,
    상기 제어장치는, 상기 회전 전기 기기가 상기 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 상기 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우, 상기 회전 전기 기기의 출력 토크가 제로가 되도록 상기 인버터를 구동하는 제로 토크 제어를 실행하고,
    상기 제어장치는, 상기 회전 전기 기기가 상기 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 상기 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 상기 제로 토크 제어 시에 있어서 상기 인버터의 손실 전력이 상기 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정되는 경우에, 상기 제로 토크 제어를 실행하고,
    상기 인버터는, 상기 축전 장치 및 상기 회전 전기 기기의 사이에 전기적으로 접속되며, 각각이 상측 아암 및 하측 아암을 가지는 삼상의 구동 아암을 가지고,
    상기 제어장치는, 상기 회전 전기 기기가 상기 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 상기 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 상기 제로 토크 제어 시에 있어서 상기 인버터의 손실 전력이 상기 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정되지 않을 경우, 상기 인버터의 상기 삼상의 상기 상측 아암 또는 상기 하측 아암을 도통 상태로 유지하는 삼상 온 제어를 실행하고,
    상기 제어장치는, 상기 회전 전기 기기가 상기 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 상기 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 상기 제로 토크 제어 시에 있어서 상기 인버터의 손실 전력이 상기 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정되는 경우에도, 상기 축전 장치가 충전되어 있는 것이 검출된 경우에는, 상기 삼상 온 제어를 실행하며,
    상기 제어장치는, 상기 회전 전기 기기가 상기 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 상기 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 상기 제로 토크 제어 시에 있어서 상기 인버터의 손실 전력이 상기 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정되지 않을 경우에도, 상기 회전 전기 기기 또는 상기 인버터가 과열 상태인 것이 검출된 경우에는, 상기 제로 토크 제어를 실행하는, 차량의 구동장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    상기 회전 전기 기기의 회전 속도가 문턱값 미만인 경우에, 상기 제로 토크 제어 시에 있어서 상기 인버터의 손실 전력이 상기 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정하고,
    상기 회전 전기 기기의 회전 속도가 상기 문턱값을 넘는 경우에, 상기 제로 토크 제어 시에 있어서 상기 인버터의 손실 전력이 상기 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정하지 않는, 차량의 구동장치.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 회전 전기 기기가 상기 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 상기 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 상기 회전 전기 기기의 역기전압이 상기 축전 장치의 전압 미만인 경우, 상기 인버터를 게이트 차단 상태로 하는 게이트 차단 제어를 실행하는, 차량의 구동장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 구동륜에 접속된 교류의 회전 전기 기기와, 축전 장치와, 상기 축전 장치로부터의 직류를 교류로 변환하여 상기 회전 전기 기기에 공급하고, 상기 축전 장치 및 상기 회전 전기 기기의 사이에 전기적으로 접속되며, 각각이 상측 아암 및 하측 아암을 가지는 삼상의 구동 아암을 가지는 인버터를 구비하는 차량의 제어 방법에 있어서,
    상기 회전 전기 기기가 상기 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 상기 축전 장치의 충전이 금지되어 있는지 아닌지를 판정하는 단계와,
    상기 회전 전기 기기가 상기 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 상기 축전 장치의 충전이 금지되어 있다고 판정된 경우에, 상기 회전 전기 기기의 출력 토크가 제로가 되도록 상기 인버터를 제어하는 제로 토크 제어를 실행하는 단계와,
    상기 회전 전기 기기가 상기 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 상기 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 상기 제로 토크 제어 시에 있어서 상기 인버터의 손실 전력이 상기 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정되는 경우에, 상기 제로 토크 제어를 실행하는 단계와,
    상기 회전 전기 기기가 상기 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 상기 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 상기 제로 토크 제어 시에 있어서 상기 인버터의 손실 전력이 상기 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정되지 않을 경우, 상기 인버터의 상기 삼상의 상기 상측 아암 또는 상기 하측 아암을 도통 상태로 유지하는 삼상 온 제어를 실행하는 단계와,
    상기 회전 전기 기기가 상기 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 상기 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 상기 제로 토크 제어 시에 있어서 상기 인버터의 손실 전력이 상기 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정되는 경우에도, 상기 축전 장치가 충전되어 있는 것이 검출된 경우에는, 상기 삼상 온 제어를 실행하는 단계와,
    상기 회전 전기 기기가 상기 구동륜으로부터의 동력으로 회전하고 있는 상태에서 상기 축전 장치의 충전이 금지되어 있는 경우이면서, 또한 상기 제로 토크 제어 시에 있어서 상기 인버터의 손실 전력이 상기 회전 전기 기기의 회생 전력을 넘는다고 판정되지 않을 경우에도, 상기 회전 전기 기기 또는 상기 인버터가 과열 상태인 것이 검출된 경우에는, 상기 제로 토크 제어를 실행하는 단계를 포함하는 차량의 제어 방법.
KR1020190056512A 2018-05-15 2019-05-14 차량의 구동장치, 및 차량의 제어 방법 KR102232178B1 (ko)

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