WO2016076142A1 - 各輪独立駆動式車両の駆動制御装置 - Google Patents

各輪独立駆動式車両の駆動制御装置 Download PDF

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WO2016076142A1
WO2016076142A1 PCT/JP2015/080706 JP2015080706W WO2016076142A1 WO 2016076142 A1 WO2016076142 A1 WO 2016076142A1 JP 2015080706 W JP2015080706 W JP 2015080706W WO 2016076142 A1 WO2016076142 A1 WO 2016076142A1
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motor
torque
temperature
drive
wheel
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PCT/JP2015/080706
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剛志 神田
鈴木　健一
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Ntn株式会社
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    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to, for example, a drive control device for each wheel independent drive type vehicle in which an in-wheel motor is mounted on each of the left and right wheels, and more specifically, a motor for any one of the left and right wheels or a power device for an inverter.
  • the present invention relates to a drive control technique when an abnormality occurs in the temperature detecting means.
  • Patent Document 1 In a vehicle driven by a motor such as an electric vehicle, when a power device of a motor or an inverter is overheated, it is proposed to perform protection control against overheating by limiting or stopping the output of the motor (Patent Document 1). ).
  • the temperature detecting means for detecting overheating of the motor or the like when an abnormality occurs in the temperature detecting means for detecting overheating of the motor or the like, the temperature cannot be accurately detected, and thus it is impossible to appropriately control the output or stop the motor. If the control is to be continued when the motor is overheated, the motor is driven only with an excessively limited output and speed to ensure that the power device of the motor or inverter does not exceed the allowable temperature. Can not do it.
  • An object of the present invention is to independently drive each wheel, which can provide a necessary and sufficient driving torque to the motor even when an abnormality occurs in the temperature detecting means for detecting the temperature of the motor or the inverter in each wheel independently driven vehicle. It is providing the drive control apparatus of a vehicle.
  • the drive control device 20 includes at least a pair of left and right drive wheels 2 and 2, wherein the pair of left and right drive wheels 2 and 2 are a first drive wheel 2 and a second drive wheel. 2 and drive wheels 2, 2 and a pair of left and right motors 6, 6 that respectively drive the first and second drive wheels 2, 2.
  • the drive control device 20 An ECU 21 that generates a command torque for each of the pair of left and right motors 6 and 6 according to the operation of the operation units 16 and 17; Two power circuit units each including an inverter 31 corresponding to the pair of left and right motors 6 and 6 and converting each of the pair of left and right motors 6 and 6 into direct current power into alternating current power.
  • an inverter device 22 having a motor control unit 29 for controlling torque of the pair of left and right motors 6 and 6 via the two power circuit units 28 according to the command torque generated by the ECU 21;
  • two temperature detecting means 49, 49 for detecting the temperature of one or both of the motor 6 and the inverter 31,
  • a torque upper limit setting unit 39 that limits the output of the corresponding motor 6 according to the temperature detected by each of the two temperature detection means 49;
  • an abnormality detecting means 51 for detecting each abnormality of the two temperature detecting means 49.
  • the torque upper limit setting unit 39 Limiting the upper limit of the outputtable torque of the motor 6 that drives the first driving wheel 2 to a set output torque based on the command torque of the motor 6 that drives the second driving wheel 2;
  • the command torque of the motor 6 that drives the second driving wheel 2 is set so as to be suppressed according to the temperature detected by the temperature detecting means 49 corresponding to the second driving wheel 2.
  • the output limitation by the torque upper limit setting unit 39 includes stopping the output of the motor 6.
  • the abnormality of the temperature detection means 49 detected by the abnormality detection means 51 may be, for example, not only an abnormality of the temperature detection element but also a disconnection or short circuit of a harness, an abnormality of a circuit, and the like.
  • the set output torque is determined by the result of a test or simulation, for example.
  • the temperature detecting means 49 detects the temperature of one or both of the motor 6 and the inverter 31 for each drive wheel 2.
  • the torque upper limit setting unit 39 limits the output of the corresponding motor 6 according to the temperature detected by each of the two temperature detection means 49 and 49.
  • the abnormality detection unit 51 detects each abnormality of the two temperature detection units 49.
  • the torque upper limit setting unit 39 The upper limit value of the outputtable torque of the motor 6 that drives the first drive wheel 2 is limited.
  • the torque upper limit setting unit 39 sets the upper limit value of the torque that can be output from the motor 6 that drives the first drive wheel 2 based on the command torque of the motor that drives the second drive wheel 2. Limit to output torque.
  • the command torque of the motor 6 that drives the second driving wheel is set so as to be suppressed according to the temperature detected by the temperature detecting means 49 corresponding to the second driving wheel 2.
  • the 1st driving wheel 2 The upper limit value of the output possible torque of the motor 6 that drives the motor is limited.
  • the torque for driving the motor 6 corresponding to the normal temperature detecting means 49 is set to the upper limit value of the torque for driving the motor 6 corresponding to the abnormal temperature detecting means 49.
  • the motor 6 corresponding to the abnormal temperature detecting means 49 is limited so as not to output a larger torque than the motor 6 corresponding to the normal temperature detecting means 49.
  • each temperature of the motor 6 and the inverter 31 corresponding to the abnormal temperature detecting means 49 does not become higher than each temperature of the motor 6 and the inverter 31 corresponding to the normal temperature detecting means 49.
  • the limited torque becomes the torque upper limit value of the motor 6 corresponding to the abnormal temperature detecting unit 49. Therefore, while suppressing the temperatures of the motor 6 and the inverter 31 corresponding to the temperature detecting means 49 in which an abnormality has been detected, the drive wheels 2 driven by the motor 6 can be given a driving torque necessary and sufficient for traveling. .
  • the torque upper limit setting unit 39 sets the upper limit value of the torque that can be output from the pair of left and right motors 6, 6.
  • the limit may be limited to a predetermined ratio.
  • the predetermined ratio is determined based on, for example, results of tests and simulations.
  • the torque upper limit setting unit 39 can prevent the vehicle from undesirably acting by significantly restricting the outputs of both the left and right motors 6 and 6.
  • the driver of this vehicle can take measures such as retreating the vehicle to a roadside belt or the like.
  • the torque upper limit setting unit 39 drives the second drive wheel 2.
  • the output of the motor 6 that drives the first driving wheel 2 based on the torque obtained by subtracting the torque amount corresponding to the temperature difference detected by the two temperature detecting means 49 from the command torque of the motor 6.
  • the torque amount corresponding to the temperature difference detected by the temperature detecting means 49 may be obtained by calculation using a function or may be set by a map, for example. These functions and maps are determined by the results of tests and simulations. Even when the temperatures detected by the two normal temperature detecting means 49 are shifted due to individual differences, the upper limit value of the outputtable torque of the motor 6 is limited as described above, so that the first drive A driving torque necessary and sufficient for traveling can be applied to the wheel 2.
  • the temperature detected by the temperature detector 49 corresponding to the first drive wheel 2 immediately before the abnormality is detected is detected by the temperature detector 49 corresponding to the second drive wheel 2 at that time.
  • the torque upper limit setting unit 39 subtracts the torque amount corresponding to the certain temperature difference from the command torque of the motor 6 that drives the second drive wheel 2. Based on the above, the upper limit value of the outputtable torque of the motor 6 that drives the first drive wheel 2 may be limited.
  • the amount of torque corresponding to the certain temperature difference may be obtained, for example, by calculation using a function, or may be set using a map. These functions and maps are determined by the results of tests and simulations.
  • the normal torque of the second drive wheel 2 is used as the first drive. It is good also as an upper limit of output possible torque of the motor 6 which drives the wheel 2.
  • Each of the at least one pair of left and right motors 6 includes this motor 6, a wheel bearing 4 that rotatably supports the driving wheel 2, and a speed reducer 7 that decelerates the rotation of the motor 6 and transmits it to the wheel bearing 4.
  • An in-wheel motor drive device IWM including the above may be configured.
  • FIG. 1 is a block diagram of a conceptual configuration showing, in plan view, an electric vehicle equipped with a drive control device according to a first embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the in-wheel motor drive device in the electric vehicle of FIG.
  • FIG. 2 is a block diagram of a control system of the drive control device of FIG. 1.
  • FIG. 1 is a block diagram of a schematic configuration showing a plan view of an electric vehicle that is a vehicle equipped with a drive control device 20 according to this embodiment.
  • This electric vehicle is a four-wheeled vehicle in which the pair of left and right rear wheels 2 and 2 of the vehicle body 1 are drive wheels and the pair of left and right front wheels 3 and 3 are driven wheels.
  • the front wheels 3 and 3 are steering wheels.
  • the rear wheels 2 and 2 are driven by independent traveling motors 6.
  • Each motor 6 constitutes an in-wheel motor drive device IWM described later.
  • Each wheel 2, 2, 3, 3 is provided with a brake (not shown).
  • the front wheels 3 and 3 can be steered via a steering mechanism (not shown) and are steered by a steering means 15 such as a steering wheel.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of one of the two in-wheel motor drive devices IWM in this electric vehicle.
  • Each in-wheel motor drive unit IWM has a motor 6, a speed reducer 7, and a wheel bearing 4, and a part or all of these are arranged in the wheel.
  • the rotation of the motor 6 is transmitted to the drive wheel 2 via the speed reducer 7 and the wheel bearing 4.
  • a brake rotor 5 constituting the brake is fixed to a flange portion of the hub wheel 4 a of the wheel bearing 4, and the brake rotor 5 rotates integrally with the drive wheel 2.
  • the motor 6 is, for example, an embedded magnet type synchronous motor in which a permanent magnet is built in the core portion of the rotor 6a.
  • This motor 6 is a motor in which a radial gap is provided between a stator 6 b fixed to the housing 8 and a rotor 6 a attached to the rotation output shaft 9.
  • a drive control device 20 is mounted on the vehicle body 1.
  • the drive control device 20 includes an ECU 21 and a plurality (two in this embodiment) of inverter devices 22.
  • the ECU 21 is a higher-level control unit that performs overall control of the entire vehicle and gives commands to the inverter devices 22.
  • Each inverter device 22 controls the corresponding traveling motor 6 in accordance with a command from the ECU 21.
  • the ECU 21 includes a computer, a program executed by the computer, various electronic circuits, and the like.
  • the ECU21 has the command torque calculating part 47 and the torque distribution means 48.
  • the command torque calculation unit 47 mainly includes a motor 6 for driving the rear wheels 2 and 2 based on the accelerator opening signal output from the accelerator operation unit 16 and the deceleration command output from the brake operation unit 17. 6 is generated as a command torque.
  • the torque distribution unit 48 considers the acceleration / deceleration command calculated by the command torque calculation unit 47 in consideration of a turning command output from a steering angle sensor (not shown) that detects the steering angle of the steering unit 15. It outputs to each inverter apparatus 22 so that it may distribute to each motor 6 and 6 for driving
  • the command torque calculation unit 47 also includes a first braking torque command value that causes the motor 6 to function as a regenerative brake when there is a deceleration command output from the brake operation unit 17, and a second braking torque command (not shown). It has a function to distribute to values.
  • the first braking torque command value is reflected in the command torque of the acceleration / deceleration command given to each traveling motor 6, 6.
  • the accelerator operation unit 16 and the brake operation unit 17 include an accelerator pedal and a brake pedal, respectively, and an accelerator sensor 16a and a brake sensor 17a that detect the operation amount of the corresponding pedal, respectively.
  • the battery 19 is mounted on the vehicle body 1 and is used as a power source for driving the motor 6 and for the electrical system of the entire vehicle.
  • FIG. 3 is a block diagram of a control system of the drive control device 20.
  • Each inverter device 22 includes a power circuit unit 28 provided for the corresponding motor 6 and a motor control unit 29 that controls the power circuit unit 28.
  • the motor control unit 29 holds various information such as various detection values and control values related to the in-wheel motor drive device IWM (for example, status, motor rotation number, control torque, motor temperature, Inverter temperature, abnormality information, etc.) are output to the ECU 21.
  • the power circuit unit 28 includes an inverter 31 and a PWM driver 32 that drives the inverter 31.
  • the inverter 31 converts the DC power of the battery 19 (FIG. 1) into three-phase AC power used for driving the motor 6.
  • the inverter 31 is composed of a plurality of semiconductor switching elements (not shown).
  • the PWM driver 32 gives an on / off command to a semiconductor switching element (not shown) to drive the inverter 31.
  • the semiconductor switching element is composed of, for example, an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
  • the motor control unit 29 has a motor drive control unit 30 as a basic control unit.
  • the motor drive control unit 30 converts this command torque into a current command and performs pulse width modulation in accordance with an acceleration / deceleration command as a command torque given from the ECU 21 which is the host control means, and a PWM driver 32 of the power circuit unit 28. Is given an on / off command.
  • the motor drive control unit 30 obtains a motor current flowing from the inverter 31 to the motor 6 from the current detection unit S1, and performs current feedback control. Further, the motor drive control unit 30 obtains the rotation angle of the rotor 6a (FIG. 2) of the motor 6 from a rotation angle detection unit (not shown) and performs vector control.
  • the drive control device 20 having the above configuration includes two temperature detection means 49, two abnormality detection means 51, and a torque upper limit value setting unit 39.
  • the temperature detecting means 49 is provided for each of the rear wheels 2 and 2 (FIG. 1).
  • Each temperature detection means 49 of this embodiment includes a motor temperature detection means 35 and a power device temperature detection means 38.
  • the motor temperature detection means 35 includes, for example, a motor temperature detection element 33 that is fixed to a motor coil and is a thermistor, and a motor temperature detection circuit 34 that is connected to the motor temperature detection element 33 and provided in the motor control unit 29.
  • the motor temperature detection circuit 34 converts a resistance change of the thermistor into a voltage change and converts it into a temperature. The temperature is similarly acquired for the following power device temperature detection circuit 37.
  • the power device temperature detecting means 38 is, for example, a power device temperature detecting element 36 comprising a thermistor or the like installed in a part of or near the semiconductor switching element in the inverter 31, and a motor control connected to the power device temperature detecting element 36. And a power device temperature detection circuit 37 provided in the unit 29.
  • the torque upper limit setting unit 39 is provided in the torque distribution means 48 of the ECU 21.
  • the torque upper limit setting unit 39 limits the output of the motor 6 based on the temperatures detected by the motor temperature detecting means 35 and the power device temperature detecting means 38.
  • the torque upper limit setting unit 39 is detected by the current detection unit S1 when, for example, at least one of values output from the motor temperature detection unit 35 and the power device temperature detection unit 38 is equal to or higher than the predetermined temperature threshold value.
  • the command torque for the motor 6 is limited so that the current is equal to or less than the predetermined current.
  • the determined current is determined by a result of a test or simulation. Note that the process of limiting the command torque according to the determination result using the temperature threshold is not performed after the temperature detection unit 49 is determined to be abnormal. The determination of abnormality of the temperature detecting means 49 will be described later.
  • the temperature threshold includes a motor temperature threshold and a power device temperature threshold. These temperature thresholds are determined for the motor temperature detecting means 35 and the power device temperature detecting means 38, respectively, based on the results of tests and simulations.
  • the motor temperature threshold is determined based on the motor temperature when demagnetization occurs in the permanent magnet of the motor 6, for example.
  • the power device temperature threshold value is determined based on, for example, the heat-resistant temperature of the semiconductor switching element. That is, the command torque is limited according to the determination results using these temperature thresholds, that is, the motor output is limited. Thereby, the motor 6 and the semiconductor switching element are prevented from being overloaded.
  • the abnormality detecting means 51 is provided for each of the rear wheels 2 and 2 (FIG. 1).
  • Each abnormality detection unit 51 includes a motor temperature / abnormality detection unit 41 and a power device temperature / abnormality detection unit 40.
  • Each motor temperature / abnormality detection means 41 detects whether or not an abnormality has occurred in the motor temperature detection means 35 for the corresponding wheel 2 (FIG. 1).
  • the abnormality of the motor temperature detection means 35 is not limited to the abnormality of the motor temperature detection element 33 itself, but may be a disconnection or short circuit of a harness extending from the motor temperature detection element 33, an abnormality of the motor temperature detection circuit 34, or the like.
  • the abnormality of the power device temperature detection means 38 includes abnormality other than the abnormality of the power device temperature detection element itself.
  • the motor temperature / abnormality detection unit 41 is configured such that the temperature detected by the motor temperature detection unit 35 is higher than the motor normal temperature upper limit, or the temperature detected by the motor temperature detection unit 35 is lower than the motor normal temperature upper limit. When the temperature is lower than the lower limit of the normal motor temperature, it is determined that an abnormality has occurred in the motor temperature detecting means 35. That is, the abnormality of the motor temperature detecting means 35 is detected when the temperature range that the motor can take is exceeded.
  • the motor temperature threshold is a value between the upper limit of the normal motor temperature and the lower limit of the normal motor temperature.
  • the motor normal temperature upper limit and the motor normal temperature lower limit are determined in advance by results of tests, simulations, and the like.
  • the power device normal temperature upper limit and the power device normal temperature lower limit in the power device temperature detecting means 38 to be described later are similarly determined.
  • the power device temperature / abnormality detection means 40 detects whether or not an abnormality has occurred in the power device temperature detection means 38 for the corresponding wheel 2 (FIG. 1).
  • the power device temperature / abnormality detection means 40 is configured such that when the temperature detected by the power device temperature detection means 38 is higher than the power device normal temperature upper limit, or the temperature detected by the power device temperature detection means 38 is normal. When the temperature is lower than the lower limit, it is determined that an abnormality has occurred in the power device temperature detection means 38. That is, an abnormality of the power device temperature detection means 38 is detected when the temperature range that the semiconductor switching element can take is exceeded.
  • the power device temperature threshold is also a value between the power device normal temperature upper limit and the power device normal temperature lower limit.
  • the torque upper limit setting unit 39 The upper limit value of the outputtable torque of the motor 6 is limited.
  • the drive wheel 2 in which an abnormality is detected in the corresponding temperature detection means 35 (38) is hereinafter referred to as a “first drive wheel”.
  • the torque upper limit setting unit 39 sets the upper limit value of the torque that can be output from the motor 6 that drives the first drive wheel 2 (FIG. 1) to the other drive in which no abnormality is detected in the temperature detection means 35 (38). Based on the command torque for the wheel 2 (FIG. 1), it is limited to the set output torque (that is, limited to the set output torque).
  • the drive wheel 2 in which no abnormality is detected in the corresponding temperature detection means 35 (38) is hereinafter referred to as a “second drive wheel”.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the motor rotation speed N and the maximum output torque T.
  • the maximum torque of the motor that is, the upper limit value of torque that can be output
  • the maximum torque is determined for the motor.
  • the relationship indicated by the alternate long and short dash line is defined for the temperature Ta, whereas the temperature Tb higher than the temperature Ta.
  • the relationship shown by a two-dot chain line is defined for.
  • the torque upper limit value setting unit 39 sets the upper limit value of the outputtable torque of the motor 6 corresponding to the abnormal temperature detecting means 49 based on the command torque for the motor 6 corresponding to the normal temperature detecting means 49. Limit to torque.
  • the upper limit value of the outputtable torque may be obtained by calculation using a function, or may be set by a map. These functions and maps are determined by the results of tests and simulations, for example.
  • the torque upper limit setting unit 39 calculates a torque limit value for the temperature Ta detected by the normal temperature detecting means 49 when the command torque calculated by the torque distributing means 48 is calculated to a value at P1 in FIG. Is defined by a curve represented by a one-dot chain line in FIG. 4, the command torque is limited to the torque upper limit value T1a at the motor rotation speed N1.
  • the torque upper limit setting unit 39 sets the command torque at the motor rotational speed N1.
  • the upper limit value T1b which is the intersection with the two-dot chain line in FIG. However, Ta ⁇ Tb.
  • the torque upper limit setting unit 39 calculates the torque limit value for the temperature Ta detected by the normal temperature detecting means 49 when the calculated command torque is calculated to the value at P2 in FIG. 4, for example.
  • the upper limit value of the outputtable torque of the motor rotation speed N2 is not exceeded, and the command torque T2a is used as it is. That is, it is not necessary to suppress and limit the command torque, and the command torque is not limited.
  • the torque limit value for the temperature Tb detected by the normal temperature detecting means 49 is determined by a curve represented by a two-dot chain line in FIG. If so, the command torque at the motor rotation speed N2 is limited to the upper limit value T2b that is the intersection with the two-dot chain line in FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart showing steps of the process of the drive control apparatus according to the first embodiment. The processing of FIG. 5 will be described with reference to FIG. First, after the main power supply of the vehicle is turned on, this process is started, and each abnormality detection means 51 determines whether or not an abnormality has occurred in at least one of the corresponding motor temperature detection means 35 and power device temperature detection means 38. Detect (step a1). If both of the abnormality detection means 51 determine that no abnormality has occurred in any of the corresponding motor temperature detection means 35 and power device temperature detection means 38 (step a1: No), this processing ends. If at least one abnormality detection means 51 determines that an abnormality has occurred in at least one of the corresponding motor temperature detection means 35 and power device temperature detection means 38 (step a1: Yes), the process proceeds to step a2.
  • step 1 Move to a3.
  • the torque upper value setting unit 39 limits the upper limit value of the torque that can be output from the motor 6 that drives the first drive wheel 2 to the set output torque based on the command torque for the motor 6 of the second drive wheel 2. (Step a3). Thereafter, this process is terminated.
  • step a2 when the ECU 21 determines that an abnormality has occurred in the motor temperature detecting means 35 and / or the power device temperature detecting means 38 corresponding to both drive wheels 2 and 2, the process proceeds to step a4.
  • the torque upper limit setting unit 39 can output a value smaller than the limit value defined for the pair of left and right motors 6, for example, a predetermined ratio (less than 1) of the limit values of these motors 6.
  • the upper limit value of torque Therefore, the torque upper limit setting unit 39 significantly limits the output of both the left and right motors.
  • the maximum output of the pair of left and right motors 6 is, for example, an output that can retract the vehicle to a roadside belt or the like. Thereafter, this process is terminated.
  • the torque upper limit value setting unit 39 detects that drive wheel 2.
  • the upper limit value of the output possible torque of the motor 6 that drives the motor is limited.
  • the torque upper value setting unit 39 sets the upper limit value of the outputtable torque of the motor 6 that drives the first driving wheel 2 as the motor 6 of the other driving wheel (second driving wheel) 2 in which no abnormality is detected. Based on the command torque to The command torque to the motor 6 of the second drive wheel 2 is set so as to suppress the temperature detected by the temperature detecting means 49 corresponding to the motor 6 as necessary.
  • the first drive wheel 2 is handled based on the command torque set to be suppressed as necessary according to the temperature detected by the normal temperature detecting means 49 corresponding to the second drive wheel 2.
  • the upper limit value of the output possible torque of the motor 6 is limited.
  • the torque for driving the motor 6 corresponding to the normal temperature detecting means 49 is set to the upper limit value of the torque for driving the motor corresponding to the abnormal temperature detecting means 49.
  • the motor 6 corresponding to the abnormal temperature detecting means 49 is limited so as not to output a larger torque than the motor 6 corresponding to the normal temperature detecting means 49.
  • each temperature of the motor 6 and the inverter 31 corresponding to the abnormal temperature detecting means 49 does not become higher than each temperature of the motor 6 and the inverter 31 corresponding to the normal temperature detecting means 49.
  • the limited torque is the torque upper limit of the motor 6 corresponding to the abnormal temperature detecting means 49. Value. Therefore, while suppressing the temperature of the motor 6 or the inverter 31 corresponding to the temperature detecting means 49 in which the abnormality is detected, the driving wheel 2 driven by the motor 6 is given a driving torque necessary and sufficient for its traveling. Can do.
  • each temperature detecting means 49 When the temperature detected by each temperature detecting means 49 varies due to individual differences of the motor temperature detecting element 33 and the power device temperature detecting element 36, the following control may be performed. If the variation occurs due to individual differences, even if the two detection elements 33 and 33 (36, 36) for the pair of left and right motors 6 and 6 are at the same temperature, a deviation occurs in the detected temperature.
  • the torque upper limit setting unit 39 obtains a torque obtained by subtracting a torque amount corresponding to a temperature difference detected by the two temperature detecting means 49 from the command torque of the motor 6 that drives the second drive wheel 2.
  • the upper limit value of the torque that can be output from the motor 6 that drives the driving wheel 2 is set as the upper limit value.
  • the upper limit value of the outputtable torque of the motor 6 of the first drive wheel 2 is set to the second drive wheel. This difference is compensated when setting the command torque of the second motor 6.
  • the torque amount corresponding to the temperature difference detected by the two temperature detecting means 49 may be obtained by calculation using a function or may be set by a map, for example. These functions and maps are determined by the results of tests and simulations.
  • the torque upper limit setting unit 39 The torque obtained by subtracting the amount of torque corresponding to the temperature difference detected by the two temperature detecting means 49 from the maximum torque of the motor 6 is set as the upper limit value of the output possible torque of the first motor 6 (step a3a). ). Thereafter, this process is terminated.
  • the first value can be obtained by compensating as described above and limiting the upper limit value of the output torque of the motor 6.
  • the drive wheel 2 can be provided with a drive torque necessary and sufficient for traveling.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the processing of the drive control apparatus according to the third embodiment step by step.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the temperature detected by the temperature detecting means 49 and time in this drive control device.
  • step a2 when the ECU 21 determines that an abnormality has occurred in the temperature detection means 49 corresponding to the first drive wheel 2, the process proceeds to step a3b.
  • step a3b: No When the temperature detected immediately before the abnormality is detected is equal to or lower than the temperature detected by the normal temperature detecting means 49 (step a3b: No), the torque upper limit value setting unit 39 instructs the second drive wheel 2 to The torque is set to the upper limit value of the torque that can be output from the motor 6 that drives the first drive wheel 2.
  • the weak electric system of each inverter device may be constituted by a common computer or an electronic circuit on a common substrate.
  • a two-wheel independent drive vehicle that independently drives the left and right front wheels may be applied.
  • a four-wheel independent drive vehicle that drives the left and right front wheels independently and drives the left and right rear wheels independently may be applied.
  • the in-wheel motor drive device IWM is a so-called direct motor type in which a cycloid reducer, a planetary reducer, a two-axis parallel reducer, and other reducers can be applied. Also good.
  • the command torque calculation unit 47 and the torque distribution means 48 in the ECU 21 are embodied by a program comprising these aforementioned algorithms, and each procedure is executed by the processor of the ECU 21.
  • the motor drive control unit 30, the power device temperature / abnormality detection means 40, and the motor temperature / abnormality detection means 41 of the motor control unit 29 are embodied by a program comprising the above-described algorithms, and each procedure is an inverter device. It is executed by 22 processors.

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Abstract

　各輪独立駆動式車両において、モータまたはインバータの温度を検出する温度検出手段に異常が発生した場合でも、モータに必要十分な駆動トルクを与えることができる、駆動制御装置を提供する。第１および第２の駆動輪（2,2）のそれぞれについて、モータ（6）とインバータ（31）の一方または両方の温度を検出する２つの温度検出手段（49,49）のうち、第１の駆動輪２に対応する温度検出手段（49）における異常のみを検出すると、トルク上限値設定部（39）が、第１の駆動輪２を駆動するモータ（6）の出力可能トルクの上限値を、第２の駆動輪２を駆動するモータ（6）の指令トルクに基づいて、設定された出力トルクに制限する。この第２の駆動輪（2）を駆動するモータ（6）の指令トルクは、第２の駆動輪（2）に対応する温度検出手段（49）で検出された温度に応じて抑制するように設定されている。

Description

各輪独立駆動式車両の駆動制御装置 関連出願
　本出願は、２０１４年１１月１２日出願の特願２０１４－２２９４６４の優先権を主張するものであり、それらの全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
　この発明は、例えば、左右２輪それぞれにインホイールモータを搭載した各輪独立駆動式車両の駆動制御装置に関し、より詳細には、前記左右２輪のいずれか１輪のモータやインバータのパワーデバイスの温度検出手段に異常が発生した場合の駆動制御技術に関する。
　電気自動車等のモータで駆動する車両において、モータやインバータのパワーデバイスが過熱した場合には、モータの出力制限や出力停止を行って過熱に対する保護制御を行うことが提案されている（特許文献１）。
特開２０１２－１８６９３０号公報
　しかし、モータ等の過熱を検知する温度検出手段に異常が発生した場合には、正確に温度を検知できないため、適切なモータの出力制限や出力停止の制御ができなくなる。もし、モータ等が過熱した状態で制御を続けようとするなら、モータやインバータのパワーデバイスが許容温度を超えないことを保証するような、過度に制限された出力および回転数でしかモータを駆動することができない。
　この発明の目的は、各輪独立駆動式車両において、モータまたはインバータの温度を検出する温度検出手段に異常が発生した場合でも、モータに必要十分な駆動トルクを与えることができる、各輪独立駆動式車両の駆動制御装置を提供することである。
　以下、便宜上理解を容易にするために、実施形態の符号を参照して説明する。
　この発明の一構成に係る、駆動制御装置２０は、少なくとも左右一対の駆動輪２，２であって、前記左右一対の駆動輪２，２が、第１の駆動輪２および第２の駆動輪２を含む、駆動輪２，２と、前記第１および第２の駆動輪２，２をそれぞれ駆動する、左右一対のモータ６，６とを有する各輪独立駆動式車両に搭載される。この駆動制御装置２０は、
　操作部１６，１７の操作に応じて、前記左右一対のモータ６，６の各モータに対する指令トルクを生成するＥＣＵ２１と、
　前記左右一対のモータ６，６に対応するインバータ装置２２であって、前記左右一対のモータ６，６にそれぞれ対応して直流電力を交流電力に変換するインバータ３１をそれぞれ含む、２つのパワー回路部２８，２８、および、前記ＥＣＵ２１が生成した前記指令トルクに従って前記２つのパワー回路部２８を介し前記左右一対のモータ６，６をトルク制御するモータコントロール部２９を有するインバータ装置２２と、
　前記第１および第２の駆動輪２，２のそれぞれについて、前記モータ６と前記インバータ３１の一方または両方の温度を検出する２つの温度検出手段４９，４９と、
　前記２つの温度検出手段４９のそれぞれで検出された温度に応じて、対応する前記モータ６の出力制限を行うトルク上限値設定部３９と、
　前記２つの温度検出手段４９の各異常を検出する異常検出手段５１とを備える。
　前記異常検出手段５１が、前記２つの温度検出手段４９，４９のうち、前記第１の駆動輪２に対応する前記温度検出手段４９における異常のみを検出すると、前記トルク上限値設定部３９が、前記第１の駆動輪２を駆動する前記モータ６の出力可能トルクの上限値を、前記第２の駆動輪２を駆動する前記モータ６の指令トルクに基づいて、設定した出力トルクに制限し、この前記第２の駆動輪２を駆動する前記モータ６の指令トルクは、前記第２の駆動輪２に対応する前記温度検出手段４９で検出された温度に応じて抑制するように設定されている。
　トルク上限値設定部３９による出力制限は、モータ６の出力停止も含む。
　異常検出手段５１で検出する温度検出手段４９の異常は、例えば、温度検出素子の異常だけでなく、ハーネスの断線またはショート、回路の異常等が考えられる。
　前記設定した出力トルクは、例えば、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
　この構成によると、温度検出手段４９は、駆動輪２毎にモータ６とインバータ３１の一方または両方の温度を検出する。トルク上限値設定部３９は、２つの温度検出手段４９，４９のそれぞれで検出された温度に応じて、対応するモータ６の出力制限を行う。異常検出手段５１は、前記２つの温度検出手段４９の各異常を検出する。
　前記異常検出手段５１が、前記２つの温度検出手段のうち４９，４９のうち、前記第１の駆動輪２に対応する温度検出手段４９における異常のみを検出すると、トルク上限値設定部３９が、前記第１の駆動輪２を駆動するモータ６の出力可能トルクの上限値を制限する。このトルク上限値設定部３９は、第１の駆動輪２を駆動するモータ６の出力可能トルクの上限値を、第２の駆動輪２を駆動する前記モータの指令トルクに基づいて、設定された出力トルクに制限する。この第２の駆動輪を駆動するモータ６の指令トルクは、第２の駆動輪２に対応する温度検出手段４９で検出された温度に応じて抑制するように設定されている。
　このように、異常が検出されていない第２の駆動輪２に対応する温度検出手段４９で検出された温度に応じて抑制するように設定された指令トルクに基づいて、第１の駆動輪２を駆動するモータ６の出力可能トルクの上限値を制限する。換言すれば、正常な温度検出手段４９に対応するモータ６を駆動するトルクを、異常な温度検出手段４９に対応するモータ６を駆動するトルクの上限値にする。つまり、異常な温度検出手段４９に対応するモータ６では、正常な温度検出手段４９に対応するモータ６よりも大きいトルクは出力しないように制限する。
　このように制限することで、正常な温度検出手段４９に対応するモータ６およびインバータ３１の各温度よりも、異常な温度検出手段４９に対応するモータ６およびインバータ３１の各温度が高くならない。例えば、正常な温度検出手段４９に対応するモータ６のトルクが温度に応じて制限された場合、その制限されたトルクが、異常な温度検出手段４９に対応するモータ６のトルク上限値となる。したがって、異常が検出された温度検出手段４９に対応するモータ６およびインバータ３１の温度を抑制しながら、このモータ６によって駆動される駆動輪２にも走行に必要十分な駆動トルクを与えることができる。
　前記異常検出手段５１、５１が、前記２つの温度検出手段４９，４９両方の異常を検出すると、前記トルク上限値設定部３９は、前記左右一対のモータ６，６の出力可能トルクの上限値を、規定された制限値の定められた割合に制限しても良い。
　前記定められた割合は、例えば、試験やシミュレーション等の結果により定められる。この場合、トルク上限値設定部３９は、左右のモータ６，６共に大幅な出力制限を行うことで、車両が不所望に挙動することを未然に防止し得る。ただし、この車両の運転者は、車両を路側帯等に退避させる等の措置を講じることができる。
　前記２つの温度検出手段４９で検出される温度が、これら温度検出手段４９の個体差に起因してずれている場合、前記トルク上限値設定部３９は、前記第２の駆動輪２を駆動する前記モータ６の指令トルクから、前記２つの温度検出手段４９で検出される温度のずれに応じたトルク量を減じたトルクに基づいて、前記第１の駆動輪２を駆動する前記モータ６の出力可能トルクの上限値を制限しても良い。
　前記温度検出手段４９で検出される温度のずれに応じたトルク量は、例えば、関数による演算で求めても良いし、マップにより設定しても良い。これら関数、マップは、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
　正常な２つの温度検出手段４９で検出される温度が個体差に起因してずれる場合であっても、前記のようにモータ６の出力可能トルクの上限値を制限することで、第１の駆動輪２に走行に必要十分な駆動トルクを与えることができる。
　前記第１の駆動輪２に対応する温度検出手段４９が、その異常が検出される直前に検出した温度が、その時点において、前記第２の駆動輪２に対応する温度検出手段４９で検出された温度よりもある温度差分高い場合、前記トルク上限値設定部３９は、前記ある温度差に応じたトルク量を、前記第２の駆動輪２を駆動する前記モータ６の指令トルクから減じたトルクに基づいて、前記第１の駆動輪２を駆動する前記モータ６の出力可能トルクの上限値を制限しても良い。
　前記ある温度差に応じたトルク量は、例えば、関数による演算で求めても良いし、マップにより設定しても良い。これら関数、マップは、試験やシミュレーション等の結果により定められる。なお異常が検出される直前に検出された温度が、正常な温度検出手段４９で検出される温度以下の場合は、例えば、正常な前記第２の駆動輪２のトルクを、前記第１の駆動輪２を駆動するモータ６の出力可能トルクの上限値としても良い。
　前記少なくとも左右一対のモータ６のそれぞれが、このモータ６と、前記駆動輪２を回転支持する車輪用軸受４と、前記モータ６の回転を減速して前記車輪用軸受４に伝える減速機７とを含むインホイールモータ駆動装置ＩＷＭを構成しても良い。
　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。
　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
この発明の第１の実施形態に係る駆動制御装置を搭載した電気自動車を平面図で示す概念構成のブロック図である。 図１の電気自動車におけるインホイールモータ駆動装置の断面図である。 図１の駆動制御装置の制御系のブロック図である。 モータ回転数と最大出力トルク（出力可能トルクの上限値）との関係を示すグラフである。 図１の駆動制御装置の処理を段階的に示すフローチャートである。 この発明の第２の実施形態に係る駆動制御装置の処理を段階的に示すフローチャートである。 この発明の第３の実施形態に係る駆動制御装置の処理を段階的に示すフローチャートである。 図７の駆動制御装置における、温度検出手段で検出される温度と時間との関係を示すグラフである。
　この発明の第１の実施形態に係る駆動制御装置を、図１ないし図５と共に説明する。
　図１は、この実施形態に係る駆動制御装置２０を搭載した車両である電気自動車を平面図で示す概略構成のブロック図である。この電気自動車は、車体１の左右一対の後輪２，２が駆動輪であり、左右一対の前輪３，３が従動輪である、４輪の自動車である。前輪３，３は操舵輪とされている。後輪２，２は、それぞれ独立の走行用のモータ６により駆動される。各モータ６は、後述のインホイールモータ駆動装置ＩＷＭを構成する。各車輪２，２，３，３には、図示外のブレーキが設けられている。また、前輪３，３は、図示しない転舵機構を介して転舵可能であり、ハンドル等の操舵手段１５により操舵される。
　図２は、この電気自動車における２つのインホイールモータ駆動装置ＩＷＭのうちの１つの断面図である。各インホイールモータ駆動装置ＩＷＭは、それぞれ、モータ６、減速機７、および車輪用軸受４を有し、これらの一部または全体が車輪内に配置される。モータ６の回転は、減速機７および車輪用軸受４を介して駆動輪２に伝達される。車輪用軸受４のハブ輪４ａのフランジ部には前記ブレーキを構成するブレーキロータ５が固定され、同ブレーキロータ５は駆動輪２と一体に回転する。モータ６は、例えば、ロータ６ａのコア部に永久磁石が内蔵された埋込磁石型同期モータである。このモータ６は、ハウジング８に固定したステータ６ｂと、回転出力軸９に取り付けたロータ６ａとの間にラジアルギャップを設けたモータである。
　制御系を説明する。
　図１に示すように、車体１には駆動制御装置２０が搭載されている。駆動制御装置２０は、ＥＣＵ２１と、複数（この実施形態では２つ）のインバータ装置２２とを含む。ＥＣＵ２１は、自動車全般の統括制御を行い、各インバータ装置２２に指令を与える上位制御手段である。各インバータ装置２２は、ＥＣＵ２１の指令に従って、対応する走行用のモータ６の制御をそれぞれ行う。ＥＣＵ２１は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路等で構成される。
　ＥＣＵ２１は、指令トルク演算部４７と、トルク配分手段４８とを有する。指令トルク演算部４７は、主に、アクセル操作部１６が出力するアクセル開度の信号と、ブレーキ操作部１７が出力する減速指令とに基づいて、後輪２，２の走行用のモータ６，６に与える加速・減速指令を指令トルクとして生成する。トルク配分手段４８は、指令トルク演算部４７で演算された加速・減速指令を、操舵手段１５の操舵角を検出する図示しない操舵角センサが出力する旋回指令を考慮して、駆動輪２，２それぞれの走行用のモータ６，６へ分配するように、各インバータ装置２２へ出力する。
　また、指令トルク演算部４７は、ブレーキ操作部１７が出力する減速指令があったときに、モータ６を回生ブレーキとして機能させる第１の制動トルク指令値と、図示外の第２の制動トルク指令値とに配分する機能を有する。第１の制動トルク指令値は、各走行用のモータ６，６に与える加速・減速指令の指令トルクに反映される。アクセル操作部１６およびブレーキ操作部１７は、それぞれ、アクセルペダルおよびブレーキペダルと、対応するペダルの動作量をそれぞれ検出するアクセルセンサ１６ａおよびブレーキセンサ１７ａとを有する。バッテリ１９は、車体１に搭載され、モータ６の駆動用、および車両全体の電気系統用の電源として用いられる。
　図３は、この駆動制御装置２０の制御系のブロック図である。以後、図１も適宜参照しつつ説明する。各インバータ装置２２は、対応するモータ６に対して設けられたパワー回路部２８と、このパワー回路部２８を制御するモータコントロール部２９とを有する。モータコントロール部２９は、このモータコントロール部２９が保持する、そのインホイールモータ駆動装置ＩＷＭに関する各種検出値や制御値等の各種情報（例えば、ステータス、モータ回転数、制御トルク、モータ温度、後述のインバータの温度、異常情報等）をＥＣＵ２１に出力する機能を有する。
　パワー回路部２８は、インバータ３１と、このインバータ３１を駆動するＰＷＭドライバ３２とを有する。インバータ３１は、バッテリ１９（図１）の直流電力をモータ６の駆動に用いる３相の交流電力に変換する。インバータ３１は、複数の半導体スイッチング素子（図示せず）で構成される。ＰＷＭドライバ３２が、半導体スイッチング素子（図示せず）に対してオンオフ指令を与えてインバータ３１を駆動する。前記半導体スイッチング素子は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）からなる。
　モータコントロール部２９は、その基本となる制御部としてモータ駆動制御部３０を有している。モータ駆動制御部３０は、上位制御手段であるＥＣＵ２１から与えられる、指令トルクとしての加速・減速指令に従い、この指令トルクを電流指令に変換してパルス幅変調し、パワー回路部２８のＰＷＭドライバ３２にオンオフ指令を与える。モータ駆動制御部３０は、インバータ３１からモータ６に流すモータ電流を電流検出手段Ｓ１から得て、電流フィードバック制御を行う。また、モータ駆動制御部３０は、モータ６のロータ６ａ（図２）の回転角を図示外の回転角度検出手段から得て、ベクトル制御を行う。
　この実施形態では、上記構成の駆動制御装置２０は、２つの温度検出手段４９および２つの異常検出手段５１と、トルク上限値設定部３９とを有する。
　温度検出手段４９は、後輪２，２（図１）毎に設けられている。本実施形態の各温度検出手段４９は、モータ温度検出手段３５とパワーデバイス温度検出手段３８とを有する。
　モータ温度検出手段３５は、例えば、モータコイルに固着されサーミスタから成るモータ温度検出素子３３と、このモータ温度検出素子３３に接続されモータコントロール部２９に設けられるモータ温度検出回路３４とを有する。モータ温度検出回路３４は、例えば、サーミスタの抵抗変化を電圧の変化に変換し、温度に換算する。なお、以下のパワーデバイス温度検出回路３７についても、同様に温度が取得される。
　パワーデバイス温度検出手段３８は、例えば、インバータ３１における前記半導体スイッチング素子の一部またはその近傍に設置されサーミスタ等から成るパワーデバイス温度検出素子３６と、このパワーデバイス温度検出素子３６に接続されモータコントロール部２９に設けられるパワーデバイス温度検出回路３７とを有する。
　トルク上限値設定部３９はＥＣＵ２１のトルク配分手段４８に設けられている。このトルク上限値設定部３９は、モータ温度検出手段３５およびパワーデバイス温度検出手段３８で検出された温度に基づいて、そのモータ６の出力制限を行う。トルク上限値設定部３９は、例えば、モータ温度検出手段３５およびパワーデバイス温度検出手段３８から出力される値の少なくとも一方が、その定められた温度閾値以上のとき、電流検出手段Ｓ１で検出される電流が定められた電流以下となるように、そのモータ６に対する指令トルクを制限する。前記定められた電流は、試験やシミュレーション等の結果により定められる。なお、このように温度閾値を用いた判定の結果に応じて指令トルクを制限する処理は、温度検出手段４９が異常と判定された後には行われない。温度検出手段４９の異常の判定については後述する。
　前記温度閾値は、モータ温度閾値およびパワーデバイス温度閾値からなる。そして、これら温度閾値は、試験やシミュレーション等の結果により、モータ温度検出手段３５およびパワーデバイス温度検出手段３８に対してそれぞれ定められる。モータ温度閾値は、例えば、モータ６の永久磁石に減磁が生じるときのモータ温度を基準として定められる。パワーデバイス温度閾値は、例えば、半導体スイッチング素子の耐熱温度を基準として定められる。すなわち、これら温度閾値を用いた判定の結果に応じて指令トルクを制限し、つまりモータの出力制限を行う。これにより、モータ６や半導体スイッチング素子が過負荷となるのを防止する。
　異常検出手段５１は、後輪２，２（図１）毎にそれぞれ設けられる。各異常検出手段５１は、モータ温度・異常検出手段４１と、パワーデバイス温度・異常検出手段４０とを有する。各モータ温度・異常検出手段４１は、対応する車輪２（図１）について、そのモータ温度検出手段３５に異常が発生したか否かを検出する。
　モータ温度検出手段３５の異常とは、モータ温度検出素子３３自体の異常だけでなく、このモータ温度検出素子３３から延びるハーネスの断線またはショート、モータ温度検出回路３４の異常等が考えられる。なお、パワーデバイス温度検出手段３８の異常についても、同様に、パワーデバイス温度検出素子自体の異常以外の異常も包含される。モータ温度・異常検出手段４１は、モータ温度検出手段３５で検出された温度がモータ正常温度上限よりも高いとき、または、モータ温度検出手段３５で検出された温度が、モータ正常温度上限よりも低い温度であるモータ正常温度下限よりも低いとき、モータ温度検出手段３５に異常が発生したと判定する。つまり、モータが取り得る温度の範囲を超えた場合に、モータ温度検出手段３５の異常を検出する。なお、前記モータ温度閾値は、これらモータ正常温度上限とモータ正常温度下限との間の値である。
　前記モータ正常温度上限および前記モータ正常温度下限は、予め、試験やシミュレーション等の結果により定められる。後述のパワーデバイス温度検出手段３８におけるパワーデバイス正常温度上限およびパワーデバイス正常温度下限についても同様に定められる。
　パワーデバイス温度・異常検出手段４０は、対応する車輪２（図１）について、そのパワーデバイス温度検出手段３８に異常が発生したか否かを検出する。このパワーデバイス温度・異常検出手段４０は、パワーデバイス温度検出手段３８で検出された温度がパワーデバイス正常温度上限よりも高いとき、または、パワーデバイス温度検出手段３８で検出された温度がパワーデバイス正常温度下限よりも低いとき、パワーデバイス温度検出手段３８に異常が発生したと判定する。つまり、半導体スイッチング素子が取り得る温度の範囲を超えた場合に、パワーデバイス温度検出手段３８の異常を検出する。前記パワーデバイス温度閾値についても、これらパワーデバイス正常温度上限とパワーデバイス正常温度下限との間の値である。
　トルク上限値設定部３９は、一方の異常検出手段５１により、対応する駆動輪２について、そのモータ温度検出手段３５およびパワーデバイス温度検出手段３８の少なくともいずれか一方に異常が検出されると、前記モータ６の出力可能トルクの上限値を制限する。ここで、このように対応する温度検出手段３５（３８）に異常が検出された駆動輪２を、以下「第１の駆動輪」と称する。
　トルク上限値設定部３９は、第１の駆動輪２（図１）を駆動するモータ６の出力可能トルクの上限値を、温度検出手段３５（３８）に異常が検出されていない、他方の駆動輪２（図１）用の指令トルクに基づいて、設定した出力トルクに制限する（つまり、設定した出力トルクに制限する）。なお、このように対応する温度検出手段３５（３８）に異常が検出されていない駆動輪２を、以下「第２の駆動輪」と称する。
　ここで図４は、モータ回転数Ｎと最大出力トルクＴとの関係を示す図である。一般的にモータでは、ある程度以上の回転数になると、モータ回転数が大きくなるに従ってモータの最大トルク（つまり、出力可能なトルクの上限値）が小さくなる。このように、モータには、最大トルクが定められている。さらに、このモータ回転数Ｎと最大出力トルクＴとの関係は温度に依存するため、温度Ｔａに対しては一点鎖線で示す関係が定められているのに対して、温度Ｔａよりも高い温度Ｔｂに対しては二点鎖線で示す関係が定められている。
　トルク上限値設定部３９は、異常な温度検出手段４９に対応するモータ６の出力可能トルクの上限値を、正常な温度検出手段４９に対応するモータ６用の指令トルクに基づいて、設定した出力トルクに制限する。
　なお、一般的に、正常な温度検出手段で検出された温度が高くなる程、モータへの過負荷を防止するために、そのモータの出力可能トルクの上限値はより大きく制限される。したがって、図４においても、モータ回転数Ｎと最大出力トルクＴとの関係は、温度が高いほど、出力可能トルクの上限値が小さくなるように定められている。この出力可能トルクの上限値は、例えば、関数による演算で求めても良いし、マップにより設定しても良い。これら関数、マップは、例えば、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
　この図４を参照して、出力可能トルクの上限値に対してトルク指令がいかに抑制されて制限されるかを以下に説明する。なお、ここでは、単にトルク指令が抑制されて制限されることについての説明にとどめる。したがって、温度検出手段３５（３８）に異常が検出された場合の処理については図５を参照して後述する。
　トルク上限値設定部３９は、トルク配分手段４８で演算される指令トルクが、例えば、図４のＰ１における値に演算されるとき、正常な温度検出手段４９で検出された温度Ｔａに対するトルク制限値が図４の一点鎖線で表す曲線で定められている場合、モータ回転数Ｎ１でのトルク上限値Ｔ１ａに指令トルクを制限する。トルク上限値設定部３９は、正常な温度検出手段４９で検出された温度Ｔｂに対するトルク制限値が図４の二点鎖線で表す曲線で定められている場合、モータ回転数Ｎ１での指令トルクを、図４の二点鎖線との交点である上限値Ｔ１ｂに制限する。但し、Ｔａ＜Ｔｂである。
　トルク上限値設定部３９は、演算される指令トルクが、例えば、同図４のＰ２における値に演算されるとき、正常な温度検出手段４９で検出された温度Ｔａに対するトルク制限値が図４の一点鎖線で表す曲線で定められている場合、モータ回転数Ｎ２の出力可能トルクの上限値を超えていないため、そのままの指令トルクＴ２ａを用いる。つまり指令トルクを抑制して制限する必要がなく、指令トルクの制限を行わない。演算される指令トルクが、例えば、同図４のＰ２における値に演算されるとき、正常な温度検出手段４９で検出された温度Ｔｂに対するトルク制限値が図４の二点鎖線で表す曲線で定められている場合、モータ回転数Ｎ２での指令トルクを、図４の二点鎖線との交点である上限値Ｔ２ｂに制限する。
　図５は、第１の実施形態に係る駆動制御装置の処理を段階的に示すフローチャートである。この図５の処理を、図３を参照しながら説明する。まず、車両の主電源を投入後本処理が開始し、各異常検出手段５１は、対応するモータ温度検出手段３５およびパワーデバイス温度検出手段３８の少なくともいずれか一方に異常が発生したか否かを検出する（ステップａ１）。両方の異常検出手段５１が、対応するモータ温度検出手段３５およびパワーデバイス温度検出手段３８のいずれにも異常が発生していないと判定すると（ステップａ１：Ｎｏ）、本処理が終了する。少なくとも一方の異常検出手段５１が、対応するモータ温度検出手段３５およびパワーデバイス温度検出手段３８の少なくともいずれか一方に異常が発生したと判定すると（ステップａ１：Ｙｅｓ）、ステップａ２に移行する。
　ステップａ２において、一方の駆動輪２つまり第１の駆動輪２のみについて、対応するモータ温度検出手段３５およびパワーデバイス温度検出手段３８の少なくともいずれか一方に異常が発生したとＥＣＵ２１が判定すると、ステップａ３に移行する。トルク上限値設定部３９は、第１の駆動輪２を駆動するモータ６の出力可能トルクの上限値を、第２の駆動輪２のモータ６に対する指令トルクに基づいて、設定した出力トルクに制限する（ステップａ３）。その後本処理を終了する。
　ステップａ２において、両方の駆動輪２，２に対応する、モータ温度検出手段３５および／またはパワーデバイス温度検出手段３８に異常が発生したとＥＣＵ２１が判定すると、ステップａ４に移行する。このステップａ４において、トルク上限値設定部３９は、左右一対のモータ６につき規定された制限値よりも小さい値、例えばこの制限値の定められた割合（１未満）を、それらモータ６の出力可能トルクの上限値とする。そのため、トルク上限値設定部３９は、左右一対のモータ共に大幅な出力制限を行うことになる。具体的には、左右一対のモータ６の最大出力を、例えば、この車両を路側帯等に退避させ得るだけの出力とする。その後本処理を終了する。
　以上説明した駆動制御装置によると、トルク上限値設定部３９は、いずれか一方の駆動輪（第１の駆動輪）２に対応する温度検出手段４９に異常が検出されると、その駆動輪２を駆動するモータ６の出力可能トルクの上限値を制限する。トルク上限値設定部３９は、その第１の駆動輪２を駆動するモータ６の出力可能トルクの上限値を、異常が検出されていない他方の駆動輪（第２の駆動輪）２のモータ６への指令トルクに基づいて、制限する。この第２の駆動輪２のモータ６への指令トルクは、このモータ６に対応する温度検出手段４９で検出された温度を必要に応じて抑制するように、設定されている。
　このように、第２の駆動輪２に対応する正常な温度検出手段４９で検出された温度に従って必要に応じて抑制するように設定された指令トルクに基づいて、第１の駆動輪２に対応するモータ６の出力可能トルクの上限値を制限する。換言すれば、正常な温度検出手段４９に対応するモータ６を駆動するトルクを、異常な温度検出手段４９に対応するモータを駆動するトルクの上限値にする。つまり、異常な温度検出手段４９に対応するモータ６について、正常な温度検出手段４９に対応するモータ６よりも大きなトルクは出力しないように制限する。
　このように制限することで、正常な温度検出手段４９に対応するモータ６およびインバータ３１の各温度よりも、異常な温度検出手段４９に対応するモータ６およびインバータ３１の各温度が高くならない。例えば、正常な温度検出手段４９に対応するモータ６のトルクがその温度に応じて抑制されて制限された場合、その制限されたトルクが、異常な温度検出手段４９に対応するモータ６のトルク上限値となる。したがって、異常が検出された温度検出手段４９に対応するモータ６またはインバータ３１の温度を抑制しながらも、そのモータ６が駆動する駆動輪２には、その走行に必要十分な駆動トルクを与えることができる。
　第２の実施形態に係る駆動制御装置について説明する。
　以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
　各温度検出手段４９で検出される温度が、モータ温度検出素子３３やパワーデバイス温度検出素子３６の個体差によりばらつく場合、次のように制御しても良い。個体差に起因してばらつくと、左右一対のモータ６，６に対する２つの検出素子３３，３３（３６，３６）が同一の温度であっても、検出される温度に、ずれが生じる。トルク上限値設定部３９は、第２の駆動輪２を駆動するモータ６の指令トルクから、２つの温度検出手段４９で検出される温度のずれに応じたトルク量を減じたトルクを、第１の駆動輪２を駆動するモータ６の出力可能トルクの上限値とする。すなわち、２つの温度検出手段４９が同一の温度に対して出力する値に差が生じることを考慮して、第１の駆動輪２のモータ６の出力可能トルクの上限値を第２の駆動輪２のモータ６の指令トルクに設定する際には、この差を補償する。
　２つの温度検出手段４９で検出される温度のずれに応じたトルク量は、例えば、関数による演算で求めても良いし、マップにより設定しても良い。これら関数、マップは、試験やシミュレーション等の結果により定められる。この場合、図６に示すように、ステップａ２において、第１の駆動輪２に対応する温度検出手段４９に異常が発生したとＥＣＵ２１で判定されたとき、トルク上限値設定部３９は、第２のモータ６の最大トルクから、２つの温度検出手段４９で検出される温度のずれに応じたトルク量を減じたトルクを、第１のモータ６の出力可能トルクの上限値に設定する（ステップａ３ａ）。その後本処理を終了する。
　この構成によると、２つの温度検出手段４９の出力が、それらの個体差によりずれがある場合でも、前記のように補償してモータ６の出力可能トルクの上限値を制限することで、第１の駆動輪２に走行に必要十分な駆動トルクを与えることができる。
　図７は、第３の実施形態に係る駆動制御装置の処理を段階的に示すフローチャートである。図８は、この駆動制御装置において、温度検出手段４９で検出される温度と時間との関係を示す図である。ステップａ２において、第１の駆動輪２に対応する温度検出手段４９に異常が発生したとＥＣＵ２１が判定すると、ステップａ３ｂに移行する。
　このステップａ３ｂにおいて、異常検出手段５１により異常が検出された温度検出手段４９に対応する第１の駆動輪２につき、異常が検出される直前に検出された温度ＴＴ１が、第２の駆動輪２に対応する、異常が検出されていない温度検出手段４９で検出された温度ＴＴ２よりも高かった場合（ステップａ３ｂ：Ｙｅｓ）、トルク上限値設定部３９は、その温度差δＴ（＝ＴＴ１－ＴＴ２）に応じたトルク量を、第２の駆動輪２を駆動するモータ６の指令トルクから減じたトルクを、第１の駆動輪２を駆動するモータ６の出力可能トルクの上限値に設定する（ステップａ３ｃ）。このようにして、第１の駆動輪２を駆動するモータやそのパワーデバイスの温度が、第２の駆動輪２を駆動するモータやそのパワーデバイスの温度よりも高いことが推測される。そして、この温度差の補償が可能になる。
　異常が検出される直前に検出された温度が、正常な温度検出手段４９で検出された温度以下の場合（ステップａ３ｂ：Ｎｏ）、トルク上限値設定部３９は、第２の駆動輪２の指令トルクを、第１の駆動輪２を駆動するモータ６の出力可能トルクの上限値に設定する。
　各インバータ装置の弱電系を、互いに共通のコンピュータや共通の基板上の電子回路で構成しても良い。
　車両として、左右の前輪２輪を独立して駆動する２輪独立駆動車を適用しても良い。また車両として、左右の前輪２輪を独立して駆動し、左右の後輪２輪を独立して駆動する４輪独立駆動車を適用しても良い。
　インホイールモータ駆動装置ＩＷＭにおいては、サイクロイド式の減速機、遊星減速機、２軸並行減速機、その他の減速機を適用可能であり、また、減速機を採用しない、所謂ダイレクトモータタイプであってもよい。
　ＥＣＵ２１における指令トルク演算部４７およびトルク配分手段４８は、これらの前述のアルゴリズムからなるプログラムで具現化され、その各手順がＥＣＵ２１のプロセッサで実行される。また、モータコントロール部２９のモータ駆動制御部３０、パワーデバイス温度・異常検出手段４０およびモータ温度・異常検出手段４１は、これらの前述のアルゴリズムからなるプログラムで具現化され、その各手順がインバータ装置２２のプロセッサで実行される。
　以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。
２…車輪（駆動輪）
６…モータ
７…減速機
２０…駆動制御装置
２１…ＥＣＵ
２２…インバータ装置
２８…パワー回路部
２９…モータコントロール部
３１…インバータ
３９…トルク上限値設定部
４９…温度検出手段
５１…異常検出手段

Claims (5)

  1. 　少なくとも左右一対の駆動輪であって、前記左右一対の駆動輪が、第１の駆動輪および第２の駆動輪を含む、駆動輪と、
    　前記第１および第２の駆動輪をそれぞれ駆動する、左右一対のモータとを有する各輪独立駆動式車両に搭載される駆動制御装置であって、
    　操作部の操作に応じて、前記左右一対のモータの各モータに対する指令トルクを生成するＥＣＵと、
    　前記左右一対のモータに対応するインバータ装置であって、前記左右一対のモータにそれぞれ対応して直流電力を交流電力に変換するインバータをそれぞれ含む、２つのパワー回路部、および、前記ＥＣＵが生成した前記指令トルクに従って前記２つのパワー回路部を介し前記左右一対のモータをトルク制御するモータコントロール部を有する、インバータ装置と、
    　前記第１および第２の駆動輪のそれぞれについて、前記モータと前記インバータの一方または両方の温度を検出する２つの温度検出手段と、
    　前記２つの温度検出手段のそれぞれで検出された温度に応じて、対応する前記モータの出力制限を行うトルク上限値設定部と、
    　前記２つの温度検出手段の各異常を検出する異常検出手段とを備え、
    　前記異常検出手段が、前記２つの温度検出手段のうち、前記第１の駆動輪に対応する前記温度検出手段における異常のみを検出すると、前記トルク上限値設定部が、前記第１の駆動輪を駆動する前記モータの出力可能トルクの上限値を、前記第２の駆動輪を駆動する前記モータの指令トルクに基づいて、設定した出力トルクに制限し、この前記第２の駆動輪を駆動する前記モータの指令トルクは、前記第２の駆動輪に対応する前記温度検出手段で検出された温度に応じて抑制するように設定されている、各輪独立駆動式車両の駆動制御装置。
  2. 　請求項１に記載の各輪独立駆動式車両の駆動制御装置において、前記異常検出手段が、前記２つの温度検出手段両方の異常を検出すると、前記トルク上限値設定部は、前記左右一対のモータの出力可能トルクの上限値を、規定された制限値の定められた割合に制限する、各輪独立駆動式車両の駆動制御装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の各輪独立駆動式車両の駆動制御装置において、前記２つの温度検出手段で検出される温度が、これら温度検出手段の個体差に起因してずれている場合、前記トルク上限値設定部は、前記第２の駆動輪を駆動する前記モータの指令トルクから、前記２つの温度検出手段で検出される温度のずれに応じたトルク量を減じたトルクに基づいて、前記第１の駆動輪を駆動する前記モータの出力可能トルクの上限値を制限する、各輪独立駆動式車両の駆動制御装置。
  4. 　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の各輪独立駆動式車両の駆動制御装置において、前記第１の駆動輪に対応する温度検出手段が、その異常が検出される直前に検出した温度が、前記第２の駆動輪に対応する温度検出手段で検出された温度よりもある温度差分高い場合、前記トルク上限値設定部は、前記ある温度差に応じたトルク量を、前記第２の駆動輪を駆動する前記モータの指令トルクから減じたトルクに基づいて、前記第１の駆動輪を駆動する前記モータの出力可能トルクの上限値を制限する、各輪独立駆動式車両の駆動制御装置。
  5. 　請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の各輪独立駆動式車両の駆動制御装置において、前記少なくとも左右一対のモータのそれぞれが、このモータと、前記駆動輪を回転支持する車輪用軸受と、前記モータの回転を減速して前記車輪用軸受に伝える減速機とを含むインホイールモータ駆動装置を構成する、各輪独立駆動式車両の駆動制御装置。
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