WO2021125218A1 - 車輪独立駆動式車両の駆動制御装置および駆動制御方法 - Google Patents

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WO2021125218A1
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torque
temperature
drive
upper limit
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剛志 神田
尚行 内山
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Ntn株式会社
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • 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
    • 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
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    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/18—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines
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    • 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 a drive control device and a drive control method for a wheel-independent drive vehicle, for example, when an abnormality occurs in the motor of any one wheel, the power device of an inverter, or the temperature detection circuit of cooling / lubricating oil.
  • drive control technology for example, when an abnormality occurs in the motor of any one wheel, the power device of an inverter, or the temperature detection circuit of cooling / lubricating oil.
  • Patent Document 1 when a power device of a motor or an inverter overheats in a vehicle driven by a motor such as an electric vehicle, the output of the motor is limited or stopped to protect against overheating.
  • Patent Document 2 in a vehicle that individually drives the left and right drive wheels, when an abnormality is detected in the motor or the temperature detection circuit of the lubricating oil on either the left or right wheel side, the one drive wheel is driven.
  • the upper limit of the output torque that can be output by the motor is limited to the set output torque based on the command torque set to be controlled according to the temperature detected by the temperature detecting means of the wheel on the normal side. ing.
  • Patent Document 1 when an abnormality occurs in a temperature detection circuit that detects overheating of a motor or the like, it becomes impossible to control the output torque limit or output stop of the motor. If control is to be continued in a state where an abnormality has occurred in the temperature detection circuit of the motor, etc., the motor should be operated only at a limited output and rotation speed so that the motor and lubricating oil do not exceed the allowable temperature. Can't drive.
  • Patent Document 2 the output torque on the abnormal side is limited based on the command torque set to be controlled according to the temperature detected by the temperature detecting means of the wheel on the normal side, as in Patent Document 1 above. Problems will be improved. However, the limiting value always fluctuates with the command value on the normal side, which complicates the software. If something goes wrong, it doesn't have to be complicated, as it only needs to be able to move to the vehicle factory.
  • An object of the present invention is a wheel-independent drive vehicle that can secure the minimum power performance up to a repair shop, perform protective control against overheating, and simplify the control system. It is to provide a drive control device and a drive control method of the above.
  • the drive control device for a wheel-independent drive vehicle of the present invention is mounted on a vehicle provided with left and right motors 6 and 6 for individually driving the left and right drive wheels, and a command torque is applied according to the operation of the operation units 16 and 17.
  • An ECU 21 that generates and outputs, a power circuit unit 28 that includes an inverter 31 that converts DC power into AC power, and a motor that torque-controls the motor 6 via the power circuit unit 28 according to the command torque given by the ECU 21.
  • a drive control device for a wheel-independent drive vehicle including an inverter device 22 having a control unit 29.
  • a temperature detecting means 23 for detecting the temperature of the motor 6 or the inverter 31 or the cooling / lubricating oil corresponding to the driving wheels for each driving wheel. Based on the temperature detected by the temperature detecting means 23, the torque upper limit value setting unit 39 that limits the upper limit value of the output torque of the motor 6 and the torque upper limit value setting unit 39 Among the temperature detecting means 23, the abnormality detecting means 24 for detecting whether or not an abnormality has occurred in the temperature detecting means 23 corresponding to any one of the left and right driving wheels is provided.
  • the ECU 21 sets the command torques to the left and right driving wheels to the same value, and the abnormality detecting means 24 sets the command torque to the left and right driving wheels to the same value.
  • the torque upper limit value setting unit 39 sets the upper limit values of the output torques of the left and right motors 6 and 6 based on the temperature detected by the temperature detecting means 23 corresponding to the other drive wheel for which an abnormality has not been detected. Limit or stop the output of the left and right motors 6 and 6.
  • the cooling / lubricating oil temperature includes one or both of the temperature of the cooling oil or the lubricating oil of the motor and the temperature of the coolant of the inverter.
  • the cooling oil for the motor may be oil that also serves as lubrication.
  • each motor is normally torque-controlled according to different command torques corresponding to the left and right drive wheels.
  • the command torques to the left and right driving wheels are set to the same value.
  • the upper limit of the output torque of the left and right motors 6 and 6 is limited or left and right based on the temperature detected by the temperature detecting means 23 corresponding to the other driving wheel in which the abnormality is not detected, that is, normal. The output of motors 6 and 6 is stopped. Therefore, protection control against overheating can be performed.
  • the command torques to the left and right drive wheels are made the same value, so that the motors 6, 6 of the left and right drive wheels, the inverters 31, 31 and the cooling /
  • the temperature of the lubricating oil is about the same on the left and right. Therefore, the temperature detected by the temperature detecting means 23 on the normal side can be used to limit or stop the output torque of not only the drive wheels on the normal side but also the drive wheels on the side where the abnormality has occurred. As a result, it is not necessary to significantly limit the output torque or the number of revolutions so that the drive wheel on the abnormal side never exceeds the allowable temperature, and the control system of the drive control device can be simplified. ..
  • the torque upper limit value setting unit 39 may be able to change the threshold value of the temperature that limits the upper limit value of the output torque or the temperature at which the output of the motor 6 is stopped.
  • the threshold value is a threshold value arbitrarily determined by design or the like, and is determined by obtaining an appropriate threshold value by, for example, one or both of a test and a simulation. Further, the threshold value can be changed, for example, by rewriting the threshold value changing means or the program such as the parameter changing means constituting the torque upper limit value setting unit 39.
  • the temperature rise of the motor 6, the inverter 31, and the cooling / lubricating oil may differ slightly depending on individual differences in its electrical performance or mechanical performance.
  • the torque upper limit value setting unit 39 detects the temperature threshold such as output limitation. The setting is changed to an extent that is lower than when there is no temperature variation and is acceptable even if there is a temperature variation. As a result, even if the temperature rise varies due to individual differences, the allowable temperature is not exceeded, and the motor 6 and the inverter 31 can be protected from thermal abnormalities.
  • the threshold value is set lower than the permissible temperature with reference to the permissible temperature in consideration of safety, but may be the same temperature as the permissible temperature.
  • the torque upper limit value setting unit 39 defines the left and right motors 6 and 6.
  • the upper limit of the output torque is further limited by a predetermined ratio from the set limit value, or the upper limit of the output torque is limited so that the rotation speeds of the motors 6 and 6 do not exceed the set value. May be good.
  • the specified limit value, the specified ratio, and the set value are the limit values, ratios, and values arbitrarily determined by design and the like, and are more appropriate for, for example, one or both of test and simulation. It is determined by finding the limit value, ratio, and value.
  • the output torque is limited so that the allowable temperature is never exceeded, or the rotation speed of the motors 6 and 6 is set. Limit the upper limit of the output torque so that it does not exceed. As a result, it is possible to secure the power performance until the vehicle in which the abnormality has occurred is moved to a repair shop or the like. Further, the motor 6 and the inverter 31 can be reliably protected from thermal abnormalities.
  • the motor 6 is an in-wheel motor drive device including the motor 6, a wheel bearing 4 that rotationally supports the drive wheels, and a speed reducer 7 that reduces the rotation of the motor 6 and transmits it to the wheel bearing 4.
  • IWM may be configured. In this case, it is possible to realize an in-wheel motor drive device with higher safety when a failure occurs.
  • the drive control method for a wheel-independent drive vehicle of the present invention is mounted on a vehicle provided with left and right motors 6 and 6 that individually drive the left and right drive wheels, and a command torque is applied according to the operation of the operation units 16 and 17.
  • An ECU 21 that generates and outputs, a power circuit unit 28 that includes an inverter 31 that converts DC power into AC power, and a motor that torque-controls the motor 6 via the power circuit unit 28 according to the command torque given by the ECU 21.
  • a drive control method for a wheel-independent drive vehicle including an inverter device 22 having a control unit 29.
  • a temperature detection process for detecting the temperature of the motor 6 or the inverter 31 or the cooling / lubricating oil corresponding to the drive wheels for each drive wheel.
  • a torque upper limit setting process that limits the upper limit value of the output torque of the motor 6 based on the temperature detected in this temperature detection process, and a torque upper limit setting process.
  • an abnormality detection process for detecting whether or not an abnormality has occurred in the temperature detection process corresponding to one of the left and right drive wheels is provided.
  • the ECU 21 sets the command torque to the left and right drive wheels to the same value, and the torque.
  • the upper limit setting process limits the upper limit of the output torque of the left and right motors 6 and 6 based on the temperature detected in the temperature detection process corresponding to the other drive wheel for which an abnormality has not been detected.
  • the cooling / lubricating oil temperature includes one or both of the temperature of the cooling oil or the lubricating oil of the motor and the temperature of the coolant of the inverter.
  • the cooling oil for the motor may be oil that also serves as lubrication.
  • each motor is normally torque-controlled according to different command torques corresponding to the left and right drive wheels.
  • the command torques to the left and right drive wheels are set to the same value.
  • the upper limit of the output torque of the left and right motors 6 and 6 is limited or the left and right are limited based on the temperature detected in the temperature detection process corresponding to the other drive wheel in which the abnormality is not detected, that is, the normal one. The output of the motors 6 and 6 is stopped. Therefore, protection control against overheating can be performed.
  • FIG. 1 is a block diagram having a conceptual configuration showing a vehicle equipped with the drive control device according to this embodiment in a plan view.
  • This vehicle is a four-wheel electric vehicle in which the left and right rear wheels 2 of the vehicle body 1 are used as driving wheels and the left and right front wheels 3 are used as driven wheels.
  • the wheel 3 serving as the front wheel is a steering wheel.
  • the left and right wheels 2 and 2, which are the driving wheels, are driven by a traveling motor 6 that can be driven independently.
  • Each motor 6 constitutes an in-wheel motor drive device IWM, which will be described later.
  • a brake (not shown) is provided on each of the wheels 2 and 3.
  • the wheels 3 and 3, which are the steering wheels that are the left and right front wheels, can be steered via a steering mechanism (not shown), and are steered by a steering means 15 such as a steering wheel.
  • each in-wheel motor drive device IWM has a motor 6, a wheel bearing 4 that rotationally supports the wheel 2, and a speed reducer that reduces the rotation of the motor 6 and transmits the rotation to the wheel bearing 4. 7 and some or all of them are arranged in the wheel.
  • the rotation of the motor 6 is transmitted to the wheels 2 which are the driving wheels via the speed reducer 7 and the wheel bearings 4.
  • a brake rotor 5 constituting the brake is fixed to the flange portion of the hub wheel 4a of the wheel bearing 4, and the brake rotor 5 rotates integrally with the wheel 2.
  • the motor 6 is a three-phase motor, for example, an embedded magnet type synchronous motor in which a permanent magnet is built in the core portion of the rotor 6a, or a surface magnet type synchronous motor in which a permanent magnet is fixed on the surface of the core portion. is there.
  • the motor 6 is a motor provided with a radial gap between the stator 6b fixed to the housing 8 and the rotor 6a attached to the rotary output shaft 9.
  • the motor 6 is cooled by the oil (cooling / lubricating oil) that lubricates and cools the speed reducer 7.
  • the cooling / lubricating oil flows through the circulation flow path Jr.
  • the vehicle body 1 is equipped with a drive control device 20 including an ECU 21 and a plurality of (two in this example) inverter devices 22.
  • the ECU 21 is a higher-level control means that performs integrated control of the entire vehicle and gives commands to each inverter device 22.
  • the vehicle control ECU is also referred to as a VCU (vehicle control unit).
  • Each inverter device 22 controls the motor 6 for each traveling according to the command of the ECU 21.
  • the ECU 21 is composed of a computer, a program executed by the computer, various electronic circuits, and the like.
  • the ECU 21 has a command torque calculation unit 47 and a torque distribution means 48.
  • the command torque calculation unit 47 gives acceleration / deceleration commands to the left and right motors 6 and 6 from the acceleration command output by the accelerator operation unit (operation unit) 16 and the deceleration command output by the brake operation unit (operation unit) 17. Is generated as the command torque.
  • the accelerator operation unit 16 includes an accelerator sensor 16a that detects the operation amount of the accelerator pedal, and outputs an acceleration command according to the operation amount detected by the accelerator sensor 16a.
  • the brake operation unit 17 includes a brake sensor 17a that detects the operation amount of the brake pedal, and outputs a deceleration command according to the operation amount detected by the brake sensor 17a.
  • the command torque calculation unit 47 has a function of allocating a braking torque command value that causes the motor 6 to function as a regenerative brake and a braking torque command value (not shown) when there is a deceleration command output by the brake operation unit 17. ..
  • the braking torque command value that functions as a regenerative brake is reflected in the acceleration / deceleration command given to each motor 6.
  • the torque distribution means 48 outputs the command torque calculated by the command torque calculation unit 47 to each inverter device 22 so as to distribute the command torque to the left and right motors 6 and 6.
  • the battery 19 is mounted on the vehicle body 1 and is used as a drive for the motor 6 and a power source for the electric system of the entire vehicle.
  • FIG. 3 is a block diagram of the control system of the drive control device 20.
  • the inverter device 22 has a power circuit unit 28 provided for each motor 6 and a motor control unit 29 that controls the power circuit unit 28.
  • the motor control unit 29 has a function of outputting each detection value, control value, abnormality information, and other information related to the in-wheel motor drive device IWM (FIG. 1) of the motor control unit 29 to the ECU 21.
  • the power circuit unit 28 has 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 to drive the motor 6.
  • the inverter 31 is composed of a bridge circuit including a plurality of switching elements.
  • the motor control unit 29 is composed of a computer, a program executed by the computer, and an electronic circuit, and has a motor drive control unit 30 as a basic control unit thereof.
  • the motor drive control unit 30 calculates a current command corresponding to the command torque given from the ECU 21, and performs current feedback control to obtain the detected motor current from a current sensor or the like and follow the current command.
  • the motor drive control unit 30 calculates a voltage command by current feedback control, and gives a voltage command to the PWM driver 32. Further, the motor drive control unit 30 obtains the rotation angle of the rotor 6a (FIG. 2) of the motor 6 from the rotation angle detecting means 50 and performs vector control.
  • the drive control device 20 having the above configuration is provided with the temperature detecting means 23, the abnormality detecting means 24, and the torque upper limit value setting unit 39.
  • the temperature detecting means 23 is provided for each wheel serving as a driving wheel.
  • the temperature detecting means 23 of this example includes a motor temperature detecting means 35, a power device temperature detecting means 38, and a cooling / lubricating oil temperature detecting means 44.
  • the motor temperature detecting means 35 has, for example, a motor temperature detecting element 33 fixed to a motor coil and composed of a thermistor, and a motor temperature detecting circuit 34 connected to the motor temperature detecting element 33 and provided in the motor control unit 29.
  • the motor temperature detection circuit 34 for example, converts the resistance change of the thermistor into a voltage change and converts it into a temperature (the same applies to the following power device temperature detection circuit 37 and cooling / lubricating oil temperature detection circuit 43).
  • the power device temperature detecting means 38 is connected to, for example, a power device temperature detecting element 36 which is installed in a part of or near the switching element in the inverter 31 and is composed of a thermistor or the like, and a motor control unit which is connected to the power device temperature detecting element 36. It has a power device temperature detection circuit 37 provided in 29.
  • the cooling / lubricating oil temperature detecting means 44 includes, for example, a cooling / lubricating oil temperature detecting element 42 including an oil temperature sensor installed in the circulation flow path Jr (FIG. 2) and the cooling / lubricating oil temperature detecting element 42. It has a cooling / lubricating oil temperature detection circuit 43 that is connected and provided in the motor control unit 29.
  • the torque upper limit value setting unit 39 is provided in the torque distribution means 48 of the ECU 21.
  • the torque upper limit value setting unit 39 is the motor temperature detected by the motor temperature detecting means 35 or the inverter temperature detected by the power device temperature detecting means 38 or the cooling / lubricating oil temperature detected by the cooling / lubricating oil temperature detecting means 44.
  • the upper limit of the output torque of the motor 6 is limited or the output of the motor 6 is stopped based on the above.
  • the torque upper limit value setting unit 39 in the torque distribution means 48 is a motor so that when any of the detected temperatures exceeds the threshold value, the current detected by the current sensor becomes equal to or less than the predetermined current. Limit the command torque of 6.
  • the defined current is determined by the result of a test, simulation, or the like.
  • the torque upper limit value setting unit 39 has an upper limit value (maximum) of the output torque from, for example, a place where the motor temperature, the inverter temperature, or the cooling / lubricating oil temperature exceeds the threshold value 1. (Torque) is lowered, and the maximum torque is set to "0" at the threshold value 2.
  • the torque upper limit value setting unit 39 stops the output of the motor 6 when the motor temperature, the inverter temperature, or the cooling / lubricating oil temperature exceeds the threshold value 2 larger than the threshold value 1 or exceeds the threshold value 3 larger than the threshold value 2. Do.
  • the threshold value is determined for each of the motor temperature detecting means 35, the power device temperature detecting means 38, and the cooling / lubricating oil temperature detecting means 44, based on the results of a test or simulation.
  • the threshold value in the motor temperature detecting means 35 is determined based on, for example, the motor temperature when the permanent magnet of the motor 6 is demagnetized.
  • the threshold value in the power device temperature detecting means 38 is determined based on, for example, the heat resistant temperature of the switching element.
  • the threshold value in the cooling / lubricating oil temperature detecting means 44 is appropriately determined in consideration of, for example, the heat dissipation property of the motor 6 with respect to the cooling / lubricating oil.
  • the threshold value of the temperature that limits the upper limit of the output torque or the temperature at which the output of the motor 6 is stopped may be changed by the torque upper limit value setting unit 39.
  • the threshold value can be changed by, for example, rewriting the program of the ECU 21 or the motor control unit 29 or by a threshold value changing means such as a switch.
  • the torque upper limit value setting unit 39 sets the temperature threshold value such as output limitation to normal. Set it lower than sometimes, or change the setting to the extent that temperature variation can be eliminated.
  • the torque upper limit value setting unit 39 lowers the maximum torque from the point where the motor temperature, the inverter temperature, or the cooling / lubricating oil temperature exceeds the threshold value 1'lower than the threshold value 1 (FIG. 4A).
  • the maximum torque is set to "0" at a threshold value 2'lower than the threshold value 2 (FIG. 4A).
  • the abnormality detecting means 24 is provided for each of the wheels 2 and 2 (FIG. 1) which are the left and right driving wheels, and the temperature detection corresponding to one of the left and right driving wheels is detected. Detects whether or not an abnormality has occurred in the means 23.
  • Each abnormality detecting means 24 has first, second and third abnormality detecting means 41, 40 and 45, respectively.
  • the first abnormality detecting means 41 is an abnormality detecting means of the motor temperature detecting means 35
  • the second abnormality detecting means 40 is an abnormality detecting means of the power device temperature detecting means 38
  • the third abnormality detecting means 45 is cooling.
  • Abnormality detecting means of the lubricating oil temperature detecting means 44 Abnormality detecting means of the lubricating oil temperature detecting means 44.
  • the first abnormality detecting means 41 detects whether or not an abnormality has occurred in the motor temperature detecting means 35 corresponding to one of the driving wheels.
  • the abnormality of the motor temperature detecting means 35 is considered to be not only an abnormality of the motor temperature detecting element 33 but also a disconnection or short circuit of the harness extending from the motor temperature detecting element 33, an abnormality of the motor temperature detecting circuit 34, and the like.
  • the same concept applies to the abnormality of the power device temperature detecting means 38 and the cooling / lubricating oil temperature detecting means 44.
  • the first abnormality detecting means 41 determines that an abnormality has occurred in the motor temperature detecting means 35 when the motor temperature detected by the motor temperature detecting means 35 is higher than the upper limit of the normal temperature or lower than the lower limit of the normal temperature. To do.
  • the upper limit of the normal temperature and the lower limit of the normal temperature are determined in advance based on the results of a test, simulation, or the like.
  • the upper limit of the normal temperature and the lower limit of the normal temperature in the second and third abnormality detecting means 40 and 45 are similarly defined.
  • the second abnormality detecting means 40 detects whether or not an abnormality has occurred in the power device temperature detecting means 38 corresponding to one of the driving wheels. In the second abnormality detecting means 40, when the inverter temperature detected by the power device temperature detecting means 38 is higher than the upper limit of the normal temperature or lower than the lower limit of the normal temperature, an abnormality occurs in the power device temperature detecting means 38. Judge that it has been done.
  • the third abnormality detecting means 45 detects whether or not an abnormality has occurred in the cooling / lubricating oil temperature detecting means 44 corresponding to one of the driving wheels.
  • the third abnormality detecting means 45 is a cooling / lubricating oil temperature when the cooling / lubricating oil temperature detected by the cooling / lubricating oil temperature detecting means 44 is higher than the upper limit of the normal temperature or lower than the lower limit of the normal temperature. It is determined that an abnormality has occurred in the detecting means 44.
  • the torque upper limit value setting unit 39 in the ECU 21 controls the following (1) and (2).
  • the abnormality output means (not shown) in the ECU 21 receives the abnormality information output from the abnormality detection means 24, and turns on, for example, a warning lamp for notifying the abnormality on the display device 25 provided on the console panel of the vehicle or the like.
  • a warning sound notifying the abnormality may be output.
  • FIG. 5 shows an example in which the temperature detecting means corresponding to the driving wheel on the left side becomes abnormal. Until the time t1, different command torques are generated and output on the left and right, and after t1 when an abnormality is detected, the command torques to the left and right drive wheels are set to the same value. In this example, the total torque on the left and right is set to be the same before and after the abnormality is detected, and the torque is transferred to the occupants of the vehicle without discomfort.
  • the upper limit of the output torque of the left and right motors 6 and 6 is based on the temperature detected by the temperature detecting means 23 corresponding to the other drive wheel in which the abnormality is not detected. Limit the value or stop the output of the left and right motors 6 and 6.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the motor rotation speed and the output torque.
  • the torque upper limit value setting unit 39 sets the upper limit values of the output torques of the left and right motors 6 and 6 based on the temperature detected by the normal temperature detecting means 23, and the left and right motors. Limit the upper limit of the output torque of 6 and 6.
  • the upper limit value of this output torque may be obtained by calculation by a function or may be set by a map, for example. These functions and maps are determined by, for example, the results of tests or simulations.
  • the command torque calculated by the torque distributing means 48 for the motor 6 corresponding to the normal temperature detecting means 23 is, for example, P1 at the motor rotation speed N1 (FIG. A specific example will be described when the calculation is performed at the position shown in 6).
  • the torque upper limit value setting unit 39 sets the output torques of the left and right motors 6 and 6 to the motor rotation. It is limited to the command torque T1a, which is the upper limit value of the torque in the number N1.
  • the command torque calculated at the time of abnormality of the temperature detecting means 23 corresponding to one drive wheel is calculated at the position shown in P2 (FIG. 6) at the motor rotation speed N2, for example.
  • the torque limit value due to the temperature detected by the normal temperature detecting means 23 is the curve Ta represented by the one-point chain line in FIG. 6, the command torque at the position shown in P2 (FIG. 6) can be output at the motor rotation speed N2. Since the upper limit value of the output torque is not exceeded, the torque upper limit value setting unit 39 sets the output torques of the left and right motors 6 and 6 as the command torque T2a as it is.
  • FIG. 7 is a flowchart of a drive control method showing the processing of the drive control device step by step. This will be described together with FIG.
  • this process including the temperature detection process by the temperature detecting means 23 is started, and the abnormality detecting means 24 detects whether or not an abnormality has occurred in the temperature detecting means 23 (step a1). (Abnormality detection process)).
  • the torque distributing means 48 outputs the motor 6 based on the temperature detected by the temperature detecting means 23 corresponding to each wheel.
  • step a5 torque upper limit setting process
  • step a2 If it is determined in step a2 that an abnormality has occurred in the temperature detecting means 23 corresponding to one of the driving wheels, the process proceeds to step a3.
  • the torque upper limit value setting unit 39 always sets the command torques of both drive wheels to the same value, and limits the output torque of both drive wheels or limits the output torque of both drive wheels based on the temperature detected by the temperature detecting means 23 corresponding to the normal drive wheels.
  • the output is stopped (step a3 (torque upper limit setting process)). After that, this process ends.
  • step a2 when it is determined that an abnormality has occurred in the temperature detecting means 23 (for example, the motor temperature detecting means 35, 35) of the same detection target of both drive wheels, the process proceeds to step a4.
  • the torque upper limit value setting unit 39 further limits the upper limit value of the output torque at a ratio determined from the limit values specified for the left and right motors 6 and 6.
  • the upper limit of the output torque is limited so that the rotation speed of each motor 6 detected by each rotation speed detecting means 51 does not exceed the set value.
  • the torque upper limit value setting unit 39 limits both of them.
  • the torque upper limit value setting unit 39 significantly limits the output of both the left and right motors 6 and 6. This large output limit is, for example, about half of the maximum torque, but is not limited to about half of this.
  • Each rotation speed detecting means 51 is provided in the motor control unit 29, and calculates the motor rotation speed by differentiating the rotation angle detected by the rotation angle detecting means 50 of the corresponding motor 6. After step a4, this process ends.
  • the command torques to the left and right drive wheels are made the same value, so that the motors 6, 6 of the left and right drive wheels, the inverters 31, 31 and the cooling /
  • the temperature of the lubricating oil is about the same on the left and right. Therefore, the temperature detected by the temperature detecting means 23 on the normal side can be used to limit or stop the output torque of not only the drive wheels on the normal side but also the drive wheels on the side where the abnormality has occurred. This eliminates the need to significantly limit the output torque or the number of revolutions so that the drive wheel on the abnormal side never exceeds the allowable temperature, and simplifies the control system of the drive control device 20. it can.
  • the torque upper limit value setting unit 39 can change the threshold value of the temperature that limits the upper limit value of the output torque or the temperature at which the output of the motor 6 is stopped. As a result, even if the temperature rise varies due to individual differences, the allowable temperature is not exceeded, and the motor 6 and the inverter 31 can be protected from thermal abnormalities.
  • each means or a part of the means in the ECU 21 and the motor control unit 29 that perform the above-mentioned flowchart operation or the like is a LUT (LookUpTable) realized by software or hardware, or a software library. Calculations in charge using predetermined conversion functions stored in (Library), hardware equivalent to them, and, if necessary, comparison functions and four-rule arithmetic functions in the library, and hardware equivalent to them. It consists of a hardware circuit or software function on a processor (not shown) that can output the result.
  • the drive control device 20 may be mounted on a front-wheel drive vehicle in which the wheels 3 which are the left and right front wheels of the vehicle body 1 are the drive wheels. As shown in FIG. 9, it is also possible to mount the drive control device 20 on a four-wheel drive vehicle that independently drives the two left and right front wheels and independently drives the two left and right rear wheels.
  • a torque upper limit value setting unit may be provided in, for example, the motor control unit of the inverter device.
  • the torque upper limit setting unit of the left and right inverter devices has the same value as the command torque to the left drive wheel and the command torque to the right drive wheel. Information on each other's command torque is input and output so as to be.
  • the total torque of the left and right is set to be the same before and after the abnormality detection.
  • the left and right inverter devices give normal temperature information from one inverter device on the normal temperature detecting means side to the other inverter device, and based on the temperature information detected by the normal temperature detecting means, the left and right motors. Limit the upper limit of the output torque of, or stop the output of the left and right motors.
  • the ECU and the inverter device may be provided with a function of limiting the upper limit value of the output torque and a function of stopping the output of the motor.
  • the ECU controls to limit the upper limit value of the output torque from the time when the threshold value 1 is exceeded, and then when the threshold value 2 larger than the threshold value 1 is exceeded or the threshold value 3 larger than the threshold value 2 is exceeded.
  • the inverter device may be used to control the output of the motor to be stopped.
  • the inverter device may be used to control the upper limit of the output torque
  • the ECU may be used to control the output of the motor to be stopped.
  • cycloid type reducers In the in-wheel motor drive device, cycloid type reducers, planetary reducers, two-axis parallel reducers, and other reducers can be applied.
  • the drive control device In each embodiment, an example in which the drive control device is applied to a vehicle equipped with an in-wheel motor drive device is shown, but the drive control device may be applied to a so-called two-motor on-board type vehicle.
  • the motor may be a direct motor that drives the drive wheels without the intervention of a speed reducer.

Abstract

車輪独立駆動式車両において、修理工場等までの最低限の動力性能を確保し、且つ過熱に対する保護制御を行うと共に、制御系を簡単化することができる車輪独立駆動式車両の駆動制御装置および駆動制御方法を提供する。車輪独立駆動式車両の駆動制御装置は、駆動輪毎にモータ(6)またはインバータ(31)または冷却／潤滑油の温度を検出する温度検出手段(23)と、検出された温度に基づいて、モータ(6)の出力トルクの上限値を制限するトルク上限値設定部(39)と、一方の駆動輪に対応する温度検出手段(23)に異常が発生したか否かを検出する異常検出手段(24)とを備える。異常検出手段(24)により一方の駆動輪に対応する温度検出手段(23)に異常が検出されると、左右の駆動輪への指令トルクを同一値に設定し、且つ、他方の駆動輪に対応する温度検出手段(23)で検出された温度に基づいて、左右のモータ(6)，(6)の出力トルクの上限値を制限する。

Description

車輪独立駆動式車両の駆動制御装置および駆動制御方法 関連出願
　本出願は、２０１９年１２月２０日出願の特願２０１９－２２９９７３の優先権を主張するものであり、そ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、車輪独立駆動式車両の駆動制御装置および駆動制御方法に関し、例えば、いずれか１輪のモータ、インバータのパワーデバイス、または冷却／潤滑用油の温度検出回路に異常が発生した場合の駆動制御技術に関する。
 　特許文献１では、電気自動車等モータで駆動するような車両において、モータまたはインバータのパワーデバイスが過熱した場合には、モータの出力制限または出力停止を行って過熱に対する保護制御を行う。
 　特許文献２では、左右の駆動輪を個別に駆動する車両において、左右のうちいずれか一方の車輪側のモータまたは潤滑油の温度検出回路に異常が検出された場合、前記一方の駆動輪を駆動するモータで出力可能な出力トルクの上限値を、正常な側の車輪の温度検出手段で検出された温度に応じて制御するように設定された指令トルクに基づいて、設定した出力トルクに制限している。
特許第６２７４８８６号公報 特開２０１６－９６５９４号公報
 　特許文献１では、モータ等の過熱を検知する温度検出回路に異常が発生した場合には、モータの出力トルク制限または出力停止の制御ができなくなる。仮に、モータ等の温度検出回路に異常が発生した状態で制御を続けようとするなら、モータおよび潤滑用の油が確実に許容温度を超えないような限られた出力、回転数でしかモータを駆動することができない。
 　特許文献２では、正常な側の車輪の温度検出手段で検出された温度に応じて制御するように設定された指令トルクに基づいて、異常側の出力トルクを制限するため上記特許文献１のような問題は改善される。しかし、制限する値が正常側の指令値と共に常に変動するためソフトウェアが複雑になってしまう。異常が発生した場合は、車両工場までの移動さえできればよいため、複雑である必要はない。
 　この発明の目的は、車輪独立駆動式車両において、修理工場等までの最低限の動力性能を確保し、且つ過熱に対する保護制御を行うと共に、制御系を簡単化することができる車輪独立駆動式車両の駆動制御装置および駆動制御方法を提供することである。
　以下、本発明について、理解を容易にするために、便宜上実施形態の符号を参照して説明する。
 　この発明の車輪独立駆動式車両の駆動制御装置は、左右の駆動輪を個別に駆動する左右のモータ６，６を備えた車両に搭載され、操作部１６，１７の操作に応じて指令トルクを生成し出力するＥＣＵ２１と、直流電力を交流電力に変換するインバータ３１を含むパワー回路部２８、および、前記ＥＣＵ２１から与えられる前記指令トルクに従って前記パワー回路部２８を介し前記モータ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とを備えた車輪独立駆動式車両の駆動制御装置であって、
 　前記駆動輪毎にこの駆動輪に対応する前記モータ６または前記インバータ３１または冷却／潤滑油の温度を検出する温度検出手段２３と、
 　この温度検出手段２３で検出された温度に基づいて、前記モータ６の出力トルクの上限値を制限するトルク上限値設定部３９と、
 　前記温度検出手段２３のうち、前記左右の駆動輪におけるいずれか一方の駆動輪に対応する前記温度検出手段２３に異常が発生したか否かを検出する異常検出手段２４と、を備え、
 　この異常検出手段２４によりいずれか一方の駆動輪に対応する前記温度検出手段２３に異常が検出されると、前記ＥＣＵ２１は、前記左右の駆動輪への指令トルクを同一値に設定し、且つ、前記トルク上限値設定部３９は、異常が検出されていない他方の駆動輪に対応する前記温度検出手段２３で検出された温度に基づいて、前記左右のモータ６，６の出力トルクの上限値を制限するかまたは前記左右のモータ６，６の出力停止を行う。
 　前記冷却／潤滑油の温度とは、前記モータの冷却油または潤滑油の温度、およびインバータの冷却液の温度のいずれか一方または両方を含む。前記モータの冷却油は潤滑を兼ねる油であってもよい。
 　この構成によると、通常時は、左右の駆動輪に対応する別々の指令トルクに従って各モータがそれぞれトルク制御される。一方の駆動輪に対応する温度検出手段２３に異常が検出されると、左右の駆動輪への指令トルクが同一値に設定される。これと共に、異常が検出されていないつまり正常な他方の駆動輪に対応する温度検出手段２３で検出された温度に基づいて、左右のモータ６，６の出力トルクの上限値を制限するかまたは左右のモータ６，６の出力停止を行う。したがって、過熱に対する保護制御を行うことができる。
 　一方の駆動輪に対応する温度検出手段２３の異常検出時に、左右の駆動輪への指令トルクを同一値にすることで、左右の駆動輪のモータ６，６、インバータ３１，３１、および冷却／潤滑油の温度は左右で略同程度となる。よって、正常な側の温度検出手段２３によって検出された温度を用いて正常な側の駆動輪だけでなく、異常が発生した側の駆動輪の出力トルクの制限または出力停止をすることができる。これにより、異常な側の駆動輪が許容温度を絶対に超えないような大幅な出力トルク制限、または回転数の制限をする必要がなくなるうえ、駆動制御装置の制御系を簡単化することができる。この場合、左右の駆動輪で別々の指令トルクを与え旋回性能の向上および姿勢安定化を図ることができなくなるが、高度な制御が行えないだけであって、異常が発生した車両を修理工場等まで移動させるまでの動力性能を確保できる。
 　前記トルク上限値設定部３９は、出力トルクの上限値を制限する温度または前記モータ６の出力停止を行う温度の閾値が変更可能であってもよい。前記閾値は、設計等によって任意に定める閾値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な閾値を求めて定められる。また前記閾値は、例えば、トルク上限値設定部３９を構成するパラメータ変更手段等の閾値変更手段またはプログラムを書換えることにより変更可能である。
 　モータ６、インバータ３１、冷却／潤滑油の温度上昇は、その電気的性能または機械的な性能の個体差により若干異なることがある。事前の試験またはシミュレーション等の結果により温度検出手段２３で検出される温度が左右の被検出物の個体差によりばらつきがあるとき、トルク上限値設定部３９により出力制限等する温度の閾値を、検出温度によるばらつきがない場合に比べて低く、温度のばらつきがあっても許容できる程度に設定変更する。これにより、たとえ個体差による温度上昇のばらつきがあったとしても許容温度を超えることがなく、モータ６およびインバータ３１を熱的な異常から保護することが可能となる。前記閾値は、例えば、安全を考慮して、前記許容温度を基準としてこの許容温度よりも低く設定されるが、前記許容温度と同一の温度としてもよい。
 　前記異常検出手段２４により前記左右の駆動輪に対応する前記温度検出手段２３，２３が共に異常であると検出されると、前記トルク上限値設定部３９は、前記左右のモータ６，６につき規定された制限値よりも定められた割合で出力トルクの上限値をさらに制限するか、または、前記モータ６，６の回転数が設定した値を超えないように出力トルクの上限値を制限してもよい。前記規定された制限値、前記定められた割合、前記設定した値は、それぞれ設計等によって任意に定める制限値、割合、値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な制限値、割合、値を求めて定められる。
 　両駆動輪の同じ検出対象の温度検出手段２３，２３に異常が発生した場合は、許容温度を絶対に越えないような出力トルクに制限するか、またはモータ６，６の回転数が設定した値を超えないように出力トルクの上限値を制限する。これにより、異常が発生した車両を修理工場等まで移動させるまでの動力性能を確保できる。またモータ６およびインバータ３１を熱的な異常から確実に保護することが可能となる。
 　前記モータ６は、このモータ６と、前記駆動輪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を構成してもよい。この場合、フェール発生時に安全性をより高めたインホイールモータ駆動装置を実現することができる。
 　この発明の車輪独立駆動式車両の駆動制御方法は、左右の駆動輪を個別に駆動する左右のモータ６，６を備えた車両に搭載され、操作部１６，１７の操作に応じて指令トルクを生成し出力するＥＣＵ２１と、直流電力を交流電力に変換するインバータ３１を含むパワー回路部２８、および、前記ＥＣＵ２１から与えられる前記指令トルクに従って前記パワー回路部２８を介し前記モータ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とを備えた車輪独立駆動式車両の駆動制御方法であって、
 　前記駆動輪毎にこの駆動輪に対応する前記モータ６または前記インバータ３１または冷却／潤滑油の温度を検出する温度検出過程と、
 　この温度検出過程で検出された温度に基づいて、前記モータ６の出力トルクの上限値を制限するトルク上限値設定過程と、
 　前記温度検出過程のうち、前記左右の駆動輪におけるいずれか一方の駆動輪に対応する前記温度検出過程に異常が発生したか否かを検出する異常検出過程と、を備え、
 　この異常検出過程によりいずれか一方の駆動輪に対応する前記温度検出過程に異常が検出されると、前記ＥＣＵ２１は、前記左右の駆動輪への指令トルクを同一値に設定し、且つ、前記トルク上限値設定過程は、異常が検出されていない他方の駆動輪に対応する前記温度検出過程で検出された温度に基づいて、前記左右のモータ６，６の出力トルクの上限値を制限するかまたは前記左右のモータ６，６の出力停止を行う。
 　前記冷却／潤滑油の温度とは、前記モータの冷却油または潤滑油の温度、およびインバータの冷却液の温度のいずれか一方または両方を含む。前記モータの冷却油は潤滑を兼ねる油であってもよい。
 　この構成によると、通常時は、左右の駆動輪に対応する別々の指令トルクに従って各モータがそれぞれトルク制御される。一方の駆動輪に対応する温度検出過程に異常が検出されると、左右の駆動輪への指令トルクが同一値に設定される。これと共に、異常が検出されていないつまり正常な他方の駆動輪に対応する温度検出過程で検出された温度に基づいて、左右のモータ６，６の出力トルクの上限値を制限するかまたは左右のモータ６，６の出力停止を行う。したがって、過熱に対する保護制御を行うことができる。
　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、この発明に含まれる。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、この発明に含まれる。
　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。
この発明の実施形態に係る駆動制御装置を搭載した車両を平面図で示す概念構成のブロック図である。 同車両におけるインホイールモータ駆動装置の断面図である。 同駆動制御装置の制御系のブロック図である。 同駆動制御装置における、温度による出力トルク制限の例を示す図である。 同駆動制御装置において、左右輪のトルク指令値を同一値に設定する例を示す図である。 モータ回転数と出力トルクとの関係を示す図である。 同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。 この発明の他の実施形態に係る駆動制御装置を搭載した車両の概念構成のブロック図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る駆動制御装置を搭載した車両の概念構成のブロック図である。
 　［第１の実施形態］
 　この発明の実施形態を図１ないし図７と共に説明する。
 　＜車両の概念構成について＞
 　図１は、この実施形態に係る駆動制御装置を搭載した車両を平面図で示す概念構成のブロック図である。この車両は、車体１の左右の後輪となる車輪２が駆動輪とされ、左右の前輪となる車輪３が従動輪とされた四輪の電気自動車である。前輪となる車輪３は操舵輪とされている。駆動輪となる左右の車輪２，２は、それぞれ独立して駆動可能な走行用のモータ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２，３には、図示外のブレーキが設けられている。また左右の前輪となる操舵輪である車輪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。
 　＜インホイールモータ駆動装置ＩＷＭの概略構成について＞
 　図２に示すように、各インホイールモータ駆動装置ＩＷＭは、それぞれ、モータ６と、車輪２を回転支持する車輪用軸受４と、モータ６の回転を減速して車輪用軸受４に伝える減速機７とを有し、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を介して駆動輪である車輪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、車輪２と一体に回転する。
 　モータ６は、三相のモータであり、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、またはコア部の表面に永久磁石が固定された表面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。モータ６は、減速機７の潤滑、冷却を行う油（冷却／潤滑油）により冷却される。前記冷却／潤滑油は循環流路Ｊｒを流れる。
 　＜制御系について＞
 　図１に示すように、車体１には、ＥＣＵ２１と、複数（この例では２つ）のインバータ装置２２とを含む駆動制御装置２０が搭載されている。ＥＣＵ２１は、車両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。車両制御用のＥＣＵは、ＶＣＵ（車両制御ユニット）とも称される。各インバータ装置２２は、ＥＣＵ２１の指令に従って各走行用のモータ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、アクセル操作部（操作部）１６の出力する加速指令と、ブレーキ操作部（操作部）１７の出力する減速指令とから、左右のモータ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。アクセル操作部１６は、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ１６ａを備え、このアクセルセンサ１６ａで検出した操作量に従って加速指令を出力する。ブレーキ操作部１７は、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサ１７ａを備え、このブレーキセンサ１７ａで検出した操作量に従って減速指令を出力する。
 　指令トルク演算部４７は、ブレーキ操作部１７の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制動トルク指令値と、図示外の制動トルク指令値とに配分する機能を有する。回生ブレーキとして機能させる制動トルク指令値は、各モータ６に与える加速・減速指令に反映させる。トルク配分手段４８は、指令トルク演算部４７で演算された指令トルクを、左右のモータ６，６へ分配するように各インバータ装置２２へ出力する。バッテリ１９は、車体１に搭載され、モータ６の駆動および車両全体の電気系統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。インバータ装置２２は、各モータ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が持つインホイールモータ駆動装置ＩＷＭ（図１）に関する各検出値および制御値、異常情報等の各情報を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の駆動に用いる三相の交流電力に変換する。インバータ３１は、複数のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成される。
 　モータコントロール部２９は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成され、その基本となる制御部としてモータ駆動制御部３０を有する。モータ駆動制御部３０は、ＥＣＵ２１から与えられる指令トルクに対応する電流指令を演算しこの電流指令に対し、検出されるモータ電流を電流センサ等から得て追従させる電流フィードバック制御を行う。モータ駆動制御部３０は、電流フィードバック制御により電圧指令を算出し、ＰＷＭドライバ３２に電圧指令を与える。また、モータ駆動制御部３０は、モータ６のロータ６ａ（図２）の回転角度を回転角度検出手段５０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に、温度検出手段２３、異常検出手段２４、およびトルク上限値設定部３９を設けている。温度検出手段２３は、駆動輪となる車輪毎に設けられている。この例の温度検出手段２３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、冷却／潤滑油温度検出手段４４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（以下のパワーデバイス温度検出回路３７、冷却／潤滑油温度検出回路４３についても同じ）。
 　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。冷却／潤滑油温度検出手段４４は、例えば、循環流路Ｊｒ（図２）に設置された油温センサ等から成る冷却／潤滑油温度検出素子４２と、この冷却／潤滑油温度検出素子４２に接続されモータコントロール部２９に設けられる冷却／潤滑油温度検出回路４３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。トルク上限値設定部３９は、モータ温度検出手段３５で検出されたモータ温度またはパワーデバイス温度検出手段３８で検出されたインバータ温度または冷却／潤滑油温度検出手段４４で検出された冷却／潤滑油温度に基づいて、モータ６の出力トルクの上限値を制限するかまたはモータ６の出力停止を行う。具体的には、トルク配分手段４８におけるトルク上限値設定部３９は、いずれかの検出温度が閾値を超えたとき、前記電流センサで検出される電流が定められた電流以下となるように、モータ６の指令トルクを制限する。前記定められた電流は、試験またはシミュレーション等の結果により定められる。
 　図３および図４（ａ）に示すように、トルク上限値設定部３９は、例えば、モータ温度またはインバータ温度または冷却／潤滑油温度が閾値１を超えたところから、出力トルクの上限値（最大トルク）を下げていき、閾値２で最大トルクを「０」にする。トルク上限値設定部３９は、モータ温度またはインバータ温度または冷却／潤滑油温度が、閾値１より大きな閾値２を超えた場合、または閾値２より大きな閾値３を超えたときにモータ６の出力停止を行う。
 　前記閾値は、試験または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、パワーデバイス温度検出手段３８、冷却／潤滑油温度検出手段４４毎にそれぞれ定められる。モータ温度検出手段３５における閾値は、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検出手段３８における閾値は、例えば、前記スイッチング素子の耐熱温度を基準として定められる。冷却／潤滑油温度検出手段４４における閾値は、例えば、冷却／潤滑油に対するモータ６の放熱性等を考慮して適宜に定められる。
 　図３および図４（ｂ）に示すように、トルク上限値設定部３９により出力トルクの上限値を制限する温度またはモータ６の出力停止を行う温度の閾値が変更可能であってもよい。前記閾値は、例えば、ＥＣＵ２１またはモータコントロール部２９のプログラムを書換えることまたはスイッチ等の閾値変更手段により変更可能である。事前の試験またはシミュレーション等の結果により温度検出手段２３で検出される温度が左右の被検出物の個体差によりばらつきがあるとき、トルク上限値設定部３９により出力制限等する温度の閾値を、正常時に比べて低く設定するかまたは温度のばらつきが解消できる程度に設定変更する。例えば、トルク上限値設定部３９は、モータ温度またはインバータ温度または冷却／潤滑油温度が、前記閾値１（図４（ａ））よりも低い閾値１´を超えたところから最大トルクを下げていき、前記閾値２（図４（ａ））よりも低い閾値２´で最大トルクを「０」にする。
 　図３に示すように、異常検出手段２４は、左右の駆動輪である車輪２，２（図１）毎にそれぞれ設けられ、前記左右の駆動輪におけるいずれか一方の駆動輪に対応する温度検出手段２３に異常が発生したか否かを検出する。各異常検出手段２４は、それぞれ第１，第２および第３の異常検出手段４１，４０，４５を有する。第１の異常検出手段４１はモータ温度検出手段３５の異常検出手段であり、第２の異常検出手段４０はパワーデバイス温度検出手段３８の異常検出手段であり、第３の異常検出手段４５は冷却／潤滑油温度検出手段４４の異常検出手段である。
 　第１の異常検出手段４１は、いずれか一方の駆動輪に対応する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。ここで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。パワーデバイス温度検出手段３８、冷却／潤滑油温度検出手段４４の異常についても、同様の考え方である。
 　第１の異常検出手段４１は、モータ温度検出手段３５で検出されたモータ温度が、正常温度上限よりも高いときまたは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。前記正常温度上限および前記正常温度下限は、予め、試験またはシミュレーション等の結果により定められる。第２，第３の異常検出手段４０，４５における正常温度上限および正常温度下限についても同様に定められる。
 　第２の異常検出手段４０は、いずれか一方の駆動輪に対応する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。この第２の異常検出手段４０は、パワーデバイス温度検出手段３８で検出されたインバータ温度が、正常温度上限よりも高いときまたは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。
 　第３の異常検出手段４５は、いずれか一方の駆動輪に対応する冷却／潤滑油温度検出手段４４に異常が発生したか否かを検出する。この第３の異常検出手段４５は、冷却／潤滑油温度検出手段４４で検出された冷却／潤滑油温度が、正常温度上限よりも高いときまたは正常温度下限よりも低いとき、冷却／潤滑油温度検出手段４４に異常が発生したと判定する。
 　異常検出手段２４によりいずれか一方の駆動輪に対応する温度検出手段２３に異常が検出されると、ＥＣＵ２１におけるトルク上限値設定部３９は、以下の（１）および（２）の制御を行う。またＥＣＵ２１における図示外の異常出力手段は、異常検出手段２４から出力された異常情報を受けて、例えば、車両のコンソールパネル等に設けられた表示装置２５に、異常を知らせる警告ランプを点灯させる。なお表示装置２５に代えてまたは表示装置２５と共に異常を知らせる警告音を出力させてもよい。
 　（１）図５に示すように、左右の駆動輪への指令トルクを同一値に設定する。同図５では、左側の駆動輪に対応する温度検出手段が異常となった場合の例を示す。時間ｔ１までは左右で別の指令トルクを生成し出力しており、異常を検出したｔ１以降は、左右の駆動輪への指令トルクを同一値にしている。この例では、左右の合計トルクが異常検出前後で同じになるようにしており、車両の乗員に違和感なく移行させる。
 　（２）図３および図４に示すように、異常が検出されていない他方の駆動輪に対応する温度検出手段２３で検出された温度に基づいて、左右のモータ６，６の出力トルクの上限値を制限するかまたは左右のモータ６，６の出力停止を行う。
 　ここで図６は、モータ回転数と出力トルク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Ｎが大きくなるに従ってモータの最大トルクＴが小さくなる。図３および図６に示すように、トルク上限値設定部３９は、左右のモータ６，６の出力トルクの上限値を、正常な温度検出手段２３で検出された温度に基づいて、左右のモータ６，６の出力トルクの上限値を制限する。この出力トルクの上限値は、例えば、関数による演算で求めてもよいし、マップにより設定してもよい。これら関数、マップは、例えば、試験またはシミュレーション等の結果により定められる。
 　一方の駆動輪に対応する温度検出手段２３の異常時において、正常な温度検出手段２３に対応するモータ６についてトルク配分手段４８で演算される指令トルクが、例えば、モータ回転数Ｎ１でＰ１（図６）に示す位置に演算されるときの具体例を説明する。正常な温度検出手段２３で検出された温度によるトルク制限値が図６の一点鎖線で表す曲線Ｔａとなる場合、トルク上限値設定部３９は、左右のモータ６，６の出力トルクを、モータ回転数Ｎ１でのトルク上限値である指令トルクＴ１ａに制限する。
 　一方の駆動輪に対応する温度検出手段２３の異常時において、演算される指令トルクが、例えば、モータ回転数Ｎ２でＰ２（図６）に示す位置に演算されるときの具体例を説明する。正常な温度検出手段２３で検出された温度によるトルク制限値が図６の一点鎖線で表す曲線Ｔａとなる場合、Ｐ２（図６）に示す位置での指令トルクはモータ回転数Ｎ２で出力可能な出力トルクの上限値を超えていないため、トルク上限値設定部３９は、左右のモータ６，６の出力トルクを、そのままの指令トルクＴ２ａとする。
 　＜フローチャート＞
 　図７は、この駆動制御装置の処理を段階的に示す駆動制御方法のフローチャートである。図３と共に説明する。例えば、車両の主電源を投入後、温度検出手段２３による温度検出過程を含む本処理が開始し、異常検出手段２４は、温度検出手段２３に異常が発生したか否かを検出する（ステップａ１（異常検出過程））。いずれの温度検出手段２３にも異常が発生していないとき（ステップａ１：Ｎｏ）、トルク配分手段４８は、車輪毎に対応する温度検出手段２３で検出された温度に基づいて、モータ６の出力トルクの上限値を制限するかまたはモータ６の出力停止を行う（ステップａ５（トルク上限値設定過程））。いずれか一方または両方の温度検出手段２３に異常が発生したとき（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、一方の駆動輪に対応する温度検出手段２３に異常が発生したと判定されると、ステップａ３に移行する。トルク上限値設定部３９は、両駆動輪の指令トルクを常に同一値に設定し、正常な駆動輪に対応する温度検出手段２３で検出された温度に基づいて、両駆動輪の出力トルク制限または出力停止を行う（ステップａ３（トルク上限値設定過程））。その後本処理を終了する。
 　ステップａ２において、両方の駆動輪の同じ検出対象の温度検出手段２３（例えば、モータ温度検出手段３５，３５同士）に異常が発生したと判定されると、ステップａ４に移行する。このステップａ４（トルク上限値設定過程）において、トルク上限値設定部３９は、左右のモータ６，６につき規定された制限値よりも定められた割合で出力トルクの上限値をさらに制限するか、または各回転数検出手段５１で検出される各モータ６の回転数が設定した値を超えないように出力トルクの上限値を制限する。またはトルク上限値設定部３９はその両方で制限を行う。
 　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。この大幅な出力制限は、例えば、最大トルクの半分程度であるが、この半分程度に限定されるものではない。各回転数検出手段５１は、モータコントロール部２９に設けられ、対応するモータ６の回転角度検出手段５０で検出される回転角度を微分する等してモータ回転数を演算する。ステップａ４の後本処理を終了する。
 　＜作用効果＞
 　以上説明した駆動制御装置２０および駆動制御方法によると、一方の駆動輪に対応する温度検出手段２３に異常が検出されると、左右の駆動輪への指令トルクが同一値に設定される。これと共に、正常な他方な駆動輪に対応する温度検出手段２３で検出された温度に基づいて、左右のモータ６，６の出力トルクの上限値を制限するかまたは左右のモータ６，６の出力停止を行う。したがって、過熱に対する保護制御を行うことができる。
 　一方の駆動輪に対応する温度検出手段２３の異常検出時に、左右の駆動輪への指令トルクを同一値にすることで、左右の駆動輪のモータ６，６、インバータ３１，３１、および冷却／潤滑油の温度は左右で略同程度となる。よって、正常な側の温度検出手段２３によって検出された温度を用いて正常な側の駆動輪だけでなく、異常が発生した側の駆動輪の出力トルクの制限または出力停止をすることができる。これにより、異常な側の駆動輪が許容温度を絶対に越えないような大幅な出力トルク制限、または回転数の制限をする必要がなくなるうえ、駆動制御装置２０の制御系を簡単化することができる。この場合、左右の駆動輪で別々の指令トルクを与え旋回性能の向上および姿勢安定化を図ることができなくなるが、高度な制御が行えないだけであって、異常が発生した車両を修理工場等まで移動させるまでの動力性能を確保できる。
 　トルク上限値設定部３９により出力トルクの上限値を制限する温度またはモータ６の出力停止を行う温度の閾値が変更可能である。これにより、たとえ個体差による温度上昇のばらつきがあったとしても許容温度を超えることがなく、モータ６およびインバータ３１を熱的な異常から保護することが可能となる。
 　両駆動輪の同じ検出対象の温度検出手段２３に異常が発生した場合は、許容温度を絶対に越えないような出力トルクに制限するか、またはモータの回転数が設定した値を超えないように出力トルクの上限値を制限する。これにより、異常が発生した車両を修理工場等まで移動させるまでの動力性能を確保できる。またモータ６およびインバータ３１を熱的な異常から確実に保護することが可能となる。
　上記フローチャート動作等を行うＥＣＵ２１およびモータコントロール部２９内の各手段または一部の手段等は、具体的には、ソフトウエアやハードウエアで実現されたＬＵＴ（Look Up Table）、またはソフトウエアのライブラリ（Library）に収められた所定の変換関数やそれに等価のハードウエア等、また必要に応じて、例えばライブラリ中の比較関数や四則演算関数やそれらに等価のハードウエア等を用いて、担当する演算を行って結果を出力しうるハードウエア回路またはプロセッサ（不図示）上のソフトウエア関数で構成されている。
 　＜他の実施形態について＞
 　以下の説明においては、各実施の形態で先行して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号を付し、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。
 　図８に示すように、車体１の左右の前輪となる車輪３が駆動輪とされる前輪駆動の車両に駆動制御装置２０を搭載してもよい。図９に示すように、左右の前輪二輪を独立して駆動し、左右の後輪二輪を独立して駆動する四輪駆動の車両に、駆動制御装置２０を搭載することも可能である。
 　出力トルク制限を行うトルク上限値設定部はＥＣＵに設けられているが、インバータ装置の例えばモータコントロール部にトルク上限値設定部が設けられてもよい。この場合、一方の温度検出手段に異常が検出されると、左右のインバータ装置のトルク上限値設定部は、左の駆動輪への指令トルクと右の駆動輪への指令トルクとが同一値となるように互いの指令トルクの情報を入出力する。このとき、左右のインバータ装置は、例えば、左右の合計トルクが異常検出前後で同じになるようにしている。さらに左右のインバータ装置は、正常な温度検出手段側である一方のインバータ装置から他方のインバータ装置に正常な温度情報を与え、正常な温度検出手段で検出された温度情報に基づいて、左右のモータの出力トルクの上限値を制限するかまたは左右のモータの出力停止を行う。
 　トルク上限値設定部のうち、出力トルクの上限値を制限する機能とモータの出力停止を行う機能とを、ＥＣＵとインバータ装置とに分けて持たせてもよい。例えば、前記閾値１を超えた時点から出力トルクの上限値を制限する制御をＥＣＵにより行い、その後、閾値１よりも大きい前記閾値２を超えた場合または前記閾値２より大きい前記閾値３を超えたときにモータの出力停止を行う制御をインバータ装置により行ってもよい。逆に、出力トルクの上限値を制限する制御をインバータ装置により行い、モータの出力停止を行う制御をＥＣＵにより行ってもよい。
 　図３のブロック図では、インバータ装置は二台別体で表示しているが、一つの筐体内に二つのインバータ装置を入れた一体型のインバータ装置でもよい。この場合、図７のステップa１～ａ５の処理等をインバータ装置内部で行ってもよい。
 　インホイールモータ駆動装置においては、サイクロイド式の減速機、遊星減速機、二軸並行減速機、その他の減速機を適用可能である。各実施形態においては、インホイールモータ駆動装置を備えた車両に駆動制御装置を適用した例を示したが、いわゆる二モータオンボードタイプの車両に駆動制御装置を適用してもよい。モータは減速機を介在させずに駆動輪を駆動するダイレクトモータとしてもよい。
　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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更、削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
 　２…車輪（駆動輪）、４…車輪用軸受、６…モータ、７…減速機、１６…アクセル操作部（操作部）、１７…ブレーキ操作部（操作部）、２１…ＥＣＵ、２２…インバータ装置、２３…温度検出手段、２４…異常検出手段、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、ＩＷＭ…インホイールモータ駆動装置

Claims (5)

  1.  　左右の駆動輪を個別に駆動する左右のモータを備えた車両に搭載され、操作部の操作に応じて指令トルクを生成し出力するＥＣＵと、直流電力を交流電力に変換するインバータを含むパワー回路部、および、前記ＥＣＵから与えられる前記指令トルクに従って前記パワー回路部を介し前記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を備えた車輪独立駆動式車両の駆動制御装置であって、
     　前記駆動輪毎にこの駆動輪に対応する前記モータまたは前記インバータまたは冷却／潤滑油の温度を検出する温度検出手段と、
     　この温度検出手段で検出された温度に基づいて、前記モータの出力トルクの上限値を制限するトルク上限値設定部と、
     　前記温度検出手段のうち、前記左右の駆動輪におけるいずれか一方の駆動輪に対応する前記温度検出手段に異常が発生したか否かを検出する異常検出手段と、を備え、
     　この異常検出手段によりいずれか一方の駆動輪に対応する前記温度検出手段に異常が検出されると、前記ＥＣＵは、前記左右の駆動輪への指令トルクを同一値に設定し、且つ、前記トルク上限値設定部は、異常が検出されていない他方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基づいて、前記左右のモータの出力トルクの上限値を制限するかまたは前記左右のモータの出力停止を行う車輪独立駆動式車両の駆動制御装置。
  2.  　請求項１に記載の車輪独立駆動式車両の駆動制御装置において、前記トルク上限値設定部は、出力トルクの上限値を制限する温度または前記モータの出力停止を行う温度の閾値が変更可能である車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に記載の車輪独立駆動式車両の駆動制御装置において、前記異常検出手段により前記左右の駆動輪に対応する前記温度検出手段が共に異常であると検出されると、前記トルク上限値設定部は、前記左右のモータにつき規定された制限値よりも定められた割合で出力トルクの上限値をさらに制限するか、または、前記モータの回転数が設定した値を超えないように出力トルクの上限値を制限する車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項に記載の車輪独立駆動式車両の駆動制御装置において、前記モータは、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車輪独立駆動式車両の駆動制御装置。
  5.  　左右の駆動輪を個別に駆動する左右のモータを備えた車両に搭載され、操作部の操作に応じて指令トルクを生成し出力するＥＣＵと、直流電力を交流電力に変換するインバータを含むパワー回路部、および、前記ＥＣＵから与えられる前記指令トルクに従って前記パワー回路部を介し前記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を備えた車輪独立駆動式車両の駆動制御方法であって、
     　前記駆動輪毎にこの駆動輪に対応する前記モータまたは前記インバータまたは冷却／潤滑油の温度を検出する温度検出過程と、
     　この温度検出過程で検出された温度に基づいて、前記モータの出力トルクの上限値を制限するトルク上限値設定過程と、
     　前記温度検出過程のうち、前記左右の駆動輪におけるいずれか一方の駆動輪に対応する前記温度検出過程に異常が発生したか否かを検出する異常検出過程と、を備え、
     　この異常検出過程によりいずれか一方の駆動輪に対応する前記温度検出過程に異常が検出されると、前記ＥＣＵは、前記左右の駆動輪への指令トルクを同一値に設定し、且つ、前記トルク上限値設定過程は、異常が検出されていない他方の駆動輪に対応する前記温度検出過程で検出された温度に基づいて、前記左右のモータの出力トルクの上限値を制限するかまたは前記左右のモータの出力停止を行う車輪独立駆動式車両の駆動制御方法。
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