WO2023276615A1 - 車両用制御装置、及びプログラム - Google Patents

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WO2023276615A1
WO2023276615A1 PCT/JP2022/023488 JP2022023488W WO2023276615A1 WO 2023276615 A1 WO2023276615 A1 WO 2023276615A1 JP 2022023488 W JP2022023488 W JP 2022023488W WO 2023276615 A1 WO2023276615 A1 WO 2023276615A1
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braking torque
temperature
upper limit
regenerative
inverter
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PCT/JP2022/023488
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English (en)
French (fr)
Inventor
晴美 堀畑
Original Assignee
株式会社デンソー
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    • 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
    • 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
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/24—Electrodynamic brake systems for vehicles in general with additional mechanical or electromagnetic braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • 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 disclosure relates to a vehicle control device and a program.
  • Patent Literature 1 there has been known a vehicle control device applied to a vehicle having a rotating electric machine capable of transmitting power to driving wheels, and an inverter electrically connected to the rotating electric machine.
  • the vehicle control device controls the regenerative braking torque generated along with the regenerative power generation of the rotating electrical machine by controlling the current flowing through the rotating electrical machine.
  • the current flowing through the rotating electrical machine may be limited.
  • the heat generation of the inverter and the rotating electric machine is suppressed, the regenerative braking torque is reduced, and there is a possibility that the required braking torque to be applied to the driving wheels cannot be secured. Therefore, there is still room for improvement in the technique of securing the braking torque of the driving wheels while suppressing the occurrence of overheating of the inverter and the rotating electric machine.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and its main purpose is to provide a control device for a vehicle that secures the braking torque of the drive wheels while suppressing the occurrence of overheating of the inverter and the rotating electric machine. to provide the program.
  • the present disclosure is applied to a vehicle having a rotating electrical machine capable of transmitting power to driving wheels, an inverter electrically connected to the rotating electrical machine, and a braking device that applies friction braking torque to the driving wheels, and
  • a vehicle control device for controlling the frictional braking torque and the regenerative braking torque generated by the regenerative power generation of the rotating electric machine in order to generate the required braking torque to be applied to the driving wheels, the inverter and the rotating electric machine are controlled.
  • a temperature acquisition unit that acquires at least one temperature
  • a determination unit that determines whether the temperature acquired by the temperature acquisition unit exceeds a temperature threshold; is determined to exceed the upper limit of the friction braking torque that can be applied to the drive wheels and the upper limit of the regenerative braking torque that can be applied to the drive wheels.
  • a change control unit that performs change control.
  • the ratio between the upper limit value of the friction braking torque and the upper limit value of the regenerative braking torque is changed.
  • the upper limit of the braking torque can be maintained large enough to generate the required braking torque.
  • the braking torque is applied to the drive wheels, the amount of heat generated by the inverter, the rotating electric machine, and the brake device is changed, thereby avoiding a state in which the temperature of the inverter and the rotating electric machine excessively rises.
  • the braking torque of the drive wheels can be ensured while preventing the inverter and the rotating electric machine from overheating.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle according to one embodiment
  • FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of drive torque limit control performed by the MGCU
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the motor temperature and the limiting coefficient
  • FIG. 4 is a diagram showing a method of changing the friction upper braking torque limit and the regenerative upper braking torque limit.
  • FIG. 5 is a diagram showing the operating region of the operating point of the rotating electric machine
  • FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of braking torque limit control performed by the MGCU
  • FIG. 7 is a time chart showing changes in motor temperature
  • FIG. 8 is a diagram showing a method of changing the friction upper limit braking torque and the regenerative upper limit braking torque according to another embodiment.
  • the vehicle 10 includes a rotating electric machine 20.
  • the rotary electric machine 20 is a three-phase synchronous machine, and includes windings 21 for each phase that are star-connected as stator windings.
  • the windings 21 of each phase are arranged with an electrical angle shift of 120°.
  • the rotary electric machine 20 of this embodiment is a permanent magnet synchronous machine having permanent magnets in the rotor 22 .
  • the rotating electric machine 20 is a vehicle-mounted main machine, and the rotor 22 can transmit power to the driving wheels 11 of the vehicle 10 . Torque generated by the rotating electric machine 20 functioning as an electric motor is transmitted from the rotor 22 to the driving wheels 11 . As a result, the driving wheels 11 are rotationally driven.
  • the vehicle 10 includes an inverter 30, a capacitor 31, and a storage battery 40.
  • the inverter 30 has three phases of series-connected bodies each including an upper arm switch SWH and a lower arm switch SWL.
  • each of the switches SWH and SWL is a voltage-controlled semiconductor switching element, specifically an IGBT. Therefore, the high potential side terminal of each switch SWH and SWL is the collector, and the low potential side terminal is the emitter. Freewheel diodes DH and DL are connected in anti-parallel to the switches SWH and SWL.
  • a first end of the winding 21 is connected to the emitter of the upper arm switch SWH and the collector of the lower arm switch SWL in each phase.
  • the second ends of the windings 21 of each phase are connected at a neutral point.
  • the windings 21 of each phase are set to have the same number of turns.
  • the collector of the upper arm switch SWH of each phase and the positive electrode terminal of the storage battery 40 are connected by a positive electrode side bus line Lp.
  • the emitter of the lower arm switch SWL of each phase and the negative terminal of the storage battery 40 are connected by a negative bus line Ln.
  • a capacitor 31 connects the positive electrode side bus line Lp and the negative electrode side bus line Ln. Note that the capacitor 31 may be built in the inverter 30 or may be provided outside the inverter 30 .
  • the storage battery 40 is, for example, an assembled battery, and the terminal voltage of the storage battery 40 is, for example, several hundred volts.
  • the storage battery 40 is, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel hydrogen storage battery.
  • the vehicle 10 includes a current sensor 32, a voltage sensor 33, a rotation angle sensor 34, a motor temperature sensor 35, an inverter temperature sensor 36 and an MGCU 37 (Motor Generator Control Unit).
  • the current sensor 32 detects the current flowing through the windings 21 for at least two phases.
  • Voltage sensor 33 detects the terminal voltage of capacitor 31 .
  • the rotation angle sensor 34 is, for example, a resolver and detects the rotation angle (electrical angle) of the rotor 22 .
  • Motor temperature sensor 35 detects the temperature of rotating electric machine 20 . In this embodiment, the motor temperature sensor 35 detects the temperature of the windings 21 .
  • Motor temperature sensor 35 is, for example, a thermistor.
  • Inverter temperature sensor 36 detects the temperature of inverter 30 .
  • the inverter temperature sensor 36 detects the temperature of each switch SWH, SWL.
  • the inverter temperature sensor 36 is, for example, a temperature sensitive diode or a thermistor. Detected values from the sensors 32 to 36 are input to the MGCU 37 .
  • the MGCU 37 is mainly composed of a microcomputer 37a (corresponding to a "computer"), and the microcomputer 37a includes a CPU.
  • the functions provided by the microcomputer 37a can be provided by software recorded in a physical memory device, a computer executing the software, only software, only hardware, or a combination thereof.
  • the microcomputer 37a is provided by an electronic circuit that is hardware, it can be provided by a digital circuit including many logic circuits, or an analog circuit.
  • the microcomputer 37a executes a program stored in a non-transitory tangible storage medium as its own storage unit.
  • the programs include, for example, programs for processing shown in FIGS. A method corresponding to the program is executed by executing the program.
  • the storage unit is, for example, a non-volatile memory. Note that the program stored in the storage unit can be updated via a network such as the Internet, for example.
  • the MGCU 37 receives a command torque Trq* transmitted from an EVCU 52 (Electric Vehicle Control Unit), which will be described later.
  • the MGCU 37 performs switching control of the switches SWH and SWL forming the inverter 30 in order to control the torque of the rotary electric machine 20 to the received command torque Trq*.
  • the upper arm switch SWH and the lower arm switch SWL are alternately turned on.
  • the MGCU 37 performs power running drive control.
  • Powering drive control is switching control of inverter 30 for converting the DC power output from storage battery 40 into AC power and supplying the converted AC power to winding 21 .
  • the rotating electric machine 20 functions as an electric motor and generates power running torque.
  • the MGCU 37 also performs regenerative drive control.
  • Regenerative drive control is switching control of inverter 30 for converting AC power generated by rotary electric machine 20 into DC power and supplying the converted DC power to storage battery 40 .
  • the rotating electric machine 20 functions as a generator and generates regenerative braking torque.
  • the vehicle 10 includes an accelerator sensor 50, a steering angle sensor 51 and an EVCU 52.
  • the accelerator sensor 50 detects an accelerator stroke, which is the depression amount of an accelerator pedal as an accelerator operation member of the driver.
  • the steering angle sensor 51 detects the steering angle of the steering wheel by the driver. Detected values of the accelerator sensor 50 and the steering angle sensor 51 are input to the EVCU 52 .
  • the EVCU 52 is mainly composed of a microcomputer 52a, and the microcomputer 52a includes a CPU.
  • the functions provided by the microcomputer 52a can be provided by software recorded in a physical memory device, a computer executing the software, only software, only hardware, or a combination thereof.
  • the microcomputer 52a is provided by an electronic circuit that is hardware, it can be provided by a digital circuit including many logic circuits, or an analog circuit.
  • the microcomputer 52a executes a program stored in its own storage unit.
  • the program includes, for example, a program for calculating command rotation speed Nm*, command torque Trq*, and regenerative upper limit braking torque Fgmax, and exchanging information with MGCU 37 and brake CU 63, as will be described later.
  • the program stored in the storage unit can be updated via a network such as the Internet, for example.
  • the EVCU 52 calculates a command rotation speed Nm* of the rotor 22 based on the accelerator stroke detected by the accelerator sensor 50 and the steering angle detected by the steering angle sensor 51 .
  • the EVCU 52 calculates a command torque Trq* as a manipulated variable for feedback-controlling the rotation speed of the rotor 22 to the calculated command rotation speed Nm*.
  • the rotation speed of the rotor 22 may be calculated based on the detection value of the rotation angle sensor 34, for example.
  • the EVCU 52 for example, based on the target traveling speed of the vehicle 10 set by the automatic driving CU provided in the vehicle 10 when the automatic driving mode is executed , the command rotational speed Nm* may be calculated.
  • the EVCU 52 calculates the regenerative upper limit braking torque Fgmax.
  • the regenerative upper limit braking torque Fgmax is the current maximum value of the braking torque that can be applied to the driving wheels 11 by regenerative drive control.
  • the vehicle 10 includes a brake device 60, a brake sensor 61, and a brake CU63.
  • the brake device 60 generates friction braking torque on wheels including the drive wheels 11, and is, for example, a disc brake.
  • the brake device 60 includes a master cylinder, brake pads, and the like that operate according to the amount of depression of the brake pedal.
  • the brake sensor 61 detects a brake stroke, which is the depression amount of a brake pedal as a brake operation member of the driver. A value detected by the brake sensor 61 is input to the brake CU 63 .
  • the brake CU 63 is mainly composed of a microcomputer 63a, and the microcomputer 63a includes a CPU.
  • the functions provided by the microcomputer 63a can be provided by software recorded in a physical memory device, a computer executing the software, only software, only hardware, or a combination thereof.
  • the microcomputer 63a is provided by an electronic circuit that is hardware, it can be provided by a digital circuit including many logic circuits, or an analog circuit.
  • the microcomputer 63a executes a program stored in its own storage unit.
  • the program includes, for example, a program for calculating the regeneration required braking torque Fgb and the friction required braking torque Fmb, and exchanging information with the MGCU 37 and the EVCU 52, as will be described later.
  • the program stored in the storage unit can be updated via a network such as the Internet, for example.
  • the MGCU 37, EVCU 52, and brake CU 63 can exchange information with each other through a predetermined communication format (eg, CAN).
  • the EVCU 52 transmits the calculated command torque Trq* to the MGCU 37 and transmits the calculated regenerative upper limit braking torque Fgmax to the brake CU 63 .
  • the brake CU63 receives the regenerative upper limit braking torque Fgmax from the EVCU52. In addition, the brake CU63 sets a frictional upper limit braking torque Fmmax.
  • the frictional upper limit braking torque Fmmax is the maximum value of the current braking torque that can be applied to the wheels by the braking device 60 .
  • the brake CU 63 calculates the total required braking torque Fbrk to be applied to the wheels based on the brake stroke detected by the brake sensor 61 .
  • Brake CU63 calculates regenerative requested braking torque Fgb and frictional requested braking torque Fmb based on regenerative upper limit braking torque Fgmax and total requested braking torque Fbrk.
  • the brake CU 63 sets the regenerative requested braking torque Fgb to the same value as the regenerative upper limit braking torque Fgmax, and subtracts the regenerative requested braking torque Fgb from the total requested braking torque Fbrk to calculate the frictional requested braking torque Fmb. do.
  • the brake CU 63 transmits the calculated regenerative requested braking torque Fgb to the EVCU 52 .
  • the EVCU 52 transmits the received regeneration request braking torque Fgb to the MGCU 37 as the command torque Trq*.
  • the regenerative braking torque request Fgb increases, the generated electric power supplied from the rotating electric machine 20 to the storage battery 40 via the inverter 30 increases.
  • the brake CU 63 also transmits the calculated frictional required braking torque Fmb to the brake device 60 . As a result, the braking torque applied to the wheels by the braking device 60 is controlled to the frictional required braking torque Fmb.
  • the MGCU 37 performs driving torque limit control and braking torque limit control in order to suppress the occurrence of a situation in which at least one of the rotating electric machine 20 and the inverter 30 is overheated.
  • the processing shown in FIG. 2 is, for example, repeatedly executed at a predetermined control cycle.
  • step S10 the detected value of the motor temperature sensor 35 is acquired as the motor temperature Tmgd.
  • step S11 it is determined whether or not the acquired motor temperature Tmgd has exceeded the first limit start temperature TempH.
  • the first restriction start temperature TempH is set to a temperature at which it can be determined that at least one of the rotating electrical machine 20 and the inverter 30 is in an overheated state. If a negative determination is made in step S11, this process ends. On the other hand, when an affirmative determination is made in step S11, the process proceeds to step S12.
  • step S12 torque limitation processing is performed.
  • switching control of the upper and lower arm switches SWH and SWL is performed so that the torque of the rotary electric machine 20 becomes smaller than the command torque Trq* received from the EVCU 52 .
  • the received command torque Trq* is multiplied by the limit coefficient Klim, and the multiplied value is used for switching control of the upper and lower arm switches SWH and SWL in order to control the torque of the rotary electric machine 20. should be done.
  • the limit coefficient Klim is 1 when the motor temperature Tmgd is equal to or lower than the first limit start temperature TempH, and when the motor temperature Tmgd exceeds the first limit start temperature TempH, the higher the motor temperature Tmgd, the smaller the value.
  • the limit coefficient Klim becomes zero.
  • the torque limiting process By performing the torque limiting process, when the command torque Trq* is a positive value, the power running torque generated by the power running drive control is limited, and when the command torque Trq* is a negative value, the regeneration generated by the regenerative drive control is restricted. Braking torque is limited. In this case, although the current flowing through the rotating electric machine 20 is limited and the heat generation of the inverter 30 and the rotating electric machine 20 is suppressed, the actual braking applied to the drive wheels 11 is reduced due to the limitation of the regenerative braking torque. The power can be smaller than the total requested braking torque Fbrk to be applied to the drive wheels 11 .
  • the MGCU 37 performs braking torque limit control in order to secure the total required braking torque Fbrk to be applied to the drive wheels 11 while suppressing the heat generation of the inverter 30 and the rotating electric machine 20 .
  • the changed friction upper limit braking torque Fmmax2 is increased by a first predetermined amount ⁇ Fm from the friction upper limit braking torque Fmmax1 before change.
  • the first predetermined amount ⁇ Fm is constant when the rotation speed Nmd of the rotor 22 is equal to or lower than the predetermined rotation speed Nmc, and when the rotation speed Nmd exceeds the predetermined rotation speed Nmc, the rotation speed Nmd is high. is reduced as much as
  • the first predetermined amount ⁇ FmL when the rotation speed Nmd is equal to or lower than the predetermined rotation speed Nmc is set larger than the first predetermined amount ⁇ FmH when the rotation speed Nmd exceeds the predetermined rotation speed Nmc.
  • the rotation speed Nmd may be calculated based on the detection value of the rotation angle sensor 34, for example.
  • the second predetermined amount ⁇ FgL when the rotation speed Nmd is equal to or lower than the predetermined rotation speed Nmc is set larger than the second predetermined amount ⁇ FgH when the rotation speed Nmd exceeds the predetermined rotation speed Nmc.
  • the first predetermined amount ⁇ Fm of the frictional upper limit braking torque Fmmax is made larger than the second predetermined amount ⁇ Fg of the regenerative upper limit braking torque Fgmax.
  • the ratio between the friction upper limit braking torque Fmmax and the regenerative upper limit braking torque Fgmax is changed without reducing the upper limit of the braking torque when the friction braking torque and the regenerative braking torque are coordinated.
  • the first predetermined amount ⁇ Fm may be equal to the second predetermined amount ⁇ Fg.
  • the first predetermined amount ⁇ Fm may be smaller than the second predetermined amount ⁇ Fg within a range of values sufficient to ensure the total required braking torque Fbrk.
  • the changed frictional upper limit braking torque Fmmax2 may be calculated based on map information or mathematical expression information in which the command torque Trq* and the rotation speed Nmd are associated. Further, the changed regenerative upper limit braking torque Fgmax2 may be calculated based on map information or mathematical expression information in which the command torque Trq* and the rotation speed Nmd are associated.
  • the regenerative upper limit braking torque Fgmax2 after change is preferably set so that the operating point determined from the rotational speed Nmd and the command torque Trq* falls within the continuous operating region Rcc.
  • FIG. 5 shows the operating region on the regeneration side where the command torque Trq* is a negative value and regeneration drive control is performed.
  • the braking torque limit control performed by the MGCU 37 will be described using FIG.
  • the processing shown in FIG. 6 is, for example, repeatedly executed at a predetermined control cycle.
  • step S21 it is determined whether or not the acquired motor temperature Tmgd has exceeded the second limit start temperature TempL. If a negative determination is made in step S21, the process ends. On the other hand, when an affirmative determination is made in step S21, the process proceeds to step S22.
  • step S21 corresponds to the "determination section”
  • the second limit start temperature TempL corresponds to the "temperature threshold”.
  • step S22 the regenerative upper limit braking torque Fgmax is reduced by a second predetermined amount ⁇ Fg as shown in FIG. 4 based on the command torque Trq* received from the EVCU 52 and the rotational speed Nmd.
  • step S23 the frictional upper limit braking torque Fmmax is increased by a first predetermined amount ⁇ Fm as shown in FIG. 4 based on the command torque Trq* received from the EVCU 52 and the rotational speed Nmd.
  • step S24 the changed regenerative upper limit braking torque Fgmax2 and the changed frictional upper limit braking torque Fmmax2 are transmitted to the brake CU63.
  • steps S22 and S23 correspond to the "change control unit".
  • FIG. 7 shows an example of transition of the motor temperature Tmgd.
  • the motor temperature Tmgd exceeds the second limit start temperature TempL, so the determination in step S21 is affirmative.
  • the regenerative upper limit braking torque Fgmax is reduced by the second predetermined amount ⁇ Fg in the process of step S22. Therefore, the current flowing through the inverter 30 and the rotating electrical machine 20 is reduced, and the amount of heat generated in each of the inverter 30 and the rotating electrical machine 20 is reduced.
  • the increase in motor temperature Tmgd is moderated, and it is possible to prevent motor temperature Tmgd from reaching first restriction start temperature TempH.
  • the friction upper limit braking torque Fmmax is lower than when the motor temperature Tmgd is equal to or lower than the second limit start temperature TempL. is increased.
  • reduction of the upper limit value of the braking torque when the frictional braking torque and the regenerative braking torque are coordinated can be suppressed accurately. Therefore, the upper limit value of the braking torque when the frictional braking torque and the regenerative braking torque are coordinated can be accurately maintained at a magnitude sufficient to generate the total requested braking torque Fbrk.
  • the frictional upper limit braking torque Fmmax and A regenerative upper limit braking torque Fgmax can be calculated.
  • the changed regenerative upper limit braking torque Fgmax2 is set so as to fall within the continuous operation region Rcc. As a result, the inverter 30 and the rotary electric machine 20 can be prevented from overheating.
  • the broken line indicates the friction upper braking torque Fmmax1 before change and the regenerative upper braking torque Fgmax1 before change, and the friction upper braking torque Fmmax2 after change and the regenerative upper braking torque Fgmax2 after change are indicated by the solid line. showing.
  • the rotating electrical machine 20 may be an in-wheel motor, and the rotating electrical machine 20 and the brake device 60 may be arranged close to each other.
  • the heat generated by the brake device 60 is transmitted to the inverter 30 and the rotating electrical machine 20, causing the inverter 30 and the rotating electrical machine 20 to overheat. Therefore, in the braking torque limit control, instead of reducing the regenerative upper braking torque Fgmax and increasing the frictional upper braking torque Fmmax, the regenerative upper braking torque Fgmax is increased and the frictional upper braking torque Fmmax is increased. may be reduced.
  • the upper limit value of the braking torque when the frictional braking torque and the regenerative braking torque are coordinated while suppressing the heat generated by the braking device 60 is set to a value large enough to generate the total required braking torque Fbrk. can be maintained. Therefore, it is possible to prevent the inverter 30 and the rotating electric machine 20 from being overheated.
  • the regenerative upper limit braking torque Fgmax2 after change is not limited to a value greater than 0, and may be 0.
  • the total requested braking torque Fbrk may be generated by the friction braking torque of the regenerative braking torque and the friction braking torque.
  • the high speed region Rhr is a region adjacent to the continuous operation region Rcc and on the high speed side with respect to the continuous operation region Rcc.
  • the MGCU 37 of the present embodiment performs field weakening control for weakening the field magnetic flux of the rotor 22 by causing the d-axis current to flow through the winding 21 in the high speed region Rhr.
  • the boundary on the side where the rotation speed Nmd is higher in the high speed region Rhr is the maximum value Nmax of the rotation speed Nmd.
  • the MGCU 37 corresponds to a "drive control section" that performs field weakening control.
  • the required frictional braking torque Fmb is set to the same value as the total required braking torque Fbrk.
  • the current flowing through the inverter 30 and the rotating electrical machine 20 can be appropriately reduced while maintaining the braking force applied to the driving wheels 11 at the total required braking torque Fbrk.
  • the field-weakening control is performed, it is possible to appropriately prevent the inverter 30 and the rotating electric machine 20 from being overheated.
  • the inverter temperature Tinvd which is the detection value of the inverter temperature sensor 36, may be obtained. Further, in the processing of steps S10 and S20, the higher one of the motor temperature Tmgd and the inverter temperature Tinvd may be acquired.
  • the semiconductor switch that constitutes the inverter is not limited to an IGBT, and may be, for example, an N-channel MOSFET with a built-in body diode.
  • the high side terminal of the switch is the drain and the low side terminal is the source.
  • the regenerative requested braking torque Fgb is not limited to being calculated to be the same value as the regenerative upper limit braking torque Fgmax.
  • a value obtained by multiplying the total required braking torque Fbrk by a predetermined ratio smaller than 1 may be calculated as the regenerative required braking torque Fgb.
  • the controller and techniques described in this disclosure can be performed by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program; may be implemented.
  • the controls and techniques described in this disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits.
  • the control units and techniques described in this disclosure can be implemented by a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor configured by one or more hardware logic circuits. It may also be implemented by one or more dedicated computers configured.
  • the computer program may also be stored as computer-executable instructions on a computer-readable non-transitional tangible recording medium.

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Abstract

車両用制御装置は、駆動輪（１１）と動力伝達可能な回転電機（２０）と、回転電機に電気的に接続されたインバータ（３０）と、駆動輪に摩擦制動トルクを付与するブレーキ装置（６０）と、を有する車両（１０）に適用され、駆動輪に付与すべき要求制動トルクを発生させるべく、摩擦制動トルクと、回転電機の回生発電に伴い発生する回生制動トルクとを制御する。車両用制御装置は、インバータ及び回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得する温度取得部と、温度取得部により取得された温度が温度閾値を上回ったか否かを判定する判定部と、温度取得部により取得された温度が温度閾値を上回ったと判定された場合、駆動輪に付与することが可能な摩擦制動トルクの上限値と、駆動輪に付与することが可能な回生制動トルクの上限値との比率を変更する変更制御を行う変更制御部と、を備える。

Description

車両用制御装置、及びプログラム 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２１年７月２日に出願された日本出願番号２０２１－１１０７００号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、車両用制御装置、及びプログラムに関する。
　従来、特許文献１に記載されているように、駆動輪と動力伝達可能な回転電機と、回転電機に電気的に接続されたインバータとを有する車両に適用される車両用制御装置が知られている。車両用制御装置は、回転電機に流れる電流を制御することにより、回転電機の回生発電に伴い発生する回生制動トルクを制御する。
特開２０１９－５４６５１号公報
　回転電機及びインバータが過熱状態となる事態の発生を抑制すべく、回転電機に流れる電流が制限されることがある。この場合、インバータ及び回転電機の発熱が抑制されるものの、回生制動トルクが低減されてしまい、駆動輪に付与すべき要求制動トルクを確保することができない可能性がある。そのため、インバータ及び回転電機が過熱状態となる事態の発生を抑制しつつ、駆動輪の制動トルクを確保する技術については、未だ改善の余地を残すものとなっている。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、インバータ及び回転電機が過熱状態となる事態の発生を抑制しつつ、駆動輪の制動トルクを確保する車両用制御装置及びプログラムを提供することである。
　本開示は、駆動輪と動力伝達可能な回転電機と、前記回転電機に電気的に接続されたインバータと、前記駆動輪に摩擦制動トルクを付与するブレーキ装置と、を有する車両に適用され、前記駆動輪に付与すべき要求制動トルクを発生させるべく、前記摩擦制動トルクと、前記回転電機の回生発電に伴い発生する回生制動トルクとを制御する車両用制御装置において、前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得する温度取得部と、前記温度取得部により取得された温度が温度閾値を上回ったか否かを判定する判定部と、前記温度取得部により取得された温度が前記温度閾値を上回ったと判定された場合、前記駆動輪に付与することが可能な前記摩擦制動トルクの上限値と、前記駆動輪に付与することが可能な前記回生制動トルクの上限値との比率を変更する変更制御を行う変更制御部と、を備える。
　本開示によれば、変更制御が行われることにより、摩擦制動トルクの上限値と、回生制動トルクの上限値との比率が変更されるため、摩擦制動トルク及び回生制動トルクを協調させた場合の制動トルクの上限値を、要求制動トルクを発生させるのに十分な大きさに維持することができる。また、駆動輪に制動トルクが付与される際にインバータ、回転電機及びブレーキ装置それぞれの発熱量が変更されることにより、インバータ及び回転電機の温度が過度に上昇してしまう状態を回避できる。その結果、インバータ及び回転電機が過熱状態となる事態の発生を抑制しつつ、駆動輪の制動トルクを確保することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、一実施形態に係る車両の全体構成図であり、 図２は、ＭＧＣＵが行う駆動トルク制限制御の手順を示すフローチャートであり、 図３は、モータ温度と制限係数との関係を示す図であり、 図４は、摩擦上限制動トルク及び回生上限制動トルクの変更方法を示す図であり、 図５は、回転電機の動作点の動作領域を示す図であり、 図６は、ＭＧＣＵが行う制動トルク制限制御の手順を示すフローチャートであり、 図７は、モータ温度の推移を示すタイムチャートであり、 図８は、その他の実施形態に係る摩擦上限制動トルク及び回生上限制動トルクの変更方法を示す図である。
　以下、本開示に係る制御装置を電動車両に搭載した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
　図１に示すように、車両１０は、回転電機２０を備えている。回転電機２０は、３相の同期機であり、ステータ巻線として星形結線された各相の巻線２１を備えている。各相の巻線２１は、電気角で１２０°ずつずれて配置されている。本実施形態の回転電機２０は、ロータ２２に永久磁石を備える永久磁石同期機である。
　回転電機２０は、車載主機であり、ロータ２２が車両１０の駆動輪１１と動力伝達可能とされている。回転電機２０が電動機として機能することにより発生するトルクが、ロータ２２から駆動輪１１に伝達される。これにより、駆動輪１１が回転駆動させられる。
　車両１０は、インバータ３０と、コンデンサ３１と、蓄電池４０とを備えている。インバータ３０は、上アームスイッチＳＷＨと下アームスイッチＳＷＬとの直列接続体を３相分備えている。本実施形態において、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬは、電圧制御形の半導体スイッチング素子であり、具体的にはＩＧＢＴである。このため、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬの高電位側端子はコレクタであり、低電位側端子はエミッタである。各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬには、フリーホイールダイオードＤＨ，ＤＬが逆並列に接続されている。
　各相において、上アームスイッチＳＷＨのエミッタと、下アームスイッチＳＷＬのコレクタとには、巻線２１の第１端が接続されている。各相の巻線２１の第２端同士は、中性点で接続されている。なお、本実施形態において、各相の巻線２１は、ターン数が同じに設定されている。
　各相の上アームスイッチＳＷＨのコレクタと、蓄電池４０の正極端子とは、正極側母線Ｌｐにより接続されている。各相の下アームスイッチＳＷＬのエミッタと、蓄電池４０の負極端子とは、負極側母線Ｌｎにより接続されている。正極側母線Ｌｐと負極側母線Ｌｎとは、コンデンサ３１により接続されている。なお、コンデンサ３１は、インバータ３０に内蔵されていてもよいし、インバータ３０の外部に設けられていてもよい。
　蓄電池４０は例えば組電池であり、蓄電池４０の端子電圧は例えば数百Ｖである。蓄電池４０は、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素蓄電池等の２次電池である。
　車両１０は、電流センサ３２、電圧センサ３３、回転角センサ３４、モータ温度センサ３５、インバータ温度センサ３６及びＭＧＣＵ３７（Motor Generator Control Unit）を備えている。電流センサ３２は、各相のうち少なくとも２相分の巻線２１に流れる電流を検出する。電圧センサ３３は、コンデンサ３１の端子電圧を検出する。回転角センサ３４は、例えばレゾルバであり、ロータ２２の回転角（電気角）を検出する。モータ温度センサ３５は、回転電機２０の温度を検出する。本実施形態において、モータ温度センサ３５は、巻線２１の温度を検出する。モータ温度センサ３５は、例えばサーミスタである。インバータ温度センサ３６は、インバータ３０の温度を検出する。本実施形態において、インバータ温度センサ３６は、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬの温度を検出する。インバータ温度センサ３６は、例えば感温ダイオード又はサーミスタである。各センサ３２～３６の検出値は、ＭＧＣＵ３７に入力される。
　ＭＧＣＵ３７は、マイコン３７ａ（「コンピュータ」に相当）を主体として構成され、マイコン３７ａは、ＣＰＵを備えている。マイコン３７ａが提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコン３７ａがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコン３７ａは、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、図２，６等に示す処理のプログラムが含まれる。プログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えば、インターネット等のネットワークを介して更新可能である。
　ＭＧＣＵ３７は、後述するＥＶＣＵ５２（Electric Vehicle Control Unit）から送信された指令トルクＴｒｑ＊を受信する。ＭＧＣＵ３７は、回転電機２０のトルクを受信した指令トルクＴｒｑ＊に制御すべく、インバータ３０を構成する各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング制御を行う。各相において、上アームスイッチＳＷＨと下アームスイッチＳＷＬとは交互にオンされる。
　ＭＧＣＵ３７は、力行駆動制御を行う。力行駆動制御は、蓄電池４０から出力された直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を巻線２１に供給するためのインバータ３０のスイッチング制御である。この制御が行われる場合、回転電機２０は、電動機として機能し、力行トルクを発生する。また、ＭＧＣＵ３７は、回生駆動制御を行う。回生駆動制御は、回転電機２０で発電される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を蓄電池４０に供給するためのインバータ３０のスイッチング制御である。この制御が行われる場合、回転電機２０は、発電機として機能し、回生制動トルクを発生する。
　車両１０は、アクセルセンサ５０、操舵角センサ５１及びＥＶＣＵ５２を備えている。アクセルセンサ５０は、ドライバのアクセル操作部材としてのアクセルペダルの踏込量であるアクセルストロークを検出する。操舵角センサ５１は、ドライバによるステアリングホイールの操舵角を検出する。アクセルセンサ５０及び操舵角センサ５１の検出値は、ＥＶＣＵ５２に入力される。
　ＥＶＣＵ５２は、マイコン５２ａを主体として構成され、マイコン５２ａは、ＣＰＵを備えている。マイコン５２ａが提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコン５２ａがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコン５２ａは、自身が備える記憶部に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、後述するように、指令回転速度Ｎｍ＊、指令トルクＴｒｑ＊及び回生上限制動トルクＦｇｍａｘを算出したり、ＭＧＣＵ３７及びブレーキＣＵ６３と情報をやりとりしたりする処理を行うプログラムが含まれる。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えば、インターネット等のネットワークを介して更新可能である。
　ＥＶＣＵ５２は、アクセルセンサ５０により検出されたアクセルストロークと、操舵角センサ５１により検出された操舵角とに基づいて、ロータ２２の指令回転速度Ｎｍ＊を算出する。ＥＶＣＵ５２は、ロータ２２の回転速度を、算出した指令回転速度Ｎｍ＊にフィードバック制御するための操作量として、指令トルクＴｒｑ＊を算出する。なお、ロータ２２の回転速度は、例えば、回転角センサ３４の検出値に基づいて算出されればよい。また、自動運転機能が車両１０に備えられている場合、ＥＶＣＵ５２は、自動運転モードが実行されるときにおいて、例えば、車両１０が備える自動運転ＣＵにより設定される車両１０の目標走行速度に基づいて、指令回転速度Ｎｍ＊を算出してもよい。
　ＥＶＣＵ５２は、回生上限制動トルクＦｇｍａｘを算出する。回生上限制動トルクＦｇｍａｘは、回生駆動制御によって駆動輪１１に付与可能な制動トルクの現状の最大値である。
　車両１０は、ブレーキ装置６０と、ブレーキセンサ６１と、ブレーキＣＵ６３とを備えている。ブレーキ装置６０は、駆動輪１１を含む車輪に摩擦制動トルクを発生させるものであり、例えばディスクブレーキである。ブレーキ装置６０は、ブレーキペダルの踏込量に応じて動作するマスタシリンダ及びブレーキパッド等を含む。ブレーキセンサ６１は、ドライバのブレーキ操作部材としてのブレーキペダルの踏込量であるブレーキストロークを検出する。ブレーキセンサ６１の検出値は、ブレーキＣＵ６３に入力される。
　ブレーキＣＵ６３は、マイコン６３ａを主体として構成され、マイコン６３ａは、ＣＰＵを備えている。マイコン６３ａが提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコン６３ａがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコン６３ａは、自身が備える記憶部に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、後述するように、回生要求制動トルクＦｇｂ及び摩擦要求制動トルクＦｍｂを算出したり、ＭＧＣＵ３７及びＥＶＣＵ５２と情報をやりとりしたりする処理を行うプログラムが含まれる。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えば、インターネット等のネットワークを介して更新可能である。
　ＭＧＣＵ３７、ＥＶＣＵ５２及びブレーキＣＵ６３は、所定の通信形式（例えばＣＡＮ）により互いに情報のやりとりが可能になる。ＥＶＣＵ５２は、算出した指令トルクＴｒｑ＊をＭＧＣＵ３７に送信したり、算出した回生上限制動トルクＦｇｍａｘをブレーキＣＵ６３に送信したりする。
　ブレーキＣＵ６３は、回生上限制動トルクＦｇｍａｘをＥＶＣＵ５２から受信する。また、ブレーキＣＵ６３は、摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘを設定する。摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘは、ブレーキ装置６０によって車輪に付与可能な現状の制動トルクの最大値である。
　ブレーキＣＵ６３は、ブレーキセンサ６１により検出されたブレーキストロークに基づいて、車輪に対して付与すべき総要求制動トルクＦｂｒｋを算出する。ブレーキＣＵ６３は、回生上限制動トルクＦｇｍａｘと、総要求制動トルクＦｂｒｋとに基づいて、回生要求制動トルクＦｇｂと、摩擦要求制動トルクＦｍｂとを算出する。本実施形態では、ブレーキＣＵ６３は、回生要求制動トルクＦｇｂを回生上限制動トルクＦｇｍａｘと同じ値にするとともに、総要求制動トルクＦｂｒｋから回生要求制動トルクＦｇｂを差し引くことにより、摩擦要求制動トルクＦｍｂを算出する。
　ブレーキＣＵ６３は、算出した回生要求制動トルクＦｇｂをＥＶＣＵ５２に送信する。ＥＶＣＵ５２は、受信した回生要求制動トルクＦｇｂを指令トルクＴｒｑ＊としてＭＧＣＵ３７に送信する。回生要求制動トルクＦｇｂが大きいほど、回転電機２０からインバータ３０を介して蓄電池４０へと供給される発電電力が大きくなる。
　また、ブレーキＣＵ６３は、算出した摩擦要求制動トルクＦｍｂをブレーキ装置６０に送信する。これにより、ブレーキ装置６０により車輪へと付与される制動トルクが摩擦要求制動トルクＦｍｂに制御されるようになる。
　ＭＧＣＵ３７は、回転電機２０及びインバータ３０のうち少なくとも一方が過熱状態となる事態の発生を抑制すべく、駆動トルク制限制御及び制動トルク制限制御を行う。
　まず、図２を用いて、ＭＧＣＵ３７が行う駆動トルク制限制御について説明する。図２に示す処理は、例えば、所定の制御周期で繰り返し実行される。
　ステップＳ１０では、モータ温度センサ３５の検出値をモータ温度Ｔｍｇｄとして取得する。
　ステップＳ１１では、取得したモータ温度Ｔｍｇｄが第１制限開始温度ＴｅｍｐＨを超えたか否かを判定する。第１制限開始温度ＴｅｍｐＨは、回転電機２０及びインバータ３０の少なくとも一方が過熱状態であることを判定できる温度に設定されている。ステップＳ１１において否定判定した場合、本処理を終了する。一方、ステップＳ１１において肯定判定した場合、ステップＳ１２に進む。
　ステップＳ１２では、トルク制限処理を行う。この場合、回転電機２０のトルクが、ＥＶＣＵ５２から受信した指令トルクＴｒｑ＊よりも小さくなるように、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング制御を行う。ここでは、例えば図３に示すように、受信した指令トルクＴｒｑ＊に制限係数Ｋｌｉｍを乗算し、この乗算値に回転電機２０のトルクを制御すべく、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング制御を行えばよい。制限係数Ｋｌｉｍは、モータ温度Ｔｍｇｄが第１制限開始温度ＴｅｍｐＨ以下の場合に１となり、モータ温度Ｔｍｇｄが第１制限開始温度ＴｅｍｐＨを超える場合、モータ温度Ｔｍｇｄが高いほど小さい値になる。モータ温度Ｔｍｇｄが最終制限温度ＴＨＨ（＞ＴｅｍｐＨ）になる場合、制限係数Ｋｌｉｍが０になる。
　トルク制限処理が行われることにより、指令トルクＴｒｑ＊が正の値の場合、力行駆動制御により発生する力行トルクが制限され、指令トルクＴｒｑ＊が負の値の場合、回生駆動制御により発生する回生制動トルクが制限される。この場合、回転電機２０に流れる電流が制限され、インバータ３０及び回転電機２０の発熱が抑制されるものの、回生制動トルクが制限されることに起因して、駆動輪１１に付与される実際の制動力が、駆動輪１１に付与すべき総要求制動トルクＦｂｒｋよりも小さくなり得る。
　そこで、本実施形態では、ＭＧＣＵ３７は、インバータ３０及び回転電機２０の発熱を抑制しつつ、駆動輪１１に付与すべき総要求制動トルクＦｂｒｋを確保すべく、制動トルク制限制御を行うこととした。
　ＭＧＣＵ３７は、制動トルク制限制御において、摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘと、回生上限制動トルクＦｇｍａｘとの比率を変更する処理を行う。
　詳しくは、ＭＧＣＵ３７は、モータ温度Ｔｍｇｄが第２制限開始温度ＴｅｍｐＬを超えた場合、例えば図４に示すように、摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ及び回生上限制動トルクＦｇｍａｘを変更する。第２制限開始温度ＴｅｍｐＬは、第１制限開始温度ＴｅｍｐＨよりも低い温度に設定されている。なお、図４では、破線にて変更前の摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ１及び変更前の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ１を示し、実線にて変更後の摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ２及び変更後の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ２を示している。図４において、指令トルクＴｒｑ＊が正の場合に力行トルクが発生し、指令トルクＴｒｑ＊が負の場合に回生制動トルクが発生する。
　変更後の摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ２は、変更前の摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ１よりも第１所定量ΔＦｍだけ増大される。図４に示す例では、第１所定量ΔＦｍは、ロータ２２の回転速度Ｎｍｄが所定回転速度Ｎｍｃ以下の場合に一定とされ、回転速度Ｎｍｄが所定回転速度Ｎｍｃを超える場合、回転速度Ｎｍｄが高いほど低減される。例えば、回転速度Ｎｍｄが所定回転速度Ｎｍｃ以下の場合の第１所定量ΔＦｍＬは、回転速度Ｎｍｄが所定回転速度Ｎｍｃを超える場合の第１所定量ΔＦｍＨよりも大きく設定される。なお、回転速度Ｎｍｄは、例えば、回転角センサ３４の検出値に基づいて算出されればよい。
　変更後の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ２は、変更前の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ１よりも第２所定量ΔＦｇだけ低減される。回生上限制動トルクＦｇｍａｘの第２所定量ΔＦｇは、回転速度Ｎｍｄが所定回転速度Ｎｍｃ以下の場合に一定とされ、回転速度Ｎｍｄが所定回転速度Ｎｍｃを超える場合、回転速度Ｎｍｄが高いほど低減される。例えば、回転速度Ｎｍｄが所定回転速度Ｎｍｃ以下の場合の第２所定量ΔＦｇＬは、回転速度Ｎｍｄが所定回転速度Ｎｍｃを超える場合の第２所定量ΔＦｇＨよりも大きく設定される。
　摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘの第１所定量ΔＦｍは、回生上限制動トルクＦｇｍａｘの第２所定量ΔＦｇよりも大きくされる。これにより、摩擦制動トルク及び回生制動トルクを協調させた場合の制動トルクの上限値を低減させることなく、摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ及び回生上限制動トルクＦｇｍａｘの比率が変更される。なお、第１所定量ΔＦｍは、第２所定量ΔＦｇと等しくされてもよい。また、第１所定量ΔＦｍは、総要求制動トルクＦｂｒｋを確保するのに十分な値の範囲で、第２所定量ΔＦｇに比べて小さくされてもよい。
　変更後の摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ２は、指令トルクＴｒｑ＊及び回転速度Ｎｍｄが関連付けられたマップ情報又は数式情報に基づいて算出されればよい。また、変更後の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ２は、指令トルクＴｒｑ＊及び回転速度Ｎｍｄが関連付けられたマップ情報又は数式情報に基づいて算出されればよい。
　なお、図５に示すように、変更後の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ２は、回転速度Ｎｍｄ及び指令トルクＴｒｑ＊から定まる動作点が連続動作領域Ｒｃｃに収まるように設定されるとよい。図５では、指令トルクＴｒｑ＊が負の値であり、回生駆動制御が行われる回生側の動作領域を示す。
　各動作領域は、高速領域Ｒｈｒ、回生側高トルク領域Ｒｈｔｇ、連続動作領域Ｒｃｃである。連続動作領域Ｒｃｃは、その領域内の回転速度及びトルクであれば、回転電機２０及びインバータ３０の温度が許容温度以下の状態を維持可能な領域である。連続動作領域Ｒｃｃにおいて高トルク側の境界が、回生駆動制御が行われる場合の連続トルクの上限値ＴｇＣである。高速領域Ｒｈｒ、回生側高トルク領域Ｒｈｔｇは、その領域内の回転速度及びトルクであると、回転電機２０及びインバータ３０の少なくとも一方が過熱状態になるおそれがあるため、回転電機２０を継続して駆動する時間が制約される領域である。ＴｇＬは、高速領域Ｒｈｒ及び回生側高トルク領域Ｒｈｔｇにおける負の上限トルクを示す。
　図６を用いて、ＭＧＣＵ３７が行う制動トルク制限制御について説明する。図６に示す処理は、例えば、所定の制御周期で繰り返し実行される。
　ステップＳ２０では、モータ温度センサ３５の検出値をモータ温度Ｔｍｇｄとして取得する。本実施形態において、ステップＳ２０が「温度取得部」に相当する。
　ステップＳ２１では、取得したモータ温度Ｔｍｇｄが第２制限開始温度ＴｅｍｐＬを超えたか否かを判定する。ステップＳ２１において否定判定した場合、本処理を終了する。一方、ステップＳ２１において肯定判定した場合、ステップＳ２２に進む。本実施形態において、ステップＳ２１が「判定部」に相当し、第２制限開始温度ＴｅｍｐＬが「温度閾値」に相当する。
　ステップＳ２２では、ＥＶＣＵ５２から受信した指令トルクＴｒｑ＊と、回転速度Ｎｍｄとに基づいて、図４に示したように回生上限制動トルクＦｇｍａｘを第２所定量ΔＦｇだけ低減する。ステップＳ２３では、ＥＶＣＵ５２から受信した指令トルクＴｒｑ＊と、回転速度Ｎｍｄとに基づいて、図４に示したように摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘを第１所定量ΔＦｍだけ増大する。そして、ステップＳ２４において、変更後の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ２及び変更後の摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ２をブレーキＣＵ６３に送信する。本実施形態において、ステップＳ２２及びステップＳ２３が「変更制御部」に相当する。
　ブレーキＣＵ６３は、変更後の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ２及び変更後の摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ２をＭＧＣＵ３７から受信する。ブレーキＣＵ６３は、受信した回生上限制動トルクＦｇｍａｘ２及び摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ２を用いて、回生要求制動トルクＦｇｂ及び摩擦要求制動トルクＦｍｂを算出する。
　図７に、モータ温度Ｔｍｇｄの推移の一例を示す。時刻ｔ１では、モータ温度Ｔｍｇｄが第２制限開始温度ＴｅｍｐＬを超えるため、ステップＳ２１の処理において肯定判定される。これにより、ステップＳ２２の処理において回生上限制動トルクＦｇｍａｘが第２所定量ΔＦｇだけ低減される。そのため、インバータ３０及び回転電機２０に流れる電流が低減され、インバータ３０及び回転電機２０それぞれでの発熱量が低減される。その結果、モータ温度Ｔｍｇｄの上昇が緩やかとなり、モータ温度Ｔｍｇｄが第１制限開始温度ＴｅｍｐＨに到達することを回避できる。
　以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
　制動トルク制限制御が行われることにより、モータ温度Ｔｍｇｄが第２制限開始温度ＴｅｍｐＬを超えたと判定された場合、摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘと、回生上限制動トルクＦｇｍａｘとの比率が変更される。これにより、摩擦制動トルク及び回生制動トルクを協調させた場合の制動トルクの上限値を、総要求制動トルクＦｂｒｋを発生させるのに十分な大きさに維持することができる。また、駆動輪１１に制動トルクが付与される際にインバータ３０、回転電機２０及びブレーキ装置６０それぞれでの発熱量が変更されることにより、インバータ３０及び回転電機２０の温度が上昇してしまう状態を抑制できる。その結果、インバータ３０及び回転電機２０が過熱状態となる事態の発生を抑制しつつ、駆動輪１１の制動トルクを確保することができる。
　制動トルク制限制御が行われることにより、モータ温度Ｔｍｇｄが第２制限開始温度ＴｅｍｐＬを超えたと判定された場合、モータ温度Ｔｍｇｄが第２制限開始温度ＴｅｍｐＬ以下の場合に比べて、摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘが増大される。これにより、摩擦制動トルク及び回生制動トルクを協調させた場合の制動トルクの上限値が低減されるのを的確に抑制できる。そのため、摩擦制動トルク及び回生制動トルクを協調させた場合の制動トルクの上限値を、総要求制動トルクＦｂｒｋの発生に十分な大きさに的確に維持することができる。また、モータ温度Ｔｍｇｄが第２制限開始温度ＴｅｍｐＬ以下の場合に比べて、回生上限制動トルクＦｇｍａｘが低減される。これにより、インバータ３０及び回転電機２０に流れる電流が低減され、回転電機２０の回生発電に伴う発熱量を低減できる。そのため、インバータ３０及び回転電機２０が過熱状態となる事態の発生を的確に抑制しつつ、駆動輪１１の制動トルクを的確に確保することができる。
　制動トルク制限制御では、回転電機２０の回転速度Ｎｍｄに対応して、総要求制動トルクＦｂｒｋを発生させつつ、インバータ３０及び回転電機２０の温度上昇を抑制するのに適切な摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ及び回生上限制動トルクＦｇｍａｘを算出できる。
　第２制限開始温度ＴｅｍｐＬが第１制限開始温度ＴｅｍｐＨよりも低い温度に設定される。そのため、トルク制限処理が行われることに先立ち、回生上限制動トルクＦｇｍａｘ及び摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘが変更される処理が行われ、モータ温度Ｔｍｇｄが第１制限開始温度ＴｅｍｐＨに到達してしまう事態の発生を抑制できる。
　変更後の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ２が、連続動作領域Ｒｃｃ内に収まるように設定される。これにより、インバータ３０及び回転電機２０が過熱状態となる事態の発生を的確に抑制することができる。
　＜その他の実施形態＞
　なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
　・図４では、変更前の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ１は変更前の摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ１よりも高く設定され、変更後の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ２は変更後の摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ２よりも高く設定されたが、上限制動トルクの変更方法はこれに限られない。図８に示すように、変更前の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ１は変更前の摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ１よりも高く設定され、変更後の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ２は変更後の摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ２よりも低く設定されるようにしてもよい。なお、図８では、破線にて変更前の摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ１及び変更前の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ１を示し、実線にて変更後の摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘ２及び変更後の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ２を示している。
　・例えば、回転電機２０がインホイールモータであり、回転電機２０とブレーキ装置６０とが近接して配置されることがある。この場合、ブレーキ装置６０で発生する熱がインバータ３０及び回転電機２０へと伝達され、インバータ３０及び回転電機２０が過熱状態になる懸念がある。そこで、制動トルク制限制御において、回生上限制動トルクＦｇｍａｘが低減されるとともに、摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘが増大されることに代えて、回生上限制動トルクＦｇｍａｘが増大されるとともに、摩擦上限制動トルクＦｍｍａｘが低減されてもよい。この場合、ブレーキ装置６０で発生する熱を抑制しつつ、摩擦制動トルク及び回生制動トルクを協調させた場合の制動トルクの上限値が、総要求制動トルクＦｂｒｋを発生させるのに十分な大きさに維持することができる。そのため、インバータ３０及び回転電機２０が過熱状態となる事態の発生を抑制できる。
　・変更後の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ２は、０よりも大きい値に限らず、０でもよい。この場合、回生制動トルク及び摩擦制動トルクのうち摩擦制動トルクにより、総要求制動トルクＦｂｒｋを発生させればよい。
　詳しくは、図５に示すように、回転速度Ｎｍｄ及び指令トルクＴｒｑ＊から定まる動作点が各動作領域のうち高速領域Ｒｈｒ内である場合、変更後の回生上限制動トルクＦｇｍａｘ２が０にされてもよい。
　なお、高速領域Ｒｈｒは、連続動作領域Ｒｃｃに隣接して、かつ、連続動作領域Ｒｃｃに対して高速側の領域である。本実施形態のＭＧＣＵ３７は、高速領域Ｒｈｒにおいて、巻線２１にｄ軸電流を流すことにより、ロータ２２の界磁磁束を弱める弱め界磁制御を行う。高速領域Ｒｈｒにおいて回転速度Ｎｍｄが高い側の境界が、回転速度Ｎｍｄの最大値Ｎｍａｘである。本実施形態において、ＭＧＣＵ３７が、弱め界磁制御を行う「駆動制御部」に相当する。
　弱め界磁制御が行われる場合、回生制動トルクを発生させるために弱め界磁電流を流す必要がある。そのため、ステップＳ２２の処理により回生上限制動トルクＦｇｍａｘが低く変更されても、インバータ３０及び回転電機２０が過熱状態となる事態の発生を抑制できる程度まで、インバータ３０及び回転電機２０に流れる電流を低減できない可能性がある。そこで、弱め界磁制御が行われる場合、回生制動トルク及び摩擦制動トルクのうち、摩擦制動トルクが車輪に付与されるようにした。つまり、弱め界磁制御が行われる場合、回生駆動制御が禁止されるようにした。この場合、摩擦要求制動トルクＦｍｂが総要求制動トルクＦｂｒｋと同じ値にされる。これにより、駆動輪１１に付与される制動力を総要求制動トルクＦｂｒｋに維持しつつ、インバータ３０及び回転電機２０に流れる電流を的確に低減することができる。その結果、弱め界磁制御が行われる場合であっても、インバータ３０及び回転電機２０が過熱状態となる事態の発生を的確に抑制することができる。
　・ステップＳ１０及びステップＳ２０の処理において、モータ温度Ｔｍｇｄを取得することに代えて、インバータ温度センサ３６の検出値であるインバータ温度Ｔｉｎｖｄを取得してもよい。また、ステップＳ１０及びステップＳ２０の処理において、モータ温度Ｔｍｇｄ及びインバータ温度Ｔｉｎｖｄのうち高い方の値を取得してもよい。
　・インバータを構成する半導体スイッチとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えば、ボディダイオードを内蔵するＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。この場合、スイッチの高電位側端子がドレインであり、低電位側端子がソースである。
　・回生要求制動トルクＦｇｂは、回生上限制動トルクＦｇｍａｘと同じ値に算出されることに限られない。例えば、総要求制動トルクＦｂｒｋに、１よりも小さい所定の比率を乗算した値を回生要求制動トルクＦｇｂとして算出してもよい。
　・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (6)

  1. 　駆動輪（１１）と動力伝達可能な回転電機（２０）と、
    　前記回転電機に電気的に接続されたインバータ（３０）と、
    　前記駆動輪に摩擦制動トルクを付与するブレーキ装置（６０）と、を有する車両（１０）に適用され、前記駆動輪に付与すべき要求制動トルクを発生させるべく、前記摩擦制動トルクと、前記回転電機の回生発電に伴い発生する回生制動トルクとを制御する車両用制御装置において、
    　前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得する温度取得部と、
    　前記温度取得部により取得された温度が温度閾値を上回ったか否かを判定する判定部と、
    　前記温度取得部により取得された温度が前記温度閾値を上回ったと判定された場合、前記駆動輪に付与することが可能な前記摩擦制動トルクの上限値と、前記駆動輪に付与することが可能な前記回生制動トルクの上限値との比率を変更する変更制御を行う変更制御部と、を備える、車両用制御装置。
  2. 　前記変更制御部は、前記変更制御として、
    　前記温度取得部により取得された温度が前記温度閾値を上回ったと判定された場合、前記温度取得部により取得された温度が前記温度閾値以下であると判定される場合に比べて、前記摩擦制動トルクの上限値を高く変更するとともに、前記回生制動トルクの上限値を低く変更する制御を行う、請求項１に記載の車両用制御装置。
  3. 　前記変更制御部は、前記変更制御において、前記回転電機の回転速度に基づいて、前記摩擦制動トルクを変更するとともに、前記回生制動トルクを変更する、請求項２に記載の車両用制御装置。
  4. 　前記回転電機が有するステータ巻線（２１）に弱め界磁電流を流す弱め界磁制御を行う駆動制御部（３７）を備え、
    　前記変更制御部は、前記変更制御として、前記弱め界磁制御が行われる場合において前記駆動輪に付与する制動トルクを、前記回生制動トルク及び前記摩擦制動トルクのうち、前記摩擦制動トルクとする制御を行う、請求項１～３のいずれか一項に記載の車両用制御装置。
  5. 　前記変更制御部は、前記変更制御において、変更される前記回生制動トルクの範囲を、前記回転電機及び前記インバータの温度が許容上限温度以下の状態を維持可能な制動トルクの範囲内とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の車両用制御装置。
  6. 　駆動輪（１１）と動力伝達可能な回転電機（２０）と、
    　前記回転電機に電気的に接続されたインバータ（３０）と、
    　前記駆動輪に摩擦制動トルクを付与するブレーキ装置（６０）と、
    　コンピュータ（３７ａ）と、を有する車両に適用され、前記駆動輪に付与すべき要求制動トルクを発生させるべく、前記摩擦制動トルクと、前記回転電機の回生発電に伴い発生する回生制動トルクとを制御するプログラムであって、
    　前記コンピュータに、
    　前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得する処理と、
    　取得された温度が温度閾値を上回ったか否かを判定する処理と、
    　取得された温度が前記温度閾値を上回ったと判定された場合、前記駆動輪に付与することが可能な前記摩擦制動トルクの上限値と、前記駆動輪に付与することが可能な前記回生制動トルクの上限値との比率を変更する処理と、を実行させる、プログラム。
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