JP2008054433A

JP2008054433A - 電動車両モータ制御装置

Info

Publication number: JP2008054433A
Application number: JP2006228616A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Hashimoto; 広伸橋本; Toshiyuki Nagase; 敏之長瀬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2008-03-06

Abstract

【課題】電動車両走行用モータ制御装置において、インバータ１４またはモータ１０の温度が異常に上昇するのを防止でき、かつ、パーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合の走行再開時の不都合を防止することである。
【解決手段】インバータ１４またはモータ１０の温度を検出する温度センサ１８と、パーキングブレーキのオンオフ状態を検出するパーキングブレーキ状態検出センサ２０と、アクセルのオンオフ状態を検出するアクセル状態検出センサ２２と、モータ制御部１６とを備える。モータ制御部１６は、パーキングブレーキのオン状態とアクセルのオン状態とが検出された場合、またはインバータ１４またはモータ１０の温度が所定温度以上である場合に、トルク制限制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両のモータを駆動するインバータと、インバータにモータを駆動するための制御信号を送るモータ制御部とを備えた電動車両モータ制御装置に関する。

従来から、電気自動車またはハイブリッド車等のモータを搭載した電動車両において、多相回転機であるモータと電源装置との間にインバータと、モータ制御部とを設け、インバータによりモータに駆動用信号であるモータ電流を送り、モータを駆動することが知られている。インバータは、電源装置からの直流電力をトルク指令値に応じて決定された交流電流に変換し、モータにモータ電流を送る。また、モータ制御部は、インバータにモータ電流を生成するための制御信号を送る。

このような電動車両において、登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンした状態（パーキングブレーキがハンドブレーキの場合に引いた状態で、フットブレーキの場合に踏み込んだ状態）で車両を停止する場合がある。この場合に、運転者が走行を再開しようとして、誤ってパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンする、例えば、アクセルを踏み込んでしまう可能性がある。このような事態が発生した場合、駆動力がパーキングブレーキの制動力に打ち勝てず、モータがロックした状態になることが考えられる。モータがロックすると、インバータの一部の電気素子やモータの一部の相のコイルに大きな電流が集中して流れる、すなわち他の電気素子や他の相のコイルに流れるよりも著しく大きな電流が一部の電気素子やコイルに流れる可能性がある。

例えば、インバータは、複数のパワートランジスタ、ＩＧＢＴ等の電気素子により構成するが、モータのロック時には、一部の電気素子に大きな電流が集中して流れる。この場合、インバータの一部の電気素子やモータの一部の相のコイルの温度が異常に上昇する可能性がある。これに対して、従来から、インバータやモータの温度上昇による故障を防止するために、モータ制御部で、モータ負荷率を制限する負荷率制限制御を行うことが考えられている。

ここで、例えば図５に１例を示すように、モータ負荷率はアクセル開度が大きくなるのにしたがって大きくなる。この図５に示すような関係を表すマップは、モータ制御部に搭載しており、モータ制御部では、アクセル信号として入力されるアクセル開度とマップとからモータ負荷率Ｒｍを求める。モータ制御部を構成するトルク指令算出手段は、このようにして求めたモータ負荷率Ｒｍに基づきトルク指令値Ｔcを算出する。すなわち、トルク指令値は、次の（１）式で示すように、モータの最大トルクＴmaxと最小トルクＴminとにより決定されるトルク範囲をモータ負荷率で按分して求める。なお、最大トルクＴmaxおよびＴminは、モータの回転数ＮからＴmaxテーブルおよびＴminテーブルを参照して求めることができる。

Ｔc＝（Ｔmax−Ｔmin）×Ｒｍ＋Ｔmin・・・（１）
モータ制御部は、この（１）式で求めたトルク指令値Ｔcに対応する電流指令値を求め、この電流指令値に対応する制御信号をインバータに送ることにより、モータのトルクを制御する。

これに対して、インバータやモータの温度が異常上昇した場合において、モータ負荷率を制限する場合に、例えばアクセル開度の大小に関わらず、モータ負荷率とアクセル開度とのマップを、モータ負荷率の最大値を通常時よりも低い所定値以下に制限する負荷率制限用のマップに変更し、負荷率制限用マップに基づいた負荷率からトルク指令値を算出することが考えられる。このようなモータ負荷率の制限により、モータに流れる電流が小さくなり、インバータやモータの温度が低下する。

なお、特許文献１には、モータの３相のコイルのすべてに直接または間接に温度を検出する感温抵抗素子を設けるとともに、感温抵抗素子を電気的に並列に接続した回路の両端の電圧を表す電圧信号をコントローラに入力し、コントローラが、電圧信号に基づき、モータロック時と定常運転時とで異なる電圧/温度換算テーブルを使用し、テーブルから得られた温度が設定温度を超えた場合に、モータの出力を制限する温度上昇抑制制御を行うモータ制御装置が記載されている。

また、特許文献２には、電動車両がロック状態にあると判定された場合に、温度監視器がインバータを構成するスイッチング素子の最も電流値が高いスイッチング素子を検出し、検出されたスイッチング素子の温度が所定温度以上であると判別された場合に、同じトルク出力を維持した状態で当該スイッチング素子を流れる電流値を小さくするように電流指令値を変更するモータ制御装置が記載されている。

また、特許文献３には、電気自動車が登り坂においてロック状態に陥る、すなわち、モータの回転速度が所定値よりも小さく、かつ、インバータを構成するスイッチング素子を制御するためのトルク指令値が所定値よりも大きくなった場合に、トルク低減手段により、スイッチング素子の接合部温度に対するモータのトルク制限値を所定の値低減する電気自動車の過負荷防止装置が記載されている。

また、特許文献４には、電気自動車の走行用電源制御装置において、アクセルのオン状態を検出するアクセルセンサと、サイドブレーキのロック状態を検出するロック状態検出センサと、制御部とを備え、制御部は、ロック状態検出センサでロック状態が検出されるとともに、アクセルセンサでオン状態が検出された場合に、モータとバッテリとの間に介挿された電源スイッチを開路することが記載されている。

特開２００２−３１５３８３号公報特開２００５−３５４７８５号公報特開平１１−２１５６８７号公報特開平８−６５８０１号公報

上記のように、登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合に、モータがロックした状態になり、モータ制御部により負荷率制限制御を行った場合、パーキングブレーキをオフしてアクセルをオンして電動車両の走行を再開しようとしても、インバータやモータの温度が上昇したまま、モータ制御部が負荷率制限制御を行い続ける状態となる可能性がある。この場合、アクセルを踏み込んでも、登坂に必要なトルクを得られず電動車両がずり下がりしてしまう可能性がある。

また、インバータやモータの異常温度上昇を防止するために、モータ負荷率マップを負荷率制限用マップに切り替えるのではなく、モータ制御部のトルク指令算出手段で算出されるトルク指令値や、トルク指令値に対応して電流指令算出手段で算出される電流指令値の最大値を所定値以下に低く制限するトルク制限制御を行うことも考えられる。ただし、この場合も上記と同様にパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合の、走行再開時に必要なトルクを得られないという不都合を生じる可能性がある。

これに対して、特許文献１および特許文献２に記載されたモータ制御装置、特許文献３に記載された電気自動車の過負荷防止装置、特許文献４に記載された電気自動車の走行用電源制御装置のいずれの場合も、車両の走行中も含めて、インバータまたはモータの温度が異常に上昇するのを防止し、さらに、坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、誤ってアクセルをオンしてしまった場合に生じる不都合、すなわち、後で走行を再開しようとしてアクセルを踏み込んでも必要なトルクを得られず電動車両がずり下がりするのを防止するという効果を得られない可能性がある。

本発明の目的は、電動車両モータ制御装置において、インバータまたはモータの温度が走行中も含めて異常に上昇するのを防止でき、かつ、坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合の、走行再開時に生じる不都合を防止することを目的とする。

本発明に係る電動車両モータ制御装置は、電動車両のモータを駆動するインバータと、インバータにモータを駆動するための制御信号を送るモータ制御部と、インバータまたはモータの温度を検出する温度検出手段と、パーキングブレーキのオンオフ状態を検出するパーキングブレーキ状態検出センサと、アクセルのオンオフ状態を検出するアクセル状態検出センサとを備え、モータ制御部は、トルク指令算出手段から入力されるトルク指令値に基づき電流指令値を出力する電流指令算出手段を有し、パーキングブレーキのオン状態とアクセルのオン状態とが検出された場合に第１のトルク制限制御を行い、インバータまたはモータの温度が所定温度以上であることが検出された場合に第２のトルク制限制御を行い、第１のトルク制限制御および第２のトルク制限制御は、トルク指令算出手段で算出されるトルク指令値の最大値を低くするか、またはトルク指令値に対応する電流指令値の最大値を低くすることを特徴とする電動車両モータ制御装置である。なお、トルク指令算出手段で算出されるトルク指令値の最大値を低くすることは、上記の背景技術の欄で説明した、モータ負荷率とアクセル開度とのマップを、モータ負荷率の最大値を通常時よりも低い所定値以下に制限する負荷率制限用のマップに変更し、負荷率制限用マップに基づいた負荷率からトルク指令値を算出することも含む。

また、好ましくは、第1のトルク制限制御と第２のトルク制限制御との少なくとも一方は、トルク指令算出手段で算出されるトルク指令値またはトルク指令値に対応する電流指令値が閾値を超えた場合に、トルク指令値または電流指令値を閾値に変更する。

また、好ましくは、第1のトルク制限制御と第２のトルク制限制御との少なくとも一方は、アクセル開度とトルク指令値との関係を表すマップを、通常時のマップから、トルク指令値の最大値を通常時のマップよりも低くする、またはアクセル開度に応じてトルク指令値が増大する程度を小さくするトルク制限用マップに切り替える。

また、より好ましくは、第1のトルク制限制御は、アクセル開度が０でない場合には、トルク指令値が０でないようにする。

本発明に係る電動車両モータ制御装置によれば、インバータまたはモータの温度を検出する温度検出手段とモータ制御部とを備え、モータ制御部は、トルク指令算出手段から入力されるトルク指令値に基づき電流指令値を出力する電流指令算出手段を有し、インバータまたはモータの温度が所定温度以上であることが検出された場合にトルク指令算出手段で算出されるトルク指令値の最大値を低くする、またはトルク指令値に対応する電流指令値の最大値を低くする第２のトルク制限制御を行うので、インバータまたはモータの温度が走行中も含めて異常に上昇するのを防止できる。しかも、本発明によれば、パーキングブレーキのオンオフ状態を検出するパーキングブレーキ状態検出センサと、アクセルのオンオフ状態を検出するアクセル状態検出センサとを備え、モータ制御部は、パーキングブレーキのオン状態とアクセルのオン状態とが検出された場合に、トルク指令算出手段で算出されるトルク指令値の最大値を低くする、またはトルク指令値に対応する電流指令値の最大値を低くする第１のトルク制限制御を行うので、車両の登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合でも、インバータまたはモータの温度が異常上昇する前に、モータのトルク制限を行える。このため、後で走行を再開しようとして、パーキングブレーキをオフし、アクセルをオンすれば、インバータまたはモータの異常温度上昇によりモータのトルクを制限されることがなく、直ちに通常の走行を行え、アクセルの踏み込みに関わらず車両が坂道でずり下がりするという走行再開時の不都合を生じない。

また、第1のトルク制限制御は、アクセル開度が０でない場合には、トルク指令値が０でないようにする構成によれば、車両の登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合に、走行を再開しようとしてパーキングブレーキをオフし、アクセルをオンすることにより、より迅速に必要とするトルクを得られて、運転者の違和感をより生じにくくできる。

以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図４は、本発明の実施の形態を示している。本実施の形態に係る電動車両モータ制御装置は、ハイブリッド車または電気自動車の電動車両に搭載して使用する。電動車両モータ制御装置は、図１に示すように、直流電力を供給するバッテリ１２と、バッテリ１２からの直流電力を交流電力に変換するインバータ１４と、インバータ１４が生成した交流電流（Ｕ相電流ｉｕｍ，Ｖ相電流ｉｖｍ，Ｗ相電流ｉｗｍ）を利用して車両を駆動する３相交流式のモータ１０と、インバータ１４にモータ１０を駆動するための制御信号を送るモータ制御部１６と、温度検出手段である温度センサ１８と、パーキングブレーキ状態検出センサ２０と、アクセル状態検出センサ２２とを備える。

インバータ１４は、バッテリ１２の正極および負極に接続して、ＩＧＢＴ、パワートランジスタ等の複数の電気素子であるスイッチング素子と、それぞれのスイッチング素子に対応して接続した保護用のダイオードとを備える。複数のスイッチング素子は、それぞれモータ１０の３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の巻線に接続されている。例えば、スイッチング素子がパワートランジスタである場合に、バッテリ１２の正極と負極とから伸びる一対の電源ライン間にそれぞれ２個のパワートランジスタの直列接続からなるインバータアームを３本設け、パワートランジスタの中点をモータ１０の３相のコイルにそれぞれ接続する。そして、スイッチング素子のオンオフを制御して、モータ１０とバッテリ１２との接続を制御する。

温度センサ１８は、インバータ１４またはモータ１０の温度を検出する。また、パーキングブレーキ状態検出センサ２０は、パーキングブレーキがロック状態にあるか否かを検出するもので、例えばパーキングブレーキをハンドブレーキとする場合には、ハンドブレーキレバーに連動するリミットスイッチとし、パーキングブレーキをフットブレーキとする場合には、フットブレーキペダルに連動するリミットスイッチとする。また、アクセル状態検出センサ２２は、アクセルがオン状態にあるか否かを検出するもので、例えばアクセルペダルに連動するリミットスイッチとする。なお、アクセル状態検出センサ２２は、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ２４により代用することもできる。アクセル開度センサ２４は、アクセルペダルの踏み込み量を検出してアクセル開度を求める。また、リミットスイッチの代わりに、物体の接近を電気的変化から検出する近接センサや、物体の有無を光を利用して検出する光電スイッチ等の非接触スイッチを使用することもできる。

モータ制御部１６は、トルク指令算出手段２６と、電流指令算出手段２８と、電流指令／制御信号変換手段３０と、帰還変換部３２と、トルク制限制御可否判定手段３４とを備える。帰還変換部３２は、Ｕ相電流センサ、Ｖ相電流センサ、Ｗ相電流センサにより検出された電流ｉｕｍ，ｉｖｍ，ｉｗｍを３相／２相変換によりｄ軸電流およびｑ軸電流に変換し、電流指令／制御信号変換手段３０に入力する。電流指令算出手段２８は、トルク指令算出手段２６から入力される出力トルク指令値と帰還変換部３２から入力されるＵ相電流相当値とＶ相電流相当値とＷ相電流相当値等とに基づき電流指令値である、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊とを算出し、電流指令／制御信号変換手段３０に入力する。トルク指令算出手段２６は、アクセル開度センサ２４から入力されるアクセル開度と、トルク制限制御可否判定手段３４から入力されるトルク制限制御可否の判定結果とに基づき、出力トルク指令値を算出し、電流指令算出手段２８に入力する。

また、電流指令／制御信号変換手段３０は、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊と、帰還変換部３２から入力されるｄ軸電流ｉｄとｑ軸電流ｉｑとから、ｄ軸とｑ軸との電圧指令値を生成した後、電圧指令値を３相交流電圧指令値に変換し、さらに、インバータ１４を構成する各スイッチング素子のオンオフを制御するＰＷＭ制御信号ｖｕｕ，ｖｕｄ，ｖｖｕ，ｖｖｄ，ｖｗｕ，ｖｗｄを生成し、インバータ１４に入力する。

一方、トルク制限制御可否判定手段３４は、パーキングブレーキ状態検出センサ２０およびアクセル状態検出センサ２２により検出信号を入力され、パーキングブレーキがオン状態にあり、かつ、アクセルがオン状態にある場合に、第１のトルク制限制御を行う必要があると判定し、その判定結果を表す信号をトルク指令算出手段２６に入力する。これに対して、トルク制限制御可否判定手段３４は、パーキングブレーキとアクセルとの少なくとも一方がオフ状態にある場合には、第１のトルク制限制御を行う必要がないと判定し、その判定結果を表す信号をトルク指令算出手段２６に入力する。また、トルク制限制御可否判定手段３４は、温度センサ１８により検出されたインバータ１４またはモータ１０の温度を入力されることにより、この温度が予め決定した所定温度ｔ_１以上である場合には、インバータ１４またはモータ１０が過熱状態にあり、第２のトルク制限制御を行う必要があると判定し、インバータ１４またはモータ１０の温度が所定温度ｔ_１未満である場合には、インバータ１４またはモータ１０が過熱状態になく、第２のトルク制限制御を行う必要がないと判定し、その判定結果を表す信号をトルク指令算出手段２６に入力する。

第１のトルク制限制御と第２のトルク制限制御とは、トルク指令算出手段２６で算出される出力トルク指令値の最大値を、所定トルク指令値以下に、通常時よりも低く制限する。例えば、本実施の形態の場合、第１のトルク制限制御と第２のトルク制限制御との少なくとも一方は、図２に実線で示すように、トルク指令算出手段２６（図１）で算出される出力トルク指令値が、閾値である所定トルク指令値を超えた場合に、出力トルク指令値を所定トルク指令値に変更する。この場合、出力トルク指令値が所定トルク指令値を超えることはない。また、パーキングブレーキとアクセルとがいずれもオン状態にある場合に行う、第1のトルク制限制御は、アクセル開度が０でない場合には、出力トルク指令値が０でないようにする。なお、図２において、破線は、トルク制限制御を行わない、通常時でのアクセル開度に応じた出力トルク指令値、すなわち要求トルク指令値を示している。また、モータ１０がロックしている場合、第１のトルク制限制御または第２のトルク制限制御を行うことで、最終的にはｄ軸電流指令値ｉｄ＊の最大値を、通常時よりも低い所定電流指令値以下とする。

図３は、電動車両モータ制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。まず、ステップＳ１として、トルク制限制御可否判定手段３４（図１）において、アクセル状態検出センサ２２（図１）からの信号により、アクセルがオン状態にあるか否かを判定し、オン状態にあると判定した場合には、次にステップＳ２として、アクセル開度センサ２４（図１）からの信号に基づきアクセル開度に応じた要求トルク指令値をトルク指令算出手段２６（図１）で算出する。次に、ステップＳ３で、トルク制限制御可否判定手段３４において、パーキングブレーキ状態検出センサ２０（図１）からの信号により、パーキングブレーキがオン状態にあるか否かを判定し、オン状態にあると判定した場合には、ステップＳ４として第１のトルク制限制御を行う必要があると判定する。そして、トルク指令算出手段２６で要求トルク指令値を所定トルク指令値以下に制限し、制限した出力トルク指令値として算出する（ステップＳ５）。制限した出力トルク指令値は、電流指令算出手段２８（図１）に入力する。

一方、ステップＳ３で、トルク制限制御可否判定手段３４において、パーキングブレーキ状態検出センサ２０からの信号により、パーキングブレーキがオフ状態にあると判定した場合には、ステップＳ６ａとして、インバータ１４またはモータ１０の温度を温度センサ１８（図１）により検出する。次いで、ステップＳ６ｂで、トルク制限制御可否判定手段３４において、温度センサ１８でインバータ１４またはモータ１０の温度が所定温度ｔ_１以上であることが検出された場合には、ステップＳ６ｃとして、第２のトルク制限制御を行う必要があると判定し、トルク指令算出手段２６で要求トルク指令値を所定トルク指令値以下に制限し、制限した出力トルク指令値として算出する（ステップＳ６ｄ）。制限した出力トルク指令値は、やはり電流指令算出手段２８に入力する。

これに対して、ステップＳ６ｂで、トルク制限制御可否判定手段３４において、温度センサ１８でインバータ１４またはモータ１０の温度が所定温度ｔ_１未満であることが検出された場合には、第１のトルク制限制御と第２のトルク制限制御とのいずれも行う必要がないと判定し、ステップＳ７において、トルク指令算出手段２６で、要求トルク指令値をトルク制限制御しない出力トルク指令値として出力し、電流指令算出手段２８に入力する。

このような本実施の形態の電動車両モータ制御装置の場合、インバータ１４またはモータ１０の温度を検出する温度センサ１８とモータ制御部１６とを備え、モータ制御部１６は、トルク指令算出手段２６から入力される出力トルク指令値に基づき電流指令値を出力する電流指令算出手段２８を有し、温度センサ１８によりインバータ１４またはモータ１０の温度が所定温度ｔ_１以上であることが検出された場合に、トルク指令算出手段２６で算出される出力トルク指令値の最大値を所定トルク指令値以下に低く制限する第２のトルク制限制御を行うので、インバータ１４またはモータ１０の温度が走行中も含めて異常に上昇するのを防止して、インバータ１４またはモータ１０の温度上昇による故障を防止できる。

しかも、パーキングブレーキのオンオフ状態を検出するパーキングブレーキ状態検出センサ２０と、アクセルのオンオフ状態を検出するアクセル状態検出センサ２２とを備え、モータ制御部１６は、パーキングブレーキのオン状態とアクセルのオン状態とが検出された場合に、トルク指令算出手段２６で算出される出力トルク指令値の最大値を所定トルク指令値以下に低く制限する第１のトルク制限制御を行うので、車両の登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合でも、インバータ１４またはモータ１０の温度が異常上昇する前に、モータ１０のトルク制限を行える。このため、後で走行を再開しようとして、パーキングブレーキをオフし、アクセルをオンすれば、インバータ１４またはモータ１０の異常温度上昇によりモータ１０のトルクを制限されることがなく、直ちに通常の走行を行え、アクセルの踏み込みに関わらず車両が坂道でずり下がりするという走行再開時の不都合を生じない。

また、第1のトルク制限制御は、アクセル開度が０でない場合には、出力トルク指令値が０でないようにするので、車両の登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合に、走行を再開しようとしてパーキングブレーキをオフし、アクセルをオンすることにより、より迅速に必要とするトルクを得られて、運転者の違和感をより生じにくくできる。

図４は、本実施の形態により得られるさらなる効果を説明するための、インバータ１４（図１）の温度と時間経過との関係の１例を示している。なお、ここではインバータ１４の温度を検出する場合を説明するが、モータ１０の温度を検出する場合も同様の効果を得られる。図４に実線で示す本実施の形態の場合、点Ａに示す時点でパーキングブレーキをオンした状態でアクセルをオンすると、モータ１０がロックされるが、モータ制御部１６（図１）が第１のトルク制限制御を行うため、トルク指令算出手段２６で算出される出力トルク指令値の最大値が所定トルク指令値以下に低く制限され、インバータ１４の温度が上昇しないか、または上昇量が十分に低く抑えられる。そして、点Ｂに示す時点で、走行を再開しようとしてパーキングをオフした状態でアクセルをオンしても、インバータ１４の異常温度上昇の場合の第２のトルク制限制御が行われることがなく、トルク指令算出手段２６でアクセル開度に応じた要求トルク指令値が出力トルク指令値として出力される。このため、モータ１０のトルク制限が行われない通常の走行を行える。この場合、アクセル開度が大きくなるのにしたがってインバータ１４の温度が上昇するが、点Ｂに示す時点からインバータ１４の温度が第２のトルク制限制御が行われる所定温度ｔ_１に達するまでの時間Ｔ_１を十分に長くできるか、またはインバータ１４が所定温度ｔ_１に達しないようにできる。

これに対して、図４の破線は、比較例を示している。この比較例の場合、モータ制御部１６が、パーキングブレーキがオン状態にあり、かつ、アクセルがオン状態にある場合でも、第１のトルク制限制御を行わない。このような比較例の場合には、点Ａに示す時点でパーキングブレーキをオンした状態でアクセルをオンすると、モータ１０がロックされるため、インバータ１４の一部のスイッチング素子の温度が上昇し、インバータ１４の温度が上昇し続ける。そして、点Ｃに示す時点でインバータ１４の温度が所定温度ｔ_１に達すると、第２のトルク制限制御が行われるため、インバータ１４の温度が徐々に低下し、所定温度ｔ_１よりも下がる。ただし、インバータ１４の温度が短時間では、所定温度ｔ_１に比べて十分には低下しないため、点Ｄに示す時点で走行を再開しようとして、パーキングブレーキをオフした状態でアクセルをオンすると、短い時間Ｔ_２でインバータ１４の温度が所定温度ｔ_１に達してしまい、再び第２のトルク制限制御が行われる。このため、走行を開始しても直ぐにモータのトルクが制限されてしまい、運転者が希望する出力を得られない可能性がある。本実施の形態によれば、上記のように第１のトルク制限制御を行うので、このような不都合を生じない。

なお、上記の実施の形態では、トルク制限制御可否判定手段３４からの信号をトルク指令算出手段２６に入力するようにしているが、図１に破線矢印イで示すように、トルク制限制御可否判定手段３４からの信号を電流指令算出手段２８に入力して、アクセル開度に応じた制限されていない出力トルク指令値を、電流指令算出手段２８で電流指令値に変換した後、第１のトルク制限制御と第２のトルク制限制御との少なくとも一方を行う場合に、トルク指令算出手段２６で算出される出力トルク指令値に対応する電流指令値の最大値を閾値である所定電流指令値以下に、通常時よりも低く制限することもできる。この場合も、車両の登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合でも、インバータ１４またはモータ１０の温度が異常上昇する前に、モータ１０のトルク制限を行えるため、走行を再開しようとして、パーキングブレーキをオフしアクセルをオンすれば、インバータ１４またはモータ１０の異常温度上昇によりモータ１０のトルクを制限されることがなく、直ちに通常の走行を行え、車両が坂道でずり下がりする不都合を生じない。

なお、上記の実施の形態では、温度センサ１８によりインバータ１４またはモータ１０の温度を検出し、トルク制限制御可否判定手段３４に入力するようにしているが、温度センサ１８を複数設けて、インバータ１４とモータ１０との温度を別のセンサにより検出し、それぞれの温度検出値をトルク制限制御可否判定手段３４に入力し、それぞれの温度検出値の少なくともいずれかがそれぞれで規定した所定温度以上となった場合に、温度異常であると判定することもできる。

また、モータ制御部１６で、上記の図２に示すような出力トルク指令値とアクセル開度との関係を表すものをマップとし、図２の破線に対応する通常時用のマップと、図２の実線に対応するトルク制限用のマップとの複数種類のマップを予め用意しておき、第１のトルク制限制御と第２のトルク制限制御との少なくとも一方を行う際に、通常時のマップからトルク制限用のマップに切り替えて、トルク指令算出手段２６でトルク制限用マップに基づいて出力トルク指令値を求めることもできる。すなわち、アクセル開度センサ２４からアクセル開度をトルク指令算出手段２６に入力された場合に、トルク制限用マップ及びアクセル開度に基づいて、上限を所定トルク指令値以下に制限した出力トルク指令値を求める。さらに、図２に一点鎖線で示すように、アクセル開度と出力トルク指令値との関係を表すマップで、アクセル開度に応じて出力トルク指令値が増大する程度を小さくした、すなわち傾きを緩やかにしたトルク制限用のマップを用意し、第１のトルク制限制御と第２のトルク制限制御との少なくとも一方を行う際に、通常時のマップから図２の一点鎖線に対応するトルク制限用のマップに切り替えて、アクセル開度から出力トルク指令値を求めることもできる。

なお、図２は、アクセル開度とトルク指令値との関係を表す１例に過ぎず、通常時とトルク制限時との両方で、必ずしもアクセル開度に応じてトルク指令値が直線的に上昇するように変化するものに限定するものではない。

また、第１のトルク制限制御と第２のトルク制限制御との少なくとも一方を行う際に、アクセル開度が０でない、すなわちアクセルをオンした場合でも、出力トルク指令値を常に０とすることで、トルク制限を行うこともできる。この場合には、上記の実施の形態の場合と異なり、車両の登坂途中等において坂道でパーキングブレーキをオンしたままの状態で、アクセルをオンしてしまった場合に、走行を再開しようとしてパーキングブレーキをオフすれば、より迅速に必要とするトルクを得られて、運転者の違和感をより生じにくくできるという効果を得られない可能性はある。ただし、この場合でも、パーキングブレーキをオフして走行を再開する場合に、インバータ１４またはモータ１０の異常温度上昇によりモータ１０のトルクが制限されることがなく、直ちに通常の走行を行え、車両が坂道でずり下がりする不都合を生じないという本発明の効果は得られる。

なお、上記の実施の形態において、上記の背景技術の欄で説明したような、アクセル開度とモータ負荷率との関係を表すマップで、通常時用と負荷率制限用とのマップをモータ制御部で用意し、第１のトルク制限制御と第２のトルク制限制御との少なくとも一方を行う際に、マップを負荷率制限用に切り替えることでモータのトルク制限制御を行うこともできる。この場合には、負荷率制限用のマップとして、モータ負荷率の最大値を通常時よりも低い所定値以下に制限したマップとする。そして、トルク制限制御可否判定手段３４（図１）からの判定結果に応じて、マップを切り替える。トルク指令算出手段２６（図１）は、マップから求めた負荷率に対応するトルク指令値を算出し、電流指令算出手段２８（図１）に入力する。このように負荷率制限用マップを使用すると、トルク指令算出手段２６で算出されるトルク指令値の最大値は通常時よりも低くなる。

なお、本発明では、第１のトルク制限制御及び第２のトルク制限制御は互いに同じとする必要はなく、本発明の範囲内で互いに別の制御を行うこともできる。

本発明の実施の形態の電動車両モータ制御装置を示すブロック図である。同じくトルク指令算出手段でトルク制限制御を行う場合のアクセル開度と出力トルク指令値との関係を示す図である。同じく電動車両モータ制御装置の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。本発明の実施の形態の別の効果を説明するための、時間経過とインバータの検出温度との関係の１例を示す図である。アクセル開度とモータ負荷率との関係の１例を示す図である。

符号の説明

１０モータ、１２バッテリ、１４インバータ、１６モータ制御部、１８温度センサ、２０パーキングブレーキ状態検出センサ、２２アクセル状態検出センサ、２４アクセル開度センサ、２６トルク指令算出手段、２８電流指令算出手段、３０電流指令／制御信号変換手段、３２帰還変換部、３４トルク制限制御可否判定手段。

Claims

電動車両のモータを駆動するインバータと、
インバータにモータを駆動するための制御信号を送るモータ制御部と、
インバータまたはモータの温度を検出する温度検出手段と、
パーキングブレーキのオンオフ状態を検出するパーキングブレーキ状態検出センサと、
アクセルのオンオフ状態を検出するアクセル状態検出センサとを備え、
モータ制御部は、トルク指令算出手段から入力されるトルク指令値に基づき電流指令値を出力する電流指令算出手段を有し、パーキングブレーキのオン状態とアクセルのオン状態とが検出された場合に第１のトルク制限制御を行い、インバータまたはモータの温度が所定温度以上であることが検出された場合に第２のトルク制限制御を行い、
第１のトルク制限制御および第２のトルク制限制御は、トルク指令算出手段で算出されるトルク指令値の最大値を低くするか、またはトルク指令値に対応する電流指令値の最大値を低くすることを特徴とする電動車両モータ制御装置。
請求項１に記載の電動車両モータ制御装置において、
第1のトルク制限制御と第２のトルク制限制御との少なくとも一方は、トルク指令算出手段で算出されるトルク指令値またはトルク指令値に対応する電流指令値が閾値を超えた場合に、トルク指令値または電流指令値を閾値に変更することを特徴とする電動車両モータ制御装置。
請求項１に記載の電動車両モータ制御装置において、
第1のトルク制限制御と第２のトルク制限制御との少なくとも一方は、アクセル開度とトルク指令値との関係を表すマップを、通常時のマップから、トルク指令値の最大値を通常時のマップよりも低くする、またはアクセル開度に応じてトルク指令値が増大する程度を小さくするトルク制限用マップに切り替えることを特徴とする電動車両モータ制御装置。
請求項１から請求項３のいずれか１に記載の電動車両モータ制御装置において、
第1のトルク制限制御は、アクセル開度が０でない場合には、トルク指令値が０でないようにすることを特徴とする電動車両モータ制御装置。