JP2012228131A - Drive control system for onboard rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両搭載用回転電機の駆動制御システムに係り、特に、回転電機がロックするときの処理を行う車両搭載用回転電機の駆動制御システムに関する。 The present invention relates to a drive control system for a vehicle-mounted rotating electrical machine, and more particularly to a drive control system for a vehicle-mounted rotating electrical machine that performs processing when the rotating electrical machine is locked.
例えば、車両に搭載される回転電機は、その出力トルクと負荷との釣り合いが取れると、回転が停止することが生じる。この状態は、回転電機のロック状態と呼ばれる。 For example, a rotating electrical machine mounted on a vehicle may stop rotating when its output torque and load are balanced. This state is called a locked state of the rotating electrical machine.
例えば、特許文献１には、電動車両用モータ制御装置として、モータのロック状態が検出されたとき、トランジスタのジャンクション温度が許容された上限温度に達するまでの時間を計算し、計算された時間をタイマにセットし、計時が終了したときに電流指令値を制限することが開示されている。
For example, in
特許文献２には、同期モータの制御装置として、同期モータがロックすると、ロック直後のインバータの温度が初期値として記憶され、ロック中にトルク指令値に応じてインバータのスイッチング素子に供給される電流に基づくスイッチング素子の発熱量が演算され、初期値に加算されてスイッチング素子の温度が推定されることが開示されている。 In Patent Document 2, as a control device for a synchronous motor, when the synchronous motor is locked, the temperature of the inverter immediately after the lock is stored as an initial value, and the current supplied to the switching element of the inverter according to the torque command value during the lock It is disclosed that the calorific value of the switching element based on the above is calculated and added to the initial value to estimate the temperature of the switching element.
三相回転電機がロック状態となると、特定の相に電流集中が生じる。これを抑制する方法の１つは、駆動電流を制限し、出力トルクを制限することである。他の方法としては、電流集中が生じる特定の相以外の相にも強制的に電流を流し、特定の相のコイルの温度上昇を抑制することが行われる。後者の方法では、強制的に他の相に電流を流すために、回転方向にトルクが発生する。車両に搭載される回転電機の場合には、車両が前後に揺れることがあり、ドライバビリティが低下する。 When the three-phase rotating electric machine is locked, current concentration occurs in a specific phase. One way to suppress this is to limit the drive current and limit the output torque. As another method, a current is forcibly supplied to phases other than the specific phase where current concentration occurs to suppress the temperature increase of the coil of the specific phase. In the latter method, torque is generated in the rotational direction in order to force a current to flow through the other phase. In the case of a rotating electrical machine mounted on a vehicle, the vehicle may swing back and forth, resulting in a decrease in drivability.
本発明の目的は、回転電機がロックしたときに、回転電機のコイルの保護と、電流集中抑制処理を行うことで生じる車両のドライバビリティの低下とのバランスを図ることを可能とする車両搭載用回転電機の駆動制御システムを提供することである。 An object of the present invention is for mounting on a vehicle that makes it possible to balance the protection of a coil of a rotating electrical machine and the reduction in vehicle drivability caused by performing current concentration suppression processing when the rotating electrical machine is locked. It is providing the drive control system of a rotary electric machine.
本発明に係る車両搭載用回転電機の駆動制御システムは、車両に搭載される複数相駆動回転電機と、回転電機に対するトルク指令値に基づき、駆動回路を駆動する駆動指令部と、回転電機がロック状態か否かを予め定めた判定基準に基づいて判定するロック判定部と、回転電機がロック状態となったときの回転電機コイルの温度であるロック開始時コイル温度を取得するコイル温度取得部と、ロック状態となったときの出力トルク値に基づいてロック可能時間を算出するロック可能時間算出部と、ロック開始時コイル温度に関連付けて、ロック可能時間を補正する補正係数を記憶する記憶部と、ロック可能時間と補正係数とに基づいて、ロック可能時間を補正するロック可能時間補正部と、を備えることを特徴とする。 A drive control system for an on-vehicle rotating electrical machine according to the present invention includes a multi-phase driving rotating electrical machine mounted on a vehicle, a drive command unit that drives a drive circuit based on a torque command value for the rotating electrical machine, and the rotating electrical machine is locked. A lock determination unit that determines whether or not the state is based on a predetermined determination criterion, and a coil temperature acquisition unit that acquires a coil temperature at the start of locking that is the temperature of the rotating electrical machine coil when the rotating electrical machine is in a locked state; A lockable time calculation unit that calculates the lockable time based on the output torque value when the lock state is established, and a storage unit that stores a correction coefficient for correcting the lockable time in association with the coil temperature at the start of the lock; And a lockable time correction unit for correcting the lockable time based on the lockable time and the correction coefficient.
また、本発明に係る車両搭載用回転電機の駆動制御システムにおいて、記憶部は、さらに、ロック状態が解除されたとき、解除後の走行トルク値に関連付けて、ロック可能時間を回復させる回復係数を記憶し、回復係数を用いて、補正係数によって補正されたロック可能時間を回復させるロック可能時間回復部を備えることが好ましい。 Further, in the drive control system for a vehicle-mounted rotating electrical machine according to the present invention, the storage unit further includes a recovery coefficient for recovering the lockable time in association with the travel torque value after release when the locked state is released. It is preferable to provide a lockable time recovery unit that stores and recovers the lockable time corrected by the correction coefficient using the recovery coefficient.
上記構成により、回転電機制御システムは、ロック状態になったと判定されると、ロック可能時間、つまり、どれ位の時間、ロックしたままで問題が生じないかの可能時間を算出する。ロック可能時間は、ロック状態となった出力トルクに基づいて算出するので、コイルの発熱に対する保護を考慮している。そして、算出されたロック可能時間について、ロック開始時のコイル温度に基づいて、補正を行う。例えば、コイル温度が低い場合には、ロック可能時間を長くするように補正でき、コイル温度が高温のときはロック可能時間を短縮するように補正できる。これによって、コイル温度を考慮して、適切なロック可能時間とできる。このように、ロックしたままでロック時処理を行わずにドライバビリティを確保できる時間と、コイルの保護とのバランスを取ることができる。 With the above configuration, when it is determined that the rotating electrical machine control system is in the locked state, it calculates the lockable time, that is, how long the lockable time does not cause a problem. Since the lockable time is calculated based on the output torque in the locked state, protection against heat generation of the coil is taken into consideration. Then, the calculated lockable time is corrected based on the coil temperature at the start of locking. For example, when the coil temperature is low, it can be corrected to increase the lockable time, and when the coil temperature is high, the lockable time can be corrected to be shortened. Thus, an appropriate lockable time can be set in consideration of the coil temperature. In this way, it is possible to balance the time during which drivability can be ensured without performing the lock process while being locked, and the protection of the coil.
また、車両搭載用回転電機の駆動制御システムにおいて、さらに、ロック状態が解除されたとき、解除後の走行トルク値に関連付けて、ロック可能時間を回復させる。ロック状態が解除されるとコイル温度が低下するようにロック時処理が行われる。例えば、解除後の走行トルク値が小さいときは、コイル温度が十分低下するので、ロック可能時間の回復を多くでき、逆に解除後の走行トルク値が大きいときはコイル温度の低下が少ないので、ロック可能時間の回復を少なめにする。これによって、コイル保護を図りつつ、ドライバビリティを確保できる。 Further, in the drive control system for the on-vehicle rotating electrical machine, when the locked state is further released, the lockable time is recovered in association with the travel torque value after the release. When the locked state is released, a lock process is performed so that the coil temperature decreases. For example, when the travel torque value after release is small, the coil temperature sufficiently decreases, so that the recovery of the lockable time can be increased, and conversely, when the travel torque value after release is large, the coil temperature does not decrease much, Less recovery of lockable time. As a result, drivability can be ensured while protecting the coil.
以下に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。以下では、回転電機として、車両に搭載される三相同期型回転電機を説明するが、車両搭載以外に用いられるものでもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, a three-phase synchronous rotating electric machine mounted on a vehicle will be described as the rotating electric machine, but may be used other than mounting on the vehicle.
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。 Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.
図１は、回転電機制御システム１０の構成を示す図である。回転電機制御システム１０は、車両に搭載される回転電機２０の動作制御を行うシステムであるが、ここでは、特に回転電機２０がロック状態になるときの制御を行う機能を有する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a rotating electrical
回転電機制御システム１０は、回転電機２０と、回転電機２０に接続されるインバータ回路３０と、車両に対するトルク要求等に応じてインバータ回路３０を駆動する駆動指令部４０と、これらの要素の動作を全体として制御する制御装置５０を含んで構成される。
The rotating electrical
回転電機２０は、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）であって、インバータ回路３０から電力が供給されるときはモータとして機能する三相同期型回転電機である。なお、図示されていないエンジンによる駆動時、あるいはハイブリッド車両の制動時には発電機として機能する。
The rotating
回転電機２０は、三相コイルを有している。図１でＵとして示されるのがＵ相コイル、Ｖとして示されるのがＶ相コイル、Ｗとして示されるのがＷ相コイルである。各相コイルのそれぞれの一方端はインバータ回路３０に接続され、それぞれの他方端は相互に接続されて中性点Ｎとなる。
The rotating
回転電機２０に設けられるコイル温度センサ２２は、各相コイルの温度であるコイル温度θを検出するコイル温度検出手段である。回転電機２０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを含むので、コイル温度センサ２２は、３つのセンサで構成される。コイル温度センサ２２の検出データは、適当な信号線を介して制御装置５０に伝送される。
The
回転電機２０に設けられる角速度取得部２４は、回転電機２０の角速度ωを取得して、制御装置５０に伝送する機能を有する。角速度取得部２４としては、回転電機２０のロータの回転角度を検出するレゾルバを用い、回転角度から角速度ωを算出して取得するものとできる。その他に、回転電機２０に回転速度センサを設けて、回転速度から角速度ωを算出して取得してもよい。
The angular
インバータ回路３０は、回転電機２０に接続される駆動回路で、複数のスイッチング素子と逆接続ダイオード等を含んで構成され、交流電力と直流電力との間の電力変換を行う機能を有する。すなわち、インバータ回路３０は、回転電機２０をモータとして機能させるときは、図示されていない蓄電装置側からの直流電力を交流三相駆動電力に変換し、回転電機２０に交流駆動電力として供給する直交変換機能を有する。なお、回転電機２０を発電機として機能させるときは、回転電機２０からの交流三相回生電力を直流電力に変換し、蓄電装置側に充電電流として供給する交直変換機能を有する。
The
インバータ回路３０は、図１に示されるように、２つのスイッチング素子を直列接続し、それぞれのスイッチング素子に並列にダイオードを逆接続したものを１つのスイッチングアームとして、正極側母線と負極側母線の間に３つのスイッチングアームを並列に接続した構成を有する。各スイッチングアームにおいて、２つのスイッチング素子の接続点は、それぞれ、回転電機２０の各相コイルの一方端に接続される。
As shown in FIG. 1, the
図１では、最も左側のスイッチングアームが回転電機２０のＵ相コイルの一方端に接続されるので、これをＵ相スイッチングアームとして、Ｕの符号を付した。同様に、図１の中央のスイッチングアームをＶ相スイッチングアームとしてＶの符号を付し、最も右側のスイッチングアームをＷ相スイッチングアームとしてＷの符号を付した。各スイッチング素子のオンオフ制御によって回転電機２０の各相コイルに流れる電流を制御できるが、その内容の詳細については後述する。
In FIG. 1, the leftmost switching arm is connected to one end of the U-phase coil of the rotating
ここで、ユーザの車両の走行に関する要求は、車両のアクセル４２の踏み度、ブレーキ４４の踏み度等によって与えられる。このユーザの要求は、制御装置５０によって、回転電機２０に対する角速度指令値ω*４６、トルク指令値Ｔ*４８に換算されて、駆動指令部４０に与えられる。
Here, the request | requirement regarding driving | running | working of a user's vehicle is given by the stepping degree of the
駆動指令部４０は、トルク指令値Ｔ*４８に基づいて、ベクトル制御に用いられるｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値を求め、この電流指令値に基づいて、インバータ回路３０の各スイッチング素子のオンオフ制御信号を生成する。すなわち、駆動指令部４０は、駆動回路であるインバータ回路３０を駆動する制御信号を生成する機能を有する。
The
具体的には、次のような処理が行われる。すなわち、まず、図示されていない電流取得センサ等によって各相電流値を取得し、取得された各相電流値をｄ軸電流値とｑ軸電流値に変換し、変換された現在実際に流れているｄ軸電流値とｄ軸電流指令値の差である電流偏差を求め、同様に、実際に流れているｑ軸電流値とｑ軸電流指令値の差である電流偏差を求める。そして、これらの電流偏差をゼロとするようなｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値を求める比例積分制御が行われる。求められたｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値は、Ｕ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値、Ｗ相電圧指令値に変換される。このようにして求められる各相電圧指令値に基づいて、インバータ回路３０を構成する６つのスイッチング素子に対するオンオフ指令が生成される。
Specifically, the following processing is performed. That is, first, each phase current value is acquired by a current acquisition sensor or the like (not shown), and each acquired phase current value is converted into a d-axis current value and a q-axis current value. A current deviation which is a difference between the d-axis current value and the d-axis current command value is obtained, and similarly, a current deviation which is a difference between the q-axis current value actually flowing and the q-axis current command value is obtained. Then, proportional-integral control for obtaining the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value so that these current deviations are zero is performed. The obtained d-axis voltage command value and q-axis voltage command value are converted into a U-phase voltage command value, a V-phase voltage command value, and a W-phase voltage command value. On / off commands for the six switching elements constituting the
例えば、Ｕ相スイッチングアームの正極側母線に接続されるスイッチング素子をオンさせ、Ｖ相スイッチングアームの負極側母線に接続されるスイッチング素子をオンさせ、Ｗ相スイッチングアームの負極側母線に接続されるスイッチング素子をオンさせ、他の３つのスイッチング素子はオフとする。このときは、回転電機２０のＵ相コイルから中性点Ｎに向かって電流が流れ、中性点からＶ相コイルとＷ相コイルに半分ずつ電流が流れ出す。
For example, the switching element connected to the positive bus on the U phase switching arm is turned on, the switching element connected to the negative bus on the V phase switching arm is turned on, and connected to the negative bus on the W phase switching arm. The switching element is turned on and the other three switching elements are turned off. At this time, a current flows from the U-phase coil of the rotating
同様に、Ｖ相スイッチングアームの正極側母線に接続されるスイッチング素子をオンさせ、Ｕ相スイッチングアームの負極側母線に接続されるスイッチング素子をオンさせ、Ｗ相スイッチングアームの負極側母線に接続されるスイッチング素子をオンさせ、他の３つのスイッチング素子はオフとする。このときは、回転電機２０のＶ相コイルから中性点Ｎに向かって電流が流れ、中性点からＵ相コイルとＷ相コイルに半分ずつ電流が流れ出す。
Similarly, the switching element connected to the positive bus on the V phase switching arm is turned on, the switching element connected to the negative bus on the U phase switching arm is turned on, and connected to the negative bus on the W phase switching arm. The other switching elements are turned on and the other three switching elements are turned off. At this time, a current flows from the V-phase coil of the rotating
また、Ｗ相スイッチングアームの正極側母線に接続されるスイッチング素子をオンさせ、Ｕ相スイッチングアームの負極側母線に接続されるスイッチング素子をオンさせ、Ｖ相スイッチングアームの負極側母線に接続されるスイッチング素子をオンさせ、他の３つのスイッチング素子はオフとする。このときは、回転電機２０のＷ相コイルから中性点Ｎに向かって電流が流れ、中性点からＵ相コイルとＶ相コイルに半分ずつ電流が流れ出す。
Also, the switching element connected to the positive side bus of the W phase switching arm is turned on, the switching element connected to the negative side bus of the U phase switching arm is turned on, and connected to the negative side bus of the V phase switching arm. The switching element is turned on and the other three switching elements are turned off. At this time, a current flows from the W-phase coil of the rotating
このように、各スイッチング素子を適当なタイミングでオンオフさせることで、回転電機２０の各相コイルに、電気角で互いに１２０度の位相差を有する各相電流を流すことができる。その様子を図２に示す。図２の横軸は電気角で、縦軸は各相電流値である。ここに示されるように、Ｕ相コイルに流れるＵ相電流と、Ｖ相コイルに流れるＶ相電流と、Ｗ相コイルに流れるＷ相電流とは、電気角で互いに１２０度の位相差を有する。
In this way, by turning on / off each switching element at an appropriate timing, each phase current having a phase difference of 120 degrees in electrical angle can be passed through each phase coil of the rotating
そして、Ｕ相電流値が最大値をとる電気角で、Ｖ相電流値とＷ相電流値とは、Ｕ相電流値と符号が逆で、１／２の値である。このときが、Ｕ相スイッチングアームの正極側母線に接続されるスイッチング素子をオンさせ、Ｖ相スイッチングアームの負極側母線に接続されるスイッチング素子をオンさせ、Ｗ相スイッチングアームの負極側母線に接続されるスイッチング素子をオンさせ、他の３つのスイッチング素子はオフとしたときに相当する。同様に、Ｖ相電流値が最大値をとる電気角で、Ｕ相電流値とＷ相電流値とは、Ｖ相電流値と符号が逆で、１／２の値である。また、Ｗ相電流値が最大値をとる電気角で、Ｕ相電流値とＶ相電流値とは、Ｕ相電流値と符号が逆で、１／２の値である。 The electrical angle at which the U-phase current value takes the maximum value, and the V-phase current value and the W-phase current value are ½ values with opposite signs to the U-phase current value. At this time, the switching element connected to the positive side bus of the U phase switching arm is turned on, the switching element connected to the negative side bus of the V phase switching arm is turned on, and connected to the negative side bus of the W phase switching arm. This corresponds to when the switching element to be turned on is turned on and the other three switching elements are turned off. Similarly, the electrical angle at which the V-phase current value takes the maximum value, and the U-phase current value and the W-phase current value are ½ values with opposite signs to the V-phase current value. In addition, the electrical angle at which the W-phase current value takes the maximum value, the U-phase current value and the V-phase current value are ½ values with opposite signs to the U-phase current value.
制御装置５０は、上記のように、アクセル４２の踏み度、ブレーキ４４の踏み度等を取得して、角速度指令値ω*４６、トルク指令値Ｔ*４８を生成する機能を有する。これによって、回転電機制御システム１０を構成する各要素の動作を全体として制御することができる。この全体制御の機能に加えて、ここでは、回転電機２０がロック状態になったときのロック時制御を行う機能を有する。かかる制御装置５０としては、車両搭載に適したコンピュータを用いることができる。
As described above, the
ロック時制御としては、特定の相のコイルに過度の電流集中が起こることを抑制してコイルの保護を行いつつ、車両のドライバビリティを確保する制御を行う。ここで、車両のドライバビリティの確保とは、コイルの保護を行う制御によって、車両のドライバビリティが低下することを抑制することである。例えば、電流集中抑制処理として、電流集中が生じる特定の相以外の相にも強制的に電流を流し、特定の相のコイルの温度上昇を抑制する処理を行うと、車両が前後に揺れることがあり、ドライバビリティが低下する。したがって、ロック時制御としては、コイルの電流集中抑制処理が必要になるまで、ロック状態とするが、そのロック状態が可能な期間であるロック可能期間をできるだけ確保する制御を行う。 As the control at the time of locking, control for ensuring drivability of the vehicle is performed while suppressing excessive current concentration in the coil of a specific phase to protect the coil. Here, ensuring the drivability of the vehicle means suppressing the drivability of the vehicle from being lowered by the control for protecting the coil. For example, as a current concentration suppression process, if a process is performed in which a current is forcibly supplied to a phase other than a specific phase where current concentration occurs and a temperature increase of a coil of a specific phase is suppressed, the vehicle may shake back and forth. Yes, drivability is reduced. Therefore, as the control at the time of lock, the locked state is kept until the coil current concentration suppressing process is required, but control is performed to ensure as much as possible the lockable period, which is the period during which the locked state is possible.
ロック時制御のために、制御装置５０は、回転電機２０がロック状態か否かを予め定めた判定基準に基づいて判定するロック判定部５２と、回転電機２０がロック状態となったときの回転電機コイルの温度であるロック開始時コイル温度を取得するコイル温度取得部５４と、ロック状態となったときの出力トルク値Ｔ1に基づいてロック可能時間ｔ1を算出するロック可能時間算出部５６と、ロック開始時コイル温度θに関連付けた補正係数αを用いてロック可能時間ｔ1を補正するロック可能時間補正部５８と、ロック状態が解除されたとき、解除後の走行トルク値に関連付けた回復係数βを用いて補正されたロック可能時間αｔ1を回復させるロック可能時間回復部６０を含んで構成される。
For the control at the time of locking, the
かかる機能は、ソフトウェアを実行することで実現できる。具体的には、回転電機制御プログラムに含まれるロック時制御プログラムを実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。 Such a function can be realized by executing software. Specifically, it can be realized by executing a lock time control program included in the rotating electrical machine control program. Some of these functions may be realized by hardware.
制御装置５０に接続される記憶部７０は、回転電機制御プログラムを格納する機能を有する記憶装置である。ここでは特に、ロック時制御のために、３つの関係ファイル７２，７４，７６を記憶する。１つ目は、出力トルク値Ｔ1とロック可能時間ｔ1の関係を示すロック可能時間関係ファイル７２である。２つ目は、コイル温度θと補正係数αの関係を示す補正係数関係ファイル７４である。３つ目は、ロック解除後の走行トルク値Ｔ2と回復係数の関係を示す回復係数関係ファイル７６である。
The
これらの関係ファイル７２，７４，７６は、関係ファイル７２，７６のように２つの状態量の関係を示すマップ形式でもよく、関係ファイル７４のようにルックアップテーブル形式でもよい。また、これらの他、２つの状態量の間の関係を示す関係式の形式、一方の状態量を入力すると他方の状態量が出力されるＲＯＭ形式等を用いることができる。
These relationship files 72, 74, 76 may be in a map format indicating the relationship between two state quantities like the relationship files 72, 76, or may be in a look-up table format like the
上記構成の作用、特に、制御装置５０の各機能について、図３から図６を用いて詳細に説明する。図３は、制御装置５０で実行されるロック時制御の手順を示すフローチャートである。図４から図６は、記憶部７０に記憶され、図３の手順で用いる関係ファイル７２，７４，７６を示す図である。
The operation of the above configuration, in particular, each function of the
回転電機制御プログラムが立ち上がり、ロック時制御プログラムの実行が始まると、ロック時制御ロック判定がなされたか否かが判断される（Ｓ１０）。この工程は、制御装置５０のロック判定部５２の機能によって実行される。具体的には、回転電機２０がロック状態か否かを予め定めた判定基準に基づいて判定する。ロック状態と判断されると、ロック判定となる。回転電機２０がロック状態とされる判定基準としては、（トルク指令値Ｔ*が連続許容トルク値を超えること）ＡＮＤ（インバータ出力電流値が電流集中判定閾値を超えること）ＡＮＤ（回転電機２０の角速度ωが所定の値未満であること）を用いることができる。最後の条件は、広義のロック状態を示している。ロック判定後、この３つの条件の１つでも欠けるような処理を行うと、ロック解除となる。
When the rotating electrical machine control program is started and execution of the lock time control program is started, it is determined whether or not the lock time control lock determination has been made (S10). This step is executed by the function of the
Ｓ１０が肯定されると、次に、ロック状態となったときの出力トルク値Ｔ1に基づいてロック可能時間ｔ1が算出される（Ｓ１２）。この工程は、制御装置５０のロック可能時間算出部５６の機能によって実行される。ロック可能時間ｔ1は、コイルの電流集中抑制処理が必要になるまで、ロック状態とするが、そのロック状態が可能な期間の長さである。ロック可能時間は、ロック時の出力トルク値Ｔ1が小さいほど長く、Ｔ1が大きいほど短くなる。そこで、予め、当該ハイブリッド車両について、ロック可能時間ｔ1とロック時出力トルク値Ｔ1の関係を求めておけば、その関係を用いて、ロック時出力トルク値Ｔ1からロック可能時間ｔ1を算出できる。
If S10 is affirmed, next, the lockable time t 1 is calculated based on the output torque value T 1 when the lock state is established (S12). This step is executed by the function of the lockable time calculation unit 56 of the
図４は、ロック時出力トルク値Ｔ1とロック可能時間ｔ1の関係を示す図である。この関係は、関係ファイル７２として、記憶部７０に記憶される。図４から分かるように、ロック時出力トルク値Ｔ1が大きくなるに従って、ロック可能時間ｔ1が短く設定される。これによって、コイルの保護が図られる。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the locked output torque value T 1 and the lockable time t 1 . This relationship is stored in the
Ｓ１２において、ロック可能時間ｔ1が算出されると、つぎに、ロック開始時のコイル温度θが取得される。この手順は、制御装置５０のコイル温度取得部５４の機能によって実行される。具体的には、コイル温度センサ２２によって、各相コイルの温度が検出され、その中で、ロック時の該当コイルの温度が取得される。図２の例では、Ｕ相コイルの温度がロック開始時のコイル温度θとして取得される。ロック開始時のコイル温度θが取得されると、その温度に基づいて、ロック可能時間ｔ1の補正が行われる（Ｓ１４）。この工程は、制御装置５０のロック可能時間補正部５８の機能によって実行される。
When the lockable time t 1 is calculated in S12, the coil temperature θ at the start of lock is then acquired. This procedure is executed by the function of the coil
ロック時出力トルク値Ｔ1が同じでも、コイル温度θが低いときと高いときとを比べると、電流集中抑制処理が必要になるまでの時間は、前者の方が長く、後者の方が短い。そこで、出力トルク値Ｔ1とロック可能時間ｔ1の算出に用いられる標準温度に対して、コイル温度の高低に応じたロック可能時間ｔ1の伸縮に関する補正係数を予め求めておけば、その関係を用いて、ロック時出力トルク値Ｔ1からロック可能時間ｔ1を算出できる。 Even when the output torque value T 1 at the time of locking is the same, the time until the current concentration suppression processing is required is longer in the former and shorter in the latter when the coil temperature θ is low and high. Therefore, if a correction coefficient relating to expansion / contraction of the lockable time t 1 according to the coil temperature is obtained in advance with respect to the standard temperature used for calculating the output torque value T 1 and the lockable time t 1 , the relationship is obtained. Can be used to calculate the lockable time t 1 from the locked output torque value T 1 .
図５は、ロック開始時のコイル温度θと、標準温度を６０℃としたときの補正係数αの関係を示す図である。この関係は、関係ファイル７４として、記憶部７０に記憶される。図５によれば、コイル温度θが−４０℃のときは、補正係数α＝２．５であるので、補正後のロック可能時間αｔ1＝２．５ｔ1となる。また、コイル温度θが＋１２０℃のときは、補正係数α＝０．５であるので、補正後のロック可能時間αｔ1＝０．５ｔ1となる。このように、補正係数αを導入することで、ロックの可能な時間を適切なものとでき、コイルの保護と、電流集中抑制制御によるドライバビリティ低下の抑制とのバランスを取ることができる。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the coil temperature θ at the start of locking and the correction coefficient α when the standard temperature is 60 ° C. This relationship is stored in the
つぎに、ロック判定からの時間経過であるロック経過時間を、補正後ロック可能時間から減算する（Ｓ１６）。これにより、残っている補正後ロック可能時間が求められる。そして、ユーザによるロック解除があるか否かが判断される（Ｓ１８）。通常は、途中でユーザがロック解除をしないので、Ｓ１８が否定され、そのままロック状態が継続し、Ｓ１６の減算が継続する。そして、減算後ロック可能時間＝０となると、電流集中抑制処理が行われる（Ｓ２２）。例えば、車両が前後に揺れることがあり、ドライバビリティが低下するが、電流集中が生じる特定の相以外の相にも強制的に電流を流し、特定の相のコイルの温度上昇を抑制することが行われる。 Next, the lock elapsed time, which is the elapsed time from the lock determination, is subtracted from the corrected lockable time (S16). Thereby, the remaining post-correction lockable time is obtained. Then, it is determined whether or not there is unlocking by the user (S18). Normally, since the user does not release the lock on the way, S18 is denied, the locked state continues as it is, and the subtraction of S16 continues. Then, when the lockable time after subtraction becomes zero, current concentration suppression processing is performed (S22). For example, although the vehicle may swing back and forth, drivability is reduced, current may be forced to flow in a phase other than the specific phase where current concentration occurs to suppress the temperature rise of the coil of the specific phase. Done.
Ｓ１８で判断が肯定されると、これは、補正後ロック可能時間が残っているうちに、ユーザによってロック解除が行われた状態であるので、電流集中抑制が行われる。ロック解除後の走行トルク値Ｔ2が大きいほど、コイルの電流集中が緩和され、コイルの温度が低下する。すなわち、ロックの可能な時間に余裕ができる。そこで、補正後ロック可能時間の回復処理が行われる（Ｓ２４）。この工程は、制御装置５０のロック可能時間回復部６０の機能によって実行される。回復の限度は、Ｓ１４で計算された補正後ロック可能時間αＴ1までである。
If the determination in step S18 is affirmative, this is a state in which the lock is released by the user while the post-correction lockable time remains, and thus current concentration is suppressed. The greater the running torque value T 2 after unlocking, the less the current concentration in the coil and the lower the coil temperature. That is, there is a margin in the time that can be locked. Therefore, a recovery process for the lockable time after correction is performed (S24). This step is executed by the function of the lockable time recovery unit 60 of the
解除後の走行トルク値が小さいときは、コイル温度が十分低下するので、ロックの可能な時間の余裕が大きくなり、逆に解除後の走行トルク値が大きいときはコイル温度の低下が少ないので、ロックの可能な時間の余裕が少なめとなる。ロックの可能な時間の余裕度を、補正後ロック可能時間αｔ1の回復係数βとして示すとすると、予め、解除後の走行トルク値Ｔ2と回復係数の関係βを求めておくことができる。そして求めておいた関係を用いることで、解除後の走行トルク値Ｔ2から回復係数βを算出できる。 When the travel torque value after release is small, the coil temperature is sufficiently lowered, so there is a large margin of time that can be locked, and conversely, when the travel torque value after release is large, there is little decrease in the coil temperature, There is less time available for locking. Assuming that the margin of the lockable time is shown as the recovery coefficient β of the post-correction lockable time αt 1 , the relation β between the travel torque value T 2 after release and the recovery coefficient can be obtained in advance. Then, by using the obtained relationship, the recovery coefficient β can be calculated from the travel torque value T 2 after release.
図６は、ロック解除後走行トルク値Ｔ2と回復係数βの関係を示す図である。この関係は、関係ファイル７６として、記憶部７０に記憶される。図６から分かるように、ロック解除後出力トルク値Ｔ2が大きくなるに従って、回復係数βが小さく設定される。これによって、コイルの保護が図られる。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the travel torque value T 2 after unlocking and the recovery coefficient β. This relationship is stored in the
本発明に係る車両搭載用回転電機の駆動制御システムは、車両搭載用回転電機の制御に利用できる。 The drive control system for a vehicle-mounted rotating electrical machine according to the present invention can be used for controlling the vehicle-mounted rotating electrical machine.
１０ 回転電機制御システム、２０ 回転電機、２２ コイル温度センサ、２４ 角速度取得部、３０ インバータ回路、４０ 駆動指令部、４２ アクセル、４４ ブレーキ、５０ 制御装置、５２ ロック判定部、５４ コイル温度取得部、５６ ロック可能時間算出部、５８ ロック可能時間補正部、６０ ロック可能時間回復部、７０ 記憶部、７２，７４，７６ 関係ファイル。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
回転電機に対するトルク指令値に基づき、駆動回路を駆動する駆動指令部と、
回転電機がロック状態か否かを予め定めた判定基準に基づいて判定するロック判定部と、
回転電機がロック状態となったときの回転電機コイルの温度であるロック開始時コイル温度を取得するコイル温度取得部と、
ロック状態となったときの出力トルク値に基づいてロック可能時間を算出するロック可能時間算出部と、
ロック開始時コイル温度に関連付けて、ロック可能時間を補正する補正係数を記憶する記憶部と、
ロック可能時間と補正係数とに基づいて、ロック可能時間を補正するロック可能時間補正部と、
を備えることを特徴とする車両搭載用回転電機の駆動制御システム。 A multi-phase drive rotating electrical machine mounted on a vehicle;
A drive command unit for driving the drive circuit based on a torque command value for the rotating electrical machine;
A lock determination unit that determines whether or not the rotating electrical machine is in a locked state based on a predetermined determination criterion;
A coil temperature acquisition unit that acquires a coil temperature at the start of locking, which is the temperature of the rotating electrical machine coil when the rotating electrical machine is in a locked state;
A lockable time calculating unit that calculates a lockable time based on an output torque value when the lock state is entered;
A storage unit that stores a correction coefficient for correcting the lockable time in association with the coil temperature at the start of locking;
A lockable time correction unit that corrects the lockable time based on the lockable time and the correction coefficient;
A drive control system for a vehicle-mounted rotating electrical machine.
記憶部は、さらに、
ロック状態が解除されたとき、解除後の走行トルク値に関連付けて、ロック可能時間を回復させる回復係数を記憶し、
回復係数を用いて、補正係数によって補正されたロック可能時間を回復させるロック可能時間回復部を備えることを特徴とする車両搭載用回転電機の駆動制御システム。 The drive control system for a vehicle-mounted rotating electrical machine according to claim 1,
The storage unit
When the locked state is released, the recovery coefficient for recovering the lockable time is stored in association with the travel torque value after release,
A drive control system for a vehicle-mounted rotating electrical machine, comprising: a lockable time recovery unit that recovers a lockable time corrected by a correction coefficient using a recovery coefficient.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014188264A2 (en) | 2013-05-21 | 2014-11-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device of rotating electric machine and method for controlling the same |
| US9148082B2 (en) | 2013-05-21 | 2015-09-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device and control method |
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| US12021472B2 (en) | 2021-05-17 | 2024-06-25 | Nissan Motor Co., Ltd. | Method and device including estimating maximum winding temperature and control |
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- 2011-04-22 JP JP2011095829A patent/JP2012228131A/en not_active Withdrawn
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