JP4207728B2

JP4207728B2 - Control device for motor for driving vehicle

Info

Publication number: JP4207728B2
Application number: JP2003322502A
Authority: JP
Inventors: 健登竹内; 栄治高須
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2023-09-16
Also published as: JP2005094867A

Description

本発明は、車両を駆動するモータの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a motor that drives a vehicle.

この種の車両を駆動するモータの制御装置としては、車両を駆動するモータのトルクを制御するトルク制御手段と、車両のストール状態を検出するストール検出手段とを備えてなり、このストール検出手段によって車両のストール状態が検出された場合には、トルク制御手段がモータのトルクを低減するように制御するものが知られている。 The motor control device for driving this type of vehicle includes a torque control means for controlling the torque of the motor for driving the vehicle, and a stall detection means for detecting the stall state of the vehicle. When a stalled state of a vehicle is detected, it is known that a torque control unit performs control so as to reduce motor torque.

このような装置の一形式として、ストール状態が検出された場合に、車両の後退速度又は加速度が所定速度以下となるように走行用モータのトルクを低減制御し、さらにストール状態の継続に関する許容時間を走行用モータに付与されているトルクに基づき設定し、この設定された許容時間を越えてストール状態が継続している場合にのみ上記低減制御を実行するものがある（特許文献１参照）。これにより、低減制御によって車両が後退しこれに伴ってモータのロータが回転して通電相が切り替わることにより、通電相が特定の一相に集中するのを防止している。 As one type of such a device, when a stalled state is detected, the torque of the traveling motor is reduced and controlled so that the reverse speed or acceleration of the vehicle is equal to or less than a predetermined speed, and the allowable time for continuing the stalled state Is set based on the torque applied to the traveling motor, and the above reduction control is executed only when the stalled state has been exceeded beyond the set allowable time (see Patent Document 1). Accordingly, the energized phase is prevented from concentrating on a specific phase by the vehicle being moved backward by the reduction control and the rotor of the motor being rotated accordingly to switch the energized phase.

また、他の一形式として、モータ５がロック状態（ストール状態）にあると判定された場合には（ステップＳ１１，１２）、インバータ回路のスイッチング素子の接合温度最大値Ｔ_JMAXに対応する制限トルクτｒを演算し（ステップＳ２７）、制限トルクτｒがモータトルク指定値τｃより小さく、かつ、位相領域が前回と同じ場合には、制限トルクτｒから変位トルクΔτを減算して、リミットトルクＴＬをΔτずつ低減し（ステップＳ２９〜Ｓ３７）、これにより位相領域を変化させ、ロック状態を解除しているものがある（特許文献２参照）。
特開平７−３３６８０７号公報（段落番号００１５〜００２１、図１）特開平１１−２１５６８７号公報（段落番号００２０〜００２９、図２） As another form, when it is determined that the motor 5 is in the locked state (stall state) (steps S11 and S12), the limit torque corresponding to the maximum junction temperature T _JMAX of the switching element of the inverter circuit τr is calculated (step S27), and when the limit torque τr is smaller than the motor torque specified value τc and the phase region is the same as the previous time, the displacement torque Δτ is subtracted from the limit torque τr to obtain the limit torque TL by Δτ Some of them are gradually reduced (steps S29 to S37), thereby changing the phase region and releasing the locked state (see Patent Document 2).
JP-A-7-336807 (paragraph numbers 0015 to 0021, FIG. 1) JP-A-11-215687 (paragraph numbers 0020 to 0029, FIG. 2)

上記前半の制御装置においては、モータのトルク低減処理によって通電相が特定の一相に集中するのを防止することができる。しかしながら、各相の温度とは関係なくトルク指令値の大きさとその継続時間に基づいてモータトルクを低減してしまうため、トルク低減処理によって電流の集中する通電相が温度の上昇していない相に変化したとしても、モータトルクを低減し続けることになり、車両の走行性能が低下してしまう。また、後半の制御装置においては、電流の集中する通電相が変化したことによってモータトルクの低減制御を止めることができるものの、検出した温度の最大値に基づいて低減制御を行っているため、電流の集中する通電相が変化したとしても、通電され温度が上昇した相の温度によってモータトルクの低減が行われることとなる。したがって、電流の集中した通電相に比べて温度上昇の少ない他の２相に切り換ったとしてもモータトルクが制限されてしまい、車両の走行性能が低下してしまう。 In the control device in the first half, the energized phase can be prevented from concentrating on a specific phase by the torque reduction process of the motor. However, since the motor torque is reduced based on the magnitude of the torque command value and its duration, regardless of the temperature of each phase, the energized phase where current is concentrated by the torque reduction process is changed to a phase where the temperature does not rise. Even if it changes, the motor torque will continue to be reduced, and the running performance of the vehicle will deteriorate. In the latter half of the control device, although the motor torque reduction control can be stopped by changing the energized phase in which the current is concentrated, the reduction control is performed based on the detected maximum temperature value. Even if the energized phase in which the temperature is concentrated changes, the motor torque is reduced by the temperature of the phase in which the energized temperature is increased. Therefore, even if switching to another two phases where the temperature rise is small compared to the energized phase where current is concentrated, the motor torque is limited and the running performance of the vehicle is degraded.

そこで本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、モータの全相の温度を均一に上昇させることにより、ストール状態の車両の走行性能、走行フィールを向上することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and aims to improve the running performance and running feel of a stalled vehicle by uniformly raising the temperature of all phases of the motor. To do.

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、車両を駆動するモータのトルクを制御するトルク制御手段と、車両のストール状態を検出するストール検出手段とを備えてなり、このストール検出手段によって車両のストール状態が検出された場合には、トルク制御手段がモータのトルクを低減するように制御する車両を駆動するモータの制御装置において、モータの複数相の交流電流を供給する各巻線の温度をそれぞれ検出する温度検出手段と、この温度検出手段によって検出された各巻線の温度のうち最大温度と最小温度の温度差を算出する温度差算出手段とをさらに備え、車両がストール状態であり、かつ、温度差が所定温度以上である場合には、トルク制御手段はモータのトルクを低減するように制御を行うことである。 In order to solve the above-described problem, the structural feature of the invention described in claim 1 includes torque control means for controlling the torque of a motor for driving the vehicle, and stall detection means for detecting the stall state of the vehicle. When the stall detection means detects the vehicle stall state, the torque control means controls the motor to control the motor to reduce the torque of the motor. Temperature detecting means for detecting the temperature of each winding for supplying current; and temperature difference calculating means for calculating a temperature difference between the maximum temperature and the minimum temperature among the temperatures of the respective windings detected by the temperature detecting means. When the vehicle is in a stalled state and the temperature difference is equal to or higher than a predetermined temperature, the torque control means performs control so as to reduce the motor torque. It is.

請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、トルク制御手段は温度差算出手段によって算出された温度差に応じて算出されるトルク制限率に応じて前記モータのトルクを低減するように制御することである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the torque control unit is configured to control the torque of the motor according to a torque limiting rate calculated according to the temperature difference calculated by the temperature difference calculation unit. It is to control to reduce.

請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１または請求項２において、車両のストール状態が開始した時点から所定時間内においてはトルク制御手段によるトルク低減制御を禁止することである。 The structural feature of the invention described in claim 3 is that, in claim 1 or claim 2, torque reduction control by the torque control means is prohibited within a predetermined time from the start of the stalled state of the vehicle. .

請求項４に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、トルクの変化率になましを設けたことである。 The structural feature of the invention described in claim 4 is that, in any one of claims 1 to 3, the torque change rate is smoothed.

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、温度差算出手段は温度検出手段によって検出された各巻線の温度のうち最大温度と最小温度の温度差を算出し、そして、車両が登坂路などにおいてストール状態であり、かつ、温度差が所定温度以上である場合には、トルク制御手段はモータのトルクを低減するように制御し、車両が後退することによって、電流の集中している通電相が変化することで、各巻線の温度のうち最大温度の相の温度が低下する。次いで他の相に電流が集中することでその通電相の温度が上昇する。したがって、車両が登坂路上でほぼ停止状態にある場合には、モータの各相が最大でも所定温度の差をもって平均的に上昇するので、１相に集中して電流を流し続ける場合と比較して長時間にわたってモータのトルクを維持することができる。これにより、ストール状態の車両の走行性能、走行フィールを向上することができる。 In the invention according to claim 1 configured as described above, the temperature difference calculating means calculates the temperature difference between the maximum temperature and the minimum temperature among the temperatures of the windings detected by the temperature detecting means, and the vehicle When the road is stalled and the temperature difference is equal to or higher than a predetermined temperature, the torque control means controls to reduce the motor torque, and the current is concentrated by the vehicle moving backward. By changing the energized phase, the temperature of the maximum temperature phase among the temperatures of the windings is lowered. Next, the current concentrates on the other phase, so that the temperature of the energized phase increases. Therefore, when the vehicle is almost stopped on the uphill road, each phase of the motor rises on average with a difference in the predetermined temperature at the maximum, so compared with the case where the current continues to flow concentrated on one phase. The motor torque can be maintained for a long time. As a result, the running performance and running feel of the stalled vehicle can be improved.

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、トルク制御手段は温度差算出手段によって算出された温度差に応じて算出されるトルク制限率に応じてモータのトルクを低減するように制御するので、適切にモータのトルクを低減することができる。 In the invention according to claim 2 configured as described above, the torque control means controls to reduce the torque of the motor according to the torque limit rate calculated according to the temperature difference calculated by the temperature difference calculation means. Therefore, the torque of the motor can be appropriately reduced.

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、車両のストール状態が開始した時点から所定時間内においてはトルク制御手段によるトルク低減制御を禁止する。これによれば、トルク制御手段によるトルク低減制御が終了した後であって最大温度と最小温度の温度差が所定温度以上開いている場合、車両のストール状態が開始した時点から所定時間内においてはトルク制御手段によるトルク低減制御を禁止するので、連続してトルクを低減することがなくなるため、車両の登坂性能が向上する。 In the invention according to claim 3 configured as described above, torque reduction control by the torque control means is prohibited within a predetermined time from the time when the stall state of the vehicle starts. According to this, after the torque reduction control by the torque control means is completed and the temperature difference between the maximum temperature and the minimum temperature is more than the predetermined temperature, the vehicle is not activated within a predetermined time from the start of the vehicle stall state. Since torque reduction control by the torque control means is prohibited, the torque is not continuously reduced, so that the climbing performance of the vehicle is improved.

上記のように構成した請求項４に係る発明においては、トルクの変化率になましを設けたので、各相の温度が制限温度に達しても徐々にトルクが低減されるため、急激なトルク変動による不快なショックを抑制することができる。 In the invention according to claim 4 configured as described above, since the torque change rate is smoothed, the torque is gradually reduced even when the temperature of each phase reaches the limit temperature. Unpleasant shock due to fluctuations can be suppressed.

以下、図１〜図３を参照して本発明に係る車両を駆動するモータの制御装置の一実施の形態について説明する。図１は、この制御装置が適用された車両の構成を示すブロック図である。 Hereinafter, an embodiment of a motor control device for driving a vehicle according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle to which the control device is applied.

この車両は、駆動源としてモータ１０を備えているいわゆる電気自動車であり、モータ１０の駆動によって走行する。このモータ１０は三相交流モータであり、三相すなわちＵ相、Ｖ相およびＷ相へ交流電流を供給する各巻線１１，１２，１３が巻き付けられたステータ（図示省略）を有している。各巻線１１，１２，１３はインバータ回路２１に接続されており、インバータ回路２１は直流電源としてのバッテリ２２から供給される直流電圧を交流電圧に変換して、この交流電圧をＵ相、Ｖ相およびＷ相の各巻線１１，１２，１３へ順次供給している。この各相への交流電流の供給によって、モータ１０が駆動される。 This vehicle is a so-called electric vehicle including a motor 10 as a drive source, and travels by driving the motor 10. This motor 10 is a three-phase AC motor, and has a stator (not shown) around which windings 11, 12, and 13 that supply AC current to the three-phase, that is, the U-phase, V-phase, and W-phase are wound. Each winding 11, 12, 13 is connected to an inverter circuit 21. The inverter circuit 21 converts a DC voltage supplied from a battery 22 serving as a DC power source into an AC voltage, and converts the AC voltage into a U phase and a V phase. And sequentially supplied to the W-phase windings 11, 12, and 13. The motor 10 is driven by the supply of alternating current to each phase.

各巻線１１，１２，１３内には、それぞれの温度を測定（実測）するための温度センサ１１ａ，１２ａ，１３ａが埋設されている。各温度センサ１１ａ，１２ａ，１３ａが検出した各巻線１１，１２，１３内の温度すなわちＵ相温度、Ｖ相温度、Ｗ相温度は、制御装置３０に送出されている。 Temperature sensors 11a, 12a, and 13a for measuring (actually measuring) the respective temperatures are embedded in the windings 11, 12, and 13, respectively. The temperatures in the windings 11, 12, 13 detected by the temperature sensors 11 a, 12 a, 13 a, that is, the U-phase temperature, the V-phase temperature, and the W-phase temperature are sent to the control device 30.

制御装置３０には、モータ１０の位相角度を検出する回転センサ３１、および車両のアクセル（図示省略）の開度を検出するアクセル開度センサ３２が接続されている。回転センサ３１は検出したモータ１０の位相角度を制御装置３０に送出し、制御装置３０は、位相角度に基づいてモータ１０の回転数を算出する。アクセル開度センサ３２は検出したアクセル開度を制御装置３０に送出する。制御装置３０は、モータ１０の回転数およびアクセル開度に基づいてモータ１０のトルク指令値Ｔａを決定してインバータ回路２１に送出し、インバータ回路２１はトルク指令値Ｔａに応じた交流電流をモータ１０に供給する。 A rotation sensor 31 that detects the phase angle of the motor 10 and an accelerator opening sensor 32 that detects the opening of a vehicle accelerator (not shown) are connected to the control device 30. The rotation sensor 31 sends the detected phase angle of the motor 10 to the control device 30, and the control device 30 calculates the rotation speed of the motor 10 based on the phase angle. The accelerator opening sensor 32 sends the detected accelerator opening to the control device 30. The control device 30 determines a torque command value Ta of the motor 10 based on the number of revolutions of the motor 10 and the accelerator opening, and sends the torque command value Ta to the inverter circuit 21. The inverter circuit 21 generates an alternating current according to the torque command value Ta. 10 is supplied.

制御装置３０は、マイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。ＣＰＵは、図２のフローチャートに対応したプログラムを実行して、モータ１０の三層の最大温度と最小温度の温度差を算出し、車両がストール状態であり、かつ算出した温度差が所定温度以上である場合に、トルクを低減するものであり、ＲＯＭは前記プログラムを記憶するものであり、ＲＡＭは制御に関する演算値を一時的に記憶するものである。 The control device 30 includes a microcomputer (not shown), and the microcomputer includes an input / output interface, a CPU, a RAM, and a ROM (all not shown) connected through a bus. The CPU executes a program corresponding to the flowchart of FIG. 2, calculates the temperature difference between the maximum temperature and the minimum temperature of the three layers of the motor 10, the vehicle is in a stalled state, and the calculated temperature difference is equal to or greater than a predetermined temperature. In this case, the torque is reduced, the ROM stores the program, and the RAM temporarily stores calculation values related to control.

次に、上記のように構成した車両を駆動するモータの制御装置の動作を図２のフローチャートに沿って説明する。制御装置３０は、車両のイグニションスイッチ（図示省略）がオン状態にあるとき、上記フローチャートに対応したプログラムを所定の短時間毎に実行する。制御装置３０は、図２のステップ１００にてプログラムの実行を開始する度に、入力したアクセル開度、および算出したモータ１０の回転数に基づいてトルク指令値Ｔａを算出し（ステップ１０２）、トルク制限率Ｒｔｌをクリアする（ステップ１０４）。 Next, the operation of the motor control apparatus for driving the vehicle configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. When the ignition switch (not shown) of the vehicle is in an on state, the control device 30 executes a program corresponding to the above flowchart every predetermined short time. The control device 30 calculates a torque command value Ta based on the input accelerator opening and the calculated rotation speed of the motor 10 every time the program execution is started in step 100 of FIG. 2 (step 102). The torque limit rate Rtl is cleared (step 104).

そして、車両がストール状態でない非ストール状態である場合には、制御装置３０は、ステップ１０６、１０８にてそれぞれ「ＮＯ」と判定した後、ステップ１１０にてストールフラグを「ＯＦＦ」とし、ステップ１１２にてタイマＴをクリアする。制御装置３０は、ステップ１１４にて、ステップ１０２によって算出したトルク指令値Ｔａをインバータ回路２１に出力して同トルク指令値Ｔａに応じたトルクにてモータ１０を制御する。すなわち、制御装置３０は通常のトルク制御を行うことになる。その後、プログラムをステップ１１６に進めて一旦終了する。 If the vehicle is in a non-stall state other than the stall state, the control device 30 determines “NO” in steps 106 and 108, then sets the stall flag to “OFF” in step 110, and step 112. To clear timer T. In step 114, control device 30 outputs torque command value Ta calculated in step 102 to inverter circuit 21, and controls motor 10 with torque according to torque command value Ta. That is, the control device 30 performs normal torque control. Thereafter, the program is advanced to step 116 and temporarily terminated.

なお、ステップ１０６において、制御装置３０は、車両がストール状態であるか否かを検出している。すなわち、ステップ１０２にて使用したモータ回転数Ｎの絶対値｜Ｎ｜が所定値Ｎ０（例えば１００ｒｐｍ）以下であり、かつ、ステップ１０２にて算出したトルク指令値Ｔａの絶対値｜Ｔａ｜が所定値Ｔｎ以上であり、かつ、ストールフラグが「ＯＦＦ」である場合には、車両がストール状態であると判定し、それ以外の場合には、車両が非ストール状態であると判定する。 In step 106, the control device 30 detects whether or not the vehicle is in a stalled state. That is, the absolute value | N | of the motor rotation speed N used in step 102 is not more than a predetermined value N0 (for example, 100 rpm), and the absolute value | Ta | of the torque command value Ta calculated in step 102 is predetermined. When the value is equal to or greater than the value Tn and the stall flag is “OFF”, it is determined that the vehicle is in a stalled state. In other cases, it is determined that the vehicle is in a non-stall state.

次に、車両のストール状態が検出されると、制御装置３０は、ステップ１０６にて「ＹＥＳ」と判定し、ステップ１１８において、タイマＴのカウントアップを開始し、ストールフラグを「ＯＮ」とする。そして、制御装置３０は、ストール状態の検出開始時点（タイマＴのカウントアップ開始時点）から所定時間Ｔ０以上経過するまでは、ステップ１０８、１２２にてそれぞれ「ＹＥＳ」、「ＮＯ」と判定し続ける。すなわち、制御装置３０は、ストール状態の検出開始時点から所定時間Ｔ０以上経過するまでは、ステップ１０２〜１０８、１２２、１１４，１１６の処理を繰り返し実行する。 Next, when the stall state of the vehicle is detected, the control device 30 determines “YES” in step 106, starts counting up the timer T in step 118, and sets the stall flag to “ON”. . The control device 30 continues to determine “YES” and “NO” in steps 108 and 122, respectively, until a predetermined time T0 or more has elapsed from the detection start time of the stall state (time when the timer T starts counting up). . That is, the control device 30 repeatedly executes the processes of steps 102 to 108, 122, 114, and 116 until a predetermined time T0 or more has elapsed from the detection start point of the stall state.

そして、制御装置３０は、ストール状態の検出開始時点から所定時間Ｔ０以上経過すると、ステップ１２２にて「ＹＥＳ」と判定し、ステップ１２４にてモータ１０の三相の各温度のうち最大温度と最小温度の温度差Ｔｄを算出する。具体的には、入力されたＵ相温度、V相温度およびＷ相温度のうち最大温度と最小温度を決定し、これら最大および最小温度の差を温度差Ｔｄとして算出する。 Then, when a predetermined time T0 or more has elapsed from the detection start time of the stall state, the control device 30 determines “YES” in step 122, and in step 124, the maximum temperature and the minimum temperature among the three-phase temperatures of the motor 10. A temperature difference Td between the temperatures is calculated. Specifically, the maximum temperature and the minimum temperature are determined from the input U-phase temperature, V-phase temperature, and W-phase temperature, and the difference between these maximum and minimum temperatures is calculated as the temperature difference Td.

ステップ１２４にて算出された温度差Ｔｄが所定温度Ｔｈ０以上となるまでは、制御装置３０は、ステップ１２６にて「ＮＯ」と判定し続ける。すなわち、ステップ１０２〜１０８、１２２〜１２６、１１４，１１６の処理を繰り返し実行する。 Until the temperature difference Td calculated in step 124 becomes equal to or higher than the predetermined temperature Th0, the control device 30 continues to determine “NO” in step 126. That is, the processes of steps 102 to 108, 122 to 126, 114, and 116 are repeatedly executed.

そして、制御装置３０は、温度差Ｔｄが所定温度Ｔｈ０以上となると、ステップ１２６にて「ＹＥＳ」と判定し、低減したトルクを算出する。具体的には、ステップ１２８にて、算出された温度差Ｔｄに応じたトルク制限率Ｒｔｌを下記数１により算出する。ステップ１３０にて、算出されたトルク制限率Ｒｔｌをステップ１０２にて算出されたトルク指令値Ｔａに乗算して新たなトルク指令値Ｔｂを算出する。

このトルク制限率Ｒｔｌは、図３に示すように、温度差０から第１温度差までは１００％に、第１温度差から第２温度差までは所定の比率にて徐々に小さくなり、第２温度差からは０％になるように設定されている。また、トルク制限率Ｒｔ１には、なましが設けられており、すなわち、トルク変化率を制限するフィルタが設けられているため、温度差が急激に大きくなり、トルクを大きく低減する必要があった場合でも、トルクを徐々に低下するようにしている。 Then, when the temperature difference Td becomes equal to or higher than the predetermined temperature Th0, the control device 30 determines “YES” in step 126 and calculates a reduced torque. Specifically, in step 128, the torque limiting rate Rtl corresponding to the calculated temperature difference Td is calculated by the following formula 1. In step 130, the calculated torque limit rate Rtl is multiplied by the torque command value Ta calculated in step 102 to calculate a new torque command value Tb.

As shown in FIG. 3, the torque limiting rate Rtl gradually decreases at a predetermined ratio from the temperature difference 0 to the first temperature difference to 100% and from the first temperature difference to the second temperature difference. It is set to be 0% from two temperature differences. Further, the torque limit rate Rt1 is provided with an annealing, that is, a filter for limiting the torque change rate is provided, so that the temperature difference increases rapidly and the torque needs to be greatly reduced. Even in this case, the torque is gradually reduced.

そして、制御装置３０は、プログラムをステップ１１４に進めて、ステップ１３０によって算出したトルク指令値Ｔｂをインバータ回路２１に出力して同トルク指令値Ｔｂに応じたトルクにてモータ１０を制御する。すなわち、制御装置３０はモータ１０のトルクを低減する低減制御を行うことになる。その後、プログラムをステップ１１６に進めて一旦終了する。 Then, the control device 30 advances the program to step 114, outputs the torque command value Tb calculated in step 130 to the inverter circuit 21, and controls the motor 10 with the torque corresponding to the torque command value Tb. That is, the control device 30 performs reduction control for reducing the torque of the motor 10. Thereafter, the program is advanced to step 116 and temporarily terminated.

次に、上述した作動を行う制御装置を適用した車両の動作を図４を参照して説明する。図４はタイムチャートであり、上から順番にモータ１０の各相の温度、トルク指令値、車両の位置、モータ１０の回転数、車両の状態を表している。 Next, the operation of the vehicle to which the control device that performs the above-described operation is applied will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a time chart showing the temperature of each phase of the motor 10, the torque command value, the position of the vehicle, the number of rotations of the motor 10, and the state of the vehicle in order from the top.

登坂路上の車両が自重による後退とモータ１０のトルクによる前進とのバランスがとれて時刻ｔ０にストール状態になると、制御装置３０は上記のようにストール状態を検出し、タイマＴのカウントアップを開始する。そして、ストール状態の検出時点から所定時間Ｔ０が経過する時刻ｔ１までは、温度差Ｔｄの算出を禁止する。また、このストール状態が、Ｕ相に電流が流れる状態（Ｕ相が通電相）にてモータ１０が停止状態であるとすると、ストール状態開始とともにＵ相温度が上昇する。これに伴ってＶ相温度、W相温度もU相温度ほどではないが上昇する。 When the vehicle on the uphill road balances the backward movement due to its own weight and the forward movement due to the torque of the motor 10 and enters the stall state at time t0, the control device 30 detects the stall state as described above and starts counting up the timer T. To do. The calculation of the temperature difference Td is prohibited until the time t1 when the predetermined time T0 elapses after the stall state is detected. Further, when the stall state is a state in which a current flows in the U phase (the U phase is an energized phase) and the motor 10 is in a stopped state, the U phase temperature rises as the stall state starts. Along with this, the V-phase temperature and the W-phase temperature also rise, although not as high as the U-phase temperature.

最大温度であるＵ相温度と最小温度であるＷ相温度との温度差Ｔｄが広がって、時刻ｔ２にて、この温度差ＴｄがＴｈ０に達すると、制御装置３０は、時刻ｔ２までのトルク指令値より低減されたトルク指令値を算出して（ステップ１２８，１３０）、そのトルク指令値にてモータ１０を制御する（ステップ１１４）。したがって、モータ１０のトルクが低減されるので、時刻ｔ２までバランスが取れていた車両は下がってしまい、モータ１０は逆回転する。つまり、車両は、時刻ｔ０からｔ３までの間、ストール状態にある。また、モータ１０の回転によりＵ相のみに通電される状態が解除されて、Ｕ相温度の上昇は緩やかになる。 When the temperature difference Td between the U-phase temperature, which is the maximum temperature, and the W-phase temperature, which is the minimum temperature, is widened, and the temperature difference Td reaches Th0 at time t2, the control device 30 causes the torque command up to time t2. The torque command value reduced from the value is calculated (steps 128 and 130), and the motor 10 is controlled with the torque command value (step 114). Accordingly, since the torque of the motor 10 is reduced, the vehicle that has been balanced until the time t2 is lowered, and the motor 10 rotates in the reverse direction. That is, the vehicle is in a stalled state from time t0 to time t3. Further, the state in which only the U phase is energized by the rotation of the motor 10 is released, and the rise in the U phase temperature becomes moderate.

車両が下がることによってモータ１０が逆回転し、時刻ｔ３にてモータ回転数Ｎが所定値−Ｎ０以下となると、車両は非ストール状態であると判定されるので、モータ１０のトルク制御も通常の制御に戻る（ステップ１０２〜１０６、１０８〜１１６）。これにより、モータのトルクが増大するので車両の後退が徐々に少なくなり、すなわちモータ回転数Ｎが０に近づいていく。 When the vehicle moves down, the motor 10 rotates in the reverse direction, and when the motor rotation speed N becomes equal to or less than the predetermined value −N0 at time t3, the vehicle is determined to be in a non-stall state. Return to control (steps 102-106, 108-116). As a result, the motor torque increases, so that the backward movement of the vehicle gradually decreases, that is, the motor rotation speed N approaches zero.

そして、時刻ｔ４にてモータ回転数Ｎが所定値−Ｎ０以上となり、車両が再びストール状態になると、制御装置３０は上記のようにストール状態を検出し、タイマＴのカウントアップを開始する。そして、ストール状態の検出時点から所定時間Ｔ０が経過する時刻ｔ６までは、温度差Ｔｄの算出を禁止する。また、時刻ｔ５にてモータ１０の回転が停止する。このとき、Ｗ相に電流が流れる状態にてモータ１０が停止状態であるとすると、モータ回転停止とともにＷ相温度が上昇する。 When the motor rotation speed N becomes equal to or greater than the predetermined value −N0 at time t4 and the vehicle is again in the stalled state, the control device 30 detects the stalled state as described above and starts counting up the timer T. The calculation of the temperature difference Td is prohibited until the time t6 when the predetermined time T0 elapses from the time when the stall state is detected. Further, the rotation of the motor 10 stops at time t5. At this time, if the motor 10 is in a stopped state in a state where current flows in the W phase, the W phase temperature rises as the motor stops rotating.

三相の温度のうち最大温度と最小温度との温度差Ｔｄが広がって、時刻ｔ７にて、この温度差ＴｄがＴｈ０に達すると、制御装置３０は、時刻ｔ７までのトルク指令値より低減されたトルク指令値を算出して（ステップ１２８，１３０）、そのトルク指令値にてモータ１０を制御する（ステップ１１４）。したがって、モータ１０のトルクが低減されるので、時刻ｔ７までバランスが取れていた車両は下がってしまい、モータ１０は逆回転する。つまり、車両は、時刻ｔ４からｔ８までの間、ストール状態にある。また、モータ１０の回転によりＷ相のみに通電される状態が解除されて、Ｗ相温度の上昇は緩やかになる。 When the temperature difference Td between the maximum temperature and the minimum temperature of the three-phase temperatures widens and this temperature difference Td reaches Th0 at time t7, the control device 30 is reduced from the torque command value up to time t7. The torque command value is calculated (steps 128 and 130), and the motor 10 is controlled by the torque command value (step 114). Accordingly, since the torque of the motor 10 is reduced, the vehicle that has been balanced until time t7 is lowered, and the motor 10 rotates in the reverse direction. That is, the vehicle is in a stalled state from time t4 to t8. Further, the state in which only the W phase is energized is released by the rotation of the motor 10, and the rise in the W phase temperature becomes moderate.

車両が下がることによってモータ１０が逆回転し、時刻ｔ８にてモータ回転数Ｎが所定値−Ｎ０以下となると、車両は非ストール状態であると判定されるので、モータ１０のトルク制御も通常の制御に戻る（ステップ１０２〜１０６、１０８〜１１６）。これにより、車両の後退が徐々に少なくなり、すなわちモータ回転数Ｎが０に近づいていく。 When the vehicle is lowered, the motor 10 rotates in the reverse direction, and when the motor rotation speed N becomes equal to or less than the predetermined value −N0 at time t8, the vehicle is determined to be in a non-stall state. Return to control (steps 102-106, 108-116). As a result, the backward movement of the vehicle gradually decreases, that is, the motor rotation speed N approaches zero.

そして、時刻ｔ９にてモータ回転数Ｎが所定値−Ｎ０以上となり、車両が再びストール状態になると、制御装置３０は上記のようにストール状態を検出し、タイマＴのカウントアップを開始する。そして、ストール状態の検出時点から所定時間Ｔ０が経過する時刻までは、温度差Ｔｄの算出を禁止する。また、時刻ｔ１０にてモータ１０の回転が停止する。 When the motor rotation speed N becomes equal to or greater than the predetermined value −N0 at time t9 and the vehicle is in a stalled state again, the control device 30 detects the stalled state as described above and starts counting up the timer T. The calculation of the temperature difference Td is prohibited from the time when the stall state is detected until the time when the predetermined time T0 elapses. Further, the rotation of the motor 10 stops at time t10.

そして、上述したストール状態と非ストール状態を繰り返しながら、三相の温度が上昇し、それらのうち少なくともいずれか一つの温度が制限温度Ｔｓに達すると、モータ１０のトルクがモータ保護のために制限される。モータ１０のトルクが低減されることにより、三相の温度が制限温度Ｔｓより低下した時、モータのトルク制限が解除される。なお、制限温度Ｔｓはモータの保護温度に設定されている。 When the three-phase temperature rises while repeating the stalled state and the non-stalled state described above and at least one of them reaches the limit temperature Ts, the torque of the motor 10 is limited to protect the motor. Is done. When the torque of the motor 10 is reduced, when the three-phase temperature falls below the limit temperature Ts, the motor torque limit is released. The limit temperature Ts is set to the protection temperature of the motor.

上述した説明から明らかなように、本実施の形態によれば、制御装置３０は、各温度センサ１１ａ，１２ａ，１３ａによって検出された各巻線の温度のうち最大温度と最小温度の温度差Ｔｄを算出し（ステップ１２４）、そして、車両が登坂路などにおいてストール状態であり、かつ、温度差Ｔｄが所定温度Ｔｈ０以上である場合には、モータ１０のトルクを低減するように制御し（ステップ１０６，１２６〜１３０，１１４）、車両が後退することによって、電流の集中している通電相が変化することで、各巻線の温度のうち最大温度の相の温度が低下する。次いで他の相に電流が集中することでその通電相の温度が上昇する。したがって、車両が登坂路上でほぼ停止状態にある場合には、モータの各相の温度が最大でも所定温度Ｔｈ０の差をもって平均的に上昇するので、１相に集中して電流を流し続ける場合と比較して長時間にわたってモータのトルクを維持することができる。これにより、ストール状態の車両の走行性能、走行フィールを向上することができる。 As is apparent from the above description, according to the present embodiment, the control device 30 calculates the temperature difference Td between the maximum temperature and the minimum temperature among the temperatures of the windings detected by the temperature sensors 11a, 12a, and 13a. When the vehicle is in a stalled state on an uphill road and the temperature difference Td is equal to or higher than the predetermined temperature Th0, control is performed to reduce the torque of the motor 10 (step 106). 126 to 130, 114), the energized phase in which the current is concentrated changes as the vehicle moves backward, so that the temperature of the maximum temperature phase among the temperatures of the windings is lowered. Next, the current concentrates on the other phase, so that the temperature of the energized phase increases. Therefore, when the vehicle is almost stopped on the uphill road, the temperature of each phase of the motor rises on average with a difference of the predetermined temperature Th0, so that the current continues to flow concentrated on one phase. In comparison, the torque of the motor can be maintained for a long time. As a result, the running performance and running feel of the stalled vehicle can be improved.

また、制御装置３０はステップ１２４によって算出された温度差Ｔｄに応じて算出されるトルク制限率Ｒｔｌに応じてモータ１０のトルクを低減するように制御するので、適切にモータのトルクを低減することができる。 Further, since the control device 30 performs control so as to reduce the torque of the motor 10 in accordance with the torque limit rate Rtl calculated in accordance with the temperature difference Td calculated in step 124, the motor torque can be appropriately reduced. Can do.

また、車両のストール状態が開始した時点から所定時間Ｔ０内においてはトルク低減制御を禁止するので、トルク低減制御が終了した後（例えば時刻ｔ３以降）であって最大温度と最小温度の温度差Ｔｄが所定温度Ｔｈ０以上開いている場合、車両のストール状態が開始した時点（例えば時刻ｔ４）から所定時間Ｔ０内においてはトルク低減制御を禁止するので、連続してトルクを低減することがなくなるため、車両の登坂性能が向上する。 Further, since the torque reduction control is prohibited within a predetermined time T0 from the time when the vehicle stall state starts, the temperature difference Td between the maximum temperature and the minimum temperature after the torque reduction control is finished (for example, after time t3). Is open at a predetermined temperature Th0 or more, torque reduction control is prohibited within a predetermined time T0 from the time when the vehicle stall state is started (for example, time t4), so that the torque is not continuously reduced. The climbing performance of the vehicle is improved.

また、トルクの変化率になましを設けたため、各相の温度が制限温度に達しても徐々にトルクが低減されるため、急激なトルク変動による不快なショックを抑制することができる。 Further, since the rate of change in torque is smoothed, the torque is gradually reduced even when the temperature of each phase reaches the limit temperature, so that unpleasant shock due to sudden torque fluctuations can be suppressed.

なお、上述した実施の形態においては、温度検出手段として、３つの巻線の温度をそれぞれ実測する３つの温度センサ１１ａ，１２ａ，１３ａを設けたが、全相のうちいずれか一相の温度を温度センサによって実測し、残りの相の温度を実測値に基づいて推定するようにしてもよい。これによれば、簡単な構成にて三相の温度をすべて検出することができる。 In the above-described embodiment, the three temperature sensors 11a, 12a, and 13a that measure the temperatures of the three windings are provided as temperature detection means. An actual measurement may be performed using a temperature sensor, and the temperature of the remaining phase may be estimated based on the actual measurement value. According to this, all three-phase temperatures can be detected with a simple configuration.

また、上述した実施の形態においては、モータ１０を三相の交流モータで構成するようにしたが、これに限らず、複数相の交流モータで構成するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the motor 10 is configured by a three-phase AC motor. However, the configuration is not limited thereto, and the motor 10 may be configured by a multi-phase AC motor.

本発明に係る車両を駆動するモータの制御装置の一実施の形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an embodiment of a control device for a motor for driving a vehicle according to the present invention. 図１の制御装置にて実行されるプログラムを表すフローチャートである。It is a flowchart showing the program performed with the control apparatus of FIG. トルク制限率を示す図である。It is a figure which shows a torque limiting rate. 図１の制御装置にて実行される作動を表すタイムチャートである。It is a time chart showing the operation | movement performed with the control apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０…モータ、１１…Ｕ相巻線、１１ａ，１２ａ，１３ａ…温度センサ、１２…Ｖ相巻線、１３…Ｗ相巻線、２１…インバータ回路、２２…バッテリ、３０…制御装置、３１…回転センサ、３２…アクセル開度センサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor, 11 ... U phase winding, 11a, 12a, 13a ... Temperature sensor, 12 ... V phase winding, 13 ... W phase winding, 21 ... Inverter circuit, 22 ... Battery, 30 ... Control device, 31 ... Rotation sensor, 32 ... accelerator opening sensor.

Claims

車両を駆動するモータのトルクを制御するトルク制御手段と、
前記車両のストール状態を検出するストール検出手段とを備えてなり、
該ストール検出手段によって前記車両のストール状態が検出された場合には、前記トルク制御手段が前記モータのトルクを低減するように制御する車両を駆動するモータの制御装置において、
前記モータの複数相の交流電流を供給する各巻線の温度をそれぞれ検出する温度検出手段と、
該温度検出手段によって検出された各巻線の温度のうち最大温度と最小温度の温度差を算出する温度差算出手段とをさらに備え、
前記車両がストール状態であり、かつ、前記温度差が所定温度以上である場合には、前記トルク制御手段は前記モータのトルクを低減するように制御することを特徴とする車両を駆動するモータの制御装置。 Torque control means for controlling the torque of a motor that drives the vehicle;
Comprising a stall detecting means for detecting a stall state of the vehicle,
When the stall detection unit detects the stall state of the vehicle, the torque control unit controls a motor that controls the motor so as to reduce the torque of the motor.
Temperature detecting means for detecting the temperature of each winding for supplying a plurality of phases of alternating current of the motor;
A temperature difference calculating means for calculating a temperature difference between the maximum temperature and the minimum temperature among the temperatures of the windings detected by the temperature detecting means;
When the vehicle is in a stalled state and the temperature difference is equal to or higher than a predetermined temperature, the torque control means performs control so as to reduce the torque of the motor. Control device.

請求項１において、前記トルク制御手段は前記温度差算出手段によって算出された温度差に応じて算出されるトルク制限率に応じて前記モータのトルクを低減するように制御することを特徴とする車両を駆動するモータの制御装置。 2. The vehicle according to claim 1, wherein the torque control unit performs control so as to reduce the torque of the motor according to a torque limiting rate calculated according to the temperature difference calculated by the temperature difference calculation unit. The motor control device that drives the motor.

請求項１または請求項２において、前記車両のストール状態が開始した時点から所定時間内においては前記トルク制御手段によるトルク低減制御を禁止することを特徴とする車両を駆動するモータの制御装置。 3. The control apparatus for a motor for driving a vehicle according to claim 1, wherein torque reduction control by the torque control means is prohibited within a predetermined time from the start of the stall state of the vehicle.

請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、トルクの変化率になましを設けたことを特徴とする車両を駆動するモータの制御装置。

The motor control device for driving a vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the torque change rate is smoothed.