JP5621581B2 - トルク異常検知装置および輸送機器 - Google Patents
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Description
また、センサ等の新たな装置を追加する必要がないので、コストを低減できる。なお「第1数式モデル」は、負荷トルクを推定可能な任意の数式を適用してよい。
さらに、簡単な演算を行うだけで負荷トルクを推定できる。なお「動力源出力トルク」は、動力源の出力トルクを意味する。
実施の形態1は、トルク異常検知装置の概要について、図1を参照しながら説明する。図1(A)には発明の構成例を模式図で示す。図1(B)〜図1(D)には機構的な接続の一例をそれぞれ示す。
T=Pn{Φiq+(Ld−Lq)idiq}…(2)
実施の形態2は、回転電機およびトルク発生源の双方を動力源として利用(走行)するハイブリッドカー(スプリット方式)の一例である車両に適用する。当該実施の形態2は図2〜図7を参照しながら説明する。図2には車両(輸送機器)の第1構成例を模式図で示す。図3には主に動力伝達手段の第1構成例を模式図で示す。図4には回転電機(動力源)の制御例をブロック線図で示す。図5には負荷トルク異常検知処理の手続き例をフローチャートで示す。図6には異常原因判定処理の第1手続き例をフローチャートで示す。図7には異常原因判定処理の第2手続き例をフローチャートで示す。なお、実施の形態1で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態3は、回転電機およびトルク発生源の双方を動力源として利用(走行)するハイブリッドカー(パラレル方式)の一例である車両に適用する。当該実施の形態3は図8を参照しながら説明する。図8には車両(輸送機器)の第2構成例を模式図で示す。図9には主に動力伝達手段の第2構成例を模式図で示す。なお、実施の形態1,2で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態4は、回転電機およびトルク発生源の双方を動力源として利用するハイブリッドカー(シリーズ方式)の一例である車両に適用する。当該実施の形態4は図10を参照しながら説明する。図10には車両(輸送機器)の第3構成例を模式図で示す。なお、実施の形態1〜3で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態5は、回転電機のみを動力源として利用(走行)する電気自動車の一例である車両に適用する。当該実施の形態4は図11,図12を参照しながら説明する。図11には車両(輸送機器)の第4構成例を模式図で示す。図12には異常原因判定処理の第3手続き例をフローチャートで示す。なお、実施の形態1〜4で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態1〜5に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
11 角加速度検知手段
11a,11b 回転数検知手段
12 負荷トルク推定手段
12a,12b 出力トルク検知手段
13 負荷トルク異常検知手段
13a トルク発生源出力トルク検知手段
13b 異常原因判定手段
13c 作動停止手段
20 トルク発生源
20a 負荷
21 熱機関(動力源,トルク発生源,負荷)
30,30a,50,55 動力伝達手段
40 回転電機(動力源)
41 電動機(回転電機)
42 電動発電機(回転電機)
51,53 クラッチ
52,54 トランスミッション
60 システム外部
61 車輪(システム外部)
100,300,400,500 車両(輸送機器)
110 バッテリ(蓄電放電手段)
120 発電機
130 PCU
131 インバータ(電力変換回路)
140 動力分割機構
200 ECU(外部装置)
201,203 加合手段(回転数制御手段)
202 PI制御手段(回転数制御手段)
204 トルク制御手段(回転数制御手段)
205 電流センサ(出力トルク検知手段)
206 出力トルク演算手段(出力トルク検知手段)
207 レゾルバ(回転数検知手段)
208 回転数演算手段(回転数検知手段)
Td 負荷トルク
To 動力源出力トルク
Tio トルク発生源出力トルク(動力源出力トルク)
Tmo 電動機出力トルク(動力源出力トルク)
ts 負荷トルク異常検知期間(一定期間)
Claims (15)
- 回転電機のみを動力源とするか、回転電機およびトルク発生源の双方を動力源とし、システム外部との動力の伝達を遮断可能な動力伝達手段を用い、前記動力源に掛かる負荷トルクの異常を検知するトルク異常検知装置において、
前記動力源に掛かる負荷トルクを推定する負荷トルク推定手段と、
前記システム外部からの影響を受けなくするために前記動力伝達手段によって前記システム外部との動力の伝達を切断する状態で、前記負荷トルク推定手段によって推定される負荷トルクに基づいて前記動力源に掛かる負荷トルクの異常を検知する負荷トルク異常検知手段とを有し、
前記負荷トルク推定手段は、前記動力源についての軸の慣性モーメント、減衰係数、角加速度、動力源出力トルクを用いて定義する数式である第1数式モデルを演算して前記負荷トルクを推定することを特徴とするトルク異常検知装置。 - 前記動力源出力トルクは、トルク検知装置によって検知されるトルクを含むことを特徴とする請求項1に記載のトルク異常検知装置。
- 前記動力源出力トルクは、第2数式モデルを演算して推定することを特徴とする請求項1に記載のトルク異常検知装置。
- 前記動力源出力トルクは、前記回転電機を流れる電流の電流値を引数とするマップを用いて推定することを特徴とする請求項1に記載のトルク異常検知装置。
- 前記動力源出力トルクには、指令されるトルク指令値を用いることを特徴とする請求項1に記載のトルク異常検知装置。
- 前記負荷トルク異常検知手段が前記負荷トルク推定手段によって推定される負荷トルクが所定範囲外になって異常の発生を検知するとき、前記動力源の作動を停止する動力源作動停止手段を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のトルク異常検知装置。
- 前記負荷トルク異常検知手段が前記負荷トルク推定手段によって推定される負荷トルクが所定範囲外になって異常の発生を検知するとき、前記動力源および前記動力源を備える輸送機器のうちで一方または双方の作動を停止するシステム作動停止手段を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のトルク異常検知装置。
- 前記負荷トルク異常検知手段は、
前記トルク発生源の出力トルクであるトルク発生源出力トルクを検知するトルク発生源出力トルク検知手段と、
前記動力源に掛かる負荷トルクの異常を検知するとき、異常が発生する原因となった部分を判定する異常原因判定手段と、
を有することを特徴とする請求項6または7に記載のトルク異常検知装置。 - 前記異常原因判定手段は、前記動力源出力トルクに基づいて推定される負荷トルクと、前記トルク発生源出力トルク検知手段によって検知されるトルク発生源出力トルクとの差分の絶対値が、所定値未満であれば前記トルク発生源に異常が発生したと判断し、前記所定値以上であれば軸の系に異常が発生したと判断することを特徴とする請求項8に記載のトルク異常検知装置。
- 前記動力源出力トルクは、トルク検知装置によって検知されるトルクを含むことを特徴とする請求項9に記載のトルク異常検知装置。
- 前記動力源出力トルクは、前記第2数式モデルを演算して推定することを特徴とする請求項9に記載のトルク異常検知装置。
- 前記動力源出力トルクは、前記回転電機を流れる電流の電流値を引数とするマップを用いて推定することを特徴とする請求項9に記載のトルク異常検知装置。
- 前記負荷トルク異常検知手段は、前記負荷トルクの異常を一定期間以上連続して検知する場合にのみ、前記動力源に掛かる負荷トルクに異常が発生したと検知することを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載のトルク異常検知装置。
- 前記負荷トルク推定手段によって推定される負荷トルクを用いて制御量を補正することによって、前記回転電機の回転数を指令された回転数に追従するように制御する回転数制御手段を有することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のトルク異常検知装置。
- 請求項1から14のいずれか一項に記載のトルク異常検知装置と、前記動力源と、を有することを特徴とする輸送機器。
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