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JP4760318B2 - Electric motor control device - Google Patents

Electric motor control device Download PDF

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JP4760318B2
JP4760318B2 JP2005326475A JP2005326475A JP4760318B2 JP 4760318 B2 JP4760318 B2 JP 4760318B2 JP 2005326475 A JP2005326475 A JP 2005326475A JP 2005326475 A JP2005326475 A JP 2005326475A JP 4760318 B2 JP4760318 B2 JP 4760318B2
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英博 山之内
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

本発明は、電動機の制御装置に関し、特に、電力変換器を介して電源からの電力が供給される電動機の駆動制御を行う制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device, and more particularly to a control device that performs drive control of a motor supplied with power from a power source via a power converter.

従来、電源からの電力を変換して電動機に供給するために、インバータ等の電力変換器が用いられている。電力変換器は、一般にスイッチング素子のスイッチング動作により電力変換を行うが、スイッチング動作に伴いスイッチング素子が発熱するため、スイッチング素子の過熱を抑止する必要がある。例えば下記特許文献1においては、電力変換器のスイッチング素子温度が高温状態にあり、素子温度の時間変化率が大きいときは、これに応じてモータのトルク指令を小さく設定している。この設定によりモータのトルクを小さくすることで、スイッチング素子の発熱量を少なくし、スイッチング素子の過熱を抑止している。   Conventionally, a power converter such as an inverter is used to convert electric power from a power source and supply it to an electric motor. The power converter generally performs power conversion by the switching operation of the switching element. However, since the switching element generates heat with the switching operation, it is necessary to suppress overheating of the switching element. For example, in Patent Document 1 below, when the switching element temperature of the power converter is in a high temperature state and the time change rate of the element temperature is large, the motor torque command is set small accordingly. By reducing the motor torque by this setting, the amount of heat generated by the switching element is reduced and overheating of the switching element is suppressed.

その他にも、下記特許文献2,3による電動機の制御装置が開示されている。   In addition, the control apparatus of the electric motor by the following patent documents 2 and 3 is disclosed.

特開平10−210790号公報JP-A-10-210790 特開2003−274509号公報JP 2003-274509 A 特開2005−20891号公報JP 2005-20891 A

電力変換器の過熱を抑止しながら電動機のトルクをより有効利用するためには、電力変換器が過熱しない範囲で電動機が大トルクをより長時間出力できることが望ましい。特許文献1においては、スイッチング素子が過熱しないようにスイッチング素子温度に応じてモータのトルクを調整しているが、モータのトルクが設定された上限値に達する状態でモータを駆動する許容時間を調整することや、モータのトルクを設定された上限値から減少させるときの時間減少率を調整することについては何ら示されていない。   In order to more effectively use the torque of the electric motor while suppressing overheating of the power converter, it is desirable that the electric motor can output a large torque for a longer time within a range where the power converter does not overheat. In Patent Document 1, the torque of the motor is adjusted according to the switching element temperature so that the switching element does not overheat, but the allowable time for driving the motor in a state where the motor torque reaches the set upper limit value is adjusted. Nothing is shown about adjusting the time reduction rate when reducing the motor torque from the set upper limit value.

本発明は、電力変換器の過熱を抑止しながら電動機が大トルクをより長時間出力することができる電動機の制御装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an electric motor control device that can output a large torque for a longer time while suppressing overheating of a power converter.

本発明に係る電動機の制御装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。   The motor control device according to the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.

本発明に係る電動機の制御装置は、電力変換器を介して電源からの電力が供給される電動機と、冷媒により電力変換器の冷却を行う冷却器と、を有する電動機駆動装置にて用いられる制御装置であって、冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部と、電動機のトルクが設定された上限値を超えないように電動機を駆動制御する駆動制御部と、電動機のトルクが前記上限値にほぼ一致する状態で電動機を駆動する許容時間を設定する許容時間設定部と、を備え、駆動制御部は、電動機のトルクが前記上限値にほぼ一致する状態が前記許容時間を超えた場合に、電動機のトルクを減少させるように電動機を駆動制御し、許容時間設定部は、冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度に応じて前記許容時間を変化させ、駆動制御部は、電動機のトルクが前記上限値にほぼ一致する状態が前記許容時間を超えた場合は、電動機のトルクを減少させるときの時間減少率を、冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度に応じて変化させることを要旨とする。 The motor control device according to the present invention is a control used in an electric motor drive device having an electric motor to which electric power from a power source is supplied via a power converter, and a cooler that cools the power converter with a refrigerant. A refrigerant temperature detection unit that detects the temperature of the refrigerant, a drive control unit that drives and controls the electric motor so that the torque of the electric motor does not exceed a set upper limit value, and the torque of the electric motor is approximately equal to the upper limit value. A permissible time setting unit that sets a permissible time for driving the electric motor in a state in which the motors match, and the drive control unit includes a motor when the state in which the torque of the motor substantially matches the upper limit value exceeds the permissible time. drives and controls the motor to reduce the torque of the permissible time setting unit alters the allowable time according to the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature detecting unit, the drive control unit, a torque of the motor before If the condition in which substantially coincides with the upper limit value exceeds the allowable time, and summarized in that a time reduction rate is varied in accordance with the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature detecting portion when reducing the torque of the electric motor To do.

本発明によれば、電動機のトルクが設定された上限値にほぼ一致する状態で電動機を駆動する許容時間を、電力変換器の冷却を行う冷媒の温度に応じて変化させることで、電力変換器が過熱しない範囲で電動機が上限値のトルクをより長時間出力することができる。したがって、電力変換器の過熱を抑止しながら電動機が大トルクをより長時間出力することができる。さらに、本発明によれば、駆動制御部は、電動機のトルクが前記上限値にほぼ一致する状態が前記許容時間を超えた場合は、電動機のトルクを減少させるときの時間減少率を、冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度に応じて変化させることで、電力変換器が過熱しない範囲で電動機のトルクの減少を必要最小限に抑えることができる。 According to the present invention, by changing the allowable time for driving the motor in a state where the torque of the motor substantially matches the set upper limit value according to the temperature of the refrigerant that cools the power converter, the power converter As long as the motor does not overheat, the motor can output the upper limit torque for a longer time. Therefore, the electric motor can output a large torque for a long time while suppressing overheating of the power converter. Further, according to the present invention, the drive control unit determines the time decrease rate when the motor torque is decreased when the state where the torque of the motor substantially matches the upper limit exceeds the allowable time, the refrigerant temperature By changing the temperature according to the temperature of the refrigerant detected by the detection unit, it is possible to minimize the decrease in the torque of the motor within a range where the power converter does not overheat.

本発明の一態様では、許容時間設定部は、冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度の低下に対して前記許容時間を増大させることが好適である。   In one aspect of the present invention, it is preferable that the permissible time setting unit increases the permissible time with respect to a decrease in the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detection unit.

本発明の一態様では、駆動制御部は、電動機のトルクが前記上限値にほぼ一致する状態が前記許容時間を超えた場合は、電動機のトルクを減少させるときの時間減少率を、冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度の低下に対して減少させることが好適である。
In one aspect of the present invention, the drive motion control unit, if the state in which the torque of the motor is substantially equal to said upper limit value exceeds the allowable time, the time rate of decrease when decreasing the torque of the electric motor, the refrigerant temperature It is preferable to reduce the temperature of the refrigerant detected by the detection unit.

また、本発明に係る電動機の制御装置は、電力変換器を介して電源からの電力が供給される電動機と、冷媒により電力変換器の冷却を行う冷却器と、を有する電動機駆動装置にて用いられる制御装置であって、冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部と、電動機のトルクが設定された上限値を超えないように電動機を駆動制御する駆動制御部と、を備え、駆動制御部は、電動機のトルクが前記上限値にほぼ一致する状態が設定時間を超えた場合に、電動機のトルクを減少させるように電動機を駆動制御するとともに、電動機のトルクの時間減少率を冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度に応じて変化させることを要旨とする。   The motor control device according to the present invention is used in an electric motor drive device having an electric motor to which electric power from a power source is supplied via a power converter, and a cooler that cools the power converter with a refrigerant. A refrigerant temperature detection unit that detects the temperature of the refrigerant, and a drive control unit that drives and controls the electric motor so that the torque of the electric motor does not exceed a set upper limit value. When the state in which the torque of the motor substantially matches the upper limit value exceeds the set time, the motor is driven and controlled so as to decrease the torque of the motor, and the time reduction rate of the torque of the motor is detected by the refrigerant temperature detection unit. The gist is to change the temperature according to the detected temperature of the refrigerant.

本発明によれば、電動機のトルクが設定された上限値にほぼ一致する状態が設定時間を超えた場合に、電動機のトルクを減少させるときの時間減少率を、電力変換器の冷却を行う冷媒の温度に応じて変化させることで、電力変換器が過熱しない範囲で電動機のトルクの減少を必要最小限に抑えることができる。したがって、電力変換器の過熱を抑止しながら電動機が大トルクをより長時間出力することができる。   According to the present invention, when the state in which the torque of the motor substantially matches the set upper limit value exceeds the set time, the time reduction rate when the motor torque is reduced is set to the refrigerant that cools the power converter. By changing according to the temperature of the motor, the reduction in the torque of the motor can be minimized as long as the power converter does not overheat. Therefore, the electric motor can output a large torque for a long time while suppressing overheating of the power converter.

本発明の一態様では、駆動制御部は、電動機のトルクが前記上限値にほぼ一致する状態が設定時間を超えた場合に、電動機のトルクの時間減少率を冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度の低下に対して減少させることが好適である。   In one aspect of the present invention, the drive control unit is a refrigerant in which the time decrease rate of the motor torque is detected by the refrigerant temperature detection unit when a state in which the motor torque substantially matches the upper limit value exceeds a set time. It is preferable to decrease the temperature with respect to the decrease in temperature.

本発明の一態様では、冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度に応じて前記上限値を変化させるトルク上限値設定部を備えることが好適である。   In one aspect of the present invention, it is preferable to include a torque upper limit setting unit that changes the upper limit value according to the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature detection unit.

本発明の一態様では、電力変換器は、インバータであることが好適である。   In one embodiment of the present invention, the power converter is preferably an inverter.

以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る電動機の制御装置を含むハイブリッド車両の駆動システムの概略構成を示す図である。本実施形態に係る制御装置は、以下に説明するモータ(電動機)10、インバータ12、及び冷却器18を有する電動機駆動装置にて用いられ、モータ10の駆動制御を行う。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a drive system for a hybrid vehicle including an electric motor control device according to an embodiment of the present invention. The control device according to the present embodiment is used in an electric motor drive device having a motor (electric motor) 10, an inverter 12, and a cooler 18 described below, and performs drive control of the motor 10.

エンジン(内燃機関)50の出力軸は、動力分配機構52に連結されている。動力分配機構52は、エンジン50の出力軸の他に、減速機14の入力軸及びジェネレータ(発電機)54の回転子と連結されている。ここでの動力分配機構52は、例えばリングギアとキャリアとサンギアとを有する遊星歯車機構により構成することができる。減速機14の出力軸は駆動輪19と連結されている。動力分配機構52は、エンジン50からの動力を駆動輪19及びジェネレータ54に分配する。動力分配機構52からジェネレータ54に分配された動力は、ジェネレータ54による発電電力に変換される。ジェネレータ54による発電電力については、インバータ12を介してモータ10に供給可能である。また、ジェネレータ54による発電電力をインバータ12を介してバッテリ16に回収することもできる。   An output shaft of the engine (internal combustion engine) 50 is connected to a power distribution mechanism 52. The power distribution mechanism 52 is connected to the input shaft of the speed reducer 14 and the rotor of the generator (generator) 54 in addition to the output shaft of the engine 50. Here, the power distribution mechanism 52 can be constituted by, for example, a planetary gear mechanism having a ring gear, a carrier, and a sun gear. The output shaft of the speed reducer 14 is connected to the drive wheels 19. The power distribution mechanism 52 distributes the power from the engine 50 to the drive wheels 19 and the generator 54. The power distributed from the power distribution mechanism 52 to the generator 54 is converted into power generated by the generator 54. The electric power generated by the generator 54 can be supplied to the motor 10 via the inverter 12. Further, the electric power generated by the generator 54 can be recovered to the battery 16 via the inverter 12.

直流電源として設けられたバッテリ16からの電力は、電力変換器として設けられたインバータ12により電力変換(直流から交流)が行われてからモータ10の巻線に供給される。モータ10は、インバータ12を介して巻線に供給された電力を回転子の動力に変換する。モータ10の回転子は減速機14の入力軸に連結されており、モータ10の動力は減速機14で減速されてから駆動輪19に伝達される。以上のように、本実施形態の駆動システムでは、エンジン50から動力分配機構52及び減速機14を介して駆動輪19に伝達された動力と、モータ10から減速機14を介して駆動輪19に伝達された動力とを利用して、駆動輪19の回転駆動(車両の駆動)を行うことができる。   The electric power from the battery 16 provided as a DC power source is supplied to the windings of the motor 10 after being converted by the inverter 12 provided as a power converter (DC to AC). The motor 10 converts the electric power supplied to the windings via the inverter 12 into the power of the rotor. The rotor of the motor 10 is connected to the input shaft of the speed reducer 14, and the power of the motor 10 is transmitted to the drive wheels 19 after being decelerated by the speed reducer 14. As described above, in the drive system according to the present embodiment, the power transmitted from the engine 50 to the drive wheels 19 via the power distribution mechanism 52 and the speed reducer 14 and the power from the motor 10 to the drive wheels 19 via the speed reducer 14. The drive wheel 19 can be driven to rotate (drive the vehicle) by using the transmitted power.

インバータ12では、スイッチング素子のスイッチング動作によりバッテリ16からの直流電力を交流に変換してモータ10に供給する電力変換が行われるが、その際には、インバータ12、特にスイッチング素子が発熱する。本実施形態では、インバータ12の過熱を抑止するために、冷却液(冷媒)によりインバータ12(特にスイッチング素子)の冷却を行う冷却器18が設けられている。そして、冷却器18の冷却液の温度Tを検出する温度センサ20も設けられている。温度センサ20で検出された冷却液の温度Tは、電子制御ユニット30に入力される。   In the inverter 12, power conversion is performed in which the DC power from the battery 16 is converted into AC and supplied to the motor 10 by the switching operation of the switching element. At that time, the inverter 12, particularly the switching element, generates heat. In the present embodiment, in order to suppress overheating of the inverter 12, a cooler 18 that cools the inverter 12 (particularly the switching element) with a coolant (refrigerant) is provided. And the temperature sensor 20 which detects the temperature T of the cooling fluid of the cooler 18 is also provided. The temperature T of the coolant detected by the temperature sensor 20 is input to the electronic control unit 30.

電子制御ユニット30は、例えばアクセル開度及び車速(いずれも図示しないセンサにより検出)に基づいて、インバータ12のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、モータ10及びジェネレータ54の運転状態を制御する。図2に示すように、電子制御ユニット30は、以下に説明するトルク上限値設定部32、駆動制御部34、許容時間設定部36、及び特性記憶部38を備える。   The electronic control unit 30 controls the operation state of the motor 10 and the generator 54 by controlling the switching operation of the switching element of the inverter 12 based on, for example, the accelerator opening and the vehicle speed (both detected by a sensor not shown). . As shown in FIG. 2, the electronic control unit 30 includes a torque upper limit setting unit 32, a drive control unit 34, an allowable time setting unit 36, and a characteristic storage unit 38 which will be described below.

トルク上限値設定部32は、モータ10のトルクの上限値τmaxを設定する。ここでは、設定するモータ10のトルクの上限値τmaxを、温度センサ20で検出された冷却液の温度Tに応じて変化させる。例えば図3に示すように、冷却液の温度Tとトルクの上限値τmaxとの関係を表すトルク上限値特性マップを特性記憶部38に記憶しておき、トルク上限値設定部32は、特性記憶部38から読み出したトルク上限値特性マップにおいて、温度センサ20で検出された冷却液の温度Tに対応するトルクの上限値τmaxを設定する。図3に示すトルク上限値特性マップでは、冷却液の温度Tが低下するほどトルクの上限値τmaxが増大しているため、トルク上限値設定部32は、設定するモータ10のトルクの上限値τmaxを、温度センサ20で検出された冷却液の温度Tの低下に対して増大させる。   The torque upper limit setting unit 32 sets the upper limit value τmax of the torque of the motor 10. Here, the upper limit value τmax of the torque of the motor 10 to be set is changed according to the coolant temperature T detected by the temperature sensor 20. For example, as shown in FIG. 3, a torque upper limit characteristic map representing the relationship between the coolant temperature T and the torque upper limit value τmax is stored in the characteristic storage unit 38, and the torque upper limit setting unit 32 stores the characteristic storage. The torque upper limit value τmax corresponding to the coolant temperature T detected by the temperature sensor 20 is set in the torque upper limit characteristic map read from the unit 38. In the torque upper limit characteristic map shown in FIG. 3, the torque upper limit value τmax increases as the coolant temperature T decreases. Therefore, the torque upper limit setting unit 32 sets the torque upper limit value τmax of the motor 10 to be set. Is increased with respect to a decrease in the temperature T of the coolant detected by the temperature sensor 20.

駆動制御部34は、例えばアクセル開度及び車速に基づいてモータ10の目標トルクτ0を設定し、モータ10のトルクτが目標トルクτ0に一致するようにインバータ12のスイッチング動作を制御することでモータ10を駆動制御する。ここでは、モータ10の目標トルクτ0がトルク上限値設定部32で設定された上限値τmaxを超えないように制限されることで、モータ10のトルクτが上限値τmaxを超えないように(上限値τmax以下に制限されるように)モータ10の駆動制御が行われる。   The drive control unit 34 sets the target torque τ0 of the motor 10 based on, for example, the accelerator opening and the vehicle speed, and controls the switching operation of the inverter 12 so that the torque τ of the motor 10 matches the target torque τ0. 10 is driven and controlled. Here, by limiting the target torque τ0 of the motor 10 so as not to exceed the upper limit value τmax set by the torque upper limit setting unit 32, the torque τ of the motor 10 does not exceed the upper limit value τmax (upper limit The drive control of the motor 10 is performed (so as to be limited to the value τmax or less).

許容時間設定部36は、モータ10の目標トルクτ0が継続してトルク上限値設定部32で設定された上限値τmaxとなる(あるいはほぼ上限値τmaxとなる)許容時間t1を設定する。つまり、許容時間設定部36は、モータ10のトルクτが継続して上限値τmaxに一致する(あるいはほぼ一致する)状態でモータ10を駆動する許容時間t1を設定する。ここでは、設定する許容時間t1を、温度センサ20で検出された冷却液の温度Tに応じて変化させる。例えば図4に示すように、冷却液の温度Tと許容時間t1との関係を表す許容時間特性マップを特性記憶部38に記憶しておき、許容時間設定部36は、特性記憶部38から読み出した許容時間特性マップにおいて、温度センサ20で検出された冷却液の温度Tに対応する許容時間t1を設定する。図4に示す許容時間特性マップでは、冷却液の温度Tが低下するほど許容時間t1が増大しているため、許容時間設定部36は、設定する許容時間t1を、温度センサ20で検出された冷却液の温度Tの低下に対して増大させる。   The allowable time setting unit 36 sets an allowable time t1 at which the target torque τ0 of the motor 10 continues to be the upper limit value τmax set by the torque upper value setting unit 32 (or substantially becomes the upper limit value τmax). That is, the permissible time setting unit 36 sets the permissible time t1 for driving the motor 10 in a state where the torque τ of the motor 10 continuously matches (or substantially matches) the upper limit value τmax. Here, the allowable time t1 to be set is changed according to the temperature T of the coolant detected by the temperature sensor 20. For example, as shown in FIG. 4, an allowable time characteristic map representing the relationship between the coolant temperature T and the allowable time t1 is stored in the characteristic storage unit 38, and the allowable time setting unit 36 reads out from the characteristic storage unit 38. In the allowable time characteristic map, an allowable time t1 corresponding to the coolant temperature T detected by the temperature sensor 20 is set. In the allowable time characteristic map shown in FIG. 4, since the allowable time t1 increases as the coolant temperature T decreases, the allowable time setting unit 36 detects the allowable time t1 to be set by the temperature sensor 20. Increase with respect to decrease in temperature T of the coolant.

そして、駆動制御部34は、モータ10の目標トルクτ0が継続して上限値τmaxとなる(あるいはほぼ上限値τmaxとなる)状態が許容時間設定部36で設定された許容時間t1を超えた場合に、設定するモータ10の目標トルクτ0を上限値τmaxから設定値τ1まで減少させる。つまり、駆動制御部34は、モータ10のトルクτが継続して上限値τmaxに一致する(あるいはほぼ一致する)状態が許容時間t1を超えた場合に、モータ10のトルクτを上限値τmaxから設定値τ1まで減少させるようにモータ10を駆動制御する。ここでは、モータ10のトルクτ(目標トルクτ0)を上限値τmaxから設定値τ1まで減少させるときの時間減少率δτ/δtを、温度センサ20で検出された冷却液の温度Tに応じて変化させる。例えば図5に示すように、冷却液の温度Tとトルクの時間減少率δτ/δtとの関係を表すトルク減少率特性マップを特性記憶部38に記憶しておき、駆動制御部34は、特性記憶部38から読み出したトルク減少率特性マップにおいて、温度センサ20で検出された冷却液の温度Tに対応するトルクの時間減少率δτ/δtを設定する。図5に示す許容時間特性マップでは、冷却液の温度Tが低下するほどトルクの時間減少率δτ/δtが減少しているため、駆動制御部34は、モータ10のトルクτ(目標トルクτ0)を上限値τmaxから設定値τ1まで減少させるときの時間減少率δτ/δtを、温度センサ20で検出された冷却液の温度Tの低下に対して減少させる。なお、ここでは、モータ10のトルクτが設定値τ1まで減少する時間が短くなる方向を、時間減少率δτ/δtが増大する方向としている。   Then, when the target torque τ0 of the motor 10 continues to become the upper limit value τmax (or almost reaches the upper limit value τmax), the drive control unit 34 exceeds the allowable time t1 set by the allowable time setting unit 36. Further, the target torque τ0 of the motor 10 to be set is decreased from the upper limit value τmax to the set value τ1. That is, when the torque τ of the motor 10 continues to coincide with (or substantially coincides with) the upper limit value τmax, the drive control unit 34 increases the torque τ of the motor 10 from the upper limit value τmax. The motor 10 is driven and controlled so as to decrease to the set value τ1. Here, the time decrease rate δτ / δt when the torque τ (target torque τ 0) of the motor 10 is decreased from the upper limit value τmax to the set value τ 1 changes according to the coolant temperature T detected by the temperature sensor 20. Let For example, as shown in FIG. 5, a torque reduction rate characteristic map representing the relationship between the coolant temperature T and the torque reduction rate δτ / δt is stored in the characteristic storage unit 38, and the drive control unit 34 In the torque reduction rate characteristic map read from the storage unit 38, a torque reduction rate δτ / δt corresponding to the coolant temperature T detected by the temperature sensor 20 is set. In the allowable time characteristic map shown in FIG. 5, since the time reduction rate δτ / δt of the torque decreases as the coolant temperature T decreases, the drive control unit 34 determines the torque τ (target torque τ0) of the motor 10. The time decrease rate δτ / δt when decreasing the upper limit value τmax from the upper limit value τmax to the set value τ1 is decreased with respect to the decrease in the coolant temperature T detected by the temperature sensor 20. Here, the direction in which the time during which the torque τ of the motor 10 decreases to the set value τ1 becomes shorter is the direction in which the time decrease rate δτ / δt increases.

例えば車両の登坂時等においては、車両の走行負荷(モータ10の駆動負荷)が増大するため、モータ10が発生するトルクつまりモータ10に流れる電流が増大することで、インバータ12のスイッチング素子が発熱しやすくなる。スイッチング素子の過熱を抑えるためには、モータ10が発生するトルク(モータ10に流れる電流)を抑えることが要求される。しかし、その一方で、車両の登坂性能を確保するためには、モータ10が大トルクを出力することも要求される。   For example, when the vehicle is going uphill, the traveling load of the vehicle (the driving load of the motor 10) increases, so that the torque generated by the motor 10, that is, the current flowing through the motor 10 increases, so that the switching element of the inverter 12 generates heat. It becomes easy to do. In order to suppress overheating of the switching element, it is required to suppress the torque generated by the motor 10 (current flowing through the motor 10). However, on the other hand, in order to ensure the climbing performance of the vehicle, the motor 10 is also required to output a large torque.

本実施形態では、図6に示すように、車両の登坂時等においてモータ10のトルクτが増大して上限値τmaxに達した場合(図6の時刻t2)は、モータ10のトルクτが上限値τmaxに制限される。ここでの上限値τmaxは、冷却液の温度Tに応じて変化し、冷却液の温度Tが低下するほど増大する。そして、図6に示すように、モータ10のトルクτが上限値τmaxに達する状態が許容時間t1を超えたと判定された場合(図6の時刻t3)は、モータ10のトルクτを上限値τmaxから設定値τ1まで減少させる。ここでの許容時間t1は、冷却液の温度Tに応じて変化し、冷却液の温度Tが低下するほど増大する。そのため、冷却液の温度Tが低い場合は、インバータ12の過熱を招くことなく、モータ10は上限値τmaxのトルクτを長時間出力することができる。一方、冷却液の温度Tが高い場合は、モータ10が上限値τmaxのトルクτを出力する時間が短縮されることで、インバータ12の過熱が抑止される。なお、許容時間t1の設定に用いられる冷却液の温度Tについては、例えば図6の時刻t2において温度センサ20により検出された冷却液の温度Tを用いることができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 6, when the torque τ of the motor 10 increases and reaches the upper limit value τmax (time t <b> 2 in FIG. 6) when the vehicle is climbing, the torque τ of the motor 10 is the upper limit. Limited to the value τmax. The upper limit value τmax here changes in accordance with the temperature T of the coolant, and increases as the temperature T of the coolant decreases. As shown in FIG. 6, when it is determined that the state where the torque τ of the motor 10 reaches the upper limit value τmax exceeds the allowable time t1 (time t3 in FIG. 6), the torque τ of the motor 10 is changed to the upper limit value τmax. To the set value τ1. The allowable time t1 here changes according to the temperature T of the coolant, and increases as the temperature T of the coolant decreases. Therefore, when the temperature T of the coolant is low, the motor 10 can output the torque τ having the upper limit value τmax for a long time without causing the inverter 12 to overheat. On the other hand, when the temperature T of the coolant is high, the time during which the motor 10 outputs the torque τ having the upper limit value τmax is shortened, so that overheating of the inverter 12 is suppressed. As the coolant temperature T used for setting the allowable time t1, for example, the coolant temperature T detected by the temperature sensor 20 at time t2 in FIG. 6 can be used.

このように、本実施形態では、モータ10のトルクτが上限値τmaxに達する状態でモータ10を駆動する許容時間t1を冷却液の温度Tに応じて変化させることで、インバータ12が過熱しない範囲でモータ10が上限値τmaxのトルクτを長時間出力することができる。したがって、インバータ12の過熱を抑止しながらモータ10が大トルクをより長時間出力することができる。   As described above, in this embodiment, the allowable time t1 for driving the motor 10 in a state where the torque τ of the motor 10 reaches the upper limit value τmax is changed in accordance with the coolant temperature T, so that the inverter 12 is not overheated. Thus, the motor 10 can output the torque τ having the upper limit value τmax for a long time. Therefore, the motor 10 can output a large torque for a longer time while suppressing overheating of the inverter 12.

また、本実施形態では、モータ10のトルクτが上限値τmaxに達する状態が許容時間t1を超えた場合に、モータ10のトルクτを上限値τmaxから設定値τ1まで減少させるときの時間減少率δτ/δtが、冷却液の温度Tに応じて変化し、冷却液の温度Tが低下するほど減少する。そのため、冷却液の温度Tが低い場合は、インバータ12が過熱しない範囲でモータ10のトルクτの減少を必要最小限に抑えることができ、モータ10が大トルクを長時間出力することができる。一方、冷却液の温度Tが高い場合は、モータ10のトルクτを速やかに減少させることで、冷却液の温度T(インバータ12の温度)を速やかに低下させることができ、インバータ12の過熱を抑止することができる。したがって、本実施形態によれば、インバータ12の過熱を抑止しながらモータ10が大トルクをより長時間出力することができる。なお、時間減少率δτ/δtの設定に用いられる冷却液の温度Tについては、例えば図6の時刻t3において温度センサ20により検出された冷却液の温度Tを用いることができる。   In this embodiment, when the state where the torque τ of the motor 10 reaches the upper limit value τmax exceeds the allowable time t1, the time reduction rate when the torque τ of the motor 10 is decreased from the upper limit value τmax to the set value τ1. δτ / δt changes according to the coolant temperature T, and decreases as the coolant temperature T decreases. Therefore, when the temperature T of the coolant is low, the decrease in the torque τ of the motor 10 can be suppressed to a necessary minimum within a range where the inverter 12 does not overheat, and the motor 10 can output a large torque for a long time. On the other hand, when the temperature T of the coolant is high, the temperature τ of the motor 10 (the temperature of the inverter 12) can be quickly reduced by quickly reducing the torque τ of the motor 10, and the overheating of the inverter 12 can be reduced. Can be deterred. Therefore, according to the present embodiment, the motor 10 can output a large torque for a longer time while suppressing overheating of the inverter 12. As the coolant temperature T used for setting the time decrease rate δτ / δt, for example, the coolant temperature T detected by the temperature sensor 20 at time t3 in FIG. 6 can be used.

このように、本実施形態では、インバータ12の過熱を抑止しながらモータ10のトルクτをより有効利用することができる。その結果、車両の登坂時においては、インバータ12の過熱を抑止しながら車両の登坂性能を確保することができる。   Thus, in this embodiment, the torque τ of the motor 10 can be used more effectively while suppressing overheating of the inverter 12. As a result, the climbing performance of the vehicle can be ensured while preventing overheating of the inverter 12 when the vehicle is climbing.

また、本実施形態では、モータ10のトルクの上限値τmaxを冷却液の温度Tに応じて変化させることによっても、インバータ12の過熱を抑止することができる。   Further, in the present embodiment, overheating of the inverter 12 can also be suppressed by changing the upper limit value τmax of the torque of the motor 10 according to the temperature T of the coolant.

以上の説明では、動力発生源としてエンジン50及びモータ10を搭載したハイブリッド車両に本発明を適用するものとしたが、動力発生源としてモータ10を搭載した電気自動車にも本発明を適用することができる。さらに、車両以外の駆動システムにも本発明を適用することができる。   In the above description, the present invention is applied to a hybrid vehicle equipped with the engine 50 and the motor 10 as a power generation source. However, the present invention can also be applied to an electric vehicle equipped with the motor 10 as a power generation source. it can. Furthermore, the present invention can be applied to drive systems other than vehicles.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、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し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.

本発明の実施形態に係る電動機の制御装置を含むハイブリッド車両の駆動システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the drive system of the hybrid vehicle containing the control apparatus of the electric motor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電動機の制御装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the control apparatus of the electric motor which concerns on embodiment of this invention. 冷却液の温度Tとトルクの上限値τmaxとの関係を表すトルク上限値特性マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the torque upper limit characteristic map showing the relationship between the temperature T of a cooling fluid, and the upper limit value (tau) max of a torque. 冷却液の温度Tと許容時間t1との関係を表す許容時間特性マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the allowable time characteristic map showing the relationship between the temperature T of a cooling fluid, and allowable time t1. 冷却液の温度Tとトルクの時間減少率δτ/δtとの関係を表すトルク減少率特性マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the torque reduction rate characteristic map showing the relationship between the temperature T of a cooling fluid, and the time reduction rate (delta) (tau) / delta t of a torque. 本発明の実施形態に係る電動機の制御装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the control apparatus of the electric motor which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 モータ(電動機)、12 インバータ、14 減速機、16 バッテリ、18 冷却器、19 駆動輪、20 温度センサ、30 電子制御ユニット、32 トルク上限値設定部、34 駆動制御部、36 許容時間設定部、38 特性記憶部、50 エンジン(内燃機関)、52 動力分配機構、54 ジェネレータ(発電機)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Motor (electric motor), 12 Inverter, 14 Reducer, 16 Battery, 18 Cooler, 19 Drive wheel, 20 Temperature sensor, 30 Electronic control unit, 32 Torque upper limit value setting part, 34 Drive control part, 36 Allowable time setting part , 38 characteristic storage unit, 50 engine (internal combustion engine), 52 power distribution mechanism, 54 generator (generator).

Claims (7)

電力変換器を介して電源からの電力が供給される電動機と、冷媒により電力変換器の冷却を行う冷却器と、を有する電動機駆動装置にて用いられる制御装置であって、
冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部と、
電動機のトルクが設定された上限値を超えないように電動機を駆動制御する駆動制御部と、
電動機のトルクが前記上限値にほぼ一致する状態で電動機を駆動する許容時間を設定する許容時間設定部と、
を備え、
駆動制御部は、電動機のトルクが前記上限値にほぼ一致する状態が前記許容時間を超えた場合に、電動機のトルクを減少させるように電動機を駆動制御し、
許容時間設定部は、冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度に応じて前記許容時間を変化させ
駆動制御部は、電動機のトルクが前記上限値にほぼ一致する状態が前記許容時間を超えた場合は、電動機のトルクを減少させるときの時間減少率を、冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度に応じて変化させることを特徴とする電動機の制御装置。
A control device used in an electric motor drive device having an electric motor supplied with electric power from a power source via a power converter and a cooler that cools the power converter with a refrigerant,
A refrigerant temperature detector for detecting the temperature of the refrigerant;
A drive control unit that drives and controls the electric motor so that the torque of the electric motor does not exceed the set upper limit value;
An allowable time setting unit for setting an allowable time for driving the electric motor in a state where the torque of the electric motor substantially matches the upper limit value;
With
The drive control unit drives and controls the motor so as to decrease the torque of the motor when the state in which the torque of the motor substantially matches the upper limit exceeds the allowable time.
The allowable time setting unit changes the allowable time according to the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature detection unit ,
When the state in which the torque of the motor substantially matches the upper limit value exceeds the allowable time, the drive control unit determines the rate of time reduction when the motor torque is decreased by the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detection unit. A control device for an electric motor, which is changed according to temperature .
請求項1に記載の電動機の制御装置であって、
許容時間設定部は、冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度の低下に対して前記許容時間を増大させることを特徴とする電動機の制御装置。
The motor control device according to claim 1,
The permissible time setting unit increases the permissible time with respect to a decrease in the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detection unit.
請求項1または2に記載の電動機の制御装置であって、
駆動制御部は、電動機のトルクが前記上限値にほぼ一致する状態が前記許容時間を超えた場合は、電動機のトルクを減少させるときの時間減少率を、冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度の低下に対して減少させることを特徴とする電動機の制御装置。
A control device for an electric motor according to claim 1 or 2,
When the state in which the torque of the motor substantially matches the upper limit value exceeds the allowable time, the drive control unit determines the rate of time reduction when the motor torque is decreased by the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detection unit. A control device for an electric motor, wherein the control device reduces the temperature in response to a decrease in temperature.
電力変換器を介して電源からの電力が供給される電動機と、冷媒により電力変換器の冷却を行う冷却器と、を有する電動機駆動装置にて用いられる制御装置であって、
冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部と、
電動機のトルクが設定された上限値を超えないように電動機を駆動制御する駆動制御部と、
を備え、
駆動制御部は、電動機のトルクが前記上限値にほぼ一致する状態が設定時間を超えた場合、電動機のトルクを減少させるように電動機を駆動制御するとともに、電動機のトルクの時間減少率を冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度に応じて変化させることを特徴とする電動機の制御装置。
A control device used in an electric motor drive device having an electric motor supplied with electric power from a power source via a power converter and a cooler that cools the power converter with a refrigerant ,
A refrigerant temperature detector for detecting the temperature of the refrigerant;
A drive control unit that drives and controls the electric motor so that the torque of the electric motor does not exceed the set upper limit value;
With
The drive control unit controls the drive of the motor so as to decrease the torque of the motor when the state where the torque of the motor substantially matches the upper limit value exceeds the set time, and reduces the time reduction rate of the motor torque. A control device for an electric motor that changes the temperature according to the temperature of the refrigerant detected by the medium temperature detection unit.
請求項4に記載の電動機の制御装置であって、
駆動制御部は、電動機のトルクが前記上限値にほぼ一致する状態が設定時間を超えた場合に、電動機のトルクの時間減少率を冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度の低下に対して減少させることを特徴とする電動機の制御装置。
The motor control device according to claim 4 ,
Drive control unit, when the state in which the torque of the motor is substantially equal to said upper limit value exceeds a set time, a time reduction rate of the torque of the electric motive to decrease the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature detecting unit The motor control device is characterized in that it is reduced .
請求項1〜5のいずれか1に記載の電動機の制御装置であって、
冷媒温度検出部で検出された冷媒の温度に応じて前記上限値を変化させるトルク上限値設定部を備えることを特徴とする電動機の制御装置。
The electric motor control device according to any one of claims 1 to 5 ,
An electric motor control device comprising: a torque upper value setting unit that changes the upper limit value in accordance with a refrigerant temperature detected by a refrigerant temperature detection unit .
請求項1〜6のいずれか1に記載の電動機の制御装置であって、
電力変換器は、インバータであることを特徴とする電動機の制御装置。
A control device for an electric motor according to any one of claims 1 to 6,
The electric power converter is an inverter .
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