JP2011010391A

JP2011010391A - Temperature controller for on-board motor

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Publication number: JP2011010391A
Application number: JP2009148932A
Authority: JP
Inventors: Shinjiro Ashida; 信二郎芦田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2011-01-13

Abstract

【課題】登坂路が含まれる道路を走行する場合であれ、より簡単な構成をもって原動機、特に電力変換部を含む電動機システムの温度を適正に制御して、登坂中のトルク制限を軽減することのできる車載原動機の温度制御装置を提供する。
【解決手段】車載原動機たる電動機システムを構成する電力変換部２１０及び電動機２２０の駆動制御を通じて、それらの温度を都度の道路状況に基づき制御する。その際、車両が走行中の道路の登坂路の有無及びその傾斜等の道路情報と、電力変換部２１０及び電動機２２０の温度とをまずは取得する。そして、ａ．道路の所定距離だけ前方に所定傾斜以上の登坂路があること、ｂ．電力変換部２１０の温度がその温度に対する所定の閾値温度を超えていること、ｃ．電動機２２０の温度がその温度に対する所定の閾値温度を超えていることを条件に含んで電力変換部２１０及び電動機２２０の少なくとも一方を省電力駆動させる。
【選択図】図１Even when traveling on a road including an uphill road, it is possible to appropriately control the temperature of a motor system, particularly an electric motor system including a power conversion unit, with a simpler configuration, thereby reducing torque limitation during the uphill road. Provided is a temperature control device for a vehicle-mounted prime mover.
Through a drive control of a power conversion unit 210 and a motor 220 constituting an electric motor system as a vehicle-mounted motor, their temperatures are controlled based on the road conditions. At that time, road information such as the presence or absence of an uphill road of the road on which the vehicle is traveling and its inclination, and the temperatures of the power conversion unit 210 and the electric motor 220 are first acquired. And a. There is an uphill road with a predetermined slope or more ahead by a predetermined distance on the road, b. The temperature of the power converter 210 exceeds a predetermined threshold temperature for the temperature, c. Under the condition that the temperature of the electric motor 220 exceeds a predetermined threshold temperature for the temperature, at least one of the power conversion unit 210 and the electric motor 220 is driven to save power.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、原動機として電力変換部を含む電動機システムを備える車両にあって、原動機温度を制御する車載原動機の温度制御装置に関する。 The present invention relates to a temperature control device for an in-vehicle prime mover that controls a prime mover temperature in a vehicle including an electric motor system including a power conversion unit as a prime mover.

従来、この種の装置としては、例えば特許文献１に見られるように、ハイブリッド車両に搭載される原動機である電動機（モータ）および内燃機関（エンジン）の温度を制御する装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of device, as can be seen in Patent Document 1, for example, a device that controls the temperature of an electric motor (motor) that is a prime mover mounted on a hybrid vehicle and an internal combustion engine (engine) is known.

この温度制御装置では、ナビゲーションシステムにより取得されたハイブリッド車両の現在地の情報および乗員により指定された目的地の情報に基づいて、まずは現在地からその目的地までの標高情報を含む走行経路を算出する。そして、この算出された走行経路に含まれる標高情報に基づいて上記原動機および内燃機関の所定区間ごとの温度を予測し、登坂路などそれら原動機の温度が所定の温度を超過すると予測される場合、その予想される区間に至る前に、それら原動機を冷却するか、もしくはそれら原動機の出力を制限するようにしている。これにより、登坂路など車両の高負荷走行時にトルク制限に起因して急激に車速や加速度が低下するようなことがなくなり、原動機を保護しつつ、運転者やその他の乗員に対して違和感を与える可能性が低減されるようになる。 In this temperature control device, based on the information on the current location of the hybrid vehicle acquired by the navigation system and the information on the destination specified by the occupant, first, a travel route including altitude information from the current location to the destination is calculated. And when predicting the temperature for each predetermined section of the prime mover and the internal combustion engine based on the altitude information included in the calculated travel route, and when the temperature of the prime mover such as an uphill road is predicted to exceed a predetermined temperature, Before reaching the expected section, the prime movers are cooled or the output of the prime movers is limited. As a result, the vehicle speed and acceleration are not suddenly reduced due to torque limitation when the vehicle is traveling at a high load such as an uphill road, and the driver and other passengers feel uncomfortable while protecting the prime mover. The possibility will be reduced.

特開２００４−３２４６１３号公報JP 2004-324613 A

ところで、この特許文献１に記載のハイブリッド車両に搭載される車載原動機の温度制御装置にあっては上述のように、目的地までの区間ごとに予測される原動機の温度が所定の温度を超過すると判断される場合には、その一手法として原動機を冷却するようにしている。すなわち原動機が、車載された内燃機関である場合には、ラジエターを介して冷却される機関冷却水の温度を低下させる温度制御が行われることとなる。 By the way, as described above, in the temperature control device for an in-vehicle prime mover mounted on the hybrid vehicle described in Patent Document 1, when the temperature of the prime mover predicted for each section to the destination exceeds a predetermined temperature, When judged, the prime mover is cooled as one method. That is, when the prime mover is an on-board internal combustion engine, temperature control for reducing the temperature of engine cooling water cooled via the radiator is performed.

ところが、こうした車載内燃機関にあっては通常、上記機関冷却水の温度に基づいて燃料噴射量や噴射時期、点火時期等の各種制御が行われることから、単に上記予測される機関温度に基づいてこの冷却水の温度を低下させてしまうと、期待される機関制御が行われずに、機関出力が不要に制限されてしまうことにもなりかねない。 However, in such an in-vehicle internal combustion engine, various controls such as the fuel injection amount, the injection timing, and the ignition timing are usually performed based on the temperature of the engine cooling water. Therefore, based on the predicted engine temperature. If the temperature of the cooling water is lowered, the expected engine control is not performed, and the engine output may be unnecessarily limited.

また、同文献に記載の装置では上述のように、標高情報を含む目的地までの走行経路や、同走行経路中での所定区間ごとの原動機温度等を予め予測演算するようにしているため、それら演算にかかる演算負荷の増大も無視できないものとなっている。 In addition, as described above, in the apparatus described in the same document, the travel route to the destination including the altitude information, the prime mover temperature for each predetermined section in the travel route, and the like are calculated in advance. The increase in the calculation load for these calculations cannot be ignored.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、登坂路が含まれる道路を走行する場合であれ、より簡易な構成をもって原動機、特に電力変換部を含む電動機システムの温度を適正に制御して、登坂中のトルク制限を軽減することのできる車載原動機の温度制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and appropriately controls the temperature of a motor system including a power converter, particularly a power converter, with a simpler configuration even when traveling on a road including an uphill road. An object of the present invention is to provide a temperature control device for an on-vehicle motor capable of reducing torque limitation during climbing.

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、車両の原動機として電力変換部を含む電動機システムを備え、該電動機システムを構成する電力変換部および電動機の駆動態様の制御を通じて、それら各部の温度をその都度の道路状況に基づき制御する車載原動機の温度制御装置であって、当該車両が走行中の道路の登坂路の有無およびその傾斜を含む道路情報を取得するとともに、前記電力変換部もしくは電力変換素子の温度および前記電動機の温度を併せて取得し、ａ．道路の所定距離だけ前方に所定傾斜以上の登坂路があること、ｂ．前記電力変換部もしくは電力変換素子の温度が当該温度に対する所定の閾値温度を超えていること、ｃ．前記電動機の温度が当該温度に対する所定の閾値温度を超えていること、を条件に含んで前記電力変換部および前記電動機の少なくとも一方を温度上昇の生じにくい省電力駆動に切り換えることを要旨とする。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
In the first aspect of the present invention, an electric motor system including a power conversion unit is provided as a prime mover of a vehicle, and the temperature of each unit is adjusted for each road through control of the driving mode of the electric power conversion unit and the motor constituting the electric motor system. A temperature control device for an in-vehicle motor that controls based on the situation, and obtains road information including the presence or absence of an uphill road of the road on which the vehicle is traveling, and the temperature of the power conversion unit or the power conversion element, and Obtaining the temperature of the motor together; a. There is an uphill road with a predetermined slope or more ahead by a predetermined distance on the road, b. The temperature of the power conversion unit or power conversion element exceeds a predetermined threshold temperature for the temperature; c. The gist is to switch at least one of the power conversion unit and the motor to a power-saving drive that does not easily cause a temperature rise, on condition that the temperature of the electric motor exceeds a predetermined threshold temperature for the temperature.

このような車載原動機の温度制御装置によれば、標高情報を含む目的地までの走行経路や、同走行経路中での所定区間ごとの原動機温度等を予め予測演算する必要なく、単に上記条件のもとに電力変換部および電動機の少なくとも一方を温度上昇の生じにくい省電力駆動に切り換えるようにするため、情報処理量の少ないより簡単な構成をもって、原動機、特に電力変換部を含む電動機システムの温度を適正に制御して、登坂中のトルク制限を軽減することができるようになる。 According to such a temperature control device for an onboard motor, it is not necessary to predict and calculate in advance the travel route to the destination including the altitude information, the motor temperature for each predetermined section in the travel route, and the like. In order to switch at least one of the power converter and the motor to power-saving drive that is unlikely to cause a temperature rise, the temperature of the motor system, particularly the motor system including the power converter, has a simpler configuration with less information processing. Can be controlled appropriately to reduce the torque limit during climbing.

本発明にかかる車載原動機の温度制御装置の一実施の形態について、その全体構成を示すブロック図。The block diagram which shows the whole structure about one Embodiment of the temperature control apparatus of the vehicle-mounted prime mover concerning this invention. 同実施の形態にて実行される温度制御についてその処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence about the temperature control performed in the embodiment. 同実施の形態にて実行される温度制御を実施した場合と、実施しなかった場合との、電力変換部の温度遷移例を示すタイムチャート。The time chart which shows the temperature transition example of a power converter part when the temperature control performed in the embodiment is implemented and the case where it is not implemented.

以下、本発明にかかる車載原動機の温度制御装置を具体化した一実施の形態を、図１および図２を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施の形態の車載原動機の温度制御装置において、道路情報取得部１００は、ナビゲーションシステムの中枢として、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）により取得された現在地の情報や周辺の地図情報に基づいて、例えば、現在地から半径数ｋｍの範囲の道路情報を取得する部分である。ちなみに、このＧＰＳ（図示せず）は、このナビゲーションシステムの一部として上記車両の現在地や周辺地図を取得する部分である。また、上記道路情報とは、上記地図情報に加え、例えば車両が現在走行中の道路に関する登坂路の有無およびその傾斜（斜度）に関する情報等のことをいい、ＧＰＳが上記地図情報等を新たに取得する度に順次更新されていく情報のことをいう。車両制御部１５０は、この取得された道路情報に基づいて、車両が走行するために必要な車載原動機の出力トルク、特にここでは走行用の電動機（モータ）の出力トルクを算出する部分である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment in which a temperature control device for an in-vehicle motor according to the present invention is embodied will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, in the temperature control apparatus for an in-vehicle motor according to the present embodiment, the road information acquisition unit 100 is the center of the navigation system, and information on the current location acquired by the GPS (global positioning system) and the surroundings. On the basis of the map information, for example, the road information within a radius of several kilometers from the current location is acquired. Incidentally, this GPS (not shown) is a part which acquires the present location and surrounding map of the said vehicle as a part of this navigation system. In addition to the map information, the road information means, for example, information on the presence or absence of an uphill road and the inclination (slope) of the road on which the vehicle is currently traveling, and GPS newly updates the map information. This is information that is updated sequentially each time it is acquired. The vehicle control unit 150 is a part that calculates the output torque of the in-vehicle motor that is necessary for the vehicle to travel, in particular, the output torque of the electric motor (motor) for traveling, based on the acquired road information.

一方、電源ユニット２００は車載バッテリやその昇圧回路等からなって直流電力の供給源となる部分であり、電力変換部２１０はその直流電力を３相交流電力に変換する部分、すなわちインバータである。また、電動機２２０は３相交流モータであって、前記変換された３相交流電力が電力変換部２１０から供給されることで回転駆動される当該車両の原動機の中核を成す部分である。そして、これら電力変換部２１０および電動機２２０によって電動機システムが構成されている。また、電力変換部温度センサ２１５は、電力変換部２１０の温度を測定してその温度を把握する部分であり、電動機温度センサ２２５は、電動機２２０の温度を測定してその温度情報を把握する部分である。なお、この電力変換部温度センサ２１５は、電力変換部２１０が発熱する主な原因となっている例えばＩＧＢ
Ｔ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等に代表される電力変換素子の温度を測定するセンサとしてもよい。したがって以下において、この電力変換部温度センサ２１５が測定する電力変換部２１０の温度とは、電力変換部２１０本体の温度もしくは、上記電力変換素子の温度となる。 On the other hand, the power supply unit 200 is a part that is a DC power supply source including an in-vehicle battery and its booster circuit, and the power conversion unit 210 is a part that converts the DC power into three-phase AC power, that is, an inverter. In addition, the electric motor 220 is a three-phase AC motor, and is a portion that forms the core of the prime mover of the vehicle that is rotationally driven when the converted three-phase AC power is supplied from the power conversion unit 210. The electric power conversion unit 210 and the electric motor 220 constitute an electric motor system. The power converter temperature sensor 215 is a part that measures the temperature of the power converter 210 and grasps the temperature, and the motor temperature sensor 225 is a part that measures the temperature of the motor 220 and grasps the temperature information. It is. In addition, this power conversion part temperature sensor 215 is the main cause that the power conversion part 210 generates heat, for example, IGB.
A sensor that measures the temperature of a power conversion element typified by T (insulated gate bipolar transistor) may be used. Therefore, hereinafter, the temperature of the power conversion unit 210 measured by the power conversion unit temperature sensor 215 is the temperature of the power conversion unit 210 main body or the temperature of the power conversion element.

そして、こうして測定された電力変換部２１０および電動機２２０の温度情報が入力され、かつ、道路情報取得部１００から車両制御部１５０を介して上記道路情報が入力される電動機制御部２３０は、上記各温度情報または上記道路情報が以下に説明する温度低減制御を実施する条件を満たすか否かを判断する部分である。ちなみにこの温度低減制御を実施するには、例えば現在走行中の道路に所定傾斜以上の登坂路すなわち斜度Ｄ１以上の登坂路が存在すること、電力変換部２１０の温度Ｔｉがその閾値温度Ｔｉ１を超えていること、そして電動機２２０の温度Ｔｍがその閾値温度Ｔｍ１を超えることの論理和を満たすことが条件となる。なお、これらの斜度Ｄ１、閾値温度Ｔｉ１およびＴｍ１は、例えば電動機制御部２３０内の記憶部（図示せず）に予め格納されている。 The motor control unit 230 to which the temperature information of the power conversion unit 210 and the electric motor 220 thus measured is input and the road information is input from the road information acquisition unit 100 via the vehicle control unit 150 is This is a part for determining whether the temperature information or the road information satisfies a condition for performing the temperature reduction control described below. Incidentally, in order to carry out this temperature reduction control, for example, there is an uphill road with a predetermined slope or higher, that is, an uphill road with a slope of D1 or higher, on the road that is currently running, and the temperature Ti of the power conversion unit 210 has its threshold temperature Ti1 It is necessary to satisfy the logical sum of exceeding and the temperature Tm of the electric motor 220 exceeding the threshold temperature Tm1. In addition, these inclination D1, threshold temperature Ti1, and Tm1 are stored beforehand by the memory | storage part (not shown) in the electric motor control part 230, for example.

ここで、上記実施される温度低減制御とは、例えば電動機２２０が出力するトルクを低くしたり、上記電力変換素子のスイッチング周波数を調整したりして、電力変換部２１０や電動機２２０の温度を降温させる省電力駆動を行う制御のことをいう。 Here, the temperature reduction control to be performed is, for example, lowering the temperature of the power converter 210 or the motor 220 by lowering the torque output from the motor 220 or adjusting the switching frequency of the power converter element. This refers to control that performs power-saving driving.

すなわち、電動機制御部２３０では、所定距離だけ前方に登坂路が存在してその斜度が斜度Ｄ１以上であること、上記温度Ｔｉがその閾値温度Ｔｉ１を上回ること、および上記温度Ｔｍがその閾値温度Ｔｍ１を上回ることのいずれかが満たされない限り、上記車両制御部１５０から与えられるトルク指令に基づいて電力変換部２１０に対するｄｕｔｙ（デュティー）指令を生成する。電動機制御部２３０によるこのときの制御は、上記温度低減制御に対し、通常制御として区別される。なお、このｄｕｔｙ指令は、３相交流の各相となるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の別に生成される。 That is, in the electric motor control unit 230, there is an uphill road ahead by a predetermined distance, the inclination is equal to or greater than the inclination D1, the temperature Ti exceeds the threshold temperature Ti1, and the temperature Tm is the threshold. Unless any of the temperatures exceeding Tm1 is satisfied, a duty command for the power conversion unit 210 is generated based on the torque command given from the vehicle control unit 150. The control at this time by the motor control unit 230 is distinguished from the temperature reduction control as normal control. This duty command is generated separately for the U phase, the V phase, and the W phase that are the three-phase AC phases.

一方、電動機制御部２３０では、上記各条件のいずれかが満たされると判断される場合に、電力変換部２１０および電動機２２０の少なくとも一方を省電力駆動する上記温度低減制御を実施する。そして、この温度低減制御の実施に際しては、車両制御部１５０から与えられるトルク指令を参照しつつこれを所定の割合で低減する。もしくは予め経験的に定められた固定の定数を用いるなどして、上記電力変換部２１０に対する省電力駆動用のｄｕｔｙ指令を生成する。なお、これらトルク指令を低減する割合、あるいは予め定められた固定の定数等も図示しない電動機制御部２３０内部の記憶部に記憶されている。 On the other hand, when it is determined that any one of the above-described conditions is satisfied, the motor control unit 230 performs the temperature reduction control for driving at least one of the power conversion unit 210 and the motor 220 to save power. Then, when implementing this temperature reduction control, it is reduced at a predetermined rate while referring to a torque command given from the vehicle control unit 150. Alternatively, a duty command for driving power saving to the power conversion unit 210 is generated by using a fixed constant determined empirically in advance. It should be noted that the rate at which these torque commands are reduced, or a predetermined fixed constant, etc. are also stored in a storage unit inside the motor control unit 230 (not shown).

図２は、電動機制御部２３０が中核となって実施する本実施の形態にかかる温度制御装置としての温度制御手順をフローチャートとして示したものであり、以下、この図２を参照して、同温度制御にかかる電動機制御部２３０の動作を更に詳述する。なお、この温度制御は、当該車両の走行中に繰り返して実施されるものである。 FIG. 2 is a flowchart showing a temperature control procedure as a temperature control apparatus according to the present embodiment, which is performed by the motor control unit 230 as a core. The temperature control procedure will be described below with reference to FIG. The operation of the motor control unit 230 related to the control will be further described in detail. This temperature control is repeatedly performed while the vehicle is running.

図２に示されるように、この温度制御が開始されると、まず、電動機制御部２３０は、道路情報取得部１００が取得した上記道路情報を、車両制御部１５０を介して取得する。すなわち、その道路情報に基づいて、電動機制御部２３０は、車両が現在走行中の道路の登坂路の有無およびその傾斜に関する情報等を取得する（ステップＳ１０１）。次に、電動機制御部２３０は、電力変換部温度センサ２１５が測定した電力変換部２１０の現在の温度Ｔｉ、および、電動機温度センサ２２５が測定した電動機２２０の現在の温度Ｔｍをそれぞれ取得する（ステップＳ１０２）。そして、これら取得した道路情報をはじめ、電力変換部２１０の現在の温度Ｔｉ、および電動機２２０の現在の温度Ｔｍに基づいて、電動機制御部２３０は、上記温度低減制御を実施するか否かを決定する（ステップＳ１０３）。 As shown in FIG. 2, when this temperature control is started, first, the motor control unit 230 acquires the road information acquired by the road information acquisition unit 100 via the vehicle control unit 150. That is, based on the road information, the electric motor control unit 230 obtains information on the presence / absence of an uphill road on the road on which the vehicle is currently traveling, and information on the inclination thereof (step S101). Next, the motor control unit 230 obtains the current temperature Ti of the power conversion unit 210 measured by the power conversion unit temperature sensor 215 and the current temperature Tm of the electric motor 220 measured by the motor temperature sensor 225 (step). S102). Then, based on the acquired road information, the current temperature Ti of the power conversion unit 210, and the current temperature Tm of the motor 220, the motor control unit 230 determines whether or not to perform the temperature reduction control. (Step S103).

すなわちここでは、
ａ．車両が現在登坂走行をしていないことを認識した上で、現在走行中の道路の所定距離だけ前方に斜度Ｄ１以上の登坂路があるか否か。 That is, here
a. Whether or not there is an uphill road with an inclination of D1 or more in front of a predetermined distance of the currently running road after recognizing that the vehicle is not currently running uphill.

ｂ．電力変換部２１０（もしくは電力変換素子）の現在の温度Ｔｉがその閾値温度Ｔｉ１を超えているか否か。
ｃ．電動機２２０の現在の温度Ｔｍがその閾値温度Ｔｍ１を超えているか否か。
が上記記憶部に記憶されている斜度Ｄ１、閾値温度Ｔｉ１、閾値温度Ｔｍ１の値との比較のもとに判断される。 b. Whether the current temperature Ti of the power conversion unit 210 (or power conversion element) exceeds the threshold temperature Ti1.
c. Whether the current temperature Tm of the electric motor 220 exceeds the threshold temperature Tm1.
Is determined based on a comparison with the values of the slope D1, the threshold temperature Ti1, and the threshold temperature Tm1 stored in the storage unit.

そして、これらａ．〜ｃ．のいずれも否定判断される場合には、上記ステップＳ１０３の判断処理においても否定判断され、上記通常制御が実施される（ステップＳ１０４）。すなわち、電動機制御部２３０は、車両制御部１５０から与えられたトルクの指令値をそのまま反映させた３相ｄｕｔｙ指令を生成してこれを電力変換部２１０に与える。 And these a. ~ C. If both are negatively determined, a negative determination is also made in the determination processing of step S103, and the normal control is performed (step S104). That is, the electric motor control unit 230 generates a three-phase duty command that directly reflects the torque command value given from the vehicle control unit 150 and gives this to the power conversion unit 210.

一方、上記ａ．〜ｃ．のいずれか一つでも肯定判断された場合には、上記ステップＳ１０３の判断処理においても肯定判断され、上述した温度低減制御が実施される（ステップＳ１０５）。すなわち、車両制御部１５０から指令されたトルクよりも少ないトルクを電動機２２０に出力させるべく、電動機制御部２３０は、このトルク指令を所定の割合で低減する、もしくは経験的に定められた固定の定数を用いるなどして、省電力駆動用の３相ｄｕｔｙ指令を生成し、これを電力変換部２１０に対して付与する。このような制御が当該車両の走行中に繰り返し実行される。 On the other hand, the a. ~ C. If any one of these is affirmatively determined, affirmative determination is also made in the determination process of step S103, and the above-described temperature reduction control is performed (step S105). That is, in order to cause the electric motor 220 to output a torque smaller than the torque commanded from the vehicle control unit 150, the motor control unit 230 reduces the torque command at a predetermined rate, or is a fixed constant determined empirically. Is used to generate a three-phase duty command for power saving drive, and this is given to the power conversion unit 210. Such control is repeatedly executed while the vehicle is running.

次に、このような本実施の形態にかかる温度制御を実施する場合と実施しない場合の電力変換部２１０における温度の推移例を、図３を参照して詳述する。なお、図３では便宜上、電力変換部２１０の温度Ｔｉの遷移のみを示しているが、電動機２２０の温度Ｔｍもこれに準じて遷移するようになる。また、図３においては、温度Ｔｉの遷移を模式的に直線で近似しているが、実際には遅れを持ちながらなだらかに遷移する。 Next, an example of temperature transition in the power conversion unit 210 when the temperature control according to the present embodiment is performed and when the temperature control is not performed will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 3, only the transition of the temperature Ti of the power converter 210 is shown for convenience, but the temperature Tm of the electric motor 220 also transitions accordingly. In FIG. 3, the transition of the temperature Ti is schematically approximated by a straight line, but in actuality, the transition is smooth with a delay.

図３に示すように、ここでの例では、車両が断続的に登坂路を走行するものとする。具体的には、Ｂ地点からＣ地点まで（例えば斜度２度）、Ｄ地点からＥ地点まで（例えば斜度６度）、Ｆ地点からＧ地点まで（例えば斜度２度）、そしてＨ地点からＩ地点まで（例えば斜度４度）の４区間が登坂路となっており、それ以外の区間は平坦路となっているものとする。また、上記温度低減制御を実施する条件の１つとして、現在走行中の道路の所定距離だけ前方に傾斜が斜度Ｄ１以上の登坂路が存在することとしているが、ここでは、この斜度Ｄ１が５度に設定されているとする。また、電力変換部２１０の温度低減制御を実施するための閾値温度Ｔｉ１は、そのフェールセーフが実施される閾値温度Ｔｉ２よりも十分に低い値であり、電力変換部２１０の温度Ｔｉが閾値温度Ｔｉ２に達した時点でフェールセーフ処理が実施されるものとする。すなわち図３においては、車両が現在登坂走行中ではないという条件に加え、その車両が現在走行中の道路の所定距離だけ前方に斜度５度以上の登坂路が存在すること、および上記温度Ｔｉがその閾値温度Ｔｉ１を超えていることの２条件の論理和を満たすとき、上記温度低減制御が実施される。 As shown in FIG. 3, in this example, it is assumed that the vehicle intermittently travels on an uphill road. Specifically, from point B to point C (for example, a slope of 2 degrees), from point D to a point E (for example, a slope of 6 degrees), from point F to a point G (for example, a slope of 2 degrees), and point H It is assumed that the four sections from A to I (for example, an inclination of 4 degrees) are uphill roads, and the other sections are flat roads. In addition, as one of the conditions for performing the temperature reduction control, there is an uphill road whose slope is equal to or greater than the slope D1 in front of the predetermined distance of the currently traveling road. Here, the slope D1 Is set to 5 degrees. Further, the threshold temperature Ti1 for performing the temperature reduction control of the power conversion unit 210 is a value sufficiently lower than the threshold temperature Ti2 at which the fail safe is performed, and the temperature Ti of the power conversion unit 210 is the threshold temperature Ti2. Fail-safe processing shall be carried out when the value is reached. That is, in FIG. 3, in addition to the condition that the vehicle is not currently traveling uphill, there is an uphill road with an inclination of 5 degrees or more ahead of the predetermined distance of the road on which the vehicle is currently traveling, and the temperature Ti Satisfies the logical sum of the two conditions that the temperature exceeds the threshold temperature Ti1, the temperature reduction control is performed.

ここでまず、上述した温度低減制御を実施しない場合についての電力変換部２１０の温度Ｔｉの遷移（図３の破線）について説明する。
いま、現在地たるＡ地点での電力変換部２１０の温度がＴＡ１であり、その後、Ａ地点からＢ地点までの平坦路を走行するためには電動機２２０に大きなトルクを出力させる必要がないことから、Ｂ地点に至るまで電力変換部２１０の温度はＴＡ１に保たれる。次に、Ｂ地点からＣ地点までの斜度が２度の登坂路を走行する際には、平坦路を走行するとき
よりも電動機２２０に大きなトルクを出力させる必要があるため、電力変換部２１０の温度はＣ地点に至るまでＴＡ１からＴＣ１にまでほぼ直線的に上昇する。続いて、Ｃ地点からＤ地点までの平坦路を走行する際には、電力変換部２１０の温度がほぼＴＣ１に保たれるものの、Ｄ地点からＥ地点までの斜度が６度の登坂路を走行する際には、再び電動機２２０に大きなトルクを出力させる必要があるため、電力変換部２１０の温度もＴＥ１にまで大きく上昇する。その後、Ｅ地点からＦ地点までの平坦路を走行するときにも、電力変換部２１０の温度はほぼＴＥ１に保たれるものの、斜度が２度のＦ地点からＧ地点の登坂路を走行するときはＴＧ１までの上昇を招き、この温度ＴＧ１がＧ地点からＨ地点までの平坦路を走行する際にもほぼ一定に保たれる。 Here, first, the transition of the temperature Ti of the power conversion unit 210 when not performing the above-described temperature reduction control (broken line in FIG. 3) will be described.
Now, since the temperature of the power conversion unit 210 at the current point A is TA1, it is not necessary to output a large torque to the motor 220 in order to travel on a flat road from the point A to the point B. The temperature of the power conversion unit 210 is maintained at TA1 until the point B is reached. Next, when traveling on an uphill road with a slope of 2 degrees from point B to point C, it is necessary to cause the motor 220 to output a larger torque than when traveling on a flat road. The temperature rises almost linearly from TA1 to TC1 until reaching point C. Subsequently, when traveling on a flat road from the point C to the point D, the temperature of the power conversion unit 210 is maintained at about TC1, but the slope from the point D to the point E is an uphill road with a slope of 6 degrees. When traveling, it is necessary to cause the electric motor 220 to output a large torque again, so that the temperature of the power conversion unit 210 also greatly increases to TE1. Thereafter, when traveling on a flat road from point E to point F, the temperature of the power conversion unit 210 is maintained at approximately TE1, but the vehicle travels on an uphill road from point F to point G with an inclination of 2 degrees. In some cases, the temperature rises to TG1, and this temperature TG1 is kept substantially constant when traveling on a flat road from point G to point H.

そして同様に、Ｈ地点からＩ地点までの斜度が４度の登坂路を走行する際にも電動機２２０に大きなトルクを出力させる必要があることから、電力変換部２１０の温度は上昇するが、Ｉ地点に到達する前に、電力変換部２１０の温度は上記フェールセーフ処理が実施される閾値温度Ｔｉ２に達してしまう。すなわち、その時点で電力変換部２１０の駆動に対しフェールセーフ処理が実施されることになる。 Similarly, since the motor 220 needs to output a large torque even when traveling on an uphill road with an inclination of 4 degrees from the H point to the I point, the temperature of the power conversion unit 210 rises. Before reaching the point I, the temperature of the power converter 210 reaches the threshold temperature Ti2 at which the fail-safe process is performed. That is, at that time, fail-safe processing is performed for driving the power conversion unit 210.

次に、本実施の形態の温度低減制御を実施する場合についての電力変換部２１０の温度Ｔｉの遷移（図３の実線）について説明する。
この場合も、Ｃ地点に至るまでは温度低減制御が実施されないことから、電力変換部２１０の温度Ｔｉは、上述した温度低減制御を実施しない場合と同様に、Ｃ地点での電力変換部２１０の温度は上記ＴＣ１と同じＴＣ２となる。 Next, a transition of the temperature Ti of the power conversion unit 210 (the solid line in FIG. 3) when the temperature reduction control of the present embodiment is performed will be described.
Also in this case, since the temperature reduction control is not performed until the point C is reached, the temperature Ti of the power conversion unit 210 is the same as that in the case where the temperature reduction control described above is not performed. The temperature is TC2 which is the same as TC1.

そしてここでは、このＣ地点において、走行中の道路の所定距離だけ前方に、すなわちＤ地点以降に傾斜が６度の登坂路が存在することを把握する。これにより前記ａ．の条件、すなわちここでの例ではＤ地点からの登坂路の斜度（６度）が斜度Ｄ１（５度）以上である条件が満たされていることが判断され、Ｄ地点に至るまでの平坦路において上述した温度低減制御が実施される。すなわち、電力変換部２１０の温度はＤ地点に至るまでＴＣ２からＴＤ２にまで下降するようになる。次に、Ｄ地点からＥ地点までの斜度が６度の登坂路を走行するときには、前述同様、電動機２２０に大きなトルクを出力させる必要があるため、電力変換部２１０の温度は、登坂路を登り切るＥ地点に至るまで、ＴＥ２へと大きく上昇する。 Here, at this point C, it is grasped that there is an uphill road with a slope of 6 degrees in front of a predetermined distance of the traveling road, that is, after point D. As a result, the a. In other words, in this example, it is determined that the condition that the slope (6 degrees) of the uphill road from the point D is equal to or greater than the slope D1 (5 degrees) is satisfied. The above-described temperature reduction control is performed on a flat road. That is, the temperature of the power converter 210 decreases from TC2 to TD2 until reaching the point D. Next, when traveling on an uphill road with an inclination of 6 degrees from point D to point E, it is necessary to cause the motor 220 to output a large torque as described above. It rises greatly to TE2 until it reaches E point to climb up.

そして、電動機制御部２３０はこのＥ地点において、前記ｂ．の条件、すなわち電力変換部２１０の温度ＴＥ２がその閾値温度Ｔｉ１を超えていることを判断する。したがって、それからＦ地点に至る平坦路においても再度温度低減制御が実施され、これにより電力変換部２１０の温度はＴＦ２にまで一旦下降する。そして、Ｆ地点からＧ地点までの斜度が２度の登坂路を走行する際にも、電力変換部２１０の温度はＴＧ２にまで上昇するが、このときには前記ｂ．の条件が維持されていることから、Ｈ地点に至るまでの平坦路においても温度低減制御が実施され、これにより電力変換部２１０の温度はＴＨ２にまで再度下降する。 Then, the motor control unit 230 determines that the b. That is, it is determined that the temperature TE2 of the power converter 210 exceeds the threshold temperature Ti1. Therefore, the temperature reduction control is performed again on the flat road from the point F to the point F, whereby the temperature of the power conversion unit 210 temporarily decreases to TF2. And even when traveling on an uphill road with an inclination of 2 degrees from the point F to the point G, the temperature of the power conversion unit 210 rises to TG2, but at this time, the b. Since the above condition is maintained, the temperature reduction control is also performed on the flat road leading to the point H, whereby the temperature of the power conversion unit 210 is lowered again to TH2.

そしてその後、Ｈ地点からＩ地点までの斜度が４度の登坂路を走行することになり、電動機２２０にも大きなトルクを出力することが望まれるが、このときには、電力変換部２１０の温度も上記温度ＴＨ２まで低下していることから、上記フェールセーフ処理が実施される閾値温度Ｔｉ２に至ることなく、余裕をもって必要とされるトルクを出力することができるようになる。 After that, the vehicle travels on an uphill road having an inclination of 4 degrees from the H point to the I point, and it is desired to output a large torque to the electric motor 220. At this time, the temperature of the power conversion unit 210 is also set. Since the temperature has decreased to the temperature TH2, the required torque can be output with a margin without reaching the threshold temperature Ti2 at which the fail-safe process is performed.

以上説明したように、本実施の形態に係る車載原動機の温度制御装置によれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）車両が現在走行中の道路の所定距離だけ前方に傾斜が斜度Ｄ１以上の登坂路が存
在することを条件に、温度低減制御を実施して、電力変換部２１０および電動機２２０の少なくとも一方を省電力駆動に切り換えるようにした。これにより、原動機、特に電力変換部を含む電動機システムの温度を適正に制御して、登坂中のトルク制限を軽減することができるようになる。 As described above, according to the temperature control apparatus for an in-vehicle motor according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The temperature reduction control is performed on the condition that there is an uphill road whose slope is equal to or greater than the slope D1 ahead of a predetermined distance of the road on which the vehicle is currently traveling, and at least the power converter 210 and the electric motor 220 One was switched to power saving drive. As a result, it is possible to appropriately control the temperature of the motor, particularly the electric motor system including the power conversion unit, and to reduce the torque limitation during climbing.

（２）電力変換部２１０の温度Ｔｉがその閾値温度Ｔｉ１を超えることや、電動機２２０の温度Ｔｍがその閾値温度Ｔｍ１を超えることの論理和を満たすことを条件に、温度低減制御を実施して、電力変換部２１０および電動機２２０の少なくとも一方を省電力駆動に切り換えるようにした。これによっても、原動機、特に電力変換部を含む電動機システムの温度を適正に制御して、登坂中のトルク制限を軽減することができるようになる。 (2) The temperature reduction control is performed on condition that the temperature Ti of the power conversion unit 210 exceeds the threshold temperature Ti1 and the logical sum that the temperature Tm of the electric motor 220 exceeds the threshold temperature Tm1 is satisfied. At least one of the power conversion unit 210 and the electric motor 220 is switched to power saving driving. This also makes it possible to appropriately control the temperature of the motor, particularly the electric motor system including the power conversion unit, and to reduce torque limitation during climbing.

（３）この温度制御装置を搭載する車両が自発的に取得することができる道路情報や温度情報等に基づいて、上記温度低減制御を実施するか否かを判断することができるようにし、同温度低減制御を実施させるために乗員が目的地のデータ入力等を行う必要がないようにした。これにより、従来のように車両が把握した目的地までの経路の道路情報に基づいて、電力変換部２１０および電動機２２０の発熱量を予測することなく、上記温度低減制御を実施することができるようになる。さらに、目的地までの走行経路や、同走行経路中での所定区間ごとの原動機温度等を予め予測演算せず、現在走行中の各情報を随時取得しつつ判断を行うため、当該制御装置としての演算負荷を大幅に軽減することもできる。 (3) It is possible to determine whether or not to implement the temperature reduction control based on road information and temperature information that can be acquired voluntarily by a vehicle equipped with this temperature control device. It is no longer necessary for passengers to input destination data in order to implement temperature reduction control. Accordingly, the temperature reduction control can be performed without predicting the heat generation amount of the power conversion unit 210 and the electric motor 220 based on the road information of the route to the destination as grasped by the vehicle as in the conventional case. become. Furthermore, in order to make a determination while acquiring information on the current travel as needed without predicting in advance the travel route to the destination, the motor temperature for each predetermined section in the travel route, etc. It is possible to greatly reduce the computation load.

なお、上記実施の形態は、以下のような態様をもって実施することもできる。
・上記実施の形態では、電動機制御部２３０が上記温度制御の中枢を担うとしたが、これに限らず、例えば、車両制御部１５０がこの温度制御の中枢を担うこととしてもよい。すなわち、電力変換部温度センサ２１５や、電動機温度センサ２２５からの温度情報が、車両制御部１５０に入力されるようにするとともに、車両制御部１５０は、電動機制御部２３０に道路情報を出力することなく、自らの判断で温度低減制御を実施すべきか否かを判断するようにする。そして、車両制御部１５０は、実施すべき温度低減制御に基づいて算出したトルク指令を電動機制御部２３０に与え、電動機制御部２３０はそのトルク指定のみに基づいて３相ｄｕｔｙ指令を生成し、これを電力変換部２１０に与えるようにする。このように、車両制御部１５０がこの温度制御の中枢を担うとしても、本実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。 In addition, the said embodiment can also be implemented with the following aspects.
-In above-mentioned embodiment, although the electric motor control part 230 assumed the center of the said temperature control, it is good also as not only this but the vehicle control part 150 taking the center of this temperature control. That is, temperature information from the power conversion unit temperature sensor 215 and the motor temperature sensor 225 is input to the vehicle control unit 150, and the vehicle control unit 150 outputs road information to the motor control unit 230. Instead, it is determined whether or not the temperature reduction control should be carried out by one's own judgment. The vehicle control unit 150 gives a torque command calculated based on the temperature reduction control to be performed to the motor control unit 230, and the motor control unit 230 generates a three-phase duty command based only on the torque designation. Is provided to the power converter 210. Thus, even if the vehicle control unit 150 plays a central role in this temperature control, the same effects as in the present embodiment can be obtained.

・上記実施の形態では、電力変換部２１０の温度Ｔｉが、そのフェールセーフを実施する閾値温度Ｔｉ２よりも低い温度である閾値温度Ｔｉ１よりも高くなったか否かを判断することとした。また、電動機２２０の温度Ｔｍが、そのフェールセーフを実施する閾値温度Ｔｍ２よりも低い温度である閾値温度Ｔｍ１よりも高くなったか否かを判断することとした。そして、これら閾値温度Ｔｉ１またはＴｍ１は、それぞれが閾値温度Ｔｉ２またはＴｍ２よりも低い値に設定するとした。しかし、閾値温度Ｔｉ１またはＴｍ１を設定する際、一定の値とせず、例えば周囲の環境に応じて可変設定することができるようにしてもよい。例えば外気温を測定し、電動機制御部２３０が内蔵する上記記憶部等に予め格納してある前記外気温と閾値温度Ｔｉ１およびＴｍ１との関係を規定したマトリックスや関数等に基づいて、これら閾値温度Ｔｉ１およびＴｍ１を決定する構成としてもよい。これにより、例えば寒冷地ではこれらの閾値温度を高めに設定するなどし、車両が置かれた周囲の気候に応じた適切な閾値を設定することが可能になる。 In the above embodiment, it is determined whether or not the temperature Ti of the power conversion unit 210 is higher than the threshold temperature Ti1, which is a temperature lower than the threshold temperature Ti2 at which the fail safe is performed. In addition, it is determined whether or not the temperature Tm of the electric motor 220 is higher than a threshold temperature Tm1 that is a temperature lower than the threshold temperature Tm2 at which the fail safe is performed. The threshold temperature Ti1 or Tm1 is set to a value lower than the threshold temperature Ti2 or Tm2. However, when the threshold temperature Ti1 or Tm1 is set, the threshold temperature Ti1 or Tm1 may not be set to a constant value but may be variably set according to the surrounding environment, for example. For example, the ambient temperature is measured, and based on a matrix or a function that defines the relationship between the ambient temperature and the threshold temperatures Ti1 and Tm1 stored in advance in the storage unit built in the motor control unit 230, these threshold temperatures It is good also as a structure which determines Ti1 and Tm1. Accordingly, for example, in a cold region, it is possible to set an appropriate threshold value according to the surrounding climate in which the vehicle is placed by setting these threshold temperatures higher.

・上記実施の形態では、ａ．道路の所定距離だけ前方に所定傾斜以上の登坂路があること、ｂ．前記電力変換部もしくは電力変換素子の温度が当該温度に対する所定の閾値温度を超えていること、ｃ．前記電動機の温度が当該温度に対する所定の閾値温度を超えていること、のいずれか一つでも肯定判定された場合に温度低減制御が実施されるとした。しかし、これに限られず、例えば前記条件ａ．〜ｃ．の内、２つを満たした場合、あるいは
すべてを満たした場合に温度低減制御が実施されるとしてもよい。このようにするとしても、本実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。 In the above embodiment, a. There is an uphill road with a predetermined slope or more ahead by a predetermined distance on the road, b. The temperature of the power conversion unit or power conversion element exceeds a predetermined threshold temperature for the temperature; c. The temperature reduction control is performed when an affirmative determination is made as to whether the temperature of the electric motor exceeds a predetermined threshold temperature for the temperature. However, the present invention is not limited to this. For example, the condition a. ~ C. Of these, the temperature reduction control may be performed when two are satisfied or when all are satisfied. Even if it does in this way, the effect similar to this Embodiment can be acquired.

１００…道路情報取得部、１５０…車両制御部、２００…電源ユニット、２１０…電力変換部、２１５…電力変換部温度センサ、２２０…電動機、２２５…電動機温度センサ、２３０…電動機制御部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Road information acquisition part, 150 ... Vehicle control part, 200 ... Power supply unit, 210 ... Electric power conversion part, 215 ... Electric power conversion part temperature sensor, 220 ... Electric motor, 225 ... Electric motor temperature sensor, 230 ... Electric motor control part.

Claims

The temperature of an in-vehicle motor that includes a motor system including a power converter as a prime mover of the vehicle, and controls the temperature of each part based on the road conditions in each case through the control of the power converter and the drive mode of the motor constituting the motor system In the control device,
While acquiring road information including the presence or absence of the uphill road of the road in which the vehicle is running and the temperature of the power conversion unit or power conversion element and the temperature of the electric motor,
a. There is an uphill road with a certain slope or more in front of a certain distance of the road,
b. The temperature of the power conversion unit or power conversion element exceeds a predetermined threshold temperature for the temperature,
c. The temperature of the electric motor exceeds a predetermined threshold temperature for the temperature,
The temperature control apparatus for an on-vehicle motor is characterized in that at least one of the power conversion unit and the electric motor is switched to a power-saving drive that hardly causes a temperature rise.