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公開番号2025126117
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-28
出願番号2024193085
出願日2024-11-01
発明の名称移動体の制御装置、記憶媒体、および、プログラム
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250821BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】最大電動機トルクを高めて、移動体の加速性能を改善する技術を提供する。
【解決手段】移動体である車両MVは、冷却水によってインバータ30を冷却する冷却機構と、インバータ30に流れる冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ53とを備える。コントローラ80は、インバータ30の出力電流を制御する。インバータ30の最大出力電流Imaxは、冷却水温度Tcに応じて設定されている。最大出力電流Imaxと冷却水温度Tcとの間には、少なくともひとつの変曲点を含む負の相関関係が設定されている。最大出力電流Imaxの冷却水温度Tcに対する変化率は、変曲点の温度より高い第2の冷却水温度領域W2比べて、変曲点の温度より低い第1の冷却水温度領域W1において、小さい。熱暴走の出現を防止すると同時に、インバータの最大出力電力を十分に獲得して、電動機トルクを高めることができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ロータ、および、複数の相巻線を含むステータ巻線を有するステータを備える回転電機（２０）と、
蓄電部（４０）と、
上アームスイッチ、および、下アームスイッチの直列接続体を有し、スイッチング制御により、前記蓄電部から供給される直流電力を交流電力に変換して前記回転電機へ供給するインバータ（３０）と、
冷却媒体によって前記インバータを冷却する冷却機構と、
前記インバータに流れる冷却媒体の温度を検出する冷却媒体温度センサとを備える移動体（ＭＶ）に適用される移動体の制御装置（８０）において、
前記制御装置は、前記インバータの出力電流を制御するように構成されており、
前記制御装置は、前記インバータの最大出力電流（Ｉｍａｘ）と冷却媒体温度（Ｔｃ）との間に負の相関関係を有し、かつ前記負の相関関係が少なくとも１つの変曲点を備えるように構成されており、
前記制御装置は、前記変曲点として、第１の変曲点（Ｐ１）を有するように構成されており、
前記制御装置は、前記第１の変曲点より低い第１の冷却媒体温度領域（Ｗ１）において、前記第１の変曲点より高い第２の冷却媒体温度領域（Ｗ２）よりも、前記冷却媒体温度に対する前記インバータの最大出力電流の変化率が小さくなるように構成されている、移動体の制御装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記冷却媒体温度センサが検出した冷却媒体温度を取得する冷却媒体温度取得部と、
前記冷却媒体温度が前記第１の冷却媒体温度領域にあるか前記第２の冷却媒体温度領域にあるかを判定する第１判定部と、
前記第１判定部により前記冷却媒体温度が前記第１の冷却媒体温度領域にあると判定した場合、前記冷却媒体温度に対する前記インバータの最大出力電流の変化率を、第１の傾き（Ｓ１）に設定し、
前記第１判定部により前記冷却媒体温度が前記第２の冷却媒体温度領域にあると判定した場合、前記冷却媒体温度に対する前記インバータの最大出力電流の変化率を、前記第１の傾きより大きい第２の傾き（Ｓ２）に設定する操作部とを備える、請求項１に記載の移動体の制御装置。
【請求項３】
前記変曲点は、前記第１の変曲点よりも低温側に少なくとも１つの第２の変曲点（Ｐ２）をさらに含み、
前記変曲点より高い温度領域と比較して、前記変曲点より低い温度領域では、前記冷却媒体温度に対する前記インバータの最大出力電流の変化率が小さくなるようにする、請求項１に記載の移動体の制御装置。
【請求項４】
前記冷却媒体温度が第２変曲点より低い第３の冷却媒体温度領域（Ｗ３）にあるかを判定する第２判定部を更に備え、
前記第２判定部により前記冷却媒体温度が前記第３の冷却媒体温度領域にあると判定した場合、前記操作部は、前記冷却媒体温度に対する前記インバータの最大出力電流の変化率を前記第１の傾きより大きい第３の傾き（Ｓ３）に設定する、請求項２に記載の移動体の制御装置。
【請求項５】
前記第１の変曲点より低い温度領域において、前記冷却媒体温度に対する前記インバータの最大出力電流の変化率が線形に変化する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の移動体の制御装置。
【請求項６】
前記移動体は、電圧センサをさらに備え、前記電圧センサは、前記蓄電部からの直流電圧を検出し、
前記制御装置は、前記直流電圧の検出値が小さいほど、前記インバータの最大出力電流が大きくなるように構成される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の移動体の制御装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記スイッチング制御のスイッチング周波数が小さいほど、前記インバータの最大出力電流が大きくなるように構成される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の移動体の制御装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記移動体の移動速度が大きいほど、前記インバータの最大出力電流が大きくなるように構成される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の移動体の制御装置。
【請求項９】
前記冷却機構はファン（５２）を有し、
前記制御装置は、前記ファンの回転速度が大きいほど前記インバータの最大出力電流が大きくなるように構成される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の移動体の制御装置。
【請求項１０】
ロータ、および、複数の相巻線を含むステータ巻線を有するステータを備える回転電機（２０）と、
蓄電部（４０）と、
上アームスイッチ、および、下アームスイッチの直列接続体を有し、スイッチング制御により、前記蓄電部から供給される直流電力を交流電力に変換して前記回転電機へ供給するインバータ（３０）と、
冷却媒体によって前記インバータを冷却する冷却機構と、
前記インバータに流れる冷却媒体の温度を検出する冷却媒体温度センサ（５３）と、
制御装置としてのコンピュータとを備える移動体に適用され、前記インバータの出力電流を制御する制御処理を前記制御装置に実行させるプログラムにおいて、
前記冷却媒体温度センサが検出した冷却媒体温度（Ｔｃ）を取得する処理と、
前記冷却媒体温度（Ｔｃ）と前記インバータの最大出力電流（Ｉｍａｘ）との間に設定されており、少なくとも１つの変曲点を有する負の相関関係であって、前記変曲点より高い温度領域と比較して前記変曲点より低い温度領域では前記冷却媒体温度に対する前記インバータの最大出力電流の変化率が小さい負の相関関係に基づいて、前記冷却媒体温度（Ｔｃ）に応じて前記最大出力電流（Ｉｍａｘ）を設定する処理と、
前記最大出力電流（Ｉｍａｘ）に基づいて前記インバータの出力電流を制御する処理とを含むプログラム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、移動体の制御装置、制御方法、記憶媒体、および、プログラムに利用可能な技術に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置としては、特許文献１に記載されているように、充電式電池と、直流（ＤＣ）バスと、電動機と、充電式電池と電動機を電気的に接続するパワーインバータとを含む電気駆動車両の操作方法が知られている。この方法では、車両コントローラによって電気駆動車両、および／または、パワーインバータの動作モードを識別することにより、操作モードに対応する校正設定を確定しており、校正設定には、第１の冷媒温度閾値、第１の冷媒温度閾値より高い第２の冷媒温度閾値、および、冷媒温度と直流バスバーのその時点の直流バスバー電圧の関数としての１組のモータ校正トルク制限が含まれる。また、パワーインバータ内の冷媒のその時点における冷媒温度が第１の冷媒温度閾値以上、かつ第２の冷媒温度閾値以下であるか否かを確定する。その時点の冷媒温度が第１の冷媒温度閾値以上で、かつ第２の冷媒温度閾値以下であることに呼応して、電動機のモータトルク制限を、第１と第２の冷媒温度閾値との間のモータ校正トルク制限内の第１の固定トルク制限領域内から選択される第１トルク制限値に設定する。その後、車両コントローラによってパワーインバータに命令信号を送信し、電動機のモータトルク制限に基づいて充電式電池と電動機との間の電力伝達を調節する。
【０００３】
この特許文献では、温度がある冷媒温度より高い、または、低い場合に、設備が影響を受けないよう保護することができる。しかし、その他の領域では最大の出力電力を得ることはできない。そのため、さらなる改善の余地が残されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
ＣＮ１１４４７５２７０Ａ
【発明の概要】
【０００５】
この明細書における開示は、上記の技術的課題に鑑みて作成されたものである。この明細書における開示は、移動体の加速性能を改善することができる移動体の制御技術を提供することを目的とする。この目的は、移動体の制御装置、移動体の制御方法、移動体の制御方法をコンピュータに実行させるプログラム、および、このプログラムを記録した記憶媒体を提供することにより実現される場合がある。
【０００６】
この明細書において開示される技術では、移動体を移動させる動力を生成する回転電機を制御するインバータを冷却する冷却機構の冷却媒体温度に基づいて、インバータが出力可能な最大出力電流を変化させることにより、最大電動機トルクを高めている。
【０００７】
この明細書における開示の１つの形態は、移動体の制御装置に関する。制御装置は移動体に応用されている。移動体は、ロータ、および、複数の相巻線を含むステータ巻線を備えるステータを有する回転電機と、蓄電部と、上アームスイッチと下アームスイッチの直列接続体を有し、スイッチング制御によって蓄電部から供給される直流電力を交流電力に変換し、かつ回転電機へ供給するインバータと、冷却媒体によってインバータを冷却する冷却機構と、インバータに流れる冷却媒体の温度を検出する冷却媒体温度センサと、インバータの出力電流を制御する制御装置とを備える。制御装置は、インバータの出力電流を制御している。制御装置は、インバータの最大出力電流Ｉｍａｘと、冷却媒体温度Ｔｃとの間に負の相関関係を持たせるようにインバータを制御している。かつ、制御装置は、負の相関関係に、少なくとも１つの変曲点を設置している。変曲点は、第１の変曲点Ｐ１を含む。制御装置が与える負の相関関係は、インバータの最大出力電流の冷却媒体温度に対する変化率によって特徴づけられている。制御装置が与える負の相関関係は、第１の変曲点より低い第１の冷却媒体温度領域Ｗ１と、第１の変曲点より高い第２の冷却媒体温度領域Ｗ２とによって特徴づけられている。制御装置が与える負の相関関係は、第２の冷却媒体温度領域Ｗ２における変化率に比べて、第１の冷却媒体温度領域Ｗ１における変化率が小さく設定されることにより特徴づけられている。言い換えると、制御装置は、第２の冷却媒体温度領域Ｗ２と比べて、第１の冷却媒体温度領域Ｗ１内において、インバータの最大出力電流の冷却媒体温度に対する変化率が小さくなるように構成されている。言い換えると、制御装置は、第１の冷却媒体温度領域Ｗ１において、第２の冷却媒体温度領域Ｗ２よりも、冷却媒体温度に対するインバータの最大出力電流の変化率が小さくなるように構成されている。
【０００８】
この明細書における開示では、移動体の制御装置は、インバータの最大出力電流Ｉｍａｘと冷却媒体温度Ｔｃとの間に負の相関関係を持たせている。加えて、負の相関関係は、少なくとも１つの変曲点を設置することにより特徴づけられている。負の相関関係は、変曲点として、第１の変曲点Ｐ１を含む。制御装置は、第１の変曲点より高い第２の冷却媒体温度領域Ｗ２と比べて、第１の変曲点より低い第１の冷却媒体温度領域Ｗ１内において、インバータの最大出力電流の冷却媒体温度に対する変化率が小さくなるように構成されている。この結果、制御装置は、冷却装置の冷却能力を超過することを防止し、熱暴走の出現を防止する。同時に、制御装置は、インバータの最大出力電力を十分に獲得して、電動機トルクを高めることができる。
【０００９】
この明細書における開示では、インバータの出力電流を制御する制御処理を制御装置に実行させるプログラムが提供される。プログラムは、取得する処理と、設定する処理と、制御する処理とを含む。取得する処理は、冷却媒体温度センサが検出した冷却媒体温度（Ｔｃ）を取得する。設定する処理は、冷却媒体温度（Ｔｃ）とインバータの最大出力電流（Ｉｍａｘ）との間に設定されており、少なくとも１つの変曲点を有する負の相関関係に基づいて、冷却媒体温度（Ｔｃ）に応じて最大出力電流（Ｉｍａｘ）を設定する。ここで、負の相関関係は、変曲点より高い温度領域と比較して、変曲点より低い温度領域では冷却媒体温度に対するインバータの最大出力電流の変化率が小さい。この結果、設定する処理は、負の相関関係に基づいて、冷却媒体温度（Ｔｃ）に応じて最大出力電流（Ｉｍａｘ）を設定する。制御する処理は、最大出力電流（Ｉｍａｘ）に基づいてインバータの出力電流を制御する。
【００１０】
この明細書において開示される技術は、制御装置、制御方法、記憶媒体、および／または、プログラムとして把握可能であり、実施することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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