特許ウォッチ

公開番号2024128601
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-24
出願番号2023037654
出願日2023-03-10
発明の名称駆動装置
出願人株式会社SOKEN,トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類B60L 53/24 20190101AFI20240913BHJP(車両一般)
要約【課題】外部充電と外部給電とのうちの少なくとも一方をより適正に実行する。
【解決手段】駆動装置は、3相コイルを有するモータと、蓄電装置と、蓄電装置からの直流電力を3相交流電力に変換してモータに供給するインバータとを備える。駆動装置は、3相コイルが接続された中性点に外部電源装置から供給される電力をモータおよびインバータによる電圧変換を伴って蓄電装置に供給する外部充電と、蓄電装置からの電力をインバータおよびモータによる電圧変換を伴って中性点を介して駆動装置の外部に供給する外部給電と、のうちの少なくとも一方の際には、インバータの3相の全てを駆動する第1モード、または、インバータの3相のうち2相を駆動する第2モードを実行する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
３相コイルを有するモータと、蓄電装置と、前記蓄電装置からの直流電力を３相交流電力に変換して前記モータに供給するインバータと、を備える駆動装置であって、
前記駆動装置は、前記３相コイルが接続された中性点に外部電源装置から供給される電力を前記モータおよび前記インバータによる電圧変換を伴って前記蓄電装置に供給する外部充電と、前記蓄電装置からの電力を前記インバータおよび前記モータによる電圧変換を伴って前記中性点を介して前記駆動装置の外部に供給する外部給電と、のうちの少なくとも一方の際には、前記インバータの３相の全てを駆動する第１モード、または、前記インバータの前記３相のうち２相を駆動する第２モードを実行する、
駆動装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
請求項１記載の駆動装置であって、
前記駆動装置は、前記モータに関連する情報、前記インバータに関連する情報、前記蓄電装置に関連する情報、前記中性点に関連する情報、外部環境に関連する情報、のうちの少なくとも１つに基づいて、前記第１モードまたは前記第２モードを実行する、
駆動装置。
【請求項３】
請求項２記載の駆動装置であって、
前記駆動装置は、前記外部電源装置から前記中性点への電力または電流に関連する供給関連値が供給閾値以下であるときには、前記第２モードでインターリーブ駆動を実行し、前記供給関連値が前記供給閾値よりも大きいときには、前記第１モードで前記インターリーブ駆動を実行する、
駆動装置。
【請求項４】
請求項３記載の駆動装置であって、
前記モータと前記インバータと前記蓄電装置とに冷却媒体を循環させる冷却装置を更に備え、
前記駆動装置は、前記蓄電装置の昇温要求が行なわれている場合、前記供給関連値が前記供給閾値未満のときには、前記第１モードで前記インターリーブ駆動を実行し、前記供給関連値が前記供給閾値以上のときには、前記第２モードで前記インターリーブ駆動を実行する、
駆動装置。
【請求項５】
請求項３記載の駆動装置であって、
前記モータおよび前記インバータを熱源として車両の車室内の暖房を行なう暖房装置を更に備え、
前記駆動装置は、前記車室内の暖房要求が行なわれている場合、前記供給関連値が前記供給閾値未満のときには、前記第１モードで前記インターリーブ駆動を実行し、前記供給関連値が前記供給閾値以上のときには、前記第２モードで前記インターリーブ駆動を実行する、
駆動装置。
【請求項６】
請求項２ないし５のうちの何れか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
前記駆動装置は、前記インバータの温度が第２温度閾値よりも高いときには、前記第１モードでインターリーブ駆動を実行する、
駆動装置。
【請求項７】
請求項２ないし５のうちの何れか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
前記駆動装置は、前記モータの温度が第１温度閾値よりも高く且つ前記インバータの温度が第２温度閾値よりも高い場合、前記インバータが前記モータに比して熱的に厳しいときには、前記第１モードで前記インターリーブ駆動を実行する、
駆動装置。
【請求項８】
請求項２ないし５のうちの何れか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
前記駆動装置は、前記モータの温度が第１温度閾値よりも高いときおよび／または前記インバータの温度が第２温度閾値よりも高いときには、前記モータの温度が前記第１温度閾値以下で且つ前記インバータの温度が前記第２温度閾値以下のときに比して、前記外部電源装置から前記中性点への電力または電流を制限するように、前記外部電源装置に指示する、
駆動装置。
【請求項９】
請求項１ないし５のうちの何れか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
前記駆動装置は、前記第１モードまたは前記第２モードでインターリーブ駆動を実行し、
更に、前記駆動装置は、前記第２モードでは、前記３相のうちインダクタンス値のズレが最小となる前記２相を駆動２相として前記インターリーブ駆動を実行する、
駆動装置。
【請求項１０】
請求項９記載の駆動装置であって、
前記モータと前記インバータと前記蓄電装置とに冷却媒体を循環させる冷却装置を更に備え、
前記駆動装置は、前記蓄電装置の昇温要求が行なわれている場合、前記第２モードでは、前記３相のうちインダクタンス値のズレが最大となる前記２相を前記駆動２相として前記インターリーブ駆動を実行する、
駆動装置。
（【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】
本開示は、駆動装置に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、３相コイルを有するモータと、蓄電装置と、蓄電装置からの直流電力を３相交流電力に変換してモータに供給するインバータと、を備える駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１の駆動装置は、３相コイルが接続された中性点に外部電源装置から供給される電力をモータおよびインバータによる電圧変換を伴って蓄電装置に供給する外部充電の際に、インバータのスイッチング素子のデューティ値を設定してインバータを制御する。また、特許文献２の駆動装置は、外部充電の際に、モータの回転子角に基づいてモータの３相電流の１つをゼロにし、モータのトルクをゼロにするための残りの２相電流を設定し、インバータを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開２０２０／０１７７０１４号明細書
米国特許出願公開２０２０／０１８９４０９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
駆動装置は、外部充電と、蓄電装置からの電力をインバータおよびモータによる電圧変換を伴ってモータの中性点を介して駆動装置の外部に供給する外部給電と、のうちの少なくとも一方の際に、常時、特許文献１のように、インバータの３相の全てを駆動する第１モードを実行する場合、モータの発熱量が大きくなる傾向がある。一方、駆動装置は、外部充電と外部給電とのうちの少なくとも一方の際に、常時、特許文献２のように、インバータの３相のうち２相を駆動する第２モードを実行する場合、インバータの発熱量が大きくなる傾向がある。これらを踏まえて、外部充電と外部給電とのうちの少なくとも一方をより適正に実行することが求められている。
【０００５】
本開示の駆動装置は、外部充電と外部給電とのうちの少なくとも一方をより適正に実行することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の駆動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本開示の駆動装置は、
３相コイルを有するモータと、蓄電装置と、前記蓄電装置からの直流電力を３相交流電力に変換して前記モータに供給するインバータと、を備える駆動装置であって、
前記駆動装置は、前記３相コイルが接続された中性点に外部電源装置から供給される電力を前記モータおよび前記インバータによる電圧変換を伴って前記蓄電装置に供給する外部充電と、前記蓄電装置からの電力を前記インバータおよび前記モータによる電圧変換を伴って前記中性点を介して前記駆動装置の外部に供給する外部給電と、のうちの少なくとも一方の際には、前記インバータの３相の全てを駆動する第１モード、または、前記インバータの前記３相のうち２相を駆動する第２モードを実行する、
ことを要旨とする。
【０００８】
本開示の駆動装置は、３相コイルが接続された中性点に外部電源装置から供給される電力をモータおよびインバータによる電圧変換を伴って蓄電装置に供給する外部充電と、蓄電装置からの電力をインバータおよびモータによる電圧変換を伴って中性点を介して駆動装置の外部に供給する外部給電と、のうちの少なくとも一方の際には、インバータの３相の全てを駆動する第１モード、または、インバータの３相のうち２相を駆動する第２モードを実行する。これにより、駆動装置は、外部充電と外部給電とのうちの少なくとも一方をより適正に実行することができる。
【０００９】
本開示の駆動装置において、前記駆動装置は、前記モータに関連する情報、前記インバータに関連する情報、前記蓄電装置に関連する情報、前記中性点に関連する情報、外部環境に関連する情報、のうちの少なくとも１つに基づいて、前記第１モードまたは前記第２モードを実行するものとしてもよい。こうすれば、駆動装置は、各種情報のうちの少なくとも１つに基づいて第１モードまたは第２モードを実行することができる。ここで、モータに関連する情報は、モータの温度を含む。インバータに関連する情報は、インバータの温度を含む。蓄電装置に関連する情報は、蓄電装置の温度を含む。中性点に関連する情報は、外部電源装置から中性点への電力および電流を含む。外部環境に関連する情報は、モータおよびインバータを熱源として車両の車室内の暖房を行なう暖房装置を駆動装置が備える場合、暖房要求の有無および車室内の温度を含む。
【００１０】
各種情報のうちの少なくとも１つに基づいて第１モードまたは第２モードを実行する態様の本開示の駆動装置において、前記駆動装置は、前記外部電源装置から前記中性点への電力または電流に関連する供給関連値が供給閾値以下であるときには、前記第２モードでインターリーブ駆動を実行し、前記供給関連値が前記供給閾値よりも大きいときには、前記第１モードで前記インターリーブ駆動を実行するものとしてもよい。ここで、第１モードのインターリーブ駆動は、モータの３相の相電流の位相が互いに１２０度ずつズレるようにインバータが駆動される。例えば、第１モードのインターリーブ駆動は、インバータの３相のスイッチング素子のデューティ制御における各相のキャリア（例えば、三角波、ノコギリ波、逆ノコギリ波など）の位相を互いに１２０度ずつズラすことにより、モータの３相の相電流の位相を互いに１２０度ずつズラすものとしてもよい。第２モードのインターリーブ駆動は、モータの２相の相電流が互いに１８０度ズレるようにインバータが駆動される。例えば、第２モードのインターリーブ駆動は、インバータの２相のスイッチング素子のデューティ制御における各相のキャリアの位相を互いに１８０度ズラすことにより、モータの２相の相電流の位相を互いに１８０度ズラすものとしてもよい。発明者らは、実験や解析、機械学習などにより、以下のことを確認した。供給関連値が小さい場合、第１モードでインターリーブ駆動を実行するときに、第２モードでインターリーブ駆動を駆動するときに比して、モータおよびインバータを含む駆動部全体の発熱量が大きくなり、外部充電の効率が低くなる。一方、供給関連値が大きい場合、第２モードでインターリーブ駆動を実行するときに、第１モードでインターリーブ駆動を駆動するときに比して、駆動部全体の発熱量が大きくなり、外部充電の効率が低下する。これを踏まえて、駆動装置は、供給関連値が供給閾値以下であるときには、第２モードでインターリーブ駆動を実行し、供給関連値が供給閾値よりも大きいときには、第１モードでインターリーブ駆動を実行する。これにより、駆動装置は、駆動部全体の発熱量を抑制することができる。この結果、駆動装置は、外部充電を効率よく行なうことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許