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公開番号2025010960
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-23
出願番号2023113285
出願日2023-07-10
発明の名称電動車
出願人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H02P 27/08 20060101AFI20250116BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】高調波の重畳の許容回転数領域を狭くすることを抑制しつつ、モータの回転数の急増時に高調波の重畳をより適切に禁止する。
【解決手段】モータの回転数が所定回転数未満で且つモータの回転数の単位時間当たりの変化量である回転数変化率が所定変化率未満のときには、高調波を重畳せずにd軸、q軸の電圧指令を設定し、モータの回転数が所定回転数以上のときおよびモータの回転数変化率が所定変化率以上のときには、高調波を重畳してd軸、q軸の電圧指令を設定する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
駆動輪に連結されたモータと、複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記モータを駆動するインバータと、前記モータのトルク指令に基づいてｄ軸，ｑ軸の電圧指令を設定し、前記ｄ軸、ｑ軸の電圧指令に基づいて前記インバータを制御する制御装置と、を備える電動車であって、
前記制御装置は、前記モータの回転数が所定回転数未満で且つ前記モータの回転数の単位時間当たりの変化量である回転数変化率が所定変化率未満のときには、高調波を重畳せずに前記ｄ軸、ｑ軸の電圧指令を設定し、前記モータの回転数が前記所定回転数以上のときおよび前記モータの前記回転数変化率が所定変化率以上のときには、前記高調波を重畳して前記ｄ軸、ｑ軸の電圧指令を設定する、
電動車。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電動車に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動車としては、駆動輪に連結されたモータと、複数のスイッチング素子のスイッチングによりモータを駆動するインバータと、モータのトルク指令に基づいてｄ軸，ｑ軸の電圧指令を設定し、設定したｄ軸、ｑ軸の電圧指令に基づいてインバータを制御する制御装置と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電動車では、複数のスイッチング素子のスイッチングにおけるデッドタイム中のモータの電圧変動を打ち消すためのデッドタイム対応項と、モータの磁束・リラクタンスに依存する磁束・リラクタンス項と、モータの抵抗値に依存する抵抗項と、を含んでフィードフォワード項を設定し、設定したフィードフォワード項を用いてｄ軸，ｑ軸の電圧指令を設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許６７６０１９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インバータをパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）により制御する際に、高調波を重畳してｄ軸，ｑ軸の電圧指令を設定してインバータを制御することが行なわれている。高調波を重畳するためにはＰＷＭ制御でキャリア周波数を高くする必要があり、モータの回転数が所定回転数を超えると、制御性の確保のために高調波の重畳を禁止する必要がある。モータの回転数が急増する（例えば駆動輪がスリップする）シーンでは、モータの回転数の検出値と実値との乖離により、モータの回転数が所定回転数を超えたことの判定が遅れ、高調波の重畳の禁止が遅れる場合がある。これを踏まえて所定回転数を低くすると、モータの回転数が急増しないシーンでの高調波の重畳の許容回転数領域を狭くしてしまう。
【０００５】
本開示の電動車は、高調波の重畳の許容回転数領域を狭くすることを抑制しつつ、モータの回転数の急増時に高調波の重畳をより適切に禁止することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の電動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。本開示の電動車は、駆動輪に連結されたモータと、複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記モータを駆動するインバータと、前記モータのトルク指令に基づいてｄ軸，ｑ軸の電圧指令を設定し、前記ｄ軸、ｑ軸の電圧指令に基づいて前記インバータを制御する制御装置と、を備える電動車であって、前記制御装置は、前記モータの回転数が所定回転数未満で且つ前記モータの回転数の単位時間当たりの変化量である回転数変化率が所定変化率未満のときには、高調波を重畳せずに前記ｄ軸、ｑ軸の電圧指令を設定し、前記モータの回転数が前記所定回転数以上のときおよび前記モータの前記回転数変化率が所定変化率以上のときには、前記高調波を重畳して前記ｄ軸、ｑ軸の電圧指令を設定することを要旨とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の実施形態の電気自動車２０の概略構成図である。
インバータ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
インバータ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本開示の実施形態の電気自動車２０の概略構成図である。図示するように、実施形態の電気自動車２０は、モータ３２と、インバータ３４と、バッテリ３６と、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）５０とを備える。
【０００９】
モータ３２は、三相交流電動機として構成されており、回転子コアに永久磁石が埋め込まれた回転子と、固定子コアに三相コイルが巻回された固定子とを備える。モータ３２の回転子は、駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。インバータ３４は、モータ３２の駆動に用いられると共にバッテリ３６と共に電力ライン３８に接続されている。インバータ３４は、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１～Ｔ１６と、６つのトランジスタＴ１１～Ｔ１６にそれぞれ並列に接続された６つのダイオードＤ１１～Ｄ１６とを備える。トランジスタＴ１１～Ｔ１６は、それぞれ、電力ライン３８の正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように２個ずつペアで配置されている。トランジスタＴ１１～Ｔ１６の対となるトランジスタの接続点の各々は、モータ３２の三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）コイルの各々に接続されている。したがって、インバータ３４に電圧が作用しているときに、ＥＣＵ５０によって、対となるトランジスタＴ１１～Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータ３２が回転駆動される。電力ライン３８には、平滑用のコンデンサ３９が取り付けられている。バッテリ３６は、例えば定格電圧が数百Ｖ程度のリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、インバータ３４と共に電力ライン３８に接続されている。
【００１０】
ＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータを備えており、マイクロコンピュータは、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有する。ＥＣＵ５０は、各種センサからの信号を入力ポートを介して入力している。例えば、ＥＣＵ５０は、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置センサ（例えば、レゾルバ）３２ａからの回転位置θｍや、モータ３２のＶ相、Ｗ相の電流を検出する電流センサ３２ｖ，３２ｗからの相電流Ｉｖ，Ｉｗを入力している。バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからの電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３６ｂからの電流Ｉｂ、コンデンサ３９の端子間に取り付けられた電圧センサ３９ａからのコンデンサ３９の電圧（電力ライン３８の電圧）ＶＨも入力している。スタートスイッチ６０からのスタート信号や、シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトセンサ６２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル６３の踏込量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル６５の踏込量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ６７からの車速Ｖも入力している。ＥＣＵ５０は、インバータ３４のトランジスタＴ１１～Ｔ１６への制御信号などの各種制御信号を出力ポートを介して出力している。ＥＣＵ５０は、回転位置センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍを演算したり、回転数Ｎｍに基づいて回転数Ｎｍの単位時間当たりの変化量である回転数変化率ΔＮｍを演算したりしている。
（【００１１】以降は省略されています）

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