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公開番号2025050424
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023159214
出願日2023-09-22
発明の名称電動車両の制御方法、及び電動車両の制御システム
出願人日産自動車株式会社
代理人弁理士法人後藤特許事務所
主分類H02P 21/12 20160101AFI20250327BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電動車両の停止中に暖気制御を行う場合において、モータ等における過熱状態の発生を低減する電動車両の制御方法、及び電動車両の制御システムを提供する。
【解決手段】
暖気要求を受けた場合に、第1暖気電流指令値を生成して電流指令値として設定し、さらに電動車両が停止すると、第1暖気電流指令値のq軸成分を実質的にゼロに設定する電動車両の制御方法であって、電動車両が停止しモータ206により駆動する駆動輪104aに対して制動力が印加されていることを検知し、且つモータ206又はモータ206に電力を供給する電力系において過熱状態の発生が予測される場合に第1暖気電流指令値の電流位相を所定の補正値(Δβ)により補正することで第2暖気電流指令値を生成して電流指令値として設定する。
【選択図】図15
特許請求の範囲【請求項１】
トルク指令値に基づいて電流指令値を算出して当該電流指令値に基づいて電動車両のモータを駆動させ、
外部から暖気要求を受けた場合に、前記モータの発熱量を増加させる第１暖気電流指令値を生成して前記電流指令値として設定し、さらに前記電動車両が停止すると、前記暖気要求に基づいて前記モータが発熱するように前記第１暖気電流指令値のｄ軸成分を設定し且つ前記第１暖気電流指令値のｑ軸成分を実質的にゼロに設定する電動車両の制御方法であって、
前記電動車両が停止し前記モータにより駆動する駆動輪に対して制動力が印加されていることを検知し、且つ前記モータ又は前記モータに電力を供給する電力系において過熱状態の発生が予測される場合に前記第１暖気電流指令値の電流位相を所定の補正値により補正することで第２暖気電流指令値を生成して前記電流指令値として設定する電動車両の制御方法。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記モータの電気角が前記モータに流れる三相電流のうちのいずれかの相の電流が極値となる特定電気角を中心とした所定範囲内に位置する場合に前記過熱状態の発生を予測する請求項１に記載の電動車両の制御方法。
【請求項３】
前記暖気要求に係る必要電流量に基づいて前記モータが発熱するように前記第１暖気電流指令値のｄ軸成分を設定し且つ前記第１暖気電流指令値のｑ軸成分を実質的にゼロに設定する場合において、
前記モータの電気角が前記モータに流れる三相電流のうちのいずれかの相の電流が極値となる特定電気角を中心とした所定範囲内に位置し、且つ前記必要電流量が所定の閾値を超える場合に前記過熱状態の発生を予測する請求項１に記載の電動車両の制御方法。
【請求項４】
前記電流指令値に基づいてＰＷＭ信号を生成し、前記電力系を構成するインバータに前記ＰＷＭ信号を出力し、前記インバータが前記ＰＷＭ信号から三相電流を生成して当該三相電流により前記モータを駆動する場合において、
前記インバータのうち前記三相電流のいずれかの相の電流を生成するスイッチング素子の温度が第１所定温度を超える、又は前記モータの温度が第２所定温度を超えた場合に前記過熱状態の発生を予測する請求項１に記載の電動車両の制御方法。
【請求項５】
前記モータに供給される三相電流のうちのいずれかの相の電流検出値が所定電流値を超えた場合に前記過熱状態の発生を予測する請求項１に記載の電動車両の制御方法。
【請求項６】
前記第２暖気電流指令値のノルムを、前記第１暖気電流指令値のノルムと同一に設定する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動車両の制御方法。
【請求項７】
前記第１暖気電流指令値のｄ軸成分に平行な方向と、前記第１暖気電流指令値のｑ軸成分に平行な方向を座標軸とし前記第１暖気電流指令値及び前記第２暖気電流指令値をそれぞれ電流ベクトルとして表す回転座標系と前記回転座標系と共通の原点を有する固定座標系に関して、前記電流ベクトルが前記第１暖気電流指令値に係る向きから前記第２暖気電流指令値に係る向きに回転する方向と、前記第２暖気電流指令値により発生する前記モータのトルクにより前記駆動輪を軸支するシャフトが捻じれて前記モータが回転することで前記回転座標系が前記原点を中心として前記固定座標系に対して回転する方向と、が同じとなるように、前記第１暖気電流指令値のｄ軸成分の符号を設定する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動車両の制御方法。
【請求項８】
前記補正値を、前記スイッチング素子の発熱時の温度変化の時定数、又は前記モータの発熱時の温度変化の時定数よりも短い周期で変動させる請求項４に記載の電動車両の制御方法。
【請求項９】
前記インバータ及び前記モータを冷却する冷媒の温度と、前記モータの電流検出値と、に基づいて前記インバータの温度及び前記モータの温度を推定する請求項４に記載の電動車両の制御方法。
【請求項１０】
電動車両を駆動させるモータと、
トルク指令値に基づいて前記モータを駆動させるための電流指令値を算出するコントローラと、を含み、
前記コントローラが、外部から暖気要求を受けた場合に前記モータの発熱量を増加させる第１暖気電流指令値を生成して前記電流指令値として設定し、さらに前記電動車両が停止すると、前記暖気要求に基づいて前記モータが発熱するように前記第１暖気電流指令値のｄ軸成分を設定し、且つ前記第１暖気電流指令値のｑ軸成分を実質的にゼロに設定する電動車両の制御システムであって、
前記コントローラは、
前記電動車両が停止し前記モータにより駆動する駆動輪に対して制動力が印加されていることを検知し、且つ前記モータ又は前記モータに電力を供給する電力系において過熱状態の発生が予測される場合に前記第１暖気電流指令値の電流位相を所定の補正値により補正することで第２暖気電流指令値を生成して前記電流指令値として設定する電動車両の制御システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の制御方法、及び電動車両の制御システムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、電動車両に搭載されたバッテリの暖機の要否を判断し、暖気が必要と判断した場合にモータに供給する電力（ｄ軸電流指令値、ｑ軸電流指令値）を補正してモータに供給する電力を制御する内容を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－１６５５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、電動車両が停止中であって駆動輪に対して制動力が印加された状態において、ｑ軸電流値を零としてモータにトルクが発生しないように制御するので、モータの回転位置によっては特定の相に電流が集中し、当該相が過熱状態となるおそれがある。
【０００５】
本発明は、電動車両の停止中に暖気制御を行う場合において、モータ等における過熱状態の発生を低減する電動車両の制御方法、及び電動車両の制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による電動車両の制御方法は、トルク指令値に基づいて電流指令値を算出して当該電流指令値に基づいて電動車両のモータを駆動させ、外部から暖気要求を受けた場合に、モータの発熱量を増加させる第１暖気電流指令値を生成して電流指令値として設定し、さらに電動車両が停止すると、暖気要求に基づいてモータが発熱するように第１暖気電流指令値のｄ軸成分を設定し且つ第１暖気電流指令値のｑ軸成分を実質的にゼロに設定する電動車両の制御方法である。この制御方法において、電動車両が停止しモータにより駆動する駆動輪に対して制動力が印加されていることを検知し、且つモータ又はモータに電力を供給する電力系において過熱状態の発生が予測される場合に第１暖気電流指令値の電流位相を所定の補正値により補正することで第２暖気電流指令値を生成して電流指令値として設定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、停車時は、モータ角度が固定のため、特定相に比較的大きな電流が通流し、過熱する可能性があるが、電流位相を変えることで熱的に余裕のある相へ負荷を分散することができ、且つ暖気を継続できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態の電動車両の制御システムの適用対象となる電動車両の全体構成を示す模式図である。
図２は、第１実施形態の電動車両の制御システムの模式図である。
図３は、第１実施形態の電動車両の制御システムを構成する電流指令生成部のブロック図である。
図４は、第１実施形態の電動車両の制御システムを構成する電流位相変更許可判定部の判定条件を示す図である。
図５は、第１実施形態の電動車両の制御システムを構成する電流位相変更要求判定部の判定条件（電流位相変更許可信号とスイッチング素子の温度との関係）を示す図である。
図６は、第１実施形態の電動車両の制御システムを構成する電流位相変更要求判定部の判定条件（電流位相変更許可信号とステータの温度との関係）を示す図である。
図７は、第１実施形態の電動車両の制御システムを構成する電流位相変更要求判定部の電流位相変更要求の判定条件を示す図である。
図８は、第１実施形態の電動車両の制御システムを構成する電流制御部のブロック図である。
図９は、第１実施形態の電動車両の制御システムを構成するＰＷＭ変調制御部のブロック図である。
図１０は、第１実施形態の電動車両の制御システムのフローチャートである。
図１１は、第１実施形態の電動車両の制御システムによる相電流とモータ（スイッチング素子）の温度の時間変化を示す図である。
図１２は、ｄ軸電流の負方向の通流時の電流位相変化量と電気角変化量との関係を説明するための図であって、図１２（Ａ）はｑ軸電流がゼロ且つｄ軸電流が負方向となるときの回転座標系における電流ベクトル、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）に示す電流ベクトルを回転座標系において電流位相変化量だけ回転させた後の電流ベクトル、図１２（Ｃ）は図１２（Ｂ）に示す回転座標系を固定座標系に対して電気角変化量だけ回転させた後の電流ベクトルを示す。
図１３は、ｄ軸電流の正方向の通流時の電流位相変化量と電気角変化量との関係を説明するための図であって、図１３（Ａ）はｑ軸電流がゼロ且つｄ軸電流が正方向となるときの回転座標系における電流ベクトル、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）に示す電流ベクトルを回転座標系において電流位相変化量だけ回転させた後の電流ベクトル、図１３（Ｃ）は図１３（Ｂ）に示す回転座標系を固定座標系に対して電気角変化量だけ回転させた後の電流ベクトルを示す。
図１４は、電流位相とトルクとの関係を示す図である。
図１５は、第２実施形態の電動車両の制御システムを構成する電流指令生成部のブロック図である。
図１６は、第２実施形態の電動車両の制御システムを構成する電流位相変更要求判定部の電流位相変更要求の判定条件を示す図である。
図１７は、第３実施形態の電動車両の制御システムを構成する電流指令生成部のブロック図である。
図１８は、第３実施形態の電動車両の制御システムを構成する温度推定演算部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
［電動車両の全体構成］
（【００１１】以降は省略されています）

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