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公開番号2025067589
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-24
出願番号2023177689
出願日2023-10-13
発明の名称モータの制御装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類H02P 21/22 20160101AFI20250417BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】モータなどの部品を保護することと、トルクの制御精度を向上させることとを両立することができるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】交流モータへの通電電流に対する出力トルクが最大となるようにd軸電流とq軸電流とを定めた最大トルクマップと、d軸電流またはq軸電流の変化量に対する交流モータのトルクの変化量が、最大トルクマップよりも小さくなるようにd軸電流とq軸電流とを定めたトルク制御マップとを備え、トルク指令値が予め定められた所定トルク未満の場合(ステップS4でYes)に、トルク制御マップに基づいてd軸電流とq軸電流とを定め(ステップS5)、トルク指令値が所定トルク以上の場合(ステップS4でNo)に、最大トルクマップに基づいてd軸電流とq軸電流とを定める(ステップS3)。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
電動車両の駆動力源として機能するとともに複数相のコイルを有する交流モータと、前記複数相のコイルに通電する電流を制御するスイッチング素子を有するインバータとを備えたモータの制御装置であって、
前記交流モータへのトルク指令値に基づいてｄｑ座標系におけるｄ軸電流とｑ軸電流とを求め、求められた前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流とを前記複数相の指令値に変換して前記インバータに出力するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記交流モータへの通電電流に対する出力トルクが最大となるように前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流とを定めた最大トルクマップと、前記ｄ軸電流または前記ｑ軸電流の変化量に対する前記交流モータのトルクの変化量が、前記最大トルクマップよりも小さくなるように前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流とを定めたトルク制御マップとを備え、
前記トルク指令値が予め定められた所定トルク未満の場合に、前記トルク制御マップに基づいて前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流とを定め、前記トルク指令値が前記所定トルク以上の場合に、前記最大トルクマップに基づいて前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流とを定める
ことを特徴とするモータの制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の駆動力源としてのモータの制御装置に関するものである。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、モータトルクを制御するためのｄｑ座標系におけるｄ軸電流とｑ軸電流とを、トルク重視の走行モードと経済性重視の走行モードとに応じて制御するように構成された制御装置が記載されている。この制御装置には、電流指令値に対してトルクが最大となるｄ軸電流とｑ軸電流との組が定められたトルク優先マップと、電流指令値に対してモータ損失が最小となるｄ軸電流とｑ軸電流との組が定められた効率優先マップとが記憶されている。そして、制御装置は、アクセル操作量に応じて定められたモータのトルク指令値から、モータに通電する電流指令値を求め、トルク重視の走行モードが選択されている場合には、電流指令値とトルク優先マップとからｄ軸電流とｑ軸電流とを定め、経済性重視の走行モードが選択されている場合には、電流指令値と効率優先マップとからｄ軸電流とｑ軸電流とを定めるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－３８９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された効率優先マップに応じたｄ軸電流とｑ軸電流との制御装置は、通電される電流に対して大きなトルクを発生させることにより効率が良好になるように制御している。すなわち、トルク優先マップおよび効率優先マップのいずれのマップに応じてｄ軸電流とｑ軸電流とを制御したとしても、電流指示値に対して比較的大きなトルクを発生させることになり、通電される電流の変化量に対するトルクの変化量が大きくなる。
【０００５】
一方、トルク優先マップや効率優先マップから外れたｄ軸電流やｑ軸電流を通電することにより、通電される電流の変化量に対するトルクの変化量が小さくなるから、モータの発生トルクを緻密に制御することができる。しかしながら、トルク優先マップや効率優先マップから外れて、ｄ軸電流やｑ軸電流を通電すると、発生させるトルクの大きさに応じて電力消費量が多くなり、蓄電装置、モータ、およびインバータが過剰に昇温する可能性がある。
【０００６】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、モータなどの部品を保護することと、トルクの制御精度を向上させることとを両立することができるモータの制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、電動車両の駆動力源として機能するとともに複数相のコイルを有する交流モータと、前記複数相のコイルに通電する電流を制御するスイッチング素子を有するインバータとを備えたモータの制御装置であって、前記交流モータへのトルク指令値に基づいてｄｑ座標系におけるｄ軸電流とｑ軸電流とを求め、求められた前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流とを前記複数相の指令値に変換して前記インバータに出力するコントローラを備え、前記コントローラは、前記交流モータへの通電電流に対する出力トルクが最大となるように前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流とを定めた最大トルクマップと、前記ｄ軸電流または前記ｑ軸電流の変化量に対する前記交流モータのトルクの変化量が、前記最大トルクマップよりも小さくなるように前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流とを定めたトルク制御マップとを備え、前記トルク指令値が予め定められた所定トルク未満の場合に、前記トルク制御マップに基づいて前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流とを定め、前記トルク指令値が前記所定トルク以上の場合に、前記最大トルクマップに基づいて前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流とを定めることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明におけるモータの制御装置は、交流モータへの指令トルクが予め定められた所定トルク未満の場合には、ｄ軸電流またはｑ軸電流の変化量に対する交流モータのトルクの変化量が比較的小さくなるようにｄ軸電流とｑ軸電流とを定めたトルク制御マップに基づいてｄ軸電流とｑ軸電流とが定められる。したがって、指令トルクが小さい領域では、ｄ軸電流やｑ軸電流のバラツキなどによるトルクの変化量を小さくすることができる。その結果、交流モータのトルクを制御するためのｄ軸電流やｑ軸電流の制御精度を低下させることができる。言い換えると、ｄ軸電流やｑ軸電流を制御することによって、交流モータのトルクを緻密に制御することができ、トルクの制御精度を向上させることができる。また、交流モータへの指令トルクが大きい領域であって、交流モータによる銅損などの損失が大きい領域では、交流モータへの通電電流に対する出力トルクが最大となるようにｄ軸電流とｑ軸電流とを定めた最大トルクマップに基づいて、ｄ軸電流とｑ軸電流とが定められる。したがって、蓄電装置、モータ、およびインバータが過剰に昇温することを抑制することができ、交流モータやインバータなどの部品の耐久性が低下することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
この発明の実施形態におけるモータの制御装置の一例を説明するための電気回路図である。
インバータのスイッチ信号を定める制御の一例を説明するための制御ブロック図である。
最大トルクマップおよびトルク制御マップを示す図である。
指令変換部によって選択するマップを切り替える制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明の実施形態におけるモータの制御装置の一例を説明するための電気回路図を図１に模式的に示してある。図１に示す例では、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池、あるいはキャパシタによって構成された蓄電装置１と、電動車両の駆動力源としてのモータ２と、直流電力と交流電力とを変換するインバータ３とを備えている。この蓄電装置１は、従来の電気自動車やハイブリッド車両に設けられた蓄電装置と同様に構成することができ、二次電池を直列に接続した組電池によって構成されていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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