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公開番号2025070011
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2023180016
出願日2023-10-19
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B60L 9/18 20060101AFI20250424BHJP(車両一般)
要約【課題】車室内音が大きくなるのを抑制する。
【解決手段】電動車は、左右の駆動輪をそれぞれ駆動し且つ第1、第2ハウジングにそれぞれ収容された第1、第2モータと、それぞれ複数のスイッチング素子のスイッチングにより第1、第2モータを駆動する第1、第2インバータと、第1、第2インバータをそれぞれ第1、第2キャリア周波数を用いたパルス幅変調制御により制御する制御装置とを備える。制御装置は、第1モータのキャリアノイズの周波数が車両の直進時、左旋回時、右旋回時の何れであるかに基づく第1モータおよび第1ハウジングの共振周波数帯を回避するように第1キャリア周波数を設定すると共に、第2モータのキャリアノイズの周波数が車両の直進時、左旋回時、右旋回時の何れであるかに基づく第2モータおよび第2ハウジングの共振周波数帯を回避するように第2キャリア周波数を設定する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
左右の駆動輪をそれぞれ駆動し且つ第１、第２ハウジングにそれぞれ収容された第１、第２モータと、それぞれ複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記第１、第２モータを駆動する第１、第２インバータと、前記第１、第２インバータをそれぞれ第１、第２キャリア周波数を用いたパルス幅変調制御により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、前記第１モータのキャリアノイズの周波数が車両の直進時、左旋回時、右旋回時の何れであるかに基づく前記第１モータおよび前記第１ハウジングの共振周波数帯を回避するように前記第１キャリア周波数を設定すると共に、前記第２モータのキャリアノイズの周波数が前記車両の直進時、左旋回時、右旋回時の何れであるかに基づく前記第２モータおよび前記第２ハウジングの共振周波数帯を回避するように前記第２キャリア周波数を設定する、
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 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動車としては、モータおよびこれを駆動するインバータを備え、モータのトルク指令に基づく電圧の変調率および電圧位相と、モータの電気角の単位周期当たりのパルス数と、に基づいてインバータの複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう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伴って生じるトルクリプルの周波数が所定共振領域外となるようにパルス数を設定することにより、トルクリプルによりモータの振動や騒音が増幅されるのを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－６８４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
左右の駆動輪をそれぞれ駆動し且つ第１、第２ハウジングにそれぞれ収容された第１、第２モータおよびこれらをそれぞれ駆動する第１、第２インバータを備える電動車の場合、第１、第２ハウジングの形状などにより、第１、第２ハウジングの面ごとに、共振周波数帯（インバータのスイッチングに伴うモータの電流変動に基づくモータのキャリアノイズ（側帯波成分を含む）の周波数と重複すると車室内音が大きくなりやすい周波数帯）が異なる。車両の旋回時には、直進時に対して左右の駆動輪および第１、第２ハウジングの向きが変化するため、これを考慮せずに第１、第２インバータのＰＷＭ制御を行なうと、キャリアノイズの周波数と共振周波数帯との重複により、車室内音が大きくなる場合がある。本開示の電動車は、車室内音が大きくなるのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、左右の駆動輪をそれぞれ駆動し且つ第１、第２ハウジングにそれぞれ収容された第１、第２モータと、それぞれ複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記第１、第２モータを駆動する第１、第２インバータと、前記第１、第２インバータをそれぞれ第１、第２キャリア周波数を用いたパルス幅変調制御により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、前記第１モータのキャリアノイズの周波数が車両の直進時、左旋回時、右旋回時の何れであるかに基づく前記第１モータおよび前記第１ハウジングの共振周波数帯を回避するように前記第１キャリア周波数を設定すると共に、前記第２モータのキャリアノイズの周波数が前記車両の直進時、左旋回時、右旋回時の何れであるかに基づく前記第２モータおよび前記第２ハウジングの共振周波数帯を回避するように前記第２キャリア周波数を設定することを要旨とする。本開示の電動車では、こうした処理により、直進時、左旋回時、右旋回時の何れであるかに応じて、車室内音が大きくなるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本開示の実施形態の電気自動車２０の概略構成図である。
キャリア周波数設定処理の一例を示すフローチャートである。
直進時および左旋回時の車両の様子などに関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
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。実施形態の電気自動車２０は、右ハンドルの車両として構成されており、図示するように、２つのモータ３２，４２と、２つのインバータ３４，４４と、蓄電装置としてのバッテリ５０と、制御装置としての電子制御ユニット７０とを備える。
【０００８】
モータ３２，４２は、左右の前輪２２ａ，２２ｂに取り付けられたインホイールモータであり、何れも同期発電電動機として構成されている。モータ３２，４２は、互いに同一仕様に構成されている。モータ３２，４２は、ハウジング３３，４３に収容されている。インバータ３４，４４は、複数のスイッチング素子を有する。電子制御ユニット７０によってインバータ３４，４４の複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、モータ３２，４２が回転駆動される。インバータ３４，４４およびバッテリ５０は、電力ライン５４に接続されている。バッテリ５０は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などとして構成されている。
【０００９】
電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ、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マイクロコンピュータや、各種駆動回路、各種ロジックＩＣを備える。電子制御ユニット７０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、電子制御ユニット７０は、モータ３２，４２の回転子の回転位置を検出する回転位置センサ３２ａ，４２ａからの回転位置θｍａ，θｍｂ、モータ３２，４２のＵ相、Ｖ相の相電流を検出する電流センサ３２ｕ，３２ｖ，４２ｕ，４２ｖからの相電流Ｉｕａ，Ｉｖａ，Ｉｕｂ，Ｉｖｂを入力している。電子制御ユニット７０は、バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサからの電圧Ｖｂ、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサからの電流Ｉｂも入力している。電子制御ユニット７０は、スタートスイッチ８０からのスタート信号、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３の踏込量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏込量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰも入力している。電子制御ユニット７０は、車速センサ８７からの車速Ｖ、操舵角センサ８８からの操舵角θｗ（左旋回時には負の値、右旋回時には正の値）も入力している。電子制御ユニット７０は、各種制御信号を出力ポートを介して出力している。例えば、電子制御ユニット７０は、インバータ３４，４４の複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号を出力している。電子制御ユニット７０は、回転位置センサ３２ａ，４２ａからのモータ３２，４２の回転子の回転位置θｍａ，θｍｂに基づいてモータ３２，４２の電気角θｅａ，θｅｂや回転数Ｎｍａ，Ｎｍｂを演算している。
【００１０】
こうして構成された実施形態の電気自動車２０では、電子制御ユニット７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて走行用に要求される要求トルクＴｄ＊を設定する。続いて、操舵角θｗなどに基づいてモータ３２，４２のトルク配分比Ｄａ，Ｄｂ（Ｄａ＋Ｄｂ＝１）を設定する。そして、要求トルクＴｄ＊にトルク配分比Ｄａ，Ｄｂを乗じてモータ３２，４２のトルク指令Ｔｍａ＊，Ｔｍｂ＊を設定し、モータ３２，４２がトルク指令Ｔｍａ＊，Ｔｍｂ＊で駆動されるようにインバータ３４，４４の複数のトランジスタのスイッチング制御を行なう。
（【００１１】以降は省略されています）

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