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公開番号2025170683
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-19
出願番号2024075467
出願日2024-05-07
発明の名称制御装置
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 21/22 20160101AFI20251112BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】高調波重畳制御の許否の切替時にモータの回転数変化率が大きい場合、制御追従性が低下するのを抑制する。
【解決手段】電気自動車は、高調波重畳制御の許否の切替から所定時間内のときにおいて、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の絶対値が所定変化率未満の場合、d軸、q軸の高調波重畳電流指令および/またはd軸、q軸の電圧指令フィードフォワード項に徐変処理を施し、回転数変化率が所定変化率以上の場合、d軸、q軸の高調波重畳電流指令およびd軸、q軸の電圧指令フィードフォワード項に対する徐変処理を禁止する。
【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、前記モータを駆動するインバータと、を備える電動車に搭載され、前記モータの回転数と所定回転数との比較により前記高調波重畳制御の許否を判定し、前記モータのトルク指令に基づくｄ軸、ｑ軸の基本電流指令と前記高調波重畳制御の許否に基づくｄ軸、ｑ軸の高調波重畳電流指令との和をｄ軸、ｑ軸の電流指令として演算し、前記ｄ軸、ｑ軸の電流指令とｄ軸、ｑ軸の電流との差分が打ち消されるようにｄ軸、ｑ軸の電圧指令フィードバック項を演算し、前記高調波重畳制御の許否に基づくｄ軸、ｑ軸の電圧指令フィードフォワード項と前記ｄ軸、ｑ軸の電圧指令フィードバック項との和をｄ軸、ｑ軸の電圧指令として演算し、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であって、
前記高調波重畳制御の許否の切替から所定時間内のときにおいて、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の絶対値が所定変化率未満の場合、前記ｄ軸、ｑ軸の高調波重畳電流指令および／または前記ｄ軸、ｑ軸の電圧指令フィードフォワード項に徐変処理を施し、前記回転数変化率が前記所定変化率以上の場合、前記ｄ軸、ｑ軸の高調波重畳電流指令および前記ｄ軸、ｑ軸の電圧指令フィードフォワード項に対する前記徐変処理を禁止する、
制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、制御装置に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電力変換回路を用いてモータを制御する制御装置において、モータの有する各相の指令電圧を設定し、電力変換回路の操作によって各相のコイルの印加電圧を指令電圧に制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－１９５３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
駆動輪に連結されたモータと、モータを駆動するインバータと、を備える電動車に搭載された制御装置において、モータの回転数と所定回転数との比較により高調波重畳制御の許否を判定し、モータのトルク指令に基づくｄ軸、ｑ軸の基本電流指令と高調波重畳制御の許否に基づくｄ軸、ｑ軸の高調波重畳電流指令との和をｄ軸、ｑ軸の電流指令として演算し、ｄ軸、ｑ軸の電流指令とｄ軸、ｑ軸の電流との差分が打ち消されるようにｄ軸、ｑ軸の電圧指令フィードバック項を演算し、高調波重畳制御の許否に基づくｄ軸、ｑ軸の電圧指令フィードフォワード項とｄ軸、ｑ軸の電圧指令フィードバック項との和をｄ軸、ｑ軸の電圧指令として演算し、ｄ軸、ｑ軸の電圧指令に基づいてインバータを制御するものがある。こうした制御装置において、高調波重畳制御の許否の切替時に、ｄ軸、ｑ軸の高調波重畳電流指令や電圧指令フィードフォワード項が急変してトルクショックを生じる、というのを抑制するために、ｄ軸、ｑ軸の高調波重畳電流指令や電圧指令フィードフォワード項に徐変処理を施すことが考えられる。しかし、回転数変化率の絶対値が大きいときに、制御追従性（トルクのトルク指令に対する追従性）が低下し得る。本開示の制御装置は、高調波重畳制御の許否の切替時にモータの回転数変化率が大きい場合、制御追従性が低下す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】
本開示の制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。本開示の制御装置は、駆動輪に連結されたモータと前記モータを駆動するインバータとを備える電動車に搭載され、前記モータの回転数と所定回転数との比較により前記高調波重畳制御の許否を判定し、前記モータのトルク指令に基づくｄ軸、ｑ軸の基本電流指令と前記高調波重畳制御の許否に基づくｄ軸、ｑ軸の高調波重畳電流指令との和をｄ軸、ｑ軸の電流指令として演算し、前記ｄ軸、ｑ軸の電流指令とｄ軸、ｑ軸の電流との差分が打ち消されるようにｄ軸、ｑ軸の電圧指令フィードバック項を演算し、前記高調波重畳制御の許否に基づくｄ軸、ｑ軸の電圧指令フィードフォワード項と前記ｄ軸、ｑ軸の電圧指令フィードバック項との和をｄ軸、ｑ軸の電圧指令として演算し、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であって、前記高調波重畳制御の許否の切替から所定時間内のときにおいて、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の絶対値が所定変化率未満の場合、前記ｄ軸、ｑ軸の高調波重畳電流指令および／または前記ｄ軸、ｑ軸の電圧指令フィードフォワード項に徐変処理を施し、前記回転数変化率が前記所定変化率以上の場合、前記ｄ軸、ｑ軸の高調波重畳電流指令および前記ｄ軸、ｑ軸の電圧指令フィードフォワード項に対する前記徐変処理を禁止することを要旨とする。
【０００６】
本開示の制御装置では、上述の処理により、高調波重畳制御の許否の切替から所定時間内で、且つ、モータの回転数変化率の絶対値が所定変化率未満の場合、トルクショックの発生を抑制できる。また、高調波重畳制御の許否の切替から所定時間内で、且つ、回転数変化率が所定変化率以上の場合、制御追従性（トルクのトルク指令に対する追従性）の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の実施形態の制御装置を備える電気自動車２０の概略構成図である。
処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
変形例の処理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】
本開示を実施するための形態（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制御装置を備える電気自動車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、蓄電装置としてのバッテリ３６と、電子制御ユニット５０（制御装置）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、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の正極ラインおよび負極ラインに対してソース側およびシンク側とになるように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、電子制御ユニット５０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、モータ３２の三相コイルに回転磁界が形成され、モータ３２（回転子）が回転駆動される。バッテリ３６は、例えば、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、インバータ３４と共に電力ライン３８に接続されている。電力ライン３８の正極ラインと負極ラインとには、コンデンサ３９が取り付けられている。
【００１０】
電子制御ユニット５０は、マイクロコンピュータを備える。電子制御ユニット５０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、電流センサ３２ｕ，３２ｖ，３２ｗからのモータ３２の各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ、電圧センサや電流センサからのバッテリ３６の電圧Ｖｂや電流Ｉｂを入力している。電子制御ユニット５０は、パワースイッチ６０からのオンオフ信号、シフトポジションセンサ６２からのシフトレバー６１の操作位置（シフトポジションＳＰ）、アクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセルペダル６３の踏込量（アクセル開度Ａｃｃ）、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６５の踏込量（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。電子制御ユニット５０は、インバータ３４のトランジスタＴ１１～Ｔ１６への制御信号を出力している。電子制御ユニット５０は、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を演算している。電子制御ユニット５０は、バッテリ３６の電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算している。
（【００１１】以降は省略されています）

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