(57)【要約】【課題】バッテリの入出力電流及び出力電流であるバッテリ電流を検出して、設定値の範囲を越える場合には、トルク指令を補正することにより、バッテリの設定値範囲内に抑制することができ、その結果、バッテリの早期劣化を防ぐことができるバッテリ電流抑制方法及びバッテリ電流抑制制御装置を提供する。【解決手段】モータドライブシステムはバッテリＢの出力電流、入力電流を検出する電流センサＳ３と、出力電流、入力電流が、出力電流上限値、入力電流上限値の範囲内か否かを判定する入出力過大分検出器１２０を備える。モータドライブシステムは出力電流、入力電流が出力電流上限値、入力電流上限値の範囲外の場合は、該範囲内にバッテリ電流が収まるようにトルク指令を補正するバッテリ出力電流抑制制御器１５０，バッテリ入力電流抑制制御器１７０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク指令に基づいて得られたｄ軸指令及びｑ軸指令に基づきバッテリから出力されるバッテリ電流をインバータを介してモータに供給し、前記モータからの回生電流を前記インバータを介して入力し、該回生電流を該バッテリに入力されるバッテリ電流として受け入れるバッテリ電力供給装置におけるバッテリ電流抑制方法であって、
前記バッテリ電流を検出するステップと、
前記バッテリ電流が、設定値の範囲内か否かを判定する判定ステップと、
前記バッテリ電流が前記設定値の範囲外の場合は、前記設定値の範囲内にバッテリ電流が収まるように前記トルク指令を補正する補正ステップを備えることを特徴とするバッテリ電流抑制方法。
【請求項２】
前記バッテリ電流が、力行時にバッテリから出力する出力電流であり、
前記判定ステップは、前記出力電流が、設定値としての第１上限値の範囲内か否かを判定するステップであり、
前記補正ステップは、前記出力電流が前記第１上限値の範囲外の際、前記第１上限値内に出力電流が収まるように前記トルク指令を補正するステップであることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ電流抑制方法。
【請求項３】
前記バッテリ電流が、回生時のバッテリへ入力する入力電流であり、
前記判定ステップは、前記入力電流が、設定値としての第２上限値の範囲内か否かを判定するステップであり、
前記補正ステップは、前記入力電流が前記第２上限値の範囲外の際、前記第２上限値内に入力電流が収まるように前記トルク指令を補正するステップであることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ電流抑制方法。
【請求項４】
トルク指令に基づいて得られたｄ軸指令及びｑ軸指令に基づきバッテリから出力されるバッテリ電流をインバータを介してモータに供給し、前記モータからの回生電流を前記インバータを介して入力し、該回生電流を該バッテリに入力されるバッテリ電流として受け入れるバッテリ電力供給装置におけるバッテリ電流抑制制御装置であって、
前記バッテリ電流を検出するバッテリ電流検出手段と、
前記バッテリ電流が、設定値の範囲内か否かを判定する判定手段と、
前記バッテリ電流が前記設定値の範囲外の場合は、前記設定値の範囲内に前記バッテリ電流が収まるように前記トルク指令を補正する補正手段を備えることを特徴とするバッテリ電流抑制制御装置。
【請求項５】
前記バッテリ電流が、力行時にバッテリから出力する出力電流であり、
前記判定手段は、前記出力電流が、設定値としての第１上限値の範囲内か否かを判定し、
前記補正手段は、前記出力電流が前記第１上限値の範囲外の際、前記第１上限値内に出力電流が収まるように前記トルク指令を補正することを特徴とする請求項４に記載のバッテリ電流抑制制御装置。
【請求項６】
前記バッテリ電流が、回生時にバッテリへ入力する入力電流であり、
前記判定手段は、前記入力電流が、設定値としての第２上限値の範囲内か否かを判定し、
前記補正手段は、前記入力電流が前記第２上限値の範囲外の際、前記第２上限値内に入力電流が収まるように前記ｄ軸指令の値を補正して増加させることを特徴とする請求項４に記載のバッテリ電流抑制制御装置。
【請求項７】
前記モータのモータ電流を検出するモータ電流検出手段と、
前記モータ電流に基づいてトルクを演算するトルク演算手段と、
前記トルク演算手段が演算したトルクと、前記トルク指令との偏差に基づいて、前記ｑ軸指令を補正するｑ軸指令補正手段とを備え、
前記ｑ軸指令補正手段の前記ｑ軸指令の補正により、前記モータの回生時の場合のトルク変動を抑制することを特徴とする請求項６に記載のバッテリ電流抑制制御装置。
【請求項８】
前記モータのモータ温度を検出するモータ温度検出手段を備え、
前記トルク演算手段は、前記モータ温度と、前記モータ電流に基づいてトルクを演算することを特徴とする請求項７に記載のバッテリ電流抑制制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリの入力電流及び出力電流を抑制することができるバッテリ電流抑制方法及びバッテリ電流抑制制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリをモータの電源とし、前記モータの回生電流を前記バッテリへ充電する一般的なモータドライブシステムを図３を参照して説明する。図３は、モータＭをトルク指令Ｔ＊に基づいて制御するＥＣＵ又は制御部の機能ブロック回路図である。
【０００３】
前記モータドライブシステムでは、電流マップ２０は、外部から付与されたトルク指令Ｔ＊に基づいてｄ軸の電流指令（以下、ｄ軸指令Ｉｄ＊という）及びｑ軸の電流指令（以下、ｑ軸指令Ｉｑ＊という）を、ｄ軸指令Ｉｄ＊用及びｑ軸指令Ｉｑ＊用の三次元マップをそれぞれ使用してｄ軸指令Ｉｄ＊及びｑ軸指令Ｉｑ＊を求める。なお、前記三次元マップはトルク指令Ｔ＊、モータＭの回転数ω、バッテリ電圧Ｖｄｃの三次元マップである。なお、モータの回転数ωは回転角センサ３４で検出されたモータＭの回転角θに基づき回転数演算部３３で演算される。次に、ｄ軸指令Ｉｄ＊、ｑ軸指令Ｉｑ＊と実際のモータＭのｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑとの偏差をそれぞれ求める。
【０００４】
なお、実際のモータＭのｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑは下記のようにして得られる。モータＭの２相（界磁巻線）の電流値（モータ電流）を電流センサＳ１，Ｓ２で検出して、３相／２相座標変換部２２に入力し、３相／２相座標変換部２２は残りの１相分の電流値を算出するとともに、回転角センサ３４で検出されたモータＭの回転角θを使用して、モータＭの３相の相電流を座標変換することにより、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを得る。電流センサＳ１，Ｓ２はモータＭのモータ電流を検出するモータ電流検出手段に相当する。
【０００５】
ＰＩ制御部２４，２６では、ｄ軸指令Ｉｄ＊、ｑ軸指令Ｉｑ＊と実際のｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑとの偏差からＰＩ（比例積分）制御を行い、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を演算する。
【０００６】
２相／３相座標変換部２８は、モータＭの回転角θと前記ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を３相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に変換する。
ＰＷＭ変換部３０は、前記３相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に基づいてＰＷＭ信号に変換し、インバータ３２に出力する。インバータ３２はバッテリＢを電流源として、前記ＰＷＭ信号に基づいて、モータＭ（交流モータ）を駆動する。このようなモータドライバシステムは例えば特許文献１で公知である。
【特許文献１】特開２００２−５８１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のようなバッテリＢを電源とするモータドライブシステムでは、前記インバータ３２は、トルク指令を達成すべく、モータＭを制御する。このとき、バッテリＢは電流源として使用され、その出力電流は際限なく使用される。このため、バッテリ仕様を越えた電流を出力した場合には、バッテリＢの早期劣化に繋がる虞がある。又、バッテリＢがモータＭの回生電流を入力する場合、バッテリ仕様を越えた電流を受け入れる際にも、前記と同様にバッテリＢの早期劣化に繋がる虞がある。又、バッテリＢが満充電の状態で回生電流を受け入れると、過充電となり、バッテリＢが劣化する虞がある。
【０００８】
なお、特許文献１では、回生時において、バッテリ電圧を検出し、バッテリ電圧が所定の低い電圧以上である場合に、トルク指令の値を減少させることが開示されている。
ところがこの技術では、バッテリ電圧との関係において、トルク指令を補正するものである。すなわち、バッテリ電圧とは無関係に回生時にモータが高回転した場合においては、大電流である回生電流がバッテリの入力電流として入力されることになり、この結果、バッテリの仕様以上の入力電流が入ることを防止することはできず、この場合は、バッテリが早期に劣化する問題がある。
【０００９】
この発明は、バッテリの入出力電流及び出力電流であるバッテリ電流を検出して、設定値の範囲を越える場合には、トルク指令を補正することにより、バッテリの設定値範囲内に抑制することができ、その結果、バッテリの早期劣化を防ぐことができるバッテリ電流抑制方法を提供することにある。
【００１０】
又、この発明の他の目的は、バッテリの入出力電流及び出力電流であるバッテリ電流を検出して、設定値の範囲を越える場合には、トルク指令を補正することにより、バッテリの設定値範囲内に抑制することができ、その結果、バッテリの早期劣化を防ぐことができるバッテリ電流抑制制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の問題点を解決するために、請求項１は、トルク指令に基づいて得られたｄ軸指令及びｑ軸指令に基づきバッテリから出力されるバッテリ電流をインバータを介してモータに供給し、前記モータからの回生電流を前記インバータを介して入力し、該回生電流を該バッテリに入力されるバッテリ電流として受け入れるバッテリ電力供給装置におけるバッテリ電流抑制方法であって、前記バッテリ電流を検出するステップと、前記バッテリ電流が、設定値の範囲内か否かを判定する判定ステップと、前記バッテリ電流が前記設定値の範囲外の場合は、前記設定値の範囲内にバッテリ電流が収まるように前記トルク指令を補正するステップを備えることを特徴とするバッテリ電流抑制方法を要旨とするものである。
【００１２】
請求項１の発明では、検出されたバッテリ電流が設定値の範囲内か否かが判定された際、前記バッテリ電流が設定値の範囲外の場合は、設定値の範囲内にバッテリ電流が収まるように前記トルク指令を補正する。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１において、前記バッテリ電流が、力行時にバッテリから出力する出力電流であり、前記判定ステップは、前記出力電流が、設定値としての第１上限値の範囲内か否かを判定するステップであり、前記補正ステップは、前記出力電流が前記第１上限値の範囲外の際、前記第１上限値内に出力電流が収まるように前記トルク指令を補正するステップであることを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明では、検出された出力電流が、第１上限値の範囲内か否かが判定される。そして、出力電流が第１上限値の範囲外の際、前記第１上限値内に出力電流が収まるように、前記トルク指令が補正される。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１において、前記バッテリ電流が、回生時のバッテリへ入力する入力電流であり、前記判定ステップは、前記入力電流が、設定値としての第２上限値の範囲内か否かを判定するステップであり、前記補正ステップは、前記入力電流が前記第２上限値の範囲外の際、前記第２上限値内に入力電流が収まるように前記トルク指令を補正するステップであることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明では、検出された入力電流が、第２上限値の範囲内か否かが判定される。そして、入力電流が第２上限値の範囲外の際、前記第２上限値内に入力電流が収まるように前記トルク指令が補正される。
【００１７】
請求項４の発明は、トルク指令に基づいて得られたｄ軸指令及びｑ軸指令に基づきバッテリから出力されるバッテリ電流をインバータを介してモータに供給し、前記モータからの回生電流を前記インバータを介して入力し、該回生電流を該バッテリに入力されるバッテリ電流として受け入れるバッテリ電力供給装置におけるバッテリ電流抑制制御装置であって、前記バッテリ電流を検出するバッテリ電流検出手段と、前記バッテリ電流が、設定値の範囲内か否かを判定する判定手段と、前記バッテリ電流が前記設定値の範囲外の場合は、前記設定値の範囲内に前記バッテリ電流が収まるように前記トルク指令を補正する補正手段を備えることを特徴とするバッテリ電流抑制制御装置を要旨とするものである。
【００１８】
請求項４の発明では、バッテリ電流検出手段が、バッテリ電流を検出し、判定手段が、前記バッテリ電流が、設定値の範囲内か否かを判定する。そして、補正手段は、バッテリ電流が前記設定値の範囲外の場合は、前記設定値の範囲内に前記バッテリ電流が収まるように前記トルク指令を補正する。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項４において、前記バッテリ電流が、力行時にバッテリから出力する出力電流であり、前記判定手段は、前記出力電流が、設定値としての第１上限値の範囲内か否かを判定し、前記補正手段は、前記出力電流が前記第１上限値の範囲外の際、前記第１上限値内に出力電流が収まるように前記トルク指令を補正することを特徴とする。
【００２０】
請求項５の発明では、判定手段は、出力電流が、設定値としての第１上限値の範囲内か否かを判定し、補正手段は、前記出力電流が前記第１上限値の範囲外の際、前記第１上限値内に出力電流が収まるように前記トルク指令を補正する。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項４において、前記バッテリ電流が、回生時にバッテリへ入力する入力電流であり、前記判定手段は、前記入力電流が、設定値としての第２上限値の範囲内か否かを判定し、前記補正手段は、前記入力電流が前記第２上限値の範囲外の際、前記第２上限値内に入力電流が収まるように前記ｄ軸指令の値を補正して増加させることを特徴とする。
【００２２】
請求項６の発明では、判定手段は、前記入力電流が、設定値としての第２上限値の範囲内か否かを判定し、補正手段は、前記出力電流が前記第２上限値の範囲外の際、前記第２上限値内に出力電流が収まるように前記ｄ軸指令の値を補正して増加させる。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項６において、前記モータのモータ電流を検出するモータ電流検出手段と、前記モータ電流に基づいてトルクを演算するトルク演算手段と、前記トルク演算手段が演算したトルクと、前記トルク指令との偏差に基づいて、前記ｑ軸指令を補正するｑ軸指令補正手段とを備え、前記ｑ軸指令補正手段の前記ｑ軸指令の補正により、前記モータの回生時の場合のトルク変動を抑制することを特徴とする。
【００２４】
請求項７の発明では、モータ電流検出手段は、モータのモータ電流を検出し、トルク演算手段は、前記モータ電流に基づいてトルクを演算する。そして、ｑ軸指令補正手段は、トルク演算手段が演算したトルクと、前記トルク指令との偏差に基づいて、ｑ軸指令を補正する。この結果、ｑ軸指令補正手段のｑ軸指令の補正により、モータの回生時の場合のトルク変動を抑制する。
【００２５】
請求項８の発明は、請求項７において、前記モータのモータ温度を検出するモータ温度検出手段を備え、前記トルク演算手段は、前記モータ温度と、前記モータ電流に基づいてトルクを演算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１乃至請求項７の発明によれば、バッテリの入出力電流及び出力電流であるバッテリ電流を検出して、設定値の範囲を越える場合には、トルク指令を補正することにより、バッテリの設定値範囲内に抑制することができ、その結果、バッテリの早期劣化を防ぐことができる。又、バッテリの特性に関係なく、インバータ−モータ間のドライバ設計ができる。
【００２７】
又、請求項７の発明によれば、ｑ軸指令補正手段のｑ軸指令の補正により、モータの回生時の場合のトルク変動を抑制することができる。
又、請求項８の発明によれば、モータ温度を加味したモータ電流に基づいて、モータのトルクが演算されるため、精度よくモータのトルクを算出できる。その結果、精度よく算出されたトルクと、トルク指令との偏差でｑ軸指令を精度よく補正でき、トルク制御精度を向上させて、モータの回生時の場合のトルク変動を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１実施形態）
以下に、本発明のバッテリ電流抑制方法及びバッテリ電流抑制制御装置を、力行、及び回生が可能なモータ（例えば、同期モータや、或いは、誘導モータ等のすなわち、交流モータ）のバッテリ電力供給装置としてのモータドライブシステムに具体化した第１実施形態を、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態のモータドライブシステムのモータ制御を司るＥＣＵ（電子制御ユニット）１００の機能ブロック図である。
【００２９】
ＥＣＵ１００は、電流マップ１１０、入出力過大分検出器１２０、補正値生成部１３０，１４０、バッテリ出力電流抑制制御器１５０、トルクフィードバック制御器１６０、バッテリ入力電流抑制制御器１７０、ＰＩ制御部１８０、トルク偏差生成部１９０、トルク演算器２００、及び３相／２相座標変換部２７０を含む。
【００３０】
入出力過大分検出器１２０は、バッテリＢからインバータ２８０に出力するバッテリ電流としての出力電流、及びモータＭが回生状態の際にモータＭからインバータ２８０を介して入力されるバッテリ電流としての入力電流を検出する電流センサＳ３に接続されている。入出力過大分検出器１２０は、電流センサＳ３が検出した電流値（以下、検出電流Ｉdcという）が＋の値の場合には、出力電流として判定するとともに、−の場合には、入力電流として判定する。電流センサＳ３はバッテリ電流検出手段に相当し、入出力過大分検出器１２０は、判定手段に相当する。
【００３１】
又、入出力過大分検出器１２０は、検出電流Ｉdc（出力電流又は入力電流）が第１上限値としての出力電流上限値（OutLim）、又は第２上限値としての入力電流上限値（InLim）以内か否かを判定し、その判定結果に応じて、アウトオーバー値、又はインオーバー値をそれぞれ補正値生成部１３０、１４０に出力するようにされている。出力電流上限値（OutLim）及び入力電流上限値（InLim）は、設定値に相当する。なお、OutLim＞−InLimである。
【００３２】
出力電流上限値（OutLim）は、バッテリＢの仕様を越えた出力電流の場合には、バッテリＢの早期劣化に繋がるため、このバッテリＢの仕様を越えた出力電流が発生しないように設定された値である。
【００３３】
又、入力電流上限値（InLim）は、回生時において、バッテリＢの仕様を越えた入力電流（回生電流）の場合には、過充電になる可能性があってバッテリＢの早期劣化に繋がるため、このバッテリＢの仕様を越えた入力電流が発生しないように設定された値である。出力電流上限値（OutLim）及び入力電流上限値（InLim）は、予め図示しないメモリ等の記憶手段に読み出し可能に格納されている。なお、出力電流上限値（OutLim）及び入力電流上限値（InLim）をトルク指令Ｔ＊とともに外部から付与するようにしてもよい。
【００３４】
具体的には入出力過大分検出器１２０は、出力電流として判定された検出電流Ｉdcが出力電流上限値（OutLim）以内、すなわち、OutLim−Ｉdc≧０であれば、アウトオーバー値（OutOver）を０及びインオーバー値（InOver）を０にして出力するようにされている。
【００３５】
又、入出力過大分検出器１２０は、出力電流として判定された検出電流Ｉdcが出力電流上限値（OutLim）を越えている場合、すなわち、OutLim−Ｉdc＜０には、アウトオーバー値を｜OutLim−Ｉdc｜にして、及びインオーバー値（InOver）を０にして出力するようにされている。
【００３６】
又、入出力過大分検出器１２０は、入力電流として判定された検出電流Ｉdcが第２上限値としての入力電流上限値（InLim）以内、すなわち、−InLim−Ｉdc≦０であれば、インオーバー値（InOver）を０及びアウトオーバー値（OutOver）を０にして出力するようにされている。
【００３７】
又、入出力過大分検出器１２０は、入力電流として判定された検出電流Ｉdcが入力電流上限値（InLim）を越えている場合には、すなわち、−InLim−Ｉdc＞０であれば、インオーバー値（InOver）を｜−InLim−Ｉdc｜及びアウトオーバー値（OutOver）を０にして出力するようにされている。
【００３８】
図２において、縦軸は実際のＩdc、横軸はトルク指令に基づくＩdcである。図２のグラフにおいて、縦軸における０から以上の「実線部分」、及び出力電流上限値（OutLim）以上の「点線部分」は出力電流を示している。又、図２のグラフにおいて、縦軸における０未満の「実線部分」、及び−InLim以上の「点線部分」は入力電流を示している。
【００３９】
このように、入出力過大分検出器１２０が、出力電流、入力電流を出力電流上限値（OutLim）、入力電流上限値（InLim）の内か、否かをそれぞれ判定することは、バッテリ電流が設定値の範囲内か否かを判定する判定ステップに相当する。
【００４０】
補正値生成部１３０は、アウトオーバー値が０の場合には、０のトルク指令補正値Ｔｈを生成してバッテリ出力電流抑制制御器１５０に出力する。又、補正値生成部１３０は、アウトオーバー値が｜OutLim−Ｉdc｜の場合には、ＰＩ制御により、トルク指令補正値Ｔｈ（≠０）を生成して、そのトルク指令補正値Ｔｈをバッテリ出力電流抑制制御器１５０に出力する。アウトオーバー値が｜OutLim−Ｉdc｜の場合に生成されるトルク指令補正値Ｔｈ（≠０）は、フィードバック制御されることによって、出力電流として検出される検出電流Ｉdcが出力電流上限値（OutLim）以内になるようにする値である。
【００４１】
バッテリ出力電流抑制制御器１５０は外部から入力されるトルク指令Ｔ＊から前記トルク指令補正値Ｔｈを減算した値（Ｔ＊−Ｔｈ）を、電流マップ１１０に出力する。又、バッテリ出力電流抑制制御器１５０は、トルク指令Ｔ＊から前記トルク指令補正値Ｔｈを減算した値（Ｔ＊−Ｔｈ）をトルク偏差生成部１９０に出力する。又、電圧センサ１７５は、バッテリＢのバッテリ電圧Ｖｄｃを検出し、電流マップ１１０に出力する。回転数演算部３１０は、回転角センサ２９０で検出されたモータＭの回転角θを使用してモータＭの単位時間当たりの回転数ω（すなわち、回転速度）を演算し、電流マップ１１０にその回転数ωを入力する。
【００４２】
電流マップ１１０は、三次元マップに基づいてｄ軸指令Ｉｄ＊及びｑ軸指令Ｉｑ＊を求める。具体的には、電流マップ１１０は、ｄ軸指令Ｉｄ＊を求めるための三次元マップと、ｑ軸指令Ｉｑ＊を求めるための三次元マップとを備えている。これらのマップは、それぞれ（Ｔ＊−Ｔｈ）、回転数ω及びバッテリ電圧Ｖｄｃからなる三次元マップである。そして、電流マップ１１０は、それぞれのマップにより、入力された（Ｔ＊−Ｔｈ）、回転数ω、バッテリ電圧Ｖｄｃに基づいてｄ軸指令Ｉｄ＊及びｑ軸指令Ｉｑ＊を求める。
【００４３】
バッテリ出力電流抑制制御器１５０が、トルク指令補正値Ｔｈでトルク指令Ｔ＊を補正することは、設定値の範囲内にバッテリ電流が収まるようにトルク指令を補正するステップに相当する。又、バッテリ出力電流抑制制御器１５０は補正手段に相当する。
【００４４】
補正値生成部１４０は、インオーバー値が０の場合には、０のｄ軸指令補正値Ｉｄｈを生成して、バッテリ入力電流抑制制御器１７０に出力する。又、補正値生成部１４０は、インオーバー値が｜−InLim−Ｉdc｜の場合には、ＰＩ制御により、ｄ軸指令補正値Ｉｄｈを生成して、そのｄ軸指令補正値Ｉｄｈをバッテリ入力電流抑制制御器１７０に出力する。インオーバー値が｜−InLim−Ｉdc｜の場合に生成されるｄ軸指令補正値Ｉｄｈは、フィードバック制御されることによって、入力電流として検出される検出電流Ｉdcが入力電流上限値（InLim）以内になるようにする値である。
【００４５】
バッテリ入力電流抑制制御器１７０は、電流マップ１１０から出力されたｄ軸指令Ｉｄ＊に前記ｄ軸指令補正値Ｉｄｈを加算する。このことにより、バッテリ入力電流抑制制御器１７０からは、Ｉｄ＊＋Ｉｄｈが出力され、モータＭが回生状態の際に、バッテリＢの入力電流（検出電流Ｉdc）が入力電流上限値（InLim）以内になる。
【００４６】
バッテリ入力電流抑制制御器１７０が、ｄ軸指令補正値Ｉｄｈでｄ軸指令Ｉｄ＊を補正することは、設定値の範囲内にバッテリ電流が収まるようにトルク指令を補正するステップに相当する。又、バッテリ入力電流抑制制御器１７０は補正手段に相当する。
【００４７】
又、３相／２相座標変換部２７０は、電流センサＳ１，Ｓ２で検出したモータＭの２相の電流を入力して残りの１相分の電流を算出するとともに、回転角センサ２９０で検出されたモータＭの回転角θを使用して、３相のモータＭの相電流を座標変換することにより、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを得る。トルク演算器２００は、前記ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流ＩｑからモータＭの実トルクＴを、下式で算出する。
【００４８】
Ｔ＝ＫＭ・Ｉｑ＋ＫＲ・Ｉｄ        ……（１）
前記式（１）中、ＫＭはマグネットトルク定数、ＫＲはリラクタンストルク定数である。トルク演算器２００はトルク演算手段に相当する。トルク偏差生成部１９０は、バッテリ出力電流抑制制御器１５０から入力した（Ｔ＊−Ｔｈ）と実トルクＴの偏差（すなわち、トルク制御誤差）を算出し、ＰＩ制御部１８０に出力する。
【００４９】
ＰＩ制御部１８０は、前記トルク制御誤差を入力してＰＩ（比例積分）制御を行い、このトルク制御誤差に応じたｑ軸電流の操作量Ｉｑｈを算出する。
トルクフィードバック制御器１６０は、電流マップ１１０からのｑ軸指令Ｉｑ＊に対してＰＩ制御部１８０からのｑ軸電流の操作量を増減する。トルクフィードバック制御器１６０はｑ軸指令補正手段に相当する。
【００５０】
又、ＥＣＵ１００は、ｑ軸電流偏差生成部２１０、ｄ軸電流偏差生成部２２０、ＰＩ制御部２３０，２４０、２相／３相座標変換部２５０、及びＰＷＭ変換部２６０を含む。
ｑ軸電流偏差生成部２１０は、トルクフィードバック制御器１６０から入力したＩｑ＊＋Ｉｑｈと、３相／２相座標変換部２７０から入力したｑ軸電流Ｉｑの偏差（すなわち、ｑ軸電流制御誤差）を算出し、ＰＩ制御部２３０に出力する。一方、ｄ軸電流偏差生成部２２０は、バッテリ入力電流抑制制御器１７０から入力したＩｄ＊＋Ｉｄｈと、３相／２相座標変換部２７０から入力したｄ軸電流Ｉｄの偏差（すなわち、ｄ軸電流制御誤差）を算出し、ＰＩ制御部２４０に出力する。
【００５１】
ＰＩ制御部２３０，２４０は、それぞれ入力したｑ軸制御誤差及びｄ軸電流制御誤差からＰＩ（比例積分）制御を行い、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を演算する。２相／３相座標変換部２５０は、前記ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を３相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖv＊、Ｖｗ＊に変換する。
【００５２】
ＰＷＭ変換部２６０は、前記３相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に基づいてＰＷＭ信号に変換し、インバータ２８０に出力する。インバータ２８０はバッテリＢを電流源として、前記ＰＷＭ信号に基づいて、モータＭ（交流モータ）を駆動する。
【００５３】
（作用）
上記のように構成されたモータドライブシステムの作用を説明する。
力行時の場合、インバータ２８０はバッテリＢを電流源として、前記ＰＷＭ信号に基づいて、モータＭを駆動する。このときバッテリＢからモータＭに出力される出力電流は、電流センサＳ３で検出される。
【００５４】
この力行時の際に、検出電流Ｉdcが出力電流上限値（OutLim）を越えている（すなわち、OutLim−Ｉdc＜０）場合は、バッテリＢからの出力電流（検出電流Ｉdc）が過大となっている場合であり、このような場合には、入出力過大分検出器１２０はアウトオーバー値を｜OutLim−Ｉdc｜にして、補正値生成部１３０に出力する。
【００５５】
この結果、補正値生成部１３０は、アウトオーバー値（｜OutLim−Ｉdc｜）に基づいてＰＩ制御によりトルク指令補正値Ｔｈ（≠０）を生成して、そのトルク指令補正値Ｔｈ（≠０）をバッテリ出力電流抑制制御器１５０に出力する。このことにより、外部から入力されるトルク指令Ｔ＊がバッテリ出力電流抑制制御器１５０によりトルク指令補正値Ｔｈにて補正されることになる。このトルク指令補正値Ｔｈ（≠０）は、フィードバック制御されることによって、出力電流として検出される検出電流Ｉdcが出力電流上限値（OutLim）以内になるようにする値である。この結果、フィードバック制御がなされて、出力電流が出力電流上限値（OutLim）内に抑制され、すなわち、出力電流上限値（OutLim）内のバッテリ電流で出力できるトルクに制限される。
【００５６】
回生時の場合、すなわち、モータＭが回生状態の際にはモータＭからインバータ２８０を介して入力される入力電流が電流センサＳ３で検出される。このようにバッテリ電流（出力電流、入力電流）を電流センサＳ３で検出することは、バッテリ電流を検出するステップに相当する。
【００５７】
この回生時の際に、検出電流Ｉdcが入力電流上限値（InLim）を越えている（すなわち、−InLim−Ｉdc＞０）場合は、バッテリＢへの入力電流（検出電流Ｉdc）が過大となっている場合である。このような場合には、入出力過大分検出器１２０はインオーバー値（InOver）を｜−InLim−Ｉdc｜にして、補正値生成部１４０に出力する。なお、入力電流が過大となる場合とは、モータＭが高回転で発電している場合である。
【００５８】
そして、補正値生成部１４０は、インオーバー値が｜−InLim−Ｉdc｜に基づいてＰＩ制御により、ｄ軸指令補正値Ｉｄｈを生成して、そのｄ軸指令補正値Ｉｄｈをバッテリ入力電流抑制制御器１７０に出力し、バッテリ入力電流抑制制御器１７０は電流マップ１１０から出力されｄ軸指令Ｉｄ＊にｄ軸指令補正値Ｉｄｈを加算する。
【００５９】
なお、インオーバー値が｜−InLim−Ｉdc｜の場合に生成されるｄ軸指令補正値Ｉｄｈは、フィードバック制御されることによって、入力電流として検出される検出電流Ｉdcが入力電流上限値（InLim）以内になるようにする値である。
【００６０】
この結果、ｄ軸電流をｄ軸指令Ｉｄ＊以上に流すことにより、入力電流上限値（InLim）内に入力電流を抑制するようにモータＭで電流消費がされることになる。
なお、このとき、トルクが変動してしまう場合は、ｑ軸電流を抑制してトルク制御がされることになる。
【００６１】
すなわち、トルク偏差生成部１９０において、バッテリ出力電流抑制制御器１５０から出力された（Ｔ＊−Ｔｈ）と、トルク演算器２００から出力された実トルクＴとの偏差（トルク制御誤差）が算出され、ＰＩ制御部１８０にてこのトルク制御誤差に応じたｑ軸電流の操作量Ｉｑｈが算出される。なお、回生時の場合、入出力過大分検出器１２０から出力されるアウトオーバー値が０であり、このため、補正値生成部１３０が出力するトルク指令補正値Ｔｈは０であることから、実際には、（Ｔ＊−Ｔｈ）はトルク指令Ｔ＊である。
【００６２】
このため、回生時では、トルク指令Ｔ＊と実トルクＴとのトルク制御誤差に応じたｑ軸電流の操作量Ｉｑｈが算出されている。そして、トルクフィードバック制御器１６０は、ｑ軸指令Ｉｑ＊に対してＰＩ制御部１８０からのｑ軸電流の操作量を増減することになる。
【００６３】
この結果、上記のようなトルク制御により、トルクの変動が抑制される。
本実施形態においては、以下の効果がある。
（１）  本実施形態のバッテリ電流抑制方法では、出力電流、入力電流（バッテリ電流）を検出し、バッテリ電流が出力電流上限値、入力電流上限値（設定値）の範囲内か否かを判定し、バッテリ電流が出力電流上限値、入力電流上限値の範囲外の場合は、設定値の範囲内にバッテリ電流が収まるように前記トルク指令を補正する。
【００６４】
この結果、出力電流、入力電流を出力電流上限値、入力電流上限値の範囲内に抑えることにより、バッテリＢの早期劣化を防ぐことができ、バッテリＢの特性に関係なく、インバータ２８０・モータＭ間のドライバ設計ができる。
【００６５】
（２）  本実施形態のバッテリ電流抑制方法は、力行時において、前記出力電流（バッテリ電流）が、出力電流上限値（OutLim）の範囲内か否かを判定し、出力電流が出力電流上限値（OutLim）の範囲外の際、出力電流上限値（OutLim）内に出力電流が収まるようにトルク指令を補正する。この結果、力行時において、出力電流を出力電流上限値の範囲内に抑えることにより、バッテリＢの早期劣化を防ぐことができ、バッテリＢの特性に関係なく、インバータ２８０・モータＭ間のドライバ設計ができる。
【００６６】
（３）  本実施形態のバッテリ電流抑制方法は、回生時において、前記入力電流（バッテリ電流）が、入力電流上限値（InLim）の範囲内か否かを判定し、入力電流が入力電流上限値（InLim）の範囲外の際、入力電流上限値（OutLim）内に入力電流が収まるようにトルク指令を補正する。この結果、回生時において、入力電流を入力電流上限値の範囲内に抑えることにより、バッテリＢの早期劣化を防ぐことができ、バッテリＢの特性に関係なく、インバータ２８０・モータＭ間のドライバ設計ができる。
【００６７】
（４）  本実施形態のモータドライブシステムは、出力電流、入力電流（バッテリ電流）を検出する電流センサＳ３（バッテリ電流検出手段）と、出力電流、入力電流が、出力電流上限値、入力電流上限値（設定値）の範囲内か否かを判定する入出力過大分検出器１２０（判定手段）を備える。又、モータドライブシステムは、出力電流、入力電流が前記設定値の範囲外の場合は、前記設定値の範囲内に前記バッテリ電流が収まるようにトルク指令を補正するバッテリ出力電流抑制制御器１５０，バッテリ入力電流抑制制御器１７０（補正手段）を備える。
【００６８】
この結果、出力電流、入力電流を出力電流上限値、入力電流上限値の範囲内に抑えることにより、バッテリＢの早期劣化を防ぐことができ、バッテリＢの特性に関係なく、インバータ２８０・モータＭ間のドライバ設計ができる。
【００６９】
（５）  本実施形態では、力行時に入出力過大分検出器１２０（判定手段）は、出力電流が、出力電流上限値（OutLim）の範囲内か否かを判定し、バッテリ出力電流抑制制御器１５０（補正手段）は、出力電流が出力電流上限値（OutLim）の範囲外の際、出力電流上限値（OutLim）内に出力電流が収まるようにトルク指令を補正する。
【００７０】
この結果、本実施形態のモータドライブシステムは、力行時において、出力電流を出力電流上限値の範囲内に抑えることにより、バッテリＢの早期劣化を防ぐことができ、バッテリＢの特性に関係なく、インバータ２８０・モータＭ間のドライバ設計ができる。
【００７１】
（６）  本実施形態では、回生時に入出力過大分検出器１２０は、入力電流が、設定値としての入力電流上限値（OutLim）の範囲内か否かを判定し、バッテリ入力電流抑制制御器１７０（補正手段）は、入力電流が入力電流上限値（OutLim）の範囲外の際、入力電流上限値（OutLim）に入力電流が収まるようにｄ軸指令の値を補正して増加させる。
【００７２】
この結果、回生時において、入力電流を入力電流上限値の範囲内に抑えることにより、バッテリＢの早期劣化を防ぐことができ、バッテリＢの特性に関係なく、インバータ２８０・モータＭ間のドライバ設計ができる。
【００７３】
（７）  本実施形態のモータドライブシステムは、モータＭのモータ電流を検出する電流センサＳ１，Ｓ２（モータ電流検出手段）と、前記モータ電流に基づいてトルクを演算するトルク演算器２００（トルク演算手段）を備える。又、モータドライブシステムは、トルク演算器２００が演算した実トルクＴと、トルク指令Ｔ＊との偏差に基づいて、ｑ軸指令Ｉｑ＊を補正するトルクフィードバック制御器１６０（ｑ軸指令補正手段）を備える。そして、本実施形態のモータドライブシステムは、トルクフィードバック制御器１６０のｑ軸指令Ｉｑ＊の補正により、モータＭの回生時の場合のトルク変動を抑制する。この結果、ｑ軸指令補正手段のｑ軸指令の補正により、モータの回生時の場合のトルク変動を抑制することができる。
【００７４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のバッテリ電流抑制制御装置を図４〜図６を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一構成又は相当する構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略し異なる構成を中心に説明する。
【００７５】
第２実施形態は、第１実施形態の構成に、さらに、モータＭの温度（以下、モータ温度Ｍthrmという）を検出するモータ温度検出手段としてのモータ温度センサ３００がモータＭに配置されているところが第１実施形態と異なっている。モータ温度センサ３００は例えば、サーミスタを挙げることができるが、サーミスタに限定されるものではない。
【００７６】
回転数演算部３１０は、回転角センサ２９０で検出されたモータＭの回転角θを使用してモータＭの単位時間当たりの回転数ω（すなわち、回転速度）を演算し、電流マップ１１０にその回転数ωを入力する。
【００７７】
第２実施形態の電流マップ１１０においても、第１実施形態と同様に、三次元マップに基づいてｄ軸指令Ｉｄ＊及びｑ軸指令Ｉｑ＊を求める。具体的には、電流マップ１１０は、ｄ軸指令Ｉｄ＊を求めるための三次元マップと、ｑ軸指令Ｉｑ＊を求めるための三次元マップとを備えている。これらのマップは、それぞれ（Ｔ＊−Ｔｈ）、回転数ω及びバッテリ電圧Ｖｄｃからなる三次元マップである。そして、電流マップ１１０は、それぞれのマップにより、入力された（Ｔ＊−Ｔｈ）、回転数ω、バッテリ電圧Ｖｄｃに基づいてｄ軸指令Ｉｄ＊及びｑ軸指令Ｉｑ＊を求める。
【００７８】
又、トルク演算器２００は、モータ温度センサ３００が検出したモータ温度Ｍthrm、３相／２相座標変換部２７０から入力したｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流ＩｑからモータＭの実トルクＴを算出する。
【００７９】
具体的には、まず、トルク演算器２００は、式（２）を使用して、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑ、基準温度（定数）Ｓthrm、に基づいてマグネットトルク定数ＫＭを算出する。なお、マグネットトルク定数ＫＭは式（２）から算出されるモータ定数であり、ｑ軸電流Ｉｑとモータ温度Ｍthrmにより変化する。なお、式（２）中、ａ，ｂ，ｃ，ｄは計算係数である。
【００８０】
ＫＭ＝ａ×Ｉｑ2  ＋  ｂ×Ｉｑ  ＋ｃ  ＋ｄ×（Ｓthrm  −  Ｍthrm）
……（２）
ついで、トルク演算器２００は、式（３）で、実トルクＴを算出する。
【００８１】
Ｔ＝(ＫＭ−ＫＲ×Ｉｄ)×Ｉｑ              ……（３）
ここで、ＫＲはリラクタンストルク定数である。
なお、式（３）は、モータのトルク理論式（４）から導き出される。
【００８２】
Ｔ＝p{φ−(Ｌｄ−Ｌｑ)Ｉｄ}Ｉｑ          ……（４）
ここで、ｐはモータＭの極対数、φは鎖交磁束数、Ｌｄはｄ軸インダクタンス、Ｌｑはｑ軸インダクタンスであり、定数である。又、前記計算係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ、基準温度Ｓthrm及びリラクタンス定数ＫＲは、実験、或いはシミュレーションの結果に基づいて得るようにする。
【００８３】
上記のように構成されたバッテリ電流抑制制御装置の作用を図５、及び図６を参照して説明する。
前記バッテリ電流抑制制御装置では、トルク演算器２００が、ｑ軸電流Ｉｑ、ｄ軸電流Ｉｄに基づいてトルク演算を行うが、このとき、モータ温度Ｍthrmを加味した式（３）に基づいてトルク演算を行い、これらの値が変化した場合にも、精度良く実トルクＴを算出することができる。このように算出された実トルクＴをトルク偏差生成部１９０で、（Ｔ＊−Ｔｈ）との偏差を算出して、電流値Ｉｑ＊をトルクフィードバック制御器１６０でフィードバックして補正することにより、トルク制御精度を向上させることができる。
【００８４】
図５は本実施形態における、トルク計算精度と、トルク制御精度とを示すグラフである。
図５には、トルク指令Ｔ＊を７０Ｎｍとした場合において、モータ温度Ｍthrmが変化した場合の「補正前  測定トルク」、「補正前  計算トルク」、「補正後  測定トルク」、及び「補正後  計算トルク」の数値を、プロットしたものである。同図において、モータ温度［℃］は横軸、トルク［Ｎｍ］を縦軸にしている。
【００８５】
ここで、測定トルクとは、モータＭのトルクを測定した結果の実トルクである。そして、「補正前  測定トルク」は、第１実施形態の場合の実トルクの測定結果である。「補正後  測定トルク」は、第２実施形態の場合の実トルクの測定結果である。
【００８６】
又、「補正前  計算トルク」は、第１実施形態の式（１）で計算したときのトルクである。「補正後  計算トルク」は、第２実施形態の式（３）で計算したときのトルクである。
【００８７】
図５に示すように、「補正前  測定トルク」は、トルク指令Ｔ＊（７０Ｎｍ）よりも大きな値を示すとともに、モータ温度上昇に伴い、測定トルクが低下していることが確認された。
【００８８】
一方、「補正後  測定トルク」は、トルク指令Ｔ＊（７０Ｎｍ）に極めて近い値が得られるとともに、モータ温度上昇があっても、トルク指令Ｔ＊（７０Ｎｍ）の通りの値が得られたことが確認された。
【００８９】
又、「補正前  計算トルク」は、トルク指令Ｔ＊（７０Ｎｍ）よりも大きな値を取り、モータ温度上昇とともに「補正前  測定トルク」とのかい離が大きくなることが確認された。一方、「補正後  計算トルク」はトルク指令Ｔ＊（７０Ｎｍ）に近い値が得られるとともにモータ温度の値に拘わらず精度良く計算されていることが確認された。
【００９０】
図６は、本実施形態のバッテリ電流抑制制御装置において、モータ温度Ｍthrmに対する相電流（すなわち、モータ電流）の測定結果を示している。横軸は時間［分］、左縦軸は相電流［Ａｒｍｓ］、右縦軸はモータ温度［℃］である。時間の経過とともにモータ温度Ｍthrmが上昇すると、ｑ軸電流Ｉｑの補正によりも相電流が増加させる制御が働いていることが分かる。
【００９１】
第１実施形態での電流マップ１１０は、モータ温度や、モータ電流の変化により、モータ定数（すなわち、マグネットトルク定数ＫＭ）が変化するが、この変化に応じてはいない。このため、第１実施形態では、トルク指令通りのトルクを精度よく出力することはできないが、第２実施形態では、トルクを精度良く出力することができることになる。
【００９２】
このようにして、第２実施形態では、モータ温度Ｍthrmを加味したモータ電流に基づいて、モータＭのトルクが演算されるため、精度よくモータＭのトルクを算出できる。その結果、精度よく算出されたトルクと、トルク指令との偏差でｑ軸指令を精度よく補正でき、トルク制御精度を向上させて、モータの回生時の場合のトルク変動を抑制できる。
【００９３】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、前記実施形態の構成を下記のように変更してもよい。
○  前記実施形態において、モータＭの３相をそれぞれ電流センサで検出して、各相のモータ電流を３相／２相座標変換部２７０に入力して、３相／２相座標変換部２７０とモータＭの回転角θを使用して、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを得るようにしてもよい。
【００９４】
○  又、前記実施形態では、電流センサＳ３で、バッテリ電流である入力電流、出力電流を検出するようにしたが、計算でッテリ電流である入力電流、出力電流を検出、すなわち算出するようにしてもよい。この場合、インバータ２８０に出力される各相の電圧、デューティ比、及びモータＭの各相の電流値から算出することが可能である。
【００９５】
○  前記実施形態では、トルクフィードバック制御器１６０、ＰＩ制御部１８０、トルク偏差生成部１９０、トルク演算器２００を設けたが、これらを省略して、トルクのフィードバック制御を省略してもよい。
【００９６】
○  前記実施形態の構成中、ＰＩ制御を行う、ＰＩ制御部１８０、２３０、２４０に代えて、ＰＩＤ制御部を設けて、ＰＩＤ（比例、積分、微分）制御を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】第１実施形態のモータドライブシステムのモータを制御するＥＣＵの機能ブロック回路図。
【図２】Ｉdcと出力電流上限値、及び入力電流上限値との関係を示す説明図。
【図３】従来のモータドライブシステムのモータを制御するＥＣＵの機能ブロック回路図。
【図４】第２実施形態のモータドライブシステムのモータを制御するＥＣＵの機能ブロック回路図。
【図５】第２実施形態のトルク精度とトルク制御精度の測定結果を示すグラフ。
【図６】第２実施形態のモータ温度に対する相電流の推移を示すグラフ。
【符号の説明】
【００９８】
１００…ＥＣＵ、１１０…電流マップ、１２０…入出力過大分検出器、
１３０…補正値生成部、１４０…補正値生成部、
１５０…バッテリ出力電流抑制制御器（補正手段）、
１６０…トルクフィードバック制御器（ｑ軸指令補正手段）、
１７０…バッテリ入力電流抑制制御器（補正手段）、１８０…ＰＩ制御部、
１９０…トルク偏差生成部、２００…トルク演算器（トルク演算手段）、
２１０…ｑ軸電流偏差生成部、２２０…ｄ軸電流偏差生成部、
２３０…ＰＩ制御部、２４０…ＰＩ制御部、
２５０…２相／３相座標変換部、２６０…ＰＷＭ変換部、
２７０…３相／２相座標変換部２７０、２８０…インバータ、
２９０…回転角センサ、
３００…モータ温度センサ（モータ温度検出手段）、
Ｂ…バッテリ、Ｍ…モータ、
Ｓ１，Ｓ２…電流センサ（モータ電流検出手段）、
Ｓ３…電流センサ（バッテリ電流検出手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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