(57)【要約】  同期機が高い回転速度の場合においても回転角度補正量を検出でき、広い範囲で回転角度補正量の検出を可能にする同期機駆動制御装置を得る。インバータ制御装置（１９）に同期機（１２）の回転角度の補正量を演算する回転角度補正量演算部（１９ｈ）を備え、前記回転角度の補正量は、同期機（１２）が回転している状態で３相短絡を実施し、電流センサ（２０）が検出する電流に基づいて演算される。
2019202625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期機を駆動制御する同期機駆動制御装置において、
前記同期機駆動制御装置は、
３相電流を検出する電流検出装置と、
電力変換器と、
前記同期機の回転角度の補正量を演算する回転角度補正量演算部を有して前記電力変換器を制御する制御装置と、を備え、
前記回転角度の補正量は、前記同期機が回転している状態で３相短絡を実施し、前記電流検出装置が検出する電流に基づいて演算されることを特徴とする同期機駆動制御装置。
【請求項２】
エンジンと、
請求項１に記載の同期機駆動制御装置と、
前記同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機と、を搭載した車両において、
前記同期機を前記車両の駆動軸と前記エンジンに連結し、前記エンジンの駆動力により前記車両を走行させ、前記同期機を回転状態にして前記回転角度の補正量を求めることを特徴とする車両。
【請求項３】
請求項１に記載の同期機駆動制御装置と、
前記同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機と、を搭載した車両において、
前記同期機を前記車両の駆動軸と連結し、外力により前記駆動軸を回転させ、前記同期機を回転状態にして前記回転角度の補正量を求めることを特徴とする車両。
【請求項４】
請求項１に記載の同期機駆動制御装置と、
前記同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機と、を搭載した車両において、
前記同期機を前記車両の駆動軸と連結し、前記同期機の駆動力により前記駆動軸を回転させたのち惰行させ、前記同期機を回転状態にして前記回転角度の補正量を求めることを特徴とする車両。
【請求項５】
請求項１に記載の同期機駆動制御装置と、
前記同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機と、を搭載した車両において、
前記同期機を前記車両の駆動軸とクラッチを介して連結し、前記同期機の駆動力により前記駆動軸を回転させたのち惰行させ、前記同期機を回転状態にして前記回転角度の補正量を求めることを特徴とする車両。
【請求項６】
エンジンと、
請求項１に記載の同期機駆動制御装置と、
前記同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機と、を搭載した車両において、
前記同期機を前記エンジンに連結し、前記エンジンの回転数を制御することにより前記同期機を回転状態にして前記回転角度の補正量を求めることを特徴とする車両。
【請求項７】
請求項１に記載の同期機駆動制御装置と、
前記同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機と、を搭載した車両において、
前記車両の駆動軸を複数で構成すると共に、前記同期機を前記駆動軸のそれぞれと連結する複数の同期機で構成し、前記複数の同期機の何れかで前記車両を駆動することにより残りの同期機を回転状態にして前記回転角度の補正量を求めることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、車両に搭載された同期機を駆動制御する同期機駆動制御装置、及びその同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりと共に将来における石油資源の枯渇という視点からも、自動車などの車両における燃費の低減が求められている。また、リチウムイオン電池に代表される二次電池（バッテリ）には飛躍的な進歩が見られ、電気自動車あるいはハイブリッド自動車のように走行用の動力を電動化する試みが盛んになっている。
電気自動車あるいはハイブリット自動車では、車両を駆動する目的、あるいは発電を実施する目的のために同期機が使用される。同期機では、ロータの回転角度に同期して電流の通電を実施する必要があるため回転角度センサが設けられ、回転角度センサにはレゾルバなどが用いられる場合が多い。【０００３】
同期機を高効率で動作させるためには回転角度センサにより高精度に磁極位置を検出する必要があるが、同期機を製造する際のバラツキなどにより、実際の磁極位置に対して回転角度センサの検出する磁極位置がずれてしまう場合がある。
これに対し、特許文献１では、同期機がエンジンにより回転している状態で、ｄ軸電流およびｑ軸電流を零に設定し、その際の指令電圧情報から回転角度補正量を演算し、通常使用時はその回転角度補正量により回転角度を補正して使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２９３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された制御装置においては、同文献の段落００３１に記載されているように、同期機が高速回転となる領域では、誘起電圧が高くなるため、ｄ軸電流を負の値に設定して通電する必要がある。そのため、高速回転となる場合はｄ軸電流およびｑ軸電流が零の状態とはならず、回転角度補正量の演算が実施できない問題がある。これにより、回転数が低い状態でしか回転角度補正量の演算が実施できず、回転角度補正量を演算するタイミングが限られてしまう課題がある。【０００６】
本願は、前記課題を解決するための技術を開示するものであり、同期機が高い回転速度の場合においても回転角度補正量を検出でき、広い範囲で回転角度補正量の検出を可能にする同期機駆動制御装置、及びその同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両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】
本願に開示される同期機駆動制御装置は、同期機を駆動制御する同期機駆動制御装置において、前記同期機駆動制御装置は、３相電流を検出する電流検出装置と、電力変換器と、前記同期機の回転角度の補正量を演算する回転角度補正量演算部を有して前記電力変換器を制御する制御装置と、を備え、
前記回転角度の補正量は、前記同期機が回転している状態で３相短絡を実施し、前記電流検出装置が検出する電流に基づいて演算されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本願に開示される同期機駆動制御装置によれば、同期機が高い回転速度の場合でも回転角度補正量を検出することができ、広い範囲での回転角度補正量の検出が可能になる。
本願の前記以外の目的、特徴、観点および効果は、図面を参照する以下の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る同期機駆動制御装置の詳細を示す図である。
【図３】図２に示すインバータ制御装置の詳細図である。
【図４】図３に示す回転角度補正量演算部の動作を示すフローチャートである。
【図５】図３に示す回転角度補正量演算部のハードウエアの一例を示す図である。
【図６】実施の形態２を説明する図で、実施の形態１に係る同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両の別の実施形態を示す図である。
【図７】図６に示す車両に搭載された同期機駆動制御装置における回転角度補正量演算のタイムチャートである。
【図８】実施の形態３を説明する図で、実施の形態１に係る同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両の更に別の実施形態を示す図である。
【図９】実施の形態４を説明する図で、実施の形態１に係る同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両の更に別の実施形態を示す図である。
【図１０】実施の形態５を説明する図で、実施の形態１に係る同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両の更に別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本願に係る同期機駆動制御装置、及びその同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図において、同一符号は同一若しくは相当する部分を示している。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両の実施形態を示す図である。
図１において、符号１０は車両を示し、エンジン１１と同期機１２を搭載したパラレルハイブリッド車両である。同期機１２は、変速機１３とエンジン１１の両者に機械的に連結されている。同期機１２の発生するトルクにより、エンジン１１の始動、あるいは駆動軸１４の駆動が行われる。
【００１２】
同期機駆動制御装置１５は、バッテリ１６の直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を同期機１２に対して出力する。バッテリ１６は、例えばリチウムイオン２次電池で構成され、３００Ｖ程度の電圧のものが使用される。車両制御装置（以下、ＥＣＵと称する。）１７は、アクセルポジションセンサ、ブレーキペダル操作、あるいは車輪速度センサなどの情報（図示しない）から、同期機１２で発生するトルクを演算する。
【００１３】
ＥＣＵ１７は、同期機駆動制御装置１５と通信手段（例えばＣＡＮ:Control Area Network）で接続されており、通信によりトルク指令を同期機駆動制御装置１５へ伝達する。また、ＥＣＵ１７では、車両１０の状態に応じて同期機１２の回転角度補正量演算を実施するか否かの判断を行う。同期機１２の回転角度補正量演算を実施するか否かの判断は、ＥＣＵ１７で行ってもよいし、同期機駆動制御装置１５で行ってもよい。駆動軸１４は、タイヤ、ドライブシャフト、あるいはディファレンシャルギアなどで構成される。変速機１３の出力軸は、駆動軸１４と機械的に連結される。同期機１２あるいはエンジン１１で発生したトルクは、変速機１３の入力軸より入力され、ギア（図示しない）により減速されて駆動軸１４に伝達される。
【００１４】
図２は、同期機駆動制御装置１５の詳細を示す図である。同期機駆動制御装置１５は、電力変換器であるインバータ１８、インバータ１８の制御装置であるインバータ制御装置１９、及び電流センサ２０を備えている。
インバータ制御装置１９は、ＥＣＵ１７から指示されたトルク指令を実現できるようにインバータ１８のゲート信号を演算する。インバータ１８は、通常、上アームと称されるスイッチング素子１８ａから１８ｃと、下アームと称されるスイッチング素子１８ｄから１８ｆの６つのスイッチング素子を備えている。スイッチング素子１８ａから１８ｆは、ＩＧＢＴあるいはＭＯＳ−ＦＥＴなどが使用され、インバータ制御装置１９で演算されたゲート信号に応じてスイッチング動作を行い、同期機１２に電圧を印加する。電流センサ２０は、同期機１２に通電される電流を計測する。
【００１５】
図３は、インバータ制御装置１９の詳細を示す図である。インバータ制御装置１９は、電流指令生成部１９ａ、回転角度補正部１９ｂ、回転速度演算部１９ｃ、３相２相変換部１９ｄ、電流制御部１９ｅ、２相３相変換部１９ｆ、ゲート信号生成部１９ｇ、回転角度補正量演算部１９ｈを備えている。
【００１６】
電流指令生成部１９ａは、ＥＣＵ１７から受けたトルク指令を実現できるｄ軸電流指令値Ｉｄ*と、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*を生成する。回転角度補正部１９ｂは、同期機１２に設けられ、回転角度を検出する回転角度検出装置の位置センサ（図示しない）により得られた検出値、即ち、位置センサ回転角度θｐと、回転角度補正量演算部１９ｈにより得られた回転角度補正量とから回転角度θを演算する。例えば、回転角度θは、位置センサ回転角度θｐに対して回転角度補正量を加算することにより求められる。回転速度演算部１９ｃは、同期機１２の回転角度を微分することにより回転速度を演算する。具体的には、１ｍｓ間の回転角度変化量を時間間隔(１ｍｓ)で除算する。
【００１７】
３相２相変換部１９ｄは、３相電流を検出する電流検出装置となる電流センサ２０で検出した３相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗより、ｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑを演算する。電流制御部１９ｅは、電流指令生成部１９ａで生成されたｄ軸電流指令値Ｉｄ*とｑ軸電流指令値Ｉｑ*に対して、３相２相変換部１９ｄで演算されたｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑが追従するように制御演算を実施し、ｄ軸電圧指令Ｖｄとｑ軸電圧指令Ｖｑを演算する。この電流制御部１９ｅでは、例えばＰＩ制御などが適用される。
【００１８】
２相３相変換部１９ｆは、電流制御部１９ｅで演算されたｄ軸電圧指令Ｖｄ、ｑ軸電圧指令Ｖｑと、回転角度補正部１９ｂで演算された回転角度θと、からｕ相電圧指令Ｖｕ、ｖ相電圧指令Ｖｖ、ｗ相電圧指令Ｖｗを演算する。ゲート信号生成部１９ｇは、２相３相変換部１９ｆで演算されたｕ相電圧指令Ｖｕ、ｖ相電圧指令Ｖｖ、ｗ相電圧指令Ｖｗが出力できるようにゲート信号を生成する。この処理では、例えば３角波を利用したＰＷＭ変調などが適用される。また、回転角度補正量演算部１９ｈから３相短絡を指令された場合には、インバータ１８の上アームのスイッチング素子１８ａから１８ｃを全てオフ、下アームのスイッチング素子１８ｄから１８ｆを全てオンとする３相短絡を実施する。ここでは、下アームのスイッチング素子１８ｄから１８ｆをオンとしているが、上アームと下アームは逆となってもよい。
【００１９】
回転角度補正量演算部１９ｈは、回転速度演算部１９ｃで演算された回転速度、あるいはＥＣＵ１７からの補正量演算許可信号などから補正量演算の実施判断を行う。また、補正量演算を実施すると判断した場合は、ゲート信号生成部１９ｇに対して３相短絡指令を出力する。その後、３相短絡が実施された状態でのｄ軸電流、ｑ軸電流の位相から回転角度補正量を演算する。
【００２０】
図４は、回転角度補正量演算部１９ｈの動作を示すフローチャートである。この処理は、例えば１ｍｓなどの定周期で実施される。
先ず、ステップＳ４０１において、回転角度補正量演算部１９ｈは、ＥＣＵ１７により補正量演算が許可されているか確認を行う。ＥＣＵ１７からは、例えばＣＡＮ通信などの通信により情報が伝達される。この補正量演算の許可は、例えばエンジン１１で車両１０が駆動している状態で許可される。ここで補正量演算が許可されている場合はステップＳ４０２に進み、そうでない場合はこの処理を終了する。
【００２１】
ステップＳ４０２において、回転速度が設定値Ａ以上であるか確認を行う。回転速度が設定値Ａ以上であればステップＳ４０３に進み、設定値Ａ未満の場合はこの処理を終了する。
【００２２】
ステップＳ４０３において、ゲート信号生成部１９ｇに対して３相短絡指令を出力し、３相短絡を実施する。３相短絡を実施した場合に同期機１２に流れる電流の位相は、同期機１２の回転数と共に変化し、高速回転ではｑ軸電流は略零となり、負のｄ軸電流が通電される。このように、回転数と共に電流の位相が変化するため、この特性を利用して回転角度の補正量を演算することができる。
【００２３】
ステップＳ４０４において、ｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑから回転角度補正量を演算し、回転角度補正部１９ｂに対して演算した回転角度補正量を出力する。回転角度補正部１９ｂは、演算された回転角度補正量を用いて回転角度θを演算する。
【００２４】
なお、回転角度補正量演算部１９ｈは、ハードウエアの一例を図５に示すように、プロセッサ１９ｈ１と記憶装置１９ｈ２から構成される。記憶装置１９ｈ２は、図示していないがランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ１９ｈ１は、記憶装置１９ｈ２から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ１９ｈ１にプログラムが入力される。また、プロセッサ１９ｈ１は、演算結果等のデータを記憶装置１９ｈ２の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助憶装置にデータを保存してもよい。
【００２５】
以上のように、実施の形態１に係る同期機駆動制御装置によれば、同期機１２が高速回転でも回転角度補正量を求めることができるため、補正量を求めるタイミングが多くなる効果がある。また、高速回転ではエンジントルク変動などによる回転の変動が小さくなることが知られており、回転変動の影響を受けにくく精度が良い効果がある。なお、このようにして演算した回転角度補正量は、回転角度補正部１９ｂにて逐次補正値を変更してもよい。また、同期機１２の回転角度を検出する位置センサが故障していない場合は、この回転角度補正量は所定範囲の数字となるため、これを利用して回転角度センサの故障診断も行うことが可能である。
【００２６】
実施の形態２.
次に、実施の形態１に係る同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両の別の実施形態について説明する。図６は、実施の形態１に係る同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両の別の実施形態を示す図である。
図６において、符号５０は車両を示し、バッテリ１６に蓄電された電力を同期機１２により機械エネルギに変換して車両５０を駆動する電気自動車である。同期機１２は、駆動軸１４に機械的に連結されている。同期機１２の発生するトルクは、駆動軸１４のギア比で減速されてタイヤに伝達される。
【００２７】
このように、実施の形態２に係る車両５０は、同期機１２が駆動軸１４と機械的に連結されており、タイヤを介して駆動軸１４に外力が付与されることにより、駆動軸１４と共に同期機１２が回転する構成となっている。同期機駆動制御装置１５は、バッテリ１６の直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を同期機１２に供給する。同期機駆動制御装置１５の構成は、実施の形態１と同様であり、詳細説明を省略する。
【００２８】
バッテリ１６は、リチウムイオン電池などが使用され、３００Ｖ程度の電圧のものが使用される。また、ＥＣＵ１７は、アクセルポジションセンサ、ブレーキペダル操作、あるいは車輪速度センサなどの情報（図示しない）から、同期機１２で発生するトルクを演算し、通信手段（例えばＣＡＮ:Control Area Network）で同期機駆動制御装置１５に指令する。
【００２９】
この車両５０において、駆動軸１４に外部から駆動力を与え、駆動軸１４あるいは同期機１２を回転させる。この外部からの駆動力とは、シャーシダイナモなどの設備であってもよいし、下り坂の坂道などにより駆動力をかけてもよい。このように、外部からの駆動力により同期機１２が回転している状態であっても３相短絡を実施し、その時の電流の位相により回転角度補正量を演算することができる。このような方法をとることにより、エンジンなど同期機１２以外の動力源を車両５０に設けない場合であっても、回転角度補正量を演算することが可能である。また、車両５０の製造工程でシャーシダイナモによる外力で同期機１２を駆動させて回転角度補正量を求める場合、高い回転数まで回転角度補正量を求めることが可能となるため、様々な検査工程での実施が可能となり、工程設計の自由度が高くなる。
【００３０】
図７は、回転角度補正を実施する場合のタイムチャートである。
図６に示す車両５０において、同期機１２でトルクを発生し、同期機１２および駆動軸１４を回転させた後、惰行時に３相短絡を実施して回転角度補正量を求める。なお、回転角度補正量は、回転角度補正量演算部１８ｈで求められる。
【００３１】
図７（ａ）は同期機１２の発生するトルクを示すタイムチャート、図７（ｂ）は同期機１２の回転速度を示すタイムチャート、図７（ｃ）は回転角度補正量演算部１９ｈの出力である３相短絡指令、図７（ｄ）は回転角度補正量演算部１９ｈの演算する回転角度補正量を示すタイムチャートである。
図７（ａ）から図７（ｄ）において、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１まではトルクを零にして待機している状態である。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２は同期機１２にトルクを発生させ、同期機１２の回転数を上昇させる。時刻Ｔ２にて、回転速度が設定値Ｂ以上になったことを確認したタイミングでトルクを零にして同期機１２を惰行させる。また、時刻Ｔ２のタイミングで３相短絡指令を実施し、回転角度補正量の演算を開始する。設定値Ｂについては、惰行時間と回転角度補正量を演算する時間を考慮して設定する。時刻Ｔ３では、回転角度補正量が演算されたことを確認して３相短絡指令を停止する。
【００３２】
以上のように、実施の形態２によれば、同期機１２が高速回転で学習が実施できることにより、同期機１２が惰行する時間（時刻Ｔ２以降）を確保することが可能であり、惰行中に補正量演算が可能となる。また、エンジンなどの同期機１２以外の動力が不要なことに加え、シャーシダイナモなどの外部から駆動力を与える設備が不要となるので、車両５０の販売会社などでも回転角度補正量の演算が可能となる。例えば、ジャッキアップにより駆動軸１４を浮かせた状態で図６の内容を実施すれば、車両５０を停車した状態で回転角度補正量を求めることができ、省スペースで補正量を求めることができる。
【００３３】
実施の形態３.
次に、実施の形態１に係る同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両の更に別の実施形態について説明する。図８は、実施の形態１に係る同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両の更に別の実施形態を示す図である。
図８において、符号７０は車両を示し、エンジン１１、同期機１２、変速機１３、及びバッテリ１６を搭載したパラレルハイブリッド車両である。同期機１２は変速機１３と機械的に連結されている。また、同期機１２はエンジン１１とクラッチ７１を介して機械的に連結される構成である。
【００３４】
同期機駆動制御装置１５は、バッテリ１６の直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を同期機１２に供給する。同期機駆動制御装置１５の構成は、実施の形態１と同様であり、詳細説明を省略する。
バッテリ１６は、リチウムイオン電池などが使用され、３００Ｖ程度の電圧のものが使用される。ＥＣＵ１７は、アクセルポジションセンサ、ブレーキペダル操作、あるいは車輪速度センサなどの情報（図示しない）から、同期機１２で発生するトルクを演算し、通信手段（例えばＣＡＮ:Control Area Network）で同期機駆動制御装置１５に指令する。
【００３５】
駆動軸１４は、タイヤ、ドライブシャフト、あるいはディファレンシャルギアなどで構成される。変速機１３の出力軸は、駆動軸１４と機械的に連結される。同期機１２あるいはエンジン１１で発生したトルクは変速機１３の入力軸より入力され、ギア（図示しない）により減速されて駆動軸１４に伝達される。一般的に、変速機１３には、入力軸と出力軸の機械的な連結を切り離すことのできるクラッチが内蔵されている。また、エンジン１１は、クラッチ７１を介して同期機１２に連結されている。クラッチ７１は、解放と締結を切り替える。クラッチ７１の解放と締結は変速機コントローラ（図示しない）などで実施される。
【００３６】
このような構成において、変速機１３に内蔵されたクラッチとクラッチ７１とを解放にし、同期機１２にトルクを発生させて同期機１２を回転状態とする。この状態で３相短絡を実施して回転角度補正量を求めることができる。このように、同期機１２でトルクを発生させるよりも前に、変速機１３に内蔵されたクラッチ、あるいはクラッチ７１を解放とすることで、車両７０が停車した状態でも同期機１２を回転させることができ、回転角度補正量を求めることができる。従って、限られたスペースで回転角度補正量を求めることができる。
【００３７】
実施の形態４.
次に、実施の形態１に係る同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両の別の実施形態について説明する。図９は、実施の形態１に係る同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両の別の実施形態を示す図である。
図９において、符号８０は車両を示し、駆動軸１４に連結された第１同期機１２ａと、エンジン１１に連結された第２同期機１２ｂを備えたシリーズハイブリッド車両である。第１同期機１２ａは、駆動軸１４に機械的に連結されている。第１同期機１２ａの発生するトルクは、駆動軸１４のギア比で減速されてタイヤに伝達される。
【００３８】
第１同期機駆動制御装置１５ａは、バッテリ１６の直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を同期機１２に供給する。第１同期機駆動制御装置１５ａの構成は、実施の形態１で説明した同期機駆動制御装置１５と同様であり、詳細説明を省略する。
バッテリ１６は、リチウムイオン電池などが使用され、３００Ｖ程度の電圧のものが使用される。ＥＣＵ１７は、アクセルポジションセンサ、ブレーキペダル操作、あるいは車輪速度センサなどの情報（図示しない）から、第１同期機１２ａで発生するトルクを演算し、通信手段（例えばＣＡＮ:Control Area Network）で第１同期機駆動制御装置１５ａに指令する。また、ＥＣＵ１７は、第２同期機１２ｂの発電量を決定し、第２同期機１２ｂの発生するトルクを指令する。
【００３９】
駆動軸１４は、第１同期機１２ａにより駆動される。第２同期機駆動制御装置１５ｂの構成は、第１同期機駆動制御装置１５ａと同様であり、第２同期機１２ｂのトルクを制御するために設けられる。また、エンジン１１と第２同期機１２ｂは機械的に連結される。
【００４０】
このような構成において、図示しないエンジン制御装置によりエンジン１１の回転数を所定回転数に設定する。この時、機械的に連結されている第２同期機１２ｂは回転状態となる。この回転状態で第２同期機１２ｂの３相短絡を実施し、回転角度補正量を求めることができる。
【００４１】
また、本実施の形態によれば、高速回転で第２同期機１２ｂの回転角度補正量を求めることができる。高速回転の場合、エンジン１１のトルク変動による回転数の変動が小さくなるため、精度が高くなる効果がある。また、エンジン１１の回転数を制御することにより、調整する回転数の範囲を限定することが可能となり、回転角度補正量の再現性もよく、かつ精度良く得ることができる。
【００４２】
実施の形態５.
次に、実施の形態１に係る同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両の別の実施形態について説明する。図１０は、実施の形態１に係る同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機を搭載した車両の別の実施形態を示す図である。
図１０において、符号９０は車両を示し、前輪用の第１駆動軸１４ａと後輪用の第２駆動軸１４ｂ、及び第１同期機１２ａと第２同期機１２ｂを備えた４輪駆動方式の電気自動車である。
【００４３】
第１同期機１２ａは、第１駆動軸１４ａに機械的に連結され、第２同期機１２ｂは、第２駆動軸１４ｂに機械的に連結されている。また、第１駆動軸１４ａは、第１同期機１２ａにより駆動され、第２駆動軸１４ｂは、第２同期機１２ｂにより駆動される。
第１同期機駆動制御装置１５ａは、バッテリ１６の直流電力を交流電力に変換して第１同期機１２ａに供給し、第２同期機駆動制御装置１５ｂは、バッテリ１６の直流電力を交流電力に変換して第２同期機１２ｂに供給する。第１同期機駆動制御装置１５ａと第２同期機駆動制御装置１５ｂの構成は、それぞれ実施の形態１の同期機駆動制御装置１５と同様であり、詳細説明を省略する。
【００４４】
バッテリ１６は、リチウムイオン電池などが使用され、３００Ｖ程度の電圧のものが使用される。ＥＣＵ１７は、アクセルポジションセンサ、ブレーキペダル操作、あるいは車輪速度センサなどの情報（図示しない）から、第１同期機１２ａで発生するトルクと第２同期機１２ｂで発生するトルクとを演算し、通信手段（例えばＣＡＮ:Control Area Network）を介して第１同期機駆動制御装置１５ａと第２同期機駆動制御装置１５ｂにそれぞれ指令する。
【００４５】
このような構成において、第１同期機１２ａのみで駆動している場合、第２同期機１２ｂは回転状態となる。この状態で第２同期機１２ｂの３相短絡を実施することで回転角度補正量を求めることができる。
【００４６】
また、本実施の形態によれば、高速回転で第２同期機１２ｂの回転角度補正量を求めることができるので、高い車両速度でも回転角度補正量を求めることが可能になる。また、高い車両速度での回転角度補正量を求めることが可能になることで、回転角度補正量を求める頻度を高くすることが可能であり、高頻度で回転角度の補正、あるいは故障診断などを実施することが可能となる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、第１同期機１２ａで電気自動車を駆動する場合で説明したが、第２同期機１２ｂで電気自動車を駆動する場合でも同様の効果を得ることができる。また、４輪駆動方式の電気自動車で説明したが、シリーズパラレルハイブリッド方式の車両など、駆動軸を駆動するための同期機が２つ以上設けられている場合も同様の効果を得ることができる。また、３相短絡とは、上アームまたは下アームのスイッチング素子全てをオンとしてもよいし、スイッチングにより零ベクトルを生成しても同様の効果が得られる。
【００４８】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００４９】
１０、５０、７０、８０、９０  車両、１１  エンジン、１２  同期機、１２ａ  第１同期機、１２ｂ  第２同期機、１３  変速機、１４  駆動軸、１４ａ  第１駆動軸、１４ｂ  第２駆動軸、１５  同期機駆動制御装置、１５ａ  第１同期機駆動制御装置、１５ｂ  第２同期機駆動制御装置、１６  バッテリ、１７  車両制御装置（ＥＣＵ）、１８  インバータ、１８ａから１８ｆ  スイッチング素子、１９  制御装置（インバータ制御装置）、１９ａ  電流指令生成部、１９ｂ  回転角度補正部、１９ｃ  回転速度演算部、１９ｄ  ３相２相変換部、１９ｅ  電流制御部、１９ｆ  ２相３相変換部、１９ｇ  ゲート信号生成部、１９ｈ  回転角度補正量演算部、１９ｈ１  プロセッサ、１９ｈ２  記憶装置、２０  電流センサ、７１  クラッチ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月5日(2020.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期機を駆動制御する同期機駆動制御装置において、
前記同期機駆動制御装置は、
３相電流を検出する電流検出装置と、
電力変換器と、
前記同期機の回転角度の補正量を演算する回転角度補正量演算部を有して前記電力変換器を制御する制御装置と、を備え、
前記回転角度の補正量は、前記同期機が回転している状態で３相短絡を実施し、前記電流検出装置が検出する電流に基づいて演算されることを特徴とする同期機駆動制御装置。
【請求項２】
エンジンと、
請求項１に記載の同期機駆動制御装置と、
前記同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機と、を搭載した車両において、
前記同期機を前記車両の駆動軸と前記エンジンに連結し、前記エンジンの駆動力により前記車両を走行させ、前記同期機を回転状態にして前記回転角度の補正量を求めることを特徴とする車両。
【請求項３】
請求項１に記載の同期機駆動制御装置と、
前記同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機と、を搭載した車両において、
前記同期機を前記車両の駆動軸と連結し、外力により前記駆動軸を回転させ、前記同期機を回転状態にして前記回転角度の補正量を求めることを特徴とする車両。
【請求項４】
請求項１に記載の同期機駆動制御装置と、
前記同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機と、を搭載した車両において、
前記同期機を前記車両の駆動軸と連結し、前記同期機の駆動力により前記駆動軸を回転させたのち惰行させ、前記同期機を回転状態にして前記回転角度の補正量を求めることを特徴とする車両。
【請求項５】
請求項１に記載の同期機駆動制御装置と、
前記同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機と、を搭載した車両において、
前記同期機を前記車両の駆動軸とクラッチを介して連結し、前記同期機の駆動力により前記駆動軸を回転させたのち惰行させ、前記同期機を回転状態にして前記回転角度の補正量を求めることを特徴とする車両。
【請求項６】
エンジンと、
請求項１に記載の同期機駆動制御装置と、
前記同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機と、を搭載した車両において、
前記同期機を前記エンジンに連結し、前記エンジンの回転数を制御することにより前記同期機を回転状態にして前記回転角度の補正量を求めることを特徴とする車両。
【請求項７】
請求項１に記載の同期機駆動制御装置と、
前記同期機駆動制御装置により駆動制御される同期機と、を搭載した車両において、
前記車両の駆動軸を複数の駆動軸で構成すると共に、前記同期機を前記駆動軸のそれぞれと連結する複数の同期機で構成し、前記複数の同期機の何れかで前記車両を駆動することにより残りの同期機を回転状態にして前記回転角度の補正量を求めることを特徴とする車両。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図７は、回転角度補正を実施する場合のタイムチャートである。
図６に示す車両５０において、同期機１２でトルクを発生し、同期機１２および駆動軸１４を回転させた後、惰行時に３相短絡を実施して回転角度補正量を求める。なお、回転角度補正量は、回転角度補正量演算部１９ｈで求められる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
以上のように、実施の形態２によれば、同期機１２が高速回転で学習が実施できることにより、同期機１２が惰行する時間（時刻Ｔ２以降）を確保することが可能であり、惰行中に補正量演算が可能となる。また、エンジンなどの同期機１２以外の動力源が不要なことに加え、シャーシダイナモなどの外部から駆動力を与える設備が不要となるので、車両５０の販売会社などでも回転角度補正量の演算が可能となる。例えば、ジャッキアップにより駆動軸１４を浮かせた状態で図６の内容を実施すれば、車両５０を停車した状態で回転角度補正量を求めることができ、省スペースで補正量を求めることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
第１同期機駆動制御装置１５ａは、バッテリ１６の直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を第１同期機１２ａに供給する。第１同期機駆動制御装置１５ａの構成は、実施の形態１で説明した同期機駆動制御装置１５と同様であり、詳細説明を省略する。
バッテリ１６は、リチウムイオン電池などが使用され、３００Ｖ程度の電圧のものが使用される。ＥＣＵ１７は、アクセルポジションセンサ、ブレーキペダル操作、あるいは車輪速度センサなどの情報（図示しない）から、第１同期機１２ａで発生するトルクを演算し、通信手段（例えばＣＡＮ:Control Area Network）で第１同期機駆動制御装置１５ａに指令する。また、ＥＣＵ１７は、第２同期機１２ｂの発電量を決定し、第２同期機１２ｂの発生するトルクを指令する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2019202625.tif 000013
【国際調査報告】
2019202625.tif 000014
2019202625.tif 000015
2019202625.tif 000016