(57)【要約】【課題】変速機の変速時における交流モータの制御安定性を向上する。【解決手段】交流モータの運転領域を、モータトルクおよびモータ回転速度に応じて、ＰＷＭ波電圧駆動を行う領域Ａと、ＰＷＭ波電圧駆動および矩形波電圧駆動のいずれでも駆動可能な領域Ｂとに区分して、トルク指令値およびモータ回転速度に応じて、矩形波電圧駆動およびＰＷＭ波電圧駆動のうちのいずれか一方の駆動方法を選択する車両用モータ制御装置であって、交流モータの運転領域が領域Ｂの状態の時には矩形波電圧駆動を選択するとともに、領域Ｂの状態で、交流モータと駆動輪との間に設けられている変速機の変速が行われる場合には、変速が行われる前に、矩形波電圧駆動からＰＷＭ波電圧駆動に切り換える。【選択図】図５
2008154398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流モータに矩形波電圧を印加して駆動（以下、矩形波電圧駆動）する矩形波電圧駆動手段と、
前記交流モータにＰＷＭ波電圧を印加して駆動（以下、ＰＷＭ波電圧駆動）するＰＷＭ波電圧駆動手段と、
前記交流モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記交流モータの運転領域を、モータトルクおよびモータ回転速度に応じて、前記ＰＷＭ波電圧駆動を行う領域Ａと、前記ＰＷＭ波電圧駆動および前記矩形波電圧駆動のいずれでも駆動可能な領域Ｂとに区分して、トルク指令値および前記回転速度検出手段によって検出されるモータ回転速度に応じて、前記矩形波電圧駆動手段および前記ＰＷＭ波電圧駆動手段のうちのいずれか一方の駆動手段を選択する選択手段と、
前記交流モータと駆動輪との間に設けられている変速機の変速が行われることを予測する変速予測手段とを備え、
前記選択手段は、前記交流モータの運転領域が前記領域Ｂの状態の時には前記矩形波電圧駆動手段を選択するとともに、前記交流モータの運転領域が前記領域Ｂの状態で、前記変速予測手段によって前記変速機の変速が行われることが予測されると、前記変速が行われる前に、前記駆動手段を、前記矩形波電圧駆動手段から前記ＰＷＭ波電圧駆動手段に切り換えることを特徴とする車両用モータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用モータ制御装置において、
前記変速機の変速前に、前記変速機の変速後における前記交流モータの回転速度を算出する変速後回転速度算出手段をさらに備え、
前記選択手段は、前記交流モータの運転領域が前記領域Ｂの状態で、前記変速機の変速前において前記回転速度検出手段によって検出されるモータ回転速度と、前記変速後回転速度算出手段によって算出されるモータ回転速度との差の絶対値が所定値より小さい場合には、前記変速予測手段によって前記変速機の変速が行われることが予測された場合でも、前記矩形波電圧駆動手段から前記ＰＷＭ波電圧駆動手段への切換を行わないことを特徴とする車両用モータ制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用モータ制御装置において、
車両の車輪速を検出する車輪速検出手段をさらに備え、
前記変速後回転速度算出手段は、前記車輪速検出手段によって検出される車輪速と、前記変速機の変速後のギヤ比とに基づいて、前記変速後のモータ回転速度を算出することを特徴とする車両用モータ制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用モータ制御装置において、
前記交流モータと前記変速機との間を締結／開放可能なクラッチの状態を検出するクラッチ状態検出手段をさらに備え、
前記変速予測手段は、前記クラッチ状態検出手段によって前記クラッチが開放されたことが検出されると、前記変速機の変速が行われると予測することを特徴とする車両用モータ制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用モータ制御装置において、
前記選択手段は、前記交流モータの運転領域が前記領域Ｂの状態で、前記クラッチ状態検出手段によって前記クラッチが締結されたことが検出されると、前記駆動手段を、前記ＰＷＭ波電圧駆動手段から前記矩形波電圧駆動手段に切り換えることを特徴とする車両用モータ制御装置。
【請求項６】
交流モータの運転領域を、モータトルクおよびモータ回転速度に応じて、前記交流モータにＰＷＭ波電圧を印加して駆動するＰＷＭ波電圧駆動を行う領域Ａと、矩形波電圧を印加して駆動する矩形波電圧駆動および前記ＰＷＭ波電圧駆動のいずれでも駆動可能な領域Ｂとに区分して、トルク指令値およびモータ回転速度に応じて、前記矩形波電圧駆動および前記ＰＷＭ波電圧駆動のうちのいずれか一方を選択して前記交流モータの駆動を制御するモータ制御方法において、
前記交流モータの運転領域が前記領域Ｂの状態の時には前記矩形波電圧駆動を選択するとともに、前記交流モータの運転領域が前記領域Ｂの状態で、前記交流モータと駆動輪との間に設けられている変速機の変速が行われることが予測されると、前記変速が行われる前に、前記矩形波電圧駆動から前記ＰＷＭ波電圧駆動に切り換えることを特徴とする車両用モータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される交流モータを制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交流モータに矩形波電圧を印加して駆動する矩形波電圧駆動制御と、ＰＷＭ（パルス幅変調）波電圧を印加して駆動するＰＷＭ波電圧駆動制御とを切り換えることができるモータ制御装置が知られている（特許文献１参照）。矩形波電圧駆動制御は、ＰＷＭ波電圧駆動制御に比べて、高回転・高トルク領域で交流モータを効率良く駆動させることができるが、外乱に対する応答が遅いため、このモータ制御装置では、交流モータの回転数変動やモータ電流の変動に基づいて、モータ制御系への外乱侵入があると判定すると、矩形波電圧駆動制御からＰＷＭ波電圧駆動制御に切り換えている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７２９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車両駆動用モータと駆動輪との間にトランスミッションを設けた車両に従来のモータ制御装置を適用した場合には、以下のような問題が生じる。すなわち、トランスミッションの変速時にモータの急激な回転変化が生じるため、モータの回転数変動やモータ電流の変動に基づいて、駆動制御を切り換える従来の方法では、制御の切り換えが間に合わない可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による車両用モータ制御装置は、交流モータに矩形波電圧を印加して駆動する矩形波電圧駆動と、交流モータにＰＷＭ波電圧を印加して駆動するＰＷＭ波電圧駆動とを可能とし、交流モータの運転領域を、モータトルクおよびモータ回転速度に応じて、ＰＷＭ波電圧駆動を行う領域Ａと、ＰＷＭ波電圧駆動および前記矩形波電圧駆動のいずれでも駆動可能な領域Ｂとに区分して、トルク指令値およびモータ回転速度に応じて、矩形波電圧駆動およびＰＷＭ波電圧駆動のうちのいずれか一方を選択する際に、交流モータの運転領域が領域Ｂの状態の時には矩形波電圧駆動を選択するとともに、交流モータの運転領域が領域Ｂの状態で、交流モータと駆動輪との間に設けられている変速機の変速が行われる場合には、変速が行われる前に、矩形波電圧駆動からＰＷＭ波電圧駆動に切り換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による車両用モータ制御装置によれば、交流モータと駆動輪との間に設けられている変速機の変速が行われる場合には、変速が行われる前に、矩形波電圧駆動からＰＷＭ波電圧駆動に切り換えるので、変速時における交流モータの制御安定性が低下するのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下では、本発明によるモータ制御装置をハイブリッド車に適用した例を挙げて説明する。
【０００８】
−第１の実施の形態−
図１は、第１の実施の形態におけるモータ制御装置を搭載したハイブリッド車のシステム構成を示す図である。モータジェネレータ（ＭＧ）１０５は、クラッチ（ＣＬ１）１０９を介して、エンジン（ＥＮＧ）１０４と連結され、エンジン１０４を始動する。モータジェネレータ１０５は、また、クラッチ（ＣＬ２）１１０を介して、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）１０６と連結され、走行駆動力を発生する。車両の総合制駆動力は、エンジン１０４とモータジェネレータ１０５の合成制駆動力、あるいはエンジン１０４とモータジェネレータ１０５のそれぞれの制駆動力となる。
【０００９】
モータジェネレータ１０５は、力行運転および回生運転が可能な３相同期交流モータであり、モータ（電動機）として機能して駆動力を発生するとともに、ジェネレータ（発電機）として機能して制動力を発生する回転電機である。この明細書では、電動機と発電機の両機能を併せ持つことを明確にするために“モータジェネレータ”と呼ぶが、一般に“モータ”と呼ばれるものは電動機と発電機の両機能を備えている。したがって、この明細書におけるモータジェネレータというのは、一般的なモータを含むものである。
【００１０】
車両コントローラ１０２は、車両情報１０１に基づいて、車両の必要制駆動力を演算し、必要制駆動力に応じて、エネルギーマネジメントを行う。そして、エンジンコントローラ１０３へエンジントルク指令Ｔengを、モータコントローラ１０７へＭＧトルク指令Ｔmgを、クラッチ１０９，１１０へクラッチ状態指令をそれぞれ出力する。なお、車両情報１０１には、車速センサ（不図示）による車速情報、シフト位置センサ（不図示）によるトランスミッション１０６のシフト位置情報、ブレーキセンサ（不図示）によるブレーキペダル操作情報、アクセルセンサ（不図示）によるアクセルペダル操作情報が少なくとも含まれる。
【００１１】
車両コントローラ１０２は、また、エンジン始動時に、クラッチ１０９を接続するとともに、クラッチ１１０を開放して、モータジェネレータ１０５によりトルクを発生させて、エンジン１０４を始動する。トランスミッション１０６の変速時には、クラッチ１１０を開放して、所望の変速段に切り換えた後、クラッチ１１０を締結する。なお、トランスミッション１０６は、ＭＴ、ＡＴ、ＣＶＴのいずれの変速機であってもよい。
【００１２】
エンジンコントローラ１０３は、車両コントローラ１０２からのエンジン始動／停止指令にしたがって、エンジン１０４の始動／停止制御を行う。また、エンジンコントローラ１０３は、エンジントルク指令Ｔengに基づいて、エンジン１０４のスロットルバルブ開閉装置（不図示）、燃料噴射装置（不図示）、点火時期制御装置（不図示）を制御し、エンジン１０４から制駆動力を発生させる。
【００１３】
モータコントローラ１０７は、車両コントローラ１０２から入力されるＭＧトルク指令Ｔmg、モータジェネレータ１０５の回転速度ωｍ、および、クラッチ１１０の締結／開放状態信号に基づいて、後述するＰＷＭ波制御および矩形波制御のうちのいずれか一方の制御を選択する。インバータ１０８は、モータコントローラ１０７で選択された制御方法によって、バッテリ（蓄電手段）１１１の直流電圧を交流電圧に変換して、モータジェネレータ１０５に供給する。
【００１４】
図２は、モータコントローラ１０７の詳細な構成を示す制御ブロック図である。モータコントローラ１０７は、マイクロコンピューターとメモリやＡ／Ｄコンバータなどの周辺部品を備え、マイクロコンピュータのソフトウエア形態により構成される制御切換部１０と、矩形波制御部２０と、ＰＷＭ波制御部３０と、磁極位置／ＭＧ速度検出部４０とを備える。
【００１５】
矩形波制御部２０は、スイッチＳＷ１およびＳＷ２と、電圧位相演算部２１と、スイッチ選択部２２とを備える。スイッチＳＷ１およびＳＷ２は、制御切換部１０によって、オン／オフが制御され、矩形波制御部２０による制御が選択される場合にオンされる。
【００１６】
電圧位相演算部２１は、車両コントローラ１０２から入力されるＭＧトルク指令値Ｔmgおよび磁極位置／ＭＧ速度検出部４０によって検出されるモータ回転速度ωmに基づいて、予め用意された電流テーブルを参照することにより、２相直流電流であるｄ軸電流指令値ｉd*およびｑ軸電流指令値ｉq*を算出し、モータジェネレータ１０５に印加する電圧位相γを算出する。
【００１７】
電圧位相γの算出方法を図３を用いて説明する。モータジェネレータ１０５の磁極位置θの方向であるｄ軸に対して、電気的に直交するｑ軸方向に逆起電力ωm・φ（φは磁石の磁束）が発生する。この逆起電力ωm・φを補償する電圧と、ｄ軸電流による電圧成分ωm・Ｌd・ｉd*（Ｌdはｄ軸インダクタンス）との和がｑ軸方向に印加する電圧となる。また、ｄ軸方向については、ｑ軸電流による電圧成分ωm・Ｌq・ｉq*（Ｌqはｑ軸インダクタンス）が印加電圧となる。従って、図３に示すように、ｄ軸方向の印加電圧およびｑ軸方向の印加電圧のベクトル和が電圧指令ベクトルＶrとなり、ｄ軸を基準とするＶrの位相がγとなる。電圧位相演算部２１は、図３に示すベクトル演算を行うことにより、電圧位相γを算出する。
【００１８】
スイッチ選択部２２は、電圧位相γとモータ磁極位置θとに基づいて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のスイッチング信号Ｐu、Ｐv、Ｐwを決定する。インバータ１０８は、スイッチング信号Ｐu、Ｐv、Ｐwに応じた電圧を生成し、モータジェネレータ１０５に印加する。
【００１９】
スイッチ選択部２２によるスイッチング信号Ｐu、Ｐv、Ｐwの決定方法を、図３および図４を用いて説明する。図３において、電圧指令ベクトルＶrの位相は、α軸を基準とする静止座標系から見ると、モータジェネレータ１０５の磁極位置θと電圧位相γとの和（θ＋γ）となる。ここでは、図４に示すようなスイッチングパターンを定めたテーブルデータを予め用意しておき、求めた（θ＋γ）とテーブルデータとに基づいて、スイッチング信号Ｐu、Ｐv、Ｐwを決定する。
【００２０】
１８０度通電の矩形波制御を行うために、図４に示すスイッチングパターンでは、電気角６０度ごとに異なるスイッチングパターンを有する６つの区間Ｉ〜ＶＩに分けられている。例えば、（θ＋γ）が−３０度〜３０度の範囲であれば区間Ｉとなり、Ｕ相が正電圧に、Ｖ相、Ｗ相が負電圧になるように、各スイッチング信号Ｐu、Ｐv、Ｐwを与える。
【００２１】
磁極位置／ＭＧ速度検出部４０は、モータジェネレータ１０５の出力軸に連結したレゾルバ５０の出力信号に基づいて、モータジェネレータ１０５の磁極位置θおよび回転速度ωｍを検出する。この磁極位置／ＭＧ速度検出部４０は、矩形波制御系とＰＷＭ波制御系とで共用とする。
【００２２】
ＰＷＭ波制御部３０は、高効率電流テーブル３１と、電流制御部３２と、２相３相変換部３３と、ＰＷＭ変換部３４と、３相２相変換部３５と、スイッチＳＷ３およびＳＷ４とを備える。スイッチＳＷ３およびＳＷ４は、制御切換部１０によって、オン／オフが制御され、ＰＷＭ波制御部３０による制御が選択される場合にオンされる。
【００２３】
高効率電流テーブル３１は、ＭＧトルク指令Ｔｍｇおよびモータジェネレータ１０５の回転速度ωｍに対して予め設定された高効率電流テーブル（高効率電流データ）を備えており、現在のＭＧトルク指令Ｔｍｇおよび回転速度ωｍに基づいて、高効率電流テーブルを参照することにより、ｄ軸電流指令値ｉd*およびｑ軸電流指令値ｉq*を算出する。３相２相変換部３５は、モータジェネレータ１０５の磁極位置θに基づいて、電流センサ６１，６２，６３によって検出された３相交流電流ｉu，ｉv，ｉwをｄ軸電流ｉdおよびｑ軸電流ｉqに変換する。
【００２４】
電流制御部３２は、３相２相変換部３５で変換されたｄ軸電流ｉdおよびｑ軸電流ｉqを、ｄ軸電流指令値ｉd*およびｑ軸電流指令値ｉq*にそれぞれ一致させるための電圧指令値ｖd*，ｖq*を、次式（１）に示すＰＩ制御により演算する。ただし、式（１）において、ＫpdおよびＫpqは、所定の比例ゲインであり、ＫidおよびＫiqは、所定の積分ゲインである。
ｖd*＝Ｋpd×（ｉd*−ｉd）＋Ｋid×∫（ｉd*−ｉd）ｄｔ
ｖq*＝Ｋpq×（ｉq*−ｉq）＋Ｋiq×∫（ｉq*−ｉq）ｄｔ                （１）
【００２５】
２相３相変換部３３は、モータジェネレータ１０５の磁極位置θに基づいて、電流制御部３２で演算されたｄ軸電圧指令値ｖd*およびｑ軸電圧指令値ｖq*を、３相交流電圧指令値ｖu*，ｖv*，ｖw*に変換して、ＰＷＭ変換部３４に出力する。ＰＷＭ変換部３４は、３相交流電圧指令値ｖu*，ｖv*，ｖw*を１０ｋＨｚ程度の搬送波（一般に三角波）と比較して、スイッチング信号Ｐu、Ｐv、Ｐwを生成する。
【００２６】
制御切り換え部１０は、車両コントローラ１０２から入力されるＭＧトルク指令Ｔｍｇ、磁極位置／ＭＧ速度検出部４０によって検出されるモータ回転速度ωｍ、および、車両コントローラ１０２から入力されるクラッチ１１０の開放／締結状態信号に基づいて、矩形波制御とＰＷＭ波制御とを切り換える。矩形波制御の選択時には、スイッチＳＷ１およびＳＷ２をオン、かつ、スイッチＳＷ３およびＳＷ４をオフし、ＰＷＭ波制御の選択時には、スイッチＳＷ１およびＳＷ２をオフ、かつ、スイッチＳＷ３およびＳＷ４をオンする。
【００２７】
図５は、ＭＧトルク指令Ｔｍｇおよびモータジェネレータ１０５の回転速度ωｍの二次元平面上における矩形波制御領域およびＰＷＭ波制御領域を示す図である。領域Ａは、ＰＷＭ波制御のみを行う領域であり、領域Ｂは、矩形波制御およびＰＷＭ波制御のどちらも実行可能な領域である。
【００２８】
一般的に、矩形波電圧による制御は、ＰＷＭ波電圧による制御に比べて電圧利用率の点で優れており、高出力が得られるが、ＰＷＭ波電圧による制御に比べて応答性が悪い。図５に示す領域Ａは、高出力を必要としない領域であるため、応答性が良いＰＷＭ波電圧による制御を行う方が望ましい。
【００２９】
一方、領域Ｂは、モータ出力Ｐ（∝Ｔｍｇ・ωｍ）が最高出力Ｐmaxに近い状態で運転されるから、応答性が良いＰＷＭ波電圧による制御よりも、損失の少ない矩形波電圧による制御を行う方が望ましい。従って、領域Ｂでは、原則として、矩形波制御を選択する。しかし、矩形波制御は、図４に示すように、６区間でしかスイッチングパターンを変更することができないので、急激な外乱トルクによるモータ回転数変動があった場合など、その回転数変動によるモータ逆起電力変化により、モータジェネレータ１０５に過電流が流れる可能性がある。
【００３０】
図６は、トランスミッション１０６の各シフト位置における車輪速ωｔとモータジェネレータ１０５の回転速度ωｍとの関係の一例を示す図である。図６に示すように、１速から２速、または、２速から３速のように、トランスミッション１０６の変速が行われると、モータジェネレータ１０５の回転数は変動する。従って、第１の実施の形態におけるモータ制御装置では、領域Ｂで矩形波制御を行っている際に、変速を行う場合には、変速前にＰＷＭ波制御に切り換えておく。これにより、トランスミッション１０６の変速が行われた時でも、制御の安定性は損なわれず、モータジェネレータ１０５に過電流が流れるのを防ぐことができる。
【００３１】
図７は、モータコントローラ１０７の制御切換部１０によって行われる処理内容を示すフローチャートである。車両が起動すると、制御切換部１０は、ステップＳ１０の処理を開始する。ステップＳ１０では、車両コントローラ１０２からＭＧトルク指令Ｔｍｇおよびクラッチ１１０の締結／開放状態信号を、磁極位置／ＭＧ速度検出部４０からモータジェネレータ１０５の回転速度ωｍを入力して、ステップＳ２０に進む。
【００３２】
ステップ２０では、クラッチ１１０の締結／開放状態信号に基づいて、クラッチ１１０が締結されているか否かを判定する。クラッチ１１０が締結されていると判定すると、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、ステップＳ１０で入力されたモータジェネレータ１０５の回転速度ωｍおよびＭＧトルク指令Ｔｍｇに基づいて、モータジェネレータ１０５の運転領域が図５に示す領域Ｂであるか否かを判定する。モータジェネレータ１０５の運転領域が図５に示す領域Ｂであると判定するとステップＳ４０に進み、領域Ａであると判定すると、ステップＳ５０に進む。
【００３３】
ステップＳ４０では、矩形波制御を選択するために、スイッチＳＷ１およびＳＷ２をオンするとともに、スイッチＳＷ３およびＳＷ４をオフする。すなわち、クラッチ１１０が締結されている状態では、トランスミッション１０６の変速は行われないため、原則通り、矩形波制御を選択する。
【００３４】
一方、ステップＳ５０では、ＰＷＭ波制御を選択するために、スイッチＳＷ１およびＳＷ２をオフするとともに、スイッチＳＷ３およびＳＷ４をオンする。すなわち、モータジェネレータ１０５の運転領域が領域Ｂの状態において、クラッチ１１０が開放されている場合には、トランスミッション１０６の変速が行われると判断して、ＰＷＭ波制御を選択する。また、運転領域が領域Ａである場合にもＰＷＭ波制御を選択する。
【００３５】
ステップＳ４０またはＳ５０の処理を行うと、ステップＳ１０に戻る。以後、ステップＳ１０から始まる処理が、例えば所定時間ごとに、繰り返し行われる。なお、モータジェネレータ１０５の運転領域が領域Ｂの状態で、クラッチ１１０が締結されてトランスミッション１０６の変速制御が完了すると、ＰＷＭ波制御から矩形波制御に切り換える処理が行われる。
【００３６】
第１の実施の形態におけるモータ制御装置によれば、交流モータ１０５の運転領域を、モータトルクおよびモータ回転速度に応じて、ＰＷＭ波電圧駆動を行う領域Ａと、ＰＷＭ波電圧駆動および矩形波電圧駆動のいずれでも駆動可能な領域Ｂとに区分して、トルク指令値Ｔｍｇおよびモータ回転速度ωｍに応じて、矩形波制御部２０およびＰＷＭ波制御部３０のうちのいずれか一方を選択してモータ制御を行う際に、交流モータ１０５の運転領域が領域Ｂの状態の時には矩形波制御部２０を選択するとともに、交流モータ１０５の運転領域が領域Ｂの状態で、交流モータ１０５と駆動輪との間に設けられている変速機１０６の変速が行われることが予測されると、変速が行われる前に、矩形波制御部２０からＰＷＭ波制御部３０に切り換える処理を行う。これにより、変速機１０６の変速によって、交流モータ１０５の制御安定性が低下するのを防いで、交流モータ１０５に過電流が流れるのを防ぐことができる。
【００３７】
特に、第１の実施の形態におけるモータ制御装置によれば、交流モータ１０５の運転領域が領域Ｂの状態で、交流モータ１０５と変速機１０６との間を締結可能なクラッチ１１０が開放されたことが検出されると、矩形波制御部２０からＰＷＭ波制御部３０に切り換える処理を行う。変速機１０６の変速が行われる際には、締結されていたクラッチ１１０が開放されるので、変速機１０６の変速が行われる前に確実に、矩形波制御から応答性の良いＰＷＭ波制御に切り換えることができる。
【００３８】
−第２の実施の形態−
第１の実施の形態におけるモータ制御装置では、モータジェネレータ１０５の運転領域が領域Ｂ（図５参照）の状態で、トランスミッション１０６の変速を行う場合には、変速前に矩形波制御からＰＷＭ波制御に切り換えておき、変速完了後に、矩形波制御に戻す制御を行った。
【００３９】
ここで、変速前のモータ回転速度と、変速後の予想回転速度との差の絶対値が所定値ωαより小さい場合には、変速前後における回転速度変動が小さいために、矩形波制御で運転を継続することができる。第２の実施の形態におけるモータ制御装置では、モータジェネレータ１０５の運転領域が領域Ｂの状態で、変速前後におけるモータ回転速度変動が小さい場合には、矩形波制御からＰＷＭ波制御への切り換えを行わない。
【００４０】
なお、第２の実施の形態におけるモータ制御装置において、モータコントローラ１０７は、車両コントローラ１０２から、ＭＧトルク指令Ｔｍｇおよびクラッチ１１０の締結／開放状態信号とともに、変速時におけるトランスミッション１０６の目標変速段および車輪速ωｔも入力する。
【００４１】
図８は、第２の実施の形態におけるモータ制御装置において、制御切換部１０によって行われる処理内容を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートの処理と同一の処理を行うステップには、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。図８に示すフローチャートが図７に示すフローチャートと異なるのは、ステップＳ１０で行う処理内容と、ステップＳ１００およびステップ１１０の処理が追加されている点である。
【００４２】
ステップＳ１０Ａでは、車両コントローラ１０２からＭＧトルク指令Ｔｍｇ、クラッチ１１０の締結／開放状態信号、トランスミッション１０６の目標変速段、および、車輪速ωｔを、磁極位置／ＭＧ速度検出部４０からモータジェネレータ１０５の回転速度ωｍを入力して、ステップＳ２０に進む。
【００４３】
ステップ２０において、クラッチ１１０が開放されていると判定すると、ステップＳ１００に進む。ステップＳ１００では、変速終了時におけるモータジェネレータ１０５の予想回転速度ωｍｃを演算する。ここでは、車輪速ωｔと、トランスミッション１０６の目標変速段のギヤ比（変速後のギヤ比）とに基づいて、次式（２）より、予想回転速度ωｍｃを算出する。ここで、ギヤ比とは、車輪速と、モータ回転速度との比であり、モータコントローラ１０７は、変速段ごとのギヤ比のデータを有している。
ωｍｃ＝ωｔ×目標変速段のギヤ比                    （２）
【００４４】
ステップＳ１００に続くステップＳ１１０では、ステップＳ１０で入力された回転速度ωｍ（変速前の回転速度）と、ステップＳ１００で算出した予想回転速度ωｍｃ（変速後の回転速度）との差の絶対値が所定値ωαより小さいか否かを判定する。ステップＳ１０で入力された回転速度ωｍと予想回転速度ωｍｃとの差の絶対値が所定値ωαより小さいと判定すると、ステップＳ３０に進み、所定値ωα以上であると判定すると、ステップＳ５０に進む。ステップＳ３０，Ｓ４０，Ｓ５０の処理は、図７に示すフローチャートのステップＳ３０，Ｓ４０，Ｓ５０の処理と同一である。
【００４５】
すなわち、モータジェネレータ１０５の運転領域が図５の領域Ｂの状態で、トランスミッション１０６の変速時に、変速前のモータ回転速度ωｍと、変速後の予想回転速度ωｍｃとの差の絶対値の差が所定値ωαより小さければ、矩形波制御を選択する。一方、変速前のモータ回転速度ωｍと、変速後の予想回転速度ωｍｃとの差の絶対値の差が所定値ωα以上であれば、変速前にＰＷＭ制御を選択しておくことにより、モータ制御の安定性が低下するのを防いで、モータジェネレータ１０５に過電流が流れるのを防ぐ。
【００４６】
第２の実施の形態におけるモータ制御装置によれば、交流モータ１０５の運転領域が領域Ｂの状態で、変速機１０６の変速前におけるモータ回転速度ωｍと、変速後の回転速度ωｍｃとの差の絶対値が所定値ωαより小さい場合には、変速機１０６の変速が行われる場合でも、矩形波制御部２０からＰＷＭ波制御部３０への切換を行わない。これにより、変速の前後でモータ回転速度の変動が小さい場合には、矩形波制御を継続して行うことができるので、モータ運転効率を向上させることができる。
【００４７】
本発明は、上述した第１および第２の実施の形態に限定されることはない。例えば、モータジェネレータ１０５の回転を検出するセンサとしてレゾルバを用いたが、エンコーダやパルス発生器等の他の回転数センサを用いることもできる。
【００４８】
上述した各実施の形態では、本発明による車両用モータ制御装置をハイブリッド車に適用した例を挙げて説明したが、電気自動車や燃料電池車等にも適用することができる。
【００４９】
特許請求の範囲の構成要素と第１および第２の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、矩形波制御部２０が矩形波電圧駆動手段を、ＰＷＭ波制御部３０がＰＷＭ波電圧駆動手段を、レゾルバ５０および磁極位置／ＭＧ速度検出部４０が回転速度検出手段を、制御切換部１０が選択手段、変速予測手段、および変速後回転速度算出手段を、車両コントローラ１０２が車輪速検出手段およびクラッチ状態検出手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１の実施の形態におけるモータ制御装置を搭載したハイブリッド車のシステム構成を示す図
【図２】モータコントローラの詳細な構成を示す制御ブロック図
【図３】電圧位相γの算出方法を説明するためのベクトル図
【図４】各電圧位相区間のスイッチングパターンを示す図
【図５】ＭＧトルク指令Ｔｍｇおよびモータジェネレータの回転速度ωｍの二次元平面上における矩形波制御領域およびＰＷＭ制御領域を示す図
【図６】トランスミッションの各シフト位置における車輪速ωｔとモータジェネレータの回転速度ωｍとの関係の一例を示す図
【図７】制御切換部によって行われる処理内容を示すフローチャート
【図８】第２の実施の形態におけるモータ制御装置において、制御切換部によって行われる処理内容を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５１】
１０…制御切換部、２０…矩形波制御部、２１…電圧位相演算部、２２…スイッチ選択部、３０…ＰＷＭ波制御部、３１…高効率電流テーブル、３２…電流制御部、３３…２相３相変換部、３４…ＰＷＭ変換部、３５…３相２相変換部、４０…磁極位置／ＭＧ速度検出部、５０…レゾルバ、１０２…車両コントローラ、１０３…エンジンコントローラ、１０４…エンジン、１０５…モータジェネレータ、１０６…トランスミッション、１０７…モータコントローラ、１０８…インバータ、１０９…クラッチ、１１０…クラッチ、１１１…バッテリ
【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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