(57)【要約】【課題】レゾルバのオフセットを走行中の運転性に影響を与えずにモニタリングリングし、これを補正するか否かを判断するモータを備えた車両の制御方法を提供する。【解決手段】本発明は、車両が走行中、モータ速度が０でなく、その出力トルクが０であることを確認する段階、前記モータの電圧が一定数値に収斂することを確認する段階、および前記モータを制御するためのデータを収集し、これを処理してレゾルバのオフセット値を演算するためのオフセットモードに進入する段階、を含むことを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行中、モータ速度が０でなく、その出力トルクが０であることを確認する段階、
前記モータの電圧が一定数値に収斂することを確認する段階、および
前記モータを制御するためのデータを収集し、これを処理してレゾルバのオフセット値を演算するためのオフセットモードに進入する段階、
を含むことを特徴とするモータを備えた車両の制御方法。
【請求項２】
車両の速度が０でない状態で、前記オフセットモードに進入することを特徴とする請求項１に記載のモータを備えた車両の制御方法。
【請求項３】
前記モータの出力トルクが０である地点を、車両の設定速度範囲に延長することを特徴とする請求項１に記載のモータを備えた車両の制御方法。
【請求項４】
前記モータの電流が一定数値に収斂する段階において、
前記モータのＤ軸電圧が設定区間に収斂されることを特徴とする請求項１に記載のモータを備えた車両の制御方法。
【請求項５】
前記モータの電流が一定数値に収斂する段階において、
前記モータのＤ軸またはＱ軸電圧が設定区間に収斂されることを特徴とする請求項１に記載のモータを備えた車両の制御方法
【請求項６】
前記モータのトルクが０であることを確認する段階において、
前記モータは０電流制御されることを特徴とする請求項１に記載のモータを備えた車両の制御方法。
【請求項７】
前記モータのトルクが０であることを確認する段階において、
前記モータのＤ軸またはＱ軸電流を０で制御をすることを特徴とする請求項１に記載のモータを備えた車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを備えた車両の制御方法に係り、より詳しくは、レゾルバの誤差を自動的に測定し、そのオフセット値を自動的に補正することで、モータのトルク制御および速度制御を正確に行うモータを備えた車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電気自動車やハイブリッド自動車で使用する同期電動機や誘導電動機の制御のために、ＭＣＵ（ｍｏｔｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）が用いられる。このために、磁束（ｆｌｕｘ）の位置によって座標系を設定しなければならない。したがって、モータ回転子の絶対位置を読み取るレゾルバが用いられる。
このレゾルバは一種の変圧機であって、１次側巻線（入力）に励磁電圧を印加し、軸を回転させれば磁気的結合係数が変化し、２次側巻線（出力）にキャリアの振幅が変化する電圧が発生する。
この電圧は、軸の回転角度に対してサインおよびコサイン状態で変化するように巻線が配列される。したがって、サイン出力とコサイン出力のキャリア振幅比を読み取ることにより、レゾルバの回転角度が分かる。
【０００３】
このような原理によって作動するレゾルバは、モータの速度情報と位相をセンシングして回転子の位置情報を前記ＭＣＵ側に提供し、トルク指令および速度指令生成のための情報として用いられる。
しかし、レゾルバの装着中に誤差が発生することがあり、この誤差によってモータの回転子の正確な位置を感知することができず、これはモータが正常に作動しない要因となる。
したがって、このようなセンシング誤差を補正するための方法として、モータの線間逆起電力とレゾルバの波形をオシロスコープのような計測装備を利用して分析した後、センシング誤差に対するオフセット値を補正していた。
一方、このような方法は、作業者の手動操作によって実行されるため所要時間が長く、作業量が多いだけでなく、すべての差に補正を実施しなければならないという煩わしさがある。さらに、作業者の熟練度に応じて補正値が相違して発生することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１５８３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、レゾルバのオフセットを走行中の運転性に影響を与えずにモニタリングリングし、これを補正するか否かを判断するモータを備えた車両の制御方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法は、車両が走行中、モータ速度が０でなく、その出力トルクが０であることを確認する段階、前記モータの電圧が一定数値に収斂することを確認する段階、および前記モータを制御するためのデータを収集し、これを処理してレゾルバのオフセット値を演算するためのオフセットモードに進入する段階、を含むことを特徴とする。
【０００７】
車両の速度が０でない状態で、前記オフセットモードに進入することを特徴とする。
【０００８】
前記モータの出力トルクが０である地点を、車両の設定速度範囲に延長することを特徴とする。
【０００９】
前記モータの電流が一定数値に収斂する段階において、前記モータのＤ軸電圧が設定区間に収斂されることを特徴とする。
【００１０】
前記モータの電流が一定数値に収斂する段階において、前記モータのＤ軸またはＱ軸電圧が設定区間に収斂されることを特徴とする。
【００１１】
前記モータのトルクが０であることを確認する段階において、前記モータは０電流制御されることを特徴とする。
【００１２】
前記モータのトルクが０であることを確認する段階において、前記モータのＤ軸またはＱ軸電流を０で制御をすることを特徴とする。  
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、運転性に影響を与えずに走行中にレゾルバのオフセット値を補正するかを容易に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るモータを備えた車両の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るモータを制御するＭＣＵ制御部の回路図である。
【図３】本発明の実施形態に係るレゾルバオフセット判断部の構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係るハイブリッド自動車に備えられるモータの車速によるトルクプロファイルを示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態に係るハイブリッド自動車に備えられるモータの車速によるトルクプロファイルの変形した様子を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態に係るハイブリッド自動車に備えられるレゾルバのオフセット判断モード進入条件を示す表である。
【図７】本発明の実４施形態に係るハイブリッド車両に備えられるレゾルバのオフセット判断モード進入条件と走行モードを示す表である。
【図８】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両において、レゾルバのオフセット誤差が存在する状態でＶｄ値を示すグラフである。
【図９】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両において、レゾルバのオフセットを判断するためのモードに進入する方法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】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について、詳しく説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るモータを備えた車両の概略的な構成図である。
図１に示す通り、モータを備えた車両は、モータ１１０、レゾルバ１２０、モータコントロールユニット１３０、高電圧バッテリ１４０、メインリレー１５０、キャパシタ１６０、およびＢＭＳ（ｂａｔｔｅｒｙ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ）を含む。このようなシステムは、ハイブリッド自動車、電気自動車、および燃料電池自動車に適用される。モータ１１０は、駆動と充電を同時に実行してもよい。
【００１６】
モータ１１０はモータコントロールユニット１３０によって駆動され、モータコントロールユニット１３０は、直流電流を可変周波数および可変電圧の交流電流に変換するインバータと電流と、電圧を制御する制御部とで構成される。
レゾルバ１２０はモータ位置センサであって、モータ１１０の回転位置情報をモータコントロールユニット１３０に送信し、モータコントロールユニット１３０はこれに基づいてモータ１１０に供給される電流と電圧を制御する。
【００１７】
図２は、モータを制御するＭＣＵ制御部の回路図である。
図２に示す通り、ＭＣＵ（モータコントロールユニット）１３０の制御部は、電流指令生成器２１０、電流制御器２２０、軸変換器２３０、ＰＷＭ生成器２４０、ＰＷＭインバータ２５０、およびレゾルバオフセット判断部２６０を含む。
上位制御部（図示せず）からトルク指令と速度指令を受ければ、モータコントロールユニット１３０は電流指令生成器２１０でＤ軸Ｑ軸電流指令を生成し、電流制御器２２０はインバータ電流が電流指令に従うように電流制御を実施する。
【００１８】
軸変換器２３０は電流をＤ軸Ｑ軸＜−＞３相変換を実行し、ＰＷＭ生成器２４０は電流指令に基づいてＰＷＭスイッチング信号をインバータに送り、これに基づいてＰＷＭインバータ２５０は、スイッチングによってモータを制御する。
レゾルバオフセット判断部２６０は、上位制御部から伝達されたトルク指令および電流指令、モータからフィードバックされた電流、モニタリングされているＤＱ軸電圧などを利用してレゾルバ１２０のオフセットを判断する。
本発明は、走行中の０電流制御が可能な０トルク区間でレゾルバフセット判断モードに進入し、運転性に影響を与えない状態で０電流制御を実行し、レゾルバのオフセットを判断する。
【００１９】
図３は、レゾルバオフセット判断部の構成図である。
図３に示す通り、レゾルバオフセット判断部２６０は、速度／トルク判断部３１０、０電流コントロールパネル端部３２０、電圧センシングおよびレゾルバオフセット演算部３３０を含む。
速度／トルク判断部３１０は現在のモータの速度およびトルク指令をモニタリングリングし、０電流コントロールパネル端部３２０は現在のモータに要求されるトルクをモニタリングする。    
【００２０】
さらに、電圧センシングおよびレゾルバオフセット演算部３３０は、モータの速度と０電流状態によって電圧をセンシングし、数１によってレゾルバのオフセットを判断する。
【数１】
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数式１において、Ｒ，Ｌｄ，Ｌｑ，ΨＦ，α，α＊  は順にモータ１１０にかかる抵抗、ｄ軸インダクタンス定数、ｑ軸インダクタンス定数、磁束の大きさ、最終オフセット値、およびオフセット候補値を示す。
さらに、数式１において、ｉｄ，ｉｑ，ｖｄ，ｖｑ，ω  は順にｄ軸電流、ｑ軸電流、ｄ軸電圧、ｑ軸電圧、および回転子角速度を示す。
【００２１】
数式１において、ゼロ電流制御（ｚｅｒｏ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ）により、ｄ軸電流（ｉｄ）とｑ軸電流（ｉｑ）が０に収斂すれば、数１は下記数２のように変形してもよい。
【数２】
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【００２２】
図４は、ハイブリッド自動車に備えられるモータの車速に応じたトルクプロファイルを示すグラフである。
図４に示す通り、横軸は車速を示し、縦軸はモータの出力トルクを示す。
これは、車両の速度が一定速度以下ではモータ１１０は駆動モードであり、一定速度以上ではモータ１１０が充電（回生モード）を実行することを意味する。
図５は、ハイブリッド自動車に備えられるモータの車速によるトルクプロファイルの変形した様子を示すグラフである。
図５に示す通り、横軸は車速を示し、縦軸はモータの出力トルクを示す。
図４と比較し、トルクプロファイルが変形して車速が一定区間の状態において、モータ１１０の０トルク区間が増えるようにすれば、より容易なオフセット判断モードの進入が可能となる。
【００２３】
図６は、ハイブリッド自動車に備えられるレゾルバのオフセット判断モード進入条件を示す表である。
図６に示す通り、モータ速度が０でなく、出力トルクが０であり、Ｄ軸およびＱ軸電流が０である場合に、レゾルバオフセット判断モードに進入する。
図７は、ハイブリッド車両に備えられるレゾルバのオフセット判断モード進入条件と走行モードを示す表である。
図７に示す通り、モータ速度が０でなく、出力トルクが０であり、Ｄ軸およびＱ軸電流が０である場合に、レゾルバオフセット判断モードに進入する。
【００２４】
図８は、ハイブリッド車両において、レゾルバのオフセット誤差が存在する状態でＶｄ値を示すグラフである。
図８に示す通り、レゾルバオフセット判断モードに進入すれば、ゼロ電流制御によってモータ１１０の電流は０に収斂し、モータ１１０の速度は一定区間で変わり、Ｄ軸電圧（Ｖｄ）は徐々に一定値に収斂する。
図に示すように、モータ１１０のレゾルバオフセットを判断するためには、一定の収斂時間が必要となる。したがって、走行中にレゾルバオフセット判断モードに進入したとしても、一定時間が経過した後にデータを収集、フィルタリング、および複数のデータを平均化する演算を実行する。
【００２５】
図９は、ハイブリッド車両において、レゾルバのオフセットを判断するためのモードに進入する方法を示すフローチャートである。
図９に示す通り、Ｓ９００で走行中のモータ１１０の要求トルクが０であるかを判断し、Ｓ９１０で０電流制御が可能であるかを判断する。
Ｓ９２０でモータ１１０の速度が０でないかを判断し、Ｓ９３０で制御のためのデータが収斂するかを判断する。Ｓ９４０で一定区間でデータを収集し、これを演算してレゾルバのオフセットを補正しなければならないかを判断し、Ｓ９５０で制御を終了する。
前記データは、モータ１１０を制御するためのすべての数値を含み、モータ１１０にかかる抵抗、ｄ軸インダクタンス定数、ｑ軸インダクタンス定数、磁束の大きさ、最終オフセット値、オフセット候補値、ｄ軸電流、ｑ軸電流、ｄ軸電圧、ｑ軸電圧、および回転子角速度などを含む。
【００２６】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。  
【符号の説明】
【００２７】
１１０：モータ
１２０：レゾルバ
１３０：モータコントロールユニット
１４０：高電圧バッテリ
１５０：メインリレー
１６０：キャパシタ
２１０：電流指令生成器
２２０：電流制御器
２３０：軸変換器
２４０：ＰＷＭ生成器
２５０：ＰＷＭインバータ
２６０：レゾルバオフセット判断部
３１０：速度／トルク判断部
３２０：０電流コントロールパネル端部
３３０：電圧センシングおよびレゾルバオフセット演算部
【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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