(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機械と、該電動機械を駆動するために供給される複数の相の電気的変量を検出する変量検出器と、該変量検出器によって検出された各相の電気的変量のうちの二つの電気的変量の差変量を算出する差変量算出処理手段と、該差変量算出処理手段によって算出された差変量に基づいてベクトル制御を行うための相変換を行う相変換処理手段と、相変換が行われた後の電気的変量に基づいて電動機械を駆動するための指令値を発生させる指令値発生処理手段とを有することを特徴とする電動車両駆動制御装置。
【請求項２】
前記差変量に基づいて、オフセットを検出するオフセット検出処理手段と、前記オフセットに基づいて差変量にオフセット補正を施すオフセット補正処理手段とを有するとともに、前記相変換処理手段は、前記オフセット補正が施された後の差変量に基づいて相変換を行う請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項３】
前記各相の電気的変量はＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流であり、前記差変量は各相の電流のうちの二つの電流の差電流である請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項４】
前記オフセット検出処理手段は、シャットダウン時であり、かつ、車速が閾値より低い場合に、オフセットを検出する請求項２に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項５】
電動機械を駆動するために供給される複数の相の電気的変量を検出し、検出された各相の電気的変量のうちの二つの電気的変量の差変量を算出し、算出された差変量に基づいてベクトル制御を行うための相変換を行い、相変換が行われた後の電気的変量に基づいて電動機械を駆動するための指令値を発生させることを特徴とする電動車両駆動制御方法。
【請求項６】
前記差変量に基づいて、オフセットを検出し、該オフセットに基づいて差変量にオフセット補正を施し、該オフセット補正が施された後の差変量に基づいて相変換を行う請求項５に記載の電動車両駆動制御方法。
【請求項７】
コンピュータを、電動機械を駆動するために供給され、変量検出器によって検出された複数の相の電気的変量のうちの二つの電気的変量の差変量を算出する差変量算出処理手段、該差変量算出処理手段によって算出された差変量に基づいてベクトル制御を行うための相変換を行う相変換処理手段、及び相変換が行われた後の電気的変量に基づいて電動機械を駆動するための指令値を発生させる指令値発生処理手段として機能させることを特徴とする電動車両駆動制御方法のプログラム。
【請求項８】
前記コンピュータを、前記差変量に基づいて、オフセットを検出するオフセット検出処理手段、及び前記オフセットに基づいて差変量にオフセット補正を施すオフセット補正処理手段として機能させるとともに、前記相変換処理手段は、前記オフセット補正が施された後の差変量に基づいて相変換を行う請求項７に記載の電動車両駆動制御方法のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びそのプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気自動車、ハイブリッド型車両等の電動車両においては、回転自在に配設され、磁極対を備えたロータ、及び該ロータより径方向外方に配設され、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のステータコイルを備えたステータから成る電動機械としての駆動モータが使用される。そして、前記電動車両を駆動するために電動車両駆動制御装置が配設され、該電動車両駆動制御装置において、電動機械制御装置としての駆動モータ制御装置によって発生させられたＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流を前記各相のステータコイルに供給し、かつ、所定の電圧を印加することにより、前記駆動モータを駆動し、駆動モータのトルク、すなわち、駆動モータトルクを発生させ、該駆動モータトルクを駆動輪に伝達して電動車両を走行させるようになっている。
【０００３】
図２は従来の電動車両駆動制御装置の制御ブロック図である。
【０００４】
図において、１０は駆動モータ制御装置、３１は駆動モータであり、該駆動モータ３１は図示されないロータ及びステータを備える。前記駆動モータ３１を駆動して電動車両を走行させるために、バッテリ１４、及び該バッテリ１４から直流の電流が供給され、該直流の電流を交流の電流としてのＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに変換するインバータ装置４０が配設され、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが駆動モータ３１に、すなわち、前記ステータの各ステータコイルにそれぞれ供給される。そのために、前記インバータ装置４０は、６個の図示されないトランジスタを備え、各トランジスタが選択的にオン・オフさせられることによってスイッチングさせられ、前記電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが発生させられる。また、前記ロータのシャフトに図示されないレゾルバが取り付けられ、該レゾルバによって、ロータの磁極位置θが検出される。
【０００５】
ところで、前記ステータコイルはスター結線されているので、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗうちの二つの相の電流の値が決まると、残りの一つの相の電流の値も決まる。したがって、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを制御するために、例えば、Ｕ相及びＶ相のステータコイルのリード線に電流Ｉｕ、Ｉｖを検出する電流センサ３３、３４が配設され、該電流センサ３３、３４は、検出された電流Ｉｕ、Ｉｖを入力回路１１に送る。該入力回路１１においては、電流Ｉｕ、Ｉｖを増幅器５１、５２によって増幅し、増幅された電流Ｉｕ、Ｉｖに後述されるオフセット補正を施して電流ｉｕ、ｉｖを発生させる。
【０００６】
そして、前記駆動モータ制御装置１０は図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、駆動モータ制御装置１０の図示されない駆動モータ回転速度算出処理手段は、駆動モータ回転速度算出処理を行い、前記磁極位置θに基づいて駆動モータ３１の回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度ＮＭを算出する。また、前記駆動モータ制御装置１０の図示されない車速検出処理手段は、車速検出処理を行い、前記駆動モータ回転速度ＮＭに対応する車速Ｖを検出し、検出された車速Ｖを、電動車両の全体の制御を行う図示されない車両制御装置に送る。
【０００７】
該車両制御装置の指令値発生部は、前記車速Ｖ、及び図示されないアクセルセンサによって検出されたアクセル開度αに基づいて電動車両を走行させるのに必要な車両要求トルクを算出し、該車両要求トルクに対応させて駆動モータトルクＴＭの目標値を表す駆動モータ目標トルクＴＭ* を発生させ、該駆動モータ目標トルクＴＭ* を前記駆動モータ制御装置１０に送る。
【０００８】
ところで、該駆動モータ制御装置１０においては、ロータの磁極対の方向にｄ軸を、該ｄ軸と直角の方向にｑ軸をそれぞれ採ったｄ−ｑ軸モデル上でベクトル制御によるフィードバック制御が行われるようになっている。そのために、駆動モータ制御装置１０の指令値変換部６３は、前記駆動モータ目標トルクＴＭ* を受けると、前記記録装置に記録された図示されない電流指令値マップを参照し、ベクトル表示された電流指令値ｉｓのｄ軸成分を表すｄ軸電流指令値ｉｄｓ、及びｑ軸成分を表すｑ軸電流指令値ｉｑｓを決定する。また、駆動モータ制御装置１０の三相／二相変換器６１は、ベクトル制御を行うために、前記電流ｉｕ、ｉｖ及び磁極位置θを読み込み、電流ｉｕ、ｉｖ及び前記磁極位置θに基づいて、次のｄ−ｑ変換式に基づいて三相／二相変換を行い、電流ｉｕ、ｉｖをｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑに変換する。
【０００９】
【数１】
0003861713.tif 000002
そして、前記駆動モータ制御装置１０のｄ軸電流制御部６４は、前記ｄ軸電流ｉｄと前記ｄ軸電流指令値ｉｄｓとのｄ軸電流偏差Δｉｄを算出し、該ｄ軸電流偏差Δｉｄが零（０）になるように、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ* を発生させる。また、駆動モータ制御装置１０のｑ軸電流制御部６５は、前記ｑ軸電流ｉｑと前記ｑ軸電流指令値ｉｑｓとのｑ軸電流偏差Δｉｑを算出し、該ｑ軸電流偏差Δｉｑが零になるように、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ* を発生させる。
【００１０】
そして、前記駆動モータ制御装置１０の二相／三相変換器６７は、前記ｄ軸電圧指令値Ｖｄ* 、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ* 及び磁極位置θに基づいて二相／三相変換を行い、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ* 及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ* をＵ相、Ｖ相及びＷ相の電圧指令値Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* に変換する。さらに、駆動モータ制御装置１０のＰＷＭ発生器６８は、前記電圧指令値Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* に基づいて各相のパルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを発生させ、インバータ装置４０に送る。該インバータ装置４０は、図示されないドライバ回路及びインバータを備え、前記ドライバ回路は、前記パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを受けると、駆動信号を発生させ、該駆動信号を前記インバータを構成するトランジスタに供給し、トランジスタをスイッチングさせ、前記電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを発生させる。
【００１１】
ところで、前記各電流センサ３３、３４には、それぞれ検出精度にばらつきがあり、前記駆動モータ３１を駆動するに当たり、各相のステータコイルに供給される電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが零であるべきときに、各電流センサ３３、３４によって検出された各電流Ｉｕ、Ｉｖの検出値が零でないと、駆動モータ３１の制御を精度よく行うことができない。そこで、前記増幅器５１、５２から増幅された電流Ｉｕ、Ｉｖを駆動モータ制御装置１０に送るラインを分岐し、前記電流Ｉｕ、Ｉｖをオフセット検出部３７に供給し、該オフセット検出部３７においてオフセットを検出するようにしている。そのために、前記オフセット検出部３７は、前記車両制御装置において発生させられたシャットダウン信号Ｓｄを読み込むとともに、駆動モータ３１のロータの回転速度、すなわち、ロータ速度Ｒｖ及び前記電流Ｉｕ、Ｉｖを読み込む。なお、前記シャットダウン信号Ｓｄは、駆動モータ３１の駆動を停止させる際にアクティブ（例えば、ハイレベル）になり、オフセット検出部３７に送られるほかに、ＰＷＭ発生器６８にも送られ、ＰＷＭ発生器６８によるパルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷの発生が停止させられるとともに、ドライバ回路による駆動信号の発生も停止させられる。
【００１２】
そして、Ｕ相及びＶ相のステータコイルに供給される電流Ｉｕ、Ｉｖが確実に零であると思われるとき、すなわち、シャットダウン信号Ｓｄがアクティブになるシャットダウン時であり、かつ、車速Ｖが低く、例えば、磁極位置θを微分することによって算出されたロータ速度Ｒｖの絶対値が閾（しきい）値Ｒｖｔｈ以下である場合、オフセット検出部３７は、前記電流Ｉｕ、Ｉｖの検出値をオフセットＯｕ、Ｏｖとして検出し、記録する。
【００１３】
その後、駆動モータ３１を駆動する際に、減算器５５、５６は、前記電流Ｉｕ、ＩｖにオフセットＯｕ、Ｏｖを施すことによって補正を行う。すなわち、駆動モータ３１を駆動する際の電流Ｉｕ、Ｉｖ、及び前記オフセットＯｕ、Ｏｖがそれぞれ減算器５５、５６に供給され、該減算器５５、５６において、電流Ｉｕ、ＩｖからそれぞれオフセットＯｕ、Ｏｖが減算され、電流ｉｕ、ｉｖ
ｉｕ＝Ｉｕ−Ｏｕ
ｉｖ＝Ｉｖ−Ｏｖ
が算出される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の電動車両駆動制御装置においては、前記オフセット補正によって、各電流センサ３３、３４の検出精度のばらつきをなくすことができるが、駆動モータ３１を駆動しているときの電流センサ３３、３４及び増幅器５１、５２の温度の上昇等によって電流センサ３３、３４の検出値が変動し、検出値にドリフトが発生してしまう。その結果、三相／二相変換器６１において三相／二相変換が行われた後の、ｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑにもドリフトが発生し、駆動モータトルクＴＭが変動して駆動モータ３１に振動が発生してしまう。
【００１５】
しかも、前記電流センサ３３、３４の検出値が変動するのに伴って、オフセットＯｕ、Ｏｖが変動し、オフセットＯｕ、Ｏｖにもドリフトが発生してしまうので、駆動モータトルクＴＭが一層変動し、駆動モータ３１に振動が一層発生してしまう。
【００１６】
そこで、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出するために、三つの電流センサを配設し、ドリフトをキャンセルすることが考えられる。
【００１７】
図３は従来の他の電動車両駆動制御装置の制御ブロック図である。なお、図２の電動車両駆動制御装置と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００１８】
この場合、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の図示されないステータコイルのリード線にＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する電流センサ３３〜３５が配設され、該電流センサ３３〜３５は、検出された電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを入力回路１１に送る。該入力回路１１においては、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを増幅器５１〜５３によって増幅し、増幅された電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗにオフセット補正を施して電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを発生させる。
【００１９】
そのために、前記増幅器５１〜５３から電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを駆動モータ制御装置１０に送るラインを分岐し、前記電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをオフセット検出部３７に供給し、該オフセット検出部３７においてオフセットを検出するようにしている。そして、前記オフセット検出部３７は、図示されない車両制御装置において発生させられたシャットダウン信号Ｓｄを読み込むとともに、駆動モータ３１のロータ速度Ｒｖ及び前記電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを読み込む。
【００２０】
また、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のステータコイルに供給される電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが確実に零であると思われるとき、すなわち、シャットダウン信号Ｓｄがアクティブになるシャットダウン時であり、かつ、車速Ｖが低く、例えば、磁極位置θを微分することによって算出されたロータ速度Ｒｖの絶対値が閾値Ｒｖｔｈ以下である場合、オフセット検出部３７は、前記電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの検出値をオフセットＯｕ、Ｏｖ、Ｏｗとして記録する。
【００２１】
その後、駆動モータ３１を駆動する際に、減算器５５〜５７は、前記電流Ｉｕ、Ｉｖ、ＩｗにオフセットＯｕ、Ｏｖ、Ｏｗを施し、補正を行う。すなわち、駆動モータ３１を駆動する際の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ及び前記オフセットＯｕ、Ｏｖ、Ｏｗがそれぞれ減算器５５〜５７に供給され、該減算器５５〜５７において、電流Ｉｕ、Ｉｖ、ＩｗからそれぞれオフセットＯｕ、Ｏｖ、Ｏｗが減算され、電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ
ｉｕ＝Ｉｕ−Ｏｕ
ｉｖ＝Ｉｖ−Ｏｖ
ｉｗ＝Ｉｗ−Ｏｗ
が算出される。
【００２２】
なお、駆動モータ制御装置１０の三相／二相変換器６１は、前記電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ及び磁極位置θを読み込み、電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ及び前記磁極位置θに基づいて、次のｄ−ｑ変換式に基づいて三相／二相変換を行い、電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗをｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑに変換する。
【００２３】
【数２】
0003861713.tif 000003
ところで、駆動モータ３１を駆動しているときの電流センサ３３〜３５及び増幅器５１〜５３の温度の上昇等によって電流センサ３３〜３５の検出値が変動し、ドリフトが発生した場合、ドリフトがいずれもｄｘであるとすると、真の値である電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗに対して、検出値を表す電流Ｉｍｕ、Ｉｍｖ、Ｉｍｗは、
【００２４】
【数３】
0003861713.tif 000004
になり、この電流Ｉｍｕ、Ｉｍｖ、Ｉｍｗでｄ−ｑ変換を行うと、
【００２５】
【数４】
0003861713.tif 000005
になる。ここで、
【００２６】
【数５】
0003861713.tif 000006
のｄ軸成分は、
0003861713.tif 000007
であり、同様に、ｑ軸成分は、
0003861713.tif 000008
になる。したがって、
【００２７】
【数６】
0003861713.tif 000009
になるので、ドリフトｄｘをキャンセルすることができる。
【００２８】
ところが、この場合、入力回路１１に増幅器５１〜５３が必要になるだけでなく、オフセット補正を行うためには、減算器５５〜５７が必要になり、入力回路１１が複雑になり、回路規模が大きくなってしまう。また、ｄ−ｑ変換式が複雑になり、三相／二相変換器６１に加わる負荷が大きくなるだけでなく、三相／二相変換器６１の処理速度が低くなってしまう。その結果、駆動モータ制御装置１０に加わる負荷が大きくなり、駆動モータ制御装置１０の処理速度が低くなってしまう。
【００２９】
本発明は、前記従来の電動車両駆動制御装置の問題点を解決して、電動機械に振動が発生するのを防止することができ、入力回路を簡素化することができ、電動機械制御装置に加わる負荷を小さくすることができ、電動機械制御装置の処理速度を高くすることができる電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びそのプログラムを提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の電動車両駆動制御装置においては、電動機械と、該電動機械を駆動するために供給される複数の相の電気的変量を検出する変量検出器と、該変量検出器によって検出された各相の電気的変量のうちの二つの電気的変量の差変量を算出する差変量算出処理手段と、該差変量算出処理手段によって算出された差変量に基づいてベクトル制御を行うための相変換を行う相変換処理手段と、相変換が行われた後の電気的変量に基づいて電動機械を駆動するための指令値を発生させる指令値発生処理手段とを有する。
【００３１】
本発明の他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記差変量に基づいて、オフセットを検出するオフセット検出処理手段と、前記オフセットに基づいて差変量にオフセット補正を施すオフセット補正処理手段とを有する。そして、前記相変換処理手段は、前記オフセット補正が施された後の差変量に基づいて相変換を行う。
【００３２】
本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記各相の電気的変量はＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流であり、前記差変量は各相の電流のうちの二つの電流の差電流である。
【００３３】
本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記オフセット検出処理手段は、シャットダウン時であり、かつ、車速が閾値より低い場合に、オフセットを検出する。
【００３４】
本発明の電動車両駆動制御方法においては、電動機械を駆動するために供給される複数の相の電気的変量を検出し、検出された各相の電気的変量のうちの二つの電気的変量の差変量を算出し、算出された差変量に基づいてベクトル制御を行うための相変換を行い、相変換が行われた後の電気的変量に基づいて電動機械を駆動するための指令値を発生させる。
【００３５】
本発明の他の電動車両駆動制御方法においては、さらに、前記差変量に基づいて、オフセットを検出し、該オフセットに基づいて差変量にオフセット補正を施し、該オフセット補正が施された後の差変量に基づいて相変換を行う。
【００３６】
本発明の電動車両駆動制御方法のプログラムにおいては、コンピュータを、電動機械を駆動するために供給され、変量検出器によって検出された複数の相の電気的変量のうちの二つの電気的変量の差変量を算出する差変量算出処理手段、該差変量算出処理手段によって算出された差変量に基づいてベクトル制御を行うための相変換を行う相変換処理手段、及び相変換が行われた後の電気的変量に基づいて電動機械を駆動するための指令値を発生させる指令値発生処理手段として機能させる。
【００３７】
本発明の他の電動車両駆動制御方法のプログラムにおいては、さらに、前記コンピュータを、前記差変量に基づいて、オフセットを検出するオフセット検出処理手段、及び前記オフセットに基づいて差変量にオフセット補正を施すオフセット補正処理手段として機能させる。そして、前記相変換処理手段は、前記オフセット補正が施された後の差変量に基づいて相変換を行う。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３９】
図１は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置の機能ブロック図である。
【００４０】
図において、３１は電動機械としての駆動モータ、３３〜３５は該駆動モータ３１を駆動するために供給される複数の相の電気的変量を検出する変量検出器としての電流センサ、７１、７２は該電流センサ３３〜３５によって検出された各相の電気的変量のうちの二つの電気的変量の差変量を算出する差変量算出処理手段としての差動増幅器、６１は該差動増幅器７１、７２によって算出された差変量に基づいてベクトル制御を行うための相変換を行う相変換処理手段としての三相／二相変換器、６４、６５は相変換が行われた後の電気的変量に基づいて駆動モータ３１を駆動するための指令値を発生させる指令値発生処理手段としてのｄ軸電流制御部及びｑ軸電流制御部である。
【００４１】
図４は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置の制御ブロック図、図５は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００４２】
図において、１０は各種のプログラム、データ等に従ってコンピュータとして機能する電動機械制御装置としての駆動モータ制御装置、１１は入力回路、３１は電動機械としての駆動モータであり、該駆動モータ３１としてＤＣブラシレス駆動モータが使用される。前記駆動モータ３１は、回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータより径方向外方に配設された図示されないステータを備える。前記ロータは、前記駆動モータ３１の図示されないシャフトに取り付けられたロータコア、及び該ロータコアの円周方向における複数箇所に配設された永久磁石を備える。本実施の形態においては、前記ロータコアの円周方向における１２箇所にＮ極及びＳ極を交互に外周面に向けて永久磁石が配設され、６個の磁極対が形成される。本実施の形態において、入力回路１１は駆動モータ制御装置１０と別に配設されているが、駆動モータ制御装置１０に入力回路１１の機能を持たせることもできる。
【００４３】
また、前記ステータは、ステータコア、及び該ステータコアに巻装された複数の相、本実施の形態においては、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のステータコイルを備え、前記ステータコアの円周方向における複数箇所には、径方向内方に向けて突出させてティースが形成される。
【００４４】
そして、前記駆動モータ３１を駆動して電動車両を走行させるために、直流電源としてのバッテリ１４、及び該バッテリ１４から直流の電流が供給され、該直流の電流を複数の相、本実施の形態においては、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに変換するインバータ装置４０が配設され、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが駆動モータ３１に、すなわち、それぞれ各相のステータコイルに供給される。なお、前記インバータ装置４０は、電流変換処理手段として機能し、電流変換処理を行い、直流の電流を交流の電流に変換する。
【００４５】
そのために、前記インバータ装置４０は、６個のスイッチング素子としての図示されないトランジスタを備え、各トランジスタが選択的にオン・オフさせられることによってスイッチングさせられ、前記電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが発生させられる。なお、インバータ装置４０とバッテリ１４との間に図示されない平滑用のコンデンサが配設され、該コンデンサに静電容量に対応する電荷が蓄積される。
【００４６】
また、前記シャフトに磁極位置検出部としての図示されないレゾルバが取り付けられ、該レゾルバによって、所定の波形で表されるロータの磁極位置θが検出される。なお、本実施の形態においては、前記磁極位置検出部としてレゾルバが使用されるようになっているが、該レゾルバに代えてホール素子及び磁極位置検出回路を使用することもできる。その場合、該ホール素子は、前記ロータの回動に伴って、所定の角度ごとに位置検出信号を発生させ、磁極位置検出回路は、前記位置検出信号を受けると、位置検出信号の信号レベルの組合せに基づいて磁極位置θを検出する。
【００４７】
前記Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のステータコイルのリード線に変量検出器としての電流センサ３３〜３５が配設され、該電流センサ３３〜３５は、駆動モータ３１を駆動するための電気的変量を表す電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出し、検出された電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを入力回路１１に送る。該入力回路１１において、差変量算出処理手段（差電流算出処理手段）としての差動増幅器７１、７２は、差変量算出処理（差電流算出処理）を行い、次の式によって、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを差動増幅し、電流Ｉｕ、Ｉｖの差電流Ｉｕｖ、及び電流Ｉｖ、Ｉｗの差電流Ｉｖｗ
Ｉｕｖ＝Ｉｕ−Ｉｖ
Ｉｖｗ＝Ｉｖ−Ｉｗ
を算出する。
【００４８】
なお、差電流Ｉｕｖ、Ｉｖｗによって差変量が表される。続いて、入力回路１１においては、前記差電流Ｉｕｖ、Ｉｖｗにオフセット補正が施され、電流ｉｕｖ、ｉｖｗが発生させられる。
【００４９】
前記駆動モータ制御装置１０は図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、駆動モータ制御装置１０の図示されない駆動モータ回転速度算出処理手段は、駆動モータ回転速度算出処理を行い、前記磁極位置θに基づいて駆動モータ回転速度ＮＭを算出する。また、前記駆動モータ制御装置１０の図示されない車速検出処理手段は、車速検出処理を行い、前記駆動モータ回転速度ＮＭに対応する車速Ｖを検出し、検出された車速Ｖを、電動車両の全体の制御を行う図示されない車両制御装置に送る。
【００５０】
該車両制御装置の指令値発生部は、前記車速Ｖ、及び図示されないアクセルセンサによって検出されたアクセル開度αに基づいて車両要求トルクを算出し、該車両要求トルクに対応させて電動機械トルクとしての駆動モータトルクＴＭの目標値を表す駆動モータ目標トルクＴＭ* を発生させ、該駆動モータ目標トルクＴＭ* を前記駆動モータ制御装置１０に送る。
【００５１】
ところで、該駆動モータ制御装置１０においては、ロータの磁極対の方向にｄ軸を、該ｄ軸と直角の方向にｑ軸をそれぞれ採ったｄ−ｑ軸モデル上でベクトル制御によるフィードバック制御が行われるようになっている。そのために、駆動モータ制御装置１０の指令値変換処理手段としての指令値変換部６３は、指令値変換処理を行い、前記駆動モータ目標トルクＴＭ* を受けると、前記記録装置に記録された電流指令値マップを参照し、ベクトル表示された電流指令値ｉｓのｄ軸成分を表すｄ軸電流指令値ｉｄｓ、及びｑ軸成分を表すｑ軸電流指令値ｉｑｓを決定する。また、駆動モータ制御装置１０の第１の相変換処理手段としての三相／二相変換器６１は、ベクトル制御を行うために第１の相変換処理を行い、前記電流ｉｕｖ、ｉｖｗ及び磁極位置θを読み込み、電流ｉｕｖ、ｉｖｗ及び前記磁極位置θに基づいて、後述されるｄ−ｑ変換式に基づいて三相／二相変換を行い、電流ｉｕｖ、ｉｖｗをｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑに変換する。
【００５２】
この場合、電流ｉｕｖ、ｉｖｗに基づいて駆動モータ３１の制御を行うために、ｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑを以下のように変形する。
【００５３】
すなわち、ｄ軸電流ｉｄを、
0003861713.tif 000010
で表すことができる。また、ｑ軸電流ｉｑを、
0003861713.tif 000011
で表すことができる。したがって、ｄ−ｑ変換式は次のとおりになる。
【００５４】
【数７】
0003861713.tif 000012
そして、前記駆動モータ制御装置１０の第１の指令値発生処理手段としてのｄ軸電流制御部６４は、第１の指令値発生処理を行い、前記ｄ軸電流ｉｄと前記ｄ軸電流指令値ｉｄｓとのｄ軸電流偏差Δｉｄを算出し、ｄ軸電流偏差Δｉｄが零になるように、駆動モータ３１を駆動するための第１の指令値としてのｄ軸電圧指令値Ｖｄ* を発生させる。また、駆動モータ制御装置１０の第２の指令値発生処理手段としてのｑ軸電流制御部６５は、第２の指令値発生処理を行い、前記ｑ軸電流ｉｑと前記ｑ軸電流指令値ｉｑｓとのｑ軸電流偏差Δｉｑを算出し、該ｑ軸電流偏差Δｉｑが零になるように、駆動モータ３１を駆動するための第２の指令値としてのｑ軸電圧指令値Ｖｑ* を発生させる。
【００５５】
そして、前記駆動モータ制御装置１０の第２の相変換処理手段としての二相／三相変換器６７は、ベクトル制御を行うために第２の相変換処理を行い、前記ｄ軸電圧指令値Ｖｄ* 、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ* 及び磁極位置θに基づいて二相／三相変換を行い、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ* 及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ* を第３の指令値としてのＵ相、Ｖ相及びＷ相の電圧指令値Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* に変換する。さらに、駆動モータ制御装置１０のＰＷＭ発生処理手段としてのＰＷＭ発生器６８は、ＰＷＭ発生処理を行い、前記電圧指令値Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* に基づいて各相のパルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを発生させ、インバータ装置４０に送る。該インバータ装置４０は、図示されないドライバ回路及びインバータを備え、前記ドライバ回路は、前記パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを受けると、駆動信号を発生させ、該駆動信号を前記インバータを構成するトランジスタに供給し、該トランジスタをスイッチングさせ、前記電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを発生させる。なお、前記三相／二相変換器６１、指令値変換部６３、ｄ軸電流制御部６４、ｑ軸電流制御部６５、二相／三相変換器６７及びＰＷＭ発生器６８によって、電動機械駆動処理手段が構成され、該電動機械駆動処理手段は、電動機械駆動処理を行い、前記オフセット補正が施された後の電流ｉｕｖ、ｉｖｗに基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ* 、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ* 、電圧指令値Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* 等の指令値を発生させ、前記ｄ軸電圧指令値Ｖｄ* 、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ* 、電圧指令値Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* 等に基づいて駆動モータ３１を駆動する。
【００５６】
ところで、前記各電流センサ３３〜３５には、それぞれ検出精度にばらつきがあり、前記駆動モータ３１を駆動するに当たり、各相のステータコイルに供給される電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが零であるべきときに、各電流センサ３３〜３５によって検出された各電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの測定値が零でないと、駆動モータ３１の制御を精度よく行うことができない。そこで、前記差動増幅器７１、７２から差電流Ｉｕｖ、Ｉｖｗを駆動モータ制御装置１０に送るラインを分岐し、前記差電流Ｉｕｖ、Ｉｖｗをオフセット検出処理手段としてのオフセット検出部３７に供給し、該オフセット検出部３７は、オフセット検出処理を行い、オフセットを検出するようにしている。
【００５７】
そのために、前記オフセット検出部３７は、前記車両制御装置において発生させられたシャットダウン信号Ｓｄを読み込むとともに、駆動モータ３１のロータ速度Ｒｖ及び前記差電流Ｉｕｖ、Ｉｖｗを読み込む。なお、前記シャットダウン信号Ｓｄは、駆動モータ３１の駆動を停止させる際にアクティブ（例えば、ハイレベル）になり、オフセット検出部３７に送られるほかに、ＰＷＭ発生器６８にも送られ、ＰＷＭ発生器６８によるパルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷの発生が停止させられるとともに、ドライバ回路による駆動信号の発生も停止させられる。
【００５８】
そして、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のステータコイルに供給される電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが確実に零であると思われるとき、すなわち、シャットダウン信号Ｓｄがアクティブ（例えば、ハイレベルであるが、ローレベルでもよい。）になるシャットダウン時であり、かつ、車速Ｖが低く、例えば、磁極位置θを微分することによって算出されたロータ速度Ｒｖの絶対値が閾値Ｒｖｔｈ以下である場合、オフセット検出部３７は、前記差電流Ｉｕｖ、ＩｖｗをオフセットＯｕｖ、Ｏｖｗとして検出し、記録する。なお、閾値Ｒｖｔｈに対応する車速Ｖの閾値Ｖｔｈをあらかじめ算出し、シャットダウン時であり、かつ、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ以下である場合、前記差電流Ｉｕｖ、ＩｖｗをオフセットＯｕｖ、Ｏｖｗとして検出し、記録することもできる。
【００５９】
その後、駆動モータ３１を駆動する際に、オフセット補正処理手段としての減算器７４、７５は、オフセット補正処理を行い、前記差電流Ｉｕｖ、Ｉｖｗにオフセット補正を施し、差電流Ｉｕｖ、ＩｖｗをオフセットＯｕｖ、Ｏｖｗだけ補正する。すなわち、駆動モータ３１を駆動する際の差電流Ｉｕｖ、Ｉｖｗ及び前記オフセットＯｕｖ、Ｏｖｗが、それぞれ減算器７４、７５に供給され、該減算器７４、７５において、差電流Ｉｕｖ、ＩｖｗからそれぞれオフセットＯｕｖ、Ｏｖｗが減算され、電流ｉｕｖ、ｉｖｗ
ｉｕｖ＝Ｉｕｖ−Ｏｕｖ
ｉｖｗ＝Ｉｖｗ−Ｏｖｗ
が算出される。
【００６０】
ところで、駆動モータ３１を駆動しているときの電流センサ３３〜３５及び差動増幅器７１、７２の温度の上昇等によって電流センサ３３〜３５の検出値が変動し、検出値にドリフトが発生してしまう。その場合、三相／二相変換器６１において三相／二相変換が行われた後の、ｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑにもドリフトが発生すると、駆動モータトルクＴＭが変動して駆動モータ３１に振動が発生してしまう。ところが、本実施の形態においては、ドリフトがいずれもｄｘであるとすると、差動増幅器７１、７２から出力される差電流Ｉｕｖ、Ｉｖｗは、
0003861713.tif 000013
になる。すなわち、差電流Ｉｕｖ、Ｉｖｗにおいては、発生したドリフトが相殺される。したがって、三相／二相変換器６１において三相／二相変換が行われた後の、ｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑにドリフトが発生するのを防止することができる。
【００６１】
このように、電流センサ３３〜３５によって検出された電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗのうちの二つの電流に基づいて差電流Ｉｕｖ、Ｉｖｗが算出され、差電流Ｉｕｖ、Ｉｖｗにおいて、ドリフトが相殺されるので、駆動モータトルクＴＭが変動するのを防止することができ、駆動モータ３１に振動が発生するのを防止することができる。
【００６２】
また、前記差電流Ｉｕｖ、Ｉｖｗに対してオフセットが施されるので、オフセットＯｕｖ、Ｏｖｗにドリフトが発生することがなくなる。したがって、駆動モータ制御装置１０に送られるオフセット補正が施された後の電流ｉｕｖ、ｉｖｗにおいても、発生したドリフトが相殺される。その結果、駆動モータトルクＴＭが変動するのを一層防止することができ、駆動モータ３１に振動が発生するのを一層防止することができる。
【００６３】
また、入力回路１１に差動増幅器７１、７２及び減算器７４、７５を配設するだけでよく、入力回路１１を簡素化することができ、回路規模を小さくすることができる。また、ｄ−ｑ変換式を簡素化することができ、三相／二相変換器６１に加わる負荷を小さくすることができるだけでなく、三相／二相変換器処理の速度を高くすることができる。その結果、駆動モータ制御装置１０に加わる負荷を小さくすることができ、駆動モータ制御装置１０の処理速度を高くすることができる。
【００６４】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１  シャットダウン時であるかどうかを判断する。シャットダウン時である場合はステップＳ２に、シャットダウン時でない場合は処理を終了する。
ステップＳ２  ロータ速度Ｒｖの絶対値が閾値Ｒｖｔｈ以下であるかどうかを判断する。ロータ速度Ｒｖの絶対値が閾値Ｒｖｔｈ以下である場合はステップＳ３に進み、ロータ速度Ｒｖの絶対値が閾値Ｒｖｔｈより大きい場合は処理を終了する。
ステップＳ３  オフセットＯｕｖに電流Ｉｕｖをセットする。
ステップＳ４  オフセットＯｖｗに電流Ｉｖｗをセットし、処理を終了する。
【００６５】
本実施の形態においては、電気的変量として、電流センサ３３〜３５によって検出された電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを使用し、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに基づいて差変量としての差電流Ｉｕｖ、Ｉｖｗを算出し、該差電流Ｉｕｖ、Ｉｖｗに相変換処理としての三相／二相変換を施すようになっているが、前記電気的変量として図示されない電圧センサによって検出されたＵ相、Ｖ相及びＷ相の電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを使用し、該電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づいて差変量としての差電圧Ｖｕｖ、Ｖｖｗを算出し、該差電圧Ｖｕｖ、Ｖｖｗに三相／二相変換を施すこともできる。
【００６６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電動車両駆動制御装置においては、電動機械と、該電動機械を駆動するために供給される複数の相の電気的変量を検出する変量検出器と、該変量検出器によって検出された各相の電気的変量のうちの二つの電気的変量の差変量を算出する差変量算出処理手段と、該差変量算出処理手段によって算出された差変量に基づいてベクトル制御を行うための相変換を行う相変換処理手段と、相変換が行われた後の電気的変量に基づいて電動機械を駆動するための指令値を発生させる指令値発生処理手段とを有する。
【００６８】
この場合、変量検出器によって検出された各相の電気的変量のうちの二つの電気的変量に基づいて差変量が算出されるので、変量検出器によって検出された電気的変量にドリフトが発生しても、差変量においてドリフトが相殺される。
【００６９】
したがって、電動機械トルクが変動することがなくなるので、電動機械に振動が発生するのを防止することができる。
【００７０】
また、入力回路を簡素化することができ、回路規模を小さくすることができるだけでなく、ｄ−ｑ変換式を簡素化することができ、電動機械制御装置に加わる負荷を小さくすることができるだけでなく、電動機械制御装置の処理速度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置の機能ブロック図である。
【図２】従来の電動車両駆動制御装置の制御ブロック図である。
【図３】従来の他の電動車両駆動制御装置の制御ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置の制御ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０    駆動モータ制御装置
３１    駆動モータ
３３〜３５    電流センサ
３７    オフセット検出部
６１    三相／二相変換器
６４    ｄ軸電流制御部
６５    ｑ軸電流制御部
７１、７２    差動増幅器
７４、７５    減算器
【図１】
0003861713.tif 000014
【図２】
0003861713.tif 000015
【図３】
0003861713.tif 000016
【図４】
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【図５】
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