JP2010172074A - 電気自動車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】交流モータに流れる電流を電流センサで検出し、該電流センサの出力に基づいて交流モータを制御するシステムにおいて、電流センサの出力誤差の学習が未完了のときにシステム電圧が過大になることを防止できるようにする。
【解決手段】モータ制御回路３２は、所定の学習実行条件が成立したときに電流センサ３３〜３６の出力の誤差（オフセット誤差やゲイン誤差）を学習するセンサ誤差学習を実行し、このセンサ誤差学習の学習結果に基づいて電流センサ３３〜３６の出力を補正するが、センサ誤差学習が未完了のときには、システム電圧の目標値をセンサ誤差学習の完了後よりも低くする目標電圧低下制御を実行する。これにより、システム電圧を適度に低下させて、電流センサ３３〜３６の出力誤差によって交流モータの電力の変動が増大してシステム電圧の変動が増大しても、システム電圧が過大になることを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、交流モータに流れる電流を電流センサで検出し、該電流センサの出力に基づいて交流モータを制御する機能を備えた電気自動車の制御装置に関する発明である。

車両の動力源として交流モータを搭載した電気自動車においては、特許文献１（特開２００３−２４４８０１号公報）に記載されているように、直流電源（二次電池）の電圧を昇圧コンバータで昇圧して電源ラインにシステム電圧を発生させ、このシステム電圧によってインバータを介して交流モータを駆動するようにしたものがある。このようなシステムにおいては、交流モータに流れる電流を検出する電流センサを設け、この電流センサの出力（電流検出値）を用いて交流モータのトルク制御を行うようにしたものがある。

しかし、電流センサの個体差（製造ばらつき）や経時変化等によって電流センサの出力に誤差（例えばオフセット誤差やゲイン誤差）が生じると、交流モータの制御性が低下して交流モータの電力の変動が増大し、それに伴ってシステム電圧の変動が増大するため、システム電圧が過大になって電源ラインに接続された電子機器に過電圧が印加されてしまう可能性がある。

この対策として、システム電圧を平滑化する平滑コンデンサの大容量化によってシステム電圧の安定化効果を高める方法があるが、この方法では、平滑コンデンサの大型化や高コスト化を招いてしまい、近年の重要な技術的課題であるシステムの小型化や低コスト化の要求を満たすことができない。

また、電流センサの出力を補正する技術として、特許文献２（特開２００２−２７７５２０号公報）に記載されているように、回路に電流が流れないときの電流センサの出力に基づいて電流センサのオフセット誤差を検出し、このオフセット誤差を用いて電流センサの出力を補正するようにしたものがある。

特開２００３−２４４８０１号公報 特開２００２−２７７５２０号公報

本発明者は、平滑コンデンサの大容量化を行うことなく、システム電圧が過大になることを防止するために、電流センサの出力誤差を学習して該電流センサの出力を補正することで、電流センサの出力誤差に起因する交流モータの電力の変動を抑制してシステム電圧の変動を抑制するシステムを研究しているが、この研究過程で次のような新たな課題が判明した。

システム起動後に電流センサの出力誤差の学習がまだ完了していないときには、電流センサの出力誤差の学習値が更新されておらず、電流センサの出力を精度良く補正できない可能性があるため、交流モータの制御性が低下して交流モータの電力の変動が増大し、それに伴ってシステム電圧の変動が増大してシステム電圧が過大になる可能性がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、電流センサの出力誤差の学習が未完了のときに、システム電圧が過大になることを防止できる電気自動車の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、電源ラインにシステム電圧を発生させる電圧変換手段と、システム電圧によって駆動される交流モータと、該交流モータに流れる電流を検出する電流センサと、該電流センサの出力に基づいて交流モータを制御するモータ制御手段とを備えた電気自動車の制御装置において、電流センサの出力の誤差を学習するセンサ誤差学習を実行し、該センサ誤差学習の学習結果に基づいて電流センサの出力又はこれに応じて変化する制御パラメータを補正するセンサ誤差学習補正手段と、センサ誤差学習が未完了のときにシステム電圧の目標値をセンサ誤差学習の完了後よりも低くする目標電圧低下制御を実行する目標電圧低下制御手段とを備えた構成としたものである。

この構成では、センサ誤差学習が未完了のとき（例えばシステム起動後にセンサ誤差学習がまだ完了していないとき）に、システム電圧の目標値をセンサ誤差学習の完了後よりも低くする目標電圧低下制御を実行することで、システム電圧を適度に低下させることができ、電流センサの出力誤差によってシステム電圧の変動が増大しても、システム電圧が過大になることを防止できる。

この場合、請求項２のように、センサ誤差学習を複数の学習項目（例えば、第１の交流モータの電流センサのオフセット誤差とゲイン誤差、第２の交流モータの電流センサのオフセット誤差とゲイン誤差等）について実行するシステムでは、目標電圧低下制御の際にセンサ誤差学習が未完了の学習項目の数及び／又は種類に応じてシステム電圧の目標値の低下量を変化させるようにしても良い。このようにすれば、センサ誤差学習が未完了の学習項目の数や種類に応じて交流モータの電力の変動量が変化してシステム電圧の変動量が変化するのに対応して、システム電圧の目標値の低下量を変化させて、システム電圧が過電圧になることを防止するのに必要な分だけシステム電圧の目標値を低下させることができ、システム電圧の目標値を必要以上に低く設定することを回避できる。

更に、請求項３のように、目標電圧低下制御の実行中にシステム電圧の検出値が所定値以上となった場合にシステム電圧の目標値を更に低くするようにしても良い。このようにすれば、目標電圧低下制御の実行中にシステム電圧の検出値が所定値（例えば許容上限値よりも少し低い値）以上となった場合には、システム電圧の目標値の低下量が不足しているため、システム電圧が許容上限値を越えて過大になる可能性があると判断して、システム電圧の目標値を更に低くすることができ、システム電圧が過大になることを確実に防止できる。

目標電圧低下制御の具体的な方法としては、請求項４のように、システム電圧の目標値を所定の上限ガード値でガード処理することで目標電圧低下制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、システム電圧の目標値を上限ガード値でガード処理することでシステム電圧の目標値をセンサ誤差学習の完了後よりも低くすることができる。

また、請求項５のように、システム電圧の目標値を所定のオフセット量だけ低下方向に補正することで目標電圧低下制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、システム電圧の目標値をオフセット量だけ低下方向に補正することでシステム電圧の目標値をセンサ誤差学習の完了後よりも低くすることができる。

本発明は、請求項６のように、電源ラインにシステム電圧を発生させる電圧変換手段と、システム電圧によって駆動される交流モータと、該交流モータに流れる電流を検出する電流センサと、該電流センサの出力に基づいて交流モータを制御するモータ制御手段とを備えた電気自動車の制御装置において、システム電圧の検出値と目標値との偏差を小さくするように電圧変換手段をフィードバック制御するシステム電圧制御手段と、電流センサの出力の誤差を学習するセンサ誤差学習を実行し、該センサ誤差学習の学習結果に基づいて電流センサの出力又はこれに応じて変化する制御パラメータを補正するセンサ誤差学習補正手段と、センサ誤差学習が未完了のときにシステム電圧制御手段によるシステム電圧低下方向のフィードバックゲインをセンサ誤差学習の完了後よりも大きくするフィードバックゲイン増大制御を実行するフィードバックゲイン増大制御手段とを備えた構成としても良い。

この構成では、センサ誤差学習が未完了のときに、システム電圧低下方向のフィードバックゲインをセンサ誤差学習の完了後よりも大きくするフィードバックゲイン増大制御を実行することで、電流センサの出力誤差によるシステム電圧の上昇方向の変動を応答良く抑制することができ、システム電圧が過大になることを防止できる。

この場合、請求項７のように、センサ誤差学習を複数の学習項目について実行するシステムでは、フィードバックゲイン増大制御の際にセンサ誤差学習が未完了の学習項目の数及び／又は種類に応じてフィードバックゲインの増大量を変化させるようにしても良い。このようにすれば、センサ誤差学習が未完了の学習項目の数や種類に応じて交流モータの電力の変動量が変化してシステム電圧の変動量が変化するのに対応して、フィードバックゲインの増大量を変化させて、システム電圧が過電圧になることを防止するのに必要な分だけフィードバックゲインを大きくすることができ、フィードバックゲインを必要以上に大きく設定することを回避できる。

更に、請求項８のように、フィードバックゲイン増大制御の実行中にシステム電圧の検出値が所定値以上となった場合にフィードバックゲインを更に大きくするようにしても良い。このようにすれば、フィードバックゲイン増大制御の実行中にシステム電圧の検出値が所定値（例えば許容上限値よりも少し低い値）以上となった場合には、フィードバックゲインの増大量が不足しているため、システム電圧が許容上限値を越えて過大になる可能性があると判断して、フィードバックゲインを更に大きくすることができ、システム電圧が過大になることを確実に防止できる。

尚、本発明は、交流モータと内燃機関を動力源とする電気自動車（ハイブリッド車）に適用しても良いし、交流モータのみを駆動源とする電気自動車に適用しても良い。

図１は本発明の実施例１におけるモータ制御システム全体の概略構成図である。 図２は実施例１のセンサ誤差学習補正ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図３は実施例１のシステム電圧目標値算出ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図４は補正係数のマップの一例を概念的に示す図である。 図５は実施例２のシステム電圧フィードバック制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態をハイブリッド車に適用して具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてハイブリッド車のモータ制御システムの概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１０と第１及び第２の交流モータ１１，１２が搭載され、第１の交流モータ１１は、主にエンジン１０で駆動されて発電する発電機として使用され、第２の交流モータ１２は、主に車両の駆動輪を駆動する動力源として使用される。

二次電池等からなる直流電源１３には、昇圧コンバータ１４（電圧変換手段）が接続され、この昇圧コンバータ１４は、直流電源１３の直流電圧を昇圧して電源ライン１５とアースライン１６との間に直流のシステム電圧を発生させたり、このシステム電圧を降圧して直流電源１３に電力を戻す機能を持つ。電源ライン１５とアースライン１６との間には、システム電圧を平滑化する平滑コンデンサ１７と、システム電圧を検出する電圧センサ２０が接続されている。

更に、電源ライン１５とアースライン１６との間には、電圧制御型の三相の第１及び第２のインバータ１８，１９が接続され、第１のインバータ１８で第１の交流モータ１１が駆動されると共に、第２のインバータ１９で第２の交流モータ１２が駆動される。第１のインバータ１８と第１の交流モータ１１で第１のモータ駆動ユニット２１が構成され、第２のインバータ１９と第２の交流モータ１２で第２のモータ駆動ユニット２２が構成されている。第１及び第２の交流モータ１１，１２は、それぞれ三相永久磁石式同期モータで、永久磁石が内装されたものであり、それぞれロータの回転位置を検出するロータ回転位置センサ２３，２４が搭載されている。これらのロータ回転位置センサ２３，２４の出力信号に基づいて交流モータ１１，１２の回転速度が演算される。

昇圧コンバータ１４には、リアクトル２５と、２つのスイッチング素子２６が設けられ、各スイッチング素子２６には、それぞれ還流ダイオード２７が並列に接続されている。また、電圧制御型の三相の第１及び第２のインバータ１８，１９には、それぞれ６つのスイッチング素子２８，２９（上アームの各相のスイッチング素子と下アームの各相のスイッチング素子）が設けられ、各スイッチング素子２８，２９には、それぞれ還流ダイオード３０，３１が並列に接続されている。

第１のインバータ１８は、モータ制御回路３２（モータ制御手段）から出力される三相の電圧指令信号に基づいて、電源ライン１５の直流電圧（昇圧コンバータ１４によって昇圧されたシステム電圧）を三相の交流電圧に変換して第１の交流モータ１１を駆動する。第１の交流モータ１１のＵ相電流とＷ相電流が、それぞれ電流センサ３３，３４によって検出される。一方、第２のインバータ１９は、モータ制御回路３２から出力される三相の電圧指令信号に基づいて、電源ライン１５の直流電圧（昇圧コンバータ１４によって昇圧されたシステム電圧）を三相の交流電圧に変換して第２の交流モータ１２を駆動する。第２の交流モータ１２のＵ相電流とＷ相電流が、それぞれ電流センサ３５，３６によって検出される。

モータ制御回路３２は、第１の交流モータ１１をトルク制御する場合、トルク指令値と、第１の交流モータ１１のＵ相電流とＷ相電流（電流センサ３３，３４の出力信号）と、第１の交流モータ１１のロータ回転位置（ロータ回転位置センサ２３の出力信号）に基づいて、例えば正弦波ＰＷＭ制御方式又は矩形波制御方式等で三相電圧指令信号を生成して第１のインバータ１８に出力する。一方、第２の交流モータ１２をトルク制御する場合、トルク指令値と、第２の交流モータ１２のＵ相電流とＷ相電流（電流センサ３５，３６の出力信号）と、第２の交流モータ１２のロータ回転位置（ロータ回転位置センサ２４の出力信号）に基づいて、例えば正弦波ＰＷＭ制御方式又は矩形波制御方式等で三相電圧指令信号を生成して第２のインバータ１９に出力する。

また、モータ制御回路３２は、昇圧コンバータ１４の出力特性（例えば入力電圧と出力電圧と通電デューティ比との関係）に基づいて昇圧コンバータ１４の出力電圧がシステム電圧の目標値になるように昇圧コンバータ１４のＦ／Ｆ制御量（フィードフォワード制御量）を算出すると共に、システム電圧の検出値と目標値との偏差を小さくするように昇圧コンバータ１４のＦ／Ｂ制御量（フィードバック制御量）を算出し、これらのＦ／Ｆ制御量とＦ／Ｂ制御量とを用いて昇圧コンバータ１４の通電デューティ比を算出する。この通電デューティ比で昇圧コンバータ１４のスイッチング素子２６を制御して、システム電圧を目標値に制御する。

ところで、電流センサ３３〜３６の個体差（製造ばらつき）や経時変化等によって電流センサ３３〜３６の出力に誤差（例えばオフセット誤差やゲイン誤差）が生じると、交流モータ１１，１２の制御性が低下して交流モータ１１，１２の電力の変動が増大し、それに伴ってシステム電圧の変動が増大するため、システム電圧が過大になって電源ライン１５に接続された電子機器に過電圧が印加されてしまう可能性がある。

そこで、モータ制御回路３２により後述する図２のセンサ誤差学習補正ルーチンを実行することで、電流センサ３３〜３６の出力の誤差を学習するセンサ誤差学習を実行し、このセンサ誤差学習の学習結果に基づいて電流センサ３３〜３６の出力を補正する。その際、センサ誤差学習は、例えば、次の(1) 〜(4) の４つの学習項目について実行する。

(1) 第１の交流モータ１１の電流センサ３３，３４のオフセット誤差
(2) 第１の交流モータ１１の電流センサ３３，３４のゲイン誤差
(3) 第２の交流モータ１２の電流センサ３５，３６のオフセット誤差
(4) 第２の交流モータ１２の電流センサ３５，３６のゲイン誤差

しかし、システム起動後に電流センサ３３〜３６の出力誤差の学習がまだ完了していないときには、電流センサ３３〜３６の出力誤差の学習値が更新されておらず、電流センサ３３〜３６の出力を精度良く補正できない可能性があるため、交流モータ１１，１２の制御性が低下して交流モータ１１，１２の電力の変動が増大し、それに伴ってシステム電圧の変動が増大してシステム電圧が過大になる可能性がある。

この対策として、モータ制御回路３２により後述する図３のシステム電圧目標値算出ルーチンを実行することで、今回のシステム起動後にセンサ誤差学習が上記(1) 〜(4) の全ての学習項目について完了したか否かを判定し、センサ誤差学習が未完了であると判定された場合（未完了の学習項目が１つでもある場合）には、システム電圧の目標値をセンサ誤差学習の完了後よりも低くする目標電圧低下制御を実行する。
以下、モータ制御回路３２が実行する図２のセンサ誤差学習補正ルーチン及び図３のシステム電圧目標値算出ルーチンの処理内容を説明する。

［センサ誤差学習補正ルーチン］
図２に示すセンサ誤差学習補正ルーチンは、モータ制御回路３２の電源オン中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうセンサ誤差学習補正手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１〜１０８で、センサ誤差学習を上記(1) 〜(4) の学習項目について次のようにして実行する。

まず、ステップ１０１で、第１のオフセット誤差学習の実行条件が成立しているか否かを、例えば、第１の交流モータ１１の停止中であるか否かによって判定する。このステップ１０１で、第１のオフセット誤差学習の実行条件が成立していると判定されたときに、ステップ１０２に進み、第１の交流モータ１１の電流センサ３３，３４のオフセット誤差を学習する。この場合、例えば、第１の交流モータ１１に流れる電流が０のときの電流センサ３３，３４の出力に基づいて電流センサ３３，３４のオフセット誤差を算出し、これらの電流センサ３３，３４のオフセット誤差をモータ制御回路３２のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリ（モータ制御回路３２の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能なメモリ）に記憶する。

尚、第１のオフセット誤差学習の実行条件や、第１の交流モータ１１の電流センサ３３，３４のオフセット誤差の学習方法は、上記ステップ１０１、１０２で説明したものに限定されず、適宜変更しても良い。

この後、ステップ１０３で、第１のゲイン誤差学習の実行条件が成立しているか否かを、例えば、第１の交流モータ１１の停止中であるか否かによって判定する。このステップ１０３で、第１のゲイン誤差学習の実行条件が成立していると判定されたときに、ステップ１０４に進み、第１の交流モータ１１の電流センサ３３，３４のゲイン誤差を学習する。この場合、例えば、第１の交流モータ１１の停止中に第１の交流モータ１１のトルク発生に寄与しない無効電流を第１の交流モータ１１に流すように指令する無効電流指令を行い、この無効電流指令を行ったときの電流指令値と電流センサ３３，３４の出力に基づいて電流センサ３３，３４のゲイン誤差を算出し、これらの電流センサ３３，３４のゲイン誤差をモータ制御回路３２のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶する。

尚、第１のゲイン誤差学習の実行条件や、第１の交流モータ１１の電流センサ３３，３４のゲイン誤差の学習方法は、上記ステップ１０３、１０４で説明したものに限定されず、適宜変更しても良い。

この後、ステップ１０５で、第２のオフセット誤差学習の実行条件が成立しているか否かを、例えば、第２の交流モータ１２の停止中であるか否かによって判定する。このステップ１０５で、第２のオフセット誤差学習の実行条件が成立していると判定されたときに、ステップ１０６に進み、第２の交流モータ１２の電流センサ３５，３６のオフセット誤差を学習する。この場合、例えば、第２の交流モータ１２に流れる電流が０のときの電流センサ３５，３６の出力に基づいて電流センサ３５，３６のオフセット誤差を算出し、これらの電流センサ３５，３６のオフセット誤差をモータ制御回路３２のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶する。

尚、第２のオフセット誤差学習の実行条件や、第２の交流モータ１２の電流センサ３５，３６のオフセット誤差の学習方法は、上記ステップ１０５、１０６で説明したものに限定されず、適宜変更しても良い。

この後、ステップ１０７で、第２のゲイン誤差学習の実行条件が成立しているか否かを、例えば、第２の交流モータ１２の停止中であるか否かによって判定する。このステップ１０７で、第２のゲイン誤差学習の実行条件が成立していると判定されたときに、ステップ１０８に進み、第２の交流モータ１２の電流センサ３５，３６のゲイン誤差を学習する。この場合、例えば、第２の交流モータ１２の停止中に第２の交流モータ１２のトルク発生に寄与しない無効電流を第２の交流モータ１２に流すように指令する無効電流指令を行い、この無効電流指令を行ったときの電流指令値と電流センサ３５，３６の出力に基づいて電流センサ３５，３６のゲイン誤差を算出し、これらの電流センサ３５，３６のゲイン誤差をモータ制御回路３２のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶する。

尚、第２のゲイン誤差学習の実行条件や、第２の交流モータ１２の電流センサ３５，３６のゲイン誤差の学習方法は、上記ステップ１０７、１０８で説明したものに限定されず、適宜変更しても良い。

この後、ステップ１０９に進み、センサ誤差学習の学習結果に基づいて電流センサ３３〜３６の出力を補正する。具体的には、第１の交流モータ１１の電流センサ３３，３４のオフセット誤差とゲイン誤差を用いて第１の交流モータ１１の電流センサ３３，３４の出力を補正し、第２の交流モータ１２の電流センサ３５，３６のオフセット誤差とゲイン誤差を用いて第２の交流モータ１２の電流センサ３５，３６の出力を補正する。

［システム電圧目標値算出ルーチン］
図３に示すシステム電圧目標値算出ルーチンは、モータ制御回路３２の電源オン中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう目標電圧低下制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、第１及び第２の交流モータ１１，１２の駆動負荷条件等（例えば、第１の交流モータ１１のトルク指令値と第２の交流モータ１２のトルク指令値等）に基づいてシステム電圧の基本目標値をマップ又は数式等により算出する。

この後、ステップ２０２に進み、今回のシステム起動後（モータ制御回路３２の電源オン後）にセンサ誤差学習が上記(1) 〜(4) の全ての学習項目について完了したか否かを判定する。このステップ２０２で、センサ誤差学習が全ての学習項目について完了したと判定された場合には、ステップ２０９に進み、システム電圧の基本目標値をそのままシステム電圧の目標値として設定する。

一方、上記ステップ２０２で、センサ誤差学習が未完了であると判定された場合（未完了の学習項目が１つでもある場合）には、ステップ２０３以降の目標電圧低下制御に関する処理を次のようにして実行する。

まず、ステップ２０３で、センサ誤差学習完了前のシステム電圧の目標値をセンサ誤差学習完了後のシステム電圧の目標値（＝基本目標値）よりも低くするための上限ガード値を算出する。この場合、例えば、上限ガード値算出用の補正係数のテーブル（図４参照）から補正係数を求め、この補正係数を用いて所定の基本上限ガード値を補正して最終的な上限ガード値を求める。ここで、基本上限ガード値は、予め設定した一定値としても良いし、システム電圧の基本目標値に応じて設定するようにしても良い。上限ガード値算出用の補正係数のテーブル（図４参照）は、センサ誤差学習が未完了の学習項目（又はセンサ誤差学習が完了した学習項目）毎に、それぞれ補正係数が設定され、上限ガード値を求める場合には、上限ガード値算出用の補正係数のテーブルから、センサ誤差学習が未完了の学習項目（又はセンサ誤差学習が完了した学習項目）に対応した補正係数を全て選択し、選択した全ての補正係数を用いて基本上限ガード値を補正して最終的な上限ガード値を求める。

これにより、センサ誤差学習が未完了の学習項目の数や種類に応じて上限ガード値を変化させてシステム電圧の目標値の低下量を変化させるようになっている。本実施例１では、センサ誤差学習が未完了の学習項目の数が少なくなる（つまりセンサ誤差学習が完了した学習項目の数が多くなる）ほど上限ガード値を大きくしてシステム電圧の目標値の低下量を小さくするように設定されている。

この後、ステップ２０４に進み、センサ誤差学習完了前のシステム電圧の目標値をセンサ誤差学習完了後のシステム電圧の目標値（＝基本目標値）よりも低くするためのオフセット量を算出する。この場合、例えば、オフセット量算出用の補正係数のテーブル（図４参照）から補正係数を求め、この補正係数を用いて所定の基本オフセット量を補正して最終的なオフセット量を求める。ここで、基本オフセット量は、予め設定した一定値としても良いし、システム電圧の基本目標値に応じて設定するようにしても良い。オフセット量算出用の補正係数のテーブル（図４参照）は、センサ誤差学習が未完了の学習項目（又はセンサ誤差学習が完了した学習項目）毎に、それぞれ補正係数が設定され、オフセット量を求める場合には、オフセット量算出用の補正係数のテーブルから、センサ誤差学習が未完了の学習項目（又はセンサ誤差学習が完了した学習項目）に対応した補正係数を全て選択し、選択した全ての補正係数を用いて基本オフセット量を補正して最終的なオフセット量を求める。

これにより、センサ誤差学習が未完了の学習項目の数や種類に応じてオフセット量を変化させてシステム電圧の目標値の低下量を変化させるようになっている。本実施例１では、センサ誤差学習が未完了の学習項目の数が少なくなる（つまりセンサ誤差学習が完了した学習項目の数が多くなる）ほどオフセット量を小さくしてシステム電圧の目標値の低下量を小さくするように設定されている。

この後、ステップ２０５に進み、目標電圧低下制御の実行中にシステム電圧の検出値が所定値以上であるか否かを判定する。ここで、所定値は、例えば、システム電圧の許容上限値よりも少し低い値に設定されている。

このステップ２０５で、目標電圧低下制御の実行中にシステム電圧の検出値が所定値以上と判定された場合には、システム電圧の目標値の低下量が不足しているため、システム電圧が許容上限値を越えて過大になる可能性があると判断して、ステップ２０６に進み、センサ誤差学習完了前のシステム電圧の目標値を更に低くするように、上限ガード値及びオフセット量を補正する。この場合、上限ガード値を所定補正量（予め設定した一定値又はシステム電圧の検出値と所定値との差に応じて設定した値）だけ低くするように補正し、オフセット量を所定補正量（予め設定した一定値又はシステム電圧の検出値と所定値との差に応じて設定した値）だけ大きくするように補正する。

この後、ステップ２０７に進み、システム電圧の基本目標値をオフセット量だけ低下方向に補正するオフセット補正を行って、オフセット補正後のシステム電圧の目標値を求めた後、ステップ２０８に進み、オフセット補正後のシステム電圧の目標値を上限ガード値でガード処理して、センサ誤差学習完了前のシステム電圧の目標値を求める。これにより、センサ誤差学習完了前のシステム電圧の目標値をセンサ誤差学習完了後のシステム電圧の目標値（＝基本目標値）よりも低くする。

以上説明した本実施例１では、センサ誤差学習が未完了のときに、システム電圧の目標値をセンサ誤差学習の完了後よりも低くする目標電圧低下制御を実行するようにしたので、システム電圧を適度に低下させることができ、電流センサ３３〜３６の出力誤差によってシステム電圧の変動が増大しても、システム電圧が過大になることを防止できる。しかも、平滑コンデンサ１７の大容量化を行う必要がなく、近年の重要な技術的課題であるシステムの小型化や低コスト化の要求を満たすことができて、システム電圧の安定化効果向上とシステムの小型化・低コスト化とを両立させることができる。

また、本実施例１では、目標電圧低下制御の際にセンサ誤差学習が未完了の学習項目の数や種類に応じて上限ガード値やオフセット量を変化させてシステム電圧の目標値の低下量を変化させるようにしたので、センサ誤差学習が未完了の学習項目の数や種類に応じて交流モータ１１，１２の電力の変動量が変化してシステム電圧の変動量が変化するのに対応して、システム電圧の目標値の低下量を変化させて、システム電圧が過電圧になることを防止するのに必要な分だけシステム電圧の目標値を低下させることができ、システム電圧の目標値を必要以上に低く設定することを回避できる。

更に、本実施例１では、目標電圧低下制御の実行中にシステム電圧の検出値が所定値（例えば許容上限値よりも少し低い値）以上となった場合には、システム電圧の目標値の低下量が不足しているため、システム電圧が許容上限値を越えて過大になる可能性があると判断して、センサ誤差学習完了前のシステム電圧の目標値を更に低くするようにしたので、システム電圧が過大になることを確実に防止できる。

尚、上記実施例１では、目標電圧低下制御の際にセンサ誤差学習が未完了の学習項目の数と種類の両方に応じて上限ガード値やオフセット量を変化させてシステム電圧の目標値の低下量を変化させるようにしたが、センサ誤差学習が未完了の学習項目の数と種類のいずれか一方のみに応じて上限ガード値やオフセット量を変化させてシステム電圧の目標値の低下量を変化させるようにしても良い。或は、上限ガード値とオフセット量の両方又はいずれか一方のみを予め設定した一定値としても良い。

また、上記実施例１では、上限ガード値とオフセット量の両方を用いてシステム電圧の目標値を低くするようにしたが、上限ガード値とオフセット量のいずれか一方のみを用いてシステム電圧の目標値を低くするようにしても良い。

次に、図５を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例２では、モータ制御回路３２により後述する図５のシステム電圧フィードバック制御ルーチンを実行することで、システム電圧の検出値と目標値との偏差を小さくするように昇圧コンバータ１４のＦ／Ｂ制御量（フィードバック制御量）を算出する際に、センサ誤差学習が未完了であると判定された場合には、システム電圧低下方向のＦ／Ｂゲイン（フィードバックゲイン）をセンサ誤差学習の完了後よりも大きくするＦ／Ｂゲイン増大制御を実行するようにしている。

［システム電圧フィードバック制御ルーチン］
図５に示すシステム電圧フィードバック制御ルーチンは、モータ制御回路３２の電源オン中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうフィードバックゲイン増大制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、システム電圧の検出値と目標値との偏差ΔＶsys を算出する。

この後、ステップ３０２に進み、今回のシステム起動後にセンサ誤差学習が全ての学習項目について完了したか否かを判定し、センサ誤差学習が未完了であると判定された場合（未完了の学習項目が１つでもある場合）には、ステップ３０３に進み、システム電圧の検出値と目標値との偏差ΔＶsys が０よりも大きい（つまりシステム電圧の検出値が目標値よりも大きい）か否かによって、今回算出するＦ／Ｂ制御量がシステム電圧低下方向であるか否かを判定する。

上記ステップ３０２でセンサ誤差学習が全ての学習項目について完了したと判定された場合、又は、上記ステップ３０３でシステム電圧の検出値と目標値との偏差ΔＶsys が０以下（今回算出するＦ／Ｂ制御量がシステム電圧低下方向ではない）と判定された場合には、ステップ３０８に進み、通常時のＦ／Ｂゲインをそのまま最終的なＦ／ＢゲインＧfbとして設定する。

一方、上記ステップ３０２でセンサ誤差学習が未完了であると判定され、且つ、上記ステップ３０３でシステム電圧の検出値と目標値との偏差ΔＶsys が０よりも大きい（今回算出するＦ／Ｂ制御量がシステム電圧低下方向である）と判定された場合には、ステップ３０４以降のＦ／Ｂゲイン増大制御に関する処理を次のようにして実行する。

まず、ステップ３０４で、センサ誤差学習完了前のＦ／Ｂゲインを算出する。この場合、例えば、Ｆ／Ｂゲイン算出用の補正係数のテーブル（図４参照）から補正係数を求め、この補正係数を用いて通常時のＦ／Ｂゲインを増大方向に補正してセンサ誤差学習完了前のＦ／Ｂゲインを求めることで、センサ誤差学習完了前のＦ／Ｂゲインをセンサ誤差学習完了後のＦ／Ｂゲイン（＝通常時のＦ／Ｂゲイン）よりも大きくする。Ｆ／Ｂゲイン算出用の補正係数のテーブル（図４参照）は、センサ誤差学習が未完了の学習項目（又はセンサ誤差学習が完了した学習項目）毎に、それぞれ補正係数が設定され、センサ誤差学習完了前のＦ／Ｂゲインを求める場合には、Ｆ／Ｂゲイン算出用の補正係数のテーブルから、センサ誤差学習が未完了の学習項目（又はセンサ誤差学習が完了した学習項目）に対応した補正係数を全て選択し、選択した全ての補正係数を用いて通常時のＦ／Ｂゲインを増大方向に補正してセンサ誤差学習完了前のＦ／Ｂゲインを求める。

これにより、センサ誤差学習が完了した学習項目の数や種類に応じてセンサ誤差学習完了前のＦ／Ｂゲインを変化させるようになっている。本実施例２では、センサ誤差学習が未完了の学習項目の数が少なくなる（つまりセンサ誤差学習が完了した学習項目の数が多くなる）ほどセンサ誤差学習完了前のＦ／Ｂゲインの増大量を小さくするように設定されている。

この後、ステップ３０５に進み、Ｆ／Ｂゲイン増大制御の実行中にシステム電圧の検出値が所定値以上であるか否かを判定する。ここで、所定値は、例えば、システム電圧の許容上限値よりも少し低い値に設定されている。

このステップ３０５で、Ｆ／Ｂゲイン増大制御の実行中にシステム電圧の検出値が所定値以上と判定された場合には、Ｆ／Ｂゲインの増大量が不足しているため、システム電圧が許容上限値を越えて過大になる可能性があると判断して、ステップ３０６に進み、所定補正係数（予め設定した一定値又はシステム電圧の検出値と所定値との差に応じて設定した値）を用いてセンサ誤差学習完了前のＦ／Ｂゲインを増大方向に補正して、センサ誤差学習完了前のＦ／Ｂゲインを更に大きくする。

以上のようにしてセンサ誤差学習完了前のＦ／Ｂゲインを算出した後、ステップ３０７に進み、センサ誤差学習完了前のＦ／Ｂゲインを最終的なＦ／ＢゲインＧfbとして設定する。

この後、ステップ３０９に進み、Ｆ／ＢゲインＧfbと、システム電圧の検出値と目標値との偏差ΔＶsys とを用いて、システム電圧の検出値と目標値との偏差ΔＶsys を小さくするようにＰＩ制御等により昇圧コンバータ１４のＦ／Ｂ補正量を算出する。

以上説明した本実施例２では、センサ誤差学習が未完了のときに、システム電圧低下方向のＦ／Ｂゲインをセンサ誤差学習の完了後よりも大きくするＦ／Ｂゲイン増大制御を実行するようにしたので、電流センサ３３〜３６の出力誤差によるシステム電圧の上昇方向の変動を応答良く抑制することができ、システム電圧が過大になることを防止できる。

また、本実施例２では、Ｆ／Ｂゲイン増大制御の際にセンサ誤差学習が未完了の学習項目の数や種類に応じてＦ／Ｂゲインの増大量を変化させるようにしたので、センサ誤差学習が未完了の学習項目の数や種類に応じて交流モータ１１，１２の電力の変動量が変化してシステム電圧の変動量が変化するのに対応して、Ｆ／Ｂゲインの増大量を変化させて、システム電圧が過電圧になることを防止するのに必要な分だけＦ／Ｂゲインを大きくすることができ、Ｆ／Ｂゲインを必要以上に大きく設定することを回避できる。

更に、本実施例２では、Ｆ／Ｂゲイン増大制御の実行中にシステム電圧の検出値が所定値以上となった場合には、Ｆ／Ｂゲインの増大量が不足しているため、システム電圧が許容上限値を越えて過大になる可能性があると判断して、Ｆ／Ｂゲインを更に大きくするようにしたので、システム電圧が過大になることを確実に防止できる。

尚、上記実施例２では、Ｆ／Ｂゲイン増大制御の際にセンサ誤差学習が未完了の学習項目の数と種類の両方に応じてＦ／Ｂゲインの増大量を変化させるようにしたが、センサ誤差学習が未完了の学習項目の数と種類のいずれか一方のみに応じてＦ／Ｂゲインの増大量を変化させるようにしても良い。或は、Ｆ／Ｂゲインの増大量を予め設定した一定値としても良い。

また、上記各実施例１，２では、交流モータとエンジンを動力源とする電気自動車（ハイブリッド車）に本発明を適用したが、ハイブリッド車に限定されず、交流モータのみを駆動源とする電気自動車に本発明を適用しても良い。また、インバータと交流モータとからなるモータ駆動ユニットを１つだけ搭載した車両やモータ駆動ユニットを３つ以上搭載した車両に本発明を適用しても良い。

１１，１２…交流モータ、１３…直流電源、１４…昇圧コンバータ（電圧変換手段）、１５…電源ライン、１７…平滑コンデンサ、１８，１９…インバータ、２０…電圧センサ、３２…モータ制御回路（モータ制御手段，センサ誤差学習補正手段，目標電圧低下制御手段，システム電圧制御手段，フィードバックゲイン増大制御手段）、３３〜３６…電流センサ

Claims (8)

1. 電源ラインにシステム電圧を発生させる電圧変換手段と、前記システム電圧によって駆動される交流モータと、該交流モータに流れる電流を検出する電流センサと、該電流センサの出力に基づいて前記交流モータを制御するモータ制御手段とを備えた電気自動車の制御装置において、
   前記電流センサの出力の誤差を学習するセンサ誤差学習を実行し、該センサ誤差学習の学習結果に基づいて前記電流センサの出力又はこれに応じて変化する制御パラメータを補正するセンサ誤差学習補正手段と、
   前記センサ誤差学習が未完了のときに前記システム電圧の目標値を前記センサ誤差学習の完了後よりも低くする目標電圧低下制御を実行する目標電圧低下制御手段と
   を備えていることを特徴とする電気自動車の制御装置。
2. 前記センサ誤差学習補正手段は、前記センサ誤差学習を複数の学習項目について実行する手段を有し、
   前記目標電圧低下制御手段は、前記目標電圧低下制御の際に前記センサ誤差学習が未完了の学習項目の数及び／又は種類に応じて前記システム電圧の目標値の低下量を変化させる手段を有することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の制御装置。
3. 前記目標電圧低下制御手段は、前記目標電圧低下制御の実行中に前記システム電圧の検出値が所定値以上となった場合に前記システム電圧の目標値を更に低くする手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気自動車の制御装置。
4. 前記目標電圧低下制御手段は、前記システム電圧の目標値を所定の上限ガード値でガード処理することで前記目標電圧低下制御を実行する手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。
5. 前記目標電圧低下制御手段は、前記システム電圧の目標値を所定のオフセット量だけ低下方向に補正することで前記目標電圧低下制御を実行する手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。
6. 電源ラインにシステム電圧を発生させる電圧変換手段と、前記システム電圧によって駆動される交流モータと、該交流モータに流れる電流を検出する電流センサと、該電流センサの出力に基づいて前記交流モータを制御するモータ制御手段とを備えた電気自動車の制御装置において、
   前記システム電圧の検出値と目標値との偏差を小さくするように前記電圧変換手段をフィードバック制御するシステム電圧制御手段と、
   前記電流センサの出力の誤差を学習するセンサ誤差学習を実行し、該センサ誤差学習の学習結果に基づいて前記電流センサの出力又はこれに応じて変化する制御パラメータを補正するセンサ誤差学習補正手段と、
   前記センサ誤差学習が未完了のときに前記システム電圧制御手段によるシステム電圧低下方向のフィードバックゲインを前記センサ誤差学習の完了後よりも大きくするフィードバックゲイン増大制御を実行するフィードバックゲイン増大制御手段と
   を備えていることを特徴とする電気自動車の制御装置。
7. 前記センサ誤差学習補正手段は、前記センサ誤差学習を複数の学習項目について実行する手段を有し、
   前記フィードバックゲイン増大制御手段は、前記フィードバックゲイン増大制御の際に前記センサ誤差学習が未完了の学習項目の数及び／又は種類に応じて前記フィードバックゲインの増大量を変化させる手段を有することを特徴とする請求項６に記載の電気自動車の制御装置。
8. 前記フィードバックゲイン増大制御手段は、前記フィードバックゲイン増大制御の実行中に前記システム電圧の検出値が所定値以上となった場合に前記フィードバックゲインを更に大きくする手段を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の電気自動車の制御装置。

Images