JP2019103279A - 車両用モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストに走行環境に合わせて精度良く左右駆動輪のトルクを制御することができる車両用モータ制御装置を提供すること【解決手段】ステータ２１の両側のアキシャル面に所定のギャップを介して第１ロータ２２及び第２ロータ２３を配置したモータ２と、第１ロータ２２及び第２ロータ２３を一つのロータとして、この一つのロータを制御する制御量を求め、第１ロータ２２及び第２ロータ２３のいずれか一方のロータを一つのロータとして第１ロータ２２及び第２ロータ２３を一つのロータとしたときの制御量に基づいて一方のロータの制御量を求め、この一方のロータの制御量に基づいてモータ２を駆動する三相交流電圧を求めてモータ２を制御するＥＣＵ５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用モータ制御装置に関する。

特許文献１には、左右駆動輪に連結され、それぞれを独立に駆動する複数の誘導モータと、各誘導モータを共通に駆動するインバータと、を備え、左右の誘導モータの回転速度の差に基づいて、インバータが左右の誘導モータを駆動するときの一次電流値Ｉと駆動周波数ωを求める電気自動車が記載されている。

具体的には、各誘導モータが負担するトルクと左右の誘導モータの回転速度の差をもとにマップにより一次電流値Ｉを求める。

各誘導モータが負担するトルクと左右の誘導モータの回転速度の差をもとにマップによりスベリ速度を求め、スベリ速度と誘導モータの回転速度から駆動電流回転速度を演算し、駆動電流回転速度と誘導モータの極数から駆動周波数ωを演算する。

一次電流値Ｉを求めるマップやスベリ速度を求めるマップは、車両毎に所望の出力を得るための各種パラメータを実測する試験を行なって作成される。そのように作成されたマップをメモリ内に格納しておき、走行時に適宜読み出して制御処理に使用されるようになっている。

特許第４３４８７８３号公報

しかしながら、このようなマップは、一次電流値Ｉやスベリ速度などの制御値を算出可能な程度の間隔でマップとして展開するものである。ここで、マップの制御値の間隔を大きくしてしまうと、補完精度が低下してしまい、高精度なトルク制御ができなくなる。一方、マップの制御値の間隔を小さくすると、マップを作成してメモリ内に格納する作業が膨大になってしまい、実測実験に時間が掛かるとともに、大容量のメモリが必要になってコストが高くなってしまう。

また、あらゆる状況下でのマップを準備することはできないので、ロバスト性を高く維持することが難しい。

そこで、本発明は、低コストに走行環境に合わせて精度良く左右駆動輪のトルクを制御することができる車両用モータ制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため本発明は、互いに異なる回転速度で回転可能に設けられた二つのロータを有し、前記二つのロータが左右駆動輪にそれぞれ連結され、共通する回転磁界により駆動される誘導モータを制御する車両用モータ制御装置であって、前記二つのロータを一つのロータとして該一つのロータを制御する制御量を求め、前記二つのロータのいずれか一方のロータを一つのロータとして前記二つのロータを一つのロータとしたときの制御量に基づいて前記一方のロータの制御量を求め、該一方のロータの制御量に基づいて前記共通する回転磁界を制御する制御量を求めて前記誘導モータを制御する制御部を備えるものである。

このように、本発明によれば、低コストに走行環境に合わせて精度良く左右駆動輪のトルクを制御することができる。

図１は、本発明の一実施例に係る車両用モータ制御装置の概略構成図である。 図２は、本発明の一実施例に係る車両用モータのステータの斜視図である。 図３は、本発明の一実施例に係る車両用モータのロータの斜視図である。 図４は、本発明の一実施例に係る車両用モータのステータとロータの切断斜視図である。 図５は、車両旋回時の状態を示す図である。 図６は、本発明の一実施例に係る車両用モータの等価回路を示す図である。 図７は、本発明の一実施例に係る車両用モータ制御装置の制御系のブロック図である。 図８は、本発明の一実施例の他の態様に係る車両用モータ制御装置の制御系のブロック図である。

本発明の一実施の形態に係る車両用モータ制御装置は、互いに異なる回転速度で回転可能に設けられた二つのロータを有し、二つのロータが左右駆動輪にそれぞれ連結され、共通する回転磁界により駆動される誘導モータを制御する車両用モータ制御装置であって、二つのロータを一つのロータとして一つのロータを制御する制御量を求め、二つのロータのいずれか一方のロータを一つのロータとして二つのロータを一つのロータとしたときの制御量に基づいて一方のロータの制御量を求め、一方のロータの制御量に基づいて共通する回転磁界を制御する制御量を求めて誘導モータを制御する制御部を備えるよう構成されている。

これにより、低コストに走行環境に合わせて精度良く左右駆動輪のトルクを制御することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る車両用モータ制御装置について詳細に説明する。

図１において、本発明の一実施例に係る車両用モータ制御装置を搭載した車両１は、誘導電動機としてのモータ２と、インバータ３と、バッテリ４と、制御部としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）５とを備えている。

モータ２は、円環状のステータ２１と、円盤状の第１ロータ２２と、円盤状の第２ロータ２３とを備えている。モータ２は、ステータ２１の両側のアキシャル面に、それぞれ第１ロータ２２と第２ロータ２３の片面を対向させて構成されている。

第１ロータ２２は、ステータ２１と対向する面と反対側の面において、面の中心に面と垂直に第１出力軸２４が連結されている。第１ロータ２２は、第１出力軸２４を回転軸として回転するようになっている。

第１出力軸２４は、左駆動輪６１に連結されている。左駆動輪６１は、第１ロータ２２の回転により回転するようになっている。

第２ロータ２３は、ステータ２１と対向する面と反対側の面において、面の中心に面と垂直に第２出力軸２５が連結されている。第２ロータ２３は、第２出力軸２５を回転軸として回転するようになっている。

第２出力軸２５は、右駆動輪６２に連結されている。右駆動輪６２は、第２ロータ２３の回転により回転するようになっている。第１ロータ２２及び第２ロータ２３は、ギア等を介してそれぞれ第１出力軸２４または第２出力軸２５に接続されるようにしてもよい。

第１出力軸２４と第２出力軸２５は直結されておらず、第１ロータ２２と第２ロータ２３は独立した回転速度で回転可能となっている。第１出力軸２４と第２出力軸２５の回転中心は、ステータ２１の中心を通る、ステータ２１のアキシャル面と垂直に交わる直線（中心線）と一致するようになっている。

図２に示すように、ステータ２１は、環状のステータコア２１１と、このステータコア２１１に巻回された電機子コイル２１２とを備えている。ステータコア２１１は、高透磁率の磁性材料からなる。

ステータコア２１１は、不図示の環状のステータヨークと、このステータヨークに周方向に所定間隔で設けられた複数のステータティース２１３とから構成されている。

なお、「周方向」とは、中心線を中心とする円周方向を示す。また、「軸方向」とは、中心線が延伸する方向を示す。

また、「径方向」とは、中心線が延伸する方向に直交する方向であり、中心線を中心として放射方向に示される。「径方向の外側」とは、径方向において中心線から遠い側のことであり、「径方向の内側」とは、径方向において中心線に近い側のことである。

ステータティース２１３は、ステータヨークの表面から突出しており、軸方向から見て台形、かつ、周方向の断面が矩形の形状に形成されている。本実施例では、ステータティース２１３は、ステータヨークに周方向に所定間隔で３６個設けられている。

電機子コイル２１２は、ステータコア２１１の隣り合うステータティース２１３の間をスロットとして、環状のステータヨークにトロイダル巻で巻き回されている。トロイダル巻とは、ステータヨークの環の内側と外側を交互に通って、ステータヨークに巻線を周回させて巻き回す方法である。

このように、トロイダル巻にすることで、コイルエンドを径方向内側に集中させてコイルエンドを小さくすることができ、モータ２を小型化することができる。コイルエンドを径方向内側に集中させることで、径方向外側に熱経路を設けることができ、放熱性を向上させることができる。

電機子コイル２１２は、三相交流のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかに対応している。電機子コイル２１２は、分布巻でステータヨークに巻き回されている。電機子コイル２１２はトロイダル巻で形成されているので、コイルエンドを径方向内側に集中させることで、コイルエンドの結線を切り替えるだけで分布巻を形成することができる。

図３に示すように、第１ロータ２２は、ロータコア２２１と、導体バー２２２とを備えている。ロータコア２２１のステータ２１と対向する面には、ロータティース２２３が設けられている。ロータティース２２３は、ロータコア２２１から軸方向に突出するように形成されている。ロータティース２２３は、軸方向から見て台形に形成されている。ロータティース２２３は、周方向に所定間隔で設けられている。本実施例では、ロータティース２２３は、周方向に所定間隔で４０個設けられている。

ロータコア２２１のロータティース２２３が形成された面には、導体バー２２２が全面に設けられている。導体バー２２２は、例えば、銅やアルミにより形成される。導体バー２２２は、ロータティース２２３の突出した先端の面が露出するように形成される。このように、第１ロータ２２は、かご型誘導ロータとして構成される。

第２ロータ２３は、ロータコア２３１と、導体バー２３２とを備えている。ロータコア２３１のステータ２１と対向する面には、図では隠れているが、第１ロータ２２と同様にロータティースが設けられている。

ロータコア２３１のロータティースが形成された面には、第１ロータ２２と同様に、導体バー２３２が全面に設けられている。このように、第２ロータ２３は、かご型誘導ロータとして構成される。

第１ロータ２２及び第２ロータ２３は、同じ構造（スロット数、ロータコア形状、導体バーの電気抵抗）で形成されている。

図４に示すように、第１ロータ２２及び第２ロータ２３は、ステータ２１の両側のアキシャル面に所定のギャップを介して配置されている。

モータ２は、ステータ２１の電機子コイル２１２に三相交流の電力が供給され、ステータ２１に回転磁界が発生して、回転磁界とロータとの間で回転差が生じると、第１ロータ２２の導体バー２２２及び第２ロータ２３の導体バー２３２に誘導電流が発生し、その電流と回転する磁場の相互作用によって第１ロータ２２及び第２ロータ２３が回転する。すなわち、モータ２は、誘導電動機として構成される。

図１において、インバータ３は、バッテリ４の直流電力を三相交流電力に変換して電機子コイル２１２（図２参照）に供給する。また、インバータ３は、電機子コイル２１２で発生した三相交流電力を直流電力に変換してバッテリ４に充電する。

バッテリ４は、例えば、ニッケル蓄電池やリチウム蓄電池等からなり、複数のセルを直列に接続して構成されている。バッテリ４は、インバータ３を介してモータ２に電力を供給する。

ＥＣＵ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

このコンピュータユニットのＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ５として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ＥＣＵ５として機能する。

ＥＣＵ５の入力ポートには、アクセル開度センサ７１、ブレーキ油圧センサ７２、操舵角センサ７３、車速センサ７４、角速度センサ７５、左駆動輪速センサ７６、右駆動輪速センサ７７、電流センサ７８を含む各種センサ類が接続されている。

アクセル開度センサ７１は、運転者によって操作される図示しないアクセルペダルの開度であるアクセル開度を検出する。

ブレーキ油圧センサ７２は、例えば、ブレーキ操作により得られるブレーキ油圧に応じてセンサ情報（電圧信号）を出力するようになっており、ブレーキの踏込み量が大きくなるとセンサ情報の電圧が高くなるようになっている。ＥＣＵ５は、このセンサ情報の電圧によりブレーキの操作量を検知するようになっている。

操舵角センサ７３は、図示しないハンドルの操舵角を検出する。車速センサ７４は、車両１の速度を検出する。角速度センサ７５は、車両１の重心におけるヨーレートや横加速度を検出する。

左駆動輪速センサ７６は、左駆動輪６１に連結されている第１出力軸２４の回転速度を検出する。右駆動輪速センサ７７は、右駆動輪６２に連結されている第２出力軸２５の回転速度を検出する。

電流センサ７８は、ステータ２１の電機子コイル２１２に供給される三相交流のＵ相、Ｖ相、Ｗ相、それぞれの電流値を検出する。

一方、ＥＣＵ５の出力ポートには、インバータ３を含む各種制御対象類が接続されている。

ＥＣＵ５は、アクセル開度やブレーキ操作量に基づいて左駆動輪６１と右駆動輪６２の目標総トルクを算出する。ＥＣＵ５は、目標総トルクに基づいて左駆動輪６１の目標トルクと右駆動輪６２の目標トルクを算出する。ＥＣＵ５は、左駆動輪６１の目標トルクと、右駆動輪６２の目標トルクと、左駆動輪６１の回転速度と、右駆動輪６２の回転速度と、すべり−トルク特性と、からモータ２を駆動する基本波回転磁界の周波数（「駆動周波数」ともいう）及び電流指令値を求め、これらに基づいてインバータ３を制御してモータ２を駆動させる。

ＥＣＵ５は、操舵角センサ７３により運転者が車両１を旋回させようとしていることを検出すると、車両１を適切に旋回させるようにモータ２を制御する基本波回転磁界の周波数及び電流指令値を算出する。ＥＣＵ５は、例えば、操舵角センサ７３により検出した操舵角が所定の値を超えた場合に、運転者が車両１を旋回させようとしていると判定する。

図５に示すように、ＥＣＵ５は、第１ロータ２２の回転速度ｎ₁、第２ロータ２３の回転速度ｎ₂、アクセル開度Ｋ_a、ブレーキ操作量Ｋ_b、操舵角δ、車速Ｖ、車両重心Ｇにおけるヨーレートγ、横加速度Ａ_y、に基づいて、車両重心Ｇにおける目標ヨーレートγ^*及び目標横加速度Ａ_y ^*を算出する。

ＥＣＵ５は、例えば、マップにより各検出値から車両重心Ｇにおける目標ヨーレートγ^*及び目標横加速度Ａ_y ^*を算出する。

ＥＣＵ５は、目標ヨーレートγ^*及び目標横加速度Ａ_y ^*に基づいて、左駆動輪６１と右駆動輪６２とのトルク差ΔＴにより車両１の重心Ｇ周りに与える目標ヨーモーメントＭ_r ^*を算出する。

左駆動輪６１と右駆動輪６２に回転速度差が生じる車両１の旋回時において、例えば、横加速度Ａ_yが目標横加速度Ａ_y ^*より小さい場合や、ヨーレートγが目標ヨーレートγ^*より小さい場合は、ヨーレートγと同方向の目標ヨーモーメントＭ_r ^*が算出される。

一方、車両１の旋回時において、例えば、横加速度Ａ_yが目標横加速度Ａ_y ^*より大きい場合や、ヨーレートγが目標ヨーレートγ^*より大きい場合は、ヨーレートγと逆方向の目標ヨーモーメントＭ_r ^*が算出される。

ＥＣＵ５は、目標ヨーモーメントＭ_r ^*から左駆動輪６１と右駆動輪６２との目標トルク差ΔＴ_r ^*を算出する。すなわち、ＥＣＵ５は、第１ロータ２２と第２ロータ２３のトルク配分を算出する。

ＥＣＵ５は、アクセル開度Ｋ_aやブレーキ操作量Ｋ_b基づいて左駆動輪６１と右駆動輪６２の目標総トルクΣＴ_r ^*を算出する。例えば、アクセル開度Ｋ_a＞０かつブレーキ操作量Ｋ_b＝０の場合、目標総トルクΣＴ_r ^*は駆動側（回転方向と同方向）に設定され、アクセル開度Ｋ_aの増加に対して目標総トルクΣＴ_r ^*が駆動側に増やされる。

ＥＣＵ５は、目標トルク差ΔＴ_r ^*と目標総トルクΣＴ_r ^*とに基づいて、左駆動輪６１の目標トルクＴ_rl ^*及び右駆動輪６２の目標トルクＴ_rr ^*を算出する。

ＥＣＵ５は、第１ロータ２２の回転速度ｎ₁と、第２ロータ２３の回転速度ｎ₂との差に基づいて、s-T（すべり−トルク）特性から左駆動輪６１の目標トルクＴ_rl ^*、右駆動輪６２の目標トルクＴ_rr ^*を満たすモータ２の基本波回転磁界の周波数ｆ₀及び電流指令値Ａ₀を求め、これらに基づいてインバータ３を制御してモータ２を駆動させる。

本実施例のモータ２は、図６に示すような等価回路で表すことができる。図６の等価回路は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の一相分を示している。

図６において、Ｖ₁は、一相分の印加電圧である。ｉ₁は、固定子電流である。ｉ₂は、回転子電流である。Ｒ₁は、固定子抵抗である。Ｘ₁は、固定子リアクタンスである。ｉ_mは、励磁電流である。Ｘ_mは、励磁リアクタンスである。ｉ₂₁は、第１ロータ２２の回転子電流である。ｉ₂₂は、第２ロータ２３の回転子電流である。Ｘ₂₁は、第１ロータ２２の回転子リアクタンスである。Ｘ₂₂は、第２ロータ２３の回転子リアクタンスである。Ｒ₂₁は、第１ロータ２２の回転子抵抗である。Ｒ₂₂は、第２ロータ２３の回転子抵抗である。ｓ₁は、第１ロータ２２のすべりである。ｓ₂は、第２ロータ２３のすべりである。ｊは、虚数単位である。

本実施例においては、図６の２つのロータの並列磁気回路部分（図の右端から２つの並列回路）を合成インピーダンスとして１つのロータとしての制御量（例えば、電流値や電圧値など）を求める。２つのロータの一方に着目して他方のロータを励磁回路に近似して１つのロータとしての制御量から一方のロータの制御量を求め、一方のロータの制御量に基づいて電機子コイル２１２に供給する三相交流の電力を求める。

ＥＣＵ５は、例えば、図７の制御ブロック図のようにして、モータ２の制御を行なう。このため、ＥＣＵ５は、目標ｑ軸電流算出部１０１、目標ｑ軸電圧算出部１０２、目標ｄ軸電流算出部１０３、目標ｄ軸電圧算出部１０４、第１ロータ座標変換部１０５、第２ロータ座標変換部１０６、スイッチ１０７、目標δ軸電流算出部１０８、目標δ軸電圧算出部１０９、目標γ軸電流算出部１１０、目標γ軸電圧算出部１１１、スイッチ１１２、目標三相電圧算出部１１３、励磁磁束算出部１１４を備えている。

ＥＣＵ５は、２つのロータのうち不安定領域において駆動するロータ、すなわち、２つのロータのうちすべりが大きいロータに着目して制御量を求める。スイッチ１０７、スイッチ１１２、スイッチ１１５は、不安定領域にあるロータの値が選択されるように制御される。図７では、第１ロータ２２が不安定領域にある場合の状態を示している。ＥＣＵ５は、例えば、旋回時の内輪側ロータに着目して制御量を求めるようにしてもよい。

目標ｑ軸電流算出部１０１は、第１ロータ２２及び第２ロータ２３を１つのロータとして、以下の数１に示すシングルステータシングルロータの誘導機のトルク式に基づいて、目標ｑ軸電流を算出する。

ここで、Ｌ₂は、二次自己インダクタンスである。Ｍは、一次二次間相互インダクタンスである。Ｉ_mは、虚数部記号である。ｉ_1dqは、ｄｑ座標上の一次電流ベクトルである。ψ_2dqは、ｄｑ座標上の二次磁束鎖交数ベクトルである。バーは、複素共役記号である。

目標ｑ軸電流算出部１０１は、第１ロータ２２の目標トルクＴ_1refと第２ロータ２３の目標トルクＴ_2refとを加算した目標総トルクを二次側（第１ロータ２２及び第２ロータ２３）の目標磁束密度｜ψ₂｜_refにより除算した値に（Ｌ₂₁＋Ｌ₂₂）／Ｍを積算して目標ｑ軸電流ｉ_1qrefを算出する。

ここで、Ｌ₂₁は、第１ロータ２２の自己インダクタンスである。Ｌ₂₂は、第２ロータ２３の自己インダクタンスである。Ｍは、第１ロータ２２及び第２ロータ２３を１つのロータとしたときの一次二次間相互インダクタンスである。第１ロータ２２の目標トルクＴ_1refは、上述の左駆動輪６１の目標トルクＴ_rl ^*である。第２ロータ２３の目標トルクＴ_2refは、上述の右駆動輪６２の目標トルクＴ_rr ^*である。

二次側の目標磁束密度｜ψ₂｜_refは、上述のモータ２の基本波回転磁界の周波数ｆ₀や電流指令値Ａ₀などに基づいて算出される。

目標ｑ軸電圧算出部１０２は、目標ｑ軸電流ｉ_1qrefと、後述する励磁磁束算出部１１４の算出する現在のｑ軸電流ｉ_qと、の偏差から目標ｑ軸電圧ｖ_1qrefを算出する。

目標ｄ軸電流算出部１０３は、二次側の目標磁束密度｜ψ₂｜_refと、後述する励磁磁束算出部１１４の算出する現在の二次側の磁束密度の推定値｜ψ₂＾｜と、の偏差から目標ｄ軸電流ｉ_1drefを算出する。

目標ｄ軸電圧算出部１０４は、目標ｄ軸電流ｉ_1drefと、後述する励磁磁束算出部１１４の算出する現在のｄ軸電流ｉ_dと、の偏差から目標ｄ軸電圧ｖ_1drefを算出する。

第１ロータ座標変換部１０５は、第１ロータ２２の角速度ω_m1に基づいて、目標ｑ軸電圧ｖ_1qrefと目標ｄ軸電圧ｖ_1drefを第１ロータ２２の回転座標系（「γ₁δ₁座標」とする）に座標変換し、γ₁δ₁座標での第１ロータ２２の目標トルクＴ_1refを算出する。

第１ロータ２２の角速度ω_m1は、左駆動輪速センサ７６により検出された第１出力軸２４の回転速度から算出される。

第２ロータ座標変換部１０６は、第２ロータ２３の角速度ω_m2に基づいて、目標ｑ軸電圧ｖ_1qrefと目標ｄ軸電圧ｖ_1drefを第２ロータ２３の回転座標系（「γ₂δ₂座標」とする）に座標変換し、γ₂δ₂座標での第２ロータ２３の目標トルクＴ_2refを算出する。

第２ロータ２３の角速度ω_m2は、右駆動輪速センサ７７により検出された第２出力軸２５の回転速度から算出される。

目標δ軸電流算出部１０８は、スイッチ１０７により選択されたロータを１つのロータとし、他方のロータを励磁回路に近似して上述の数１に示すシングルステータシングルロータの誘導機のトルク式に基づいて、目標δ軸電流ｉ_δrefを算出する。

目標δ軸電流算出部１０８は、スイッチ１０７により選択されたロータ（図７では第１ロータ２２）のγδ座標の目標トルクを他方のロータの目標磁束密度（図７では第２ロータ２３の目標磁束密度｜ψ₂₂｜_ref）により除算した値にＬ_2x／Ｍを積算して目標δ軸電流ｉ_δrefを算出する。ここで、Ｌ_2xは、スイッチ１０７により選択されたロータの自己インダクタンスである。

第１ロータ２２の目標磁束密度｜ψ₂₁｜_ref、第２ロータ２３の目標磁束密度｜ψ₂₂｜_refは、モータ２の基本波回転磁界の周波数ｆ₀や電流指令値Ａ₀、第１ロータ２２の目標トルクＴ_1ref、第２ロータ２３の目標トルクＴ_2refなどに基づいて算出される。

目標δ軸電圧算出部１０９は、目標δ軸電流ｉ_δrefと、後述する励磁磁束算出部１１４の算出する現在のδ軸電流ｉ_δと、の偏差から目標δ軸電圧ｖ_δrefを算出する。

目標γ軸電流算出部１１０は、他方のロータの目標磁束密度（図７では第２ロータ２３の目標磁束密度｜ψ₂₂｜_ref）と、後述する励磁磁束算出部１１４の算出する現在の他方のロータの磁束密度の推定値（図７では第２ロータ２３の磁束密度の推定値｜ψ₂₂＾｜）と、の偏差から目標γ軸電流ｉ_γrefを算出する。

目標γ軸電圧算出部１１１は、目標γ軸電流ｉ_γrefと、後述する励磁磁束算出部１１４の算出する現在のγ軸電流ｉ_γと、の偏差から目標γ軸電圧ｖ_γrefを算出する。

目標三相電圧算出部１１３は、スイッチ１１２により選択されたロータの角速度（図７では第１ロータ２２の角速度ω_m1）に基づいて、目標δ軸電圧ｖ_δrefと目標γ軸電圧ｖ_γrefをｄｑ座標に座標変換して、目標ｑ軸電圧ｖ_qref及び目標ｄ軸電圧ｖ_drefを算出する。

目標三相電圧算出部１１３は、第１ロータ２２の角速度ω_m1と第２ロータ２３の角速度ω_m2を加算した値に基づいて、目標ｑ軸電圧ｖ_qrefと目標ｄ軸電圧ｖ_drefをαβ座標に座標変換して、目標α軸電圧ｖ_{α_ref}及び目標β軸電圧ｖ_{β_ref}を算出する。

目標三相電圧算出部１１３は、目標α軸電圧ｖ_{α_ref}と目標β軸電圧ｖ_{β_ref}から三相の目標電圧ｖ_{u_ref}、ｖ_{v_ref}、ｖ_{w_ref}を算出し、インバータ３に指令値として送信する。

励磁磁束算出部１１４は、電流センサ７８により検出された三相の電流値ｉ_u、ｉ_v、ｉ_wをαβ座標の電流値ｉ_α、ｉ_βに変換する。

励磁磁束算出部１１４は、第１ロータ２２の角速度ω_m1と第２ロータ２３の角速度ω_m2を加算した値に基づいて、αβ座標の電流値ｉ_α、ｉ_βをｄｑ座標の電流値ｉ_d、ｉ_qに変換する。

励磁磁束算出部１１４は、スイッチ１１２により選択されたロータの角速度（図７では第１ロータ２２の角速度ω_m1）に基づいて、ｄｑ座標の電流値ｉ_d、ｉ_qをγδ座標の電流値ｉ_γ、ｉ_δに変換して出力する。

励磁磁束算出部１１４は、αβ座標の電流値ｉ_α、ｉ_βと第１ロータ２２の角速度ω_m1と第２ロータ２３の角速度ω_m2を加算した値に基づいて、現在の二次側の磁束密度の推定値｜ψ₂＾｜を算出して出力する。

励磁磁束算出部１１４は、γδ座標の電流値ｉ_γ、ｉ_δとスイッチ１１２により選択されたロータの角速度（図７では第１ロータ２２の角速度ω_m1）に基づいて、現在の他方のロータの磁束密度の推定値（図７では第２ロータ２３の磁束密度の推定値｜ψ₂₂＾｜）を算出して出力する。

励磁磁束算出部１１４は、γδ座標の電流値ｉ_γ、ｉ_δとスイッチ１１２により選択されたロータの角速度（図７では第１ロータ２２の角速度ω_m1）に基づいて、ｄｑ座標の電流値ｉ_d、ｉ_qを算出して出力する。

このように、２つのロータを１つのロータとして、目標ｑ軸電流算出部１０１、目標ｑ軸電圧算出部１０２、目標ｄ軸電流算出部１０３、目標ｄ軸電圧算出部１０４により制御量を求め、２つのロータの一方に着目して、第１ロータ座標変換部１０５、第２ロータ座標変換部１０６、目標δ軸電流算出部１０８、目標δ軸電圧算出部１０９、目標γ軸電流算出部１１０、目標γ軸電圧算出部１１１により１つのロータとしての制御量から一方のロータの制御量を求め、目標三相電圧算出部１１３により一方のロータの制御量を元の座標系に変換して電機子コイル２１２に供給する三相交流の電力を求める。これにより、走行環境に合わせて精度良く左右駆動輪のトルクを制御することができる。

また、２つのロータのうち不安定領域において駆動するロータを一方のロータとしているため、走行安定性を向上させることができる。

本実施例の他の態様としては、目標ｑ軸電流ｉ_1qref、目標ｄ軸電流ｉ_1dref、目標δ軸電流ｉ_δref、目標γ軸電流ｉ_γrefをマップにより算出する。

ＥＣＵ５は、例えば、図８の制御ブロック図のようにして、モータ２の制御を行なう。なお、上述の実施例と同様な構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。

ＥＣＵ５は、目標ｄｑ軸電流算出部１２１、目標δ軸電流算出部１２２、スイッチ１２３、スイッチ１２４、目標γ軸電流算出部１２５、電流算出部１２６を備えている。

スイッチ１２３、スイッチ１２４は、不安定領域にあるロータの値が選択されるように制御される。図８では、第１ロータ２２が不安定領域にある場合の状態を示している。

目標ｄｑ軸電流算出部１２１は、第１ロータ２２の目標トルクＴ_1refと第２ロータ２３の目標トルクＴ_2refとを加算した目標総トルクと、ｄｑ座標の目標角速度ω₁と現在の角速度（第１ロータ２２の角速度ω_m1と第２ロータ２３の角速度ω_m2の和）の偏差と、から目標ｑ軸電流ｉ_1qref及び目標ｄ軸電流ｉ_1drefが決まるマップにより目標ｑ軸電流ｉ_1qref及び目標ｄ軸電流ｉ_1drefを算出する。

ｄｑ座標の目標角速度ω₁は、モータ２の基本波回転磁界の周波数ｆ₀や電流指令値Ａ₀などに基づいて算出される。

目標δ軸電流算出部１２２は、スイッチ１０７により選択されたロータ（図８では第１ロータ２２）のγδ座標の目標トルクと、スイッチ１２３により選択されたロータ（図８では第１ロータ２２）の目標角速度と、から目標δ軸電流ｉ_δref及び目標γ軸電流ｉ_γrefが決まるマップにより目標δ軸電流ｉ_δrefを算出する。

第１ロータ２２の目標角速度ω_m1ref、第２ロータ２３の目標角速度ω_m2refは、モータ２の基本波回転磁界の周波数ｆ₀や電流指令値Ａ₀、第１ロータ２２の目標トルクＴ_1ref、第２ロータ２３の目標トルクＴ_2refなどに基づいて算出される。

目標γ軸電流算出部１２５は、スイッチ１０７により選択されたロータ（図８では第１ロータ２２）のγδ座標の目標トルクと、スイッチ１２３により選択されたロータ（図８では第１ロータ２２）の目標角速度と現在の角速度（スイッチ１２４により選択されたロータ（図８では第１ロータ２２）の角速度）の偏差と、から目標δ軸電流ｉ_δref及び目標γ軸電流ｉ_γrefが決まるマップにより目標γ軸電流ｉ_γrefを算出する。

電流算出部１２６は、電流センサ７８により検出された三相の電流値ｉ_u、ｉ_v、ｉ_wをαβ座標の電流値ｉ_α、ｉ_βに変換する。

電流算出部１２６は、第１ロータ２２の角速度ω_m1と第２ロータ２３の角速度ω_m2を加算した値に基づいて、αβ座標の電流値ｉ_α、ｉ_βをｄｑ座標の電流値ｉ_d、ｉ_qに変換する。

電流算出部１２６は、スイッチ１１２により選択されたロータの角速度（図８では第１ロータ２２の角速度ω_m1）に基づいて、ｄｑ座標の電流値ｉ_d、ｉ_qをγδ座標の電流値ｉ_γ、ｉ_δに変換して出力する。

電流算出部１２６は、γδ座標の電流値ｉ_γ、ｉ_δとスイッチ１１２により選択されたロータの角速度（図８では第１ロータ２２の角速度ω_m1）に基づいて、ｄｑ座標の電流値ｉ_d、ｉ_qを算出して出力する。

このように、本実施例の他の態様では、一部の数値をマップにより求めているため、制御システムをシンプルに構成することができる。

本実施例では、１つのステータで２つのロータを駆動する場合を示したが、２つの同様な構成のモータを１つのインバータで駆動させる場合にも同様に適用することができる。

また、本実施例では、各種センサ情報に基づきＥＣＵが各種の判定や算出を行なう例について説明したが、これに限らず、車両が外部サーバ等の車外装置と通信可能な通信部を備え、該通信部から送信された各種センサの検出情報に基づき車外装置によって各種の判定や算出が行なわれ、その判定結果や算出結果を通信部で受信して、その受信した判定結果や算出結果を用いて各種制御を行なってもよい。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ 車両
２ モータ（誘導モータ）
３ インバータ
５ ＥＣＵ（制御部）
２２ 第１ロータ
２３ 第２ロータ
１０１ 目標ｑ軸電流算出部
１０３ 目標ｄ軸電流算出部
１０５ 第１ロータ座標変換部
１０６ 第２ロータ座標変換部
１０８ 目標δ軸電流算出部
１１０ 目標γ軸電流算出部
１１３ 目標三相電圧算出部
１１４ 励磁磁束算出部
１２１ 目標ｄｑ軸電流算出部
１２２ 目標δ軸電流算出部
１２５ 目標γ軸電流算出部
１２６ 電流算出部

Claims (4)

1. 互いに異なる回転速度で回転可能に設けられた二つのロータを有し、前記二つのロータが左右駆動輪にそれぞれ連結され、共通する回転磁界により駆動される誘導モータを制御する車両用モータ制御装置であって、
   前記二つのロータを一つのロータとして該一つのロータを制御する制御量を求め、前記二つのロータのいずれか一方のロータを一つのロータとして前記二つのロータを一つのロータとしたときの制御量に基づいて前記一方のロータの制御量を求め、該一方のロータの制御量に基づいて前記共通する回転磁界を制御する制御量を求めて前記誘導モータを制御する制御部を備える車両用モータ制御装置。
2. 前記制御部は、前記二つのロータを一つのロータとしたときの目標総トルクと目標磁束密度に基づいて目標ｑ軸電流を算出する目標ｑ軸電流算出部と、前記目標磁束密度と現在の磁束密度に基づいて目標ｄ軸電流を算出する目標ｄ軸電流算出部と、前記目標ｄ軸電流及び前記目標ｑ軸電流を前記一方のロータの回転座標としてのγδ座標に変換して該γδ座標での前記一方のロータの目標トルクを算出する座標変換部と、前記一方のロータの目標トルクと他方のロータの目標磁束密度に基づいて前記γδ座標の目標δ軸電流を算出する目標δ軸電流算出部と、前記他方のロータの目標磁束密度と前記他方のロータの現在の磁束密度に基づいて目標γ軸電流を算出する目標γ軸電流算出部と、前記目標γ軸電流及び前記目標δ軸電流に基づいて前記誘導モータを駆動する三相の交流電圧を算出する目標三相電圧算出部と、を備える請求項１に記載の車両用モータ制御装置。
3. 前記制御部は、前記二つのロータを一つのロータとしたときの目標総トルクと目標角速度から目標ｄ軸電流及び目標ｑ軸電流が決まるマップにより前記目標ｄ軸電流及び前記目標ｑ軸電流を算出する目標ｄｑ軸電流算出部と、前記目標ｄ軸電流及び前記目標ｑ軸電流を前記一方のロータの回転座標としてのγδ座標に変換して該γδ座標での前記一方のロータの目標トルクを算出する座標変換部と、前記一方のロータの目標トルクと前記一方のロータの目標角速度から前記γδ座標の目標δ軸電流が決まるマップにより前記目標δ軸電流を算出する目標δ軸電流算出部と、前記一方のロータの目標トルクと前記一方のロータの目標角速度と現在の角速度の偏差とから前記γδ座標の目標γ軸電流が決まるマップにより前記目標γ軸電流を算出する目標γ軸電流算出部と、前記目標γ軸電流及び前記目標δ軸電流に基づいて前記誘導モータを駆動する三相の交流電圧を算出する目標三相電圧算出部と、を備える請求項１に記載の車両用モータ制御装置。
4. 前記制御部は、前記二つのロータのうち、不安定領域のロータを前記一方のロータとする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用モータ制御装置。

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