JP2019165532A - 電動車両の損失制御方法、および損失制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多相モータを備える電動車両の制御において、減磁領域の動作点を用いずに損失量を制御して、所望の回生トルクを得ることができる技術を提供する。【解決手段】複数の中性点を有する多相モータと、インバータを介して多相モータと電気的に接続されるバッテリとを備える電動車両の損失制御方法であって、モータに供給される電流のｄ軸成分とｑ軸成分からなるｄｑ軸座標において、モータ３の目標動作点が減磁領域以外であって且つ要求トルクを発生させる動作点となるように、中性点に対応する各巻線に対してそれぞれ異なる動作点を配分する損失制御を実行し、動作点に応じた電流を各巻線に供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両の損失制御方法、および損失制御装置に関する。

特許文献１には、駆動源としてのモータと、インバータ回路とを備えたハイブリッド車両の制御方法が開示されている。このハイブリッド車両の制御方法では、バッテリの充電量が予め定めた所定値以上で、かつ駆動機構に制動力を付与する必要がある場合には、所望の回生トルクを得るために、モータやインバータ回路で発生するエネルギー損失（電力損失）を大きくしている。

特開２０１７−７７８０８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された制御方法では、電流量の大きい動作点で電流指令を行うことで損失を増大させているので、当該動作点がモータの減磁領域に入る場合があり問題となる。

本発明は、駆動源としての多相モータを備える電動車両の制御において、減磁領域の動作点を用いずに損失量を制御して、所望の回生トルクを得ることができる技術を提供することを目的とする。

本発明による電動車両の損失制御方法によれば、複数の中性点を有する多相モータと、インバータを介して多相モータと電気的に接続されるバッテリとを備える電動車両の損失制御方法であって、モータに供給される電流のｄ軸成分とｑ軸成分からなるｄｑ軸座標において、モータ３の目標動作点が減磁領域以外であって且つ要求トルクを発生させる動作点となるように、中性点に対応する各巻線に対してそれぞれ異なる動作点を配分する損失制御を実行し、動作点に応じた電流を各巻線に供給する。

本発明によれば、減磁領域の動作点を用いずに損失量を制御しながら、所望の回生トルクを発生させることができる。

図１は、一実施形態の電動車両の制御方法を実現するモータ制御システムを示すブロック図である。 図２は、従来制御の問題点を説明するための図である。 図３は、従来制御を３相２重モータに適用させた場合の問題点を説明するための図である。 図４は、一実施形態の損失制御処理を説明するフローチャートである。 図５は、一実施形態の損失制御処理において設定された動作点βを示す図である。 図６は、一実施形態の第１巻線と第２巻線の定電流円を示す図である。 図７は、第１巻線および第２巻線の各動作点を決定する方法を説明する図である。 図８は、第１巻線および第２巻線の各動作点を決定する方法を説明する図である。 図９は、変形例１の損失制御処理を説明するフローチャートである。 図１０は、変形例２の損失制御処理を説明するフローチャートである。

[一実施形態]
図１は、本発明の一実施形態に係る電動車両の損失制御方法が適用されるモータ制御システム１００の構成例を示すブロック図である。

一実施形態にかかるモータ制御システム１００は、バッテリ１と、インバータ２と、３相２重モータ３と、バッテリ電流センサ４と、バッテリコントローラ５と、車両制御コントローラ６と、モータコントローラ７と、を含んで構成される。なお、本実施形態の電動車両の損失制御方法は、前記３相２重モータ３を制御対象とし、少なくともモータコントローラ７を用いて実行される。

車両制御コントローラ６は、車両システムを統括的に制御するコントローラとして機能する。車両制御コントローラ６は、ドライバのアクセル操作量に応じた要求トルクを算出して、３相２重モータ３への要求トルク値としてモータコントローラ７に出力する。具体例としては、車両制御コントローラ６は、ドライバのアクセル操作に基づくアクセル開度θ等の車両情報に応じて、予め記憶したアクセル開度−トルクテーブル等を参照することにより要求トルク値としての目標トルク指令値を算出して、モータコントローラ７に出力する。なお、要求トルクには、車両の進行方向に対して正方向（駆動側）に作用する駆動トルクと、進行方向に対して負の方向（制動側）に作用する回生トルクとが含まれる。

モータコントローラ７は、３相２重モータ３を制御するコントローラとして機能する。モータコントローラ７は、車両制御コントローラ６から出力される要求トルク値、および、３相２重モータ３の回転子位相αや三相交流電流等の３相２重モータ３の状態を示す信号等がデジタル信号として入力される。モータコントローラ７は、入力された信号に基づいて、３相２重モータ３の駆動力と回生制動力とを制御するための電流指令値を演算する。そして、モータコントローラ７は、演算した電流指令値に基づいてインバータ２のスイッチング素子を開閉制御することにより３相２重モータ３に所望のトルク（要求トルク）を発生させる電流を供給する。

３相２重モータ３は、本実施形態において制御対象とするモータである。３相２重モータ３は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相にそれぞれ対応する三相巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１からなるコイル結線３１と、三相巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２からなるコイル結線３２とを含んで構成される。コイル結線３１は、各相の巻線の一端同士を中性点３１ｎで接続することにより構成される。コイル結線３２は、各相の巻線の一端同士を中性点３２ｎで接続することにより構成される。すなわち、３相２重モータ３は、中性点が異なる三相のコイル結線を二つ備えるモータである。

３相２重モータ３（以下、単に「モータ３」と称する）は、インバータ２から供給される電流（三相交流電流）により駆動力を発生し、不図示の減速機およびドライブシャフトを介して、左右の駆動輪に駆動力を伝達する。また、モータ３は、車両の走行時に駆動輪に連れ回されて回転するときに、回生制動力を発生させることで、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。この場合、インバータ２は、モータ３の回生運転時に発生する交流電流を直流電流に変換して、バッテリ１に供給する。

バッテリ１は、充放電可能な蓄電池であって、例えばリチウムイオンバッテリである。バッテリ１は、主に、モータ３に対する駆動電力の放電、および、モータ３による回生電力の充電を行う。

インバータ２は、バッテリ１とモータ３との間に接続され、バッテリ１の直流電力を所望の交流電力に変換して、モータ３に供給する。また、モータ３による回生電力（交流電力）を直流電力に変換して、バッテリ１に供給する。インバータ２は、モータ３が備える複数の三相コイル結線、すなわち、コイル結線３１およびコイル結線３２にそれぞれ独立した電力変換器として接続される第１巻線駆動回路４１と、第２巻線駆動回路４２とを含んで構成される。第１巻線駆動回路４１、および第２巻線駆動回路４２は、対応する相ごとに備えられたスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴやＭＯＳ−ＦＥＴ等のパワー半導体素子）をオン／オフすることにより、バッテリ１から供給される直流の電流を交流に変換して、モータ３に供給する。

また、第１巻線駆動回路４１、および第２巻線駆動回路４２は、対応する相ごとに備えられたスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴやＭＯＳ−ＦＥＴ等のパワー半導体素子）をオン／オフすることにより、モータ３から供給される交流の電流を直流に変換して、バッテリ１に供給する。ただし、バッテリ１が満充電の時等、モータ３の回生電力をバッテリ１に充電することができない場合がある。このような場合であっても所望の回生トルクを得るためには、モータ３の回生運転時に発生する電力をバッテリ１へ供給することなく消費する必要がある。そこで、本実施形態では、モータ３乃至インバータ２で発生する損失量（電力損失量）を制御して、上記の回生電力を相殺することにより所望の回生トルクを得るための損失制御処理が実行される。損失制御処理の詳細については後述する。

バッテリ電流センサ４は、バッテリ１へ入出力される電流値を検出可能なセンサである。バッテリ電流センサ４は、バッテリ１とインバータ２との間の直流電源ラインに設けられ、インバータ２からバッテリ１に供給される電流（充電電流）、および、バッテリ１からインバータ２に供給される電流（放電電流）を検出して、検出した電流値をバッテリコントローラ５に送信する。

バッテリコントローラ５は、バッテリ１の充電電流値、および放電電流値をバッテリ電流センサ４から取得するとともに、それらの電流値に基づいてバッテリ１のＳＯＣ（state of charge）を演算する。また、バッテリコントローラ５は、車両制御コントローラ６およびモータコントローラ７と相互通信可能に接続されており（例えばＣＡＮ通信）、バッテリ１の充電電流値、放電電流値、およびＳＯＣに関する情報を車両制御コントローラ６およびモータコントローラ７と共有する。なお、本明細書におけるＳＯＣは充電容量［％］と同様の意味で用いている。

なお、バッテリコントローラ５、車両制御コントローラ６、およびモータコントローラ７は、それぞれ、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）から構成される。ただし、バッテリコントローラ５、車両制御コントローラ６、およびモータコントローラ７は、本実施形態のモータ制御システム１００において実行される制御をそれぞれ別個に或いは強調して実行する必要は必ずしもなく、例えば一つのコントローラが各コントローラの機能を統合して実行するように構成されてもよい。

以上が本実施形態のモータ制御システム１００の基本構成である。以下では、モータコントローラ７が主として実行する損失制御方法の詳細について説明する。

ここで、図２、図３を参照して、従来制御の問題点について述べる。

図２は、従来制御の問題点を説明するための図である。図２は、三相のモータ３に供給される電流（三相電流）のｄ軸成分とｑ軸成分とから構成されるｄｑ軸座標系であって、横軸はｄ軸電流Ｉｄ、縦軸はｑ軸電流Ｉｑを表している。図中の曲線は等トルク線を表している。図中に示された円内は、減磁領域を示している。

例えば特許文献１においても、駆動源として三相交流モータを備える車両において、所望の回生トルクを得るために当該モータやインバータにおける損失を増大させる制御が行われる。この制御が行われる際の動作点（界磁電流）として、従来では、通常制御時に使用する電流量の少ない動作点ではなく（図中の原点から伸びる点線矢印参照）、より電流量の大きい動作点が選択される。電流がより大きい方が、より大きい損失を確保できるからである。なお、原点から動作点までの軌跡を表す図中の点線矢印及び実線矢印の長さＩａは電流の大きさに比例する。

従来制御においてこのような制御を行う結果、少なくとも以下２点の問題がある。第１に、電流がより大きい動作点を用いた結果、減磁領域内の動作点を用いてしまう場合がある（図中の原点から伸びる実線矢印参照）。この場合は、モータ制御時に意図しない減磁を発生させてしまうため問題となる。第２に、電流がより大きい動作点を用いた結果、ｑ軸電流Ｉｑに対するトルク感度の大きい領域の動作点（等トルク線の間隔が相対的に狭い領域の動作点）を用いてしまう場合がある。この場合は、モータ制御時におけるトルク精度が悪化してしまうため問題となる。

このような従来制御を本発明の制御対象である３相２重モータに適用させた場合も、従来と同様の問題が生じる。

図３は、従来制御を３相２重モータに適用させた場合の問題点を説明するための図である。横軸はｄ軸電流Ｉｄ、縦軸はｑ軸電流Ｉｑを表している。図中の曲線は等トルク線を表している。また、図中の定電流円３１ｃは、３相２重モータが備える第１巻線の定電流円を表し、点電流円３２ｃは、３相２重モータが備える第２巻線の定電流円を表している。なお、ｄ軸電流Ｉｄを示す横軸を基準として、上方は駆動側、下方は回生側（制動側）の等トルク線を表している。

ここで、バッテリが充電できない状況下において、従来制御を３相２重モータにそのまま適用させた場合を想定する。この場合でも、モータコントローラは、従来制御と同様に、要求トルク値に基づいて必要な損失量を発生可能な動作点（目標動作点）を決定する。そして、該目標動作点に対応する電流指令値をそのまま３相２重モータに適用すると、３相２重モータが備える第１巻線及び第２巻線への電流配分は原則１：１となる。また、第１巻線及び第２巻線にはそれぞれ同じ動作点、すなわち、同じ電流指令値が設定される。その結果、目標動作点は、第１巻線の電流ベクトルａと第２巻線の電流ベクトルｂとの合成ベクトルｃによって達成される。この目標動作点は、減磁領域に位置している。すなわち、従来制御を３相２重モータに単に適用させるだけでは従来制御と同様の問題が発生してしまう。

そこで、本実施形態では、第１巻線および第２巻線への電流配分を工夫することにより、上記問題点を解決する損失制御方法（損失制御処理）を提供する。

具体的には、本実施形態では、減磁領域、或いは、ｑ軸電流Ｉｑに対するトルク感度が高い領域を用いずに、必要な損失を発生させるとともに、モータ３に所望の要求トルクを出力させる動作点を選択する。そして、当該動作点を用いてのモータ制御を、第１巻線に電流を供給する第１巻線駆動回路４１、および第２巻線に電流を供給する第２巻線駆動回路４２に対してそれぞれ異なる電流指令値を適用させることにより実現する。

図４は、本実施形態の損失制御処理を説明するフローチャートである。以下に説明する処理は、車両システムが起動している間、一定の間隔で常時実行するようにモータコントローラ７にプログラムされている。

ステップＳ１００では、モータコントローラ７は、車両制御コントローラ６から回生トルクを出力させる目標トルク指令値（回生トルク指令値）を受信する。

ステップＳ１０１では、モータコントローラ７は、バッテリ１の充電可否を判定する。具体的には、モータコントローラ７は、バッテリ１のＳＯＣが所定値［％］以上か否かを判定する。ここでの所定値は、バッテリ１の充電可否を判定可能な値であって、例えば、バッテリ１の過充電保護の観点から定められる。一例として、過充電に起因してバッテリ１の内部においてリチウムイオンが析出することを防止できる値が設定される。バッテリ１のＳＯＣが所定値以上であれば、ステップＳ１０３以降において本実施形態の損失制御処理が実行される。ＳＯＣが所定値以上でなければ、ステップＳ１０２の処理が実行される。

ステップＳ１０２では、公知の通常制御が実行され、損失制御処理は実行されずに本フローに係る処理は終了する。損失制御処理は、バッテリ１への充電を避けたい場合に、通常時よりも損失を増大させることにより回生エネルギーを相殺して所望の回生トルクを確保するための処理である。そのため、常に実行されると効率の低下を招く。従って、バッテリ１への充電が許容される場合は、損失制御処理は実行されず、回生エネルギーを回生電力としてバッテリ１に充電する通常制御が実行される。

なお、損失制御処理が実行されるか否かの閾値となる上記所定値［％］は、ヒステリシスを有していることが好ましい。これにより、損失制御と通常制御との切換が頻繁に発生することを抑制することができる。

ステップＳ１０３では、損失制御処理が開始される。

ステップＳ１０４では、モータコントローラ７は、回生トルク指令値に基づいて、モータ３（第１巻線および第２巻線）へ供給する総電流量Ｉｔを算出する。ここで算出される総電流量Ｉｔは公知例に基づいて算出される。すなわち、モータコントローラ７は、中性点が一つのモータ（３相モータ）における電流量の算出と同様に、所望の回生トルクを得るのに必要な損失を発生させる電流量を総電流量Ｉｔとして算出する（図３の電流ベクトルｃ（合成ベクトルｃ）参照）。

ステップＳ１０５では、モータコントローラ７は、ステップＳ１０４で算出した総電流量Ｉｔを第１巻線と第２巻線とに配分する。本ステップで設定される第１巻線と第２巻線との電流配分の初期設定値は任意であるが、本実施形態では１：１とする。電流配分の初期設定値を１：１とすることにより、１：１にしない場合に生じる電流量の大きい方の動作点が、減磁領域およびトルク感度の大きい領域に入る虞を抑制することができる。結果として、減磁領域外における動作点の選択肢を増やすことができる。

ステップＳ１０６では、モータコントローラ７は、モータ３の目標動作点である動作点βを設定する。動作点βは、減磁領域、及び、トルク感度の高い領域以外の領域であって、所望の回生トルクを確保できる位置であればよい。

図５は、本実施形態のステップＳ１０６において設定された動作点βを示す。図５で示す動作点βは、原点から所望の回生トルクに対応する等トルク線までを最短距離で結ぶことができる動作点である（図２の点線矢印参照）。この動作点βは、従来の３相モータにおいて、要求トルクを最も小さい電流量によって達成する動作点を選択する際と同一の方法を用いて設定される。また、このように設定される動作点は、原則として減磁領域内には存在しない。すなわち、本実施形態の動作点βは、制御対象が３相２重モータでありながら、従来の３相モータにおいて用いられていた最適な動作点を選択する手法を使って決定される。これにより、３相２重モータを制御対象とすることによる追加の検討なしに減磁領域外の動作点を選択することができるので、動作点の設定に関連する演算負荷を増大させることを回避することができる。動作点βに対するモータ３の定電流円を図６に示す。

図６は、モータ３が備える第１巻線と第２巻線の定電流円を示す。第１巻線の定電流円はＩｄＩｑ軸座標の原点を中心とする電流ベクトルの軌跡であり、第２巻線の定電流円は動作点βを中心とする電流ベクトルの軌跡である。上述したとおり、第１巻線に供給される電流量と第２巻線に供給される電流量の初期設定値は１：１であるため、各定電流円の半径（電流ベクトルの大きさ）は同じである。これらの定電流円に基づいて、続くステップＳ１０７の処理が実行される。

ステップＳ１０７では、モータコントローラ７は、第１巻線および第２巻線の各動作点を決定する。モータ３の目標動作点である動作点βは、第１巻線および第２巻線の各動作点に対応する電流ベクトルを合成することにより達成される。

図７および図８は、第１巻線および第２巻線の各動作点を決定する方法を説明する図である。第１巻線および第２巻線の各動作点は、第１巻線および第２巻線の各定電流円の二つの交点が設定される。

より具体的には、まず、第１巻線の動作点として任意の交点（本実施形態では第２象限に位置する交点）を選択する。すなわち、ＩｄＩｑ軸座標の原点から該交点までの電流ベクトル（実線矢印参照）が、第１巻線への電流指令値となる。そして、該交点から動作点βまでの電流ベクトルが第２巻線への電流指令値となる。実際の制御においては、ＩｄＩｑ軸座標の原点から電流を制御するので、ＩｄＩｑ軸座標の原点から、第４象限に位置する交点（すなわち第２巻線の動作点）までの電流ベクトルで表されるのが、第２巻線への電流指令値となる。なお、第２象限の交点から動作点βまでの電流ベクトルの長さ（電流量）は、原点から第２巻線の動作点までの電流ベクトルの長さ（電流量）と同等である（図８参照）。

このようにして決定された第１巻線の電流ベクトルと第２巻線の電流ベクトルとの合成ベクトルは、モータ３の動作点βと一致する。換言すると、第１巻線と第２巻線の合成ベクトルが、モータ３の出力となる。第１巻線および第２巻線の動作点、すなわち、第１巻線および第２巻線へ適用される電流指令値がそれぞれ決定されると、続くステップＳ１０８の処理が実行される。

ステップＳ１０８では、モータコントローラ７は、ステップＳ１０８で決定した各電流指令値に基づいてインバータ２の第１巻線駆動回路４１と第２巻線駆動回路４２とを制御して、第１巻線と第２巻線とにそれぞれ異なる電流（三相交流電流）を印加する。これにより、減磁領域内、或いは、ｑ軸電流Ｉｑに対するトルク感度が相対的に高い領域内の動作点を使わずに、必要な損失を発生させつつ、要求された回生トルクを発生させることができる。

続くステップＳ１０９では、モータコントローラ７は、バッテリ電流センサ４が検出する電流値が０［Ａ］以上か否かを判定する。換言すれば、モータコントローラ７は、バッテリ１に入出力される電流値（バッテリ電流値）を監視して、バッテリ１が充電状態か放電状態かを判定する。バッテリ電流値が０Ａ以上、すなわち、バッテリ１からインバータ２へ電流が供給される状態（放電状態）であれば、現在の損失量を維持するステップＳ１１１の処理を実行する。バッテリ電流値が０Ａ未満（−）、すなわち、インバータ２からバッテリ１へ電流が供給される状態（充電状態）であれば、損失量を増大させるステップＳ１１０の処理が実行される。なお、本明細書においては、インバータ２からバッテリ１へ供給される電流（充電電流）をマイナス（−）［Ａ］で表し、バッテリ１からインバータ２へ供給される電流（放電電流）をプラス（＋）［Ａ］で表すものとする。

ステップＳ１１０では、モータコントローラ７は、第１巻線および第２巻線の電流配分を変更する。具体的には、モータコントローラ７は、モータ３の目標動作点である動作点βおよびモータ３への総電流量Ｉｔは固定して、初期設定値を１：１としていた第１巻線および第２巻線の電流配分を変更する。より詳細には、モータコントローラ７は、第１巻線へ供給する電流量を所定値分増加させるとともに、第２巻線へ供給する電流量を該所定値分減少させることにより第１巻線および第２巻線の電流配分を変更する。その結果、電流量が増加した巻線の損失量が、電流量が減少した巻線の損失の減少量以上に増加するので、モータ３全体としての損失量を増大させることができる。なお、ここでの所定値［Ａ］は適宜設定されてよく、特に限定されない。本実施形態では、モータ３の動作点βを固定して、各巻線の電流配分を変えるだけで損失を可変することができるので、損失制御にかかる演算負荷の増加を抑制し、結果として損失制御の高速化を実現することができる。

第１巻線および第２巻線の電流配分が変更されると、続くステップＳ１０６〜ステップＳ１０９の処理が実行される。そして、ステップＳ１０９において、上記のとおりバッテリ１が充電状態か否かが判定される。ステップＳ１１０の処理によって損失を増大させたことでバッテリ１の充電状態が解消されると、続くステップＳ１１１の処理が実行される。バッテリ１の充電状態が解消されない場合は、充電状態が解消されるまで、ステップＳ１１０、およびステップＳ１０６〜ステップＳ１０９の処理が繰り返し実行される。これにより、バッテリ１が過充電となる虞を抑制することができる。

そして、ステップＳ１１１においてステップＳ１０７で決定された第１巻線駆動回路４１および第２巻線駆動回路４２への各電流指令値が保持され、本フローに係る損失制御処理は終了する。

以上、第１実施形態の電動車両の損失制御方法は、複数の中性点（３１ｎ、３２ｎ）を有する多相モータ（モータ３）と、インバータ２を介してモータ３と電気的に接続されるバッテリ１とを備える電動車両の損失制御方法であって、モータ３に供給される電流のｄ軸成分とｑ軸成分からなるｄｑ軸座標において、モータ３の目標動作点（動作点β）が減磁領域以外であって且つ要求トルクを発生させる動作点となるように、中性点３１ｎ、３２ｎに対応する各巻線に対してそれぞれ異なる動作点を配分する損失制御を実行し、動作点に応じた電流を各巻線に供給する。これにより、減磁領域、あるいは、ｑ軸電流Ｉｑに対するトルク感度が高い領域の動作点を用いずに、損失量を制御して、所望の回生トルクを発生させることができる。

また、第１実施形態の電動車両の損失制御方法によれば、目標動作点βは、要求トルクの等トルク線上において、当該等トルク線とｄｑ軸座標の原点とを最短距離で結ぶ位置に設定される。これにより、従来制御を３相２重モータ３に適用させるに際して、追加の検討なしに減磁領域外の動作点を選択することができるので、動作点の設定に関連する演算負荷を増大させることを回避することができる。

また、第１実施形態の電動車両の損失制御方法によれば、各巻線（第１巻線、第２巻線）に供給する電流量の初期設定値はそれぞれ同じ値に設定される。これにより、電流量の配分を１：１にしない場合に生じる電流量の大きい方の動作点が、減磁領域およびトルク感度の大きい領域に入る虞を抑制することができるので、減磁領域外における動作点の選択肢を増やすことができる。

また、第１実施形態の電動車両の損失制御方法によれば、充放電可能なバッテリ１をさらに備え、損失制御は、バッテリ１の充電容量が所定の閾値を超えた場合に実行される。これにより、損失制御が必要な状況下でのみ実行されるので、効率の悪化を最低限に抑えることができる。

また、第１実施形態の電動車両の損失制御方法によれば、バッテリ１の充電容量に関する上記の閾値はヒステリシスを有する。これにより、損失制御と通常制御との切換が頻繁に発生することを抑制することができる。

また、第１実施形態の電動車両の損失制御方法によれば、損失制御は、バッテリ１へ供給される電流（充電電流）が０Ａになるまで継続される。これにより、バッテリ１が充電されない状態になるまで損失制御が実行されるので、バッテリ１の過充電を防止することができる。

また、第１実施形態の電動車両の損失制御方法によれば、損失制御は、バッテリ１の充電電流に基づいて各巻線に供給する電流量の配分を可変することにより実行される。これにより、損失制御にかかる演算負荷の増加を抑制することができるので、結果として損失制御の高速化を実現することができる。

以下では、本実施形態の電動車両の損失制御方法の変形例１、２について説明する。変形例１、２と上述の実施形態とは、図４を用いて説明した上述の損失制御処理において実行される損失量を増加させるための処理（ステップＳ１１０参照）が異なっている。

＜変形例１＞
図９は、変形例１の損失制御処理を説明するフローチャートである。図９を参照して、上述の実施形態との相違点であるステップＳ２１０について説明する。なお、図９に示すステップＳ１００〜Ｓ１０９、およびＳ１１０は、図４で示すフローに示す同じステップ番号が付された処理と同じなので説明を割愛する。

ステップＳ２１０では、モータコントローラ７は、モータ３へ供給する総電流量Ｉｔを所定量（ｎＡ）増加させる。本ステップでの処理は、上述の実施形態と同様に損失量を増やすことによりバッテリ１の充電状態を解消することを目的として実行される。

すなわち、本変形例では、モータコントローラ７は、モータ３の目標動作点である動作点βは固定して、モータ３への総電流量Ｉｔを増加させることにより、モータ３の損失量を増大させる。なお、ここでの所定量（ｎＡ）は適宜設定されてよく、特に限定されない。本ステップにおいてモータ３の損失量を増大させると、モータコントローラ７は、続いてステップＳ１０５の処理を実行する。

以上、変形例１の電動車両の損失制御方法によれば、損失制御は、バッテリ１の充電電流に基づいて各巻線に供給する電流量の総和を可変することにより実行される。これにより、モータ３へ供給する電流量を大きくするだけで損失を増加させることができるので、損失制御にかかる演算負荷の増加を抑制し、結果として損失制御を高速化を実現することができる。

＜変形例２＞
図１０は、変形例２の損失制御処理を説明するフローチャートである。図１０を参照して、上述の実施形態及び変形例１との相違点であるステップＳ３１０について説明する。なお、図１０に示すステップＳ１００〜Ｓ１０９、およびＳ３１０は、図４で示すフローに係る処理と同じなので説明を割愛する。

ステップＳ２１０では、モータコントローラ７は、ステップＳ１０６で設定した動作点βを変更する。本ステップでの処理は、上述の実施形態及び変形例１と同様に損失量を増やすことによりバッテリ１の充電状態を解消することを目的として実行される。

すなわち、本変形例では、モータコントローラ７は、モータ３への総電流量Ｉｔ、および、第１巻線と第２巻線との電流配分は固定して、モータ３の目標動作点である動作点βを移動させることにより、モータ３の損失量を増大させる。なお、ここでの所定値［Ａ］は適宜設定されてよく、特に限定されない。動作点βをどのように移動させるかは、図３を用いて説明した減磁領域、および、トルク感度が高い領域以外であれば適宜設定されてよく、特に限定されない。本変形例では、例えば、ステップＳ１０６で設定した動作点βの位置を等トルク線上を通って、より原点側（ｄ軸電流Ｉｄがより小さい側）へ移動させる。動作点βをｄ軸電流Ｉｄがより小さい側へ移動させた方が、該動作点をｑ軸電流Ｉｑに対するトルク感度がより低い領域へ移動させることができる。本ステップにおいてモータ３の損失量を増大させると、モータコントローラ７は、続いてステップＳ１０７の処理を実行する。

以上、変形例２の電動車両の損失制御方法によれば、損失制御は、バッテリ１の充電電流に基づいて目標動作点（動作点β）を可変することにより実行される。これによれば、動作点βを直接的に変化させるので、該動作点βが減磁領域やｑ軸電流Ｉｑに対するトルク感度が大きい領域に入ることを調節的に回避することができる。

以上、本発明の実施形態、及びその変形例について説明したが、上記実施形態及び変形例は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。また、上記実施形態、及びその変形例は、矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせ可能である。

例えば、上述の一実施形態と変形例１とを組み合わせて、モータ３の目標動作点である動作点βは固定して、モータ３への総電流量Ｉｔ、および、第１巻線と第２巻線との電流配分を双方とも変更することにより、モータ３の損失量をより増大させてもよい。

また、本発明にかかる制御対象モータは３相２重モータに限られない。本発明にかかる制御対象モータは、中性点が互いに異なる複数のコイル結線を有していればよく、その相数および中性点の数は特に限定されない。

また、上述した第１巻線、第２巻線は、複数の巻線を互いに区別することを目的とした名称であって、その順序を限定する趣旨ではなく、適宜入れ替え可能である。

１…バッテリ
２…インバータ
３…３相２重モータ（多相モータ）
７…モータコントローラ（コントローラ）

Claims (10)

1. 複数の中性点を有する多相モータと、インバータを介して前記多相モータと電気的に接続されるバッテリとを備える電動車両の損失制御方法であって、
   前記多相モータに供給される電流のｄ軸成分とｑ軸成分からなるｄｑ軸座標において、前記多相モータの目標動作点が減磁領域以外であって且つ要求トルクを発生させる動作点となるように、前記中性点に対応する各巻線に対してそれぞれ異なる動作点を設定する損失制御を実行し、
   前記動作点に応じた電流を前記各巻線に供給する、
   電動車両の損失制御方法。
2. 請求項１に記載の電動車両の制御方法において、
   前記目標動作点は、前記要求トルクの等トルク線上において、当該等トルク線と前記ｄｑ軸座標の原点とを最短距離で結ぶ位置に設定される、
   電動車両の損失制御方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の電動車両の損失制御方法において、
   前記各巻線に供給する電流量の初期設定値はそれぞれ同じ値に設定される、
   電動車両の損失制御方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動車両の損失制御方法において、
   前記損失制御は、前記バッテリの充電容量が所定の閾値を超えた場合に実行される、
   電動車両の損失制御方法。
5. 請求項４に記載の電動車両の損失制御方法において、
   前記閾値はヒステリシスを有する、
   電動車両の損失制御方法。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動車両の損失制御方法において、
   前記損失制御は、前記バッテリの充電電流が０Ａになるまで継続される、
   電動車両の損失制御方法。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電動車両の損失制御方法において、
   前記損失制御は、前記バッテリの充電電流に基づいて前記各巻線に供給する電流量の配分を可変することにより実行される、
   電動車両の損失制御方法。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電動車両の損失制御方法において、
   前記損失制御は、前記バッテリの充電電流に基づいて前記各巻線に供給する電流量の総和を可変することにより実行される、
   電動車両の損失制御方法。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電動車両の損失制御方法において、
   前記損失制御は、前記バッテリの充電電流に基づいて前記目標動作点を可変することにより実行される、
   電動車両の損失制御方法。
10. 複数の中性点を有する多相モータと、
    インバータを介して前記多相モータと電気的に接続されるバッテリと、
    前記多相モータを制御するコントローラと、を備える電動車両の損失制御装置であって、
    前記コントローラは、
    前記多相モータに供給される電流のｄ軸成分とｑ軸成分からなるｄｑ軸座標において、前記多相モータの目標動作点が、減磁領域以外であって且つ要求トルクを発生させる動作点となるように、前記中性点に対応する各巻線に対してそれぞれ異なる動作点を配分し、
    前記インバータを介して前記動作点に応じた電流を前記各巻線に供給する、
    電動車両の損失制御装置。

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