JP2020174448A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回生電力を回転電機にて消費させて制動力を得ることを可能とする車両の制御装置を提供する。【解決手段】モータＥＣＵ２０は、車両１００の駆動軸１，２を駆動するためのＭＧ４０を回生動作させている状態にて、ＭＧ４０のコイルに入力される駆動電流を生成するための電流制御値（ｄ軸電流指令値Ｉｄ、ｑ軸電流指令値Ｉｑ）を所定範囲にて周期的に変動させ、この変動された電流制御値に基づく駆動電流を受けたＭＧ４０にて生じる鉄損によって、ＭＧ４０の回生電力を消費させる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）又はＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ハイブリッド電気自動車）等の電動車両には、車輪の駆動力を得るためのモータ等の回転電機と、バッテリと、が搭載されている。電動車両では、制動時に回転電機を発電機として機能させて回生電力を生成し、これをバッテリへの充電等によって消費することで、制動力を得ることが行われている。しかし、バッテリが十分に充電されている状態等においては、回生電力を消費させることができず、制動力を別手段で賄う等で対応せざるを得ない場合がある。

特許文献１には、バッテリが過充電したり過大な電圧により充電したりするおそれがあると判断した場合には、トルクに寄与しない無効電力をモータに印加する（具体的には、モータの電流指令値を修正する）ことにより、余剰分の電力をモータで消費させることが記載されている。

特開２００５−００２９８９号公報

しかし、特許文献１には、具体的な電流指令値の制御方法については記載されていない。

本発明の目的は、回生電力を回転電機にて消費させて制動力を得ることを可能とする車両の制御装置を提供することにある。

本発明の車両の制御装置は、車両の駆動軸を駆動するための回転電機を回生動作させている状態にて、前記回転電機のコイルに入力される駆動電流を生成するための電流制御値を所定範囲にて周期的に変動させる第一制御を行う制御部を備え、前記第一制御によって変動された前記電流制御値に基づく前記駆動電流を受けた前記回転電機にて生じる鉄損によって前記回転電機の回生電力を消費させるものである。

本発明の車両の制御装置によれば、回生電力を回転電機にて消費させて制動力を得ることができる。

本発明の車両の制御装置によって制御される車両の一実施形態の概略構成を示す模式図である。 図１に示すモータＥＣＵのハードウェア構成を示す模式図である。 図１に示すモータＥＣＵが第一制御を行っている状態における電流ベクトルの変化の一例を説明するための電流ベクトル平面を示す図である。 図１に示すモータＥＣＵが比較例の制御を行っている状態における電流ベクトルの変化の一例を説明するための電流ベクトル平面を示す図である。 図１に示すＭＧのコイルに供給される１相の交流電流の波形の一例を示す図である。 図１に示すモータＥＣＵが第一制御の第一の変形例を行っている状態における電流ベクトルの変化の一例を説明するための電流ベクトル平面を示す図である。

図１は、本発明の車両の制御装置によって制御される車両の一実施形態の概略構成を示す模式図である。図１に示す車両１００は、駆動輪ＤＷ，ＤＷと、駆動軸１と、駆動軸２と、ディファレンシャルギヤ３と、バッテリ（ＢＡＴＴ）５０と、駆動軸１，２に動力を伝達するモータジェネレータ（ＭＧ）４０と、ＰＤＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｄｒｉｖｅ Ｕｎｉｔ）３０と、ＰＤＵ３０を制御するモータＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０と、車両１００全体を統括制御するマネジメントＥＣＵ１０と、を備える。モータＥＣＵ２０とＰＤＵ３０は、車両の制御装置を構成する。

駆動軸１，２は、駆動輪ＤＷ，ＤＷにＭＧ４０の出力を伝える回転軸（例えばドライブシャフトやプロペラシャフト等）である。

ＭＧ４０は、ディファレンシャルギヤ３及び駆動軸１，２を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに接続されている。ＭＧ４０は、バッテリ５０からの電力供給によって、駆動輪ＤＷ，ＤＷの動力源である電動機として動作し、車両１００が走行するための動力を発生する。ＭＧ４０にて発生したトルクは、ディファレンシャルギヤ３及び駆動軸１，２を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。ＭＧ４０は、車両１００の制動時には発電機として動作し得る。ＭＧ４０は、例えば、３相交流式のＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）等のＰＭＳＭ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｍｏｔｏｒ）等により構成される。

バッテリ５０は、例えば直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等である。

ＰＤＵ３０は、ＭＧ４０が電動機として動作する際のバッテリ５０の出力電圧を昇圧する。また、ＰＤＵ３０は、車両１００の制動時にＭＧ４０が発電して直流に変換された回生電力をバッテリ５０に充電する場合に、ＭＧ４０の出力電圧を降圧する。

ＰＤＵ３０は、ＭＧ４０のコイルに３相の交流電流を入力するためのモータドライバ３１と、モータドライバ３１を制御するための制御電圧を、モータＥＣＵ２０にて生成された電流制御値に基づいて生成する電圧生成部３２と、を備える。モータドライバ３１は、例えば、２つのトランジスタの直列回路が３組並列に接続された構成である。モータドライバ３１の各トランジスタは、電圧生成部３２にて生成された制御電圧によってオンオフ制御される。

電圧生成部３２は、ベクトル制御を行うためのハードウェアであり、モータＥＣＵ２０から入力されるｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑに基づいて、モータドライバ３１の各トランジスタの制御電圧を生成する。ＰＤＵ３０では、モータＥＣＵ２０から入力されるｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑに基づいて生成された制御電圧によってモータドライバ３１が制御されることで、このｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑに基づく３相交流電流がモータドライバ３１からＭＧ４０のコイルに供給される。

ｄ軸電流指令値Ｉｄを横軸とし、ｑ軸電流指令値Ｉｑを縦軸とする電流ベクトル平面を定義すると、この電流ベクトル平面の原点から、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑのプロット点まで延びる電流ベクトルの長さによって３相交流電流の振幅が決まり、この電流ベクトルの進角によって３相交流電流の位相が決まる。

モータＥＣＵ２０は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑを生成してＰＤＵ３０の電圧生成部３２に入力する。モータＥＣＵ２０は、ＭＧ４０の回転数ｒｐｍ、ＰＤＵ３０にバッテリ５０から入力される電圧Ｖ２、及びＭＧ４０のトルク目標値ＧＴ等の情報に基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑを生成する。モータＥＣＵ２０の具体的な構成は後述する。

マネジメントＥＣＵ１０は、アクセル開度ＡＰ、車両１００の走行速度Ｖ、バッテリ５０の充電状態を示すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、及び車両１００の走行路の勾配情報θ等を取得し、これら情報に基づいて、回生動作中のＭＧ４０における廃電（ＭＧ４０の回生電力をバッテリ５０等の機器にて消費させるのではなく、自機にて消費させることを言う）が必要か否かを判断する。マネジメントＥＣＵ１０は、廃電が必要と判断した場合には、必要廃電量Ｗと廃電指示信号をモータＥＣＵ２０に入力する。

モータＥＣＵ２０は、ＭＧ４０が発電機として動作中（回生動作中）であり、且つ、廃電指示信号をマネジメントＥＣＵ１０から受けた場合には、ＰＤＵ３０に入力するｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑの各々を、所定範囲にて周期的に変動させる第一制御を行う。

モータＥＣＵ２０は、記憶媒体としてのＲＯＭ２０ａを備えている。ＲＯＭ２０ａには、マネジメントＥＣＵ１０から指定され得る必要廃電量Ｗを、ＭＧ４０の回転数ｒｐｍ及びトルク目標値ＧＴの組み合わせにおいて実現するために必要なｄ軸電流指令値Ｉｄの増減量（Δｄ）のデータが記憶されている。

モータＥＣＵ２０は、廃電指示信号と必要廃電量ＷをマネジメントＥＣＵ１０から受けると、その時点でのＭＧ４０の回転数ｒｐｍ及びトルク目標値ＧＴの組み合わせにて、その必要廃電量Ｗを実現するために必要なｄ軸電流指令値Ｉｄの増減量（Δｄ）を、ＲＯＭ２０ａから検索して取得する。そして、モータＥＣＵ２０は、廃電指示信号を受ける直前においてＰＤＵ３０に入力していたｄ軸電流指令値Ｉｄ（以下では、Ｉｄ＿ｂｆともいう）に増減量Δｄを加算した値から、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｂｆから増減量Δｄを減算した値を上記所定範囲とし、この所定範囲にて、そのｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｂｆを中心値として、ＰＤＵ３０に入力するｄ軸電流指令値ＩｄをΔｄずつ増減させる。

モータＥＣＵ２０は、ＰＤＵ３０に入力中のｄ軸電流指令値Ｉｄの増減によってＭＧ４０のトルクが変動しないように、ＰＤＵ３０に入力するｑ軸電流指令値Ｉｑを、廃電指示信号を受ける直前においてＰＤＵ３０に入力していたｑ軸電流指令値Ｉｑに対して増減させる。このように、モータＥＣＵ２０は、第一制御時には、ＭＧ４０のトルクを一定にしたまま、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑの各々を周期的に変動させる。

図２は、図１に示すモータＥＣＵ２０のハードウェア構成を示す模式図である。モータＥＣＵ２０は、図示省略のプロセッサと、Ｔ−ＩＭＡＰ２１と、電流ベクトルシフタ（ＣＶＳ）積分器２２と、切替部２３，２４と、を備える。

Ｔ−ＩＭＡＰ２１には、モータＥＣＵ２０のプロセッサから、ＭＧ４０の回転数ｒｐｍ、入力電圧Ｖ２、及びトルク目標値ＧＴの情報が入力される。Ｔ−ＩＭＡＰ２１は、入力された情報に基づいて、入力されたトルク目標値ＧＴを実現するために必要なｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑの組み合わせをＲＯＭ２０ａ内のデータベースから読み出し、読み出したデータを、ｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩ及びｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＴＩとして出力する。Ｔ−ＩＭＡＰ２１から出力されたｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩは、ＣＶＳ積分器２２と切替部２３とに入力される。Ｔ−ＩＭＡＰ２１から出力されたｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＴＩは、ＣＶＳ積分器２２と切替部２４とに入力される。

ＣＶＳ積分器２２は、Ｔ−ＩＭＡＰ２１から入力されたｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩ及びｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＴＩと、モータＥＣＵ２０のプロセッサから入力された情報とに基づいて、ｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＣＶＳ及びｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＣＶＳを出力する。ｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＣＶＳは、切替部２３に入力される。ｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＣＶＳは、切替部２４に入力される。

切替部２３と切替部２４には、モータＥＣＵ２０のプロセッサから、廃電指示信号が入力される。切替部２３は、廃電指示信号を受けた場合には、ｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＣＶＳをｄ軸電流指令値Ｉｄとして出力し、廃電指示信号を受けていない場合には、ｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩをｄ軸電流指令値Ｉｄとして出力する。切替部２３から出力されたｄ軸電流指令値Ｉｄは、電圧生成部３２に入力される。

切替部２４は、廃電指示信号を受けた場合には、ｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＣＶＳをｑ軸電流指令値Ｉｑとして出力し、廃電指示信号を受けていない場合には、ｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＴＩをｑ軸電流指令値Ｉｑとして出力する。切替部２４から出力されたｑ軸電流指令値Ｉｑは、電圧生成部３２に入力される。

ＣＶＳ積分器２２には、モータＥＣＵ２０のプロセッサから、ｄ軸電流指示値Ｉｄ＿ＣＭ、ＭＧ４０のトルクの推定値であるトルク推定値ＥＴ、トルク目標値ＧＴ、及び廃電指示信号が入力される。ＣＶＳ積分器２２は、廃電指示信号を受信していない期間においては、ｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＣＶＳ及びｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＣＶＳをそれぞれゼロとして動作を停止する。

モータＥＣＵ２０のプロセッサは、廃電指示信号と必要廃電量ＷをマネジメントＥＣＵ１０から受けると、その時点でのＭＧ４０の回転数ｒｐｍ及びトルク目標値ＧＴの組み合わせにて、その必要廃電量Ｗを実現するために必要なｄ軸電流指令値Ｉｄの増減量（Δｄ）を、ＲＯＭ２０ａから検索して取得する。そして、モータＥＣＵ２０は、廃電指示信号を受ける直前においてＴ−ＩＭＡＰ２１から出力されていたｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩに増減量Δｄを加算した値（Ｉｄ＿ＭＡＸという）と、ｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩから増減量Δｄを減算した値（Ｉｄ＿ＭＩＮという）を生成し、Ｉｄ＿ＭＡＸとＩｄ＿ＭＩＮをそれぞれｄ軸電流指示値Ｉｄ＿ＣＭとして、交互にＣＶＳ積分器２２に入力する。

ＣＶＳ積分器２２は、モータＥＣＵ２０のプロセッサから廃電指示信号の入力を受けると、その時点にてＴ−ＩＭＡＰ２１から出力されていたｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩ及びｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＴＩを初期値にセットする。そして、ＣＶＳ積分器２２は、プロセッサからＩｄ＿ＭＡＸが入力されると、ｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＣＶＳを初期値からＩｄ＿ＭＡＸまで上昇させる。その後、ＣＶＳ積分器２２は、プロセッサからＩｄ＿ＭＩＮが入力されると、ｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＣＶＳをＩｄ＿ＭＡＸからＩｄ＿ＭＩＮまで低下させる。プロセッサからＩｄ＿ＭＡＸとＩｄ＿ＭＩＮが所定間隔にて交互に入力されることで、ＣＶＳ積分器２２のｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＣＶＳは、初期値のｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩを中心として一定時間ごとにΔｄ増減されることになる。

ＣＶＳ積分器２２は、ｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＣＶＳについては、入力されるトルク推定値ＥＴとトルク目標値ＧＴとが一致するように、出力中のｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＣＶＳに応じて変動させる。

廃電指示信号がＣＶＳ積分器２２、切替部２３、及び切替部２４に入力されると、ＣＶＳ積分器２２の出力がそのままｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑとして電圧生成部３２に入力されることになる。例えば、廃電指示信号がＣＶＳ積分器２２に入力されてｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＣＶＳが初期値から増加し、ｄ軸電流指令値Ｉｄが増加する場合を考える。この場合には、増加後のｄ軸電流指令値Ｉｄと、ＣＶＳ積分器２２に初期値として設定されたｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＴＩからなるｑ軸電流指令値Ｉｑとが電圧生成部３２に入力される。

電圧生成部３２では、これらｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値ＩｑからＰＩ制御に基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑが生成される。モータＥＣＵ２０のプロセッサは、例えば、このｄ軸電圧指令値Ｖｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑから、ＭＧ４０のトルク推定値ＥＴを求める。モータＥＣＵ２０のプロセッサは、ＣＶＳ積分器２２から出力されたｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＣＶＳ及びｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＣＶＳから、ＭＧ４０のトルク推定値ＥＴを求めてもよい。

トルク推定値ＥＴが求められると、これがＣＶＳ積分器２２に入力される。ＣＶＳ積分器２２では、現時点でのｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＣＶＳがｄ軸電流指令値Ｉｄとなっている状態にて、トルク推定値ＥＴとトルク目標値ＧＴが一致するように、ｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＣＶＳの調整を行う。この調整によって、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑが変動している状態であっても、トルク推定値ＥＴはトルク目標値ＧＴに近い状態に制御される。つまり、ＭＧ４０のトルク変動なく、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑの変動が行われることになる。

図３は、図１に示すモータＥＣＵ２０が第一制御を行っている状態における電流ベクトルの変化の一例を説明するための電流ベクトル平面を示す図である。図３の横軸はｄ軸電流指令値Ｉｄを示している。図３の縦軸はｑ軸電流指令値Ｉｑを示している。図３に示す“最大トルク／電流曲線”は、原点Ｏからの距離（電流ベクトルの大きさに相当）が最小となる各定トルク曲線上の動作ポイントの集合である。図３には、廃電指示信号をモータＥＣＵ２０が受けた時点でのトルク目標値に対応した定トルク曲線を太実線にて示している。

廃電指示信号をモータＥＣＵ２０が受けた時点では、電流ベクトルの終点は、図３に示す定トルク曲線と“最大トルク／電流曲線”との交点である動作点Ｐ１にある。動作点Ｐ１におけるｄ軸電流指令値Ｉｄの値は、ＣＶＳ積分器２２において設定されたｄ軸電流出力値の初期値（ｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩ）である。動作点Ｐ１におけるｑ軸電流指令値Ｉｑの値は、ＣＶＳ積分器２２において設定されたｑ軸電流出力値の初期値（ｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＴＩ）である。

第一制御が開始されると、ＣＶＳ積分器２２にＩｄ＿ＭＡＸが入力されることでｄ軸電流指令値ＩｄがΔｄ増加し、それに追従してｑ軸電流指令値ＩｑがΔｑ１低下することで、電流ベクトルの終点は、定トルク曲線上を移動して動作点Ｐ２に達する（ステップＳ１）。

その後、ＣＶＳ積分器２２にＩｄ＿ＭＩＮが入力されると、ｄ軸電流指令値ＩｄがΔｄ減少し、それに追従してｑ軸電流指令値ＩｑがΔｑ１増加することで、電流ベクトルの終点は、定トルク曲線上を移動して動作点Ｐ１に達し（ステップＳ２）、続けて、ｄ軸電流指令値ＩｄがΔｄ減少し、それに追従してｑ軸電流指令値ＩｑがΔｑ２増加することで、電流ベクトルの終点は、定トルク曲線上を移動して動作点Ｐ３へと達する（ステップＳ３）。

その後、ＣＶＳ積分器２２にＩｄ＿ＭＡＸが入力されると、ｄ軸電流指令値ＩｄがΔｄ増加し、それに追従してｑ軸電流指令値ＩｑがΔｑ１減少することで、電流ベクトルの終点は、定トルク曲線上を移動して、動作点Ｐ１へと達する（ステップＳ４）。第一制御中は、以上のステップＳ１からステップＳ４の動作が繰り返される。

図３の例では、ｄ軸電流指令値Ｉｄが、ｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩを基準としてΔｄ増加した状態とΔｄ減少した状態とを繰り返すことになる。また、ｑ軸電流指令値Ｉｑが、ｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＴＩを基準としてΔｑ１減少した状態とΔｑ２増加した状態とを繰り返すことになる。なお、ステップＳ１開始からステップＳ４終了までの時間が、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑの変動周期に相当する。

図４は、図１に示すモータＥＣＵ２０が比較例の制御を行っている状態における電流ベクトルの変化の一例を説明するための電流ベクトル平面を示す図である。この比較例の制御では、廃電指示信号を受けたモータＥＣＵ２０が、電流ベクトルの終点を、定トルク曲線上の動作点Ｐ１から動作点Ｐ４に変更し、この状態を維持する。

図５は、ＭＧ４０のコイルに供給される１相の交流電流の波形の一例を示す図である。図５に示す波形４１は、図４に示す比較例の制御を行っている状態における交流電流の波形を示している。図５に示す波形４２は、図３に示す第一制御を行っている状態における交流電流の波形を示している。図５に示す波形４３は、第一制御又は比較例の制御が開始される直前の状態における交流電流の波形を示している。

第一制御が行われることで、波形４２に示すように、コイルの駆動電流は細かく変動するが、その実効値は、波形４３と大きく変わってはいない。一方、比較例の制御が行われた場合には、コイルの駆動電流の実効値が波形４３と比べて２倍近くまで上昇している。比較例の制御を行った場合には、コイルの駆動電流の実効値が上昇することで、ＭＧ４０にて銅損を発生させることができる。一方、第一制御を行った場合には、コイルの駆動電流の実効値は直前の値と同等となるため、銅損をほぼ発生させることなく、主にＭＧ４０のコア部分にて鉄損を発生させることができる。

このように、本形態の車両１００によれば、モータＥＣＵ２０が行う第一制御によって、ＭＧ４０にて鉄損を発生させることできる。この鉄損によって、ＭＧ４０の回生電力を消費させる（廃電する）ことができるため、回生による制動力を確保することができる。この鉄損による発熱はＭＧ４０のコア部分にて生じるが、このコア部分は熱容量が大きいことから、ＭＧ４０の温度上昇は抑制される。また、上述した増減量Δｄや上記の変動周期等を調整することで、鉄損の発生量を細かく調整することが可能であるため、状況に応じた柔軟な廃電制御が可能となる。

また、本形態の車両１００によれば、鉄損によって廃電が可能になることで、銅損を増加させる必要がなくなる。図４に示すように銅損を増やす制御を行う場合には、ＭＧ４０を駆動するモータドライバ３１やＭＧ４０のコイルにおける発熱量が大きくなる。このため、耐熱性を考慮した設計が必要になるが、第一制御を行うことで、こういった考慮が不要となり、車両１００の設計自由度を高めることができる。

また、本形態においては、第一制御時において、ｄ軸電流指令値Ｉｄは、第一制御開始直前の値を基準値としてΔｄずつ均等に増減される。このため、第一制御が行われている期間のＭＧ４０の駆動電流の実効値を、第一制御が行われる直前のときの値により近づけることができる。したがって、ＭＧ４０を駆動するモータドライバ３１やＭＧ４０のコイルにおける発熱量を増やすことなく、廃電を行うことが可能になる。

また、本形態の車両１００によれば、図３に示したように、第一制御時においては、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑが定トルク曲線上に存在するように制御される。このため、トルク変動を伴うことなく、鉄損を増加させて廃電を行うことができ、車両１００の乗り心地を向上させることができる。

（第一制御の第一の変形例）
上記実施形態において、モータＥＣＵ２０のＣＶＳ積分器２２は、廃電指示信号を受けた場合に設定する初期値を、廃電指示信号を受ける直前のｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩ及びｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＴＩとしている。本変形例においては、この初期値を、廃電指示信号を受ける直前のｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩ及びｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＴＩの各々から増加又は減少させた値に設定する。

図６は、図１に示すモータＥＣＵ２０が第一制御の第一の変形例を行っている状態における電流ベクトルの変化の一例を説明するための電流ベクトル平面を示す図である。

廃電指示信号をモータＥＣＵ２０が受けた時点では、電流ベクトルの終点は、図６に示す定トルク曲線と“最大トルク／電流曲線”との交点である動作点Ｐ１にあるものとする。動作点Ｐ１におけるｄ軸電流指令値Ｉｄの値は、廃電指示信号を受ける直前のｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩである。動作点Ｐ１におけるｑ軸電流指令値Ｉｑの値は、廃電指示信号を受ける直前のｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＴＩである。

第一制御が開始されると、モータＥＣＵ２０は、電流ベクトルの終点が図６の定トルク曲線上の動作点Ｐ２となるように、ＣＶＳ積分器２２の初期値を設定する（ステップＳ１１）。この動作点Ｐ２におけるｄ軸電流指令値Ｉｄの値は、廃電指示信号を受ける直前のｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩよりも大きい値である。動作点Ｐ２におけるｑ軸電流指令値Ｉｑの値は、廃電指示信号を受ける直前のｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＴＩよりも小さい値である。

ＣＶＳ積分器２２にＩｄ＿ＭＡＸ（ここでは、動作点Ｐ２におけるｄ軸電流指令値ＩｄにΔｄを加算した値）が入力されると、ｄ軸電流指令値ＩｄがΔｄ増加し、それに追従してｑ軸電流指令値Ｉｑが低下することで、電流ベクトルの終点は、定トルク曲線上を移動して動作点Ｐ５に達する（ステップＳ１２）。

その後、ＣＶＳ積分器２２にＩｄ＿ＭＩＮ（ここでは、動作点Ｐ２におけるｄ軸電流指令値ＩｄからΔｄを減算した値）が入力されると、ｄ軸電流指令値ＩｄがΔｄ減少し、それに追従してｑ軸電流指令値Ｉｑが増加することで、電流ベクトルの終点は、定トルク曲線上を移動して動作点Ｐ２に達し（ステップＳ１３）、続けて、ｄ軸電流指令値ＩｄがΔｄ減少し、それに追従してｑ軸電流指令値Ｉｑが増加することで、電流ベクトルの終点は、定トルク曲線上を移動して動作点Ｐ１へと達する（ステップＳ１４）。

その後、ＣＶＳ積分器２２にＩｄ＿ＭＡＸが入力されると、ｄ軸電流指令値ＩｄがΔｄ増加し、それに追従してｑ軸電流指令値Ｉｑが減少することで、電流ベクトルの終点は、定トルク曲線上を移動して、動作点Ｐ２へと達する（ステップＳ１５）。第一制御中は、以上のステップＳ１２からステップＳ１５の動作が繰り返される。なお、ステップＳ１２開始からステップＳ１５終了までの時間が、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑの変動周期に相当する。

このように、図６の例では、ｄ軸電流指令値Ｉｄが、ｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩよりも大きな値を基準としてΔｄ増加した状態とΔｄ減少した状態とを繰り返すことになる。また、ｑ軸電流指令値Ｉｑが、ｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＴＩよりも小さな値を基準として増加する状態と減少する状態とを繰り返すことになる。

以上の第一の変形例によれば、モータＥＣＵ２０が行う第一制御によって、電流ベクトルの終点が動作点Ｐ２を跨いで変動することになるため、駆動電流の実効値を、図３の例と比較すると、第一制御前よりも大きくすることができる。このため、ＭＧ４０にて銅損を発生させることができ、より多くの廃電が可能となる。また、銅損と鉄損を組み合わせて廃電を行うことで、車両１００の状況に合わせた柔軟な廃電制御が実現可能となる。

第一の変形例においては、例えば、マネジメントＥＣＵ１０から指定され得る必要廃電量Ｗを、ＭＧ４０の回転数ｒｐｍ及びトルク目標値ＧＴの組み合わせにおいて実現するために必要なｄ軸電流指令値Ｉｄの増減量（Δｄ）のデータと、そのトルク目標値ＧＴに対応する定トルク曲線上の図６のステップＳ１１にて移動させるべき動作点Ｐ２のデータとを対応付けてＲＯＭ２０ａに記憶しておけばよい。そして、モータＥＣＵ２０は、廃電指示信号を受けると、必要廃電量Ｗ、回転数ｒｐｍ、及びトルク目標値ＧＴに基づいてＲＯＭ２０ａから増減量Δｄのデータとこれに対応する動作点Ｐ２のデータを取得し、動作点Ｐ２のデータにしたがってＣＶＳ積分器２２の初期値をセットする。また、モータＥＣＵ２０のプロセッサは、動作点Ｐ２のｄ軸電流指令値ＩｄにΔｄを加算した値と、動作点Ｐ２のｄ軸電流指令値ＩｄからΔｄを減算した値とを、それぞれ、ＣＶＳ積分器２２に入力するｄ軸電流指示値Ｉｄ＿ＣＭとする。これにより、図６に示した電流ベクトルの制御が可能となる。

ここまでの説明では、モータＥＣＵ２０のプロセッサがｄ軸電流指示値Ｉｄ＿ＣＭのみをＣＶＳ積分器２２に入力することで、電圧生成部３２に入力されるｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑを定トルク曲線上にて変動させるものとした。この構成によれば、ＲＯＭ２０ａには増減量Δｄのデータだけ記憶しておけばよいため、ＲＯＭ２０ａに予め記憶しておくデータ量を減らすことができる。

ただし、ＲＯＭ２０ａに十分な容量が確保できるのであれば、マネジメントＥＣＵ１０から指定され得る必要廃電量Ｗ、ＭＧ４０の回転数ｒｐｍ、及びトルク目標値ＧＴの組み合わせに対応させて、その必要廃電量Ｗを実現することのできる図３に示した定トルク曲線の動作点Ｐ２から動作点Ｐ３までの範囲の情報をＲＯＭ２０ａに記憶しておいてもよい。そして、モータＥＣＵ２０のプロセッサは、マネジメントＥＣＵ１０から指定された必要廃電量Ｗ、ＭＧ４０の回転数ｒｐｍ、及びトルク目標値ＧＴの組み合わせに対応する上記範囲の情報を読み出し、その情報にしたがって、図３の動作点Ｐ２から動作点Ｐ３の範囲にてｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑを変動させて電圧生成部３２に入力してもよい。

本発明は、駆動軸１，２をＭＧ４０によって駆動するタイプの車両であれば適用可能である。例えば、シリーズ方式のＨＥＶ、パラレル方式のＨＥＶ、シリーズ方式とパラレル方式の両方式を切り換え可能なＨＥＶにも適用可能である。

以上説明してきたように、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１）
車両（車両１００）の駆動軸（駆動軸１，２）を駆動するための回転電機（ＭＧ４０）を回生動作させている状態にて、前記回転電機のコイルに入力される駆動電流を生成するための電流制御値（ｄ軸電流指令値Ｉｄ、ｑ軸電流指令値Ｉｑ、）を所定範囲にて周期的に変動させる第一制御を行う制御部（モータＥＣＵ２０）を備え、
前記第一制御によって変動された前記電流制御値に基づく前記駆動電流を受けた前記回転電機にて生じる鉄損によって前記回転電機の回生電力を消費させる車両の制御装置（モータＥＣＵ２０及びＰＤＵ３０）。

（１）によれば、電流制御値が所定範囲にて周期的に変動されることで、この電流制御値に基づいて生成される駆動電流を受けた回転電機によって鉄損が生じる。この鉄損によって回生電力を消費させる（廃電する）ことができるため、回生による制動力を確保することができる。また、所定範囲又は電流制御値の変動周期等を調整することで、鉄損の発生量を細かく調整することが可能であるため、状況に応じた柔軟な廃電制御が可能となる。

（２）
（１）記載の車両の制御装置であって、
前記電流制御値を変動させる前記所定範囲は、所定値（ｄ軸電流出力値Ｉｄ＿ＴＩ、ｑ軸電流出力値Ｉｑ＿ＴＩ）に第一の値を加算した値と、前記所定値から第二の値を減算した値との間の範囲であり、
前記制御部は、前記第一制御を行う直前にて設定していた前記電流制御値を前記所定値として前記第一制御を行う電動車両の制御装置。

（２）によれば、第一制御を行う直前にて設定していた電流制御値を跨いで電流制御値が増減されるため、第一制御が行われている期間の電流制御値に基づく駆動電流の実効値を、第一制御が行われる直前のときの値に近づけることができる。したがって、回転電機を駆動する駆動回路や回転電機のコイルにおける発熱量を増やすことなく廃電を行うことが可能になる。

（３）
（１）又は（２）記載の車両の制御装置であって、
前記制御部は、前記第一制御を行っている状態における前記回転電機のトルクが前記第一制御を行う直前のトルク目標値と一致するように、前記電流制御値を制御する車両の制御装置。

（３）によれば、トルク変動を抑制しつつ回転電機にて鉄損を生じさせることができ、車両の乗り心地を向上させることができる。

（４）
（１）から（３）のいずれか１つに記載の車両の制御装置であって、
前記回転電機のコイルに前記駆動電流を供給する駆動回路（モータドライバ３１）と、
前記駆動回路を制御するための制御電圧を前記電流制御値に基づいて生成する電圧生成部（電圧生成部３２）と、を備え、
前記電流制御値は、前記電圧生成部に入力されるｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値である車両の制御装置。

（５）
（４）記載の車両の制御装置であって、
前記制御部は、前記回転電機のトルク目標値に基づいて前記ｄ軸電流指令値と前記ｑ軸電流指令値を生成する第一ユニット（Ｔ−ＩＭＡＰ２１）と、前記第一制御の実行の指示を受けた場合に、前記第一ユニットにて最後に生成された前記ｄ軸電流指令値に第一の値を加算した値と、当該ｄ軸電流指令値から第二の値を減算した値との間にて周期的に変動するｄ軸電流指令値を生成し、当該変動するｄ軸電流指令値に基づく駆動電流を受けた前記回転電機のトルクが前記トルク目標値となるように変動させた前記ｑ軸電流指令値を生成する第二ユニット（ＣＶＳ積分器２２）と、前記指示を受けていない場合には前記第一ユニットにて生成された前記ｄ軸電流指令値及び前記ｑ軸電流指令値を前記電圧生成部に入力し、前記指示を受けた場合には前記第二ユニットにて生成された前記ｄ軸電流指令値及び前記ｑ軸電流指令値を前記電圧生成部に入力する第三ユニット（切替部２３，２４）と、を備える車両の制御装置。

（６）
（１）又は（２）記載の車両の制御装置であって、
前記電流制御値を変動させる前記所定範囲は、所定値に第一の値を加算した値と、前記所定値から第二の値を減算した値との間の範囲であり、
前記制御部は、前記第一制御を行う直前にて設定していた前記電流制御値を増加又は減少させた値を前記所定値として前記第一制御を行う車両の制御装置。

（６）によれば、第一制御が行われることで、回転電機にて鉄損だけでなく銅損も発生させることができる。このように鉄損と銅損の組み合わせによって回生電力を消費させることで、回生電力の消費量をより柔軟に制御可能となり、状況に応じた最適な廃電を行うことができる。また、所定値として設定された電流制御値の増加又は減少量を小さな値にすることで、回転電機を駆動する駆動回路や回転電機のコイルにおける銅損による発熱量を抑制することができ、耐久性の向上、製造コストの低減を図ることができる。

１、２ 駆動軸
２０ モータＥＣＵ
３０ ＰＤＵ
３１ モータドライバ
３２ 電圧生成部
４０ モータジェネレータ

Claims (6)

1. 車両の駆動軸を駆動するための回転電機を回生動作させている状態にて、前記回転電機のコイルに入力される駆動電流を生成するための電流制御値を所定範囲にて周期的に変動させる第一制御を行う制御部を備え、
   前記第一制御によって変動された前記電流制御値に基づく前記駆動電流を受けた前記回転電機にて生じる鉄損によって前記回転電機の回生電力を消費させる車両の制御装置。
2. 請求項１記載の車両の制御装置であって、
   前記電流制御値を変動させる前記所定範囲は、所定値に第一の値を加算した値と、前記所定値から第二の値を減算した値との間の範囲であり、
   前記制御部は、前記第一制御を行う直前にて設定していた前記電流制御値を前記所定値として前記第一制御を行う車両の制御装置。
3. 請求項１又は２記載の車両の制御装置であって、
   前記制御部は、前記第一制御を行っている状態における前記回転電機のトルクが前記第一制御を行う直前のトルク目標値と一致するように、前記電流制御値を制御する車両の制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の車両の制御装置であって、
   前記回転電機のコイルに前記駆動電流を供給する駆動回路と、
   前記駆動回路を制御するための制御電圧を前記電流制御値に基づいて生成する電圧生成部と、を備え、
   前記電流制御値は、前記電圧生成部に入力されるｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値である車両の制御装置。
5. 請求項４記載の車両の制御装置であって、
   前記制御部は、前記回転電機のトルク目標値に基づいて前記ｄ軸電流指令値と前記ｑ軸電流指令値を生成する第一ユニットと、前記第一制御の実行の指示を受けた場合に、前記第一ユニットにて最後に生成された前記ｄ軸電流指令値に第一の値を加算した値と、当該ｄ軸電流指令値から第二の値を減算した値との間にて周期的に変動するｄ軸電流指令値を生成し、当該変動するｄ軸電流指令値に基づく駆動電流を受けた前記回転電機のトルクが前記トルク目標値となるように変動させた前記ｑ軸電流指令値を生成する第二ユニットと、前記指示を受けていない場合には前記第一ユニットにて生成された前記ｄ軸電流指令値及び前記ｑ軸電流指令値を前記電圧生成部に入力し、前記指示を受けた場合には前記第二ユニットにて生成された前記ｄ軸電流指令値及び前記ｑ軸電流指令値を前記電圧生成部に入力する第三ユニットと、を備える車両の制御装置。
6. 請求項１又は２記載の車両の制御装置であって、
   前記電流制御値を変動させる前記所定範囲は、所定値に第一の値を加算した値と、前記所定値から第二の値を減算した値との間の範囲であり、
   前記制御部は、前記第一制御を行う直前にて設定していた前記電流制御値を増加又は減少させた値を前記所定値として前記第一制御を行う車両の制御装置。

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