JP6130730B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、２個以上の車両駆動用モータを有する車両のモータ制御装置に関し、各モータの個体差による出力トルクの不均等を簡単に是正し得る技術に関する。

インホイールモータ車両に代表される２個以上の車両駆動用モータを持ち、左右独立に駆動力を発生する車両において、左右のモータの出力トルクの厳密な制御が、安定した車両走行に必要とされる。しかし、例えば、モータの軸受部等の公差内の加工精度の差による摩擦による損失の大小や、モータが発生するトルクの個体差により、同じ形式のモータに同じ電流を流した場合でも、出力軸から出力されるトルクに差が生じる場合があった。

この問題に対し、モータ、車両の製造段階においては、複数のモータから近い特性を示すものをマッチングする方法や、同一の駆動指令に対し出力トルクが同じになるように、モータ制御装置内の制御マップを変更し、そのモータとモータ制御装置を変更不可能な一対の組み合わせとして使用する方法が用いられている。車両においては、運転者の操舵入力、例えばハンドル入力と、車両の走行状態、例えば左右輪の回転数差やヨーレート等とをモニタリングし比較することで、上記のモータの個体差による出力トルクの差を相殺すべく出力トルクの指令値を調整するもの等が提案されている。

特開平９−８４２１５号公報 特開２００５−１９８４０９号公報 特開２００５−１８４９１１号公報

以上の方法では、以下に示す問題が考えられる。
モータのマッチングや、モータとモータ制御装置を変更不可能な一対の組み合わせとして使用する場合、モータやモータ制御装置が異常を生じたとき交換修理を行うと、調整が崩れてしまう。このため、モータやモータ制御装置を簡単に交換できない。
また、走行中にモニタリングを行う方法では、モニタリングに必要な各種センサとの連携が必要であることや、その他、走行性能を向上させるための制御を同時に実行した際に、干渉する可能性を否定できず、定常的な差を生じる個体差の問題を、簡便な方法により根本的に解決することが望ましい。

（個体差発生の原因）
３相同期モータや直流モータ等、車両駆動用モータとして用いられるモータは、主に２つの要因によって個体差が発生する。１つ目は、出力部分での抵抗の差である。モータが同じトルクを出力している場合でも、軸受部の摩擦抵抗や、減速機が組み込まれている場合はその摩擦抵抗には、公差内の加工精度の差を原因とするバラつきがあるため、モータの出力軸より出力されるトルクに差が生じる。２つ目はモータが発生するトルクのバラつきである。モータ内の磁石の加工精度や、ロータとステータの位置関係および加工精度によって、モータのトルク線図がバラつく原因となる。

従来の解決策（機械的なアプローチ）
根本的な解決策としては、個体差の無いモータの製造を行うことである。しかし、上記以外にもバラつく要因があり、そのすべてを管理する事は、現実的に考えてコストの面からも実現は難しい。そこで、マッチングによってこれを実現することが多い。具体的な方法としては、現実的な範囲で品質管理を行い製造されたモータについて、実際にモータを駆動してトルク線図を取得し、ランク分けをすることによって似た特性を持つモータを選別する。
この方法の問題点は、マッチングの精度と選別するモータの母数には一定の関係があるため、マッチングの精度を向上させるためには、より多くのモータから選別する必要があるが、生産数やコストの観点から、十分な母数を用意できない可能性があることである。また精度よく選別した場合でも、厳密には特性は一致しない可能性がある。

従来の解決策（制御的なアプローチ）
制御的なアプローチとしては、主に２つの解決策が考えられる。１つ目は車両にモータを組み付けた後のモータ駆動時に、指令値を調整する方法である（例えば、特許文献１，２，３）。

特許文献１は、左右モータ間に出力トルク差を生じている場合、運転者が進行方向を一定に保持するための操舵系、例えばハンドルに対する操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクなどから左右モータ間の出力トルク差を演算し、モータ駆動装置、もしくはその上位の車両制御装置が、このトルク差を解消するような駆動モータへの一次電流を制御して、運転者が操舵系に、トルク差による進行方向の修正を目的とした操舵入力をしないでも、車両の進行方向を一定に保持しうるようにしたものである。
しかし、この提案については、車両が走行中であることが条件であることや、上記操舵トルクのサンプリングのため一定時間の走行が必要となり、それに応じてある程度の走行区間が必要であるという問題がある。

特許文献２は、上記特許文献１の問題を受けて提案されたものであり、操舵輪に駆動用モータを取り付けた車両に対して提案されたものである。特許文献２は、操舵輪間にモータの出力トルクによる駆動力の差が存在すると、これに伴って操舵輪にトー方向力が発生し、これが操舵系にキックバックトルクとして現れるとの事実認識に基づき、左右操舵輪を回転不能にした停車状態で、左右操舵輪に取り付けられたモータよりトルクを出力し、停車のまま駆動力を生じさせ、この時に検出したキックバックトルクを用いて左右駆動モータのトルク線図の係数を修正することにより、車両を走行させることなく、左右モータの出力トルクの不均等を是正する方法を提案している。
しかし、この提案については、操舵輪に駆動用モータを取り付けた場合のみ適応できる方法であって、キックバックトルクを検出する手段や、それをモニタリングする通信等の仕組みが必要であるという問題がある。

特許文献３は、操舵入力等から目標進行方向を検出する手段と、車両の実進行方向を検出する手段を持ち、実進行方向を目標進行方向に追従させるべく、左右の駆動モータの出力指令値を修正する方法を提案している。
しかし、この提案については、各種センサと連携する必要がある上に、車両進行方向についてのフィードバック制御を常に行うことから、モータ制御装置より上位の車両制御装置に提案する制御フローを組み込む必要があることや、その他の付加的な車両走行性能向上のための制御を同時に実行した際の干渉が起きないことを確認した上で採用する必要があるという問題がある。

制御的なアプローチの２つ目としては、モータとモータ制御装置とを変更不可能な一対の組み合わせとして使用する方法である。具体的には、それぞれのモータについてトルク線図を実験により取得し、一定の指令値、例えばアクセル入力に対して、規定の基準トルク線図に従ってトルクを出力するように、モータ制御装置の制御定数を変更する。これにより、ある一定の電流に対して基準よりもトルクの出力が小さいモータに対しては、より多くの電流を流すようにモータ制御装置は動作し、基準よりもトルクの出力が大きいモータに対しては、より少ない電流を流すようにモータ制御装置は動作する。
しかし、この提案については、モータとモータ制御装置の組み合わせを変更できないことや、モータまたはモータ制御装置の異常時の交換修理により調整が崩れてしまうという問題がある。

この発明の目的は、各モータの個体差による出力トルクの不均等を簡単に是正することができ、またモータとモータ制御装置の組み合わせを変更することができるモータ制御装置を提供することである。

この発明のモータ制御装置は、２つ以上の車両駆動用のモータ３が搭載される車両の前記各モータ３を制御するモータ制御装置４であって、
前記モータ３における出力トルクと電流との関係が基準となる基準電流・トルク関係に一致するように、前記各モータ３の個体差に基づき定めた補正係数を用いて、前記基準電流・トルク関係前記各モータ３に流す電流の増減を行う出力電流補正部６を設けたことを特徴とする。

この構成のモータ制御装置によると、各モータ３の駆動指令としてトルク指令が与えられると、そのトルク指令を電流値に変換して出力する。このトルク指令から出力電流への変換は、設計上でそのモータ３が持つ特性に応じて定めた基準電流・トルク関係に従って行われる。しかし、各モータ３には微妙な固体差があり、前記基準電流・トルク関係に従って電流をモータに与えても、トルク指令に応じた適切なトルクが出力されないことがある。このため、そのままでは、例えば左右の車輪のトルクに、制御上で出力すべきとされた適切なトルクが出力されない場合がある。

そこで、この発明では、各モータ３の固体差に基づき定めた補正係数を用いて、各モータ３に流す電流を出力電流補正部６で増減している。この増減により、駆動指令に応じた適切なトルクが各モータ３から出力される。そのため、例えば左右の車輪のトルクに差を持たせる高度な制御を行う場合にも、適切に制御が行える。
前記補正係数は、例えば、実測により取得したモータ固有のトルク線図を、基準トルク線図等からなる前記基準電流・トルク関係に一致させるように定める。

前記補正係数は、比例定数αとオフセットβとを含み、前記基準電流・トルク関係としてＴ＝αＩ＋βを用いるものとしても良い。
Ｔ：出力トルク、Ｉ：電流
この場合、出力電流補正部６は、モータ固有の値として比例定数αとオフセットβとを取得し、これらα，βをモータ制御装置内で補正係数として、基準電流・トルク関係Ｔ＝αＩ＋βを用いることで、モータ３の個体差による不均等を簡単に是正することができる。

本発明は、上記のモータとモータ制御装置とを変更不可能な一対の組み合わせとして使用する方法の問題を解決すべく提案するものである。具体的には、実測により取得したモータ固有のトルク線図を、規定の基準トルク線図に一致させる補正係数の書式を統一化し、モータ制御装置に対し、外部からの入力によってこれを変更可能にする。提案する方法により、モータとモータ制御装置を車両に組み付ける際には、基準トルク線図に従ったトルク出力を行う駆動装置として取り扱うことができ、個体差による左右差を簡便に是正することができる。

前記補正係数を記憶する補正係数記憶手段８を設け、この補正係数記憶手段８に記憶された補正係数が書き換え可能に構成されるものとしても良い。例えば、車両の一部のモータ３またはモータ制御装置４に異常が発生し、この異常品を正常品に交換する場合、補正係数記憶手段８に記憶された補正係数を書き換える。このように補正係数を書き換えることで、出力電流補正部６は、各モータ３の個体差に応じた電流に補正し、各モータ３の出力軸から同じトルクが出力される。

前記補正係数を書き換える外部接続装置１０と電気的に接続可能な外部通信インターフェイス９を設けても良い。この場合、例えば、故障診断用テスタ等のような外部接続装置１０により外部通信インターフェイス９を介して補正係数を容易に書き換えることができる。前記外部接続装置１０との通信形式は、例えばＣＡＮ（Control Area Network）等が用いられる。
前記出力電流補正部６は、出力電流の目標値および出力ワット数に応じて範囲分けされた複数の電流補正計算部１３ａ，１３ｂを有し、且つ、これら電流補正計算部１３ａ，１３ｂのうちのいずれか一つを選択的に切替え可能な計算経路切替スイッチ１２を有するものとしても良い。この場合、計算経路切替スイッチ１２は、出力電流の目標値および出力ワット数に応じて、複数の電流補正計算部１３ａ，１３ｂのうちのいずれか一つを選択的に切替える。これにより、基準となる基準電流・トルク関係の精度を向上させることができる。

前記出力電流補正部６は、前記各モータ３に流す電流の増減を行う補正を行うか否かを定められた基準によって判断する補正実行判断部１１を有するものとしても良い。例えば、モータ３の最大出力近傍において、本発明の効果が得られない場合、補正実行判断部１１は電流補正を実行しない。このように、補正実行判断部１１は、必要に応じて、各モータ３に流す電流の増減を行う補正を行うため、演算処理負荷の軽減を図ることができる。

このモータ制御装置４は、前記車両に搭載されるバッテリの直流電力を前記モータ３の駆動に用いる交流電力に変換するモータ駆動部７を含み、前記補正実行判断部１１は、前記モータ駆動部７より得られるモータ回転数と、電流指令値またはトルク指令値と、前記モータ制御装置４より上位の制御装置１からの補正停止命令とに基づき、前記複数の電流補正計算部１３ａ，１３ｂのうちのいずれか一つを選択的に切替えるか、または、前記各モータ３に流す電流の増減を行う補正を行うか否かを判断するものとしても良い。

この発明のモータ制御装置は、２つ以上の車両駆動用のモータが搭載される車両の前記各モータを制御するモータ制御装置であって、前記モータにおける出力トルクと電流との関係が基準となる基準電流・トルク関係に一致するように、前記各モータの個体差に基づき定めた補正係数を用いて、前記各モータに流す電流の増減を行う出力電流補正部を設けたため、各モータの個体差による出力トルクの不均等を簡単に是正することができ、またモータとモータ制御装置の組み合わせを変更することができる。

この発明の第１の実施形態に係るモータ制御装置等の制御系のブロック図である。 同モータ制御装置における基準トルク線図である。 同モータ制御装置の出力電流補正部の構成を概略示すブロック図である。 同基準トルク線図と各モータのトルク線図との関係を示す図である。 同モータ制御装置を搭載した電気自動車を概略示す図である。

＜モータ制御装置の構成について＞
この発明の第１の実施形態に係るモータ制御装置を図１ないし図５と共に説明する。以下の説明は、モータ制御方法についての説明をも含む。車両は、例えば、駆動輪となる左右の車輪をそれぞれ独立に駆動する左右２つのモータと、各モータを制御するモータ制御装置と、このモータ制御装置より上位の制御装置である車両統合コントローラとを備えている。

図１は、この実施形態に係るモータ制御装置等の制御系のブロック図である。車両統合コントローラ１は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路等で構成される。車両統合コントローラ１は、ＥＣＵ（電気制御ユニット）とも呼ばれる。同図１では、アクセルペダル２を用いた１系統のトルク指令入力が、車両統合コントローラ１に入力され、この車両統合コントローラ１は、左右それぞれのモータ３についてトルク指令を決定し、このトルク指令をモータ制御装置４に与える場合を示している。但し、車両統合コントローラ１とモータ制御装置４との間に、例えば、空転防止制御を行う制御部を挿入しても良い。ここでは、簡単のために付加的な制御を行わず、左右のモータ３に対し同じトルク指令を与えるものとする。このとき、各モータ３の個体差による左右差が是正された場合は、２つのモータ３の出力軸からは同じトルクが出力される。

モータ制御装置４は、電流変換部５と、出力電流補正部６と、モータ駆動部７と、補正係数記憶手段８と、外部通信インターフェース９とを有する。モータ制御装置４は、例えばインバータ装置に設けられる。前記電流変換部５では、指令値分のトルクを出力するのに必要な電流に変換される。電流変換部５は、基準電流・トルク関係記憶手段である電流-トルクマップ５ａを有し、この電流-トルクマップ５ａを参照して指令値に対応する電流を出力する。電流-トルクマップ５ａには、図２に示すように、モータにおける出力トルクＴと電流Ｉとの関係の基準となる基準電流・トルク関係（この例では基準トルク線図）が記憶されている。

ある形式のモータ３について、例えば、最大出力近傍を除き、同図２のトルク線図の傾きをなす比例定数αと、同トルク線図における出力トルク（縦軸）との接点をなすオフセットβとが定められて、モータ３の形式毎に基準となる基準トルク線図が一義的に求められる。具体的には、この基準トルク線図は、例えば、車両駆動用で定められた形式のモータの設計、開発時に、同形式の複数のモータを試験することで定められる。先ず、前記複数のモータにつきトルク線図を出力した後、トルク線図のバラつきの中心値の特性を示すモータを選出する。この選出されたモータの出力特性であるトルク線図の傾きをなす比例定数α（＝α０）と、同トルク線図における出力トルクとの接点をなすオフセットβ（β＝β０）とから基準トルク線図が一義的に求められる。後述するように、１台の車両で使用する個々のモータ３の出力特性が、モータ個体差により基準トルク線図に一致しないとき、同基準トルク線図に一致するようにモータ毎の補正係数α，βを用いた電流補正を行う。

図１に示すように、出力電流補正部６は、左右のモータ３に対応してそれぞれ設けられる。左右のモータ３にそれぞれ対応する各出力電流補正部６において、モータ個体差を考慮した電流に補正され、モータ駆動部７に伝達される。つまり各出力電流補正部６は、モータ３における出力トルクと電流との関係が基準トルク線図に一致するように、各モータ３の個体差に基づき定めた補正係数を用いて、各モータ３に流す電流の増減を行った後、モータ駆動部７に伝達される。補正係数は、図２の基準トルク線の傾きをなす比例定数αと、同図の基準トルク線における出力トルク（縦軸）との接点をなすオフセットβとを含む。

補正係数は次のように求められる。
１台の車両で使用する各モータ３につき、モータ固有の出力特性、つまり出力トルクと電流との関係が既に求められている。前記モータ固有の出力特性であるトルク線図の傾きが、前述の基準トルク線図の比例定数αに一致し、且つ、前記モータ固有のトルク線図における出力トルクとの接点が基準トルク線図のオフセットβに一致するような、補正係数α１，β１が求められる。このモータ固有の出力特性もしくは補正係数α１，β１は、例えば記号等により、各モータ３に対応付けてシールや刻印等の方法によりマーキングされている。モータ固有の出力特性がマーキングされている場合は、外部接続装置１０（後述する）により、補正係数α１，β１を求める。車両の製造段階において、前記マーキングされた記号等を確認して、または、前記記号等を確認すると共に実際のモータ３の出力特性を確認しつつ、外部接続装置１０により１台の車両におけるモータ３毎に補正係数α１，β１が書き換えられる。

図１に示すように、モータ駆動部７は、３相交流モータにおけるベクトル演算に代表される演算や、モータ角度検出とその制御等を行う部分であり、伝達された電流に基づき、モータ３に電流を流す。厳密には、目標として伝達した電流値と、実際に流れた電流値は、電流の検出誤差や制御遅れなどにより差が生じるが、この実施形態では、目標として伝達した電流値と、実際に流れた電流値は、遅れなく一致するものとする。図１では、２つのモータ３に対し、１つのモータ駆動部７を接続された構成としているが、車両１台あたりのモータ３およびモータ駆動部７の数は限定されない。例えば、車両１台あたり、２つの車両駆動用のモータ３に対し、２つのモータ駆動部７をそれぞれ接続した構成にしても良い。その他、車両１台あたり、４輪駆動用の４つの車両駆動用のモータ３を設けた構成にしても良い。
モータ駆動部７によってモータ３に電流が流され、モータ３にトルクが発生し、同モータ３の出力軸を介して車両が駆動される。

補正係数記憶手段８には、補正係数が記憶される。補正係数記憶手段８として、例えば、ＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等のメモリが適用され、補正係数が書き換え可能に構成される。
外部通信インターフェース９は、前記補正係数を書き換える外部接続装置１０と電気的に接続可能である。外部接続装置１０として、例えば、故障診断用テスタ等を適用し得る。この故障診断用テスタ等のような外部接続装置１０により、外部通信インターフェース９を介して、補正係数記憶手段８に記憶された補正係数を容易に書き換え得る。前記外部接続装置１０との通信形式は、例えばＣＡＮ（Control Area Network）等が用いられる。

＜具体的な補正の計算方法について＞
左右のモータ３に同じトルク指令値を入力する場合、仮に、Ｔ_ＴＧＴＲ＝Ｔ_ＴＧＴＬ＝（１／２）＊Ｔ_ＴＧＴとすると、左右差の是正された理想的な状態では、Ｔ_ＴＧＴＲ＝Ｔ_ＴＧＴＬ＝Ｔ_ＯＲ＝Ｔ_ＯＬとなる。この時、このモータ３について基準トルク線図を求め、出力トルクを（１／２）＊Ｔ_ＴＧＴとしたとき、以下の関係が成り立つ。
但し、モータ３の設計、開発時に、トルク線図のバラつきの中心値の特性を示す基準となるモータ３について、出力特性を調査する試験を行っており、電流-トルクマップ５ａを作成済みであるとし、このマップ５ａに従って、目標となる出力トルクを定めると自動的に基準となる電流Ｉ_Ｒ ，Ｉ_Ｌが定まるとする。

（１／２）＊Ｔ_ＴＧＴＲ＝Ａ＊Ｉ_Ｒ＋Ｂ
（１／２）＊Ｔ_ＴＧＴＬ＝Ａ＊Ｉ_Ｌ＋Ｂ
ただし、モータ３の最大出力近傍では、このような単純な比例関係は成り立たない。そこで、ＡとＢは、広範囲において破綻なきように、任意に定めるものとする。以上の関係は基準となるモータ３のみについて成り立ち、実際にはそれぞれのモータ３には個体差があり、一定の電流に対してモータ３の出力軸から出力されるトルクの関係は、以下の２つとなる。

Ｔ_ＯＲ＝α_Ｒ＊Ｉ´_Ｒ＋β_Ｒ
Ｔ_ＯＬ＝α_Ｌ＊Ｉ´_Ｌ＋β_Ｌ
この時、理想的な状態を満たすためには、以下の関係が成り立つ。
Ｔ_ＴＧＴＲ＝Ｔ_ＴＧＴＬ＝（１／２）＊Ｔ_ＴＧＴ＝Ｔ_ＯＲ＝α_Ｒ＊Ｉ´_Ｒ＋β_Ｒ＝Ａ＊Ｉ_Ｒ＋Ｂ
Ｔ_ＴＧＴＲ＝Ｔ_ＴＧＴＬ＝（１／２）＊Ｔ_ＴＧＴ＝Ｔ_ＯＬ＝α_Ｌ＊Ｉ´_Ｌ＋β_Ｌ＝Ａ＊Ｉ_Ｌ＋Ｂ

上述のように、目標となる出力トルクを定めると、マップ５ａに従って自動的に基準となる電流Ｉ_Ｒ ，Ｉ_Ｌが定まる。その電流Ｉ_Ｒ ，Ｉ_Ｌを上記の個体差を考慮した補正係数を含んだ式に代入することにより、それぞれのモータ３の出力トルクが目標を満たすために必要な電流であるＩ´_Ｒ ，Ｉ´_Ｌが求まる。モータ制御装置内のモータ駆動部７は、これらを満たす電流を流すことで、モータ３の個体差による左右差を是正し、左右のモータ３が一致したトルクを出力することができる。以上より、それぞれのモータ３に対し、モータ固有の値として比例定数αとオフセットβを取得し、これらα，βをモータ制御装置内で補正係数として用いることで、モータ３の個体差による左右差を是正することができる。

＜左右差の是正精度向上を目的とした付加的制御について＞
先述のようにモータ３の最大出力近傍では、単純な比例関係は成り立たない。そこで関係式におけるＡとＢは、広範囲において破綻なきように、任意に定めたものである。そこで、この関係式の精度を向上させるべく、出力トルク（電流）や出力（ワット数）に応じて範囲分けをし、それぞれの範囲についてＡとＢの係数を決定しても良い。
また、モータ３の最大出力近傍において、本発明の効果が得られない場合、電流補正の制御を停止する判断を行っても良い。

具体的には、図３に示すように、各出力電流補正部６は、それぞれ、補正実行判断部１１と、計算経路切替スイッチ１２と、複数（この例では低出力側と高出力側の２つ）の電流補正計算部１３ａ，１３ｂとを有する。これらのうち補正実行判断部１１は、各モータ３（図１）に流す電流の増減を行う補正を行うか否かを判断する。また補正実行判断部１１は、モータ回転数と、電流指令値もしくはトルク指令値を取得することで、複数の電流補正計算部１３ａ，１３ｂの内どれを用いるか、もしくは補正停止を判断する。この例では、補正実行判断部１１が補正停止と許可の判断を行っているが、この例に限定されるものではない。例えば、モータの動作チェックや異常時に最低限の走行を行わせる機能制限のために、車両統合コントローラ１が補正停止の判断を行い、この停止命令を補正実行判断部１１に伝達しても良い。

前記計算経路切替スイッチ１２は、低出力側の電流補正計算部１３ａ、高出力側の電流補正計算部１３ｂ、これら電流補正計算部１３ａ，１３ｂによる補正を行わない経路１４のいずれか１つを選択的に切替え可能である。なお図３において、使用していない電流補正計算部１３ａ，（１３ｂ）は、常に零を出力することとし、出力電流補正部内の加算点は、選択した経路での計算結果のみをモータ駆動部７に受け渡す役割を持つ。

＜４輪すべての個体差を是正することによる効果について＞
車両の直進安定性の向上を目的とするならば、左右輪でのトルク差を零とすれば良いため、４輪全てが独立した駆動輪である例えば４輪独立インホイールモータ車両などでは、前２輪にトルク差がなく、後ろ２輪にトルク差がなくて、前後ではトルク差が存在しても良かった。
しかし、４輪独立駆動による高度な車両運動制御を行う場合は、車両運動モデルを用いて、シミュレーションと制御を同時に行う場合が多く、シミュレーション上でモータが出力するトルクと、実際にモータが出力するトルクとの間に、モータ個体差によるトルク差が生じる可能性が高い。このトルク差により、シミュレーション上での車両の運動と、実際の車両の運動が食い違う原因となる。多くの場合、フィードバック制御が行われるため、このような個体差は時間経過により吸収されるが、高い周波数帯での微妙な出力トルクの調整が必要な高度な制御では、制御の効果が薄れてしまうことが予想される。

ここで本実施形態に係る技術を用いることで、実際のモータを、シミュレーションと同じ規定の基準トルク線図に従ってトルクを出力するモータとして取り扱うことができる。これにより、４輪のトルクの出力特性が一致するだけでなく、シミュレーション上のモータとも一致させることができるため、より厳密で緻密な制御において、より理論値に近い結果を得ることが期待できる。

これと同様の理由で、前２輪を駆動する１つのモータと、後２輪を駆動する他の１つのモータを有する車両においても、本実施形態に係る技術による効果が期待できる。
前２輪を駆動するモータもしくは後２輪を駆動するモータのいずれか一方をもつ車両においても、シミュレーション上の結果と実際のモータとを一致させる目的のために、本実施形態に係る技術を用いても良い。

＜経時変化時の効果について＞
従来手法のマッチングや制御定数の変更によるモータとモータ制御装置を変更不可な組み合わせとして使用する方法では、経時変化により上記の調整が崩れ、左右モータ間の出力トルク差が生じてしまう可能性がある。本実施形態に係る技術においても、経時変化により左右モータ間の出力トルク差が生じてしまう可能性があるが、補正係数を再度取得し、書き換えることによって、経時変化に起因する左右モータ間の出力トルク差を解消し、良好な制御性を取り戻すことが容易である。

以上説明したモータ制御装置によると、出力電流補正部６は、モータ３における出力トルクと電流との関係が規定の基準トルク線図に一致するように、各モータ３毎の補正係数を用いて、各モータ３に流す電流の増減を行う。例えば、出力電流補正部６は、ある一定の電流に対して基準トルク線図における出力トルクよりもトルクの出力が小さいモータ３に対しては（同図４の一点鎖線参照）、より多くの電流を流すように動作する。出力電流補正部６は、ある一定の電流に対して基準トルク線図における出力トルクよりもトルクの出力が大きいモータ３に対しては（同図４の二点鎖線参照）、より少ない電流を流すように動作する。

これにより、各モータ３の出力軸から同じトルクが出力される。よって、各モータ３の個体差による出力トルクの不均等をマップを書き換えることなく簡単に是正することができる。また、モータ３またはモータ制御装置４の異常によりいずれか一方または両方を交換する場合でも、出力電流補正部６が各モータ３の個体差に応じた電流に補正することで、前記と同様に、各モータ３の出力軸から同じトルクが出力される。このように、各モータ３の個体差による出力トルクの不均等を簡単に是正することができ、またモータ３とモータ制御装置４の組み合わせを変更することができる。

補正係数記憶手段８に記憶された補正係数が書き換え可能に構成されるため、例えば、車両の一部のモータ３またはモータ制御装置４に異常が発生し、この異常品を正常品に交換する場合、補正係数記憶手段８に記憶された補正係数を書き換える。このように補正係数を書き換えることで、出力電流補正部６は、各モータ３の個体差に応じた電流に補正し、各モータ３の出力軸から同じトルクが出力される。

図５は、モータ制御装置を搭載した電気自動車を概略示す図である。
この電気自動車は、車体の左右の後輪となる車輪５６が駆動輪とされ、左右の前輪となる車輪５７が従動輪とされた４輪の自動車である。前輪となる車輪５７は操舵輪とされている。この例の電気自動車は、駆動輪となる左右の車輪５６を、それぞれ独立のモータ３により駆動するドライブユニットを備えている。前記モータ３の回転は、減速機１５および車輪用軸受１６を介して車輪５６に伝達される。前記ドライブユニットは、モータ３の一部または全体が車輪５６内に配置されて、モータ３、減速機１５、および車輪用軸受１６を含むインホイールモータ駆動装置を構成している。

この電気自動車の前記各モータ３を制御するモータ制御装置４に、本実施形態に係るモータ制御装置を適用することで、左右のモータ３の個体差による出力トルクの不均等を是正し、直進安定性の向上を図れる。またモータ３またはモータ制御装置４の異常によりいずれか一方または両方を交換する場合でも、各モータ３の個体差に応じた電流に補正することで、左右の各モータ３の出力軸から同じトルクが出力される。

１…車両統合コントローラ（上位の制御装置）
３…モータ
４…モータ制御装置
６…出力電流補正部
７…モータ駆動部
８…補正係数記憶手段
９…外部通信インターフェース
１０…外部接続装置
１１…補正実行判断部
１２…計算経路切替スイッチ
１３ａ，１３ｂ…電流補正計算部

Claims (7)

1. ２つ以上の車両駆動用のモータが搭載され車両の前記各モータを制御するモータ制御装置であって、
   前記モータにおける出力トルクと電流との関係が基準となる基準電流・トルク関係に一致するように、前記各モータの個体差に基づき定めた補正係数を用いて、前記各モータに流す電流の増減を行う出力電流補正部を設けたことを特徴とするモータ制御装置。
2. 請求項１記載のモータ制御装置において、前記補正係数は、比例定数αとオフセットβとを含み、前記基準電流・トルク関係としてＴ＝αＩ＋βを用いるモータ制御装置。
3. 請求項１または請求項２記載のモータ制御装置において、前記補正係数を記憶する補正係数記憶手段を設け、この補正係数記憶手段に記憶された補正係数が書き換え可能に構成されるモータ制御装置。
4. 請求項３記載のモータ制御装置において、前記補正係数を書き換える外部接続装置と電気的に接続可能な外部通信インターフェイスを設けたモータ制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、前記出力電流補正部は、出力電流の目標値および出力ワット数に応じて範囲分けされた複数の電流補正計算部を有し、且つ、これら電流補正計算部のうちのいずれか一つを選択的に切替え可能な計算経路切替スイッチを有するモータ制御装置。
6. 請求項５記載のモータ制御装置において、前記出力電流補正部は、前記各モータに流す電流の増減を行う補正を行うか否かを定められた基準によって判断する補正実行判断部を有するモータ制御装置。
7. 請求項６記載のモータ制御装置において、このモータ制御装置は、前記車両に搭載されるバッテリの直流電力を前記モータの駆動に用いる交流電力に変換するモータ駆動部を含み、前記補正実行判断部は、前記モータ駆動部より得られるモータ回転数と、電流指令値またはトルク指令値と、前記モータ制御装置より上位の制御装置からの補正停止命令とに基づき、前記複数の計算部のうちのいずれか一つを選択的に切替えるか、または、前記各モータに流す電流の増減を行う補正を行うか否かを判断するモータ制御装置。

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