JP6448995B2 - 電気自動車のモータ駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、電動のモータのみで走行駆動する車両や、エンジンとモータを併用したハイブリッド車、燃料電池車等の電気自動車におけるモータの駆動を制御する電気自動車のモータ駆動装置に関する。

電気自動車において、走行駆動にモータを用いる場合、特に同期モータを用いる場合、同期モータの回転角を取得する回転センサを用いて、制御に必要な電気角を算出している。ここで、回転センサの出力する角度を電気角に変換する際には、モータの磁石位置により決まる機械的な位相における原点(電気角原点)と、回転センサの測定の基準点（センサ原点）を一致させるためのオフセット量が適正である必要がある。これまでは、オフセット量はモータ駆動装置のプログラムに書き込まれている。

特開平９−２２９１６８号公報 特許第２７５３２２５号公報 特開平５−５２８９２号公報 特開２００８−４９７３１号公報

上記のように、従来は、回転センサの測定の基準点を一致させるためのオフセット量がモータ駆動装置のプログラムに書き込まれている。このため、プログラムとモータ間に紐付が存在しており、そのプログラムが書き込まれたモータ駆動装置とモータの組み合わせを、容易に変更する方法がなかった。これにつき、具体的に説明する。

（走行用のモータにおける回転センサの役割）
電気自動車の走行用のモータには、種々のモータを使用可能であるが、性能面を考慮し永久磁石を用いた同期モータを用いるのが一般的である。また、このモータを駆動する際、回転センサを用いずに駆動する方法も存在するが、多くの場合はモータの出力軸か、増速・減速された後の近傍の回転軸に回転センサを取り付け、モータ内のコイルと磁石の位置関係を取得し、そこから最適な電流量を決定する方法を用いるのが一般的である。

説明の簡単のために、ステータにコイルを配置し、ロータに磁石を配置した同期モータについて、回転センサをモータ出力軸に取り付けたと仮定する。この同期モータを電気自動車の走行用のモータとして採用し、図７のように回転センサ４を用いてモータ２を駆動する場合、回転センサ４の測定の基準点（センサ原点Ｐ１）と、ロータの磁石位置とステータのコイル位置の位置関係から定まる、モータ制御上の原点（電気角原点Ｐ０）が一致していなければ、このモータ２を正しく制御することができない。

回転センサの原点Ｐ１とモータ制御上の原点Ｐ０を一致させて、この問題を解決する方法は２つ存在する。
一つ目は、任意の位置関係で組み付けた後に、制御上でセンサ原点Ｐ１と電気角原点Ｐ２の成す角を加える方法である。具体的な方法を示す。回転センサとステータ、ロータの３つの位置関係を任意に置くと、センサ原点Ｐ１と電気角原点Ｐ０の間はθo という角度を持つ。回転センサ４はセンサ原点Ｐ１から検出点Ｐ２の間のθを検出するものであり、制御上必要な角度は、電気角原点Ｐ０から検出点Ｐ２までの角度であるため、θ＋θo を制御に用いればよいことになる。そこで、実験により求めたθo をオフセット量としてプログラム内に保存し、制御時に逐次測定したθに加えてθ＋θo とすることにより、必要な角度を得る方法である。
２つ目は、２つの原点Ｐ１，Ｐ０をずれ無く組み付ける方法である。この方法であれば、上記のオフセット量θoを考慮する必要がない。具体的には、回転センサとステータ、ロータの３つの位置関係が崩れないように固定する治具を用意し、θo ＝０となるように回転センサ４を取り付ける。

理想的には、２つ目の方法を採用することが望ましいが、内部構造により上記方法が採れない場合や、治具や組み立てに必要な精度が高く、事実上困難となる場合も多い。その場合は、１つ目の方法を取る他になく、オフセット量θo をモータ駆動装置のプログラム内に反映する必要がある。しかし、オフセット量θo はモータ個体により異なる値であり、そのモータ個体一つ一つに適したオフセット量θo をプログラム内に適応する必要がある。

（モータ駆動装置のプログラムへ反映する際の問題点）
同期モータは電気自動車だけでなく、産業用（大型機械用）として多く用いられてきた。そこでも同様に、上記の２つの原点Ｐ１，Ｐ０のずれが生じ、正しいオフセット量θoを用いて制御を行っている。この時のオフセット量θoの適応方法は、産業用においてはモータ駆動装置にインターフェイスが取り付けられているのが一般的であり、そのインターフェイスを用いてオフセット量θoを入力し、不揮発性の記憶領域（EEPROM等）に保存することが多い。
一方電気自動車においては、耐久性の問題や、安易な操作による事故防止の観点から、このようなインターフェイスがモータ駆動装置本体および電気自動車内に設置されることはほとんどない。そのため、プログラム内のオフセット量θoを示す変数を変更の上、機械語に変換（一般的にはビルドと呼ぶ）し、モータ駆動装置の制御プログラムを実行するCPU の命令記憶領域に保存する方法を取る必要があった。

この方法の問題点は、プログラム内の変更不要な部分を誤って変更してしまう恐れがあることや、プログラムをモータ駆動装置のＣＰＵに保存した後は、モータとモータ駆動装置が紐付された状態となることである。特に、モータとモータ駆動装置が紐付された状態となることは、市場での補修時にモータを交換する必要が出た場合、電気自動車製造時に保存したプログラムを、修理工場にて変更する必要がある。これは手順が煩雑となることや、プログラムの変更箇所の間違えは、制御装置の暴走や、場合によっては周辺素子の破壊、モータの破壊を引き起こす可能性があり、採用することは難しい。

（汎用の外部接続装置を用いたオフセット量の変更）
上述の理由により、プログラムの一部をモータの個体に適した値に書き換え、ビルドによって機械語に変換されたものをＣＰＵに焼き込むことは難しいが、モータ駆動装置が制御に必要なパラメータを保存する不揮発性記憶装置（例えばＥＥＰＲＯＭ）を備えている場合、そこにオフセット量を保存することは容易である。具体的には、汎用の外部接続装置をモータ駆動装置と接続し、外部接続装置とモータ駆動装置のＣＰＵと通信させ、外部接続装置からの指令によりＣＰＵがＥＥＰＲＯＭに所定のパラメータを保存する方法である。

上記のような汎用の外部接続装置は、整備工場にて既に実用化され広く利用されている。特許文献１は、車載機器の制御装置について、複数の設定パターン、例えば車種毎の設定や調整を簡便に使い分けるために、通信用インターフェイスを通じて必要な設定パターンを指定する方法を提案しており、書き換え可能な制御装置を提案するものである。また、特許文献２は、コンパクトディスクのような記録メディアを用いて制御装置内のプログラムの変更を可能としており、制御装置内の制御プログラムを外部から変更できる仕組みについて示している。制御装置内の設定、もしくはプログラムを書き換える際のインターフェイスも普及しており、代表的なものとして、特許文献３のような、車両の通信網に接続し、簡便に故障の診断を可能とする故障診断用テスタが挙げられ、特許文献４では、ＣＡＮ（Control Area Network）通信に対応した故障診断用テスタ及びそれと同等の物を用いて、燃料噴射量の増減を調整したり、油圧、油温センサの出力を収集する方法が提案されている。

これらの外部接続装置は整備工場等にのみ提供されるものであり、その通信も、通信上の一定の手続き（パスコードのやり取りや、一定のフォーマットに従って通信しなければ受け付けられない等）を要求し、不要な変更が行われないように構成されている。

しかし、上記の各従来技術は、いずれも、プログラムに不具合があって更新したい場合とか、後で乗り味を変えたい（燃料噴射量を増減させる）とかいった、その車種の全ての車両に適応するような更新とカスタマイズを前提としたものばかりであり、モータの個体差を考慮してモータとモータ駆動装置とのマッチングを不要にする技術については、提案されるに至っていない。
また、モータ制御に必要な定数（例えばオフセット量や、回転の向き）は、必ず必要なものであるが、従来の各技術は、モータとモータ制御装置を製造した時点では不定な数値を、外部から追記（書き換え）を行うことを前提として製造するものではない。上記のように特に不具合がない場合は走行できるように製造されたモータ駆動装置につき、更新やカスタマイズを行う技術である。

この発明の目的は、電気自動車製造時や、市場での補修時におけるモータ駆動装置の交換もしくはモータの交換時に、モータとモータ駆動プログラムとのマッチングを不要とすることで、電気自動車製造の妨げとなるモータの個体差に応じたプログラムの内容変更を不要化ないし簡易化でき、かつ不測の定数変更が回避できて安全性が確保できる電気自動車のモータ駆動装置を提供することである。

この発明の電気自動車のモータ駆動装置は、電気自動車１の走行駆動源となるモータ２を駆動するモータ駆動装置３において、
上記モータ２の制御に用いる定数を記憶する記憶手段１４と、情報を送信可能な外部接続装置１７に接続解除自在に接続されて上記外部接続装置１７と通信が可能な外部通信インターフェイス１８と、上記記憶手段１４に記憶する上記定数のうちの、互いに構成が同じ上記モータ２の個体に特有の値となる定められた定数を、上記外部接続装置１７から上記外部通信インターフェイス１８を介して送信される数値に設定する定数設定処理手段１９とを有し、上記外部接続装置１７により上記記憶手段１４の設定内容を変更する変更可能な上記定数の項目が定められており、
上記モータ２が回転角センサ４を備え、この回転センサ４の測定基準となるセンサ原点Ｐ１と、上記モータ２の制御上必要となるモータ２の制御基準点である電気角原点Ｐ０とにオフセット量θｏがあり、上記変更可能な定数の項目として上記オフセット量θｏを含み、上記定数設定処理手段１９は、上記外部接続装置１７から送信されて設定する定数として、少なくとも上記オフセット量θｏを含むことを特徴とする。
なお上記の「定数」は、フラグのような２値のいずれかを示す数を含む意味である。

この構成によると、モータ２の制御に用いる定数のうちの、モータ２の個体に特有の値となる定められた定数を、外部接続装置１７から外部通信インターフェイス１８を介して送信される数値に設定する定数設定処理手段１９を有する。そのため、モータ駆動装置３のモータ駆動プログラムで用いる定数のうち、モータ２の個体差が生じる定数について上記のように外部接続装置１７から送信して設定するようにすることで、モータ２とモータ駆動装置３におけるモータ駆動プログラムとのマッチングを不要とでき、電気自動車製造の妨げとなるモータ２の個体差に応じたプログラムの内容変更を不要化ないしは簡易化できる。また、電気自動車１自体に上記定数の変更の入力を行う手段を設けずに、外部接続装置１７を接続して上記定数となる数値を入力するようにしたため、モータ２毎に変更が不要な定数まで不測に変更してしまうことが回避され、安全性が確保できる。

上記モータ２が回転角センサ４を備え、この回転センサ４の測定基準となるセンサ原点Ｐ１と、上記モータ２の制御上必要となるモータ２の制御基準点である電気角原点Ｐ０とにオフセット量θｏがあり、上記定数設定処理手段１９は、上記外部接続装置１７から送信されて設定する定数として、少なくとも上記オフセット量θｏを含む。
モータ２の制御上必要な定数のうち、個体差が生じる代表的な定数は、上記センサ原点Ｐ１と電気角原点Ｐ０のオフセット量θｏである。このオフセット量θｏは、モータ２の製造時に計測してモータ自体に刻印等で記録しておくことで、既知の値となる。モータ２の故障やモータ駆動装置３の故障等でこれらモータ２とモータ駆動装置３との組み合わせを変更したときは、上記既知のオフセット量θｏを上記外部接続装置１７からモータ駆動装置３に入力することで、モータ２の個体差となるセンサ原点Ｐ１と電気角原点Ｐ０のオフセット量θｏが問題となることなく、モータ２とモータ駆動装置３との組み合わせの変更が行える。

上記外部接続装置１７は、上記変更可能な項目から選択した項目の定数の数値を変更するものであってもよい。
これらの場合に、上記定数設定処理手段１９により定数を設定する上記記憶手段１４が不揮発性記憶装置１４であっても良い。
不揮発性記憶装置１４に上記オフセット量θｏを記憶しておくことで、上記オフセット量θｏの記憶が不測に消失することを回避できる。

このように不揮発性記憶装置１４を用いる場合に、上記不揮発性記憶装置１４に記憶された上記オフセット量θｏを、上記モータ駆動装置３の電源投入に応答して、モータ制御に使用する記憶領域１６に読み出す記憶定数読出手段２０を設けても良い。
不揮発性記憶装置１４からの情報の読み出し速度は、一般的には比較的に遅く、高速回転するモータ２の制御時に読み出すのではモータ制御が高精度に行えない場合がある。しかし、モータ駆動装置３の電源投入時に、モータ制御に使用する適宜の記憶領域１６、例えばモータ駆動装置３を構成するＣＰＵ中のレジスタ等に記憶しておくことで、高速制御が可能となる。このように、オフセット量θｏの不測の消失の回避と、読み出し速度の高速化による高精度な制御とを両立させることができる。

この発明の電気自動車のモータ駆動装置において、上記モータ２が、単独では回転方向の正方向をいずれの方向にも設定可能であり、車両への取付方向によって上記正方向が定まる形式であり、上記定数設定処理手段１９は、上記外部接続装置１７から送信されて設定する定数の数値として、上記モータ２の回転方向の正方向を指定する値を含むようにしても良い。
モータ２の形式によっては、単独では回転方向の正方向をいずれの方向にも設定可能なものがあり、特にインホイールモータ駆動装置７では、同じ構成のインホイールモータ駆動装置７を左右の車輪９に互いに向きを逆として用いることがある。このような場合に、上記定数設定処理手段１９が、上記外部接続装置１７から送信されて設定する数値として、上記モータ２の回転方向の正方向を指定する値を含むようにしてあると、同じ構成のモータ２を設置箇所に応じて任意の向きに設置しても、正逆の回転方向を適正に認識して制御可能となる。

この発明の電気自動車のモータ駆動装置は、電気自動車の走行駆動源となるモータを駆動するモータ駆動装置において、上記モータの制御に用いる定数を記憶する記憶手段と、情報を送信可能な外部接続装置に接続解除自在に接続されて上記外部接続装置と通信が可能な外部通信インターフェイスと、上記記憶手段に記憶する上記定数のうちの、互いに構成が同じ上記モータの個体に特有の値となる定められた定数を、上記外部接続装置から上記外部通信インターフェイスを介して送信される数値に設定する定数設定処理手段とを有し、上記外部接続装置により上記記憶手段の設定内容を変更する変更可能な上記定数の項目が定められており、上記モータが回転角センサを備え、この回転センサの測定基準となるセンサ原点と、上記モータの制御上必要となるモータの制御基準点である電気角原点とにオフセット量があり、上記変更可能な定数の項目として上記オフセット量を含み、上記定数設定処理手段は、上記外部接続装置から送信されて設定する定数として、少なくとも上記オフセット量を含むため、電気自動車製造時や、市場での補修時におけるモータ駆動装置の交換もしくはモータの交換時に、モータとモータ駆動プログラムとのマッチングを不要とできて、電気自動車製造の妨げとなるモータの個体差に応じたプログラムの内容変更を不要化ないし簡易化でき、かつ不測の定数変更が回避できて安全性が確保できる。

この発明の一実施形態に係る電気自動車のモータ駆動装置の概念構成を示すブロック図である。 同ブロック図を定数の書換え処理時に用いる部分に着目して表現し直したブロック図である。 同ブロック図をモータ駆動時に用いる部分に着目して表現し直したブロック図である。 （Ａ）は同モータ駆動装置に対する書換え時の外部接続装置の処理を示すフロー図、（Ｂ）は同書換え時のモータ駆動装置の処理を示すフロー図である。 同モータ駆動装置におけるモータ駆動時の処理を示すフロー図である。 インホイールモータ車の概念構成を示す平面図である。 モータと回転センサの原点等との関係を示す説明図である。

この発明の一実施形態を図１ないし図６と共に説明する。図１において、電気自動車１は、走行駆動用のモータ２と、このモータ２を制御するモータ駆動装置３と備え、上記モータ２は、回転センサ４を有する。この回転センサ４は、レゾルバや、エンコーダ、磁気センサがこれにあたる。モータ２は、例えば永久磁石を有し３相交流で駆動される同期型モータとされる。

モータ２は、例えば図６に示すように、車輪用軸受５および減速機６と共にインホイールモータ駆動装置７を構成し、電気自動車１の駆動輪となる車輪９に対して個別に搭載される。同図の電気自動車１は、後輪となる車輪９が駆動輪、前輪となる車輪８が従動輪とされた２輪駆動の後輪駆動車である。

モータ駆動装置３は、電気自動車１が同図の例のように複数のモータ２を搭載する場合、各モータ２に対して設けられる。モータ２が同期モータ等の交流で駆動される形式である場合、インバータを備えるため、上記モータ駆動装置３は「インバータ装置」と呼ばれる場合がある。モータ駆動装置３の上位の制御手段として、電気自動車の全体の統括制御や協調制御を行うＥＣＵ（電子制御ユニット）１０が設けられる。
なお、電気自動車１は、前後の車輪８，９にインホイールモータ駆動装置７を搭載した４輪駆動であっても良く、前輪の車輪８のみにインホイールモータ駆動装置７を搭載した前輪駆動であっても良く、またモータ２を車台（図示せず）上に搭載した１モータ型または２モータ型の車両であっても良い。１モータ型の場合、独立したＥＣＵ１０を設けずに、モータ駆動装置３にＥＣＵ１０の機能を備えるように構成される場合もある。

図１において、モータ駆動装置３は、回転センサ４の検出信号Ｓから回転角θを算出する回転角算出部１１と、主たる制御の演算を行い、多くの場合ＣＰＵがこれにあたる制御演算部１２と、電流量を制御するＦＥＴやＩＧＢＴ等のインバータがこれにあたるパワー回路部であるモータ駆動部１３と、制御上必要なパラメータやエラーコードを保存するＥＥＰＲＯＭがこれに当たる不揮発性記憶装置１４を備えている。この不揮発性記憶装置１４は、請求項で言う「記憶手段」となる。

制御演算部１２の中には、トルク指令手段２１から与えられる指令トルクＴに従って、ベクトル制御のようなモータ駆動のための電流制御に必要な演算を行うプログラムなどがこれに当たるモータ駆動演算部１５を備える。上記トルク指令手段２１は、例えばアクセルペダル等のアクセル操作手段（図示せず）、およびブレーキペダル等のブレーキ操作手段（図示せず）の操作量から、各モータ２へ上記指令トルクＴを生成する手段であり、例えば上位制御手段となる上記ＥＣＵ１０（図６）等に設けられる。トルク指令手段２１は、上記アクセル操作手段であっても良い。

図１の上記制御演算部１２の中には、この他に、各種演算結果や変動するパラメータなどを保存する汎用の揮発性記憶領域１６を備え、また外部接続装置１７と通信するモジュールに代表される外部通信インターフェイス１８を備える。この通信形態は、シリアル通信、パラレル通信などの単純な通信手段や、ＣＡＮ（Control Area Network）や車載ＬＡＮ（Local Area Network）が該当する。

上記外部接続装置１７は、例えばパーソナルコンピュータやタブレット型携帯情報端末機で構成される故障診断装置やダイアグノーシステスターと呼ばれるものであり、通信のために必要な最低限のデータ送信機能とロギング機能を持つものや、内部定数を更新するための操作が可能なものが存在し、この実施形態ではそれらの普及品を使用する。

上述した揮発性記憶領域１６は、モータ駆動装置３を構成するＣＰＵのレジスタがこれに当たる。ＣＰＵ外部に備える不揮発性記憶装置１４との役割分担は、内容の決定タイミングや変更頻度の違いにより決定される。ＣＰＵ内部には揮発性記憶領域１６のほかに、プログラムメモリに代表される実行プログラムを保存しておく書き換えが不可能な不揮発性記憶領域（図示せず）を持ち、この中には実行するプログラムや変更の必要ない定数等、変更の必要のない情報が保存される。上記揮発性記憶領域１６には、演算結果や繰り返し回数に代表される、常に変更される数値や、モータ駆動装置３が起動する際には演算されていない数値が保存される。また、モータ駆動装置３の電源がオフになり、初期値に更新されても問題ないものが揮発性記憶領域１６に保存される。

不揮発性記憶装置１４には、電源がオフになっても値を保持すべき数値であり且つ変更が必要である数値が保存される。具体的にはエラーコードや積算走行距離、搭載車両に最適化された制御定数、搭載車両によって異なる動作方向の正方向の情報などがこれに当たる。上記モータ２の原点位置も、プログラムにより算出することは不可能であり、車両組み付け時や修理時には変更が必要であって、電源がオフになっても値を保持すべきであり、不揮発性記憶装置１４に保存する。
なお、ＣＰＵ内に不揮発性の特徴を持ちながら書き換えが容易（プログラム動作により内容を変更可能）な領域があれば、ＣＰＵの外部に不揮発性記憶領域を持つ必要はなく、上記不揮発性記憶装置１４は、ＣＰＵ内に設けられた上記の不揮発性の特徴を持ちながら書き換えが容易な領域で構成される。

このモータ駆動装置３は、上記の基本構成において、次の定数設定処理手段１９と記憶定数読出手段２０とを設けたものである。これら定数設定処理手段１９および記憶定数読出手段２０は、上記制御演算部１２を構成するプログラムの一部で構成される。

上記定数設定処理手段１９は、上記不揮発性記憶装置１４に記憶する上記各定数のうちの、上記モータ２の個体に特有の値となる定められた定数を、上記外部接続装置１７から上記外部通信インターフェイス１８を介して送信される数値に設定する手段である。この記憶定数読出手段２０は、外部接続装置１７から送信されて上記不揮発性記憶装置１４に設定する定数として、上記回転センサ４の測定基準となるセンサ原点Ｐ１と、モータ２の制御上必要となるモータ２の制御基準点である電気角原点Ｐ０とのオフセット量θｏと、モータ２の駆動の正方向を示す数値である１または０の値であるフラグとを設定する。
上記記憶定数読出手段２０は、より具体的には図４（Ｂ）に示された流れ図の処理を行う。

上記記憶定数読出手段２０は、上記不揮発性記憶装置１４に記憶された上記オフセット量θｏを、上記モータ駆動装置３の電源投入に応答して、モータ制御に使用する記憶領域である上記揮発性記憶領域１６に読み出す手段であり、上記電源投入により各定数を読み出す命令の一部として構成される。
上記記憶定数読出手段２０は、より具体的には図５に示された流れ図の処理を行う。

次に、車両組み立て時や補修によるモータ２の交換後の初期設定の説明を行う。図１につきこの時に機能する部分に着目して表現し直した図を図２に示す。また、このときの外部接続装置１７の処理のフローを図４（Ａ）に、モータ駆動装置３のフローを図４（Ｂ）に示す。
モータ２の個体差により決定されるオフセット量θo は、モータ製造時に算出され、例えば刻印により明記されたり、データシートにより記録されたりしているものとする。モータ２を車両に組み付ける作業者（車両組み立て作業者、もしくは車両修理工場の作業者）は、モータ駆動装置３に外部接続装置１７を接続し通信を行う。実際には外部接続装置１７は、モータ駆動装置３内の制御演算部１２の定数設定処理手段１９等と外部通信インターフェイス１８を介して通信する。

通信を開始し（図４（Ａ）のステップＱ１、図４（Ｂ）のステップＲ１）、所定の通信上の手続き、例えばパスコードのやり取りや、一定のフォーマットに従って通信するなどした結果、制御演算部１２は演算処理を停止し、モータ２を駆動しなくなり、一般にメンテナンスモードと呼ばれるような整備専用の状態に遷移させる。
具体的には、上記通信の開始の後、外部接続装置１７は変更許可の依頼を行い（ステップＱ２）、変更許可を持つ（ステップＱ３）。モータ駆動装置３では、上記変更許可の依頼を受信すると（ステップＲ２）、適正な通信か否かを判断し（ステップＲ３）、適正な通信であると通信許可を送信する（ステップＲ４）。

その状態で、あらかじめ設定されたフォーマットに則り、外部接続装置１７を用いてオフセット量θo を制御演算部１２に送信する（ステップＱ４〜Ｑ６）。より詳しくは、変更可能項目から上記オフセット量θo を選択し（ステップＱ４）、このオフセット量θo を決定し（ステップＱ５）、その決定したオフセット量θo を送信する（Ｑ６）。
オフセット量θo を受信（ステップＲ５）した制御演算部１２は、揮発性保存領域１６に保存したり、保存に適した数値形式に変換したりするなどの処理を行った後、不揮発性記憶装置１４の指定されたアドレスに保存する（ステップＲ６）。作業者は外部接続装置１７とモータ２との通信を切断し作業を終了する。説明の簡単のため、モータ駆動装置３は一度電源がオフになったとして説明する。

次に、図１につき通常走行時に機能する部分に着目して表現し直した図を図３に示し、そのモータ駆動装置３のフローを図５に示す。
モータ駆動装置３に電源が投入されると、起動を確認し（ステップＳ１）、その後にプログラムメモリに保存されたプログラムを実行し始める。プログラムが各種変数の初期設定を行っている中に（ステップＳ２）、オフセット量θo の読み出しが規定されており、不揮発性記憶装置１４からオフセット量θo を読み出す（ステップＳ３）。読み出したオフセット量θo を揮発性記憶領域１６に保存し以後の制御に用いる。

回転センサ４は、モータ２の絶対角や、初期位置からの変位を電気信号、もしくは通信データの形で、検出信号Ｓを出力している。この検出信号Ｓを元に、回転角算出部１１は物理的に意味のある角度信号θを算出する。この処理は、例えば複数のアナログ信号の比較によるものや、絶対角をアナログ電圧に変換したものを読み取ることや、通信により得られたシリアルデータを数値に変換することが挙げられる。検出信号Ｓがそのまま利用できる角度信号θである場合は、回転角算出部１１は省略可能である。制御演算部１２は、回転角算出部１１から得られた回転角θに揮発性記憶領域１６に保存したオフセット量θo を加えて（基準となる方向による。設定方向によっては引く）、制御に必要な角度θ＋θo として（ステップＳ６）、モータ駆動演算部１５に渡す。モータ駆動演算部１５は角度θ＋θo と、駆動する電流量を決定する指令トルクＴに基づき、モータ駆動部１３の具体的な動作を決定し、モータ駆動部１３への指令を生成する（ステップＳ７）。以上の流れにより、モータ２に電流が流され駆動される。

この実施形態を採用すると、以下の利点がある。
まず、市場での修理が容易になることである。先述の通り、オフセット量を必要とする制御方法を採用している場合、モータ２かモータ駆動装置３のどちらかが故障し、交換が必要となった場合でも、外部接続装置１７を用いればオフセット量θｏを変更することができるためである。
次に、モータ２およびモータ駆動装置３の組み合わせと紐付に留意する必要が無くなることである。これは、動力線や回転角センサ、制御方法が共通化されていれば、モータ２とモータ駆動装置３のいくつかの選択肢のうち、どの組み合わせも採ることができるためである。また、モータ２を制御する上で問題となり得る個体差であるオフセット量θｏを、簡単にモータ駆動装置３に記憶させることができるため、モータ２とモータ駆動装置３の紐付に留意する必要が無くなるためである。

最後に、制御上必要であり、車両に組み付ける時まで不定である要因、例えばモータ２の回転方向の正方向をこの実施形態で指定できることである。これは、モータ２とモータ駆動装置３を汎用化し、例えば汎用の車体にこの２つを搭載する場合、車両を前進するために回転させるべき方向が、モータ２の取り付け方向により変わってしまうため、モータ駆動装置３を出荷する段階では規定することが出来ないが、車両組み付け後に指定できることが利点となるためである。これは同様に、図６のようなインホイールモータ車両のように、モータ２の配線と電気角の位相の観点から見て、走行時に２つのモータ２を互いに逆の方向に回転させる必要がある場合、上述の方法により変更することができ、利点となる。

なお、外部接続装置１７を用いて定数の更新する従来の技術は、いずれも、プログラムに不具合があって更新したいとか、後で乗り味を変えたい（燃料噴射量を増減させる）とかいった、その車種のすべての車両に適応するような更新とカスタマイズを前提としたものである。
これに対して、この実施形態では、モータ２の制御に必要な定数（ここではオフセット量θｏや、回転の向き）は、必ず必要なものであるが、モータ２とモータ制御装置３を製造した時点では不定な数値を、外部から追記（書き換え）を行うことを前提として製造する。
この実施形態の構成を用いることで、必要な変更を行うことができるが、変更可能な項目があらかじめ決められているため、プログラムを直接書き換えることにより起こり得る、変更してはならない制御定数の不要な変更によりモータ駆動装置３やモータ２が暴走したり、プログラムの通信機能に関する部分を変更してしまい通信機能を喪失してしまったりすることを予防することができる。

このような利点があるため、次のような販売形態に対応できる。例えば、モータ２とモータ駆動装置３を別々に販売し、顧客がその２つを買って、車両に組み付けるような、汎用の駆動装置一式を販売するような販売形態を採るときに、モータ２とモータ駆動装置３の組み合わせに注意しなくても良く、どの向きに取り付けられても問題ないような構成であることが、有利となる。

以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１…電気自動車
２…モータ
３…モータ駆動装置
４…回転センサ
７…インホイールモータ駆動装置
８，９…車輪
１０…ＥＣＵ
１１…回転角算出部
１２…制御演算部
１３…モータ駆動部
１４…不揮発性記憶装置（記憶手段）
１５…モータ駆動演算部
１６…揮発性記憶領域
１７…外部接続装置
１８…外部通信インターフェイス
１９…定数設定処理手段
２０…記憶定数読出手段
２１…トルク指令手段
Ｐ０…電気角原点
Ｐ１…センサ原点
θｏ…オフセット量

Claims (5)

1. 電気自動車の走行駆動源となるモータを駆動するモータ駆動装置において、
   上記モータの制御に用いる定数を記憶する記憶手段と、情報を送信可能な外部接続装置に接続解除自在に接続されて上記外部接続装置と通信が可能な外部通信インターフェイスと、上記記憶手段に記憶する上記定数のうちの、互いに構成が同じ上記モータの個体に特有の値となる定められた定数を、上記外部接続装置から上記外部通信インターフェイスを介して送信される数値に設定する定数設定処理手段とを有し、上記外部接続装置により上記記憶手段の設定内容を変更する変更可能な上記定数の項目が定められており、
   上記モータが回転角センサを備え、この回転センサの測定基準となるセンサ原点と、上記モータの制御上必要となるモータの制御基準点である電気角原点とにオフセット量があり、上記変更可能な定数の項目として上記オフセット量を含み、上記定数設定処理手段は、上記外部接続装置から送信されて設定する定数として、少なくとも上記オフセット量を含むことを特徴とする電気自動車のモータ駆動装置。
2. 請求項１に記載の電気自動車のモータ駆動装置において、上記外部接続装置は、上記変更可能な項目から選択した項目の定数の数値を変更する電気自動車のモータ駆動装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電気自動車のモータ駆動装置において、上記定数設定処理手段により定数を設定する上記記憶手段が不揮発性記憶装置である電気自動車のモータ駆動装置。
4. 請求項３に記載の電気自動車のモータ駆動装置において、上記不揮発性記憶装置に記憶された上記オフセット量を、上記モータ駆動装置の電源投入に応答して、モータ制御に使用する記憶領域に読み出す記憶定数読出手段を設けた電気自動車のモータ駆動装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電気自動車のモータ駆動装置において、上記モータが、単独では回転方向の正方向をいずれの方向にも設定可能であり、車両への取付方向によって上記正方向が定まる形式であり、上記定数設定処理手段は、上記外部接続装置から送信されて設定する定数の数値として、上記モータの回転方向の正方向を指定する値を含む電気自動車のモータ駆動装置。

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