JP6791072B2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動装置に関し、詳しくは、モータとインバータとを備える駆動装置に関する。

従来、この種の技術としては、第１変数（例えば、エンジン回転数）に応じて対応する第２変数（例えば、エンジントルク）を参照するためのテーブル（格子点の間隔が例えばエンジン回転数で４００ｒｐｍ間隔）を備え、テーブルの複数の格子点と入力された第１変数とを比較してテーブルを検索し、入力された第１変数に対応する第２変数を参照する車載制御装置において、テーブルで第２変数を参照するときに第１変数に応じて最初に比較を行う格子点を決定するための参照テーブル（格子点の間隔が例えば２０００ｒｐｍ）を更に備える車両制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車載制御装置では、入力された第１変数と参照テーブルとを用いてテーブルで最初に比較を行なう格子点を決定し、テーブルにおいて、この格子点から順に検索して、入力された第１変数に対応する第２変数を参照する。これにより、テーブルにおいて、第１変数の昇順や降順に単純検索するものに比して、探索時間の短縮を図っている。

特開２０１５−１５６０６７号公報

モータを駆動するインバータを同期ＰＷＭ制御により制御する駆動装置では、モータの現在回転数に基づいて搬送波の同期数を設定し、搬送波の半周期間隔や１周期間隔でインバータを制御する。このため、モータの回転数が同期数を切り替える切替閾値よりも若干低いときには、搬送波の周波数（キャリア周波数）が高くなり、インバータの制御周期が短くなる。上述の車両制御装置の手法では、参照テーブルにおける格子点の間隔をどのように定めるかについては考慮されていないことから、キャリア周波数が高くインバータの制御周期が短いときに、探索回数や制御装置の処理負荷の低減を図れない可能性がある。

本発明の駆動装置は、モータを駆動するインバータを同期ＰＷＭ制御により制御するものにおいて、モータの現在回転数と探索項目の値との関係を定めたテーブルからモータの現在回転数に対応する探索項目の値を抽出する際に、キャリア周波数が高くインバータの制御周期が短いときの探索回数や制御装置の処理負荷の低減を図ることを主目的とする。

本発明の駆動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の駆動装置は、
モータと、
前記モータを駆動するインバータと、
前記モータの現在回転数に基づいて搬送波の同期数を設定し、前記同期数を用いて同期ＰＷＭ制御により前記インバータを制御する制御装置と、
を備える駆動装置であって、
前記制御装置は、
前記モータの回転数と探索項目の値との関係を定めたテーブルから前記モータの現在回転数に対応する前記探索項目の値を抽出する際には、
前記同期数を切り替える前記モータの回転数としての複数の切替閾値のうち、前記モータの現在回転数よりも大きい範囲内で最小の切替閾値を探索用回転数として設定し、
前記テーブルで、前記探索用回転数に対応する前記モータの回転数から前記モータの現在回転数側に順に探索し、前記モータの現在回転数に対応する前記探索項目の値を抽出する、
ことを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、モータの現在回転数に基づいて搬送波の同期数を設定し、この同期数を用いて同期ＰＷＭ制御によりインバータを制御する。そして、モータの回転数と探索項目の値との関係を定めたテーブルからモータの現在回転数に対応する探索項目の値を抽出する際には、同期数を切り替えるモータの回転数としての複数の切替閾値のうち、モータの現在回転数よりも大きい範囲内で最小の切替閾値を探索用回転数として設定し、テーブルで、探索用回転数に対応するモータの回転数からモータの現在回転数側に順に探索し、モータの現在回転数に対応する探索項目の値を抽出する。これにより、モータの現在回転数がそれに対応する切替閾値に近いとき、即ち、搬送波の周波数（キャリア周波数）が高くインバータの制御周期が短いときに、探索回数や制御装置の処理負荷の低減を図ることができる。

ここで、「探索項目」としては、例えば、モータの最大トルクや、同期ＰＷＭ制御における電流フィードバック制御に用いるゲイン、モータの駆動に必要な下限電圧などを挙げることができる。テーブルは、例えば、モータの回転数で所定回転数（例えば、１００ｒｐｍ）間隔のモータの回転数と探索項目の値との各組み合わせをまとめたもの（一覧にしたもの）としてもよい。「探索用回転数に対応するモータの回転数」は、テーブルにおける探索用回転数に最も近いモータの回転数であるものとしてもよい。「モータの現在回転数に対応する探索項目の値」は、テーブルにおけるモータの現在回転数に最も近いモータの回転数に対応する探索項目の値であるものとしてもよい。

こうした本発明の駆動装置において、前記制御装置は、前記テーブルから前記モータの現在回転数に対応する前記探索項目の値を抽出する際において、前記モータの現在回転数と前記モータの前回回転数との第１差分が、前記モータの現在回転数と前記複数の切替閾値のうち前記モータの現在回転数よりも大きい範囲内で最小の対応切替閾値との第２差分以上のときには、前記対応切替閾値を前記探索用回転数として設定し、前記第１差分が前記第２差分未満のときには、前記モータの前回回転数を前記探索用回転数として設定するものとしてもよい。こうすれば、探索回数や制御装置の処理負荷のより低減を図ることができる。

本発明の一実施例としての駆動装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 電子制御ユニット５０の構成の概略を示す構成図である。 同期数判定処理部５２により実行される第１処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 回転数−同期数テーブルの一例を示す説明図である。 モータ３２の回転数Ｎｍと制御用同期数Ｓｙ＊と制御用キャリア周波数ｆｃ＊との関係の一例を示す説明図である。 マップ引き演算処理部５６により実行される第２処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 回転数−上限トルクテーブルの一例を示す説明図である。 モータ３２の回転数Ｎｍと上限トルクＴｍｍａｘとの関係を定めたマップの一例を示す説明図である。 実施例および比較例の探索回数Ｆｐ，Ｆｃおよび電子制御ユニット５０の処理負荷Ｌｐ，Ｌｃの一例を示す説明図である。 変形例の第１処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例および比較例の探索回数Ｆｐ２，Ｆｃおよび電子制御ユニット５０の処理負荷Ｌｐ２，Ｌｃの一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての駆動装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、蓄電装置としてのバッテリ３６と、昇圧コンバータ４０と、電子制御ユニット５０と、を備える。

モータ３２は、三相の同期発電電動機として構成されており、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を備える。このモータ３２の回転子は、駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。

インバータ３４は、モータ３２の駆動に用いられる。このインバータ３４は、高電圧側電力ライン４２を介して昇圧コンバータ４０に接続されており、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のそれぞれに並列に接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ、高電圧側電力ライン４２の正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように２個ずつペアで配置されている。また、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータ３２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル）の各々が接続されている。したがって、インバータ３４に電圧が作用しているときに、電子制御ユニット５０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータ３２が回転駆動される。高電圧側電力ライン４２の正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ４６が取り付けられている。

バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧側電力ライン４４を介して昇圧コンバータ４０に接続されている。低電圧側電力ライン４４の正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ４８が取り付けられている。

昇圧コンバータ４０は、高電圧側電力ライン４２と低電圧側電力ライン４４とに接続されており、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２のそれぞれに並列に接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬと、を有する。トランジスタＴ３１は、高電圧側電力ライン４２の正極側ラインに接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高電圧側電力ライン４２および低電圧側電力ライン４４の負極側ラインと、に接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と、低電圧側電力ライン４４の正極側ラインと、に接続されている。昇圧コンバータ４０は、電子制御ユニット５０によって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧側電力ライン４４の電力を昇圧して高電圧側電力ライン４２に供給したり、高電圧側電力ライン４２の電力を降圧して低電圧側電力ライン４４に供給したりする。

電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５０ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ５０ａの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ５０ｂやデータを一時的に記憶するＲＡＭ５０ｃ、図示しない入出力ポートを備える。電子制御ユニット５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット５０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（例えばレゾルバ）３２ａからの回転位置θｍや、モータ３２の各相の相電流を検出する電流センサ３２ｕ，３２ｖからの相電流Ｉｕ，Ｉｖを挙げることができる。また、バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからの電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３６ｂからの電流Ｉｂも挙げることができる。さらに、コンデンサ４６の端子間に取り付けられた電圧センサ４６ａからのコンデンサ４６（高電圧側電力ライン４２）の電圧ＶＨや、コンデンサ４８の端子間に取り付けられた電圧センサ４８ａからのコンデンサ４８（低電圧側電力ライン４４）の電圧ＶＬも挙げることができる。加えて、イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号や、シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰも挙げることができる。また、アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル６５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ６８からの車速Ｖも挙げることができる。電子制御ユニット５０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット５０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６へのスイッチング制御信号や、昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号を挙げることができる。電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍを演算している。以下、こうして演算されるモータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍを「検出電気角（現在電気角）θｅｄｅｔ」や「検出回転数（現在回転数）Ｎｍｄｅｔ」という。

こうして構成された実施例の電気自動車２０では、電子制御ユニット５０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸２６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊をモータ３２の制御用上限トルクＴｍｍａｘ＊で制限（上限ガード）してモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に設定する。そして、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を用いてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６を同期パルス幅変調制御（同期ＰＷＭ制御）により制御する。また、電子制御ユニット５０は、モータ３２をトルク指令Ｔｍ＊で駆動できるように高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を設定し、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。

次に、実施例の電気自動車２０の動作、特に、電子制御ユニット５０によるインバータ３４の制御および制御用上限トルクＴｍｍａｘ＊の設定処理について説明する。電子制御ユニット５０は、図２に示すように、機能ブロックとして、同期数判定処理部５２と、同期ＰＷＭ制御部５４と、マップ引き演算処理部５６と、を備える。

同期数判定処理部５２は、モータ３２の検出回転数（現在回転数）Ｎｍｄｅｔと回転数−同期数テーブルとを用いて探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈと制御用キャリア周波数ｆｃ＊とを設定する。同期ＰＷＭ制御部５４は、同期数判定処理部５２からの制御用キャリア周波数ｆｃ＊を用いて同期ＰＷＭ制御によりインバータ３４を制御する。マップ引き演算処理部５６は、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔと同期数判定処理部５２からの探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈと回転数−上限トルクテーブルとを用いてモータ３２の制御用上限トルクＴｍｍａｘ＊を設定する（回転数−上限トルクテーブルから抽出する）。以下、同期数判定処理部５２、同期ＰＷＭ制御部５４、マップ引き演算処理部５６の詳細について順に説明する。なお、実施例では、同期ＰＷＭ制御に用いる搬送波の半周期間隔や１周期間隔で同期数判定処理部５２、同期ＰＷＭ制御部５４、マップ引き演算処理部５６の処理を実行するものとした。

同期数判定処理部５２による処理について説明する。図３は、同期数判定処理部５２により実行される第１処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。第１処理ルーチンが実行されると、同期数判定処理部５２は、最初に、モータ３２の検出回転数（現在回転数）Ｎｍｄｅｔを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔは、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいて演算した値を入力するものとした。

続いて、変数ｉに値１を設定し（ステップＳ１１０）、回転数−同期数テーブルから、領域番号Ａの最大値Ａｍａｘと、領域番号Ａが変数ｉのときの切替閾値Ｎｓｙ［ｉ］および同期数Ｓｙ［ｉ］と、を抽出する（ステップＳ１２０）。図４は、回転数−同期数テーブルの一例を示す説明図である。図４の回転数−同期数テーブルは、領域番号Ａ（Ａ［ｋ］（ｋ＝１〜ｎ））と切替閾値Ｎｓｙ（Ｎｓｙ［ｋ］）と同期数Ｓｙ（Ｓｙ［ｋ］）との関係を定めたテーブルである。切替閾値Ｎｓｙ［ｊ］（ｊ＝１〜ｎ−１）は、それぞれ搬送波の同期数Ｎｓｙを同期数Ｎ［ｊ］と同期数Ｎ［ｊ＋１］とで切り替えるモータ３２の回転数Ｎｍであり、切替閾値Ｎｓｙ［ｎ］は、モータ３２の最大回転数である。切替閾値Ｎｓｙ［１］〜Ｎｓｙ［ｎ］および同期数Ｓｙ［１］〜Ｓｙ［ｎ］は、後述の制御用キャリア周波数ｆｃが値ｆｃ１（例えば数ｋＨｚ程度）よりも大きく且つ値ｆｃ２（例えば１０ｋＨｚ程度）以下の範囲内となるように設定される。領域Ａ［ｋ］は、それぞれ切替閾値Ｎｓｙ［ｋ］および同期数Ｓｙ［ｋ］に対応する領域の番号である。ステップＳ１２０の処理では、図４の回転数−同期数テーブルにおいて、領域番号Ａの降順で最初の値（値ｎ））を領域番号Ａの最大値Ａｍａｘとして抽出すると共に、領域番号Ａの昇順または降順で変数ｉと領域番号Ａとを比較しながら変数ｉに等しい領域番号Ａを抽出し、この領域番号Ａ（＝ｉ）に対応する切替閾値Ｎｓｙ［Ａ］および同期数Ｓｙ［Ａ］を抽出する。

次に、変数ｉを領域番号Ａの最大値Ａｍａｘと比較し（ステップＳ１３０）、変数ｉが領域番号Ａの最大値Ａｍａｘ未満のときには、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔを切替閾値Ｎｓｙ［ｉ］と比較する（ステップＳ１４０）。そして、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔが切替閾値Ｎｓｙ［ｉ］よりも大きいときには、変数ｉを値１だけインクリメントして（ステップＳ１５０）、ステップＳ１２０に戻る。

ステップＳ１４０でモータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔが切替閾値Ｎｓｙ［ｉ］以下のときには、切替閾値Ｎｓｙ［ｉ］を探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈに設定し（ステップＳ１６０）、同期数Ｓｙ［ｉ］を制御用同期数Ｓｙ＊に設定し（ステップＳ１７０）、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔと制御用同期数Ｓｙ＊と換算係数ρとの積（Ｎｍｄｅｔ×Ｎｓｙ＊×ρ）を制御用キャリア周波数ｆｃ＊に設定して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈは、複数の切替閾値Ｎｓｙのうち、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔよりも大きい範囲内で最小のものとなる。また、換算係数ρは、モータ３２の極対数などに基づいて定められる。

ステップＳ１３０で変数ｉが領域番号Ａの最大値Ａｍａｘに等しいときには、ステップＳ１４０の処理を実行せずに、ステップＳ１６０〜Ｓ１８０の処理により、探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈ、制御用同期数Ｓｙ＊、制御用キャリア周波数ｆｃ＊を設定して、本ルーチンを終了する。

図５は、図３の第１処理ルーチンにより制御用キャリア周波数ｆｃ＊を設定する場合の、モータ３２の回転数Ｎｍと制御用同期数Ｓｙ＊と制御用キャリア周波数ｆｃ＊との関係の一例を示す説明図である。図示するように、制御用キャリア周波数ｆｃ＊は、制御用同期数Ｓｙ＊が一定の範囲内で、モータ３２の回転数Ｎｍが大きいほど高くなり、モータ３２の回転数Ｎｍが切替閾値Ｎｓｙ［ｋ］のときに値ｆｃ２で最大となる。

次に、同期ＰＷＭ制御部５４による処理について説明する。同期ＰＷＭ制御部５４は、最初に、同期数判定処理部５２からの制御用キャリア周波数ｆｃ＊に加えて、モータ３２の検出電気角（現在電気角）θｅｄｅｔやＵ相，Ｖ相の相電流Ｉｕ，Ｉｖなどのデータを入力する。ここで、モータ３２の検出電気角θｅｄｅｔは、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいて演算した値を入力するものとした。Ｕ相，Ｖ相の総電流Ｉｕ，Ｉｖは、電流センサ３２ｕ，３２ｖにより検出された値を入力するものとした。

続いて、モータ３２の各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの総和が値０であるとして、モータ３２の検出電気角θｅｄｅｔを用いてＵ相，Ｖ相の相電流Ｉｕ，Ｉｖをｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに座標変換（３相−２相変換）する。そして、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づいてｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定し、ｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊および電流Ｉｄ，Ｉｑを用いて式（１）および式（２）によりｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を設定する。ここで、式（１）および式（２）は、ｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と電流Ｉｄ，Ｉｑとの差分が打ち消されるようにするための電流フィードバック制御における関係式であり、式（１）および式（２）中、「ｋｄ１」，「ｋｑ１」は，比例項のゲインであり、「ｋｄ２」，「ｋｑ２」は、積分項のゲインである。

Vd*=kd1×(Id*−Id)＋kd2×∫(Id*−Id)dt (1)
Vq*=kq1×(Iq*−Iq)＋kq2×∫(Iq*−Iq)dt (2)

そして、モータ３２の検出電気角θｅｄｅｔを用いてｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に座標変換（２相−３相変換）する。また、モータ３２の検出電気角θｅｄｅｔおよび制御用キャリア周波数ｆｃ＊を用いて搬送波（三角波）を生成する。こうして各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊と搬送波とを生成すると、各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊と搬送波との比較によりトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のＰＷＭ信号を生成し、このトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のＰＷＭ信号をを用いてトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングを行なう。

次に、マップ引き演算処理部５６の処理について説明する。図６は、マップ引き演算処理部５６により実行される第２処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。第２処理ルーチンが実行されると、マップ引き演算処理部５６は、最初に、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔや、同期数判定処理部５２からの探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈなどのデータを入力する（ステップＳ２００）。

そして、図７の回転数−上限トルクテーブルにおける、探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈに対応するモータ３２の回転数Ｎｍ（格子点）を初期回転数Ｎｍｉｎｉとして抽出する（ステップＳ２１０）。ここで、図７の回転数−上限トルクテーブルは、モータ３２の回転数Ｎｍと上限トルクＴｍｍａｘとの関係を定めたテーブルであり、実施例では、図８のモータ３２の回転数Ｎｍと上限トルクＴｍｍａｘとの関係を定めたマップにおける各格子点としての各白丸印（例えば、モータ３２の回転数Ｎｍで１００ｒｐｍ間隔の各格子点）の回転数Ｎｍと上限トルクＴｍｍａｘとの各組み合わせをまとめたもの（一覧にしたもの）に相当する。なお、各格子点は、モータ３２の回転数Ｎｍで、１００ｒｐｍ間隔以外の間隔、例えば、５０ｒｐｍ間隔や２００ｒｐｍ間隔であるものとしてもよいし、一律の間隔でないものとしてもよい。ステップＳ２１０の処理では、図７の回転数−上限テーブルにおける探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈに最も近いモータ３２の回転数（格子点）を初期回転数Ｎｉｎｉとして抽出する。

こうして初期回転数Ｎｍｉｎｉを抽出すると、初期回転数Ｎｍｉｎｉからモータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔ側に、モータ３２の検出回転数（現在回転数）Ｎｍｄｅｔと回転数−上限テーブルにおけるモータ３２の回転数Ｎｍとを比較しながら順に探索し、図７の回転数−上限テーブルにおける、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔに対応するモータ３２の回転数Ｎｍ（格子点）を対応回転数Ｎｍｃｏとして抽出する（ステップＳ２２０）。この処理では、図７の回転数−上限テーブルにおけるモータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔに最も近いモータ３２の回転数Ｎｍ（格子点）を対応回転数Ｎｍｃｏとして抽出する。

こうして対向回転数Ｎｍｃｏを抽出すると、図７の回転数−上限テーブルにおける、対応回転数Ｎｍｃｏに対応する上限トルクＴｍｍａｘを制御用上限トルクＴｍｍａｘ＊として抽出して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。こうして抽出したモータ３２の制御用上限トルクＴｍｍａｘ＊は、要求トルクＴｄ＊からモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を設定する際の制限（上限ガード）として用いられる。

ここで、実施例および比較例の手法において、図７の回転数−上限テーブルからモータ３２の検出回転数（現在回転数）Ｎｍｄｅｔに対応する制御用上限トルクＴｍｍａｘ＊を抽出する際の探索回数Ｆｐ，Ｆｃおよび電子制御ユニット５０の処理負荷Ｌｐ，Ｌｃについて説明する。実施例の手法では、複数の切替閾値Ｎｓｙのうちモータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔよりも大きい範囲内で最小のものを探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈに設定するのに対して、比較例の手法では、モータ３２の前回の検出回転数（前回Ｎｍｄｅｔ）を探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈに設定するものとした。

実施例および比較例の手法における探索回数Ｆｐ，Ｆｃは、初期回転数Ｎｍｉｎｉと、対応回転数Ｎｍｃｏと、図７のマップにおける回転数軸の刻み幅（例えば１００ｒｐｍ）Δｘと、を用いて式（３）により求めることができる。また、電子制御ユニット５０の処理負荷Ｌｐは、探索回数Ｆｐと、制御用キャリア周波数ｆｃ＊（モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔと制御用同期数Ｓｙ＊と換算係数ρとの積）と、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５０ａの演算速度Ｓｃｐｕと、対応回転数Ｎｍｃｏを抽出した後に制御用上限トルクＴｍｍａｘを抽出するのに要する処理時間Ｔｐｒｏと、を用いて式（４）により求めることができる。そして、式（３）を式（４）に代入すると、式（５）が得られる。

Fp,Fc=|Nmco-Nmini|／Δx＋1 (3)
Lp,Lc=(Fp／Scpu×fc*+Tpro)／Scpu (4)
Lp,Lc=((|Nmco-Nmini|／Δx＋1)／Scpu×fc*+Tpro)／Scpu (5)

実施例では、式（３）および式（５）において、近似的に、「Ｎｍｉｎｉ」，「Ｎｍｃｏ」をそれぞれ「Ｎｓｙ［ｉ］」，「Ｎｍｄｅｔ」に置き換えて考えることができる。また、比較例では、式（３）および式（５）において、近似的に、「Ｎｍｉｎｉ」，「Ｎｍｃｏ」を「前回Ｎｍｄｅｔ」，「Ｎｍｄｅｔ」に置き換えて考えることができる。

図９は、実施例および比較例の探索回数Ｆｐ，Ｆｃおよび電子制御ユニット５０の処理負荷Ｌｐ，Ｌｃの一例を示す説明図である。図示するように、実施例の探索回数Ｆｐや電子制御ユニット５０の処理負荷Ｌｐは、比較例の探索回数Ｆｃや電子制御ユニット５０の処理負荷Ｌｃに比して、モータ３２の回転数Ｎｍが対応する切替閾値Ｎｓｙ（複数の切替閾値Ｎｓｙのうちモータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔよりも大きい範囲内で最小のもの）に近いとき、即ち、制御用キャリア周波数ｆｃ＊が高くインバータ３４の制御周期が短いときに、小さくなっている。

以上説明した実施例の電気自動車２０に搭載される駆動装置では、複数の切替閾値Ｎｓｙ［ｋ］（ｋ＝１〜ｎ）のうちモータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔよりも大きい範囲内で最小のものを探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈに設定し、回転数−上限トルクテーブルにおいて、探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈに対応するモータ３２の回転数Ｎｍを初期回転数Ｎｍｉｎｉとして抽出し、初期回転数Ｎｍｉｎｉからモータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔ側に順に探索してモータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔに対応するモータ３２の回転数Ｎｍを対応回転数Ｎｍｃｏとして抽出し、対応回転数Ｎｍｃｏに対応する上限トルクＴｍｍａｘを制御用上限トルクＴｍｍａｘ＊として抽出する。これにより、モータ３２の回転数Ｎｍが対応する切替閾値Ｎｓｙに近いとき、即ち、制御用キャリア周波数ｆｃ＊が高くインバータ３４の制御周期が短いときに、探索回数Ｆｐや電子制御ユニット５０の制御負荷Ｌｐの低減を図ることができる。

実施例の電気自動車２０に搭載される駆動装置では、電子制御ユニット５０の同期数判定処理部５２は、図３の第１処理ルーチンを実行するものとしたが、これに代えて、図１０の第１処理ルーチンを実行するものとしてもよい。図１０の第１処理ルーチンは、ステップＳ２００〜Ｓ２３０の処理を追加した点を除いて、図３の第１処理ルーチンと同一である。したがって、同一の処理には同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１０の第１処理ルーチンでは、同期数判定処処理部５２は、ステップＳ１４０でモータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔが切替閾値Ｎｓｙ［ｉ］以下のときや、ステップＳ１３０で変数ｉが領域番号Ａの最大値Ａｍａｘに等しいときには、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔから前回検出回転数（前回Ｎｍｄｅｔ）を減じた値の絶対値を第１差分ΔＮｍ１として計算すると共に（ステップＳ２００）、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔから同期数Ｎｓｙ［ｉ］を減じた値の絶対値を第２差分ΔＮｍ２として計算する（ステップＳ２１０）。

続いて、第１差分ΔＮｍ１と第２差分ΔＮｍ２とを比較する（ステップＳ２２０）。第１差分が第２差分以上のときには、切替閾値Ｎｓｙ［ｉ］を探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈに設定し（ステップＳ１６０）、ステップＳ１７０以降の処理を実行する。一方、第１差分が第２差分未満のときには、モータ３２の前回検出回転数（前回Ｎｍｄｅｔ）を探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈに設定し（ステップＳ２３０）、ステップＳ１７０以降の処理を実行する。

図１１は、この変形例および上述の比較例の探索回数Ｆｐ２，Ｆｃおよび電子制御ユニット５０の処理負荷Ｌｐ２，Ｌｃの一例を示す説明図である。この変形例の探索回数Ｆｐ２は、実施例の探索回数Ｆｐと比較例の探索回数Ｆｃとのうちの小さい方となり、変形例の電子制御ユニット５０の処理負荷Ｌｐ２は、実施例の処理負荷Ｌｐと比較例の処理負荷Ｌｃとのうちの小さい方となる。したがって、この変形例では、実施例に比して、探索回数Ｆｐ２および電子制御ユニット５０の処理負荷Ｌｐ２をより低減することができる。

実施例の電気自動車２０に搭載される駆動装置では、図７の回転数−上限トルクテーブルで、探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈに対応するモータ３２の回転数Ｎｍを初期回転数Ｎｍｉｎｉとして抽出する際には、探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈに最も近いモータ３２の回転数を初期回転数Ｎｉｎｉとして抽出するものとした。しかし、探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈよりも大きい範囲内で最小のモータ３２の回転数Ｎｍ、または、探索用回転数Ｎｓｅａｒｃｈよりも小さい範囲内で最大のモータ３２の回転数を初期回転数Ｎｉｎｉとして抽出するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０に搭載される駆動装置では、図７の回転数−上限テーブルにおける、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔに対応するモータ３２の回転数Ｎｍを対応回転数Ｎｍｃｏとして抽出する際には、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔに最も近いモータ３２の回転数Ｎｍを対応回転数Ｎｍｃｏとして抽出するものとした。しかし、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔよりも大きい範囲内で最小のモータ３２の回転数Ｎｍ、または、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔよりも小さい範囲で最大のモータ３２の回転数Ｎｍを対応回転数Ｎｍｃｏとして抽出するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０に搭載される駆動装置では、図７の回転数−上限トルクテーブルを用いて、モータ３２の検出回転数（現在回転数）Ｎｍｄｅｔに対応する上限トルクＴｍｍａｘを制御用上限トルクＴｍｍａｘ＊として抽出するものとした。しかし、モータ３２の回転数Ｎｍと同期ＰＷＭ制御における電流フィードバック制御に用いるゲインｋｄ１，ｋｑ１，ｋｄ２，ｋｑ２との関係を定めた回転数−ゲインテーブルを用いて、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔに対応するゲインｋｄ１，ｋｑ１，ｋｄ２，ｋｑ２を抽出するものとしてもよい。また、モータ３２の回転数Ｎｍとモータ３２の駆動に必要な高電圧側電力ライン４２の下限電圧ＶＨｍｉｎとの関係を定めた回転数−下限電圧テーブルを用いて、モータ３２の検出回転数Ｎｍｄｅｔに対応する高電圧側電力ライン４２の下限電圧ＶＨｍｉｎを抽出するものとしてもよい。この場合、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づいて高電圧側電力ライン４２の要求電圧ＶＨｔａｇを設定し、この要求電圧ＶＨｔａｇを下限電圧ＶＨｍｉｎで制限（下限ガード）して高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を設定するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０に搭載される駆動装置では、蓄電装置として、バッテリ３６を用いるものとしたが、蓄電可能な装置であればよく、キャパシタなどを用いるものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０に搭載される駆動装置では、インバータ３４とバッテリ３６との間に昇圧コンバータ４０を設けるものとしたが、昇圧コンバータを設けないものとしてもよい。

実施例では、モータ３２を備える電気自動車２０に搭載される駆動装置の形態とした。しかし、モータ３２に加えてエンジンも備えるハイブリッド自動車に搭載される駆動装置の形態としてもよいし、自動車以外の車両や船舶、航空機などの移動体に搭載される駆動装置の形態としてもよいし、建設設備などの移動しない設備に搭載される駆動装置の形態としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ３２が「モータ」に相当し、インバータ３４が「インバータ」が相当し、電子制御ユニット５０が「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、駆動装置の製造産業などに利用可能である。

２０ 電気自動車、２２ａ，２２ｂ 駆動輪、２４ デファレンシャルギヤ、２６ 駆動軸、３２ モータ、３２ａ 回転位置検出センサ、３２ｕ，３２ｖ，３６ｂ 電流センサ、３４ インバータ、３６ バッテリ、３６ａ，４６ａ，４８ａ 電圧センサ、４０ 昇圧コンバータ、４２ 高電圧側電力ライン、４４ 低電圧側電力ライン、４６，４８ コンデンサ、５０ 電子制御ユニット、５０ａ ＣＰＵ、５０ｂ ＲＯＭ、５０ｃ ＲＡＭ、５２ 同期数判定処理部、５４ 同期ＰＷＭ制御部、５６ マップ引き演算処理部、６０ イグニッションスイッチ、６１ シフトレバー、６２ シフトポジションセンサ、６３ アクセルペダル、６４ アクセルペダルポジションセンサ、６５ ブレーキペダル、６６ ブレーキペダルポジションセンサ、６８ 車速センサ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ３１，Ｄ３２ ダイオード、Ｌ リアクトル、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ３１，Ｔ３２ トランジスタ。

Claims (1)

1. モータと、
   前記モータを駆動するインバータと、
   前記モータの現在回転数に基づいて搬送波の同期数を設定し、前記同期数を用いて同期ＰＷＭ制御により前記インバータを制御する制御装置と、
   を備える駆動装置であって、
   前記制御装置は、
   前記モータの回転数と探索項目の値との関係を定めたテーブルから前記モータの現在回転数に対応する前記探索項目の値を抽出する際には、
   前記同期数を切り替える前記モータの回転数としての複数の切替閾値のうち、前記モータの現在回転数よりも大きい範囲内で最小の切替閾値を探索用回転数として設定し、
   前記テーブルで、前記探索用回転数に対応する前記モータの回転数から前記モータの現在回転数側に順に探索し、前記モータの現在回転数に対応する前記探索項目の値を抽出する、
   駆動装置。

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