JPWO2015045549A1

JPWO2015045549A1 - 駆動装置

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Inventors: 安藤　博文; 博文安藤
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Abstract

上位コントローラと通信し電動機の駆動制御を行う駆動装置の電動機制御機能の詳細な内容を秘匿しつつ、上位コントローラとの通信を実現する付随機能を自由にカスタマイズできるようにする。電動機の駆動制御を行う駆動装置の制御プログラムを、電動機制御機能を実現し制御部をコア部として機能させる第１のプログラムと、付随機能を実現し制御部をカスタマイズ部として機能させる第２のプログラムに分けて実装する。カスタマイズ部には上位コントローラから電動機の動作状態を指定する物理量の指令値が与えられる。カスタマイズ部は当該指令値を所定の基準値を用いて規格化してコア部に与える。

Description

この発明は、電動機の駆動制御を行う駆動装置に関する。

近年、電気自動車が急速に普及しつつある。電気自動車には三相交流電動機などの電動機が動力源として搭載されているとともに、当該電動機の駆動制御を行うインバータなどの駆動装置と、駆動装置と通信しその制御を行うＶＣＵ（Vehicle Control Unit）などの上位コントローラが搭載されている。上位コントローラは、駆動装置に与えるトルク指令等の各種指令値（例えば、ｘ[Ｎｍ]など出力トルクの物理量を示す値）を運転者の操作に応じて生成する。駆動装置は、電動機に与える交流電力を上位コントローラから与えられた指令値に応じて調整する。これにより、電気自動車の走行制御が実現される。また、上位コントローラは、駆動装置のメモリに格納されている各種データ（例えば、出力トルクや回転速度（単位時間当たりの回転数）などの現在値を表すデータ）を取得し、それらデータに基づいて各種メータ類の表示制御を行う処理も実行する。これにより、車両の状態を運転者に把握させることができる。

特開２００８−１７６６０９号公報

電動機へ与える電力を上位コントローラから与えられる指令値に応じて調整する処理は、駆動装置に予めインストールされた制御プログラムにしたがってその駆動装置のＣＰＵ（Central Processing Unit：以下、制御部）を作動させることで実現される。駆動装置の制御部を制御プログラムにしたがって作動させることで実現される機能は、電動機制御機能とそれに付随した機能（以下、付随機能）とに大別される。電動機制御機能とは、上位コントローラから与えられる各種指令値に応じて電動機の作動制御を行う機能である。これに対して付随機能とは、上位コントローラとの通信や周辺装置の制御を行うための機能のことを言う。なお、以下では、上位コントローラや各種周辺装置、電動機や駆動装置に取り付けられる各種センサ、駆動装置に接続される各種操作子等を「外部機器」と呼ぶ。

電気自動車において外部機器と駆動装置との間の通信を仲介する車載ネットワークの仕様は電気自動車の車種や製造元のメーカによって区々であることが一般的である。このため、駆動装置の搭載される電機自動車の車載ネットワークに応じて付随機能を自由にカスタマイズできることが好ましく、そのためには制御プログラムの内容を電気自動車の製造元に公開する必要がある。例えば、電気自動車の製造元に対して制御プログラムのソースコードを公開するといった具合である。一方、電動機制御機能には駆動装置特有の工夫が凝らされている場合があり、駆動装置の製造元としては電動機制御機能の詳細な内容を秘匿できることが好ましい。しかし、上記のように制御プログラムの内容を公開してしまうと、電動機制御機能の詳細な内容まで公開されてしまうといった不具合がある。

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、電動機制御機能の詳細な内容を秘匿しつつ、付随機能を自由にカスタマイズできるようにする技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、電力変換部と制御部を有する駆動装置を提供する。電力変換部は、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換して電動機に与える。制御部は、外部機器とのデータの送受信および電力変換部の作動制御を制御プログラムにしたがって実行する。この制御プログラムには、以下の第１および第２のプログラムが含まれている。第１のプログラムは、電動機制御機能を担うコア部として制御部を動作させるプログラムである。このコア部は、電動機の動作状態を指定する指令値であって、当該動作状態における物理量を予め定められた基準値で規格化して得られる値（例えば、物理量＝基準値の場合を１００％とするパーセント量）を示す指令値を受け取り、当該指令値と基準値とから物理量を復元し、当該物理量に応じて電動機の作動制御を行う。一方、第２のプログラムは、外部機器とコア部との間のデータの送受信を仲介する付随機能を担うカスタマイズ部として制御部を機能させるプログラムである。このカスタマイズ部は、電動機の動作状態を物理量で指定する指令値を外部機器から受け取り、基準値を用いて規格化した指令値に変換してコア部に与える。なお、外部機器の具体例としては、駆動装置の作動制御を行う上位コントローラ、電動機や駆動装置の温度を計測するための温度センサなどの各種センサ、駆動装置に接続される各種操作子が挙げられる。また、上記基準値としては、各種物理量の定格値や最大許容値、モータ定数などを用いることが考えられ、駆動制御の対象となる電動機等の種類に応じた動作パラメータとして設定するようにすれば良い。

このように本発明の駆動装置においては、電動機制御機能を実現する第１のプログラムと付随機能を実現する第２のプログラムとに分割して制御プログラムが実装されるため、第２のプログラムについてのみ詳細な処理内容を開示し、電動機制御機能の詳細な内容を秘匿しつつ、駆動装置の納入先に付随機能を自由にカスタマズさせることが可能になる。また、コア部とカスタマイズ部の間のデータ授受は、所定の基準値を用いて規格化されたデータで行われるため、上記規格化を実現するソフトウェアモジュールを第２のプログラム内からＡＰＩとして読み出し可能なソフトウェアモジュールとして第１のプログラムに含めておけば、定格値や最大許容値、モータ定数が秘匿化され、電動機制御機能の詳細な内容の秘匿化の度合いを一層高めることができる。なお、コア部には、電動機の動作状態を表す物理量の現在値をカスタマイズ部に与える処理であって、予め定められた種類の物理量については当該物理量の種類に応じて定められた基準値を用いて規格化してカスタマイズ部に与える処理を実行させ、カスタマイズ部には、コア部から受け取った現在値のうち規格化されているものを当該現在値に対応する基準値を用いて物理量に変換する処理を実行させても良い。なお、特許文献１には、アプリケーション部のカスタマイズを容易かつ高品位に行うことが可能なインバータの発明が開示されているが、コア部とカスタマイズ部との間のデータ授受をパーセント量などの規格化したデータにより行うことは記載されていない。よって、本願発明は引用文献１に開示の技術とは異なる技術である。

電動機制御機能の詳細な内容を秘匿しつつ付随機能の処理内容を開示する具体的な方法としては、制御プログラムを記憶する記憶部を上記駆動装置に設け、第１のプログラムと第２のプログラムを上記記憶部における各々異なる記憶領域に記憶させておくとともに、第１のプログラムの書き込まれている記憶領域にはアクセス制限（例えば、第１のプログラムのダンプを禁止するアクセス制限）を掛けておくことが挙げられる。また、付随機能の処理内容の開示およびカスタマイズの容易化のために、第２のプログラムの記憶されている記憶領域に、当該第２のプログラムのソースコードファイルを格納しておいても良い。

電動機または電力変換部の動作状態を表す物理量の現在値を計測するセンサが上記外部機器に含まれている場合には、センサの出力データを物理量に変換するためのデータを格納したテーブルをアクセス制限を掛けられていない記憶領域（上記記憶部内の記憶領域）に格納しておき、制御プログラムにしたがって作動している制御部には、当該テーブルの格納内容にしたがってセンサの出力データを物理量に変換する処理を実行させる態様が考えられる。上記テーブルには個々のセンサに固有の出力特性を補正するためのデータが格納される。前述したように第２のプログラムの記憶されている記憶領域には特段のアクセス制限が掛けられていないため、駆動装置の納入先は上記テーブルの格納内容を自由にカスタマイズすることができる。本態様によれば、センサの出力特性の補正を上記納入先に自由かつ簡便に行わせることが可能になる。

また別の好ましい態様としては、電動機または電力変換部に発生する故障のうち検出対象として定められた故障を表すデータと当該故障の発生を検出した場合に制御部に実行させる処理を表すデータとを対応付けて記憶したテーブルをアクセス制限を掛けられていない記憶領域（上記記憶部内の記憶領域）に記憶させておき、制御プログラムにしたがって作動している制御部には、当該検出対象の故障の発生を検出した場合には当該テーブルの格納内容に応じて定まる処理を実行させる態様が考えられる。例えば当該駆動装置を電気自動車に搭載してその電動機の駆動制御に利用する場合、電動機または電力変換部に発生する故障のうちの何れを検出対象とするのか、また、故障発生時に安全確保のために実行する処理の具体的な内容については、駆動装置の納入先（電気自動車を製造するメーカ）毎或いは駆動装置の搭載される車両の種類毎に異なることが一般的であり、これらについても各納入先が自由にカスタマイズできることが好ましい。本態様によれば、電動機制御のためのプログラムの内容を秘匿しつつ、このようなニーズに応えることが可能になる。

また別の好ましい態様としては、コア部とカスタマイズ部の何れか一方に、直流電源から自装置に至る直流電力の伝送経路に設けられているキャパシタを緩やかに初期充電するための初期充電回路の作動制御を外部機器から与えられる指示に応じて行う機能を付与しておく態様が挙げられる。ここで上記初期充電回路の具体例としては、直流電源の一方の端子とキャパシタの一方の極板との間に介挿された第１のスイッチと、同端子と同極板との間に直列に介挿された第２のスイッチおよび抵抗と、からなる回路が挙げられる。このような初期充電回路の作動制御としては、まず、第２のスイッチをオンにし、上記抵抗を介してキャパシタを充電し、その後、第２のスイッチをオフかつ第１のスイッチをオンにする制御が挙げられる。このような初期充電回路の設けられた電気自動車に上記駆動装置を搭載しその電動機の駆動制御を当該駆動装置により行う場合、初期充電回路の作動制御を上位コントローラにより行うのかそれとも駆動装置により行うのかは、車両の製造元のメーカ毎に異なることが一般的であり、当該製造元のニーズに応じて当該機能を利用するか否かを自由にカスタマイズできることが好ましい。本態様によれば、このようなニーズに応えることが可能になる。

本発明の一実施形態の駆動装置２０を含む電動機駆動制御システム１の構成例を示す図である。同駆動装置２０の構成例を示す図である。同駆動装置２０の制御部２１０が通信制御ライブラリ２５４２および電力変換部制御ライブラリ２５４４にしたがって実行される処理の一例を示す図である。本発明の変形例（１）の出力特性補正テーブルの一例を示す図である。本発明の変形例（２）の安全保護テーブルの一例を示す図である。本発明の変形例（３）の初期充電回路の一例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
（Ａ：構成）
図１は、本発明の駆動装置の一実施形態である駆動装置２０を含む電動機駆動制御システム１の構成例を示す図である。この電動機駆動制御システム１は、電気自動車内に敷設されるシステムである。図１に示すように、電動機駆動制御システム１は、電気自動車の動力源たる電動機３０と、電動機３０の駆動制御を行う駆動装置２０と、ＶＣＵなどの上位コントローラ１０とを含んでいる。

上位コントローラ１０は、ツイストペアケーブルなどの信号線を介して駆動装置２０に接続されている。また、上位コントローラ１０には、アクセル板などの車両運転のための各種操作子（或いは当該操作子に設けられたセンサ）とスピードメータなどの各種メータ類が接続されている（図１では図示略）。上位コントローラ１０は、上記各種操作子に対して為された運転操作に応じて電動機３０の出力トルクまたは回転速度を物理量で指定する指令値Ｍを生成し駆動装置２０に与える一方、電動機３０の出力トルクや回転速度の物理量の現在値を表すデータＤを駆動装置２０から受け取り、このデータＤに応じて上記メータ類の表示制御を行う。

駆動装置２０は、例えばインバータであり、車載電池などの直流電源（図１では図示略）から供給される直流電力を交流電力ＰＷに変換して電動機３０に与える。駆動装置２０は、予めインストールされた制御プログラムを実行する制御部と、当該制御プログラムを実行する際のワークエリアとして使用されるメモリとを含んでいる。本実施形態では、上記制御プログラムを制御部に実行させることで、上位コントローラ１０から与えられる各種指令Ｍに応じて電動機３０に与える交流電力ＰＷを制御する処理が実現される。

駆動装置２０において、制御プログラムにしたがって制御部を作動させることで実現される機能は、前述した電動機制御機能と付随機能とに大別される。本実施形態における付随機能とは、信号線を介して上位コントローラ１０とデータ通信する機能のことを言う。本実施形態の駆動装置２０は、電動機制御機能の詳細な内容を秘匿しつつ、付随機能を自由にカスタマイズできるように構成されており、この点に本実施形態の特徴がある。以下、本実施形態の特徴を顕著に示す駆動装置２０を中心に説明する。

図２は、駆動装置２０の構成例を示す図である。
図２に示すように駆動装置２０は、制御部２１０、通信Ｉ／Ｆ部２２０、電力変換部２３０、記憶部２５０、およびこれら構成要素間のデータ授受を仲介するバス２６０を含んでいる。制御部２１０は、例えばＣＰＵである。制御部２１０は記憶部２５０（より正確には不揮発性記憶部２５４）に記憶されているプログラムを実行することにより駆動装置２０の制御中枢として機能する。通信Ｉ／Ｆ部２２０は、例えばＮＩＣ（Network Interface Card）である。通信Ｉ／Ｆ部２２０は通信線を介して上位コントローラ１０に接続されている。通信Ｉ／Ｆ部２２０は、上記通信線を介して上位コントローラ１０から送信されてくる各種指令Ｍを受信して制御部２１０に引き渡す一方、制御部２１０から引き渡された各種データＤを上記通信線を介して上位コントローラ１０へ送信する。

電力変換部２３０は前述した直流電源と電動機３０とに接続されている。電力変換部２３０は、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子を含んでいる（図２では図示略）。本実施形態では、これらスイッチング素子のスイッチング（オン／オフの切り替え）により、直流電源から供給される直流電力の交流電力ＰＷへの変換が実現される。電力変換部２３０に含まれるスイッチング素子のオン／オフ制御部は制御部２１０によって行われる。

記憶部２５０は揮発性記憶部２５２と不揮発性記憶部２５４とを含んでいる。揮発性記憶部２５２はＲＡＭである。揮発性記憶部２５２は、各種プログラムを実行する際のワークエリアとして制御部２１０によって利用される。不揮発性記憶部２５４はフラッシュロムとＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only
Memory）とを含んでいる。図２に示すように不揮発性記憶部２５４には、前述した制御プログラムの役割を果たすソフトウェアライブラリ（通信制御ライブラリ２５４２および電力変換部制御ライブラリ２５４４）が予め格納されている。

より詳細に説明すると、通信制御ライブラリ２５４２と電力変換部制御ライブラリ２５４４は上記フラッシュロム内の各々異なる記憶領域に記憶されている。また、不揮発性記憶部２５４には、電動機３０の出力トルクおよび回転速度の各々についての予め定められた基準値を表す動作パラメータが格納されており、これら動作パラメータは上記ＥＥＰＲＯＭに格納されている。ここで、上記基準値としては、電動機３０の出力トルクおよび回転速度の各々についての定格値或いは最大許容値を用いることが考えられる。

通信制御ライブラリ２５４２は、上位コントローラ１０と通信する機能（すなわち、前述した付随機能）を制御部２１０に実現させるためのプログラムの集合体である。一方、電力変換部制御ライブラリ２５４４は、上位コントローラ１０から与えられる各種指令Ｍに応じて電力変換部２３０の作動制御を行う機能（すなわち、前述した電動機制御機能）を制御部２１０に実行させるためのプログラムの集合体である。通信制御ライブラリ２５４２に含まれる各プログラムと電力変換部制御ライブラリ２５４４に含まれる各プログラムは、何れも駆動装置２０の製造元により作成され、駆動装置２０に実装されて提供されるプログラムであるが、その実装方法には以下のような相違がある。

電力変換部制御ライブラリ２５４４に含まれる各プログラムは、制御部２１０を電力変換部２３０の作動制御を実現するコア部として機能させるプログラムである。この電力変換部制御ライブラリ２５４４に含まれる各プログラムは、実行形式ファイルのみがフラッシュロムの所定の記憶領域に格納されており、上記電気自動車メーカに対しては、これらプログラムを呼び出す際のプログラム識別子と呼び出しの際の引数の仕様のみが公開されている。上記引数の一例としては、電動機３０の出力トルクおよび回転速度を指定する指令値が挙げられる。本実施形態では、上記指令値として前述した基準値を用いて規格化した値（本実施形態では、上記基準値を１００％に対応する値とした場合のパーセント量）が用いられる。

また、電力変換部制御ライブラリ２５４４には、物理量の指令値とパーセント量の指令値の相互変換を実現するソフトウェアモジュールが含まれており、これらソフトウェアモジュールもＡＰＩ（以下、相互変換ＡＰＩ）として読み出し可能なように実装されている。これは、上記電気自動車メーカに対して、モータ常数や定格値等を秘匿するとともに、指令値に関する入力値チェックを規格化し、基準値の設定変更だけで多様な種類の電動機に対応できるようにするためである。例えば、基準値として定格値を用い、定格値の１．５倍（すなわち、１５０％）までの入力を許容するように入力値チェックを定めておけば、電力変換部制御ライブラリ２５４４に含まれる各プログラムの書き換えを行うことなく、１００Ｗ駆動の電動機と２００Ｗ駆動の電動機に対応することが可能になる、といった具合である。

不揮発性記憶部２５４において電力変換部制御ライブラリ２５４４の格納された記憶領域（フラッシュロムにおいて電力変換部制御ライブラリ２５４４の格納された記憶領域）と動作パラメータの記憶された記憶領域（ＥＥＰＲＯＭ）には、記憶内容のダンプを禁止するアクセス制限が掛けられている。より詳細に説明すると、制御部２１０は、上記記憶領域の記憶内容をダンプしようとするアクセスを検出すると、駆動装置２０の電源を切断し強制停止するように構成されている。なお、このようなアクセス制限の実現方法として適宜既存技術を用いるようにすれば良い。本実施形態では、不揮発性記憶部２５４において電力変換部制御ライブラリ２５４４の格納された記憶領域に上記のようなアクセス制限が掛けられているため、電力変換部制御ライブラリ２５４４の不正読み出しが防止され、電動機制御機能の処理内容を秘匿化することができる。また、動作パラメータの記憶された記憶領域にも同様のアクセス制限が掛けられているため、制御対象の電動機の定格値等を秘匿化し、電動機制御機能の処理内容の類推を困難にすることができる。

通信制御ライブラリ２５４２に含まれる各プログラムは、制御部２１０を、駆動装置２０が搭載される電機自動車の車載ネットワーク毎に適宜カスタマイズされたカスタマイズ部として機能させるプログラムである。上記カスタマイズ部は、図３に示すように、上位コントローラ１０から受け取った物理量の指令値を上記相互変換ＡＰＩを用いてパーセント量に変換してコア部に与える。一方、コア部は、図３に示すように、カスタマイズ部から与えられたパーセント量の指令値を上記相互変換ＡＰＩを用いて物理量に変換し、当該物理量の出力トルク或いは回転速度が得られるように電力変換部２３０の作動制御を行う。なお、図３では物理量の指令値は「指（物）」と略記されており、パーセント量の指令値は「指（％）」と略記されている。

不揮発性記憶部２５４において通信制御ライブラリ２５４２の格納された記憶領域（フラッシュロムにおいて通信制御ライブラリ２５４２の格納された記憶領域）には、特段のアクセス制限は掛けられていない。この記憶領域には、駆動装置２０を組み込んで電気自動車を製造するメーカ等によってその電気自動車に搭載される車載ネットワークの仕様に応じて通信制御ライブラリ２５４２をカスタマイズできるように、所謂実行形式ファイル（ロードモジュール）の他にソースコードが格納されている。上記メーカは、このソースコードを適宜書き換えてコンパイルすることで、通信制御ライブラリ２５４２を再構築し、付随機能を自由にカスタマイズすることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、駆動装置２０の制御プログラムを通信制御ライブラリ２５４２と電力変換部制御ライブラリ２５４４に分けて実装し、さらに、前者についてのみそのソースコードを公開することで、電力変換部制御ライブラリ２５４４の内容（すなわち、電動機制御機能の内容）を秘匿しつつ、付随機能を電気自動車の製造メーカに自由にカスタマイズさせることが可能となる。加えて、本実施形態によれば、モータ定数や定格値等の各種動作パラメータも電気自動車の製造メーカに対して秘匿されているため、電動機制御機能の内容の秘匿化の程度を一層高めることができる。

（Ｂ：その他の実施形態）
以上本発明の実施形態について説明したが、この実施形態に以下の変形を加えても勿論良い。
（１）上記実施形態では、電動機３０の出力トルクまたは回転速度を直接指定する物理量の指令値が上位コントローラ１０から駆動装置２０に与えられる場合について説明したが、アクセル開度など運転操作の大きさなど電動機３０の出力トルクまたは回転速度を間接的に指定する物理量の指令値を上位コントローラ１０から駆動装置２０に与え、このような指令値をＡＰＩを用いてパーセント量に変換する処理をカスタマイズ部に実行させるようにしても良い。また、上記実施形態では、上位コントローラ１０から受け取った物理量の指令値を相互変換ＡＰＩを用いてパーセント量に変換し、その変換結果をコア部に与える処理をカスタマイズ部に実行させ、コア部には、カスタマイズ部から与えられたパーセント量の指令値を相互変換ＡＰＩを用いて物理量に変換して電力変換部２３０の作動制御に利用する処理を実行させた。これに加えて、コア部には、電動機３０に流れている電流や電動機３０の回転速度の現在値をパーセント量に変換してカスタマイズ部に与える処理を実行させ、カスタマイズ部には、規格化された現在値については相互変換ＡＰＩを用いて物理量に変換して上位コントローラに与える処理を実行させても良い。

また、電動機３０や電力変換部２３０の温度を検出する温度センサ（例えば、ＮＴＣサーミスタ）を外部機器として駆動装置２０に接続し、この温度センサによる計測結果を上位コントローラ１０に与えて故障検出に利用したり、メータ表示等に利用したりするようにしても良い。このようなセンサを外部機器として用いる場合、個々のセンサの出力特性を補正するために、センサの出力データと検出対象の物理量との対応関係（図４参照）を表すデータを格納した変換テーブルを用いることが一般的である。なお、図４には、ＮＴＣサーミスタを用いて温度を計測する場合におけるＮＴＣサーミスタの出力データのＡ／Ｄ変換結果と計測温度との対応関係を表すグラフが図示されている。この変換テーブルを参照してセンサの出力データと物理量との相互変換を実現するプログラムについては、不揮発性記憶部２５４内の記憶領域のうちアクセス制限の掛けられていない記憶領域と同アクセス制限の掛けられている記憶領域の何れに記憶させておいても良いが、上記変換テーブルについてはアクセス制限の掛けられていない記憶領域に格納しておくことが好ましい。上記変換テーブルの格納内容を電気自動車メーカ等に自由に更新させることで、駆動装置２０とともに電気自動車に搭載する各種センサの仕様や特性に応じたカスタマイズを自由に施すことが可能になるからである。

また、上記変換処理を実行するプログラムをコア部のプログラムとして実装する場合には、電動機３０の動作状態を表す物理量の現在値（出力トルクや回転速度、電動機３０の温度）のうち予め定められた種類の物理量（出力トルクおよび回転速度）については当該物理量の種類に応じて定められた基準値を用いて規格化してカスタマイズ部に与え、他の種類の現在値（本変形例では温度）については物理量のままカスタマイズ部に与える処理をコア部に実行させるようにすれば良い。この場合、カスタマイズ部には、コア部から受け取った現在値のうち規格化されているものを当該現在値に対応する基準値を用いて物理量に変換する処理を実行させるようにすれば良い。

（２）電気自動車用の駆動装置では、電動機３０の温度異常や電力変換部２３０のＩＧＢＴ故障などの異常検知を行い、検知された異常内容に応じて安全性確保のための制御が行われることが多い。ここで、安全性確保のための制御の一例としては、駆動装置２０の動作状態として通常状態、軽故障状態および重故障状態の３種類を用意しておき、検出された異常の内容に応じて駆動装置２０の動作状態を切り換えることが挙げられる。なお、通常状態とは出力トルクや回転速度に特段の制限を設けることなく電動機３０を駆動する状態のことをいい、軽故障状態とは出力トルクや回転速度を定格値以下に制限して電動機３０を駆動する状態のことをいい、重故障状態とは電動機３０の駆動を停止させる状態のこという。

駆動装置２０において検知する異常の種類や異常が検知された場合の制御の内容についても、駆動装置２０が搭載される電気自動車の種類や仕様に応じて異なることが一般的であり、電気自動車の製造メーカが自由にカスタマイズできることが好ましい。そこで、図５に示すテーブル（以下、保護テーブル）と、この保護テーブルの格納内容の更新およびその格納内容に応じて安全性確保のための制御を実現するプログラムとを、不揮発性記憶部２５４内の記憶領域のうちアクセス制限の掛けられていない記憶領域に格納しておくようにしても良い。

図５に示すように、保護テーブルには、検知対象の故障内容（図５に示す例では、ＩＧＢＴ故障、ヒューズ断、および初期充電回路異常の３種類）毎に、故障コード、有効／無効フラグ、処理パターン、優先順位、検出回数、およびイベントログフラグの各データが格納されている。なお、初期充電回路の詳細については変形例（３）を参照されたい。図５における故障コードとは、故障内容を表す識別子であり、有効／無効フラグとは、当該有効／無効フラグに対応する故障内容を検知対象とするか否かを示すフラグであり、有効／無効フラグの値が“１”であれば検知対象とすることを、有効／無効フラグの値が“０”であれば検知対象としないことを表す。処理パターンとは、当該処理パターンに対応付けられた故障内容が検知された場合に制御部２１０に実行させる処理の内容を示す識別子である。優先順位は、当該優先順位を対応付けられた故障内容の重大さ（動作状態を軽故障状態とするべきか、それとも重故障状態とするべきか）を表す。検出回数は当該検出回数の対応付けられた故障内容の検出回数を表す。そして、イベントログフラグは、当該イベントログフラグの対応付けられた故障内容を検知した場合に、当該故障内容の検知をログに記録するか否かを示す。

（３）電気自動車においては、図６に示すように、直流電源４０から駆動装置２０へ至る直流電力の伝送経路にキャパシタ５０が設けけられていることが一般的であり、キャパシタ５０を緩やかに初期充電するための初期充電回路６０が設けられていることが多い。図６における初期充電回路６０は、直流電源４０の一方の端子（図６に示す例では正極端子）とキャパシタ５０の一方の極板との間に介挿された第１のスイッチ６１０と、同端子と同極板との間に直列に介挿された第２のスイッチ６２０および抵抗６３０とからなる回路である。この初期充電回路６０の作動制御では、まず、第２のスイッチ６２０がオンにされ、抵抗６３０を介してキャパシタ５０への充電が開始される。その後、充電開始から所定時間が経過したこと或いはキャパシタ５０の極板間電圧が所定値に達したことを契機として第２のスイッチ６２０をオフかつ第１のスイッチ６１０をオンにする、といった具合である。

このような初期充電回路の設けられた電気自動車に駆動装置を搭載しその電動機の駆動制御を当該駆動装置により行う場合、初期充電回路の作動制御を上位コントローラにより行うのかそれとも駆動装置により行うのかは、車両の製造元のメーカ毎に異なることが一般的であり、当該製造元のニーズに応じて当該機能を利用するか否かを自由にカスタマイズできることが好ましい。そこで、初期充電回路の作動制御を外部機器（上位コントローラ或いは駆動装置に接続された操作子）から与えられる指示に応じて行う機能をコア部とカスタマイズ部の何れか一方に担わせても良い。また、動作パラメータの設定によって上記初期充電回路の制御機能を使用するか否かを切り換えるようにしても良い。

（４）上記実施形態では、通信制御ライブラリ２５４２に含まれる各プログラムのソースコードが不揮発性記憶部２５４に格納されていたが、電力変換部制御ライブラリ２５４４に含まれる各プログラムのインタフェース（プログラム識別子および引数）が公開されていれば通信制御ライブラリ２５４２に相当するプログラムを開発することは可能であるため、ソースコードを不揮発性記憶部２５４に記憶させておくことは必須ではない。また、上記実施形態では、不揮発性記憶部２５４に含まれるフラッシュメモリ内の記憶領域のうち、電力変換部制御ライブラリ２５４４の格納された記憶領域にはデータのダンプを禁止するアクセス制限が掛けられていた。しかし、電力変換部制御ライブラリ２５４４に含まれる各プログラムを暗号化して不揮発性記憶部２５４に格納しておき、それらプログラムを実行する毎に復号化してから実行することで、電動機制御機能の処理内容の秘匿化を実現しても良い。また、制御プログラムを、電動機制御機能を実現するプログラムと付随機能を実現するプログラムに分けて不揮発性記憶部２５４に格納し、後者についてのみ開示する態様で充分な場合には、上記アクセス制限や暗号化は必須ではない。

また、動作パラメータの格納先の記憶領域についてもアクセス制限を掛けることは必須ではない。例えば、電力変換部制御ライブラリ２５４４の秘匿化のみで充分な場合には、動作パラメータの格納先の記憶領域にアクセス制限を掛ける必要はない。また、動作パラメータの少なくとも一部を、アクセス制限の掛けられていない記憶領域にコピーしておき、電気自動車の製造元メーカが自由に更新できるようにするとともに、当該記憶領域に記憶されている動作パラメータと上記アクセス制限の掛けられている記憶領域に記憶されている動作パラメータの何れを優先させるのかについて上記メーカが自由に設定できるようにしても良い。このような態様によれば、動作パラメータについての秘匿化の度合いをきめ細やかに調整したり、電気自動車の製造元によるカスタマイズの程度をきめ細やかに調整することが可能になる。

（５）上記実施形態では、電気自動車の動力源たる電動機を駆動する駆動装置への本発明の適用例を説明したが、空調機器や昇降機、工作機器などの動力源となる電動機を駆動する駆動装置に本発明を適用しても良い。

１…電動機駆動制御システム、１０…上位コントローラ、２０…駆動装置、２１０…制御部、２２０…通信Ｉ／Ｆ部、２３０…電力変換部、２５０…記憶部、２５２…揮発性記憶部、２５４…不揮発性記憶部、２５４２…通信制御ライブラリ、２５４４…電力変換部制御ライブラリ、２６０…バス、３０…電動機、４０…直流電源、５０…キャパシタ、６０…初期充電回路、６１０，６２０…スイッチ、６３０…抵抗。

このように本発明の駆動装置においては、電動機制御機能を実現する第１のプログラムと付随機能を実現する第２のプログラムとに分割して制御プログラムが実装されるため、第２のプログラムについてのみ詳細な処理内容を開示し、電動機制御機能の詳細な内容を秘匿しつつ、駆動装置の納入先に付随機能を自由にカスタマイズさせることが可能になる。また、コア部とカスタマイズ部の間のデータ授受は、所定の基準値を用いて規格化されたデータで行われるため、上記規格化を実現するソフトウェアモジュールを第２のプログラム内からＡＰＩとして読み出し可能なソフトウェアモジュールとして第１のプログラムに含めておけば、定格値や最大許容値、モータ定数が秘匿化され、電動機制御機能の詳細な内容の秘匿化の度合いを一層高めることができる。なお、コア部には、電動機の動作状態を表す物理量の現在値をカスタマイズ部に与える処理であって、予め定められた種類の物理量については当該物理量の種類に応じて定められた基準値を用いて規格化してカスタマイズ部に与える処理を実行させ、カスタマイズ部には、コア部から受け取った現在値のうち規格化されているものを当該現在値に対応する基準値を用いて物理量に変換する処理を実行させても良い。なお、特許文献１には、アプリケーション部のカスタマイズを容易かつ高品位に行うことが可能なインバータの発明が開示されているが、コア部とカスタマイズ部との間のデータ授受をパーセント量などの規格化したデータにより行うことは記載されていない。よって、本願発明は特許文献１に開示の技術とは異なる技術である。

電力変換部２３０は前述した直流電源と電動機３０とに接続されている。電力変換部２３０は、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子を含んでいる（図２では図示略）。本実施形態では、これらスイッチング素子のスイッチング（オン／オフの切り替え）により、直流電源から供給される直流電力の交流電力ＰＷへの変換が実現される。電力変換部２３０に含まれるスイッチング素子のオン／オフ制御は制御部２１０によって行われる。

（３）電気自動車においては、図６に示すように、直流電源４０から駆動装置２０へ至る直流電力の伝送経路にキャパシタ５０が設けられていることが一般的であり、キャパシタ５０を緩やかに初期充電するための初期充電回路６０が設けられていることが多い。図６における初期充電回路６０は、直流電源４０の一方の端子（図６に示す例では正極端子）とキャパシタ５０の一方の極板との間に介挿された第１のスイッチ６１０と、同端子と同極板との間に直列に介挿された第２のスイッチ６２０および抵抗６３０とからなる回路である。この初期充電回路６０の作動制御では、まず、第２のスイッチ６２０がオンにされ、抵抗６３０を介してキャパシタ５０への充電が開始される。その後、充電開始から所定時間が経過したこと或いはキャパシタ５０の極板間電圧が所定値に達したことを契機として第２のスイッチ６２０をオフかつ第１のスイッチ６１０をオンにする、といった具合である。

Claims

直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換して電動機に与える電力変換部と、
外部機器とのデータの送受信および前記電力変換部の作動制御を制御プログラムにしたがって実行する制御部と、を有し、
前記制御プログラムには、
前記電動機の動作状態を指定する指令値であって、当該動作状態における物理量を予め定められた基準値で規格化して得られる値を示す指令値を受け取り、当該指令値と前記基準値とから求まる物理量に応じて前記電動機の作動制御を行うコア部として前記制御部を機能させる第１のプログラムと、
前記電動機の動作状態を物理量で指定する指令値を前記外部機器から受け取り、前記基準値を用いて規格化した指令値に変換して前記コア部に与えるカスタマイズ部として前記制御部を機能させる第２のプログラムと、が含まれる
ことを特徴とする駆動装置。
前記コア部は、前記電動機の動作状態を表す物理量の現在値を前記カスタマイズ部に与える処理であって、予め定められた種類の物理量については当該物理量の種類に応じて定められた前記基準値を用いて規格化して前記カスタマイズ部に与える処理を実行し、前記カスタマイズ部は、前記コア部から受け取った現在値のうち規格化されているものを当該現在値に対応する基準値を用いて物理量に変換することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
前記制御プログラムの記憶された記憶部を備え、
前記第１のプログラムと前記第２のプログラムは、前記記憶部における各々異なる記憶領域に書き込まれており、前記第１のプログラムの書き込まれている記憶領域にはアクセス制限がかけられていることを特徴とする請求項１または請求項２の何れか１項に記載の駆動装置。
前記記憶部において前記第２のプログラムの記憶されている記憶領域には、前記第２のプログラムのソースコードファイルが格納されていることを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
前記外部機器には、前記電動機または前記電力変換部の動作状態を表す物理量の現在値を計測するセンサが含まれ、
前記記憶部内の記憶領域のうちアクセス制限を掛けられていない記憶領域には、前記センサの出力データを物理量に変換するためのデータを格納したテーブルが記憶されており、前記制御プログラムにしたがって作動している前記制御部は、当該テーブルの格納内容にしたがって前記センサの出力データを物理量に変換することを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
前記外部機器には、前記電動機または前記電力変換部の動作状態を表す物理量の現在値を計測するセンサが含まれ、
前記記憶部内の記憶領域のうちアクセス制限を掛けられていない記憶領域には、前記センサの出力データを物理量に変換するためのデータを格納したテーブルが記憶されており、前記制御プログラムにしたがって作動している前記制御部は、当該テーブルの格納内容にしたがって前記センサの出力データを物理量に変換することを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
前記記憶部内の記憶領域のうちアクセス制限を掛けられていない記憶領域には、前記電動機または前記電力変換部に発生する故障のうち検出対象として定められた故障を表すデータと当該故障の発生を検出した場合に前記制御部に実行させる処理を表すデータとを対応付けて記憶したテーブルが記憶されており、前記制御プログラムにしたがって作動している前記制御部は、当該検出対象の故障の発生を検出した場合には当該テーブルの格納内容に応じて定まる処理を実行することを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
前記記憶部内の記憶領域のうちアクセス制限を掛けられていない記憶領域には、前記電動機または前記電力変換部に発生する故障のうち検出対象として定められた故障を表すデータと当該故障の発生を検出した場合に前記制御部に実行させる処理を表すデータとを対応付けて記憶したテーブルが記憶されており、前記制御プログラムにしたがって作動している前記制御部は、当該検出対象の故障の発生を検出した場合には当該テーブルの格納内容に応じて定まる処理を実行することを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
前記記憶部内の記憶領域のうちアクセス制限を掛けられていない記憶領域には、前記電動機または前記電力変換部に発生する故障のうち検出対象として定められた故障を表すデータと当該故障の発生を検出した場合に前記制御部に実行させる処理を表すデータとを対応付けて記憶したテーブルが記憶されており、前記制御プログラムにしたがって作動している前記制御部は、当該検出対象の故障の発生を検出した場合には当該テーブルの格納内容に応じて定まる処理を実行することを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。
前記記憶部内の記憶領域のうちアクセス制限を掛けられていない記憶領域には、前記電動機または前記電力変換部に発生する故障のうち検出対象として定められた故障を表すデータと当該故障の発生を検出した場合に前記制御部に実行させる処理を表すデータとを対応付けて記憶したテーブルが記憶されており、前記制御プログラムにしたがって作動している前記制御部は、当該検出対象の故障の発生を検出した場合には当該テーブルの格納内容に応じて定まる処理を実行することを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。
前記コア部と前記カスタマイズ部の何れか一方は、前記直流電源から自装置に至る直流電力の伝送経路に設けられているキャパシタを緩やかに初期充電するための初期充電回路の作動制御を前記外部機器から与えられる指示に応じて行う機能を有していることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
前記コア部と前記カスタマイズ部の何れか一方は、前記直流電源から自装置に至る直流電力の伝送経路に設けられているキャパシタを緩やかに初期充電するための初期充電回路の作動制御を前記外部機器から与えられる指示に応じて行う機能を有していることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
前記コア部と前記カスタマイズ部の何れか一方は、前記直流電源から自装置に至る直流電力の伝送経路に設けられているキャパシタを緩やかに初期充電するための初期充電回路の作動制御を前記外部機器から与えられる指示に応じて行う機能を有していることを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
前記コア部と前記カスタマイズ部の何れか一方は、前記直流電源から自装置に至る直流電力の伝送経路に設けられているキャパシタを緩やかに初期充電するための初期充電回路の作動制御を前記外部機器から与えられる指示に応じて行う機能を有していることを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
前記コア部と前記カスタマイズ部の何れか一方は、前記直流電源から自装置に至る直流電力の伝送経路に設けられているキャパシタを緩やかに初期充電するための初期充電回路の作動制御を前記外部機器から与えられる指示に応じて行う機能を有していることを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。
前記コア部と前記カスタマイズ部の何れか一方は、前記直流電源から自装置に至る直流電力の伝送経路に設けられているキャパシタを緩やかに初期充電するための初期充電回路の作動制御を前記外部機器から与えられる指示に応じて行う機能を有していることを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。
前記コア部と前記カスタマイズ部の何れか一方は、前記直流電源から自装置に至る直流電力の伝送経路に設けられているキャパシタを緩やかに初期充電するための初期充電回路の作動制御を前記外部機器から与えられる指示に応じて行う機能を有していることを特徴とする請求項７に記載の駆動装置。
前記コア部と前記カスタマイズ部の何れか一方は、前記直流電源から自装置に至る直流電力の伝送経路に設けられているキャパシタを緩やかに初期充電するための初期充電回路の作動制御を前記外部機器から与えられる指示に応じて行う機能を有していることを特徴とする請求項８に記載の駆動装置。
前記コア部と前記カスタマイズ部の何れか一方は、前記直流電源から自装置に至る直流電力の伝送経路に設けられているキャパシタを緩やかに初期充電するための初期充電回路の作動制御を前記外部機器から与えられる指示に応じて行う機能を有していることを特徴とする請求項９に記載の駆動装置。
前記コア部と前記カスタマイズ部の何れか一方は、前記直流電源から自装置に至る直流電力の伝送経路に設けられているキャパシタを緩やかに初期充電するための初期充電回路の作動制御を前記外部機器から与えられる指示に応じて行う機能を有していることを特徴とする請求項１０に記載の駆動装置。