JP2014030356A - 回転電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷が変動する車両等に搭載される回転電機に適用した場合でも精度よく制御可能な回転電機の制御装置を提供する。
【解決手段】位相差検出ユニットにより回転電機４の電機子巻線の誘起電圧と磁極位置センサーＲＳの出力との位相差を検出し、この検出した位相差に基づいて磁極位置センサーＲＳの出力を補正し、この補正された出力に基づいて電力変換ユニット３を制御するようにした。
【選択図】図６

Description

この発明は、車両に搭載される車載用モータジェネレータなどの回転電機の制御装置に関するものである。

一般に、車両に搭載されるモータジェネレータなどの同期機の制御は、シンクロレゾルバなどの磁極位置センサーにより検出されたローターの磁極位置をもとに、同期機の電機子巻線への電流を制御することで行なわれている。しかし、磁極位置センサーの取付け誤差や位置ズレなどにより、磁極位置検出値が実際の磁極位置とずれていると、所望のトルクが得られないといった課題がある。

この課題に対し、例えば、特許文献１に開示された従来の同期機の制御装置では、システムのイナーシャ、負荷トルクなどを事前に把握しておき、同期機の負荷トルクが十分小さい時に、同期機のトルクが「０」となるｄ軸電流およびｑ軸電流を電機子巻線に与え、そのときの回転速度の変化と負荷トルク、システムのイナーシャから、磁極位置センサーが検出する磁極位置と実際の磁極位置とのズレ量を求め、このずれ量に基づいて磁極位置センサーが検出した磁極検出位置を補正するようにしている。

また、特許文献２に示された従来の同期機の制御装置では、永久磁石型の同期機をインバータにより駆動するものにおいて、インバータと同期機との間に開閉ユニットを設け、電源投入後にこの開閉ユニットを開放して同期機の誘起電圧波形を検出し、この検出した誘起電圧波形と同期機の回転角を計測する磁極位置センサーの出力信号とを比較し、両者の位相差から磁極位置センサーの出力誤差を求め、この誤差に基づいて磁極位置センサーの出力信号を補正するようにしている。

特開２００７−３１８８９４号公報 特開平９−４７０６６号公報

特許文献１に開示された従来の同期機の制御装置の場合、同期機の負荷トルクを制御に使用するため、車両の走行状態により変化する同期機の負荷トルクを事前に計測して把握しておく必要がある。また、負荷トルクが変動する場合など正確なトルクの把握が困難な場合には、前述のズレ量の検出精度が悪化する。更に、特許文献１に開示された従来の同期機の制御装置では、同期機のトルクが小さい領域で磁極位置の検出を行なった場合には、同期機トルクに対する負荷トルクの影響が大きくなり、負荷トルクのバラツキにより前述のズレ量の検出精度が悪化する場合があった。

また、特許文献２に開示された従来の同期機の制御装置では、磁極位置センサーの位相差検出のために開閉器を開放して同期機の誘起電圧を計測するモードを設ける必要があった。

この発明は、前述のような従来の同期機などの回転電機の制御装置に於ける課題を解決するためになされたもので、回転電機の負荷トルクやシステムのイナーシャなどの情報を事前に把握する必要がなく、負荷が変動する車両等に搭載される回転電機に適用した場合でも精度よく制御可能な回転電機の制御装置を提供することを目的としたものである。

また、この発明による回転電機の制御装置は、
車両の駆動輪を駆動し若しくは前記駆動輪により駆動される回転電機を制御する回転電機の制御装置であって、
外部の直流電源と前記回転電機の電機子巻線との間の電力変換を行なう電力変換ユニットと、
前記回転電機の回転子の磁極位置を検出するための出力を発生する磁極位置センサーと、
前記磁極位置センサーの出力に基づいて前記電力変換ユニットを制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
ｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値とに基づいて前記回転電機の前記電機子巻線に流れる電流を制御する電流制御ユニットと、
前記ｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値とを「０」にしたときの前記回転電機に対するｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値とに基づいて、前記回転電機の磁極位置と前記磁極位置センサーの出力に基づく検出位相との位相差を検出する位相差検出ユニットと、
前記位相差検出ユニットが検出した前記位相差に基づいて前記検出位相を補正して出力する位相差補正ユニットと、
を備え、前記位相差補正ユニットの出力に基づいて、前記電力変換ユニットを制御する、ことを特徴とするものである。

また、この発明による回転電機の制御装置によれば、外部の直流電源と前記回転電機の電機子巻線との間の電力変換を行なう電力変換ユニットと、前記回転電機の回転子の磁極位置を検出するための出力を発生する磁極位置センサーと、前記磁極位置センサーの出力に基づいて前記電力変換ユニットを制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、ｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値とに基づいて前記回転電機の前記電機子巻線に流れる電流を制御する電流制御ユニットと、前記ｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値とを「０」にしたときの前記回転電機に対するｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値とに基づいて、前記回転電機の磁極位置と前記磁極位置センサーの出力に基づく検出位相との位相差を検出する位相差検出ユニットと、前記位相差検出ユニットが検出した前記位相差に基づいて前記検出位相を補正して出力する位相差補正ユニットとを備え、前記位相差補正ユニットの出力に基づいて、前記電力変換ユニットを制御するように構成されているので、回転電機の負荷トルクやイナーシャなどの情報を事前に把握する必要がなく、負荷が変動する車両に適用した場合でも精度よく回転電機を制御することができる。

この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置の構成図である。 この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置のブロック図である。 回生ブレーキと油圧ブレーキの動作切替えを示すタイミングチャートである。 この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置の動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置の動作を説明する説明図である。 この発明の実施の形態２による回転電機の制御装置のブロック図である。 この発明の実施の形態２による回転電機の制御装置の動作を説明する説明図である。 この発明の実施の形態２による回転電機の制御装置の動作を説明するフローチャートである。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置について説明する。図１は、この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置の構成図、図２は、この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置のブロック図である。図１および図２において、電気自動車などの車両に搭載される回転電機としてのモータジェネレータ４は、ドライブシャフト５を介し車両の駆動輪６に接続され、車両を駆動する。ドライブシャフト５には油圧ブレーキ７が装着されている。モータジェネレータ４は、３相同期電動機であると共に、負荷としてのエンジンや駆動輪６により駆動されて回生発電を行なう機能も有している。なお、モータジェネレータ４における２つの機能、つまり電動機としての機能と発電機としての機能は、制御装置によりそれらのうちの何れかが選択されて制御され得る。

車両コントロールユニット１は、車速センサー８により検出した車速信号、ブレーキペダルストロークセンサー１１により検出した車両のブレーキ操作状況を示すブレーキ信号、アクセルポジションセンサー１０により検出したアクセルペダルの操作量を示すアクセル信号などの車両情報信号が入力され、この車両情報信号に基づいてトルク指令値Ｒｔｒｑを出力する。

コントローラとしてのモータコントローラ２は、車両コントロールユニット１からのトルク指令値Ｒｔｒｑに基づいて電力変換装置としてのインバータ３を制御する。インバータ３は、車両コントロールユニット１からのトルク指令値Ｒｔｒｑに基づいて制御され、外部の直流電源としての車載バッテリー９の直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ４へ供給し、または、モータジェネレータ４の電機子巻線に発生した交流電力を直流電力に変換して車載バッテリー９に供給する。モータジェネレータ４が電動機として動作するときは、モータジェネレータ４はトルク指令値Ｒｔｒｑに対応したトルクを発生するように電力変換ユニットとしてのインバータ３により制御される。

図２に示すように、モータコントローラ２は、指示電流演算ブロックＤＢと、電流制御演算ブロックＣＢと、２相／３相変換ブロックＴＢ１と、位相差補正ブロックＰＲと、基準位相検出ブロックＢＰと、３相／２相変換ブロックＴＢ２と、磁極位置検出ブロックＭＢと、ＰＷＭ制御ブロックＰＷＭとを備える。この発明の実施の形態１において、基準位相検出ブロックＢＰは、位相差検出ユニットを構成している。

指示電流演算ブロックＤＢは、車両コントロールユニット１からのトルク指令値Ｒｔｒｑとモータジェネレータ４の電気角周波数ωとの関係を設定したマップに基づいて、２相直流のｄ軸電流指令値Ｃｉｄおよびｑ軸電流指令値Ｃｉｑを演算して出力する。電流制御演算ブロックＣＢは、指示電流演算ブロックＤＢにより演算されたｄ軸電流指令値Ｃｉｄおよびｑ軸電流指令値Ｃｉｑと、モータジェネレータ４の電機子巻線に流れる実際のｄ軸電流値ｉｄおよびｑ軸電流値ｉｑとの偏差を「０」にするように、ｄ軸電圧指令値Ｃｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｃｖｑを演算し出力する。

２相／３相変換ブロックＴＢ１は、モータジェネレータ４の後述する磁極位置θに基づいて、前述の電流制御演算ブロックＣＢからの２相直流のｄ軸電圧指令値Ｃｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｃｖｑを、３相交流電圧指令値Ｃｖｕ、Ｃｖｖ、Ｃｖｗに変換して出力する。ＰＷＭ制御ブロックＰＷＭは、入力された２相／３相変換ブロックＴＢ１からの３相の交流電圧指令値Ｃｖｕ、Ｃｖｖ、Ｃｖｗに基づいて、ＰＷＭ制御信号を生成して出力する。インバータ３の電力変換部ＰＤを構成する複数のスイッチングア素子は、ＰＷＭ制御ブロックＰＷＭからのＰＷＭ制御信号に基づいて、３相の交流電圧指令値Ｃｖｕ、Ｃｖｖ、Ｃｖｗに対応する３相の交流電圧をモータジェネレータ４から発生させるようにＰＷＭ制御される。

基準位置検出ブロックＢＰは、電圧センサーＶＳｕ、ＶＳｖ、ＶＳｗにより検出したインバータ３の３相交流電圧ｖＵ、ｖＶ、ｖＷに基づいて、モータジェネレータ４の誘起電圧がマイナス側からプラス側へ変化するゼロクロス点を検出し、そのゼロクロス点を基準位置Ｔｒｇとして出力する。磁極位置検出ブロックＭＢは、モータジェネレータ４の磁極位置を検出する後述の磁極位置センサーＲＳからの磁極位置信号Ｒｓｉｇに基づく後述する検出位相θｒと、モータジェネレータ４の電気角周波数ωとを出力する。

位相差補正ブロックＰＲは、磁極位置検出ブロックＭＢからの検出位相θｒと基準位置検出ブロックＢＰからの基準位置Ｔｒｇとに基づいて、モータジェネレータ４の誘起電圧と磁極位置センサーＲＳの磁極位置信号Ｒｓｉｇに基づく検出位相との位相差θｅを算出し、この算出した位相差θｅに基づいて前述の磁極位置センサーＲＳの磁極位置信号Ｒｓｉｇに基づく検出位相θｒを補正し、この補正した値を磁極位置θとして出力する。３相／２相変換ブロックＴＢ２は、電流センサーＣＳｕ、ＣＳｖ、ＣＳｗにより検出したインバータ３の３相交流電流ｉＵ、ｉＶ、ｉＷを、前述の補正した磁極位置θに基づき、２相直流のｄ軸実電流ｉｄ及びｑ軸実電流ｉｑに変換して電流制御演算ブロックＣＢへ与える。

モータジェネレータ４は、磁極位置センサーＲＳを備えている。この磁極位置センサーＲＳは、例えば、シンクロレゾルバにより構成され、同期機であるモータジェネレータ４の回転子軸に固定された回転子磁極と、この回転子磁極の回転により交流電圧が誘起される固定子巻線を有する固定子とを備える。通常、シンクロレゾルバの回転子磁極は、モータジェネレータ４の回転子の磁極の軸心に対する設置位置（軸心周りの設置角度）に一致して回転子軸の固定されている。したがって、シンクロレゾルバの電機子巻線には、モータジェネレータの磁極の軸心に対する設置位置に対応した交流電圧が誘起され、シンクロレゾルバの電機子巻線から出力される前述の磁極位置信号Ｒｓｉｇは、モータジェネレータ４の磁極位置の情報を含むことになる。

以上のように構成されたこの発明の実施の形態１による同期機の制御装置に於いて、まず、車両コントロールユニット１は、車速センサー８により検出した車速信号、ブレーキペダルストロークセンサー１１により検出した車両のブレーキ操作状況を示すブレーキ信号、アクセルポジションセンサー１０により検出したアクセルペダルの操作量を示すアクセル信号などの車両情報信号に基づいてトルク指令値Ｒｔｒｑを演算し、この演算したトルク指令値Ｒｔｒｑをモータジェネレータ４に対する要求トルクとしてモータコントローラ２に出力する。

モータコントローラ２における指示電流演算ブロックＤＢは、車両コントロールユニット１から入力されたトルク指令値Ｒｔｒｑと磁極位置検出ブロックＭＢから入力された前述のモータジェネレータ４の電気角周波数ωとに基づいて、前述のマップから、２相直流のｄ軸電流指令値Ｃｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｃｉｑを演算して電流制御演算ブロックＣＢへ出力する。

電流制御演算ブロックＣＢは、指示電流演算ブロックＤＢからのｄ軸電流指令値Ｃｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｃｉｑと、３相／２相変換ブロックＴＢ２からのｄ軸実電流値ｉｄ及びｑ軸実電流値ｉｑとの偏差が「０」となるように、２相直流のｄ軸電圧指令値Ｃｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｃｖｑを演算し、２相／３相変換ブロックＴＢ１に与える。

一方、位相差補正ブロックＰＲは、磁極位置検出ブロックＭＢからの検出位相θｒと基準位置検出ブロックＢＰからの基準位置Ｔｒｇとに基づいて、磁極位置センサーＲＳの出力信号に基づく検出位相θｒとモータジェネレータ４の誘起電圧との位相差θｅを算出し、この算出した位相差θｅにより磁極位置センサーＲＳによる検出位相θｒを補正して磁極位置θを出力する。

２相／３相変換ブロックＴＢ１は、位相差補正ブロックＰＲからの磁極位置θに基づいて２相直流のｄ軸電圧指令値Ｃｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｃｖｑを３相交流電圧指令値Ｃｖｕ、Ｃｖｖ、Ｃｖｗに変換する。ＰＷＭ制御ブロックＰＷＭは、３相交流電圧指令値Ｃｖｕ、Ｃｖｖ、Ｃｖｗに基づくＰＷＭ制御信号を生成してインバータ３の電力変換部ＰＤに与えてそのスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御し、インバータ３の３相出力電圧値ｖＵ、ｖＶ、ｖＷが３相交流電圧指令値Ｃｖｕ、Ｃｖｖ、Ｃｖｗと一致するようにインバータ３をＰＷＭ制御する。

図３は、回生ブレーキと油圧ブレーキの動作切替えを示すタイミングチャートであって、車両で使用されるブレーキシステムの動作をタイムチャートで示しており、（ａ）は車速、（ｂ）はブレーキペダルのストローク（踏込み量）、（ｃ）は回生ブレーキと油圧ブレーキの作動比率を、それぞれ示している。

すなわち、図３において、まず、時刻ｔ１でブレーキペダル踏込みによる減速が開始される。減速開始時は、エネルギー回収のために破線で示す回生ブレーキを作動させる。次に、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間では、車両の減速により車両停止車速付近となったときに、油圧ブレーキのみのブレーキシステム搭載車両での停止挙動とのフィーリングを合わせるため、回生ブレーキから実線で示す油圧ブレーキへの切替えを行なう。時刻ｔ３以降では、油圧ブレーキのみの作動となる。なお、回生ブレーキと油圧ブレーキの切替えは、図示していないが車両コントロールユニット２の指示に基づいて行なわれる。

次に、この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置の動作について説明する。図４は、この発明の実施の形態１による同期機の制御装置の動作を説明するフローチャートである。図４に示すフローチャートは、例えば１０［ｍｓ］などの一定周期で繰り返して実施される。

図４において、ステップＳ０１にて、磁極位置検出ブロックＭＢが検出するモータジェネレータ４の電気角周波数ωが所定値以上か否かを判定し、所定値以上であればモータジェネレータ０４が回転しているため磁極位置信号Ｒｓｉｇの検出が可能であると判断しステップＳ０２へ進む。電気角周波数ωが所定値未満であれば磁極位置の検出の精度が確保できないと判断し処理を終了する。

ステップＳ０２では、モータジェネレータ４が惰行減速状態か否かを判定するため、モータジェネレータ４の駆動トルクが０［Ｎｍ］か否かを判定する。モータジェネレータ０４の駆動トルクが０［Ｎｍ］であればステップＳ０３へ進み、駆動トルクが０［Ｎｍ］でなければ処理を終了する。

ステップＳ０３では、車両の減速が低車速域における油圧ブレーキでの減速か否かを判定し、低車速域における油圧ブレーキのみでの減速であればステップＳ０４へ進む。それ以外の場合は処理を終了する。低車速域における油圧ブレーキでの減速時に処理を行うことでドライバーに違和感をあたえず磁極位置の検出を行なうことが出来る。

ステップＳ０４では、油圧ブレーキでの減速となってから所定時間経過したか否かを判定し、所定時間経過していればステップＳ０５へ進み、所定時間経過していなければ所定時間の経過を待つ。こうすることで、回生ブレーキによる減速の影響をなくすことが可能となる。

ステップＳ０５では、インバータ３の電力変換ブロックＰＤのスイッチング素子を全てＯＦＦとする。電力変換ブロックＰＤのスイッチング素子をＯＦＦさせることでモータジェネレータ４の駆動トルクが０［Ｎｍ］となり、モータジェネレータ４の誘起電圧によるローターの位相が検出可能となる。

ステップＳ０６では、モータジェネレータ４の回転により発生する誘起電圧ｕＵ、ｖＶ、ｕＷを計測し、その誘起電圧がプラス側からマイナス側へ変化するときのゼロクロス点を基準位置Ｔｒｇ（０［ｄｅｇ］）として検出する。

ステップＳ０７では、モータジェネレータ０４の基準位置Ｔｒｇの検出時に、磁極位置センサーＲＳの検出信号Ｒｓｉｇに基づき磁極位置センサーＲＳが検出した位相の角度を検出位相θｒとして検出する。このように、ステップＳ０６、Ｓ０７により、モータジェネレータ４のローターの磁極位置と磁極位置センサーＲＳの検出する検出位相θｒの検出タイミングを同期させることが可能となり、計測タイミングのズレによる誤差をなくすことが出来る。

ステップＳ０８では、基準位置Ｔｒｇにて検出した磁極位置センサーＲＳの出力に基づく検出位相θｒを位相差θｅとして記憶する。

ステップＳ０９では、ステップＳ０８にて算出された位相差θｅが所定範囲の中にあるか否かを判定し、位相差θｅが所定範囲内であればステップＳ１０へ進む。位相差θｅが所定値を越えていれば磁極位置センサーの位相差θｅの更新を行なわず処理を終了する。このようにすることで、検出角度へのノイズ混入などによる位相差の誤検出を抑制する効果が得られる。

ステップＳ１０にて、磁極位置センサーＲＳの検出した検出位相θｒから位相差θｅを差し引いた値をモータジェネレータ４の磁極位置θとし、処理を終了する。

図５は、この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置の動作を説明する説明図であり、前述のステップＳ０６乃至Ｓ０８での処理内容を説明している。図５に示すように、低車速域での油圧ブレーキの減速中に、インバータ３の電力変換ブロックＰＤのスイッチング素子を全てＯＦＦとさせたときの誘起電圧のゼロクロス点（時刻Ｔ）での、誘起電圧と磁極位置センサーＲＳの出力信号に基づく検出位相θｒとの位相差θｅを検出することで、特殊な動作モードを新たに設定せず、かつ、ドライバビリティーに影響を与えることなく、精度良く位相差θｅの検出が可能となり、負荷が変動する車両に適用した場合でも精度よく回転電機を制御することができる。

実施の形態２．
次にこの発明の実施の形態２による回転電機の制御装置について説明する。図６は、この発明の実施の形態２による回転電機の制御装置のブロック図である。なお、図６では、図２に示す前述の実施の形態１の制御ブロックと同様の働きをするブロックに対しては同一の符号を付しており、以下の説明では実施の形態１との相違点を主体に説明する。

図６において、位相差検出ユニットとしての位相差検出ブロックＰＢは、電流制御演算ブロックＣＢにより算出される２相直流のｄ軸電圧指令値Ｃｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｃｖｑに基づいて、モータジェネレータ４の電圧と磁極位置センサーＲＳの出力に基づく検出位相θｒとの位相差θｅ検出する。

ここで、ｄ軸電圧指令値Ｃｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｃｖｑに基づく位相差θｅの検出方法について説明する。ｄ軸座標およびｑ軸座標におけるモータジェネレータ４の電圧方程式は、下記の（１）式で与えられる。

ただし、Ｃｖｄ、Ｃｖｑ：ｄ軸指令電圧値、ｑ軸指令電圧値
Ｒ ：モータジェネレータ４の巻線抵抗
Ｌｄ、Ｌｑ：ｄ軸インダクタンス、ｑ軸インダクタンス
ω ：モータジェネレータ４電気角回転速度
Ｃｉｄ、Ｃｉｑ：ｄ軸指令電流値、ｑ軸指令電流値
Φ ：モータジェネレータ４の磁束

モータジェネレータ４の磁極位置と磁極位置センサーＲＳの出力に基づく検出位相θｒとに位相差がなければ、モータジェネレータ４への２相直流のｄ軸電流指令値Ｃｉｄおよびｑ軸電流指令値Ｃｉｑを０［Ａ］とすると、駆動トルクは０［Ｎｍ］となり、直流のｄ軸電圧指令値Ｃｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｃｖｑは、下記の（２）式となり、モータジェネレータ４の回転速度と磁束で決まる誘起電圧ωΦのみが発生する。

図７の（ａ）は、モータジェネレータ４の磁極位置と磁極位置センサーＲＳの検出位相θｒとに位相差がない場合の説明図であり、ｄ軸電圧指令値Ｃｖｄは「０」であり、ｑ軸電圧指令値Ｃｖｑとωφは一致している。

しかし、モータジェネレータ４と磁極位置センサーＲＳの出力とに位相差θｅが発生していると、直流のｄ軸電圧指令値Ｃｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｃｖｑは下記の（３）式となる。

ここで、αは、位相差θｅ発生時のｄ軸電流値Ｃｉｄおよびｑ軸電流値Ｃｉｑを０［Ａ］とするためのｄ軸電圧値、βは、位相差θｅ発生時のｄ軸電流値Ｃｉｄおよびｑ軸電流値Ｃｉｑを０［Ａ］とするためのｑ軸電圧指令値Ｃｖｄと、位相差なしの時のｑ軸電圧指令値Ｃｖｑ（＝ωΦ）との差、を示す。図７の（ｂ）は、モータジェネレータ４の磁極位置と磁極位置センサーＲＳの検出位相θｒとに位相差θｅが存在する場合の説明図であり、Ｃｖｄ＝α［Ｖ］、Ｃｖｑ＝ωΦ―βとなる。

位相差θｅと、ｄ軸座標電圧値およびｑ軸座標電圧値との関係は、下記の（４）式であらわされる。

従って、モータジェネレータ４の磁極位置と磁極位置センサーＲＳの出力に基づく位相差θｅは、直流のｄ軸電圧値指令値Ｃｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｃｖｑを用いて、下記の（５）式で表すことができる。

つまり、モータジェネレータ４の駆動トルクを０［Ｎｍ］とするためのｄ軸電流指令値Ｃｉｄおよびｑ軸電流指令値Ｃｉｑを０［Ａ］としたときの２相直流のｄ軸電圧指令値Ｃｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｃｖｑにより、モータジェネレータ４の磁極位置と磁極位置センサーＲＳの位相差θｅが求まることになる。

図８は、この発明の実施の形態２による回転電機の制御装置の動作を説明するフローチャートである。なお、図３に示す実施の形態１と同様の働きをするフローに対しては同一の符号を付してあり、以下の説明では実施の形態１との相違点を主体に説明する。

図８において、ステップＳ１１にて、ｄ軸電流指令値Ｃｉｄおよびｑ軸電流指令値Ｃｉｑを０［Ａ］とし、モータジェネレータ４の駆動トルクが０［Ｎｍ］となるようにする。

次に、ステップＳ１２にて、２相直流のｄ軸電流指令値Ｃｉｄおよびｑ軸電流指令値Ｃｉｑを０［Ａ］としたときの２相直流のｄ軸電圧指令値Ｃｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｃｖｑを前述の（５）式［θｅ＝ｔａｎ^−１（Ｃｖｄ／Ｃｖｑ）］に代入し、位相差θｅを得る。

このように、この発明の実施の形態２によれば、ｄ軸電流指令値Ｃｉｄおよびｑ軸電流指令値Ｃｉｑを０［Ａ］としたときの２相直流のｄ軸電圧指令値Ｃｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｃｖｑから磁極位置センサーＲＳの位相差θｅを求めることができるため、モータジェネレータ４の３相交流電圧を検出する電圧センサーが不要になり低コストで位相差θｅの検出が可能となり、負荷が変動する車両に適用した場合でも精度よく回転電機を制御することができる。

前述の実施の形態１および２は、車両の駆動力として３相同期機を使用した電気自動車の場合を示したが、この発明は、電気式ハイブリッド自動車など電気自動車に限定されることなく適用でき、前述の効果が得られる。

なお、この発明は、その発明の範囲内に於いて、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 車両コントロールユニット ２ モータコントローラ
３ インバータ ４ モータジェネレータ
５ ドライブシャフト ６ 駆動輪
７ 油圧ブレーキ ８ 車速センサー
９ バッテリー １０ アクセルポジションセンサー
１１ ブレーキペダルストロークセンサー
ＤＢ 指示電流演算ブロック ＣＢ 電流制御演算ブロック
ＴＢ１ ２相／３相変換ブロックＴＢ１
ＰＲ 位相差補正ブロック ＢＰ 基準位相検出ブロック
ＴＢ２ ３相／２相変換ブロック ＭＢ 磁極位置検出ブロック
ＰＷＭ ＰＷＭ制御ブロック
ＶＳｕ、ＶＳｖ、ＶＳｗ 電圧センサー
ＣＳｕ、ＣＳｖ、ＣＳｗ 電流センサー

Claims (5)

1. 車両の駆動輪を駆動し若しくは前記駆動輪により駆動される回転電機を制御する回転電機の制御装置であって、
   外部の直流電源と前記回転電機の電機子巻線との間の電力変換を行なう電力変換ユニットと、
   前記回転電機の回転子の磁極位置を検出するための出力を発生する磁極位置センサーと、
   前記磁極位置センサーの出力に基づいて前記電力変換ユニットを制御するコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、
   ｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値とに基づいて前記回転電機の前記電機子巻線に流れる電流を制御する電流制御ユニットと、
   前記ｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値とを「０」にしたときの前記回転電機に対するｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値とに基づいて、前記回転電機の磁極位置と前記磁極位置センサーの出力に基づく検出位相との位相差を検出する位相差検出ユニットと、
   前記位相差検出ユニットが検出した前記位相差に基づいて前記検出位相を補正して出力する位相差補正ユニットと、を備え、
   前記位相差検出ユニットは、前記電力変換ユニットの動作が停止された状態で、前記回転電機の電機子巻線の誘起電圧と前記磁極位置センサーの出力に基づく検出位相との位相差を検出するように構成され、
   前記位相差補正ユニットの出力に基づいて、前記電力変換ユニットを制御する、ことを特徴とする回転電機の制御装置。
2. 前記車両は、機械式ブレーキと前記回転電機による回生ブレーキとを併用し得るように構成され、
   前記位相差検出ユニットは、前記車両が前記機械式ブレーキのみにより減速している場合に前記ｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値とを「０」とし、そのときの前記ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値とに基づいて、前記回転電機の磁極位置と前記磁極位置センサーの出力との位相差を検出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の制御装置。
3. 前記車両は、機械式ブレーキと前記回転電機による回生ブレーキとを併用し得るように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の制御装置。
4. 前記車両が停止直前か否かを判断する停止判断ユニットを備え、
   前記位相差検出ユニットは、前記停止判断ユニットが前記停止直前であると判断したとき、前記位相差を検出する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の回転電機の制御装置。
5. 前記位相差検出ユニットで検出した前記位相差が所定範囲内にないときは、前回検出した前記位相差に基づいて前記磁極位置センサーの出力を補正する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の回転電機の制御装置。

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