JP2015146709A - 車載用モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の衝突が予測されるスリップ状態を判定することにより前もって制御モードを移行させ、車両の衝突時にフェールセーフ処理を実行するまでの時間短縮ができる車載用モータ制御装置を提供する。【解決手段】制御回路内のＣＰＵは、実行中の制御モードが矩形波駆動（1パルス制御）か否かを判別するＳ４０１。矩形波駆動でない場合、次の衝突検知処理Ｓ４０５へ移行する。矩形波駆動であった場合、モータ回転数の固有振動周波数の変動の有無により車両がスリップ状態か否かを判別するＳ４０２。スリップ状態と判定された（固有振動周波数変動あり）場合、電圧位相制御から正弦波ＰＷＭに基づいた電流ベクトル制御へ制御モードを切り替えＳ４０３、スリップ状態でないと判定された（固有振動周波数変動なし）場合、制御モードを電圧位相制御のまま維持するＳ４０４。続いて、衝突検知処理Ｓ４０５およびフェールセーフ処理Ｓ４０６を実行する。【選択図】図４

Description

本発明は、車載用モータ制御装置に関し、特に、正弦波ＰＷＭ制御モードおよび矩形波駆動制御モードを有する車載用モータ制御装置に関するものである。

従来、２次電池やキャパシタなどの蓄電装置を搭載し、この蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行用モータの電動モータを駆動することにより走行する、例えば、ハイブリッド車や電気自動車といった電動車両がある。このような電動車両には、指令値に基づいて電動モータの回転状態が適正であるか否かを判別し、電動モータを駆動するモータ制御装置が用いられている。このモータ制御装置は、車両の衝突時にフェールセーフ処理を実行するために、車両衝突を検知する手段として、例えば、電動モータの各相電流または相電圧に基づいて、電動モータに衝突による異常が発生したか否かを判別し、異常が発生したと判別する場合に電動モータの駆動を停止する処理を実行するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。また、加速度センサで大きな加速度を検出したことにより車両の衝突が検知されたときに、エンジンコンピュータおよび発電機コントローラへの電力供給を遮断して、エンジンの駆動および発電機への界磁電流の供給を停止させることが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−２５４１１９号公報 特開平６−２４５３２３号公報

上記のようなモータ制御装置を搭載した電動車両において、大容量の蓄電装置である高電圧の走行用バッテリを用いてモータ制御装置に電力を直接供給する場合がある。ところが、車両走行中に衝突が発生した場合に、運転者に通電するような高電圧による感電の危険や、電動モータの発熱による火災などの発生を回避するため、モータ制御装置への電力供給を直ちに遮断して電動モータの駆動を停止し、さらに、エンジンの駆動および発電機への界磁電流の供給を停止する必要がある。

しかしながら、電流センサなどのモータ制御系内の情報に基づいて、高回転速度での駆動領域を拡大するために用いられる矩形波駆動（１パルス制御）による電圧位相制御から低回転速度領域での正弦波ＰＷＭに基づいた電流ベクトル制御に制御モードを切り替える場合には、切替時間はモータ定数に依存して長くなる。そして、電流センサの応答や検出電流の判定に時間がかかるため、衝突時に短時間でフェールセーフ処理に移行することができない可能性がある。また、車両に設けた加速度センサにより衝突を検知する場合であっても、さらに短時間でフェールセーフ処理に移行することが要求される。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両の衝突が予測されるスリップ状態を判定することにより前もって制御モードを移行させ、車両の衝突時にフェールセーフ処理を実行するまでの時間短縮ができる車載用モータ制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、車載用モータ制御装置において、複数のスイッチング素子を含み、指令値に基づいて車両を駆動する電動モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路と、前記電動モータを駆動する高電圧の直流電源に接続され前記モータ駆動回路に電力を供給する電源回路と、前記モータ駆動回路を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記電動モータを駆動制御する複数の制御モードを有するとともに、前記電動モータのモータ回転数に現われる特定周波数の変動により前記車両のスリップ状態を判別するスリップ状態判別手段と、前記制御モードを切り替える制御モード切替手段と、を備え、前記制御モード切替手段は、前記スリップ状態判別手段により前記車両が前記スリップ状態と判定されたとき、直ちに前記制御モードを切り替えることを要旨とする。

上記構成によれば、高電圧の直流電源を用いて電動モータを駆動源として走行駆動する電動車両において、電動モータのモータ回転数に現われる特定周波数（固有振動周波数）の変動により車両がスリップ状態と判定したときに車載用モータ制御装置の制御モードを直ちに切り替えるようにしたので、車両の衝突が発生したときに電流センサの応答に依存せず短時間で過電流検出時のフェールセーフ処理を実行することが可能になる。これにより、車両の衝突検知から電動モータの停止までの制御時間を短縮することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車載用モータ制御装置において、前記制御回路は、前記スリップ状態と判定したときに前記制御モードを電圧位相制御から電流ベクトル制御に切り替えることを要旨とする。

上記構成によれば、高回転速度領域での電動モータ駆動時において、制御回路は、車両の衝突を検知する前に、矩形波駆動（1パルス制御）による電圧位相制御を正弦波ＰＷＭに基づいた電流ベクトル制御に切り替えるようにしたので、車両の衝突検知から電動モータの停止までの制御時間を短縮することが可能になる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車載用モータ制御装置において、前記制御回路は、前記制御モードを前記電流ベクトル制御に移行させた後に、前記車両に設けられた加速度センサの値により前記車両の衝突を検知し、前記電動モータの各相電流および前記電源回路の電源電流の過電流を検出したとき、前記モータ駆動回路の前記スイッチング素子の動作を停止させた後、前記直流電源と前記モータ駆動回路との間の接続をオン・オフする電源リレーを遮断し電力供給を停止させることを要旨とする。

上記構成によれば、前もって制御モードを切り替えて、加速度センサによる車両衝突の検知および車載用モータ制御装置での過電流検出に即座に対応して電動モータの駆動を停止できるようにしたので、車両の衝突検知から電動モータの停止までの制御時間を短縮することが可能になる。

本発明によれば、車両の衝突が予測されるスリップ状態を判定することにより前もって制御モードを移行させ、車両の衝突時にフェールセーフ処理を実行するまでの時間短縮ができる車載用モータ制御装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る車載用モータ制御装置を搭載した車両の主要部分のブロック構成を示す図。 図１の車載用モータ制御装置の回路構成を示す図。 図２の制御回路の構成を示すブロック図。 制御回路で実行される制御モード切替時の処理手順を示す制御フローチャート。 図４の制御回路で実行される車両衝突時の処理手順を示す制御フローチャート。

以下に、本発明の実施形態に係る車両に搭載される車載用モータ制御装置について、図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る車載用モータ制御装置を搭載した車両の主要部分のブロック構成を示す図である。図１に示す車載用モータ制御装置（ＥＣＵ、以下、モータ制御装置という）１は、インバータ（モータ駆動回路）１３、電源回路１７、および制御回路１５を備えた装置である。この車両は、走行用駆動源としてガソリンエンジン（以下、エンジンという）５と電動モータ１０とを有し、これらと発電機であるモータジェネレータ３とを動力分割機構１６により接続し、この動力分割機構１６の出力軸は、減速機２を介して駆動輪４へと接続されている。これにより、エンジン５と電動モータ１０とによる駆動輪４へと伝達する駆動力の比率を可変としたシリーズ・パラレルハイブリッド方式を採用している。

走行用の電動モータ１０として、例えば、３相のブラシレスモータが使用されている。この電動モータ１０は、ロータコアに永久磁石を埋め込み固着させた埋込磁石型のロータを備えるＩＰＭモータや、ロータコアの表面に永久磁石を固着させた表面磁石型のロータを備えるＳＰＭモータなどの永久磁石式同期モータが使用される。ＩＰＭモータは、特に高トルクが求められる車両用の主機モータとして用いられる。

モータジェネレータ３と電動モータ１０とは、インバータ１３および電源回路１７を介して主バッテリとして設けられた高電圧（例えば、２５０Ｖなど）の高圧バッテリ（直流電源）６に電気的に接続されている。ここで、高圧バッテリ６は、ハイブリッド車や電気自動車の走行用モータとしての電動モータ１０に電力を供給する高電圧の走行用バッテリとして接続されている。また、モータ制御装置１には、補機バッテリとして低電圧（例えば、１２Ｖ）の低圧バッテリ７が同じく電気的に接続されている。この低圧バッテリ７には、電動パワーステアリング装置のアクチュエータをはじめとする各種の補機類（各種ライトや電子機器類など）が電気的に接続され、それらの電力供給源として用いられている。モータ制御装置１は、高圧バッテリ６から受ける直流電圧をモータ駆動回路であるインバータ１３の仕様に応じて、電源回路１７内のＤＣ／ＤＣコンバータ１８（図２参照）でさらに高電圧（例えば、６００Ｖなど）に昇圧し（あるいは、非昇圧のままで）、インバータ１３に供給する。

エンジン５の作動は、エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）９によって制御され、インバータ１３の状態をモータ制御装置１（制御回路１５）によって制御することで、モータジェネレータ３と電動モータ１０との発電量、消費電力を調整する。モータ制御装置１には、モータ制御装置１の外部の車両（例えば、車体など）に設けられ車両にかかる横方向の加速度Ｇを検出する加速度センサ（例えば、静電型、圧電型、抵抗型など）８が接続されている。そして、制御回路１５は、加速度センサ８の出力信号に基づいて、短時間（例えば、数ｍｓｅｃ程度）で加速度Ｇを検出する。

また、モータ制御装置１は、高圧バッテリ６から電力の供給を受け電動モータ１０を駆動制御する。制御回路１５は、低圧バッテリ７から電力の供給を受け検出されたモータ回転角度（θ、図２参照）およびモータ相電流に基づき電流指令値を算出し、生成した各制御信号をインバータ１３へ出力する。電動モータ１０は、モータ制御装置１によって回転駆動されると、モータトルクを発生させる。

図２は、図１のモータ制御装置１の回路構成を示す図である。図２に示すモータ制御回路は、電源回路１７、制御回路１５、およびインバータ１３を備え、このモータ制御回路は、モータ制御装置１の内部に設けられ、高電圧の直流電圧を出力する高圧バッテリ６および電動モータ１０に接続されている。なお、制御回路１５の電源となる制御電圧（例えば、１２Ｖ）は、低圧電源である低圧バッテリ（例えば、１２Ｖ）７より供給される。低圧バッテリ７として、補助バッテリを搭載している。あるいは、高圧バッテリ６から降圧コンバータ（例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータなど）を介して充電されていてもよい。

図２において、電動モータ１０は、図示しない３相の巻線（Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、およびＷ相巻線）を有する３相ブラシレスモータである。電動モータ１０には回転角センサ１９が設置され、モータ回転角度θが制御回路１５に入力される。

電源回路１７は、電源リレー１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８、および平滑コンデンサ１２から構成される。電源リレー１１は、モータ制御装置１の入力部に配置され、平滑コンデンサ１２およびインバータ１３を高圧バッテリ６に接続するか否かを切り替える電源スイッチである。電源リレー１１は、電動モータ１０の動作時にはオン状態（導通状態）、停止時にはオフ状態（非導通状態）となる。

平滑コンデンサ１２は、電源ライン２０とアースライン２１との間に設けられている。平滑コンデンサ１２は電荷を蓄積し、高圧バッテリ６からインバータ１３に流れる電流が不足するときには蓄積した電荷を放電する。このように、平滑コンデンサ１２は、電流リップルを吸収し電動モータ１０を駆動するための電源電圧を平滑するコンデンサとして機能している。また、本実施形態のモータ制御装置１では、電源リレー１１がオフ状態となった後、平滑コンデンサ１２に蓄積された電荷は、図示しないスイッチ（例えば、ＭＯＳＦＥＴなど）をオンさせることにより放電抵抗を通って放電される。

また、図示しないＭＯＳＦＥＴと制限抵抗とからなる突入防止回路が設けられており、電源リレー１１がオンした直後に突入電流が流れることを防止し、ＭＯＳＦＥＴがオフ状態のときに制限抵抗を介して平滑コンデンサ１２を充電する。さらに、電源回路１７には、電流センサとして、インバータ１３に供給される電源電流を検出する電源電流検出器１４ｂおよび平滑コンデンサ電流検出器１４ｃが設けられており、部品の劣化や装置の異常を検知する手段として用いられる。

インバータ１３は、６個のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ、またはＭＯＳＦＥＴなど）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６を含み、制御回路１５から出力される指令値に基づき電動モータ１０に駆動電流を供給する。これら６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を２個ずつ直列に接続して形成された３つの回路は、電源ライン２０とアースライン２１との間に並列に設けられている。２個のＩＧＢＴのそれぞれの接続点Ｕ，Ｖ，Ｗは、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、およびＷ相巻線の一端に直接接続されている。そして、電動モータ１０の３相の巻線の他端は、共通の接続点（中性点、図示せず）に接続されている。

制御回路１５は、インバータ１３に含まれる６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を制御する。より具体的には、制御回路１５には、モータ相電流およびモータ回転角度θが入力され、制御回路１５はこれらのデータに基づき、電動モータ１０に供給すべき３相の駆動電流（Ｕ相電流、Ｖ相電流、およびＷ相電流）の目標値（目標電流）を決定し、相電流検出器１４ａにより検出した電流（各相電流）値を目標電流に一致させるためのＰＷＭ信号を出力する。制御回路１５から出力された各相のＰＷＭ信号は、インバータ１３に含まれる６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲート端子にそれぞれ供給されている。

また、制御回路１５には、車両に設置された加速度センサ８により検出された加速度Ｇ信号が入力され、この加速度Ｇの値から車両の衝突が検知される。高圧バッテリ６は、ハイブリッド車や電気自動車の走行用モータを駆動するための高電圧（例えば、２５０Ｖなど）の走行用バッテリ（例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池など）が接続されている。

以上の構成において、平常時は、高圧バッテリ６から高電圧がインバータ１３に接続されているが、車両の衝突が発生した場合、加速度センサ８から出力される加速度Ｇの値により制御回路１５が衝突と認識すると、インバータ１３のスイッチングを停止し、電源リレー１１の遮断により電力供給が停止され、電動モータ１０の回転を停止する。なお、衝突時の加速度Ｇは、通常の急発進、急加速に比べはるかに大きいため、加速度センサ８からの信号により容易に区別が可能となっている。

図３は、図２の制御回路１５の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御回路１５は、回転角センサ１９から入力されるモータ回転角度θから求めたモータ回転数に現われる特定周波数、すなわち固有振動周波数の変動に基づいて、車両のスリップ状態を判別するスリップ状態判別部（スリップ状態判別手段）２２と、矩形波駆動（１パルス制御）を用いる電圧位相制御部２３、および正弦波ＰＷＭに基づいた電流ベクトル制御部２４の２つの制御モードを切り替える制御モード切替部（制御モード切替手段）２５と、加速度Ｇを判別する加速度判別部２６、および過電流を検出する過電流検出部２７により車両衝突を検知する衝突検知処理部２８と、インバータ１３のスイッチングを停止し、高圧バッテリ６の接続を切断し電力供給を停止するフェールセーフ処理部２９とにより構成されている。

図１に示す電動車両においては、駆動輪４を駆動する電動モータ１０の出力トルクを検出するとともに、車輪速（駆動輪４の回転速度）を検出し、駆動輪４に加えられる制駆動力を制御する。車両のスリップ状態は、車両の固有振動の変化により検出され、この車両の固有振動は駆動輪４を駆動するモータ回転数に現われる固有振動周波数の変動を検出することにより判定することができる。モータ回転数は回転角センサ１９により検出されるモータ回転角度θから常時演算される。また、駆動輪４は走行中に路面からの外乱などを受けて様々な微小振動を発生しており、特定周波数（固有振動周波数）の車輪速の振動が変化して、その変動成分がフィードバックされたモータ回転数に現われる。この固有振動周波数は路面状態の変化によって変動するため、モータ回転数の変動成分を抽出して、固有振動周波数が変動すれば車両がスリップ状態（すなわち、車体速度と車輪速との差が大きい）にあると判定できる。これにより、車両衝突の可能性があると判断し、車両衝突を検知した場合に速やかにフェールセーフ処理ができるように前もって電流ベクトル制御に移行しておくことができる。

また、制御回路１５には、図２に示す加速度Ｇと、相電流検出器１４ａ、電源電流検出器１４ｂ、および平滑コンデンサ電流検出器１４ｃからの各検出電流値とが入力され、電源リレー１１のオン・オフ信号が出力される。加速度Ｇは、モータ制御装置１の外部の車両に設置された加速度センサ８から入力される

以上のように、制御回路１５は、回転角センサ１９からのモータ回転数の固有振動周波数の変動の有無に対応して電圧位相制御、あるいは電流ベクトル制御の制御モードを設定し、算出した電流指令値に基づいてインバータ１３へ各制御信号を出力する。ここで、低回転速度領域（起動時を含む）から中回転速度・大トルク領域までは正弦波ＰＷＭを、高回転速度・小トルク領域では矩形波駆動を用いることで、駆動領域を拡大している。矩形波駆動では電圧が一定であるため、その位相を制御することでトルクを制御する。そして、モータ出力トルクは、低、中回転速度領域側においてほぼ一定に推移し、高回転速度領域側において矩形波駆動することにより高回転速度まで漸減させ出力することができる。矩形波駆動と正弦波ＰＷＭとの領域の境界は、要求するモータ出力トルクが大きいほど低回転速度側となる。

次に、図４は、制御回路１５で実行される制御モード切替時の処理手順を示すフローチャート、図５は、図４の制御回路１５で実行される車両衝突時の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態おいて、制御回路１５は、図４のフローチャートに示すステップＳ４０１〜Ｓ４０６および図５のフローチャートに示すステップＳ５０１〜Ｓ５０５の各処理を実行する。なお、以下に示すフローチャートにおける処理は、所定の時間間隔毎に実行される。

図４に示すように、モータ制御装置１の制御回路１５内のＣＰＵ（図示せず）は、まず、実行中の制御モードが矩形波駆動（1パルス制御）か否か（ステップＳ４０１）を判別し、矩形波駆動であった（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）場合に、ステップＳ４０２へ移行する。矩形波駆動でない（ステップＳ４０１：ＮＯ）場合、ステップＳ４０５へ移行する。

そして、モータ回転数の固有振動周波数の変動の有無により車両がスリップ状態か否か（ステップＳ４０２）を判別し、スリップ状態と判定された（ステップＳ４０２：ＹＥＳ、固有振動周波数変動あり）場合、制御モードを電圧位相制御から正弦波ＰＷＭに基づいた電流ベクトル制御へ切り替え（ステップＳ４０３）、ステップＳ４０５へ移行する。

スリップ状態でないと判定された（ステップＳ４０２：ＮＯ、固有振動周波数変動なし）場合、ＣＰＵは、制御モードを電圧位相制御のままに維持し（ステップＳ４０４）、続いて、衝突検知処理（ステップＳ４０５）、およびフェールセーフ処理（ステップＳ４０６）を実行しフローを抜ける。

次に、図５に示すように、まず、衝突検知処理において、モータ制御装置１の制御回路１５内のＣＰＵ（図示せず）は、加速度センサ８により検出された加速度Ｇを読み込む（ステップＳ５０１）。

そして、検出された加速度Ｇが所定値以上か否か（ステップＳ５０２）を判定する。加速度Ｇが所定値以上（ステップＳ５０２：ＹＥＳ）の場合、車両の衝突が発生したと判断し、ステップＳ５０３へ移行し車両衝突時の処理を実行する。加速度Ｇが所定値より小さい（ステップＳ５０２：ＮＯ）場合、処理を終了しフローを抜ける。

続いて、ＣＰＵは、相電流検出器１４ａ、電源電流検出器１４ｂ、および平滑コンデンサ電流検出器１４ｃから各電流値を読み込み、過電流が検出されたか否か（ステップＳ５０３）を判定する。

過電流が検出された（ステップＳ５０３：ＹＥＳ）場合、ＣＰＵは、異常と判断しフェールセーフ処理に移行し、ＩＧＢＴソフトターンオフ（ステップＳ５０４）を実行する。ここで、インバータ１３のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をターンオフする。

過電流が検出されない（ステップＳ５０３：ＮＯ）場合、処理を終了しフローを抜ける。このときには、フェールセーフ処理が実行されないので、衝突検知後の電動モータ１０の駆動による車両の退避走行が可能になる。

続いて、ＣＰＵは、電源リレー１１をオフし（ステップＳ５０５）、インバータ１３への電力供給を停止し、この処理を終了する。これにより、電動モータ１０の回転を停止させる。

次に、上記のように構成された本実施形態に係るモータ制御装置１の作用および効果について説明する。

上記構成によれば、高電圧の高圧バッテリ(直流電源)６を用いて電動モータ１０を駆動源として走行駆動する電動車両において、電動モータ１０のモータ回転数の固有振動周波数の変動により車両のスリップ状態を判定したときに、車両の衝突を予測してモータ制御装置１の制御モードが切り替えられる。このとき、実行中の制御モードが高回転速度（小トルク）領域での矩形波駆動（1パルス制御）による電圧位相制御であった場合に、モータ制御装置１の制御回路１５は、前もって低、中回転速度（大トルク）領域での正弦波ＰＷＭに基づいた電流ベクトル制御に切り替え、算出した電流指令値に基づいて生成された各制御信号をインバータ１３へ出力する。

また、正弦波ＰＷＭに切り替えた後に車両に設置された加速度センサ８の値（加速度Ｇ）により車両の衝突を検知したときに、各相電流検出器１４ａ、電源電流検出器１４ｂ、および平滑コンデンサ電流検出器１４ｃのいずれかにおいて過電流が検出された場合、インバータ１３内のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の動作を直ちに停止させ（ＩＧＢＴソフトターンオフ）、さらに、高圧バッテリ６とインバータ１３との間の接続をオン・オフする電源リレー１１を遮断し電力供給を停止させて、電動モータ１０の回転を停止させる。

これにより、車両のスリップ状態を判定したときに前もって電流ベクトル制御に移行できるとともに、加速度センサ８の加速度Ｇにより衝突を検知して、車両の衝突時にモータ制御系内の情報（例えば、モータ時定数に起因する電流センサの応答など）に依存せず、衝突検知後の過電流検出時においても即座に対応してフェールセーフ処理（ＩＧＢＴソフトターンオフ）を実行開始するまでの時間を短縮することが可能になる。その結果、車両の衝突検知から電動モータ１０の停止までの制御時間を短縮することができる。なお、過電流が検出されなかった場合には衝突検知後の電動モータ１０による車両の退避走行が可能になる。

以上のように、本発明の実施形態によれば、車両の衝突が予測されるスリップ状態を判定することにより前もって制御モードを移行させ、車両の衝突時にフェールセーフ処理を実行するまでの時間短縮ができる車載用モータ制御装置を提供できる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することも可能である。

上記実施形態では、車両に設置された加速度センサ８により衝突を検知するようにしたが、これに限らず、エアバッグの作動などにより衝突を検知してもよいし、他の衝突検出信号による方法を用いてもよい。また、衝突検知と並行して、高圧バッテリ６の電源電圧の供給停止を検知したことにより、フェールセーフ処理に切り替えるようにしてもよい。

上記実施形態では、事前に電流ベクトル制御に切り替え、衝突検知時に直ちに過電流検出のフェールセーフ処理を実行する場合について説明したが、これに限らず、過電流検出以外のフェール時（例えば、制御回路の故障など）にも事前に制御モードを移行しておくことで衝突検知からフェールセーフ処理を実行するまでの時間を短縮することができる。

上記実施形態では、電源リレー１１に通常の機械式リレーを用いてオン・オフ制御するようにしたが、これに限らず、双方向遮断可能な半導体スイッチ（例えば、ＭＯＳＦＥＴの複数使用など）を用いてオン・オフ動作させるようにしてもよい。

上記実施形態では、モータ回転数に現われる固有振動周波数の変動を車両衝突時の処理時間短縮に用いるようにしたが、これに限らず、例えば、タイヤ接地面の摩擦力が限界に達する前にスリップ状態を検知し走行が不安定になるのを防止する車両安定制御などに適用することができる。

上記実施形態では、ハイブリッド車や電気自動車などの電動車両に用いられる走行用の電動モータ１０を駆動するモータ制御装置１において、車両衝突時に制御モードを前もって矩形波駆動の電圧位相制御（１パルス制御）から正弦波ＰＷＭの電流ベクトル制御へ切り替え、衝突検知からフェールセーフ処理までの時間を短縮する場合について示したが、これに限らず、電動モータを使用する他の装置（例えば、車両用後輪駆動装置や電動オイルポンプ装置など）に適用してもよい。

１：モータ制御装置（ＥＣＵ）、２：減速機、３：モータジェネレータ（発電機）、
４：駆動輪、５：エンジン、６：高圧バッテリ（直流電源）、７：低圧バッテリ、
８：加速度センサ、９：エンジンＥＣＵ、１０：電動モータ、１１：電源リレー、
１２：平滑コンデンサ、１３：インバータ（モータ駆動回路）、１４ａ：相電流検出器、１４ｂ：電源電流検出器、１４ｃ：平滑コンデンサ電流検出器、１５：制御回路、
１６：動力分割機構、１７：電源回路、１８：ＤＣ／ＤＣコンバータ、
１９：回転角センサ、２０：電源ライン、２１：アースライン、
２２：スリップ状態判別部（スリップ状態判別手段）、２３：電圧位相制御部、
２４：電流ベクトル制御部、２５：制御モード切替部（制御モード切替手段）、
２６：加速度判別部、２７：過電流検出部、２８：衝突検知部、
２９：フェールセーフ処理部、
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６：スイッチング素子（ＩＧＢＴ）、Ｇ：加速度、θ：モータ回転角度

Claims (3)

1. 複数のスイッチング素子を含み、指令値に基づいて車両を駆動する電動モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路と、
   前記電動モータを駆動する高電圧の直流電源に接続され前記モータ駆動回路に電力を供給する電源回路と、
   前記モータ駆動回路を制御する制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、前記電動モータを駆動制御する複数の制御モードを有するとともに、
   前記電動モータのモータ回転数に現われる特定周波数の変動により前記車両のスリップ状態を判別するスリップ状態判別手段と、
   前記制御モードを切り替える制御モード切替手段と、を備え、
   前記制御モード切替手段は、前記スリップ状態判別手段により前記車両が前記スリップ状態と判定されたとき、直ちに前記制御モードを切り替えることを特徴とする車載用モータ制御装置。
2. 請求項１に記載の車載用モータ制御装置において、
   前記制御回路は、前記スリップ状態と判定したときに前記制御モードを電圧位相制御から電流ベクトル制御に切り替えることを特徴とする車載用モータ制御装置。
3. 請求項２に記載の車載用モータ制御装置において、
   前記制御回路は、前記制御モードを前記電流ベクトル制御に移行させた後に、前記車両に設けられた加速度センサの値により前記車両の衝突を検知し、前記電動モータの各相電流および前記電源回路の電源電流の過電流を検出したとき、前記モータ駆動回路の前記スイッチング素子の動作を停止させた後、前記直流電源と前記モータ駆動回路との間の接続をオン・オフする電源リレーを遮断し電力供給を停止させることを特徴とする車載用モータ制御装置。

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