JP5742879B2 - 車両用の回転電機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動源として用いられる、複数の回転電機の制御装置に関する。

従来から、車両の駆動源として、複数の回転電機が用いられる場合がある。例えば、前輪駆動用の回転電機と後輪駆動用の回転電機を用いる場合がある。アクセルペダルの踏み込み等に応じて生成されるトルク指令は、それぞれの回転電機に分配される。分配されたトルク指令に応じて、回転電機への供給電力を示す指令信号が生成される。

また、回転電機の電源としてバッテリ等の直流電源を用いる場合、直流電力を交流電力に変換するインバータが用いられる。インバータは、指令信号に応じて電力の直交変換を行う。

指令信号の周波数（指令周波数）が低周波数または０Ｈｚのとき、インバータの特定のスイッチング素子に、長時間に亘り電流が流れる、インバータロックが生じる。このときに、スイッチング素子に大電流が流れると、スイッチング素子の過熱に繋がる。

上記のような状態は、登坂路での発進時等に生じうる。誘導型の回転電機を用いる場合、回転電機への指令信号の周波数は、回転子の回転周波数と、すべり周波数の和となる。登坂路にて停止中の車両を発進させようとする際に、ブレーキペダルを放してアクセルペダルに踏み替える。このとき、ブレーキペダルの解放により車両がわずかに登坂路をずり下がり（回転周波数：負）ながら、アクセルペダルの踏み込みにより、正のトルク指令が出力される（すべり周波数：正）。その結果、回転周波数とすべり周波数の一部または全部が相殺されて、インバータロックが生じるおそれがある。また、このような登坂路の発進時には、アクセルペダルの踏み込みが比較的強くなることがあり、これに伴って、大電流がスイッチング素子に流れ込む。

スイッチング素子の過熱を防止するために、従来から、インバータロックと大電流を検知したときに、インバータへの電流や電圧を絞る、インバータ保護制御が行われている。例えば、特許文献１では、同期型回転電機のロック状態（回転数がほぼゼロになる状態）を検知すると、インバータに印加する電力を低減させている。特許文献２では、ロック状態を検知すると、回転電機のコイルの温度と、出力トルク値とに応じて、ロック状態を許容する、ロック可能時間を算出している。特許文献３では、ロック状態を検知すると、電流が集中していないスイッチング素子に電流を振り分けている。

また、特許文献４では、誘導型の回転電機に対するすべり周波数の最大値を、電動機の温度に応じて変更させている。

特開２００７−２５９６３１号公報 特開２０１２−２２８１３１号公報 特開２００５−３５４７８５号公報 特開平８−２８９４０５号公報

ところで、インバータへの電圧や電流を絞るようなインバータ保護制御が実行されると、回転電機の出力トルクが低下する。上述した登坂路の発進時に、トルクを低下させる（細くする）と、運転者の意図とは異なる発進がなされることになり、ドライバビリティの低下に繋がる。一方で、インバータロックが生じており、かつ、大電流が流れているにも関わらず、インバータ保護制御を無効にすると、インバータの過熱のおそれがある。そこで、本発明は、インバータの過熱を抑制しつつ、登坂路での発進時などにおける、ドライバビリティの低下を従来よりも抑制することの可能な、車両用の回転電機の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両の駆動源である複数の回転電機を制御する、車両用の回転電機の制御装置に関するものである。この制御装置は、運転者の駆動要求に基づくトルク指令を、前記複数の回転電機に分配するトルク分配部と、分配されたトルク指令に応じて求められるすべり周波数と前記回転電機の回転周波数から、指令周波数を求める指令演算部と、前記指令周波数に応じて電力の直交変換を行い、変換された交流電力を前記回転電機に供給するインバータと、前記指令周波数がインバータロック周波数帯に含まれるときに、前記すべり周波数を変更することで、前記指令周波数を前記インバータロック周波数帯外に切り替える、周波数切替部と、前記すべり周波数の変更に伴うトルク変動を相殺するように、前記すべり周波数が変更された回転電機以外の回転電機へのトルク指令を変更する、トルク指令変更部と、を備える。

また、上記発明において、前記指令周波数が前記インバータロック周波数帯に含まれるときに、前記周波数切替部は、前記インバータロック周波数帯の帯域幅よりも広い振幅で前記すべり周波数を変動させ、また、前記トルク指令変更部は、前記すべり周波数の変動に伴うトルク変動分を相殺するように、前記第１の回転電機以外の回転電機へのトルク指令を変動させることが好適である。

本発明によれば、インバータの過熱を抑制しつつ、登坂路の発進時等における、ドライバビリティの低下を抑制することが可能となる。

本実施形態に係る回転電機の制御装置を含むブロック図である。 指令信号マップについて説明する図である。 インバータロック回避制御について説明する図である。 インバータロック回避制御の判定フローを説明するフローチャートである。 インバータロック回避制御について説明する図である。 インバータロック回避制御の判定フローを説明するフローチャートである。

図１に、本実施の形態に係る、回転電機の制御装置１０と、その制御対象である、複数の回転電機１２を含むブロック図を示す。図１には、回転電機１２が２台示されている。一方の回転電機１２Ａは、例えば、三相誘導電動機などの、誘導型の回転電機である。他方の回転電機１２Ｂは、誘導型の回転電機であっても、同期型の回転電機であってもよい。回転電機１２Ａ、１２Ｂは、いずれも、ハイブリッド車両や電気自動車などの、車両の駆動源として用いられる。回転電機１２Ａは、例えば、車両の後輪駆動用の駆動源として、また、回転電機１２Ｂは、車両の前輪駆動用の駆動源として用いられる。

制御装置１０は、トルク分配部１１、指令演算部１４、インバータ１６、トルク指令変更部１７、電流センサ１８、及び回転位相検出器２０を備えている。なお、上記の構成のうち、トルク分配部１１及びトルク指令変更部１７以外の構成は、回転電機１２Ａ、１２Ｂごとに設けられていてよい。図１では、回転電機１２Ｂ側の電流センサ１８及び回転位相検出器２０の図示を省略している。

インバータ１６は、指令演算部１４によって求められた指令信号（指令振幅及び指令周波数）に応じて電力の直交変換を行い、変換された交流電力を回転電機１２に供給する、電力変換器である。インバータ１６は、図示しないバッテリ等の直流電源から直流電力を受け、これを、指令信号に応じた交流電力に変換する。インバータ１６は、例えば三相電圧形のインバータであって、各相のスイッチングアームにてオン／オフ駆動されるスイッチング素子を備えている。

電流センサ１８は、インバータ１６から回転電機１２に供給される電流値を測定する。回転電機１２が三相型である場合、電流センサ１８は二相分の電流を測定するように構成されてよい。三相電流i_U、i_v、i_wの瞬時値の和はゼロであるので、二相分の電流値が検出できれば、残りの相の電流値も算出することができる。図１では、Ｖ相の電流測定値i_v-r及びＷ相の電流測定値i_w-rを電流センサ１８にて取得している。

回転位相検出器２０は、回転電機１２の回転位相θ_rを検出する。回転位相θ_rの検出は、例えば以下のようにして行う。回転電機１２の回転子の回転数ω_rを取得するとともに、（回転数／６０）×（極数／２）の演算により、電気角周波数ｆ_rを取得する。この電気角周波数ｆ_rを積分することで、回転位相θ_r（＝２πｆ_rｔ＋θ₀、但しθ₀は初期位相）を得ることができる。回転位相検出器２０は、例えば、レゾルバやホール素子と、これらの測定値を演算する演算器から構成される。

トルク分配部１１は、運転者の駆動要求に基づくトルク指令値Ｔrｑ_com0を、複数の回転電機１２に分配する。トルク指令値Ｔrｑ_com0は、例えば、車両のアクセルペダル１３の踏み込み量（駆動要求）等から、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって演算される。また、図１に示す実施形態では、トルク分配部１１は、受信したトルク指令値Ｔrｑ_com0を、回転電機１２Ａのトルク指令値Ｔrｑ_com1及び回転電機１２Ｂのトルク指令値Ｔrｑ_com2に分配する。トルク分配部１１は、マイクロコンピュータ等の演算回路や、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶手段を含んで構成される。

トルク分配部１１が、トルク指令値Ｔrｑ_com0を、複数のトルク指令に分ける際の分配率は、車両の運転状態や駆動要求に応じて定められる。例えば、前輪がスリップしたときは、前輪を駆動させる回転電機１２Ｂへの分配率を低くするとともに、後輪を駆動させる回転電機１２Ａへの分配率を高めに設定する。

トルク指令変更部１７は、後述するインバータロック回避制御の実行時に、トルク分配部１１によって分配されたトルク指令値を変更する。図１では、トルク分配部１１及びトルク指令変更部１７が、独立した構成として示されているが、トルク分配部１１を構成する演算回路や記憶手段の一部として、トルク指令変更部１７を組み込んでもよい。

指令演算部１４は、トルク分配部１１から送られたトルク指令値から、指令信号を出力して、回転電機１２の動作を制御する。指令演算部１４は、トルク分配部１１と同様に、マイクロコンピュータ等の演算回路や、ＲＡＭ及びＲＯＭなどの記憶手段を含んで構成される。

指令演算部１４は、周波数切替部１５、マップ参照部２２、二相／三相変換部２４、ＰＷＭ信号発生部２６、三相／二相変換部２８、及び積分器３２を備える。なお、制御対象となる回転電機１２が同期型である場合、上記の構成から、周波数切替部１５や、積分器３２を省略してもよい。

二相／三相変換部２４は、マップ参照部２２から出力されたｄ軸電流及びｑ軸電流の指令値（いずれも振幅）ｉ_d-com及びｉ_q-comと、電流センサ１８から三相／二相変換部２８を経由して送られた、ｄ軸電流及びｑ軸電流の測定値（いずれも振幅）ｉ_d-r及びｉ_q-rとの差分値を、三相の指令信号に変換する。この変換に当たり、二相／三相変換部２４は、後述する回転電機１２Ａの磁束の位相θ_comを取得し、これに基づいて、ｄｑ座標系から静止座標系である三相座標系に指令値を変換する。

また、インバータ１６が電圧形である場合には、ｄ軸電流及びｑ軸電流の指令値と測定値との差分値を、二相／三相変換部２４への入力前に、比例積分処理（ＰＩ制御処理）により電圧値とする。この電圧値が、二相／三相変換部２４によって、三相の電圧値に変換される。

ＰＷＭ信号発生部２６は、二相／三相変換部２４から出力された三相の指令信号に応じたＰＷＭ指令信号を、インバータ１６に対して出力する。例えば、三相の指令信号と、図示しない発振器から出力された搬送波とを比較することで、インバータ１６のスイッチング素子のオン／オフのタイミング（デューティ比）が定められたＰＷＭ指令信号を出力する。

三相／二相変換部２８は、電流センサ１８により取得された三相電流測定値i_v-r、i_w-r及びこれらから算出されたＵ相電流値i_u-rを、二相電流測定値i_d-r及びi_q-rに変換する。ここで、三相／二相変換部２８は、二相／三相変換部２４と同様に、回転電機１２の磁束の位相θ_comを取得し、これに基づいて、静止座標系である三相座標系からｄｑ座標系への変換を行う。

積分器３２は、マップ参照部２２から出力された、すべり周波数指令値ｆ_s-comを積分して、すべり角位相の指令値θ_s-com（＝２πｆ_s-comｔ＋θ₀、但しθ₀は初期位相）を出力する。ここで、すべり周波数指令値ｆ_s-comは、電気角周波数（＝機械角周波数×（極数／２））であるものとする。すべり角位相の指令値θ_s-comと、回転位相検出器２０により取得された回転位相θ_rとが足し合わされて、回転電機１２の磁束の位相θ_comが算出される。なお、以下では、磁束の位相θ_comの周波数成分ｆ_comを、「指令周波数」と呼ぶ。

マップ参照部２２は、回転電機１２に分配されたトルク指令値Ｔrｑ_comに応じた指令信号を出力する。マップ参照部２２は、受信したトルク指令値Ｔrｑ_comと、「指令信号マップ」に基づいて、ｄ軸電流及びｑ軸電流の振幅指令値ｉ_d-com及びｉ_q-com、並びに、すべり周波数指令値ｆ_s-comを求める。

「指令信号マップ」について説明する。図２には、回転電機１２Ａのトルク−すべり特性が、電流値ごとに示されている。電流値が等しい点を結んだカーブを、ここでは「等電流ライン」と呼ぶ。誘導型の回転電機１２では、すべり周波数に応じて回転電機１２の出力効率が変化することが知られている。

ここで、複数の等電流ライン上の、所定の出力効率点を結んだカーブを作成する。例えば、それぞれの等電流ライン上の、最大出力効率η₁を結んだカーブを作成する。本実施形態では、上記カーブを「指令信号マップ」と呼ぶ。「指令信号マップ」は、例えば、数式または表（テーブル）の形式で、図示しないＲＯＭなどの記憶手段に格納される。

回転電機１２Ａに分配されたトルク指令値Ｔrｑ_com1を図２の縦軸にプロットして横軸と平行に延ばし、指令信号マップ（出力効率η₁）との交点を求める。この交点を求めることで、トルク指令値Ｔrｑ_com1を、出力効率η₁で出力するための、すべり周波数指令値ｆ_s-com＝ｆ_s-com1と電流指令値ｉ_1-com＝ｉ₃とを求めることができる。

電流指令値ｉ_1-comは、回転電機１２の固定子側（一次側）の電流値であって、所定の変換処理を経て、ｄ軸電流及びｑ軸電流の振幅指令値ｉ_d-com及びｉ_q-comに変換される。例えば、回転電機１２をベクトル制御する場合には、すべり周波数の指令値ｆ_s-comを用いて、電流指令値ｉ_1-comをトルク電流成分と励磁電流成分とに分解し、前者をｑ軸電流の指令値ｉ_q-com、後者をｄ軸電流の指令値ｉ_d-comとする。また、これに代えて、ｉ_d-com＝ｉ_1-com、及びｉ_q-com＝０と設定してもよい。

図１に戻り、周波数切替部１５は、インバータロック回避制御時に、指令周波数ｆ_comをインバータロック周波数帯外に切り替える。図１に示す実施形態では、周波数切替部１５は、マップ参照部２２とは独立した構成として記載されているが、マップ参照部２２内に、周波数切替部１５を組み込んでもよい。

インバータロック回避制御について説明する。すべり周波数の指令値ｆ_s-comと回転電機１２の回転周波数ｆ_rの和からなる、指令周波数ｆ_com（磁束の位相θ_comの周波数成分）が、インバータロック周波数帯に含まれ、かつ、大電流が供給されているとき、つまり、インバータ保護制御が実行されそうなときに、周波数切替部１５は、指令周波数ｆ_comを、インバータロック周波数帯外に切り替える。このとき、トルク指令変更部１７は、指令周波数ｆ_comの切り替えに伴うトルク変動を相殺するように、指令周波数ｆ_comの切り替えが行われた回転電機以外の回転電機のトルク指令を変更する。

インバータロックとは、指令周波数ｆ_comが低周波数又は０Ｈｚであって、インバータ１６の特定のスイッチング素子に長時間に亘り電流が流れる状態を指す。インバータロック周波数帯は、インバータロックが生じる周波数帯を指しており、例えば、±１０Ｈｚ以内の範囲を指す。

指令周波数ｆ_comは、回転電機１２の磁束の位相θ_com（＝２πｆ_comｔ＋θ₀）を微分することで得ることができる。周波数切替部１５は、位相θ_comを微分演算する微分器３０から指令周波数ｆ_comを取得するとともに、指令周波数ｆ_comの値に応じて、インバータロック回避制御を行う。

周波数切替部１５は、指令周波数ｆ_comが、インバータロック周波数帯に含まれたときに、すべり周波数の指令値ｆ_s-comを変更することで、指令周波数ｆ_com（＝ｆ_s-com＋ｆ_r）をインバータロック周波数帯外に切り替える。なお、ここでは、すべり周波数の指令値ｆ_s-com、回転電機１２の回転周波数ｆ_r、及び、指令周波数ｆ_comは、いずれも電気角周波数であるものとする。

すべり周波数の指令値ｆ_s-comの変更は、例えば以下のようにして行う。回転電機１２Ａを例にとると、インバータロック周波数帯は、回転電機１２Ａやインバータ１６の性能試験等によって予め求められている。図２や図３では、回転電機１２Ａのインバータロック周波数帯の上限値をＡ[Ｈｚ]、下限値を−Ａ[Ｈｚ]で表す。また、図３の最上段では、インバータロック周波数帯を、斜線のハッチングにて示す。

周波数切替部１５は、上限値Ａや下限値−Ａにマージン値Ｃ[Ｈｚ]を加味して、これらの値を現在のすべり周波数の指令値ｆ_s-com1にそれぞれ加える。図２では、すべり周波数指令値ｆ_s-com1にＡ＋Ｃ[Ｈｚ]を加えたものを、上側すべり周波数指令値ｆ_s-u1とし、また、すべり周波数指令値ｆ_s-com1に−Ａ−Ｃ[Ｈｚ]を加えたものを、下側すべり周波数指令値ｆ_s-b1としている。現在のすべり周波数指令値ｆ_s-com1を、上側すべり周波数指令値ｆ_s-u1または下側すべり周波数指令値ｆ_s-b1に切り替えることで、指令周波数ｆ_com1を、インバータロック周波数帯外に切り替えることができる。図３では、現在のすべり周波数指令値ｆ_s-com1を、時刻ｔ１にて、上側すべり周波数指令値ｆ_s-u1に切り替えている。

また、図２に示されるように、すべり周波数のシフトに伴って、等電流ラインが変更する場合がある。例えば、上側すべり周波数指令値ｆ_s-u1に対応する電流指令値ｉ_1-comはｉ₃からｉ₄に変更される。また、下側すべり周波数指令値ｆ_s-b1に対応する電流指令値ｉ_1-comはｉ₃からｉ₂に変更される。変更後の電流指令値ｉ_1-comに応じて、ｄ軸電流及びｑ軸電流の振幅指令値ｉ_d-com及びｉ_q-comも変更される。

さらに、回転電機１２Ａのすべり周波数指令値ｆ_s-com1を、上側すべり周波数指令値ｆ_s-u1または下側すべり周波数指令値ｆ_s-b1に切り替えることで、図２や、図３の３段目のタイムチャートに示されているように、回転電機１２Ａのトルク指令値が変更される。具体的には、現在のすべり周波数を、上側すべり周波数指令値ｆ_s-u1に切り替えると、トルク指令値は、切り替え前のトルク指令値Ｔrｑ_com1よりも大きい、上側トルク指令値Ｔrｑ_u1となる。また、現在のすべり周波数を、下側すべり周波数指令値ｆ_s-b1に切り替えると、トルク指令値は、切り替え前のトルク指令値Ｔrｑ_com1よりも小さい、下側トルク指令値Ｔrｑ_b1となる。図３では、切り替え前のトルク指令値Ｔrｑ_com1が、上側トルク指令値Ｔrｑ_u1に変更されている。

回転電機１２Ａに対するすべり周波数の切り替えに伴うトルク変動を相殺するために、トルク指令変更部１７は、回転電機１２Ｂのトルク指令値Ｔrｑ_com2を変更する。例えば、図３の最下段に示すように、回転電機１２Ｂのトルク指令値Ｔrｑ_com2を、下側トルク指令値Ｔrｑ_b2に低減させる。下側トルク指令値Ｔrｑ_b2は、例えば、回転電機１２Ａのトルク増加分ΔＴrｑだけ、回転電機１２Ｂのトルク指令値Ｔrｑ_com2を低減させたもの（Ｔrｑ_b2＝Ｔrｑ_com2−ΔＴrｑ）であってよい。

なお、上記の実施形態では、回転電機１２Ａに対するすべり周波数の切り替えに伴うトルク変動を、１台の回転電機により相殺していたが、この形態に限られない。回転電機１２Ａのトルク変動を、複数の回転電機により相殺する場合には、例えば、回転電機１２Ａのトルク増加分ΔＴrｑを、均等割りや定格出力等に応じて分けて、それぞれの回転電機へのトルク減少分としてもよい。

このように、本実施形態では、すべり周波数を変更させることで、インバータ保護制御の実行を回避している。また、すべり周波数の変更に伴う回転電機１２Ａのトルク変動分を、他の回転電機１２Ｂに相殺させることで、ドライバビリティの低下を防ぐことが可能となる。

なお、本実施形態におけるトルク変動の相殺とは、すべり周波数を変更させた回転電機のトルク変動と、それ以外の回転電機のトルク変動の差が０になる場合のみに限られない。例えば、ドライバビリティに影響を与えない程度の差分を許容するものであってよい。具体的には、すべり周波数を変更させた回転電機のトルク変動と、それ以外の回転電機のトルク変動の差が、回転電機全体の総要求トルクの１０％未満である場合を、本実施形態における、トルク変動の相殺に含んでよい。

次に、インバータロック回避制御の実行可否を判定する判定フローを、図４に例示する。まず、マップ参照部２２は、回転電機１２Ａへのトルク指令値Ｔrｑ_com1と指令信号マップから、すべり周波数指令値ｆ_s-com1を求める。さらに、マップ参照部２２は、すべり周波数指令値ｆ_s-com1に周波数Ａ＋Ｃ[Ｈｚ]を加えた、上側すべり周波数指令値ｆ_s-u1と、すべり周波数指令値ｆ_s-com1から周波数Ａ＋Ｃ[Ｈｚ]を減じた（−Ａ−Ｃを加えた）、下側すべり周波数指令値ｆ_s-b1を求める。

マップ参照部２２は、上側すべり周波数指令値ｆ_s-u1と指令信号マップから、上側トルク指令値Ｔrｑ_u1を求める。同様にして、マップ参照部２２は、下側すべり周波数指令値ｆ_s-b1と指令信号マップから、下側トルク指令値Ｔrｑ_b1を求める（Ｓ１０）。上側トルク指令値Ｔrｑ_u1及び下側トルク指令値Ｔrｑ_b1は、トルク指令変更部１７に送られる。

トルク指令変更部１７は、アクセルペダル１３の踏み込み量などから求められたトルク指令値Ｔrｑ_com0と、回転電機１２Ａの上側トルク指令値Ｔrｑ_u1から、回転電機１２Ｂのトルク指令値（下側トルク指令値Ｔrｑ_b2）を求める（Ｓ１２）。同様にして、トルク指令値Ｔrｑ_com0と、回転電機１２Ａの下側トルク指令値Ｔrｑ_b1から、回転電機１２Ｂのトルク指令値（上側トルク指令値Ｔrｑ_u2）を求める。

次に、周波数切替部１５は、インバータロック回避制御の可否判定を行う（Ｓ１４）。具体的には、周波数切替部１５は、以下の２つの判定処理を行う。第１の判定処理として、回転電機１２Ａに対する指令周波数ｆ_com1が、インバータロック周波数帯に含まれているか否かを判定する。第２の判定処理として、回転電機１２Ａに送られる相電流が閾値以上であるか否かを判定する。なお、フローを簡略化する目的で、第２の判定処理を省略してもよい。

インバータロック時には、特定のスイッチング素子に、長時間に亘り電流が流れる。このとき、そのスイッチング素子に、大電流が流れると、スイッチング素子の過熱に繋がるので、インバータ保護制御が実行される。つまり、特定のスイッチング素子に、（１）長時間に亘り、（２）大電流が流れると、インバータ保護制御が実行される。このことから、（１）特定のスイッチング素子に長時間に亘り電流が流れていても、（２）’その電流値が小さければ、インバータ保護制御は実行されない。そこで、図４に示す実施形態では、スイッチング素子に流れる電流値が、過熱には至らないような低い値である場合、インバータロック回避制御を行わないこととしている。具体的には、周波数切替部１５は、電流センサ１８から取得した電流測定値i_v-r及びi_w-r、並びに、これらの測定値から算出したＵ相の電流測定値ｉ_u-rのいずれか一つが、予め定めた閾値以上であるか否かを判定する。

第１及び第２の判定処理結果の少なくともどちらか一方が「ｎｏ」である場合、インバータ保護制御の実行には至らないと判断できる。この場合、周波数切替部１５は、インバータロック回避制御を実行しない旨の信号を、マップ参照部２２に送る。マップ参照部２２は、トルク分配部１１から送られたトルク指令値Ｔrｑ_com1に基づいて、回転電機１２Ａへの指令信号の算出を行う（Ｓ１６）。同様にして、トルク指令値Ｔrｑ_com2に基づいて、回転電機１２Ｂへの指令信号の算出が行われる。

一方、第１及び第２の判定処理結果が、両者とも「ｙｅｓ」である場合、周波数切替部１５は、インバータロック回避制御を実行する。すなわち、すべり周波数指令値ｆ_s-com1を、上側すべり周波数指令値ｆ_s-u1または下側すべり周波数指令値ｆ_s-b1に切り替える。これを受けて、マップ参照部２２は、切り替えたすべり周波数に対応するトルク指令値、つまり、上側トルク指令値Ｔrｑ_u1及び下側トルク指令値Ｔrｑ_b1のどちらかを、トルク指令変更部１７に送る。

トルク指令変更部１７では、回転電機１２Ａのトルク変動を相殺するトルク指令値を、回転電機１２Ｂのトルク指令値に設定する。すなわち、回転電機１２Ａの上側トルク指令値Ｔrｑ_u1に対して下側トルク指令値Ｔrｑ_b2を、また、回転電機１２Ａの下側トルク指令値Ｔrｑ_b1に対して上側トルク指令値Ｔrｑ_u2を選択する（Ｓ１８）。

なお、図４の判定フローでは、インバータロック回避制御の可否判定（Ｓ１４）の前に、回転電機１２Ａの上側及び下側トルク指令値の算出（Ｓ１０）と、回転電機１２Ｂの上側及び下側トルク指令値の算出（Ｓ１２）を行っていたが、ステップＳ１４にてインバータロック回避制御の実行判定がなされた後に、ステップＳ１０及びステップＳ１２を実行するようにしてもよい。

図５には、図３とは異なる、インバータロック回避制御の例が示されている。ここでは、周波数切替部１５は、インバータロック周波数帯の帯域幅よりも広い振幅で、すべり周波数指令値を変動させている。図５の第２段目のタイムチャートでは、すべり周波数の振幅を、２（Ａ＋Ｃ）に設定している。このようにすることで、図５の最上段に示すように、指令周波数は、定期的にインバータロック周波数帯から抜けることができる。この、インバータロック周波数帯から抜けたときに（交流周波数が増加したときに）、電流位相が変化して、インバータロック時に電流が集中していた相以外の他相に電流が分散する。電流の分散により、電流集中相の過熱が緩和される。

また、図５の第３段目のタイムチャートに示されているように、すべり周波数の変動に伴い、回転電機１２Ａのトルク指令値も変動する。そこで、トルク指令変更部１７は、回転電機１２Ａのトルク指令値の変動を相殺するように、回転電機１２Ｂのトルク指令値を変動させる。例えば、図５の第４段目のタイムチャートに示されているように、トルク指令変更部１７は、回転電機１２Ａのトルク指令値の変動波形を反転させた波形となるように、回転電機１２Ｂのトルク指令値を変動させる。

図５によるインバータロック回避制御の実行可否を判定する判定フローを、図６に示す。図４の判定フローとの差異は、ステップＳ２０のみである。ステップＳ１４にて、インバータロック回避制御の実行判定がなされると、周波数切替部１５は、上側すべり周波数指令値ｆ_s-u1と下側すべり周波数指令値ｆ_s-b1の間で、すべり周波数を変動させる。マップ参照部２２は、すべり周波数の変動に伴い、トルク指令値を、上側トルク指令値Ｔrｑ_u1と下側トルク指令値Ｔrｑ_b1との間で変動させる。

トルク指令変更部１７は、回転電機１２Ａのトルク指令値の変動と同期して、回転電機１２Ｂの下側トルク指令値Ｔrｑ_b2と上側トルク指令値Ｔrｑ_u2との間でトルク指令値を変動させる。このようにすることで、回転電機のトルクを維持しつつ、インバータ保護制御の作動を回避することが可能となる。また、トルク指令の変動により、大電流が流れる時間が定期的に途切れることから、回転電機１２Ｂ側のインバータ１６の過熱も抑制することが可能となる。

１０ 制御装置、１１ トルク分配部、１２ 回転電機、１４ 指令演算部、１５ 周波数切替部、１６ インバータ、１７ トルク指令変更部、２２ マップ参照部。

Claims (2)

1. 車両の駆動源である複数の回転電機を制御する、車両用の回転電機の制御装置であって、
   運転者の駆動要求に基づくトルク指令を、前記複数の回転電機に分配するトルク分配部と、
   分配されたトルク指令に応じて求められるすべり周波数と、前記回転電機の回転周波数から、指令周波数を求める指令演算部と、
   前記指令周波数に応じて電力の直交変換を行い、変換された交流電力を前記回転電機に供給するインバータと、
   前記指令周波数がインバータロック周波数帯に含まれるときに、前記すべり周波数を変更することで、前記指令周波数を前記インバータロック周波数帯外に切り替える、周波数切替部と、
   前記すべり周波数の変更に伴うトルク変動を相殺するように、前記すべり周波数が変更された回転電機以外の回転電機へのトルク指令を変更する、トルク指令変更部と、
   を備えることを特徴とする、車両用の回転電機の制御装置。
2. 請求項１に記載の、車両用の回転電機の制御装置であって、
   前記指令周波数が前記インバータロック周波数帯に含まれるときに、前記周波数切替部は、前記インバータロック周波数帯の帯域幅よりも広い振幅で前記すべり周波数を変動させ、
   前記トルク指令変更部は、前記すべり周波数の変動に伴うトルク変動分を相殺するように、前記すべり周波数が変更された回転電機以外の回転電機へのトルク指令を変動させることを特徴とする、車両用の回転電機の制御装置。

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