特許ウォッチ

公開番号2025140733
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040294
出願日2024-03-14
発明の名称電気自動車
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類B60L 3/00 20190101AFI20250919BHJP(車両一般)
要約【課題】本明細書は、スイッチング素子の発熱量が高くなる可能性が高い場所でキャリア信号の周波数を低くしてスイッチング素子の発熱量を抑えることができる電気自動車を提供する。
【解決手段】本明細書が開示する電気自動車は、走行用のモータと、インバータと、コントローラを備える。インバータは、スイッチング素子を有しており、当該スイッチング素子の動作によってモータに供給する交流電力を生成する。コントローラは、キャリア信号を用いてスイッチング素子を駆動するためのPWM信号を生成する。コントローラは、地図上の所定の範囲とキャリア信号の周波数を関連付けたマップデータを記憶している。コントローラは、スイッチング素子の温度が所定の閾値温度を超えている場合、マップデータを参照して当該電気自動車の現在位置に対応した周波数をキャリア信号の周波数に設定する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
電気自動車であって、
走行用のモータと、
スイッチング素子を有しており、前記スイッチング素子の動作によって前記モータに供給する交流電力を生成するインバータと、
キャリア信号を用いて前記スイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ信号を生成するコントローラと、
を備えており、前記コントローラは、
地図上の所定の範囲と前記キャリア信号の周波数を関連付けたマップデータを記憶しており、
前記スイッチング素子の温度が所定の閾値温度を超えている場合、前記マップデータを参照して当該電気自動車の現在位置に対応した前記周波数を前記キャリア信号の周波数に設定する、
電気自動車。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、走行用のモータを備えている電気自動車に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
電気自動車は、走行用のモータと、モータに交流電力を供給するインバータを備える。インバータは、複数のスイッチング素子をオンオフすることで、直流電力を交流電力に変換する。スイッチング素子は、ＰＷＭ信号により駆動される。よく知られるように、ＰＷＭ信号は、モータの各相の目標電流（または目標電圧）とキャリア信号から生成される。キャリア信号は所定の周波数の三角波（または矩形波）である。キャリア信号の周波数を低くすると、スイッチング素子の損失が抑えられ、スイッチング素子の発熱量が抑えられることが知られている（例えば特許文献１）。一方、キャリア信号の周波数を低くすると、電流リプルが大きくなり、騒音や振動が大きくなる。キャリア信号の周波数を高くすると、騒音や振動は小さくなるが、スイッチング素子の発熱量が大きくなる。すなわち、騒音や振動と、スイッチング素子の発熱量は、トレードオフの関係にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－３０７９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本明細書は、スイッチング素子の発熱量が高くなる可能性が高い場所でキャリア信号の周波数を低くしてスイッチング素子の発熱量を抑えることができる電気自動車を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する電気自動車は、走行用のモータと、インバータと、コントローラを備える。インバータは、スイッチング素子を有しており、当該スイッチング素子の動作によってモータに供給する交流電力を生成する。コントローラは、キャリア信号を用いてスイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ信号を生成する。コントローラは、地図上の所定の範囲とキャリア信号の周波数を関連付けたマップデータを記憶している。コントローラは、スイッチング素子の温度が所定の閾値温度を超えている場合、マップデータを参照して当該電気自動車の現在位置に対応した周波数をキャリア信号の周波数に設定する。例えば、マップデータには、サーキット場の範囲に対応する周波数が、サーキット場を除く範囲に対する周波数よりも低く設定されている。
【０００６】
例えばサーキット場では長時間にわたって高速走行する蓋然性が高いので、スイッチング素子の発熱量が大きくなる可能性が極めて高い。本明細書が開示する電気自動車は、高速走行が予想される範囲に電気自動車が位置する場合にキャリア信号の周波数を下げる。この処理により、スイッチング素子の発熱量が抑えられる。
【０００７】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施例の電気自動車のブロック図である。
マップデータの一例である。
キャリア周波数決定処理のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して実施例の電気自動車２を説明する。図１に、電気自動車２のブロック図を示す。電気自動車２は、バッテリ３、インバータ１０、モータ２０、冷却器３０、コントローラ４０を備える。電気自動車２は、走行用のモータ２０で走行する。インバータ１０は、バッテリ３の直流電力をモータ２０を駆動するための交流電力に変換する。インバータ１０が出力する交流電力でモータ２０が駆動される。モータ２０の出力軸は、車軸２１を介して車輪２２に連結されている。コントローラ４０は、車速とアクセル開度に応じてモータ２０の目標出力を決定し、モータ２０の出力が目標出力に追従するようにインバータ１０を制御する。図１の点線矢印線は、信号線を表している。
【００１０】
インバータ１０について説明する。インバータ１０は、６個のスイッチング素子１１ａ－１１ｆを備えている。以下、説明の便宜上、「スイッチング素子」を「ＳＷ素子」と略記する。６個のＳＷ素子１１ａ－１１ｆは、２個ずつ直列に接続されている。３組の直列接続体は、バッテリ３に並列に接続される。バッテリ３の正極側のＳＷ素子１１ａ、１１ｃ、１１ｅを上ＳＷ素子と称し、負極側のＳＷ素子１１ｂ、１１ｄ、１１ｆを下ＳＷ素子と称する場合がある。コントローラ４０が上ＳＷ素子と下ＳＷ素子を交互にオンオフすると、直列接続体の中点から交流電力が出力される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許