CN111572363B - 控制系统、车辆系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供控制系统、车辆系统及控制方法。控制系统具备：电力变换部，其将直流电力变换为交流电力；电动机，其使用由所述电力变换部输出的交流电力来驱动；以及控制部，其是控制所述电力变换部的控制装置，所述控制部基于所述电动机及所述电力变换部的电力损失和所述电动机的噪音，在多脉冲控制与单脉冲控制之间切换而控制所述交流电力。

Description

控制系统、车辆系统及控制方法
技术领域
本发明涉及控制系统、车辆系统及控制方法。
背景技术
以往，公开有具备逆变器的电动车控制装置，该逆变器将直流电力变换为交流电力并通过该电力来驱动控制对电动车进行驱动的电动机(日本特开2009-100548号公报)。该电动车控制装置作为所述逆变器的开关控制模式而选择多脉冲PWM控制模式、或同步单脉冲控制模式，并具有在所述同步单脉冲控制模式下的逆变器频率处于特定频带内时从所述同步单脉冲控制模式切换为多脉冲控制模式的机构。
然而，上述的装置不能充分地实现马达的噪音或振动的抑制和燃料经济性提升。
发明内容
本发明是考虑到这样的状况而完成的，目的之一在于提供能够抑制马达的噪音或振动、并且能够使燃料经济性提升的控制系统、车辆系统及控制方法。
用于解决课题的方案
本发明的控制系统、车辆系统及控制方法采用以下的结构。
(1)：本发明的一方案的控制系统是控制系统，其具备：电力变换部，其将直流电力变换为交流电力；电动机，其使用由所述电力变换部输出的交流电力来驱动；以及控制部，其是控制所述电力变换部的控制装置，所述控制部基于所述电动机及所述电力变换部的电力损失和所述电动机的噪音，在多脉冲控制与单脉冲控制之间切换而控制所述交流电力。
(2)：在上述(1)的方案的基础上，所述控制部基于所述电动机的转速和输入所述电力变换部的电压而导出所述电力损失。
(3)：在上述(2)的方案的基础上，所述控制部参照表示所述电力损失满足基准的第一信息或表示所述电力损失不满足基准的第二信息与所述电动机的转速及输入所述电力变换部的电压建立对应关系得到的第一对应信息，在基于所述电动机的转速和输入所述电力变换部的电压而导出的信息为所述第一信息的情况下，所述控制部选择所述单脉冲控制。
(4)：在上述(2)的方案基础上，所述控制部还基于所述电动机的转矩指令值而导出所述电力损失。
(5)：在上述(4)的方案的基础上，所述控制部参照表示所述电力损失满足基准的第一信息或表示所述电力损失不满足基准的第二信息与所述电动机的转速、输入所述电力变换部的电压及所述电动机的转矩指令值建立对应关系得到的第二对应信息，在基于所述电动机的转速、输入所述电力变换部的电压及所述电动机的转矩指令值而导出的信息为所述第一信息的情况下，所述控制部选择所述单脉冲控制。
(6)：在上述(1)至(5)中任一个方案的基础上，所述控制部参照表示噪音满足基准的第三信息或表示噪音不满足基准的第四信息与所述电动机的转矩指令值及输入所述电力变换部的电压建立对应关系得到的第三对应信息，在基于所述电动机的转矩指令值和输入所述电力变换部的电压而导出的信息为所述第三信息的情况下，所述控制部选择所述单脉冲控制。
(7)：在上述(6)的方案的基础上，所述第三对应信息是基于针对所述电动机的转矩指令值与输入所述电力变换部的电压之间的每个组合表示噪音相对于所述电动机的转速的变化的信息而生成的信息。
(8)：在上述(1)至(7)中任一个方案的基础上，所述控制部在执行着多脉冲控制的情况下，取得表示从所述电力变换部向所述电动机输出的电流的大小的电流指标，在所取得的电流指标为阈值以下的情况下，切换为所述单脉冲控制。
(9)：在上述(8)的方案的基础上，所述阈值是以在从所述多脉冲控制切换为所述单脉冲控制的情况下，加进由于所述切换而增加的电流得到的特定电流不会成为比所述阈值大的特定阈值以上的方式设定的指标。
(10)：在上述(8)或(9)的方案的基础上，所述控制部在所述电流指标超过所述阈值的情况下不切换为所述单脉冲控制，在从所述电流指标超过所述阈值的状态变化为所述电流指标成为了阈值以下的状态的情况下切换为所述单脉冲控制。
(11)：本发明的一方案的控制系统具备：电力变换部，其将直流电力变换为交流电力；电动机，其使用由所述电力变换部输出的交流电力来驱动；第一取得部，其取得输入所述电力变换部的电压；第二取得部，其取得所述电动机的转速；以及控制部，其在执行着单脉冲控制的情况下，基于由第一取得部取得的电压和由所述第二取得部取得的所述电动机的转速来决定是否切换为多脉冲控制，所述控制部在执行着多脉冲控制的情况下，基于由所述第一取得部取得的电压、由所述第二取得部取得的所述电动机的转速、以及在所述多脉冲控制中给予所述电动机的电流，来决定是否切换为单脉冲控制，所述控制部基于所述决定结果来控制所述电力变换部。
(12)：一种车辆系统，其具备：上述(1)至(11)中任一个方案的控制系统；以及驱动轮，其被所述电动机的动力驱动。
(13)：本发明的一方案的控制方法是如下控制方法，其使控制装置进行如下处理：控制将直流电力变换为交流电力的电力变换部，从而控制向使用由所述电力变换部输出的交流电力来驱动的电动机输出的交流电力；以及基于所述电动机及所述电力变换部的电力损失和所述电动机的噪音，在多脉冲控制与单脉冲控制之间切换而控制所述交流电力。
发明效果
根据(1)、(9)、(11)～(13)，控制系统基于电动机及逆变器的损失和电动机的噪音而在多脉冲控制与单脉冲控制之间切换，由此能够抑制马达的噪音或振动，并且能够使燃料经济性提升。即，能够兼顾燃料经济性(电耗)的提升和商品性的提升。
根据(2)、(3)，控制系统能够精度良好地导出电力损失程度。其结果是，进一步提升燃料经济性。
根据(4)、(5)，控制系统通过加进转矩指示，能够进一步精度良好地导出电力损失程度。其结果是，进一步提升燃料经济性。
根据(6)、(7)，控制系统能够精度良好地导出噪音程度。其结果是，进一步提升商品性。
根据(8)、(9)，控制系统在所取得的表示电流的大小的指标为阈值以下的情况下切换为单脉冲控制，因此抑制给予电动机由于切换而增大的电流。其结果是，能够提升电动机的耐久性。
根据(10)，能够抑制给予电动机增大的电流。
附图说明
图1是车辆的结构图。
图2是示出以第一PDU为中心的结构的一例的图。
图3是示出由控制部执行的处理的流程的一例的流程图。
图4是示出损失判定信息的内容一例的图。
图5是示出损失判定信息的内容的另一例(其一)的图。
图6是示出损失判定信息的内容的又一例(其二)的图。
图7是示出对马达设定各参数而进行单脉冲控制的情况下的电力损失的分布的图。
图8是示出马达NV判定信息的内容的一例的图。
图9是示出通过单脉冲控制来使马达运转时的辐射声的分布的图。
图10是示出通过单脉冲控制来使马达运转时的辐射声的分布的图。
图11是示出通过单脉冲控制来使马达运转时的辐射声的分布的图。
图12是示出适用满足上述的马达NV的基准的区域的情况的一例的图。
图13是示出控制从PWM控制切换为单脉冲控制的时机的相电流值的变化的一例的图。
图14是将通常时的PWM控制的电流峰值、通常时的单脉冲控制的电流峰值、以及由切换为单脉冲控制的影响产生的电流(ΔI)相比较的图。
图15是用于对最大电流区域进行说明的图。
图16是用于对通过图15所说明的处理而设定的阈值进行说明的图。
图17是示出由控制部执行的处理的流程的另一例的流程图。
图18是示出控制切换信息的内容的一例的图。
图19是示出实施方式的混合动力控制装置的硬件结构的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的控制系统、车辆系统及控制方法的实施方式进行说明。
<第一实施方式>
本实施方式的控制装置例如搭载于HEV(Hybrid Electrical Vehicle：混合动力电动机动车)、电动机动车。HEV具备电动机(马达)及内燃机(发动机)，并根据车辆的行驶状态而通过电动机和发动机中的一方或双方的动力来行驶。以下，有时将仅使用由马达输出的动力的行驶形态称为“马达行驶”、将仅使用由发动机输出的动力的行驶形态称为“发动机行驶”、将使用由马达和发动机这双方输出的动力双方的行驶形态称为“发动机/马达行驶”。
在HEV的驱动方式中存在并联方式、串联方式(包含增程器方式)、串联/并联方式等。本实施方式的控制装置除了能够应用于这些驱动方式以外，还能够搭载于以电动机为动力源的各种驱动方式的车辆。在以下的说明中，作为一例，车辆1作为控制装置搭载于图1所示的PHEV(Plug-in Hybrid Electrical Vehicle：插电式混合动力电动机动车)的车辆而进行说明。
图1是车辆1的结构图。车辆1例如具备电动发电机10、发动机20、第一PDU(PowerDrive Unit：动力驱动单元)30、第二PDU40、蓄电池50、驱动轮60(60A、60B)、变速器(TM)62、车轴64及混合动力控制装置(控制装置)80。
电动发电机10能够与驱动轮60连接。电动发电机10例如具备马达(牵引马达)12、旋转角传感器14、发电机16等。
马达12产生用于车辆行驶的动力(驱动力)。马达12例如能够使用由蓄电池50输出的电力(由第一PDU30输出的交流电力)、或由发电机16输出的电力来工作。马达12的动力经由变速器62而传递到车轴64。马达12在车辆1的减速制动时作为再生发电机而发挥功能，并将所发出的电力经由第一PDU30而向蓄电池50输出。
旋转角传感器14例如是旋转变压器等对马达12的旋转角及马达12的转速进行检测的传感器。
发电机16以发动机20的旋转为动力源，并将通过旋转而发出的电力经由第二PDU40而向蓄电池50输出。也可以省略发电机16。在该情况下，上述的马达12代替发电机16而进行发电等。也可以在发电机16设置对发电机16的转速进行检测的旋转变压器。
发动机20产生用于车辆1行驶的动力。在连接有未图示的超速传动离合器的情况下，发动机20的动力经由变速器62而向车轴64输出。即，驱动轮60与发动机20能够连接或能够切断，在连接状态下被由发动机20输出的动力驱动。在没有连接超速传动离合器的情况下，发动机20的动力向发电机16的旋转轴输出。
第一PDU30电连接于马达12与蓄电池50之间。第一PDU30包含后述的图2所示的逆变器32、后述的升压器(DC-DC转换器)34等。第一PDU30、逆变器32、或逆变器32及升压器34是“电力变换部”的一例。
逆变器将由蓄电池50输出的直流电力变换为交流电力并将变换得到的交流电力向马达12输出、或者将由马达12输出的交流电力变换为直流电力并将变换得到的直流电力向蓄电池50输出。升压器34将由蓄电池50供给的电力的电压变换为规定的电压。
第二PDU40电连接于发电机16与蓄电池50之间。第二PDU40包含逆变器、DC-DC转换器等。逆变器将由蓄电池50输出的直流电力变换为交流电力并将变换得到的交流电力向发电机16输出、或者将由发电机16输出的交流电力变换为直流电力并将变换得到的直流电力向蓄电池50输出。DC-DC转换器将由蓄电池50供给的电力的电压变换为规定的电压。
蓄电池50储存由第一PDU30或第二PDU输出的电力。蓄电池50经由第一PDU30或第二PDU40而向电动发电机10、其他车载设备供给电力。蓄电池50在与充电器100电连接的情况下，储存由充电器100输出的电力。蓄电池50能够进行使用由外部供电装置即充电器100供给的电力的充电。
混合动力控制装置80例如具备控制部82和存储部90。混合动力控制装置80(控制部82)例如是对电动发电机10、发动机20、第一PDU30、第二PDU40及蓄电池50进行控制的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。混合动力控制装置80例如通过使CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等硬件处理器执行程序(软件)来执行各控制。混合动力控制装置80所包含的结构(控制部82)中的一部分或全部可以通过LSI(LargeScale Integration：大规模集成电路)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit：专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程逻辑门阵列)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理器)等硬件(电路部；包含circuitry)来实现，也可以通过软件与硬件的协同配合来实现。程序可以预先保存于混合动力控制装置80的HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、闪存器等存储装置(具备非暂时性的存储介质的存储装置)，也可以保存于DVD、CD-ROM等能够装卸的存储介质并通过将存储介质(非暂时性的存储介质)装配于驱动装置而安装于混合动力控制装置80的HDD、闪存器。
混合动力控制装置80并不限定于一个ECU，也可以是分散化的多个ECU的集合。混合动力控制装置80取得从未图示的车速传感器取得的车辆1的车速、从曲轴角传感器取得的发动机20的转速、由旋转角传感器14检测出的马达12的转速、由旋转变压器等旋转角传感器检测出的发电机16的转速、或由车辆1的乘客(驾驶员)操作的油门踏板的开度(油门开度AC)等。油门开度由未图示的油门开度传感器取得。
混合动力控制装置80例如基于油门开度AC及车辆1的速度V而导出由驾驶员要求的应向车轴64输出的要求转矩Tr。混合动力控制装置80基于要求转矩Tr和车轴64的转速而导出应向车轴64输出的动力P。
混合动力控制装置80决定马达12或发动机20应输出的动力。混合动力控制装置80以将动力P与动力Pany合计后的值与由发动机20输出的动力Pe和由马达12输出的动力Pm中的一方或将它们合计后的值一致的方式决定动力Pe及动力Pm。动力Pany包含搭载于车辆1的辅机所输出的动力、用于补充蓄电池50的必要充电量的动力等。在车辆1为与本实施方式的PHEV不同的驱动方式的情况下，应从马达12及发动机20输出的动力根据其驱动方式来决定。
对动力Pe及动力Pm的决定方法的一例进行说明。混合动力控制装置80基于该时间点的行驶形态而驱动马达12和发动机20中的一方或双方。混合动力控制装置80根据行驶状况(起步、低速行驶、中速行驶、高速行驶、或急剧加速的情况)来切换行驶形态。例如，在车辆1处于起步时、低速行驶等需要比较大的转矩的状况下，驱动马达12而进行马达行驶。在车辆1中速行驶时、高速行驶时，驱动马达12和发动机20中的一方或双方而进行发动机行驶、或发动机/马达行驶。
控制部82经由与蓄电池50、逆变器32、升压器34等连接的通信线而发送用于控制它们的控制信号。由此控制部82对蓄电池50、逆变器32、升压器34等进行控制。
控制部82控制逆变器32而对向马达12输出的交流电力进行控制。控制部82基于马达12及逆变器32的电力损失和马达12的噪音(或振动)而在PWM控制(“多脉冲控制”的一例)与单脉冲控制之间切换来对交流电力进行控制。电力损失是指由逆变器32的开关元件的开关而产生的电力的损失(开关损失)、马达12中的电力的损失。在以下的说明中，电力损失作为将开关损失与马达12中的电力的损失合并后的综合损失而进行说明，但电力损失也可以是开关损失。
多脉冲控制包含三相调制方式、二相调制方式、过调制方式等各种方式的控制。单脉冲控制是使用矩形波来驱动逆变器32的控制。单脉冲控制是在电角度的一个周期内规定的通电期间(例如180度)中以向马达12施加电压的方式控制逆变器32的模式。单脉冲控制是以向马达12施加矩形波电压的方式控制逆变器32的控制模式。
控制部82在执行着单脉冲控制的情况下，基于由第二电压传感器38取得的电压和由旋转角传感器14取得的马达12的转速来决定是否切换为PWM控制。控制部82在执行着PWM脉冲控制的情况下，基于由第二电压传感器38取得的电压、由旋转角传感器14取得的马达12的转速、及在PWM控制中给予马达12的电流来决定是否切换为单脉冲控制。控制部82基于上述的决定结果来控制第一PDU30。关于这些处理的详细情况在后叙述。
存储部90通过HDD、闪存器、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory：电可擦可编程只读存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、或RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等来实现。在存储部90中例如存储有损失判定信息92、马达NV判定信息94、切换条件信息96等。这些信息是混合动力控制装置80在处理中参照的表格、二维或三维映射、函数、通过深度学习等学习处理而生成的学习模型等。损失判定信息92是“第一对应信息”的一例。马达NV判定信息94是“第二对应信息”的一例。
[行驶模式]
车辆1例如以第一行驶模式～第三行驶模式行驶。车辆1根据状况而切换下述的行驶模式来行驶。
第一行驶模式是马达12通过由蓄电池50输出的电力而运转来驱动驱动轮60的行驶模式。第一行驶模式例如是在车辆1的起步时、街上、以低速爬上坡等需要比较大的转矩的输出的情况下设定的模式。
第二行驶模式是发动机20和发电机16运转而进行发电的行驶模式。该发出的电力向马达12(或马达12和蓄电池50)输出。马达12通过由发电机16输出的电力(或由发电机16和蓄电池50输出的电力)而运转来驱动驱动轮60。第二行驶模式例如是在车辆1的规定程度以上的加速、以中速爬上坡等需要比较大的转矩的输出的情况下设定的模式。
第三行驶模式是通过与未图示的超速传动离合器连接并使发动机20运转而向驱动轮60或马达12传递发动机20的动力的行驶模式。驱动轮60通过发动机20的动力而被驱动。马达12向蓄电池50输出通过发动机20的动力而发出的电力。由此，进行蓄电池50的充电。根据情况，通过蓄电池50的电力而运转的马达12的动力与发动机20的动力一起向驱动轮60输出。第三行驶模式例如是在车辆1在高速公路等上以规定速度以上行驶时设定的模式。
[第一PDU]
图2是示出以第一PDU30为中心的结构的一例的图。第一PDU30例如具备逆变器32、升压器34、第一电压传感器36、第二电压传感器38及电流传感器39。逆变器32的第一侧经由电线而与马达12电连接。在逆变器32的第一侧处，逆变器32的UVW相与马达12连接。逆变器32的第二侧经由电线而与升压器34的第一侧连接。升压器34的第二侧与蓄电池50连接。
第一电压传感器36连接于蓄电池50与升压器34之间，并对输入升压器34的电压进行检测。第二电压传感器38连接于升压器34与逆变器32之间，并对输入逆变器32的电压进行检测。第一电压传感器36的检查获知结果及第二电压传感器38的检查获知结果向混合动力控制装置80输出。
电流传感器39设置于逆变器32与马达12之间。电流传感器39例如对U相、V相及W相各自的电流进行检测，并将检测结果向混合动力控制装置80输出。电流传感器39经由通信线而与混合动力控制装置80连接。
混合动力控制装置80经由通信线而与逆变器32连接。混合动力控制装置80的控制部82将与逆变器32的UVW相相关的开关元件控制为开启状态或关闭状态。
例如，控制部82基于后述的处理来进行PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制、或单脉冲控制(矩形波控制)。
[流程图]
图3是示出由控制部82执行的处理的流程的一例的流程图。图3的处理例如是在马达12处于通电状态的情况下反复执行的处理。图3的处理例如是在执行着PWM控制的情况下执行的处理。在执行着单脉冲控制的情况下，例如省略图3的步骤S112及S114的处理。在图3的说明中，对各处理的概要进行说明，且关于各处理的详细情况([损失判定]、[马达NV判定]、[切换判定])在后叙述。
首先，控制部82从旋转角传感器14取得马达12的转速(步骤S100)。接着，控制部82取得第二电压传感器38的检测结果即电压V2(步骤S102)。
接着，控制部82参照后述的损失判定信息92，并基于马达12的转速和电压V2来判定单脉冲控制的电力损失是否比PWM控制的电力损失小(步骤S104)。在单脉冲控制的损失不比PWM控制的电力损失小的情况下(PWM控制的损失比单脉冲控制的电力损失小的情况下)、控制部82执行PWM控制(步骤S118)。即，继续PWM控制。
在单脉冲控制的电力损失比PWM控制的电力损失小的情况下，控制部82取得转矩指令值(步骤S106)。接着，控制部82取得第二电压传感器28的检测结果即电压V2(步骤S108)。步骤S108的电压V2也可以引用在步骤S102中取得的电压。
接着，控制部82参照后述的马达NV判定信息94，并基于转矩指令值和电压V来判定单脉冲控制的马达NV(噪音、振动)是否满足基准(步骤S110)。在单脉冲控制的马达NV不满足基准的情况下，前进到步骤S118的处理。
在单脉冲控制的马达NV满足基准的情况下，控制部82取得给予马达12的相电流值(步骤S112)。控制部82参照切换条件信息96，来判定所取得的相电流值是否满足切换条件(步骤S114)。切换条件例如是指在某时机取得的相电流值(U相、V相、W相中的任一个的电流值、或它们的合计值)为阈值以下。该阈值包含在切换条件信息96中(详细情况在后述的图13～图16中进行说明)。
在步骤S114的处理中，也可以代替相电流值而判定规定的指标是否满足切换条件。规定的指标是指转矩指令值、基于转矩指令值得到的电流指令值等与在下次处理时机给予马达12的电流相关的信息。在步骤S114的处理中，也可以在多个不同的类别的指标分别满足与指标的类别相应的阈值的情况下，判定为满足切换条件。
在不满足切换条件的情况下，前进到步骤S118的处理。在满足切换条件的情况下，控制部82执行单脉冲控制(步骤S116)。即，控制部82在不满足切换条件的情况下，不切换为单脉冲控制，在下次以后的例程的处理中，在满足切换条件的情况(从电流指标超过阈值的状态变化为电流指标变为阈值以下的状态的情况)下，切换为单脉冲控制。由此，本流程图的一个例程的处理结束。
[损失判定]
控制部82参照损失判定信息92，并基于马达12的转速和电压V2来判定单脉冲控制的电力损失是否比PWM控制的电力损失小。图4是示出损失判定信息92的内容的一例的图。损失判定信息92例如是表示PWM控制的信息(第一信息)或表示单脉冲控制的信息(第二信息)与马达12的转速及输入逆变器32的电压建立了对应关系的信息。在损失判定信息92中，也可以代替输入逆变器32的电压而使用由逆变器32输出的电压。
表示PWM控制的信息建立了对应关系是指，PWM控制在该转速和电压下执行，且在控制马达12的情况下，PWM控制的电力损失比单脉冲控制区域的电力损失小。表示单脉冲控制的信息建立了对应关系是指，单脉冲控制在该转速和电压下执行，且在控制马达12的情况下，单脉冲控制的电力损失比PWM控制的电力损失小。也可以仅加进开关损失而在损失判定信息92中设定各控制区域。
控制部82也可以进一步加进转矩指令值来判定单脉冲控制的电力损失是否比PWM控制的电力损失小。例如，在控制部82的处理性能满足规定的条件的情况下，加进转矩指令值。转矩指令值是基于与乘客的油门踏板的操作相应的油门开度和从车速传感器取得的车速而导出的转矩指令值。控制部82基于从油门踏板开度传感器取得的油门开度和车速来决定向马达12的驱动轴输出的转矩，并基于所决定的转矩而导出转矩指令值。在加进转矩指令值的情况下，控制部82参照表示PWM控制的信息或表示单脉冲控制的信息与电压、马达12的转速及转矩指令值建立了对应关系的损失判定信息。
图5是示出损失判定信息92的内容的另一例(其一)的图。损失判定信息92A例如也可以是PWM控制区域(表示第一信息的区域)或单脉冲控制区域(表示第二信息的区域)与马达12的转速及转矩指令值建立了对应关系的映射。该损失判定信息92A例如针对每个电压而准备。在对象的电压中，在表示马达12能够输出的转矩和转速的可输出区域内，PWM控制区域或单脉冲控制区域建立对应关系。PWM控制区域是选择PWM控制的区域，单脉冲控制区域是选择单脉冲控制的区域。
例如，在与图5的电压Vx1对应的损失判定信息92中，转速在阈值Th1以上的区域设定为单脉冲控制区域，转速小于阈值Th1的区域设定为PMW控制区域。
但是，根据电压V2的大小，有时即使是如图5所示转速在阈值Th1以上的区域也设定为PWM控制区域。例如，在转速为阈值Th1以上、并且转矩指令值包含在阈值Th2至阈值Th3的范围内的情况下，控制部82判定为PWM控制的电力损失比单脉冲控制的电力损失小。
即使是转速小于阈值Th1的区域，也可以设定为单脉冲控制区域。在该情况下，例如，在转速小于阈值Th1、并且转矩指令值包含在阈值Th4(未图示)至阈值Th5(未图示)的范围内的情况下，控制部82也可以判定单脉冲控制的电力损失比PWM控制的电力损失小。
图6是示出损失判定信息92的内容的又一例(其二)的图。例如，在与图6的电压Vx10(比电压Vx1大的电压)对应的损失判定信息92中，单脉冲控制区域向转矩指令值的绝对值变大的方向扩大，PWM控制区域向转速变大的方向扩大。即，电压V2的值变得越大，则单脉冲控制区域越向转矩指令值的绝对值变大的方向扩大，且PWM控制区域越向转速变大的方向扩大。这样在损失判定信息92中，针对每个电压，相对于马达12的转速和转矩指令值设定单脉冲控制区域或PWM控制。
如上所述，控制部82通过参照损失判定信息92A，能够更加精度良好地进行与电力损失相关的判定。控制部82通过加进转矩，能够进一步精度良好地进行与电力损失相关的判定。
损失判定信息92例如由生成装置200生成。生成装置200例如一边错开给予马达12的各参数一边对使马达12运转时的电力[W]的电力损失进行解析，并基于解析结果来生成损失判定信息92。参数例如是给予马达12的转矩指令值、马达12的转速、输入马达12的电压。
图7是示出对马达12设定各参数并进行单脉冲控制的情况下的电力损失的分布的图。图7示出给予规定的电压时的电力的电力损失的分布。图7的纵轴表示转矩指令值，图7的横轴表示转速。生成装置200在图7所示的分布中将表示阈值以上的电力损失的区域设定为PWM控制区域，并将表示小于阈值的电力损失的区域设定为单脉冲控制区域AR1，由此生成损失判定信息92。并且，该生成的损失判定信息92存储于混合动力控制装置80的存储部90。
这样，控制部82通过参照由生成装置200生成的损失判定信息92，能够为了抑制电力损失而精度良好地判定是否切换为单脉冲控制。其结果是，控制部82能够更加精度良好地抑制燃料消耗量。
[马达NV判定]
控制部82参照马达NV判定信息94，并基于转矩指令值和电压V来判定单脉冲控制的马达NV是否满足基准。图8是示出马达NV判定信息94的内容的一例的图。马达NV判定信息94是满足马达NV的基准的控制内容(单脉冲控制(第三信息)或PWM控制(第四信息))与转矩指令值及输入马达12的电压建立了对应关系的信息。
以下，参照图9～图11对单脉冲控制满足马达NV的基准的情况和不满足的情况进行说明。图9～图11是示出在单脉冲控制或PWM控制中，针对规定的转矩指令值与规定的电压V2的大小之间的每个组合，马达12的转速发生变化的情况下的辐射声的大小的变化的图。图9～图11的纵轴表示辐射声[dB]，图9～图11的横轴表示马达12的转速或马达12的电源频率[Hz]。辐射声例如是在车室内观测的36阶次成分的辐射声。
马达12的转速为阈值Th6以上的区域是在损失判定信息92中作为单脉冲控制区域而设定的区域(设定第三信息的区域)，马达12的转速小于阈值Th5的区域是在损失判定信息92中作为PWM控制区域而设定的区域(设定第四信息的区域)。阈值Th7是表示针对每个马达12的转速而规定的马达NV的基准的阈值。阈值Th7例如是对人感到不适的声音的大小加上了余量而得到的大小。
在执行单脉冲控制时的马达12的转速为阈值Th6以上的区域内，在辐射声收纳于阈值Th7以下的情况下，判定为单脉冲控制的马达NV满足基准。在执行单脉冲控制时的马达12的转速为阈值Th6以上的区域内，在辐射声没有收纳于阈值Th7以下的情况下，判定为单脉冲控制的马达NV不满足基准。
图9是示出在转矩指令值为TrX、电压V2的大小为X的情况下通过单脉冲控制来使马达12运转时的辐射声的分布的图。在图9的例子中，在马达12的转速为阈值Th6以上的区域内，辐射声收纳于阈值Th7以下，因此单脉冲控制的马达NV满足基准。
图10是示出在转矩指令值为TrX1(例如相比TrX为3倍大小的转矩)、电压V2的大小为X的情况下通过单脉冲控制来使马达12运转时的辐射声的分布的图。在图10的例子中，在马达12的转速为阈值Th6以上的区域内，如区域AR2所示那样辐射声没有收纳于阈值Th7以下，因此单脉冲控制的马达NV不满足基准。在单脉冲控制中，开关元件的开关次数与PWM控制相比较少，但不能高精度地成型出电流波形，电流波形变形，不会有助于转矩的高次谐波电流成分增加，因此辐射声增加。即，存在在单脉冲控制中与电力损失的抑制相交换地使辐射声增加的情况。
图11是示出在转矩指令值为TrX、电压V2的大小为X1(X的2倍至2.5倍程度的电压)的情况下通过单脉冲控制来使马达12运转时的辐射声的分布的图。在图11的例子中，在马达12的转速为阈值Th6以上的区域内，如区域AR3所示那样辐射声没有收纳于阈值Th7以下，因此单脉冲控制的马达NV不满足基准。
生成装置200基于上述的辐射声的分布而生成表示相对于转矩指令值和电压V2的大小能否选择单脉冲控制的信息，并基于所生成的信息而生成马达NV判定信息94。该生成的马达NV判定信息94存储于混合动力控制装置80的存储部90。
在图12中示出对进行单脉冲控制的情况下的电力损失的分布适用满足上述的马达NV的基准的区域的情况的一例。在图12中，省略与图7相同的说明。马达NV满足基准的马达NV基准区域AR4包含在损失判定中的单脉冲控制区域AR1中。换言之，马达NV基准区域AR4是以限定单脉冲控制区域AR1的方式设定的区域。
这样，控制部82通过参照由生成装置200生成的马达NV判定信息94，能够更加精度良好地判定是否在马达NV满足基准的状态下切换为单脉冲控制。其结果是，控制部82能够抑制燃料消耗量并且能够使商品性提升。
[切换判定]
控制部82参照切换条件信息96来判定取得的相电流值是否满足切换条件。参照图13～图16对设定切换判定的切换条件时的考虑进行说明。
在继续进行单脉冲控制的情况下(例如在从PWM控制切换为单脉冲控制的时机起经过规定时间后的时机)，相电流值变为控制部82所意图达到的电流值(作为控制目标的电流值)。然而，在从PWM控制切换为单脉冲控制的情况下，有时相电流值不会变为控制部82所意图达到的电流值。
图13是示出控制从PWM控制切换为单脉冲控制的时机的相电流值的变化的一例的图。时刻T是从PWM控制切换为单脉冲控制的时刻。图13的上图表示脉冲的波形。该波形是马达12输出能够输出的转矩中的比较高的转矩的情况下的波形。脉冲是控制部82将逆变器32的开关元件控制为接通状态或断开状态而生成的脉冲。图13的上图的纵轴是电压，横轴是时间。图13的下图表示相电流(U相、V相、W相)的波形。图13的纵轴表示相电流值，横轴表示时间。在以下的说明中，例如、意图达到的电流值(作为控制目标的电流值)设为在时刻T的前后相同。
在时刻T及经过时刻T后(刚经过时刻T后)，有时变化为与控制部82所意图达到的相电流值(I1)不同的相电流值(I2)。例如，如图13所示，有时相电流值比意图达到的相电流值大。即，刚经过时刻T之后的相电流值由于控制的切换的影响而增大了规定电流ΔI。若切换为比PWM控制稀疏的控制即单脉冲控制，则电流传感器39的检测误差受单脉冲控制影响。这是由于在稀疏的单脉冲控制中以电流传感器39的检测结果与作为控制目标的电流值偏离的方式控制电流。例如，在包含时刻T的规定时间T1内，控制部82所设定的作为控制目标的电流值的上升程度(作为在控制周期间上升的控制目标的电流值)设为充分小于规定电流ΔI。
图14是将通常时的PWM控制的电流峰值、通常时的单脉冲控制的电流峰值、及由切换为单脉冲控制的影响产生的电流(ΔI)进行比较的图。通常时是指与切换控制的时机不同的时机。图14的纵轴表示电流值[A]。即使通常时的PWM控制的电流峰值为阈值Th以下，当切换为单脉冲控制时，该刚经过切换时刻T之后的电流峰值包含由切换的影响产生的规定电流ΔI，因此有时也为阈值Th以上(电流值Ix1)。例如，在电流峰值为阈值Th以上的情况下，有时对逆变器32带来影响、或者使马达12产生减磁。图14的电流ΔI#是阈值Th与电流值Ix1的差量或在差量上加上余量(作为在控制周期间上升的控制目标的电流值)的电流而得到的值。
因此，如图15所示，在从PWM控制切换为单脉冲控制时使用的切换条件基于预先的实验结果等而设定。图15的纵轴表示转矩指令值，图15的横轴表示相电流值[Arms(电流的有效值)]。图15的电流值Ix1#是与图14的电流值Ix1对应的相电流的有效值。如图15所示，以刚从PWM控制切换为单脉冲控制之后抑制与电流ΔI#相应的量的电流的方式导出相电流的执行值Ix2#、转矩指令值等。
与该导出的有效值Ix2#对应的相电流值设定为从PWM控制切换为单脉冲控制的时机的电流值的阈值。例如，生成装置200基于上述那样的考虑而设定针对PWM控制的相电流的峰值设定的阈值。生成装置200也可以基于上述的考虑而设定转矩指令值、基于转矩指令值得到的电流指令值等与在下次处理时机给予马达12的电流相关的信息(规定的指标)。并且，设定的阈值作为切换条件信息96而存储于存储部90。
图16是用于对通过图15所说明的处理而设定的阈值进行说明的图。省略与图14相同的说明。设定图15所说明的以抑制与电流I#相应的量的电流的方式导出的阈值Th#。“阈值Th#”是针对“电流指标”设定的阈值的一例。“阈值Th”是“特定指标”的一例。例如，控制部82在PWM控制的相电流的电流值为阈值Th#以上的情况下，不切换为单脉冲控制，由此能够以刚切换之后相电流的峰值不会成为阈值Th以上的方式控制电流值。
这样，控制部82通过参照由生成装置200生成的切换条件信息96，能够判定是否在电流峰值满足基准的状态下切换为单脉冲控制。其结果是，控制部82能够抑制给予逆变器32、马达12等负面的影响，并且能够使燃料经济性及商品性提升。
控制部82在判定为取得的相电流的电流值(表示电流的指标)为阈值Th#以上的情况下，也可以以电流值为阈值Th#以下的方式控制输入马达12的相电流、或者以电流值为阈值Th#以下的方式使转矩指令值降低，从而切换为单脉冲控制。参照图17对该处理应用于图3的流程图的处理的流程的情况进行说明。
图17是示出由控制部82执行的处理的流程的另一例的流程图。图17的步骤S100～S114、S116、S118的处理与图3的步骤S100～S114、S116、S118的处理相同，因此省略说明。在步骤S114中判定为不满足切换条件的情况下(例如判定为取得的相电流的电流值为阈值Th#以上的情况下)，控制部82以电流值满足切换条件的方式(以变为小于阈值Th#的方式)控制相电流或转矩指令值(步骤S115)，并执行单脉冲控制(步骤S116)。即，控制部82在电流指标超过阈值的情况下，以电流指标成为阈值以下的方式控制给予马达12的电流，并且切换为单脉冲控制。由此，本流程图的一个例程的处理结束。这样，通过以满足切换条件的方式控制电流值或转矩指令值，从而在损失判定的结果及马达NV判定的结果为肯定的情况下执行单脉冲控制。其结果是，进一步抑制电力损失。
[总结]
例如，即使仅加进电力损失来进行单脉冲控制，也存在商品性降低、或者对逆变器32、马达12等硬件造成损伤的情况。由此，存在车辆的利用者的舒适性降低、或者硬件的寿命变短的情况。
与此相对，本实施方式的控制系统具备将直流电力变换为交流电力的逆变器32、使用由逆变器32输出的交流电力来驱动的马达12、及控制逆变器32而对向马达12输出的交流电力进行控制的控制部82，基于马达12及逆变器32的电力损失和马达12的噪音，在多脉冲控制与单脉冲控制之间切换而控制交流电力，由此能够抑制电力损失，并且能够使商品性提升。其结果是，燃料经济性及车辆的利用者的舒适性提升。另外，控制部82加进与切换时的电流相关的信息来切换为单脉冲控制，因此能够抑制对硬件的损伤。其结果是，使硬件的寿命延长化。
<变形例>
以下，对变形例进行说明。对变形例的混合动力控制装置80进行说明。混合动力控制装置80例如代替损失判定信息92和马达NV判定信息94(或在它们的基础上)而存储有控制切换信息98。
图18是示出控制切换信息98的内容的一例的图。控制切换信息98例如是单脉冲控制区域AR5与转速及转矩指令值建立了对应关系的信息。该控制切换信息98针对每个电压而设置。例如，单脉冲控制区域AR5是与上述的马达NV基准区域AR4相当的区域。
生成装置200通过参照基于生成上述的损失判定信息92及马达NV判定信息94时的考虑而导出的马达NV基准区域，来生成设定有单脉冲控制区域的控制切换信息98。并且，控制切换信息98存储于存储部90。控制切换信息98不限于二维映射，也可以是三维映射、函数、学习模型。
在变形例中，控制部82例如取得马达12的转速、电压V2的电压值、及转矩指令值。控制部82参照控制切换信息98，在将所取得的马达12的转速、电压V2的电压值、及转矩指令值适用于控制切换信息98的情况下，判定该适用结果是否包含在单脉冲控制区域内。在该适用结果包含在单脉冲控制区域内、且在上述的图3的步骤S114的电流峰值判定中得到肯定的结果的情况下，进行从PWM控制切换为单脉冲控制的控制。
根据以上说明的变形例的混合动力控制装置80，在执行着单脉冲控制的情况下，基于由第二电压传感器38取得的电压、及由旋转角传感器14取得的马达12的转速来决定是否切换为多脉冲控制，在执行着多脉冲控制的情况下，基于取得的电压和马达12的转速、及在多脉冲控制中输入马达12的电流来决定是否切换为单脉冲控制，基于决定结果来控制第一PDU30，由此能够更加简易地判定是否进行从PWM控制切换为单脉冲控制的控制。其结果是，能够起到与第一实施方式相同的效果。
[硬件结构]
图19是示出实施方式的混合动力控制装置80的硬件结构的一例的图。如图所示，混合动力控制装置80是通信控制器80-1、CPU80-2、作为工作存储器而使用的RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)80-3、保存引导程序等的ROM(Read Only Memory：只读存储器)80-4、闪存器、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)等存储装置80-5、驱动装置80-6等通过内部总线或专用通信线相互连接而成的结构。通信控制器80-1进行与混合动力控制装置80以外的构成要素的通信。在存储装置80-5中保存有供CPU80-2执行的程序80-5a。该程序通过DMA(Direct Memory Access：直接存储器访问)控制器(未图示)等而在RAM80-3中展开，并由CPU80-2执行。
上述说明的实施方式能够如以下那样表述。
一种控制装置，其如以下那样构成，
具备：逆变器，其将直流电力变换为交流电力；
电动机，其使用由所述逆变器输出的交流电力来驱动；
存储装置，其存储程序；以及
硬件处理器，
所述硬件处理器通过执行存储于所述存储装置的程序而进行如下处理：
控制所述逆变器从而对向所述电动机输出的交流电力进行控制；以及
基于所述电动机及所述逆变器的电力损失和所述电动机的噪音，在多脉冲控制与单脉冲控制之间切换而控制所述交流电力。
以上使用实施方式说明了本发明的具体实施方式，但本发明丝毫不被这样的实施方式限定，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变形及替换。

Claims (12)

1.一种控制系统，其中，
所述控制系统具备：
电力变换部，其将直流电力变换为交流电力；
电动机，其使用由所述电力变换部输出的交流电力来驱动；以及
控制部，其是控制所述电力变换部的控制装置，所述控制部基于所述电动机及所述电力变换部的电力损失和所述电动机的噪音，在多脉冲控制与单脉冲控制之间切换而控制所述交流电力，
所述控制部参照表示噪音满足基准的第三信息或表示噪音不满足基准的第四信息与所述电动机的转矩指令值及输入所述电力变换部的电压建立对应关系得到的第三对应信息，
在基于所述电动机的转矩指令值和输入所述电力变换部的电压而导出的信息为所述第三信息的情况下，所述控制部选择所述单脉冲控制。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，
所述控制部基于所述电动机的转速和输入所述电力变换部的电压而导出所述电力损失。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，
所述控制部参照表示所述电力损失满足基准的第一信息或表示所述电力损失不满足基准的第二信息与所述电动机的转速及输入所述电力变换部的电压建立对应关系得到的第一对应信息，
在基于所述电动机的转速和输入所述电力变换部的电压而导出的信息为所述第一信息的情况下，所述控制部选择所述单脉冲控制。
4.根据权利要求2所述的控制系统，其中，
所述控制部还基于所述电动机的转矩指令值而导出所述电力损失。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其中，
所述控制部参照表示所述电力损失满足基准的第一信息或表示所述电力损失不满足基准的第二信息与所述电动机的转速、输入所述电力变换部的电压及所述电动机的转矩指令值建立对应关系得到的第二对应信息，
在基于所述电动机的转速、输入所述电力变换部的电压及所述电动机的转矩指令值而导出的信息为所述第一信息的情况下，所述控制部选择所述单脉冲控制。
6.根据权利要求1所述的控制系统，其中，
所述第三对应信息是基于针对所述电动机的转矩指令值与输入所述电力变换部的电压之间的每个组合表示噪音相对于所述电动机的转速的变化的信息而生成的信息。
7.一种控制系统，其中，
所述控制系统具备：
电力变换部，其将直流电力变换为交流电力；
电动机，其使用由所述电力变换部输出的交流电力来驱动；以及
控制部，其是控制所述电力变换部的控制装置，所述控制部基于所述电动机及所述电力变换部的电力损失和所述电动机的噪音，在多脉冲控制与单脉冲控制之间切换而控制所述交流电力，
所述控制部在执行着多脉冲控制的情况下，取得表示从所述电力变换部向所述电动机输出的电流的大小的电流指标，在所取得的电流指标为阈值以下的情况下，切换为所述单脉冲控制。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其中，
所述阈值是以在从所述多脉冲控制切换为所述单脉冲控制的情况下，加进由于所述切换而增加的电流得到的特定电流不会成为比所述阈值大的特定阈值以上的方式设定的指标。
9.根据权利要求7所述的控制系统，其中，
所述控制部在所述电流指标超过所述阈值的情况下不切换为所述单脉冲控制，在从所述电流指标超过所述阈值的状态变化为所述电流指标成为了阈值以下的状态的情况下切换为所述单脉冲控制。
10.一种控制系统，其中，
所述控制系统具备：
电力变换部，其将直流电力变换为交流电力；
电动机，其使用由所述电力变换部输出的交流电力来驱动；
第一取得部，其取得输入所述电力变换部的电压；
第二取得部，其取得所述电动机的转速；以及
控制部，其在执行着单脉冲控制的情况下，基于由第一取得部取得的电压和由所述第二取得部取得的所述电动机的转速来决定是否切换为多脉冲控制，
所述控制部在执行着多脉冲控制的情况下，基于由所述第一取得部取得的电压、由所述第二取得部取得的所述电动机的转速、以及在所述多脉冲控制中给予所述电动机的电流，来决定是否切换为单脉冲控制，
所述控制部基于决定结果来控制所述电力变换部，
所述控制部在执行着多脉冲控制的情况下，取得表示从所述电力变换部向所述电动机输出的电流的大小的电流指标，在所取得的电流指标为阈值以下的情况下，切换为所述单脉冲控制。
11.一种车辆系统，其中，
所述车辆系统具备：
权利要求1至10中任一项所述的控制系统；以及
驱动轮，其被所述电动机的动力驱动。
12.一种控制方法，其中，
所述控制方法使控制装置进行如下处理：
控制将直流电力变换为交流电力的电力变换部，从而控制向使用由所述电力变换部输出的交流电力来驱动的电动机输出的交流电力；
基于所述电动机及所述电力变换部的电力损失和所述电动机的噪音，在多脉冲控制与单脉冲控制之间切换而控制所述交流电力；以及
在执行着多脉冲控制的情况下，取得表示从所述电力变换部向所述电动机输出的电流的大小的电流指标，在所取得的电流指标为阈值以下的情况下，切换为所述单脉冲控制。
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