DE112021007107T5

DE112021007107T5 - Steuergerät, Steuersystem, Steuerverfahren, Programm, Elektrofahrzeug, Trainingsgerät, und trainiertes Modell

Info

Publication number: DE112021007107T5
Application number: DE112021007107.6T
Authority: DE
Inventors: Noboru Miyamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-02-17
Filing date: 2021-02-17
Publication date: 2023-11-30
Also published as: WO2022176055A1; CN116888003A; US20240039426A1; JP7395053B2; JPWO2022176055A1

Abstract

Ein Steuersystem (101 bis 501) der vorliegenden Offenbarung ist ein Steuersystem (101 bis 501) zum Steuern eines Betriebs eines Leistungswandlers (20), welcher eine Leistungswandlung zwischen einem Motor (30) zum Antreiben eines Fahrzeugs und einer Energieversorgung (10) ausführt, und welches eine Datenerfassungseinheit (61, 61a) zum Erfassen von Daten von einem Gerät innerhalb eines Fahrzeugs und eine Steuereinheit (64) zum Reduzieren einer Ansteuerungsfrequenz eines Schaltelements aufweist, welches in dem Leistungswandler (20) enthalten ist, wenn auf Basis der durch die Datenerfassungseinheit (61a) erfassten Daten ermittelt wird, dass ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann..

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuervorrichtung, ein Steuersystem, ein Steuerverfahren, ein Programm, ein Elektrofahrzeug, eine Lernvorrichtung, und ein gelerntes Modell.
Stand der Technik
Als eine Steuervorrichtung eines Elektrofahrzeugs gemäß dem Stand der Technik, offenbart zum Beispiel Patentdokument 1 eine Steuervorrichtung, welche eine Ansteuerungszahl eines Leistungswandlers und eine Frequenz eines Trägersignals ermittelt, welche zum Erzeugen eines Treibersignals verwendet werden, basierend auf der Gesamtmenge eines einfließenden Stroms in eine Vielzahl von Leistungswandlern. Diese Steuervorrichtung sagt eine Last eines Fahrzeugs auf Basis einer Information bezüglich einer geplanten Fahrtroute des Fahrzeugs voraus, und wenn die ermittelte Last höher ist als eine aktuelle Last, erhöht die Steuervorrichtung die ermittelte Ansteuerungszahl und reduziert die festgelegte Frequenz. Es ist offenbart, dass es auf der Basis der Vorhersage einer zukünftigen Last durch Erhöhen der Ansteuerungszahl des Leistungswandlers, bevor die aktuelle Last zunimmt und durch Reduzieren einer Trägerfrequenz, wenn eine hohe Last vorhergesagt wird, möglich ist, eine Wärmeerzeugung des Leistungswandlers niederzuhalten. Die Information bezüglich der geplanten Fahrtroute ist typischerweise eine Steigungsinformation der geplanten Fahrtroute, und es ist zudem offenbart, dass die Ansteuerungszahl auf Basis einer Gaspedalöffnung, einer Motorleistung, oder einer Zielmotorleistung, anstatt auf der Gesamtmenge des einfließenden Stroms ermittelt wird.
Andererseits offenbart Patentdokument 2 eine Steuervorrichtung eines Elektrofahrzeugs, welche eine Detektionseinheit zum Detektieren eines Auftretens eines Lastbetriebs, welcher ein Laden und Entladen einer Energiespeichervorrichtung bewirkt, sodass eine Temperatur eines Schaltelements ansteigt und eine Begrenzungsfestlegungseinheit aufweist, zum Festlegen eines Grenzwertes bei einer Leistungswandlung zum Niederhalten eines durchlaufenden Stroms eines Schaltelements in Übereinstimmung mit einem Ausmaß einer Temperaturänderung des Schaltelements in einem jeweiligen Lastbetrieb. Gemäß Patentdokument 2 wird eine Temperaturanstiegsphase, in welcher das Ausmaß der erzeugten Temperaturänderung, die zu einer Wärmebelastung des Schaltelements führt, durch den Lastbetrieb verursacht, was zu einem Laden und Entladen einer Hauptbatterie führt, wie eine Gaspedalbetätigung eines Fahrers, ein Starten eines Motors, eine Fahrzeugverlangsamung, oder dergleichen. Gemäß der in Patentdokument 2 offenbarten Steuervorrichtung kann in einem Fall, in dem das Ausmaß des Anstiegs der Temperatur zunimmt, wenn der Lastbetrieb detektiert wird, der durchfließende Strom des Schaltelements begrenzt werden, indem ein Batteriestrom niedergehalten wird oder das Laden und Entladen verhindert wird, und als ein Ergebnis dessen kann das Ausmaß der Temperaturänderung, welche durch die Wärmeerzeugung des Schaltelements bewirkt wird, niedergehalten werden.
Ferner offenbart Patentdokument 2, dass ein Leistungsverlust in dem Schaltelement allgemein zunimmt, wenn die Schaltfrequenz zunimmt, und infolgedessen wird ein Anstieg einer Elementtemperatur gravierend, und in einem Fall, in dem ein Elementstrom oder ein Batteriestrom höher wird als ein Schwellenwert, wenn der Lastbetrieb detektiert wird, wird ein oberer Grenzwert der Schaltfrequenz eines Wandlers reduziert, um niedriger zu werden als ein Standardwert, sodass die Schaltfrequenz reduziert wird, und zum Beispiel wird darüber hinaus der Elementstrom oder der Batteriestrom als die Quantität des Zustandes erfasst, welcher zum Ableiten des Ausmaßes des Temperaturanstiegs in dem Lastbetrieb verwendet wird und der Begrenzungswert bei der Leistungswandlung wird auf Basis der erfassten Quantität des Zustandes festgelegt.
Stand der Technik Dokumente
Patentdokument(e)

[Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsgazetten-Nr. 2020-088870
[Patentdokument 2] Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsgazetten-Nr. 2012-019587

Zusammenfassung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Wie in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbart, ist es durch Reduzieren einer Ansteuerungsfrequenz des in dem Leistungswandler eingesetzten Schaltelements möglich, die Wärmeerzeugung des Schaltelements zu unterdrücken. Wenn die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert wird, tritt jedoch ein anderes Problem dahingehend auf, dass ein Geräusch auftritt, da ein Ansteuerungsgeräusch in einen durch den Menschen hörbaren Bereich eintritt. Solch ein Geräuschproblem wird in Patentdokument 1 oder 2 nicht in Betracht gezogen.
Die vorliegende Offenbarung ist dazu gedacht, das oben beschriebene Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Wärmeerzeugung eines Schaltelements zu unterdrücken und eine Ansteuerungseffizienz davon zu verbessern, während eine Unannehmlichkeit aufgrund eines Geräuschs reduziert wird, welches von einem Leistungswandler erzeugt wird.
Mittel zur Lösung des Problems
Die vorliegende Offenbarung ist für ein Steuersystem zur Steuerung eines Betriebs eines Leistungswandlers gedacht, welcher eine Leistungswandlung zwischen einem Motor zum Antreiben eines Fahrzeugs und einer Energieversorgung ausführt, und das Steuersystem umfasst eine Datenerfassungseinheit zum Erfassen von Daten von einem Gerät innerhalb des Fahrzeugs und eine Steuereinheit zum Reduzieren einer Ansteuerungsfrequenz eines Schaltelements, welches in dem Leistungswandler enthalten ist, wenn auf Basis der durch die Datenerfassungseinheit erfassten Daten ermittelt wird, dass ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann.
Effekte der Erfindung
Da das Steuersystem gemäß der vorliegenden Offenbarung die Steuereinheit zum Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements aufweist, welches in dem Leistungswandler enthalten ist, ist es möglich, falls auf Basis der mittels der Datenerfassungseinheit erfassten Daten ermittelt wird, dass ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann, eine Wärmeerzeugung des Schaltelements zu unterdrücken und eine Ansteuerungseffizienz dessen zu verbessern, während eine Unannehmlichkeit aufgrund eines durch den Leistungswandler erzeugten Geräuschs reduziert wird.
Kurze Beschreibung der Figuren

1 ist ein Blockdiagramm, welches eine allgemeine Konfiguration eines Steuersystems in Übereinstimmung mit einer ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
2 ist eine Ansicht, welche eine Hardware-Konfiguration einer Steuervorrichtung zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb der Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
4 ist ein Blockdiagramm, welches eine allgemeine Konfiguration eines Steuersystems in Übereinstimmung mit einer zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb der Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit der zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
6 ist ein Blockdiagramm, welches eine allgemeine Konfiguration eines Steuersystems in Übereinstimmung mit einer dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
7 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb der Steuervorrichtung 60 in Übereinstimmung mit der dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
8 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb der Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit einer Variation der dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
9 ist ein Blockdiagramm, welches eine allgemeine Konfiguration eines Steuersystems in Übereinstimmung 4 mit einer vierten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
10 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb der Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit der vierten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
11 ist ein Blockdiagramm, welches eine allgemeine Konfiguration eines Steuersystems in Übereinstimmung mit einer fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt;
12 ist eine schematische Ansicht, welche eine Konfiguration eines Leistungswandlers in Übereinstimmung mit der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt;
13 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb der Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt;
14 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb der Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit einer Variation der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt;
15 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Lernvorrichtung in Übereinstimmung mit einer sechsten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
16 ist ein Flussdiagramm, welches sich auf einen Lernprozess der Lernvorrichtung in Übereinstimmung mit der sechsten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
17 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit der sechsten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
18 ist ein Flussdiagramm, welches sich auf einen Ableitungsprozess der Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit der sechsten bevorzugten Ausführungsform bezieht; und
19 ist eine schematische Ansicht, welche ein dreischichtiges neuronales Netz in Übereinstimmung mit der sechsten bevorzugten Ausführungsform zeigt.

Beschreibung der Ausführungsform(en)
Nachfolgend werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug zu den beigefügten Figuren beschrieben. Darüber hinaus sind Figuren schematisch gezeigt, und die Korrelation hinsichtlich der Größe und Position jeweiliger Bilder, die in unterschiedlichen Figuren gezeigt sind, ist nicht immer genau repräsentiert, sondern kann in geeigneter Weise verändert sein. Darüber hinaus sind in der nachfolgenden Beschreibung identische Bestandteile durch identische Bezugszeichen repräsentiert und sie weisen jeweils identische oder ähnliche Namen und Funktionen auf. Daher ist deren detaillierte Beschreibung manchmal ausgelassen.
Die erste bevorzugte Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine allgemeine Konfiguration eines Steuersystems 101 in Übereinstimmung mit der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Obwohl nicht gezeigt, ist das Steuersystem 101 an einem Elektrofahrzeug montiert, welches ausschließlich einen elektrischen Antrieb oder einen Antrieb mit etwas aufweist, wie ein Hybridfahrzeug, oder dergleichen, und führt eine Erzeugung oder eine Steuerung einer Antriebskraft zum Antreiben des Elektrofahrzeugs aus. Wie in 1 gezeigt, umfasst das Steuersystem 101 eine Energieversorgung 10, einen Leistungswandler 20, einen Motor 30, eine Halbleitervorrichtung 40, einen Gaspedalpositionssensor 51, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52, und eine Steuervorrichtung 60.
Die Energieversorgung 10 ist eine DC-Energieversorgung und sie stellt dem Leistungswandler 20 einen Gleichstrom- (DC) Leistung zur Verfügung. Die Energieversorgung 10 kann aus unterschiedlichen Elementen ausgebildet sein, und sie kann zum Beispiel aus einem DC-System, einer Solarbatterie, oder einer Speicherbatterie ausgebildet sein, oder sie kann aus einer mit einem AC-System verbundenen Gleichrichterschaltung, oder einem AC/DC-Wandler ausgebildet sein. Ferner kann die Energieversorgung 10 aus einem DC/DC-Wandler ausgebildet sein, welcher eine von dem DC-System ausgegebene Gleichstromleistung in eine vordefinierte elektrische Leistung wandelt.
Der Leistungswandler 20 ist ein Dreiphaseninverter, welcher zwischen der Energieversorgung 10 und dem Motor 30 angeschlossen ist, und er wandelt die von der Energieversorgung 10 bereitgestellte DC-Leistung in eine Wechselstrom- (AC) Leistung und stellt die AC-Leistung dem Motor 30 bereit. Wie in 1 gezeigt, umfasst der Leistungswandler 20 eine Hauptwandlerschaltung 21, eine Treiberschaltung 22, und eine Steuerschaltung 23. Die Hauptwandlerschaltung 21 wandelt die DC-Leistung, welche von der Energieversorgung 10 eingespeist wird, in die AC-Leistung und gibt die AC-Leistung an den Motor 30 aus. Die Treiberschaltung 22 gibt ein Treibersignal aus, welches zur Ansteuerung jedes Schaltelements verwendet wird, das innerhalb der Halbleitervorrichtung 40 enthalten ist, welche ein Bestandteil der Hauptwandlerschaltung 21 ist. Die Steuerschaltung 23 gibt ein Steuersignal, welches zur Steuerung der Treiberschaltung 22 verwendet wird, an die Treiberschaltung 22 aus.
Der Motor 30 ist ein Dreiphasen-AC-Motor, welcher durch die AC-Leistung angetrieben wird, die von dem Leistungswandler 20 bereitgestellt wird. Durch Ansteuern des Motors 30 wird die Antriebskraft erzeugt, die für den Antrieb des Elektrofahrzeugs verwendet wird, an welchem der Motor 30 montiert ist.
Es werden Details des Leistungswandlers 20 beschrieben. Die Halbleitervorrichtung 40, welche ein Bestandteil der Hauptwandlerschaltung 21 ist, weist ein Schaltelement und eine Rückflussdiode (nicht gezeigt) auf, und wenn das Schaltelement ein Schalten ausführt, wandelt die Halbleitervorrichtung 40 die von der Energieversorgung 10 bereitgestellte DC-Leistung in die AC-Leistung und stellt die AC-Leistung dem Motor 30 bereit. Eine konkrete Konfiguration der Hauptwandlerschaltung 21 kann eine beliebige aus unterschiedlichen Konfigurationen sein, und die Hauptwandlerschaltung 21 gemäß der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform ist eine Zweistufen-Dreiphasen-Vollbrückenschaltung, welche sich aus sechs Schaltelementen und sechs Rückflussdioden zusammensetzen kann, die jeweils antiparallel zu den sechs Schaltelementen geschaltet sind. Die sechs Schaltelemente bilden (drei) obere und untere Arme aus, in denen jeweils zwei Schaltelemente in Reihe zueinander geschaltet sind, und die oberen und unteren Arme bilden jeweils drei Phasen (U-Phase, V-Phase, und W-Phase) der Vollbrückenschaltung aus. Zudem sind jeweilige Ausgangsanschlüsse der oberen und unteren Arme, d. h., drei Ausgangsanschlüsse der Hauptwandlerschaltung 21 mit dem Motor 30 verbunden.
Hier ist das Schaltelement ein Leistungshalbleiterelement wie ein IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode), eine MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor: Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate), oder dergleichen, und die Rückflussdiode ist ein Halbleiterelement, auf welchem eine FWD (Freilaufdiode) wie eine PIN- (Positive Intrinsic Negative) Diode, eine SBD (Schottky-Diode), oder dergleichen ausgebildet ist, aber diese sind nicht auf die vorstehenden beispielhaften Elemente beschränkt, solange diese die gleichen Funktionen aufweisen.
Darüber hinaus ist, obwohl typischerweise Silizium als Halbleitermaterial zum Ausbilden des Schaltelements oder der Rückflussdiode verwendet wird, das Halbleitermaterial nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann ein sogenannter Halbleiter mit breitem Bandabstand verwendet werden, welcher einen breiteren Bandabstand als Silizium aufweist. Als der Halbleiter mit breitem Bandabstand wird zum Beispiel Siliziumkarbid, Galliumnitrid, Aluminiumnitrid, Aluminium-Galliumnitrid, Galliumoxid, Diamant, oder dergleichen verwendet.
Ferner kann die Hauptwandlerschaltung 21 eine Konfiguration aufweisen, in welcher sechs Halbleitervorrichtungen 40 bereitgestellt sind, welche jeweils ein Paar aus einem Schaltelement und einer Rückflussdiode aufweisen, wobei drei Halbleitervorrichtungen 40 bereitgestellt sind, welche jeweils zwei Paare aus einem Schaltelement und einer Rückflussdiode aufweisen, welche die oberen und unteren Arme ausbilden, oder wobei eine Halbleitervorrichtung 40 bereitgestellt ist, welche sechs Schaltelemente und sechs Rückflussdioden aufweist, und die Konfiguration davon ist nicht entscheidend.
Die Treiberschaltung 22 erzeugt das Treibersignal, welches für die Ansteuerung des Schaltelements der Halbleitervorrichtung 40 verwendet wird und stellt das Treibersignal einer Steuerelektrode des Schaltelements der Halbleitervorrichtung 40 bereit. Konkret gibt die Treiberschaltung 22 in Übereinstimmung mit dem Steuersignal von der später beschriebenen Steuereinheit 23 ein Treibersignal, um das Schaltelement in einen EIN-Zustand zu versetzen und ein weiteres Treibersignal, um das Schaltelement in einen AUS-Zustand zu versetzen, an die Steuerelektrode jedes Schaltelements aus. In einem Fall, in dem das Schaltelement in dem EIN-Zustand gehalten wird, ist das Treibersignal ein Spannungssignal (EIN-Signal), welches eine Schwellenspannung des Schaltelements aufweist oder höher, und in einem Fall, in dem das Schaltelement in dem AUS-Zustand gehalten wird, ist das Treibersignal ein Spannungssignal (AUS-Signal), welches die Schwellenspannung des Schaltelements aufweist oder weniger.
Die Steuerschaltung 23 steuert das Schaltelement der Halbleitervorrichtung 40 derart, dass dem Motor 30 eine gewünschte elektrische Leistung bereitgestellt wird. Konkret berechnet die Steuerschaltung 23 einen Zeitraum (EIN-Zeitraum), in dem jedes Schaltelement der Halbleitervorrichtung 40 in den EIN-Zustand kommt, basierend auf der elektrischen Leistung, welche dem Motor 30 bereitzustellen ist. Zum Beispiel kann die Hauptwandlerschaltung 21 durch die PWM- (Pulsweitenmodulation) Steuerung gesteuert werden, um den EIN-Zeitraum des Schaltelements in Übereinstimmung mit der auszugebenden Spannung zu modulieren. Dann gibt die Steuereinheit 23 zu jedem Zeitpunkt einen Steuerbefehl (Steuersignal) an die Treiberschaltung 22 aus, um das EIN-Signal an das Schaltelement auszugeben, welches in den EIN-Zustand zu versetzen ist und das AUS-Signal an das Schaltelement auszugeben, welches in den AUS-Zustand zu versetzen ist. In Übereinstimmung mit diesem Steuersignal gibt die Treiberschaltung 22 das EIN-Signal oder das AUS-Signal als das Treibersignal an die Steuerelektrode des jeweiligen Schaltelements aus.
Ferner ist der Leistungswandler 20 in der ersten bevorzugten Ausführungsform ein Zweistufen-Dreiphasen-Inverter, aber der Leistungswandler 20 der vorliegenden Offenbarung ist nicht aus diesen Typ beschränkt. Nur wenn der Leistungswandler 20 eine Leistungswandlung zwischen dem Motor 30 und der Energieversorgung 10 durch Ansteuern des Schaltelements ausführt, kann der Leistungswandler 20 ein Dreistufen- oder ein Mehrstufen-Inverter sein oder er kann ein Einphasen-Inverter sein, wenn eine Leistung einer Einphasenlast bereitgestellt wird. Ferner kann in einem Fall einer Bereitstellung von Leistung an eine Gleichstrom- (DC) Last oder dergleichen, ein DC/DC-Wandler oder ein AC/DC-Wandler als der Leistungswandler 20 eingesetzt werden.
Der Gaspedalpositionssensor 51 ist innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt und er detektiert eine Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs. Es ist allgemein bekannt, dass ein Beschleunigungsbefehl und ein Verlangsamungs-/Haltebefehl des Elektrofahrzeugs, welcher durch einen Fahrer bereitgestellt wird, durch Betätigungen eines Gaspedals und eines Bremspedals eingegeben werden. Der Gaspedalpositionssensor 51 ist allgemein an einem Gaspedal eines Fahrzeugs befestigt, und er detektiert eine Position des Gaspedals, welches der Fahrer niederdrückt und misst das Ausmaß des Gaspedalniederdrückens. Der Gaspedalpositionssensor 51 gibt ein Ausgangssignal, welches eine Spannung in Übereinstimmung mit dem Ausmaß des Gaspedalniederdrückens durch den Fahrer angibt, an die Steuervorrichtung 60 aus.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52 ist innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt und er detektiert eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52 ist allgemein ein Drehzahlsensor, welcher an einer Achse bereitgestellt ist, die mit einem Rad gekoppelt ist und er wandelt die Anzahl von Rotationen, welche durch den Drehzahlsensor detektiert werden, in eine zu verwendende Fahrzeuggeschwindigkeit. Wie der Gaspedalpositionssensor 51 ist der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52 ebenfalls elektrisch mit der Steuervorrichtung 60 verbunden. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52 gibt ein Ausgangssignal aus, welches die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit angibt.
Da ferner die jeweiligen Ausgestaltungen und Arbeitsweisen des Gaspedalpositionssensors 51 und des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 52 allgemein bekannt sind, wird eine detailliertere Beschreibung davon ausgelassen.
Die Steuervorrichtung 60 ist eine elektronische Steuereinheit (ECU) zur Steuerung eines Betriebs des Leistungswandlers 20. In der ersten bevorzugten Ausführungsform ermittelt die Steuervorrichtung 60, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf einer vorhergesagten Temperatur des Schaltelements, welches in der Halbleitervorrichtung 40 enthalten ist und der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs. Die Steuervorrichtung 60 weist eine Datenerfassungseinheit 61, eine Speichereinheit 62, eine Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, und eine Invertersteuereinheit 64 auf.
Die Datenerfassungseinheit 61 erfasst Daten von Geräten, die innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt sind. In der ersten Ausführungsform erfasst die Datenerfassungseinheit 61 Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs und Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs von jeweils dem Gaspedalpositionssensor 51 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52.
Die Speichereinheit 62 speichert in sich die Daten, die zum Ermitteln der Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 verwendet werden. Konkreter speichert die Speichereinheit 62 in sich ein Vorhersagemodell, welches zum Vorhersagen einer zukünftigen Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 verwendet wird, basierend auf den Daten, welche von dem innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellten Gerät erfasst wurden und einem Vergleichsausdruck, welcher verwendet wird, um eine Temperatur des Schaltelements auf Basis der Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 und Eigenschaften des Schaltelements zu erhalten. In der ersten bevorzugten Ausführungsform speichert die Speichereinheit 62 in sich das Vorhersagemodell, welches zur Vorhersage der zukünftigen Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 verwendet wird, basierend auf den Daten der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs. Hier kann eine Korrelation zwischen den Daten der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs und der zukünftigen Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 experimentell, empirisch, oder auf der Basis einer Simulation oder dergleichen im Vorfeld festgelegt werden.
Ferner speichert die Speichereinheit 62 in sich Daten, welche erhalten werden, indem ein vordefiniertes Fahrschema des Elektrofahrzeugs mit einem Ergebnis verknüpft wird, das durch ein Ermitteln im Vorfeld erhalten wird, ob ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, welches von dem Leistungswandler 20 während des Fahrschemas erzeugt wird, für jedes Fahrschema. In der ersten bevorzugten Ausführungsform speichert die Speichereinheit 62 in sich Daten, welche durch Verknüpfen der Daten der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs mit einem Ergebnis erhalten werden, das durch ein Ermitteln im Vorfeld erhalten wird, ob ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, das von dem Leistungswandler 20 bei der Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt wird, für jede Fahrzeuggeschwindigkeit.
Hier können die Daten, die erhalten werden, indem das Fahrschema mit dem Ergebnis verknüpft wird, das erhalten wird, durch ein Ermitteln, ob der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, welches zu diesem Zeitpunkt erzeugt wird, zum Beispiel durch Modellieren eines Zusammenhangs zwischen dem Fahrschema und einem Geräusch, welches in der Fahrgastzelle des Elektrofahrzeugs während einer Probefahrt in der Entwicklung gemessen wird und durch Erstellen eines Fragebogens oder dergleichen, um die Meinungen einer Vielzahl von Personen bezüglich des erzeugten Geräusch während einer tatsächlichen Fahrt zu sammeln, um dadurch eine Toleranz festzulegen.
Welche Höhe des Geräuschs durch den Fahrer in einem jeweiligen Fahrschema zulässig ist, kann ferner mittels eines Ergebnisses einer Probefahrt, einer Wahrnehmung eines Testfahrers beim Fahren, einer Tendenz eines Zusammenhangs einer Beschleunigungsanforderung eines Fahrzeugs und einer Abstimmung eines Geräuschs bei jedem Fahrzeughersteller, oder dergleichen ermittelt werden. Zum Beispiel kann ein Fahrzeug, welches eine Ruhe priorisiert, eine Festlegung derart treffen, dass die Ansteuerungsfrequenz nicht verändert wird, es sei denn, eine Änderung der Gaspedalöffnung A wird beträchtlich groß, oder ein Fahrzeug, dessen Geräusch während einer Beschleunigung eher eine Faszination darstellt, wie ein Sportwagen oder dergleichen, kann eine Festlegung zur Änderung der Ansteuerungsfrequenz in einer frühen Phase treffen. Somit kann ein Zustand, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann, mit anderen Worten, ein Fahrschema zur Priorisierung der Beschleunigung über die Ruhe, im Vorfeld ermittelt werden.
Die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf den Daten, welche durch die Datenerfassungseinheit 61 erfasst wurden. In der ersten bevorzugten Ausführungsform ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf den Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs und den Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs.
Ausführlicher sagt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 die zukünftige Temperatur des Schaltelements auf der Basis der Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A, welche durch die Datenerfassungseinheit 61 erfasst wurden und des Vorhersagemodells und des Vergleichsausdrucks vorher, der in der Speichereinheit 62 gespeichert ist. Wenn dann die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements einen vordefinierten Wert überschreitet, ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob ein aktueller Fahrzustand des Elektrofahrzeugs mit dem vordefinierten Fahrschema übereinstimmt, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist, oder nicht, basierend auf den Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit, welche durch die Datenerfassungseinheit 61 erfasst wurden, und sie ermittelt, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf dem Ermittlungsergebnis.
Ferner kann in der ersten bevorzugten Ausführungsform eine Konfiguration vorliegen, welche es ermöglicht, zu ermitteln, ob die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet oder nicht, indem das Ausmaß der Änderung von dA/dt in der Gaspedalöffnung ausgehend von den Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs berechnet wird, welche durch die Datenerfassungseinheit 61 erfasst werden, und indem ermittelt wird, ob das Ausmaß der Änderung von dA/dt in der Gaspedalöffnung einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet. Wenn das Ausmaß der Änderung von dA/dt in der Gaspedalöffnung einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet, kann ermittelt werden, dass der Fahrer eine rasche Beschleunigung anfordert und eine hohe Last an dem Schaltelement anliegen wird, wodurch dessen Temperatur in der Zukunft ansteigt. In diesem Fall kann eine Konfiguration vorliegen, in welcher die Speichereinheit 62 in sich den Schwellenwert speichert, welcher zum Ermitteln des Ausmaßes der Änderung von dA/dt in der Gaspedalöffnung verwendet wird und die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, ob das Ausmaß der Änderung von dA/dt in der Gaspedalöffnung den Schwellenwert überschreitet oder nicht, der in der Speichereinheit 62 gespeichert ist.
Ferner kann in der ersten bevorzugten Ausführungsform eine Konfiguration vorliegen, in welcher die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermitteln kann, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, indem ermittelt wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs, welche durch die Datenerfassungseinheit 61 ermittelt wurde, einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet oder nicht. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Schwellenwert überschreitet, kann ermittelt werden, dass sich der Zustand ändert in einen Fahrzustand mit hoher Geschwindigkeit, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder dass der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, falls das Geräusch zunimmt, da ein Fahrzustand mit hoher Geschwindigkeit des Elektrofahrzeugs vorliegt. In diesem Fall kann eine Konfiguration vorliegen, in welcher die Speichereinheit 62 in sich den Schwellenwert speichert, der zum Ermitteln der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet wird und die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs den Schwellenwert überschreitet oder nicht, der in der Speichereinheit 62 gespeichert ist.
Die Invertersteuereinheit 64 gibt eine Zielleistung des Motors 30 und einen Befehl bezüglich eines Erregerstroms und der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements an die Steuerschaltung 23 aus, um dadurch den Betrieb des Leistungswandlers 20 zu steuern. Ferner, wenn die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, gibt die Invertersteuereinheit 64 einen Befehl zum Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements, welches in dem Leistungswandler 20 enthalten ist, an die Steuerschaltung 23 aus. Mit anderen Worten, wenn das Ausmaß der Änderung dA/dt in der Gaspedalöffnung des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Wert überschreitet und die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Wert überschreitet, reduziert die Invertersteuereinheit 64 die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements.
2 ist eine Ansicht, welche eine Hardware-Konfiguration der Steuervorrichtung 60 in Übereinstimmung mit der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Die Steuervorrichtung 60 weist eine Sender-/Empfängervorrichtung 66, einen Prozessor (CPU: zentrale Verarbeitungseinheit) 67, einen Speicher (ROM: nur lesbarer Speicher) 68, und einen Speicher (RAM: Arbeitsspeicher) 69 auf. Die Steuervorrichtung 60 gibt einen Befehl zur Steuerung des Betriebs des Leistungswandlers 20 aus, indem bewirkt wird, dass der Prozessor 67 ein vordefiniertes Programm ausführt, das im Vorfeld in dem Speicher 68 gespeichert wurde. Die Sender-/Empfängervorrichtung 66 sendet und empfängt ein Signal zwischen beliebigen unterschiedlichen Geräten, welche mit der Steuervorrichtung 60 und dem Leistungswandler 20 verbunden sind.
In der Steuervorrichtung 60 führt der Prozessor 67 das vordefinierte Programm aus, welches in dem Speicher 68 gespeichert ist, um dadurch unterschiedliche Funktionsmodule umzusetzen. Ein Steuermodul umfasst die Datenerfassungseinheit 61, die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, und die Invertersteuereinheit 64. Ferner korrespondiert die oben beschriebene Speichereinheit 62 mit den Speichern 68 und 69.
Darüber hinaus kann jedes Funktionsmodul der Steuervorrichtung 60 implementiert sein, indem der Prozessor 67 veranlasst wird, eine Software-Prozessierung in Übereinstimmung mit dem im Vorfeld festgelegten Programm auszuführen, wie oben beschrieben, oder indem wenigstens einige der Funktionsmodule, eine Hardware wie eine elektronische Schaltung oder dergleichen, welche eine Funktion aufweisen, die mit dem jeweiligen Funktionsmodul korrespondiert, eine vordefinierte numerische oder logische Operationsverarbeitung ausführen.
Ferner kann, obwohl die vorliegende bevorzugte Ausführungsform die Konfiguration aufweist, in welcher die einzelne Steuervorrichtung 60 den Betrieb des Leistungswandlers 20 steuert und die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements umschaltet, eine Vielzahl von Steuervorrichtungen (ECU) einen kooperativen Betrieb ausführen, wodurch die gleiche Steuerkonfiguration erzielt wird.
3 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb der Steuervorrichtung 60 in Übereinstimmung mit der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt. In einem Zustand, in dem das Elektrofahrzeug, an welchem das Steuersystem 101 montiert ist, fährt, führt die Steuervorrichtung 60 den Prozess des in 3 gezeigten Flusses in geeigneter Weise immer oder zu einem vordefinierten Zeitpunkt aus.
Im Schritt S1 erfasst die Datenerfassungseinheit 61 das Ausgangssignal, welches die Spannung in Übereinstimmung mit dem Ausmaß des Gaspedalniederdrückens durch den Fahrer angibt, als die Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs, von dem Gaspedalpositionssensor 51. Ferner erfasst die Datenerfassungseinheit 61 das Ausgangssignal, welches die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs angibt, als die Daten der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs, anhand des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 52.
Als Nächstes sagt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 im Schritt S2 die zukünftige Temperatur des Schaltelements vorher und ermittelt, ob die vorhergesagte Temperatur einen vordefinierten Wert überschreitet oder nicht, basierend auf den Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs, welche durch die Datenerfassungseinheit 61 erfasst wurden, dem Vorhersagemodell, welches zum Vorhersagen der zukünftigen Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 verwendet wird, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist, und dem Vergleichsausdruck, welcher verwendet wird, um die Temperatur des Schaltelements zu erhalten, basierend auf der Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 und Eigenschaften des Schaltelements, welche in der Speichereinheit 62 gespeichert sind.
Ferner kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermitteln, ob die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet oder nicht, indem das Ausmaß der Änderung von dA/dt in der Gaspedalöffnung anhand der Daten der Gaspedalöffnung A ermittelt wird und indem ermittelt wird, ob das Ausmaß der Änderung von dA/dt in der Gaspedalöffnung den vordefinierten Schwellenwert überschreitet.
Wenn im Schritt S2 das Ausmaß der Änderung von dA/dt in der Gaspedalöffnung des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Schwellenwert nicht überschreitet, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert nicht überschreitet („Nein“ im Schritt S2), beendet die Steuervorrichtung 60 den Prozess, der in dem Fluss von 3 gezeigt ist.
Wenn andererseits im Schritt S2 das Ausmaß der Änderung dA/dt in der Gaspedalöffnung des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Schwellenwert überschreitet, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass die vorhersagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet („Ja“ im Schritt S2), wird der Prozess in einem Ermittlungsschritt von Schritt S3 fortgeführt.
Im Schritt S3 ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob der aktuelle Fahrzustand des Fahrzeugs mit dem vordefinierten Fahrschema, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist, übereinstimmt oder nicht, auf Basis der Daten der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs, welche durch die Datenerfassungseinheit 61 erfasst wurden. Wenn der aktuelle Fahrzustand des Elektrofahrzeugs mit dem vordefinierten Fahrschema übereinstimmt, ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf dem Ermittlungsergebnis, ob der Fahrer ein erzeugtes Geräusch zulassen kann oder nicht, welches dem vordefinierten Fahrschema entspricht, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist.
Ferner kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermitteln, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, indem ermittelt wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Schwellenwert überschreitet.
Wenn im Schritt S3 die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Schwellenwert nicht überschreitet, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann ("Nein im Schritt S3), beendet die Steuervorrichtung 60 den Prozess in dem Fluss, der in 3 gezeigt ist.
Andererseits, wenn im Schritt S3 die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Schwellenwert überschreitet, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann („Ja“ im Schritt S3), wird der Prozess bei einem Prozess von Schritt S4 fortgeführt.
Im Schritt S4 gibt die Invertersteuereinheit 64 einen Befehl zum Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements, welches in dem Leistungswandler 20 enthalten ist, an die Steuerschaltung 23 aus, basierend auf dem Ermittlungsergebnis der Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63. Auf Basis dieses Befehls gibt die Steuerschaltung 23 ein Steuersignal an die Treiberschaltung 22 aus und die Treiberschaltung 22 gibt ein Treibersignal aus, welches durch Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements erhalten wird, um dadurch tatsächlich die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements zu reduzieren. Anschließend wird der in dem Fluss von 3 gezeigte Prozess beendet.
Als Nächstes wird eine Treibersteuerung des Schaltelements in dem Leistungswandler aus dem Stand der Technik beschrieben. Wie zum Beispiel in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbart, ist es, da ein Leistungsverlust in dem Schaltelement zunimmt, wenn die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements höher wird, allgemein möglich, eine Wärmeerzeugung des Schaltelements niederzuhalten, indem die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert wird. Da ein in dem Schaltelement erzeugter Schaltverlust erhalten werden kann, indem ein Verlust, welcher durch ein Schaltelement erzeugt wird, mit der Anzahl von Wiederholungen multipliziert wird, wird dies durch das Phänomen bewirkt, dass die Anzahl von Wiederholungen zunimmt, wenn die Ansteuerungsfrequenz höher wird und umgekehrt die Anzahl von Wiederholungen abnimmt und der Schaltverlust reduziert wird, wenn die Ansteuerungsfrequenz geringer wird.
Obwohl der Hörbereich des Menschen allgemein von 20 Hz bis 20 kHz reicht, wird hier gesagt, dass eine Person ein Geräusch in einem Bereich von 2 kHz bis 5 kHz hören kann, zum Beispiel auf dem Gebiet der Invertersteuerung und dass sie ein Geräusch in dem Bereich oberhalb von ungefähr 8 kHz nicht hören kann oder kein Problem damit hat. Wenn die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert wird, tritt die Ansteuerungsfrequenz aus diesem Grund in den oben beschriebenen, durch den Menschen hörbaren Bereich ein und das Ansteuerungsgeräusch des Leistungswandlers wird dadurch als Geräusch erkannt.
Um das oben beschriebene Problem zu lösen, existiert eine mögliche Methode, bei welcher der Zeitpunkt zum Umschalten der Ansteuerungsfrequenz in der Nähe der Grenze festgelegt wird, in der das Schaltelement tolerierbar ist. Ferner liegt die hitzebeständige Temperatur eines Siliziumhalbleiters allgemein bei 150 °C und jene von Siliziumkarbid bei ungefähr 200 °C, und üblicherweise ist eine garantierte Betriebstemperatur für einen verwendeten Halbleiter spezifiziert. Aus diesem Grund besteht ein möglicher Steuerfall, in dem die Ansteuerungsfrequenz unmittelbar umgeschaltet wird, bevor die Temperatur dessen hitzebeständige Temperatur oder dessen garantierte Betriebstemperatur erreicht, oder in dem ein Schaltvorgang bei ungefähr 100 °C ausgeführt wird in Anbetracht eines Sensorfehlers und einer Verzögerung einer Verarbeitungszeit auf der Systemseite. In diesem Fall besteht jedoch eine Möglichkeit, dass sich eine thermische Belastung, welche einen Temperaturanstieg des Schaltelements begleitet, in dem Schaltelement summiert und dass sich das Schaltelement dadurch verschlechtert, sodass die Lebensdauer des Elements kürzer wird.
Andererseits, wenn der Zeitpunkt zum Umschalten der Ansteuerungsfrequenz fortgeschritten ist, wird es als Gegenmaßnahme gegen ein Geräusch zum Beispiel notwendig, Komponenten hinzuzufügen, wie ein Anbringen eines geräuschabsorbierenden Materials an einem Wand- (Spritzwand) Abschnitt, welcher einen Motorraum unter einer Motorhaube, in dem der Leistungswandler in dem Elektrofahrzeug montiert ist, von dem Innenraum der Fahrgastzelle oder unter der Motorhaube, oder dergleichen trennt.
Ferner, in einem Fall, in dem der Leistungswandler ein Inverter ist, entsteht, wenn die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements während des Betriebs des Inverters umgeschaltet wird, ein Problem dahingehend, dass die Ansteuerungspulsbreite des Schaltelements in dem Moment zunimmt, in dem die Ansteuerungsfrequenz umgeschaltet wird und ein Kurzschluss oder dergleichen auftritt. Als die Gegenmaßnahme dagegen ist es notwendig, ein Verfahren zum schrittweisen Umschalten der Ansteuerungsfrequenz oder dergleichen zu verwenden, aber wenn die Temperatur des Schaltelements steil ansteigt, besteht eine Möglichkeit, dass eine Verzögerung beim Umschalten der Ansteuerungsfrequenz auftritt und die Temperatur des Schaltelements hoch wird.
Im Gegensatz hierzu umfasst das Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform die Steuervorrichtung 60, welche die Datenerfassungseinheit 61 zum Erfassen der Daten von dem Gerät innerhalb des Elektrofahrzeugs und die Invertersteuereinheit 64 zum Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements, das in dem Leistungswandler 20 enthalten ist, aufweist, wenn auf Basis der Daten ermitteln wird, die mittels der Datenerfassungseinheit 61 erfasst werden, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann.
Da das Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements in dem Zustand reduziert, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, ist es möglich, den Verlust des Schaltelements zu reduzieren und die Wärmeerzeugung niederzuhalten, ohne zu bewirken, dass der Fahrer einen Klang, welcher von dem Leistungswandler 20 erzeugt wird, als Geräusch empfindet. Daher ist es möglich, die Wärmeerzeugung des Schaltelements niederzuhalten und die Ansteuerungseffizienz davon zu verbessern, während die Unannehmlichkeit aufgrund des von dem Leistungswandler erzeugten Geräuschs reduziert wird.
Ferner, gemäß dem Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform, wird auf Basis der Daten des bereits bestehenden Sensors wie des Gaspedalpositionssensors 51, des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 52, oder dergleichen, ein Betrieb vorhergesagt, welcher zu einem Temperaturanstieg des Schaltelements des Leistungswandlers 20 führt, und es wird eine Umschaltsteuerung durchgeführt, um die Ansteuerungsfrequenz zu reduzieren, sodass die Temperatur des Schaltelements niedriger werden sollte, bevor die Temperatur des Schaltelements tatsächlich hoch wird, in einem Zustand, in dem das Fahrverhalten des Fahrers nicht beeinträchtigt wird. Dadurch ist es möglich, eine Verzögerung beim Umschalten der Ansteuerungsfrequenz zu verhindern, welche ansonsten üblicherweise auftritt.
Ferner, obwohl die hitzebeständige Temperatur oder die garantierte Betriebstemperatur des Halbleiters allgemein spezifiziert ist, ist es möglich, da die Ansteuerungsfrequenz gerändert wird, um die Last in einer Phase vorbeugend sicher zu reduzieren, in welcher die Temperatur des Schaltelements noch gering ist, einen Hochtemperaturbetrieb zuverlässig zu vermeiden und einen sicheren Betrieb innerhalb der spezifizierten Temperatur sicherzustellen.
In einem Fall, in dem das Schaltelement ein aus Siliziumkarbid (SiC) ausgebildeter MOSFET oder dergleichen ist, erhöht sich zudem ein Verlust, wenn die Temperatur ansteigt, da der MOSFET allgemein Widerstandseigenschaften aufweist, Im Gegensatz dazu kann gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform ein Effekt zur Reduzierung des Verlustes auch durch ein Niederhalten der Temperatur des Schaltelements erzeugt werden.
Darüber hinaus, wenn ermittelt wird, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, unabhängig von der Temperatur des Schaltelements und dem Lastzustand, kann die Ansteuerungsfrequenz aktiv reduziert werden für den Zweck der Reduzierung des oben beschriebenen Schaltverlustes oder des Verlustes, welcher den Temperaturanstieg begleitet, der spezifisch für den MOSFET ist.
Ferner, wie oben beschrieben, bewirkt die Reduzierung der Ansteuerungsfrequenz eine Zunahme des Invertergeräuschs, aber da der Umschaltvorgang in einem Zustand ausgeführt wird, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, ist es möglich, eine Müdigkeit des Fahrers aufgrund des Geräuschs oder eine Beeinträchtigung des Fahrverhaltens zu verhindern, und zudem ist es möglich, die Menge des geräuschabsorbierenden Materials oder dergleichen zu reduzieren, welches montiert wird, um zu verhindern, dass das Invertergeräusch von dem Fahrer gehört wird.
Mit anderen Worten, ist es gemäß dem Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform möglich, eine Kompatibilität zwischen dem Fahrverhalten des Fahrers und der Sicherheit der Vorrichtung zu erzielen und es ist auch möglich, eine Kostenreduzierung des Fahrzeugs sicherzustellen, da unnötige geräuschabsorbierende Materialien oder dergleichen weggelassen werden können.
Ferner, obwohl das Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform die Konfiguration aufweist, in welcher die Hauptwandlerschaltung 21 aus der Halbleitervorrichtung 40 ausgebildet ist, welche ein oder mehrere Paare aus einem Schaltelement und der Rückflussdiode aufweist und in welcher das Treibersignal von der Treiberschaltung 22 dem Schaltelement der Halbleitervorrichtung 40 bereitgestellt wird, ist dies nur eine beispielhafte Konfiguration. Zum Beispiel kann die Halbleitervorrichtung 40 als sogenanntes IPM (Intelligentes Leistungsmodul) ausgebildet sein, welches ein einzelnes Gehäuse ist, in dem die Treiberschaltung 22, eine beliebige weitere Schutzschaltung, oder dergleichen zusätzlich zu dem Paar aus dem Schaltelement und der Rückflussdiode enthalten ist.
Ferner, obwohl das Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform die Konfiguration aufweist, in welcher die Invertersteuereinheit 64 den Befehl, der sich auf die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements oder dergleichen bezieht, an die Steuerschaltung 23 ausgibt, die Steuerschaltung 23 das Steuersignal an die Treiberschaltung 22 ausgibt, und die Treiberschaltung 22 das Treibersignal an das Schaltelement ausgibt, ist dies nur eine beispielhafte Konfiguration. Das Steuersystem 101 kann zum Beispiel eine Konfiguration aufweisen, in welcher die Invertersteuereinheit 64 das Treibersignal an jedes der Schaltelemente ausgibt, welche die Hauptwandlerschaltung 21 ausbilden, anstelle der Treiberschaltung 22, um diese Elemente anzusteuern. In diesem Fall gibt die Invertersteuereinheit 64 im Schritt S4 von 3 das Treibersignal, welches erhalten wurde, indem die Ansteuerungsfrequenz tatsächlich reduziert wurde, direkt an das Schaltelement aus, anstelle den Befehl zum Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements an die Steuerschaltung 23 auszugeben. In dem Fall, in dem eine solche Konfiguration vorliegt, entsteht ein Vorteil dahingehend, dass die Treiberschaltung 22 und die Steuerschaltung 23 unnötig werden. Ferner korrespondiert in diesem Fall das Treibersignal, welches durch das tatsächliche Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz erhalten wurde, mit dem Befehl zum Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements.
Obwohl das Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform darüber hinaus die Konfiguration aufweist, in welcher die Datenerfassungseinheit 61 die Daten direkt von dem Gaspedalpositionssensor 51 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52 erfasst, ist dies nur eine beispielhafte Konfiguration. Es kann eine Konfiguration vorliegen, in welcher das Steuersystem 101 zum Beispiel darüber hinaus einen nicht gezeigten Host-Controller (obere Steuerung) aufweist und der Host-Controller die Daten von dem innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellten Gerät erfasst, wie der Gaspedalpositionssensor 51, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52, oder dergleichen, und die erfassten Daten an die Datenerfassungseinheit 61 ausgibt.
Ferner können diese Variationen auf die nachfolgenden Ausführungsformen in der gleichen Weise angewendet werden.
Die zweite bevorzugte Ausführungsform
4 ist ein Blockdiagramm, welches eine allgemeine Konfiguration eines Steuersystems 201 in Übereinstimmung mit der zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Das Steuersystem 201 der zweiten bevorzugten Ausführungsform weicht von dem Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform dahingehend ab, dass von einer Navigationsvorrichtung 53 erfasste Daten verwendet werden, anstelle der von dem Gaspedalpositionssensor 51 erfassten Daten. Da das Steuersystem 201 der zweiten bevorzugten Ausführungsform darüber hinaus fast identisch zu dem Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform ist, konzentriert sich die unten abgegebene Beschreibung auf den Unterschied zu dem Steuersystem 101, und die Beschreibung bezüglich der Bestandteile, des Betriebs, oder dergleichen, welche identisch zu jenen des Steuersystems 101 sind, wird in geeigneter Weise ausgelassen.
Wie in 4 gezeigt, weist das Steuersystem 201 der zweiten bevorzugten Ausführungsform die Energieversorgung 10, den Leistungswandler 20, den Motor 30, die Halbleitervorrichtung 40, den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52, die Navigationsvorrichtung 53, und die Steuervorrichtung 60 auf.
Die Navigationsvorrichtung 53 ist innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt und weist ein Standortsuchsystem wie ein GPS (globales Positionierungssystem) oder dergleichen und Kartendaten auf. Die Navigationsvorrichtung 53 weist eine Konfiguration zum Spezifizieren einer aktuellen Position des Egofahrzeugs auf der Karte auf Basis einer Positionsinformation auf, welche über das GPS erfasst wurde und zum überlagerten Ausgeben der aktuellen Position auf einer Karteninformation auf einer nicht gezeigten Anzeigevorrichtung. Die Navigationsvorrichtung 53 speichert in sich eine Straßeninformation bezüglich einer Steigung einer Straße, einer Geschwindigkeitsbegrenzung, oder dergleichen. Die Navigationsvorrichtung 53 weist eine Konfiguration zum Erfassen einer Information bezüglich eines Breitengrades, eines Längengrades, einer Höhenlage der aktuellen Position des Elektrofahrzeugs auf unter Verwendung des GPS, um zum Beispiel eine Steigungsinformation, eine Straßeninformation, verschiedene Informationen oder dergleichen bezüglich der Straße, auf welcher das Elektrofahrzeug fährt, zu erzeugen, und um die erzeugte Information in der nicht gezeigten Anzeigevorrichtung auszugeben. Die Steigungsinformation bezieht sich auf eine Information bezüglich der absoluten Steigung der Fahrbahnoberfläche auf welcher das Elektrofahrzeug fährt.
Ferner kann die Navigationsvorrichtung 53 eine Route ausgehend von der aktuellen Position bis zu einem Ziel suchen, welches durch einen Benutzer festgelegt wurde und eine Information bezüglich einer geplanten Fahrtroute, welche die abgerufene Route ist, in der Anzeigevorrichtung anzeigen, um dadurch dem Benutzer (Fahrer) die Information zu präsentieren. Ferner bezieht sich die geplante Fahrtroute auf einen Routenteil unmittelbar vor dem Elektrofahrzeug innerhalb der Route zum Ziel in dem Fall, in dem das Ziel festgelegt wurde, und sie bezieht sich auf eine Straße vor dem Elektrofahrzeug in dem Fall, in dem das Ziel nicht festgelegt wurde.
Ferner kann die Navigationsvorrichtung 53 eine Konfiguration aufweisen, in welcher nur die Anzeigevorrichtung und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) innerhalb des Fahrzeugs montiert sind und ein Vorrichtungskörper umfassend ein Speichermedium, welches die Daten und ein Programm in sich speichert, ist aus einer Vorrichtung (Server) außerhalb des Fahrzeugs ausgebildet, welche drahtlos mit dem Fahrzeug verbunden ist. Die Navigationsvorrichtung 53 kann ferner eine Vorrichtung zum Spezifizieren der aktuellen Position oder der geplanten Fahrtroute des Elektrofahrzeugs in Verbindung mit einem mobilen Endgerät, einer Smart-Watch, oder dergleichen sein, welche(s) der Fahrer besitzt. In diesem Fall kann eine Konfiguration vorliegen, in welcher das Elektrofahrzeug eine Schnittstellenvorrichtung zum Ausführen einer Kommunikation mit dem mobilen Endgerät oder der Smart-Watch aufweist und in welcher Daten bezüglich der Fahrtroute durch die Schnittstellenvorrichtung in die Datenerfassungseinheit 61 eingegeben werden.
Die Navigationsvorrichtung 53 ist elektrisch mit der Steuervorrichtung 60 verbunden und gibt die Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute des Elektrofahrzeugs an die Steuervorrichtung 60 aus.
Da ferner die Ausgestaltung und der Betrieb der Navigationsvorrichtung 53 allgemein bekannt sind, wird deren detailliertere Beschreibung ausgelassen.
In der zweiten bevorzugten Ausführungsform erfasst die Datenerfassungseinheit 61 der Steuervorrichtung 60 die Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute des Elektrofahrzeugs von der Navigationsvorrichtung 53. Die Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute umfassen eine Information, welche einen Gradienten einer Fahrbahnoberfläche betrifft, auf welcher das Elektrofahrzeug fährt. Hier umfasst eine Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Elektrofahrzeug fährt, wenigstens eine Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Elektrofahrzeug zu diesem Zeitpunkt fährt und ist darüber hinaus ein Konzept, unter dem eine Fahrbahnoberfläche verstanden werden soll, auf welcher das Elektrofahrzeug in naher Zukunft fahren kann. Darüber hinaus erfasst die Datenerfassungseinheit 61 wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform die Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52, welcher innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt ist.
In der zweiten bevorzugten Ausführungsform speichert die Speichereinheit 62 in sich das Vorhersagemodell, welches für die Vorhersage der zukünftigen Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 verwendet wird, auf Basis der Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute des Elektrofahrzeugs. Hier kann eine Korrelation zwischen den Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute des Elektrofahrzeugs und der zukünftigen Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 im Vorfeld experimentell, empirisch, oder auf der Basis einer Simulation oder dergleichen festgelegt werden.
Ferner, wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform, speichert die Speichereinheit 62 in sich Daten, die erhalten werden durch Verknüpfen der Daten der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs mit einem Ergebnis, welches erhalten wird durch ein Ermitteln im Vorfeld, ob der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, welches von dem Leistungswandler 20 bei der Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt wird, für jede Fahrzeuggeschwindigkeit. Hier können die Daten, welche erhalten werden durch Verknüpfen des Fahrschemas mit dem Ergebnis, welches erhalten wird durch das Ermitteln, ob der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, welches zu diesem Zeitpunkt erzeugt wird, auf die gleiche Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform erzeugt werden.
In der zweiten bevorzugten Ausführungsform sagt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 vorher, dass die Last des Elektrofahrzeugs in der Zukunft zunehmen wird, basierend auf den Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute, welche durch die Datenerfassungseinheit 61 erfasst werden, dem Vorhersagemodell und dem Vergleichsausdruck, der in der Speichereinheit 62 gespeichert ist, und sie sagt die Temperatur des Schaltelements zu diesem Zeitpunkt voraus.
Ferner sagt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 in der zweiten bevorzugten Ausführungsform vorher, ob die Last des Elektrofahrzeugs in der Zukunft zunehmen wird oder nicht, basierend auf der Information bezüglich der Steigung der Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Elektrofahrzeug fährt, welche in den Daten der geplanten Fahrtroute enthalten ist. Konkret kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 eine Konfiguration aufweisen zum Analysieren der Information bezüglich der Steigung der Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Fahrzeug fährt und zum Ermitteln, ob vorhergesagt wurde, dass das Fahrzeug in der Zukunft in eine ansteigende Straße einfahren wird oder nicht, mit anderen Worten, ob angenommen wird, dass das Elektrofahrzeug in naher Zukunft eine ansteigende Straße befahren wird oder nicht, um dadurch zu ermitteln, ob die vorhersagte Temperatur des Schaltelements einen vordefinierten Wert überschreitet. Wenn vorhergesagt wird, dass das Elektrofahrzeug in eine stark ansteigende Straße eintritt, kann, da vorhergesagt wird, dass die Last des Elektrofahrzeugs in der Zukunft ansteigt, ermittelt werden, dass eine hohe Last auf das Schaltelement einwirkt und dass dessen Temperatur in der Zukunft ansteigt. In diesem Fall kann eine Konfiguration vorliegen, in welcher die Speichereinheit 62 in sich einen Schwellenwert speichert, welcher zum Ermitteln der Steigung der Fahrbahnoberfläche verwendet wird und die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, ob die Steigung der Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Elektrofahrzeug fährt, den in der Speichereinheit 62 gespeicherten Wert überschreitet oder nicht.
Alternativ kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermitteln, dass eine vorhergesagte Last höher ist als eine aktuelle Last, wenn die Steigung einer vorausliegenden Fahrbahnoberfläche (geplante Fahrtroute) höher ist als jene einer Fahrbahnoberfläche direkt unterhalb des Elektrofahrzeugs und sie kann ermitteln, dass die vorhergesagte Last geringer ist als die aktuelle Last, wenn die Steigung der vorausliegenden Fahrbahnoberfläche geringer ist als jene der Fahrbahnoberfläche direkt unterhalb des Elektrofahrzeugs.
Wenn anschließend die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet, ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann auf Basis der Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs, wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs einen vordefinierten Wert überschreitet, kann, da ermittelt werden kann, dass der Fahrer wählt, die Straße beschleunigend hochzufahren, ermittelt werden, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann.
Wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform gibt die Invertersteuereinheit 64, wenn die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, den Befehl zum Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements, welches in dem Leistungswandler 20 enthalten ist, an die Steuerschaltung 23 aus. Mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass die Last des Elektrofahrzeugs zunehmen wird, anhand der Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute des Elektrofahrzeugs und die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Wert überschreitet, reduziert die Invertersteuereinheit 64 die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements.
5 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb der Steuervorrichtung 60 in Übereinstimmung mit der zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Im Schritt S11 erfasst die Datenerfassungseinheit 61 Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute des Elektrofahrzeugs von der Navigationsvorrichtung 53 und erfasst Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52.
Im Schritt S12 sagt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 die zukünftige Temperatur des Schaltelements vorher und ermittelt, ob die vorhergesagte Temperatur den vordefinierten Wert überschreitet oder nicht, basierend auf den Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute, dem Vorhersagemodell, welches zum Vorhersagen der zukünftigen Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 verwendet wird, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist, und dem Vergleichsausdruck, welcher zum Erhalten der Temperatur des Schaltelements verwendet wird, basierend auf der Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 und Eigenschaften des Schaltelements, welche in der Speichereinheit 62 gespeichert sind.
Ferner kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermitteln, dass die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet oder nicht, durch Analysieren der Information bezüglich der Steigung der Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Elektrofahrzeug fährt, anhand der Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute, und durch ein Ermitteln, ob die Steigung der Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Elektrofahrzeug fährt, den vordefinierten Schwellenwert überschreitet oder nicht.
Wenn im Schritt S12 die Steigung der Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Elektrofahrzeug fährt, den vordefinierten Schwellenwert nicht überschreitet, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass die vorhersagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert nicht überschreitet („Nein“ im Schritt S12), beendet die Steuervorrichtung 60 den Prozess, der in dem Fluss in 5 gezeigt ist.
Andererseits, wenn im Schritt S12 die Steigung der Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Elektrofahrzeug fährt, den vordefinierten Schwellenwert überschreitet, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet („Ja“ im Schritt S12), wird der Prozess bei einem Ermittlungsprozess von Schritt S13 fortgeführt.
Im Schritt S13 ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob der aktuelle Fahrzustand des Elektrofahrzeugs mit dem vordefinierten Fahrschema übereinstimmt oder nicht, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist, basierend auf den Daten der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs. Wenn der aktuelle Fahrzustand des Elektrofahrzeugs mit dem vordefinierten Fahrschema übereinstimmt, ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf dem Ermittlungsergebnis ob der Fahrer ein erzeugtes Geräusch zulassen kann oder nicht, welches mit dem vordefinierten Fahrschema verknüpft ist, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist.
Ferner kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermitteln, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, indem ermittelt wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Schwellenwert überschreitet.
Wenn im Schritt S13 die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Schwellenwert nicht überschreitet, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann (“Nein im Schritt S13), beendet die Steuervorrichtung 60 den Prozess in dem Fluss, der in 5 gezeigt ist.
Andererseits, wenn im Schritt S13 die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Schwellenwert überschreitet, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann („Ja“ im Schritt S13), wird der Prozess bei einem Prozess von Schritt S14 fortgeführt.
Im Schritt S14 gibt die Invertersteuereinheit 64 den Befehl zur Reduzierung der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements, welches in dem Leistungswandler 20 enthalten ist, an die Steuerschaltung 23 aus, basierend auf dem Ermittlungsergebnis der Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63. Basierend auf diesem Befehl gibt die Steuerschaltung 23 das Steuersignal an die Treiberschaltung 22 aus und die Treiberschaltung 22 gibt das Treibersignal, welches durch Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz erhalten wird, an das Schaltelement aus, um dadurch die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements tatsächlich zu reduzieren. Anschließend wird der in dem Fluss von 5 gezeigte Prozess beendet.
Zudem kann in dem Steuersystem 201 der zweiten bevorzugten Ausführungsform der gleiche Effekt erzeugt werden, der in der ersten bevorzugten Ausführungsform beschrieben ist.
Ferner, obwohl die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 in dem Steuersystem 201 der zweiten bevorzugten Ausführungsform ermittelt, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf den Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs, ist dies nur ein beispielhafter Fall. Das Steuersystem 201 kann zum Beispiel eine Konfiguration aufweisen, in welcher die Datenerfassungseinheit 61 Daten bezüglich einer Beschleunigung des Elektrofahrzeugs von einem Beschleunigungssensor erfasst, der innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt ist und die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, ob die Beschleunigung des Elektrofahrzeugs einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet oder nicht, um dadurch zu ermitteln, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht. Auch in dem Fall, in dem die Daten bezüglich der Beschleunigung verwendet werden, kann, da ermittelt werden kann, dass der Fahrer wählt die Straße beschleunigend hochzufahren, wenn die Beschleunigung des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Wert überschreitet, ermittelt werden, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann. In diesem Fall kann eine Konfiguration vorliegen, in welcher die Speichereinheit 62 in sich den Schwellenwert speichert, der zum Ermitteln der Beschleunigung verwendet wird und die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, ob die Beschleunigung des Elektrofahrzeugs den Schwellenwert überschreitet oder nicht, der in der Speichereinheit 62 gespeichert ist.
Darüber hinaus, obwohl die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 in dem Steuersystem 201 der zweiten bevorzugten Ausführungsform ein Ermitteln ausführt, ob vorhergesagt wurde, dass die Last des Elektrofahrzeugs in Zukunft zunehmen wird oder nicht, mit anderen Worten, ob vorhergesagt wurde, dass das Elektrofahrzeug in der Zukunft in die ansteigende Straße einfahren wird oder nicht, basierend auf der Information bezüglich der Steigung der Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Elektrofahrzeug fährt, welche in den Daten der geplanten Fahrtroute enthalten ist, die von der Navigationsvorrichtung 53 bereitgestellt werden, ist dies nur ein beispielhafter Fall. Das Ermitteln kann zum Beispiel auf Basis der Steigungsinformation ausgeführt werden, welche von der Navigationsvorrichtung 53 bereitgestellt wird oder auf der Basis der Steigungsinformation, die erhalten wird als ein Ergebnis, das durch die Steuervorrichtung 60 erhalten wird durch analysieren der Positionsinformation des Elektrofahrzeugs, die von der Navigationsvorrichtung 53 bereitgestellt wird. In diesen Fällen bezeichnen die Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute die Steigungsinformation oder die Positionsinformation des Elektrofahrzeugs.
Ferner ist die Szene, in welcher die Last des Elektrofahrzeugs in der Zukunft zunehmen wird, nicht auf den Fall beschränkt, in dem das Elektrofahrzeug in eine stark ansteigende Straße einfährt. Es wird zum Beispiel vorhergesagt, dass die Last des Elektrofahrzeugs höher sein wird als die aktuelle Last, auch in der Szene, in welcher sich die Fahrtroute von einer allgemeinen Straße in einer städtischen Gegend oder dergleichen zu einer Autobahn oder einem Vorort ändert. In diesem Fall kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 eine Konfiguration aufweisen zum Ermitteln, ob vorhergesagt wurde, dass die Last des Elektrofahrzeugs in der Zukunft zunehmen wird oder nicht, basierend auf der Information, welche angibt, dass sich die Fahrtroute, die in den Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute enthalten ist, welche von der Navigationsvorrichtung 53 bereitgestellt werden, zu einer Autobahn oder einem Vorort ändern.
Die dritte bevorzugte Ausführungsform
6 ist ein Blockdiagramm, welches eine allgemeine Konfiguration eines Steuersystems 301 in Übereinstimmung mit der dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Das Steuersystem 301 der dritten bevorzugten Ausführungsform weicht von dem Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform dahingehend ab, dass Daten, welche von einer Fahrerassistenzvorrichtung 54, dem Gaspedalpositionssensor 51, und einem Richtungsanzeiger 55 erfasst werden, verwendet werden, anstelle der Daten, die von dem Gaspedalpositionssensor 51 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52 erfasst werden. Da das Steuersystem 301 der dritten bevorzugten Ausführungsform ferner annähernd identisch ist zu dem Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform, konzentriert sich die unten abgegebene Beschreibung auf den Unterschied zu dem Steuersystem 101, und die Beschreibung der Bestandteile, des Betriebs, oder dergleichen, die ähnlich dem Steuersystem 101 ist, wird in geeigneter Weise ausgelassen.
Wie in 6 gezeigt, weist das Steuersystem 301 der dritten bevorzugten Ausführungsform die Energieversorgung 10, den Leistungswandler 20, den Motor 30, die Halbleitervorrichtung 40, den Gaspedalpositionssensor 51, die Fahrerassistenzvorrichtung 54, den Richtungsanzeiger 55, und die Steuervorrichtung 60 auf.
Die Fahrerassistenzvorrichtung 54 ist eine Vorrichtung, welche eine Fahrunterstützung des Elektrofahrzeugs ausführt, wie ein ACC (Abstandsregeltempomat), ein selbstfahrendes Fahrzeug, oder dergleichen. Das ACC wurde unter der Annahme entwickelt, dass es auf einer Autobahn oder einer Kraftfahrstraße verwendet wird, und es ist eine Vorrichtung zum automatischen Ausführen eines Fahrbetriebs, um zu bewirken, dass das Elektrofahrzeug mit einer vordefinierten Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, während ein Zwischenfahrzeugabstand zwischen dem Elektrofahrzeug und einem weiteren Fahrzeug konstant bleibt. In einem herkömmlichen CC (Tempomat) kann der Fahrer mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit fahren, welche durch den Fahrer festgelegt wurde, aber er muss einen Bremsvorgang selbst ausführen, um einen Zwischenfahrzeugabstand konstant zu halten. Im Gegensatz dazu kann das ACC ein Verfolgungsfahren ausführen, was ein Fahren ist, während dessen der Zwischenfahrzeugabstand zu einem dem Egofahrzeug vorausfahrenden Fahrzeug durch einen kooperativen Betrieb zwischen dem Sensor und der CPU konstant gehalten wird, und es weist eine Konfiguration zum automatischen Ausführen nicht nur des Beschleunigungsvorgangs, sondern auch des Bremsvorgangs auf. Dies gilt als autonome Fahrstufe 2.
Der Gaspedalpositionssensor 51 ist der gleiche wie jener, der in der ersten bevorzugten Ausführungsform beschrieben ist. Der Richtungsanzeiger 55 ist eine Vorrichtung, welche durch den Fahrer betrieben wird, um eine Richtung eines Links- oder Rechtsabiegens oder eine Änderung eines Kurses anderen um das Egofahrzeug herum anzuzeigen, was als sogenannter Blinker bezeichnet wird.
Wie der Gaspedalpositionssensor 51 sind die Fahrerassistenzvorrichtung 54 und der Richtungsanzeiger 55 elektrisch mit der Steuervorrichtung 60 verbunden. Die Fahrerassistenzvorrichtung 54 gibt Daten bezüglich eines Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs an die Steuervorrichtung 60 aus. Ferner gibt der Richtungsanzeiger 55 Daten bezüglich einer Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs an die Steuervorrichtung 60 aus.
Ferner, da die jeweiligen Ausgestaltungen und Arbeitsweisen der Fahrerassistenzvorrichtung 54 und des Richtungsanzeigers 55 allgemein bekannt sind, wird deren detailliertere Beschreibung ausgelassen.
In der dritten bevorzugten Ausführungsform erfasst die Datenerfassungseinheit 61 der Steuervorrichtung 60 Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs von der Fahrerassistenzvorrichtung 54. Die Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs umfassen eine Information, welche angibt, dass das Elektrofahrzeug ein autonomes Fahren unter Verwendung des ACC ausführt. Ferner erfasst die Datenerfassungseinheit 61 Daten bezüglich der Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs von dem Richtungsanzeiger 55. Die Daten bezüglich der Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs umfassen eine Information, welche eine Richtung angibt, in welcher das Elektrofahrzeug ein Rechts- oder Linksabbiegen oder eine Kursänderung durchführt. Darüber hinaus erfasst die Datenerfassungseinheit 61 die Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs von dem Gaspedalpositionssensor 51, wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform.
In der dritten Ausführungsform speichert die Speichereinheit 62 in sich Daten, welche erhalten werden durch Verknüpfen der Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs mit einem Ergebnis, das erhalten wird, indem im Vorfeld ermittelt wird, ob der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, welches von dem Leistungswandler 20 in diesem Fahrzustand erzeugt wird, als Fahrzustand des Elektrofahrzeugs.
Darüber hinaus speichert die Speichereinheit 62 in der dritten bevorzugten Ausführungsform in sich das Vorhersagemodell, welches zum Vorhersagen der zukünftigen Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 verwendet wird, basierend auf den Daten bezüglich der Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs und den Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs.
In der dritten bevorzugten Ausführungsform ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob der aktuelle Fahrzustand des Elektrofahrzeugs mit dem vordefinierten Fahrschema übereinstimmt oder nicht, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist, basierend auf den Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs, und sie ermittelt, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf dem Ermittlungsergebnis.
Ferner ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 in der dritten bevorzugten Ausführungsform, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, mittels der erfassten Daten, welche angeben, dass das Elektrofahrzeug ein autonomes Fahren unter Verwendung des ACC ausführt, welche in den Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs enthalten sind. Wenn das Elektrofahrzeug ein autonomes Fahren unter Verwendung des ACC ausführt, kann ermittelt werden, dass sich das Elektrofahrzeug in einem Fahrzustand mit hoher Geschwindigkeit befindet und der Fahrer seinen Willen zeigt, ein Geräusch zuzulassen.
Ferner sagt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 in der dritten bevorzugten Ausführungsform die zukünftige Temperatur des Schaltelements vorher auf Basis der Daten bezüglich der Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs und der Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs, und ferner auf Basis des Vorhersagemodells und des Vergleichsausdrucks, die in der Speichereinheit 62 gespeichert sind.
Darüber hinaus sagt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 in der dritten bevorzugten Ausführungsform die zukünftige Temperatur des Schaltelements vorher und ermittelt, ob die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet oder nicht, basierend auf der Information, welche die Richtung anzeigt, in welche das Elektrofahrzeugs ein Rechts- oder Linksabbiegen oder eine Kursänderung durchführt, was in den Daten der Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs, und der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs enthalten ist. In dem Zustand, in dem das Elektrofahrzeug ein autonomes Fahren unter Verwendung des ACC ausführt, wenn die Gaspedalbetätigung und ein Blinkerbetrieb detektiert werden, kann, da ermittelt werden kann, dass eine Überholbeschleunig aufgrund der Absicht des Fahrers ausgeführt wird, vorhergesagt werden, dass eine hohe Last auf das Schaltelement einwirkt und dessen Temperatur in dieser Phase ansteigen wird. In diesem Fall kann eine Konfiguration vorliegen, in welcher die Speichereinheit 62 in sich den Schwellenwert speichert, welcher verwendet wird, um die Gaspedalöffnung A zu ermitteln und die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 erfasst eine Information, die angibt, dass das Elektrofahrzeug ein Rechts- oder Linksabiegen oder einen Kurswechsel ausführen wird, anhand des Richtungsanzeigers 55, und ermittelt, ob die Gaspedalöffnung A den Schwellenwert überschreitet oder nicht, der in der Speichereinheit 62 gespeichert ist.
Wenn die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann und die vorhersagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet, gibt die Invertersteuereinheit 64 den Befehl zum Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements, welches in dem Leistungswandler 20 enthalten ist, an die Steuerschaltung 23 aus. Mit anderen Worten, wenn die Invertersteuereinheit 64 ermittelt, dass ein Zustand vorliegt, in dem die Fahrerassistenzvorrichtung 54 eine Fahrerunterstützung des Elektrofahrzeugs ausführt und dass der Fahrer ein Überholen (Passieren) ausführen wird, basierend auf den Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs und den Daten bezüglich der Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs, reduziert die Invertersteuereinheit 64 die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements.
7 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb der Steuervorrichtung 60 in Übereinstimmung mit der dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Im Schritt S21 erfasst die Datenerfassungseinheit 61 die Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs von der Fahrerassistenzvorrichtung 54, erfasst die Daten bezüglich der Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs von dem Richtungsanzeiger 55, und erfasst die Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs von dem Gaspedalpositionssensor 51.
Im Schritt S22 ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob der aktuelle Fahrzustand des Elektrofahrzeugs mit dem vordefinierten Fahrschema übereinstimmt oder nicht, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist, basierend auf den Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs. Wenn der aktuelle Fahrzustand des Elektrofahrzeugs mit dem vordefinierten Fahrschema übereinstimmt, ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf dem Ermittlungsergebnis ob der Fahrer ein erzeugtes Geräusch zulassen kann oder nicht, welches mit dem vordefinierten Fahrschema verknüpft ist, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist.
Ferner kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermitteln, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, indem die Information erfasst wird, die angibt, dass das Elektrofahrzeug ein autonomes Fahren unter Verwendung des ACC ausführt, welche in den Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs enthalten ist.
Wenn im Schritt S22 die Information, welche angibt, dass das Elektrofahrzeug ein autonomes Fahren unter Verwendung des ACC ausführt, nicht erfasst wird, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann („Nein“ im Schritt S22), beendet die Steuervorrichtung 60 den Prozess, der in dem Fluss von 7 gezeigt ist.
Andererseits, wenn im Schritt S22 die Information, welche angibt, dass das Elektrofahrzeug ein autonomes Fahren unter Verwendung des ACC ausführt, erfasst wird, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann („Ja“ im Schritt S22), wird der Prozess bei einem Ermittlungsprozess von Schritt S23 fortgeführt.
Im Schritt S23 sagt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 die zukünftige Temperatur des Schaltelements vorher und ermittelt, ob die vorhersagte Temperatur den vordefinierten Wert überschreitet oder nicht, basierend auf den Daten bezüglich der Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs und den Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs, dem Vorhersagemodell, welches zum Vorhersagen der zukünftigen Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 verwendet wird, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist, und dem Vergleichsausdruck, welcher zum Erhalten der Temperatur des Schaltelements verwendet wird, basierend auf der Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 und den Eigenschaften des Schaltelements, welche in der Speichereinheit 62 gespeichert sind.
Ferner kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermitteln, ob die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet oder nicht, indem die Information erfasst wird, welche angibt, dass das Elektrofahrzeug ein Rechts- oder ein Linksabbiegen oder einen Kurswechsel durchführt und indem ermittelt wird, ob die Gaspedalöffnung A den vordefinierten Schwellenwert überschreitet oder nicht.
Wenn im Schritt S23 die Information, welche angibt, dass das Elektrofahrzeug ein Rechts- oder Linksabbiegen oder eine Kursänderung durchführt, nicht erfasst wird, oder wenn die Gaspedalöffnung A den vordefinierten Schwellenwert nicht überschreitet, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert nicht überschreitet („Nein“ im Schritt S23), beendet die Steuervorrichtung 60 den Prozess in dem Fluss von 7.
Andererseits, wenn im Schritt S23 die Information erfasst wird, welche angibt, dass das Elektrofahrzeug ein Rechts- oder Linksabiegen oder eine Kursänderung durchführt und die Gaspedalöffnung A den vordefinierten Schwellenwert überschreitet, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet („Ja“ im Schritt S23), wird der Prozess bei einem Prozess von Schritt S24 fortgeführt.
Im Schritt S24 gibt die Invertersteuereinheit 64 den Befehl zur Reduzierung der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements, welches in dem Leistungswandler 20 enthalten ist, an die Steuerschaltung 23 aus, basierend auf dem Ermittlungsergebnis der Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63. Basierend auf diesem Befehl gibt die Steuerschaltung 23 das Steuersignal an die Treiberschaltung 22 aus und die Treiberschaltung 22 gibt das Treibersignal, welches durch Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz erhalten wird, an das Schaltelement aus, um dadurch die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements tatsächlich zu reduzieren. Anschließend wird der in dem Fluss von 7 gezeigte Prozess beendet.
Auch in dem Steuersystem 301 der dritten bevorzugten Ausführungsform kann der gleiche Effekt wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform erzeugt werden.
Ferner, obwohl die Invertersteuereinheit 64 in dem Steuersystem 301 der dritten bevorzugten Ausführungsform die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert, wenn die Invertersteuereinheit 64 ermittelt, dass ein Zustand vorliegt, in dem die Fahrerassistenzvorrichtung 54 eine Fahrerunterstützung des Elektrofahrzeugs ausführt und dass der Fahrer ein Überholen ausführen wird, basierend auf den Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs und den Daten bezüglich der Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs, ist dies nur ein beispielhafter Fall. Es kann ein Fall vorliegen, in dem zum Beispiel die Fahrerassistenzvorrichtung 54 eine Vorrichtung ist zum automatischen Ausführen eines Fahrbetriebs umfassend ein Überholen und wenn die Fahrerassistenzvorrichtung 54 ein Überholen ausführt, reduziert die Invertersteuereinheit 64 die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements.
In diesem Fall kann die Fahrerassistenzvorrichtung 54 zum Beispiel eine Vorrichtung zum Ausführen einer Fahrerunterstützung des Elektrofahrzeugs sein, sodass das Elektrofahrzeug automatisch fährt, während ein Zwischenfahrzeugabstand zu einem dazu vorausfahrenden Fahrzeug konstant bei einem Maximum der festgelegten Geschwindigkeit auf einer vordefinierten Fahrtroute wie einer Autobahn oder dergleichen in Verbindung mit der Navigationsvorrichtung aufrechterhalten wird. In einem Fall, in dem ein Fahrzeug vor dem Egofahrzeug mit einer geringeren Geschwindigkeit als mit der festgelegten Geschwindigkeit fährt, schlägt die Fahrerassistenzvorrichtung 54 vor, wenn die Fahrerassistenzvorrichtung 54 ermittelt, dass das Egofahrzeug das Fahrzeug überholen kann, das Fahrzeug zu überholen. Anschließend, wenn der Fahrer den Vorschlag mittels eines Schaltvorgangs oder dergleichen annimmt, kann die Fahrerassistenzvorrichtung 54 eine Reihe von Vorgängen aus einem Spurwechsel automatisch ausführen, dann das vorausfahrende Fahrzeug überholen, und zur ursprünglichen Spur zurückkehren.
Ferner ist die Fahrerassistenzvorrichtung 54 elektrisch mit der Steuervorrichtung 60 verbunden und gibt die Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs an die Steuervorrichtung 60 aus. Die Datenerfassungseinheit 61 erfasst die Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs von der Fahrerassistenzvorrichtung 54. Die Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs umfassen eine Information, welche angibt, dass die Fahrerassistenzvorrichtung 54 ein Überholen automatisch ausführt.
8 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb der Steuervorrichtung 60 in Übereinstimmung mit einer Variation der dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Im Schritt S31 erfasst die Datenerfassungseinheit 61 die Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs von der Fahrerassistenzvorrichtung 54.
Im Schritt S32 ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob der aktuelle Fahrzustand des Elektrofahrzeugs mit dem vordefinierten Fahrschema übereinstimmt oder nicht, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist, basierend auf den Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs. Wenn der aktuelle Fahrzustand des Elektrofahrzeugs mit dem vordefinierten Fahrschema übereinstimmt, ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf dem Ermittlungsergebnis ob der Fahrer ein erzeugtes Geräusch zulassen kann oder nicht, welches mit dem vordefinierten Fahrschema verknüpft ist, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist.
Ferner sagt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 die zukünftige Temperatur des Schaltelements vorher und ermittelt, ob die vorhergesagte Temperatur den vordefinierten Wert überschreitet oder nicht, basierend auf den Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs, dem Vorhersagemodell, welches für das Vorhersagen der zukünftigen Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 verwendet wird, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist, und dem Vergleichsausdruck, welcher verwendet wird, um die Temperatur des Schaltelements zu erhalten, basierend auf der Last des Motors 30 oder des Leistungswandlers 20 und den Eigenschaften des Schaltelements, die in der Speichereinheit 62 gespeichert sind.
Ferner kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermitteln, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, indem die Information erfasst wird, welche angibt, dass die Fahrerassistenzvorrichtung 54 ein automatisches Überholen ausführt, welche in den Daten bezüglich der Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs enthalten ist. Ferner kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelten, ob die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet oder nicht, indem die Information erfasst wird, welche angibt, dass die Fahrerassistenzvorrichtung 54 ein automatisches Überholen ausführt, welche in den Daten bezüglich des Fahrzustandes des Elektrofahrzeugs enthalten ist. Mit anderen Worten, kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 eine Konfiguration zum gemeinsamen Ausführen dieser Ermittlungen zu einem Zeitpunkt aufweisen, indem die Information erfasst wird, welche angibt, dass die Fahrerassistenzvorrichtung 54 ein automatisches Überholen ausführt.
Wenn im Schritt S32 die Information, welche angibt, dass die Fahrerassistenzvorrichtung 54 ein automatisches Überholen ausführt, nicht erfasst wird, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert nicht überschreitet („Nein“ im Schritt S32), beendet die Steuervorrichtung 60 den Prozess, der in dem Fluss von 8 gezeigt ist.
Andererseits, wenn im Schritt S32 die Information, welche angibt, dass die Fahrerassistenzvorrichtung 54 ein automatisches Überholen ausführt, erfasst wird, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann und dass die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet („Ja“ im Schritt S32), wird der Prozess in einem Prozess im Schritt S33 fortgeführt.
Im Schritt S33 gibt die Invertersteuereinheit 64 den Befehl zur Reduzierung der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements, welches in dem Leistungswandler 20 enthalten ist, an die Steuerschaltung 23 aus, basierend auf dem Ermittlungsergebnis der Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63. Basierend auf diesem Befehl gibt die Steuerschaltung 23 das Steuersignal an die Treiberschaltung 22 aus und die Treiberschaltung 22 gibt das Treibersignal, welches durch Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz erhalten wird, an das Schaltelement aus, um dadurch die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements tatsächlich zu reduzieren. Anschließend wird der in dem Fluss von 8 gezeigte Prozess beendet.
Auch in der Variation der dritten bevorzugten Ausführungsform kann der gleiche Effekt erzeugt werden wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform beschrieben ist.
Da ferner in der Variation der dritten bevorzugten Ausführungsform die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert werden kann, ohne auf die Daten zu warten, welche von dem Richtungsanzeiger 55 und dem Gaspedalpositionssensor 51 erfasst werden, ist es möglich, den Effekt zum Niederhalten der Wärmeerzeugung des Schaltelements zu erhöhen und die Ansteuerungseffizienz davon zu erhöhen, und es ist möglich, die Verarbeitung zu vereinfachen, welche durch die Steuervorrichtung 60 ausgeführt wird.
Die vierte bevorzugte Ausführungsform
9 ist ein Blockdiagramm, welches eine allgemeine Konfiguration eines Steuersystems 401 in Übereinstimmung mit der vierten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Das Steuersystem 401 der vierten bevorzugten Ausführungsform weicht von dem Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform dahingehend ab, dass von einer Kraftstoffanzeige 56 erfasste Daten und Daten, die von einem Batteriekapazitätsmessgerät 57 erfasst werden, verwendet werden, anstelle der von dem Gaspedalpositionssensor 51 erfassten Daten und den von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52 erfassten Daten. Da das Steuersystem 401 der vierten bevorzugten Ausführungsform ferner annähernd identisch ist zu dem Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform, konzentriert sich die unten abgegebene Beschreibung auf den Unterschied zu dem Steuersystem 101, und die Beschreibung bezüglich der Bestandteile, des Betriebs, oder dergleichen, welche identisch sind zu jenen des Steuersystems 101, wird in geeigneter Weise ausgelassen.
In der vierten bevorzugten Ausführungsform ist das Elektrofahrzeug, an dem das Steuersystem 401 montiert ist, ein Hybridfahrzeug, an dem sowohl ein Ottomotor als auch eine Batterie montiert ist. Ferner ermittelt die Steuervorrichtung 60, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf einer Reichweite, mit welcher das Hybridfahrzeug in der Zukunft fahren kann.
Wie in 9 gezeigt, umfasst das Steuersystem 401 der vierten bevorzugten Ausführungsform die Energieversorgung 10, den Leistungswandler 20, den Motor 30, die Halbleitervorrichtung 40, die Kraftstoffanzeige 56, das Batteriekapazitätsmessgerät 57, und die Steuervorrichtung 60.
Die Kraftstoffanzeige 56 ist ein Messinstrument zum Detektieren der verbleibenden Kraftstoffmenge des Ottomotors oder dergleichen in dem Hybridfahrzeug und zum Anzeigen der verbleibenden Menge an den Fahrer. Die Kraftstoffanzeige 56 wird hauptsächlich dazu verwendet, sodass der Fahrer die verbleibende Kraftstoffmenge erfassen kann.
Das Batteriekapazitätsmessgerät 57 ist ein Sensor, welcher eingerichtet ist, die verbleibende Kapazität der nicht gezeigten Batterie zu detektieren, welche an dem Hybridfahrzeug montiert ist, d. h., der SOC (Ladezustand). Ferner ist die Batterie eine wiederaufladbare Speicherbatterie, welche als Energieversorgungsquelle zum Bereitstellen einer Leistung zum Antreiben des Motors 30 dient.
Die Kraftstoffanzeige 56 und das Batteriekapazitätsmessgerät 57 sind elektrisch mit der Steuervorrichtung 60 verbunden, und die verbleibende Kraftstoffmenge des Hybridfahrzeugs, welche durch die Kraftstoffanzeige 56 detektiert wird und die verbleibende Batteriekapazität, welche durch das Batteriekapazitätsmessgerät 57 detektiert wird, werden immer durch die Steuervorrichtung 60 erfasst.
Da ferner die jeweiligen Ausgestaltungen und Arbeitsweisen der Kraftstoffanzeige 56 und des Batteriekapazitätsmessgeräts 57 allgemein bekannt sind, wird eine detailliertere Beschreibung davon ausgelassen.
In der vierten bevorzugten Ausführungsform erfasst die Datenerfassungseinheit 61 der Steuervorrichtung 60 Daten bezüglich der verbleibenden Kraftstoffmenge des Hybridfahrzeugs von der Kraftstoffanzeige 56 und erfasst Daten bezüglich der verbleibenden Batteriekapazität des Hybridfahrzeugs von dem Batteriekapazitätsmessgerät 57.
In der vierten bevorzugten Ausführungsform speichert die Speichereinheit 62 in sich ein Modell, welches verwendet wird, um zu ermitteln, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf den Daten bezüglich der verbleibenden Kraftstoffmenge des Hybridfahrzeugs und den Daten bezüglich der verbleibenden Batteriekapazität des Hybridfahrzeugs.
In der vierten bevorzugten Ausführungsform ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf den Daten bezüglich der verbleibenden Kraftstoffmenge des Hybridfahrzeugs und den Daten bezüglich der verbleibenden Batteriekapazität des Hybridfahrzeugs, und dem in der Speichereinheit 62 gespeicherten Modell.
Ferner kann in der vierten bevorzugten Ausführungsform die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 eine Konfiguration aufweisen zum Ermitteln, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, indem ermittelt wird, ob die verbleibende Kraftstoffmenge des Hybridfahrzeugs unter einen vordefinierten Schwellenwert fällt oder nicht. Ferner kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 eine Konfiguration aufweisen zum Ermitteln, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, indem ermittelt wird, ob die verbleibende Batteriekapazität unter einen vordefinierten Schwellenwert fällt oder nicht. Wenn die verbleibende Kraftstoffmenge oder die verbleibende Batteriekapazität unter den vordefinierten Schwellenwert fällt, kann ermittelt werden, dass das Fahrzeug zu wenig Kraftstoff oder zu wenig Batteriekapazität aufweist und es liegt ein Zustand vor, in dem der Fahrer eine Verlängerung einer Reichweite wünscht. Mit anderen Worten, da ein Zustand vorliegt, in dem vorzugsweise verhindert wird, dass der Verlust aufgrund der hohen Belastung des Schaltelements zunimmt, kann ermittelt werden, das ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann. In diesem Fall kann eine Konfiguration vorliegen, in welcher die Speichereinheit 62 in sich die jeweiligen Schwellenwerte speichert, welche zum Ermitteln der verbleibenden Kraftstoffmenge und der verbleibenden Batteriekapazität des Hybridfahrzeugs verwendet werden und die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, ob die verbleibende Kraftstoffmenge oder die verbleibende Batteriekapazität des Hybridfahrzeugs den Schwellenwert davon überschreitet, welcher in der Speichereinheit 62 abgelegt ist.
Hier bezieht sich der Zustand, in dem die verbleibende Kraftstoffmenge unter den vordefinierten Schwellenwert fällt, zum Beispiel auf eine Phase, in welcher die Kraftstoffanzeige eine Warnanzeige für eine geringe Kraftstoffmenge anschaltet, wie ein Warnlicht oder dergleichen, wenn die verbleibende Kraftstoffmenge, welche durch die Kraftstoffanzeige detektiert wird, gering wird, um den Fahrer aufzufordern, das Fahrzeug rasch zu betanken. Das Warnlicht wird angeschaltet, wenn die Höhe des Schwimmkörpers in einem Kraftstofftank durch einen Sensor oder einen Schalter detektiert wird und der detektierte Wert einen vordefinierten Wert überschreitet. Ferner ist der Zeitpunkt, zu dem das Warnlicht angeschaltet wird, allgemein eine Phase, in welcher die Entfernung, die das Fahrzeug mittels des verbleibenden Kraftstoffs in dem Kraftstofftank fahren kann, ungefähr 10 km oder 5 km entspricht.
Darüber hinaus gilt das gleiche für den Zustand, in dem die verbleibende Batteriekapazität unter den vordefinierten Schwellenwert fällt, und der Zustand bezieht sich auf eine Phase, in der eine Warnanzeige für eine schwache Batterie wie ein Warnlicht oder dergleichen angeschaltet wird, wenn die verbleibende Reichweite, die anhand des SOC berechnet wird, gering wird. Ferner ist der Zustand, in dem die verbleibende Kraftstoffmenge oder die verbleibende Batteriekapazität unter den vordefinierten Schwellenwert fällt, nicht auf den oben beschriebenen Zustand beschränkt, sondern es kann eine Konfiguration vorliegen, in welcher, wenn vorhergesagt wird, dass das Fahrzeug in der Zukunft zu wenig Kraftstoff oder Batteriekapazität aufweisen wird, im Vorfeld ermitteln wird, dass das Fahrzeug zu wenig Kraftstoff oder Batteriekapazität in der Zukunft aufweisen wird in einer Phase, die vor der Phase liegt, in welcher das Warnlicht angeschaltet wird.
Wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform gibt die Invertersteuereinheit 64, wenn die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, den Befehl zum Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements, welches in dem Leistungswandler 20 enthalten ist, an die Steuerschaltung 23 aus. Mit anderen Worten, wenn die verbleibende Kraftstoffmenge oder die verbleibende Batteriekapazität des Hybridfahrzeugs unter den vordefinierten Wert fällt, reduziert die Invertersteuereinheit 64 die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements.
10 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb der Steuervorrichtung 60 in Übereinstimmung mit der vierten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Im Schritt S41 erfasst die Datenerfassungseinheit 61 die Daten bezüglich der verbleibenden Kraftstoffmenge des Hybridfahrzeugs von der Kraftstoffanzeige 56 und erfasst die Daten der verbleibenden Batteriekapazität des Hybridfahrzeugs von dem Batteriekapazitätsmessgerät 57.
Im Schritt S42 ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, auf Basis der Daten bezüglich der verbleibenden Kraftstoffmenge des Hybridfahrzeugs und der Daten bezüglich der verbleibenden Batteriekapazität des Hybridfahrzeugs, und dem in der Speichereinheit 62 gespeicherten Modell.
Ferner kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 eine Konfiguration zum Ermitteln aufweisen, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, indem ermittelt wird, ob eine verbleibende Kraftstoffmenge des Hybridfahrzeugs unter den vordefinierten Schwellenwert fällt. Ferner kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 eine Konfiguration zum Ermitteln aufweisen, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, indem ermittelt wird, ob die verbleibende Batteriekapazität unter den vordefinierten Schwellenwert fällt.
Wenn im Schritt S42 die verbleibende Kraftstoffmenge des Hybridfahrzeugs nicht unter den vordefinierten Schwellenwert fällt und die verbleibende Batteriekapazität nicht unter den vordefinierten Schwellenwert fällt, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann („Nein“ im Schritt S42), beendet die Steuervorrichtung 60 den Prozess, der in dem Fluss von 10 gezeigt ist.
Andererseits, wenn im Schritt S42 die verbleibende Kraftstoffmenge des Hybridfahrzeugs unter den vordefinierten Schwellenwert fällt oder die verbleibende Batteriekapazität unter den vordefinierten Schwellenwert fällt, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann („Ja“ im Schritt S42), wird der Prozess bei einem Prozess im Schritt S43 fortgeführt.
Im Schritt S43 gibt die Invertersteuereinheit 64 den Befehl zur Reduzierung der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements, welches in dem Leistungswandler 20 enthalten ist, an die Steuerschaltung 23 aus, basierend auf dem Ermittlungsergebnis der Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63. Basierend auf diesem Befehl gibt die Steuerschaltung 23 das Steuersignal an die Treiberschaltung 22 aus und die Treiberschaltung 22 gibt das Treibersignal, welches durch Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz erhalten wird, an das Schaltelement aus, um dadurch die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements tatsächlich zu reduzieren. Anschließend wird der in dem Fluss von 10 gezeigte Prozess beendet.
Auch in dem Steuersystem 401 der vierten bevorzugten Ausführungsform kann der gleiche Effekt erzeugt werden wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform beschrieben ist.
Ferner ist es wie oben beschrieben möglich, die Wärmeerzeugung und den Verlust des Schaltelements niederzuhalten, indem die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert wird. Aus diesem Grund ist es möglich, zu vermeiden, dass der Verlust aufgrund der hohen Belastung des Schaltelements zunimmt, indem die Ansteuerungsfrequenz in einer Phase reduziert wird, in welcher die verbleibende Kraftstoffmenge oder die verbleibende Batteriekapazität gering wird, und dies erzeugt einen Effekt hinsichtlich einer Zunahme der Nutzungseffizienz des Kraftstoffes oder der Batterie und verlängert die Reichweite des Hybridfahrzeugs. Mit anderen Worten ist es gemäß dem Steuersystem 401 der vierten bevorzugten Ausführungsform möglich, sowohl das Fahrverhalten des Fahrers als auch die Sicherheit der Vorrichtung sicherzustellen und es ist außerdem möglich, die Verbesserung hinsichtlich der Reichweite sicherzustellen.
Ferner, obwohl das Elektrofahrzeug in der vierten bevorzugten Ausführungsform, an welchem das Steuersystem 401 montiert ist, ein Hybridfahrzeug ist, an dem sowohl der Ottomotor als auch die Batterie montiert ist, ist dies nur ein beispielhafter Fall. Das Elektrofahrzeug kann zum Beispiel ein Elektrofahrzeug sein, an welchem nur eine Batterie wie eine Bleibatterie, eine Nickel-Metallhybrid-Batterie, eine Lithiumionenbatterie, oder dergleichen montiert ist, ein Brennstoffzellenfahrzeug, an dem eine Batterie als eine Brennstoffzelle unter Verwendung eines Wasserstoffbrennstoffs montiert ist. In diesem Fall erfasst die Datenerfassungseinheit 61 die Daten bezüglich der verbleibenden Batteriekapazität ausschließlich von dem Batteriekapazitätsmessgerät, die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf den Daten bezüglich der verbleibenden Batteriekapazität, und die Invertersteuereinheit 64 reduziert die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements, welches in dem Leistungswandler 20 enthalten ist, basierend auf dem Ermittlungsergebnis der Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63. Solch eine Konfiguration kann den gleichen Effekt erzeugen wie oben beschrieben.
Die fünfte bevorzugte Ausführungsform
11 ist ein Blockdiagramm, welches eine allgemeine Konfiguration eines Steuersystems 501 in Übereinstimmung mit der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt. Das Steuersystem 501 der fünften bevorzugten Ausführungsform weicht von dem Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform dahingehend ab, dass Daten, welche von einem Temperatursensor 42 erfasst werden und Daten, welche von einem Stromsensor 43 erfasst werden, verwendet werden, anstelle der Daten, die von dem Gaspedalpositionssensor 51 und der Daten, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52 erfasst werden. Da das Steuersystem 501 der fünften bevorzugten Ausführungsform darüber hinaus annähern identisch ist zu dem Steuersystem 101 der ersten bevorzugten Ausführungsform, konzentriert sich die unten abgegebene Beschreibung auf den Unterschied zu dem Steuersystem 101, und die Beschreibung der Bestandteile, des Betriebs, oder dergleichen, die identisch sind zu jenen des Steuersystems 101, wird in geeigneter Weise ausgelassen.
Wie in 11 gezeigt, weist das Steuersystem 501 der fünften bevorzugten Ausführungsform die Energieversorgung 10, den Leistungswandler 20, den Motor 30, die Halbleitervorrichtung 40, und die Steuervorrichtung 60 auf. Die Steuervorrichtung 60 ist elektrisch mit der Halbleitervorrichtung 40 verbunden und weist eine Konfiguration zum Senden und Empfangen von Daten an diese/von dieser auf.
12 ist eine schematische Ansicht, welche eine Konfiguration des Leistungswandlers 20 in Übereinstimmung mit der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt. Wie in 12 gezeigt, umfasst die Halbleitervorrichtung 40 ein Schaltelement 41, den Temperatursensor 42, und den Stromsensor 43.
Der Temperatursensor 42 detektiert eine Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41. In der fünften bevorzugten Ausführungsform ist der Temperatursensor 42 ein On-Chip-Temperatursensor, welcher innerhalb eines Chips des Schaltelements 41 bereitgestellt ist. Ferner ist der Temperatursensor 42 nicht auf einen innerhalb des Chips des Schaltelements 41 beschränkt, sondern er muss nur in der Hauptwandlerschaltung 21 bereitgestellt sein und eingerichtet sein, die Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 zu messen. Als der Temperatursensor 42 kann zum Beispiel ein Temperatursensor verwendet werden, welcher in die Halbleitervorrichtung 40, die als ein intelligentes Leistungsmodul (IPM) ausgebildet ist, integriert ist.
Der Stromsensor 43 detektiert einen Wert eines Stroms Is, welcher in dem Schaltelement 41 fließt. In der fünften bevorzugten Ausführungsform ist der Stromsensor 43 ein On-Chip-Stromsensor zum Detektieren des Wertes des Stroms Is, welcher in einer Strommessregion fließt, die innerhalb eines Chips des Schaltelements 41 angeordnet ist. Ferner ist der Stromsensor 43 nicht auf einen beschränkt, der innerhalb des Chips des Schaltelements 41 angeordnet ist, stattdessen muss dieser nur in der Hauptwandlerschaltung 21 bereitgestellt sein und eingerichtet sein, den Wert des Stroms Is zu messen, der in dem Schaltelement 41 fließt. Der Stromsensor 43 kann eine Konfiguration zum Detektieren des Wertes des Stroms Is aufweisen, der in dem Schaltelement 41 fließt, indem ein nicht gezeigter Shunt-Widerstand mit der Innenseite oder der Außenseite der Halbleitervorrichtung 40 verbunden ist.
Der Temperatursensor 42 und der Stromsensor 43 sind elektrisch mit der Steuervorrichtung 60 verbunden, und die Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41, welche durch den Temperatursensor 42 detektiert wird und der Wert des Stroms Is, der in dem Schaltelement 41 fließt, welcher durch den Stromsensor 43 detektiert wird, werden immer durch die Steuervorrichtung 60 erfasst.
Da die jeweiligen Ausgestaltungen und Arbeitsweisen des Temperatursensors 42 und des Stromsensors 43 allgemein bekannt sind, wird eine detaillierte Beschreibung dieser ausgelassen.
Wie in 12 gezeigt, weist die Hauptwandlerschaltung 21 die Halbleitervorrichtung 40, eine Frequenzteilerschaltung 25, einen Schalter 26, und einen Schalter 27 auf. Die Frequenzteilerschaltung 25 teilt eine Frequenz des Treibersignals, welche von der Treiberschaltung 22 eingegeben wird und gibt die geteilten Frequenzen aus. Als die Frequenzteilerschaltung 25 können zum Beispiel eine 1/2 Frequenzteilerschaltung zum Teilen der Frequenz des eingespeisten Treibersignals in 1/2 oder eine 1/3 Frequenzteilerschaltung zum Teilen der Frequenz des eingespeisten Treibersignals in 1/3 verwendet werden. Der Schalter 26 und der Schalter 27 öffnen und schließen sich im Ansprechen auf den Befehl von der Steuerschaltung 23, und schalten einen Pfad, in dem das Treibersignal von der Treiberschaltung 22 einmal zur Frequenzteilerschaltung 25 übertragen wird und anschließend dem Schaltelement 41 zugeführt wird und einen anderen Pfad, in dem das Treibersignal direkt dem Schaltelement 41 zugeführt wird. Zu einem normalen Zeitpunkt befindet sich der Schalter 26 in einem offenen Zustand und der Schalter 27 in einem geschlossenen Zustand, und das Treibersignal von der Treiberschaltung 22 wird direkt der Steuerelektrode des Schaltelements 41 bereitgestellt.
In dem Leistungswandler 20 der fünften bevorzugten Ausführungsform ist es durch Übernehmen einer Konfiguration, in welcher die Frequenzteilerschaltung 25, die in der Hauptwandlerschaltung 21 bereitgestellt ist, die Frequenz des Treibersignals teilt, möglich, ein Auftreten einer Verzögerung in dem Prozess zu verhindern, in welchem die Steuervorrichtung 60 eine Unregelmäßigkeit detektiert und einen Steuerprozess ausführt, um einen Befehl zum Umschalten der Ansteuerungsfrequenz auszugeben und im Ansprechen auf diesen Befehl wird der Betrieb des Schaltelements 41 tatsächlich umgeschaltet. Dadurch ist es möglich, beliebige Probleme wie eine Verschlechterung des Schaltelements 41 aufgrund eines Temperaturanstiegs des Schaltelements 41 während einer Verzögerungszeit der Verarbeitungsverzögerung oder dergleichen zu verhindern. Da ferner die Ausgestaltung und die Arbeitsweise der Frequenzteilerschaltung 25 allgemein bekannt ist, wie zum Beispiel in der Japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsgazetten-Nr. 6-140923 offenbart, wird deren detailliertere Beschreibung ausgelassen.
In die Steuerschaltung 23 werden Daten bezüglich der Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 von dem Temperatursensor 42 und Daten bezüglich des Wertes des Stroms Is, welcher in dem Schaltelement 41 fließt, von dem Stromsensor 43 eingegeben. Ferner werden vordefinierte Schwellenwerte in der Steuerschaltung 23 festgelegt, und wenn die Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 und das Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur die jeweiligen Schwellenwerte überschreitet, gibt die Steuerschaltung 23 einen Befehl aus zum Umschalten zwischen dem offenen Zustand und dem geschlossenen Zustand der Schalter 26 und 27 aus. Das Treibersignal der Treiberschaltung 22 wird dadurch an der Steuerelektrode des Schaltelements 41 durch die Frequenzteilerschaltung 25 bereitgestellt.
In der fünften bevorzugten Ausführungsform bestimmt die Steuervorrichtung 60 ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf der Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 und dem Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Temperatur. In der fünften bevorzugten Ausführungsform erfasst die Datenerfassungseinheit 61 der Steuervorrichtung 60 die Daten der Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 von dem Temperatursensor 42.
In der fünften bevorzugten Ausführungsform speichert die Speichereinheit 62 in sich ein Vorhersagemodell, welches zum Vorhersagen verwendet wird, ob ein Risiko besteht, dass die Temperatur des Schaltelements 41 in der Zukunft hoch wird oder nicht, basierend auf den Daten bezüglich der Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41. Hier, wie oben beschrieben, beträgt die hitzebeständige Temperatur eines Siliziumhalbleiters allgemein 150 °C und für gewöhnlich ist eine garantierte Betriebstemperatur für einen verwendeten Halbleiter spezifiziert, und im Gegensatz hierzu, ist es allgemein üblich, eine Steuerung auszuführen, um einen Umschaltvorgang bei ungefähr 100 °C in Anbetracht eines Sensorfehlers und einer Verzögerung bei der Verarbeitungsdauer auf der Systemseite auszuführen. Die Temperatur, bei welcher der Umschaltvorgang ausgeführt wird, wird anhand einer Antwort eines Systems festgelegt, welches eine Umschaltsteuerung ausführt, oder dergleichen, und in einem Fall eines langsam antwortenden Systems wird die Temperatur niedrig festgelegt, und in dem umgekehrten Fall, wird die Temperatur auf einen Wert in der Nähe von 150 °C festgelegt. Das langsam antwortende System bezieht sich zum Beispiel auf einen Fall, in dem ein großes Ausmaß an Rauschen vorliegt und eine Filterzeitkonstante, welche zum Filtern des Signals verwendet wird, langsam ist, in einem Fall, in dem ein Arbeitstakt eines Mikrocomputers langsam ist, oder in einem ähnlichen Fall.
Es ist vorzuziehen, dass das Vorhersagemodell, das in der Speichereinheit 62 gespeichert ist, in Anbetracht der oben beschriebenen Umstände erzeugt werden sollte. Ferner können das Vorhersagemodell oder der Schwellenwert experimentell, empirisch, oder auf Basis einer Simulation oder dergleichen festgelegt werden.
Ferner speichert in der fünften bevorzugten Ausführungsform die Speichereinheit 62 in sich ein Modell, welches verwendet wird zum Ermitteln, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf dem Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur des Schaltelements 41. Ferner kann die Methode zum Verknüpfen des Ausmaßes der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur des Schaltelements 41 damit, ob der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, welches zu diesem Zeitpunkt erzeugt wird, in der gleichen Weise ermittelt werden, wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform. Konkret wird auf der Basis der Ergebnisse der Probefahrt in einer Entwicklung des Elektrofahrzeugs und einer Simulation, bei welcher das Elektrofahrzeug simuliert wird, eine Modellierung ausgeführt, indem ein Zusammenhang zwischen dem Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur und der spezifizierten Temperatur wie der garantierten Betriebstemperatur eines Halbleiters hergestellt wird, oder dergleichen.
In der fünften bevorzugten Ausführungsform sagt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 vorher, dass die Last des Elektrofahrzeugs in der Zukunft zunehmen wird und sie sagt die Temperatur des Schaltelements zu diesem Zeitpunkt vorher, basierend auf den Daten bezüglich der Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 und dem Vorhersagemodell, welches in der Speichereinheit 62 gespeichert ist.
Ferner kann eine Konfiguration vorliegen, in welcher die Speichereinheit 62 in sich den Schwellenwert speichert, der zum Ermitteln der Elementtemperatur Ts verwendet wird und die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, ob die Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 den Schwellenwert, der in der Speichereinheit 62 gespeichert ist, überschreitet oder nicht, um dadurch zu ermitteln, ob die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements einen vordefinierten Wert überschreitet oder nicht.
Wenn dann in der fünften bevorzugten Ausführungsform die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet, ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf dem Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur des Schaltelements 41, welche anhand der Daten bezüglich der Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 und des Modells berechnet wird, das in der Speichereinheit 62 gespeichert ist.
Ferner kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 in der fünften bevorzugten Ausführungsform eine Konfiguration zum Ermitteln aufweisen, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, indem ermittelt wird, ob das Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur des Schaltelements 41 den vordefinierten Schwellenwert überschreitet. Wenn das Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur des Schaltelements 41 den vordefinierten Schwellenwert überschreitet, kann ermittelt werden, dass eine große Laständerung in dem Elektrofahrzeug auftritt und zu einem Fahrzustand mit hoher Last wird, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann. In diesem Fall kann eine Konfiguration vorliegen, in welcher die Speichereinheit 62 in sich den Schwellenwert speichert, der zum Ermitteln des Ausmaßes der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur verwendet wird und die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 berechnet das Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur anhand der Daten bezüglich der Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 und ermittelt, ob das berechnete Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur den Schwellenwert überschreitet, der in der Speichereinheit 62 gespeichert ist.
Wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform gibt die Invertersteuereinheit 64, wenn die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, den Befehl zum Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements, welches in dem Leistungswandler 20 enthalten ist, an die Steuerschaltung 23 aus. Mit anderen Worten, wenn die Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 den vordefinierten Wert überschreitet, und das Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur des Schaltelements 41 den vordefinierten Wert überschreitet, reduziert die Invertersteuereinheit 64 die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements 41.
13 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb der Steuervorrichtung 60 in Übereinstimmung mit der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt. Im Schritt S51 erfasst die Datenerfassungseinheit 61 die Daten der Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 von dem Temperatursensor 42.
Im Schritt S52 sagt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 die zukünftige Temperatur des Schaltelements vorher und ermittelt, ob die vorhergesagte Temperatur den vordefinierten Wert überschreitet oder nicht, basierend auf den Daten bezüglich der Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 von dem Temperatursensor 42 und dem Vorhersagemodell, welches zum Vorhersagen verwendet wird, ob ein Risiko besteht, dass die Temperatur des Schaltelements 41 in der Zukunft hoch wird oder nicht.
Ferner kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermitteln, ob die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet oder nicht, indem ermittelt wird, ob die Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 den vordefinierten Schwellenwert überschreitet oder nicht.
Wenn im Schritt S52 die Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 den vordefinierten Schwellenwert nicht überschreitet, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert nicht überschreitet („Nein“ im Schritt S52), beendet die Steuervorrichtung 60 den Prozess in dem in 13 gezeigten Fluss.
Andererseits, wenn im Schritt S52 die Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 den vordefinierten Schwellenwert überschreitet, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet („Ja“ im Schritt S52), wird der Prozess bei einem Ermittlungsprozess von Schritt S53 fortgeführt.
Im Schritt S53 ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf dem Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur des Schaltelements 41, welche anhand der Daten bezüglich der Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 und des Modells berechnet wird, das in der Speichereinheit 62 gespeichert ist.
Ferner kann die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermitteln, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, indem ermittelt wird, ob das Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur, welches anhand der Daten bezüglich der Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 berechnet wird, den Schwellenwert überschreitet, der in der Speichereinheit 62 gespeichert ist.
Wenn im Schritt S53 die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Schwellenwert nicht überschreitet, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann ("Nein im Schritt S53), beendet die Steuervorrichtung 60 den Prozess in dem Fluss, der in 13 gezeigt ist.
Andererseits, wenn im Schritt S53 die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs den vordefinierten Schwellenwert überschreitet, mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann („Ja“ im Schritt S53), wird der Prozess bei einem Prozess von Schritt S54 fortgeführt.
Im Schritt S54 gibt die Invertersteuereinheit 64 den Befehl zum Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements 41, welches in dem Leistungswandler 20 enthalten ist, an die Steuerschaltung 23 aus, basierend auf dem Ermittlungsergebnis der Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63. Basierend auf diesem Befehl gibt die Steuerschaltung 23 das Steuersignal an die Treiberschaltung 22 aus und die Treiberschaltung 22 gibt das Treibersignal, welches durch Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz erhalten wird, an das Schaltelement aus, um dadurch die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements tatsächlich zu reduzieren. Anschließend wird der in dem Fluss von 13 gezeigte Prozess beendet.
Ferner, wenn die Invertersteuereinheit 64 die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements 41 reduziert, gibt der Leistungswandler 20 der fünften bevorzugten Ausführungsform den Befehl zum Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements 41 an die Steuerschaltung 23 aus, und zur selben Zeit oder davor, teilt der Leistungswandler 20 der fünften bevorzugten Ausführungsform die Frequenz des Treibersignals, welches zur Ansteuerung des Schaltelements 41 verwendet wird. Mit anderen Worten, werden in der fünften bevorzugten Ausführungsform die Daten bezüglich der Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41, welche durch den Temperatursensor 42 detektiert werden, auch der Steuerschaltung 23 in der Phase von Schritt S51 bereitgestellt. Wenn dann die Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 den vordefinierten Schwellenwert überschreitet, und das Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur den vordefinierten Schwellenwert überschreitet, gibt die Steuerschaltung 23 den Befehl zum Umschalten zwischen dem geöffneten Zustand und dem geschlossenen Zustand der Schalter 26 und 27 aus. Das Treibersignal der Treiberschaltung 22 durchläuft dadurch die Frequenzteilerschaltung 25, in welcher dessen Frequenz geteilt wird, und das frequenzgeteilte Treibersignal wird der Steuerelektrode des Schaltelements 41 bereitgestellt.
Auch in dem Steuersystem 501 der fünften bevorzugten Ausführungsform kann der gleiche Effekt erzeugt werden, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben ist.
Ferner, in der Phase von Schritt S51, wenn die Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 und das Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur die jeweiligen vordefinierten Schwellenwerte überschreiten, teilt das Steuersystem 501 der fünften bevorzugten Ausführungsform die Frequenz des Treibersignals, welches dem Schaltelement 41 bereitzustellen ist, unter Verwendung der Frequenzteilerschaltung 25. Dadurch ist es möglich ein Auftreten einer Verzögerung in dem Prozess zu verhindern, in dem die Steuervorrichtung 60 eine Unregelmäßigkeit detektiert und den Steuerprozess zum Ausgeben des Befehls zum Umschalten der Ansteuerungsfrequenz ausgibt und im Ansprechen auf diesen Befehl wird der Betrieb des Schaltelements 41 tatsächlich umgeschaltet. Somit ist es dadurch möglich, Probleme wie eine Verschlechterung des Schaltelements 41 aufgrund eines Temperaturanstiegs des Schaltelements 41 während einer Verzögerungszeit der Verarbeitungsverzögerung zu verhindern, oder dergleichen.
Ferner, obwohl in der fünften bevorzugten Ausführungsform das Steuersystem 501 die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements 41 auf der Basis der Daten bezüglich der Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41, welche von dem Temperatursensor 42 erfasst wird, reduziert, ist dies nur ein beispielhafter Fall. Zum Beispiel kann das Steuersystem 501 die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements 41 auf der Basis des Wertes des Stroms Is, welcher in dem Schaltelement 41 fließt reduzieren, welcher von dem Stromsensor 43 erfasst wird.
In diesem Fall erfasst die Datenerfassungseinheit 61 die Daten bezüglich des Wertes des Stroms Is, der in dem Schaltelement 41 fließt, von dem Stromsensor 43. Die Speichereinheit 62 speichert in sich das Vorhersagemodell oder dergleichen oder den Schwellenwert, der zum Ermitteln des Wertes des Stroms Is verwendet wird und ein Modell oder dergleichen oder einen Schwellenwert, welche zum Ermitteln des Ausmaßes der Änderung von dls/dt in dem Stromwert verwendet werden. Die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 ermittelt, ob die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements einen vordefinierten Wert überschreitet oder nicht, basierend auf dem Wert des Stroms Is und dem Vorhersagemodell oder dergleichen oder dem Schwellenwert. Ferner ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf dem Ausmaß der Änderung von dls/dt in dem Stromwert und dem Modell oder dergleichen oder dem Schwellenwert. Wenn der Wert des Stroms Is des Schaltelements 41 den vordefinierten Wert überschreitet und das Ausmaß der Änderung von dls/dt in dem Stromwert den vordefinierten Wert überschreitet, reduziert die Invertersteuereinheit 64 die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements 41.
Die Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 steigt aufgrund der Wärmeerzeugung an, welche den Schaltvorgang zum Ausführen der Leistungswandlung begleitet. Aus diesem Grund hängt das Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur hauptsächlich von dem Betrag eines durch das Schaltelement 41 zu schaltenden Stroms ab, d. h., der Betrag eines Elementstroms, welcher das Schaltelement 41 passiert. Daher ist es möglich, die Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 anhand des Wertes des Stroms Is, der durch das Schaltelement 41 fließt, vorherzusagen und das Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Elementtemperatur anhand des Ausmaßes der Änderung von dls/dt in dem Stromwert vorherzusagen. Dementsprechend hat das Ermitteln, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf dem Wert des Stroms Is, der durch das Schaltelement 41 fließt und dem Ausmaß der Änderung von dls/dt in dem Stromwert, die gleiche Bedeutung, wie das Ermitteln, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf der Elementtemperatur Ts des Schaltelements 41 und dem Ausmaß der Änderung von dTs/dt in der Temperatur.
14 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb der Steuervorrichtung 60 in Übereinstimmung mit einer Variation der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt. Im Schritt S61 erfasst die Datenerfassungseinheit 61 die Daten des Wertes des Stroms Is, welcher in dem Schaltelement 41 fließt, von dem Stromsensor 43. Im Schritt S62 ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63, ob der Wert des Stroms Is, der in dem Schaltelement 41 fließt, den vordefinierten Schwellenwert überschreitet oder nicht. Ferner ermittelt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 im Schritt S63, ob das Ausmaß der Änderung von dls/dt in dem Stromwert den vordefinierten Schwellenwert überschreitet, oder nicht. Wenn dann im Schritt S64 der Wert des Stroms Is, der in dem Schaltelement 41 fließt, den vordefinierten Wert überschreitet und das Ausmaß der Änderung von dls/dt in dem Strom des Schaltelements 41 den vordefinierten Wert überschreitet, gibt die Invertersteuereinheit 64 den Befehl zum Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements 41 an die Steuerschaltung 23 aus.
Auch in der Variation der fünften bevorzugten Ausführungsform kann der gleiche Effekt erzeugt werden, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben ist.
Die sechste bevorzugte Ausführungsform
In den ersten bis fünften bevorzugten Ausführungsformen ermittelt die Steuervorrichtung 60, ob die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements den vordefinierten Wert überschreitet oder nicht, basierend auf den Daten, die von unterschiedlichen Geräten erfasst werden, die innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt sind und dem Vorhersagemodell oder dergleichen oder dem Schwellenwert, die in der Speichereinheit 62 gespeichert sind. Ferner ermittelt die Steuervorrichtung 60, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf den Daten, die von unterschiedlichen Geräten erfasst wurden, die innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt sind und dem Modell oder dergleichen oder dem Schwellenwert. Hier wird das Vorhersagemodell oder dergleichen oder der Schwellenwert, welche für das oben beschriebene Ermitteln verwendet werden, auf Basis eines Fragebogens oder dergleichen festgelegt, der bei einer Probefahrt in einer Entwicklung ausgefüllt wird, oder sie werden im Vorfeld experimentell, empirisch, oder auf Basis einer Simulation oder dergleichen festgelegt. In der sechsten bevorzugten Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, in dem das Vorhersagemodell oder dergleichen oder der Schwellenwert, welche für das Ermitteln verwendet werden, durch ein maschinelles Lernen unter Verwendung einer AI (künstlichen Intelligenz) erzeugt oder ermittelt werden. Ferner, obwohl ein Fall, in dem die AI für die Erzeugung des Vorhersagemodells angewendet wird oder dergleichen in der ersten bevorzugten Ausführungsform unten beschrieben wird, kann dies auch für eine beliebige andere bevorzugte Ausführungsform gelten.
<Lernphase>
15 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Lernvorrichtung 70 zum Erzeugen eines gelernten Modells zeigt, das in einer Steuervorrichtung 60a in Übereinstimmung mit der sechsten Ausführungsform eingesetzt wird. Die Lernvorrichtung 70 ist innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt und erzeugt und lernt ein Modell, welches zum Ableiten eines Ergebnisses verwendet wird (hier nachfolgend als Geräuschtoleranzermittlungsergebnis bezeichnet), welches erhalten wird, indem ermittelt wird, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, indem Lerndaten verwendet werden, welche die Daten beinhalten, die von dem Gerät erfasst werden, das innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt ist, in einem vordefinierten Fahrschema des Elektrofahrzeugs und eines Ergebnisses (nachfolgend als zulässiges Ermittlungsergebnis bezeichnet), welches erhalten wird, indem im Vorfeld ermittelt wird, ob der Fahrer ein Geräusch, wie ein von dem Leistungswandler 20 erzeugtes Geräusch, zulassen kann oder nicht in dem Fahrschema. Die Lernvorrichtung 70 beinhaltet eine Lerndatenerfassungseinheit 71, eine Modellerzeugungseinheit 72, und eine Speichereinheit 73 für ein gelerntes Modell.
Die Lerndatenerfassungseinheit 71 erfasst Daten, die erhalten werden, indem die Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A in einem vordefinierten Fahrschema des Elektrofahrzeugs, die Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs, und ein Ergebnis, welches erhalten wird, indem ermittelt wird, ob der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, welches von dem Leistungswandler 20 bei der Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt wird, als die Lerndaten verknüpft werden.
Die Modellerzeugungseinheit 72 lernt das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis auf der Basis der Lerndaten, die auf Basis einer Kombination aus der Gaspedalöffnung A und der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs in dem vordefinierten Fahrschema erzeugt wurden, welche von der Lerndatenerfassungseinheit 71 ausgegeben werden, und dem zulässigen Ermittlungsergebnis zu diesem Zeitpunkt. Mit anderen Worten erzeugt die Modellerzeugungseinheit 72 das gelernte Modell, welches zum Ableiten eines optimalen Geräuschtoleranzermittlungsergebnisses anhand der Gaspedalöffnung A und der Fahrzeuggeschwindigkeit in dem vordefinierten Fahrschema des Elektrofahrzeugs und dem zulässigen Ermittlungsergebnis verwendet wird. Hier sind die Lerndaten Daten, welche durch Verknüpfen der Gaspedalöffnung A und der Fahrzeuggeschwindigkeit in dem vordefinierten Fahrschema erhalten werden und das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis. Ferner kann ein Vorgang zum Verknüpfen einer Vielzahl von Daten, welche als die Lerndaten zu verwenden sind, vor oder nach deren Erfassen durch die Lerndatenerfassungseinheit 71 ausgeführt werden.
Als Lernalgorithmus, welcher durch die Modellerzeugungseinheit 72 verwendet wird, kann ein allgemein bekannter Algorithmus verwendet werden, wie ein überwachtes Lernen, ein unüberwachtes Lernen, ein verstärkendes Lernen, oder dergleichen. Als ein Beispiel wird ein Fall beschrieben, auf welchen ein neuronales Netz angewendet wird.
Die Modellerzeugungseinheit 72 lernt das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis durch das sogenannte überwachte Lernen zum Beispiel in Übereinstimmung mit einem Modell eines neuronalen Netzes. Hier bezieht sich das überwachte Lernen auf ein Verfahren, bei dem eine Kombination von Daten einer Eingabe und eines Ergebnisses (Label) in die Lernvorrichtung 70 eingegeben werden und die Lernvorrichtung 70 die Eigenschaften der Lerndaten lernt und ein Ergebnis von einer Eingabe ableitet.
Das neuronale Netz setzt sich aus einer Eingabeschicht, die aus einer Vielzahl von Neuronen ausgebildet ist, einer mittleren Schicht (versteckte Schicht), welche aus einer Vielzahl von Neuronen ausgebildet ist, und einer Ausgabeschicht zusammen, welche aus einer Vielzahl von Neuronen ausgebildet ist. Die mittlere Schicht kann eine Schicht, oder zwei Schichten oder mehr aufweisen.
In solch einem dreischichtigen neuronalen Netz, das in 19 gezeigt ist, wird zum Beispiel, wenn eine Vielzahl von Eingaben in die Eingabeschicht (X1 bis X3) eingegeben werden, jeder Wert davon mit einem Gewicht W1 (w11 bis w16) multipliziert und das Produkt wird in die mittlere Schicht (Y1 bis Y2) eingegeben, und anschließend wird das Ergebnis mit einem weiteren Gewicht W2 (w21 bis w26) multipliziert und das Produkt wird von der Ausgabeschicht (Z1 bis Z3) ausgegeben. Das Ausgabeergebnis hängt von jeweiligen Werten der Gewichte W1 und W2 ab.
In der vorliegenden Anwendung lernt das neuronale Netz ein Ergebnis, welches erhalten wird, indem ermittelt wird, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, durch das sogenannte überwachte Lernen in Übereinstimmung mit den Lerndaten, die auf Basis der Kombination aus der Gaspedalöffnung A und der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs in dem vordefinierten Fahrschema erzeugt wurden, welche durch die Lerndatenerfassungseinheit 71 erfasst werden, und dem zulässigen Ermittlungsergebnis zu diesem Zeitpunkt.
Mit anderen Worten führt das neuronales Netz ein Lernen durch Anpassen der Gewichte W1 und W2 aus, sodass das Ergebnis, welches von der Ausgabeschicht als ein Ergebnis der Eingabe der Gaspedalöffnung A und der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs in die Eingabeschicht ausgegeben wird, näher an das zulässige Ermittlungsergebnis herankommen sollte.
Die Modellerzeugungseinheit 72 erzeugt das gelernte Modell durch Ausführen des oben beschriebenen Lernens und gibt das gelernte Modell aus.
Die Speichereinheit 73 für das gelernte Modell speichert in sich das gelernte Modell, welches von der Modellerzeugungseinheit 72 ausgegeben wird. Das gelernte Modell, welches solchermaßen erzeugt wird, bewirkt, dass die später beschriebene Steuervorrichtung 60a derart arbeitet, dass sie ein Ermittlungsergebnis dahingehend ausgibt (d. h., das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis), ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf den Daten (d. h., der Gaspedalöffnung A und er Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs), die von dem Gerät innerhalb des Fahrzeugs in dem vordefinierten Fahrschema des Elektrofahrzeugs erfasst wurden und dem Ergebnis (d. h., dem zulässigen Ermittlungsergebnis), welches erhalten wird, indem im Vorfeld ermittelt wird, ob der Fahrer ein Geräusch in dem jeweiligen Fahrschema zulassen kann oder nicht.
Als Nächstes wird mit Bezug zu 16 ein Prozess beschrieben, in dem die Lernvorrichtung 70 ein Lernen ausführt. 16 ist ein Flussdiagramm, welches sich auf einen Lernprozess der Lernvorrichtung 70 bezieht.
Im Schritt S71 erfasst die Lerndatenerfassungseinheit 71 die Gaspedalöffnung A und die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs in einem vordefinierten Fahrschema und das zulässige Ermittlungsergebnis zu diesem Zeitpunkt. Ferner, obwohl die Gaspedalöffnung A und die Fahrzeuggeschwindigkeit und das zulässige Ermittlungsergebnis zu dem Zeitpunkt gleichzeitig erfasst werden, können, nur wenn die Gaspedalöffnung A und die Fahrzeuggeschwindigkeit und das zulässige Ermittlungsergebnis eingegeben werden, welche miteinander verknüpft werden, die Gaspedalöffnung A und die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Daten bezüglich des zulässigen Ermittlungsergebnisses zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst werden.
Im Schritt 72 lernt die Modellerzeugungseinheit 72 das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis durch das sogenannte überwachte Lernen in Übereinstimmung mit den Lerndaten, welche basierend auf einer Kombination aus der Gaspedalöffnung A und der Fahrzeuggeschwindigkeit, welche durch die Lerndatenerfassungseinheit 71 erfasst werden und dem zulässigen Ermittlungsergebnis erzeugt werden, und sie erzeugt das gelernte Modell.
Im Schritt S73 speichert die Speichereinheit 73 für das gelernte Modell in sich das gelernte Modell, welches durch die Modellerzeugungseinheit 72 erzeugt wurde.
<Nutzungsphase>
17 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration der Steuervorrichtung 60a in Übereinstimmung mit der sechsten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Die Steuervorrichtung 60a ist innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt und sie erfasst Daten von dem Gerät, das innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt ist in einem vordefinierten Fahrschema des Elektrofahrzeugs, und gibt das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis anhand der erfassten Daten aus, indem das gelernte Modell verwendet wird, welches zum Ableiten des Geräuschtoleranzermittlungsergebnisses anhand der in dem Fahrschema erfassten Daten verwendet wird. Die Steuervorrichtung 60a ist zum Beispiel anstelle der Steuervorrichtung 60 in dem Steuersystem 101 bereitgestellt, das in der oben beschriebenen ersten bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, und sie ist eine elektronische Steuereinheit (ECU), welche die gleiche Funktion aufweist wie jene der Steuervorrichtung 60 und sie steuert den Betrieb des Leistungswandlers 20. Die Steuervorrichtung 60a enthält eine Ableitungsdatenerfassungseinheit 61a, eine Speichereinheit 62a, eine Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63a, und die Invertersteuereinheit 64.
Die Ableitungsdatenerfassungseinheit 61a erfasst die Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A von dem Gaspedalpositionssensor 51 und erfasst die Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52.
Die Speichereinheit 62a speichert in sich das gelernte Modell, welches durch die Lernvorrichtung 70 erzeugt wurde.
Durch Verwenden des gelernten Modells, das in der Speichereinheit 62a gespeichert ist, leitet die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63a das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis ab, das von dem gelernten Modell erhalten werden soll. Mit anderen Worten, indem die Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A und die Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs, welche durch die Ableitungsdatenerfassungseinheit 61a erfasst werden, in das gelernte Modell eingegeben werden, kann das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis, welches anhand der Gaspedalöffnung A und der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeleitet wird, ausgegeben werden.
Ferner, obwohl in der sechsten bevorzugten Ausführungsform der Fall beschrieben wurde, in dem das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis unter Verwendung des gelernten Modells ausgegeben wird, welches mittels der Modellerzeugungseinheit 72 durch ein Lernen während einer Probefahrt des Elektrofahrzeugs erhalten wird, kann ein Fall vorliegen, in dem das gelernte Modell, von außerhalb erfasst wird, wie einem anderen Elektrofahrzeug oder dergleichen und das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis wird auf Basis dieses Modells ausgegeben.
Als Nächstes wird mit Bezug zu 18 ein Prozess zum Erhalten des Geräuschtoleranzermittlungsergebnisses unter Verwendung der Steuervorrichtung 60a und zum Umschalten der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements auf Basis des Ermittlungsergebnisses beschrieben.
Im Schritt S81 erfasst die Ableitungsdatenerfassungseinheit 61a die Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A von dem Gaspedalpositionssensor 51 und erfasst die Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52.
Im Schritt S82 gibt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63a die Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A und die Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs in das gelernte Modell ein, welches in der Speichereinheit 62a gespeichert ist, und erhält das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis.
Im Schritt S83 gibt die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63a das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis, welches von dem gelernten Modell erhalten wurde, an die Invertersteuereinheit 64 aus.
Im Schritt S84 gibt die Invertersteuereinheit 64 den Befehl zum Reduzieren der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements, welches in dem Leistungswandler 20 enthalten ist, an die Steuerschaltung 23 aus, basierend auf dem ausgegebenen Geräuschtoleranzermittlungsergebnis. Dadurch ist es möglich, die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements tatsächlich zu reduzieren.
Auch in der sechsten bevorzugten Ausführungsform kann der gleiche Effekt erzeugt werden, wie in den ersten bis fünften bevorzugten Ausführungsformen beschrieben ist.
Obwohl ferner in der sechsten bevorzugten Ausführungsform der Fall beschrieben wurde, in dem das überwachte Lernen auf den Lernalgorithmus angewendet wird, welcher durch die Modellerzeugungseinheit 72 verwendet wird, ist dies nur ein beispielhafter Fall. Als der Lernalgorithmus kann das verstärkende Lernen, das unüberwachte Lernen, ein halbüberwachtes Lernen, oder dergleichen, sowie das überwachte Lernen angewendet werden.
Ferner kann die Speichereinheit 73 für das gelernte Modell ein Speicher sein, der in der Lernvorrichtung 70 oder der Steuervorrichtung 60a enthalten ist, oder sie kann aus einem externen Speicher, einem in einer anderen Vorrichtung enthaltenen Speicher, oder dergleichen ausgebildet sein.
Ferner ist das gelernte Modell, welches durch die Modellerzeugungseinheit 72 erzeugt wird, nicht auf eines beschränkt, welches in der Speichereinheit 73 für das gelernte Modell gespeichert ist. Das gelernte Modell kann zum Beispiel in einem computerlesbaren Speichermedium wie einem optischen Datenträger oder dergleichen gespeichert sein. In diesem Fall wird das durch die Modellerzeugungseinheit 72 erzeugte gelernte Modell in dem Speichermedium gespeichert, statt in der Speichereinheit 73 für das gelernte Modell gespeichert zu werden. Anschließend speichert die Steuervorrichtung 60a das gelernte Modell, das von dem Speichermedium abgerufen wurde, in der Speichereinheit 62a, um wie oben beschrieben verwendet zu werden, um das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis abzuleiten.
Darüber hinaus wird die Lernvorrichtung 70 verwendet, um das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis während der Probefahrt des Elektrofahrzeugs zu lernen, sie ist aber nicht darauf beschränkt, innerhalb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt zu werden. Die Steuervorrichtung 60a wird ebenfalls verwendet, um das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis während der Fahrt des Elektrofahrzeugs abzuleiten, indem das gelernte Modell, welches durch die Lernvorrichtung 70 erzeugt wurde, verwendet wird, sie ist aber nicht darauf beschränkt, innerhalb des Fahrzeugs bereitgestellt zu werden. Die Lernvorrichtung 70 und die Steuervorrichtung 60a können zum Beispiel jeweils eine Vorrichtung sein, die separat von dem Elektrofahrzeug bereitgestellt ist und mit dem Elektrofahrzeug über ein Netzwerk verbunden ist. Ferner können die Lernvorrichtung 70 und die Steuervorrichtung 60a jeweils in das Elektrofahrzeug integriert sein. Darüber hinaus können die Lernvorrichtung 70 und die Steuervorrichtung 60a jeweils auf einem Cloud-Server existieren.
Ferner existiert nicht nur der Fall, in dem die gesamte Konfiguration der Lernvorrichtung 70 und der Steuervorrichtung 60a mit dem Elektrofahrzeug über das Netzwerk verbunden ist oder auf dem Cloud-Server existiert, sondern es kann auch eine Konfiguration vorliegen, in welcher die Lerndatenerfassungseinheit 71 und/oder die Modellerzeugungseinheit 72, und/oder die Speichereinheit 73 für das gelernte Modell und/oder die Ableitungsdatenerfassungseinheit 61 a und/oder die Speichereinheit 62 und/oder die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63 und/oder die Invertersteuereinheit 64, die ein Teil der Funktionen sind, welche die Lernvorrichtung 70 und die Steuervorrichtung 60a aufweisen, mit dem Elektrofahrzeug über das Netzwerk verbunden sind oder auf dem Cloud-Server existieren.
Darüber hinaus kann die Modellerzeugungseinheit 72 das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis in Übereinstimmung mit den gelernten Daten lernen, welche von einer Vielzahl von Elektrofahrzeugen erzeugt werden. Ferner kann die Modellerzeugungseinheit 72 die Lerndaten von der Vielzahl von Elektrofahrzeugen erfassen, welche in demselben Land, demselben Gebiet oder dergleichen verwendet werden, oder sie kann das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis lernen, indem die gelernten Daten verwendet werden, welche von der Vielzahl von Elektrofahrzeugen gesammelt wurden, die unabhängig in unterschiedlichen Ländern, Gebieten, oder dergleichen betrieben werden. Darüber hinaus kann das Elektrofahrzeug, von welchem die Lerndaten gesammelt werden, innerhalb des Prozesses zu den Zielfahrzeugen hinzugefügt oder von den Zielfahrzeugen entfernt werden. Ferner kann die Lernvorrichtung 70, welche das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis als ein Elektrofahrzeug lernt, auf unterschiedliche Elektrofahrzeuge angewendet werden und das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis als das abweichende Elektrofahrzeug erneut lernen, um das Ergebnis zu aktualisieren.
Ferner kann als der Lernalgorithmus, welcher durch die Modellerzeugungseinheit 72 verwendet wird, ein tiefes Lernen verwendet werden, bei welchem eine Extraktion eines Merkmalswertes gelernt wird, oder es kann ein maschinelles Lernen in Übereinstimmung mit einem weiteren wohlbekannten Verfahren wie einer genetisches Programmierung, einer funktionalen Logikprogrammierung, einer Support-Vektor-Maschine, oder dergleichen ausgeführt werden.
Als Nächstes wird eine sechste bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Die Variation der sechsten bevorzugten Ausführungsform ist dahingehend identisch zu der bevorzugten sechsten Ausführungsform, dass das gelernte Modell, welches durch das maschinelle Lernen unter Verwendung der Al erzeugt wird, verwendet wird, wenn ein Ermitteln ausgeführt wird, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, anstelle der Verwendung des Vorhersagemodells oder dergleichen, oder des Schwellenwertes, welcher auf Basis eines Fragebogens, eines Simulationsergebnisses, oder dergleichen bei der Probefahrt festgelegt wurde. In der Variation der sechsten bevorzugten Ausführungsform wird zusätzlich hierzu ein Lernen bezüglich des Zustandes, in dem der Fahrer ein Geräusch nicht zulassen kann verstärkt und ein Ableitungsvorgang bezüglich des Geräuschtoleranzermittlungsergebnisses wird korrigiert, sodass die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements nicht reduziert wird in dem Fall, in dem der Fahrer ein Geräusch nicht zulassen kann.
In einem Fall, in dem die Al auf die Erzeugung des Vorhersagemodells oder dergleichen in der ersten bevorzugten Ausführungsform angewendet wird, zum Beispiel, indem die Daten verwendet werden, welche erhalten werden durch Verknüpfen der Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A in einem vordefinierten Fahrschema, der Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs, und des zulässigen Ermittlungsergebnisses in dem Fahrschema, als die Lerndaten, kann die Modellerzeugungseinheit 72 das gelernte Modell wie oben beschrieben durch ein maschinelles Lernen erzeugen.
In diesem Fall, zum Beispiel in einem Fall, in dem eine Zeitdauer für den Übergang von einem Zustand, in dem ermittelt wird, dass es notwendig ist, die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements in einen anderen Zustand umzuschalten, in dem ermittelt wird, dass es nicht notwendig ist, die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements umzuschalten, sehr kurz ist, anhand der Daten, die als die Lerndaten verwenden werden, konkret, in einem Fall, in dem eine hohe Last, welche auf das Schaltelement einwirkt, für eine sehr kurze Zeitdauer anhält, wie ein Fall, in dem eine Gaspedalbetätigung des Fahrers unmittelbar nach dem Niederdrücken des Gaspedals aufgebhoben wird, oder ein ähnlicher Fall, kann nicht ermittelt werden, dass der Fahrer seine Absicht zeigt, ein Geräusch zuzulassen. Aus diesem Grund ist ein Umschalten der Ansteuerungsfrequenz in einem solchen Fall durch den Fahrer nicht erlaubt und wird als nicht geeignet angesehen. Daher ist es für die Daten in einem solchen Fall erforderlich, den Ableitungsvorgang in dem gelernten Modell zu korrigieren, sodass das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis, welches angibt, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, ausgegeben werden sollte.
Als die Daten (nachfolgend bezeichnet als unnötige Umschaltvorgangsdaten) in einem Fall, in dem eine Zeitdauer für den Übergang (oder eine Zeitdauer während der ein Zustand anhält, in dem einen hohe Last an dem Schaltelement anliegt, nachfolgend als eine Schaltvorgangsdauer bezeichnet) von einem Zustand, in dem ermittelt wird, dass es notwendig ist, die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements umzuschalten zu einem anderen Zustand, in dem ermittelt wird, dass es unnötig ist die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements umzuschalten, sehr kurz ist, falls die Daten mit dem zulässigen Ermittlungsergebnis verknüpft sind, welches angibt, dass der Fahrer ein Geräusch nicht zulassen kann, entsteht hier ein Problem, wenn die unnötigen Umschaltvorgangsdaten als die Lerndaten verwendet werden. Andererseits, falls die unnötigen Umschaltvorgangsdaten mit dem zulässigen Ermittlungsergebnis verknüpft sind, welches angibt, dass der Treiber ein Geräusch zulassen kann, wird es erforderlich, den Ableitungsvorgang zu korrigieren, wenn die Daten als die Lerndaten verwendet werden.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Korrektur des Ableitungsvorgangs in dem gelernten Modell beschrieben. Zunächst wird im Vorfeld ein Schwellenwert tb festgelegt, welcher verwendet wird zum Ermitteln, ob ein Umschalten der Ansteuerungsfrequenz erforderlich ist oder nicht. Die Modellerzeugungseinheit 72 der Lernvorrichtung 70 führt zum Beispiel ein Lernen unter Verwendung der Lerndaten aus, welche in den Daten enthalten sind, die erhalten werden durch das Verknüpfen der Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A in dem vordefinierten Fahrschema, der Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs, der Zulässigkeit des Ermittlungsergebnisses, welches angibt, dass der Fahrer ein Geräusch in dem Fahrschema zulassen kann, und der Dauer des Umschaltvorgangs in dem Fahrschema.
Zu diesem Zeitpunkt ermittelt die Modellerzeugungseinheit 72, ob die Umschaltvorgangsdauer in dem Fahrschema nicht länger ist als der Schwellenwert tb, welcher im Vorfeld festgelegt wird. Dann, wenn die Umschaltvorgangsdauer in dem Fahrschema länger ist als der Schwellenwert tb, lernt die Modellerzeugungseinheit 72, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, basierend auf der Zulässigkeit des Ermittlungsergebnisses, welches angibt, dass der Fahrer ein Geräusch zulassen kann. Andererseits, wenn die Umschaltvorgangsdauer in dem Fahrschema nicht länger ist als der Schwellenwert tb, lernt die Modellerzeugungseinheit 72, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, unabhängig von der Zulässigkeit des Ermittlungsergebnisses, welches angibt, dass der Fahrer ein Geräusch zulassen kann. Die Modellerzeugungseinheit 72 erzeugt hierdurch ein gelerntes Modell, welches zum Ableiten eines geeigneteren Geräuschtoleranzermittlungsergebnisses verwendet wird.
In dem gelernten Modell, welches solchermaßen erzeugt wird, wird, wenn die Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A in dem vordefinierten Fahrschema, die Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs, und die Umschaltvorgangsdauer in dem Fahrschema eingegeben werden, in einem Fall, in dem die Umschaltvorgangsdauer länger ist als der Schwellenwert tb, ein Geräuschtoleranzermittlungsergebnis ausgegeben auf Basis der Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A in dem Fahrschema und den Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs. Andererseits, in einem Fall, in dem die Umschaltvorgangsdauer nicht länger ist als der Schwellenwert tb, wird ein Geräuschtoleranzermittlungsergebnis ausgegeben, welches angibt, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, unabhängig von den Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A in dem Fahrschema und den Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs.
Mit anderen Worten, wenn in dem oben beschriebenen gelernten Modell die unnötigen Umschaltvorgangsdaten, welche angeben, dass die Umschaltvorgangsdauer sehr kurz ist, eingegeben werden, wird das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis ausgegeben, welches angibt, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann. Die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63a der Steuervorrichtung 60a leitet das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis ab, welches von dem gelernten Modell erhalten wurde, wie oben beschrieben, indem das auf diese Weise erzeugte gelernte Modell verwendet wird.
Auch in der Variation der sechsten bevorzugten Ausführungsform kann der gleiche Effekt erzeugt werden, wie in den ersten bis sechsten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben ist.
Ferner ist es in der Variation der sechsten bevorzugten Ausführungsform möglich, durch Verwenden des gelernten Modells, welches zum Ableiten eines geeigneteren Geräuschtoleranzermittlungsergebnisses verwendet wird, in geeigneterer Weise sowohl die Antwort auf das Geräusch, welches von dem Leistungswandler 20 erzeugt wird, als auch das Niederhalten der Wärmeerzeugung des Schaltelements und eine Verbesserung hinsichtlich der Ansteuerungseffizienz zu erreichen.
Ferner, obwohl in der Variation der sechsten bevorzugten Ausführungsform der Fall beschrieben wurde, in dem die Al auf das Erzeugen des Vorhersagemodells oder dergleichen in der ersten bevorzugten Ausführungsform angewendet wird, ist die nur ein beispielhafter Fall. In einem Fall, in dem dies zum Beispiel auf die zweite bevorzugte Ausführungsform angewendet wird, führt die Modellerzeugungseinheit 72 der Lernvorrichtung 70 ein Lernen aus, indem die Daten verwendet werden, welche erhalten werden durch Verknüpfen der Information bezüglich der Steigung der Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Elektrofahrzeug fährt, welche in den Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute enthalten ist, der Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs, der Zulässigkeit des Ermittlungsergebnisses zu diesem Zeitpunkt, und der Daten, die angeben, dass das Elektrofahrzeug nicht auf einer ansteigenden Straße fährt, um zu lernen, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, unabhängig von der Zulässigkeit des Ermittlungsergebnisses, welches angibt, dass der Fahrer ein Geräusch zulassen kann. Als die Daten, welche angeben, dass das Elektrofahrzeug nicht auf einer ansteigenden Straße fährt, werden die Daten verwendet, welche angeben, dass das Elektrofahrzeug von der geplanten Fahrtroute abweicht, unmittelbar, bevor das Elektrofahrzeug in die ansteigende Straße einfährt oder die Daten, welche angeben, dass das Elektrofahrzeug aktuell nicht die ansteigende Straße befährt, durch einen plötzlichen Halt mit einem plötzlichen Bremsen, oder dergleichen.
In dem gelernten Modell, welches solchermaßen erzeugt wird, wird, wenn die Daten, welche angeben, dass das Elektrofahrzeug keine ansteigende Straße befährt, zum selben Zeitpunkt erfasst werden, zusätzlich zu der Information bezüglich der Steigung der Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Elektrofahrzeug fährt, welche in den Daten bezüglich der Fahrtroute enthalten ist, und den Daten der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs, selbst wenn üblicherweise von den Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute abgeleitet wird, dass das Elektrofahrzeug die ansteigende Straße in naher Zukunft befahren wird und es wird ermittelt, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis ausgegeben, welches angibt, dass es kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann.
Ferner, in einem Fall, in dem dies zum Beispiel auf die dritte bevorzugte Ausführungsform oder deren Variation angewendet wird, führt die Modellerzeugungseinheit 72 der Lernvorrichtung 70 ein Lernen aus, indem die Lerndaten verwendet werden, welche die Daten enthalten, die erhalten wurden, indem die Information, welche angibt, dass das Elektrofahrzeug ein autonomes Fahren unter Verwendung der Fahrerassistenzvorrichtung ausführt, und falls notwendig die Daten bezüglich der Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs, die Daten bezüglich der Gaspedalöffnung A des Elektrofahrzeugs, das zulässige Ermittlungsergebnis zu diesem Zeitpunkt, und die Umschaltvorgangsdauer in dem Fahrschema verknüpft werden. Zu diesem Zeitpunkt, wie in dem oben beschriebenen Fall, lernt die Modellerzeugungseinheit 72 der Lernvorrichtung 70, wenn die Umschaltvorgangsdauer länger ist als der Schwellenwert tb, dass ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, basierend auf dem zulässigen Ermittlungsergebnis, welches angibt, dass der Fahrer ein Geräusch zulassen kann. Andererseits, wenn die Umschaltvorgangsdauer in dem Fahrschema nicht länger als der Schwellenwert tb ist, lernt die Modellerzeugungseinheit 72 der Lernvorrichtung 70, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, unabhängig von der Zulässigkeit des Ermittlungsergebnisses, welches angibt, dass der Fahrer ein Geräusch zulassen kann.
Als der Fall, in dem die Umschaltvorgangsdauer in diesem Beispiel sehr kurz ist, wird konkret ein Fall betrachtet, in dem eine Gaspedalbetätigung des Fahrers unmittelbar aufgehoben wird, nachdem das Gaspedal niedergedrückt wurde, ein Fall, in dem das autonome Fahren durch die Fahrerassistenzvorrichtung unmittelbar aufgehoben wird, nachdem die Fahrerassistenzvorrichtung ein automatisches Überholen ermittelt, oder ähnliche Fälle.
Ebenfalls in dem solchermaßen erzeugten gelernten Modell wird, wenn die unnötigen Umschaltvorgangsdaten, welche angeben, dass die Umschaltvorgangsdauer sehr kurz ist, eingegeben werden, das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis ausgegeben, welches angibt, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann.
Das Vorstehende zusammenfassend kann in einem Fall, in dem die unnötigen Umschaltvorgangsdaten, welche angeben, dass das Umschalten der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements nicht wirklich benötigt wird, eingegeben werden, wie ein Fall, in dem der Umschaltvorgang nicht wirklich erforderlich ist, da die Umschaltvorgangsdauer von dem Zeitpunkt zum Ausführen der Umschaltermittlung der Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements zum dem Zeitpunkt des tatsächlichen Umschaltens der Ansteuerungsfrequenz sehr kurz ist, in einem Fall, in dem der Umschaltvorgang nicht wirklich erforderlich ist, da das Elektrofahrzeug nicht auf einer ansteigenden Straße fährt, oder in einem ähnlichen Fall, das gelernte Modell eingerichtet sein, das Geräuschtoleranzermittlungsergebnis auszugeben, welches angibt, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, unabhängig von weiteren eingegebenen Daten. Wenn die Modellerzeugungseinheit 72 der Lernvorrichtung 70 ein solchermaßen gelerntes Modell erzeugt und die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit 63a der Steuervorrichtung 60a das gelernte Modell verwendet, wird es möglich, ein geeigneteres Geräuschtoleranzermittlungsergebnis abzuleiten.
Ferner, obwohl in der sechsten bevorzugten Ausführungsform und der Variation davon der Fall beschrieben wurde, in dem die Lernvorrichtung 70 und die Steuervorrichtung 60a unterschiedliche Vorrichtungskonfigurationen sind, kann eine Konfiguration vorliegen, in welcher die Steuervorrichtung 60a auch die Funktion der Lernvorrichtung 70 aufweist, mit anderen Worten, kann eine Vorrichtungskonfiguration vorliegen, in welcher die Steuervorrichtung 60a die Lernvorrichtung 70 in sich beinhaltet. In diesem Fall können die Lerndatenerfassungseinheit 71 und die Ableitungsdatenerfassungseinheit 61 a implementiert sein durch (ausgebildet sein aus) dieselbe Funktion, und sie können zum Beispiel durch das gemeinsame Programm implementiert sein. Ferner in diesem Fall, wenn die Speichereinheit 73 für das gelernte Modell und die Speichereinheit 62a aus demselben Speicher oder dergleichen ausgebildet sind, wird es, da es unnötig ist, das erzeugte gelernte Modell aus dem Speicher oder dergleichen, welcher es speichert, zu bewegen, unnötig, das gelernte Modell durch das Speichermedium oder dergleichen zu übertragen und zu empfangen.
Ferner, wie oben beschrieben, kann eine Konfiguration vorliegen, in welcher die gesamte oder ein Teil der Konfiguration der Lernvorrichtung 70 oder der Steuervorrichtung 60a über das Netzwerk mit dem Elektrofahrzeug verbunden ist oder auf dem Cloud-Server existiert.
<Abschließend>
In den bevorzugten Ausführungsformen, die oben in der vorliegenden Spezifikation beschrieben sind, sind ferner die Qualität eines Materials, das Material, die Größe, die Form, die relative Anordungsbeziehung, die Umsetzungsbedingung, oder dergleichen des jeweiligen Bestandteils in einigen Fällen beschrieben, aber dies ist in allen Aspekten nur ein Beispiel und nicht einschränkend. Daher wird eine unbestimmte Anzahl nicht beispielhaft gezeigter Modifikationen, Variationen, und Äquivalente innerhalb des Schutzbereichs der Technik angenommen, die in den vorliegenden Ausführungsformen offenbart sind. Diese Modifikationen, Variationen, und Äquivalente enthalten zum Beispiel beispielhafte Fälle, in denen ein beliebiger Bestandteil verformt, hinzugefügt, und/oder ausgelassen wird, und weiter, in denen wenigstens ein Bestandteil in wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform extrahiert wird und mit einem Bestandteil in einer beliebigen anderen bevorzugten Ausführungsform kombiniert wird.
Wenn darüber hinaus in den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschrieben ist, dass etwas „einen“ Bestandteil enthält, kann etwas „ein oder mehrere“ Bestandteile enthalten, so lange kein Widerspruch entsteht. Darüber hinaus ist jeder Bestandteil eine konzeptionelle Einheit, welche Fälle enthält, in denen ein Bestandteil aus einer Vielzahl struktureller Objekte ausgebildet ist und in denen ein Bestandteil mit einem Teil eines strukturellen Objekts korrespondiert.
Darüber hinaus wird eine beliebige Beschreibung in der vorliegenden Spezifikation nicht als Stand der Technik betrachtet.
Ferner können die bevorzugten Ausführungsformen frei kombiniert werden, oder sie können in geeigneter Weise verändert oder ausgelassen werden.
Bezugszeichenliste
10 Energieversorgung, 20 Leistungswandler, 21 Hauptwandlerschaltung, 22 Treiberschaltung, 23 Steuerschaltung, 25 Frequenzteilerschaltung, 26 Schalter, 27 Schalter, 30 Motor, 40 Halbleitervorrichtung, 41 Schaltelement, 42 Temperatursensor, 43 Stromsensor, 51 Gaspedalpositionssensor, 52 Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, 53 Navigationsvorrichtung, 54 Fahrerassistenzvorrichtung, 55 Richtungsanzeiger, 56 Kraftstoffanzeige, 57 Batteriekapazitätsmessgerät, 60, 60a Steuervorrichtung, 61 Datenerfassungseinheit, 61a Ableitungsdatenerfassungseinheit, 62, 62a Speichereinheit, 63, 63a Frequenzumschaltungsermittlungseinheit, 64 Invertersteuereinheit, 66 Sender-/Empfängervorrichtung, 67 Prozessor, 68 Speicher (ROM), 69 Speicher (RAM), 70 Lernvorrichtung, 71 Lerndatenerfassungseinheit, 72 Modellerzeugungseinheit, 73 Speichereinheit für ein gelerntes Modell, 101, 201, 301, 401, 501 Steuersystem

Claims

Steuersystem zur Steuerung eines Betriebs eines Leistungswandlers, welcher eine Leistungswandlung zwischen einem Motor zum Antreiben eines Fahrzeugs und einer Energieversorgung ausführt, aufweisend: • eine Datenerfassungseinheit zum Erfassen von Daten eines Gerätes, welches innerhalb eines Fahrzeugs bereitgestellt ist; und • eine Steuereinheit zum Reduzieren einer Ansteuerungsfrequenz eines Schaltelements, welches in dem Leistungswandler enthalten ist, wenn auf Basis der durch die Datenerfassungseinheit erfassten Daten ermitteln wird, dass ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann.
Steuersystem nach Anspruch 1 weiter aufweisend: • eine Speichereinheit zum Speichern von Daten darin, welche erhalten werden durch Verknüpfen eines vordefinierten Fahrschemas des Fahrzeugs mit einem Ergebnis, das durch ein Ermitteln im Vorfeld erhalten wird, ob ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, welches von dem Leistungswandler in dem Fahrschema erzeugt wird, für jedes Fahrschema; und • eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln, ob ein aktueller Fahrzustand des Fahrzeugs mit dem Fahrschema übereinstimmt oder nicht, basierend auf den Daten, welche durch die Datenerfassungseinheit erfasst wurden.
Steuersystem nach Anspruch 2, wobei • die Speichereinheit in sich ein Vorhersagemodell speichert, welches zum Vorhersagen einer zukünftigen Last des Motors oder des Leistungswandlers verwendet wird, basierend auf den Daten, die von dem Gerät erfasst wurden und einem Vergleichsausdruck, welcher verwendet wird, um eine Temperatur des Schaltelements auf Basis der Last des Motors oder des Leistungswandlers und Eigenschaften des Schaltelements zu erhalten, und • die Ermittlungseinheit eine zukünftige Temperatur des Schaltelements vorhersagt, basierend auf dem Vorhersagemodell und dem Vergleichsausdruck, und wenn die vorhergesagte Temperatur des Schaltelements einen vordefinierten Wert überschreitet, führt die Ermittlungseinheit ein Ermitteln aus, ob der aktuelle Fahrzustand des Fahrzeugs mit dem Fahrschema übereinstimmt oder nicht.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinheit ermittelt, ob ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf der vorhergesagten Temperatur des Schaltelements und einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei • das Gerät einen Gaspedalpositionssensor zum Detektieren einer Gaspedalöffnung des Fahrzeugs und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs aufweist, • die Datenerfassungseinheit Daten bezüglich der Gaspedalöffnung des Fahrzeugs von dem Gaspedalpositionssensor und Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasst, und • die Steuereinheit eine Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert, wenn das Ausmaß der Änderung der Gaspedalöffnung des Fahrzeugs einen vordefinierten Wert überschreitet und die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs einen vordefinierten Wert überschreitet.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei • das Gerät eine Navigationsvorrichtung, welche eine Positionsinformation des Fahrzeugs aufweist und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs beinhaltet, • die Datenerfassungseinheit Daten bezüglich einer geplanten Fahrtroute des Fahrzeugs von der Navigationsvorrichtung und Daten bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasst, und • die Steuereinheit eine Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert, wenn anhand von Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute des Fahrzeugs vorhergesagt wird, dass eine Last des Fahrzeugs zunehmen wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs einen vordefinierten Wert überschreitet.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei • das Gerät eine Navigationsvorrichtung, welche eine Positionsinformation des Fahrzeugs aufweist und einen Beschleunigungssensor zum Detektieren einer Beschleunigung des Fahrzeugs enthält, • die Datenerfassungseinheit Daten bezüglich einer geplanten Fahrtroute des Fahrzeugs von der Navigationsvorrichtung und Daten bezüglich der Beschleunigung des Fahrzeugs von dem Beschleunigungssensor erfasst, und • die Steuereinheit eine Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert, wenn anhand der Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute des Fahrzeugs vorhergesagt wird, dass eine Last des Fahrzeugs zunehmen sollte und die Beschleunigung des Fahrzeugs einen vordefinierten Wert überschreitet.
Steuersystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Steuereinheit vorhersagt, ob die Last des Fahrzeugs zunehmen sollte oder nicht, basierend auf den Daten bezüglich der geplanten Fahrtroute des Fahrzeugs, welche eine Information über eine Steigung einer Fahrbahnoberfläche enthält, auf welcher das Fahrzeug fährt.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei • das Gerät eine Fahrerassistenzvorrichtung zur Unterstützung eines Fahrens des Fahrzeugs ist, • die Datenerfassungseinheit Daten bezüglich eines Fahrzustandes des Fahrzeugs von der Fahrerassistenzvorrichtung erfasst, und • die Steuereinheit eine Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert, wenn die Fahrerassistenzvorrichtung ein Überholen ausführt.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei • das Gerät eine Fahrerassistenzvorrichtung zum Unterstützen eines Fahrens des Fahrzeugs, einen Gaspedalpositionssensor zum Detektieren einer Gaspedalöffnung des Fahrzeugs, und einen Richtungsanzeiger zum Anzeigen einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs aufweist, • die Datenerfassungseinheit Daten bezüglich eines Fahrzustandes des Fahrzeugs von der Fahrerassistenzvorrichtung, Daten bezüglich der Gaspedalöffnung des Fahrzeugs von dem Gaspedalpositionssensor, und Daten bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs von dem Richtungsanzeiger erfasst, und • die Steuereinheit eine Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert, wenn ein Zustand vorliegt, in dem die Fahrerassistenzvorrichtung eine Fahrerunterstützung ausführt und auf Basis der Daten bezüglich der Gaspedalöffnung des Fahrzeugs und der Daten bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermittelt wird, dass ein Fahrer ein Überholen ausführen sollte.
Steuersystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Fahrerassistenzvorrichtung automatisch einen Fahrbetrieb ausführt, welcher bewirkt, dass das Fahrzeug mit einer vordefinierten Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, während ein Zwischenfahrzeugabstand zwischen dem Fahrzeug und einem weiteren Fahrzeug konstant gehalten wird.
Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit ermittelt, ob ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf einer Reichweite mit welcher das Fahrzeug in Zukunft fahren kann.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1, 2, und 12, wobei • das Gerät eine Kraftstoffanzeige zum Detektieren der verbleibenden Kraftstoffmenge des Fahrzeugs ist, • die Datenerfassungseinheit Daten bezüglich der verbleibenden Kraftstoffmenge des Fahrzeugs von der Kraftstoffanzeige erfasst, und • die Steuereinheit eine Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert, wenn die verbleibende Kraftstoffmenge des Fahrzeugs unter einen vordefinierten Wert fällt.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1, 2, und 12, wobei • das Gerät ein Batteriekapazitätsmessgerät zum Detektieren einer verbleibenden Batteriekapazität des Fahrzeugs ist, • die Datenerfassungseinheit Daten bezüglich der verbleibenden Batteriekapazität des Fahrzeugs von dem Batteriekapazitätsmessgerät erfasst, und • die Steuereinheit eine Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert, wenn die verbleibende Batteriekapazität des Fahrzeugs unter einen vordefinierten Wert fällt.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinheit ermittelt, ob ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf der Temperatur und dem Ausmaß einer Temperaturänderung des Schaltelements.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, und 15, wobei • das Gerät ein Temperatursensor zum Detektieren der Temperatur des Schaltelements ist, • die Datenerfassungseinheit Daten bezüglich der Temperatur des Schaltelements von dem Temperatursensor erfasst, und • die Steuereinheit eine Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert, wenn die Temperatur des Schaltelements einen vordefinierten Wert überschreitet und das Ausmaß der Temperaturänderung des Schaltelements einen vordefinierten Wert überschreitet.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, und 15, wobei • das Gerät ein Stromsensor zum Detektieren eines Stromwertes des Schaltelements ist, • die Datenerfassungseinheit Daten des Stromwertes des Schaltelements von dem Stromsensor erfasst, und • die Steuereinheit eine Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert, wenn der Stromwert des Schaltelements einen vordefinierten Wert überschreitet und das Ausmaß der Änderung des Stromwertes des Schaltelements einen vordefinierten Wert überschreitet.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Leistungswandler eine Frequenz eines Treibersignals teilt, welches zum Ansteuern des Schaltelements verwendet wird, wenn die Steuereinheit eine Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements reduziert.
Steuervorrichtung zur Steuerung eines Betriebs eines Leistungswandlers, welcher eine Leistungswandlung zwischen einem Motor zum Antreiben eines Fahrzeugs und einer Energieversorgung ausführt, aufweisend: • eine Datenerfassungseinheit zum Erfassen von Daten von einem Gerät, welches innerhalb des Fahrzeugs bereitgestellt ist; • eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln, ob ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, auf Basis der durch die Datenerfassungseinheit erfassten Daten; und • eine Steuereinheit zum Ausgeben eines Befehls, um eine Ansteuerungsfrequenz eines Schaltelements zu reduzieren, welches in dem Leistungswandler enthalten ist, wenn die Ermittlungseinheit ermittelt, dass ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann.
Steuerverfahren zur Steuerung eines Betriebs eines Leistungswandlers, welcher eine Leistungswandlung zwischen einem Motor zum Antreiben eines Fahrzeugs und einer Energieversorgung ausführt, aufweisend: • einen Datenerfassungsschritt zum Erfassen von Daten von einem Gerät, das innerhalb des Fahrzeugs bereitgestellt ist; • einen Ermittlungsschritt zum Ermitteln, ob ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, basierend auf den erfassten Daten; und • einen Steuerschritt zum Reduzieren einer Ansteuerungsfrequenz eines Schaltelements, welches in dem Leistungswandler enthalten ist, wenn ermittelt wird, dass ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann.
Programm, welches in einer Steuervorrichtung zum Steuern eines Betriebs eines Leistungswandlers ausgeführt wird, welcher eine Leistungswandlung zwischen einem Motor für einen Antrieb eines Fahrzeugs und einer Energieversorgung ausführt, wodurch die Steuervorrichtung veranlasst wird auszuführen: • einen Ermittlungsschritt zum Ermitteln, ob ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, auf Basis der Daten, die von einem innerhalb des Fahrzeugs bereitgestellten Gerät erfasst wurden; und • einen Steuerschritt zum Ausgeben eines Befehls zum Reduzieren einer Ansteuerungsfrequenz eines Schaltelements, welches in dem Leistungswandler enthalten ist, wenn ermittelt wird, dass ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann.
Elektrofahrzeug aufweisend: • eine Energieversorgung; • einen Motor zum Antreiben eines Fahrzeugs; • einen Leistungswandler zum Ausführen einer Leistungswandlung zwischen der Energieversorgung und dem Motor; und • eine Steuervorrichtung zum Erfassen von Daten von einem Gerät, das innerhalb des Fahrzeugs bereitgestellt ist und zum Reduzieren einer Ansteuerungsfrequenz eines Schaltelements, welches in dem Leistungswandler enthalten ist, wenn auf Basis der erfassten Daten ermittelt wird, dass ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann.
Lernvorrichtung aufweisend: • eine Lerndatenerfassungseinheit zum Erfassen von Lerndaten, welche Daten enthalten, die von einem Gerät erfasst werden, welches innerhalb eines Fahrzeugs bereitgestellt ist, in einem vordefinierten Fahrschema des Fahrzeugs und ein Ergebnis, welches erhalten wird, indem im Vorfeld ermittelt wird, ob ein Fahrer ein Geräusch in dem Fahrschema zulassen kann oder nicht; und • eine Modellerzeugungseinheit zum Erzeugen eines gelernten Modells, welches anhand der Daten, die von dem innerhalb des Fahrzeugs bereitgestellten Gerät erfasst wurden, ableitet, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, indem die Lerndaten verwendet werden.
Steuervorrichtung aufweisend: • eine Ableitungsdatenerfassungseinheit zum Erfassen von Daten von einem Gerät, das innerhalb des Fahrzeugs bereitgestellt ist, in einem vordefinierten Fahrschema des Fahrzeugs; und • eine Frequenzumschaltungsermittlungseinheit zum Ausgeben eines Ermittlungsergebnisses, ob ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht, anhand der Daten, welche durch die Ableitungsdatenerfassungseinheit erfasst wurden, indem ein gelerntes Modell zum Ableiten verwendet wird, anhand der Daten, die von dem Gerät erfasst wurden, das innerhalb des Fahrzeugs bereitgestellt ist, in dem Fahrschema, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann oder nicht.
Steuervorrichtung nach Anspruch 24, wobei • das Fahrzeug einen Leistungswandler zum Ausführen einer Leistungswandlung zwischen einer Energieversorgung und einem Motor aufweist, und • die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit ein Ermittlungsergebnis ausgibt, welches anzeigt, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, wenn Daten eingegeben werden, was anzeigt, dass es nicht notwendig ist, eine Ansteuerungsfrequenz eines in dem Leistungswandler enthaltenen Schaltelements umzuschalten.
Steuervorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Frequenzumschaltungsermittlungseinheit das Ermittlungsergebnis ausgibt, welches angibt, dass kein Zustand vorliegt, in dem der Fahrer ein Geräusch zulassen kann, wenn Daten eingegeben werden, welche angeben, dass eine Zeitdauer für den Übergang von einem Zustand, in dem ermittelt wird, dass es notwendig ist eine Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements umzuschalten in einen anderen Zustand, in dem ermittelt wird, dass es unnötig ist, die Ansteuerungsfrequenz des Schaltelements umzuschalten, sehr kurz ist.
Gelerntes Modell, welches in einer Steuervorrichtung zum Steuern eines Betriebs eines Leistungswandlers betrieben wird, welcher eine Leistungswandlung zwischen einem Motor für einen Antrieb eines Fahrzeugs und einer Energieversorgung ausführt, wobei • das gelernte Modell bewirkt, dass die Steuervorrichtung derart arbeitet, dass ein Ermittlungsergebnis dahingehend ausgegeben wird, ob ein Zustand vorliegt, in dem ein Fahrer ein Geräusch zulassen kann, basierend auf Daten, welche von einem innerhalb des Fahrzeugs bereitgestelltem Gerät erfasst werden in einem vordefinierten Fahrschema des Fahrzeugs und einem Ergebnis, das erhalten wird, indem im Vorfeld ermittelt wird, ob der Fahrer ein Geräusch in dem Fahrschema zulassen kann oder nicht.