JP2021052501A - 制御装置、車両システム及び制御方法 - Google Patents

制御装置、車両システム及び制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 モータの騒音及び振動を抑えることができる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、電動機へ電力を出力するインバータを制御する制御装置であって、前記電動機の電動機駆動トルク、前記電動機の回転数及び直流電圧によって、前記電動機を所定条件に応じて、前記インバータの制御方式としてワンパルス制御及びパルス幅変調制御のいずれを採用するかを決定する。【選択図】図２

Description

本発明は、制御装置、車両システム及び制御方法に関する。
従来、電動車両の駆動制御に関する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００９−１００５４８号公報
上述した従来技術による電動車両は、モータを駆動するためのインバータ回路の制御において、同期１パルス制御モードを用いた制御を行っていた。
しかしながら、従来技術による電動車両では、同期１パルス制御モードを用いた場合にモータの騒音、振動及び全体効率が悪化するという問題があった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、モータの騒音、振動及び全体効率の悪化を抑えることができる制御装置を提供することを目的の一つとする。
上記の課題を解決するために、本発明に係る電圧変換回路は以下の構成を採用した。
（１）本発明の一態様に係る制御装置は、電動機へ電力を出力するインバータを制御する制御装置であって、前記電動機の電動機駆動トルク、前記電動機の回転数及び直流電圧によって、前記電動機を所定条件に応じて、前記インバータの制御方式としてワンパルス制御及びパルス幅変調制御のいずれを採用するかを決定する。
（２）上記（１）に記載の制御装置は、センサ学習情報によって、位相センサ誤差情報を算出可能か判定し、第二所定条件に用いる。
（３）上記（１）又は（２）に記載の制御装置は、センサ学習情報を用いた第二所定条件によって、前記ワンパルス制御及び前記パルス幅変調制御のいずれを採用するかを決定する。
（４）上記（１）から（３）のいずれか一項に記載の制御装置は、前記電動機駆動トルクと前記回転数及び前記直流電圧によって、駆動効率を算出し、所定条件に用いる。
（５）上記（１）から（４）のいずれか一項に記載の制御装置は、前記電動機駆動トルクと前記回転数及び前記直流電圧によって、ワンパルス制御時の電流値を算出することによって、所定条件に用いる。
（６）上記（１）から（５）のいずれか一項に記載の制御装置は、前記電動機駆動トルクと前記回転数及び前記直流電圧によって、ワンパルス制御時の騒音値を算出することによって、所定条件に用いる。
（７）上記（１）から（６）のいずれか一項に記載の制御装置と、前記制御装置によって駆動される駆動輪と、を備えた車両システムである。
（８）本発明の一態様に係る制御方法は、電動機へ電力を出力するインバータを制御し、前記電動機の電動機駆動トルク、前記電動機の回転数及び直流電圧によって、電動機を所定条件に応じて、前記インバータの制御方式としてワンパルス制御及びパルス幅変調制御のいずれを採用するかを決定する。
（１）から（８）の態様によれば、モータの騒音及び振動を抑えることができる制御装置を提供することができる。
本発明の実施形態における車両制御装置の機能構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態における制御装置の機能構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態における正弦波ＰＷＭ制御の電圧波形の一例を示す図である。 本発明の実施形態における過変調ＰＷＭ制御の電圧波形の一例を示す図である。 本発明の実施形態におけるワンパルス制御の電圧波形の一例を示す図である。 本発明の実施形態におけるワンパルス要求判定部によるワンパルス駆動判定の一連の動作の一例を示す図である。
［実施形態］
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の実施形態における車両制御装置１の機能構成の一例を示す図である。本実施形態の車両制御装置１は、電動車両等に搭載されている。電動車両には、電気自動車、ハイブリッド電気自動車（HEV;Hybrid Electrical Vehicle）及び燃料電池自動車（FCV;Fuel Cell Vehicle）などの各種車両が含まれる。電気自動車は、バッテリを動力源として駆動する。ハイブリッド電気自動車は、バッテリ及び内燃機関を動力源として駆動する。燃料電池自動車は、燃料電池を駆動源として駆動する。以下の説明において、これらの車両の種類を区別しない場合には、総称して電動車両と記載する。
ハイブリッド電気自動車の駆動方式には、パラレル方式やシリーズ方式（レンジエクステンダー方式を含む）、シリーズ／パラレル方式などがある。本実施形態の制御装置は、これらの駆動方式に適用できる他、電動機を動力源とする様々な駆動方式の車両に搭載出来る。
なお、以下の説明において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、説明を省略する場合がある。
［車両制御装置１の機能構成］
車両制御装置１は、バッテリ２０と、インバータ１０と、モータ３０と、制御装置５０とを備える。
バッテリ２０は、車両に搭載された状態で、外部電源によって充電される。また、バッテリ２０は、車両から取り外した状態で、車外の充電器により充電することも可能である。バッテリ２０は、モータ３０やその他の車載機器に電力を供給する。
モータ３０は、車両が走行するための動力（駆動力）を発生させる。モータ３０は、例えば、バッテリ２０により出力された電力を用いて動作可能である。モータ３０の動力は、不図示のトランスミッションを介して不図示の車軸に伝達される。モータ３０は、車両の減速制動時に回生発電機として機能し、発電した電力を、バッテリ２０に出力する。この一例において、モータ３０は、三相交流モータである。以後の説明においてモータ３０を電動機と記載することもある。
インバータ１０は、バッテリ２０とモータ３０との間に電気的に接続されている。インバータ１０は、バッテリ２０により出力された直流電力を交流電力に変換して、変換した交流電力をモータ３０に出力することにより、モータ３０を駆動させる。また、インバータ１０はモータ３０により出力された交流電力を直流電力に変換して、変換した直流電力をバッテリ２０に出力することにより、バッテリ２０を充電させる。
具体的に、インバータ１０は、複数のスイッチング素子の接続状態を制御することにより、モータ３０の各相に電流を流すか否かを制御する。また、インバータ１０は、モータ３０の各相に流す電流の向きを制御する。
より具体的には、スイッチング素子半導体スイッチング素子である。一例として、スイッチング素子とは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ、電力用バイポーラトランジスタ等である。
なお、インバータ１０は、不図示のＰＤＵ（Power Drive Unit）に含まれていてもよい。
制御装置５０は、集積回路などにより機能するハードウエア機能部として構成されていてもよく、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウエア機能部として構成されていてもよい。ソフトウエア機能部は、ＣＰＵ等のプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、及びタイマー等の電子回路を備えるＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。
制御装置５０は、モータ駆動トルク、モータ回転数及びＤＣ電圧等のモータ３０の駆動に関する情報を取得し、取得した情報に基づきインバータ１０を制御する。
ここで、インバータ１０はモータへ電力を提供する。つまり、制御装置５０は、モータ（電動機）へ電力を出力するインバータ１０を制御する。また、制御装置５０は、車両システムにおいて、インバータ１０を制御することにより、車両が備える駆動輪を駆動する。
［制御装置５０の機能構成］
図２は、本発明の実施形態における制御装置５０の機能構成の一例を示す図である。
制御装置５０は、ワンパルス要求判定部５１と、駆動部５２と、モータ情報取得部５３と、レゾルバ学習情報取得部５４とを備える。
モータ情報取得部５３は、いずれも不図示の電流センサ、電圧センサ、レゾルバなどの回転角センサなどからモータ情報ＭＩを取得する。なお、モータ情報取得部５３が取得するモータ情報ＭＩには、電流センサ、電圧センサ、レゾルバなどの回転角センサなどから得られた情報から算出される情報（例えば、電流センサから得られた駆動電流値から算出される駆動トルクの情報）が含まれていてもよい。
モータ情報ＭＩとは、モータ３０の駆動状態に関する情報である。モータ情報ＭＩとは、例えば、モータ３０の駆動トルク、線間電圧（直流電圧）、回転角、回転数等である。モータ情報取得部５３は、取得したモータ情報ＭＩをワンパルス要求判定部５１に提供する。
レゾルバ学習情報取得部５４は、不図示の不揮発性メモリからレゾルバ学習情報ＲＩを取得する。
レゾルバとは、モータ３０の回転角を検出する回転角センサ（位相センサ）である。レゾルバが検出するモータ３０の回転角の情報は、モータ３０の回転数の算出などに利用される。
レゾルバ学習情報ＲＩとは、レゾルバの学習に関する情報である。レゾルバの学習とは、キャリブレーション（校正）であり、具体的には、モータ３０のロータ基準角度と、レゾルバの出力信号、組付け角度との対応関係を記憶することである。モータ３０にレゾルバを組み付ける場合、角度のずれが生じる。レゾルバの学習は、モータ３０のロータ基準角度に対するレゾルバの組付け角度を校正する場合に行われる。この一例において、レゾルバの学習対象の情報は、物理的なロータの基準角度と、レゾルバの出力信号の位相角との関係である。レゾルバの学習を行うことにより、角度のずれを校正することができる。
例えば、レゾルバの学習は、工場における出荷検査時や、販売店や整備場におけるサービス時に行われる。
不図示の不揮発性メモリは、レゾルバの学習情報（物理的なロータの基準角度と、レゾルバの出力信号の位相角との関係性等）を、レゾルバ学習情報ＲＩとして記憶する。また
、レゾルバ学習情報ＲＩは、レゾルバが学習済みであるか未学習であるかの情報を含んでいてもよい。以後の説明において、レゾルバ学習情報ＲＩをセンサ学習情報とも記載することがある。
レゾルバ学習情報取得部５４は、ワンパルス要求判定部５１に、レゾルバ学習情報ＲＩを提供する。
ワンパルス要求判定部５１は、損失最小ワンパルス要求判定部５１０と、過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１と、モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２と、レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３と、ワンパルス要求調停部５１４とを備える。
この一例において、ワンパルス要求判定部５１は、モータ情報取得部５３から取得するモータ情報ＭＩ及びレゾルバ学習情報取得部５４から取得するレゾルバ学習情報ＲＩに基づき、ワンパルス制御をするか否かを判定する。また、ワンパルス要求判定部５１は、ワンパルス制御をするか否かの情報を、ワンパルス駆動情報ＯＤＩとして駆動部５２に提供する。
［ワンパルス制御及びＰＷＭ制御］
ここで、ワンパルス制御とＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御とについて説明する。
ワンパルス制御及びＰＷＭ制御は、いずれもモータ３０の駆動に関する制御方式である。この一例において、ワンパルス制御とは、モータ３０に印加する線間電圧のスイッチング周期と同様の周期で印加されるワンパルスにより、モータ３０を駆動する方式である。ＰＷＭ制御とは、多パルス制御の一例である。多パルス制御には、ワンパルス制御以外のモータ制御方式が広く含まれる。
ＰＷＭ制御には、正弦波ＰＷＭ制御や過変調ＰＷＭ制御等が含まれる。正弦波ＰＷＭ制御及び過変調ＰＷＭ制御は、いずれもモータ３０の電流に対するフィードバック制御によってモータ３０に印加する電圧の振幅及び位相を制御する。図３を参照して正弦波ＰＷＭ制御について説明し、次に図４を参照して過変調ＰＷＭ制御について説明する。
図３は、本発明の実施形態における正弦波ＰＷＭ制御の電圧波形の一例を示す図である。同図には、モータ３０の一相に係る電圧の大きさを、横軸を時間として示す。同図の一例では、パルスのデューティ比を変化させることにより、正弦波Ｗ１と同等のエネルギーをモータ３０に与えている。つまり、正弦波ＰＷＭ制御とは、正弦波Ｗ１の電圧値の振幅を、モータ３０の線間に印加する電圧の振幅以下の状態にしてパルス幅変調を行うことによって、電圧値とＰＷＭ信号との線形性を維持する制御方式である。
図４は、本発明の実施形態における過変調ＰＷＭ制御の電圧波形の一例を示す図である。同図には、モータ３０の一相に係る電圧の大きさを、横軸を時間として示す。
過変調ＰＷＭ制御とは、正弦波Ｗ２の電圧値の振幅が、モータ３０の線間に印加する電圧の振幅よりも大きい状態でパルス幅変調を行うことによって、電圧値とＰＷＭ信号との非線形性を許容している。つまり、過変調ＰＷＭ制御とは、正弦波状であるモータ３０の線間電圧を矩形波状に近づくように歪ませて、線間電圧が正弦波状である場合に比べて電圧利用率を増大させる制御方式である。
同図の例では、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間及び時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間（以後の説明において、非線形期間とも記載する。）において、正弦波Ｗ２の値が実際に印加する電圧値を上回っている。つまり、同図の例では、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間及び時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間において、モータ３０の線間電圧が正弦波状から矩形波状に近づき、電圧利用率が増大している。
図５は、本発明の実施形態におけるワンパルス制御の電圧波形の一例を示す図である。同図には、モータ３０の一相に係る電圧の大きさを、横軸を時間として示す。
ワンパルス制御では、１周期において２度のスイッチングを行う。同図の一例では、正弦波Ｗ３の周期と同一の周期である時刻ｔ１から時刻ｔ３の１周期において、時刻ｔ１及び時刻ｔ２の２つの時点でのみスイッチングを行っている。ワンパルス制御により、正弦波ＰＷＭ制御や過変調ＰＷＭ制御と比較して、さらに電圧利用率が増大している。
ＰＷＭ制御（例えば、正弦波ＰＷＭ制御や過変調ＰＷＭ制御）では、スイッチングによりモータ３０に与えられるエネルギー量を制御している。正弦波ＰＷＭ制御では、電圧値とＰＷＭ信号との線形性を維持するためにスイッチングを行っている。過変調ＰＷＭ制御では、非線形期間においてはスイッチング行われないものの、非線形期間以外では電圧値とＰＷＭ信号との線形性を維持するためにスイッチングを行っている。したがって、正弦波ＰＷＭ制御のスイッチング回数と、過変調ＰＷＭ制御のスイッチング回数とを比較すると、過変調ＰＷＭ制御のスイッチング回数の方が少ない。
一方、ワンパルス制御では、１周期において２回のスイッチングを行うのみである。したがって、ワンパルス制御のスイッチング回数は、正弦波ＰＷＭ制御のスイッチング回数と比較しても、過変調ＰＷＭ制御のスイッチング回数と比較しても、少ない。
このようにワンパルス制御では、ＰＷＭ制御（例えば、正弦波ＰＷＭ制御や過変調ＰＷＭ制御）と比較して、スイッチング回数が抑えられる。したがって、ワンパルス制御では、ＰＷＭ制御と比較して、スイッチングによる電力損失を抑えることができる。
図１に戻って、ワンパルス要求判定部５１が備える各構成要素についての説明を行う。
損失最小ワンパルス要求判定部５１０は、モータ情報取得部５３からモータ情報ＭＩを取得する。損失最小ワンパルス要求判定部５１０は、取得したモータ情報ＭＩに基づき、駆動効率の算出を行う。損失最小ワンパルス要求判定部５１０は、算出した駆動効率に基づき、ワンパルス制御をするか否かの判定を行う。
上述したように、モータ情報ＭＩには、電動機駆動トルク（モータ３０の駆動トルク）と電動機（モータ３０）の回転数及び直流電圧が含まれている。つまり、損失最小ワンパルス要求判定部５１０は、電動機駆動トルク（モータ３０の駆動トルク）と電動機（モータ３０）の回転数及び直流電圧によって、駆動効率を算出し、所定条件に用いる。
損失最小ワンパルス要求判定部５１０は、ワンパルス要求調停部５１４に、ワンパルス駆動を行うか否かを示す情報である損失最小ワンパルス要求情報ＰＲＩを提供する。
過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１は、モータ情報取得部５３からモータ情報ＭＩを取得する。過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１は、取得したモータ情報ＭＩに基づき、ワンパルス制御をした場合にモータ３０に流れる電流値の算出を行う。過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１は、モータ３０に流れる電流値に基づき、過大電流となるか否かの判定を行う。
つまり、過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１は、電動機駆動トルク（モータ３０の駆動トルク）と電動機（モータ３０）の回転数及び直流電圧によって、ワンパルス制御時の電流値を算出することによって、所定条件に用いる。
過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１は、ワンパルス要求調停部５１４に、ワンパルス駆動を禁止するか否かを示す情報である過大電流抑制ワンパルス禁止情報ＣＰＩを提供する。
なお、この一例において、過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１は、ワンパルス制御をした場合にモータ３０に流れる電流値に基づき、ワンパルス制御を禁止するか否かを判定するが、本実施形態ではこの一例に限られない。例えば、過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１は、過大電圧抑制ワンパルス禁止判定部（不図示）であってもよい。
過大電圧抑制ワンパルス禁止判定部は、ワンパルス制御をした場合にモータ３０の線間に発生する電圧を算出する。過大電圧抑制ワンパルス禁止判定部は、モータ３０にかかる電圧に基づき、過大電圧となるか否かの判定を行う。過大電圧抑制ワンパルス禁止判定部は、過大電圧となると判定した場合に、ワンパルス要求調停部５１４に、ワンパルス駆動を禁止するか否かを示す情報を提供する。
このように過大電圧抑制ワンパルス禁止判定部を構成することにより、過大電圧の発生を防ぐよう構成してもよい。
モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２は、モータ情報取得部５３からモータ情報ＭＩを取得する。モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２は、取得したモータ情報ＭＩに基づき、ワンパルス制御をした場合の、モータ３０のＮＶレベルを算出する。モータ３０のＮＶレベルとは、モータ３０が駆動することにより発生する騒音又は振動の大きさを示す尺度のことである。モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２は、算出したＮＶレベルに基づき、ワンパルス制御をするか否かの判定を行う。
つまり、モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２は、電動機駆動トルク（モータ３０の駆動トルク）と電動機（モータ３０）の回転数及び直流電圧によって、ワンパルス制御時の騒音値を算出することによって、所定条件に用いる。
モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２は、ワンパルス要求調停部５１４に、ワンパルス駆動を禁止するか否かを示す情報であるモータＮＶワンパルス禁止情報ＮＶＰＩを提供する。
レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３は、レゾルバ学習情報取得部５４からレゾルバ学習情報ＲＩを取得する。レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３は、取得したレゾルバ学習情報ＲＩに基づき、ワンパルス制御をするか否かの判定を行う。
つまり、レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３は、レゾルバ学習情報ＲＩによって、位相センサ誤差情報を算出可能か判定し、第二所定条件に用いる。
レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３は、ワンパルス要求調停部５１４に、ワンパルス駆動を禁止するか否かを示す情報であるレゾルバ学習ワンパルス禁止情報ＲＰＩを提供する。
ワンパルス要求調停部５１４は、ワンパルス要求判定部５１から損失最小ワンパルス要求情報ＰＲＩを取得し、過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１から過大電流抑制ワンパルス禁止情報ＣＰＩを取得し、モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２からモータＮＶワンパルス禁止情報ＮＶＰＩを取得し、レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３からレゾルバ学習ワンパルス禁止情報ＲＰＩを取得する。ワンパルス要求調停部５１４は、取得した情報に基づき、ワンパルス制御をするか否かの判定を行う。ワンパルス要求調停部５１４は、ワンパルス制御をするか否かの情報を、ワンパルス駆動情報ＯＤＩとして駆動部５２に提供する。
駆動部５２は、ワンパルス要求判定部５１からワンパルス駆動情報ＯＤＩを取得する。駆動部５２は、ワンパルス駆動情報ＯＤＩに示された情報に基づき、モータ３０を駆動する。具体的には、駆動部５２は、インバータ１０に備えられたスイッチング素子を駆動する。
ワンパルス駆動情報ＯＤＩがワンパルス制御を示している場合、駆動部５２はモータ３０をワンパルス制御で駆動する。つまり、駆動部５２は、電動機駆動トルク、電動機の回転数及び直流電圧によって、モータ３０を所定条件に応じて、ワンパルス制御にて駆動する。
ワンパルス駆動情報ＯＤＩがワンパルス制御を示していない場合、駆動部５２はモータ３０をワンパルス制御以外の制御（ＰＷＭ制御等の多パルス制御）で駆動する。
すなわち、駆動部５２はワンパルス駆動情報ＯＤＩが示す情報に基づいて、モータ３０を、インバータの制御方式としてワンパルス制御及びパルス幅変調制御のいずれを採用するかを決定する。
なお、制御装置５０は、手動ワンパルス要求取得部５５を備えていてもよい。
手動ワンパルス要求取得部５５は、不図示の車両制御用ＥＣＵから手動ワンパルス要求ＯＲを取得する。この一例において、手動ワンパルス要求ＯＲとは、ワンパルス要求調停部５１４が取得する情報に基づく判定に拠らず、駆動部５２にワンパルス制御をさせる要求である。手動ワンパルス要求取得部５５は、ワンパルス要求調停部５１４に手動ワンパルス要求ＯＲを提供する。
なお、ワンパルス要求判定部５１は、ワンパルス要求調停部５１４がモータ情報取得部５３からモータ情報ＭＩを取得するよう構成してもよい。ワンパルス要求調停部５１４がモータ情報取得部５３からモータ情報ＭＩを取得する場合、ワンパルス要求調停部５１４がモータ情報ＭＩに基づき、ワンパルス制御をするか否かの判定をすることができる。
［制御装置５０の動作］
図６は、本発明の実施形態におけるワンパルス要求判定部５１によるワンパルス駆動判定の一連の動作の一例を示す図である。
（ステップＳ１０）ワンパルス要求判定部５１は、判定に関わる情報の取得処理を行う。具体的に、損失最小ワンパルス要求判定部５１０、過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１及びモータＮＶワンパルス禁止判定部５１２は、モータ情報取得部５３からモータ情報ＭＩを取得する。また、レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３は、レゾルバ学習情報取得部５４から、レゾルバ学習情報ＲＩを取得する。また、ワンパルス要求調停部５１４は、モータ情報取得部５３からモータ情報ＭＩを取得する。ワンパルス要求調停部５１４は、処理をステップＳ１５に進める。
（ステップＳ１５）ワンパルス要求調停部５１４は、モータ情報ＭＩに示される情報により、それぞれの情報が所定の値の範囲内にあるか否かを判定する。例えば、モータ情報ＭＩの値が異常値であるような場合は、センサ故障等が考えられる。したがって、ワンパルス要求判定部５１は後述するワンパルス制御をするか否かの判定処理に拠らず、ＰＷＭ制御を行う。つまり、ワンパルス要求調停部５１４は、モータ情報ＭＩが所定の範囲外である場合（ステップＳ１５；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ９５に進める。また、ワンパルス要求調停部５１４は、モータ情報ＭＩが所定の範囲内である場合（ステップＳ１５；ＮＯ）には、処理をステップＳ２０に進める。
（ステップＳ２０）損失最小ワンパルス要求判定部５１０は、取得したモータ情報ＭＩに基づき、駆動効率判定処理を行う。駆動効率判定処理とは、ワンパルス制御をした場合の効率と、ＰＷＭ制御をした場合の効率とを比較し、ワンパルス制御をするか否かの判定を行う処理である。
例えば、損失最小ワンパルス要求判定部５１０は、損失が小さいほうの制御方法を選択する。損失最小ワンパルス要求判定部５１０は、処理をステップＳ２５に進める。
（ステップＳ２５）損失最小ワンパルス要求判定部５１０は、駆動効率判定処理により判定した、ワンパルス制御をするか否かの情報を、損失最小ワンパルス要求情報ＰＲＩとして、ワンパルス要求調停部５１４に提供する。損失最小ワンパルス要求判定部５１０は、駆動効率判定処理により、ワンパルス制御をすると判定した場合（ステップＳ２５；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ３０に進める。損失最小ワンパルス要求判定部５１０は、駆動効率判定処理により、ワンパルス制御をしないと判定した場合（ステップＳ２５；ＮＯ）には、処理をステップＳ９５に進める。
（ステップＳ３０）レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３は、取得したレゾルバ学習情報ＲＩに基づき、位相センサ誤差情報判定処理を行う。位相センサ誤差情報判定処理とは、レゾルバ学習情報ＲＩに示される情報に基づき、ワンパルス制御を禁止するか否かの判定を行う。一例として、位相センサ誤差情報判定処理とは、レゾルバが学習済みであるか未学習であるかの情報に基づき、ワンパルス制御を禁止するか否かの判定を行う。この場合、例えば、レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３は、レゾルバが未学習である場合にワンパルス制御を禁止することができる。
（ステップＳ３５）レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３は、位相センサ誤差情報判定処理により判定した、ワンパルス制御を禁止するか否かの情報を、レゾルバ学習情報ＲＩとして、ワンパルス要求調停部５１４に提供する。レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３は、位相センサ誤差情報判定処理により、ワンパルス制御を禁止すると判定した場合（ステップＳ３５；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ９５に進める。レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３は、位相センサ誤差情報判定処理により、ワンパルス制御を禁止しないと判定した場合（ステップＳ３５；ＮＯ）には、処理をステップＳ４０に進める。
（ステップＳ４０）過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１は、取得したモータ情報ＭＩに基づき、ワンパルス制御時過大電流判定処理を行う。ワンパルス制御時過大電流判定処理とは、モータ情報ＭＩに示される情報に基づき、ワンパルス制御をした場合の電流値を算出し、ワンパルス制御時に過大電流が流れるか否かを判定する処理である。一例として、過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１は、算出したワンパルス制御をした場合の電流値が、所定の値以上である場合には、ワンパルス制御時過大電流とであると判定する。
（ステップＳ４５）過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１は、ワンパルス制御時過大電流判定処理により判定した、ワンパルス制御時過大電流であるか否かの情報を過大電流抑制ワンパルス禁止情報ＣＰＩとして、ワンパルス要求調停部５１４に提供する。過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１は、ワンパルス制御時過大電流判定処理により、ワンパルス制御時過大電流であると判定した場合（ステップＳ４５；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ９５に進める。過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１は、ワンパルス制御時過大電流判定処理により、ワンパルス制御時過大電流でないと判定した場合（ステップＳ４５；ＮＯ）には、処理をステップＳ５０に進める。
（ステップＳ５０）モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２は、取得したモータ情報ＭＩに基づき、ＮＶレベル判定処理を行う。ＮＶレベル判定処理とは、ワンパルス制御にした場合のＮＶレベルを算出し、算出したＮＶレベルに基づき、ワンパルス制御を禁止するか否かを判定する処理である。一例として、モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２は、算出したＮＶレベルが、所定の値以上である場合には、ワンパルス制御禁止と判定する。
（ステップＳ５５）モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２は、ＮＶレベル判定処理により判定したワンパルス制御禁止であるか否かの情報を、モータＮＶワンパルス禁止情報ＮＶＰＩとして、ワンパルス要求調停部５１４に提供する。モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２は、ＮＶレベル判定処理により、ワンパルス制御禁止と判定した場合（ステップＳ５５；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ９５に進める。モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２は、ＮＶレベル判定処理により、ワンパルス制御禁止でないと判定した場合（ステップＳ５５；ＮＯ）には、処理をステップＳ９０に進める。
（ステップＳ９０）ワンパルス要求調停部５１４は、ワンパルス制御をすることを示した情報を、ワンパルス駆動情報ＯＤＩとして駆動部５２に提供する。
駆動部５２は、ワンパルス要求調停部５１４からワンパルス駆動情報ＯＤＩを取得すると、ワンパルス駆動情報ＯＤＩに示された情報に基づき、モータ３０を駆動する。この場合、ワンパルス駆動情報ＯＤＩには、ワンパルス制御をすることを示した情報が含まれるので、駆動部５２は、モータ３０をワンパルス制御で駆動する。駆動部５２は、モータ３０をワンパルス制御で駆動すると、処理を終了する。
（ステップＳ９５）ワンパルス要求調停部５１４は、ＰＷＭ制御をすることを示した情報を、ワンパルス駆動情報ＯＤＩとして駆動部５２に提供する。
駆動部５２は、ワンパルス要求調停部５１４からワンパルス駆動情報ＯＤＩを取得すると、ワンパルス駆動情報ＯＤＩに示された情報に基づき、モータ３０を駆動する。この場合、ワンパルス駆動情報ＯＤＩには、ＰＷＭ制御をすることを示した情報が含まれるので、駆動部５２は、モータ３０をＰＷＭ制御で駆動する。駆動部５２は、モータ３０をＰＷＭ制御で駆動すると、処理を終了する。
以上、制御装置５０の一連の動作の一例ついて説明した。ワンパルス要求判定部５１が判定する順序は、実際に行われている順序である。つまり、ワンパルス要求判定部５１は、損失最小ワンパルス要求判定部５１０による判定を行い、レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３による判定を行い、過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１による判定を行い、モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２による判定を行う。
なお、これらのワンパルス要求判定部５１が行う判定の順位は、この一例に限定されない。モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２は、どの順序で判定を行うよう構成されていてもよい。
また、上述した実施形態では、それぞれの判定が行われる順序を示した。しかしながら、本実施形態はこの一例に限定されない。ワンパルス要求判定部５１が行う判定は、同時に行われてもよいし、それぞれ独立して行われてもよい。
また、ワンパルス要求判定部５１が行う判定は、少なくとも１つの判定が行われればよく、全ての判定を行わなくてもよい。
［実施形態の効果のまとめ］
以上、実施形態を用いて説明したように制御装置５０は、モータ情報取得部５３、レゾルバ学習情報取得部５４、ワンパルス要求判定部５１及び駆動部５２を備える。ワンパルス要求判定部５１は、モータ情報取得部５３及びレゾルバ学習情報取得部５４から取得する情報に基づき、ワンパルス制御をするか否かを判定する。ワンパルス要求判定部５１は、判定した結果に基づき、駆動部５２にモータ３０を駆動させる。
本実施形態の制御装置５０によれば、ワンパルス要求調停部５１４は、モータ情報取得部５３から取得するモータ情報ＭＩに基づき、所定条件に応じて、ワンパルス制御をするか否かを判定する。
制御装置５０は、モータ駆動トルク、モータ回転数及びＤＣ電圧により、効率、熱、乗り心地及びＮＶのそれぞれについて設定された所定条件を満たす場合にワンパルス制御を行う。また、制御装置５０は、所定条件が満たされない場合にＰＷＭ駆動を行う。
したがって、制御装置５０は、効率と快適性と電費とをいずれも成立させるモータ制御を行うことができる。
また、本実施形態の制御装置５０によれば、ワンパルス要求判定部５１は、レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３を備える。レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３は、レゾルバ学習情報ＲＩによって、位相センサ誤差情報判定処理が可能か否かを判定し、位相センサ誤差情報判定処理を行う。
レゾルバが未学習の状態では、モータ３０に備えられる物理的なロータの基準角度と、レゾルバの出力信号の位相角とのずれが大きい。制御装置５０は、レゾルバが未学習の状態でワンパルス制御を行うと、ロータの基準角度と、レゾルバの出力信号の位相角とのずれにより、制御のずれが大きくなる。つまり、レゾルバが未学習の状態でワンパルス制御を行うことにより、商品性の悪化を招くおそれがある。したがって、制御装置５０は、レゾルバセンサの学習状態を判定することによって、位相センサの誤差を算出できるか判定し、商品性が悪化する選択を行わないようにする。
また、本実施形態の制御装置５０によれば、レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部５１３は、レゾルバ学習情報ＲＩにより示されるレゾルバが学習済みであるか未学習であるかの情報に基づき、ワンパルス制御駆動を選択するか否かを判定する。
レゾルバが未学習の状態でワンパルス制御を行うと、制御の誤差により商品性の悪化を招く恐れがある。
したがって、制御装置５０は、レゾルバ学習情報ＲＩに基づきワンパルス制御駆動を選択するか否かを判定することにより、商品性の悪化を防ぐことができる。
また、本実施形態の制御装置５０によれば、ワンパルス要求判定部５１は、損失最小ワンパルス要求判定部５１０を備える。損失最小ワンパルス要求判定部５１０は、モータ情報ＭＩから駆動効率を算出する。損失最小ワンパルス要求判定部５１０は、駆動効率を算出することによって、ワンパルス制御を行う場合と、ＰＷＭ制御を行う場合との効率比較を行う。損失最小ワンパルス要求判定部５１０は、ワンパルス制御とＰＷＭ制御とを比較し、駆動効率のよい方の制御方法を選択する。
したがって、制御装置５０は、消費電力の少ない制御方法を選択することができる。
また、本実施形態の制御装置５０によれば、ワンパルス要求判定部５１は、過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１を備える。過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１は、モータ情報ＭＩから、ワンパルス制御をした場合の電流値を算出する。過大電流抑制ワンパルス禁止判定部５１１は、ワンパルス制御をした場合の電流値が所定の値以上である場合は、ワンパルス制御を禁止する。
したがって、制御装置５０は、ワンパルス制御により過電流又は過電圧が発生することを防ぐことができる。
また、本実施形態の制御装置５０によれば、ワンパルス要求判定部５１は、モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２を備える。モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２は、モータ情報ＭＩからワンパルス制御をした場合のＮＶレベルを算出する。モータＮＶワンパルス禁止判定部５１２は、ワンパルス制御をした場合のＮＶレベルが所定の値以上である場合は、ワンパルス制御を禁止する。
制御装置５０は、ワンパルス制御によりＮＶレベルが悪化する場合を事前に予測し、ＮＶレベルが悪化する場合にはワンパルス制御を行わない。したがって、制御装置５０は、ＮＶレベルを一定以下に抑制することができる。
制御装置５０は、ＮＶレベルを一定以下に抑制することにより、騒音及び振動の低いモータ駆動を行うことができる。つまり、車両は、制御装置５０を備えることにより、騒音及び振動の低い車両を提供することができる。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
１…車両制御装置、
１０…インバータ、
２０…バッテリ、
３０…モータ、
５０…制御装置、
５１…ワンパルス要求判定部、
５２…駆動部、
５３…モータ情報取得部、
５４…レゾルバ学習情報取得部、
５５…手動ワンパルス要求取得部、
５１０…損失最小ワンパルス要求判定部、
５１１…過大電流抑制ワンパルス禁止判定部、
５１２…モータＮＶワンパルス禁止判定部、
５１３…レゾルバ学習ワンパルス禁止判定部、
５１４…ワンパルス要求調停部、
ＭＩ…モータ情報、
ＲＩ…レゾルバ学習情報、
ＯＲ…手動ワンパルス要求、
ＰＲＩ…損失最小ワンパルス要求情報、
ＣＰＩ…過大電流抑制ワンパルス禁止情報、
ＮＶＰＩ…モータＮＶワンパルス禁止情報、
ＲＰＩ…レゾルバ学習ワンパルス禁止情報、
ＯＤＩ…ワンパルス駆動情報

Claims (8)

  1. 電動機へ電力を出力するインバータを制御する制御装置であって、
    前記電動機の電動機駆動トルク、前記電動機の回転数及び直流電圧によって、
    前記電動機を所定条件に応じて、前記インバータの制御方式としてワンパルス制御及びパルス幅変調制御のいずれを採用するかを決定する
    制御装置。
  2. センサ学習情報によって、位相センサ誤差情報を算出可能か判定し、第二所定条件に用いる
    請求項１に記載の制御装置。
  3. センサ学習情報を用いた第二所定条件によって、前記ワンパルス制御及び前記パルス幅変調制御のいずれを採用するかを決定する
    請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
  4. 前記電動機駆動トルクと前記回転数及び前記直流電圧によって、駆動効率を算出し、所定条件に用いる
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制御装置。
  5. 前記電動機駆動トルクと前記回転数及び前記直流電圧によって、ワンパルス制御時の電流値を算出することによって、所定条件に用いる
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の制御装置。
  6. 前記電動機駆動トルクと前記回転数及び前記直流電圧によって、ワンパルス制御時の騒音値を算出することによって、所定条件に用いる
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の制御装置。
  7. 請求項１から６のうちいずれか１項に記載の制御装置と、
    前記制御装置によって駆動される駆動輪と、
    を備えた車両システム。
  8. 制御装置が、
    電動機へ電力を出力するインバータを制御し、
    前記電動機の電動機駆動トルク、前記電動機の回転数及び直流電圧によって、
    前記電動機を所定条件に応じて、前記インバータの制御方式としてワンパルス制御及びパルス幅変調制御のいずれを採用するかを決定する
    制御方法。
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