JP6814830B2 - 制御システム、車両システム、および制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、制御システム、車両システム、および制御方法に関する。
従来、直流電力を交流電力に変換しその電力で電気車を駆動する電動機を駆動制御するインバータを備え、前記インバータのスイッチング制御モードとして、多パルスPWM制御モード、又は同期1パルス制御モードを選択する電気車制御装置において、前記同期1パルス制御モードにおけるインバータ周波数が特定周波数帯域内にあるときに、前記同期1パルス制御モードから多パルス制御モードに切り替える手段を有する電気車制御装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2009−100548号公報
しなしながら、上記の装置は、モータの騒音または振動の抑制と、燃費の向上とを十分に実現することができなかった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、モータの騒音または振動を抑制しつつ、燃費を向上させることができる制御システム、車両システム、および制御方法を提供することを目的の一つとする。
この発明に係る制御システム、車両システム、および制御方法は、以下の構成を採用した。
(1):この発明の一態様に係る制御システムは、直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、前記電力変換部によって出力される交流電力を用いて駆動される電動機と、前記電力変換部を制御する制御装置であって、前記電動機および前記電力変換部の電力損失と、前記電動機の騒音とに基づいて、多パルス制御とワンパルス制御とを切り替えて前記交流電力を制御する制御部とを備える制御システムである。
(2):上記(1)の態様において、前記制御部は、前記電動機の回転数と前記電力変換部に入力される電圧とに基づいて前記電力損失を導出する。
(3):上記(2)の態様において、前記制御部は、前記電動機の回転数と前記電力変換部に入力される電圧とに対して前記電力損失が基準を満たすことを示す第1情報または前記電力損失が基準を満たさないことを示す第2情報が対応付けられた第1対応情報を参照し、前記電動機の回転数と前記電力変換部に入力される電圧とに基づいて導出された情報が前記第1情報である場合、前記ワンパルス制御を選択する。
(4):上記(2)の態様において、前記制御部は、更に、前記電動機のトルク指令値に基づいて前記電力損失を導出する。
(5):上記(4)の態様において、前記制御部は、前記電動機の回転数と前記電力変換部に入力される電圧と前記電動機のトルク指令値とに対して前記電力損失が基準を満たすことを示す第1情報または前記電力損失が基準を満たさないことを示す第2情報が対応付けられた第2対応情報を参照し、前記電動機の回転数と前記電力変換部に入力される電圧と前記電動機のトルク指令値とに基づいて導出された情報が前記第1情報である場合、前記ワンパルス制御を選択する。
(6):上記(1)から(5)のいずれかの態様において、前記制御部は、前記電動機のトルク指令値と前記電力変換部に入力される電圧とに対して騒音が基準を満たすことを示す第3情報または騒音が基準を満たさないことを示す第4情報対応付けられた第3対応情報を参照し、前記電動機のトルク指令値と前記電力変換部に入力される電圧とに基づいて導出された情報が前記第3情報である場合、前記ワンパルス制御を選択する。
(7):上記(6)の態様において、前記第3対応情報は、前記電動機のトルク指令値と前記電力変換部に入力される電圧との組み合わせごとに、前記電動機の回転数に対する騒音の変化を示す情報に基づいて生成された情報である。
(8):上記(1)から(7)のいずれかの態様において、前記制御部は、多パルス制御を実行している場合に、前記電力変換部から前記電動機に出力される電流の大きさを示す電流指標を取得し、取得した電流指標が閾値以下の場合、前記ワンパルス制御に切り替える。
(9):上記(8)の態様において、前記閾値は、前記多パルス制御から前記ワンパルス制御に切り替えた場合に、前記切り替えにより増加する電流を加味した特定電流が前記閾値よりも大きい特定閾値以上とならないように設定された指標である。
(10):上記(8)または(9)の態様において、前記制御部は、前記電流指標が前記閾値を超える場合、前記ワンパルス制御に切り替えず、前記電流指標が前記閾値を超えた状態から前記電流指標が閾値以下になった状態に変化した場合、前記ワンパルス制御に切り替える。
(11):この発明の一態様に係る制御システムは、直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、前記電力変換部によって出力される交流電力を用いて駆動される電動機と、前記電力変換部に入力される電圧を取得する第1取得部と、前記電動機の回転数を取得する第2取得部と、ワンパルス制御を実行している場合、第1取得部により取得された電圧と、前記第2取得部により取得された前記電動機の回転数とに基づいて、多パルス制御に切り替えるか否かを決定し、多パルス制御を実行している場合、前記第1取得部により取得された電圧と、前記第2取得部により取得された前記電動機の回転数と、前記多パルス制御において前記電動機に与えられる電流とに基づいて、ワンパルス制御に切り替えるか否かを決定し、前記決定結果に基づいて前記電力変換部を制御する制御部とを備える。
(12):上記(1)から(11)のいずれかの態様の制御システムと、前記電動機の動力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。
(13):この発明の一態様に係る制御方法は、制御装置が、直流電力を交流電力に変換する電力変換部を制御して、前記電力変換部によって出力される交流電力を用いて駆動される電動機に出力される交流電力を制御し、前記電動機および前記電力変換部の電力損失と、前記電動機の騒音とに基づいて、多パルス制御とワンパルス制御とを切り替えて前記交流電力を制御する制御方法である。
(1)、(9)、(11)〜(13)によれば、制御システムは、電動機およびインバータの損失と、電動機の騒音とに基づいて、多パルス制御とワンパルス制御とを切り換えることにより、モータの騒音または振動を抑制しつつ、燃費を向上させることができる。すなわち、燃費(電費)の向上と、商品性の向上を両立させることができる。
(2)、(3)によれば、制御システムは、精度よく電力損失度合を導出することができる。この結果、より燃費が向上する。
(4)、(5)によれば、制御システムは、トルク指示を加味することで、更に精度よく電力損失度合を導出することができる。この結果、更に燃費が向上する。
(6)、(7)によれば、制御システムは、精度よく騒音度合を導出することができる。この結果、より商品性が向上する。
(8)、(9)によれば、制御システムは、取得した電流の大きさを示す指標が閾値以下の場合にワンパルス制御に切り替えるため、切り替えにより増大する電流が電動機に与えられることを抑制する。この結果、電動機の耐久性を向上させることができる。
(10)によれば、増大する電流が電動機に与えられることを抑制することができる。
車両1の構成図である。 第1PDU30を中心として構成の一例を示す図である。 制御部82により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 損失判定情報92の内容の一例を示す図である。 損失判定情報92の内容の他の一例(その1)を示す図である。 損失判定情報92の内容の他の一例(その2)を示す図である。 モータ12に各パラメータが設定されてワンパルス制御が行われた場合の電力損失の分布を示す図である。 モータNV判定情報94の内容の一例を示す図である。 モータ12をワンパルス制御で稼働させた際の放射音の分布を示す図である。 モータ12をワンパルス制御で稼働させた際の放射音の分布を示す図である。 モータ12をワンパルス制御で稼働させた際の放射音の分布を示す図である。 上記のモータNVの基準を満たす領域を当てはめた場合の一例を示す図である。 PWM制御からワンパルス制御に制御が切り替えられるタイミングにおける相電流値の変化の一例を示す図である。 通常時のPWM制御の電流ピークと、通常時のワンパルス制御の電流ピークと、ワンパルス制御への切り替えの影響による電流(△I)とを比較する図である。 最大電流域について説明するための図である。 図15で説明した処理によって設定された閾値について説明するための図である。 制御部82により実行される処理の流れの他の一例を示すフローチャートである。 制御切替情報98の内容の一例を示す図である。 実施形態のハイブリッド制御装置80のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図面を参照し、本発明の制御システム、車両システム、および制御方法の実施形態について説明する。
<第1実施形態>
本実施形態の制御装置は、例えばHEV(Hybrid Electrical Vehicle:ハイブリッド電気自動車)や電気自動車に搭載される。HEVは、電動機(モータ)、および内燃機関(エンジン)を備え、車両の走行状態に応じて電動機とエンジンとのうち一方または双方の動力によって走行する。以下、モータにより出力された動力だけを用いた走行態様を「モータ走行」、エンジンにより出力された動力だけを用いた走行態様を「エンジン走行」、モータとエンジンとの双方により出力された動力の双方を用いた走行態様を「エンジン/モータ走行」と称する場合がある。
HEV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。以下の説明では、一例として、車両1は、図1に示すPHEV(Plug-in Hybrid Electrical Vehicle)に搭載されるものとして説明する。
図1は、車両1の構成図である。車両1は、例えば、モータジェネレータ10と、エンジン20と、第1PDU(Power Drive Unit)30と、第2PDU40と、バッテリ50と、駆動輪60(60A、60B)と、トランスミッション(TM)62と、車軸64と、ハイブリッド制御装置(制御装置)80とを備える。
モータジェネレータ10は、駆動輪60と接続可能である。モータジェネレータ10は、例えば、モータ(トラクションモータ)12や、回転角センサ14、ジェネレータ16等を備える。
モータ12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12は、例えば、バッテリ50により出力された電力(第1PDU30によって出力される交流電力)、またはジェネレータ16により出力された電力を用いて動作可能である。モータ12の動力は、トランスミッション62を介して車軸64に伝達される。モータ12は、車両1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、第1PDU30を介してバッテリ50に出力する。
回転角センサ14は、例えば、レゾルバなどのモータ12の回転角およびモータ12の回転数を検出するセンサである。
ジェネレータ16は、エンジン20の回転を動力源として、回転することで発電した電力を、第2PDU40を介してバッテリ50に出力する。また、ジェネレータ16は、省略されてもよい。この場合、上述したモータ12が、ジェネレータ16の代わりに発電等を行う。なお、ジェネレータ16には、ジェネレータ16の回転数を検出するレゾルバが設けられてもよい。
エンジン20は、車両1が走行するための動力を発生させる。不図示のオーバードライブクラッチが接続されている場合、エンジン20の動力は、トランスミッション62を介して車軸64に出力される。すなわち駆動輪60は、エンジン20と接続可能または切断可能であり、接続状態においてエンジン20により出力された動力で駆動される。オーバードライブクラッチが接続されていない場合、エンジン20の動力は、ジェネレータ16の回転軸に出力される。
第1PDU30は、モータ12とバッテリ50との間に電気的に接続されている。第1PDU30は、後述する図2で示す、インバータ32や、後述する昇圧器(DC−DCコンバータ)34等を含む。第1PDU30、インバータ32、或いはインバータ32および昇圧器34は、「電力変換部」の一例である。
インバータは、バッテリ50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12に出力したり、モータ12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50に出力したりする。また、昇圧器34は、バッテリ50により供給される電力の電圧を、所定の電圧に変換する。
第2PDU40は、ジェネレータ16とバッテリ50との間に電気的に接続されている。第2PDU40は、インバータや、DC−DCコンバータ等を含む。インバータは、バッテリ50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ジェネレータ16に出力したり、ジェネレータ16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50に出力したりする。また、DC−DCコンバータは、バッテリ50により供給される電力の電圧を、所定の電圧に変換する。
バッテリ50は、第1PDU30または第2PDUにより出力された電力を蓄える。バッテリ50は、第1PDU30または第2PDU40を介して、モータジェネレータ10やその他の車載機器に電力を供給する。また、バッテリ50は、充電器100と電気的に接続された場合、充電器100により出力された電力を蓄える。すなわちバッテリ50は、外部給電装置である充電器100により供給される電力を用いた充電が可能である。
ハイブリッド制御装置80は、例えば、制御部82と、記憶部90とを備える。ハイブリッド制御装置80(制御部82)は、例えば、モータジェネレータ10、エンジン20、第1PDU30、第2PDU40、およびバッテリ50を制御するECU(Electronic Control Unit)である。ハイブリッド制御装置80は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより各制御を実行する。また、ハイブリッド制御装置80に含まれる構成(制御部82)のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めハイブリッド制御装置80のHDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD−ROMなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体(非一過性の記憶媒体)がドライブ装置に装着されることでハイブリッド制御装置80のHDDやフラッシュメモリにインストールされてもよい。
ハイブリッド制御装置80は、1つのECUに限られず、分散化された複数のECUの集合であってもよい。ハイブリッド制御装置80は、不図示の、車速センサから取得した車両1の車速や、クランク角センサから取得したエンジン20の回転数、回転角センサ14によって検出されるモータ12の回転数、レゾルバなどの回転角センサによって検出されるジェネレータ16の回転数、または車両1の乗員(運転者)によって操作されるアクセルペダルの開度(アクセル開度AC)などを取得する。アクセル開度は、不図示のアクセル開度センサによって取得される。
ハイブリッド制御装置80は、例えば、アクセル開度ACおよび車両1の速度Vに基づいて、運転者により要求された、車軸64に出力すべき要求トルクTrを導出する。ハイブリッド制御装置80は、要求トルクTrと車軸64の回転数とに基づいて、車軸64に出力すべき動力Pを導出する。
ハイブリッド制御装置80は、モータ12またはエンジン20が出力すべき動力を決定する。ハイブリッド制御装置80は、動力Pと動力Panyとを合算した値が、エンジン20により出力される動力Peと、モータ12により出力される動力Pmとの一方又はこれらを合算した値に一致するように動力Peおよび動力Pmを決定する。動力Panyは、車両1に搭載された補機が出力する動力や、バッテリ50の必要充電量を賄うための動力等を含む。なお、車両1が、本実施形態のPHEVとは異なる駆動方式である場合、モータ12およびエンジン20から出力すべき動力は、その駆動方式に応じて決定される。
動力Peおよび動力Pmの決定手法の一例について説明する。ハイブリッド制御装置80は、その時点の走行態様に基づいて、モータ12とエンジン20との一方または双方を駆動させる。ハイブリッド制御装置80は、走行状況(発進、低速走行、中速走行、高速走行、または急加速する場合)に応じて、走行態様を切り替える。例えば、車両1は、発進時や低速走行など比較的に大きいトルクを必要とする状況において、モータ12を駆動させてモータ走行を行う。車両1は中速走行時や高速走行時において、モータ12とエンジン20とのうち一方または双方を駆動させてエンジン走行、またはエンジン/モータ走行を行う。
制御部82は、バッテリ50や、インバータ32、昇圧器34等に接続された通信線を介して、これらを制御するための制御信号を送信する。これにより制御部82は、バッテリ50や、インバータ32、昇圧器34等を制御する。
制御部82は、インバータ32を制御してモータ12に出力される交流電力を制御する。制御部82は、モータ12およびインバータ32の電力損失と、モータ12の騒音(または振動)とに基づいて、PWM制御(「多パルス制御」の一例)とワンパルス制御とを切り替えて交流電力を制御する。電力損失とは、インバータ32のスイッチング素子のスイッチングによって生じる電力の損失(スイッチング損失)や、モータ12における電力の損失である。以下の説明では、電力損失は、スイッチング損失とモータ12における電力の損失とを合わせた総合損失として説明するが、電力損失はスイッチング損失であってもよい。
多パルス制御は、3相変調方式や、2相相変調方式、過変長方式など種々の方式の制御を含む。ワンパルス制御は、矩形波を用いてインバータ32を駆動させる制御である。ワンパルス制御は、電気角の一周期において所定の通電期間(例えば180度)の間、モータ12に電圧が印加されるようにインバータ32が制御されるモードである。ワンパルス制御は、矩形波電圧がモータ12に印加されるようにインバータ32が制御される制御モードである。
制御部82は、ワンパルス制御を実行している場合、第2電圧センサ38により取得された電圧と、回転角センサ14により取得されたモータ12の回転数とに基づいて、PWM制御に切り替えるか否かを決定する。制御部82は、PWMパルス制御を実行している場合、第2電圧センサ38により取得された電圧と、回転角センサ14により取得されたモータ12の回転数と、PWM制御においてモータ12に与えられる電流とに基づいて、ワンパルス制御に切り替えるか否かを決定する。制御部82は、上記の決定結果に基づいて第1PDU30を制御する。これらの処理の詳細については後述する。
記憶部90は、HDD、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)等により実現される。記憶部90には、例えば、損失判定情報92や、モータNV判定情報94、切替条件情報96等が記憶されている。これらの情報は、ハイブリッド制御装置80が処理において参照するテーブルや二次元または三次元マップ、関数、ディープラーニングなどの学習処理により生成された学習モデルなどである。損失判定情報92は、「第1対応情報」の一例である。モータNV判定情報94は、「第2対応情報」の一例である。
[走行モード]
車両1は、例えば、第1走行モード〜第3走行モードで走行する。車両1は、状況に応じて下記の走行モードを切り替えて走行する。
第1走行モードは、モータ12が、バッテリ50により出力された電力によって稼働して駆動輪60を駆動させる走行モードである。第1走行モードは、例えば、車両1の発進時や街中、低速で登り坂を登るなど比較的に大きなトルクの出力が必要な場合に設定されるモードである。
第2走行モードは、エンジン20とジェネレータ16とが稼働して発電を行う走行モードである。この発電された電力は、モータ12(またはモータ12とバッテリ50と)に出力される。モータ12は、ジェネレータ16により出力された電力(またはジェネレータ16とバッテリ50とにより出力された電力)によって稼働して駆動輪60を駆動させる。第2走行モードは、例えば、車両1の所定度合以上の加速や、中速で登り坂を登るなど比較的に大きなトルクの出力が必要な場合に設定されるモードである。
第3走行モードは、不図示のオーバードライブクラッチが接続されて、エンジン20が稼働することで、エンジン20の動力が駆動輪60またはモータ12に伝達される走行モードである。駆動輪60は、エンジン20の動力によって駆動される。モータ12は、エンジン20の動力によって発電させた電力をバッテリ50に出力する。これによりバッテリ50の充電が行われる。また、場合によっては、バッテリ50の電力によって稼働したモータ12の動力が、エンジン20の動力と共に駆動輪60に出力される。第3走行モードは、例えば、車両1が高速道路などを所定速度以上で走行する際に設定されるモードである。
[第1PDU]
図2は、第1PDU30を中心として構成の一例を示す図である。第1PDU30は、例えば、インバータ32と、昇圧器34と、第1電圧センサ36と、第2電圧センサ38と、電流センサ39とを備える。インバータ32の第1側は、電気線を介してモータ12に電気的に接続される。インバータ32の第1側において、インバータ32のUVW相がモータ12に接続される。インバータ32の第2側は、電気線を介して昇圧器34の第1側に接続される。昇圧器34の第2側は、バッテリ50に接続される。
第1電圧センサ36は、バッテリ50と昇圧器34との間に接続され、昇圧器34に入力される電圧を検出する。第2電圧センサ38は、昇圧器34とインバータ32との間に接続され、インバータ32に入力される電圧を検出する。第1電圧センサ36の検知結果および第2電圧センサ38の検知結果は、ハイブリッド制御装置80に出力される。
電流センサ39は、インバータ32とモータ12との間に設けられる。電流センサ39は、例えば、U相、V相、およびW相のそれぞれの電流を検出し、検出結果をハイブリッド制御装置80に出力する。電流センサ39は、通信線を介してハイブリッド制御装置80に接続されている。
ハイブリッド制御装置80は、通信線を介してインバータ32に接続される。ハイブリッド制御装置80の御部82は、インバータ32のUVW相に関するスイッチング素子をオン状態またはオフ状態に制御する。
例えば、制御部82は、後述する処理に基づいて、PWM(Pulse Width Modulation)制御、またはワンパルス制御(矩形波制御)を行う。
[フローチャート]
図3は、制御部82により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図3の処理は、例えば、モータ12が通電状態の場合に繰り返し実行される処理である。図3の処理は、例えば、PWM制御が実行されている場合に実行される処理である。ワンパルス制御が実行されている場合、例えば、図3のステップS112およびS114の処理が省略される。また、図3の説明では、各処理の概要について説明し、各処理の詳細([損失判定]、[モータNV判定]、[切替判定])については後述する。
まず、制御部82が、回転角センサ14からモータ12の回転数を取得する(ステップS100)。次に、制御部82は、第2電圧センサ38の検出結果である電圧V2を取得する(ステップS102)。
次に、制御部82は、後述する損失判定情報92を参照して、モータ12の回転数と電圧V2とに基づいて、ワンパルス制御の電力損失がPWM制御の電力損失よりも小さいか否かを判定する(ステップS104)。ワンパルス制御の損失がPWM制御の電力損失よりも小さくない場合(PWM制御の損失がワンパルス制御の電力損失よりも小さい場合)、制御部82は、PWM制御を実行する(ステップS118)。すなわち、PWM制御が継続される。
ワンパルス制御の電力損失がPWM制御の電力損失よりも小さい場合、制御部82は、トルク指令値を取得する(ステップS106)。次に、制御部82は、第2電圧センサ28の検出結果である電圧V2を取得する(ステップS108)。ステップS108の電圧V2は、ステップS102で取得された電圧が援用されてもよい。
次に、制御部82は、後述するモータNV判定情報94を参照して、トルク指令値と電圧Vとに基づいて、ワンパルス制御のモータNV(騒音や振動)が基準を満たすか否かを判定する(ステップS110)。ワンパルス制御のモータNVが基準を満たさない場合、ステップS118の処理に進む。
ワンパルス制御のモータNVが基準を満たす場合、制御部82は、モータ12に与えられている相電流値を取得する(ステップS112)。制御部82は、切替条件情報96を参照して、取得した相電流値が切替条件を満たすか否かを判定する(ステップS114)。切替条件とは、例えば、あるタイミングで取得した相電流値(U相、V相、W相のうちいずれかの電流値、またはこれらの合計値)が閾値以下であることである。この閾値は、切替条件情報96に含まれる(詳細は後述する図13〜図16で説明する)。
なお、ステップS114の処理において、相電流値に代えて、所定の指標が切替条件を満たすか否かが判定されてもよい。所定の指標とは、トルク指令値や、トルク指令値に基づく電流指令値など、次の処理タイミングでモータ12に与える電流に関する情報である。ステップS114の処理において、複数の異なる種別の指標が、それぞれ指標の種別に応じた閾値を満たす場合に、切替条件を満たすと判定されてもよい。
切替条件を満たさない場合、ステップS118の処理に進む。切替条件を満たす場合、制御部82は、ワンパルス制御を実行する(ステップS116)。すなわち、制御部82は、切替条件を満たさない場合、ワンパルス制御に切り替えず、次回以降のルーチンの処理において、切替条件を満たす場合(電流指標が閾値を超えた状態から電流指標が閾値以下になった状態に変化した場合)に、ワンパルス制御に切り替える。これにより本フローチャートの1ルーチンの処理は終了する。
[損失判定]
制御部82は、損失判定情報92を参照して、モータ12の回転数と電圧V2とに基づいて、ワンパルス制御の電力損失がPWM制御の電力損失よりも小さいか否かを判定する。図4は、損失判定情報92の内容の一例を示す図である。損失判定情報92は、例えば、モータ12の回転数とインバータ32に入力される電圧とに対して、PWM制御を示す情報(第1情報)またはワンパルス制御を示す情報(第2情報)が対応付けられた情報である。損失判定情報92において、インバータ32に入力される電圧に代えて、インバータ32により出力される電圧が用いられてもよい。
PWM制御を示す情報が対応付けられているということは、PWM制御が、その回転数と電圧とで実行され、モータ12が制御された場合に、PWM制御の電力損失がワンパルス制御領域の電力損失よりも小さいことを示している。ワンパルス制御を示す情報が対応付けられているということは、ワンパルス制御が、その回転数と電圧とで実行され、モータ12が制御された場合に、ワンパルス制御の電力損失がPWM制御の電力損失より小さいことを示している。なお、スイッチング損失のみを加味して、損失判定情報92において各制御領域が設定されてもよい。
また、制御部82は、更にトルク指令値を加味して、ワンパルス制御の電力損失がPWM制御の電力損失よりも小さいか否かを判定してもよい。例えば、制御部82の処理性能が所定の条件を満たす場合に、トルク指令値が加味される。トルク指令値は、乗員のアクセルペダルの操作に応じたアクセル開度と、車速センサから取得した車速に基づいて導出されるトルク指令値である。制御部82は、アクセルペダル開度センサから取得したアクセル開度と車速とに基づいて、モータ12の駆動軸に出力させるトルクを決定し、決定したトルクに基づいてトルク指令値を導出する。トルク指令値が加味される場合、制御部82は、電圧とモータ12の回転数とトルク指令値とに対して、PWM制御を示す情報またはワンパルス制御を示す情報が対応付けられた損失判定情報を参照する。
図5は、損失判定情報92の内容の他の一例(その1)を示す図である。損失判定情報92Aは、例えば、モータ12の回転数とトルク指令値とに対して、PWM制御領域(第1情報を示す領域)またはワンパルス制御領域(第2情報を示す領域)が対応付けられたマップであってもよい。この損失判定情報92Aは、例えば、電圧ごとの用意されている。対象の電圧においてモータ12が出力可能なトルクと回転数とを示す出力可能領域においてPWM制御領域またはワンパルス制御領域が対応付けられる。PWM制御領域はPWM制御が選択される領域であり、ワンパルス制御領域はワンパルス制御が選択される領域である。
例えば、図5の電圧Vx1に対応する損失判定情報92では、回転数が閾値Th1以上の領域はワンパルス制御領域が設定され、回転数が閾値Th1未満の領域はPMW制御領域が設定される。
但し、電圧V2の大きさによっては、図5に示すように回転数が閾値Th1以上の領域であってもPWM制御領域が設定される場合がある。例えば、制御部82は、回転数が閾値Th1以上であり、且つトルク指令値が閾値Th2から閾値Th3との範囲に含まれる場合、ワンパルス制御の電力損失よりもPWM制御の電力損失が小さいと判定する。
また、回転数が閾値Th1未満の領域であってもワンパルス制御領域が設定されていてもよい。この場合、例えば、制御部82は、回転数が閾値Th1未満であり、且つトルク指令値が閾値Th4(不図示)から閾値Th5(不図示)との範囲に含まれる場合、PWM制御の電力損失よりもワンパルス制御の電力損失が小さいと判定してもよい。
図6は、損失判定情報92の内容の他の一例(その2)を示す図である。例えば、図6の電圧Vx10(電圧Vx1よりも大きい電圧)に対応する損失判定情報92では、ワンパルス制御領域はトルク指令値の絶対値が大きくなる方向に拡大し、PWM制御領域は回転数が大きくなる方向に拡大する。すなわち、電圧V2の値が大きくなるほど、ワンパルス制御領域はトルク指令値の絶対値が大きくなる方向に拡大し、PWM制御領域は回転数が大きくなる方向に拡大する。このように損失判定情報92において、電圧ごとに、モータ12の回転数とトルク指令値とに対してワンパルス制御領域またはPWM制御が設定される。
上述したように、制御部82は、損失判定情報92Aを参照することで、より精度よく電力損失に関する判定を行うことができる。また、制御部82は、トルクを加味することで、更に精度よく電力損失に関する判定を行うことができる。
損失判定情報92は、例えば、生成装置200により生成される。生成装置200は、例えば、モータ12に与える各パラメータをずらしながらモータ12を稼働させた際の電力[W]の電力損失を解析し、解析結果に基づいて損失判定情報92を生成する。パラメータは、例えばモータ12に与えるトルク指令値や、モータ12の回転数、モータ12に入力される電圧である。
図7は、モータ12に各パラメータが設定されてワンパルス制御が行われた場合の電力損失の分布を示す図である。図7は所定の電圧が与えられた際の電力の電力損失の分布を示している。図7の縦軸はトルク指令値を示し、図7の横軸は回転数を示している。生成装置200は、図7に示すような分布において、閾値以上の電力損失を示す領域をPWM制御領域に設定し、閾値未満の電力損失を示す領域をワンパルス制御領域AR1に設定することで、損失判定情報92を生成する。そして、この生成された損失判定情報92は、ハイブリッド制御装置80の記憶部90に記憶される。
このように、制御部82が、生成装置200により生成された損失判定情報92を参照することで、電力損失を抑制するために、精度よくワンパルス制御に切り替えるか否かを判定することができる。この結果、制御部82は、より精度よく燃費を抑制することができる。
[モータNV判定]
制御部82は、モータNV判定情報94を参照して、トルク指令値と電圧Vとに基づいて、ワンパルス制御のモータNVが基準を満たすか否かを判定する。図8は、モータNV判定情報94の内容の一例を示す図である。モータNV判定情報94は、トルク指令値とモータ12に入力される電圧とに対して、モータNVの基準を満たす制御内容(ワンパルス制御(第3情報)またはPWM制御(第4情報))が対応付けられた情報である。
以下、ワンパルス制御がモータNVの基準を満たす場合と満たない場合とについて、図9〜図11を参照して説明する。図9〜図11は、ワンパルス制御またはPWM制御において、所定のトルク指令値と所定の電圧V2の大きさとの組み合わせごとにモータ12の回転数を変化させた場合の放射音の大きさの変化を示す図である。図9〜図11の縦軸は放射音[dB]を示し、図9〜図11の横軸はモータ12の回転数またはモータ12の電源周波数[Hz]を示している。放射音は、例えば、車室内で観測された36次成分の放射音である。
モータ12の回転数が閾値Th6以上の領域は、損失判定情報92においてワンパルス制御領域として設定された領域(第3情報が設定された領域)であり、モータ12の回転数が閾値Th5未満の領域は、損失判定情報92においてPWM制御領域として設定された領域(第4情報が設定された領域)である。閾値Th7は、モータ12の回転数ごとに規定されたモータNVの基準を示す閾値ある。閾値Th7は、例えば、人が不快に感じる音の大きさに余裕分を加えた大きさである。
ワンパルス制御が実行された際の、モータ12の回転数が閾値Th6以上である領域において、放射音が閾値Th7以下に収まっている場合、ワンパルス制御のモータNVは基準を満たすと判定される。ワンパルス制御が実行された際の、モータ12の回転数が閾値Th6以上である領域において、放射音が閾値Th7以下に収まっていない場合、ワンパルス制御のモータNVは基準を満たさない判定される。
図9は、トルク指令値がTrXであり、電圧V2の大きさがXである場合に、モータ12をワンパルス制御で稼働させた際の放射音の分布を示す図である。図9の例では、モータ12の回転数が閾値Th6以上である領域において、放射音が閾値Th7以下に収まっているため、ワンパルス制御のモータNVは基準を満たす。
図10は、トルク指令値がTrX1(例えばTrXよりも3倍大きさトルク)であり、電圧V2の大きさがXである場合に、モータ12をワンパルス制御で稼働させた際の放射音の分布を示す図である。図10の例では、モータ12の回転数が閾値Th6以上である領域において、領域AR2に示すように放射音が閾値Th7以下に収まっていないため、ワンパルス制御のモータNVは基準を満たさない。これは、ワンパルス制御ではスイッチング素子のスイッチング回数がPWM制御に比べて少ないが、電流波形を高精度に成型できなくなり、電流波形がひずみ、トルクに寄与しない高調波電流成分が増加するため放射音が増加する。すなわち、ワンパルス制御では電力損失の抑制と引き換えに放射音が増加する場合がある。
図11は、トルク指令値がTrXであり、電圧V2の大きさがX1(Xの2倍から2.5倍程度の電圧)である場合に、モータ12をワンパルス制御で稼働させた際の放射音の分布を示す図である。図11の例では、モータ12の回転数が閾値Th6以上である領域において、領域AR3に示すように放射音が閾値Th7以下に収まっていないため、ワンパルス制御のモータNVは基準を満たさない。
生成装置200は、上述した放射音の分布に基づいて、トルク指令値と電圧V2の大きさに対してワンパルス制御の選択の可否を示す情報を生成して、生成した情報に基づいてモータNV判定情報94を生成する。そして、この生成されたモータNV判定情報94は、ハイブリッド制御装置80の記憶部90に記憶される。
ここで、ワンパルス制御を行った場合の電力損失の分布に対して、上記のモータNVの基準を満たす領域を当てはめた場合の一例を図12に示す。図12において図7と同様の説明については省略する。モータNVが基準を満たすモータNV基準領域AR4は、損失判定におけるワンパルス制御領域AR1に含まれる。換言すると、モータNV基準領域AR4は、ワンパルス制御領域AR1を限定するように設定された領域である。
このように、制御部82が、生成装置200により生成されたモータNV判定情報94を参照することで、モータNVが基準を満たした状態でワンパルス制御に切り替えるか否かを、より精度よく判定することができる。この結果、制御部82は、燃費を抑制しつつ商品性を向上させることができる。
[切替判定]
制御部82は、切替条件情報96を参照して、取得した相電流値が切替条件を満たすか否かを判定する。図13〜図16を参照して、切替判定の切替条件が設定される際の考え方について説明する。
ワンパルス制御が継続して行われている場合(例えばPWM制御からワンパルス制御に切り替えられたタイミングから所定時間経過後のタイミングにおいて)、相電流値は、制御部82が意図した電流値(制御目標とした電流値)となる。しかしながら、PWM制御からワンパルス制御に切り替えられる場合、相電流値は、制御部82が意図した電流値とならない場合がある。
図13は、PWM制御からワンパルス制御に制御が切り替えられるタイミングにおける相電流値の変化の一例を示す図である。時刻Tは、PWM制御からワンパルス制御に切り替わる時刻である。図13の上図はパルスの波形を示している。この波形は、モータ12が出力可能なトルクのうち、比較的に高トルクを出力する場合の波形である。パルスは、制御部82がインバータ32のスイッチング素子をオン状態またはオフ状態に制御して生成するパルスである。図13の上図の縦軸は電圧であり、横軸は時間である。図13の下図は相電流(U相、V相、W相)の波形を示している。図13の縦軸は相電流値を示し、横軸は時間を示している。以下の説明では、例えば、意図する電流値(制御目標とする電流値)は、時刻Tの前後で同等であるものとする。
時刻Tおよび時刻T経過後(直後)において、制御部82が意図した相電流値(I1)とは異なる相電流値(I2)に変化する場合がある。例えば、図13に示すように、意図した相電流値よりも相電流値が大きくなる場合がある。すなわち、時刻T経過直後の相電流値は、制御の切り替えの影響により所定電流△Iだけ大きくなる。これは、PWM制御よりも疎の制御であるワンパルス制御へ切り替えわると、電流センサ39の検出誤差が、ワンパルス制御により影響する。疎のワンパルス制御で、電流センサ39の検出結果と制御目標とする電流値とをオフセットするように電流が制御されるためである。なお、例えば、時刻Tを含む所定時間T1において、制御部82が設定する制御目標とする電流値の上昇度合(制御周期間で上昇させる制御目標とする電流値)は、所定電流△Iより十分に小さいものとする。
図14は、通常時のPWM制御の電流ピークと、通常時のワンパルス制御の電流ピークと、ワンパルス制御への切り替えの影響による電流(△I)とを比較する図である。通常時とは、制御の切り替えられたタイミングとは異なるタイミングである。図14の縦軸は電流値[A]を示している。通常時のPWM制御の電流ピークが閾値Th以下であっても、ワンパルス制御に切り替えられると、その切り替え時刻T直後の電流ピークは、切り替えの影響による所定電流△Iを含むため、閾値Th以上(電流値Ix1)となる場合がある。例えば、電流ピークが閾値Th以上となる場合、インバータ32に影響を及ぼしたり、モータ12に減磁を発生させたりしてしまうことがある。なお、図14の電流△I#は、閾値Thと電流値Ix1との差分または差分に余裕分(制御周期間で上昇させる制御目標とする電流値)の電流を加味した値である。
このため、図15に示すように、PWM制御からワンパルス制御に切り替える際に用いられる、切替条件が事前の実験結果等に基づいて設定される。図15の縦軸はトルク指令値を示し、図15の横軸は相電流値[Arms(電流の実効値)]を示している。図15の電流値Ix1#は、図14の電流値Ix1に対応する相電流の実効値である。図15に示すように、PWM制御からワンパルス制御に切り替えられた直後に電流△I#分の電流が抑制されるように相電流の実行値Ix2#や、トルク指令値等が導出される。
この導出された実行値Ix2#に対応する相電流値が、PWM制御からワンパルス制御に切り替えられるタイミングにおける、電流値の閾値に設定される。例えば、生成装置200が、上記のような考え方に基づいて、PWM制御における相電流のピーク値に対する閾値に設定する。また、生成装置200は、上記の考え方に基づいて、トルク指令値や、トルク指令値に基づく電流指令値など、次の処理タイミングでモータ12に与える電流に関する情報(所定の指標)を設定してもよい。そして、設定された閾値は記憶部90に切替条件情報96として記憶される。
図16は、図15で説明した処理によって設定された閾値について説明するための図である。図14と同様の説明については省略する。図15で説明した、電流I#分の電流が抑制されるように導出された閾値Th#が設定される。「閾値Th#」は、「電流指標」に対する閾値の一例であるである。「閾値Th」は、「特定指標」の一例である。例えば、制御部82が、PWM制御の相電流の電流値が閾値Th#以上である場合に、ワンパルス制御に切り替えないことにより、切り替え直後に相電流のピーク値が閾値Th以上とならないように電流値を制御することができる。
このように、制御部82が、生成装置200により生成された切替条件情報96を参照することで、電流ピークが基準を満たした状態でワンパルス制御に切り替えるか否かを判定することができる。この結果、制御部82は、インバータ32やモータ12などに負の影響を与えることを抑制しつつ、燃費および商品性を向上させることができる。
なお、制御部82は、取得した相電流の電流値(電流を示す指標)が閾値Th#以上であると判定した場合、電流値が閾値Th#以下になるようにモータ12に入力される相電流を制御したり、電流値が閾値Th#以下になるようにトルク指令値を低下させたりして、ワンパルス制御に切り替えてもよい。この処理が、図3のフローチャートの処理の流れに適用される場合について、図17を参照して説明する。
図17は、制御部82により実行される処理の流れの他の一例を示すフローチャートである。図17のステップS100〜S114、S116、S118の処理は、図3のステップS100〜S114、S116、S118の処理と同様のため説明を省略する。ステップS114で切替条件を満たさないと判定された場合(例えば取得した相電流の電流値が閾値Th#以上であると判定された場合)、制御部82は、電流値が切替条件を満たすように(閾値Th#未満になるように)相電流またはトルク指令値を制御して(ステップS115)、ワンパルス制御を実行する(ステップS116)。すなわち、制御部82は、電流指標が閾値を超える場合、電流指標が閾値以下になるようにモータ12に与えられる電流を制御しつつ、ワンパルス制御に切り替える。これにより、本フローチャートの1ルーチンの処理が終了する。このように、切替条件を満たすように電流値またはトルク指令値が制御されることにより、損失判定の結果、およびモータNV判定の結果が肯定的である場合、ワンパルス制御が実行される。この結果、より電力損失が抑制される。
[まとめ]
例えば、電力損失のみを加味して、ワンパルス制御を行っても、商品性が低下したり、インバータ32やモータ12などのハードウェアにダメージを与えたりしてします場合があった。これにより、車両の利用者の快適性が低下したり、ハードウェアの寿命が短くなってしまったりする場合があった。
これに対し、本実施形態の制御システムは、直流電力を交流電力に変換するインバータ32と、インバータ32によって出力される交流電力を用いて駆動されるモータ12と、インバータ32を制御してモータ12に出力される交流電力を制御する制御部82であって、モータ12およびインバータ32の電力損失と、モータ12の騒音とに基づいて、多パルス制御とワンパルス制御とを切り替えて交流電力を制御することにより、電力損失を抑制すると共に、商品性を向上させることができる。この結果、燃費および車両の利用者の快適性が向上する。また、制御部82が、切り替え時の電流に関する情報を加味して、ワンパルス制御に切り替えるため、ハードウェアへのダメージを抑制させることができる。この結果、ハードウェアの寿命が延命化する。
<変形例>
以下、変形例について説明する。変形例のハイブリッド制御装置80について説明する。ハイブリッド制御装置80は、例えば、損失判定情報92と、モータNV判定情報94に代えて(または加えて)、制御切替情報98が記憶されている。
図18は、制御切替情報98の内容の一例を示す図である。制御切替情報98は、例えば、回転数とトルク指令値とに対して、ワンパルス制御領域AR5が対応付けられた情報である。この制御切替情報98は電圧ごとに設けられている。例えば、ワンパルス制御領域AR5は、上述したモータNV基準領域AR4に相当する領域である。
生成装置200は、上述した損失判定情報92およびモータNV判定情報94を生成する際の考え方に基づいて導出されたモータNV基準領域を参照して、ワンパルス制御領域が設定された制御切替情報98を生成する。そして、制御切替情報98は記憶部90に記憶される。なお、制御切替情報98は、二次元マップに限らず、三次元マップや、関数、学習モデルであってもよい。
変形例では制御部82は、例えば、モータ12の回転数、電圧V2の電圧値、およびトルク指令値を取得する。制御部82は、制御切替情報98を参照して、取得したモータ12の回転数、電圧V2の電圧値、およびトルク指令値を制御切替情報98に当てはめた場合に、その当てはめ結果がワンパルス制御領域に含まれるか否かを判定する。その当てはめ結果がワンパルス制御領域に含まれ、上述した図3のステップS114の電流ピーク判定において肯定的な結果が得られた場合、PWM制御からワンパルス制御に切り替える制御が行われる。
以上説明した変形例のハイブリッド制御装置80によれば、ワンパルス制御を実行している場合、第2電圧センサ38により取得された電圧と、回転角センサ14により取得されたモータ12の回転数とに基づいて、多パルス制御に切り替えるか否かを決定し、多パルス制御を実行している場合、取得された電圧とモータ12の回転数と、多パルス制御においてモータ12に入力される電流とに基づいて、ワンパルス制御に切り替えるか否かを決定し、決定結果に基づいて第1PDU30を制御することにより、より簡易にPWM制御からワンパルス制御に切り替える制御を行うか否かを判定することができる。この結果、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
[ハードウェア構成]
図19は、実施形態のハイブリッド制御装置80のハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、ハイブリッド制御装置80は、通信コントローラ80−1、CPU80−2、ワーキングメモリとして使用されるRAM(Random Access Memory)80−3、ブートプログラムなどを格納するROM(Read Only Memory)80−4、フラッシュメモリやHDD(Hard Disk Drive)などの記憶装置80−5、ドライブ装置80−6などが、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。通信コントローラ80−1は、ハイブリッド制御装置80以外の構成要素との通信を行う。記憶装置80−5には、CPU80−2が実行するプログラム80−5aが格納されている。このプログラムは、DMA(Direct Memory Access)コントローラ(不図示)などによってRAM80−3に展開されて、CPU80−2によって実行される。
上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータによって出力される交流電力を用いて駆動される電動機と、
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
前記インバータを制御して前記電動機に出力される交流電力を制御し、
前記電動機および前記インバータの電力損失と、前記電動機の騒音とに基づいて、多パルス制御とワンパルス制御とを切り替えて前記交流電力を制御する、
ように構成されている、制御装置。
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等限定されるものではなく、本発明の要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、10‥モータジェネレータ、12‥モータ、14‥回転角センサ、16‥ジェネレータ、20‥エンジン、32‥インバータ、38‥第2電圧センサ、39‥電流センサ、50‥バッテリ、60‥駆動輪、64‥車軸、80‥ハイブリッド制御装置、82‥制御部、90‥記憶部、92‥損失判定情報、94‥モータNV判定情報、96‥切替条件情報

Claims (13)

  1. 直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、
    前記電力変換部によって出力される交流電力を用いて駆動される電動機と、
    前記電力変換部を制御する制御装置であって、前記電動機および前記電力変換部の電力損失と、前記電動機の騒音とに基づいて、多パルス制御とワンパルス制御とを切り替えて前記交流電力を制御する制御部と、
    を備える制御システム。
  2. 前記制御部は、前記電動機の回転数と前記電力変換部に入力される電圧とに基づいて前記電力損失を導出する、
    請求項1に記載の制御システム。
  3. 前記制御部は、
    前記電動機の回転数と前記電力変換部に入力される電圧とに対して前記電力損失が基準を満たすことを示す第1情報または前記電力損失が基準を満たさないことを示す第2情報が対応付けられた第1対応情報を参照し、
    前記電動機の回転数と前記電力変換部に入力される電圧とに基づいて導出された情報が前記第1情報である場合、前記ワンパルス制御を選択する、
    請求項2項に記載の制御システム。
  4. 前記制御部は、更に、前記電動機のトルク指令値に基づいて前記電力損失を導出する、
    請求項2に記載の制御システム。
  5. 前記制御部は、
    前記電動機の回転数と前記電力変換部に入力される電圧と前記電動機のトルク指令値とに対して前記電力損失が基準を満たすことを示す第1情報または前記電力損失が基準を満たさないことを示す第2情報が対応付けられた第2対応情報を参照し、
    前記電動機の回転数と前記電力変換部に入力される電圧と前記電動機のトルク指令値とに基づいて導出された情報が前記第1情報である場合、前記ワンパルス制御を選択する、
    請求項4項に記載の制御システム。
  6. 前記制御部は、
    前記電動機のトルク指令値と前記電力変換部に入力される電圧とに対して騒音が基準を満たすことを示す第3情報または騒音が基準を満たさないことを示す第4情報対応付けられた第3対応情報を参照し、
    前記電動機のトルク指令値と前記電力変換部に入力される電圧とに基づいて導出された情報が前記第3情報である場合、前記ワンパルス制御を選択する、
    請求項1から5のうちいずれか1項に記載の制御システム。
  7. 前記第3対応情報は、前記電動機のトルク指令値と前記電力変換部に入力される電圧との組み合わせごとに、前記電動機の回転数に対する騒音の変化を示す情報に基づいて生成された情報である、
    請求項6に記載の制御システム。
  8. 前記制御部は、多パルス制御を実行している場合に、前記電力変換部から前記電動機に出力される電流の大きさを示す電流指標を取得し、取得した電流指標が閾値以下の場合、前記ワンパルス制御に切り替える、
    請求項1から7のうちいずれか1項に記載の制御システム。
  9. 前記閾値は、前記多パルス制御から前記ワンパルス制御に切り替えた場合に、前記切り替えにより増加する電流を加味した特定電流が前記閾値よりも大きい特定閾値以上とならないように設定された指標である、
    請求項8に記載の制御システム。
  10. 前記制御部は、前記電流指標が前記閾値を超える場合、前記ワンパルス制御に切り替えず、前記電流指標が前記閾値を超えた状態から前記電流指標が閾値以下になった状態に変化した場合、前記ワンパルス制御に切り替える、
    請求項8または9に記載の制御システム。
  11. 直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、
    前記電力変換部によって出力される交流電力を用いて駆動される電動機と、
    前記電力変換部に入力される電圧を取得する第1取得部と、
    前記電動機の回転数を取得する第2取得部と、
    ワンパルス制御を実行している場合、第1取得部により取得された電圧と、前記第2取得部により取得された前記電動機の回転数とに基づいて、多パルス制御に切り替えるか否かを決定し、
    多パルス制御を実行している場合、前記第1取得部により取得された電圧と、前記第2取得部により取得された前記電動機の回転数と、前記多パルス制御において前記電動機に与えられる電流とに基づいて、ワンパルス制御に切り替えるか否かを決定し、
    前記決定結果に基づいて前記電力変換部を制御する制御部と、
    を備える制御システム。
  12. 請求項1から11のうちいずれか1項に記載の制御システムと、
    前記電動機の動力によって駆動される駆動輪と、
    を備えた車両システム。
  13. 制御装置が、
    直流電力を交流電力に変換する電力変換部を制御して、前記電力変換部によって出力される交流電力を用いて駆動される電動機に出力される交流電力を制御し、
    前記電動機および前記電力変換部の電力損失と、前記電動機の騒音とに基づいて、多パルス制御とワンパルス制御とを切り替えて前記交流電力を制御する、
    制御方法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6989574B2 (ja) * 2019-09-25 2022-01-05 本田技研工業株式会社 制御装置、車両システム及び制御方法
US11876470B2 (en) * 2021-02-05 2024-01-16 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for adapting pulse width modulation with randomized zero-sequence
WO2023175832A1 (ja) * 2022-03-17 2023-09-21 日立Astemo株式会社 モータ制御装置、モータ制御方法
CN117352364B (zh) * 2023-12-04 2024-03-22 深圳市恒运昌真空技术股份有限公司 一种射频电源的多脉冲驱动发生装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07255103A (ja) * 1994-03-16 1995-10-03 Toshiba Corp 交流電気車の制御装置及びその制御方法
JP3312237B2 (ja) * 1997-02-18 2002-08-05 株式会社日立製作所 電力変換装置
US7262536B2 (en) * 2003-08-11 2007-08-28 General Motors Corporation Gearless wheel motor drive system
JP4489091B2 (ja) * 2003-09-03 2010-06-23 株式会社東芝 電気車制御装置
JP2010104234A (ja) * 2003-09-03 2010-05-06 Toshiba Corp 電気車制御装置
JP4060777B2 (ja) * 2003-09-03 2008-03-12 株式会社東芝 電気車制御装置
JP4379427B2 (ja) * 2006-04-03 2009-12-09 株式会社デンソー 多相回転電機の制御装置
JP4082444B1 (ja) * 2006-10-19 2008-04-30 三菱電機株式会社 永久磁石同期電動機のベクトル制御装置
JP4958718B2 (ja) 2007-10-16 2012-06-20 株式会社日立製作所 電気車制御装置
JP4978429B2 (ja) * 2007-11-01 2012-07-18 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電動機制御装置,電気自動車およびハイブリッド電気自動車
JP5332740B2 (ja) * 2009-03-05 2013-11-06 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動制御装置
JP2011200103A (ja) * 2010-02-10 2011-10-06 Hitachi Ltd 電力変換装置
JP5781785B2 (ja) * 2011-02-15 2015-09-24 トヨタ自動車株式会社 回転電機駆動システム
JP5418556B2 (ja) * 2011-08-23 2014-02-19 株式会社安川電機 リニアモータの可動子およびリニアモータ
JP5025818B2 (ja) * 2011-09-01 2012-09-12 三菱電機株式会社 電動機駆動用電力変換装置
KR20140060550A (ko) * 2011-09-30 2014-05-20 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 전동기의 제어 장치 및 제어 방법, 그것들을 적용한 전동기 및 차량 구동 시스템
JP5968010B2 (ja) * 2012-04-02 2016-08-10 三菱電機株式会社 電力変換器制御装置
GB201305787D0 (en) * 2013-03-28 2013-05-15 Trw Ltd Motor drive circuit and method of driving a motor
JP5959772B2 (ja) * 2014-02-17 2016-08-02 三菱電機株式会社 制御装置
JP6398890B2 (ja) * 2014-10-21 2018-10-03 株式会社デンソー 回転電機の制御装置
JP6351652B2 (ja) * 2016-04-26 2018-07-04 三菱電機株式会社 電力変換器制御装置
JP6458761B2 (ja) * 2016-04-28 2019-01-30 トヨタ自動車株式会社 自動車
JP6555186B2 (ja) * 2016-05-10 2019-08-07 株式会社デンソー 交流電動機の制御装置

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