JP6989575B2 - 制御装置、車両システム及び制御方法 - Google Patents

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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。
従来から電動機を動力源とする車両、例えば、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）、ハイブリッド自動車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）、燃料電池自動車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）の開発が進められている。
また、上述した車両に搭載されている電動機に交流電流を供給する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が開発されている。
例えば、特許文献１に係る電気車制御装置は、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、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。
特開２００９−１００５４８号公報
また、上述した電動機は、ロータの回転角が計測する回転角センサが取り付けられている。上述した車両は、電動機に回転角センサが取り付けられた後、取り付け角度の誤差を補正する補正処理が実行されてから出荷される必要がある。これは、次のような理由による。
補正処理が実行されていない場合、ワンパルス制御が実行されている場合における電動機の駆動トルクとパルス幅変調制御が実行されている場合における電動機の駆動トルクとの差が大きい。このため、インバータの制御方式を切り替えた際に電動機の駆動トルクが急変し、この駆動トルクの急変が車体に対して電動機を支持しているモータマウント等のバネ要素を通して車体に伝達されて車体を振動させ、車両の乗り心地を低下させてしまうことがある。したがって、補正処理が実行されていない状態で車両が出荷されてしまった場合に備えて、車両が走行している間に補正処理を実行する技術が望まれている。
しかし、この補正処理は、パルス幅変調制御が実行されている場合には実行され得るものの、ワンパルス制御が実行されている場合には実行され得ない。このため、上述した電気車制御装置は、車両が走行している間に補正処理を実行し得ず、電動機の駆動トルクの急変による車体の振動を十分に抑制し得ないことがある。
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、電動機の駆動トルクの急変による車体の振動を抑制することができる制御装置、車車両システム及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装置、車両システム及び制御方法は、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る制御装置は、電動機が備えるロータの回転角を計測する回転角センサが取り付けられている角度の誤差を補正する補正処理に関する内容を示す補正データを取得するデータ取得部と、前記補正データに基づいて、前記補正処理が実行済みか否かを判定する判定部と、前記補正処理が実行済みではないと判定された場合、前記電動機に交流電流を供給するインバータをパルス幅変調制御で制御することを決定する制御方式決定部と、を備える制御装置である。
（２）：上記（１）の態様において、前記データ取得部は、前記補正処理が実行済みであるか否かを示す履歴データを含む前記補正データを取得し、前記判定部は、前記履歴データにより前記補正処理が実行済みではないことが示されている場合、前記前記補正処理が実行済みではないと判定するものである。
（３）：上記（１）の態様において、前記データ取得部は、前記誤差を示す誤差データを含む前記補正データを取得し、前記判定部は、前記誤差データにより示される前記誤差が所定の閾値を超えている場合、前記補正処理が実行済みではないと判定するものである。
（４）：この発明の一態様に係る車両システムは、電動機が備えるロータの回転角を計測する回転角センサが取り付けられている角度の誤差を補正する補正処理に関する内容を示す補正データを取得するデータ取得部と、前記補正データに基づいて、前記補正処理が実行済みか否かを判定する判定部と、前記補正処理が実行済みではないと判定された場合、前記電動機に交流電流を供給するインバータをパルス幅変調制御で制御することを決定する制御方式決定部と、を備える車両システムである。
（５）：この発明の一態様に係る制御方法は、電動機が備えるロータの回転角を計測する回転角センサが取り付けられている角度の誤差を補正する補正処理に関する内容を示す補正データを取得するデータ取得工程と、前記補正データに基づいて、前記補正処理が実行済みか否かを判定する判定工程と、前記補正処理が実行済みではないと判定された場合、前記電動機に交流電流を供給するインバータをパルス幅変調制御で制御することを決定する制御方式決定工程と、を含む制御方法である。
（１）から（５）によれば、制御装置は、補正データに基づいて、補正処理が実行済みではないと判定された場合、電動機に交流電流を供給するインバータをパルス幅変調制御で制御することを決定する。これにより、制御装置は、インバータの制御方式を補正処理が実行可能な制御方式にして補正処理を実行し、電動機の駆動トルクの急変による車体の振動を抑制することができる。
（２）によれば、制御装置は、履歴データにより補正処理が実行済みではないことが示されている場合、補正処理が実行済みではないと判定する。これにより、制御装置は、過去の履歴に基づいて補正処理が実行済みではないことを更に確実に判定することができる。
（３）によれば、制御装置は、誤差データにより示される誤差が所定の閾値を超えている場合、補正処理が実行済みではないと判定する。これにより、制御装置は、回転角センサが取り付けられている角度の誤差の大きさに基づいて補正処理が実行済みであるか否かを推定することができるため、過去の履歴を確認する処理を省略することができる。
実施形態に係る車両の一例を示す図である。 実施形態に係る第一ＰＤＵ及び制御装置と、これらの周辺の構成との一例を示す図である。 実施形態に係る回転角センサが取り付けられている角度の誤差がゼロである場合に発生する逆起電圧の一例を示すベクトル図である。 実施形態に係る回転角センサが取り付けられている角度の誤差がゼロではない場合に発生する逆起電圧の一例を示すベクトル図である。 正弦波パルス幅変調制御が実行された場合に実施形態に係るインバータが出力する電圧の波形の一例を示す図である。 過変調パルス幅変調制御が実行された場合に実施形態に係るインバータが出力する電圧の波形の一例を示す図である。 ワンパルス制御が実行された場合に実施形態に係るインバータが出力する電圧の波形の一例を示す図である。 実施形態に係る制御装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る制御装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照し、本発明に係る制御装置、車両システム及び制御方法の実施形態について説明する。
＜実施形態＞
図１は、実施形態に係る車両の一例を示す図である。図１に示すように、車両１は、例えば、電動機ジェネレータ１０と、エンジン２０と、第一ＰＤＵ（Power Drive Unit）３０と、第二ＰＤＵ４０と、バッテリ５０と、駆動輪６０Ａと、駆動輪６０Ｂと、トランスミッション６２と、車軸６４と、制御装置８０とを備える。
電動機ジェネレータ１０は、電動機１２、回転角センサ１４及びジェネレータ１６を備える。
電動機１２は、車両１の動力源である。電動機１２は、例えば、第一ＰＤＵ３０及びジェネレータ１６の少なくとも一方から供給される交流電流により駆動する三相同期電動機である。第一ＰＤＵ３０は、バッテリ５０から供給された直流電力をインバータにより交流電流に変換して電動機１２に供給する。電動機１２が発生させた動力は、トランスミッション６２を介して車軸６４に伝達される。また、電動機１２は、車両１が制動されている場合、回生発電機として機能する。この場合、電動機１２は、当該機能により発電した電力を第一ＰＤＵ３０経由でバッテリ５０に出力する。
回転角センサ１４は、例えば、電動機１２が備えるロータの回転角を計測する。ジェネレータ１６は、エンジン２０が発生させた動力を受けて回転することにより発電する。ジェネレータ１６が発電した電力は、第二ＰＤＵ４０を介してバッテリ５０に供給される。なお、ジェネレータ１６は、省略されてもよい。この場合、ジェネレータ１６の代わりに電動機１２が発電してバッテリ５０に電力を供給する。
エンジン２０は、車両１の動力源である。エンジン２０が発生させた動力は、トランスミッション６２を介して車軸６４に伝達される。或いは、エンジン２０が発生させた動力は、ジェネレータ１６に伝達される。
図２は、実施形態に係る第一ＰＤＵ及び制御装置と、これらの周辺の構成との一例を示す図である。
図２に示すように、第一ＰＤＵ３０は、第一電圧センサ３２と、昇圧器３４と、第二電圧センサ３６と、インバータ３８と、電流センサ３９とを備える。
第一電圧センサ３２は、バッテリ５０と昇圧器３４との間に接続され、昇圧器３４に入力される直流電力の電圧を検出する。昇圧器３４は、当該電圧を増幅させてインバータ３８に供給する。第二電圧センサ３６は、昇圧器３４により電圧が増幅された直流電圧を検出する。インバータ３８は、昇圧器３４から供給された直流電力を交流電力に変換して電動機１２に供給する。電流センサ３９は、電動機１２に供給されるＵ相、Ｖ相及びＷ相各々の電流を検出し、三つの電流各々を示すデータを制御装置８０に送信する。
図２に示すように、制御装置８０は、データ取得部８１と、判定部８２と、制御方式決定部８３と、制御実行部８４と、補正処理実行部８５とを備える。
制御装置８０が備える機能の少なくとも一部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等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実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（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。
データ取得部８１は、回転角センサ１４が取り付けられている角度の誤差を補正する補正処理に関する内容を示す補正データを取得する。
図３は、実施形態に係る回転角センサが取り付けられている角度の誤差がゼロである場合に発生する逆起電圧の一例を示すベクトル図である。図３に示したｄ軸は、ロータの回転軸に直交し、ロータのＳ極からＮ極に向かう方向に平行な軸である。また、図３に示したｑ軸は、ｄ軸をロータが回転する方向に９０度回転させた軸である。つまり、ｄ軸及びｑ軸は、ロータの同期回転座標の座標軸であり、ロータと共に回転する。
上述した補正処理では、電動機１２に供給する三相交流の相電流をゼロにする。この場合、図３に示したベクトルＥで表される逆起電圧が発生する。また、回転角センサ１４が取り付けられている角度の誤差がゼロであると、補正処理実行部８５が認識するｄ軸及びｑ軸は、それぞれ図３に示したｄ軸及びｑ軸と一致する。したがって、回転角センサ１４が取り付けられている角度の誤差がゼロである場合、補正処理実行部８５が認識するベクトルＥのｄ軸成分Ｖｄ＊及びｑ軸成分Ｖｑ＊は、それぞれ次の式（１）及び式（２）で表される。式（２）は、回転角センサ１４が取り付けられている角度の誤差がゼロである場合、逆起電圧のｄ軸成分Ｖｄ＊がゼロになることを示している。
Figure 0006989575
Figure 0006989575
図４は、実施形態に係る回転角センサが取り付けられている角度の誤差がゼロではない場合に発生する逆起電圧の一例を示すベクトル図である。図４に示したｄ軸及びｑ軸は、それぞれ図３に示したｄ軸及びｑ軸と同じである。また、図４に示したｄ´軸及びｑ´軸は、それぞれ補正処理実行部８５が認識するｄ軸及びｑ軸であり、回転角センサ１４が取り付けられている角度の誤差θだけ図３に示したｄ軸及びｑ軸からずれている。
上述した補正処理において、電動機１２に供給する三相交流の相電流をゼロにした場合、図４に示したベクトルＥで表される逆起電圧が発生する。また、回転角センサ１４が取り付けられている角度の誤差がθであると、補正処理実行部８５が認識するｄ軸及びｑ軸は、それぞれ図４に示したｄ´軸及びｑ´軸となる。したがって、回転角センサ１４が取り付けられている角度の誤差がθである場合、補正処理実行部８５が認識するベクトルＥのｄ軸成分Ｖｄ＊及びｑ軸成分Ｖｑ＊は、それぞれ次の式（３）及び式（４）で表される。式（４）は、回転角センサ１４が取り付けられている角度の誤差がθである場合、逆起電圧のｄ軸成分Ｖｄ＊がゼロよりも大きくなることを示している。
Figure 0006989575
Figure 0006989575
また、式（３）及び式（４）から回転角センサ１４が取り付けられている角度の誤差θを表す次の式（５）が導出される。
Figure 0006989575
補正処理実行部８５は、電動機１２に供給する三相交流の相電流をゼロとし、逆起電圧のｄ軸成分Ｖｄ＊が所定の閾値以下である場合、補正処理が実行済みであると判定する。一方、補正処理実行部８５は、逆起電圧のｄ軸成分Ｖｄ＊が当該所定の閾値を超えている場合、補正処理が実行済みではないと判定する。
そして、補正処理実行部８５は、補正処理が実行済みではなく、補正処理の実行が許可されている場合、補正処理を実行する。具体的には、補正処理実行部８５は、電動機１２に供給する三相交流の相電流がゼロになるように第一ＰＤＵ３０を制御し、上述した式（５）により表される誤差θが小さくなるように第一ＰＤＵ３０を制御する。
また、補正処理実行部８５は、補正処理を実行した場合、これまでに実行した補正処理の内容を示す補正データを更新する。さらに、補正処理実行部８５は、補正処理が実行済みではない場合、補正処理が実行みではないことを示す履歴データを補正データに含め、補正処理が実行済みである場合、補正処理が実行みであることを示す履歴データを補正データに含める。また、補正処理実行部８５は、補正処理を実行した場合、逆起電圧のｄ軸成分Ｖｄ＊に基づいて推定した誤差θを示す誤差データを補正データに含める。つまり、データ取得部８１は、補正データに含まれている履歴データ及び誤差データの少なくとも一方を取得することもある。なお、補正処理実行部８５は、例えば、不揮発性メモリの一種であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）に補正データを書き込む。
判定部８２は、補正データに基づいて、補正処理が実行済みか否かを判定する。
具体的には、判定部８２は、履歴データにより補正処理が実行済みではないことが示されている場合、補正処理が実行済みではないと判定する。一方、判定部８２は、履歴データにより補正処理が実行済みであることが示されている場合、補正処理が実行済みであると判定する。
或いは、判定部８２は、誤差データにより示される誤差が所定の閾値を超えている場合、補正処理が実行済みではないと判定する。一方、判定部８２は、誤差データにより示される誤差が所定の閾値以下である場合、補正処理が実行済みであると判定する。
制御方式決定部８３は、補正処理が実行済みではないと判定された場合、電動機１２に交流電流を供給するインバータ３８をパルス幅変調制御で制御することを決定する。一方、補正処理が実行済みであると判定された場合、電動機１２に交流電流を供給するインバータ３８をパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）制御で制御することを決定してもよい。
パルス幅変調制御は、例えば、正弦波パルス幅変調制御、過変調パルス幅変調制御である。正弦波パルス幅変調制御、過変調パルス幅変調制御及びワンパルス制御は、いずれもインバータ３８が備えるスイッチング素子の導通状態と非導通状態とを切り替える制御である。
図５は、正弦波パルス幅変調制御が実行された場合に実施形態に係るインバータが出力する電圧の波形の一例を示す図である。図５は、縦軸が電圧を示しており、横軸が時間を示している。
正弦波パルス幅変調制御は、電圧パルスのデューティ比を調整することにより、図５に示した正弦波Ｗ１で表される交流電圧と同等の交流電圧を電動機１２に供給する制御方式である。また、正弦波パルス幅変調制御は、電動機１２に供給される交流電流に対するフィードバック制御により交流電圧の振幅及び位相を制御する。さらに、正弦波パルス幅変調制御は、正弦波Ｗ１で表される交流電圧の振幅を電動機１２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実行することにより、電圧とパルス幅変調制御信号との線形性を維持している。また、正弦波パルス幅変調制御は、当該線形性を維持する制御であるため、インバータ３８が備えるスイッチング素子の導通状態と非導通状態とを切り替えるスイッチングを実行する回数が過変調パルス幅変調制御及びワンパルス制御よりも多い。
図６は、過変調パルス幅変調制御が実行された場合に実施形態に係るインバータが出力する電圧の波形の一例を示す図である。図６は、縦軸が電圧を示しており、横軸が時間を示している。
過変調パルス幅変調制御は、電動機１２に供給される交流電流に対するフィードバック制御により交流電圧の振幅及び位相を制御する。また、過変調パルス幅変調制御は、図６に示した正弦波Ｗ２で表される交流電圧の振幅が電動機１２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実行することにより、電圧とパルス幅変調信号との非線形性を許容している。これにより、過変調パルス幅変調制御は、擬似的な正弦波である電動機１２の線間電圧を矩形波に近づくように歪ませ、当該線間電圧が擬似的な正弦波である場合よりも電圧利用率を増大させることを可能にしている。
図６に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の非線形期間及び時刻ｔ３から時刻ｔ４の非線形期間において、正弦波Ｗ２で表される電圧の絶対値は、実際に印加される電圧の絶対値よりも大きい。つまり、これら二つの非線形期間では、電動機１２の線間電圧が正弦波状から矩形波状に近づいており、電圧利用率が増大している。また、過変調パルス幅変調制御は、電圧とパルス幅変調制御信号との線形性を維持しない制御であるため、スイッチングを実行する回数が正弦波パルス幅変調制御よりも少ない。
また、パルス幅変調制御は、正弦波パルス幅変調制御及び過変調パルス幅変調制御のいずれであっても電動機１２に供給される交流電流に対するフィードバック制御に基づいており、上述した補正処理に使用される逆起電圧に影響を与えない。このため、制御装置８０は、インバータ３８がパルス幅変調制御されている場合、上述した補正処理を実行することができる。
図７は、ワンパルス制御が実行された場合に実施形態に係るインバータが出力する電圧の波形の一例を示す図である。図７は、縦軸が電圧を示しており、横軸が時間を示している。
ワンパルス制御は、一周期ごとにスイッチングを二回実行する。例えば、図７に示すように、正弦波Ｗ３の周期に等しい時刻ｔ１から時刻ｔ３の期間において、時刻ｔ１及び時刻ｔ２の２つの時点でスイッチングが実行される。これにより、ワンパルス制御は、電動機１２に供給される交流電圧に対するフィードバック制御により交流電圧の振幅及び位相を制御する。また、図６と図７とを比較すると、ワンパルス制御は、過変調パルス幅変調制御よりも更に電圧利用率を増大させることを可能にしていることが分かる。さらに、ワンパルス制御は、スイッチングを実行する回数が過変調パルス幅変調制御よりも少ない。
また、ワンパルス制御は、電動機１２に供給される交流電圧に対するフィードバック制御に基づいており、上述した補正処理に使用される逆起電圧に影響を与える。このため、制御装置８０は、インバータ３８がワンパルス制御されている場合、上述した補正処理を実行することができない。
制御実行部８４は、制御方式決定部８３による決定に従ってパルス幅変調制御又はワンパルス制御を実行する。
次に、図８及び図９を参照しながら、実施形態に係る制御装置８０が実行する処理について説明する。図８及び図９は、実施形態に係る制御装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。制御装置８０は、図８及び図９に示した処理を任意のタイミングで実行してよい。
ステップＳ１０１において、データ取得部８１は、補正データを取得する。
ステップＳ１０２において、判定部８２は、補正処理が実行済みであるか否かを判定する。判定部８２は、補正データに基づいて補正処理が実行済みであると判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０３に進める。一方、判定部８２は、補正データに基づいて補正処理が実行済みではないと判定した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、処理をステップＳ１０５に進める。
ステップＳ１０３において、制御方式決定部８３は、インバータ３８の制御方式としてワンパルス制御を採用する。
ステップＳ１０４において、制御実行部８４は、ワンパルス制御を実行する。
ステップＳ１０５において、制御方式決定部８３は、インバータ３８の制御方式としてパルス幅変調制御を採用する。
ステップＳ１０６において、制御実行部８４は、パルス幅変調制御を実行する。
ステップＳ１０７において、補正処理実行部８５は、補正処理が実行済みであるか否かを判定する。補正処理実行部８５は、補正処理が実行済みであると判定した場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、処理を終了させる。一方、補正処理実行部８５は、補正処理が実行済みではないと判定した場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、処理をステップＳ１０８に進める。
ステップＳ１０８において、補正処理実行部８５は、補正処理の実行が許可されているか否かを判定する。補正処理実行部８５は、補正処理の実行が許可されていると判定した場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０９に進める。一方、補正処理実行部８５は、補正処理の実行が許可されていないと判定した場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、処理を終了させる。
ステップＳ１０９において、補正処理実行部８５は、補正処理を実行する。
ステップＳ１１０において、補正処理実行部８５は、実行済みの補正処理に関する内容を示す補正データをメモリに書き込む。
以上、実施形態に係る制御装置について説明した。制御装置８０は、補正データに基づいて、補正処理が実行済みではないと判定された場合、電動機１２に交流電流を供給するインバータ３８をパルス幅変調制御で制御することを決定する。これにより、制御装置８０は、補正処理が実行可能な制御方式であるパルス幅変調制御の下で補正処理を実行し、パルス幅変調制御が実行されている場合における電動機１２の駆動トルクとワンパルス制御が実行されている場合における電動機１２の駆動トルクとの差を低減する。したがって、制御装置８０は、電動機１２の駆動トルクの急変による車体の振動を抑制することができる。
また、制御装置８０は、履歴データにより補正処理が実行済みではないことが示されている場合、補正処理が実行済みではないと判定する。これにより、制御装置８０は、過去の履歴に基づいて補正処理が実行済みではないことを更に確実に判定することができる。
また、制御装置８０は、誤差データにより示される誤差が所定の閾値を超えている場合、補正処理が実行済みではないと判定する。これにより、制御装置８０は、回転角センサが取り付けられている角度の誤差の大きさに基づいて補正処理が実行済みであるか否かを推定することができるため、過去の履歴を確認する処理を省略することができる。
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、本発明は上述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。
８０…制御装置、８１…データ取得部、８２…判定部、８３…制御方式決定部、８４…制御実行部、８５…補正処理実行部

Claims (6)

  1. 電動機が備えるロータの回転角を計測する回転角センサが取り付けられている角度の誤差を補正する補正処理に関する内容を示す補正データを取得するデータ取得部と、
    前記補正データに基づいて、前記補正処理が実行済みか否かを判定する判定部と、
    前記補正処理が実行済みではないと判定された場合、前記電動機に交流電流を供給するインバータをパルス幅変調制御で制御することを決定し、
    前記補正処理が実行済みであると判定された場合、前記電動機に交流電流を供給するインバータをワンパルス制御で制御することを決定する制御方式決定部と、
    前記補正処理が実行済みではないと判定されて前記パルス幅変調制御でインバータを制御すると決定された後、前記補正処理を実行し、前記補正処理を実行したことを示す補正データを記憶部に記憶させる補正処理実行部と、
    を備える制御装置。
  2. 前記補正処理が実行済みか否かを判定する判定部は、前記電動機に供給する三相交流の相電流をゼロとし、逆起電圧のｄ軸成分のベクトルの向きが基準に対して所定の閾値以下である場合、補正処理が不要と判定し、前記ベクトルの向きが基準に対して所定の閾値を超える場合、補正処理が必要と判定する、
    請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記補正処理実行部は、前記補正処理を実行済であることを示す履歴データを含む補正データを前記記憶部に記憶させ、
    前記データ取得部は、前記補正処理が実行済みであるか否かを示す履歴データを含む前記補正データを取得し、
    前記判定部は、前記履歴データにより前記補正処理が実行済みではないことが示されている場合、前記前記補正処理が実行済みではないと判定する、
    請求項１または２に記載の制御装置。
  4. 前記データ取得部は、前記誤差を示す誤差データを含む前記補正データを取得し、
    前記判定部は、前記誤差データにより示される前記誤差が所定の閾値を超えている場合、前記補正処理が実行済みではないと判定する、
    請求項１または２に記載の制御装置。
  5. 電動機が備えるロータの回転角を計測する回転角センサが取り付けられている角度の誤差を補正する補正処理に関する内容を示す補正データを取得するデータ取得部と、
    前記補正データに基づいて、前記補正処理が実行済みか否かを判定する判定部と、
    前記補正処理が実行済みではないと判定された場合、前記電動機に交流電流を供給するインバータをパルス幅変調制御で制御することを決定し、
    前記補正処理が実行済みであると判定された場合、前記電動機に交流電流を供給するインバータをワンパルス制御で制御することを決定する制御方式決定部と、
    前記補正処理が実行済みではないと判定されて前記パルス幅変調制御でインバータを制御すると決定された後、前記補正処理を実行し、前記補正処理を実行したことを示す補正データを記憶部に記憶させる補正処理実行部と、
    を備える車両システム。
  6. 電動機が備えるロータの回転角を計測する回転角センサが取り付けられている角度の誤差を補正する補正処理に関する内容を示す補正データを取得するデータ取得工程と、
    前記補正データに基づいて、前記補正処理が実行済みか否かを判定する判定工程と、
    前記補正処理が実行済みではないと判定された場合、前記電動機に交流電流を供給するインバータをパルス幅変調制御で制御することを決定し、
    前記補正処理が実行済みであると判定された場合、前記電動機に交流電流を供給するインバータをワンパルス制御で制御することを決定する制御方式決定工程と、
    前記補正処理が実行済みではないと判定されて前記パルス幅変調制御でインバータを制御すると決定された後、前記補正処理を実行し、前記補正処理を実行したことを示す補正データを記憶部に記憶させる補正処理実行工程と、
    を含む制御方法。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003189700A (ja) * 2001-12-13 2003-07-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電動機制御装置、電動機の駆動方法、及び電動機制御用プログラム
JP4380247B2 (ja) * 2003-08-25 2009-12-09 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電動駆動制御装置、電動駆動制御方法及びプログラム
JP4489091B2 (ja) * 2003-09-03 2010-06-23 株式会社東芝 電気車制御装置
JP4958718B2 (ja) 2007-10-16 2012-06-20 株式会社日立製作所 電気車制御装置
JP4329880B1 (ja) 2009-01-14 2009-09-09 トヨタ自動車株式会社 交流電動機の制御装置および電動車両
US8487563B2 (en) * 2009-11-27 2013-07-16 Denso Corporation Drive motor control apparatus for vehicle, motor control system, method for correcting rotation angle of motor, program for performing the same, rotation detecting apparatus
DE102012201319A1 (de) * 2011-02-02 2012-08-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren, Vorrichtung und Computerprogramm zum Ermitteln eines Offsetwinkels in einer Elektromaschine
US9475520B2 (en) 2011-11-24 2016-10-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotational-angle detection device and electric power-steering device provided with rotational-angle detection device
JP5751240B2 (ja) * 2012-11-07 2015-07-22 トヨタ自動車株式会社 交流電動機の制御システム
JP5929873B2 (ja) * 2013-11-05 2016-06-08 株式会社デンソー 交流電動機の制御装置
JP2019047702A (ja) * 2017-09-07 2019-03-22 ルネサスエレクトロニクス株式会社 モータ駆動システムおよびモータ駆動方法

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