JP2018026931A - Automobile - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To adjust (to a desired level) an electromagnetic sound generated in association with driving an inverter in a configuration to perform switching of plural switching elements of the inverter by generating PWM signals of the plural switching elements using a percent modulation of voltage, a voltage phase, a pulse type and a pulse count.SOLUTION: Using a percent modulation of voltage, a voltage phase, a pulse type and a pulse count of a given cycle of an electric angle of a motor, PWM signals of plural switching elements are generated to switch the plural switching elements, and a step-up converter is controlled by using a target voltage of a high-voltage-side power line. Further, in this process, a pulse type and a pulse count and a required percent modulation are set so that a sound level of an electromagnetic sound caused by switching the plural switching elements meets a required sound level, and a target voltage is set so that the percent modulation meets the required percent modulation.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、自動車に関し、詳しくは、モータとインバータとバッテリと昇圧コンバータとを備える自動車に関する。   The present invention relates to an automobile, and more particularly to an automobile including a motor, an inverter, a battery, and a boost converter.

従来、この種の自動車としては、電動機と、複数のスイッチング素子のスイッチングによって電動機を駆動するインバータ回路を有する電力変換装置と、を備えるものにおいて、電動機のトルク指令に基づく電圧の変調率および電圧位相と、電動機の電気１周期のパルス数と、に基づいて複数のスイッチング素子のパルス信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、変調率と電圧位相とパルス数とに基づいて電力変換装置および電動機の電力損失が最小となるようにパルス信号を生成することにより、電力変換装置および電動機を有する駆動システム全体の損失の低減を図っている。   Conventionally, this type of vehicle includes an electric motor and a power conversion device having an inverter circuit that drives the electric motor by switching of a plurality of switching elements, and the voltage modulation rate and voltage phase based on the torque command of the electric motor Further, there has been proposed one that generates a pulse signal of a plurality of switching elements based on the number of pulses of one electric cycle of an electric motor and performs switching control of the plurality of switching elements (see, for example, Patent Document 1). In this automobile, the loss of the entire drive system including the power conversion device and the electric motor is generated by generating the pulse signal so that the power loss of the power conversion device and the electric motor is minimized based on the modulation rate, the voltage phase, and the number of pulses. We are trying to reduce it.

特開２０１３−１６２６６０号公報JP 2013-162660 A

こうした自動車では、比較的高い静粛性が実現されることから、歩行者等が車両の接近に気づきにくい。このため、モータのトルク指令に基づく各相の電圧指令と搬送波電圧との比較によって複数のスイッチング素子のパルス信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうものにおいて、複数のスイッチング素子のスイッチングに起因して生じる電磁音によって歩行者等に車両の接近を報知することが考えられている。この場合、搬送波電圧の周波数（キャリア周波数）を変化させることによって、電動機に供給される電流のリプル成分（リプル電流）を調節して、電磁音を調節している。しかしながら、上述の制御を行なうもの、即ち、電圧の変調率と電圧位相とパルス数とパルスタイプ（例えば、電力変換装置および電動機の電力損失が最小となるようにパルス信号を生成するタイプ）とに基づいて複数のスイッチング素子のパルス信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうものにおいて、どのように電磁音を調節する（所望のものとする）かについては未だ課題とされている。   In such an automobile, relatively high quietness is realized, so that a pedestrian or the like hardly notices the approach of the vehicle. For this reason, the switching control of the plurality of switching elements is performed by generating the pulse signal of the plurality of switching elements by comparing the voltage command of each phase based on the torque command of the motor and the carrier voltage. It is considered to notify a pedestrian or the like of the approach of a vehicle by electromagnetic sound generated due to the above. In this case, the electromagnetic noise is adjusted by adjusting the ripple component (ripple current) of the current supplied to the electric motor by changing the frequency of the carrier voltage (carrier frequency). However, those that perform the above-described control, that is, voltage modulation rate, voltage phase, number of pulses, and pulse type (for example, a type that generates a pulse signal so that the power loss of the power converter and the motor is minimized). On the basis of generating a pulse signal of a plurality of switching elements based on the above and performing switching control of the plurality of switching elements, how to adjust (make desired) the electromagnetic sound is still a problem.

本発明の自動車は、電圧の変調率と電圧位相とパルスタイプとパルス数とを用いてインバータの複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうものにおいて、インバータの駆動に伴って生じる電磁音を調節する（所望のものとする）ことを主目的とする。   The automobile of the present invention generates a PWM signal of a plurality of switching elements of an inverter using a voltage modulation factor, a voltage phase, a pulse type, and the number of pulses, and performs switching of the plurality of switching elements. The main purpose is to adjust (make desired) the electromagnetic sound that accompanies this.

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The automobile of the present invention has taken the following means in order to achieve the main object described above.

本発明の自動車は、
走行用のモータと、
複数のスイッチング素子のスイッチングによって前記モータを駆動するインバータと、
バッテリと、
前記バッテリが接続された低電圧側電力ラインと前記インバータが接続された高電圧側電力ラインとの間で電圧の変換を伴って電力のやりとりを行なう昇圧コンバータと、
前記インバータと前記昇圧コンバータとを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、電圧の変調率と電圧位相とパルスタイプと前記モータの電気角の所定周期のパルス数とを用いて前記複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうと共に、前記高電圧側電力ラインの目標電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御し、
更に、前記制御装置は、前記複数のスイッチング素子のスイッチングに起因して生じる電磁音の音程が要求音程となるように前記パルスタイプと前記パルス数と要求変調率とを設定し、前記変調率が前記要求変調率となるように前記目標電圧を設定する、
ことを要旨とする。 The automobile of the present invention
A motor for traveling,
An inverter that drives the motor by switching of a plurality of switching elements;
Battery,
A step-up converter that exchanges power with voltage conversion between a low-voltage side power line to which the battery is connected and a high-voltage side power line to which the inverter is connected;
A control device for controlling the inverter and the boost converter;
A car equipped with
The control device generates a PWM signal of the plurality of switching elements by using a voltage modulation factor, a voltage phase, a pulse type, and the number of pulses of a predetermined cycle of the electric angle of the motor to switch the plurality of switching elements. And controlling the boost converter using a target voltage of the high voltage side power line,
Further, the control device sets the pulse type, the number of pulses, and the required modulation rate so that the pitch of the electromagnetic sound generated due to the switching of the plurality of switching elements becomes the required pitch, and the modulation rate is Setting the target voltage to be the required modulation rate;
This is the gist.

この本発明の自動車では、電圧の変調率と電圧位相とパルスタイプとモータの電気角の所定周期のパルス数とを用いて複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうと共に、高電圧側電力ラインの目標電圧を用いて昇圧コンバータを制御する。そして、この際において、複数のスイッチング素子のスイッチングに起因して生じる電磁音の音程が要求音程となるようにパルスタイプとパルス数と要求変調率とを設定し、変調率が要求変調率となるように目標電圧を設定する。このようにして設定した目標電圧を用いて昇圧コンバータを制御することにより、要求音程に応じたパルスタイプおよびパルス数および要求変調率（変調率）に基づいて複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうことになるから、要求音程の電磁音を発生させて、歩行者等に車両の接近を報知することができる。ここで、パルスタイプは、モータの鉄損を低減するようにＰＷＭ信号を生成するタイプと高調波を低減するようにＰＷＭ信号を生成するタイプとを含む、ものとしてもよい。   In this automobile of the present invention, a PWM signal of a plurality of switching elements is generated by using a voltage modulation factor, a voltage phase, a pulse type, and the number of pulses of a motor electrical angle in a predetermined cycle to switch the plurality of switching elements. And the boost converter is controlled using the target voltage of the high voltage side power line. At this time, the pulse type, the number of pulses, and the required modulation rate are set so that the pitch of the electromagnetic sound generated due to the switching of the plurality of switching elements becomes the required pitch, and the modulation rate becomes the required modulation rate. Set the target voltage as follows. By controlling the boost converter using the target voltage set in this way, a PWM signal of a plurality of switching elements is generated based on the pulse type, the number of pulses, and the required modulation rate (modulation rate) corresponding to the required pitch. Thus, switching of a plurality of switching elements is performed, so that an electromagnetic sound having a required pitch can be generated to notify a pedestrian or the like of the approach of the vehicle. Here, the pulse type may include a type that generates a PWM signal so as to reduce iron loss of a motor and a type that generates a PWM signal so as to reduce harmonics.

こうした本発明の自動車において、前記制御装置は、前記モータのトルク指令および回転数に基づいて前記高電圧側電力ラインの許容電圧範囲を設定し、前記許容範囲に基づいて前記変調率として選択可能な変調率範囲を設定し、前記変調率範囲に基づいて前記音程として選択可能な音程グループを設定し、前記音程グループ内で前記要求音程を設定する、ものとしてもよい。こうすれば、高電圧側電力ラインの許容電圧範囲を考慮して要求音程を設定することができる。   In such an automobile of the present invention, the control device can set an allowable voltage range of the high-voltage power line based on the torque command and the rotation speed of the motor, and can be selected as the modulation rate based on the allowable range. A modulation rate range may be set, a pitch group selectable as the pitch based on the modulation rate range may be set, and the required pitch may be set within the pitch group. In this way, the required pitch can be set in consideration of the allowable voltage range of the high voltage side power line.

本発明の一実施例としての駆動装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the electric vehicle 20 carrying the drive device as one Example of this invention. 実施例の電子制御ユニット５０により実行される制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control routine performed by the electronic control unit 50 of an Example. モータ３２の回転数Ｎｍが或る値のときの電磁音の各周波数成分の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of each frequency component of the electromagnetic sound when the rotation speed Nm of the motor 32 is a certain value.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.

図１は、本発明の一実施例としての駆動装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、バッテリ３６と、昇圧コンバータ４０と、電子制御ユニット５０と、を備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an electric vehicle 20 equipped with a drive device as an embodiment of the present invention. The electric vehicle 20 according to the embodiment includes a motor 32, an inverter 34, a battery 36, a boost converter 40, and an electronic control unit 50, as illustrated.

モータ３２は、同期発電電動機として構成されており、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を備える。このモータ３２の回転子は、駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。   The motor 32 is configured as a synchronous generator motor, and includes a rotor in which a permanent magnet is embedded and a stator around which a three-phase coil is wound. The rotor of the motor 32 is connected to a drive shaft 26 that is coupled to the drive wheels 22a and 22b via a differential gear 24.

インバータ３４は、モータ３２に接続されると共に高電圧側電力ライン４２を介して昇圧コンバータ４０に接続されている。このインバータ３４は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ、高電圧側電力ライン４２の正極母線と負極母線とに対して、ソース側とシンク側になるように、２個ずつペアで配置されている。６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６は、それぞれ、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータ３２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ３４に電圧が作用しているときに、電子制御ユニット５０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータ３２が回転駆動される。以下、トランジスタＴ１１〜Ｔ１３を「上アーム」，トランジスタＴ１４〜Ｔ１６を「下アーム」ということがある。高電圧側電力ライン４２の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ４６が取り付けられている。   The inverter 34 is connected to the motor 32 and is connected to the boost converter 40 via the high voltage side power line 42. The inverter 34 includes six transistors T11 to T16 and six diodes D11 to D16. Two transistors T11 to T16 are arranged in pairs so as to be on the source side and the sink side with respect to the positive electrode bus and the negative electrode bus of the high voltage side power line 42, respectively. The six diodes D11 to D16 are respectively connected in parallel to the transistors T11 to T16 in the reverse direction. Each of the three-phase coils (U-phase, V-phase, W-phase) of the motor 32 is connected to each connection point between the transistors T11 to T16 as a pair. Therefore, when a voltage is applied to the inverter 34, the electronic control unit 50 adjusts the ratio of the on-time of the paired transistors T11 to T16, so that a rotating magnetic field is formed in the three-phase coil, and the motor 32 is rotationally driven. Hereinafter, the transistors T11 to T13 may be referred to as “upper arm”, and the transistors T14 to T16 may be referred to as “lower arm”. A smoothing capacitor 46 is attached to the positive and negative buses of the high voltage side power line 42.

バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧側電力ライン４４を介して昇圧コンバータ４０に接続されている。低電圧側電力ライン４４の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ４８が取り付けられている。   The battery 36 is configured, for example, as a lithium ion secondary battery or a nickel hydride secondary battery, and is connected to the boost converter 40 via the low voltage side power line 44. A smoothing capacitor 48 is attached to the positive and negative buses of the low voltage side power line 44.

昇圧コンバータ４０は、高電圧側電力ライン４２と低電圧側電力ライン４４とに接続されている。この昇圧コンバータ４０は、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬと、を有する。トランジスタＴ３１は、高電圧側電力ライン４２の正極母線に接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高電圧側電力ライン４２および低電圧側電力ライン４４の負極母線と、に接続されている。２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２は、それぞれ、トランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と、低電圧側電力ライン４４の正極母線と、に接続されている。昇圧コンバータ４０は、電子制御ユニット５０によって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧側電力ライン４４の電力を電圧の昇圧を伴って高電圧側電力ライン４２に供給したり、高電圧側電力ライン４２の電力を電圧の降圧を伴って低電圧側電力ライン４４に供給したりする。   Boost converter 40 is connected to high voltage side power line 42 and low voltage side power line 44. Boost converter 40 includes two transistors T31 and T32, two diodes D31 and D32, and a reactor L. The transistor T31 is connected to the positive bus of the high voltage side power line 42. The transistor T32 is connected to the transistor T31 and the negative buses of the high voltage side power line 42 and the low voltage side power line 44. The two diodes D31 and D32 are respectively connected in parallel to the transistors T31 and T32 in the reverse direction. The reactor L is connected to a connection point between the transistors T31 and T32 and a positive bus of the low voltage side power line 44. The step-up converter 40 supplies the power of the low-voltage side power line 44 to the high-voltage side power line 42 with voltage boost by adjusting the on-time ratio of the transistors T31 and T32 by the electronic control unit 50. Or the power of the high-voltage side power line 42 is supplied to the low-voltage side power line 44 with voltage step-down.

電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ５２の他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ５４やデータを一時的に記憶するＲＡＭ５６，入出力ポートを備える。   The electronic control unit 50 is configured as a microprocessor centered on the CPU 52, and includes a ROM 54 for storing a processing program, a RAM 56 for temporarily storing data, and an input / output port in addition to the CPU 52.

電子制御ユニット５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット５０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（例えばレゾルバ）３２ａからの回転位置θｍ，モータ３２の各相に流れる電流を検出する電流センサ３２ｕ，３２ｖからの相電流Ｉｕ，Ｉｖを挙げることができる。また、バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからの電圧ＶＢ，バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３６ｂからの電流ＩＢも挙げることができる。さらに、コンデンサ４６の端子間に取り付けられた電圧センサ４６ａからのコンデンサ４６（高電圧側電力ライン４２）の電圧ＶＨ，コンデンサ４８の端子間に取り付けられた電圧センサ４８ａからのコンデンサ４８（低電圧側電力ライン４４）の電圧ＶＬも挙げることができる。加えて、イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号，シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル６５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰも挙げることができる。また、車速センサ６８からの車速ＶＳも挙げることができる。   Signals from various sensors are input to the electronic control unit 50 via input ports. As the signal input to the electronic control unit 50, for example, the rotational position θm from the rotational position detection sensor (for example, resolver) 32a that detects the rotational position of the rotor of the motor 32, and the current flowing through each phase of the motor 32 are detected. The phase currents Iu and Iv from the current sensors 32u and 32v to be used can be mentioned. Further, the voltage VB from the voltage sensor 36a attached between the terminals of the battery 36 and the current IB from the current sensor 36b attached to the output terminal of the battery 36 can also be mentioned. Further, the voltage VH of the capacitor 46 (high voltage side power line 42) from the voltage sensor 46a attached between the terminals of the capacitor 46, the capacitor 48 (low voltage side) from the voltage sensor 48a attached between the terminals of the capacitor 48. The voltage VL of the power line 44) can also be mentioned. In addition, the ignition signal from the ignition switch 60, the shift position SP from the shift position sensor 62 that detects the operation position of the shift lever 61, and the accelerator opening degree Acc from the accelerator pedal position sensor 64 that detects the depression amount of the accelerator pedal 63 Also, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 66 that detects the depression amount of the brake pedal 65 can be mentioned. Moreover, the vehicle speed VS from the vehicle speed sensor 68 can also be mentioned.

電子制御ユニット５０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット５０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６へのスイッチング制御信号，昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号を挙げることができる。   Various control signals are output from the electronic control unit 50 through an output port. Examples of the signal output from the electronic control unit 50 include a switching control signal to the transistors T11 to T16 of the inverter 34 and a switching control signal to the transistors T31 and T32 of the boost converter 40.

電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや角速度ωｍ，回転数Ｎｍを演算している。また、電子制御ユニット５０は、電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流ＩＢの積算値に基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算している。ここで、蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ３６の全容量に対するバッテリ３６から放電可能な電力の容量の割合である。   The electronic control unit 50 calculates the electrical angle θe, the angular velocity ωm, and the rotational speed Nm of the motor 32 based on the rotational position θm of the rotor of the motor 32 from the rotational position detection sensor 32a. Further, the electronic control unit 50 calculates the storage ratio SOC of the battery 36 based on the integrated value of the current IB of the battery 36 from the current sensor 36b. Here, the storage ratio SOC is the ratio of the capacity of power that can be discharged from the battery 36 to the total capacity of the battery 36.

こうして構成された実施例の電気自動車２０では、電子制御ユニット５０は、以下の走行制御を行なう。走行制御では、アクセル開度Ａｃｃと車速ＶＳとに基づいて駆動軸２６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊をモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に設定し、モータ３２がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なう。また、モータ３２をトルク指令Ｔｍ＊に基づいて高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を設定し、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。   In the electric vehicle 20 of the embodiment thus configured, the electronic control unit 50 performs the following traveling control. In the travel control, the required torque Td * required for the drive shaft 26 is set based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed VS, the set required torque Td * is set as the torque command Tm * of the motor 32, and the motor 32 Is controlled by the torque command Tm * to perform switching control of the transistors T11 to T16 of the inverter 34. Further, the target voltage VH * of the high voltage side power line 42 is set for the motor 32 based on the torque command Tm *, and the transistor of the boost converter 40 is set so that the voltage VH of the high voltage side power line 42 becomes the target voltage VH *. Switching control of T31 and T32 is performed.

ここで、インバータ３４の制御について説明する。実施例では、インバータ３４の制御として、正弦波ＰＷＭ（パルス幅変調）制御，過変調ＰＷＭ制御，矩形波制御の何れかを実行する。正弦波ＰＷＭ制御は、擬似的な三相交流電圧がモータ３２に印加（供給）されるようにインバータ３４を制御する制御であり、過変調ＰＷＭ制御は、過変調電圧がモータ３２に印加されるようにインバータ３４を制御する制御であり、矩形波制御は、矩形波電圧がモータ３２に印加されるようにインバータ３４を制御する制御である。正弦波ＰＷＭ制御を実行する場合、正弦波電圧に基づくパルス幅変調電圧を擬似的な三相交流電圧とするときには、変調率Ｒｍは値０〜略０．６１となり、正弦波電圧に３ｎ次（例えば３次）高調波電圧を重畳して得られる重畳後電圧に基づくパルス幅変調電圧を擬似的な三相交流電圧とするときには、変調率Ｒｍは値０〜略０．７１となる。変調率Ｒｍは、インバータ３４の入力電圧（高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨ）に対する出力電圧（モータ３２の印加電圧）の実効値の割合である。実施例では、正弦波ＰＷＭ制御を実行できる変調率Ｒｍの領域を大きくするために、重畳後電圧に基づくパルス幅変調電圧を擬似的な三相交流電圧とするものとした。また、矩形波制御を実行する場合、変調率Ｒｍは略０．７８となる。実施例では、これらを踏まえて、変調率Ｒｍに基づいて、正弦波ＰＷＭ制御，過変調ＰＷＭ制御，矩形波制御の何れかを実行するものとした。以下、正弦波ＰＷＭ制御について説明する。過変調ＰＷＭ制御や矩形波制御については本発明の中核をなさないことから、詳細な説明は省略する。   Here, the control of the inverter 34 will be described. In the embodiment, as the control of the inverter 34, any one of sine wave PWM (pulse width modulation) control, overmodulation PWM control, and rectangular wave control is executed. The sine wave PWM control is a control for controlling the inverter 34 so that a pseudo three-phase AC voltage is applied (supplied) to the motor 32. The overmodulation PWM control is applied to the motor 32. Thus, the rectangular wave control is a control for controlling the inverter 34 such that a rectangular wave voltage is applied to the motor 32. When executing the sine wave PWM control, when the pulse width modulation voltage based on the sine wave voltage is a pseudo three-phase AC voltage, the modulation factor Rm is 0 to approximately 0.61, and the sine wave voltage is reduced to the 3nth order ( For example, when a pulse width modulation voltage based on a superposed voltage obtained by superimposing a third-order harmonic voltage is set as a pseudo three-phase AC voltage, the modulation factor Rm is 0 to approximately 0.71. The modulation factor Rm is the ratio of the effective value of the output voltage (the applied voltage of the motor 32) to the input voltage of the inverter 34 (the voltage VH of the high voltage side power line 42). In the embodiment, in order to increase the region of the modulation rate Rm in which the sine wave PWM control can be performed, the pulse width modulation voltage based on the superimposed voltage is assumed to be a pseudo three-phase AC voltage. Further, when the rectangular wave control is executed, the modulation factor Rm is approximately 0.78. In the embodiment, based on these, one of sine wave PWM control, overmodulation PWM control, and rectangular wave control is executed based on the modulation factor Rm. Hereinafter, the sine wave PWM control will be described. Since overmodulation PWM control and rectangular wave control do not form the core of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

正弦波ＰＷＭ制御として、実施例では、電圧の変調率Ｒｍおよび電圧位相θｐとパルスパターンＰＰとに基づいてトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のＰＷＭ信号を生成してトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なうものとした。ここで、パルスパターンＰＰは、パルスタイプＰＴと所定周期（例えば、モータ３２の電気角θｅの半周期や１周期など）のパルス数Ｎｐとの組み合わせである。パルスタイプＰＴとしては、モータ３２の鉄損を低減する（例えば最小にする）ようにＰＷＭ信号を生成するタイプＰＴａと、電圧や電流の高調波（特に、モータ３２の回転６次や回転１２次などの低次高調波）を低減する（例えば最小にする）ようにＰＷＭ信号を生成するタイプＰＴｂと、を用いるものとした。これにより、モータ３２の鉄損を低減したり高調波を低減したりすることができる。   In the embodiment, as the sine wave PWM control, the PWM signals of the transistors T11 to T16 are generated based on the voltage modulation rate Rm, the voltage phase θp, and the pulse pattern PP, and the switching control of the transistors T11 to T16 is performed. . Here, the pulse pattern PP is a combination of the pulse type PT and the number of pulses Np of a predetermined cycle (for example, a half cycle or one cycle of the electrical angle θe of the motor 32). The pulse type PT includes a type PTa that generates a PWM signal so as to reduce (for example, minimize) the iron loss of the motor 32, and harmonics of voltage and current (particularly, the sixth rotation and the 12th rotation of the motor 32). The type PTb that generates a PWM signal so as to reduce (for example, minimize) low-order harmonics). Thereby, the iron loss of the motor 32 can be reduced or harmonics can be reduced.

次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作について説明する。図２は、実施例の電子制御ユニット５０により実行される制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。   Next, the operation of the electric vehicle 20 according to the embodiment thus configured will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a control routine executed by the electronic control unit 50 of the embodiment. This routine is executed repeatedly.

制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、モータ３２のＩｕ，Ｉｖや電気角θｅ，回転数Ｎｍ，トルク指令Ｔｍ＊，高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータ３２の相電流Ｉｕ，Ｉｖは、電流センサ３２ｕ，３２ｖによって検出された値を入力するものとした。モータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍは、回転位置検出センサ３２ａによって検出されたモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいて演算された値を入力するものとした。モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊は、上述の走行制御によって設定された値を入力するものとした。高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨは、電圧センサ４６ａによって検出されたものを入力するものとした。   When the control routine is executed, the CPU 52 of the electronic control unit 50 first stores data such as Iu and Iv of the motor 32, the electrical angle θe, the rotation speed Nm, the torque command Tm *, and the voltage VH of the high voltage side power line 42. Is input (step S100). Here, the values detected by the current sensors 32u and 32v are input as the phase currents Iu and Iv of the motor 32. As the electrical angle θe and the rotational speed Nm of the motor 32, values calculated based on the rotational position θm of the rotor of the motor 32 detected by the rotational position detection sensor 32a are input. As the torque command Tm * for the motor 32, a value set by the above-described traveling control is input. The voltage VH of the high voltage side power line 42 is input as detected by the voltage sensor 46a.

こうしてデータを入力すると、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づいてｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定する（ステップＳ１１０）。続いて、モータ３２の各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）に流れる電流の総和が値０であるとして、モータ３２の電気角θｅを用いて、Ｕ相，Ｖ相の相電流Ｉｕ，Ｉｖをｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに座標変換（３相−２相変換）する（ステップＳ１１２）。そして、ｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑとの差分ΔＩｄ，ΔＩｑに基づくフィードバック項と、ｄ軸，ｑ軸の各軸相互に干渉する項をキャンセルするためのフィードフォワード項と、の和によって、ｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を設定する（ステップＳ１１４）。   When the data is input in this way, d-axis and q-axis current commands Id * and Iq * are set based on the torque command Tm * of the motor 32 (step S110). Subsequently, assuming that the sum of the currents flowing in the respective phases (U phase, V phase, W phase) of the motor 32 is 0, using the electrical angle θe of the motor 32, the phase currents Iu, U phase, V phase, Iv is subjected to coordinate conversion (three-phase to two-phase conversion) into d-axis and q-axis currents Id and Iq (step S112). The feedback terms based on the differences ΔId and ΔIq between the current commands Id * and Iq * of the d-axis and q-axis and the currents Id and Iq of the d-axis and q-axis interfere with each other of the d-axis and q-axis. The d-axis and q-axis voltage commands Vd * and Vq * are set according to the sum of the feed-forward term for canceling the term (step S114).

次に、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍに基づいて、高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎを設定する（ステップＳ１２０）。ここで、高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎは、実施例では、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍと高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎとの予め定められた関係に、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍを適用して設定するものとした。   Next, the allowable lower limit voltage VHmin of the high voltage side power line 42 is set based on the torque command Tm * of the motor 32 and the rotation speed Nm (step S120). Here, the allowable lower limit voltage VHmin of the high voltage side power line 42 is a predetermined relationship between the torque command Tm * and the rotational speed Nm of the motor 32 and the allowable lower limit voltage VHmin of the high voltage side power line 42 in the embodiment. In addition, the torque command Tm * and the rotational speed Nm of the motor 32 are applied and set.

続いて、高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎおよび許容上限電圧ＶＨｍａｘとモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍとに基づいて、変調率Ｒｍとして選択可能な変調率範囲を設定する（ステップＳ１３０）。ここで、変調率範囲は、高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎおよび許容上限電圧ＶＨｍａｘとモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍと変調率範囲との予め定められた関係に、高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎおよび許容上限電圧ＶＨｍａｘとモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍとを適用して設定するものとした。なお、高電圧側電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘは、高電圧側電力ライン４２の仕様などに基づいて定められる。   Subsequently, a modulation rate range that can be selected as the modulation rate Rm is set based on the allowable lower limit voltage VHmin and the allowable upper limit voltage VHmax of the high voltage side power line 42, the torque command Tm * of the motor 32, and the rotation speed Nm ( Step S130). Here, the modulation rate range has a predetermined relationship among the allowable lower limit voltage VHmin and the allowable upper limit voltage VHmax of the high voltage side power line 42, the torque command Tm * of the motor 32, the rotation speed Nm, and the modulation rate range. The allowable lower limit voltage VHmin and the allowable upper limit voltage VHmax of the voltage side power line 42, the torque command Tm * of the motor 32, and the rotation speed Nm are applied and set. The allowable upper limit voltage VHmax of the high voltage side power line 42 is determined based on the specifications of the high voltage side power line 42 and the like.

そして、設定した変調率範囲に基づいて、インバータ３４のスイッチングに起因して生じる電磁音の音程として選択可能な音程グループを設定する（ステップＳ１４０）。ここで、音程グループは、変調率範囲と音程グループとの予め定められた関係に変調率範囲を適用して設定するものとした。図３は、モータ３２の回転数Ｎｍが或る値のときの電磁音の各周波数成分の一例を示す説明図である。なお、電磁音の音程は、電磁音の各周波数成分のうち比較的音レベルの大きい周波数成分や各周波数の積算値などに応じて定まり、各周波数成分は、パルスパターンＰＰ（パルスタイプＰＴおよびパルス数Ｎｐ）と変調率Ｒｍと応じて定まる。図３の例では、音程Ａについてはパルス数Ｎｐが１１でパルスタイプＰＴがタイプＰＴａで変調率Ｒｍが０．３０のときの音程を示し、音程Ｂについてはパルス数Ｎｐが１１でパルスタイプＰＴがタイプＰＴｂで変調率Ｒｍが０．３０のときの音程を示し、音程Ｃについてはパルス数Ｎｐが１１でパルスタイプＰＴがタイプＰＴａで変調率Ｒｍが０．４０のときの音程を示し、音程Ｄについてはパルス数Ｎｐが１１でパルスタイプＰＴがタイプＰＴｂで変調率Ｒｍが０．４０のときの音程を示す。なお、電磁音の音程は、パルス数ＮｐとパルスタイプＰＴと変調率Ｒｍとの組み合わせの数だけ設定することができる。音程グループとしては、例えば、音程Ａ，Ｃ，・・・などの変調率Ｒｍが０．３０のグループを選択したり、音程Ｂ，Ｄ，・・・などの変調率Ｒｍが０．４０のグループを選択したりすることができる。   Then, based on the set modulation rate range, a pitch group that can be selected as a pitch of electromagnetic sound generated due to switching of the inverter 34 is set (step S140). Here, the pitch group is set by applying the modulation rate range to a predetermined relationship between the modulation rate range and the pitch group. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of each frequency component of electromagnetic sound when the rotation speed Nm of the motor 32 is a certain value. Note that the pitch of the electromagnetic sound is determined according to a frequency component having a relatively large sound level among each frequency component of the electromagnetic sound, an integrated value of each frequency, etc., and each frequency component is represented by a pulse pattern PP (pulse type PT and pulse). The number Np) and the modulation rate Rm are determined. In the example of FIG. 3, for pitch A, the pitch number Np is 11, the pulse type PT is type PTa, and the modulation rate Rm is 0.30, and for pitch B, the pulse number Np is 11 and the pulse type PT. Indicates the pitch when the modulation factor Rm is 0.30 and the pitch C is the number of pulses Np, the pulse type PT is the type PTa and the modulation factor Rm is 0.40. D represents the pitch when the number of pulses Np is 11, the pulse type PT is type PTb, and the modulation factor Rm is 0.40. Note that the pitch of the electromagnetic sound can be set by the number of combinations of the number of pulses Np, the pulse type PT, and the modulation factor Rm. As the pitch group, for example, a group having a modulation rate Rm of 0.30 such as pitches A, C,..., Or a group having a modulation rate Rm of 0.40, such as pitches B, D,. Can be selected.

こうして音程グループを設定すると、設定した音程グループ内で要求音程を設定し（ステップＳ１５０）、設定した要求音程に基づいて要求変調率ＲｍｔａｇおよびパルスパターンＰＰ（パルスタイプＰＴおよびパルス数Ｎｐ）を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、要求変調率ＲｍｔａｇおよびパルスパターンＰＰは、要求音程の変調率ＲｍおよびパルスパターンＰＰを設定すればよい。   When the pitch group is set in this manner, the required pitch is set within the set pitch group (step S150), and the required modulation rate Rmtag and the pulse pattern PP (pulse type PT and number of pulses Np) are set based on the set required pitch. (Step S160). Here, the required modulation rate Rmtag and the pulse pattern PP may be set to the required pitch modulation rate Rm and the pulse pattern PP.

続いて、ｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊および要求変調率Ｒｍｔａｇに基づいて、変調率Ｒｍが要求変調率Ｒｍｔａｇとなるように高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を設定し（ステップＳ１７０）、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう（ステップＳ１８０）。ここで、高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊は、ｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊および要求変調率Ｒｍｔａｇと高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊との予め定められた関係に、ｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊および要求変調率Ｒｍｔａｇを適用して設定するものとした。   Subsequently, based on the d-axis and q-axis voltage commands Vd *, Vq * and the required modulation rate Rmtag, the target voltage VH * of the high-voltage power line 42 is set so that the modulation rate Rm becomes the required modulation rate Rmtag. Then, switching control of the transistors T31 and T32 of the boost converter 40 is performed so that the voltage VH of the high voltage side power line 42 becomes the target voltage VH * (step S180). Here, the target voltage VH * of the high voltage side power line 42 is determined in advance between the d-axis and q-axis voltage commands Vd * and Vq *, the required modulation factor Rmtag, and the target voltage VH * of the high voltage side power line 42. The d-axis and q-axis voltage commands Vd * and Vq * and the required modulation factor Rmtag are set to the relationship.

次に、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨを入力し（ステップＳ１９０）、ｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊と高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨとに基づいて電圧の変調率Ｒｍおよび電圧位相θｐを設定する（ステップＳ２００）。ここで、変調率Ｒｍは、ｄ軸の電圧指令Ｖｄ＊の二乗とｑ軸の電圧指令Ｖｑ＊の二乗との和の平方根として計算される電圧指令絶対値Ｖｄｑを高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨで除して得ることができる。実施例では、上述したように、変調率Ｒｍが要求変調率Ｒｍｔａｇとなるように高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を設定すると共に高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ４０を制御するから、ステップＳ２００の処理では、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨに基づいて、要求変調率Ｒｍｔａｇと略同一の値を変調率Ｒｍとして設定することになる。電圧位相θｐは、ｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を成分とする電圧ベクトルのｑ軸に対する角度として得ることができる。   Next, the voltage VH of the high voltage side power line 42 is input (step S190), and voltage modulation is performed based on the voltage commands Vd * and Vq * of the d axis and q axis and the voltage VH of the high voltage side power line 42. The rate Rm and the voltage phase θp are set (step S200). Here, the modulation factor Rm is a voltage command absolute value Vdq calculated as the square root of the sum of the square of the d-axis voltage command Vd * and the square of the q-axis voltage command Vq *. It can be obtained by dividing by VH. In the embodiment, as described above, the target voltage VH * of the high voltage side power line 42 is set so that the modulation rate Rm becomes the required modulation rate Rmtag, and the voltage VH of the high voltage side power line 42 is set to the target voltage VH *. Since step-up converter 40 is controlled so as to satisfy the following condition, in step S200, the modulation factor Rm is set to a value substantially equal to the required modulation factor Rmtag based on voltage VH of high-voltage power line 42. . The voltage phase θp can be obtained as an angle with respect to the q-axis of a voltage vector whose components are the d-axis and q-axis voltage commands Vd * and Vq *.

続いて、パルスパターンＰＰと変調率Ｒｍと電圧位相θｐとに基づいてスイッチング角θｓとスイッチングパターンＶとを設定し（ステップＳ２１０）、設定したスイッチング角θｓとスイッチングパターンＶとに基づいてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のＰＷＭ信号を生成し（ステップＳ２２０）、生成したＰＷＭ信号を用いてトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なって（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。   Subsequently, the switching angle θs and the switching pattern V are set based on the pulse pattern PP, the modulation factor Rm, and the voltage phase θp (step S210), and the inverter 34 is set based on the set switching angle θs and the switching pattern V. The PWM signals of the transistors T11 to T16 are generated (step S220), the switching control of the transistors T11 to T16 is performed using the generated PWM signal (step S230), and this routine is finished.

ここで、スイッチング角θｓは、モータ３２の各相の相電圧（トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のうち対応する相のトランジスタのオンオフ、例えばＵ相についてはトランジスタＴ１１，Ｔ１４のオンオフ）を切り替える角度である。   Here, the switching angle θs is an angle for switching the phase voltage of each phase of the motor 32 (on / off of the corresponding phase transistor among the transistors T11 to T16, for example, on / off of the transistors T11 and T14 for the U phase).

また、スイッチングパターンＶは、トランジスタＴ１１〜Ｔ１３のオンオフの組み合わせを示すパターンであり、パターンＶ０〜Ｖ７を用いるものとした。なお、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオンオフの組み合わせでなくトランジスタＴ１１〜Ｔ１３のオンオフの組み合わせを用いるのは、通常、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のうち対応する上アームと下アームとを同時にオンとすることはなく、トランジスタＴ１４〜Ｔ１６のオンオフの組み合わせを省略しても差し支えないためである。パターンＶ０〜Ｖ７は以下の通りである。
パターンＶ０：トランジスタＴ１１〜Ｔ１３の全てがオフ
パターンＶ１：トランジスタＴ１１，Ｔ１２がオフでトランジスタＴ１３がオン
パターンＶ２：トランジスタＴ１１，Ｔ１３がオフでトランジスタＴ１２がオン
パターンＶ３：トランジスタＴ１１がオフでトランジスタＴ１２，Ｔ１３がオン
パターンＶ４：トランジスタＴ１１がオンでトランジスタＴ１２，Ｔ１３がオフ
パターンＶ５：トランジスタＴ１１，Ｔ１３がオンでトランジスタＴ１２がオフ
パターンＶ６：トランジスタＴ１１，Ｔ１２がオンでトランジスタＴ１３がオフ
パターンＶ７：トランジスタＴ１１〜Ｔ１３が全てオン Moreover, the switching pattern V is a pattern that indicates a combination of ON and OFF of the transistors T11 to T13, and the patterns V0 to V7 are used. The use of the on / off combination of the transistors T11 to T13 instead of the on / off combination of the transistors T11 to T16 does not normally turn on the corresponding upper and lower arms of the transistors T11 to T16 at the same time. This is because the on / off combination of the transistors T14 to T16 may be omitted. The patterns V0 to V7 are as follows.
Pattern V0: Transistors T11 to T13 are all off Pattern V1: Transistors T11 and T12 are off and transistor T13 is on Pattern V2: Transistors T11 and T13 are off and transistor T12 is on Pattern V3: Transistor T11 is off and transistor T12 is off Pattern V4: Transistor T11 is on and transistors T12 and T13 are off Pattern V5: Transistors T11 and T13 are on and transistor T12 is off Pattern V6: Transistors T11 and T12 are on and transistor T13 is off Pattern V7: Transistor T11 ~ T13 is all on

こうしてＰＷＭ信号を生成すると、生成したＰＷＭ信号を用いてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングを行なう。即ち、モータ３２のスイッチング角θｓで、スイッチング角θｓに対応するスイッチングパターンＶとなるようにトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングを行なう。こうしたインバータ３４の制御により、パルスタイプＰＴ（タイプＰＴａまたはタイプＰＴｂ）およびパルス数ＮｐからなるパルスパターンＰＰに応じて、モータ３２の鉄損を低減したり電圧や電流の高調波を低減したりすることができる。   When the PWM signal is generated in this way, the transistors T11 to T16 of the inverter 34 are switched using the generated PWM signal. That is, the transistors T11 to T16 are switched so that the switching pattern V corresponding to the switching angle θs becomes the switching angle θs of the motor 32. By controlling the inverter 34 as described above, the iron loss of the motor 32 and the harmonics of the voltage and current are reduced according to the pulse pattern PP composed of the pulse type PT (type PTa or type PTb) and the number of pulses Np. be able to.

電気自動車２０では、比較的高い静粛性が実現されることから、歩行者等が車両の接近に気づきにくい。このため、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づく各相の電圧指令と搬送波電圧（三角波電圧）との比較によってトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のＰＷＭ信号を生成してトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なうものにおいて、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングに起因して生じる電磁音によって歩行者等に車両の接近を報知することが考えられている。この場合、搬送波電圧の周波数（キャリア周波数）を変化させることによって、モータ３２に供給される電流のリプル成分（リプル電流）を調節して、電磁音を調節している。しかしながら、実施例のように変調率Ｒｍと電圧位相θｐとパルスパターンＰＰとパルス数Ｎｐとに基づいてトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のＰＷＭ信号を生成してトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なうものにおいて、どのように電磁音を調節するかについては未だ課題とされていた。このことを踏まえて、実施例では、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが要求音程に応じた変調率Ｒｍとなるように高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を設定して昇圧コンバータ４０を制御するものとした。これにより、要求音程に応じた要求変調率Ｒｍｔａｇ（変調率Ｒｍ）およびパルスタイプＰＴおよびパルス数Ｎｐに基づいてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のＰＷＭ信号を生成してトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なうことになるから、要求音程（所望の音程）の電磁音を発生させて、歩行者等に車両の接近を報知することができる。しかも、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍに基づく高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎと、許容上限電圧ＶＨｍａｘと、に基づいて変調率範囲を設定すると共に変調率Ｒｍが変調率範囲内となる音程グループから要求音程を設定する。これにより、高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎおよび許容上限電圧ＶＨｍａｘを考慮して（高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが許容下限電圧ＶＨｍｉｎおよび許容上限電圧ＶＨｍａｘの範囲内となるように）要求音程を設定することができる。   In the electric vehicle 20, relatively high quietness is realized, so that a pedestrian or the like hardly notices the approach of the vehicle. For this reason, the PWM signals of the transistors T11 to T16 are generated by comparing the voltage command of each phase based on the torque command Tm * of the motor 32 and the carrier wave voltage (triangular wave voltage) to perform switching control of the transistors T11 to T16. In addition, it is considered to notify a pedestrian or the like of the approach of a vehicle by electromagnetic sound generated due to switching of the transistors T11 to T16. In this case, the electromagnetic noise is adjusted by changing the ripple component (ripple current) of the current supplied to the motor 32 by changing the frequency of the carrier voltage (carrier frequency). However, as in the embodiment, in which the PWM signal of the transistors T11 to T16 is generated based on the modulation factor Rm, the voltage phase θp, the pulse pattern PP, and the pulse number Np, and the switching control of the transistors T11 to T16 is performed. How to adjust the electromagnetic sound was still a problem. In consideration of this, in the embodiment, the target voltage VH * of the high voltage side power line 42 is set so that the voltage VH of the high voltage side power line 42 becomes the modulation rate Rm according to the required pitch, and the boost converter 40 is set. Was to be controlled. Thus, the PWM signals of the transistors T11 to T16 of the inverter 34 are generated based on the required modulation rate Rmtag (modulation rate Rm) corresponding to the required pitch, the pulse type PT, and the number of pulses Np, and the switching control of the transistors T11 to T16 is performed. Therefore, an electromagnetic sound having a required pitch (desired pitch) can be generated to notify a pedestrian or the like of the approach of the vehicle. Moreover, the modulation rate range is set based on the allowable lower limit voltage VHmin and the allowable upper limit voltage VHmax of the high voltage side power line 42 based on the torque command Tm * and the rotation speed Nm of the motor 32, and the modulation rate Rm is the modulation rate. The required pitch is set from the pitch group within the range. Accordingly, the allowable lower limit voltage VHmin and the allowable upper limit voltage VHmax of the high voltage side power line 42 are taken into consideration (so that the voltage VH of the high voltage side power line 42 falls within the range of the allowable lower limit voltage VHmin and the allowable upper limit voltage VHmax. ) The requested pitch can be set.

以上説明した実施例の電気自動車２０では、変調率Ｒｍと電圧位相θｐとパルスタイプＰＴおよびパルス数Ｎｐとを用いてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のＰＷＭ信号を設定してトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なうと共に、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。そして、この際において、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングに起因して生じる電磁音の音程が要求音程となるようにパルスタイプＰＴとパルス数Ｎｐと要求変調率Ｒｍｔａｇとを設定し、この変調率Ｒｍに基づいて目標電圧ＶＨ＊を設定する。これにより、要求音程に応じた要求変調率Ｒｍｔａｇ（変調率Ｒｍ）およびパルスタイプＰＴおよびパルス数Ｎｐに基づいてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のＰＷＭ信号を生成してトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なうことになるから、要求音程（所望の音程）の電磁音を発生させて、歩行者等に車両の接近を報知することができる。   In the electric vehicle 20 according to the embodiment described above, the PWM signals of the transistors T11 to T16 of the inverter 34 are set by using the modulation factor Rm, the voltage phase θp, the pulse type PT, and the number of pulses Np to switch the transistors T11 to T16. In addition to the control, switching control of the transistors T31 and T32 of the boost converter 40 is performed so that the voltage VH of the high voltage side power line 42 becomes the target voltage VH *. At this time, the pulse type PT, the number of pulses Np, and the required modulation rate Rmtag are set so that the pitch of the electromagnetic sound generated due to the switching of the transistors T11 to T16 becomes the required pitch, and the modulation rate Rm Based on this, the target voltage VH * is set. Thus, the PWM signals of the transistors T11 to T16 of the inverter 34 are generated based on the required modulation rate Rmtag (modulation rate Rm) corresponding to the required pitch, the pulse type PT, and the number of pulses Np, and the switching control of the transistors T11 to T16 is performed. Therefore, an electromagnetic sound having a required pitch (desired pitch) can be generated to notify a pedestrian or the like of the approach of the vehicle.

実施例の電気自動車２０では、高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎおよび許容上限電圧ＶＨｍａｘとモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍとに基づいて変調率範囲を設定し、この変調率範囲に基づいて音程グループを設定し、この音程グループ内で要求音程を設定するものとした。しかし、高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎおよび許容上限電圧ＶＨｍａｘとモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍとに基づいて、変調率範囲や音程グループを設定することなく、要求音程を直接設定するものとしてもよい。   In the electric vehicle 20 of the embodiment, the modulation rate range is set based on the allowable lower limit voltage VHmin and the allowable upper limit voltage VHmax of the high voltage side power line 42, the torque command Tm * of the motor 32, and the rotation speed Nm. A pitch group is set based on the range, and the required pitch is set within this pitch group. However, based on the allowable lower limit voltage VHmin and the allowable upper limit voltage VHmax of the high voltage side power line 42, the torque command Tm * of the motor 32, and the rotation speed Nm, the required pitch can be set without setting the modulation rate range or the pitch group. It may be set directly.

実施例の電気自動車２０では、昇圧コンバータ４０の目標電圧ＶＨ＊は、ｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊および要求変調率Ｒｍｔａｇに基づいて設定するものとした。しかし、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍと要求変調率Ｒｍｔａｇとに基づいて設定するものとしてもよい。   In the electric vehicle 20 of the embodiment, the target voltage VH * of the boost converter 40 is set based on the d-axis and q-axis voltage commands Vd * and Vq * and the required modulation rate Rmtag. However, it may be set based on the torque command Tm * of the motor 32, the rotational speed Nm, and the required modulation rate Rmtag.

実施例の電気自動車２０では、パルスパターンＰＰのパルスタイプＰＴとして、モータ３２の鉄損を低減するようにＰＷＭ信号を生成するタイプＰＴａと、電圧や電流の高調波を低減するようにＰＷＭ信号を生成するタイプＰＴｂと、の２つのタイプを用いるものとした。しかし、パルスタイプＰＴとして、３つ以上のパルスタイプＰＴを用いるものとしてもよい。この場合、例えば、モータ３２の鉄損を低減するようにＰＷＭ信号を生成するタイプ，モータ３２の銅損を低減するようにＰＷＭ信号を生成するタイプ，モータ３２のトルクリプルを低減するようにＰＷＭ信号を生成するタイプ，インバータ３４の損失を低減するようにＰＷＭ信号を生成するタイプ，モータ３２およびインバータ３４のトータル損失を低減するようにＰＷＭ信号を生成するタイプ，電圧の高調波を低減するようにＰＷＭ信号を生成するタイプ，電流の高調波を低減するようにＰＷＭ信号を生成するタイプなどを用いるものとしてもよい。   In the electric vehicle 20 of the embodiment, as the pulse type PT of the pulse pattern PP, the type PTa that generates the PWM signal so as to reduce the iron loss of the motor 32, and the PWM signal that reduces the harmonics of voltage and current are used. Two types of type PTb to be generated are used. However, three or more pulse types PT may be used as the pulse type PT. In this case, for example, a type that generates a PWM signal so as to reduce iron loss of the motor 32, a type that generates a PWM signal so as to reduce copper loss of the motor 32, and a PWM signal that reduces torque ripple of the motor 32 are used. Generating a PWM signal so as to reduce the loss of the inverter 34, generating a PWM signal so as to reduce the total loss of the motor 32 and the inverter 34, and reducing the harmonics of the voltage. A type that generates a PWM signal, a type that generates a PWM signal so as to reduce harmonics of a current, or the like may be used.

実施例では、走行用のモータ３２を備える電気自動車２０の構成とした。しかし、複数のモータを備える電気自動車の構成としてもよいし、モータの他にエンジンを備える、パラレルタイプやシリーズタイプのハイブリッド自動車の構成としてもよい。   In the embodiment, the electric vehicle 20 is provided with the traveling motor 32. However, it may be a configuration of an electric vehicle including a plurality of motors, or a configuration of a parallel type or series type hybrid vehicle including an engine in addition to the motor.

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ３２が「モータ」に相当し、インバータ３４が「インバータ」に相当し、バッテリ３６が「バッテリ」に相当し、昇圧コンバータ４０が「昇圧コンバータ」に相当し、図２の制御ルーチンを実行する電子制御ユニット５０が「制御装置」に相当する。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the motor 32 corresponds to “motor”, the inverter 34 corresponds to “inverter”, the battery 36 corresponds to “battery”, the boost converter 40 corresponds to “boost converter”, and the control of FIG. The electronic control unit 50 that executes the routine corresponds to a “control device”.

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.

本発明は、電気自動車の製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the manufacturing industry of electric vehicles.

２０ 電気自動車、２２ａ，２２ｂ 駆動輪、２４ デファレンシャルギヤ、２６ 駆動軸、３２ モータ、３２ａ 回転位置検出センサ、３２ｕ，３２ｖ，３６ｂ 電流センサ、３４ インバータ、３６ バッテリ、３６ａ，４６ａ，４８ａ 電圧センサ、４０ 昇圧コンバータ、４２ 高電圧側電力ライン、４４ 低電圧側電力ライン、４６，４８ コンデンサ、５０ 電子制御ユニット、５２ ＣＰＵ、５４ ＲＯＭ、５６ ＲＡＭ、６０ イグニッションスイッチ、６１ シフトレバー、６２ シフトポジションセンサ、６３ アクセルペダル、６４ アクセルペダルポジションセンサ、６５ ブレーキペダル、６６ ブレーキペダルポジションセンサ、６８ 車速センサ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ３１，Ｄ３２ ダイオード、Ｌ リアクトル、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ３１，Ｔ３２ トランジスタ。   20 electric vehicle, 22a, 22b drive wheel, 24 differential gear, 26 drive shaft, 32 motor, 32a rotational position detection sensor, 32u, 32v, 36b current sensor, 34 inverter, 36 battery, 36a, 46a, 48a voltage sensor, 40 Boost converter, 42 High voltage side power line, 44 Low voltage side power line, 46, 48 Capacitor, 50 Electronic control unit, 52 CPU, 54 ROM, 56 RAM, 60 Ignition switch, 61 Shift lever, 62 Shift position sensor, 63 Accelerator pedal, 64 Accelerator pedal position sensor, 65 Brake pedal, 66 Brake pedal position sensor, 68 Vehicle speed sensor, D11 to D16, D31, D32 Diode, L reactor, T11 to T 6, T31, T32 transistor.

Claims (1)

走行用のモータと、
複数のスイッチング素子のスイッチングによって前記モータを駆動するインバータと、
バッテリと、
前記バッテリが接続された低電圧側電力ラインと前記インバータが接続された高電圧側電力ラインとの間で電圧の変換を伴って電力のやりとりを行なう昇圧コンバータと、
前記インバータと前記昇圧コンバータとを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、電圧の変調率と電圧位相とパルスタイプと前記モータの電気角の所定周期のパルス数とを用いて前記複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうと共に、前記高電圧側電力ラインの目標電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御し、
更に、前記制御装置は、前記複数のスイッチング素子のスイッチングに起因して生じる電磁音の音程が要求音程となるように前記パルスタイプと前記パルス数と要求変調率とを設定し、前記変調率が前記要求変調率となるように前記目標電圧を設定する、
自動車。 A motor for traveling,
An inverter that drives the motor by switching of a plurality of switching elements;
Battery,
A step-up converter that exchanges power with voltage conversion between a low-voltage side power line to which the battery is connected and a high-voltage side power line to which the inverter is connected;
A control device for controlling the inverter and the boost converter;
A car equipped with
The control device generates a PWM signal of the plurality of switching elements by using a voltage modulation factor, a voltage phase, a pulse type, and the number of pulses of a predetermined cycle of the electric angle of the motor to switch the plurality of switching elements. And controlling the boost converter using a target voltage of the high voltage side power line,
Further, the control device sets the pulse type, the number of pulses, and the required modulation rate so that the pitch of the electromagnetic sound generated due to the switching of the plurality of switching elements becomes the required pitch, and the modulation rate is Setting the target voltage to be the required modulation rate;
Automobile.
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