JP6384398B2 - 回転電機の制御システム - Google Patents

Description

本発明は、回転電機を制御する制御システムである。

従来、ＰＷＭインバータの駆動により発生する騒音の低減を図った制御装置が提案されている。その一例として、特許文献１に記載のＰＷＭインバータの制御装置がある。特許文献１に記載のＰＷＭインバータの制御装置は、キャリア周波数をランダムに変化させることにより、ＰＷＭパルスのオンオフパターンを変化させ、スイッチング周波数の成分を拡散させて、騒音を低減している。

特許第５１２１８９５号公報

電圧指令の振幅がインバータのシステム電圧に対して大きい高変調率時には、電圧指令の振幅がキャリア振幅を超えるため、ＰＷＭパルスがオンオフになる回数が減少する。その結果、キャリア周波数をランダムに変化させても、ＰＷＭパルスのオンオフパターンがほとんど一定となる。そのため、高変調率時には、キャリア周波数をランダムに変化させても、騒音となるスイッチング周波数を十分に拡散させることが難しいという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑み、高変調率時もＰＷＭパルスのオンオフパターンを変化させ、スイッチング周波数を適切に拡散して、騒音を低減することが可能な回転電機の制御システムを提供することを主たる目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、回転電機を制御する制御システムであって、回転電機を駆動するインバータと、入力電圧を昇圧指令値となる出力電圧に変換し、変換した前記出力電圧を前記インバータへ出力するコンバータと、前記回転電機に対する電圧指令とキャリアとの比較に基づいて、前記インバータを制御するＰＷＭパルスを生成するパルス生成部と、前記コンバータに対する前記昇圧指令値を生成する指令生成部と、を備え、前記指令生成部は、変調率を所定の変調率範囲で変動させるように、前記昇圧指令値を制御する指令制御部を含む。

本発明によれば、コンバータにより入力電圧が昇圧指令値となる出力電圧に変換され、変換された出力電圧が、回転電機を駆動するインバータに印加される。そして、回転電機に対する電圧指令と、キャリアとの比較に基づいて、ＰＷＭパルスが生成される。さらに、コンバータの昇圧指令値が制御されて、変調率が所定の変調領域において変動させられる。これにより、ＰＷＭパルスのオンオフパターンが変化し、スイッチング周波数を適切に拡散して、騒音を低減することができる。

モータ制御システムの構成を示す図。 第１実施形態に係るＰＷＭパルスのパターンを示す図。 第１実施形態に係るＰＷＭパルスのパターンを示す図。 従来のＰＷＭパルスのパターンを示す図。 第１実施形態に係る（ａ）狙いの変調率範囲における変調率、（ｂ）制御モード、（ｃ）昇圧後のシステム電圧のタイムチャート。 図５に示すＡ時点を時間軸上で拡大した（ａ）電圧指令及びキャリア、（ｂ）ＰＷＭパルスのタイムチャート。 図５に示すＢ時点を時間軸上で拡大した（ａ）電圧指令及びキャリア、（ｂ）ＰＷＭパルスのタイムチャート。 図５に示すＣ時点を時間軸上で拡大した（ａ）電圧指令及びキャリア、（ｂ）ＰＷＭパルスのタイムチャート。 第１実施形態に係る変調率を変動させる処理手順を示すフローチャート。 第２実施形態に係る（ａ）狙いの変調率範囲における変調率、（ｂ）制御モード、（ｃ）昇圧後のシステム電圧のタイムチャート。 第２実施形態に係る変調率を変動させる処理手順を示すフローチャート。

以下、回転電機の制御システムを具現化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
まず、本実施形態に係る回転電機の制御システムの構成について、図１を参照して説明する。本制御システムは、コンバータ２０、インバータ３０及び制御装置１０を備え、モータ４０の駆動を制御する。

モータ４０は、三相の交流モータであり、インバータ３０から印加される電圧により駆動される。

コンバータ２０は、入力端子間に接続された入力コンデンサＣｉ、入力コンデンサＣｉに直列に接続されたリアクトルＬｔ、スイッチＳｗ２１，Ｓｗ２２の直列体、及び出力端子間に接続された出力コンデンサＣоを備える。スイッチＳｗ２１，Ｓｗ２２の直列体は、出力コンデンサＣоに並列に接続されており、スイッチＳｗ２１とスイッチＳｗ２２との接続点にはリアクトルＬｔが接続されている。スイッチＳｗ２１，Ｓｗ２２には、それぞれ並列にボディダイオードＤ３１，Ｄ３２が接続されている。本実施形態において、スイッチＳｗ２１，Ｓｗ２２は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を採用しているが、ＭＯＳＦＥＴ等の他のスイッチング素子を採用してもよい。

コンバータ２０は、入力端子に接続された直流電源であるバッテリ５０の直流電圧、すなわち入力電圧を、昇圧指令値を電圧値とする出力電圧に変換する昇圧コンバータである。コンバータ２０は、変換した出力電圧をインバータ３０へ出力する。よって、コンバータ２０の出力電圧が、インバータ３０のシステム電圧となる。詳しくは、制御装置１０から送信された操作信号ｇ２１，ｇ２２により、スイッチＳｗ２１，Ｓｗ２２の駆動が制御されることにより、コンバータ２０は、入力電圧を昇圧指令値となる出力電圧に変換する。操作信号ｇ２１，ｇ２２は、制御装置１０により、昇圧指令値に応じて生成される信号であって、スイッチＳｗ２１，Ｓｗ２２のオンオフを制御するゲート駆動信号である。モータ４０に対する電圧指令の振幅を、コンバータ２０の出力電圧で除算した値が変調率となる。

インバータ３０は、スイッチＳｗ３１，Ｓｗ３２の直列体、スイッチＳｗ３３，Ｓｗ３４の直列体、及びスイッチＳｗ３５，Ｓｗ３６の直列体を備えた三相のインバータである。インバータ３０の入力端子は、コンバータ２０の出力端子に接続されており、インバータ３０の各直列体の接続点は、それぞれモータ４０の巻線に接続されている。また、各スイッチＳｗ３１〜Ｓｗ３６には、それぞれ並列にボディダイオードＤ３１〜Ｄ３６が接続されている。本実施形態において、スイッチＳｗ３１〜Ｓｗ３６は、ＩＧＢＴを採用しているが、ＭＯＳＦＥＴ等の他のスイッチング素子を採用してもよい。

インバータ３０は、スイッチＳｗ３１〜Ｓｗ３６が、それぞれＰＷＭパルスにより制御され、入力されたコンバータ２０の出力電圧を三相の交流電流に変換してモータ４０の巻線に印加し、モータ４０を駆動する。詳しくは、制御装置１０から送信された操作信号ｇ３１〜ｇ３６により、スイッチＳｗ３１〜Ｓｗ３６の駆動が制御されることにより、モータ４０の巻線に、モータ４０に対する電圧指令を印加する。ＰＷＭパルスは、制御装置１０により、モータ４０に対する電圧指令に応じて生成されるパルスであり、スイッチＳｗ３１〜３６のオンオフを表すパルスである。操作信号ｇ３１〜ｇ３６は、制御装置１０により、Ｓｗ３１〜Ｓｗ３６のオンオフパターンが、ＰＷＭパルスのパターンとなるように生成されるゲート駆動信号である。

制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成されており、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、指令生成部及びパルス生成部の機能を実現する。

指令生成部は、コンバータ２０に対する昇圧指令値を生成する。さらに、指令生成部は、コンバータ２０の出力電圧が生成した昇圧指令値となるように、操作信号ｇ２１，ｇ２２を生成し、生成した操作信号ｇ２１，ｇ２２をスイッチＳｗ２１，Ｓｗ２２のゲート端子へ送信する。なお、指令生成部の詳細は後述する。

パルス生成部は、図２及び図３に示すように、電圧指令とキャリアとの比較に基づいて、詳しくは、変調率に基づいて振幅を補正した電圧指令とキャリアとの比較に基づいて、インバータ３０を制御するＰＷＭパルスを生成する。そして、パルス生成部は、生成したＰＷＭパルスに基づいて、操作信号ｇ３１〜ｇ３６を生成し、生成した操作信号ｇ３１〜ｇ３６を、それぞれスイッチＳｗ３１〜Ｓｗ３６のゲート端子へ送信する。なお、モータ４０に対する電圧指令は、上位の制御装置から送信されたモータ４０の制御量の指令値に基づいて算出される。モータ４０の制御量は、例えばトルクである。

ここで、従来、キャリア周波数をランダムに変動させることにより、ＰＷＭパルスのオンオフパターンを変化させ、騒音となるスイッチング周波数の成分を拡散することが行われてきた。しかしながら、高変調率の時には、図４に示すように、電圧指令の振幅がキャリア振幅を超えるため、ＰＷＭパルスがオンオフになる回数が減少する。その結果、キャリア周波数をランダムに変化させても、ＰＷＭパルスのオンオフパターンが変化せず、ほとんど一定となる。そのため、高変調率時には、キャリア周波数をランダムに変化させても、スイッチング周波数の成分を拡散させることができず、十分な騒音の低減効果が得られないおそれがある。

これに対して、本発明者は、図２及び図３に示すように、高変調率時であっても、変調率を変化させることにより、ＰＷＭパルスのオンオフパターンを変化させることができることに着目した。

図２は、モータ４０に対するトルク指令が一定のときに、インバータ３０のシステム電圧を下げた場合の電圧指令、キャリア、及びＰＷＭパルスを示す。システム電圧を下げる前の変調率がＸ、システム電圧を下げた後の変調率がＹ（Ｘ＜Ｙ）であり、変調率Ｘ及びＹは、どちらも１００％以上の高変調率である。変調率を上げたことにより、変調率を上げる前よりも、トルク指令を補償するために電圧指令の振幅は高くなるように補正されている。そして、システム電圧を下げて変調率を上げたことにより、変調率を上げる前と比べて、電圧指令の同じ位相においてオンオフパルスが抜け、ＰＷＭパルスのオンオフパターンが変化している。すなわち、変調率Ｙにすると、変調率Ｘのときと異なるパルスパターンが生成されている。

また、図３は、モータ４０に対するトルク指令が一定のときに、インバータ３０のシステム電圧を上げた場合の電圧指令、キャリア、及びＰＷＭパルスを示す。システム電圧を上げる前の変調率がＸ、システム電圧を上げた後の変調率がＺ（Ｘ＞Ｚ）であり、変調率Ｘ及びＺは、どちらも１００％以上の高変調率である。変調率を下げたことにより、変調率を上げる前よりも、トルク指令を補償するために電圧指令の振幅は低くなるように補正されている。そして、システム電圧を上げて変調率を下げたことにより、変調率を下げる前と比べて、電圧指令の同じ位相においてオンオフパルスが増え、ＰＷＭパルスのオンオフパターンが変化している。すなわち、変調率Ｚにすると、変調率Ｘのときと異なるパルスパターンが生成されている。このように、変調率を変化させることにより、高変調率であっても、ＰＷＭパルスのオンオフパターンを変化させることができる。

そこで、本制御システムでは、変調率を変動させることにした。変調率を変動させるためには、インバータ３０のシステム電圧を可変にする必要がある。よって、本制御システムは、コンバータ２０を備える構成とし、コンバータ２０に対する昇圧指令値を制御することにより、変調率を変動させるようにした。図２は、昇圧指令値を下げることによりシステム電圧を下げた図であり、図３は、昇圧指令値を上げることによりシステム電圧を上げた図である。

詳しくは、指令生成部は、変調率を所定の変調率範囲で変動させるように、コンバータ２０に対する昇圧指令値を制御する指令制御部を含む。所定の変調率範囲は、例えば、１１５％〜１２５％の範囲である。所定の変調率範囲が比較的高い場合、システム電圧が比較的低くなり、コンバータ２０の損失が小さい。

以下、指令制御部の詳細について、図５〜図８を参照して説明する。図５は、モータ４０に対するトルク指令値が一定の場合の変調率、制御モード、システム電圧の時間変化を示す。図６〜図８は、図５におけるＡ時点、Ｂ時点、Ｃ時点の電圧指令、キャリア及びＰＷＭパルスの時間変化を示す。図６〜図８の時間スケールは、図５の時間スケールを拡大したものである。Ａ時点は、変調率が所定の変調率範囲の下限値の時点であり、Ｂ時点は、変調率が所定の変調率範囲の中間値の時点である。また、Ｃ時点は、変調率が所定の変調率の上限値の時点である。制御モードは、変調率の変動モードであり、上昇モード、上側ホールドモード、下降モード、及び下側ホールドモードがある。

指令制御部は、上昇モード、すなわち変調率を増加させる際において、変調率が所定の変調率範囲の上限値よりも低い場合には、昇圧指令値を所定の減少量ずつ減少させる。モータ４０に対する電圧指令が一定であれば、昇圧指令値を所定の減少量ずつ減少させることにより、変調率が所定の増加率ずつ上昇する。図６は、上昇モードにおける図である。上昇モードにおいて、所定の減少量を調整することで、ＰＷＭパルスパターンの変動周期を調整することができる。

また、指令制御部は、下降モード、すなわち変調率を減少させる際において、変調率が所定の変調率範囲の下限値よりも高い場合には、昇圧指令値を所定の増加量ずつ増加させる。モータ４０に対する電圧指令が一定であれば、昇圧指令値を所定の増加量ずつ増加させることにより、変調率が所定の減少率ずつ減少する。図７は、下降モードにおける図である。下降モードにおいて、所定の増加量を調整することで、ＰＷＭパルスパターンの変動周期を調整することができる。所定の増加量は、所定の減少量と同じ量でもよいし、異なる量でもよい。

また、指令制御部は、上側ホールドモードの間、すなわち、変調率が所定の変調率範囲の上限値に到達した後、上限維持期間の間、昇圧指令値を同じ値で維持する。モータ４０に対する電圧指令が一定であれば、昇圧指令値を一定に維持することにより、変調率が上限値に維持される。図８は、上側ホールドモードにおける図である。このように、上側ホールドモードを設けたことにより、変調率を所定の変調率範囲で変動させた際に、ＰＷＭパルスパターンの変動周期の設計自由度が高くなる。すなわち、上側ホールドモードを設けない場合と比べて、ＰＷＭパルスパターンの出現頻度を変化させることができる。

また、指令制御部は、下側ホールドモードの間、すなわち、変調率が所定の変調率範囲の下限値に到達した跡、下限維持期間の間、昇圧指令値を同じ値で維持する。モータ４０に対する電圧指令が一定であれば、昇圧指令値を一定に維持することにより、変調率が下限値に維持される。このように、下側ホールドモードを設けたことにより、変調率を所定の変調率範囲で変動させた際に、ＰＷＭパルスパターンの変動周期の設計自由度が高くなる。すなわち、下側ホールドモードを設けない場合と比べて、ＰＷＭパルスパターンの出現頻度を変化させることができる。下限維持期間は、上限維持期間と同じ期間でもよいし、異なる期間でもよい。

このように、所定の変調率範囲において、変調率を変動させることにより、ＰＷＭパルスパターンが変化し、スイッチング周波数が拡散される。さらに、変調率の変動周期を適切に設定すると、スイッチング周波数が好適に拡散されて、騒音の低減効果が向上する。本実施形態では、所定の増加量、所定の減少量、上限維持期間、及び下限維持期間を調整することにより、騒音を低減するために適した変調率の変動周期に調整することができる。

また、パルス生成部は、変調率が所定の変調率閾値よりも低いときには、モータ４０に対する電圧指令と、キャリアとを比較して、ＰＷＭパルスを生成する。さらに、変調率が所定の変調率閾値よりも高い変調率閾値を超えると、制御装置１０は、インバータ３０をＰＷＭパルスではなく矩形パルスで制御する。変調率閾値は、例えば１２７％に設定される。また、変調率を所定の変調率範囲で変動させている際に、モータ４０に対する電圧指令が変化した場合には、電圧指令が変化した後の変調率に応じて、ひきつづき、変調率を所定の変動率範囲で変動させるように、昇圧指令値を制御する。

次に、本実施形態に係る変調率を変動させる処理手順について、図９のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、変調率が所定の変調率範囲にある場合に、制御装置１０が所定間隔で繰り返し実行する。

まず、制御モードが上昇モードか否かを判定する（Ｓ１０）。制御モードの初期値は、上昇モードまたは下降モードに設定されている。制御モードが上昇モードであると判定した場合は（Ｓ１０：ＹＥＳ）、今の昇圧指令値から所定の減少量を減算する（Ｓ１１）。これにより、モータ４０に対する電圧指令が一定であれば、変調率が上昇する。続いて、変調率が所定の変調率範囲の上限値以上か否か判定する（Ｓ１２）。変調率が上限値以上と判定した場合は（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御モードを上側ホールドモードに設定する。一方、変調率が上限値未満と判定した場合は（Ｓ１２：ＮＯ）、ひきつづき制御モードを上昇モードに設定する（Ｓ１４）。

Ｓ１０の判定で、制御モードが上昇モードでないと判定した場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、制御モードが上側ホールドモードか否かを判定する（Ｓ１５）。制御モードが上側ホールドモードであると判定した場合は（Ｓ１５：ＹＥＳ）、昇圧指令値を一定値にホールドする（Ｓ１６）。これにより、モータ４０に対する電圧指令が一定であれば、変調率が上限値に維持される。続いて、ホールド時間が上限維持期間以上になっているか否かを判定する（Ｓ１７）。ホールド時間が上限維持期間以上になっていると判定した場合は（Ｓ１７：ＹＥＳ）、制御モードを下降モードに設定する（Ｓ１８）。一方、ホールド時間が上限維持期間未満であると判定した場合は（Ｓ１７：ＮＯ）、ひきつづき制御モードを上側ホールドモードに設定する（Ｓ１９）。

Ｓ１５の判定で、制御モードが上側ホールドモードでないと判定した場合は（Ｓ１５：ＮＯ）、制御モードが下降モードか否かを判定する（Ｓ２０）。制御モードが下降モードであると判定した場合は（Ｓ２０：ＹＥＳ）、今の昇圧指令値に所定の増加量を加算する（Ｓ２１）。これにより、モータ４０に対する電圧指令が一定であれば、変調率が下降する。続いて、変調率が所定の変調率範囲の下限値以下か否か判定する（Ｓ２２）。変調率が下限値以下であると判定した場合は（Ｓ２２：ＹＥＳ）、制御モードを下側ホールドモードに設定する（Ｓ２３）。一方、変調率が下限値よりも大きいと判定した場合は（Ｓ２２：ＮＯ）、ひきつづき制御モードを下降モードに設定する（Ｓ２４）。

Ｓ２０の判定で、制御モードが下降モードでないと判定した場合は（Ｓ２０：ＮＯ）、制御モードが下側ホールドモードであるから、昇圧指令値を一定値にホールドする（Ｓ２５）。これにより、モータ４０に対する電圧指令が一定であれば、変調率が下限値に維持される。続いて、ホールド時間が下限維持期間以上になっているか否かを判定する（Ｓ２６）。ホールド時間が下限維持期間以上になっていると判定した場合は（Ｓ２６：ＹＥＳ）、制御モードを上昇モードに設定する（Ｓ２７）。一方、ホールド時間が下限維持期間未満であると判定した場合は（Ｓ２６：ＮＯ）、ひきつづき制御モードを下側ホールドモードに設定する（Ｓ２８）。以上で本処理を終了する。

以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。

・コンバータ２０の昇圧指令値が制御されて、変調率が所定の変調領域において変動させられることにより、ＰＷＭパルスのオンオフパターンが変化し、騒音となるスイッチング周波数を適切に拡散して、騒音を低減することができる。

・コンバータ２０の出力電圧を、所定の減少量ずつ減少させるだけの簡易な制御で、変調率を増加させることができる。また、所定の減少量を変化させるだけで、変調率の増加速度を変化させることができる。ひいては、所定の減少量を調整することにより、ＰＷＭパルスパターンを、騒音を低減するために適した変動周期で生成することができる。

・コンバータ２０の出力電圧を、所定の増加量ずつ増加させるだけの簡易な制御で、変調率を減少させることができる。また、所定の増加量を変化させるだけで、変調率の減少速度を変化させることができる。ひいては、所定の増加量を調整することにより、ＰＷＭパルスパターンを、騒音を低減するために適した変動周期で生成することができる。

・変調率が所定の変調率領域範囲の上限値に到達した後、上限維持期間の間、昇圧指令値が同じ値で維持され、変調率は一定値で維持される。これにより、変調率の変動周期の設計自由度が増すため、ＰＷＭパルスパターンの変動周期の設計自由度が増す。ひいては、上限維持期間を調整して、ＰＷＭパルスパターンを、騒音を低減するために適したで生成することができる。

・変調率が所定の変調率領域範囲の下限値に到達した後、下限維持期間の間、昇圧指令値が同じ値で維持され、変調率は一定値で維持される。これにより、変調率の変動周期の設計自由度が増すため、ＰＷＭパルスパターンの変動周期の設計自由度が増す。ひいては、下限維持期間を調整して、ＰＷＭパルスパターンを、騒音を低減するために適した変動周期で生成することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る回転電機の制御システムについて、第１実施形態に係る回転電機の制御システムと異なる点を、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、本実施形態に係る変調率、制御モード、システム電圧の時間変化を示す。図１０に示すように、本実施形態では、制御モードは、上昇モードと下降モードのみであり、上側ホールドモード及び下側ホールドモードを持たない。そのため、変調率は、所定の変調率範囲の上限値に到達すると、上限値で維持されることなく下降を開始し、所定の変調率範囲の下限値に到達すると、下限値で維持されることなく上昇を開始する。

次に、本実施形態に係る変調率を変動させる処理手順について、図１１のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、変調率が所定の変調率範囲にある場合に、制御装置１０が所定間隔で繰り返し実行する。

まず、Ｓ５０〜Ｓ５４において、Ｓ１０〜Ｓ１４と同様の処理を行う。続いて、Ｓ５０の判定で、制御モードが上昇モードでないと判定した場合は（Ｓ５０：ＮＯ）、制御モードが下降モードであるから、今の昇圧指令値に所定の増加量を加算する（Ｓ５５）。続いて、変調率が所定の変調率範囲の下限値以下か否か判定する（Ｓ５６）。変調率が下限値以下であると判定した場合は（Ｓ５６：ＹＥＳ）、制御モードを上昇モードに設定する（Ｓ５７）。一方、変調率が下限値よりも大きいと判定した場合は（Ｓ５６：ＮＯ）、ひきつづき制御モードを下降モードに設定する（Ｓ５８）。以上で本処理を終了する。

以上説明した第２実施形態によれば、第１実施形態よりも、ＰＷＭパルスパターンの変動周期の設計自由度は低くなるが、スイッチング周波数を適切に拡散して、騒音を低減することができる。

（他の実施形態）
・第１実施形態において、上側ホールドモード及び下側ホールドモードのうちの一方のみを設けてもよい。

・第１実施形態において、図５に破線で示すように、所定の変調率範囲内において、変調率が、予め設定されている維持変調率に到達した後、所定の維持期間の間、昇圧指令値を同じ値で維持する中間ホールドモードを設けてもよい。上側ホールドモード及び下側ホールドモードを設けずに、中間ホールドモードを設けてもよいし、上側ホールドモード及び下側ホールドモードの少なくとも一方と中間ホールドモードを設けてもよい。ＰＷＭパルスパターンを、騒音を低減するために適した出現頻度で生成するために、適切なホールドモードを選択することができる。

・第１及び第２実施形態では、昇圧指令値の増加量及び減少量を一定量として、変調率を所定の変調率範囲で周期的に変化させたが、昇圧指令値の増加量及び減少量をランダムに変化させて、変調率の所定の変調率範囲で非周期的に変化させてもよい。

・制御装置１０は、所定の変調範囲における目標変調率を可変に設定する設定部を備え、指令制御部は、変調率が、設定部により設定された目標変調率に追従するように、昇圧指令値により変調率をフィードバック制御するようにしてもよい。目標変調率を変動させることにより、スイッチング周波数を適切に拡散して、騒音を低減することができる。このときの変調率、制御モード及びシステム電圧のタイムチャートは、例えば、図５や図１０と同様になる。

この際、所定の変調率範囲における目標変調率を周期的に変化させてもよいし、非周期的に変化させてもよい。目標変調率を周期的に変化させる場合は、目標変調率の周期を調整することにより、ＰＷＭパルスパターンを、騒音を低減するために適した変動周期で生成することができる。

・コンバータ２０は昇圧コンバータに限らない。バッテリ５０の電圧に応じて、コンバータ２０は、昇降圧コンバータや、降圧コンバータにしてもよい。

・モータ４０及びインバータ３０は、三相に限らず、二相や四相以上でもよい。

１０…制御装置、２０…コンバータ、３０…インバータ、４０…モータ。

Claims (11)

1. 回転電機（４０）を制御する制御システムであって、
   回転電機を駆動するインバータ（３０）と、
   入力電圧を昇圧指令値となる出力電圧に変換し、変換した前記出力電圧を前記インバータへ出力するコンバータ（２０）と、
   前記回転電機に対する電圧指令とキャリアとの比較に基づいて、前記インバータを制御するＰＷＭパルスを生成するパルス生成部（１０）と、
   前記コンバータに対する前記昇圧指令値を生成する指令生成部（１０）と、を備え、
   前記指令生成部は、前記電圧指令の振幅を前記コンバータの出力電圧で除算して得られる変調率を所定の変調率範囲で変動させるように、前記昇圧指令値を制御する指令制御部（１０）を含み、
   前記指令制御部は、前記変調率を増加させる際に、前記変調率が前記所定の変調率範囲の上限値よりも低い場合には、前記昇圧指令値を所定の減少量ずつ減少させる回転電機の制御システム。
2. 前記指令制御部は、前記変調率を減少させる際に、前記変調率が前記所定の変調率範囲の下限値よりも高い場合には、前記昇圧指令値を所定の増加量ずつ増加させる請求項１に記載の回転電機の制御システム。
3. 回転電機（４０）を制御する制御システムであって、
   回転電機を駆動するインバータ（３０）と、
   入力電圧を昇圧指令値となる出力電圧に変換し、変換した前記出力電圧を前記インバータへ出力するコンバータ（２０）と、
   前記回転電機に対する電圧指令とキャリアとの比較に基づいて、前記インバータを制御するＰＷＭパルスを生成するパルス生成部（１０）と、
   前記コンバータに対する前記昇圧指令値を生成する指令生成部（１０）と、を備え、
   前記指令生成部は、前記電圧指令の振幅を前記コンバータの出力電圧で除算して得られる変調率を所定の変調率範囲で変動させるように、前記昇圧指令値を制御する指令制御部（１０）を含み、
   前記指令制御部は、前記変調率を減少させる際に、前記変調率が前記所定の変調率範囲の下限値よりも高い場合には、前記昇圧指令値を所定の増加量ずつ増加させる回転電機の制御システム。
4. 前記指令制御部は、前記変調率が前記所定の変調率範囲内の維持変調率に到達した後、所定の維持期間の間、前記昇圧指令値を同じ値で維持する請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機の制御システム。
5. 回転電機（４０）を制御する制御システムであって、
   回転電機を駆動するインバータ（３０）と、
   入力電圧を昇圧指令値となる出力電圧に変換し、変換した前記出力電圧を前記インバータへ出力するコンバータ（２０）と、
   前記回転電機に対する電圧指令とキャリアとの比較に基づいて、前記インバータを制御するＰＷＭパルスを生成するパルス生成部（１０）と、
   前記コンバータに対する前記昇圧指令値を生成する指令生成部（１０）と、を備え、
   前記指令生成部は、前記電圧指令の振幅を前記コンバータの出力電圧で除算して得られる変調率を所定の変調率範囲で変動させるように、前記昇圧指令値を制御する指令制御部（１０）を含み、
   前記指令制御部は、前記変調率が前記所定の変調率範囲内の維持変調率に到達した後、所定の維持期間の間、前記昇圧指令値を同じ値で維持する回転電機の制御システム。
6. 前記指令制御部は、前記変調率が前記所定の変調率範囲の上限値に到達した後、上限維持期間の間、前記昇圧指令値を同じ値で維持する請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転電機の制御システム。
7. 回転電機（４０）を制御する制御システムであって、
   回転電機を駆動するインバータ（３０）と、
   入力電圧を昇圧指令値となる出力電圧に変換し、変換した前記出力電圧を前記インバータへ出力するコンバータ（２０）と、
   前記回転電機に対する電圧指令とキャリアとの比較に基づいて、前記インバータを制御するＰＷＭパルスを生成するパルス生成部（１０）と、
   前記コンバータに対する前記昇圧指令値を生成する指令生成部（１０）と、を備え、
   前記指令生成部は、前記電圧指令の振幅を前記コンバータの出力電圧で除算して得られる変調率を所定の変調率範囲で変動させるように、前記昇圧指令値を制御する指令制御部（１０）を含み、
   前記指令制御部は、前記変調率が前記所定の変調率範囲の上限値に到達した後、上限維持期間の間、前記昇圧指令値を同じ値で維持する回転電機の制御システム。
8. 前記指令制御部は、前記変調率が前記所定の変調率範囲の下限値に到達した後、下限維持期間の間、前記昇圧指令値を同じ値で維持する請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転電機の制御システム。
9. 回転電機（４０）を制御する制御システムであって、
   回転電機を駆動するインバータ（３０）と、
   入力電圧を昇圧指令値となる出力電圧に変換し、変換した前記出力電圧を前記インバータへ出力するコンバータ（２０）と、
   前記回転電機に対する電圧指令とキャリアとの比較に基づいて、前記インバータを制御するＰＷＭパルスを生成するパルス生成部（１０）と、
   前記コンバータに対する前記昇圧指令値を生成する指令生成部（１０）と、を備え、
   前記指令生成部は、前記電圧指令の振幅を前記コンバータの出力電圧で除算して得られる変調率を所定の変調率範囲で変動させるように、前記昇圧指令値を制御する指令制御部（１０）を含み、
   前記指令制御部は、前記変調率が前記所定の変調率範囲の下限値に到達した後、下限維持期間の間、前記昇圧指令値を同じ値で維持する回転電機の制御システム。
10. 回転電機（４０）を制御する制御システムであって、
    回転電機を駆動するインバータ（３０）と、
    入力電圧を昇圧指令値となる出力電圧に変換し、変換した前記出力電圧を前記インバータへ出力するコンバータ（２０）と、
    前記回転電機に対する電圧指令とキャリアとの比較に基づいて、前記インバータを制御するＰＷＭパルスを生成するパルス生成部（１０）と、
    前記コンバータに対する前記昇圧指令値を生成する指令生成部（１０）と、を備え、
    前記指令生成部は、前記電圧指令の振幅を前記コンバータの出力電圧で除算して得られる変調率を所定の変調率範囲で変動させるように、前記昇圧指令値を制御する指令制御部（１０）を含み、
    前記所定の変調率範囲における目標変調率を可変に設定する設定部（１０）を備え、
    前記指令制御部は、前記変調率が前記設定部により設定された前記目標変調率に追従するように、前記昇圧指令値により前記変調率をフィードバック制御する回転電機の制御システム。
11. 前記設定部は、前記目標変調率を周期的に変化させる請求項１０に記載の回転電機の制御システム。

Images