WO2016125438A1 - 車載用電動機制御装置 - Google Patents

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智行 鷲見
酒井　剛志
神谷　勇治
盛田　英之
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株式会社デンソー
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Definitions

  • This disclosure relates to an on-vehicle motor control device.
  • Patent Document 1 proposes a configuration in which the amount of input current to an in-vehicle motor is measured and the rotational speed of the motor is changed based on the measurement result.
  • the actual rotational speed of the electric motor is controlled by operating the inverter so as to follow the command rotational speed received from the host ECU.
  • the host ECU and the inverter communicate with each other with an arbitrary communication protocol, and the command rotational speed is updated at regular time intervals.
  • the electric motor stores a constant acceleration rate.
  • the motor accelerates the rotation at a constant acceleration rate every time the command rotational speed is updated, and ends the acceleration when the actual rotational speed reaches the command rotational speed. Thereby, the electric motor is operated at a constant rotation.
  • the update interval of the command rotational speed is set to 1 second, for example, if the change width of the command rotational speed is an increase less than a certain acceleration rate, the acceleration of the electric motor is terminated in the middle of the update interval. For this reason, the electric motor is operated at a constant rotation until the next command rotational speed is updated.
  • acceleration and repetitive operation are performed. Therefore, noise such as a musical scale is generated from the electric motor, which may give the user a sense of incongruity.
  • an object of the present disclosure is to provide an in-vehicle motor control device that can prevent generation of noise due to repetition of acceleration or deceleration and constant rotation of the motor.
  • the in-vehicle motor control device acquires the calculated command rotational speed from an external device at a predetermined update interval, and drives the inverter based on the command rotational speed.
  • the control part which rotates is provided.
  • the control unit calculates a change rate of the rotation speed of the electric motor, and drives the inverter so that the electric motor rotates at the change rate.
  • the control unit acquires the actual rotational speed of the electric motor, and based on the difference between the actual rotational speed and the command rotational speed and the update interval, the actual rotational speed reaches the command rotational speed at the end of each update interval.
  • the rate of change is calculated as follows.
  • the in-vehicle motor control device acquires the calculated command rotational speed from an external device at a predetermined update interval, and drives the inverter based on the command rotational speed.
  • the control part which rotates an electric motor by is provided.
  • the control unit calculates a change rate of the rotation speed of the electric motor, and drives the inverter so that the electric motor rotates at the change rate.
  • the change rate is a parameter indicating how many rotations increase or decrease in a predetermined time.
  • the control unit obtains the actual rotational speed of the electric motor, and based on the difference between the actual rotational speed and the command rotational speed and the update interval, the actual rotational speed reaches the command rotational speed before each update interval ends. Then, the rate of change is calculated so as to change without becoming constant.
  • the actual rotation speed of the motor continues to change at the rate of change calculated by the control unit. That is, since the actual rotational speed of the motor does not reach the command rotational speed before the update interval ends, the acceleration or deceleration of the motor and the constant rotation are not repeated at each update interval. Therefore, it is possible to prevent generation of noise such as a musical scale due to rotation of the electric motor.
  • the on-vehicle electric motor control device is applied to control of an on-vehicle electric compressor for performing air conditioning in a vehicle interior.
  • the system includes a host ECU 100 (Electrical Control Unit; ECU) and an electric motor control device 200.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the power supply system is omitted.
  • the host ECU 100 is an ECU such as an engine ECU or an air conditioner ECU mounted on the vehicle.
  • the host ECU 100 communicates with the motor control device 200 via a communication line using a communication protocol such as CAN, LIN, or PWM. That is, the host ECU 100 exchanges information necessary for engine control and air conditioner control at a predetermined update interval (IVO INT ).
  • the update interval may be the same as the communication interval between the host ECU 100 and the electric motor control device 200, or may be set as a completely different interval from the communication interval.
  • the electric motor control device 200 includes a CPU 210, an inverter 220, and an electric motor 230. Of these, the CPU 210 constitutes a microcomputer together with a memory (not shown).
  • the CPU 210 is a circuit unit that operates the inverter 220 in response to a command or request from the host ECU 100.
  • the CPU 210 includes a rotation speed detection unit 211, a rate calculation unit 212, and an output calculation unit 213.
  • the rotation speed detection unit 211 has a function of detecting an actual rotation speed (IVR) that is an actual rotation speed of the electric motor 230.
  • the rotation speed detection unit 211 acquires the motor current from the current sensor 240 that detects the current supplied from the inverter 220 to the electric motor 230, and detects the rotation speed of the electric motor 230 based on the change in the motor current. ing.
  • the rotation speed detection unit 211 outputs the acquired information on the actual rotation speed (IVR) to the rate calculation unit 212, the output calculation unit 213, and the host ECU 100.
  • the rotation speed detection unit 211 may acquire a position signal of a position sensor (not shown) provided in the electric motor 230 and detect the rotation speed of the electric motor 230 based on the position signal.
  • the CPU 210 transmits the actual rotational speed of the electric motor 230 acquired by the rotational speed detection unit 211 to the host ECU 100 as needed. As a result, the host ECU 100 executes engine control and air conditioning control based on the actual rotational speed of the electric motor 230.
  • Rate calculation unit 212 calculates the command rotational speed inputted from the upper ECU100 at a predetermined update interval change rate of the rotation of the motor 230 based on (IVO N), i.e. the acceleration rate (INV A_N) or deceleration rate (INV d_n) It has the function to do. That is, the “change rate” is a parameter indicating how many rotations are increased or decreased per second, for example.
  • Command rotational speed (IVO N), "N" of the acceleration rate (INV A_N), and a deceleration rate (INV d_n) shows that each may be updated from time to time for each update interval.
  • the rate calculation unit 212 holds information on update intervals in advance. Even if the rate calculation unit 212 does not hold the update interval information, the host ECU 100 may output the update interval information to the rate calculation unit 212 when the system is activated.
  • rate calculation unit 212 while the rotation speed detector 211 acquires the actual rotational speed of the motor 230, and acquires the command rotational speed of the (IVO N) from the upper ECU 100. Then, based on the difference between the actual rotation speed of motor 230 and the command rotation speed and the update interval, rate calculation unit 212 determines the acceleration rate or deceleration rate at which the actual rotation speed reaches the command rotation speed when the update interval ends. Is calculated.
  • the output calculation unit 213 has a function of performing PWM output to the inverter 220 so that the motor 230 rotates in accordance with the acceleration rate or the deceleration rate calculated by the rate calculation unit 212 within each update interval. That is, the output calculation unit 213 outputs control signals to six switching elements (not shown) constituting the inverter 220 to drive each switching element. Thereby, the electric motor 230 rotates.
  • the inverter 220 is configured to convert a DC voltage of a high voltage battery (not shown) into an AC voltage, and generates a three-phase AC voltage and current of U phase, V phase, and W phase to drive the motor 230.
  • Inverter 220 includes a U-phase arm, a V-phase arm, and a W-phase arm, and each arm is composed of two switching elements connected in series. An intermediate point of each arm is connected to each phase end of each phase coil of electric motor 230.
  • the electric motor 230 is an electric motor configured such that one end of three coils of the U phase, the V phase, and the W phase is commonly connected to the middle point.
  • the electric motor 230 operates based on the three-phase power supplied from the inverter 220.
  • the electric motor 230 is connected with the compression mechanism through the connection mechanism which is not shown in figure.
  • the compression mechanism is driven by the electric motor 230 to compress the refrigerant, for example.
  • the CPU 210 of the in-vehicle electric motor control device 200 controls the inverter 220 in accordance with the control contents shown in FIG.
  • the flowchart shown in FIG. 2 starts when power is supplied to the CPU 210, and thereafter is repeated at each update interval.
  • CPU 210 receives from the higher ECU100 command rotational speed of the motor 230 in the next update interval (IVO N) (step 300).
  • IVO N next update interval
  • CPU 210 determines whether or not different from the command rotational speed (IVO N) is the actual rotational speed (IVR) (step 310). Since the actual rotational speed acquired by the rotation speed detector 211 (IVR) is changing from time to time, it determines whether the predetermined range actual rotational speed (IVR) is containing the command rotational speed (IVO N). Further, the CPU 210 makes a determination using the actual rotational speed (IVR) acquired from the rotational speed detection unit 211 before making the determination.
  • Command rotational speed (IVO N) is not different from the actual rotational speed (IVR), that is, when the actual rotational speed (IVR) is within a predetermined range including the command rotational speed of the (IVO N) rotates the motor 230 at a constant Is the case.
  • the rotation start time of the electric motor 230 is delayed from the start time of the update interval. This corresponds to the processing time from when the CPU 210 receives the command rotational speed until the inverter 220 is driven, and is a time of about several milliseconds.
  • the CPU 210 calculates an appropriate acceleration rate and deceleration rate according to the command rotational speed that the host ECU 100 updates at any time, and smoothly accelerates or decelerates the motor 230. Is a feature. Thereby, when the command rotational speed of the electric motor 230 continues to change, the rotational speed of the electric motor 230 can continue to change. In other words, the actual rotational speed of the electric motor 230 reaches the command rotational speed before the update interval ends, so that the rotational speed of the electric motor 230 does not become constant. For this reason, since the acceleration or deceleration of the electric motor 230 and the constant rotation are not repeated every update interval, the rotation sound of the electric motor 230 does not change like a musical scale. Therefore, it is possible to prevent noise such as a musical scale from being generated from the electric motor 230.
  • the host ECU may be an example of an external device in which the motor control device 200 acquires the command rotation speed at a predetermined update interval, and the CPU 210 is an example of a control unit that drives the inverter 220 based on the command rotation speed. It may be.
  • the CPU 210 when calculating the acceleration rate and the deceleration rate, the CPU 210 multiplies the rate by an adjustment ratio (INV A_RATE ) smaller than 1.
  • the adjustment ratio is, for example, a ratio such as 0.9.
  • INV A_N acquires ⁇ (IVO N -IVR) / IVO INT ⁇ ⁇ acceleration rate by calculating the INV A_RATE (INV A_N) (Step 341).
  • the CPU 210 drives the inverter 220 so that the motor 230 rotates at the adjusted acceleration rate and deceleration rate obtained by multiplying the adjustment ratio (INV A_RATE ).
  • the change rate is calculated using the adjustment ratio so that the actual rotation number becomes a change rate smaller than the change rate of the rotation number that reaches the command rotation number.
  • the control of the inverter 220 is slightly slower than in the first embodiment.
  • the adjustment ratio may be an example of an adjustment value used to reduce the change rate.
  • the CPU 210 sets the rate to a predetermined upper limit value, and drives the inverter 220 so that the electric motor 230 rotates at the upper limit value. The same applies to the deceleration rate.
  • the CPU 210 determines whether the acceleration rate (INV A_N ) exceeds the upper limit value (INV A_MAX ). Is determined (step 342). When the acceleration rate (INV A_N ) does not exceed the upper limit value (INV A_MAX ), the CPU 210 adopts the calculated acceleration rate.
  • the CPU 210 limits the acceleration rate (INV A_N ) to the upper limit value (INV A_MAX ) (step 343).
  • the acceleration rate is limited to 2500 rpm / sec.
  • CPU 210 when decelerating the rotation of the motor 230, CPU 210, after calculating a deceleration rate (INV d_n), determines whether the deceleration rate (INV d_n) exceeds the upper limit value (INV D_MAX) (Step 352).
  • the CPU 210 adopts the calculated deceleration rate.
  • the CPU 210 limits the deceleration rate (INV D_N ) to the upper limit value (INV D_MAX ) (step 353).
  • the CPU 210 is caused to execute processing for limiting the upper limit value of the rate according to the calculated rate. According to this, the noise generated when the motor 230 is rotated at a rate larger than a predetermined value while rotating the motor 230 so that the actual rotation number of the motor 230 follows the command rotation number as much as possible is suppressed. can do.
  • the CPU 210 divides the update interval into a plurality of intervals and calculates an acceleration rate and a deceleration rate for each of the plurality of intervals. For example, as shown in FIG. 6, one update interval is divided into two. Then, the CPU 210 calculates an acceleration rate and a deceleration rate in each divided section, and drives the inverter 220 in each section. Of course, it is possible to divide into three or more divisions instead of two divisions.
  • the rotation sound of the electric motor 230 can be changed more smoothly. Further, since it is possible to set a large acceleration rate at the beginning of acceleration and to set a small acceleration rate at the end of acceleration, it is possible to smoothly accelerate while minimizing the capacity limit of the motor 230. .
  • CPU 210 is subtracted when calculating the acceleration rate and deceleration rate, the command rotational speed (IVO N) and the actual rotational speed of the adjustment amount of addition rate from the difference between (IVR) (INV A_VOL).
  • the rate adjustment amount is a parameter for reducing the normally calculated acceleration rate and deceleration rate, similarly to the above-described adjustment ratio.
  • Adjustment of rate is preferably set in advance in accordance with the difference between the command rotational speed (IVO N) and the actual rotational speed (IVR). Setting the adjustment amount of rate to a fixed value, the effect of reducing the rate when the difference between the command rotational speed (IVO N) and the actual rotational speed (IVR) is large becomes small. Further, because the effect of reducing the rate when the difference between the command rotational speed (IVO N) and the actual rotational speed (IVR) is small increases.
  • INV A_N acquires acceleration rate (INV A_N) by computing (IVO N -IVR-INV A_VOL) / IVO INT (Step 344).
  • the CPU 210 drives the inverter 220 so that the electric motor 230 rotates at the acceleration rate and the deceleration rate calculated using the rate adjustment amount (INV A_VOL ).
  • the rate adjustment amount (INV A_VOL )
  • the adjustment amount of the rate may be used as an example of an adjustment value used to reduce the rate of change.
  • the configuration of the in-vehicle electric motor control device 200 shown in each of the above embodiments is merely an example, and the present disclosure is not limited to the configuration described above, and other configurations that can realize the present disclosure can be employed.
  • the configuration of the in-vehicle electric motor control device 200 shown in FIG. 1 is an example, and other configurations may be used.
  • the CPU 210 may be executed by appropriately combining the embodiments. For example, the process of multiplying the adjustment ratio in the second embodiment and the process of calculating the rates by dividing the update interval in the fourth embodiment can be combined. Thereby, the rotation sound of the electric motor 230 can be changed more smoothly while reducing the influence of each rate multiplied by the adjustment ratio.

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Abstract

　ＣＰＵ（２１０）は、予め定められた更新間隔で上位ＥＣＵ（１００）から入力した指令回転数に基づいてインバータ（２２０）を駆動する。このとき、ＣＰＵ（２１０）は、電動機（２３０）の実回転数を取得し、当該実回転数と指令回転数との差及び更新間隔に基づいて、更新間隔が終了する時点で実回転数が指令回転数に到達する加速レート及び減速レートを算出する。そして、ＣＰＵ（２１０）は、当該レートで電動機（２３０）が回転するようにインバータ（２２０）を駆動する。これにより、更新間隔が終了する前に電動機（２３０）の実回転数が指令回転数に達しないので、更新間隔毎に電動機（２３０）の加速または減速と一定回転との繰り返しが発生しなくなる。これにより、電動機の加速または減速と一定回転との繰り返しによる騒音の発生を防止することができる。

Description

車載用電動機制御装置 関連出願の相互参照
　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１５年２月４日に出願された日本特許出願２０１５－０２０１６３を基にしている。
　本開示は、車載用電動機制御装置に関する。
　従来より、車載用電動機への入力電流量を測定し、測定結果に基づいて電動機の回転数を変化させる構成が、例えば特許文献１で提案されている。通常、上位ＥＣＵから受けた指令回転数に追従するようにインバータが動作することで電動機の実回転数が制御される。
　ここで、上位ＥＣＵとインバータとは任意の通信プロトコルで通信を行っており、指令回転数は一定の時間間隔で更新されていく。また、電動機は、一定の加速レートを記憶している。そして、電動機は、指令回転数が更新される毎に一定の加速レートで回転を加速し、実回転数が指令回転数に達したら加速を終了する。これにより、電動機は一定回転の運転となる。
　しかしながら、指令回転数の更新間隔を例えば１秒とした場合、指令回転数の変化幅が一定の加速レート未満の増加であると、当該更新間隔の途中で電動機の加速が終了してしまう。このため、次に指令回転数が更新されるまでに電動機は一定回転での運転となる。そして、このような一定の加速レート未満の指令回転数の増加が１秒毎に連続して発生すると、加速と一定回転との繰り返し運転となる。したがって、電動機から音階のような騒音が発生してしまい、ユーザーに違和感を与える可能性がある。
　もちろん、電動機を減速させる場合にも減速と一定回転との繰り返し運転となるので、電動機の減速時にも上記と同様の騒音が発生するおそれがある。
特開２００５－３４４６４７号公報
　本開示は上記点に鑑み、電動機の加速または減速と一定回転との繰り返しによる騒音の発生を防止することができる車載用電動機制御装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様によると、車載用電動機制御装置は、予め定められた更新間隔で、演算された指令回転数を外部装置から取得すると共に、指令回転数に基づいてインバータを駆動することによって電動機を回転させる制御部を備えている。制御部は、電動機の回転数の変化率を算出し、当該変化率で電動機が回転するようにインバータを駆動する。制御部は、電動機の実回転数を取得し、当該実回転数と指令回転数との差及び更新間隔に基づいて、更新間隔の各間隔が終了する時点で実回転数が指令回転数に到達するように変化率を算出する。
　本開示の他の一態様によると、車載用電動機制御装置は、予め定められた更新間隔で、演算された指令回転数を外部装置から取得すると共に、指令回転数に基づいてインバータを駆動することによって電動機を回転させる制御部を備えている。制御部は、電動機の回転数の変化率を算出し、当該変化率で電動機が回転するようにインバータを駆動する。変化率は、所定時間に何回転増加または減少させるのかを示すパラメータである。制御部は、電動機の実回転数を取得し、当該実回転数と指令回転数との差及び更新間隔に基づいて、更新間隔の各間隔が終了する前に実回転数が指令回転数に到達して一定となることなく変化するように変化率を算出する。
　これによると、次に指令回転数が更新されるまで、電動機の実回転数は制御部によって算出された変化率で変化し続ける。すなわち、更新間隔が終了する前に電動機の実回転数が指令回転数に達しないので、更新間隔毎に電動機の加速または減速と一定回転との繰り返しが発生しなくなる。したがって、電動機の回転によって音階のような騒音が発生することを防止することができる。
本開示の第１実施形態に係る車載用電動機制御装置を含んだシステムを示した図である。 第１実施形態に係る、ＣＰＵが加速レート及び減速レートを算出する内容を示したフローチャートである。 第１実施形態に係る、電動機の回転を加速させたときの加速レートの変化を説明するための図である。 本開示の第２実施形態に係る、ＣＰＵが加速レート及び減速レートを算出する内容を示したフローチャートである。 本開示の第３実施形態に係る、ＣＰＵが加速レート及び減速レートを算出する内容を示したフローチャートである。 本開示の第４実施形態に係る、更新間隔を２分割した各区間で加速レートを算出する内容を説明するための図である。 本開示の第５実施形態に係る、ＣＰＵが加速レート及び減速レートを算出する内容を示したフローチャートである。
　以下、本開示の複数の実施形態について図に基づいて説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
　（第１実施形態）
　以下、本開示の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る車載用電動機制御装置は、車室内空調を行うための車載用電動コンプレッサの制御に適用されるものである。
　図１に示されるように、本実施形態に係るシステムは、上位ＥＣＵ１００（Electrical Control Unit；ＥＣＵ）及び電動機制御装置２００を含んでいる。なお、図１では電源系統を省略している。
　上位ＥＣＵ１００は、車両に搭載されたエンジンＥＣＵやエアコンＥＣＵ等のＥＣＵである。上位ＥＣＵ１００は通信線を介してＣＡＮ、ＬＩＮ、ＰＷＭ等の通信プロトコルで電動機制御装置２００と通信を行う。すなわち、上位ＥＣＵ１００は、予め定められた一定の更新間隔（ＩＶＯINT）でエンジン制御やエアコン制御のために必要な情報のやりとりを行う。なお、更新間隔は、上位ＥＣＵ１００と電動機制御装置２００との通信間隔と同じでも良いし、当該通信間隔とは全く異なる間隔として設定されていても良い。
　電動機制御装置２００は、ＣＰＵ２１０、インバータ２２０、及び電動機２３０を備えている。このうちのＣＰＵ２１０は図示しないメモリ等と共にマイクロコンピュータを構成している。
　ＣＰＵ２１０は、上位ＥＣＵ１００からの指令や要求に応じてインバータ２２０を動作させる回路部である。ＣＰＵ２１０は、回転数検出部２１１、レート計算部２１２、及び出力演算部２１３を備えている。
　回転数検出部２１１は、電動機２３０の実際の回転数である実回転数（ＩＶＲ）を検出する機能を有する。本実施形態では、回転数検出部２１１は、インバータ２２０から電動機２３０に供給される電流を検出する電流センサ２４０からモータ電流を取得し、モータ電流の変化に基づいて電動機２３０の回転数を検出している。回転数検出部２１１は、取得した実回転数（ＩＶＲ）の情報をレート計算部２１２、出力演算部２１３、及び上位ＥＣＵ１００に出力する。なお、回転数検出部２１１は、電動機２３０に設けられた図示しない位置センサの位置信号を取得し、この位置信号に基づいて電動機２３０の回転数を検出しても良い。
　なお、ＣＰＵ２１０は回転数検出部２１１で取得した電動機２３０の実回転数を上位ＥＣＵ１００に随時送信する。これにより、上位ＥＣＵ１００は電動機２３０の実回転数に基づいてエンジン制御やエアコン制御を実行する。
　レート計算部２１２は、所定の更新間隔で上位ＥＣＵ１００から入力した指令回転数（ＩＶＯN）に基づいて電動機２３０の回転の変化率、すなわち加速レート（ＩＮＶA_N）または減速レート（ＩＮＶD_N）を算出する機能を有する。つまり、「変化率」とは、例えば１秒間に何回転増加または減少させるのかを示したパラメータである。指令回転数（ＩＶＯN）、加速レート（ＩＮＶA_N）、及び減速レート（ＩＮＶD_N）の「Ｎ」は、それぞれが更新間隔毎に随時更新されることを示している。
　レート計算部２１２は、更新間隔の情報を予め保持している。なお、レート計算部２１２が更新間隔の情報を保持していなくても、システムの起動時に上位ＥＣＵ１００がレート計算部２１２に更新間隔の情報を出力するようにしても良い。
　具体的に、レート計算部２１２は、回転数検出部２１１から電動機２３０の実回転数を取得する一方、上位ＥＣＵ１００から指令回転数（ＩＶＯN）を取得する。そして、レート計算部２１２は、電動機２３０の実回転数と指令回転数との差及び更新間隔に基づいて、更新間隔が終了する時点で実回転数が指令回転数に到達する加速レートまたは減速レートを算出する。
　出力演算部２１３は、各更新間隔内において電動機２３０がレート計算部２１２で算出された加速レートまたは減速レートに従って回転するようにインバータ２２０にＰＷＭ出力を行う機能を有している。すなわち、出力演算部２１３は、インバータ２２０を構成する６個の図示しないスイッチング素子に制御信号を出力して、各スイッチング素子を駆動する。これにより、電動機２３０が回転する。
　インバータ２２０は、図示しない高電圧バッテリの直流電圧を交流電圧に変換するように構成され、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の交流の電圧及び電流を発生させて電動機２３０を駆動する回路部である。インバータ２２０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アーム、及びＷ相アームを備えており、各アームは直列に接続された２つのスイッチング素子で構成されている。各アームの中間点は、電動機２３０の各相コイルの各相端に接続されている。
　電動機２３０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成された電動モータである。電動機２３０はインバータ２２０から供給される３相電力に基づいて動作する。そして、電動機２３０は、図示しない連結機構を介して圧縮機構に連結されている。圧縮機構は、電動機２３０によって駆動されることにより例えば冷媒を圧縮する。以上が、本実施形態に係る車載用電動機制御装置２００を含んだシステム全体の構成である。
　次に、車載用電動機制御装置２００の作動について説明する。車載用電動機制御装置２００のＣＰＵ２１０は、図２に示された制御内容に従ってインバータ２２０の制御を行う。図２に示されたフローチャートはＣＰＵ２１０に電源が供給されると開始し、その後は更新間隔毎に繰り返される。
　まず、ＣＰＵ２１０は、上位ＥＣＵ１００から次の更新間隔における電動機２３０の指令回転数（ＩＶＯN）を受信する（ステップ３００）。なお、ここではＮ＝１とする。
　続いて、ＣＰＵ２１０は、指令回転数（ＩＶＯN）が実回転数（ＩＶＲ）とは異なるか否かを判定する（ステップ３１０）。回転数検出部２１１で取得される実回転数（ＩＶＲ）は随時変化しているので、実回転数（ＩＶＲ）が指令回転数（ＩＶＯN）を含んだ所定範囲外であるかを判定する。また、ＣＰＵ２１０は当該判定を行う前に回転数検出部２１１から取得した実回転数（ＩＶＲ）を用いて判定を行う。
　指令回転数（ＩＶＯN）が実回転数（ＩＶＲ）と異ならない、つまり実回転数（ＩＶＲ）が指令回転数（ＩＶＯN）を含んだ所定範囲内である場合は電動機２３０を一定に回転させる場合である。この場合は加速も減速もさせないので、ＣＰＵ２１０は今回（Ｎ＝１）の加速レート（ＩＮＶA_N）及び減速レート（ＩＮＶD_N）を前回（Ｎ＝０）の加速レート（ＩＮＶA_N-1）及び減速レート（ＩＮＶD_N-1）と同じ値に設定する（ステップ３２０）。こうして、今回（Ｎ＝１）における加速レート及び減速レートの算出が終了する。
　一方、指令回転数（ＩＶＯN）が実回転数（ＩＶＲ）とは異なる場合、すなわち実回転数（ＩＶＲ）が指令回転数（ＩＶＯN）を含んだ所定範囲外である場合、ＣＰＵ２１０は指令回転数（ＩＶＯN）が実回転数（ＩＶＲ）よりも大きいか否かを判定する（ステップ３３０）。指令回転数（ＩＶＯN）が実回転数（ＩＶＲ）よりも大きい場合は電動機２３０の回転を加速させる場合であるから、ＣＰＵ２１０は、ＩＮＶA_N＝（ＩＶＯN－ＩＶＲ）／ＩＶＯINTを演算することによって加速レート（ＩＮＶA_N）を取得する（ステップ３４０）。
　また、加速時には電動機２３０の回転を減速させないので、ＣＰＵ２１０は今回（Ｎ＝１）の減速レート（ＩＮＶD_N）を前回（Ｎ＝０）の減速レート（ＩＮＶD_N-1）と同じ値に設定する。こうして、今回（Ｎ＝１）における加速レート及び減速レートの算出が終了する。
　そして、ＣＰＵ２１０は、指令回転数（ＩＶＯN）が実回転数（ＩＶＲ）よりも小さいと判定した場合（ステップ３３０）は電動機２３０の回転を減速させる場合である。したがって、ＣＰＵ２１０は、ＩＮＶD_N＝（ＩＶＲ－ＩＶＯN）／ＩＶＯINTを演算することによって減速レート（ＩＮＶD_N）を取得する（ステップ３５０）。
　また、減速時には電動機２３０の回転を加速させないので、ＣＰＵ２１０は今回（Ｎ＝１）の加速レート（ＩＮＶA_N）を前回（Ｎ＝０）の加速レート（ＩＮＶA_N-1）と同じ値に設定する。こうして、今回（Ｎ＝１）における加速レート及び減速レートの算出が終了する。
　ＣＰＵ２１０は、Ｎ＝２、Ｎ＝３、・・・というように更新間隔毎に図３に示された処理を行って加速レート及び減速レートを算出する。そして、ＣＰＵ２１０は算出した加速レート及び減速レートで電動機２３０が回転するようにインバータ２２０を駆動する。
　例えば、ＣＰＵ２１０が上位ＥＣＵ１００から電動機２３０の回転を加速させる指令を受けた場合は図３に示されるように回転数が変化する。具体的には、現在（Ｎ＝０）、電動機２３０が１０００ｒｍｐで回転しているとする。そして、ＣＰＵ２１０が次の更新間隔（Ｎ＝１）で電動機２３０の回転数を２０００ｒｐｍに上げるための指令回転数を上位ＥＣＵ１００から受信する。
　更新間隔（ＩＶＯINT）を例えば１秒とすると、ＣＰＵ２１０は上記のように１０００ｒｐｍ／ｓｅｃの加速レートを算出する。そして、ＣＰＵ２１０は、（２０００ｒｐｍ－１０００ｒｐｍ）／１ｓｅｃ＝１０００ｒｐｍ／ｓｅｃの加速レートを算出する。したがって、ＣＰＵ２１０は、Ｎ＝１の更新間隔が始まってから当該更新間隔が終了するまで、１０００ｒｐｍ／ｓｅｃの加速レートで電動機２３０が回転するようにインバータ２２０を駆動する。これにより、当該更新間隔が終了する前に電動機２３０の実回転数が指令回転数に達することがなく、当該更新間隔が終了するまで電動機２３０の実回転数が変化し続ける。
　なお、図３では、電動機２３０の回転開始時点が更新間隔の開始時点よりも遅れている。これは、ＣＰＵ２１０が指令回転数を受信してからインバータ２２０を駆動するまでの処理の時間に該当し、数ｍｓｅｃ程度の時間である。
　続いて、Ｎ＝２の更新間隔での指令回転数は２５００ｒｐｍであるから、ＣＰＵ２１０は当該更新間隔での加速レートを５００ｒｐｍ／ｓｅｃと算出する。したがって、ＣＰＵ２１０は、Ｎ＝２の更新間隔が始まってから当該更新間隔が終了するまで、電動機２３０が５００ｒｐｍ／ｓｅｃの加速レートで電動機２３０が回転するようにインバータ２２０を駆動する。
　以後、Ｎ＝３の更新間隔での指令回転数は３２５０ｒｐｍであり、ＣＰＵ２１０は算出した７５０ｒｐｍ／ｓｅｃの加速レートで電動機２３０を回転させる。また、Ｎ＝４の更新間隔での指令回転数は３５００ｒｐｍであり、ＣＰＵ２１０は算出した２５０ｒｐｍ／ｓｅｃの加速レートで電動機２３０を回転させる。このように、上位ＥＣＵ１００からＣＰＵ２１０に送信される指令回転数が増加し続けると、各更新間隔内で電動機２３０の実回転数が変化し続ける。
　上記の例では電動機２３０の回転を加速させる場合であるので、更新間隔毎に適切な加速レートが算出される。これに対し、減速レートは更新間隔の前後で同じ値となる。また、図３に示された例とは逆に、電動機２３０の回転を減速させる場合は更新間隔毎に適切な減速レートが算出される。これに対し、加速レートは更新間隔の前後で同じ値となる。
　以上説明したように、本実施形態では、上位ＥＣＵ１００が更新間隔で随時更新する指令回転数に応じて、ＣＰＵ２１０が適切な加速レート及び減速レートを算出して電動機２３０を滑らかに加速または減速させることが特徴となっている。これにより、電動機２３０の指令回転数が変化し続ける場合は電動機２３０の回転数が変化し続けるようにすることができる。すなわち、更新間隔が終了する前に電動機２３０の実回転数が指令回転数に達しすることで電動機２３０の回転数が一定にならずに済む。このため、更新間隔毎に電動機２３０の加速または減速と一定回転との繰り返しは発生しなくなるので、電動機２３０の回転音が音階のように変化することがない。したがって、電動機２３０から音階のような騒音が発生することを防止することができる。
　上位ＥＣＵは、予め定められた更新間隔で電動機制御装置２００が指令回転数を取得する外部装置の一例であってもよく、ＣＰＵ２１０は、指令回転数に基づいてインバータ２２０を駆動する制御部の一例であってもよい。
　（第２実施形態）
　本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、ＣＰＵ２１０は加速レート及び減速レートを算出する際に、当該レートに１よりも小さい調整割合（ＩＮＶA_RATE）を乗じる。調整割合は、例えば０．９等の割合である。
　電動機２３０の回転を加速させる場合、図４に示されるように、ＣＰＵ２１０は、ＩＮＶA_N＝｛（ＩＶＯN－ＩＶＲ）／ＩＶＯINT｝×ＩＮＶA_RATEを演算することによって加速レート（ＩＮＶA_N）を取得する（ステップ３４１）。
　一方、電動機２３０の回転を減速させる場合、ＣＰＵ２１０は、ＩＮＶD_N＝｛（ＩＶＲ－ＩＶＯN）／ＩＶＯINT｝×ＩＮＶA_RATEを演算することによって減速レート（ＩＮＶD_N）を取得する（ステップ３５１）。
　そして、ＣＰＵ２１０は、調整割合（ＩＮＶA_RATE）を乗じて得た調整後の加速レート及び減速レートで電動機２３０が回転するようにインバータ２２０を駆動する。このように、更新間隔が終了する時点で、実回転数が指令回転数に到達する回転数の変化率よりも小さい変化率となるように調整割合を用いて変化率を算出しているので、第１実施形態に対してインバータ２２０の制御が若干遅くなっている。
　以上により、通信周期のずれ等によってＣＰＵ２１０が上位ＥＣＵ１００から受信する指令回転数の更新間隔が通常よりも長くなった場合、更新間隔が終了する前に実回転数が指令回転数に達して一定回転にならないようにすることができる。したがって、騒音の発生を確実に防止することができる。
　上記調整割合が、変化率を小さくするために用いられる調整値の一例であってもよい。
　（第３実施形態）
　本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、ＣＰＵ２１０は、算出した加速レートが所定の値を超える場合、当該レートを所定の上限値に設定し、当該上限値で電動機２３０が回転するようにインバータ２２０を駆動する。これは、減速レートについても同じである。
　電動機２３０の回転を加速させる場合、図５に示されるように、ＣＰＵ２１０は、加速レート（ＩＮＶA_N）を算出した後、当該加速レート（ＩＮＶA_N）が上限値（ＩＮＶA_MAX）を超えるか否かを判定する（ステップ３４２）。そして、加速レート（ＩＮＶA_N）が上限値（ＩＮＶA_MAX）を超えない場合、ＣＰＵ２１０は算出した加速レートを採用する。
　一方、加速レート（ＩＮＶA_N）が上限値（ＩＮＶA_MAX）を超える場合、ＣＰＵ２１０は加速レート（ＩＮＶA_N）を上限値（ＩＮＶA_MAX）に制限する（ステップ３４３）。例えば、算出された加速レートが４０００ｒｐｍ／ｓｅｃで上限値が２５００ｒｐｍ／ｓｅｃの場合は加速レートを２５００ｒｐｍ／ｓｅｃに制限する。これにより、更新間隔が終了するまでに電動機２３０の実回転数が指令回転数に到達しないが、電動機２３０が高速回転することによる騒音の悪化を抑制することができる。もちろん、更新間隔が終了するまでに電動機２３０の実回転数が指令回転数に到達して一定回転するということも起こらないため、更新間隔の前後で音階のような騒音が発生することもない。更新間隔が終了するまでに電動機２３０の実回転数が指令回転数に到達して一定となることなく変化する。
　また、電動機２３０の回転を減速させる場合も同様に、ＣＰＵ２１０は、減速レート（ＩＮＶD_N）を算出した後、当該減速レート（ＩＮＶD_N）が上限値（ＩＮＶD_MAX）を超えるか否かを判定する（ステップ３５２）。
　そして、上記と同様に、減速レート（ＩＮＶD_N）が上限値（ＩＮＶD_MAX）を超えない場合、ＣＰＵ２１０は算出した減速レートを採用する。一方、減速レート（ＩＮＶD_N）が上限値（ＩＮＶD_MAX）を超える場合、ＣＰＵ２１０は減速レート（ＩＮＶD_N）を上限値（ＩＮＶD_MAX）に制限する（ステップ３５３）。
　以上のように、算出したレートに応じてレートの上限値を制限する処理をＣＰＵ２１０に実行させる。これによると、電動機２３０の実回転数が可能な限り指令回転数に追従するように電動機２３０を回転させつつ、所定の値よりも大きなレートで電動機２３０を回転させたときに発生する騒音を抑制することができる。
　（第４実施形態）
　本実施形態では、第１～第３実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、ＣＰＵ２１０は、更新間隔を複数の間隔に分割し、複数の間隔毎に加速レート及び減速レートを算出する。例えば、図６に示されるように、一つの更新間隔を２分割する。そして、ＣＰＵ２１０は、分割した各区間で加速レート及び減速レートを算出し、各区間でインバータ２２０を駆動する。もちろん、２分割ではなく、３分割やそれ以上の分割でも構わない。
　これによると、電動機２３０の回転の音をより滑らかに変化させることができる。また、加速の初期に加速レートを大きめに設定し、加速の終盤に加速レートを小さめに設定することが可能になるので、電動機２３０の能力制限を最小限にしつつ、滑らかに加速させることができる。
　（第５実施形態）
　本実施形態では、第２実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、ＣＰＵ２１０は加速レート及び減速レートを算出する際に、指令回転数（ＩＶＯN）と実回転数（ＩＶＲ）との差からさらにレートの調整量（ＩＮＶA_VOL）を差し引く。レートの調整量は、上述の調整割合と同様に、通常算出される加速レート及び減速レートを小さくするためのパラメータである。
　レートの調整量は、指令回転数（ＩＶＯN）と実回転数（ＩＶＲ）との差に応じて予め設定されていることが好ましい。レートの調整量を固定値に設定すると、指令回転数（ＩＶＯN）と実回転数（ＩＶＲ）との差が大きいときにレートを減少させる効果が小さくなる。また、指令回転数（ＩＶＯN）と実回転数（ＩＶＲ）との差が小さいときにレートを減少させる効果が大きくなってしまうからである。
　そして、電動機２３０の回転を加速させる場合、図７に示されるように、ＣＰＵ２１０は、ＩＮＶA_N＝（ＩＶＯN－ＩＶＲ－ＩＮＶA_VOL）／ＩＶＯINTを演算することによって加速レート（ＩＮＶA_N）を取得する（ステップ３４４）。
　一方、電動機２３０の回転を減速させる場合、ＣＰＵ２１０は、ＩＮＶD_N＝（ＩＶＲ－ＩＶＯN－ＩＮＶA_VOL）／ＩＶＯINTを演算することによって減速レート（ＩＮＶD_N）を取得する（ステップ３５４）。
　そして、ＣＰＵ２１０は、レートの調整量（ＩＮＶA_VOL）を用いて算出した加速レート及び減速レートで電動機２３０が回転するようにインバータ２２０を駆動する。これにより、第２実施形態と同様に、更新間隔が終了する前に実回転数が指令回転数に達して一定回転にならないようにすることができる。
　上記レートの調整量が、変化率を小さくするために用いられる調整値の一例として用いられても良い。
　上記各実施形態で示された車載用電動機制御装置２００の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本開示を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、図１に示された車載用電動機制御装置２００の構成は一例であり、他の構成でも良い。
　また、各実施形態を適宜組み合わせてＣＰＵ２１０に実行させても良い。例えば、第２実施形態における調整割合を乗じる処理と、第４実施形態における更新間隔を分割して各レートを算出する処理と、を組み合わせることができる。これにより、各レートに調整割合を乗じた影響を小さくしつつ、電動機２３０の回転音をより滑らかに変化させることができる。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (5)

  1. 　予め定められた更新間隔で、演算された指令回転数を外部装置（１００）から取得すると共に、前記指令回転数に基づいてインバータ（２２０）を駆動することによって電動機（２３０）を回転させる制御部（２１０）を備えており、
    　前記制御部（２１０）は、前記電動機（２３０）の回転数の変化率を算出し、当該変化率で前記電動機（２３０）が回転するように前記インバータ（２２０）を駆動し、
    　前記制御部（２１０）は、前記電動機（２３０）の実回転数を取得し、当該実回転数と前記指令回転数との差及び前記更新間隔に基づいて、前記更新間隔の各間隔が終了する時点で前記実回転数が前記指令回転数に到達するように前記変化率を算出する車載用電動機制御装置。
  2. 　前記制御部（２１０）は、前記更新間隔が終了する時点で前記実回転数が前記指令回転数に到達する回転数の変化率よりも前記変化率が小さくなるように、調整値を用いて前記変化率を算出する請求項１に記載の車載用電動機制御装置。
  3. 　前記制御部（２１０）は、前記変化率が所定の値を超える場合、前記変化率を所定の上限値に設定する請求項１または２に記載の車載用電動機制御装置。
  4. 　前記制御部（２１０）は、前記更新間隔の各間隔を複数の間隔に分割し、前記複数の間隔毎に前記回転数の変化率を算出する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車載用電動機制御装置。
  5. 　予め定められた更新間隔で、演算された指令回転数を外部装置（１００）から取得すると共に、前記指令回転数に基づいてインバータ（２２０）を駆動することによって電動機（２３０）を回転させる制御部（２１０）を備えており、
    　前記制御部（２１０）は、前記電動機（２３０）の回転数の変化率を算出し、当該変化率で前記電動機（２３０）が回転するように前記インバータ（２２０）を駆動し、
    　前記変化率は、所定時間に何回転増加または減少させるのかを示すパラメータであり、
    　前記制御部（２１０）は、前記電動機（２３０）の実回転数を取得し、当該実回転数と前記指令回転数との差及び前記更新間隔に基づいて、前記更新間隔の各間隔が終了する前に前記実回転数が前記指令回転数に到達して一定となることなく変化するように前記変化率を算出する車載用電動機制御装置。
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