インバータの制御装置及びインバータの制御方法並びに自動車
【課題】複数のインバータをキャリア周波数拡散制御する場合に、キャリア周波数の重なりによって生成される合成音による騒音レベルが大きくなるのを抑制する。
【解決手段】通常用いる周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２としたときにキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲以上のときには、拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を用いて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定し（Ｓ１４０）、この実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊の変調波を用いたパルス幅変調制御によってインバータのスイッチング素子をオンオフ制御する。これにより、電磁音の合成音が生成されても、合成音の騒音レベルを小さくして、騒音レベルが大きくなるのを抑制することができる。
【解決手段】通常用いる周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２としたときにキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲以上のときには、拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を用いて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定し（Ｓ１４０）、この実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊の変調波を用いたパルス幅変調制御によってインバータのスイッチング素子をオンオフ制御する。これにより、電磁音の合成音が生成されても、合成音の騒音レベルを小さくして、騒音レベルが大きくなるのを抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータの制御装置及びインバータの制御方法並びに自動車に関し、詳しくは、少なくとも２つのインバータに対してキャリア周波数を拡散させた変調波を用いてパルス幅変調制御を行なうインバータの制御装置およびこうしたインバータの制御方法並びにこうしたインバータの制御装置を備える自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のインバータの制御装置としては、不連続に不規則に平均値が値０となるよう変化する拡散周波数を基本のキャリア周波数に加えた周波数の変調波を用いてパルス幅変調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）。この装置では、キャリア周波数を拡散することにより、電磁音による騒音を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５９３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のインバータの制御装置のように、キャリア周波数拡散制御を行なうことにより電磁音による騒音を低減することができるが、パルス幅変調制御を行なうインバータが複数存在するときには、キャリア周波数拡散制御を行なってもキャリア周波数が重なると、電磁音による合成音が生成され、騒音レベルが大きくなる場合が生じる。
【０００５】
本発明のインバータの制御装置及びインバータの制御方法並びに自動車は、複数のインバータをキャリア周波数拡散制御する場合に、キャリア周波数の重なりによって生成される合成音による騒音レベルが大きくなるのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のインバータの制御装置及びインバータの制御方法並びに自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のインバータの制御装置は、
第１の電気機器を駆動するための第１のインバータと第２の電気機器を駆動するための第２のインバータとの少なくとも２つのインバータに対して、前記第１の電気機器の駆動指令に基づく第１のキャリア基本周波数を中心とする第１の拡散周波数の範囲としての第１のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御すると共に前記第２の電気機器の駆動指令に基づく第２のキャリア基本周波数を中心とする第２の拡散周波数の範囲としての第２のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御するインバータの制御装置において、
前記第１のキャリア周波数範囲と前記第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときには、前記第１の拡散周波数に代えて該第１の拡散周波数より大きな第１の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第１のキャリア周波数範囲として前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御する第１の補正制御か前記第２の拡散周波数に代えて該第２の拡散周波数より大きな第２の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第２のキャリア周波数範囲として前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御する第２の補正制御のうちいずれか一方の補正制御または双方の補正制御を実行する、
ことを特徴とする。
【０００８】
この本発明のインバータの制御装置では、第１のキャリア周波数範囲と第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときには、第１の拡散周波数に代えて第１の拡散周波数より大きな第１の補正周波数を用いて得られる範囲を第１のキャリア周波数範囲として第１のインバータをパルス幅変調制御により制御する第１の補正制御か第２の拡散周波数に代えて第２の拡散周波数より大きな第２の補正周波数を用いて得られる範囲を第２のキャリア周波数範囲として第２のインバータをパルス幅変調制御により制御する第２の補正制御のうちいずれか一方の補正制御または双方の補正制御を実行する。即ち、第１のインバータのキャリア周波数の拡散範囲か第２のインバータのキャリア周波数の拡散範囲かのいずれか又は双方を拡大するのである。これにより、電磁音による合成音の騒音レベルを小さくすることができ、電磁音による合成音の騒音レベルが大きくなるのを抑制することができる。
【０００９】
ここで、第１のインバータのキャリア周波数の拡散範囲と第２のインバータのキャリア周波数の拡散範囲の拡大の程度は、１．５倍や２倍，２．５倍など種々の程度としてもよい。例えば、２倍とする場合は、第１の補正周波数を第１の拡散周波数の２倍の周波数とし、第２の補正周波数を第２の拡散周波数の２倍の周波数とすればよい。また、第１の拡散周波数と第２の拡散周波数とが異なるものとしてもよいし同一のものとしてもよい。さらに、第１の補正周波数と第２の補正周波数も異なるものとしてもよいし同一のものとしてもよい。また、第１のキャリア周波数範囲と第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときにおける所定範囲としては、第１のキャリア周波数範囲と第２のキャリア周波数範囲のうちの一方の範囲の１／３や１／４，１／５など種々の範囲を用いることができる。
【００１０】
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明のインバータの制御装置、即ち、基本的には、第１の電気機器を駆動するための第１のインバータと第２の電気機器を駆動するための第２のインバータとの少なくとも２つのインバータに対して、前記第１の電気機器の駆動指令に基づく第１のキャリア基本周波数を中心とする第１の拡散周波数の範囲としての第１のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御すると共に前記第２の電気機器の駆動指令に基づく第２のキャリア基本周波数を中心とする第２の拡散周波数の範囲としての第２のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御するインバータの制御装置において、前記第１のキャリア周波数範囲と前記第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときには、前記第１の拡散周波数に代えて該第１の拡散周波数より大きな第１の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第１のキャリア周波数範囲として前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御する第１の補正制御か前記第２の拡散周波数に代えて該第２の拡散周波数より大きな第２の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第２のキャリア周波数範囲として前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御する第２の補正制御のうちいずれか一方の補正制御または双方の補正制御を実行する、ことを特徴とするインバータの制御装置と、内燃機関とを備える自動車であって、前記第１の電気機器は前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機であり、前記第２の電気機器は発電機として駆動可能な走行用の電動機である、ことを要旨とする。
【００１１】
この本発明の自動車では、本発明のインバータの制御装置を備えるから、本発明のインバータの制御装置が奏する効果、例えば、電磁音による合成音の騒音レベルを小さくすることができ、電磁音による合成音の騒音レベルが大きくなるのを抑制することができる、という効果と同様の効果を奏することができる。
【００１２】
本発明のインバータの制御方法は、
第１の電気機器を駆動するための第１のインバータと第２の電気機器を駆動するための第２のインバータとの少なくとも２つのインバータに対して、前記第１の電気機器の駆動指令に基づく第１のキャリア基本周波数を中心とする第１の拡散周波数の範囲としての第１のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御すると共に前記第２の電気機器の駆動指令に基づく第２のキャリア基本周波数を中心とする第２の拡散周波数の範囲としての第２のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御するインバータの制御方法であって、
前記第１のキャリア周波数範囲と前記第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときには、前記第１の拡散周波数に代えて該第１の拡散周波数より大きな第１の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第１のキャリア周波数範囲として前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御する第１の補正制御か前記第２の拡散周波数に代えて該第２の拡散周波数より大きな第２の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第２のキャリア周波数範囲として前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御する第２の補正制御のうちいずれか一方の補正制御または双方の補正制御を実行する、
ことを特徴とする。
【００１３】
この本発明のインバータの制御方法では、第１のキャリア周波数範囲と第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときには、第１の拡散周波数に代えて第１の拡散周波数より大きな第１の補正周波数を用いて得られる範囲を第１のキャリア周波数範囲として第１のインバータをパルス幅変調制御により制御する第１の補正制御か第２の拡散周波数に代えて第２の拡散周波数より大きな第２の補正周波数を用いて得られる範囲を第２のキャリア周波数範囲として第２のインバータをパルス幅変調制御により制御する第２の補正制御のうちいずれか一方の補正制御または双方の補正制御を実行する。即ち、第１のインバータのキャリア周波数の拡散範囲か第２のインバータのキャリア周波数の拡散範囲かのいずれか又は双方を拡大するのである。これにより、電磁音による合成音の騒音レベルを小さくすることができ、電磁音による合成音の騒音レベルが大きくなるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例としてのインバータの制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】モータＥＣＵ４０により実行される拡散周波数設定処理ルーチンである。
【図３】モータＥＣＵ４０により実行される実行用キャリア周波数設定処理ルーチンである。
【図４】実施例と比較例における周波数と騒音レベルとの関係の一例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例としてのインバータの制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという。）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという。）４０と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂやシフトレバーのポジションを検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル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８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル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８６からのブレーキポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖを入力すると共にエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０と通信して車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。
【００１７】
実施例のハイブリッド自動車２０は、基本的には、ハイブリッド用電子制御ユニット７０によって実行される以下に説明する駆動制御によって走行する。ハイブリッド用電子制御ユニット７０では、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに応じて走行のために駆動軸３６に要求される要求トルクを設定すると共に駆動軸３６に実際に出力する制御用トルクＴｄ＊がレート処理により要求トルクに一致するよう制御用トルクＴｄ＊を設定する。また、要求トルクに駆動軸３６の回転数（例えば、モータＭＧ２の回転数や車速に換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて得られる走行に要求される走行用パワーとバッテリ５０から放電可能な電力量としての残容量（ＳＯＣ）に基づいて設定されるバッテリ５０の充放電要求パワーとの和としてエンジン２２から出力すべき要求パワーを設定すると共にエンジン２２から実際に出力する制御用パワーＰｅ＊がレート処理により要求パワーに一致するよう制御用パワーＰｅ＊を設定する。続いて、バッテリ５０の温度Ｔｂに基づいて設定されるバッテリ５０から充放電してもよい最大電力としての入出力制限の範囲内で制御用パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく運転することができるエンジン２２の回転数とトルクとの制約としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）とを用いてエンジン２２の目標回転数と目標トルクとを設定すると共にエンジン２２の回転数が目標回転数となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令を設定し、更に、制御用トルクＴｄ＊からモータＭＧ１をトルク指令で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクを減じて得られるトルクをモータＭＧ２のトルク指令として設定する。そして、設定したエンジン２２の目標回転数と目標トルクとをエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれのトルク指令をモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数と目標トルクとを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数と目標トルクとによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれのトルク指令を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令，回転数や温度に基づいてインバータ４１，４２の各々の変調波の周波数としてキャリア基本周波数ｆ１，ｆ２を設定し、このキャリア基本周波数ｆ１，ｆ２を中心としてプラス側およびマイナス側に拡散周波数ｆｓｐｒ１、ｆｓｐｒ２だけ広げた周波数範囲内でランダムに設定される実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊の変調波を用いたパルス幅変調制御によってインバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をオンオフ制御してモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。
【００１８】
ここで、実施例のインバータの制御装置としては、インバータ４１，４２をパルス幅変調制御によってインバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をオンオフ制御するモータＥＣＵ４０が相当する。
【００１９】
次に、モータＥＣＵ４０によるパルス幅変調制御の際の動作、特に、拡散周波数ｆｓｐｒ１、ｆｓｐｒ２を設定する際の動作と、設定した拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２を用いて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定する際の動作について説明する。図２はモータＥＣＵ４０により実行される拡散周波数設定処理ルーチンであり、図３はモータＥＣＵ４０により実行される実行用キャリア周波数設定処理ルーチンである。まず、図２を用いて拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２の設定の様子について説明し、その後、図３を用いて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊の設定の様子について説明する。
【００２０】
図２の拡散周波数設定処理ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、まず、予め定められた周波数（例えば、１００Ｈｚや２００Ｈｚや２５０Ｈｚなど）ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として設定し（ステップＳ１００）、キャリア基本周波数ｆ１，ｆ２に設定した拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２を加減してキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２を設定する（ステップＳ１１０）。そして、二つのキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度を判定し（ステップＳ１２０）、二つのキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が予め定めた所定範囲（例えば、１／３や１／４，１／５など）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。二つのキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲未満のときには、これで本ルーチンを終了し、二つのキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲以上のときには、周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として再設定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。即ち、周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２とした場合の二つのキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲未満のときには、周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として設定した状態で本ルーチンを終了し、周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２とした場合の二つのキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲以上のときには、周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として設定して本ルーチンを終了するのである。
【００２１】
図３の実行用キャリア周波数設定用ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、（−１，１）の範囲で平均が値０となるよう不連続で規則性がない二つのランダム数列から順に導出される値を係数ｋ１，ｋ２に設定し（ステップＳ２００）、次式（１），（２）に示すように、キャリア基本周波数ｆ１，ｆ２に係数ｋ１，ｋ２を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２を乗じたものを加えて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。こうして実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定すると、設定した実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊の変調波を用いてパルス幅変調制御によりインバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をオンオフ制御する。
【００２２】
f1*=f1+k1・fspr1 (1)
f2*=f2+k2・fspr2 (2)
【００２３】
図４は、周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２としたキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲以上のときに、比較例として周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として用いて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定したときの周波数と騒音レベルとの関係と、実施例として周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として用いて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定したときの周波数と騒音レベルとの関係との一例を模式的に示す説明図である。図示するように、比較例は、拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を用いるため、その重なる部分における電磁音の合成音の騒音レベルが値Ｌ１と大きいが、実施例では、拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を用いるため、重なりの程度は大きくなるものの、重なる部分における電磁音の合成音の騒音レベルは値Ｌ２と小さくなる。従って、キャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲以上のときには、拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を用いることにより、その重なる部分における電磁音の合成音の騒音レベルを小さくし、合成音の騒音レベルが大きくなるのを抑制することができる。
【００２４】
以上説明した実施例のインバータの制御装置によれば、通常用いる周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２としたときにキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲以上のときには、拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を用いて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定し、この実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊の変調波を用いたパルス幅変調制御によってインバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をオンオフ制御することにより、電磁音の合成音が生成されても、合成音の騒音レベルを小さくして、騒音レベルが大きくなるのを抑制することができる。もとより、通常用いる周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２としたときにキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲未満のときには、通常用いる周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として用いて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定し、この実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊の変調波を用いたパルス幅変調制御によってインバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をオンオフ制御するから、電磁音の騒音レベルを抑制しながらモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御することができる。
【００２５】
実施例のインバータの制御装置では、周波数ｆｓｅｔ１１と周波数ｆｓｅｔ２１についての大きさ比較については言及していないが、周波数ｆｓｅｔ１１と周波数ｆｓｅｔ２１は同一のものとしてもよいし、異なるものとしてもよい。また、周波数ｆｓｅｔ１２と周波数ｆｓｅｔ２２についても同様に、周波数ｆｓｅｔ１２と周波数ｆｓｅｔ２２は同一のものとしてもよいし、異なるものとしてもよい。
【００２６】
実施例のインバータの制御装置では、周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２は通常用いる周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数としたが、周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２は周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１より大きければよいから、１．５倍や２倍，３倍など種々のものを用いることができる。
【００２７】
実施例のインバータの制御装置では、二つのインバータ４１，４２の制御装置として説明したが、３つ以上のインバータの制御装置としてもよい。この場合、いずれか二つのインバータに対して、通常用いる周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２としたときにキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲以上のときに、拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を用いるものとすればよい。
【００２８】
実施例のインバータの制御装置では、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、を備えるハイブリッド自動車２０に搭載されるものとして説明したが、二つ以上のインバータにより駆動されるモータや発電機を搭載する種々のタイプのハイブリッド車や電気車に搭載されるものとしてもよいし、こうした車両以外の設備などに組み込まれるものとしてもよい。また、インバータの制御方法の形態としてもよい。
【００２９】
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ＭＧ１が「第１の電気機器」に相当し、インバータ４１が「第１のインバータ」に相当し、モータＭＧ２が「第２の電気機器」に相当し、インバータ４２が「第２のインバータ」に相当し、モータＥＣＵ４０が「インバータの制御装置」に相当する。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、インバータの制御装置の製造産業や自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、８２ シフトポジションセンサ、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータの制御装置及びインバータの制御方法並びに自動車に関し、詳しくは、少なくとも２つのインバータに対してキャリア周波数を拡散させた変調波を用いてパルス幅変調制御を行なうインバータの制御装置およびこうしたインバータの制御方法並びにこうしたインバータの制御装置を備える自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のインバータの制御装置としては、不連続に不規則に平均値が値０となるよう変化する拡散周波数を基本のキャリア周波数に加えた周波数の変調波を用いてパルス幅変調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）。この装置では、キャリア周波数を拡散することにより、電磁音による騒音を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５９３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のインバータの制御装置のように、キャリア周波数拡散制御を行なうことにより電磁音による騒音を低減することができるが、パルス幅変調制御を行なうインバータが複数存在するときには、キャリア周波数拡散制御を行なってもキャリア周波数が重なると、電磁音による合成音が生成され、騒音レベルが大きくなる場合が生じる。
【０００５】
本発明のインバータの制御装置及びインバータの制御方法並びに自動車は、複数のインバータをキャリア周波数拡散制御する場合に、キャリア周波数の重なりによって生成される合成音による騒音レベルが大きくなるのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のインバータの制御装置及びインバータの制御方法並びに自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のインバータの制御装置は、
第１の電気機器を駆動するための第１のインバータと第２の電気機器を駆動するための第２のインバータとの少なくとも２つのインバータに対して、前記第１の電気機器の駆動指令に基づく第１のキャリア基本周波数を中心とする第１の拡散周波数の範囲としての第１のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御すると共に前記第２の電気機器の駆動指令に基づく第２のキャリア基本周波数を中心とする第２の拡散周波数の範囲としての第２のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御するインバータの制御装置において、
前記第１のキャリア周波数範囲と前記第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときには、前記第１の拡散周波数に代えて該第１の拡散周波数より大きな第１の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第１のキャリア周波数範囲として前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御する第１の補正制御か前記第２の拡散周波数に代えて該第２の拡散周波数より大きな第２の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第２のキャリア周波数範囲として前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御する第２の補正制御のうちいずれか一方の補正制御または双方の補正制御を実行する、
ことを特徴とする。
【０００８】
この本発明のインバータの制御装置では、第１のキャリア周波数範囲と第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときには、第１の拡散周波数に代えて第１の拡散周波数より大きな第１の補正周波数を用いて得られる範囲を第１のキャリア周波数範囲として第１のインバータをパルス幅変調制御により制御する第１の補正制御か第２の拡散周波数に代えて第２の拡散周波数より大きな第２の補正周波数を用いて得られる範囲を第２のキャリア周波数範囲として第２のインバータをパルス幅変調制御により制御する第２の補正制御のうちいずれか一方の補正制御または双方の補正制御を実行する。即ち、第１のインバータのキャリア周波数の拡散範囲か第２のインバータのキャリア周波数の拡散範囲かのいずれか又は双方を拡大するのである。これにより、電磁音による合成音の騒音レベルを小さくすることができ、電磁音による合成音の騒音レベルが大きくなるのを抑制することができる。
【０００９】
ここで、第１のインバータのキャリア周波数の拡散範囲と第２のインバータのキャリア周波数の拡散範囲の拡大の程度は、１．５倍や２倍，２．５倍など種々の程度としてもよい。例えば、２倍とする場合は、第１の補正周波数を第１の拡散周波数の２倍の周波数とし、第２の補正周波数を第２の拡散周波数の２倍の周波数とすればよい。また、第１の拡散周波数と第２の拡散周波数とが異なるものとしてもよいし同一のものとしてもよい。さらに、第１の補正周波数と第２の補正周波数も異なるものとしてもよいし同一のものとしてもよい。また、第１のキャリア周波数範囲と第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときにおける所定範囲としては、第１のキャリア周波数範囲と第２のキャリア周波数範囲のうちの一方の範囲の１／３や１／４，１／５など種々の範囲を用いることができる。
【００１０】
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明のインバータの制御装置、即ち、基本的には、第１の電気機器を駆動するための第１のインバータと第２の電気機器を駆動するための第２のインバータとの少なくとも２つのインバータに対して、前記第１の電気機器の駆動指令に基づく第１のキャリア基本周波数を中心とする第１の拡散周波数の範囲としての第１のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御すると共に前記第２の電気機器の駆動指令に基づく第２のキャリア基本周波数を中心とする第２の拡散周波数の範囲としての第２のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御するインバータの制御装置において、前記第１のキャリア周波数範囲と前記第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときには、前記第１の拡散周波数に代えて該第１の拡散周波数より大きな第１の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第１のキャリア周波数範囲として前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御する第１の補正制御か前記第２の拡散周波数に代えて該第２の拡散周波数より大きな第２の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第２のキャリア周波数範囲として前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御する第２の補正制御のうちいずれか一方の補正制御または双方の補正制御を実行する、ことを特徴とするインバータの制御装置と、内燃機関とを備える自動車であって、前記第１の電気機器は前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機であり、前記第２の電気機器は発電機として駆動可能な走行用の電動機である、ことを要旨とする。
【００１１】
この本発明の自動車では、本発明のインバータの制御装置を備えるから、本発明のインバータの制御装置が奏する効果、例えば、電磁音による合成音の騒音レベルを小さくすることができ、電磁音による合成音の騒音レベルが大きくなるのを抑制することができる、という効果と同様の効果を奏することができる。
【００１２】
本発明のインバータの制御方法は、
第１の電気機器を駆動するための第１のインバータと第２の電気機器を駆動するための第２のインバータとの少なくとも２つのインバータに対して、前記第１の電気機器の駆動指令に基づく第１のキャリア基本周波数を中心とする第１の拡散周波数の範囲としての第１のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御すると共に前記第２の電気機器の駆動指令に基づく第２のキャリア基本周波数を中心とする第２の拡散周波数の範囲としての第２のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御するインバータの制御方法であって、
前記第１のキャリア周波数範囲と前記第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときには、前記第１の拡散周波数に代えて該第１の拡散周波数より大きな第１の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第１のキャリア周波数範囲として前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御する第１の補正制御か前記第２の拡散周波数に代えて該第２の拡散周波数より大きな第２の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第２のキャリア周波数範囲として前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御する第２の補正制御のうちいずれか一方の補正制御または双方の補正制御を実行する、
ことを特徴とする。
【００１３】
この本発明のインバータの制御方法では、第１のキャリア周波数範囲と第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときには、第１の拡散周波数に代えて第１の拡散周波数より大きな第１の補正周波数を用いて得られる範囲を第１のキャリア周波数範囲として第１のインバータをパルス幅変調制御により制御する第１の補正制御か第２の拡散周波数に代えて第２の拡散周波数より大きな第２の補正周波数を用いて得られる範囲を第２のキャリア周波数範囲として第２のインバータをパルス幅変調制御により制御する第２の補正制御のうちいずれか一方の補正制御または双方の補正制御を実行する。即ち、第１のインバータのキャリア周波数の拡散範囲か第２のインバータのキャリア周波数の拡散範囲かのいずれか又は双方を拡大するのである。これにより、電磁音による合成音の騒音レベルを小さくすることができ、電磁音による合成音の騒音レベルが大きくなるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例としてのインバータの制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】モータＥＣＵ４０により実行される拡散周波数設定処理ルーチンである。
【図３】モータＥＣＵ４０により実行される実行用キャリア周波数設定処理ルーチンである。
【図４】実施例と比較例における周波数と騒音レベルとの関係の一例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例としてのインバータの制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという。）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという。）４０と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂやシフトレバーのポジションを検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル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８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル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８６からのブレーキポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖを入力すると共にエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０と通信して車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。
【００１７】
実施例のハイブリッド自動車２０は、基本的には、ハイブリッド用電子制御ユニット７０によって実行される以下に説明する駆動制御によって走行する。ハイブリッド用電子制御ユニット７０では、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに応じて走行のために駆動軸３６に要求される要求トルクを設定すると共に駆動軸３６に実際に出力する制御用トルクＴｄ＊がレート処理により要求トルクに一致するよう制御用トルクＴｄ＊を設定する。また、要求トルクに駆動軸３６の回転数（例えば、モータＭＧ２の回転数や車速に換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて得られる走行に要求される走行用パワーとバッテリ５０から放電可能な電力量としての残容量（ＳＯＣ）に基づいて設定されるバッテリ５０の充放電要求パワーとの和としてエンジン２２から出力すべき要求パワーを設定すると共にエンジン２２から実際に出力する制御用パワーＰｅ＊がレート処理により要求パワーに一致するよう制御用パワーＰｅ＊を設定する。続いて、バッテリ５０の温度Ｔｂに基づいて設定されるバッテリ５０から充放電してもよい最大電力としての入出力制限の範囲内で制御用パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく運転することができるエンジン２２の回転数とトルクとの制約としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）とを用いてエンジン２２の目標回転数と目標トルクとを設定すると共にエンジン２２の回転数が目標回転数となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令を設定し、更に、制御用トルクＴｄ＊からモータＭＧ１をトルク指令で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクを減じて得られるトルクをモータＭＧ２のトルク指令として設定する。そして、設定したエンジン２２の目標回転数と目標トルクとをエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれのトルク指令をモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数と目標トルクとを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数と目標トルクとによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれのトルク指令を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令，回転数や温度に基づいてインバータ４１，４２の各々の変調波の周波数としてキャリア基本周波数ｆ１，ｆ２を設定し、このキャリア基本周波数ｆ１，ｆ２を中心としてプラス側およびマイナス側に拡散周波数ｆｓｐｒ１、ｆｓｐｒ２だけ広げた周波数範囲内でランダムに設定される実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊の変調波を用いたパルス幅変調制御によってインバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をオンオフ制御してモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。
【００１８】
ここで、実施例のインバータの制御装置としては、インバータ４１，４２をパルス幅変調制御によってインバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をオンオフ制御するモータＥＣＵ４０が相当する。
【００１９】
次に、モータＥＣＵ４０によるパルス幅変調制御の際の動作、特に、拡散周波数ｆｓｐｒ１、ｆｓｐｒ２を設定する際の動作と、設定した拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２を用いて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定する際の動作について説明する。図２はモータＥＣＵ４０により実行される拡散周波数設定処理ルーチンであり、図３はモータＥＣＵ４０により実行される実行用キャリア周波数設定処理ルーチンである。まず、図２を用いて拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２の設定の様子について説明し、その後、図３を用いて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊の設定の様子について説明する。
【００２０】
図２の拡散周波数設定処理ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、まず、予め定められた周波数（例えば、１００Ｈｚや２００Ｈｚや２５０Ｈｚなど）ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として設定し（ステップＳ１００）、キャリア基本周波数ｆ１，ｆ２に設定した拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２を加減してキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２を設定する（ステップＳ１１０）。そして、二つのキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度を判定し（ステップＳ１２０）、二つのキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が予め定めた所定範囲（例えば、１／３や１／４，１／５など）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。二つのキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲未満のときには、これで本ルーチンを終了し、二つのキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲以上のときには、周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として再設定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。即ち、周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２とした場合の二つのキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲未満のときには、周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として設定した状態で本ルーチンを終了し、周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２とした場合の二つのキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲以上のときには、周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として設定して本ルーチンを終了するのである。
【００２１】
図３の実行用キャリア周波数設定用ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、（−１，１）の範囲で平均が値０となるよう不連続で規則性がない二つのランダム数列から順に導出される値を係数ｋ１，ｋ２に設定し（ステップＳ２００）、次式（１），（２）に示すように、キャリア基本周波数ｆ１，ｆ２に係数ｋ１，ｋ２を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２を乗じたものを加えて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。こうして実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定すると、設定した実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊の変調波を用いてパルス幅変調制御によりインバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をオンオフ制御する。
【００２２】
f1*=f1+k1・fspr1 (1)
f2*=f2+k2・fspr2 (2)
【００２３】
図４は、周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２としたキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲以上のときに、比較例として周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として用いて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定したときの周波数と騒音レベルとの関係と、実施例として周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として用いて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定したときの周波数と騒音レベルとの関係との一例を模式的に示す説明図である。図示するように、比較例は、拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を用いるため、その重なる部分における電磁音の合成音の騒音レベルが値Ｌ１と大きいが、実施例では、拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を用いるため、重なりの程度は大きくなるものの、重なる部分における電磁音の合成音の騒音レベルは値Ｌ２と小さくなる。従って、キャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲以上のときには、拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を用いることにより、その重なる部分における電磁音の合成音の騒音レベルを小さくし、合成音の騒音レベルが大きくなるのを抑制することができる。
【００２４】
以上説明した実施例のインバータの制御装置によれば、通常用いる周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２としたときにキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲以上のときには、拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を用いて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定し、この実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊の変調波を用いたパルス幅変調制御によってインバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をオンオフ制御することにより、電磁音の合成音が生成されても、合成音の騒音レベルを小さくして、騒音レベルが大きくなるのを抑制することができる。もとより、通常用いる周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２としたときにキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲未満のときには、通常用いる周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として用いて実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊を設定し、この実行用キャリア周波数ｆ１＊，ｆ２＊の変調波を用いたパルス幅変調制御によってインバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をオンオフ制御するから、電磁音の騒音レベルを抑制しながらモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御することができる。
【００２５】
実施例のインバータの制御装置では、周波数ｆｓｅｔ１１と周波数ｆｓｅｔ２１についての大きさ比較については言及していないが、周波数ｆｓｅｔ１１と周波数ｆｓｅｔ２１は同一のものとしてもよいし、異なるものとしてもよい。また、周波数ｆｓｅｔ１２と周波数ｆｓｅｔ２２についても同様に、周波数ｆｓｅｔ１２と周波数ｆｓｅｔ２２は同一のものとしてもよいし、異なるものとしてもよい。
【００２６】
実施例のインバータの制御装置では、周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２は通常用いる周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数としたが、周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２は周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１より大きければよいから、１．５倍や２倍，３倍など種々のものを用いることができる。
【００２７】
実施例のインバータの制御装置では、二つのインバータ４１，４２の制御装置として説明したが、３つ以上のインバータの制御装置としてもよい。この場合、いずれか二つのインバータに対して、通常用いる周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１を拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２としたときにキャリア周波数範囲ｆｅｘｔ１，ｆｅｘｔ２の重なりの程度が所定範囲以上のときに、拡散周波数ｆｓｐｒ１，ｆｓｐｒ２として周波数ｆｓｅｔ１１，ｆｓｅｔ２１の２倍の周波数ｆｓｅｔ１２，ｆｓｅｔ２２を用いるものとすればよい。
【００２８】
実施例のインバータの制御装置では、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、を備えるハイブリッド自動車２０に搭載されるものとして説明したが、二つ以上のインバータにより駆動されるモータや発電機を搭載する種々のタイプのハイブリッド車や電気車に搭載されるものとしてもよいし、こうした車両以外の設備などに組み込まれるものとしてもよい。また、インバータの制御方法の形態としてもよい。
【００２９】
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ＭＧ１が「第１の電気機器」に相当し、インバータ４１が「第１のインバータ」に相当し、モータＭＧ２が「第２の電気機器」に相当し、インバータ４２が「第２のインバータ」に相当し、モータＥＣＵ４０が「インバータの制御装置」に相当する。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、インバータの制御装置の製造産業や自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、８２ シフトポジションセンサ、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電気機器を駆動するための第１のインバータと第２の電気機器を駆動するための第２のインバータとの少なくとも２つのインバータに対して、前記第１の電気機器の駆動指令に基づく第１のキャリア基本周波数を中心とする第１の拡散周波数の範囲としての第１のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御すると共に前記第２の電気機器の駆動指令に基づく第２のキャリア基本周波数を中心とする第２の拡散周波数の範囲としての第２のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御するインバータの制御装置において、
前記第１のキャリア周波数範囲と前記第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときには、前記第１の拡散周波数に代えて該第１の拡散周波数より大きな第１の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第１のキャリア周波数範囲として前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御する第１の補正制御か前記第２の拡散周波数に代えて該第２の拡散周波数より大きな第２の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第２のキャリア周波数範囲として前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御する第２の補正制御のうちいずれか一方の補正制御または双方の補正制御を実行する、
ことを特徴とするインバータの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のインバータの制御装置であって、
前記第１の補正周波数は、前記第１の拡散周波数の２倍の周波数であり、
前記第２の補正周波数は、前記第２の拡散周波数の２倍の周波数である、
インバータの制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のインバータの制御装置と内燃機関とを備える自動車であって、
前記第１の電気機器は、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機であり、
前記第２の電気機器は、発電機として駆動可能な走行用の電動機である、
自動車。
【請求項４】
第１の電気機器を駆動するための第１のインバータと第２の電気機器を駆動するための第２のインバータとの少なくとも２つのインバータに対して、前記第１の電気機器の駆動指令に基づく第１のキャリア基本周波数を中心とする第１の拡散周波数の範囲としての第１のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御すると共に前記第２の電気機器の駆動指令に基づく第２のキャリア基本周波数を中心とする第２の拡散周波数の範囲としての第２のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御するインバータの制御方法であって、
前記第１のキャリア周波数範囲と前記第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときには、前記第１の拡散周波数に代えて該第１の拡散周波数より大きな第１の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第１のキャリア周波数範囲として前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御する第１の補正制御か前記第２の拡散周波数に代えて該第２の拡散周波数より大きな第２の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第２のキャリア周波数範囲として前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御する第２の補正制御のうちいずれか一方の補正制御または双方の補正制御を実行する、
ことを特徴とするインバータの制御方法。
【請求項１】
第１の電気機器を駆動するための第１のインバータと第２の電気機器を駆動するための第２のインバータとの少なくとも２つのインバータに対して、前記第１の電気機器の駆動指令に基づく第１のキャリア基本周波数を中心とする第１の拡散周波数の範囲としての第１のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御すると共に前記第２の電気機器の駆動指令に基づく第２のキャリア基本周波数を中心とする第２の拡散周波数の範囲としての第２のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御するインバータの制御装置において、
前記第１のキャリア周波数範囲と前記第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときには、前記第１の拡散周波数に代えて該第１の拡散周波数より大きな第１の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第１のキャリア周波数範囲として前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御する第１の補正制御か前記第２の拡散周波数に代えて該第２の拡散周波数より大きな第２の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第２のキャリア周波数範囲として前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御する第２の補正制御のうちいずれか一方の補正制御または双方の補正制御を実行する、
ことを特徴とするインバータの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のインバータの制御装置であって、
前記第１の補正周波数は、前記第１の拡散周波数の２倍の周波数であり、
前記第２の補正周波数は、前記第２の拡散周波数の２倍の周波数である、
インバータの制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のインバータの制御装置と内燃機関とを備える自動車であって、
前記第１の電気機器は、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機であり、
前記第２の電気機器は、発電機として駆動可能な走行用の電動機である、
自動車。
【請求項４】
第１の電気機器を駆動するための第１のインバータと第２の電気機器を駆動するための第２のインバータとの少なくとも２つのインバータに対して、前記第１の電気機器の駆動指令に基づく第１のキャリア基本周波数を中心とする第１の拡散周波数の範囲としての第１のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御すると共に前記第２の電気機器の駆動指令に基づく第２のキャリア基本周波数を中心とする第２の拡散周波数の範囲としての第２のキャリア周波数範囲内でランダムに周波数が変動する変調波を用いて前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御するインバータの制御方法であって、
前記第１のキャリア周波数範囲と前記第２のキャリア周波数範囲とが所定範囲以上に亘って重なるときには、前記第１の拡散周波数に代えて該第１の拡散周波数より大きな第１の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第１のキャリア周波数範囲として前記第１のインバータをパルス幅変調制御により制御する第１の補正制御か前記第２の拡散周波数に代えて該第２の拡散周波数より大きな第２の補正周波数を用いて得られる範囲を前記第２のキャリア周波数範囲として前記第２のインバータをパルス幅変調制御により制御する第２の補正制御のうちいずれか一方の補正制御または双方の補正制御を実行する、
ことを特徴とするインバータの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１５７２２７（Ｐ２０１２−１５７２２７Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８１１（Ｐ２０１１−１６８１１）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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