(57)【要約】【課題】インバータに含まれるスイッチング素子の熱量増加や、スイッチング損失に起因する燃費悪化を抑制しつつ、スイッチングによるノイズを低減する。【解決手段】制御装置（１００）は、車両（１）の駆動用モータ（１１）に電気的に接続されたインバータ（１２）を制御する制御装置である。当該制御装置は、車両の走行環境に係るノイズレベルが高いほど、インバータのスイッチング制御に用いられるキャリア信号の周波数を低く設定する。【選択図】図２
2019110661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動用モータに電気的に接続されたインバータを制御する制御装置であって、
前記車両の走行環境に係るノイズレベルが高いほど、前記インバータのスイッチング制御に用いられるキャリア信号の周波数を低く設定する
ことを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたインバータを制御する制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置では、インバータのスイッチングによるノイズを低減することが図られる。例えば特許文献１には、車両に搭載されたインバータをパルス幅変調制御によって制御するためのキャリア周波数をマスキング期間において徐々に高くするキャリア周波数変更を繰り返し行うことにより、インバータのスイッチングによるノイズを認識されにくくする技術が開示されている。特許文献２には、車両に搭載されたインバータのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御に用いられるキャリア周波数を所定周期で任意に変動（拡散）して、インバータで生じる騒音を低減する技術が開示されている。
【０００３】
尚、特許文献３には、半導体スイッチのスイッチングにより発生する音が周囲環境に与える影響の目安となる環境情報に応じて、通常運転モードと、スイッチング周波数を人の可聴周波数より高める第１低騒音モードを含む低騒音モードとの一方のモードを選択する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０５３７８８号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３９３３０号公報
【特許文献３】特開２０１７−１７５８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１及び２に記載の技術では、スイッチングによるノイズ以外の騒音（即ち、暗騒音）は考慮されていない。このため、特許文献１及び２に記載の技術では、暗騒音が比較的大きく、スイッチングによるノイズが相対的に小さいにもかかわらず、例えばキャリア周波数の変更等のノイズを低減する処理が行われてしまう。この結果、例えばスイッチング素子の熱量増加や、スイッチング損失に起因する燃費悪化等が引き起こされやすくなる。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、インバータに含まれるスイッチング素子の熱量増加や、スイッチング損失に起因する燃費悪化を抑制しつつ、スイッチングによるノイズを低減することができる制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る制御装置は、車両の駆動用モータに電気的に接続されたインバータを制御する制御装置であって、前記車両の走行環境に係るノイズレベルが高いほど、前記インバータのスイッチング制御に用いられるキャリア信号の周波数を低く設定するというものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ワイパー作動状態とキャリアマップとの関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
制御装置に係る実施形態について図１及び図２を参照して説明する。
【００１０】
（構成）
実施形態に係る制御装置の構成について図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１において、制御装置１００は、車両１に搭載されている。車両１は、モータ１１と、該モータ１１に電気的に接続されたインバータ１２と、該インバータ１２に電気的に接続され、該インバータ１２を介してモータ１１に電力を供給可能な電池１３と、ワイパー装置１４とを備えて構成されている。
【００１２】
制御装置１００は、ＰＷＭ制御によりインバータ１２を制御する。制御装置１００は、ワイパー装置１４の作動状態から、ＰＷＭ制御におけるキャリア信号のキャリア周波数を規定するキャリアマップを選択する。制御装置１００は、選択されたキャリアマップにより規定されるキャリア周波数で、ＰＷＭ制御を行う。
【００１３】
（キャリア周波数とノイズとの関係）
インバータ１２に含まれるスイッチング素子（図示せず）がスイッチング（即ち、ＯＮ／ＯＦＦ）されると、スイッチングに起因して振動波（即ち、音）が生じる。スイッチング周波数（即ち、単位時間当たりのＯＮ／ＯＦＦの回数）が比較的低い場合には、スイッチングに起因して比較的低い周波数の振動波が生じる。このため、車両１のユーザは該生じる振動波をノイズとして認識する可能性が高い。他方、スイッチング周波数が比較的高い場合には、スイッチングに起因して比較的高い周波数の振動波が生じる。振動波の周波数が人の可聴域の上限（２０ｋＨｚ）近傍であれば、或いは該上限より高ければ、車両１のユーザは該振動波を認識できない可能性が高い。
【００１４】
ここで、ＰＷＭ制御の場合、スイッチング周波数は、キャリア周波数によって規定される。つまり、キャリア周波数を高くするほど、スイッチングにより生じるノイズ（言い換えれば、車両１のユーザが認識する振動波）を低減することができる。
【００１５】
（キャリア周波数を高くすることによる問題点）
キャリア周波数が高くなるほど、スイッチングの回数が増加する。この結果、スイッチングに起因する電力の損失（即ち、スイッチング損失）が増加するとともに、スイッチングに起因する発熱によりスイッチング素子の熱量が増加する。
【００１６】
（走行環境に係るノイズ）
車両１の走行時には、例えばタイヤの走行音、ワイパー装置１４の作動音、搭乗者の話声、雨音等の、スイッチングにより生じるノイズ以外の暗雑音が発生する。暗雑音のレベルによっては、車両１のユーザがスイッチングにより生じるノイズを認識しない場合がある。つまり、暗雑音のレベルが比較的高ければ、スイッチングにより生じるノイズは暗雑音に紛れて、ユーザが認識しない可能性が高い。他方で、暗雑音のレベルが比較的低ければ、スイッチングにより生じるノイズは、ユーザに認識される可能性が高い。
【００１７】
（キャリア周波数制御）
当該制御装置１００では、ワイパー装置１４の作動状態と暗雑音のレベルとが対応付けられている。即ち、ワイパー装置１４が作動していない場合、暗雑音のレベルは比較的低いとされる。ワイパー装置１４が「Ｈｉモード」で作動している場合、暗雑音のレベルは比較的高いとされる。ワイパー装置１４が「Ｌｏモード」で作動している場合、暗雑音のレベルは、ワイパー装置１４が作動していない場合とワイパー装置１４が「Ｈｉモード」で作動している場合との中間のレベルであるとされる。ワイパー装置１４が「ＩＮＴモード」で作動している場合には、間欠時間が短いほど、暗雑音のレベルが高くなる。
【００１８】
制御装置１００では、暗雑音のレベルが比較的高い場合には、キャリア周波数は比較的低く設定される。他方で、暗雑音のレベルが比較的低い場合には、キャリア周波数は比較的高く設定される。
【００１９】
本実施形態では、制御装置１００は、例えば図２に示すような、ワイパー装置１４の作動状態と、キャリア周波数を規定するキャリアマップとの関係を規定する情報を有している。制御装置１００は、ワイパー装置１４の作動状態と図２に示す情報とから、キャリアマップを選択し、該選択されたキャリアマップに基づいてキャリア周波数を設定する。
【００２０】
より具体的には、制御装置１００は、ワイパー装置１４が作動していない場合、又は、ワイパー装置１４が「ＩＮＴモード」で作動しており、間欠時間が比較的長い場合、キャリアマップＡを選択する。制御装置１００は、キャリアマップＡにより規定されるキャリア周波数ｆＡを、キャリア周波数として設定する。キャリア周波数ｆＡは、比較的高い周波数である。
【００２１】
制御装置１００は、ワイパー装置１４が「Ｌｏモード」で作動している場合、又は、ワイパー装置１４が「ＩＮＴモード」で作動しており、間欠時間が中くらい（即ち、間欠時間が比較的長い場合と、間欠時間が比較的短い場合との中間）である場合、キャリアマップＢを選択する。制御装置１００は、キャリアマップＢにより規定されるキャリア周波数ｆＢを、キャリア周波数として設定する。キャリア周波数ｆＢは、キャリア周波数ｆＡよりも低い周波数である。
【００２２】
制御装置１００は、ワイパー装置１４が「Ｈｉモード」で作動している場合、又は、ワイパー装置１４が「ＩＮＴモード」で作動しており、間欠時間が比較的短い場合、キャリアマップＣを選択する。制御装置１００は、キャリアマップＣにより規定されるキャリア周波数ｆＣを、キャリア周波数として設定する。キャリア周波数ｆＣは、キャリア周波数ｆＢよりも低い周波数である。
【００２３】
（技術的効果）
当該制御装置１００では、暗雑音のレベルに応じてキャリア周波数が設定される。具体的には、暗雑音のレベルが比較的高く、車両１のユーザがインバータ１２のスイッチングによるノイズを認識しにくい場合は、キャリア周波数が比較的低く設定される。他方、暗雑音のレベルが比較的低く、車両１のユーザがインバータ１２のスイッチングによるノイズを認識する可能性が高い場合は、キャリア周波数が比較的高く設定される。
【００２４】
このように構成すれば、暗雑音のレベルを考慮せずに、キャリア周波数が設定される場合に比べて、インバータ１２に含まれるスイッチング素子の熱量増加や、スイッチング損失に起因する燃費悪化を抑制しつつ、スイッチングによるノイズを低減することができる。
【００２５】
＜変形例＞
上述の実施形態では、ワイパー装置１４の作動状態と暗騒音のレベルとが対応付けられているが、例えばマイクロフォン等によって車両１の走行環境に係るノイズが直接計測されてもよいし、雨量計から推定される雨の強さと暗騒音のレベルとが対応付けられてもよい。
【００２６】
以上に説明した実施形態及び変形例から導き出される発明の各種態様を以下に説明する。
【００２７】
発明の一態様に係る制御装置は、車両の駆動用モータに電気的に接続されたインバータを制御する制御装置であって、前記車両の走行環境に係るノイズレベルが高いほど、前記インバータのスイッチング制御に用いられるキャリア信号の周波数を低く設定するというものである。
【００２８】
当該制御装置によれば、走行環境に係るノイズレベル（実施形態における暗雑音のレベルに相当）が高いほど、キャリア信号の周波数（即ち、キャリア周波数）が低く設定される。このように構成すれば、インバータに含まれるスイッチング素子の熱量増加や、スイッチング損失に起因する燃費悪化を抑制しつつ、スイッチングによるノイズを低減することができる。
【００２９】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１…車両、１１…モータ、１２…インバータ、１３…電池、１４…ワイパー装置、１００…制御装置
【図１】
2019110661.tif 000003
【図２】
2019110661.tif 000004