特許 6778536 電磁ノイズ解析装置、制御装置および制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6778536

(24)【登録日】2020年10月14日

(45)【発行日】2020年11月4日

(54)【発明の名称】電磁ノイズ解析装置、制御装置および制御方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/398 20200101AFI20201026BHJP

   G06F 30/10 20200101ALI20201026BHJP

   G01M 17/007 20060101ALI20201026BHJP

【ＦＩ】

   G06F17/50 666V

   G06F17/50 680Z

   G01M17/007 Z

   G01M17/007 J

【請求項の数】15

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-147968(P2016-147968)

(22)【出願日】2016年7月28日

(65)【公開番号】特開2018-18293(P2018-18293A)

(43)【公開日】2018年2月1日

【審査請求日】2019年5月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】特許業務法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大前 彩

(72)【発明者】

【氏名】船戸 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】福増 圭輔

【審査官】 合田 幸裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１８６６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３０１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４０９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０９３０８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３０／３９８

Ｇ０１Ｍ １７／００７

Ｇ０６Ｆ ３０／１０

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の運転情報に基づいて車両の駆動状態を示す車両駆動パラメータを出力する車両走行制御部と、
前記車両駆動パラメータを電気的なノイズパラメータに変換する信号変換部と、
前記ノイズパラメータに基づいて前記車両を伝搬する電磁ノイズ量を算出する電磁ノイズ解析部と、
を備える制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の制御装置であって、
前記電磁ノイズ解析部が算出した電磁ノイズ量が予め定めた閾値以上となる場合に、前記車両駆動パラメータと前記電磁ノイズ量とを前記車両走行制御部に出力する解析結果判定部を備え、
前記車両走行制御部は、前記解析結果判定部が出力した前記車両駆動パラメータと前記電磁ノイズ量とに基づいて、前記車両を駆動制御する駆動制御信号を出力することを特徴とする制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の制御装置であって、
前記車両の運転情報を取得し、当該運転情報を前記車両走行制御部に通信するセンサ部を備え、
前記センサ部は、前記駆動制御信号に基づいて通信する周波数を制御することを特徴とする制御装置。

【請求項4】

請求項１に記載の制御装置であって、
前記電磁ノイズ解析部は、前記ノイズパラメータと、前記車両の各コンポーネントの等価回路である車両コンポーネント回路モデルと、前記車両のコンポーネントの解析構造モデルである車両コンポーネント構造モデルと、前記車両の解析構造モデルである車両構造モデルと、に基づいて前記車両を伝搬する電磁ノイズ量を算出することを特徴とする制御装置。

【請求項5】

請求項４に記載の制御装置であって、
前記電磁ノイズ解析部は、さらに、電磁ノイズの影響を受ける前記車両内の装置の解析構造モデルである被害機器モデルと、電磁ノイズを放射する解析構造モデルである照射モデルと、に基づいて前記車両を伝搬する電磁ノイズ量を算出することを特徴とする制御装置。

【請求項6】

請求項２に記載の制御装置であって、
前記車両駆動パラメータ、または、前記ノイズパラメータ、または、前記電磁ノイズ量を表示する表示部を備えることを特徴とする制御装置。

【請求項7】

車両走行制御部は、車両の運転情報に基づいて車両の駆動状態を示す車両駆動パラメータを出力し、
信号変換部は、前記車両駆動パラメータを電気的なノイズパラメータに変換し、
電磁ノイズ解析部は、前記ノイズパラメータに基づいて前記車両を伝搬する電磁ノイズ量を算出する、
制御方法。

【請求項8】

請求項７に記載の制御方法であって、
解析結果判定部は、前記電磁ノイズ解析部が算出した前記電磁ノイズ量が予め定めた閾値以上となる場合に、前記車両駆動パラメータと前記電磁ノイズ量と、を出力し、
前記車両走行制御部は、前記解析結果判定部が出力した前記車両駆動パラメータと前記電磁ノイズ量とに基づいて、前記車両を駆動制御する駆動制御信号を出力することを特徴とする制御方法。

【請求項9】

請求項８に記載の制御方法であって、
センサ部は、前記車両の運転情報を取得し、当該運転情報を、前記駆動制御信号に基づき周波数を制御して前記車両走行制御部に通信することを特徴とする制御方法。

【請求項10】

車両の実走行パターンに基づいて車両の駆動状態を示す車両駆動パラメータを出力する車両走行制御部と、
前記車両駆動パラメータを電気的なノイズパラメータに変換する信号変換部と、
前記ノイズパラメータに基づいて前記車両を伝搬する電磁ノイズ量を算出する電磁ノイズ解析部と、
を備える電磁ノイズ解析装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の電磁ノイズ解析装置であって、
前記電磁ノイズ解析部が算出した電磁ノイズ量が予め定めた閾値以上となる場合に、前記車両駆動パラメータと前記電磁ノイズ量とを前記車両走行制御部に出力する解析結果判定部を備えることを特徴とする電磁ノイズ解析装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の電磁ノイズ解析装置であって、
前記車両走行制御部、または、前記信号変換部、または、前記解析結果判定部からの出力を表示する表示部を備えることを特徴とする電磁ノイズ解析装置。

【請求項13】

請求項１０に記載の電磁ノイズ解析装置であって、
前記電磁ノイズ解析部は、前記ノイズパラメータと、前記車両の各コンポーネントの等価回路である車両コンポーネント回路モデルと、前記車両のコンポーネントの解析構造モデルである車両コンポーネント構造モデルと、前記車両の解析構造モデルである車両構造モデルと、に基づいて前記車両を伝搬する電磁ノイズ量を算出することを特徴とする電磁ノイズ解析装置。

【請求項14】

請求項１３に記載の電磁ノイズ解析装置であって、
前記電磁ノイズ解析部は、さらに、電磁ノイズの影響を受ける装置の解析構造モデルである被害機器モデルと、電磁ノイズを放射する解析構造モデルである照射モデルと、に基づいて前記車両を伝搬する電磁ノイズ量を算出することを特徴とする電磁ノイズ解析装置。

【請求項15】

請求項１４に記載の電磁ノイズ解析装置であって、
前記電磁ノイズ解析部は、さらに、前記車両に充電する設備の各機器の等価回路である機器コンポーネント回路モデルと、前記各機器の解析構造モデルである機器コンポーネント構造モデルと、前記設備の解析構造モデルである設備構造モデルと、に基づいて前記車両を伝搬する電磁ノイズ量を算出することを特徴とする電磁ノイズ解析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁ノイズ解析装置、制御装置および制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、特開２０１３−３０１８６号公報（特許文献１）がある。この公報には、「自動車用インバータなどの電気装置のノイズ解析設計方法において、この電気装置には、１つ以上のエネルギ源と、エネルギ源からのエネルギが伝搬する伝搬経路と、伝搬経路から伝わったエネルギにより電磁放射ノイズが発生するノイズ発生源部位とがあり、計算機を用いて、ユーザから指定された経路を解析して発生放射ノイズなどの発生ノイズを推定するステップを有し。このユーザから指定された経路は伝搬経路を流れるエネルギの経路であることを特徴とする。」と記載されている（要約参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−３０１８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、鉄道や車両等のパワーエレクトロニクス機器ではSiC(シリコンカーバイド)のパワーデバイスが適用されつつある。SiCパワーデバイスはSi（シリコン）デバイスと比較して効率向上や小型化が望める一方で、高速・高周波スイッチング動作により電磁ノイズが増加し、機器誤動作の発生確率が増加する恐れがある。安全性、信頼性向上のためには、これら機器の実際の動作時の電磁ノイズ量を見積もり（解析し）、電磁ノイズ量にあわせて機器の動作を制御する必要がある。

【0005】

前記特許文献１には、車両や鉄道のシステムレベルのノイズを解析する手法としてシステムを構成する各コンポーネントと筐体の電磁ノイズモデルを作成、接続しノイズ解析を実現する方法が記載されている。特許文献１では、各モデルは図４の点線に示すようにあらかじめ決められた動作モードを反映して電磁ノイズ解析を行う。

【0006】

しかしながら、車両や鉄道の実動作は、図４の実線で示すように、一定の動作モードではなく連続的に走行状態が変化する。そのため、従来技術では、実走行状態を考慮していないので、車両が実際に走行したときにおこり得る電磁ノイズについて網羅的に予測するのは困難であった。

【0007】

そこで、本発明は、車両や鉄道などの実際の走行状態の連続的な変化を考慮した電磁ノイズ解析装置、制御装置および制御方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、
車両の運転情報に基づいて車両の駆動状態である車両駆動パラメータを出力する車両走行制御部と、前記車両駆動パラメータを電気的なパラメータであるノイズパラメータに変換する信号変換部と、前記ノイズパラメータに基づいて前記車両を伝搬する電磁ノイズ量を算出する電磁ノイズ解析部と、を備える制御装置である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、車両や鉄道の走行状態の連続的な変化を考慮した電磁ノイズ解析装置、制御装置および制御方法を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１における制御装置の構成の一例である。

【図2】実施例１における制御装置の電磁ノイズ解析部の構成の一例である。

【図3】実施例１における制御装置のフローチャートの一例である。

【図4】車両の走行パターンの例である。

【図5】実施例１における車両コンポーネント回路モデルの例である。

【図6】実施例１における信号変換部の例である。

【図7】実施例１における車両コンポーネント回路モデルの例である。

【図8】実施例１における信号変換部における信号変換の例である。

【図9】実施例１における車両構造モデルの例である。

【図10】実施例１における解析結果判定部の処理の例である。

【図11】実施例１における解析結果判定部の処理の例である。

【図12】実施例１における結果表示部の例である。

【図13】実施例２における充放電制御装置の例である。

【図14】実施例２における充放電制御装置の電磁ノイズ解析部の構成の一例である。

【図15】実施例２における放電制御装置のフローチャートの例である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施例を図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0012】

本実施例では、電磁ノイズ量の変化に応じて車両の駆動を制御する制御装置の例を説明する。

【0013】

図１は、本実施例の制御装置の構成図の例である。

【0014】

制御装置１００は、車両走行制御部１０１、走行駆動部１０２、駆動部センサ１０４、駆動部センサ信号制御部１０４、周辺状況把握センサ１０５、周辺状況把握センサ信号制御部１０６を、信号変換部２１０、電磁ノイズ解析部２２０、解析結果判定部２３０と、を有する。

【0015】

車両走行制御部１０１は、車両のハンドルやアクセルなどの操作部（図示せず）からの操作信号であるドライバ操作情報３０１や周辺状況センサ信号制御部と駆動部センサからのセンサ信号３０３等の車両の運転情報を元に、車両を駆動させるための駆動制御信号３０２と、当該駆動制御信号３０２で駆動した車両の駆動状態を示す物理量である車両の速度、モータのトルクや回転数、回転速度などの車両駆動パラメータ３１０を出力する。駆動制御信号３０２は、例えばインバータの出力周波数を制御する信号やインバータがモータの回転数を制御して駆動させる信号などである。

【0016】

なお、車両走行制御部１０１には、直接実走行パターンを入力し、それに基づいて駆動制御信号３０２を出力するようにしてもよい。ここで、実走行パターンは、図４に示すように、ドライバの運転や自動運転により、時間に対して車両が加減速したり、一定速で走行した実際の走行パターンのことをいう。

【0017】

車両駆動パラメータ３１０は、信号変換部２１０で車両の駆動状態を表す物理パラメータから、電圧、電流、周波数、インピーダンス、伝達関数などの電磁ノイズに関連する電気的なパラメータであるノイズパラメータ３２０に変換される。信号変換部２１０の詳細は、電磁ノイズ解析部２２０とともに後述する。

【0018】

なお、ノイズパラメータの例としては、例えばインバータに印加する電圧、インバータに流れる電流、インバータが出力する周波数、インバータが持つインピーダンス等などがある。すなわち、車両を構成する各コンポーネントに印加される電圧、流れる電流、出力される周波数等であればよい。

【0019】

走行駆動部１０２は、車両走行制御部１０１からの駆動制御信号３０２の入力を受け、車両の走行を駆動する。走行駆動部１０２は、例えばインバータやモータなどである。

【0020】

駆動部センサ１０４は、走行駆動部１０２の駆動状態を検出する。走行駆動部１０２の駆動状態とは、例えば、インバータを流れる電流値やインバータが出力する周波数などである。

【0021】

駆動部センサ信号制御部１０４は、駆動部センサ１０４が検出した値を信号にして車両走行制御部１０１に出力する。

【0022】

周辺状況把握センサ１０５は、車両の周囲の状況を検出して把握する。周辺状況把握センサ１０５は、例えば白線検知カメラや周辺監視カメラなどである。周辺状況把握センサ信号制御部１０６は、周辺状況把握センサが検出した状況を信号にして車両走行制御部１０１に出力する。

【0023】

電磁ノイズ解析部２２０は、ノイズパラメータ３２０を入力とし例えば車両全体の電磁ノイズを解析し、解析結果判定部２３０に解析結果を出力する。ここで、解析結果には、ある時間での電磁ノイズの周波数と強度の関係やある周波数に対しての時間と電磁ノイズ強度の関係などの電磁ノイズ量に関する解析結果が含まれる。

【0024】

解析結果判定部２３０は、あらかじめ決めた閾値をもって解析結果を判定し、解析結果の電磁ノイズ量が閾値を超える場合には閾値を超えた時の車両駆動パラメータ３１０と電磁ノイズ判定結果３４０をひも付けて車両走行制御部１０１に出力する。

【0025】

車両走行制御部１０１は、電磁ノイズ判定結果３４０と問題となる車両駆動パラメータ３１０から、駆動制御信号３０２を電磁ノイズが減少するように変更し、走行駆動部１０２を制御する。例えば、車両走行制御部１０１は、インバータが出力する周波数の強度を減少させることで、閾値以上の電磁ノイズ量が発生する車両駆動パラメータ３１０での電磁ノイズ量を減少させることができる。

【0026】

なお、図示しない記憶部に閾値以上の電磁ノイズ量が発生する車両駆動パラメータを電磁ノイズ情報３４１として保持させてもよい。そして、車両走行制御部１０１が当該記憶部に保持した車両駆動パラメータ３１０を出力する際、記憶部に保持した車両駆動パラメータ３１０と一致するか比較させ、これらが一致する場合に、解析結果判定部２３０からの出力がなくても電磁ノイズ量が減少するように駆動制御信号３０２を出力するようにしてもよい。これにより、一度影電磁ノイズを受けたのであれば、電磁ノイズ解析をせずとも事前に電磁ノイズ量を低減することができる。

【0027】

また、車両走行制御部１０１は、電磁ノイズ情報３４１を駆動部センサ信号制御部１０４と周辺状況把握センサ信号制御部１０６に出力し、センサ信号３０３および３０４の通信方式をノイズに強い通信方式に変更するようにしてもよい。これは例えば通信速度は落ちるが誤り訂正処理を付加した通信方式を適用すればよい。また、駆動部センサ信号制御部１０４と周辺状況センサ信号制御部１０６では、電磁ノイズ情報３４１に基づき、駆動部センサ１０３および周辺状況把握センサ１０６のセンサ情報から電磁ノイズを減算し、センサ情報自体のノイズ影響を低減してもよい。これにより、安定した通信を実現することができる。

【0028】

次に、信号変換部２１０および電磁ノイズ解析部２２０の詳細について述べる。

【0029】

図２は、実施例１における制御装置の電磁ノイズ解析部の構成の一例である。電磁ノイズ解析部２２０は、部品要素ごとに分割されており、車両コンポーネント回路モデル２２１、車両コンポーネント構造モデル２２２、車両構造モデル２２３、被害機器モデル２５０、照射モデル２４０で構成される。電磁ノイズの解析上、これらのモデルは、部品ごとに入れ替え可能であり、それぞれ以下の入出力ポートで他のコンポーネントモデルと接続される。

【0030】

車両コンポーネント回路モデル２２１は、例えば車両内のインバータやモータ等のコンポーネントを等価回路で表した等価回路モデルである。車両コンポーネント回路モデル２２１は、ノイズパラメータ３２０の入力ポートと、電流／電圧３２１の入出力ポートを有する。車両コンポーネント回路モデル２２１は、自身の入出力ポートと他の車両コンポーネント回路モデル２２１や車両コンポーネント構造モデル２２２の入出力ポートとを接続することで、他のモデルとの情報の入出力を行う。

【0031】

例えば、信号変換部２１０と車両コンポーネント回路モデル２２１間はノイズパラメータ３２０、車両コンポーネント回路モデル２２１同士、車両コンポーネント回路モデル２２１と車両コンポーネント構造モデル２２２間、および車両コンポーネント回路モデル２２１と照射モデル２４０間は電流／電圧３２１の情報をそれぞれ入出力ポートを介して入出力を行う。また、解析結果判定部２３０には電流／電圧３２１を出力する。

【0032】

例えば、車両コンポーネントがインバータであれば、インバータに印加する電圧と流れる電流がインバータの等価回路（図７参照）の入出力ポート（図７のＰｏｓ、Ｎｅｇ、Ｇ）から入力される。そして、等価回路で計算された電圧／電流は入出力ポート（図７のＵ、Ｖ、Ｗ、Ｇ）から例えば配線の等価回路の入出力ポートに入力される。また、これら計算された電圧／電流は、入出力ポートを介してインバータの構造モデルに入力される。このように、あるコンポーネントの等価回路はそのコンポーネントの構造モデルと入出力ポートを介して接続され、一組となっているとみなしてもよい。

【0033】

車両コンポーネント構造モデル２２２は、例えば車両内のインバータやモータ等のコンポーネントの物理構造を持つ電磁界解析モデルである。車両コンポーネント構造モデル２２２は、電流／電圧３２１、電流／電圧／電磁波３３０の入出力ポートを有し、この入出力ポートを他の車両コンポーネント構造モデル２２２等の入出力ポートに接続することで、情報の入出力を行う。

【0034】

例えば、車両コンポーネント回路モデル２２１と車両コンポーネント構造モデル２２２間は電流／電圧３２１、車両コンポーネント構造モデル２２２同士、車両コンポーネント構造モデル２２２と車両構造モデル２２３間、および車両コンポーネント構造モデル２２２と照射モデル２４０間は電流、電圧、電磁波３３０の情報をそれぞれ入出力ポートを介して入出力する。また、解析結果判定部２３０には電流／電圧／電磁波３３０を出力する。

【0035】

なお、図２において、車両コンポーネント回路モデル２２１と車両コンポーネント構造モデル２２２の数はそれぞれ２個であるが、これに限定されず、３個以上であってもよい。以下、各モデルの数は図に記載の数に限定されない。

【0036】

車両構造モデル２２３は、例えば車両自体の物理構造を持つ電磁界解析モデルである。車両構造モデル２２３は、電流／電圧／電磁波３３０の入出力ポートを有し、この入出力ポートを車両コンポーネント構造モデルの入出力ポートを接続することで、情報の入出力を行う。

【0037】

例えば、車両コンポーネント構造モデル２２２と車両構造モデル２２３間、車両構造モデル２２３と被害機器モデル２５０間、車両構造モデル２２３と照射モデル２４０間は電流／電圧／電磁波３３０の情報をそれぞれ入出力し、解析結果判定部２３０には電流／電圧／電磁波３３０を出力する。

【0038】

被害機器モデル２５０は、例えば車両内にある周辺状況把握センサ１０５や駆動部センサ１０３等の装置の物理構造を持つ電磁界解析モデルである。被害機器モデル２５０は、電磁界解析モデル単体でもよく、等価回路やSパラメータ等の回路モデルを有してもよい。被害機器モデル２５０は、電流／電圧／電磁波３３０の入出力ポートを有するし、例えば車両構造モデル２２３間は電流／電圧／電磁波３３０の情報を入出力し、解析結果判定部２３０には電流／電圧／電磁波３３０を出力する。

【0039】

照射モデル２４０は、例えば電磁界解析空間内に存在するアンテナ、もしくは印加用の電流プローブ等の物理構造を持って電磁波を照射する電磁界解析モデルである。照射モデル２４０は、電磁界解析モデル単体もしくは等価回路やSパラメータ等の回路モデルでもよく、また、電磁界解析空間のある面における平面波でもよい。照射モデル２４０は、電流／電圧３２１もしくは、電流／電圧／電磁波３３０のポートを有し、上述の通り、各モデルと接続される。照射モデル２４０は、解析結果判定部２３０には電流／電圧／電磁波３３０を出力する。

【0040】

解析結果判定部２３０は、各モデルから出力された電流／電圧３２１もしくは、電流／電圧／電磁波３３０の値が、あらかじめ決めた閾値を超えていないかを判定する。解析結果判定部２３０は、各モデルから出力された電流／電圧３２１もしくは、電流／電圧／電磁波３３０の値が予め定めた閾値を超えている場合にはドライバ操作情報３０１とともに車両走行制御部１０１に出力する。

【0041】

本閾値は、電磁干渉が起こると考えられる値に対して安全係数をかけた値に設定することが望ましい。また、閾値を超えていなくても、例えば解析結果判定部２３０で電磁ノイズ解析部２２０から出力された電圧／電流／電磁波３３０の値の積分値を監視し、閾値を超える予兆を検出しても良い。これにより、電磁ノイズの影響が出る前に予防することができる。

【0042】

次に、図３を用いて、本実施例における制御のフローについて説明する。図３は、実施例１における制御装置のフローチャートの一例である。本制御は、例えば車両が運転中であれば開始される。

【0043】

車両走行制御部に入力されたドライバ操作情報Ｓ３０１は、車両駆動パラメータに変換されたあとに（Ｓ３０２）、信号変換部２１０によりノイズパラメータに変換される（Ｓ３０３）。このとき、ドライバ操作情報Ｓ３０１ではなく、実走行パターンを用いてもよい。これにより、実走行パターンをシミュレーションした電磁ノイズ解析が可能になる。

【0044】

変換されたノイズパラメータは、車両モデルデータベース５２０に格納された車両コンポーネント回路モデル２２１に入力され、本ノイズパラメータを元に車両コンポーネント回路モデルが駆動され、等価回路解析が実行される（Ｓ３０４）。等価回路解析で求められた電流／電圧は、車両モデルデータベースに格納された車両コンポーネント構造モデル２２２と車両構造モデル２２３に入力され、電磁ノイズ解析が実行される（Ｓ３０５）。

【0045】

電磁ノイズ解析の結果、電磁ノイズ量が予め定めた閾値を超える場合には（Ｓ３０６）、ノイズ判定結果を出力し（Ｓ３０７）、車両駆動制御信号を変更するとともに（Ｓ３０９）、センサの通信方式を変更し（Ｓ３０８）、変更された車両駆動制御信号に基づき再度、電磁ノイズ解析が実行される。一方、電磁ノイズ量が閾値を超えない場合には（Ｓ３０６）、一連の制御を終了する。そして、車両がまだ運転中であれば、また一連の制御を開始する。なお、車両が運転中の場合、制御を終了させずにそのまま現在のドライバ操作情報５０１に基づいて制御のフローを回し続けるようにしてもよいことはいうまでもない。

【0046】

次に、車両のモータを例に車両コンポーネント回路モデル２２１と信号変換部２１０を説明する。車両コンポーネント回路モデル２２１は、例えば図５に示すように３相モータの各相のインピーダンスＺ_Ｕ、ＺＶ、ＺＷとＧＮＤのインピーダンスＺＧZ_Gで表される。図６に示すように各相のインピーダンスは、例えばモータの回転速度ωによって時間的に変化する。信号変換部２１０ではインピーダンスＺを回転速度ωの関数として有し、時間ごとに変化するωに応じて、インピーダンスＺを出力する。出力されたＺは図５の各相のインピーダンスに入力される。

【0047】

なお、モータの回転速度は、車両の実走行パターンや運転情報などを車両走行制御部１０１へ入力することで出力される車両駆動パラメータの一つである。

【0048】

またインバータを例にすると、車両コンポーネント回路モデル２２１は例えば図７に示すように３相モータの各相に接続される電流源（ＩＵ，ＩＶ、ＩＷ）と、バッテリに接続される電流源（ＩＰＯＳ、ＩＮＥＧ）として表される。図８に示すように各電流は、例えばモータの回転速度ωによって変化する。信号変換部２１０では電流Iを回転速度ωの関数として有し、時間ごとに変化するωに応じて、電流Iを出力する。出力された電流Iは図７の各電流源に入力され、これらの入力された電流により車両コンポーネント回路モデル２１１が駆動される。

【0049】

車両コンポーネント回路モデル２２１が駆動されて得られる電流／電圧３２１は、図９に示すように車両コンポーネント構造モデル２２２や車両構造モデル２２３を用いた解析の入力となる。車両コンポーネント構造モデル２２２や車両構造モデル２２３は、上記車両コンポーネント回路モデル２２１から入力される電流／電圧３２１によって駆動される。

【0050】

車両構造モデルが駆動することによって計算される電流／電圧、電磁界３３０は解析結果判定部２３０に出力され、解析結果判定部２３０では例えば図１０のようにある特定の周波数の時間波形に対して設けられた閾値によってノイズ強度を判断する。これにより、電磁ノイズ量が閾値を超えるタイミングを正確に把握することができる。また、図１１のようにある時間でのノイズ強度を周波数軸上で閾値を超えたかどうか判断してもよい。これにより、電磁ノイズの周波数毎に最適な閾値を設定することができ、周波数毎の対策ができるようになる。

【0051】

また、例えば車両内にある周辺状況把握センサ１０５や駆動部センサ１０３等の装置を被害機器モデル２５０で表し、これら機器に対する電磁ノイズ影響を解析結果判定部２３０で判定してもよい。これにより、電磁ノイズの影響を特に与えたくない機器を考慮して電磁ノイズ量を算出することができる。

【0052】

また、更に例えば外部から車両に向けて電磁ノイズが照射された場合を想定し、照射モデル２４０を用いても良い。これは、例えばアンテナや規格試験用いられる電流プローブであり、例えば物理的な形状と等価回路を有し、規格等で決められたエネルギの印加状態を保っている。これにより車両走行中に、車両や被害機器に、外部から電磁波などのエネルギーの照射がある場合にもどの程度影響が出るかを判定することが可能となり、より車両走行の安全性を向上することができる。

【0053】

図１に示した制御装置の他に、図２に示す構成を電磁ノイズ解析装置として、電磁ノイズ解析のみを行うことも可能である。仮想のドライバ操作情報３０１や実走行パターンを入力として、先述の通り解析を行う。仮想のドライバ操作情報３０１に合わせて電磁ノイズ解析結果を得ることで、電磁ノイズ上昇の原因解析や、被害機器への影響、照射耐性の解析を行うことが可能である。

【0054】

なお、車両の実走行パターンや運転情報、車両駆動パラメータ、ノイズパラメータ、車両コンポーネント回路モデル、車両コンポーネント構造モデル、車両構造モデルなどの電磁ノイズ解析に用いる情報やその電磁ノイズ解析の解析結果などは、車両または電磁ノイズ解析装置、制御装置に設けた表示部（図示しない）に表示するようにしてもよい。これにより、ドライバはリアルタイムで電磁ノイズの解析結果を知ることができ、どのタイミングで閾値以上の電磁ノイズが発生したか容易に把握できるようになる。表示部には、例えば図１２に示すような形で、走行パターンとノイズ量を同時に表示し、ノイズが閾値を超えた場合には走行パターンとノイズ解析結果の双方を例えばハイライトで表示するとよい。これにより、どのような走行パターンで走行すれば電磁ノイズが発生するか簡単に確認できるようになる。

【0055】

以上、本実施例によれば、操作部からのドライバ操作情報や周辺状況センサ信号制御部のセンサ信号から車両走行の駆動制御を行う際に、電磁ノイズの影響の有無を車両走行の駆動制御にフィードバックをかけることができる。これにより、電磁ノイズの影響を減らして車両の走行を駆動制御することができる。

【実施例2】

【0056】

本実施例では、図１３〜１５を用い、車両だけでなく家庭や建物の電力網の駆動を制御する充放電制御装置の例を説明する。特に、充放電制御装置を用いて車両に充電する場合の例について説明する。なお、説明が実施例１と重複する部分については省略する。 図１３は、本実施例の充放電制御装置の構成を示す一例である。なお、図１３では、実施例１におけるドライバ運転情報３０１、車両走行制御部１０１、走行駆動部１０２、駆動部センサ１０３、駆動部センサ信号制御部１０４が、それぞれ機器操作情報４０１、機器制御部４０１、機器駆動部４０２、機器駆動部センサ４０３、機器駆動部センサ信号制御部４０４に置き換わっているが、技術的な思想としては実施例１と同様である。

【0057】

充放電制御装置４００は、機器制御部４０１、機器駆動部４０２、機器駆動部センサ４０２、機器駆動部センサ信号制御部４０４、周辺状況把握センサ１０５、周辺状況把握センサ信号制御部１０６、信号変換部２１０、電磁ノイズ解析部２２０、解析結果判定部２３０と、を有する。

【0058】

機器制御部４０１は、機器操作信号５０１を元に、各機器を駆動制御するための制御信号３０２と、機器動作特性を示す物理量である充放電率や機器動作信号を機器動作特性パラメータ４１１として出力する。機器動作特性パラメータ４１１は、信号変換部２１０で機器特性を表す物理パラメータから、電圧、電流、周波数、インピーダンス、伝達関数などの電磁ノイズに関連する電気的なパラメータであるノイズパラメータ３２０に変換される。

【0059】

機器駆動部４０２は、機器制御部４０１からの制御信号３０２を受けて駆動する。機器駆動部４０２は、例えば太陽光パネル、インバータなどである。

【0060】

機器駆動部センサ４０３は、機器駆動部４０２の駆動状態を検出する。機器駆動部４０２の駆動状態とは、例えば太陽光の出力電圧、インバータの電流値などである。

【0061】

機器駆動部センサ信号制御部４０４は、機器駆動部センサ４０３が検出した駆動状態をセンサ信号として機器制御部４０１に出力する。

【0062】

図１４は、実施例２における電磁ノイズ解析部の構成の一例を示す図である。

【0063】

機器コンポーネント回路モデル４２１は、例えば家庭内の太陽光発電機器のインバータ等のコンポーネントの回路モデルである。車両コンポーネント回路モデル２２１と同じ入出力ポートを有する。またｍ機器コンポーネント構造モデル４２２は、車両コンポーネント構造モデル２２２と同様の入出力ポートを有する。更に、設備内機器構造モデル４２３は、車両構造モデル２２３と同様の入出力ポートを有する。

【0064】

設備構造モデル４２４は、例えば車両の給電設備を備えた家全体を表す電磁界解析モデルである。設備構造モデル４２４は、電流／電圧、電磁波３３０の入出力ポートを有し、この入出力ポートを介して情報のやりとりをする。例えば、車両構造モデル２２３、設備内機器構造モデル４２３間、被害機器モデル２５０間、照射モデル２４０間は電流／電圧／電磁波３３０の情報をそれぞれ入出力し、解析結果判定部２３０には電流／電圧／電磁波３３０を出力する。

【0065】

電磁ノイズ解析部２２０は、ノイズパラメータ３２０を入力とし例えば家全体の電磁ノイズ量を解析し、解析結果判定部２３０に電磁ノイズ量の解析結果を出力する。解析結果判定部２３０は、あらかじめ決めた閾値をもって電磁ノイズ量の解析結果を判定する。解析結果判定部２３０は、電磁ノイズ量の解析結果が閾値を超える場合には閾値を超えた際の家庭内の機器動作特性パラメータ４１１と電磁ノイズ判定結果３４０を機器動作制御部４０１に出力する。

【0066】

機器動作制御部４０１では、電磁ノイズ判定結果３４０と問題となる機器動作特性パラメータ４１１から、制御信号３０２を電磁ノイズが減少するように変更し、機器駆動部４０２を制御する。これにより、電磁ノイズの影響を減らして各機器を駆動制御できる。

【0067】

また、電磁ノイズ情報３４１を機器駆動部センサ信号制御部４０４と周辺状況把握センサ信号制御部１０６に出力し、センサ信号３０３および３０４の通信方式を変更する。また駆動部センサ信号制御部１０４と周辺状況センサ信号制御部１０６では、電磁ノイズ情報３４０に基づき、駆動部センサ１０３および周辺状況把握センサ１０６のセンサ情報から電磁ノイズを減算し、ノイズ影響を低減してもよい。これにより、電磁ノイズの影響が一定期間だけ強くなったとしても、最適な通信方式になり安定した通信を行うことができる。

【0068】

図１５は、実施例２における充放電制御装置の制御フローチャートの一例である。本制御は、例えば機器が動作中の場合に開始される。

【0069】

機器操作情報Ｓ１５１１は、機器制御部４０１によって機器動作特性パラメータに変換されたあとに（Ｓ１５１２）、信号変換部２１０によりノイズパラメータに変換される（Ｓ１５１３）。ノイズパラメータは、機器モデルデータベース１５２０に格納された機器コンポーネント回路モデル４２２および車両コンポーネント回路モデル２２１に入力され、本パラメータを元に等価回路モデルが駆動され、等価回路解析が実行される（Ｓ１５１４）。等価回路解析で求められた電流／電圧は、機器モデルデータベースに格納された機器コンポーネント構造モデル４２２、車両コンポーネント構造モデル２２２、設備内危機構造モデル４２３、車両構造モデル２２３および設備構造モデル４２４に入力され、電磁ノイズ解析が実行される（Ｓ１５１５）。電磁ノイズ解析の結果、電磁ノイズ量が予め定めた閾値を超える場合には（Ｓ１５１６）ノイズ判定結果を出力し（Ｓ１５１７）、機器制御信号を変更するとともに（Ｓ１５１９）、センサの通信方式を変更し（Ｓ１５１８）、変更された機器制御信号に基づき再度、電磁ノイズ解析が実行される。

【0070】

一方、電磁ノイズ量が閾値を超えない場合には、制御のフローを終了する。そして、機器がまだ動作中であれば、再度制御フローを開始する。なお、車両が運転中の場合、制御を終了させずにそのまま現在のドライバ操作情報１５１１に基づいて制御のフローを回し続けるようにしてもよいことはいうまでもない。

【0071】

以上、本実施例によれば、車両だけでなく充放電制御装置まで電磁ノイズの影響を検出し、それに応じた制御をすることで、例えば車両を充電する際であっても電磁ノイズの影響を低減することができる。なお、電磁ノイズ低減の効果は、車両を充電していない状態で充放電の設備が稼働している場合にも得ることができるのは言うまでもない。

【0072】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0073】

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

【0074】

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0075】

１００ 車両用制御装置、１０１ 車両走行制御部、１０２ 走行駆動部、１０３ 駆動部センサ、１０４ 駆動部センサ信号制御部、１０５ 周辺状況把握センサ、１０６ 周辺状況センサ信号制御部、２１０ 信号変換部、２２０ 電磁ノイズ解析部、２２１ 車両コンポーネント回路モデル、２２３ 車両コンポーネント構造モデル、２２３ 車両構造モデル、２３０ 解析結果判定部、２４０ 照射モデル、２５０ 被害機器モデル、３０１ ドライバ操作情報、３０２ 駆動制御信号、３０３ センサ信号、３１０ 車両駆動パラメータ、３２０ ノイズパラメータ、３２１ 電流／電圧、３３０ 電流／電圧／電磁波、３４０ ノイズ判定結果、３４１ 電磁ノイズ情報、４００ 充放電制御装置、４０１ 機器動作制御部、４０２ 機器駆動部、４０３ 機器駆動部センサ、４０４ 機器駆動部センサ信号制御部、４１０ 機器操作情報、４１１ 機器動作特性パラメータ、４２１ 機器コンポーネント回路モデル、４２２ 機器コンポーネント構造モデル、４２３ 設備内機器構造モデル、４２４ 設備構造モデル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】