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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023163895
(43)【公開日】2023-11-10
(54)【発明の名称】モータ制御方法及びモータ制御装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20231102BHJP
H02P 27/08 20060101ALI20231102BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 V ZHV
H02P27/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022075106
(22)【出願日】2022-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】000003997
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】507308902
【氏名又は名称】ルノー エス．ア．エス．
【氏名又は名称原語表記】ＲＥＮＡＵＬＴ Ｓ．Ａ．Ｓ．
【住所又は居所原語表記】１２２－１２２ ｂｉｓ， ａｖｅｎｕｅ ｄｕ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｌｅｃｌｅｒｃ， ９２１００ Ｂｏｕｌｏｇｎｅ－Ｂｉｌｌａｎｃｏｕｒｔ， Ｆｒａｎｃｅ
(74)【代理人】
【識別番号】110002468
【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 健介
(72)【発明者】
【氏名】加藤 崇
(72)【発明者】
【氏名】永井 宏幸
【テーマコード（参考）】
5H505
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H505AA16
5H505CC04
5H505DD03
5H505DD08
5H505EE49
5H505HA10
5H505HB01
5H505JJ03
5H505JJ26
5H505LL22
5H505LL44
5H770BA02
5H770DA03
5H770DA41
5H770EA02
5H770JA11W
5H770JA17W
(57)【要約】
【課題】バッテリの充放電電力を多相モータに対する要求出力に応じて定めるモータ制御システムにおいて、より好適なバッテリの暖機制御を実現する。
【解決手段】
キャリア信号Ｃと相電圧指令値に基づくパルス幅変調によりスイッチング指令信号Ｓｐを生成し、該スイッチング指令信号Ｓｐに基づいてインバータ４０を操作してバッテリ３０から多相モータ１０に供給する電力を制御するモータ制御方法であって、バッテリ３０が低温であると判断した場合には、キャリア信号Ｃの少なくとも２相の位相を相互に異なる値に設定してスイッチング指令信号Ｓｐを生成する。
【選択図】図１
【解決手段】
キャリア信号Ｃと相電圧指令値に基づくパルス幅変調によりスイッチング指令信号Ｓｐを生成し、該スイッチング指令信号Ｓｐに基づいてインバータ４０を操作してバッテリ３０から多相モータ１０に供給する電力を制御するモータ制御方法であって、バッテリ３０が低温であると判断した場合には、キャリア信号Ｃの少なくとも２相の位相を相互に異なる値に設定してスイッチング指令信号Ｓｐを生成する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャリア信号と相電圧指令値に基づくパルス幅変調によりスイッチング指令信号を生成し、該スイッチング指令信号に基づいてインバータを操作してバッテリから多相モータに供給する電力を制御するモータ制御方法であって、
前記バッテリが低温であると判断した場合には、前記キャリア信号の少なくとも２相の位相を相互に異なる値に設定して前記スイッチング指令信号を生成する、
モータ制御方法。
前記バッテリが低温であると判断した場合には、前記キャリア信号の少なくとも２相の位相を相互に異なる値に設定して前記スイッチング指令信号を生成する、
モータ制御方法。
【請求項2】
請求項１に記載のモータ制御方法であって、
バッテリ温度が所定の閾値温度以上である場合には、各相の位相を相互に同一に設定した基本キャリア信号から前記スイッチング指令信号を生成する基本制御モードを実行し、
前記バッテリ温度が前記閾値温度未満である場合には、少なくとも２相の位相を相互に異なる値に設定した暖機用キャリア信号から前記スイッチング指令信号を生成する暖機制御モードを実行する、
モータ制御方法。
バッテリ温度が所定の閾値温度以上である場合には、各相の位相を相互に同一に設定した基本キャリア信号から前記スイッチング指令信号を生成する基本制御モードを実行し、
前記バッテリ温度が前記閾値温度未満である場合には、少なくとも２相の位相を相互に異なる値に設定した暖機用キャリア信号から前記スイッチング指令信号を生成する暖機制御モードを実行する、
モータ制御方法。
【請求項3】
請求項２に記載のモータ制御方法であって、
前記基本制御モードでは、前記基本キャリア信号のキャリア周波数を所定の基本周波数に設定し、
前記暖機制御モードでは、前記暖機用キャリア信号の前記キャリア周波数を前記基本周波数とは異なる暖機用周波数に設定する、
モータ制御方法。
前記基本制御モードでは、前記基本キャリア信号のキャリア周波数を所定の基本周波数に設定し、
前記暖機制御モードでは、前記暖機用キャリア信号の前記キャリア周波数を前記基本周波数とは異なる暖機用周波数に設定する、
モータ制御方法。
【請求項4】
請求項３に記載のモータ制御方法であって、
前記暖機用周波数を、前記基本周波数よりも低く設定する、
モータ制御方法。
前記暖機用周波数を、前記基本周波数よりも低く設定する、
モータ制御方法。
【請求項5】
請求項３に記載のモータ制御方法であって、
前記暖機用周波数を、前記バッテリに流れる電流の実効値が前記多相モータの相電流の実効値よりも大きくなるように設定する、
モータ制御方法。
前記暖機用周波数を、前記バッテリに流れる電流の実効値が前記多相モータの相電流の実効値よりも大きくなるように設定する、
モータ制御方法。
【請求項6】
請求項３に記載のモータ制御方法であって、
前記インバータは、前記バッテリに対して並列接続された平滑コンデンサを備え、
前記暖機制御モードでは、
前記暖機用周波数を、前記平滑コンデンサの静電容量と、前記バッテリと前記平滑コンデンサとの間の電気接続により生じる寄生インダクタンスと、を含む共振系における共振周波数と略同一に定める、
モータ制御方法。
前記インバータは、前記バッテリに対して並列接続された平滑コンデンサを備え、
前記暖機制御モードでは、
前記暖機用周波数を、前記平滑コンデンサの静電容量と、前記バッテリと前記平滑コンデンサとの間の電気接続により生じる寄生インダクタンスと、を含む共振系における共振周波数と略同一に定める、
モータ制御方法。
【請求項7】
請求項６に記載のモータ制御方法であって、
前記バッテリと前記平滑コンデンサとの間の前記電気接続に、該バッテリに対して並列接続される共振特性調節用コンデンサを設ける、
モータ制御方法。
前記バッテリと前記平滑コンデンサとの間の前記電気接続に、該バッテリに対して並列接続される共振特性調節用コンデンサを設ける、
モータ制御方法。
【請求項8】
請求項３に記載のモータ制御方法であって、
前記暖機制御モードでは、所定時間ごとに前記暖機用周波数を探索して設定する周波数探索処理を実行し、
前記周波数探索処理では、
前記キャリア周波数を所定の探索範囲で変化させて前記バッテリの電流を観測し、
前記探索範囲において前記バッテリの電流が最も高くなる周波数を前記暖機用周波数に設定する、
モータ制御方法。
前記暖機制御モードでは、所定時間ごとに前記暖機用周波数を探索して設定する周波数探索処理を実行し、
前記周波数探索処理では、
前記キャリア周波数を所定の探索範囲で変化させて前記バッテリの電流を観測し、
前記探索範囲において前記バッテリの電流が最も高くなる周波数を前記暖機用周波数に設定する、
モータ制御方法。
【請求項9】
請求項２に記載のモータ制御方法であって、
前記暖機制御モードでは、
前記インバータと前記バッテリとの間の電気接続状態を切り替えるスイッチを操作して、前記インバータの電気接続に流れる電流当たりの前記バッテリで生じるリプル電流を前記基本制御モードの実行時に比べて増大させる、
モータ制御方法。
前記暖機制御モードでは、
前記インバータと前記バッテリとの間の電気接続状態を切り替えるスイッチを操作して、前記インバータの電気接続に流れる電流当たりの前記バッテリで生じるリプル電流を前記基本制御モードの実行時に比べて増大させる、
モータ制御方法。
【請求項10】
請求項９に記載のモータ制御方法であって、
前記インバータの平滑コンデンサは、複数のコンデンサ素子により構成され、
前記暖機制御モードでは、
前記バッテリの昇温速度が所定の閾値速度未満である場合には、前記各コンデンサ素子の何れかを前記バッテリから電気的に切り離す、
モータ制御方法。
前記インバータの平滑コンデンサは、複数のコンデンサ素子により構成され、
前記暖機制御モードでは、
前記バッテリの昇温速度が所定の閾値速度未満である場合には、前記各コンデンサ素子の何れかを前記バッテリから電気的に切り離す、
モータ制御方法。
【請求項11】
請求項９に記載のモータ制御方法であって、
前記バッテリは、複数の単位蓄電部を備え、
前記暖機制御モードでは、
それぞれの前記単位蓄電部の温度ばらつきが一定値以上である場合に、各単位蓄電部の中で相対的に温度の高い前記単位蓄電部を前記インバータから電気的に切り離す、
モータ制御方法。
前記バッテリは、複数の単位蓄電部を備え、
前記暖機制御モードでは、
それぞれの前記単位蓄電部の温度ばらつきが一定値以上である場合に、各単位蓄電部の中で相対的に温度の高い前記単位蓄電部を前記インバータから電気的に切り離す、
モータ制御方法。
【請求項12】
請求項９に記載のモータ制御方法であって、
前記バッテリは、複数の単位蓄電部を備え、
前記基本制御モードでは、各単位蓄電部を前記インバータに対して直接接続とし、
前記暖機制御モードでは、前記各単位蓄電部を前記インバータに対して並列接続とする、
モータ制御方法。
前記バッテリは、複数の単位蓄電部を備え、
前記基本制御モードでは、各単位蓄電部を前記インバータに対して直接接続とし、
前記暖機制御モードでは、前記各単位蓄電部を前記インバータに対して並列接続とする、
モータ制御方法。
【請求項13】
請求項２に記載のモータ制御方法であって、
前記暖機制御モードでは、
前記相電圧指令値に基づく変調率を、前記多相モータ内に発生する合成起磁力の方向がロータ磁極位置と一致するように定め、
前記合成起磁力の方向は、前記多相モータの各相電流におけるキャリア周期あたりの平均値により決定される、
モータ制御方法。
前記暖機制御モードでは、
前記相電圧指令値に基づく変調率を、前記多相モータ内に発生する合成起磁力の方向がロータ磁極位置と一致するように定め、
前記合成起磁力の方向は、前記多相モータの各相電流におけるキャリア周期あたりの平均値により決定される、
モータ制御方法。
【請求項14】
キャリア信号と相電圧指令値に基づくパルス幅変調によりスイッチング指令信号を生成し、該スイッチング指令信号に基づいてインバータを操作してバッテリから多相モータに供給する電力を制御するモータ制御装置であって、
前記バッテリが低温であると判断した場合には、前記キャリア信号の少なくとも２相の位相を相互に異なる値に設定して前記スイッチング指令信号を生成する、
モータ制御装置。
前記バッテリが低温であると判断した場合には、前記キャリア信号の少なくとも２相の位相を相互に異なる値に設定して前記スイッチング指令信号を生成する、
モータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータ制御方法及びモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ハイブリッド車両に搭載されるバッテリの充放電を制御して、当該バッテリの内部発熱を利用して昇温を行うウォームアップ（暖機）制御装置が記載されている。特に、特許文献１に記載のバッテリ暖機制御では、充電と放電とを交互にパルス状に繰り返す充電パターンをとることで、バッテリの昇温を促進する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００５－３３２７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１のバッテリ暖機制御は、バッテリの充放電電力を負荷（特に多相モータ）に対する要求出力（要求駆動力や要求回生力）に応じて決定するモータ制御システムへの適用が考慮されていない。このようなモータ制御システムでは、多相モータの出力に対する制御との兼ね合いでバッテリの充放電電力を定めるので、上述したバッテリの充電パターンを変更する暖機制御をスムーズに適用できない場合がある。
【0005】
したがって、本発明の目的は、バッテリの充放電電力を多相モータに対する要求出力に応じて定めるモータ制御システムにおいて、より好適なバッテリの暖機制御を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のある態様によれば、キャリア信号と相電圧指令値に基づくパルス幅変調によりスイッチング指令信号を生成し、該スイッチング指令信号に基づいてインバータを操作してバッテリから多相モータに供給する電力を制御するモータ制御方法が提供される。このモータ制御方法では、バッテリが低温であると判断した場合には、キャリア信号の少なくとも２相の位相を相互に異なる値に設定してスイッチング指令信号を生成する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、バッテリの充放電電力を多相モータに対する要求出力に応じて定めるモータ制御システムにおいて、より好適なバッテリの暖機制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【0010】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態によるモータ制御方法が実行されるモータ制御システム１００の構成を示すブロック図である。図示のように、モータ制御システム１００は、主として、モータ１０と、モータ制御装置２０と、バッテリ３０と、インバータ４０と、により構成される。
図１は、本実施形態によるモータ制御方法が実行されるモータ制御システム１００の構成を示すブロック図である。図示のように、モータ制御システム１００は、主として、モータ１０と、モータ制御装置２０と、バッテリ３０と、インバータ４０と、により構成される。
【0011】
モータ１０は、例えば、永久磁石（ＩＰＭ:Interior Permanent Magnet）型の三相同期電動機により構成される。
【0012】
モータ制御装置２０は、所望の要求出力に応じて定まるトルク指令値に基づいて、モータ１０に印加すべき交流電圧に相当する相電圧指令値を算出し、当該相電圧指令値及びバッテリ電圧に基づいて変調率Ｍ（Ｕ相変調率Ｍｕ、Ｖ相変調率Ｍｖ、Ｗ相変調率Ｍｗ）を演算する。
【0013】
また、モータ制御装置２０は、変調率Ｍ、及び所定のキャリア発生器により生成されるキャリア信号（キャリアＣ）から、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号Ｓｐを生成する。より具体的に、モータ制御装置２０は、各相の変調率Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗと、各相のキャリアＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗと、の大小関係を比較し、当該比較結果に基づいて各スイッチング素子ＳＷのオン・オフパターン（デューティーパターン）を定め、これをＰＷＭ信号Ｓｐとする。特に、モータ制御装置２０は、Ｕ相変調率ＭｕがＵ相キャリアＣｕよりも大きい場合にＵ相に対応するスイッチング素子ＳＷｕの上アームをオン且つ下アームをオフにし、小さい場合には上アームをオフ且つ下アームをオンにするＵ相デューティーパターンを定める。Ｖ相デューティーパターン及びＷ相デューティーパターンについても同様に設定される。
【0014】
さらに、本実施形態のモータ制御装置２０は、バッテリ３０の温度検出値（以下、単に「バッテリ温度ＴＢ」とも称する）に応じて、制御モードを基本制御モード及び暖機制御モードの何れかを実行する。そして、モータ制御装置２０は、基本制御モードにおいて、後述する基本キャリアＣ１を用いてＰＷＭ信号Ｓｐを生成する。一方、モータ制御装置２０は、暖機制御モードにおいて、基本キャリアＣ１とは異なる後述の暖機用キャリアＣ２を用いてＰＷＭ信号Ｓｐを生成する。なお、基本制御モード及び暖機制御モードの詳細は後述する。
【0015】
また、モータ制御装置２０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備え、上述した各構成を実行可能となるようにプログラムされたコンピュータにより実現される。また、モータ制御装置２０を、各処理を分散して実行する複数のコンピュータハードウェアにより構成することも可能である。
【0016】
インバータ４０は、バッテリ３０に対して並列に接続される平滑コンデンサ４２と、上述した各スイッチング素子ＳＷと、を備える。さらに、インバータ４０は、モータ制御装置２０により生成されたＰＷＭ信号により規定されるスイッチングパターンに応じて、各スイッチング素子ＳＷｕを駆動するための図示しない駆動回路を備える。
【0017】
バッテリ３０は、リチウムイオン二次電池等の車載用の二次電池により構成される。
【0018】
以下、モータ制御装置２０による処理の詳細については説明する。モータ制御装置２０は、バッテリ温度ＴＢが所定の閾値温度以上である場合に基本制御モードを実行する一方、バッテリ温度ＴＢが閾値温度未満である場合には、暖機制御モードを実行する。なお、閾値温度は、暖機を要する程度にバッテリ温度ＴＢが低下しているか否かを判断する観点から適宜定められる。
【0019】
基本制御モードは、エネルギー効率（電費）を考慮して、モータ１０のトルク指令値に基づく相電圧指令値に応じたデューティーパターンを定めるキャリアＣを設定する制御モードである。特に、基本制御モードでは、各相の位相を同一に設定した基本キャリアＣ１を用いてＰＷＭ信号Ｓｐを生成する。
【0020】
一方、暖機制御モードは、低温環境下などにおいて、モータ１０のトルク指令値を満たしつつバッテリ３０の昇温を促進させるデューティーパターンを定めるキャリアＣを設定する制御モードである。特に、暖機制御モードでは、基本キャリアＣ１とは異なる暖機用キャリアＣ２を用いてＰＷＭ信号Ｓｐを生成する。
【0021】
ここで、暖機用キャリアＣ２は、各相の位相の内の少なくとも２つが異なる値に設定される。特に、本実施形態では、図１に示すように、Ｕ相キャリアＣ２ｕの位相を、Ｖ相キャリアＣ２ｖ及びＷ相キャリアＣ２ｗの各位相に対して１８０°ずらして定められる。
【0022】
これにより、暖機制御モードでは、各相間で位相差を持った暖機用キャリアＣ２を用いて各相のスイッチング素子ＳＷｕ，ＳＷｖ，ＳＷｗが駆動されることとなる。このため、各スイッチング素子ＳＷｕ，ＳＷｖ，ＳＷｗと平滑コンデンサ４２を電気的に接続するバスバ４４に、基本制御モード時に比べてより大きい電流振幅（以下、「リプル電流Ｉ」とも称する）を生じさせることができる。そして、このリプル電流Ｉがインバータ４０とバッテリ３０の間の電気接続５０を介してバッテリ３０に伝達されることで、当該バッテリ３０にキャリア周波数ｆと同一周波数成分を持つリプル電流Ｉ´が誘起される。結果として、バッテリ３０に流れる電流が当該リプル電流Ｉ´の発生により内部抵抗Ｒに流れる電流（発熱量）が増加し、昇温が促進されることとなる。
【0023】
なお、図１においては簡略化のため、モータ１０の停止時を想定した各相の変調率Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗがゼロに固定される（キャリアの変位中心に一致する）態様を示している。一方で、モータ駆動時には、駆動状況（相電圧指令値やモータ誘起電圧など）に同期して各相の変調率Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗが変化するが、その場合も上記の制御ロジックは同様に適用可能である。
【0024】
以上説明した本実施形態のモータ制御方法による作用効果をまとめて説明する。
【0025】
本実施形態のモータ制御方法では、キャリア信号（キャリアＣ）と相電圧指令値に基づくパルス幅変調によりスイッチング指令信号（ＰＷＭ信号Ｓｐ）を生成し、該ＰＷＭ信号Ｓｐに基づいてインバータ４０を操作してバッテリ３０から多相モータ（モータ１０）に供給する電力を制御する。特に、このモータ制御方法では、バッテリ３０が低温であると判断した場合には、キャリアＣの少なくとも２相の位相を相互に異なる値に設定した暖機用キャリア信号（暖機用キャリアＣ２）に基づいて、ＰＷＭ信号Ｓｐを生成する。
【0026】
これにより、モータ１０の要求出力に応じた相電圧指令値に基づいてＰＷＭ信号Ｓｐを生成しバッテリ３０からモータ１０に電力を供給するモータ制御システム１００を前提として、キャリアＣの位相を調節するという簡素な手法によりバッテリ３０の自己発熱を増大させて暖機を促進することができる。結果として、低温環境下などの暖機が要求されるシーンにおいて、モータ１０に対する制御を維持しつつバッテリ３０の昇温効果を高めて充放電特性を改善させることができる。
【0027】
特に、本実施形態では、モータ１０に対する要求出力に応じた相電圧指令値そのものは維持した状態としつつ、キャリアＣの位相を調節してバッテリ３０に流す電流を増大させて昇温を促進する。このため、モータ１０の駆動制御への影響を抑えつつ、バッテリ３０を昇温させることができる。
【0028】
より具体的に、本実施形態では、バッテリ温度ＴＢが所定の閾値温度以上である場合には、各相の位相を相互に同一に設定した基本キャリア信号（基本キャリアＣ１）からＰＷＭ信号Ｓｐを生成する基本制御モードを実行する。一方、バッテリ温度ＴＢが所定の閾値温度未満である場合には、少なくとも２相の位相を相互に異なる値に設定した暖機用キャリア信号（暖機用キャリアＣ２）からＰＷＭ信号Ｓｐを生成する暖機制御モードを実行する。
【0029】
これにより、バッテリ３０の暖機の要否に応じて、キャリアＣを基本キャリアＣ１と暖機用キャリアＣ２の間で適切に選択することができる。したがって、バッテリ３０の暖機を要しないシーンでは、モータ１０の駆動制御により適した基本キャリアＣ１を用いる一方で、暖機を要するシーンではバッテリ３０の昇温に適した暖機用キャリアＣ２を用いることを可能とする具体的な制御ロジックが実現される。
【0030】
さらに、本実施形態では、上記モータ制御方法の実行に適したモータ制御装置２０が提供される。
【0031】
なお、本実施形態では、暖機用キャリアＣ２におけるＵ相キャリアＣ２ｕの位相を、Ｖ相キャリアＣ２ｖ及びＷ相キャリアＣ２ｗの各位相に対して１８０°ずらす例を説明した。しかしながら、暖機用キャリアＣ２の各相キャリアＣ２ｕ，Ｃ２ｖ，Ｃ２ｗの位相設定に係る具体的な態様はこれに限定されるものでは無く、モータ１０の駆動制御への影響とバッテリ３０の昇温効果の大きさのバランス等を考慮して、適宜調整することができる。
【0032】
［第２実施形態］
以下、第２実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、先の実施形態で説明した構成と同様の構成に関して、その説明を適宜省略する。
以下、第２実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、先の実施形態で説明した構成と同様の構成に関して、その説明を適宜省略する。
【0033】
本実施形態のモータ制御装置２０は、基本制御モード及び暖機制御モードの間で、上述したキャリア位相に加えてキャリア周波数ｆを変えてバッテリ３０の昇温をより促進する制御（以下、「周波数制御」とも称する）を実行する。
【0034】
具体的に、モータ制御装置２０は、基本制御モード中のキャリア周波数ｆ（すなわち、基本キャリアＣ１の周波数）を基本周波数ｆ１に設定する。なお、基本周波数ｆ１は、モータ１０の駆動時におけるスイッチング損失の低減などを考慮して適宜定められる周波数である。
【0035】
一方、モータ制御装置２０は、暖気制御モード中のキャリア周波数ｆ（すなわち、暖機用キャリアＣ２の周波数）を、基本周波数ｆ１とは異なる暖機用周波数ｆ２に設定する。なお、暖機用周波数ｆ２は、暖機時のバッテリ３０の昇温効果をより高める観点から適宜定められる。
【0036】
特に、本実施形態では、既に説明したバスバ４４で発生するリプル電流Ｉからバッテリ３０で誘起されるリプル電流Ｉ´への伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）を考慮して、暖機用周波数ｆ２を定める。以下、その詳細を説明する。
【0037】
図２（Ａ）は、本実施形態におけるバッテリ３０とインバータ４０の間の回路構成の要部を示す図である。
【0038】
既に説明したように、バッテリ３０で生じるリプル電流Ｉ´は、インバータ４０のバスバ４４で発生するリプル電流Ｉに誘起されて生じる。したがって、リプル電流Ｉからリプル電流Ｉ´への伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）は、バスバ４４からバッテリ３０までの間の電気接続５０の構成に依存する。
【0039】
より具体的に、図２（Ａ）に示す回路構成を前提とした場合、伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）は、平滑コンデンサ４２の静電容量及び電気接続５０の寄生インダクタンスＬにより定まることとなる。
【0040】
【0041】
図示のように、本実施形態における伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）は、バスバ４４のリプル電流Ｉを基準とした一次のローパスフィルタ特性を示す。したがって、上記回路構成を前提とした場合、キャリア周波数ｆが低いほど伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）が向上する。すなわち、キャリア周波数ｆが低いほど、同一のリプル電流Ｉに対してより大きいリプル電流Ｉ´が誘起される。
【0042】
このため、本実施形態では、暖機用周波数ｆ２を基本周波数ｆ１よりも低く設定する（第１の周波数制御）。これにより、暖機制御モード中のリプル電流Ｉ´をより大きくしてバッテリ３０の自己発熱量を増加させることができる。
【0043】
以上説明した本実施形態のモータ制御方法によれば、基本制御モードでは、基本キャリアＣ１のキャリア周波数ｆを所定の基本周波数ｆ１に設定する。一方、暖機制御モードでは、暖機用キャリア信号（暖機用キャリアＣ２）のキャリア周波数ｆを、基本周波数ｆ１とは異なる暖機用周波数ｆ２に設定する。
【0044】
これにより、非暖機時（基本制御モード中）と暖機時（暖機制御モード中）において、キャリア周波数ｆをそれぞれのモードにおいて好ましい値に切り替えることができる。より詳細には、非暖機時にはモータ１０の駆動に適したＰＷＭ信号Ｓｐを生成しつつ、暖機時にはバッテリ３０の自己発熱をより促進し得るＰＷＭ信号Ｓｐを生成するための具体的な制御ロジックが実現される。
【0045】
特に、本実施形態では、暖機用周波数ｆ２を基本周波数ｆ１よりも低く設定する。
【0046】
これにより、バッテリ３０とインバータ４０の間の特定の回路構成（図２Ａ）を前提とした場合において、暖機時にバッテリ３０の昇温効果をより高めるための具体的な制御ロジックが実現される。
【0047】
［第３実施形態］
本実施形態では、モータ制御装置２０が、第２の周波数制御を実行する例を説明する。より具体的に、第２の周波数制御では、暖機用周波数ｆ２を、バッテリ３０に流れる電流の実効値がモータ１０の相電流の実効値よりも大きくなるように設定する。なお、バッテリ３０に流れる電流の実効値及びモータ１０の相電流の実効値は、それぞれ、図示しない電流センサにより検出される検出値から演算することができる。
本実施形態では、モータ制御装置２０が、第２の周波数制御を実行する例を説明する。より具体的に、第２の周波数制御では、暖機用周波数ｆ２を、バッテリ３０に流れる電流の実効値がモータ１０の相電流の実効値よりも大きくなるように設定する。なお、バッテリ３０に流れる電流の実効値及びモータ１０の相電流の実効値は、それぞれ、図示しない電流センサにより検出される検出値から演算することができる。
【0048】
これにより、暖機制御モードにおけるリプル電流Ｉ´をより増大させることができ、バッテリ３０の昇温効果をより高めることができる。
【0049】
［第４実施形態］
本実施形態では、モータ制御装置２０が、第３の周波数制御を実行する例を説明する。
特に、本実施形態では、第２実施形態で説明した回路構成（図２（Ａ））と同一の回路構成（図３（Ａ））において、バッテリ３０の内部抵抗Ｒが一定値以下となるシーン（より詳細にはバッテリ温度ＴＢが特に低いシーン）における伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）を考慮して暖機用周波数ｆ２を定める。
本実施形態では、モータ制御装置２０が、第３の周波数制御を実行する例を説明する。
特に、本実施形態では、第２実施形態で説明した回路構成（図２（Ａ））と同一の回路構成（図３（Ａ））において、バッテリ３０の内部抵抗Ｒが一定値以下となるシーン（より詳細にはバッテリ温度ＴＢが特に低いシーン）における伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）を考慮して暖機用周波数ｆ２を定める。
【0050】
【0051】
暖機制御モード中において特にバッテリ３０の内部抵抗Ｒが低いシーンでは、平滑コンデンサ４２の静電容量と電気接続５０の寄生インダクタンスＬの間に共振現象が発生する。そのため、図３（Ｂ）に示すように、伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）は特定の周波数（共振周波数）にピークを持つプロファイルを示す。したがって、当該シーンでは、暖機用周波数ｆ２を上記共振周波数と同一又はその近傍領域内の周波数に定めることで、バッテリ３０の昇温効果をさらに向上させることができる。
【0052】
なお、共振周波数は、既知の平滑コンデンサ４２の静電容量及び寄生インダクタンスＬから予め算出して記憶し、適宜、モータ制御装置２０により参照される。
【0053】
以上説明したように、本実施形態では、インバータ４０は、バッテリ３０に対して並列接続された平滑コンデンサ４２を備える。そして、暖機制御モードでは、暖機用周波数ｆ２を、平滑コンデンサ４２と、バッテリ３０と平滑コンデンサ４２との間の電気接続５０により生じる寄生インダクタンスＬと、を含む共振系における共振周波数と略同一に定める。
【0054】
これにより、バッテリ３０の内部抵抗が一定値以下となる特定のシーン（低温環境下など）で示される伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）を考慮して、バッテリ３０の自己発熱が好適に促進される暖機用周波数ｆ２を定めることができる。結果として、暖機制御モード中におけるバッテリ３０の昇温効果をさらに向上させることができる。
【0055】
［第５実施形態］
本実施形態では、第４の周波数制御の態様を説明する。
本実施形態では、第４の周波数制御の態様を説明する。
【0056】
図４（Ａ）は、本実施形態におけるバッテリ３０とインバータ４０の間の回路構成の要部を示す図である。図示のように、本実施形態の回路構成では、インバータ４０の平滑コンデンサ４２と、バッテリ３０と、の間にこれらに並列接続された共振特性調節用コンデンサ６０が設けられる。すなわち、図４（Ａ）の回路構成は、共振特性調節用コンデンサ６０が設けられる点で図３（Ａ）の回路構成と異なる。
【0057】
このように共振特性調節用コンデンサ６０を設けたことにより、インバータ４０からバッテリ３０のまでの電気接続５０における特性が変化する。このため、図３（Ａ）の回路構成に対して共振系の特性を調節して、伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）のプロファイル（ピーク周波数、ピーク位置及び／又はピーク幅）を変化させることができる。
【0058】
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の回路構成を前提とした伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）を表す図である。図示のように、本実施形態の伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）では、図３（Ｂ）に示す伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）と比べてピーク幅が狭く且つピーク高さが大きくなっている。このため、暖機用周波数ｆ２を共振周波数と同一に設定することで、リプル電流Ｉあたりのリプル電流Ｉ´の値がより大きくなり、バッテリ３０の昇温効果をより一層向上させることができる。
【0059】
以上説明したように、本実施形態では、バッテリ３０と平滑コンデンサ４２の間の電気接続５０に、バッテリ３０に対して並列接続される共振特性調節用コンデンサ６０が設けられる。
【0060】
これにより、インバータ４０及びバッテリ３０を含む回路構成における共振系の特性を変化させて、伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）のプロファイルを調節することができる。特に、本実施形態では、伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）のプロファイルが、ピークをとる周波数（すなわち、共振周波数）においてより高い値をとるように調節される。このため、暖機用周波数ｆ２を共振周波数に一致させることで、バッテリ３０の昇温効果をより一層向上させることができる。
【0061】
特に、本実施形態の制御であれば、極低温環境下などのバッテリ３０の内部抵抗が低くなるシーンにおいても、バッテリ３０の自己発熱を適切に促して十分な昇温効果を実現することができる。
【0062】
なお、本実施形態では、図４（Ａ）に示す回路構成を前提として、バッテリ３０に並列に共振特性調節用コンデンサ６０を接続することで、共振特性（伝達特性プロファイル）を変化させる例を説明した。一方で、共振特性を変化させるための具体的な構成はこれに限られず、前提とする回路構成などに応じて適宜変更が可能である。
【0063】
［第６実施形態］
本実施形態では、第５の周波数制御の態様を説明する。
本実施形態では、第５の周波数制御の態様を説明する。
【0064】
具体的に、本実施形態において、暖機制御モード中のキャリア周波数ｆの変化に応じたバッテリ３０の電流を計測し、その計測結果に応じて暖機用周波数ｆ２を求める処理（周波数探索処理）を実行する。
【0065】
より具体的に、周波数探索処理では、暖機制御モードの開始時点などの所定のタイミングを基点として、キャリア周波数ｆを所定範囲でスイープさせる。そして、スイープさせた所定範囲の中でバッテリ３０の電流が最大となる周波数を特定し、暖機用周波数ｆ２を当該周波数とする。さらに、周波数探索処理を所定時間ごとに実行して、適宜、暖機用周波数ｆ２を更新する。
【0066】
これにより、暖機制御モード中におけるバッテリ３０の実電流挙動に応じて、適宜、高いリプル電流Ｉ´を誘起し得る暖機用周波数ｆ２を定めることができる。
【0067】
以上説明した本実施形態のモータ制御方法によれば、暖機制御モードでは、所定時間ごとに暖機用周波数ｆ２を探索して設定する周波数探索処理を実行する。特に、周波数探索処理では、キャリア周波数ｆを所定の探索範囲で変化させてバッテリ３０の電流を観測し、当該探索範囲においてバッテリ３０の電流が最も高くなる周波数を暖機用周波数ｆ２に設定する。
【0068】
これにより、暖機制御モード中においてバッテリ温度ＴＢが変化するなどの理由で、高いリプル電流Ｉ´を実現し得る周波数が変化する場合であっても、適宜、リプル電流Ｉ´を最大化し得る周波数を特定して、これを暖機用周波数ｆ２とすることができる。このため、暖機制御モードにおけるバッテリ３０の昇温効果をさらに向上させることができる。
【0069】
なお、上述の第４実施形態で説明したように、回路構成由来の共振系によって伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）が共振周波数にピークを持つプロファイルをとる場合に、予め当該ピークを含む周波数範囲を特定して周波数探索処理を実行する構成を採用しても良い。これにより、バッテリ３０の実電流の挙動を観測した上で伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）がピークをとる周波数をより適確に特定することができる。特に、第５実施形態で説明したように、伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）のピーク幅が比較的狭い場合（比較的シャープである場合）に、周波数探索処理を実行して伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）がピークをとる周波数をより確実に特定することで、暖機用周波数ｆ２が当該周波数からずれて設定されることによるリプル電流Ｉ´の大幅な低下（バッテリ３０の昇温効果の低下）をより確実に防止することができる。
【0070】
［第７実施形態］
本実施形態では、モータ制御装置２０が、リプル電流Ｉからリプル電流Ｉ´への伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）をより向上させる制御（以下、「伝達特性向上処理」）を実行する例を説明する。
本実施形態では、モータ制御装置２０が、リプル電流Ｉからリプル電流Ｉ´への伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）をより向上させる制御（以下、「伝達特性向上処理」）を実行する例を説明する。
【0071】
図５（Ａ）は、本実施形態において、リプル電流Ｉからリプル電流Ｉ´への伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）を定める回路構成を示す図である。図示のように、本実施形態の回路構成では、インバータ４０の平滑コンデンサ４２は、バッテリ３０に対して並列接続された２つのコンデンサ素子４２ａ，４２ｂにより構成される。また、これら２つの内、バスバ４４側に設けられるコンデンサ素子４２ａにはスイッチ７０が設けられる。そして、モータ制御装置２０が、当該スイッチ７０のオン・オフ操作を制御することにより、コンデンサ素子４２ａとバッテリ３０との間の電気的接続が接続状態（オン状態）及び非接続状態（オフ状態）の間で切り替えられる。
【0072】
特に、本実施形態において、モータ制御装置２０は、バッテリ３０の昇温速度が所定の閾値速度以上である場合に、スイッチ７０をオンにする。一方、バッテリ３０の昇温速度が上記閾値未満である場合には、スイッチ７０をオフにする（第１の伝達特性向上処理）。なお、バッテリ３０の昇温速度について、例えば、温度センサ値の経時変化から定めることができる。
【0073】
図５（Ｂ）は、スイッチ７０のオン・オフ状態に応じた伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）を示す図である。
【0074】
図示のように、スイッチ７０をオフにしてコンデンサ素子４２ａをバッテリ３０に対して電気的に切り離した状態では、スイッチ７０をオンとしている状態と比べて同一周波数に対する伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）の値が向上する。このため、暖機中にバッテリ３０の昇温速度が所望の速度に達しない場合には、スイッチ７０をオフにすることで伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）を向上させ、バッテリ３０の昇温をより促進させることができる。
【0075】
以上説明した本実施形態のモータ制御方法によれば、暖機制御モードでは、バッテリ３０の温度を示唆する温度パラメータ（昇温速度）に基づいてインバータ４０とバッテリ３０との間の電気的断続を切り替えるスイッチ７０を操作し、インバータ４０の電気配線に流れる電流当たりの（すなわちリプル電流Ｉ当たりの）バッテリ３０で生じるリプル電流（すなわちリプル電流Ｉ´）を増大させる。
【0076】
これにより、暖機制御モード中におけるバッテリ３０の昇温状態に応じて、適宜、伝達特性向上処理が実行されることとなるので、バッテリ３０の昇温効果をさらに向上させることができる。
【0077】
特に、本実施形態のインバータ４０の平滑コンデンサ４２は、バッテリ３０に対して並列接続された複数（本実施形態では２つ）のコンデンサ素子４２ａ，４２ｂにより構成される。そして、暖機制御モードでは、バッテリ３０の昇温速度が所定の閾値速度未満である場合には、スイッチ７０を操作して各コンデンサ素子４２ａ，４２ｂの何れか（本実施形態ではコンデンサ素子４２ａ）をバッテリ３０から電気的に切り離す。
【0078】
これにより、暖機中に意図したバッテリ３０の昇温効果が得られていないシーンを適切に検知して、昇温効果を向上させる処理を実行することができる。
【0079】
［第８実施形態］
本実施形態では、第２の伝達特性向上処理の態様を説明する。
本実施形態では、第２の伝達特性向上処理の態様を説明する。
【0080】
図６は、本実施形態におけるバッテリ３０とインバータ４０の間の回路構成の要部を示す図である。
【0081】
図示のように、バッテリ３０は、インバータ４０に対して相互に並列に接続された複数（図では２つ）の単位蓄電部３０ａ，３０ｂを備える。さらに、各単位蓄電部３０ａ，３０ｂにはそれぞれ、インバータ４０との間の電気的接続を切り替えるためのスイッチ７０ａ，７０ｂが設けられている。
【0082】
そして、モータ制御装置２０は、暖機制御モードにおいて、各単位蓄電部３０ａ，３０ｂの温度ばらつきの大きさに応じて、各スイッチ７０ａ，７０ｂを個別にオン又はオフに操作する。
【0083】
より具体的に、温度ばらつきが一定値以上である場合には、各単位蓄電部３０ａ，３０ｂの中で相対的に高い温度をとる方を特定する。そして、例えば、単位蓄電部３０ａが相対的に高い温度をとる場合、スイッチ７０ａをオフ及びスイッチ７０ｂをオンにする。これにより、相対的に高い温度をとる単位蓄電部３０ａがインバータ４０から電気的に切り離され、相対的に低い温度をとる単位蓄電部３０ｂのみがインバータ４０に電気的に接続される。なお、単位蓄電部３０ｂが相対的に高い温度をとる場合においても同様のロジックで各スイッチ７０ａ，７０ｂのオン／オフを制御する。
【0084】
これにより、各単位蓄電部３０ａ，３０ｂの間の温度ばらつきが大きいシーンでは、伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）のゲイン（リプル電流Ｉ当たりのリプル電流Ｉ´）を相対的に低い温度の単位蓄電部３０ｂに集中させて、当該単位蓄電部３０ｂの昇温を優先させることができる。
【0085】
以上説明したように、本実施形態では、バッテリ３０は、複数の単位蓄電部３０ａ，３０ｂを備える。そして、暖機制御モードでは、それぞれの単位蓄電部３０ａ，３０ｂの温度ばらつきが一定値以上である場合に、各単位蓄電部３０ａ，３０ｂの中で相対的に温度の高い単位蓄電部３０ａをインバータ４０から電気的に切り離す。
【0086】
これにより、暖機時に各単位蓄電部３０ａ，３０ｂの間の温度ばらつきが大きくなっても、相対的に低温の単位蓄電部３０ｂを優先的に昇温させることができる。結果として、複数の単位蓄電部３０ａ，３０ｂを均等に昇温させることができ、バッテリ３０全体を所望の温度に昇温させるまでの時間（暖機時間）を短縮することができる。
【0087】
なお、本実施形態で示した回路構成は一例であり、温度ばらつきに応じて複数単位蓄電部とインバータ４０との電気的接続のオン／オフが可能であるならば、任意の回路構成を採用することができる。
【0088】
［第９実施形態］
本実施形態では、第３の伝達特性向上処理の態様を説明する。
本実施形態では、第３の伝達特性向上処理の態様を説明する。
【0089】
特に、本実施形態においても、第９実施形態と同様にバッテリ３０が複数（図では２つ）の単位蓄電部３０ａ，３０ｂを備える。そして、バッテリ３０の温度に応じて、各単位蓄電部３０ａ，３０ｂのインバータ４０に対する電気接続状態を個別に切り替える。
【0090】
図７は、本実施形態におけるバッテリ３０とインバータ４０の間の回路構成の要部を示す図である。
【0091】
図示のように、本実施形態の回路構成であれば、バッテリ３０の温度に応じて各スイッチ７０ｃ，７０ｄ，７０ｅを個別に操作することで、各単位蓄電部３０ａ，３０ｂのインバータ４０に対する電気接続状態（並列、直列、又は非接続）を切り替えることができる。
【0092】
具体的に、モータ制御装置２０は、基本制御モード中において、スイッチ７０ｃをオン、スイッチ７０ｄをオフ、及びスイッチ７０ｅをオフにそれぞれ設定する。一方、暖機制御モードにおいて、スイッチ７０ｃをオフ、スイッチ７０ｄをオン、及びスイッチ７０ｅをオンにそれぞれ設定する。
【0093】
これにより、非暖機時（通常のモータ駆動時）には各単位蓄電部３０ａ，３０ｂがインバータ４０に対して直列接続されて高いバッテリ出力を確保できる。一方で、暖機時には各単位蓄電部３０ａ，３０ｂがインバータ４０に対して直列接続される。このため、バッテリ３０の合成内部抵抗値が減少して伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）が向上し、バッテリ３０の昇温がより促進される。
【0094】
以上説明したように、本実施形態では、バッテリ３０は、複数の単位蓄電部３０ａ，３０ｂを備える。そして、基本制御モードでは、各単位蓄電部３０ａ，３０ｂをインバータ４０に対して直接接続とする。一方で、暖機制御モードでは、各単位蓄電部３０ａ，３０ｂをインバータ４０に対して並列接続する。
【0095】
これにより、基本制御モードにおいては高いバッテリ出力を確保しつつ、暖機制御モードにおいては伝達特性ＴＩ´/Ｉ（ｆ）を向上させてバッテリ３０の昇温効果をより高める制御ロジックが実現される。
【0096】
なお、本実施形態で示した回路構成は一例であり、基本制御モードと暖機制御モードにおいて、複数単位蓄電部とインバータ４０の接続を直接接続と並列接続の間で切り替えることが可能であるならば、任意の回路構成を採用することができる。
【0097】
［第１０実施形態］
本実施形態では、モータ制御装置２０が、暖機制御モードにおいて、バッテリ３０の昇温を促進する観点から変調率Ｍを調節する変調率調節制御を実行する。
本実施形態では、モータ制御装置２０が、暖機制御モードにおいて、バッテリ３０の昇温を促進する観点から変調率Ｍを調節する変調率調節制御を実行する。
【0098】
具体的に、本実施形態の変調率調節制御では、変調率Ｍを、モータ１０内に発生する合成起磁力の方向がロータ磁極位置と一致するように定める。
【0099】
図８（Ａ）は、変調率調節制御により調節された変調率Ｍ、当該変調率Ｍに応じたモータ１０の各相電流、及び当該各相電流の平均値（特にキャリア周期あたりの平均値）の時間発展を示す図である。また、図８（Ｂ）は、変調率調節制御を実行した際の各相電流ベクトル、合成起磁力の方向、及びロータ磁極位置の関係を示すフェーザ図である。
【0100】
図示のように、変調率調節制御では、三相交流座標系を基準としたフェーザ表示上において、各相電流ベクトルの合成ベクトルの方向（すなわち、各相電流ベクトルが作る合成起磁力の方向）が予め所定のセンサ等により検出されるロータ磁極位置（すなわち、ｄ軸方向）に一致するように変調率Ｍを調節する。
【0101】
以上説明した本実施形態のモータ制御方法によれば、暖機制御モードでは、相電圧指令値に基づく変調率Ｍを、モータ１０内に発生する合成起磁力の方向がロータ磁極位置と一致するように定める。特に、合成起磁力の方向は、各相電流におけるキャリア周期あたりの平均値により決定される。
【0102】
これにより、上述のように、暖機制御モード中に、基本制御モードとは異なる暖機用キャリアＣ２からＰＷＭ信号Ｓｐを生成することによる、モータ１０の駆動制御への影響（意図しないモータトルクの発生など）をより確実に防止することができる。
【0103】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。また、上記各実施形態は可能な範囲で任意に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【0104】
１０ モータ
２０ モータ制御装置
３０ バッテリ
４０ インバータ
４２ 平滑コンデンサ
５０ 電気接続
６０ 共振特性調節用コンデンサ
７０ スイッチ
１００ モータ制御システム
２０ モータ制御装置
３０ バッテリ
４０ インバータ
４２ 平滑コンデンサ
５０ 電気接続
６０ 共振特性調節用コンデンサ
７０ スイッチ
１００ モータ制御システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
