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公開番号2025089863
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-16
出願番号2023204788
出願日2023-12-04
発明の名称制御システム、制御方法
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類H02P 27/06 20060101AFI20250609BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】システム全体の挙動を考慮して、サージ電圧を抑制し、かつ、スイッチング損失を最小化する。
【解決手段】制御システム1は、モータ10とインバータ20とから構成されるモータ駆動システムを、アクティブゲート制御により制御する。制御システム1は、ゲート電流指令を生成するゲート電流指令生成部80と、ゲート電流指令に基づいたゲート電流をスイッチング素子Tr1～Tr6のゲートに供給する駆動回路30と、を備える。ゲート電流指令生成部は、ブラックボックス最適化を用いて、モータ10の駆動状態とインバータ20の駆動状態とを反映させた、スイッチング素子Tr1～Tr6それぞれについて、オン/オフの組み合わせと、スイッチング期間をあらかじめ決められた数で分割した区間ごとのゲート電流の組み合わせと、を決定し、ゲート電流指令を生成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
モータ（１０）と、複数のスイッチング素子（Ｔｒ１～Ｔｒ６）がブリッジ接続されたブリッジ回路から構成され、前記モータへの電力供給を制御するインバータ（２０）と、から構成されるモータ駆動システムを、アクティブゲート制御により制御する制御システム（１）であって、
ゲート電流指令を生成するゲート電流指令生成部（８０）と、
前記ゲート電流指令に基づいたゲート電流を、前記複数のスイッチング素子のゲートにそれぞれ供給することにより、前記複数のスイッチング素子を駆動する駆動回路（３０）と、を備え、
前記ゲート電流指令生成部は、
エネルギー損失の最小化のため、ブラックボックス最適化を用いて、前記モータの駆動状態と、前記インバータの駆動状態と、を反映させた、
前記複数のスイッチング素子のオン／オフの組み合わせと、
前記複数のスイッチング素子それぞれについて、スイッチング期間をあらかじめ決められた数で分割した区間ごとのゲート電流の組み合わせと、
を決定し、
前記オン／オフの組み合わせと前記区間ごとのゲート電流の組み合わせとに基づいた前記ゲート電流指令を生成する、
制御システム。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
請求項１に記載の制御システムであって、
前記モータ駆動システムは、電動モビリティを動作させるため、前記電動モビリティに搭載されており、
前記電動モビリティに搭載された量子インスパイアードマシンが、前記電動モビリティの運転中において前記モータ駆動システムを制御するため、前記ゲート電流指令生成部として機能する、
制御システム。
【請求項３】
電動モビリティが備えるモータ駆動システムを制御する制御方法であって、
前記モータ駆動システムを制御するためのマップデータを生成するステップであって、
前記マップデータは、前記電動モビリティの生産ラインにおいて前記電動モビリティの走行試験時に、前記電動モビリティに搭載されていない量子インスパイアードマシンが実行するブラックボックス最適化の処理により得られた、
前記モータ駆動システムを構成するモータおよびインバータのそれぞれの駆動状態を反映させた、前記インバータを構成する複数のスイッチング素子のオン／オフの組み合わせと、前記複数のスイッチング素子それぞれについて、スイッチング期間をあらかじめ決められた数で分割した区間ごとのゲート電流の組み合わせと、の集合を含む、
マップデータを生成するステップと、
前記電動モビリティに備えられたメモリに前記マップデータを格納するステップと、
前記電動モビリティが備えるゲート電流指令生成部が、前記電動モビリティの運転中において、前記マップデータを参照してゲート電流指令を生成し、前記複数のスイッチング素子を駆動する駆動回路に前記ゲート電流指令を供給するステップと、
を含む制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、制御システム、制御方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の技術においては、サージ電圧のピーク値と許容電圧との差分が小さくなるようにパワーデバイスのスイッチングの速度を調整することで、スイッチング損失を増加させることなく、サージ電圧を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１０２８１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に記載の技術は、複数のパワーデバイスが相互作用するシステムにおいてシステム全体の挙動を考慮したものではなかった。このため、このようなシステム全体の挙動を考慮して、サージ電圧を抑制し、かつ、スイッチング損失を最小化する技術が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態よれば、制御システムが提供される。この制御システム（１）は、モータ（１０）と、複数のスイッチング素子（Ｔｒ１～Ｔｒ６）がブリッジ接続されたブリッジ回路から構成され、前記モータへの電力供給を制御するインバータ（２０）と、から構成されるモータ駆動システムを、アクティブゲート制御により制御する制御システムであって、ゲート電流指令を生成するゲート電流指令生成部（８０）と、前記ゲート電流指令に基づいたゲート電流を、前記複数のスイッチング素子のゲートにそれぞれ供給することにより、前記複数のスイッチング素子を駆動する駆動回路（３０）と、を備える。前記ゲート電流指令生成部は、エネルギー損失の最小化のため、ブラックボックス最適化を用いて、前記モータの駆動状態と、前記インバータの駆動状態と、を反映させた、前記複数のスイッチング素子のオン／オフの組み合わせと、前記複数のスイッチング素子それぞれについて、スイッチング期間をあらかじめ決められた数で分割した区間ごとのゲート電流の組み合わせと、を決定し、前記オン／オフの組み合わせと前記区間ごとのゲート電流の組み合わせとに基づいた前記ゲート電流指令を生成する。
【０００６】
この形態の制御システムによれば、モータ駆動システム全体の挙動を考慮して、サージ電圧を抑制し、かつ、スイッチング損失を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
モータ制御システムの概略構成を表す図である。
スイッチング素子の寄生容量についての説明図である。
ターンオン動作についての説明図である。
ターンオフ動作についての説明図である。
スイッチング損失についての説明図である。
スルーレート制御についての説明図である。
量子ビットの割り当てについての説明図である。
トルク指令部が実行する最適化処理のフローチャートである。
第３実施形態にかかるモータ制御システムの概略構成を表す図である。
マップデータ生成処理のフローチャートである。
マップデータの例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．第１実施形態：
図１に示す、モータ制御システム１は、モータ駆動システムを制御する。モータ制御システム１は、モータ１０と、インバータ２０と、ゲート駆動回路３０と、バッテリユニット４０と、センサ群５０と、トルク指令部７０と、駆動指令生成部８０と、を備える。負荷としてのモータ１０と、インバータ２０と、を合わせてモータ駆動システムという。
【０００９】
モータ１０は、三相交流ブラシレスモータにより構成される。モータ１０は、後述するインバータ２０から供給される電圧および電流に応じた回転数およびトルクで回転する。なお、本実施形態においてモータ１０は電動機として機能するが、モータ１０は、電動発電機としてのいわゆるモータジェネレータとして機能するものであってもよい。
【００１０】
インバータ２０は、後述するバッテリユニット４０から供給される直流電圧を三相交流電圧に変換してモータ１０に供給することにより、モータ１０を駆動する。インバータ２０が備えるインバータ回路２１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に対応して設けられた３つのレグ２１ｕ、２１ｖ、２１ｗを有する。レグ２１ｕは上アームおよび下アームにそれぞれ設けられたスイッチング素子Ｔｒ１およびＴｒ２により、Ｕ相の電力供給の実行と停止とを切り替える。レグ２１ｖは上アームおよび下アームにそれぞれ設けられたスイッチング素子Ｔｒ３およびＴｒ４により、Ｖ相の電力供給の実行と停止とを切り替える。レグ２１ｗは上アームおよび下アームにそれぞれ設けられたスイッチング素子Ｔｒ５およびＴｒ６により、Ｗ相の電力供給の実行と停止とを切り替える。スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ６は、炭化珪素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）、または、窒化ガリウム（ＧａＮ）により形成されたパワー半導体素子である。本実施形態において、スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔ６がＭＯＳＦＥＴである例を説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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