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JP7632197B2 - INVERTER CONTROL DEVICE, PROGRAM, AND INVERTER CONTROL METHOD - Google Patents
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INVERTER CONTROL DEVICE, PROGRAM, AND INVERTER CONTROL METHOD Download PDF

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Description

本発明は、インバータ制御装置、プログラム、及びインバータ制御方法に関する。 The present invention relates to an inverter control device , a program , and an inverter control method .

従来、例えば特許文献1に記載されているように、ステータ巻線を有する回転電機と、ステータ巻線に電気的に接続されるインバータとを備える制御システムに適用されるインバータ制御装置が知られている。 Conventionally, as described in, for example, Patent Document 1, there is known an inverter control device that is applied to a control system that includes a rotating electric machine having a stator winding and an inverter electrically connected to the stator winding.

特開平3-198601号公報Japanese Patent Application Publication No. 3-198601

回転電機の高速回転領域において、ステータ巻線に弱め界磁電流を流す弱め界磁制御が実行され得る。この場合、回転電機に所定トルクを発生させるためにステータ巻線に流す電流ベクトルの大きさは、弱め界磁制御が行われていない場合よりも大きくなる。このため、弱め界磁制御が実行される場合、弱め界磁制御が実行されない場合よりもインバータ及び回転電機の発熱量が多くなり、インバータ及び回転電機の少なくとも一方が過熱状態になり得る。 In the high-speed rotation region of the rotating electric machine, a field-weakening control may be performed in which a field-weakening current is passed through the stator winding. In this case, the magnitude of the current vector passed through the stator winding to generate a predetermined torque in the rotating electric machine is larger than when field-weakening control is not performed. For this reason, when field-weakening control is performed, the inverter and the rotating electric machine generate more heat than when field-weakening control is not performed, and at least one of the inverter and the rotating electric machine may become overheated.

インバータ及び回転電機の少なくとも一方が過熱状態になることを回避するために、回転電機の指令トルクを低下させることも考えられる。しかしながら、この場合、回転電機の駆動を適正に継続できなくなる懸念がある。 To prevent at least one of the inverter and the rotating electric machine from overheating, it is possible to reduce the command torque of the rotating electric machine. However, in this case, there is a concern that the rotating electric machine may not be able to continue to be driven properly.

本発明は、回転電機のトルク低下を抑制又はトルクを維持しつつ、インバータ及び回転電機が過熱状態になることを回避できるインバータ制御装置、プログラム、及びインバータ制御方法を提供することを主たる目的とする。 The main object of the present invention is to provide an inverter control device , a program , and an inverter control method that can prevent the inverter and the rotating electric machine from becoming overheated while suppressing a torque decrease in the rotating electric machine or maintaining the torque.

本発明は、ステータ巻線を有する回転電機と、前記ステータ巻線に電気的に接続されるインバータと、を備える制御システムに適用されるインバータ制御装置において、前記ステータ巻線の指令電圧とキャリア信号との大小比較に基づいて、前記インバータのスイッチング制御を実行するスイッチ制御部と、前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得する取得部と、を備え、前記スイッチ制御部は、前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつ前記スイッチング制御を実行している場合において、取得した温度が温度閾値を超えたと判定したとき、前記キャリア信号の周波数を低減させ、かつ、前記弱め界磁電流を減少させる。 The present invention relates to an inverter control device that is applied to a control system that includes a rotating electric machine having a stator winding and an inverter electrically connected to the stator winding, and includes a switch control unit that executes switching control of the inverter based on a comparison of the magnitude between a command voltage of the stator winding and a carrier signal, and an acquisition unit that acquires the temperature of at least one of the inverter and the rotating electric machine. When the switching control is executed while a field-weakening current is passed through the stator winding, the switch control unit reduces the frequency of the carrier signal and decreases the field-weakening current when it is determined that the acquired temperature exceeds a temperature threshold value.

本発明では、ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつスイッチング制御が実行されている場合において、取得部により取得された温度が温度閾値を超えたと判定されたとき、キャリア信号の周波数を低減させる。これにより、単位時間当たりのスイッチング回数が減らされるため、インバータの電圧利用率が高くなり、また、インバータ及び回転電機の発熱量を抑制できる。 In the present invention, when switching control is being performed while a field-weakening current is flowing through the stator winding, if it is determined that the temperature acquired by the acquisition unit exceeds the temperature threshold, the frequency of the carrier signal is reduced. This reduces the number of switching operations per unit time, thereby increasing the voltage utilization rate of the inverter and suppressing the amount of heat generated by the inverter and rotating electric machine.

電圧利用率が高くなることにより、回転電機のトルクに余裕がでる。そこで、本発明では、弱め界磁電流を減少させる。これにより、ステータ巻線に流れる電流ベクトルの大きさを減少させ、インバータ及び回転電機の発熱量を抑制し、インバータ及び回転電機が過熱状態にならないようにすることができる。この際、弱め界磁電流の減少に伴うトルク低下を電圧利用率の向上によって抑制したり、弱め界磁電流の減少に伴うトルク低下分を電圧利用率の向上によって補償したりすることができる。 By increasing the voltage utilization rate, the rotating electric machine has more torque. Therefore, in the present invention, the field weakening current is reduced. This reduces the magnitude of the current vector flowing through the stator winding, suppresses the amount of heat generated by the inverter and the rotating electric machine, and prevents the inverter and the rotating electric machine from overheating. In this case, the torque reduction caused by the reduction in the field weakening current can be suppressed by improving the voltage utilization rate, and the torque reduction caused by the reduction in the field weakening current can be compensated for by improving the voltage utilization rate.

以上説明した本発明によれば、回転電機のトルク低下を抑制又はトルクを維持しつつ、インバータ及び回転電機が過熱状態になることを回避することができる。 According to the present invention described above, it is possible to prevent the inverter and the rotating electric machine from overheating while suppressing the torque drop of the rotating electric machine or maintaining the torque.

第1実施形態に係る制御システムの全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a control system according to a first embodiment. 制御装置が実行するトルク制御の機能ブロック図。FIG. 4 is a functional block diagram of torque control executed by the control device. スイッチング制御における指令電圧及びキャリア信号の推移を示す図。5 is a diagram showing changes in a command voltage and a carrier signal in switching control. FIG. 過熱保護制御の処理手順を示すフローチャート。4 is a flowchart showing a procedure for overheat protection control. キャリア信号の周波数の設定方法を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a method for setting the frequency of a carrier signal. 弱め界磁電流の設定方法を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a method for setting a field-weakening current. 過熱保護制御が実施された場合の一例を示すタイムチャート。5 is a time chart showing an example of a case where overheat protection control is performed. 第1実施形態の変形例に係るキャリア信号の周波数の設定方法を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a method for setting the frequency of a carrier signal according to a modified example of the first embodiment. 第2実施形態に係る過熱保護制御の処理手順を示すフローチャート。10 is a flowchart showing a processing procedure of overheat protection control according to a second embodiment. 第3実施形態に係る過熱保護制御の処理手順を示すフローチャート。13 is a flowchart showing a processing procedure of overheat protection control according to a third embodiment. 損失比較処理の手順を示すフローチャート。11 is a flowchart showing the procedure of a loss comparison process.

<第1実施形態>
以下、本発明に係る制御装置を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、制御装置を備える制御システムは、電気自動車等の車両に搭載されている。
First Embodiment
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a control device according to the present invention will now be described with reference to the drawings. In this embodiment, a control system including a control device is mounted on a vehicle such as an electric vehicle.

図1に示すように、車両10は、回転電機20を備えている。回転電機20は、3相の同期機であり、星形結線された各相のステータ巻線21を備えている。各相のステータ巻線21は、電気角で120°ずつずれて配置されている。本実施形態の回転電機20は、ロータ22に界磁極としての永久磁石を備える永久磁石同期機である。 As shown in FIG. 1, the vehicle 10 is equipped with a rotating electric machine 20. The rotating electric machine 20 is a three-phase synchronous machine equipped with star-connected stator windings 21 for each phase. The stator windings 21 for each phase are arranged offset by 120° in electrical angle. The rotating electric machine 20 of this embodiment is a permanent magnet synchronous machine equipped with permanent magnets as field poles in the rotor 22.

回転電機20は、車載主機であり、ロータ22が車両10の駆動輪11と動力伝達可能とされている。回転電機20が電動機として機能することにより発生するトルクが、ロータ22から駆動輪11に伝達される。これにより、駆動輪11が回転駆動させられる。なお、回転電機20は、車両10の車輪に一体に設けられるインホイールモータであってもよいし、車両10の車体に備えられるいわゆるオンボードモータであってもよい。 The rotating electric machine 20 is an in-vehicle main engine, and its rotor 22 is capable of transmitting power to the drive wheels 11 of the vehicle 10. The torque generated by the rotating electric machine 20 functioning as an electric motor is transmitted from the rotor 22 to the drive wheels 11. This causes the drive wheels 11 to rotate. The rotating electric machine 20 may be an in-wheel motor that is integrally provided on the wheels of the vehicle 10, or a so-called on-board motor that is provided on the body of the vehicle 10.

車両10は、インバータ30と、コンデンサ31と、直流電源である蓄電池12とを備えている。インバータ30は、上アームスイッチSWHと下アームスイッチSWLとの直列接続体を3相分備えている。本実施形態において、各スイッチSWH,SWLは、電圧制御形の半導体スイッチング素子であり、具体的にはIGBTである。このため、各スイッチSWH,SWLの高電位側端子はコレクタであり、低電位側端子はエミッタである。各スイッチSWH,SWLには、フリーホイールダイオードDH,DLが逆並列に接続されている。 The vehicle 10 includes an inverter 30, a capacitor 31, and a storage battery 12, which is a DC power source. The inverter 30 includes three phases of a series connection of an upper arm switch SWH and a lower arm switch SWL. In this embodiment, each switch SWH, SWL is a voltage-controlled semiconductor switching element, specifically an IGBT. Therefore, the high-potential terminal of each switch SWH, SWL is a collector, and the low-potential terminal is an emitter. Freewheel diodes DH, DL are connected in inverse parallel to each switch SWH, SWL.

各相において、上アームスイッチSWHのエミッタと、下アームスイッチSWLのコレクタとには、ステータ巻線21の第1端が接続されている。各相のステータ巻線21の第2端同士は、中性点で接続されている。なお、本実施形態において、各相のステータ巻線21は、ターン数が同じに設定されている。 In each phase, the first end of the stator winding 21 is connected to the emitter of the upper arm switch SWH and the collector of the lower arm switch SWL. The second ends of the stator windings 21 of each phase are connected to each other at the neutral point. In this embodiment, the stator windings 21 of each phase are set to have the same number of turns.

各相の上アームスイッチSWHのコレクタと、蓄電池12の正極端子とは、正極側母線Lpにより接続されている。各相の下アームスイッチSWLのエミッタと、蓄電池12の負極端子とは、負極側母線Lnにより接続されている。正極側母線Lpと負極側母線Lnとは、コンデンサ31により接続されている。なお、コンデンサ31は、インバータ30に内蔵されていてもよいし、インバータ30の外部に設けられていてもよい。 The collector of the upper arm switch SWH of each phase and the positive terminal of the storage battery 12 are connected by a positive side bus Lp. The emitter of the lower arm switch SWL of each phase and the negative terminal of the storage battery 12 are connected by a negative side bus Ln. The positive side bus Lp and the negative side bus Ln are connected by a capacitor 31. The capacitor 31 may be built into the inverter 30 or may be provided outside the inverter 30.

蓄電池12は、例えば組電池であり、蓄電池12の端子電圧は例えば数百Vである。蓄電池12は、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素蓄電池等の2次電池である。 The storage battery 12 is, for example, a battery pack, and the terminal voltage of the storage battery 12 is, for example, several hundred volts. The storage battery 12 is, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel-metal hydride battery.

車両10は、電流センサ32、電圧センサ33、回転角センサ34、モータ温度センサ35、インバータ温度センサ36、及び制御装置37を備えている。電流センサ32は、各相のうち少なくとも2相分のステータ巻線21に流れる電流を検出する。電圧センサ33は、コンデンサ31の端子電圧を電源電圧Vdcとして検出する。回転角センサ34は、例えばレゾルバであり、ロータ22の回転角(具体的には、電気角)を検出する。モータ温度センサ35は、例えばサーミスタであり、回転電機20の温度(例えば、ステータ巻線21の温度)をモータ温度Tmgdとして検出する。インバータ温度センサ36は、例えばサーミスタ又は感温ダイオードであり、インバータ30の温度(例えば、上,下アームスイッチSWH,SWLの温度)をインバータ温度Tinvdとして検出する。各センサ32~36の検出値は、制御装置37に入力される。 The vehicle 10 is equipped with a current sensor 32, a voltage sensor 33, a rotation angle sensor 34, a motor temperature sensor 35, an inverter temperature sensor 36, and a control device 37. The current sensor 32 detects the current flowing through the stator windings 21 of at least two of the phases. The voltage sensor 33 detects the terminal voltage of the capacitor 31 as the power supply voltage Vdc. The rotation angle sensor 34 is, for example, a resolver, and detects the rotation angle (specifically, the electrical angle) of the rotor 22. The motor temperature sensor 35 is, for example, a thermistor, and detects the temperature of the rotating electric machine 20 (for example, the temperature of the stator windings 21) as the motor temperature Tmgd. The inverter temperature sensor 36 is, for example, a thermistor or a temperature-sensitive diode, and detects the temperature of the inverter 30 (for example, the temperature of the upper and lower arm switches SWH and SWL) as the inverter temperature Tinvd. The detection values of the sensors 32 to 36 are input to the control device 37.

制御装置37は、マイコン37aを主体として構成され、マイコン37aは、CPUを備えている。マイコン37aが提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコン37aがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコン37aは、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体(non-transitory tangible storage medium)に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、図4等に示す処理のプログラムが含まれる。プログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えば、インターネット等のネットワークを介して更新可能である。 The control device 37 is mainly composed of a microcomputer 37a, which is equipped with a CPU. The functions provided by the microcomputer 37a can be provided by software recorded in a physical memory device and a computer that executes the software, by software alone, by hardware alone, or by a combination of these. For example, when the microcomputer 37a is provided by an electronic circuit that is hardware, it can be provided by a digital circuit including a large number of logic circuits, or an analog circuit. For example, the microcomputer 37a executes a program stored in a non-transitory tangible storage medium as a storage unit provided in the microcomputer 37a. The program includes, for example, a program for the process shown in FIG. 4. When the program is executed, a method corresponding to the program is executed. The storage unit is, for example, a non-volatile memory. Note that the program stored in the storage unit can be updated, for example, via a network such as the Internet.

制御装置37は、指令トルクTrq*を受信する。制御装置37は、回転電機20のトルクを受信した指令トルクTrq*に制御すべく、インバータ30を構成する各スイッチSWH,SWLのスイッチング制御を行う。各相において、上アームスイッチSWHと下アームスイッチSWLとは、デッドタイムを挟みつつ交互にオンされる。 The control device 37 receives the command torque Trq*. The control device 37 performs switching control of the switches SWH and SWL that constitute the inverter 30 to control the torque of the rotating electric machine 20 to the received command torque Trq*. In each phase, the upper arm switch SWH and the lower arm switch SWL are alternately turned on with a dead time therebetween.

続いて、図2を用いて、制御装置37により実行される回転電機20のトルク制御について説明する。図2に示す例では、トルク制御として、電流フィードバック制御が行われる。なお、電流フィードバック制御に代えて、トルクフィードバック制御が行われてもよい。 Next, the torque control of the rotating electric machine 20 executed by the control device 37 will be described with reference to FIG. 2. In the example shown in FIG. 2, current feedback control is performed as the torque control. Note that torque feedback control may be performed instead of current feedback control.

指令電流設定部40は、指令トルクTrq*、ロータ22の回転速度Nm、及び後述するキャリア信号Sigの周波数frに基づいて、d,q軸指令電流Id*,Iq*を設定する。d,q軸指令電流Id*,Iq*は、例えば、最小電流最大トルク制御(MTPA)により算出されればよい。なお、指令電流設定部40は、指令トルクTrq*、ロータ22の回転速度Nm及びキャリア信号Sigの周波数frと、d,q軸指令電流Id*,Iq*とが関係付けられたマップ情報又は数式情報に基づいて、d,q軸指令電流Id*,Iq*を設定すればよい。また、ロータ22の回転速度Nmは、例えば、回転角センサ34の検出値に基づいて算出されればよい。 The command current setting unit 40 sets the d-axis and q-axis command currents Id* and Iq* based on the command torque Trq*, the rotation speed Nm of the rotor 22, and the frequency fr of the carrier signal Sig (described later). The d-axis and q-axis command currents Id* and Iq* may be calculated, for example, by minimum current maximum torque control (MTPA). The command current setting unit 40 may set the d-axis and q-axis command currents Id* and Iq* based on map information or formula information that correlates the command torque Trq*, the rotation speed Nm of the rotor 22, the frequency fr of the carrier signal Sig, and the d-axis and q-axis command currents Id* and Iq*. The rotation speed Nm of the rotor 22 may be calculated, for example, based on the detection value of the rotation angle sensor 34.

2相変換部41は、電流センサ32の検出値と、回転角センサ34により検出された電気角θeとに基づいて、3相固定座標系におけるU,V,W相電流を、2相回転座標系(dq座標系)におけるd軸電流Idr及びq軸電流Iqrに変換する。 The two-phase conversion unit 41 converts the U-, V-, and W-phase currents in the three-phase fixed coordinate system into a d-axis current Idr and a q-axis current Iqr in a two-phase rotating coordinate system (dq coordinate system) based on the detection value of the current sensor 32 and the electrical angle θe detected by the rotation angle sensor 34.

d軸偏差算出部42は、d軸指令電流Id*からd軸電流Idrを減算することにより、d軸電流偏差ΔIdを算出する。q軸偏差算出部43は、q軸指令電流Iq*からq軸電流Iqrを減算することにより、q軸電流偏差ΔIqを算出する。 The d-axis deviation calculation unit 42 calculates the d-axis current deviation ΔId by subtracting the d-axis current Idr from the d-axis command current Id*. The q-axis deviation calculation unit 43 calculates the q-axis current deviation ΔIq by subtracting the q-axis current Iqr from the q-axis command current Iq*.

d軸指令電圧算出部44は、d軸電流偏差ΔIdに基づいて、d軸電流Idrをd軸指令電流Id*にフィードバック制御するための操作量として、d軸指令電圧Vdを算出する。q軸指令電圧算出部45は、q軸電流偏差ΔIqに基づいて、q軸電流Iqrをq軸指令電流Iq*にフィードバック制御するための操作量として、q軸指令電圧Vqを算出する。なお、d軸指令電圧算出部44及びq軸指令電圧算出部45で用いられるフィードバック制御は、例えば比例積分制御とすればよい。 The d-axis command voltage calculation unit 44 calculates a d-axis command voltage Vd based on the d-axis current deviation ΔId as a manipulated variable for feedback-controlling the d-axis current Idr to the d-axis command current Id*. The q-axis command voltage calculation unit 45 calculates a q-axis command voltage Vq based on the q-axis current deviation ΔIq as a manipulated variable for feedback-controlling the q-axis current Iqr to the q-axis command current Iq*. The feedback control used by the d-axis command voltage calculation unit 44 and the q-axis command voltage calculation unit 45 may be, for example, proportional-integral control.

3相変換部47は、d,q軸指令電圧算出部44,45から出力されたd,q軸指令電圧Vd,Vq及び電気角θeに基づいて、2相回転座標系におけるd,q軸指令電圧Vd,Vqを、3相固定座標系におけるU,V,W相指令電圧VU*,VV*,VW*に変換する。本実施形態において、U,V,W相指令電圧VU*,VV*,VW*は、電気角で位相が120°ずつずれた正弦波状の波形となる。 The three-phase conversion unit 47 converts the d- and q-axis command voltages Vd and Vq in the two-phase rotating coordinate system into U-, V- and W-phase command voltages VU*, VV* and VW* in the three-phase fixed coordinate system based on the d- and q-axis command voltages Vd and Vq and the electrical angle θe output from the d- and q-axis command voltage calculation units 44 and 45. In this embodiment, the U-, V- and W-phase command voltages VU*, VV* and VW* have sinusoidal waveforms with a phase shift of 120° in electrical angle.

信号生成部48は、U,V,W相指令電圧VU*,VV*,VW*及び電源電圧Vdcに基づく3相変調により、U相の上,下アームスイッチSWH,SWLの駆動信号GUH,GULと、V相の上,下アームスイッチSWH,SWLの駆動信号GVH,GVLと、W相の上,下アームスイッチSWH,SWLの駆動信号GWH,GWLとを生成する。詳しくは、U相を例にして説明すると、信号生成部48は、U相指令電圧VU*を電源電圧Vdcの1/2で除算することにより、U相規格化指令電圧VUSを算出する。信号生成部48は、図3に示すように、U相規格化指令電圧VUSと、キャリア信号Sigとの大小比較に基づいて、U相PWM信号GU*を算出する。信号生成部48は、U相PWM信号GU*と、U相PWM信号GU*の論理反転信号とに基づいて、U相の上,下アームスイッチSWH、SWLの上,下アーム駆動信号GUH,GULを生成する。なお、図3には、電気角で180度の期間にわたるキャリア信号Sig等の推移を示す。 The signal generating unit 48 generates the drive signals GUH, GUL for the upper and lower arm switches SWH, SWL of the U phase, the drive signals GVH, GVL for the upper and lower arm switches SWH, SWL of the V phase, and the drive signals GWH, GWL for the upper and lower arm switches SWH, SWL of the W phase by three-phase modulation based on the U-, V-, and W-phase command voltages VU*, VV*, and VW* and the power supply voltage Vdc. In more detail, taking the U phase as an example, the signal generating unit 48 calculates the U-phase normalized command voltage VUS by dividing the U-phase command voltage VU* by 1/2 the power supply voltage Vdc. As shown in FIG. 3, the signal generating unit 48 calculates the U-phase PWM signal GU* based on a comparison of the magnitude between the U-phase normalized command voltage VUS and the carrier signal Sig. The signal generating unit 48 generates the upper and lower arm drive signals GUH and GUL for the upper and lower arm switches SWH and SWL of the U phase based on the U phase PWM signal GU* and the logical inversion signal of the U phase PWM signal GU*. Note that FIG. 3 shows the transition of the carrier signal Sig etc. over a period of 180 electrical degrees.

信号生成部48は、生成したU相の上,下アーム駆動信号GUH,GULをU相の上,下アームスイッチSWH,SWLのゲートに対して出力し、生成したV相の上,下アーム駆動信号GVH,GVLをV相の上,下アームスイッチSWH,SWLのゲートに対して出力し、生成したW相の上,下アーム駆動信号GWH,GWLをW相の上,下アームスイッチSWH,SWLのゲートに対して出力する。これにより、インバータ30のスイッチング制御として、正弦波PWM制御が実行される。なお、制御装置37の制御周期は、キャリア信号Sigの周期よりも十分に短い。また、本実施形態のキャリア信号Sigは、上昇速度及び下降速度が等しい三角波信号である。 The signal generating unit 48 outputs the generated U-phase upper and lower arm drive signals GUH, GUL to the gates of the U-phase upper and lower arm switches SWH, SWL, outputs the generated V-phase upper and lower arm drive signals GVH, GVL to the gates of the V-phase upper and lower arm switches SWH, SWL, and outputs the generated W-phase upper and lower arm drive signals GWH, GWL to the gates of the W-phase upper and lower arm switches SWH, SWL. This allows sine wave PWM control to be performed as switching control for the inverter 30. The control period of the control device 37 is sufficiently shorter than the period of the carrier signal Sig. In addition, the carrier signal Sig in this embodiment is a triangular wave signal with equal rising and falling speeds.

本実施形態において、制御装置37は、ステータ巻線21に弱め界磁電流を流している場合において、インバータ30及び回転電機20が過熱状態となることを回避するために、キャリア信号Sigの周波数frを低減させつつ、弱め界磁電流を減少させる過熱保護制御を実行する。 In this embodiment, when a field-weakening current is flowing through the stator winding 21, the control device 37 executes overheat protection control to reduce the field-weakening current while lowering the frequency fr of the carrier signal Sig in order to prevent the inverter 30 and the rotating electric machine 20 from overheating.

続いて、図4を用いて、制御装置37により実行される過熱保護制御について説明する。図4に示す過熱保護制御は、例えば、所定の制御周期で繰り返し実行される。 Next, the overheat protection control executed by the control device 37 will be described with reference to FIG. 4. The overheat protection control shown in FIG. 4 is executed repeatedly at a predetermined control period, for example.

ステップS10では、ステータ巻線21に弱め界磁電流を流す弱め界磁制御を実行中であるか否かを判定する。 In step S10, it is determined whether field weakening control, which passes a field weakening current through the stator winding 21, is being performed.

ステップS10において弱め界磁制御を実行中であると判定した場合には、ステップS11に進み、モータ温度センサ35により検出されたモータ温度Tmgd(「第1温度」に相当)、及びインバータ温度センサ36により検出されたインバータ温度Tinvd(「第2温度」に相当)を取得する。本実施形態では、インバータ30の許容上限温度が、回転電機20の許容上限温度よりも高い。なお、ステップS11の処理が「取得部」に相当する。 If it is determined in step S10 that field-weakening control is being performed, the process proceeds to step S11, where the motor temperature Tmgd (corresponding to the "first temperature") detected by the motor temperature sensor 35 and the inverter temperature Tinvd (corresponding to the "second temperature") detected by the inverter temperature sensor 36 are acquired. In this embodiment, the allowable upper limit temperature of the inverter 30 is higher than the allowable upper limit temperature of the rotating electric machine 20. The process of step S11 corresponds to the "acquisition unit."

ステップS12では、通常モード及び後述する過熱保護モードのうち、制御モードが過熱保護モードであるか否かを判定する。通常モードでは、キャリア信号Sigの周波数frを所定周波数fcにしつつ、正弦波PWM制御を行う。所定周波数fcは、回転電機20の特性や回転電機20の動作条件に基づいて設定され、本実施形態では15kHzに設定されている。 In step S12, it is determined whether the control mode is the overheat protection mode, which is either the normal mode or the overheat protection mode described below. In the normal mode, sine wave PWM control is performed while the frequency fr of the carrier signal Sig is set to a predetermined frequency fc. The predetermined frequency fc is set based on the characteristics of the rotating electric machine 20 and the operating conditions of the rotating electric machine 20, and is set to 15 kHz in this embodiment.

ステップS12において通常モードであると判定した場合には、ステップS13に進み、モータ温度Tmgdが第1保護開始閾値TAH(例えば140℃)を超えたか否かを判定する。なお、第1保護開始閾値TAHは、「第1温度閾値」に相当し、回転電機20の許容上限温度よりも低い値に設定されていればよい。 If it is determined in step S12 that the normal mode is selected, the process proceeds to step S13, where it is determined whether the motor temperature Tmgd has exceeded the first protection start threshold TAH (e.g., 140°C). The first protection start threshold TAH corresponds to the "first temperature threshold" and may be set to a value lower than the allowable upper limit temperature of the rotating electric machine 20.

ステップS13においてモータ温度Tmgdが第1保護開始閾値TAH以下であると判定した場合には、ステップS14に進み、インバータ温度Tinvdが第2保護開始閾値TBHを超えたか否かを判定する。本実施形態において、第2保護開始閾値TBHは、第1保護開始閾値TAHよりも高く設定されている。このように設定されているのは、インバータ30の許容上限温度が回転電機20の許容上限温度よりも高いためである。なお、第2保護開始閾値TBHは、「第2温度閾値」に相当し、インバータ30の許容上限温度よりも低い値に設定されていればよい。 If it is determined in step S13 that the motor temperature Tmgd is equal to or lower than the first protection start threshold TAH, the process proceeds to step S14, where it is determined whether the inverter temperature Tinvd has exceeded the second protection start threshold TBH. In this embodiment, the second protection start threshold TBH is set higher than the first protection start threshold TAH. This is because the allowable upper limit temperature of the inverter 30 is higher than the allowable upper limit temperature of the rotating electric machine 20. The second protection start threshold TBH corresponds to the "second temperature threshold" and may be set to a value lower than the allowable upper limit temperature of the inverter 30.

ステップS14においてインバータ温度Tinvdが第2保護開始閾値TBH以下であると判定した場合には、ステップS15に進み、制御モードを通常モードにする。 If it is determined in step S14 that the inverter temperature Tinvd is equal to or lower than the second protection start threshold TBH, the process proceeds to step S15, and the control mode is changed to normal mode.

一方、ステップS13においてモータ温度Tmgdが第1保護開始閾値TAHを超えたと判定した場合には、回転電機20が過熱状態になるおそれがあるため、ステップS16に進む。ステップS16では、制御モードを過熱保護モードにする。過熱保護モードでは、キャリア信号Sigの周波数frを低減しつつ、正弦波PWM制御を行う。本実施形態では、図5に示すように、モータ温度Tmgdが高いほど、キャリア信号Sigの周波数frを低減させる。モータ温度Tmgdが上限温度TAK以上になる場合、キャリア信号Sigの周波数frが下限周波数fLを下回らないようにする。キャリア信号Sigの周波数frを下限周波数fLで制限するのは、ステータ巻線21に流れる相電流の制御性が低下し、相電流の波形が歪むことに起因した損失の増加を回避するためである。 On the other hand, if it is determined in step S13 that the motor temperature Tmgd exceeds the first protection start threshold TAH, the rotating electric machine 20 may be overheated, so the process proceeds to step S16. In step S16, the control mode is set to the overheat protection mode. In the overheat protection mode, the frequency fr of the carrier signal Sig is reduced while performing sine wave PWM control. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the higher the motor temperature Tmgd, the more the frequency fr of the carrier signal Sig is reduced. When the motor temperature Tmgd is equal to or higher than the upper limit temperature TAK, the frequency fr of the carrier signal Sig is prevented from falling below the lower limit frequency fL. The frequency fr of the carrier signal Sig is limited to the lower limit frequency fL in order to avoid an increase in loss due to a decrease in controllability of the phase current flowing through the stator winding 21 and a distortion of the waveform of the phase current.

ちなみに、モータ温度Tmgdが低下すると、キャリア信号Sigの周波数frを増大させる。この場合、例えば図5に示すように、モータ温度Tmgdが低下して第1保護解除閾値TALになったタイミングにおいてキャリア信号Sigの周波数frが所定周波数fcになっていれば、図5にハッチングにて示す領域において、モータ温度Tmgdの低下に伴う周波数frの増加態様を自由に定めることができる。 When the motor temperature Tmgd decreases, the frequency fr of the carrier signal Sig is increased. In this case, for example, as shown in FIG. 5, if the frequency fr of the carrier signal Sig is a predetermined frequency fc at the time when the motor temperature Tmgd decreases and reaches the first protection release threshold TAL, the manner in which the frequency fr increases with the decrease in the motor temperature Tmgd can be freely determined in the hatched area in FIG. 5.

また、過熱保護モードでは、低減したキャリア信号Sigの周波数frに基づいて、弱め界磁電流を減少させる。詳しくは、キャリア信号Sigの周波数frの低減によりインバータ30の電圧利用率が高くなることに伴い、ステータ巻線21に印加される電圧が高くなる。この場合、弱め界磁電流を低減しつつステータ巻線21に電流を流すことができる。そこで、指令電流設定部40において、図6に示すように、低減したキャリア信号Sigの周波数frが低いほど、弱め界磁電流が小さくなるようにd軸指令電流Id*を設定する。d軸指令電流Id*と、キャリア信号Sigの周波数frとを関係付けるマップ情報又は数式情報は、回転電機20のトルク及び回転速度Nmで定まる動作条件ごとに、キャリア信号Sigの周波数frの低減による電圧利用率の向上に伴う弱め界磁電流の低減見込み分を考慮して作成されればよい。 In the overheat protection mode, the field weakening current is reduced based on the reduced frequency fr of the carrier signal Sig. More specifically, the voltage utilization rate of the inverter 30 increases due to the reduction in the frequency fr of the carrier signal Sig, and the voltage applied to the stator winding 21 increases. In this case, a current can be passed through the stator winding 21 while reducing the field weakening current. Therefore, in the command current setting unit 40, as shown in FIG. 6, the d-axis command current Id* is set so that the field weakening current becomes smaller as the frequency fr of the reduced carrier signal Sig becomes lower. The map information or formula information relating the d-axis command current Id* and the frequency fr of the carrier signal Sig may be created for each operating condition determined by the torque and rotation speed Nm of the rotating electric machine 20, taking into consideration the expected reduction in the field weakening current due to the improvement in the voltage utilization rate caused by the reduction in the frequency fr of the carrier signal Sig.

図7に、過熱保護制御が実施された場合の一例を示す。図7において、(a)はモータ温度Tmgdの推移を示し、(b)はキャリア信号Sigの周波数frの推移を示し、(c)は弱め界磁電流の推移を示す。時刻t1において、制御装置37は、モータ温度Tmgdが第1保護開始閾値TAHを超えたと判定する。このため、制御装置37は、モータ温度Tmgdが高くなるほど、キャリア信号Sigの周波数frを低減する。また、制御装置37は、低減したキャリア信号Sigの周波数frが低いほど、弱め界磁電流を減少させる。図7に示す例では、キャリア信号Sigの周波数frが低減され、かつ、弱め界磁電流が減少させられることにより、モータ温度Tmgdの上昇速度が徐々に低下している。 Figure 7 shows an example of a case where overheat protection control is implemented. In Figure 7, (a) shows the change in motor temperature Tmgd, (b) shows the change in frequency fr of carrier signal Sig, and (c) shows the change in field weakening current. At time t1, the control device 37 determines that the motor temperature Tmgd has exceeded the first protection start threshold TAH. Therefore, the higher the motor temperature Tmgd, the more the control device 37 reduces the frequency fr of carrier signal Sig. Also, the lower the reduced frequency fr of carrier signal Sig, the more the control device 37 reduces the field weakening current. In the example shown in Figure 7, the frequency fr of carrier signal Sig is reduced and the field weakening current is reduced, so that the rate of increase of motor temperature Tmgd gradually decreases.

図4の説明に戻り、ステップS16の処理の完了後、ステップS12において制御モードが過熱保護モードであると判定した場合には、ステップS17に進む。ステップS17では、モータ温度Tmgdが第1保護解除閾値TAL(<TAH)以下になったか否かを判定する。本実施形態において、第1保護解除閾値TALは、第1保護開始閾値TAHから第1所定温度ΔT1を差し引いた値である。ステップS17においてモータ温度Tmgdが第1保護解除閾値TALよりも高いと判定した場合には、ステップS16に進む。一方、ステップS17においてモータ温度Tmgdが第1保護解除閾値TAL以下になったと判定した場合には、ステップS18に進む。 Returning to the explanation of FIG. 4, after the processing of step S16 is completed, if it is determined in step S12 that the control mode is the overheat protection mode, the process proceeds to step S17. In step S17, it is determined whether the motor temperature Tmgd has become equal to or lower than the first protection release threshold TAL (<TAH). In this embodiment, the first protection release threshold TAL is the first protection start threshold TAH minus the first predetermined temperature ΔT1. If it is determined in step S17 that the motor temperature Tmgd is higher than the first protection release threshold TAL, the process proceeds to step S16. On the other hand, if it is determined in step S17 that the motor temperature Tmgd has become equal to or lower than the first protection release threshold TAL, the process proceeds to step S18.

ステップS18では、インバータ温度Tinvdが第2保護解除閾値TBL(<TBH)以下になったか否かを判定する。本実施形態において、第2保護解除閾値TBLは、第2保護開始閾値TBHから第2所定温度ΔT2を差し引いた値である。ステップS18においてインバータ温度Tinvdが第2保護解除閾値TBL以下になったと判定した場合には、ステップS15に進む。これにより、過熱保護モードが解除されるとともに、制御モードが通常モードにされる。なお、第2所定温度ΔT2は、第1所定温度ΔT1と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。 In step S18, it is determined whether the inverter temperature Tinvd has become equal to or lower than the second protection release threshold TBL (<TBH). In this embodiment, the second protection release threshold TBL is the second protection start threshold TBH minus the second predetermined temperature ΔT2. If it is determined in step S18 that the inverter temperature Tinvd has become equal to or lower than the second protection release threshold TBL, the process proceeds to step S15. This cancels the overheat protection mode and switches the control mode to the normal mode. The second predetermined temperature ΔT2 may be the same value as the first predetermined temperature ΔT1, or may be a different value.

ステップS17,S18の処理が設けられることにより、通常モード及び過熱保護モードのうち一方から他方へと制御モードが交互に切り替えられる現象(いわゆるハンチング)を回避できる。 By providing the processing of steps S17 and S18, it is possible to avoid a phenomenon in which the control mode alternates between the normal mode and the overheat protection mode (so-called hunting).

制御モードが通常モードである場合、ステップS14においてインバータ温度Tinvdが第2保護開始閾値TBHを超えたと判定した場合には、インバータ30が過熱状態になるおそれがあるため、ステップS19に進む。ステップS19では、ステップS16の処理と同様に、制御モードを過熱保護モードにする。詳しくは、図5に示すように、インバータ温度Tinvdが高いほど、キャリア信号Sigの周波数frを低減する。モータ温度Tmgdが上限温度TAK以上になる場合、キャリア信号Sigの周波数frが下限周波数fLを下回らないようにする。ちなみに、インバータ温度Tinvdと比較される上限温度TBKは、例えば、モータ温度Tmgdと比較される上限温度TAKよりも高く設定されている。また、図6に示すように、低減したキャリア信号Sigの周波数frが低いほど、弱め界磁電流が小さくなるようにd軸指令電流Id*を設定する。 When the control mode is the normal mode, if it is determined in step S14 that the inverter temperature Tinvd exceeds the second protection start threshold TBH, the inverter 30 may be overheated, so the process proceeds to step S19. In step S19, the control mode is set to the overheat protection mode, similar to the process in step S16. In detail, as shown in FIG. 5, the higher the inverter temperature Tinvd, the more the frequency fr of the carrier signal Sig is reduced. When the motor temperature Tmgd is equal to or higher than the upper limit temperature TAK, the frequency fr of the carrier signal Sig is prevented from falling below the lower limit frequency fL. Incidentally, the upper limit temperature TBK compared with the inverter temperature Tinvd is set higher than the upper limit temperature TAK compared with the motor temperature Tmgd, for example. Also, as shown in FIG. 6, the d-axis command current Id* is set so that the field weakening current becomes smaller as the reduced frequency fr of the carrier signal Sig becomes lower.

ちなみに、インバータ温度Tinvdが低下すると、キャリア信号Sigの周波数frを増大させる。この場合、例えば図5に示すように、インバータ温度Tinvdが低下して第2保護解除閾値TBLになったタイミングにおいてキャリア信号Sigの周波数frが所定周波数fcになっていれば、図5にハッチングにて示す領域において、モータ温度Tmgdの低下に伴う周波数frの増加態様を自由に定めることができる。 When the inverter temperature Tinvd drops, the frequency fr of the carrier signal Sig is increased. In this case, for example, as shown in FIG. 5, if the frequency fr of the carrier signal Sig is a predetermined frequency fc at the time when the inverter temperature Tinvd drops to the second protection release threshold TBL, the manner in which the frequency fr increases with the drop in the motor temperature Tmgd can be freely determined in the hatched region in FIG. 5.

図4の説明に戻り、ステップS19の処理の後、ステップS12において制御モードが過熱保護モードであると判定した場合には、ステップS17に進む。なお、本実施形態では、ステップS19の処理が行われる状況において、ステップS17において肯定判定されるように制御システムが構成されている。その後、ステップS18において否定判定した場合には、ステップS19に進む。 Returning to the explanation of FIG. 4, after the processing of step S19, if it is determined in step S12 that the control mode is the overheat protection mode, the process proceeds to step S17. Note that in this embodiment, the control system is configured so that in a situation in which the processing of step S19 is performed, a positive determination is made in step S17. Thereafter, if a negative determination is made in step S18, the process proceeds to step S19.

一方、ステップS18においてインバータ温度Tinvdが第2保護解除閾値TBL以下になったと判定した場合には、ステップS15に進む。これにより、過熱保護モードが解除されるとともに、制御モードが通常モードにされる。なお、ステップS12~S18の処理が「スイッチ制御部」に相当する。 On the other hand, if it is determined in step S18 that the inverter temperature Tinvd is equal to or lower than the second protection release threshold TBL, the process proceeds to step S15. This causes the overheat protection mode to be released and the control mode to be switched to the normal mode. The processes in steps S12 to S18 correspond to the "switch control unit."

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 The present embodiment described above provides the following advantages:

本実施形態では、ステータ巻線21に弱め界磁電流を流しつつPWM制御が実行されている場合において、モータ温度Tmgdが第1保護開始閾値TAHを超えたとの条件、及びインバータ温度Tinvdが第2保護開始閾値TBHを超えたとの条件のうち、いずれかが成立したと判定されたとき、制御モードが過熱保護モードにされる。詳しくは、過熱保護モードでは、キャリア信号Sigの周波数frが低減される。これにより、単位時間当たりのスイッチング回数を減らすことができ、ひいてはインバータ30の電圧利用率が高くなる。その結果、インバータ30及び回転電機20の発熱量を抑制し、インバータ30及び回転電機20が過熱状態にならないようにすることができる。 In this embodiment, when PWM control is being performed while a field-weakening current is flowing through the stator winding 21, if it is determined that either the condition that the motor temperature Tmgd exceeds the first protection start threshold TAH or the condition that the inverter temperature Tinvd exceeds the second protection start threshold TBH is satisfied, the control mode is switched to the overheat protection mode. More specifically, in the overheat protection mode, the frequency fr of the carrier signal Sig is reduced. This reduces the number of switching operations per unit time, and thus increases the voltage utilization rate of the inverter 30. As a result, the amount of heat generated by the inverter 30 and the rotating electric machine 20 is suppressed, and the inverter 30 and the rotating electric machine 20 can be prevented from overheating.

電圧利用率が高くなることにより、回転電機20のトルクに余裕がでる。そこで、過熱保護モードでは、弱め界磁電流を減少させる。これにより、ステータ巻線21に流れる電流ベクトルの大きさを減少させ、インバータ30及び回転電機20の発熱量を抑制し、インバータ30及び回転電機20が過熱状態にならないようにすることができる。 By increasing the voltage utilization rate, the rotating electric machine 20 has more torque. Therefore, in the overheat protection mode, the field weakening current is reduced. This reduces the magnitude of the current vector flowing through the stator winding 21, suppresses the amount of heat generated by the inverter 30 and the rotating electric machine 20, and prevents the inverter 30 and the rotating electric machine 20 from overheating.

以上説明した本実施形態によれば、回転電機20のトルク低下を抑制又はトルクを維持しつつ、インバータ及び回転電機20が過熱状態になることを回避することができる。 According to the present embodiment described above, it is possible to prevent the inverter and the rotating electric machine 20 from overheating while suppressing the torque decrease of the rotating electric machine 20 or maintaining the torque.

過熱保護モードにおいて、モータ温度Tmgd及びインバータ温度Tinvdが高いほど、キャリア信号Sigの周波数frが低減される。これにより、モータ温度Tmgd及びインバータ温度Tinvdの変化に応じて、過熱保護を適正に行うことができる。 In the overheat protection mode, the higher the motor temperature Tmgd and the inverter temperature Tinvd, the more the frequency fr of the carrier signal Sig is reduced. This allows overheat protection to be performed appropriately in response to changes in the motor temperature Tmgd and the inverter temperature Tinvd.

過熱保護モードにおいて、低減されたキャリア信号Sigの周波数frが低いほど、弱め界磁電流が減少される。つまり、キャリア信号Sigの周波数frの低減による電圧利用率の向上に伴う弱め界磁電流の低減見込み分を考慮しつつ、d軸指令電流Id*の絶対値が減少される。これにより、過熱保護を適正に行うことができる。 In the overheat protection mode, the lower the frequency fr of the reduced carrier signal Sig, the more the field weakening current is reduced. In other words, the absolute value of the d-axis command current Id* is reduced while taking into account the expected reduction in the field weakening current due to the improvement in the voltage utilization rate caused by the reduction in the frequency fr of the carrier signal Sig. This allows for appropriate overheat protection.

過熱保護モードの開始条件として、インバータ温度Tinvdが第2保護開始閾値TBHを超えたとの第1条件、及びモータ温度Tmgdが第1保護開始閾値TAHを超えたとの第2条件が設定されている。第1条件が成立した場合、モータ温度Tmgdではなく、インバータ温度Tinvdに基づいて、キャリア信号Sigの周波数fr及び弱め界磁電流が設定される。一方、第2条件が成立した場合、インバータ温度Tinvdではなく、モータ温度Tmgdに基づいて、キャリア信号Sigの周波数fr及び弱め界磁電流が設定される。これにより、許容上限温度の異なるインバータ30及び回転電機20の過熱保護を適正に行うことができる。 As the conditions for starting the overheat protection mode, a first condition that the inverter temperature Tinvd exceeds the second protection start threshold TBH and a second condition that the motor temperature Tmgd exceeds the first protection start threshold TAH are set. When the first condition is met, the frequency fr and the field weakening current of the carrier signal Sig are set based on the inverter temperature Tinvd, not on the motor temperature Tmgd. On the other hand, when the second condition is met, the frequency fr and the field weakening current of the carrier signal Sig are set based on the motor temperature Tmgd, not on the inverter temperature Tinvd. This allows proper overheat protection of the inverter 30 and the rotating electric machine 20, which have different allowable upper limit temperatures.

キャリア信号Sigの周波数frが低減されることにより、電圧利用率を向上できる一方、ステータ巻線21に流れる相電流の制御性が低下し、相電流の波形が歪むことに起因して、回転電機20の騒音及び振動が大きくなる。このため、過熱状態になるおそれがない通常時においては、極力実施しないようにすることが望ましい。ただし、本実施形態では、過熱状態になるおそれがある場合における一時的な措置として、過熱保護モードにされる。これにより、弱め界磁電流の減少に伴うトルク低下を抑制又は補償でき、過熱異常を回避しつつ、車両10の走行を極力継続させることができる。 By reducing the frequency fr of the carrier signal Sig, the voltage utilization rate can be improved, but the controllability of the phase current flowing through the stator winding 21 decreases, and the waveform of the phase current becomes distorted, causing increased noise and vibration of the rotating electric machine 20. For this reason, it is desirable to avoid this as much as possible during normal times when there is no risk of overheating. However, in this embodiment, the overheat protection mode is set as a temporary measure when there is a risk of overheating. This makes it possible to suppress or compensate for the torque reduction that accompanies a decrease in the field weakening current, and allows the vehicle 10 to continue running as much as possible while avoiding overheating abnormalities.

<第1実施形態の変形例>
・回転電機20の許容上限温度がインバータ30の許容上限温度よりも高くてもよい。この場合、第1保護開始閾値TAHが第2保護開始閾値TBHよりも高く設定されていればよい。
<Modification of the First Embodiment>
The allowable upper limit temperature of the rotating electric machine 20 may be higher than the allowable upper limit temperature of the inverter 30. In this case, it is sufficient that the first protection start threshold TAH is set higher than the second protection start threshold TBH.

・第1所定温度ΔT1が0に設定されていてもよい。この場合、第1保護解除閾値TALと第1保護開始閾値TAHとが同じ値になる。また、第2所定温度ΔT2が0に設定されていてもよい。この場合、第2保護解除閾値TBLと第2保護開始閾値TBHとが同じ値になる。 - The first predetermined temperature ΔT1 may be set to 0. In this case, the first protection release threshold TAL and the first protection start threshold TAH will be the same value. Also, the second predetermined temperature ΔT2 may be set to 0. In this case, the second protection release threshold TBL and the second protection start threshold TBH will be the same value.

・制御装置37は、キャリア信号Sigの周波数frの設定方法を、図5に示す方法に代えて、図8に示す方法で実施してもよい。詳しくは、回転電機20の過熱保護について説明すると、制御装置37は、モータ温度Tmgdが第1保護開始閾値TAHを超えたと判定した場合、キャリア信号Sigの周波数frを、所定周波数fcから下限周波数fLまでステップ状に低減させる。一方、制御装置37は、キャリア信号Sigの周波数frを下限周波数fLに設定している場合において、モータ温度Tmgdが第1保護解除閾値TAL以下になったと判定したとき、キャリア信号Sigの周波数frを下限周波数fLから所定周波数fcまでステップ状に増大させる。 The control device 37 may set the frequency fr of the carrier signal Sig using the method shown in FIG. 8 instead of the method shown in FIG. 5. In more detail, in the case of overheat protection of the rotating electric machine 20, when the control device 37 determines that the motor temperature Tmgd has exceeded the first protection start threshold TAH, the control device 37 reduces the frequency fr of the carrier signal Sig in a stepwise manner from the predetermined frequency fc to the lower limit frequency fL. On the other hand, when the control device 37 determines that the motor temperature Tmgd has become equal to or lower than the first protection release threshold TAL in a case where the frequency fr of the carrier signal Sig is set to the lower limit frequency fL, the control device 37 increases the frequency fr of the carrier signal Sig in a stepwise manner from the lower limit frequency fL to the predetermined frequency fc.

続いて、インバータ30の過熱保護について説明すると、制御装置37は、インバータ温度Tinvdが第2保護開始閾値TBHを超えたと判定した場合、キャリア信号Sigの周波数frを、所定周波数fcから下限周波数fLまでステップ状に低減させる。一方、制御装置37は、キャリア信号Sigの周波数frを下限周波数fLに設定している場合において、インバータ温度Tinvdが第2保護解除閾値TBL以下になったと判定したとき、キャリア信号Sigの周波数frを下限周波数fLから所定周波数fcまでステップ状に増大させる。 Next, regarding the overheat protection of the inverter 30, when the control device 37 determines that the inverter temperature Tinvd exceeds the second protection start threshold TBH, it reduces the frequency fr of the carrier signal Sig in a stepwise manner from the predetermined frequency fc to the lower limit frequency fL. On the other hand, when the control device 37 determines that the inverter temperature Tinvd is equal to or lower than the second protection release threshold TBL in a case where the frequency fr of the carrier signal Sig is set to the lower limit frequency fL, it increases the frequency fr of the carrier signal Sig in a stepwise manner from the lower limit frequency fL to the predetermined frequency fc.

<第2実施形態>
以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。インバータ30の許容上限温度は、回転電機20の許容上限温度よりも高い。このため、インバータ30は、回転電機20よりも熱的な信頼性が高い。回転電機20に対する過熱保護制御が実行されることにより、インバータ30の発熱も抑制されるため、インバータ30の過熱保護を行うことができると考えられる。この点に鑑み、本実施形態では、図9に示す過熱保護制御が制御装置37により実行される。図9に示す過熱保護制御は、例えば、所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、本実施形態では、第1保護開始閾値TAHを保護開始閾値TAHと称し、第1保護解除閾値TALを保護解除閾値TALと称すこととする。
Second Embodiment
The second embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. The allowable upper limit temperature of the inverter 30 is higher than the allowable upper limit temperature of the rotating electric machine 20. Therefore, the inverter 30 has higher thermal reliability than the rotating electric machine 20. By executing the overheat protection control for the rotating electric machine 20, the heat generation of the inverter 30 is also suppressed, so it is considered that the inverter 30 can be protected from overheat. In view of this, in this embodiment, the overheat protection control shown in FIG. 9 is executed by the control device 37. The overheat protection control shown in FIG. 9 is executed repeatedly at a predetermined control period, for example. In this embodiment, the first protection start threshold TAH is referred to as the protection start threshold TAH, and the first protection release threshold TAL is referred to as the protection release threshold TAL.

ステップS20では、弱め界磁制御を実行中であるか否かを判定する。 In step S20, it is determined whether field weakening control is being performed.

ステップS20において弱め界磁制御を実行中であると判定した場合には、ステップS21に進み、モータ温度Tmgdを取得する。なお、ステップS21の処理が「取得部」に相当する。 If it is determined in step S20 that field weakening control is being performed, the process proceeds to step S21, where the motor temperature Tmgd is acquired. Note that the process of step S21 corresponds to the "acquisition unit."

ステップS22では、通常モード及び過熱保護モードのうち、制御モードが過熱保護モードであるか否かを判定する。 In step S22, it is determined whether the control mode is the overheat protection mode out of the normal mode and the overheat protection mode.

ステップS22において制御モードが通常モードであると判定した場合には、ステップS23に進み、モータ温度Tmgdが保護開始閾値TAHを超えたか否かを判定する。 If it is determined in step S22 that the control mode is normal mode, the process proceeds to step S23, where it is determined whether the motor temperature Tmgd has exceeded the protection start threshold TAH.

ステップS23においてモータ温度Tmgdが保護開始閾値TAH以下であると判定した場合には、ステップS24に進み、制御モードを通常モードにする。 If it is determined in step S23 that the motor temperature Tmgd is equal to or lower than the protection start threshold TAH, the process proceeds to step S24, where the control mode is changed to normal mode.

一方、ステップS23においてモータ温度Tmgdが保護開始閾値TAHを超えたと判定した場合には、ステップS25に進み、制御モードを過熱保護モードにする。ステップS25の処理は、先の図4のステップS16と同じ処理である。ステップS25の処理により、キャリア信号Sigの周波数frが低減され、また、弱め界磁電流が小さくされる。 On the other hand, if it is determined in step S23 that the motor temperature Tmgd has exceeded the protection start threshold TAH, the process proceeds to step S25, where the control mode is changed to the overheat protection mode. The process of step S25 is the same as that of step S16 in FIG. 4. The process of step S25 reduces the frequency fr of the carrier signal Sig, and also reduces the field weakening current.

ステップS25の処理の後、ステップS22において制御モードが過熱保護モードであると判定した場合には、ステップS26に進む。ステップS26では、モータ温度Tmgdが保護解除閾値TAL以下になったか否かを判定する。ステップS26においてモータ温度Tmgdが保護解除閾値TALよりも高いと判定した場合には、ステップS25に進む。これにより、制御モードが過熱保護モードにされる。一方、ステップS26においてモータ温度Tmgdが保護解除閾値TAL以下になったと判定した場合には、ステップS24に進む。これにより、過熱保護モードが解除され、制御モードが通常モードにされる。 After the processing of step S25, if it is determined in step S22 that the control mode is the overheat protection mode, the process proceeds to step S26. In step S26, it is determined whether the motor temperature Tmgd has become equal to or lower than the protection release threshold TAL. If it is determined in step S26 that the motor temperature Tmgd is higher than the protection release threshold TAL, the process proceeds to step S25. This causes the control mode to be changed to the overheat protection mode. On the other hand, if it is determined in step S26 that the motor temperature Tmgd has become equal to or lower than the protection release threshold TAL, the process proceeds to step S24. This causes the overheat protection mode to be released, and the control mode to be changed to the normal mode.

以上説明した本実施形態によれば、過熱保護制御を簡素化しつつ、回転電機20及びインバータ30が過熱状態になることを回避できる。
<第2実施形態の変形例>
回転電機20の許容上限温度が、インバータ30の許容上限温度よりも高くてもよい。この場合、図9に示す過熱保護制御において、モータ温度Tmgdに代えて、インバータ温度Tinvdが用いられればよい。また、図9に示す過熱保護制御において、閾値として、TAH,TALに代えて、TBH,TBLが用いられればよい。
According to the present embodiment described above, it is possible to simplify the overheat protection control and prevent the rotating electrical machine 20 and the inverter 30 from becoming overheated.
<Modification of the second embodiment>
The allowable upper limit temperature of the rotating electric machine 20 may be higher than the allowable upper limit temperature of the inverter 30. In this case, the inverter temperature Tinvd may be used instead of the motor temperature Tmgd in the overheat protection control shown in Fig. 9. Also, in the overheat protection control shown in Fig. 9, TBH and TBL may be used as threshold values instead of TAH and TAL.

<第3実施形態>
以下、第3実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、制御モードが過熱保護モードにされることに代えて、損失比較処理が行われる。
Third Embodiment
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. In this embodiment, instead of the control mode being set to the overheat protection mode, a loss comparison process is performed.

図10に、本実施形態の過熱保護制御の手順を示す。図10に示す過熱保護制御は、例えば、制御装置37により所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、図10において、先の図4に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。 Figure 10 shows the procedure for the overheat protection control of this embodiment. The overheat protection control shown in Figure 10 is repeatedly executed by the control device 37 at a predetermined control period, for example. Note that in Figure 10, the same processes as those shown in Figure 4 above are denoted by the same reference numerals for convenience.

ステップS13において肯定判定した場合には、ステップS30に進み、損失比較処理を行う。以下、図11を用いて、損失比較処理について説明する。 If the determination in step S13 is positive, the process proceeds to step S30, where loss comparison processing is performed. The loss comparison processing is described below with reference to FIG. 11.

ステップS40では、キャリア信号Sigの周波数frを所定量低減させたと仮定した場合における弱め界磁電流の減少量を算出し、弱め界磁電流の減少に伴う、インバータ30及び回転電機20で発生する損失の減少量(以下、損失減少量Wf)を算出する。損失減少量Wfは、主に、弱め界磁電流の減少に伴う銅損の減少量である。 In step S40, the amount of reduction in the field-weakening current when the frequency fr of the carrier signal Sig is assumed to be reduced by a predetermined amount is calculated, and the amount of reduction in loss (hereinafter, loss reduction amount Wf) that occurs in the inverter 30 and the rotating electric machine 20 due to the reduction in the field-weakening current is calculated. The loss reduction amount Wf is mainly the amount of reduction in copper loss due to the reduction in the field-weakening current.

ステップS41では、キャリア信号Sigの周波数frを所定量低減させたと仮定した場合において、周波数frの低減に伴う、インバータ30及び回転電機20で発生する損失の増加量(以下、損失増加量Wh)を算出する。損失増加量Whは、主に、周波数frの低減に伴い、ステータ巻線21に流れる相電流の制御性が低下し、相電流の波形が歪むことに起因した損失の増加量である。 In step S41, assuming that the frequency fr of the carrier signal Sig is reduced by a predetermined amount, the increase in loss (hereinafter, loss increase Wh) that occurs in the inverter 30 and the rotating electric machine 20 due to the reduction in frequency fr is calculated. The loss increase Wh is mainly the increase in loss caused by the reduction in controllability of the phase current flowing through the stator winding 21 and the distortion of the phase current waveform due to the reduction in frequency fr.

ステップS42では、損失減少量Wfが損失増加量Whを超えているか否かを判定する。ステップS42において肯定判定した場合には、ステップS43に進み、キャリア信号Sigの周波数frを所定量低減させる。また、算出した弱め界磁電流の減少量だけd軸指令電流Id*の絶対値を減少させる。 In step S42, it is determined whether the loss reduction amount Wf exceeds the loss increase amount Wh. If the determination in step S42 is positive, the process proceeds to step S43, where the frequency fr of the carrier signal Sig is reduced by a predetermined amount. In addition, the absolute value of the d-axis command current Id* is reduced by the calculated reduction amount of the field weakening current.

一方、ステップS42において否定判定した場合には、ステップS44に進み、キャリア信号Sigの周波数frの低減を停止するとともに、弱め界磁電流の減少を停止する。つまり、キャリア信号Sigの周波数frを前回の制御周期で設定したキャリア信号Sigの周波数frに維持するとともに、弱め界磁電流を前回の制御周期で設定した弱め界磁電流に維持する。これにより、弱め界磁電流の減少と、キャリア信号Sigの周波数frの低減とが停止させられる。 On the other hand, if the result of step S42 is negative, the process proceeds to step S44, where the reduction in the frequency fr of the carrier signal Sig is stopped, and the reduction in the field weakening current is stopped. In other words, the frequency fr of the carrier signal Sig is maintained at the frequency fr of the carrier signal Sig set in the previous control cycle, and the field weakening current is maintained at the field weakening current set in the previous control cycle. This stops the reduction in the field weakening current and the reduction in the frequency fr of the carrier signal Sig.

なお、損失比較処理において、ステップS42において肯定判定した場合であっても、キャリア信号Sigの周波数frが下限周波数fLに到達した場合、キャリア信号Sigの周波数frの低減を停止させればよい。 In the loss comparison process, even if a positive judgment is made in step S42, if the frequency fr of the carrier signal Sig reaches the lower limit frequency fL, the reduction in the frequency fr of the carrier signal Sig may be stopped.

また、ステップS14において肯定判定した場合には、ステップS31に進み、図11に示す損失比較処理を行う。 If the result of step S14 is affirmative, the process proceeds to step S31, where the loss comparison process shown in FIG. 11 is performed.

以上説明したように、本実施形態では、例えばモータ温度Tmgdが第1保護開始閾値TAHを超えたと判定した場合、キャリア信号Sigの周波数frを低減させ始める。これにより、弱め界磁電流が減少し始め、かつ、キャリア信号Sigの周波数frが低減し始める。損失増加量Whが損失減少量Wf以上になったか否かが制御周期毎に判定される。損失増加量Whが損失減少量Wf以上になったと判定された制御周期において、キャリア信号Sigの周波数frの低減が停止される。これにより、回転電機20及びインバータ30が過熱状態になることを回避しつつ、回転電機20及びインバータ30で発生する損失の増加を抑制することができる。 As described above, in this embodiment, for example, when it is determined that the motor temperature Tmgd exceeds the first protection start threshold TAH, the frequency fr of the carrier signal Sig begins to be reduced. As a result, the field weakening current begins to decrease, and the frequency fr of the carrier signal Sig begins to decrease. Whether the loss increase amount Wh has become equal to or greater than the loss reduction amount Wf is determined for each control cycle. In the control cycle in which it is determined that the loss increase amount Wh has become equal to or greater than the loss reduction amount Wf, the reduction in the frequency fr of the carrier signal Sig is stopped. This makes it possible to suppress the increase in losses occurring in the rotating electric machine 20 and the inverter 30 while preventing the rotating electric machine 20 and the inverter 30 from becoming overheated.

<その他の実施形態>
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
<Other embodiments>
Each of the above embodiments may be modified as follows.

・過熱保護制御で用いられる回転電機20及びインバータ30の温度としては、温度センサの検出値に限らず、制御装置37が備える温度推定部により推定された値であってもよい。 The temperatures of the rotating electric machine 20 and the inverter 30 used in the overheating protection control are not limited to values detected by temperature sensors, but may be values estimated by a temperature estimation unit provided in the control device 37.

・インバータを構成する半導体スイッチとしては、IGBTに限らず、例えば、ボディダイオードを内蔵するNチャネルMOSFETであってもよい。この場合、スイッチの高電位側端子がドレインであり、低電位側端子がソースである。 - The semiconductor switches that make up the inverter are not limited to IGBTs, but may be, for example, N-channel MOSFETs with built-in body diodes. In this case, the high-potential terminal of the switch is the drain, and the low-potential terminal is the source.

・制御システムが搭載される移動体としては、車両に限らず、例えば、航空機又は船舶であってもよい。例えば、移動体が航空機の場合、回転電機は航空機の飛行動力源となり、移動体が船舶の場合、回転電機は船舶の航行動力源となる。また、制御システムとしては、移動体に搭載されるシステムに限らず、定置式のシステムであってもよい。 - The moving body on which the control system is mounted is not limited to a vehicle, but may be, for example, an aircraft or a ship. For example, if the moving body is an aircraft, the rotating electric motor serves as the flying power source for the aircraft, and if the moving body is a ship, the rotating electric motor serves as the navigation power source for the ship. In addition, the control system is not limited to a system mounted on a moving body, but may be a stationary system.

・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 The control unit and the method described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to execute one or more functions embodied in a computer program. Alternatively, the control unit and the method described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control unit and the method described in the present disclosure may be realized by one or more dedicated computers configured by combining a processor and memory programmed to execute one or more functions with a processor configured with one or more hardware logic circuits. In addition, the computer program may be stored in a computer-readable non-transient tangible recording medium as instructions executed by the computer.

10…車両、20…回転電機、30…インバータ、37…制御装置。 10...vehicle, 20...rotating electric machine, 30...inverter, 37...control device.

Claims (9)

ステータ巻線(21)を有する回転電機(20)と、
前記ステータ巻線に電気的に接続されるインバータ(30)と、
を備える制御システムに適用されるインバータ制御装置(37)において、
前記ステータ巻線の指令電圧とキャリア信号との大小比較に基づいて、前記インバータのスイッチング制御を実行するスイッチ制御部と、
前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得する取得部と、
を備え、
前記スイッチ制御部は、前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつ前記スイッチング制御を実行している場合において、取得した温度(Tmgd,Tinvd)が温度閾値(TAH,TBH)を超えたと判定したとき、前記キャリア信号の周波数を低減させ、かつ、前記キャリア信号の周波数が低いほど、前記弱め界磁電流を減少させる、インバータ制御装置。
A rotating electric machine (20) having a stator winding (21);
an inverter (30) electrically connected to the stator winding;
In an inverter control device (37) applied to a control system including:
a switch control unit that performs switching control of the inverter based on a comparison of the magnitude between the command voltage of the stator winding and a carrier signal;
an acquisition unit that acquires a temperature of at least one of the inverter and the rotating electric machine;
Equipped with
an inverter control device in which, when the switch control unit determines that the acquired temperatures (Tmgd, Tinvd) exceed temperature threshold values (TAH, TBH) while a field-weakening current is flowing through the stator winding, the switch control unit reduces a frequency of the carrier signal, and reduces the field -weakening current as the frequency of the carrier signal becomes lower .
前記スイッチ制御部は、取得した温度が前記温度閾値を超えたと判定した場合、取得した温度が高いほど、前記キャリア信号の周波数を低減させる、請求項1に記載のインバータ制御装置。 The inverter control device according to claim 1, wherein, when the switch control unit determines that the acquired temperature exceeds the temperature threshold, the higher the acquired temperature, the more the frequency of the carrier signal is reduced. 前記スイッチ制御部は、前記キャリア信号の周波数が下限周波数(fL)を下回らないようにする、請求項1又は2に記載のインバータ制御装置。 The inverter control device according to claim 1 or 2 , wherein the switch control unit prevents the frequency of the carrier signal from falling below a lower limit frequency (fL). ステータ巻線(21)を有する回転電機(20)と、
前記ステータ巻線に電気的に接続されるインバータ(30)と、
を備える制御システムに適用されるインバータ制御装置(37)において、
前記ステータ巻線の指令電圧とキャリア信号との大小比較に基づいて、前記インバータのスイッチング制御を実行するスイッチ制御部と、
前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得する取得部と、
を備え、
前記スイッチ制御部は
前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつ前記スイッチング制御を実行している場合において、取得した温度(Tmgd,Tinvd)が温度閾値(TAH,TBH)を超えたと判定したとき、前記キャリア信号の周波数を低減させ始め、かつ、前記弱め界磁電流を減少させ始め、
前記キャリア信号の周波数を低減させることに伴う、前記インバータ及び前記回転電機で発生する損失の増加量(Wh)が、前記弱め界磁電流を減少させることに伴う前記損失の減少量(Wf)以上になったか否かを都度判定し、前記増加量が前記減少量以上になったと判定した場合、前記キャリア信号の周波数の低減と、前記弱め界磁電流の減少とを停止させる、インバータ制御装置。
A rotating electric machine (20) having a stator winding (21);
an inverter (30) electrically connected to the stator winding;
In an inverter control device (37) applied to a control system including:
a switch control unit that performs switching control of the inverter based on a comparison of the magnitude between the command voltage of the stator winding and a carrier signal;
an acquisition unit that acquires a temperature of at least one of the inverter and the rotating electric machine;
Equipped with
The switch control unit is
In a case where the switching control is being performed while a field weakening current is flowing through the stator winding, when it is determined that the acquired temperatures (Tmgd, Tinvd) exceed temperature threshold values (TAH, TBH), the frequency of the carrier signal is started to be reduced and the field weakening current is started to be decreased;
An inverter control device that determines each time whether an increase (Wh) in loss generated in the inverter and the rotating electric machine due to a reduction in the frequency of the carrier signal has become equal to or greater than a decrease (Wf) in loss due to a reduction in the field-weakening current, and when it is determined that the increase has become equal to or greater than the decrease, stops the reduction in the frequency of the carrier signal and the reduction in the field-weakening current .
前記取得部は、前記インバータ及び前記回転電機のうち、許容上限温度が低い方の温度である第1温度(Tmgd)と、許容上限温度が高い方の温度である第2温度(Tinvd)とを取得し、
前記温度閾値は、第1温度閾値(TAH)と、前記第1温度閾値よりも高い第2温度閾値(TBH)とであり、
前記スイッチ制御部は、前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつ前記スイッチング制御を実行している場合において、取得した前記第1温度が前記第1温度閾値を超えたとの条件、及び取得した前記第2温度が前記第2温度閾値を超えたとの条件のうち、いずれかの条件が成立したと判定したとき、前記キャリア信号の周波数を低減させ、かつ、前記弱め界磁電流を減少させる、請求項1~4のいずれか1項に記載のインバータ制御装置。
the acquisition unit acquires a first temperature (Tmgd) that is a lower allowable upper limit temperature of the inverter or the rotating electric machine, and a second temperature (Tinvd) that is a higher allowable upper limit temperature of the inverter or the rotating electric machine,
the temperature thresholds are a first temperature threshold (TAH) and a second temperature threshold (TBH) higher than the first temperature threshold,
5. The inverter control device according to claim 1, wherein, when the switching control is being performed while a field-weakening current is flowing through the stator winding, when it is determined that either one of a condition that the acquired first temperature has exceeded the first temperature threshold value and a condition that the acquired second temperature has exceeded the second temperature threshold value is satisfied, the switch control unit reduces a frequency of the carrier signal and decreases the field-weakening current.
ステータ巻線(21)を有する回転電機(20)と、
前記ステータ巻線に電気的に接続されるインバータ(30)と、
コンピュータ(37a)と、
を備える制御システムに適用されるプログラムにおいて、
前記コンピュータに、
前記ステータ巻線の指令電圧とキャリア信号との大小比較に基づいて、前記インバータのスイッチング制御を実行する処理と、
前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得する処理と、
前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつ前記スイッチング制御を実行している場合において、取得した温度(Tmgd,Tinvd)が温度閾値(TAH,TBH)を超えたと判定したとき、前記キャリア信号の周波数を低減させ、かつ、前記キャリア信号の周波数が低いほど、前記弱め界磁電流を減少させる処理と、
を実行させる、プログラム。
A rotating electric machine (20) having a stator winding (21);
an inverter (30) electrically connected to the stator winding;
A computer (37a);
A program applied to a control system comprising:
The computer includes:
A process of executing switching control of the inverter based on a comparison of magnitude between the command voltage of the stator winding and a carrier signal;
acquiring a temperature of at least one of the inverter and the rotating electric machine;
a process of reducing a frequency of the carrier signal when it is determined that the acquired temperatures (Tmgd, Tinvd) exceed temperature threshold values (TAH, TBH) in a case where the switching control is being performed while a field weakening current is flowing through the stator winding, and reducing the field weakening current as the frequency of the carrier signal becomes lower ;
A program to execute.
ステータ巻線(21)を有する回転電機(20)と、
前記ステータ巻線に電気的に接続されるインバータ(30)と、
コンピュータ(37a)と、
を備える制御システムに適用されるプログラムにおいて、
前記コンピュータに、
前記ステータ巻線の指令電圧とキャリア信号との大小比較に基づいて、前記インバータのスイッチング制御を実行する処理と、
前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得する処理と、
前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつ前記スイッチング制御を実行している場合において、取得した温度(Tmgd,Tinvd)が温度閾値(TAH,TBH)を超えたと判定したとき、前記キャリア信号の周波数を低減させ始め、かつ、前記弱め界磁電流を減少させ始める処理と、
前記キャリア信号の周波数を低減させることに伴う、前記インバータ及び前記回転電機で発生する損失の増加量(Wh)が、前記弱め界磁電流を減少させることに伴う前記損失の減少量(Wf)以上になったか否かを都度判定し、前記増加量が前記減少量以上になったと判定した場合、前記キャリア信号の周波数の低減と、前記弱め界磁電流の減少とを停止させる処理と、
を実行させる、プログラム。
A rotating electric machine (20) having a stator winding (21);
an inverter (30) electrically connected to the stator winding;
A computer (37a);
A program applied to a control system comprising:
The computer includes:
A process of executing switching control of the inverter based on a comparison of magnitude between the command voltage of the stator winding and a carrier signal;
acquiring a temperature of at least one of the inverter and the rotating electric machine;
a process of starting to reduce a frequency of the carrier signal and starting to decrease the field weakening current when it is determined that the acquired temperatures (Tmgd, Tinvd) exceed temperature threshold values (TAH, TBH) in a case where the switching control is being performed while a field weakening current is flowing through the stator winding;
a process of determining whether an increase (Wh) in loss generated in the inverter and the rotating electric machine caused by reducing the frequency of the carrier signal is equal to or greater than a decrease (Wf) in the loss caused by reducing the field-weakening current, and stopping the reduction in the frequency of the carrier signal and the reduction in the field-weakening current when it is determined that the increase is equal to or greater than the decrease;
A program to execute.
ステータ巻線(21)を有する回転電機(20)と、A rotating electric machine (20) having a stator winding (21);
前記ステータ巻線に電気的に接続されるインバータ(30)と、an inverter (30) electrically connected to the stator winding;
を備える制御システムに適用されるインバータ制御方法において、An inverter control method applied to a control system including:
前記ステータ巻線の指令電圧とキャリア信号との大小比較に基づいて、前記インバータのスイッチング制御を実行するステップと、executing a switching control of the inverter based on a comparison of magnitude between the command voltage of the stator winding and a carrier signal;
前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得するステップと、acquiring a temperature of at least one of the inverter and the rotating electric machine;
前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつ前記スイッチング制御を実行している場合において、取得した温度(Tmgd,Tinvd)が温度閾値(TAH,TBH)を超えたと判定したとき、前記キャリア信号の周波数を低減させ、かつ、前記キャリア信号の周波数が低いほど、前記弱め界磁電流を減少させるステップと、a step of reducing a frequency of the carrier signal when it is determined that the acquired temperatures (Tmgd, Tinvd) exceed temperature threshold values (TAH, TBH) while a field-weakening current is flowing through the stator winding and reducing the field-weakening current as the frequency of the carrier signal decreases;
を含む、インバータ制御方法。An inverter control method comprising:
ステータ巻線(21)を有する回転電機(20)と、A rotating electric machine (20) having a stator winding (21);
前記ステータ巻線に電気的に接続されるインバータ(30)と、an inverter (30) electrically connected to the stator winding;
を備える制御システムに適用されるインバータ制御方法において、An inverter control method applied to a control system including:
前記ステータ巻線の指令電圧とキャリア信号との大小比較に基づいて、前記インバータのスイッチング制御を実行するステップと、executing a switching control of the inverter based on a comparison of magnitude between the command voltage of the stator winding and a carrier signal;
前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得するステップと、acquiring a temperature of at least one of the inverter and the rotating electric machine;
前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつ前記スイッチング制御を実行している場合において、取得した温度(Tmgd,Tinvd)が温度閾値(TAH,TBH)を超えたと判定したとき、前記キャリア信号の周波数を低減させ始め、かつ、前記弱め界磁電流を減少させ始めるステップと、a step of starting to reduce a frequency of the carrier signal and starting to decrease the field weakening current when it is determined that the acquired temperatures (Tmgd, Tinvd) exceed temperature threshold values (TAH, TBH) in a case where the switching control is being performed while a field weakening current is flowing through the stator winding;
前記キャリア信号の周波数を低減させることに伴う、前記インバータ及び前記回転電機で発生する損失の増加量(Wh)が、前記弱め界磁電流を減少させることに伴う前記損失の減少量(Wf)以上になったか否かを都度判定し、前記増加量が前記減少量以上になったと判定した場合、前記キャリア信号の周波数の低減と、前記弱め界磁電流の減少とを停止させるステップと、determining whether an increase (Wh) in loss generated in the inverter and the rotating electric machine due to a reduction in the frequency of the carrier signal is equal to or greater than a decrease (Wf) in loss due to a reduction in the field-weakening current, and stopping the reduction in the frequency of the carrier signal and the reduction in the field-weakening current when it is determined that the increase is equal to or greater than the decrease;
を含む、インバータ制御方法。An inverter control method comprising:
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