DE102023107965A1 - Leistungsumwandlungssystem - Google Patents

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Abstract

Beim Entladen von elektrischer Leistung in einem Glättungskondensator (C0), der zwischen einer Batterie (11) und einem Wechselrichter (20) angeordnet ist, der mit Drei-Phasen-Leistungsmodulen versehen ist, schaltet eine Steuerungsschaltung (100) abwechselnd und periodisch zwischen einer Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und eine Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung um. Wenn ein Leistungsmodul, in dem ein Strom in einer Richtung von einem Motor (3) zu dem Wechselrichter (20) hin fließt, unter den Drei-Phasen-Leistungsmodulen als ein Negativstrommodul definiert ist und ein Leistungsmodul, in dem ein Strom in einer Richtung von dem Wechselrichter (20) zu dem Motor (3) hin fließt, als ein Positivstrommodul definiert ist, führt während einer Periode, während der ein Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung durchgeführt wird, die Steuerungsschaltung (100) für eine vorgegebene Zeitdauer eine Entladeverarbeitung zum Versetzen des Negativstrommoduls auf den unteren Ein-Zustand und zum Versetzen des Positivstrommoduls auf den oberen Ein-Zustand durch.

Description

  • Diese nicht vorläufige Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nummer 2022-057050 , die am 30. März 2022 beim japanischen Patentamt eingereicht worden ist, wobei deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme einbezogen ist.
  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Technik zum Entladen von elektrischer Leistung, die in einem Glättungskondensator gespeichert ist, der in einem Leistungsumwandlungssystem vorgesehen ist.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Im Allgemeinen weist ein Leistungsumwandlungssystem, das in einem elektrisch betriebenen Fahrzeug vorgesehen ist, einen Wechselrichter, der elektrische Leistung zwischen einer Batterie und einem Motor umwandelt, und einen Glättungskondensator auf, der eine Spannungsvariation zwischen dem Wechselrichter und der Batterie glättet. In einem derartigen Leistungsumwandlungssystem wird elektrische Leistung, die in dem Glättungskondensator gespeichert ist, wünschenswerterweise früh entladen, wenn ein Fahrzeug den Betrieb stoppt oder ein Fehler auftritt.
  • Beispielsweise offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2016 - 123 202 A eine beispielhafte Technik zum Entladen eines Glättungskondensators. Ein in der JP 2016 - 123 202 A offenbartes Leistungsumwandlungssystem weist einen Wechselrichter, der elektrische Leistung zwischen einer Batterie und einem Motor umwandelt, einen Glättungskondensator, der zwischen dem Wechselrichter und der Batterie angeordnet ist, und eine Steuerungsschaltung auf, die den Wechselrichter steuert. Der Wechselrichter weist Drei-Phasen-Leistungsmodule auf. Jedes der Drei-Phasen-Leistungsmodule weist ein oberes Schaltelement und ein unteres Schaltelement und zwei Dioden auf, die antiparallel jeweils zu dem oberen Schaltelement und dem unteren Schaltelement geschaltet sind. Beim Entladen von elektrischer Leistung in dem Glättungskondensator bewirkt die Steuerungsschaltung, dass elektrische Leistung, die in dem Glättungskondensator gespeichert ist, verbraucht wird, indem periodisch zwischen einer Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung, bei der alle Leistungsmodule in einem oberen Ein-Zustand (einem Zustand, in dem das obere Schaltelement ein (eingeschaltet) ist und das untere Schaltelement aus (ausgeschaltet) ist) und einer Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung umgeschaltet wird, bei der alle Leistungsmodule auf einen unteren Ein-Zustand (einem Zustand, in dem das obere Schaltelement aus ist und das untere Schaltelement ein ist) versetzt sind. Die Steuerungsschaltung stellt eine Alle-Aus-Zeitdauer, während der das obere Schaltelement und das untere Schaltelement in allen Leistungsmodule auf aus versetzt sind, während einer Zeitdauer ein, während der ein Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung gemacht wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die in der JP 2016 - 123 202 A offenbarte Steuerungsschaltung stellt die Alle-Aus-Zeitdauer während der Zeitdauer ein, während der das Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung durchgeführt wird. Es gibt jedoch Bedenken, dass, während der Motor durch Energie zum Fahren eines Fahrzeugs während der Alle-Aus-Zeitdauer gedreht wird, der Glättungskondensator mit regenerativer Leistung aus dem Motor durch den Wechselrichter geladen wird, und dass unter dem Einfluss davon elektrische Leistung in dem Glättungskondensator (elektrische Leistung des Glättungskondensators) nicht früh entladen werden kann.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, und eine Aufgabe davon besteht darin, einen Glättungskondensator früh ohne Bereitstellen einer besonderen Entladeschaltung zu entladen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Leistungsumwandlungssystem gelöst, wie es in Patentanspruch 1 angegeben ist.
  • Ein Leistungsumwandlungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung weist einen Wechselrichter, der elektrische Leistung zwischen einer Batterie und einem Motor umwandelt, der Drei-Phasen-Statorspulen aufweist, eine positive Elektrodenleitung und eine negative Elektrodenleitung, die die Batterie und den Wechselrichter miteinander verbinden, einen Glättungskondensator, der zwischen der positiven Elektrodenleitung und der negativen Elektrodenleitung angeordnet ist, und eine Steuerungsschaltung auf, die den Wechselrichter steuert. Der Wechselrichter weist Drei-Phasen-Schalteinheiten auf, die parallel zueinander zwischen der positiven Elektrodenleitung und der negativen Elektrodenleitung geschaltet sind und mit den jeweiligen Drei-Phasen-Statorspulen verbunden sind. Jede der Drei-Phasen-Schalteinheiten weist ein oberes Schaltelement und ein unteres Schaltelement, die in einer Reihenfolge von der positiven Elektrodenleitung zu der negativen Elektrodenleitung in Reihe verbunden sind, sowie eine obere Diode und eine untere Diode auf, die jeweils antiparallel zu dem oberen Schaltelement und dem unteren Schaltelement geschaltet sind. Bei einem Freigeben von Ladungen in dem Glättungskondensator schaltet die Steuerungsschaltung abwechselnd und periodisch alle der Drei-Phasen-Schalteinheiten zwischen einer Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung, in der das obere Schaltelement ein ist und das untere Schaltelement aus ist, und eine Alle-Phasen-Und-Ein-Steuerung um, bei der das obere Schaltelement aus ist und das untere Schaltelement ein ist. Während einer Periode, während der ein Umschalten von einer zu der anderen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung gemacht wird, steuert die Steuerungseinrichtung Zustände des oberen Schaltelements und des unteren Schaltelements jeder Phase derart, dass sie sich von den Zuständen in der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung unterscheiden, und steuert in einer anfänglichen Stufe und einer finalen Stufe der Periode, während der das Umschalten durchgeführt wird, Zustände des oberen Schaltelements und des unteren Schaltelements derart, dass sie auf einen Zustand versetzt werden, in dem sowohl das obere Schaltelement als auch das untere Schaltelement von zumindest einer Phase aus sind, und steuert während einer Periode zwischen der anfänglichen Stufe und der finalen Stufe Zustände des oberen Schaltelements und des unteren Schaltelements aller Phasen derart, dass sie auf einen oberen Ein-Zustand, in dem das obere Schaltelement ein ist und das untere Schaltelement aus ist, oder auf einen unteren Ein-Zustand versetzt werden, in dem das obere Schaltelement aus ist und das untere Schaltelement ein ist.
  • Gemäß der Konfiguration wird während des Entladens des Glättungskondensators ein Umschalten zwischen einer Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und einer Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung abwechselnd und periodisch durchgeführt. Während der Periode zwischen der anfänglichen Stufe und der endgültigen Stufe der Periode (Dauer), während das Schalten zwischen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung durchgeführt wird, werden in zumindest einer Phase das obere Schaltelement und das untere Schaltelement auf den oberen Ein-Zustand, in dem das obere Schaltelement ein (eingeschaltet) ist, und das untere Schaltelement aus (ausgeschaltet) ist, oder auf den unteren Ein-Zustand versetzt, in dem das obere Schaltelement aus ist und das untere Schaltelement ein ist. Mit dieser Steuerung wird der Glättungskondensator entladen, selbst während der Motor mit Energie zum Fahren des Fahrzeugs (Fahrzeugfahrenergie) gedreht wird. Folglich kann der Glättungskondensator früh ohne eine spezielle Entladeschaltung entladen werden.
  • Die vorstehend beschriebenen und andere Aufgaben, Merkmale, Ausgestaltungen und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 zeigt eine Darstellung, die schematisch eine Gesamtkonfiguration eines Leistungsumwandlungssystems veranschaulicht.
    • 2 zeigt eine Darstellung, die Wellenformen von Phasenströmen Iu, Iv und Iw und einen Betrieb zum Umschalten zwischen einer Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und einer Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung veranschaulicht.
    • 3 zeigt eine Darstellung, die ein Antriebssignal für ein Schaltelement in einem Muster 1 veranschaulicht.
    • 4 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus A in Muster 1 veranschaulicht.
    • 5 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus B in Muster 1 veranschaulicht.
    • 6 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus C in Muster 1 veranschaulicht.
    • 7 zeigt eine Darstellung, die ein Antriebssignal für das Schaltelement in einem Muster 2 veranschaulicht.
    • 8 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus A in Muster 2 veranschaulicht.
    • 9 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus B in Muster 2 veranschaulicht.
    • 10 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus C in Muster 2 veranschaulicht.
    • 11 zeigt eine Darstellung, die ein Antriebssignal für das Schaltelement in einem Muster 3 veranschaulicht.
    • 12 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus A in Muster 3 veranschaulicht.
    • 13 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus B in Muster 3 veranschaulicht.
    • 14 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus C in Muster 3 veranschaulicht.
    • 15 zeigt eine Darstellung, die ein Antriebssignal für das Schaltelement in einem Muster 4 veranschaulicht.
    • 16 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus A in Muster 4 veranschaulicht.
    • 17 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus B in Muster 4 veranschaulicht.
    • 18 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus C in Muster 4 veranschaulicht.
    • 19 zeigt eine Darstellung, die ein Antriebssignal für das Schaltelement in einem Muster 5 veranschaulicht.
    • 20 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus A in Muster 5 veranschaulicht.
    • 21 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus B in Muster 5 veranschaulicht.
    • 22 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus C in Muster 5 veranschaulicht.
    • 23 zeigt eine Darstellung, die ein Antriebssignal für das Schaltelement in einem Muster 6 veranschaulicht.
    • 24 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus A in Muster 6 veranschaulicht.
    • 25 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus B in Muster 6 veranschaulicht.
    • 26 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in einem Modus C in Muster 6 veranschaulicht.
    • 27 zeigt eine Darstellung, die eine beispielhafte Entsprechung zwischen einer Entladeverarbeitungszeitdauer und einem M-Drehmoment veranschaulicht.
    • 28 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild einer Steuerungsschaltung.
    • 29 zeigt ein Flussdiagramm (Nr. 1) der Steuerungsschaltung.
    • 30 zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das eine beispielhafte Weise einer Änderung eines Zyklus des Umschaltens zwischen einer Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerungs-Zeitdauer und einer Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerungs-Zeitdauer veranschaulicht.
    • 31 zeigt ein Flussdiagramm (Nr. 2) der Steuerungsschaltung.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Denselben oder entsprechenden Elementen in den Zeichnungen sind dieselben Bezugszeichen zugeordnet, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt werden.
  • Systemkonfiguration
  • 1 zeigt eine Darstellung, die schematisch eine Gesamtkonfiguration eines Leistungsumwandlungssystems 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Das Leistungsumwandlungssystem 1 ist beispielsweise an einem Fahrzeug montiert, das einen Motor 3 als eine Antriebskraftquelle aufweist.
  • Das Leistungsumwandlungssystem 1 weist einen Motor 3, eine Batterie 11, ein Systemhauptrelais SMR (system main relay), eine positive Elektrodenleitung PL, eine negative Elektrodenleitung NL, einen Glättungskondensator C0, einen Wechselrichter 20, Stromsensoren 31 bis 33 und eine Steuerungsschaltung 100 auf.
  • Die Batterie 11 ist eine Batterieanordnung, die eine Vielzahl von Zellen aufweist. Jede Zelle ist eine Sekundärbatterie wie eine Lithiumionenbatterie oder eine Nickelmetallhydridbatterie. Eine Ausgangsspannung aus der Batterie 11 weist einen hohen Wert, beispielsweise einige hundert Volt auf.
  • Die positive Elektroleitung PL verbindet elektrisch eine positive Elektrode der Batterie 11 und den Wechselrichter 20 miteinander. Die negative Elektrodenleitung NL verbindet elektrisch eine negative Elektrode der Batterie 11 und den Wechselrichter 20 miteinander.
  • Das Systemhauptrelais SMR ist elektrisch zwischen der Batterie 11 und dem Wechselrichter 20 geschaltet. Das Systemhauptrelais SMR wird entsprechend einem Befehl aus der Steuerungsschaltung 100 geschlossen. Wenn das Systemhauptrelais SMR geschlossen ist, kann elektrische Leistung zwischen der Batterie 11 und dem Wechselrichter 20 übertragen werden.
  • Der Glättungskondensator C0 ist zwischen der positiven Elektrodenleitung PL und der negativen Elektroleitung NL geschaltet. Der Glättungskondensator C0 glättet eine Wechselkomponente in einer Spannungsvariation zwischen der positiven Elektrodenleitung PL und einer negativen Elektrodenleitung NL und führt dem Wechselrichter 20 eine geglättete Gleichspannung zu. Eine Spannung VL der positiven Elektrodenleitung PL und der negativen Elektroleitung NL stimmt mit einer Spannung über entgegengesetzte Enden des Glättungskondensators C0 überein. Während das Systemhauptrelais SMR geschlossen ist, fließen Ladungen aus der Batterie 11 in den Glättungskondensator C0 und wird die Spannung (Spannung VL) über den entgegengesetzten Enden des Glättungskondensators C0 eine Ausgangsspannung aus der Batterie 11.
  • Der Wechselrichter 20 weist drei Leistungsmodule 21, 22 und 23 auf, die jeweils einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase entsprechen. Die Leistungsmodule 21, 22 und 23 sind parallel zueinander zwischen der positiven Elektrodenleitung PL und der negativen Elektrodenleitung NL geschaltet. Jedes der Leistungsmodule 21, 22 und 23 weist ein oberes Schaltelement und ein unteres Schaltelement, die in Reihe in der Reihenfolge von der positiven Elektrodenleitung PL zu der negativen Elektroleitung NL geschaltet sind, und zwei Dioden auf, die jeweils antiparallel zu dem oberen Schaltelement und dem unteren Schaltelement geschaltet sind. Insbesondere weist das U-Phasen-Leistungsmodul 21 ein oberes Schaltelement Q1 und ein unteres Schaltelement Q2 sowie Dioden D1 und D2 auf. Das V-Phasen-Leistungsmodul 22 weist ein oberes Schaltelement Q3 und ein unteres Schaltelement Q4 sowie Dioden D3 und D4 auf. Das W-Phasen-Leistungsmodul 23 weist ein oberes Schaltelement Q5 und ein unteres Schaltelement Q6 sowie Dioden D5 und D6 auf.
  • Jedes der Schaltelemente Q1 bis Q6 führt einen Schaltvorgang bzw. Schaltbetrieb (einen Ein-/Aus-Vorgang bzw. Ein-/Aus-Betrieb) entsprechend einem Antriebssignal aus der Steuerungsschaltung 100 durch. Ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT), ein Leistungsmetalloxidhalbleiter-(MOS-) Transistor oder ein Leistungs-Bipolartransistor können als Schaltelemente Q1 bis Q6 angewendet werden.
  • Die U-Phasen-Schaltelemente Q1 und Q2 werden gesteuert, um komplementär und abwechselnd den Schaltvorgang durchzuführen. Die V-Phasen-Schaltelemente Q3 und Q4 werden gesteuert, um komplementär und abwechselnd den Schaltvorgang durchzuführen. Die W-Phasen-Schaltelemente Q5 und Q6 werden gesteuert, um komplementär und abwechselnd den Schaltvorgang durchzuführen.
  • Der Wechselrichter 20 bewirkt, dass die Schaltelemente Q1 bis Q6 den Schaltvorgang durchführen, um elektrische Leistung zwischen der Batterie 11 und dem Motor 3 umzuwandeln. Wenn ein Drehmomentbefehlswert für den Motor 3 positiv ist, wandelt der Wechselrichter 20 Gleichstromleistung aus der Batterie 11 in Wechselstromleistung um und führt die Wechselstromleistung dem Motor 3 zu. Der Motor 3 wird auf diese Weise angetrieben. Während eines regenerativen Bremsens des Fahrzeugs 10 wird der Drehmomentbefehlswert für den Motor 3 auf einen negativen Wert eingestellt. In diesem Fall wandelt der Wechselrichter 20 Wechselstromleistung, die durch den Motor 3 erzeugt wird, in Gleichstromleistung um und führt der Batterie 11 die Gleichstromleistung zu.
  • Der Motor 3 ist ein Drei-Phasen-Permanentmagnet-Synchronmotor mit Drei-Phasen-Statorspulen der U-Phase, der V-Phase und W-Phase. Die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Statorspulen weisen erste Enden auf, die gemeinsam mit einem Neutralpunkt verbunden sind. Die anderen Enden der U-Phasen-, V-Phasen-und W-Phasen-Statorspulen sind mit jeweiligen Mittelpunkten der Leistungsmodule 21, 22 und 23 des Wechselrichters 20 verbunden. Ein abgegebenes Drehmoment aus dem Motor 3 wird auf ein Antriebsrad durch ein Leistungsgetriebe (die beide nicht gezeigt sind) übertragen, um zu bewirken, dass das Fahrzeug 10 fährt. Der Motor 3 erzeugt elektrische Leistung mit einer Drehkraft aus dem Antriebsrad (Regeneration) während des regenerativen Bremsens des Fahrzeugs 10.
  • Der Stromsensor 31 erfasst einen U-Phasen-Strom Iu, der von dem U-Phasen-Leistungsmodul 21 des Wechselrichters 20 zu dem Motor 3 fließt. Der Stromsensor 32 erfasst einen V-Phasen-Strom Iv, der von dem V-Phasen-Leistungsmodul 22 des Wechselrichters 20 zu dem Motor 3 fließt. Der Stromsensor 33 erfasst einen W-Phasen-Strom Iw, der von dem W-Phasen-Leistungsmodul 23 des Wechselrichters 20 zu dem Motor 3 fließt. Jeder der Stromsensoren 31 bis 33 sendet ein Erfassungsergebnis zu der Steuerungsschaltung 100.
  • Der U-Phasen-Strom Iu, der V-Phasen-Strom Iv und der W-Phasen-Strom Iw werden jeweils als ein positiver Wert (+) erfasst, wenn sie in einer positiven Richtung fließen, und werden als ein negativer Wert (-) erfasst, wenn sie in einer negativen Richtung fließen, wobei eine Richtung von dem Wechselrichter 20 zu dem Motor 3 hin als die positive Richtung definiert ist und eine Richtung von dem Motor 3 zu dem Wechselrichter 20 hin als die negative Richtung definiert ist. Da die Gesamtheit des U-Phasen-Stroms Iu, des V-Phasen-Stroms Iv und des W-Phasen-Stroms Iw 0 ist, erfüllen der U-Phasen-Strom Iu, der V-Phasen-Strom Iv und der W-Phasen-Strom Iw eine derartige Beziehung, dass, wenn beliebige zwei Werte bestimmt sind, der verbleibende eine Wert ebenfalls bestimmt ist. Daher ist es möglich, einen der Stromsensoren 31, 32 und 33 nicht vorzusehen.
  • Die Steuerungsschaltung 100 weist einen Prozessor wie eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), einen Speicher wie einen Nur-Lese-Speicher (ROM) und einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) sowie einen Anschluss (Port) zur Eingabe und Ausgabe verschiedener Signale auf (von denen keine gezeigt sind). Die Steuerungsschaltung 100 steuert das Systemhauptrelais SMR und den Wechselrichter 20 auf der Grundlage eines Programms und eines Kennfeldes (Map), die in dem Speicher gespeichert sind, und eines Signals, das von jedem Sensor empfangen wird.
  • Die Steuerungsschaltung 100 steuert einen Antriebszustand des Motors 3 oder Laden und Entladen der Batterie 11 durch periodisches Umschalten zwischen dem oberen Ein-Zustand (dem Zustand, in dem das obere Schaltelement ein (eingeschaltet) ist und das untere Schaltelement aus (ausgeschaltet) ist) und dem unteren Ein-Zustand (dem Zustand, in dem das obere Schaltelement aus ist und das untere Schaltelement ein ist) in jeder Phase des Wechselrichters 20.
  • Die Steuerungsschaltung 100 steuert den Schaltvorgang in jeder Phase des Wechselrichters 20 unter einer Impulsbreitenmodulations-(PWM-) Steuerung. Unter einer PWM-Steuerung bestimmt eine Frequenz eines Trägersignals (eine Trägerfrequenz fc) einen Schaltzyklus (die Gesamtheit einer Periode des oberen Ein-Zustands und einer Periode des unteren Ein-Zustands) in jeder Phase. Die Steuerungsschaltung 100 kann ein Verhältnis der Periode des oberen Ein-Zustands zu einem Schaltzyklus (Tastgrad (duty ratio)) durch Justieren eines Tastgradbefehlswerts in der PWM-Steuerung justieren.
  • Steuerung des Entladens des Glättungskondensators C0
  • Wenn das Fahrzeug, an dem das Leistungsumwandlungssystem 1 montiert ist, den Betrieb stoppt oder ein Fehler auftritt, ist es wünschenswert, dass die elektrische Leistung (Ladungen) die in dem Glättungskondensator C0 gespeichert ist (sind) früh entladen wird (werden).
  • Beim Entladen der elektrischen Leistung in dem Glättungskondensator C0 schaltet die Steuerungsschaltung 100 abwechselnd und periodisch zwischen einer „Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung“, in der die Leistungsmodule 21, 22 und 23 aller Phasen des Wechselrichters 20 auf den oberen Ein-Zustand versetzt (eingestellt) sind, und einer „Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung“, in der die Leistungsmodule 21, 22 und 23 aller Phasen auf den unteren Ein-Zustand versetzt (eingestellt) sind, während das Systemhauptrelais SMR geöffnet ist, um die Batterie 11 von dem Wechselrichter 20 zu trennen.
  • 2 zeigt eine Darstellung von Wellenformen von Phasenströmen Iu, Iv und Iw und einen Betrieb zum Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung beim Entladen von elektrischer Leistung in dem Glättungskondensator C0.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, schaltet beim Entladen der elektrischen Leistung in dem Glättungskondensator C0 die Steuerungsschaltung 100 abwechselnd und periodisch zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung um. Zu dieser Zeit ist der Tastgradbefehlswert für jede Phase des Wechselrichters 20 auf 50 % eingestellt, so dass eine Periode der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung zu einer Schaltfrequenz in jeder Phase auf angenähert 50 % eingestellt ist. Indem somit der Tastgradbefehlswert jeder Phase auf 50 % eingestellt wird, kann die an dem Motor 3 angelegte Spannung auf angenähert 0 Volt eingestellt werden, so dass kein Strom von dem Wechselrichter 20 zu dem Motor 3 fließt (das heißt, dass der Motor 3 kein positives Drehmoment zum Fahren des Fahrzeugs ausgibt).
  • Weiterhin führt die Steuerungsschaltung 100 eine Vorwärtssteuerung (feed forward control) zum Entladen von elektrischer Leistung in dem Glättungskondensator C0 während einer Periode aus, während der ein Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung durchgeführt wird. Insbesondere wird, wenn ein Leistungsmodul, in dem ein Strom in der negativen Richtung fließt, unter den Drei-Phasen-Leistungsmodulen 21, 22 und 23 als ein Negativstrommodul definiert wird, und ein Leistungsmodul, in dem ein Strom in der positiven Richtung fließt, als ein Positivstrommodul definiert wird, während einer Periode, während der das Umschalten von einer zu der anderen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung durchgeführt wird, die Steuerungsschaltung 100 für eine vorgegebene Zeitdauer (Zeitperiode) eine „Entladeverarbeitung“ zur Einstellung des Negativstrommoduls auf den unteren Ein-Zustand und zur Einstellung des Positivstrommoduls auf den oberen Ein-Zustand durch.
  • Wenn die Steuerungsschaltung 100 ein Umschalten von der Alle-Phasen-Unten-ein-Steuerung auf die Alle-Phasen Oben-Ein-Steuerung durchführt, spezifiziert die Steuerungsschaltung 100, ob jedes der Leistungsmodule 21, 22 und 23 unter das Negativstrommodul oder das Positivstrommodul fällt, und führt dann eine Steuerung in der Reihenfolge eines Modus A, eines Modus B und eines Modus C aus.
  • Anfänglich führt in einem Modus A die Steuerungsschaltung 100 eine erste Totzeitverarbeitung zur Einstellung einer ersten Totzeit DT1 durch, bei der, während das Negativstrommodul in dem unteren Ein-Zustand beibehalten wird, in dem Positivstrommodul sowohl das obere Schaltelement als auch das untere Schaltelement auf aus (ausgeschaltet) versetzt werden.
  • Nachdem die Steuerungsschaltung 100 die erste Totzeitverarbeitung durchgeführt hat, schaltet die Steuerungsschaltung 100 eine Steuerungsbetriebsart (einen Steuerungsmodus) von dem Modus A auf den Modus B um. In dem Modus B führt die Steuerungsschaltung 100 die vorstehend beschriebene „Entladeverarbeitung“ für eine vorgegebene Zeitdauer durch. Die Zeitdauer, während der die Entladeverarbeitung in dem Modus B durchgeführt wird (eine Entladeverarbeitungszeitdauer) wird vorab mit einer unter Bezugnahme auf 27 beschriebenen Technik eingestellt, die später beschrieben ist.
  • Nachdem die Steuerungsschaltung 100 die Entladeverarbeitung für die vorgegebene Zeitdauer durchgeführt hat, schaltet die Steuerungsschaltung 100 den Steuerungsmodus von dem Modus B auf dem Modus C um. In dem Modus C führt die Steuerungsschaltung 100 eine zweite Totzeitverarbeitung zur Einstellung einer zweiten Totzeit DT2 durch, bei der, während das Positivstrommodul in dem oberen Ein-Zustand beibehalten wird, sowohl das obere Schaltelement als auch das untere Schaltelement in dem Negativstrommodul auf aus versetzt werden.
  • Dann, nachdem die Steuerungsschaltung 100 die zweite Totzeitverarbeitung durchgeführt hat, führt die Steuerungsschaltung 100 die Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung durch, bei der das Positivstrommodul in dem oberen Ein-Zustand beibehalten wird und das Negativstrommodul auf den oberen Ein-Zustand umgeschaltet wird.
  • Beim Umschalten von der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung führt die Steuerungsschaltung 100 eine Steuerung in einer Reihenfolge aus, die umgekehrt gegenüber der Reihenfolge beim Umschalten von der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung ist, das heißt, in der Reihenfolge Modus C, Modus B und Modus A.
  • Insbesondere führt anfänglich in dem Modus C die Steuerungsschaltung 100 die zweite Totzeitverarbeitung zur Einstellung der zweiten Totzeit DT2 durch, bei der das Positivstrommodul in dem oberen Ein-Zustand beibehalten wird und sowohl das obere Schaltelement als auch das untere Schaltelement in dem Negativstrommodul auf aus versetzt (ausgeschaltet) werden.
  • Nachdem die Steuerungsschaltung 100 die zweite Totzeitverarbeitung durchgeführt hat, schaltet die Steuerungsschaltung 100 den Steuerungsmodus von dem Modus C auf dem Modus B um. In dem Modus B führt die Steuerungsschaltung 100 die vorstehend beschriebene „Entladeverarbeitung“ für die vorgegebene Zeitdauer durch.
  • Nachdem die Steuerungsschaltung 100 die Entladeverarbeitung für die vorgegebene Zeitdauer durchgeführt hat, schaltet die Steuerungsschaltung 100 den Steuerungsmodus von dem Modus B auf den Modus A um. In dem Modus A führt die Steuerungsschaltung 100 die erste Totzeitverarbeitung zur Einstellung der ersten Totzeit DT1 durch, bei der, während das Negativstrommodul in dem unteren Ein-Zustand beibehalten wird, sowohl das obere Schaltelement als auch das untere Schaltelement in dem Positivstrommodul auf aus versetzt werden.
  • Dann, nachdem die Steuerungsschaltung 100 die erste Totzeitverarbeitung durchgeführt hat, führt die Steuerungsschaltung 100 die Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung aus, bei der das Negativstrommodul in dem unteren Ein-Zustand beibehalten wird und das Positivstrommodul auf den unteren Ein-Zustand umgeschaltet wird.
  • Die nachstehend beschriebenen Muster 1 bis 6 sind als Kombinationen (Iu, Iv, Iw) von positiven und negativen Phasenströmen Iu, Iv und Iw angenommen, wie es in 2 gezeigt ist. ( Iu , Iv , Iw ) = ( + , − , + )
    Figure DE102023107965A1_0001
     ( Iu , Iv , Iw ) = ( + , − , − )
    Figure DE102023107965A1_0002
     ( Iu , Iv , Iw ) = ( + , + , − )
    Figure DE102023107965A1_0003
     ( Iu , Iv , Iw ) = ( − , + , − )
    Figure DE102023107965A1_0004
     ( Iu , Iv , Iw ) = ( − , + , + )
    Figure DE102023107965A1_0005
     ( Iu , Iv , Iw ) = ( − , − , + )
    Figure DE102023107965A1_0006
  • Der Schaltvorgang durch die Schaltelemente Q1 bis Q6 bei der Steuerung des Entladens des Glättungskondensators C0 ist spezifisch für jedes der Muster 1 bis 6 von Kombinationen positiver und negativer Phasenströme Iu, Iv und Iw beschrieben.
  • 3 zeigt eine Darstellung, die ein Antriebssignal für die Schaltelemente Q1 bis Q6 in dem Muster 1: (Iu, Iv, Iw) = (+, -, +) veranschaulicht. In dem Muster 1 fallen das U-Phasen-Leistungsmodul 21 und das W-Phasen-Leistungsmodul 23 unter die „Positivstrommodule“ und fällt das V-Phasen-Leistungsmodul 22 unter das „Negativstrommodul“.
  • Beim Umschalten von der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung wird eine Steuerung in der Reihenfolge Modus A, Modus B und Modus C ausgeführt, die vorstehend beschrieben worden sind.
  • Anfänglich werden in dem Modus A die unteren Schaltelemente Q2 und Q6 des U-Phasen-Leistungsmoduls 21 und des W-Phasen-Leistungsmoduls 23 (der Positivstrommodule) ausgeschaltet. Die erste Totzeit DT1 des Positivstrommoduls wird somit eingestellt, während das Negativstrommodul in dem unteren Ein-Zustand beibehalten wird. Die erste Totzeit DT1 dauert für eine vorbestimmte Zeitdauer an.
  • 4 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in dem Modus A (erste Totzeit DT1) in dem Muster 1 veranschaulicht. In dem Modus A in dem Muster 1 ist ein Pfad für den Umlauf des Stroms zwischen dem Motor 3 und dem Wechselrichter 20 gebildet. Insbesondere gelangt der Strom aus dem Motor 3 durch das untere Schaltelement Q4 und die unteren Dioden der D2 und D6 und kehrt zu dem Motor 3 zurück. Daher ist ein Entladestrom Idc aus dem Glättungskondensator C0 0. Anders ausgedrückt wird in dem Modus A, selbst während der Motor 3 sich dreht (in einem regenerativen Zustand), der Glättungskondensator C0 nicht geladen oder entladen.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 3, wird nach der ersten Totzeit DT1 ein Umschalten von Modus A auf B durchgeführt. In Modus B werden die oberen Schaltelemente Q1 und Q5 des U-Phasen-Leistungsmoduls 21 und des W-Phasen-Leistungsmoduls 23 (der Positivstrommodule) eingeschaltet. Somit wird das Negativstrommodul auf den unteren Ein-Zustand versetzt und werden die Positivstrommodule auf den oberen Ein-Zustand versetzt. Dieser Modus B entspricht der vorstehend beschriebenen „Entladeverarbeitung“. Die Entladeverarbeitung wird für eine vorgegebene Zeitdauer durchgeführt.
  • 5 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in dem Modus B (der Entladeverarbeitung) in Muster 1 veranschaulicht. In Modus B in Muster 1 ist ein Entladepfad für den Glättungskondensator C0 gebildet. Insbesondere ist ein Strompfad von dem Glättungskondensator C0 durch die oberen Schaltelemente Q1 und Q5, dem Motor 3 und dem unteren Schaltelement Q4 zurück zu dem Glättungskondensator C0 gebildet. In diesem Fall reicht der Entladestrom Idc aus dem Glättungskondensator C0 bis zu |Iv|. Anders ausgedrückt wird, selbst während der Motor 3 sich dreht (in dem regenerativen Zustand), der Glättungskondensator C0 entladen.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 3 wird, nachdem die Entladeverarbeitung für die vorgegebene Zeitdauer durchgeführt worden ist, ein Umschalten von dem Modus B auf den Modus C durchgeführt. In dem Modus C wird das untere Schaltelement Q4 des V-Phasen-Leistungsmoduls 22, das unter das Negativstrommodul fällt, ausgeschaltet. Somit wird, während die Positivstrommodule in dem oberen Ein-Zustand beibehalten werden, die zweite Totzeit DT2 des Negativstrommoduls eingestellt. Die zweite Totzeit DT2 dauert für eine vorbestimmte Zeitdauer an.
  • 6 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in den Modus C (der zweiten Totzeit DT2) in dem Muster 1 veranschaulicht. In dem Modus C in Muster 1 ist ein Pfad für einen Umlauf des Stroms zwischen dem Motor 3 und dem Wechselrichter 20 gebildet. Insbesondere gelangt der Strom aus dem Motor 3 durch die obere Diode D3 und die oberen Schaltelemente Q1 und Q5 des Wechselrichters 20 und kehrt zu dem Motor 3 zurück. Daher ist der Entladestrom Idc aus dem Glättungskondensator C0 0. Anders ausgedrückt wird in dem Modus C, selbst während der Motor 3 dreht (in dem regenerativen Zustand), eine regenerative Leistung aus dem Motor 3 nicht in den Glättungskondensator C0 geladen.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 3 wird, nachdem die zweite Totzeit DT2 durchgeführt worden ist, während das U-Phasen-Leistungsmodul 21 und das W-Phasen-Leistungsmodul 23 (die Positivstrommodule) in dem oberen Ein-Zustand beibehalten werden, das obere Schaltelement Q3 des V-Phasen-Leistungsmoduls 22 (des Negativstrommoduls) auf den oberen Ein-Zustand umgeschaltet. Ein Umschalten auf die Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung ist somit abgeschlossen.
  • Beim Umschalten von der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung wird eine Steuerung in der Reihenfolge Modus C, Modus B und Modus A ausgeführt, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Der Fluss des Stroms in den Modi A, B und C in dem Muster 1 ist wie in 4 bis 6 gezeigt, die vorstehend beschrieben worden sind. Daher wird auch beim Umschalten von der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung der Glättungskondensator C0 in den Modi A und C nicht geladen und entladen, sondern wir der Glättungskondensator C0 in dem Modus B entladen.
  • Das Antriebssignal, das in 3 mit einer gestrichelten Linie gezeigt ist, ist ein Antriebssignal in einem Beispiel, in dem die Modi A und C alleine ohne Ausführung des Modus B (der Entladeverarbeitung) ausgeführt wird, als ein Vergleichsbeispiel für die vorliegende Offenbarung. In diesem Fall wird der Glättungskondensator C0 in dem Modus B (der Entladeverarbeitung) nicht entladen.
  • Im Gegensatz dazu wird gemäß der vorliegenden Offenbarung der Modus B (Entladeverarbeitung) zwischen dem Modus A (der ersten Totzeit DT1) und dem Modus C (der zweiten Totzeit DT2) gesetzt. Daher wird gemäß der vorliegenden Offenbarung das Entladen des Glättungskondensators C0 stärker beschleunigt und kann der Glättungskondensator C0 früher als in dem Vergleichsbeispiel entladen werden.
  • 7 zeigt eine Darstellung, die ein Antriebssignal für die Schaltelemente Q1 bis Q6 in dem Muster 2: (Iu, Iv, Iw) = (+, -, -) veranschaulicht. In dem Muster 2 fällt das U-Phasen-Leistungsmodul 21 unter das „Positivstrommodul“ und fallen das V-Phasen-Leistungsmodul 22 und das W-Phasen-Leistungsmodul 23 unter die „Negativstrommodule“. Wie in dem Muster 1 wird ebenfalls in dem Muster 2 beim Umschalten von der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung die erste Totzeit DT1 für das Positivstrommodul in dem Modus A eingestellt, wird die Entladeverarbeitung für eine vorgegebene Zeitdauer in dem darauffolgenden Modus B durchgeführt, und wird die zweite Totzeit DT2 für die Negativstrommodule in dem darauffolgenden Modus C eingestellt. Beim Umschalten von der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung wird die zweite Totzeit DT2 für die Negativstrommodule in dem Modus C eingestellt, wird die Entladeverarbeitung für eine vorgegebene Zeitdauer in dem darauffolgenden Modus B durchgeführt, und wird die erste Totzeit DT1 für das Positivstrommodul in dem darauffolgenden Modus A eingestellt.
  • 8 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in dem Modus A (erste Totzeit DT1) in dem Muster 2 veranschaulicht. 9 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in dem Modus B (Entladeverarbeitung) in dem Muster 2 veranschaulicht. 10 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in dem Modus C (zweite Totzeit DT2) in dem Muster 2 veranschaulicht. Wie es in 8 bis 10 gezeigt ist, wird wie in dem Muster 1 auch in dem Muster 2 der Glättungskondensator C0 in den Modi A und C nicht geladen und nicht entladen, jedoch wird der Glättungskondensator C0 in dem Modus B entladen.
  • 11 zeigt eine Darstellung, die ein Antriebssignal für die Schaltelemente Q1 bis Q6 in dem Muster 3 veranschaulicht: (Iu, Iv, Iw) = (+, +, -). In dem Muster 3 fallen das U-Phasen-Leistungsmodul 21 und das V-Phasen-Leistungsmodul 22 unter die „Positivstrommodule“ und fällt das W-Phasen-Leistungsmodul 23 unter das „Negativstrommodul“. Wie es in 11 gezeigt ist, wird, wie in dem Muster 1, auch in dem Muster 3 beim Umschalten von der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung eine Steuerung in der Reihenfolge der Modi A, B und C ausgeführt, und wird beim Umschalten von der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung eine Steuerung in der Reihenfolge der Modi C, B und A ausgeführt.
  • 12 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in den Modus A (erste Totzeit DT1) in dem Muster 3 veranschaulicht. 13 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in den Modus B (Entladeverarbeitung) in dem Muster 3 veranschaulicht. 14 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in den Modus C (zweite Totzeit DT2) in dem Muster 3 veranschaulicht. Wie es in 12 bis 14 gezeigt ist, wird, wie in dem Muster 1, auch in dem Muster 3 der Glättungskondensator C0 in den Modi A und 10 weder geladen noch entladen, jedoch wieder Glättungskondensator C0 in dem Modus B entladen.
  • 15 zeigt eine Darstellung, die ein Antriebssignal für die Schaltelemente Q1 bis Q6 in dem Muster 4: (Iu, Iv, Iw) = (-, +, -) veranschaulicht. In dem Muster 4 fällt das V-Phasen-Leistungsmodul 22 unter das „Positivstrommodul“ und fallen die U-Phasen-Leistungsmodule 21 und das W-Phasen-Leistungsmodul 23 unter die „Negativstrommodule“.
  • Wie es in 15 gezeigt ist, wird, wie in dem Muster 1, auch in dem Muster 4 beim Umschalten von der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung eine Steuerung in der Reihenfolge der Modi A, B und C ausgeführt, und wird beim Umschalten von der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung eine Steuerung in der Reihenfolge der Modi C, B und A ausgeführt.
  • 16 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in dem Modus A (der ersten Totzeit DT1) in dem Muster 4 veranschaulicht. 17 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in dem Modus B (Entladeverarbeitung) in dem Muster 4 veranschaulicht. 18 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in dem Modus C (zweite Totzeit DT2) in dem Muster 4 veranschaulicht. Wie es in den 16 bis 18 gezeigt ist, wird, wie in dem Muster 1, auch in dem Muster 4 der
  • Glättungskondensator C0 in den Modi A und C weder geladen noch entladen, jedoch wird der Glättungskondensator C0 in dem Modus B entladen.
  • 19 zeigt eine Darstellung, die ein Antriebssignal für die Schaltelemente Q1 bis Q6 in dem Muster 5: (Iu, Iv, Iw) = (-, +, +) veranschaulicht. In dem Muster 5 fallen das V-Phasen-Leistungsmodul 22 und das W-Phasen-Leistungsmodul 23 unter die „Positivstrommodule“ und fällt das U-Phasen-Leistungsmodul 21 unter das „Negativstrommodul“. Wie es in 19 gezeigt ist, wird, wie in dem Muster 1, auch in dem Muster 5 beim Umschalten von der Eine-Phasen-Unten-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung eine Steuerung in der Reihenfolge der Modi A, B und C ausgeführt, und wird beim Umschalten von der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung eine Steuerung in der Reihenfolge der Modi C, B und A ausgeführt.
  • 20 zeigt eine Darstellung, die schematisch ein Fluss eines Stroms in dem Modus A (erste Totzeit DT1) in dem Muster 5 veranschaulicht. 21 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in dem Modus B (Entladeverarbeitung) in dem Muster 5 veranschaulicht. 22 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in dem Modus C (zweite Totzeit DT2) in dem Muster 5 veranschaulicht. Wie es in 20 bis 22 gezeigt ist, wird, wie in dem Muster 1, auch in dem Muster 5 der Glättungskondensator C0 in den Modi A und C weder geladen noch entladen, wird jedoch der Glättungskondensator C0 in dem Modus B entladen.
  • 23 zeigt eine Darstellung, die ein Antriebssignal für die Schaltelemente Q1 bis Q6 in dem Muster 6: (Iu, Iv, Iw) = (-, -, +) veranschaulicht. In dem Muster 6 fällt das W-Phasen-Leistungsmodul 23 unter das „Positivstrommodul“ und fallen das U-Phasen-Leistungsmodul 21 und das V-Phasen-Leistungsmodul 22 unter die „Negativstrommodule“. Wie es in 23 gezeigt ist, wird, wie in dem Muster 1, auch in dem Muster 6 beim Umschalten von der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung eine Steuerung in der Reihenfolge der Modi A, B und C ausgeführt, und wird beim Umschalten von der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung eine Steuerung in der Reihenfolge der Modi C, B und A ausgeführt.
  • 24 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in dem Modus A (erste Totzeit DT1) in dem Muster 6 veranschaulicht. 25 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in dem Modus B (Entladeverarbeitung) in dem Muster 6 veranschaulicht. 26 zeigt eine Darstellung, die schematisch einen Fluss eines Stroms in dem Modus C (zweite Totzeit DT2) in dem Muster 6 veranschaulicht. Wie es in 24 bis 26 gezeigt ist, wird, wie in dem Muster 1, auch in dem Muster 6 der Glättungskondensator C0 in den Modi A und C weder geladen noch entladen, wird jedoch der Glättungskondensator C0 in dem Modus B entladen.
  • Einstellung der Entladeverarbeitungszeitdauer
  • In dem vorstehend beschriebenen Modus B führt die Steuerungsschaltung 100 die vorstehend beschriebene „Entladeverarbeitung“ für eine vorgegebene Zeitdauer durch. Die Zeitdauer, während der die Entladeverarbeitung in dem Modus B durchgeführt wird (Entladeverarbeitungszeitdauer) ist vorab derart eingestellt, dass ein Ausgangsdrehmoment aus dem Motor 3 negativ ist und elektrische Leistung in dem Glättungskondensator C0 (elektrische Leistung des Glättungskondensators C0) entladen wird.
  • 27 zeigt eine Darstellung, die eine beispielhafte Entsprechung zwischen einer Entladeverarbeitungszeitdauer in dem Modus B, einem Entladestrom Idc aus dem Glättungskondensator C0 und ein Ausgangsdrehmoment aus dem Motor 3 (das nachstehend auch als „M-Drehmoment“ bezeichnet ist) veranschaulicht, wenn eine Drehgeschwindigkeit des Motors 3 auf 100 U/min, 1000 U/min, 2000 U/min und 3000 U/min eingestellt ist.
  • 27 zeigt in einer oberen Ebene eine Entsprechung zwischen der Entladeverarbeitungszeitdauer (Abszisse) und dem Entladestrom Idc (Ordinate) für jede Drehgeschwindigkeit des Motors 3. 27 zeigt in einer unteren Ebene eine Entsprechung zwischen der Entladeverarbeitungszeitdauer (Abszisse) und dem M-Drehmoment (Ordinate) für jede Drehgeschwindigkeit des Motors 3. Die in 27 gezeigte Entsprechung kann beispielsweise durch Simulation oder Experimente erhalten werden.
  • Wenn der Entladestrom Idc einen positiven Wert in 27 aufweist, bedeutet dies ein Entladen des Glättungskondensators C0, und wenn der Entladestrom Idc einen negativen Wert aufweist, bedeutet dies ein Laden des Glättungskondensators C0. Ein M-Drehmoment mit einem positiven Wert in 27 bedeutet einen Motorbetrieb (power running state) des Motors 3, und ein M-Drehmoment mit einem negativen Wert bedeutet einen regenerativen Zustand (Generatorbetrieb) des Motors 3.
  • In einem Beispiel, in dem die Entsprechung, wie sie in 27 gezeigt ist, erhalten wird, erreicht, wenn die Entladeverarbeitungszeitdauer auf 18 bis 28 µs eingestellt ist, während der Motor 3 sich bei einer Geschwindigkeit von weniger als 2000 U/min dreht, der Entladestrom Idc im Wesentlichen einen positiven Wert, und wird der Glättungskondensator C0 entladen, und erreicht das M-Drehmoment einen negativen Wert und erzeugt der Motor 3 ein negatives Drehmoment.
  • Im Hinblick darauf wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Entladeverarbeitungszeitdauer (die Zeitdauer, während der Modus B ausgeführt wird) innerhalb eines Zeitrahmens (eine in 27 gezeigte „Entladen • Negativdrehmomentregion“) eingestellt, in dem (in der) ein Ausgangsdrehmoment aus dem Motor 3 negativ ist und elektrische Leistung in dem Glättungskondensator C0 entladen wird, wenn die Geschwindigkeit des Motors 3 geringer als eine vorgegebene Drehgeschwindigkeit (beispielsweise 2000 U/min in dem in 27 gezeigten Beispiel) ist. Daher wird, selbst obwohl der Motor 30 dreht, in der Entladeverarbeitung (während der Modus B ausgeführt wird) bewirkt, dass der Motor 3 ein negatives Drehmoment erzeugt, um ein Stoppen des Fahrzeugs zu fördern, während der Glättungskondensator C0 entladen wird.
  • Funktionaler Block
  • 28 zeigt ein funktionales Blockschaltbild der Steuerungsschaltung 100 bei der Steuerung durch die Steuerungsschaltung 100 des Entladens des Glättungskondensators C0. Die Steuerungsschaltung 100 weist eine Befehlserzeugungseinrichtung 110, eine Stromvorhersageeinrichtung 120, eine Moduseinstellungseinheit 130, eine Korrektureinheit 140 und eine PWM-Steuerungseinrichtung 150 auf.
  • Ein Befehl zum Entladen des Glättungskondensators C0 (der nachstehend auch als „Entladebefehl“ bezeichnet ist) wird der Befehlserzeugungseinrichtung 110 und der Stromvorhersageeinrichtung 120 bereitgestellt, wenn das Fahrzeug den Betrieb stoppt oder ein Fehler auftritt.
  • Wenn die Befehlserzeugungseinrichtung 110 den Entladebefehl empfängt, erzeugt sie einen U-Phasen-Tastgradbefehlswert Duc, einen V-Phasen-Tastgradbefehlswert Dvc und einen W-Phasen-Tastgradbefehlswert Dwc zum abwechselnden und periodischen Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung. Die Tastgradbefehlswerte Duc, Dvc und Dwc sind in Phasen miteinander und auf 50 % eingestellt. Die Befehlserzeugungseinrichtung 110 gibt erzeugte Tastgradbefehlswerte Duc, Dvc und Dwc zu der Korrektureinheit 140 aus.
  • Wenn die Stromvorhersageeinrichtung 120 den Entladebefehl empfängt, sagt sie Phasenströme Iu, Iv und Iw in einem nächsten Betriebszyklus der PWM-Steuerung auf der Grundlage eines Verlaufs der Phasenströme Iu, Iv und Iw vorher, die durch die Stromsensoren 31 bis 33 erfasst werden, und gibt ein Ergebnis der Vorhersage zu einer Moduseinstellungseinheit 130 zusammen mit dem Ergebnis der Erfassung durch die Stromsensoren 31 bis 33 aus.
  • Die Moduseinstellungseinheit 130 spezifiziert Muster 1 bis 6 einer Kombination von positiven und negativen Phasenströmen Iu, Iv und Iw auf der Grundlage des Ergebnisses der Vorhersage der Phasenströme Iu, Iv und Iw und stellt die Reihenfolge der Verarbeitung und Inhalte der Verarbeitung in den Modi A, B und C, wie es vorstehend beschrieben worden ist, auf der Grundlage des spezifizierten Musters ein. Wie die Reihenfolge der Verarbeitung und die Inhalte der Verarbeitung in den Modi A, B und C einzustellen sind, ist bereits beschrieben worden.
  • Die Korrektureinheit 140 korrigiert 50 %-Tastgradbefehlswerte Duc, Dvc und Dwc in der Phase, die aus der Befehlserzeugungseinrichtung 110 erhalten worden sind, auf der Grundlage der Reihenfolge der Verarbeitung und der Inhalte der Verarbeitung in den Modi A, B und C, die aus der Moduseinstellungseinheit 130 erhalten worden sind. Die Korrektureinheit 140 gibt die korrigierten Tastgradbefehlswerte Du, Dv und Dw zu der PWM-Steuerungseinrichtung 150 aus.
  • Die PWM-Steuerungseinrichtung 150 steuert die Schaltelemente Q1 bis Q6 des Wechselrichters 20 auf der Grundlage der korrigierten Tastgradbefehlswert Du, Dv und Dw, die aus der Korrektureinheit 140 erhalten worden sind. Die Steuerung, die unter Bezugnahme auf 3 bis 26 vorstehend beschrieben worden ist, wird somit derart ausgeführt, dass der Glättungskondensator C0 entladen wird.
  • Flussdiagramm
  • 29 zeigt ein Flussdiagramm, das einen beispielhafte Verarbeitungsablauf veranschaulicht, der durchgeführt wird, wenn die Steuerungsschaltung 100 das Entladen des Glättungskondensators C0 steuert. Das in 29 gezeigte Flussdiagramm wird wiederholt in vorgegebene Betriebszyklen durchgeführt, während das Systemhauptrelais SMR geöffnet ist.
  • Die Steuerungsschaltung 100 erhält Phasenströme Iu, Iv und Iw, die durch die Stromsensoren 31 bis 33 erfasst werden (Schritt S110).
  • Dann sagt die Steuerungsschaltung 100 Phasenströme Iu, Iv und Iw in einem nächsten Betriebszyklus der PWM-Steuerung auf der Grundlage des Verlaufs der durch die Stromsensoren 31 bis 33 erfassten Phasenströme Iu, Iv und Iw vorher (Schritt S20).
  • Dann bestimmt die Steuerungsschaltung 100 unter welchen der vorstehend beschriebenen Muster 1 bis 6 die Kombination (Iu, Iv, Iw) von positiven und negativen Phasenströmen Iu, Iv und Iw, die in Schritt S20 vorhergesagt worden sind, fällt (Schritt S21 bis S26). Dann führt die Steuerungsschaltung 100 eine Moduseinstellung, die unter Bezugnahme auf 3 bis 26 vorstehend beschrieben worden ist, in Übereinstimmung mit der bestimmten Kombination von positiven und negativen Phasenströmen Iu, Iv und Iw durch (Schritt S31 bis S36).
  • Wenn beispielsweise die Kombination (Iu, Iv, Iw) von positiven und negativen Phasenströmen Iu, Iv und Iw unter (+, -, +) fällt (JA in Schritt S21), steuert die Steuerungsschaltung 100 das Entladen des Glättungskondensators C0 dadurch, dass eine Moduseinstellung in dem Muster 1, das in den vorstehend beschriebenen 3 bis 6 gezeigt ist, bewirkt wird (Schritt S31). Wenn die Kombination (Iu, Iv, Iw) von positiven und negativen Phasenströmen Iu, Iv und Iw unter (+, -, -) fällt (JA in Schritt S22), steuert die Steuerungsschaltung 100 das Entladen des Glättungskondensators C0 dadurch, dass die Moduseinstellung in dem Muster 2, das in den vorstehend beschriebenen 7 bis 10 gezeigt ist, bewirkt wird (Schritt S32). Dies gilt ebenfalls für andere Kombinationen.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, schaltet beim Entladen der elektrischen Leistung in dem Glättungskondensator C0 die Steuerungsschaltung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel abwechselnd und periodisch zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung um. Dabei stellt die Steuerungsschaltung 100 den Tastgradbefehlswert für jede Phase des Wechselrichters 20 auf 50 % ein, so dass die Periode der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung in Bezug auf einen Schaltzyklus (die Gesamtheit von einer Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerungsperiode und einer Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerungsperiode) im Wesentlichen auf 50 % eingestellt ist. Somit kann die an den Motor 3 angelegte Spannung im Wesentlichen auf 0 Volt eingestellt werden, so dass elektrische Leistung in dem Glättungskondensator C0 dem Motor 3 nicht zugeführt wird.
  • Dann stellt während einer Zeitdauer, während der ein Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung durchgeführt wird, die Steuerungsschaltung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste Totzeit DT1 (Modus A), die Entladeverarbeitungszeitdauer (Modus B) und die zweite Totzeit DT2 (Modus C) in dieser Reihenfolge oder in der dazu umgekehrten Reihenfolge ein, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Daher kann der Glättungskondensator C0 früher und zuverlässiger als in einem Beispiel entladen werden, in dem eine Alle-Phasen-Aus-Periode während der Periode bereitgestellt ist, während der ein Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung durchgeführt wird.
  • Insbesondere gibt es, wenn eine Alle-Aus-Periode während der Periode, während der das Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung durchgeführt wird, Bedenken, dass, während der Motor 3 durch Energie zum Fahren des Fahrzeugs gedreht wird, der Glättungskondensator C0 mit regenerativer Leistung aus dem Motor 3 durch den Wechselrichter 20 durchgehend während der Alle-Aus-Periode geladen wird, und dass unter dem Einfluss davon elektrische Leistung in dem Glättungskondensator C0 nicht früh entladen werden kann.
  • Im Gegensatz dazu stellt die Steuerungsschaltung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel keine Alle-Aus-Periode während der Periode ein, während der ein Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung durchgeführt wird, sondern stellt eine erste Totzeit DT1, eine Entladeverarbeitungszeitdauer und eine zweite Totzeit DT2 in dieser Reihenfolge oder der dazu umgekehrten Reihenfolge ein, wie es vorstehend beschrieben worden ist. In jeder der ersten Totzeit DT1, der Entladeverarbeitungszeitdauer und der zweiten Totzeit DT2 wird der Glättungskondensator C0 nicht mit regenerativer Leistung aus dem Motor 3 geladen, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Weiterhin wird in der Entladeverarbeitungszeitdauer (B) der Glättungskondensator C0 entladen, selbst wenn der Motor 3 in einem regenerativen Zustand ist. Folglich kann der Glättungskondensator C0 früher und zuverlässiger ohne eine spezielle Entladeschaltung entladen werden.
  • Weiterhin wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Entladeverarbeitungszeitdauer (die Zeitdauer, während der Modus B ausgeführt wird), die vorstehend beschrieben worden ist, vorab auf eine Zeitdauer justiert, während der ein Ausgangsdrehmoment aus dem Motor 3 negativ ist und elektrische Leistung in dem Glättungskondensator C0 entladen wird, während der Motor 3 sich dreht (siehe 27, die vorstehend beschrieben worden ist). Daher kann in der Entladeverarbeitung (während der Modus B ausgeführt wird), der Glättungskondensator C0 zuverlässiger entladen werden, ohne dass ein positives Drehmoment durch den Motor 3 erzeugt wird.
  • Bei der Steuerung des Entladens des Glättungskondensators C0 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird kein Erfassungssignal aus einem (nicht gezeigten) Resolver verwendet, der einen Winkel der Drehung des Motors 3 erfasst. Daher kann, selbst wenn die Steuerungsschaltung 100 nicht in der Lage ist, den Winkel der Drehung des Motors 3 aufgrund einer Trennung einer den Resolver und die Steuerungsschaltung 100 miteinander verbindenden Signalleitung in Erfahrung zu bringen, der Glättungskondensator C0 entladen werden.
  • Modifikationen
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde ein Zyklus des Umschaltens zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerungsperiode und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerungsperiode auf einen konstanten (festen) Zyklus eingestellt. Im Gegensatz dazu wird gemäß der vorliegenden Modifikation der Zyklus des Schaltens zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerungsperiode und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerungsperiode entsprechend einem Betrag des Stroms variiert, der in dem Motor 3 fließt.
  • 30 zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das eine beispielhafte Weise einer Änderung eines Zyklus des Umschaltens zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerungsperiode und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerungsperiode gemäß der vorliegenden Modifikation veranschaulicht. 30 zeigt in einer oberen Ebene einen Tastgradbefehlswert für jede Phase des Wechselrichters 20. 30 zeigt in einer unteren Ebene maximale Werte der Phasenströme Iu, Iv und Iw (Maximalstromwerte) als den Strom, der in dem Motor 3 fließt.
  • Zu dem Zeitpunkt t1, zu dem die Steuerungsschaltung 100 den Entladebefehl empfängt, ist der Maximalstromwert größer als der erste Schwellenwert th1. Dieser Zustand ruft Bedenken bezüglich der hohen Drehgeschwindigkeit des Motors 3 und einer Erzeugung eines positiven Drehmoments durch den Motor 3 hervor.
  • Wenn der maximale Stromwert größer als der erste Schwellenwert th1 ist, stellt die Steuerungsschaltung 100 einen Schaltfrequenzmodus auf einen Lo-Modus (niedrigen Modus, Niedrig-Modus) ein. In dem Lo-Modus ist die Frequenz des Umschaltens zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerungsperiode und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerungsperiode auf eine Frequenz f0 eingestellt, die niedriger als die Trägerfrequenz fc ist. Anders ausgedrückt wird in dem Lo-Modus ein Umschalten zwischen einer Periode, während der der Tastgradbefehlswert auf 100 % fixiert ist (die Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerungsperiode) und einer Periode, während der der Tastgradbefehlswert auf 0 % fixiert ist (die Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerungsperiode) in Zyklen länger als ein Zyklus (= 1/fc), der durch die Trägerfrequenz fc bestimmt ist, gemacht.
  • Somit wird in einem Zustand, in dem der maximale Stromwert größer als der erste Schwellenwert th ist (die Drehgeschwindigkeit des Motors 3 hoch ist), eine Frequenz des Umschaltens zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerungsperiode und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerungsperiode abgesenkt, und dementsprechend wird eine Frequenz des Entladens des Glättungskondensators C0 in der Entladeverarbeitung abgesenkt. Daher kann die Erzeugung eines positiven Drehmoments einfacher unterdrückt werden.
  • Eine Entladegröße des Glättungskondensators C0 in einer einzelnen Entladeverarbeitung hängt von dem maximalen Stromwert ab. Daher ist in dem Lo-Modus, obwohl die Frequenz der Entladeverarbeitung abgesenkt ist, die Größe der Entladung des Glättungskondensators C0 in einer einzelnen Entladeverarbeitung groß, und somit verringert sich insgesamt die Größe der Entladung des Glättungskondensators C0 nicht übermäßig.
  • Daher wird, wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors 3 niedriger wird und der maximale Stromwert sich verringert, die Möglichkeit der Erzeugung eines positiven Drehmoments durch den Motor 3 niedriger. Dann, wenn der maximale Stromwert kleiner als der erste Schwellenwert th1 zu dem Zeitpunkt t2 wird, schaltet die Steuerungsschaltung 100 den Schaltfrequenzmodus auf einen Mid-Modus (mittleren Modus, Mittel-Modus). In dem Mid-Modus ist die Frequenz des Schaltens zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerungsperiode und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerungsperiode auf eine Frequenz f1 eingestellt, die höher als die Frequenz f0 in dem Lo-Modus ist. Insbesondere ist in dem Mid-Modus die Frequenz des Schaltens zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerungsperiode und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerungsperiode an die Trägerfrequenz fc angepasst, und dann wird die Frequenz fc auf die Frequenz f1 eingestellt.
  • Somit wird, während der maximale Stromwert kleiner als der erste Schwellenwert th1 ist, die Frequenz des Schaltens zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerungsperiode und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerungsperiode höher als diejenige gemacht, während der maximale Stromwert gleich wie oder größer als der erste Schwellenwert th1 ist, und dementsprechend wird die Frequenz des Entladens des Glättungskondensators C0 in der Entladeverarbeitung höher gemacht. Daher ist, obwohl die Größe des Entladens des Glättungskondensators C0 in einer einzelnen Entladeverarbeitung klein ist, die Größe des Entladens des Glättungskondensators C0 insgesamt gewährleistet.
  • Danach, wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors 30 weiter absinkt und der maximale Stromwert sich weiter verringert, kann ein Entladen des Glättungskondensators C0 mittels des Stroms, der in dem Motor 3 fließt, nicht erwartet werden. Dann, wenn der maximale Stromwert kleiner als ein zweiter Schwellenwert th2 (th2 < th1) zu dem Zeitpunkt t3 wird, schaltet die Steuerungsschaltung 100 den Schaltfrequenzmodus auf einen Hi-Modus (hohen Modus, Hoch-Modus). In dem Hi-Modus wird die Frequenz des Schaltens zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerungsperiode und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerungsperiode auf eine Frequenz f2 eingestellt, die höher als die Frequenz f1 in dem Mid-Modus ist. Insbesondere wird in dem Hi-Modus die Frequenz des Schaltens zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerungsperiode und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerungsperiode an die Trägerfrequenz fc angepasst, und dann wird die Trägerfrequenz fc auf die Frequenz f2 eingestellt. Somit kann, während der maximale Stromwert kleiner als der zweite Schwellenwert th2 ist, elektrische Leistung in dem Glättungskondensator C0 durch den Schaltverlust in dem Wechselrichter 20 verbraucht werden.
  • In dem Hi-Modus wird elektrische Leistung in dem Glättungskondensator C0 durch den Schaltverlust in dem Wechselrichter 20 verbraucht, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Somit kann, selbst wenn ein Kabel, das den Wechselrichter 20 und den Motor 3 miteinander verbindet, getrennt ist, der Glättungskondensator C0 entladen werden.
  • 31 zeigt ein Flussdiagramm, das einen beispielhafte Verarbeitungsablauf zeigt, der durchgeführt wird, wenn die Steuerungsschaltung 100 den Schaltfrequenzmodus einstellt, während die Steuerungsschaltung 100 das Entladen des Glättungskondensators C0 steuert. Das in 31 gezeigte Flussdiagramm wird wiederholt in vorgegebenen Betriebszyklen durchgeführt, während das Entladen des Glättungskondensators C0 gesteuert wird.
  • Die Steuerungsschaltung 100 erhält Phasenströme Iu, Iv und Iw, die von den Stromsensoren 31 bis 33 erfasst werden (Schritt S60). Dann bestimmt die Steuerungsschaltung 100 eine Beziehung des Betrags der maximalen Werte der Phasenströme Iu, Iv und Iw (= maximale Stromwerte), die durch die Stromsensoren 31 bis 33 erfasst werden, und dem ersten Schwellenwert th1 und dem zweiten Schwellenwert th2, die vorstehend beschrieben worden sind (Schritte S61 bis S63). Dann stellt die Steuerungsschaltung 100 den Schaltfrequenzmodus, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf 30 beschrieben worden ist, entsprechend einem Ergebnis der Bestimmung der Beziehung des Betrags des maximalen Stromwerts und des ersten Schwellenwerts th1 und des zweiten Schwellenwerts th2 ein (Schritte S71 bis S73). Insbesondere stellt, wenn der maximale Stromwert größer als der erste Schwellenwert th1 ist (JA in Schritt S61), die Steuerungsschaltung 100 den Schaltfrequenzmodus auf den vorstehend beschriebenen Lo-Modus ein (Schritt S71). Wenn der maximale Stromwert kleiner als der erste Schwellenwert th1 und größer als der zweite Schwellenwert th2 ist (JA in Schritt S62), stellt die Steuerungsschaltung 100 den Schaltfrequenzmodus auf den vorstehend beschriebenen Mid-Modus ein (Schritt S72). Wenn der maximale Stromwert kleiner als der zweite Schwellenwert th2 ist (JA in Schritt S63), stellt die Steuerungsschaltung 100 den Schaltfrequenzmodus auf den vorstehend beschriebenen Hi-Modus ein (Schritt S73).
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann der Zyklus des Schaltens zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerungsperiode und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerungsperiode entsprechend dem Betrag des Stroms variiert werden, der in den Motor 3 fließt.
  • Die Leistungsmodule 21, 22 und 23 müssen nicht als separate Module implementiert sein, sondern können als ein einzelnes Modul implementiert sein.
  • Die Schaltelemente Q1 bis Q6 können jeweils durch einen Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) implementiert sein. In diesem Fall kann eine Körperdiode (Body-Diode) als Diode D1 bis D6 verwendet werden.
  • Obwohl ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben worden ist, sei zu verstehen, dass das Ausführungsbeispiel, das hier offenbart ist, veranschaulichend ist und in jederlei Hinsicht nicht beschränkend ist. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist durch die Patentansprüche definiert und soll beliebige Modifikationen innerhalb des Umfangs und der äquivalenten Bedeutung der Patentansprüche umfassen.
  • Das beispielhafte Ausführungsbeispiel und Modifikationen davon, die vorstehend beschrieben worden sind, sind spezifische Beispiele von Ausgestaltungen, die nachstehend beschrieben sind.
    • Ein Leistungsumwandlungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung weist einen Wechselrichter, der elektrische Leistung zwischen einer Batterie und einem Motor umwandelt, der Drei-Phasen-Statorspulen aufweist, eine positive Elektrodenleitung und eine negative Elektrodenleitung, die die Batterie und den Wechselrichter miteinander verbinden, einen Glättungskondensator, der zwischen der positiven Elektrodenleitung und der negativen Elektrodenleitung angeordnet ist, und eine Steuerungsschaltung auf, die den Wechselrichter steuert. Der Wechselrichter weist Drei-Phasen-Schalteinheiten auf, die parallel zueinander zwischen der positiven Elektrodenleitung und der negativen Elektrodenleitung geschaltet (angeschlossen, verbunden) sind und mit den jeweiligen Drei-Phasen-Statorspulen verbunden sind. Jede der Drei-Phasen-Schalteinheiten weist ein oberes Schaltelement und ein unteres Schaltelement, die in einer Reihenfolge von der positiven Elektrodenleitung zu der negativen Elektrodenleitung in Reihe verbunden (geschaltet) sind, sowie eine obere Diode und eine untere Diode auf, die jeweils antiparallel zu dem oberen Schaltelement und dem unteren Schaltelement geschaltet (angeschlossen, verbunden) sind. Bei einem Freigeben von Ladungen in dem Glättungskondensator schaltet die Steuerungsschaltung abwechselnd und periodisch alle der Drei-Phasen-Schalteinheiten zwischen einer Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung, in der das obere Schaltelement ein ist und das untere Schaltelement aus ist, und eine Alle-Phasen-Und-Ein-Steuerung um, bei der das obere Schaltelement aus ist und das untere Schaltelement ein ist. Während einer Periode, während der ein Umschalten von einer zu der anderen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung gemacht wird, steuert die Steuerungseinrichtung Zustände des oberen Schaltelements und des unteren Schaltelements jeder Phase derart, dass sie sich von den Zuständen in der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung unterscheiden, und steuert in einer anfänglichen Stufe und einer finalen Stufe der Periode, während der das Umschalten durchgeführt wird, Zustände des oberen Schaltelements und des unteren Schaltelements derart, dass sie auf einen Zustand versetzt werden, in dem sowohl das obere Schaltelement als auch das untere Schaltelement von zumindest einer Phase aus sind, und steuert während einer Periode zwischen der anfänglichen Stufe und der finalen Stufe Zustände des oberen Schaltelements und des unteren Schaltelements aller Phasen derart, dass sie auf einen oberen Ein-Zustand, in dem das obere Schaltelement ein ist und das untere Schaltelement aus ist, oder auf einen unteren Ein-Zustand versetzt werden, in dem das obere Schaltelement aus ist und das untere Schaltelement ein ist.
  • Gemäß der Konfiguration in (1) wird während des Entladens des Glättungskondensators ein Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung abwechselnd und periodisch gemacht. Während der Periode zwischen der anfänglichen Stufe und der finalen Stufe der Periode, während der das Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung gemacht wird, werden in zumindest einer Phase das obere Schaltelement und das untere Schaltelement auf den oberen Ein-Zustand gesteuert, in dem das obere Schaltelement ein (eingeschaltet) ist, und das untere Schaltelement aus (ausgeschaltet), oder den unteren Ein-Zustand gesteuert, in dem das obere Schaltelement aus (ausgeschaltet) ist und das untere Schaltelement ein (eingeschaltet) ist. Mit dieser Steuerung wird der Glättungskondensator entladen, selbst während der Motor mit Energie zum Fahren des Fahrzeugs gedreht wird. Folglich kann der Glättungskondensator ohne eine spezielle Entladeschaltung früh entladen werden.
  • (2) Gemäß einer Ausgestaltung führt, wenn eine Phase von drei Phasen der Schalteinheiten, in der ein Strom in einer Richtung von dem Motor zu dem Wechselrichter hin fließt, als eine negative Stromphase definiert ist, und wenn eine Phase der drei Phasen, in der ein Strom in einer Richtung von dem Wechselrichter zu dem Motor hin fließt, als eine positive Stromphase definiert ist, die Steuerungsschaltung während der Periode, während der ein Umschalten von einer zu der anderen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung durchgeführt wird, für eine vorgegebene Zeitdauer eine Entladeverarbeitung zum Versetzen der negativen Stromphase auf den unteren Ein-Zustand und zum Versetzen der positiven Stromphase auf den oberen Ein-Zustand durch.
  • Gemäß der Konfiguration in (2) wird während der Zeitdauer zwischen der anfänglichen Stufe und der finalen Stufe der Zeitdauer, während der das Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung gemacht wird, die Entladeverarbeitung zur Einstellung der negativen Stromphase auf den unteren Ein-Zustand und Einstellen der positiven Stromphase auf den oberen Ein-Zustand für die vorgegebene Zeitdauer durchgeführt. Während die Entladeverarbeitung durchgeführt wird, wird, selbst während ein Motorgenerator mit Energie zum Fahren des Fahrzeugs gedreht wird, der Glättungskondensator entladen. Folglich kann der Glättungskondensator ohne eine spezielle Entladeschaltung früh entladen werden.
  • (3) Gemäß einer Ausgestaltung führt, wenn die Steuerungsschaltung von der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung umschaltet, die Steuerungsschaltung eine erste Totzeitverarbeitung durch, in der, während eine negative Stromphase in dem unteren Ein-Zustand beibehalten wird, sowohl das obere Schaltelement als auch das untere Schaltelement einer positiven Stromphase auf aus versetzt werden, führt die Entladeverarbeitung für eine vorgegebene Zeitdauer durch, nachdem die Steuerungsschaltung die erste Totzeitverarbeitung durchgeführt hat, führt, nachdem die Steuerungsschaltung die Entladeverarbeitung durchgeführt hat, eine zweite Totzeitverarbeitung durch, in der, während die positive Stromphase in dem oberen Ein-Zustand beibehalten wird, sowohl das obere Schaltelement als auch das untere Schaltelement der negativen Stromphase auf aus versetzt werden, und führt die Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung durch Umschalten der negativen Stromphase auf den oberen Ein-Zustand aus, während die Steuerungsschaltung die positive Stromphase in dem oberen Ein-Zustand beibehält, nachdem die Steuerungsschaltung die zweite Totzeitverarbeitung durchgeführt hat.
  • (4) Gemäß einer Ausgestaltung führt, wenn die Steuerungsschaltung von der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung umschaltet, die Steuerungsschaltung die zweite Totzeitverarbeitung durch, führt die Entladeverarbeitung für die vorgegebene Zeitdauer durch, nachdem die Steuerungsschaltung die zweite Totzeitverarbeitung durchgeführt hat, führt die erste Totzeitverarbeitung durch, nachdem die Steuerungsschaltung die Entladeverarbeitung durchgeführt hat, und führt die Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung durch Umschalten der positiven Stromphase auf den unteren Ein-Zustand aus, während die Steuerungsschaltung die negative Stromphase in dem unteren Ein-Zustand beibehält, nachdem die Steuerungsschaltung die erste Totzeitverarbeitung durchgeführt hat.
  • Gemäß der Konfiguration in (3) und (4) werden während der Periode, während der das Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung gemacht wird, die erste Totzeitverarbeitung, die Entladeverarbeitungsperiode und die zweite Totzeitverarbeitung in dieser Reihenfolge oder der dazu umgekehrten Reihenfolge eingestellt. Der Glättungskondensator wird nicht mit regenerativer Leistung aus dem Motor geladen, während eine der ersten Totzeitverarbeitung, der Entladeverarbeitung und der zweiten Totzeitverarbeitung durchgeführt wird. Weiterhin wird, während die Entladeverarbeitung durchgeführt wird, der Glättungskondensator entladen, selbst während der Motor dreht. Folglich kann der Glättungskondensator früh entladen werden.
  • (5) Gemäß einer Ausgestaltung wird die vorgegebene Zeitdauer vorab auf eine Zeitdauer justiert, während der ein Ausgangsdrehmoment aus dem Motor negativ ist und elektrische Leistung in dem Glättungskondensator (elektrische Leistung des Glättungskondensators) entladen wird, während der Motor sich dreht.
  • Gemäß der Konfiguration in (5) wird die vorgegebene Zeitdauer (die Zeitdauer, während der die Entladeverarbeitung durchgeführt wird) vorab auf die Zeitdauer justiert, während der ein Ausgangsdrehmoment des Motors negativ ist und elektrische Leistung in dem Glättungskondensator (elektrische Leistung des Glättungskondensators) entladen wird, während der Motor sich dreht. Daher kann, während die Entladeverarbeitung durchgeführt wird, elektrische Leistung in dem Glättungskondensator (elektrische Leistung des Glättungskondensators) entladen werden, ohne dass positives Drehmoment durch den Motor erzeugt wird.
  • (6) Gemäß einer Ausgestaltung stellt bei Entladen der elektrischen Leistung in dem Glättungskondensator die Steuerungsschaltung einen Zyklus des Schaltens zwischen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung derart ein, dass er mit Höherwerden eines in dem Motor fließenden Stroms länger wird.
  • Entsprechend der Konfigurationen in (6) wird im Hinblick auf die Möglichkeit der Erzeugung eines positiven Drehmoments durch den Motor, während der in dem Motor fließende Strom während des Entladens des Glättungskondensators hoch ist (das heißt, wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors hoch ist), da der Strom, der in den Motor fließt, höher ist, der Zyklus des Umschaltens zwischen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung derart eingestellt, dass er länger wird. Somit wird, wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors hoch ist, die Frequenz des Umschaltens zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung abgesenkt, und dementsprechend wird die Frequenz des Entladens des Glättungskondensators in der Entladeverarbeitung abgesenkt. Daher kann, selbst wenn der Strom, der in den Motor fließt, hoch ist (wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors hoch ist), eine Erzeugung eines positiven Drehmoments durch den Motor einfacher unterdrückt werden.
  • Entsprechend der Konfiguration in (6) wird im Hinblick auf die Tatsache, dass ein Entladen des Glättungskondensators mittels des Stroms, der in den Motor fließt, nicht erwartet werden kann, während der Strom, der in den Motor während des Entladens des Glättungskondensators fließt, niedrig ist (d. h., wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors niedrig ist), der Zyklus des Umschaltens zwischen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung derart eingestellt, dass er mit Niedrigerwerden des in den Motor fließenden Stroms kürzer wird. Somit kann, während der Strom, der in den Motor fließt, niedrig ist (die Drehgeschwindigkeit des Motors niedrig ist), elektrische Leistung in dem Glättungskondensator durch den Schaltverlust in dem Wechselrichter verbraucht werden.
  • (7) Gemäß einer Ausgestaltung stellt beim Entladen der elektrischen Leistung in dem Glättungskondensator die Steuerungsschaltung den Zyklus des Umschaltens zwischen den Steuerungen auf einen ersten Zyklus ein, wenn der in den Motor fließende Strom einen Wert zwischen einem ersten Schwellenwert und einem zweiten Schwellenwert, der kleiner als der erste Schwellenwert ist, aufweist. Die Steuerungsschaltung stellt den Zyklus des Umschaltens zwischen den Steuerungen auf einen zweiten Zyklus, der länger als der erste Zyklus ist, ein, wenn der in den Motor fließende Strom größer als der erste Schwellenwert ist. Die Steuerungsschaltung stellt den Zyklus des Umschaltens zwischen den Steuerungen auf einen dritten Zyklus ein, der kürzer als der erste Zyklus ist, wenn der in den Motor fließende Strom kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
  • Entsprechend der Konfiguration in (7) wird, wenn der Strom, der in den Motor während des Entladens des Glättungskondensators fließt, höher als der erste Schwellenwert ist (das heißt die Drehgeschwindigkeit des Motors hoch ist), der Zyklus des Umschaltens zwischen den Steuerungen auf den zweiten Zyklus eingestellt, der länger als der erste Zyklus ist. Somit wird, während die Drehgeschwindigkeit des Motors hoch ist, die Frequenz des Umschaltens zwischen den Steuerungen abgesenkt, und dementsprechend wird die Frequenz des Entladens des Glättungskondensators in der Entladeverarbeitung abgesenkt. Daher kann die Erzeugung eines positiven Drehmoments durch den Motor leichter unterdrückt werden.
  • Entsprechend der Konfigurationen (7) wird, wenn der Strom, der in den Motor während des Entladens des Glättungskondensators fließt, kleiner als der zweite Schwellenwert ist (d.h. die Drehgeschwindigkeit des Motors niedrig ist), der Zyklus des Umschaltens zwischen den Steuerungen auf den dritten Zyklus eingestellt, der kürzer als der erste Zyklus ist. Somit kann, selbst wenn der in den Motor fließende Strom niedrig ist (die Drehgeschwindigkeit des Motors niedrig ist), elektrische Leistung in dem Glättungskondensator durch den Schaltverlust in dem Wechselrichter verbraucht werden.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, schaltet beim Entladen von elektrischer Leistung in einem Glättungskondensator C0, der zwischen einer Batterie 11 und einem Wechselrichter 20 angeordnet ist, der mit Drei-Phasen-Leistungsmodulen versehen ist, eine Steuerungsschaltung 100 abwechselnd und periodisch zwischen einer Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung (Steuerung zum Einschalten der oberen Schaltelemente aller Phasen) und eine Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung (Steuerung zum Einschalten der unteren Schaltelemente aller Phasen) um. Wenn ein Leistungsmodul, in dem ein Strom in einer Richtung von einem Motor 3 zu dem Wechselrichter 20 hin fließt, unter den Drei-Phasen-Leistungsmodulen als ein Negativstrommodul definiert ist und ein Leistungsmodul, in dem ein Strom in einer Richtung von dem Wechselrichter 20 zu dem Motor 3 hin fließt, als ein Positivstrommodul definiert ist, führt während einer Periode, während der ein Umschalten zwischen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung durchgeführt wird, die Steuerungsschaltung 100 für eine vorgegebene Zeitdauer eine Entladeverarbeitung zum Versetzen des Negativstrommoduls auf den unteren Ein-Zustand und zum Versetzen des Positivstrommoduls auf den oberen Ein-Zustand durch.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2022057050 [0001]
    • JP 2016123202 A [0004, 0005]

Claims (7)

  1. Leistungsumwandlungssystem mit: einem Wechselrichter (20), der elektrische Leistung zwischen einer Batterie (11) und einem Motor (3) umwandelt, der Drei-Phasen-Statorspulen aufweist, einer positiven Elektrodenleitung (PL) und einer negativen Elektrodenleitung (NL), die die Batterie (11) und den Wechselrichter (20) miteinander verbinden, einem Glättungskondensator (C0), der zwischen der positiven Elektrodenleitung (PL) und der negativen Elektrodenleitung (NL) angeordnet ist, und einer Steuerungsschaltung (100), die den Wechselrichter (20) steuert, wobei der Wechselrichter (20) Drei-Phasen-Schalteinheiten (21 bis 23) aufweist, die parallel zueinander zwischen der positiven Elektrodenleitung (PL) und der negativen Elektrodenleitung (NL) geschaltet sind und mit den jeweiligen Drei-Phasen-Statorspulen verbunden sind, wobei jede der Drei-Phasen-Schalteinheiten (21 bis 23) aufweist: ein oberes Schaltelement (Q1, Q3, Q5) und ein unteres Schaltelement (Q2, Q4, Q6), die in einer Reihenfolge von der positiven Elektrodenleitung (PL) zu der negativen Elektrodenleitung (NL) in Reihe verbunden sind, und eine obere Diode (D1, D3, D5) und eine untere Diode (D2, D4, D6), die jeweils antiparallel zu dem oberen Schaltelement (Q1, Q3, Q5) und dem unteren Schaltelement (Q2, Q4, Q6) geschaltet sind, bei einem Freigeben von Ladungen in dem Glättungskondensator (C0) die Steuerungsschaltung (100) abwechselnd und periodisch alle der Drei-Phasen-Schalteinheiten (21 bis 23) zwischen einer Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung, in der das obere Schaltelement (Q1, Q3, Q5) ein ist und das untere Schaltelement (Q2, Q4, Q6) aus ist, und eine Alle-Phasen-Und-Ein-Steuerung umschaltet, bei der das obere Schaltelement (Q1, Q3, Q5) aus ist und das untere Schaltelement (Q2, Q4, Q6) ein ist, und während einer Periode, während der ein Umschalten von einer zu der anderen der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung gemacht wird, Zustände des oberen Schaltelements und des unteren Schaltelements jeder Phase derart steuert, dass sie sich von den Zuständen in der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung unterscheiden, und in einer anfänglichen Stufe und einer finalen Stufe der Periode, während der das Umschalten durchgeführt wird, Zustände des oberen Schaltelements und des unteren Schaltelements derart steuert, dass sie auf einen Zustand versetzt werden, in dem sowohl das obere Schaltelement als auch das untere Schaltelement von zumindest einer Phase aus sind, und während einer Periode zwischen der anfänglichen Stufe und der finalen Stufe Zustände des oberen Schaltelements und des unteren Schaltelements aller Phasen derart steuert, dass sie auf einen oberen Ein-Zustand, in dem das obere Schaltelement (Q1, Q3, Q5) ein ist und das untere Schaltelement (Q2, Q4, Q6) aus ist, oder auf einen unteren Ein-Zustand versetzt werden, in dem das obere Schaltelement (Q1, Q3, Q5) aus ist und das untere Schaltelement (Q2, Q4, Q6) ein ist.
  2. Leistungsumwandlungssystem nach Anspruch 1, wobei, wenn eine Phase von drei Phasen der Schalteinheiten (21 bis 23), in der ein Strom in einer Richtung von dem Motor (3) zu dem Wechselrichter (20) hin fließt, als eine negative Stromphase definiert ist, und wenn eine Phase der drei Phasen, in der ein Strom in einer Richtung von dem Wechselrichter (20) zu dem Motor (3) hin fließt, als eine positive Stromphase definiert ist, die Steuerungsschaltung (100) während der Periode, während der ein Umschalten von einer zu der anderen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung durchgeführt wird, für eine vorgegebene Zeitdauer eine Entladeverarbeitung zum Versetzen der negativen Stromphase auf den unteren Ein-Zustand und zum Versetzen der positiven Stromphase auf den oberen Ein-Zustand durchführt.
  3. Leistungsumwandlungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn die Steuerungsschaltung (100) von der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung umschaltet, die Steuerungsschaltung (100) eine erste Totzeitverarbeitung durchführt, in der, während eine negative Stromphase in dem unteren Ein-Zustand beibehalten wird, sowohl das obere Schaltelement als auch das untere Schaltelement einer positiven Stromphase auf aus versetzt werden, die Entladeverarbeitung für eine vorgegebene Zeitdauer durchführt, nachdem die Steuerungsschaltung (100) die erste Totzeitverarbeitung durchgeführt hat, nachdem die Steuerungsschaltung (100) die Entladeverarbeitung durchgeführt hat, eine zweite Totzeitverarbeitung durchführt, in der, während die positive Stromphase in dem oberen Ein-Zustand beibehalten wird, sowohl das obere Schaltelement als auch das untere Schaltelement der negativen Stromphase auf aus versetzt werden, und die Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung durch Umschalten der negativen Stromphase auf den oberen Ein-Zustand ausführt, während die Steuerungsschaltung (100) die positive Stromphase in dem oberen Ein-Zustand beibehält, nachdem die Steuerungsschaltung (100) die zweite Totzeitverarbeitung durchgeführt hat.
  4. Leistungsumwandlungssystem nach Anspruch 3, wobei, wenn die Steuerungsschaltung (100) von der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung auf die Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung umschaltet, die Steuerungsschaltung (100) die zweite Totzeitverarbeitung durchführt, die Entladeverarbeitung für die vorgegebene Zeitdauer durchführt, nachdem die Steuerungsschaltung (100) die zweite Totzeitverarbeitung durchgeführt hat, die erste Totzeitverarbeitung durchführt, nachdem die Steuerungsschaltung (100) die Entladeverarbeitung durchgeführt hat, und die Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung durch Umschalten der positiven Stromphase auf den unteren Ein-Zustand ausführt, während die Steuerungsschaltung (100) die negative Stromphase in dem unteren Ein-Zustand beibehält, nachdem die Steuerungsschaltung (100) die erste Totzeitverarbeitung durchgeführt hat.
  5. Leistungsumwandlungssystem nach Anspruch 2, wobei die vorgegebene Zeitdauer vorab auf eine Zeitdauer justiert wird, während der ein Ausgangsdrehmoment des Motors (3) negativ ist und elektrische Leistung in dem Glättungskondensator (C0) entladen wird, während der Motor (3) sich dreht.
  6. Leistungsumwandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei beim Entladen von elektrischer Leistung in dem Glättungskondensator (C0) die Steuerungsschaltung (100) einen Zyklus des Umschaltens zwischen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung derart einstellt, dass er mit Höherwerden eines in dem Motor (3) fließenden Stroms länger wird.
  7. Leistungsumwandlungssystem nach Anspruch 6, wobei beim Entladen von elektrischer Leistung in dem Glättungskondensator (C0) die Steuerungsschaltung (100) den Zyklus des Umschaltens zwischen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung auf einen ersten Zyklus einstellt, wenn der in dem Motor (3) fließende Strom einen Wert zwischen einem ersten Schwellenwert und einem zweiten Schwellenwert, der kleiner als der erste Schwellenwert ist, aufweist, den Zyklus des Umschaltens zwischen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung auf einen zweiten Zyklus, der länger als der erste Zyklus ist, einstellt, wenn der in dem Motor (3) fließende Strom größer als der erste Schwellenwert ist, und den Zyklus des Umschaltens zwischen der Alle-Phasen-Unten-Ein-Steuerung und der Alle-Phasen-Oben-Ein-Steuerung auf einen dritten Zyklus einstellt, der kürzer als der erste Zyklus ist, wenn der in dem Motor (3) fließende Strom kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
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