JP2018102069A - Power conversion device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device that enables movement of power between voltage sources.SOLUTION: A controller 65 of a power conversion device 15 can be driven in a single side by a power of a first battery 41. In a case where the power of the first battery 41 is moved to a second battery 42, a first inverter 20 is controlled in response to a drive request of a motor generator 10, and a non-charging time period and a charging time period are switched at a switching frequency fc in a second inverter 30. In the non-charging time period, the second inverter 30 is made to be a neutral point, and no power is supplied to the second battery 42. In this embodiment, one of an upper arm element 31-33 and a lower arm element 34-36 of the second inverter 30 is turned on for all the phases, and the other is turned off for all the phases, and thereby, the second inverter 30 is made to be a neutral point. In the charging time period, a switching state is switched from that in the non-charging time period, and a power is supplied to the second battery 42. Thereby, the power of the first battery 41 can be moved to the second battery 42.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device.

従来、２つのインバータによりモータの電力を変換するインバータ駆動システムが知られている。例えば特許文献１では、高電圧時において、第１のインバータシステムと第２のインバータシステムのパルス幅変調信号（以下、パルス幅変調を「ＰＷＭ」という。）の基本波成分の位相を１８０［°］ずらすことで２つの電源が電気的に直列接続され、２つの電源電圧の和によりモータを駆動する。また、特許文献１では、低電圧時において、第１のインバータシステムまたは第２のインバータシステムの一方の上アームまたは下アームのいずれかを３相同時オンし、他方をＰＷＭ駆動している。   Conventionally, an inverter drive system that converts electric power of a motor by two inverters is known. For example, in Patent Document 1, the phase of the fundamental wave component of the pulse width modulation signal (hereinafter referred to as “PWM”) of the first inverter system and the second inverter system at a high voltage is 180 [°. By shifting, the two power supplies are electrically connected in series, and the motor is driven by the sum of the two power supply voltages. Further, in Patent Document 1, at the time of a low voltage, either one of the upper arm or the lower arm of the first inverter system or the second inverter system is simultaneously turned on for three phases, and the other is PWM driven.

特開２００６−２３８６８６号公報JP 2006-238686 A

しかしながら特許文献１では、２つの電源間での電力移動については、なんら考慮されていない。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電圧源間での電力の移動が可能である電力変換装置を提供することにある。 However, in Patent Document 1, no consideration is given to power transfer between two power sources.
This invention is made | formed in view of the above-mentioned subject, The objective is to provide the power converter device which can move the electric power between voltage sources.

本発明の電力変換装置は、巻線（１１、１２、１３）を有する回転電機（１０）の電力を変換するものであって、第１インバータ（２０）と、第２インバータ（３０）と、制御部（６５）と、を備える。
第１インバータは、第１スイッチング素子（２１〜２６）を有し、巻線の一端（１１１、１２１、１３１）および第１電圧源（４１）に接続される。
第２インバータは、第２スイッチング素子（３１〜３６）を有し、巻線の他端（１１２、１２２、１３２）に接続される。 The power conversion device of the present invention converts power of a rotating electrical machine (10) having windings (11, 12, 13), and includes a first inverter (20), a second inverter (30), And a control unit (65).
The first inverter has first switching elements (21 to 26) and is connected to one end (111, 121, 131) of the winding and the first voltage source (41).
The second inverter has second switching elements (31 to 36) and is connected to the other end (112, 122, 132) of the winding.

制御部は、回転電機の駆動要求に応じ、第１電圧源または第２電圧源の一方の電力を用いる片側駆動、または、第１電圧源および第２電圧源の両方の電力を用いる両側駆動により、回転電機の駆動を制御する。   According to the driving request of the rotating electrical machine, the control unit performs one-side driving using the power of one of the first voltage source or the second voltage source, or both-side driving using the power of both the first voltage source and the second voltage source. , To control the drive of the rotating electrical machine.

ここで、第１電圧源または第２電圧源の一方を放電側電圧源、他方を充電側電圧源とする。また、放電側電圧源に接続されるインバータを放電側インバータ、充電側電圧源に接続されるインバータを充電側インバータとする。
制御部は、放電側電圧源の電力による片側駆動が可能であって、放電側電圧源の電力を充電側電圧源に移動させる場合、放電側インバータを回転電機の駆動要求に応じて制御し、充電側インバータにおいて、非充電期間と充電期間とを、切替周波数にて切り替える。非充電期間は、充電側インバータが中性点化され、電力が充電側電圧源に供給されない。充電期間は、非充電期間とはスイッチング状態を切り替え、電力が充電側電圧源に供給される。 Here, one of the first voltage source and the second voltage source is a discharge side voltage source, and the other is a charge side voltage source. In addition, an inverter connected to the discharge side voltage source is a discharge side inverter, and an inverter connected to the charge side voltage source is a charge side inverter.
The control unit is capable of one-side drive by the power of the discharge-side voltage source, and when the power of the discharge-side voltage source is moved to the charge-side voltage source, controls the discharge-side inverter according to the drive request of the rotating electrical machine, In the charging side inverter, the non-charging period and the charging period are switched at the switching frequency. During the non-charging period, the charging-side inverter is neutralized and power is not supplied to the charging-side voltage source. In the charging period, the switching state is switched from the non-charging period, and power is supplied to the charging-side voltage source.

充電期間において、非充電期間とはスイッチング状態を切り替えることで、充電期間にて巻線に蓄えられたエネルギが、充電側インバータの高電位側に設けられるダイオードを経由して、充電側電圧源に供給される。これにより、放電側電圧源の電圧が充電側電圧源の電圧以下であっても、回転電機を駆動しつつ、放電側電圧源の電力を充電側電圧源に移動させることがができる。   In the charging period, the energy stored in the winding during the charging period is switched to the charging side voltage source via the diode provided on the high potential side of the charging side inverter by switching the switching state. Supplied. Thereby, even if the voltage of the discharge side voltage source is below the voltage of the charge side voltage source, the electric power of the discharge side voltage source can be moved to the charge side voltage source while driving the rotating electrical machine.

本発明の第１実施形態による電力変換装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the power converter device by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による片側駆動モードにおける中性点切替制御を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the neutral point switching control in the one side drive mode by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による片側駆動モードにおける中性点切替制御を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the neutral point switching control in the one side drive mode by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による中性点切替制御による移動電力を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the mobile electric power by the neutral point switching control by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による駆動制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the drive control process by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による切替周波数と移動エネルギとの関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the switching frequency and kinetic energy by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態による電力変換装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the power converter device by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態によるモータジェネレータ停止中における中性点切替制御を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the neutral point switching control in the motor generator stop by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態による中性点切替制御による移動電力を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the mobile electric power by the neutral point switching control by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態による駆動制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the drive control processing by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態による電力変換装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the power converter device by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態によるモータジェネレータ停止中における中性点切替制御を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the neutral point switching control in the motor generator stop by 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明による電力変化装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図６に示す。
図１に示すように、回転電機駆動システム１は、回転電機としてのモータジェネレータ１０、および、電力変換装置１５を備える。 Hereinafter, a power change device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, in a plurality of embodiments, the same numerals are given to the substantially same composition, and explanation is omitted.
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention is shown in FIGS.
As shown in FIG. 1, the rotating electrical machine drive system 1 includes a motor generator 10 as a rotating electrical machine and a power conversion device 15.

モータジェネレータ１０は、例えば電気自動車やハイブリッド車両等の電動自動車に適用され、図示しない駆動輪を駆動するためのトルクを発生する、所謂「主機モータ」である。モータジェネレータ１０は、駆動輪を駆動するための電動機としての機能、および、図示しないエンジンや駆動輪から伝わる運動エネルギによって駆動されて発電する発電機としての機能を有する。   The motor generator 10 is a so-called “main motor” that is applied to an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle and generates torque for driving drive wheels (not shown). The motor generator 10 has a function as an electric motor for driving the drive wheels, and a function as a generator that generates electric power by being driven by kinetic energy transmitted from an engine or drive wheels (not shown).

モータジェネレータ１０は、３相交流の回転機であって、Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、および、Ｗ相コイル１３を有する。Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２およびＷ相コイル１３が「巻線」に対応し、以下適宜、モータジェネレータを「ＭＧ」、Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２およびＷ相コイル１３を「コイル１１〜１３」という。
本実施形態では、Ｕ相コイル１１に流れる電流をＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相コイル１２に流れる電流をＶ相電流Ｉｖ、Ｗ相コイル１３に流れる電流をＷ相電流Ｉｗとする。また、Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、および、Ｗ相電流Ｉｗを、適宜、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗという。本実施形態では、第１インバータ２０側から第２インバータ３０側へ流れる電流を正、第２インバータ３０側から第１インバータ２０側へ流れる電流を負とする。 Motor generator 10 is a three-phase AC rotating machine, and includes U-phase coil 11, V-phase coil 12, and W-phase coil 13. The U-phase coil 11, the V-phase coil 12 and the W-phase coil 13 correspond to “windings”. Hereinafter, the motor generator is appropriately “MG”, and the U-phase coil 11, the V-phase coil 12 and the W-phase coil 13 are “coils”. 11-13 ".
In the present embodiment, the current flowing through the U-phase coil 11 is defined as a U-phase current Iu, the current flowing through the V-phase coil 12 is defined as a V-phase current Iv, and the current flowing through the W-phase coil 13 is defined as a W-phase current Iw. Further, the U-phase current Iu, the V-phase current Iv, and the W-phase current Iw are appropriately referred to as phase currents Iu, Iv, and Iw. In the present embodiment, the current flowing from the first inverter 20 side to the second inverter 30 side is positive, and the current flowing from the second inverter 30 side to the first inverter 20 side is negative.

電力変換装置１５は、モータジェネレータ１０の電力を変換するものであって、第１インバータ２０、第２インバータ３０、および、制御部６５等を備える。
第１インバータ２０は、コイル１１〜１３の通電を切り替える３相インバータであり、スイッチング素子２１〜２６を有する。第２インバータ３０は、コイル１１〜１３の通電を切り替えるスイッチング素子３１〜３６を有する。
スイッチング素子２１は、素子部２１１および還流ダイオード２２１を有する。他のスイッチング素子２２〜２６、３１〜３６も同様、それぞれ、素子部２１２〜２１６、３１１〜３１６、および、還流ダイオード２２２〜２２６、３２１〜３２６を有する。本実施形態では、還流ダイオード２２１〜２２６、３２１〜３２６が「ダイオード」に対応する。 The power conversion device 15 converts the power of the motor generator 10, and includes a first inverter 20, a second inverter 30, a control unit 65, and the like.
The first inverter 20 is a three-phase inverter that switches energization of the coils 11 to 13, and includes switching elements 21 to 26. The second inverter 30 includes switching elements 31 to 36 for switching energization of the coils 11 to 13.
The switching element 21 includes an element unit 211 and a free wheeling diode 221. Similarly, the other switching elements 22 to 26 and 31 to 36 include element units 212 to 216 and 311 to 316 and free-wheeling diodes 222 to 226 and 321 to 326, respectively. In the present embodiment, the freewheeling diodes 221 to 226 and 321 to 326 correspond to “diodes”.

素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）であって、制御部６５によってオンオフ作動が制御される。素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６は、オンされたときに高電位側から低電位側への通電が許容され、オフされたときに通電が遮断される。素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６は、ＩＧＢＴに限らず、ＭＯＳＦＥＴ等であってもよい。   The element units 211 to 216 and 311 to 316 are IGBTs (insulated gate bipolar transistors), and the on / off operation is controlled by the control unit 65. The element portions 211 to 216 and 311 to 316 are allowed to be energized from the high potential side to the low potential side when turned on, and are de-energized when turned off. The element units 211 to 216 and 311 to 316 are not limited to IGBTs but may be MOSFETs or the like.

還流ダイオード２２１〜２２６、３２１〜３２６は、素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６のそれぞれと並列に接続され、低電位側から高電位側への通電を許容する。例えば、還流ダイオード２２１〜２２６、３２１〜３２６は、例えば、ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオード等のように、内蔵されていてもよいし、外付けされたものであってもよい。   The free-wheeling diodes 221 to 226 and 321 to 326 are connected in parallel with the element units 211 to 216 and 311 to 316, respectively, and allow energization from the low potential side to the high potential side. For example, the freewheeling diodes 221 to 226 and 321 to 326 may be built in or may be externally attached, such as a MOSFET parasitic diode.

第１インバータ２０において、高電位側にスイッチング素子２１〜２３が接続され、低電位側にスイッチング素子２４〜２６が接続される。また、スイッチング素子２１〜２３の高電位側を接続する第１高電位側配線２７が第１バッテリ４１の正極と接続され、スイッチング素子２４〜２６の低電位側を接続する第１低電位側配線２８が第１バッテリ４１の負極と接続される。   In the first inverter 20, the switching elements 21 to 23 are connected to the high potential side, and the switching elements 24 to 26 are connected to the low potential side. The first high potential side wiring 27 that connects the high potential side of the switching elements 21 to 23 is connected to the positive electrode of the first battery 41, and the first low potential side wiring that connects the low potential side of the switching elements 24 to 26. 28 is connected to the negative electrode of the first battery 41.

Ｕ相のスイッチング素子２１、２４の接続点にはＵ相コイル１１の一端１１１が接続され、Ｖ相のスイッチング素子２２、２５の接続点にはＶ相コイル１２の一端１２１が接続され、Ｗ相のスイッチング素子２３、２６の接続点にはＷ相コイル１３の一端１３１が接続される。すなわち、第１インバータ２０は、コイル１１、１２、１３と第１バッテリ４１との間に接続される。   One end 111 of the U-phase coil 11 is connected to the connection point of the U-phase switching elements 21, 24, and one end 121 of the V-phase coil 12 is connected to the connection point of the V-phase switching elements 22, 25, One end 131 of the W-phase coil 13 is connected to a connection point between the switching elements 23 and 26. That is, the first inverter 20 is connected between the coils 11, 12, 13 and the first battery 41.

第２インバータ３０において、高電位側にスイッチング素子３１〜３３が接続され、低電位側にスイッチング素子３４〜３６が接続される。また、スイッチング素子３１〜３３の高電位側を接続する第２高電位側配線３７が第２バッテリ４２の正極と接続され、スイッチング素子３４〜３６の低電位側を接続する第２低電位側配線３８が第２バッテリ４２の負極と接続される。   In the second inverter 30, the switching elements 31 to 33 are connected to the high potential side, and the switching elements 34 to 36 are connected to the low potential side. The second high potential side wiring 37 that connects the high potential side of the switching elements 31 to 33 is connected to the positive electrode of the second battery 42, and the second low potential side wiring that connects the low potential side of the switching elements 34 to 36. 38 is connected to the negative electrode of the second battery 42.

Ｕ相のスイッチング素子３１、３４の接続点にはＵ相コイル１１の他端１１２が接続され、Ｖ相のスイッチング素子３２、３５の接続点にはＶ相コイル１２の他端１２２が接続され、Ｗ相のスイッチング素子３３、３６の接続点にはＷ相コイル１３の他端１３２が接続される。すなわち、第２インバータ３０は、コイル１１、１２、１３と第２バッテリ４２との間に接続される。
このように、本実施形態では、第１インバータ２０および第２インバータ３０がコイル１１〜１３の両側に接続される。
以下適宜、高電位側に接続されるスイッチング素子２１〜２３、３１〜３３を「上アーム素子」、低電位側に接続されるスイッチング素子２４〜２６、３４〜３６を「下アーム素子」という。 The other end 112 of the U-phase coil 11 is connected to the connection point of the U-phase switching elements 31 and 34, and the other end 122 of the V-phase coil 12 is connected to the connection point of the V-phase switching elements 32 and 35. The other end 132 of the W-phase coil 13 is connected to a connection point between the W-phase switching elements 33 and 36. That is, the second inverter 30 is connected between the coils 11, 12, 13 and the second battery 42.
Thus, in this embodiment, the 1st inverter 20 and the 2nd inverter 30 are connected to the both sides of the coils 11-13.
Hereinafter, the switching elements 21 to 23 and 31 to 33 connected to the high potential side are referred to as “upper arm elements”, and the switching elements 24 to 26 and 34 to 36 connected to the low potential side are referred to as “lower arm elements”.

リチウムイオン電池等の充放電可能な直流電源である第１電圧源としての第１バッテリ４１は、第１インバータ２０と接続され、第１インバータ２０を経由してモータジェネレータ１０と電力を授受可能に設けられる。
リチウムイオン電池等の充放電可能な直流電源である第２電圧源としての第２バッテリ４２は、第２インバータ３０と接続され、第２インバータ３０を経由してモータジェネレータ１０と電力を授受可能に設けられる。
以下、第１バッテリ４１の電圧を第１バッテリ電圧Ｖｂ１、第２バッテリ４２の電圧を第２バッテリ電圧Ｖｂ２とする。 A first battery 41 as a first voltage source, which is a chargeable / dischargeable DC power source such as a lithium ion battery, is connected to the first inverter 20 and can exchange power with the motor generator 10 via the first inverter 20. Provided.
A second battery 42 as a second voltage source, which is a DC power source that can be charged and discharged, such as a lithium ion battery, is connected to the second inverter 30 and can exchange power with the motor generator 10 via the second inverter 30. Provided.
Hereinafter, the voltage of the first battery 41 is referred to as a first battery voltage Vb1, and the voltage of the second battery 42 is referred to as a second battery voltage Vb2.

第１コンデンサ４３は、第１高電位側配線２７と第１低電位側配線２８とに接続される。第１コンデンサ４３は、第１バッテリ４１から第１インバータ２０側への電流、または、第１インバータ２０から第１バッテリ４１側への電流を平滑化する平滑コンデンサである。
第２コンデンサ４４は、第２高電位側配線３７と第２低電位側配線３８とに接続される。第２コンデンサ４４は、第２バッテリ４２から第２インバータ３０側への電流、または、第２インバータ３０側から第２バッテリ４２側への電流を平滑化する平滑コンデンサである。 The first capacitor 43 is connected to the first high potential side wiring 27 and the first low potential side wiring 28. The first capacitor 43 is a smoothing capacitor that smoothes the current from the first battery 41 to the first inverter 20 side or the current from the first inverter 20 to the first battery 41 side.
The second capacitor 44 is connected to the second high potential side wiring 37 and the second low potential side wiring 38. The second capacitor 44 is a smoothing capacitor that smoothes the current from the second battery 42 to the second inverter 30 or the current from the second inverter 30 to the second battery 42.

制御信号生成部６０は、第１ドライバ回路６１、第２ドライバ回路６２、および、制御部６５を有する。
制御部６５は、マイコンを主体として構成され、各種演算処理を行う。制御部６５における各処理は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
制御部６５は、第１インバータ２０および第２インバータ３０を制御する。具体的には、トルク指令値ｔｒｑ*や電流指令値Ｉｕ*、Ｉｖ*、Ｉｗ*等のモータジェネレータ１０の駆動に係る指令値に基づき、スイッチング素子２１〜２６、３１〜３６の素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６のオンオフ作動を制御する制御信号を生成し、ドライバ回路６１、６２に出力する。以下適宜、スイッチング素子２１〜２６、３１〜３６の素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６のオンオフ作動を制御することを、単にスイッチング素子２１〜２６、３１〜３６のオンオフ作動を制御する、という。 The control signal generation unit 60 includes a first driver circuit 61, a second driver circuit 62, and a control unit 65.
The control unit 65 is mainly composed of a microcomputer and performs various arithmetic processes. Each processing in the control unit 65 may be software processing by executing a program stored in advance by the CPU, or may be hardware processing by a dedicated electronic circuit.
The control unit 65 controls the first inverter 20 and the second inverter 30. Specifically, based on command values relating to driving of the motor generator 10, such as torque command value trq * and current command values Iu * , Iv * , Iw * , the element portions 211-21 of the switching elements 21-26, 31-36. A control signal for controlling the on / off operation of 216 and 311 to 316 is generated and output to the driver circuits 61 and 62. Hereinafter, appropriately controlling the on / off operation of the element units 211 to 216 and 311 to 316 of the switching elements 21 to 26 and 31 to 36 is simply controlling the on / off operation of the switching elements 21 to 26 and 31 to 36.

制御部６５は、スイッチング素子２１〜２６、３１〜３６のオンオフ作動を制御する。
スイッチング素子２１〜２６は、例えば第１基本波Ｆ１とキャリア波とに基づいてオンオフ作動が制御される。また、スイッチング素子３１〜３６は、例えば第２基本波Ｆ２とキャリア波とに基づいてオンオフ作動が制御される。
基本波Ｆ１、Ｆ２の振幅は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。 The control unit 65 controls the on / off operation of the switching elements 21 to 26 and 31 to 36.
The switching elements 21 to 26 are controlled to be turned on / off based on, for example, the first fundamental wave F1 and the carrier wave. The switching elements 31 to 36 are controlled to be turned on / off based on, for example, the second fundamental wave F2 and the carrier wave.
The amplitudes of the fundamental waves F1 and F2 may be the same or different.

基本波Ｆ１、Ｆ２に応じた制御は、基本波Ｆ１、Ｆ２の振幅がキャリア波の振幅以下である、すなわち変調率が１以下である正弦波ＰＷＭ制御とする。または、基本波Ｆ１、Ｆ２の振幅がキャリア波の振幅より大きい、すなわち変調率が１より大きい過変調ＰＷＭ制御であってもよい。さらにまた、振幅を無限大とみなし、基本波Ｆ１、Ｆ２の半周期ごとに各素子のオンオフが切り替えられる矩形波制御としてもよい。矩形波制御は、電気角の１８０°ごとに各素子のオンオフを切り替える１８０°通電制御と捉えることもできる。また、矩形波制御において、例えば１２０°通電等、通電位相は１８０°以外であってもよい。   The control according to the fundamental waves F1 and F2 is sine wave PWM control in which the amplitudes of the fundamental waves F1 and F2 are equal to or smaller than the amplitude of the carrier wave, that is, the modulation factor is 1 or less. Alternatively, overmodulation PWM control may be used in which the amplitudes of the fundamental waves F1 and F2 are larger than the amplitude of the carrier wave, that is, the modulation rate is larger than 1. Furthermore, it may be a rectangular wave control in which the amplitude is infinite and each element is switched on and off every half cycle of the fundamental waves F1 and F2. The rectangular wave control can be regarded as 180 ° energization control in which each element is turned on and off every 180 ° of electrical angle. In the rectangular wave control, the energization phase may be other than 180 °, for example, 120 ° energization.

第１ドライバ回路６１は、制御部６５からの制御信号に応じ、素子部２１１〜２１６のオンオフ作動を制御するゲート信号を生成して出力する。第２ドライバ回路６２は、制御部６５からの制御信号に応じ、素子部３１１〜３１６のオンオフ作動を制御するゲート信号を生成して出力する。素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６が制御信号に応じてオンオフされることで、バッテリ４１、４２の直流電力が交流電力に変換され、モータジェネレータ１０へ供給される。これにより、モータジェネレータ１０の駆動は、第１インバータ２０および第２インバータ３０を介して、制御部６５に制御される。   The first driver circuit 61 generates and outputs a gate signal that controls the on / off operation of the element units 211 to 216 in accordance with a control signal from the control unit 65. The second driver circuit 62 generates and outputs a gate signal for controlling the on / off operation of the element units 311 to 316 according to the control signal from the control unit 65. The element units 211 to 216 and 311 to 316 are turned on / off according to the control signal, whereby the DC power of the batteries 41 and 42 is converted into AC power and supplied to the motor generator 10. Thereby, driving of motor generator 10 is controlled by control unit 65 via first inverter 20 and second inverter 30.

ここで、モータジェネレータ１０の駆動モードを説明する。本実施形態の回転電機駆動システム１における駆動モードには、第１バッテリ４１または第２バッテリ４２の電力を用いて駆動する「片側駆動モード」、および、第１バッテリ４１および第２バッテリの電力を用いて駆動する「両側駆動モード」が含まれる。片側駆動モードとするか、両側駆動モードとするかは、例えばモータジェネレータ１０のトルクおよび回転数に基づくマップにより決定される。   Here, the drive mode of the motor generator 10 will be described. The drive mode in the rotating electrical machine drive system 1 of the present embodiment includes the “one-side drive mode” that uses the power of the first battery 41 or the second battery 42 and the power of the first battery 41 and the second battery. "Double-sided drive mode" to be used and driven is included. Whether the single-side drive mode or the double-side drive mode is selected is determined by a map based on the torque and the rotational speed of the motor generator 10, for example.

モータジェネレータ１０を比較的軽負荷で駆動する場合、片側駆動モードとする。
第１バッテリ４１の電力にてモータジェネレータ１０を駆動する場合、第２インバータ３０の上アーム素子３１〜３３の全相、または、下アーム素子３４〜３６の全相の一方をオン、他方をオフし、第２インバータ３０を中性点化する。
以下適宜、上アーム素子３１〜３３の全相をオンすることを、「上アームをオン固定する」といい、下アーム素子３４〜３６の全相をオンすることを、「下アームをオン固定する」という。第１インバータ２０を中性点化する場合も同様とする。
また、第１バッテリ４１の電力にてモータジェネレータ１０を駆動する場合、モータジェネレータ１０の駆動要求に応じ、ＰＷＭ制御や矩形波制御等により第１インバータ２０を制御する。 When the motor generator 10 is driven with a relatively light load, the one-side drive mode is set.
When the motor generator 10 is driven by the power of the first battery 41, one of all phases of the upper arm elements 31 to 33 of the second inverter 30 or all phases of the lower arm elements 34 to 36 is turned on and the other is turned off. Then, the second inverter 30 is neutralized.
Hereinafter, turning on all the phases of the upper arm elements 31 to 33 appropriately is referred to as “fixing the upper arm on”, and turning on all the phases of the lower arm elements 34 to 36 is referred to as “fixing the lower arm on. It is said. The same applies to the case where the first inverter 20 is neutralized.
Further, when driving the motor generator 10 with the electric power of the first battery 41, the first inverter 20 is controlled by PWM control, rectangular wave control, or the like according to the drive request of the motor generator 10.

第２バッテリ４２の電力にてモータジェネレータ１０を駆動する場合、第１インバータ２０の上アーム素子２１〜２３の全相、または、下アーム素子２４〜２６の全相の一方をオン、他方をオフし、第１インバータ２０を中性点化する。また、モータジェネレータ１０の駆動要求に応じ、ＰＷＭ制御や矩形波制御等により第２インバータ３０を制御する。   When the motor generator 10 is driven by the power of the second battery 42, one of all the phases of the upper arm elements 21 to 23 or all the phases of the lower arm elements 24 to 26 of the first inverter 20 is turned on and the other is turned off. Then, the first inverter 20 is neutralized. Further, the second inverter 30 is controlled by PWM control, rectangular wave control, or the like according to the drive request of the motor generator 10.

第１バッテリ４１または第２バッテリ４２の電力にて駆動要求を満たせない比較的高負荷でモータジェネレータ１０を駆動する場合、両側電源を用いた両側駆動モードとする。両側駆動モードでは、第１バッテリ４１と第２バッテリ４２とが電気的に直列接続しているとみなせる状態となるように、第１インバータ２０および第２インバータ３０を制御する。   When the motor generator 10 is driven with a relatively high load that cannot satisfy the drive request with the electric power of the first battery 41 or the second battery 42, the both-side drive mode using the both-side power source is set. In the double-side drive mode, the first inverter 20 and the second inverter 30 are controlled so that the first battery 41 and the second battery 42 can be regarded as being electrically connected in series.

両側駆動モードでは、第１基本波Ｆ１と第２基本波Ｆ２の位相が反転される。換言すると、第１基本波Ｆ１と第２基本波Ｆ２とは、位相が略１８０［°］ずれている。第１基本波Ｆ１と第２基本波Ｆ２との位相差を１８０［°］とすることで、第１バッテリ４１と第２バッテリ４２とが電気的に直列接続されている状態とみなすことができ、第１バッテリ４１の電圧と第２バッテリ４２の電圧との和に相当する電圧をモータジェネレータ１０に印加可能である。
なお、第１基本波Ｆ１と第２基本波Ｆ２との位相差は、１８０［°］とするが、第１バッテリ４１の電圧および第２バッテリ４２の電圧の和に相当する電圧をモータジェネレータ１０に印加可能な程度のずれは許容されるものとする。 In the double-side drive mode, the phases of the first fundamental wave F1 and the second fundamental wave F2 are inverted. In other words, the first fundamental wave F1 and the second fundamental wave F2 are out of phase by approximately 180 [°]. By setting the phase difference between the first fundamental wave F1 and the second fundamental wave F2 to 180 [°], it can be considered that the first battery 41 and the second battery 42 are electrically connected in series. A voltage corresponding to the sum of the voltage of the first battery 41 and the voltage of the second battery 42 can be applied to the motor generator 10.
The phase difference between the first fundamental wave F1 and the second fundamental wave F2 is 180 [°], but a voltage corresponding to the sum of the voltage of the first battery 41 and the voltage of the second battery 42 is set to the motor generator 10. It is assumed that a deviation that can be applied to is allowed.

上述の通り、本実施形態では、高負荷でモータジェネレータ１０を駆動する場合、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２の両方を用いる。そのため、両側駆動モードに移行する場合に備えて、両側駆動可能な程度の充電量としてのＳＯＣ（State Of Charge）を、バッテリ４１、４２のそれぞれに確保しておく必要がある。また、一方のバッテリ４１、４２を用いた片側駆動モードが継続される場合等、バッテリ４１、４２のＳＯＣに偏りが生じる場合がある。
そこで本実施形態では、バッテリ４１、４２のＳＯＣに応じ、電力をバッテリ間で移動させる。ここでは、第１バッテリ４１を放電側電圧源、第１インバータ２０を放電側インバータとし、第２バッテリ４２を充電側電圧源、第２インバータ３０を充電側インバータとし、第２インバータ３０を中性点側インバータとして片側駆動しているときに、第１バッテリ４１から第２バッテリ４２へ電力を移動させる場合を例に説明する。なお、図２等においては、煩雑になることを避けるため、素子部および還流ダイオードの符番を省略した。また、図２等において、オンである素子を実線、オフである素子を破線で示す。 As described above, in the present embodiment, when the motor generator 10 is driven with a high load, both the first battery 41 and the second battery 42 are used. For this reason, it is necessary to ensure SOC (State Of Charge) in each of the batteries 41 and 42 as a charge amount capable of driving on both sides in preparation for shifting to the both-side drive mode. Further, when the one-side drive mode using one of the batteries 41 and 42 is continued, the SOC of the batteries 41 and 42 may be biased.
Therefore, in this embodiment, electric power is moved between the batteries according to the SOC of the batteries 41 and 42. Here, the first battery 41 is a discharge side voltage source, the first inverter 20 is a discharge side inverter, the second battery 42 is a charge side voltage source, the second inverter 30 is a charge side inverter, and the second inverter 30 is neutral. An example will be described in which power is transferred from the first battery 41 to the second battery 42 during one-side drive as a point-side inverter. In FIG. 2 and the like, reference numerals of the element portion and the reflux diode are omitted in order to avoid complication. In FIG. 2 and the like, elements that are on are indicated by solid lines, and elements that are off are indicated by broken lines.

図２（ａ）に示すように、第１インバータ２０を駆動要求に応じてＰＷＭ制御により駆動し、第２インバータ３０の下アーム素子３４〜３６をオン固定することで、第２インバータ３０を中性点化する。例えば、第１インバータ２０にて、スイッチング素子２１、２５、２６がオンされているとき、矢印Ｙ１で示すように、Ｕ相コイル１１に正方向の電流が流れ、Ｖ相コイル１２およびＷ相コイル１３に負方向の電流が流れる。
このとき、第２バッテリ４２は充電されていないので、図２（ａ）に示す状態である期間を、非充電期間とする。非充電期間において、モータジェネレータ１０のコイル１１〜１３は、昇圧チョッパのインダクタとして機能し、エネルギが蓄えられた状態とみなすことができる。 As shown in FIG. 2A, the first inverter 20 is driven by PWM control in response to a drive request, and the lower arm elements 34 to 36 of the second inverter 30 are fixed on, so that the second inverter 30 It becomes a sex point. For example, when switching elements 21, 25, and 26 are turned on in first inverter 20, as indicated by arrow Y 1, a positive current flows through U-phase coil 11, and V-phase coil 12 and W-phase coil A negative current flows through 13.
Since the 2nd battery 42 is not charged at this time, let the period which is the state shown to Fig.2 (a) be a non-charging period. During the non-charging period, the coils 11 to 13 of the motor generator 10 function as inductors of the step-up chopper and can be regarded as a state where energy is stored.

図２（ｂ）に示すように、第２インバータ３０にてオン固定されている下アーム素子３４〜３６をオフすると、矢印Ｙ２で示すように、スイッチング素子３１、３５、３６の還流ダイオード３２１、３２５、３２６に電流が流れることで、第２バッテリ４２が充電される。図２（ｂ）に示す状態である期間を、充電期間とする。
非充電期間と充電期間とを繰り返すことで、第１バッテリ４１の電力を第２バッテリ４２に移動可能である。なお、図２では図示を省略しているが、第２コンデンサ４４も充電される。すなわち、「充電側電圧源側」には、第２バッテリ４２に加え、第２コンデンサ４４も含まれると捉えられる。図３、図８および図１２についても同様である。
以下、非充電期間と充電期間とを周期的に切り替える制御を「中性点切替制御」とする。 As shown in FIG. 2B, when the lower arm elements 34 to 36 that are fixed on by the second inverter 30 are turned off, as shown by the arrow Y2, the free-wheeling diodes 321 of the switching elements 31, 35, and 36, The current flows through 325 and 326, whereby the second battery 42 is charged. A period shown in FIG. 2B is a charging period.
By repeating the non-charging period and the charging period, the power of the first battery 41 can be transferred to the second battery 42. Although not shown in FIG. 2, the second capacitor 44 is also charged. In other words, it is understood that the “charge side voltage source side” includes the second capacitor 44 in addition to the second battery 42. The same applies to FIG. 3, FIG. 8, and FIG.
Hereinafter, control for periodically switching between the non-charging period and the charging period is referred to as “neutral point switching control”.

ここで、非充電期間、充電期間、非充電期間と切り替えるとき、充電期間の前後の非充電期間において、オン固定されるアームは、同じであってもよいし、異なってもよい。オン固定されるアームを入れ替えることで、スイッチング損失の偏りを低減することができる。
なお、例えば、非充電期間として下アーム素子３４〜３６がオンされている状態から、全オフ状態を経て、上アーム素子３１〜３３がオンされている状態に移行する場合、充電期間の完了前に、上アーム素子３１〜３３をオンしてもよい。このようにしても、コイル１１〜１３にエネルギが蓄積されている間は、第２バッテリ４２を充電可能である。 Here, when switching between the non-charging period, the charging period, and the non-charging period, the arms that are fixed on in the non-charging period before and after the charging period may be the same or different. By switching the arm that is fixed on, the bias of the switching loss can be reduced.
In addition, for example, when the state where the lower arm elements 34 to 36 are turned on as the non-charging period shifts to the state where the upper arm elements 31 to 33 are turned on through the all-off state, before the completion of the charging period. In addition, the upper arm elements 31 to 33 may be turned on. Even if it does in this way, while the energy is accumulate | stored in the coils 11-13, the 2nd battery 42 can be charged.

また、図３に示すように、充電期間にて、第２インバータ３０のスイッチング状態を、第１インバータ２０と同様となる同相スイッチング状態としてもよい。
図３（ａ）は、図２（ａ）と同様、第２インバータ３０の下アーム素子３４〜３６がオン固定されている。図３（ａ）の例では、Ｖ相とＷ相では、インバータ２０、３０にて、共に下アーム素子がオンされている。一方、Ｕ相では、第１インバータ２０にて上アーム素子２１がオンされ、第２インバータ３０にて下アーム素子３４がオンされている。そのため、図３（ａ）の状態から、同相スイッチング状態とするには、第２インバータ３０のＵ相のスイッチング状態を切り替える。同相スイッチング状態へ移行するには、図３（ｂ）に示すように、第２インバータ３０のＵ相のスイッチング素子３１、３４が共にオフとなるデッドタイム期間が必要である。また、図３（ｂ）の状態を経て、図３（ｃ）に示す同相スイッチング状態へ移行する。図３（ｃ）の状態から図３（ａ）の状態に戻る際も、図３（ｂ）の状態を経る必要がある。 As shown in FIG. 3, the switching state of the second inverter 30 may be the same-phase switching state as that of the first inverter 20 during the charging period.
3A, similarly to FIG. 2A, the lower arm elements 34 to 36 of the second inverter 30 are fixed on. In the example of FIG. 3A, the lower arm elements are both turned on by the inverters 20 and 30 in the V phase and the W phase. On the other hand, in the U phase, the upper arm element 21 is turned on by the first inverter 20, and the lower arm element 34 is turned on by the second inverter 30. Therefore, in order to change from the state of FIG. 3A to the in-phase switching state, the U-phase switching state of the second inverter 30 is switched. In order to shift to the in-phase switching state, as shown in FIG. 3B, a dead time period in which both the U-phase switching elements 31 and 34 of the second inverter 30 are off is necessary. Further, after the state of FIG. 3B, the state shifts to the in-phase switching state shown in FIG. When returning from the state of FIG. 3C to the state of FIG. 3A, it is necessary to go through the state of FIG.

図３（ｂ）に示すデッドタイム期間、および、図３（ｃ）に示す同相スイッチング期間において、矢印Ｙ３で示す経路の電流が流れ、第２バッテリ４２が充電される。すなわち、図３（ｂ）に示すデッドタイム期間、および、図３（ｃ）に示す同相スイッチング期間が、充電期間となる。   In the dead time period shown in FIG. 3B and the common-mode switching period shown in FIG. 3C, the current in the path indicated by the arrow Y3 flows, and the second battery 42 is charged. That is, the dead time period shown in FIG. 3B and the in-phase switching period shown in FIG. 3C are charging periods.

中性点切替制御では、コイル１１〜１３が昇圧コンバータにおけるインダクタとみなすことができる。非充電期間において、第２インバータ３０を中性点化することで、コイル１１〜１３が昇圧コンバータにおけるインダクタとして機能し、コイル１１〜１３にエネルギが蓄積される。充電期間に切り替わると、コイル１１〜１３に蓄積されたエネルギが放出され、第２バッテリ４２が充電される。これにより、第１バッテリ４１の電力が第２バッテリ４２に移動する。   In the neutral point switching control, the coils 11 to 13 can be regarded as inductors in the boost converter. By neutralizing the second inverter 30 during the non-charging period, the coils 11 to 13 function as inductors in the boost converter, and energy is stored in the coils 11 to 13. When the charging period is switched, the energy accumulated in the coils 11 to 13 is released, and the second battery 42 is charged. Thereby, the power of the first battery 41 moves to the second battery 42.

詳細には、第２インバータ３０が中性点化されているときに素子部を経由して高電位側から低電位側に電流が流れているスイッチング素子をオフすることで通電経路が切り替わり、第１バッテリ４１の電力を第２バッテリ４２に移動可能である。例えば、図２および図３の（ａ）に示すように、下アーム素子３４〜３６がオン、Ｕ相電流Ｉｕが正、Ｖ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗが負のとき、Ｕ相では素子部３１４、Ｖ相及びＷ相では還流ダイオード３２５、３２６に電流が流れる。この状態から、Ｕ相の下アーム素子３４をオフにすると、図２（ｂ）または図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｕ相電流Ｉｕは、還流ダイオード３２１に通電され、第２バッテリ４２の正極に流れ込む。これにより、第２バッテリ４２が充電される。上アーム素子３１〜３３をオンすることで第２インバータ３０が中性点化されている場合についても同様、素子部を経由して電流が流れている相のスイッチング素子をオフにすると、当該相における通電経路が切り替わることで、第２バッテリ４２が充電される。   Specifically, when the second inverter 30 is neutralized, the energization path is switched by turning off the switching element in which current flows from the high potential side to the low potential side via the element portion. The power of one battery 41 can be transferred to the second battery 42. For example, as shown in FIG. 2 and FIG. 3A, when the lower arm elements 34 to 36 are on, the U phase current Iu is positive, the V phase current Iv and the W phase current Iw are negative, the elements in the U phase In the part 314, the V phase and the W phase, current flows through the free wheel diodes 325 and 326. From this state, when the U-phase lower arm element 34 is turned off, the U-phase current Iu is passed through the free-wheeling diode 321 as shown in FIG. 2 (b) or FIGS. 3 (b) and 3 (c). 2 The battery 42 flows into the positive electrode. Thereby, the 2nd battery 42 is charged. Similarly, when the second inverter 30 is neutralized by turning on the upper arm elements 31 to 33, when the switching element of the phase in which the current flows through the element part is turned off, The second battery 42 is charged by switching the energization path at.

図２および図３にて説明したように、非充電期間と充電期間とを繰り返すことで、チョッパ動作とみなすことができ、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２以下の場合であっても、第１バッテリ４１の電力を第２バッテリ４２に移動可能である。第２インバータ３０を中性点状態から、同相スイッチング状態に切り替えることで電力を移動させる場合、第２インバータ３０において、１相または２相のスイッチング状態を切り替えればよく、スイッチング損失を抑えることができる。一方、第２インバータ３０を中性点状態から全オフ状態に切り替えることで電力を移動させる場合、第１インバータ２０のスイッチング状態を考慮する必要がなく、制御が容易である。   As described with reference to FIGS. 2 and 3, it can be regarded as a chopper operation by repeating the non-charging period and the charging period, and even when the first battery voltage Vb1 is equal to or lower than the second battery voltage Vb2. The power of the first battery 41 can be transferred to the second battery 42. When power is moved by switching the second inverter 30 from the neutral point state to the in-phase switching state, it is only necessary to switch the one-phase or two-phase switching state in the second inverter 30, and the switching loss can be suppressed. . On the other hand, when the electric power is moved by switching the second inverter 30 from the neutral point state to the all-off state, it is not necessary to consider the switching state of the first inverter 20, and the control is easy.

図４は、相電流および移動電力を示すタイムチャートである。図４において、（ａ）は中性点切替制御を行った場合の相電流、（ｂ）は中性点切替制御を行った場合の移動電力、（ｃ）は中性点切替制御を行わない場合の相電流、（ｄ）は中性点切替制御を行わない場合の移動電力である。
図４（ａ）、（ｃ）に示すように、中性点切替制御を行った場合の相電流は、中性点切替制御を行わない場合の電流に高調波成分が重畳された状態となる。中性点切替制御を行わない場合、図４（ｄ）に示すように、電力移動は生じない。一方、中性点切替制御を行うことで、図４（ｂ）に示すように、重畳された高調波成分に応じた電力を移動させることができる。 FIG. 4 is a time chart showing the phase current and the moving power. 4, (a) is a phase current when neutral point switching control is performed, (b) is a moving power when neutral point switching control is performed, and (c) is not performing neutral point switching control. The phase current in this case, (d) is the mobile power when neutral point switching control is not performed.
As shown in FIGS. 4A and 4C, the phase current when the neutral point switching control is performed is in a state in which the harmonic component is superimposed on the current when the neutral point switching control is not performed. . When neutral point switching control is not performed, power transfer does not occur as shown in FIG. On the other hand, by performing the neutral point switching control, it is possible to move the electric power corresponding to the superimposed harmonic component as shown in FIG.

本実施形態の駆動制御処理を図５のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、イグニッションスイッチ等である始動スイッチがオンされているときに、制御部６５にて所定の周期で実行される。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップも同様である。
最初のＳ１０１では、制御部６５は、バッテリ４１、４２のＳＯＣを取得する。 The drive control process of this embodiment is demonstrated based on the flowchart of FIG. This process is executed by the control unit 65 at a predetermined cycle when a start switch such as an ignition switch is turned on. Hereinafter, “step” in step S101 is omitted, and is simply referred to as “S”. The other steps are the same.
In the first S101, the control unit 65 acquires the SOC of the batteries 41 and 42.

Ｓ１０２では、制御部６５は、第１バッテリ４１のＳＯＣが電力移動可能閾値ＴＨ＿ａ１より大きく、かつ、第２バッテリ４２のＳＯＣが充電必要閾値ＴＨ＿ｂ２より小さいか否かを判断する。図中、第１バッテリ４１のＳＯＣを「ＳＯＣ１」、第２バッテリ４２のＳＯＣを「ＳＯＣ２」と記載する。電力移動可能閾値ＴＨ＿ａ１は、第２バッテリ４２に電力を移動しても差し支えない程度の比較的高い値に設定される。また、充電必要閾値ＴＨ＿ｂ２は、第１バッテリ４１からの電力供給を要する程度の比較的低い値に設定される。   In S102, the control unit 65 determines whether or not the SOC of the first battery 41 is larger than the power transferable threshold TH_a1 and the SOC of the second battery 42 is smaller than the charging required threshold TH_b2. In the figure, the SOC of the first battery 41 is described as “SOC1”, and the SOC of the second battery 42 is described as “SOC2”. The power transferable threshold value TH_a1 is set to a relatively high value such that power can be transferred to the second battery 42. Further, the necessary charging threshold TH_b2 is set to a relatively low value that requires power supply from the first battery 41.

第１バッテリ４１のＳＯＣが電力移動可能閾値ＴＨ＿ａ１以下、または、第２バッテリ４２のＳＯＣが充電必要閾値ＴＨ＿ｂ２以上であると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０７へ移行する。第１バッテリ４１のＳＯＣが電力移動可能閾値ＴＨ＿ａ１より大きく、かつ、第２バッテリ４２のＳＯＣが充電必要閾値ＴＨ＿ｂ２より小さいと判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、すなわち、第１バッテリ４１から第２バッテリ４２への電力移動が必要かつ可能である場合、Ｓ１０３へ移行する。   When it is determined that the SOC of the first battery 41 is equal to or less than the power transferable threshold TH_a1 or the SOC of the second battery 42 is equal to or greater than the charging required threshold TH_b2 (S102: NO), the process proceeds to S107. When it is determined that the SOC of the first battery 41 is larger than the power transferable threshold TH_a1 and the SOC of the second battery 42 is smaller than the charging required threshold TH_b2 (S102: YES), that is, from the first battery 41 to the second When the power transfer to the battery 42 is necessary and possible, the process proceeds to S103.

Ｓ１０３では、制御部６５は、充電期間と非充電期間との比率、および、切替周波数ｆｃを決定する。これにより、中性点切替制御における中性点側のスイッチングパターンが決定される。
第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２より高い場合、すなわちＶｂ１＞Ｖｂ２の場合、電圧差によらず、切替周期のうちの所定期間を充電期間とする。例えば、第２インバータ３０にてオン固定されるアームを切り替える場合、デッドタイムを充電期間とすればよい。また、充電期間は、デッドタイム以上であってもよい。 In S103, the control unit 65 determines the ratio between the charging period and the non-charging period, and the switching frequency fc. Thereby, the neutral point side switching pattern in the neutral point switching control is determined.
When the first battery voltage Vb1 is higher than the second battery voltage Vb2, that is, when Vb1> Vb2, the predetermined period of the switching period is set as the charging period regardless of the voltage difference. For example, when the arm that is fixed on by the second inverter 30 is switched, the dead time may be set as the charging period. The charging period may be longer than the dead time.

また、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２以下の場合、第１バッテリ電圧Ｖｂ１および第２バッテリ電圧Ｖｂ２に応じ、所望の昇圧比となるように、充電期間と非充電期間との比率を決定する。充電期間の開始から、非充電期間を経て、次の充電開始までの期間を１周期とすると、１周期中の充電期間の割合Ｄは、式（１）を満たすように決定される。すなわち、バッテリ電圧Ｖｂ１、Ｖｂ２の電圧差が大きくなるほど、非充電期間が長くなるようにする。また、充電期間は、上下短絡を防ぐためのデッドタイム期間以上とする。
Ｖｂ２＝｛１／（１−Ｄ）｝×Ｖｂ１ ・・・（１） Further, when the first battery voltage Vb1 is equal to or lower than the second battery voltage Vb2, the ratio between the charging period and the non-charging period is set so as to obtain a desired step-up ratio according to the first battery voltage Vb1 and the second battery voltage Vb2. decide. When the period from the start of the charging period to the next charging start through the non-charging period is defined as one cycle, the charging period ratio D in one cycle is determined so as to satisfy the formula (1). That is, the non-charging period is lengthened as the voltage difference between the battery voltages Vb1 and Vb2 increases. The charging period is longer than the dead time period for preventing the upper and lower short circuit.
Vb2 = {1 / (1-D)} × Vb1 (1)

また、制御部６５は、ＳＯＣ状態に応じた移動エネルギＥｔ［ｋＷｈ］を算出し、移動エネルギＥｔに応じて切替周波数ｆｃを決定する。切替周波数ｆｃは、例えば図６に示すマップに基づいて決定される。ここでは、移動エネルギＥｔと切替周波数ｆｃとが線形的に変化するが、移動エネルギＥｔと切替周波数ｆｃとの関係は、どのようであってもよく、非線形的な関係であってもよい。本実施形態では、移動エネルギＥｔは、単位時間あたりの電力移動量であって、移動エネルギＥｔが大きいほど、切替周波数ｆｃが大きくなり、１周期が短くなるように設定される。   In addition, the control unit 65 calculates kinetic energy Et [kWh] corresponding to the SOC state, and determines the switching frequency fc according to the kinetic energy Et. The switching frequency fc is determined based on, for example, the map shown in FIG. Here, the kinetic energy Et and the switching frequency fc change linearly, but the relationship between the kinetic energy Et and the switching frequency fc may be any or a non-linear relationship. In the present embodiment, the kinetic energy Et is a power transfer amount per unit time, and is set such that the greater the kinetic energy Et, the greater the switching frequency fc and the shorter one cycle.

Ｓ１０４では、制御部６５は、モータジェネレータ１０が駆動中か否かを判断する。モータジェネレータ１０が駆動中ではないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１１２へ移行する。モータジェネレータ１０が駆動中であると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行する。
Ｓ１０５では、制御部６５は、モータジェネレータ１０の駆動要求に基づき、第１バッテリ４１での片側駆動が可能か否かを判断する。第１バッテリ４１での片側駆動が可能ではないと判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、すなわち、モータジェネレータ１０の駆動要求が比較的高負荷であり、第１バッテリ４１での片側駆動では駆動要求を満たせない場合、Ｓ１１２へ移行する。第１バッテリ４１での片側駆動が可能であると判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０６へ移行する。 In S104, the control unit 65 determines whether or not the motor generator 10 is being driven. When it is determined that the motor generator 10 is not being driven (S104: NO), the process proceeds to S112. When it is determined that the motor generator 10 is being driven (S104: YES), the process proceeds to S105.
In S <b> 105, the control unit 65 determines whether or not the one-side drive with the first battery 41 is possible based on the drive request of the motor generator 10. When it is determined that the one-side drive with the first battery 41 is not possible (S105: NO), that is, the drive request for the motor generator 10 is a relatively high load, and the drive request for the one-side drive with the first battery 41 If not satisfied, the process proceeds to S112. When it is determined that the one-side drive with the first battery 41 is possible (S105: YES), the process proceeds to S106.

Ｓ１０６では、制御部６５は、駆動時中性点切替制御により、インバータ２０、３０を制御する。具体的には、制御部６５は、第１インバータ２０をモータジェネレータ１０の駆動要求に応じて制御する。また、第２インバータ３０を、Ｓ１０３で決定された充電期間と非充電期間との比率、および、切替周波数ｆｃに基づく中性点切替制御とする。これにより、第１バッテリ４１の電力が第２バッテリ４２へ移動される。   In S106, the control unit 65 controls the inverters 20 and 30 by driving neutral point switching control. Specifically, the control unit 65 controls the first inverter 20 in response to a drive request for the motor generator 10. Further, the second inverter 30 is set to the neutral point switching control based on the ratio between the charging period and the non-charging period determined in S103 and the switching frequency fc. Thereby, the electric power of the first battery 41 is moved to the second battery 42.

第１バッテリ４１のＳＯＣが電力移動可能閾値ＴＨ＿ａ１以下、または、第２バッテリ４２のＳＯＣが充電必要閾値ＴＨ＿ｂ２以上であると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）に移行するＳ１０７では、制御部６５は、第１バッテリ４１のＳＯＣが充電必要閾値ＴＨ＿ｂ１より小さく、かつ、第２バッテリ４２のＳＯＣが電力移動可能閾値ＴＨ＿ａ２より大きいか否かを判断する。電力移動可能閾値ＴＨ＿ａ２は、第１バッテリ４１に電力を移動しても差し支えない程度の比較的高い値に設定される。電力移動可能閾値ＴＨ＿ａ１、ＴＨ＿ａ２は、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。また、充電必要閾値ＴＨ＿ｂ１は、第２バッテリ４２からの電力供給を要する程度の比較的低い値に設定される。充電必要閾値ＴＨ＿ｂ１、ＴＨ＿ｂ２は、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。   In S107, when the SOC of the first battery 41 is determined to be equal to or lower than the power transferable threshold TH_a1 or the SOC of the second battery 42 is equal to or higher than the charging required threshold TH_b2 (S102: NO), the control unit 65 is Then, it is determined whether the SOC of the first battery 41 is smaller than the charging required threshold TH_b1 and the SOC of the second battery 42 is larger than the power transferable threshold TH_a2. The power transferable threshold TH_a2 is set to a relatively high value that does not interfere with the transfer of power to the first battery 41. The power transferable thresholds TH_a1 and TH_a2 may be the same value or different values. Further, the necessary charging threshold TH_b1 is set to a relatively low value that requires power supply from the second battery 42. The charging required thresholds TH_b1 and TH_b2 may be the same value or different values.

第１バッテリ４１のＳＯＣが充電必要閾値ＴＨ＿ｂ１以上、または、第２バッテリ４２のＳＯＣが電力移動可能閾値ＴＨ＿ａ２以下であると判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１１２へ移行する。本実施形態では、バッテリ４１、４２のＳＯＣが共に充電必要閾値ＴＨ＿ｂ１、ＴＨ＿ｂ２以上の場合、電力移動が不要であるので、中性点切替制御を行わない。バッテリ４１、４２の一方のＳＯＣが充電必要閾値ＴＨ＿ｂ１、ＴＨ＿ｂ２より小さく、かつ、バッテリ４１、４２の他方のＳＯＣが電力移動可能閾値ＴＨ＿ａ１、ＴＨ＿Ａ２より小さい場合、電力移動ができないので、中性点切替制御を行わない。すなわち、電力移動が不要の場合、または、電力移動ができない場合、Ｓ１０２およびＳ１０７にて否定判断され、Ｓ１１２へ移行する。
第１バッテリ４１のＳＯＣが充電必要閾値ＴＨ＿ｂ１より小さく、かつ、第２バッテリ４２のＳＯＣが電力移動可能閾値ＴＨ＿ａ２より大きいと判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、すなわち第２バッテリ４２から第１バッテリ４２への電力移動が必要かつ可能である場合、Ｓ１０８へ移行する。 When it is determined that the SOC of the first battery 41 is equal to or higher than the charging required threshold TH_b1 or the SOC of the second battery 42 is equal to or lower than the power transferable threshold TH_a2 (S107: NO), the process proceeds to S112. In the present embodiment, when the SOCs of the batteries 41 and 42 are both equal to or higher than the charging required thresholds TH_b1 and TH_b2, no power transfer is required, and therefore neutral point switching control is not performed. When one SOC of the batteries 41 and 42 is smaller than the charging required thresholds TH_b1 and TH_b2 and the other SOC of the batteries 41 and 42 is smaller than the power transferable thresholds TH_a1 and TH_A2, the power transfer cannot be performed. Do not control. That is, if power transfer is unnecessary or power transfer is not possible, a negative determination is made in S102 and S107, and the process proceeds to S112.
When it is determined that the SOC of the first battery 41 is smaller than the charging required threshold TH_b1 and the SOC of the second battery 42 is larger than the power transferable threshold TH_a2 (S107: YES), that is, from the second battery 42 to the first battery. When the power transfer to 42 is necessary and possible, the process proceeds to S108.

Ｓ１０８およびＳ１０９の処理は、Ｓ１０３およびＳ１０４の処理と同様である。なお、充電期間と非充電期間との比率決定に係る式（１）については、Ｖｂ１とＶｂ２とを入れ替える。
Ｓ１０９にて肯定判断された場合に移行するＳ１１０では、制御部６５は、モータジェネレータ１０の駆動要求に基づき、第２バッテリ４２での片側駆動が可能か否かを判断する。第２バッテリ４２での片側駆動が可能ではないと判断された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、すなわち、モータジェネレータ１０の駆動要求が比較的高負荷であり、第２バッテリ４２での片側駆動では駆動要求を満たせない場合、Ｓ１１２へ移行する。第２バッテリ４２での片側駆動が可能であると判断された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１１１へ移行する。
なお、モータジェネレータ１０が停止中の場合、または、放電側バッテリでの片側駆動ができない場合、Ｓ１０１〜Ｓ１０３、Ｓ１０７、Ｓ１０８の処理を適宜省略するようにしてもよい。処理順についても適宜入れ替え可能である。 The processing of S108 and S109 is the same as the processing of S103 and S104. It should be noted that Vb1 and Vb2 are interchanged for Expression (1) relating to the ratio determination between the charging period and the non-charging period.
In S110, which is shifted when an affirmative determination is made in S109, the control unit 65 determines whether or not the one-side drive by the second battery 42 is possible based on the drive request of the motor generator 10. When it is determined that the one-side drive with the second battery 42 is not possible (S110: NO), that is, the drive request of the motor generator 10 is a relatively high load, and the drive request with the one-side drive with the second battery 42 If not satisfied, the process proceeds to S112. When it is determined that the one-side drive with the second battery 42 is possible (S110: YES), the process proceeds to S111.
Note that when the motor generator 10 is stopped, or when one-side drive with the discharge-side battery is not possible, the processing of S101 to S103, S107, and S108 may be omitted as appropriate. The processing order can be changed as appropriate.

Ｓ１１１では、制御部６５は、第２インバータ３０をモータジェネレータ１０の駆動要求に応じて制御する。また、第１インバータ２０を、Ｓ１０８で決定された充電期間と非充電期間との比率、および、切替周波数ｆｃに基づく中性点切替制御とする。これにより、第２バッテリ４２の電力が第１バッテリ４１に移動される。   In S <b> 111, the control unit 65 controls the second inverter 30 according to the drive request for the motor generator 10. Further, the first inverter 20 is set to the neutral point switching control based on the ratio between the charging period and the non-charging period determined in S108 and the switching frequency fc. Thereby, the electric power of the second battery 42 is moved to the first battery 41.

Ｓ１０２およびＳ１０７にて否定判断された場合、もしくは、Ｓ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０９、または、Ｓ１１０にて否定判断された場合に移行するＳ１１２では、中性点切替制御を行わず、モータジェネレータ１０の駆動要求に応じた通常制御とする。なお、上述の片側駆動モードまたは両側駆動モードにてインバータ２０、３０を制御することに加え、Ｓ１０４またはＳ１０９にて否定判断された場合にスイッチング素子２１〜２６、３１〜３６の全オフ状態とする停止制御も通常制御に含まれる。   In S112, when the negative determination is made in S102 and S107, or when the negative determination is made in S104, S105, S109, or S110, the neutral point switching control is not performed, and the drive request of the motor generator 10 is performed. Normal control according to In addition to controlling inverters 20 and 30 in the above-described one-side drive mode or both-side drive mode, when negative determination is made in S104 or S109, switching elements 21 to 26 and 31 to 36 are all turned off. Stop control is also included in normal control.

本実施形態では、モータジェネレータ１０の駆動領域が片側駆動領域であるとき、中性点側インバータにて、中性点切替制御を行うことで、モータジェネレータ１０を駆動しつつ、駆動側インバータに接続されるバッテリから、中性点側インバータに接続されるバッテリに、電力を移動させることができる。中性点切替制御では、コイル１１〜１３がインダクタとして機能することで、昇圧チョッパと同様の動作となるので、電圧が低い側のバッテリから高い側への電力移動が可能である。すなわち、バッテリ電圧Ｖｂ１、Ｖｂ２によらず、いずれのバッテリにも電力を移動可能である。
また、バッテリ４１、４２の電圧に応じて充電期間と非充電期間との比率を決定するとともに、ＳＯＣに応じて切替周波数ｆｃを決定しているので、電圧差やＳＯＣに応じて、適切に電力を移動させることができる。 In the present embodiment, when the drive region of the motor generator 10 is a one-side drive region, the neutral point switching control is performed by the neutral point side inverter so that the motor generator 10 is driven and connected to the drive side inverter. The electric power can be moved from the battery to the battery connected to the neutral point side inverter. In the neutral point switching control, since the coils 11 to 13 function as inductors, the operation is the same as that of the step-up chopper. Therefore, it is possible to transfer power from the battery on the low voltage side to the high side. That is, power can be transferred to any battery regardless of the battery voltages Vb1 and Vb2.
Further, since the ratio between the charging period and the non-charging period is determined according to the voltages of the batteries 41 and 42, and the switching frequency fc is determined according to the SOC, the power is appropriately increased according to the voltage difference and the SOC. Can be moved.

以上説明したように、本実施形態の電力変換装置１５は、コイル１１〜１３を有するモータジェネレータ１０の電力を変換するものであって、第１インバータ２０と、第２インバータ３０と、制御部６５と、を備える。
第１インバータ２０は、第１スイッチング素子２１〜２６を有し、コイル１１、１２、１３の一端１１１、１２１、１３１および第１バッテリ４１に接続される。
第２インバータ３０は、第２スイッチング素子３１〜３６を有し、コイル１１、１２、１３の他端１１２、１２２、１３２および第２バッテリ４２に接続される。
制御部６５は、第１バッテリ４１または第２バッテリ４２の一方の電力を用いる片側駆動、または、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２の両方の電力を用いる両側駆動により、モータジェネレータ１０の駆動を制御する。 As described above, the power conversion device 15 of the present embodiment converts the power of the motor generator 10 having the coils 11 to 13, and includes the first inverter 20, the second inverter 30, and the control unit 65. And comprising.
The first inverter 20 includes first switching elements 21 to 26 and is connected to one end 111, 121, 131 of the coils 11, 12, 13 and the first battery 41.
The second inverter 30 has second switching elements 31 to 36 and is connected to the other ends 112, 122, 132 of the coils 11, 12, 13 and the second battery 42.
The control unit 65 drives the motor generator 10 by one-side driving using the power of one of the first battery 41 or the second battery 42 or by both-side driving using the power of both the first battery 41 and the second battery 42. Control.

スイッチング素子２１〜２６、３１〜３６は、それぞれ、高電位側から低電位側への通電の許容および遮断を切り替え可能である素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６、および、低電位側から高電位側への通電を許容するダイオードである還流ダイオード２２１〜２２６、３２１〜３２６を有する。   The switching elements 21 to 26 and 31 to 36 are element units 211 to 216 and 311 to 316 that can switch between allowing and blocking energization from the high potential side to the low potential side, respectively, and the high potential from the low potential side. There are free-wheeling diodes 221 to 226 and 321 to 326 which are diodes that allow energization to the side.

ここで、第１バッテリ４１または第２バッテリ４２の一方を放電側電圧源、他方を充電側電圧源とする。また、放電側電圧源に接続されるインバータを放電側インバータ、充電側電圧源に接続されるインバータを充電側インバータとする。ここでは、第１バッテリ４１が放電側電圧源、第１インバータ２０が放電側インバータであり、第２バッテリ４２が充電側電圧源、第２インバータ３０が充電側インバータである場合について言及する。なお、充電側と放電側を入れ替える場合は、第１バッテリ４１と第２バッテリ４２とを読み替えればよく、第１インバータ２０と第２インバータ３０とを読み替えればよい。後述の実施形態についても同様である。   Here, one of the first battery 41 and the second battery 42 is a discharge side voltage source, and the other is a charge side voltage source. In addition, an inverter connected to the discharge side voltage source is a discharge side inverter, and an inverter connected to the charge side voltage source is a charge side inverter. Here, a case where the first battery 41 is a discharge side voltage source, the first inverter 20 is a discharge side inverter, the second battery 42 is a charge side voltage source, and the second inverter 30 is a charge side inverter will be mentioned. When the charge side and the discharge side are switched, the first battery 41 and the second battery 42 may be replaced, and the first inverter 20 and the second inverter 30 may be replaced. The same applies to later-described embodiments.

制御部６５は、第１バッテリ４１の電力による片側駆動が可能であって、第１バッテリ４１の電力を第２バッテリ４２に移動させる場合、第１インバータ２０をモータジェネレータ１０の駆動要求に応じて制御し、第２インバータ３０において、非充電期間と充電期間とを切替周波数ｆｃにて切り替える。非充電期間は、第２インバータ３０が中性点化され、電力が第２バッテリ４２に供給されない。充電期間は、非充電期間とはスイッチング状態を切り替え、電力が第２バッテリ４２に供給される。   The control unit 65 is capable of one-sided driving by the electric power of the first battery 41, and when the electric power of the first battery 41 is moved to the second battery 42, the control unit 65 causes the first inverter 20 to respond to a drive request for the motor generator 10. In the second inverter 30, the non-charging period and the charging period are switched at the switching frequency fc. During the non-charging period, the second inverter 30 is neutralized and power is not supplied to the second battery 42. During the charging period, the switching state is switched from the non-charging period, and power is supplied to the second battery 42.

充電期間において、非充電期間とはスイッチング状態を切り替えることで、充電期間にてコイル１１〜１３に蓄えられたエネルギが、第２インバータ３０の上アーム素子３１〜３３の還流ダイオード３２１〜３２３を経由して、第２バッテリ４２に供給される。これにより、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２以下であっても、モータジェネレータ１０を駆動しつつ、第１バッテリ４１の電力を第２バッテリ４２に移動させることができる。また、例えば、電圧源の一方に小容量のバッテリを用いた場合であっても、モータジェネレータ１０を片側駆動可能でなときに、電力を移動させておくことで電欠を防げる。したがって、モータジェネレータ１０を高負荷で駆動させるとき、両側駆動による高出力駆動が可能となる。   In the charging period, the energy stored in the coils 11 to 13 in the charging period passes through the return diodes 321 to 323 of the upper arm elements 31 to 33 by switching the switching state from the non-charging period. Then, it is supplied to the second battery 42. Thus, even when the first battery voltage Vb1 is equal to or lower than the second battery voltage Vb2, the electric power of the first battery 41 can be moved to the second battery 42 while driving the motor generator 10. For example, even when a small-capacity battery is used as one of the voltage sources, electric shortage can be prevented by moving the power when the motor generator 10 cannot be driven on one side. Therefore, when the motor generator 10 is driven with a high load, high output driving by both-side driving is possible.

制御部６５は、非充電期間において、充電側インバータである第２インバータ３０の上アーム素子３１〜３３、または、下アーム素子３４〜３６の一方を全相オン、他方を全相オフすることで、第２インバータ３０を中性点化する。
制御部６５は、充電期間において、第２インバータ３０の全てのスイッチング素子３１〜３６をオフにする全オフ制御、または、第２インバータ３０における各相のスイッチング状態を第１インバータ２０と同じとする同相スイッチング状態とする。
これにより、第１バッテリ電圧Ｖｂ１および第２バッテリ電圧Ｖｂ２によらず、第２インバータ３０の上アーム素子３１〜３３の還流ダイオード３２１〜３２３を経由して、適切に電力移動を行うことができる。 In the non-charging period, the control unit 65 turns on one of the upper arm elements 31 to 33 or the lower arm elements 34 to 36 of the second inverter 30 that is the charging side inverter and turns off the other phase in all phases. The second inverter 30 is neutralized.
The control part 65 makes all the switching-off control which turns off all the switching elements 31-36 of the 2nd inverter 30 in a charging period, or makes the switching state of each phase in the 2nd inverter 30 the same as the 1st inverter 20. In-phase switching state.
As a result, power can be appropriately transferred via the free wheel diodes 321 to 323 of the upper arm elements 31 to 33 of the second inverter 30 regardless of the first battery voltage Vb1 and the second battery voltage Vb2.

制御部６５は、充電期間を全オフ状態とし、全オフ状態の前の非充電期間と、全オフ状態の後の非充電期間とで、全相オンされるアームの上下を入れ替える。中性点固定されるアームの上下を入れ替えることで、上下の入れ替えに伴うデッドタイムが充電期間となり、適切に電力移動を行うことができる。また、オン固定されるアームを入れ替えることで、スイッチング損失の偏りを低減することができる。   The control unit 65 sets the charging period to the all-off state, and switches the upper and lower sides of the arms that are turned on in all phases between the non-charging period before the all-off state and the non-charging period after the all-off state. By exchanging the upper and lower sides of the arm that is fixed at the neutral point, the dead time associated with the upper and lower exchanges becomes a charging period, and electric power can be appropriately transferred. In addition, by switching the arms that are fixed on, the bias of the switching loss can be reduced.

非充電期間と充電期間との比率は、第１バッテリ電圧Ｖｂ１および第２バッテリ電圧Ｖｂ２に応じて決定される。特に、放電側の電圧が充電側の電圧以下の場合、適切な昇圧比での電力移動が可能となる。
切替周波数ｆｃは、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２の充電状態であるＳＯＣに応じて決定される。具体的には、移動したい電力量に応じて、切替周波数ｆｃを切り替える。より詳細には、移動したい電力量が大きいほど、切替周波数ｆｃを高める。これにより、所望の電力量を適切に移動させることができる。 The ratio between the non-charging period and the charging period is determined according to the first battery voltage Vb1 and the second battery voltage Vb2. In particular, when the voltage on the discharge side is equal to or lower than the voltage on the charge side, power transfer at an appropriate boost ratio is possible.
The switching frequency fc is determined according to the SOC that is the charging state of the first battery 41 and the second battery 42. Specifically, the switching frequency fc is switched according to the amount of power that is desired to move. More specifically, the switching frequency fc is increased as the amount of power to be moved is larger. Thereby, desired electric energy can be moved appropriately.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図７〜図１０に示す。
図７に示すように、本実施形態の電力変換装置１６は、モータジェネレータ１０の電力を変換するものであって、第１インバータ２０、第２インバータ３０、低電位側接続線５１、開閉器５２、および、制御部６５等を備える。
低電位側接続線５１は、第１低電位側配線２８と第２低電位側配線３８とを接続する。低電位側接続線５１には、第１インバータ２０側と第２インバータ３０側との断接を切り替え可能である開閉器５２が設けられる。開閉器５２は、制御部６５により制御される。本実施形態では、停止時中性点切替制御を行うときを除き、開閉器５２を開とする。
モータジェネレータ１０の駆動中において、開閉器５２を開とすることで、第１実施形態と同様の駆動時中性点切替制御により、バッテリ４１、４２の一方から他方への電力移動が可能である。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIGS.
As shown in FIG. 7, the power conversion device 16 of the present embodiment converts the power of the motor generator 10, and includes a first inverter 20, a second inverter 30, a low potential side connection line 51, and a switch 52. And a control unit 65 and the like.
The low potential side connection line 51 connects the first low potential side wiring 28 and the second low potential side wiring 38. The low potential side connection line 51 is provided with a switch 52 that can switch connection / disconnection between the first inverter 20 side and the second inverter 30 side. The switch 52 is controlled by the control unit 65. In the present embodiment, the switch 52 is opened except when the neutral point switching control at the time of stop is performed.
When the motor generator 10 is driven, the switch 52 is opened, so that the power can be transferred from one of the batteries 41 and 42 to the other by the neutral point switching control during driving similar to the first embodiment. .

また、開閉器５２を閉とすることで、モータジェネレータ１０の停止中に、バッテリ４１、４２の一方から他方への電力移動が可能である。
モータ停止中における中性点切替制御を図８に基づいて説明する。ここでは、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２より低く、第１バッテリ４１から第２バッテリ４２に電力を移動させる場合を例に説明する。図８では（ａ）が非充電期間、（ｂ）、（ｃ）が充電期間に対応する。 Further, by closing the switch 52, it is possible to transfer power from one of the batteries 41 and 42 to the other while the motor generator 10 is stopped.
The neutral point switching control while the motor is stopped will be described with reference to FIG. Here, a case where the first battery voltage Vb1 is lower than the second battery voltage Vb2 and power is transferred from the first battery 41 to the second battery 42 will be described as an example. In FIG. 8, (a) corresponds to the non-charging period, and (b) and (c) correspond to the charging period.

図８（ａ）に示すように、非充電期間において、第１インバータ２０の上アーム素子２１〜２３をオン、第２インバータ３０の下アーム素子３４〜３６をオンにする。非充電期間において、電力の移動元となる第１インバータ２０側において、接続線５１が設けられるのと上下反対側のアームである上アーム素子２１〜２３がオンされ、電力の移動先となる第２インバータ３０側において、接続線５１が設けられる側のアームである下アーム素子３４〜３６がオンされる。
このとき、モータジェネレータ１０が回転しない状態にて、矢印Ｙ６で示す直流の電流が流れる。電流がコイル１１〜１３に流れることで、コイル１１〜１３が昇圧チョッパのインダクタＬとして機能し、エネルギが蓄えられる。 As shown in FIG. 8A, in the non-charging period, the upper arm elements 21 to 23 of the first inverter 20 are turned on, and the lower arm elements 34 to 36 of the second inverter 30 are turned on. During the non-charging period, on the first inverter 20 side that is the source of power transfer, the upper arm elements 21 to 23 that are the arms on the opposite side of the connection line 51 are turned on, and the power transfer destination 2 On the inverter 30 side, the lower arm elements 34 to 36, which are arms on the side where the connection line 51 is provided, are turned on.
At this time, a direct current indicated by an arrow Y6 flows in a state where the motor generator 10 does not rotate. When the current flows through the coils 11 to 13, the coils 11 to 13 function as the inductor L of the step-up chopper, and energy is stored.

図８（ｂ）に示すように、充電期間においても、第１インバータ２０では、上アーム素子２１〜２３のオン固定を継続する。また、第２インバータ３０にて、非充電期間にオンされていた下アーム素子３４〜３６をオフすると、矢印Ｙ７で示すように、上アーム素子３１〜３３の還流ダイオード３２１〜３２３に電流が流れることで、第２バッテリ４２が充電される。
また、図８（ｃ）に示すように、第１インバータ２０にて上アーム素子２１〜２３のオン固定を継続しつつ、第２インバータ３０の上アーム素子３１〜３３を全相オンにする。この場合も、図８（ｂ）と同様、矢印Ｙ７で示す経路で電流が流れることで、第２バッテリ４２が充電される。 As shown in FIG. 8B, in the first inverter 20, the upper arm elements 21 to 23 are kept on even during the charging period. Further, when the second inverter 30 turns off the lower arm elements 34 to 36 that were turned on during the non-charging period, current flows through the free wheel diodes 321 to 323 of the upper arm elements 31 to 33 as indicated by an arrow Y7. Thus, the second battery 42 is charged.
Further, as shown in FIG. 8C, the upper arm elements 31 to 33 of the second inverter 30 are turned on in all phases while the first inverter 20 continues to fix the upper arm elements 21 to 23 on. Also in this case, as in FIG. 8B, the second battery 42 is charged by the current flowing through the path indicated by the arrow Y7.

図８（ｂ）は、第２インバータ３０にて、オン固定されるアームの切り替えに伴うデッドタイムと捉えることができる。
本実施形態では、図８中の（ａ）と（ｃ）との間にデッドタイムとして（ｂ）を挟み、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｂ）、（ａ）、（ｂ）・・・と、第２インバータ３０のスイッチング状態を切り替えることで、第２バッテリ４２を充電する。チョッパ動作の詳細は、第１実施形態にて説明した通りである。
また、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２より大きい場合、図８（ｂ）に示すように、第１インバータ２０の上アーム素子２１〜２３をオンにすることで、第１バッテリ４１の電力を第２バッテリ４２に移動可能である。 FIG. 8B can be regarded as a dead time associated with switching of the arm that is fixed on in the second inverter 30.
In this embodiment, (b) is inserted as a dead time between (a) and (c) in FIG. 8, and (a), (b), (c), (b), (a), ( b)... and the switching state of the second inverter 30 is switched to charge the second battery 42. Details of the chopper operation are as described in the first embodiment.
Further, when the first battery voltage Vb1 is larger than the second battery voltage Vb2, as shown in FIG. 8B, the upper arm elements 21 to 23 of the first inverter 20 are turned on, so that the first battery 41 Electric power can be transferred to the second battery 42.

図９は、相電流および移動電力を示すタイムチャートである。図９において、（ａ）は中性点切替制御を行った場合の相電流、（ｂ）は中性点切替制御を行った場合の移動電力、（ｃ）は中性点切替制御を行わない場合の相電流、（ｄ）は中性点切替制御を行わない場合の移動電力である。   FIG. 9 is a time chart showing the phase current and the moving power. In FIG. 9, (a) is the phase current when neutral point switching control is performed, (b) is the moving power when neutral point switching control is performed, and (c) is not performing neutral point switching control. The phase current in this case, (d) is the mobile power when neutral point switching control is not performed.

図９（ｃ）、（ｄ）に示すように、モータジェネレータ１０が停止しているとき、中性点切替制御を行わなければ、相電流は０であり、電力移動は生じない。
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、モータジェネレータ１０が停止している状態にて、中性点切替制御を行うことで、コイル１１〜１３には、直流の電流が流れ、この直流電流に応じた電力を移動させることができる。 As shown in FIGS. 9C and 9D, when the motor generator 10 is stopped, if the neutral point switching control is not performed, the phase current is 0 and no power transfer occurs.
As shown in FIGS. 9A and 9B, by performing neutral point switching control while the motor generator 10 is stopped, a DC current flows through the coils 11 to 13, Electric power corresponding to the direct current can be moved.

第１実施形態と同様、充電期間の前後の非充電期間において、オン固定されるアームの上下を入れ替える場合、全オフ状態である期間を、オン固定されるアームの切り替えに伴うデッドタイムとみなすこともできる。オン固定されるアームを入れ替えることで、スイッチング損失の偏りを低減することができる。   As in the first embodiment, in the non-charging period before and after the charging period, when the top and bottom of the arm that is fixed on are switched, the period that is in the all-off state is regarded as the dead time associated with the switching of the arm that is fixed on. You can also. By switching the arm that is fixed on, the bias of the switching loss can be reduced.

本実施形態では、モータジェネレータ１０が停止しているとき、全相のコイル１１〜１３を用いて電力移動を行うが、１相または２相を用いて電力移動を行うようにしてもよい。例えば、バッテリ４１、４２のＳＯＣに応じ、電力移動量が閾値より小さい場合、１相または２相を用い、電力移動量が閾値より大きい場合、全相を用いるようにしてもよい。全相を用いる場合、コイル１１〜１３をインダクタＬとして最大限利用できるので、速やかに電力を移動させることができる。また、１相または２相にて電力移動を行う場合、電力移動の速度は遅くなるものの、スイッチング損失を低減することができる。また、１相または２相を用いて電力移動を行う場合、モータジェネレータ１０の図示しないロータの停止位置に応じ、インダクタＬが大きくなる相を選択することが好ましい。   In the present embodiment, when motor generator 10 is stopped, power transfer is performed using coils 11 to 13 of all phases, but power transfer may be performed using one phase or two phases. For example, according to the SOC of the batteries 41 and 42, one phase or two phases may be used when the power transfer amount is smaller than the threshold value, and all phases may be used when the power transfer amount is larger than the threshold value. When all phases are used, since the coils 11 to 13 can be used as much as the inductor L, power can be moved quickly. In addition, when power transfer is performed in one phase or two phases, although the speed of power transfer is slow, switching loss can be reduced. In addition, when electric power is transferred using one phase or two phases, it is preferable to select a phase in which inductor L becomes large according to a stop position of a rotor (not shown) of motor generator 10.

本実施形態の駆動制御処理を図１０のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、イグニッションスイッチ等である始動スイッチがオンされているときに、制御部６５にて所定の周期で実行される。
Ｓ２０１〜Ｓ２０３の処理は、図５中のＳ１０１〜Ｓ１０３の処理と同様である。 The drive control process of this embodiment is demonstrated based on the flowchart of FIG. This process is executed by the control unit 65 at a predetermined cycle when a start switch such as an ignition switch is turned on.
The processing of S201 to S203 is the same as the processing of S101 to S103 in FIG.

Ｓ２０４では、Ｓ１０４と同様、制御部６５は、モータジェネレータ１０が駆動中か否かを判断する。モータジェネレータ１０が駆動中ではないと判断された場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、Ｓ２０８へ移行する。モータジェネレータ１０が駆動中であると判断された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、Ｓ２０５へ移行する。
Ｓ２０５では、制御部６５は、開閉器５２を開とする。
Ｓ２０６およびＳ２０７の処理は、図５中のＳ１０５およびＳ１０６の処理と同様である。Ｓ２０６にて否定判断された場合、Ｓ２１８へ移行する。 In S204, as in S104, the control unit 65 determines whether or not the motor generator 10 is being driven. When it is determined that the motor generator 10 is not being driven (S204: NO), the process proceeds to S208. When it is determined that the motor generator 10 is being driven (S204: YES), the process proceeds to S205.
In S205, the control unit 65 opens the switch 52.
The processes of S206 and S207 are the same as the processes of S105 and S106 in FIG. If a negative determination is made in S206, the process proceeds to S218.

モータジェネレータ１０が駆動中ではない、すなわち停止中と判断された場合（Ｓ２０４：ＮＯ）に移行するＳ２０８では、制御部６５は、開閉器５２を閉とする。
Ｓ２０９では、制御部６５は、停止時中性点切替制御により、インバータ２０、３０を制御する。具体的には、制御部６５は、第１インバータ２０の上アーム素子２１〜２３をオン固定する。また、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２以下の場合、第２インバータ３０を、Ｓ２０３で決定された充電期間と非充電期間との比率、および、切替周波数ｆｃに基づく中性点切替制御とする。第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２より大きい場合、第２インバータ３０は、スイッチング素子３１〜３６が全オフである全オフ状態を継続する。
これにより、モータジェネレータ１０の停止中において、第１バッテリ４１の電力を第２バッテリ４２へ移動可能である。 In S208, when the motor generator 10 is not being driven, that is, when it is determined that the motor generator 10 is stopped (S204: NO), the control unit 65 closes the switch 52.
In S209, the control unit 65 controls the inverters 20 and 30 by the neutral point switching control at the time of stop. Specifically, the control unit 65 fixes the upper arm elements 21 to 23 of the first inverter 20 on. In addition, when the first battery voltage Vb1 is equal to or lower than the second battery voltage Vb2, the neutral point switching control is performed on the second inverter 30 based on the ratio between the charging period and the non-charging period determined in S203 and the switching frequency fc. And When 1st battery voltage Vb1 is larger than 2nd battery voltage Vb2, the 2nd inverter 30 continues the all-off state in which switching elements 31-36 are all off.
Thereby, the electric power of the first battery 41 can be transferred to the second battery 42 while the motor generator 10 is stopped.

Ｓ２０２にて否定判断された場合に移行するＳ２１０およびＳ２１１の処理は、図５中のＳ１０７およびＳ１０８の処理と同様である。
Ｓ２１２では、Ｓ２０４と同様、制御部６５は、モータジェネレータ１０が駆動中か否かを判断する。モータジェネレータ１０が駆動中ではないと判断された場合（Ｓ２１２：ＮＯ）、Ｓ２１６へ移行する。モータジェネレータ１０が駆動中であると判断された場合（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、Ｓ２１３へ移行する。
Ｓ２１３では、制御部６５は、開閉器５２を開とする。
Ｓ２１４およびＳ２１５の処理は、図５中のＳ１１０およびＳ１１１の処置と同様である。Ｓ２１４にて否定判断された場合、Ｓ２１８へ移行する。
なお、上記実施形態と同様、中性点切替制御を行わない場合、Ｓ２０１〜Ｓ２０３、Ｓ２１０、Ｓ２１１の処理を適宜省略するようにしてもよい。この場合、処理順についても適宜入れ替え可能である。 The processing of S210 and S211 that is shifted when a negative determination is made in S202 is the same as the processing of S107 and S108 in FIG.
In S212, as in S204, the control unit 65 determines whether or not the motor generator 10 is being driven. When it is determined that the motor generator 10 is not being driven (S212: NO), the process proceeds to S216. When it is determined that the motor generator 10 is being driven (S212: YES), the process proceeds to S213.
In S213, the control unit 65 opens the switch 52.
The processing of S214 and S215 is the same as the processing of S110 and S111 in FIG. If a negative determination is made in S214, the process proceeds to S218.
As in the above embodiment, when neutral point switching control is not performed, the processing of S201 to S203, S210, and S211 may be omitted as appropriate. In this case, the processing order can be changed as appropriate.

モータジェネレータ１０が駆動中ではない、すなわち停止中と判断された場合（Ｓ２１２：ＮＯ）に移行するＳ２１６では、制御部６５は、開閉器５２を閉とする。
Ｓ２１７では、制御部６５は、停止時中性点切替制御により、インバータ２０、３０を制御する。具体的には、制御部６５は、第２インバータ３０の上アーム素子３１〜３３をオン固定する。また、第２バッテリ電圧Ｖｂ２が第１バッテリ電圧Ｖｂ１以下の場合、第１インバータ２０を、Ｓ２１１で決定された充電期間と非充電期間との比率、および、切替周波数ｆｃに基づく中性点切替制御とする。これにより、第２バッテリ４２の電力が第１バッテリ４１へ移動される。第２バッテリ電圧Ｖｂ２が第１バッテリ電圧Ｖｂ１より大きい場合、第１インバータ２０は、スイッチング素子２１〜２６が全オフである全オフ状態を継続する。
これにより、モータジェネレータ１０の停止中において、第２バッテリ４２の電力を第１バッテリ４１へ移動可能である。 In S216, when the motor generator 10 is not being driven, that is, when it is determined that the motor generator 10 is stopped (S212: NO), the control unit 65 closes the switch 52.
In S217, the control unit 65 controls the inverters 20 and 30 by the neutral point switching control at the time of stop. Specifically, the control unit 65 fixes the upper arm elements 31 to 33 of the second inverter 30 on. Further, when the second battery voltage Vb2 is equal to or lower than the first battery voltage Vb1, the neutral point switching control is performed on the first inverter 20 based on the ratio between the charging period and the non-charging period determined in S211 and the switching frequency fc. And Thereby, the electric power of the second battery 42 is moved to the first battery 41. When 2nd battery voltage Vb2 is larger than 1st battery voltage Vb1, the 1st inverter 20 continues the all-off state in which switching elements 21-26 are all off.
Thereby, the electric power of the second battery 42 can be transferred to the first battery 41 while the motor generator 10 is stopped.

本実施形態の電力変換装置１６は、インバータ２０、３０の低電位側を、モータジェネレータ１０を介さずに接続する低電位側接続線５１、および、低電位側接続線５１に設けられる開閉器５２を備える。開閉器５２を開とすることで、上記実施形態と同様の駆動時中性点切替制御を行うことができる。   The power conversion device 16 of the present embodiment includes a low potential side connection line 51 that connects the low potential sides of the inverters 20 and 30 without using the motor generator 10, and a switch 52 provided in the low potential side connection line 51. Is provided. By opening the switch 52, the neutral point switching control during driving similar to the above embodiment can be performed.

また、開閉器５２を閉とすることで、モータジェネレータ１０の停止中においても、停止時中性点切替制御により、バッテリ４１、４２間での電力の移動が可能である。特に、低電位側接続線５１にて、インバータ２０、３０の低電位側をモータジェネレータ１０、を介さずに接続することで、全相のコイル１１〜１３をインダクタＬとして用いることができる。これにより、充電速度を高めることができる。   Further, by closing the switch 52, even when the motor generator 10 is stopped, the power can be transferred between the batteries 41 and 42 by the neutral point switching control at the time of stop. In particular, by connecting the low potential side of the inverters 20 and 30 via the low potential side connection line 51 without using the motor generator 10, the coils 11 to 13 of all phases can be used as the inductor L. Thereby, a charge rate can be raised.

例えば、回転電機駆動システム１が、プラグインハイブリッド車両や電動車両に適用される場合のように、外部電源の電力によりバッテリ４１、４２を充電可能な場合、バッテリ４１、４２の一方を外部電源との接続に用いられるコネクタ等と接続すればよい。そして、一方のバッテリを外部電源により充電するとともに、停止時中性点切替制御により、他方のバッテリに電力を移動することで、他方のバッテリも充電可能である。これにより、車両の充電システムを簡素化することができる。   For example, when the rotating electrical machine drive system 1 can charge the batteries 41 and 42 with the electric power of the external power source as in the case where the rotating electrical machine drive system 1 is applied to a plug-in hybrid vehicle or an electric vehicle, one of the batteries 41 and 42 is used as the external power source. What is necessary is just to connect with the connector etc. which are used for this connection. And while charging one battery with an external power supply, the other battery can also be charged by moving electric power to the other battery by neutral point switching control at the time of stop. Thereby, the charging system of a vehicle can be simplified.

本実施形態の電力変換装置１６は、第１インバータ２０および第２インバータ３０の低電位側同士を、モータジェネレータ１０を介さずに接続する低電位側接続線５１と、低電位側接続線５１に設けられ、制御部６５により開閉状態が制御される開閉器５２と、をさらに備える。
制御部６５は、モータジェネレータ１０の停止中に、放電側電圧源から充電側電圧源へ電力を移動させるとき、開閉器５２を閉とする。
これにより、モータジェネレータ１０の停止中においても、放電側電圧源から充電側電圧源への電力移動が可能である。特に、全相のコイル１１〜１３を用いて電力移動が可能であるので、１相または２相での電力移動を行う場合と比較し、電力移動を速やかに行うことができる。 The power conversion device 16 of the present embodiment includes a low potential side connection line 51 that connects the low potential sides of the first inverter 20 and the second inverter 30 without passing through the motor generator 10, and a low potential side connection line 51. And a switch 52 whose opening / closing state is controlled by the control unit 65.
When the motor generator 10 is stopped, the control unit 65 closes the switch 52 when power is transferred from the discharge side voltage source to the charge side voltage source.
Thereby, even when the motor generator 10 is stopped, power can be transferred from the discharge side voltage source to the charge side voltage source. In particular, since the power transfer is possible using the coils 11 to 13 of all phases, the power transfer can be quickly performed as compared with the case of performing the power transfer in one phase or two phases.

以下、第１バッテリ４１および第１インバータ２０を放電側、第２バッテリ４２および第２インバータ３０を充電側として説明する。
制御部６５は、モータジェネレータ１０が停止しているときに、第１バッテリ４１から第２バッテリ４２にへ電力を移動する場合、第１インバータ２０の上アーム素子２１〜２３を全相オン、下アーム素子２４〜２６の全相をオフとする。 Hereinafter, the first battery 41 and the first inverter 20 will be described as the discharge side, and the second battery 42 and the second inverter 30 will be described as the charge side.
When the power is transferred from the first battery 41 to the second battery 42 when the motor generator 10 is stopped, the control unit 65 turns on the upper arm elements 21 to 23 of the first inverter 20 and turns on the lower phase. All phases of the arm elements 24 to 26 are turned off.

制御部６５は、放電側である第１バッテリ電圧Ｖｂ１が充電側である第２バッテリ電圧Ｖｂ２より高い場合、第２インバータ３０の全てのスイッチング素子３１〜３６をオフとする。
制御部６５は、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２以下の場合、非充電期間と充電期間とを切替周波数ｆｃにて切り替える。充電期間において、第２インバータ３０の全てのスイッチング素子３１〜３６をオフにする、または、第２インバータ３０の上アーム素子３１〜３３を全相オン、下アーム素子３４〜３６を全相オフとする。
これにより、バッテリ電圧Ｖｂ１、Ｖｂ２によらず、適切に電力移動を行うことができる。 When the first battery voltage Vb1 on the discharge side is higher than the second battery voltage Vb2 on the charge side, the control unit 65 turns off all the switching elements 31 to 36 of the second inverter 30.
When the first battery voltage Vb1 is equal to or lower than the second battery voltage Vb2, the control unit 65 switches between the non-charging period and the charging period at the switching frequency fc. In the charging period, all the switching elements 31 to 36 of the second inverter 30 are turned off, or the upper arm elements 31 to 33 of the second inverter 30 are turned on for all phases, and the lower arm elements 34 to 36 are turned off for all phases. To do.
Thereby, electric power transfer can be performed appropriately irrespective of the battery voltages Vb1 and Vb2.

本実施形態では、低電位側接続線５１が「接続線」に対応する。また、低電位側接続線５１にて、インバータ２０、３０の低電位側が接続されているので、上アーム素子２１〜２３、３１〜３３が「開放側アーム素子」、下アーム素子２４〜２６、３４〜３６が「接続側アーム素子」に対応する。   In the present embodiment, the low potential side connection line 51 corresponds to a “connection line”. Further, since the low potential side of the inverters 20 and 30 is connected by the low potential side connection line 51, the upper arm elements 21 to 23 and 31 to 33 are “open side arm elements”, the lower arm elements 24 to 26, 34 to 36 correspond to “connection side arm elements”.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１１および図１２に示す。
図１１に示すように、本実施形態の電力変換装置１７は、モータジェネレータ１０の電力を変換するものであって、第１インバータ２０、第２インバータ３０、高電位側接続線５６、開閉器５７、および、制御部６５等を備える。
高電位側接続線５６は、第１高電位側配線２７と第２高電位側配線３７とを接続する。高電位側接続線５６には、第１インバータ２０側と第２インバータ３０側との断接を切り替え可能である開閉器５７が設けられる。開閉器５７は、制御部６５により制御される。本実施形態では、第２実施形態の開閉器５２と同様、停止時中性点切替制御を行うときを除き、開閉器５７を開とする。
モータジェネレータ１０の駆動中において、開閉器５７を開とすることで、第１実施形態と同様の駆動時中性点切替制御により、バッテリ４１、４２の一方から他方への電力移動が可能である。 (Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIGS.
As shown in FIG. 11, the power conversion device 17 of the present embodiment converts the power of the motor generator 10, and includes a first inverter 20, a second inverter 30, a high potential side connection line 56, and a switch 57. And a control unit 65 and the like.
The high potential side connection line 56 connects the first high potential side wiring 27 and the second high potential side wiring 37. The high potential side connection line 56 is provided with a switch 57 that can switch connection / disconnection between the first inverter 20 side and the second inverter 30 side. The switch 57 is controlled by the control unit 65. In the present embodiment, as with the switch 52 of the second embodiment, the switch 57 is opened except when the neutral point switching control at the time of stop is performed.
When the motor generator 10 is being driven, the switch 57 is opened, so that the power can be transferred from one of the batteries 41 and 42 to the other by the driving neutral point switching control as in the first embodiment. .

また、開閉器５７を閉とすることで、モータジェネレータ１０の停止中に、バッテリ４１、４２の一方から他方への電力移動が可能である。
モータ停止中における中性点切替制御を図１２に基づいて説明する。ここでは、第２実施形態と同様、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２より低く、第１バッテリ４１から第２バッテリ４２に電力を移動させる場合を例に説明する。図１２では（ａ）が非充電期間、（ｂ）、（ｃ）が充電期間に対応する。 Further, by closing the switch 57, it is possible to transfer power from one of the batteries 41 and 42 to the other while the motor generator 10 is stopped.
The neutral point switching control while the motor is stopped will be described with reference to FIG. Here, as in the second embodiment, the case where the first battery voltage Vb1 is lower than the second battery voltage Vb2 and power is transferred from the first battery 41 to the second battery 42 will be described as an example. In FIG. 12, (a) corresponds to the non-charging period, and (b) and (c) correspond to the charging period.

図１２（ａ）に示すように、非充電期間において、第１インバータ２０の下アーム素子２４〜２６をオン、第２インバータ３０の上アーム素子３１〜３３をオンにする。非充電期間において、電力の移動元となる第１インバータ２０側において、接続線５６が設けられるのと上下反対側のアームである下アーム素子２４〜２６がオン固定され、電力の移動先となる第２インバータ３０において、接続線５６が設けられる側のアームである上アーム素子３１〜３３がオンされる。
このとき、モータジェネレータ１０が回転しない状態にて、矢印Ｙ８で示す直流の電流が流れる。電流がコイル１１〜１３に流れることで、コイル１１〜１３が昇圧チョッパのインダクタＬとして機能し、エネルギが蓄えられる。 As shown in FIG. 12A, in the non-charging period, the lower arm elements 24-26 of the first inverter 20 are turned on, and the upper arm elements 31-33 of the second inverter 30 are turned on. During the non-charging period, on the side of the first inverter 20 that is the source of power transfer, the lower arm elements 24 to 26 that are the arms opposite to the upper and lower sides where the connection line 56 is provided are fixed on and become the power transfer destination. In the second inverter 30, the upper arm elements 31 to 33, which are the arms on the side where the connection line 56 is provided, are turned on.
At this time, a direct current indicated by an arrow Y8 flows in a state where the motor generator 10 does not rotate. When the current flows through the coils 11 to 13, the coils 11 to 13 function as the inductor L of the step-up chopper, and energy is stored.

図１２（ｂ）に示すように、充電期間においても、第１インバータ２０では、下アーム素子２４〜２６のオン固定を継続する。また、第２インバータ３０にて、非充電期間にオンされている上アーム素子３１〜３３をオフすると、矢印Ｙ９で示すように、下アーム素子３４〜３６の還流ダイオード３２４〜３２６に電流が流れることで、第２バッテリ４２が充電される。
また、図１２（ｃ）に示すように、第１インバータ２０にて下アーム素子２４〜２６のオン固定を継続しつつ、第２インバータ３０の下アーム素子３４〜３６を全相オンにする。この場合も、図１２（ｂ）と同様、矢印Ｙ９で示す経路で電流が流れることで、第２バッテリ４２が充電される。 As shown in FIG. 12B, the first inverter 20 continues to fix the lower arm elements 24 to 26 even during the charging period. Further, when the second inverter 30 turns off the upper arm elements 31 to 33 that are turned on during the non-charging period, current flows through the freewheeling diodes 324 to 326 of the lower arm elements 34 to 36 as indicated by an arrow Y9. Thus, the second battery 42 is charged.
Further, as shown in FIG. 12C, the lower arm elements 34 to 36 of the second inverter 30 are turned on for all phases while the first inverter 20 continues to fix the lower arm elements 24 to 26 on. Also in this case, as in FIG. 12B, the current flows through the path indicated by the arrow Y9, whereby the second battery 42 is charged.

図１２（ｂ）は、第２インバータ３０にて、オン固定されるアームの切り替えに伴うデッドタイムと捉えることができる。
本実施形態では、図１２中の（ａ）と（ｃ）との間にデッドタイムとして（ｂ）を挟み、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｂ）、（ａ）、（ｂ）・・・と、第２インバータ３０のスイッチング状態を切り替えることで、第２バッテリ４２を充電する。チョッパ動作の詳細は、第１実施形態にて説明した通りである。
また、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２より大きい場合、図１２（ｂ）に示すように、第１インバータ２０の下アーム素子２４〜２６をオンにすることで、第１バッテリ４１の電力を第２バッテリ４２に移動可能である。 FIG. 12B can be regarded as a dead time associated with the switching of the arm that is fixed on in the second inverter 30.
In this embodiment, (b) is inserted as a dead time between (a) and (c) in FIG. 12, and (a), (b), (c), (b), (a), ( b)... and the switching state of the second inverter 30 is switched to charge the second battery 42. Details of the chopper operation are as described in the first embodiment.
Further, when the first battery voltage Vb1 is larger than the second battery voltage Vb2, as shown in FIG. 12B, the lower arm elements 24-26 of the first inverter 20 are turned on so that the first battery 41 Electric power can be transferred to the second battery 42.

本実施形態の駆動制御処理は、第２実施形態と同様であるので、説明を省略する。
本実施形態の電力変換装置１７は、第１インバータ２０および第２インバータ３０の高電位側同士を、モータジェネレータ１０を介さずに接続する高電位側接続線５６と、高電位側接続線５６に設けられ、制御部６５により開閉状態が制御される開閉器５７と、をさらに備える。
制御部６５は、モータジェネレータ１０の停止中に放電側電圧源から充電側電圧源へ電力を移動させるとき、開閉器５７を閉とする。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。 Since the drive control process of the present embodiment is the same as that of the second embodiment, description thereof is omitted.
The power conversion device 17 of the present embodiment includes a high potential side connection line 56 that connects the high potential sides of the first inverter 20 and the second inverter 30 without passing through the motor generator 10, and a high potential side connection line 56. And a switch 57 that is provided and whose open / close state is controlled by the control unit 65.
The control unit 65 closes the switch 57 when the electric power is transferred from the discharge side voltage source to the charge side voltage source while the motor generator 10 is stopped.
Even if comprised in this way, there exists an effect similar to the said embodiment.

本実施形態では、高電位側接続線５６が「接続線」に対応する。また、高電位側接続線５６にて、インバータ２０、３０の高電位側が接続されているので、上アーム素子２１〜２３、３１〜３３が「接続側アーム素子」、下アーム素子２４〜２６、３４〜３６が「開放側アーム素子」に対応する。   In the present embodiment, the high potential side connection line 56 corresponds to a “connection line”. Further, since the high potential side of the inverters 20 and 30 is connected by the high potential side connection line 56, the upper arm elements 21 to 23 and 31 to 33 are “connection side arm elements”, the lower arm elements 24 to 26, 34 to 36 correspond to “open side arm elements”.

（他の実施形態）
（１）電圧源
上記実施形態では、電圧源として、リチウムイオン電池等を例示した。他の実施形態では、電圧源は、リチウムイオン電池以外の鉛蓄電池や燃料電池、または、電気二重層キャパシタ等であってもよい。
（２）回転電機
上記実施形態では、回転電機はモータジェネレータである。他の実施形態では、回転電機は、発電機の機能を持たない電動機であってもよいし、電動機の機能を持たない発電機であってもよい。また、上記実施形態の回転電機は３相である。他の実施形態では、回転電機は、４相以上としてもよい。 (Other embodiments)
(1) Voltage source In the said embodiment, the lithium ion battery etc. were illustrated as a voltage source. In other embodiments, the voltage source may be a lead storage battery other than a lithium ion battery, a fuel cell, or an electric double layer capacitor.
(2) Rotating electrical machine In the above embodiment, the rotating electrical machine is a motor generator. In another embodiment, the rotating electrical machine may be an electric motor that does not have a function of a generator, or may be a generator that does not have a function of an electric motor. Further, the rotating electrical machine of the above embodiment has three phases. In other embodiments, the rotating electrical machine may have four or more phases.

また、上記実施形態では、回転電機が電動車両の主機モータである。他の実施形態では、回転電機は、主機モータに限らず、例えばスタータ機能とオルタネータ機能とを併せ持つ、所謂ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）や、補機モータであってもよい。また、電力変換装置を車両以外の装置に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。 In the above embodiment, the rotating electrical machine is a main motor of an electric vehicle. In another embodiment, the rotating electrical machine is not limited to the main motor, but may be a so-called ISG (Integrated Starter Generator) having both a starter function and an alternator function, or an auxiliary motor. Moreover, you may apply a power converter device to apparatuses other than a vehicle.
As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.

１０・・・モータジェネレータ（回転電機）
１５〜１７・・・電力変換装置
２０・・・第１インバータ ２１〜２６・・・第１スイッチング素子
３０・・・第２インバータ ３１〜３６・・・第２スイッチング素子
２１１〜２１６、３１１〜３１６・・・素子部
２２１〜２２６、３２１〜３２６・・・還流ダイオード（ダイオード）
４１・・・第１バッテリ（第１電圧源）
４２・・・第２バッテリ（第２電圧源）
６５・・・制御部 10 ... Motor generator (rotary electric machine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15-17 ... Power converter 20 ... 1st inverter 21-26 ... 1st switching element 30 ... 2nd inverter 31-36 ... 2nd switching element 211-216, 311-316 ... Element parts 221-226, 321-326 ... Reflux diodes (diodes)
41 ... 1st battery (1st voltage source)
42 ... Second battery (second voltage source)
65 ... Control unit

Claims (7)

巻線（１１、１２、１３）を有する回転電機（１０）の電力を変換する電力変換装置であって、
第１スイッチング素子（２１〜２６）を有し、前記巻線の一端（１１１、１２１、１３１）および第１電圧源（４１）に接続される第１インバータ（２０）と、
第２スイッチング素子（３１〜３６）を有し、前記巻線の他端（１１２、１２２、１３２）および第２電圧源（４２）に接続される第２インバータ（３０）と、
前記回転電機の駆動要求に応じ、前記第１電圧源または前記第２電圧源の一方の電力を用いる片側駆動、または、前記第１電圧源および前記第２電圧源の両方の電力を用いる両側駆動により前記回転電機の駆動を制御する制御部（６５）と、
を備え、
前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子は、それぞれ、高電位側から低電位側への通電の許容および遮断を切り替え可能である素子部（２１１〜２１６、３１１〜３１６）、および、低電位側から高電位側への通電を許容するダイオード（２２１〜２２６、３２１〜３２６）を有し、
前記制御部は、
前記第１電圧源または前記第２電圧源の一方である放電側電圧源の電力による片側駆動が可能であって、前記放電側電圧源の電力を、前記第１電圧源または前記第２電圧源の他方である充電側電圧源に移動させる場合、
前記放電側電圧源に接続されるインバータである放電側インバータを、前記回転電機の駆動要求に応じて制御し、
前記充電側電圧源に接続されるインバータである充電側インバータにおいて、前記充電側インバータが中性点化され、電力が前記充電側電圧源側に供給されない非充電期間と、前記非充電期間とはスイッチング状態を切り替え、電力が前記充電側電圧源側に供給される充電期間とを、切替周波数にて切り替える電力変換装置。 A power conversion device for converting electric power of a rotating electrical machine (10) having windings (11, 12, 13),
A first inverter (20) having a first switching element (21-26) and connected to one end (111, 121, 131) of the winding and a first voltage source (41);
A second inverter (30) having a second switching element (31-36) and connected to the other end (112, 122, 132) of the winding and a second voltage source (42);
One-sided drive using the power of one of the first voltage source or the second voltage source or both-sided drive using the power of both the first voltage source and the second voltage source according to the drive demand of the rotating electrical machine A control unit (65) for controlling the driving of the rotating electrical machine,
With
The first switching element and the second switching element each have an element portion (211 to 216, 311 to 316) that can switch between allowing and blocking energization from the high potential side to the low potential side, and a low potential, respectively. Having diodes (221 to 226, 321 to 326) that allow energization from the side to the high potential side,
The controller is
One-side driving is possible by the power of the discharge-side voltage source that is one of the first voltage source or the second voltage source, and the power of the discharge-side voltage source is used as the first voltage source or the second voltage source. When moving to the charging side voltage source that is the other of
Controlling a discharge-side inverter, which is an inverter connected to the discharge-side voltage source, in accordance with a drive request of the rotating electrical machine;
In the charging-side inverter, which is an inverter connected to the charging-side voltage source, the non-charging period in which the charging-side inverter is neutralized and power is not supplied to the charging-side voltage source side, and the non-charging period A power conversion device that switches a switching state and switches a charging period in which power is supplied to the charging side voltage source side at a switching frequency. 前記制御部は、
前記非充電期間において、前記充電側インバータの高電位側に接続されるスイッチング素子である上アーム素子、または、低電位側に接続されるスイッチング素子である下アーム素子の一方を全相オン、他方を全相オフすることで、前記充電側インバータを中性点化し、
前記充電期間において、前記充電側インバータの全てのスイッチング素子をオフにする全オフ状態、または、前記充電側インバータにおける各相のスイッチング状態を前記放電側インバータと同じとする同相スイッチング状態とする請求項１に記載の電力変換装置。 The controller is
In the non-charging period, one of the upper arm element, which is a switching element connected to the high potential side of the charging side inverter, and the lower arm element, which is a switching element connected to the low potential side, is turned on in all phases. By turning off all phases, the charging side inverter is neutralized,
The all-off state in which all the switching elements of the charging-side inverter are turned off in the charging period, or the in-phase switching state in which the switching state of each phase in the charging-side inverter is the same as that of the discharging-side inverter. The power converter according to 1. 前記制御部は、前記充電期間を前記全オフ状態とし、前記全オフ状態の前の前記非充電期間と、当該全オフ状態の後の前記非充電期間とで、全相オンされるアームの上下を入れ替える請求項２に記載の電力変換装置。   The control unit sets the charging period to the all-off state, and moves the upper and lower arms that are turned on in all phases in the non-charging period before the all-off state and the non-charging period after the all-off state. The power converter according to claim 2 which replaces. 前記非充電期間と前記充電期間との比率は、前記第１電圧源の電圧および前記第２電圧源の電圧に応じて決定される請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置。   The power converter according to any one of claims 1 to 3, wherein a ratio between the non-charging period and the charging period is determined according to a voltage of the first voltage source and a voltage of the second voltage source. . 前記切替周波数は、前記第１電圧源および前記第２電圧源の充電状態に応じて決定される請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。   The power conversion device according to any one of claims 1 to 4, wherein the switching frequency is determined according to a charging state of the first voltage source and the second voltage source. 前記第１インバータおよび前記第２インバータの高電位側同士または低電位側同士を、前記回転電機を介さずに接続する接続線（５１、５６）と、
前記接続線に設けられ、前記制御部により開閉状態が制御される開閉器（５２、５７）と、
をさらに備え、
前記制御部は、
前記回転電機の停止中に、前記放電側電圧源から前記充電側電圧源へ電力を移動させるとき、前記開閉器を閉とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置。 Connection lines (51, 56) for connecting the high potential sides or the low potential sides of the first inverter and the second inverter without passing through the rotating electrical machine,
Switches (52, 57) provided on the connection line and controlled by the controller to be opened and closed;
Further comprising
The controller is
The power converter according to any one of claims 1 to 5, wherein when the electric power is moved from the discharge-side voltage source to the charge-side voltage source while the rotating electrical machine is stopped, the switch is closed. 前記接続線が設けられる側のアームに設けられるスイッチング素子を接続側アーム素子、前記接続線が設けられない側のアームに設けられるスイッチング素子を開放側アーム素子とすると、
前記制御部は、
前記回転電機が停止しているときに、前記第１電圧源または前記第２電圧源の一方から他方へ電力を移動する場合、
前記放電側インバータの前記開放側アーム素子の全相をオン、前記接続側アーム素子の全相をオフとし、
前記放電側電圧源の電圧が前記充電側電圧源の電圧より高い場合、前記充電側インバータの全てのスイッチング素子をオフとし、
前記放電側電圧源の電圧が前記充電側電圧源の電圧以下の場合、
前記充電期間と前記非充電期間とを前記切替周波数にて切り替え、
前記充電期間において、前記充電側インバータの前記接続側アーム素子の全相をオン、前記開放側アーム素子の全相をオフとし、
前記非充電期間において、前記充電側インバータの全てのスイッチング素子をオフにする、または、前記充電側インバータの前記開放側アーム素子の全相をオン、前記接続側アーム素子の全相をオフとする請求項６に記載の電力変換装置。 When the switching element provided on the arm on the side where the connection line is provided is the connection side arm element, and the switching element provided on the arm on the side where the connection line is not provided is the open side arm element,
The controller is
When the rotating electrical machine is stopped, when power is moved from one of the first voltage source or the second voltage source to the other,
Turn on all phases of the open side arm element of the discharge side inverter, turn off all phases of the connection side arm element,
When the voltage of the discharge side voltage source is higher than the voltage of the charge side voltage source, turn off all the switching elements of the charge side inverter,
When the voltage of the discharge side voltage source is equal to or lower than the voltage of the charge side voltage source,
Switching between the charging period and the non-charging period at the switching frequency,
In the charging period, all phases of the connection side arm element of the charging side inverter are turned on, all phases of the open side arm element are turned off,
In the non-charging period, all switching elements of the charging side inverter are turned off, or all phases of the open side arm elements of the charging side inverter are turned on, and all phases of the connection side arm elements are turned off. The power conversion device according to claim 6.
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