JP2019170098A - 電力変換装置制御システム、モータシステムおよび複合システム - Google Patents

Abstract

【課題】キャリア周波数の切り替えに伴う騒音および振動を抑制しつつ、回転電機の永久磁石の温度の上昇を抑制することができる電力変換装置制御システム、モータシステムおよび複合システムを提供する。【解決手段】電力変換装置制御システムは、回転電機に電力を供給する電力変換装置と、前記電力変換装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記回転電機が有する永久磁石の温度が所定の閾値よりも高い場合に、前記電力変換装置のキャリア周波数が前記回転電機の回転数に比例する同期制御によって前記電力変換装置を制御し、前記永久磁石の温度が前記所定の閾値以下の場合に、前記電力変換装置のキャリア周波数が前記回転電機の回転数に比例しない非同期制御によって前記電力変換装置を制御する。【選択図】図５

Description

本発明は、電力変換装置制御システム、モータシステムおよび複合システムに関する。

従来、同期ＰＷＭ制御の際の回転電機の温度上昇を抑制する回転電機制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この回転電機制御システムは、回転電機と、同期ＰＷＭ制御のための制御ブロックと、インバータと、制御部と、記憶部を含んで構成される。記憶部の設定同期パルス数データは、電圧指令値１周期に対するキャリアの周期パルス数である設定同期パルス数を記憶し、最適キャリア位相データは、キャリア位相と、そのキャリア位相で運転したときの回転電機の温度との関係を予め求め、その関係に基づいて、各設定同期パルス数について、回転電機の温度が最適条件となる最適キャリア位相をそれぞれ記憶する。制御部は回転電機の運転条件に応じ、インバータのキャリアの位相を最適キャリア位相に設定する。

特開２０１０−２１３４８５号公報

上述した回転電機制御システムでは、同期ＰＷＭ制御を適用することによって、電流安定性を向上させると共に、磁石の温度を低減させている。
ところで、上述した回転電機制御システムでは、騒音および振動が発生するおそれがあるキャリア周波数（キャリア位相）の切り替えが多く発生してしまう。そのため、上述した回転電機制御システムでは、商品性が低下するおそれがある。

上述した問題点に鑑み、本発明は、キャリア周波数の切り替えに伴う騒音および振動を抑制しつつ、回転電機の永久磁石の温度の上昇を抑制することができる電力変換装置制御システム、モータシステムおよび複合システムを提供することを目的とする。

（１）本発明の一態様に係る電力変換装置制御システムは、回転電機に電力を供給する電力変換装置と、前記電力変換装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記回転電機が有する永久磁石の温度が所定の閾値よりも高い場合に、前記電力変換装置のキャリア周波数が前記回転電機の回転数に比例する同期制御によって前記電力変換装置を制御し、前記永久磁石の温度が前記所定の閾値以下の場合に、前記電力変換装置のキャリア周波数が前記回転電機の回転数に比例しない非同期制御によって前記電力変換装置を制御する。

（２）本発明の一態様に係るモータシステムは、上記（１）に記載の電力変換装置制御システムと、前記回転電機としての走行駆動用モータと、発電用モータとを備え、前記制御装置は、前記走行駆動用モータに電力を供給する前記電力変換装置を、前記同期制御と前記非同期制御とによって制御してもよい。

（３）本発明の一態様に係る複合システムは、上記（１）に記載の電力変換装置制御システムと、前記回転電機と、内燃機関とを備え、前記内燃機関が運転している場合には、前記永久磁石の温度が前記所定の閾値以下の場合であっても、前記制御装置が、前記同期制御による前記電力変換装置の制御を許可してもよい。

（４）本発明の一態様に係る複合システムは、上記（１）に記載の電力変換装置制御システムと、前記回転電機と、内燃機関とを備え、前記内燃機関の回転数が所定回転数以上である場合には、前記永久磁石の温度が前記所定の閾値以下の場合であっても、前記制御装置が、前記同期制御による前記電力変換装置の制御を許可してもよい。

（５）上記（１）に記載の電力変換装置制御システムが車両に搭載され、前記回転電機は、前記車両の駆動走行用であり、前記車両の走行速度が所定速度以上である場合には、前記永久磁石の温度が前記所定の閾値以下の場合であっても、前記制御装置が、前記同期制御による前記電力変換装置の制御を許可してもよい。

上記（１）に記載の電力変換装置制御システムでは、回転電機が有する永久磁石の温度が所定の閾値よりも高い場合に、制御装置は、電力変換装置のキャリア周波数が回転電機の回転数に比例する同期制御（例えば同期ＰＷＭ制御）によって電力変換装置を制御する。そのため、上記（１）に記載の電力変換装置制御システムでは、回転電機の永久磁石の温度の上昇を抑制し、信頼性を向上させることができる。
上記（１）に記載の電力変換装置制御システムでは、回転電機の永久磁石の温度が所定の閾値以下の場合に、制御装置は、電力変換装置のキャリア周波数が回転電機の回転数に比例しない非同期制御によって電力変換装置を制御する。そのため、上記（１）に記載の電力変換装置制御システムでは、キャリア周波数の切り替えに伴う騒音および振動を抑制し、商品性を向上させることができる。
つまり、上記（１）に記載の電力変換装置制御システムでは、回転電機の永久磁石の温度条件に応じて同期制御と非同期制御とを切り替えることによって、信頼性と商品性との両立を実現することができる。

上記（２）に記載のモータシステムは、上記（１）に記載の電力変換装置制御システムと、回転電機としての走行駆動用モータとを備え、制御装置は、走行駆動用モータに電力を供給する電力変換装置を、同期制御と非同期制御とによって制御してもよい。
制御装置が電力変換装置を同期制御と非同期制御とによって制御する場合、上記（２）に記載のモータシステムでは、回転電機の永久磁石の温度の上昇を抑制して信頼性を向上させつつ、キャリア周波数の切り替えに伴う騒音および振動を抑制して商品性を向上させることができる。

上記（３）に記載の複合システムは、上記（１）に記載の電力変換装置制御システムと、回転電機と、内燃機関とを備え、内燃機関が運転している場合に、制御装置が同期制御による電力変換装置の制御を許可してもよい。
制御装置が同期制御による電力変換装置の制御を許可する場合、上記（３）に記載の複合システムでは、内燃機関の運転時に、同期制御による電力変換装置の制御を行うことによって省エネルギー性を向上させつつ、内燃機関の運転によってユーザを満足させることができる。

上記（４）に記載の複合システムは、上記（１）に記載の電力変換装置制御システムと、回転電機と、内燃機関とを備え、内燃機関の回転数が所定回転数以上である場合に、制御装置が同期制御による電力変換装置の制御を許可してもよい。
制御装置が同期制御による電力変換装置の制御を許可する場合、上記（４）に記載の複合システムでは、内燃機関の回転数が所定回転数以上である場合に、同期制御による電力変換装置の制御を行うことによって省エネルギー性を向上させつつ、所定回転数以上の内燃機関の運転によってユーザを満足させることができる。

上記（５）に記載の電力変換装置制御システムでは、上記（１）に記載の電力変換装置制御システムが車両に搭載され、回転電機が車両の駆動走行用であり、車両の走行速度が所定速度以上である場合に、制御装置が同期制御による電力変換装置の制御を許可してもよい。
制御装置が同期制御による電力変換装置の制御を許可する場合、上記（５）に記載の電力変換装置制御システムでは、車両の走行速度が所定速度以上である場合に、同期制御による電力変換装置の制御を行うことによって省エネルギー性を向上させつつ、所定速度以上の車両の走行速度によってユーザを満足させることができる。

第１実施形態の電力変換装置制御システムなどの機能の一例を示す図である。 図１中の電子制御ユニットなどを詳細図である。 図１および図２中の記憶部によって記憶されている非同期ＰＷＭ制御マップの一例を示す図である。 図１および図２中の記憶部によって記憶されている同期ＰＷＭ制御マップの一例を示す図である。 電子制御ユニットによって実行される処理の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態のモータシステムの一例を示す図である。 第３実施形態の複合システムの一例を示す図である。 第３実施形態の複合システムの電子制御ユニットによって実行される処理の一例を示すフローチャートである。 第４実施形態の複合システムの電子制御ユニットによって実行される処理の一例を示すフローチャートである。 第１実施形態の電力変換装置制御システム、第２実施形態のモータシステム、第３または第４実施形態の複合システムを適用可能な車両の一部の一例を示す図である。

以下、本発明の電力変換装置制御システム、モータシステムおよび複合システムの実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は第１実施形態の電力変換装置制御システムＳなどの機能の一例を示す図である。

図１に示す例では、電力変換装置制御システムＳが、電力変換装置１と、制御装置として機能する電子制御ユニット２８とを備えている。電力変換装置１は、複数のスイッチング素子（図示せず）を備えており、バッテリ１１から供給される直流電力を交流電力に変換し、交流電力を回転電機としてのモータ１２に供給する。電子制御ユニット２８は、電力変換装置１を制御することによって、モータ１２を制御する。
モータ１２は、ロータ１２Ａと、ステータ１２Ｂと、位置検出器１２Ｃとを備えている。ロータ１２Ａは、永久磁石１２Ａ１を備えている。位置検出器１２Ｃは、ステータ１２Ｂに対するロータ１２Ａの回転角度を検出する。モータ１２のハウジング（図示せず）内の温度は、温度検出部ＴＳによって検出される。
電子制御ユニット２８は、制御部２８Ａと、モータ回転数算出部２８Ｂと、記憶部２８Ｃとを備えている。制御部２８Ａは、例えば図２に示すように構成されている。モータ回転数算出部２８Ｂは、位置検出器１２Ｃが出力する信号に基づいて、モータ１２の回転数を算出する。記憶部２８Ｃは、例えば図３および図４に示すような制御マップを記憶している。

図２は図１中の電子制御ユニット２８などを詳細図である。
図２に示す例では、電子制御ユニット２８の制御部２８Ａが、電流指令算出部２８Ａ１と、電流変換部２８Ａ２と、減算器２８Ａ３と、減算器２８Ａ４と、電圧指令算出部２８Ａ５と、電圧変換部２８Ａ６と、インバータ制御部２８Ａ７（ゲートドライブユニット２９（図１０参照））と、温度算出部２８Ａ８とを備えている。
電流指令算出部２８Ａ１は、モータ１２の出力トルクを指令トルク値Ｔ１とするために必要な駆動電流の振幅および位相を設定する。電流指令算出部２８Ａ１は、設定した振幅および位相に基づいて励磁電流指令値Ｉｄｃおよびトルク電流指令値Ｉｑｃを算出する。
電流変換部２８Ａ２は、電流センサ２５が検出した例えばＵ相、Ｖ相の駆動電流を励磁電流Ｉｄ、トルク電流Ｉｑに変換する。
減算器２８Ａ３は、電流指令算出部２８Ａ１が算出した励磁電流指令値Ｉｄｃから電流変換部２８Ａ２が変換した励磁電流Ｉｄを減算することによって、励磁電流指令値Ｉｄｃと励磁電流Ｉｄとの偏差（差分）を求める。減算器２８Ａ４は、電流指令算出部２８Ａ１が算出したトルク電流指令値Ｉｑｃから電流変換部２８Ａ２が変換したトルク電流Ｉｑを減算することによって、トルク電流指令値Ｉｑｃとトルク電流Ｉｑとの偏差（差分）を求める。

電圧指令算出部２８Ａ５は、減算器２８Ａ３が求めた偏差（差分）（Ｉｄｃ−Ｉｄ）と、減算器２８Ａ４が求めた偏差（差分）（Ｉｑｃ−Ｉｑ）に応じて、ｄ軸の電圧指令値（励磁電圧指令値）Ｖｄｃおよびｑ軸の電圧指令値（トルク電圧指令値）Ｖｑｃを算出する。電圧指令算出部２８Ａ５は、偏差（差分）（Ｉｄｃ−Ｉｄ）および偏差（差分）（Ｉｑｃ−Ｉｑ）がそれぞれ「０」となるようにＰＩ制御等のフィードバック制御に基づいて励磁電圧指令値Ｖｄｃおよびトルク電圧指令値Ｖｑｃを算出する。
電圧変換部２８Ａ６は、電圧指令算出部２８Ａ５が算出した励磁電圧指令値Ｖｄｃおよびトルク電圧指令値Ｖｑｃを、モータ１２のＵ相の印加電圧の指令電圧値Ｖｕｃ、Ｖ相の印加電圧の指令電圧値Ｖｖｃ、および、Ｗ相の印加電圧の指令電圧値Ｖｗｃに変換する。これらの指令電圧値Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃは、モータ１２の各相の印加電圧の大きさおよび位相を規定するものである。
インバータ制御部２８Ａ７（ゲートドライブユニット２９）は、電圧変換部２８Ａ６が変換した指令電圧値Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃに基づいて、電力変換装置１の複数のスイッチング素子を制御する制御信号を電力変換装置１に送る。これにより、電力変換装置１から出力される三相の駆動電流の振幅および位相は、電流指令算出部２８Ａ１が設定した振幅および位相となり、モータ１２の各相に印加される電圧は、指令電圧値Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃとなる。従って、モータ１２の出力トルクは、指令トルク値Ｔ１となる。
温度算出部２８Ａ８は、温度検出部ＴＳが出力する信号と周知の手法とに基づいて、モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度を算出する。

図３は図１および図２中の記憶部２８Ｃによって記憶されている非同期ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御マップの一例を示す図である。図３の横軸はモータ１２の回転数を示している。図３の縦軸はＰＷＭ制御のキャリア周波数を示している。
図３に示す例では、モータ１２の回転数がゼロから値Ｎ１の領域において、キャリア周波数が一定値Ｆ１に設定されている。つまり、モータ１２の回転数がゼロから値Ｎ１の領域では、ＰＷＭ制御のキャリア周波数が、モータ１２の回転数に比例しない。
モータ１２の回転数が値Ｎ１〜ＮＡの領域では、モータ１２の回転数が値Ｎ１〜ＮＡに増加するに従って、キャリア周波数が値Ｆ１〜ＦＡに増加する。
モータ１２の回転数が値ＮＡより大きい領域では、キャリア周波数が一定値ＦＡに設定されている。つまり、モータ１２の回転数が値ＮＡより大きい領域では、ＰＷＭ制御のキャリア周波数が、モータ１２の回転数に比例しない。

図４は図１および図２中の記憶部２８Ｃによって記憶されている同期ＰＷＭ制御マップの一例を示す図である。図４の横軸はモータ１２の回転数を示している。図４の縦軸はＰＷＭ制御のキャリア周波数を示している。
図４に示す例では、モータ１２の回転数がゼロから値Ｎ１の領域が、「非同期領域（同期ＰＷＭ制御実行不可能領域）」として設定されている。「非同期領域」では、キャリア周波数が一定値Ｆ１に設定され、非同期ＰＷＭ制御が行われる。モータ１２の回転数が値Ｎ１より大きい領域は、「同期領域」として設定されている。「同期領域」では、同期ＰＷＭ制御が行われる。値Ｎ１は、モータ１２の電気角基本周波数に基づいて設定される。

図４に示す例では、図３に示す例と同様に、モータ１２の回転数がゼロから値Ｎ１の「非同期領域」において、キャリア周波数が一定値Ｆ１に設定されている。
モータ１２の回転数が値Ｎ１より大きい「同期領域」では、モータ１２の回転数が増加するに従って、設定されるパルス数が減少する。パルス数が一定値の範囲内では、モータ１２の回転数が増加するに従って、キャリア周波数が増加する。
例えば、「同期領域」のうちのモータ１２の回転数が値Ｎ１〜Ｎ２の範囲内では、パルス数が値Ｐ１に設定されている。モータ１２の回転数が値Ｎ１〜Ｎ２に増加するに従って、キャリア周波数は値Ｆ１〜ＦＭＡＸに増加する。詳細には、モータ１２の回転数が値Ｎ１〜Ｎ２の範囲内では、キャリア周波数が、モータ１２の回転数に比例する。
「同期領域」のうちのモータ１２の回転数が値Ｎ２〜Ｎ３の範囲内では、パルス数が値Ｐ２（＜Ｐ１）に設定されている。モータ１２の回転数が値Ｎ２〜Ｎ３に増加するに従って、キャリア周波数は値Ｆ２〜ＦＭＡＸに増加する。モータ１２の回転数が値Ｎ２〜Ｎ３の範囲内におけるキャリア周波数の傾き（増加度合い）は、モータ１２の回転数が値Ｎ１〜Ｎ２の範囲内におけるキャリア周波数の傾きよりも小さい。詳細には、モータ１２の回転数が値Ｎ２〜Ｎ３の範囲内では、キャリア周波数が、モータ１２の回転数に比例する。
「同期領域」のうちのモータ１２の回転数が値Ｎ３〜Ｎ４の範囲内では、パルス数が値Ｐ３（＜Ｐ２）に設定されている。モータ１２の回転数が値Ｎ３〜Ｎ４に増加するに従って、キャリア周波数は値Ｆ３〜ＦＭＡＸに増加する。モータ１２の回転数が値Ｎ３〜Ｎ４の範囲内におけるキャリア周波数の傾きは、モータ１２の回転数が値Ｎ２〜Ｎ３の範囲内におけるキャリア周波数の傾きよりも小さい。詳細には、モータ１２の回転数が値Ｎ３〜Ｎ４の範囲内では、キャリア周波数が、モータ１２の回転数に比例する。

図５は電子制御ユニット２８によって実行される処理の一例を示すフローチャートである。
図５に示す例では、ステップＳ１において、電子制御ユニット２８の例えば制御部２８Ａが、モータ回転数算出部２８Ｂによって算出されたモータ１２の回転数を取得する。
次いで、ステップＳ２において、例えば制御部２８Ａは、温度算出部２８Ａ８によって算出されたモータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度を取得する。
次いで、ステップＳ３において、例えば制御部２８Ａは、記憶部２８Ｃによって記憶されている非同期ＰＷＭ制御マップ（図３参照）および同期ＰＷＭ制御マップ（図４参照）を取得する。
次いで、ステップＳ４において、例えば制御部２８Ａは、モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が、保護閾値（詳細には、永久磁石１２Ａ１の温度の限界値）より高いか否かを判定する。永久磁石１２Ａ１の温度が保護閾値以下の場合には、ステップＳ５に進む。一方、永久磁石１２Ａ１の温度が保護閾値より高い場合には、ステップＳ９に進む。

ステップＳ５において、例えば制御部２８Ａは、モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が、所定の閾値（＜保護閾値）以下であるか否かを判定する。永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値より高い場合には、ステップＳ６に進む。一方、永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値以下の場合には、ステップＳ７に進む。
ステップＳ６において、例えば制御部２８Ａは、モータ１２の回転数が、同期ＰＷＭ制御を実行可能な回転数であるか否かを判定する。モータ１２の回転数が同期ＰＷＭ制御を実行できない回転数である場合、詳細には、モータ１２の回転数がゼロから値Ｎ１（図３および図４参照）の場合に、ステップＳ７に進む。モータ１２の回転数が同期ＰＷＭ制御を実行可能な回転数である場合、詳細には、モータ１２の回転数が値Ｎ１より大きい場合に、ステップＳ８に進む。

ステップＳ７において、制御部２８Ａは、図３に示す非同期ＰＷＭ制御マップに基づく非同期ＰＷＭ制御によって電力変換装置１を制御する。つまり、ステップＳ７では、電力変換装置制御システムＳが通常運転モードになる。
例えば、モータ１２の回転数がゼロから値Ｎ１の場合に、制御部２８Ａは、キャリア周波数を値Ｆ１に設定し（つまり、キャリア周波数を維持し）、非同期ＰＷＭ制御を実行する。モータ１２の回転数が値Ｎ１〜ＮＡの場合に、制御部２８Ａは、キャリア周波数を値Ｆ１〜ＦＡに設定し、非同期ＰＷＭ制御を実行する。モータ１２の回転数が値ＮＡより大きい場合に、制御部２８Ａは、キャリア周波数を値ＦＡに設定し（つまり、キャリア周波数を維持し）、非同期ＰＷＭ制御を実行する。

ステップＳ８において、制御部２８Ａは、図４に示す同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御によって電力変換装置１を制御する。つまり、ステップＳ８では、電力変換装置制御システムＳが磁石温度上昇抑制モードになる。
例えば、モータ１２の回転数が値Ｎ１〜Ｎ２の場合に、制御部２８Ａは、パルス数を値Ｐ１に設定し、キャリア周波数を値Ｆ１〜ＦＭＡＸに設定し、同期ＰＷＭ制御を実行する。モータ１２の回転数が値Ｎ２〜Ｎ３の場合に、制御部２８Ａは、パルス数を値Ｐ２に設定し、キャリア周波数を値Ｆ２〜ＦＭＡＸに設定し、同期ＰＷＭ制御を実行する。モータ１２の回転数が値Ｎ３〜Ｎ４の場合に、制御部２８Ａは、パルス数を値Ｐ３に設定し、キャリア周波数を値Ｆ３〜ＦＭＡＸに設定し、同期ＰＷＭ制御を実行する。

ステップＳ９において、制御部２８Ａは、モータ１２の出力を制限する制御を行う。つまり、ステップＳ９では、電力変換装置制御システムＳが出力制限運転モード（パワーセーブ運転モード）になる。出力制限運転モードでは、モータ１２の出力が強制的に制限され、永久磁石１２Ａ１の温度が低下させられる。それにより、永久磁石１２Ａ１が減磁してしまうおそれが抑制される。

上述したように、第１実施形態の電力変換装置制御システムＳでは、回転電機としてのモータ１２が有する永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値よりも高い場合であって、モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が保護閾値以下である場合に、図５のステップＳ５においてＮＯと判定され、ステップＳ８において、制御部２８Ａは、キャリア周波数がモータ１２の回転数に比例する同期制御（詳細には、同期ＰＷＭ制御）によって電力変換装置１を制御する。そのため、第１実施形態の電力変換装置制御システムＳでは、モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度の上昇を抑制し、信頼性を向上させることができる。
また、第１実施形態の電力変換装置制御システムＳでは、モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値以下の場合（ステップＳ５のＹＥＳの場合）に、制御部２８Ａは、キャリア周波数がモータ１２の回転数に比例しない非同期制御（詳細には、非同期ＰＷＭ制御）によって電力変換装置１を制御する。また、モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が保護閾値以下の場合（ステップＳ４のＮＯの場合）であって、モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値より高い場合（ステップＳ５のＮＯの場合）であって、モータ１２の回転数が同期ＰＷＭ制御を実行できない低い回転数である場合（ステップＳ６のＮＯの場合）に、制御部２８Ａは、キャリア周波数がモータ１２の回転数に比例しない非同期制御（非同期ＰＷＭ制御）によって電力変換装置１を制御する。
そのため、第１実施形態の電力変換装置制御システムＳでは、キャリア周波数の切り替えに伴う騒音および振動を抑制し、商品性を向上させることができる。つまり、第１実施形態の電力変換装置制御システムＳでは、モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度条件に応じて同期制御と非同期制御とを切り替えることによって、信頼性と商品性との両立を実現することができる。

詳細には、第１実施形態の電力変換装置制御システムＳでは、モータ１２の回転数が値Ｎ１〜Ｎ４の場合であって、モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値より高い場合に、キャリア周波数がモータ１２の回転数に比例する同期ＰＷＭ制御を実行することによって、永久磁石１２Ａ１の温度を低減させ、電力変換装置制御システムＳの信頼性を向上させることができる。
また、第１実施形態の電力変換装置制御システムＳでは、モータ１２の回転数が値Ｎ１〜Ｎ４の場合であって、モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値以下である場合に、キャリア周波数がモータ１２の回転数に比例しない非同期ＰＷＭ制御を実行することによって、キャリア周波数の切り替えに伴う騒音および振動を抑制し、電力変換装置制御システムＳの商品性を向上させることができる。
つまり、第１実施形態の電力変換装置制御システムＳでは、モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度に応じて、永久磁石１２Ａ１を保護する制御（同期ＰＷＭ制御）と、商品性を向上させる制御（非同期ＰＷＭ制御）とが切り替えられる。その結果、電力変換装置制御システムＳの信頼性の向上および商品性の向上を両立させることができる。

＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態のモータシステムＭＳは、後述する点を除き、上述した第１実施形態の電力変換装置制御システムＳと同様に構成されている。従って、第２実施形態のモータシステムＭＳによれば、後述する点を除き、上述した第１実施形態の電力変換装置制御システムＳと同様の効果を奏することができる。

図６は第２実施形態のモータシステムＭＳの一例を示す図である。
図６に示す例では、モータシステムＭＳが、第１の電力変換装置制御システムＳと同様に構成された電力変換装置制御システムＳと、バッテリ１１と、回転電機としての走行駆動用モータ１２と、発電用モータ１３とを備えている。
走行駆動用モータ１２は、バッテリ１１から供給される電力によって回転駆動力（力行動作）を発生させる。第２実施形態のモータシステムＭＳの走行駆動用モータ１２は、第１実施形態の電力変換装置制御システムＳのモータ１２と同様に構成されている。
発電用モータ１３は、回転軸（図示せず）に入力される回転駆動力によって発電電力を発生させる。
電力変換装置１は、バッテリ１１から供給される直流電力を交流電力に変換し、交流電力を走行駆動用モータ１２に供給する。
電子制御ユニット２８は、電力変換装置１を制御することによって、走行駆動用モータ１２を制御する。詳細には、電子制御ユニット２８は、走行駆動用モータ１２に電力を供給する電力変換装置１を、同期制御（詳細には、同期ＰＷＭ制御）と非同期制御（詳細には、非同期ＰＷＭ制御）とによって制御する。
第２実施形態のモータシステムＭＳの非同期ＰＷＭ制御マップは、図３に示す第１実施形態の電力変換装置制御システムＳの非同期ＰＷＭ制御マップと同様に構成されている。
第２実施形態のモータシステムＭＳの同期ＰＷＭ制御マップは、図４に示す第１実施形態の電力変換装置制御システムＳの同期ＰＷＭ制御マップと同様に構成されている。

第２実施形態のモータシステムＭＳの電子制御ユニット２８は、第１実施形態の電力変換装置制御システムＳの電子制御ユニット２８と同様に、図５に示す処理を実行する。
詳細には、図５のステップＳ１において、電子制御ユニット２８の例えば制御部２８Ａが、モータ回転数算出部２８Ｂによって算出された走行駆動用モータ１２の回転数を取得する。
図５のステップＳ２において、例えば制御部２８Ａは、温度算出部２８Ａ８によって算出された走行駆動用モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度を取得する。
図５のステップＳ３において、例えば制御部２８Ａは、上述した非同期ＰＷＭ制御マップと、上述した同期ＰＷＭ制御マップとを取得する。
図５のステップＳ４において、例えば制御部２８Ａは、走行駆動用モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が、保護閾値（詳細には、永久磁石１２Ａ１の温度の限界値）より高いか否かを判定する。

図５のステップＳ５において、例えば制御部２８Ａは、走行駆動用モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が、所定の閾値（＜保護閾値）以下であるか否かを判定する。
図５のステップＳ６において、例えば制御部２８Ａは、走行駆動用モータ１２の回転数が、同期ＰＷＭ制御を実行可能な回転数であるか否かを判定する。
図５のステップＳ７において、制御部２８Ａは、上述した非同期ＰＷＭ制御マップに基づく非同期ＰＷＭ制御を実行し、キャリア周波数の切り替えに伴う騒音および振動を抑制し、モータシステムＭＳの商品性を向上させる。
図５のステップＳ８において、制御部２８Ａは、上述した同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御を実行し、走行駆動用モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度の上昇を抑制し、モータシステムＭＳの信頼性を向上させる。
図５のステップＳ９において、制御部２８Ａは、モータ１２の出力を制限する制御を行い、永久磁石１２Ａ１の温度を低下させる。

つまり、第２実施形態のモータシステムＭＳでは、走行駆動用モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度に応じて、永久磁石１２Ａ１を保護する制御（同期ＰＷＭ制御）と、商品性を向上させる制御（非同期ＰＷＭ制御）とが切り替えられる。その結果、モータシステムＭＳの信頼性の向上および商品性の向上を両立させることができる。

＜第３実施形態＞
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態の複合システムＣＳは、後述する点を除き、上述した第１実施形態の電力変換装置制御システムＳと同様に構成されている。従って、第３実施形態の複合システムＣＳによれば、後述する点を除き、上述した第１実施形態の電力変換装置制御システムＳと同様の効果を奏することができる。

図７は第３実施形態の複合システムＣＳの一例を示す図である。
図７に示す例では、複合システムＣＳが、第１の電力変換装置制御システムＳと同様に構成された電力変換装置制御システムＳと、バッテリ１１と、回転電機としての走行駆動用モータ１２と、発電用モータ１３と、内燃機関ＥＮＧと、車輪ＷＬと、クラッチＣＴとを備えている。
複合システムＣＳは、車両１０に適用されている。つまり、電力変換装置制御システムＳは、車両１０に搭載されている。
走行駆動用モータ１２は、バッテリ１１から供給される電力によって回転駆動力（力行動作）を発生させ、車両１０の車輪ＷＬを駆動する。第３実施形態の複合システムＣＳの走行駆動用モータ１２は、第１実施形態の電力変換装置制御システムＳのモータ１２と同様に構成されている。
車輪ＷＬは、内燃機関ＥＮＧによっても駆動可能である。車輪ＷＬと内燃機関ＥＮＧとの間には、クラッチＣＴが配置されている。車輪ＷＬと内燃機関ＥＮＧとがクラッチＣＴを介して接続されている場合に、内燃機関ＥＮＧは車輪ＷＬを駆動することができる。発電用モータ１３は、内燃機関ＥＮＧが発生する回転駆動力によって発電電力を発生させる。

電力変換装置１は、バッテリ１１から供給される直流電力を交流電力に変換し、交流電力を走行駆動用モータ１２に供給する。
電子制御ユニット２８は、電力変換装置１を制御することによって、走行駆動用モータ１２を制御する。詳細には、電子制御ユニット２８は、走行駆動用モータ１２に電力を供給する電力変換装置１を、同期制御（詳細には、同期ＰＷＭ制御）と非同期制御（詳細には、非同期ＰＷＭ制御）とによって制御する。
第３実施形態の複合システムＣＳの非同期ＰＷＭ制御マップは、図３に示す第１実施形態の電力変換装置制御システムＳの非同期ＰＷＭ制御マップと同様に構成されている。
第３実施形態の複合システムＣＳの同期ＰＷＭ制御マップは、図４に示す第１実施形態の電力変換装置制御システムＳの同期ＰＷＭ制御マップと同様に構成されている。

図８は第３実施形態の複合システムＣＳの電子制御ユニット２８によって実行される処理の一例を示すフローチャートである。
図８に示す例では、ステップＳ１１において、複合システムＣＳは、内燃機関ＥＮＧが運転しているか否かを判定する。内燃機関ＥＮＧが運転していない場合には、ステップＳ１２に進む。一方、内燃機関ＥＮＧが運転している場合には、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１２において、複合システムＣＳは、車両１０の走行速度が所定速度以上であるか否かを判定する。車両１０の走行速度が所定速度以上である場合には、ステップＳ１３に進む。一方、車両１０の走行速度が所定速度未満である場合には、ステップＳ１４に進む。
ステップＳ１３において、制御部２８Ａは、上述した同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御によって電力変換装置１を制御する。つまり、ステップＳ１３では、電力変換装置制御システムＳが同期ＰＷＭ制御モード（磁石温度上昇抑制モード）になる。

ステップＳ１４において、電子制御ユニット２８は、図５に示す処理と同様のメイン処理を実行する。
つまり、ステップＳ１４では、走行駆動用モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が保護閾値以下の場合（図５のステップＳ４のＮＯの場合）であって、走行駆動用モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値より高い場合（図５のステップＳ５のＮＯの場合）であって、走行駆動用モータ１２の回転数が同期ＰＷＭ制御を実行可能な回転数である場合（図５のステップＳ６のＹＥＳの場合）に、制御部２８Ａが、上述した同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御によって電力変換装置１を制御する（図５のステップＳ８）。つまり、電力変換装置制御システムＳが同期ＰＷＭ制御モードになる。

ステップＳ１４では、走行駆動用モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値以下の場合（図５のステップＳ４のＮＯかつステップＳ５のＹＥＳの場合）に、制御部２８Ａが、上述した非同期ＰＷＭ制御マップに基づく非同期ＰＷＭ制御によって電力変換装置１を制御する（図５のステップＳ７）。つまり、電力変換装置制御システムＳが通常運転モードになる。
また、ステップＳ１４では、走行駆動用モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が保護閾値以下の場合（図５のステップＳ４のＮＯの場合）であって、走行駆動用モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値より高い場合（図５のステップＳ５のＮＯの場合）であって、走行駆動用モータ１２の回転数が同期ＰＷＭ制御を実行できない回転数である場合（図５のステップＳ６のＮＯの場合）に、制御部２８Ａが、上述した非同期ＰＷＭ制御マップに基づく非同期ＰＷＭ制御を電力変換装置１に対して実行する（図５のステップＳ７）。つまり、電力変換装置制御システムＳが通常運転モードになる。

上述したように、第１実施形態の電力変換装置制御システムＳでは、モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値より高い場合に、図５のステップＳ８において、制御部２８Ａが、図３に示す同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御によって電力変換装置１を制御する。
一方、第３実施形態の複合システムＣＳでは、内燃機関ＥＮＧが運転している場合（図８のステップＳ１１のＹＥＳの場合）に、図８のステップＳ１４が実行されず、図８のステップＳ１３において、制御部２８Ａが、上述した同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御によって電力変換装置１を制御する。
つまり、第３実施形態の複合システムＣＳでは、内燃機関ＥＮＧが運転している場合（図８のステップＳ１１のＹＥＳの場合）に、走行駆動用モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値以下の場合であっても、制御部２８Ａが、上述した同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御による電力変換装置１の制御を許可する。
そのため、第３実施形態の複合システムＣＳでは、内燃機関ＥＮＧの運転時（図８のステップＳ１１のＹＥＳの場合）に、走行駆動用モータ１２の同期ＰＷＭ制御を行うことによって省エネルギー性を向上させつつ、内燃機関ＥＮＧの運転によってユーザを満足させることができる。
つまり、第３実施形態の複合システムＣＳでは、内燃機関ＥＮＧの運転を行いながら、走行駆動用モータ１２の同期ＰＷＭ制御が行われるため、走行駆動用モータ１２の同期ＰＷＭ制御が行われることに対してユーザが不満を有するおそれを抑制することができる。

また、第３実施形態の複合システムＣＳでは、車両１０の走行速度が所定速度以上である場合（図８のステップＳ１２のＹＥＳの場合）に、図８のステップＳ１４が実行されず、図８のステップＳ１３において、制御部２８Ａが、上述した同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御によって電力変換装置１を制御する。
つまり、第３実施形態の複合システムＣＳでは、車両１０の走行速度が所定速度以上である場合（図８のステップＳ１２のＹＥＳの場合）に、走行駆動用モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値以下の場合であっても、制御部２８Ａが、上述した同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御による電力変換装置１の制御を許可する。
そのため、第３実施形態の複合システムＣＳでは、車両１０の走行速度が所定速度以上である場合（図８のステップＳ１２のＹＥＳの場合）に、走行駆動用モータ１２の同期ＰＷＭ制御を行うことによって省エネルギー性を向上させつつ、所定速度以上の車両１０の走行速度によってユーザを満足させることができる。つまり、第３実施形態の複合システムＣＳでは、車両１０の走行速度が所定速度以上の状態で走行駆動用モータ１２の同期ＰＷＭ制御が行われるため、走行駆動用モータ１２の同期ＰＷＭ制御が行われることに対してユーザが不満を有するおそれを抑制することができる。

＜第４実施形態＞
以下、本発明の第４実施形態について説明する。
第４実施形態の複合システムＣＳは、後述する点を除き、上述した第３実施形態の複合システムＣＳと同様に構成されている。従って、第４実施形態の複合システムＣＳによれば、後述する点を除き、上述した第３実施形態の複合システムＣＳと同様の効果を奏することができる。

第４実施形態の複合システムＣＳの非同期ＰＷＭ制御マップは、図３に示す第１実施形態の電力変換装置制御システムＳの非同期ＰＷＭ制御マップと同様に構成されている。
第４実施形態の複合システムＣＳの同期ＰＷＭ制御マップは、図４に示す第１実施形態の電力変換装置制御システムＳの同期ＰＷＭ制御マップと同様に構成されている。

図９は第４実施形態の複合システムＣＳの電子制御ユニット２８によって実行される処理の一例を示すフローチャートである。
図９に示す例では、ステップＳ２１において、複合システムＣＳは、内燃機関ＥＮＧの回転数が所定回転数以上であるか否かを判定する。内燃機関ＥＮＧの回転数が所定回転数未満である場合には、ステップＳ２２に進む。一方、内燃機関ＥＮＧの回転数が所定回転数以上である場合には、ステップＳ２３に進む。
ステップＳ２２において、複合システムＣＳは、車両１０の走行速度が所定速度以上であるか否かを判定する。車両１０の走行速度が所定速度以上である場合には、ステップＳ２３に進む。一方、車両１０の走行速度が所定速度未満である場合には、ステップＳ２４に進む。
ステップＳ２３において、ステップＳ１３と同様に、制御部２８Ａは、上述した同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御によって電力変換装置１を制御する。つまり、ステップＳ２３では、電力変換装置制御システムＳが同期ＰＷＭ制御モード（磁石温度上昇抑制モード）になる。

ステップＳ２４において、電子制御ユニット２８は、図５に示す処理と同様のメイン処理（つまり、図８のステップS１４と同様の処理）を実行する。

上述したように、第１実施形態の電力変換装置制御システムＳでは、モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値より高い場合に、図５のステップＳ８において、制御部２８Ａが、図３に示す同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御を電力変換装置１に対して実行する。
一方、第４実施形態の複合システムＣＳでは、内燃機関ＥＮＧの回転数が所定回転数以上である場合（図９のステップＳ２１のＹＥＳの場合）に、図９のステップＳ２４が実行されず、図９のステップＳ２３において、制御部２８Ａが、上述した同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御によって電力変換装置１を制御する。
つまり、第４実施形態の複合システムＣＳでは、内燃機関ＥＮＧの回転数が所定回転数以上である場合（図９のステップＳ２１のＹＥＳの場合）に、走行駆動用モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値以下の場合であっても、制御部２８Ａが、上述した同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御による電力変換装置１の制御を許可する。
そのため、第４実施形態の複合システムＣＳでは、内燃機関ＥＮＧの回転数が所定回転数以上である場合（図９のステップＳ２１のＹＥＳの場合）に、走行駆動用モータ１２の同期ＰＷＭ制御を行うことによって省エネルギー性を向上させつつ、所定回転数以上の内燃機関ＥＮＧの運転によってユーザを満足させることができる。つまり、第４実施形態の複合システムＣＳでは、内燃機関ＥＮＧの回転数が所定回転数以上の状態で走行駆動用モータ１２の同期ＰＷＭ制御が行われるため、走行駆動用モータ１２の同期ＰＷＭ制御が行われることに対してユーザが不満を有するおそれを抑制することができる。

また、第４実施形態の複合システムＣＳでは、車両１０の走行速度が所定速度以上である場合（図９のステップＳ２２のＹＥＳの場合）に、図９のステップＳ２４が実行されず、図９のステップＳ２３において、制御部２８Ａが、上述した同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御によって電力変換装置１を制御する。
つまり、第４実施形態の複合システムＣＳでは、車両１０の走行速度が所定速度以上である場合（図９のステップＳ２２のＹＥＳの場合）に、走行駆動用モータ１２の永久磁石１２Ａ１の温度が所定の閾値以下の場合であっても、制御部２８Ａが、上述した同期ＰＷＭ制御マップに基づく同期ＰＷＭ制御による電力変換装置１の制御を許可する。
そのため、第４実施形態の複合システムＣＳでは、車両１０の走行速度が所定速度以上である場合（図９のステップＳ２２のＹＥＳの場合）に、走行駆動用モータ１２の同期ＰＷＭ制御を行うことによって省エネルギー性を向上させつつ、所定速度以上の車両１０の走行速度によってユーザを満足させることができる。つまり、第４実施形態の複合システムＣＳでは、車両１０の走行速度が所定速度以上の状態で走行駆動用モータ１２の同期ＰＷＭ制御が行われるため、走行駆動用モータ１２の同期ＰＷＭ制御が行われることに対してユーザが不満を有するおそれを抑制することができる。

＜適用例＞
以下、上述した第１実施形態の電力変換装置制御システムＳ、第２実施形態のモータシステムＭＳ、第３または第４実施形態の複合システムＣＳの適用例について添付図面を参照しながら説明する。
図１０は第１実施形態の電力変換装置制御システムＳ、第２実施形態のモータシステムＭＳ、第３または第４実施形態の複合システムＣＳを適用可能な車両１０の一部の一例を示す図である。

図１０に示す例では、車両１０が、電力変換装置制御システムＳの電力変換装置１に加えて、バッテリ１１（ＢＡＴＴ）と、走行駆動用の第１モータ１２（ＭＯＴ）、発電用の第２モータ１３（ＧＥＮ）とを備えている。
バッテリ１１は、バッテリケースと、バッテリケース内に収容される複数のバッテリモジュールとを備えている。バッテリモジュールは、直列に接続される複数のバッテリセルを備えている。バッテリ１１は、電力変換装置１の直流コネクタ１ａに接続される正極端子ＰＢ及び負極端子ＮＢを備えている。正極端子ＰＢ及び負極端子ＮＢは、バッテリケース内において直列に接続される複数のバッテリモジュールの正極端及び負極端に接続されている。

第１モータ１２は、バッテリ１１から供給される電力によって回転駆動力（力行動作）を発生させる。第２モータ１３は、回転軸に入力される回転駆動力によって発電電力を発生させる。ここで、第２モータ１３には、内燃機関ＥＮＧ（図７参照）の回転動力が伝達可能に構成されている。例えば、第１モータ１２及び第２モータ１３の各々は、３相交流のブラシレスＤＣモータである。３相は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相である。第１モータ１２及び第２モータ１３の各々は、インナーロータ型である。図１に示すように、第１モータ１２は、界磁用の永久磁石１２Ａ１を有するロータ１２Ａと、ロータ１２Ａを回転させる回転磁界を発生させるための３相のステータ巻線を有するステータ１２Ｂとを備えている。同様に、第２モータ１３は、界磁用の永久磁石を有するロータと、ロータを回転させる回転磁界を発生させるための３相のステータ巻線を有するステータとを備えている。第１モータ１２の３相のステータ巻線は、電力変換装置１の第１の３相コネクタ１ｂに接続されている。第２モータ１３の３相のステータ巻線は、電力変換装置１の第２の３相コネクタ１ｃに接続されている。

図１０に示す電力変換装置１は、パワーモジュール２１と、リアクトル２２と、コンデンサユニット２３と、抵抗器２４と、第１電流センサ２５と、第２電流センサ２６と、第３電流センサ２７とを備えている。電力変換装置制御システムＳは、電子制御ユニット２８（ＭＯＴ ＧＥＮ ＥＣＵ）と、ゲートドライブユニット２９（Ｇ／Ｄ ＶＣＵ ＥＣＵ）（インバータ制御部２８Ａ７（図２参照））とを備えている。
パワーモジュール２１は、第１電力変換回路部３１と、第２電力変換回路部３２と、第３電力変換回路部３３とを備えている。

第１電力変換回路部３１の出力側導電体（出力バスバー）５１は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相分まとめられて、第１の３相コネクタ１ｂに接続されている。すなわち、第１電力変換回路部３１の出力側導電体５１は、第１の３相コネクタ１ｂを介して第１モータ１２の３相のステータ巻線に接続されている。
第１電力変換回路部３１の正極側導電体（Ｐバスバー）ＰＩは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相分まとめられて、バッテリ１１の正極端子ＰＢに接続されている。
第１電力変換回路部３１の負極側導電体（Ｎバスバー）ＮＩは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相分まとめられて、バッテリ１１の負極端子ＮＢに接続されている。
つまり、第１電力変換回路部３１は、バッテリ１１から第３電力変換回路部３３を介して入力される直流電力を３相交流電力に変換する。

第２電力変換回路部３２の出力側導電体（出力バスバー）５２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相分まとめられて、第２の３相コネクタ１ｃに接続されている。すなわち、第２電力変換回路部３２の出力側導電体５２は、第２の３相コネクタ１ｃを介して第２モータ１３の３相のステータ巻線に接続されている。
第２電力変換回路部３２の正極側導電体（Ｐバスバー）ＰＩは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相分まとめられて、バッテリ１１の正極端子ＰＢと、第１電力変換回路部３１の正極側導電体ＰＩとに接続されている。
第２電力変換回路部３２の負極側導電体（Ｎバスバー）ＮＩは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相分まとめられて、バッテリ１１の負極端子ＮＢと、第２電力変換回路部３２の負極側導電体ＮＩとに接続されている。
第２電力変換回路部３２は、第２モータ１３から入力される３相交流電力を直流電力に変換する。第２電力変換回路部３２によって変換された直流電力は、バッテリ１１及び第１電力変換回路部３１の少なくとも一方に供給することが可能である。

図１０に示す例では、第１電力変換回路部３１のＵ相スイッチング素子ＵＨ、Ｖ相スイッチング素子ＶＨ、Ｗ相スイッチング素子ＷＨ、および、第２電力変換回路部３２のＵ相スイッチング素子ＵＨ、Ｖ相スイッチング素子ＶＨ、Ｗ相スイッチング素子ＷＨが、正極側導電体ＰＩに接続されている。正極側導電体ＰＩは、コンデンサユニット２３の正極バスバー５０ｐに接続されている。
第１電力変換回路部３１のＵ相スイッチング素子ＵＬ、Ｖ相スイッチング素子ＶＬ、Ｗ相スイッチング素子ＷＬ、および、第２電力変換回路部３２のＵ相スイッチング素子ＵＬ、Ｖ相スイッチング素子ＶＬ、Ｗ相スイッチング素子ＷＬが、負極側導電体ＮＩに接続されている。負極側導電体ＮＩは、コンデンサユニット２３の負極バスバー５０ｎに接続されている。

図１０に示す例では、第１電力変換回路部３１のＵ相スイッチング素子ＵＨとＵ相スイッチング素子ＵＬとの接続点ＴＩと、Ｖ相スイッチング素子ＶＨとＶ相スイッチング素子ＶＬとの接続点ＴＩと、Ｗ相スイッチング素子ＷＨとＷ相スイッチング素子ＷＬとの接続点ＴＩとが、出力側導電体５１に接続されている。
第２電力変換回路部３２のＵ相スイッチング素子ＵＨとＵ相スイッチング素子ＵＬとの接続点ＴＩと、Ｖ相スイッチング素子ＶＨとＶ相スイッチング素子ＶＬとの接続点ＴＩと、Ｗ相スイッチング素子ＷＨとＷ相スイッチング素子ＷＬとの接続点ＴＩとは、出力側導電体５２に接続されている。

図１０に示す例では、第１電力変換回路部３１の出力側導電体５１が、第１入出力端子Ｑ１に接続されている。第１入出力端子Ｑ１は、第１の３相コネクタ１ｂに接続されている。第１電力変換回路部３１の各相の接続点ＴＩは、出力側導電体５１、第１入出力端子Ｑ１、及び第１の３相コネクタ１ｂを介して第１モータ１２の各相のステータ巻線に接続されている。
第２電力変換回路部３２の出力側導電体５２は、第２入出力端子Ｑ２に接続されている。第２入出力端子Ｑ２は、第２の３相コネクタ１ｃに接続されている。第２電力変換回路部３２の各相の接続点ＴＩは、出力側導電体５２、第２入出力端子Ｑ２、及び第２の３相コネクタ１ｃを介して第２モータ１３の各相のステータ巻線に接続されている。

図１０に示す例では、第１電力変換回路部３１のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれが、フライホイールダイオードを備えている。
同様に、第２電力変換回路部３２のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれが、フライホイールダイオードを備えている。

図１０に示す例では、ゲートドライブユニット２９（インバータ制御部２８Ａ７（図２参照））が、第１電力変換回路部３１のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれにゲート信号を入力する。
同様に、ゲートドライブユニット２９は、第２電力変換回路部３２のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれにゲート信号を入力する。
第１電力変換回路部３１は、バッテリ１１から第３電力変換回路部３３を介して入力される直流電力を３相交流電力に変換し、第１モータ１２の３相のステータ巻線に交流のＵ相電流、Ｖ相電流、及びＷ相電流を供給する。第２電力変換回路部３２は、第２モータ１３の回転に同期がとられた第２電力変換回路部３２のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれのオン（導通）／オフ（遮断）駆動によって、第２モータ１３の３相のステータ巻線から出力される３相交流電力を直流電力に変換する。

第３電力変換回路部３３は、電圧コントロールユニット（ＶＣＵ）である。第３電力変換回路部３３は、１相分のハイサイドのスイッチング素子Ｓ１と、ローサイドのスイッチング素子Ｓ２とを備えている。

スイッチング素子Ｓ１の正極側の電極は、正極バスバーＰＶに接続されている。正極バスバーＰＶは、コンデンサユニット２３の正極バスバー５０ｐに接続されている。スイッチング素子Ｓ２の負極側の電極は、負極バスバーＮＶに接続されている。負極バスバーＮＶは、コンデンサユニット２３の負極バスバー５０ｎに接続されている。コンデンサユニット２３の負極バスバー５０ｎは、バッテリ１１の負極端子ＮＢに接続されている。スイッチング素子Ｓ１の負極側の電極は、スイッチング素子Ｓ２の正極側の電極に接続されている。スイッチング素子Ｓ１と、スイッチング素子Ｓ２とは、フライホイールダイオードを備えている。

第３電力変換回路部３３のスイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２との接続点を構成するバスバー５３は、リアクトル２２の一端に接続されている。リアクトル２２の他端は、バッテリ１１の正極端子ＰＢに接続されている。リアクトル２２は、コイルと、コイルの温度を検出する温度センサとを備えている。温度センサは、信号線によって電子制御ユニット２８に接続されている。

第３電力変換回路部３３は、ゲートドライブユニット２９からスイッチング素子Ｓ１のゲート電極とスイッチング素子Ｓ２のゲート電極とに入力されるゲート信号に基づき、スイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２とのオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。

第３電力変換回路部３３は、昇圧時において、スイッチング素子Ｓ２がオン（導通）及びスイッチング素子Ｓ１がオフ（遮断）に設定される第１状態と、スイッチング素子Ｓ２がオフ（遮断）及びスイッチング素子Ｓ１がオン（導通）に設定される第２状態とを交互に切り替える。第１状態では、順次、バッテリ１１の正極端子ＰＢ、リアクトル２２、スイッチング素子Ｓ２、バッテリ１１の負極端子ＮＢへと電流が流れ、リアクトル２２が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。第２状態では、リアクトル２２に流れる電流が遮断されることに起因する磁束の変化を妨げるようにしてリアクトル２２の両端間に起電圧（誘導電圧）が発生する。リアクトル２２に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧はバッテリ電圧に重畳されて、バッテリ１１の端子間電圧よりも高い昇圧電圧が第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶと負極バスバーＮＶとの間に印加される。

第３電力変換回路部３３は、回生時において、第２状態と、第１状態とを交互に切り替える。第２状態では、順次、第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ、スイッチング素子Ｓ１、リアクトル２２、バッテリ１１の正極端子ＰＢへと電流が流れ、リアクトル２２が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。第１状態では、リアクトル２２に流れる電流が遮断されることに起因する磁束の変化を妨げるようにしてリアクトル２２の両端間に起電圧（誘導電圧）が発生する。リアクトル２２に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧は降圧されて、第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶ間の電圧よりも低い降圧電圧がバッテリ１１の正極端子ＰＢと負極端子ＮＢとの間に印加される。

コンデンサユニット２３は、第１平滑コンデンサ４１と、第２平滑コンデンサ４２と、ノイズフィルタ４３と、を備えている。

第１平滑コンデンサ４１は、バッテリ１１の正極端子ＰＢと負極端子ＮＢとの間に接続されている。第１平滑コンデンサ４１は、第３電力変換回路部３３の回生時におけるスイッチング素子Ｓ１及びスイッチング素子Ｓ２のオン／オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。
第２平滑コンデンサ４２は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の正極側導電体ＰＩ及び負極側導電体ＮＩ間、並びに第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶ間に接続されている。第２平滑コンデンサ４２は、正極バスバー５０ｐ及び負極バスバー５０ｎを介して、複数の正極側導電体ＰＩ及び負極側導電体ＮＩ、並びに正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶに接続されている。第２平滑コンデンサ４２は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれのオン／オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。第２平滑コンデンサ４２は、第３電力変換回路部３３の昇圧時におけるスイッチング素子Ｓ１及びスイッチング素子Ｓ２のオン／オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。

ノイズフィルタ４３は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の正極側導電体ＰＩ及び負極側導電体ＮＩ間、並びに第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶ間に接続されている。ノイズフィルタ４３は、直列に接続される２つのコンデンサを備えている。２つのコンデンサの接続点は、車両１０のボディグラウンド等に接続されている。
抵抗器２４は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の正極側導電体ＰＩ及び負極側導電体ＮＩ間、並びに第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶ間に接続されている。

第１電流センサ２５は、第１電力変換回路部３１の各相の接続点ＴＩを成し、第１入出力端子Ｑ１と接続される出力側導電体５１に配置され、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各々の電流を検出する。第２電流センサ２６は、第２電力変換回路部３２の各相の接続点ＴＩを成すとともに第２入出力端子Ｑ２と接続される出力側導電体５２に配置され、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各々の電流を検出する。第３電流センサ２７は、スイッチング素子Ｓ１及びスイッチング素子Ｓ２の接続点を成すとともにリアクトル２２と接続されるバスバー５３に配置され、リアクトル２２に流れる電流を検出する。
第１電流センサ２５、第２電流センサ２６、及び第３電流センサ２７の各々は、信号線によって電子制御ユニット２８に接続されている。

電子制御ユニット２８は、第１モータ１２及び第２モータ１３の各々の動作を制御する。例えば、電子制御ユニット２８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵ等のプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、及びタイマー等の電子回路を備えるＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。なお、電子制御ユニット２８の少なくとも一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路であってもよい。例えば、電子制御ユニット２８は、第１電流センサ２５の電流検出値と第１モータ１２に対するトルク指令値に応じた電流目標値とを用いる電流のフィードバック制御等を実行し、ゲートドライブユニット２９（インバータ制御部２８Ａ７（図２参照））に入力する制御信号を生成する。例えば、電子制御ユニット２８は、第２電流センサ２６の電流検出値と第２モータ１３に対する回生指令値に応じた電流目標値とを用いる電流のフィードバック制御等を実行し、ゲートドライブユニット２９に入力する制御信号を生成する。制御信号は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれをオン（導通）／オフ（遮断）駆動するタイミングを示す信号である。例えば、制御信号は、パルス幅変調された信号等である。

ゲートドライブユニット２９（インバータ制御部２８Ａ７（図２参照））は、電子制御ユニット２８から受け取る制御信号に基づいて、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれを実際にオン（導通）／オフ（遮断）駆動するためのゲート信号を生成する。例えば、ゲートドライブユニット２９は、制御信号の増幅及びレベルシフト等を実行して、ゲート信号を生成する。
ゲートドライブユニット２９は、第３電力変換回路部３３のスイッチング素子Ｓ１及びスイッチング素子Ｓ２の各々をオン（導通）／オフ（遮断）駆動するためのゲート信号を生成する。例えば、ゲートドライブユニット２９は、第３電力変換回路部３３の昇圧時における昇圧電圧指令又は第３電力変換回路部３３の回生時における降圧電圧指令に応じたデューティー比のゲート信号を生成する。デューティー比は、スイッチング素子Ｓ１及びスイッチング素子Ｓ２の比率である。

図１０に示す例では、第１実施形態の電力変換装置制御システムＳまたは第２実施形態のモータシステムＭＳが車両１０に適用されるが、他の例では、例えばエレベータ、ポンプ、ファン、鉄道車両、空気調和機、冷蔵庫、洗濯機などのような車両１０以外のものに対して第１実施形態の電力変換装置制御システムＳまたは第２実施形態のモータシステムＭＳを適用してもよい。

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Ｓ…電力変換装置制御システム、１…電力変換装置、１０…車両、１１…バッテリ、１２…モータ、１２Ａ…ロータ、１２Ａ１…永久磁石、１２Ｂ…ステータ、１２Ｃ…位置検出器、１３…モータ、２５…電流センサ、２８…電子制御ユニット、２８Ａ…制御部、２８Ａ１…電流指令算出部、２８Ａ２…電流変換部、２８Ａ３…減算器、２８Ａ４…減算器、２８Ａ５…電圧指令算出部、２８Ａ６…電圧変換部、２８Ａ７…インバータ制御部、２８Ａ８…温度算出部、２８Ｂ…モータ回転数算出部、２８Ｃ…記憶部、ＴＳ…温度検出部、ＭＳ…モータシステム、ＣＳ…複合システム、ＥＮＧ…内燃機関、ＷＬ…車輪、ＣＴ…クラッチ

Claims (5)

1. 回転電機に電力を供給する電力変換装置と、
   前記電力変換装置を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記回転電機が有する永久磁石の温度が所定の閾値よりも高い場合に、
   前記電力変換装置のキャリア周波数が前記回転電機の回転数に比例する同期制御によって前記電力変換装置を制御し、
   前記永久磁石の温度が前記所定の閾値以下の場合に、
   前記電力変換装置のキャリア周波数が前記回転電機の回転数に比例しない非同期制御によって前記電力変換装置を制御する、
   電力変換装置制御システム。
2. 請求項１に記載の電力変換装置制御システムと、前記回転電機としての走行駆動用モータと、発電用モータとを備え、
   前記制御装置は、前記走行駆動用モータに電力を供給する前記電力変換装置を、前記同期制御と前記非同期制御とによって制御する、
   モータシステム。
3. 請求項１に記載の電力変換装置制御システムと、前記回転電機と、内燃機関とを備え、
   前記内燃機関が運転している場合には、前記永久磁石の温度が前記所定の閾値以下の場合であっても、前記制御装置が、前記同期制御による前記電力変換装置の制御を許可する、
   複合システム。
4. 請求項１に記載の電力変換装置制御システムと、前記回転電機と、内燃機関とを備え、
   前記内燃機関の回転数が所定回転数以上である場合には、前記永久磁石の温度が前記所定の閾値以下の場合であっても、前記制御装置が、前記同期制御による前記電力変換装置の制御を許可する、
   複合システム。
5. 前記電力変換装置制御システムが車両に搭載され、
   前記回転電機は、前記車両の駆動走行用であり、
   前記車両の走行速度が所定速度以上である場合には、前記永久磁石の温度が前記所定の閾値以下の場合であっても、前記制御装置が、前記同期制御による前記電力変換装置の制御を許可する、
   請求項１に記載の電力変換装置制御システム。

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