JP2021090238A - Control device - Google Patents

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To provide a control device capable of making a temperature of a rotary electric machine rise in the case where it is determined that the temperature of the rotary electric machine is lower than a reference temperature.SOLUTION: The present invention relates to a control device applied to a rotary electric machine system comprising a battery, an inverter connected to the battery and a rotary electric machine which is connected to the inverter and performs input/output of power with the battery via the inverter. The control device comprises: a temperature determination section which determines whether or not a temperature of the rotary electric machine is lower than a reference temperature; and a setting section by which, in the case where it is determined by the temperature determination section that the temperature is lower, a current command value of the inverter is set in such a manner that a magnitude of a current vector to flow to the rotary electric machine becomes greater than that in the case where it is determined that the temperature is not lower.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、回転電機を含む回転電機システムの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a rotary electric machine system including a rotary electric machine.

従来、直流電源と、直流電源に接続されるインバータと、インバータに接続され、インバータを介して直流電源との間で電力の入出力を行う交流電動機と、を備える制御システムが知られている（例えば、特許文献１）。この制御システムでは、交流電動機の駆動時に、交流電動機の温度が基準温度よりも低い場合に、高い場合と比較して、インバータの制御に用いるキャリア信号のキャリア周波数を相対的に低く設定する。これにより、交流電動機に流れる電流のリプル電流を大きくすることができ、渦電流増加により交流電動機の温度を上昇させることができる。 Conventionally, a control system including a DC power supply, an inverter connected to the DC power supply, and an AC motor connected to the inverter and input / output power to / from the DC power supply via the inverter is known ( For example, Patent Document 1). In this control system, when the temperature of the AC motor is lower than the reference temperature when the AC motor is driven, the carrier frequency of the carrier signal used for controlling the inverter is set relatively lower than when the temperature is higher than the reference temperature. As a result, the ripple current of the current flowing through the AC motor can be increased, and the temperature of the AC motor can be raised by increasing the eddy current.

特開２００９−１８９１８１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-189181

制御システムでは、コアレスモータ等のインダクタンスの低い交流電動機が用いられることがある。インダクタンスが低い交流電動機において、インバータのキャリア周波数が低く設定されると、交流電動機に流れる電流の制御性が悪化するおそれがある。また、キャリア周波数が低く設定された結果、キャリア周波数と直流電源及びコンデンサ間の共振周波数とが近接し、交流電動機を適正に駆動できないおそれもある。したがって、交流電動機などの回転電機の温度が基準温度よりも低いと判定された場合に、回転電機の温度を上昇させる技術については、未だ改善の余地があると考えられる。 In the control system, an AC motor having a low inductance such as a coreless motor may be used. In an AC motor with low inductance, if the carrier frequency of the inverter is set low, the controllability of the current flowing through the AC motor may deteriorate. Further, as a result of setting the carrier frequency low, the carrier frequency and the resonance frequency between the DC power supply and the capacitor may be close to each other, and the AC motor may not be driven properly. Therefore, it is considered that there is still room for improvement in the technique for raising the temperature of the rotary electric machine when it is determined that the temperature of the rotary electric machine such as an AC motor is lower than the reference temperature.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転電機の温度が基準温度よりも低いと判定された場合に、回転電機の温度を上昇させることができる制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a control device capable of raising the temperature of a rotary electric machine when it is determined that the temperature of the rotary electric machine is lower than the reference temperature. To do.

上記課題を解決するための第１の手段は、蓄電装置と、前記蓄電装置に接続されるインバータと、前記インバータに接続され、前記インバータを介して前記蓄電装置との間で電力の入出力を行う回転電機と、を備える回転電機システムに適用される制御装置であって、前記回転電機の温度が基準温度よりも低いか否かを判定する温度判定部と、前記温度判定部により低いと判定された場合に、低くないと判定された場合に比べて前記回転電機に流れる電流ベクトルの大きさが大きくなるように前記インバータの電流指令値を設定する設定部と、を備える。 The first means for solving the above-mentioned problems is to input and output electric power between the power storage device, the inverter connected to the power storage device, and the power storage device connected to the inverter and the power storage device via the inverter. A control device applied to a rotary electric machine system including a rotary electric machine for performing the operation, wherein the temperature determination unit determines whether or not the temperature of the rotary electric machine is lower than the reference temperature, and the temperature determination unit determines that the temperature is lower. When this is done, a setting unit for setting the current command value of the inverter so that the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine becomes larger than that when it is determined that the value is not low is provided.

この構成では、回転電機の温度が基準温度よりも低いと判定された場合に、低くないと判定された場合に比べて、回転電機に流れる電流ベクトルの大きさが大きくなるようにインバータの電流指令値が設定される。これにより、巻線の銅損増加を増加させることができ、回転電機の温度を上昇させることができる。 In this configuration, when it is determined that the temperature of the rotating electric machine is lower than the reference temperature, the current command of the inverter is set so that the magnitude of the current vector flowing through the rotating electric machine becomes larger than when it is determined that the temperature of the rotating electric machine is not low. The value is set. As a result, the increase in copper loss of the winding can be increased, and the temperature of the rotary electric machine can be raised.

第２の手段では、前記蓄電装置の電圧を、前記回転電機に印加される電圧の電圧制限値とする場合に、前記回転電機のｄｑ座標系において前記回転電機に流れるｄ，ｑ軸電流により規定される楕円が電圧制限楕円とされており、前記設定部は、前記温度判定部により低いと判定された場合に、前記インバータの電流指令値を、前記ｄｑ座標系において前記回転電機の目標トルクと等しいトルクとなる座標を結んだ等トルク線と前記電圧制限楕円との交点のうち、弱め界磁用の前記ｄ軸電流が小さくなる側の減少側交点の電流指令値に設定する。 In the second means, when the voltage of the power storage device is set as the voltage limit value of the voltage applied to the rotary electric machine, it is defined by the d, q-axis current flowing through the rotary electric machine in the dq coordinate system of the rotary electric machine. The ellipse is a voltage limiting ellipse, and when the temperature determination unit determines that the current command value of the inverter is low, the setting unit sets the current command value of the inverter as the target torque of the rotary electric machine in the dq coordinate system. It is set to the current command value of the decreasing side intersection on the side where the d-axis current for weakening field becomes smaller among the intersections of the equal torque line connecting the coordinates having equal torque and the voltage limiting ellipse.

回転電機の巻線に流れる電流ベクトルの大きさを大きくする場合、電流ベクトルは電圧制限楕円内において大きくすることができる。この場合に、電圧制限楕円内に存在する目標トルクの等トルク線上において、弱め界磁用のｄ軸電流を大きくする側又は小さくする側に設定することで、回転電機の出力トルクを目標トルクに維持しつつ、回転電機の巻線に流れる電流ベクトルの大きさを大きくできる。 When increasing the magnitude of the current vector flowing through the winding of the rotary electric machine, the current vector can be increased within the voltage limiting ellipse. In this case, the output torque of the rotary electric machine can be set to the target torque by setting the d-axis current for weakening field to be larger or smaller on the equal torque line of the target torque existing in the voltage limiting ellipse. While maintaining it, the magnitude of the current vector flowing through the winding of the rotary electric machine can be increased.

この点、第２の手段では、回転電機の巻線に流れる電流ベクトルの大きさを大きくする場合に、等トルク線上において弱め界磁用のｄ軸電流を小さくする側に設定する。これにより、キャリア信号の振幅に対する回転電機への電圧指令値の比で示される電圧利用率を上昇させて回転電機の昇温効果を高めつつ、インバータについては、スイッチング損減少により回転電機のように昇温を図ることなく発熱を抑制できる。 In this respect, in the second means, when increasing the magnitude of the current vector flowing through the winding of the rotary electric machine, it is set to the side where the d-axis current for field weakening is reduced on the equal torque line. As a result, the voltage utilization rate indicated by the ratio of the voltage command value to the rotary electric machine to the amplitude of the carrier signal is increased to enhance the temperature rise effect of the rotary electric machine, while the inverter is similar to the rotary electric machine due to the reduction of switching loss. Heat generation can be suppressed without raising the temperature.

また、第２の手段では、等トルク線上において弱め界磁用のｄ軸電流を小さくする側に設定する場合において、その端点である減少側交点の電流指令値に設定する。これにより、弱め界磁用のｄ軸電流を小さくする側に設定する場合において、回転電機の巻線に流れる電流ベクトルの大きさを最も大きくすることができ、回転電機の温度を早期に上昇させることができる。 Further, in the second means, when the d-axis current for field weakening is set to be reduced on the equal torque line, it is set to the current command value at the intersection on the decreasing side, which is the end point thereof. As a result, when the d-axis current for the field weakening is set to the side to be reduced, the magnitude of the current vector flowing through the winding of the rotating electric machine can be maximized, and the temperature of the rotating electric machine is raised at an early stage. be able to.

第３の手段では、前記蓄電装置の電圧を、前記回転電機に印加される電圧の電圧制限値とする場合に、前記回転電機のｄｑ座標系において前記回転電機に流れるｄ，ｑ軸電流により規定される楕円が電圧制限楕円とされており、前記設定部は、前記温度判定部により低いと判定された場合に、前記インバータの電流指令値を、前記ｄｑ座標系において前記回転電機の目標トルクと等しいトルクとなる座標を結んだ等トルク線と前記電圧制限楕円との交点のうち、弱め界磁用の前記ｄ軸電流が大きくなる側の増加側交点の電流指令値に設定する。 In the third means, when the voltage of the power storage device is set as the voltage limit value of the voltage applied to the rotary electric machine, it is defined by the d, q-axis current flowing through the rotary electric machine in the dq coordinate system of the rotary electric machine. The ellipse is a voltage limiting ellipse, and when the temperature determination unit determines that the current command value of the inverter is low, the setting unit sets the current command value of the inverter as the target torque of the rotary electric machine in the dq coordinate system. It is set to the current command value of the increasing side intersection on the side where the d-axis current for weakening field becomes large among the intersections of the equal torque line connecting the coordinates having equal torque and the voltage limiting ellipse.

等トルク線と電圧制限楕円との交点として、弱め界磁用のｄ軸電流を大きくする側の増加側交点と弱め界磁用のｄ軸電流を小さくする側の減少側交点とが存在する。第３の手段では、電流指令値を設定する際に、増加側交点と減少側交点のうち、増加側交点の電流指令値に設定する。増加側交点の電流指令値により回転電機の巻線に流れる電流ベクトルの大きさは、減少側交点の電流指令値により回転電機の巻線に流れる電流ベクトルの大きさよりも大きい。これにより、巻線の銅損を好適に増加させることができ、回転電機の温度を早期に上昇させることができる。 As the intersection of the equal torque line and the voltage limiting ellipse, there is an increasing side intersection on the side where the d-axis current for weakening field is increased and a decreasing side intersection on the side where the d-axis current for weakening field is decreasing. In the third means, when setting the current command value, it is set to the current command value of the increasing side intersection among the increasing side intersection and the decreasing side intersection. The magnitude of the current vector flowing through the winding of the rotating electric machine due to the current command value at the increasing side intersection is larger than the magnitude of the current vector flowing through the winding of the rotating electric machine due to the current command value at the decreasing side intersection. As a result, the copper loss of the winding can be suitably increased, and the temperature of the rotary electric machine can be raised at an early stage.

第４の手段では、前記回転電機システムは、前記蓄電装置の電圧を昇圧して前記インバータに供給するとともに、前記蓄電装置の電圧に対する前記インバータに供給される電圧の比である昇圧比を変更可能な昇圧回路を備えており、前記温度判定部により低いと判定される前の前記回転電機の出力トルクを低下前トルクとし、前記温度判定部により低いと判定される前の前記昇圧比を低下前昇圧比とする場合、前記温度判定部により低いと判定されたときに、前記昇圧比を前記低下前昇圧比から下げても、前記回転電機の出力トルクを前記低下前トルクに維持できるか否かを判定する維持判定部を備え、前記設定部は、前記維持判定部により前記低下前トルクに維持できると判定された場合に、前記昇圧比を前記低下前昇圧比から下げつつ、前記回転電機の出力トルクを前記低下前トルクに維持し、かつ前記回転電機に流れる電流ベクトルの大きさが大きくなるように前記インバータの電流指令値を設定する。 In the fourth means, the rotary electric machine system can boost the voltage of the power storage device and supply it to the inverter, and can change the boost ratio, which is the ratio of the voltage supplied to the inverter to the voltage of the power storage device. The output torque of the rotary electric machine before it is determined to be low by the temperature determination unit is set as the pre-decrease torque, and the boost ratio before it is determined to be low by the temperature determination unit is before the decrease. In the case of a step-up ratio, whether or not the output torque of the rotary electric machine can be maintained at the pre-decrease torque even if the step-up ratio is lowered from the pre-decrease boost ratio when the temperature determination unit determines that the voltage is low. The setting unit is provided with a maintenance determination unit for determining, and when the maintenance determination unit determines that the pre-decrease torque can be maintained, the step-up ratio of the rotary electric machine is reduced from the pre-decrease boost ratio. The current command value of the transformer is set so that the output voltage is maintained at the pre-decrease torque and the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine becomes large.

この構成では、回転電機の温度が基準温度よりも低いと判定された場合に、インバータの電流指令値を変更する。この場合において、上記構成では、昇圧回路の昇圧比を低下前昇圧比から下げても、回転電機の出力トルクを低下前トルクに維持できるか否かを判定する。そして、維持できる場合には昇圧回路の昇圧比を低下前昇圧比から下げつつ、回転電機の出力トルクを低下前トルクに維持し、かつ回転電機に流れる電流ベクトルの大きさが大きくなるようにする。これにより、回転電機の温度を上昇させることができるとともに、昇圧回路の発熱を抑制できる。 In this configuration, when it is determined that the temperature of the rotary electric machine is lower than the reference temperature, the current command value of the inverter is changed. In this case, in the above configuration, it is determined whether or not the output torque of the rotary electric machine can be maintained at the pre-decrease torque even if the boost ratio of the booster circuit is lowered from the pre-decrease boost ratio. Then, if it can be maintained, the boost ratio of the booster circuit is lowered from the boost ratio before the reduction, the output torque of the rotary electric machine is maintained at the torque before the reduction, and the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine is increased. .. As a result, the temperature of the rotary electric machine can be raised and the heat generation of the booster circuit can be suppressed.

第５の手段では、ｎ相（ｎは２以上の自然数）の巻線を有する回転電機と、前記回転電機との間で電力の入出力を行う蓄電装置と、を備える回転電機システムに適用される制御装置であって、前記回転電機システムは、前記蓄電装置に接続され、直列接続された上アームスイッチと下アームスイッチとを相毎に有し、それら上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が前記回転電機を構成する各相の巻線の両端のうち第１端に接続される第１インバータと、前記蓄電装置に接続され、直列接続された上アームスイッチと下アームスイッチとを有し、上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が前記各相の巻線の両端のうち第２端に接続される第２インバータと、前記第１インバータの高電位側と前記第２インバータの高電位側とを接続する高電位側接続線と、前記第１インバータの低電位側と前記第２インバータの低電位側とを接続する低電位側接続線と、を備え、前記回転電機の温度が基準温度よりも低いか否かを判定する温度判定部と、前記温度判定部により低いと判定された場合に、前記巻線に流れる電流が、前記巻線に流す電流に含まれる基本波に、前記基本波のｎ×（２ｋ−１）次の高調波（ｋは自然数）を重畳した重畳波となるように前記第１インバータ及び前記第２インバータの電流指令値を設定する設定部と、を備える。 The fifth means is applied to a rotary electric machine system including a rotary electric machine having n-phase (n is a natural number of 2 or more) windings and a power storage device for inputting and outputting electric current between the rotary electric machines. The rotary electric machine system is connected to the power storage device and has an upper arm switch and a lower arm switch connected in series for each phase, and the upper arm switch and the lower arm switch are connected to each other. The point has a first inverter connected to the first end of both ends of the windings of each phase constituting the rotary electric machine, and an upper arm switch and a lower arm switch connected to the power storage device and connected in series. Then, the connection point between the upper arm switch and the lower arm switch is connected to the second end of the winding ends of the respective phases, and the high potential side of the first inverter and the second inverter. A high-potential side connecting line connecting the high-potential side and a low-potential side connecting line connecting the low-potential side of the first inverter and the low-potential side of the second inverter are provided, and the temperature of the rotary electric machine is provided. The temperature determination unit that determines whether or not is lower than the reference temperature, and when the temperature determination unit determines that the current is lower than the reference temperature, the current flowing through the winding is the fundamental wave included in the current flowing through the winding. , A setting unit that sets the current command values of the first inverter and the second inverter so as to be a superposed wave in which the n × (2k-1) next harmonic (k is a natural number) of the fundamental wave is superimposed. To be equipped with.

この構成では、回転電機の温度が基準温度よりも低いと判定された場合に、インバータの電流指令値を設定する。この場合において、上記構成では、回転電機を構成する各相の巻線に流れる電流が、巻線に流す電流に含まれる基本波に、この基本波のｎ×（２ｋ−１）次の高調波（ｋは自然数）を重畳した重畳波となるように電流指令値を設定する。これにより、回転電機の巻線が生成する磁束を、高調波に基づいて脈動させることができ、巻線に発生する渦電流により回転電機の温度を上昇させることができる。 In this configuration, when it is determined that the temperature of the rotary electric machine is lower than the reference temperature, the current command value of the inverter is set. In this case, in the above configuration, the current flowing through the windings of each phase constituting the rotary electric machine is the n × (2k-1) -order harmonic of this fundamental wave to the fundamental wave included in the current flowing through the windings. The current command value is set so as to be a superimposed wave in which (k is a natural number) is superimposed. As a result, the magnetic flux generated by the winding of the rotating electric machine can be pulsated based on the harmonics, and the temperature of the rotating electric machine can be raised by the eddy current generated in the winding.

第６の手段では、前記設定部は、前記回転電機に対する指令電圧及びキャリア信号に基づいて前記電流指令値を設定し、前記キャリア信号の周波数と前記回転電機のインダクタンスとに基づいて、前記高調波の次数を決定する。 In the sixth means, the setting unit sets the current command value based on the command voltage and the carrier signal for the rotary electric machine, and the harmonic is based on the frequency of the carrier signal and the inductance of the rotary electric machine. Determine the order of.

基本波に重畳する高調波の次数は、回転電機の巻線がｎ相の場合、ｎの奇数倍であれば回転電機に高調波の電流成分が流れ続ける。一方、キャリア信号の周波数や回転電機のインダクタンスによっては、この高調波の電流成分により不具合が生じることがある。第６の手段では、高調波の次数をｎの奇数倍とした上で、その具体的な次数をキャリア信号の周波数と回転電機のインダクタンスとに基づいて決定する。そのため、回転電機に適正な高調波の電流成分を流すことができる。 If the order of the harmonics superimposed on the fundamental wave is an odd multiple of n when the winding of the rotating electric machine is n-phase, the current component of the harmonic continues to flow in the rotating electric machine. On the other hand, depending on the frequency of the carrier signal and the inductance of the rotating electric machine, a problem may occur due to the current component of this harmonic. In the sixth means, the order of the harmonics is set to an odd multiple of n, and the specific order is determined based on the frequency of the carrier signal and the inductance of the rotating electric machine. Therefore, an appropriate harmonic current component can be passed through the rotating electric machine.

第７の手段では、蓄電装置と、前記蓄電装置に接続されるインバータと、前記インバータに接続され、前記インバータを介して前記蓄電装置との間で電力の入出力を行う回転電機と、前記回転電機のロータの回転を車両の駆動輪に伝達する動力伝達機構と、を備える回転電機システムに適用される制御装置であって、前記動力伝達機構は、前記ロータの回転を所定の変速比で変速して前記駆動輪に伝達するとともに、前記変速比を変更可能な変速機を備えており、前記回転電機の温度が基準温度よりも低いか否かを判定する温度判定部と、前記温度判定部により低いと判定された場合に、低下判定前の前記車両の速度及び駆動力を維持しつつ、前記回転電機の回転速度が前記低下判定前よりも低くなるように前記変速比及び前記インバータの電流指令値を設定する設定部と、を備える。 In the seventh means, a power storage device, an inverter connected to the power storage device, a rotary electric machine connected to the inverter and inputting / outputting electric power to / from the power storage device via the inverter, and the rotation A control device applied to a rotary electric system including a power transmission mechanism for transmitting the rotation of an electric rotor to a drive wheel of a vehicle, wherein the power transmission mechanism shifts the rotation of the rotor at a predetermined gear ratio. A temperature determination unit that determines whether or not the temperature of the rotary electric machine is lower than the reference temperature, and the temperature determination unit, which are provided with a transmission that can transmit the power to the drive wheels and change the gear ratio, and the temperature determination unit. When it is determined to be lower, the gear ratio and the current of the inverter are maintained so that the rotation speed of the rotating electric machine is lower than that before the reduction determination while maintaining the speed and driving force of the vehicle before the reduction determination. It is provided with a setting unit for setting a command value.

この構成では、回転電機の温度が基準温度よりも低下したと判定された場合に、変速機の変速比を設定するとともに、インバータの電流指令値を設定する。この場合において、上記構成では、低下判定前の車両の速度及び駆動力を維持しつつ、回転電機の回転速度が低下判定前よりも低くなるようにする。回転電機の回転速度が低下することで、回転電機の冷却性能が低下する。また、回転電機の回転速度が低下することで、回転電機の出力トルクが上昇し、回転電機の発熱量が増加する。これにより、回転電機の温度を上昇させることができる。 In this configuration, when it is determined that the temperature of the rotary electric machine is lower than the reference temperature, the gear ratio of the transmission is set and the current command value of the inverter is set. In this case, in the above configuration, the rotational speed of the rotary electric machine is set to be lower than that before the decrease determination while maintaining the speed and driving force of the vehicle before the decrease determination. As the rotation speed of the rotary electric machine decreases, the cooling performance of the rotary electric machine deteriorates. Further, as the rotation speed of the rotary electric machine decreases, the output torque of the rotary electric machine increases, and the amount of heat generated by the rotary electric machine increases. As a result, the temperature of the rotary electric machine can be raised.

第８の手段では、前記回転電機の回転速度を前記低下判定前よりも低く設定した場合に、前記回転電機に流れる電流ベクトルの大きさが前記低下判定前よりも小さくなるか否かを判定し、小さくなると判定された場合に、前記低下判定前よりも低く設定することを禁止する禁止部を備える。 In the eighth means, when the rotation speed of the rotary electric machine is set lower than that before the decrease determination, it is determined whether or not the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine is smaller than that before the decrease determination. , When it is determined that the value becomes smaller, the prohibition unit for prohibiting the setting to be lower than that before the decrease determination is provided.

回転電機の回転速度を低く設定することによる回転電機の昇温効果は、回転電機に流れる電流ベクトルの大きさが小さくなることによる回転電機の降温効果よりも小さい。第８の手段では、回転電機の回転速度を低く設定した場合に、回転電機に流れる電流ベクトルの大きさが低下判定前よりも小さくなる場合には、この設定を禁止する。これにより、回転電機の温度が低下することを抑制できる。 The effect of raising the temperature of the rotary electric machine by setting the rotation speed of the rotary electric machine to be low is smaller than the effect of lowering the temperature of the rotary electric machine by reducing the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine. In the eighth means, when the rotation speed of the rotary electric machine is set low and the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine is smaller than that before the determination of decrease, this setting is prohibited. As a result, it is possible to prevent the temperature of the rotary electric machine from dropping.

第１実施形態の回転電機システムの全体構成図。The whole block diagram of the rotary electric machine system of 1st Embodiment. 回転電機の温度と逆起電力との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the temperature of a rotary electric machine and the counter electromotive force. 第１実施形態の設定処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the setting process of 1st Embodiment. 第１実施形態の電流指令値の設定変更を示す図。The figure which shows the setting change of the current command value of 1st Embodiment. 最小電流点と減少側交点におけるインバータの各スイッチの状態の推移を示す図。The figure which shows the transition of the state of each switch of the inverter at the minimum current point and the reduction side intersection. 回転電機の始動時における回転電機の温度の推移を示す図。The figure which shows the transition of the temperature of a rotary electric machine at the time of starting of a rotary electric machine. 第１実施形態の変形例における電流指令値の設定変更を示す図。The figure which shows the setting change of the current command value in the modification of 1st Embodiment. 第２実施形態の回転電機システムの全体構成図。The whole block diagram of the rotary electric machine system of 2nd Embodiment. 第２実施形態の設定処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the setting process of 2nd Embodiment. 第２実施形態の電流指令値の設定変更を示す図。The figure which shows the setting change of the current command value of 2nd Embodiment. 第３実施形態の回転電機システムの全体構成図。The whole block diagram of the rotary electric machine system of 3rd Embodiment. 制御装置の一部の回路構成を示す図。The figure which shows the circuit structure of a part of a control device. 第３実施形態の設定処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the setting process of 3rd Embodiment. 基本波、高調波、及び重畳波の関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between fundamental waves, harmonics, and superimposed waves. 回転電機の巻線が生成する磁束の推移を示す図。The figure which shows the transition of the magnetic flux generated by the winding of a rotary electric machine. 第３実施形態の変形例における回転電機システムの全体構成図。FIG. 5 is an overall configuration diagram of a rotary electric machine system in a modified example of the third embodiment. 第４実施形態の回転電機システムの全体構成図。The overall block diagram of the rotary electric machine system of 4th Embodiment. 第４実施形態の設定処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the setting process of 4th Embodiment. 車両の速度と駆動力との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the speed of a vehicle and a driving force. 回転電機の電気角速度と出力トルクとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between the electric angular velocity and the output torque of a rotary electric machine. 回転電機の電気角速度と冷却性能との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the electric angular velocity of a rotary electric machine, and cooling performance. 回転電機の電気角速度と出力トルクとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between the electric angular velocity and the output torque of a rotary electric machine.

（第１実施形態）
以下、本発明に係る回転電機の制御装置を、車載の回転電機システム１００に適用した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 (First Embodiment)
Hereinafter, an embodiment in which the rotary electric machine control device according to the present invention is applied to the in-vehicle rotary electric machine system 100 will be described with reference to the drawings.

図１に示すように、本実施形態に係る回転電機システム１００は、回転電機１０と、インバータ２０と、蓄電装置としてのバッテリ４０と、回転電機１０を制御対象とする制御装置５０と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the rotary electric machine system 100 according to the present embodiment includes a rotary electric machine 10, an inverter 20, a battery 40 as a power storage device, and a control device 50 for controlling the rotary electric machine 10. ing.

回転電機１０は、力行駆動及び回生駆動の機能を有し、具体的には、ＭＧ（Motor Generator）である。回転電機１０は、バッテリ４０との間で電力の入出力を行うものである。具体的には、力行駆動時には、バッテリ４０から入力される電力により駆動し、車両に推進力を付与し、回生駆動時には、車両の減速エネルギを用いて発電を行い、バッテリ４０に電力を出力する。 The rotary electric machine 10 has functions of power running drive and regenerative drive, and specifically, is an MG (Motor Generator). The rotary electric machine 10 inputs and outputs electric power to and from the battery 40. Specifically, during power running, the vehicle is driven by the electric power input from the battery 40 to give propulsive force to the vehicle, and during regenerative driving, power is generated using the deceleration energy of the vehicle and the electric power is output to the battery 40. ..

回転電機１０は、ロータ１１とステータ１３とを備える。ロータ１１には、界磁を行う永久磁石１２が設けられている。つまり、回転電機１０は、永久磁石界磁型回転電機である。永久磁石１２は、例えばネオジム磁石やフェライト磁石である。ステータ１３は、星形結線された３相の巻線１４を有する。巻線１４は、Ｕ相、Ｖ相、及び、Ｗ相の各相に対応した多相巻線である。ロータ１１は、車両の駆動輪と動力伝達が可能なように接続されている。本実施形態において、回転電機１０は同期機である。 The rotary electric machine 10 includes a rotor 11 and a stator 13. The rotor 11 is provided with a permanent magnet 12 that performs field magnetization. That is, the rotary electric machine 10 is a permanent magnet field type rotary electric machine. The permanent magnet 12 is, for example, a neodymium magnet or a ferrite magnet. The stator 13 has a three-phase winding 14 connected in a star shape. The winding 14 is a multi-phase winding corresponding to each of the U-phase, V-phase, and W-phase. The rotor 11 is connected to the drive wheels of the vehicle so as to be capable of power transmission. In the present embodiment, the rotary electric machine 10 is a synchronous machine.

回転電機１０の各相の巻線１４の一端は、インバータ２０に接続されており、インバータ２０を介してバッテリ４０に接続されている。バッテリ４０は、充放電可能な蓄電池であり、例えば複数のリチウムイオン蓄電池が直列接続された組電池である。なお、バッテリ４０は、他の種類の蓄電池であってもよい。 One end of the winding 14 of each phase of the rotary electric machine 10 is connected to the inverter 20 and is connected to the battery 40 via the inverter 20. The battery 40 is a rechargeable and dischargeable storage battery, for example, an assembled battery in which a plurality of lithium ion storage batteries are connected in series. The battery 40 may be another type of storage battery.

インバータ２０は、高電位側のスイッチング素子である上アームスイッチ２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）、及び低電位側のスイッチング素子である下アームスイッチ２３（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）の直列接続体が、並列に接続されて構成されている。各相において、上アームスイッチ２２と下アームスイッチ２３の接続点には、巻線１４の一端が接続されている。なお、本実施形態では、スイッチ２２，２３として、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的にはＩＧＢＴを用いている。各スイッチ２２，２３には、フリーホイールダイオード２４が逆並列にそれぞれ接続されている。 In the inverter 20, a series connection of an upper arm switch 22 (22A, 22B, 22C) which is a switching element on the high potential side and a lower arm switch 23 (23A, 23B, 23C) which is a switching element on the low potential side is formed. It is configured by being connected in parallel. In each phase, one end of the winding 14 is connected to the connection point between the upper arm switch 22 and the lower arm switch 23. In this embodiment, voltage-controlled semiconductor switching elements are used as switches 22 and 23, and more specifically, IGBTs are used. Freewheel diodes 24 are connected in antiparallel to each of the switches 22 and 23, respectively.

バッテリ４０の高電位側とインバータ２０の高電位側とは、電源線ＬＥにより接続されており、バッテリ４０の低電位側とインバータ２０の低電位側とは、接地線ＬＧにより接続されている。電源線ＬＥと接地線ＬＧとの間には、コンデンサ２５が接続されている。電源線ＬＥのうち、コンデンサ２５との接続点及びバッテリ４０との接続点の間には、遮断スイッチ６０が設けられている。遮断スイッチ６０は、回転電機１０の駆動時において通常オンされている。 The high potential side of the battery 40 and the high potential side of the inverter 20 are connected by a power supply line LE, and the low potential side of the battery 40 and the low potential side of the inverter 20 are connected by a ground wire LG. A capacitor 25 is connected between the power supply line LE and the ground line LG. A cutoff switch 60 is provided between the connection point with the capacitor 25 and the connection point with the battery 40 in the power supply line LE. The cutoff switch 60 is normally turned on when the rotary electric machine 10 is driven.

制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びフラッシュメモリ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えている。制御装置５０は、各種信号を取得し、取得した情報に基づき、各種制御を実施する。 The control device 50 includes a well-known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, a flash memory, and the like. The control device 50 acquires various signals and executes various controls based on the acquired information.

具体的には、制御装置５０は、回転電機１０の駆動時に、バッテリ４０の電圧ＶＢを検出する電圧センサ５１、回転電機１０の各相の巻線１４に流れる電流Ｉ＃（＃＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）を検出する相電流センサ５３、回転電機１０の電気角θを検出する回転角センサ５４、及び回転電機１０の永久磁石１２の温度ＹＭ（以下、回転電機１０の温度ＹＭ）を検出する温度センサ５５等から検出値を取得する。制御装置５０は、取得した検出値に基づき、回転電機１０の制御量をその指令値に制御すべく、インバータ２０を制御する。本実施形態において、制御量は出力トルクＴＥである。 Specifically, the control device 50 is a voltage sensor 51 that detects the voltage VB of the battery 40 when the rotary electric machine 10 is driven, and a current I # (# = U, V) that flows through the winding 14 of each phase of the rotary electric machine 10. , W), the phase current sensor 53, the rotation angle sensor 54 that detects the electric angle θ of the rotary electric machine 10, and the temperature YM of the permanent magnet 12 of the rotary electric machine 10 (hereinafter, the temperature YM of the rotary electric machine 10). The detected value is acquired from the temperature sensor 55 or the like. The control device 50 controls the inverter 20 in order to control the control amount of the rotary electric machine 10 to the command value based on the acquired detected value. In this embodiment, the control amount is the output torque TE.

具体的には、制御装置５０は、インバータ２０の制御において、デッドタイムを挟みつつスイッチ２２，２３を交互にオンとすべく、スイッチ２２，２３それぞれに対応する駆動信号ＳＧを、スイッチ２２，２３に出力する。駆動信号ＳＧは、スイッチ２２，２３をオン状態とするオン指令と、オフ状態とするオフ指令とのいずれかをとる。 Specifically, in the control of the inverter 20, the control device 50 sets the drive signals SG corresponding to the switches 22 and 23 to the switches 22 and 23 in order to alternately turn on the switches 22 and 23 with a dead time in between. Output to. The drive signal SG takes either an on command for turning on the switches 22 and 23 and an off command for turning off the switches 22 and 23.

また、制御装置５０は、取得した検出値に基づいて、遮断スイッチ６０のオンオフを切り替えるべく、切替信号ＳＣを生成し、生成した切替信号ＳＣを遮断スイッチ６０に出力する。 Further, the control device 50 generates a changeover signal SC in order to switch the cutoff switch 60 on and off based on the acquired detection value, and outputs the generated changeover signal SC to the cutoff switch 60.

ところで、図２に示すように、回転電機１０では、温度が低いほど、巻線１４に生じる逆起電力ＶＲが大きくなる。逆起電力ＶＲが大きくなると、ロータ１１とステータ１３との間のフリクションが増大することなどから、回転電機１０に要求される出力トルクＴＥが大きくなる。従来技術では、回転電機１０の駆動時に、温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低い場合に、高い場合と比較して、インバータ２０の駆動信号ＳＧの生成に用いるキャリア周波数を相対的に低く設定する。これにより、回転電機１０のリプル電流を大きくすることができ、渦電流増加により回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができるという。ここでリプル電流は、インバータ２０における上アームスイッチ２２及び下アームスイッチ２３のスイッチングにより、変動する回転電機１０の巻線１４に流れる電流Ｉ＃であり、この電流Ｉ＃の振幅が大きいほどリプル電流が大きくなる。 By the way, as shown in FIG. 2, in the rotary electric machine 10, the lower the temperature, the larger the counter electromotive force VR generated in the winding 14. When the counter electromotive force VR becomes large, the friction between the rotor 11 and the stator 13 increases, so that the output torque TE required for the rotary electric machine 10 becomes large. In the prior art, when the temperature YM is lower than the reference temperature YK when the rotary electric machine 10 is driven, the carrier frequency used for generating the drive signal SG of the inverter 20 is set relatively lower than when the temperature YM is higher than the reference temperature YK. As a result, the ripple current of the rotary electric machine 10 can be increased, and the temperature YM of the rotary electric machine 10 can be increased by increasing the eddy current. Here, the ripple current is a current I # that flows in the winding 14 of the rotary electric machine 10 that fluctuates due to switching of the upper arm switch 22 and the lower arm switch 23 in the inverter 20, and the larger the amplitude of this current I #, the more the ripple current. Becomes larger.

しかし、回転電機システム１００では、コアレスモータ等のインダクタンスの低い回転電機１０が用いられることがある。インダクタンスが低い回転電機１０において、インバータ２０のキャリア周波数が低く設定されると、回転電機１０の巻線１４に流れる電流Ｉ＃の制御性が悪化するおそれがある。また、キャリア周波数が低く設定された結果、キャリア周波数とバッテリ４０及びコンデンサ２５間の共振周波数とが近接し、回転電機１０を適正に駆動できないおそれもある。 However, in the rotary electric machine system 100, a rotary electric machine 10 having a low inductance such as a coreless motor may be used. If the carrier frequency of the inverter 20 is set low in the rotary electric machine 10 having a low inductance, the controllability of the current I # flowing through the winding 14 of the rotary electric machine 10 may deteriorate. Further, as a result of setting the carrier frequency low, the carrier frequency and the resonance frequency between the battery 40 and the capacitor 25 may be close to each other, and the rotary electric machine 10 may not be driven properly.

本実施形態では、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低いと判定された場合に、低くないと判定された場合に比べて、回転電機１０の巻線１４に流れる電流Ｉ＃により定まる回転電機１０の電流ベクトルの大きさが大きくなるようにインバータ２０の電流指令値ＩＫを設定する設定処理を実施する。これにより、回転電機１０のインダクタンスが低い場合でも、回転電機１０を適正に駆動しつつ、巻線１４の銅損増加により回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができる。 In the present embodiment, when the temperature YM of the rotary electric machine 10 is determined to be lower than the reference temperature YK, it is determined by the current I # flowing through the winding 14 of the rotary electric machine 10 as compared with the case where it is determined not to be low. A setting process for setting the current command value IK of the inverter 20 is performed so that the magnitude of the current vector of the rotary electric machine 10 becomes large. As a result, even when the inductance of the rotary electric machine 10 is low, the temperature YM of the rotary electric machine 10 can be raised by increasing the copper loss of the winding 14 while properly driving the rotary electric machine 10.

図３に、本実施形態の設定処理のフローチャートを示す。制御装置５０は、回転電機１０の駆動時に、所定の制御周期ＴＫ（図６参照）毎に設定処理を繰り返し実施する。 FIG. 3 shows a flowchart of the setting process of the present embodiment. When the rotary electric machine 10 is driven, the control device 50 repeatedly executes the setting process every predetermined control cycle TK (see FIG. 6).

設定処理を開始すると、まずステップＳ１０において、温度センサ５５を用いて回転電機１０の温度ＹＭを取得する。続くステップＳ１２において、ステップＳ１０で取得された温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低いか否かを判定する。そして、続くステップＳ１４，Ｓ１６において、ステップＳ１２の判定結果に基づいて、インバータ２０の電流指令値ＩＫを設定する。なお、本実施形態において、ステップＳ１２の処理が「温度判定部」に相当する。 When the setting process is started, first, in step S10, the temperature YM of the rotary electric machine 10 is acquired by using the temperature sensor 55. In the following step S12, it is determined whether or not the temperature YM acquired in step S10 is lower than the reference temperature YK. Then, in the following steps S14 and S16, the current command value IK of the inverter 20 is set based on the determination result of step S12. In this embodiment, the process of step S12 corresponds to the "temperature determination unit".

具体的には、温度ＹＭが基準温度ＹＫ以上であると判定した場合、回転電機１０が高温であると判定する。この場合、ステップＳ１２で否定判定し、続くステップＳ１４において、インバータ２０の電流指令値ＩＫを、最小電流点ＰＡ（図４参照）の電流指令値ＩＫに設定し、設定処理を終了する。 Specifically, when it is determined that the temperature YM is equal to or higher than the reference temperature YK, it is determined that the rotary electric machine 10 has a high temperature. In this case, a negative determination is made in step S12, and in the following step S14, the current command value IK of the inverter 20 is set to the current command value IK of the minimum current point PA (see FIG. 4), and the setting process is completed.

ここで、最小電流点ＰＡについて、図４を用いて説明する。図４には、バッテリ４０の電圧ＶＢを回転電機１０に印加される電圧の電圧制限値とする場合に、回転電機１０のｄｑ座標系において、回転電機１０の電流ベクトルのｄ軸成分（以下、ｄ軸電流）Ｉｄ及びｑ軸成分（以下、ｑ軸電流）Ｉｑにより規定される楕円である電圧制限楕円ＣＡが記載されている。電圧制限楕円ＣＡは、回転電機１０に流すことができる電流ベクトルの範囲を示す。 Here, the minimum current point PA will be described with reference to FIG. In FIG. 4, when the voltage VB of the battery 40 is set as the voltage limit value of the voltage applied to the rotary electric machine 10, the d-axis component of the current vector of the rotary electric machine 10 (hereinafter, hereinafter, in the dq coordinate system of the rotary electric machine 10). A voltage limiting ellipse CA, which is an ellipse defined by a d-axis current) Id and a q-axis component (hereinafter, q-axis current) Iq, is described. The voltage limiting ellipse CA indicates a range of current vectors that can be passed through the rotary electric machine 10.

また、図４には、回転電機１０に流れる単位大きさあたりの電流ベクトルに対して、回転電機１０の出力トルクＴＥが最大となるｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑから定まる最大トルク最小電流曲線ＬＡが記載されている。図４に矢印ＹＡ（破線）で示すように、本実施形態では、温度ＹＭが基準温度ＹＫ以上である場合に、インバータ２０の電流指令値ＩＫを、電圧制限楕円ＣＡ内であって、最大トルク最小電流曲線ＬＡ上における最小電流点ＰＡの電流指令値ＩＫに設定する。ここで電流指令値ＩＫは、ある出力トルクＴＥを生成するためのｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑの制御目標値である。最小電流点ＰＡにおける回転電機１０の出力トルクＴＥが、出力トルクＴＥの目標値である目標トルクＴＭである。図４には、出力トルクＴＥが目標トルクＴＭと等しくなる等トルク線ＬＢが記載されている。 Further, in FIG. 4, the maximum torque minimum current curve LA determined from the d, q-axis currents Id, Iq at which the output torque TE of the rotary electric machine 10 is maximum with respect to the current vector per unit size flowing through the rotary electric machine 10. Is described. As shown by the arrow YA (broken line) in FIG. 4, in the present embodiment, when the temperature YM is equal to or higher than the reference temperature YK, the current command value IK of the inverter 20 is set to the maximum torque in the voltage limiting ellipse CA. The current command value IK of the minimum current point PA on the minimum current curve LA is set. Here, the current command value IK is a control target value of the d, q-axis currents Id, Iq for generating a certain output torque TE. The output torque TE of the rotary electric machine 10 at the minimum current point PA is the target torque TM which is the target value of the output torque TE. FIG. 4 shows an equal torque line LB in which the output torque TE becomes equal to the target torque TM.

一方、温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低いと判定した場合、回転電機１０が低温であると判定する。この場合、ステップＳ１２で肯定判定し、続くステップＳ１６において、インバータ２０の電流指令値ＩＫを、電圧制限楕円ＣＡと等トルク線ＬＢとの交点のうち、最小電流点ＰＡよりも弱め界磁用のｄ軸電流Ｉｄが小さくなる側の減少側交点ＰＢ（図４参照）の電流指令値ＩＫに設定し、設定処理を終了する。なお、本実施形態において、ステップＳ１４，１６の処理が「設定部」に相当する。 On the other hand, when it is determined that the temperature YM is lower than the reference temperature YK, it is determined that the rotary electric machine 10 has a low temperature. In this case, an affirmative determination is made in step S12, and in the following step S16, the current command value IK of the inverter 20 is weakened from the minimum current point PA at the intersection of the voltage limiting ellipse CA and the equal torque line LB for field use. The current command value IK of the decreasing side intersection PB (see FIG. 4) on the side where the d-axis current Id becomes smaller is set, and the setting process ends. In this embodiment, the processes of steps S14 and S16 correspond to the "setting unit".

続いて、図４〜図６を用いて、設定処理をより具体的に説明する。図４に示すように、最小電流点ＰＡと減少側交点ＰＢとは同一の等トルク線ＬＢ線上に位置している。そのため、減少側交点ＰＢにおける回転電機１０の出力トルクＴＥは、最小電流点ＰＡにおける回転電機１０の出力トルクＴＥに等しい。つまり、本実施形態では、温度ＹＭによらず、回転電機１０の出力トルクＴＥが目標トルクＴＭに維持される。 Subsequently, the setting process will be described more specifically with reference to FIGS. 4 to 6. As shown in FIG. 4, the minimum current point PA and the reduction side intersection PB are located on the same equal torque line LB line. Therefore, the output torque TE of the rotary electric machine 10 at the reduction side intersection PB is equal to the output torque TE of the rotary electric machine 10 at the minimum current point PA. That is, in the present embodiment, the output torque TE of the rotary electric machine 10 is maintained at the target torque TM regardless of the temperature YM.

また、図４に矢印ＹＢ（実線）で示すように、減少側交点ＰＢにおいて回転電機１０に流れる電流ベクトルの大きさは、最小電流点ＰＡにおいて回転電機１０に流れる電流ベクトルに比べて大きい。つまり、本実施形態では、温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低いと判定された場合に、基準温度ＹＫ以上であると判定された場合に比べて、回転電機１０に流れる電流ベクトルの大きさが大きくなるようにインバータ２０の電流指令値ＩＫが設定される。そのため、巻線１４の銅損増加により回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができる。 Further, as shown by an arrow YB (solid line) in FIG. 4, the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine 10 at the decreasing side intersection PB is larger than the current vector flowing through the rotary electric machine 10 at the minimum current point PA. That is, in the present embodiment, when it is determined that the temperature YM is lower than the reference temperature YK, the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine 10 is larger than when it is determined that the temperature YM is equal to or higher than the reference temperature YK. The current command value IK of the inverter 20 is set so as to be. Therefore, the temperature YM of the rotary electric machine 10 can be raised by increasing the copper loss of the winding 14.

続いて、図５に、最小電流点ＰＡと減少側交点ＰＢとにおけるインバータ２０の各スイッチ２２，２３の状態の推移を示す。ここで、図５（Ａ）は、最小電流点ＰＡ、つまり回転電機１０が高温である場合の各スイッチ２２，２３の状態の推移を示し、図５（Ｂ）は、減少側交点ＰＢ、つまり回転電機１０が低温である場合の各スイッチ２２，２３の状態の推移を示す。 Subsequently, FIG. 5 shows the transition of the states of the switches 22 and 23 of the inverter 20 at the minimum current point PA and the decreasing side intersection PB. Here, FIG. 5 (A) shows the transition of the state of the switches 22 and 23 when the minimum current point PA, that is, the rotary electric machine 10 is high temperature, and FIG. 5 (B) shows the decreasing side intersection PB, that is, The transition of the state of each switch 22 and 23 when the rotary electric machine 10 is low temperature is shown.

図５（Ａ）に示すように、回転電機１０が高温である場合、ＰＷＭ制御によりインバータ２０が制御される。ＰＷＭ制御では、回転電機１０への電圧指令値と、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づいて、各相の上，下アームスイッチの状態が制御される。回転電機１０が高温である場合、キャリア信号の振幅と電圧指令値とが略同一とされる。つまり、キャリア信号の振幅に対する電圧指令値の比で示される電圧利用率が略１となる。そのため、各スイッチ２２，２３のオンオフの切り替えが、回転電機１０への出力電圧の周期よりも短い周期で繰り返されるＰＷＭ駆動が実施される。 As shown in FIG. 5A, when the rotary electric machine 10 has a high temperature, the inverter 20 is controlled by PWM control. In the PWM control, the states of the upper and lower arm switches of each phase are controlled based on the magnitude comparison between the voltage command value to the rotary electric machine 10 and the carrier signal such as the triangular wave signal. When the rotary electric machine 10 has a high temperature, the amplitude of the carrier signal and the voltage command value are substantially the same. That is, the voltage utilization rate indicated by the ratio of the voltage command value to the amplitude of the carrier signal is approximately 1. Therefore, the PWM drive is carried out in which the on / off switching of the switches 22 and 23 is repeated in a cycle shorter than the cycle of the output voltage to the rotary electric machine 10.

また、図５（Ｂ）に示すように、回転電機１０が低温である場合、矩形波駆動によりインバータ２０が制御される。回転電機１０が低温である場合、電流ベクトルの増大により電圧指令値が増大し、電圧利用率が上昇する。そのため、各スイッチ２２，２３のオンオフの切り替えが、回転電機１０への出力電圧の周期と略同一の周期で繰り返される矩形波駆動が実施される。つまり、回転電機１０が低温である場合、高温である場合に比べて、インバータ２０における各スイッチ２２，２３のオンオフの切替回数を減らすことができ、スイッチング損減少によりインバータ２０の発熱を抑制できる。 Further, as shown in FIG. 5B, when the rotary electric machine 10 has a low temperature, the inverter 20 is controlled by the rectangular wave drive. When the rotary electric machine 10 has a low temperature, the voltage command value increases due to the increase in the current vector, and the voltage utilization rate increases. Therefore, the square wave drive is carried out in which the on / off switching of the switches 22 and 23 is repeated at a cycle substantially the same as the cycle of the output voltage to the rotary electric machine 10. That is, when the rotary electric machine 10 has a low temperature, the number of times the switches 22 and 23 of the inverter 20 are switched on and off can be reduced as compared with the case where the temperature is high, and the heat generation of the inverter 20 can be suppressed by reducing the switching loss.

続いて、図６に、回転電機１０の始動時における回転電機１０の温度ＹＭの推移を示す。時刻ｔ１に回転電機１０が始動すると、この時刻ｔ１に設定処理を開始し、制御周期ＴＫ毎に、回転電機１０が低温であるか否かが判定される。設定処理では、回転電機１０が低温であると判定されると、回転電機１０に流れる電流ベクトルの大きさが比較的大きい減少側交点ＰＢの電流指令値ＩＫにより、回転電機１０の温度ＹＭを上昇させる。これにより、図６に時刻ｔ１から時刻ｔ６までの期間として示されているように、回転電機１０を始動させてから、回転電機１０が継続して高温となるまでの期間を短縮でき、回転電機１０の始動時に回転電機１０の温度ＹＭを早期に上昇させることができる。 Subsequently, FIG. 6 shows the transition of the temperature YM of the rotary electric machine 10 at the time of starting the rotary electric machine 10. When the rotary electric machine 10 starts at time t1, the setting process is started at this time t1, and it is determined whether or not the rotary electric machine 10 has a low temperature for each control cycle TK. In the setting process, when it is determined that the rotary electric machine 10 has a low temperature, the temperature YM of the rotary electric machine 10 is raised by the current command value IK of the decreasing side intersection PB where the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine 10 is relatively large. Let me. As a result, as shown in FIG. 6 as the period from the time t1 to the time t6, the period from the start of the rotary electric machine 10 to the continuous high temperature of the rotary electric machine 10 can be shortened, and the rotary electric machine can be shortened. The temperature YM of the rotary electric machine 10 can be raised at an early stage when the 10 is started.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the present embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

・本実施形態では、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低いと判定された場合に、基準温度ＹＫ以上であると判定された場合に比べて、回転電機１０の巻線１４に流れる電流ベクトルの大きさを大きくするようにインバータ２０の電流指令値ＩＫを設定する。これにより、巻線１４の銅損増加により回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができる。 In the present embodiment, when the temperature YM of the rotary electric machine 10 is determined to be lower than the reference temperature YK, the current flows through the winding 14 of the rotary electric machine 10 as compared with the case where it is determined to be equal to or higher than the reference temperature YK. The current command value IK of the inverter 20 is set so as to increase the magnitude of the current vector. As a result, the temperature YM of the rotary electric machine 10 can be raised by increasing the copper loss of the winding 14.

・回転電機１０の巻線１４に流れる電流ベクトルの大きさを大きくする場合、電流ベクトルは電圧制限楕円ＣＡ内において大きくすることができる。この場合に、電圧制限楕円ＣＡ内に存在する目標トルクＴＭの等トルク線ＬＢ上において、最小電流点ＰＡから弱め界磁用のｄ軸電流Ｉｄを大きくする側又は小さくする側に設定することで、回転電機１０の出力トルクＴＥを目標トルクＴＭに維持しつつ、回転電機１０の巻線１４に流れる電流ベクトルの大きさを大きくできる。 When increasing the magnitude of the current vector flowing through the winding 14 of the rotary electric machine 10, the current vector can be increased in the voltage limiting ellipse CA. In this case, on the equal torque line LB of the target torque TM existing in the voltage limiting ellipse CA, the d-axis current Id for weakening field can be set to the side of increasing or decreasing from the minimum current point PA. The magnitude of the current vector flowing through the winding 14 of the rotary electric machine 10 can be increased while maintaining the output torque TE of the rotary electric machine 10 at the target torque TM.

・本実施形態では、回転電機１０の巻線１４に流れる電流ベクトルの大きさを大きくする場合に、等トルク線ＬＢ上において弱め界磁用のｄ軸電流Ｉｄを小さくする側に設定する。これにより、キャリア信号の振幅に対する回転電機１０への電圧指令値の比で示される電圧利用率を上昇させて回転電機１０の昇温効果を高めつつ、インバータ２０については、スイッチング損減少により回転電機１０のように昇温を図ることなく発熱を抑制できる。 In the present embodiment, when the magnitude of the current vector flowing through the winding 14 of the rotary electric machine 10 is increased, the d-axis current Id for the field weakening is set to be reduced on the equal torque line LB. As a result, the voltage utilization rate indicated by the ratio of the voltage command value to the rotary electric machine 10 to the amplitude of the carrier signal is increased to enhance the temperature raising effect of the rotary electric machine 10, and the inverter 20 is reduced in switching loss to reduce the switching loss of the rotary electric machine. Heat generation can be suppressed without raising the temperature as in 10.

また、本実施形態では、等トルク線ＬＢ上において弱め界磁用のｄ軸電流Ｉｄを小さくする側に設定する場合において、その端点である減少側交点ＰＢの電流指令値ＩＫに設定する。これにより、弱め界磁用のｄ軸電流Ｉｄを小さくする側に設定する場合において、回転電機１０の巻線１４に流れる電流ベクトルの大きさを最も大きくすることができ、回転電機１０の温度ＹＭを早期に上昇させることができる。 Further, in the present embodiment, when the d-axis current Id for field weakening is set to the side to be reduced on the equal torque line LB, it is set to the current command value IK of the reduction side intersection PB which is the end point thereof. As a result, when the d-axis current Id for the field weakening is set to the side to be reduced, the magnitude of the current vector flowing through the winding 14 of the rotary electric machine 10 can be maximized, and the temperature YM of the rotary electric machine 10 can be maximized. Can be raised early.

（第１実施形態の変形例）
図７に示すように、設定処理において、温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低いと判定した場合に、インバータ２０の電流指令値ＩＫを、電圧制限楕円ＣＡと等トルク線ＬＢとの交点のうち、最小電流点ＰＡよりも弱め界磁用のｄ軸電流Ｉｄが大きくなる側の増加側交点ＰＣの電流指令値ＩＫに設定してもよい。 (Modified example of the first embodiment)
As shown in FIG. 7, when it is determined in the setting process that the temperature YM is lower than the reference temperature YK, the current command value IK of the inverter 20 is set at the intersection of the voltage limiting ellipse CA and the equal torque line LB. It may be set to the current command value IK of the increasing side intersection PC on the side where the d-axis current Id for field weakening becomes larger than the minimum current point PA.

この場合、図７に矢印ＹＣ（実線）で示すように、増加側交点ＰＣにおいて回転電機１０に流れる電流ベクトルの大きさは、最小電流点ＰＡにおいて回転電機１０に流れる電流ベクトルに比べて大きく、かつ減少側交点ＰＢにおいて回転電機１０に流れる電流ベクトルに比べて大きい。これにより、回転電機１０の巻線１４の銅損を好適に増加させることができ、回転電機１０の温度ＹＭを早期に上昇させることができる。 In this case, as shown by the arrow YC (solid line) in FIG. 7, the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine 10 at the increasing side intersection PC is larger than the current vector flowing through the rotary electric machine 10 at the minimum current point PA. Moreover, it is larger than the current vector flowing through the rotary electric machine 10 at the decreasing side intersection PB. As a result, the copper loss of the winding 14 of the rotary electric machine 10 can be suitably increased, and the temperature YM of the rotary electric machine 10 can be raised at an early stage.

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図８〜図１０を参照しつつ説明する。図８において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。 (Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 10 focusing on the differences from the first embodiment. In FIG. 8, the same configurations as those shown in FIG. 1 above are designated by the same reference numerals for convenience, and the description thereof will be omitted.

本実施形態では、回転電機システム１００が昇圧回路７０を備えている点で、第１実施形態と異なる。昇圧回路７０は、バッテリ４０の電圧ＶＢを所定の昇圧比ＲＢで昇圧してインバータ２０に供給する。 The present embodiment is different from the first embodiment in that the rotary electric machine system 100 includes a booster circuit 70. The booster circuit 70 boosts the voltage VB of the battery 40 at a predetermined boost ratio RB and supplies it to the inverter 20.

昇圧回路７０は、コンデンサ２５とインバータ２０との間に接続されており、高電位側のスイッチング素子である上アームスイッチ７２、及び低電位側のスイッチング素子である下アームスイッチ７３の直列接続体７５を備える。なお、本実施形態では、スイッチ７２，７３として、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的にはＩＧＢＴを用いている。各スイッチ７２，７３には、フリーホイールダイオード７４が逆並列にそれぞれ接続されている。 The booster circuit 70 is connected between the capacitor 25 and the inverter 20, and is a series connection 75 of an upper arm switch 72 which is a switching element on the high potential side and a lower arm switch 73 which is a switching element on the low potential side. To be equipped. In this embodiment, voltage-controlled semiconductor switching elements are used as switches 72 and 73, and more specifically, IGBTs are used. A freewheel diode 74 is connected to each of the switches 72 and 73 in antiparallel.

直列接続体７５の高電位側とインバータ２０の高電位側とは、昇圧線ＬＵにより接続されており、バッテリ４０の高電位側と上アームスイッチ７２と下アームスイッチ７３との中間点ＰＸとは、電源線ＬＥにより接続されている。また、バッテリ４０の低電位側と直列接続体７５の低電位側とインバータ２０の低電位側とは、接地線ＬＧにより接続されている。昇圧線ＬＵと接地線ＬＧとの間には、コンデンサ７６が接続されている。電源線ＬＥのうちコンデンサ２５と中間点ＰＸとの間に、平滑リアクトル７１が設けられている。 The high potential side of the series connection body 75 and the high potential side of the inverter 20 are connected by a step-up line LU, and the high potential side of the battery 40 and the intermediate point PX between the upper arm switch 72 and the lower arm switch 73 are , Connected by power line LE. Further, the low potential side of the battery 40, the low potential side of the series connector 75, and the low potential side of the inverter 20 are connected by a ground wire LG. A capacitor 76 is connected between the boost line LU and the ground line LG. A smoothing reactor 71 is provided between the capacitor 25 and the intermediate point PX of the power supply line LE.

昇圧回路７０は、昇圧比ＲＢを変更可能に構成されている。制御装置５０は、温度センサ５５等が取得した検出値に基づき、昇圧比ＲＢを制御する。具体的には、制御装置５０は、昇圧比ＲＢの制御において、スイッチ７２，７３それぞれに対応する昇圧信号ＳＤを、スイッチ７２，７３に出力する。 The booster circuit 70 is configured so that the booster ratio RB can be changed. The control device 50 controls the step-up ratio RB based on the detection value acquired by the temperature sensor 55 or the like. Specifically, the control device 50 outputs the boost signal SD corresponding to each of the switches 72 and 73 to the switches 72 and 73 in the control of the boost ratio RB.

本実施形態では、設定処理において、回転電機１０の温度ＹＭにより回転電機１０の電流ベクトルの大きさとともに、昇圧回路７０の昇圧比ＲＢを変更する点で、第１実施形態と異なる。具体的には、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低下したと判定された場合に、昇圧比ＲＢを、低下判定前の昇圧比ＲＢである低下前昇圧比ＲＡから下げても、回転電機１０の出力トルクＴＥを目標トルクＴＭに維持できるか否かを判定する。そして、維持できると判定された場合には、昇圧比ＲＢを低下前昇圧比ＲＡから下げるようにする。ここで昇圧比ＲＢを下げるとは、例えば昇圧回路７０の昇圧駆動を停止させて昇圧比ＲＢを１とすることである。これにより、回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができるとともに、昇圧回路７０の発熱を抑制できる。なお、本実施形態において、目標トルクＴＭが「低下前トルク」に相当する。 The present embodiment is different from the first embodiment in that in the setting process, the step-up ratio RB of the booster circuit 70 is changed together with the magnitude of the current vector of the rotary electric machine 10 according to the temperature YM of the rotary electric machine 10. Specifically, when it is determined that the temperature YM of the rotary electric machine 10 is lower than the reference temperature YK, even if the step-up ratio RB is lowered from the pre-decrease booster ratio RA, which is the step-up ratio RB before the reduction determination, It is determined whether or not the output torque TE of the rotary electric machine 10 can be maintained at the target torque TM. Then, when it is determined that the pressure can be maintained, the boost ratio RB is lowered from the pre-decrease boost ratio RA. Here, lowering the boost ratio RB means, for example, stopping the boost drive of the boost circuit 70 to set the boost ratio RB to 1. As a result, the temperature YM of the rotary electric machine 10 can be raised, and the heat generation of the booster circuit 70 can be suppressed. In this embodiment, the target torque TM corresponds to the “pre-decrease torque”.

図９に、本実施形態の設定処理のフローチャートを示す。低下判定前の昇圧比ＲＢとあるように、本実施形態の設定処理では、回転電機１０が高温で駆動していることを前提としている。そのため、制御装置５０は、回転電機１０の高温駆動時に、制御周期ＴＫ毎に設定処理を繰り返し実施する。なお、低下判定前とは、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低いと判定される直前を意味し、ここで「直前」とは、例えば低下判定した制御周期ＴＫの１つ前、数個前の制御周期ＴＫを意味する。図９において、先の図３に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。 FIG. 9 shows a flowchart of the setting process of the present embodiment. The setting process of the present embodiment presupposes that the rotary electric machine 10 is driven at a high temperature, as in the case of the step-up ratio RB before the reduction determination. Therefore, the control device 50 repeatedly executes the setting process for each control cycle TK when the rotary electric machine 10 is driven at a high temperature. The term "before the decrease determination" means immediately before the temperature YM of the rotary electric machine 10 is determined to be lower than the reference temperature YK, and "immediately before" means, for example, one before the control cycle TK determined to decrease. It means the control cycle TK several times before. In FIG. 9, the same processing as that shown in FIG. 3 above is given the same step number for convenience, and the description thereof will be omitted.

本実施形態の設定処理では、ステップＳ１０で回転電機１０の温度ＹＭを取得すると、ステップＳ１２において、温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低下したか否かを判定する。ステップＳ１２で否定判定すると、設定処理を終了する。つまり、制御装置５０は、昇圧比ＲＢを低下前昇圧比ＲＡに維持するとともに、インバータ２０の電流指令値ＩＫを、最小電流点ＰＤ（図１０参照）の電流指令値ＩＫに維持する。 In the setting process of the present embodiment, when the temperature YM of the rotary electric machine 10 is acquired in step S10, it is determined in step S12 whether or not the temperature YM is lower than the reference temperature YK. If a negative determination is made in step S12, the setting process ends. That is, the control device 50 maintains the boost ratio RB at the pre-decrease boost ratio RA, and maintains the current command value IK of the inverter 20 at the current command value IK at the minimum current point PD (see FIG. 10).

ステップＳ１２で肯定判定すると、つまり温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低下したと判定した場合に、ステップＳ２０において、昇圧比ＲＢを低下前昇圧比ＲＡから下げても、回転電機１０の出力トルクＴＥを目標トルクＴＭに維持できるか否かを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ２０の処理が「維持判定部」に相当する。 If an affirmative determination is made in step S12, that is, if it is determined that the temperature YM is lower than the reference temperature YK, the output torque TE of the rotary electric machine 10 is increased even if the boost ratio RB is lowered from the pre-decrease boost ratio RA in step S20. It is determined whether or not the target torque TM can be maintained. In this embodiment, the process of step S20 corresponds to the "maintenance determination unit".

ここで、目標トルクＴＭの維持判定について、図１０を用いて説明する。図１０には、昇圧比ＲＢを低下前昇圧比ＲＡとしたときに、インバータ２０に供給される電圧を電圧制限値とする場合における第１電圧制限楕円ＣＢが記載されている。 Here, the maintenance determination of the target torque TM will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows a first voltage limiting ellipse CB in the case where the voltage supplied to the inverter 20 is set as the voltage limiting value when the boosting ratio RB is set to the boosting ratio RA before reduction.

図１０に矢印ＹＤ（破線）で示すように、本実施形態では、回転電機１０が高温である場合において、回転電機１０には、第１電圧制限楕円ＣＢと最大トルク最小電流曲線ＬＡとの交点で定まる最小電流点ＰＤの電流ベクトルが流れている。つまり、この最小電流点ＰＤで定まる電流ベクトルが流れる場合の出力トルクＴＥが目標トルクＴＭである。 As shown by the arrow YD (broken line) in FIG. 10, in the present embodiment, when the rotary electric machine 10 has a high temperature, the rotary electric machine 10 has the intersection of the first voltage limiting ellipse CB and the maximum torque minimum current curve LA. The current vector of the minimum current point PD determined by is flowing. That is, the output torque TE when the current vector determined by the minimum current point PD flows is the target torque TM.

昇圧回路７０の昇圧駆動を停止させると、インバータ２０に供給される電圧の低下により、電圧制限楕円が第１電圧制限楕円ＣＢから第２電圧制限楕円ＣＤへと縮小する。ここで第２電圧制限楕円ＣＤは、昇圧比ＲＢを１としたときに、インバータ２０に供給される電圧、つまりバッテリ４０の電圧ＶＢを電圧制限値とする場合における電圧制限楕円である。ステップＳ２０では、第２電圧制限楕円ＣＤ内に等トルク線ＬＢの一部が存在するか否かを判定することにより、回転電機１０の出力トルクＴＥを目標トルクＴＭに維持できるか否かを判定する。 When the boosting drive of the booster circuit 70 is stopped, the voltage limiting ellipse is reduced from the first voltage limiting ellipse CB to the second voltage limiting ellipse CD due to the decrease in the voltage supplied to the inverter 20. Here, the second voltage limiting ellipse CD is a voltage limiting ellipse when the voltage supplied to the inverter 20, that is, the voltage VB of the battery 40 is set as the voltage limiting value when the boost ratio RB is 1. In step S20, it is determined whether or not the output torque TE of the rotary electric machine 10 can be maintained at the target torque TM by determining whether or not a part of the equal torque line LB exists in the second voltage limiting ellipse CD. To do.

第２電圧制限楕円ＣＤ内に等トルク線ＬＢが存在しない場合、目標トルクＴＭに維持できないと判定する。この場合、ステップＳ２０で否定判定し、設定処理を終了する。 If the equal torque line LB does not exist in the second voltage limiting ellipse CD, it is determined that the target torque TM cannot be maintained. In this case, a negative determination is made in step S20, and the setting process ends.

一方、第２電圧制限楕円ＣＤ内に等トルク線ＬＢの一部が存在する場合、目標トルクＴＭに維持できると判定する。この場合、ステップＳ２０で肯定判定し、続くステップＳ２２において、昇圧回路７０の昇圧駆動を停止させる昇圧信号ＳＤを昇圧回路７０の各スイッチ７２，７３に出力する。具体的には、上アームスイッチ７２をオンに切り替え、下アームスイッチ７３をオンに切り替える昇圧信号ＳＤを出力する。 On the other hand, when a part of the equal torque line LB is present in the second voltage limiting ellipse CD, it is determined that the target torque TM can be maintained. In this case, an affirmative determination is made in step S20, and in the following step S22, a boost signal SD for stopping the boost drive of the boost circuit 70 is output to the switches 72 and 73 of the boost circuit 70. Specifically, the boost signal SD that switches the upper arm switch 72 on and the lower arm switch 73 on is output.

続くステップＳ２４において、インバータ２０の電流指令値ＩＫを、第２電圧制限楕円ＣＤ内で等トルク線ＬＢ上の等トルク点ＰＥ（図１０参照）の電流指令値ＩＫに変更し、設定処理を終了する。 In the following step S24, the current command value IK of the inverter 20 is changed to the current command value IK of the equal torque point PE (see FIG. 10) on the equal torque line LB in the second voltage limiting ellipse CD, and the setting process is completed. To do.

続いて、図１０を用いて、設定処理をより具体的に説明する。本実施形態では、等トルク点ＰＥとして、等トルク線ＬＢと第２電圧制限楕円ＣＤとの交点のうち、弱め界磁用のｄ軸電流Ｉｄが小さい側の交点を等トルク点ＰＥとして設定する。図１０に矢印ＹＥ（実線）で示すように、等トルク点ＰＥにおいて回転電機１０に流れる電流ベクトルの大きさは、最小電流点ＰＤにおいて回転電機１０に流れる電流ベクトルに比べて大きい。そのため、温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低下したと判定された場合に、インバータ２０の電流指令値ＩＫを等トルク点ＰＥの電流指令値ＩＫに変更することで、回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができる。 Subsequently, the setting process will be described more specifically with reference to FIG. In the present embodiment, as the equal torque point PE, the intersection of the equal torque line LB and the second voltage limiting ellipse CD on the side where the d-axis current Id for weakening field is small is set as the equal torque point PE. .. As shown by the arrow YE (solid line) in FIG. 10, the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine 10 at the equal torque point PE is larger than the current vector flowing through the rotary electric machine 10 at the minimum current point PD. Therefore, when it is determined that the temperature YM is lower than the reference temperature YK, the temperature YM of the rotary electric machine 10 is increased by changing the current command value IK of the inverter 20 to the current command value IK of the equal torque point PE. Can be made to.

また、図１０に示すように、等トルク点ＰＥは第２電圧制限楕円ＣＤ上に位置している。そのため、インバータ２０の電流指令値ＩＫを等トルク点ＰＥの電流指令値ＩＫに変更することで、昇圧回路７０の昇圧駆動を停止させることができ、昇圧回路７０の発熱を抑制できる。 Further, as shown in FIG. 10, the equal torque point PE is located on the second voltage limiting ellipse CD. Therefore, by changing the current command value IK of the inverter 20 to the current command value IK of the equal torque point PE, the boost drive of the booster circuit 70 can be stopped, and the heat generation of the booster circuit 70 can be suppressed.

以上詳述した本実施形態によれば、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低下したと判定された場合に、インバータ２０の電流指令値ＩＫを変更する。この場合において、昇圧回路７０の昇圧比ＲＢを低下前昇圧比ＲＡから下げても、回転電機１０の出力トルクＴＥを目標トルクＴＭに維持できるか否かを判定する。そして、維持できる場合には昇圧回路７０の昇圧比ＲＢを低下前昇圧比ＲＡから下げつつ、回転電機１０の出力トルクＴＥを目標トルクＴＭに維持し、かつ回転電機１０に流れる電流ベクトルの大きさが大きくなるようにする。これにより、回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができるとともに、昇圧回路７０の発熱を抑制できる。 According to the present embodiment described in detail above, when it is determined that the temperature YM of the rotary electric machine 10 is lower than the reference temperature YK, the current command value IK of the inverter 20 is changed. In this case, it is determined whether or not the output torque TE of the rotary electric machine 10 can be maintained at the target torque TM even if the boost ratio RB of the booster circuit 70 is lowered from the pre-decrease boost ratio RA. If it can be maintained, the boost ratio RB of the booster circuit 70 is lowered from the pre-decrease boost ratio RA, the output torque TE of the rotary electric machine 10 is maintained at the target torque TM, and the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine 10 is large. To be large. As a result, the temperature YM of the rotary electric machine 10 can be raised, and the heat generation of the booster circuit 70 can be suppressed.

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図１１〜図１５を参照しつつ説明する。図１１において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。 (Third Embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 15 focusing on the differences from the first embodiment. In FIG. 11, the same configurations as those shown in FIG. 1 above are designated by the same reference numerals for convenience, and the description thereof will be omitted.

本実施形態では、回転電機システム１００がインバータ２０に加えてインバータ３０を備えている点で、第１実施形態と異なる。以下では、区別のために、インバータ２０を第１インバータ２０と呼び、インバータ３０を第２インバータ３０と呼ぶ。 This embodiment is different from the first embodiment in that the rotary electric machine system 100 includes an inverter 30 in addition to the inverter 20. Hereinafter, for the sake of distinction, the inverter 20 will be referred to as a first inverter 20, and the inverter 30 will be referred to as a second inverter 30.

第２インバータ３０は、高電位側のスイッチング素子である上アームスイッチ３２（３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ）、及び低電位側のスイッチング素子である下アームスイッチ３３（３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ）の直列接続体が、並列に接続されて構成されている。なお、本実施形態では、スイッチ３２，３３として、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的にはＩＧＢＴを用いている。各スイッチ３２，３３には、フリーホイールダイオード３４が逆並列にそれぞれ接続されている。 The second inverter 30 is a series connection of an upper arm switch 32 (32A, 32B, 32C) which is a switching element on the high potential side and a lower arm switch 33 (33A, 33B, 33C) which is a switching element on the low potential side. However, they are connected in parallel. In this embodiment, voltage-controlled semiconductor switching elements are used as switches 32 and 33, and more specifically, IGBTs are used. A freewheel diode 34 is connected to each of the switches 32 and 33 in antiparallel.

本実施形態では、回転電機１０は、オープンデルタ型の３相の巻線１４を有し、各相上、第１インバータ２０における上アームスイッチ２２と下アームスイッチ２３の接続点には、回転電機１０の対応する相の巻線１４の両端のうち第１端が接続されている。また、各相上、第２インバータ３０における上アームスイッチ３２と下アームスイッチ３３の接続点には、回転電機１０の対応する相の巻線１４の両端のうち第２端が接続されている。 In the present embodiment, the rotary electric machine 10 has an open delta type three-phase winding 14, and the rotary electric machine is connected to the connection point between the upper arm switch 22 and the lower arm switch 23 in the first inverter 20 on each phase. The first end of both ends of the winding 14 of the corresponding phase 10 of 10 is connected. Further, on each phase, the second end of both ends of the winding 14 of the corresponding phase of the rotary electric machine 10 is connected to the connection point between the upper arm switch 32 and the lower arm switch 33 in the second inverter 30.

バッテリ４０の高電位側と第１インバータ２０の高電位側と第２インバータ３０の高電位側とは、電源線ＬＥにより接続されており、バッテリ４０の低電位側と第１インバータ２０の低電位側と第２インバータ３０の高電位側とは、接地線ＬＧにより接続されている。電源線ＬＥと接地線ＬＧとの間において、コンデンサ２５は、第１インバータ２０及び第２インバータ３０よりもバッテリ４０側に位置しており、電源線ＬＥにおいて、コンデンサ２５よりもバッテリ４０側に、遮断スイッチ６０が設けられている。なお、本実施形態において、電源線ＬＥが「高電位側接続線」に相当し、接地線ＬＧが「低電位側接続線」に相当する。 The high potential side of the battery 40, the high potential side of the first inverter 20, and the high potential side of the second inverter 30 are connected by a power supply line LE, and the low potential side of the battery 40 and the low potential side of the first inverter 20 are connected. The side and the high potential side of the second inverter 30 are connected by a ground wire LG. Between the power supply line LE and the ground line LG, the capacitor 25 is located closer to the battery 40 than the first inverter 20 and the second inverter 30, and in the power supply line LE, the capacitor 25 is located closer to the battery 40 than the capacitor 25. A cutoff switch 60 is provided. In the present embodiment, the power supply line LE corresponds to the "high potential side connection line", and the ground line LG corresponds to the "low potential side connection line".

制御装置５０は、第２インバータ３０の制御において、デッドタイムを挟みつつスイッチ３２，３３を交互にオンとすべく、スイッチ３２，３３それぞれに対応する駆動信号ＳＧを、スイッチ３２，３３に出力する。以下では、区別のために、第１インバータ２０の駆動信号ＳＧを第１駆動信号ＳＧ１と呼び、第２インバータ３０の駆動信号ＳＧを第２駆動信号ＳＧ２と呼ぶ。 In the control of the second inverter 30, the control device 50 outputs drive signals SG corresponding to the switches 32 and 33 to the switches 32 and 33 in order to turn on the switches 32 and 33 alternately with a dead time in between. .. Hereinafter, for the sake of distinction, the drive signal SG of the first inverter 20 is referred to as the first drive signal SG1, and the drive signal SG of the second inverter 30 is referred to as the second drive signal SG2.

続いて、図１２を用いて、制御装置５０のうち、第１駆動信号ＳＧ１及び第２駆動信号ＳＧ２を生成する部分の回路構成について説明する。 Subsequently, with reference to FIG. 12, the circuit configuration of the portion of the control device 50 that generates the first drive signal SG1 and the second drive signal SG2 will be described.

電流制御部６１は、回転電機１０の３相固定座標系における電流Ｉ＃をｄｑ座標系におけるｄ，ｑ軸成分に変換したｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑを、回転電機１０の目標トルクＴＭに基づいて設定されたｄ，ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とするための操作量として、ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を算出する。 The current control unit 61 uses the d, q-axis currents Id, Iq obtained by converting the current I # in the three-phase fixed coordinate system of the rotary electric machine 10 into the d, q-axis components in the dq coordinate system as the target torque TM of the rotary electric machine 10. The d and q-axis voltage command values Vd * and Vq * are calculated as the operation amounts for setting the d and q-axis current command values Id * and Iq * set based on the above.

３相変換部６２は、電流制御部６１から出力されたｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊、及び電気角θに基づいて、ｄｑ座標系におけるｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を、３相固定座標系におけるＵ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換する。３相変換部６２は、ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を、電気角θを有し、位相が互いに１２０°ずれた正弦波信号であるＵ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換する。なお、本実施形態において、Ｕ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が「指令電圧」に相当する。 The three-phase conversion unit 62 has the d, q-axis voltage command values Vd *, Vq * in the dq coordinate system based on the d, q-axis voltage command values Vd *, Vq * and the electric angle θ output from the current control unit 61. Vq * is converted into U, V, W phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * in the three-phase fixed coordinate system. The three-phase conversion unit 62 sets the d, q-axis voltage command values Vd *, Vq * to the U, V, W phase voltage command values Vu, which are sinusoidal signals having an electric angle θ and being 120 ° out of phase with each other. Convert to *, Vv *, Vw *. In this embodiment, the U, V, W phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * correspond to the “command voltage”.

駆動信号算出部６３は、３相変換部６２から出力されたＵ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊、及びキャリア信号に基づいて、第１駆動信号ＳＧ１及び第２駆動信号ＳＧ２を算出する。つまり、駆動信号算出部６３は、ｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑをｄ，ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に制御すべく、第１インバータ２０の各スイッチ２２，２３をオンオフするための第１駆動信号ＳＧ１を算出し、第２インバータ３０の各スイッチ３２，３３をオンオフするための第２駆動信号ＳＧ２を算出する。 The drive signal calculation unit 63 uses the first drive signal SG1 and the second drive based on the U, V, W phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * and the carrier signal output from the three-phase conversion unit 62. Calculate the signal SG2. That is, the drive signal calculation unit 63 turns on / off the switches 22 and 23 of the first inverter 20 in order to control the d and q-axis currents Id and Iq to the d and q-axis current command values Id * and Iq *. The first drive signal SG1 is calculated, and the second drive signal SG2 for turning on / off the switches 32 and 33 of the second inverter 30 is calculated.

角速度算出部６４は、電気角θの時間微分値としての電気角速度ωを算出する。２相変換部６５は、相電流センサ５３から出力された電流Ｉ＃、及び角速度算出部６４から出力された電気角θと電気角速度ωとに基づいて、回転電機１０の３相固定座標系における電流Ｉ＃をｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑに変換し、電流制御部６１に出力する。 The angular velocity calculation unit 64 calculates the electric angular velocity ω as the time derivative value of the electric angle θ. The two-phase conversion unit 65 in the three-phase fixed coordinate system of the rotary electric machine 10 is based on the current I # output from the phase current sensor 53 and the electric angle θ and the electric angular velocity ω output from the angular velocity calculation unit 64. The current I # is converted into d and q-axis currents Id and Iq and output to the current control unit 61.

ところで、回転電機１０では、温度ＹＭが低いほど回転電機１０に要求される出力トルクＴＥが大きくなる。そのため、回転電機１０の出力トルクＴＥを維持しつつ、回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができる技術が求められている。 By the way, in the rotary electric machine 10, the lower the temperature YM, the larger the output torque TE required for the rotary electric machine 10. Therefore, there is a demand for a technique capable of raising the temperature YM of the rotary electric machine 10 while maintaining the output torque TE of the rotary electric machine 10.

本実施形態では、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低いと判定された場合に、回転電機１０の巻線１４に流れる電流Ｉ＃の波形を設定する設定処理を実施する。設定処理では、回転電機１０の巻線１４に流れる電流Ｉ＃が、巻線１４に流す電流Ｉ＃に含まれる基本波ＦＡに、この基本波ＦＡのｎ×（２ｋ−１）次の高調波ＦＢ（ｋは自然数）を重畳した重畳波ＦＣとなるように電流指令値を設定する（図１４参照）。重畳波ＦＣに含まれる基本波ＦＡにより、回転電機１０の出力トルクＴＥを維持することができる。また、重畳波ＦＣに含まれる高調波ＦＢにより、回転電機１０の巻線１４が生成する磁束Φが脈動する。これにより、巻線１４に渦電流が発生し、渦電流損により回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができる。 In the present embodiment, when it is determined that the temperature YM of the rotary electric machine 10 is lower than the reference temperature YK, a setting process for setting the waveform of the current I # flowing through the winding 14 of the rotary electric machine 10 is performed. In the setting process, the current I # flowing through the winding 14 of the rotary electric machine 10 is added to the fundamental wave FA included in the current I # flowing through the winding 14, and the n × (2k-1) next harmonic of the fundamental wave FA. The current command value is set so as to be a superimposed wave FC in which FB (k is a natural number) is superimposed (see FIG. 14). The output torque TE of the rotary electric machine 10 can be maintained by the fundamental wave FA included in the superimposed wave FC. Further, the harmonic FB included in the superimposed wave FC causes the magnetic flux Φ generated by the winding 14 of the rotary electric machine 10 to pulsate. As a result, an eddy current is generated in the winding 14, and the temperature YM of the rotary electric machine 10 can be raised by the eddy current loss.

図１３に、本実施形態の設定処理のフローチャートを示す。制御装置５０は、回転電機１０の駆動時に、所定の制御周期ＴＫ毎に設定処理を繰り返し実施する。 FIG. 13 shows a flowchart of the setting process of the present embodiment. The control device 50 repeatedly executes the setting process every predetermined control cycle TK when the rotary electric machine 10 is driven.

設定処理を開始すると、まずステップＳ３０において、温度センサ５５を用いて回転電機１０の温度ＹＭを取得する。続くステップＳ３２において、ステップＳ３０で取得された温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低いか否かを判定する。そして、続くステップＳ３４，Ｓ３６において、ステップＳ３２の判定結果に基づいて、回転電機１０の巻線１４に流れる電流Ｉ＃の波形を設定する。なお、本実施形態において、ステップＳ３２の処理が「温度判定部」に相当する。 When the setting process is started, first, in step S30, the temperature YM of the rotary electric machine 10 is acquired by using the temperature sensor 55. In the following step S32, it is determined whether or not the temperature YM acquired in step S30 is lower than the reference temperature YK. Then, in the following steps S34 and S36, the waveform of the current I # flowing through the winding 14 of the rotary electric machine 10 is set based on the determination result of step S32. In this embodiment, the process of step S32 corresponds to the "temperature determination unit".

具体的には、温度ＹＭが基準温度ＹＫ以上であると判定した場合、回転電機１０が高温であると判定する。この場合、ステップＳ３２で否定判定し、続くステップＳ３４において、回転電機１０の巻線１４に流れる電流Ｉ＃の波形が基本波ＦＡとなるようにインバータ２０の電流指令値ＩＫを設定し、設定処理を終了する。具体的には、３相変換部６２から出力されたＵ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊は、基本波ＦＡに対応する指令値であるため、このＵ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を補正することなく駆動信号算出部６３に出力するようにする。 Specifically, when it is determined that the temperature YM is equal to or higher than the reference temperature YK, it is determined that the rotary electric machine 10 has a high temperature. In this case, a negative determination is made in step S32, and in the following step S34, the current command value IK of the inverter 20 is set so that the waveform of the current I # flowing through the winding 14 of the rotary electric machine 10 becomes the fundamental wave FA, and the setting process is performed. To finish. Specifically, since the U, V, W phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * output from the three-phase conversion unit 62 are command values corresponding to the fundamental wave FA, these U, V, The W-phase voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * are output to the drive signal calculation unit 63 without being corrected.

一方、温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低いと判定した場合、回転電機１０が低温であると判定する。この場合、ステップＳ３２で肯定判定し、続くステップＳ３６において、回転電機１０の巻線１４に流れる電流Ｉ＃の波形が重畳波ＦＣとなるようにインバータ２０の電流指令値ＩＫを設定し、設定処理を終了する。具体的には、３相変換部６２から出力されたＵ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に、高調波ＦＢに対応する指令値である高調波指令値Ｖｚ＊を加算する補正をして、駆動信号算出部６３に出力するようにする。なお、本実施形態において、ステップＳ３４，Ｓ３６の処理が「設定部」に相当する。 On the other hand, when it is determined that the temperature YM is lower than the reference temperature YK, it is determined that the rotary electric machine 10 has a low temperature. In this case, an affirmative determination is made in step S32, and in the following step S36, the current command value IK of the inverter 20 is set so that the waveform of the current I # flowing through the winding 14 of the rotary electric machine 10 becomes the superimposed wave FC, and the setting process is performed. To finish. Specifically, the harmonic command value Vz *, which is the command value corresponding to the harmonic FB, is added to the U, V, W phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * output from the three-phase converter 62. The addition is corrected and output to the drive signal calculation unit 63. In this embodiment, the processes of steps S34 and S36 correspond to the "setting unit".

ここで、Ｕ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の補正について、図１２を用いて説明する。図１２に示すように、制御装置５０は、高調波算出部６６と電圧補正部６７とを備えている。高調波算出部６６は、３相変換部６２から出力されたＵ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊、及び角速度算出部６４から出力された電気角θと電気角速度ωとに基づいて、高調波指令値Ｖｚ＊を算出する。高調波指令値Ｖｚ＊は、振幅Ψｚ、電気角θ及びＵ相電流Ｉｕに対する位相θｚを用いて、（式１）のように表される。ここでｚは次数を意味し、（式２）のように表される。 Here, the correction of the U, V, W phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 12, the control device 50 includes a harmonic calculation unit 66 and a voltage correction unit 67. The harmonic calculation unit 66 has U, V, W phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * output from the three-phase conversion unit 62, and an electric angle θ and an electric angular velocity ω output from the angular velocity calculation unit 64. Based on the above, the harmonic command value Vz * is calculated. The harmonic command value Vz * is expressed as in (Equation 1) by using the amplitude Ψz, the electric angle θ, and the phase θz with respect to the U-phase current Iu. Here, z means an order and is expressed as (Equation 2).

Ｖｚ＊＝Ψｚ×ｓｉｎ（ｚ×θ＋θｚ）・・・（式１）
ｚ＝３×（２ｋ−１）・・・（式２）
電圧補正部６７は、高調波算出部６６から出力された高調波指令値Ｖｚ＊を用いて、３相変換部６２から出力されたＵ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を補正する。具体的には、電圧補正部６７は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に高調波指令値Ｖｚ＊を加算することによって、Ｕ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を補正する。駆動信号算出部６３は、電圧補正部６７により補正されたＵ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づいて、第１，第２駆動信号ＳＧ１，ＳＧ２を算出する。これにより、図１４に示すように、回転電機１０の巻線１４には、重畳波ＦＣの電流Ｉ＃が流れる。なお、図１４には、基本波ＦＡに、次数ｚが３（ｋ＝１）の高調波ＦＢが重畳した重畳波ＦＣが記載されている。 Vz * = Ψz × sin (z × θ + θz) ・ ・ ・ (Equation 1)
z = 3 × (2k-1) ... (Equation 2)
The voltage correction unit 67 uses the harmonic command value Vz * output from the harmonic calculation unit 66, and the U, V, W phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw output from the three-phase conversion unit 62. * Correct. Specifically, the voltage correction unit 67 adds the harmonic command value Vz * to the U, V, W phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * to obtain the U, V, W phase voltage command values. Correct Vu *, Vv *, Vw *. The drive signal calculation unit 63 calculates the first and second drive signals SG1 and SG2 based on the U, V, W phase voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * corrected by the voltage correction unit 67. As a result, as shown in FIG. 14, the current I # of the superimposed wave FC flows through the winding 14 of the rotary electric machine 10. Note that FIG. 14 shows a superimposed wave FC in which a harmonic FB having a degree z of 3 (k = 1) is superimposed on the fundamental wave FA.

図１５に、回転電機１０の巻線１４に電流Ｉ＃を流した場合に、回転電機１０の巻線１４が生成する磁束Φの推移を示す。図１４に実線で示すように、電流Ｉ＃の波形が基本波ＦＡであると、磁束Φは略一定に保たれる。一方、図１４に破線で示すように、電流Ｉ＃の波形が重畳波ＦＣであると、重畳波ＦＣに含まれる高調波ＦＢに基づいて磁束Φが脈動する。これにより、巻線１４に渦電流が発生し、渦電流損により回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができる。 FIG. 15 shows the transition of the magnetic flux Φ generated by the winding 14 of the rotating electric machine 10 when the current I # is passed through the winding 14 of the rotating electric machine 10. As shown by the solid line in FIG. 14, when the waveform of the current I # is the fundamental wave FA, the magnetic flux Φ is kept substantially constant. On the other hand, as shown by the broken line in FIG. 14, when the waveform of the current I # is the superimposed wave FC, the magnetic flux Φ pulsates based on the harmonic FB included in the superimposed wave FC. As a result, an eddy current is generated in the winding 14, and the temperature YM of the rotary electric machine 10 can be raised by the eddy current loss.

次に、高調波指令値Ｖｚ＊の振幅Ψｚ及び次数ｚについて説明する。振幅Ψｚは、温度ＹＭと基準温度ＹＫとの間の温度差に基づいて設定される。具体的には、温度差（＝ＹＫ−ＹＭ）が大きいほど振幅Ψｚが大きくなるように設定される。また、次数ｚは、回転電機１０の相数の奇数倍に設定されている。そのため、回転電機１０に高調波ＦＢの電流成分を流し続けることができ、回転電機１０の巻線１４に渦電流を発生し続けることができる。 Next, the amplitude Ψz and the order z of the harmonic command value Vz * will be described. The amplitude Ψz is set based on the temperature difference between the temperature YM and the reference temperature YK. Specifically, the larger the temperature difference (= YK-YM), the larger the amplitude Ψz. Further, the order z is set to an odd multiple of the number of phases of the rotary electric machine 10. Therefore, the current component of the harmonic FB can be continuously passed through the rotary electric machine 10, and the eddy current can be continuously generated in the winding 14 of the rotary electric machine 10.

（式１）に示すように、次数ｚが大きくなるほど高調波指令値Ｖｚ＊の周波数が高くなる。これにより、高調波指令値Ｖｚ＊の周波数がキャリア信号のキャリア周波数に近づくと、駆動信号算出部６３において第１駆動信号ＳＧ１及び第２駆動信号ＳＧ２を適正に算出できない。そのため、次数ｚはキャリア周波数に基づいて設定される。また、次数ｚにより決定される高調波指令値Ｖｚ＊の周波数によっては、回転電機１０のインダクタンスにより巻線１４に発生する銅損が大きくなる。そのため、次数ｚは回転電機１０のインダクタンスに基づいて設定される。 As shown in (Equation 1), the higher the order z, the higher the frequency of the harmonic command value Vz *. As a result, when the frequency of the harmonic command value Vz * approaches the carrier frequency of the carrier signal, the drive signal calculation unit 63 cannot properly calculate the first drive signal SG1 and the second drive signal SG2. Therefore, the order z is set based on the carrier frequency. Further, depending on the frequency of the harmonic command value Vz * determined by the order z, the copper loss generated in the winding 14 due to the inductance of the rotary electric machine 10 becomes large. Therefore, the order z is set based on the inductance of the rotary electric machine 10.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the present embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

・本実施形態では、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低いと判定された場合に、回転電機１０の巻線１４に流す電流Ｉ＃の波形が、基本波ＦＡと高調波ＦＢとを重畳した重畳波ＦＣとなるようにする。これにより、回転電機１０の巻線１４が生成する磁束Φを、高調波ＦＢに基づいて脈動させることができ、巻線１４に発生する渦電流の渦電流損により回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができる。 In the present embodiment, when it is determined that the temperature YM of the rotary electric machine 10 is lower than the reference temperature YK, the waveforms of the current I # flowing through the winding 14 of the rotary electric machine 10 are the fundamental wave FA and the harmonic FB. Is superposed so that the superimposed wave FC is obtained. As a result, the magnetic flux Φ generated by the winding 14 of the rotating electric machine 10 can be pulsated based on the harmonic FB, and the temperature YM of the rotating electric machine 10 rises due to the eddy current loss of the eddy current generated in the winding 14. Can be made to.

・高調波ＦＢの次数ｚは、例えば回転電機１０の巻線１４が３相の場合、３の奇数倍であれば回転電機１０に高調波ＦＢの電流成分が流れ続ける。一方、キャリア周波数や回転電機１０のインダクタンスによっては、この高調波ＦＢの電流成分により不具合が生じることがある。本実施形態では、高調波ＦＢの次数ｚを３の奇数倍とした上で、その具体的な次数ｚをキャリア周波数と回転電機１０のインダクタンスとに基づいて決定する。そのため、回転電機１０に適正な高調波ＦＢの電流成分を流すことができる。 The order z of the harmonic FB is, for example, when the winding 14 of the rotary electric machine 10 has three phases, and if it is an odd multiple of 3, the current component of the harmonic FB continues to flow in the rotary electric machine 10. On the other hand, depending on the carrier frequency and the inductance of the rotary electric machine 10, a problem may occur due to the current component of the harmonic FB. In the present embodiment, the order z of the harmonic FB is set to an odd multiple of 3, and the specific order z is determined based on the carrier frequency and the inductance of the rotary electric machine 10. Therefore, an appropriate harmonic FB current component can be passed through the rotary electric machine 10.

（第３実施形態の変形例）
図１６に示すように、第２インバータ３０では、上アームスイッチ３２及び下アームスイッチ３３の直列接続体が１つのみ設けられていてもよい。第２インバータ３０における上アームスイッチ３２と下アームスイッチ３３の接続点には、回転電機１０の各巻線１４の両端の一端が接続されている。なお、図１６では、制御装置５０や電圧センサ５１等の記載を省略している。 (Modified example of the third embodiment)
As shown in FIG. 16, the second inverter 30 may be provided with only one series connection of the upper arm switch 32 and the lower arm switch 33. One ends of both ends of each winding 14 of the rotary electric machine 10 are connected to the connection point between the upper arm switch 32 and the lower arm switch 33 in the second inverter 30. Note that in FIG. 16, the description of the control device 50, the voltage sensor 51, and the like is omitted.

この場合、中性点として機能する上アームスイッチ３２と下アームスイッチ３３の接続点の電位を、上アームスイッチ３２及び下アームスイッチ３３により高電位側または低電位側に変化させることができ、これにより回転電機１０に高調波ＦＢの電流成分を流すことができる。 In this case, the potential at the connection point between the upper arm switch 32 and the lower arm switch 33, which functions as a neutral point, can be changed to the high potential side or the low potential side by the upper arm switch 32 and the lower arm switch 33. Therefore, the current component of the harmonic FB can be passed through the rotary electric machine 10.

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図１７〜図２２を参照しつつ説明する。図１７において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。 (Fourth Embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 17 to 22, focusing on the differences from the first embodiment. In FIG. 17, the same configurations as those shown in FIG. 1 above are designated by the same reference numerals for convenience, and the description thereof will be omitted.

本実施形態では、回転電機システム１００が変速機８１を備えている点で、第１実施形態と異なる。回転電機１０のロータ１１は、駆動軸８０を介して車両の駆動輪８２と動力伝達が可能なように接続されており、変速機８１は、駆動軸８０におけるロータ１１と駆動輪８２との間に設けられている。つまり、回転電機１０のロータ１１の回転は、駆動軸８０及び変速機８１を介して駆動輪８２に伝達される。なお、本実施形態において、駆動軸８０及び変速機８１が「動力伝達機構」に相当する。 This embodiment is different from the first embodiment in that the rotary electric machine system 100 includes a transmission 81. The rotor 11 of the rotary electric machine 10 is connected to the drive wheels 82 of the vehicle via the drive shaft 80 so that power can be transmitted, and the transmission 81 is between the rotor 11 and the drive wheels 82 on the drive shaft 80. It is provided in. That is, the rotation of the rotor 11 of the rotary electric machine 10 is transmitted to the drive wheels 82 via the drive shaft 80 and the transmission 81. In this embodiment, the drive shaft 80 and the transmission 81 correspond to the “power transmission mechanism”.

変速機８１は、回転電機１０のロータ１１の回転を、所定の変速比ＲＨで変速して駆動輪８２に伝達する。ここで変速比ＲＨは、回転電機１０の電気角θの時間微分値としての電気角速度ωに対する車両の速度ＮＥの比（＝ＮＥ／ω）を示しており、例えば変速機８１のギア比である。 The transmission 81 shifts the rotation of the rotor 11 of the rotary electric machine 10 at a predetermined gear ratio RH and transmits the rotation to the drive wheels 82. Here, the gear ratio RH indicates the ratio (= NE / ω) of the vehicle speed NE to the electric angular velocity ω as the time derivative value of the electric angle θ of the rotary electric machine 10, and is, for example, the gear ratio of the transmission 81. ..

変速機８１は、変速比ＲＨを変更可能に構成されている。制御装置５０は、変速比ＲＨを制御する。具体的には、制御装置５０は、回転電機１０の駆動時に、車両の速度ＮＥを検出する回転速度センサ５６、車両におけるアクセル８３のアクセル操作量ＡＳを検出するアクセルセンサ５７等から検出値を取得する。制御装置５０は、取得した検出値に基づき、変速比ＲＨを制御する変圧信号ＳＨを、変速機８１に出力する。 The transmission 81 is configured so that the gear ratio RH can be changed. The control device 50 controls the gear ratio RH. Specifically, the control device 50 acquires detection values from the rotation speed sensor 56 that detects the speed NE of the vehicle, the accelerator sensor 57 that detects the accelerator operation amount AS of the accelerator 83 in the vehicle, and the like when the rotary electric machine 10 is driven. To do. The control device 50 outputs a transformer signal SH for controlling the gear ratio RH to the transmission 81 based on the acquired detected value.

ところで、回転電機１０では、温度ＹＭが低いほど回転電機１０に要求される出力トルクＴＥが大きくなる。そのため、回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができる技術が求められている。しかし、回転電機１０が、駆動軸８０を介して駆動輪８２に接続されている構成では、回転電機１０の温度ＹＭを上昇させるために車両の速度ＮＥ及び駆動力ＷＡを変更できないことがある。そのため、車両の速度ＮＥ及び駆動力ＷＡを維持しつつ、回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができる技術が求められている。 By the way, in the rotary electric machine 10, the lower the temperature YM, the larger the output torque TE required for the rotary electric machine 10. Therefore, there is a demand for a technique capable of raising the temperature YM of the rotary electric machine 10. However, in the configuration in which the rotary electric machine 10 is connected to the drive wheels 82 via the drive shaft 80, the speed NE and the driving force WA of the vehicle may not be changed in order to raise the temperature YM of the rotary electric machine 10. Therefore, there is a demand for a technique capable of raising the temperature YM of the rotary electric machine 10 while maintaining the speed NE and the driving force WA of the vehicle.

本実施形態では、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低下したと判定された場合に、変速機８１の変速比ＲＨを変更するとともに、インバータ２０の電流指令値ＩＫを変更する。変速比ＲＨと電流指令値ＩＫとを対応させて変更することで、車両の速度ＮＥ及び駆動力ＷＡを維持することが可能となる。なお車両の駆動力ＷＡは、車両の速度ＮＥ及びアクセル操作量ＡＳに基づいて算出される。 In the present embodiment, when it is determined that the temperature YM of the rotary electric machine 10 is lower than the reference temperature YK, the gear ratio RH of the transmission 81 is changed and the current command value IK of the inverter 20 is changed. By changing the gear ratio RH and the current command value IK in correspondence with each other, it is possible to maintain the speed NE and the driving force WA of the vehicle. The driving force WA of the vehicle is calculated based on the speed NE of the vehicle and the accelerator operation amount AS.

具体的には、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低下したと判定された場合に、低下判定前の車両の速度ＮＥ及び駆動力ＷＡを維持しつつ、回転電機１０の電気角速度ωを低下判定前よりも低くする設定処理を実施する。回転電機１０の電気角速度ωが低下することで、回転電機１０の冷却性能ＲＳ（図２１参照）を低下させることができる。ここで冷却性能ＲＳとは、回転電機１０のロータ１１の回転により回転電機１０の温度ＹＭを低下させる性能である。具体的には、回転電機１０のロータ１１の回転による遠心力で冷媒を圧送することにより、回転電機１０を冷却する性能である。 Specifically, when it is determined that the temperature YM of the rotary electric machine 10 is lower than the reference temperature YK, the electric angular velocity ω of the rotary electric machine 10 is maintained while maintaining the vehicle speed NE and the driving force WA before the decrease determination. Is set to be lower than before the decrease judgment. By reducing the electric angular velocity ω of the rotary electric machine 10, the cooling performance RS (see FIG. 21) of the rotary electric machine 10 can be lowered. Here, the cooling performance RS is a performance of lowering the temperature YM of the rotary electric machine 10 by rotating the rotor 11 of the rotary electric machine 10. Specifically, it is a performance of cooling the rotary electric machine 10 by pumping the refrigerant by the centrifugal force generated by the rotation of the rotor 11 of the rotary electric machine 10.

また、回転電機１０の電気角速度ωが低下することで、回転電機１０の出力トルクＴＥが上昇し、回転電機１０の発熱量を増加させることができる。これにより、回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができる。なお、本実施形態において、電気角速度ωが「回転速度」に相当する。 Further, as the electric angular velocity ω of the rotary electric machine 10 decreases, the output torque TE of the rotary electric machine 10 increases, and the calorific value of the rotary electric machine 10 can be increased. As a result, the temperature YM of the rotary electric machine 10 can be raised. In this embodiment, the electric angular velocity ω corresponds to the “rotational velocity”.

図１８に、本実施形態の設定処理のフローチャートを示す。低下判定前の車両の速度ＮＥ及び駆動力ＷＡとあるように、本実施形態の設定処理では、回転電機１０が高温で駆動していることを前提としている。そのため、制御装置５０は、回転電機１０の高温駆動時に、制御周期ＴＫ毎に設定処理を繰り返し実施する。なお、低下判定前とは、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低いと判定される直前を意味し、ここで「直前」とは、例えば低下判定した制御周期の１つ前、数個前の制御周期ＴＫを意味する。 FIG. 18 shows a flowchart of the setting process of the present embodiment. The setting process of the present embodiment presupposes that the rotary electric machine 10 is driven at a high temperature, as in the case of the speed NE and the driving force WA of the vehicle before the reduction determination. Therefore, the control device 50 repeatedly executes the setting process for each control cycle TK when the rotary electric machine 10 is driven at a high temperature. Note that "before the decrease determination" means immediately before the temperature YM of the rotary electric machine 10 is determined to be lower than the reference temperature YK, and "immediately before" here means, for example, one before the control cycle for which the decrease is determined. It means the previous control cycle TK.

設定処理を開始すると、まずステップＳ４０において、温度センサ５５を用いて回転電機１０の温度ＹＭを取得する。続くステップＳ４２において、温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低下したか否かを判定する。ステップＳ４２で否定判定すると、設定処理を終了する。つまり、制御装置５０は、変速比ＲＨを維持するとともに、回転電機１０の電気角速度ωが維持されるように、インバータ２０の電流指令値ＩＫを設定する。なお、本実施形態において、ステップＳ４２の処理が「温度判定部」に相当する。 When the setting process is started, first, in step S40, the temperature YM of the rotary electric machine 10 is acquired by using the temperature sensor 55. In the following step S42, it is determined whether or not the temperature YM is lower than the reference temperature YK. If a negative determination is made in step S42, the setting process ends. That is, the control device 50 sets the current command value IK of the inverter 20 so that the gear ratio RH is maintained and the electric angular velocity ω of the rotary electric machine 10 is maintained. In this embodiment, the process of step S42 corresponds to the "temperature determination unit".

ステップＳ４２で肯定判定すると、つまり温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低下したと判定した場合に、ステップＳ４４において、特定条件を満たすか否かを判定する。 If an affirmative determination is made in step S42, that is, if it is determined that the temperature YM is lower than the reference temperature YK, it is determined in step S44 whether or not the specific condition is satisfied.

ここで、特定条件について、図１９を用いて説明する。図１９には、変速比ＲＨが第１変速比ＲＨ１である場合に、車両を走行可能な速度ＮＥ及び駆動力ＷＡの範囲である第１駆動範囲ＥＡ１が示されている。ここで第１駆動範囲ＥＡ１は、車両の低速度領域において駆動力ＷＡの広い領域に設定された範囲である。 Here, the specific conditions will be described with reference to FIG. FIG. 19 shows a first drive range EA1 which is a range of a speed NE and a driving force WA capable of traveling the vehicle when the gear ratio RH is the first gear ratio RH1. Here, the first drive range EA1 is a range set in a wide range of the driving force WA in the low speed region of the vehicle.

また、図１９には、変速比ＲＨが第１変速比ＲＨ１よりも大きい第２変速比ＲＨ２である場合に、車両を走行可能な速度ＮＥ及び駆動力ＷＡの範囲である第２駆動範囲ＥＡ２が示されている。ここで第２駆動範囲ＥＡ２は、車両の低駆動力領域において速度ＮＥの広い領域に設定された範囲である。 Further, in FIG. 19, when the gear ratio RH is the second gear ratio RH2 larger than the first gear ratio RH1, the second drive range EA2 which is the range of the speed NE and the driving force WA capable of traveling the vehicle is shown. It is shown. Here, the second drive range EA2 is a range set in a wide region of the speed NE in the low driving force region of the vehicle.

そのため、第１駆動範囲ＥＡ１と第２駆動範囲ＥＡ２とは、車両の低速度領域及び低駆動力領域において重複しており、その重複した範囲である共通範囲ＥＢでは、第１変速比ＲＨ１及び第２変速比ＲＨ２のいずれであっても車両を走行させることができる。本実施形態において、特定条件とは、車両の速度ＮＥ及び駆動力ＷＡが、この共通範囲ＥＢに含まれているという条件である。つまり、特定条件を満たす場合には、車両の速度ＮＥ及び駆動力ＷＡを維持しつつ変速比ＲＨを変更することができ、これにより電気角速度ωを変更することができる。 Therefore, the first drive range EA1 and the second drive range EA2 overlap in the low speed region and the low drive force region of the vehicle, and in the common range EB which is the overlapping range, the first gear ratio RH1 and the first gear ratio RH1 and the first The vehicle can be driven regardless of the two gear ratios RH2. In the present embodiment, the specific condition is a condition that the speed NE and the driving force WA of the vehicle are included in this common range EB. That is, when the specific conditions are satisfied, the gear ratio RH can be changed while maintaining the vehicle speed NE and the driving force WA, and the electric angular velocity ω can be changed accordingly.

ステップＳ４４で否定判定すると、設定処理を終了する。一方、ステップＳ４４で肯定判定すると、ステップＳ４６において、回転電機１０に弱め界磁が実施されているか否かを判定する。ここで弱め界磁は、ｄ軸電流Ｉｄを所定の負の値にして、回転電機１０の巻線１４に生じる逆起電力ＶＲを減少させる制御である。ステップＳ４６で否定判定すると、ステップＳ５０に進む。 If a negative determination is made in step S44, the setting process ends. On the other hand, if an affirmative determination is made in step S44, it is determined in step S46 whether or not field weakening is applied to the rotary electric machine 10. Here, the field weakening is a control in which the d-axis current Id is set to a predetermined negative value to reduce the counter electromotive force VR generated in the winding 14 of the rotary electric machine 10. If a negative determination is made in step S46, the process proceeds to step S50.

ステップＳ４６で肯定判定すると、つまり回転電機１０に弱め界磁が実施されている場合に、ステップＳ４８において、回転電機１０の電気角速度ωを低下させても、弱め界磁を維持できるか否かを判定する。 If an affirmative determination is made in step S46, that is, when the rotary electric machine 10 is subjected to the field weakening, whether or not the field weakening can be maintained even if the electric angular velocity ω of the rotary electric machine 10 is reduced in step S48. judge.

ここで、弱め磁界の維持判定について、図１９を用いて説明する。図１９には、第１駆動範囲ＥＡ１において弱め界磁が実施可能な第１界磁範囲ＥＣ１、及び第２駆動範囲ＥＡ２において弱め界磁が実施可能な第２界磁範囲ＥＣ２が示されている。第１界磁範囲ＥＣ１は、第１界磁範囲ＥＣ１のうちの比較的高い速度領域において、駆動力ＷＡの広い領域に設定されている。また、第２界磁範囲ＥＣ２は、第２界磁範囲ＥＣ２のうちの比較的高い速度領域に設定されている。 Here, the determination of maintaining the weakened magnetic field will be described with reference to FIG. FIG. 19 shows a first field range EC1 in which the field weakening can be carried out in the first drive range EA1 and a second field range EC2 in which the field weakening can be carried out in the second drive range EA2. .. The first field range EC1 is set in a wide range of the driving force WA in a relatively high speed region of the first field range EC1. Further, the second field range EC2 is set in a relatively high speed region of the second field range EC2.

第１界磁範囲ＥＣ１と第２界磁範囲ＥＣ２とは、共通範囲ＥＢの一部において重複し、その重複した範囲である共通界磁範囲ＥＤでは、第１変速比ＲＨ１及び第２変速比ＲＨ２のいずれであっても弱め界磁を実施させることができる。ステップＳ４８では、車両の速度ＮＥ及び駆動力ＷＡが共通界磁範囲ＥＤに含まれているか否かを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ４６，Ｓ４８の処理が「禁止部」に相当する。 The first field range EC1 and the second field range EC2 overlap in a part of the common range EB, and in the common field range ED which is the overlapping range, the first gear ratio RH1 and the second gear ratio RH2 In any case, the field weakening can be carried out. In step S48, it is determined whether or not the vehicle speed NE and the driving force WA are included in the common field range ED. In this embodiment, the processes of steps S46 and S48 correspond to the "prohibited portion".

車両の速度ＮＥ及び駆動力ＷＡが共通界磁範囲ＥＤに含まれていない場合、ステップＳ４８で否定判定し、設定処理を終了する。一方、車両の速度ＮＥ及び駆動力ＷＡが共通界磁範囲ＥＤに含まれている場合、ステップＳ４８で肯定判定し、ステップＳ５０に進む。ステップＳ５０では、変速比ＲＨを第１変速比ＲＨ１から第２変速比ＲＨ２に上昇させる。続くステップＳ５２において、変速比ＲＨの上昇に対応させて回転電機１０の電気角速度ωが低下するように、インバータ２０の電流指令値ＩＫを設定し、設定処理を終了する。なお、本実施形態において、ステップＳ５０，Ｓ５２の処理が「設定部」に相当する。 If the vehicle speed NE and driving force WA are not included in the common field range ED, a negative determination is made in step S48, and the setting process ends. On the other hand, when the vehicle speed NE and the driving force WA are included in the common field range ED, an affirmative determination is made in step S48, and the process proceeds to step S50. In step S50, the gear ratio RH is increased from the first gear ratio RH1 to the second gear ratio RH2. In the following step S52, the current command value IK of the inverter 20 is set so that the electric angular velocity ω of the rotary electric machine 10 decreases in accordance with the increase in the gear ratio RH, and the setting process is completed. In this embodiment, the processes of steps S50 and S52 correspond to the "setting unit".

続いて、図１９〜図２２を用いて、設定処理をより具体的に説明する。図１９に示すように、共通範囲ＥＢにおける第１界磁範囲ＥＣ１には、第２界磁範囲ＥＣ２と共通化された共通界磁範囲ＥＤと、その他の範囲ＥＸとが含まれる。 Subsequently, the setting process will be described more specifically with reference to FIGS. 19 to 22. As shown in FIG. 19, the first field range EC1 in the common range EB includes the common field range ED shared with the second field range EC2 and the other range EX.

図１９に点ＰＦで示すように、車両の速度ＮＥ及び駆動力ＷＡが共通界磁範囲ＥＤに含まれている場合、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低下したと判定されると、弱め界磁を維持し、かつ車両の速度ＮＥ及び駆動力ＷＡを維持しつつ、変速比ＲＨを第１変速比ＲＨ１から第２変速比ＲＨ２に上昇させる。これにより、低下判定前よりも回転電機１０の電気角速度ωを低くすることができる。 As shown by the point PF in FIG. 19, when the vehicle speed NE and the driving force WA are included in the common field range ED, it is determined that the temperature YM of the rotary electric machine 10 is lower than the reference temperature YK. The gear ratio RH is increased from the first gear ratio RH1 to the second gear ratio RH2 while maintaining the field weakening and maintaining the vehicle speed NE and driving force WA. As a result, the electric angular velocity ω of the rotary electric machine 10 can be made lower than that before the reduction determination.

図２０に、変速比ＲＨを第１変速比ＲＨ１から第２変速比ＲＨ２に上昇させた場合の電気角速度ωと出力トルクＴＥとの関係を示す。図２０には、図１９の第１駆動範囲ＥＡ１及び第２駆動範囲ＥＡ２を示す駆動範囲ＥＡが記載されている。また、図２０には、図１９の第１界磁範囲ＥＣ１及び第２界磁範囲ＥＣ２を示す界磁範囲ＥＣが記載されている。図２０に示すように、電気角速度ωと出力トルクＴＥとの関係を示す図では、第１駆動範囲ＥＡ１及び第２駆動範囲ＥＡ２が共通の駆動範囲ＥＡで示され、第１界磁範囲ＥＣ１及び第２界磁範囲ＥＣ２が共通の界磁範囲ＥＣで示されている。 FIG. 20 shows the relationship between the electric angular velocity ω and the output torque TE when the gear ratio RH is increased from the first gear ratio RH1 to the second gear ratio RH2. FIG. 20 shows the drive range EA showing the first drive range EA1 and the second drive range EA2 of FIG. Further, FIG. 20 shows the field range EC showing the first field range EC1 and the second field range EC2 of FIG. As shown in FIG. 20, in the figure showing the relationship between the electric angular velocity ω and the output torque TE, the first drive range EA1 and the second drive range EA2 are shown by a common drive range EA, and the first field range EC1 and the first field range EC1 and The second field range EC2 is indicated by a common field range EC.

図２０に矢印ＹＦで示すように、回転電機１０では、電気角速度ωの低下により出力トルクＴＥが増大する。図２１に示すように、回転電機１０の電気角速度ωが低下することで、回転電機１０の冷却性能ＲＳが低下する。また、回転電機１０の出力トルクＴＥが上昇することで、回転電機１０の発熱量が増加する。これにより、回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができる。 As shown by the arrow YF in FIG. 20, in the rotary electric machine 10, the output torque TE increases due to the decrease in the electric angular velocity ω. As shown in FIG. 21, as the electric angular velocity ω of the rotary electric machine 10 decreases, the cooling performance RS of the rotary electric machine 10 decreases. Further, as the output torque TE of the rotary electric machine 10 increases, the amount of heat generated by the rotary electric machine 10 increases. As a result, the temperature YM of the rotary electric machine 10 can be raised.

一方、図１９に点ＰＧで示すように、車両の速度ＮＥ及び駆動力ＷＡがその他の範囲ＥＸに含まれている場合、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低下したと判定された場合に、変速比ＲＨを第１変速比ＲＨ１から第２変速比ＲＨ２に上昇させると、弱め界磁を維持できない。具体的には、図２２に矢印ＹＧで示すように、変速比ＲＨを第１変速比ＲＨ１から第２変速比ＲＨ２に上昇させると、電気角速度ωの低下により変更後の点ＰＧが界磁範囲ＥＣから外れてしまう。 On the other hand, as shown by the point PG in FIG. 19, when the vehicle speed NE and the driving force WA are included in the other range EX, it is determined that the temperature YM of the rotary electric machine 10 is lower than the reference temperature YK. In this case, if the gear ratio RH is increased from the first gear ratio RH1 to the second gear ratio RH2, the field weakening cannot be maintained. Specifically, as shown by the arrow YG in FIG. 22, when the gear ratio RH is increased from the first gear ratio RH1 to the second gear ratio RH2, the changed point PG becomes the field range due to the decrease in the electric angular velocity ω. It will be out of EC.

弱め界磁を維持できないと、電気角速度ωを低下させる際に弱め界磁用のｄ軸電流Ｉｄを小さくする必要がある。弱め界磁用のｄ軸電流Ｉｄを小さくすると、回転電機１０に流れる電流ベクトルの大きさが小さくなり、巻線１４の銅損減少により回転電機１０の温度ＹＭが低下する。電気角速度ωが低下することによる回転電機１０の昇温効果は、回転電機１０に流れる電流ベクトルの大きさが小さくなることによる回転電機１０の降温効果よりも小さい。そのため、電気角速度ωを低下させると、回転電機１０の温度ＹＭが低下する。本実施形態では、弱め界磁を維持できない場合には、電気角速度ωを低下させることを禁止する。これにより、回転電機１０の温度ＹＭが低下することを抑制できる。 If the field weakening cannot be maintained, it is necessary to reduce the d-axis current Id for the field weakening when the electric angular velocity ω is lowered. When the d-axis current Id for the field weakening is reduced, the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine 10 is reduced, and the temperature YM of the rotary electric machine 10 is lowered due to the reduction of the copper loss of the winding 14. The effect of raising the temperature of the rotary electric machine 10 due to the decrease in the electric angular velocity ω is smaller than the effect of lowering the temperature of the rotary electric machine 10 due to the decrease in the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine 10. Therefore, when the electric angular velocity ω is lowered, the temperature YM of the rotary electric machine 10 is lowered. In the present embodiment, it is prohibited to reduce the electric angular velocity ω when the field weakening cannot be maintained. As a result, it is possible to suppress a decrease in the temperature YM of the rotary electric machine 10.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the present embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

・本実施形態では、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低下したと判定された場合に、変速機８１の変速比ＲＨを変更するとともに、インバータ２０の電流指令値ＩＫを変更する。この場合において、本実施形態では、低下判定前の車両の速度ＮＥ及び駆動力ＷＡを維持しつつ、回転電機１０の電気角速度ωが低下判定前よりも低くなるようにする。回転電機１０の電気角速度ωが低下することで、回転電機１０の冷却性能ＲＳが低下する。また、回転電機１０の電気角速度ωが低下することで、回転電機１０の出力トルクＴＥが上昇し、回転電機１０の発熱量が増加する。これにより、回転電機１０の温度ＹＭを上昇させることができる。 In the present embodiment, when it is determined that the temperature YM of the rotary electric machine 10 is lower than the reference temperature YK, the gear ratio RH of the transmission 81 is changed and the current command value IK of the inverter 20 is changed. In this case, in the present embodiment, the electric angular velocity ω of the rotary electric machine 10 is set to be lower than that before the decrease determination while maintaining the vehicle speed NE and the driving force WA before the decrease determination. As the electric angular velocity ω of the rotary electric machine 10 decreases, the cooling performance RS of the rotary electric machine 10 decreases. Further, as the electric angular velocity ω of the rotary electric machine 10 decreases, the output torque TE of the rotary electric machine 10 increases, and the calorific value of the rotary electric machine 10 increases. As a result, the temperature YM of the rotary electric machine 10 can be raised.

回転電機１０の電気角速度ωを低く設定することによる回転電機１０の昇温効果は、回転電機１０に流れる電流ベクトルの大きさが小さくなることによる回転電機１０の降温効果よりも小さい。本実施形態では、回転電機１０の電気角速度ωを低く設定した場合に、回転電機１０に流れる電流ベクトルの大きさが低下判定前よりも小さくなる場合には、この設定を禁止する。これにより、回転電機１０の温度ＹＭが低下することを抑制できる。 The effect of raising the temperature of the rotary electric machine 10 by setting the electric angular velocity ω of the rotary electric machine 10 to be low is smaller than the effect of lowering the temperature of the rotary electric machine 10 by reducing the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine 10. In the present embodiment, when the electric angular velocity ω of the rotary electric machine 10 is set low and the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine 10 is smaller than that before the determination of decrease, this setting is prohibited. As a result, it is possible to suppress a decrease in the temperature YM of the rotary electric machine 10.

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。 (Other embodiments)
The above embodiment may be modified as follows.

・回転電機１０としては、３相のものに限らず、２相のものまたは４相以上のものであってもよい。 -The rotary electric machine 10 is not limited to a three-phase one, but may be a two-phase one or a four-phase or more one.

・蓄電装置は、バッテリに限られず、キャパシタであってもよい。 -The power storage device is not limited to the battery, but may be a capacitor.

・インバータ２０が備えるスイッチとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えばＭＯＳＦＥＴであってもよい。この場合、スイッチに逆接続されるダイオードとしてＭＯＳＦＥＴのボディダイオードを用いることができ、ＭＯＳＦＥＴとは別にフリーホイールダイオード２４を用いる必要がない。なお、第２インバータ３０及び昇圧回路７０についても同様である。 -The switch included in the inverter 20 is not limited to the IGBT, and may be, for example, a MOSFET. In this case, the body diode of the MOSFET can be used as the diode reversely connected to the switch, and it is not necessary to use the freewheel diode 24 separately from the MOSFET. The same applies to the second inverter 30 and the booster circuit 70.

・第１実施形態において、最小電流点ＰＡが減少側交点ＰＢと等しいことがある。この場合には、回転電機１０が低温であると判定されたときに、電圧制限楕円ＣＡ内に存在する目標トルクＴＭの等トルク線ＬＢ上において、最小電流点ＰＡからｄ軸電流Ｉｄを大きくする側に設定することで、回転電機１０の巻線１４に流れる電流ベクトルの大きさを大きくしてもよい。 -In the first embodiment, the minimum current point PA may be equal to the decreasing side intersection PB. In this case, when it is determined that the rotary electric machine 10 has a low temperature, the d-axis current Id is increased from the minimum current point PA on the equal torque line LB of the target torque TM existing in the voltage limiting ellipse CA. By setting it on the side, the magnitude of the current vector flowing through the winding 14 of the rotary electric machine 10 may be increased.

・第２実施形態において、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低下する前の昇圧比ＲＢが１である、つまり、昇圧回路７０が昇圧していないことがある。この場合には、回転電機１０の温度ＹＭが基準温度ＹＫよりも低下したと判定された場合に、昇圧比ＲＢを１に維持しつつ、回転電機１０の巻線１４に流れる電流ベクトルの大きさが大きくなるようにすればよい。 -In the second embodiment, the step-up ratio RB before the temperature YM of the rotary electric machine 10 drops below the reference temperature YK may be 1, that is, the step-up circuit 70 may not be stepped up. In this case, when it is determined that the temperature YM of the rotary electric machine 10 is lower than the reference temperature YK, the magnitude of the current vector flowing through the winding 14 of the rotary electric machine 10 while maintaining the step-up ratio RB of 1. Should be increased.

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

２０…インバータ、４０…バッテリ、５０…制御装置、１００…回転電機システム、ＩＫ…電流指令値、ＹＫ…基準温度、ＹＭ…温度。 20 ... Inverter, 40 ... Battery, 50 ... Control device, 100 ... Rotating electric machine system, IK ... Current command value, YK ... Reference temperature, YM ... Temperature.

Claims (8)

蓄電装置（４０）と、前記蓄電装置に接続されるインバータ（２０）と、前記インバータに接続され、前記インバータを介して前記蓄電装置との間で電力の入出力を行う回転電機（１０）と、を備える回転電機システム（１００）に適用される制御装置（５０）であって、
前記回転電機の温度（ＹＭ）が基準温度（ＹＫ）よりも低いか否かを判定する温度判定部と、
前記温度判定部により低いと判定された場合に、低くないと判定された場合に比べて前記回転電機に流れる電流ベクトルの大きさが大きくなるように前記インバータの電流指令値（ＩＫ）を設定する設定部と、を備える制御装置。 A power storage device (40), an inverter (20) connected to the power storage device, and a rotary electric machine (10) connected to the inverter and inputting / outputting electric power between the power storage device and the power storage device via the inverter. A control device (50) applied to a rotary electric system (100) including.
A temperature determination unit that determines whether or not the temperature (YM) of the rotary electric machine is lower than the reference temperature (YK).
When the temperature determination unit determines that the value is low, the current command value (IK) of the inverter is set so that the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine is larger than that when the temperature determination unit determines that the value is not low. A control device including a setting unit. 前記蓄電装置の電圧を、前記回転電機に印加される電圧の電圧制限値とする場合に、前記回転電機のｄｑ座標系において前記回転電機に流れるｄ，ｑ軸電流により規定される楕円が電圧制限楕円とされており、
前記設定部は、前記温度判定部により低いと判定された場合に、前記インバータの電流指令値を、前記ｄｑ座標系において前記回転電機の目標トルク（ＴＭ）と等しいトルクとなる座標を結んだ等トルク線と前記電圧制限楕円との交点のうち、弱め界磁用の前記ｄ軸電流が小さくなる側の減少側交点（ＰＢ）の電流指令値に設定する請求項１に記載の制御装置。 When the voltage of the power storage device is used as the voltage limit value of the voltage applied to the rotary electric machine, the ellipse defined by the d, q-axis current flowing through the rotary electric machine in the dq coordinate system of the rotary electric machine is the voltage limit. It is said to be an ellipse
When the temperature determination unit determines that the value is low, the setting unit connects the current command value of the inverter to a torque equal to the target torque (TM) of the rotary electric machine in the dq coordinate system. The control device according to claim 1, wherein the current command value of the decreasing side intersection (PB) on the side where the d-axis current for weakening the field weakening is set among the intersections of the torque line and the voltage limiting ellipse. 前記蓄電装置の電圧を、前記回転電機に印加される電圧の電圧制限値とする場合に、前記回転電機のｄｑ座標系において前記回転電機に流れるｄ，ｑ軸電流により規定される楕円が電圧制限楕円とされており、
前記設定部は、前記温度判定部により低いと判定された場合に、前記インバータの電流指令値を、前記ｄｑ座標系において前記回転電機の目標トルク（ＴＭ）と等しいトルクとなる座標を結んだ等トルク線と前記電圧制限楕円との交点のうち、弱め界磁用の前記ｄ軸電流が大きくなる側の増加側交点（ＰＣ）の電流指令値に設定する請求項１に記載の制御装置。 When the voltage of the power storage device is used as the voltage limit value of the voltage applied to the rotary electric machine, the ellipse defined by the d, q-axis current flowing through the rotary electric machine in the dq coordinate system of the rotary electric machine is the voltage limit. It is said to be an ellipse
When the temperature determination unit determines that the value is low, the setting unit connects the current command value of the inverter to a torque equal to the target torque (TM) of the rotary electric machine in the dq coordinate system. The control device according to claim 1, wherein the current command value is set at the increasing side intersection (PC) on the side where the d-axis current for weakening field becomes large among the intersections of the torque line and the voltage limiting ellipse. 前記回転電機システムは、前記蓄電装置の電圧を昇圧して前記インバータに供給するとともに、前記蓄電装置の電圧に対する前記インバータに供給される電圧の比である昇圧比（ＲＢ）を変更可能な昇圧回路（７０）を備えており、
前記温度判定部により低いと判定される前の前記回転電機の出力トルクを低下前トルクとし、前記温度判定部により低いと判定される前の前記昇圧比を低下前昇圧比とする場合、前記温度判定部により低いと判定されたときに、前記昇圧比を前記低下前昇圧比から下げても、前記回転電機の出力トルクを前記低下前トルクに維持できるか否かを判定する維持判定部を備え、
前記設定部は、前記維持判定部により前記低下前トルクに維持できると判定された場合に、前記昇圧比を前記低下前昇圧比から下げつつ、前記回転電機の出力トルクを前記低下前トルクに維持し、かつ前記回転電機に流れる電流ベクトルの大きさが大きくなるように前記インバータの電流指令値を設定する請求項１から３までのいずれか一項に記載の制御装置。 The rotary electric machine system is a booster circuit capable of boosting the voltage of the power storage device and supplying it to the inverter, and changing the boost ratio (RB), which is the ratio of the voltage supplied to the inverter to the voltage of the power storage device. (70) is provided
When the output torque of the rotary electric machine before being determined to be low by the temperature determination unit is defined as the pre-decrease torque and the step-up ratio before being determined to be low by the temperature determination unit is defined as the pre-decrease boost ratio, the temperature. A maintenance determination unit for determining whether or not the output torque of the rotary electric machine can be maintained at the pre-decrease torque even if the boost ratio is lowered from the pre-decrease boost ratio when the determination unit determines that the voltage is low is provided. ,
When the maintenance determination unit determines that the pre-decrease torque can be maintained, the setting unit maintains the output torque of the rotary electric machine at the pre-decrease torque while lowering the boost ratio from the pre-decrease boost ratio. The control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the current command value of the inverter is set so that the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine becomes large. ｎ相（ｎは２以上の自然数）の巻線を有する回転電機（１０）と、前記回転電機との間で電力の入出力を行う蓄電装置（４０）と、を備える回転電機システム（１００）に適用される制御装置（５０）であって、
前記回転電機システムは、
前記蓄電装置に接続され、直列接続された上アームスイッチ（２２）と下アームスイッチ（２３）とを相毎に有し、それら上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が前記回転電機を構成する各相の巻線の両端のうち第１端に接続される第１インバータ（２０）と、
前記蓄電装置に接続され、直列接続された上アームスイッチ（３２）と下アームスイッチ（３３）とを有し、上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が前記各相の巻線の両端のうち第２端に接続される第２インバータ（３０）と、
前記第１インバータの高電位側と前記第２インバータの高電位側とを接続する高電位側接続線（ＬＥ）と、
前記第１インバータの低電位側と前記第２インバータの低電位側とを接続する低電位側接続線（ＬＧ）と、を備え、
前記回転電機の温度（ＹＭ）が基準温度（ＹＫ）よりも低いか否かを判定する温度判定部と、
前記温度判定部により低いと判定された場合に、前記巻線に流れる電流が、前記巻線に流す電流に含まれる基本波（ＦＡ）に、前記基本波のｎ×（２ｋ−１）次の高調波（ｋは自然数）（ＦＢ）を重畳した重畳波（ＦＣ）となるように前記第１インバータ及び前記第２インバータの電流指令値を設定する設定部と、を備える制御装置。 A rotary electric machine system (100) including a rotary electric machine (10) having n-phase (n is a natural number of 2 or more) windings and a power storage device (40) for inputting and outputting electric power between the rotary electric machines. The control device (50) applied to
The rotary electric machine system
The upper arm switch (22) and the lower arm switch (23) connected to the power storage device and connected in series are provided for each phase, and the connection points between the upper arm switch and the lower arm switch constitute the rotary electric machine. The first inverter (20) connected to the first end of the winding ends of each phase
It has an upper arm switch (32) and a lower arm switch (33) connected to the power storage device and connected in series, and connection points between the upper arm switch and the lower arm switch are at both ends of the windings of the respective phases. Of these, the second inverter (30) connected to the second end and
A high-potential side connection line (LE) connecting the high-potential side of the first inverter and the high-potential side of the second inverter, and
A low-potential side connection line (LG) for connecting the low-potential side of the first inverter and the low-potential side of the second inverter is provided.
A temperature determination unit that determines whether or not the temperature (YM) of the rotary electric machine is lower than the reference temperature (YK).
When the temperature determination unit determines that the current is low, the current flowing through the winding is the fundamental wave (FA) included in the current flowing through the winding, which is the next n × (2k-1) of the fundamental wave. A control device including a setting unit for setting a current command value of the first inverter and the second inverter so as to be a superposed wave (FC) in which a harmonic wave (k is a natural number) (FB) is superimposed. 前記設定部は、前記回転電機に対する指令電圧及びキャリア信号に基づいて前記電流指令値を設定し、前記キャリア信号の周波数と前記回転電機のインダクタンスとに基づいて、前記高調波の次数を決定する請求項５に記載の制御装置。 The setting unit sets the current command value based on the command voltage and the carrier signal for the rotary electric machine, and determines the order of the harmonics based on the frequency of the carrier signal and the inductance of the rotary electric machine. Item 5. The control device according to Item 5. 蓄電装置（４０）と、前記蓄電装置に接続されるインバータ（２０）と、前記インバータに接続され、前記インバータを介して前記蓄電装置との間で電力の入出力を行う回転電機（１０）と、前記回転電機のロータの回転を車両の駆動輪（８２）に伝達する動力伝達機構（８０，８１）と、を備える回転電機システム（１００）に適用される制御装置（５０）であって、
前記動力伝達機構は、前記ロータの回転を所定の変速比（ＲＨ）で変速して前記駆動輪に伝達するとともに、前記変速比を変更可能な変速機（８１）を備えており、
前記回転電機の温度（ＹＭ）が基準温度（ＹＫ）よりも低いか否かを判定する温度判定部と、
前記温度判定部により低いと判定された場合に、低下判定前の前記車両の速度及び駆動力を維持しつつ、前記回転電機の回転速度が前記低下判定前よりも低くなるように前記変速比及び前記インバータの電流指令値を設定する設定部と、を備える制御装置。 A power storage device (40), an inverter (20) connected to the power storage device, and a rotary electric machine (10) connected to the inverter and inputting and receiving electric power between the power storage device and the power storage device via the inverter. A control device (50) applied to a rotary electric system (100) including a power transmission mechanism (80, 81) for transmitting the rotation of the rotor of the rotary electric machine to the drive wheels (82) of the vehicle.
The power transmission mechanism includes a transmission (81) capable of shifting the rotation of the rotor at a predetermined gear ratio (RH) and transmitting the rotation to the drive wheels, and changing the gear ratio.
A temperature determination unit that determines whether or not the temperature (YM) of the rotary electric machine is lower than the reference temperature (YK).
When the temperature determination unit determines that the speed is low, the gear ratio and the gear ratio are maintained so that the rotation speed of the rotary electric machine is lower than that before the decrease determination while maintaining the speed and driving force of the vehicle before the decrease determination. A control device including a setting unit for setting a current command value of the inverter. 前記回転電機の回転速度を前記低下判定前よりも低く設定した場合に、前記回転電機に流れる電流ベクトルの大きさが前記低下判定前よりも小さくなるか否かを判定し、小さくなると判定された場合に、前記低下判定前よりも低く設定することを禁止する禁止部を備える請求項７に記載の制御装置。 When the rotation speed of the rotary electric machine is set lower than that before the decrease determination, it is determined whether or not the magnitude of the current vector flowing through the rotary electric machine is smaller than that before the decrease determination, and it is determined that the magnitude is smaller. The control device according to claim 7, further comprising a prohibition unit for prohibiting setting lower than before the reduction determination.
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