JP7284645B2 - Rotating electric machine control device - Google Patents

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Description

本発明は、回転電機の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a rotating electric machine.

従来、オープン巻線を有する回転電機を備える回転電機システムが知られている（例えば、特許文献１）。この回転電機システムでは、回転電機を構成する各相の巻線の両端のうち第１端には、第１インバータが接続され、第２端には、第２インバータが接続されている。また、第１インバータの高電位側と第２インバータの高電位側とが、高電位側接続線により接続され、第１インバータの低電位側と第２インバータの低電位側とが、低電位側接続線により接続されている。上述した回転電機システムでは、回転電機を駆動する際に、各インバータの上、下アームスイッチにＰＷＭ駆動を実施するＨブリッジ駆動を実施できる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a rotary electric machine system including a rotary electric machine having open windings is known (for example, Patent Literature 1). In this rotating electric machine system, a first inverter is connected to a first end of both ends of each phase winding that constitutes the rotating electric machine, and a second inverter is connected to a second end thereof. The high potential side of the first inverter and the high potential side of the second inverter are connected by a high potential side connection line, and the low potential side of the first inverter and the low potential side of the second inverter are connected to the low potential side. They are connected by connecting lines. In the rotating electric machine system described above, when driving the rotating electric machine, it is possible to implement H-bridge driving in which the upper and lower arm switches of each inverter are PWM-driven.

Ｈブリッジ駆動では、第１インバータと第２インバータのうち、一方のインバータにＰＷＭ駆動を実施し、他方のインバータの上、下アームスイッチのうち、一方のアームスイッチをオフ状態とし、他方のアームスイッチをオン状態とする。そして、ＰＷＭ駆動を実施するインバータを所定期間毎に切り替える。そのため、例えば第１インバータがＰＷＭ駆動を実施する期間が、第２インバータがＰＷＭ駆動を実施する期間よりも長いと、第１インバータにおける上、下アームスイッチにＰＷＭ駆動によるスイッチング損失が集中し、これらのスイッチの温度が過度に上昇する。特許文献１に記載の技術では、第１インバータと第２インバータとを、同じ振幅で極性を反転させた駆動信号で駆動する。これにより、インバータ間におけるスイッチング損失の集中が抑制される。 In the H-bridge drive, one of the first inverter and the second inverter is PWM-driven, one of the upper and lower arm switches of the other inverter is turned off, and the other arm switch is turned off. is turned on. Then, the inverter that performs PWM driving is switched every predetermined period. Therefore, for example, if the period during which the first inverter performs PWM drive is longer than the period during which the second inverter performs PWM drive, switching loss due to PWM drive concentrates on the upper and lower arm switches in the first inverter. switch temperature rises excessively. In the technique described in Patent Literature 1, the first inverter and the second inverter are driven by a drive signal having the same amplitude but with the polarity reversed. This suppresses the concentration of switching loss between the inverters.

特開２０１７－９３０７７号公報JP 2017-93077 A

各インバータにおいて、特定のスイッチにスイッチング損失や通電による損失等の損失が集中すると、このスイッチの温度が過度に上昇する。特許文献１に記載の技術では、特定のスイッチにおけるスイッチング損失や通電による損失集中を回避する一方、インバータを構成する全素子が常時ＰＷＭ制御を実施するため、インバータ全体の損失が増加する問題が生じる。 In each inverter, when losses such as switching loss and loss due to current flow concentrate on a specific switch, the temperature of this switch rises excessively. In the technique described in Patent Document 1, while avoiding switching loss in a specific switch and loss concentration due to energization, all the elements that make up the inverter always perform PWM control, so there is a problem that the loss of the entire inverter increases. .

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、各インバータにおいて、インバータ全体の損失を抑制するとともに、特定のスイッチにおける温度の過度な上昇を抑制できる回転電機の制御装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and its object is to provide a control device for a rotating electric machine that can suppress the loss of the entire inverter and suppress the excessive temperature rise in a specific switch in each inverter. That's what it is.

上記課題を解決するための第１の手段は、多相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直流電源と、を備える回転電機システムに適用される回転電機の制御装置であって、前記回転電機システムは、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各相の前記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、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各相の前記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、前記直流電源の正極側、前記第１インバータの高電位側及び前記第２インバータの高電位側を接続する高電位側接続線と、前記直流電源の負極側、前記第１インバータの低電位側及び前記第２インバータの低電位側を接続する低電位側接続線と、を備え、前記第１インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第２インバータにおける上アームスイッチをオン状態に維持し、前記第２インバータにおける下アームスイッチをオフ状態に維持する第１動作と、前記第２インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第１インバータにおける上アームスイッチをオン状態に維持し、前記第１インバータにおける下アームスイッチをオフ状態に維持する第２動作と、前記第１インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第２インバータにおける下アームスイッチをオン状態に維持し、前記第２インバータにおける上アームスイッチをオフ状態に維持する第３動作と、前記第２インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第１インバータにおける下アームスイッチをオン状態に維持し、前記第１インバータにおける上アームスイッチをオフ状態に維持する第４動作と、を切り替えて設定する設定部と、前記設定部により設定された動作に基づいて前記第１インバータ及び前記第２インバータを制御する制御部と、を備える。 A first means for solving the above problems is applied to a rotating electric machine system including a rotating electric machine having multiphase windings and a DC power supply for inputting and outputting electric power between the rotating electric machine. A control device for a rotating electric machine, wherein the rotating electric machine system has an upper arm switch and a lower arm switch connected in series for each phase, and a connection point between the upper arm switch and the lower arm switch is at each phase. Each phase has a first inverter connected to a first end of the two ends of the winding, and an upper arm switch and a lower arm switch connected in series, and a connection point between the upper arm switch and the lower arm switch. connects the second inverter connected to the second end of the two ends of the winding of each phase, the positive electrode side of the DC power supply, the high potential side of the first inverter, and the high potential side of the second inverter. a high potential side connection line; and a low potential side connection line that connects the negative electrode side of the DC power supply, the low potential side of the first inverter, and the low potential side of the second inverter; , a first operation of performing switching drive of a lower arm switch, maintaining an upper arm switch in the second inverter in an ON state, and maintaining a lower arm switch in the second inverter in an OFF state; a second operation of performing switching driving of upper and lower arm switches, maintaining an upper arm switch in the first inverter in an ON state, and maintaining a lower arm switch in the first inverter in an OFF state; a third operation of performing switching driving of the upper and lower arm switches in the second inverter, maintaining the lower arm switch in the ON state, and maintaining the upper arm switch in the second inverter in the OFF state; a fourth operation of performing switching driving of the upper and lower arm switches in the inverter, maintaining the lower arm switch in the first inverter in the ON state, and maintaining the upper arm switch in the first inverter in the OFF state; and a control unit configured to control the first inverter and the second inverter based on the operation set by the setting unit.

オープン巻線を有する回転電機を備える回転電機システムでは、第１インバータと第２インバータとを用いて回転電機を駆動する場合に、第１動作と第２動作との切り替えが適宜実施される。第１動作と第２動作とが実施されると、第１インバータと第２インバータとのうち、一方のインバータのみにＰＷＭ駆動を実施するため、インバータ全体の損失を抑制できる。一方、第１動作と第２動作のみが実施されると、各インバータの上アームスイッチに通電による損失が集中するため、上アームスイッチの温度が過度に上昇してしまう。この点、上記構成では、第１動作と第２動作とに加えて、第３動作と第４動作とが実施される。第３動作と第４動作とでは、各インバータの下アームスイッチに通電による損失が集中する。そのため、第１動作と第２動作と第３動作と第４動作とを切り替えて実施することで、特定のスイッチに損失が集中することを抑制でき、インバータ全体の損失を抑制するとともに、特定のスイッチにおける温度の過度な上昇を抑制できる。 In a rotating electrical machine system including a rotating electrical machine having open windings, when the rotating electrical machine is driven using a first inverter and a second inverter, switching between the first operation and the second operation is performed as appropriate. When the first operation and the second operation are performed, only one of the first inverter and the second inverter is PWM-driven, so that the loss of the entire inverter can be suppressed. On the other hand, if only the first operation and the second operation are performed, the loss due to energization concentrates on the upper arm switch of each inverter, so the temperature of the upper arm switch rises excessively. In this regard, in the above configuration, the third and fourth operations are performed in addition to the first and second operations. In the third operation and the fourth operation, loss due to energization concentrates on the lower arm switch of each inverter. Therefore, by switching between the first operation, the second operation, the third operation, and the fourth operation, it is possible to suppress the concentration of loss in a specific switch, suppress the loss of the entire inverter, and suppress the loss in a specific switch. Excessive temperature rise in the switch can be suppressed.

第２の手段では、前記制御部は、前記第１動作と、前記第２動作及び前記第３動作の一方とを交互に実施する第１交流制御と、前記第２動作及び前記第３動作の他方と、前記第４動作とを交互に実施する第２交流制御と、を切り替えて実施する。 In the second means, the control unit performs first AC control for alternately performing the first operation and one of the second operation and the third operation, and the second operation and the third operation. The second AC control, in which the other operation and the fourth operation are alternately performed, are switched and performed.

第１動作及び第４動作では、回転電機の各巻線において、第２インバータ側を高電位、第１インバータ側を低電位とする電圧が印加され、第２動作及び第３動作では、回転電機の各巻線において、第１インバータ側を高電位、第２インバータ側を低電位とする電圧が印加される。上記構成によれば、回転電機の交流制御が可能な２組の動作対を構成しつつ、これらを切り替えて実施する。これにより、回転電機に交流電流を流しつつ、特定のスイッチにおける温度の過度な上昇を抑制できる。 In the first operation and the fourth operation, voltages are applied to the windings of the rotating electrical machine so that the second inverter side has a high potential and the first inverter side has a low potential. In each winding, a voltage is applied with a high potential on the first inverter side and a low potential on the second inverter side. According to the above configuration, two sets of operation pairs capable of AC control of the rotating electric machine are configured, and these are switched for implementation. As a result, an excessive rise in temperature in a specific switch can be suppressed while supplying an alternating current to the rotating electric machine.

第３の手段では、前記回転電機の回転速度を検出する回転速度検出部を備え、前記制御部は、前記回転速度検出部により検出された前記回転速度が閾値回転速度よりも大きい場合に、前記回転電機の電気角周期に基づいて前記第１交流制御と前記第２交流制御とを切り替え、閾値回転速度よりも小さい場合に、前記電気角周期よりも短い基準期間に基づいて前記第１交流制御と前記第２交流制御とを切り替える。 In the third means, a rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the rotating electrical machine is provided, and the control unit detects the rotation speed when the rotation speed detected by the rotation speed detection unit is higher than a threshold rotation speed. The first alternating current control and the second alternating current control are switched based on the electrical angular period of the rotating electric machine, and the first alternating current control is performed based on a reference period shorter than the electrical angular period when the rotation speed is smaller than a threshold rotation speed. and the second AC control.

例えば回転電機のロック状態や極低回転状態など、回転電機の回転速度が閾値回転速度よりも小さい場合、電気角周期が長くなるため、電気角周期毎に第１交流制御と第２交流制御とが切り替えられると、各交流制御の実施期間が長くなり、特定のスイッチにおける温度が過度に上昇する。上記構成によれば、回転電機の回転速度が閾値回転速度よりも小さい場合、電気角周期よりも短い基準期間に基づいて第１交流制御と第２交流制御とを切り替える。これにより、特定のスイッチにおける温度の過度な上昇を抑制できる。 For example, when the rotational speed of the rotating electrical machine is lower than the threshold rotational speed, such as when the rotating electrical machine is in a locked state or in an extremely low rotation state, the electrical angle cycle becomes longer. is switched, the duration of each AC control run increases, causing the temperature at the particular switch to rise excessively. According to the above configuration, when the rotation speed of the rotary electric machine is lower than the threshold rotation speed, switching between the first AC control and the second AC control is performed based on the reference period shorter than the electrical angle period. As a result, an excessive temperature rise in a specific switch can be suppressed.

第４の手段では、前記各インバータにおける上、下アームスイッチの温度又は該温度と相関を有するパラメータのいずれかである温度パラメータを取得するパラメータ取得部を備え、前記制御部は、取得された前記温度パラメータに基づいて前記各インバータにおける上、下アームスイッチに、その温度が閾値温度よりも高い過熱スイッチが存在すると判定した場合に、前記過熱スイッチがオン状態とされるオン期間がそれ以外のスイッチにおけるオン期間よりも短くなるように、前記第１交流制御と前記第２交流制御とを切り替える。 In the fourth means, a parameter acquiring unit acquires a temperature parameter that is either the temperature of the upper or lower arm switch in each inverter or a parameter correlated with the temperature, and the control unit acquires the acquired When it is determined based on the temperature parameter that there is an overheat switch whose temperature is higher than the threshold temperature in the upper and lower arm switches of each of the inverters, the on period during which the overheat switch is turned on is the same as that of the other switches. The first alternating current control and the second alternating current control are switched so as to be shorter than the ON period in .

例えば第１交流制御では、各インバータの上アームスイッチに損失が集中するため、上アームスイッチの温度が上昇する。通常、第１交流制御において上アームスイッチの温度が上昇した場合でも、上アームスイッチの温度が閾値温度よりも高くならないように、予め定められた条件で第１交流制御と第２交流制御とが切り替えられる。しかし、上アームスイッチの損失特性や冷却特性にはばらつきが存在するため、予め定められた条件で第１交流制御と第２交流制御とが切り替えられても、上アームスイッチの温度が閾値温度よりも高くなり、過熱スイッチとなることがある。上記の構成では、損失特性や冷却特性のばらつきにより過熱スイッチが存在することとなった場合には、過熱スイッチにおけるオン期間がそれ以外のスイッチにおけるオン期間よりも短くなるように、第１交流制御と第２交流制御とを切り替える。これにより、過熱スイッチの温度上昇が抑制され、特定のスイッチにおける温度の過度な上昇を抑制できる。 For example, in the first AC control, loss concentrates in the upper arm switch of each inverter, so the temperature of the upper arm switch rises. Normally, even when the temperature of the upper arm switch rises in the first AC control, the first AC control and the second AC control are performed under predetermined conditions so that the temperature of the upper arm switch does not exceed the threshold temperature. can be switched. However, since there are variations in the loss characteristics and cooling characteristics of the upper arm switch, even if the first AC control and the second AC control are switched under predetermined conditions, the temperature of the upper arm switch is lower than the threshold temperature. can also be high, resulting in an overheating switch. In the above configuration, when an overheat switch exists due to variations in loss characteristics and cooling characteristics, the first AC control is performed so that the ON period of the overheat switch is shorter than the ON period of the other switches. and the second AC control. As a result, the temperature rise of the overheat switch is suppressed, and an excessive temperature rise in a specific switch can be suppressed.

第５の手段では、前記第１交流制御は、前記第１動作と前記第２動作とを交互に実施する制御であり、前記第２交流制御は、前記第３動作と前記第４動作とを交互に実施する制御である。 In the fifth means, the first AC control is control for alternately performing the first action and the second action, and the second AC control performs the third action and the fourth action. This control is performed alternately.

各動作の切り替えにより損失が増加する場合がある。特に、オン状態に維持するスイッチを上アームスイッチから下アームスイッチに切り替える特定切り替えでは、発生する損失が大きくなるため、その回数が少ないことが望ましい。上記の構成では、第１交流制御において、第１動作と第２動作とが交互に実施され、オン状態に維持されるスイッチが上アームスイッチに限られる。また、第２交流制御において、第３動作と第４動作とが交互に実施され、オン状態に維持されるスイッチが下アームスイッチに限られる。そのため、第１交流制御及び第２交流制御を実施している期間には、特定切り替えが実施されず、第１交流制御と第２交流制御との切り替えにおいてのみ特定切り替えが実施される。そのため、各動作の切り替えにより発生する損失を抑制できる。 Loss may increase due to switching between each operation. In particular, in the specific switching of switching the switch to be maintained in the ON state from the upper arm switch to the lower arm switch, the loss generated increases, so it is desirable that the number of times of switching is small. In the above configuration, in the first AC control, the first action and the second action are alternately performed, and only the upper arm switch is maintained in the ON state. Also, in the second AC control, the third operation and the fourth operation are alternately performed, and the switch that is maintained in the ON state is limited to the lower arm switch. Therefore, while the first AC control and the second AC control are being performed, the specific switching is not performed, and the specific switching is performed only when switching between the first AC control and the second AC control. Therefore, it is possible to suppress the loss caused by the switching of each operation.

第６の手段では、前記制御部は、前記第１動作及び前記第２動作において、第１制御信号により前記第１インバータの上アームスイッチを制御するとともに、第２制御信号により前記第２インバータの上アームスイッチを制御し、前記第３動作及び前記第４動作において、前記第１制御信号により前記第２インバータの下アームスイッチを制御するとともに、第２制御信号により前記第１インバータの下アームスイッチを制御する。 In the sixth means, in the first operation and the second operation, the control unit controls the upper arm switch of the first inverter with a first control signal, and controls the switch of the second inverter with a second control signal. The upper arm switch is controlled, and in the third operation and the fourth operation, the first control signal controls the lower arm switch of the second inverter, and the second control signal controls the lower arm switch of the first inverter. to control.

上記構成によれば、第１交流制御に用いる制御信号を、異なるインバータであって、且つ接続点に対して異なる側のスイッチに用いることで、第２交流制御を実施する。これにより、第１交流制御と第２交流制御において、制御に用いる制御信号を共通化でき、制御信号を生成する構成を共通化することで、回転電機の制御装置の構成を簡略化できる。 According to the above configuration, the second AC control is performed by using the control signal used for the first AC control for a switch on a different side with respect to the connection point, which is a different inverter. Accordingly, in the first AC control and the second AC control, the control signal used for control can be shared, and the configuration for generating the control signal can be shared, thereby simplifying the configuration of the control device for the rotating electric machine.

第７の手段では、前記制御部は、前記回転電機への出力電圧の目標値である電圧指令値に基づいて、前記各インバータにおける上、下アームスイッチの制御を実施し、搬送波の振幅を前記電圧指令値に加算することにより第１電圧指令値を算出し、前記搬送波の振幅を前記電圧指令値から減算することにより第２電圧指令値を算出する指令値算出部と、前記第１電圧指令値と前記搬送波との大小比較に基づいて、前記第１制御信号を生成し、前記第２電圧指令値と前記搬送波との大小比較に基づいて、前記第２制御信号を生成する信号生成部と、を備える。 In the seventh means, the control unit controls the upper and lower arm switches in each inverter based on a voltage command value that is a target value of the output voltage to the rotating electric machine, and adjusts the amplitude of the carrier wave to the a command value calculation unit that calculates a first voltage command value by adding to the voltage command value and calculates a second voltage command value by subtracting the amplitude of the carrier wave from the voltage command value; a signal generator that generates the first control signal based on a magnitude comparison between the value and the carrier wave, and generates the second control signal based on a magnitude comparison between the second voltage command value and the carrier wave; , provided.

上記構成によれば、電圧指令値と搬送波とに基づいて第１制御信号と第２制御信号とを生成する。そのため、回転電機の動作状態に基づいて、各インバータのスイッチを制御できる。 According to the above configuration, the first control signal and the second control signal are generated based on the voltage command value and the carrier wave. Therefore, the switch of each inverter can be controlled based on the operating state of the rotating electric machine.

第８の手段では、前記制御部は、前記回転電機への出力電圧の目標値である電圧指令値に基づいて、前記各インバータにおける上、下アームスイッチの制御を実施し、搬送波の振幅を該搬送波から減算することにより第１搬送波を算出し、前記搬送波の振幅を該搬送波に加算することにより第２搬送波を算出する搬送波算出部と、前記電圧指令値と前記第１搬送波との大小比較に基づいて、前記第１制御信号を生成し、前記電圧指令値と前記第２搬送波との大小比較に基づいて、前記第２制御信号を生成する信号生成部と、を備える。 In the eighth means, the control unit controls upper and lower arm switches in each of the inverters based on a voltage command value that is a target value of the output voltage to the rotating electric machine, and adjusts the amplitude of the carrier wave accordingly. a carrier wave calculator that calculates a first carrier wave by subtracting it from the carrier wave and calculates a second carrier wave by adding the amplitude of the carrier wave to the carrier wave; and a magnitude comparison between the voltage command value and the first carrier wave. a signal generation unit that generates the first control signal based on the voltage command value and generates the second control signal based on a magnitude comparison between the voltage command value and the second carrier wave.

上記構成によれば、電圧指令値と搬送波とに基づいて第１制御信号と第２制御信号とを生成する。そのため、回転電機の動作状態に基づいて、各インバータのスイッチを制御できる。 According to the above configuration, the first control signal and the second control signal are generated based on the voltage command value and the carrier wave. Therefore, the switch of each inverter can be controlled based on the operating state of the rotating electric machine.

第９の手段では、前記第１動作、前記第２動作、前記第４動作、及び前記第３動作を所定の順番で繰り返し実施する。 In the ninth means, the first operation, the second operation, the fourth operation, and the third operation are repeatedly performed in a predetermined order.

上記構成によれば、回転電機に交流電流を流しつつ、各スイッチに発生する損失が平均化される。これにより、特定のスイッチにおける温度の過度な上昇を抑制できる。 According to the above configuration, the loss generated in each switch is averaged while an alternating current is supplied to the rotating electric machine. As a result, an excessive temperature rise in a specific switch can be suppressed.

回転電機システムの全体構成図。1 is an overall configuration diagram of a rotary electric machine system; FIG. 第１動作におけるＵ相巻線へのバッテリ電圧印加経路を示す図。The figure which shows the battery voltage application path|route to the U-phase winding in 1st operation|movement. 第２動作におけるＵ相巻線へのバッテリ電圧印加経路を示す図。The figure which shows the battery voltage application path|route to the U-phase winding in 2nd operation|movement. 第３動作におけるＵ相巻線へのバッテリ電圧印加経路を示す図。The figure which shows the battery voltage application path|route to the U-phase winding in 3rd operation|movement. 第４動作におけるＵ相巻線へのバッテリ電圧印加経路を示す図。The figure which shows the battery voltage application path|route to the U-phase winding in 4th operation|movement. 切替制御処理のフローチャート。4 is a flowchart of switching control processing; 第１，第２インバータの各スイッチの状態の推移を示すタイムチャート。4 is a time chart showing the state transition of each switch of the first and second inverters; 第１実施形態に係る信号生成回路の回路構成を示す図。2 is a diagram showing the circuit configuration of a signal generation circuit according to the first embodiment; FIG. 第１実施形態に係る第１制御信号と第２制御信号との生成過程を示す図。4A and 4B are diagrams showing a process of generating a first control signal and a second control signal according to the first embodiment; FIG. 第１，第２インバータの各スイッチの温度の推移を示すタイムチャート。4 is a time chart showing changes in temperature of each switch of the first and second inverters; 第２実施形態に係る信号生成回路の回路構成を示す図。The figure which shows the circuit structure of the signal generation circuit which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る第１制御信号と第２制御信号との生成過程を示す図。FIG. 8 is a diagram showing the process of generating a first control signal and a second control signal according to the second embodiment;

（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に適用した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 (First embodiment)
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment in which a control device for a rotating electric machine according to the present invention is applied to a rotating electric machine system 100 mounted on a vehicle will be described below 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、第１インバータ２０と、第２インバータ３０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, a rotating electrical machine system 100 according to the present embodiment includes a rotating electrical machine 10, a first inverter 20, a second inverter 30, and a control device 50 that controls the rotating electrical machine 10. ing.

回転電機１０は、回生発電及び力行駆動の機能を有し、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り、力行時には、バッテリ４０から供給される電力により車両に推進力を付与し、回生時には、車両の減速エネルギー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 regenerative power generation and power running drive, and is specifically an MG (Motor Generator). The rotating electrical machine 10 inputs and outputs electric power to and from the battery 40. During power running, the electric power supplied from the battery 40 provides propulsion to the vehicle, and during regeneration, the vehicle deceleration energy is used. It generates power and outputs power to the battery 40 .

回転電機１０は、オープン型の３相の巻線１１を有する。巻線１１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗを含む。回転電機１０のロータは、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。回転電機１０は、例えば同期機である。 The rotating electrical machine 10 has an open three-phase winding 11 . Winding 11 includes U-, V-, and W-phase windings 11U, 11V, and 11W. The rotor of the rotating electric machine 10 is connected to drive wheels of the vehicle so as to allow power transmission. The rotary electric machine 10 is, for example, a synchronous machine.

回転電機１０の各相の巻線１１は、第１インバータ２０を介して、直流の電源部であるバッテリ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、具体的には、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。本実施形態において、バッテリ４０は「直流電源」に相当する。 Each phase winding 11 of the rotary electric machine 10 is connected to a battery 40 that is a DC power source via a first inverter 20 . The battery 40 is a chargeable/dischargeable storage battery, and specifically, an assembled battery in which a plurality of lithium ion storage batteries are connected in series. Note that the battery 40 may be another type of storage battery. In this embodiment, the battery 40 corresponds to a "DC power supply".

第１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１１の第１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。また、各スイッチには、温度センサ２５が設けられている。以下、温度センサ２５が検出する上アームスイッチ２２の温度をＴＵ１といい、温度センサ２５が検出する下アームスイッチ２３の温度をＴＤ１という。 The first inverter 20 is a series connection of upper arm switches 22 (22A, 22B, 22C), which are switching elements on the high potential side, and lower arm switches 23 (23A, 23B, 23C), which are switching elements on the low potential side. are connected in parallel. A connection point between the upper arm switch 22 and the lower arm switch 23 of each phase is connected to the first end of the winding 11 of the corresponding phase of the rotary electric machine 10 . In this embodiment, the switches 22 and 23 are voltage-controlled semiconductor switching elements, more specifically, IGBTs. A freewheel diode 24 is connected in anti-parallel to each switch. Each switch is also provided with a temperature sensor 25 . Hereinafter, the temperature of the upper arm switch 22 detected by the temperature sensor 25 is referred to as TU1, and the temperature of the lower arm switch 23 detected by the temperature sensor 25 is referred to as TD1.

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。各相上アームスイッチ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１１の第２端が接続されている。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。また、各スイッチには、温度センサ３５が設けられている。以下、温度センサ３５が検出する上アームスイッチ３２の温度をＴＵ２といい、温度センサ３５が検出する下アームスイッチ３３の温度をＴＤ２という。 The second inverter 30 is a series connection of upper arm switches 32 (32A, 32B, 32C), which are switching elements on the high potential side, and lower arm switches 33 (33A, 33B, 33C), which are switching elements on the low potential side. are connected in parallel. A connection point between the upper arm switch 32 and the lower arm switch 33 of each phase is connected to the second end of the winding 11 of the corresponding phase of the rotary electric machine 10 . In this embodiment, the switches 32 and 33 are voltage-controlled semiconductor switching elements, more specifically, IGBTs. A freewheel diode 34 is connected in anti-parallel to each switch. Each switch is also provided with a temperature sensor 35 . Hereinafter, the temperature of the upper arm switch 32 detected by the temperature sensor 35 is referred to as TU2, and the temperature of the lower arm switch 33 detected by the temperature sensor 35 is referred to as TD2.

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の低電位側とは、接地線ＬＧにより接続されている。また、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、高電位側接続線ＬＵにより接続されており、第１インバータ２０の低電位側と第２インバータ３０の低電位側とは、低電位側接続線ＬＤにより接続されている。これにより、第２インバータ３０は、第１インバータ２０を介してバッテリ４０に接続される。 The high potential side of the battery 40 and the high potential side of the first inverter 20 are connected by a power line LE, and the low potential side of the battery 40 and the low potential side of the first inverter 20 are connected by a ground line LG. It is The high potential side of the first inverter 20 and the high potential side of the second inverter 30 are connected by a high potential side connection line LU, and the low potential side of the first inverter 20 and the low potential side of the second inverter 30 are connected. side is connected by a low potential side connection line LD. Thereby, the second inverter 30 is connected to the battery 40 via the first inverter 20 .

回転電機システム１００は、バッテリ４０の電源電圧Ｖｂａｔを検出する電圧センサ５１、回転電機１０の各相の巻線１１に流れる相電流を検出する電流センサ５２、及び回転電機１０の回転角を検出する角度センサ５３（例えばレゾルバ）を備えている。各センサの検出値は、制御装置５０に入力される。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、第１インバータ２０と第２インバータ３０とを制御する。制御量は、例えばトルクである。 The rotary electric machine system 100 detects a voltage sensor 51 that detects the power supply voltage Vbat of the battery 40 , a current sensor 52 that detects phase currents flowing through the windings 11 of each phase of the rotary electric machine 10 , and a rotation angle of the rotary electric machine 10 . An angle sensor 53 (for example, a resolver) is provided. A detection value of each sensor is input to the control device 50 . Control device 50 controls first inverter 20 and second inverter 30 based on the acquired detection value so that the control amount of rotating electric machine 10 is controlled to the command value. The controlled variable is, for example, torque.

具体的には、制御装置５０は、第１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を交互にオン状態とすべく、スイッチ２２，２３それぞれに対応する第１駆動信号ＳＧ１を、スイッチ２２，２３に出力する。第１駆動信号ＳＧ１は、スイッチのオン状態への切り替えを指示するオン指令と、オフ状態への切り替えを指示するオフ指令とのいずれかをとる。 Specifically, in controlling the first inverter 20, the control device 50 outputs the first drive signal SG1 corresponding to each of the switches 22 and 23 in order to alternately turn on the switches 22 and 23 with a dead time in between. , switches 22 and 23 . The first drive signal SG1 takes either an ON command for instructing switching to the ON state of the switch or an OFF command for instructing switching to the OFF state.

また、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を交互にオン状態とすべく、スイッチ３２，３３それぞれに対応する第２駆動信号ＳＧ２を、スイッチ３２，３３に出力する。 Further, in the control of the second inverter 30, the control device 50 outputs the second drive signal SG2 corresponding to each of the switches 32 and 33 so as to alternately turn on the switches 32 and 33 with a dead time in between. , 33.

さらに、制御装置５０は、取得した検出値に基づいて、回転電機１０の動作状態を取得する。回転電機１０の動作状態は、例えば高速回転状態や低速回転状態である。そして、取得した動作状態に基づいて、第１駆動信号ＳＧ１と第２駆動信号ＳＧ２とを生成する。 Further, control device 50 acquires the operating state of rotating electric machine 10 based on the acquired detection value. The operating state of the rotating electric machine 10 is, for example, a high-speed rotation state or a low-speed rotation state. Then, the first drive signal SG1 and the second drive signal SG2 are generated based on the acquired operating state.

例えば、回転電機１０が高速回転状態である場合、第１インバータ２０と第２インバータ３０とがＨブリッジ駆動される。Ｈブリッジ駆動では、ＰＷＭ駆動により第１インバータ２０と第２インバータ３０とが制御される。ＰＷＭ駆動は、回転電機１０への出力電圧の目標値である電圧指令値Ｖ＊（図９参照）と、三角波信号等のキャリア信号ＳＤ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を制御する駆動である。なお、本実施形態において、ＰＷＭ駆動が「スイッチング駆動」に相当する。 For example, when the rotary electric machine 10 is in a high-speed rotation state, the first inverter 20 and the second inverter 30 are H-bridge driven. In H-bridge driving, the first inverter 20 and the second inverter 30 are controlled by PWM driving. The PWM drive is based on a magnitude comparison between the voltage command value V* (see FIG. 9), which is the target value of the output voltage to the rotary electric machine 10, and the carrier signal SD such as a triangular wave signal. It is the drive that controls the state of the switch. In this embodiment, PWM drive corresponds to "switching drive".

Ｈブリッジ駆動では、第１動作と第２動作とが交互に実施される。図２に、回転電機１０の第１動作におけるＵ相巻線１１Ｕへのバッテリ電圧印加経路を示し、図３に、回転電機１０の第２動作におけるＵ相巻線１１Ｕへのバッテリ電圧印加経路を示す。 In H-bridge driving, the first operation and the second operation are alternately performed. FIG. 2 shows the battery voltage application path to U-phase winding 11U in the first operation of rotating electrical machine 10, and FIG. 3 shows the battery voltage application path to U-phase winding 11U in the second operation of rotating electrical machine 10. show.

図２に示すように、第１動作では、第１インバータ２０の上，下アームスイッチ２２Ａ，２３ＡがＰＷＭ駆動され、第２インバータ３０の上アームスイッチ３２Ａがオン状態とされ、下アームスイッチ３３Ａがオフ状態とされるように制御される。これにより、回転電機１０のＵ相の巻線１１において、第２インバータ３０側が高電位となり、第１インバータ２０側が低電位となる。 As shown in FIG. 2, in the first operation, the upper and lower arm switches 22A and 23A of the first inverter 20 are PWM-driven, the upper arm switch 32A of the second inverter 30 is turned on, and the lower arm switch 33A is turned on. It is controlled to be turned off. As a result, in the U-phase winding 11 of the rotary electric machine 10, the potential on the second inverter 30 side becomes high, and the potential on the first inverter 20 side becomes low.

また、図３に示すように、第２動作では、第２インバータ３０の上，下アームスイッチ３２Ａ，３３ＡがＰＷＭ駆動され、第１インバータ２０の上アームスイッチ２２Ａがオン状態とされ、下アームスイッチ２３Ａがオフ状態とされるように制御される。これにより、回転電機１０のＵ相の巻線１１において、第１インバータ２０側が高電位となり、第２インバータ３０側が低電位となる。そのため、第１動作と第２動作とが交互に実施されることで、回転電機１０の各相の巻線１１に交流電流が流れる。以下、第１動作と第２動作とを交互に実施する制御を、第１交流制御という。 Further, as shown in FIG. 3, in the second operation, the upper and lower arm switches 32A and 33A of the second inverter 30 are PWM-driven, the upper arm switch 22A of the first inverter 20 is turned on, and the lower arm switch 23A is turned off. As a result, in the U-phase winding 11 of the rotary electric machine 10, the potential on the first inverter 20 side becomes high, and the potential on the second inverter 30 side becomes low. Therefore, by alternately performing the first operation and the second operation, an alternating current flows through the winding 11 of each phase of the rotary electric machine 10 . Hereinafter, control for alternately performing the first operation and the second operation will be referred to as first AC control.

ところで、図２，３に示すように、第１動作及び第２動作では、ＰＷＭ駆動が実施されないインバータにおいて、上アームスイッチ２２Ａ，３２Ａがオン状態とされ、下アームスイッチ２３Ａ，３３Ａがオフ状態とされる。そのため、各インバータ２０，３０の上アームスイッチ２２Ａ，３２Ａに通電による損失が集中し、上アームスイッチ２２Ａ，３２Ａの温度ＴＵ１，ＴＵ２が過度に上昇する問題が生じる。 By the way, as shown in FIGS. 2 and 3, in the first operation and the second operation, the upper arm switches 22A and 32A are turned on and the lower arm switches 23A and 33A are turned off in the inverter in which PWM driving is not performed. be done. As a result, power loss due to energization concentrates in the upper arm switches 22A, 32A of the inverters 20, 30, causing the temperature TU1, TU2 of the upper arm switches 22A, 32A to rise excessively.

そこで、本実施形態では、Ｈブリッジ駆動において、第１交流制御に加え、第３動作と第４動作とを交互に実施する第２交流制御を実施する。図４に、回転電機１０の第３動作におけるＵ相巻線１１Ｕへのバッテリ電圧印加経路を示し、図５に、回転電機１０の第４動作におけるＵ相巻線１１Ｕへのバッテリ電圧印加経路を示す。 Therefore, in the present embodiment, in the H-bridge driving, in addition to the first AC control, the second AC control for alternately performing the third operation and the fourth operation is performed. FIG. 4 shows the battery voltage application path to U-phase winding 11U in the third operation of rotating electrical machine 10, and FIG. 5 shows the battery voltage application path to U-phase winding 11U in the fourth operation of rotating electrical machine 10. show.

図４に示すように、第３動作では、第１インバータ２０の上，下アームスイッチ２２Ａ，２３ＡがＰＷＭ駆動され、第２インバータ３０の上アームスイッチ３２Ａがオフ状態とされ、下アームスイッチ３３Ａがオン状態とされるように制御される。これにより、回転電機１０のＵ相の巻線１１において、第１インバータ２０側が高電位となり、第２インバータ３０側が低電位となる。 As shown in FIG. 4, in the third operation, the upper and lower arm switches 22A and 23A of the first inverter 20 are PWM-driven, the upper arm switch 32A of the second inverter 30 is turned off, and the lower arm switch 33A is turned off. It is controlled to be turned on. As a result, in the U-phase winding 11 of the rotary electric machine 10, the potential on the first inverter 20 side becomes high, and the potential on the second inverter 30 side becomes low.

図５に示すように、第４動作では、第２インバータ３０の上，下アームスイッチ３２Ａ，３３ＡがＰＷＭ駆動され、第１インバータ２０の上アームスイッチ２２Ａがオフ状態とされ、第１インバータ２０の下アームスイッチ２３Ａがオン状態とされるように制御される。これにより、回転電機１０のＵ相の巻線１１において、第２インバータ３０側が高電位となり、第１インバータ２０側が高電位となる。そのため、第３動作と第４動作とが交互に実施されることで、回転電機１０の各相の巻線１１に交流電流が流れる。 As shown in FIG. 5, in the fourth operation, the upper and lower arm switches 32A and 33A of the second inverter 30 are PWM-driven, the upper arm switch 22A of the first inverter 20 is turned off, and the first inverter 20 is turned off. The lower arm switch 23A is controlled to be turned on. As a result, in the U-phase winding 11 of the rotary electric machine 10, the potential on the second inverter 30 side becomes high, and the potential on the first inverter 20 side becomes high. Therefore, by alternately performing the third operation and the fourth operation, an alternating current flows through the winding 11 of each phase of the rotary electric machine 10 .

そして、本実施形態では、第１交流制御と第２交流制御とを切り替えて実施する切替制御処理を実施する。これにより、第１動作と第２動作と第３動作と第４動作とが切り替えて実施され、各インバータ２０，３０における上アームスイッチ２２Ａ，３２Ａへの損失の集中が抑制される。これにより、各インバータ２０，３０において、特定のスイッチにおける温度の過度な上昇を抑制できる。 And in this embodiment, the switching control process which switches and implements a 1st alternating current control and a 2nd alternating current control is implemented. As a result, the first operation, the second operation, the third operation, and the fourth operation are performed by switching, and concentration of losses on the upper arm switches 22A, 32A in each of the inverters 20, 30 is suppressed. Thereby, in each inverter 20, 30, an excessive rise in temperature in a specific switch can be suppressed.

図６に本実施形態の切替制御処理のフローチャートを示す。本実施形態では、回転電機１０の力行時における切替制御処理のフローチャートを示す。制御装置５０は、回転電機１０の力行動作中、所定期間毎に切替制御処理を繰り返し実施する。 FIG. 6 shows a flowchart of the switching control process of this embodiment. In this embodiment, a flowchart of switching control processing during power running of the rotary electric machine 10 is shown. The control device 50 repeatedly performs the switching control process every predetermined period during the power running operation of the rotating electric machine 10 .

切替制御処理を開始すると、まずステップＳ１０において、回転電機１０の交流制御が第１交流制御であるかを判定する。回転電機１０の交流制御は、駆動信号ＳＧ１，ＳＧ２により判定されればよい。 When the switching control process is started, first, in step S10, it is determined whether the AC control of the rotary electric machine 10 is the first AC control. AC control of rotating electric machine 10 may be determined based on drive signals SG1 and SG2.

ステップＳ１０で肯定判定すると、ステップＳ１２において、第１交流制御を開始してからの経過時間ｔを取得する。続くステップＳ１４において、回転電機１０の回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも小さい低回転状態であるかを判定する。ここで、閾値回転速度Ｎｔｈは、回転電機１０のロック状態、又は極低速で回転電機１０がトルクを発生させている状態における回転速度である。なお、回転速度ＮＥは、例えば回転電機１０の回転角を時間微分した電気角速度ωに基づいて算出することができる。 If an affirmative determination is made in step S10, the elapsed time t after starting the first AC control is acquired in step S12. In subsequent step S14, it is determined whether or not the rotation speed NE of the rotary electric machine 10 is in a low rotation state smaller than the threshold rotation speed Nth. Here, the threshold rotation speed Nth is the rotation speed when the rotating electric machine 10 is locked or when the rotating electric machine 10 is generating torque at an extremely low speed. Note that the rotation speed NE can be calculated, for example, based on the electrical angular velocity ω obtained by differentiating the rotation angle of the rotary electric machine 10 with time.

回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも大きいと判定された場合に、ステップＳ１４で否定判定される。この場合、回転電機１０の電気角周期ＴＳに基づいて、第１交流制御と前記第２交流制御とを切り替える。具体的には、ステップＳ１６において、ステップＳ１２で取得された経過時間ｔが、回転電機１０の電気角Ｎ１周期よりも大きいかを判定する。ここで、周期数Ｎ１は、第１交流制御から第２交流制御に切り替えるための周期数であり、２以上の自然数に予め設定されている。 When it is determined that the rotation speed NE is higher than the threshold rotation speed Nth, a negative determination is made in step S14. In this case, the first AC control and the second AC control are switched based on the electrical angle period TS of the rotary electric machine 10 . Specifically, in step S<b>16 , it is determined whether the elapsed time t obtained in step S<b>12 is greater than the electrical angle N<b>1 period of the rotating electric machine 10 . Here, the number of cycles N1 is the number of cycles for switching from the first AC control to the second AC control, and is preset to a natural number of 2 or more.

ステップＳ１６で否定判定すると、ステップＳ２６において、第１交流制御を継続するように設定する。続くステップＳ２８において、第１交流制御を実施し、切替制御処理を終了する。なお、第１交流制御では、第１動作と第２動作とが交互に実施され、第１動作が実施される第１動作期間と、第２動作が実施される第２動作期間とが等しくなるように、各インバータ２０，３０が制御される。 If a negative determination is made in step S16, the first AC control is set to continue in step S26. In subsequent step S28, the first AC control is performed, and the switching control process ends. In the first AC control, the first action and the second action are alternately performed, and the first action period during which the first action is performed and the second action period during which the second action is performed are equal. Thus, each inverter 20, 30 is controlled.

ステップＳ１６で肯定判定すると、ステップＳ２０において、各インバータ２０，３０の上アームスイッチ２２，３２の温度ＴＵ１，ＴＵ２を取得する。続くステップＳ２２において、ステップＳ２０で取得された温度ＴＵ１，ＴＵ２のうち、その最高温度ＴＵＸが閾値温度Ｔｔｈよりも大きいかを判定する。ここで、閾値温度Ｔｔｈは、各スイッチの過熱による故障を抑制するための温度であり、各スイッチの使用上限温度以下に設定されている。 If an affirmative determination is made in step S16, temperatures TU1 and TU2 of upper arm switches 22 and 32 of inverters 20 and 30 are acquired in step S20. In subsequent step S22, it is determined whether the maximum temperature TUX of the temperatures TU1 and TU2 obtained in step S20 is higher than the threshold temperature Tth. Here, the threshold temperature Tth is a temperature for suppressing failure due to overheating of each switch, and is set to be equal to or lower than the upper limit temperature for use of each switch.

ステップＳ２２で否定判定すると、ステップＳ３０において、回転電機１０の交流制御の設定を第２交流制御に切り替える。続くステップＳ３２において、第２交流制御を実施し、切替制御処理を終了する。 If a negative determination is made in step S22, in step S30, the AC control setting of the rotating electric machine 10 is switched to the second AC control. In subsequent step S32, the second AC control is performed, and the switching control process ends.

ステップＳ２２で肯定判定すると、ステップＳ２４において、上アームスイッチ２２，３２がオン状態とされるオン期間が、下アームスイッチ２３，３３のオン期間よりも短くなるようにする。具体的には、周期数Ｎ１を減数し、ステップＳ３０に進む。 If an affirmative determination is made in step S22, the ON period during which the upper arm switches 22 and 32 are ON is made shorter than the ON period of the lower arm switches 23 and 33 in step S24. Specifically, the number of cycles N1 is decreased, and the process proceeds to step S30.

一方、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも小さいと判定された場合に、ステップＳ１４で肯定判定される。この場合、規定期間ＴＫに基づいて、第１交流制御と前記第２交流制御とを切り替える。ここで、規定期間ＴＫは、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈである場合における電気角周期ＴＳである。そのため、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも小さい場合、規定期間ＴＫは、電気角周期ＴＳよりも短くなる。 On the other hand, when it is determined that the rotation speed NE is smaller than the threshold rotation speed Nth, an affirmative determination is made in step S14. In this case, the first AC control and the second AC control are switched based on the specified period TK. Here, the prescribed period TK is the electrical angle period TS when the rotation speed NE is the threshold rotation speed Nth. Therefore, when the rotation speed NE is smaller than the threshold rotation speed Nth, the prescribed period TK is shorter than the electrical angle period TS.

具体的には、ステップＳ１８において、ステップＳ１２で取得された経過時間ｔが、規定期間ＴＫよりも大きいかを判定する。ステップＳ１８で否定判定すると、ステップＳ２６に進む。また、ステップＳ１８で肯定判定すると、ステップＳ３０に進む。 Specifically, in step S18, it is determined whether the elapsed time t obtained in step S12 is longer than the prescribed period TK. If a negative determination is made in step S18, the process proceeds to step S26. Moreover, when affirmative determination is made in step S18, the process proceeds to step S30.

一方、ステップＳ１０で否定判定すると、ステップＳ３４において、第２交流制御を開始してからの経過時間ｔを取得する。続くステップＳ３６において、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも小さい低回転状態であるかを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ１４，Ｓ３６の処理が「判定部」に相当する。 On the other hand, if a negative determination is made in step S10, the elapsed time t after starting the second AC control is acquired in step S34. In subsequent step S36, it is determined whether or not the rotation speed NE is in a low rotation state smaller than the threshold rotation speed Nth. It should be noted that in the present embodiment, the processing of steps S14 and S36 corresponds to the "determination unit".

ステップＳ３６で否定判定すると、ステップＳ３８において、ステップＳ３４で取得された経過時間ｔが、回転電機１０の電気角Ｎ２周期よりも大きいかを判定する。ここで、周期数Ｎ２は、第２交流制御から第１交流制御に切り替えるための周期数であり、２以上の自然数に予め設定されている。なお、周期数Ｎ２は、周期数Ｎ１と等しくてもよければ、異なっていてもよい。 If a negative determination is made in step S36, it is determined in step S38 whether the elapsed time t obtained in step S34 is greater than the electrical angle N2 period of the rotating electric machine 10. FIG. Here, the number of cycles N2 is the number of cycles for switching from the second AC control to the first AC control, and is set in advance to a natural number of 2 or more. Note that the number of cycles N2 may be equal to or different from the number of cycles N1.

ステップＳ３８で否定判定すると、ステップＳ４８において、第２交流制御を継続するように設定する。続くステップＳ５０において、第２交流制御を実施し、切替制御処理を終了する。なお、第２交流制御では、第３動作と第４動作とが交互に実施され、第３動作が実施される第３動作期間と、第４動作が実施される第４動作期間とが等しくなるように、各インバータ２０，３０が制御される。 If a negative determination is made in step S38, the second AC control is set to continue in step S48. In subsequent step S50, the second AC control is performed, and the switching control process ends. In addition, in the second AC control, the third operation and the fourth operation are alternately performed, and the third operation period in which the third operation is performed and the fourth operation period in which the fourth operation is performed are equal. Thus, each inverter 20, 30 is controlled.

一方、ステップＳ３８で肯定判定すると、ステップＳ４２において、各インバータ２０，３０の下アームスイッチ２３，３３の温度ＴＤ１，ＴＤ２を取得する。続くステップＳ４４において、ステップＳ４２で取得された温度ＴＤ１，ＴＤ２のうち、その最高温度ＴＤＸが閾値温度Ｔｔｈよりも大きいかを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ２０，Ｓ４２の処理が「パラメータ取得部」に相当する。 On the other hand, if an affirmative determination is made in step S38, temperatures TD1 and TD2 of the lower arm switches 23 and 33 of the inverters 20 and 30 are obtained in step S42. In subsequent step S44, it is determined whether the highest temperature TDX of the temperatures TD1 and TD2 obtained in step S42 is higher than the threshold temperature Tth. It should be noted that in the present embodiment, the processing of steps S20 and S42 corresponds to the "parameter acquisition unit".

ステップＳ４４で否定判定すると、ステップＳ５２において、回転電機１０の交流制御の設定を第１交流制御に切り替える。続くステップＳ５４において、第１交流制御を実施し、切替制御処理を終了する。なお、本実施形態において、ステップＳ２６，Ｓ３０，Ｓ４８，Ｓ５２の処理が「設定部」に相当し、ステップＳ２８，Ｓ３２，Ｓ５０，Ｓ５４の処理が「制御部」に相当する。 If a negative determination is made in step S44, in step S52, the AC control setting of the rotating electric machine 10 is switched to the first AC control. In subsequent step S54, the first AC control is performed, and the switching control process ends. In this embodiment, the processing of steps S26, S30, S48, and S52 corresponds to the "setting section", and the processing of steps S28, S32, S50, and S54 corresponds to the "control section."

ステップＳ４４で肯定判定すると、ステップＳ４８において、下アームスイッチ２３，３３のオン期間が上アームスイッチ２２，３２のオン期間よりも短くなるようにする。具体的には、周期数Ｎ２を減数し、ステップＳ５４に進む。 If an affirmative determination is made in step S44, the ON period of the lower arm switches 23, 33 is made shorter than the ON period of the upper arm switches 22, 32 in step S48. Specifically, the number of cycles N2 is decreased, and the process proceeds to step S54.

一方、ステップＳ３６で肯定判定すると、ステップＳ４０において、ステップＳ１２で取得された経過時間ｔが、規定期間ＴＫよりも大きいかを判定する。ステップＳ４０で否定判定すると、ステップＳ５２に進む。また、ステップＳ４０で肯定判定すると、ステップＳ５４に進む。 On the other hand, if an affirmative determination is made in step S36, it is determined in step S40 whether the elapsed time t obtained in step S12 is longer than the prescribed period TK. If a negative determination is made in step S40, the process proceeds to step S52. Moreover, when a positive determination is made in step S40, the process proceeds to step S54.

続いて、図７に、第１交流制御と第２交流制御における第１，第２インバータ２０，３０の各スイッチの状態の推移を示す。ここで、図７（Ａ）は、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも大きい場合の各スイッチの状態の推移を示し、図７（Ｂ）は、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも小さい場合の各スイッチの状態の推移を示す。 Next, FIG. 7 shows changes in the state of each switch of the first and second inverters 20 and 30 in the first AC control and the second AC control. Here, FIG. 7(A) shows transition of the state of each switch when the rotation speed NE is higher than the threshold rotation speed Nth, and FIG. 7(B) shows that the rotation speed NE is lower than the threshold rotation speed Nth. It shows the transition of the state of each switch in this case.

図７（Ａ）に示すように、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも大きい場合、時刻ｔ１に第１交流制御を開始すると、回転電機１０の動作状態に対応する所定周期で第１動作と第２動作とが交互に切り替えられる。 As shown in FIG. 7A, when the rotation speed NE is higher than the threshold rotation speed Nth, when the first AC control is started at time t1, the first operation and the first operation are performed in a predetermined cycle corresponding to the operation state of the rotating electric machine 10. The second operation is alternately switched.

第１動作及び第２動作において、第１インバータ２０の上アームスイッチ２２が、第１制御信号ＳＣ１（図９参照）により制御される。第１制御信号ＳＣ１は、第１動作期間において、オン指令が出力される状態（以下、オン出力状態）とオフ指令が出力される状態（以下、オフ出力状態）とが所定周波数で切り替えられ、第２動作期間において、オン出力状態に維持される。また、第１インバータ２０の下アームスイッチ２３は、第１制御信号ＳＣ１のオン出力状態とオフ出力状態とを反転させた第１反転信号ＳＲ１により制御される。つまり、第１動作及び第２動作において、第１制御信号ＳＣ１と第１反転信号ＳＲ１により、第１駆動信号ＳＧ１が構成されている。 In the first operation and the second operation, the upper arm switch 22 of the first inverter 20 is controlled by the first control signal SC1 (see FIG. 9). The first control signal SC1 is switched at a predetermined frequency between a state in which an ON command is output (hereinafter referred to as an ON output state) and a state in which an OFF command is output (hereinafter referred to as an OFF output state) in a first operation period, The ON output state is maintained during the second operation period. Also, the lower arm switch 23 of the first inverter 20 is controlled by a first inverted signal SR1 obtained by inverting the ON output state and the OFF output state of the first control signal SC1. That is, in the first operation and the second operation, the first drive signal SG1 is composed of the first control signal SC1 and the first inverted signal SR1.

また、第２インバータ３０の上アームスイッチ３２は、第２制御信号ＳＣ２（図９参照）により制御される。第２制御信号ＳＣ２は、第１動作期間において、オン出力状態に維持され、第２動作期間において、オン出力状態とオフ出力状態とが所定周波数で切り替えられる。また、第２インバータ３０の下アームスイッチ３３は、第２制御信号ＳＣ２のオン出力状態とオフ出力状態とを反転させた第２反転信号ＳＲ２により制御される。つまり、第１動作及び第２動作において、第２制御信号ＳＣ２と第２反転信号ＳＲ２により、第２駆動信号ＳＧ２が構成されている。 Also, the upper arm switch 32 of the second inverter 30 is controlled by the second control signal SC2 (see FIG. 9). The second control signal SC2 is maintained in the ON output state during the first operation period, and is switched between the ON output state and the OFF output state at a predetermined frequency during the second operation period. Also, the lower arm switch 33 of the second inverter 30 is controlled by a second inverted signal SR2 obtained by inverting the ON output state and the OFF output state of the second control signal SC2. That is, in the first operation and the second operation, the second drive signal SG2 is composed of the second control signal SC2 and the second inverted signal SR2.

その後、時刻ｔ１から電気角Ｎ１周期が経過した時刻ｔ２に、第１交流制御から第２交流制御に切り替えられる。第２交流制御では、回転電機１０の動作状態に対応する所定周期で第３動作と第４動作とが切り替えられる。 After that, at time t2 when the electrical angle N1 cycle has elapsed from time t1, the first AC control is switched to the second AC control. In the second AC control, the third operation and the fourth operation are switched at predetermined intervals corresponding to the operating state of the rotary electric machine 10 .

第３動作及び第４動作において、第１インバータ２０の上アームスイッチ２２は、第２反転信号ＳＲ２により制御され、第１インバータ２０の下アームスイッチ２３は、第２制御信号ＳＣ２により制御されている。つまり、第３動作及び第４動作において、第２反転信号ＳＲ２と第２制御信号ＳＣ２により、第１駆動信号ＳＧ１が構成されている。 In the third and fourth operations, the upper arm switch 22 of the first inverter 20 is controlled by the second inverted signal SR2, and the lower arm switch 23 of the first inverter 20 is controlled by the second control signal SC2. . That is, in the third operation and the fourth operation, the first drive signal SG1 is composed of the second inverted signal SR2 and the second control signal SC2.

また、第２インバータ３０の上アームスイッチ３２は、第１反転信号ＳＲ１により制御されており、第２インバータ３０の下アームスイッチ３３は、第１制御信号ＳＣ１により制御されている。つまり、第３動作及び第４動作において、第１反転信号ＳＲ１と第１制御信号ＳＣ１により、第２駆動信号ＳＧ２が構成されている。 Also, the upper arm switch 32 of the second inverter 30 is controlled by the first inverted signal SR1, and the lower arm switch 33 of the second inverter 30 is controlled by the first control signal SC1. That is, in the third operation and the fourth operation, the second drive signal SG2 is composed of the first inverted signal SR1 and the first control signal SC1.

つまり、本実施形態では、第１交流制御と第２交流制御とにおいて、各制御信号ＳＣ１，ＳＣ２を入力するインバータ２０，３０だけでなく、上，下アームを入れ替える。これにより、同一の制御信号ＳＣ１，ＳＣ２を用いて、第１，第２インバータ２０，３０の各スイッチの状態を制御できる。回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも小さい場合も同様である。 That is, in the present embodiment, in the first AC control and the second AC control, not only the inverters 20 and 30 to which the respective control signals SC1 and SC2 are input, but also the upper and lower arms are switched. Thereby, the state of each switch of the first and second inverters 20 and 30 can be controlled using the same control signals SC1 and SC2. The same is true when the rotation speed NE is smaller than the threshold rotation speed Nth.

図７（Ｂ）に示すように、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも小さい場合、時刻ｔ１１に第１交流制御を開始すると、電気角周期ＴＳよりも短い規定期間ＴＫ毎に第１交流制御と第２交流制御とが切り替えられる。本実施形態では、規定期間ＴＫは電気角周期ＴＳの１／４の期間となっている。 As shown in FIG. 7B, when the rotation speed NE is smaller than the threshold rotation speed Nth, when the first AC control is started at time t11, the first AC control is performed every prescribed period TK shorter than the electrical angle period TS. and the second AC control are switched. In this embodiment, the prescribed period TK is a period of 1/4 of the electrical angle period TS.

本実施形態では、この規定期間ＴＫにおいて、第１～第４動作のうちの１つの動作のみが実施される。具体的には、時刻ｔ１１に第１交流制御を開始すると、第２動作のみが実施され、その後、時刻ｔ１１から規定期間ＴＫが経過した時刻ｔ１２に、第１交流制御から第２交流制御に切り替えられると、第３動作のみが実施される。また、時刻ｔ１２から規定期間ＴＫが経過した時刻ｔ１３に、第１交流制御に切り替えられると、第１動作のみが実施され、時刻ｔ１３から規定期間ＴＫが経過した時刻ｔ１４に、第２交流制御に切り替えられると、第４動作のみが実施される。 In this embodiment, only one operation among the first to fourth operations is performed during the prescribed period TK. Specifically, when the first AC control is started at time t11, only the second operation is performed, and then at time t12 after the specified period TK has passed from time t11, the first AC control is switched to the second AC control. then only the third action is performed. Further, when switching to the first AC control at time t13 after the specified period TK has passed from time t12, only the first operation is performed, and at time t14 after the specified period TK has passed from time t13, the second AC control is performed. When switched, only the fourth action is performed.

つまり、本実施形態では、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも小さい場合、第２動作、第３動作、第１動作、及び第４動作が、この順に繰り返し実施される。なお、本実施形態において、第２動作、第３動作、第１動作、及び第４動作の順番が「所定の順番」に相当する。 That is, in this embodiment, when the rotation speed NE is lower than the threshold rotation speed Nth, the second operation, the third operation, the first operation, and the fourth operation are repeatedly performed in this order. In addition, in the present embodiment, the order of the second action, the third action, the first action, and the fourth action corresponds to the "predetermined order".

続いて、図８，９を用いて、第１制御信号ＳＣ１と第２制御信号ＳＣ２との生成方法について説明する。図８に、第１制御信号ＳＣ１と第２制御信号ＳＣ２とを生成する信号生成回路６０（図１参照）の回路構成を示す。第１制御信号ＳＣ１と第２制御信号ＳＣ２とは、電圧指令値Ｖ＊とキャリア信号ＳＤとに基づいて生成される。また、図９に、第１制御信号ＳＣ１と第２制御信号ＳＣ２との生成過程を示す。図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、本実施形態のキャリア信号ＳＤ（搬送波）は、振幅がＶＡであり、その中心電圧がゼロである三角波信号である。 Next, a method for generating the first control signal SC1 and the second control signal SC2 will be described with reference to FIGS. FIG. 8 shows the circuit configuration of the signal generation circuit 60 (see FIG. 1) that generates the first control signal SC1 and the second control signal SC2. The first control signal SC1 and the second control signal SC2 are generated based on the voltage command value V* and the carrier signal SD. FIG. 9 shows the process of generating the first control signal SC1 and the second control signal SC2. As shown in FIGS. 9A and 9B, the carrier signal SD (carrier wave) of this embodiment is a triangular wave signal whose amplitude is VA and whose center voltage is zero.

第１加算回路６１は、電圧指令値Ｖ＊を取得し、取得した電圧指令値Ｖ＊にキャリア信号ＳＤの振幅であるＶＡを加算する。第１加算回路６１は、加算後の第１電圧指令値Ｖ１＊を、第１オペアンプ６２の正極側入力端子６２Ａに出力する。図９（Ｃ）に示すように、第１電圧指令値Ｖ１＊は、その中心電圧がＶＡである信号となる。 The first adder circuit 61 acquires the voltage command value V* and adds VA, which is the amplitude of the carrier signal SD, to the acquired voltage command value V*. The first adder circuit 61 outputs the added first voltage command value V1* to the positive input terminal 62A of the first operational amplifier 62 . As shown in FIG. 9C, the first voltage command value V1* becomes a signal whose center voltage is VA.

第１オペアンプ６２の負極側入力端子６２Ｂには、キャリア信号ＳＤが入力されている。第１オペアンプ６２は、第１電圧指令値Ｖ１＊がキャリア信号ＳＤよりも大きい場合にオン指令となり、第１電圧指令値Ｖ１＊がキャリア信号ＳＤよりも小さい場合にオフ指令となる第１制御信号ＳＣ１（図９（Ｄ）参照）を、出力端子６２Ｃから出力する。 A carrier signal SD is input to the negative input terminal 62B of the first operational amplifier 62 . The first operational amplifier 62 is a first control signal that becomes an ON command when the first voltage command value V1* is greater than the carrier signal SD, and becomes an OFF command when the first voltage command value V1* is smaller than the carrier signal SD. SC1 (see FIG. 9D) is output from the output terminal 62C.

また、第２加算回路６３は、電圧指令値Ｖ＊を取得し、取得した電圧指令値Ｖ＊からキャリア信号ＳＤの振幅であるＶＡを減算する。第２加算回路６３は、減算後の第２電圧指令値Ｖ２＊を、第２オペアンプ６４の負極側入力端子６４Ｂに出力する。図９（Ｃ）に示すように、第２電圧指令値Ｖ２＊は、その中心電圧が－ＶＡである信号となる。なお、本実施形態において、第１加算回路６１及び第２加算回路６３が「指令値算出部」に相当する。 Also, the second adder circuit 63 acquires the voltage command value V* and subtracts VA, which is the amplitude of the carrier signal SD, from the acquired voltage command value V*. The second adder circuit 63 outputs the subtracted second voltage command value V2* to the negative input terminal 64B of the second operational amplifier 64 . As shown in FIG. 9C, the second voltage command value V2* is a signal whose center voltage is -VA. In addition, in this embodiment, the first addition circuit 61 and the second addition circuit 63 correspond to the "command value calculation section".

第２オペアンプ６４の正極側入力端子６４Ａには、キャリア信号ＳＤが入力されている。第２オペアンプ６４は、キャリア信号ＳＤが第２電圧指令値Ｖ２＊よりも大きい場合にオン指令となり、キャリア信号ＳＤが第２電圧指令値Ｖ２＊よりも小さい場合にオフ指令となる第２制御信号ＳＣ２（図９（Ｅ）参照）を、出力端子６４Ｃから出力する。なお、本実施形態において、第１オペアンプ６２及び第２オペアンプ６４が「信号生成部」に相当する。 A carrier signal SD is input to the positive input terminal 64A of the second operational amplifier 64 . The second operational amplifier 64 is a second control signal that becomes an ON command when the carrier signal SD is greater than the second voltage command value V2*, and becomes an OFF command when the carrier signal SD is less than the second voltage command value V2*. SC2 (see FIG. 9E) is output from the output terminal 64C. In addition, in the present embodiment, the first operational amplifier 62 and the second operational amplifier 64 correspond to the "signal generator".

そのため、第１制御信号ＳＣ１は、第１電圧指令値Ｖ１＊が中心電圧ＶＡよりも大きくなる半周期において、オン出力状態に維持され、第１電圧指令値Ｖ１＊がその中心電圧ＶＡよりも小さくなる半周期において、オン出力状態とオフ出力状態とが所定周波数で切り替えられる。第１制御信号ＳＣ１がオン出力状態に維持される期間は、第１交流制御において第２動作期間に相当し、第２交流制御において第３動作期間に相当する。また、第１制御信号ＳＣ１のオン出力状態とオフ出力状態とが所定周波数で切り替えられる期間は、第１交流制御において第１動作期間に相当し、第２交流制御において第４動作期間に相当する。 Therefore, the first control signal SC1 is maintained in the ON output state in the half cycle in which the first voltage command value V1* is higher than the central voltage VA, and the first voltage command value V1* is lower than the central voltage VA. The ON output state and the OFF output state are switched at a predetermined frequency in each half cycle. The period during which the first control signal SC1 is maintained in the ON output state corresponds to the second operation period in the first AC control, and corresponds to the third operation period in the second AC control. The period in which the ON output state and OFF output state of the first control signal SC1 are switched at a predetermined frequency corresponds to the first operation period in the first AC control, and corresponds to the fourth operation period in the second AC control. .

また、第２制御信号ＳＣ２は、第２電圧指令値Ｖ２＊がその中心電圧－ＶＡよりも大きくなる半周期において、オン出力状態とオフ出力状態とが所定周波数で切り替えられ、第２電圧指令値Ｖ２＊が中心電圧－ＶＡよりも小さくなる半周期において、オン出力状態に維持される。つまり、第１制御信号ＳＣ１と第２制御信号ＳＣ２とでは、オン出力状態とオフ出力状態とが所定周波数で切り替えられる期間と、オン出力状態に維持される期間とが互いに異なっている。第２制御信号ＳＣ２のオン出力状態とオフ出力状態とが所定周波数で切り替えられる期間は、第１交流制御において第２動作期間に相当し、第２交流制御において第３動作期間に相当する。また、第２制御信号ＳＣ２がオン出力状態に維持される期間は、第１交流制御において第１動作期間に相当し、第２交流制御において第４動作期間に相当する。 In addition, the second control signal SC2 is switched between an on-output state and an off-output state at a predetermined frequency in a half cycle in which the second voltage command value V2* is greater than its center voltage -VA. The ON output state is maintained in the half cycle in which V2* is less than the center voltage -VA. That is, between the first control signal SC1 and the second control signal SC2, the period during which the ON output state and the OFF output state are switched at a predetermined frequency and the period during which the ON output state is maintained are different from each other. A period in which the ON output state and the OFF output state of the second control signal SC2 are switched at a predetermined frequency corresponds to the second operation period in the first AC control, and corresponds to the third operation period in the second AC control. Also, the period during which the second control signal SC2 is maintained in the ON output state corresponds to the first operation period in the first AC control, and corresponds to the fourth operation period in the second AC control.

続いて、図１０に、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも大きい場合における第１，第２インバータ２０，３０の各スイッチの温度の推移を示す。なお、図１０において、各インバータ２０，３０の上アームスイッチ２２，３２の温度ＴＵ１，ＴＵ２を実線で示し、下アームスイッチ２３，３３の温度ＴＤ１，ＴＤ２を破線で示している。 Next, FIG. 10 shows changes in temperature of each switch of the first and second inverters 20 and 30 when the rotation speed NE is higher than the threshold rotation speed Nth. In FIG. 10, the temperatures TU1 and TU2 of the upper arm switches 22 and 32 of the inverters 20 and 30 are indicated by solid lines, and the temperatures TD1 and TD2 of the lower arm switches 23 and 33 are indicated by broken lines.

図７（Ａ）に示すように、第１交流制御と第２交流制御とでは、第１，第２インバータ２０，３０の各スイッチの切り替え回数が略等しい。そのため、切り替えに伴う各スイッチの温度上昇量は等しくなる。 As shown in FIG. 7A, the number of switching times of each switch of the first and second inverters 20 and 30 is substantially equal between the first AC control and the second AC control. Therefore, the amount of temperature rise in each switch due to switching is the same.

一方、第１交流制御では、第２動作期間に第１インバータ２０の上アームスイッチ２２がオン状態となり、第１インバータ２０の下アームスイッチ２３がオフ状態となる。また、第１動作期間に第２インバータ３０の上アームスイッチ３２がオン状態となり、第２インバータ３０の下アームスイッチ３３がオフ状態となる。つまり、第１交流制御では、通電に起因して、上アームスイッチ２２，３２の温度上昇量が下アームスイッチ２３，３３の温度上昇量よりも大きくなる。そのため、第１交流制御では、上アームスイッチ２２，３２の温度ＴＵ１，ＴＵ２が、下アームスイッチ２３，３３の温度ＴＤ１，ＴＤ２よりも高くなる。 On the other hand, in the first AC control, the upper arm switch 22 of the first inverter 20 is turned on and the lower arm switch 23 of the first inverter 20 is turned off during the second operation period. Also, during the first operation period, the upper arm switch 32 of the second inverter 30 is turned on, and the lower arm switch 33 of the second inverter 30 is turned off. That is, in the first AC control, the amount of temperature rise of the upper arm switches 22, 32 becomes larger than the amount of temperature rise of the lower arm switches 23, 33 due to the energization. Therefore, in the first AC control, temperatures TU1 and TU2 of upper arm switches 22 and 32 are higher than temperatures TD1 and TD2 of lower arm switches 23 and 33, respectively.

第１交流制御において上アームスイッチ２２，３２の温度ＴＵ１，ＴＵ２が上昇し、第１交流制御を終了する時刻ｔ２において、その最高温度ＴＵＸが閾値温度Ｔｔｈよりも大きくなると、最高温度ＴＵＸに対応する上アームスイッチ２２，３２が過熱により劣化する。周期数Ｎ１は、最高温度ＴＵＸが閾値温度Ｔｔｈよりも小さくなるように予め設定されている。しかし、上アームスイッチ２２，３２の特性には個体差があり、この個体差により、時刻ｔ２において最高温度ＴＵＸが閾値温度Ｔｔｈよりも大きくなることがある。なお、第１交流制御において、上アームスイッチ２２，３２が「過熱スイッチ」に相当し、下アームスイッチ２３，３３が「それ以外のスイッチ」に相当する。 In the first AC control, the temperatures TU1 and TU2 of the upper arm switches 22 and 32 rise, and when the maximum temperature TUX becomes higher than the threshold temperature Tth at the time t2 when the first AC control ends, the maximum temperature TUX is reached. The upper arm switches 22, 32 deteriorate due to overheating. The number of cycles N1 is set in advance such that the maximum temperature TUX is lower than the threshold temperature Tth. However, there are individual differences in the characteristics of upper arm switches 22 and 32, and due to these individual differences, maximum temperature TUX may become higher than threshold temperature Tth at time t2. In the first AC control, the upper arm switches 22 and 32 correspond to "overheat switches" and the lower arm switches 23 and 33 correspond to "other switches".

そこで、本実施形態では、時刻ｔ２において最高温度ＴＵＸが閾値温度Ｔｔｈよりも大きくなっている場合には、周期数Ｎ１を減数する。これにより、上アームスイッチ２２，３２の特性に応じて、上アームスイッチ２２，３２が過熱により劣化することを抑制できる。なお、この場合に、周期数Ｎ２を増数して、上アームスイッチ２２，３２の放熱時間を延長してもよい。 Therefore, in this embodiment, when the maximum temperature TUX is higher than the threshold temperature Tth at time t2, the number of cycles N1 is reduced. As a result, deterioration of the upper arm switches 22 and 32 due to overheating can be suppressed according to the characteristics of the upper arm switches 22 and 32 . In this case, the number of cycles N2 may be increased to extend the heat dissipation time of the upper arm switches 22 and 32. FIG.

また、第２交流制御では、第３動作期間に第２インバータ３０の下アームスイッチ３３がオン状態となり、第２インバータ３０の上アームスイッチ３２がオフ状態となる。また、第４動作期間に第１インバータ２０の下アームスイッチ２３がオン状態となり、第１インバータ２０の上アームスイッチ２２がオフ状態となる。つまり、第２交流制御では、通電に起因して、下アームスイッチ２３，３３の温度上昇量が上アームスイッチ２２，３２の温度上昇量よりも大きくなる。そのため、第２交流制御では、下アームスイッチ２３，３３の温度ＴＤ１，ＴＤ２が、上アームスイッチ２２，３２の温度ＴＵ１，ＴＵ２よりも高くなる。 In the second AC control, the lower arm switch 33 of the second inverter 30 is turned on and the upper arm switch 32 of the second inverter 30 is turned off during the third operation period. Also, during the fourth operation period, the lower arm switch 23 of the first inverter 20 is turned on, and the upper arm switch 22 of the first inverter 20 is turned off. That is, in the second AC control, the amount of temperature rise of the lower arm switches 23, 33 becomes larger than the amount of temperature rise of the upper arm switches 22, 32 due to the energization. Therefore, in the second AC control, the temperatures TD1 and TD2 of the lower arm switches 23 and 33 are higher than the temperatures TU1 and TU2 of the upper arm switches 22 and 32, respectively.

第２交流制御において下アームスイッチ２３，３３の温度ＴＤ１，ＴＤ２が上昇し、第２交流制御を終了する時刻ｔ３において、その最高温度ＴＤＸが閾値温度Ｔｔｈよりも大きくなると、最高温度ＴＤＸに対応する下アームスイッチ２３，３３が過熱により劣化する。周期数Ｎ２は、最高温度ＴＤＸが閾値温度Ｔｔｈよりも小さくなるように予め設定されている。しかし、下アームスイッチ２３，３３の特性には個体差があり、この個体差により、時刻ｔ３において最高温度ＴＤＸが閾値温度Ｔｔｈよりも大きくなることがある。なお、第２交流制御において、下アームスイッチ２３，３３が「過熱スイッチ」に相当し、上アームスイッチ２２，３２が「それ以外のスイッチ」に相当する。 In the second AC control, the temperatures TD1 and TD2 of the lower arm switches 23 and 33 rise, and when the maximum temperature TDX becomes higher than the threshold temperature Tth at time t3 when the second AC control ends, the maximum temperature TDX is reached. Lower arm switches 23 and 33 deteriorate due to overheating. The number of cycles N2 is set in advance such that the maximum temperature TDX is lower than the threshold temperature Tth. However, there are individual differences in the characteristics of lower arm switches 23 and 33, and due to these individual differences, maximum temperature TDX may become higher than threshold temperature Tth at time t3. In the second AC control, the lower arm switches 23 and 33 correspond to "overheat switches" and the upper arm switches 22 and 32 correspond to "other switches".

そこで、本実施形態では、時刻ｔ３において最高温度ＴＤＸが閾値温度Ｔｔｈよりも大きくなっている場合には、周期数Ｎ２を減数する。これにより、これにより、下アームスイッチ２３，３３の特性に応じて、下アームスイッチ２３，３３が過熱により劣化することを抑制できる。なお、この場合に、周期数Ｎ１を増数して、下アームスイッチ２３，３３の放熱時間を延長してもよい。 Therefore, in the present embodiment, when the highest temperature TDX is higher than the threshold temperature Tth at time t3, the number of cycles N2 is decreased. As a result, deterioration of the lower arm switches 23 and 33 due to overheating can be suppressed according to the characteristics of the lower arm switches 23 and 33 . In this case, the period number N1 may be increased to extend the heat radiation time of the lower arm switches 23 and 33. FIG.

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 this embodiment detailed above, the following effects can be obtained.

・オープン型の巻線１１を有する回転電機１０を備える回転電機システム１００では、第１インバータ２０と第２インバータ３０とを用いて回転電機１０を駆動する場合に、第１動作と第２動作との切り替えが適宜実施される。第１動作と第２動作とが実施されると、第１インバータ２０と第２インバータ３０とのうち、一方のインバータのみにＰＷＭ駆動を実施するため、インバータ全体の損失を抑制できる。一方、第１動作と第２動作のみが実施されると、各インバータ２０，３０の上アームスイッチ２２，３２に損失が集中するため、上アームスイッチ２２，３２の温度ＴＵ１，ＴＵ２が過度に上昇してしまう。 In the rotating electrical machine system 100 including the rotating electrical machine 10 having the open-type windings 11, when the rotating electrical machine 10 is driven using the first inverter 20 and the second inverter 30, the first operation and the second operation are performed. is appropriately switched. When the first operation and the second operation are performed, only one of the first inverter 20 and the second inverter 30 is PWM-driven, so that the loss of the entire inverter can be suppressed. On the other hand, when only the first operation and the second operation are performed, the losses are concentrated in the upper arm switches 22, 32 of the inverters 20, 30, so the temperatures TU1, TU2 of the upper arm switches 22, 32 rise excessively. Resulting in.

この点、本実施形態では、第１動作と第２動作とに加えて、第３動作と第４動作とが実施される。第３動作と第４動作とでは、各インバータ２０，３０の下アームスイッチ２３，３３に損失が集中する。そのため、第１動作と第２動作と第３動作と第４動作とを切り替えて実施することで、特定のスイッチに損失が集中することを抑制でき、インバータ全体の損失を抑制するとともに、特定のスイッチにおける温度の過度な上昇を抑制できる。具体的には、第１動作と第２動作と第３動作と第４動作とにおいて、オフ状態とされるスイッチを切り替える。オフ状態とされるスイッチでは、スイッチング損失や通電による損失が発生しない。そのため、温度の上昇を抑制できる。 In this respect, in the present embodiment, the third and fourth operations are performed in addition to the first and second operations. In the third operation and the fourth operation, losses are concentrated in the lower arm switches 23, 33 of the inverters 20, 30, respectively. Therefore, by switching between the first operation, the second operation, the third operation, and the fourth operation, it is possible to suppress the concentration of loss in a specific switch, suppress the loss of the entire inverter, and suppress the loss in a specific switch. Excessive temperature rise in the switch can be suppressed. Specifically, the switches to be turned off are switched between the first operation, the second operation, the third operation, and the fourth operation. Switches that are turned off do not generate switching losses or energization losses. Therefore, temperature rise can be suppressed.

・本実施形態では、第１動作と第２動作とが交互に実施される第１交流制御と、第３動作と第４動作とが交互に実施される第２交流制御とが切り替えて実施される。つまり、回転電機１０の交流制御が可能な２組の動作対を構成しつつ、これらを切り替えて実施する。これにより、回転電機１０に交流電流を流しつつ、特定のスイッチにおける温度の過度な上昇を抑制できる。 In the present embodiment, the first AC control in which the first action and the second action are alternately performed and the second AC control in which the third action and the fourth action are alternately performed are switched and performed. be. In other words, two sets of operation pairs capable of AC control of the rotary electric machine 10 are configured, and these are switched for implementation. As a result, it is possible to suppress an excessive rise in temperature in a specific switch while supplying alternating current to the rotating electric machine 10 .

各動作の切り替えにより損失が増加する場合がある。特に、オン状態に維持するスイッチを、上アームスイッチ２２，３２から下アームスイッチ２３，３３に切り替える特定切り替えでは、発生する損失が大きくなるため、その回数が少ないことが望ましい。本実施形態では、第１交流制御において、第１動作と第２動作とが交互に実施され、オン状態に維持されるスイッチが上アームスイッチ２２，３２に限られる。また、第２交流制御において、第３動作と第４動作とが交互に実施され、オン状態に維持されるスイッチが下アームスイッチ２３，３３に限られる。そのため、第１交流制御及び第２交流制御を実施している期間には、特定切り替えが実施されず、第１交流制御と第２交流制御との切り替えにおいてのみ特定切り替えが実施される。そのため、各動作の切り替えにより発生する損失を抑制できる。 Loss may increase due to switching between each operation. In particular, the specific switching of switching the switches to be maintained in the ON state from the upper arm switches 22, 32 to the lower arm switches 23, 33 causes a large loss, so it is desirable that the frequency of switching is small. In the present embodiment, in the first AC control, the first action and the second action are alternately performed, and only the upper arm switches 22 and 32 are kept on. In addition, in the second AC control, the third operation and the fourth operation are alternately performed, and the switches that are maintained in the ON state are limited to the lower arm switches 23 and 33 . Therefore, while the first AC control and the second AC control are being performed, the specific switching is not performed, and the specific switching is performed only when switching between the first AC control and the second AC control. Therefore, it is possible to suppress the loss caused by the switching of each operation.

・第１交流制御と第２交流制御とは、例えば電気角周期ＴＳに基づいて切り替えられる。しかし、回転電機１０のロック状態や極低回転状態など、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも小さい場合、電気角周期ＴＳが長くなる。そのため、電気角周期ＴＳに基づいて第１交流制御と第２交流制御とが切り替えられると、各交流制御の実施期間が長くなり、特定のスイッチにおける温度が過度に上昇する。本実施形態では、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも小さい場合、電気角周期ＴＳよりも短い規定期間ＴＫに基づいて第１交流制御と第２交流制御とを切り替える。これにより、特定のスイッチにおける温度の過度な上昇を抑制できる。 - The first AC control and the second AC control are switched based on, for example, the electrical angle period TS. However, when the rotation speed NE is lower than the threshold rotation speed Nth, such as when the rotating electrical machine 10 is in a locked state or in an extremely low rotation state, the electrical angle period TS becomes longer. Therefore, when the first AC control and the second AC control are switched based on the electrical angle period TS, the execution period of each AC control becomes longer, and the temperature of a specific switch rises excessively. In the present embodiment, when the rotation speed NE is lower than the threshold rotation speed Nth, switching between the first AC control and the second AC control is performed based on the prescribed period TK shorter than the electrical angle period TS. As a result, an excessive temperature rise in a specific switch can be suppressed.

・例えば第１交流制御では、各インバータ２０，３０の上アームスイッチ２２，３２に通電による損失が集中するため、上アームスイッチ２２，３２の温度ＴＵ１，ＴＵ２が上昇する。そのため、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも大きい場合、第１交流制御から第２交流制御に切り替えるための周期数Ｎ１が予め設定されており、上アームスイッチ２２，３２の温度ＴＵ１，ＴＵ２が閾値温度Ｔｔｈよりも高くならないようにしている。しかし、上アームスイッチ２２，３２の損失特性や冷却特性にはばらつきが存在するため、回転電機１０の電気角Ｎ１周期で第１交流制御と第２交流制御とが切り替えられても、上アームスイッチ２２，３２の温度ＴＵ１，ＴＵ２が閾値温度Ｔｔｈよりも高くなることがある。 - For example, in the first AC control, losses due to energization concentrate on the upper arm switches 22, 32 of the inverters 20, 30, so the temperatures TU1, TU2 of the upper arm switches 22, 32 rise. Therefore, when the rotation speed NE is higher than the threshold rotation speed Nth, the cycle number N1 for switching from the first AC control to the second AC control is set in advance, and the temperatures TU1 and TU2 of the upper arm switches 22 and 32 are It is kept from becoming higher than the threshold temperature Tth. However, since there are variations in the loss characteristics and cooling characteristics of the upper arm switches 22 and 32, even if the first AC control and the second AC control are switched at intervals of the electrical angle N1 of the rotating electric machine 10, the upper arm switches The temperatures TU1 and TU2 of 22 and 32 may become higher than the threshold temperature Tth.

本実施形態では、上アームスイッチ２２，３２の温度ＴＵ１，ＴＵ２が閾値温度Ｔｔｈよりも高くなった場合には、周期数Ｎ１を減数し、上アームスイッチ２２，３２におけるオン期間が、下アームスイッチ２３，３３におけるオン期間よりも短くなるようにする。これにより、上アームスイッチ２２，３２の温度ＴＵ１，ＴＵ２の過度な上昇を抑制できる。第２交流制御における下アームスイッチ２３，３３の温度ＴＤ１，ＴＤ２についても同様である。 In the present embodiment, when the temperatures TU1 and TU2 of the upper arm switches 22 and 32 become higher than the threshold temperature Tth, the number of cycles N1 is reduced, and the ON period of the upper arm switches 22 and 32 is reduced to the lower arm switch It should be shorter than the ON period in 23,33. As a result, excessive rise in the temperatures TU1 and TU2 of the upper arm switches 22 and 32 can be suppressed. The same applies to the temperatures TD1 and TD2 of the lower arm switches 23 and 33 in the second AC control.

・本実施形態では、第１交流制御と第２交流制御とにおいて、各制御信号ＳＣ１，ＳＣ２を入力するインバータ２０，３０だけでなく、上，下アームを入れ替える。これにより、同一の制御信号ＳＣ１，ＳＣ２を用いて、第１，第２インバータ２０，３０の各スイッチの状態を制御でき、制御信号ＳＣ１，ＳＣ２を生成する信号生成回路６０を共通化することで、制御装置５０の構成を簡略化できる。 - In this embodiment, in the first AC control and the second AC control, not only the inverters 20 and 30 to which the respective control signals SC1 and SC2 are input, but also the upper and lower arms are exchanged. As a result, the state of each switch of the first and second inverters 20 and 30 can be controlled using the same control signals SC1 and SC2. , the configuration of the control device 50 can be simplified.

特に、本実施形態では、電圧指令値Ｖ＊とキャリア信号ＳＤとに基づいて各制御信号ＳＣ１，ＳＣ２を生成する。これにより、回転電機１０の動作状態に応じた各制御信号ＳＣ１，ＳＣ２を生成でき、回転電機１０の動作状態に基づいて、各インバータ２０，３０のスイッチを制御できる。 In particular, in this embodiment, control signals SC1 and SC2 are generated based on voltage command value V* and carrier signal SD. Thereby, each control signal SC1, SC2 can be generated according to the operating state of the rotating electrical machine 10, and the switches of the respective inverters 20, 30 can be controlled based on the operating state of the rotating electrical machine 10. FIG.

・本実施形態では、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも小さい場合、第２動作、第３動作、第１動作、及び第４動作が、この順に繰り返し実施される。そのため、回転電機１０に交流電流を流しつつ、各インバータ２０，３０のスイッチに発生する損失が平均化される。これにより、特定のスイッチにおける温度の過度な上昇を抑制できる。 - In this embodiment, when the rotation speed NE is lower than the threshold rotation speed Nth, the second operation, the third operation, the first operation, and the fourth operation are repeatedly performed in this order. Therefore, the losses generated in the switches of the inverters 20 and 30 are averaged while the AC current is flowing through the rotary electric machine 10 . As a result, an excessive temperature rise in a specific switch can be suppressed.

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、先の第１実施形態との相違点を中心に図１１，１２を参照しつつ説明する。 (Second embodiment)
The second embodiment will be described below with reference to FIGS. 11 and 12, focusing on differences from the first embodiment.

本実施形態では、信号生成回路６０の構成が第１実施形態と異なる。図１１に、本実施形態の信号生成回路６０の回路構成を示す。また、図１２に、第１制御信号ＳＣ１と第２制御信号ＳＣ２との生成過程を示す。図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように、本実施形態では、キャリア信号ＳＤは、振幅が１／２ＶＡであり、その中心電圧がゼロである信号である。 This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the signal generation circuit 60 . FIG. 11 shows the circuit configuration of the signal generating circuit 60 of this embodiment. FIG. 12 shows the process of generating the first control signal SC1 and the second control signal SC2. As shown in FIGS. 12A and 12B, in this embodiment, the carrier signal SD is a signal whose amplitude is 1/2 VA and whose center voltage is zero.

第３加算回路７１は、キャリア信号ＳＤを取得し、取得したキャリア信号ＳＤからキャリア信号ＳＤの振幅である１／２ＶＡを減算する。第３加算回路７１は、減算後の第１キャリア信号ＳＤ１を、第３オペアンプ７２の負極側入力端子７２Ｂに出力する。図１１（Ｃ）に示すように、第１キャリア信号ＳＤ１は、振幅が１／２ＶＡであり、その中心電圧が－１／２ＶＡである信号となる。なお、本実施形態において、第１キャリア信号ＳＤ１が「第１搬送波」に相当する。 The third adder circuit 71 obtains the carrier signal SD and subtracts 1/2 VA, which is the amplitude of the carrier signal SD, from the obtained carrier signal SD. The third adder circuit 71 outputs the subtracted first carrier signal SD1 to the negative input terminal 72B of the third operational amplifier 72 . As shown in FIG. 11C, the first carrier signal SD1 has an amplitude of 1/2 VA and a center voltage of -1/2 VA. In this embodiment, the first carrier signal SD1 corresponds to the "first carrier wave".

第３オペアンプ７２の正極側入力端子７２Ａには、電圧指令値Ｖ＊が入力されている。第３オペアンプ７２は、電圧指令値Ｖ＊が第１キャリア信号ＳＤ１よりも大きい場合にオン指令となり、電圧指令値Ｖ＊が第１キャリア信号ＳＤ１よりも小さい場合にオフ指令となる第１制御信号ＳＣ１（図１１（Ｄ）参照）を、出力端子７２Ｃから出力する。 A voltage command value V* is input to the positive input terminal 72A of the third operational amplifier 72 . The third operational amplifier 72 is a first control signal that becomes an ON command when the voltage command value V* is greater than the first carrier signal SD1, and becomes an OFF command when the voltage command value V* is smaller than the first carrier signal SD1. SC1 (see FIG. 11(D)) is output from the output terminal 72C.

また、第４加算回路７３は、キャリア信号ＳＤを取得し、取得したキャリア信号ＳＤにキャリア信号ＳＤの振幅である１／２ＶＡを加算する。第４加算回路７３は、加算後の第２キャリア信号ＳＤ２を、第４オペアンプ７４の正極側入力端子７４Ａに出力する。図１１（Ｃ）に示すように、第２キャリア信号ＳＤ２は、振幅が１／２ＶＡであり、その中心電圧が１／２ＶＡである信号となる。なお、本実施形態において、第２キャリア信号ＳＤ２が「第２搬送波」に相当し、第３加算回路７１及び第４加算回路７３が「搬送波算出部」に相当する。 Further, the fourth adding circuit 73 acquires the carrier signal SD and adds 1/2 VA, which is the amplitude of the carrier signal SD, to the acquired carrier signal SD. The fourth adder circuit 73 outputs the added second carrier signal SD2 to the positive input terminal 74A of the fourth operational amplifier 74 . As shown in FIG. 11C, the second carrier signal SD2 has an amplitude of 1/2 VA and a center voltage of 1/2 VA. In this embodiment, the second carrier signal SD2 corresponds to the "second carrier", and the third adder circuit 71 and the fourth adder circuit 73 correspond to the "carrier calculator".

第４オペアンプ７４の負極側入力端子７４Ｂには、電圧指令値Ｖ＊が入力されている。第４オペアンプ７４は、電圧指令値Ｖ＊が第２キャリア信号ＳＤ２よりも大きい場合にオン指令となり、電圧指令値Ｖ＊が第２キャリア信号ＳＤ２よりも小さい場合にオフ指令となる第２制御信号ＳＣ２（図１１（Ｅ）参照）を、出力端子７４Ｃから出力する。なお、本実施形態において、第３オペアンプ７２及び第４オペアンプ７４が「信号生成部」に相当する。 A voltage command value V* is input to the negative input terminal 74B of the fourth operational amplifier 74 . The fourth operational amplifier 74 is a second control signal that becomes an ON command when the voltage command value V* is greater than the second carrier signal SD2, and becomes an OFF command when the voltage command value V* is smaller than the second carrier signal SD2. SC2 (see FIG. 11E) is output from the output terminal 74C. In this embodiment, the third operational amplifier 72 and the fourth operational amplifier 74 correspond to the "signal generator".

そのため、第１制御信号ＳＣ１は、電圧指令値Ｖ＊がその中心電圧（ゼロ）よりも大きくなる半周期において、オン出力状態に維持され、電圧指令値Ｖ＊がその中心電圧よりも小さくなる半周期において、オン出力状態とオフ出力状態とが所定周波数で切り替えられる。また、第２制御信号ＳＣ２は、電圧指令値Ｖ＊がその中心電圧よりも大きくなる半周期において、オン出力状態とオフ出力状態とが所定周波数で切り替えられ、電圧指令値Ｖ＊がその中心電圧よりも小さくなる半周期において、オン出力状態に維持される。 Therefore, the first control signal SC1 is maintained in the ON output state in the half cycle when the voltage command value V* is greater than its center voltage (zero), and is maintained in the ON output state in the half cycle when the voltage command value V* is less than its center voltage. In a cycle, the ON output state and the OFF output state are switched at a predetermined frequency. In addition, the second control signal SC2 is switched between an on-output state and an off-output state at a predetermined frequency in a half cycle in which the voltage command value V* is greater than its center voltage, and the voltage command value V* is changed to its center voltage. is maintained in the ON output state for half a period less than .

・以上説明した本実施形態によれば、電圧指令値Ｖ＊とキャリア信号ＳＤとに基づいて各制御信号ＳＣ１，ＳＣ２を生成する。これにより、回転電機１０の動作状態に応じた各制御信号ＳＣ１，ＳＣ２を生成でき、回転電機１０の動作状態に基づいて、各インバータ２０，３０のスイッチを制御できる。 - According to the present embodiment described above, the control signals SC1 and SC2 are generated based on the voltage command value V* and the carrier signal SD. Thereby, each control signal SC1, SC2 can be generated according to the operating state of the rotating electrical machine 10, and the switches of the respective inverters 20, 30 can be controlled based on the operating state of the rotating electrical machine 10. FIG.

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiments, and may be implemented 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。第１インバータ２０と第２インバータ３０としては、回転電機１０が有する相数分の上，下アームスイッチの直列接続体を備えるインバータであればよい。 - The rotary electric machine 10 is not limited to a three-phase one, and may be a two-phase one or a four-phase or more one. As the first inverter 20 and the second inverter 30, inverters having a series connection of upper and lower arm switches corresponding to the number of phases of the rotary electric machine 10 may be used.

・第１インバータ２０と第２インバータ３０と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を用いる必要がない。 - As a switch with which the 1st inverter 20 and the 2nd inverter 30 are provided, not only IGBT but MOSFET may be used, for example. In this case, the body diode of the MOSFET can be used as the diode reversely connected to the switch, and there is no need to use a freewheel diode separate from the MOSFET.

・上記実施形態では、第１動作と第２動作とが交互に実施される第１交流制御と、第３動作と第４動作とが交互に実施される第２交流制御例とが切り替えて実施される例を示した。しかし、交流制御はこれに限られない。例えば、第１動作と第３動作とが交互に実施される第３交流制御と、第２動作と第４動作とが交互に実施される第４交流制御例とが切り替えて実施されてもよい。 In the above embodiment, the first AC control in which the first action and the second action are alternately performed and the second AC control example in which the third action and the fourth action are alternately performed are switched and performed. example is shown. However, AC control is not limited to this. For example, a third AC control in which the first action and the third action are alternately performed and a fourth AC control example in which the second action and the fourth action are alternately performed may be switched and performed. .

・上記実施形態では、各インバータ２０，３０のスイッチの温度を取得する際に、その温度を直接検出する例を示したが、これに限られない。例えば、各スイッチに流れる電流を検出し、検出された電流からスイッチの温度を推定してもよい。この場合、各スイッチに流れる電流が「温度パラメータ」に相当する。 - Although the above-mentioned embodiment showed the example which directly detects the temperature when acquiring the temperature of the switch of each inverter 20 and 30, it is not restricted to this. For example, the current flowing through each switch may be detected, and the temperature of the switch may be estimated from the detected current. In this case, the current flowing through each switch corresponds to the "temperature parameter".

また、回転速度ＮＥが閾値回転速度Ｎｔｈよりも小さい場合、第２動作、第３動作、第１動作、及び第４動作が、この順に繰り返し実施される例を示したが、これに限られない。例えば、第３動作、第２動作、第４動作、及び第１動作がこの順に繰り返し実施されてもよい。なお、回転電機１０の各相の巻線１１において、第１インバータ２０側が高電位となる期間では、第２動作と第３動作とを何度切り替えてもよいし、第２インバータ３０側が高電位となる期間では、第１動作と第４動作とを何度切り替えてもよい。 Further, when the rotation speed NE is lower than the threshold rotation speed Nth, the second operation, the third operation, the first operation, and the fourth operation are repeatedly performed in this order, but the present invention is not limited to this. . For example, the third action, the second action, the fourth action, and the first action may be repeatedly performed in this order. In the winding 11 of each phase of the rotary electric machine 10, during the period when the potential of the first inverter 20 is high, the second operation and the third operation may be switched any number of times, and the potential of the second inverter 30 is high. During the period, the first operation and the fourth operation may be switched any number of times.

・上記各実施形態では、回転電機１０の力行時における制御処理について説明したが、制御処理は回転電機１０の発電時に実施されてもよい。回転電機１０の発電時においても、回転電機１０の動作状態により第１交流制御と第２交流制御とが切り替えられ、これにより第１動作と第２動作と第３動作と第４動作とが切り替えて実施されてもよい。 - In each of the above-described embodiments, the control processing during power running of the rotating electrical machine 10 has been described, but the control processing may be performed during power generation of the rotating electrical machine 10 . During power generation of the rotating electrical machine 10, the first AC control and the second AC control are switched depending on the operation state of the rotating electrical machine 10, thereby switching among the first operation, the second operation, the third operation, and the fourth operation. may be implemented.

・上記各実施形態では、スイッチング駆動としてＰＷＭ駆動を例示したが、これに限られない。例えば、過変調駆動が実施されてもよい。過変調駆動は、回転電機１０への出力電圧を高めるように、複数のキャリア周期にわたって各相の上，下アームスイッチをオンにし続ける制御である駆動である。 - Although PWM drive was illustrated as switching drive in the above-mentioned each embodiment, it is not restricted to this. For example, an overmodulated drive may be implemented. The overmodulation drive is a drive that keeps the upper and lower arm switches of each phase on over a plurality of carrier cycles so as to increase the output voltage to the rotating electric machine 10 .

１０…回転電機、１１…巻線、２０…第１インバータ、３０…第２インバータ、４０…バッテリ、５０…制御装置、１００…回転電機システム、ＬＤ…低電位側接続線、ＬＵ…高電位側接続線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Rotating electric machine 11... Winding 20... First inverter 30... Second inverter 40... Battery 50... Control device 100... Rotating electric machine system LD... Low potential side connection line LU... High potential side connection line.

Claims (6)

多相の巻線（１１）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直流電源（４０）と、を備える回転電機システム（１００）に適用される回転電機の制御装置（５０）であって、
前記回転電機システムは、
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各相の前記巻線の両端のうち第１端に接続される第１インバータ（３０）と、
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各相の前記巻線の両端のうち第２端に接続される第２インバータ（２０）と、
前記直流電源の正極側、前記第１インバータの高電位側及び前記第２インバータの高電位側を接続する高電位側接続線（ＬＵ）と、
前記直流電源の負極側、前記第１インバータの低電位側及び前記第２インバータの低電位側を接続する低電位側接続線（ＬＤ）と、を備え、
前記第１インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第２インバータにおける上アームスイッチをオン状態に維持し、前記第２インバータにおける下アームスイッチをオフ状態に維持する第１動作と、
前記第２インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第１インバータにおける上アームスイッチをオン状態に維持し、前記第１インバータにおける下アームスイッチをオフ状態に維持する第２動作と、
前記第１インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第２インバータにおける下アームスイッチをオン状態に維持し、前記第２インバータにおける上アームスイッチをオフ状態に維持する第３動作と、
前記第２インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第１インバータにおける下アームスイッチをオン状態に維持し、前記第１インバータにおける上アームスイッチをオフ状態に維持する第４動作と、
を切り替えて設定する設定部と、
前記設定部により設定された動作に基づいて前記第１インバータ及び前記第２インバータを制御する制御部と、
前記回転電機の回転速度（ＮＥ）が閾値回転速度（Ｎｔｈ）よりも小さいかを判定する判定部と、
前記各インバータにおける上、下アームスイッチの温度又は該温度と相関を有するパラメータのいずれかである温度パラメータを取得するパラメータ取得部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１動作と、前記第２動作及び前記第３動作の一方とを交互に実施する第１交流制御と、
前記第２動作及び前記第３動作の他方と、前記第４動作とを交互に実施する第２交流制御と、
を切り替えて実施し、
前記判定部により前記回転速度が前記閾値回転速度よりも大きいと判定された場合に、前記回転電機の電気角周期（ＴＳ）を、２以上の自然数である周期数（Ｎ１，Ｎ２）倍した周期で前記第１交流制御と前記第２交流制御とを切り替え、
取得された前記温度パラメータに基づいて前記各インバータにおける上、下アームスイッチに、その温度が閾値温度（Ｔｔｈ）よりも高い過熱スイッチが存在すると判定した場合に、前記周期数を減数する回転電機の制御装置。 Rotation applied to a rotary electric machine system (100) comprising a rotary electric machine (10) having multiphase windings (11) and a DC power supply (40) for inputting/outputting electric power to/from the rotary electric machine An electric machine control device (50),
The rotating electric machine system includes:
An upper arm switch (22) and a lower arm switch (23) connected in series are provided for each phase, and the connection point between the upper arm switch and the lower arm switch is the first of both ends of the winding of each phase. a first inverter (30) connected to an end;
An upper arm switch (32) and a lower arm switch (33) connected in series are provided for each phase, and the connection point between the upper arm switch and the lower arm switch is the second end of the winding of each phase. a second inverter (20) connected to an end;
a high potential side connection line (LU) that connects the positive electrode side of the DC power supply, the high potential side of the first inverter, and the high potential side of the second inverter;
a low potential side connection line (LD) that connects the negative electrode side of the DC power supply, the low potential side of the first inverter, and the low potential side of the second inverter,
a first operation of performing switching driving of upper and lower arm switches in the first inverter, maintaining an upper arm switch in the second inverter in an ON state, and maintaining a lower arm switch in the second inverter in an OFF state; ,
a second operation of performing switching driving of upper and lower arm switches in the second inverter, maintaining an upper arm switch in the first inverter in an ON state, and maintaining a lower arm switch in the first inverter in an OFF state; ,
a third operation of performing switching driving of the upper and lower arm switches in the first inverter, maintaining the lower arm switch in the second inverter in an ON state, and maintaining the upper arm switch in the second inverter in an OFF state; ,
a fourth operation of performing switching driving of the upper and lower arm switches in the second inverter, maintaining the lower arm switch in the first inverter in an ON state, and maintaining the upper arm switch in the first inverter in an OFF state; ,
a setting section for switching and setting the
a control unit that controls the first inverter and the second inverter based on the operation set by the setting unit;
a determination unit that determines whether the rotation speed (NE) of the rotating electric machine is smaller than a threshold rotation speed (Nth);
a parameter acquisition unit that acquires a temperature parameter that is either the temperature of the upper and lower arm switches in each inverter or a parameter that is correlated with the temperature,
The control unit
a first AC control that alternately performs the first operation and one of the second operation and the third operation;
a second AC control that alternately performs the other of the second operation and the third operation and the fourth operation;
Toggle and implement
When the determination unit determines that the rotational speed is greater than the threshold rotational speed, a period obtained by multiplying the electrical angular period (TS) of the rotating electric machine by a natural number (N1, N2) that is a natural number of 2 or more. to switch between the first alternating current control and the second alternating current control,
When it is determined that there is an overheated switch whose temperature is higher than a threshold temperature (Tth) among the upper and lower arm switches of each inverter based on the obtained temperature parameter, the number of cycles of the rotating electric machine is reduced. Control device. 多相の巻線（１１）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直流電源（４０）と、を備える回転電機システム（１００）に適用される回転電機の制御装置（５０）であって、
前記回転電機システムは、
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各相の前記巻線の両端のうち第１端に接続される第１インバータ（３０）と、
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各相の前記巻線の両端のうち第２端に接続される第２インバータ（２０）と、
前記直流電源の正極側、前記第１インバータの高電位側及び前記第２インバータの高電位側を接続する高電位側接続線（ＬＵ）と、
前記直流電源の負極側、前記第１インバータの低電位側及び前記第２インバータの低電位側を接続する低電位側接続線（ＬＤ）と、を備え、
前記第１インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第２インバータにおける上アームスイッチをオン状態に維持し、前記第２インバータにおける下アームスイッチをオフ状態に維持する第１動作と、
前記第２インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第１インバータにおける上アームスイッチをオン状態に維持し、前記第１インバータにおける下アームスイッチをオフ状態に維持する第２動作と、
前記第１インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第２インバータにおける下アームスイッチをオン状態に維持し、前記第２インバータにおける上アームスイッチをオフ状態に維持する第３動作と、
前記第２インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第１インバータにおける下アームスイッチをオン状態に維持し、前記第１インバータにおける上アームスイッチをオフ状態に維持する第４動作と、
を切り替えて設定する設定部と、
前記設定部により設定された動作に基づいて前記第１インバータ及び前記第２インバータを制御する制御部と、
前記回転電機の回転速度（ＮＥ）が閾値回転速度（Ｎｔｈ）よりも小さいかを判定する判定部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１動作と、前記第２動作及び前記第３動作の一方とを交互に実施する第１交流制御と、
前記第２動作及び前記第３動作の他方と、前記第４動作とを交互に実施する第２交流制御と、
を切り替えて実施し、
前記判定部により前記回転速度が前記閾値回転速度よりも大きいと判定された場合に、前記回転電機の電気角周期（ＴＳ）を２以上の自然数倍した周期で前記第１交流制御と前記第２交流制御とを切り替え、前記閾値回転速度よりも小さいと判定された場合に、前記２以上の自然数倍した周期よりも短い規定期間（ＴＫ）毎に前記第１交流制御と前記第２交流制御とを切り替える回転電機の制御装置。 Rotation applied to a rotary electric machine system (100) comprising a rotary electric machine (10) having multiphase windings (11) and a DC power supply (40) for inputting/outputting electric power to/from the rotary electric machine An electric machine control device (50),
The rotating electric machine system includes:
An upper arm switch (22) and a lower arm switch (23) connected in series are provided for each phase, and the connection point between the upper arm switch and the lower arm switch is the first of both ends of the winding of each phase. a first inverter (30) connected to an end;
An upper arm switch (32) and a lower arm switch (33) connected in series are provided for each phase, and the connection point between the upper arm switch and the lower arm switch is the second end of the winding of each phase. a second inverter (20) connected to an end;
a high potential side connection line (LU) that connects the positive electrode side of the DC power supply, the high potential side of the first inverter, and the high potential side of the second inverter;
a low potential side connection line (LD) that connects the negative electrode side of the DC power supply, the low potential side of the first inverter, and the low potential side of the second inverter,
a first operation of performing switching driving of upper and lower arm switches in the first inverter, maintaining an upper arm switch in the second inverter in an ON state, and maintaining a lower arm switch in the second inverter in an OFF state; ,
a second operation of performing switching driving of upper and lower arm switches in the second inverter, maintaining an upper arm switch in the first inverter in an ON state, and maintaining a lower arm switch in the first inverter in an OFF state; ,
a third operation of performing switching driving of the upper and lower arm switches in the first inverter, maintaining the lower arm switch in the second inverter in an ON state, and maintaining the upper arm switch in the second inverter in an OFF state; ,
a fourth operation of performing switching driving of the upper and lower arm switches in the second inverter, maintaining the lower arm switch in the first inverter in an ON state, and maintaining the upper arm switch in the first inverter in an OFF state; ,
a setting section for switching and setting the
a control unit that controls the first inverter and the second inverter based on the operation set by the setting unit;
a determination unit that determines whether the rotation speed (NE) of the rotating electric machine is smaller than a threshold rotation speed (Nth),
The control unit
a first AC control that alternately performs the first operation and one of the second operation and the third operation;
a second AC control that alternately performs the other of the second operation and the third operation and the fourth operation;
Toggle and implement
When the determining unit determines that the rotation speed is higher than the threshold rotation speed, the first AC control and the first AC control are performed at a cycle obtained by multiplying the electrical angular cycle (TS) of the rotating electric machine by a natural number of 2 or more. 2 AC control is switched, and when it is determined that the rotation speed is smaller than the threshold rotation speed, the first AC control and the second AC control are performed for each specified period (TK) shorter than the period obtained by multiplying the natural number by 2 or more. A control device for a rotating electric machine that switches between control and control . 多相の巻線（１１）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直流電源（４０）と、を備える回転電機システム（１００）に適用される回転電機の制御装置（５０）であって、
前記回転電機システムは、
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各相の前記巻線の両端のうち第１端に接続される第１インバータ（３０）と、
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各相の前記巻線の両端のうち第２端に接続される第２インバータ（２０）と、
前記直流電源の正極側、前記第１インバータの高電位側及び前記第２インバータの高電位側を接続する高電位側接続線（ＬＵ）と、
前記直流電源の負極側、前記第１インバータの低電位側及び前記第２インバータの低電位側を接続する低電位側接続線（ＬＤ）と、を備え、
前記第１インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第２インバータにおける上アームスイッチをオン状態に維持し、前記第２インバータにおける下アームスイッチをオフ状態に維持する第１動作と、
前記第２インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第１インバータにおける上アームスイッチをオン状態に維持し、前記第１インバータにおける下アームスイッチをオフ状態に維持する第２動作と、
前記第１インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第２インバータにおける下アームスイッチをオン状態に維持し、前記第２インバータにおける上アームスイッチをオフ状態に維持する第３動作と、
前記第２インバータにおける上、下アームスイッチのスイッチング駆動を実施し、前記第１インバータにおける下アームスイッチをオン状態に維持し、前記第１インバータにおける上アームスイッチをオフ状態に維持する第４動作と、
を切り替えて設定する設定部と、
前記設定部により設定された動作に基づいて前記第１インバータ及び前記第２インバータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１動作と、前記第２動作とを交互に実施する第１交流制御と、
前記第３動作と、前記第４動作とを交互に実施する第２交流制御と、
を切り替えて実施する回転電機の制御装置。 Rotation applied to a rotary electric machine system (100) comprising a rotary electric machine (10) having multiphase windings (11) and a DC power supply (40) for inputting/outputting electric power to/from the rotary electric machine An electric machine control device (50),
The rotating electric machine system includes:
An upper arm switch (22) and a lower arm switch (23) connected in series are provided for each phase, and the connection point between the upper arm switch and the lower arm switch is the first of both ends of the winding of each phase. a first inverter (30) connected to an end;
An upper arm switch (32) and a lower arm switch (33) connected in series are provided for each phase, and the connection point between the upper arm switch and the lower arm switch is the second end of the winding of each phase. a second inverter (20) connected to an end;
a high potential side connection line (LU) that connects the positive electrode side of the DC power supply, the high potential side of the first inverter, and the high potential side of the second inverter;
a low potential side connection line (LD) that connects the negative electrode side of the DC power supply, the low potential side of the first inverter, and the low potential side of the second inverter,
a first operation of performing switching driving of upper and lower arm switches in the first inverter, maintaining an upper arm switch in the second inverter in an ON state, and maintaining a lower arm switch in the second inverter in an OFF state; ,
a second operation of performing switching driving of upper and lower arm switches in the second inverter, maintaining an upper arm switch in the first inverter in an ON state, and maintaining a lower arm switch in the first inverter in an OFF state; ,
a third operation of performing switching driving of the upper and lower arm switches in the first inverter, maintaining the lower arm switch in the second inverter in an ON state, and maintaining the upper arm switch in the second inverter in an OFF state; ,
a fourth operation of performing switching driving of the upper and lower arm switches in the second inverter, maintaining the lower arm switch in the first inverter in an ON state, and maintaining the upper arm switch in the first inverter in an OFF state; ,
a setting section for switching and setting the
a control unit that controls the first inverter and the second inverter based on the operation set by the setting unit ;
The control unit
a first AC control that alternately performs the first operation and the second operation;
a second AC control that alternately performs the third operation and the fourth operation;
A control device for a rotating electric machine that switches and implements . 前記制御部は、前記第１動作及び前記第２動作において、第１制御信号（ＳＣ１）により前記第１インバータの上アームスイッチを制御するとともに、第２制御信号（ＳＣ２）により前記第２インバータの上アームスイッチを制御し、前記第３動作及び前記第４動作において、前記第１制御信号により前記第２インバータの下アームスイッチを制御するとともに、第２制御信号により前記第１インバータの下アームスイッチを制御する請求項３に記載の回転電機の制御装置。 In the first operation and the second operation, the control section controls the upper arm switch of the first inverter with a first control signal (SC1), and controls the switch of the second inverter with a second control signal (SC2). The upper arm switch is controlled, and in the third operation and the fourth operation, the first control signal controls the lower arm switch of the second inverter, and the second control signal controls the lower arm switch of the first inverter. 4. The control device for a rotary electric machine according to claim 3 , which controls the 前記制御部は、前記回転電機への出力電圧の目標値である電圧指令値（Ｖ＊）に基づいて、前記各インバータにおける上、下アームスイッチの制御を実施し、
搬送波（ＳＤ）の振幅（ＶＡ）を前記電圧指令値に加算することにより第１電圧指令値（Ｖ１＊）を算出し、前記搬送波の振幅を前記電圧指令値から減算することにより第２電圧指令値（Ｖ２＊）を算出する指令値算出部（６１，６３）と、
前記第１電圧指令値と前記搬送波との大小比較に基づいて、前記第１制御信号を生成し、前記第２電圧指令値と前記搬送波との大小比較に基づいて、前記第２制御信号を生成する信号生成部（６２，６４）と、を備える請求項４に記載の回転電機の制御装置。 The control unit controls upper and lower arm switches in each inverter based on a voltage command value (V*), which is a target value of output voltage to the rotating electric machine,
A first voltage command value (V1*) is calculated by adding the amplitude (VA) of the carrier wave (SD) to the voltage command value, and a second voltage command value is calculated by subtracting the amplitude of the carrier wave from the voltage command value. a command value calculator (61, 63) for calculating the value (V2*);
The first control signal is generated based on a magnitude comparison between the first voltage command value and the carrier wave, and the second control signal is generated based on a magnitude comparison between the second voltage command value and the carrier wave. 5. The control device for a rotating electrical machine according to claim 4 , further comprising a signal generating section (62, 64) that 前記制御部は、前記回転電機への出力電圧の目標値である電圧指令値（Ｖ＊）に基づいて、前記各インバータにおける上、下アームスイッチの制御を実施し、
搬送波（ＳＤ）の振幅（１／２ＶＡ）を該搬送波（ＳＤ）から減算することにより第１搬送波（ＳＤ１）を算出し、前記搬送波の振幅を該搬送波に加算することにより第２搬送波（ＳＤ２）を算出する搬送波算出部（７１，７３）と、
前記電圧指令値と前記第１搬送波との大小比較に基づいて、前記第１制御信号を生成し、前記電圧指令値と前記第２搬送波との大小比較に基づいて、前記第２制御信号を生成する信号生成部（７２，７４）と、を備える請求項４に記載の回転電機の制御装置。 The control unit controls upper and lower arm switches in each inverter based on a voltage command value (V*), which is a target value of output voltage to the rotating electric machine,
calculating a first carrier (SD1) by subtracting the amplitude (1/2VA) of the carrier (SD) from the carrier (SD) and calculating a second carrier (SD2) by adding the amplitude of the carrier to the carrier A carrier wave calculation unit (71, 73) for calculating
The first control signal is generated based on a magnitude comparison between the voltage command value and the first carrier wave, and the second control signal is generated based on a magnitude comparison between the voltage command value and the second carrier wave. 5. The control device for a rotating electrical machine according to claim 4 , further comprising: a signal generator (72, 74) that
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