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公開番号2025113586
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024007823
出願日2024-01-23
発明の名称回転電機の制御装置、プログラム、及び回転電機の制御方法
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02P 25/22 20060101AFI20250728BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回転電機の駆動再開時においてシステムに意図しない電流が流れることを抑制することができる回転電機の制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置60は、回転電機40と、第1,第2インバータ20,30と、各母線11,12と、正極側切替スイッチQHとを備える制御システム100に適用される。制御装置60は、正極側切替スイッチQHがオフされた状態で第1インバータ20のスイッチング制御を行う制御部と、休止モード中であるか否かを判定する休止判定部と、休止モード中であると判定された場合に、正極側切替スイッチQHがオフされた状態で回転電機40の駆動が再開されるか否かを判定する駆動判定部と、回転電機40の駆動が再開されると判定された場合に、第2コンデンサ15bの電圧状態を取得する取得部と、取得された電圧状態に基づいて、第1インバータ20のスイッチング制御のスイッチングパターンを補正する補正部とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数相の巻線（５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗ）を有する回転電機（４０）と、
直列接続された第１上アームスイッチ（ＳＵＨａ，ＳＶＨａ，ＳＷＨａ）及び第１下アームスイッチ（ＳＵＬａ，ＳＶＬａ，ＳＷＬａ）を相数分有し、前記第１上アームスイッチ及び前記第１下アームスイッチの直列接続体が直流電源（１０）に並列接続される第１インバータ（２０）と、
直列接続された第２上アームスイッチ（ＳＵＨｂ，ＳＶＨｂ，ＳＷＨｂ）及び第２下アームスイッチ（ＳＵＬｂ，ＳＶＬｂ，ＳＷＬｂ）を相数分有し、前記第２上アームスイッチ及び前記第２下アームスイッチの直列接続体がコンデンサに並列接続される第２インバータ（３０）と、
各相において、前記第１上アームスイッチの高電位側端子及び前記第２上アームスイッチの高電位側端子を電気的に接続する正極側母線（１１）と、
各相において、前記第１下アームスイッチの低電位側端子及び前記第２下アームスイッチの低電位側端子を電気的に接続する負極側母線（１２）と、
前記正極側母線及び前記負極側母線のうち少なくとも一方に設けられた切替スイッチ（ＱＨ，ＱＬ）と、
を備えるシステム（１００）に適用される回転電機の制御装置であって、
各相において、前記第１上アームスイッチの低電位側端子及び前記第１下アームスイッチの高電位側端子が、前記巻線の第１端に電気的に接続され、
各相において、前記第２上アームスイッチの低電位側端子及び前記第２下アームスイッチの高電位側端子が、前記巻線の第２端に電気的に接続され、
前記切替スイッチをオフした状態において、前記第２上アームスイッチ及び前記第２下アームスイッチのうち一方をオン固定し、他方をオフ固定するとともに、前記第１上アームスイッチ及び前記第１下アームスイッチのスイッチング制御を行うことにより、前記回転電機を制御する制御部（８７）と、
前記切替スイッチがオフされた状態において、前記回転電機が駆動停止される休止モード中であるか否かを判定する休止判定部（９０）と、
前記休止モード中であると判定された場合に、前記切替スイッチがオフされた状態において、前記回転電機の駆動が再開されるか否かを判定する駆動判定部（９０）と、
前記回転電機の駆動が再開されると判定された場合に、前記コンデンサの電圧状態を取得する取得部（９１）と、
取得された前記電圧状態に基づいて、前記回転電機の駆動再開に伴い前記コンデンサに印加される電圧を、前記コンデンサの現状の電圧に近づけるように、前記スイッチング制御のスイッチングパターンを補正する補正部（９２）と、
を備える、回転電機の制御装置。
続きを表示（約 3,400 文字）【請求項２】
前記切替スイッチは、前記正極側母線及び前記負極側母線のうち少なくとも前記正極側母線に設けられており、
前記取得部は、前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサの検出電圧を、前記電圧状態として取得し、
前記補正部は、取得された前記検出電圧が低いほど、前記正極側母線に設けられた前記切替スイッチをオフした状態で実行する前記スイッチング制御において、１スイッチング周期における各相の前記第１上アームスイッチがオンされる期間が短くなるように、前記スイッチング制御のスイッチングパターンを補正する、請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項３】
前記切替スイッチは、前記正極側母線及び前記負極側母線のうち少なくとも前記負極側母線に設けられており、
前記取得部は、前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサの検出電圧を、前記電圧状態として取得し、
前記補正部は、取得された前記検出電圧が低いほど、前記負極側母線に設けられた前記切替スイッチをオフした状態で実行する前記スイッチング制御において、１スイッチング周期における各相の前記第１下アームスイッチがオンされる期間が短くなるように、前記スイッチング制御のスイッチングパターンを補正する、請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項４】
前記切替スイッチは、前記正極側母線及び前記負極側母線のうち少なくとも前記正極側母線に設けられており、
前記取得部は、前記休止モードであると判定されてからの経過時間を、前記電圧状態として取得し、
前記補正部は、取得された前記経過時間が長いほど、前記正極側母線に設けられた前記切替スイッチをオフした状態で実行する前記スイッチング制御において、１スイッチング周期における各相の前記第１上アームスイッチがオンされる期間が短くなるように、前記スイッチング制御のスイッチングパターンを補正する、請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項５】
前記切替スイッチは、前記正極側母線及び前記負極側母線のうち少なくとも前記負極側母線に設けられており、
前記取得部は、前記休止モードであると判定されてからの経過時間を、前記電圧状態として取得し、
前記補正部は、取得された前記経過時間が長いほど、前記正極側母線に設けられた前記切替スイッチをオフした状態で実行する前記スイッチング制御において、１スイッチング周期における各相の前記第１下アームスイッチがオンされる期間が短くなるように、前記スイッチング制御のスイッチングパターンを補正する、請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項６】
複数相の巻線（５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗ）を有する回転電機（４０）と、
直列接続された第１上アームスイッチ（ＳＵＨａ，ＳＶＨａ，ＳＷＨａ）及び第１下アームスイッチ（ＳＵＬａ，ＳＶＬａ，ＳＷＬａ）を相数分有し、前記第１上アームスイッチ及び前記第１下アームスイッチの直列接続体が直流電源（１０）に並列接続される第１インバータ（２０）と、
直列接続された第２上アームスイッチ（ＳＵＨｂ，ＳＶＨｂ，ＳＷＨｂ）及び第２下アームスイッチ（ＳＵＬｂ，ＳＶＬｂ，ＳＷＬｂ）を相数分有し、前記第２上アームスイッチ及び前記第２下アームスイッチの直列接続体がコンデンサに並列接続される第２インバータ（３０）と、
各相において、前記第１上アームスイッチの高電位側端子及び前記第２上アームスイッチの高電位側端子を電気的に接続する正極側母線（１１）と、
各相において、前記第１下アームスイッチの低電位側端子及び前記第２下アームスイッチの低電位側端子を電気的に接続する負極側母線（１２）と、
前記正極側母線及び前記負極側母線のうち少なくとも一方に設けられた切替スイッチ（ＱＨ，ＱＬ）と、
を備えるシステム（１００）に適用されるプログラムであって、
各相において、前記第１上アームスイッチの低電位側端子及び前記第１下アームスイッチの高電位側端子が、前記巻線の第１端に電気的に接続され、
各相において、前記第２上アームスイッチの低電位側端子及び前記第２下アームスイッチの高電位側端子が、前記巻線の第２端に電気的に接続され、
プロセッサ（６０ａ）に、
前記切替スイッチをオフした状態において、前記第２上アームスイッチ及び前記第２下アームスイッチのうち一方をオン固定し、他方をオフ固定するとともに、前記第１上アームスイッチ及び前記第１下アームスイッチのスイッチング制御を行うことにより、前記回転電機を制御する処理と、
前記切替スイッチがオフされた状態において、前記回転電機が駆動停止される休止モード中であるか否かを判定する休止判定処理と、
前記休止モード中であると判定された場合に、前記切替スイッチがオフされた状態において、前記回転電機の駆動が再開されるか否かを判定する駆動判定処理と、
前記回転電機の駆動が再開されると判定された場合に、前記コンデンサの電圧状態を取得する取得処理と、
取得された前記電圧状態に基づいて、前記回転電機の駆動再開に伴い前記コンデンサに印加される電圧を、前記コンデンサの現状の電圧に近づけるように、前記スイッチング制御のスイッチングパターンを補正する補正処理と、
を実行させる、プログラム。
【請求項７】
複数相の巻線（５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗ）を有する回転電機（４０）と、
直列接続された第１上アームスイッチ（ＳＵＨａ，ＳＶＨａ，ＳＷＨａ）及び第１下アームスイッチ（ＳＵＬａ，ＳＶＬａ，ＳＷＬａ）を相数分有し、前記第１上アームスイッチ及び前記第１下アームスイッチの直列接続体が直流電源（１０）に並列接続される第１インバータ（２０）と、
直列接続された第２上アームスイッチ（ＳＵＨｂ，ＳＶＨｂ，ＳＷＨｂ）及び第２下アームスイッチ（ＳＵＬｂ，ＳＶＬｂ，ＳＷＬｂ）を相数分有し、前記第２上アームスイッチ及び前記第２下アームスイッチの直列接続体がコンデンサに並列接続される第２インバータ（３０）と、
各相において、前記第１上アームスイッチの高電位側端子及び前記第２上アームスイッチの高電位側端子を電気的に接続する正極側母線（１１）と、
各相において、前記第１下アームスイッチの低電位側端子及び前記第２下アームスイッチの低電位側端子を電気的に接続する負極側母線（１２）と、
前記正極側母線及び前記負極側母線のうち少なくとも一方に設けられた切替スイッチ（ＱＨ，ＱＬ）と、
を備えるシステム（１００）に適用される回転電機の制御方法であって、
各相において、前記第１上アームスイッチの低電位側端子及び前記第１下アームスイッチの高電位側端子が、前記巻線の第１端に電気的に接続され、
各相において、前記第２上アームスイッチの低電位側端子及び前記第２下アームスイッチの高電位側端子が、前記巻線の第２端に電気的に接続され、
前記切替スイッチをオフした状態において、前記第２上アームスイッチ及び前記第２下アームスイッチのうち一方をオン固定し、他方をオフ固定するとともに、前記第１上アームスイッチ及び前記第１下アームスイッチのスイッチング制御を行うことにより、前記回転電機を制御する処理と、
前記切替スイッチがオフされた状態において、前記回転電機が駆動停止される休止モード中であるか否かを判定する休止判定処理と、
前記休止モード中であると判定された場合に、前記切替スイッチがオフされた状態において、前記回転電機の駆動が再開されるか否かを判定する駆動判定処理と、
前記回転電機の駆動が再開されると判定された場合に、前記コンデンサの電圧状態を取得する取得処理と、
取得された前記電圧状態に基づいて、前記回転電機の駆動再開に伴い前記コンデンサに印加される電圧を、前記コンデンサの現状の電圧に近づけるように、前記スイッチング制御のスイッチングパターンを補正する補正処理と、
を含む、回転電機の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転電機の制御装置、プログラム、及び回転電機の制御方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、２台のインバータにより回転電機を制御するシステムが知られている。このシステムでは、回転電機が有する複数相の巻線の第１端に第１インバータが電気的に接続され、第２端に第２インバータが電気的に接続される。第１インバータには、直流電源が電気的に並列接続される。第２インバータには、コンデンサが電気的に並列接続される。このような技術の例として、特許文献１に開示された技術が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７２３２６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転電機の駆動が一時的に停止された後において、回転電機の駆動を再開する状況が生じ得る。この場合に、回転電機の駆動停止中に低下したコンデンサの電圧と、回転電機の駆動再開に伴いコンデンサに印加される電圧とに差が生じることに起因して、システムに意図しない電流が流れることが懸念される。
【０００５】
本開示は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転電機の駆動再開時においてシステムに意図しない電流が流れることを抑制することができる回転電機の制御装置、プログラム、及び回転電機の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、
複数相の巻線を有する回転電機と、
直列接続された第１上アームスイッチ及び第１下アームスイッチを相数分有し、前記第１上アームスイッチ及び前記第１下アームスイッチの直列接続体が直流電源に並列接続される第１インバータと、
直列接続された第２上アームスイッチ及び第２下アームスイッチを相数分有し、前記第２上アームスイッチ及び前記第２下アームスイッチの直列接続体がコンデンサに並列接続される第２インバータと、
各相において、前記第１上アームスイッチの高電位側端子及び前記第２上アームスイッチの高電位側端子を電気的に接続する正極側母線と、
各相において、前記第１下アームスイッチの低電位側端子及び前記第２下アームスイッチの低電位側端子を電気的に接続する負極側母線と、
前記正極側母線及び前記負極側母線のうち少なくとも一方に設けられた切替スイッチと、
を備えるシステムに適用される回転電機の制御装置であって、
各相において、前記第１上アームスイッチの低電位側端子及び前記第１下アームスイッチの高電位側端子が、前記巻線の第１端に電気的に接続され、
各相において、前記第２上アームスイッチの低電位側端子及び前記第２下アームスイッチの高電位側端子が、前記巻線の第２端に電気的に接続され、
前記切替スイッチをオフした状態において、前記第２上アームスイッチ及び前記第２下アームスイッチのうち一方をオン固定し、他方をオフ固定するとともに、前記第１上アームスイッチ及び前記第１下アームスイッチのスイッチング制御を行うことにより、前記回転電機を制御する制御部と、
前記切替スイッチがオフされた状態において、前記回転電機が駆動停止される休止モード中であるか否かを判定する休止判定部と、
前記休止モード中であると判定された場合に、前記切替スイッチがオフされた状態において、前記回転電機の駆動が再開されるか否かを判定する駆動判定部と、
前記回転電機の駆動が再開されると判定された場合に、前記コンデンサの電圧状態を取得する取得部と、
取得された前記電圧状態に基づいて、前記回転電機の駆動再開に伴い前記コンデンサに印加される電圧を、前記コンデンサの現状の電圧に近づけるように、前記スイッチング制御のスイッチングパターンを補正する補正部と、
を備える。
【０００７】
切替スイッチがオフされる休止モード中では、コンデンサの電圧が低下し得る。この場合に、回転電機の駆動再開に伴いコンデンサに電圧が印加される際に、システムに意図しない電流が流れることが懸念される。この点、切替スイッチがオフされた状態で実施される第１上アームスイッチ及び第１下アームスイッチのスイッチング制御では、コンデンサに印加される電圧が、スイッチング制御のスイッチングパターンに応じて変化する。
【０００８】
そこで、本開示では、休止モード中であると判定され、かつ切替スイッチをオフした状態で回転電機の駆動が再開されると判定された場合に、回転電機の駆動再開時におけるコンデンサの電圧状態に基づいて、スイッチング制御のスイッチングパターンが補正される。これにより、回転電機の駆動再開に伴いコンデンサに印加される電圧を、コンデンサの現状の電圧に近づけるように、スイッチング制御を行うことが可能となる。そのため、休止モード中に低下したコンデンサの電圧と、回転電機の駆動再開に伴いコンデンサに印加される電圧とに差が生じることを抑制することができる。その結果、回転電機の駆動再開時においてシステムに意図しない電流が流れることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る制御システムの全体構成図。
制御装置が実行する処理の機能ブロック図。
Ｈ駆動制御の制御態様を示す図。
Ｙ駆動制御の制御態様を示す図。
制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。
比較例の動作を示すタイムチャート。
Ｙ駆動制御におけるスイッチング態様と出力電圧との関係を示す図。
回転電機の駆動停止中における電流経路を示す図。
電圧状態とＶ７比率との関係の一例を示す図。
制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。
補正処理の一例を示すタイムチャート。
第２実施形態に係る制御システムの全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分及び／又は関連付けられる部分には同一の参照符号、又は百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分及び／又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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