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公開番号2023042937
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-28
出願番号2021150370
出願日2021-09-15
発明の名称インバータ制御装置、及びプログラム
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02P 27/06 20060101AFI20230320BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回転電機のトルク低下を抑制又はトルクを維持しつつ、インバータ及び回転電機が過熱状態になることを回避できるインバータ制御装置を提供する。
【解決手段】インバータ制御装置は、ステータ巻線を有する回転電機と、ステータ巻線に電気的に接続され、上下アームのスイッチを有するインバータと、を備える制御システムに適用される。インバータ制御装置は、上下アームのスイッチの双方がオフ状態とされる期間であるデッドタイムを設けつつ、インバータのスイッチング制御を実行するスイッチ制御部と、モータ温度Tmgdを取得する温度取得部と、を備える。スイッチ制御部は、ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつスイッチング制御を実行している場合において、取得したモータ温度Tmgdが温度閾値TAHを超えたと判定したとき、デッドタイム目標値DT*を短縮させることにより実際のデッドタイムを短縮させ、かつ、弱め界磁電流を減少させる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
ステータ巻線（２１）を有する回転電機（２０）と、
前記ステータ巻線に電気的に接続され、上下アームのスイッチを有するインバータ（３０）と、
を備える制御システムに適用されるインバータ制御装置（３７）において、
前記上下アームのスイッチの双方がオフ状態とされる期間であるデッドタイムを設けつつ、前記インバータのスイッチング制御を実行するスイッチ制御部と、
前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得する温度取得部と、
を備え、
前記スイッチ制御部は、前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつ前記スイッチング制御を実行している場合において、取得した温度が温度閾値を超えたと判定したとき、実際の前記デッドタイムを短縮し、かつ、前記弱め界磁電流を減少させる、インバータ制御装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記スイッチ制御部は、実際の前記デッドタイムが短いほど、前記弱め界磁電流を減少させる、請求項１に記載のインバータ制御装置。
【請求項３】
前記スイッチ制御部は、
前記上下アームのスイッチの双方をオフ操作させるデッドタイム目標値を設けつつ、前記上下アームのスイッチをオンオフ操作させる駆動信号を生成し、生成した前記駆動信号に基づいて、前記スイッチング制御を実行し、
取得した温度が前記温度閾値を超えたと判定した場合、前記デッドタイム目標値を短く設定することにより、実際の前記デッドタイムを短縮する、請求項１又は２に記載のインバータ制御装置。
【請求項４】
前記スイッチに流れる電流を取得する電流取得部を備え、
前記スイッチ制御部は、取得した温度が前記温度閾値を超えたと判定した場合、取得した電流が小さいほど、前記デッドタイム目標値を短く設定する、請求項３に記載のインバータ制御装置。
【請求項５】
前記スイッチ制御部は、
オフ操作の前記駆動信号を生成した場合、前記上下アームのスイッチのゲートから電荷を放電させる放電処理を行うことにより、前記上下アームのスイッチをオフ状態にさせ、
取得した温度が前記温度閾値を超えたと判定した場合、取得した電流が小さいほど、前記放電処理における前記電荷の放電速度を高くするとともに、前記電荷の放電速度が高いほど、前記デッドタイム目標値を短く設定する、請求項４に記載のインバータ制御装置。
【請求項６】
前記インバータの電源電圧を取得する電圧取得部を備え、
前記スイッチ制御部は、取得した温度が前記温度閾値を超えたと判定した場合、取得した電源電圧が低いほど、前記デッドタイム目標値を短く設定する、請求項３に記載のインバータ制御装置。
【請求項７】
前記スイッチ制御部は、
オフ操作の前記駆動信号を生成した場合、前記上下アームのスイッチのゲートから電荷を放電させる放電処理を行うことにより、前記上下アームのスイッチをオフ状態にさせ、
取得した温度が前記温度閾値を超えたと判定した場合、取得した電源電圧が低いほど、前記放電処理における前記電荷の放電速度を高くするとともに、前記電荷の放電速度が高いほど、前記デッドタイム目標値を短く設定する、請求項６に記載のインバータ制御装置。
【請求項８】
前記上下アームのスイッチは、該スイッチの温度が高くなるほど、該スイッチに印加される電圧の許容値が高くなる特性を有しており、
前記温度取得部は、前記スイッチの温度を取得し、
前記スイッチ制御部は、
オフ操作の前記駆動信号を生成した場合、前記上下アームのスイッチのゲートから電荷を放電させる放電処理を行うことにより、前記上下アームのスイッチをオフ状態にさせ、
取得したインバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度が前記温度閾値を超えたと判定した場合、取得した前記スイッチの温度が高いほど、前記放電処理における前記電荷の放電速度を高くするとともに、前記電荷の放電速度が高いほど、前記デッドタイム目標値を短く設定する、請求項３に記載のインバータ制御装置。
【請求項９】
前記スイッチ制御部は、
前記上下アームのスイッチをオンオフ操作させる駆動信号を生成し、生成した前記駆動信号に基づいて、前記スイッチング制御を実行し、
オン操作の前記駆動信号を生成した場合、前記上下アームのスイッチのゲートに電荷を充電させる充電処理を行うことにより、前記上下アームのスイッチをオン状態にさせ、
取得した温度が前記温度閾値を超えたと判定した場合、前記充電処理における前記電荷の充電速度を高くさせる処理を行うことにより、実際の前記デッドタイムを短縮させる、請求項１又は２に記載のインバータ制御装置。
【請求項１０】
前記スイッチに流れる電流を取得する電流取得部を備え、
前記スイッチ制御部は、取得した温度が前記温度閾値を超えたと判定した場合、取得した電流に基づいて、前記充電処理における前記電荷の充電速度を高くさせる、請求項９に記載のインバータ制御装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ制御装置、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載されているように、ステータ巻線を有する回転電機と、ステータ巻線に電気的に接続されるインバータとを備える制御システムに適用されるインバータ制御装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平３－１９８６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転電機の高速回転領域において、ステータ巻線に弱め界磁電流を流す弱め界磁制御が実行され得る。この場合、回転電機に所定トルクを発生させるためにステータ巻線に流す電流ベクトルの大きさは、弱め界磁制御が行われていない場合よりも大きくなる。このため、弱め界磁制御が実行される場合、弱め界磁制御が実行されない場合よりもインバータ及び回転電機の発熱量が多くなり、インバータ及び回転電機の少なくとも一方が過熱状態になり得る。
【０００５】
インバータ及び回転電機の少なくとも一方が過熱状態になることを回避するために、回転電機の指令トルクを低下させることも考えられる。しかしながら、この場合、回転電機の駆動を適正に継続できなくなる懸念がある。
【０００６】
本発明は、回転電機のトルク低下を抑制又はトルクを維持しつつ、インバータ及び回転電機が過熱状態になることを回避できるインバータ制御装置、及びプログラムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ステータ巻線を有する回転電機と、前記ステータ巻線に電気的に接続され、上下アームのスイッチを有するインバータと、を備える制御システムに適用されるインバータ制御装置において、前記上下アームのスイッチの双方がオフ状態とされる期間であるデッドタイムを設けつつ、前記インバータのスイッチング制御を実行するスイッチ制御部と、前記インバータ及び前記回転電機のうち少なくとも一方の温度を取得する温度取得部と、を備え、前記スイッチ制御部は、前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつ前記スイッチング制御を実行している場合において、取得した温度が温度閾値を超えたと判定したとき、実際の前記デッドタイムを短縮し、かつ、前記弱め界磁電流を減少させる。
【０００８】
本発明によれば、ステータ巻線に弱め界磁電流を流しつつスイッチング制御が実行されている場合において、温度取得部により取得された温度が温度閾値を超えたと判定されたとき、実際のデッドタイムが短縮される。これにより、インバータの電圧利用率が高くなる。
【０００９】
電圧利用率が高くなることにより、回転電機のトルクに余裕がでる。そこで、本発明では、弱め界磁電流を減少させる。これにより、ステータ巻線に流れる電流ベクトルの大きさを減少させ、インバータ及び回転電機の発熱量を抑制し、インバータ及び回転電機が過熱状態にならないようにすることができる。この際、弱め界磁電流の減少に伴うトルク低下を電圧利用率の向上によって抑制したり、弱め界磁電流の減少に伴うトルク低下分を電圧利用率の向上によって補償したりすることができる。
【００１０】
以上説明した本発明によれば、回転電機のトルク低下を抑制又はトルクを維持しつつ、インバータ及び回転電機が過熱状態になることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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