JP2017050935A - 回転電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機の使用状況に応じて出力を変更することができる制御装置を提供する。
【解決手段】
多相巻線３１ｕ，３１ｖ，３１ｗと界磁巻線５０とを備え、多相巻線３１ｕ，３１ｖ，３１ｗの通電をスイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗにより制御する回転電機の制御装置であって、回転電機の各部位の温度を検出する温度検出部２６ｕ，２７ｕ，２６ｖ，２７ｖ，２６ｗ，２７ｗと、温度検出部が検出した温度に基づいて、界磁巻線５０について所定期間あたりの通電期間の割合を示すＤｕｔｙ値の上限値、回転電機を電動機として用いる際のトルクの上限値、及び、回転電機を発電機として用いる際の発電電流の上限値の少なくともひとつと、上限値での駆動を継続可能な時間である上限時間とを取得する制御部４３と、を備え、上限値は温度が低いほど大きい値であり、上限時間は前記温度が低いほど大きい値である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転電機の制御装置に関する。

従来、多相巻線と界磁巻線とを備え、多相巻線から出力される交流出力電流を複数の整流素子もしくはスイッチング素子により整流する回転電機において、回転子の界磁巻線の一定期間あたりの通電期間を変化させることが行われている。この界磁巻線への通電期間の割合をＤｕｔｙ値と呼び、このＤｕｔｙ値は、回転電機に要求される発電量等に応じて可変に設定される。

前記界磁巻線のＤｕｔｙ値を変更するものとして、特許文献１に記載の制御装置がある。特許文献１に記載の制御装置では、界磁巻線についてのＤｕｔｙ値が大きい短時間定格運転と、Ｄｕｔｙ値が小さい連続定格運転とで切り替え可能としている。加えて、界磁巻線への通電を制御するパワートランジスタの近傍に温度検出部を設けている。そして、その温度検出部が検出した温度が過熱状態を示していれば、短時間定格運転を禁止している。

特開２０１３−２１９９６５号公報

特許文献１に記載の制御装置では、界磁巻線への通電を制御するパワートランジスタの近傍の温度が過熱状態を示す場合に短時間定格運転を禁止するものの、界磁巻線への通電電流は低く、界磁巻線へは長期間にわたって通電が行われるものであり、常に一定以上の発熱が生ずる。ゆえに温度検出部が検出した温度が過熱状態を示すことは稀であり、必ずしも回転電機の使用状況に即した制御を行うことができるとは言い難い。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、回転電機の使用状況に応じて出力を変更することができる制御装置を提供することにある。

第１の構成では、多相巻線と界磁巻線とを備え、前記多相巻線の通電を複数のスイッチング素子により制御する回転電機の制御装置であって、回転電機の所定部位の温度を検出する温度検出部と、温度検出部が検出した温度に基づいて、界磁巻線について所定期間あたりの通電期間の割合を示すＤｕｔｙ値、回転電機を電動機として用いる際のトルク、及び、回転電機を発電機として用いる際の発電電流の少なくともひとつの上限値と、その上限値での駆動を継続可能な時間である上限時間とを取得する制御部と、を備え、上限値は温度が低いほど大きい値であり、上限時間は温度が低いほど大きい値であることを特徴とする。

上記構成では、スイッチング素子の温度が低い場合に、Ｄｕｔｙ値、トルク、発電電流の少なくともひとつの上限値をより大きい値としているため、冬季等、スイッチング素子の温度が高くなりにくい状況において、より多くのトルク又は発電電流を得ることができる。このとき、Ｄｕｔｙ値、トルク、発電電流の上限値が大きいほど、単位時間当たりの発熱量は大きくなる。この点、温度に対して上限値に加えて上限時間を対応付けているため、設定された上限値での駆動による発熱が過剰なものとなることを抑制することができる。加えて、スイッチング素子に流れる電流は、運転状態によって頻繁に変化する。そのため、温度に余裕がある場合とそうでない場合とが起こり得る。ゆえに、スイッチング素子の温度に応じて上限値を変化させることで、より実際の使用状況に即した制御を行うことができる。

第２の構成では、第１の構成に加えて、Ｄｕｔｙ値、トルク、及び発電電流の少なくともひとつについて、回転電機の運転に関する要求に応じて定められる指令値を送信する他の制御装置と通信可能に接続されており、制御部は、上限値及び上限時間を、他の制御装置へ送信し、且つ、受信した指令値に基づいてＤｕｔｙ値を制御することを特徴とする。

上記構成では、制御部に指令値を生成する機能を設ける必要がないため、制御部の構成を簡略化することができる。また、回転電機の運転に関する都度の要求に加えて、上限値及び上限時間に基づいて指令値を決定するものであるため、都度の要求を満たしつつ回転電機の運転を適性な状態で行うことができる。

第３の構成では、第２の構成に加えて、制御部は、温度検出部が検出した温度に基づいて、上限値と上限時間との複数の組み合わせを取得し、その複数の組み合わせを他の制御装置へ送信し、他の制御装置から、複数の組み合わせの中から回転電機の制御状態に基づいて選択された組み合わせにより求められた前記指令値を取得する。

上記構成では、回転電機の制御状態に応じて、上限値を優先するか上限時間を優先するかを選択するものとしている。そのため、回転電機の継続的な駆動が必要な制御状態では、上限時間を優先させる制御を行うことができ、大電流が必要な制御状態では、上限値を優先させる制御を行うことができる。したがって、制御状態に即した制御を可能にすることができる。

第４の構成では、第１〜第３のいずれか１つの構成に加えて、温度検出部は感温ダイオードであることを特徴とする。

温度検出部として感温ダイオードを用いる場合、検出した温度は電圧の値として出力され、温度の検出精度及び応答性が高い。したがって、より精密且つ迅速な制御を行うことが可能となる。

第５の構成では、第１〜第４のいずれか１つの構成に加えて、温度検出部は、スイッチング素子の温度を検出することを特徴とする。

第６の構成では、第１〜第５のいずれか１つの構成に加えて、温度検出部は、各相についてスイッチング素子と共通の基板に実装されることによりモジュールとされており、そのモジュールから制御部へ温度を送信することを特徴とする。

スイッチング素子の温度を検出する回路を別途設ける構造とすれば、製造コストが増加することとなる。この構成では、スイッチング素子が実装される基板に温度検出部も実装し、モジュール化しているため、温度検出部が実装される基板を別体として設ける必要がなくなり、製造コストの増加を抑制することができる。

第７の構成では、第６の構成に加えて、複数のモジュールのうちのひとつが他のモジュールの温度を取得し、そのモジュールから制御部へ温度を送信することを特徴とする。

この構成では、モジュールと制御部とを接続する回線がひとつでよいため、製造コストを低減させることができる。

第８の構成では、第７の構成に加えて、モジュールから制御部へと送信する温度は、複数の温度のうち最も高い温度であることを特徴とする。

この構成では、最も高い温度により上限Ｄｕｔｙ及び上限時間を求めているため、最も温度条件の厳しいスイッチング素子に合わせた上限Ｄｕｔｙ及び上限時間とすることができる。加えて、モジュールから制御部へひとつの温度を送信するのみでよいため、送信する情報量を低減することができ、制御部における処理を簡略化することができる。

第９の構成では、制御部は、界磁巻線の通電期間について、制御周期を一定とし、Ｄｕｔｙ値を段階的に切り替えることを特徴とする。

この構成により、制御をより簡略化することができ、制御部の処理負荷をより低減することができる。

実施形態に係る制御装置の概略構成図である。 温度と上限Ｄｕｔｙ及び上限時間との関係を示す図である。

以下、本実施形態に係る回転電機を、図面を参照しながら説明する。

図１は本実施形態に係る発電機の制御装置の全体構成を示す概略図である。本実施形態に係る回転電機の制御装置は、車両に搭載されることが想定されている。すなわち、回転電機がオルタネータ（発電機）として機能させる場合には、交流出力電流をインバータにより整流し、バッテリ１０へ電力の供給を行う。一方、回転電機をモータ（電動機）として機能させる場合には、バッテリから供給される電力をインバータにより交流電流へと変換する。なお、バッテリ１０は、例えば、端子間電圧が約１２Ｖである鉛バッテリである。

インバータは、Ｕ相モジュール２０ｕと、Ｖ相モジュール２０ｖと、Ｗ相モジュール２０ｗとにより構成されている。このインバータの各相モジュール２０ｕ，２０ｖ，２０ｗは、固定子３０に巻かれたＵ相巻線３１ｕ、Ｖ相巻線３１ｖ、Ｗ相巻線３１ｗにそれぞれ接続されている。

Ｕ相モジュール２０ｕには、ＭＯＳＦＥＴであるＵ相上アームスイッチング素子２１ｕとＵ相下アームスイッチング素子２２ｕとが実装されている。Ｕ相上アームスイッチング素子２１ｕのソースとＵ相下アームスイッチング素子２２ｕのドレインとが接続されており、その接続点にはＵ相巻線３１ｕの第１端が接続されている。一方、Ｕ相巻線３１ｕの第２端は中性点３２に接続されている。加えて、Ｕ相上アームスイッチング素子２１ｕのドレインはバッテリ１０の正極に接続されており、Ｕ相下アームスイッチング素子２２ｕのソースは接地されている。Ｕ相上アームスイッチング素子２１ｕ及びＵ相下アームスイッチング素子２２ｕには、それぞれ、Ｕ相上アームダイオード２３ｕ及びＵ相下アームダイオード２４ｕが逆方向に並列接続されている。これらＵ相上アームスイッチング素子２１ｕ及びＵ相下アームスイッチング素子２２ｕは、Ｕ相駆動回路２５ｕにより、開閉状態が制御される。

Ｕ相モジュール２０ｕには、加えて、Ｕ相上アーム感温ダイオード２６ｕとＵ相下アーム感温ダイオード２７ｕが実装されている。Ｕ相上アーム感温ダイオード２６ｕは、Ｕ相上アームスイッチング素子２１ｕの近傍に実装されており、Ｕ相上アームスイッチング素子２１ｕの発熱に起因する温度変化を検出することができる。同様に、Ｕ相下アーム感温ダイオード２７ｕは、Ｕ相下アームスイッチング素子２２ｕの近傍に実装されており、Ｕ相下アームスイッチング素子２２ｕの発熱に起因する温度変化を検出することができる。これらＵ相上アーム感温ダイオード２６ｕ及びＵ相下アーム感温ダイオード２７ｕの出力値は、Ｕ相駆動回路２５ｕに入力される。

なお、Ｖ相モジュール２０ｖ及びＷ相モジュール２０ｗの構成については、及びＵ相モジュール２０ｕと同様の構成であり、Ｖ相巻線３１ｖ及びＷ相巻線３１ｗの接続様態もＵ相巻線３１ｕと同様であるため、その説明を省略する。

Ｕ相モジュール２０ｕには、Ｖ相モジュール２０ｖ及びＷ相モジュール２０ｗと通信するためのＵ相接続端子２８ｕが設けられている。同様に、Ｖ相モジュール２０ｖ及びＷ相モジュール２０ｗには、それぞれ、Ｖ相接続端子２８ｖ及びＷ相接続端子２８ｗが設けられている。Ｕ相駆動回路２５ｕ、Ｖ相駆動回路２５ｖ及びＷ相駆動回路２５ｗは、それぞれ、Ｕ相接続端子２８ｕ、Ｖ相接続端子２８ｖ及びＷ相接続端子２８ｗを介して通信可能に接続されている。Ｗ相モジュール２０ｗには、加えて、レギュレータ接続端子２９ｗが設けられており、Ｗ相駆動回路２５ｗはこのレギュレータ接続端子２９ｗを介して、レギュレータ４０と通信可能に接続されている。

レギュレータ４０は、界磁スイッチング素子４１、ダイオード４２及び制御部４３を含んで構成されている。このレギュレータ４０は、回転子の界磁巻線５０への通電状態を制御する。界磁スイッチング素子４１は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴであり、ドレインはバッテリ１０の正極に接続されており、ソースはダイオード４２のカソードに接続されている。ダイオード４２のアノードは接地されている。界磁スイッチング素子４１とダイオード４２との接続点には、界磁巻線５０の一端が接続されており、界磁巻線５０の他端は接地されている。この界磁スイッチング素子４１の開閉状態は、制御部４３により制御される。具体的には、制御部４３は、界磁スイッチング素子４１の１制御周期（一定期間）における通電期間の割合を示すＤｕｔｙ値を変化させる。

制御部４３は、モジュール接続端子４４を介してＷ相モジュール２０ｗのレギュレータ接続端子２９ｗに接続されており、Ｗ相駆動回路２５ｗと通信する。制御部４３はＷ相駆動回路２５ｗへ各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの駆動指令を送信する。具体的には、制御部４３へは各相の巻線の電流値が入力され各相の各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗについて、それぞれ、上アームと下アームとのいずれをＯＮとするかを求める。Ｗ相駆動回路２５ｗは、駆動指令に基づいてＷ相上アームスイッチング素子２１ｗ及びＷ相下アームスイッチング素子２２ｗを駆動する。加えて、その駆動指令をＵ相モジュール２０ｕ及びＶ相モジュール２０ｖへと送信する。なお、各上アームスイッチング素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ及び各下アームスイッチング素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗのいずれをＯＮとするかの判定を、各相の駆動回路２５ｕ，２５ｖ，２５ｗが実行するものとしてもよい。

加えて、Ｗ相駆動回路２５ｗは、各感温ダイオード２６ｕ，２７ｕ，２６ｖ，２７ｖ，２６ｗ，２７ｗの検出値を取得し、その中で最も高い温度が選択されて制御部４３へ出力する。制御部４３は、取得した温度に基づいて、Ｄｕｔｙ値の上限である上限Ｄｕｔｙ、及び、その上限Ｄｕｔｙにより駆動を継続することが可能な時間である上限時間を取得する。

この上限Ｄｕｔｙと上限時間について、図２を用いて説明する。図２において、横軸を温度とし、縦軸を上限時間としている。また、上限Ｄｕｔｙが７０％である場合を定格出力としており、上限Ｄｕｔｙが７０％であれば、回転電機の駆動において時間の制約がなく、上限時間が無限大に設定される。

上限Ｄｕｔｙが８０％である場合、温度がＴ１よりも低ければ、上限時間はｔ１１であり、温度がＴ１以上でありＴ２よりも低ければ、上限時間はｔ１２（＜ｔ１１）であり、温度がＴ２以上でありＴ３よりも低ければ、上限時間はｔ１３（＜ｔ１２）である。また、温度がＴ３以上であれば、上限Ｄｕｔｙが８０％に設定されることはない。

上限Ｄｕｔｙが９０％である場合、温度がＴ１よりも低ければ、上限時間はｔ２１（＜ｔ１１）であり、温度がＴ１以上でありＴ２よりも低ければ、上限時間はｔ２２（＜ｔ１２，ｔ２１）である。また、温度がＴ２以上であれば、上限Ｄｕｔｙを９０％と設定することはない。

上限Ｄｕｔｙが１００％である場合、温度がＴ１よりも低ければ、上限時間はｔ３１（＜ｔ２１）である。また、温度がＴ１以上であれば、上限Ｄｕｔｙが１００％に設定されることはない。

加えて、上限Ｄｕｔｙが７０％である場合を定格出力として定めており、上限Ｄｕｔｙが７０％である場合については、上限時間は無限に設定されることとなる。

したがって、温度がＴ１よりも低ければ、上限Ｄｕｔｙが８０％であり且つ上限時間がｔ１１である制御と、上限Ｄｕｔｙが９０％であり且つ上限時間がｔ２１である制御と、上限Ｄｕｔｙが１００％であり且つ上限時間がｔ３１である制御とのいずれかが選択されることとなる。温度がＴ１以上でありＴ２よりも低ければ、上限Ｄｕｔｙが８０％であり且つ上限時間がｔ１２である制御と、上限Ｄｕｔｙが９０％であり且つ上限時間がｔ２２である制御との一方が選択されることとなる。温度がＴ１以上でありＴ２よりも低ければ、上限Ｄｕｔｙが８０％であり且つ上限時間がｔ１２である制御と、上限Ｄｕｔｙが９０％であり且つ上限時間がｔ２２である制御との一方が選択されることとなる。温度がＴ２以上でありＴ３よりも低ければ、上限Ｄｕｔｙが８０％であり且つ上限時間がｔ１３である制御が選択されることとなる。

この、温度に基づいて取得した上限Ｄｕｔｙ及び上限時間の組み合わせは、上位の制御装置であるＥＣＵ１００に入力される。ＥＣＵ１００は、上限Ｄｕｔｙと上限時間との組み合わせを複数取得した場合、回転電機に対する運転要求に基づいて、上限Ｄｕｔｙ及び上限時間を選択する。この組み合わせを複数取得する場合とは、図２における温度がＴ２よりも低い場合であるが、温度がＴ２以上でありＴ３よりも低い場合においても、上限Ｄｕｔｙが８０％であり上限時間がｔ１３である制御と、上限Ｄｕｔｙが７０％（定格出力）である制御とを選択できるため、組み合わせを複数取得できるといえる。すなわち、上限Ｄｕｔｙと上限時間の組み合わせには、上限Ｄｕｔｙが７０％（定格出力）であり、且つ上限時間が無限大すなわち上限時間が設定されない場合も含まれる。なお、回転電機に対する運転要求には、運転者の意思による要求や、ＥＣＵ１００が判断する車両の制御状態に基づく要求が含まれる。

回転電機を電動機として用いて車両へ駆動力を付与する場合、上限時間が短ければ、駆動力の付与の途中に上限時間が経過することがある。この場合、上限時間の経過に伴い上限Ｄｕｔｙは定格出力を示す７０％に設定されることとなるため、駆動力が低下することとなり、運転者に違和感を与えることとなる。同様に、回転電機を発電機として用いて回生発電を行う場合、上限時間が短ければ、回生発電の途中に上限時間が経過し、回生発電による制動力が低下する可能性がある。

そのため、ＥＣＵ１００は、回転電機を電動機として用いて駆動力を付与する場合、及び、回転電機を発電機として用いて回生発電を行い場合には、上限Ｄｕｔｙが大きいものよりも上限時間が長いものを優先して選択する。すなわち、温度がＴ１よりも低ければ、上限Ｄｕｔｙが８０％であり上限時間がｔ１１（＞ｔ２１，ｔ３１）である制御が選択され、温度がＴ１以上でありＴ２よりも低ければ、上限Ｄｕｔｙが８０％であり上限時間がｔ１２（＞ｔ２２）である制御が選択される。また、温度がＴ２以上でありＴ３よりも低い場合に、上限Ｄｕｔｙが８０％であり上限時間がｔ１３である制御を選択してもよいが、この場合では、上限Ｄｕｔｙを定格出力の上限Ｄｕｔｙよりも大きく設定できるにもかかわらず、上限Ｄｕｔｙを定格出力の上限Ｄｕｔｙである７０％に設定するものとしてもよい。

一方で、バッテリ１０の残容量が少ない場合、回生発電による時間当たりの発電量を多くして、迅速に充電を行う必要がある。そのため、バッテリ１０の残容量が少ない場合は、回生発電を行う場合であっても、上限時間が長いものよりも上限Ｄｕｔｙが大きいものを優先する。すなわち、温度がＴ１よりも低ければ、上限Ｄｕｔｙが１００％であり上限時間がｔ３１（＜ｔ１１，ｔ２１）である制御が選択され、温度がＴ１以上でありＴ２よりも低ければ、上限Ｄｕｔｙが９０％であり上限時間がｔ２２（＜ｔ１２）である制御が選択され、温度がＴ２以上でありＴ３よりも低ければ、上限Ｄｕｔｙが８０％であり上限時間がｔ１３である制御が選択される。

なお、上述した例では、上限Ｄｕｔｙが最も小さく且つ上限時間が最も長い制御が選択される場合と、上限Ｄｕｔｙが最も大きく且つ上限時間が最も小さい制御が選択される場合とを示しているが、選択される制御はこの限りではない。例えば、回転電機の制御状態によっては、温度がＴ１よりも小さい場合において、上限Ｄｕｔｙが９０％であり上限時間がｔ２１である制御を選択するものとしてもよい。

ＥＣＵ１００は、このようにして選択した上限Ｄｕｔｙと上限時間との組み合わせを用いて、Ｄｕｔｙ値が上限Ｄｕｔｙとなるように制御部４３へ指令信号を送信する。制御部４３は、受信した指令信号に基づいて、Ｄｕｔｙ値を求め、界磁スイッチング素子４１を制御する。なお、上限時間に到達すれば、上限Ｄｕｔｙを定格出力である７０％とし、回転電機の制御部４３へ指令信号を送信する。

上記構成により、本実施形態に係る回転電機の制御装置は、以下の効果を奏する。

・各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの温度が低い場合に、上限Ｄｕｔｙを定格出力領域の値よりも大きくしているため、定格出力以上の出力電力を得ることができる。

・各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗに流れる電流は、運転状態によって頻繁に変化する。そのため、温度に余裕がある場合とそうでない場合とが起こり得る。本実施形態では、各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの温度に応じて界磁巻線５０のＤｕｔｙ値の上限値である上限Ｄｕｔｙを変化させているため、より運転状態に即した上限Ｄｕｔｙの設定を行うことができる。

・温度に対して上限Ｄｕｔｙ及び上限時間を対応付けており、駆動時間が上限時間内となるように制御を行うため、各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの発熱が過剰なものとなることを事前に抑制することができる。

・回転電機の制御状態に応じて、上限Ｄｕｔｙを優先するか上限時間を優先するかを選択するものとしている。そのため、回転電機の継続的な駆動が必要な制御状態では、上限時間を優先させる制御を行うことができ、大電流が必要な制御状態では、上限Ｄｕｔｙを優先させる制御を行うことができる。したがって、制御状態に即した制御を可能にすることができる。

・車両には、主に夏季に大電力を消費する機器として、ラジエータファンが挙げられる。一方で、主に冬季に大電力を消費する機器として、シート等に設けられるヒータが挙げられる。この場合、界磁巻線５０の巻数や径は、いずれも満足するように設定する必要があり、定格出力を出力電力の最大値に基づいて設定していれば、各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗについてその最大値を満足する体格とする必要がある。この点、本実施形態では、特に冬季における必要電力量が大きい場合に、各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの温度に余裕があるため、スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの体格を必要以上に大きくすることなく夏季と冬季の必要電力を満たすことができる。

・各相のスイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの近傍の温度を検出しているため、その温度により故障個所を特定することができる。

・回転電機で発電を行ううえで必要な発電量は、出力された電力により充電されるバッテリ１０のＳＯＣや、出力された電力を使用する各種機器に応じて随時変化する。本実施形態では、上限Ｄｕｔｙを変更するものとしているため、その上限Ｄｕｔｙの範囲内での制御を可能とすることができる。

・感温ダイオード２６ｕ，２７ｕ，２６ｖ，２７ｖ，２６ｗ，２７ｗにより温度を検出する場合、検出した温度は電圧の値として出力され、温度の検出精度及び応答性が高い。したがって、より精密且つ迅速な制御を行うことが可能となる。

・各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗが実装されたモジュール２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ外に、温度を検出する回路を別途設ける構造とすれば、製造コストが増加することとなる。本実施形態では、各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗが実装される基板に感温ダイオード２６ｕ，２７ｕ，２６ｖ，２７ｖ，２６ｗ，２７ｗも実装し、モジュール化しているため、温度検出部が実装される基板を別体として設ける必要がなくなり、製造コストの増加を抑制することができる。

・本実施形態では、各モジュール２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ間を通信可能に接続し、レギュレータ４０とはＷ相モジュール２０ｗを通信可能に接続している。これにより、各モジュール２０ｕ，２０ｖ，２０ｗとレギュレータ４０とを接続する回線がひとつでよいため、製造コストを低減させることができる。

・本実施形態では、感温ダイオード２６ｕ，２７ｕ，２６ｖ，２７ｖ，２６ｗ，２７ｗにより検出された温度のうち最も高い温度により、上限Ｄｕｔｙと継続時間との組み合わせを求めているため、最も温度条件の厳しいスイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗに合わせたＤｕｔｙとすることができる。

・本実施形態では、感温ダイオード２６ｕ，２７ｕ，２６ｖ，２７ｖ，２６ｗ，２７ｗにより検出された温度のうち、最も高いもののみをＷ相モジュール２０ｗからレギュレータ４０へと送信するものとしているため、送信する情報量を低減することができ、制御部４３における処理を簡略化することができる。

＜変形例＞
・実施形態では、各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗをスイッチング素子として用いて交流電力を整流するものとしたが、各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗのかわりにダイオードをスイッチング素子として用いるものとしてもよい。

・実施形態では、各感温ダイオード２６ｕ，２７ｕ，２６ｖ，２７ｖ，２６ｗ，２７ｗを温度検出部として用いて各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの温度を検出するものとしたが、温度検出部としては、サーミスタ等の他の素子を用いるものとしてもよい。

・実施形態では、各感温ダイオード２６ｕ，２７ｕ，２６ｖ，２７ｖ，２６ｗ，２７ｗが各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗに対応するように設けられるものとしたが、各モジュール２０ｕ，２０ｖ，２０ｗにおいて、それぞれひとつずつ感温ダイオードを設けるものとしてもよい。

・実施形態では、Ｗ相駆動回路２５ｗで各感温ダイオード２６ｕ，２７ｕ，２６ｖ，２７ｖ，２６ｗ，２７ｗの検出値を比較し、最も高い値をレギュレータ４０に送信するものとしたが、各感温ダイオード２６ｕ，２７ｕ，２６ｖ，２７ｖ，２６ｗ，２７ｗの検出値の一部またはすべてをレギュレータ４０に送信するものとしてもよい。

・実施形態では、インバータをＵ相モジュール２０ｕとＶ相モジュール２０ｖとＷ相モジュール２０ｗとにより構成しているが、各相において、さらに上アームと下アームとでそれぞれモジュール化してもよい。

・実施形態では、Ｗ相モジュール２０ｗとレギュレータ４０とを接続するものとしたが、Ｕ相モジュール２０ｕとレギュレータ４０とを接続するものとしてもよいし、Ｖ相モジュール２０ｖとレギュレータ４０とを接続するものとしてもよい。また、各モジュール２０ｕ，２０ｖ，２０ｗをそれぞれレギュレータ４０に接続するものとしてもよい。

・実施形態では、上限Ｄｕｔｙの値を段階的に変化させるものとしたが、連続的に変化させるものとしてもよい。また、上限Ｄｕｔｙを二値的に変化させるものであってもよい。すなわち、検出した温度が所定値よりも小さい場合には上限Ｄｕｔｙを１００％とし、所定値以上である場合には、１００％未満の一定の値としてもよい。

・実施形態では、検出した温度に応じて上限Ｄｕｔｙを変化させるものとしたが、設定されたＤｕｔｙに基づく通電を継続するものとしてもよい。

・実施形態では、検出した温度がｔ３以上である場合に定格出力領域とし、上限Ｄｕｔｙを変化させないものとしたが、検出した温度がｔ３よりも大きく過熱状態であることを示す場合に、上限Ｄｕｔｙをさらに小さい値としたり、発電を停止したりしてもよい。

・実施形態では、各感温ダイオード２６ｕ，２７ｕ，２６ｖ，２７ｖ，２６ｗ，２７ｗにより各スイッチング素子２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの温度を検出するものとしているが、回転電機の他の部位の温度を検出するものとしてもよい。

・図２において、例えば、ｔ１２（温度がＴ１以上でありＴ２よりも小さい場合の、上限Ｄｕｔｙが８０％の上限時間）よりもｔ２１（温度がＴ１よりも小さい場合の、上限Ｄｕｔｙが９０％の上限時間）を小さくしているが、ｔ２１をｔ１２よりも大きくしてもよく、ｔ１２とｔ２１とを等しくしてもよい。すなわち、ある温度において、上限Ｄｕｔｙが大きいほど上限時間が短く設定されており、ある上限Ｄｕｔｙにおいて、温度が高いほど上限時間が短く設定されていればよい。

・実施形態では、上限Ｄｕｔｙを１０％間隔で設定するものとしたが、この間隔は、実施形態で示したものに限られない。すなわち、ある温度に対して、上限Ｄｕｔｙと上限時間とが反比例の関係を有していればよい。また、定格出力の上限Ｄｕｔｙを７０％としたが、この値に限られることはない。

・実施形態において、上限時間を優先させて駆動させる制御状態、及び、上限Ｄｕｔｙを優先させて駆動させる制御状態をそれぞれ例示したが、制御状態は例示したものにかぎられることはない。また、回転電機を電動機として用いる場合でも、運転者によるアクセルの操作量が所定値以上でありより大きな駆動力が必要な場合や、運転者によるブレーキの操作量が所定値以上でありより大きな制動力が必要な場合等、上限時間ではなく上限Ｄｕｔｙを優先するものとしてもよい。

・実施形態では、制御部４３がＥＣＵ１００へ、上限Ｄｕｔｙと上限時間との組み合わせを送信するものとしたが、制御部４３がＥＣＵ１００へと温度を送信し、ＥＣＵ１００が取得した温度に基づいて上限Ｄｕｔｙと上限時間との組み合わせを読み出し、その中から制御に用いる組み合わせを選択するものとしてもよい。

・実施形態では、制御部４３がＥＣＵ１００へ上限Ｄｕｔｙと上限時間との組み合わせを送信し、制御部４３がＥＣＵ１００から指令値を取得するものとしている。この点、制御部４３が上限Ｄｕｔｙと上限時間の組み合わせから、いずれかの組み合わせを選択し、制御部４３が指令値を生成するものとしてもよい。また、制御部４３が組み合わせを選択し、選択された組み合わせをＥＣＵ１００に送信し、ＥＣＵ１００がその組み合わせに基づいて指令値を生成するものとしてもよい。

・実施形態では、制御部４３が温度に基づいてＤｕｔｙ値の上限値である上限Ｄｕｔｙを取得するものとしている。この点、回転電機を電動機として使用する場合には、回転電機が発生するトルクの上限値を取得するものとし、回転電機を発電機として使用する場合には、発電電流の上限値を取得するものとしてもよい。この場合には、ＥＣＵ１００は、取得したトルク又は発電電流の上限値以下となるようにＤｕｔｙ値を求め、そのＤｕｔｙ値を指令値として制御部４３へ送信するものとすればよい。また、取得したトルク又は発電流の上限値以下である指令値を制御部４３へ送信し、制御部４３がその指令値に基づいてＤｕｔｙ値を取得するものとしてもよい。

・実施形態では、３相の回転電機に適用する例を示したが、３相以外の多相回転電機についても同様に適用することができる。

・実施形態では、回転電機を車両に搭載するものとしたが、搭載対象が車両に限られることはない。

２０ｕ…Ｕ相モジュール、２０ｖ…Ｖ相モジュール、２０ｗ…Ｗ相モジュール、２１ｕ…Ｕ相上アームスイッチング素子、２１ｖ…Ｖ相上アームスイッチング素子、２１ｗ…Ｗ相上アームスイッチング素子、２２ｕ…Ｕ相下アームスイッチング素子、２２ｖ…Ｖ相下アームスイッチング素子、２２ｗ…Ｗ相下アームスイッチング素子、２６ｕ…Ｕ相上アーム感温ダイオード、２６ｖ…Ｖ相上アーム感温ダイオード、２６ｗ…Ｗ相上アーム感温ダイオード、２７ｕ…Ｕ相下アーム感温ダイオード、２７ｖ…Ｖ相下アーム感温ダイオード、２７ｗ…Ｗ相下アーム感温ダイオード、３１ｕ…Ｕ相巻線、３１ｖ…Ｖ相巻線、３１ｗ…Ｗ相巻線、４３…制御部、５０…界磁巻線、１００…ＥＣＵ。

Claims (9)

1. 多相巻線（３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ）と界磁巻線（５０）とを備え、前記多相巻線の通電をスイッチング素子（２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗ）により制御する回転電機の制御装置であって、
   前記回転電機の所定部位の温度を検出する温度検出部（２６ｕ，２７ｕ，２６ｖ，２７ｖ，２６ｗ，２７ｗ）と、
   前記温度検出部が検出した温度に基づいて、前記界磁巻線について所定期間あたりの通電期間の割合を示すＤｕｔｙ値、前記回転電機を電動機として用いる際のトルク、及び、前記回転電機を発電機として用いる際の発電電流の少なくともひとつの上限値と、その上限値での駆動を継続可能な時間である上限時間とを取得する制御部（４３）と、を備え、
   前記上限値は前記温度が低いほど大きい値であり、前記上限時間は前記温度が低いほど大きい値である、回転電機の制御装置。
2. 前記Ｄｕｔｙ値、前記トルク、及び前記発電電流の少なくともひとつについて、前記回転電機の運転に関する要求に応じて定められる指令値を送信する他の制御装置（１００）と通信可能に接続されており、
   前記制御部は、前記上限値及び前記上限時間を、前記他の制御装置へ送信し、且つ、受信した前記指令値に基づいて前記Ｄｕｔｙ値を制御する、請求項１に記載の回転電機の制御装置。
3. 前記制御部は、前記温度検出部が検出した温度に基づいて、前記上限値と前記上限時間との複数の組み合わせを取得し、その複数の組み合わせを前記他の制御装置へ送信し、
   前記他の制御装置から、前記複数の組み合わせの中から前記回転電機の制御状態に基づいて選択された前記組み合わせにより求められた前記指令値を取得する、請求項２に記載の回転電機の制御装置。
4. 前記温度検出部は感温ダイオードである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
5. 前記温度検出部は、前記所定部位として前記スイッチング素子の温度を検出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
6. 前記温度検出部は、各相について前記スイッチング素子と共通の基板に実装されることによりモジュール（２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ）とされており、そのモジュールから前記制御部へ前記温度を送信する手段を有する、請求項５に記載の回転電機の制御装置。
7. 複数の前記モジュールのうちのひとつが他のモジュールの温度を取得し、そのモジュールから前記制御部へ前記温度を送信する手段を有する、請求項６に記載の回転電機の制御装置。
8. 前記モジュールから前記制御部へと送信する前記温度は、検出された複数の温度のうち最も高い温度とする、請求項７に記載の回転電機の制御装置。
9. 前記制御部は、前記界磁巻線の通電期間について、制御周期を一定とし、前記Ｄｕｔｙ値を段階的に切り替えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。

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