JP2022027126A - 電力変換装置、温度推定方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係る電力変換装置1は、モータ91(電動機)に駆動電力を供給する装置である。モータ91は、同期電動機であってもよいし、誘導電動機であってもよい。モータ91による駆動対象に特に制限は無いが、一例として電気自動車などの電動車両が挙げられる。
図1に示すように、制御回路100は、機能上の構成(以下、「機能ブロック」という。)として、電流指令生成部111と、電圧指令生成部112と、座標変換部113と、PWM制御部114と、電流情報取得部115と、温度推定部116と、出力抑制部117とを有する。
以下、スイッチ位置P31の温度を推定するための構成を詳細に例示する。図3に示すように、制御回路100は、ロス算出部121と、温度取得部122と、第1推定部123と、第2推定部124と、ロス補正部133と、温度補正部134とを更に有する。
Tref=^Ttw・K2/(K1+K2)+Ttw・K1(K1+K2)・・・(1)
K1:第1ばらつき評価値
K2:第2ばらつき評価値
G1=1-(K112/(K112+K122)1/2)・G0・・・(2)
K11:第1振幅ばらつき評価値
K12:第2振幅ばらつき評価値
G2=1+(K122/(K112+K122)1/2)・G0・・・(3)
続いて、電力変換方法の一例として、制御回路100が実行する電力変換回路10の制御手順を例示する。この手順は、スイッチ31の端子間に印加された電圧と、スイッチ31に流れた電流と、スイッチ31のオン・オフタイミングとに基づいて、スイッチ31における電力ロスを算出することと、センサ位置P27の温度の検出結果に基づいて電力ロスの算出結果を補正することと、電力ロスの算出結果に基づいてセンサ位置P27の温度の検出結果を補正することと、補正された電力ロスの算出結果と、補正されたセンサ位置P27の温度の検出結果とに基づいて、スイッチ位置P31の温度を推定することと、を含む温度推定方法を含む。以下、制御手順を詳細に例示する。
制御回路100は、ステップS31,S32,S33,S34,S35,S36,S37を順に実行する。ステップS31では、環境温度推定部148が、ロス予備補正部146により補正されたロス算出値Pjと、温度予備補正部147により補正された温度検出値Ttとに基づいて、周辺環境温度^Twを推定する。ステップS32では、第2推定部124が、温度予備補正部147により補正された温度検出値Ttと、環境温度推定部148により推定された周辺環境温度^Twとに基づいて第2推定値Ttwを算出する。ステップS33では、目標値算出部125が、ステップS21で算出された第1推定値^Ttwと、ステップS32で算出された第2推定値Ttwとに基づいて温度目標値Trefを算出する。
以上に説明したように、電力変換装置1は、センサ位置P27の温度を検出する温度センサ27と、センサ位置P27から離れたスイッチ位置P31において正極ライン16P、負極ライン16Nと出力ライン17U,17V,17Wとの間のオン・オフを切り替えるスイッチ31と、を有する電力変換回路10と、スイッチ31の端子間に印加された電圧と、スイッチ31に流れた電流と、スイッチ31のオン・オフタイミングとに基づいて、スイッチ31における電力ロスを算出するロス算出部121と、センサ位置P27の温度の検出結果に基づいて電力ロスの算出結果を補正するロス補正部133と、電力ロスの算出結果に基づいて温度の検出結果を補正する温度補正部134と、補正された電力ロスの算出結果と、補正された温度の検出結果とに基づいて、スイッチ位置P31の温度を推定する温度推定部116と、を備える。
Claims (11)
- 第1位置の温度を検出する温度センサと、
前記第1位置から離れた第2位置において一次側ラインと二次側ラインとの間のオン・オフを切り替えるスイッチと、を有する電力変換回路と、
前記スイッチの端子間に印加された電圧と、前記スイッチに流れた電流と、前記スイッチのオン・オフタイミングとに基づいて、前記スイッチにおける電力ロスを算出するロス算出部と、
前記第1位置の温度の検出結果に基づいて前記電力ロスの算出結果を補正するロス補正部と、
前記電力ロスの算出結果に基づいて前記温度の検出結果を補正する温度補正部と、
補正された前記電力ロスの算出結果と、補正された前記温度の検出結果とに基づいて、前記第2位置の温度を推定する温度推定部と、を備える電力変換装置。 - 前記第2位置は、前記スイッチにおける発熱が前記温度センサの検出結果に影響を及ぼす距離で前記第1位置から離れている、請求項1記載の電力変換装置。
- 前記ロス算出部は、前記一次側ラインの電圧及び前記二次側ラインの電流を、前記スイッチの端子間電圧及び前記スイッチに流れる電流に換算する、請求項1又は2記載の電力変換装置。
- 前記電力ロスの算出結果に基づいて、所定の推定対象の第1推定値を算出する第1推定部と、
前記温度の検出結果に基づいて、前記推定対象の第2推定値を算出する第2推定部と、を更に備え、
前記ロス補正部は、前記第1推定値を前記第2推定値に近付けるように前記電力ロスの算出結果を補正し、
前記温度補正部は、前記第2推定値を前記第1推定値に近付けるように前記温度の検出結果を補正する、請求項1~3のいずれか一項記載の電力変換装置。 - 所定条件下における前記第1推定値のばらつきを表す第1ばらつき評価値と、所定条件下における前記第2推定値のばらつきを表す第2ばらつき評価値とを記憶するばらつき記憶部を更に備え、
前記ロス補正部は、前記第1推定値と前記第2推定値との差のうち前記第1ばらつき評価値に対応する成分を縮小するように前記電力ロスの算出結果を補正し、
前記温度補正部は、前記第1推定値と前記第2推定値との差のうち前記第2ばらつき評価値に対応する成分を縮小するように前記温度の検出結果を補正する、請求項4記載の電力変換装置。 - 前記推定対象は、前記第1位置の温度と周辺環境温度との温度差である、請求項4又は5記載の電力変換装置。
- 第1推定値の変動成分を第2推定値の変動成分に近付けるように前記電力ロスの算出結果を補正するロス予備補正部と、
前記第2推定値の変動成分を前記第1推定値の変動成分に近付けるように前記温度の検出結果を補正する温度予備補正部と、を更に備え、
前記第1推定部は、前記ロス予備補正部により補正された前記電力ロスの算出結果に基づいて前記第1推定値を算出し、
前記第2推定部は、前記温度予備補正部により補正された前記温度の検出結果に基づいて前記第2推定値を算出する、請求項6記載の電力変換装置。 - 所定条件下における前記第1推定値の振幅のばらつきを表す第1振幅ばらつき評価値と、所定条件下における前記第2推定値の振幅のばらつきを表す第2振幅ばらつき評価値とを記憶する振幅ばらつき記憶部を更に備え、
前記ロス予備補正部は、前記第1推定値の変動成分と前記第2推定値の変動成分との差のうち前記第1振幅ばらつき評価値に対応する成分を縮小するように前記電力ロスの算出結果を補正し、
前記温度予備補正部は、前記第1推定値の変動成分と前記第2推定値の変動成分との差のうち前記第2振幅ばらつき評価値に対応する成分を縮小するように前記温度の検出結果を補正する、請求項7記載の電力変換装置。 - 前記ロス予備補正部により補正された前記電力ロスの算出結果と、前記温度予備補正部により補正された前記温度の検出結果とに基づいて、前記周辺環境温度を推定する環境温度推定部を更に備え、
前記第2推定部は、前記温度予備補正部により補正された前記温度の検出結果と、前記環境温度推定部により推定された前記周辺環境温度とに基づいて前記第2推定値を算出する、請求項8記載の電力変換装置。 - 第1位置の温度を検出する温度センサと、前記第1位置から離れた第2位置において一次側ラインと二次側ラインとの間のオン・オフを切り替えるスイッチと、を有する電力変換回路において、前記スイッチの端子間に印加された電圧と、前記スイッチに流れた電流と、前記スイッチのオン・オフタイミングとに基づいて、前記スイッチにおける電力ロスを算出することと、
前記第1位置の温度の検出結果に基づいて前記電力ロスの算出結果を補正することと、
前記電力ロスの算出結果に基づいて前記温度の検出結果を補正することと、
補正された前記電力ロスの算出結果と、補正された前記温度の検出結果とに基づいて、前記第2位置の温度を推定することと、を含む温度推定方法。 - 第1位置の温度を検出する温度センサと、前記第1位置から離れた第2位置において一次側ラインと二次側ラインとの間のオン・オフを切り替えるスイッチと、を有する電力変換回路において、前記スイッチの端子間に印加された電圧と、前記スイッチに流れた電流と、前記スイッチのオン・オフタイミングとに基づいて、前記スイッチにおける電力ロスを算出することと、
前記第1位置の温度の検出結果に基づいて前記電力ロスの算出結果を補正することと、
前記電力ロスの算出結果に基づいて前記温度の検出結果を補正することと、
補正された前記電力ロスの算出結果と、補正された前記温度の検出結果とに基づいて、前記第2位置の温度を推定することと、を含む温度推定方法を装置に実行させるためのプログラム。
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