JP6443268B2 - Control device for rotating electrical machine - Google Patents

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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 electrical machine.

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。   Conventionally, in a rotating electric machine that includes a multiphase winding and a field winding and rectifies an AC output current output from the multiphase winding by a plurality of rectifying elements or switching elements, a constant field winding of the rotor The energization period per period is changed. The ratio of the energization period to the field winding is called a duty value, and this duty value is variably set according to the amount of power generation required for the rotating electrical machine.

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。   As a device for changing the duty value of the field winding, there is a control device described in Patent Document 1. In the control device described in Patent Document 1, switching between short-time rated operation with a large duty value for the field winding and continuous rated operation with a small duty value is possible. In addition, a temperature detector is provided in the vicinity of the power transistor that controls energization of the field winding. If the temperature detected by the temperature detection unit indicates an overheated state, the short-time rated operation is prohibited.

特開2013−219965号公報JP 2013-219965 A

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。   In the control device described in Patent Document 1, although the short-time rated operation is prohibited when the temperature in the vicinity of the power transistor that controls the energization of the field winding indicates an overheated state, the energizing current to the field winding The field winding is energized over a long period of time and always generates heat above a certain level. Therefore, it is rare that the temperature detected by the temperature detection unit indicates an overheated state, and it cannot be said that the control according to the usage state of the rotating electrical machine can be performed.

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。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and a main object thereof is to provide a control device capable of changing the output in accordance with the use state of the rotating electrical machine.

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。   In the first configuration, there is provided a control device for a rotating electrical machine that includes a multi-phase winding and a field winding, and controls energization of the multi-phase winding with a plurality of switching elements. Based on the temperature detected by the temperature detector and the temperature detected by the temperature detector, the duty value indicating the ratio of the energization period per predetermined period for the field winding, the torque when using the rotating electric machine as the electric motor, and the rotation A control unit that obtains at least one upper limit value of the generated current when the electric machine is used as a generator and an upper limit time during which driving at the upper limit value can be continued, and the upper limit value has a low temperature. The upper limit time is a larger value as the temperature is lower.

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。   In the above configuration, when the temperature of the switching element is low, the upper limit value of at least one of the duty value, torque, and generated current is set to a larger value. Torque or generated current can be obtained. At this time, the heat generation amount per unit time increases as the upper limit values of the duty value, torque, and generated current increase. In this respect, since the upper limit time is associated with the temperature in addition to the upper limit value, it is possible to suppress excessive heat generation due to driving at the set upper limit value. In addition, the current flowing through the switching element frequently changes depending on the operating state. Therefore, there may be a case where there is a margin in temperature and a case where the temperature is not. Therefore, by changing the upper limit value according to the temperature of the switching element, it is possible to perform control in accordance with the actual use situation.

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。   In the second configuration, in addition to the first configuration, at least one of the duty value, torque, and generated current can be communicated with another control device that transmits a command value determined according to a request regarding the operation of the rotating electrical machine. The control unit transmits the upper limit value and the upper limit time to another control device, and controls the duty value based on the received command value.

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。   In the above configuration, since it is not necessary to provide a function for generating a command value in the control unit, the configuration of the control unit can be simplified. Further, in addition to each request regarding the operation of the rotating electrical machine, the command value is determined based on the upper limit value and the upper limit time, so that the operation of the rotating electrical machine can be performed in an appropriate state while satisfying each request. it can.

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。   In the third configuration, in addition to the second configuration, the control unit acquires a plurality of combinations of the upper limit value and the upper limit time based on the temperature detected by the temperature detection unit, and sets the plurality of combinations to other The command value obtained by a combination selected based on the control state of the rotating electrical machine from among a plurality of combinations is acquired from another control device.

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。   In the above configuration, whether to give priority to the upper limit value or to give priority to the upper limit time is selected according to the control state of the rotating electrical machine. Therefore, it is possible to perform control in which priority is given to the upper limit time in a control state where continuous driving of the rotating electrical machine is necessary, and control in which priority is given to the upper limit value in a control state where a large current is required. Therefore, it is possible to control according to the control state.

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。   In the fourth configuration, in addition to any one of the first to third configurations, the temperature detection unit is a temperature-sensitive diode.

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。   When a temperature-sensitive diode is used as the temperature detector, the detected temperature is output as a voltage value, and the temperature detection accuracy and responsiveness are high. Therefore, more precise and quick control can be performed.

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。   In the fifth configuration, in addition to any one of the first to fourth configurations, the temperature detection unit detects the temperature of the switching element.

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。   In the sixth configuration, in addition to any one of the first to fifth configurations, the temperature detection unit is configured as a module by being mounted on a common substrate with the switching element for each phase. The temperature is transmitted to the control unit.

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。   If a circuit for separately detecting the temperature of the switching element is provided, the manufacturing cost will increase. In this configuration, since the temperature detection unit is also mounted on the substrate on which the switching element is mounted and modularized, it is not necessary to provide a separate substrate on which the temperature detection unit is mounted, thereby suppressing an increase in manufacturing cost. Can do.

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。   In the seventh configuration, in addition to the sixth configuration, one of the plurality of modules acquires the temperature of the other module and transmits the temperature from the module to the control unit.

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。   In this configuration, since only one line connecting the module and the control unit is required, the manufacturing cost can be reduced.

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。   In the eighth configuration, in addition to the seventh configuration, the temperature transmitted from the module to the control unit is the highest temperature among a plurality of temperatures.

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。   In this configuration, since the upper limit duty and the upper limit time are obtained from the highest temperature, the upper limit duty and the upper limit time can be set in accordance with the switching element having the strictest temperature condition. In addition, since only one temperature needs to be transmitted from the module to the control unit, the amount of information to be transmitted can be reduced, and the processing in the control unit can be simplified.

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。   In a ninth configuration, the control unit is characterized in that the control period is constant and the duty value is switched stepwise for the energization period of the field winding.

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。   With this configuration, the control can be further simplified, and the processing load on the control unit can be further reduced.

実施形態に係る制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the control apparatus which concerns on embodiment. 温度と上限Duty及び上限時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between temperature, upper limit Duty, and upper limit time.

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。 Hereinafter, the rotating electrical machine according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

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。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a generator control device according to the present embodiment. The control device for a rotating electrical machine according to the present embodiment is assumed to be mounted on a vehicle. That is, when the rotating electrical machine functions as an alternator (generator), the AC output current is rectified by the inverter and power is supplied to the battery 10. On the other hand, when the rotating electrical machine is caused to function as a motor (electric motor), the electric power supplied from the battery is converted into an alternating current by an inverter. The battery 10 is, for example, a lead battery having a terminal voltage of about 12V.

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。   The inverter includes a U-phase module 20u, a V-phase module 20v, and a W-phase module 20w. Each phase module 20u, 20v, 20w of this inverter is connected to a U-phase winding 31u, a V-phase winding 31v, and a W-phase winding 31w wound around the stator 30, respectively.

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。   A U-phase upper arm switching element 21 u and a U-phase lower arm switching element 22 u which are MOSFETs are mounted on the U-phase module 20 u. The source of the U-phase upper arm switching element 21u and the drain of the U-phase lower arm switching element 22u are connected, and the first end of the U-phase winding 31u is connected to the connection point. On the other hand, the second end of the U-phase winding 31 u is connected to the neutral point 32. In addition, the drain of the U-phase upper arm switching element 21u is connected to the positive electrode of the battery 10, and the source of the U-phase lower arm switching element 22u is grounded. A U-phase upper arm diode 23u and a U-phase lower arm diode 24u are connected in parallel in the opposite direction to the U-phase upper arm switching element 21u and the U-phase lower arm switching element 22u, respectively. The U-phase upper arm switching element 21u and the U-phase lower arm switching element 22u are controlled to be opened and closed by a U-phase drive circuit 25u.

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。   In addition, a U-phase upper arm temperature sensing diode 26u and a U-phase lower arm temperature sensing diode 27u are mounted on the U-phase module 20u. The U-phase upper arm temperature sensing diode 26u is mounted in the vicinity of the U-phase upper arm switching element 21u, and can detect a temperature change caused by heat generation of the U-phase upper arm switching element 21u. Similarly, the U-phase lower arm temperature sensing diode 27u is mounted in the vicinity of the U-phase lower arm switching element 22u, and can detect a temperature change caused by heat generation of the U-phase lower arm switching element 22u. The output values of the U-phase upper arm temperature sensing diode 26u and the U-phase lower arm temperature sensing diode 27u are input to the U-phase drive circuit 25u.

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。   The configurations of the V-phase module 20v and the W-phase module 20w are the same as those of the U-phase module 20u and the connection state of the V-phase winding 31v and the W-phase winding 31w is the same as that of the U-phase winding 31u. Therefore, the description thereof is omitted.

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。   The U-phase module 20u is provided with a U-phase connection terminal 28u for communicating with the V-phase module 20v and the W-phase module 20w. Similarly, the V-phase module 20v and the W-phase module 20w are provided with a V-phase connection terminal 28v and a W-phase connection terminal 28w, respectively. The U-phase drive circuit 25u, the V-phase drive circuit 25v, and the W-phase drive circuit 25w are communicably connected via a U-phase connection terminal 28u, a V-phase connection terminal 28v, and a W-phase connection terminal 28w, respectively. In addition, the W-phase module 20w is provided with a regulator connection terminal 29w, and the W-phase drive circuit 25w is connected to the regulator 40 via the regulator connection terminal 29w.

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。   The regulator 40 includes a field switching element 41, a diode 42, and a control unit 43. The regulator 40 controls the energization state of the rotor field winding 50. The field switching element 41 is, for example, a power MOSFET, the drain is connected to the positive electrode of the battery 10, and the source is connected to the cathode of the diode 42. The anode of the diode 42 is grounded. One end of the field winding 50 is connected to a connection point between the field switching element 41 and the diode 42, and the other end of the field winding 50 is grounded. The open / close state of the field switching element 41 is controlled by the control unit 43. Specifically, the control unit 43 changes the duty value indicating the ratio of the energization period in one control cycle (a constant period) of the field switching element 41.

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。   The control unit 43 is connected to the regulator connection terminal 29w of the W-phase module 20w via the module connection terminal 44, and communicates with the W-phase drive circuit 25w. The control unit 43 transmits drive commands for the switching elements 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, and 22w to the W-phase drive circuit 25w. Specifically, the current value of the winding of each phase is input to the control unit 43, and each of the switching elements 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, and 22w of each phase is either the upper arm or the lower arm. Whether to turn on. The W-phase drive circuit 25w drives the W-phase upper arm switching element 21w and the W-phase lower arm switching element 22w based on the drive command. In addition, the drive command is transmitted to the U-phase module 20u and the V-phase module 20v. Note that the drive circuits 25u, 25v, and 25w for each phase may execute the determination of which of the upper arm switching elements 21u, 21v, and 21w and the lower arm switching elements 22u, 22v, and 22w is turned on. Good.

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。   In addition, the W-phase drive circuit 25w acquires detection values of the respective temperature sensitive diodes 26u, 27u, 26v, 27v, 26w, and 27w, and selects the highest temperature among them to output to the control unit 43. Based on the acquired temperature, the control unit 43 acquires an upper limit Duty that is an upper limit of the Duty value and an upper limit time that is a time during which driving can be continued by the upper limit Duty.

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。   The upper limit Duty and the upper limit time will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents temperature, and the vertical axis represents the upper limit time. When the upper limit Duty is 70%, the rated output is used. When the upper limit Duty is 70%, there is no time limit in driving the rotating electrical machine, and the upper limit time is set to infinity.

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。   When the upper limit Duty is 80%, if the temperature is lower than T1, the upper limit time is t11. If the temperature is equal to or higher than T1 and lower than T2, the upper limit time is t12 (<t11) and the temperature is T2. If it is above and is lower than T3, the upper limit time is t13 (<t12). If the temperature is equal to or higher than T3, the upper limit Duty is not set to 80%.

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。   When the upper limit Duty is 90%, if the temperature is lower than T1, the upper limit time is t21 (<t11), and if the temperature is equal to or higher than T1 and lower than T2, the upper limit time is t22 (<t12, t21). It is. If the temperature is equal to or higher than T2, the upper limit Duty is not set to 90%.

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。   When the upper limit Duty is 100% and the temperature is lower than T1, the upper limit time is t31 (<t21). Further, when the temperature is equal to or higher than T1, the upper limit Duty is not set to 100%.

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。   In addition, the case where the upper limit Duty is 70% is determined as the rated output, and when the upper limit Duty is 70%, the upper limit time is set to infinity.

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。   Therefore, if the temperature is lower than T1, the upper limit duty is 80% and the upper limit time is t11, the upper limit duty is 90% and the upper limit time is t21, and the upper limit duty is 100%. One of the controls with the upper limit time t31 is selected. If the temperature is equal to or higher than T1 and lower than T2, one of the control in which the upper limit Duty is 80% and the upper limit time is t12 and the control in which the upper limit Duty is 90% and the upper limit time is t22 is selected. The Rukoto. If the temperature is equal to or higher than T1 and lower than T2, one of the control in which the upper limit Duty is 80% and the upper limit time is t12 and the control in which the upper limit Duty is 90% and the upper limit time is t22 is selected. The Rukoto. If the temperature is equal to or higher than T2 and lower than T3, the control in which the upper limit Duty is 80% and the upper limit time is t13 is selected.

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。   The combination of the upper limit Duty and the upper limit time acquired based on the temperature is input to the ECU 100 that is a host control device. When the ECU 100 acquires a plurality of combinations of the upper limit duty and the upper limit time, the ECU 100 selects the upper limit duty and the upper limit time based on an operation request for the rotating electrical machine. The case where a plurality of combinations are acquired is a case where the temperature in FIG. 2 is lower than T2, but even when the temperature is T2 or higher and lower than T3, the upper limit Duty is 80% and the upper limit time is t13. Since a certain control and a control whose upper limit Duty is 70% (rated output) can be selected, it can be said that a plurality of combinations can be acquired. That is, the combination of the upper limit duty and the upper limit time includes a case where the upper limit duty is 70% (rated output) and the upper limit time is infinite, that is, the upper limit time is not set. The driving request for the rotating electrical machine includes a request based on the intention of the driver and a request based on the control state of the vehicle determined by the ECU 100.

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。   When applying a driving force to a vehicle using a rotating electrical machine as an electric motor, if the upper limit time is short, the upper limit time may elapse during the application of the driving force. In this case, as the upper limit time elapses, the upper limit Duty is set to 70% indicating the rated output, so that the driving force is reduced and the driver feels uncomfortable. Similarly, when performing regenerative power generation using a rotating electrical machine as a generator, if the upper limit time is short, the upper limit time may elapse during regenerative power generation, and the braking force due to regenerative power generation may decrease.

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。   Therefore, when the driving force is applied by using the rotating electrical machine as an electric motor and when the regenerative power generation is performed by using the rotating electrical machine as a generator, the ECU 100 has a longer upper limit time than that having a larger upper limit Duty. Select with priority. That is, if the temperature is lower than T1, control is selected such that the upper limit Duty is 80% and the upper limit time is t11 (> t21, t31), and if the temperature is equal to or higher than T1 and lower than T2, the upper limit Duty is 80. %, And the control whose upper limit time is t12 (> t22) is selected. Further, when the temperature is equal to or higher than T2 and lower than T3, the control may be selected such that the upper limit duty is 80% and the upper limit time is t13. In this case, the upper limit duty is set higher than the upper limit duty of the rated output. However, the upper limit Duty may be set to 70%, which is the upper limit Duty of the rated output.

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。   On the other hand, when the remaining capacity of the battery 10 is small, it is necessary to charge quickly by increasing the amount of power generation per hour by regenerative power generation. Therefore, when the remaining capacity of the battery 10 is small, priority is given to a battery having a large upper limit duty over a long upper limit time even when regenerative power generation is performed. That is, if the temperature is lower than T1, the control is selected such that the upper limit Duty is 100% and the upper limit time is t31 (<t11, t21). If the temperature is equal to or higher than T1 and lower than T2, the upper limit Duty is 90. % And the upper limit time t22 (<t12) is selected. If the temperature is equal to or higher than T2 and lower than T3, the upper limit duty is 80% and the upper limit time t13 is selected.

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。   In the above-described example, the case where the control with the smallest upper limit duty and the longest upper limit time is selected and the control with the largest upper limit duty and the smallest upper limit time are selected. The control selected is not limited to this. For example, depending on the control state of the rotating electrical machine, when the temperature is lower than T1, control with the upper limit Duty being 90% and the upper limit time being t21 may be selected.

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。   The ECU 100 transmits a command signal to the control unit 43 using the combination of the upper limit duty and the upper limit time thus selected so that the duty value becomes the upper limit duty. The control unit 43 obtains a duty value based on the received command signal and controls the field switching element 41. If the upper limit time is reached, the upper limit Duty is set to 70%, which is the rated output, and a command signal is transmitted to the control unit 43 of the rotating electrical machine.

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。   With the above configuration, the control device for the rotating electrical machine according to the present embodiment has the following effects.

・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。   -When the temperature of each switching element 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, 22w is low, since the upper limit Duty is made larger than the value of a rated output area, output power more than a rated output can be obtained.

・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。   -The electric current which flows into each switching element 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, 22w changes frequently with a driving | running state. Therefore, there may be a case where there is a margin in temperature and a case where the temperature is not. In this embodiment, since the upper limit duty which is the upper limit value of the duty value of the field winding 50 is changed in accordance with the temperature of each switching element 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, 22w, the operation state is further increased. An appropriate upper limit Duty can be set.

・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。   Since the upper limit duty and the upper limit time are associated with the temperature and the control is performed so that the drive time is within the upper limit time, the heat generation of each switching element 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, 22w is excessive. It can be suppressed in advance.

・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。   According to the control state of the rotating electrical machine, it is selected whether to give priority to the upper limit duty or to give priority to the upper limit time. For this reason, in a control state that requires continuous driving of the rotating electrical machine, control that prioritizes the upper limit time can be performed, and in a control state that requires a large current, control that prioritizes the upper limit duty can be performed. Therefore, it is possible to control according to the control state.

・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。   ・ Vehicles include radiator fans as devices that consume large amounts of power, mainly in summer. On the other hand, as a device that consumes a large amount of power mainly in winter, a heater provided on a seat or the like can be cited. In this case, it is necessary to set the number of turns and the diameter of the field winding 50 so as to satisfy both. If the rated output is set based on the maximum value of the output power, the switching elements 21u, 22u, It is necessary to have a physique that satisfies the maximum values of 21v, 22v, 21w, and 22w. In this respect, in the present embodiment, particularly when the required power amount in winter is large, the switching elements 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, and 22w have room in temperature, so that the switching elements 21u, 22u, 21v, and 22v are available. , 21w, 22w can be satisfied without increasing the physique more than necessary.

・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。   Since the temperature in the vicinity of the switching elements 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, and 22w of each phase is detected, the failure location can be specified by the temperature.

・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。   The amount of power generation required for generating power with the rotating electrical machine changes as needed depending on the SOC of the battery 10 charged with the output power and various devices that use the output power. In the present embodiment, since the upper limit duty is changed, control within the range of the upper limit duty can be made possible.

・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。   When the temperature is detected by the temperature sensitive diodes 26u, 27u, 26v, 27v, 26w, 27w, the detected temperature is output as a voltage value, and the temperature detection accuracy and responsiveness are high. Therefore, more precise and quick control can be performed.

・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。   If the circuit for detecting the temperature is separately provided outside the modules 20u, 20v, and 20w on which the switching elements 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, and 22w are mounted, the manufacturing cost increases. In the present embodiment, the temperature-sensitive diodes 26u, 27u, 26v, 27v, 26w, and 27w are also mounted on the substrate on which the switching elements 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, and 22w are mounted, and are modularized. There is no need to provide a separate substrate on which the detection unit is mounted, and an increase in manufacturing cost can be suppressed.

・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。   In the present embodiment, the modules 20u, 20v, and 20w are communicably connected to each other, and the W-phase module 20w is communicably connected to the regulator 40. Thereby, since one line which connects each module 20u, 20v, 20w and the regulator 40 is sufficient, manufacturing cost can be reduced.

・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。   In the present embodiment, since the combination of the upper limit Duty and the duration is determined by the highest temperature among the temperatures detected by the temperature sensitive diodes 26u, 27u, 26v, 27v, 26w, 27w, The duty can be adjusted to the strict switching elements 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, and 22w.

・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。   In the present embodiment, only the highest temperature detected by the temperature sensitive diodes 26u, 27u, 26v, 27v, 26w, and 27w is transmitted from the W-phase module 20w to the regulator 40. The amount of information to be reduced can be reduced, and the processing in the control unit 43 can be simplified.

<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。
<Modification>
In the embodiment, the AC power is rectified using the switching elements 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, and 22w as switching elements. However, the switching elements 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, and 22w Instead, a diode may be used as a switching element.

・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。   In the embodiment, the temperature of each switching element 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, 22w is detected by using each of the temperature sensitive diodes 26u, 27u, 26v, 27v, 26w, 27w as a temperature detection unit. As the temperature detection unit, another element such as a thermistor may be used.

・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。   In the embodiment, the temperature sensitive diodes 26u, 27u, 26v, 27v, 26w, and 27w are provided so as to correspond to the switching elements 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, and 22w. , 20v, and 20w, one temperature sensitive diode may be provided.

・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。   In the embodiment, the detected values of the temperature sensitive diodes 26u, 27u, 26v, 27v, 26w, and 27w are compared by the W-phase drive circuit 25w, and the highest value is transmitted to the regulator 40. A part or all of the detection values of the diodes 26u, 27u, 26v, 27v, 26w, and 27w may be transmitted to the regulator 40.

・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。   In the embodiment, the inverter includes the U-phase module 20u, the V-phase module 20v, and the W-phase module 20w. However, in each phase, the inverter may be further modularized with an upper arm and a lower arm.

・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。   In the embodiment, the W-phase module 20w and the regulator 40 are connected. However, the U-phase module 20u and the regulator 40 may be connected, or the V-phase module 20v and the regulator 40 may be connected. It is good. The modules 20u, 20v, and 20w may be connected to the regulator 40, respectively.

・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。   In the embodiment, the value of the upper limit Duty is changed stepwise, but may be changed continuously. Further, the upper limit Duty may be changed in a binary manner. That is, when the detected temperature is lower than a predetermined value, the upper limit Duty may be set to 100%, and when the detected temperature is equal to or higher than the predetermined value, it may be a constant value less than 100%.

・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。   In the embodiment, the upper limit Duty is changed according to the detected temperature, but energization based on the set Duty may be continued.

・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。   In the embodiment, when the detected temperature is equal to or higher than t3, the rated output region is set and the upper limit Duty is not changed. However, when the detected temperature is larger than t3 and indicates that the overheat state is present, the upper limit Duty is set. May be set to a smaller value or power generation may be stopped.

・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。   In the embodiment, the temperature of each switching element 21u, 22u, 21v, 22v, 21w, 22w is detected by each temperature-sensitive diode 26u, 27u, 26v, 27v, 26w, 27w. It is good also as what detects the temperature of a site | part.

・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。   In FIG. 2, for example, the upper limit duty is 90% when t21 (the upper limit duty is 80% when the temperature is equal to or higher than T1 and lower than T2) than t12 (when the temperature is lower than T1). However, t21 may be larger than t12, and t12 and t21 may be equal. That is, the upper limit time is set shorter as the upper limit Duty is larger at a certain temperature, and the upper limit time only needs to be set shorter as the temperature is higher at a certain upper limit Duty.

・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。   In the embodiment, the upper limit Duty is set at an interval of 10%, but this interval is not limited to that shown in the embodiment. That is, it is only necessary that the upper limit duty and the upper limit time have an inversely proportional relationship with respect to a certain temperature. Further, although the upper limit Duty of the rated output is 70%, it is not limited to this value.

・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。   In the embodiment, the control state in which the upper limit time is given priority for driving and the control state in which the upper limit Duty is given priority for driving are illustrated, but the control state is not limited to that illustrated. Even when a rotating electrical machine is used as an electric motor, the amount of accelerator operation by the driver is greater than or equal to a predetermined value and a greater driving force is required, or the amount of brake operation by the driver is greater than or equal to a predetermined value and greater control is required. When power is required, the upper limit duty may be prioritized instead of the upper limit time.

・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。   In the embodiment, the control unit 43 transmits the combination of the upper limit duty and the upper limit time to the ECU 100. However, the control unit 43 transmits the temperature to the ECU 100, and the upper limit duty is obtained based on the temperature acquired by the ECU 100. And a combination of the upper limit time and the combination used for control may be selected from the combination.

・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。   -In embodiment, the control part 43 shall transmit the combination of upper limit Duty and upper limit time to ECU100, and the control part 43 shall acquire a command value from ECU100. In this regard, the control unit 43 may select any combination from the combination of the upper limit Duty and the upper limit time, and the control unit 43 may generate the command value. Alternatively, the control unit 43 may select a combination, transmit the selected combination to the ECU 100, and the ECU 100 may generate a command value based on the combination.

・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。   -In embodiment, the control part 43 shall acquire the upper limit Duty which is an upper limit of a Duty value based on temperature. In this regard, when the rotating electrical machine is used as an electric motor, the upper limit value of the torque generated by the rotating electrical machine is acquired, and when the rotating electrical machine is used as a generator, the upper limit value of the generated current is acquired. It is good. In this case, the ECU 100 may calculate the duty value so as to be equal to or less than the upper limit value of the acquired torque or generated current, and transmit the duty value to the control unit 43 as a command value. Moreover, it is good also as what transmits the command value which is below the acquired torque or the upper limit of an electric current generation to the control part 43, and the control part 43 acquires a Duty value based on the command value.

・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。   In the embodiment, an example in which the present invention is applied to a three-phase rotating electrical machine has been described, but the present invention can be similarly applied to multi-phase rotating electrical machines other than three-phase rotating electrical machines.

・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。   In the embodiment, the rotating electrical machine is mounted on the vehicle, but the mounting target is not limited to the vehicle.

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。   20u ... U phase module, 20v ... V phase module, 20w ... W phase module, 21u ... U phase upper arm switching element, 21v ... V phase upper arm switching element, 21w ... W phase upper arm switching element, 22u ... U phase lower Arm switching element, 22v ... V-phase lower arm switching element, 22w ... W-phase lower arm switching element, 26u ... U-phase upper arm temperature sensing diode, 26v ... V-phase upper arm temperature sensing diode, 26w ... W-phase upper arm temperature sensing Diode, 27u ... U-phase lower arm temperature sensitive diode, 27v ... V-phase lower arm temperature sensitive diode, 27w ... W-phase lower arm temperature sensitive diode, 31u ... U-phase winding, 31v ... V-phase winding, 31w ... W-phase Winding, 43 ... control unit, 50 ... field winding, 100 ... ECU.

Claims (8)

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り、
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、回転電機の制御装置。
Rotation comprising a multi-phase winding (31u, 31v, 31w) and a field winding (50), wherein energization of the multi-phase winding is controlled by switching elements (21u, 22u, 21v, 22v, 21w, 22w) An electric control device,
A temperature detector (26u, 27u, 26v, 27v, 26w, 27w) for detecting the temperature of a predetermined part of the rotating electrical machine;
Based on the temperature detected by the temperature detector, the duty value indicating the ratio of the energization period per predetermined period for the field winding, the torque when using the rotating electrical machine as an electric motor, and the rotating electrical machine as a generator A controller (43) that acquires at least one upper limit value of the generated current when used as an upper limit time that is a time during which driving at the upper limit value can be continued,
The upper limit is a larger value as the temperature is lower, and the upper limit time is a larger value as the temperature is lower.
The at least one of the duty value, the torque, and the generated current is communicably connected to another control device (100) that transmits a command value determined according to a request regarding the operation of the rotating electrical machine.
Wherein the control unit, the upper limit value and the upper limit time, then sent to the other control device, and, that controls the Duty value based on the command value received, rotating electrical machine control unit.
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、請求項に記載の回転電機の制御装置。
The control unit acquires a plurality of combinations of the upper limit value and the upper limit time based on the temperature detected by the temperature detection unit, and transmits the plurality of combinations to the other control device,
The control device for a rotating electrical machine according to claim 1 , wherein the command value obtained by the combination selected based on a control state of the rotating electrical machine from the plurality of combinations is acquired from the other control device. .
前記温度検出部は感温ダイオードである、請求項1または2に記載の回転電機の制御装置。 The temperature detecting unit is a temperature-sensitive diode, a motor controller according to claim 1 or 2. 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〜のいずれか1項に記載の回転電機の制御装置。 The said temperature detection part is a control apparatus of the rotary electric machine of any one of Claims 1-3 which detects the temperature of the said switching element as the said predetermined part. 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、請求項に記載の回転電機の制御装置。 The temperature detection unit is configured as a module (20u, 20v, 20w) by being mounted on a common substrate with the switching element for each phase, and has means for transmitting the temperature from the module to the control unit. The control apparatus of the rotary electric machine according to claim 4 . 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、請求項に記載の回転電機の制御装置。 The control device for a rotating electrical machine according to claim 5 , further comprising means for acquiring a temperature of another module and transmitting the temperature from the module to the control unit. 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、請求項に記載の回転電機の制御装置。 The control device for a rotating electrical machine according to claim 6 , wherein the temperature transmitted from the module to the control unit is a highest temperature among a plurality of detected temperatures. 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〜のいずれか1項に記載の回転電機の制御装置。 The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 7 , wherein the control unit makes a control cycle constant and switches the duty value in a stepwise manner with respect to an energization period of the field winding. Control device.
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