JP6636905B2 - Power converter - Google Patents

Power converter Download PDF

Info

Publication number
JP6636905B2
JP6636905B2 JP2016247628A JP2016247628A JP6636905B2 JP 6636905 B2 JP6636905 B2 JP 6636905B2 JP 2016247628 A JP2016247628 A JP 2016247628A JP 2016247628 A JP2016247628 A JP 2016247628A JP 6636905 B2 JP6636905 B2 JP 6636905B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter
power
voltage source
battery
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016247628A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018102070A (en
Inventor
芳光 高橋
芳光 高橋
満孝 伊藤
満孝 伊藤
浩史 清水
浩史 清水
遠藤　剛
剛 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2016247628A priority Critical patent/JP6636905B2/en
Priority to PCT/JP2017/045478 priority patent/WO2018117084A1/en
Publication of JP2018102070A publication Critical patent/JP2018102070A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6636905B2 publication Critical patent/JP6636905B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

本発明は、電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power converter.

従来、２つのインバータによりモータの電力を変換するインバータ駆動システムが知られている。例えば特許文献１では、高電圧時において、第１のインバータシステムと第２のインバータシステムのパルス幅変調信号（以下、パルス幅変調を「ＰＷＭ」という。）の基本波成分の位相を１８０［°］ずらすことで２つの電源が電気的に直列接続され、２つの電源電圧の和によりモータを駆動する。また、特許文献１では、低電圧時において、第１のインバータシステムまたは第２のインバータシステムの一方の上アームまたは下アームのいずれかを３相同時オンし、他方をＰＷＭ駆動している。   Conventionally, an inverter drive system that converts electric power of a motor by two inverters is known. For example, in Patent Document 1, at the time of high voltage, the phase of the fundamental wave component of the pulse width modulation signal (hereinafter, pulse width modulation is referred to as “PWM”) of the first inverter system and the second inverter system is set to 180 °. ], The two power supplies are electrically connected in series, and the motor is driven by the sum of the two power supply voltages. Further, in Patent Document 1, at the time of low voltage, one of the upper arm and the lower arm of the first inverter system or the second inverter system is simultaneously turned on for three phases, and the other is PWM-driven.

特開２００６−２３８６８６号公報JP 2006-238686 A

しかしながら特許文献１では、モータ出力の変動に伴う電源の劣化については、なんら考慮されていない。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電圧源を高効率に利用可能である電力変換装置を提供することにある。 However, in Patent Document 1, no consideration is given to the deterioration of the power supply due to the fluctuation of the motor output.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power conversion device that can use a voltage source with high efficiency.

本発明の電力変換装置は、巻線（１１、１２、１３）を有する回転電機（１０）の電力を変換するのもであって、第１インバータ（２０）と、第２インバータ（３０）と、制御部（６５）と、を備える。
第１インバータは、第１スイッチング素子（２１〜２６）を有し、巻線の一端（１１１、１２１、１３１）および第１電圧源（４１、８０、８５）に接続される。
第２インバータは、第２スイッチング素子（３１〜３６）を有し、巻線の他端（１１２、１２２、１３２）および第２電圧源（４２）に接続される。
制御部は、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子のオンオフ作動を制御する。 The power converter of the present invention converts the power of a rotating electric machine (10) having windings (11, 12, 13), and includes a first inverter (20) and a second inverter (30). , A control unit (65).
The first inverter has first switching elements (21 to 26) and is connected to one end (111, 121, 131) of the winding and the first voltage source (41, 80, 85).
The second inverter has second switching elements (31 to 36), and is connected to the other end (112, 122, 132) of the winding and the second voltage source (42).
The control unit controls on / off operations of the first switching element and the second switching element.

ここで、第１インバータまたは第２インバータの一方を固定出力インバータ、当該固定出力インバータに接続される電圧源を固定出力電圧源とする。また、第１インバータまたは第２インバータの他方を可変出力インバータとし、当該可変出力インバータに接続される電圧源を可変出力電圧源とする。   Here, one of the first inverter and the second inverter is a fixed output inverter, and a voltage source connected to the fixed output inverter is a fixed output voltage source. The other of the first inverter and the second inverter is a variable output inverter, and the voltage source connected to the variable output inverter is a variable output voltage source.

制御部は、固定出力電圧源からの出力が定出力値となるように、固定出力インバータを制御する。
また、制御部は、回転電機の要求電力が定出力値より大きい場合、固定出力電圧源および可変出力電圧源から回転電機に電力が供給され、要求電力が定出力値以下の場合、固定出力電圧源から出力される余剰分の電力が可変出力電圧源に供給されるように可変出力インバータを制御する。
これにより、固定出力インバータ側の電圧源からの出力を一定にでき、当該電圧源を高効率に利用可能である。例えば、固定出力インバータ側の電圧源がバッテリであれば、当該バッテリの負荷サイクルが低減され、長寿命化が可能である。 The control unit controls the fixed output inverter so that the output from the fixed output voltage source becomes a constant output value.
In addition, when the required electric power of the rotating electric machine is larger than the constant output value, the control unit supplies power to the rotating electric machine from the fixed output voltage source and the variable output voltage source. The variable output inverter is controlled so that the surplus power output from the source is supplied to the variable output voltage source.
Thus, the output from the voltage source on the fixed output inverter side can be made constant, and the voltage source can be used with high efficiency. For example, if the voltage source on the fixed output inverter side is a battery, the duty cycle of the battery can be reduced, and the life can be extended.

本発明の第１実施形態による電力変換装置の構成を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing the composition of the power converter by a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態によるＭＧ電力とバッテリ電力との関係を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a relationship between MG power and battery power according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態において、ＭＧ電力が定出力値よりも大きい場合の動作を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an operation when the MG power is larger than a constant output value in the first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態において、ＭＧ電力が定出力値以下であって、第１バッテリ電圧が第２バッテリ電圧より高い場合の動作を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an operation in a case where MG power is equal to or less than a constant output value and a first battery voltage is higher than a second battery voltage in the first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態において、ＭＧ電力が定出力値以下であって、第１バッテリ電圧が第２バッテリ電圧以下の場合の動作を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an operation when the MG power is equal to or less than a constant output value and the first battery voltage is equal to or less than a second battery voltage in the first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態による電力移動を説明するタイムチャートである。3 is a time chart illustrating power transfer according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態による駆動制御処理を説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a drive control process according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態によるＭＧ電力とバッテリ電力との関係を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a relationship between MG power and battery power according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第３実施形態による電力変換装置の構成を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing the composition of the power converter by a 3rd embodiment of the present invention.

以下、本発明による電力変化装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図７に示す。
図１に示すように、回転電機駆動システム１は、回転電機としてのモータジェネレータ１０、および、電力変換装置１５を備える。 Hereinafter, a power change device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, in a plurality of embodiments, substantially the same configuration is denoted by the same reference numeral, and description thereof is omitted.
(1st Embodiment)
1 to 7 show a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the rotating electric machine drive system 1 includes a motor generator 10 as a rotating electric machine, and a power converter 15.

モータジェネレータ１０は、図示しない車両に搭載される。車両は、例えば電気自動車やハイブリッド車両等の電動自動車であって、モータジェネレータ１０は、図示しない駆動輪を駆動するためのトルクを発生する、所謂「主機モータ」である。モータジェネレータ１０は、駆動輪を駆動するための電動機としての機能、および、図示しないエンジンや駆動輪から伝わる運動エネルギによって駆動されて発電する発電機としての機能を有する。   Motor generator 10 is mounted on a vehicle (not shown). The vehicle is, for example, an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, and the motor generator 10 is a so-called “main motor” that generates torque for driving driving wheels (not shown). The motor generator 10 has a function as an electric motor for driving the driving wheels and a function as a generator for generating electric power by being driven by kinetic energy transmitted from an engine and driving wheels (not shown).

モータジェネレータ１０は、３相交流の回転機であって、Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、および、Ｗ相コイル１３を有する。Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２およびＷ相コイル１３が「巻線」に対応し、以下適宜、モータジェネレータを「ＭＧ」、Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２およびＷ相コイル１３を「コイル１１〜１３」という。
本実施形態では、Ｕ相コイル１１に流れる電流をＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相コイル１２に流れる電流をＶ相電流Ｉｖ、Ｗ相コイル１３に流れる電流をＷ相電流Ｉｗとする。また、Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、および、Ｗ相電流Ｉｗを、適宜、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗという。本実施形態では、第１インバータ２０側から第２インバータ３０側へ流れる電流を正、第２インバータ３０側から第１インバータ２０側へ流れる電流を負とする。 Motor generator 10 is a three-phase AC rotating machine, and has U-phase coil 11, V-phase coil 12, and W-phase coil 13. The U-phase coil 11, the V-phase coil 12, and the W-phase coil 13 correspond to the “winding”, and the motor generator is hereinafter referred to as “MG”, and the U-phase coil 11, the V-phase coil 12, and the W-phase coil 13 are referred to as “coils”. 11-13 ".
In the present embodiment, the current flowing through the U-phase coil 11 is defined as a U-phase current Iu, the current flowing through the V-phase coil 12 is defined as a V-phase current Iv, and the current flowing through the W-phase coil 13 is defined as a W-phase current Iw. The U-phase current Iu, the V-phase current Iv, and the W-phase current Iw are appropriately referred to as phase currents Iu, Iv, Iw. In the present embodiment, the current flowing from the first inverter 20 to the second inverter 30 is positive, and the current flowing from the second inverter 30 to the first inverter 20 is negative.

電力変換装置１５は、モータジェネレータ１０の電力を変換するものであって、第１インバータ２０、第２インバータ３０、および、制御部６５等を備える。
第１インバータ２０は、コイル１１〜１３の通電を切り替える３相インバータであり、スイッチング素子２１〜２６を有する。第２インバータ３０は、コイル１１〜１３の通電を切り替えるスイッチング素子３１〜３６を有する。
スイッチング素子２１は、素子部２１１および還流ダイオード２２１を有する。他のスイッチング素子２２〜２６、３１〜３６も同様、それぞれ、素子部２１２〜２１６、３１１〜３１６、および、還流ダイオード２２２〜２２６、３２１〜３２６を有する。 The power conversion device 15 converts the power of the motor generator 10 and includes a first inverter 20, a second inverter 30, a control unit 65, and the like.
The first inverter 20 is a three-phase inverter that switches energization of the coils 11 to 13 and has switching elements 21 to 26. The second inverter 30 includes switching elements 31 to 36 that switch the energization of the coils 11 to 13.
The switching element 21 has an element section 211 and a free wheel diode 221. Similarly, each of the other switching elements 22 to 26 and 31 to 36 has element sections 212 to 216 and 311 to 316 and freewheel diodes 222 to 226 and 321 to 326, respectively.

素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）であって、制御部６５によってオンオフ作動が制御される。素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６は、オンされたときに高電位側から低電位側への通電が許容され、オフされたときに通電が遮断される。素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６は、ＩＧＢＴに限らず、ＭＯＳＦＥＴ等であってもよい。   The element units 211 to 216 and 311 to 316 are IGBTs (insulated gate bipolar transistors), and the on / off operation is controlled by the control unit 65. When the element units 211 to 216 and 311 to 316 are turned on, energization from the high potential side to the low potential side is allowed, and when turned off, the energization is cut off. The element units 211 to 216 and 311 to 316 are not limited to IGBTs, but may be MOSFETs or the like.

還流ダイオード２２１〜２２６、３２１〜３２６は、素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６のそれぞれと並列に接続され、低電位側から高電位側への通電を許容する。例えば、還流ダイオード２２１〜２２６、３２１〜３２６は、例えば、ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオード等のように、内蔵されていてもよいし、外付けされたものであってもよい。   The freewheel diodes 221 to 226 and 321 to 326 are connected in parallel with the element units 211 to 216 and 311 to 316, respectively, and allow current to flow from the low potential side to the high potential side. For example, the freewheel diodes 221 to 226 and 321 to 326 may be built-in or externally mounted, such as a parasitic diode of a MOSFET.

第１インバータ２０において、高電位側にスイッチング素子２１〜２３が接続され、低電位側にスイッチング素子２４〜２６が接続される。また、スイッチング素子２１〜２３の高電位側を接続する第１高電位側配線２７が第１バッテリ４１の正極と接続され、スイッチング素子２４〜２６の低電位側を接続する第１低電位側配線２８が第１バッテリ４１の負極と接続される。   In the first inverter 20, the switching elements 21 to 23 are connected to the high potential side, and the switching elements 24 to 26 are connected to the low potential side. A first high-potential-side wiring 27 connecting the high-potential sides of the switching elements 21 to 23 is connected to the positive electrode of the first battery 41, and a first low-potential-side wiring connecting the low-potential sides of the switching elements 24 to 26. 28 is connected to the negative electrode of the first battery 41.

Ｕ相のスイッチング素子２１、２４の接続点にはＵ相コイル１１の一端１１１が接続され、Ｖ相のスイッチング素子２２、２５の接続点にはＶ相コイル１２の一端１２１が接続され、Ｗ相のスイッチング素子２３、２６の接続点にはＷ相コイル１３の一端１３１が接続される。すなわち、第１インバータ２０は、コイル１１、１２、１３と第１バッテリ４１との間に接続される。   One end 111 of the U-phase coil 11 is connected to the connection point of the U-phase switching elements 21 and 24, one end 121 of the V-phase coil 12 is connected to the connection point of the V-phase switching elements 22 and 25, One end 131 of the W-phase coil 13 is connected to a connection point between the switching elements 23 and 26. That is, the first inverter 20 is connected between the coils 11, 12, 13 and the first battery 41.

第２インバータ３０において、高電位側にスイッチング素子３１〜３３が接続され、低電位側にスイッチング素子３４〜３６が接続される。また、スイッチング素子３１〜３３の高電位側を接続する第２高電位側配線３７が第２バッテリ４２の正極と接続され、スイッチング素子３４〜３６の低電位側を接続する第２低電位側配線３８が第２バッテリ４２の負極と接続される。   In the second inverter 30, the switching elements 31 to 33 are connected to the high potential side, and the switching elements 34 to 36 are connected to the low potential side. Also, a second high-potential-side wiring 37 connecting the high-potential sides of the switching elements 31 to 33 is connected to the positive electrode of the second battery 42, and a second low-potential-side wiring connecting the low-potential sides of the switching elements 34 to 36. 38 is connected to the negative electrode of the second battery 42.

Ｕ相のスイッチング素子３１、３４の接続点にはＵ相コイル１１の他端１１２が接続され、Ｖ相のスイッチング素子３２、３５の接続点にはＶ相コイル１２の他端１２２が接続され、Ｗ相のスイッチング素子３３、３６の接続点にはＷ相コイル１３の他端１３２が接続される。すなわち、第２インバータ３０は、コイル１１、１２、１３と第２バッテリ４２との間に接続される。
このように、本実施形態では、第１インバータ２０および第２インバータ３０がコイル１１〜１３の両側に接続される。
以下適宜、高電位側に接続されるスイッチング素子２１〜２３、３１〜３３を「上アーム素子」、低電位側に接続されるスイッチング素子２４〜２６、３４〜３６を「下アーム素子」という。 The other end 112 of the U-phase coil 11 is connected to the connection point of the U-phase switching elements 31 and 34, the other end 122 of the V-phase coil 12 is connected to the connection point of the V-phase switching elements 32 and 35, The other end 132 of the W-phase coil 13 is connected to a connection point between the W-phase switching elements 33 and 36. That is, the second inverter 30 is connected between the coils 11, 12, and 13 and the second battery 42.
As described above, in the present embodiment, the first inverter 20 and the second inverter 30 are connected to both sides of the coils 11 to 13.
Hereinafter, the switching elements 21 to 23 and 31 to 33 connected to the high potential side are appropriately referred to as “upper arm elements”, and the switching elements 24 to 26 and 34 to 36 connected to the low potential side are appropriately referred to as “lower arm elements”.

第１電圧源としての第１バッテリ４１は、第１インバータ２０と接続され、第１インバータ２０を経由してモータジェネレータ１０と電力を授受可能に設けられる。
第２電圧源としての第２バッテリ４２は、第２インバータ３０と接続され、第２インバータ３０を経由してモータジェネレータ１０と電力を授受可能に設けられる。 A first battery 41 as a first voltage source is connected to the first inverter 20 and provided so as to be able to exchange power with the motor generator 10 via the first inverter 20.
The second battery 42 as a second voltage source is connected to the second inverter 30 and provided so as to be able to exchange power with the motor generator 10 via the second inverter 30.

本実施形態では、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２は、リチウムイオン電池等の充放電可能な直流電源である。以下、第１バッテリ４１の電圧を第１バッテリ電圧Ｖｂ１、第２バッテリ４２の電圧を第２バッテリ電圧Ｖｂ２とする。また、本実施形態では、第１バッテリ４１の容量は、第２バッテリ４２の容量と比較して相対的に大きい、所謂「高容量型」のものであり、第２バッテリ４２は、所謂「高出力型」のものとする。   In the present embodiment, the first battery 41 and the second battery 42 are chargeable / dischargeable DC power sources such as lithium ion batteries. Hereinafter, the voltage of the first battery 41 is referred to as a first battery voltage Vb1, and the voltage of the second battery 42 is referred to as a second battery voltage Vb2. Further, in the present embodiment, the capacity of the first battery 41 is a so-called “high capacity type”, which is relatively larger than the capacity of the second battery 42, and the second battery 42 has a so-called “high capacity”. Output type ”.

第１コンデンサ４３は、第１高電位側配線２７と第１低電位側配線２８とに接続される。第１コンデンサ４３は、第１バッテリ４１から第１インバータ２０側への電流、または、第１インバータ２０から第１バッテリ４１側への電流を平滑化する平滑コンデンサである。
第２コンデンサ４４は、第２高電位側配線３７と第２低電位側配線３８とに接続される。第２コンデンサ４４は、第２バッテリ４２から第２インバータ３０側への電流、または、第２インバータ３０側から第２バッテリ４２側への電流を平滑化する平滑コンデンサである。 The first capacitor 43 is connected to the first high potential side wiring 27 and the first low potential side wiring 28. The first capacitor 43 is a smoothing capacitor that smoothes a current from the first battery 41 to the first inverter 20 or a current from the first inverter 20 to the first battery 41.
The second capacitor 44 is connected to the second high potential side wiring 37 and the second low potential side wiring 38. The second capacitor 44 is a smoothing capacitor that smoothes a current from the second battery 42 to the second inverter 30 or a current from the second inverter 30 to the second battery 42.

制御信号生成部６０は、第１ドライバ回路６１、第２ドライバ回路６２、および、制御部６５を有する。
制御部６５は、マイコンを主体として構成され、各種演算処理を行う。制御部６５における各処理は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
制御部６５は、第１インバータ２０および第２インバータ３０を制御する。具体的には、トルク指令値ｔｒｑ*や電流指令値Ｉｕ*、Ｉｖ*、Ｉｗ*等のモータジェネレータ１０の駆動に係る指令値に基づき、スイッチング素子２１〜２６、３１〜３６の素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６のオンオフ作動を制御する制御信号を生成し、ドライバ回路６１、６２に出力する。以下適宜、スイッチング素子２１〜２６、３１〜３６の素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６のオンオフ作動を制御することを、単にスイッチング素子２１〜２６、３１〜３６のオンオフ作動を制御する、という。 The control signal generator 60 includes a first driver circuit 61, a second driver circuit 62, and a controller 65.
The control unit 65 is mainly configured by a microcomputer, and performs various arithmetic processes. Each process in the control unit 65 may be a software process by executing a program stored in advance by the CPU or a hardware process by a dedicated electronic circuit.
The control unit 65 controls the first inverter 20 and the second inverter 30. Specifically, based on command values related to driving of the motor generator 10, such as the torque command value trq * and the current command values Iu * , Iv * , Iw * , the element units 211 to 26 of the switching elements 21 to 26, 31 to 36 A control signal for controlling the on / off operation of the switches 216 and 311 to 316 is generated and output to the driver circuits 61 and 62. Hereinafter, appropriately controlling the on / off operation of the element units 211 to 216 and 311 to 316 of the switching elements 21 to 26, 31 to 36 is simply referred to as controlling the on / off operation of the switching elements 21 to 26, 31 to 36.

スイッチング素子２１〜２６は、例えば第１基本波Ｆ１とキャリア波とに基づいてオンオフ作動が制御される。また、スイッチング素子３１〜３６は、例えば第２基本波Ｆ１とキャリア波とに基づいてオンオフ作動が制御される。
基本波Ｆ１、Ｆ２に応じた制御は、例えば基本波Ｆ１、Ｆ２の振幅がキャリア波の振幅以下である、すなわち変調率が１以下である正弦波ＰＷＭ制御である。または、基本波Ｆ１、Ｆ２の振幅がキャリア波の振幅より大きい、すなわち変調率が１より大きい過変調ＰＷＭ制御であってもよい。さらにまた、振幅を無限大とみなし、基本波Ｆ１、Ｆ２の半周期ごとに各素子のオンオフが切り替えられる矩形波制御としてもよい。矩形波制御は、電気角の１８０°ごとに各素子のオンオフを切り替える１８０°通電制御と捉えることもできる。また、矩形波制御における通電位相は、例えば１２０°通電等、１８０°以外であってもよい。
基本波Ｆ１、Ｆ２の振幅は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。 On / off operations of the switching elements 21 to 26 are controlled based on, for example, the first fundamental wave F1 and the carrier wave. The on / off operation of the switching elements 31 to 36 is controlled based on, for example, the second fundamental wave F1 and the carrier wave.
The control according to the fundamental waves F1 and F2 is, for example, sine wave PWM control in which the amplitude of the fundamental waves F1 and F2 is equal to or less than the amplitude of the carrier wave, that is, the modulation rate is equal to or less than 1. Alternatively, overmodulation PWM control in which the amplitudes of the fundamental waves F1 and F2 are larger than the amplitude of the carrier wave, that is, the modulation rate is larger than 1 may be used. Furthermore, a rectangular wave control may be used in which the amplitude is regarded as infinite and each element is switched on and off every half cycle of the fundamental waves F1 and F2. The rectangular wave control can be regarded as 180 ° energization control in which each element is turned on / off every 180 ° of the electrical angle. The energization phase in the rectangular wave control may be other than 180 °, for example, 120 ° energization.
The amplitudes of the fundamental waves F1 and F2 may be equal or different.

第１ドライバ回路６１は、制御部６５からの制御信号に応じ、素子部２１１〜２１６のオンオフ作動を制御するゲート信号を生成して出力する。第２ドライバ回路６２は、制御部６５からの制御信号に応じ、素子部３１１〜３１６のオンオフ作動を制御するゲート信号を生成して出力する。素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６が制御信号に応じてオンオフされることで、バッテリ４１、４２の直流電力が交流電力に変換され、モータジェネレータ１０へ供給される。これにより、モータジェネレータ１０の駆動は、第１インバータ２０および第２インバータ３０を介して、制御部６５に制御される。   The first driver circuit 61 generates and outputs a gate signal for controlling on / off operations of the element units 211 to 216 according to a control signal from the control unit 65. The second driver circuit 62 generates and outputs a gate signal for controlling the on / off operation of the element units 311 to 316 according to a control signal from the control unit 65. When the element units 211 to 216 and 311 to 316 are turned on and off according to the control signal, the DC power of the batteries 41 and 42 is converted into AC power and supplied to the motor generator 10. Thereby, the driving of motor generator 10 is controlled by control unit 65 via first inverter 20 and second inverter 30.

図２は、ＭＧ電力とバッテリ電力との関係を説明する図であって、横軸をＭＧ電力Ｐｍｇ、縦軸をバッテリ電力Ｐｂ１、Ｐｂ２とする。ここで、ＭＧ電力Ｐｍｇは、所望のトルクおよび回転数を出力するのに要する電力であって、「要求電力」に対応する。
本実施形態では、モータジェネレータ１０は、ＭＧ電力Ｐｍｇが正のとき力行状態、負のとき回生状態とする。
第１バッテリ４１は、第１バッテリ電力Ｐｂ１が正のとき放電状態、負のとき充電状態とする。第２バッテリ４２は、第２バッテリ電力Ｐｂ２が正のとき放電状態、負のとき充電状態とする。 FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between MG power and battery power. The horizontal axis represents MG power Pmg, and the vertical axis represents battery powers Pb1 and Pb2. Here, MG power Pmg is power required to output a desired torque and rotation speed, and corresponds to “required power”.
In the present embodiment, motor generator 10 is in a powering state when MG power Pmg is positive, and in a regenerative state when MG power Pmg is negative.
The first battery 41 is in a discharged state when the first battery power Pb1 is positive, and is in a charged state when the first battery power Pb1 is negative. The second battery 42 is in a discharged state when the second battery power Pb2 is positive, and is in a charged state when the second battery power Pb2 is negative.

図２では、ＭＧ電力Ｐｍｇを実線、第１バッテリ電力Ｐｂ１を一点鎖線、第２バッテリ電力Ｐｂ２を二点鎖線で示す。また、値が同じである場合、説明のため、若干ずらして記載した。
以下、第１インバータ２０が「固定出力インバータ」、第２インバータ３０が「可変出力インバータ」であって、第１バッテリ４１が「固定出力電圧源」、第２バッテリ４２が「可変出力電圧源」であるものとして説明するが、インバータ２０、３０の制御を入れ替え、第１インバータ２０を可変出力インバータ、第２インバータ３０を固定出力インバータとしてもよい。また、バッテリ４１、４２のＳＯＣ（State Of Charge）等に応じ、固定出力インバータと可変出力インバータを、適宜切り替えるようにしてもよい。第２実施形態についても同様である。 In FIG. 2, MG power Pmg is shown by a solid line, first battery power Pb1 is shown by a dashed line, and second battery power Pb2 is shown by a two-dot chain line. Further, when the values are the same, the values are slightly shifted for the sake of explanation.
Hereinafter, the first inverter 20 is a “fixed output inverter”, the second inverter 30 is a “variable output inverter”, the first battery 41 is a “fixed output voltage source”, and the second battery 42 is a “variable output voltage source”. However, the control of the inverters 20 and 30 may be switched, and the first inverter 20 may be a variable output inverter and the second inverter 30 may be a fixed output inverter. Further, the fixed output inverter and the variable output inverter may be appropriately switched according to the SOC (State Of Charge) of the batteries 41 and 42 and the like. The same applies to the second embodiment.

図２に示すように、モータジェネレータ１０が回生状態のとき、第１インバータ２０のスイッチング素子２１〜２６を全てオフにし、第１バッテリ電力Ｐｂ１を０とする。このとき、第１バッテリ４１への電力の入出力は行われない。また、ＭＧ電力Ｐｍｇに応じて第２インバータ３０を制御し、モータジェネレータ１０の回生駆動により生じる電力により、第２バッテリ４２を充電する。   As shown in FIG. 2, when motor generator 10 is in a regenerative state, all switching elements 21 to 26 of first inverter 20 are turned off, and first battery power Pb1 is set to 0. At this time, input / output of electric power to / from the first battery 41 is not performed. Further, second inverter 30 is controlled in accordance with MG power Pmg, and second battery 42 is charged with power generated by regenerative driving of motor generator 10.

ＭＧ電力Ｐｍｇが固定上限値Ｐｍｇ＿ｈより大きい場合、モータジェネレータ１０から所望のＭＧ電力Ｐｍｇが出力されるように、インバータ２０、３０を制御する。この場合、第１バッテリ電力Ｐｂ１を、定出力値Ｐｆｉｘより大きくする。なお、電力固定領域Ｒｆｉｘにて、第１インバータ２０を矩形波制御している場合等、第１バッテリ電力Ｐｂ１を定出力値Ｐｆｉｘより高められない場合、ＭＧ電力Ｐｍｇが固定上限値Ｐｍｇ＿ｈより大きい領域がなくてもよい。   When MG power Pmg is larger than fixed upper limit value Pmg_h, inverters 20 and 30 are controlled such that desired MG power Pmg is output from motor generator 10. In this case, the first battery power Pb1 is made larger than the constant output value Pfix. In the power fixed region Rfix, when the first battery power Pb1 cannot be increased beyond the constant output value Pfix, such as when the first inverter 20 is controlled by a rectangular wave, the MG power Pmg is larger than the fixed upper limit Pmg_h. May not be required.

図２の例では、ＭＧ電力Ｐｍｇが固定上限値Ｐｍｇ＿ｈより高い場合、第１バッテリ電力Ｐｂ１と第２バッテリ電力Ｐｂ２とが一致するように記載しているが、異なっていてもよい。また、図２の例では、固定上限値Ｐｍｇ＿ｈにて、第１バッテリ電力Ｐｂ１と第２バッテリ電力Ｐｂ２とが一致しているが、第１バッテリ電力Ｐｂ１と第２バッテリ電力Ｐｂ２とが異なる値となるように、固定上限値Ｐｍｇ＿ｈを設定してもよい。   In the example of FIG. 2, when MG power Pmg is higher than fixed upper limit value Pmg_h, first battery power Pb1 and second battery power Pb2 are described as being equal, but may be different. Further, in the example of FIG. 2, at the fixed upper limit value Pmg_h, the first battery power Pb1 and the second battery power Pb2 match, but the first battery power Pb1 and the second battery power Pb2 are different. Thus, the fixed upper limit value Pmg_h may be set.

モータジェネレータ１０が力行状態であって、ＭＧ電力Ｐｍｇが固定上限値Ｐｍｇ＿ｈ以下である電力固定領域Ｒｆｉｘのとき、第１バッテリ４１からの出力が定出力値Ｐｆｉｘで一定となるように、第１インバータ２０を制御する。このとき、第１基本波Ｆ１の変調率は一定である。定出力値Ｐｆｉｘは、第１バッテリ４１が高効率に電力を出力可能な値に適宜設定される。換言すると、定出力値Ｐｆｉｘは、ＭＧ電力Ｐｍｇの変動による影響を受けない値、ということである。
第１インバータ２０は、定出力値Ｐｆｉｘに応じた変調率の第１基本波Ｆ１に基づいて制御される。例えば、第１インバータ２０を矩形波制御とすれば、第１スイッチング素子２１〜２６のスイッチング損失を低減可能である。 When motor generator 10 is in the power running state and MG power Pmg is in power fixed region Rfix where it is equal to or smaller than fixed upper limit value Pmg_h, the first inverter is so controlled that output from first battery 41 is constant at constant output value Pfix. 20 is controlled. At this time, the modulation rate of the first fundamental wave F1 is constant. The constant output value Pfix is appropriately set to a value at which the first battery 41 can output power with high efficiency. In other words, the constant output value Pfix is a value that is not affected by the fluctuation of the MG power Pmg.
The first inverter 20 is controlled based on a first fundamental wave F1 having a modulation rate according to the constant output value Pfix. For example, if the first inverter 20 is controlled by a rectangular wave, the switching loss of the first switching elements 21 to 26 can be reduced.

ＭＧ電力Ｐｍｇが電力固定領域Ｒｆｉｘのとき、第２インバータ２０は、ＭＧ電力Ｐｍｇおよび定出力値Ｐｆｉｘに基づいて制御される。電力固定領域Ｒｆｉｘにおいて、ＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘより大きい領域を両側放電領域Ｒｄ、ＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘより小さい領域を片側充電領域Ｒｃとする。   When MG power Pmg is in power fixed region Rfix, second inverter 20 is controlled based on MG power Pmg and constant output value Pfix. In the fixed power region Rfix, a region where the MG power Pmg is larger than the constant output value Pfix is a two-sided discharge region Rd, and a region where the MG power Pmg is smaller than the constant output value Pfix is a one-side charging region Rc.

ＭＧ電力Ｐｍｇが両側放電領域Ｒｄのとき、制御部６５は、第２基本波Ｆ２の位相を、第１基本波Ｆ１と逆位相とする。換言すると、両側放電領域Ｒｄの場合、第１基本波Ｆ１と第２基本波Ｆ２とは、位相が略１８０［°］ずれている、ということである。本実施形態では、基本波Ｆ１、Ｆ２の位相差を１８０［°］とするが、第１バッテリ電圧Ｖｂ１と第２バッテリ電圧Ｖｂ２との和に相当する電圧を印加可能な程度のずれは許容される。
また、ＭＧ電力Ｐｍｇが両側放電領域Ｒｄのとき、制御部６５は、第２基本波Ｆ２の変調率を、ＭＧ電力Ｐｍｇと定出力値Ｐｆｉｘとの差に応じて設定する。具体的には、ＭＧ電力Ｐｍｇが大きくなるほど、第２基本波Ｆ２の変調率を大きくする。 When the MG power Pmg is in the both-side discharge region Rd, the control unit 65 sets the phase of the second fundamental wave F2 to be opposite to the phase of the first fundamental wave F1. In other words, in the case of the both-side discharge region Rd, the first fundamental wave F1 and the second fundamental wave F2 are out of phase by approximately 180 [°]. In the present embodiment, the phase difference between the fundamental waves F1 and F2 is set to 180 [°], but a deviation that allows application of a voltage corresponding to the sum of the first battery voltage Vb1 and the second battery voltage Vb2 is allowed. You.
Further, when MG power Pmg is in both-side discharge region Rd, control section 65 sets the modulation factor of second fundamental wave F2 according to the difference between MG power Pmg and constant output value Pfix. Specifically, as the MG power Pmg increases, the modulation rate of the second fundamental wave F2 increases.

逆位相の基本波Ｆ１、Ｆ２を用いてインバータ２０、３０を制御することで、第１バッテリ４１と第２バッテリ４２とが電気的に直列接続されている状態とみなすことができ、第１バッテリ電圧Ｖｂ１と第２バッテリ電圧Ｖｂ２との和（すなわち、Ｖｂ１＋Ｖｂ２）に応じた電圧をモータジェネレータ１０に印加可能である。
例えば、図３に示すように、スイッチング素子２１、２５、２６、３２、３３、３４がオンされているとき、矢印Ｙ１のように電流が流れ、モータジェネレータ１０は第１バッテリ４１および第２バッテリ４２の電力を用いて駆動される。なお、図３等において、オンである素子を実線、オフである素子を破線で示す。 By controlling the inverters 20 and 30 using the fundamental waves F1 and F2 having opposite phases, it can be regarded that the first battery 41 and the second battery 42 are electrically connected in series. A voltage corresponding to the sum of voltage Vb1 and second battery voltage Vb2 (that is, Vb1 + Vb2) can be applied to motor generator 10.
For example, as shown in FIG. 3, when the switching elements 21, 25, 26, 32, 33, and 34 are turned on, a current flows as indicated by an arrow Y <b> 1, and the motor generator 10 uses the first battery 41 and the second battery 41. It is driven using the power of 42. Note that in FIG. 3 and the like, an element that is on is indicated by a solid line, and an element that is off is indicated by a broken line.

ＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘと等しい場合、制御部６５は、第２バッテリ電力Ｐｂ２を０とする。すなわち、第２バッテリ４２の入出力を０とする。具体的には、第２インバータ３０の上アーム素子３１〜３３の全相、または、下アーム素子３４〜３６の全相の一方をオン、他方をオフにすることで、第２インバータ３０を中性点化する。   When MG power Pmg is equal to constant output value Pfix, control unit 65 sets second battery power Pb2 to 0. That is, the input / output of the second battery 42 is set to 0. Specifically, by turning on one of all phases of the upper arm elements 31 to 33 of the second inverter 30 or all phases of the lower arm elements 34 to 36 and turning off the other, the second inverter 30 is turned on. Become a point.

図４（ａ）は、上アーム素子３１〜３３を全相オフ、下アーム素子３４〜３６を全相オンすることで第２インバータ３０を中性点化する場合の例であり、第１インバータ２０のスイッチング素子２１、２５、２６がオンであれば、矢印Ｙ２のように電流が流れる。第２インバータ３０を中性点化することで、第２バッテリ４２の電力の入出力は０となる。本実施形態では、ＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘと等しい場合を片側充電領域Ｒｃに含み、第２基本波Ｆ２の変調率を０にしている、とみなす。なお、ＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘと等しい場合を両側放電領域Ｒｄに含み、第２基本波Ｆ２の変調率＝０と捉えてもよい。   FIG. 4A shows an example in which the upper arm elements 31 to 33 are turned off in all phases and the lower arm elements 34 to 36 are turned on in all phases, thereby turning the second inverter 30 to a neutral point. If the 20 switching elements 21, 25, 26 are on, current flows as indicated by arrow Y2. By setting the second inverter 30 to a neutral point, the input / output of the power of the second battery 42 becomes zero. In the present embodiment, the case where the MG power Pmg is equal to the constant output value Pfix is included in the one-side charging region Rc, and it is considered that the modulation rate of the second fundamental wave F2 is 0. The case where the MG power Pmg is equal to the constant output value Pfix may be included in the both-side discharge region Rd, and may be regarded as the modulation rate of the second fundamental wave F2 = 0.

図２に示すように、ＭＧ電力Ｐｍｇが片側充電領域Ｒｃのとき、定出力値ＰｆｉｘがＭＧ電力Ｐｍｇより大きいので、制御部６５は、余剰分の電力が第２バッテリ４２に充電されるように、第２インバータ３０を制御する。
ＭＧ電力Ｐｍｇが片側充電領域Ｒｃであって、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２より大きい場合、すなわちＶｂ１＞Ｖｂ２の場合、制御部６５は、第２基本波Ｆ２の位相を、第１基本波Ｆ１と同位相とする。換言すると、第１基本波Ｆ１と第２基本波Ｆ２との位相差は、略０［°］である。同位相の基本波Ｆ１、Ｆ２を用いてインバータ２０、３０を制御することで、第１バッテリ電圧Ｖｂ１と第２バッテリ電圧Ｖｂ２との差（すなわちＶｂ１−Ｖｂ２）に応じた電圧をモータジェネレータ１０に印加可能である。本実施形態では、基本波Ｆ１、Ｆ２の位相差を０［°］とするが、第１バッテリ電圧Ｖｂ１と第２バッテリ電圧Ｖｂ２との差に相当する電圧を印加可能な程度のずれは許容される。 As shown in FIG. 2, when the MG power Pmg is in the one-side charging region Rc, the constant output value Pfix is larger than the MG power Pmg, and therefore, the control unit 65 determines that the surplus power is charged in the second battery 42. , And the second inverter 30.
When MG power Pmg is in one-side charging region Rc and first battery voltage Vb1 is higher than second battery voltage Vb2, that is, when Vb1> Vb2, control unit 65 sets the phase of second fundamental wave F2 to the first level. The phase is the same as the fundamental wave F1. In other words, the phase difference between the first fundamental wave F1 and the second fundamental wave F2 is substantially 0 [°]. By controlling inverters 20 and 30 using fundamental waves F1 and F2 having the same phase, a voltage corresponding to a difference between first battery voltage Vb1 and second battery voltage Vb2 (that is, Vb1−Vb2) is supplied to motor generator 10. Can be applied. In the present embodiment, the phase difference between the fundamental waves F1 and F2 is set to 0 [°], but a deviation that allows application of a voltage corresponding to the difference between the first battery voltage Vb1 and the second battery voltage Vb2 is allowed. You.

図４（ｂ）に示すように、例えばスイッチング素子２１、２５、２６、３１、３５、３６がオンされているとき、矢印Ｙ３のように電流が流れ、モータジェネレータ１０は第１バッテリ４１の電力を用いて駆動される。また、余剰分の電力により、第２バッテリ４２が充電される。   As shown in FIG. 4B, for example, when the switching elements 21, 25, 26, 31, 35, 36 are turned on, a current flows as indicated by an arrow Y <b> 3, and the motor generator 10 outputs the electric power of the first battery 41. It is driven using. Further, the second battery 42 is charged by the surplus power.

また、ＭＧ電力Ｐｍｇが片側充電領域Ｒｃのとき、制御部６５は、第２基本波Ｆ２の変調率を、ＭＧ電力Ｐｍｇに応じて設定する。具体的には、定出力値ＰｆｉｘとＭＧ電力Ｐｍｇとの差が大きくなるほど、第２基本波Ｆ２の変調率を大きくする。
第２基本波Ｆ２の変調率を変えることで、図４（ａ）に示す第２インバータ３０が中性点化される状態と、図４（ｂ）に示す第２バッテリ４２が充電される状態との割合を制御している、と捉えることもできる。これにより、ＭＧ電力Ｐｍｇに応じ、第１バッテリ４１から第２バッテリ４２に移動される電力量である電力移動量が制御される。 Further, when MG power Pmg is in one-side charging region Rc, control section 65 sets the modulation rate of second fundamental wave F2 according to MG power Pmg. Specifically, as the difference between the constant output value Pfix and the MG power Pmg increases, the modulation rate of the second fundamental wave F2 increases.
By changing the modulation factor of the second fundamental wave F2, the second inverter 30 shown in FIG. 4A is set to a neutral point, and the second battery 42 shown in FIG. 4B is charged. It can also be considered that the ratio of is controlled. Thereby, the amount of power movement, which is the amount of power transferred from first battery 41 to second battery 42, is controlled according to MG power Pmg.

ＭＧ電力Ｐｍｇが片側充電領域Ｒｃであって、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２以下の場合、すなわちＶｂ１≦Ｖｂ２の場合、制御部６５は、チョッパ動作により、第１バッテリ４１の電力を第２バッテリ４２に移動させる。
チョッパ動作では、第１バッテリ４１の電力を第２バッテリ４２に移動させない非充電期間と、第１バッテリ４１の電力を第２バッテリ４２に移動させる充電期間と、を周期的に切り替える。非充電期間と充電期間との割合は、第１バッテリ電圧Ｖｂ１と第２バッテリ電圧Ｖｂ２との電圧差、および、定出力値ＰｆｉｘとＭＧ電力Ｐｍｇとの差に応じて設定される。 When MG power Pmg is in one-side charging region Rc and first battery voltage Vb1 is equal to or lower than second battery voltage Vb2, that is, when Vb1 ≦ Vb2, control unit 65 reduces the power of first battery 41 by chopper operation. Move to the second battery 42.
In the chopper operation, a non-charging period in which the power of the first battery 41 is not transferred to the second battery 42 and a charging period in which the power of the first battery 41 is transferred to the second battery 42 are periodically switched. The ratio between the non-charging period and the charging period is set according to the voltage difference between the first battery voltage Vb1 and the second battery voltage Vb2, and the difference between the constant output value Pfix and the MG power Pmg.

非充電期間において、第２インバータ３０は、図５（ａ）に示す中性点状態となるように制御される。図５（ａ）は、図４（ａ）と同様であり、第２インバータ３０の上アーム素子３１〜３３、または、下アーム素子３４〜３６の一方を全相オン、他方を全相オフとする。   In the non-charging period, the second inverter 30 is controlled so as to be in the neutral point state shown in FIG. FIG. 5A is the same as FIG. 4A, in which one of the upper arm elements 31 to 33 or the lower arm elements 34 to 36 of the second inverter 30 is turned on in all phases and the other is turned off in all phases. I do.

充電期間において、第２インバータ３０は、図５（ｂ）に示す全オフ状態、または、図５（ｃ）に示す同相スイッチ状態となるように制御される。
図５（ｂ）に示すように、全オフ状態では、第２インバータ３０のスイッチング素子３１〜３６を全オフにする。中性点状態と全オフ状態とを切り替えるとき、全オフ状態の前の中性点状態と、後の中性点状態とで、全オンされるアームを切り替えてもよい。この場合、全オフ期間は、オンされるアームの切り替えに伴うデッドタイムと捉えることができる。 During the charging period, the second inverter 30 is controlled so as to be in the all-off state shown in FIG. 5B or the common-mode switch state shown in FIG. 5C.
As shown in FIG. 5B, in the all-off state, the switching elements 31 to 36 of the second inverter 30 are all turned off. When switching between the neutral point state and the all-off state, the arm that is fully turned on may be switched between the neutral point state before the all-off state and the neutral point state after. In this case, the entire off period can be regarded as a dead time associated with switching of the arm to be turned on.

図５（ｃ）に示すように、同相スイッチング状態では、同位相の基本波Ｆ１、Ｆ２を用いてインバータ２０、３０を制御する。基本波Ｆ１、Ｆ２の振幅が等しければ、各相のスイッチング状態が第１インバータ２０と第２インバータ３０とで同様となる。図５（ｃ）では、第１インバータ２０および第２インバータ３０において、Ｕ相の上アーム素子２１、３１がオンされ、Ｖ相およびＷ相の下アーム素子２５、２６、３５、３６がオンされる状態を示している。   As shown in FIG. 5C, in the in-phase switching state, the inverters 20 and 30 are controlled using the in-phase fundamental waves F1 and F2. If the amplitudes of the fundamental waves F1 and F2 are equal, the switching state of each phase is the same between the first inverter 20 and the second inverter 30. In FIG. 5C, in the first inverter 20 and the second inverter 30, the U-phase upper arm elements 21 and 31 are turned on, and the V-phase and W-phase lower arm elements 25, 26, 35 and 36 are turned on. It shows a state in which

チョッパ動作では、コイル１１〜１３が昇圧コンバータにおけるインダクタとして機能し、非充電期間において、第２インバータ３０を中性点化することで、コイル１１〜１３にエネルギが蓄積される。充電期間に切り替わると、コイル１１〜１３に蓄積されたエネルギが放出され、第２バッテリ４２が充電される。これにより、第１バッテリ４１の電力が第２バッテリ４２に移動する。   In the chopper operation, the coils 11 to 13 function as inductors in the boost converter, and during the non-charging period, the second inverter 30 is neutralized to store energy in the coils 11 to 13. When switching to the charging period, the energy stored in the coils 11 to 13 is released, and the second battery 42 is charged. As a result, the electric power of the first battery 41 moves to the second battery 42.

詳細には、第２インバータ３０が中性点化されているときに素子部を経由して高電位側から低電位側に電流が流れているスイッチング素子をオフすることで通電経路が切り替わり、第１バッテリ４１の電力を第２バッテリ４２に移動可能である。例えば、図５（ａ）のように、下アーム素子３４〜３６がオン、Ｕ相電流Ｉｕが正、Ｖ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗが負のとき、Ｕ相では素子部３１４、Ｖ相及びＷ相では還流ダイオード３２５、３２６に電流が流れる。この状態から、Ｕ相の下アーム素子３４をオフにすると、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｕ相電流Ｉｕは、還流ダイオード３２１に通電され、第２バッテリ４２の正極に流れ込む。これにより、第２バッテリ４２が充電される。上アーム素子３１〜３３をオンすることで第２インバータ３０が中性点化されている場合についても同様、素子部を経由して電流が流れている相のスイッチング素子をオフにすると、当該相における通電経路が切り替わることで、第２バッテリ４２が充電される。   In detail, when the second inverter 30 is neutralized, the current path is switched by turning off the switching element through which the current flows from the high potential side to the low potential side via the element part, The power of one battery 41 can be transferred to the second battery 42. For example, as shown in FIG. 5A, when the lower arm elements 34 to 36 are on, the U-phase current Iu is positive, the V-phase current Iv and the W-phase current Iw are negative, In the W-phase and the W-phase, current flows through the return diodes 325 and 326. When the lower arm element 34 of the U-phase is turned off from this state, the U-phase current Iu is supplied to the freewheel diode 321 as shown in FIGS. Flow in. Thereby, the second battery 42 is charged. Similarly, in the case where the second inverter 30 is neutralized by turning on the upper arm elements 31 to 33, when the switching element of the phase in which current is flowing through the element section is turned off, Is switched, the second battery 42 is charged.

ここで、充電期間を同相スイッチング状態とし、１相または２相のスイッチング素子のオンオフを切り替える場合、スイッチング素子３１〜３６を全てオフにする場合と比較し、スイッチング状態を切り替える素子数が少ないので、スイッチング損失を低減可能である。また、充電期間を全オフ状態とし、スイッチング素子３１〜３６を全てオフする場合、制御が容易である。   Here, when the charging period is set to the in-phase switching state and the on / off state of the one-phase or two-phase switching element is switched, the number of elements for switching the switching state is smaller than in the case where all the switching elements 31 to 36 are turned off. Switching loss can be reduced. Further, when the charging period is set to the all-off state and all the switching elements 31 to 36 are turned off, the control is easy.

チョッパ動作における充電期間にコイル１１〜１３に流れる電流である零相電流は、トルクには影響しない。図６に示すように、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、零相電流分がオフセットされた波形となる。このオフセット分の電流に応じた電力が、第１バッテリ４１から第２バッテリ４２に移動する。
第１バッテリ４１から第２バッテリ４２へ移動される電力量は、非充電期間と充電期間との割合により調整可能である。 The zero-phase current, which is a current flowing through the coils 11 to 13 during the charging period in the chopper operation, does not affect the torque. As shown in FIG. 6, the phase currents Iu, Iv, Iw have waveforms in which the zero-phase current is offset. Power corresponding to the current corresponding to the offset moves from the first battery 41 to the second battery 42.
The amount of power transferred from the first battery 41 to the second battery 42 can be adjusted by the ratio between the non-charging period and the charging period.

本実施形態の駆動制御処理を図７のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、イグニッションスイッチ等である始動スイッチがオンされているときに、制御部６５にて所定の周期で実行される。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップも同様である。
最初のＳ１０１では、制御部６５は、ＭＧ電力Ｐｍｇが０以上か否かを判断する。ＭＧ電力Ｐｍｇが０以上であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。ＭＧ電力ＰＭＧが０未満であると判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０２へ移行する。 The drive control processing according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG. This process is executed by the control unit 65 at a predetermined cycle when a start switch such as an ignition switch is turned on. Hereinafter, the “step” of step S101 will be omitted, and will be simply referred to as a symbol “S”. The other steps are the same.
In the first step S101, the control unit 65 determines whether or not the MG power Pmg is 0 or more. When it is determined that the MG power Pmg is 0 or more (S101: YES), the process proceeds to S103. When it is determined that the MG power PMG is less than 0 (S101: NO), the process proceeds to S102.

Ｓ１０２では、制御部６５は、スイッチング素子２１〜２６を全てオフにして第１インバータ２０を停止する。また、制御部６５は、ＭＧ電力Ｐｍｇに応じて第２インバータ３０を回生駆動し、第２バッテリ４２を充電する。なお、バッテリ４１、４２のＳＯＣに応じ、第２バッテリ４２に替えて第１バッテリ４１を充電してもよいし、バッテリ４１、４２を充電してもよい。   In S102, the control unit 65 turns off all the switching elements 21 to 26 and stops the first inverter 20. Further, control unit 65 regeneratively drives second inverter 30 according to MG power Pmg to charge second battery 42. Note that the first battery 41 may be charged instead of the second battery 42 or the batteries 41 and 42 may be charged according to the SOC of the batteries 41 and 42.

ＭＧ電力Ｐｍｇが０以上であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）に移行するＳ１０３では、制御部６５は、ＭＧ電力Ｐｍｇが固定上限値Ｐｍｇ＿ｈ以下か否かを判断する。ＭＧ電力Ｐｍｇが固定上限値Ｐｍｇ＿ｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行する。ＭＧ電力Ｐｍｇが固定上限値Ｐｍｇ＿ｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、Ｓ１０４へ移行する。
Ｓ１０４では、制御部６５は、インバータ２０、３０を、ＭＧ電力Ｐｍｇに応じて制御する。
なお、電力固定領域Ｒｆｉｘより高出力領域がなければ、Ｓ１０３およびＳ１０４の処理は省略可能である。 In S103, when the MG power Pmg is determined to be 0 or more (S101: YES), the control unit 65 determines whether the MG power Pmg is equal to or less than a fixed upper limit value Pmg_h. When it is determined that MG power Pmg is equal to or smaller than fixed upper limit value Pmg_h (S103: YES), the process proceeds to S105. When it is determined that the MG power Pmg is larger than the fixed upper limit value Pmg_h (S103: NO), the process proceeds to S104.
In S104, control unit 65 controls inverters 20, 30 according to MG power Pmg.
If there is no higher output area than the fixed power area Rfix, the processing of S103 and S104 can be omitted.

ＭＧ電力Ｐｍｇが０以上、固定上限値Ｐｍｇ＿ｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ、かつ、Ｓ１０３：ＹＥＳ）、すなわちＭＧ電力Ｐｍｇが電力固定領域Ｒｆｉｘである場合に移行するＳ１０５では、定出力値Ｐｆｉｘを設定し、Ｓ１０６へ移行する。定出力値Ｐｆｉｘは、所定値としてもよいし、バッテリ４１、４２のＳＯＣ、環境条件、および、運転履歴情報の少なくとも１つに応じて可変としてもよい。環境条件には、回転電機駆動システム１が搭載される車両の外部環境である温度、湿度、および、気圧の少なくとも１つが含まれる。また、低温時等、固定出力インバータからの一定出力制御を行わない場合等、環境条件等に応じ、Ｓ１０４に移行するようにしてもよい。   When it is determined that the MG power Pmg is equal to or greater than 0 and equal to or less than the fixed upper limit value Pmg_h (S101: YES and S103: YES), that is, when the MG power Pmg is in the power fixed region Rfix, the process proceeds to S105. The output value Pfix is set, and the routine goes to S106. The constant output value Pfix may be a predetermined value, or may be variable according to at least one of the SOCs of the batteries 41 and 42, environmental conditions, and operation history information. The environmental conditions include at least one of temperature, humidity, and atmospheric pressure, which are the external environment of the vehicle on which the rotating electric machine drive system 1 is mounted. In addition, when constant output control from the fixed output inverter is not performed, for example, at a low temperature, the process may shift to S104 according to environmental conditions and the like.

Ｓ１０６では、制御部６５は、ＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘより大きいか否かを判断する。ＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘ以下であると判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１０８へ移行する。ＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘより大きいと判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。   In S106, control unit 65 determines whether MG power Pmg is greater than constant output value Pfix. When it is determined that MG power Pmg is equal to or smaller than constant output value Pfix (S106: NO), the process proceeds to S108. If it is determined that MG power Pmg is greater than constant output value Pfix (S106: YES), the process proceeds to S107.

Ｓ１０７では、制御部６５は、第１バッテリ４１の出力が定出力値Ｐｆｉｘとなるように、一定の変調率の第１基本波Ｆ１に基づき、第１インバータ２０を制御する。また、制御部６５は、ＭＧ電力Ｐｍｇと定出力値Ｐｆｉｘとの差分が出力されるように、第１基本波Ｆ１と逆位相の第２基本波Ｆ２に基づき、第２インバータ３０を制御する（図３参照）。第２基本波Ｆ２の変調率は、ＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘに近いほど小さい値となるように設定される。すなわち、基本波Ｆ１、Ｆ２の変調率は、ＭＧ電力Ｐｍｇと定出力値Ｐｆｉｘとの差が小さいほど、大きい。Ｓ１０９にて、基本波Ｆ１、Ｆ２を同位相とする場合も同様である。   In S107, the control unit 65 controls the first inverter 20 based on the first fundamental wave F1 having a constant modulation rate so that the output of the first battery 41 becomes the constant output value Pfix. Further, the control unit 65 controls the second inverter 30 based on the second fundamental wave F2 having the opposite phase to the first fundamental wave F1 so that the difference between the MG power Pmg and the constant output value Pfix is output ( (See FIG. 3). The modulation rate of the second fundamental wave F2 is set to be smaller as the MG power Pmg is closer to the constant output value Pfix. That is, the modulation rates of the fundamental waves F1 and F2 increase as the difference between the MG power Pmg and the constant output value Pfix decreases. The same applies to the case where the fundamental waves F1 and F2 have the same phase in S109.

ＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘ以下であると判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）に移行するＳ１０８では、制御部６５は、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２より大きいか否かを判断する。第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２以下であると判断された場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１１０へ移行する。第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２より大きいと判断された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１０９へ移行する。   When it is determined that MG power Pmg is equal to or smaller than constant output value Pfix (S106: NO), in S108, control unit 65 determines whether first battery voltage Vb1 is greater than second battery voltage Vb2. I do. When it is determined that the first battery voltage Vb1 is equal to or lower than the second battery voltage Vb2 (S108: NO), the process proceeds to S110. When it is determined that the first battery voltage Vb1 is higher than the second battery voltage Vb2 (S108: YES), the process proceeds to S109.

Ｓ１０９では、制御部６５は、第１バッテリ４１の出力が定出力値Ｐｆｉｘとなるように、一定の変調率にて、第１インバータ２０を制御する。また、制御部６５は、定出力値ＰｆｉｘからＭＧ電力Ｐｍｇを除いた余剰分の電力が第２バッテリ４２に充電されるように、第１基本波Ｆ１と同位相の第２基本波Ｆ２に基づき、第２インバータ３０を制御する（図４参照）。   In S109, the control unit 65 controls the first inverter 20 at a constant modulation rate so that the output of the first battery 41 becomes the constant output value Pfix. The control unit 65 also controls the second battery 42 based on the second fundamental wave F2 in the same phase as the first fundamental wave F1 so that the surplus power obtained by removing the MG power Pmg from the constant output value Pfix is charged to the second battery 42. , And the second inverter 30 (see FIG. 4).

第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２以下であると判断された場合（Ｓ１０８：ＮＯ）に移行するＳ１１０では、制御部６５は、第１バッテリ４１の出力が定出力値Ｐｆｉｘとなるように、一定の変調率にて、第１インバータ２０を制御する。また、制御部６５は、定出力値ＰｆｉｘからＭＧ電力Ｐｍｇを差し引いた余剰分の電力を第２バッテリ４２に充電すべく、非充電期間と充電期間とを切り替えるチョッパ動作となるように、第２インバータ３０を制御する（図５参照）。   In S110 when the first battery voltage Vb1 is determined to be equal to or lower than the second battery voltage Vb2 (S108: NO), the control unit 65 sets the output of the first battery 41 to the constant output value Pfix. The first inverter 20 is controlled at a constant modulation rate. Further, the control unit 65 performs the second chopper operation to switch between the non-charging period and the charging period in order to charge the second battery 42 with the surplus power obtained by subtracting the MG power Pmg from the constant output value Pfix. The inverter 30 is controlled (see FIG. 5).

本実施形態では、モータジェネレータ１０の両側にインバータ２０、３０が接続される構成において、ＭＧ電力が所定の範囲内において、固定出力インバータである第１インバータ２０側に設けられる第１バッテリ４１の出力を一定とする。また、可変出力インバータである第２インバータ３０を、モータジェネレータ１０の要求電力、および、第１インバータ２０側からの出力に基づき、第２インバータ３０を制御する。第１バッテリ４１の出力を一定とすることで、電池の負荷サイクルが低減され、電池寿命を延ばすことができる。   In the present embodiment, in a configuration in which inverters 20 and 30 are connected to both sides of motor generator 10, the output of first battery 41 provided on first inverter 20, which is a fixed output inverter, within a predetermined range of MG power. Is constant. The second inverter 30, which is a variable output inverter, is controlled based on the required power of the motor generator 10 and the output from the first inverter 20. By keeping the output of the first battery 41 constant, the duty cycle of the battery can be reduced, and the battery life can be extended.

以上説明したように、本実施形態の電力変換装置１５は、コイル１１〜１３を有するモータジェネレータ１０の電力を変換するものであって、第１インバータ２０と、第２インバータ３０と、制御部６５と、を備える。
第１インバータ２０は、第１スイッチング素子２１〜２６を有し、コイル１１、１２、１３の一端１１１、１２１、１３１、および、第１バッテリ４１に接続される。
第２インバータ３０は、第２スイッチング素子３１〜３６を有し、コイル１１、１２、１３の他端１１２、１２２、１３２、および、第２バッテリ４２に接続される。
制御部６５は、第１スイッチング素子２１〜２６および第２スイッチング素子３１〜３６のオンオフ作動を制御する。 As described above, the power conversion device 15 of the present embodiment converts the power of the motor generator 10 having the coils 11 to 13, and includes the first inverter 20, the second inverter 30, and the control unit 65. And.
The first inverter 20 has first switching elements 21 to 26, and is connected to one ends 111, 121, 131 of the coils 11, 12, 13 and the first battery 41.
The second inverter 30 has second switching elements 31 to 36, and is connected to the other ends 112, 122, 132 of the coils 11, 12, 13 and the second battery 42.
The control unit 65 controls the ON / OFF operation of the first switching elements 21 to 26 and the second switching elements 31 to 36.

第１インバータ２０または第２インバータ３０の一方を固定出力インバータ、当該固定出力インバータに接続される電圧源を固定出力電圧源とする。また、第１インバータ２０または第２インバータ３０の他方を可変出力インバータ、当該可変出力インバータに接続される電圧源を可変出力電圧源とする。
引き続き、第１インバータ２０が固定出力インバータ、第１バッテリ４１が固定出力電圧源、第２インバータ３０が可変出力インバータ、第２バッテリ４２が可変出力電圧源として説明する。 One of the first inverter 20 and the second inverter 30 is a fixed output inverter, and the voltage source connected to the fixed output inverter is a fixed output voltage source. The other of the first inverter 20 and the second inverter 30 is a variable output inverter, and the voltage source connected to the variable output inverter is a variable output voltage source.
The following description will be made on the assumption that the first inverter 20 is a fixed output inverter, the first battery 41 is a fixed output voltage source, the second inverter 30 is a variable output inverter, and the second battery 42 is a variable output voltage source.

制御部６５は、第１バッテリ４１からの出力が定出力値Ｐｆｉｘとなるように、第１インバータ２０を制御する。
制御部６５は、モータジェネレータ１０の要求電力であるＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘより大きい場合、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２からモータジェネレータ１０に電力が供給され、ＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘ以下の場合、第１バッテリ４１から出力される余剰分の電力が第２バッテリ４２に供給されるように、第２インバータ３０を制御する。 The control unit 65 controls the first inverter 20 so that the output from the first battery 41 becomes the constant output value Pfix.
When MG power Pmg, which is the required power of motor generator 10, is greater than constant output value Pfix, control unit 65 supplies power to motor generator 10 from first battery 41 and second battery 42, and outputs MG power Pmg at a constant output. When the value is equal to or smaller than the value Pfix, the second inverter 30 is controlled such that the surplus power output from the first battery 41 is supplied to the second battery 42.

本実施形態では、固定出力電圧源からの出力が一定となるようにしているので、固定出力電圧源を高効率に利用可能である。固定出力インバータが第１インバータ２０であれば、第１バッテリ４１の出力が一定となるので、バッテリの負荷サイクルが低減され、第１バッテリ４１を長寿命化することができる。固定出力インバータを第２インバータ３０とする場合も同様である。   In the present embodiment, since the output from the fixed output voltage source is made constant, the fixed output voltage source can be used with high efficiency. If the fixed output inverter is the first inverter 20, the output of the first battery 41 becomes constant, so that the duty cycle of the battery is reduced and the life of the first battery 41 can be extended. The same applies to the case where the fixed output inverter is the second inverter 30.

制御部６５は、ＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘより大きい場合、第２スイッチング素子３１〜３６を、第１スイッチング素子２１〜２６の制御に用いられる変調波とは逆位相の変調波に基づいて制御する。
これにより、第１バッテリ４１と第２バッテリ４２とを直列に接続しているとみなせる状態となり、固定出力インバータ側からの定出力値Ｐｆｉｘに加え、不足分を可変出力インバータ側から出力させることができ、所望の電力を得ることができる。 When the MG power Pmg is larger than the constant output value Pfix, the control unit 65 controls the second switching elements 31 to 36 based on a modulation wave having a phase opposite to that of the modulation wave used for controlling the first switching elements 21 to 26. Control.
As a result, the first battery 41 and the second battery 42 can be regarded as being connected in series, and the shortage can be output from the variable output inverter in addition to the constant output value Pfix from the fixed output inverter. And desired power can be obtained.

スイッチング素子２１〜２６、３１〜３６は、それぞれ、高電位側から低電位側への通電の許容および遮断を切り替え可能である素子部２１１〜２１６、３１１〜３１６、および、低電位側から高電位側への通電を許容するダイオード２２１〜２２６、３２１〜３２６を有する。
制御部６５は、ＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘより小さく、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２より高い場合、第１スイッチング素子２１〜２６および第２スイッチング素子３１〜３６を同位相の変調波に基づいて制御する。
これにより、ＭＧ電力Ｐｍｇに対する第１インバータ２０からの出力の余剰分を、第２バッテリ４２に適切に移動させることができる。 The switching elements 21 to 26, 31 to 36 are element sections 211 to 216 and 311 to 316, respectively, which are capable of switching between permitting and blocking of energization from the high potential side to the low potential side, and the high potential from the low potential side. Diodes 221 to 226 and 321 to 326 that allow current to flow to the side.
When MG power Pmg is smaller than constant output value Pfix and first battery voltage Vb1 is higher than second battery voltage Vb2, control unit 65 causes first switching elements 21-26 and second switching elements 31-36 to have the same phase. Control is performed based on the modulated wave.
Thereby, the surplus of the output from the first inverter 20 with respect to the MG power Pmg can be appropriately moved to the second battery 42.

制御部６５は、ＭＧ電力Ｐｍｇが定出力値Ｐｆｉｘより小さく、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２以下の場合、第２バッテリ４２への電力移動が行われない非充電期間と、第２バッテリ４２への電力移動が行われる充電期間とを周期的に切り替える。
非充電期間において、第２インバータ３０にて高電位側に接続される上アーム素子３１〜３３、または、低電位側に接続される下アーム素子３４〜３６の一方を全相オン、他方を全相オフにする中性点状態とする。
充電期間において、第２インバータ３０の全てのスイッチング素子３１〜３６をオフにする全オフ状態、または、第１インバータ２０と第２インバータ３０とを同位相の変調波に基づいて制御する同相スイッチング状態とする。 When MG power Pmg is smaller than constant output value Pfix and first battery voltage Vb1 is equal to or lower than second battery voltage Vb2, control unit 65 sets a non-charging period during which power transfer to second battery 42 is not performed, The charging period during which power is transferred to the battery 42 is periodically switched.
In the non-charging period, one of the upper arm elements 31 to 33 connected to the higher potential side or the lower arm elements 34 to 36 connected to the lower potential side is turned on in all phases and the other is turned on in the second inverter 30. Neutral state to turn off phase.
In the charging period, an all-off state in which all the switching elements 31 to 36 of the second inverter 30 are turned off, or an in-phase switching state in which the first inverter 20 and the second inverter 30 are controlled based on in-phase modulated waves. And

第２インバータ３０を中性点状態とする非充電期間と、全オフ状態または同相スイッチング状態とする充電期間とを切り替えることで、コイル１１〜１３をインダクタとみなしたチョッパ動作とすることができる。これにより、第１バッテリ電圧Ｖｂ１が第２バッテリ電圧Ｖｂ２以下の場合であっても、ＭＧ電力Ｐｍｇに対する第１バッテリ４１からの出力の余剰分を、第２バッテリ４２に適切に移動させることができる。
したがって、バッテリ電圧Ｖｂ１、Ｖｂ２によらず、余剰分の電力を、第２バッテリ４２に適切に移動させることができる。 By switching between the non-charge period in which the second inverter 30 is in the neutral point state and the charge period in which the second inverter 30 is in the all-off state or the in-phase switching state, it is possible to perform a chopper operation in which the coils 11 to 13 are regarded as inductors. Thereby, even when the first battery voltage Vb1 is equal to or lower than the second battery voltage Vb2, the surplus of the output from the first battery 41 with respect to the MG power Pmg can be appropriately moved to the second battery 42. .
Therefore, the surplus power can be appropriately transferred to the second battery 42 regardless of the battery voltages Vb1 and Vb2.

可変出力インバータである第２インバータ３０の制御に用いられる変調波である第２基本波Ｆ２の変調率は、ＭＧ電力Ｐｍｇと定出力値Ｐｆｉｘとの差が大きいほど大きい。
これにより、所望のＭＧ電力Ｐｍｇ、および、電力移動を実現することができる。 The modulation rate of the second fundamental wave F2, which is a modulation wave used for controlling the second inverter 30 that is a variable output inverter, increases as the difference between the MG power Pmg and the constant output value Pfix increases.
Thereby, desired MG power Pmg and power transfer can be realized.

定出力値Ｐｆｉｘは、バッテリ４１、４２の少なくとも一方のＳＯＣ、環境条件、および、モータジェネレータ１０を主機モータとして用いている車両の運転履歴情報の少なくとも１つに応じて可変である。
これにより、定出力値Ｐｆｉｘを適切に設定することができる The constant output value Pfix is variable according to at least one of the SOC of at least one of the batteries 41 and 42, the environmental condition, and the driving history information of the vehicle using the motor generator 10 as a main engine motor.
Thereby, the constant output value Pfix can be set appropriately.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図８に示す。
図８に示すように、本実施形態では、第１バッテリ４１からの定出力値を２段階としている。具体的には、モータジェネレータ１０が力行状態であって、ＭＧ電力Ｐｇｍが第１電力固定領域Ｒｆｉｘ１のとき、制御部６５は、第１バッテリ４１からの出力が第１定出力値Ｐｆｉｘ１となるように、第１インバータ２０を制御する。また、ＭＧ電力Ｐｍｇが第２電力固定領域Ｒｆｉｘ２のとき、制御部６５は、第１バッテリ４１からの出力が第２定出力値Ｐｆｉｘ２となるように、第１インバータ２０を制御する。
また、制御部６５は、ＭＧ電力Ｐｍｇおよび定出力値Ｐｆｉｘ１、Ｐｆｉｘ２に基づき、第２インバータ３０を制御する。制御の詳細は、第１実施形態と同様である。 (2nd Embodiment)
FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the constant output value from the first battery 41 has two levels. Specifically, when motor generator 10 is in the power running state and MG power Pgm is in first power fixed region Rfix1, control unit 65 sets output from first battery 41 to first constant output value Pfix1. Next, the first inverter 20 is controlled. Further, when MG power Pmg is in second power fixed region Rfix2, control section 65 controls first inverter 20 such that the output from first battery 41 becomes second constant output value Pfix2.
Further, control unit 65 controls second inverter 30 based on MG power Pmg and constant output values Pfix1 and Pfix2. The details of the control are the same as in the first embodiment.

定出力値Ｐｆｉｘ１、Ｐｆｉｘ２等は、適宜設定可能である。本実施形態では、モータジェネレータ１０が力行状態のとき、第１バッテリ４１からの出力を２段階の定出力値にて固定しているが、３段階以上としてもよい。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。また、固定出力インバータからの出力を段階的に切り替えることで、片側充電領域Ｒｃを小さくすることができる。 The constant output values Pfix1, Pfix2, etc. can be set as appropriate. In the present embodiment, when the motor generator 10 is in the power running state, the output from the first battery 41 is fixed at a two-step constant output value, but may be three or more steps.
Even with such a configuration, the same effects as those of the above embodiment can be obtained. Further, by switching the output from the fixed output inverter stepwise, the one-side charging region Rc can be reduced.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図９に基づいて説明する。
図９に示すように、本実施形態の第１インバータ２０には、第３インバータ９０および発電機８５を経由して、エンジン８０が接続されている。エンジン８０は、図示しないエンジン制御部により制御される。
発電機８５は、コイル８６〜８８を有している。また、第３インバータ９０は、スイッチング素子９１〜９６を有する三相インバータである。エンジン８０、発電機８５および第３インバータ９０には、公知のものを用いればよい。 (Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 9, an engine 80 is connected to the first inverter 20 of the present embodiment via a third inverter 90 and a generator 85. The engine 80 is controlled by an engine control unit (not shown).
The generator 85 has coils 86 to 88. The third inverter 90 is a three-phase inverter having switching elements 91 to 96. Known ones may be used for the engine 80, the generator 85, and the third inverter 90.

本実施形態では、上記実施形態の第１バッテリ４１に替えて、エンジン８０が接続されている。この場合、第１インバータ２０を固定出力インバータとし、エンジン８０を高効率領域にて一定駆動することで、第１インバータ２０側からの出力を一定にする。また、第２インバータ３０を可変出力インバータとし、第２インバータ３０側からの出力を可変とすることで、所望のＭＧ電力Ｐｍｇを実現する。   In the present embodiment, an engine 80 is connected instead of the first battery 41 of the above embodiment. In this case, the first inverter 20 is a fixed output inverter, and the output from the first inverter 20 is made constant by driving the engine 80 constantly in a high efficiency region. Further, the second inverter 30 is a variable output inverter, and the output from the second inverter 30 is variable, thereby realizing a desired MG power Pmg.

本実施形態では、エンジン８０および発電機８５が第１電圧源である。この場合、第１インバータ２０を固定出力インバータとし、第２インバータ３０を可変出力インバータとする。
エンジン８０側のインバータを固定出力インバータとすることで、エンジン８０を高効率領域にて一定駆動することができるので、全体としての効率を高めることができる。 In the present embodiment, the engine 80 and the generator 85 are a first voltage source. In this case, the first inverter 20 is a fixed output inverter, and the second inverter 30 is a variable output inverter.
When the inverter on the engine 80 side is a fixed output inverter, the engine 80 can be driven at a constant speed in a high efficiency region, so that the overall efficiency can be increased.

（他の実施形態）
（１）電圧源
上記実施形態では、電圧源として、リチウムイオン電池等を例示した。他の実施形態では、電圧源は、リチウムイオン電池以外の鉛蓄電池、燃料電池、または、電気二重層キャパシタ等であってもよい。第１実施形態では、第１バッテリを高容量型、第２バッテリを高出力型のものとした。他の実施形態では、第１バッテリおよび第２バッテリとして、どのようなものを用いてもよく、例えば同等のものとしてもよい。
（２）回転電機
上記実施形態では、回転電機はモータジェネレータである。他の実施形態では、回転電機は、発電機の機能を持たない電動機であってもよいし、電動機の機能を持たない発電機であってもよい。また、上記実施形態の回転電機は３相である。他の実施形態では、回転電機は、４相以上としてもよい。 (Other embodiments)
(1) Voltage Source In the above embodiment, a lithium ion battery or the like was illustrated as the voltage source. In another embodiment, the voltage source may be a lead storage battery other than a lithium ion battery, a fuel cell, an electric double layer capacitor, or the like. In the first embodiment, the first battery is of a high capacity type, and the second battery is of a high output type. In other embodiments, any of the first battery and the second battery may be used, for example, may be equivalent.
(2) Rotating electric machine In the above embodiment, the rotating electric machine is a motor generator. In another embodiment, the rotating electric machine may be a motor having no generator function, or may be a generator having no motor function. Further, the rotating electric machine of the above embodiment has three phases. In another embodiment, the rotating electric machine may have four or more phases.

また、上記実施形態では、回転電機が電動車両の主機モータである。他の実施形態では、回転電機は、主機モータに限らず、例えばスタータ機能とオルタネータ機能とを併せ持つ、所謂ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）や、補機モータであってもよい。また、電力変換装置を車両以外の装置に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。 Further, in the above embodiment, the rotating electric machine is the main motor of the electric vehicle. In another embodiment, the rotating electric machine is not limited to the main motor, and may be a so-called ISG (Integrated Starter Generator) having both a starter function and an alternator function, or an auxiliary motor. Further, the power conversion device may be applied to a device other than the vehicle.
As described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.

１０・・・モータジェネレータ（回転電機）
１５・・・電力変換装置
２０・・・第１インバータ ２１〜２６・・・第１スイッチング素子
３０・・・第２インバータ ３１〜３６・・・第２スイッチング素子
４１・・・第１バッテリ（第１電圧源）
４２・・・第２バッテリ（第２電圧源）
６５・・・制御部
８０・・・エンジン（第１電圧源）
８５・・・発電機（第１電圧源） 10 Motor generator (rotary electric machine)
15 Power converter 20 First inverter 21-26 First switching element 30 Second inverter 31-36 Second switching element 41 First battery (first 1 voltage source)
42... Second battery (second voltage source)
65: control unit 80: engine (first voltage source)
85 ... generator (first voltage source)

Claims (6)

巻線（１１、１２、１３）を有する回転電機（１０）の電力を変換する電力変換装置であって、
第１スイッチング素子（２１〜２６）を有し、前記巻線の一端（１１１、１２１、１３１）および第１電圧源（４１、８０、８５）に接続される第１インバータ（２０）と、
第２スイッチング素子（３１〜３６）を有し、前記巻線の他端（１１２、１２２、１３２）および第２電圧源（４２）に接続される第２インバータ（３０）と、
前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子のオンオフ作動を制御する制御部（６５）と、
を備え、
前記第１インバータまたは前記第２インバータの一方を固定出力インバータ、当該固定出力インバータに接続される電圧源を固定出力電圧源とし、
前記第１インバータまたは前記第２インバータの他方を可変出力インバータ、当該可変出力インバータに接続される電圧源を可変出力電圧源とし、
前記制御部は、
前記固定出力電圧源からの出力が定出力値となるように、前記固定出力インバータを制御し、
前記回転電機の要求電力が前記定出力値より大きい場合、前記固定出力電圧源および前記可変出力電圧源から前記回転電機に電力が供給され、前記要求電力が前記定出力値以下の場合、前記固定出力電圧源から出力される余剰分の電力が前記可変出力電圧源に供給されるように前記可変出力インバータを制御する電力変換装置。 A power converter for converting power of a rotating electric machine (10) having windings (11, 12, 13),
A first inverter (20) having a first switching element (21-26) and connected to one end (111, 121, 131) of the winding and a first voltage source (41, 80, 85);
A second inverter (30) having a second switching element (31-36) and connected to the other end (112, 122, 132) of the winding and a second voltage source (42);
A control unit (65) for controlling on / off operations of the first switching element and the second switching element;
With
One of the first inverter and the second inverter is a fixed output inverter, a voltage source connected to the fixed output inverter is a fixed output voltage source,
The other of the first inverter or the second inverter is a variable output inverter, and a voltage source connected to the variable output inverter is a variable output voltage source,
The control unit includes:
Controlling the fixed output inverter so that the output from the fixed output voltage source becomes a constant output value;
When the required power of the rotating electric machine is larger than the constant output value, power is supplied to the rotating electric machine from the fixed output voltage source and the variable output voltage source. A power converter that controls the variable output inverter so that surplus power output from an output voltage source is supplied to the variable output voltage source. 前記制御部は、前記要求電力が前記定出力値より大きい場合、前記可変出力インバータのスイッチング素子を、前記固定出力インバータのスイッチング素子の制御に用いられる変調波とは逆位相の変調波に基づいて制御する請求項１に記載の電力変換装置。   The control unit, when the required power is larger than the constant output value, the switching element of the variable output inverter, based on the modulation wave of the opposite phase to the modulation wave used to control the switching element of the fixed output inverter. The power converter according to claim 1, which controls the power converter. 前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子は、それぞれ、高電位側から低電位側への通電の許容および遮断を切り替え可能である素子部（２１１〜２１６、３１１〜３１６）、および、低電位側から高電位側への通電を許容するダイオード（２２１〜２２６、３２１〜３２６）を有し、
前記制御部は、
前記要求電力が前記定出力値より小さく、前記固定出力電圧源の電圧が前記可変出力電圧源の電圧より高い場合、前記固定出力インバータおよび前記可変出力インバータのスイッチング素子を同位相の変調波に基づいて制御し、
前記要求電力が前記定出力値より小さく、前記固定出力電圧源の電圧が前記可変出力電圧源の電圧以下の場合、前記可変出力電圧源への電力移動が行われない非充電期間と、前記可変出力電圧源への電力移動が行われる充電期間とが周期的に切り替え、
前記非充電期間において、前記可変出力インバータにて高電位側に接続される上アーム素子または低電位側に接続される下アーム素子の一方を全相オン、他方を全相オフにする中性点状態とし、
前記充電期間において、前記可変出力インバータの全てのスイッチング素子をオフにする全オフ状態、または、前記固定出力インバータと前記可変出力インバータとを同位相の変調波に基づいて制御する同相スイッチング状態とする請求項１または２に記載の電力変換装置。 The first switching element and the second switching element each include an element section (211-216, 311-316) capable of switching between permitting and blocking of energization from a high potential side to a low potential side, and a low potential Diodes (221-226, 321-326) that allow current to flow from the
The control unit includes:
When the required power is smaller than the constant output value and the voltage of the fixed output voltage source is higher than the voltage of the variable output voltage source, the fixed output inverter and the switching elements of the variable output inverter are switched based on the in-phase modulated wave. Control
When the required power is smaller than the constant output value and the voltage of the fixed output voltage source is equal to or less than the voltage of the variable output voltage source, a non-charging period in which power transfer to the variable output voltage source is not performed; The charging period in which the power transfer to the output voltage source is performed is periodically switched,
In the non-charging period, a neutral point in which one of the upper arm element connected to the high potential side or the lower arm element connected to the low potential side is turned on in all phases and the other is turned off in the variable output inverter. State
In the charging period, an all-off state in which all switching elements of the variable output inverter are turned off, or an in-phase switching state in which the fixed output inverter and the variable output inverter are controlled based on an in-phase modulated wave. The power converter according to claim 1. 前記可変出力インバータの制御に用いられる変調波の変調率は、前記要求電力と前記定出力値との差が大きいほど大きい請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置。   The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein a modulation rate of a modulation wave used for controlling the variable output inverter increases as a difference between the required power and the constant output value increases. 前記定出力値は、前記第１電圧源および前記第２電圧源の少なくとも一方の充電状態、環境条件、ならびに、前記回転電機を主機モータとして用いている車両の運転履歴情報の少なくとも１つに応じて可変である請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。   The constant output value is determined according to at least one of a charging state of at least one of the first voltage source and the second voltage source, an environmental condition, and driving history information of a vehicle using the rotating electric machine as a main motor. The power converter according to any one of claims 1 to 4, wherein the power converter is variable. 前記第１電圧源がエンジン（８０）および発電機（８５）である場合、
前記第１インバータを、前記固定出力インバータとし、
前記第２インバータを、前記可変出力インバータとする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置。 When the first voltage source is an engine (80) and a generator (85),
The first inverter is the fixed output inverter;
The power converter according to any one of claims 1 to 5, wherein the second inverter is the variable output inverter.
JP2016247628A 2016-12-21 2016-12-21 Power converter Active JP6636905B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016247628A JP6636905B2 (en) 2016-12-21 2016-12-21 Power converter
PCT/JP2017/045478 WO2018117084A1 (en) 2016-12-21 2017-12-19 Electric power conversion device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016247628A JP6636905B2 (en) 2016-12-21 2016-12-21 Power converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018102070A JP2018102070A (en) 2018-06-28
JP6636905B2 true JP6636905B2 (en) 2020-01-29

Family

ID=62626201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016247628A Active JP6636905B2 (en) 2016-12-21 2016-12-21 Power converter

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6636905B2 (en)
WO (1) WO2018117084A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020059095A1 (en) * 2018-09-20 2020-03-26 東芝キヤリア株式会社 Motor driving device and refrigeration cycle device
JP7185480B2 (en) * 2018-10-16 2022-12-07 株式会社Soken power converter
WO2021165655A1 (en) * 2020-02-21 2021-08-26 Dyson Technology Limited A system
GB2592242B (en) * 2020-02-21 2022-09-07 Dyson Technology Ltd A system
WO2022225031A1 (en) * 2021-04-22 2022-10-27 ナブテスコ株式会社 Motor driving system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7154237B2 (en) * 2005-01-26 2006-12-26 General Motors Corporation Unified power control method of double-ended inverter drive systems for hybrid vehicles
JP6087666B2 (en) * 2013-03-05 2017-03-01 株式会社日本自動車部品総合研究所 Power converter
JP6426426B2 (en) * 2014-10-10 2018-11-21 株式会社デンソー Motor drive

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018117084A1 (en) 2018-06-28
JP2018102070A (en) 2018-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6636905B2 (en) Power converter
JP6426426B2 (en) Motor drive
JP6174498B2 (en) Power converter
JP6405466B2 (en) Battery system comprising a hybrid battery and an NPC inverter connected to the battery on the input side, and a method of operating an NPC inverter connected to the hybrid battery on the input side
US20210351684A1 (en) Power conversion apparatus
JP6773365B2 (en) Power converter
US9493092B2 (en) Electric automobile
US9236736B2 (en) Power supply system and method for controlling the same
JP6645407B2 (en) Drive system
US7675192B2 (en) Active DC bus filter for fuel cell applications
JP7160007B2 (en) power supply
JP6102841B2 (en) Power system
US9093929B2 (en) Circuit arrangements and methods for operating an electrical machine
US7719138B2 (en) Two-source series inverter
JP6669532B2 (en) Power converter
JP2020005389A (en) Power supply system
JP2014087105A (en) Power conversion device
JP2008029075A (en) Inverter device
JP2017022927A (en) Power conversion device
CN108482102B (en) Hybrid power driving system
JP4626259B2 (en) Power converter control method
JP6671402B2 (en) Power supply for vehicles
JP4919229B2 (en) Inverter device
JP2017070056A (en) Inverter driving device
JP2016092945A (en) Electric power conversion system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190219

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191219

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6636905

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250