JP7090772B1

JP7090772B1 - 電力変換制御装置

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Publication number: JP7090772B1
Application number: JP2021056751A
Authority: JP
Inventors: 知治森▲崎▼
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2022-06-24
Anticipated expiration: 2041-03-30
Also published as: CN115149876A; US11711043B2; US20220321046A1; JP2022153958A

Abstract

【課題】二重三相モータの２系統の制御部を有する電力変換制御装置において、他系統の制御部に監視機能を設けることなく、制御部間の通信または一方の系統の制御部の異常発生時に、確実かつ迅速に１系統による動作への切り替えを図ることができる電力変換制御装置を提供することを目的としている。【解決手段】電力変換制御装置１０は、二重三相モータ２の２つの第１巻線２ａ及び第２巻線２ｂに通電する第１電力変換制御部３の第１変換部３ａ及び第２電力変換制御部４の第２変換部４ａと、それらを制御する第１制御部３ｂと第２制御部４ｂと、第１制御部３ｂと第２制御部４ｂの間に接続された通信線５と、第１制御部３ｂから第２変換部４ａの動作を停止させる第５信号線７と、で構成され、通信異常時には、第１制御部３ｂが第５信号線７を用いて第２変換部４ａの動作を停止させ、第１制御部３ｂを用いた１系統による動作に切り替える。【選択図】図１

Description

本願は、電力変換制御装置に関するものである。

車両（特に自動車）に搭載されるモータとして、２つの巻線を持つ二重三相モータがよく知られており、一般的に、車両用の電力変換制御装置は、各巻線に個別に通電を制御できる２系統の電力制御部が具備されている。これにより一方の電力制御系統（巻線または電力制御部）に何らかの異常が発生した場合においても、モータ駆動システムが完全停止に至ることは無く、他方の電力制御系統の動作によりモータの駆動を継続することができる。

このような２重の系統を持つ電力変換制御装置においては、通常、二重三相モータを２つの系統の電力制御部を協調させて駆動制御するために、系統間に通信回線が備えられていることが多く、一方の系統の電力変換制御部に何らかの異常が生じた場合には、通信回線を用いて他の系統の電力変換制御部に通知することにより１系統による動作に移行させることができる。

例えば、特許文献１の２重系装置の制御装置においては、それぞれの系統内に他系統の監視機能を有することが特徴として挙げられており、この技術を用いることで他系統の制御部を直接監視することができるため、課題である通信回線の異常であるか２次的な通信不能であるかの判別が容易になることが開示されている。

特開２０１２－７８９４７号公報

しかしながら、何らかの異常により２系統の電力変換制御部間の通信自体が不能となった場合には、通信回線に発生した異常であるか、他系統の電力変換制御部の不具合による２次的に発生した通信不能によるものかの判断が困難であり、各系統の電力変換制御部が互いに他系統の電力変換制御部に異常が発生していると誤認する可能性がある。そのような状態では、各系統の電力変換制御部が協調することなく、それぞれ二重三相モータの巻線に通電されることから、場合によっては、モータがロックに至る可能性があるという課題がある。

また、特許文献１の２重系装置の制御装置においては、不具合の判定に自系統及び他系統の監視機能の論理積（ＡＮＤ）を使用していることから、自系統のみで異常判定する場合と比べて時間がかかる可能性があり、迅速な１系統動作への切り替えが要求される自動車のようなモータ駆動システムには不向きであるという課題があった。

本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、二重三相モータの２系統の電力変換制御部を有する電力変換制御装置において、他系統の電力変換制御部に監視機能を設けることなく、電力変換制御部間の通信または一方の系統の電力変換制御部の異常発生時に、確実かつ迅速に１系統による動作への切り替えを図ることができる電力変換制御装置を提供することを目的としている。

本願に開示される電力変換制御装置は、二重三相モータの第１巻線に通電するために直流電力を交流電力に変換する第１変換部と、前記第１変換部を制御する第１制御部と、前記第１制御部と前記第１変換部との間に接続され、前記第１変換部に起動指令を伝達する第１信号線及び電力変換の実行指令を伝達する第２信号線と、で構成される第１電力変換制御部と、前記二重三相モータの第２巻線に通電するために直流電力を交流電力に変換する第２変換部と、前記第２変換部を制御する第２制御部と、前記第２制御部と前記第２変換部との間に接続され、前記第２変換部に起動指令を伝達する第３信号線及び電力変換の実行指令を伝達する第４信号線と、で構成される第２電力変換制御部と、前記第１制御部と前記第２制御部との間に接続される通信線と、を備え、前記第１制御部において前記第１巻線及び前記第２巻線に要求される通電量が演算され、前記通信線を介して前記第１制御部から前記第２制御部に前記第２巻線の前記通電量が通知されるとともに、前記第１制御部により前記第３信号線の状態を強制的に上書きできるようにするために前記第１制御部と前記第３信号線との間に接続される第５信号線、前記第１制御部により前記第４信号線の状態を強制的に上書きできるようにするために前記第１制御部と前記第４信号線との間に接続される第６信号線、前記第２制御部により前記第１信号線の状態を強制的に上書きできるようにするために前記第２制御部と前記第１信号線との間に接続される第７信号線、あるいは前記第２制御部により前記第２信号線の状態を強制的に上書きできるようにするために前記第２制御部と前記第２信号線との間に接続される第８信号線のいずれかが設けられていることを特徴とするものである。

本願に開示される電力変換制御装置によれば、２系統間（制御部間）の通信異常により不具合が発生した場合においては、第１制御部から第２変換部を強制的に停止させ、通信線に異常が発生した場合においては、第１制御部及び第１変換部により二重三相モータの駆動を継続させ、また、第１制御部の不具合により２次的に発生した通信不能の場合においては、第２制御部及び第２変換部により二重三相モータの駆動を継続させることにより、２系統間で相互に監視を行う必要がなく、確実かつ迅速に１系統動作への切り替えを行うことができるという効果がある。

実施の形態１に係る電力変換制御装置による二重三相モータの駆動システムの概略構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る電力変換制御装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態２に係る電力変換制御装置による二重三相モータの駆動システムの概略構成を示すブロック図である。実施の形態３に係る電力変換制御装置による二重三相モータの駆動システムの概略構成を示すブロック図である。実施の形態４に係る電力変換制御装置による二重三相モータの駆動システムの概略構成を示すブロック図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る電力変換制御装置による二重三相モータの駆動システムの構成を示すブロック図である。図２は、実施の形態１に係る電力変換制御装置の構成例を示すブロック図である。

まず、図１を用いて、実施の形態１に係る電力変換制御装置１０による二重三相モータ２の駆動システムの構成及び動作について説明する。
電力変換制御装置１０は、２つの巻線を持つ二重三相モータ２に接続され、第１巻線２ａへの通電を制御するための第１電力変換制御部３と、第２巻線２ｂへの通電を制御するための第２電力変換制御部４と、第１電力変換制御部３と第２電力変換制御部４との間に接続され相互に通信を行うための通信線５と、第１電力変換制御部３から第２電力変換制御部４の動作を停止させる第５信号線７と、で構成されている。ここで、正常時には、通信線５を介して第１電力変換制御部３と第２電力変換制御部４とが協調して二重三相モータ２を駆動させる。

第１電力変換制御部３は、第１制御部３ｂと、第１制御部３ｂからの指令により直流を交流に変換して、二重三相モータ２の第１巻線２ａに通電する第１変換部３ａと、第１制御部３ｂから第１変換部３ａに起動信号を伝達する第１信号線３ｃと、第１制御部３ｂから第１変換部３ａに電力変換の実行指令を伝達する第２信号線３ｄと、第１制御部３ｂと上位システム６とを繋ぐ通信線３ｅと、で構成されている。

また、第２電力変換制御部４は、第２制御部４ｂと、第２制御部４ｂからの指令により直流を交流に変換して、二重三相モータ２の第２巻線２ｂに通電する第２変換部４ａと、制御部４ｂから第２変換部４ａに起動信号を与える第３信号線４ｃと、第２制御部４ｂから第２変換部４ａに電力変換の実行指令を与える第４信号線４ｄと、第２制御部４ｂと上位システム６とを繋ぐ通信線４ｅと、で構成されている。さらに、通信線５は、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂと第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂとの間に、第５信号線７は、第１制御部３ｂにより第３信号線４ｃの状態を強制的に上書きできるようにするために第１制御部３ｂと第３信号線４ｃとの間に、それぞれ接続されている。ここで上位システム６は、電力変換制御装置１０との間で二重三相モータ２の駆動情報のやり取りを通信線３ｅ及び通信線４ｅを介して行う。

続いて、実施形態１に係る電力変換制御装置１０の正常時の動作について述べる。二重三相モータ２を第１電力変換制御部３と第２電力変換制御部４とで協調して駆動させるため、正常時には、通信線５を介して第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂと第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂ間で相互に通信が行われる。第１制御部３ｂの主な役割は、二重三相モータ２の回転速度、及び二重三相モータ２に接続されるギアのトルクを含むモータ駆動により得るべき物理量の目標値から第１巻線２ａ及び第２巻線２ｂに通電するべき通電量を演算することと、第１巻線２ａに通電するべき通電量となるよう第２信号線３ｄを介して第１変換部３ａを制御することであり、また、第２制御部４ｂの役割は、第１制御部３ｂで演算された第２巻線２ｂに通電すべき通電量となるよう第４信号線４ｄを介して第２電力変換制御部４の第２変換部４ａを制御することにある。すなわち、通信線５では、第２巻線２ｂに流す通電量の情報が第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂから第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂに送信されていることになる。

この時、第５信号線７は、第３信号線４ｃと同様に第２変換部４ａの動作を許可する方の論理値となっている。

次に、実施形態１に係る電力変換制御装置１０の異常時の動作について、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂ及び第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂのそれぞれの観点で述べる。何らかの異常発生により通信線５による第１電力変換制御部３と第２電力変換制御部４間の通信が不能となった場合には、二重三相モータ２を第１電力変換制御部３と第２電力変換制御部４とで協調して駆動させることはできない。

そこで、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂは、通信線５による通信不能が検出された場合に、第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂによる自発的な第２巻線２ｂへの通電を防ぐため、第５信号線７を用いて第３信号線４ｃに割り込む形で第２電力変換制御部４の第２変換部４ａの動作を強制的に停止させ、自身である第１電力変換制御部３を用いた１系統による動作に切り替える。

一方、第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂは、通信線５による通信不能によるものであることが検出された場合に、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂの不具合あるいは停止といった場合を想定して、第２電力変換制御部４での１系統による動作ができるよう、第１制御部３ｂと同等の演算処理機能に内部で切り替えることができる。しかし、前述した通り、第１制御部３ｂにより第２変換部４ａの動作が強制的に停止させられているため、１系統による動作は、第１電力変換制御部３を用いて行われる。

ここで、通信線５による通信不能が、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂの不具合あるいは停止といった異常により２次的に発生したものである場合には、上述したように、第１制御部３ｂによる第２電力変換制御部４の第２変換部４ａの強制的な停止が行われないため、第２制御部４ｂは、第１制御部３ｂと同等の演算処理を行うことで、第２電力変換制御部４を用いて１系統による動作に移行する。

また、通信線５による通信不能が、第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂの不具合あるいは停止により発生したものである場合には、上述した場合の動作と同様に、第１電力変換制御部３を用いた１系統による動作となる。

なお、これら１系統による動作においては、正常時に二重系統による動作を行う場合と比べて、二重三相モータ２の駆動能力（例えば、得られるモータの最高回転速度他）が低下する傾向にあるため、１系統による動作状態にあることを、第１電力変換制御部３の制御部３ｂ及び第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂから通信線３ｅ及び通信線４ｅを介して、上位システム６へ通知しておく必要がある。

次に、実施の形態１における異常状態からの復帰時の動作について述べる。通信線５による通信不能の原因が、例えば、ノイズを始めとする一過性のものであった場合、あるいは、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂまたは第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂの不具合並びに停止が何らかの再起動処理により正常に復帰した場合には、第５信号線７を用いて第２変換部４ａの強制停止を解除し、かつ、第２電力変換制御部４の演算処理機能を異常発生時より前の状態に回帰させることで、第１電力変換制御部３と第２電力変換制御部４による二重三相モータ２の協調制御に戻すことができる。ただし、異常の再発あるいは頻発が予想される場合には、敢えて協調制御状態に戻さずに１系統による動作を継続させることも可能である。

ここで、実施の形態１の電力変換制御装置１０の構成例について図２を用いて説明する。図２に示すように、電力変換制御装置１０が備える第１電力変換制御部３の第１変換部３ａ、第１制御部３ｂ、及び第２電力変換制御部４の第２変換部４ａ、第２制御部４ｂは、具体的には処理装置８０、記憶装置８１、入力装置８２、出力装置８３、及び表示装置８４により実現することができる。

ここでは、処理装置８０は、専用のハードウェアであっても、記憶装置８１に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ、中央演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）であってもよい。

処理装置８０が専用のハードウェアである場合、処理装置８０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。第１電力変換制御部３の第１変換部３ａ、第１制御部３ｂ、及び第２電力変換制御部４の第２変換部４ａ、第２制御部４ｂの各部の機能それぞれを処理装置８０で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理装置８０で実現してもよい。

処理装置８０がＣＰＵの場合、第１電力変換制御部３の第１変換部３ａ、第１制御部３ｂ、及び第２電力変換制御部４の第２変換部４ａ、第２制御部４ｂの各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアは処理プログラムとして記述され、記憶装置８１に格納される。処理装置８０は、記憶装置８１に記憶された処理プログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。

すなわち、電力変換制御装置１０は、処理装置８０により実行されるときに、上位システム６から２系統の第１電力変換制御部３及び第２電力変換制御部４と情報のやり取りを行うための処理工程、取得された上位システム６の情報に基づいて第１制御部３ｂ及び第２制御部４ｂの動作を行う処理工程、第１制御部３ｂあるいは第２制御部４ｂにより第１変換部３ａあるいは第２変換部４ａに起動信号及び電力変換指令を出力する処理工程、第１変換部３ａあるいは第２変換部４ａにより二重三相モータ２を駆動する電力を出力する処理工程、異常時に他系統に切り替えの処理を実行する処理工程及び外部装置に処理結果を出力する処理工程が結果的に実行されることになる処理プログラムを格納するための記憶装置８１を備える。

また、これらの処理プログラムは、第１電力変換制御部３の第１変換部３ａ及び第１制御部３ｂ、第２電力変換制御部４の第２変換部４ａ及び第２制御部４ｂの操作、及び他系統に切り替える手順あるいは方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、記憶装置８１とは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ他が該当する。

なお、第１電力変換制御部３の第１変換部３ａ及び第１制御部３ｂ、第２電力変換制御部４の第２変換部４ａ及び第２制御部４ｂの機能については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、第１変換部３ａ及び第２変換部４ａについては専用のハードウェアとしての処理装置８０でその機能を実現し、第１制御部３ｂ及び第２制御部４ｂについては処理装置８０が記憶装置８１に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。

このように、処理装置８０は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または、これらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

記憶装置８１は、上述の処理工程を実行するプログラムを格納するほか、上位システム６から取得したデータ、異常発生時のデータ及びその処理結果を格納する。

また、入力装置８２は、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂ、第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂの一部機能に相当し、上位システム６から出力された情報を取得する。出力装置８３は、第１電力変換制御部３の第１変換部３ａ、第２電力変換制御部４の第２変換部４ａの一部機能に相当し、二重三相モータ２に駆動電力を供給する。表示装置８４は、処理装置８０において実行される状況を適宜表示する。

このように、実施の形態１に係る電力変換制御装置によれば、２系統の電力変換制御部間の通信異常により不具合が発生した場合においては、第１電力変換制御部の制御部から第２電力変換制御部の変換部を強制的に停止させ、通信線に異常が発生した場合においては、第１電力変換制御部の制御部及び変換部により二重三相モータの駆動を継続させ、また、第１電力変換制御部の制御部の不具合により２次的に発生した通信不能の場合においては、第２電力変換制御部の制御部及び変換部で二重三相モータの駆動を継続させることにより、２系統の電力変換制御部間で相互に監視を行う必要がなく、確実かつ迅速に１系統動作への切り替えを行うことができるという効果がある。

実施の形態２．
図３は、実施の形態２に係る電力変換制御装置による二重三相モータの駆動システムの概略構成を示すブロック図である。実施の形態１との相違点は、実施の形態１の電力変換制御装置１０では、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂと第３信号線４ｃとに第５信号線７が接続されているのに対して、実施の形態２の電力変換制御装置２０では、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂと第４信号線４ｄとの間に第６信号線８が接続されている点である。他は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

次に、図３を用いて、実施の形態２に係る電力変換制御装置２０の動作について説明する。
図３に示す電力変換制御装置２０では、正常時、第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂは、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂが演算した通電量に基づき、第４信号線４ｄを介して第２電力変換制御部４の第２変換部４ａに電力変換の実行指令を与えている。これにより、通信線５による通信不能が第１制御部３ｂにより検出された場合には、第６信号線８を用いて、第２電力変換制御部４の第２変換部４ａの動作を停止させる。ここでは、第６信号線８により第４信号線４ｄに割り込む形で電力変換の実行指令を無効化し、かつ、第１制御部３ｂの不具合あるいは停止時には、実行指令の無効化が解除される仕組みを取ることで、実施の形態１と同様に、１系統動作への切り替えを実現することができる。

これにより、本実施の形態２の電力変換制御装置２０においては、第２電力変換制御部４による第２巻線２ｂへの通電が行われていない間においても、第２変換部４ａの起動が許可された状態に据え置くことができるため、例えば、通信線５自体の異常発生後に、何らかの形で第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂの不具合あるいは停止が続けざまに発生し、１系統動作を第１電力変換制御部３から第２電力変換制御部４へ切り替える必要がある場合に、切り替え完了までの時間遅れを極力短くすることができる。

このように、実施の形態２に係る電力変換制御装置によれば、実施の形態１と同様の機能を有すると共に、異常発生時に、第１電力変換制御部から第２電力変換制御部への１系統動作の切り替えを行う場合に、切り替え完了までの時間遅れを極力短くすることができるという効果がある。

実施の形態３．
図４は、実施の形態３に係る電力変換制御装置による二重三相モータの駆動システムの概略構成を示すブロック図である。実施の形態１との相違点は、実施の形態１の電力変換制御装置１０では、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂと第３信号線４ｃとに第５信号線７が接続されているのに対して、実施の形態３の電力変換制御装置３０では、第５信号線７が途中で分岐され、分枝信号線７ａとして第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂへ接続されている点である。他は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

次に、図４を用いて、実施の形態３に係る電力変換制御装置３０の動作について説明する。
図４に示す電力変換制御装置３０では、分枝信号線７ａにより、異常発生時に、第２電力変換制御部４の第２変換部４ａが強制停止させられていることを第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂでも監視することができる。これにより、第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂが、第２変換部４ａの強制停止の原因を第２変換部４ａによる起動不良異常であると誤って認識することを防ぐことができ、かつ、電力消費の少ない待機モードを兼ね備えたような第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂであった場合には、第２電力変換制御部４の第２変換部４ａの強制停止中は、自ら待機モードに移行することで、電力変換制御装置の省電力化にもつなげることができる。

このように、実施の形態３に係る電力変換制御装置によれば、実施の形態１と同様の機能を有すると共に、異常発生時に、第２電力変換制御部の変換部が強制停止させられていることを第２電力変換制御部の制御部でも監視することができるので、第２電力変換制御部の制御部が、第２電力変換制御部の変換部の強制停止の原因を起動不良異常であると誤って認識することを防ぐことができると共に、第２電力変換制御部の変換部の強制停止中は、自ら待機モードに移行することで、電力変換制御装置の省電力化にもつなげることができるという効果がある。

実施の形態４．
図５は、実施の形態４に係る電力変換制御装置による二重三相モータの駆動システムの概略構成を示すブロック図である。実施の形態１との相違点は、実施の形態１の電力変換制御装置１０では、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂと第３信号線４ｃとに第５信号線７が接続されているのに対して、実施の形態４の電力変換制御装置４０では、第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂと第１信号線３ｃとに第７信号線９が接続されている点である。他は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

次に、図５を用いて、実施の形態４に係る電力変換制御装置４０の動作について説明する。
実施の形態４では、異常発生時に第７信号線９を用いて、第１電力変換制御部３の第１変換部３ａの動作を停止させることである。図５に示す電力変換制御装置４０では、何らかの異常で通信線５による通信が不能となった場合に、第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂは、実施の形態１の場合と同様に、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂと同等の演算処理機能に内部で切り替える。それと同時に、第７信号線９を用いて第１信号線３ｃに割り込む形で第１変換部３ａの動作を強制的に停止させ、これにより、第２電力変換制御部４を用いた１系統の動作に切り替える。

この時、もし通信線５による通信不能が第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂの不具合あるいは停止といった異常により２次的に発生したものである場合には、上記に記載の第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂによる第１電力変換制御部３の第１変換部３ａの強制的な停止が行われないため、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂを使用して第１電力変換制御部３による１系統動作を実現することができる。

本実施の形態４における電力変換制御装置４０においては、通信線５による通信不能時に、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂとしては、第１電力変換制御部３の第１制御部３ｂと第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂ間の通信が不能であることを通信線３ｅを介して上位システム６へ通知するのみで良く、１系統動作への直接的な切り替え操作を実施しない。具体的には、実施の形態１の電力変換制御装置１０が第１制御部３ｂと第２制御部４ｂがそれぞれ役割を持って１系統動作への切り替え操作を行うため、切り替え操作のタイミングを第１制御部３ｂと第２制御部４ｂで極力合わせておく必要があるのに対して、本実施の形態４では、電力変換制御装置４０の第２制御部４ｂ単独で１系統動作への切り替え操作を行うため、第１制御部３ｂと第２制御部４ｂのタイミングの調整が不要となり、ソフトウェアの設計難易度を下げることができるという可能性がある。

このように、実施の形態４に係る電力変換制御装置によれば、実施の形態１の効果と共に、通信線による通信不能が第２電力変換制御部の制御部の不具合あるいは停止といった異常により２次的に発生したものである場合には、第２電力変換制御部の制御部による第１電力変換制御部の変換部の強制的な停止が行われないため、第１電力変換制御部の制御部を使用して第１電力変換制御部による１系統動作を実現することができ、第２電力変換制御部の制御部のみが１系統動作への切り替え操作を行うため、第１電力変換制御部の制御部と第２電力変換制御部の制御部のタイミングの調整が不要となり、ソフトウェアの設計が容易になるという効果がある。

なお、図示されていないが、第２電力変換制御部４の第２制御部４ｂと第２信号線３ｄとに第８信号線が接続されている場合であっても、実施の形態２と同様の効果を奏する。

以上、系統間の通信異常時に、確実かつ迅速に１系統動作へ切り替えるための実施の形態について説明した。上記目的の達成のため、これらの実施の形態はいずれを採用してもよく、また必要に応じて機能の省略、あるいは実施の形態１から４を組み合せて使用することなどは任意である。

また、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施態様例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

また、図中、同一符号は、同一または相当部分を示す。

１０，２０，３０，４０電力変換制御装置、２二重三相モータ、２ａ第１巻線、２ｂ第２巻線、３第１電力変換制御部、３ａ第１変換部、３ｂ第１制御部、３ｃ第１信号線、３ｄ第２信号線、３ｅ通信線、４第２電力変換制御部、４ａ第２変換部、４ｂ第２制御部、４ｃ第３信号線、４ｄ第４信号線、４ｅ通信線、５通信線、６上位システム、７第５信号線，７ａ分枝信号線、８第６信号線

Claims

二重三相モータの第１巻線に通電するために直流電力を交流電力に変換する第１変換部と、
前記第１変換部を制御する第１制御部と、
前記第１制御部と前記第１変換部との間に接続され、前記第１変換部に起動指令を伝達する第１信号線及び電力変換の実行指令を伝達する第２信号線と、
で構成される第１電力変換制御部と、
前記二重三相モータの第２巻線に通電するために直流電力を交流電力に変換する第２変換部と、
前記第２変換部を制御する第２制御部と、
前記第２制御部と前記第２変換部との間に接続され、前記第２変換部に起動指令を伝達する第３信号線及び電力変換の実行指令を伝達する第４信号線と、
で構成される第２電力変換制御部と、
前記第１制御部と前記第２制御部との間に接続される通信線と、
を備え、
前記第１制御部において前記第１巻線及び前記第２巻線に要求される通電量が演算され、前記通信線を介して前記第１制御部から前記第２制御部に前記第２巻線の前記通電量が通知されるとともに、
前記第１制御部により前記第３信号線の状態を強制的に上書きできるようにするために前記第１制御部と前記第３信号線との間に接続される第５信号線、前記第１制御部により前記第４信号線の状態を強制的に上書きできるようにするために前記第１制御部と前記第４信号線との間に接続される第６信号線、前記第２制御部により前記第１信号線の状態を強制的に上書きできるようにするために前記第２制御部と前記第１信号線との間に接続される第７信号線、あるいは前記第２制御部により前記第２信号線の状態を強制的に上書きできるようにするために前記第２制御部と前記第２信号線との間に接続される第８信号線のいずれかが設けられていることを特徴とする電力変換制御装置。
前記通信線による通信が行われていないことが前記第２制御部で検出された場合には、前記第２制御部において前記第２巻線に要求される前記通電量の演算が行われることを特徴とする請求項１に記載の電力変換制御装置。
前記通信線による前記第２制御部からの通知が送出されていないことが前記第１制御部で検出された場合には、前記第５信号線あるいは前記第６信号線を介して、前記第１制御部により第２変換部への電気回路の停止あるいは電力変換禁止の制御信号が送出され、第２巻線への通電が停止されて、前記第１電力変換制御部により第１巻線のみに給電されることを特徴とする請求項２に記載の電力変換制御装置。
前記第１制御部が停止されている場合には、前記第５信号線あるいは前記第６信号線を介して、前記第１制御部により前記第２変換部への電気回路の停止あるいは電力変換禁止の制御信号の送出が停止され、前記第２電力変換制御部により第２巻線に通電されることを特徴とする請求項３に記載の電力変換制御装置。
前記第１制御部の再起動後に、前記通信線による通信が行われていない場合には、前記第５信号線あるいは前記第６信号線を介して、前記第１制御部により前記第２変換部への電気回路の停止あるいは電力変換禁止の制御信号が再送出されることを特徴とする請求項４に記載の電力変換制御装置。
前記第１制御部の再起動後に、前記第５信号線あるいは前記第６信号線を介して、前記第１制御部により前記第２変換部への電気回路の停止あるいは電力変換禁止の制御信号が再送出されないことを特徴とする請求項４に記載の電力変換制御装置。
前記通信線による通信が再開されたことが、前記第１制御部及び前記第２制御部の双方で検出された場合には、前記第１制御部により前記第２変換部への電気回路の停止あるいは電力変換禁止の制御信号の送出が停止され、前記第１電力変換制御部及び前記第２電力変換制御部のそれぞれが前記第１巻線及び前記第２巻線へ通電することを特徴とする請求項３に記載の電力変換制御装置。
前記通信線による通信が再開されたことが、前記第１制御部及び前記第２制御部の双方で検出された後も、前記第１制御部により前記第２変換部への電気回路の停止あるいは電力変換禁止の制御信号の送出が継続され、前記第１電力変換制御部により第１巻線のみに通電されることを特徴とする請求項３に記載の電力変換制御装置。
前記通信線による前記第１制御部からの通知が送出されていないことが前記第２制御部で検出された場合には、前記第７信号線あるいは前記第８信号線を介して、前記第２制御部により第１変換部への電気回路の停止あるいは電力変換禁止の制御信号が送出され、第１巻線への通電が停止されて、前記第２電力変換制御部により第２巻線のみに通電されることを特徴とする請求項２に記載の電力変換制御装置。
前記第２制御部が停止されている場合には、前記第７信号線あるいは前記第８信号線を介して、前記第２制御部により前記第１変換部への電気回路の停止あるいは電力変換禁止の制御信号の送出が停止され、前記第１電力変換制御部により第１巻線に通電されることを特徴とする請求項９に記載の電力変換制御装置。
前記第２制御部の再起動後に、前記通信線による通信が行われていない場合には、前記第７信号線あるいは前記第８信号線を介して、前記第２制御部により前記第１変換部への電気回路の停止あるいは電力変換禁止の制御信号が再送出されることを特徴とする請求項１０に記載の電力変換制御装置。
前記第２制御部の再起動後に、前記第７信号線あるいは前記第８信号線を介して、前記第２制御部により前記第１変換部への電気回路の停止あるいは電力変換禁止の制御信号が再送出されないことを特徴とする請求項１０に記載の電力変換制御装置。
前記通信線による通信が再開されたことが、前記第２制御部で検出された場合には、前記第２制御部により前記第１変換部への電気回路の停止あるいは電力変換禁止の制御信号の送出が停止され、前記第１電力変換制御部及び前記第２電力変換制御部のそれぞれが前記第１巻線及び前記第２巻線へ通電することを特徴とする請求項９に記載の電力変換制御装置。
前記通信線による通信が再開されたことが、前記第２制御部で検出された後も、前記第２制御部により前記第１変換部への電気回路の停止あるいは電力変換禁止の制御信号の送出が継続され、前記第２電力変換制御部により第２巻線のみに通電されることを特徴とする請求項９に記載の電力変換制御装置。
前記第５信号線あるいは前記第６信号線が前記第２制御部へ分岐されて接続されていることを特徴とする請求項３に記載の電力変換制御装置。
前記第５信号線あるいは前記第６信号線を介して、前記第１制御部から前記第２変換部への電気回路の停止または電力変換禁止の制御信号が送出されていることが前記第２制御部で検出され、前記第２制御部は前記第２巻線に要求とされる通電量を始めとする演算を停止することを特徴とする請求項１５に記載の電力変換制御装置。
前記第７信号線あるいは前記第８信号線が第１制御部へ分岐されて接続されていることを特徴とする請求項９に記載の電力変換制御装置。
前記第７信号線あるいは前記第８信号線を介して、前記第２制御部から前記第１変換部への電気回路の停止または電力変換禁止の制御信号が送出されていることが前記第１制御部で検出され、前記第１制御部は前記第１巻線及び前記第２巻線に要求とされる通電量を始めとする演算を停止することを特徴とする請求項１７に記載の電力変換制御装置。
前記二重三相モータの駆動情報のやり取りを行う上位システムと、前記上位システムと前記第１制御部との間に接続された第２通信線と、前記上位システムと前記第２制御部との間に接続された第３通信線とを備え、前記第１制御部及び前記第２制御部の双方により前記通信線による通信が行われていないことが検出されたことを前記第２通信線と前記第３通信線とを介して前記上位システムへ通知することを特徴とする請求項１に記載の電力変換制御装置。
前記通信線による通信が再開されたことが前記第１制御部及び前記第２制御部の双方で検出され、前記第２通信線及び前記第３通信線を介して前記上位システムへ通知することを特徴とする請求項１９に記載の電力変換制御装置。
前記通信線、前記第２通信線及び前記第３通信線のいずれかは無線によるものであることを特徴とする請求項１９から請求項２０のいずれか１項に記載の電力変換制御装置。
前記第１制御部、前記第２制御部、前記第１変換部及び前記第２変換部のいずれか、あるいは全てをまとめてモジュール化あるいはＩＣ化されていることを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれか１項に記載の電力変換制御装置。