JPWO2020065720A1 - 交流回転電機の制御装置 - Google Patents

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Abstract

交流回転電機の制御装置は、保護部70の温度を検出する温度検出部50と、温度検出部50が検出した保護部70の温度が設定温度を超えないように、交流回転電機30の最大電流を調整する最大電流調整部51と、最大電流調整部51で調整された最大電流に基づいて、許容トルクを算出する許容トルク算出部52と、許容トルクに基づいて、交流回転電機30に対するトルク指令値を調整するトルク指令調整部55と、最大電流調整部51で調整された最大電流に基づいて、交流回転電機30の上限回転数を算出する上限回転数算出部53と、上限回転数に基づいて、交流回転電機30の回転数を調整する回転数調整部54とを備えている。

Description

本発明は、交流回転電機の制御装置に関する。
一般に、電気自動車、ハイブリッド自動車等の電動車両は、車両の駆動源として、交流回転電機を搭載している。そして、この交流回転電機に接続される電力変換装置は、直流電源からの直流電力を交流回転電機に供給するために、直流電力を交流電力に変換する電力変換機能を有している。従って、電力変換装置には、MOSFET(Metal−Oxide−Semiconductor Field−Effect Transistor)等のスイッチング素子により構成された電力変換回路が設けられている。
通常、MOSFET等のスイッチング素子は、予め定められたジャンクション温度Tjを超える温度に達すると、ジャンクション破壊を起こして破損する可能性がある。また、交流回転電機も、一定の温度を超えることにより破損する可能性がある。従って、このような素子あるいは機器を、過熱から保護するために、それぞれに定められた温度を超えないように、温度上昇を抑制する必要がある。
例えば、特許文献1に開示された従来の電動機制御装置によれば、電力用半導体素子の温度を検出し、検出した温度と設定温度との偏差をなくすように、トルク指令値を補正する方法が提案されている。
特許第6107936号公報
一般に、インバータで駆動される交流回転電機として、永久磁石同期電動機が広く用いられている。永久磁石同期電動機の制御方法として、最大トルク制御と弱め磁束制御との2つの制御法が知られている。最大トルク制御は、加速初期に最大のトルクが得られるようにトルクの制御を行う。
永久磁石同期電動機の角速度が上昇するのに従い、永久磁石同期電動機が発生する誘起電圧も上昇する。誘起電圧は、永久磁石同期電動機が接続された直流電源の両端に印加される。誘起電圧が直流電源の両端電圧の制限値に達すると、最大トルク制御から弱め磁束制御に移行する。
弱め磁束制御は、界磁磁束を減少させることによって、誘起電圧の上昇を抑制する。このとき、永久磁石同期電動機の界磁を直接弱めることはできない為、d軸電機子に負の電流を流すことにより、d軸電機子反作用によって減磁作用を発生させる。
しかしながら、特許文献1においては、d軸電機子に流れる負の電流については考慮せずに、単にトルク指令値のみを補正している。そのため、高回転域では、トルク指令値をゼロとしても、一定以上の電流がスイッチング素子に流れてしまう可能性がある。その結果、スイッチング素子の温度が設定温度以上となって、スイッチング素子が破損する可能性がある。
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、スイッチング素子の過熱による破損を防止することが可能な、交流回転電機の制御装置を提供する事を目的としている。
本発明は、交流回転電機に接続された電力変換回路のスイッチング素子の温度上昇に比例して温度が上昇する保護部の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部が検出した前記保護部の温度が、予め設定された設定温度を超えないように、前記交流回転電機の最大電流を調整する、最大電流調整部と、前記最大電流調整部で調整された前記最大電流に基づいて、許容トルクを算出する許容トルク算出部と、前記許容トルクに基づいて、前記交流回転電機に対するトルク指令値を調整するトルク指令調整部と、前記最大電流調整部で調整された前記最大電流に基づいて、前記交流回転電機の上限回転数を算出する上限回転数算出部と、前記上限回転数に基づいて、前記交流回転電機の回転数を調整する回転数調整部とを備えた、交流回転電機の制御装置である。
本発明に係る交流回転電機の制御装置は、スイッチング素子の過熱による破損を防止することができる。
本発明の実施の形態1に係る交流回転電機の制御装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態1に係る交流回転電機の制御装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態1に係る最大電流調整部の第1構成例の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態1に係る最大電流調整部の第2構成例の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態1に係る最大電流調整部の第3構成例の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態1に係る最大電流調整部の第4構成例の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態1に係る最大電流調整部の第5構成例の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態1に係る最大電流調整部の第6構成例の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態1に係る許容トルク算出部における許容トルクの上限値の算出方法を説明する説明図である。 本発明の実施の形態1に係る許容トルク算出部における許容トルクの下限値の算出方法を説明する説明図である。 本発明の実施の形態1に係る上限回転数算出部における上限回転数の算出方法を説明する説明図である。 従来装置によって、ハイブリッド車におけるトルク指令値を調整することで保護部の温度制御を行った時の保護部温度等のシミュレーション結果を示す図である。 従来装置によって、ハイブリッド車におけるトルク指令値を調整することで保護部の温度制御を行った時の保護部温度等のシミュレーション結果を示す図である。 従来装置によって、ハイブリッド車におけるトルク指令値を調整することで保護部の温度制御を行った時の保護部温度等のシミュレーション結果を示す図である。 従来装置によって、ハイブリッド車におけるトルク指令値を調整することで保護部の温度制御を行った時の保護部温度等のシミュレーション結果を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る制御装置によって、ハイブリッド車におけるトルク指令値と回転数とを調整することで保護部の温度制御を行った時の保護部温度等のシミュレーション結果を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る制御装置によって、ハイブリッド車におけるトルク指令値と回転数とを調整することで保護部の温度制御を行った時の保護部温度等のシミュレーション結果を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る制御装置によって、ハイブリッド車におけるトルク指令値と回転数とを調整することで保護部の温度制御を行った時の保護部温度等のシミュレーション結果を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る制御装置によって、ハイブリッド車におけるトルク指令値と回転数とを調整することで保護部の温度制御を行った時の保護部温度等のシミュレーション結果を示す図である。
以下、本発明に係る交流回転電機の制御装置の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る交流回転電機の制御装置を示す構成図である。当該制御装置は、交流回転電機30を制御する。当該制御装置は、図1に示すように、直流電源10、電圧検出部11、インバータ20、磁極位置検出部31、電気角速度検出部32、電流センサ33a〜33c、インバータ制御部40、温度検出部50、最大電流調整部51、許容トルク算出部52、上限回転数算出部53、回転数調整部54、および、トルク指令調整部55を備えて構成されている。
以下、図1に示す制御装置の各部について説明する。
直流電源10は、充放電可能な電源である。直流電源10は、インバータ20を介して、交流回転電機30と電力のやり取りを行う。直流電源10は、高電圧側ノードPと低電圧側ノードNとを有している。直流電源10とインバータ20とは、高電圧側ノードPと低電圧側ノードNとを介して接続されている。なお、直流電源10とインバータ20との間に、昇圧コンバータを設けて、直流電源10から供給される直流電圧を、DC/DC変換により昇圧してもよい。また、直流電圧を平滑化する平滑コンデンサを、高電圧側ノードPと低電圧側ノードNとの間に接続してもよい。
電圧検出部11は、直流電源10の直流電圧Vdcを検出する。具体的には、電圧検出部11は、高電圧側ノードPと低電圧側ノードNとの間の端子間電圧を計測し、直流電圧Vdcとして出力する。
インバータ20は、図1に示すように、上アーム側パワー半導体素子21a〜21c、および、下アーム側パワー半導体素子22a〜22cを有する電力変換回路を備えて構成されている。インバータ20は、上アーム側パワー半導体素子21a〜21c、および、下アーム側パワー半導体素子22a〜22cのスイッチング動作を用いて、直流電源10からの高圧の直流電圧を、DC/AC変換による、交流電圧に変換する。得られた交流電圧は、交流回転電機30に印加される。
インバータ20において、各パワー半導体素子21a〜21cおよび22a〜22cは、半導体スイッチング素子と半導体整流素子とを相互に逆並列に接続して構成されている。従って、半導体スイッチング素子と半導体整流素子との組が、各パワー半導体素子を構成する一単位となっている。半導体スイッチング素子と半導体整流素子との接続方法としては、例えば、半導体スイッチング素子のコレクタ電極に、半導体整流素子のカソード電極が接続され、半導体スイッチング素子のエミッタ電極に、半導体整流素子のアノード電極が接続されている。こうして、半導体スイッチング素子と半導体整流素子とは相互に逆並列に接続されて、パワー半導体素子を構成する一単位となっている。
交流回転電機30は、インバータ20から出力される交流電圧が印加されることにより、車両の駆動力および制動力を制御する。交流回転電機30は、例えば永久磁石同期電動機から構成される。本実施の形態1では、交流回転電機30として、3相の電機子巻線を備えた交流回転電機を例に挙げて説明する。しかしながら、交流回転電機30の相数は、3相に限定されず、任意の総数としてよい。すなわち、本実施の形態1に係る制御装置は、多相電機子巻線を備えた交流回転電機に適用可能である。
磁極位置検出部31は、交流回転電機30の磁極位置を検出する。磁極位置検出部31は、ホール素子またはエンコーダを備えて構成されている。磁極位置検出部31は、交流回転電機30の回転子の基準回転位置に対する磁極の回転角度を検出し、検出した回転角度の検出値を示す信号を磁極位置θとして出力する。なお、ここで、磁極位置θは、q軸の回転角度を示す。また、回転子の基準回転位置は、任意の位置に予め適宜設定されている。
電気角速度検出部32は、交流回転電機30の電気角速度ωを検出し、検出した電気角速度ωの検出値を示す信号を電気角速度として出力する。電気角速度検出部32は、磁極位置検出部31と同様に、ホール素子またはエンコーダを備えて構成されてもよく、あるいは、磁極位置検出部31から出力される磁極位置を用いて、演算により、電気角速度ωを求める構成としてもよい。
電流センサ33a〜33cは、交流回転電機30のU相、V相、W相を流れる電流量iU,iV,iWをそれぞれ検出し、電流座標変換器47へ出力する。図1では、3つの電流センサを設けて、U相、V相、W相それぞれの電流量を検出しているが、この場合に限らず、電流センサの個数は2つにしてもよい。その場合には、電流量の検出は2相のみとして、もう1相の電流量は、検出した2相の電流量から演算により求める。
インバータ制御部40は、インバータ20に含まれる上アーム側パワー半導体素子21a〜21cおよび下アーム側パワー半導体素子22a〜22c内の半導体スイッチング素子のスイッチング動作を制御して、インバータ20と交流回転電機30との接続ノードUac、Vac、Wacの電位を調整することで、交流回転電機30に流れる電流量を制御する。以下、インバータ制御部40の構成について説明する。
インバータ制御部40は、図1に示すように、電流指令演算部41、d軸電流調整器42、q軸電流調整器43、電圧座標変換器44、PWM(Pulse Width Modulation)回路45、ゲートドライバ46、および、電流座標変換器47を備えて構成されている。インバータ制御部40は、dqベクトル制御によってインバータ20を制御することにより、交流回転電機30の回転制御を行う。以下、インバータ制御部40を構成する各部について説明する。
電流指令演算部41には、交流回転電機30に発生させるトルクを指令する調整後のトルク指令値Ctrq_adjが、トルク指令調整部55から入力される。電流指令演算部41は、トルク指令値Ctrq_adjに基づいて、d軸電流指令値Cid及びq軸電流指令値Ciqを演算して、d軸電流調整器42およびq軸電流調整器43に出力する。
電流座標変換器47は、電流センサ33a〜33cからの3相の電流量iU,iV,iWを、2相の電流量、すなわち、d軸電流値id及びq軸電流値iqに変換する。電流座標変換器47は、d軸電流値id及びq軸電流値iqをそれぞれd軸電流調整器42およびq軸電流調整器43に出力する。
d軸電流調整器42は、電流指令演算部41からのd軸電流指令値Cidと電流座標変換器47からのd軸電流値idとの偏差が「0」となるように、直流のd軸電圧指令値Cvdを演算し、電圧座標変換器44に出力する。
q軸電流調整器43は、電流指令演算部41からのq軸電流指令値Ciqと電流座標変換器47からのq軸電流値iqとの偏差が「0」となるように、直流のq軸電圧指令値Cvqを演算し、電圧座標変換器44に出力する。
電圧座標変換器44は、磁極位置検出部31からの磁極位置θに基づいて、2相直流のd軸電圧指令値Cvdおよびq軸電圧指令値Cvqを、3相交流電圧指令値Cvu、Cvv、Cvwに変換し、PWM回路45に出力する。
PWM回路45は、インバータ20に含まれる上アーム側パワー半導体素子21a〜21cおよび下アーム側パワー半導体素子22a〜22c内の半導体スイッチング素子を制御する各制御信号を生成し、ゲートドライバ46に出力する。
ゲートドライバ46は、ゲートドライバ46からの各制御信号に基づいて、上アーム側パワー半導体素子21a〜21cおよび下アーム側パワー半導体素子22a〜22c内の半導体スイッチング素子のスイッチング動作を制御し、インバータ20でのDC/AC変換を行う。
温度検出部50は、保護部70の温度を検出する。保護部70は、インバータ20の各パワー半導体素子21a〜21cおよび22a〜22c内に含まれるスイッチング素子の温度上昇、および、交流回転電機に含まれるコイルおよび磁石の温度上昇に比例して、温度が上昇する部材である。保護部70は、これらのスイッチング素子、コイル、および、磁石が、過熱によって破損することを防止するために設けられている。以下、保護部70について説明する。保護部70は、スイッチング素子の過熱を防止する場合、例えば、スイッチング素子が設けられている同一基板上に設けられている。保護部70は、スイッチング素子と同じ環境下にあるため、それらのスイッチング素子の温度上昇に比例して、温度が上昇する。従って、保護部70の温度が、予め設定された設定温度を超えないように制御することができれば、スイッチング素子についても、過熱による破損を防止することができる。このように、保護部70は、過熱を防止したい部材と同じ環境下に設置すればよいが、それに限定されない。温度検出部50は、温度センサ等を備えて構成され、保護部70の温度を直接検出する。あるいは、温度検出部50は、予め設定された演算を用いて、保護部70の温度の推定値を求める。その場合には、例えば、温度検出部50は、ジャンクション温度を推定する推定アルゴリズムに従う演算を用いて、保護部70の温度の推定値を算出する。ジャンクション温度を推定する推定アルゴリズムについては公知のものであるため、ここでは、その説明を省略する。また、他の推定アルゴリズムを用いて、保護部70の温度を推定するようにしてもよい。
最大電流調整部51は、温度検出部50により検出された保護部70の温度に基づいて、最大電流Imaxを調整して、調整後の最大電流Imax_adjを出力する。最大電流調整部51は、温度検出部50により検出された保護部70の温度が、予め設定された設定温度を超えないように、当該保護部70の温度に基づいて、最大電流Imaxの値を調整する。これにより、インバータ20のスイッチング素子の温度の上昇が抑えられ、スイッチング素子の過熱による破損を防止することができる。最大電流調整部51の具体的な構成および動作については、図3〜図8を用いて後述する。
許容トルク算出部52は、最大電流調整部51から出力される調整後の最大電流Imax_adjに基づいて、許容トルクCtrq_alwを算出する。許容トルク算出部52における許容トルクCtrq_alwの算出方法については後述する。
ここで、最大電流調整部51が出力する最大電流Imax_adjについて説明する。最大電流Imax_adjは、下式(1)で示される相電流絶対値に対して現時点で許容される最大値を示す。
Figure 2020065720
例えば、最大電流調整部51から出力される調整後の最大電流Imax_adjが500Aの時、許容トルク算出部52は、相電流絶対値が500A以下となる条件で、相電流絶対値が最大のトルクを算出する。従って,許容トルク内のトルク指令値が入力された場合は、電流指令演算部41から出力されるd軸電流指令値Cid及びq軸電流指令値Ciqは、基本的に、下式(2)の条件を満たす。
Figure 2020065720
dq軸電流は指令値に対してフィードバック制御されるため、dq軸電流の指令値の絶対値を最大電流Imax_adj以下にすることで、同様に、相電流絶対値を最大電流以下にすることができる。
上限回転数算出部53は、最大電流調整部51から出力される調整後の最大電流Imax_adjに基づいて、上限回転数Crot_limを算出する。上限回転数算出部53の上限回転数Crot_limの算出方法については後述する。
回転数調整部54は、上限回転数算出部53から出力される上限回転数Crot_limに基づいて、交流回転電機30の回転数Rotを調整する。回転数調整部54は、交流回転電機30の回転数Rotが、上限回転数Crot_limに達している場合には、回転数Rotを抑制するための制御指令値を出力する。当該制御指令値については、後述する。
トルク指令調整部55は、許容トルク算出部52から出力される許容トルクCtrq_alwの範囲内になるように、交流回転電機30のトルク指令値Ctrqを調整する。トルク指令調整部55は、調整後のトルク指令値Ctrq_adjを電流指令演算部41に出力する。また、トルク指令調整部55は、トルク指令値を「0」にするためのトルク制御指令値Ctrq_limを、回転数調整部54から受信した場合には、調整後のトルク指令値Ctrq_adjを「0」に設定して、電流指令演算部41に出力する。
次に、図1に示した制御装置における、最大電流調整部51、許容トルク算出部52、上限回転数算出部53、回転数調整部54、および、トルク指令調整部55の動作について、図2のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップS100において、図1に示す制御装置の制御を開始する。
次に、ステップS101で、温度検出部50により、保護部70の温度を取得する。同時に、ステップS102およびステップS103で、トルク指令値Ctrq及び交流回転電機30の回転数Rotを取得する。
次に、ステップS104では、ステップS101で取得した検出温度と予め設定されている設定温度との温度偏差ΔTを減算器により算出し、ステップS105へ移行する。
ステップS105では、最大電流調整部51により、温度偏差ΔTに基づいて、最大電流Imaxを調整する。最大電流調整部51は、温度偏差ΔTに基づいて、保護部70の温度が設定温度を超えないように、最大電流Imaxの調整を行う。最大電流調整部51は、比例調整器60と積分調整器61とを備えて構成されている。最大電流調整部51は、例えば、以下の図3〜図5に示す3つの構成例のうちのいずれか1つから構成される。
図3に、最大電流調整部51の第1構成例を示す。図3の第1構成例においては、最大電流調整部51が、比例調整器60と、積分調整器61と、上下限制限部62とを備えて構成されている。最大電流調整部51には、予め設定された設定温度と、温度検出部50で検出した保護部70の検出温度との偏差が入力される。当該偏差は、設定温度から検出温度を減算した値である。従って、検出温度が設定温度を超えている場合、当該偏差の値は負の値となる。従って、この場合、検出温度が高くなればなるほど、当該偏差の値は小さくなる。
図3の第1構成例では、比例調整器60の比例ゲインKpは正の値であるとする。比例調整器60は、入力された偏差に、比例ゲインKpを乗算した値を出力する。
図3の第1構成例では、積分調整器61の初期値を「最大電流Imaxの上限値」として、比例調整器60の出力を積分する。なお、ここで、「最大電流Imaxの上限値」とは、非制限時の値を示す。「最大電流Imaxの上限値」は、上記の式(1)によって示された「相電流絶対値」の設計上の上限値である。「最大電流Imaxの上限値」は、主にスイッチング素子で発生する損失と冷却性能により定まる値で、基本的に一定値である。いかなる条件でも、意図的に、「最大電流Imaxの上限値」よりも大きい「相電流絶対値」の電流を流すことはない。一方、「最大電流」は上述したように変化する量である。「最大電流」の調整範囲は、ゼロと「最大電流Imaxの上限値」との間になる。
なお、ここで、積分調整器61の初期値を「最大電流Imaxの上限値」に設定する理由は、インバータ20が起動した直後に確実にトルクを出力できるようにするためである。図3の第1構成例では、フィードバック制御で最大電流を調整するために、起動後に最大電流が適切な値となるまでにある程度の時間が必要である。従って、例えば積分調整器61の初期値をゼロにした場合、保護部70の温度が低く保護が不要である場合においても、起動直後は最大電流が小さい値であるため、トルクを十分出力することができない。これは、例えば交流回転電機を用いてエンジンを始動させる場合に問題となる。一方、積分調整器61の初期値を「最大電流Imaxの上限値」に設定した場合、保護部70の温度が設定値を上回っている状態でインバータ20が起動した際でも、確実に保護することができる。
図3の第1構成例では、温度検出部50で検出した保護部70の検出温度が設定温度よりも高くなると、比例調整器60の出力は負の値となり、これに伴い、積分調整器61の出力は減少する。具体的には、検出温度が設定温度よりも高い場合には、偏差は負の値となる。比例調整器60は、偏差に比例ゲインKpを乗算した値を出力する。そのため、偏差が負の値の場合には、比例調整器60の出力は負の値となる。また、積分調整器61は負の値を積分するため、積分調整器61の出力は、初期値から徐々に減少する。一方、保護部70の検出温度が設定温度以下の場合には、比例調整器60の出力は正の値となり、これに伴い、積分調整器61の出力は増加する。図3の構成例では、比例調整器60の出力と積分調整器61の出力とを加算器により加算する。当該加算器の出力が、比例・積分補償の出力値となる。こうして、比例調整器60および積分調整器61により、上記偏差に対する比例・積分補償を行う。
図3の第1構成例では、次に、上下限制限部62において、比例・積分補償の出力値に対する上限制限および下限制限を行う。上下限制限部62では、上限値を、最大電流Imaxの上限値とし、下限値を「0」とする。上下限制限部62は、当該上限値および下限値を用いて、比例・積分補償の出力値に対する上限制限および下限制限を行うことで、調整後の最大電流Imax_adjを算出する。具体的には、比例調整器60の出力と積分調整器61との出力とを加算器で加算した加算結果が、上下限制限部62に入力される。上下限制限部62は、当該加算結果が、上限値以下で、且つ、下限値以上の場合には、加算結果をそのまま、調整後の最大電流Imax_adjとして出力する。一方、加算結果が上限値より大きい場合には、上限値を調整後の最大電流Imax_adjとして出力する。また、加算結果が下限値より小さい場合には、下限値を調整後の最大電流Imax_adjとして出力する。
図3の第1構成例では、上限値が最大電流Imaxの上限値に設定されているため、調整後の最大電流Imax_adjが、最大電流Imaxの上限値を超えることはない。また、下限値が0に設定されているため、調整後の最大電流Imax_adjが、負の値となることを防止することができる。
図4に、最大電流調整部51の第2構成例の構成を示す。図4の第2構成例においては、最大電流調整部51が、比例調整器60と、積分調整器61と、上下限制限部62とを備えて構成されている。最大電流調整部51には、予め設定された設定温度と、温度検出部50で検出した保護部70の検出温度との偏差が入力される。以下では、図3の第1構成例と異なる動作について主に説明する。
図4の第2構成例では、積分調整器61の初期値を1として、比例調整器60および積分調整器61で、比例・積分補償を行う。更に、上下限制限部62において、上限値を「1」とし、下限値を「0」として、上下限制限を行う。また、上下限制限部62の出力と、最大電流Imaxの上限値との積を乗算器で算出して、算出結果を、調整後の最大電流Imax_adjとして出力する。具体的には、比例調整器60の出力と積分調整器61との出力とを加算器で加算した加算結果が、上限値以下で、且つ、下限値以上の場合には、加算結果と最大電流Imaxの上限値との積を算出する。一方、加算結果が上限値より大きい場合には、上限値と最大電流Imaxの上限値との積を算出する。また、加算結果が下限値より小さい場合には、下限値と最大電流Imaxの上限値との積を算出する。
図4の第2構成例では、上限値が1に設定されているため、調整後の最大電流Imax_adjが、最大電流Imaxの上限値を超えることはない。また、下限値が0に設定されているため、調整後の最大電流Imax_adjが、負の値となることを防止することができる。
図5に、最大電流調整部51の第3構成例の構成を図5に示す。図5の第3構成例においては、最大電流調整部51が、比例調整器60と、積分調整器61と、上下限制限部62とを備えて構成されている。最大電流調整部51には、予め設定された設定温度と、温度検出部50で検出した保護部70の検出温度との偏差が入力される。以下では、図3の第1構成例と異なる動作について主に説明する。
図5の第3構成例では、積分調整器61の初期値を「0」とし、比例・積分補償を行う。更に、上下限制限部62において、上限値を「0」とし、下限値を最大電流Imaxの上限値に「−1」を乗じた値とする。また、上下限制限部62の出力と、最大電流Imaxの上限値との和を加算器で算出して、算出結果を、調整後の最大電流Imax_adjとして出力する。具体的には、比例調整器60の出力と積分調整器61との出力とを加算器で加算した加算結果が、上限値以下で、且つ、下限値以上の場合には、加算結果と最大電流Imaxの上限値との和を算出する。一方、加算結果が上限値より大きい場合には、上限値と最大電流Imaxの上限値との和を算出する。また、加算結果が下限値より小さい場合には、下限値と最大電流Imaxの上限値との和を算出する。
図5の第3構成例では、上限値が0に設定されているため、調整後の最大電流Imax_adjが、最大電流Imaxの上限値を超えることはない。また、下限値が、最大電流Imaxの上限値に「−1」を乗じた値に設定されているため、調整後の最大電流Imax_adjが、負の値となることを防止することができる。
また、保護部70と温度検出部50とがそれぞれ複数ある場合、温度検出部50から検出した検出温度の中から、最も保護が必要とされる検出温度を選択する。なお、「最も保護が必要とされる検出温度」については、図6〜図8の例を挙げて後述する。最大電流調整部51は、選択した検出温度に基づいて、最大電流Imaxを調整する。図6〜図8に、保護部70と温度検出部50とがそれぞれ複数ある場合の3つの構成例を示す。以下では、図6〜図8の構成例を、それぞれ、第4構成例、第5構成例、第6構成例と呼ぶ。図6〜図8において、最大電流調整部51の基本的な構成は、図3に示した第1構成例の構成で説明するが、その場合に限らず、図4の第2構成例又は図5の第3構成例の構成としてもよい。
図6に、保護部70と温度検出部50とがそれぞれ複数ある場合の構成例を、第4構成例として示す。図6の第4構成例においては、最大電流調整部51が、比例調整器60と、積分調整器61と、上下限制限部62と、最小値算出部63とを備えて構成されている。最大電流調整部51には、各保護部70に対して予め設定された設定温度と、温度検出部50で検出した各保護部70の検出温度との偏差が入力される。
図6に示す第4の構成例では、入力された各偏差に対して、比例調整器60と積分調整器61で比例・積分補償を行う。また、最小値算出部63が、比例・積分補償の出力値のうち、最小となる出力値を選択して出力する。すなわち、この場合の「最も保護が必要とされる検出温度」は、最小値算出部63への入力値(I1,I2,...,IN)のうちの値が最も小さいものである。すなわち、「最も保護が必要とされる検出温度」として最小値算出部63で選択される値は、min(I1,I2,...,IN)である。また、上下限制限部62が、最小値算出部63からの出力値に対して、上下限制限することで、最大電流Imaxを調整し、調整後の最大電流Imax_adjを出力する。
図6の第4構成例では、上限値が最大電流Imaxの上限値に設定されているため、調整後の最大電流Imax_adjが、最大電流Imaxの上限値を超えることはない。また、下限値が0に設定されているため、調整後の最大電流Imax_adjが、負の値となることを防止することができる。
図7に、保護部70と温度検出部50が複数ある場合の構成例を、第5構成例として示す。図7の第5構成例においては、最大電流調整部51が、比例調整器60と、積分調整器61と、上下限制限部62と、最小値算出部65とを備えて構成されている。最大電流調整部51には、各保護部70に対して予め設定された設定温度と、温度検出部50で検出した各保護部70の検出温度との偏差が入力される。
図7の第5構成例では、最小値算出部65が、各比例調整器60の出力値のうち、最小となる出力値を選択して出力する。すなわち、この場合の「最も保護が必要とされる検出温度」は、最小値算出部65への入力値(Ip1,Ip2,...,IpN)および入力値(ΔIi1,ΔIi2,...,ΔIiN)のうちの値が最も小さいものである。すなわち、「最も保護が必要とされる検出温度」として最小値算出部65で選択される値は、min(Ip1,Ip2,...,IpN)およびmin(ΔIi1,ΔIi2,...,ΔIiN)である。積分調整器61は、最小値算出部65から出力された出力値min(ΔIi1,ΔIi2,...,ΔIiN)を用いて、積分を行う。その後、最小値算出部65から出力された出力値min(Ip1,Ip2,...,IpN)と積分調整器61からの出力値とが加算器により加算されて、比例・積分補償の出力値として出力される。上下限制限部62は、上限値を最大電流Imaxの上限値とし、下限値を「0」とする。上下限制限部62は、上限値および下限値を用いて、比例・積分補償の出力値に対する上限制限および下限制限を行うことで、最大電流Imaxを調整し、調整後の最大電流Imax_adjを出力する。
図7の第5構成例では、上限値が最大電流Imaxの上限値に設定されているため、調整後の最大電流Imax_adjが、最大電流Imaxの上限値を超えることはない。また、下限値が0に設定されているため、調整後の最大電流Imax_adjが、負の値となることを防止することができる。
図8に、保護部70と温度検出部50が複数ある場合の構成例を、第6構成例として示す。図8の第6構成例においては、最大電流調整部51が、比例調整器60と、積分調整器61と、上下限制限部62と、最小値算出部66とを備えて構成されている。最大電流調整部51には、各保護部70に対して予め設定された設定温度と、温度検出部50で検出した各保護部70の検出温度との温度偏差ΔTが入力される。
図8の第6構成例では、最小値算出部66が、最大電流調整部51に入力される各温度偏差ΔTのうち、最小となる入力値を選択して出力する。すなわち、この場合の「最も保護が必要とされる検出温度」は、最小値算出部66への入力値(D1,D2,...,DN)のうちの値が最も小さいもの、すなわち、設定温度から検出温度を差し引いた値が最小であるものとなる。従って、「最も保護が必要とされる検出温度」として最小値算出部66で選択される値は、min(D1,D2,...,DN)である。比例調整器60は、最小値算出部66の出力値に比例ゲインKpを乗算した値を出力する。また、積分調整器61は、最小値算出部66の出力を積分する。そして、比例調整器60の出力値と、積分調整器61の出力値とが、加算器により加算される。上下限制限部62は、上限値を最大電流Imaxの上限値とし、下限値を「0」とする。上下限制限部62は、上限値および下限値を用いて、比例・積分補償の出力値に対する上限制限および下限制限を行うことで、最大電流Imaxを調整し、調整後の最大電流Imax_adjを出力する。
図8の第6構成例では、上限値が最大電流Imaxの上限値に設定されているため、調整後の最大電流Imax_adjが、最大電流Imaxの上限値を超えることはない。また、下限値が0に設定されているため、調整後の最大電流Imax_adjが、負の値となることを防止することができる。
図2に戻り、ステップS105では、最大電流調整部51が、図3〜図8に示した上記のいずれかの構成例で、最大電流Imaxを調整し、調整後の最大電流Imax_adjを出力した後、ステップS106へ移行する。
ステップS106では、許容トルク算出部52が、許容トルクCtrq_alwを算出するとともに、上限回転数算出部53が、上限回転数Crot_limを算出する。以下、それぞれの算出方法を説明する。
許容トルク算出部52は、まず、電圧検出部11から検出された直流電圧Vdcと、予め設定された最大変調率MFmaxとを用いて、演算式 Vmax=sqrt(3/2)×Vdc×(1/2)×MFmaxに基づいて、最大電圧Vmaxを演算する。次に、許容トルク算出部52は、最大電圧Vmaxと、電気角速度検出部32からの電気角速度ωとを用いて、演算式 FLmax=Vmax÷ωに基づいて、最大鎖交磁束FLmaxを演算する。さらに、許容トルク算出部52は、最大鎖交磁束FLmaxと、最大電流調整部51からの調整後の最大電流Imax_adjとに基づいて、許容トルクCtrq_alwの上限値Ctrq_alw_upperと下限値Ctrq_alw_lowerとを求める。許容トルクの上限値Ctrq_alw_upperと下限値Ctrq_alw_lowerとを求める一例として、図9および図10にテーブルの一例を示す。図9が許容トルクの上限値Ctrq_alw_upperを求めるためのテーブルで、図10が許容トルクの下限値Ctrq_alw_lowerを求めるためのテーブルである。図9および図10において、横軸は最大鎖交磁束FLmax、縦軸は調整後の最大電流Imax_adjを示す。許容トルク算出部52は、例えば、図9および図10のテーブルを用いて、許容トルクの上限値Ctrq_alw_upperと下限値Ctrq_alw_lowerとをそれぞれ求める。
上限回転数算出部53は、許容トルク算出部52と同様に、まず、電圧検出部11から検出された直流電圧Vdcと、予め設定された最大変調率MFmaxとを用いて、演算式 Vmax=sqrt(3/2)×Vdc×(1/2)×MFmaxに基づいて、最大電圧Vmaxを演算する。次に、上限回転数算出部53は、最大電圧Vmaxと、最大電流調整部51からの調整後の最大電流Imax_adjとに基づいて、上限回転数Crot_limを求める。上限回転数Crot_limを求める一例として、図11にテーブルの一例を示す。図11において、横軸は調整後の最大電流Imax_adjを示し、縦軸は最大電圧Vmaxを示す。上限回転数算出部53は、例えば、図11のテーブルを用いて、上限回転数Crot_limを求める。
このようにして、許容トルク算出部52と上限回転数算出部53とが、許容トルクの上限値Ctrq_alw_upperと下限値Ctrq_alw_lower、および、上限回転数Crot_limを算出した後、ステップS107へ移行する。
ステップS107では、回転数調整部54が、ステップS106で算出した上限回転数Crot_limとステップS103で取得した回転数Rotとを比較する。Crot_lim>Rotであれば、回転数調整部54が、回転数Rotが上限回転数Crot_lim未満であると判定し、ステップS108へ移行する。一方、Crot_lim>Rotでなければ、回転数調整部54が、回転数Rotが上限回転数Crot_lim以上であると判定し、ステップS112へ移行する。
ステップS112では、回転数Rotが上限回転数Crot_limに達しているため、回転数調整部54が、回転数Rotを抑制するための制御指令値を出力する。4つの制御指令値を例として以下に説明する。
1つ目の制御指令値としては、トルク指令調整部55へトルク指令を「0」にするためのトルク制御指令値Ctrq_limをトルク指令調整部55に出力する。トルク指令調整部55は、回転数調整部54からトルク制御指令値Ctrq_limを受信した場合、調整後のトルク指令値Ctrq_adjを、Ctrq_adj=0として、電流指令演算部41に出力する。2つ目の制御指令値としては、車両のECU(Electronic Control Unit)内の変速制御部へギヤ比を変更するための変速制御指令Csftを出力する。3つ目の制御指令値としては、ECU内のブレーキ制御部へブレーキ制御指令Cbrkを出力する。また、車両がハイブリッド車の場合、4つ目の制御指令値として、ECU内の燃料噴射制御部へ燃料噴射を停止させるための燃料噴射制御指令Cstpを出力する。上記4つの制御指令値のうち、少なくとも1つ以上の制御指令値を出力することにより、交流回転電機30の回転数Rotを抑制する。
ステップS108では、トルク指令調整部55が、ステップS106で算出した許容トルクの上限値Ctrq_alw_upperとステップS102で取得したトルク指令値Ctrqとを比較する。トルク指令値Ctrq>許容トルクの上限値Ctrq_alw_upperであれば、トルク指令調整部55が、トルク指令値Ctrqが許容トルクの上限値Ctrq_alw_upperより大きいと判定し、ステップS109へ移行する。トルク指令値Ctrq>許容トルクの上限値Ctrq_alw_upperでなければ、トルク指令調整部55が、トルク指令値Ctrqが許容トルクの上限値Ctrq_alw_upper以下であると判断し、ステップS110へ移行する。
ステップS110では、トルク指令値Ctrqが許容トルクの上限値Ctrq_alw_upperを超えていないため、トルク指令調整部55は、ステップS106で算出した許容トルクの下限値Ctrq_alw_lowerとステップS102で取得したトルク指令値Ctrqとを比較する。トルク指令値Ctrq<許容トルクの下限値Ctrq_alw_lowerであれば、トルク指令調整部55は、トルク指令値Ctrqが許容トルクの下限値Ctrq_alw_lower未満であると判定し、ステップS109へ移行する。トルク指令値Ctrq<許容トルクの下限値Ctrq_alw_lowerでなければ、トルク指令調整部55は、トルク指令値Ctrqが許容トルクの下限値Ctrq_alw_lower以上であると判定し、ステップS111へ移行する。
ステップS111では、トルク指令値Ctrqが、許容トルクの上限値Ctrq_alw_upperを超えておらず、且つ、許容トルクの下限値Ctrq_alw_lowerを下回っていないため、トルク指令値Ctrqの値を、そのまま、調整後のトルク指令値Ctrq_adjとして出力する。
ステップS109では、ステップS108でトルク指令値Ctrqが許容トルクの上限値Ctrq_alw_upperを超えていると判定された場合には、トルク指令調整部55は、Ctrq_adj=Ctrq_alw_upperとして、トルク指令値Ctrqを調整する。すなわち、トルク指令調整部55は、許容トルクの上限値Ctrq_alw_upperを、調整後のトルク指令値Ctrq_adjとして出力する。一方、ステップS110でトルク指令値Ctrqが許容トルクの下限値Ctrq_alw_lowerを下回っていると判定された場合には、トルク指令調整部55は、Ctrq_adj=Ctrq_alw_lowerとして、トルク指令値Ctrqを調整する。すなわち、トルク指令調整部55は、許容トルクの下限値Ctrq_alw_lowerを、調整後のトルク指令値Ctrq_adjとして出力する。
すなわち、図2のフローチャートの内容をまとめると、以下のようになる。本実施の形態1に係る交流回転電機の制御装置においては、まず、最大電流調整部51において、温度検出部50によって検出された保護部70の温度に基づいて、保護部70の温度が設定温度を超えないように、最大電流Imaxを調整して、調整後の最大電流Imax_adjを出力する。
許容トルク算出部52は、調整後の最大電流Imax_adjに基づいて、図9および図10のテーブルを用いて、許容トルクの上限値と下限値とを算出する。
上限回転数算出部53は、調整後の最大電流Imax_adjに基づいて、図11のテーブルを用いて、上限回転数Crot_limを算出する。
このとき、交流回転電機30の回転数Rotが上限回転数Crot_limを超えていたら、回転数Rotを抑制するために、回転数調整部54が、トルク制御指令値Ctrq_limをトルク指令調整部55に出力する。トルク指令調整部55は、トルク制御指令値Ctrq_limを受けて、調整後のトルク指令値Ctrq_adjを0に設定して、電流指令演算部41に出力する。
一方、交流回転電機30の回転数Rotが上限回転数Crot_lim以下の場合、以下の(1)〜(3)に示すように、トルク指令調整部55が、調整後のトルク指令値Ctrq_adjの値を設定する。
(1)トルク指令値>許容トルクの上限値の場合:
→ Ctrq_adj=Ctrq_alw_upper
(2)許容トルクの上限値≧トルク指令値≧許容トルクの下限値の場合:
→ Ctrq_adj=Ctrq
(3)トルク指令値<許容トルクの下限値の場合:
→ Ctrq_adj=Ctrq_alw_lower
このように、本実施の形態1においては、トルク指令値を直接補正するのではなく、最大電流を調整するようにした。これにより、調整後の最大電流の値に基づいて、許容トルクと上限回転数とを調整することができる。また、許容トルクだけでなく、許容トルクと上限回転数の両方を調整するようにしたので、スイッチング素子の保護を確実に行うことができる。
上記の特許文献1においては、トルク指令値を補正していた。そのため、高回転域では、トルク指令値を0としても、d軸電流を流す必要があるので、一定以上の電流がスイッチング素子に流れる。この電流により、スイッチング素子の温度が設定温度以上になり、スイッチング素子が破損する可能性があった。本実施の形態1では、上記構成により、当該課題を解決することが出来ており、スイッチング素子の過熱による破損を確実に防止することができる。
図16〜図19に、本実施の形態1に係る交流回転電機の制御装置が、ハイブリッド車において、トルク指令値Ctrqと回転数Rotとを調整することで、保護部70の温度制御を行った時の保護部温度等のシミュレーション結果を示す。図16〜図19において、横軸は時間を示す。また、図16の縦軸は交流回転電機30の回転数を示す。図17の縦軸は交流回転電機30のトルクとエンジントルクとを示す。図18の縦軸は保護部70の検出温度を示す。図19の縦軸は電流指令値と最大電流とを示す。
なお、図16〜図19のシミュレーション結果の説明の前に、比較例として、従来の制御装置におけるシミュレーション結果について図12〜図15を用いて説明する。
図12〜図15は、ハイブリッド車における、従来の制御装置により、トルク指令値を調整することで、保護部70の温度制御を行った時の保護部温度等のシミュレーション結果を示す図である。
図12〜図15において、横軸は時間を示す。また、図12の縦軸は交流回転電機の回転数を示す。図13の縦軸は交流回転電機のトルクとエンジントルクとを示す。図14の縦軸は保護部70の検出温度を示す。図15の縦軸は電流指令値と最大電流とを示す。
図12〜図15に示す従来の制御装置によるシミュレーション結果では、図13に示すように、開始直後に、最大トルク制御により、交流回転電機トルクが最大となり、その後、弱め磁束制御により、トルク指令値が抑制される。また、図14に示すように、保護部70の検出温度と設定温度との偏差がなくなることにより、トルク指令値=0となり、図13に示すように、交流回転電機トルクも「0」となっている。しかしながら、エンジントルクは抑制されていない為、図12に示すように、交流回転電機30の回転数は上昇し続ける。その結果、弱め磁束制御による負のd軸電流により、図14に示すように、保護部70の検出温度が設定温度を超えてしまう。
これに対して、図16〜図19に示す本実施の形態1の制御装置によるシミュレーション結果では、図17に示すように、開始直後に、最大トルク制御により交流回転電機トルクが最大となり、その後、弱め磁束制御により、トルク指令値が抑制される。更に、保護部70の検出温度と設定温度との偏差がなくなることによりトルク指令値=0となり、交流回転電機トルクも「0」となっている。
このとき、本実施の形態1においては、図16に示すように、交流回転電機30の回転数Rotが上限回転数Crot_limに達すると、燃料噴射制御へ燃料噴射を停止させるための燃料噴射制御指令Cstpを出力することで、図17に示すように、エンジントルクも「0」となり、図16に示すように、交流回転電機30の回転数Rotが抑制される。このことにより、本実施の形態1においては、弱め磁束制御による負のd軸電流を抑制することができる。その結果、図18に示すように、保護部70の検出温度が設定温度を超えることがない。
以上の説明から明らかなように、本実施の形態1に係る制御装置にあっては、次に列挙する効果が得られる。
本実施の形態1に係る制御装置においては、温度検出部50から検出した温度から最大電流を調整することにより、許容トルクと上限回転数が算出される。また、算出した許容トルクと上限回転数とに基づいて、トルク指令値と回転数とを調整することで、保護部70の温度を制御することができる。その結果、過熱によるスイッチング素子の破損を防止することができる。
また、本実施の形態1に係る制御装置においては、最大電流調整部51が、温度検出部50より得られた温度が予め設定された設定温度を超えないように最大電流を調整することで、保護部70の温度を制御することができる。
また、本実施の形態1に係る制御装置においては、許容トルク算出部52が、最大電流調整部51において調整された最大電流と、電圧検出部11から検出した直流電圧と、予め設定された最大変調率と、電気角速度検出部32から検出した電気角速度に基づいて、許容トルクを算出することで、保護部70の温度を制御することができる。
また、本実施の形態1に係る制御装置においては、上限回転数算出部53が、最大電流調整部51において調整された最大電流と、電圧検出部11から検出した直流電圧と、予め設定された最大変調率に基づいて、上限回転数を算出することで、保護部70の温度を制御することができる。
また、本実施の形態1に係る制御装置においては、回転数調整部54が、変速指令値を出力することにより、交流回転電機の回転数を調整することで、保護部70の温度を制御することができる。
また、本実施の形態1に係る制御装置においては、回転数調整部54が、ブレーキ指令値を出力することにより交流回転電機の回転数を調整することで、保護部70の温度を制御することができる。
また、本実施の形態1に係る制御装置においては、回転数調整部54が、燃料噴射停止指令値を出力することにより交流回転電機の回転数を調整することで、保護部70の温度を制御することができる。
また、本実施の形態1に係る制御装置においては、回転数調整部54が、トルク制御指令値を出力することにより交流回転電機の回転数を調整することで、保護部70の温度を制御することができる。
また、本実施の形態1に係る制御装置においては、少なくとも2つ以上の保護部70が設けられている場合、最大電流調整部51が、最も保護が必要とされる保護部70の検出温度に基づいて、最大電流を調整することで、全ての保護部70の温度を制御することができる。
なお、上述した実施の形態1に係る制御装置における各機能は、処理回路によって実現される。各機能を実現する処理回路は、専用のハードウェアであってもよく、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよい。
処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、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(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。インバータ制御部40、最大電流調整部51、許容トルク算出部52、上限回転数算出部53、回転数調整部54、および、トルク指令調整部55の各部の機能それぞれを個別の処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路で実現してもよい。
一方、処理回路がプロセッサの場合、インバータ制御部40、最大電流調整部51、許容トルク算出部52、上限回転数算出部53、回転数調整部54、および、トルク指令調整部55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。ソフトウェアおよびファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリに格納される。プロセッサは、メモリに記憶された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、制御装置は、処理回路により実行されるときに、インバータ制御ステップ、最大電流調整ステップ、許容トルク算出ステップ、上限回転数算出ステップ、回転数調整ステップ、および、トルク指令調整ステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリを備える。
これらのプログラムは、上述した各部の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、メモリとは、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリが該当する。また、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等も、メモリに該当する。
なお、上述した各部の機能について、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。
このように、処理回路は、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、上述した各部の機能を実現することができる。
産業上の利用の可能性
本発明は、交流回転電機の制御装置を製造するあらゆる産業で利用される。
10 直流電源、11 電圧検出部、20 インバータ、21a,21b,21c 上アーム側パワー半導体素子、22a,22b,22c 下アーム側パワー半導体素子、30 交流回転電機、31 磁極位置検出部、32 電気角速度検出部、33a,33b,33c 電流センサ、40 インバータ制御部、41 電流指令演算部、42 d軸電流調整器、43 q軸電流調整器、44 電圧座標変換器、45 PWM回路、46 ゲートドライバ、47 電流座標変換器、50 温度検出部、51 最大電流調整部、52 許容トルク算出部、53 上限回転数算出部、54 回転数調整部、55 トルク指令調整部、60 比例調整器、61 積分調整器、70 保護部。

Claims (9)

  1. 交流回転電機に接続された電力変換回路のスイッチング素子の温度上昇に比例して温度が上昇する保護部の温度を検出する温度検出部と、
    前記温度検出部が検出した前記保護部の温度が、予め設定された設定温度を超えないように、前記交流回転電機の最大電流を調整する、最大電流調整部と、
    前記最大電流調整部で調整された前記最大電流に基づいて、許容トルクを算出する許容トルク算出部と、
    前記許容トルクに基づいて、前記交流回転電機に対するトルク指令値を調整するトルク指令調整部と、
    前記最大電流調整部で調整された前記最大電流に基づいて、前記交流回転電機の上限回転数を算出する上限回転数算出部と、
    前記上限回転数に基づいて、前記交流回転電機の回転数を調整する回転数調整部と
    を備えた、交流回転電機の制御装置。
  2. 直流電源と、
    前記直流電源の直流電圧を検出する電圧検出部と、
    前記交流回転電機の電気角速度を検出する電気角速度検出部と
    をさらに備え、
    前記許容トルク算出部は、
    前記直流電源の前記直流電圧と予め設定された最大変調率とに基づいて、最大電圧を算出し、
    前記最大電圧と前記電気角速度とに基づいて、最大鎖交磁束を算出し、
    前記最大鎖交磁束と前記最大電流調整部で調整された前記最大電流とに基づいて、前記許容トルクを算出する、
    請求項1に記載の交流回転電機の制御装置。
  3. 直流電源と、
    前記直流電源の直流電圧を検出する電圧検出部と
    をさらに備え、
    前記上限回転数算出部は、
    前記直流電源の前記直流電圧と予め設定された最大変調率とに基づいて、最大電圧を算出し、
    前記最大電圧と前記最大電流調整部で調整された前記最大電流とに基づいて、前記上限回転数を算出する、
    請求項1に記載の交流回転電機の制御装置。
  4. 前記回転数調整部は、
    前記回転数と前記上限回転数とを比較して、前記回転数が前記上限回転数以上の場合には、変速制御に変更するための変速制御指令を出力することにより前記交流回転電機の前記回転数を調整する、
    請求項1から3までのいずれか1項に記載の交流回転電機の制御装置。
  5. 前記回転数調整部は、
    前記回転数と前記上限回転数とを比較して、前記回転数が前記上限回転数以上の場合には、ブレーキ制御を行うためのブレーキ制御指令を出力することにより前記交流回転電機の前記回転数を調整する、
    請求項1から4までのいずれか1項に記載の交流回転電機の制御装置。
  6. 前記回転数調整部は、
    前記回転数と前記上限回転数とを比較して、前記回転数が前記上限回転数以上の場合には、燃料噴射を停止させるための燃料噴射制御指令を出力することにより前記交流回転電機の前記回転数を調整する、
    請求項1から5までのいずれか1項に記載の交流回転電機の制御装置。
  7. 前記回転数調整部は、
    前記回転数と前記上限回転数とを比較し、
    前記回転数が前記上限回転数以上の場合には、前記トルク指令値を0にするためのトルク制御指令値を、前記トルク指令調整部に出力する、
    請求項1から6までのいずれか1項に記載の交流回転電機の制御装置。
  8. 前記トルク指令調整部は、
    前記回転数が前記上限回転数未満で、且つ、前記トルク指令値が前記許容トルクの上限値より大きい場合は、前記トルク指令値を前記許容トルクの上限値に設定し、
    前記回転数が前記上限回転数未満で、且つ、前記トルク指令値が前記許容トルクの下限値より小さい場合は、前記トルク指令値を前記許容トルクの下限値に設定し、
    前記回転数が前記上限回転数未満で、且つ、前記トルク指令値が、前記許容トルクの上限値以下で、前記許容トルクの下限値以上の場合は、前記トルク指令値をそのままの値とすることで、
    前記トルク指令値を調整する、
    請求項1から7までのいずれか1項に記載の交流回転電機の制御装置。
  9. 前記保護部が2以上設けられている場合に、
    前記最大電流調整部は、前記保護部の検出温度と前記設定温度との温度偏差の絶対値が最も大きい保護部を選択し、選択した前記保護部の温度が予め設定された設定温度を超えないように、前記交流回転電機の前記最大電流を調整する、
    請求項1から8までのいずれか1項に記載の交流回転電機の制御装置。
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