特開 2024-145575 コンデンサ温度推定装置およびコンデンサ温度推定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024145575

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】コンデンサ温度推定装置およびコンデンサ温度推定方法

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/00 20060101AFI20241004BHJP

   H02M 3/155 20060101ALN20241004BHJP

【ＦＩ】

H02M3/00 C

H02M3/155 C

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023057987

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】松田 英亮

【テーマコード（参考）】

5H730

【Ｆターム（参考）】

5H730AA20

5H730AS04

5H730AS13

5H730BB14

5H730BB82

5H730BB89

5H730DD02

5H730FD01

5H730FD31

5H730FD41

5H730FD61

5H730XX19

5H730XX38

5H730XX40

(57)【要約】

【課題】コンデンサの温度を精度良く推定できるようにする。
【解決手段】コンデンサ温度推定装置は、第１取得部と第１同定部と第２取得部と第２同定部と温度推定部を備える。第１取得部は、昇圧コンバータの稼働状態に関する自己稼働情報を取得する。第１同定部は、取得された自己稼働情報と第１テーブルとに基づいて、自己リプル情報を同定する。第２取得部と、昇圧コンバータに接続される外部機器の稼働状態に関する外部稼働情報を取得する。第２同定部は、取得された自己稼働情報と第２テーブルとに基づいて、外部リプル情報を同定する。温度推定部は、同定された前記自己リプル情報と、同定された前記外部リプル情報と、に基づいて、コンデンサの温度を推定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

昇圧コンバータ内のコンデンサの温度を推定するコンデンサ温度推定装置であって、
前記昇圧コンバータの稼働状態に関する情報としての自己稼働情報と、前記昇圧コンバータの稼働により発生するリプル電流である自己リプルに関する情報としての自己リプル情報と、の関係をテーブル化した第１テーブルを格納している第１格納部と、
前記自己稼働情報を取得する第１取得部と、
取得された前記自己稼働情報と前記第１テーブルとに基づいて、前記自己リプル情報を同定する第１同定部と、
前記昇圧コンバータに電気的に接続される外部機器の稼働状態に関する情報としての外部稼働情報と、前記外部機器の稼働により発生するリプル電流である外部リプルに関する情報としての外部リプル情報と、の関係をテーブル化した第２テーブルを格納している第２格納部と、
前記外部稼働情報を取得する第２取得部と、
取得された前記外部稼働情報と前記第２テーブルとに基づいて、前記外部リプル情報を同定する第２同定部と、
同定された前記自己リプル情報と同定された前記外部リプル情報とに基づいて、前記コンデンサの温度を推定する温度推定部と、
を備えるコンデンサ温度推定装置。

【請求項2】

同定された前記自己リプル情報と、同定された前記外部リプル情報と、前記コンデンサが有する寄生インピーダンスとに基づいて、前記コンデンサにおける電力損失を算出する損失算出部をさらに備え、
前記温度推定部は、算出された前記電力損失に基づいて前記コンデンサの温度を推定する、
請求項１に記載のコンデンサ温度推定装置。

【請求項3】

前記外部機器は、前記昇圧コンバータから出力される電力を交流電力に変換してモータに供給するインバータであって、
前記外部稼働情報は、前記昇圧コンバータから前記インバータに出力される電圧と、前記昇圧コンバータから前記インバータに出力される電流と、前記外部リプルの周波数と、前記モータの回転速度と、のうちの少なくともいずれか１つを含む、
請求項１又は２に記載のコンデンサ温度推定装置。

【請求項4】

前記自己稼働情報は、前記昇圧コンバータに入力される電流と、前記自己リプルの周波数と、前記昇圧コンバータにおける昇圧率と、のうちの少なくともいずれか１つを含む、
請求項１又は２に記載のコンデンサ温度推定装置。

【請求項5】

前記第２同定部は、
前記外部稼働情報と前記第２テーブルとに基づいて前記外部リプルの仮値を同定する仮外部リプル同定部と、
前記外部リプルの周波数に基づいて、前記外部リプルの仮値に対する前記外部リプルの値の割合としての外部利得を同定する外部利得同定部と、
同定された前記外部リプルの仮値と、同定された前記外部利得とに基づいて、前記コンデンサに流れ込む前記外部リプルの値を同定する外部リプル同定部と、を有し、
前記温度推定部は、同定された前記外部リプルの値に基づいて、前記コンデンサの温度を推定する、
請求項１又は２に記載のコンデンサ温度推定装置。

【請求項6】

前記第１同定部は、
前記自己稼働情報と前記第１テーブルとに基づいて前記自己リプルの仮値を同定する仮自己リプル同定部と、
前記自己リプルの周波数に基づいて、前記自己リプルの仮値に対する前記自己リプルの値の割合としての自己利得を同定する自己利得同定部と、
同定された前記自己リプルの仮値と、同定された前記自己利得とに基づいて、前記コンデンサに流れ込む前記自己リプルの値を同定する自己リプル同定部と、を有し、
前記温度推定部は、同定された前記自己リプルの値に基づいて、前記コンデンサの温度を推定する、
請求項１又は２に記載のコンデンサ温度推定装置。

【請求項7】

昇圧コンバータ内のコンデンサの温度を推定するコンデンサ温度推定方法であって、
前記昇圧コンバータの稼働状態に関する情報としての自己稼働情報と、前記昇圧コンバータの稼働により発生するリプル電流である自己リプルに関する情報としての自己リプル情報と、の関係をテーブル化した第１テーブルを作成する工程と、
前記自己稼働情報を取得する工程と、
取得された前記自己稼働情報と前記第１テーブルとに基づいて、前記自己リプル情報を同定する工程と、
前記昇圧コンバータに電気的に接続される外部機器の稼働状態に関する情報としての外部稼働情報と、前記外部機器の稼働により発生するリプル電流である外部リプルに関する情報としての外部リプル情報と、の関係をテーブル化した第２テーブルを作成する工程と、
前記外部稼働情報を取得する工程と、
取得された前記外部稼働情報と前記第２テーブルとに基づいて、前記外部リプル情報を同定する工程と、
同定された前記自己リプル情報と同定された前記外部リプル情報とに基づいて、前記コンデンサの温度を推定する工程と、
を含むコンデンサ温度推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、昇圧コンバータ内のコンデンサの温度を推定するコンデンサ温度推定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

昇圧コンバータの多くは、リアクトルなどを用いて昇圧した電力を、コンデンサを用いて平滑化して出力する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１４９９０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような昇圧コンバータ内のコンデンサの温度は、コンデンサに流入するリプル電流によって上昇する。そのコンデンサの温度は、コンデンサに加わる負荷やコンデンサの耐久性などに影響を及ぼし得る。そのため、コンデンサの温度を監視することは重要である。そこで、本発明者らは、コンデンサに流入するリプル電流に基づいて、コンデンサの温度を推定することを考えた。

【0005】

しかしながら、その場合、以下に示す問題が発生し得る点に、本発明者らは着目した。例えば、昇圧コンバータの出力側に、インバータなどの所定の外部機器を電気的に接続した場合、昇圧コンバータの稼働により発生する自己リプルがコンデンサに流入するのみならず、外部機器の稼働により発生する外部リプルについてもコンデンサに流入してしまう。そのため、外部リプルをも考慮に入れないと、コンデンサの温度を精度良く推定できない。このような問題は、外部機器が外注である場合などに、特に顕著に起こり得る。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コンデンサの温度を精度良く推定できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、昇圧コンバータの稼働に起因してコンデンサに流れ込むリプル電流のみならず、外部機器の稼働に起因してコンデンサに流れ込むリプル電流をも同定するようにすれば、コンデンサの温度を精度良く推定できることを見出して、本発明に至った。本発明は、以下の（１）～（６）の装置および（７）の方法である。

【0008】

（１）昇圧コンバータ内のコンデンサの温度を推定するコンデンサ温度推定装置であって、
前記昇圧コンバータの稼働状態に関する情報としての自己稼働情報と、前記昇圧コンバータの稼働により発生するリプル電流である自己リプルに関する情報としての自己リプル情報と、の関係をテーブル化した第１テーブルを格納している第１格納部と、
前記自己稼働情報を取得する第１取得部と、
取得された前記自己稼働情報と前記第１テーブルとに基づいて、前記自己リプル情報を同定する第１同定部と、
前記昇圧コンバータに電気的に接続される外部機器の稼働状態に関する情報としての外部稼働情報と、前記外部機器の稼働により発生するリプル電流である外部リプルに関する情報としての外部リプル情報と、の関係をテーブル化した第２テーブルを格納している第２格納部と、
前記外部稼働情報を取得する第２取得部と、
取得された前記外部稼働情報と前記第２テーブルとに基づいて、前記外部リプル情報を同定する第２同定部と、
同定された前記自己リプル情報と同定された前記外部リプル情報とに基づいて、前記コンデンサの温度を推定する温度推定部と、
を備えるコンデンサ温度推定装置。

【0009】

本構成によれば、自己稼働状態と第１テーブルとに基づいて自己リプル情報を同定すると共に、外部稼働状態と第２テーブルとに基づいて外部リプル情報を同定する。それら自己リプル情報および外部リプル情報に基づいて、コンデンサの温度を推定する。そのため、昇圧コンバータの稼働による自己リプルのみならず、外部機器の稼働による外部リプルをも考慮して、コンデンサの温度を推定できる。そのため、コンデンサの温度を精度良く推定できる。

【0010】

（２）同定された前記自己リプル情報と、同定された前記外部リプル情報と、前記コンデンサが有する寄生インピーダンスとに基づいて、前記コンデンサにおける電力損失を算出する損失算出部をさらに備え、
前記温度推定部は、算出された前記電力損失に基づいて前記コンデンサの温度を推定する、
前記（１）に記載のコンデンサ温度推定装置。

【0011】

本構成によれば、シンプルな手法で、コンデンサの温度を推定できる。

【0012】

（３）前記外部機器は、前記昇圧コンバータから出力される電力を交流電力に変換してモータに供給するインバータであって、
前記外部稼働情報は、前記昇圧コンバータから前記インバータに出力される電圧と、前記昇圧コンバータから前記インバータに出力される電流と、前記外部リプルの周波数と、前記モータの回転速度と、のうちの少なくともいずれか１つを含む、
前記（１）又は（２）に記載のコンデンサ温度推定装置。

【0013】

本構成によれば、このようなパラメータを含む外部稼働情報と第２テーブルとに基づいて、外部リプル情報を同定できる。

【0014】

（４）前記自己稼働情報は、前記昇圧コンバータに入力される電流と、前記自己リプルの周波数と、前記昇圧コンバータにおける昇圧率と、のうちの少なくともいずれか１つを含む、
前記（１）又は（２）に記載のコンデンサ温度推定装置。

【0015】

本構成によれば、このようなパラメータを含む自己稼働情報と第１テーブルとに基づいて、自己リプル情報を同定できる。

【0016】

（５）前記第２同定部は、
前記外部稼働情報と前記第２テーブルとに基づいて前記外部リプルの仮値を同定する仮外部リプル同定部と、
前記外部リプルの周波数に基づいて、前記外部リプルの仮値に対する前記外部リプルの値の割合としての外部利得を同定する外部利得同定部と、
同定された前記外部リプルの仮値と、同定された前記外部利得とに基づいて、前記コンデンサに流れ込む前記外部リプルの値を同定する外部リプル同定部と、を有し、
前記温度推定部は、同定された前記外部リプルの値に基づいて、前記コンデンサの温度を推定する、
前記（１）又は（２）に記載のコンデンサ温度推定装置。

【0017】

外部リプルの周波数の違いによって、外部リプルの発生源からコンデンサに至るまでの配線でのインピーダンスが変化して、コンデンサに流れ込む外部リプルが変化することが考えられる。その点、本構成によれば、外部リプルの周波数に基づいて、外部利得を同定して、コンデンサに流れ込む外部リプルの値を補正することができる。

【0018】

（６）前記第１同定部は、
前記自己稼働情報と前記第１テーブルとに基づいて前記自己リプルの仮値を同定する仮自己リプル同定部と、
前記自己リプルの周波数に基づいて、前記自己リプルの仮値に対する前記自己リプルの値の割合としての自己利得を同定する自己利得同定部と、
同定された前記自己リプルの仮値と、同定された前記自己利得とに基づいて、前記コンデンサに流れ込む前記自己リプルの値を同定する自己リプル同定部と、を有し、
前記温度推定部は、同定された前記自己リプルの値に基づいて、前記コンデンサの温度を推定する、
前記（１）又は（２）に記載のコンデンサ温度推定装置。

【0019】

自己リプルの周波数の違いによって、自己リプルの発生源からコンデンサに至るまでの配線でのインピーダンスが変化して、コンデンサに流れ込む自己リプルが変化することが考えられる。その点、本構成によれば、自己リプルの周波数に基づいて、自己利得を同定して、コンデンサに流れ込む自己リプルの値を補正することができる。

【0020】

（７）昇圧コンバータ内のコンデンサの温度を推定するコンデンサ温度推定方法であって、
前記昇圧コンバータの稼働状態に関する情報としての自己稼働情報と、前記昇圧コンバータの稼働により発生するリプル電流である自己リプルに関する情報としての自己リプル情報と、の関係をテーブル化した第１テーブルを作成する工程と、
前記自己稼働情報を取得する工程と、
取得された前記自己稼働情報と前記第１テーブルとに基づいて、前記自己リプル情報を同定する工程と、
前記昇圧コンバータに電気的に接続される外部機器の稼働状態に関する情報としての外部稼働情報と、前記外部機器の稼働により発生するリプル電流である外部リプルに関する情報としての外部リプル情報と、の関係をテーブル化した第２テーブルを作成する工程と、
前記外部稼働情報を取得する工程と、
取得された前記外部稼働情報と前記第２テーブルとに基づいて、前記外部リプル情報を同定する工程と、
同定された前記自己リプル情報と同定された前記外部リプル情報とに基づいて、前記コンデンサの温度を推定する工程と、
を含むコンデンサ温度推定方法。

【0021】

本方法によれば、前記（１）の装置と同様の効果が得られる。

【発明の効果】

【0022】

以上の通り、前記（１）の装置および前記（７）の方法によれば、コンデンサの温度を精度良く推定できる。さらに、前記（１）を引用する前記（２）～（６）の装置によれば、それぞれの追加の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】第１実施形態のコンデンサ温度推定装置を示す構成図である。

【図2】コンデンサおよびその周辺を示す回路図である。

【図3】第１テーブルのイメージを示す図である。

【図4】自己リプルの時間変化を示すグラフである。

【図5】入力電流と自己リプル振幅との関係を示すグラフである。

【図6】自己リプル周波数と自己利得との関係を示すグラフである。

【図7】第２テーブルのイメージを示す図である。

【図8】外部入力電流と外部リプル振幅との関係を示すグラフである。

【図9】モータ回転速度と外部リプル振幅との関係を示すグラフである。

【図10】外部リプル周波数と外部利得との関係を示すグラフである。

【図11】リプルの周波数と寄生インピーダンスとの関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。

【0025】

［第１実施形態］
図１に示す本実施形態のコンデンサ温度推定装置１００は、昇圧コンバータ４００の出力側に設けられているコンデンサ４８０の温度を推定する。昇圧コンバータ４００は、バッテリ３００から供給される電力を昇圧して、インバータ５００に供給する。インバータ５００は、その供給された電力を、交流に変換してモータ６００に供給する。なお、「インバータ５００」は、「外部機器」と読み替えてもよい。

【0026】

バッテリ３００は、例えばリチウムイオン電池などである。

【0027】

図２に示すように、昇圧コンバータ４００は、昇圧回路４２０と、平滑用のコンデンサ４８０とを有する。昇圧回路４２０は、本実施形態では昇圧用のコイルを３つ備える３相の昇圧チョッパ回路であって、１相駆動と２相駆動と３相駆動とを実施可能に構成されている。ただし、昇圧回路４２０は、例えば、１相の昇圧チョッパ回路であってもよいし、リアクトルを挟む入力側および出力側にそれぞれフルブリッジ回路を有する変圧回路であってもよい。

【0028】

昇圧回路４２０のプラス側の入力端子４３１は、バッテリ３００のプラス端子に電気的に接続されており、昇圧回路４２０のマイナス側の入力端子４３９は、バッテリ３００のマイナス端子に電気的に接続されている。以下、昇圧回路４２０の入力側における端子間電圧を「入力電圧Ｖｉ」という。入力電圧Ｖｉは、バッテリ３００の端子間電圧と略等しい。また、以下では、昇圧回路４２０の入力端子４３１，４３９に入力される電流を「入力電流Ｉｉ」という。

【0029】

昇圧回路４２０は、バッテリ３００から入力端子４３１，４３９に供給される入力電圧Ｖｉを昇圧して、出力端子４４１，４４９から出力する。昇圧回路４２０のプラス側の出力端子４４１は、コンデンサ４８０のプラス端子に電気的に接続されると共に、昇圧コンバータ４００全体のプラス側の出力端子４９１に電気的に接続されている。昇圧回路４２０のマイナス側の出力端子４４９は、コンデンサ４８０のマイナス端子に電気的に接続されると共に、昇圧コンバータ４００全体のマイナス側の出力端子４９９に電気的に接続されている。以下、コンデンサ４８０の温度を「コンデンサ温度ｃＴ」という。

【0030】

以下、昇圧回路４２０の出力端子４４１，４４９から出力される電流を「自己出力電流ＩｏＸ」という。自己出力電流ＩｏＸには、昇圧回路４２０の稼働によるリプル電流としての「自己リプルＲｐＸ」が含まれる。自己リプルＲｐＸは、コンデンサ４８０に流入する。

【0031】

以下、自己リプルＲｐＸの周波数を「自己リプル周波数ｆｘ」という。自己リプル周波数ｆｘは、図４に示すように、１相駆動の場合は３０ｋＨｚであり、２相駆動の場合は６０ｋＨｚであり、３相駆動の場合は９０ｋＨｚである。以下、自己リプルＲｐＸの振幅を「自己リプル振幅Ａｘ」という。

【0032】

図２に示すように、コンデンサ４８０は、主機能成分としての静電容量Ｃと、寄生インピーダンスＰｉとを有する。以下、昇圧コンバータ４００が出力する電圧を「出力電圧Ｖｏ」という。出力電圧Ｖｏは、コンデンサ４８０の端子間電圧と略等しい。また以下では、出力電圧Ｖｏを入力電圧Ｖｉで割った値から「１００％」を減じた値を「昇圧率Ｂｘ」という。

【0033】

昇圧コンバータ４００の出力端子４４１，４４９には、インバータ５００の入力端子５１１，５１９が電気的に接続されている。それによって、コンデンサ４８０に、インバータ５００の入力端子５１１，５１９が電気的に接続されている。以下、昇圧コンバータ４００からインバータ５００に供給される電流を「外部出力電流ＩｏＹ」という。

【0034】

インバータ５００の出力端子５９１，５９５，５９９には、交流用のモータ６００が電気的に接続されている。以下、モータ６００の回転速度を、「モータ回転速度Ｍｓ」という。インバータ５００は、昇圧コンバータ４００からの電力を３相交流電力に変換してモータ６００に供給する。その変換によって、昇圧コンバータ４００からインバータ５００への外部出力電流ＩｏＹには、インバータ５００の稼働によるリプル電流としての「外部リプルＲｐＹ」が含まれる。外部リプルＲｐＹは、コンデンサ４８０に流入する。以下、外部リプルＲｐＹの周波数を「外部リプル周波数ｆｙ」といい、外部リプルＲｐＹの振幅を「外部リプル振幅Ａｙ」という。

【0035】

図１に示すコンデンサ温度推定装置１００は、以上に示した自己リプルＲｐＸおよび外部リプルＲｐＹに基づいて、コンデンサ４８０の温度を推定する。コンデンサ温度推定装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えるコンピュータを主体に構成されている。また、別の見方をすれば、コンデンサ温度推定装置１００は、第１格納部１０と、第２格納部２０と、第１取得部３０と、第２取得部４０と、第１同定部５０と、第２同定部６０と、損失算出部７０と、温度推定部８０と、を備える。

【0036】

まず、第１格納部１０と、第１取得部３０と、第１同定部５０と、について説明する。

【0037】

第１格納部１０は、第１テーブルＴｘを格納している。第１テーブルＴｘは、自己稼働情報ｉｘと自己リプル振幅Ａｘとの関係をテーブル化したテーブルである。なお、「自己リプル振幅Ａｘ」は、「自己リプル情報」と読み替えてもよい。自己稼働情報ｉｘは、昇圧コンバータ４００の稼働状態に関する情報である。本実施形態では、自己稼働情報ｉｘは、入力電流Ｉｉと、自己リプル周波数ｆｘと、昇圧率Ｂｘと、を含む。そのため、図３に示すように、第１テーブルＴｘは、入力電流Ｉｉと自己リプル周波数ｆｘと昇圧率Ｂｘとの３次元情報と、自己リプル振幅Ａｘとの関係をテーブル化した３次元テーブルである。

【0038】

具体的には、図４に示すように、自己リプル周波数ｆｘが小さいほど、自己リプル振幅Ａｘは大きくなる。また、図５に示すように、自己リプル周波数ｆｘが同じなら、入力電流Ｉｉが大きいほど、自己リプル振幅Ａｘは大きくなる。また、昇圧率Ｂｘが大きいほど、自己リプル振幅Ａｘは大きくなる。これらのことから、第１テーブルＴｘは、前述の通り３次元テーブルとなっている。この第１テーブルＴｘは、予め実験やシミュレーションに基づいて作成しておく。

【0039】

図１に示す第１取得部３０は、自己稼働情報ｉｘを取得する。つまり、入力電流Ｉｉと自己リプル周波数ｆｘと昇圧率Ｂｘとを取得する。具体的には、入力電流Ｉｉは、例えば電流計による実測や演算によって取得できる。また、自己リプル周波数ｆｘは、例えば、昇圧コンバータ４００におけるデューティ制御の周波数に基づいて取得できる。また、昇圧率Ｂｘは、例えば、バッテリ３００の端子間電圧の実測値又は演算値と、コンデンサ４８０の端子間電圧の実測値又は演算値とに基づいて取得できる。

【0040】

図１に示す第１同定部５０は、仮自己リプル同定部５１と、自己利得同定部５３と、自己リプル同定部５５とを有する。以下、自己リプルＲｐＸの実効値を「自己リプル実効値ＲｐＸｅ」といい、自己リプル実効値ＲｐＸｅの仮の値を「自己リプル仮実効値ＲｐＸｔ」という。なお、「自己リプル仮実効値」は「自己リプルの仮値」と読み替えてもよく、「自己リプル実効値」は「自己リプルの値」と読み替えてもよい。以下、自己リプル仮実効値ＲｐＸｔに対する自己リプル実効値ＲｐＸｅの割合を、「自己利得Ｇｘ」という。

【0041】

図１に示す仮自己リプル同定部５１は、取得された自己稼働情報ｉｘと第１テーブルＴｘとに基づいて、自己リプル振幅Ａｘを同定する。その同定された自己リプル振幅Ａｘに基づいて、自己リプル仮実効値ＲｐＸｔを同定する。具体的には、例えば、自己リプル振幅Ａｘに所定数を乗じた値を、自己リプル仮実効値ＲｐＸｔとする。

【0042】

図１に示す自己利得同定部５３は、自己リプル周波数ｆｘに基づいて自己利得Ｇｘを同定する。具体的には、自己リプル周波数ｆｘが変わると、自己リプルＲｐＸの発生源からコンデンサ４８０に至るまでの経路におけるインピーダンスが変化する。そのことから、図６に示すように、自己リプル周波数ｆｘと自己利得Ｇｘとは、所定の関係を示す。自己利得同定部５３は、このような関係を記憶した情報を格納しており、自己リプル周波数ｆｘと当該情報とに基づいて、自己利得Ｇｘを同定する。

【0043】

図１に示す自己リプル同定部５５は、同定された自己リプル仮実効値ＲｐＸｔと自己利得Ｇｘとの積に基づいて、コンデンサ４８０に流入する自己リプル実効値ＲｐＸｅを同定する。

【0044】

次に、第２格納部２０と、第２取得部４０と、第２同定部６０と、について説明する。

【0045】

第２格納部２０は、第２テーブルＴｙを格納している。第２テーブルＴｙは、外部稼働情報ｉｙと外部リプル振幅Ａｙとの関係をテーブル化したテーブルである。なお、「外部リプル振幅Ａｙ」は、「外部リプル情報」と読み替えてもよい。外部稼働情報ｉｙは、インバータ５００の稼働状態に関する情報である。本実施形態では、外部稼働情報ｉｙは、出力電圧Ｖｏと、外部出力電流ＩｏＹと、外部リプル周波数ｆｙと、モータ回転速度Ｍｓと、を含む。そのため、図７に示すように、第２テーブルＴｙは、出力電圧Ｖｏと外部出力電流ＩｏＹと外部リプル周波数ｆｙとモータ回転速度Ｍｓとの４次元情報と、外部リプル振幅Ａｙとの関係をテーブル化した４次元テーブルである。

【0046】

具体的には、外部リプルＲｐＹの場合においても自己リプルＲｐＸの場合と同様に、外部リプル周波数ｆｙが大きいほど、外部リプル振幅Ａｙが小さくなる。また、図８に示すように、外部リプル周波数ｆｙが同じなら、昇圧コンバータ４００からの外部出力電流ＩｏＹが大きいほど、外部リプル振幅Ａｙは大きくなる。また、昇圧コンバータ４００からの出力電圧Ｖｏが大きいほど、外部リプル振幅Ａｙは大きくなる。また、図９に示すように、弱め界磁領域に至るまでは、モータ回転速度Ｍｓが大きいほど、外部リプル振幅Ａｙは大きくなる。これらのことから、第２テーブルＴｙは、前述の通り４次元テーブルとなっている。この第２テーブルＴｙは、予め実験やシミュレーションに基づいて作成しておく。

【0047】

図１に示す第２取得部４０は、外部稼働情報ｉｙを取得する。つまり、出力電圧Ｖｏと外部出力電流ＩｏＹと外部リプル周波数ｆｙとモータ回転速度Ｍｓとを取得する。具体的には、出力電圧Ｖｏは、例えば、コンデンサ４８０の端子間電圧の実測値又は演算値に基づいて取得できる。外部出力電流ＩｏＹは、電流計による実測又は演算に基づいて取得できる。外部リプル周波数ｆｙは、例えば、インバータ５００におけるデューティ制御の周波数、つまりキャリア三角波の周波数に基づいて取得できる。モータ回転速度Ｍｓは、例えば、エンコーダによる実測や電流フィードバック値などに基づいて取得できる。

【0048】

図１に示す第２同定部６０は、仮外部リプル同定部６２と、外部利得同定部６４と、外部リプル同定部６６とを有する。以下、外部リプルＲｐＹの実効値を「外部リプル実効値ＲｐＹｅ」といい、外部リプル実効値ＲｐＹｅの仮の値を「外部リプル仮実効値ＲｐＹｔ」という。なお、「外部リプル仮実効値」は「外部リプルの仮値」と読み替えてもよく、「外部リプル実効値」は「外部リプルの値」と読み替えてもよい。以下、外部リプル仮実効値ＲｐＹｔに対する外部リプル実効値ＲｐＹｅの割合を、「外部利得Ｇｙ」という。

【0049】

第２同定部６０についての説明は、前述の第１同定部５０についての説明と、「第１」を「第２」に読み替え、「自己」を「外部」に読み替え、「図６」を「図１０」に読み替えると共に、符号を該当するものに読み替えて同様である。つまり、図１０に示すように、外部リプル周波数ｆｙと外部利得Ｇｙとは、所定の関係を示す。そのため、図１に示す外部リプル同定部６６は、同定された外部リプル仮実効値ＲｐＹｔと外部利得Ｇｙとの積に基づいて、コンデンサ４８０に流入する外部リプル実効値ＲｐＹｅを同定する。

【0050】

次に、図１に示す損失算出部７０と温度推定部８０とについて説明する。

【0051】

損失算出部７０は、同定された自己リプル実効値ＲｐＸｅと、同定された外部リプル実効値ＲｐＹｅと、コンデンサ４８０が有する寄生インピーダンスＰｉとに基づいて、コンデンサ４８０における電力損失ΔＰを算出する。

【0052】

具体的には、図１１に示すように、リプルの周波数ｆｘ，ｆｙと寄生インピーダンスＰｉとは、所定の関係を示す。損失算出部７０は、この関係を示す情報を格納している。そして、図１に示す損失算出部７０は、同定された自己リプル実効値ＲｐＸｅの二乗と、取得された自己リプル周波数ｆｘにおける寄生インピーダンスＰｉとの積（ＲｐＸｅ×ＲｐＸｅ×Ｐｉ）に基づいて、自己リプルＲｐＸによる電力損失ΔＰを算出する。また、損失算出部７０は、同定された外部リプル実効値ＲｐＹｅの二乗と、取得された外部リプル周波数ｆｙにおける寄生インピーダンスＰｉとの積（ＲｐＹｅ×ＲｐＹｅ×Ｐｉ）に基づいて、外部リプルＲｐＹによる電力損失ΔＰｙを算出する。

【0053】

損失算出部７０は、これら自己リプルＲｐＸによる電力損失ΔＰｘと、外部リプルＲｐＹによる電力損失ΔＰｙとの和に基づいて、コンデンサ４８０における電力損失ΔＰを算出する。

【0054】

温度推定部８０は、算出された電力損失ΔＰに基づいて、コンデンサ温度ｃＴを推定する。具体的には、例えば、温度推定部８０は、コンデンサ４８０での電力損失ΔＰに基づいて、コンデンサ４８０での発熱速度を算出する。その発熱速度から冷却速度を減じたものの時間積分によって、熱量収支を算出する。その熱量収支を、コンデンサ４８０の熱容量で割ることによって、コンデンサ４８０の温度変化を推定して、コンデンサ温度ｃＴを推定する。

【0055】

ただし、モータ６００とコンデンサ４８０とが、同じ冷却系の冷却水によって冷却されている場合などには、モータ６００での発熱がコンデンサ温度ｃＴに影響を及ぼす場合がある。その場合には、温度推定部８０は、モータ６００での発熱とコンデンサ温度ｃＴとの関係を示すテーブルを有していてもよい。そして、モータ６００での発熱をも考慮して、コンデンサ温度ｃＴを推定してもよい。

【0056】

本実施形態によれば、以下の効果が得られる。

【0057】

図１に示すように、第１同定部５０は、自己稼働情報ｉｘと第１テーブルＴｘとに基づいて、自己リプル実効値ＲｐＸｅを同定する。また、第２同定部６０は、外部稼働情報ｉｙと第２テーブルＴｙとに基づいて、外部リプル実効値ＲｐＹｅを同定する。損失算出部７０および温度推定部８０は、それら自己リプル実効値ＲｐＸｅおよび外部リプル実効値ＲｐＹｅに基づいて、電力損失ΔＰを算出してコンデンサ温度ｃＴを推定する。そのため、自己リプルＲｐＸのみならず、外部リプルＲｐＹをも考慮して、コンデンサ温度ｃＴを推定できる。そのため、コンデンサ温度ｃＴを精度良く推定できる。

【0058】

図１に示すように、損失算出部７０は、第１同定部５０によって同定された自己リプル実効値ａＲｐＸｅと、第２同定部６０によって同定された外部リプル実効値ＲｐＹｅと、コンデンサ４８０が有する寄生インピーダンスＰｉとに基づいて、コンデンサ４８０における電力損失ΔＰを算出する。温度推定部８０は、その算出された電力損失ΔＰに基づいてコンデンサ４８０の温度を推定する。そのため、シンプルな手法で、コンデンサ温度ｃＴを推定できる。

【0059】

図３に示す第１テーブルＴｘは、入力電流Ｉｉと自己リプル周波数ｆｘと昇圧率Ｂｘとを含む自己稼働情報ｉｘと、自己リプル振幅Ａｘとの関係をテーブル化している。そのため、これらのパラメータＩｉ，ｆｘ，Ｂｘと第１テーブルＴｘとに基づいて、自己リプル振幅Ａｘを同定できる。

【0060】

図７に示す第２テーブルＴｙは、出力電圧Ｖｏと外部出力電流ＩｏＹと外部リプル周波数ｆｙとモータ回転速度Ｍｓとを含む外部稼働情報ｉｙと、外部リプル振幅Ａｙとの関係をテーブル化している。そのため、これらのパラメータＶｏ，ＩｏＹ，ｆｙ，Ｍｓと第２テーブルＴｙとに基づいて、外部リプル振幅Ａｙを同定できる。

【0061】

図６に示すように、自己リプル周波数ｆｘの違いによって、配線などでのインピーダンスが変化して、図２に示すコンデンサ４８０に流れ込む自己リプルＲｐＸが変化することが考えられる。その点、図１に示す自己利得同定部５３は、自己リプル周波数ｆｘに基づいて自己利得Ｇｘを同定する。自己リプル同定部５５は、その同定された自己利得Ｇｘに基づいて自己リプル実効値ＲｐＸｅを同定する。そのため、自己リプル周波数ｆｘに基づいて、自己利得Ｇｘを同定して、自己リプル実効値ＲｐＸｅを補正できる。

【0062】

図１０に示すように、外部リプル周波数ｆｙの違いによって、配線などでのインピーダンスが変化して、図２に示すコンデンサ４８０に流れ込む外部リプルＲｐＹが変化することが考えられる。その点、図１に示す外部利得同定部６４は、外部リプル周波数ｆｙに基づいて外部利得Ｇｙを同定する。外部リプル同定部６６は、その同定された外部利得Ｇｙに基づいて外部リプル実効値ＲｐＹｅを同定する。そのため、外部リプル周波数ｆｙに基づいて、外部利得Ｇｙを同定して、外部リプル実効値ＲｐＹｅを補正できる。

【0063】

なお、図１に示すコンデンサ温度推定装置１００は、換言すれば、以上に示した各動作を行う各工程に基づいて、コンデンサ温度ｃＴを推定するコンデンサ温度推定方法を実施している。そのコンデンサ温度推定方向によっても、以上に示したコンデンサ温度推定装置１００の場合と同様の効果が得られる。

【0064】

［他の実施形態］
以上に示した実施形態は、例えば次のように変更できる。図３に示す入力電流Ｉｉと自己リプル周波数ｆｘと昇圧率Ｂｘとのうちの１つ以上と、自己リプル振幅Ａｘとの関係を、近似式に基づいて充分演算できる場合には、第１テーブルＴｘの自己稼働情報ｉｘから、当該１つ以上を省いてもよい。同様に、図７に示す出力電圧Ｖｏと外部出力電流ＩｏＹと外部リプル周波数ｆｙとモータ回転速度Ｍｓとのうちの１つ以上と、外部リプル振幅Ａｙとの関係を、近似式に基づいて充分演算できる場合には、第２テーブルＴｙの外部稼働情報ｉｙから、当該１つ以上を省いてもよい。

【0065】

図３に示す第１テーブルＴｘを、自己稼働情報ｉｘと自己リプル仮実効値ＲｐＸｔとの関係を示すテーブルにしてもよい。なお、この場合、自己リプル仮実効値ＲｐＸｔが、自己リプル情報に該当する。同様に、図７に示す第２テーブルＴｙを、外部稼働情報ｉｙと外部リプル仮実効値ＲｐＹｔとの関係を示すテーブルにしてもよい。なお、この場合、外部リプル仮実効値ＲｐＹｔが、外部リプル情報に該当する。

【0066】

図６に示すような自己リプル周波数ｆｘと自己利得Ｇｘとの関係において、想定される自己リプル周波数ｆｘの範囲内では、自己利得Ｇｘの値がさほど変化しない場合には、図１に示す自己利得同定部５３を省いてもよい。そして、第１実施形態でいう自己リプル仮実効値ＲｐＸｔをそのまま自己リプル実効値ＲｐＸｅとして採用してもよい。

【0067】

同様に、図１０に示すような外部リプル周波数ｆｙと外部利得Ｇｙとの関係において、想定される外部リプル周波数ｆｙの範囲内では、外部利得Ｇｙの値がさほど変化しない場合には、図１に示す外部利得同定部６４を省いてもよい。そして、第１実施形態でいう外部リプル仮実効値ＲｐＹｔをそのまま外部リプル実効値ＲｐＹｅとして採用してもよい。

【0068】

図１に示す自己稼働情報ｉｘが、さらに自己利得Ｇｘを含む４次元情報であって、第１テーブルＴｘが、その４次元の自己稼働情報ｉｘと自己リプル実効値ＲｐＸｅとの関係を示すテーブルであってもよい。そして、第１同定部５０は、仮自己リプル同定部５１や自己利得同定部５３を有さず、取得された自己稼働情報ｉｘと第１テーブルＴｘとに基づいて、直接、自己リプル実効値ＲｐＸｅを算出してもよい。なお、この場合、自己リプル実効値ＲｐＸｅが、自己リプル情報に該当する。

【0069】

同様に、外部稼働情報ｉｙが、さらに外部利得Ｇｙを含む５次元情報であって、第２テーブルＴｙが、その５次元の外部稼働情報ｉｙと外部リプル実効値ＲｐＹｅとの関係を示すテーブルであってもよい。そして、第２同定部６０は、仮外部リプル同定部６２や外部利得同定部６４を有さず、取得された外部稼働情報ｉｙと第２テーブルＴｙとに基づいて、直接、外部リプル実効値ＲｐＹｅを算出してもよい。なお、この場合、外部リプル実効値ＲｐＹｅが、外部リプル情報に該当する。

【0070】

図１に示す損失算出部７０の機能の一部が、第１同定部５０と第２同定部６０とに移行されていてもよい。具体的には、第１同定部５０が、自己リプルＲｐＸによる電力損失ΔＰｘを算出するまでを行い、第２同定部６０が、外部リプルＲｐＹによる電力損失ΔＰｙを算出するまでを行うようにしてもよい。そして、損失算出部７０は、単にこれら自己リプルＲｐＸによる電力損失ΔＰｘと、外部リプルＲｐＹによる電力損失ΔＰｙとの和に基づいて、コンデンサ４８０における電力損失ΔＰを算出するようにしてもよい。

【0071】

図２に示す昇圧コンバータ４００の出力端子４９１，４９９に、例えば直流モータなどの、インバータ５００以外の外部機器の入力端子を接続してもよい。

【符号の説明】

【0072】

１０ 第１格納部
２０ 第２格納部
３０ 第１取得部
４０ 第２取得部
５０ 第１同定部
５１ 仮自己リプル同定部
５３ 自己利得同定部
５５ 自己リプル同定部
６０ 第２同定部
６２ 仮外部リプル同定部
６４ 外部利得同定部
６６ 外部リプル同定部
７０ 損失算出部
８０ 温度推定部
１００ コンデンサ温度推定装置
４００ 昇圧コンバータ
４８０ コンデンサ
ｉｘ 自己稼働情報
Ｉｉ 入力電流（昇圧コンバータに入力される電流）
ｆｘ 自己リプル周波数
Ｂｘ 昇圧率
ｉｙ 外部稼働情報
Ｖｏ 出力電圧（昇圧コンバータからインバータに出力される電圧）
ＩｏＹ 外部出力電流（昇圧コンバータからインバータに出力される電流）
ｆｙ 外部リプル周波数
Ｍｓ モータ回転速度
Ａｘ 自己リプル振幅（自己リプル情報）
Ａｙ 外部リプル振幅（外部リプル情報）
ＲｐＸ 自己リプル
ＲｐＸｔ 自己リプル仮実効値（自己リプルの仮値）
ＲｐＸｅ 自己リプル実効値（自己リプルの値）
ＲｐＹ 外部リプル
ＲｐＹｔ 外部リプル仮実効値（外部リプルの仮値）
ＲｐＹｅ 外部リプル実効値（外部リプルの値）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】