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(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】P2024156402
(43)【公開日】2024-11-06
(54)【発明の名称】電力変換器の制御装置、プログラム
(51)【国際特許分類】
H02P 21/12 20160101AFI20241029BHJP
H02P 27/06 20060101ALI20241029BHJP
【ＦＩ】
H02P21/12
H02P27/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023070828
(22)【出願日】2023-04-24
(71)【出願人】
【識別番号】000004695
【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】100121821
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 強
(74)【代理人】
【識別番号】100139480
【弁理士】
【氏名又は名称】日野 京子
(74)【代理人】
【識別番号】100125575
【弁理士】
【氏名又は名称】松田 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100175134
【弁理士】
【氏名又は名称】北 裕介
(74)【代理人】
【識別番号】100207859
【弁理士】
【氏名又は名称】塩谷 尚人
(72)【発明者】
【氏名】橋爪 瞭弥
(72)【発明者】
【氏名】外山 佳祐
【テーマコード（参考）】
5H505
【Ｆターム（参考）】
5H505AA16
5H505BB10
5H505CC04
5H505DD03
5H505DD06
5H505EE30
5H505EE41
5H505GG04
5H505HA09
5H505HB01
5H505JJ03
5H505LL22
5H505LL24
5H505LL41
5H505LL44
(57)【要約】
【課題】回転電機のロータの回転停止状態を維持しつつ、電力変換器のスイッチング制御により発生する熱量を増大させることができる電力変換器の制御装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】制御装置６０は、界磁巻線３２に流す正弦波状の前記界磁目標電流を算出する。制御装置６０は、回転電機３０の発生トルクを、ロータ３１の回転停止状態を維持可能なトルクにするとの条件、及びｄｑ座標系において界磁巻線３２に流れる電流ベクトルが回転電機３０のリラクタンストルクを減少させる成分を有するとの条件を満たすように、算出した界磁目標電流と、回転電機３０のインダクタンスとに基づいて、巻線３４Ｕ～３４Ｗに流すｄ軸目標電流を算出する。
【選択図】 図１
【解決手段】制御装置６０は、界磁巻線３２に流す正弦波状の前記界磁目標電流を算出する。制御装置６０は、回転電機３０の発生トルクを、ロータ３１の回転停止状態を維持可能なトルクにするとの条件、及びｄｑ座標系において界磁巻線３２に流れる電流ベクトルが回転電機３０のリラクタンストルクを減少させる成分を有するとの条件を満たすように、算出した界磁目標電流と、回転電機３０のインダクタンスとに基づいて、巻線３４Ｕ～３４Ｗに流すｄ軸目標電流を算出する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
蓄電部（１０）と、
複数相の電機子巻線（３４Ｕ～３４Ｗ）及び界磁巻線（３２）を有する回転電機（２０）と、
前記蓄電部及び前記電機子巻線を電気的に接続し、各相の上，下アームスイッチ（ＳＵＨ～ＳＷＬ）を有する第１電力変換器（２０）と、
前記蓄電部及び前記界磁巻線を電気的に接続する第２電力変換器（４０）と、
を備えるシステムに適用される電力変換器の制御装置（６０）において、
前記界磁巻線に流す界磁目標電流（Ｉｆ＊）、及び前記電機子巻線に流すｄ，ｑ軸目標電流（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を算出する目標値算出部と、
算出された前記ｄ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｄ軸電流（Ｉｄｒ）を制御するとともに、算出された前記ｑ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｑ軸電流（Ｉｑｒ）を制御すべく、各相の前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う電機子制御部と、
算出された前記界磁目標電流に前記界磁巻線に流れる界磁電流（Ｉｆｒ）を制御すべく、前記第２電力変換器のスイッチング制御を行う界磁制御部と、
を備え、
前記目標値算出部は、
正弦波状の前記界磁目標電流を算出し、
前記回転電機の発生トルクを、前記回転電機のロータの回転停止状態を維持可能なトルクにするとの条件、及びｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが前記回転電機のリラクタンストルクを減少させる成分を有するとの条件を満たすように、算出した前記界磁目標電流と、前記回転電機のインダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆ）とに基づいて、前記ｄ軸目標電流を算出する、電力変換器の制御装置。
複数相の電機子巻線（３４Ｕ～３４Ｗ）及び界磁巻線（３２）を有する回転電機（２０）と、
前記蓄電部及び前記電機子巻線を電気的に接続し、各相の上，下アームスイッチ（ＳＵＨ～ＳＷＬ）を有する第１電力変換器（２０）と、
前記蓄電部及び前記界磁巻線を電気的に接続する第２電力変換器（４０）と、
を備えるシステムに適用される電力変換器の制御装置（６０）において、
前記界磁巻線に流す界磁目標電流（Ｉｆ＊）、及び前記電機子巻線に流すｄ，ｑ軸目標電流（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を算出する目標値算出部と、
算出された前記ｄ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｄ軸電流（Ｉｄｒ）を制御するとともに、算出された前記ｑ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｑ軸電流（Ｉｑｒ）を制御すべく、各相の前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う電機子制御部と、
算出された前記界磁目標電流に前記界磁巻線に流れる界磁電流（Ｉｆｒ）を制御すべく、前記第２電力変換器のスイッチング制御を行う界磁制御部と、
を備え、
前記目標値算出部は、
正弦波状の前記界磁目標電流を算出し、
前記回転電機の発生トルクを、前記回転電機のロータの回転停止状態を維持可能なトルクにするとの条件、及びｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが前記回転電機のリラクタンストルクを減少させる成分を有するとの条件を満たすように、算出した前記界磁目標電流と、前記回転電機のインダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆ）とに基づいて、前記ｄ軸目標電流を算出する、電力変換器の制御装置。
【請求項2】
前記目標値算出部は、各相の前記電機子巻線に流れる電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）の振幅が同等になるように、前記界磁目標電流の正の振幅（Ｉｆｐ）及び負の振幅（Ｉｆｍ）を個別に算出する、請求項１に記載の電力変換器の制御装置。
【請求項3】
前記目標値算出部は、
各相の前記上，下アームスイッチのスイッチング制御により発生する熱量の目標値である目標熱量（Ｑ＊）に基づいて、前記正の振幅及び前記負の振幅を算出し、
算出した前記正の振幅及び前記負の振幅に基づいて、正弦波状の前記界磁目標電流を算出する、請求項２に記載の電力変換器の制御装置。
各相の前記上，下アームスイッチのスイッチング制御により発生する熱量の目標値である目標熱量（Ｑ＊）に基づいて、前記正の振幅及び前記負の振幅を算出し、
算出した前記正の振幅及び前記負の振幅に基づいて、正弦波状の前記界磁目標電流を算出する、請求項２に記載の電力変換器の制御装置。
【請求項4】
前記目標値算出部は、前記目標熱量及び前記ロータの電気角に基づいて、前記正の振幅及び前記負の振幅を算出する、請求項３に記載の電力変換器の制御装置。
【請求項5】
前記目標値算出部は、
前記インダクタンスに基づいて、前記界磁目標電流の初期値を算出し、
前記初期値の算出後、前記ｄ軸電流の振幅が前記ｑ軸電流の振幅と同等になるように、前記初期値における前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、請求項２に記載の電力変換器の制御装置。
前記インダクタンスに基づいて、前記界磁目標電流の初期値を算出し、
前記初期値の算出後、前記ｄ軸電流の振幅が前記ｑ軸電流の振幅と同等になるように、前記初期値における前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、請求項２に記載の電力変換器の制御装置。
【請求項6】
前記目標値算出部は、
前記電機子巻線に流れる相電流を検出する電流センサ（５１）の検出値に基づいて、前記電機子巻線に流れる前記ｄ軸電流を算出し、
算出した前記ｄ軸電流に基づいて、前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、請求項５に記載の電力変換器の制御装置。
前記電機子巻線に流れる相電流を検出する電流センサ（５１）の検出値に基づいて、前記電機子巻線に流れる前記ｄ軸電流を算出し、
算出した前記ｄ軸電流に基づいて、前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、請求項５に記載の電力変換器の制御装置。
【請求項7】
前記目標値算出部は、
前記インダクタンスに基づいて、前記界磁目標電流の初期値を算出し、
前記初期値の算出後、各相の前記上，下アームスイッチの温度が近づくように、前記初期値における前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、請求項２に記載の電力変換器の制御装置。
前記インダクタンスに基づいて、前記界磁目標電流の初期値を算出し、
前記初期値の算出後、各相の前記上，下アームスイッチの温度が近づくように、前記初期値における前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、請求項２に記載の電力変換器の制御装置。
【請求項8】
前記目標値算出部は、各相の前記上，下アームスイッチの温度又は該温度の相関値を検出する温度センサの検出値に基づいて、前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、請求項７に記載の電力変換器の制御装置。
【請求項9】
前記目標値算出部は、前記インダクタンスが関係付けられたマップ情報、又は前記インダクタンスを出力とする物理モデルに基づいて、前記インダクタンスを算出する、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換器の制御装置。
【請求項10】
前記システムには、前記第１電力変換器において発生した熱を昇温対象（１０）に伝達する熱伝達部（４００，４０１）が備えられ、
前記昇温対象の昇温要求があるか否かを判定する判定部を備え、
前記目標値算出部は、前記昇温要求があると判定された場合、前記界磁目標電流及び前記ｄ，ｑ軸目標電流を算出する、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換器の制御装置。
前記昇温対象の昇温要求があるか否かを判定する判定部を備え、
前記目標値算出部は、前記昇温要求があると判定された場合、前記界磁目標電流及び前記ｄ，ｑ軸目標電流を算出する、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換器の制御装置。
【請求項11】
前記回転電機は、ｄ軸インダクタンスがｑ軸インダクタンスよりも大きい特性を有し、
前記目標値算出部は、ｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが、ｄｑ座標系において前記電機子巻線に流れる電流ベクトルの位相とは１８０度異なる成分を有するとの条件を満たすように、前記ｄ軸目標電流を算出する、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換器の制御装置。
前記目標値算出部は、ｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが、ｄｑ座標系において前記電機子巻線に流れる電流ベクトルの位相とは１８０度異なる成分を有するとの条件を満たすように、前記ｄ軸目標電流を算出する、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換器の制御装置。
【請求項12】
前記回転電機は、ｑ軸インダクタンスがｄ軸インダクタンスよりも大きい特性を有し、
前記制御部は、ｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが、ｄｑ座標系において前記電機子巻線に流れる電流ベクトルの位相と同じ成分を有するとの条件を満たすように、前記ｄ軸目標電流を算出する、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換器の制御装置。
前記制御部は、ｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが、ｄｑ座標系において前記電機子巻線に流れる電流ベクトルの位相と同じ成分を有するとの条件を満たすように、前記ｄ軸目標電流を算出する、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換器の制御装置。
【請求項13】
前記第２電力変換器は、双方向に電流流通が可能な上，下アームスイッチ（ＳＨ１，ＳＬ１，ＳＨ２，ＳＬ２）の直列接続体を二組備える、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換器の制御装置。
【請求項14】
蓄電部（１０）と、
複数相の電機子巻線（３４Ｕ～３４Ｗ）及び界磁巻線（３２）を有する回転電機（２０）と、
前記蓄電部及び前記電機子巻線を電気的に接続し、各相の上，下アームスイッチ（ＳＵＨ～ＳＷＬ）を有する第１電力変換器（２０）と、
前記蓄電部及び前記界磁巻線を電気的に接続する第２電力変換器（４０）と、
コンピュータ（６０ａ）と、
を備えるシステムに適用されるプログラムにおいて、
前記コンピュータに、
前記界磁巻線に流す界磁目標電流（Ｉｆ＊）、及び前記電機子巻線に流すｄ，ｑ軸目標電流（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を算出する目標値算出処理と、
算出された前記ｄ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｄ軸電流（Ｉｄｒ）を制御するとともに、算出された前記ｑ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｑ軸電流（Ｉｑｒ）を制御すべく、各相の前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う処理と、
算出された前記界磁目標電流に前記界磁巻線に流れる界磁電流（Ｉｆｒ）を制御すべく、前記第２電力変換器のスイッチング制御を行う処理と、
を実行させ、
前記目標値算出処理は、
正弦波状の前記界磁目標電流を算出する処理と、
前記回転電機の発生トルクを、前記回転電機のロータの回転停止状態を維持可能なトルクにするとの条件、及びｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが前記回転電機のリラクタンストルクを減少させる成分を有するとの条件を満たすように、算出した前記界磁目標電流と、前記回転電機のインダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆ）とに基づいて、前記ｄ軸目標電流を算出する処理と、
を含む、プログラム。
複数相の電機子巻線（３４Ｕ～３４Ｗ）及び界磁巻線（３２）を有する回転電機（２０）と、
前記蓄電部及び前記電機子巻線を電気的に接続し、各相の上，下アームスイッチ（ＳＵＨ～ＳＷＬ）を有する第１電力変換器（２０）と、
前記蓄電部及び前記界磁巻線を電気的に接続する第２電力変換器（４０）と、
コンピュータ（６０ａ）と、
を備えるシステムに適用されるプログラムにおいて、
前記コンピュータに、
前記界磁巻線に流す界磁目標電流（Ｉｆ＊）、及び前記電機子巻線に流すｄ，ｑ軸目標電流（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を算出する目標値算出処理と、
算出された前記ｄ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｄ軸電流（Ｉｄｒ）を制御するとともに、算出された前記ｑ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｑ軸電流（Ｉｑｒ）を制御すべく、各相の前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う処理と、
算出された前記界磁目標電流に前記界磁巻線に流れる界磁電流（Ｉｆｒ）を制御すべく、前記第２電力変換器のスイッチング制御を行う処理と、
を実行させ、
前記目標値算出処理は、
正弦波状の前記界磁目標電流を算出する処理と、
前記回転電機の発生トルクを、前記回転電機のロータの回転停止状態を維持可能なトルクにするとの条件、及びｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが前記回転電機のリラクタンストルクを減少させる成分を有するとの条件を満たすように、算出した前記界磁目標電流と、前記回転電機のインダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆ）とに基づいて、前記ｄ軸目標電流を算出する処理と、
を含む、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電力変換器の制御装置、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、バッテリと、バッテリに電気的に接続された電力変換器と、電力変換器に電気的に接続された電機子巻線を有する回転電機とを備える車両に適用される制御装置が知られている。この制御装置は、車両停止中に電力変換器のスイッチング制御を行うことにより、電機子巻線に流すｑ軸電流を０としつつ、電機子巻線にｄ軸電流を流す。これにより、回転電機のロータの回転停止状態を維持しつつ、バッテリを昇温させる。その結果、車両の停車状態を維持しつつバッテリを暖機することができる。なお、このような制御装置の例として、特許文献１に開示された制御装置が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第５２５９７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ロータの回転停止状態を維持しつつ、電力変換器のスイッチング制御により発生する熱量を増大させる技術については、未だ改善の余地がある。
【0005】
本発明は、回転電機のロータの回転停止状態を維持しつつ、電力変換器のスイッチング制御により発生する熱量を増大させることができる電力変換器の制御装置及びプログラムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第１の開示は、蓄電部と、
複数相の電機子巻線及び界磁巻線を有する回転電機と、
前記蓄電部及び前記電機子巻線を電気的に接続し、各相の上，下アームスイッチを有する第１電力変換器と、
前記蓄電部及び前記界磁巻線を電気的に接続する第２電力変換器と、
を備えるシステムに適用される電力変換器の制御装置において、
前記界磁巻線に流す界磁目標電流、及び前記電機子巻線に流すｄ，ｑ軸目標電流を算出する目標値算出部と、
算出された前記ｄ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｄ軸電流を制御するとともに、算出された前記ｑ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｑ軸電流を制御すべく、各相の前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う電機子制御部と、
算出された前記界磁目標電流に前記界磁巻線に流れる界磁電流を制御すべく、前記第２電力変換器のスイッチング制御を行う界磁制御部と、
を備え、
前記目標値算出部は、
正弦波状の前記界磁目標電流を算出し、
前記回転電機の発生トルクを、前記回転電機のロータの回転停止状態を維持可能なトルクにするとの条件、及びｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが前記回転電機のリラクタンストルクを減少させる成分を有するとの条件を満たすように、算出した前記界磁目標電流と、前記回転電機のインダクタンスとに基づいて、前記ｄ軸目標電流を算出する。
複数相の電機子巻線及び界磁巻線を有する回転電機と、
前記蓄電部及び前記電機子巻線を電気的に接続し、各相の上，下アームスイッチを有する第１電力変換器と、
前記蓄電部及び前記界磁巻線を電気的に接続する第２電力変換器と、
を備えるシステムに適用される電力変換器の制御装置において、
前記界磁巻線に流す界磁目標電流、及び前記電機子巻線に流すｄ，ｑ軸目標電流を算出する目標値算出部と、
算出された前記ｄ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｄ軸電流を制御するとともに、算出された前記ｑ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｑ軸電流を制御すべく、各相の前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う電機子制御部と、
算出された前記界磁目標電流に前記界磁巻線に流れる界磁電流を制御すべく、前記第２電力変換器のスイッチング制御を行う界磁制御部と、
を備え、
前記目標値算出部は、
正弦波状の前記界磁目標電流を算出し、
前記回転電機の発生トルクを、前記回転電機のロータの回転停止状態を維持可能なトルクにするとの条件、及びｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが前記回転電機のリラクタンストルクを減少させる成分を有するとの条件を満たすように、算出した前記界磁目標電流と、前記回転電機のインダクタンスとに基づいて、前記ｄ軸目標電流を算出する。
【0007】
第１の開示では、ｄ軸電流に加えてｑ軸電流を電機子巻線に流すことにより、各相の上，下アームスイッチのスイッチング制御により発生する熱量を増加させる。ここで、回転電機のロータの回転停止状態を維持しつつ、スイッチング制御により発生する熱量を増大させるために、第１の開示では、ｄ軸電流の目標値であるｄ軸目標電流と、界磁電流の目標値である界磁目標電流との算出方法に特徴がある。
【0008】
界磁電流とｄ軸電流とは、回転電機のインダクタンスによって関係付けられる。この関係を利用して、界磁目標電流と、回転電機のインダクタンスとに基づいて、ｄ軸目標電流が算出される。この際、回転電機の発生トルクを、回転電機のロータの回転停止状態を維持可能なトルクにするとの条件、及びｄｑ座標系において界磁巻線に流れる電流ベクトルが回転電機のリラクタンストルクを減少させる成分を有するとの条件が課される。これにより、ロータの回転停止状態を維持しつつ、各相の上，下アームスイッチのスイッチング制御により発生する熱量を増加させる。
【0009】
第２の開示では、前記目標値算出部は、各相の前記電機子巻線に流れる電流の振幅が同等になるように、前記界磁目標電流の正の振幅及び負の振幅を個別に算出する。
【0010】
各相の上，下アームスイッチのスイッチング制御により発生する熱量を増加させるためには、各相の上，下アームスイッチの発熱量に大きな偏りが発生しないようにすることが要求される。発熱量に大きな偏りが発生しないようにするためには、各相の電機子巻線に流れる電流の振幅を同等にする必要がある。そこで、本願出願人は、振幅が同等である各相の電流に基づいてｄ軸目標電流を算出し、算出したｄ軸目標電流及び回転電機のインダクタンスに基づいて、界磁目標電流を算出する方法について検討した。
【0011】
回転電機のインダクタンスは、ｄ，ｑ軸電流、界磁電流、及びロータの電気角といったパラメータに応じて変化する。このため、これらパラメータを反映させたインダクタンス及びｄ軸目標電流に基づいて界磁目標電流を算出すると、界磁目標電流に高調波成分が含まれることとなる。
【0012】
ここで、界磁巻線のインダクタンスは、電機子巻線のインダクタンスと比較して大きい。このため、界磁電流の制御応答性が低くなり、実際の界磁電流を高調波成分に追従させることができず、界磁目標電流に対する実際の界磁電流の乖離が大きくなる。その結果、回転電機の発生トルクが大きくなり、ロータの回転停止状態を維持できなくなる懸念がある。
【0013】
そこで、本願出願人は、正弦波状の界磁目標電流と、回転電機のインダクタンスとに基づいて、ｄ軸目標電流を算出する方法について検討した。回転電機のインダクタンスが上記パラメータに応じて変化することに起因して、界磁目標電流及びインダクタンスに基づいて算出したｄ軸目標電流の振幅が、ｑ軸目標電流の振幅から大きくずれる。このずれは、各相の電機子巻線に流れる電流の振幅のずれにつながり、各相の上，下アームスイッチの発熱量に大きな偏りが発生してしまう。
【0014】
ここで、本願出願人は、正弦波状の界磁目標電流の正の振幅及び負の振幅を調整することにより、ｄ軸目標電流の振幅を調整できるとの知見を得た。そこで、第２の開示では、各相の電機子巻線に流れる電流の振幅が同等になるように、正弦波状の界磁目標電流の正の振幅及び負の振幅が個別に算出される。この場合、界磁電流を高調波成分に追従させる必要がないため、界磁電流の制御応答性が低いときであっても、各相の電機子巻線に流れる電流の振幅を同等にできる。その結果、各相の上，下アームスイッチの発熱量に大きな偏りが発生してしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】第１実施形態に係る車載システムの全体構成図。
【図2】熱伝達部としての冷却システムの概要を示す図。
【図3】昇温制御における３相交流電流、ｄ，ｑ軸電流及び界磁電流の推移を示す図。
【図4】ｄｑ座標系における昇温制御時の電流ベクトルを示す図。
【図5】比較例に係る昇温制御における３相交流電流、ｄ，ｑ軸電流、界磁電流及びトルクの推移及び各スイッチの発熱量を示す図。
【図6】比較例に係る昇温制御における３相交流電流、ｄ，ｑ軸電流、界磁電流及びトルクの推移及び各スイッチの発熱量を示す図。
【図7】第１実施形態に係る昇温制御における３相交流電流、ｄ，ｑ軸電流、界磁電流及びトルクの推移及び各スイッチの発熱量を示す図。
【図8】昇温制御のブロック図。
【図9】昇温制御の処理手順を示すフローチャート。
【図10】界磁目標電流の決定処理の手順を示すフローチャート。
【図11】第１実施形態の変形例に係るｄｑ座標系における昇温制御時の電流ベクトルを示す図。
【図12】第１実施形態の変形例に係るｄｑ座標系における昇温制御時の電流ベクトルを示す図。
【図13】第１実施形態の変形例に係るｄｑ座標系における昇温制御時の電流ベクトルを示す図。
【図14】第１実施形態の変形例に係るｄｑ座標系における昇温制御時の電流ベクトルを示す図。
【図15】第２実施形態に係る昇温制御のブロック図。
【図16】第３実施形態に係る昇温制御のブロック図。
【図17】界磁目標電流の決定処理の手順を示すフローチャート。
【図18】第４実施形態に係る昇温制御のブロック図。
【図19】界磁目標電流の決定処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0016】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る制御装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の制御装置を備えるシステムは、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載されている。
以下、本発明に係る制御装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の制御装置を備えるシステムは、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載されている。
【0017】
図１に示すように、システムは、蓄電池１０（「蓄電部」に相当）と、２つの電力変換器と、回転電機３０とを備えている。本実施形態において、回転電機３０は、巻線界磁型の回転電機である。また、回転電機３０は、ｄ軸インダクタンスＬｄがｑ軸インダクタンスＬｑよりも大きい特性である順突極性を有している。
【0018】
蓄電池１０は、単電池である電池セルの直列接続体として構成された組電池である。電池セルは、例えば、リチウムイオン電池等の２次電池である。蓄電池１０は、車両の外部に備えられた外部充電器により充電可能である。外部充電器は、例えば定置式の充電器である。
【0019】
回転電機３０は、車両の駆動輪１２に回転動力を付与して駆動輪１２を回転させる機器である。回転電機３０は、ロータ３１を備えている。ロータ３１は、ロータコアと、ロータコアから径方向に延びる複数の界磁突極部とを備えている。各界磁突極部には、界磁巻線３２が巻回されている。ロータ３１の回転軸は、車両に備えられた動力伝達機構１１を介して、車両の駆動輪１２と動力伝達が可能とされている。回転電機３０が電動機として機能することにより発生するトルクが、動力伝達機構１１を介して駆動輪１２に伝達され、駆動輪１２が回転する。これにより、車両が走行する。なお、動力伝達機構１１は、例えば、変速装置及びシャフトを含む。また、回転電機３０は、例えば、車両の駆動輪１２に一体に設けられるインホイールモータであってもよいし、車両の車体に備えられるオンボードモータであってもよい。
【0020】
回転電機３０は、ステータ３３を備えている。ステータ３３は、電機子コアと、電機子巻線とを備えている。電機子コアは、円環状のバックヨーク部と、バックヨーク部から径方向においてロータ３１側に延びる複数のティース部とを備えている。電機子巻線は、電気角で互いに１２０°ずれた状態で星形結線されたＵ，Ｖ，Ｗ相巻線３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗである。
【0021】
システムは、インバータ２０（「第１電力変換器」に相当）と、界磁通電回路４０（「第２電力変換器」に相当）とを備えている。インバータ２０は、蓄電池１０からの直流電流を交流電流に変換して電機子巻線に供給する。インバータ２０は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵＨ，ＳＶＨ，ＳＷＨと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵＬ，ＳＶＬ，ＳＷＬとの直列接続体を備えている。本実施形態において、各スイッチＳＵＨ，ＳＶＨ，ＳＷＨ，ＳＵＬ，ＳＶＬ，ＳＷＬは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。各スイッチＳＵＨ，ＳＶＨ，ＳＷＨ，ＳＵＬ，ＳＶＬ，ＳＷＬは、ボディダイオードＤＵＨ，ＤＶＨ，ＤＷＨ，ＤＵＬ，ＤＶＬ，ＤＷＬを備えている。
【0022】
Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵＨ，ＳＶＨ，ＳＷＨの高電位側端子であるドレインには、高電位側電気経路Ｌｐを介して蓄電池１０の正極端子が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵＬ，ＳＶＬ，ＳＷＬの低電位側端子であるソースには、低電位側電気経路Ｌｎを介して蓄電池１０の負極端子が接続されている。各電気経路Ｌｐ，Ｌｎは、バスバー等の導電部材である。インバータ２０は、平滑コンデンサである第１コンデンサ２１を備えている。なお、第１コンデンサ２１は、インバータ２０の外部に設けられていてもよい。
【0023】
界磁通電回路４０は、蓄電池１０から界磁巻線３２に電流を供給する。本実施形態の界磁通電回路４０は、フルブリッジ回路であり、第１上アームスイッチＳＨ１及び第１下アームスイッチＳＬ１の直列接続体と、第２上アームスイッチＳＨ２及び第２下アームスイッチＳＬ２の直列接続体とを備えている。本実施形態において、各スイッチＳＨ１，ＳＨ２，ＳＬ１，ＳＬ２は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。各スイッチＳＨ１，ＳＨ２，ＳＬ１，ＳＬ２は、ボディダイオードＤＨ１，ＤＨ２，ＤＬ１，ＤＬ２を備えている。各スイッチＳＨ１，ＳＨ２，ＳＬ１，ＳＬ２は、オンされている場合、ドレインからソースへの電流の流通、及びソースからドレインへの電流の流通が許可される双方向導通型のスイッチング素子である。
【0024】
第１，第２上アームスイッチＳＨ１，ＳＨ２の高電位側端子であるドレインには、高電位側電気経路Ｌｐを介して蓄電池１０の正極端子が接続されている。第１，第２下アームスイッチＳＬ１，ＳＬ２の低電位側端子であるソースには、低電位側電気経路Ｌｎを介して蓄電池１０の負極端子が接続されている。第１上アームスイッチＳＨ１と第１下アームスイッチＳＬ１との接続点には、図示しないブラシを介して界磁巻線３２の第１端が接続されている。第２上アームスイッチＳＨ２と第２下アームスイッチＳＬ２との接続点には、図示しないブラシを介して界磁巻線３２の第２端が接続されている。界磁通電回路４０は、平滑コンデンサである第２コンデンサ４１を備えている。なお、第２コンデンサ４１は、界磁通電回路４０の外部に設けられていてもよい。また、界磁通電回路４０に個別に第２コンデンサ４１が設けられるとともにインバータ２０に個別に第１コンデンサ２１が設けられる構成に代えて、インバータ２０及び界磁通電回路４０に共通のコンデンサが設けられる構成であってもよい。この場合、例えば、第２コンデンサ４１が設けられない構成とすればよい。
【0025】
システムは、図２に示すように、車両を走行させるためにインバータ２０のスイッチング制御が行われている場合においてインバータ２０、界磁通電回路４０、回転電機３０及び蓄電池１０を冷却する装置を備えている。詳しくは、車両は、冷却水が循環する循環経路４００と、電動式のウォータポンプ４０１と、ラジエータ４０２と、電動式のファン４０３とを備えている。ウォータポンプ４０１は、給電されて駆動されることにより冷却水を循環させる。図２に示す例では、循環経路４００において、ウォータポンプ４０１の下流側には、順に、インバータ２０、界磁通電回路４０、回転電機３０、蓄電池１０が配置されている。なお、循環経路４００における配置順は、図２に示す順序に限らない。
【0026】
循環経路４００においてウォータポンプ４０１と蓄電池１０の間には、ラジエータ４０２が設けられている。ラジエータ４０２は、循環経路４００を介して流入する冷却水を冷却してウォータポンプ４０１へと供給する。車両の走行に伴いラジエータ４０２に吹き付けられる走行風や、ファン４０３を回転駆動させることによりラジエータ４０２に吹き付けられる風により、ラジエータ４０２に流入する冷却水が冷却される。
【0027】
なお、ウォータポンプ４０１及びファン４０３は、制御装置６０とは別の制御装置により駆動され得る。ただし、本実施形態では、便宜上、ウォータポンプ４０１及びファン４０３が、システムが備える制御装置６０により駆動されるものとする。
【0028】
図１の説明に戻り、システムは、電圧センサ５０、相電流センサ５１、界磁電流センサ５２、角度センサ５３、電池温度センサ５４、スイッチ温度センサ５５及び冷却水温センサ５６を備えている。電圧センサ５０は、蓄電池１０の電圧を検出する。相電流センサ５１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗのうち少なくとも２相の巻線に流れる相電流を検出する。界磁電流センサ５２は、界磁巻線３２に流れる界磁電流を検出する。角度センサ５３は、ロータ３１の回転角（具体的には電気角）を検出する。電池温度センサ５４は、蓄電池１０の温度を検出する。スイッチ温度センサ５５は、各スイッチＳＵＨ，ＳＶＨ，ＳＷＨ，ＳＵＬ，ＳＶＬ，ＳＷＬの温度を検出する。冷却水温センサ５６は、循環経路４００に流れる冷却水の温度を検出する。
【0029】
システムは、制御装置６０と、制御装置６０よりも上位の上位制御装置８０とを備えている。各センサ５０～５６の検出値は、制御装置６０に入力される。
【0030】
制御装置６０は、マイコン６０ａを主体として構成される電子制御装置（Electronic Control Unit）である。上位制御装置８０は、マイコンを主体として構成される電子制御装置（Electronic Control Unit）である。制御装置６０と上位制御装置８０とは、情報のやり取りが可能になっている。
【0031】
制御装置６０のマイコン６０ａ及び上位制御装置８０のマイコンは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えている。制御装置６０のマイコン６０ａ及び上位制御装置８０のマイコンが提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコンがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコンは、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、後述する図９，１０等に示す処理のプログラムが含まれる。プログラムを構成するインストラクションのセットが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えばＯＴＡ（Over The Air）等、インターネット等の通信ネットワークを介して更新可能である。
【0032】
制御装置６０は、界磁巻線３２を励磁すべく、界磁通電回路４０を構成する各スイッチのスイッチング制御を行う。詳しくは、制御装置６０は、界磁電流センサ５２により検出された界磁電流Ｉｆｒを界磁目標電流Ｉｆ＊に制御すべく、第１状態と第２状態とが交互に出現するようにスイッチング制御を行う。第１状態は、第１上アームスイッチＳＨ１と第２下アームスイッチＳＬ２とがオンされて、かつ、第２上アームスイッチＳＨ２と第１下アームスイッチＳＬ１とがオフされている状態である。第２状態は、第１上アームスイッチＳＨ１と第２下アームスイッチＳＬ２とがオフされて、かつ、第２上アームスイッチＳＨ２と第１下アームスイッチＳＬ１とがオンされている状態である。
【0033】
制御装置６０は、界磁巻線３２が励磁されている状態において、各センサ５０～５６の検出値に基づいて、回転電機３０の制御量を指令値にフィードバック制御すべく、インバータ２０を構成する各スイッチのスイッチング制御を行う。本実施形態において、制御量はトルクである。各相において、上アームスイッチと下アームスイッチとは交互にオンされる。このフィードバック制御により、ロータ３１の回転動力が駆動輪１２に伝達され、車両が走行する。
【0034】
続いて、制御装置６０により実行される蓄電池１０の昇温制御について説明する。この制御は、車両の停車中において外部充電器により蓄電池１０を充電する場合において、電池温度センサ５４により検出された蓄電池１０の温度Ｔｒが目標温度Ｔ＊を下回るとき、インバータ２０及び界磁通電回路４０のスイッチング制御により熱を発生させる制御である。発生した熱は、ウォータポンプ４０１の駆動によって循環経路４００を循環する冷却水を介して蓄電池１０に伝えられる。昇温制御は、例えば、蓄電池１０の温度Ｔrが目標温度Ｔ＊に到達するまで継続される。また、ウォータポンプ４０１の駆動は、少なくとも昇温制御の実行中は継続される。なお、本実施形態において、循環経路４００、循環経路４００を循環する冷却水及びウォータポンプ４０１が「熱伝達部」に相当する。昇温制御により、蓄電池１０を迅速に昇温させ、外部充電器による蓄電池１０の充電時間の短縮を図る。
【0035】
昇温制御による昇温能力を高めるために、制御装置６０は、昇温制御において、電機子巻線に正弦波状のｄ，ｑ軸電流を流すようにインバータ２０のスイッチング制御を行う。この際、ロータ３１の回転停止状態を維持して車両の停車状態を維持するために、制御装置６０は、ｄ，ｑ軸電流の流通によって発生するリラクタンストルクをマグネットトルクで減少させるように界磁通電回路４０のスイッチング制御を行う。
【0036】
まず、昇温制御の概要について説明する。
【0037】
回転電機３０の発生トルクＴｒｑは、下式（ｅｑ１）で表されるように、マグネットトルクＴＭと、リラクタンストルクＴＲとからなる。下式（ｅｑ１）において、Ｐは回転電機３０の極対数を示し、φｆは界磁巻線３２に界磁電流が流れることにより発生する磁束を示す。
【0038】
Ｔｒｑ＝ＴＭ＋ＴＲ
＝Ｐ・φｆ・Ｉｑ＋Ｐ・（Ｌｄ－Ｌｑ）・Ｉｄ・Ｉｑ …（ｅｑ１）
制御装置６０は、昇温制御において、図３（Ａ）に示すように電気角で１２０度位相がずれた正弦波状の３相交流電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを各相巻線３４Ｕ～３４Ｗに流すように、インバータ２０のスイッチング制御を行う。この場合、図３（Ｂ）に示すように正弦波状のｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑが流れる。この場合のｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑの周波数は同じであり、ｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑとの位相差は電気角で９０度である。
＝Ｐ・φｆ・Ｉｑ＋Ｐ・（Ｌｄ－Ｌｑ）・Ｉｄ・Ｉｑ …（ｅｑ１）
制御装置６０は、昇温制御において、図３（Ａ）に示すように電気角で１２０度位相がずれた正弦波状の３相交流電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを各相巻線３４Ｕ～３４Ｗに流すように、インバータ２０のスイッチング制御を行う。この場合、図３（Ｂ）に示すように正弦波状のｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑが流れる。この場合のｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑの周波数は同じであり、ｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑとの位相差は電気角で９０度である。
【0039】
一方、磁束φｆは、下式（ｅｑ２）で表されるように、界磁巻線３２のターン数Ｎｆと、界磁電流Ｉｆとの乗算値に比例する。
【0040】
φｆ∝Ｎｆ・Ｉｆ …（ｅｑ２）
リラクタンストルクＴＲをマグネットトルクＴＭで相殺するとの条件を上式（ｅｑ１）に課す。詳しくは、上式（ｅｑ１）においてＴｒｑ＝０とする。この場合、下式（ｅｑ３）が導かれる。
リラクタンストルクＴＲをマグネットトルクＴＭで相殺するとの条件を上式（ｅｑ１）に課す。詳しくは、上式（ｅｑ１）においてＴｒｑ＝０とする。この場合、下式（ｅｑ３）が導かれる。
【0041】
φｆ＝－（Ｌｄ－Ｌｑ）・Ｉｄ …（ｅｑ３）
上式（ｅｑ２），（ｅｑ３）から下式（ｅｑ４）が導かれる。
上式（ｅｑ２），（ｅｑ３）から下式（ｅｑ４）が導かれる。
【0042】
Ｉｆ∝－（Ｌｄ－Ｌｑ）・Ｉｄ／Ｎｆ …（ｅｑ４）
本実施形態では、（ｅｑ４）においてＬｄ＞Ｌｑである。このため、図３（Ｃ）に示すように、制御装置６０は、ｄ軸電流Ｉｄの位相とは１８０度異なって、かつ、ｄ軸電流Ｉｄの周波数と同じ周波数を有する正弦波状の界磁目標電流Ｉｆ＊を設定する。なお、図３に示すＴｆは、ｄ軸電流Ｉｄ及び界磁電流Ｉｆの１周期である。
本実施形態では、（ｅｑ４）においてＬｄ＞Ｌｑである。このため、図３（Ｃ）に示すように、制御装置６０は、ｄ軸電流Ｉｄの位相とは１８０度異なって、かつ、ｄ軸電流Ｉｄの周波数と同じ周波数を有する正弦波状の界磁目標電流Ｉｆ＊を設定する。なお、図３に示すＴｆは、ｄ軸電流Ｉｄ及び界磁電流Ｉｆの１周期である。
【0043】
図４は、昇温制御中において流れる電流をｄｑ座標系に示した図である。図４において、Ｉｖｔ＿３ｐｈは、ｄｑ座標系において電機子巻線に流れる電流ベクトル（以下、電機子電流ベクトル）を示し、Ｉｖｔ＿ｆｌｄは、ｄｑ座標系において界磁巻線３２に流れる電流ベクトル（以下、界磁電流ベクトル）を示す。ロータ３１の回転が停止しているため、電機子電流ベクトルＩｖｔ＿３ｐｈは、３相交流電流の周波数で回転する。回転する電機子電流ベクトルＩｖｔと、界磁電流ベクトルＩｖｔ＿ｆｌｄとの位相差が１８０度になるように、制御装置６０は、インバータ２０及び界磁通電回路４０のスイッチング制御を行う。これにより、界磁電流ベクトルＩｖｔ＿ｆｌｄが、回転電機３０のリラクタンストルクを減少させる成分を有するようになり、詳しくはリラクタンストルクを０に近づける成分を有するようになる。
【0044】
本実施形態の昇温制御では、３相の上，下アームスイッチのスイッチング制御が行われる。昇温制御の実行に伴いインバータ２０において発生する熱を各相及び上，下アームに分散させることができる。この場合において、発生する熱量を増大させるために、本願出願人は、昇温制御方法について種々の検討を行った。
【0045】
結合インダクタンスＬｍｆを用いると、上式（ｅｑ４）を下式（ｅｑ５）のように表すことができる。
【0046】
【数1】
【0047】
昇温制御により発生する熱量を増加させるためには、インバータ２０の各スイッチＳＵＨ，ＳＵＬ，ＳＶＨ，ＳＶＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬが発生する熱量を同等にすることが要求される。この熱量は、例えば、スイッチング制御に伴い単位時間当たりにスイッチで発生する熱量［Ｗ］である。発熱量を同等にするには、３相電流の振幅を同等にする必要がある。そこで、本願出願人は、振幅が同等である３相電流に基づいてｄ軸目標電流Ｉｄ＊を算出し、算出したｄ軸目標電流Ｉｄ＊及び回転電機３０のインダクタンスに基づいて、界磁目標電流Ｉｆ＊を算出する方法について検討した。詳しくは、図５に示すように、振幅を同等にした３相電流から変換されたｄ，ｑ軸目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の振幅は同等になる。このｄ軸目標電流Ｉｄ＊及び上式（ｅｑ５）に基づいて算出された界磁目標電流Ｉｆ＊に、界磁電流Ｉｆｒを制御することにより、昇温制御中の回転電機３０の発生トルクを０に近づけつつ、各スイッチＳＵＨ，ＳＵＬ，ＳＶＨ，ＳＶＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬの発熱量を同等にする。
【0048】
ここで、回転電機３０のインダクタンスであって、上式（ｅｑ５）に含まれるｄ軸インダクタンスＬｄ、ｑ軸インダクタンスＬｑ及び結合インダクタンスＬｍｆは、ｄ，ｑ軸電流及び界磁電流に応じて変化する。具体的には、ｄ軸電流及び界磁電流が大きいほど、磁気飽和の影響によりｄ軸インダクタンスＬｄ及び結合インダクタンスＬｍｆが小さくなり、ｑ軸電流Ｉｑが大きいほど、磁気飽和の影響によりｑ軸インダクタンスＬｑが小さくなる。また、各インダクタンスＬｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆは、電気角に応じて変化する。
【0049】
ｄ軸インダクタンスＬｄ、ｑ軸インダクタンスＬｑ及び結合インダクタンスＬｍｆが上述した各パラメータの依存性を有するため、上式（ｅｑ５）において、ｄ軸電流Ｉｄが正弦波状の電流であったとしても、図５の破線の円で囲む部分に示すように、界磁電流Ｉｆに高調波成分が含まれることとなる。
【0050】
ここで、界磁巻線３２のインダクタンスは、例えばターン数Ｎｆが非常に多いことに起因して、電機子巻線のインダクタンスと比較して非常に大きい。このため、界磁電流の制御応答性が低くなり、実際の界磁電流を高調波成分に追従させることができず、界磁目標電流Ｉｆ＊に対する実際の界磁電流の乖離が大きくなる。その結果、図５に示すように、各スイッチＳＵＨ，ＳＵＬ，ＳＶＨ，ＳＶＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬが発生する熱量は目標熱量Ｑ＊以上となるものの、回転電機３０の発生トルクがトルク閾値Ｔｒｑｔｈ以上になってしまう。トルク閾値Ｔｒｑｔｈは、駆動輪１２が回転し始めるトルクであり、例えば、駆動輪１２が回転し始めるトルクとして想定される範囲の上限値に設定されている。発生トルクがトルク閾値Ｔｒｑｔｈを超えてしまうと、外部充電中のユーザに違和感を与えるおそれがある。
【0051】
そこで、本願出願人は、各スイッチＳＵＨ，ＳＵＬ，ＳＶＨ，ＳＶＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬが発生する熱量を同等にできる理想的な正弦波状の界磁目標電流Ｉｆ＊と、回転電機３０のインダクタンスとに基づいて、ｄ軸目標電流Ｉｄ＊を算出する方法について検討した。図６に示すように、理想的な界磁目標電流Ｉｆ＊の正負の振幅Ｉｆ０は同じである。
【0052】
ここで、ｄ軸インダクタンスＬｄ、ｑ軸インダクタンスＬｑ及び結合インダクタンスＬｍｆが上述した各パラメータの依存性を有するため、界磁目標電流Ｉｆ＊及び上式（ｅｑ５）に基づいて算出したｄ軸目標電流Ｉｄ＊の振幅は、図６に示すように、ｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅から大きくずれる。このずれは、図６に示すように、３相電流の振幅のずれにつながり、各スイッチＳＵＨ，ＳＵＬ，ＳＶＨ，ＳＶＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬが発生する熱量に大きな偏りが発生してしまう。図６に示す例では、Ｕ相下アームスイッチＳＵＬが発生する熱量が目標熱量Ｑ＊を下回っている。
【0053】
ここで、本願出願人は、昇温制御において、正弦波状の界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅及び負の振幅を個別に調整することにより、ｄ軸目標電流Ｉｄ＊の振幅を調整できるとの知見を得た。そこで、制御装置６０は、図７に示すように、３相電流の振幅が同等になるように、正弦波状の界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍを個別に調整する。３相電流の振幅が同等であれば、各スイッチＳＵＨ，ＳＵＬ，ＳＶＨ，ＳＶＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬが発生する熱量が同等になる。図７に示す例では、制御装置６０は、界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐを増加させることにより、ｄ軸目標電流Ｉｄの負の振幅を増加させ、これによってｄ軸電流Ｉｄの負の振幅とｑ軸電流Ｉｑの負の振幅とを同等にしている。
【0054】
上述した方法によれば、界磁電流Ｉｆｒを高調波成分に追従させる必要がないため、界磁電流Ｉｆｒの制御応答性が低いときであっても、３相電流の振幅を同等にできる。その結果、回転電機３０の発生トルクをトルク閾値Ｔｒｑｔｈよりも小さいトルクに維持しつつ、各スイッチＳＵＨ，ＳＵＬ，ＳＶＨ，ＳＶＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬが発生する熱量を同等にすることができる。これにより、ロータ３１の回転停止状態を維持しつつ、昇温制御において発生する熱量を好適に増加させる。
【0055】
図８に、制御装置６０により実行される昇温制御のブロック図を示す。
【0056】
３相目標振幅算出部６１は、制御周期毎に、上位制御装置８０から目標熱量Ｑ＊を取得し、取得した目標熱量Ｑ＊に基づいて、Ｕ相目標電流の振幅Ｉｕａｍｐ＊、Ｖ相目標電流の振幅Ｉｖａｍｐ＊、及びＷ相目標電流の振幅Ｉｗａｍｐ＊を算出する。各振幅Ｉｕａｍｐ＊，Ｉｖａｍｐ＊，Ｉｗａｍｐ＊は同じ値である。３相目標振幅算出部６１は、例えば、目標熱量Ｑ＊が大きいほど、各振幅Ｉｕａｍｐ＊，Ｉｖａｍｐ＊，Ｉｗａｍｐ＊を大きく算出する。３相目標振幅算出部６１は、例えば、目標熱量Ｑ＊及び各振幅Ｉｕａｍｐ＊，Ｉｖａｍｐ＊，Ｉｗａｍｐ＊が関係付けられたマップ情報と、取得した目標熱量Ｑ＊とに基づいて、各振幅Ｉｕａｍｐ＊，Ｉｖａｍｐ＊，Ｉｗａｍｐ＊を算出すればよい。
【0057】
２相目標振幅算出部６２は、制御周期毎に、各相電流の振幅Ｉｕａｍｐ＊，Ｉｖａｍｐ＊，Ｉｗａｍｐ＊と、角度センサ５３により検出された電気角θｅとに基づいて、３相固定座標系における各相電流の振幅Ｉｕａｍｐ＊，Ｉｖａｍｐ＊，Ｉｗａｍｐ＊を、２相回転座標系（ｄｑ座標系）におけるｄ軸目標電流Ｉｄ＊の振幅Ｉｄａｍｐ＊及びｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊に変換する。
【0058】
２相変換部６３は、制御周期毎に、相電流センサ５１の検出値と、検出された電気角θｅとに基づいて、３相固定座標系におけるＵ，Ｖ，Ｗ相電流を、ｄｑ座標系におけるｄ軸電流Ｉｄｒ及びｑ軸電流Ｉｑｒに変換する。
【0059】
定数算出部６４は、制御周期毎に、ｄ軸インダクタンスＬｄ、ｑ軸インダクタンスＬｑ及び結合インダクタンスＬｍｆを算出する。詳しくは、定数算出部６４は、ｄ軸電流Ｉｄｒ、界磁電流Ｉｆｒ、電気角θｅ及びｄ軸インダクタンスＬｄが関係付けられたマップ情報と、２相変換部６３により算出されたｄ軸電流Ｉｄｒと、界磁電流センサ５２により検出された界磁電流Ｉｆｒと、角度センサ５３により検出された電気角θｅとに基づいて、ｄ軸インダクタンスＬｄを算出する。定数算出部６４は、例えば、ｄ軸電流Ｉｄが大きかったり、界磁電流Ｉｆｒが大きかったりするほど、ｄ軸インダクタンスＬｄを小さく算出すればよい。
【0060】
定数算出部６４は、ｄ軸電流Ｉｄｒ、界磁電流Ｉｆｒ、電気角θｅ及び結合インダクタンスＬｍｆが関係付けられたマップ情報と、算出されたｄ軸電流Ｉｄｒと、検出された界磁電流Ｉｆｒと、検出された電気角θｅとに基づいて、結合インダクタンスＬｍｆを算出する。定数算出部６４は、例えば、ｄ軸電流Ｉｄが大きかったり、界磁電流Ｉｆｒが大きかったりするほど、結合インダクタンスＬｍｆを小さく算出すればよい。
【0061】
定数算出部６４は、ｑ軸電流Ｉｑｒ、電気角θｅ及びｑ軸インダクタンスＬｑが関係付けられたマップ情報と、２相変換部６３により算出されたｑ軸電流Ｉｑｒと、検出された電気角θｅとに基づいて、ｑ軸インダクタンスＬｑを算出する。定数算出部６４は、例えば、ｑ軸電流Ｉｑｒが大きいほど、ｑ軸インダクタンスＬｑを小さく算出すればよい。
【0062】
初期界磁振幅算出部６５は、制御周期毎に、２相目標振幅算出部６２により算出されたｄ軸目標電流Ｉｄ＊の振幅Ｉｄａｍｐ＊、定数算出部６４により算出された各インダクタンスＬｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆ、及び上式（ｅｑ５）に基づいて、界磁目標電流Ｉｆ＊の振幅の初期値である初期界磁振幅Ｉｆａｍｐｉｎｉを算出する。つまり、「Ｉｆａｍｐｉｎｉ＝（Ｌｑ－Ｌｄ）／Ｌｍｆ×Ｉｄａｍｐ＊」である。
【0063】
目標界磁算出部６６は、初期界磁振幅算出部６５により算出された初期界磁振幅Ｉｆａｍｐｉｎｉを振幅とし、ｄ，ｑ軸目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と同じ周波数で変動する界磁目標電流Ｉｆ＊を算出する。界磁目標電流Ｉｆ＊の周波数は、界磁電流Ｉｆｒの制御応答性を満足できる周波数に設定されており、例えば、５Ｈｚ以上の周波数又は１０Ｈｚ以上の周波数に設定されている。なお、本実施形態において、目標界磁算出部６６が、界磁目標電流Ｉｆ＊を算出する「目標値算出部」に相当する。
【0064】
界磁制御部６７は、目標界磁算出部６６により算出された界磁目標電流Ｉｆ＊に、検出された界磁電流Ｉｆｒをフィードバック制御すべく、界磁通電回路４０の各スイッチＳＨ１，ＳＬ１，ＳＨ２，ＳＬ２のゲート駆動信号を生成する。界磁制御部６７は、生成したゲート駆動信号を各スイッチＳＨ１，ＳＬ１，ＳＨ２，ＳＬ２を駆動するドライブ回路に出力する。これにより、界磁電流Ｉｆｒが正弦波状の界磁目標電流Ｉｆ＊に制御される。
【0065】
目標界磁算出部６６は、界磁制御部６７による界磁電流Ｉｆｒの制御が開始された後、２相変換部６３によって算出されたｄ軸電流Ｉｄｒを制御周期毎に都度取得し、取得したｄ軸電流Ｉｄｒに基づいて、界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐを調整する。
【0066】
具体的には、目標界磁算出部６６は、都度取得したｄ軸電流Ｉｄｒに基づいて、ｄ軸電流Ｉｄｒの負の振幅Ｉｄａｍｐｒｍを算出する。目標界磁算出部６６は、算出したｄ軸電流Ｉｄｒの負の振幅Ｉｄａｍｐｒｍと、２相目標振幅算出部６２により算出されたｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊との差の絶対値を算出する。目標界磁算出部６６は、算出した絶対値が電流閾値Ｉｔｈを超えていると判定した場合、界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐを調整する。この調整処理において、目標界磁算出部６６は、例えば、ｄ軸電流Ｉｄｒの負の振幅Ｉｄａｍｐｒｍがｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊よりも小さいと判定した場合、界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐを増加させればよく、具体的には例えば、「Ｉｑａｍｐ＊－Ｉｄａｍｐｒｍ」が大きいほど、正の振幅Ｉｆｐの増加量を大きくすればよい。また、この調整処理において、目標界磁算出部６６は、例えば、ｄ軸電流Ｉｄｒの負の振幅Ｉｄａｍｐｒｍがｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊よりも大きいと判定した場合、界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐを減少させればよく、具体的には例えば、「Ｉｄａｍｐｒｍ－Ｉｑａｍｐ＊」が大きいほど、正の振幅Ｉｆｐの減少量を大きくすればよい。目標界磁算出部６６は、ｄ軸電流Ｉｄｒの負の振幅Ｉｄａｍｐｒｍと、ｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊との差の絶対値が電流閾値Ｉｔｈ以下になるまで、ｄ軸電流Ｉｄｒの負の振幅Ｉｄａｍｐｒｍを算出するたびに界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐの調整処理を行う。
【0067】
目標界磁算出部６６は、界磁制御部６７による界磁電流Ｉｆｒの制御が開始された後、算出されたｄ軸電流Ｉｄｒを制御周期毎に都度取得し、取得したｄ軸電流Ｉｄｒに基づいて、界磁目標電流Ｉｆ＊の負の振幅Ｉｆｍを調整する。
【0068】
具体的には、目標界磁算出部６６は、都度取得したｄ軸電流Ｉｄｒに基づいて、ｄ軸電流Ｉｄｒの正の振幅Ｉｄａｍｐｒｐを算出する。目標界磁算出部６６は、算出したｄ軸電流Ｉｄｒの正の振幅Ｉｄａｍｐｒｐと、算出されたｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊との差の絶対値を算出する。目標界磁算出部６６は、算出した絶対値が電流閾値Ｉｔｈを超えていると判定した場合、界磁目標電流Ｉｆ＊の負の振幅Ｉｆｍを調整する。この調整処理において、目標界磁算出部６６は、例えば、ｄ軸電流Ｉｄｒの正の振幅Ｉｄａｍｐｒｐがｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊よりも小さいと判定した場合、界磁目標電流Ｉｆ＊の負の振幅Ｉｆｍを増加させればよく、具体的には例えば、「Ｉｑａｍｐ＊－Ｉｄａｍｐｒｐ」が大きいほど、負の振幅Ｉｆｍの増加量を大きくすればよい。また、この調整処理において、目標界磁算出部６６は、例えば、ｄ軸電流Ｉｄｒの正の振幅Ｉｄａｍｐｒｐがｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊よりも大きいと判定した場合、界磁目標電流Ｉｆ＊の負の振幅Ｉｆｍを減少させればよく、具体的には例えば、「Ｉｄａｍｐｒｐ－Ｉｑａｍｐ＊」が大きいほど、負の振幅Ｉｆｍの減少量を大きくすればよい。目標界磁算出部６６は、ｄ軸電流Ｉｄｒの正の振幅Ｉｄａｍｐｒｐと、ｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊との差の絶対値が電流閾値Ｉｔｈ以下になるまで、ｄ軸電流Ｉｄｒの正の振幅Ｉｄａｍｐｒｐを算出するたびに界磁目標電流Ｉｆ＊の負の振幅Ｉｆｍの調整処理を行う。
【0069】
目標ｄ軸電流算出部６８は、制御周期毎に、定数算出部６４により算出された各インダクタンスＬｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆ、目標界磁算出部６６により算出された界磁目標電流Ｉｆ＊及び上式（ｅｑ５）に基づいて、目標ｄ軸電流Ｉｄ＊を算出する。界磁目標電流Ｉｆ＊の振幅が目標界磁算出部６６により調整された場合、目標ｄ軸電流算出部６８は、振幅が調整された界磁目標電流Ｉｆ＊を目標ｄ軸電流Ｉｄ＊の算出に用いる。なお、本実施形態において、目標ｄ軸電流算出部６８が、ｄ軸目標電流Ｉｄ＊を算出する「目標値算出部」に相当する。
【0070】
３相制御部６９は、２相目標振幅算出部６２により算出されたｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊を振幅とし、ｄ軸目標電流Ｉｄ＊と位相が９０度異なってかつｄ軸目標電流Ｉｄ＊と振幅が同じｑ軸目標電流Ｉｑ＊を算出する。なお、本実施形態において、６９が、ｑ軸目標電流Ｉｑ＊を算出する「目標値算出部」に相当する。
【0071】
３相制御部６９は、算出したｑ軸目標電流Ｉｑ＊に、２相変換部６３により算出されたｑ軸電流Ｉｑｒをフィードバック制御するとともに、算出されたｄ軸電流Ｉｄｒを、目標ｄ軸電流算出部６８により算出された目標ｄ軸電流Ｉｄ＊にフィードバック制御すべく、インバータ２０の各スイッチＳＵＨ，ＳＵＬ，ＳＶＨ，ＳＶＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬのゲート駆動信号を生成する「電機子制御部」として機能する。この生成処理において、電気角θｅと、電圧センサ５０により検出された電源Ｖｄｃとが用いられる。３相制御部６９は、生成したゲート駆動信号を各スイッチＳＵＨ，ＳＵＬ，ＳＶＨ，ＳＶＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬを駆動するドライブ回路に出力する。これにより、ｄ軸電流Ｉｄｒが正弦波状のｄ軸目標電流Ｉｄ＊に制御されるとともに、ｑ軸電流Ｉｑｒが正弦波状のｑ軸目標電流Ｉｑ＊に制御される。
【0072】
図９は、制御装置６０により実行される昇温制御の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、例えば、外部充電器による蓄電池１０の充電が開始されたと制御装置６０により判定された場合に実行される。
【0073】
ステップＳ１０では、蓄電池１０の昇温要求があるか否かを判定する。本実施形態では、検出された蓄電池１０の温度Ｔｒが目標温度Ｔ＊を下回っている場合に昇温要求があると判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ１０の処理が「判定部」に相当する。
【0074】
ステップＳ１０において昇温要求があると判定した場合には、ステップＳ１１に進み、界磁目標電流Ｉｆ＊の決定処理を行う。以下、図１０を用いて、この処理について説明する。
【0075】
ステップＳ２０では、上位制御装置８０から目標熱量Ｑ＊を取得する。なお、上位制御装置８０は、例えば、目標温度Ｔ＊から蓄電池１０の温度Ｔｒを差し引いた値が大きいほど、目標熱量Ｑ＊を大きく算出すればよい。
【0076】
ステップＳ２１では、３相目標振幅算出部６１において、ステップＳ２０で取得した目標熱量Ｑ＊に基づいて、Ｕ相目標電流の振幅Ｉｕａｍｐ＊、Ｖ相目標電流の振幅Ｉｖａｍｐ＊、及びＷ相目標電流の振幅Ｉｗａｍｐ＊を算出する。
【0077】
ステップＳ２２では、２相目標振幅算出部６２において、ステップＳ２１で算出した各相電流の振幅Ｉｕａｍｐ＊，Ｉｖａｍｐ＊，Ｉｗａｍｐ＊と、電気角θｅとに基づいて、ｄ軸目標電流Ｉｄ＊の振幅Ｉｄａｍｐ＊及びｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊を算出する。
【0078】
ステップＳ２３では、２相変換部６３において、相電流センサ５１の検出値と、電気角θｅとに基づいて、ｄ軸電流Ｉｄｒ及びｑ軸電流Ｉｑｒを算出する。
【0079】
ステップＳ２４では、定数算出部６４において、ｄ軸電流Ｉｄｒ、界磁電流Ｉｆｒ、電気角θｅ及びｄ軸インダクタンスＬｄが関係付けられたマップ情報と、ステップＳ２３で算出したｄ軸電流Ｉｄｒと、界磁電流Ｉｆｒと、電気角θｅとに基づいて、ｄ軸インダクタンスＬｄを算出する。
【0080】
また、ｄ軸電流Ｉｄｒ、界磁電流Ｉｆｒ、電気角θｅ及び結合インダクタンスＬｍｆが関係付けられたマップ情報と、算出したｄ軸電流Ｉｄｒと、界磁電流Ｉｆｒと、電気角θｅとに基づいて、結合インダクタンスＬｍｆを算出する。
【0081】
また、ｑ軸電流Ｉｑｒ、電気角θｅ及びｑ軸インダクタンスＬｑが関係付けられたマップ情報と、ステップＳ２３で算出したｑ軸電流Ｉｑｒと、電気角θｅとに基づいて、ｑ軸インダクタンスＬｑを算出する。
【0082】
ステップＳ２５では、初期界磁振幅算出部６５において、ステップＳ２２で算出したｄ軸目標電流Ｉｄ＊の振幅Ｉｄａｍｐ＊、ステップＳ２４で算出した各インダクタンスＬｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆ、及び上式（ｅｑ５）に基づいて、初期界磁振幅Ｉｆａｍｐｉｎｉを算出する。
【0083】
ステップＳ２６では、目標界磁算出部６６において、ステップＳ２５で算出した初期界磁振幅Ｉｆａｍｐｉｎｉに基づいて、界磁目標電流Ｉｆ＊を算出する。
【0084】
ステップＳ２７では、２相変換部６３において、ステップＳ２３と同様にｄ軸電流Ｉｄｒ及びｑ軸電流Ｉｑｒを算出する。ステップＳ２８では、定数算出部６４において、ステップＳ２４と同様に各インダクタンスＬｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆを算出する。
【0085】
ステップＳ２９では、目標ｄ軸電流算出部６８において、ステップＳ２６で算出した界磁目標電流Ｉｆ＊と、ステップＳ２８で算出した各インダクタンスＬｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆと、上式（ｅｑ５）とに基づいて、ｄ軸目標電流Ｉｄ＊を算出する。
【0086】
ステップＳ３０では、３相制御部６９において、ステップＳ２２で算出したｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊に基づいて、ステップＳ２９で算出したｄ軸目標電流Ｉｄ＊と位相が９０度異なってかつｄ軸目標電流Ｉｄ＊と振幅が同じｑ軸目標電流Ｉｑ＊を算出する。
【0087】
ステップＳ３１では、界磁制御部６７において、ステップＳ２６で算出した界磁目標電流Ｉｆ＊に界磁電流Ｉｆｒをフィードバック制御すべく、界磁通電回路４０の各ＳＨ１，ＳＬ１，ＳＨ２，ＳＬ２のスイッチング制御を行う。
【0088】
ステップＳ３２では、３相制御部６９において、ステップＳ２９で算出したｄ軸目標電流Ｉｄ＊にステップＳ２７で算出したｄ軸電流Ｉｄｒをフィードバック制御するとともに、ステップＳ３０で算出したｑ軸目標電流Ｉｑ＊にステップＳ２７で算出したｑ軸電流Ｉｑｒをフィードバック制御すべく、インバータ２０の各スイッチＳＵＨ，ＳＵＬ，ＳＶＨ，ＳＶＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング制御を行う。
【0089】
ステップＳ３３では、目標界磁算出部６６において、ｄ軸電流Ｉｄｒの正の振幅Ｉｄａｍｐｒｐと、ステップＳ２２で算出したｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊との差の絶対値を算出する。そして、算出した絶対値が電流閾値Ｉｔｈを超えていると判定した場合、ステップＳ３４に進み、界磁目標電流Ｉｆ＊の負の振幅Ｉｆｍを調整する。また、ステップＳ３３では、ｄ軸電流Ｉｄｒの負の振幅Ｉｄａｍｐｒｍと、ｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊との差の絶対値を算出する。そして、算出した絶対値が電流閾値Ｉｔｈを超えていると判定した場合、ステップＳ３４に進み、界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐを調整する。ステップＳ３４の後、ステップＳ２６では、調整された正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍを有する界磁目標電流Ｉｆ＊を算出する。
【0090】
ステップＳ３３において、ｄ軸電流Ｉｄｒの正の振幅Ｉｄａｍｐｒｐとｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊との差の絶対値が電流閾値Ｉｔｈ以下になって、かつ、ｄ軸電流Ｉｄｒの負の振幅Ｉｄａｍｐｒｍとｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊との差の絶対値が電流閾値Ｉｔｈ以下になると判定した場合、界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍを確定し、図９のステップＳ１２に進む。
【0091】
ステップＳ１２では、界磁制御部６７において、振幅が確定した正弦波状の界磁目標電流Ｉｆ＊に界磁電流Ｉｆｒをフィードバック制御すべく、界磁通電回路４０の各ＳＨ１，ＳＬ１，ＳＨ２，ＳＬ２のスイッチング制御を行う。
【0092】
また、ステップＳ１２では、３相制御部６９において、正弦波状のｄ，ｑ軸目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊にｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ，Ｉｑｒをフィードバック制御すべく、インバータ２０の各スイッチＳＵＨ，ＳＵＬ，ＳＶＨ，ＳＶＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング制御を行う。このフィードバック制御におけるｄ軸目標電流Ｉｄ＊は、振幅が確定した界磁目標電流Ｉｆ＊と、定数算出部６４により算出された各インダクタンスＬｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆとに基づいて、目標ｄ軸電流算出部６８により算出される。なお、各インダクタンスＬｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆに起因してｄ軸目標電流Ｉｄ＊に高調波成分が含まれる。ただし、電機子巻線のインダクタンスは界磁巻線３２のインダクタンスと比較して非常に小さいため、ｄ軸目標電流Ｉｄ＊に高調波成分が含まれたとしても、高調波成分が含まれたｄ軸目標電流Ｉｄ＊にｄ軸電流Ｉｄｒを制御できる。
【0093】
ステップＳ１２では、昇温対象の温度Ｔｏｂｊが目標温度Ｔ＊に到達したか否かを判定する。本実施形態では、上述したように、昇温対象が蓄電池１０のため、昇温対象の温度Ｔｏｂｊは蓄電池１０の温度Ｔｒである。
【0094】
ステップＳ１２において蓄電池１０の温度Ｔｒが目標温度Ｔ＊未満であると判定した場合には、ステップＳ１２のスイッチング制御を継続する。一方、蓄電池１０の温度Ｔｒが目標温度Ｔ＊に到達したと判定した場合には、昇温制御を停止させる。
【0095】
ちなみに、昇温制御の実行中において、循環経路４００の冷却水の温度低下を抑制するために、ファン４０３の回転駆動を停止させておいてもよい。
【0096】
以上説明したように、本実施形態では、各相電流の振幅が同等になるように、正弦波状の界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍが個別に調整される。この場合、界磁電流Ｉｆｒを高調波成分に追従させる必要がないため、界磁電流の制御応答性が低いときであっても、各相電流の振幅を同等にできる。その結果、インバータ２０の各スイッチＳＵＨ，ＳＵＬ，ＳＶＨ，ＳＶＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬの発熱量を同等にでき、昇温制御における発熱量を増加できる。これにより、蓄電池１０を迅速に昇温させることができ、ひいては外部充電による蓄電池１０の充電時間を短縮できる。この際、ロータ３１の回転停止状態を維持できるため、外部充電中において車両のユーザに違和感を与えることを防止できる。
【0097】
＜第１実施形態の変形例＞
・定数算出部６４において、ｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ，Ｉｑｒに代えて、例えば１制御周期前に算出されたｄ，ｑ軸目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊が用いられてもよい。また、定数算出部６４において、界磁電流Ｉｆｒに代えて、例えば１制御周期前に算出された界磁目標電流Ｉｆ＊が用いられてもよい。
・定数算出部６４において、ｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ，Ｉｑｒに代えて、例えば１制御周期前に算出されたｄ，ｑ軸目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊が用いられてもよい。また、定数算出部６４において、界磁電流Ｉｆｒに代えて、例えば１制御周期前に算出された界磁目標電流Ｉｆ＊が用いられてもよい。
【0098】
・昇温制御中における電機子電流ベクトルＩｖｔ＿３ｐｈと界磁電流ベクトルＩｖｔ＿ｆｌｄとの位相差αは、界磁電流ベクトルＩｖｔ＿ｆｌｄがリラクタンストルクを減少させる成分を有するのであれば、１８０度に限らず、図１１に示す角度であってもよい。図１１に示す位相差αは、電機子電流ベクトルＩｖｔ＿３ｐｈに対して界磁電流ベクトルＩｖｔ＿ｆｌｄが時計回りに進む場合を正としている。位相差αは、回転電機３０の発生トルクＴｒｑがトルク閾値Ｔｒｑｔｈよりも小さくなることを条件として、例えば、９０度＜α＜２７０度に設定され、望ましくは１５０度≦α≦２１０度に設定され、より望ましくは１７０度≦α≦１９０度に設定されればよい。
【0099】
・回転電機３０は、ｑ軸インダクタンスＬｑがｄ軸インダクタンスＬｄよりも大きい特性である逆突極性を有していてもよい。この場合、上式（ｅｑ５）に基づくと、図１２に示すように、昇温制御において、界磁電流ベクトルＩｖｔ＿ｆｌｄと電機子電流ベクトルＩｖｔ＿３ｐｈとの位相差αが０度になるように、インバータ２０及び界磁通電回路４０がスイッチング制御されればよい。この場合、目標界磁算出部６６は、ｄ軸電流Ｉｄｒの負の振幅Ｉｄａｍｐｒｍがｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊よりも小さいと判定した場合、例えば、界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐではなく負の振幅Ｉｆｍを増加させればよい。一方、目標界磁算出部６６は、ｄ軸電流Ｉｄｒの負の振幅Ｉｄａｍｐｒｍがｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊よりも大きいと判定した場合、例えば、負の振幅Ｉｆｍを減少させればよい。また、目標界磁算出部６６は、ｄ軸電流Ｉｄｒの正の振幅Ｉｄａｍｐｒｐがｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊よりも小さいと判定した場合、例えば、界磁目標電流Ｉｆ＊の負の振幅Ｉｆｍではなく正の振幅Ｉｆｐを増加させればよい。一方、目標界磁算出部６６は、ｄ軸電流Ｉｄｒの正の振幅Ｉｄａｍｐｒｐがｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊よりも大きいと判定した場合、例えば、正の振幅Ｉｆｐを減少させればよい。
【0100】
なお、逆突極性を有する場合の位相差αは、界磁電流ベクトルＩｖｔ＿ｆｌｄがリラクタンストルクを減少させる成分を有するのであれば、０度に限らず、図１３及び図１４に示す角度であってもよい。位相差αは、回転電機３０の発生トルクＴｒｑがトルク閾値Ｔｒｑｔｈよりも小さくなることを条件として、例えば、－９０度＜α＜９０度に設定され、望ましくは－３０度≦α≦３０度に設定され、より望ましくは－１０度≦α≦１０度に設定される。なお、図１３及び図１４には、位相差αが負になる場合を示す。
【0101】
・制御装置６０は、トルク閾値Ｔｒｑｔｈを可変とすることができる。例えば、制御装置６０は、車両のパーキングブレーキが作動状態であると判定した場合、作動状態でない場合よりもトルク閾値Ｔｒｑｔｈを大きく設定する。
【0102】
また、制御装置６０は、車両の走行路面温度を取得する取得部を有し、取得した路面温度に基づいてトルク閾値Ｔｒｑｔｈを変更してもよい。ここでは、路面温度及びトルク閾値Ｔｒｑｔｈが関係付けられたマップ情報が用いられればよい。
【0103】
・制御装置６０は、昇温制御の実行中において、車両に備えられる機械式ブレーキ装置により車両の車輪に制動トルクを付与するようにしてもよい。
【0104】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図１５に示すように、定数算出部６４ａは、マップ情報に代えて、物理モデルに基づいて、各インダクタンスＬｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆを算出する。
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図１５に示すように、定数算出部６４ａは、マップ情報に代えて、物理モデルに基づいて、各インダクタンスＬｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆを算出する。
【0105】
詳しくは、定数算出部６４ａは、ｄ軸電流Ｉｄｒ、界磁電流Ｉｆｒ及び電気角θｅを入力とし、ｄ軸インダクタンスＬｄ及び結合インダクタンスＬｍｆを出力とするｄ軸磁気回路の物理モデルに基づいて、ｄ軸インダクタンスＬｄ及び結合インダクタンスＬｍｆを算出する。また、定数算出部６４ａは、ｑ軸電流Ｉｑｒ及び電気角θｅを入力とし、ｑ軸インダクタンスＬｑを出力とするｑ軸磁気回路の物理モデルに基づいて、ｑ軸インダクタンスＬｑを算出する。
【0106】
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、昇温制御における界磁目標電流Ｉｆ＊の算出方法が変更されている。図１６は、本実施形態に係る昇温制御のブロック図である。本実施形態において、２相目標振幅算出部６２は、ｄ軸目標電流Ｉｄ＊の振幅Ｉｄａｍｐ＊を算出しない。
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、昇温制御における界磁目標電流Ｉｆ＊の算出方法が変更されている。図１６は、本実施形態に係る昇温制御のブロック図である。本実施形態において、２相目標振幅算出部６２は、ｄ軸目標電流Ｉｄ＊の振幅Ｉｄａｍｐ＊を算出しない。
【0107】
初期界磁振幅算出部７０は、制御周期毎に、上位制御装置８０から取得した目標熱量Ｑ＊及び電気角θｅに基づいて、界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍを算出する。詳しくは、初期界磁振幅算出部７０は、目標熱量Ｑ＊、電気角θｅ、正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍが関係付けられたマップ情報と、取得した目標熱量Ｑ＊及び電気角θｅに基づいて、正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍを算出する。初期界磁振幅算出部７０は、例えば、目標熱量Ｑ＊が大きいほど、正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍを大きく算出する。界磁電流は、上式（ｅｑ５）に示したように各インダクタンスＬｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆを介してｄ軸電流と関係付けられる。また、ｄ軸インダクタンスＬｄ及び結合インダクタンスＬｍｆと相関があるｄ軸電流は目標熱量Ｑ＊と相関があり、ｑ軸インダクタンスＬｑと相関があるｑ軸電流は目標熱量Ｑ＊と相関がある。また、各インダクタンスＬｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆは電気角と相関がある。このため、目標熱量Ｑ＊、電気角θｅ、正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍの関係を紐付けた情報として上記マップ情報を定めることができる。
【0108】
目標界磁算出部６６は、初期界磁振幅算出部７０により算出された正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍを有し、ｄ，ｑ軸目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と同じ周波数で変動する界磁目標電流Ｉｆ＊を算出する。この算出処理の後、本実施形態では、界磁目標電流Ｉｆ＊の各振幅Ｉｆｐ，Ｉｆｍは変更されない。これにより、制御装置６０の演算負荷の低減を図っている。
【0109】
図１７に、制御装置６０により実行される界磁目標電流Ｉｆ＊の決定処理の手順を示す。
【0110】
ステップＳ４０では、上位制御装置８０から目標熱量Ｑ＊を取得する。
【0111】
ステップＳ４１では、３相目標振幅算出部６１において、ステップＳ４０で取得した目標熱量Ｑ＊に基づいて、Ｕ相目標電流の振幅Ｉｕａｍｐ＊、Ｖ相目標電流の振幅Ｉｖａｍｐ＊、及びＷ相目標電流の振幅Ｉｗａｍｐ＊を算出する。
【0112】
ステップＳ４２では、２相目標振幅算出部６２において、ステップＳ４１で算出した各相電流の振幅Ｉｕａｍｐ＊，Ｉｖａｍｐ＊，Ｉｗａｍｐ＊と、電気角θｅとに基づいて、ｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊を算出する。
【0113】
ステップＳ４３では、初期界磁振幅算出部７０において、ステップＳ４０で取得した目標熱量Ｑ＊及び電気角θｅと、目標熱量Ｑ＊、電気角θｅ及び各振幅Ｉｆｐ，Ｉｆｍが関係付けられたマップ情報とに基づいて、界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍを算出する。
【0114】
ステップＳ４４では、目標界磁算出部６６において、ステップＳ４３で算出した正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍに基づいて、界磁目標電流Ｉｆ＊を算出する。
【0115】
ステップＳ４５では、２相変換部６３において、相電流センサ５１の検出値と、電気角θｅとに基づいて、ｄ軸電流Ｉｄｒ及びｑ軸電流Ｉｑｒを算出する。
【0116】
ステップＳ４６では、定数算出部６４において、ｄ軸電流Ｉｄｒ、界磁電流Ｉｆｒ、電気角θｅ及びｄ軸インダクタンスＬｄが関係付けられたマップ情報と、ステップＳ４５で算出したｄ軸電流Ｉｄｒと、界磁電流Ｉｆｒと、電気角θｅとに基づいて、ｄ軸インダクタンスＬｄを算出する。また、ｄ軸電流Ｉｄｒ、界磁電流Ｉｆｒ、電気角θｅ及び結合インダクタンスＬｍｆが関係付けられたマップ情報と、算出したｄ軸電流Ｉｄｒと、界磁電流Ｉｆｒと、電気角θｅとに基づいて、結合インダクタンスＬｍｆを算出する。
【0117】
また、ｑ軸電流Ｉｑｒ、電気角θｅ及びｑ軸インダクタンスＬｑが関係付けられたマップ情報と、ステップＳ４５で算出したｑ軸電流Ｉｑｒと、電気角θｅとに基づいて、ｑ軸インダクタンスＬｑを算出する。
【0118】
ステップＳ４７では、目標ｄ軸電流算出部６８において、ステップＳ４４で算出した界磁目標電流Ｉｆ＊と、ステップＳ４６で算出した各インダクタンスＬｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆと、上式（ｅｑ５）とに基づいて、ｄ軸目標電流Ｉｄ＊を算出する。
【0119】
ステップＳ４８では、３相制御部６９において、ステップＳ４２で算出したｑ軸目標電流Ｉｑ＊の振幅Ｉｑａｍｐ＊に基づいて、ステップＳ４７で算出したｄ軸目標電流Ｉｄ＊と位相が９０度異なってかつｄ軸目標電流Ｉｄ＊と振幅が同じｑ軸目標電流Ｉｑ＊を算出する。その後、図９のステップＳ１２に進む。
【0120】
以上説明した本実施形態によれば、ステップＳ４３において界磁目標電流Ｉｆ＊の各振幅Ｉｆｐ，Ｉｆｍの算出後、各振幅Ｉｆｐ，Ｉｆｍの調整処理が不要である。このため、昇温制御における制御装置６０の演算負荷を低減することができる。
【0121】
＜第３実施形態の変形例＞
初期界磁振幅算出部７０において電気角θｅが用いられなくてもよい。この場合、初期界磁振幅算出部７０は、目標熱量Ｑ＊、正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍが関係付けられたマップ情報と、取得した目標熱量Ｑ＊に基づいて、正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍを算出すればよい。
初期界磁振幅算出部７０において電気角θｅが用いられなくてもよい。この場合、初期界磁振幅算出部７０は、目標熱量Ｑ＊、正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍが関係付けられたマップ情報と、取得した目標熱量Ｑ＊に基づいて、正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍを算出すればよい。
【0122】
＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、目標界磁算出部６６において、ｄ軸電流Ｉｄｒに代えて、スイッチ温度センサ５５の検出値に基づいて界磁目標電流Ｉｆ＊の各振幅Ｉｆｐ，Ｉｆｍが調整される。図１８は、本実施形態に係る昇温制御のブロック図である。
以下、第４実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、目標界磁算出部６６において、ｄ軸電流Ｉｄｒに代えて、スイッチ温度センサ５５の検出値に基づいて界磁目標電流Ｉｆ＊の各振幅Ｉｆｐ，Ｉｆｍが調整される。図１８は、本実施形態に係る昇温制御のブロック図である。
【0123】
目標界磁算出部６６は、初期界磁振幅算出部６５により算出された初期界磁振幅Ｉｆａｍｐｉｎｉを振幅とし、ｄ，ｑ軸目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と同じ周波数で変動する界磁目標電流Ｉｆ＊を算出する。目標界磁算出部６６は、界磁制御部６７による界磁電流Ｉｆｒの制御が開始された後、スイッチ温度センサ５５の温度検出値Ｔｓｗを制御周期毎に都度取得し、取得した温度検出値Ｔｓｗに基づいて、界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍを調整する。以下、この調整方法の一例について説明する。
【0124】
目標界磁算出部６６は、検出された各スイッチＳＵＨ，ＳＵＬ，ＳＶＨ，ＳＶＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬの温度の平均値Ｔａｖｅを算出する。また、目標界磁算出部６６は、検出された各スイッチＳＵＨ，ＳＵＬ，ＳＶＨ，ＳＶＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬの温度のうち、平均値Ｔａｖｅからの乖離が最も大きい温度である最大乖離温度Ｔｂを算出する。目標界磁算出部６６は、最大乖離温度Ｔｂが平均値Ｔａｖｅに近づくように、界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍを調整する。
【0125】
目標界磁算出部６６は、最大乖離温度Ｔｂと平均値Ｔａｖｅとの差の絶対値が温度閾値Ｔｔｈ以下になるまで、スイッチ温度センサ５５の温度検出値Ｔｓｗに基づいて界磁目標電流Ｉｆ＊の各振幅Ｉｆｐ，Ｉｆｍの調整処理を行う。
【0126】
図１９に、制御装置６０により実行される界磁目標電流Ｉｆ＊の決定処理の手順を示す。なお、図１９の処理において、ステップＳ５０～Ｓ６２の処理については、先の図１０のステップＳ２０～Ｓ３２の処理と同様であるため、説明を省略する。
【0127】
ステップＳ６３では、スイッチ温度センサ５５の温度検出値Ｔｓｗに基づいて、上記平均値Ｔａｖｅ及び最大乖離温度Ｔｂを算出する。そして、最大乖離温度Ｔｂと平均値Ｔａｖｅとの差の絶対値が温度閾値Ｔｔｈを超えていると判定した場合、ステップＳ６４に進み、界磁目標電流Ｉｆ＊の正の振幅Ｉｆｐ及び負の振幅Ｉｆｍを調整する。
【0128】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態の効果に準じた効果を奏することができる。
【0129】
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【0130】
・第４実施形態の目標界磁算出部６６において、スイッチ温度センサ５５の温度検出値Ｔｓｗに代えて、冷却水温センサ５６の温度検出値が用いられてもよい。冷却水温センサ５６の温度検出値と、スイッチ温度センサ５５の温度検出値との間には相関がある。
【0131】
・第２実施形態で説明した物理モデルの構成を、第３，第４実施形態に適用してもよい。
【0132】
・上記各実施形態において、回転電機としては、界磁極として界磁巻線のみを備えるものに限らず、界磁巻線に加えて永久磁石を備えるものであってもよい。この場合、永久磁石により発生する磁束をφｍとすると、上式（ｅｑ１）に代えて下式（ｅｑ６）が成立する。
【0133】
Ｔｒｑ＝ＴＭ＋ＴＲ
＝Ｐ・（φｆ＋φｍ）・Ｉｑ＋Ｐ・（Ｌｄ－Ｌｑ）・Ｉｄ・Ｉｑ …（ｅｑ６）
上式（ｅｑ６）においてＴｒｑ＝０とすると、下式（ｅｑ７）が導かれる。
＝Ｐ・（φｆ＋φｍ）・Ｉｑ＋Ｐ・（Ｌｄ－Ｌｑ）・Ｉｄ・Ｉｑ …（ｅｑ６）
上式（ｅｑ６）においてＴｒｑ＝０とすると、下式（ｅｑ７）が導かれる。
【0134】
φｆ＝－（Ｌｄ－Ｌｑ）・Ｉｄ－φｍ …（ｅｑ７）
上式（ｅｑ２），（ｅｑ７）から下式（ｅｑ８）が導かれる。
上式（ｅｑ２），（ｅｑ７）から下式（ｅｑ８）が導かれる。
【0135】
Ｉｆ∝－（Ｌｄ－Ｌｑ）・Ｉｄ／Ｎｆ－φｍ／Ｎｆ …（ｅｑ８）
上式（ｅｑ８）によれば、第１実施形態で説明した交流の界磁電流Ｉｆに「－φｍ／Ｎｆ」に対応する直流成分を重畳した界磁電流が界磁目標電流Ｉｆ＊に設定されることにより、ロータ３１の回転停止状態を維持することができる。
上式（ｅｑ８）によれば、第１実施形態で説明した交流の界磁電流Ｉｆに「－φｍ／Ｎｆ」に対応する直流成分を重畳した界磁電流が界磁目標電流Ｉｆ＊に設定されることにより、ロータ３１の回転停止状態を維持することができる。
【0136】
・回転電機としては、界磁巻線がロータに備えられるものに限らず、ハイブリッド界磁フラックススイッチングモータ（ＨＥＦＳＭ）等、界磁巻線がステータに備えられるものであってもよい。
【0137】
・回転電機としては、同期機に限らず、誘導機等の非同期機であってもよい。
【0138】
・回転電機としては、ロータ及びステータが径方向に対向するラジアル型のものに限らず、ロータ及びステータが回転軸の軸方向に対向するアキシャル型のものであってもよい。
【0139】
・回転電機としては、星形結線されるものに限らず、Δ結線されるものであってもよい。また、回転電機及びインバータとしては、３相のものに限らず、２相のもの、又は４相以上のものであってもよい。
【0140】
・昇温制御による昇温対象を、例えば、循環経路４００の冷却水としてもよい。冷却水を車室内暖房の熱源として利用する空調装置が車両に備えられる場合、昇温制御により、暖房の熱源の温度を迅速に上昇させることができる。
【0141】
・熱伝達部としては、冷却流体として冷却水を用いるものに限らず、例えば、冷却流体として気体（空気）を用いる空冷式のものであってもよいし、金属製のヒートシンクであってもよい。熱伝達部としてヒートシンクが用いられる場合、例えば、ヒートシンクにインバータ等の電力変換器及び蓄電池が設けられていればよい。
【0142】
・インバータのスイッチは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに限らず、例えばＩＧＢＴであってもよい。この場合、ＩＧＢＴにフリーホイールダイオードが逆並列接続されていればよい。
【0143】
・インバータ等の電力変換器に接続される蓄電部としては、蓄電池に限らず、例えば、大容量の電気二重層キャパシタ、又は蓄電池及び電気二重層キャパシタの双方を備えるものであってもよい。
【0144】
・制御装置が搭載される移動体としては、車両に限らず、例えば、航空機又は船舶であってもよい。また、制御装置の搭載先は、移動体に限らず、定置式の装置であってもよい。
【0145】
・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
【0146】
以下、上述した各実施形態から抽出される特徴的な構成を記載する。
［構成１］
蓄電部（１０）と、
複数相の電機子巻線（３４Ｕ～３４Ｗ）及び界磁巻線（３２）を有する回転電機（２０）と、
前記蓄電部及び前記電機子巻線を電気的に接続し、各相の上，下アームスイッチ（ＳＵＨ～ＳＷＬ）を有する第１電力変換器（２０）と、
前記蓄電部及び前記界磁巻線を電気的に接続する第２電力変換器（４０）と、
を備えるシステムに適用される電力変換器の制御装置（６０）において、
前記界磁巻線に流す界磁目標電流（Ｉｆ＊）、及び前記電機子巻線に流すｄ，ｑ軸目標電流（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を算出する目標値算出部と、
算出された前記ｄ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｄ軸電流（Ｉｄｒ）を制御するとともに、算出された前記ｑ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｑ軸電流（Ｉｑｒ）を制御すべく、各相の前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う電機子制御部と、
算出された前記界磁目標電流に前記界磁巻線に流れる界磁電流（Ｉｆｒ）を制御すべく、前記第２電力変換器のスイッチング制御を行う界磁制御部と、
を備え、
前記目標値算出部は、
正弦波状の前記界磁目標電流を算出し、
前記回転電機の発生トルクを、前記回転電機のロータの回転停止状態を維持可能なトルクにするとの条件、及びｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが前記回転電機のリラクタンストルクを減少させる成分を有するとの条件を満たすように、算出した前記界磁目標電流と、前記回転電機のインダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆ）とに基づいて、前記ｄ軸目標電流を算出する、電力変換器の制御装置。
［構成２］
前記目標値算出部は、各相の前記電機子巻線に流れる電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）の振幅が同等になるように、前記界磁目標電流の正の振幅（Ｉｆｐ）及び負の振幅（Ｉｆｍ）を個別に算出する、構成１に記載の電力変換器の制御装置。
［構成３］
前記目標値算出部は、
各相の前記上，下アームスイッチのスイッチング制御により発生する熱量の目標値である目標熱量（Ｑ＊）に基づいて、前記正の振幅及び前記負の振幅を算出し、
算出した前記正の振幅及び前記負の振幅に基づいて、正弦波状の前記界磁目標電流を算出する、構成２に記載の電力変換器の制御装置。
［構成４］
前記目標値算出部は、前記目標熱量及び前記ロータの電気角に基づいて、前記正の振幅及び前記負の振幅を算出する、構成３に記載の電力変換器の制御装置。
［構成５］
前記目標値算出部は、
前記インダクタンスに基づいて、前記界磁目標電流の初期値を算出し、
前記初期値の算出後、前記ｄ軸電流の振幅が前記ｑ軸電流の振幅と同等になるように、前記初期値における前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、構成２に記載の電力変換器の制御装置。
［構成６］
前記目標値算出部は、
前記電機子巻線に流れる相電流を検出する電流センサ（５１）の検出値に基づいて、前記電機子巻線に流れる前記ｄ軸電流を算出し、
算出した前記ｄ軸電流に基づいて、前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、構成５に記載の電力変換器の制御装置。
［構成７］
前記目標値算出部は、
前記インダクタンスに基づいて、前記界磁目標電流の初期値を算出し、
前記初期値の算出後、各相の前記上，下アームスイッチの温度が近づくように、前記初期値における前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、構成２に記載の電力変換器の制御装置。
［構成８］
前記目標値算出部は、各相の前記上，下アームスイッチの温度又は該温度の相関値を検出する温度センサの検出値に基づいて、前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、構成７に記載の電力変換器の制御装置。
［構成９］
前記目標値算出部は、前記インダクタンスが関係付けられたマップ情報、又は前記インダクタンスを出力とする物理モデルに基づいて、前記インダクタンスを算出する、構成１～８のいずれか１つに記載の電力変換器の制御装置。
［構成１０］
前記システムには、前記第１電力変換器において発生した熱を昇温対象（１０）に伝達する熱伝達部（４００，４０１）が備えられ、
前記昇温対象の昇温要求があるか否かを判定する判定部を備え、
前記目標値算出部は、前記昇温要求があると判定された場合、前記界磁目標電流及び前記ｄ，ｑ軸目標電流を算出する、構成１～９のいずれか１つに記載の電力変換器の制御装置。
［構成１１］
前記回転電機は、ｄ軸インダクタンスがｑ軸インダクタンスよりも大きい特性を有し、
前記目標値算出部は、ｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが、ｄｑ座標系において前記電機子巻線に流れる電流ベクトルの位相とは１８０度異なる成分を有するとの条件を満たすように、前記ｄ軸目標電流を算出する、構成１～１０のいずれか１つに記載の電力変換器の制御装置。
［構成１２］
前記回転電機は、ｑ軸インダクタンスがｄ軸インダクタンスよりも大きい特性を有し、
前記制御部は、ｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが、ｄｑ座標系において前記電機子巻線に流れる電流ベクトルの位相と同じ成分を有するとの条件を満たすように、前記ｄ軸目標電流を算出する、構成１～１０のいずれか１つに記載の電力変換器の制御装置。
［構成１３］
前記第２電力変換器は、双方向に電流流通が可能な上，下アームスイッチ（ＳＨ１，ＳＬ１，ＳＨ２，ＳＬ２）の直列接続体を二組備える、構成１～１２のいずれか１つに記載の電力変換器の制御装置。
［構成１］
蓄電部（１０）と、
複数相の電機子巻線（３４Ｕ～３４Ｗ）及び界磁巻線（３２）を有する回転電機（２０）と、
前記蓄電部及び前記電機子巻線を電気的に接続し、各相の上，下アームスイッチ（ＳＵＨ～ＳＷＬ）を有する第１電力変換器（２０）と、
前記蓄電部及び前記界磁巻線を電気的に接続する第２電力変換器（４０）と、
を備えるシステムに適用される電力変換器の制御装置（６０）において、
前記界磁巻線に流す界磁目標電流（Ｉｆ＊）、及び前記電機子巻線に流すｄ，ｑ軸目標電流（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を算出する目標値算出部と、
算出された前記ｄ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｄ軸電流（Ｉｄｒ）を制御するとともに、算出された前記ｑ軸目標電流に前記電機子巻線に流れるｑ軸電流（Ｉｑｒ）を制御すべく、各相の前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う電機子制御部と、
算出された前記界磁目標電流に前記界磁巻線に流れる界磁電流（Ｉｆｒ）を制御すべく、前記第２電力変換器のスイッチング制御を行う界磁制御部と、
を備え、
前記目標値算出部は、
正弦波状の前記界磁目標電流を算出し、
前記回転電機の発生トルクを、前記回転電機のロータの回転停止状態を維持可能なトルクにするとの条件、及びｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが前記回転電機のリラクタンストルクを減少させる成分を有するとの条件を満たすように、算出した前記界磁目標電流と、前記回転電機のインダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ，Ｌｍｆ）とに基づいて、前記ｄ軸目標電流を算出する、電力変換器の制御装置。
［構成２］
前記目標値算出部は、各相の前記電機子巻線に流れる電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）の振幅が同等になるように、前記界磁目標電流の正の振幅（Ｉｆｐ）及び負の振幅（Ｉｆｍ）を個別に算出する、構成１に記載の電力変換器の制御装置。
［構成３］
前記目標値算出部は、
各相の前記上，下アームスイッチのスイッチング制御により発生する熱量の目標値である目標熱量（Ｑ＊）に基づいて、前記正の振幅及び前記負の振幅を算出し、
算出した前記正の振幅及び前記負の振幅に基づいて、正弦波状の前記界磁目標電流を算出する、構成２に記載の電力変換器の制御装置。
［構成４］
前記目標値算出部は、前記目標熱量及び前記ロータの電気角に基づいて、前記正の振幅及び前記負の振幅を算出する、構成３に記載の電力変換器の制御装置。
［構成５］
前記目標値算出部は、
前記インダクタンスに基づいて、前記界磁目標電流の初期値を算出し、
前記初期値の算出後、前記ｄ軸電流の振幅が前記ｑ軸電流の振幅と同等になるように、前記初期値における前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、構成２に記載の電力変換器の制御装置。
［構成６］
前記目標値算出部は、
前記電機子巻線に流れる相電流を検出する電流センサ（５１）の検出値に基づいて、前記電機子巻線に流れる前記ｄ軸電流を算出し、
算出した前記ｄ軸電流に基づいて、前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、構成５に記載の電力変換器の制御装置。
［構成７］
前記目標値算出部は、
前記インダクタンスに基づいて、前記界磁目標電流の初期値を算出し、
前記初期値の算出後、各相の前記上，下アームスイッチの温度が近づくように、前記初期値における前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、構成２に記載の電力変換器の制御装置。
［構成８］
前記目標値算出部は、各相の前記上，下アームスイッチの温度又は該温度の相関値を検出する温度センサの検出値に基づいて、前記正の振幅及び前記負の振幅を調整する、構成７に記載の電力変換器の制御装置。
［構成９］
前記目標値算出部は、前記インダクタンスが関係付けられたマップ情報、又は前記インダクタンスを出力とする物理モデルに基づいて、前記インダクタンスを算出する、構成１～８のいずれか１つに記載の電力変換器の制御装置。
［構成１０］
前記システムには、前記第１電力変換器において発生した熱を昇温対象（１０）に伝達する熱伝達部（４００，４０１）が備えられ、
前記昇温対象の昇温要求があるか否かを判定する判定部を備え、
前記目標値算出部は、前記昇温要求があると判定された場合、前記界磁目標電流及び前記ｄ，ｑ軸目標電流を算出する、構成１～９のいずれか１つに記載の電力変換器の制御装置。
［構成１１］
前記回転電機は、ｄ軸インダクタンスがｑ軸インダクタンスよりも大きい特性を有し、
前記目標値算出部は、ｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが、ｄｑ座標系において前記電機子巻線に流れる電流ベクトルの位相とは１８０度異なる成分を有するとの条件を満たすように、前記ｄ軸目標電流を算出する、構成１～１０のいずれか１つに記載の電力変換器の制御装置。
［構成１２］
前記回転電機は、ｑ軸インダクタンスがｄ軸インダクタンスよりも大きい特性を有し、
前記制御部は、ｄｑ座標系において前記界磁巻線に流れる電流ベクトルが、ｄｑ座標系において前記電機子巻線に流れる電流ベクトルの位相と同じ成分を有するとの条件を満たすように、前記ｄ軸目標電流を算出する、構成１～１０のいずれか１つに記載の電力変換器の制御装置。
［構成１３］
前記第２電力変換器は、双方向に電流流通が可能な上，下アームスイッチ（ＳＨ１，ＳＬ１，ＳＨ２，ＳＬ２）の直列接続体を二組備える、構成１～１２のいずれか１つに記載の電力変換器の制御装置。
【符号の説明】
【0147】
１０…蓄電池、２０…インバータ、３０…回転電機、３１…ロータ、３４Ｕ～３４Ｗ…Ｕ～Ｗ相巻線、４０…界磁通電回路、６０…制御装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】