特開 2024-164534 回転電機システムの制御装置及び制御プログラム

(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】P2024164534

(43)【公開日】2024-11-27

(54)【発明の名称】回転電機システムの制御装置及び制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/06 20060101AFI20241120BHJP

【ＦＩ】

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 2023080088

(22)【出願日】2023-05-15

(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】鷲尾 翔

(72)【発明者】

【氏名】風岡 諒哉

(72)【発明者】

【氏名】橋爪 瞭弥

【テーマコード（参考）】

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H505AA16

5H505BB10

5H505CC04

5H505DD08

5H505EE41

5H505EE49

5H505GG04

5H505HA09

5H505HB01

5H505JJ03

5H505LL22

5H505LL44

5H505PP01

(57)【要約】

【課題】回転電機システムにおいて効率良く創熱を行わせる。
【解決手段】回転電機システムは、多相のコイル１１を有する回転電機１０と、半導体スイッチング素子からなる複数のスイッチ２１，２２のオンオフにより各相の相電流を調整するインバータ２０と、を備える。制御装置４０は、インバータ２０におけるスイッチ２１，２２のオンオフを制御する。制御装置４０は、回転電機システムにおける創熱要求の有無を判定する判定部と、創熱要求があると判定された場合に、スイッチ２１，２２のターンオン時及びターンオフ時の少なくともいずれかの遷移時間が、創熱要求の無い場合に比べて長い時間となるようにスイッチ２１，２２を制御するスイッチ制御部と、を備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多相の巻線（１１）を有する回転電機（１０）と、半導体スイッチング素子からなる複数のスイッチ（２１，２２）のオンオフにより前記巻線における各相の相電流を調整するインバータ（２０）と、を備える回転電機システムに適用され、前記インバータにおける前記スイッチのオンオフを制御する制御装置（４０）であって、
前記回転電機システムにおける創熱要求の有無を判定する判定部と、
前記創熱要求があると判定された場合に、前記スイッチのターンオン時及びターンオフ時の少なくともいずれかの遷移時間が、前記創熱要求の無い場合に比べて長い時間となるように前記スイッチを制御するスイッチ制御部と、
を備える回転電機システムの制御装置。

【請求項2】

前記スイッチ制御部は、前記創熱要求があると判定された場合に、前記スイッチのターンオフ時においてターンオン時に比べて大きいスイッチング損失を生じさせる、請求項１に記載の回転電機システムの制御装置。

【請求項3】

前記スイッチ制御部は、前記創熱要求があると判定された場合において、前記スイッチのターンオン時の遷移時間を、前記創熱要求の無い場合と同じ時間とし、ターンオフに時の遷移時間を、前記創熱要求の無い場合に比べて長い時間とする、請求項１に記載の回転電機システムの制御装置。

【請求項4】

前記インバータは、前記スイッチとして、相ごとに直列接続されてなる上アームスイッチ（２１）と下アームスイッチ（２２）とを有するとともに、前記スイッチにおいて前記半導体スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオード（２３）を有しており、
前記スイッチ制御部は、いずれかの相の前記上アームスイッチをオンして前記巻線に相電流を流し、その後当該上アームスイッチをオフして相電流を還流させる際に、当該上アームスイッチと同相の前記下アームスイッチをオフ状態のままとして、当該下アームスイッチに並列の前記ダイオードを介して相電流を還流させる、請求項１に記載の回転電機システムの制御装置。

【請求項5】

前記インバータは、前記スイッチとして、相ごとに直列接続されてなる上アームスイッチ（２１）と下アームスイッチ（２２）とを有し、
前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチは、デッドタイムを挟んで交互にオンされるものとなっており、
前記スイッチ制御部は、前記創熱要求があると判定された場合において、前記創熱要求の無い場合に比べて前記デッドタイムを長くする、請求項１に記載の回転電機システムの制御装置。

【請求項6】

前記インバータにおいてＰＷＭパルスにより前記スイッチのオンオフが制御される制御装置であり、
前記スイッチ制御部は、前記ＰＷＭパルスのオン時間が所定時間よりも短い場合に、スイッチング損失増大を実施しない、請求項１に記載の回転電機システムの制御装置。

【請求項7】

前記スイッチの温度であるスイッチ温度を取得する取得部を備え、
前記スイッチ制御部は、前記遷移時間を長くする損失増大期間を、前記スイッチ温度に基づいて設定する、請求項１に記載の回転電機システムの制御装置。

【請求項8】

前記創熱要求があると判定された場合において、前記回転電機の回転停止状態で、前記巻線の各相に正負両側で交流変化する相電流が流れるように電流制御を実施する電流制御部を備え、
前記スイッチ制御部は、前記電流制御部による電流制御の実施に際し、各相の前記スイッチにおける前記遷移時間を、前記創熱要求の無い場合に比べて長い時間となるように制御する、請求項１～７のいずれか１項に記載の回転電機システムの制御装置。

【請求項9】

前記電流制御部は、前記電流制御として、ｄ軸電流及びｑ軸電流のうちｄ軸電流のみが流れる状態で、正負両側で交流変化する各相の相電流を制御する、請求項８に記載の回転電機システムの制御装置。

【請求項10】

前記スイッチ制御部は、前記巻線の各相に流れる相電流の大きさに基づいて、前記遷移時間を長くする損失増大期間を設定する、請求項８に記載の回転電機システムの制御装置。

【請求項11】

前記回転電機の回転がギア装置（５１）のギアに伝達される構成となっており、
前記電流制御部は、前記回転電機に回転方向一方側のトルクを生じさせ、かつ当該トルクの絶対値が所定値を超えないように電流制御を実施する、請求項８に記載の回転電機システムの制御装置。

【請求項12】

前記回転電機は、移動体において移動のための動力源であり、
前記電流制御部の電流制御により前記回転電機の回転方向一方側へのトルクが生じる場合に、前記移動体の移動を抑制するブレーキを作動させるブレーキ指令部を備える、請求項１１に記載の回転電機システムの制御装置。

【請求項13】

前記電流制御部は、前記回転電機の回転停止状態において、前記巻線の各相の相電流が全て所定の閾値以上となるように電流制御を実施する、請求項８に記載の回転電機システムの制御装置。

【請求項14】

多相の巻線（１１）を有する回転電機（１０）と、半導体スイッチング素子からなる複数のスイッチ（２１，２２）のオンオフにより前記巻線における各相の相電流を調整するインバータ（２０）と、を備える回転電機システムに適用され、前記インバータにおける前記スイッチのオンオフを制御する制御装置により実行される制御プログラムであって、
前記回転電機システムにおける創熱要求の有無を判定する判定処理と、
前記創熱要求があると判定された場合に、前記スイッチのターンオン時及びターンオフ時の少なくともいずれかの遷移時間が、前記創熱要求の無い場合に比べて長い時間となるように前記スイッチを制御するスイッチ制御処理と、
を実行させる制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機システムの制御装置及び制御プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に記載されているように、回転電機を構成する巻線とバッテリとを電気的に接続するインバータの制御装置が知られている。この制御装置では、バッテリが低温でありかつ回転電機が停止している場合において、インバータのスイッチング制御によりｄ軸電圧を印加してｄ軸電流を回転電機に流す放電制御と、放電制御に続いてｄ軸電圧を下げて回転電機のコイルから電気エネルギをバッテリに戻す充電制御とを交互に繰り返し行うこととしている。これにより、バッテリでジュール熱を発生させ、バッテリを昇温させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５８４９９１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、車両等においては、バッテリ昇温のための熱需要が考えられる他、車室内暖房など種々の熱需要があると考えられる。この場合、インバータの各スイッチで効果的に発熱を生じさせることで、種々の熱需要に対応することが可能となる。この点、インバータにおいて熱需要に応じて創熱（熱の発生）を行わせる技術として改善の余地があると考えられる。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、回転電機システムにおいて効率良く創熱を行わせることを主たる目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための手段は、
多相の巻線を有する回転電機と、半導体スイッチング素子からなる複数のスイッチのオンオフにより前記巻線における各相の相電流を調整するインバータと、を備える回転電機システムに適用され、前記インバータにおける前記スイッチのオンオフを制御する制御装置であって、
前記回転電機システムにおける創熱要求の有無を判定する判定部と、
前記創熱要求があると判定された場合に、前記スイッチのターンオン時及びターンオフ時の少なくともいずれかの遷移時間が、前記創熱要求の無い場合に比べて長い時間となるように前記スイッチを制御するスイッチ制御部と、
を備える。

【0007】

回転電機システムの創熱要求がある場合に、スイッチ（半導体スイッチング素子）のターンオン時及びターンオフ時の少なくともいずれかの遷移時間を、創熱要求の無い場合に比べて長い時間にするようにした。これにより、インバータの各スイッチにおいてスイッチング損失量の増加に伴う発熱を生じさせることができる。その結果、回転電機システムにおいて効率良く創熱を行わせることができる。
「創熱」とは、熱を発生させることを意味し、「創熱要求」とは、熱の発生を要求することを意味する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】回転電機システムの全体構成図。

【図2】スイッチの駆動回路の構成を示す図。

【図3】スイッチ電圧Ｖｓｗとスイッチ電流Ｉｓｗとの変化を示すタイムチャート。

【図4】スイッチオン時における素子温度の上昇を示すタイムチャート。

【図5】ｄｑ－ＵＶＷ変換の処理を示す図。

【図6】ｄｑ軸電流と各相の相電流との電流波形を示すタイムチャート。

【図7】ｄ軸通電による創熱制御を実施する際のスイッチングパターンを示す図。

【図8】ｄ軸通電による創熱制御を実施する際のスイッチングパターンを示す図。

【図9】上下アームのスイッチにおけるゲート電圧の推移を示すタイムチャート。

【図10】各相におけるゲート抵抗切り替えの制御の一例を示すタイムチャート。

【図11】電気角と各相の電流比との関係を示す図。

【図12】変調率が異なる３つ状態のスイッチング制御を示すタイムチャート。

【図13】ｄｑ－ＵＶＷ変換の処理を示す図。

【図14】ｄ軸通電による創熱制御を具体的に説明するためのタイムチャート。

【図15】車両停車中の創熱制御の手順を示すフローチャート。

【図16】車両走行中の創熱制御の手順を示すフローチャート。

【図17】素子温度と損失増大期間の長さとの関係を示す図。

【図18】ギア装置のギアの噛み合いを示す図。

【図19】ｑ軸トルクを生じさせる場合の各種パラメータの変化を示すタイムチャート。

【図20】車両停車中の創熱制御の手順を示すフローチャート。

【図21】上下アームのスイッチにおけるゲート電圧の推移を示すタイムチャート。

【図22】創熱要求に応じてデッドタイムを変更する構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（第１実施形態）
以下、実施形態における回転電機システムについて、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の回転電機システムは、電気自動車（ＢＥＶ）やハイブリッド車（ＨＥＶ）等の電動車両に搭載されている。

【0010】

図１に示すように、回転電機システムは、回転電機１０と、電力変換器としてのインバータ２０と、高圧電源であるバッテリ３０と、制御装置４０とを備えている。回転電機１０は、ブラシレスの同期機であり、本実施形態では永久磁石同期機である。回転電機１０は、図示しないロータと、ステータ巻線である３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル１１とを備えている。コイル１１は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルが星形結線されることで構成されている。回転電機１０は、ロータの回転角（電気角）を検出する回転角センサ１２と、コイル１１に流れる各相の相電流を検出する相電流センサ１３とを有している。相電流センサ１３は、３相それぞれに設けられているとよい。ただし、３相のうち２相のみに相電流センサ１３が設けられていてもよい。

【0011】

回転電機１０は、車両の走行動力源として設けられており、ロータの回転により車輪が回転駆動されるものとなっている。本実施形態では、回転電機１０のロータの回転がギア装置５１の入力軸に伝達されるとともに、そのギア装置５１の出力軸の回転が車軸５２を介して車輪５３に伝達されるようになっている。

【0012】

インバータ２０は、相ごとに上アームスイッチ２１と下アームスイッチ２２との直列接続体を備えている。上アーム及び下アームの各スイッチ２１，２２は半導体スイッチング素子であり、例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。各スイッチ２１，２２において、高電位側の端子はドレインであり、低電位側の端子はソースである。各スイッチ２１，２２（半導体スイッチング素子）には、フリーホイールダイオードとしてダイオード２３が逆並列に接続されている。各相において、上アームスイッチ２１及び下アームスイッチ２２の間の中間点は、回転電機１０のコイル１１の端点に接続されている。なお、半導体スイッチング素子はＩＧＢＴ等であってもよい。

【0013】

各スイッチ２１，２２のゲートには駆動回路２４が接続されており、駆動回路２４は、制御装置４０からの駆動指令に基づいてスイッチ２１，２２をオンオフする。駆動回路２４には、上下アームの各スイッチ２１，２２の短絡が生じたことを検知する短絡検知部２５が設けられている。短絡検知部２５は、上下アームの短絡により過電流が流れたことを検知し、その過電流検知に伴いスイッチ２１，２２を強制遮断する。各スイッチ２１，２２には、半導体スイッチング素子の温度を検出する素子温度センサ２６が設けられている。

【0014】

バッテリ３０は、リチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池等の二次電池である。バッテリ３０は、例えば複数の電池セルの直列接続体を備える組電池である。バッテリ３０の正極端子には、高電位側経路３１を介して各相の上アームスイッチ２１のドレインが接続されている。バッテリ３０の負極端子には、低電位側経路３２を介して各相の下アームスイッチ２２のソースが接続されている。

【0015】

また、回転電機システムには、インバータ２０及びバッテリ３０にそれぞれ熱伝達部６１，６２が設けられており、それら各熱伝達部６１，６２は、配管等よりなる冷媒通路６３により相互に接続されている。インバータ２０側の熱伝達部６１では、インバータ２０の各スイッチ２１，２２と、冷媒通路６３を流れる冷媒との間で熱伝達が行われる。また、バッテリ３０側の熱伝達部６２では、バッテリ３０と、冷媒通路６３を流れる冷媒との間で熱伝達が行われる。この場合、インバータ２０とバッテリ３０とで温度差が生じていれば、冷媒通路６３を流れる冷媒を介してインバータ２０とバッテリ３０との間での熱の授受（熱交換）が行われる。なお、図示を省略しているが、冷媒通路６３は冷媒を循環させる循環経路として設けられており、冷媒通路６３には、冷媒を流通させるポンプや、ラジエータ等の放熱部が設けられている。

【0016】

制御装置４０は、マイコンを主体として構成され、マイコンは、ＣＰＵを備えている。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およ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、各種演算処理のプログラムが含まれる。プログラム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、記憶部に記憶されるプログラムは、ＯＴＡ（Over The Air）等、インターネット等のネットワークを介して更新可能である。

【0017】

制御装置４０には、上述した回転角センサ１２、相電流センサ１３、素子温度センサ２６等、各種センサの検出信号が入力される。制御装置４０は、回転電機１０の制御量（例えばトルク）を指令値に制御すべく、入力された検出値に基づいて、インバータ２０を構成する各スイッチ２１，２２のスイッチング制御を行う。この場合、周知のＰＷＭ制御手法を用いてＰＷＭパルスが生成され、各スイッチ２１，２２がスイッチングされる。これにより、回転電機１０のロータが回転し、車両を走行させることができる。

【0018】

制御装置４０は、例えば車両走行時において、回転電機１０の指令トルク等に基づいてｄ軸電流及びｑ軸電流の指令値を設定するとともに、回転角センサ１２により検出された電気角θ（回転角）を取得する。また、それら電流指令値と電気角θとに基づいて、各相の相電流指令値を算出する。そして、相電流センサ１３により検出された検出電流と相電流指令値とによる電流フィードバック制御により、インバータ２０における各スイッチ２１，２２のスイッチング制御を実施する。

【0019】

リチウムイオン蓄電池等の二次電池からなるバッテリ３０では、バッテリ温度が低温の場合に劣化が発生しやすく、それぞれに適した温度で利用されることが望ましい。そのため、バッテリ３０が低温状態である場合にバッテリ温度を上昇させる処理が行われるとよい。また、車両においてはバッテリ昇温のための熱需要以外に、車室内の暖房等の熱需要があると考えられる。この点を鑑みて、本実施形態では、回転電機システムでの創熱を促す創熱要求が生じた場合、すなわち回転電機システムにおいて熱を発生させる要求が生じた場合に創熱制御を実施する構成としている。例えばバッテリ温度が低下している場合には、上位制御装置やその他外部装置から制御装置４０に対して創熱要求が送信され、制御装置４０により創熱制御が実施される。

【0020】

本実施形態では、創熱制御として、大別して２つの制御を行うこととしており、１つは、インバータ２０の各スイッチ２１，２２のスイッチング損失増大による創熱制御であり、もう１つは、車両の走行停止時（回転電機１０の回転停止時）において回転電機１０にトルクを発生させないｄ軸電流を流すｄ軸通電による創熱制御である。以下に、これらの各創熱制御について詳しく説明する。まずはスイッチング損失増大による創熱制御について説明する。

【0021】

図２に、インバータ２０におけるスイッチ２１の駆動回路２４の構成を示す。なおここでは、上アームスイッチ２１について説明するが、下アームスイッチ２２の駆動回路２４も同様の構成となっている。

【0022】

駆動回路２４は、制御装置４０からの駆動指令が入力される駆動ＩＣ２７を有しており、駆動ＩＣ２７によりスイッチ２１がオンオフされる。駆動ＩＣ２７は、スイッチ２１のゲートの充放電を制御するものであり、スイッチオン時には、電圧印加に伴うゲートの充電によりスイッチ２１をターンオンさせる。また、スイッチオフ時には、ゲートの放電によりスイッチ２１をターンオフさせる。

【0023】

駆動回路２４は、スイッチ２１がオフ状態からオン状態に遷移する際に要する遷移時間であるターンオン時間と、スイッチ２１がオン状態からオフ状態に遷移する際に要する遷移時間であるターンオフ時間とを可変とする構成を有しており、これにより各スイッチ２１でのスイッチング損失の調整が可能となっている。具体的には、駆動ＩＣ２７とスイッチ２１のゲートとの間に設けられるゲート抵抗を切り替えることで、半導体スイッチング素子のゲート充放電にかかる時間を調整し、ターンオン時間及びターンオフ時間を可変としている。本実施形態では、駆動ＩＣ２７とスイッチ２１のゲートとの間に、抵抗値が大小異なる第１ゲート抵抗２８と第２ゲート抵抗２９とが並列に接続されており、これらゲート抵抗２８，２９の切り替えにより、スイッチ２１の充放電の時間（ターンオン時間、ターンオフ時間）が調整される。第２ゲート抵抗２９は、第１ゲート抵抗２８よりも抵抗値が大きい。第１ゲート抵抗２８が通常時用のゲート抵抗に相当し、第２ゲート抵抗２９が損失増大時用のゲート抵抗に相当する。

【0024】

図３は、スイッチ２１において、ドレインソース間のスイッチ電圧Ｖｓｗと、ドレインソース間に流れるスイッチ電流Ｉｓｗとの変化を示すタイムチャートである。

【0025】

図３（ａ）は、通常時、すなわちスイッチング損失増大の制御を行わない場合のＶｓｗ、Ｉｓｗの変化を示す。この場合、ターンオン時及びターンオフ時においてハッチングの領域がスイッチング損失を示す。

【0026】

図３（ｂ）は、スイッチング損失増大の制御を行う場合において、ターンオン時間、ターンオフ時間をそれぞれ通常時よりも長くした際のＶｓｗ、Ｉｓｗの変化を示す。この場合、ターンオン時及びターンオフ時においてスイッチング損失が大きくなり、スイッチ２１での発熱量を増加させることができる。

【0027】

ただし、ターンオン時にスイッチング損失を増大させると、ターンオン開始後におけるスイッチ２１での素子温度の上昇が急峻となる。そのため、上下アームの短絡異常が生じている場合において、その短絡異常が検知される前に過剰な発熱によりスイッチ２１が過高温になり、発火の懸念が生じることが考えられる。すなわち、図４に示すように、実線で示すスイッチング損失増大時には、一点鎖線で示す通常時に比べて素子温度上昇の傾きが急峻となる。この場合、短絡検知に要する時間が経過するよりも前の時点で、素子温度が発火点を超えることが懸念される。

【0028】

そこで本実施形態では、図３（ｃ）に示すように、ターンオン側での発熱を少なくし、かつターンオフ側での発熱を多くするべく、ターンオフ時間をターンオン時間に比べて長引かせるようにしている。これにより、スイッチ２１のターンオフ時において、ターンオン時に比べて大きいスイッチング損失が生じる。

【0029】

図３（ｃ）では、スイッチ２１のターンオン時間を、スイッチング損失増大を行わない場合（創熱要求の無い場合）と同じ時間とするとともに、ターンオフ時間を、スイッチング損失増大を行わない場合（創熱要求の無い場合）に比べて長い時間としている。つまり、創熱要求に伴うスイッチング損失増大時には、ターンオン時に、通常時用の第１ゲート抵抗２８を介してゲート充電を行わせる一方、ターンオフ時に、損失増大時用の第２ゲート抵抗２９を介してゲート放電を行わせる。これにより、スイッチオン時において上下アームの短絡異常が検知された場合に、速やかな電流遮断が可能となっている。

【0030】

次に、ｄ軸通電による創熱制御について説明する。

【0031】

回転電機１０では、ｄ軸及びｑ軸は仮想的な軸であり、ｄ軸に流れるｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸に流れるｑ軸電流Ｉｑと、ＵＶＷの各相に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗとは下記の（式１）により表される。（式１）において、θは回転電機１０の電気角（回転角）である。

【0032】

【数1】

制御装置４０は、回転電機１０の電気角θと、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とに基づいて、コイル１１の各相の相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊を設定し（電流設定部）、その相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊により、各相に流れる相電流を制御する（電流制御部）。

【0033】

本実施形態では、車両走行が停止されている停車時において、回転電機１０がトルクを発生させない状態、すなわち回転電機１０が回転停止した状態で、コイル１１の各相に電流を流し、回転電機システムでの創熱を促すようにしている。これによりバッテリ３０が昇温される。具体的には、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑのうちｄ軸電流だけが流れるようにインバータ２０のスイッチング制御を行うことで、回転電機１０においてトルク非発生の状態で各相の相電流を流すようにしている。この場合、制御装置４０は、上記（式１）において、回転電機１０の停止電気角を電気角θとし、かつｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑのうちｑ軸電流を０として、各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを算出する。

【0034】

図５に、創熱制御を実施する際のｄｑ－ＵＶＷ変換の処理を示す。図５には、ｄｑ軸の電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を、ＵＶＷ各相の相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊に変換する３相変換部７１が示されている。３相変換部７１には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊としてＡｓｉｎφが入力されるとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊として０が入力される。また、電気角θとして、回転停止状態の回転電機１０の電気角θが入力される。「Ａｓｉｎφ」において、Ａはｄ軸電流の振幅を規定する振幅指令値であり、φは所定角速度で変化する位相である。これにより、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は、例えば２０Ｈｚ程度の周波数で変化する交流電流として設定される。この場合、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊として、正負両側に交流変化する交流ｄ軸電流が設定され、そのｄ軸電流指令値Ｉｄ＊（交流ｄ軸電流）に基づいて、正負両側に交流変化する相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊が算出される。

【0035】

図６は、ｄｑ軸電流と各相の相電流との電流波形を示すタイムチャートである。図６では、ｑ軸電流Ｉｑが０のまま保持された状態で、ｄ軸電流Ｉｄが正負両側において正弦波状の波形で交流変化している。また、各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、それぞれ回転電機１０の電気角θ（停止位置）に対応する振幅で交流変化している。相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗがそれぞれ正負両側に交流変化する際、３相のうち１相で正の相電流が流れかつ残り２相で負の相電流が流れる状態と、３相のうち２相で正の相電流が流れかつ残り１相で負の相電流が流れる状態とが交互に切り替えられる。なおここでは、コイル１１のＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルにおいて、反中性点の側から中性点の側へ流れる電流を正電流とし、その逆向きの電流を負電流としている。

【0036】

ｄ軸通電による創熱制御を実施する際のスイッチングパターンの一例を、図７及び図８を用いて説明する。図７は、Ｕ相電流として正電流が流れ、かつＶ相電流及びＷ相電流として負電流が流れる際のスイッチングパターンを示し、図８は、Ｖ相電流及びＷ相電流として正電流が流れ、かつＵ相電流として負電流が流れる際のスイッチングパターンを示す。なおここでは、上アームにおける３相の各スイッチ２１をスイッチ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗとし、下アームにおける３相の各スイッチ２２をスイッチ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗとしている。

【0037】

図７（ａ）では、上アームにおいて、スイッチ２１Ｕがオンされ、かつスイッチ２１Ｖ，２１Ｗがオフされるとともに、下アームにおいて、スイッチ２２Ｕがオフされ、かつスイッチ２２Ｖ，２２Ｗがオンされている。これにより、バッテリ３０からＵ相電流として正電流が流れ、かつＶ，Ｗ相電流として負電流が流れる。また、図７（ａ）の状態から引き続いて、図７（ｂ）では、上アームにおいてスイッチ２１Ｕがオフされることで全相のスイッチ２１がオフされ、かつ下アームにおいて全相のスイッチ２２がオンされている。これにより、各相の下アームスイッチ２２とコイル１１とを含む還流経路で電流が循環される。図７（ａ），（ｂ）においては、Ｕ相の上下アームのスイッチ２１Ｕ，２２Ｕが交互にオンオフされ、そのスイッチングは、Ｕ相に正電流が流れる期間において所定周期で繰り返される。

【0038】

また、図８（ａ）では、上アームにおいて、スイッチ２１Ｖ，２１Ｗがオンされ、かつスイッチ２１Ｕがオフされるとともに、下アームにおいて、スイッチ２２Ｖ，２１Ｗがオフされ、かつスイッチ２２Ｕがオンされている。これにより、バッテリ３０からＶ，Ｗ相電流として正電流が流れ、かつＵ相電流として負電流が流れる。また、図８（ａ）の状態から引き続いて、図８（ｂ）では、上アームにおいてスイッチ２１Ｖ，２１Ｗがオフされることで全相のスイッチ２１がオフされ、かつ下アームにおいて全相のスイッチ２２がオンされている。これにより、各相の下アームスイッチ２２とコイル１１とを含む還流経路で電流が循環される。図８（ａ），（ｂ）においては、Ｖ，Ｗ相の上アームのスイッチ２１Ｖ，２１Ｗと下アームのスイッチ２２Ｖ，２２Ｗとが交互にオンオフされ、そのスイッチングは、Ｖ，Ｗ相に正電流が流れる期間において所定周期で繰り返される。

【0039】

上記の創熱制御では、交流ｄ軸電流に基づき設定された各相の相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊により、全相で相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが流れる。この場合、インバータ２０では、全相においてスイッチング制御が行われることとなり、その全相のスイッチング制御に際してスイッチング損失増大の制御が併せて実施される。インバータ２０において全相のスイッチ２１，２２でスイッチング損失増大が行われることにより、一部の相のみでスイッチング損失増大が行われる場合とは異なり各スイッチで発熱を分散させ、ひいては回転電機システムにおける創熱を効率良く行わせるものとしている。

【0040】

図７（ｂ）、図８（ｂ）に示すように、各相の下アームスイッチ２２とコイル１１とを含む経路で電流を循環させる際には、いずれかの相の下アームスイッチ２２（図７（ｂ）のスイッチ２２Ｕ、図８（ｂ）のスイッチ２２Ｖ，２２Ｗ）においてソースからドレインに向けて電流が流れるが、電流をダイオード２３に流すことも可能になる。この場合、下アームスイッチ２２をオンした状態で電流を流すと、導通損が低減されるため、ダイオード２３の通電時よりも損失が減ることが考えられる。また、ダイオード２３に電流が流れる場合には、下アームスイッチ２２のオンオフによるスイッチング損失増大を見込むことができない。これらからすると、電流の循環時に下アームスイッチ２２のソースからドレインへ電流が流れる場合には、下アームスイッチ２２のオンオフによるスイッチング損失増大の制御を実施するメリットが得られないことがあると考えられる。

【0041】

この点を鑑み、いずれかの相において上アームスイッチ２１をオンしてコイル１１に相電流を流した後、上アームスイッチ２１をオフして相電流を還流させる際には、その上アームスイッチ２１と同相の下アームスイッチ２２をオフ状態のままとして、その下アームスイッチ２２に並列のダイオード２３を介して相電流を還流させるようにするとよい。この場合、インバータ２０の上下アームのスイッチ２１，２２のうち、オンオフによるスイッチング損失増大が見込める上アームスイッチ２１のみでスイッチングが行われ、下アームスイッチ２２ではスイッチングが行われないとよい。図７（ｂ）では、スイッチ２２Ｕのスイッチングが行われないことにより、Ｕ相下アームのダイオード２３を介して電流が還流され、図８（ｂ）では、スイッチ２２Ｖ，２２Ｗのスイッチングが行われないことにより、Ｖ，Ｗ相下アームのダイオード２３を介して電流が還流される。

【0042】

図９には、上下アームのスイッチ２１Ｕ，２２Ｕにおけるゲート電圧の推移を示す。図９において、（ａ）は、通常時におけるスイッチ２１Ｕ，２２Ｕのゲート電圧の推移を示し、（ｂ）は、スイッチング損失増大時におけるスイッチ２１Ｕ，２２Ｕのゲート電圧の推移を示す。図９（ｂ）では、図９（ａ）に比べてスイッチ２１Ｕ，２２Ｕのターンオフ時間が長くなっており、スイッチ２１Ｕ，２２Ｕが同時にオンすることが懸念される（図のＸ）。つまり、上下アームのスイッチングでは、通常時においてターンオフに要する時間を見越してデッドタイムが設定されているが、ターンオフが遅れるとターンオフが完了する前にデッドタイムが経過してしまい、上下アームの短絡の懸念が生じる。

【0043】

これに対して、図９（ｃ）では、上下アームのスイッチ２１Ｕ，２２Ｕのうち、上アームのスイッチ２１Ｕのみがスイッチングされている。これにより、スイッチ２１Ｕのターンオフ時間が通常時よりも長くなっていても（ターンオフが遅れていても）、上下アームでの短絡の発生が抑制される。

【0044】

また、各相の相電流をそれぞれ正負両側に交流変化させる際には、図６に示すように各相の相電流の振幅が一致しないため、相ごとに各スイッチ２１，２２の発熱量が異なり、結果として各相の素子温度が相違することが考えられる。そこで本実施形態では、各相における各スイッチ２１，２２の発熱量を合わせるべく、スイッチング損失増大を行う期間（ゲート抵抗値を大きくする期間）を相ごとに調整することとしている。

【0045】

図１０には、各相におけるゲート抵抗切り替えの制御の一例を示す。図１０では、各相の相電流がそれぞれ正負両側に交流変化する際において、Ｕ相電流の振幅が最も大きく、次いでＶ相電流、Ｗ相電流の順となっている。そのため、ｄ軸通電による創熱制御では、各相のスイッチ２１，２２のうち、Ｕ相スイッチが最も高温になり、Ｗ相スイッチが最も低温になることが想定される。そこで本実施形態では、各相に流れる相電流の大きさに基づいて、スイッチング損失増大を行う損失増大期間を可変に設定することとしている。

【0046】

具体的には、制御装置４０は、各相の相電流の振幅を検出又は推定により取得するとともに、各相の電流振幅の差に基づいて、各相においてゲート抵抗値を大きくする期間、すなわち損失増大期間を設定する。損失増大期間は、各相の相電流が交流変化する際の１周期のうち損失増大期間の割合を示す時間比率として設定されるとよい。図１０では、各相の相電流の振幅がＵ相＞Ｖ相＞Ｗ相になっていることから、Ｕ相ではゲート抵抗値を大きくする期間（損失増大期間）を最も短くし、Ｗ相ではゲート抵抗値を大きくする期間（損失増大期間）を最も長くしている。

【0047】

制御装置４０は、素子温度センサ２６により検出された素子温度に基づいて、相ごとに、スイッチング損失増大を行う期間を設定してもよい。この場合、制御装置４０は、各相のスイッチにおいて素子温度の目標値（目標温度）を設定するとともに、素子温度センサ２６により検出された素子温度と目標温度との偏差に基づいて、スイッチング損失増大を行う期間、すなわちゲート抵抗値を大きくする期間を設定する。これにより、各相のスイッチ２１，２２を所望の温度に制御することができる。なお、上下アームの各スイッチ２１，２２のうち上アームのスイッチ２１のみがスイッチングされる場合には、そのスイッチ２１のみについて素子温度フィードバック制御により損失増大期間が設定されるとよい。

【0048】

上記のとおり素子温度フィードバック制御により損失増大期間が設定されることで、各相の相電流の振幅が相違していてもその相違による素子温度のばらつきを抑制することができる。

【0049】

また、ｄｑ軸電流と相電流との関係には電気角依存性があるため、回転電機１０の電気角θによっては、一部の相に電流がほとんど流れないことがあり、これが各相の損失増大量に悪影響を及ぼすことが考えられる。つまり、上記（式１）により各相の相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊が設定される場合において、回転停止状態の回転電機１０の電気角θによっては、いずれかの相の相電流が０又は０付近の電流値となり、相どうしの発熱量の差が過剰に大きくなることが考えられる。そこで本実施形態では、回転電機１０の電気角θとして、各相の相電流が全て所定の閾値以上となる電気角θを設定し（角度設定部）、その電気角θに基づいて、各相の相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊を設定するものとしている。

【0050】

具体的には、図１１に示すように電気角θに応じて各相の相電流の電流比が変化する場合において、ｄ軸通電による創熱制御が行われる際の電気角θが、各相の電流比が閾値Ｔｈ以上となる所定範囲Ｒａ内の角度になっているとよい。なお、電流比は、コイル１１に流れるトータル電流に対する各相の相電流の比率である。図１１では、電気角θが３０度、９０度、１５０度、２１０度、２７０度、３３０度でいずれかの相の相電流が０となることから、それら各角度の近傍を除く範囲が所定範囲Ｒａとして定められている。この場合、回転電機１０の回転停止状態において回転角センサ１２により検出された検出電気角θａが所定範囲Ｒａ内に入っていなければ、回転電機１０にトルクを生じさせ、所定範囲Ｒａ内に入るように電気角θが操作されるとよい。

【0051】

また、車両走行中においては、回転電機１０の運転状態の変化に伴いインバータ２０における変調率が変化する。また、変調率の変化に伴い各スイッチ２１，２２の駆動デューティが変化する。ここで、変調率が大きい場合に、各スイッチ２１，２２の駆動パルス（ＰＷＭパルス）のオン時間が所定時間よりも短くなると、ターンオン時間やターンオフ時間を長引かせること、すなわちスイッチング損失増大の制御を実施することが困難になる。

【0052】

そこで本実施形態では、スイッチ２１，２２の駆動パルスのオン時間が所定時間よりも短い場合に、スイッチング損失増大による創熱制御を実施しないこととしている。図１２は、変調率が異なる３つ状態のスイッチング制御を示すタイムチャートである。図１２では、（ｃ）の場合に駆動パルスのオン時間が所定時間よりも短くなるため、スイッチング損失増大を実施しないようにしている。なお、図１２（ｃ）の場合には、全期間を通じてスイッチング損失増大を実施しないようにしてもよいし、駆動パルスのオン時間が所定時間よりも短い期間のみスイッチング損失増大を実施しないようにしてもよい。

【0053】

ところで、車両の停車時（回転電機１０の回転停止時）においてｄ軸通電による創熱制御を実施する場合に、制御装置４０が認知している回転電機１０の電気角と実際の電気角とが相違していると、意図しないｑ軸電流が流れてしまうことが考えられる。この場合、車両の停車中にもかかわらず回転電機１０に不要なトルクが発生し、電気角のずれが累積的に増加することが考えられる。具体的には、図５に示す３相変換部７１において、電気角θとして回転角センサ１２の検出角度が入力される場合に、回転角センサ１２の検出誤差が生じていると、制御装置４０の認知角度と実際の電気角とが相違することになる。特に、車両停止状態では数ｄｅｇ程度の電気角誤差が生じていることが考えられる。この電気角誤算出により、回転電機１０において不要な回転が生じることが懸念される。

【0054】

そこで本実施形態では、ｄ軸通電による創熱制御の前段の制御として、回転電機１０に直流ｄ軸電流を流すことにより、回転電機１０の電気角θを、制御装置４０が認知している認知角度（指令角度α）とする位置合わせ制御を実施し、その位置合わせ制御の後に、交流ｄ軸電流による創熱制御を実施することとしている。これにより、制御装置４０が認知している電気角に対する実際の電気角の合わせ込みが行われ、実際の電気角が指令角度αであるという前提のもと、回転角センサ１２の検出値を参照することなく、ｄ軸電流を交流変化させる全相の創熱制御が実施される。

【0055】

図１３（ａ）は、位置合わせ制御を実施する際のｄｑ－ＵＶＷ変換の処理を示す図であり、図１３（ｂ）は、交流ｄ軸電流による創熱制御を実施する際のｄｑ－ＵＶＷ変換の処理を示す図である。

【0056】

図１３（ａ）に示すように、３相変換部７１Ａには、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊としてＡ１が入力されるとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊として０が入力される。また、電気角θとして、所定の指令角度αが入力される。指令角度αは、図１１で説明したように、各相の総電流が所定の閾値以上となる角度（所定範囲Ｒａ内の角度）である。３相変換部７１Ａは、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊（＝Ａ１）と指令角度αとに基づいて、各相の相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊を算出する。この場合、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は直流ｄ軸電流であり、相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊はそれぞれ直流の相電流として算出される。そして、位置合わせ制御の実施に際し、３相変換部７１Ａにて算出された相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊により、各相の相電流が制御される。

【0057】

なお、３相変換部７１Ａにおける相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊の算出処理が「第１設定処理」に相当し、その相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊による位置合わせ制御が「第１電流制御」に相当する。

【0058】

また、図１３（ｂ）に示すように、３相変換部７１Ｂには、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊としてＡ２・ｓｉｎφが入力されるとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊として０が入力される。また、電気角θとして、３相変換部７１Ａと同様に所定の指令角度αが入力される。３相変換部７１Ｂは、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊として、正負両側に交流変化する交流ｄ軸電流を用いて、正負両側に交流変化する相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊を算出する。

【0059】

なお、３相変換部７１Ｂにおける相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊の算出処理が「第２設定処理」に相当し、その相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊による創熱制御が「第２電流制御」に相当する。

【0060】

図１３（ａ）に示す３相変換部７１Ａでは、直流ｄ軸電流の絶対値の最大値をＡ１とし、図１３（ｂ）に示す３相変換部７１Ｂでは、交流ｄ軸電流の絶対値の最大値をＡ２としている。Ａ１，Ａ２は、ｄ軸電流の振幅を規定する振幅指令値である。Ａ１，Ａ２はＡ１＞Ａ２の関係であるとよい。つまり、直流ｄ軸電流の絶対値は、交流ｄ軸電流の絶対値よりも大きい値であるとよい。この場合、創熱の要求量の大きさに基づいて、交流ｄ軸電流を規定するためのＡ２が定められるとともに、Ａ１が、Ａ２よりも大きい値として定められているとよい。例えば、Ａ２は、スイッチ２１，２２の素子温度に基づいて定められるものであるとよい。ただし、Ａ１，Ａ２はＡ１＝Ａ２であってもよい。

【0061】

図１４は、図１３に示す位置合わせ制御と、交流ｄ軸電流による創熱制御とを具体的に説明するためのタイムチャートである。図１４では、回転電機１０のロータ角として、回転角センサ１２により検出された検出電気角θａ（センサ値）が破線で示され、回転電機１０における実電気角θｂ（真値）が一点鎖線で示され、一定値である指令角度αが実線で示されている。本例では、実電気角θｂに対して検出電気角θａが角度誤差を有するものとなっている。

【0062】

図１４では、創熱要求に応じて期間Ｔ１で位置合わせ制御が実施される。具体的には、回転電機１０の電気角θが指令角度αとされ、かつｄ軸電流指令値Ｉｄ＊として直流ｄ軸電流が設定されるとともに、それら指令角度α及び直流ｄ軸電流に基づいて算出された相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊により、コイル１１の各相の相電流が制御される。これにより、回転電機１０の電気角が、制御装置４０の認知角度である指令角度αに調整される。このとき、検出電気角θａが検出誤差を有していても、その検出誤差に影響を受けずに、回転電機１０の電気角が所望の電気角に操作される。

【0063】

その後、期間Ｔ２では、交流ｄ軸電流による創熱制御が実施される。具体的には、回転電機１０の電気角θが指令角度αとされ、かつｄ軸電流指令値Ｉｄ＊として交流ｄ軸電流が設定されるとともに、それら指令角度α及び交流ｄ軸電流に基づいて算出された相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊により、コイル１１の各相の相電流が制御される。このとき、回転電機１０の電気角が、事前の位置合わせ制御により調整された指令角度αに保持されたまま、コイル１１において各相の通電が行われる。また、制御装置４０の認知角度と実際の電気角とのずれが抑制されていることにより、意図しないｑ軸トルクが生じることが抑制され、回転電機１０が回転停止状態で保持される。

【0064】

図１５は、車両停車中における創熱制御の手順を示すフローチャートである。本処理は、車両の停車中である場合、例えば車両の電源スイッチ（ＩＧスイッチ）がオフ状態である場合に、制御装置４０により所定周期で繰り返し実行される。停車中には、創熱制御として、各スイッチ２１，２２のスイッチング損失増大による創熱制御と、回転電機１０でトルクが生じないｄ軸通電による創熱制御とが行われる。

【0065】

図１５において、ステップＳ１１では、創熱要求が生じているか否かを判定する。例えば上位制御装置から創熱要求を受信していれば、ステップＳ１１が肯定される。創熱要求が生じていれば、後続のステップＳ１２に進み、創熱要求が生じていなければそのまま本処理を終了する。

【0066】

ステップＳ１２では、インバータ２０の制御モードをスイッチング損失増大モードとする。これにより、車両停車中において、インバータ２０のスイッチング制御にてスイッチング損失増大の制御が適宜実施される。

【0067】

その後、ステップＳ１３では、回転角センサ１２により検出された検出電気角θａを取得する。続くステップＳ１４では、検出電気角θａが、予め定めた所定範囲Ｒａ内に入っているか否かを判定する。所定範囲Ｒａは、コイル１１の各相の相電流が全て所定の閾値以上となる電気角を規定した範囲である。ステップＳ１４において、検出電気角θａが所定範囲Ｒａ内に入っていればステップＳ１５に進み、検出電気角θａが所定範囲Ｒａ内に入っていなければステップＳ１６に進む。

【0068】

ステップＳ１５では、検出電気角θａを、ｄ軸通電による創熱制御に用いる指令角度αとして設定する。また、ステップＳ１６では、所定範囲Ｒａ内の所定の電気角を指令角度αとして設定する。このとき、回転電機１０のロータ角が過剰に大きく変化することを抑制すべく、検出電気角θａからの変更の幅が所定値以内となるようにして指令角度αが設定されるとよい。ステップＳ１５，Ｓ１６の処理により、各相に最低限の電流が流れることが保証される。

【0069】

その後、ステップＳ１７，Ｓ１８では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊として直流ｄ軸電流を設定し、回転電機１０の電気角を指令角度αに調整する位置合わせ制御を実施する。すなわち、ステップＳ１７では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊をＡ１、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を０とし、かつ電気角θを指令角度αとして、ｄｑ／ＵＶＷ変換により相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊を算出する。続くステップＳ１８では、ステップＳ１７で算出した相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊に基づいて、各相のスイッチ２１，２２についてスイッチング制御を実施し、コイル１１の各相に流れる相電流を制御する。

【0070】

なお、位置合わせ制御において直流ｄ軸電流を流す場合には、各スイッチ２１，２２においてスイッチング損失増大の制御は行われない。

【0071】

その後、ステップＳ１９～Ｓ２１では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊として交流ｄ軸電流を設定し、ｄ軸通電による創熱制御を実施する。このとき、制御装置４０は、スイッチング損失増大による創熱制御を併せて実施する。

【0072】

詳しくは、ステップＳ１９では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊をＡ２・ｓｉｎφ、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を０とし、かつ電気角θを指令角度αとして、ｄｑ／ＵＶＷ変換により相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊を算出する。

【0073】

続くステップＳ２０では、各相に流れる相電流の大きさに基づいて、スイッチング損失増大を行う損失増大期間を設定する。このとき、回転電機１０の指令角度αに応じて各相の相電流の振幅が決まるため、その各相の電流振幅に基づいて、相ごとに損失増大期間を設定するとよい。これにより、例えば図１０に示すように、ゲート抵抗値を大きくする期間（損失増大期間）が相ごとに設定される。

【0074】

その後、ステップＳ２１では、ステップＳ１９で算出した相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊に基づいて、各相のスイッチ２１，２２についてスイッチング制御を実施し、コイル１１の各相に流れる相電流を制御する。このとき、制御装置４０は、スイッチング損失増大の制御として以下の各処理を実施する。
（１）インバータ２０の駆動回路２４において、各スイッチ２１，２２のゲート抵抗を損失増大時用のゲート抵抗に切り替えて、スイッチオンオフ時の遷移時間を長引かせる。このとき、ステップＳ２０で設定した損失増大期間では、各スイッチ２１，２２のゲート抵抗を損失増大時用の第２ゲート抵抗２９とし、損失増大期間以外では、各スイッチ２１，２２のゲート抵抗を通常時用の第１ゲート抵抗２８とする。
（２）スイッチ２１，２２のオンオフ時に、ターンオフ時間をターンオン時間に比べて長い時間にする。このとき、ターンオン時間を、創熱要求の無い場合と同じ時間とし、ターンオフ時間を、創熱要求の無い場合に比べて長い時間にするとよい。
（３）インバータ２０の上下アームのスイッチ２１，２２のうち、オンオフによるスイッチング損失増大が見込める上アームスイッチ２１のみでスイッチングを行い、下アームスイッチ２２ではスイッチングを行わない。

【0075】

なお、上記（２）に代えて、ターンオン時間及びターンオフ時間の両方を、創熱要求の無い場合に比べて長い時間にすることも可能である。また、上記（３）に代えて、インバータ２０の上下アームの両スイッチ２１，２２でスイッチングを行わせることも可能である。

【0076】

図１６は、車両走行中の創熱制御の手順を示すフローチャートである。本処理は、車両の走行中、例えば車両の電源スイッチ（ＩＧスイッチ）がオン状態である場合に、制御装置４０により所定周期で繰り返し実行される。車両走行中には、創熱制御として、各スイッチ２１，２２のスイッチング損失増大による創熱制御が行われる。

【0077】

図１６において、ステップＳ３１では、創熱要求が生じているか否かを判定する。例えば上位制御装置から創熱要求を受信していなければ、ステップＳ３１を否定してステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、インバータ２０の制御モードを通常モードとし、続くステップＳ３３では、インバータ２０のスイッチング制御として通常モードの制御を実施する。

【0078】

また、創熱要求が生じていれば、ステップＳ３４に進む。ステップＳ３４では、各スイッチ２１，２２をオンオフするＰＷＭパルスのオン時間が所定時間ＴＨよりも長いか否かを判定する。そして、ステップＳ３４が肯定されればステップＳ３５に進み、ステップＳ３４が否定されればステップＳ３２に進む。このとき、ステップＳ３４が否定されれば、すなわちＰＷＭパルスのオン時間が所定時間ＴＨよりも短ければ、スイッチング損失増大が実施されないものとなっている。

【0079】

ステップＳ３５では、インバータ２０の制御モードをスイッチング損失増大モードとする。これにより、車両走行中において、インバータ２０のスイッチング制御にてスイッチング損失増大の制御が適宜実施される。

【0080】

ステップＳ３６では、素子温度センサ２６により検出された素子温度（スイッチ温度）を取得し、続くステップＳ３７では、素子温度に基づいて、スイッチング損失増大の制御を実施する損失増大期間を設定する。具体的には、例えば図１７に示す関係を用いて損失増大期間が設定されるとよい。図１７では、素子温度が低いほど、損失増大期間が長くなる関係が定められている。損失増大期間は、各相の相電流が交流変化する際の１周期のうち損失増大期間の割合を示す時間比率として設定されるとよい。損失増大期間は、相ごとに設定されるとよい。

【0081】

その後、ステップＳ３８では、スイッチング損失増大による創熱制御として、以下の各処理を実施する。
・インバータ２０の駆動回路２４において、各スイッチ２１，２２のゲート抵抗を損失増大時用のゲート抵抗に切り替えて、スイッチオンオフ時の遷移時間を長引かせる。このとき、ステップＳ３７で設定した損失増大期間では、各スイッチ２１，２２のゲート抵抗を損失増大時用の第２ゲート抵抗２９とし、損失増大期間以外では、各スイッチ２１，２２のゲート抵抗を通常時用の第１ゲート抵抗２８とする。
・スイッチ２１，２２のオンオフ時に、ターンオフ時間をターンオン時間に比べて長い時間にする。このとき、ターンオン時間を、創熱要求の無い場合と同じ時間とし、ターンオフ時間を、創熱要求の無い場合に比べて長い時間にするとよい。
・インバータ２０の上下アームのスイッチ２１，２２のうち、オンオフによるスイッチング損失増大が見込める上アームスイッチ２１のみでスイッチングを行い、下アームスイッチ２２ではスイッチングを行わない。

【0082】

なお、ターンオン時間及びターンオフ時間の両方が、創熱要求の無い場合に比べて長い時間であってもよい。また、インバータ２０の上下アームの両スイッチ２１，２２でスイッチングを行うようにしてもよい。

【0083】

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

【0084】

回転電機システムの創熱要求がある場合に、インバータ２０においてスイッチ２１，２２（半導体スイッチング素子）のターンオン時及びターンオフ時の少なくともいずれかの遷移時間を、創熱要求の無い場合に比べて長い時間にするようにした。これにより、インバータ２０の各スイッチ２１，２２においてスイッチング損失量の増加に伴う発熱を生じさせることができる。その結果、回転電機システムにおいて効率良く創熱を行わせることができる。

【0085】

スイッチング損失増大による創熱時には通常時に比べて素子温度の上昇が早まるため、仮にインバータ２０で上下アームの短絡異常が生じる状況下では、スイッチオン時において短絡検知が行われる前に素子温度が過上昇することが懸念される。この点、スイッチ２１，２２のターンオフ時においてターンオン時に比べて大きいスイッチング損失を生じさせる構成としたため、ターンオン時間を相対的に短くすることができる。これにより、スイッチオン時において短絡検知前に素子温度が過上昇するといった不都合を抑制できる。

【0086】

インバータ２０において上下アームの短絡異常が生じる状況下では、スイッチオン時に短絡検知した場合に速やかに電流遮断する必要がある。この点を鑑み、創熱要求がある場合において、スイッチ２１，２２のターンオン時間を、創熱要求の無い場合と同じ時間とし、ターンオフ時間を、創熱要求の無い場合に比べて長い時間とするようにした。この場合、ターンオン時のスイッチング損失増大が見込まれていないため、スイッチ２１，２２において、短絡検知の際に速やかな電流遮断を行わせることができる。

【0087】

ｄ軸通電による創熱制御を実施する場合において、いずれかの相の上アームスイッチ２１をオンして各相の相電流を流し、その後上アームスイッチ２１をオフして相電流を還流させる際に、その上アームスイッチ２１と同相の下アームスイッチ２２をオフ状態のままとして、その下アームスイッチ２２に並列のダイオードを２３介して相電流を還流させる構成とした。この場合、下アームスイッチ２２でスイッチング損失増大の制御が行われなくても、ダイオード２３を電流が流れることによる発熱を見込むことができる。また、スイッチ２１，２２のオンオフの遷移時間が長くなっている構成では、上下アームの短絡の懸念があるが、上下アームのスイッチ２１，２２のうち上アームスイッチ２１のみがスイッチングされる構成としたため、上下アームでの短絡の発生が抑制される。

【0088】

車両走行中には、車両走行状態に応じて駆動デューティが変化し、ＰＷＭパルスのオン時間が所定時間よりも短い状態になり得る。また、ＰＷＭパルスのオン時間が短い場合には、スイッチ２１，２２の遷移時間を長引かせることによる電流制御への影響が大きくなると考えられる。この点を鑑み、ＰＷＭパルスのオン時間が所定時間よりも短い場合には、スイッチング損失増大を実施しない構成とした。これにより、スイッチング損失増大による創熱制御が車両走行中の電流制御に悪影響を及ぼすことを抑制できる。

【0089】

スイッチ２１，２２の遷移時間（ターンオン時間、ターンオフ時間）を長くする期間、すなわちスイッチング損失増大を実施する期間を、半導体スイッチング素子の素子温度（スイッチ温度）に基づいて設定するようにした。これにより、スイッチング損失増大による創熱制御を実施する際において素子温度を適正に管理し、ひいては半導体スイッチング素子の劣化の抑制や過熱防止を図ることができる。

【0090】

回転電機１０の回転停止状態（車両の停車状態）で、コイル１１の各相に正負両側で交流変化する相電流が流れるように電流制御（交流ｄ軸電流による創熱制御）を実施する構成では、コイル１１の全相においてスイッチ２１，２２がオンオフされる。そして、この電流制御の実施に際し、スイッチング損失増大による創熱制御（各相のスイッチ２１，２２の遷移時間を長くした制御）を実施する構成とした。この場合、全相のスイッチ２１，２２でスイッチング損失を生じさせることが可能となり、一部の相のスイッチのみで発熱が生じるといった状況を解消できる。

【0091】

ｄ軸通電による創熱制御に際し、各相の相電流をそれぞれ正負両側に交流変化させる場合には、各相において相電流の振幅が一致せず、相ごとに各スイッチ２１，２２の発熱量が異なることが考えられる。この点を鑑み、各相の相電流の大きさに基づいて、スイッチ２１，２２の遷移時間（ターンオン時間、ターンオフ時間）を長くする期間、すなわちスイッチング損失増大の制御を実施する期間を設定するようにした。具体的には、ゲート抵抗を大きくする期間の時間比率（損失増大用の第２ゲート抵抗２９を用いる期間の時間比率）を相ごとに調整するようにした。これにより、各相の相電流の振幅が一致していなくても、各相のスイッチ２１，２２の発熱量の差を小さくすることができる。

【0092】

回転電機１０の回転停止状態で、コイル１１の各相に正負両側で交流変化する相電流が流れるように電流制御を実施する場合には、回転電機１０の電気角θによっては、いずれかの相の相電流が０又は０付近の電流値となり（すなわち各相に流れる電流に偏りが生じ）、相どうしの発熱量の差が過剰に大きくなることが考えられる。この点、回転電機１０の回転停止状態において、各相の相電流が全て所定の閾値以上となるように電流制御を実施する構成にしたため、いずれかの相に偏って電流が流れることを抑制でき、相どうしの発熱量の差が過剰に大きくなることを抑制できる。

【0093】

回転電機システムにおける創熱要求があると判定され、かつ回転電機１０が回転停止状態である場合に、コイル１１の各相に正負両側で交流変化する相電流を流すために、ｄ軸電流指令値として交流ｄ軸電流を設定し、その交流ｄ軸電流に基づいて、相電流指令値を設定するようにした。この構成によれば、交流ｄ軸電流に基づき設定された各相の相電流指令値により、全相で相電流が流れることとなり、インバータ２０において全相のスイッチ２１，２２でスイッチング制御が行われる。そのため、全相のスイッチング動作により創熱が行われることになり、一部の相のみのスイッチング動作により創熱が行われる場合に比べてインバータ２０での創熱量を増やすことができる。また、一部の相だけでスイッチング制御による創熱が行われる場合には、一部のスイッチ２１が高温となることで創熱制御が制限されることが考えられるが、こうした不都合を抑制できる。その結果、回転電機システムにおいて効率良く創熱を行わせることができる。

【0094】

創熱要求があり、かつ回転電機１０が回転停止状態である場合に、回転電機１０の電気角θである指令角度αとｄ軸電流指令値である直流ｄ軸電流とに基づいて、各相の相電流指令値を設定し、その相電流指令値により相電流を制御するようにした。そして引き続き、指令角度α及び交流ｄ軸電流に基づいて、各相の相電流指令値を設定し、その相電流指令値により相電流を制御するようにした。この場合、回転電機１０の電気角θを制御装置４０の認知角度（指令角度α）に固定した状態で、交流ｄ軸電流を流して創熱を行わせることができる。これにより、ｄ軸通電による創熱制御において、回転角センサ１２の検出誤差に起因して回転電機１０が意図せず回転するといった不都合を抑制することができる。

【0095】

直流ｄ軸電流による位置合わせ制御を実施する際に、直流ｄ軸電流の絶対値を、交流ｄ軸電流の絶対値よりも大きい値とした。これにより、交流ｄ軸電流による創熱制御に先立って行われる位置合わせ制御を適正に実施することができる。

【0096】

直流ｄ軸電流による位置合わせ制御を実施する際に、指令角度αとして、コイル１１の各相の相電流が全て所定の閾値以上となる電気角θを設定する構成とした。これにより、位置合わせ制御に引き続いて行われるｄ軸通電による創熱制御において、いずれかの相に偏って電流が流れることを抑制でき、相どうしの発熱量の差が過剰に大きくなることを抑制できる。

【0097】

直流ｄ軸電流による位置合わせ制御では、一部の相でスイッチングが行われるため、スイッチング損失増大の制御を行う場合に、相ごとに発熱量のばらつきが生じることが懸念される。この点を鑑み、直流ｄ軸電流による位置合わせ制御ではスイッチング損失増大の制御を行わず、交流ｄ軸電流による創熱制御ではスイッチング損失増大の制御を行うようにした。これにより、位置合わせ制御の実施に際し、各相のスイッチで過剰な温度差が生じることを抑制できる。

【0098】

（第２実施形態）
図１に示す回転電機システムは、回転電機１０のロータの回転がギア装置５１を介して車軸５２に伝達される構成を有する。回転電機１０のロータの回転は、ギア装置５１のギア（歯車）の噛み合いにより車軸側に伝達される。この場合、図１８に示すように、ギアの噛み合いには、円滑な回転を実現するためにバックラッシという隙間が存在し、バックラッシの範囲内では回転電機１０のロータが受ける抵抗が小さく、僅かなトルクでギアが回転し、歯打ち音が発生する。そのため、回転電機１０の回転停止状態でｄ軸通電による創熱制御が実施される際に、微小トルクが正負両側に交互に生じると、ギア装置５１において継続的に歯打ち音が生じることが懸念される。

【0099】

そこで本実施形態では、ｄ軸通電による創熱制御の実施に際し、回転電機１０の回転方向一方側のトルクを生じさせ、かつそのトルクの絶対値が所定値を超えないように電流制御を実施するものとしている。この場合、ｄ軸電流により各相の交流電流を生成し、かつｑ軸電流によりトルクを制御するとよい。具体的には、制御装置４０は、ｄｑ／ＵＶＷ変換に際し、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊をＡｓｉｎφとするとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を下記（式２）により算出する。そして、それらｄ軸電流指令値Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に基づいて、相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊を算出する。

【0100】

【数2】

なお、（式２）において、Ｔｏｆｆｓｅｔは、回転電機１０においてゼロ基準のトルクオフセット量であり、ＰＮは回転電機１０の極対数であり、Ｌｑはｑ軸インダクタンスであり、Ｌｄはｄ軸インダクタンスである。

【0101】

図１９は、ｄ軸通電による創熱制御において、ｑ軸トルクを生じさせる場合のパラメータ変化を示すタイムチャートである。図１９では、ｄ軸電流及びｑ軸電流の設定に伴い各相の相電流が図示のごとく流れる。この場合、回転電機１０のトルクが、０を跨がない状態で継続的に生成される。これにより、ギア装置５１において、各ギアが回転方向一方側で歯当たりした状態で保持され、歯打ち音の発生が抑制される。

【0102】

また、位置合わせ制御の実施の際に、指令角度αとして、ギア装置５１においてギアの歯当たりが生じる電気角を設定しておくとよい。具体的には、直流ｄ軸電流による位置合わせ制御を行う際に、指令角度αを所定角度ずつ変更して位置合わせ制御を実施する。このとき、回転角センサ１２の検出角度が、指令角度αの変更前と変更後との角度差に追従したものになっているか否かにより、変更後の指令角度αが、ギア装置５１の歯当たりが生じる電気角であるか否かを判定するとよい。つまり、回転角センサ１２の検出角度が、指令角度αの変更前と変更後との角度差に追従したものになっていれば、ギア装置５１の歯当たりが生じていないとみなし、指令角度αを再び変更する。また、回転角センサ１２の検出角度が、指令角度αの変更前と変更後との角度差に追従したものになっていなければ、ギア装置５１の歯当たりが生じているとみなし、その指令角度αを、位置合わせ制御により位置合わせされた電気角θとする。

【0103】

なお、ギアの歯当たりが生じる電気角として設定された指令角度αが、各相の電流値が所定の閾値以上となる所定範囲Ｒａから外れていることも考えられる。かかる場合には、回転電機１０において回転方向逆側にトルクを生じさせ、ギアを逆側で歯当たりさせるようにするとよい。

【0104】

図２０は、車両停車中における創熱制御の手順を示すフローチャートである。本処理は、上述した図１５の処理に置き換えて制御装置４０により実行されるとよい。

【0105】

図２０において、ステップＳ４１では、創熱要求が生じているか否かを判定する。例えば上位制御装置から創熱要求を受信していれば、ステップＳ４１が肯定される。創熱要求が生じていれば、後続のステップＳ４２に進み、創熱要求が生じていなければそのまま本処理を終了する。

【0106】

ステップＳ４２では、インバータ２０の制御モードをスイッチング損失増大モードとする。これにより、車両停車中において、インバータ２０のスイッチング制御にてスイッチング損失増大の制御が適宜実施される。

【0107】

ステップＳ４３では、車両において車輪の回転を阻止すべくブレーキ指令を出力する。車両においては、ブレーキ指令に従い例えば電動パーキングブレーキが作動されるとよい。

【0108】

その後、ステップＳ４４，Ｓ４５では、回転電機１０の指令角度αを、ギア装置５１においてギアの歯当たりが生じる電気角に設定する処理を行いつつ、直流ｄ軸電流により回転電機１０の電気角を指令角度αに調整する位置合わせ制御を実施する。

【0109】

具体的には、ステップＳ４４では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊をＡ１、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を０とし、かつ電気角θを指令角度αとして、ｄｑ／ＵＶＷ変換により相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊を算出する。続くステップＳ４５では、ステップＳ４４で算出した相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊に基づいて、各相のスイッチ２１，２２についてスイッチング制御を実施し、コイル１１の各相に流れる相電流を制御する。このとき、指令角度αを適宜変更し、位置合わせ制御において回転角センサ１２の検出角度が追従変化していない場合に、変更後の指令角度αが、ギア装置５１の歯当たりが生じる電気角であるものであると判定する。

【0110】

つまり、ステップＳ４４，Ｓ４５によれば、指令角度αが、ギア装置５１においてギアの歯当たりが生じる電気角とされ、その指令角度αに基づいて、各相の相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊が設定される。そして、その相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊により相電流が制御される。

【0111】

その後、ステップＳ４６，Ｓ４７では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊として交流ｄ軸電流を設定し、交流ｄ軸電流による創熱制御を実施する。具体的には、ステップＳ４６では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊をＡ２・ｓｉｎφとし、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を上記（式２）による算出値とする。そして、これらｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊と、指令角度α（すなわち、ギアの歯当たりが生じる電気角として設定された指令角度α）とに基づいて、ｄｑ／ＵＶＷ変換により相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊を算出する。

【0112】

続くステップＳ４７では、ステップＳ４６で算出した相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊に基づいて、各相のスイッチ２１，２２についてスイッチング制御を実施し、コイル１１の各相に流れる相電流を制御する。このとき、制御装置４０は、スイッチング損失増大の制御を併せて実施する。スイッチング損失増大の制御は、図１５のステップＳ２１と同様の制御が実施されればよい。略述すれば、下記の各処理が適宜実施される。
・インバータ２０の駆動回路２４において、各スイッチ２１，２２のゲート抵抗を損失増大時用のゲート抵抗に切り替えて、スイッチオンオフ時の遷移時間を長引かせる。
・スイッチ２１，２２のオンオフ時に、ターンオフ時間をターンオン時間に比べて長い時間にする。
・インバータ２０の上下アームのスイッチ２１，２２のうち、オンオフによるスイッチング損失増大が見込める上アームスイッチ２１のみでスイッチングを行い、下アームスイッチ２２ではスイッチングを行わない。

【0113】

ステップＳ４６，Ｓ４７によれば、回転電機１０に回転方向一方側のトルクを生じさせ、かつ当該トルクが所定値を超えない状態で、各相の相電流が制御される。

【0114】

以上第２実施形態によれば、第１実施形態における効果とは別に以下の効果を奏する。

【0115】

回転電機１０のロータの回転がギア装置５１に伝達される構成では、車両の停車状態（回転電機１０の回転停止状態）で行われる電流制御に際し、僅かなトルクでロータが正逆方向に回転し、ギアの歯打ち音が発生することが考えられる。この点を鑑み、回転電機１０の回転方向一方側へのトルクを生じさせ、かつそのトルクの絶対値が所定値を超えないように電流制御を実施するようにした。この場合、回転電機１０のロータの回転が生じることを抑制しつつ、回転電機１０のトルクが０を跨いで正負両側に変動することを抑制できる。これにより、ギア装置５１において歯打ち音が継続的に生じることを抑制することができる。つまり、ギア装置５１のギアにおいて特定方向の歯当たりを生じさせることより、微小トルクが正負両側に交互に生じることに起因してギア装置５１の歯打ち音が生じるといった不都合を抑制できる。

【0116】

回転電機１０の回転停止状態において、回転電機１０に微小トルクを生じさせる場合に、車両の移動を抑制するブレーキを作動させるようにした。これにより、車両が意図せず移動するといった不都合を抑制できる。

【0117】

直流ｄ軸電流による位置合わせ制御を行う際に、指令角度αとして、ギア装置５１においてギアの歯当たりが生じる電気角を設定し、その指令角度αに基づいて、各相の相電流指令値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊を設定する構成とした。これにより、ギア装置５１のギアにおいて特定方向に歯を押し当てた状態にすることができ、歯打ち音の発生を抑制できる。

【0118】

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

【0119】

・スイッチング損失増大の制御により各スイッチ２１，２２のターンオフ時間を長引かせる場合において、デッドタイムを通常時よりも長くする構成としてもよい。例えば、図２１に実線で示すように、ターンオフ時間を通常時よりも長い時間にしている場合には、上下アームの各スイッチ２１，２２において実質的にオフ状態になるタイミングが遅れ、上下アームの短絡等の懸念が生じる。これに対し、図２１に一点鎖線で示すように、ゲート信号をオフするタイミングを早め、ｔａからｔｂに変更する。この場合、ゲート信号のオフタイミングを早めることにより、ターンオフ時間を長くした状態でも上下アームの短絡等が抑制されるものとなっている。図２１では、通常時のデッドタイムがＤＴａであるのに対し、スイッチング損失増大時のデッドタイムがＤＴｂとなっている。

【0120】

制御装置４０は、スイッチング損失増大の制御としてターンオフ時間を長くする場合において、ターンオフ遅れに相当する分だけ、前もって各相の電圧指令値を下げておくフィードフォワード制御を実施するとよい。例えば、図２２に示すように、補正指令部８１を設け、創熱要求が生じた場合に、フィードフォワード補正項により各相の電圧指令値を減補正する構成とする。これにより、スイッチング損失増大時において好適にデッドタイムを長くすることができる。

【0121】

創熱要求があると判定された場合において、創熱要求の無い場合に比べてデッドタイムを長くすることで、スイッチング損失増大のためにスイッチのターンオフ時間が長くなっていても、上下アームの短絡を抑制することができる。

【0122】

・上記第１実施形態において、図１５の創熱制御では、位置合わせ制御において直流ｄ軸電流を流す場合（ステップＳ１７，Ｓ１８）に、スイッチング損失増大の制御を行わない構成としたが、これを変更し、位置合わせ制御において直流ｄ軸電流を流す場合（ステップＳ１７，Ｓ１８）に、スイッチング損失増大の制御を行うよういしてもよい。

【0123】

・上記各実施形態では、インバータ２０において、各スイッチ２１，２２のターンオン時間及びターンオフ時間の少なくともいずれかを可変とする構成（スイッチング損失増大の構成）として、各スイッチ２１，２２のゲート抵抗を切り替える制御を実施したが、これを変更してもよい。例えば、各スイッチ２１，２２のゲート印加電圧を可変とする構成としてもよい。制御装置４０は、創熱要求が生じている場合に、ゲート電圧を、創熱制御が生じていない通常時よりも低い電圧とする。これにより、半導体スイッチング素子においてゲートの充放電に要する時間が長引き、スイッチング損失が増大される。

【0124】

・上記各実施形態では、ｄ軸通電による創熱制御において、交流ｄ軸電流として正弦波状のｄ軸電流を流す構成としたが、これを変更し、交流ｄ軸電流として矩形波状のｄ軸電流を流す構成であってもよい。交流ｄ軸電流は、一定時間ごとに正負両側に交互に流れるものであればよい。

【0125】

・本発明は、電動車両以外に、飛行体や船舶等、他の移動体に適用されるものであってもよい。また、定置式のシステムに適用されるものであってもよい。

【0126】

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エ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エ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。

【0127】

上述の実施形態から抽出される技術思想を以下に記載する。
［構成１］
多相の巻線（１１）を有する回転電機（１０）と、半導体スイッチング素子からなる複数のスイッチ（２１，２２）のオンオフにより前記巻線における各相の相電流を調整するインバータ（２０）と、を備える回転電機システムに適用され、前記インバータにおける前記スイッチのオンオフを制御する制御装置（４０）であって、
前記回転電機システムにおける創熱要求の有無を判定する判定部と、
前記創熱要求があると判定された場合に、前記スイッチのターンオン時及びターンオフ時の少なくともいずれかの遷移時間が、前記創熱要求の無い場合に比べて長い時間となるように前記スイッチを制御するスイッチ制御部と、
を備える回転電機システムの制御装置。
［構成２］
前記スイッチ制御部は、前記創熱要求があると判定された場合に、前記スイッチのターンオフ時においてターンオン時に比べて大きいスイッチング損失を生じさせる、構成１に記載の回転電機システムの制御装置。
［構成３］
前記スイッチ制御部は、前記創熱要求があると判定された場合において、前記スイッチのターンオン時の遷移時間を、前記創熱要求の無い場合と同じ時間とし、ターンオフに時の遷移時間を、前記創熱要求の無い場合に比べて長い時間とする、構成１又は２に記載の回転電機システムの制御装置。
［構成４］
前記インバータは、前記スイッチとして、相ごとに直列接続されてなる上アームスイッチ（２１）と下アームスイッチ（２２）とを有するとともに、前記スイッチにおいて前記半導体スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオード（２３）を有しており、
前記スイッチ制御部は、いずれかの相の前記上アームスイッチをオンして前記巻線に相電流を流し、その後当該上アームスイッチをオフして相電流を還流させる際に、当該上アームスイッチと同相の前記下アームスイッチをオフ状態のままとして、当該下アームスイッチに並列の前記ダイオードを介して相電流を還流させる、構成１～３のいずれか１つに記載の回転電機システムの制御装置。
［構成５］
前記インバータは、前記スイッチとして、相ごとに直列接続されてなる上アームスイッチ（２１）と下アームスイッチ（２２）とを有し、
前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチは、デッドタイムを挟んで交互にオンされるものとなっており、
前記スイッチ制御部は、前記創熱要求があると判定された場合において、前記創熱要求の無い場合に比べて前記デッドタイムを長くする、構成１～３のいずれか１つに記載の回転電機システムの制御装置。
［構成６］
前記インバータにおいてＰＷＭパルスにより前記スイッチのオンオフが制御される制御装置であり、
前記スイッチ制御部は、前記ＰＷＭパルスのオン時間が所定時間よりも短い場合に、スイッチング損失増大を実施しない、構成１～５のいずれか１つに記載の回転電機システムの制御装置。
［構成７］
前記スイッチの温度であるスイッチ温度を取得する取得部を備え、
前記スイッチ制御部は、前記遷移時間を長くする損失増大期間を、前記スイッチ温度に基づいて設定する、構成１～６のいずれか１つに記載の回転電機システムの制御装置。
［構成８］
前記創熱要求があると判定された場合において、前記回転電機の回転停止状態で、前記巻線の各相に正負両側で交流変化する相電流が流れるように電流制御を実施する電流制御部を備え、
前記スイッチ制御部は、前記電流制御部による電流制御の実施に際し、各相の前記スイッチにおける前記遷移時間を、前記創熱要求の無い場合に比べて長い時間となるように制御する、構成１～７のいずれか１つに記載の回転電機システムの制御装置。
［構成９］
前記電流制御部は、前記電流制御として、ｄ軸電流及びｑ軸電流のうちｄ軸電流のみが流れる状態で、正負両側で交流変化する各相の相電流を制御する、構成８に記載の回転電機システムの制御装置。
［構成１０］
前記スイッチ制御部は、前記巻線の各相に流れる相電流の大きさに基づいて、前記遷移時間を長くする損失増大期間を設定する、構成８又は９に記載の回転電機システムの制御装置。
［構成１１］
前記回転電機の回転がギア装置（５１）のギアに伝達される構成となっており、
前記電流制御部は、前記回転電機に回転方向一方側のトルクを生じさせ、かつ当該トルクの絶対値が所定値を超えないように電流制御を実施する、構成８に記載の回転電機システムの制御装置。
［構成１２］
前記回転電機は、移動体において移動のための動力源であり、
前記電流制御部の電流制御により前記回転電機の回転方向一方側へのトルクが生じる場合に、前記移動体の移動を抑制するブレーキを作動させるブレーキ指令部を備える、構成１１に記載の回転電機システムの制御装置。
［構成１３］
前記電流制御部は、前記回転電機の回転停止状態において、前記巻線の各相の相電流が全て所定の閾値以上となるように電流制御を実施する、構成８～１２のいずれか１つに記載の回転電機システムの制御装置。

【符号の説明】

【0128】

１０…回転電機、１１…コイル、２０…インバータ、２１，２２…スイッチ、４０…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】

【図20】

【図21】

【図22】