WO2022215439A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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    • H02J7/16—Regulation of the charging current or voltage by variation of field

Definitions

  • the present disclosure relates to power converters.
  • the main object of the present disclosure is to provide a power conversion device that does not output torque above a predetermined value from a rotating electrical machine during temperature increase control while the vehicle is stopped.
  • a power converter having a series connection body of an upper arm switch and a lower arm switch and converting DC power supplied from a battery to AC power by switching control.
  • of AC power to a rotating electrical machine coupled to an axle and having windings, the upper arm switch and the upper arm switch and the a control unit that performs switching control of a lower arm switch to control temperature rise of the battery; is acquired, and the current is controlled so as to gradually increase the current value within the current control range in which the torque of the rotating electrical machine is less than the threshold value.
  • the control device acquires the current value of the rotating electric machine in the temperature increase control when the vehicle is stopped, and gradually increases the current value within the current control range in which the torque of the rotating electric machine is less than the threshold. control the current.
  • the temperature increase control is performed while the vehicle is stopped, it is possible to prevent a sudden large current from flowing through the windings of the rotary electric machine and an unintended large torque to be generated. Therefore, it is possible to prevent the vehicle from moving.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a power converter
  • FIG. 2 is a flowchart showing the temperature rise control process
  • FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the control device
  • FIG. 5 is a diagram showing a method of setting the command current
  • FIG. 6 is a time chart showing the transition of the switch control mode
  • FIG. 7 is a diagram showing simulation results
  • FIG. 8 is a flowchart of command current setting processing
  • FIG. 9 is a time chart showing changes in current and torque flowing through the neutral point
  • FIG. 10 is a flowchart of command current setting processing in the second embodiment
  • FIG. 10 is a flowchart of command current setting processing in the second embodiment
  • FIG. 11 is a time chart showing changes in current and torque flowing through the neutral point in the second embodiment
  • FIG. 12 is a flowchart of command current setting processing in the third embodiment
  • FIG. 13 is a diagram for explaining phase current imbalance control
  • FIG. 14 is a diagram schematically showing the windings and magnetic poles of each phase
  • FIG. 15 is a diagram schematically showing the windings and magnetic poles of each phase
  • FIG. 16 is a time chart showing changes in phase current and torque in the third embodiment
  • FIG. 17 is a flowchart of command current setting processing in the fourth embodiment
  • FIG. 18 is a time chart showing changes in current and torque flowing through the neutral point in the fourth embodiment
  • FIG. 19 is a flowchart of command current setting processing in the fifth embodiment
  • FIG. 20 is a time chart showing changes in current and torque flowing through the neutral point in the fifth embodiment
  • FIG. 21 is a time chart showing changes in current and torque flowing through the neutral point in the modified example
  • FIG. 22 is a time chart showing changes in current and torque flowing through the neutral point in the modified example.
  • the power conversion device 10 includes an inverter 30 as a power converter connected to a rotating electric machine 40 .
  • the power converter 10 has a function of exchanging electric power between the assembled battery 20 and the rotating electric machine 40 via the inverter 30 in order to raise the temperature of the assembled battery 20 as a battery.
  • the rotary electric machine 40 is a three-phase synchronous machine, and includes star-connected U-, V-, and W-phase windings 41U, 41V, and 41W as stator windings.
  • the phase windings 41U, 41V, and 41W are arranged with an electrical angle shift of 120°.
  • the rotating electric machine 40 is, for example, a permanent magnet synchronous machine.
  • the rotary electric machine 40 is a vehicle-mounted main machine and serves as a driving power source for the vehicle. That is, the rotating electric machine 40 is connected to the axle.
  • the inverter 30 has three phases of series connections of upper arm switches QUH, QVH, QWH and lower arm switches QUL, QVL, QWL.
  • voltage-controlled semiconductor switching elements are used as the switches QUH, QVH, QWH, QUL, QVL, and QWL, and more specifically, IGBTs and MOSFETs are used.
  • Diodes DUH, DVH, DWH, DUL, DVL, and DWL as freewheel diodes are connected in antiparallel to the switches QUH, QVH, QWH, QUL, QVL, and QWL.
  • a U-phase winding 41U of rotating electrical machine 40 is connected to a low-potential terminal of U-phase upper arm switch QUH and a high-potential terminal of U-phase lower arm switch QUL via U-phase conductive member 32U such as a bus bar. A first end is connected.
  • the V-phase winding 41V of the rotary electric machine 40 is connected to the low-potential side terminal of the V-phase upper arm switch QVH and the high-potential side terminal of the V-phase lower arm switch QVL via a V-phase conductive member 32V such as a bus bar. A first end is connected.
  • the W-phase winding 41W of the rotary electric machine 40 is connected to the low-potential side terminal of the W-phase upper arm switch QWH and the high-potential side terminal of the W-phase lower arm switch QWL via a W-phase conductive member 32W such as a bus bar.
  • a first end is connected.
  • Second ends of the U-, V-, and W-phase windings 41U, 41V, and 41W are connected at a neutral point O.
  • each phase winding 41U, 41V, 41W is set to have the same number of turns.
  • the phase windings 41U, 41V, and 41W are set to have the same inductance, for example.
  • the high-potential side terminals of the upper arm switches QUH, QVH, and QWH and the positive terminal of the assembled battery 20 are connected by a positive-side bus line Lp such as a bus bar.
  • the low potential side terminals of the lower arm switches QUL, QVL, QWL and the negative terminal of the assembled battery 20 are connected by a negative bus line Ln such as a bus bar.
  • the power conversion device 10 includes a capacitor (smoothing capacitor) 31 that connects the positive electrode side bus Lp and the negative electrode side bus Ln.
  • the capacitor 31 may be built in the inverter 30 or may be provided outside the inverter 30 .
  • the assembled battery 20 is configured as a series connection of battery cells as single cells, and has a terminal voltage of, for example, several hundred volts.
  • the terminal voltages (for example, rated voltages) of the battery cells forming the assembled battery 20 are set to be the same.
  • a battery cell for example, a secondary battery such as a lithium ion battery can be used.
  • the assembled battery 20 is divided into two blocks.
  • the number of battery cells constituting the first storage battery 21 and the number of battery cells constituting the second storage battery 22 are the same. Therefore, the terminal voltage (eg, rated voltage) of the first storage battery 21 and the terminal voltage (eg, rated voltage) of the second storage battery 22 are the same.
  • an intermediate terminal B is connected to the negative terminal of the first storage battery 21 and the positive terminal of the second storage battery 22 .
  • the power conversion device 10 includes a monitoring unit 50 (corresponding to a voltage information detection section).
  • the monitoring unit 50 monitors the terminal voltage, SOC, SOH, temperature, etc. of each battery cell that constitutes the assembled battery 20 .
  • the power electronics device 10 includes a connection path 60 and a connection switch 61 .
  • Connection path 60 electrically connects intermediate terminal B and neutral point O of assembled battery 20 .
  • the connection switch 61 is provided on the connection path 60 .
  • a relay is used as the connection switch 61 .
  • the intermediate terminal B and the neutral point O are electrically connected by turning on the connection switch 61 .
  • the intermediate terminal B and the neutral point O are electrically cut off by turning off the connection switch 61 .
  • the power conversion device 10 includes a current sensor 62 that detects the current flowing through the connection path 60 (that is, the current flowing through the neutral point). A value detected by the current sensor 62 is input to a control device 70 (corresponding to a control unit) included in the power conversion device 10 .
  • the control device 70 is mainly composed of a microcomputer, and performs switching control of each switch that constitutes the inverter 30 in order to feedback-control the control amount of the rotating electrical machine 40 to its command value.
  • the power conversion device 10 converts the DC power of the assembled battery 20 into AC power and supplies it to the rotating electric machine 40 .
  • the controlled variable is, for example, torque.
  • the control device 70 controls on/off of the connection switch 61 and is capable of communicating with the monitoring unit 50 . Further, the control device 70 can communicate with a host control device 80 provided outside the power conversion device 10 . The host controller 80 supervises the control of the vehicle.
  • control device 70 implements various control functions by executing programs stored in its own storage device.
  • Various functions may be implemented by an electronic circuit that is hardware, or may be implemented by both hardware and software.
  • FIG. 2 is a flow chart showing the procedure of temperature increase control processing. This process is repeatedly executed by the control device 70, for example, at a predetermined control cycle.
  • step S10 it is determined whether or not there is a request to raise the temperature of the assembled battery 20. For example, when it is determined that there is an instruction to raise the temperature of the assembled battery 20 from the host controller 80, or when it is determined that the temperature of the assembled battery 20 detected by the monitoring unit 50 is less than the threshold temperature, there is a request to raise the temperature. should be determined.
  • the temperature to be compared with the threshold temperature may be, for example, the lowest temperature among the detected temperatures of the battery cells, or the average temperature of the battery cells calculated based on the detected temperatures of the battery cells. .
  • the situation in which the positive determination is made in step S10 assumes that the vehicle is stopped before the rotating electric machine 40 is driven.
  • step S10 If it is determined in step S10 that there is no request to raise the temperature, the process advances to step S11 to determine whether or not there is a request to drive the rotating electric machine 40 .
  • the drive request includes a request to drive the vehicle by rotationally driving the rotating electric machine 40 .
  • step S11 If it is determined in step S11 that there is no drive request, the process proceeds to step S12 to set the standby mode. By setting this mode, the switches QUH to QWL of the inverter 30 are turned off. Then, in step S13, the connection switch 61 is turned off. Thereby, the intermediate terminal B and the neutral point O are electrically cut off.
  • step S11 If it is determined in step S11 that there is a drive request, the process proceeds to step S14 to set the drive mode of the rotating electric machine 40. Then, in step S16, the connection switch 61 is turned on. Thereby, intermediate terminal B and neutral point O are electrically connected via connection path 60 . After that, in step S16, switching control of each of the switches QUH to QWL of the inverter 30 is performed in order to rotationally drive the rotary electric machine 40. FIG. As a result, the drive wheels of the vehicle rotate and the vehicle can run.
  • step S16 may be performed using, for example, PWM based on a magnitude comparison between the command voltage applied to each phase winding 41U to 41W and the carrier signal (eg, triangular wave signal), or by using a pulse pattern. .
  • step S10 If it is determined in step S10 that there is a temperature increase request, the process proceeds to step S17 to set the temperature increase control mode.
  • step S18 the connection switch 61 is turned on.
  • step S19 temperature-increasing PWM control for increasing the temperature of the assembled battery 20 is performed. This control will be described below.
  • FIG. 3(a) shows an equivalent circuit of the power conversion device 10 used in temperature-rising PWM control.
  • each phase winding 41U to 41W is shown as winding 41
  • upper arm switches QUH, QVH, QWH are shown as upper arm switch QH
  • upper arm diodes DUH, DVH, DWH are shown as upper arm switches. Shown as diode DH.
  • the lower arm switches QUL, QVL, QWL are shown as a lower arm switch QL
  • the lower arm diodes DUL, DVL, DWL are shown as a lower arm diode DL.
  • the equivalent circuit of FIG. 3(a) can be shown as the equivalent circuit of FIG. 3(b).
  • the circuit of FIG. 3B is a step-up/step-down chopper circuit capable of bi-directional power transmission between the first storage battery 21 and the second storage battery 22 .
  • VBH indicates the terminal voltage of the first storage battery
  • IBH indicates the current flowing through the first storage battery
  • VBL indicates the terminal voltage of the second storage battery 22
  • IBL indicates the voltage across the second storage battery 22.
  • Indicates current flow. IBH and IBL are negative when charging currents of the first and second storage batteries 21 and 22 flow, and IBH and IBL are positive when discharging currents of the first and second storage batteries 21 and 22 flow.
  • VR indicates the terminal voltage of the winding 41
  • IR indicates the current flowing through the neutral point O (corresponding to the current value of the rotating electric machine). IR is negative when current flows to neutral point O in the positive direction from winding 41 to intermediate terminal B, and IR is positive when current flows to neutral point O in the opposite direction.
  • Fig. 4 shows a block diagram of the temperature rising PWM control.
  • current deviation calculation unit 71 calculates a current deviation by subtracting the current detected by current sensor 62 (hereinafter, detected current IMr) from command current Im*.
  • the command current Im* is set as a sine wave, as shown in FIG. Specifically, in one cycle Tc of the command current Im*, the command current Im* is adjusted so that the positive command current Im* and the negative command current Im* are point symmetrical with respect to the zero cross timing of the command current Im*. set. As a result, the period from the zero up-cross timing to the zero down-cross timing of the command current Im* becomes the same as the period from the zero down-cross timing to the zero up-cross timing of the command current Im*.
  • the area S1 of the first region and the area S2 of the second region become equal.
  • the first region S1 is a region surrounded by the positive command current Im* and the time axis from the zero-up cross timing to the zero-down cross timing of the command current Im* in one cycle Tc of the command current Im*.
  • the second region is a region surrounded by the negative command current Im* and the time axis from the zero down-crossing timing to the zero up-crossing timing of the command current Im* in one cycle Tc.
  • the frequency fc of the command current Im* which is the reciprocal of one cycle Tc of the command current Im*, is preferably set to a frequency on the lower limit side of the human audible range, for example.
  • the frequency fc is desirably set to 1 kHz or less, which is a frequency range in which the correction value (dB) is 0 or less in the A characteristic, and more desirably, a frequency between 30 Hz and 100 Hz (for example, 50 Hz ).
  • the feedback control unit 72 calculates a duty ratio Duty as an operation amount for feedback-controlling the calculated current deviation to zero.
  • the duty ratio Duty is a value that determines the ratio (Ton/Tsw) of the ON time Ton in one switching cycle Tsw of each of the switches QUH to QWL.
  • the feedback control used in the feedback control section 72 may be proportional integral control, for example.
  • the PWM generator 73 generates gate signals for the upper arm switches QUH, QVH, and QWH based on the calculated duty ratio Duty.
  • a gate signal is a signal that instructs ON control or OFF control.
  • the gate signals of the upper arm switches QUH, QVH, QWH are synchronized.
  • the inverter 74 generates gate signals for the lower arm switches QUL, QVL, QWL by inverting the logic of the gate signals for the upper arm switches QUH, QVH, QWH generated by the PWM generator 73 .
  • the gate signals of the lower arm switches QUL, QVL, QWL are synchronized.
  • FIG. 6 shows the transition of the switching pattern, etc. during temperature-rising PWM control.
  • FIG. 6(a) shows transitions of the gate signals of the upper arm switches QUH, QVH, QWH, and
  • FIG. 6(b) shows transitions of the gate signals of the lower arm switches QUL, QVL, QWL.
  • FIG. 6(c) shows changes in the current IR flowing through the neutral point O and changes in the command current Im*.
  • FIG. 6(d) shows changes in the current IBH flowing through the first storage battery 21, and
  • FIG. 6(e) shows changes in the current IBL flowing through the second storage battery 22. As shown in FIG.
  • temperature-rising PWM control is performed in which the upper arm switches QUH, QVH, QWH and the lower arm switches QUL, QVL, QWL are alternately controlled to be ON. This control is continued until the temperature increase request in step S10 in FIG. 2 is no longer issued.
  • a pulsed current flows through the first storage battery 21 and the second storage battery 22.
  • the average values IBHave and IBLave of the pulse-like currents are sinusoidal currents containing the same frequency component as the frequency of the command current Im*.
  • FIG. 7 shows the simulation results of this embodiment.
  • FIGS. 7(a) to (c) correspond to FIGS. 6(c) to (e).
  • a sinusoidal current flows through the first storage battery 21 and the second storage battery 22, and the temperature can be raised.
  • the terminal voltage of the capacitor 31 does not fluctuate.
  • the rotor may be rotationally driven.
  • the temperature increase control is performed while the vehicle is stopped. Therefore, when a large current is suddenly applied to the rotating electrical machine 40, the rotor is rotationally driven, and the rotating electrical machine 40 unintentionally causes the temperature to exceed a predetermined value. is output, and there is a risk that the vehicle will move beyond the holding torque of the parking brake.
  • the command current Im* is set as follows, and the magnitude of the current IR flowing through the neutral point O is controlled.
  • control device 70 executes a command current setting process for determining command current Im* shown in FIG.
  • the command current setting process is executed at predetermined intervals during temperature rise control.
  • the control device 70 determines whether or not the command current Im*(n) ⁇ the target value Imref (step S101).
  • the command current Im*(n) is the command current Im* in the current process, and "n" indicates the number of times the command current setting process is executed.
  • the command current Im*(0) which is the initial value of the command current Im*(n)
  • the target value Imref is a desired amplitude command value of the current IR for raising the temperature of the first storage battery 21 and the second storage battery 22, and is set within a current control range in which the torque of the rotary electric machine 40 is less than the upper limit torque.
  • the target value Imref corresponds to the upper limit of the current control range.
  • the upper limit torque is a torque that is set based on the parking brake holding torque that can keep the vehicle in a stopped state, and is set to a value that is equal to or lower than the parking brake holding torque.
  • step S101 determines whether the determination result in step S101 is affirmative. If the determination result in step S101 is affirmative, the control device 70 sets the target value Imref as the command current Im*(n+1) in the next process (step S102). After the process of step S102, the control device 70 ends the command current setting process.
  • the control device 70 sets a value obtained by adding the amplitude increase amount ⁇ Im to the current command current Im*(n) as the command current Im*(n+1) in the next process.
  • the amplitude increase amount ⁇ Im is the amplitude increase amount per unit time (time change rate, increase rate), and is set to a value that is at least less than the upper limit torque.
  • the amplitude increase amount ⁇ Im is set so that the command current Im* reaches the target value Imref in a plurality of times (for example, about 5 to 10 times) so that the rate of temperature rise does not become too slow. is desirable.
  • the control device 70 ends the command current setting process.
  • the current IR (amplitude of) flowing through the neutral point O gradually increases within the current control range determined by the upper limit torque from the temperature rise control start time T0. becomes.
  • the torque of the rotary electric machine 40 also gradually increases as shown in FIG. 9B, but it is possible to prevent it from exceeding the upper limit torque (indicated by the dashed line). That is, it is possible not to exceed the parking brake holding torque.
  • the control device controls the current so that the current IR is gradually increased within the current control range in which the torque of the rotating electric machine 40 is less than the upper limit torque.
  • the intermediate terminal B (corresponding to the intermediate point) and the neutral point O are connected by a connection path 60 without passing through the switches QUH to QWL of the inverter 30 .
  • the control device 70 controls the inverter 30 so that a ripple current flows between the first storage battery 21 and the second storage battery 22 via the inverter 30, the phase windings 41U, 41V, 41W, and the connection path 60. switching control.
  • the amount of fluctuation in the terminal voltage of the capacitor 31 can be reduced, the capacity of the capacitor 31 can be reduced, and the size of the capacitor 31 can be reduced.
  • the control device 70 synchronizes the switching control of the upper arm switches QUH, QVH, QWH of all phases and also synchronizes the switching control of the lower arm switches QUL, QVL, QWL of all phases in the temperature rise control.
  • each phase winding 41U, 41V, 41W can be regarded as an equivalent circuit in which windings are connected in parallel. Therefore, it is possible to reduce the inductance of the windings during the temperature rise control. As a result, the amount of change in the current flowing through the neutral point O can be increased in one switching cycle Tsw, and temperature rise control can be performed using a large current.
  • the control device 70 turns on the connection switch 61 when it determines that there is a request to raise the temperature of the assembled battery 20, and turns off the connection switch 61 when it determines that there is no request to raise the temperature. As a result, it is possible to suppress current from flowing from the neutral point O to the intermediate terminal B when the vehicle is running.
  • control device 70 determines whether or not command current Im*(n) ⁇ target value Imref (step S201), similar to step S101. If the determination result is affirmative, control device 70 sets target value Imref as command current Im*(n+1) in the next process, as in step S102 (step S202). Then, the control device 70 ends the command current setting process.
  • step S201 determines whether or not the rotor is moving.
  • control device 70 adds the current command current Im*(n) and the amplitude increase amount ⁇ Im to the next process, as in step S103. (step S204). Then, the control device 70 ends the command current setting process.
  • step S203 determines whether the current command current Im*(n) is negative, that is, if the rotor has moved.
  • the controller 70 subtracts the amplitude margin ⁇ Imm from the current command current Im*(n), and converts it to the command current Im in the next process.
  • *(n+1) is set (step S205).
  • the amplitude margin ⁇ Imm is a predetermined positive value, and is preset to a value that allows the rotor to remain stationary.
  • An arbitrary value may be set as the amplitude margin ⁇ Imm, but it is desirable that it be about half the amplitude increase ⁇ Im to a value equivalent to the amplitude increase ⁇ Im.
  • a value smaller than the current command current Im*(n) by the amplitude margin ⁇ Imm is set as the command current Im*(n+1) for the next and subsequent processes.
  • the control device 70 determines that the upper limit torque has been reached, and sets a value smaller than the current command current Im*(n) by an amplitude margin ⁇ Imm so that the rotor does not move any further. Set as current Im*(n+1). As a result, the operation of the vehicle can be suppressed, and the command current Im* can be increased to the limit of the upper torque limit. This makes it possible to raise the temperature quickly.
  • the control device 70 sets a value smaller by the amplitude margin ⁇ Imm as the command current Im*(n+1) for subsequent processing.
  • the amount of increase in amplitude ⁇ Im can be set to a value as large as possible, and forward movement of the vehicle can be suppressed while realizing early temperature rise.
  • control device 70 is configured to be able to control the phase currents of the windings 41 of each phase of the rotary electric machine 40 . That is, the power conversion device 10 detects the phase current of the winding 41 of each phase of the rotating electrical machine 40 (corresponding to the current value of the rotating electrical machine in the third embodiment), and compares the detected value and the command value of each phase current. By comparison, the phase current of the winding 41 of each phase of the rotary electric machine 40 is controlled.
  • control device 70 When the control device 70 starts the command current setting process shown in FIG. 12, the command currents Iu*(n), Iv*(n), Iw*(n) that command the amplitude of the phase currents of the windings 41 of the respective phases. is obtained (step S301).
  • the command current Iu*(n) commands the amplitude of the U-phase current in the current process.
  • the command current Iv*(n) commands the amplitude of the V-phase current in the current process.
  • the command current Iw*(n) commands the amplitude of the W-phase current in the current process.
  • control device 70 determines whether or not command current Iu*(n)+Iv*(n)+Iw*(n) ⁇ target value Imref (step S301). That is, it is determined whether or not the sum of the command currents Iu*(n), Iv*(n), and Iw*(n) is greater than or equal to the target value Imref.
  • control device 70 terminates the command current setting process shown in FIG.
  • the current command currents Iu*(n), Iv*(n) and Iw*(n) are used as the next command currents Iu*(n+1), Iv*(n+1) and Iw*(n+1).
  • step S301 determines whether or not the rotor is moving.
  • step S302 If the determination result in step S302 is affirmative, that is, if the rotor is not moving, the controller 70 controls the current command currents Iu*(n), Iv*(n), Iw*(n) to The values obtained by adding the amplitude increments ⁇ Im/3 are set as the command currents Iu*(n+1), Iv*(n+1), and Iw*(n+1) in the next processing (step S303).
  • the amplitude increase amount ⁇ Im/3 is 1 ⁇ 3 of the amplitude increase amount ⁇ Im described in the first embodiment.
  • step S303 determines whether the command currents Iu*(n+1) and Iv*(n+1) in the next process. ) and Iw*(n+1) (step S304).
  • the control device 70 controls the command currents Iu*(n+1), Iv*(n+1), Iw * Determine (n+1).
  • the direction of the phase current refers to the case where the phase current flows from the side of the inverter 30 to the side of the neutral point O as shown in FIG. It is divided into cases where it flows to the side.
  • the rotor position ⁇ e is the position of the rotor magnetic pole 90 (for example, the N pole) expressed in electrical angle with the position of the U-phase winding 41U set to 0° (reference). be. This is an example, and the reference may be the position of any winding 41 or the S pole.
  • the current The command current Iu*(n) is set as the next command current Iu*(n+1).
  • the amplitude increase amount ⁇ Im/3 is added to the current command current Iv*(n). The added value is set as the next command current Iv*(n+1).
  • the amplitude increase amount ⁇ Im/3 is added to the current command current Iw*(n).
  • the subtracted value is set as the next command current Iw*(n+1).
  • the magnitude of the amplitude of the phase current becomes unbalanced and the torque of the rotary electric machine 40 decreases in the subsequent processing.
  • the rotor position ⁇ e is 20° (0° ⁇ e ⁇ 30°), and the phase current flows from the neutral point O side to the inverter 30 side (neutral point ⁇ inverter). It shows how the phase currents are unbalanced when they are flowing.
  • the (amplitude of) each phase current gradually increases from the control start time T10 as shown in FIG. 16(a).
  • the torque of the rotary electric machine 40 also gradually increases from time T10, as shown in FIG. 16(b).
  • the phase currents Iu, Iv, and Iw are controlled to be unbalanced, and this state is maintained.
  • the torque of the rotary electric machine 40 is reduced from time T11 when it reaches the upper limit torque, and the state is maintained.
  • the solid line indicates the phase current Iu
  • the one-dot chain line indicates the phase current Iv
  • the two-dot chain line indicates the phase current Iw.
  • the control device 70 determines that the rotor has exceeded the upper limit torque, and controls the magnitude of the amplitude of the phase current in the winding 41 of each phase to be unbalanced so that the rotor does not move any further. . Specifically, the control device 70 acquires the rotor position ⁇ e, and adjusts the phase currents of the windings 41 based on the direction of the phase currents of the windings 41 and the rotor position ⁇ e so that the phase currents of the windings 41 become unbalanced. Then, the command currents Iu*(n+1), Iv*(n+1), Iw*(n+1) are determined.
  • the amplitude increment ⁇ Im/3 is added to the winding 41 whose amplitude is to be increased, and the amplitude increment ⁇ Im/3 is subtracted to the winding 41 whose amplitude is to be decreased.
  • the amplitude increase amount ⁇ Im/3 to be added or subtracted has the same value, the total value of the command currents Iu*(n), Iv*(n) and Iw*(n) can be maintained. In other words, the torque can be reduced without reducing the total value. Therefore, the temperature can be raised more quickly.
  • the control device 70 acquires vehicle attitude information and determines the upper limit torque based on the vehicle attitude information (step S400).
  • the vehicle posture information is information for grasping on what slope the vehicle is stopped on the road, based on the inclination of the vehicle. For example, when the vehicle is stopped on a downward slope, the parking brake holding torque becomes smaller due to the weight of the vehicle compared to when the vehicle is stopped on a flat ground or an upward slope. In other words, even if the torque of the rotary electric machine 40 is small, it becomes easier to move forward. Therefore, in step S400, the upper limit torque is determined based on the vehicle posture information in consideration of this.
  • the upper limit torque is set to be the same as that for flat terrain even for an uphill slope, but the upper limit torque may be increased for an uphill slope.
  • the control device 70 determines whether or not the command current Im*(n) ⁇ the target value Imref (step S401).
  • the current limit range may be changed according to the upper limit torque, and the target value Imref may be changed accordingly. That is, as the upper limit torque becomes smaller, the target value Imref may be reduced so that the torque of the rotary electric machine 40 does not exceed the upper limit torque.
  • step S401 If the determination result in step S401 is affirmative, the control device 70 sets the target value Imref as the command current Im*(n+1) in the next process, similarly to step S102 (step S402).
  • the controller 70 sets a value obtained by adding the amplitude increase amount ⁇ Im to the current command current Im*(n) as the command current Im*(n+1) in the next process.
  • the amplitude increase amount ⁇ Im is set to a value that is at least less than the upper limit torque.
  • the amplitude increase amount ⁇ Im is set so that the command current Im* reaches the target value Imref in a plurality of times (for example, about 5 to 10 times) so that the rate of temperature rise does not become too slow. is desirable. Therefore, the amplitude increase amount ⁇ Im may be changed according to the target value Imref.
  • the current IR (amplitude of) flowing through the neutral point O as shown in FIG. 18(a) gradually increases within the current control range.
  • the torque of the rotary electric machine 40 also gradually increases as shown in FIG. Note that when the slope is 0% (the upper limit torque is indicated by the broken line) and the downward slope is large (for example, 10%), the upper limit torque becomes smaller (indicated by the dashed line).
  • the control device 70 acquires vehicle attitude information when the vehicle is stopped, and changes the upper limit torque based on the vehicle attitude information. Along with this, the control device 70 sets the target value Imref within a current limit range that does not exceed the upper torque limit. Accordingly, control device 70 controls the current so as to gradually increase current IR within a current control range in which the torque of rotating electrical machine 40 is less than the upper limit torque. Therefore, when the vehicle is stopped on a downward slope, it is possible to prevent the vehicle from moving based on the temperature increase control.
  • the control device 70 determines the amplitude increase amount ⁇ Im1 and the amplitude decrease amount ⁇ Im2 (step S500). Specifically, the control device 70 controls the amplitude increase amount according to the state of the assembled battery 20 (battery temperature, SOC), the upper limit torque, the current control range, the target value Imref, or any combination thereof. ⁇ Im1 should be determined.
  • the amplitude increase amount ⁇ Im1 is the amplitude increase amount per unit time (time change rate, increase rate), like the amplitude increase amount ⁇ Im in the first embodiment.
  • the amplitude reduction amount ⁇ Im2 is the amplitude reduction amount per unit time (time change rate, reduction rate).
  • the amplitude decrease amount ⁇ Im2 may be set to a value smaller than the amplitude increase amount ⁇ Im1.
  • control device 70 determines whether or not the command current Im*(n) ⁇ the target value Imref (step S501).
  • step S502 determines whether the command current setting process is a command current setting process. If the determination result in step S502 is negative, the control device 70 subtracts the amplitude decrease amount ⁇ Im2 determined in step S500 from the current command current Im*(n), *(n+1) is set (step S504). Then, the control device 70 ends the command current setting process.
  • control device 70 adds the amplitude increase amount ⁇ Im1 determined in step S500 to the current command current Im*(n), and adds the value to command current Im in the next process. *(n+1) is set (step S505). Then, the control device 70 ends the command current setting process.
  • the rate of increase (indicated by the dashed line) of (the amplitude of) the current IR flowing through the neutral point O can be arbitrarily changed as shown in FIG. 20(a).
  • the rate of decrease of (the amplitude of) the current IR can be arbitrarily changed.
  • An appropriate amplitude increase amount ⁇ Im1 can be set based on the state of the assembled battery 20 (battery temperature, SOC), upper limit torque, current control range, target value Imref, and other values. As a result, the current can be raised quickly. Moreover, since the appropriate amplitude increase amount ⁇ Im1 is set, it is possible to prevent the upper limit torque of the rotating electric machine 40 from being exceeded. In addition, since the amplitude reduction amount ⁇ Im2 can be set, when the target value Imref is exceeded, the command current Im*(n+1) in subsequent processing can be quickly reduced to the target value Imref or less.
  • a current obtained by combining a direct current and an alternating current may be supplied to the assembled battery 20 to perform the temperature increase control.
  • the assembled battery 20 is used, but a single battery may be used.
  • temperature rising PWM control may be performed by on/off controlling two phases out of the three phases.
  • control device 70 may cause current to flow between the capacitor 31 and the assembled battery 20 via the inverter 30 and the winding 41 .
  • the imbalance is achieved by adding and subtracting the same amplitude increase amount ⁇ Im/3, but the amplitude increase amount to be added and the amplitude increase amount to be subtracted are set to different values. may It should be unbalanced as a result.

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Abstract

電力変換装置（１０）は、スイッチング制御によりバッテリ（２０）から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換器（３０）を備え、前記電力変換器からの交流電力を、巻線（４１）を有する回転電機（４０）に供給する。また、電力変換装置（１０）は、前記電力変換器及び前記巻線を介して前記バッテリに電流が流れるように、上アームスイッチ（ＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ）及び下アームスイッチ（ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ）のスイッチング制御を行って、バッテリの昇温制御を行う制御部（７０）を備える。制御部は、車両停止時の昇温制御において、前記回転電機のトルクが上限トルク未満となる電流制御範囲内で、前記回転電機の電流値を徐々に増加させるように、電流を制御する。

Description

電力変換装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２１年４月９日に出願された日本出願番号２０２１－０６６５７７号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、電力変換装置に関する。
　この種の電力変換装置としては、蓄電池とコンデンサとの間でインバータを介して電力のやりとりを実施することにより、蓄電池の昇温制御を行うものが知られている。また、特許文献１では、インバータ、回転電機の巻線、及び接続回路を介して組電池を構成する第１蓄電池と第２蓄電池との間で電流を流すことにより、蓄電池の昇温制御を行っている。なお、電力変換装置は、車両に搭載されることが想定されおり、回転電機は、例えば、走行用モータである。
特開２０２０－１２０５６６号公報
　ところで、車両停止時において昇温制御を行う場合、回転電機の巻線に大電流を流すと、意図せず大きなモータトルクが発生し、パーキングブレーキの保持トルクを超えて、車両が動いてしまう虞があった。
　本開示は、車両停止中の昇温制御時において、回転電機から所定以上のトルクを出力させない電力変換装置を提供することを主たる目的とする。
　上記課題を解決するために、上アームスイッチ及び下アームスイッチの直列接続体を有し、スイッチング制御によりバッテリから供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換器を備え、前記電力変換器からの交流電力を、車軸に連結され、巻線を有する回転電機に供給する電力変換装置は、前記電力変換器及び前記巻線を介して前記バッテリに電流が流れるように、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行って、前記バッテリの昇温制御を行う制御部を備え、前記制御部は、前記車両停止時の昇温制御において、前記巻線の中性点に流れる前記回転電機の電流値を取得し、前記回転電機のトルクが閾値未満となる電流制御範囲内で、前記電流値を徐々に増加させるように、電流を制御する。
　これにより、制御装置は、車両停止時の昇温制御において、回転電機の電流値を取得し、回転電機のトルクが閾値未満となる電流制御範囲内で、電流値を徐々に増加させるように、電流を制御する。これにより、車両停止時において昇温制御を行う場合、回転電機の巻線にいきなり大電流が流れて、意図せず大きなトルクが発生することを抑制することができる。このため、車両が動いてしまうことを抑制できる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、電力変換装置の構成図であり、 図２は、昇温制御処理を示すフローチャートであり、 図３は、等価回路を示す図であり、 図４は、制御装置の機能ブロック図であり、 図５は、指令電流の設定方法を示す図であり、 図６は、スイッチの制御態様等の推移を示すタイムチャートであり、 図７は、シミュレーション結果を示す図であり、 図８は、指令電流設定処理のフローチャートであり、 図９は、中性点を流れる電流とトルクの推移を示すタイムチャートであり、 図１０は、第２実施形態における指令電流設定処理のフローチャートであり、 図１１は、第２実施形態における中性点を流れる電流とトルクの推移を示すタイムチャートであり、 図１２は、第３実施形態における指令電流設定処理のフローチャートであり、 図１３は、相電流アンバランス制御を説明するための図であり、 図１４は、各相の巻線及び磁極を模式的に示した図であり、 図１５は、各相の巻線及び磁極を模式的に示した図であり、 図１６は、第３実施形態における相電流とトルクの推移を示すタイムチャートであり、 図１７は、第４実施形態における指令電流設定処理のフローチャートであり、 図１８は、第４実施形態における中性点を流れる電流とトルクの推移を示すタイムチャートであり、 図１９は、第５実施形態における指令電流設定処理のフローチャートであり、 図２０は、第５実施形態における中性点を流れる電流とトルクの推移を示すタイムチャートであり、 図２１は、変形例における中性点を流れる電流とトルクの推移を示すタイムチャートであり、 図２２は、変形例における中性点を流れる電流とトルクの推移を示すタイムチャートである。
　（第１実施形態）
　以下、本開示に係る電力変換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。本実施形態において、電力変換装置は車両に搭載されている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
　図１に示すように、電力変換装置１０は、回転電機４０に接続された電力変換器としてのインバータ３０を備えている。電力変換装置１０は、バッテリとしての組電池２０を昇温させるために、インバータ３０を介して組電池２０と回転電機４０との間の電力のやりとりを行う機能を有している。
　回転電機４０は、３相の同期機であり、ステータ巻線として星形結線されたＵ，Ｖ，Ｗ相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗを備えている。各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗは、電気角で１２０°ずつずれて配置されている。回転電機４０は、例えば永久磁石同期機である。本実施形態において、回転電機４０は車載主機であり、車両の走行動力源となる。つまり、回転電機４０は、車軸に連結されている。
　インバータ３０は、上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨと下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬとの直列接続体を３相分備えている。本実施形態では、各スイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、具体的にはＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどが用いられている。各スイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬには、フリーホイールダイオードとしての各ダイオードＤＵＨ，ＤＶＨ，ＤＷＨ，ＤＵＬ，ＤＶＬ，ＤＷＬが逆並列に接続されている。
　Ｕ相上アームスイッチＱＵＨの低電位側端子と、Ｕ相下アームスイッチＱＵＬの高電位側端子とには、バスバー等のＵ相導電部材３２Ｕを介して、回転電機４０のＵ相巻線４１Ｕの第１端が接続されている。Ｖ相上アームスイッチＱＶＨの低電位側端子と、Ｖ相下アームスイッチＱＶＬの高電位側端子とには、バスバー等のＶ相導電部材３２Ｖを介して、回転電機４０のＶ相巻線４１Ｖの第１端が接続されている。Ｗ相上アームスイッチＱＷＨの低電位側端子と、Ｗ相下アームスイッチＱＷＬの高電位側端子とには、バスバー等のＷ相導電部材３２Ｗを介して、回転電機４０のＷ相巻線４１Ｗの第１端が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗの第２端同士は、中性点Ｏで接続されている。なお、本実施形態において、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗは、ターン数が同じに設定されている。これにより、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗは、例えばインダクタンスが同じに設定されている。
　各上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨの高電位側端子と、組電池２０の正極端子とは、バスバー等の正極側母線Ｌｐにより接続されている。各下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬの低電位側端子と、組電池２０の負極端子とは、バスバー等の負極側母線Ｌｎにより接続されている。
　電力変換装置１０は、正極側母線Ｌｐと負極側母線Ｌｎとを接続するコンデンサ（平滑コンデンサ）３１を備えている。なお、コンデンサ３１は、インバータ３０に内蔵されていてもよいし、インバータ３０の外部に設けられていてもよい。
　組電池２０は、単電池としての電池セルの直列接続体として構成されており、端子電圧が例えば数百Ｖとなるものである。本実施形態では、組電池２０を構成する各電池セルの端子電圧（例えば定格電圧）が互いに同じに設定されている。電池セルとしては、例えば、リチウムイオン電池等の２次電池を用いることができる。
　本実施形態では、組電池２０を構成する電池セルのうち、高電位側の複数の電池セルの直列接続体が第１蓄電池２１を構成し、低電位側の複数の電池セルの直列接続体が第２蓄電池２２を構成している。つまり、組電池２０が２つのブロックに分けられている。本実施形態では、第１蓄電池２１を構成する電池セル数と、第２蓄電池２２を構成する電池セル数とが同じである。このため、第１蓄電池２１の端子電圧（例えば定格電圧）と、第２蓄電池２２の端子電圧（例えば定格電圧）とが同じである。
　組電池２０において、第１蓄電池２１の負極端子と第２蓄電池２２の正極端子とには中間端子Ｂが接続されている。
　電力変換装置１０は、監視ユニット５０（電圧情報検出部に相当）を備えている。監視ユニット５０は、組電池２０を構成する各電池セルの端子電圧、ＳＯＣ、ＳＯＨ及び温度等を監視する。
　電力変換装置１０は、接続経路６０と、接続スイッチ６１とを備えている。接続経路６０は、組電池２０の中間端子Ｂと中性点Ｏとを電気的に接続する。接続スイッチ６１は、接続経路６０上に設けられている。本実施形態では、接続スイッチ６１としてリレーが用いられている。接続スイッチ６１がオン状態とされることにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが電気的に接続される。一方、接続スイッチ６１がオフ状態とされることにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとの間が電気的に遮断される。
　電力変換装置１０は、接続経路６０に流れる電流（つまり、中性点を流れる電流）を検出する電流センサ６２を備えている。電流センサ６２の検出値は、電力変換装置１０が備える制御装置７０（制御部に相当）に入力される。
　制御装置７０は、マイコンを主体として構成され、回転電機４０の制御量をその指令値にフィードバック制御すべく、インバータ３０を構成する各スイッチのスイッチング制御を行う。これにより、電力変換装置１０は、組電池２０の直流電力を交流電力に変換し、回転電機４０に供給する。制御量は、例えばトルクである。
　制御装置７０は、接続スイッチ６１をオンオフ制御し、また、監視ユニット５０と通信可能とされている。また、制御装置７０は、電力変換装置１０の外部に設けられた上位制御装置８０と通信可能とされている。上位制御装置８０は、車両の制御を統括する。
　ちなみに、制御装置７０は、自身が備える記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、各種制御機能を実現する。各種機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよいし、ハードウェア及びソフトウェアの双方によって実現されてもよい。
　続いて、制御装置７０により実行される組電池２０の昇温制御について説明する。図２は、昇温制御処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、制御装置７０により、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。
　ステップＳ１０では、組電池２０の昇温要求があるか否かを判定する。例えば、上位制御装置８０から組電池２０の昇温指示があったと判定した場合、又は監視ユニット５０により検出された組電池２０の温度が閾値温度未満であると判定した場合、昇温要求があると判定すればよい。ここで、閾値温度と比較する温度は、例えば、検出された各電池セルの温度のうち最も低い温度、又は検出された各電池セルの温度に基づいて算出した各電池セルの平均温度としてもよい。なお、本実施形態において、ステップＳ１０で肯定判定される状況は、回転電機４０の駆動前における車両の停車中の状況を想定している。
　ステップＳ１０において昇温要求がないと判定した場合には、ステップＳ１１に進み、回転電機４０の駆動要求があるか否かを判定する。本実施形態において、この駆動要求には、回転電機４０の回転駆動により車両を走行させる要求が含まれる。
　ステップＳ１１において駆動要求がないと判定した場合には、ステップＳ１２に進み、待機モードに設定する。このモードを設定することにより、インバータ３０の各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬがオフ制御される。そして、ステップＳ１３において、接続スイッチ６１をオフ制御する。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが電気的に遮断される。
　ステップＳ１１において駆動要求があると判定した場合には、ステップＳ１４に進み、回転電機４０の駆動モードに設定する。そして、ステップＳ１６において、接続スイッチ６１をオン制御する。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが接続経路６０を介して電気的に接続される。その後、ステップＳ１６において、回転電機４０を回転駆動させるべく、インバータ３０の各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのスイッチング制御を行う。これにより、車両の駆動輪が回転し、車両を走行させることができる。なお、ステップＳ１６におけるスイッチング制御は、例えば、各相巻線４１Ｕ～４１Ｗに印加する指令電圧とキャリア信号（例えば三角波信号）との大小比較に基づくＰＷＭ、又はパルスパターンを用いて実施されればよい。
　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Ｓ１７に進み、昇温制御モードに設定する。ステップＳ１８では、接続スイッチ６１をオン制御する。ステップＳ１９では、組電池２０を昇温させる昇温ＰＷＭ制御を行う。以下、この制御について説明する。
　図３（ａ）に、昇温ＰＷＭ制御で用いられる電力変換装置１０の等価回路を示す。図３（ａ）では、各相巻線４１Ｕ～４１Ｗを巻線４１として示し、各上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨを上アームスイッチＱＨとして示し、各上アームダイオードＤＵＨ，ＤＶＨ，ＤＷＨを上アームダイオードＤＨとして示している。また、各下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬを下アームスイッチＱＬとして示し、各下アームダイオードＤＵＬ，ＤＶＬ，ＤＷＬを下アームダイオードＤＬとして示している。
　図３（ａ）の等価回路は、図３（ｂ）の等価回路として示すことができる。図３（ｂ）の回路は、第１蓄電池２１と第２蓄電池２２との間で双方向の電力伝達が可能な昇降圧チョッパ回路である。図３（ｂ）において、ＶＢＨは第１蓄電池２１の端子電圧を示し、ＩＢＨは第１蓄電池２１に流れる電流を示し、ＶＢＬは第２蓄電池２２の端子電圧を示し、ＩＢＬは第２蓄電池２２に流れる電流を示す。第１，第２蓄電池２１，２２の充電電流が流れる場合にＩＢＨ，ＩＢＬは負となり、第１，第２蓄電池２１，２２の放電電流が流れる場合にＩＢＨ，ＩＢＬは正となる。また、ＶＲは巻線４１の端子電圧を示し、ＩＲは中性点Ｏに流れる電流（回転電機の電流値に相当）を示す。巻線４１から中間端子Ｂへと向かう正方向に中性点Ｏに電流が流れる場合にＩＲは負となり、その逆方向に中性点Ｏに電流が流れる場合にＩＲは正となる。
　図３（ｂ）を参照して、上アームスイッチＱＨがオン状態になると、巻線４１の端子電圧ＶＲが「ＶＢＨ」となる。一方、下アームスイッチＱＬがオン状態になると、巻線４１の端子電圧ＶＲが「－ＶＢＬ」となる。つまり、上アームスイッチＱＨがオン状態になることにより、巻線４１に正方向に励磁電流を流すことができ、下アームスイッチＱＬがオン状態になることにより、巻線４１に負方向に励磁電流を流すことができる。
　図４に、昇温ＰＷＭ制御のブロック図を示す。制御装置７０において、電流偏差算出部７１は、指令電流Ｉｍ＊から、電流センサ６２により検出された電流（以下、検出電流ＩＭｒ）を減算することにより、電流偏差を算出する。本実施形態において、指令電流Ｉｍ＊は、図５に示すように、正弦波として設定される。詳しくは、指令電流Ｉｍ＊の１周期Ｔｃにおいて、指令電流Ｉｍ＊のゼロクロスタイミングに対して、正の指令電流Ｉｍ＊と負の指令電流Ｉｍ＊とが点対称になるように指令電流Ｉｍ＊を設定する。これにより、指令電流Ｉｍ＊のゼロアップクロスタイミングからゼロダウンクロスタイミングまでの期間と、指令電流Ｉｍ＊のゼロダウンクロスタイミングからゼロアップクロスタイミングまでの期間とが同じになる。
　また、指令電流Ｉｍ＊の１周期Ｔｃにおいて、第１領域の面積Ｓ１と第２領域の面積Ｓ２とが等しくなる。第１領域Ｓ１は、指令電流Ｉｍ＊の１周期Ｔｃにおいて、指令電流Ｉｍ＊のゼロアップクロスタイミングからゼロダウンクロスタイミングまでの時間軸と、正の指令電流Ｉｍ＊とで囲まれる領域である。第２領域は、１周期Ｔｃにおいて、指令電流Ｉｍ＊のゼロダウンクロスタイミングからゼロアップクロスタイミングまでの時間軸と、負の指令電流Ｉｍ＊とで囲まれる領域である。「Ｓ１＝Ｓ２」に設定されることにより、１周期Ｔｃにおける第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の充放電電流の収支を合わせることができ、昇温制御に伴って第１蓄電池２１の端子電圧と第２蓄電池２２の端子電圧との差が大きくなることを抑制できる。
　なお、指令電流Ｉｍ＊の１周期Ｔｃの逆数である指令電流Ｉｍ＊の周波数ｆｃは、例えば、人の可聴域の下限側の周波数に設定されることが望ましい。具体的には、周波数ｆｃは、Ａ特性において補正値（ｄＢ）が０以下となる周波数領域である１ｋＨｚ以下に設定されることが望ましく、より望ましくは、３０Ｈｚ～１００Ｈｚの間の周波数（例えば５０Ｈｚ）に設定されることが望ましい。
　フィードバック制御部７２は、算出された電流偏差を０にフィードバック制御するための操作量として、デューティ比Ｄｕｔｙを算出する。デューティ比Ｄｕｔｙは、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬの１スイッチング周期Ｔｓｗにおけるオン時間Ｔｏｎの比率（Ｔｏｎ／Ｔｓｗ）を定める値である。なお、フィードバック制御部７２で用いられるフィードバック制御は、例えば比例積分制御とすればよい。
　ＰＷＭ生成部７３は、算出されたデューティ比Ｄｕｔｙに基づいて、各上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨのゲート信号を生成する。ゲート信号は、オン制御又はオフ制御を指示する信号である。本実施形態では、各上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨのゲート信号は同期している。
　反転器７４は、ＰＷＭ生成部７３により生成された各上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨのゲート信号の論理を反転させることにより、各下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬのゲート信号を生成する。本実施形態では、各下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬのゲート信号は同期している。
　図６に、昇温ＰＷＭ制御時のスイッチングパターン等の推移を示す。図６（ａ）は、各上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨのゲート信号の推移を示し、図６（ｂ）は、各下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬのゲート信号の推移を示す。図６（ｃ）は、中性点Ｏに流れる電流ＩＲの推移と、指令電流Ｉｍ＊の推移とを示す。図６（ｄ）は、第１蓄電池２１に流れる電流ＩＢＨの推移を示し、図６（ｅ）は、第２蓄電池２２に流れる電流ＩＢＬの推移を示す。
　図６（ａ），（ｂ）のように、上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨと下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬとが交互にオン制御される昇温ＰＷＭ制御が実施される。この制御は、図２のステップＳ１０の昇温要求がなくなるまで継続される。この制御により、図６（ｄ），（ｅ）に示すように、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２にはパルス状の電流が流れる。指令電流Ｉｍ＊が正となる期間においては、第１蓄電池２１から放電され、第２蓄電池２２に充電される。一方、指令電流Ｉｍ＊が負となる期間においては、第２蓄電池２２から放電され、第１蓄電池２１に充電される。なお、上記パルス状の電流の平均値ＩＢＨａｖｅ，ＩＢＬａｖｅは、指令電流Ｉｍ＊の周波数と同じ周波数の成分を含む正弦波状の電流となる。
　図７に、本実施形態のシミュレーション結果を示す。図７（ａ）～（ｃ）は、先の図６（ｃ）～（ｅ）に対応している。これにより、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２に正弦波状の電流が流れ、昇温させることができる。ちなみに、コンデンサ３１の端子電圧は変動しない。
　ところで、スイッチング制御を同期させることにより、回転電機４０のロータが回転駆動することを抑制している。しかしながら、ロータの位置などによっては、ロータが回転駆動する可能性がある。本実施形態では、車両停止中に昇温制御を行うことが想定されているため、いきなり回転電機４０に大きな電流を流した場合、ロータが回転駆動し、回転電機４０によって意図せず所定値以上のトルクが出力され、パーキングブレーキの保持トルクを超えて、車両が動いてしまう虞があった。
　そこで、本実施形態では、以下のように指令電流Ｉｍ＊を設定し、中性点Ｏに流れる電流ＩＲの大きさを制御している。制御装置７０は、昇温制御を開始すると、図８に示す指令電流Ｉｍ＊を決定するための指令電流設定処理を実行する。指令電流設定処理は、昇温制御中、所定周期ごとに実行される。
　制御装置７０は、指令電流設定処理を開始すると、指令電流Ｉｍ＊（ｎ）≧目標値Ｉｍｒｅｆであるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。指令電流Ｉｍ＊（ｎ）は、今回の処理における指令電流Ｉｍ＊であり、「ｎ」は、指令電流設定処理の実行回数を示す。本実施形態において、指令電流Ｉｍ＊（ｎ）の初期値である指令電流Ｉｍ＊（０）は、ゼロである。なお、目標値Ｉｍｒｅｆを十分下回る値であれば、初期値を任意に変更してもよい。また、この目標値Ｉｍｒｅｆは、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の昇温に望ましい電流ＩＲの振幅指令値であり、回転電機４０のトルクが上限トルク未満となる電流制御範囲内で設定される。本実施形態では、目標値Ｉｍｒｅｆは、電流制御範囲の上限値に相当する。なお、上限トルクは、車両を停止状態に維持することができるパーキングブレーキ保持トルクに基づいて設定されるトルクであり、パーキングブレーキ保持トルク以下の値が設定される。
　ステップＳ１０１の判定結果が肯定の場合、制御装置７０は、目標値Ｉｍｒｅｆを、次回処理における指令電流Ｉｍ＊（ｎ＋１）として設定する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２の処理後、制御装置７０は、指令電流設定処理を終了する。
　一方、ステップＳ１０１の判定結果が否定の場合、制御装置７０は、今回の指令電流Ｉｍ＊（ｎ）に振幅増加量ΔＩｍを加算した値を、次回処理における指令電流Ｉｍ＊（ｎ＋１）として設定する（ステップＳ１０３）。ここで、振幅増加量ΔＩｍは、単位時間当たりの振幅増加量のこと（時間変化レート、増加率）であり、少なくとも上限トルク未満の値が設定される。好ましくは、昇温の速度があまり遅くならないように、複数回（例えば、５～１０回程度）の処理で、指令電流Ｉｍ＊が目標値Ｉｍｒｅｆに達するように振幅増加量ΔＩｍが設定されることが望ましい。ステップＳ１０３の処理後、制御装置７０は、指令電流設定処理を終了する。
　これにより、図９（ａ）に示すように中性点Ｏに流れる電流ＩＲ（の振幅）は、昇温制御開始時点Ｔ０から、上限トルクで定められた電流制御範囲内で徐々に増加することとなる。これに伴い、図９（ｂ）に示すように回転電機４０のトルクも、徐々に増加することとなるが、上限トルク（破線で示す）を超えないようにすることができる。つまり、パーキングブレーキ保持トルクを超えないようにすることができる。
　以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
　制御装置は、車両停止時において、昇温制御を開始する場合、回転電機４０のトルクが上限トルク未満となる電流制御範囲内で、電流ＩＲを徐々に増加させるように、電流を制御する。これにより、車両停止時において昇温制御を行う場合、回転電機４０の巻線４１にいきなり大電流が流れて、意図せず大きなトルクが発生することを抑制することができる。このため、パーキングブレーキ保持トルクを超えて、車両が動いてしまうことを抑制できる。
　中間端子Ｂ（中間点に相当）と中性点Ｏとが、インバータ３０の各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬを介さずに接続経路６０により接続されている。この構成において、制御装置７０は、インバータ３０、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ及び接続経路６０を介して第１蓄電池２１と第２蓄電池２２との間にリプル電流が流れるように、インバータ３０のスイッチング制御を行う。これにより、無効電力（リプル電流）の周波数ｆｃ（＝１／Ｔｃ）を高くすることなく、コンデンサ３１の端子電圧の変動量を低減することができる。したがって、組電池２０の昇温制御時に発生する騒音を低減することができる。
　また、コンデンサ３１の端子電圧の変動量を低減できるため、コンデンサ３１の容量と小さくし、コンデンサ３１を小型化することもできる。
　制御装置７０は、昇温制御において、全相の上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨのスイッチング制御を同期させ、また、全相の下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬのスイッチング制御を同期させる。これにより、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗは、巻線が並列接続された等価回路とみなすことができる。このため、昇温制御時における巻線のインダクタンスを小さくすることができる。これにより、１スイッチング周期Ｔｓｗにおいて中性点Ｏに流れる電流の変化量を大きくすることができ、大きな電流を用いて昇温制御を行うことができる。
　また、スイッチング制御を同期させることにより、回転電機４０のロータが回転駆動することを抑制できる。
　制御装置７０は、組電池２０の昇温要求があると判定した場合、接続スイッチ６１をオン状態にし、昇温要求がないと判定した場合、接続スイッチ６１をオフ状態にする。これにより、車両走行時に中性点Ｏから中間端子Ｂに電流が流れることを抑制できる。
　（第２実施形態）
　第２実施形態における指令電流設定処理について図１０に基づいて説明する。第２実施形態では、第１実施形態における基本構成を採用し、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。
　制御装置７０は、図１０に示す指令電流設定処理を開始すると、ステップＳ１０１と同様に、指令電流Ｉｍ＊（ｎ）≧目標値Ｉｍｒｅｆであるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。この判定結果が肯定の場合、制御装置７０は、ステップＳ１０２と同様に、目標値Ｉｍｒｅｆを、次回処理における指令電流Ｉｍ＊（ｎ＋１）として設定する（ステップＳ２０２）。そして、制御装置７０は、指令電流設定処理を終了する。
　一方、ステップＳ２０１の判定結果が否定の場合、制御装置７０は、位置センサ（角度センサなど）が検出した回転電機４０のロータの位置θ（ｎ）を取得し、前回のロータの位置θ（ｎ－１）と同じであるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。すなわち、ロータが動いていないか否かを判定する。
　この判定結果が肯定の場合、つまり、ロータが動いていない場合、制御装置７０は、ステップＳ１０３と同様に、今回の指令電流Ｉｍ＊（ｎ）に振幅増加量ΔＩｍを加算した値を、次回処理における指令電流Ｉｍ＊（ｎ＋１）として設定する（ステップＳ２０４）。そして、制御装置７０は、指令電流設定処理を終了する。
　一方、ステップＳ２０３の判定結果が否定の場合、つまり、ロータが動いた場合、制御装置７０は、今回の指令電流Ｉｍ＊（ｎ）から振幅マージンΔＩｍｍを減算した値を、次回処理における指令電流Ｉｍ＊（ｎ＋１）として設定する（ステップＳ２０５）。振幅マージンΔＩｍｍとは、正の所定値であり、ロータの停止状態を維持することができる値が予め設定されている。振幅マージンΔＩｍｍとして、任意の値を設定してもよいが、振幅増加量ΔＩｍの半分程度～振幅増加量ΔＩｍと同等の値であることが望ましい。これにより、今回の指令電流Ｉｍ＊（ｎ）よりも振幅マージンΔＩｍｍだけ小さい値を次回処理以降における指令電流Ｉｍ＊（ｎ＋１）として設定する。
　以上により、図１１（ａ）に示すように中性点Ｏに流れる電流ＩＲ（の振幅）は、昇温制御の開始時点Ｔ０から徐々に増加する。これに伴い、図１１（ｂ）に示すように回転電機４０のトルクも、時点Ｔ０から徐々に増加する。
　そして、ロータが動いた時点Ｔ１、振幅マージンΔＩｍｍだけ電流ＩＲの振幅が減少し、その状態が維持される。これに伴い、回転電機４０のトルクは、上限トルクに達した時点Ｔ１において、トルクを減少させ、その状態を維持させる。
　以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
　制御装置７０は、ロータが動いたとき、上限トルクに達したものと判定し、それ以上動かないように今回の指令電流Ｉｍ＊（ｎ）よりも振幅マージンΔＩｍｍだけ小さい値を次回処理以降における指令電流Ｉｍ＊（ｎ＋１）として設定する。これにより、車両の動作を抑制することができるとともに、上限トルクのぎりぎりまで指令電流Ｉｍ＊を大きくすることができる。これにより、素早く昇温を行うことが可能となる。
　振幅増加量ΔＩｍは、前述したように、昇温の速度があまり遅くならないように、できるだけ大きな値が設定されることが望ましい。しかしながら、あまり大きくしすぎると、上限トルクを大きく超えて、車両が動く可能性がある。そこで、制御装置７０は、ロータが動いたとき、振幅マージンΔＩｍｍだけ小さい値を次回処理以降における指令電流Ｉｍ＊（ｎ＋１）として設定することとしている。これにより、振幅増加量ΔＩｍをできるだけ大きな値にして、早期昇温を実現しつつ、車両の前進を抑制することができる。
　（第３実施形態）
　第３実施形態における指令電流設定処理について図１２に基づいて説明する。第３実施形態では、第１実施形態における基本構成を採用し、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。
　第３実施形態において、制御装置７０は、回転電機４０の各相の巻線４１の相電流を制御可能に構成されている。すなわち、電力変換装置１０では、回転電機４０の各相の巻線４１の相電流（第３実施形態における回転電機の電流値に相当）を検出し、検出値と各相電流の指令値とを比較して、回転電機４０の各相の巻線４１の相電流を制御している。
　制御装置７０は、図１２に示す指令電流設定処理を開始すると、各相の巻線４１の相電流の振幅を指令する指令電流Ｉｕ＊（ｎ），Ｉｖ＊（ｎ），Ｉｗ＊（ｎ）を取得する（ステップＳ３０１）。指令電流Ｉｕ＊（ｎ）は、今回の処理におけるＵ相の相電流の振幅を指令するものである。指令電流Ｉｖ＊（ｎ）は、今回の処理におけるＶ相の相電流の振幅を指令するものである。指令電流Ｉｗ＊（ｎ）は、今回の処理におけるＷ相の相電流の振幅を指令するものである。そして、制御装置７０は、指令電流Ｉｕ＊（ｎ）＋Ｉｖ＊（ｎ）＋Ｉｗ＊（ｎ）≧目標値Ｉｍｒｅｆであるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。つまり、指令電流Ｉｕ＊（ｎ），Ｉｖ＊（ｎ），Ｉｗ＊（ｎ）の合計が、目標値Ｉｍｒｅｆ以上の値となっているかを判定する。
　この判定結果が肯定の場合、制御装置７０は、図１２に示す指令電流設定処理を終了する。そして、今回の指令電流Ｉｕ＊（ｎ），Ｉｖ＊（ｎ），Ｉｗ＊（ｎ）をそのまま次回の指令電流Ｉｕ＊（ｎ＋１），Ｉｖ＊（ｎ＋１），Ｉｗ＊（ｎ＋１）とする。
　一方、ステップＳ３０１の判定結果が否定の場合、制御装置７０は、位置センサが検出した回転電機４０のロータの位置θ（ｎ）を取得し、前回のロータの位置θ（ｎ－１）と同じであるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。すなわち、ロータが動いていないか否かを判定する。
　ステップＳ３０２の判定結果が肯定の場合、つまり、ロータが動いていない場合、制御装置７０は、今回の各指令電流Ｉｕ＊（ｎ），Ｉｖ＊（ｎ），Ｉｗ＊（ｎ）に対して、振幅増加量ΔＩｍ／３をそれぞれ加算した値を、次回処理における各指令電流Ｉｕ＊（ｎ＋１），Ｉｖ＊（ｎ＋１），Ｉｗ＊（ｎ＋１）として設定する（ステップＳ３０３）。なお、振幅増加量ΔＩｍ／３は、第１実施形態で説明した振幅増加量ΔＩｍを１／３にしたものである。
　一方、ステップＳ３０３の判定結果が否定の場合、つまり、ロータが動いた場合、制御装置７０は、相電流アンバランス制御を実施して、次回処理における指令電流Ｉｕ＊（ｎ＋１），Ｉｖ＊（ｎ＋１），Ｉｗ＊（ｎ＋１）を決定する（ステップＳ３０４）。
　相電流アンバランス制御について図１３に基づいて説明する。図１３に示すように、制御装置７０は、各相の巻線４１の相電流の方向及びロータの位置θｅに基づいて、次回処理における指令電流Ｉｕ＊（ｎ＋１），Ｉｖ＊（ｎ＋１），Ｉｗ＊（ｎ＋１）を決定する。相電流の方向とは、図１４に示すように、インバータ３０の側から中性点Ｏの側に相電流が流れる場合と、図１５に示すように、中性点Ｏの側からインバータ３０の側に流れる場合とで分けられている。また、図１４に示すように、ロータの位置θｅは、Ｕ相巻線４１Ｕの位置を０°（基準）として、ロータの磁極９０（例えば、Ｎ極）の位置を電気角で表したものである。これは例示であり、基準をどの巻線４１の位置としてもよいし、Ｓ極を対象としてもよい。
　例えば、ロータの位置θｅが２０°（０°≦θｅ＜３０°）であり、インバータ３０の側から中性点Ｏの側（インバータ→中性点）に相電流が流れている場合、今回の指令電流Ｉｕ＊（ｎ）を次回の指令電流Ｉｕ＊（ｎ＋１）として設定する。同様に、ロータの位置θｅが２０°であり、インバータ３０の側から中性点Ｏの側に相電流が流れている場合、今回の指令電流Ｉｖ＊（ｎ）に振幅増加量ΔＩｍ／３を加算したものを、次回の指令電流Ｉｖ＊（ｎ＋１）として設定する。同様に、ロータの位置θｅが２０°であり、インバータ３０の側から中性点Ｏの側に相電流が流れている場合、今回の指令電流Ｉｗ＊（ｎ）に振幅増加量ΔＩｍ／３を減算したものを、次回の指令電流Ｉｗ＊（ｎ＋１）として設定する。
　この結果、図１４（ｂ）に示すように、次回以降の処理においては、相電流の振幅の大きさがアンバランスとなり、回転電機４０のトルクが減少することとなる。なお、図１５（ｂ）は、ロータの位置θｅが２０°（０°≦θｅ＜３０°）であり、中性点Ｏの側からインバータ３０の側（中性点→インバータ）に相電流が流れている場合において、相電流をアンバランスにした様子を示すものである。
　第３実施形態における指令電流設定処理により、図１６（ａ）に示すように各相電流（の振幅）は、制御開始時点Ｔ１０から徐々に増加する。これに伴い、図１６（ｂ）に示すように回転電機４０のトルクも、時点Ｔ１０から徐々に増加する。
　そして、ロータが動いた時点Ｔ１１において、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをアンバランスに制御し、その状態を維持する。これに伴い、回転電機４０のトルクは、上限トルクに達した時点Ｔ１１から、トルクを減少させ、その状態を維持させる。なお、図１６において、相電流Ｉｕを実線で示し相電流Ｉｖを一点鎖線で示し、相電流Ｉｗを二点鎖線で示す。
　以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
　制御装置７０は、ロータが動いたとき、上限トルクを超えたものと判定し、それ以上動かないように各相の巻線４１の相電流の振幅の大きさがアンバランスとなるように制御する。具体的には、制御装置７０は、ロータの位置θｅを取得し、各巻線４１の相電流の向きとロータの位置θｅに基づいて、各巻線４１の相電流がアンバランスとなるように、次回以降における指令電流Ｉｕ＊（ｎ＋１），Ｉｖ＊（ｎ＋１），Ｉｗ＊（ｎ＋１）を決定する。例えば、相電流の向きとロータの位置θｅに基づいて、３相のうち振幅を大きくするものと、３相のうち振幅を小さくするものと、３相のうち振幅を維持するものを決定する。そして、振幅を大きくする巻線４１に対しては、振幅増加量ΔＩｍ／３を加算し、振幅を小さくする巻線４１に対しては、振幅増加量ΔＩｍ／３を減算する。これにより、相電流の大きさをアンバランスとして、トルクを減少させることができる。また、加減算する振幅増加量ΔＩｍ／３は、同じ値であるため、指令電流Ｉｕ＊（ｎ），Ｉｖ＊（ｎ），Ｉｗ＊（ｎ）の合計値を維持することができる。つまり、合計値を減少させなくても、トルクを減少させることができる。よって、より早く昇温させることができる。
　（第４実施形態）
　第４実施形態における指令電流設定処理について図１７に基づいて説明する。第４実施形態では、第１実施形態における基本構成を採用し、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。
　制御装置７０は、図１７に示す指令電流設定処理を開始すると、車両姿勢情報を取得し、車両姿勢情報に基づいて、上限トルクを決定する（ステップＳ４００）。車両姿勢情報とは、車両の傾きに基づいて、車両がどのような勾配の道路上に停止しているかを把握するための情報である。例えば、下り勾配の坂に車両が停止している場合、平地若しくは上り勾配の坂に停止している場合に比較して、車両の重量の影響により、パーキングブレーキ保持トルクが小さくなる。つまり、回転電機４０のトルクが小さくても、前方に移動しやすくなる。そこで、ステップＳ４００では、これを考慮して上限トルクを車両姿勢情報に基づいて決定する。
　具体的には、下り勾配が大きいほど、上限トルクを小さくする。なお、本実施形態では、上り勾配の場合であっても平地の場合と同様の上限トルクを設定するようにしているが、上り勾配の場合には上限トルクを大きくしてもよい。
　次に制御装置７０は、ステップＳ１０１と同様に、指令電流Ｉｍ＊（ｎ）≧目標値Ｉｍｒｅｆであるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。第３実施形態では、上限トルクに応じて、電流制限範囲を変更し、それに伴い、目標値Ｉｍｒｅｆを変更する場合がある。つまり、上限トルクが小さくなったことに伴い、回転電機４０のトルクが上限トルクを超えないように、目標値Ｉｍｒｅｆを小さくする場合がある。
　ステップＳ４０１の判定結果が肯定の場合、制御装置７０は、ステップＳ１０２と同様に、目標値Ｉｍｒｅｆを、次回処理における指令電流Ｉｍ＊（ｎ＋１）として設定する（ステップＳ４０２）。
　一方、ステップＳ４０１の判定結果が否定の場合、制御装置７０は、今回の指令電流Ｉｍ＊（ｎ）に振幅増加量ΔＩｍを加算した値を、次回処理における指令電流Ｉｍ＊（ｎ＋１）として設定する（ステップＳ４０３）。ここで、振幅増加量ΔＩｍは、少なくとも上限トルク未満の値が設定される。好ましくは、昇温の速度があまり遅くならないように、複数回（例えば、５～１０回程度）の処理で、指令電流Ｉｍ＊が目標値Ｉｍｒｅｆに達するように振幅増加量ΔＩｍが設定されることが望ましい。このため、目標値Ｉｍｒｅｆに応じて振幅増加量ΔＩｍを変更してもよい。
　これにより、図１８（ａ）に示すように中性点Ｏに流れる電流ＩＲ（の振幅）は、電流制御範囲内で、徐々に増加することとなる。これに伴い、図１８（ｂ）に示すように回転電機４０のトルクも、徐々に増加することとなるが、上限トルクを超えないようにすることができる。なお、勾配が０％（破線でその上限トルクを示す）に比較して、下り勾配が大きくなる（例えば、１０％）であるときには、上限トルクが小さくなる（一点鎖線で示す）。
　以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
　制御装置７０は、車両停止時において、車両姿勢情報を取得し、車両姿勢情報に基づいて、上限トルクを変更する。それに伴い、制御装置７０は、上限トルクを超えない電流制限範囲内で目標値Ｉｍｒｅｆを設定する。これにより、制御装置７０は、回転電機４０のトルクが上限トルク未満となる電流制御範囲内で、電流ＩＲを徐々に増加させるように、電流を制御する。このため、下り勾配の坂道に車両を停止させている場合において、昇温制御に基づいて、車両が動いてしまうことを防止できる。
　（第５実施形態）
　第５実施形態における指令電流設定処理について図１９に基づいて説明する。第５実施形態では、第１実施形態における基本構成を採用し、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。
　制御装置７０は、図１９に示す指令電流設定処理を開始すると、振幅増加量ΔＩｍ１及び振幅減少量ΔＩｍ２を決定する（ステップＳ５００）。具体的には、制御装置７０は、組電池２０の状態（電池温度、ＳＯＣ）や、上限トルク、電流制御範囲、目標値Ｉｍｒｅｆなどのいずれかの値若しくはそれらの組み合わせに応じて、振幅増加量ΔＩｍ１を決定すればよい。振幅増加量ΔＩｍ１は、第１実施形態における振幅増加量ΔＩｍと同様、単位時間当たりの振幅増加量のこと（時間変化レート、増加率）のことである。一方、振幅減少量ΔＩｍ２は、単位時間当たりの振幅減少量のこと（時間変化レート、減少率）のことである。本実施形態では、振幅減少量ΔＩｍ２として、振幅増加量ΔＩｍ１と同じ値が設定される（ΔＩｍ１＝ΔＩｍ２）が、異なる値であってもよい。例えば、振幅減少量ΔＩｍ２として、振幅増加量ΔＩｍ１よりも小さい値が設定されてもよい。
　そして、制御装置７０は、第１実施形態におけるステップＳ１０１と同様に、指令電流Ｉｍ＊（ｎ）≧目標値Ｉｍｒｅｆであるか否かを判定する（ステップＳ５０１）。
　ステップＳ５０１の判定結果が肯定の場合、制御装置７０は、指令電流Ｉｍ＊（ｎ）＝目標値Ｉｍｒｅｆであるか否かを判定する（ステップＳ５０１）。ステップＳ５０２の判定結果が肯定の場合、制御装置７０は、ステップＳ１０２と同様に、目標値Ｉｍｒｅｆを、次回処理における指令電流Ｉｍ＊（ｎ＋１）として設定する（ステップＳ５０３）。そして、制御装置７０は、指令電流設定処理を終了する。
　一方、ステップＳ５０２の判定結果が否定の場合、制御装置７０は、今回の指令電流Ｉｍ＊（ｎ）に、ステップＳ５００で決定された振幅減少量ΔＩｍ２を減算した値を、次回処理における指令電流Ｉｍ＊（ｎ＋１）として設定する（ステップＳ５０４）。そして、制御装置７０は、指令電流設定処理を終了する。
　一方、ステップＳ５０１の判定結果が否定の場合、制御装置７０は、今回の指令電流Ｉｍ＊（ｎ）に、ステップＳ５００で決定された振幅増加量ΔＩｍ１を加算した値を、次回処理における指令電流Ｉｍ＊（ｎ＋１）として設定する（ステップＳ５０５）。そして、制御装置７０は、指令電流設定処理を終了する。
　これにより、図２０（ａ）に示すように中性点Ｏに流れる電流ＩＲ（の振幅）の増加率（破線で示す）を任意に変更することができる。また、目標値Ｉｍｒｅｆを超えてしまった場合、電流ＩＲ（の振幅）の減少率を任意に変更することができる。
　以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
　組電池２０の状態（電池温度、ＳＯＣ）や、上限トルク、電流制御範囲、目標値Ｉｍｒｅｆなどの値に基づいて、適切な振幅増加量ΔＩｍ１を設定することができる。これにより、速やかに電流を上昇させることができる。また、適切な振幅増加量ΔＩｍ１が設定されるため、回転電機４０の上限トルクを超えてしまうことを抑制できる。また、振幅減少量ΔＩｍ２を設定することができるため、目標値Ｉｍｒｅｆを超えてしまった場合、次回以降の処理における指令電流Ｉｍ＊（ｎ＋１）を、速やかに目標値Ｉｍｒｅｆ以下にすることができる。
　（上記実施形態の変形例）
　上記実施形態における構成の一部を、以下に説明するように変更してもよい。以下、変形例について説明する。
　・上記実施形態において、相互に組み合わせて実施してもよい。
　・上記実施形態において、図２１に示すように、組電池２０に直流電流を流すことにより、昇温制御を実施してもよい。また、図２２に示すように、組電池２０に直流電流と交流電流とを組み合わせた電流を流して、昇温制御を実施してもよい。
　・上記実施形態において、組電池２０を採用したが、単電池であってもよい。
　・上記実施形態において、３相のうち２相分をオンオフ制御して昇温ＰＷＭ制御を実施してもよい。
　・上記実施形態において、制御装置７０は、インバータ３０と巻線４１を介して、コンデンサ３１と組電池２０との間に電流が流れるようにしてもよい。
　・上記第４実施形態の相電流アンバランス制御において、同じ振幅増加量ΔＩｍ／３を加減算することにより、アンバランスにしていたが、加算する振幅増加量と減算する振幅増加量とを異なる値にしてもよい。結果的にアンバランスになっていればよい。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (9)

  1. 　上アームスイッチ（ＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ）及び下アームスイッチ（ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ）の直列接続体を有し、スイッチング制御によりバッテリ（２０）から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換器（３０）を備え、前記電力変換器からの交流電力を、車両の車軸に連結され、巻線（４１）を有する回転電機（４０）に供給する電力変換装置（１０）において、
    　前記電力変換器及び前記巻線を介して前記バッテリに電流が流れるように、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行って、前記バッテリの昇温制御を行う制御部（７０）を備え、
    　前記制御部は、車両停止時の昇温制御において、前記回転電機のトルクが上限トルク未満となる電流制御範囲内で、前記回転電機の電流値を徐々に増加させるように、電流を制御する電力変換装置。
  2. 　前記バッテリは、中間点において直列接続された第１蓄電池（２１）及び第２蓄電池（２２）から構成されており、
    　前記中間点と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路（６０）を備え、
    　前記制御部は、前記電力変換器、前記巻線及び前記接続経路を介して前記第１蓄電池と前記第２蓄電池との間に電流が流れるように、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 　前記制御部は、前記電流値を徐々に増加させた結果、前記電流制御範囲の上限値に達した場合、当該上限値又は上限値を下回る値となるように、前記電流値を制御する請求項１又は２に記載の電力変換装置。
  4. 　前記制御部は、前記回転電機のロータの位置を取得し、前記電流値を徐々に増加させる際、前記ロータの位置が動いたとき、動作時における電流値以下となるように、前記電流値を制御する請求項１～３のうちいずれか１項に記載の電力変換装置。
  5. 　前記制御部は、車両の姿勢に関する車両姿勢情報を取得し、車両姿勢情報に応じて前記上限トルクを変更する請求項１～４のうちいずれか１項に記載の電力変換装置。
  6. 　前記制御部は、前記巻線に流れる電流を交流電流とする請求項１～５のうちいずれか１項に記載の電力変換装置。
  7. 　前記制御部は、前記回転電機の電流値の単位時間当たりの増加率又は減少率を変更可能に構成されている請求項１～６のうちいずれか１項に記載の電力変換装置。
  8. 　前記回転電機は、複数相の巻線（４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ）を有し、
    　前記制御部は、前記回転電機のロータの位置を取得し、前記ロータの位置が動いた場合、前記各巻線の相電流の向きと前記ロータの位置に基づいて、前記各巻線の相電流がアンバランスとなるように制御する請求項１～７のうちいずれか１項に記載の電力変換装置。
  9. 　前記制御部は、前記各巻線の相電流をアンバランスとなるように制御する際、複数相の相電流のうち少なくとも１つの相電流の振幅を大きくする一方、複数相の相電流のうち少なくとも１つの相電流の振幅を小さくする請求項８に記載の電力変換装置。
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