【手続補正書】
【提出日】平成23年6月2日(2011.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の直流電源に接続され、これら直流電源のそれぞれの出力電圧からパルスを生成・合成することで交流モータの駆動電圧を生成し、この交流モータを駆動するパルス生成・合成手段と、
前記パルス生成・合成手段を駆動する駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、
前記駆動パルスを補正する補正手段とを有し、
前記補正手段は、
前記パルス生成・合成手段において、前記複数の直流電源のいづれか一方と前記交流モータとの間の一方向の導通が不可となる経路が存在し、かつ前記交流モータの通電方向が前記経路の導通不可方向である場合に、
前記一方の直流電源と前記交流モータとの間の他方向の経路に対応する前記駆動パルスを、前記複数の直流電源の他方の電圧に基づいて補正することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記駆動パルス生成手段は、
それぞれの直流電源から出力されるべき電圧指令値を算出する電圧指令値算出手段と、
前記電圧指令値をそれぞれの電源電圧値で規格化した変調率指令値を算出する変調率指令値算出手段と、
前記変調率指令値と前記複数の直流電源のそれぞれに対応したキャリアとの比較に基づいてPWMパルスを生成するPWMパルス生成手段と、を有し、
前記補正手段は、
前記一方の直流電源に対応する前記変調率指令値を、前記複数の直流電源の他方の電圧に基づいて補正することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記変調率指令値算出手段は、前記電圧指令値をそれぞれの電源電圧値の半分の値で除算し前記規格化をし、
前記補正手段は、前記一方の直流電源に対応する前記変調率指令値に前記一方の電源電圧値を乗算するとともに、前記他方の電源電圧値で除算することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記補正手段は、
前記一方向が自己を充電する方向の場合、前記交流モータの通電方向が負の場合に前記補正をすることを特徴とする請求項１〜３のいづれかに記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記パルス生成・合成手段は、前記複数の直流電源のいづれか一方と前記交流モータとの間の一方向の導通を不可とするよう経路を開放する経路開放手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいづれかに記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記パルス生成・合成手段は、前記複数の直流電源のいづれか一方と前記交流モータとの間の一方向の導通経路を有さないことを特徴とする請求項１〜４のいづれかに記載の電力変換装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
前記交流モータの通電方向は、モータ電流指令値により判別される、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
前記交流モータの通電方向は、モータ電流の検出値により判別される、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
複数の直流電源に接続され、これら直流電源のそれぞれの出力電圧からパルスを生成・合成することで交流モータの駆動電圧を生成し、この交流モータを駆動するパルス生成・合成手段と、
前記パルス生成・合成手段を駆動する駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、
前記駆動パルスを補正する補正手段とを有し、
前記駆動パルス生成手段は、
それぞれの直流電源から出力されるべき電圧指令値を算出する電圧指令値算出手段と、
前記電圧指令値をそれぞれの電源電圧値で規格化した変調率指令値を算出する変調率指令値算出手段と、
前記変調率指令値と前記複数の直流電源のそれぞれに対応したキャリアとの比較に基づいてPWMパルスを生成するPWMパルス生成手段と、を有し、
前記補正手段は、
前記パルス生成・合成手段において、前記複数の直流電源のいづれか一方と前記交流モータとの間の一方向の導通が不可となる経路が存在し、かつ前記交流モータの通電方向が前記経路の導通不可方向である場合に、
前記一方の直流電源に対応する前記変調率指令値を、前記複数の直流電源の他方の電圧に基づいて補正することを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
前記変調率指令値算出手段は、前記電圧指令値をそれぞれの電源電圧値の半分の値で除算し前記規格化をし、
前記補正手段は、前記一方の直流電源に対応する前記変調率指令値に前記一方の電源電圧値を乗算するとともに、前記他方の電源電圧値で除算することを特徴とする請求項９に記載の電力変換装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
しかしながら、前述の構成においては、ＤＣＤＣコンバータを使っているため、電源と電力変換装置、モータを全て含めたシステム全体の体積が大きくなるとともに、バッテリを充放電するためにはＤＣＤＣコンバータを通過するために損失が発生するという問題があった。この問題を解決しＤＣＤＣコンバータを不要にした本出願人による先願（特願2004-207031号）においては、誘導負荷から電源母線に流れる電流を、いずれかの母線に流すかを選択する制御方法が示されているが、この選択を実施するとき、電源間の電圧に差があると電流に高調波成分が生じるという問題点があった。しかしながら、先願においては、このような電圧差が存在する場合の問題点の解決方法までは示されていなかった。
そこで、本発明は、複数の直流電源のいづれか一方とモータとの間の一方向の導通が不可となる経路が存在し電源間で電圧差が存在する場合にも、モータの高調波電流の発生を抑え、かつ、ＤＣＤＣコンバータを介さずに、燃料電池とバッテリの組み合わせに限らず、複数の電源電力を利用・配分し、全体の体積・損失を低減可能な電力変換装置を提供することを目的とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
上述した諸課題を解決すべく、第１の発明による電力変換装置は、
複数の直流電源に接続され、これら直流電源のそれぞれの出力電圧からパルスを生成・合成することで交流モータの駆動電圧を生成し、この交流モータを駆動するパルス生成・合成手段と、
前記パルス生成・合成手段を駆動する駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、
前記駆動パルスを補正する補正手段とを有し、
前記補正手段は、
前記パルス生成・合成手段において、前記複数の直流電源のいづれか一方と前記交流モータとの間の一方向の導通が不可となる経路が存在し、かつ前記交流モータの通電方向が前記経路の導通不可方向である場合に、
前記一方の直流電源と前記交流モータとの間の他方向の経路に対応する前記駆動パルスを、前記複数の直流電源の他方の電圧に基づいて補正することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
また、第２の発明による電力変換装置は、
前記駆動パルス生成手段は、
それぞれの直流電源から出力されるべき電圧指令値を算出する電圧指令値算出手段と、
前記電圧指令値をそれぞれの電源電圧値で規格化した変調率指令値を算出する変調率指令値算出手段と、
前記変調率指令値と前記複数の直流電源のそれぞれに対応したキャリアとの比較に基づいてPWMパルスを生成するPWMパルス生成手段と、を有し、
前記補正手段は、
前記一方の直流電源に対応する前記変調率指令値を、前記複数の直流電源の他方の電圧に基づいて補正することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
また、第３の発明による電力変換装置は、
前記変調率指令値算出手段は、前記電圧指令値をそれぞれの電源電圧値の半分の値で除算し前記規格化をし、
前記補正手段は、前記一方の直流電源に対応する前記変調率指令値に前記一方の電源電圧値を乗算するとともに、前記他方の電源電圧値で除算することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、第４の発明による電力変換装置は、
前記補正手段は、
前記一方向が自己を充電する方向の場合、前記交流モータの通電方向が負の場合に前記補正をすることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、第５の発明による電力変換装置は、
前記パルス生成・合成手段は、前記複数の直流電源のいづれか一方と前記交流モータとの間の一方向の導通を不可とするよう経路を開放する経路開放手段を有することを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、第６の発明による電力変換装置は、
前記パルス生成・合成手段は、前記複数の直流電源のいづれか一方と前記交流モータとの間の一方向の導通経路を有さないことを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、第７の発明による電力変換装置は、
前記交流モータの通電方向は、モータ電流指令値により判別される、ことを特徴とする。
また、第８の発明による電力変換装置は、
前記交流モータの通電方向は、モータ電流の検出値により判別される、ことを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、第９の発明による電力変換装置は、
複数の直流電源に接続され、これら直流電源のそれぞれの出力電圧からパルスを生成・合成することで交流モータの駆動電圧を生成し、この交流モータを駆動するパルス生成・合成手段と、
前記パルス生成・合成手段を駆動する駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、
前記駆動パルスを補正する補正手段とを有し、
前記駆動パルス生成手段は、
それぞれの直流電源から出力されるべき電圧指令値を算出する電圧指令値算出手段と、
前記電圧指令値をそれぞれの電源電圧値で規格化した変調率指令値を算出する変調率指令値算出手段と、
前記変調率指令値と前記複数の直流電源のそれぞれに対応したキャリアとの比較に基づいてPWMパルスを生成するPWMパルス生成手段と、を有し、
前記補正手段は、
前記パルス生成・合成手段において、前記複数の直流電源のいづれか一方と前記交流モータとの間の一方向の導通が不可となる経路が存在し、かつ前記交流モータの通電方向が前記経路の導通不可方向である場合に、
前記一方の直流電源に対応する前記変調率指令値を、前記複数の直流電源の他方の電圧に基づいて補正することを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、第１０の発明による電力変換装置は、
前記変調率指令値算出手段は、前記電圧指令値をそれぞれの電源電圧値の半分の値で除算し前記規格化をし、
前記補正手段は、前記一方の直流電源に対応する前記変調率指令値に前記一方の電源電圧値を乗算するとともに、前記他方の電源電圧値で除算することを特徴とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、コンピュータで実行させるためのプログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
一例を挙げれば、第１の発明を方法として実現させると、本発明による電力変換装置の制御方法は、
複数の直流電源に接続され、これら直流電源のそれぞれの出力電圧からパルスを生成・合成することで交流モータの駆動電圧を生成し、この交流モータを駆動するステップと、
駆動パルスを生成するステップと、
前記駆動パルスを補正するステップとを有し、
前記駆動パルスを補正するステップは、
前記複数の直流電源のいづれか一方と前記交流モータとの間の一方向の導通が不可となる経路が存在し、かつ前記交流モータの通電方向が前記経路の導通不可方向である場合に、
前記一方の直流電源と前記交流モータとの間の他方向の経路に対応する前記駆動パルスを、前記複数の直流電源の他方の電圧に基づいて補正することを特徴とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
第１の発明によれば、複数の直流電源のいづれか一方とモータとの間の一方向の導通が不可となる経路が存在する場合に、例えば、電源10aの電圧Ｖdc_aと電源10bの電圧Ｖdc_bに差がある場合であっても、モータの通電方向が経路の導通不可方向である場合に、出力される電圧パルスの振幅誤差（即ち、各電源の電圧比）でパルス幅の指令値（変調率指令値など）を補正することによって、電圧指令値に相当する電圧パルスをモータに印加することが可能になり、モータ相電流の高調波電流の発生を抑制することが可能になる。この結果、モータの損失の低減でき、本発明を燃料電池電気自動車に適用すれば、燃料電池電気自動車の燃費を向上することができる。また、不要な高調波電流の発生を抑えることで、トルクリプルが低減し、トルクの過大な変化による搭乗者への不快感を低減し、車両の乗り心地が向上する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、第２の発明によれば、パルス幅の修正を、電源電圧値を用いて規格化して行うため、電源電圧値が変動する場合であっても、パルス幅の修正を精度良く行うことができ、高調波電流の発生を抑制することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、第３の発明によれば、パルス幅の修正を、電源電圧値の半分の値により規格化して行うため、電源電圧値が変動する場合であっても、パルス幅の修正を精度良く行うことができ、高調波電流の発生を抑制することができる。
また、第４の発明によれば、モータ電流の符号が負であるときにのみ、パルス幅の修正を行うように選択することで、モータ電流の符号が正であるときには、不要な修正を行わず、必要な電流状態におけるパルス幅の修正によって、高調波電流の発生を抑制することができる。
また、第５の発明によれば、モータとの間の一方向の導通を不可とするよう経路を開放する経路開放手段を有する電源の電圧値と、モータから充電する経路を持つ電源の電圧値とから求めることで、電圧値が変動する場合であっても、パルス幅の修正を精度良く行うことができ、高調波電流の発生を抑制することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、第６の発明によれば、モータから充電する経路を持たない状態の電源の電圧値と、モータから充電する経路を持った状態の電源の電圧値とから、変調率指令値を修正することで、パルス幅の修正を精度良く行うことができ、高調波電流の発生を抑制することができる。
また、第７の発明によれば、モータ電流の符号の判別にモータ電流指令値を用いることで、モータ電流のノイズに影響されること無く、電流符号の判別を行うことができる。このように、精度良く電流符号の判別を行う事で、パルス幅の修正を精度良く行うことができ、高調波電流の発生を抑制することができる。
また、第８の発明によれば、モータ電流の符号の判別にモータ電流の検出値を用いることで、モータ電流の指令値への追従が遅い場合などでも、実際の電流経路に基づいた電流符号の判別を行うことができる。この符号判別を用いて、電流の経路によって生じる出力電圧パルスの誤差に対するパルス幅の修正を行って、高調波電流の発生を抑制することができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、第９の発明によれば、複数の直流電源のいづれか一方とモータとの間の一方向の導通が不可となる経路が存在する場合に、例えば、電源10aの電圧Ｖdc_aと電源10bの電圧Ｖdc_bに差がある場合であっても、モータの通電方向が経路の導通不可方向である場合に、出力される電圧パルスの振幅誤差（即ち、各電源の電圧比）でパルス幅の指令値（変調率指令値など）を補正することによって、電圧指令値に相当する電圧パルスをモータに印加することが可能になり、モータ相電流の高調波電流の発生を抑制することが可能になる。
また、第１０の発明によれば、パルス幅の修正を、電源電圧値の半分の値により規格化して行うため、電源電圧値が変動する場合であっても、パルス幅の修正を精度良く行うことができ、高調波電流の発生を抑制することができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】