电力转换装置、温度估计方法和存储介质与流程

1.本公开涉及电力转换装置、温度估计方法和程序。


背景技术：

2.在专利文献1中公开了一种电力转换装置，该电力转换装置基于在功率半导体元件中产生的电力损失来运算基准点与功率半导体元件之间的温度差，并基于运算出的温度差和基准点的温度来计算功率半导体元件的温度。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2011-36095号公报。


技术实现要素：

6.发明所要解决的问题
7.本公开提供了一种电力转换装置、温度估计方法和程序，其对于以更高的精度估计电力转换电路的转换器的温度是有效的。
8.用于解决问题的手段
9.本公开的一个方面涉及一种电力转换装置，包括：电力转换电路，具有：温度传感器，检测第一位置的温度；和开关，在离开第一位置的第二位置切换一次侧线与二次侧线之间的接通/断开；损耗计算部，基于施加在开关的端子之间的电压、流过开关的电流、和开关的接通/断开定时来计算开关中的电力损耗；损耗校正部，基于第一位置的温度的检测结果来校正电力损耗的计算结果；温度校正部，基于电力损耗的计算结果来校正温度的检测结果；以及温度估计部，基于校正后的电力损耗的计算结果和校正后的温度的检测结果来估计第二位置的温度。
10.本公开的其他方面涉及一种温度估计方法，包括：在具有温度传感器和开关的电力转换电路中，基于施加在开关的端子之间的电压、流过开关的电流和开关的接通/断开定时来计算开关中的电力损耗，其中，温度传感器检测第一位置的温度，开关在离开第一位置的第二位置切换一次侧线与二次侧线之间的接通/断开；基于第一位置的温度的检测结果来校正电力损耗的计算结果；基于电力损耗的计算结果来校正温度的检测结果；以及基于校正后的电力损耗的计算结果和校正后的温度的检测结果来估计第二位置的温度。
11.本公开的其他方面涉及一种程序，用于使装置执行温度估计方法，该方法包括：在具有温度传感器和开关的电力转换电路中，基于施加在开关的端子之间的电压、流过开关的电流和开关的接通/断开定时来计算开关中的电力损耗，其中，温度传感器检测第一位置的温度，开关在离开第一位置的第二位置切换一次侧线与二次侧线之间的接通/断开；基于第一位置的温度的检测结果来校正电力损耗的计算结果；基于电力损耗的计算结果来校正温度的检测结果；以及基于校正后的电力损耗的计算结果和校正后的温度的检测结果来估计第二位置的温度。
12.发明效果
13.根据本公开，能够提供一种电力转换装置、温度估计方法和程序，其对于以更高的精度估计电力转换电路的开关的温度是有效的。
附图说明
14.图1是例示出电力转换装置的结构的示意图；
15.图2是例示出开关模块的概略结构的示意图；
16.图3是例示出用于估计温度的结构的框图；
17.图4是例示出损耗校正系数计算部和温度校正系数计算部执行的处理的框图；
18.图5是表示用于估计温度的结构的变形例的框图；
19.图6是例示出变化分量计算部执行的处理的框线图；
20.图7是例示出控制电路的硬件结构的框图；
21.图8是例示出电力转换控制步骤的流程图；
22.图9是例示出温度估计步骤的流程图；
23.图10是例示出损耗的计算结果以及温度的检测结果的预备校正步骤的流程图。
24.图11是例示出损耗的计算结果以及温度的检测结果的校正步骤的流程图；
25.图12是例示出损耗校正系数的计算步骤的流程图；
26.图13是例示出温度校正系数的计算步骤的流程图。
具体实施方式
27.以下，参照附图对实施方式进行详细说明。在说明中，对相同要素或具有相同功能的要素标注相同的符号，省略重复的说明。
28.[电力转换装置]
[0029]
本实施方式涉及的电力转换装置1是向马达91(电动机)供应驱动电力的装置。马达91可以是同步电动机，也可以是感应电动机。对马达91的驱动对象没有特别限制，作为一例，可以举出电动汽车等电动车辆。
[0030]
如图1所示，电力转换装置1将电源92的电力(一次侧电力)转换为驱动电力(二次侧电力)并供应至马达91。一次侧电力可以是交流电力，也可以是直流电力。二次侧电力是交流电力。作为一例，一次侧电力及二次侧电力均为三相交流电力。
[0031]
例如，电力转换装置1包括电力转换电路10和控制电路100。电力转换电路10将一次侧电力转换为二次侧电力并供应至马达91。电力转换电路10例如是电压型逆变器，对马达91施加基于电压指令的驱动电压。例如，电力转换电路10包括转换器电路11、平滑电容器12、开关模块20、电流传感器14和电压传感器15。
[0032]
转换器电路11例如是二极管桥电路或pwm转换器电路，将上述一次侧电力设为直流电力并输出到正极线16p和负极线16n。平滑电容器12使正极线16p与负极线16n之间的电压(以下称为“直流母线电压”)平滑化。
[0033]
开关模块20进行上述直流电力和上述驱动电力的电力转换，并将驱动电力输出到输出线17u、17v、17w。例如，开关模块20具有多个开关。各开关在正极线16p、负极线16n(一次侧线)以及输出线17u、17v、17w(二次侧线)之间切换接通/断开。
[0034]
电流传感器14检测在开关模块20与马达91之间流动的电流。例如，电流传感器14检测驱动电力中的各相电流。例如，电流传感器14检测输出线17u、17v、17w各自的电流。电流传感器14也可以构成为检测输出线17u、17v、17w中的任意2条线的电流。只要不产生零相电流，由于u相、v相及w相的电流的合计为零，所以在检测两条线的电流的情况下也能够得到全部线的电流的信息。电压传感器15检测直流母线电压。
[0035]
开关模块20是通过树脂模制等将多个开关集中到一个封装中的模块。如图2所示，开关模块20具有六组开关部21、22、23、24、25、26和温度传感器27。
[0036]
开关部21、22、23、24、25、26分别具有两个开关31和两个二极管33。因此，开关模块20具有十二个开关31和十二个二极管33。十二个开关31和十二个二极管33配置在开关模块20中的彼此不同位置处。
[0037]
各开关31例如是功率mosfet(metal oxide semiconductor field effecttransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)或igbt(insulated gate bipolartransistor，绝缘栅双极晶体管)等。开关部21的两个开关31根据栅极驱动信号切换正极线16p与输出线17u之间的接通/断开。开关部22的两个开关31根据栅极驱动信号切换负极线16n与输出线17u之间的接通/断开。开关部23的两个开关31根据栅极驱动信号切换正极线16p与输出线17v之间的接通/断开。开关部24的两个开关31根据栅极驱动信号切换负极线16n与输出线17v之间的接通/断开。开关部25的两个开关31根据栅极驱动信号切换正极线16p与输出线17w之间的接通/断开。开关部26的两个开关31根据栅极驱动信号切换负极线16n与输出线17w之间的接通/断开。
[0038]
温度传感器27设置在开关模块20内的一处(以下称为“传感器位置p27”。)，检测传感器位置的温度。温度传感器27例如是热敏电阻。十二个开关31分别设置于离开传感器位置p27(第一位置)的位置(以下称为“开关位置p31”。)。开关位置p31(第二位置)以开关31的发热对温度传感器27的检测结果实质上产生影响的距离离开传感器位置p27。
[0039]
以上所示的电力转换电路10的结构只是一例，只要能够向马达91供应驱动电力，能够以任何方式进行变更。例如，电力转换电路10也可以是电流型逆变器。电流型逆变器将基于电流指令的驱动电流输出到马达91。电力转换电路10也可以是不经过直流化地进行电源电力和驱动电力的双向的电力转换的矩阵转换器电路。在电源电力为直流电力的情况下，电力转换电路10也可以不具有转换器电路11。开关部21、22、23、24、25、26各自也可以不一定具有两个开关31及至少两个二极管33，只要具有至少一个开关31及至少一个二极管33即可。另外，开关模块20也可以具有两个以上的温度传感器27。
[0040]
返回到图1，控制电路100控制电力转换电路10，以向马达91供应驱动电力。例如，在电力转换电路10是电压型逆变器的情况下，控制电路100控制电力转换电路10，以基于驱动力指令生成电流指令，基于电流指令生成电压指令，并将基于电压指令的驱动电压施加于马达91。在电力转换电路10是电流型逆变器的情况下，控制电路100控制电力转换电路10，以基于驱动力指令生成电流指令，并将基于电流指令的驱动电流供应至马达91。
[0041]
这里，如上所述，在通过切换开关31的接通/断开来进行电力转换的电力转换电路10中，由于开关31的发热而产生开关模块20的温度上升。在开关模块20的温度上升到允许水平附近的情况下，需要抑制开关模块20的输出电流(向输出线17u、17v、17w的输出电流)，以使开关31的温度不超过允许水平。
[0042]
在这样的输出抑制中，能够利用温度传感器27的温度检测值，但成为热源的开关31的位置(上述开关位置p31)离开温度传感器27的位置(上述传感器位置p27)，因此各开关31中的实际温度有可能比温度传感器27的检测结果高。
[0043]
开关31中的温度与温度传感器27的温度检测值之差可以基于开关31中的电力损耗来估计。由此，通过估计各开关31的温度，能够更可靠地将开关31的温度抑制在允许水平以下。但是，在基于温度的检测结果和电力损耗的计算结果的开关31的温度估计中，可产生温度的检测误差和电力损耗的计算误差。
[0044]
对此，控制电路100构成为执行以下处理：基于施加在开关31的端子间的电压、流过开关31的电流、开关31的接通/断开定时来计算开关31中的电力损耗；基于温度传感器27对传感器位置p27的温度的检测结果来校正电力损耗的计算结果；基于电力损耗的计算结果来校正温度传感器27对温度的检测结果；基于校正后的电力损耗的计算结果和校正后的温度的检测结果来估计开关位置p31的温度。
[0045]
由于传感器位置p27的温度与开关31中的电力损耗相关，因此能够基于电力损耗的计算结果适当地校正传感器位置p27的温度的检测结果，并且能够基于传感器位置p27的温度的检测结果适当地校正电力损耗的计算结果。因此，对于以更高的精度估计电力转换电路10的开关31的温度是有效的。以下，更具体地例示电力转换电路10为电压型逆变器时的控制电路100的结构。
[0046]
(控制电路的整体结构)
[0047]
如图1所示，控制电路100作为功能上的结构(下文中称为“功能块”)具有电流指令生成部111、电压指令生成部112、坐标转换部113、pwm控制部114、电流信息获取部115、温度估计部116以及输出抑制部117。
[0048]
电流指令生成部111基于转矩指令t＊生成电流指令。转矩指令t＊例如由控制电路100生成，以使马达91的速度追随目标速度。电流指令生成部111也可以从电力转换装置1的上级控制器获取转矩指令t＊。例如，电流指令生成部111生成d轴电流指令id＊和q轴电流指令iq＊。
[0049]
d轴和q轴是dq坐标系的坐标轴。dq坐标系是与马达91的转子一起旋转的坐标系。d轴是沿着马达91的转子的磁极方向的坐标轴，q轴是与d轴垂直的坐标轴。dq坐标系的旋转角度由相对于固定在马达91的定子上的αβ坐标系的电角度表示。αβ坐标系具有相互垂直的α轴和β轴。
[0050]
电压指令生成部112基于电流指令生成电压指令。例如，电压指令生成部112基于d轴电流指令id＊及q轴电流指令iq＊生成d轴电压指令vd＊及q轴电压指令vq＊。例如，电压指令生成部112基于d轴电流指令id＊、q轴电流指令iq＊、d轴电流id以及q轴电流iq来计算d轴电压指令vd＊以及q轴电压指令vq＊，使得缩小d轴电流指令id＊与d轴电流id之间的偏差，并缩小q轴电流指令iq＊与q轴电流iq之间的偏差。如后所述，d轴电流id及q轴电流iq基于电流传感器14的检测值而获取。
[0051]
坐标转换部113对d轴电压指令vd＊和q轴电压指令vq＊实施从dq坐标系向αβ坐标系的坐标转换和从2相向3相的转换，并计算u相电压指令vu＊、v相电压指令vv＊以及w相电压指令vw＊。pwm控制部114切换开关模块20的多个开关31的接通/断开，以将基于u相电压指令vu＊、v相电压指令vv＊以及w相电压指令vw＊的驱动电压施加于输出线17u、17v、17w。
[0052]
电流信息获取部115获取电流传感器14的检测值。该检测值例如包括u相电流iu、v相电流iv以及w相电流iw。电流信息获取部115对u相电流iu、v相电流iv以及w相电流iw实施从3相向2相的转换和从αβ坐标系向dq坐标系的坐标转换，并计算上述的d轴电流id和q轴电流iq。
[0053]
温度估计部116基于温度传感器27对传感器位置p27的温度的检测结果和上述电力损耗的计算结果来估计开关位置p31的温度。另外详细说明用于估计开关位置p31的温度的控制电路100的结构。输出抑制部117在温度估计部116对开关位置p31的估计结果超过预定水平的情况下，通过pwm控制部114抑制驱动电力，直到开关位置p31的估计结果低于预定水平为止。
[0054]
(用于估计温度的结构)
[0055]
下面，详细例示用于估计开关位置p31的温度的结构。如图3所示，控制电路100还包括损耗计算部121、温度获取部122、第一估计部123、第二估计部124、损耗校正部133和温度校正部134。
[0056]
损耗计算部121基于施加在开关31的端子之间的电压、流过开关31的电流以及开关31的接通/断开定时来计算开关31中的电力损耗。以下，将损耗计算部121的电力损耗的计算结果称为“损耗计算值pj”。
[0057]
损耗计算部121也可以基于由电压传感器15检测出的直流母线电压vpn(一次侧线的电压)、由电流传感器14检测出的u相电流iu、v相电流iv以及w相电流iw(二次侧线的电流)、开关31的接通/断开定时来计算损耗。该情况下，损耗计算部121将由电压传感器15检测出的直流母线电压vpn及由电流传感器14检测出的u相电流iu、v相电流iv以及w相电流iw换算为施加于开关31的端子间的电压及流过开关31的电流。
[0058]
损耗计算部121从pwm控制部114获取与开关31的接通/断开定时有关的信息。例如，损耗计算部121从pwm控制部114获取开关31的接通期间相对于载波周期的比率作为与开关31的接通/断开定时有关的信息。温度获取部122获取温度传感器27的温度检测值tt作为传感器位置p27的温度的检测结果。
[0059]
第一估计部123基于损耗计算部121对电力损耗的计算结果(损耗计算值pj)来计算预定的估计对象的第一估计值。估计对象例如是传感器位置p27的温度与周边环境温度的温度差。周边环境温度是配置开关模块20的环境的温度。作为周边环境温度的具体例，可以举出用于冷却马达91及电力转换电路10的冷却剂的温度。例如，第一估计部123基于各开关位置p31与传感器位置p27之间的热阻、以及各开关31的损耗计算值pj来计算传感器位置p27的温度与周边环境温度的温度差的第一估计值＾ttw。
[0060]
第二估计部124基于温度检测值tt来计算上述估计对象的第二估计值。例如，第二估计部124基于温度检测值tt和周边环境温度来计算传感器位置p27的温度与周边环境温度的温度差的第二估计值ttw。第二估计部124可以使用周边环境温度的检测值来计算第二估计值ttw，也可以使用周边环境温度的估计值来计算第二估计值ttw。例如，第二估计部124获取后述的环境温度估计部148估计出的周边环境温度＾tw，基于温度检测值tt和周边环境温度＾tw计算第二估计值ttw。
[0061]
损耗校正部133基于温度检测值tt来校正损耗计算值pj。例如，损耗校正部133校正损耗计算值pj，使得第一估计部123的第一估计值＾ttw接近第二估计部124的第二估计值
ttw。温度校正部134基于损耗计算值pj校正温度检测值tt。例如，温度校正部134校正温度检测值tt，使得第二估计部124的第二估计值ttw接近第一估计部123的第一估计值＾ttw。
[0062]
这样，损耗校正部133校正损耗计算值pj，使得第一估计值＾ttw接近第二估计值ttw，温度校正部134校正温度检测值tt，使得第二估计值ttw接近第一估计值＾ttw，由此第一估计值＾ttw和第二估计值ttw收敛于同一值。通过使针对同一估计对象的第一估计值＾ttw和第二估计值ttw收敛于同一值，能够适当地修正损耗计算值pj和温度检测值tt。
[0063]
温度估计部116基于由损耗校正部133校正的损耗计算值pj和由温度校正部134校正的温度检测值tt来估计开关位置p31的温度。例如，温度估计部116基于开关位置p31与传感器位置p27之间的热阻和由损耗校正部133校正后的损耗计算值pj来计算各开关位置p31的温度与传感器位置p27的温度之间的温度差(以下称为“模块内温度差”)。温度估计部116基于模块内温度差和由温度校正部134校正后的温度检测值tt来估计各开关位置p31的温度。
[0064]
控制电路100也可以构成为基于第一估计值＾ttw的偏差的大小和第二估计值ttw的偏差的大小来调节第一估计值＾ttw的校正量和第二估计值ttw的校正量的比例。例如，控制电路100也可以构成为根据第二估计值ttw的偏差的大小相对于第一估计值＾ttw的偏差的大小的比率变大而减小第一估计值＾ttw的校正量，增大第二估计值ttw的校正量。通过较大地校正第一估计值＾ttw及第二估计值ttw中偏差大的一者(可靠性低的一方)，能够更适当地校正损耗计算值pj和温度检测值tt。
[0065]
例如，控制电路100还包括偏差存储部126。偏差存储部126存储表示预定条件下的第一估计值＾ttw的偏差的第一偏差评价值、和表示预定条件下的第二估计值ttw的偏差的第二偏差评价值。作为预定条件的具体例，可以举出周边环境温度被保持为预定值，直流母线电压vpn被保持为预定值，u相电流iu、v相电流iv及w相电流iw的振幅及频率被保持为预定值等。作为第一偏差评价值的具体例，可以举出上述预定条件下的第一估计值＾ttw的标准偏差。作为第二偏差评价值的具体例，可以举出上述预定条件下的第二估计值ttw的标准偏差。第一偏差评价值和第二偏差评价值是基于由实机试验获取的数据而预先算出的。
[0066]
损耗校正部133校正损耗计算值pj，以缩小第一估计值＾ttw与第二估计值ttw之差中与第一偏差评价值对应的分量。温度校正部134校正温度检测值tt，以缩小第一估计值＾ttw与第二估计值ttw之差中与第二偏差评价值对应的分量。例如，控制电路100还包括目标值计算部125、损耗校正系数计算部131和温度校正系数计算部132。
[0067]
目标值计算部125基于第一估计值＾ttw、第二估计值ttw、第一偏差评价值和第二偏差评价值来计算温度目标值tref。温度目标值tref是第一估计值＾ttw及第二估计值ttw的共同的收敛目标值。例如，目标值计算部125通过下式计算温度目标值tref。
[0068]
tref＝＾ttw
·
k2/(k1+k2)+ttw
·
k1/(k1+k2)
……
(1)
[0069]
k1：第一偏差评价值
[0070]
k2：第二偏差评价值
[0071]
损耗校正系数计算部131计算损耗校正系数kcp，使得第一估计值＾ttw收敛于温度目标值tref。损耗校正系数kcp是针对损耗计算值pj的校正系数。损耗校正部133通过将损耗校正系数kcp乘以损耗计算值pj来校正损耗计算值pj。基于校正后的损耗计算值pj的第一估计值＾ttw收敛于温度目标值tref。
[0072]
温度校正系数计算部132计算温度校正系数kct，使得第二估计值ttw收敛于温度目标值tref。温度校正系数kct是针对温度检测结果的校正系数。温度校正部134通过对温度检测值tt乘以温度校正系数kct来校正温度检测值tt。基于校正后的温度检测值tt的第二估计值ttw收敛于温度目标值tref。
[0073]
图4是例示出损耗校正系数计算部131和温度校正系数计算部132执行的处理的框线图。损耗校正系数计算部131在相加点151计算温度目标值tref与第一估计值＾ttw的偏差，将表示比例/积分的传递函数152乘以该偏差来计算校正率，在相加点153将该校正率和1相加来计算损耗校正系数kcp。并且，损耗校正系数计算部131在相乘点154处将损耗校正系数kcp乘以第一估计值＾ttw，以校正第一估计值＾ttw。损耗校正系数计算部131通过重复以上的处理，直到在相加点151计算出的偏差低于预定的阈值为止，由此计算使第一估计值＾ttw收敛于温度目标值tref的损耗校正系数kcp。
[0074]
温度校正系数计算部132在相加点161处计算温度目标值tref与第二估计值ttw之间的偏差，将表示比例/积分的传递函数162乘以该偏差来计算校正率，在相加点163将该校正率和1相加来计算温度校正系数kct。并且，温度校正系数计算部132在相乘点164将温度校正系数kct乘以第二估计值ttw，以校正第二估计值ttw。温度校正系数计算部132通过重复以上的处理，直到在相加点161计算出的偏差低于预定的阈值为止，由此计算使第二估计值ttw收敛于温度目标值tref的温度校正系数kct。
[0075]
控制电路100也可以构成为在损耗校正部133对损耗计算值pj的校正和温度校正部134对温度检测值tt的校正之前还执行以下处理：校正损耗计算值pj，使得第一估计值＾ttw的变化分量接近第二估计值ttw的变化分量，并且校正温度检测值tt，使得第二估计值ttw的变化分量接近第一估计值＾ttw的变化分量。例如，如图5所示，控制电路100还包括损耗预备校正部146和温度预备校正部147。
[0076]
损耗预备校正部146校正损耗计算值pj，使得第一估计值＾ttw的变化分量接近温度检测值tt的变化分量。温度预备校正部147校正温度检测值tt，使得温度检测值tt的变化分量接近第一估计值＾ttw的变化分量。
[0077]
这样，损耗预备校正部146校正损耗计算值pj，使得第一估计值＾ttw的变化分量接近第二估计值ttw的变化分量，温度预备校正部147校正温度检测值tt，使得第二估计值ttw的变化分量接近第一估计值＾ttw的变化分量，由此第一估计值＾ttw的变化分量和第二估计值ttw的变化分量收敛于同一值。通过使针对同一估计对象的第一估计值＾ttw的变化分量和第二估计值ttw的变化分量收敛于同一值，能够适当地校正损耗计算值pj和温度检测值tt。
[0078]
第一估计部123基于由损耗预备校正部146校正的损耗计算值pj来计算第一估计值＾ttw。以下，将该第一估计值＾ttw称为“增益校正后的第一估计值＾ttw”。第二估计部124基于由温度预备校正部147校正的温度检测值tt来计算第二估计值ttw。以下，将该第二估计值ttw称为“增益校正后的第二估计值ttw”。上述目标值计算部125基于增益校正后的第一估计值＾ttw和增益校正后的第二估计值ttw来计算温度目标值tref。
[0079]
控制电路100也可以构成为基于第一估计值＾ttw的变化分量的偏差的大小和第二估计值ttw的变化分量的偏差的大小来调节第一估计值＾ttw的变化分量的校正量与第二估计值ttw的变化分量的校正量的比例。例如，控制电路100也可以构成为根据第二估计值ttw
的变化分量的偏差的大小相对于第一估计值＾ttw的变化分量的偏差的大小的比率变大，而减小第一估计值＾ttw的变化分量的校正量，增大第二估计值ttw的变化分量的校正量。第一估计值＾ttw的变化分量及第二估计值ttw的变化分量中偏差大的一者(可靠性低的一者)被较大地校正，由此损耗计算值pj和温度检测值tt被更适当地校正。
[0080]
例如，控制电路100还具有变化分量计算部141和振幅偏差存储部143。变化分量计算部141计算第一估计值＾ttw的变化分量与第二估计值ttw的变化分量之差。在周边环境温度是固定值的情况下，第二估计值ttw的变化分量与温度检测值tt的变化分量相同。因此，变化分量计算部141也可以计算第一估计值＾ttw的变化分量与温度检测值tt的变化分量之差，作为第一估计值＾ttw的变化分量与第二估计值ttw的变化分量之差。例如，变化分量计算部141计算第一估计值＾ttw与温度检测值tt之差的变化分量，作为第一估计值＾ttw的变化分量与温度检测值tt的变化分量之差。另外例示变化分量计算部141对差的变化分量的计算处理。
[0081]
振幅偏差存储部143存储表示预定条件下的第一估计值＾ttw的振幅的偏差的第一振幅偏差评价值和表示预定条件下的第二估计值ttw的振幅的偏差的第二振幅偏差评价值。作为预定条件的具体例，可以举出周边环境温度被保持为预定值，直流母线电压vpn被保持为预定值，u相电流iu、v相电流iv及w相电流iw的振幅及频率被保持为预定值等。作为第一振幅偏差评价值的具体例，可以举出上述预定条件下的第一估计值＾ttw的振幅的标准偏差。作为第二振幅偏差评价值的具体例，可以举出上述预定条件下的第二估计值ttw的振幅的标准偏差。第一振幅偏差评价值和第二振幅偏差评价值是基于通过实机试验获取的数据而预先算出的。
[0082]
损耗预备校正部146校正损耗计算值pj，以缩小由变化分量计算部141计算出的差的变化分量中与第一振幅偏差评价值对应的分量。温度预备校正部147校正温度检测值tt，以缩小由变化分量计算部141计算出的差的变化分量中与第二振幅偏差评价值对应的分量。例如，控制电路100还包括校正增益计算部142、损耗增益计算部144和温度增益计算部145。
[0083]
校正增益计算部142基于差的变化分量计算用于缩小差的变化分量的校正增益g0。校正增益计算部142计算校正增益g0，以当第一估计值＾ttw的变化分量比第二估计值ttw的变化分量大时为正值，当第一估计值＾ttw的变化分量比第二估计值ttw的变化分量小时为负值。另外例示校正增益计算部142对校正增益g0的计算处理。
[0084]
损耗增益计算部144基于第一振幅偏差评价值、第二振幅偏差评价值和校正增益g0计算用于校正损耗计算值pj的损耗增益g1。例如，损耗增益计算部144通过下式计算损耗增益g1。
[0085]
g1＝1-(k112/(k112+k122)
1/2
)
·
g0
……
(2)
[0086]
k11：第一振幅偏差评价值
[0087]
k12：第二振幅偏差评价值
[0088]
温度增益计算部145基于第一振幅偏差评价值、第二振幅偏差评价值、校正增益g0计算用于校正温度检测值tt的温度增益g2。例如，温度增益计算部145通过下式计算温度增益g2。
[0089]
g2＝1+(k122/(k112+k122)
1/2
)
·
g0
……
(3)
[0090]
损耗预备校正部146通过将损耗增益g1乘以损耗计算值pj来校正损耗计算值pj。温度增益计算部145通过将温度检测值tt乘以温度增益g2来校正温度检测值tt。
[0091]
如上所述，校正增益g0当第一估计值＾ttw的变化分量比第二估计值ttw的变化分量大时为正值，当第一估计值＾ttw的变化分量比第二估计值ttw的变化分量小时为负值。因此，当第一估计值＾ttw的变化分量比第二估计值ttw的变化分量大时，损耗增益g1成为比1小的值，温度增益g2成为比1大的值。通过对损耗计算值pj乘以损耗增益g1，第一估计值＾ttw的变化分量向第二估计值ttw的变化分量缩小。通过对温度检测值tt乘以温度增益g2，第二估计值ttw的变化分量向第一估计值＾ttw的变化分量放大。由此，上述差的变化分量被缩小。
[0092]
当第一估计值＾ttw的变化分量比第二估计值ttw的变化分量小时，损耗增益g1成为比1大的值，温度增益g2成为比1小的值。通过对损耗计算值pj乘以损耗增益g1，第一估计值＾ttw的变化分量向第二估计值ttw的变化分量放大。通过对温度检测值tt乘以温度增益g2，第二估计值ttw的变化分量向第一估计值＾ttw的变化分量缩小。由此，上述差的变化分量被缩小。
[0093]
基于损耗计算值pj与损耗增益g1的乘法运算的、第一估计值＾ttw的变化分量的缩小率或放大率根据第一振幅偏差评价值k11的大小来确定。基于温度检测值tt与温度增益g2的乘法运算的、第二估计值ttw的变化分量的放大率或缩小率根据第二振幅偏差评价值k12的大小来确定。因此，损耗预备校正部146通过将损耗计算值pj乘以损耗增益g1来校正损耗计算值pj，以缩小差的变化分量中与第一幅度偏差评价值k11对应的分量。温度预备校正部147通过将温度检测值tt乘以温度增益g2来校正温度检测值tt，以缩小差的变化分量中与第二振幅偏差评价值k12对应的分量。
[0094]
控制电路100也可以构成为在通过损耗预备校正部146校正损耗计算值pj并且通过温度预备校正部147校正温度检测值tt之后，重复变化分量计算部141对差的变化分量的计算和损耗预备校正部146对损耗计算值pj的校正及温度预备校正部147对温度检测值tt的校正，直到差的变化分量低于预定阈值为止。此时，第一估计部123基于差的变化分量低于上述阈值后的损耗计算值pj计算出的第一估计值＾ttw成为上述增益校正后的第一估计值＾ttw。另外，第二估计部124基于差的变化分量低于上述阈值后的温度检测值tt计算出的第二估计值ttw成为上述增益校正后的第二估计值ttw。
[0095]
控制电路100还可以包括环境温度估计部148。环境温度估计部148基于由损耗预备校正部146校正的损耗计算值pj和由温度预备校正部147校正的温度检测值tt来估计周边环境温度。例如，环境温度估计部148基于增益校正后的第一估计值＾ttw与温度检测值tt之差来估计周边环境温度＾tw。第二估计部124基于由温度预备校正部147校正的温度检测值tt和由环境温度估计部148估计的周边环境温度＾tw来计算上述增益校正后的第二估计值ttw。
[0096]
图6是示出变化分量计算部141对差的变化分量的计算处理和校正增益计算部142对校正增益g0的计算处理的框线图。变化分量计算部141在相加点171计算第一估计值＾ttw与温度检测值tt的偏差，将该偏差乘以表示高通型滤波的传递函数172，计算上述差的变化分量。
[0097]
校正增益计算部142将表示高通型滤波的传递函数173与第一估计值＾ttw相乘后
的值，在相乘点174，将差的变化分量与上述相乘后的值相乘。由此，计算出当第一估计值＾ttw比第二估计值ttw大时成为正值、当第一估计值＾ttw比第二估计值ttw小时成为负值的暂定补正增益。校正增益计算部142将表示比例/积分的传递函数175计算为上述暂定校正增益，以计算校正增益g0。环境温度估计部148基于在相加点171由变化分量计算部141计算出的偏差来计算上述周边环境温度＾tw。
[0098]
以上，例示了控制电路100的功能上的结构，但由于各功能块是控制电路100的构成要素，因此各功能块执行的处理内容相当于控制电路100执行的处理内容。
[0099]
图7是例示控制电路100的硬件结构的示意图。如图7所示，控制电路100包括一个或多个处理器191、内存192、存储器193、输入输出端口194和开关控制电路195。存储器193具有计算机可读取的存储介质，例如非易失性半导体内存等。存储器193存储有程序，该程序用于使控制电路100执行温度估计方法，该温度估计方法包括：基于施加在开关31的端子之间的电压、流过开关31的电流和开关31的接通/断开定时来计算开关31处的电力损耗；基于传感器位置p27的温度的检测结果来校正电力损耗的计算结果；基于电力损耗的计算结果来校正传感器位置p27的温度的检测结果；基于校正后的电力损耗的计算结果和校正后的传感器位置p27的温度的检测结果来估计开关位置p31的温度。例如，存储器193存储有用于使控制电路100构成上述的各功能块的程序。
[0100]
内存192临时存储从存储器193的存储介质加载的程序和处理器191的运算结果。处理器191通过与内存192协同动作来执行上述程序，从而构成控制电路100的各功能块。输入输出端口194基于来自处理器191的指令在与电流传感器14、电压传感器15、温度传感器27及开关31之间进行信息的输入输出。开关控制电路195根据来自处理器191的指令向开关模块20输出用于切换开关31的接通/断开的驱动信号。
[0101]
此外，控制电路100不限于通过程序来构成各功能的电路。例如，控制电路100也可以由专用逻辑电路或集成了专用逻辑电路的asic(application specific integrated circuit，专用集成电路)构成至少一部分功能。
[0102]
(电力转换步骤)
[0103]
接着，作为电力转换方法的一例，例示控制电路100执行的电力转换电路10的控制步骤。该步骤包括温度估计方法，该方法包括：基于施加在开关31的端子之间的电压、流过开关31的电流和开关31的接通/断开定时来计算开关31中的电力损耗；基于传感器位置p27的温度的检测结果来校正电力损耗的计算结果；基于电力损耗的计算结果来校正传感器位置p27的温度的检测结果；基于校正后的电力损耗的计算结果和校正后的传感器位置p27的温度的检测结果来估计开关位置p31的温度。以下，详细地例示控制步骤。
[0104]
如图8所示，控制电路100首先执行步骤s01、s02、s03、s04、s05。在步骤s01中，电流指令生成部111基于转矩指令t＊来计算d轴电流指令id＊及q轴电流指令iq＊。在步骤s02中，电流信息获取部115获取电流传感器14的检测结果，计算d轴电流id及q轴电流iq。在步骤s03中，电压指令生成部112基于d轴电流指令id＊、q轴电流指令iq＊、d轴电流id以及q轴电流iq来计算d轴电压指令vd＊和q轴电压指令vq＊，以缩小d轴电流指令id＊与d轴电流id之间的偏差，并缩小q轴电流指令iq＊与q轴电流iq之间的偏差。
[0105]
在步骤s04中，温度估计部116估计开关位置p31的温度。后面将描述步骤s04的具体步骤。在步骤s05中，输出抑制部117确认开关位置p31的温度是否超过预定的阈值。
[0106]
在步骤s05中判定为开关位置p31的温度超过阈值的情况下，控制电路100执行步骤s06。在步骤s06中，输出抑制部117进行用于通过pwm控制部114抑制驱动电力的处理。例如，输出抑制部117使d轴电压指令vd＊及q轴电压指令vq＊缩小。
[0107]
接着，控制电路100执行步骤s07。在步骤s05中判定为开关位置p31的温度没有超过阈值的情况下，控制电路100不执行步骤s06而执行步骤s07。在步骤s07中，坐标转换部113对d轴电压指令vd＊和q轴电压指令vq＊实施从dq坐标系向αβ坐标系的坐标转换和从2相向3相的转换，计算u相电压指令vu＊、v相电压指令vv＊以及w相电压指令vw＊。在步骤s08中，pwm控制部114切换开关模块的多个开关31的接通/断开，以对马达91施加基于u相电压指令vu＊、v相电压指令vv＊及w相电压指令vw＊的驱动电压。然后，控制电路100使处理返回到步骤s01。此后，重复上述控制步骤。
[0108]
图9是例示步骤s04中的温度估计步骤的流程图。如图9所示，控制电路100依次执行步骤s11、s12、s13、s14、s15、s16、s17。在步骤s11中，损耗计算部121获取由电压传感器15检测出的直流母线电压vpn。在步骤s12中，损耗计算部121从pwm控制部114获取与开关31的接通/断开定时有关的信息。在步骤s13中，损耗计算部121基于在步骤s11中获取的直流母线电压vpn、在步骤s02中获取的u相电流iu、v相电流iv和w相电流iw、以及在步骤s12中获取的开关31的接通/断开定时来计算损耗计算值pj。在步骤s14中，温度获取部122获取温度传感器27的温度检测值tt。
[0109]
在步骤s15中，损耗预备校正部146进行损耗计算值pj的预备校正，温度预备校正部147进行温度检测值tt的预备校正。后面叙述步骤s15的具体内容。在步骤s16中，损耗校正部133校正损耗计算值pj，且温度校正部134校正温度检测值tt。后面叙述步骤s16的具体内容。在步骤s17中，温度估计部116基于由损耗校正部133校正的损耗计算值pj和由温度校正部134校正的温度检测值tt来估计开关位置p31的温度。通过以上步骤完成温度估计步骤。
[0110]
图10是例示步骤s15中的预备校正步骤的流程图。如图10所示，控制电路100首先执行步骤s21、s22、s23。在步骤s21中，第一估计部123基于由损耗计算部121计算的损耗计算值pj来计算第一估计值＾ttw。在步骤s22中，变化分量计算部141基于在步骤s21中计算出的第一估计值＾ttw和在步骤s14中获取的温度检测值tt来计算上述差的变化分量。在步骤s23中，校正增益计算部142确认差的变化分量是否低于预定的阈值。
[0111]
在步骤s23中判定为差的变化分量不低于阈值的情况下，控制电路100执行步骤s24、s25、s26、s27、s28。在步骤s24中，校正增益计算部142基于在步骤s22中计算出的差的变化分量来计算用于缩小差的变化分量的校正增益g0。在步骤s25中，损耗增益计算部144基于第一振幅偏差评价值、第二振幅偏差评价值和校正增益g0来计算用于校正损耗计算值pj的损耗增益g1。在步骤s26中，温度增益计算部145基于第一振幅偏差评价值、第二振幅偏差评价值和校正增益g0来计算用于校正温度检测值tt的温度增益g2。
[0112]
在步骤s27中，损耗预备校正部146通过将损耗计算值pj乘以损耗增益g1来校正损耗计算值pj。在步骤s28中，温度预备校正部147通过将温度检测值tt乘以温度增益g2来校正温度检测值tt。然后，控制电路100使处理返回到步骤s21。此后，重复损耗计算值pj和温度检测值tt的预备校正，直到在步骤s23中判定为差的变化分量低于预定阈值为止。在步骤s23中判定为差的变化分量低于阈值的情况下，损耗计算值pj及温度检测值tt的预备校正
结束。
[0113]
图11是例示步骤s16中的校正步骤的流程图。控制电路100依次执行步骤s31、s32、s33、s34、s35、s36、s37。在步骤s31中，环境温度估计部148基于由损耗预备校正部146校正的损耗计算值pj和由温度预备校正部147校正的温度检测值tt来估计周边环境温度＾tw。在步骤s32中，第二估计部124基于由温度预备校正部147校正的温度检测值tt和由环境温度估计部148估计的周边环境温度＾tw来计算第二估计值ttw。在步骤s33中，目标值计算部125基于在步骤s21中计算出的第一估计值＾ttw和在步骤s32中计算出的第二估计值ttw来计算温度目标值tref。
[0114]
在步骤s34中，损耗校正系数计算部131计算损耗校正系数kcp，使得第一估计值＾ttw收敛于温度目标值tref。后面叙述步骤s34的具体内容。在步骤s35中，温度校正系数计算部132计算温度校正系数kct，使得第二估计值ttw收敛于温度目标值tref。后面叙述步骤s35的具体内容。在步骤s36中，损耗校正部133通过将损耗计算值pj乘以损耗校正系数kcp来校正损耗计算值pj。在步骤s37中，温度校正部134通过将温度检测值tt乘以温度校正系数kct来校正温度检测值tt。以上，损耗计算值pj及温度检测值tt的校正步骤结束。
[0115]
图12是例示出步骤s34中的损耗校正系数的计算步骤的流程图。控制电路100首先执行步骤s41、s42。在步骤s41中，损耗校正系数计算部131计算温度目标值tref与第一估计值＾ttw的偏差。在步骤s42中，损耗校正系数计算部131确认温度目标值tref与第一估计值＾ttw的偏差是否低于预定的阈值。
[0116]
在步骤s42中判定为温度目标值tref与第一估计值＾ttw的偏差不低于阈值的情况下，控制电路100执行步骤s43、s44。在步骤s43中，损耗校正系数计算部131对温度目标值tref与第一估计值＾ttw的偏差实施比例/积分，计算出校正率，将该校正率与1相加，计算出损耗校正系数kcp。在步骤s44中，损耗校正系数计算部131通过将第一估计值＾ttw乘以损耗校正系数kcp来校正第一估计值＾ttw。然后，控制电路100使处理返回到步骤s41。之后，重复损耗校正系数kcp的计算和第一估计值＾ttw的校正，直到温度目标值tref与第一估计值＾ttw的偏差低于阈值为止。当在步骤s42中判定为温度目标值tref与第一估计值＾ttw的偏差小于预定阈值时，损耗校正系数kcp的计算结束。
[0117]
图13是例示步骤s35中的温度校正系数的计算步骤的流程图。控制电路100首先执行步骤s51、s52。在步骤s51中，温度校正系数计算部132计算温度目标值tref与第二估计值ttw的偏差。在步骤s52中，温度校正系数计算部132确认温度目标值tref与第二估计值ttw的偏差是否低于预定的阈值。
[0118]
在步骤s52中判定为温度目标值tref与第二估计值ttw的偏差不低于阈值的情况下，控制电路100执行步骤s53、s54。在步骤s53中，温度校正系数计算部132对温度目标值tref与第二估计值ttw的偏差实施比例/积分来计算校正率，将该校正率与1相加来计算温度校正系数kct。在步骤s54中，温度校正系数计算部132通过将第二估计值ttw乘以温度校正系数kct来校正第二估计值ttw。然后，控制电路100使处理返回到步骤s51。以后，重复进行温度校正系数kct的计算和第二估计值ttw的校正，直到温度目标值tref与第二估计值ttw的偏差低于阈值为止。在步骤s52中判定为温度目标值tref与第二估计值ttw的偏差低于预定的阈值的情况下，温度校正系数kct的计算结束。
[0119]
(本实施方式的效果)
[0120]
如上所述，电力转换装置1包括：电力转换电路10，该电力转换电路10具有检测传感器位置p27的温度的温度传感器27以及在离开传感器位置p27的开关位置p31处切换正极线16p、负极线16n与输出线17u、17v、17w之间的接通/断开的开关31；损耗计算部121，基于施加在开关31的端子之间的电压、流过开关31的电流、和开关31的接通/断开定时来计算开关31中的电力损耗；损耗校正部133，基于传感器位置p27的温度的检测结果来校正电力损耗的计算结果；温度校正部134，基于电力损耗的计算结果来校正温度的检测结果；以及温度估计部116，基于校正后的电力损耗的计算结果和校正后的温度的检测结果来估计开关位置p31的温度。
[0121]
在基于温度的检测结果和电力损耗的计算结果的开关位置p31的温度估计中，可产生温度的检测误差和电力损耗的计算误差这两者。对此，根据本电力转换装置1，基于温度的检测结果来校正电力损耗的计算结果，基于电力损耗的计算结果来校正温度的检测结果，基于校正后的电力损耗的计算结果和校正后的温度的检测结果来估计开关位置p31的温度。由于传感器位置p27的温度与开关31的电力损耗相关，所以能够基于电力损耗的计算结果来适当地校正温度的检测结果，并且基于温度的检测结果来适当地校正电力损耗的计算结果。因此，对于以更高的精度估计电力转换电路10的开关31的温度是有效的。另外，开关位置p31也可以以开关31中的发热对温度传感器27的检测结果产生影响的距离离开传感器位置p27。损耗计算部121也可以将正极线16p、负极线16n的电压及输出线17u、17v、17w的电流换算为开关31的端子间电压及流过开关31的电流。
[0122]
电力转换装置1还包括：第一估计部123，基于电力损耗的计算结果来计算预定的估计对象的第一估计值；以及第二估计部124，基于温度的检测结果来计算估计对象的第二估计值，损耗校正部133可以校正电力损耗的计算结果，使得第一估计值接近第二估计值，温度校正部134可以校正温度的检测结果，使得第二估计值接近第一估计值。在这种情况下，对于相同的估计对象，基于电力损耗的计算结果来计算第一估计值，基于温度的检测结果来计算第二估计值，并对它们进行比较，由此能够容易地校正电力损耗的计算结果和温度的检测结果。
[0123]
电力转换装置1还包括偏差存储部126，偏差存储部126存储表示预定条件下的第一估计值的偏差的第一偏差评价值和表示预定条件下的第二估计值的偏差的第二偏差评价值，损耗校正部133可以校正电力损耗的计算结果以缩小第一估计值与第二估计值的差中与第一偏差评价值对应的分量，温度校正部134可以校正温度的检测结果以缩小第一估计值与第二估计值之差中与第二偏差评价值对应的分量。在这种情况下，通过基于第一估计值的偏差和第二估计值的偏差，能够更适当地组合损耗校正部133对电力损耗的计算结果的校正和温度校正部134对温度的检测结果的校正，进一步提高开关位置p31的温度的估计精度。
[0124]
估计对象可以是传感器位置p27的温度与周边环境温度的温度差。在该情况下，能够容易地计算出第一估计值及第二估计值。
[0125]
电力转换装置1还包括：损耗预备校正部146，校正电力损耗的计算结果以使第一估计值的变化分量接近第二估计值的变化分量；以及温度预备校正部147，校正温度的检测结果以使第二估计值的变化分量接近第一估计值的变化分量，第一估计部123可以基于由损耗预备校正部146校正的电力损耗的计算结果来计算第一估计值，第二估计部124可以基
于由温度预备校正部147校正的温度的检测结果来计算第二估计值。在这种情况下，通过损耗预备校正部146和温度预备校正部147主要校正开关位置p31的温度估计结果的增益分量，通过损耗校正部133和温度校正部134主要校正开关位置p31的温度估计结果的稳定分量。这样，通过分别校正变化分量和稳定分量，能够进一步提高开关位置p31的温度的估计精度。
[0126]
电力转换装置1还包括振幅偏差存储部143，振幅偏差存储部143存储表示预定条件下的第一估计值的振幅的偏差的第一振幅偏差评价值和表示预定条件下的第二估计值的变化分量的偏差的第二振幅偏差评价值，损耗预备校正部146可以校正电力损耗的计算结果，以缩小第一估计值的变化分量与第二估计值的变化分量之差中与第一振幅偏差评价值对应的分量，温度预备校正部147可以校正温度的检测结果，以缩小第一估计值的变化分量与第二估计值的变化分量之差中与第二振幅偏差评价值对应的分量。在这种情况下，通过基于第一估计值的振幅的偏差和第二估计值的振幅的偏差，能够更适当地组合损耗预备校正部146对电力损耗的计算结果的校正和温度预备校正部147对温度的检测结果的校正，进一步提高开关位置p31的温度的估计精度。
[0127]
电力转换装置1还包括环境温度估计部148，环境温度估计部148基于由损耗预备校正部146校正的电力损耗的计算结果和由温度预备校正部147校正的温度的检测结果来估计周边环境温度。第二估计部124可以基于由温度预备校正部147校正的温度的检测结果和由环境温度估计部148估计的周边环境温度来计算第二估计值。在这种情况下，通过估计周边环境温度，能够进一步简化装置结构。
[0128]
以上，对实施方式进行了说明，但是本公开不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内，能够进行各种变更。
[0129]
[符号说明]
[0130]1…
电力转换装置、10
…
电力转换电路、16p
…
正极线(一次侧线)、16n
…
负极线(一次侧线)、17u，17v，17w
…
输出线(二次侧线)、27
…
温度传感器、31
…
开关、116
…
温度估计部、121
…
损耗计算部、123
…
第一估计部、124
…
第二估计部、126
…
偏差存储部、133
…
损耗校正部、134
…
温度校正部、143
…
振幅偏差存储部、146
…
损耗预备校正部、147
…
温度预备校正部、148
…
环境温度估计部、p27
…
传感器位置(第一位置)、p31
…
开关位置(第二位置)。