JP2008011670A - Inverter system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のスイッチング素子と、平滑化用コンデンサと、制御部とを備え、多相回転機を駆動させるインバータ装置に関する。 The present invention relates to an inverter device that includes a plurality of switching elements, a smoothing capacitor, and a control unit, and drives a multiphase rotating machine.
従来から、電気自動車またはハイブリッド車等の走行用モータを搭載した車両において、多相回転機である走行用モータと電源装置との間にインバータ装置を設けて、このインバータ装置により、走行用モータに駆動用信号を送り、走行用モータを駆動することが知られている。図21は、このようなインバータ装置の従来構造の1例を示している。図21に示すインバータ装置10は、IGBT等の複数のスイッチング素子A1,A2,A3,A4,A5,A6と、平滑化用コンデンサ12と、制御部13とを備える。複数のスイッチング素子A1,A2,A3,A4,A5,A6は、電源装置18の正極側(図21の上側)と負極側(図21の下側)とにそれぞれ3個ずつ接続されると共に、走行用モータ14の複数相(U相,V相,W相)の巻線(図示せず)にそれぞれ接続されている。また、複数のスイッチング素子A1,A2,A3,A4,A5,A6に隣接する状態で図示しない保護用のダイオードが接続されている。
Conventionally, in a vehicle equipped with a traveling motor such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, an inverter device has been provided between the traveling motor that is a multi-phase rotating machine and a power supply device. It is known to drive a driving motor by sending a driving signal. FIG. 21 shows an example of a conventional structure of such an inverter device. The
平滑化用コンデンサ12は、複数のスイッチング素子A1,A2・・・A6およびダイオードを備えた主回路部16と並列に接続されている。また、電源装置18の正極側と平滑化用コンデンサ12との間にメインコンタクタ20を設けている。このようなインバータ装置10により走行用モータ14を駆動する場合には、複数のスイッチング素子A1,A2・・・A6のスイッチングのオンおよびオフを制御部13で制御することにより、走行用モータ14を駆動する。また、走行用モータ14の駆動を停止する場合には、図示しないキースイッチをオフすることにより、このキースイッチのオフに対応してメインコンタクタ20をオフする。また、制御部13には、スイッチング素子A1,A2・・・A6に電圧信号を送るためのゲート回路22を設けている。
The
このようなインバータ装置10において、平滑化用コンデンサ12に電荷が残った状態で、制御部13の電源がオフされると、スイッチング素子A1,A2・・・A6の入力電流が無制御状態となり、スイッチング素子A1,A2・・・A6およびゲート回路22が破損してしまう可能性がある。このため、メインコンタクタ20がオフされる場合には、走行用モータ14の駆動を停止するように制御した状態で、平滑化用コンデンサ12を放電させ、スイッチング素子A1,A2・・・A6の少なくとも1個に電流を流して、走行用モータ14の巻線の抵抗による発熱で電力を消費させることが考えられている。
In such an
また、特許文献1には、走行用モータを備えた電気自動車の制御装置に関して、イグニッションのオフ時にコンデンサに蓄積されている電荷を放電するために、トルク電流成分であるq軸電流指令値を0に設定すると共に、励磁電流成分であるd軸電流指令値が正と負とに交互に現れ、その絶対値が等しくなるようにd軸電流指令値を設定することが記載されている。
Further, in
上記の図21に示したインバータ装置10において、平滑化用コンデンサ12の放電時に放電しきるまで、インバータ装置10の一部のスイッチング素子に電流が流れ続けると、スイッチング素子が発熱して破損する、熱破壊が生じる可能性がある。
In the
これに対して、特許文献1に記載された電気自動車の制御装置は、放電時に、車両を駆動させずに、コンデンサに蓄積されている電荷を放電させると共に、放電時間が長くなることを防止することを目的として考えられたものであり、インバータ装置のスイッチング素子が熱破壊するのを防止することを考慮されたものではない。なお、走行用以外のモータ等の多相回転機をインバータで駆動する場合も、上記と同様に放電時に一部のスイッチング素子に電流が流れ続けることで、スイッチング素子に熱破壊が生じる可能性がある。
On the other hand, the control device for an electric vehicle described in
本発明の目的は、インバータ装置において、平滑化用コンデンサの放電時にスイッチング素子に電流を流す場合でも、スイッチング素子が熱破壊するのを防止することを目的とする。 An object of the present invention is to prevent the switching element from being thermally destroyed even when a current is passed through the switching element during discharging of the smoothing capacitor in the inverter device.
本発明に係るインバータ装置は、複数のスイッチング素子と、平滑化用コンデンサと、制御部とを備え、多相回転機を駆動させるインバータ装置であって、制御部は、多相回転機を駆動する場合には、複数のスイッチング素子のオンオフを制御することにより多相回転機を駆動し、平滑化用コンデンサを放電する場合には、多相回転機の駆動を停止し、かつ、一部のスイッチング素子がオンされ残部のスイッチング素子がオフされる状態と、一部のスイッチング素子がオフされ残部のスイッチング素子がオンされる状態とを切り替えることを特徴とするインバータ装置である。 An inverter device according to the present invention is an inverter device that includes a plurality of switching elements, a smoothing capacitor, and a control unit and drives a multiphase rotating machine, and the control unit drives the multiphase rotating machine. In this case, the multi-phase rotating machine is driven by controlling on / off of a plurality of switching elements, and when the smoothing capacitor is discharged, the driving of the multi-phase rotating machine is stopped and a part of the switching is performed. An inverter device that switches between a state in which an element is turned on and a remaining switching element is turned off and a state in which some switching elements are turned off and a remaining switching element is turned on.
また、好ましくは、制御部は、放電する場合において、スイッチング素子のオンとオフとを切り替える場合に、スイッチング素子に加える電圧を徐々に変化させる。 Preferably, the control unit gradually changes the voltage applied to the switching element when the switching element is turned on and off when discharging.
また、より好ましくは、制御部は、放電する場合において、スイッチング素子のオンとオフとを切り替える場合に、スイッチング素子に加える電圧を一定の時間変化率で変化させる。 More preferably, in the case of discharging, the control unit changes the voltage applied to the switching element at a constant rate of time change when switching the switching element on and off.
また、本発明に係るインバータ装置において好ましくは、制御部は、放電する場合において、スイッチング素子のオンとオフとを、一定時間の経過時に切り替えることを繰り返す。 In the inverter device according to the present invention, preferably, the control unit repeatedly switches on and off of the switching element when a predetermined time elapses when discharging.
また、本発明に係るインバータ装置において好ましくは、各スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段を備え、制御部は、放電する場合において、温度検出手段により検出された温度が所定の閾値を超えた場合に、各スイッチング素子のオンとオフとを切り替える。 Further, the inverter device according to the present invention preferably includes a temperature detection means for detecting the temperature of each switching element, and the controller detects that the temperature detected by the temperature detection means exceeds a predetermined threshold when discharging. In this case, each switching element is switched on and off.
本発明に係るインバータ装置によれば、平滑化用コンデンサの放電時にスイッチング素子に電流を流す場合でも、放電しきるまでの全時間で、複数のスイッチング素子の一部の同じスイッチング素子のみに電流が流れ続けるのを防止でき、スイッチング素子の熱破壊を防止できる。 According to the inverter device of the present invention, even when a current is passed through the switching element when the smoothing capacitor is discharged, the current flows only in a part of the plurality of switching elements in the entire time until the discharge is completed. It is possible to prevent the switching element from continuing and to prevent thermal destruction of the switching element.
[第1の発明の実施の形態]
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図1から図5は、第1の実施の形態を示している。本実施の形態に係るインバータ装置10は、上記の図21に示した構造の場合と同様に、ハイブリッド車または電気自動車に搭載し、走行用モータ14を駆動するために使用する。インバータ装置10は、上記の図21に示した構造と同様に、電源装置18(図21参照)と走行用モータ14との間に設けたIGBT等の複数のスイッチング素子A1,A2,A3,A4,A5,A6と、それぞれのスイッチング素子A1,A2,A3,A4,A5,A6に対応して接続した保護用のダイオードB1,B2,B3,B4,B5,B6とを備えた主回路部16(図3)と、平滑化用コンデンサ12と、制御部13とを備える。走行用モータ14は、例えば永久磁石型同期モータを使用する。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 5 show a first embodiment. The
複数のスイッチング素子A1,A2・・・A6は、それぞれ走行用モータ14の複数相(U相,V相,W相)の巻線に接続されている。また、平滑化用コンデンサ12は、主回路部16と並列に接続されている。この平滑化用コンデンサ12には電圧センサが接続され、平滑化用コンデンサ12の電圧の検出値を表す信号である検出信号が制御部13に送られる。
The plurality of switching elements A1, A2,... A6 are connected to windings of a plurality of phases (U phase, V phase, W phase) of the traveling
制御部13は、図5に示すように、モータ制御手段21と、ゲート回路22と、トルク指令算出手段25と、車両制御手段26とを有する。また、走行用モータ14(図1)の磁極位置を磁極位置センサ23により検出し、走行用モータ14の回転角度を回転センサ27により検出し、走行用モータ14の電流を電流センサ28により検出し、それぞれの検出信号がモータ制御手段21に送られる。また、トルク指令算出手段25は、アクセル開度に応じたトルク指令を生成し、モータ制御手段21に指令信号を送る。また、車両制御手段26は、キースイッチのオンオフに基づいて、車両の起動停止情報を生成する。
As shown in FIG. 5, the
モータ制御手段21は、磁極位置センサ23と回転センサ27と電流センサ28とから送られる各検出信号と、トルク指令算出手段25からの指令信号とに基づいて、PWM信号生成手段33でPWM信号を生成し、ゲート回路22に出力する。ゲート回路22は、電圧を印加するスイッチング素子A1,A2・・・A6を選択することにより、スイッチング素子A1,A2・・・A6のオンオフを制御する。
The
さらに、電源装置18の正極側と平滑化用コンデンサ12との間にメインコンタクタ20(図21参照)を設けている。このメインコンタクタ20は、図示しないキースイッチに連動してオンオフする。メインコンタクタ20は、キースイッチのオフ時だけでなく、制御部13やセンサ等に所定の異常が発生した場合も、制御部13によりオフさせる。
Further, a main contactor 20 (see FIG. 21) is provided between the positive electrode side of the
また、モータ制御手段21は、車両制御手段26から起動停止信号を受け取る放電処理手段29を備える。放電処理手段29は、起動停止情報およびメインコンタクタ20のオフを確認すると、電流指令選択手段30に所定の信号を送り、次のようにインバータ装置10のスイッチング素子A1,A2・・・A6のオンオフを制御する。
In addition, the
すなわち、本実施の形態の場合、メインコンタクタ20のオフにより平滑化用コンデンサ12を放電する場合に、走行用モータ14の駆動を停止し、かつ、図4に示すように、一部のスイッチング素子A1,A4,A6がオンされ残部のスイッチング素子A2,A3,A5がオフされる状態(S1)と、一部のスイッチング素子A1,A4,A6がオフされ残部のスイッチング素子A2,A3,A5がオンされる状態(S2)とを切り替える。
That is, in the case of the present embodiment, when the smoothing
具体的には、先ず、放電開始直後に、図2,4に示すステップS1として、走行用モータ14の駆動を停止させつつ、スイッチング素子A1,A4,A6をオンし、スイッチング素子A2,A3,A5をオフする。これにより、図1に示すように、スイッチング素子A1、A2・・・A6のうち、スイッチング素子A1,A4,A6のみに電流が流れる。そして、複数相(U相,V相,W相)の巻線に、図1に矢印イ、ロ、ハで示す方向に、それぞれ電流が流れて、電力が消費される。
Specifically, first, immediately after the start of discharge, as step S1 shown in FIGS. 2 and 4, the switching elements A1, A4, A6 are turned on while the driving of the traveling
次に、予め決定した所定の時間経過後に、図2,4に示すステップS2として、走行用モータ14の駆動を停止させつつ、スイッチング素子A1,A4,A6をオフし、スイッチング素子A2,A3,A5をオンする。これにより、図3に示すように、スイッチング素子A1、A2・・・A6のうち、スイッチング素子A2,A3,A5のみに電流が流れる。そして、複数相(U相,V相,W相)の巻線に、図3に矢印イ、ロ、ハで示す方向、すなわち図1で示した方向と逆方向に、それぞれ電流が流れて、電力が消費される。次に、ステップS3で、トータル時間Tである、放電開始からの総経過時間が放電完了時間である、予め求めた放電完了に対応する時間まで経過したと判定することを条件に、すべてのスイッチング素子A1、A2・・・A6をオフし終了する。
Next, after a predetermined time has elapsed, as step S2 shown in FIGS. 2 and 4, the switching elements A1, A4, A6 are turned off while the driving of the traveling
このような本実施の形態によれば、平滑化用コンデンサ12の放電時にスイッチング素子A1、A2・・・A6に電流を流す場合でも、放電しきるまでの全時間で、複数のスイッチング素子の一部の同じスイッチング素子A1、A2・・・A6のみに電流が流れ続けるのを防止でき、スイッチング素子A1、A2・・・A6の熱破壊を防止できる。
According to this embodiment, even when a current is passed through the switching elements A1, A2,... A6 when the smoothing
なお、本実施の形態の場合に対して、ステップS1とステップS2とで、スイッチング素子A1、A2・・・A6のオンとオフとを、それぞれ逆にすることもできる。すなわち、ステップS1で、走行用モータ14の駆動を停止させつつ、スイッチング素子A1,A4,A6をオフし、スイッチング素子A2,A3,A5をオンし、次に、ステップS2で、走行用モータ14の駆動を停止させつつ、スイッチング素子A1,A4,A6をオンし、スイッチング素子A2,A3,A5をオフすることもできる。
Note that the switching elements A1, A2,... A6 can be turned on and off in steps S1 and S2 with respect to the case of the present embodiment. That is, in step S1, the driving of the traveling
[第2の発明の実施の形態]
次に、図6から図8は、本発明の第2の実施の形態を示している。本実施の形態の場合には、上記の第1の実施の形態の場合に対して、同じ時間にオンまたはオフするスイッチング素子A1、A2・・・A6の組み合わせを異ならせている。すなわち、本実施の形態の場合には、先ず、図8に示すステップS1として、放電開始直後に、走行用モータ14の駆動を停止させつつ、スイッチング素子A2,A3,A6をオンし、スイッチング素子A1,A4,A5をオフする。これにより、図6に示すように、スイッチング素子A1、A2・・・A6のうち、スイッチング素子A2,A3,A6のみに電流が流れる。そして、複数相(U相,V相,W相)の巻線に、図6に矢印イ、ロ、ハで示す方向に、それぞれ電流が流れて、電力が消費される。
[Second Embodiment]
Next, FIGS. 6 to 8 show a second embodiment of the present invention. In the case of the present embodiment, the combinations of the switching elements A1, A2,... A6 that are turned on or off at the same time are different from those in the case of the first embodiment. That is, in the case of the present embodiment, first, as step S1 shown in FIG. 8, immediately after the start of discharge, the driving of the traveling
次に、図8に示すステップS2として、予め決定した所定の時間経過後に、走行用モータ14の駆動を停止させつつ、スイッチング素子A2,A3,A6をオフし、スイッチング素子A1,A4,A5をオンする。これにより、図7に示すように、スイッチング素子A1、A2・・・A6のうち、スイッチング素子A1,A4,A5のみに電流が流れる。そして、複数相(U相,V相,W相)の巻線に、図7に矢印イ、ロ、ハで示す方向、すなわち図6で示した方向と逆方向に、それぞれ電流が流れて、電力が消費される。次に、ステップS3(図2参照)で、トータル時間Tである、放電開始からの経過後の時間が放電完了時間である、予め求めた放電完了に対応する時間まで経過したならば、すべてのスイッチング素子A1、A2・・・A6をオフし終了する。
その他の構成および作用については、上記の第1の実施の形態と同様である。
Next, as step S2 shown in FIG. 8, after a predetermined time has elapsed, the driving of the traveling
Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.
[第3の発明の実施の形態]
次に、図9から図11は、本発明の第3の実施の形態を示している。本実施の形態の場合には、上記の第1の実施の形態および第2の実施の形態の場合に対して、同じ時間にオンまたはオフするスイッチング素子の組み合わせを異ならせている。すなわち、本実施の形態の場合は、先ず、図11に示すステップS1として、放電開始直後に、走行用モータ14の駆動を停止させつつ、スイッチング素子A2,A4,A5をオンし、スイッチング素子A1,A3,A6をオフする。これにより、図9に示すように、スイッチング素子A1、A2・・・A6のうち、スイッチング素子A2,A4,A5のみに電流が流れる。そして、複数相(U相,V相,W相)の巻線に、図9に矢印イ、ロ、ハで示す方向に、それぞれ電流が流れて、電力が消費される。
[Third Embodiment]
Next, FIGS. 9 to 11 show a third embodiment of the present invention. In the case of the present embodiment, the combinations of switching elements that are turned on or off at the same time are different from those of the first embodiment and the second embodiment. That is, in the case of the present embodiment, first, as step S1 shown in FIG. 11, immediately after the start of discharge, the driving of the traveling
次に、図11に示すステップS2として、予め決定した所定の時間経過後に、走行用モータ14の駆動を停止させつつ、スイッチング素子A2,A4,A5をオフし、スイッチング素子A1,A3,A6をオンする。これにより、図10に示すように、スイッチング素子A1、A2・・・A6のうち、スイッチング素子A1,A3,A6のみに電流が流れる。そして、複数相(U相,V相,W相)の巻線に、図10に矢印イ、ロ、ハで示す方向、すなわち図9で示した方向と逆方向に、それぞれ電流が流れて、電力が消費される。
Next, as step S2 shown in FIG. 11, after a predetermined time has elapsed, the driving of the traveling
次に、ステップS3(図2参照)で、トータル時間Tである、放電開始からの経過後の時間が放電完了時間である、予め求めた放電完了に対応する時間まで経過したならば、すべてのスイッチング素子A1、A2・・・A6をオフし終了する。
その他の構成および作用については、上記の図1から図5に示した第1の実施の形態と同様である。
なお、電流が流れるスイッチング素子A1、A2・・・A6の組み合わせは、上記の第1の実施の形態から第3の実施の形態の場合に限定するものではないが、上記の各実施の形態においては、正極側または負極側で1個のスイッチング素子のみに電流が流れる場合がある、スイッチング素子の耐久性の面からより厳しい条件の3例を説明した。この場合でも、上記のように、スイッチング素子A1、A2・・・A6のオンオフを切り替えることで、スイッチング素子A1、A2・・・A6の熱破壊を防止できる。
Next, in step S3 (see FIG. 2), if the time after the start of discharge, which is the total time T, has elapsed until the time corresponding to the discharge completion obtained in advance, which is the discharge completion time, all The switching elements A1, A2,... A6 are turned off and the process ends.
Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment shown in FIGS.
The combination of the switching elements A1, A2,... A6 through which current flows is not limited to the case of the first to third embodiments, but in each of the above embodiments Explained three examples of conditions that are more severe from the viewpoint of durability of the switching element, in which a current may flow through only one switching element on the positive electrode side or the negative electrode side. Even in this case, it is possible to prevent thermal destruction of the switching elements A1, A2,... A6 by switching the switching elements A1, A2,.
[第4の発明の実施の形態]
次に、図12から図14は、本発明の第4の実施の形態を示している。本実施の形態の場合には、上記の図1から図5に示した第1の実施の形態において、図12のステップS1からS2に移る場合のスイッチング素子A1、A2・・・A6のオンオフの切り替え時に、走行用モータ14の駆動を停止させつつ、各スイッチング素子A1、A2・・・A6にゲート回路22(図1参照)により印加する(加える)電圧を、一定の時間変化率K(または−K)で徐々に変化させている。ここで、Kは正の値である。すなわち、ステップS1からS2への移行時に、ゲート回路22からスイッチング素子A1、A2・・・A6に送り出す電圧信号が表す電圧を、一定の時間変化率K(または−K)で徐々に変化させている。
[Fourth Embodiment]
Next, FIGS. 12 to 14 show a fourth embodiment of the present invention. In the case of the present embodiment, in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the switching elements A1, A2,... A6 are turned on / off in the case of moving from step S1 to S2 in FIG. At the time of switching, the voltage applied to (applied to) the switching elements A1, A2,... A6 by the gate circuit 22 (see FIG. 1) while stopping the driving of the traveling
このようなスイッチング素子A1、A2・・・A6のオンオフの切り替えを行うために、例えば、放電時に、放電処理手段29(図5参照)から電流指令選択手段30(図5参照)に、走行用モータ14(図1参照)に印加する電流のうち、トルク電流成分であるq軸電流指令値と、励磁電流成分であるd軸電流指令値とを送る。そして、図14に示すように、放電開始直後に、q軸電流指令値を0Aに設定すると共に、d軸電流指令値を負の値である−Xに設定し、次いで、所定の時間経過後に、q軸電流指令値を0Aにしたまま、d軸電流指令値を一定の時間変化率Pで直線的に徐々に上昇させ、正の値であるXに切り替えている。なお、−XとXとは、互いの絶対値が同じである。 In order to switch the switching elements A1, A2,... A6 on and off, for example, during discharge, the discharge processing means 29 (see FIG. 5) changes the current command selection means 30 (see FIG. 5) Of the current applied to the motor 14 (see FIG. 1), a q-axis current command value that is a torque current component and a d-axis current command value that is an excitation current component are sent. Then, as shown in FIG. 14, immediately after the start of discharge, the q-axis current command value is set to 0A, the d-axis current command value is set to -X, which is a negative value, and then after a predetermined time has elapsed. While the q-axis current command value is kept at 0 A, the d-axis current command value is gradually increased linearly at a constant time change rate P, and is switched to a positive value X. Note that -X and X have the same absolute value.
q軸電流指令値およびd軸電流指令値は、電流センサ28(図5参照)により検出された電流値に基づくq軸電流およびd軸電流と共に、電流制御手段31(図5参照)に送られて、電流制御手段31でq軸電圧指令値およびd軸電圧指令値が算出される。算出されたd軸電圧指令値およびq軸電圧指令値は、位相演算手段34(図5参照)で算出された走行用モータ14の回転位相と共に、2相/3相変換手段32(図5参照)に送られ、3相交流電圧指令値に変換された後、PWM信号生成手段33(図5参照)に送られる。PWM信号生成手段33では、3相交流電圧指令値と三角波信号(キャリア信号)とに基づいて、PWM信号を生成し、ゲート回路22(図1,5参照)にPWM信号を送る。ゲート回路22はこのPWM信号に基づいて、スイッチング素子A1、A2・・・A6に電圧信号を選択して送り、図13に示すようにスイッチング素子A1、A2・・・A6のオンオフの切り替えを行う。
The q-axis current command value and the d-axis current command value are sent to the current control means 31 (see FIG. 5) together with the q-axis current and the d-axis current based on the current value detected by the current sensor 28 (see FIG. 5). Thus, the current control means 31 calculates the q-axis voltage command value and the d-axis voltage command value. The calculated d-axis voltage command value and q-axis voltage command value, together with the rotational phase of the traveling
このような構成において、放電時に、設定するq軸電流指令値を0Aとしているため、走行用モータ14の駆動を停止することができる。また、放電時に、d軸電流指令値を絶対値の等しい−XからXに切り替えるため、放電しきるまで一部の同じスイッチング素子に電流が流れ続けることを防止できる。例えば、本実施の形態のように、放電時直後に、スイッチング素子A1,A4,A6をオンし、スイッチング素子A2,A3,A5をオフしている場合でも、所定の時間経過後に、スイッチング素子A1,A4,A6をオフし、スイッチング素子A2,A3,A5をオンする状態に切り替えることができる。また、本実施の形態の場合には、図13に示したように、ゲート回路22(図1参照)からスイッチング素子A1、A2・・・A6(図1等参照)に送り出す電圧信号が表す電圧を、一定の時間変化率K(または−K)で徐々に変化させている。このため、スイッチング素子A1、A2・・・A6のオンオフの切り替え制御をより安定して行うことができる。
その他の構成および作用については、上記の図1から図5に示した第1の実施の形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
In such a configuration, since the q-axis current command value to be set is set to 0 A during discharging, the driving of the traveling
Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 described above, and thus redundant description is omitted.
[第5の発明の実施の形態]
次に、図15から図16は、本発明の第5の実施の形態を示している。本実施の形態の場合には、放電開始から放電完了までの間に、スイッチング素子A1、A2・・・A6のオンオフの切り替えを複数回(図17に示す場合は4回)行うことを可能としている。すなわち、本実施の形態においては、放電開始直後に、先ず、上記の図12から図14に示した第4の実施の形態と同様に、ステップS1で、スイッチング素子A1,A4,A6をオンし、スイッチング素子A2,A3,A5をオフする。次に、一定時間tを経過したことを条件に、制御部13(図1参照)が、放電開始からの総経過時間であるトータル時間Tが放電完了時間を経過したか否かを判定する。この判定によりトータル時間Tが放電完了時間を経過していると判定されたならば、すべてのスイッチング素子A1、A2・・・A6をオフし終了する。
[Fifth Embodiment]
Next, FIGS. 15 to 16 show a fifth embodiment of the present invention. In the case of the present embodiment, it is possible to switch the switching elements A1, A2,... A6 on and off a plurality of times (four times in the case shown in FIG. 17) between the start of discharge and the completion of discharge. Yes. That is, in this embodiment, immediately after the start of discharge, first, in step S1, the switching elements A1, A4, and A6 are turned on as in the fourth embodiment shown in FIGS. The switching elements A2, A3 and A5 are turned off. Next, on the condition that the predetermined time t has elapsed, the control unit 13 (see FIG. 1) determines whether or not the total time T that is the total elapsed time from the start of discharge has passed the discharge completion time. If it is determined by this determination that the total time T has passed the discharge completion time, all the switching elements A1, A2,.
これに対して、放電完了時間を経過していないと判定されたならば、図16に示すように、ステップS2で、スイッチング素子A1,A4,A6をオフへ、スイッチング素子A2,A3,A5をオンへ、一定の時間変化率K(または−K)で徐々に変化させ、その状態を維持する。次いで、一定時間tを経過したことを条件に、トータル時間Tが放電完了時間を経過したか否かの判定を行い、放電完了時間を経過していると判定されたならば、すべてのスイッチング素子A1、A2・・・A6をオフし終了する。 On the other hand, if it is determined that the discharge completion time has not elapsed, the switching elements A1, A4, A6 are turned off and the switching elements A2, A3, A5 are turned off in step S2, as shown in FIG. It is gradually changed to a constant time change rate K (or -K), and the state is maintained. Next, on the condition that the predetermined time t has elapsed, it is determined whether or not the total time T has passed the discharge completion time. If it is determined that the discharge completion time has passed, all the switching elements A1, A2,... A6 are turned off and the process ends.
また、この場合に、放電完了時間を経過していないと判定されたならば、ステップS3で、スイッチング素子A1,A4,A6をオンへ、スイッチング素子A2,A3,A5をオフへ、一定の時間変化率−K(またはK)で徐々に変化させ、その状態を維持する。次いで、一定時間tを経過したことを条件に、トータル時間Tが放電完了時間を経過したか否かの判定を行い、放電完了時間を経過していると判定されたならば、すべてのスイッチング素子A1、A2・・・A6をオフし終了する。また、この判定において、放電完了時間を経過していないと判定された場合には、再びステップS2に戻り、以後、ステップS2とステップS3とを、ステップS2(またはS3)終了後にトータル時間Tが放電完了時間を経過したと判定されるまで繰り返す。 In this case, if it is determined that the discharge completion time has not elapsed, the switching elements A1, A4, A6 are turned on and the switching elements A2, A3, A5 are turned off for a certain time in step S3. The rate of change is gradually changed at −K (or K), and the state is maintained. Next, on the condition that the predetermined time t has elapsed, it is determined whether or not the total time T has passed the discharge completion time. If it is determined that the discharge completion time has passed, all the switching elements A1, A2,... A6 are turned off and the process ends. Also, in this determination, if it is determined that the discharge completion time has not elapsed, the process returns to step S2, and thereafter, step S2 and step S3 are performed, and the total time T is determined after step S2 (or S3) ends. Repeat until it is determined that the discharge completion time has elapsed.
このようなスイッチング素子A1、A2・・・A6のオンオフの切り替えを行うために、例えば、上記の図12から図14に示した第4の実施の形態と同様に、放電時に放電処理手段29(図5参照)から電流指令選択手段30(図5参照)に送るq軸電流指令値とd軸電流指令値とを設定する。すなわち、図17に示すように、放電時に、ステップS1で、q軸電流指令値を0Aに設定すると共に、d軸電流指令値を負の値である−Xに設定する。次いで、放電開始からt時間経過後に、トータル時間Tが放電完了時間を経過していないと判定されたことを条件として、ステップS2で、d軸電流指令値を負の値である−Xから正の値であるXに切り替える。また、この切り替え時に、d軸電流指令値を一定の時間変化率Pで直線的に徐々に上昇させる。 In order to switch the switching elements A1, A2,... A6 on and off, for example, as in the fourth embodiment shown in FIGS. The q-axis current command value and the d-axis current command value sent from the current command selection means 30 (see FIG. 5) to the current command selection means 30 (see FIG. 5) are set. That is, as shown in FIG. 17, at the time of discharging, in step S1, the q-axis current command value is set to 0A, and the d-axis current command value is set to -X, which is a negative value. Next, on the condition that it is determined that the total time T has not passed the discharge completion time after the elapse of t time from the start of discharge, the d-axis current command value is changed from a negative value -X to a positive value in step S2. Switch to X which is the value of. Further, at the time of switching, the d-axis current command value is gradually increased linearly at a constant time change rate P.
また、d軸電流指令値がXになった時点からt時間経過後に、トータル時間Tが放電完了時間を経過していないと判定されたことを条件として、ステップS3で、d軸電流指令値を正の値であるXから負の値である−Xに切り替え、また、この切り替え時に、d軸電流指令値を一定の時間変化率−Pで徐々に減少させる。以後、ステップS2とステップS3とを、ステップS2(またはS3)終了後(すなわち、t時間経過後)にトータル時間Tが放電完了時間を経過したと判定されるまで繰り返す。 Further, in step S3, the d-axis current command value is set on condition that it is determined that the total time T has not passed the discharge completion time after elapse of t time from the time when the d-axis current command value becomes X. Switching from a positive value X to a negative value -X, and at the time of this switching, the d-axis current command value is gradually decreased at a constant rate of time change -P. Thereafter, step S2 and step S3 are repeated until it is determined that the total time T has passed the discharge completion time after the end of step S2 (or S3) (that is, after elapse of time t).
このような本実施の形態によれば、ステップS1、S2、S3のそれぞれを行う時間tを短くすることにより、平滑化用コンデンサ12を放電する場合に、同じスイッチング素子A1、A2・・・A6のみに連続して電流が流れ続ける時間をより短くできて、スイッチング素子A1、A2・・・A6の熱破壊をより有効に防止できる。
その他の構成および作用については、上記の図12から図14に示した第4の実施の形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
According to the present embodiment, when the smoothing
Other configurations and operations are the same as those in the fourth embodiment shown in FIGS. 12 to 14 described above, and thus redundant description is omitted.
[第6の発明の実施の形態]
次に、図18から図20は、本発明の第6の実施の形態を示している。本実施の形態の場合には、上記の図15から図17に示した第5の実施の形態において、インバータ装置10の各スイッチング素子A1、A2・・・A6の近傍に温度センサ24a、24b,24c、24d、24e、24fを1個ずつ合計6個設置している。なお、温度センサは、すべてのスイッチング素子A1、A2・・・A6の近傍のうち、最も温度が上昇しやすい部分に1個のみ設置し、その温度を監視することもできる。本実施の形態の場合には、ステップS1と、ステップS2と、ステップS3とのそれぞれの終了の判定の条件として、一定時間tの経過ではなく、温度センサ24a、24b・・・24fで検出した各スイッチング素子A1、A2・・・A6の近傍の検出温度のいずれかが所定の閾値を超えたことを条件としている。この閾値は、予め設定しておくもので、スイッチング素子A1、A2・・・A6が使用上十分に耐えうる温度とし、また、インバータ装置10の耐熱規格温度により決定しても良い。温度センサ24a、24b・・・24fにより検出した検出温度を表す信号は制御部13(図1、5参照)に送り、制御部13で、いずれかの検出温度が閾値を超えたか否かの判定を行う。そして、いずれかの検出温度が閾値を超えたと判定されたならば、放電完了時間を経過しているかの判定を行い、放電完了時間を経過していないと判定されたことを条件として、スイッチング素子A1、A2・・・A6のオンオフを切り替える。
[Sixth Embodiment]
Next, FIGS. 18 to 20 show a sixth embodiment of the present invention. In the case of the present embodiment, in the fifth embodiment shown in FIGS. 15 to 17, the
例えば、図19に示すステップS1で、スイッチング素子A1,A4,A6をオンし、スイッチング素子A2,A3,A5をオフする。次に、制御部13でいずれかの検出温度が閾値を超えたか否かの判定を行い、閾値を超えたと判定されたならば、放電開始からの総経過時間であるトータル時間Tが放電完了時間を経過したか否かを判定する。この判定により放電完了時間を経過していると判定された場合には、すべてのスイッチング素子A1、A2・・・A6をオフし終了する。これに対して、放電完了時間を経過していないと判定された場合には、ステップS2で、スイッチング素子A1,A4,A6をオフへ、スイッチング素子A2,A3,A5をオンへ、ゲート回路22から各スイッチング素子A1、A2・・・A6に送る電圧信号が表す電圧が一定の時間変化率K(−K)で徐々に変化するように切り替え、その状態を維持する。
For example, in step S1 shown in FIG. 19, the switching elements A1, A4, A6 are turned on, and the switching elements A2, A3, A5 are turned off. Next, the
このようなスイッチング素子A1、A2・・・A6のオンオフの切り替えを行うために、例えば、上記の図12から図14に示した第4の実施の形態と同様に、放電時に、放電処理手段29(図5参照)から電流指令選択手段30(図5参照)に送るq軸電流指令値とd軸電流指令値とを設定する。すなわち、図20に示すように、放電時に、ステップS1で、q軸電流指令値を0Aに設定すると共に、d軸電流指令値を負の値である−Xに設定する。次いで、温度センサ24a、24b・・・24fにより検出したいずれかの検出温度が閾値を超えたと判定されたならば、放電開始からの総経過時間であるトータル時間Tが放電完了時間を経過していないと判定されたことを条件として、ステップS2で、d軸電流指令値を負の値である−Xから正の値であるXに切り替える。また、この切り替え時に、d軸電流指令値を一定の時間変化率Pで徐々に上昇させる。
In order to switch such switching elements A1, A2,... A6 on and off, for example, as in the fourth embodiment shown in FIGS. The q-axis current command value and the d-axis current command value sent from the current command selection means 30 (see FIG. 5) from (see FIG. 5) are set. That is, as shown in FIG. 20, at the time of discharging, in step S1, the q-axis current command value is set to 0A, and the d-axis current command value is set to -X, which is a negative value. Next, if it is determined that any of the detected temperatures detected by the
この場合、d軸電流指令値の−XからXへの切り替えに伴い、温度センサ24a、24b・・・24fにより検出した温度で最も高い温度である、各検出温度の最大値は低下する。この理由は、d軸電流指令値の正負の切り替えにより電流が流れるスイッチング素子A1、A2・・・A6が、スイッチング素子A1,A4,A6からスイッチング素子A2,A3,A5に切り替わるためである。
In this case, as the d-axis current command value is switched from −X to X, the maximum value of each detected temperature, which is the highest temperature detected by the
そして、d軸電流指令値がXのまま続くと、一部のスイッチング素子A2,A3,A5に電流が流れ続けるため、一部のスイッチング素子A2,A3,A5の近傍に設置したいずれかの温度センサの検出温度が上昇する。この結果、各検出温度の最大値が再び上昇するが、いずれかの温度センサの検出温度が閾値を超えたと判定され、トータル時間Tが放電完了時間を経過していないと判定されたことを条件として、ステップS3で、d軸電流指令値を正の値であるXから負の値である−Xに切り替える。また、この切り替え時に、d軸電流指令値を一定の時間変化率−Pで徐々に減少させる。以後、ステップS2とステップS3とを、ステップS2(またはS3)終了後(すなわち、いずれかの検出温度が閾値を超えた後)にトータル時間Tが放電完了時間を経過するまで繰り返す。 If the d-axis current command value continues to be X, the current continues to flow through some of the switching elements A2, A3, A5. Therefore, any temperature set in the vicinity of some of the switching elements A2, A3, A5 The detection temperature of the sensor rises. As a result, the maximum value of each detected temperature rises again, but it is determined that the detected temperature of one of the temperature sensors has exceeded the threshold value, and the total time T has been determined not to have passed the discharge completion time. In step S3, the d-axis current command value is switched from a positive value X to a negative value -X. Further, at the time of this switching, the d-axis current command value is gradually decreased at a constant time change rate −P. Thereafter, Step S2 and Step S3 are repeated until Step S2 (or S3) ends (that is, after any detected temperature exceeds a threshold) until the total time T has passed the discharge completion time.
このような本実施の形態によれば、スイッチング素子A1、A2・・・A6のオンオフの切り替えを各温度センサ24a、24b・・・24fにより検出したいずれかの検出温度が閾値を超えたか否かを条件として行うため、一定の時間の経過を条件とする場合に比べてスイッチング素子A1、A2・・・A6の熱破壊を、より有効に防止できる。
その他の構成および作用については、上記の図15から図17に示した第5の実施の形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
According to the present embodiment as described above, whether or not any of the detected temperatures detected by the
Other configurations and operations are the same as those of the fifth embodiment shown in FIGS. 15 to 17 described above, and thus redundant description is omitted.
なお、上記の説明では、スイッチング素子A1、A2・・・A6を6個とした場合について説明したが、本発明は6個以外のスイッチング素子を設けた構造でも実施できる。 In the above description, the case where the number of switching elements A1, A2,... A6 is six has been described, but the present invention can also be implemented with a structure provided with switching elements other than six.
10 インバータ装置、12 平滑化用コンデンサ、13 制御部、14 走行用モータ、16 主回路部、18 電源装置、20 メインコンタクタ、21 モータ制御手段、22 ゲート回路、23 磁極位置センサ、24a、24b,24c、24d、24e、24f 温度センサ、25 トルク指令算出手段、26 車両制御手段、27 回転センサ、28 電流センサ、29 放電処理手段、30 電流指令選択手段、31 電流制御手段、32 2相/3相変換手段、33 PWM信号生成手段、34 位相演算手段。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010130841A (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Nissan Motor Co Ltd | Discharger for inverter |
JP2010130845A (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Nissan Motor Co Ltd | Charger for inverter |
WO2011142409A1 (en) * | 2010-05-12 | 2011-11-17 | 株式会社デンソー | Power conversion device |
JP2012050224A (en) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Denso Corp | Motor controller |
JP2012060765A (en) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Denso Corp | Power converter |
WO2012160700A1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | トヨタ自動車株式会社 | Power control apparatus, vehicle provided with same, and method for controlling electrical discharge of capacitor |
JP2013059202A (en) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Toshiba Corp | Power-supply control system for electrical equipment and washing machine |
JP2014011952A (en) * | 2012-07-02 | 2014-01-20 | Lsis Co Ltd | Diagnostic system for inverter dc link capacitor |
WO2015152002A1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | Inverter control device |
JP2020022257A (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社デンソー | Power conversion device |
JP2020182308A (en) * | 2019-04-25 | 2020-11-05 | 三菱電機株式会社 | Power converter |
-
2006
- 2006-06-30 JP JP2006181076A patent/JP2008011670A/en active Pending
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010130845A (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Nissan Motor Co Ltd | Charger for inverter |
JP2010130841A (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Nissan Motor Co Ltd | Discharger for inverter |
US9601984B2 (en) | 2010-05-12 | 2017-03-21 | Denso Corporation | Power converter |
WO2011142409A1 (en) * | 2010-05-12 | 2011-11-17 | 株式会社デンソー | Power conversion device |
JP2012050224A (en) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Denso Corp | Motor controller |
JP2012060765A (en) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Denso Corp | Power converter |
WO2012160700A1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | トヨタ自動車株式会社 | Power control apparatus, vehicle provided with same, and method for controlling electrical discharge of capacitor |
JP2013059202A (en) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Toshiba Corp | Power-supply control system for electrical equipment and washing machine |
JP2014011952A (en) * | 2012-07-02 | 2014-01-20 | Lsis Co Ltd | Diagnostic system for inverter dc link capacitor |
US9535107B2 (en) | 2012-07-02 | 2017-01-03 | Lsis Co., Ltd. | Apparatus for diagnosing DC link capacitor of inverter |
WO2015152002A1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | Inverter control device |
JPWO2015152002A1 (en) * | 2014-03-31 | 2017-04-13 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | Inverter control device |
US9853591B2 (en) | 2014-03-31 | 2017-12-26 | Aisin Aw Co., Ltd. | Inverter control device |
JP2020022257A (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社デンソー | Power conversion device |
JP7087793B2 (en) | 2018-07-31 | 2022-06-21 | 株式会社デンソー | Power converter |
JP2020182308A (en) * | 2019-04-25 | 2020-11-05 | 三菱電機株式会社 | Power converter |
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