JP2004222361A - 電動機駆動制御装置及び電気自動車 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電動機27を駆動させる電動機駆動回路にコンデンサ29が並列に接続され、電動機駆動回路及びコンデンサ29からなる主回路の電力供給がシステムメインリレー22により遮断された際にはコンデンサ29に蓄えられた電荷が電動機27を含む電荷消費回路にて消費され、その電荷消費回路の異常を検出した場合にはコンデンサ29に蓄えられた電荷がDC・DCコンバータ23若しくは電動エアコン24により消費される。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機と、該電動機を駆動させる電動機駆動回路と、該電動機駆動回路に並列に接続されたコンデンサと、前記電動機駆動回路及びコンデンサからなる主回路と、該主回路の電力の断接を行う遮断器と、前記遮断器により前記主回路の電力が遮断された際に前記コンデンサに蓄えられた電荷を消費する電荷消費回路とを備えた電動機駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、電動機を駆動させる電動機駆動回路にコンデンサを並列に接続したものが周知である。
【0003】
また、このようなコンデンサは、劣化防止や、例えば、電動機を電気自動車の走行用モータとして使用していた場合のメンテナンス等の即時対応を可能とするために、蓄えられた電荷を消費する回路構成を採用したものも周知である。
【0004】
図3及び図4は、このようなコンデンサの電荷消費を可能とした電動機駆動制御装置のブロック回路図を示す(例えば、特許文献1、2参照。)。
【0005】
図3に示した電動機駆動制御装置(特許文献1)は、電動機としての三相交流モータ1と、この三相交流モータ1の各相にパラレルに接続されて図示を略する電源からの直流入力電源を交流へと変換する複数のパワートランジスタからなるインバータ2と、このインバータ2の高電位入力端子及び低電位入力端子間に接続された電解コンデンサからなる平滑用のコンデンサ3と、インバータ2の各パワートランジスタを駆動制御するベースドライブ回路4と、マイクロコンピュータ6の指令に基づいてベースドライブ回路4を具体的に指令制御する電流アンプ5とを備えている。
【0006】
このような構成においては、図示を略する主回路の直流入力電源が遮断されてコンデンサ3への直流入力電源の供給が停止して、インバータ2のパワートランジスタが全てOFFとなって、モータ1を停止させる。この時点ではコンデンサ3には未だ、例えば、数百Vの充電残留電圧がある。
【0007】
従って、コンデンサ3に蓄えられた電荷を放電するために、マイクロコンピュータ6は放電プログラムを実施する。
【0008】
先ず、モータ駆動制御をそのまま利用踏襲して、再度電流指令により制御してモータ1をコンデンサ3の残留充電電圧により動作させ、充電エネルギーを消費させる。
【0009】
図4に示した電動機駆動制御装置(特許文献2)は、メインバッテリー11、このメインバッテリー11の全負荷を開閉するメインリレー12、インバーターリレー13、インバーター14、モータ15を備えている。
【0010】
インバーターリレー13は、インバーター14をメインバッテリー11から遮断するためのリレーである。
【0011】
インバーター14は、インバーター主回路14aと、DCリンクコンデンサー14bと、電圧センサー14cとを備え、直流電力を交流電力に変換してモータ15に供給する。電圧センサー14cは、DCリンクコンデンサー14bの両端のDCリンク電圧Vdを検出する。
【0012】
また、図4に示した電動機駆動制御装置(特許文献2)は、モータ15の駆動用とは別に、車載標準バッテリー等の補機バッテリー16を備えている。
【0013】
この補機バッテリー16は、メインリレー12とDC・DCコンバーター17を介してメインバッテリー11に接続されている。
【0014】
また、補機バッテリー16からの電源を車載補機に供給するためのコントローラー18は、インバーター14を制御するとともに、メインリレーコイル12aと、インバーターリレーコイル13aを駆動制御する。コントローラー18には、SSOFFリレーコイル19aとキースイッチ20が接続される。
【0015】
このSSOFFリレー19は、キースイッチ20をオフした後も補機バッテリー16からコントローラー18に電源を供給し、所定の動作後に電源供給を遮断する。
【0016】
具体的には、キースイッチ20がオン状態にある時は、メインリレー12、インバーターリレー13およびSSOFFリレー19は閉路されている。
【0017】
また、キースイッチ20がオフされると、コントローラー18はDCリンクコンデンサー14bの放電処理を開始する。
【0018】
即ち、メインリレーコイル12aをオフしてメインリレー12を開路した後、DC・DCコンバーター17を起動し、DCリンクコンデンサー14bに充電されている電力をDC・DCコンバーター17を介して補機バッテリー16に充電することで、DC・DCコンバーター17と補機バッテリー16の補機回路とでDCリンクコンデンサー14bを放電する。
【0019】
また、電圧センサー14cによりDCリンク電圧Vdが略0Vかどうかを確認し、DCリンク電圧Vdが略0Vに低下するまでDC・DCコンバーター17と補機バッテリー16の補機回路によりDCリンクコンデンサー14bの放電を続け、DCリンク電圧Vdが略0Vまで低下したならば、DC・DCコンバーター17を停止する。
【0020】
さらに、インバーターリレーコイル13aをオフしてインバーターリレー13を開路すると共に、SSOFFリレーコイル19aをオフしてSSOFFリレー19を開路し、補機バッテリー16からコントローラー18への電源の供給を遮断する。
【0021】
【特許文献1】
特開平11−89264号公報
【特許文献2】
特開平10−224902号公報
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の如く構成された各電動機駆動制御装置にあっては、何れの回路にあっても主電源を遮断した際のコンデンサに蓄えられた電荷を消費するための回路上に異常が発生した場合、コンデンサに蓄えられた電荷を消費することができないという問題があった。
【0023】
本発明は、上記問題を解決するため、新たな放電回路を設けることなく電荷消費回路にてコンデンサの電荷を消費することができなくなった異常発生時においてもコンデンサの電荷を消費することができる電動機駆動制御装置を提供することを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するため、本発明の電動機駆動制御装置は、電動機と、該電動機を駆動させる電動機駆動回路と、該電動機駆動回路に並列に接続されたコンデンサと、前記電動機駆動回路及びコンデンサからなる主回路と、該主回路の電力の断接を行う遮断器と、前記遮断器により前記主回路の電力が遮断された際に前記コンデンサに蓄えられた電荷を消費する電荷消費回路とを備えた電動機駆動制御装置において、前記電荷消費回路の異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段の検出結果に基づいて前記コンデンサに蓄えられた電荷を前記電荷消費回路に代わって消費する一つ以上の第2電荷消費回路とを備えていることを特徴とする。
【0025】
また、本発明の電動機駆動制御装置は、前記電荷消費回路と前記第2電荷消費回路とは、前記電動機と前記コンデンサとからなる閉回路又は前記電動機駆動回路と並列に接続された回路と前記コンデンサとからなる閉回路の何れかの組み合わせであることを特徴とする。
【0026】
さらに、本発明の電気自動車は、請求項1又は請求項2に記載の電動機駆動制御装置を搭載すると共に、前記電動機が車両走行用のモータであり、前記第2電荷消費回路が他の車載電動機器であることを特徴とする。
【0027】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の電動機駆動制御装置の実施の形態を電気自動車(ハイブリッド車を含む)に適用し、図面に基づいて説明する。
【0028】
図1は本発明の電動機駆動制御装置のブロック回路図、図2は制御ルーチンのフロー図である。
【0029】
図1において、21は上述した特許文献2で示したメインバッテリーに相当する高電圧の電源、22はシステムメインリレー(SMR)、23は車載電動機器としてのDC・DCコンバータ、24は車載電動機器としての電動エアコン、25は昇圧コンバータ、26はインバータ、27は車両走行用モータとして使用される三相交流モータ(例えば、永久磁石励磁型同期モータ)等の電動機、28は図示を略する車載標準バッテリーからの電源供給により稼動する電子制御ユニット(ECU)である。
【0030】
システムメインリレー22は、電子制御ユニット28に開閉制御され、図示を略するイグニッションキースイッチのON・OFFに連動してON・OFFする遮断器を構成しているほか、車両操縦者等によるアクセルペダルやブレーキペダル等の操作に応じて電子制御ユニット28により制御することも可能である。
【0031】
車載電動機器としてのDC・DCコンバータ23並びに電動エアコン24は、システムメインリレー22と昇圧コンバータ25との間に位置してその高電位入力端子及び低電位入力端子間に接続されている。
【0032】
DC・DCコンバータ23は、電子制御ユニット28等に駆動電力を供給するための車載標準バッテリの充電用として使用されている。
【0033】
昇圧コンバータ25は、インバータ26の高電位入力端子及び低電位入力端子間に直列に接続された上下アーム25a,25bを備えている。また、電源21から電動エアコン24に至る高電位入力端子は上下アーム25a,25bの間で接続されている。
【0034】
インバータ26は、コンデンサ29を備えると共に電動機27の各相とパラレルに接続されるパワートランジスタ(図示せず)等を備えている。
【0035】
尚、インバータ26は、電動機27を駆動するための電動機駆動回路を構成すると共に、コンデンサ29とで主回路を構成している。
【0036】
次に、本発明の電動機駆動制御装置の電子制御ユニット28の制御例を図2を参照しつつ説明する。
【0037】
(ステップ1)
ステップ1では、イグニッションスイッチ等のOFFによりシステムメインリレー22がOFFされたか否かが判断され、OFFされた場合にはステップ2へと移行し、OFFされていない場合には引き続きこのステップ1を監視する。
【0038】
(ステップ2)
ステップ2では、システムメインリレー22のOFFに伴い、コンデンサ29に蓄えられた電荷の消費要求があったか否かが判断され、消費要求があった場合にはステップ3へと移行し、消費要求がなかった場合には引き続きこのステップ2を監視する。
【0039】
(ステップ3)
ステップ3では、コンデンサ29から電動機27に至る電荷消費回路中に何らかの異常が発生しているか否かが判断され、異常発生有りにより電荷消費が不能の場合にはステップ4へと移行し、異常発生無しのため電荷消費が可能の場合にはステップ5へと移行する。
【0040】
(ステップ4)
ステップ4では、昇圧コンバータ25の上アーム25bがONし、これにより第2電荷消費回路を構成する車載電動機器としてのDC・DCコンバータ23若しくは電動エアコン24によりコンデンサ29に蓄えられた電荷が消費される。
【0041】
(ステップ5)
ステップ5では、昇圧コンバータ25の上アーム25bはOFFしたまま、電荷消費回路を構成する電動機27により電荷が消費される。
【0042】
ところで、上記実施の形態では、一つの電動機27を開示したが、例えば、4輪駆動用としての4つの電動機を設置したもの等、複数の電動機への対応も可能である。
【0043】
また、電源21と昇圧コンバータ25との間に並列に設けたDC・DCコンバータ23並びに電動エアコン24は、何れか一方のみでも良い。
【0044】
この際、車載電動機器として電動エアコン24を開示したが、その他の車載電動機器、例えば、電動パワーステアリング等でも良いし、これらを並列に接続してもよい。
【0045】
尚、電動エアコン24や、電動パワーステアリングを制御するECUや各種センサの駆動電源は車載標準バッテリーであるが、これらをコンバータ等を介して電源21で駆動させても良い。
【0046】
【発明の効果】
本発明の電動機駆動制御装置にあっては、以上説明したように構成したことにより、新たな放電回路を設けることなく電荷消費回路にてコンデンサの電荷を消費することができなくなった異常発生時においてもコンデンサの電荷を消費することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る電動機駆動制御装置のブロック回路図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る電動機駆動制御装置の制御ルーチンのフロー図である。
【図3】従来のコンデンサの電荷消費を可能とした電動機駆動制御装置のブロック回路図である。
【図4】他の従来のコンデンサの電荷消費を可能とした電動機駆動制御装置のブロック回路図である。
【符号の説明】
21 電源、22 システムメインリレー(遮断器)、23 DC・DCコンバータ(第2電荷消費回路/車載機器)、24 電動エアコン(第2電荷消費回路/車載機器)、25 昇圧コンバータ、25a 下アーム、25b 上アーム、26 インバータ、27 電動機(三相交流モータ)、28 電子制御ユニット、29 コンデンサ。
Claims (3)
- 電動機と、該電動機を駆動させる電動機駆動回路と、該電動機駆動回路に並列に接続されたコンデンサと、前記電動機駆動回路及びコンデンサからなる主回路と、該主回路の電力の断接を行う遮断器と、前記遮断器により前記主回路の電力が遮断された際に前記コンデンサに蓄えられた電荷を消費する電荷消費回路とを備えた電動機駆動制御装置において、
前記電荷消費回路の異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段の検出結果に基づいて前記コンデンサに蓄えられた電荷を前記電荷消費回路に代わって消費する一つ以上の第2電荷消費回路とを備えていることを特徴とする電動機駆動制御装置。 - 前記電荷消費回路と前記第2電荷消費回路とは、前記電動機と前記コンデンサとからなる閉回路又は前記電動機駆動回路と並列に接続された回路と前記コンデンサとからなる閉回路の何れかの組み合わせであることを特徴とする請求項1に記載の電動機駆動制御装置。
- 請求項1又は請求項2に記載の電動機駆動制御装置を搭載すると共に、前記電動機が車両走行用のモータであり、前記第2電荷消費回路が他の車載電動機器であることを特徴とする電気自動車。
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