JP2005065460A - Vehicular dynamotor control device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicular dynamotor control device that achieves an improvement in inverter efficiency while suppressing switching noise. <P>SOLUTION: When an engine is started, the switching elements of three-phase inverter are driven via gate resistors 53, 58, and at the time of high-speed revolutions, the switching elements are driven via gate resistors 54, 59. The resistance of the gate resistors 53, 58 are set by twice or more larger than that of the gate resistors 54, 59. This constitution makes it possible to prevent a reverse current at the time of high-speed synchronized rectification, while suppressing the switching noise of the three-phase inverter 3 at the time of starting the engine. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、発電電動機として駆動される交流回転電機を制御する車両用発電電動機制御装置に関し、特に発電電動機の発電動作時に同期整流制御を行う車両用発電電動機制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicular generator motor controller that controls an AC rotating electric machine driven as a generator motor, and more particularly to a vehicular generator motor controller that performs synchronous rectification control during a power generation operation of the generator motor.

従来の車両用駆動方式において、エンジン始動用の電動動作とその後の発電動作とを交流機により構成された発電電動機を用いるアイドルストップシステム方式が知られている。この発電電動機を発電動作および電動動作させるために、インバータ動作と整流動作とを行う交直変換回路すなわち整流機能付きインバータを直流電源と発電電動機との間に介設する必要がある。   In a conventional vehicle drive system, an idle stop system system using a generator motor in which an electric operation for starting an engine and a subsequent power generation operation are configured by an AC machine is known. In order to cause the generator motor to perform a power generation operation and an electric operation, an AC / DC conversion circuit that performs an inverter operation and a rectification operation, that is, an inverter with a rectification function, needs to be interposed between the DC power supply and the generator motor.

この交直変換回路(単にインバータとも呼ぶ)は、ブリッジ接続された整流用のダイオードと、各ダイオードに個別に並列接続された半導体スイッチング素子とにより構成される。インバータの整流動作時におけるダイオードの電力損失と発熱とを減らすために、半導体スイッチング素子を断続する動作すなわち同期整流動作を行うことが公知となっている。以下、この同期整流動作を行う交直変換回路を同期整流インバータとも呼ぶものとする。特許文献1は、この種の同期整流インバータの一例を示す。   This AC / DC converter circuit (also simply referred to as an inverter) includes a rectifying diode connected in a bridge and a semiconductor switching element individually connected in parallel to each diode. In order to reduce the power loss and heat generation of the diode during the rectification operation of the inverter, it is known to perform the operation of intermittently switching the semiconductor switching element, that is, the synchronous rectification operation. Hereinafter, the AC / DC conversion circuit that performs the synchronous rectification operation is also referred to as a synchronous rectification inverter. Patent Document 1 shows an example of this type of synchronous rectification inverter.

また、車両のアイドルストップ動作では頻繁なエンジン始動のためにインバータは、エンジン始動用の大電流を高速で断続するため、大きなスイッチングノイズが発生するという問題があった。このスイッチングノイズを低減するために、従来の車両エンジン駆動用のインバータでは、インバータの半導体スイッチング素子のゲート電極に所定抵抗値をもつゲート抵抗器を通じてゲート電圧(制御電圧)を印加していた。このようにすると、半導体スイッチング素子のスイッチング動作が緩慢化して、モータ電流波形が鈍るため、半導体スイッチング素子のスイッチングにより発生するスイッチングノイズを低減することができる。以下、半導体スイッチング素子の制御電極に抵抗器を通じて制御電圧を印加する上記した交直変換回路を、ゲート抵抗付きインバータとも呼ぶものとする。
特許2959640号公報
In addition, in the idling stop operation of the vehicle, the inverter interrupts a large current for starting the engine at a high speed for frequent engine starting, so that there is a problem that a large switching noise is generated. In order to reduce this switching noise, in a conventional inverter for driving a vehicle engine, a gate voltage (control voltage) is applied to a gate electrode of a semiconductor switching element of the inverter through a gate resistor having a predetermined resistance value. In this way, the switching operation of the semiconductor switching element is slowed down and the motor current waveform becomes dull, so that switching noise generated by switching of the semiconductor switching element can be reduced. Hereinafter, the above-described AC / DC conversion circuit that applies a control voltage to the control electrode of the semiconductor switching element through a resistor is also referred to as an inverter with a gate resistor.
Japanese Patent No. 2995940

しかしながら、アイドルストップ用の発電電動機の発電動作時に、上記したゲート抵抗付き交直変換回路を同期整流してダイオード損失低減を図る場合、ゲート抵抗によるゲート電圧の鈍りにより、高速発電動作時において、交直変換回路の半導体スイッチング素子の断続動作(同期整流動作)が発電電圧の変化に追従することができず、逆流が生じて損失が大幅に増大するという問題があった。   However, when the above-mentioned AC / DC converter circuit with gate resistance is synchronously rectified during power generation operation of the generator motor for idling stop, AC / DC conversion is performed during high-speed power generation operation due to dull gate voltage due to gate resistance. There is a problem that the intermittent operation (synchronous rectification operation) of the semiconductor switching element of the circuit cannot follow the change in the generated voltage, causing a backflow and greatly increasing loss.

また、ゲート抵抗付きインバータを用いると、たとえばエンジン始動時など、大電流スイッチング時のスイッチングノイズ低減は可能となるものの、半導体スイッチング素子自体の損失、発熱が増大するという問題もあった。   In addition, when an inverter with a gate resistor is used, switching noise can be reduced during large current switching, for example, when the engine is started, but there is also a problem that loss and heat generation of the semiconductor switching element itself increase.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、スイッチングノイズの低減を図りつつインバータ効率の向上を実現した車両用発電電動機制御装置を提供することをその目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicular generator motor control device that realizes improvement in inverter efficiency while reducing switching noise.

以下に説明する各発明の車両用発電電動機制御装置(以下、単にインバータ装置とも略称する)は、ブリッジ接続されて整流動作を行う複数のダイオードと、前記各ダイオードと個別に並列接続されるか又は前記各ダイオードと個別に一体形成された半導体スイッチング素子とを有し、直流電源と発電電動機との間に配置されて前記発電電動機の発電動作時に前記発電電動機の発電電力を整流して前記直流電源に給電し、前記発電電動機の電動動作時に前記直流電源から給電された直流電力を交流電力に変換して前記発電電動機に給電する交直変換回路(以下、単にインバータとも略称する)と、前記半導体スイッチング素子の制御電極に制御電圧を印加して前記前記半導体スイッチング素子を断続制御する制御回路(以下、単にコントローラとも略称する)とを備えている。   A vehicle generator motor control device (hereinafter also simply referred to as an inverter device) according to each invention described below includes a plurality of diodes that are bridge-connected and perform a rectifying operation, and are individually connected in parallel with each of the diodes. Each of the diodes and a semiconductor switching element integrally formed separately, and is disposed between a DC power source and a generator motor, and rectifies the generated power of the generator motor during a power generation operation of the generator motor, thereby the DC power source. An AC / DC conversion circuit (hereinafter also simply referred to as an inverter) that converts DC power supplied from the DC power source into AC power and supplies the AC to the generator motor during electric operation of the generator motor, and the semiconductor switching A control circuit (hereinafter simply referred to as a control circuit) that applies intermittent control to the semiconductor switching element by applying a control voltage to the control electrode of the element. Both are equipped with a abbreviated) and.

この種のインバータとそれを制御するコントローラとからなるインバータ装置自体はよく知られており、直流電源により駆動される交流回転電機装置の制御装置として一般的であり、詳細な説明は省略する。   An inverter device itself composed of this type of inverter and a controller for controlling the inverter is well known, and is generally used as a control device for an AC rotating electrical machine driven by a DC power supply, and detailed description thereof is omitted.

請求項1記載の装置は特に、前記制御回路が、前記発電動作時に前記半導体スイッチング素子の制御電極に所定波形の制御電圧を印加することにより前記半導体スイッチング素子を断続制御して前記発電動作時に前記交直変換回路を同期整流動作させるとともに、前記発電電動機の回転数に関する電気量に基づいて前記発電動作に際して前記回転数が所定値を超える場合に前記同期整流動作を中止することを特徴としている。   The apparatus according to claim 1, particularly, wherein the control circuit intermittently controls the semiconductor switching element by applying a control voltage having a predetermined waveform to a control electrode of the semiconductor switching element during the power generation operation, and The AC / DC converter circuit is synchronously rectified, and the synchronous rectification operation is stopped when the rotational speed exceeds a predetermined value during the power generation operation based on the amount of electricity related to the rotational speed of the generator motor.

すなわち、この発明では、高回転時には同期整流を停止してダイオード整流だけで運転するので、高速発電動作時に半導体スイッチング素子のスイッチング遅れにより電流が逆流するなどの問題が生じることがない。また、半導体スイッチング素子のオンからオフへの状態遷移波形やオフからオンへの状態遷移波形が急峻でないためこれら状態遷移時のスイッチング損失とそれによる素子の発熱が大きい場合の同期整流の中止により、これらこの損失、発熱を回避することができる。更に、上記した逆流の発生を防止するために制御電圧波形を十分に鈍らせることができず、その結果として、たとえばエンジン始動時などにおけるスイッチングノイズが大きくなるという問題も解消することができる。結局、スイッチングノイズの低減を図りつつインバータ効率の向上を実現した車両用発電電動機制御装置を簡素な方法にて実現することができる。   That is, according to the present invention, since the synchronous rectification is stopped and the operation is performed only by the diode rectification at the time of high rotation, there is no problem that the current flows backward due to the switching delay of the semiconductor switching element during the high speed power generation operation. In addition, since the state transition waveform from ON to OFF of the semiconductor switching element and the state transition waveform from OFF to ON are not steep, the switching loss at the time of these state transitions and the synchronous rectification stop when the element heat generation is large, These losses and heat generation can be avoided. Further, the control voltage waveform cannot be dulled sufficiently to prevent the occurrence of the backflow described above, and as a result, the problem that the switching noise becomes large at the time of starting the engine can be solved. Eventually, a vehicular generator / motor control apparatus that achieves improved inverter efficiency while reducing switching noise can be realized in a simple manner.

請求項2記載の装置では特に、前記制御回路が、前記発電電動機の回転数に関する物理量に基づいて、前記回転数が所定値以上で前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形を、前記回転数が所定値以下で前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形に比較して、急峻化させることを特徴としている。なお、ここでいう、状態遷移波形とは、半導体スイッチング素子のオン状態からオフ状態への状態遷移時およびオフ状態からオン状態への状態遷移時における制御電圧の過渡的な波形を言うものとする。好適には、半導体スイッチング素子には制御電極としてゲート電極をもつMOSトランジスタやIGBTなどが採用される。   In the apparatus according to claim 2, in particular, the control circuit has a state transition waveform of a control voltage applied to a control terminal of the semiconductor switching element when the rotational speed is a predetermined value or more based on a physical quantity related to the rotational speed of the generator motor. Is made sharper than the state transition waveform of the control voltage applied to the control terminal of the semiconductor switching element when the rotational speed is not more than a predetermined value. Here, the state transition waveform refers to a transient waveform of the control voltage during the state transition from the on state to the off state of the semiconductor switching element and during the state transition from the off state to the on state. . Preferably, a MOS transistor or IGBT having a gate electrode as a control electrode is employed as the semiconductor switching element.

このようにすれば、高回転時には半導体スイッチング素子の立ち上がり又はたち下がりレスポンスが優れているため、これらの期間における半導体スイッチング素子の損失および発熱を低減できるとともに、逆流発生なども防止することができる。更に、低回転時には半導体スイッチング素子の立ち上がりが緩慢なために、この半導体スイッチング素子により断続されるモータ電流の変化が緩慢となるため、たとえこのモータ電流が大電流であっても、半導体スイッチング素子の断続時に生じるスイッチングノイズを許容レベル範囲に低減することができる。   In this way, since the rising or falling response of the semiconductor switching element is excellent during high rotation, the loss and heat generation of the semiconductor switching element during these periods can be reduced, and the occurrence of backflow can also be prevented. Furthermore, since the rise of the semiconductor switching element is slow at low speeds, the change in motor current interrupted by this semiconductor switching element becomes slow, so even if this motor current is large, the semiconductor switching element Switching noise generated during intermittent operation can be reduced to an allowable level range.

請求項3記載の装置では特に、前記制御回路が、前記回転数が所定値以上での発電動作時における前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形を、前記回転数が所定値以下での電動動作時における前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形に比較して、急峻化させる。   In the apparatus according to claim 3, in particular, the control circuit has a state transition waveform of a control voltage applied to a control terminal of the semiconductor switching element during a power generation operation in which the rotation speed is equal to or greater than a predetermined value. Compared to the state transition waveform of the control voltage applied to the control terminal of the semiconductor switching element during the electric operation below the value, it is sharpened.

このようにすれば、高回転時には同期整流のための半導体スイッチング素子の動作を高速化するので、半導体スイッチング素子の頻繁かつ緩慢な動作に起因する損失、発熱、逆流を防止できる。また、発電電動機のステータコイルに誘起される逆起電力(速度起電圧)が小さく、一定電圧の直流電源から大電流が流れこみやすい低速電動動作時には、半導体スイッチング素子の動作を緩慢化して、半導体スイッチング素子が断続する電流の変化を緩慢化することができるので、周波数に応じて増加する配線インダクタンスに起因するスイッチングノイズを低減することができる。   In this way, the operation of the semiconductor switching element for synchronous rectification is accelerated at high revolutions, so that loss, heat generation, and backflow due to frequent and slow operation of the semiconductor switching element can be prevented. In addition, during low-speed electric operation where the back electromotive force (speed electromotive voltage) induced in the stator coil of the generator motor is small and a large current is likely to flow from a constant voltage DC power supply, the operation of the semiconductor switching element is slowed down and the semiconductor Since the change of the current that the switching element is intermittent can be slowed down, the switching noise caused by the wiring inductance that increases according to the frequency can be reduced.

請求項4記載の装置では特に、前記制御回路が、前記発電電動機の電流に関する物理量に基づいて、前記電流が所定値以下で前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形を、前記電流が所定値以上で前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形に比較して、急峻化させる。   In the device according to claim 4, in particular, the control circuit generates a state transition waveform of a control voltage applied to a control terminal of the semiconductor switching element when the current is a predetermined value or less based on a physical quantity related to the current of the generator motor. The current is sharpened compared to the state transition waveform of the control voltage applied to the control terminal of the semiconductor switching element when the current is equal to or greater than a predetermined value.

このようにすれば、スイッチングノイズ電力が小さい小電流時には半導体スイッチング素子の動作を高速化するので、電流の大きさとその変化率とに連動するスイッチングノイズを許容レベル未満に抑止しつつ、半導体スイッチング素子の高速動作による損失および発熱の低減と逆流発生の防止とを実現することができる。また、スイッチングノイズ電力が大きい大電流時には、半導体スイッチング素子の状態遷移波形を鈍らせるので、上述したようにスイッチングノイズ電力を許容レベル未満に抑止することができる。   In this way, since the operation of the semiconductor switching element is speeded up when the switching noise power is small and the current is small, the switching noise associated with the magnitude of the current and the rate of change thereof is suppressed below an allowable level, and the semiconductor switching element is suppressed. It is possible to realize a reduction in loss and heat generation and prevention of backflow due to high-speed operation. Further, since the state transition waveform of the semiconductor switching element is blunted when the switching noise power is large, the switching noise power can be suppressed below an allowable level as described above.

請求項5記載の装置では特に、前記制御回路が、前記電流が所定値未満の場合の発電動作時における前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形を、前記電流が所定値以上での電動動作時における前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形に比較して、急峻化させる。   In the apparatus according to claim 5, in particular, the control circuit shows a state transition waveform of a control voltage applied to a control terminal of the semiconductor switching element during a power generation operation when the current is less than a predetermined value, and the current has a predetermined value. Compared to the state transition waveform of the control voltage applied to the control terminal of the semiconductor switching element during the electric operation as described above, it is sharpened.

このようにすれば、スイッチングノイズのレベルを所定レベル以下に抑止しつつ、小さい電流時には半導体スイッチング素子の損失および発熱を低減することができる。   In this way, it is possible to reduce the loss and heat generation of the semiconductor switching element when the current is small while suppressing the level of switching noise below a predetermined level.

請求項6記載の装置では特に、前記制御回路が、前記半導体スイッチング素子のゲート電極に所定抵抗値をもつゲート抵抗器を通じてゲート電圧を前記制御電圧として印加し、前記ゲート抵抗器の抵抗値を切り替えることにより前記制御電圧の状態遷移波形の急峻化を実現するので、回路構成を簡素化することができる。   7. The apparatus according to claim 6, wherein the control circuit applies a gate voltage as the control voltage to the gate electrode of the semiconductor switching element through a gate resistor having a predetermined resistance value, and switches the resistance value of the gate resistor. As a result, the state transition waveform of the control voltage is sharpened, so that the circuit configuration can be simplified.

請求項7記載の装置では特に、前記制御回路が、前記半導体スイッチング素子のゲート電極に所定抵抗値をもつゲート抵抗器を通じてゲート電圧を前記制御電圧として印加し、前記ゲート抵抗器と並列接続された短絡スイッチの導通により前記制御電圧の状態遷移波形の急峻化を実現するので、回路構成を一層簡素化することができる。   The apparatus according to claim 7, wherein the control circuit applies a gate voltage as the control voltage to the gate electrode of the semiconductor switching element through a gate resistor having a predetermined resistance value, and is connected in parallel with the gate resistor. Since the state transition waveform of the control voltage is sharpened by the conduction of the short-circuit switch, the circuit configuration can be further simplified.

請求項8記載の装置では特に、前記制御回路が、車両用エンジンに連結された前記発電電動機のエンジン始動時に最大の抵抗値となるゲート抵抗器を通じて前記半導体スイッチング素子を駆動するので、エンジン始動時にスイッチングノイズを許容範囲以下に抑止しつつ大電流を通電して大きなエンジン始動トルクを実現することができるとともに、それ以外においては適宜、ゲート抵抗器の抵抗値を減らしてそのスイッチング損失および発熱の低減を実現することができる。   In the apparatus according to claim 8, particularly, the control circuit drives the semiconductor switching element through a gate resistor having a maximum resistance value when starting the engine of the generator motor connected to the vehicle engine. A large engine starting torque can be realized by energizing a large current while suppressing switching noise below an allowable range, and in other cases, the resistance value of the gate resistor is appropriately reduced to reduce the switching loss and heat generation. Can be realized.

本発明の好適態様を以下の実施例により具体的に説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be specifically described by the following examples.

実施例1を図1を参照して説明する。図1はアイドルストップ車のエンジン始動および発電を行う発電電動機を駆動制御する発電電動機制御装置を示すブロック回路図である。   A first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block circuit diagram showing a generator motor control device that drives and controls a generator motor that performs engine start and power generation of an idle stop vehicle.

(全体構成)
1はバッテリ、2は平滑コンデンサ、3は三相インバータ(交直変換回路)、4はコントローラ(制御回路)、5、6はドライバ回路である。
(overall structure)
1 is a battery, 2 is a smoothing capacitor, 3 is a three-phase inverter (AC / DC converter circuit), 4 is a controller (control circuit), and 5 and 6 are driver circuits.

三相インバータ3は、それぞれ半導体スイッチング素子(ここではMOSトランジスタ)からなる上アームスイッチ31〜33と下アームスイッチ34〜36とからなる。上アームスイッチ31と下アームスイッチ34とが直列接続されてインバータ(U相回路という)を構成し、上アームスイッチ32と下アームスイッチ35とが直列接続されてインバータ(V相回路という)を構成し、上アームスイッチ33と下アームスイッチ36とが直列接続されてインバータ(W相回路という)を構成している。これら三つのインバータは並列接続されてバッテリ1から給電されている。これら三つのインバータは、上アーム素子と下アームスイッチとの接続点からなる交流端子37〜39を有し、交流端子37〜39は三相交流発電電動機(図示せず)の三相ステータコイルのU相、V相、W相ターミナル(図示せず)に個別に接続されている。   The three-phase inverter 3 includes upper arm switches 31 to 33 and lower arm switches 34 to 36 each made of a semiconductor switching element (here, a MOS transistor). The upper arm switch 31 and the lower arm switch 34 are connected in series to constitute an inverter (referred to as a U-phase circuit), and the upper arm switch 32 and the lower arm switch 35 are connected in series to constitute an inverter (referred to as a V-phase circuit). The upper arm switch 33 and the lower arm switch 36 are connected in series to constitute an inverter (referred to as a W-phase circuit). These three inverters are connected in parallel and supplied with power from the battery 1. These three inverters have AC terminals 37 to 39 consisting of connection points between the upper arm element and the lower arm switch, and the AC terminals 37 to 39 are three-phase stator coils of a three-phase AC generator motor (not shown). Individually connected to U-phase, V-phase, and W-phase terminals (not shown).

なお、上アームスイッチ31〜33と下アームスイッチ34〜36を構成する半導体スイッチング素子としては、図2に一相分だけを示す上記MOSトランジスタとされるが、各MOSトランジスタと並列にダイオードやその他のトランジスタを並列接続してもよい。ただし、各半導体スイッチング素子31〜36は少なくとも一つのMOSトランジスタを含む必要がある。これは、この実施例においては同期整流を行うために双方向導通性を有するMOSトランジスタが必要となるためである。   Note that the semiconductor switching elements constituting the upper arm switches 31 to 33 and the lower arm switches 34 to 36 are the above-described MOS transistors that show only one phase in FIG. 2, but diodes and others in parallel with each MOS transistor These transistors may be connected in parallel. However, each of the semiconductor switching elements 31 to 36 needs to include at least one MOS transistor. This is because in this embodiment, a MOS transistor having bidirectional conductivity is required to perform synchronous rectification.

コントローラ4は、マイコン又はハードロジック回路により構成されたモータ制御のために三相インバータ3や図示しない発電電動機のロータコイル電流(界磁電流)を制御するための回路である。コントローラ4は外部からの運転指令や、エンジンや発電機の状態たとえば回転角、回転数、電流、電圧などに基づいて三相インバータ3の動作タイミングを決定し、界磁電流の平均値を決定し、これら決定に基づいて三相インバータ3を制御し、界磁電流を制御する。   The controller 4 is a circuit for controlling the rotor coil current (field current) of the three-phase inverter 3 and a generator motor (not shown) for motor control constituted by a microcomputer or a hard logic circuit. The controller 4 determines the operation timing of the three-phase inverter 3 based on the operation command from the outside and the state of the engine and the generator, such as the rotation angle, the rotation speed, the current, and the voltage, and determines the average value of the field current. Based on these determinations, the three-phase inverter 3 is controlled to control the field current.

ドライバ回路5は、コントローラ4が三相インバータ3の各スイッチに印加する制御電圧(ゲート電圧)を電流増幅し所定波形に変換する回路であり、一例を図2に示す。   The driver circuit 5 is a circuit that amplifies a control voltage (gate voltage) applied to each switch of the three-phase inverter 3 by the controller 4 and converts it into a predetermined waveform. An example is shown in FIG.

ドライバ回路6は三相交流発電電動機の界磁電流を制御するためのPWM制御回路であって、コントローラ4が決定した界磁電流レベルに相当する平均電流が得られるように界磁電流をPWM制御する。この種のコイル電流制御のために界磁電流制御トランジスタとフライホイルダイオードとを用いることは周知である。したがって、この実施例では、ドライバ回路6はこの界磁電流制御トランジスタにより構成される。なお、界磁電流制御トランジスタを下アーム側に配置することも当然可能であり、ドライバ回路6を省略して、三相交流発電電動機を磁石型など界磁コイルを持たない構造の回転電機としてもよいことも当然である。   The driver circuit 6 is a PWM control circuit for controlling the field current of the three-phase AC generator motor, and the field current is PWM controlled so that an average current corresponding to the field current level determined by the controller 4 is obtained. To do. It is well known to use field current control transistors and flywheel diodes for this type of coil current control. Therefore, in this embodiment, the driver circuit 6 is constituted by this field current control transistor. It is of course possible to arrange the field current control transistor on the lower arm side, omitting the driver circuit 6, and the three-phase AC generator motor as a rotating electric machine having a structure such as a magnet without a field coil. Of course it is good.

(全体動作)
図1に示す界磁コイル型発電電動機を制御して制御回路の構成自体は既に知られているので、これ以上の説明は省略する。
(Overall operation)
Since the configuration of the control circuit itself is already known by controlling the field coil generator motor shown in FIG. 1, further explanation is omitted.

この三相交流発電電動機は、車両に搭載された走行用エンジン(図示せず)に連結されており、エンジン始動時に、バッテリ1から直流電力を給電されて三相交流発電電動機(図示せず)のステータコイルに大電流を供給し、大きなトルクでエンジン(図示せず)を始動する。バッテリ1には平滑コンデンサ2や図示しない車両用電気負荷が接続されている。   This three-phase AC generator motor is connected to a traveling engine (not shown) mounted on the vehicle, and when the engine is started, DC power is supplied from the battery 1 and a three-phase AC generator motor (not shown). A large current is supplied to the stator coil and an engine (not shown) is started with a large torque. The battery 1 is connected to a smoothing capacitor 2 and a vehicle electric load (not shown).

始動されたエンジンにより駆動されて発電電動機の回転数が所定値を超え、発電電動機の発電電圧がバッテリ給電可能なレベルとなると、三相インバータ3は少なくともダイオード式三相全波整流器として作動し、整流した直流電力をバッテリ1に送る。この実施例では、図2に示すように、三相インバータ3の整流用のダイオードとしてMOSトランジスタの寄生ダイオードを採用するが、更に独立のダイオードをMOSトランジスタに並列接続してもよい。   When the rotational speed of the generator motor exceeds a predetermined value driven by the started engine, and the generated voltage of the generator motor reaches a level at which battery power can be supplied, the three-phase inverter 3 operates as at least a diode-type three-phase full-wave rectifier, The rectified DC power is sent to the battery 1. In this embodiment, as shown in FIG. 2, a parasitic diode of a MOS transistor is employed as the rectifying diode of the three-phase inverter 3, but an independent diode may be connected in parallel to the MOS transistor.

コントローラ4は、三相インバータ3の交流端子37〜39の電圧(相電圧という)がバッテリ1のハイレベル電位すなわち高電位電源ライン40の電位より高いかどうかを判別し、相電圧が高い相の上アーム素子をオンし、同じくバッテリ1のローレベル電位すなわち低電位電源ライン41の電位より低いかどうかを判別し、相電圧が低い相の下アーム素子をオンして、同期整流を行う。これにより、既に知られているように発電時の三相インバータ3の効率向上を実現することができる。   The controller 4 determines whether the voltage (referred to as phase voltage) of the AC terminals 37 to 39 of the three-phase inverter 3 is higher than the high-level potential of the battery 1, that is, the potential of the high-potential power supply line 40. The upper arm element is turned on, and whether it is lower than the low level potential of the battery 1, that is, the potential of the low potential power supply line 41, is determined, and the lower arm element having a low phase voltage is turned on to perform synchronous rectification. Thereby, as already known, it is possible to improve the efficiency of the three-phase inverter 3 during power generation.

(ドライバ回路5の詳細説明)
次に、この実施例の特徴をなすドライバ回路5の一例を図2を用いて具体的に説明する。ただし、図2は三相インバータ3のU相インバータを構成する上アーム素子31と下アーム素子34の制御だけを説明する。
(Detailed description of driver circuit 5)
Next, an example of the driver circuit 5 that characterizes this embodiment will be described in detail with reference to FIG. However, FIG. 2 illustrates only control of the upper arm element 31 and the lower arm element 34 constituting the U-phase inverter of the three-phase inverter 3.

図2において、コントローラ4から出力される信号電圧S1は、CMOSインバータからなる電流バッファ51により電流増幅された後、切り替えスイッチ52とゲート抵抗53、54からなるゲート抵抗切り替え回路55を通じて上アーム素子31をなすMOSトランジスタのゲート電極に印加される。   In FIG. 2, the signal voltage S1 output from the controller 4 is amplified by a current buffer 51 formed of a CMOS inverter, and then passed through a gate resistance switching circuit 55 including a changeover switch 52 and gate resistors 53 and 54, and the upper arm element 31. The voltage is applied to the gate electrode of the MOS transistor forming

同様に、コントローラ4から出力される信号電圧S2は、電流バッファ56により電流増幅された後、切り替えスイッチ57とゲート抵抗58、59からなるゲート抵抗切り替え回路60を通じて下アーム素子32をなすMOSトランジスタのゲート電極に印加される。   Similarly, the signal voltage S2 output from the controller 4 is amplified by the current buffer 56 and then the MOS transistor constituting the lower arm element 32 through the gate resistance switching circuit 60 including the changeover switch 57 and the gate resistors 58 and 59. Applied to the gate electrode.

(エンジン始動の制御)
次に、図2を参照して、エンジン始動および高速同期整流時のスイッチング制御について説明する。
(Engine start control)
Next, switching control at the time of engine start and high-speed synchronous rectification will be described with reference to FIG.

まず、エンジン始動時には、コントローラ4は、周知のように発電電動機のロータ回転数に同期し、ロータ回転角に対して所定の位相角をもつパルス信号電圧(制御電圧)S1、S2を発生する。この時、切り替えスイッチ52、57は、図2に示すように、ゲート抵抗器53、58側に倒されている。これにより、パルス信号電圧S1はゲート抵抗器53により波形鈍りを生じて上アーム素子31のゲート電極に印加され、パルス信号電圧S2はゲート抵抗器58により波形鈍りを生じて下アーム素子34のゲート電極に印加される。ゲート抵抗器53、58はゲート抵抗器54、59のたとえば2倍以上の抵抗値に設定されている。   First, when the engine is started, the controller 4 generates pulse signal voltages (control voltages) S1 and S2 having a predetermined phase angle with respect to the rotor rotation angle in synchronization with the rotor rotation speed of the generator motor as is well known. At this time, the changeover switches 52 and 57 are tilted toward the gate resistors 53 and 58 as shown in FIG. As a result, the pulse signal voltage S1 is blunted by the gate resistor 53 and applied to the gate electrode of the upper arm element 31, and the pulse signal voltage S2 is blunted by the gate resistor 58 and the gate of the lower arm element 34. Applied to the electrode. The gate resistors 53 and 58 are set to a resistance value that is, for example, twice or more that of the gate resistors 54 and 59.

エンジン始動時に、発電電動機にはエンジン始動トルク発生のために大電流が流れる必要がある。好都合なことに、エンジン始動時には発電電動機の逆起電力がきわめて小さいため、三相インバータ3のスイッチング素子31〜36を単にロータ角度位置にあわせて切り替えれば、バッテリ1から三相インバータ3を通じて発電電動機に大電流が流れることができる。しかしながら、このような大電流を急激に断続すると、配線インダクタンスなどにより大きなスイッチングノイズ電圧が発生するという問題が生じる。ゲート抵抗器53、58はこの問題を解決するためのものであって、電流バッファ51、56から出力される制御パルスの立ち上がり波形およびたち下がり波形(状態遷移波形ともよぶものとする)を鈍らせるものである。ゲート抵抗器53、58とMOSトランジスタである上アーム素子31、下アーム素子34のゲート容量とはローパスフィルタを構成する。   When starting the engine, a large current needs to flow through the generator motor in order to generate engine starting torque. Conveniently, since the back electromotive force of the generator motor is very small when the engine is started, if the switching elements 31 to 36 of the three-phase inverter 3 are simply switched according to the rotor angular position, the generator motor is supplied from the battery 1 through the three-phase inverter 3. A large current can flow through. However, when such a large current is suddenly interrupted, there arises a problem that a large switching noise voltage is generated due to wiring inductance or the like. The gate resistors 53 and 58 are for solving this problem and blunt the rising and falling waveforms (also referred to as state transition waveforms) of the control pulses output from the current buffers 51 and 56. Is. The gate resistors 53 and 58 and the gate capacities of the upper arm element 31 and the lower arm element 34 which are MOS transistors constitute a low-pass filter.

すなわち、エンジン始動時に高抵抗値をもつゲート抵抗器53、58を通じて制御パルスを三相インバータ3のスイッチング素子31〜36のゲート電極に印加することにより、スイッチング素子31〜36のオン状態とオフ状態との間の状態遷移が遅れる。その結果、バッテリ1からスイッチング素子31〜36を通じて発電電動機に流れる電流の高周波成分が減少し、スイッチングノイズを許容レベル範囲に抑止することができる。   That is, by applying a control pulse to the gate electrodes of the switching elements 31 to 36 of the three-phase inverter 3 through the gate resistors 53 and 58 having high resistance values when starting the engine, the switching elements 31 to 36 are turned on and off. State transition between and is delayed. As a result, the high frequency component of the current flowing from the battery 1 to the generator motor through the switching elements 31 to 36 is reduced, and the switching noise can be suppressed within the allowable level range.

(高速同期整流時の制御)
次に、図2を参照して、高速同期整流時のスイッチング制御について説明する。
高速走行時におけるエンジンおよびそれと連結された発電電動機の回転数は非常に高くなる。このような高速回転下で同期整流を行うと、上記したゲート抵抗器53、58によるパルス信号電圧の鈍りのため、逆流が発生してしまう。
(Control during high-speed synchronous rectification)
Next, switching control during high-speed synchronous rectification will be described with reference to FIG.
The rotational speed of the engine and the generator motor connected to the engine during high-speed running is very high. When synchronous rectification is performed under such high-speed rotation, a backflow occurs due to the blunting of the pulse signal voltage caused by the gate resistors 53 and 58 described above.

そこで、この実施例では、発電時に発電電動機又はエンジン回転数が所定しきい値を超えたら、切り替えスイッチ52、57をゲート抵抗器54、59側に倒す。コントローラ4により実行されるこの種の制御動作は、回転数やそれと連動する物理量(たとえば発電電圧)の検出と比較とにより実現できることは明白であり、回路の具体的な図示は省略する。   Therefore, in this embodiment, when the generator motor or the engine speed exceeds a predetermined threshold during power generation, the changeover switches 52 and 57 are moved to the gate resistors 54 and 59 side. It is obvious that this type of control operation executed by the controller 4 can be realized by detecting and comparing the rotational speed and a physical quantity (for example, generated voltage) linked with the rotational speed, and a specific illustration of the circuit is omitted.

ゲート抵抗器54、59はゲート抵抗器53、58に比較して、小さい抵抗値をもつ。これにより、高速走行時に同期整流を行う場合には、スイッチング素子31〜36に印加されるゲート電圧波形はエンジン始動時よりも急峻化されることになり、上記した逆流を防止することができる。更に、このようなゲート電圧波形の鈍りの減少は、スイッチング素子31〜36の状態遷移時間の短縮を実現するため、この状態遷移時間におけるスイッチング素子31〜36の損失と発熱とを低減することもできる。なお、図2ではゲート抵抗の変更を切り替えスイッチを用いて実施したが、このような切り替えスイッチをマルチプレクサ回路などにより半導体回路化できることは当然である。   The gate resistors 54 and 59 have a smaller resistance value than the gate resistors 53 and 58. As a result, when synchronous rectification is performed during high-speed running, the gate voltage waveform applied to the switching elements 31 to 36 is steeper than when the engine is started, and the above-described backflow can be prevented. Further, such a decrease in the dullness of the gate voltage waveform realizes a shortening of the state transition time of the switching elements 31 to 36. Therefore, the loss and heat generation of the switching elements 31 to 36 during the state transition time can be reduced. it can. In FIG. 2, the gate resistance is changed using a changeover switch. However, it is natural that such a changeover switch can be formed into a semiconductor circuit using a multiplexer circuit or the like.

(変形態様1)
上記ゲート抵抗器の切り替えによるゲート抵抗値の低減は、高速電動動作時においても実施されることが好ましい。そのためには、アイドル回転数程度にゲート抵抗器の切り替えを行えばよい。このようにすれば、車両の大加速時や登坂時など、一時的なトルクアシストが必要な場合において、三相インバータ3の損失および発熱を低減することができる。なお、この場合にはエンジン始動時のような大電流は流れないため、スイッチングノイズはエンジン始動時のように問題とはならない。
(Modification 1)
The reduction of the gate resistance value by switching the gate resistor is preferably performed even during high-speed electric operation. For this purpose, the gate resistor may be switched at about the idle speed. In this way, loss and heat generation of the three-phase inverter 3 can be reduced when temporary torque assist is required, such as when the vehicle is accelerating or climbing a hill. In this case, since a large current does not flow as when the engine is started, switching noise does not become a problem as when the engine is started.

(変形態様2)
ゲート抵抗変更を可能とする他の実施態様を図4、図5を参照して説明する。図4はゲート抵抗器rと、たとえば短絡スイッチ7とを並列接続したものである。エンジン始動時には短絡スイッチ7をオフし、エンジン始動後は短絡スイッチ7をオンすればよい。図5は、ゲート抵抗器r1と、短絡スイッチ7とを並列接続し、更にこの並列接続回路とゲート抵抗器r2とを直列接続したものである。エンジン始動時には短絡スイッチ7をオフし、エンジン始動後は短絡スイッチ7をオンすればよい。
(Modification 2)
Another embodiment capable of changing the gate resistance will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows a gate resistor r and, for example, a short-circuit switch 7 connected in parallel. The short-circuit switch 7 may be turned off when the engine is started, and the short-circuit switch 7 may be turned on after the engine is started. In FIG. 5, the gate resistor r1 and the short-circuit switch 7 are connected in parallel, and this parallel connection circuit and the gate resistor r2 are connected in series. The short-circuit switch 7 may be turned off when the engine is started, and the short-circuit switch 7 may be turned on after the engine is started.

(変形態様3)
上記実施例では、ゲート抵抗器の抵抗値を変更することによりMOSトランジスタであるスイッチング素子31〜36のゲート電圧の状態遷移波形を変更した。その代わりに、図6に示すように、電流バッファ51、56から出力されるパルス信号波形自体を、従来のパルス波形aから台形波形b、cやそれに類似した波形に変更してもよい。
(Modification 3)
In the above embodiment, the state transition waveform of the gate voltage of the switching elements 31 to 36 which are MOS transistors is changed by changing the resistance value of the gate resistor. Instead, as shown in FIG. 6, the pulse signal waveforms themselves output from the current buffers 51 and 56 may be changed from the conventional pulse waveform a to trapezoidal waveforms b and c or similar waveforms.

(変形態様4)
上記実施例では、ゲート抵抗器の抵抗値を変更することによりMOSトランジスタであるスイッチング素子31〜36のゲート電圧の状態遷移波形を変更した。その代わりに、スイッチング素子31〜36のゲート容量と並列にコンデンサを接続することにより、状態遷移波形を鈍らせ、このコンデンサを接続しないことにより状態遷移波形を急峻化することができる。
(Modification 4)
In the above embodiment, the state transition waveform of the gate voltage of the switching elements 31 to 36 which are MOS transistors is changed by changing the resistance value of the gate resistor. Instead, the state transition waveform can be blunted by connecting a capacitor in parallel with the gate capacitances of the switching elements 31 to 36, and the state transition waveform can be sharpened by not connecting this capacitor.

(変形態様5)
上記実施例では、ゲート抵抗器の抵抗値を変更することによりMOSトランジスタであるスイッチング素子31〜36のゲート電圧の状態遷移波形を変更した。その代わりに、コントローラ4から出力されるパルス信号電圧S1を、出力インピーダンス変更可能な電流バッファ51を通じて上アーム素子31のゲート電極に印加することができる。
(Modification 5)
In the above embodiment, the state transition waveform of the gate voltage of the switching elements 31 to 36 which are MOS transistors is changed by changing the resistance value of the gate resistor. Instead, the pulse signal voltage S1 output from the controller 4 can be applied to the gate electrode of the upper arm element 31 through the current buffer 51 capable of changing the output impedance.

たとえば、この電流バッファ51を、それぞれパルス信号電圧S1が入力されて並列同期動作し、上アーム素子31のゲート電極にゲート電圧を並列に出力する第1の電流バッファと、第2の電流バッファとにより構成することができる。この場合、ゲート抵抗器はあってもよく、なくてもよい。エンジン始動時には、第2の電流バッファの動作を停止させ、第1の電流バッファにより上アーム素子31のゲート電極の充電又は放電を行うようにする。その結果、エンジン始動時の上アーム素子31の状態遷移波形は鈍る。次に、高速同期整流時には、両方の電流バッファを通じて、あるいは第2の電流バッファを通じて、上アーム素子31のゲート電極を駆動する。これにより、高速同期整流時には上アーム素子31の状態遷移波形を急峻化することができる。この態様の利点は、切り替えスイッチや短絡スイッチを採用する場合のようにトランスファスイッチを必要としない点にある。   For example, the current buffer 51 receives a pulse signal voltage S1 and operates in parallel synchronization, and outputs a gate voltage to the gate electrode of the upper arm element 31 in parallel. Can be configured. In this case, there may or may not be a gate resistor. When the engine is started, the operation of the second current buffer is stopped, and the gate electrode of the upper arm element 31 is charged or discharged by the first current buffer. As a result, the state transition waveform of the upper arm element 31 when the engine is started becomes dull. Next, at the time of high-speed synchronous rectification, the gate electrode of the upper arm element 31 is driven through both current buffers or through the second current buffer. Thereby, the state transition waveform of the upper arm element 31 can be sharpened during high-speed synchronous rectification. The advantage of this aspect is that no transfer switch is required as in the case of employing a changeover switch or a short-circuit switch.

(変形態様6)
上記実施例では、エンジン始動時と高速同期整流時において、三相インバータ3のスイッチング素子31〜36に印加するゲート電圧の状態遷移波形を変更した。
(Deformation mode 6)
In the above embodiment, the state transition waveform of the gate voltage applied to the switching elements 31 to 36 of the three-phase inverter 3 is changed at the time of engine start and high-speed synchronous rectification.

この態様では、低速大電流電動動作時(エンジン始動時も含む)と、高速大電流電動動作時とで、上記状態遷移波形の変更を行う。従って、三相インバータ3により駆動される回転電機は発電機能を必須とはしない。たとえば燃料電池により走行する場合においても、急発進する場合には回転電機には大きな電流が流れ、上記と同様にスイッチングノイズが増大する。したがって、このような場合に状態遷移波形を鈍らせることにより、スイッチングノイズを許容レベルに抑制することができる。   In this aspect, the state transition waveform is changed during low-speed and high-current electric operation (including when the engine is started) and during high-speed and high-current electric operation. Therefore, the rotating electrical machine driven by the three-phase inverter 3 does not require a power generation function. For example, even when the vehicle is driven by a fuel cell, a large current flows through the rotating electrical machine when the vehicle starts suddenly, and switching noise increases as described above. Therefore, in such a case, the switching noise can be suppressed to an allowable level by blunting the state transition waveform.

本発明の発電電動機制御装置を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the generator motor control apparatus of this invention. 図1のドライブ回路の一例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a drive circuit in FIG. 1. 変形態様を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a deformation | transformation aspect. 変形態様を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a deformation | transformation aspect. 変形態様を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows a modification.

符号の説明Explanation of symbols

1 バッテリ
2 平滑コンデンサ
3 三相インバータ(交直変換回路)
4 コントローラ(制御回路)
5 ドライブ回路
6 ドライブ回路
31〜36 三相インバータのスイッチング素子
51、56 電流バッファ
52、57 切り替えスイッチ
53、54 ゲート抵抗器
58、59 ゲート抵抗器
1 Battery 2 Smoothing capacitor 3 Three-phase inverter (AC / DC converter circuit)
4 Controller (control circuit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Drive circuit 6 Drive circuit 31-36 Three-phase inverter switching element 51, 56 Current buffer 52, 57 Changeover switch 53, 54 Gate resistor 58, 59 Gate resistor

Claims (8)

ブリッジ接続されて整流動作を行う複数のダイオードと、前記各ダイオードと個別に並列接続されるか又は前記各ダイオードと個別に一体形成された半導体スイッチング素子とを有し、直流電源と発電電動機との間に配置されて前記発電電動機の発電動作時に前記発電電動機の発電電力を整流して前記直流電源に給電し、前記発電電動機の電動動作時に前記直流電源から給電された直流電力を交流電力に変換して前記発電電動機に給電する交直変換回路と、
前記半導体スイッチング素子の制御電極に制御電圧を印加して前記半導体スイッチング素子を断続制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記発電動作時に前記半導体スイッチング素子の制御電極に所定波形の制御電圧を印加することにより前記半導体スイッチング素子を断続制御して前記発電動作時に前記交直変換回路を同期整流動作させるとともに、前記発電電動機の回転数に関する電気量に基づいて前記発電動作に際して前記回転数が所定値を超える場合に前記同期整流動作を中止することを特徴とする車両用発電電動機制御装置。
A plurality of diodes connected in a bridge and performing a rectifying operation; and a semiconductor switching element individually connected in parallel with each of the diodes or integrally formed with each of the diodes; The power generated by the generator motor is rectified and supplied to the DC power source during power generation operation of the generator motor, and the DC power supplied from the DC power source is converted into AC power during the motor operation of the generator motor. And an AC / DC conversion circuit for supplying power to the generator motor,
A control circuit for intermittently controlling the semiconductor switching element by applying a control voltage to a control electrode of the semiconductor switching element;
With
The control circuit includes:
The semiconductor switching element is intermittently controlled by applying a control voltage having a predetermined waveform to the control electrode of the semiconductor switching element during the power generation operation, and the AC / DC conversion circuit is synchronously rectified during the power generation operation. A generator motor control apparatus for a vehicle, wherein the synchronous rectification operation is stopped when the rotational speed exceeds a predetermined value during the power generation operation based on an electric quantity related to the rotational speed.
ブリッジ接続されて整流動作を行う複数のダイオードと、前記各ダイオードと個別に並列接続されるか又は前記各ダイオードと個別に一体形成された半導体スイッチング素子とを有し、直流電源と発電電動機との間に配置されて前記発電電動機の発電動作時に前記発電電動機の発電電力を整流して前記直流電源に給電し、前記発電電動機の電動動作時に前記直流電源から給電された直流電力を交流電力に変換して前記発電電動機に給電する交直変換回路と、
前記半導体スイッチング素子の制御電極に制御電圧を印加して前記半導体スイッチング素子を断続制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記発電電動機の回転数に関する物理量に基づいて、前記回転数が所定値以上で前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形を、前記回転数が所定値以下で前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形に比較して、急峻化させることを特徴とする車両用発電電動機制御装置。
A plurality of diodes connected in a bridge and performing a rectifying operation; and a semiconductor switching element individually connected in parallel with each of the diodes or integrally formed with each of the diodes; The power generated by the generator motor is rectified and supplied to the DC power source during power generation operation of the generator motor, and the DC power supplied from the DC power source is converted into AC power during the motor operation of the generator motor. And an AC / DC conversion circuit for supplying power to the generator motor,
A control circuit for intermittently controlling the semiconductor switching element by applying a control voltage to a control electrode of the semiconductor switching element;
With
The control circuit includes:
Based on a physical quantity related to the rotational speed of the generator motor, a state transition waveform of a control voltage applied to the control terminal of the semiconductor switching element when the rotational speed is a predetermined value or more, and the semiconductor switching element when the rotational speed is a predetermined value or less. A vehicular generator motor control device characterized by a sharpening as compared with a state transition waveform of a control voltage applied to a control terminal of the vehicle.
請求項2記載の車両用発電電動機制御装置において、
前記制御回路は、
前記回転数が所定値以上での発電動作時における前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形を、前記回転数が所定値以下での電動動作時における前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形に比較して、急峻化させることを特徴とする車両用発電電動機制御装置。
In the vehicular generator motor control device according to claim 2,
The control circuit includes:
The state transition waveform of the control voltage applied to the control terminal of the semiconductor switching element during the power generation operation when the rotational speed is equal to or higher than a predetermined value is the control of the semiconductor switching element during the electric operation when the rotational speed is equal to or lower than the predetermined value. A vehicular generator motor control device characterized by a sharpening as compared with a state transition waveform of a control voltage applied to a terminal.
ブリッジ接続されて整流動作を行う複数のダイオードと、前記各ダイオードと個別に並列接続されるか又は前記各ダイオードと個別に一体形成された半導体スイッチング素子とを有し、直流電源と発電電動機との間に配置されて前記発電電動機の発電動作時に前記発電電動機の発電電力を整流して前記直流電源に給電し、前記発電電動機の電動動作時に前記直流電源から給電された直流電力を交流電力に変換して前記発電電動機に給電する交直変換回路と、
前記半導体スイッチング素子の制御電極に制御電圧を印加して前記半導体スイッチング素子を断続制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記発電電動機の電流に関する物理量に基づいて、前記電流が所定値以下で前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形を、前記電流が所定値以上で前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形に比較して、急峻化させることを特徴とする車両用発電電動機制御装置。
A plurality of diodes connected in a bridge and performing a rectifying operation; and a semiconductor switching element individually connected in parallel with each of the diodes or integrally formed with each of the diodes; The power generated by the generator motor is rectified and supplied to the DC power source during power generation operation of the generator motor, and the DC power supplied from the DC power source is converted into AC power during the motor operation of the generator motor. And an AC / DC conversion circuit for supplying power to the generator motor,
A control circuit for intermittently controlling the semiconductor switching element by applying a control voltage to a control electrode of the semiconductor switching element;
With
The control circuit includes:
Based on a physical quantity related to the current of the generator motor, a state transition waveform of a control voltage applied to the control terminal of the semiconductor switching element when the current is a predetermined value or less, and a control terminal of the semiconductor switching element when the current is a predetermined value or more Compared to the state transition waveform of the control voltage to be applied to the vehicle, the vehicle generator motor control device is made steep.
請求項4記載の車両用発電電動機制御装置において、
前記制御回路は、
前記電流が所定値未満での発電動作時における前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形を、前記電流が所定値以上での電動動作時における前記半導体スイッチング素子の制御端子に印加する制御電圧の状態遷移波形に比較して、急峻化させることを特徴とする車両用発電電動機制御装置。
In the vehicular generator motor control device according to claim 4,
The control circuit includes:
A state transition waveform of a control voltage applied to the control terminal of the semiconductor switching element during power generation operation when the current is less than a predetermined value is applied to the control terminal of the semiconductor switching element during electric operation when the current is greater than or equal to a predetermined value. A vehicular generator motor control device characterized by steepening compared to a state transition waveform of a control voltage to be applied.
請求項2乃至5記載の車両用発電電動機制御装置において、
前記制御回路は、
前記半導体スイッチング素子のゲート電極に所定抵抗値をもつゲート抵抗器を通じてゲート電圧を前記制御電圧として印加し、
前記ゲート抵抗器の抵抗値を切り替えることにより前記制御電圧の状態遷移波形の急峻化を実現することを特徴とする車両用発電電動機制御装置。
The vehicular generator motor control device according to any one of claims 2 to 5,
The control circuit includes:
Applying a gate voltage as the control voltage through a gate resistor having a predetermined resistance value to the gate electrode of the semiconductor switching element;
A vehicular generator motor control device that realizes a steep state transition waveform of the control voltage by switching a resistance value of the gate resistor.
請求項2乃至5記載の車両用発電電動機制御装置において、
前記制御回路は、
前記半導体スイッチング素子のゲート電極に所定抵抗値をもつゲート抵抗器を通じてゲート電圧を前記制御電圧として印加し、
前記ゲート抵抗器と並列接続された短絡スイッチの導通により前記制御電圧の状態遷移波形の急峻化を実現することを特徴とする車両用発電電動機制御装置。
The vehicular generator motor control device according to any one of claims 2 to 5,
The control circuit includes:
Applying a gate voltage as the control voltage through a gate resistor having a predetermined resistance value to the gate electrode of the semiconductor switching element;
A vehicular generator motor control device that realizes a steep state transition waveform of the control voltage by conduction of a short-circuit switch connected in parallel with the gate resistor.
請求項1乃至7のいずれか記載の車両用発電電動機制御装置において、
前記制御回路は、
車両用エンジンに連結された前記発電電動機のエンジン始動時に最大の抵抗値となるゲート抵抗器を通じて前記半導体スイッチング素子を駆動することを特徴とする車両用発電電動機制御装置。
In the vehicular generator motor control device according to any one of claims 1 to 7,
The control circuit includes:
A vehicular generator / motor control apparatus that drives the semiconductor switching element through a gate resistor having a maximum resistance value when the generator / motor connected to the vehicular engine is started.
JP2003295610A 2003-08-19 2003-08-19 Vehicular dynamotor control device Pending JP2005065460A (en)

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