JP2005176580A - Device for controlling electric vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To discharge electric charges accumulated in a capacitor, connected in parallel with an inverter when a key switch of a vehicle is turned off, without driving the vehicle or without increasing the discharging time. <P>SOLUTION: When the key switch is turned off, the q-axis current command value of the torque current component of a current that flows in a motor serving as a travel-driving source of the vehicle is set to zero. As the d-axis current command value of an exciting current component, the setting is made, in such a way that positive and negative currents having equal the absolute value appear alternately. By this structure, the positive and negative currents of the equal absolute value are made to alternately flow in the q-axis, even if a current is caused to flow in the q-axis arising from the detection accuracy of a magnetic pole position sensor, despite the q-axis current command value is set to zero. As a result, the vehicle can be prevented from driving. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電気車の制御装置に関し、特に、コンデンサに蓄積された電荷の放電を制御する電気車の制御装置に関する。   The present invention relates to an electric vehicle control device, and more particularly, to an electric vehicle control device that controls the discharge of electric charges accumulated in a capacitor.

走行駆動用モータを備えた電気車において、イグニッションオフ時に、トルク電流成分であるｑ軸電流指令値を０Ａに設定するとともに、励磁電流成分であるｄ軸電流指令値に放電電流値を設定して、バッテリとインバータとの間に設けられた電解コンデンサに蓄積された電荷を放電させる技術が知られている（特許文献１参照）。   In an electric vehicle equipped with a travel drive motor, when the ignition is off, the q-axis current command value that is a torque current component is set to 0 A, and the discharge current value is set to the d-axis current command value that is an excitation current component. A technique for discharging electric charge accumulated in an electrolytic capacitor provided between a battery and an inverter is known (see Patent Document 1).

特開平１１−３０８７０４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-308704

しかしながら、従来の技術では、電流放電時に車両の車輪が回転しないように、ｄ軸電流指令値の大きさを決定する必要があるが、モータの磁極位置センサの検出精度に伴う誤差を考慮すると、決定したｄ軸電流指令値よりも所定値だけ小さい値に設定する必要があるため、放電時間が長くなる可能性があるという問題があった。   However, in the conventional technology, it is necessary to determine the magnitude of the d-axis current command value so that the vehicle wheel does not rotate during current discharge, but in consideration of the error associated with the detection accuracy of the magnetic pole position sensor of the motor, Since it is necessary to set a value smaller than the determined d-axis current command value by a predetermined value, there is a problem in that the discharge time may become longer.

本発明による電気車の制御装置は、電源とインバータとの間に設けられているスイッチ手段を遮断することに伴って、インバータと並列に接続されている電解コンデンサに蓄積されている電荷を放電させる際に、ｑ軸電流指令値を０に設定し、正負の電流指令値が交互に現れるようにｄ軸電流指令値を設定することを特徴とする。   The control device for an electric vehicle according to the present invention discharges the electric charge accumulated in the electrolytic capacitor connected in parallel with the inverter by cutting off the switch means provided between the power source and the inverter. At this time, the q-axis current command value is set to 0, and the d-axis current command value is set so that positive and negative current command values appear alternately.

本発明による電気車の制御装置によれば、車両を駆動させずに、電解コンデンサに蓄積されている電荷を放電させることができるとともに、放電時間が長くなることを防ぐことができる。   According to the control apparatus for an electric vehicle according to the present invention, it is possible to discharge the electric charge accumulated in the electrolytic capacitor without driving the vehicle and to prevent the discharge time from becoming long.

図１は、本発明による電気車の制御装置の一実施の形態における構成を示す図である。この電気車（電気自動車）は、永久磁石型の３相交流同期モータ４（以下、単にモータ４と呼ぶ）を走行駆動源として走行する。バッテリ１は、リレー２を介して、インバータ３と接続されている。リレー２は、キースイッチ１３のオン／オフに連動して、後述する車両コントローラ１１により開閉される。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration in an embodiment of a control apparatus for an electric vehicle according to the present invention. This electric vehicle (electric vehicle) travels using a permanent magnet type three-phase AC synchronous motor 4 (hereinafter simply referred to as a motor 4) as a travel drive source. The battery 1 is connected to the inverter 3 via the relay 2. The relay 2 is opened and closed by a vehicle controller 11 described later in conjunction with the on / off of the key switch 13.

インバータ３は、複数のスイッチング素子を有しており、バッテリ１の直流電力を交流電力に変換して、電気自動車の車軸に直結されたモータ（電動機）４に供給する。リレー２とインバータ３との間に、インバータ３と並列（バッテリ１と並列）に接続されている電解コンデンサ５は、直流電力を平滑化するために設けられている。   The inverter 3 has a plurality of switching elements, converts the DC power of the battery 1 into AC power, and supplies the AC power to a motor (electric motor) 4 directly connected to the axle of the electric vehicle. An electrolytic capacitor 5 connected in parallel with the inverter 3 (in parallel with the battery 1) is provided between the relay 2 and the inverter 3 in order to smooth the DC power.

車両コントローラ１１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備え、アクセル開度センサ１２により検出されたアクセル開度に基づいて、トルク指令値Ｔ*を算出し、モータコントローラ１０に出力する。車両コントローラ１１は、また、キースイッチ１３のオン／オフに基づいて、リレー２の接続／遮断を行って、リレーの接続／遮断情報をモータコントローラ１０に出力するとともに、起動要求指令／停止要求指令をモータコントローラ１０に出力する。 The vehicle controller 11 includes a CPU, a ROM, and a RAM (not shown ) , calculates a torque command value T * based on the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 12, and outputs the torque command value T * to the motor controller 10. The vehicle controller 11 also connects / disconnects the relay 2 based on on / off of the key switch 13 and outputs relay connection / disconnection information to the motor controller 10 as well as a start request command / stop request command. Is output to the motor controller 10.

電流センサ６は、モータ４に流れるＵ相，Ｖ相，Ｗ相の電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出して、モータコントローラ１０に出力する。磁極位置センサ７は、モータ４の磁極位置を検出して、モータコントローラ１０に出力する。回転センサ８は、モータ４の回転角度を検出して、モータコントローラ１０に出力する。電圧センサ１４は、電解コンデンサ５の電圧を検出して、モータコントローラ１０に出力する。   The current sensor 6 detects U-phase, V-phase, and W-phase current values Iu, Iv, and Iw flowing through the motor 4 and outputs them to the motor controller 10. The magnetic pole position sensor 7 detects the magnetic pole position of the motor 4 and outputs it to the motor controller 10. The rotation sensor 8 detects the rotation angle of the motor 4 and outputs it to the motor controller 10. The voltage sensor 14 detects the voltage of the electrolytic capacitor 5 and outputs it to the motor controller 10.

モータコントローラ１０は、各センサ６，７，８から入力されるセンサ値と、車両コントローラ１１で算出されたトルク指令値Ｔ*とに基づいて、インバータを制御するためのＰＷＭ信号を生成し、ゲート回路９に出力する。ゲート回路９は、モータコントローラ９から入力されるＰＷＭ信号に基づいて、インバータ３内のスイッチング素子のオン／オフを制御する。これにより、所望の電流をモータ４に流すことができる。 The motor controller 10 generates a PWM signal for controlling the inverter based on the sensor value input from each of the sensors 6, 7, 8 and the torque command value T * calculated by the vehicle controller 11, Output to the circuit 9. The gate circuit 9 controls on / off of the switching element in the inverter 3 based on the PWM signal input from the motor controller 9. Thereby, a desired current can be supplied to the motor 4.

キースイッチ１３がオフされると、車両コントローラ１１によりリレー２が遮断（オフ）される。リレー２が遮断されることにより、バッテリ１からの電力供給が遮断されるので、モータ４は停止する。この時、電解コンデンサ５には、静電容量に応じた電荷が蓄積されており、この状態でモータコントローラ１０の電源がオフされると、オフされているインバータ３のスイッチング素子の入力が過渡的に無制御状態となり、スイッチング素子がオンされてしまう可能性がある。この場合、短絡電流が流れることにより、スイッチング素子が破損する可能性がある。また、キースイッチ１３のオフ後に、例えば、インバータ３のメンテナンスを行う際に、電荷が蓄積されている電解コンデンサ５に触れないように注意する必要があり、作業性が悪いという問題もある。   When the key switch 13 is turned off, the relay 2 is cut off (off) by the vehicle controller 11. Since the relay 2 is cut off, the power supply from the battery 1 is cut off, so the motor 4 stops. At this time, the electric charge corresponding to the electrostatic capacity is accumulated in the electrolytic capacitor 5, and when the power supply of the motor controller 10 is turned off in this state, the input of the switching element of the inverter 3 which is turned off is transient. There is a possibility that the switching element is turned on without being controlled. In this case, the switching element may be damaged due to the short circuit current flowing. Further, for example, when maintenance of the inverter 3 is performed after the key switch 13 is turned off, it is necessary to be careful not to touch the electrolytic capacitor 5 in which electric charges are accumulated, and there is a problem that workability is poor.

従って、モータコントローラ１０は、リレー２の遮断後に、電解コンデンサ５に蓄積された電荷を放電するために、少なくとも車輪（不図示）が回転しない大きさの電流をモータ４に流す。電解コンデンサ５に蓄積された電荷を放電する処理の詳細については、後述する。   Therefore, after the relay 2 is disconnected, the motor controller 10 causes the motor 4 to flow at least a current that does not rotate the wheels (not shown) in order to discharge the electric charge accumulated in the electrolytic capacitor 5. Details of the process of discharging the electric charge accumulated in the electrolytic capacitor 5 will be described later.

図２は、モータコントローラ１０の詳細な構成を示す図である。モータコントローラ１０は、電流指令値算出部２１と、電流指令値選択部２２と、電流制御部２３と、ｄｑ／３相変換部２４と、ＰＷＭ信号生成部２５と、３相／ｄｑ変換部２６と、位相演算部２７と、回転速度演算部２８と、放電処理部２９とを備える。   FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the motor controller 10. The motor controller 10 includes a current command value calculation unit 21, a current command value selection unit 22, a current control unit 23, a dq / 3 phase conversion unit 24, a PWM signal generation unit 25, and a three phase / dq conversion unit 26. A phase calculation unit 27, a rotation speed calculation unit 28, and a discharge processing unit 29.

電流指令値算出部２１は、車両コントローラ１１により算出されるトルク指令値Ｔ*と、回転速度演算部２８により演算されるモータ５の回転速度とに基づいて、ｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を算出する。ここで、ｄ軸電流とは、モータ４に流れる３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwの励磁電流成分であり、ｑ軸電流とは、トルク電流成分である。 The current command value calculation unit 21 is based on the torque command value T * calculated by the vehicle controller 11 and the rotation speed of the motor 5 calculated by the rotation speed calculation unit 28, and the d-axis current command value and the q-axis current. Calculate the command value. Here, the d-axis current is an excitation current component of the three-phase currents Iu, Iv, and Iw flowing through the motor 4, and the q-axis current is a torque current component.

電流指令値選択部２２は、スイッチＳＷ１およびＳＷ２を備え、電流制御部２３に出力するｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を切り換える。すなわち、通常制御時には、スイッチＳＷ１を接点Ａ１に接続するとともに、スイッチＳＷ２を接点Ａ２に接続して、電流指令値算出部２１にて算出された電流指令値を電流制御部２３に出力する。また、リレー２のオフに伴い、電解コンデンサ５に蓄積されている電荷を放電する時には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をそれぞれ接点Ｂ１，Ｂ２に接続して、放電処理部２９にて算出された電流指令値を電流制御部２３に出力する。   The current command value selection unit 22 includes switches SW1 and SW2, and switches between a d-axis current command value and a q-axis current command value output to the current control unit 23. That is, during normal control, the switch SW1 is connected to the contact A1, and the switch SW2 is connected to the contact A2, and the current command value calculated by the current command value calculation unit 21 is output to the current control unit 23. Further, when discharging the electric charge accumulated in the electrolytic capacitor 5 when the relay 2 is turned off, the switches SW1 and SW2 are connected to the contacts B1 and B2, respectively, and the current command value calculated by the discharge processing unit 29 is obtained. Is output to the current control unit 23.

電流制御部２３は、電流指令値選択部２２を介して入力されたｄ軸電流指令値Ｉd*およびｑ軸電流指令値Ｉq*と、後述する３相／ｄｑ変換部２６から入力されるｄ軸電流Ｉdおよびｑ軸電流Ｉqとに基づいて、ｄ軸電圧指令値Ｖd*およびｑ軸電圧指令値Ｖq*を算出する。具体的には、電流指令値と実電流との偏差（Ｉd*−Ｉd），（Ｉq*−Ｉq）をそれぞれ演算し、演算した偏差に対して、ＰＩ（比例・積分）演算を行うことにより、ｄ軸電圧指令値Ｖd*およびｑ軸電圧指令値Ｖq*を算出する。 The current control unit 23 includes a d-axis current command value Id * and a q-axis current command value Iq * input via the current command value selection unit 22, and a d-axis input from a three-phase / dq conversion unit 26 described later. A d-axis voltage command value Vd * and a q-axis voltage command value Vq * are calculated based on the current Id and the q-axis current Iq. Specifically, the deviation between the current command value and the actual current (Id * -Id), (Iq * -Iq) is calculated respectively for the calculated deviation by performing PI (proportional-integral) operation The d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * are calculated.

ｄｑ／３相変換部２４は、電流制御部２３により算出されたｄ軸電圧指令値Ｖd*およびｑ軸電圧指令値Ｖq*を、後述する位相演算部２７で算出される回転位相θに基づいて、３相交流電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に変換する。変換された電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*は、ＰＷＭ信号生成部２５に出力される。 The dq / 3-phase conversion unit 24 uses the d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * calculated by the current control unit 23 based on the rotational phase θ calculated by the phase calculation unit 27 described later. It is converted into a three-phase AC voltage command value Vu * , Vv * , Vw * . The converted voltage command values Vu * , Vv * , Vw * are output to the PWM signal generator 25.

ＰＷＭ信号生成部２５は、３相交流電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*と、三角波信号（キャリア信号）とに基づいて、インバータ３を制御するためのＰＷＭ信号を生成する。生成したＰＷＭ信号は、ゲート回路９に出力される。 The PWM signal generation unit 25 generates a PWM signal for controlling the inverter 3 based on the three-phase AC voltage command values Vu * , Vv * , Vw * and a triangular wave signal (carrier signal). The generated PWM signal is output to the gate circuit 9.

３相／ｄｑ変換部２６は、電流センサ６により検出された電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ軸電流Ｉdおよびｑ軸電流Ｉqに変換する。位相演算部２７は、磁極位置センサ７により検出された磁極位置、および、回転センサ８により検出された回転角度に基づいて、モータ４の回転位相θを演算する。回転速度演算部２８は、回転センサ８により検出された回転角度に基づいて、モータ４の回転速度を演算する。   The three-phase / dq conversion unit 26 converts the current values Iu, Iv, Iw detected by the current sensor 6 into a d-axis current Id and a q-axis current Iq. The phase calculation unit 27 calculates the rotation phase θ of the motor 4 based on the magnetic pole position detected by the magnetic pole position sensor 7 and the rotation angle detected by the rotation sensor 8. The rotation speed calculation unit 28 calculates the rotation speed of the motor 4 based on the rotation angle detected by the rotation sensor 8.

放電制御部２９は、車両コントローラ１１から、リレー２のオフに伴う停止指令信号およびリレー２を遮断した旨の信号を受信すると、電解コンデンサ５に蓄積された電荷を放電する時のｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を設定する。ここで、トルク電流成分であるｑ軸電流指令値Ｉq*は０Ａに設定するとともに、モータ４に電流が流れた時に車輪が動き出さない大きさの放電電流値をｄ軸電流指令値Ｉd*として設定する。 When the discharge controller 29 receives from the vehicle controller 11 a stop command signal associated with the relay 2 being turned off and a signal indicating that the relay 2 has been cut off, the d-axis current command used to discharge the charge accumulated in the electrolytic capacitor 5. Value and q-axis current command value are set. Here, the q-axis current command value Iq *, which is a torque current component, is set to 0A, and a discharge current value that does not cause the wheels to move when a current flows through the motor 4 is set as the d-axis current command value Id *. To do.

ここで、ｑ軸電流指令値Ｉq*＝０とすることにより、理論上は、モータ４にはトルクが発生しないため、モータ４は回転しないはずである。しかし、実用上では、磁極位置センサ７の検出精度などの理由により、モータ４の理想的な誘起電圧波形特性による位相と、磁極位置センサ７で検出された位相との間に誤差が生じることがあり、ｑ軸にも電流が流れて、モータ４にトルクが発生することがある。 Here, by setting the q-axis current command value Iq * = 0, the motor 4 should theoretically not rotate because no torque is generated in the motor 4. However, in practice, an error may occur between the phase of the ideal induced voltage waveform characteristic of the motor 4 and the phase detected by the magnetic pole position sensor 7 due to the detection accuracy of the magnetic pole position sensor 7 and the like. In some cases, current also flows in the q-axis, and torque is generated in the motor 4.

従って、一実施の形態における電気車の制御装置では、ｑ軸電流指令値Ｉq*を０に設定するとともに、絶対値の等しい正・負の電流値が交互に現れるように、ｄ軸電流指令値Ｉd*を設定する。図３は、電気自動車の走行終了時に、電解コンデンサ５に蓄積されている電荷を放電させるためのｄ軸電流指令値Ｉd*およびｑ軸電流指令値Ｉq*を示す図である。 Therefore, in the electric vehicle control apparatus according to the embodiment, the d-axis current command value is set so that the q-axis current command value Iq * is set to 0 and positive and negative current values having the same absolute value appear alternately. Set Id * . FIG. 3 is a diagram showing a d-axis current command value Id * and a q-axis current command value Iq * for discharging the electric charge accumulated in the electrolytic capacitor 5 at the end of traveling of the electric vehicle.

図３に示すように、ドライバによりキースイッチ１３がオフされると、車両コントローラ１１は、リレー２を遮断する。リレー２の遮断後、電解コンデンサ５に蓄積されている電荷を放電させるために、ｑ軸電流指令値Ｉq*を０に設定するとともに、絶対値の等しい正・負の電流値が交互に現れるように、ｄ軸電流指令値Ｉd*を設定する。図３では、電流指令値を実線で、実際に流れる電流を点線で示している。 As shown in FIG. 3, when the key switch 13 is turned off by the driver, the vehicle controller 11 disconnects the relay 2. In order to discharge the electric charge accumulated in the electrolytic capacitor 5 after the relay 2 is shut off, the q-axis current command value Iq * is set to 0, and positive and negative current values having the same absolute value appear alternately. D-axis current command value Id * is set. In FIG. 3, the current command value is indicated by a solid line, and the actually flowing current is indicated by a dotted line.

上述したように、ｄ軸にのみ電流を流すように電流指令値を設定しても、磁極位置センサ７の検出精度などの理由により、ｑ軸にも電流が流れることがある。しかし、一実施の形態における電気車の制御装置では、絶対値の等しい正・負の電流値が交互に現れるように、ｄ軸電流指令値Ｉd*を設定するので、図３に示すように、ｑ軸にも絶対値の等しい正負の電流が流れる。 As described above, even if the current command value is set so that current flows only through the d-axis, current may also flow through the q-axis for reasons such as the detection accuracy of the magnetic pole position sensor 7. However, in the control apparatus for an electric vehicle in one embodiment, the d-axis current command value Id * is set so that positive and negative current values having the same absolute value appear alternately, as shown in FIG. Positive and negative currents having the same absolute value also flow through the q axis.

ｑ軸に電流が流れることにより、モータ４にトルクが発生するが、この出力トルクをモータ４と直結されている車軸のひねりによって吸収すれば、車輪を回転させることなく、電解コンデンサ５に蓄積されている電荷を放出させることができる。なお、車輪を回転させることなく車軸のひねりにより吸収することができるトルクの大きさは、車軸の長さ、径および材質や、車両の重量などにより決定することができる。従って、実験などにより、車輪を回転させることなく車軸のひねりにより吸収することができるトルクの大きさを決定し、決定したトルクに基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉd*の絶対値の大きさを予め算出しておく。ここでは、ｄ軸電流指令値Ｉd*の絶対値の大きさを５Ａとする。 When current flows through the q axis, torque is generated in the motor 4. If this output torque is absorbed by the twist of the axle directly connected to the motor 4, it is accumulated in the electrolytic capacitor 5 without rotating the wheel. It is possible to release the electric charge. The magnitude of the torque that can be absorbed by the twist of the axle without rotating the wheel can be determined by the length, diameter and material of the axle, the weight of the vehicle, and the like. Therefore, the magnitude of the torque that can be absorbed by the twist of the axle without rotating the wheel is determined by experiment or the like, and the magnitude of the absolute value of the d-axis current command value Id * is determined based on the determined torque. Calculate in advance. Here, the magnitude of the absolute value of the d-axis current command value Id * is 5A.

図４は、電気自動車の走行終了時、すなわち、キースイッチ１３のオフ時に、モータコントローラ１０により行われる処理内容を示すフローチャートである。ステップＳ１０では、車両コントローラ１１から入力される信号に基づいて、リレー２の遮断が完了したか否かを判定する。リレー２の遮断が完了していないと判定するとステップＳ１０で待機し、リレー２の遮断が完了したと判定すると、ステップＳ２０に進む。   FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents performed by the motor controller 10 at the end of traveling of the electric vehicle, that is, when the key switch 13 is turned off. In step S10, based on the signal input from the vehicle controller 11, it is determined whether or not the relay 2 has been disconnected. If it is determined that the relay 2 has not been disconnected, the process waits in step S10. If it is determined that the relay 2 has been disconnected, the process proceeds to step S20.

ステップＳ２０では、電解コンデンサ５に蓄積されている電荷の放出が完了したか否かを電解コンデンサ５の電圧値に基づいて判定する。すなわち、電圧センサ１４から入力される電圧値に基づいて、電解コンデンサ５の電圧が所定の放電完了電圧（図３参照）より低いか否かを判定する。電解コンデンサ５の電圧が放電完了電圧より低いと判定すると、電解コンデンサ５の放電は完了したと判定して、ステップＳ９０に進む。一方、電解コンデンサ５の電圧が放電完了電圧以上であると判定すると、ステップＳ３０に進む。   In step S20, it is determined based on the voltage value of the electrolytic capacitor 5 whether or not the discharge of the electric charge accumulated in the electrolytic capacitor 5 is completed. That is, based on the voltage value input from the voltage sensor 14, it is determined whether or not the voltage of the electrolytic capacitor 5 is lower than a predetermined discharge completion voltage (see FIG. 3). If it is determined that the voltage of the electrolytic capacitor 5 is lower than the discharge completion voltage, it is determined that the discharge of the electrolytic capacitor 5 is completed, and the process proceeds to step S90. On the other hand, if it determines with the voltage of the electrolytic capacitor 5 being more than the discharge completion voltage, it will progress to step S30.

ステップＳ３０では、トルク電流成分であるｑ軸電流指令値Ｉq*を０Ａに設定するとともに、ゲートオフを解除して、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、ｄ軸電流指令値Ｉd*の値が０より大きいか否かを判定する。Ｉd*＞０が成り立つと判定するとステップＳ５０に進み、Ｉd*＞０が成り立たないと判定するとステップＳ６０に進む。 In step S30, the q-axis current command value Iq * , which is a torque current component, is set to 0A, the gate-off is canceled, and the process proceeds to step S40. In step S40, it is determined whether or not the d-axis current command value Id * is greater than zero. If it is determined that Id * > 0 holds, the process proceeds to step S50, and if it is determined that Id * > 0 does not hold, the process proceeds to step S60.

ステップＳ５０では、ｄ軸電流指令値Ｉd*を−５Ａに設定して、ステップＳ７０に進む。一方、ステップＳ６０では、ｄ軸電流指令値Ｉd*を５Ａに設定して、ステップＳ７０に進む。ステップＳ７０では、放電を開始してからの経過時間が所定の放電規定時間を超えたか否かを判定する。放電継続時間が所定の放電規定時間を超えていないと判定するとステップＳ８０に進み、放電規定時間を超えたと判定するとステップＳ９０に進む。 In step S50, the d-axis current command value Id * is set to -5A, and the process proceeds to step S70. On the other hand, in step S60, the d-axis current command value Id * is set to 5A, and the process proceeds to step S70. In step S70, it is determined whether or not the elapsed time from the start of discharge has exceeded a predetermined specified discharge time. If it is determined that the discharge duration has not exceeded the predetermined specified discharge time, the process proceeds to step S80, and if it is determined that the specified discharge time has not been exceeded, the process proceeds to step S90.

ステップＳ８０では、ｄ軸電流指令値Ｉd*を−５Ａまたは５Ａに設定してから、所定時間ｔ１（図３参照）経過したか否かを判定する。所定時間経過していないと判定すると所定時間経過するまで待機し、所定時間を経過したと判定すると、ステップＳ４０に戻る。以後、放電継続時間が所定の放電規定時間を経過するまで、絶対値の等しい正と負のｄ軸電流指令値Ｉd*が交互に設定される。 In step S80, it is determined whether or not a predetermined time t1 (see FIG. 3) has elapsed since the d-axis current command value Id * was set to -5A or 5A. If it is determined that the predetermined time has not elapsed, the process waits until the predetermined time elapses. If it is determined that the predetermined time has elapsed, the process returns to step S40. Thereafter, the positive and negative d-axis current command values Id * having the same absolute value are alternately set until a predetermined discharge regulation time elapses.

ステップＳ９０では、ｄ軸電流指令値Ｉd*およびｑ軸電流指令値Ｉq*を０Ａに設定するととともに、ゲートをオフして、電解コンデンサ５の放電処理を終了する。なお、リレー２が溶着している場合には、放電処理を開始してから一定時間（例えば、２秒）経過しても、電解コンデンサ５の電圧が所定電圧（例えば、２４Ｖ）以下に下がらない可能性がある。従って、ステップＳ７０では、電解コンデンサ５の電圧値に基づいて放電が完了したか否かを判定するのではなく、放電継続時間が所定の放電規定時間を超えたか否かを判定し、放電規定時間を超えた場合に、放電処理を終了する（ステップＳ９０）。これにより、リレー２が溶着しており、電解コンデンサ５の電圧が低下しないような場合でも、放電処理を中止することができる。なお、この場合には、放電処理を中止するととともに、図示しない報知装置により、異常が発生している旨をドライバに報知する。 In step S90, the d-axis current command value Id * and the q-axis current command value Iq * are set to 0A, the gate is turned off, and the discharge process of the electrolytic capacitor 5 is finished. Note that, when the relay 2 is welded, the voltage of the electrolytic capacitor 5 does not drop below a predetermined voltage (for example, 24 V) even after a certain time (for example, 2 seconds) has elapsed since the start of the discharge process. there is a possibility. Therefore, in step S70, it is not determined whether or not the discharge has been completed based on the voltage value of the electrolytic capacitor 5, but it is determined whether or not the discharge duration has exceeded a predetermined specified discharge time. If it exceeds, the discharge process is terminated (step S90). Thereby, even when the relay 2 is welded and the voltage of the electrolytic capacitor 5 does not decrease, the discharge process can be stopped. In this case, the discharging process is stopped, and a notification device (not shown) notifies the driver that an abnormality has occurred.

一実施の形態における電気車の制御装置によれば、電気車の走行終了時、すなわち、キースイッチ１３のオフ時に、インバータ３と並列に設けられているコンデンサ５に蓄積されている電荷を放電させるために、モータ４に電流を流す。この時に、モータ４に流れる電流のうち、トルク成分であるｑ軸電流指令値を０に設定するとともに、励磁電流成分であるｄ軸電流指令値として、絶対値の等しい正負の電流が交互に現れるように設定する。これにより、磁極位置センサ７の検出精度に起因してｑ軸に電流が流れるような場合でも、絶対値の等しい正負の電流が交互にｑ軸に流れるため、車両が動き出すのを防ぐことができる。また、ｄ軸電流指令値を設定する際に、磁極位置センサ７の検出精度を考慮した低めの電流指令値を設定する必要がないので、低めの電流指令値を設定する場合に比べて、コンデンサ５に蓄積されている電荷の放電時間が増大するのを防ぐことができる。   According to the control apparatus for an electric vehicle in one embodiment, the electric charge accumulated in the capacitor 5 provided in parallel with the inverter 3 is discharged at the end of traveling of the electric vehicle, that is, when the key switch 13 is turned off. Therefore, a current is passed through the motor 4. At this time, the q-axis current command value that is the torque component of the current flowing through the motor 4 is set to 0, and positive and negative currents having the same absolute value alternately appear as the d-axis current command value that is the excitation current component. Set as follows. As a result, even when a current flows through the q-axis due to the detection accuracy of the magnetic pole position sensor 7, positive and negative currents having the same absolute value alternately flow through the q-axis, thereby preventing the vehicle from starting to move. . Further, when setting the d-axis current command value, it is not necessary to set a lower current command value in consideration of the detection accuracy of the magnetic pole position sensor 7, so that the capacitor is compared with the case where a lower current command value is set. Thus, it is possible to prevent the discharge time of the electric charge accumulated in 5 from increasing.

本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、絶対値の等しい正負の電流が交互に現れるようにｄ軸電流指令値を設定する際に、所定時間ごとに正・負の電流指令値が反転するように設定したが（図３参照）、別の設定方法を用いてもよい。例えば、図５に示すように、ｄ軸電流値が設定した電流指令値に追従したときに、正から負、または、負から正に反転させることもできる。   The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, when the d-axis current command value is set so that positive and negative currents having the same absolute value appear alternately, the positive and negative current command values are set to be reversed every predetermined time (see FIG. 3). Another setting method may be used. For example, as shown in FIG. 5, when the d-axis current value follows a set current command value, it can be inverted from positive to negative or from negative to positive.

また、放電処理を開始してから所定時間（例えば、２秒）経過した時に、電圧センサ１４により検出される電解コンデンサ５の電圧と所定電圧（例えば、２４Ｖ）とを比較し、電解コンデンサ５の電圧が所定電圧以上であれば、放電処理を中止（Ｉd*＝０，Ｉq*＝０）するようにしてもよい。 In addition, when a predetermined time (for example, 2 seconds) has elapsed since the start of the discharge process, the voltage of the electrolytic capacitor 5 detected by the voltage sensor 14 is compared with a predetermined voltage (for example, 24 V). If the voltage is equal to or higher than a predetermined voltage, the discharge process may be stopped (Id * = 0, Iq * = 0).

モータ４は、永久磁石型の３相交流同期モータとして説明したが、他の種類のモータを用いても良い。また、モータ４は電気自動車の走行駆動源として用いられるものとして説明したが、ハイブリッド電気自動車に用いられるものでもよい。すなわち、本発明は、走行駆動源として、モータを搭載した車両に適用することができる。   Although the motor 4 has been described as a permanent magnet type three-phase AC synchronous motor, other types of motors may be used. Moreover, although the motor 4 was demonstrated as what is used as a driving drive source of an electric vehicle, it may be used for a hybrid electric vehicle. That is, the present invention can be applied to a vehicle equipped with a motor as a travel drive source.

特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、リレー２がスイッチ手段を、電解コンデンサ５がコンデンサを、モータコントローラ１０が電流指令値算出手段を、ゲート回路９およびモータコントローラ１０がインバータ制御手段を、電圧センサ１４が電圧検出手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。   The correspondence between the constituent elements of the claims and the constituent elements of the embodiment is as follows. That is, the relay 2 constitutes switching means, the electrolytic capacitor 5 constitutes a capacitor, the motor controller 10 constitutes current command value calculating means, the gate circuit 9 and the motor controller 10 constitute inverter control means, and the voltage sensor 14 constitutes voltage detecting means. To do. In addition, unless the characteristic function of this invention is impaired, each component is not limited to the said structure.

本発明による電気車の制御装置の一実施の形態における構成を示す図The figure which shows the structure in one Embodiment of the control apparatus of the electric vehicle by this invention. モータコントローラの詳細な構成を示す図Diagram showing the detailed configuration of the motor controller 電解コンデンサに蓄積されている電荷を放電させるためのｄ軸電流指令値Ｉd*およびｑ軸電流指令値Ｉq*を示す図The figure which shows d-axis current command value Id * and q-axis current command value Iq * for discharging the electric charge accumulate | stored in the electrolytic capacitor 電解コンデンサに蓄積されている電荷の放電処理の手順を示すフローチャートFlow chart showing the procedure for discharging the electric charge accumulated in the electrolytic capacitor 電解コンデンサに蓄積されている電荷を放電させるためのｄ軸電流指令値Ｉd*の別の設定方法を示す図The figure which shows another setting method of d-axis current command value Id * for discharging the electric charge accumulate | stored in the electrolytic capacitor

符号の説明Explanation of symbols

１…バッテリ
２…リレー
３…インバータ
４…永久磁石型の３相交流同期モータ
５…電解コンデンサ
６…電流センサ
７…磁極位置センサ
８…回転センサ
９…ゲート回路
１０…モータコントローラ
１１…車両コントローラ
１２…アクセル開度センサ
１３…キースイッチ
１４…電圧センサ
２１…電流指令値算出部
２２…電流指令値選択部
２３…電流制御部
２４…ｄｑ／３相変換部
２５…ＰＷＭ信号生成部
２６…３相／ｄｑ変換部
２７…位相演算部
２８…回転速度演算部
２９…放電処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery 2 ... Relay 3 ... Inverter 4 ... Permanent magnet type 3 phase alternating current synchronous motor 5 ... Electrolytic capacitor 6 ... Current sensor 7 ... Magnetic pole position sensor 8 ... Rotation sensor 9 ... Gate circuit 10 ... Motor controller 11 ... Vehicle controller 12 Accelerator opening sensor 13 Key switch 14 Voltage sensor 21 Current command value calculation unit 22 Current command value selection unit 23 Current control unit 24 dq / 3-phase conversion unit 25 PWM signal generation unit 26 Phase 3 / Dq conversion unit 27 ... phase calculation unit 28 ... rotation speed calculation unit 29 ... discharge processing unit

Claims (4)

電気車駆動用の電動機の駆動電力源である電源とインバータとの間に設けられ、前記電源から前記インバータへの電力供給を遮断／接続するスイッチ手段と、
前記スイッチ手段と前記インバータとの間に、前記インバータと並列に接続されるコンデンサと、
前記電動機に印加する電流のうち、トルク電流成分であるｑ軸電流の指令値と、励磁電流成分であるｄ軸電流の指令値とを算出する電流指令値算出手段と、
前記電流指令値算出手段により算出されたｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値に基づいて、前記インバータを制御することにより、前記電動機に流れる電流を制御するインバータ制御手段とを備え、
前記電流指令値算出手段は、前記スイッチ手段の遮断に伴って前記コンデンサに蓄積されている電荷を放出するために、前記ｑ軸電流指令値を０に設定するとともに、正負の電流指令値が交互に現れるように前記ｄ軸電流指令値を設定することを特徴とする電気車の制御装置。 A switch means provided between a power source that is a driving power source of an electric motor for driving an electric vehicle and an inverter, and cuts off / connects power supply from the power source to the inverter;
Between the switch means and the inverter, a capacitor connected in parallel with the inverter;
A current command value calculating means for calculating a command value of a q-axis current that is a torque current component and a command value of a d-axis current that is an exciting current component of the current applied to the motor;
Inverter control means for controlling the current flowing through the motor by controlling the inverter based on the d-axis current command value and the q-axis current command value calculated by the current command value calculation means,
The current command value calculating means sets the q-axis current command value to 0 and discharges the positive and negative current command values alternately in order to release the charge accumulated in the capacitor when the switch means is shut off. The d-axis current command value is set so as to appear in the electric vehicle control device. 請求項１に記載の電気車の制御装置において、
前記ｄ軸電流指令値のうち、正の電流指令値と負の電流指令値の絶対値はそれぞれ等しいことを特徴とする電気車の制御装置。 The electric vehicle control device according to claim 1,
Of the d-axis current command value, an absolute value of a positive current command value and a negative current command value are equal to each other. 請求項１または２に記載の電気車の制御装置において、
前記電流指令値算出手段は、前記正負の電流が交互に現れるように前記ｄ軸電流指令値を設定する際に、所定時間ごとに正の電流指令値および負の電流指令値を反転させることを特徴とする電気車の制御装置。 The control apparatus for an electric vehicle according to claim 1 or 2,
The current command value calculation means reverses the positive current command value and the negative current command value every predetermined time when setting the d-axis current command value so that the positive and negative currents appear alternately. An electric vehicle control device. 請求項１〜３のいずれかに記載の電気車の制御装置において、
前記コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段をさらに備え、
前記電流指令値算出手段は、前記コンデンサに蓄積されている電荷の放出処理を開始してから所定時間が経過したときに、前記電圧検出手段により検出されたコンデンサの電圧が所定電圧以上である場合には、前記ｄ軸電流指令値および前記ｑ軸電流指令値をともに０に設定することを特徴とする電気車の制御装置。 In the control apparatus of the electric vehicle according to any one of claims 1 to 3,
Further comprising voltage detection means for detecting the voltage of the capacitor;
The current command value calculating means is configured such that the voltage of the capacitor detected by the voltage detecting means is equal to or higher than a predetermined voltage when a predetermined time has elapsed after starting the discharge process of the charge accumulated in the capacitor. The d-axis current command value and the q-axis current command value are both set to 0.
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