JP2007028694A - Rotary electric machine controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の走行停止状態でエンジンの動作を停止し、車両の走行開始時にモータによりエンジンを再起動するアイドルストップ車に搭載される回転電機制御装置に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine control device mounted on an idle stop vehicle that stops the operation of an engine when the vehicle is stopped and restarts the engine with a motor when the vehicle starts to travel.
最近、自動車の燃費向上や排ガス削減等の地球環境への配慮の観点から、交差点などでの走行停車状態でエンジンを停止し、自動車の発進時にモータでエンジンを再始動するエンジン駆動システム(アイドリングストップシステム)を採用する車両が増加しつつある。このシステムは、例えば、ブレーキの踏み込みにより車両の走行が停止するとエンジンを停止し、ブレーキの踏み込みを緩めるとモータによりエンジンを再起動する構成になっている。 Recently, an engine drive system (idling stop) that stops the engine when the vehicle is stopped at an intersection or the like and restarts the engine with a motor when the vehicle starts, from the viewpoint of consideration of the global environment such as improving the fuel efficiency of automobiles and reducing exhaust gas. The number of vehicles adopting the system is increasing. This system is configured, for example, to stop the engine when traveling of the vehicle is stopped due to depression of the brake, and to restart the engine with a motor when the depression of the brake is loosened.
従来は、LSI内部に電源用コンデンサ電圧を電源とした出力ドライバ回路と前段のロジック回路とで構成されるプリドライブ回路を備えた電動機のコイル電圧をPWM制御するPWMインバータ用出力回路が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら特許文献1は、車両用の回転電機制御装置に異常状態が発生した場合、全ての異常に対して異常状態が発生した順に一律に保護動作を行い、異常状態の保護に対して優劣を付けていなかった。しかしながら、回転電機制御装置に発生する異常状態には、直ちにその異常状態から回復しないと危険な異常状態になってしまう場合と、その発生した異常状態が、緊急性を要しない異常状態の場合とがある。このため特許文献にあっては、これらを異常状態が発生した順に保護動作を行っていると、直ちにその異常状態から回復しないと危険な異常状態になってしまうような異常状態が発生した場合、間に合わなくて回転電機制御装置が破壊されるという問題点を有している。
However, in
本発明の目的は、直ちにその異常状態から回復しないと危険な異常状態になってしまうような緊急性を要する異常状態が発生した場合にも対応することのできる回転電機制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine control device that can cope with an emergency state that requires urgency that would result in a dangerous abnormal state if not immediately recovered from the abnormal state. is there.
本発明に係る回転電気制御装置の代表的な一つは、力行または発電を行うために、回転電機の複数の固定子巻線端子とバッテリの高電位との間に接続された複数の上アームスイッチング素子と、前記力行または前記発電を行うために、前記複数の固定子巻線端子とバッテリの低電位との間に接続された複数の下アームスイッチング素子と、前記複数の上アームスイッチング素子及び前記複数の下アームスイッチング素子をそれぞれON/OFFすることにより、前記力行または前記発電を制御する制御部とを備えた回転電機制御装置であって、 前記制御部は、前記回転電機制御装置に複数の異常が発生した場合に、該複数の異常のうちいずれか一つの異常からの保護を優先させるものである。 A representative one of the rotary electric control devices according to the present invention is a plurality of upper arms connected between a plurality of stator winding terminals of a rotating electrical machine and a high potential of a battery in order to perform power running or power generation. A switching element; a plurality of lower arm switching elements connected between the plurality of stator winding terminals and a low potential of the battery to perform the power running or the power generation; the plurality of upper arm switching elements; A rotating electrical machine control device comprising: a control unit that controls the power running or the power generation by turning each of the plurality of lower arm switching elements ON / OFF, wherein the control unit includes a plurality of control units in the rotating electrical machine control device. In the case of occurrence of an abnormality, priority is given to protection from any one of the plurality of abnormalities.
また、本発明に係る回転電機制御装置の代表的な他の一つは、力行または発電を行うために、回転電機の複数の固定子巻線端子とバッテリの高電位との間に接続された複数の上アームスイッチング素子と、力行または前記発電を行うために、複数の固定子巻線端子とバッテリの低電位との間に接続された複数の下アームスイッチング素子と、複数の上アームスイッチング素子及び複数の下アームスイッチング素子をそれぞれON/OFFすることにより、力行または前記発電を制御する制御部とを備えた回転電機制御装置であって,制御部において、回転電機制御装置(ISG)において生じる異常状態を2つの種類に分類して設定する異常状態設定手段と,異常状態設定手段において設定した一方の種類の異常状態に対する保護動作をハードウエアで行うハードウエア手段と,異常状態設定手段において設定した他方の種類の異常状態に対する保護動作をソフトウエアで行うソフトウエア手段と,を備え,異常状態設定手段においては、異常状態が生じた場合、直ちにその異常状態から正常状態に回復しないと回復困難な状態に陥る緊急性を要する異常状態の場合には、ハードウエア手段で保護動作を行い、発生した異常状態から直ちに正常状態に回復しなくても機器に異常を来さない緊急性を要しない異常状態の場合には、ソフトウエア手段で保護動作を行うようにしたものである。 Another representative example of the rotating electrical machine control device according to the present invention is connected between a plurality of stator winding terminals of the rotating electrical machine and a high potential of the battery in order to perform power running or power generation. A plurality of upper arm switching elements, a plurality of lower arm switching elements connected between a plurality of stator winding terminals and a low potential of the battery for powering or generating the power, and a plurality of upper arm switching elements And a control unit for controlling power running or power generation by turning on / off each of the plurality of lower arm switching elements, in the control unit, which occurs in the rotary electrical machine control device (ISG) The abnormal condition setting means that classifies and sets the abnormal condition into two types, and the protective action against one type of abnormal condition set in the abnormal condition setting means Hardware means performed by software and software means for performing protection operation for the other type of abnormal condition set by the abnormal condition setting means by software, and an abnormal condition occurs in the abnormal condition setting means In the case of an abnormal state that requires urgency, if the emergency state does not immediately recover from the abnormal state, a protective action is performed by hardware means, and the normal state does not immediately recover from the generated abnormal state. However, in the case of an abnormal state that does not require an urgency that does not cause an abnormality in the device, a protection operation is performed by software means.
本発明によれば、直ちにその異常状態から回復しないと危険な異常状態になってしまうような緊急性を要する異常状態が発生した場合にも対応することができる。 According to the present invention, it is possible to cope with the occurrence of an urgently abnormal state that would result in a dangerous abnormal state if not immediately recovered from the abnormal state.
本発明は、回転電機制御装置をバッテリ電源からのDC−DCコンバータによって所定の電圧に降圧した低電圧で駆動する5Vステージと、バッテリ電源の高電圧で駆動するパワーステージによって構成し,5Vステージに、コントローラとマイコンにバッテリ電源から降圧した所定電圧を供給する第1のDC−DCコンバータと、エンジンの回転状態を検知して、停止状態にある車両用回転電機を発電状態に立ち上げるウェイクアップ装置にバッテリ電源から降圧した所定電圧を供給する第2のDC−DCコンバータとを設けることによって実現される。 The present invention comprises a rotary electric machine control device including a 5V stage driven by a low voltage that is stepped down to a predetermined voltage by a DC-DC converter from a battery power supply, and a power stage driven by a high voltage of the battery power supply. , A first DC-DC converter that supplies a predetermined voltage stepped down from a battery power source to a controller and a microcomputer, and a wakeup device that detects the rotational state of the engine and starts up the rotating electrical machine for a vehicle in a stopped state into a power generation state This is realized by providing a second DC-DC converter that supplies a predetermined voltage stepped down from the battery power source.
図1には、本発明に係る回転電機制御装置によって制御される回転電機が搭載する自動車の構成が示されている。 FIG. 1 shows the configuration of an automobile mounted on a rotating electrical machine controlled by the rotating electrical machine control apparatus according to the present invention.
図1において、自動車600は、内燃機関であるエンジン520を動力源としたエンジンパワートレインと、電動発電機500を動力源としたエレクトリックパワートレインの両方を備えた、いわゆるハイブリッド式の自動車である。エンジンパワートレインは主として自動車600の駆動源を構成している。エレクトリックパワートレインは主としてエンジン520の始動源及び自動車600の電力源として用いられている。このように、エレクトリックパワートレインを備えた自動車600では、イグニションキースイッチがオン状態で信号待ちなどの停車時にエンジン520を自動的に停止させ、発車時にエンジン520を自動的に始動して車両を発進させることにより、自動車600の燃費向上や排ガスを低減できるいわゆるアイドリングストップ運転を行うことができる。
In FIG. 1, an
図1に示すように、車体510のフロント部には前輪車軸515が回転可能に軸支されている。前輪車軸515の両端には前輪511,512が設けられている。車体510のリア部には後輪車軸516が回転可能に軸支されている。後輪車軸516の両端には後輪513,514が設けられている。前輪車軸515の中央部には、動力分配機構であるデファレンシャルギア517が設けられている。デファレンシャルギア517は、エンジン520から変速機530を介して伝達された回転駆動力を左右の前輪車軸515に分配している。変速機530はエンジン520の回転駆動力を変速してデファレンシャルギア517に伝達している。エンジン制御装置(ECU)540は、エンジン520の回転駆動力を、燃料調整機構であるインジェクタや空気量調整機構であるスロットルなどのエンジン補機を用いてしている。
As shown in FIG. 1, a
車両用回転電機100は、回転電機(M/G)とインバータから構成されている。前記インバータはパワー半導体スイッチ回路と前記パワー半導体スイッチ回路の制御に必要な回路から構成されている。前記車両用回転電機100は車体510のフロント部分に設けられたエンジンルーム内にエンジン520と共に配置され、エンジン520の側部に搭載されてエンジン520に機械的に連結されている。この機械的な連結は、エンジン520のクランクシャフトに設けられたプーリー520aと回転電機2の回転軸に設けられたプーリー500aとをベルト570によって接続することにより実現できる。これにより、回転停止状態のエンジン520に回転電機2は回転駆動力を伝達することができる。加えて、回転電機2はエンジン520からの回転駆動力を受けることができる。
The vehicular rotating
アイドリングストップ運転において、エンジン制御装置540はエンジン停止とエンジン起動の指令を行う。前記エンジン制御装置540は自動車600の状態情報からアイドリングストップをする判断をした場合はエンジン520を停止させる。発進時には回転停止状態のエンジン520のクランクシャフトを回転電機2で回転させ、エンジン520を点火する。
In the idling stop operation, the
自動車600のエレクトリックパワートレインは、図1に示すように、バッテリ3によって構成された14V系車載電源に電気的に接続されており、14V系車載電源との間で電力の授受している。14V系車載電源には、エンジン520の始動装置であるスタータ560や、図示省略したライト,ラジオ,方向指示器などの車載補機が電気的に並列接続されている。バッテリ3には、本実施例においてはバッテリ3には出力電圧14V程度の鉛蓄電池が用いられている。
As shown in FIG. 1, the electric power train of the
図2には、本発明に係る回転電機制御装置の実施例が示されている。図2において、回転電機制御装置1は、ICチップで構成されており、回転電機(M/G)2を制御するものである。この回転電機2は、三相交流モータ/ジェネレータで構成され、自動車がアイドルストップでエンジン停止後のエンジンの始動時に、力行、即ちモータ(電動機)として作用し、自動車が回生時にジェネレータ(発電機)として作用するものである。
FIG. 2 shows an embodiment of a rotating electrical machine control device according to the present invention. In FIG. 2, the rotating electrical
この回転電機制御装置1には、バッテリ3が接続され、6〜40Vの電圧が供給されている(本実施例では、14Vを例にとっている)。また、このバッテリ3には、回転電機2に直列にフィールドMOS(P型MOSFET)4とQFC−MOS(N型MOSFET)5が挿入接続されている。この回転電機2は界磁コイル2aに流す電流量により、力行時にはトルクを、回生時に発電量を制御している。何らかの原因で、この界磁コイル2aに流す電流が制御出来なくなると、場合によっては重大な事故を引き起こす恐れがある。そのため、界磁コイル2aに流れる電流が制御できなくなった場合には、安全措置として直ちに電流を遮断してやる必要がある。界磁コイル2aに直列に挿入接続されているP型MOSFET4とN型MOSFET5は、界磁コイル2aに流れる電流量を制御したり回路を遮断するためのものである。
A
また、このバッテリ3には、回転電機2の各相U,V,Wの各コイルにそれぞれ直列にP型MOSFET6(6a〜6c)とN型MOSFET7(7a〜7c)が挿入接続されている。このP型MOSFET6(6a〜6c)とN型MOSFET7(7a〜7c)は、インバータを構成し、交互にON・OFFして回転電機2に三相交流電流を供給し、電動機として作用させる。
In addition, in the
このP型MOSFET6(6a〜6c)の各ゲート端子は、ドライバ8を介して、N型MOSFET7(7a〜7c)は、ドライバ9を介して、レベル変換回路10に接続されている。このレベル変換回路10は、セレクタ11、12を介してコントローラ13に接続されており、このコントローラ13からの出力信号によってP型MOSFET6(6a〜6c)とN型MOSFET7(7a〜7c)は、力行制御されている。
Each gate terminal of the P-type MOSFET 6 (6a to 6c) is connected to the
このコントローラ13は、モータ・コントローラ14と、ジェネレータ・コントローラ15と、共通保護回路16とを備えている。このモータ・コントローラ14には、パルス駆動回路14aと、デッドタイム発生回路14bと、過回転保護回路14cと、オーバータイム保護回路14dと、モータロック保護回路14eとがある。このパルス駆動回路14aは、P型MOSFET6(6a〜6c)とN型MOSFET7(7a〜7c)を駆動するパルス波形のゲート信号を発生するものである。
The
また、デッドタイム発生回路14bは、力行時、すなわち、回転電機2をモータとして使用する場合、上側アームを構成するP型MOSFET6(6a〜6c)と下側アームを構成するN型MOSFET7(7a〜7c)の対(例えば6aと7a)が同時にONするのを防止する為のものである。例えば、上側アームを構成するP型MOSFET6(6a〜6c)と下側アームを構成するN型MOSFET7(7a〜7c)の対(例えば6aと7a)が同時にONすると、回路が短絡し、P型MOSFET6(6a)とN型MOSFET7(7a)に大電流が流れ、これらのMOSFETが破壊される。デッドタイム発生回路14bは、この回路短絡によるMOSFETの破壊を防止するため、信号切り替わり時に上側アームを構成するP型MOSFET6(6a〜6c)と下側アームを構成するN型MOSFET7(7a〜7c)が同時にOFFしている期間を作り出すためのものである。 Further, the dead time generation circuit 14b is configured such that the P-type MOSFET 6 (6a-6c) constituting the upper arm and the N-type MOSFET 7 (7a- This is to prevent the pair 7c) (for example, 6a and 7a) from being turned ON simultaneously. For example, when a pair (for example, 6a and 7a) of the P-type MOSFET 6 (6a to 6c) constituting the upper arm and the N-type MOSFET 7 (7a to 7c) constituting the lower arm is simultaneously turned ON, the circuit is short-circuited, and the P-type A large current flows through the MOSFET 6 (6a) and the N-type MOSFET 7 (7a), and these MOSFETs are destroyed. The dead time generation circuit 14b prevents the destruction of the MOSFET due to this short circuit, and the P-type MOSFET 6 (6a to 6c) constituting the upper arm and the N-type MOSFET 7 (7a to 7c) constituting the lower arm at the time of signal switching. This is to create a period in which are simultaneously OFF.
また、過回転保護回路14cは、回転電機2がエンジン始動に充分な所定の回転数に達した場合に、次の発電動作に備え力行動作を停止し発電動作へ移行するためのものである。さらに、オーバータイム保護回路14dは、エンジン始動に充分な力行動作時間(例えば1秒)を経過した場合、バッテリ消耗を抑えると共に次の発電動作に備えるために力行動作を停止し発電動作へ移行するものである。そして、モータロック保護回路14eは、力行時、すなわち、回転電機2をモータとして使用しているにも拘わらずモータが回転していない場合に、モータが回転しないことの検出によってインバータ(上側アームを構成するP型MOSFET6(6a〜6c)と下側アームを構成するN型MOSFET7(7a〜7c)とで構成)にスイッチング信号(パルス信号)の供給を停止するなどして回転電機2の焼き付き等による破壊を防止するものである。
The overspeed protection circuit 14c is for stopping the power running operation and shifting to the power generation operation in preparation for the next power generation operation when the rotating
また、ジェネレータ・コントローラ15には、MOS整流制御回路15aと、無発電保護回路15bとがある。このMOS整流制御回路15aは、整流時、すなわち、回転電機2をジェネレータ(発電機)として使用する場合、回転電機2から出力されてくる三相交流電流を直流に整流するため、上側アームを構成するP型MOSFET6(6a〜6c)と下側アームを構成するN型MOSFET7(7a〜7c)を制御するものである。また、無発電保護回路15bは、整流時、すなわち、回転電機2をジェネレータ(発電機)として使用しているにも拘わらず、回転電機2のU,V、Wの何れかの相電圧が低い状態(発電していない状態)を検出し、誤動作の恐れのある上側アームを構成するP型MOSFET6(6a〜6c)と下側アームを構成するN型MOSFET7(7a〜7c)を共にOFFさせるものである。
The
また、共通保護回路16には、ロード・ダンプサージ保護回路16aと、過電圧保護回路16bと、短絡保護回路16cと、過温度保護回路16dと、フィールドMOSショート保護回路16eと、外部温度センサ開放/短絡保護回路16fとがある。このロード・ダンプサージ保護回路16aは、バッテリ端子が外れる等で一時的にバッテリ電圧が跳ね上がるダンプサージから保護するものである。また、過電圧保護回路16bは、バッテリ電圧VBが所定電圧より上昇したときに、バッテリ3に悪影響のある過電圧が持続しないように発電動作を停止させるためのものである。また、回路短絡保護回路16cは、回路短絡が生じることにより過電流が流れたり、電流の供給が停止し、制御ができなくなるのを防止するためのものである。
The
さらに、過温度保護回路16dは、上側アームを構成するP型MOSFET6(6a〜6c)や下側アームを構成するN型MOSFET7(7a〜7c)などの温度上昇を検知し、P型MOSFET4やN型MOSFET5等を制御することで力行動作を停止したり発電時の発電量を抑制して温度上昇を抑えるためのものである。また、フィールドMOSショート保護回路16eは、フィールドMOS4のショート故障を検知し界磁コイル2aに過大電流が流れるのを防止するものである。そして、外部温度センサ開放/短絡保護回路16fは、外部温度センサ(サーミスタ或いはダイオード)の断線/短絡を検出して保護するものである。
Further, the overtemperature protection circuit 16d detects a temperature rise of the P-type MOSFET 6 (6a to 6c) constituting the upper arm and the N-type MOSFET 7 (7a to 7c) constituting the lower arm, and detects the P-type MOSFET 4 and N By controlling the
このコントローラ13は、マイコン17Aによって制御されている。このマイコン17Aには、RAM17bとEEPROM17cがバスラインによって接続されている。そして、マイコン17Aには、タイマカウンタ17eと、A/D変換器17dが接続されている(外付けでも、内蔵してもよい)。
The
図2中、18は界磁コントローラで、この界磁コントローラ18には、フィールドMOS制御回路18aと、PWM発生器18bと、QFC−MOS制御回路18cとがある。このフィールドMOS制御回路18aは、回転電機2に流れる界磁電流(If)を制御するもので、P型MOSFET4を制御している。また、PWM発生器18bは、P型MOSFET4を制御する信号のONパルス幅を制御している。さらに、QFC−MOS制御回路18cは、フィールドMOSショート故障やロード・ダンプサージ発生時にQFC−MOS5をOFFし、界磁コイル2aに流れる電流を遮断するものである。
In FIG. 2, reference numeral 18 denotes a field controller. The field controller 18 includes a field MOS control circuit 18a, a PWM generator 18b, and a QFC-
この界磁コントローラ18からの制御信号は、レベル変換回路19からドライバ回路20を介してP型MOSFET4、N型MOSFET5に供給されるようになっている。すなわち、レベル変換回路19から出力されてくる界磁コントローラ18からの制御信号は、ドライバ回路20のP型MOSFET4駆動用のドライバ20aを介してP型MOSFET4のゲート端子に、N型MOSFET5駆動用のドライバ20bを介してN型MOSFET5のゲート端子にそれぞれ供給されるようになっている。
The control signal from the field controller 18 is supplied from the
図2中、21は内蔵の時計である。この時計21は、ウォッチドッグタイマ等各種タイマの時間計測と、PWMのパルス幅の計測、デッドタイムの計測等を行うのに用いられる。また、図2中の22は、通信を行うためのLIN(Local Interconnect Network)信号送受信装置(LINインターフェース)で、このLIN信号送受信装置22は、上位装置ECU(エンジン制御装置)からLIN(Local Interconnect Network)の通信信号(指令信号)を受信したり、上位装置ECUにLIN(Local Interconnect Network)の通信信号を送信する中継を行うものである。このLIN信号送受信装置22で受信したLINの信号は、マイコン17Aに入力され処理される。さらに、23は温度センサで、この温度センサ23は、ICチップで構成される回転電機制御装置1内の温度を検出するものである。この温度センサ23によって検出された温度(アナログ値)は、AD変換器17dでデジタル値に変換されマイコン17Aに入力される。また、図2中、24は、ライト,ラジオ,方向指示器などの車載補機等の負荷である。
In FIG. 2, 21 is a built-in timepiece. The
ICチップで構成される回転電機制御装置1は、パワーステージ1aと、5Vステージ1bとに分かれている。パワーステージ1aには、ドライバ8,ドライバ9,レベル変換回路10,レベル変換回路19,ドライバ回路20が搭載されており、バッテリ3によって駆動するようになっている。このパワーステージ1aには、DC−DC(電源回路)25が搭載されており、このDC−DC(電源回路)25は、バッテリ3からの電力供給を受けて、バッテリ3の電圧(14V)から降圧した電圧(5V)を作り、一定電圧5Vを5Vステージ1bに搭載された各回路に電源として供給するようになっている。
The rotating electrical
また、5Vステージ1bには、セレクタ11、12,コントローラ13,マイコン17A,界磁コントローラ18,時計21,LIN信号送受信装置(LINインターフェース)22,温度センサ23が搭載されている。この5Vステージ1bに搭載されている各装置は、DC−DC(電源回路)25によって作り出される一定電圧5Vによって駆動するようになっている。
On the 5V stage 1b, selectors 11 and 12, a
このように回転電機制御装置1は、パワーステージ1aの各装置を駆動するための電源と、5Vステージ1bの各装置を駆動するための電源の2つを有しており、5Vステージ1bの各装置は、安定して駆動するように、バッテリ3の電圧変動の影響を受けないようになっている。
As described above, the rotating electrical
このように構成される回転電機制御装置1は、図3の状態遷移図に示す如く処理される。この図3に図示の状態遷移のメイン処理フローは、図4に示されている。
The rotating electrical
始動シーケンス処理は、図5に示す始動シーケンスに基づいて行われる。すなわち、まず、スリープ状態300から、ウェイクアップ検知301を行う。自動車は、発電しないと搭載しているバッテリVB3が放電してしまう。したがって、通常、キーOFFしている間は、バッテリVB3が過放電にならないように、ウェイクアップ回路だけが給電されていて、その他の回路は全部給電停止状態になっている。キーを押した時に、上位装置(ECU)から指令信号(LIN)が送信されてくる。何らかの障害で指令信号が送信されてこなかった場合は、バッテリVB3が過放電状態になり自動車の制御が不能になる。このため指令信号(LIN)が送信されてこなくても自立的に起動する機能が付け加えられている。この機能を有するものが、図6に示すウェイクアップ装置50である。スリープ状態300では、このウェイクアップ装置のみが動作している。
The start sequence process is performed based on the start sequence shown in FIG. That is, first, the
ウェイクアップ装置50は、ウェイクアップ検知回路50aと、このウェイクアップ検知回路50aに給電するサブのDC−DC(電源回路)50bと、ウェイクアップ検知回路50aの出力信号を受けるフリップフロップ(FF)50cによって構成されている。このウェイクアップ装置50は、上位装置(ECU)から起動を指令するウェイクアップ信号LINが送信されてくることによってISGのシステム全体を立ち上げることになる。エンジンが動き出したとき、回転電機2が回りだし、残留磁束によって、わずかな発電電圧が発生する。この発電電圧の大きさを見ることによって回転電機の起動を判定して、メインのDC−DC(電源回路)25をONさせる。ウェイクアップ回路の起動判定条件が図7の真理値表に示されている。サブのDC−DC(電源回路)50bは、バッテリVB3のバッテリ電圧VB(14V)を降圧して所定の電圧を作り出し、ウェイクアップ検知回路50aに必要な最低限の電源を供給するものである。
The
図7の真理値表において、VBはバッテリVB3の電圧、(U―V)はU相とV相の差電圧(他の相の差電圧でも良い。)、LINは上位装置ECUから送信されてくるウェイクアップ指令信号である。図7の真理値表に示す「0」「1」の組合せで、VB、(U―V)、LIN信号がウェイクアップ検知回路50aに入力される。
In the truth table of FIG. 7, VB is the voltage of the battery VB3, (U−V) is a differential voltage between the U phase and V phase (may be a differential voltage of other phases), and LIN is transmitted from the host device ECU. It is a coming wakeup command signal. In the combination of “0” and “1” shown in the truth table of FIG. 7, the VB, (U−V), and LIN signals are input to the
バッテリVB3の電圧では、例えば、「0」の場合には6.5V以下の状態を示し、「1」の場合は8V以上の状態を示している。また、(U―V)では、「0」の場合には0.4V未満の状態を示し、「1」の場合には0.4V以上を示している。また、LINでは、「0」の場合には通信無しの状態を示し、「1」の場合は通信有りの状態を示している。 With respect to the voltage of the battery VB3, for example, when it is “0”, it indicates a state of 6.5V or less, and when it is “1”, it indicates a state of 8V or more. In (U−V), “0” indicates a state of less than 0.4 V, and “1” indicates 0.4 V or more. In LIN, “0” indicates that there is no communication, and “1” indicates that there is communication.
図5のウェイクアップ検知301においては、図7の真理値表のウェイクアップの判定条件にしたがってウェイクアップ状態の判定を行っている。すなわち、ウェイクアップ状態に入るのは、ウェイクアップ検知回路50aの入力が、VB「1」、(U―V)「0」、LIN「1」の場合、VB「1」、(U―V)「1」、LIN「0」の場合、VB「1」、(U―V)「1」、LIN「1」の場合のいずれかである。これから分かるように、上位装置(ECU)から通信指令(LIN)があって(「1」)も、VB「0」、(U―V)「0」の場合、及びVB「0」、(U―V)「1」の場合は、ウェイクアップ状態にはならない。一方、上位装置(ECU)から通信指令(LIN)がなくて(「0」)も、VB「1」、(U―V)「1」であれば、ウェイクアップ状態となる。
In the wake-up
ウェイクアップ検知301においてウェイクアップの条件が成立すると、フリップフロップ50cがセットされメインのDC−DC(電源回路)25がONする。これにより図1の低電圧部1Bの全ての回路は5V電源が給電されて動作可能状態になる。
When the wakeup condition is satisfied in the
また、図7の真理値表では、スリープ状態に入る判定条件も示されている。すなわち、セルフストップの検知である。セルフストップの検知があると、図6のフリップフロップ50cをリセットし、メインのDC−DC(電源回路)25をシャットダウンさせ、過放電によるバッテリ3の消耗を防止する。
The truth table in FIG. 7 also shows the determination conditions for entering the sleep state. That is, self-stop detection. When the self-stop is detected, the flip-
図5に示す始動シーケンスにおいて、ウェイクアップ検知301でウェイクアップを検知し、メインのDC−DC(電源回路)25がONして5V電源電圧が立ち上がると、次に、パワーオンリセット処理302を実行する。パワーオンリセット処理302ではLIN用レジスタ含む全てのレジスタ類の初期設定を行う。次のステップで全MOSのオフ、全フォルト信号の無視処理303を行う。この処理においては、上下アームMOS、フィールドMOS、QFCMOSの全てをOFFする。また、不確定の信号を出力している全ての検知回路の出力信号を無視する。これは、正常な動作に入る前に、検出回路から出力された誤信号を無視するためである。
In the start-up sequence shown in FIG. 5, when the wake-up
ステップ303の処理が終わると、次に、立上げ中通知処理304を行う。これは、現在、回転電機制御装置1を立ち上げ中であることを上位装置であるECUへ通知するものである。上位装置ECUへの通知は、LIN信号送受信装置22を用いて行われる。この処理が終わると次に、界磁電流Ifのオフセット補正処理305を行う。この処理では、回転電機2の界磁電流Ifの測定系のオフセットを補正して測定精度を上げている。この処理が終わると、次に、界磁電流Ifのモニタ処理306を行う。この処理は、図9に示したQFCMOS5のソース側に接続した電流検出用抵抗(RSF)を用いて、界磁電流Ifを測定するものである。この界磁電流Ifが、
界磁電流If≧0.4A
の場合は、QFCMOS5の診断を行わずに、デフォルト値セット処理310に移り、発電制御用レジスタ(REG)にデフォルト値をセットする。
When the process of
Field current If ≧ 0.4A
In this case, without making a diagnosis of QFCMOS5, the process proceeds to a default
界磁電流If<0.4A
の場合は、フィールド4のMOSオン処理307を行う。この処理は、回転電機2の界磁コイル2aに電流を供給するため、フィールドMOS4をONする処理を行う。具体的には、マイコン17の処理によって界磁コントローラ18からレベル変換回路19、ドライバ回路20を介してフィールドMOS4のゲートに制御信号(ONパルス信号)を供給する。
Field current If <0.4A
In this case, the
この処理が終わると、次に、界磁電流Ifモニタ処理308を行う。この処理は、QFCMOS5のソース側に接続されている電流検出用抵抗(RSF)を用いて界磁電流Ifを測定する。このフィールドMOSオン処理307と、界磁電流Ifモニタ処理308により、QFCMOS5のショート故障診断を行う。すなわち、フィールドMOS4のゲートにONパルス信号を供給してONさせ、約50ms後に界磁電流Ifを測定してチェックする。この界磁電流Ifの値が、
界磁電流If≦0.4A
の場合に正常と判断し、
界磁電流If>0.4A
の場合にショート故障と判断する。QFCMOS5のショート故障診断の終了後、フィールドMOS4をOFFする。
When this process is finished, a field current If
Field current If ≦ 0.4A
In the case of
Field current If> 0.4A
In the case of, it is judged as a short circuit failure. After the short fault diagnosis of
QFCMOS5が正常と判断されると、デフォルト値セット処理310に移り、図示しない発電制御用レジスタ(REG)にデフォルト値をセットする。また、QFCMOS5が故障と判断されると、次に、フラグセット処理309が行われる。
When it is determined that the
ここでは、QFCMOS5が故障と判断されたことによって、フォルト要因フラグ(MEF)をセット(「1」)する。この要因フラグ(MEF)は、スリープに移行するまで保持される。QFCMOS5の故障診断は、ウェイクアップした後の始動時シーケンスの度に行われる。このように、QFCMOS5のショート故障診断を始動時シーケンスで実施するのは、QFCMOS5が通常動作においては、常時ONとなっており、ショート故障検知ができないためである。
Here, a fault factor flag (MEF) is set (“1”) when it is determined that the
このフラグセット処理309が終わると、次に、デフォルト値セット処理310が行われる。ここでは、LIN用レジスタ以外の各発電制御レジスタ(REG)にデフォルト値をセットする。デフォルト値セット処理310が終わると、次に、フラグクリア処理311が行われる。ここでは、フォルト要因フラグ(MEF)を除くすべてのエラーフラグをクリア(「0」)する。
When the
フラグクリア処理311が終わると、次に、デフォルト発電開始処理312が行われる。ここでは、コントローラ13が作動して、界磁電流コントローラ18によってデフォルトの界磁電流を流し始め、回転電機2を発電機として作動させる。発電電圧が大きくなりバッテリVB3の電圧を越えるようになるとジェネレータコントローラ15、セレクタ11と12、レベル変換回路10、ドライバ8と9を介してP型MOSFET6とN型MOSFET7をON、OFF制御して整流動作を行わせ、バッテリ3と負荷24にデフォルト値での直流電力を供給する。
When the flag clear process 311 ends, a default power
この処理が終わると、次に、全フォルト信号有効設定処理313が行われる。ここでは、全てのフォルト信号について、保護有効の設定を行う。この処理が終わると、準備完了通知処理314が行われる。この処理では、指令信号の受信準備が完了したことを上位装置(ECU)に通知し、LIN信号の受信待ち状態になる。以後、上位装置(ECU)からのLIN信号に基づいて発電制御を行う。
When this processing is finished, next, all fault signal
図4のメイン処理フローのステップ201において始動時シーケンス処理が行われると、ステップ202において、ウォッチドッグタイマクリア処理が行われる。このウォッチドッグタイマは、メイン処理の中で一定周期毎にクリアするようにしており、ソフトが暴走してウォッチドッグタイマを一定時間内にクリア出来なかった場合、リセット信号を発生してシステムを再起動するためのものである。本実施例においては、約2msec毎にウォッチドッグタイマをクリアしている。
When start-up sequence processing is performed in
このステップ202においてウォッチドッグタイマクリアが行われると、ステップ203において、レジスタの再セット処理が行われる。このステップ203では、始動時シーケンスで値をセットしたレジスタのうち、作動している間に内容が書き換わっていると問題となるレジスタに値を再度セットしている。このステップ203においてレジスタの再セットが行われると、ステップ204において、AD変換処理が行われる。AD変換は、アナログ値をデジタル値に変換する処理で、AD変換するものには、界磁電流If値、バッテリ電圧VB、温度センサの値Tempがある。温度センサTempには、外部センサと内蔵センサの両方がある。
When the watchdog timer is cleared in
ステップ204においてAD変換処理が行われると、ステップ205において、モード選択処理が行われる。モード選択処理は、上位装置(ECU)からの指示に基づいて処理を行うもので、発電、力行準備、力行、サイレンス(何もしない状態)の何れかを選択して処理する。このステップ205においてモード選択処理が行われると、ステップ206において、フラグ処理、レジスタ設定処理が行われる。このフラグ処理はハードウエアが検知したフラグやAD変換した各種情報から現在のシステムの状態を把握し、レジスタ設定処理は保護処理への移行やLIN送信レジスタ設定を行うものである。これは、フラグの状態を見てレジスタに処理を設定するものである(界磁電流を増やす等)。
When AD conversion processing is performed in
また、ステップ206においてフラグ処理、レジスタ設定処理が行われると、ステップ207において、界磁電流制御値の設定か否かの判定を行う。界磁電流制御は、発電、力行準備、力行などで行われる。このステップ207において、界磁電流制御値の設定ではないと判定すると、ステップ202に戻る。また、ステップ207において界磁電流制御値の設定であると判定すると、ステップ208にて、界磁電流制限処理及び界磁電流制御を行う。この制御は、上位装置(ECU)からの指示(LIN受信信号)に基づいて行われ、界磁電流制限値以下に制限したり、LIN受信信号の目標発電電圧とVB(バッテリ電圧)から界磁電流Ifの制御値を計算する。このステップ208において界磁電流制限処理、界磁電流制御が行われると、ステップ209において、負荷応答制御(LRC)を行う。
When flag processing and register setting processing are performed in
次に、図3の状態遷移図において、発電モード103について説明する。この発電モード103には、MOS整流許可モード104がある。このMOS整流許可モード104は、上位装置(ECU)からの指令信号(LIN受信信号)に基づいて回転電機2をジェネレータ(発電機)として使用する場合である。ここでは、回転電機2をジェネレータ(発電機)として使用する条件が整っていれば、MOS整流の許可をする。このMOS整流の許可があったときに、負荷変動があると、負荷応答制御モード105によって、負荷変動に応じた負荷応答制御(LRC)を行う。具体的には、図2に図示のP型MOSFET(フィールドMOS)4を制御して界磁コイル2aに流れる界磁電流を制御する。
Next, the
LRC(負荷応答制御)105は、発電モード103において、負荷変動(ヘッドライトが点いた、エアコンのスイッチが入った等)によって目標電圧に対して電源電圧が低下したとき、電源電圧を目標電圧になるように負荷変動に追随してゆっくりと昇圧する制御を行うものである。このように負荷変動があったときに電源電圧を目標電圧にゆっくり昇圧するのは、アイドリング状態のような回転数が低い場合に、発電を急激に行うとエンジンに多大の負荷を掛けることになり、このエンジン負荷によって、エンジン回転数の低下を招き、エンスト等を起こすのを防止するためである。
In the
この負荷応答制御モード105によって負荷変動に応じた負荷制御が終わると、LRC(負荷応答制御)は自動的にMOS整流許可発電104に復帰する。このMOS整流許可モード104において、上位装置(ECU)からの指令信号(LIN受信信号)に基づいて回転電機2をジェネレータ(発電機)として使用することが指示されたときに、回転電機2の相電圧U、V、Wいずれかの電圧が低いいわゆる無発電(欠相)が検出されると、異常と判断し、MOS整流禁止モード106において、MOS整流を禁止する。具体的には、図2に図示のP型MOSFET6(6a〜6c)とN型MOSFET7(7a〜7c)のゲートに駆動パルス信号の供給を止める。
When the load control according to the load fluctuation is finished in the load
すなわち、本来、回転電機(M/G)2によって発電される三相交流電圧は、ダイオードで直流電圧に整流することもできるが、内部抵抗が大きいので、MOSFETで直流電圧に整流している。このMOS整流許可モード104は、このような通常の整流状態である。しかし、MOSFET6,7による整流で異常が生じた場合(例えば、無発電の状態)には、MOS整流禁止モード106が作動し、インバータを構成しているP型MOSFET6(6a〜6c)とN型MOSFET7(7a〜7c)をOFFし、P型MOSFET6(6a〜6c)のソース−ドレイン間に接続されているダイオードとN型MOSFET7(7a〜7c)のソース−ドレイン間に接続されているダイオードを用いて全波整流する。
In other words, the three-phase AC voltage generated by the rotating electrical machine (M / G) 2 can be rectified to a DC voltage by a diode, but has a large internal resistance, and is rectified to a DC voltage by a MOSFET. The MOS
サイレンスモード107は、エンジン制御装置(ECU)540からの司令がなく、力行以外で過電圧である場合、バッテリVB24の電圧が低電圧(6.5V<VB≦8V)である場合、力行準備以外で過電流である場合、力行時にアームMOS過温度である場合、力行時に外部温度センサ故障である場合、ICが過温度である場合、IC内蔵温度センサ故障である場合のいずれかの場合(遷移条件)に、作動するもので、アームMOS(P型MOSFET6、N型MOSFET7)を全OFF、フィールドMOS(P型MOSFET)4をOFF、QFC−MOS(N型MOSFET)5をONする。
In the
次に、図3の状態遷移図において、アイドルストップモード108について説明する。アイドルストップモード108は、アイドルストップ、すなわち車両の走行停止状態でエンジンの動作を停止し、車両の走行開始時にモータによりエンジンを再起動する場合のエンジン動作を停止して走行停止状態にあるときの処理モードである。このアイドルストップモード108には、力行準備モード109と、力行モード110がある。この力行準備モード109は、上位装置(ECU)からの指令信号(LIN受信信号)があると、直ちに回転電機2を力行モードで運転することができるようにしておくことである。
Next, the
すなわち、力行準備モード109は、回転電機2による発電を行っておらず、また、回転電機2をモータ(電動機)としても使用していない状態である。回転電機2が発電機として使用している状態からモータ(電動機)として使用する場合には、力行準備モード109を経なければならない。回転電機2の動作としては、発電も力行もしておらず、制御としては、回転電機2による発電の制御も力行の制御も同じMOSで行う。このため、発電モード103からいきなりアイドルストップモード108の力行モード110には入れない。従って、力行準備モード109という発電も力行も行わない、何もしない状態が必要になる。
That is, the power running
すなわち、この力行準備モード109を置くのは、動作上では、発電から力行に直ちに移行すると、動作異常を起こす可能性があることと、システム上からは、安全に作動するようにするためである。したがって、発電モード103の状態からアイドルストップモード108の力行モード110に移行する場合、上位装置(ECU)からの指令信号(LIN受信信号)に基づいて、まず、力行準備状態に入る指令が出され、この力行準備指令に基づいて、力行準備モード109の処理(発電を停止し、何も制御しない状態を作る)を行って、次に、上位装置(ECU)から力行の実行を指令する指令信号(LIN受信信号)が出され、この力行指令に基づいて、力行モード110の処理(モータ駆動を行う)を行う。すなわち、発電モード103で発電している最中に、誤って上位装置(ECU)から力行指令信号(LIN信号)が送られてきても、その力行指令信号(LIN信号)は無視されることになる。
In other words, the reason why the power running
ところで、回転電機制御装置1では、内燃機関であるエンジン520が停止している場合、このエンジン停止状態がアイドルストップモード108で停止しているのか、エンジンキーを抜いてエンジンが完全停止状態になっているのか分からない。このため、アイドルストップモード108で停止している場合は、力行準備モード109の指令が出ていることを力行準備フラグが立っていることで認識している。回転電機制御装置1は、上位装置(ECU)から力行準備指令を受けない状態でエンジン停止を検知した場合には、回路を閉じる処理(スリープ処理)を実行する。
By the way, in the rotary electric
また、発電モード103で発電している最中に、エンジンが停止すると、上位装置(ECU)から出されている発電指令(例えば、端子間電圧を14Vにする等)が出た状態で、エンジンが停止しても発電指令が残っている状態となっている。しかし、エンジンが停止すると、端子間電圧は出ない。この端子間電圧の電圧量は、回転電機2の界磁コイルに流れる電流量で制御している。このため、回転電機制御装置1は、回転電機2の界磁コイルに電流を最大限流して、端子間電圧の電圧を上げようとする。すると、バッテリ3から電流が大量に回転電機2の界磁コイルに流れ込み、バッテリ3が上がり易くなる。しかし、このアイドルストップモード108の力行準備モード109の指令が出ると、回転電機2によって発電もモータ(電動機)駆動もしない状態になる。このため、力行準備モード109の指令が出ていると、界磁コイルに流れる電流量は抑えられる。ただ、力行準備モード109の状態でも、回転電機2の界磁コイルに流す電流Ifは、ゼロではなく、1A〜2A程度流しておく方が、立ち上がりを良くするため、より好ましい。このようにしておくことにより、上位装置(ECU)から力行指令が来たときに直ぐに対応することができる。
Further, when the engine is stopped during power generation in the
力行準備モード109が完了し、上位装置(ECU)からの指令信号(LIN受信信号)によって回転電機2をモータ(電動機)として使用する指令がくると、力行モード110の処理が行われる。この力行モード110では、回転電機2を力行モード(電動機として)で運転し、モータ駆動を行う。このとき、モータ駆動時の突入電流があった場合には、この突入電流から正常駆動に復帰すると、回転電機2のモータ駆動を続行する。この回転電機2の力行時にモーターロック(回転電機2の回転の停止)が生じると、回転電機2のモータ駆動を停止し、発電モード103のMOS整流許可モード104へ移行する。すなわち、発電を開始する。
When the power running
また、アイドルストップモード108の力行モード110において、モータ駆動が行われ、力行時のモータの回転数が一定の回転数よりも大きくなった場合には、これを過回転と認識し、回転電機2が過回転を起こした場合は、エンジン回転が必要以上になっており、エンジンが掛かったと判定する。この場合には、回転電機2を力行モード(電動機として)で運転することを止め(力行を停止)、発電モード103のMOS整流許可モード104移行する。すなわち、発電を開始する。
Further, in the
力行以外のダンプサージに対しては、ダンプサージ保護モード111で処理される。このダンプサ−ジ保護モード111は、力行以外(発電の時)にダンプサージ電圧(バッテリ端子が外れる等で一時的にバッテリ電圧が跳ね上がる、いわゆる跳ね上がり電圧)が生じると、このダンプサ−ジ電圧から回路を保護するため、フィールドMOS(P型MOSFET)4をOFF、QFC−MOS(N型MOSFET)5をOFFし、ダンプサ−ジ電圧が収まったところで、発電モード103のMOS整流許可モード104に移行する(発電に移行する)。このダンプサ−ジ保護モード111の処理は、ロード・ダンプサージ保護回路16aによって行われる。
Dump surges other than power running are processed in the dump
また、短絡事故については、ロータ短絡保護モード112で処理される。このロータ短絡保護モード112は、回転電機2のロータで短絡が生じた場合の保護の処理で、ロータ短絡によって生じる過電流から保護するため、界磁電流(If)をフィールドMOS(P型MOSFET)4のオンデューティを0.5%に固定して、大量の電流が流れるのを防止する。そして、短絡が復帰すると、100Hzで発電モード103のMOS整流許可モード104に移行する(発電に移行する)。このロータ短絡保護モード112の処理は、回路短絡が生じることにより過電流が流れたり、電流の供給が停止し、制御ができなくなるのを防止するため回路短絡保護回路16cによって行われる。
Further, the short circuit accident is processed in the rotor short
さらに、発電モード103の処理とアイドルストップモード108の処理において、力行時以外のアームMOS(P型MOSFET6、N型MOSFET7)の過温度が検出されたときは、過温度保護モード113で処理される。過温度保護モード113は、力行時以外(発電時)の主回路であるアームMOS(P型MOSFET6、N型MOSFET7)の過温度が検出されたとき、あるいは力行時以外(発電時)の外部温度センサの故障が検出されたときに、回路を急激な温度上昇によって生じる破壊から保護するための処理である。過温度が検出されると、過温度突入時にフィールドMOS(P型MOSFET)4のオンデューティを制御して、界磁電流(If)を50%に低くし、発熱を抑える。そして、アームMOS(P型MOSFET6、N型MOSFET7)の温度が適正になったときに復帰したと判断し、発電モード103のMOS整流許可モード104に移行する(発電に移行する)。この過温度保護モード113の処理は、急激な温度上昇によって生じる回路の破壊から保護するため過温度保護回路16dによって行われる。
Further, in the process of the
図4のメイン処理フローを補完するために、図8の割り込み処理フローに示すように、割込処理が行われる。この割込処理が行われているときは、メイン処理フローは、停止している。この割り込み処理には、リセット処理、2msタイマ処理、LIN送受信処理の3つがある。まず、リセット処理には、各種エラー処理がある。このエラーには、例えば、ウォッチドッグタイマエラーがある。また、2msタイマ処理には、2ms毎にデクリメントする
ア)診断タイマ(TDIAG)
イ)LRC(Load Response Control)タイマ(TLRC)
ウ)低電圧タイマ(TLV8)
エ)不足電圧タイマ(TUNV)
オ)過電流タイマ(TOC)
カ)過電圧タイマ(TOV)
キ)LINタイマ(TLIN2.TLIN10)
がある。さらに、LIN送受信処理には、上位装置(ECU)からの指令信号(LIN受信信号)に基づく送受信データの処理がある。
In order to complement the main process flow of FIG. 4, an interrupt process is performed as shown in the interrupt process flow of FIG. When this interrupt process is performed, the main process flow is stopped. There are three types of interrupt processing: reset processing, 2 ms timer processing, and LIN transmission / reception processing. First, the reset process includes various error processes. This error includes, for example, a watchdog timer error. In addition, the 2ms timer process decrements every 2ms. A) Diagnostic timer (TDIAG)
B) LRC (Load Response Control) timer (TLRC)
C) Low voltage timer (TLV8)
D) Undervoltage timer (TUNV)
E) Overcurrent timer (TOC)
F) Overvoltage timer (TOV)
G) LIN timer (TLIN2.TLIN10)
There is. Further, the LIN transmission / reception processing includes processing of transmission / reception data based on a command signal (LIN reception signal) from a host device (ECU).
図2に示される回転電機2をマイコン17Aによってコントローラ13を作動し、P型MOSFET6(上アーム)とN型MOSFET7(下アーム)を交互にON・OFF駆動(整流開始)して、界磁電流Ifを流し始め、三相交流電流を供給し、電動機として作用させる場合には、図9に示す回路によって行われる。
2 operates the
図9において、バッテリVB3には、回転電機2の上流側に直列にフィールドMOS(P型MOSFET)4が、回転電機2の下流側に直列にQFC−MOS(N型MOSFET)5が挿入接続されている。このN型MOSFET5のソース側端子には、RSF(電流検出用抵抗)が接続されている。このRSF(電流検出用抵抗)は、界磁電流Ifをモニタするためのものである。そして、回転電機制御装置1からは、フィールドMOS(P型MOSFET)4のゲートとQFC−MOS(N型MOSFET)5のゲートに駆動パルス信号が入力されるようになっている。この駆動パルス信号がフィールドMOS(P型MOSFET)4のゲートとQFC−MOS(N型MOSFET)5のゲートに供給されると、フィールドMOS(P型MOSFET)4とQFC−MOS(N型MOSFET)5はONする。
In FIG. 9, a field MOS (P-type MOSFET) 4 is inserted in series on the upstream side of the rotating
また、P型MOSFET6(6a〜6c)のゲートとN型MOSFET7(7a〜7c)のゲートには、回転電機制御装置1から駆動パルス信号が入力されるようになっている。このP型MOSFET6とN型MOSFET7は、P型MOSFET6aとN型MOSFET7a、P型MOSFET6bとN型MOSFET7b、P型MOSFET6cとN型MOSFET7cというようにそれぞれが対となっている。そして、P型MOSFET6aとN型MOSFET7aは、交互にON・OFF駆動される。P型MOSFET6(6a〜6c)はそれぞれ位相が120°ずれて駆動される。また、N型MOSFET7(7a〜7c)もそれぞれ位相が120°ずれて駆動される。このような制御を行うことにより、回転電機2はモータとして駆動される。
A drive pulse signal is input from the rotating electrical
ここで、P型MOSFET6がONしてOFFするまで、確実にN型MOSFET7はOFFしている必要がある。P型MOSFET6がONしている間にN型MOSFET7がONしてしまう(上下アームが同時オンする)と、上下アームを構成するP型MOSFET6及びN型MOSFET7に一気に大きな電流(過電流)が流れてしまう。すると、インバータを構成するP型MOSFET6及びN型MOSFET7が破壊されてしまう。そこで、本実施例においては、図10(A)に示すように、P型MOSFET6とN型MOSFET7をON/OFFするパルス駆動回路14の前にデッドタイム生成回路3000を設けてある。図10(B)には、通常時のデットタイム信号の生成タイムチャートが、図10(C)には、メイン・デットタイム8bitカウンタ3010が異常時のデッドタイム信号の生成タイムチャートが示されている。
Here, the N-type MOSFET 7 needs to be surely turned off until the P-
図10(A)において、デットタイム生成回路3000は、クロック分周回路3040と、メイン・デットタイム8bitカウンタ3010と、サブ・デットタイム5bitカウンタ3020と、OR回路3030とによって構成されている。
10A, the dead
クロック分周回路3040はクロック21の信号を用いて、メイン・デットタイム8bitカウンタ3010とサブ・デットタイム5bitカウンタ3020に対してカウントするタイミングの信号を個別に出力する。
The clock
メイン・デットタイム8bitカウンタ3010は、8bitカウンタで精度の良いメイン・デットタイム信号をOR回路3030に出力するものである。
The main dead time 8-
また、サブ・デットタイム5bitカウンタ3020は、メイン・デットタイム8bitカウンタ3010の異常により短いメイン・デットタイム信号が出力される時のバックアップとして、サブ・デットタイム信号をOR回路3030に出力するものである。サブ・デットタイム信号は、バックアップである理由から精度を落とした5bitカウンタを採用できる。これによりデッドタイム生成の二重化による回路規模の増大を緩和することができる。
The sub
通常時、図10(B)の(d)に示されるOR回路3030から出力されるデッドタイム信号は、図10(B)の(e)に示される精度の良いメイン・デットタイム信号が使用される。そのために、図10(B)の(f)に示されるサブ・デッドタイム信号は、メイン・デッドタイム信号よりも短いパルス幅にしてOR回路3030に出力させる。
Normally, the dead time signal output from the
一方、メイン・デットタイム8bitカウンタ3010の異常により、図10(C)の(h)に示される非常に短いメイン・デットタイム信号が出力される時、図10(g)に示されるOR回路3030から出力されるデッドタイム信号は、図10の(i)に示されるサブ・デットタイム信号が採用される。これにより、通常時は精度の良いメイン・デットタイム信号が、メイン・デットタイム8bitカウンタ異常時はバックアップのサブ・デッドタイム信号が、OR回路3030からパルス駆動回路14に出力され、確実なデッドタイムを得ることができる。
On the other hand, when a very short main dead time signal shown in (h) of FIG. 10C is output due to an abnormality of the main dead time 8-
図10(B)の(b)に示される上アーム駆動信号は、図10(B)の(a)に示されるホールIC入力信号の立ち上がりエッジから、図10(B)の(d)に示されるOR回路3030のデッドタイム信号がHiからLowに切り換ったら、Hiになる信号であり、ホールIC入力信号がLowであればLowになる信号である。また、図10(B)の(c)に示される下アーム駆動信号は、図10(B)の(a)に示されるホールIC入力信号の立ち下がりエッジから、図10(B)の(d)に示されるOR回路3030のデッドタイム信号がHiからLowに切り換ったらHiになる信号であり、ホールIC入力信号がHiであればLowになる信号である。
The upper arm drive signal shown in (b) of FIG. 10 (B) is shown in (d) of FIG. 10 (B) from the rising edge of the Hall IC input signal shown in (a) of FIG. 10 (B). When the dead time signal of the
上アーム駆動信号及び下アーム駆動信号は、P型MOSFET6及びN型MOSFET7のON/OFFを決める信号で、HiならばON、LowならばOFFとなる。この上アーム駆動信号及び下アーム駆動信号に、図10(A)に示したデッドタイム生成回路3000による二重化されたデッドタイムを挿入することで、P型MOSFET6がONしている間にN型MOSFET7がONしてしまう(上下アームが同時オンする)を防止できる。したがって、上下アームを構成するP型MOSFET6及びN型MOSFET7に一気に大きな電流(過電流)が流れるのを防止することができる。
The upper arm drive signal and the lower arm drive signal are signals for determining ON / OFF of the P-
図10(B)の(e)に示されるメイン・デッドタイム期間と図10(B)の(f)に示されるサブ・デッドタイム期間は、図10(A)に示すようにマイコン17から、メイン・デットタイム8bitカウンタ3010とサブ・デットタイム5bitカウンタ3020に対してカウント上限値を任意に設定することにより、変更可能である。
The main dead time period shown in (e) of FIG. 10B and the sub dead time period shown in (f) of FIG. 10B are obtained from the
図11に本発明のdV/dt制御付ドライバ回路を適用した回転電機制御装置(ISG)を示す。この装置(ISG)の主MOS回路6,7は上アームにはP型MOSFET、下アームにはN型MOSFETで構成されている。図11中のLs1,Ls2は、バッテリVBに行くまでの配線の寄生インダクタンスLを等価的に表したものである。発電時にはこれらMOSFETをスイッチングさせ、MOS整流動作させる。従来、発電時にはダイオードのハーフブリッジ回路で整流動作させていたが、ダイオードの発熱低減のために、MOSFETのハーフブリッジ回路で整流動作させている。MOS整流動作とは、発電時に相電圧(例えばU相電圧)がバッテリ電圧VBの高電位側から所定の閾値電圧(Vt1)を超えたときに上アームP型MOSFETをオンし、相電圧(例えばU相電圧)が所定の閾値電圧(Vt1)より下がったときに上アームP型MOSFETをオフし、また、相電圧(例えばU相電圧)がバッテリ電圧VBの低電位側から所定の閾値電圧(Vt2)を超えたときに下アームN型MOSFETをオンし、相電圧(例えばU相電圧)が所定の閾値電圧(Vt2)より下がったときに下アームN型MOSFETをオフするものである。このときのMOSFETのオフ動作が遅れると、相電圧がバッテリ電圧の高電位より下がっても上アームP型MOSFETがオンのままなので、バッテリ側からステータコイル側に電流が逆流し、発電効率が低下するだけでなく、上下アームMOSFETが短絡し、過電流が流れる。従って、発電時にはMOSFETのスイッチング速度を速くする必要がある。これに対して、力行時にこれらMOSFETをスイッチングさせると、寄生インダクタンスLs1,Ls2に流れる電流が変化する。この電流の変化量をdI/dtとすると寄生インダクタンスLに発生する誘起電圧は−L・dI/dtとなる。主回路MOSFETのスイッチング速度を速くすると、dI/dtが大きくなり、誘起電圧も増える。この誘起電圧は主回路MOSFETのドレイン−ソース間に印加されるため、主回路MOSFETの耐圧を超えると破壊してしまう。したがって、力行時にはスイッチング速度を遅くする必要がある。
FIG. 11 shows a rotating electrical machine control device (ISG) to which the driver circuit with dV / dt control of the present invention is applied. The
そこで、本実施例においては、図11に示す如く、力行時と発電時にゲート信号のdV/dtを変えるドライバ回路400でP型MOSFET6、N型MOSFET7の駆動を行っている。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 11, the P-
図11において、ドライバ回路400は、ゲート信号の立ち上がりの傾きと、立ち下がりの傾きを変えるdV/dt制御機能を有するドライバ401〜406によって構成されている。このドライバ401〜406は、P型MOSFET6(上アーム)とN型MOSFET7(下アーム)の各ゲートに接続されている。
In FIG. 11, the
次に、N型MOSFET7(下アーム)側のドライバ回路404〜406の動作について説明する。なお、P型MOSFET6(上アーム)側のドライバ回路401〜403の出力波形についてはN型MOSFET7(下アーム)側のドライバ回路404〜406の出力波形を反転させればよく、これ以降、N型MOSFET7(下アーム)側のドライバ回路の動作のみ説明する。
Next, the operation of the
発電時にはN型MOSFET7(下アーム)のゲート信号波形は、図12(A)に示す如く矩形波に近いもの(傾きdV/dtの大)となっているが、力行時には図12(B)に示すように、傾きdV/dtの小さい(緩やかな)波形にする。この傾きdV/dtを緩やかにすると、N型MOSFET7(下アーム)をゆっくりとOFFすることができる。このように、ゆっくりとOFFすることにより、N型MOSFET7のドレイン電流のdi/dtが緩やかになり、N型MOSFET7のドレイン−ソース間電圧Vdsの跳ね上がりが小さくなる。 During power generation, the gate signal waveform of the N-type MOSFET 7 (lower arm) is close to a rectangular wave (large slope dV / dt) as shown in FIG. As shown, the waveform has a small (gradual) slope dV / dt. When this slope dV / dt is made gentle, the N-type MOSFET 7 (lower arm) can be turned off slowly. Thus, by slowly turning OFF, the drain current di / dt of the N-type MOSFET 7 becomes gentle, and the jump of the drain-source voltage Vds of the N-type MOSFET 7 becomes small.
図13に力行時のMOSスイッチング波形を示す。記号a、b、cはそれぞれ図11に示すN型MOSFET7aのドレイン電流Id、ドレイン−ソース間電圧Vds、ゲート信号Vg2の波形である。図13に示す波形cの一点鎖線のようなdv/dtでMOSFETをオフすると、跳ね上がり電圧△Vが生じる。このdv/dtを大きくすると、△Vが更に大きくなる。これに対してdv/dtを小さくすると、△Vは更に小さくなる。従って、MOSFETの耐圧を超えないようにdv/dtを調整する。
FIG. 13 shows a MOS switching waveform during power running. Symbols a, b, and c are the waveforms of the drain current Id, drain-source voltage Vds, and gate signal Vg2, respectively, of the N-
力行又は発電中に、過電流、例えば、MOSFETのドレイン−ソース間が短絡したような場合には、全てのMOSFETをOFFする制御を行う。この場合にも、更にMOSFETを緩やかにOFFする。 When overcurrent, for example, a short circuit between the drain and source of the MOSFET occurs during power running or power generation, control is performed to turn off all MOSFETs. Also in this case, the MOSFET is further turned off gradually.
また、力行時、上下アームを構成するMOSFETをスイッチングさせる場合、一方のMOSFETをONにする際には、他方のMOSFETはOFFになっている。この場合に、上下アームを構成する一方のMOSFETを急激にONさせると、他方のMOSFETの寄生ダイオードにより、大きなダイオードリカバリーノイズが発生する。このため、力行時には、緩やかにMOSFETをONさせることにより、このノイズの発生を抑制することができる。 Further, when switching the MOSFETs constituting the upper and lower arms during powering, when one MOSFET is turned on, the other MOSFET is turned off. In this case, if one MOSFET constituting the upper and lower arms is suddenly turned on, a large diode recovery noise is generated by the parasitic diode of the other MOSFET. For this reason, at the time of power running, generation | occurrence | production of this noise can be suppressed by turning ON MOSFET gently.
整流時のON/OFFのスピードと、力行時のON/OFFのスピードをそれぞれ独立に変えられるようにすれば、システム全体として、このようなノイズ等を抑制することができる。 If the ON / OFF speed at the time of rectification and the ON / OFF speed at the time of power running can be changed independently, such noise and the like can be suppressed as a whole system.
図11に示すドライバ回路400のドライバ401〜406の具体的実施例には、例えば、図14に示す定電流駆動方式と、図15に示す抵抗駆動方式とが考えられる。
Specific examples of the
図14の定電流駆動方式は、主MOS(P型MOSFET6、N型MOSFET7)をON/OFFするのに定電流回路を用いている。すなわち、主MOSがN型MOSFETの場合、主MOSをONさせるときは、上側のオン用スイッチを閉じてオン用定電流源から電流を主MOSゲートに流し込む。それと同時に下側のオフ用スイッチを開放にする。逆に、主MOSをOFFさせるときは、図14の上側のオン用スイッチを開放にし、下側のオフ用スイッチを閉じて、主MOSゲートのチャージをオフ用定電流源で引き抜く。また、N型MOSFET7のゲートに供給するゲート信号の立ち上がりの傾きと、立ち下がりの傾き(dV/dt)を変える場合は、力行、整流、過電流に応じて、図14に示すオン用定電流源及びオフ用定電流源の電流値Iを変化させる。電流値Iが大きいとゲート信号の傾斜が急になり、電流値Iが小さいと、ゲート信号傾斜が緩やかになってくる。このように、図14に示す定電流駆動方式は、定電流源の電流値に応じて傾きを変える方式となっている。この定電流回路は、例えば、バッテリ電源VBをそのまま使用するのではなく、一旦、バッテリ電源VBから基準の電圧源Vrefを作り、この基準電圧源Vrefから電流値を作ることにより、バッテリ電圧VBが変化する場合にも定電流回路を実現することができる。
The constant current drive system of FIG. 14 uses a constant current circuit to turn on / off the main MOS (P-
図15に示す抵抗駆動方式は、可変抵抗の抵抗値を制御して行う方式である。P型MOSFET6のゲート及びN型MOSFET7のゲートに供給するゲート信号の立ち上がりの傾きと、立ち下がりの傾き(dV/dt)を変える場合は、図15に示す抵抗の抵抗値を大きくすると傾斜が緩やかになり、抵抗値を小さくすると傾斜が急になる。なお、力行、発電、過電流の各モードにより、可変抵抗値を切り替えることができる。
The resistance driving method shown in FIG. 15 is a method performed by controlling the resistance value of the variable resistor. When changing the rising slope and falling slope (dV / dt) of the gate signal supplied to the gate of the P-
次に、本実施例に係る回転電機制御装置(ISG)の回転電機制御において、異常状態が発生した場合の保護の種類と優先順位について説明する。回転電機制御装置(ISG)においては、回転電機制御における各種の異常に対して保護動作を行っている。本実施例では、これらの異常状態から回転電機制御装置(ISG)を保護する手段として、ハードウエアで保護する手段(保護回路を設け、その保護回路が異常状態を検知して回転電機制御装置(ISG)を保護する手段)とソフトウエアで保護する手段(マイコンの演算処理により異常状態を検知して、ハードウエアとの協調により装置を保護する手段)とを有し、異常状態の性質に応じて使い分けている。 Next, in the rotary electric machine control of the rotary electric machine control apparatus (ISG) according to the present embodiment, the types of protection and the priority order when an abnormal state occurs will be described. In the rotating electrical machine control device (ISG), protection operations are performed against various abnormalities in the rotating electrical machine control. In the present embodiment, as means for protecting the rotating electrical machine control device (ISG) from these abnormal states, means for protecting by hardware (a protection circuit is provided, the protective circuit detects the abnormal state, and the rotating electrical machine control device ( ISG) protection means) and software protection means (means that protects the device in cooperation with hardware by detecting an abnormal state by microcomputer processing), depending on the nature of the abnormal state Are used properly.
この回転電機制御において発生する各種異常に対する制御動作は、対象となる制御内容によって、図16(A)〜(C)に示す如く行われる。この図16は、信号の流れからみた制御動作で、図16(A)が上位コントローラ(ECU)からの命令によって制御するもので、図16(B)が検知したアナログ信号をA/D変換してマイコンによってソフト上で制御するもので、図16(C)が検知したアナログ信号をA/D変換してマイコンによってソフト上で制御するのでは間に合わないリアルタイムで制御する必要のある重要度を備えたもので、ハードウエアのみで制御するものである。このように、ある異常状態が生じた場合、その発生した異常状態が、緊急性を要しない異常状態の場合には、図16(B)に示す如く、ソフトウエア手段を用いて保護することにしてあり、回転電機制御装置(ISG)のコスト低減を図っている。一方、発生した異常状態が、直ちにその異常状態から回復しないと危険な異常状態の場合には、瞬時にその異常を検知して、図16(C)に示す如く、ハードウエア手段を用いて異常状態から回復させて回転電機制御装置(ISG)の保護をおこなっている。 Control operations for various abnormalities that occur in the rotating electrical machine control are performed as shown in FIGS. 16A to 16C depending on the target control contents. FIG. 16 is a control operation as seen from the signal flow. FIG. 16A is controlled by a command from the host controller (ECU). The analog signal detected by FIG. 16B is A / D converted. It is controlled on the software by the microcomputer, and it has the importance that needs to be controlled in real time that is not in time if the analog signal detected in FIG. 16C is A / D converted and controlled on the software by the microcomputer. It is controlled by hardware only. In this way, when a certain abnormal state occurs, if the generated abnormal state is an abnormal state that does not require urgency, it is protected using software means as shown in FIG. The cost of the rotating electrical machine control device (ISG) is reduced. On the other hand, when the abnormal state that has occurred is a dangerous abnormal state that must be recovered from the abnormal state immediately, the abnormality is instantaneously detected and the abnormality is detected using hardware means as shown in FIG. The rotating electrical machine control device (ISG) is protected by recovering from the state.
図16(A)において、上位コントローラ(ECU)からの命令によって制御する制御動作は、ECUからの命令に基づいてマイコンの制御ソフトが動作し、デジタルシーケンサを駆動し、制御回路(ドライバ、コンパレータ)を駆動し、パワーモジュールを制御している。この図16(A)における上位コントローラ(ECU)からの命令によって制御する制御動作において対象となる制御内容は、発電、力行準備、力行動作の切り換え処理である。 In FIG. 16A, the control operation controlled by the command from the host controller (ECU) is based on the command from the ECU, the microcomputer control software operates to drive the digital sequencer, and the control circuit (driver, comparator) Drive and control the power module. The control contents targeted in the control operation controlled by a command from the host controller (ECU) in FIG. 16A are power generation, power running preparation, and power running operation switching processing.
図16(B)において、アナログ信号をA/D変換してマイコンによってソフト上で制御する制御動作は、パワーモジュールからの検出信号(アナログ信号)をA/D変換器でデジタル値に変換し、マイコンに取り込む。このマイコンによってA/D変換器でデジタル値に変換されたパワーモジュールからの検出値に異常がないかをソフトで判定する。このマイコンでソフト上で異常を認識すると、保護のためにデジタルシーケンサを駆動し、制御回路(ドライバ、コンパレータ)を駆動して、パワーモジュールを制御している。この図16(B)におけるアナログ信号をA/D変換してマイコンによってソフト上で制御する制御動作において対象となる制御内容は、低速で保護するので十分な制御内容で、過電圧、低電圧、過温度、温度センサ異常、無発電、不足電圧、QFC−MOSショートである。 In FIG. 16B, the control operation in which the analog signal is A / D converted and controlled on the software by the microcomputer, the detection signal (analog signal) from the power module is converted into a digital value by the A / D converter, Import to microcomputer. The microcomputer determines whether there is any abnormality in the detection value from the power module converted into a digital value by the A / D converter. When the microcomputer recognizes an abnormality on the software, it drives the digital sequencer for protection and drives the control circuit (driver, comparator) to control the power module. The control content to be controlled in the control operation in which the analog signal in FIG. 16B is A / D converted and controlled on the software by the microcomputer is protected at a low speed. It is temperature, temperature sensor abnormality, no power generation, undervoltage, QFC-MOS short circuit.
図16(C)において、アナログ信号をデジタルシーケンサに取り込みデジタルシーケンサ上でハードウエア的に制御する制御動作は、パワーモジュールからの検出信号をアナログ信号の状態でコンパレータで比較し、この比較結果をデジタルシーケンサに取り込む。このデジタルシーケンサにおいてコンパレータにおける比較結果が異常であることを示しているときは、デジタルシーケンサにおいて異常を認識し、直ちに制御回路(ドライバ、コンパレータ)を駆動して、パワーモジュールを制御している。この制御回路(ドライバ、コンパレータ)を駆動と同時に、デジタルシーケンサにおける認識結果は、マイコンに報告され、ソフト処理されてその結果が上位コントローラ(ECU)に異常報告として送信される。この図16(C)におけるデジタルシーケンサにおける異常認識から直ちに制御回路(ドライバ、コンパレータ)を駆動して、パワーモジュールを制御する制御動作において対象となる制御内容は、高速で保護することが必要な制御内容で、フィールドMOSショート故障、ロードダンプサージの発生、過電流の検出、ロータ短絡故障、力行異常(過回転、オーバータイム、モータロック)である。 In FIG. 16 (C), the control operation for taking an analog signal into the digital sequencer and controlling it by hardware on the digital sequencer compares the detection signal from the power module with the comparator in the state of the analog signal, and the comparison result is digital. Import to the sequencer. In this digital sequencer, when the comparison result in the comparator indicates an abnormality, the digital sequencer recognizes the abnormality and immediately drives the control circuit (driver, comparator) to control the power module. Simultaneously with the driving of the control circuit (driver, comparator), the recognition result in the digital sequencer is reported to the microcomputer, processed by software, and the result is transmitted to the host controller (ECU) as an abnormality report. A control circuit (driver, comparator) is driven immediately after an abnormality is recognized in the digital sequencer in FIG. 16C, and the control contents to be controlled in the control operation for controlling the power module need to be protected at high speed. The contents are field MOS short-circuit failure, occurrence of load dump surge, detection of overcurrent, rotor short-circuit failure, power running abnormality (overspeed, overtime, motor lock).
このような回転電機制御において本実施例に示される各種の異常状態が発生した場合、回転電機制御装置(ISG)においては、図17に示す如く、保護の種類に対して保護の優先順位が特定されて保護動作が行われるようになっている。すなわち、回転電機制御装置(ISG)において回転電機制御を行っている際に発生する保護の種類としては、5種類に分類してある。そして、保護の優先順位は、保護の重要度を考慮して図17に示す如く、異常の内容から第1にフィールドMOSショート故障、第2にロードダンプサージ発生、第3に界磁電流を急速減衰させる必要のない異常(過電圧、低電圧、過電流、IC過温度、内蔵温度センサ故障、力行時のアームMOS過温度、力行時の外部温度センサ故障)、第4にロータ短絡故障、第5に界磁電流を小さく制限する必要のある異常(力行時以外のアームMOS過温度、力行時以外の外部温度センサ故障)の順となっている。 When various abnormal states shown in the present embodiment occur in such rotating electric machine control, the rotating electric machine control device (ISG) specifies the protection priority for the type of protection as shown in FIG. Thus, a protection operation is performed. That is, the types of protection that occur when rotating electrical machine control is performed in the rotating electrical machine control device (ISG) are classified into 5 types. As shown in FIG. 17, considering the importance of protection, the priority of protection is as follows. First, a field MOS short-circuit fault, second a load dump surge occurs, third a field current Abnormalities that do not need to be attenuated (overvoltage, undervoltage, overcurrent, IC overtemperature, internal temperature sensor failure, arm MOS overtemperature during power running, external temperature sensor failure during power running), fourth rotor short-circuit failure, fifth In this order, the field current must be limited to a small level (an arm MOS overtemperature other than during powering, an external temperature sensor failure other than during powering).
この図17に示される優先順位は、同時に複数の異常が発生した場合や、ある異常が発生し保護動作を行っている最中に別の異常が発生した場合に、いずれの異常状態に対して優先的に保護するかを示すものである。回転電機制御において本実施例に示される各種の異常状態が発生した場合には、図17に示される優先順位の高い順にしたがって保護動作が行われるが、最優先で保護動作が行われた優先順位の高い異常が正常に復帰すると、次に優先順位の高い異常の保護を行うように動作する。図17に図示の優先順位は、このように複数の異常状態が発生した場合に、保護動作を矛盾無く行えるようにするためのものである。この図17に図示されるように保護動作の優先順位を決定しておくことによって優先順位の高い保護動作が優先順位の低い保護動作より早期に行われ、発生異常に対して素早く安全な状態にISGを移行させる動作を行う内容となっている。 The priority order shown in FIG. 17 is for any abnormal state when a plurality of abnormalities occur at the same time or when another abnormality occurs during a protective operation. Indicates whether to protect with priority. When various abnormal states shown in the present embodiment occur in the rotating electrical machine control, the protection operation is performed in the order of the priority shown in FIG. 17, but the priority order in which the protection operation was performed with the highest priority. When an abnormality with a high level returns to normal, the system operates to protect the abnormality with the next highest priority. The priorities shown in FIG. 17 are for enabling the protection operation to be performed without contradiction when a plurality of abnormal states occur in this way. As shown in FIG. 17, by determining the priority order of the protection operation, the protection operation with a higher priority order is performed earlier than the protection operation with a lower priority order, and a safe state can be quickly secured against the occurrence of an abnormality. The content is to perform the operation of shifting the ISG.
次に、図17に図示の優先順位にしたがって異常の内容に対する保護の種類と、保護の具体的な動作内容と、上位コントローラ(ECU)への異常報告の有無について説明する。まず、保護の優先順位の第1のフィールドMOSショート故障について説明する。図2に図示のフィールドMOS(P型MOSFET)4にショート故障が生じると、このフィールドMOS4による界磁電流の制御が効かなくなる。このようにフィールドMOS4によって回転電機2の界磁コイル2aに流す電流が制御できなくなると、重大な事故を引き起こす場合がある。このためフィールドMOS4による回転電機2の界磁コイル2aに流す電流が制御できなくなった場合には、安全措置として直ちに界磁コイル2aに流れる電流を遮断してやる必要がある。回転電機2の界磁コイル2aに直列に挿入接続されているフィールドMOS(P型MOSFET)4とQFC−MOS(N型MOSFET)5は、界磁コイル2aに流れる電流量を制御したり、バッテリ3に接続されるフィールドMOS(P型MOSFET)4と界磁コイル2aとQFC−MOS(N型MOSFET)5の直列回路を遮断するためのものである。
Next, according to the priority order illustrated in FIG. 17, the type of protection for the content of the abnormality, the specific operation content of the protection, and the presence or absence of an abnormality report to the host controller (ECU) will be described. First, the first field MOS short fault with the priority of protection will be described. When a short circuit failure occurs in the field MOS (P-type MOSFET) 4 shown in FIG. 2, the field current control by the field MOS 4 becomes ineffective. As described above, if the current flowing through the field coil 2a of the rotating
そこで、図2に図示のフィールドMOS(P型MOSFET)4にショート故障が生じた場合には、フィールドMOS4とQFC−MOS5をオフすることで界磁電流をゼロにする保護動作を行う。さらに、上アームMOS(P型MOSFET)6、下アームMOS(N型MOSFET)7をオフし発電や力行動作を停止している。ここで、ショート故障しているフィールドMOS(P型MOSFET)4のゲートを改めてオフする理由は、フィールドMOS(P型MOSFET)4が正常に復帰したことを検知するためである。これは、フィールドMOSショートからの正常復帰を、フィールドMOS(P型MOSFET)4をオフ制御しているときのドレイン−ソース間電圧で判断しているためである。
Therefore, when a short circuit failure occurs in the field MOS (P-type MOSFET) 4 shown in FIG. 2, the field MOS 4 and the QFC-
このフィールドMOS(P型MOSFET)4にショート故障が生じた場合には、緊急性を要する異常のため、高速で保護することが必要であり、ハードウエア手段で保護を行う。すなわち、フィールドMOS(P型MOSFET)4にショート故障が発生した場合は、図16(C)に示す如く、デジタルシーケンサにおける異常認識から直ちに制御回路(ドライバ、コンパレータ)を駆動して、パワーモジュールを制御する制御動作を行う。 When a short circuit failure occurs in the field MOS (P-type MOSFET) 4, it is necessary to protect it at high speed because of an urgent abnormality, and the hardware means protects it. That is, when a short circuit failure occurs in the field MOS (P-type MOSFET) 4, as shown in FIG. 16C, the control circuit (driver, comparator) is driven immediately after the abnormality is recognized in the digital sequencer, and the power module is turned on. Control action to control.
ロードダンプサージは、バッテリが外れる(バッテリ端子の脱落等)などによって発電電圧(VB)が異常に高電圧になる(バッテリ外れによる跳ね上がり電圧の発生)現象である。この高電圧の発生は、バッテリが外れている(バッテリ端子の脱落等)のに回転電機2の界磁コイル2aに界磁電流(If)が流れ続けて発電動作を行っていることが原因である。このロードダンプサージが生じているのをこのままにしておくと、ISG制御回路や他の電機部品の破壊につながるため、バッテリ端子の脱落等などによって発電電圧(VB)が異常に高電圧になった場合は、フィールドMOS(P型MOSFET)4をオフさせて界磁電流(If)の供給源を絶つと同時にQFC−MOS(N型MOSFET)5をオフさせて界磁電流(If)を急速に減衰させ発電動作を停止させなければならない(図9参照)。このQFC−MOS(N型MOSFET)5をオフさせることで並列に接続されているツェナーダイオードに界磁電流(If)を流し、熱として消費する界磁電流急速減衰動作を行う。
The load dump surge is a phenomenon in which the generated voltage (VB) becomes an abnormally high voltage (generation of a jumping voltage due to detachment of the battery) due to removal of the battery (such as dropping of the battery terminal). The generation of this high voltage is due to the fact that the field current (If) continues to flow through the field coil 2a of the rotating
図9において、フィールドMOS(P型MOSFET)4のオフでは、ロータ抵抗で電流が減衰するのに対し、QFC−MOS(N型MOSFET)5のオフではツェナーダイオードのクランプ電圧と界磁電流(If)の積算(Vz×If)エネルギーがツェナーダイオードで消費されるため、界磁電流が急速に減衰する。ロードダンプサージが発生した場合は、QFC−MOS(N型MOSFET)5のオフと同時にフィールドMOS(P型MOSFET)4をオフし電流供給源を遮断すると共に、上アームMOS(P型MOSFET)6と下アームMOS(N型MOSFET)7の発熱を低減する目的からMOS整流動作は許可したままとしている。 In FIG. 9, when the field MOS (P-type MOSFET) 4 is off, the current is attenuated by the rotor resistance, whereas when the QFC-MOS (N-type MOSFET) 5 is off, the Zener diode clamp voltage and the field current (If ) Accumulated (Vz × If) energy is consumed by the Zener diode, the field current is rapidly attenuated. When a load dump surge occurs, the field MOS (P-type MOSFET) 4 is turned off simultaneously with the QFC-MOS (N-type MOSFET) 5 being turned off to cut off the current supply source, and the upper arm MOS (P-type MOSFET) 6 is turned off. For the purpose of reducing the heat generation of the lower arm MOS (N-type MOSFET) 7, the MOS rectification operation is still permitted.
ロードダンプサージの場合は、緊急性を要する異常のため、高速で保護することが必要であり、ハードウエア手段で保護を行う。すなわち、ロードダンプサージが発生した場合は、図16(C)に示す如く、デジタルシーケンサにおける異常を検知し、直ちに制御回路(ドライバ、コンパレータ)を駆動して、パワーモジュールを制御する制御動作を行う。ロードダンプサージが発生しても、発電を継続できることから、ECUへは特に通知しない。運転者がエンジンを一度切った後、次にエンジンが始動しないことで運転者は故障を認識する。 In the case of a load dump surge, since it is an urgent abnormality, it is necessary to protect it at high speed, and the hardware means protects it. That is, when a load dump surge occurs, as shown in FIG. 16C, an abnormality in the digital sequencer is detected, and the control circuit (driver, comparator) is immediately driven to perform a control operation for controlling the power module. . Even if a load dump surge occurs, power generation can be continued, so no special notification is sent to the ECU. After the driver turns off the engine once, the driver recognizes the failure by not starting the engine next time.
過電圧、低電圧、過電流、IC過温度、内蔵温度センサ故障、アームMOS過温度(力行時のみ)、外部温度センサ故障(力行時のみ)が発生した場合は、発電も力行も行わないサイレンスという状態に遷移させている。過電圧、低電圧とは、バッテリ電圧が所定電圧より高くなった状態または所定電圧より低くなった状態である。この過電圧、低電圧は、一定時間電圧値を監視する必要から緊急性を要するものではないため、ソフトウエア手段を用いて異常を検知し、装置の保護を行う。また、過電流とは、短絡等により回路に許容範囲以上の大きな電流が流れる状態である。この過電流状態は、その緊急性により、ハードウエアを用いて異常を検知し、装置の保護を行う。さらに、IC過温度とは、IC内蔵の温度センサが、所定値より大きいことを検出した状態である。このIC過温度状態は、特に緊急性を要するものではないため、ソフトウエア手段を用いて異常を検知し、装置の保護を行う。 Silence without power generation or power running when overvoltage, undervoltage, overcurrent, IC overtemperature, built-in temperature sensor failure, arm MOS overtemperature (only during power running), external temperature sensor failure (only during power running) Transition to the state. The overvoltage and the low voltage are a state where the battery voltage is higher than a predetermined voltage or a state where the battery voltage is lower than the predetermined voltage. These overvoltages and undervoltages do not require urgency because the voltage value needs to be monitored for a certain period of time. Therefore, an abnormality is detected using software means to protect the apparatus. The overcurrent is a state in which a large current exceeding an allowable range flows in the circuit due to a short circuit or the like. Due to the urgency of this overcurrent state, an abnormality is detected using hardware to protect the device. Further, the IC overtemperature is a state in which the IC built-in temperature sensor detects that it is larger than a predetermined value. Since this IC overtemperature state is not particularly urgent, an abnormality is detected using software means to protect the device.
この過電圧、低電圧、過電流、IC過温度、内蔵温度センサ故障、アームMOS過温度(力行時のみ)、外部温度センサ故障(力行時のみ)の多くの場合の保護は、界磁電流(If)を急速に減衰させる必要が無いためQFC−MOS(N型MOSFET)5はオンしたままとしている。ただし、発電、力行を停止するため上アームMOS(P型MOSFET)6と下アームMOS(N型MOSFET)7とフィールドMOS(P型MOSFET)4をオフする。このようにサイレンスに移行する異常が多種有ることからも分かるように、回転電機制御装置(ISG)では、最も基本的な保護状態がサイレンスとなっている。このサイレンスモードは、上アームMOS(P型MOSFET)6と下アームMOS(N型MOSFET)7とフィールドMOS(P型MOSFET)4をオフし界磁電流(If)をゼロに移行させる。ただし、界磁電流(If)を急速に減衰させる動作は行っていない。これは、正常に復帰した場合に速やかに発電に移行できるように配慮しているためである。 Protection in many cases of this overvoltage, undervoltage, overcurrent, IC overtemperature, built-in temperature sensor failure, arm MOS overtemperature (only during power running), external temperature sensor failure (only during power running) is the field current (If QFC-MOS (N-type MOSFET) 5 is kept on because it is not necessary to quickly attenuate). However, the upper arm MOS (P-type MOSFET) 6, the lower arm MOS (N-type MOSFET) 7, and the field MOS (P-type MOSFET) 4 are turned off in order to stop power generation and power running. As can be seen from the fact that there are various abnormalities that shift to silence as described above, the most basic protection state is silence in the rotating electrical machine control device (ISG). In this silence mode, the upper arm MOS (P-type MOSFET) 6, the lower arm MOS (N-type MOSFET) 7, and the field MOS (P-type MOSFET) 4 are turned off to shift the field current (If) to zero. However, the operation of rapidly attenuating the field current (If) is not performed. This is because consideration is given so that the system can promptly shift to power generation when it returns to normal.
ロータ短絡故障は、フィールドMOS(P型MOSFET)4と直列に接続された界磁コイル2aの短絡によってフィールドMOS(P型MOSFET)4がオンした時点で短絡電流が流れ、フィールドMOS(P型MOSFET)4を破壊する可能性がある。このためロータ短絡故障が生じた場合は、フィールドMOS(P型MOSFET)4に流れる電流を少なく絞る制御をしなければならない。このロータ短絡故障が生じた場合の保護は、フィールドMOS(P型MOSFET)4に流れる電流が定格以上に増加するためフィールドMOS(P型MOSFET)4のオンDutyを0.5%に小さく設定する。すなわち、ロータ短絡故障が生じた場合は、フィールドMOS(P型MOSFET)4を0.5%のオンデューティでスイッチングさせることで保護を行っている。この様な動作は、その緊急性により、ハードウエアを用いて異常を検知し、回路の保護を行っている。フィールドMOS(P型MOSFET)4を完全にオフしないのは、ロータ短絡が正常に復帰したことをフィールドMOS(P型MOSFET)4オン時のドレイン−ソース間電圧で判断しているためである。 In the rotor short-circuit failure, a short-circuit current flows when the field MOS (P-type MOSFET) 4 is turned on by a short circuit of the field coil 2a connected in series with the field MOS (P-type MOSFET) 4, and the field MOS (P-type MOSFET) ) 4 may be destroyed. For this reason, when a rotor short circuit failure occurs, control must be performed to reduce the current flowing in the field MOS (P-type MOSFET) 4 to a small extent. In the case of this rotor short-circuit failure, the on-duty of the field MOS (P-type MOSFET) 4 is set to a small value of 0.5% because the current flowing through the field MOS (P-type MOSFET) 4 increases beyond the rating. . That is, when a rotor short circuit failure occurs, protection is performed by switching the field MOS (P-type MOSFET) 4 with an on-duty of 0.5%. Due to the urgency of such an operation, an abnormality is detected using hardware to protect the circuit. The reason why the field MOS (P-type MOSFET) 4 is not completely turned off is that the drain-source voltage when the field MOS (P-type MOSFET) 4 is turned on is judged to have returned to normal.
アームMOS過温度、外部温度センサ故障(共に力行時以外)は、上アームMOS(P型MOSFET)6や下アームMOS(N型MOSFET)7から構成されるパワーモジュールの過温度の可能性が考えられる。このためアームMOS過温度、外部温度センサ故障(共に力行時以外)の場合は、発熱を抑える目的から過温度発生時の界磁電流(If)の0.5倍に界磁電流(If)を設定し、発電量を抑える制御を行う。 Arm MOS overtemperature, external temperature sensor failure (both during powering) may be due to overheating of power module composed of upper arm MOS (P-type MOSFET) 6 and lower arm MOS (N-type MOSFET) 7 It is done. For this reason, in the case of arm MOS overtemperature or external temperature sensor failure (both during powering), the field current (If) is set to 0.5 times the field current (If) at the occurrence of overtemperature for the purpose of suppressing heat generation. Set and control to reduce power generation.
また、力行時の動作異常としては、
ア)過回転
イ)オーバータイム
エ)モータロック
がある。力行時に動作異常が生じると装置の故障に繋がるため、異常に対する保護が行われる。ここで、過回転とは、モータの回転数が、所定回転数より大きい(回り過ぎている)状態である。また、モータロックとは、モータが動作しているはずであるにもかかわらず、モータが回転していない状態である。
In addition, as abnormal operation during power running,
A) Overspeed b) Overtime d) Motor is locked. If an operation abnormality occurs during power running, it will lead to a failure of the apparatus, and thus protection against the abnormality is performed. Here, over-rotation is a state in which the rotational speed of the motor is greater than (or rotates too much) a predetermined rotational speed. The motor lock is a state where the motor is not rotating although the motor should be operating.
これら過電圧、低電圧、過温度、温度センサ故障、無発電、不足電圧、QFC−MOSショートの保護は、図16(B)に示す如く、各種センサによって検知したアナログ信号をA/D変換してマイコンによってソフト上で判断して制御回路(ドライバ、コンパレータ)を駆動して、パワーモジュールを制御する制御動作を行う。また、フィールドMOS(P型MOSFET)4のショート故障、ロードダンプサージ、過電流、ロータ短絡故障、力行時の動作異常(過回転、オーバータイム、モータロック)は、いずれも高速の保護制御が要求され、緊急性を要するため、図16(C)に示す如く、デジタルシーケンサにおける異常を検知し、直ちに制御回路(ドライバ、コンパレータ)を駆動して、パワーモジュールを制御する制御動作を行う。 Protection of these overvoltage, undervoltage, overtemperature, temperature sensor failure, no power generation, undervoltage, and QFC-MOS short circuit is achieved by A / D converting analog signals detected by various sensors as shown in FIG. A microcomputer performs a control operation to control the power module by driving the control circuit (driver, comparator) by judging on software. In addition, high-speed protection control is required for any field MOS (P-type MOSFET) 4 short-circuit failure, load dump surge, overcurrent, rotor short-circuit failure, or abnormal operation during powering (overspeed, overtime, motor lock). Since urgency is required, as shown in FIG. 16C, an abnormality in the digital sequencer is detected, and the control circuit (driver, comparator) is immediately driven to perform a control operation for controlling the power module.
本実施例に係る回転電機制御装置(ISG)では、以上説明してきた各種異常を、ロードダンプサージを除いて上位コントローラ(ECU)へ通知している。これは、ロードダンプサージが通常の場合、数百ms程度で正常電圧範囲に復帰するためである。ただ仮に、異常電圧が一定時間以上継続するような場合が発生した場合は、過電圧保護が働くことで異常がECUへ通知される。 In the rotating electrical machine control apparatus (ISG) according to the present embodiment, the various abnormalities described above are notified to the host controller (ECU) except for the load dump surge. This is because when the load dump surge is normal, the normal voltage range is restored in about several hundred ms. However, if a case where the abnormal voltage continues for a certain time or more has occurred, the abnormality is notified to the ECU by the overvoltage protection function.
ところで、ハードウエア手段(コンパレータ、デジタルシーケンサ)により異常状態を検知する場合、保護回路を働かせるのであるから、異常状態を検知してそれに対処することに関しては、十分である。しかし、ハードウエア手段(コンパレータ、デジタルシーケンサ)による異常状態の検知により保護回路が作動し対処が行われると、上位コントローラ(ECU)に情報を送信していないため、上位コントローラ(ECU)側ではそれを知ることができない。 By the way, when an abnormal state is detected by hardware means (comparator, digital sequencer), since the protection circuit is activated, it is sufficient to detect the abnormal state and deal with it. However, when the protection circuit is activated by the hardware means (comparator, digital sequencer) and the countermeasure is taken, information is not sent to the host controller (ECU). I can't know.
このため、本実施例では、マイコン17Aが備える異常検知フラグとして、ハードウエア手段用フラグ(ハードウエア手段による異常検知に基づいて立ち上がり、立ち下がり動作を行うフラグ)と、ソフトウエア手段用フラグ(ハードウエア手段による異常検知に基づいて立ち上がり、ソフトウエア手段により立ち下がり動作を行うフラグ)の、同じ異常検知対象機器の異常検知フラグを2つ用意する。これは、ハードウエア手段用フラグのみでは、ソフトウエアがフラグチェックを行う周期より短いフラグ発生についてソフトウエアが検知できない場合が発生するからである。ソフトウエアは、ソフトウエア手段用フラグを参照して異常を検知し、予め決められている手順に従って処理を行う。また、ソフトウエアは、異常が上位コントローラ(ECU)へ通知されるなどの処理が行われ、かつ、ハードウエア手段用フラグが正常に復帰している事を確認した場合に、対応するソフトウエア処理用フラグをリセットする操作を行う。 For this reason, in this embodiment, as the abnormality detection flag provided in the microcomputer 17A, a hardware means flag (a flag for performing a rising and falling operation based on an abnormality detection by the hardware means) and a software means flag (hardware) Two flags for detecting the abnormality of the same abnormality detection target device are prepared, which are flags that rise based on the abnormality detection by the wear means and perform the falling operation by the software means. This is because only the hardware means flag may cause the software not to detect a flag generation that is shorter than the period in which the software performs the flag check. The software detects an abnormality with reference to the software means flag, and performs processing according to a predetermined procedure. In addition, the software performs processing such as notifying the host controller (ECU) of the abnormality and confirms that the hardware means flag has returned to normal. To reset the flag.
この様にソフトウエア手段用フラグを備えることで、瞬時に正常復帰した異常についても異常履歴を知ることができ、上位コントローラ等へ通知するなどのソフトウエアによる制御の柔軟性を増すことが可能となる。 By providing the software means flag in this way, it is possible to know the abnormality history even for abnormalities that have returned to normal instantaneously, and it is possible to increase the flexibility of control by software such as notifying the host controller etc. Become.
以上、本発明の要旨を実施例に基づいて説明したが、本発明は実施例中に具体的に記載した範囲に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で、種々の変更が可能である。例えば、上記実施例においては、上下アームを構成するスイッチング素子として、P型MOSFET及びN型MOSFETを用いた場合を説明したが、上下アームのMOSFETの両方にP型MOSFETまたはN型MOSFETを用いる場合や、スイッチング素子としてMOSFETの代わりにIGBTを用いる場合も、当然に本発明の範囲内にあるものである。 The gist of the present invention has been described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the scope specifically described in the embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea. It is. For example, in the above embodiment, the case where the P-type MOSFET and the N-type MOSFET are used as the switching elements constituting the upper and lower arms has been described. However, the case where the P-type MOSFET or the N-type MOSFET is used for both the upper and lower arm MOSFETs. Of course, the case where an IGBT is used as the switching element instead of the MOSFET is also within the scope of the present invention.
1…………………………回転電機制御装置
1A………………………パワーステージ
1B………………………5Vステージ
2…………………………回転電機(M/G)
3…………………………バッテリ電源
4…………………………フィールドMOS
5…………………………QFC−MOS
6…………………………上アームPMOS
7…………………………下アームNMOS
10,19………………レベル変換回路
11,12………………セレクタ
13………………………コントローラ
14………………………バッテリ電源
15………………………ジェネレータ・コントローラ
16………………………共通保護回路
17………………………マイコン
18………………………界磁コントローラ
20………………………ドライバ回路
25………………………DC−DCコンバータ
50………………………ウェイクアップ検知回路
50a……………………ウェイクアップ検知回路
50b……………………サブDC−DC
3000……………………デットタイム信号生成手段
3010……………………デットタイム8bitカウンタ
3020……………………サブ・デットタイム5bitカウンタ
3030……………………OR回路
3040……………………クロック分周回路
1 ………………………… Rotary electric machine control device 1A ………………………… Power stage 1B ………………………
3 ………………………… Battery power supply 4 ………………………… Field MOS
5 ………………………… QFC-MOS
6 ………………………… Upper arm PMOS
7 ………………………… Lower arm NMOS
10, 19 ............ Level conversion circuit 11, 12 ………………
3000 ... dead time signal generation means 3010 ... dead time 8 bit counter 3020 ... ... sub
Claims (9)
前記力行または前記発電を行うために、前記複数の固定子巻線端子とバッテリの低電位との間に接続された複数の下アームスイッチング素子と、
前記複数の上アームスイッチング素子及び前記複数の下アームスイッチング素子をそれぞれON/OFFすることにより、前記力行または前記発電を制御する制御部とを備えた回転電機制御装置であって、
前記制御部は、前記回転電機制御装置に複数の異常が発生した場合に、該複数の異常のうちいずれか一つの異常からの保護を優先させることを特徴とする回転電機制御装置。 A plurality of upper arm switching elements connected between a plurality of stator winding terminals of the rotating electrical machine and a high potential of the battery to perform power running or power generation;
A plurality of lower arm switching elements connected between the plurality of stator winding terminals and a low potential of the battery to perform the power running or the power generation;
A rotating electrical machine control device comprising: a control unit that controls the power running or the power generation by turning ON / OFF the plurality of upper arm switching elements and the plurality of lower arm switching elements,
The control unit is configured to prioritize protection from any one of the plurality of abnormalities when a plurality of abnormalities occur in the rotating electrical machine control device.
前記回転電機制御装置に第2の異常が発生した場合に、該回転電機制御装置を該第2の異常から保護するためのソフトウエア手段とを有する請求項1記載の回転電機制御装置。 The control unit, when a first abnormality occurs in the rotating electrical machine control device, hardware means for protecting the rotating electrical machine control device from the first abnormality;
The rotating electrical machine control device according to claim 1, further comprising software means for protecting the rotating electrical machine control device from the second abnormality when a second abnormality occurs in the rotating electrical machine control device.
前記力行または前記発電を行うために、前記複数の固定子巻線端子とバッテリの低電位との間に接続された複数の下アームスイッチング素子と、
前記複数の上アームスイッチング素子及び前記複数の下アームスイッチング素子をそれぞれON/OFFすることにより、前記力行または前記発電を制御する制御部とを備えた回転電機制御装置であって,
前記制御部において、前記回転電機制御装置(ISG)において生じる異常状態を2つの種類に分類して設定する異常状態設定手段と,
前記異常状態設定手段において設定した一方の種類の異常状態に対する保護動作をハードウエアで行うハードウエア手段と,
前記異常状態設定手段において設定した他方の種類の異常状態に対する保護動作をソフトウエアで行うソフトウエア手段と,
を備え,
前記異常状態設定手段においては、異常状態が生じた場合、直ちにその異常状態から正常状態に回復しないと回復困難な状態に陥る緊急性を要する異常状態の場合には、前記ハードウエア手段で保護動作を行い、発生した異常状態から直ちに正常状態に回復しなくても機器に異常を来さない緊急性を要しない異常状態の場合には、前記ソフトウエア手段で保護動作を行うようにしたことを特徴とする回転電機制御装置。 A plurality of upper arm switching elements connected between a plurality of stator winding terminals of the rotating electrical machine and a high potential of the battery to perform power running or power generation;
A plurality of lower arm switching elements connected between the plurality of stator winding terminals and a low potential of the battery to perform the power running or the power generation;
A rotating electrical machine control device comprising: a control unit that controls the power running or the power generation by turning ON / OFF the plurality of upper arm switching elements and the plurality of lower arm switching elements,
In the control unit, abnormal state setting means for classifying and setting abnormal states occurring in the rotating electrical machine control device (ISG) into two types;
Hardware means for performing a protection operation for one type of abnormal condition set in the abnormal condition setting means by hardware;
Software means for performing protection operation for the other type of abnormal condition set in the abnormal condition setting means by software;
With
In the abnormal state setting means, in the case of an abnormal state that requires an urgent need to immediately recover from the abnormal state to a normal state when an abnormal state occurs, a protective operation is performed by the hardware unit. In the case of an abnormal state that does not require urgency without causing an abnormality to the device even if the normal state does not immediately recover from the abnormal state that has occurred, the software means that the protection operation was performed. A rotating electrical machine control device.
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