JP2007181345A - 自動車 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数相の巻線を有する走行モータと、当該走行モータに複数相の交流電流を供給するインバータとを備える自動車において、インバータの短絡故障により、走行モータからインバータに逆起電流が供給され、その逆起電流によって走行モータとインバータとを接続するケーブルが発熱し、溶損することを防ぐ。
【解決手段】短絡検知回路50が、インバータ30の短絡状態を検知すると、ファンモータ制御回路46が、インバータ30から走行モータ20へ交流電流を出力するためのケーブル群32を冷却するために、ファンモータ制御回路46にファン駆動指令を出力し、ラジエターファン42を駆動させる。
【選択図】図1
【解決手段】短絡検知回路50が、インバータ30の短絡状態を検知すると、ファンモータ制御回路46が、インバータ30から走行モータ20へ交流電流を出力するためのケーブル群32を冷却するために、ファンモータ制御回路46にファン駆動指令を出力し、ラジエターファン42を駆動させる。
【選択図】図1
Description
本発明は、複数相の巻線を有する走行モータを少なくとも駆動源として走行する自動車に関する。
複数相の巻線を有する走行モータと、当該走行モータに複数相の交流電流を供給するインバータとを備えるハイブリッド式電気自動車や燃料電池自動車等の自動車において、インバータに設けられ、上記複数相の巻線に順次交流電流を供給するためのスイッチング素子群の少なくとも一つが短絡異常状態となり、インバータから正常に走行モータへ複数相の交流電流が供給されなくなる場合がある。このようなインバータの短絡故障が起こると、走行モータの逆起電力により、走行モータからインバータに逆起電流が供給されるおそれがある。そして、この逆起電流によって、走行モータとインバータとを接続するケーブルが発熱し、ケーブルが溶損するおそれがある。
特許文献1には、電子機器用ラジエター及び内燃機関用ラジエターの空気が共通のファンによって吸引されるように、電子機器用ラジエターを内燃機関用ラジエターの近傍に配置し、ファンが電子機器用ラジエターを越えて空気流を生じさせることが開示されている。
特許文献2には、インバータと三相交流発電電動機とを空冷ヒートシンクを介して配置し、さらに空冷ヒートシンクを流通する冷却空気が冷却空気用ダクトで折り返して冷却ファンからロータへ流れるようにすることが開示されている。
特許文献3には、空調コンプレッサ用交流モータを制御するインバータ装置を、冷凍サイクル装置のコンデンサ冷却用電動ファンの風で冷却することが開示されている。
このように各特許文献には、車両が備えるファンからの風を利用して、インバータ等を空冷することが提案されている。
しかし、いずれの特許文献においても、上記のようなインバータの短絡故障により、走行モータからインバータに逆起電流が供給され、走行モータとインバータとを接続するケーブルが発熱し、ケーブルが溶損する場合を考慮していない。
本発明は、複数相の巻線を有する走行モータと、当該走行モータに複数相の交流電流を供給するインバータとを備える自動車において、インバータの短絡故障により、走行モータからインバータに逆起電流が供給され、その逆起電流によって走行モータとインバータとを接続するケーブルが発熱し、溶損することを防ぐ。
本発明に係る自動車は、複数相の巻線を有する走行モータと、当該走行モータに複数相の交流電流を供給するインバータとを備える自動車において、ラジエターを冷却するための空気流を発生させるラジエターファンと、前記インバータの短絡状態を検知する短絡検知回路と、前記短絡検知回路が短絡状態を検知すると、前記インバータから前記走行モータへ交流電流を出力するためのケーブルを冷却するために、前記ラジエターファンの駆動を開始させるファン制御回路と、を備えることを特徴とする。
本発明の1つの態様によれば、ファン制御回路は、前記短絡検知回路が短絡状態を検知した際における前記走行モータの回転数を検知し、当該回転数に基づいて、前記ラジエターファンの停止時点を決定し、当該停止時点を過ぎると、前記ラジエターファンの駆動を停止させることを特徴とする。
この場合ファン制御回路は、例えば、走行モータの回転数に応じたラジエターファンの駆動期間が登録されたテーブルを参照することで、前記ラジエターファンの停止時点を決定する。
また、本発明の1つの態様によれば、前記ファン制御回路は、前記短絡検知回路が短絡状態を検知してから前記走行モータが停止するまでの停止期間を検知し、当該停止期間に基づいて、前記ラジエターファンの停止時点を決定し、当該停止時点を過ぎると、前記ラジエターファンの駆動を停止させることを特徴とする。
この場合ファン制御回路は、例えば前記走行モータが停止するまでの停止期間に応じたラジエターファンの駆動期間が登録されたテーブルを参照することで、前記ラジエターファンの停止時点を決定する。
さらに、本発明の1つの態様によれば、前記ファン制御回路は、前記短絡検知回路が短絡状態を検知した際における前記走行モータの回転数を検知し、前記短絡検知回路が短絡状態を検知してから前記走行モータが停止するまでの停止期間を検知し、前記回転数と前記停止期間とに基づいて前記ラジエターファンの停止時点を決定し、当該停止時点が過ぎると、前記ラジエターファンの駆動を停止させることを特徴とする。
この場合ファン制御回路は、例えば、前記ファン制御回路は、走行モータの回転数と前記走行モータが停止するまでの停止期間とに応じたラジエターファンの駆動期間が登録されたテーブルを参照することで、前記ラジエターファンの停止時点を決定する。
加えて、本発明の1つの態様によれば、前記ファン制御回路は、前記ケーブルの温度を検知し、当該温度が所定の閾温度以下になると、前記ラジエターファンの駆動を停止させることを特徴とする。
本発明によれば、インバータの短絡故障により、走行モータからインバータに逆起電流が供給され、その逆起電流によってケーブルが発熱する場合でも、その発熱を抑制することができケーブルの溶損を防ぐことができる。
本発明を実施するための最良の形態について、以下図面を用いて説明する。
図1は、本実施形態における自動車の概略構成を示す図である。本実施形態では、駆動源として、エンジンと走行モータとを備えるハイブリッド式電気自動車を例に説明するが、駆動源として走行モータを備える燃料電池自動車など他の自動車にも本実施形態は適用可能である。
図1において、自動車は、駆動源として、エンジン10と、三相の巻線を有する走行モータ20と、走行モータ20に三相の交流電流を供給するインバータ30と、走行モータ20とインバータ30とを電気的に接続し、インバータ30から走行モータ20に三相交流電流を供給するケーブル群32と、備える。ケーブル群32は、後述するラジエターファン42からの冷却風を享受しやすい場所に配置されることが望ましい。
また、自動車は、エンジン等を冷却するためのラジエター40と、ラジエター40に冷却風を供給するラジエターファン42と、ラジエターファン42を駆動するファンモータ44と、ファンモータ44のファン駆動を制御するファンモータ制御回路46と、インバータ30の短絡状態を検知する短絡検知回路50とを備える。インバータ30の短絡状態の検知は、公知の短絡状態の検知方法を用いればよく、例えば、インバータ30から出力される交流電流の実効電流を測定し、その実効電流が所定の閾電流を超えた場合に、短絡状態と検知すればよい。なお、インバータ30の短絡は、例えば、複数相の巻線に順次交流電流を供給するためのスイッチング素子群の少なくとも一つが短絡異常状態となり、インバータ30から正常に走行モータ20へ三相の交流電流が供給されなくなる場合のことをいう。
このように構成された本実施形態において、短絡検知回路50がインバータ30の短絡を検知すると、ファンモータ制御回路46が強制的にラジエターファン42を駆動させる。また、ファンモータ制御回路46は、ラジエターファン42を強制的に駆動させた後、逆起電流がケーブル群32へ出力されなくなってから、つまり走行モータ20が停止してから所定の期間を経過後にラジエターファン42の駆動を停止させる。
ここで、所定の期間としては、予め定めた固定期間でもよい。しかし、ケーブル群32の上昇温度は、ケーブル群32に出力される走行モータからの逆起電流の大きさや逆起電流を出力してから走行モータが停止するまでの停止期間によって変化する。また、ケーブル群32を冷却させるまでの期間は、上昇温度に依存する。そのため、上昇温度が大きいほどラジエターファン42の駆動期間を長くすることが望ましい。
インバータ30の短絡状態を検知した際の走行モータ20の回転数が大きければ、逆起電流は大きくなり、ケーブル群32の温度上昇幅も大きくなる。さらに、インバータ30の短絡状態を検知してから走行モータ20が停止するまでの停止期間が長ければ、それだけケーブル群32に逆起電流が出力される期間が長くなるため、ケーブル群32の温度上昇幅は大きくなる。そこで、ファンモータ制御回路46は、インバータ30の短絡状態を検知した際の走行モータ20の回転数と、インバータ30の短絡状態を検知してから走行モータ20が停止するまでの停止期間に基づいて、走行モータ20が停止してからラジエターファン42の駆動を停止させるまでのファン駆動期間を決定し、そのファン駆動期間からラジエターファン42のファン停止時点を決定することが望ましい。例えば、回転数と停止期間とに応じたファン駆動期間を示すテーブルを予め用意しておき、このテーブルを参照することで走行モータ20が停止してからラジエターファン42の駆動を停止させるまでのファン駆動期間を決定し、そのファン駆動期間に基づいてファン停止時点を決定すればよい。このテーブルは、例えば、次のように作成すればよい。まず、短絡状態を検知した際の走行モータ20の回転数と短絡状態を検知してから走行モータ20が停止するまでの停止期間とを変えながら、ラジエターファン42を駆動させ、ケーブル群32の温度を測定する。そして、その温度がケーブル群32の溶損のおそれが少ない適正温度になるまでの期間を測定し、その測定結果に基づいてテーブルを作成する。図2は、テーブルの一例を示す。図2に示すように、テーブルには、回転数100と停止期間102とに応じたファン駆動期間104が登録されている。ここで、ファン駆動期間104は、走行モータ20が停止してからラジエターファン42を停止させるまでの期間を示す。よって、ファンモータ制御回路46は、図2に示すテーブルを参照することで、回転数と停止期間とに基づいて、まずファン駆動期間を決定し、決定したファン駆動期間に基づいて、ファン停止時点を決定することができる。
以上のように、本実施形態では、短絡検知回路50がインバータ30の短絡を検知すると、ファンモータ制御回路46が強制的にラジエターファン42を所定の期間駆動させ、そのラジエターファン42から発生する空気流によりケーブル群32を冷却する。よって、インバータ30の短絡故障により、走行モータ20からインバータ30に逆起電流が供給され、その逆起電流によってケーブル群32が発熱する場合でも、その発熱を抑制することができケーブル群32の溶損を防ぐことができる。
続いて、図3に示すフローチャートを用いて、短絡検知回路50がインバータ30の短絡を検知した場合におけるファンモータ制御回路46の処理手順について説明する。
ファンモータ制御回路46は、短絡検知回路50がインバータ30の短絡を検知すると(S100)、走行モータ20の回転数を検知する回転数センサから短絡を検知した際の走行モータ20の回転数を取得し、短絡を検知してから走行モータ20が停止するまでの停止期間を測定するための計測タイマをセットする(S102)。次いで、ファンモータ制御回路46は、ファンモータ44に対してファン駆動指令を出力し、ラジエターファン42の駆動を開始する(S104)。
ファンモータ制御回路46は、走行モータ20が停止するまで、つまり、自動車が停止するまで、ファンモータ44を駆動し続ける。その後、ファンモータ制御回路46は、走行モータ20が停止すると(ステップS106での判定結果が、肯定「Y」)、計測タイマを停止し、短絡を検知してから走行モータ20が停止するまでの停止期間を算出する(S108)。さらに、ファンモータ制御回路46は、ステップS102で取得した走行モータ20の回転数と停止期間とに基づいて、ファン停止時点を決定する(S110)。その後、ファンモータ制御回路46は、ファン停止時点を経過すると(ステップS112の判定結果が、肯定「Y」)、ファンモータ44に停止指令を出力する(S114)。
以上、本実施形態では、短絡検知回路50がインバータ30の短絡を検知すると、ファンモータ制御回路46が強制的にラジエターファン42を所定の期間駆動させ、そのラジエターファン42から発生する空気流によりケーブル群32を冷却する。よって、インバータ30の短絡故障により、走行モータ20からインバータ30に逆起電流が供給され、その逆起電流によってケーブル群32が発熱する場合でも、その発熱を抑制することができケーブル群32の溶損を防ぐことができる。
なお、上記では、走行モータ20の回転数と、走行モータ20の停止するまでの期間に基づいて、ファン駆動期間を決定する例について説明した。しかし、簡易的には、走行モータ20の回転数のみや停止期間のみをパラメータとしてファン駆動期間を決定してもよい。
また、その他の例としては、例えば、ケーブル群32の温度センサを別途設けて、ファンモータ制御回路46が、温度センサからの温度情報に基づいて、ケーブル群32の温度を監視し、ケーブル群32の温度が溶損を生じない所定の閾温度以下となった場合に、ラジエターファン42を停止させてもよい。
図4は、ファンモータ制御回路46が、ケーブル群32の温度に応じて、ラジエターファン42を停止させる場合の処理手順を示すフローチャートである。
図4に示すように、この場合、ファンモータ制御回路46は、走行モータ20が停止した後(ステップS106の判定結果が、肯定「Y」)、温度センサからケーブル群32の温度情報を取得し(S120)、ケーブル温度が所定の閾温度以下になったら(ステップS122の判定結果が、肯定「Y」)、ファンモータ44に停止指令を出力する(S124)。
以上のように、ファンモータ制御回路46は、ケーブル群32の温度を監視し、ケーブル群32の温度が溶損を生じない所定の閾温度以下となった場合に、ラジエターファン42を停止させてもよい。
10 エンジン、20 走行モータ、30 インバータ、32 ケーブル群、40 ラジエター、42 ラジエターファン、44 ファンモータ、46 ファンモータ制御回路
、50 短絡検知回路。
、50 短絡検知回路。
Claims (8)
- 複数相の巻線を有する走行モータと、当該走行モータに複数相の交流電流を供給するインバータとを備える自動車において、
ラジエターを冷却するための空気流を発生させるラジエターファンと、
前記インバータの短絡状態を検知する短絡検知回路と、
前記短絡検知回路が短絡状態を検知すると、前記インバータから前記走行モータへ交流電流を出力するためのケーブルを冷却するために、前記ラジエターファンの駆動を開始させるファン制御回路と、
を備える自動車。 - 請求項1に記載の自動車において、
前記ファン制御回路は、
前記短絡検知回路が短絡状態を検知した際における前記走行モータの回転数を検知し、当該回転数に基づいて、前記ラジエターファンの停止時点を決定し、当該停止時点を過ぎると、前記ラジエターファンの駆動を停止させることを特徴とする自動車。 - 請求項2に記載の自動車において、
前記ファン制御回路は、
走行モータの回転数に応じたラジエターファンの駆動期間が登録されたテーブルを参照することで、前記ラジエターファンの停止時点を決定することを特徴とする自動車。 - 請求項1に記載の自動車において、
前記ファン制御回路は、
前記短絡検知回路が短絡状態を検知してから前記走行モータが停止するまでの停止期間を検知し、当該停止期間に基づいて、前記ラジエターファンの停止時点を決定し、当該停止時点を過ぎると、前記ラジエターファンの駆動を停止させることを特徴とする自動車。 - 請求項4に記載の自動車において、
前記ファン制御回路は、
前記走行モータが停止するまでの停止期間に応じたラジエターファンの駆動期間が登録されたテーブルを参照することで、前記ラジエターファンの停止時点を決定することを特徴とする自動車。 - 請求項1に記載の自動車において、
前記ファン制御回路は、
前記短絡検知回路が短絡状態を検知した際における前記走行モータの回転数を検知し、
前記短絡検知回路が短絡状態を検知してから前記走行モータが停止するまでの停止期間を検知し、
前記回転数と前記停止期間とに基づいて前記ラジエターファンの停止時点を決定し、当該停止時点が過ぎると、前記ラジエターファンの駆動を停止させることを特徴とする自動車。 - 請求項6に記載の自動車において、
前記ファン制御回路は、
走行モータの回転数と前記走行モータが停止するまでの停止期間とに応じたラジエターファンの駆動期間が登録されたテーブルを参照することで、前記ラジエターファンの停止時点を決定することを特徴とする自動車。 - 請求項1に記載の自動車において、
前記ファン制御回路は、
前記ケーブルの温度を検知し、当該温度が所定の閾温度以下になると、前記ラジエターファンの駆動を停止させることを特徴とする自動車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005378425A JP2007181345A (ja) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | 自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005378425A JP2007181345A (ja) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | 自動車 |
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JP2007181345A true JP2007181345A (ja) | 2007-07-12 |
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Family Applications (1)
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JP2005378425A Pending JP2007181345A (ja) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | 自動車 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2007181345A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012139056A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Denso Corp | インバータ制御装置,インバータ制御方法および車両 |
JP2018079810A (ja) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 三菱電機株式会社 | 車両用電力変換装置ユニット |
-
2005
- 2005-12-28 JP JP2005378425A patent/JP2007181345A/ja active Pending
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