JP2009207317A - Vehicle driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電機の発電電力をインバータで交流電力に変換して車両の電動機に供給することにより車両を駆動する車両駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device that drives a vehicle by converting power generated by a generator into AC power by an inverter and supplying the AC power to a motor of the vehicle.
従来より、車両の内燃機関により駆動される発電機の発電電力をインバータで交流電力に変換して車両の電動機に供給することにより車両を駆動する車両駆動装置が知られている。このような車両駆動装置では、外力により電動機が制御方向とは逆方向に回転させられる場合に回生状態になり、また発電機と電動機の間には応答速度の違いがある。このような時に、発電機と電動機との間で電力の需給バランスが崩れることにより余剰電力が発生した場合に、インバータに高電圧が印加されることがある。このような背景から、インバータの電圧が設定電圧以上になった場合、バイパス手段を介して抵抗側に電流を流し、余剰電力を熱として消費することにより、インバータに高電圧が印加されないように制御するインバータ保護機能を備える車両駆動装置が提案されている(特許文献1参照)。
上記従来技術では、実際に高電圧状態が発生した場合に備えてインバータ保護機能が正常に作動するか否かを診断する必要がある。ところがインバータ保護機能が正常に作動するか否かを診断するためには、実際に高電圧をインバータに印加しなければならず、この際にインバータ保護機能が正常に作動しなかった場合、インバータが破壊してしまう恐れがある。このような背景から、インバータに高電圧を印加していない状態でも正常に作動するか否かを診断可能なインバータ保護機能の提供が望まれている。 In the above prior art, it is necessary to diagnose whether or not the inverter protection function operates normally in case a high voltage state actually occurs. However, in order to diagnose whether the inverter protection function operates normally, it is necessary to actually apply a high voltage to the inverter. If the inverter protection function does not operate normally at this time, the inverter There is a risk of destruction. From such a background, it is desired to provide an inverter protection function capable of diagnosing whether or not the inverter operates normally even when a high voltage is not applied to the inverter.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、インバータに高電圧を印加していない状態でも正常に作動するか否かを診断可能なインバータ保護機能を備える車両駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to drive a vehicle having an inverter protection function capable of diagnosing whether or not the inverter operates normally even when a high voltage is not applied to the inverter. To provide an apparatus.
本発明の第1の態様に係る車両駆動装置は、インバータに印加される電圧を検出するインバータ電圧検出手段と、インバータ電圧検出手段により検出された電圧値に基づいてインバータ保護手段の動作状態を診断する診断手段とを備える。本発明の第2の態様に係る車両駆動装置は、バイパス抵抗回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段により検出された電流値に基づいてインバータ保護手段の動作状態を診断する診断手段とを備える。 The vehicle drive apparatus according to the first aspect of the present invention diagnoses the operating state of the inverter protection means based on the inverter voltage detection means for detecting the voltage applied to the inverter and the voltage value detected by the inverter voltage detection means. Diagnostic means. A vehicle drive apparatus according to a second aspect of the present invention includes a current detection unit that detects a current flowing through a bypass resistor circuit, and a diagnosis that diagnoses the operating state of the inverter protection unit based on the current value detected by the current detection unit. Means.
本発明に係る車両駆動装置によれば、インバータに高電圧を印加していない状態でもインバータ保護機能が正常に作動するか否かを診断することができる。 According to the vehicle drive device of the present invention, it is possible to diagnose whether the inverter protection function operates normally even when a high voltage is not applied to the inverter.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる車両駆動装置の構成について説明する。 Hereinafter, a configuration of a vehicle drive device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔第1の実施形態〕
始めに、図1乃至図3を参照して、本発明の第1の実施形態となる車両駆動装置の構成について説明する。
[First Embodiment]
First, the configuration of the vehicle drive device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
〔車両駆動装置の構成〕
本発明の第1の実施形態となる車両駆動装置は、図1に示すように、図示しない車両の内燃機関により駆動される発電機1の発電電力を電動機駆動用インバータ回路(以下、インバータと略記)2で交流電力に変換して電動機3に供給することにより車両を駆動するものであり、発電機1,インバータ2,電動機3,本発明に係るインバータ保護手段に対応するインバータ保護装置4,及び本発明に係る診断手段に対応するコントロールユニット5を主な構成要素として備える。発電機1は、車両の内燃機関の回転動力を受けて駆動され、インバータ2に発電電力(発電機出力(+),(−))を出力する。発電機1の発電電力の大きさは、永久磁石11の磁束と、電源12に接続され、コントロールユニット5から出力される発電機界磁制御信号により制御される界磁コイルLの磁束により制御される。
[Configuration of vehicle drive device]
As shown in FIG. 1, the vehicle drive apparatus according to the first embodiment of the present invention converts electric power generated by a generator 1 driven by an internal combustion engine of a vehicle (not shown) into an electric motor drive inverter circuit (hereinafter abbreviated as an inverter). 2) Drives the vehicle by converting it into AC power at 2 and supplying it to the motor 3, and includes a generator 1, an
インバータ2は、コントロールユニット5からのインバータ制御信号に従って、発電機1から入力された発電電力を利用して電動機3を駆動する。電動機3は、インバータ2から供給される交流電力により駆動され、図示しない差動装置とタイヤを介して路面にトルクを伝達することにより車両を駆動する。インバータ保護装置4は、発電機1とインバータ2間に接続され、インバータ2に対し並列に接続された本発明に係るインバータ電圧検出手段に対応するインバータ電圧検知回路21,高電圧検知回路22,インバータ2に対し並列に接続されたバイパス抵抗回路R1,及びバイパス抵抗回路R1に対し直列に接続された本発明に係る作動手段に対応するスイッチング回路23を備える。
The
インバータ電圧検知回路21は、インバータ2に印加されている電圧(以下、インバータ電圧と略記)を検知し、検知値を高電圧検知回路22とコントロールユニット5に出力する。高電圧検知回路22は、インバータ電圧検知回路21により検知されたインバータ電圧が設定値以上であるか否かを判別し、インバータ電圧が設定値以上である場合に作動状態を閉状態に切り換えるスイッチング回路作動信号をスイッチング回路23に出力する。スイッチング回路23は、高電圧検知回路22及びコントロールユニット5からのスイッチング回路作動信号に応じて開閉状態が切り換えられ、閉状態である場合、バイパス抵抗回路R1に電流を流すことによりインバータ2に高電圧が印加されることを抑制する。またスイッチング回路23は、現在の作動状態が開状態と閉状態のどちらであるかを示す信号をスイッチング回路作動状態信号としてコントロールユニット5に出力する。バイパス抵抗回路R1は、スイッチング回路23が閉状態である場合に発電機1から供給される電力を熱に変換することにより、エネルギーを放出してインバータ電圧を下げる。コントロールユニット5は、インバータ2,スイッチング回路23,及び界磁コイルLの動作を制御する。
The inverter
〔インバータ保護機能診断処理〕
このような構成を有する車両駆動装置は、以下に示すインバータ保護機能診断処理(以下、診断処理と略記)を実行することにより、インバータ保護装置4が正常に作動するか否かを診断する。以下、図2に示すフローチャートを参照して、この診断処理を実行する際の車両駆動装置の動作の流れについて説明する。
[Inverter protection function diagnosis processing]
The vehicle drive device having such a configuration diagnoses whether or not the
図2に示すフローチャートは、所定の動作状態になったタイミングで開始となり、診断処理はステップS1の処理に進む。なお本実施形態では、内燃機関がアイドリング時の回転数相当で発電機1を駆動し、コントロールユニット5による界磁コイルLの界磁制御が停止している状態を所定の動作状態とした。
The flowchart shown in FIG. 2 starts at the timing when the predetermined operation state is reached, and the diagnosis process proceeds to the process of step S1. In the present embodiment, a state in which the internal combustion engine drives the generator 1 at a rotational speed equivalent to idling and the field control of the field coil L by the
ステップS1の処理では、コントロールユニット5が、インバータ電圧検知回路21により検知されたインバータ電圧が所定の判定閾値Vth1以上であるか否かを判別する。判別の結果、インバータ電圧が所定の判定閾値Vth1未満である場合、コントロールユニット5は一連の診断処理を終了する。一方、インバータ電圧が所定の判定閾値Vth1以上である場合には、コントロールユニット5は診断処理をステップS2の処理に進める。なお一般にインバータ電圧は、内燃機関がアイドリング時の回転数相当で発電機1を駆動し、コントロールユニット5による界磁コイルLの界磁制御が停止している状態においては常に一定になる(図3に示す時間T=0〜T1の間)。従って上記判定閾値Vth1はこの一定電圧以下の所定電圧値とする。
In the process of step S1, the
ステップS2の処理では、コントロールユニット5が、スイッチング回路23の作動状態を開状態に切り換えるスイッチング回路作動信号を出力し、インバータ電圧検知回路21を介してスイッチング回路23が開状態にある際のインバータ電圧V1を検知する(図3に示す時間T=T1)。これにより、ステップS2の処理は完了し、診断処理はステップS3の処理に進む。
In the process of step S2, the
ステップS3の処理では、コントロールユニット5が、スイッチング回路23の作動状態を閉状態に切り換えるスイッチング回路作動信号を出力することにより、発電機1からの電流をバイパス抵抗回路R1に流す(図3に示す時間T=T2)。これにより、ステップS3の処理は完了し、診断処理はステップS4の処理に進む。
In the process of step S3, the
ステップS4の処理では、コントロールユニット5が、インバータ電圧検知回路21を介してスイッチング回路23が閉状態にある際のインバータ電圧V2を検知する(図3に示す時間T=T3)。これにより、ステップS4の処理は完了し、診断処理はステップS5の処理に進む。
In the process of step S4, the
ステップS5の処理では、コントロールユニット5が、ステップS2の処理により検知されたインバータ電圧V1とステップS4の処理により検知されたインバータ電圧V2の差分値を電圧差DVとして演算する。これにより、ステップS5の処理は完了し、診断処理はステップS6の処理に進む。
In the process of step S5, the
ステップS6の処理では、コントロールユニット5が、ステップS5の処理により算出された電圧差DVが所定の判定閾値Vth2(図3参照)以上であるか否かを判別する。判別の結果、電圧差DVが所定の判定閾値Vth2以上である場合、コントロールユニット5は、インバータ電圧に所定の判定閾値Vth2以上の電圧降下があることからインバータ保護装置4は正常に作動している判断し、診断処理をステップS8の処理に進める。一方、電圧差DVが所定の判定閾値Vth2未満である場合には、コントロールユニット5は、診断処理をステップS7の処理に進める。なお既に述べたように、インバータ電圧は、内燃機関がアイドリング時の回転数相当で発電機1を駆動し、コントロールユニット5による界磁コイルLの界磁制御が停止している状態においては常に一定になる。従って上記判定閾値Vth2はこの一定電圧とバイパス抵抗回路R1の抵抗値により決まる電圧値以下の所定電圧値とする。
In the process of step S6, the
ステップS7の処理では、コントロールユニット5が、インバータ保護装置4によるインバータ電圧の電圧降下が正常に行われていないと判断し、インバータ2及び界磁コイルLの制御を停止することにより、発電機1の制御を停止し、電動機3の動作を停止する。これにより、ステップS7の処理は完了し、診断処理はステップS8の処理に進む。
In the process of step S7, the
ステップS8の処理では、コントロールユニット5が、スイッチング回路23の作動状態を開状態に切り換えるスイッチング回路作動信号を出力する(図3に示す時間T=T4)。これにより、ステップS8の処理は完了し、一連の診断処理は終了する。
In the process of step S8, the
以上の説明から明らかなように、本発明の第1の実施形態となる車両駆動装置では、コントロールユニット5が、スイッチング回路23の作動状態を制御することにより、インバータ保護装置4が作動していない時のインバータ電圧V1とインバータ保護装置4が作動している時のインバータ電圧V2とを検知,比較することによりインバータ保護装置4が正常に作動するか否かを診断するので、インバータ2に高電圧を印加していない状態でインバータ保護装置4が正常に作動するか否かを診断することができる。
As is apparent from the above description, in the vehicle drive device according to the first embodiment of the present invention, the
〔第2の実施形態〕
次に、図4乃至図6を参照して、本発明の第2の実施形態となる車両駆動装置の構成について説明する。
[Second Embodiment]
Next, with reference to FIG. 4 thru | or FIG. 6, the structure of the vehicle drive device which becomes the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
〔車両駆動装置の構成〕
本発明の第2の実施形態となる車両駆動装置は、図4に示すように、図1に示す車両駆動装置の構成に加えて本発明に係る電流検出手段に対応する電流検知回路24を備える。電流検知回路24は、バイパス抵抗回路R1とスイッチング回路23間に設けられ、バイパス抵抗回路R1に流れる電流を検知し、検知値をバイパス回路電流値としてコントロールユニット5に出力する。なおその他の構成は、第1の実施形態となる車両駆動装置の構成と同じであるので、以下ではその説明を省略する。
[Configuration of vehicle drive device]
As shown in FIG. 4, the vehicle drive apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a
〔インバータ保護機能診断処理〕
このような構成を有する車両駆動装置は、以下に示すインバータ保護機能診断処理(以下、診断処理と略記)を実行することにより、インバータ保護装置4が正常に作動するか否かを診断する。以下、図5に示すフローチャートを参照して、この診断処理を実行する際の車両駆動装置の動作の流れについて説明する。
[Inverter protection function diagnosis processing]
The vehicle drive device having such a configuration diagnoses whether or not the
図5に示すフローチャートは、所定の動作状態になったタイミングで開始となり、診断処理はステップS11の処理に進む。なお本実施形態では、内燃機関がアイドリング時の回転数相当で発電機1を駆動し、コントロールユニット5による界磁コイルLの界磁制御が停止している状態を所定の動作状態とした。またステップS11の処理は上記ステップS1の処理と同じであるので、以下では説明を省略し、ステップS12の処理から説明する。
The flowchart shown in FIG. 5 starts at the timing when the predetermined operation state is reached, and the diagnosis process proceeds to step S11. In the present embodiment, a state in which the internal combustion engine drives the generator 1 at a rotational speed equivalent to idling and the field control of the field coil L by the
ステップS12の処理では、コントロールユニット5が、スイッチング回路23の作動状態を開状態に切り換えるスイッチング回路作動信号を出力し、電流検知回路24を介してスイッチング回路23が開状態にある際にバイパス抵抗回路R1に流れる電流I1を検知する(図5に示す時間T=T1)。これにより、ステップS12の処理は完了し、診断処理はステップS13の処理に進む。
In the process of step S12, the
ステップS13の処理では、コントロールユニット5が、ステップS12の処理により検知された電流I1が所定の判定閾値Ith1以下であるか否かを判別する。判別の結果、電流I1が所定の判定閾値Ith1以下である場合、コントロールユニット5は、インバータ保護装置4は正常に作動していると判断し、診断処理をステップS15の処理に進める。一方、電流I1が所定の判定閾値Ith1以下でない場合には、コントロールユニット5は、診断処理をステップS14の処理に進める。なお上記判定閾値Ith1としては、バイパス抵抗回路R1に電流が流れていない状態における電流値を例示できる。電流I1が判定閾値Ith1よりも大きい場合には、スイッチング回路23のショート故障等によるインバータ保護回路4の異常と判断できる。
In the process of step S13, the
ステップS14の処理では、コントロールユニット5が、スイッチング回路23が開状態であるのにも係わらず通電している又はバイパス抵抗回路R1により電力が消費されていないことからインバータ保護装置4が異常作動していると判断し、インバータ2及び界磁コイルLの制御を停止することにより、発電機1の制御を停止し、電動機3の動作を停止する。これにより、ステップS14の処理は完了し、診断処理はステップS18の処理に進む。
In the process of step S14, the
ステップS15の処理では、コントロールユニット5が、スイッチング回路23の作動状態を閉状態に切り換えるスイッチング回路作動信号を出力することにより、発電機1からの電流をバイパス抵抗回路R1に流す(図5に示す時間T=T2)。これにより、ステップS15の処理は完了し、診断処理はステップS16の処理に進む。
In the process of step S15, the
ステップS16の処理では、コントロールユニット5が、電流検知回路24を介してスイッチング回路23が閉状態にある際にバイパス抵抗回路R1に流れる電流I2を検知する(図5に示す時間T=T3)。これにより、ステップS16の処理は完了し、診断処理はステップS17の処理に進む。
In the process of step S16, the
ステップS17の処理では、コントロールユニット5が、ステップS16の処理により検知された電流I2が所定の判定閾値Ith2以上であるか否かを判別する。判別の結果、電流I2が所定の判定閾値Ith2以上である場合、コントロールユニット5は、インバータ保護装置4は正常に作動していると判断し、診断処理をステップS18の処理に進める。一方、電流I2が所定の判定閾値Ith2未満である場合には、コントロールユニット5は、診断処理をステップS14の処理に進める。なお一般に発電機3の発電電力は、内燃機関がアイドリング時の回転数相当で発電機1を駆動し、コントロールユニット5による界磁コイルLの界磁制御が停止している状態においては常に一定になる。従って上記判定閾値Ith2はこの一定電力とバイパス抵抗回路R1の抵抗値により定まる電流値以下の所定電圧値とする。
In the process of step S17, the
ステップS18の処理では、コントロールユニット5が、スイッチング回路23の作動状態を開状態に切り換えるスイッチング回路作動信号を出力する(図5に示す時間T=T4)。これにより、ステップS18の処理は完了し、一連の診断処理は終了する。
In the process of step S18, the
以上の説明から明らかなように、本発明の第2の実施形態となる車両駆動装置では、コントロールユニット5が、スイッチング回路23の作動状態を制御することにより、インバータ保護装置4が作動していない時にバイパス抵抗回路R1に流れる電流I1とインバータ保護装置4が作動している時にバイパス抵抗回路R1に流れる電流I2とを検知し、検知された電流I1,I2を所定の判定閾値Ith1,Ith2と比較することによりインバータ保護装置4が正常に作動するか否かを診断するので、インバータ2に高電圧を印加していない状態でインバータ保護装置4が正常に作動するか否かを診断することができる。
As is apparent from the above description, in the vehicle drive device according to the second embodiment of the present invention, the
〔第3の実施形態〕
次に、図7,図8を参照して、本発明の第3の実施形態となる車両駆動装置の構成について説明する。
[Third Embodiment]
Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, the structure of the vehicle drive device which becomes the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.
〔車両駆動装置の構成〕
本発明の第3の実施形態となる車両駆動装置の構成は、第1の実施形態となる車両駆動装置の構成と同じであるので、以下ではその説明を省略する。
[Configuration of vehicle drive device]
Since the structure of the vehicle drive device which becomes the 3rd Embodiment of this invention is the same as the structure of the vehicle drive device which becomes 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted below.
〔インバータ保護機能診断処理〕
このような構成を有する車両駆動装置は、以下に示すインバータ保護機能診断処理(以下、診断処理と略記)を実行することにより、インバータ2に高電圧が印加され、高電圧検知回路22がスイッチング回路23の作動状態を閉状態とすることでインバータ保護装置4が作動する場合であっても、インバータ保護装置4が正常に作動するか否かを診断可能にする。以下、図7に示すフローチャートを参照して、この診断処理を実行する際の車両駆動装置の動作の流れについて説明する。
[Inverter protection function diagnosis processing]
In the vehicle drive device having such a configuration, a high voltage is applied to the
図7に示すフローチャートは、所定の動作状態になったタイミングで開始となり、診断処理はステップS21の処理に進む。なおステップS21の処理は上記ステップS1の処理と同じであるので、以下では説明を省略し、ステップS22の処理から説明する。 The flowchart shown in FIG. 7 starts at the timing when the predetermined operation state is reached, and the diagnosis process proceeds to the process of step S21. Since the process of step S21 is the same as the process of step S1, the description will be omitted below and the process of step S22 will be described.
ステップS22の処理では、コントロールユニット5が、インバータ電圧検知回路21により検知されたインバータ電圧が高電圧判定閾値Vth3以上であるか否かを判別する。判別の結果、インバータ電圧が高電圧判定閾値Vth3未満である場合、コントロールユニット5は一連の診断処理を終了する。一方、インバータ電圧が高電圧判定閾値Vth3以上である場合には、コントロールユニット5は診断処理をステップS23の処理に進める。なお高電圧判定閾値Vth3としては、例えば電動機3の制御電圧の最大値以上、且つ、インバータ2の耐電圧値の最大値未満の電圧値を例示できる。
In the process of step S22, the
ステップS23の処理では、コントロールユニット5が、スイッチング回路23の作動状態が開状態であるか否かを判別する。判別の結果、スイッチング回路23の作動状態が開状態である場合、コントロールユニット5は診断処理をステップS24の処理に進める。一方、スイッチング回路23の作動状態が閉状態である場合には、コントロールユニット5は診断処理をステップS25の処理に進める。
In the process of step S23, the
ステップS24の処理では、コントロールユニット5が、インバータ電圧検知回路21によりスイッチング回路23が開状態にある際のインバータ電圧V21を測定し(図8に示す時間T=T1)、高電圧検知回路22が、インバータ電圧が高電圧判定閾値Vth3以上になるとスイッチング回路23の作動状態を閉状態にする信号を出力する(図8に示す時刻T=T2)。これにより、ステップS24の処理は完了し、診断処理はステップS26の処理に進む。
In the process of step S24, the
ステップS25の処理では、コントロールユニット5が、インバータ電圧検知回路21によりスイッチング回路23が閉状態にある際のインバータ電圧V22を測定する(図8に示す時間T=T3)。これにより、ステップS25の処理は完了し、診断処理はステップS26の処理に進む。
In the process of step S25, the
ステップS26の処理では、コントロールユニット5が、ステップS24の処理により測定されたインバータ電圧V21とステップS25の処理により測定されたインバータ電圧V22の差分値を電圧差DV2として算出する。これにより、ステップS26の処理は完了し、診断処理はステップS27の処理に進む。
In the process of step S26, the
ステップS27の処理では、コントロールユニット5が、ステップS26の処理により算出された電圧差DV2が所定の判定閾値Vth2以上であるか否かを判別する。判別の結果、電圧差DV2が所定の判定閾値Vth2以上である場合、インバータ電圧に所定の判定閾値Vth2以上の電圧降下があることから、コントロールユニット5は、インバータ保護装置4は正常に作動していると判断し、一連の診断処理を終了する。一方、電圧差DV2が所定の判定閾値Vth2未満である場合には、コントロールユニット5は、診断処理をステップS28の処理に進める。
In the process of step S27, the
ステップS28の処理では、コントロールユニット5が、インバータ保護装置4によるインバータ電圧の電圧降下が正常に行われていないと判断し、インバータ2及び界磁コイルLの制御を停止することにより、発電機1の制御を停止し、電動機3の動作を停止する。これにより、ステップS28の処理は完了し、一連の診断処理は終了する。
In the process of step S28, the
以上の説明から明らかなように、本発明の第3の実施形態となる車両駆動装置では、コントロールユニット5が、インバータ保護装置4が作動する前後のインバータ電圧の差を所定の判定閾値と比較することによりインバータ保護装置4が正常に作動するか否かを診断するので、インバータ2に高電圧が印加されインバータ保護装置4が作動する場合であっても、インバータ保護装置4が正常に作動するか否かを診断することができる。なお本実施形態の車両駆動装置は、第1の実施形態の車両駆動装置と併用又はそれぞれ単独で使用することができる。
As is apparent from the above description, in the vehicle drive device according to the third embodiment of the present invention, the
〔第4の実施形態〕
次に、図9,図10を参照して、本発明の第4の実施形態となる車両駆動装置の構成について説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, with reference to FIG. 9 and FIG. 10, the structure of the vehicle drive device which becomes the 4th Embodiment of this invention is demonstrated.
〔車両駆動装置の構成〕
本発明の第4の実施形態となる車両駆動装置の構成は、第2の実施形態となる車両駆動装置の構成と同じであるので、以下ではその説明を省略する。
[Configuration of vehicle drive device]
Since the structure of the vehicle drive device which becomes the 4th Embodiment of this invention is the same as the structure of the vehicle drive device which becomes 2nd Embodiment, the description is abbreviate | omitted below.
〔インバータ保護機能診断処理〕
このような構成を有する車両駆動装置は、以下に示すインバータ保護機能診断処理(以下、診断処理と略記)を実行することにより、インバータ2に高電圧が印加され、高電圧検知回路22がスイッチング回路23の作動状態を閉状態とすることでインバータ保護装置4が作動する場合であっても、インバータ保護装置4が正常に作動するか否かを診断可能にする。以下、図9に示すフローチャートを参照して、この診断処理を実行する際の車両駆動装置の動作の流れについて説明する。
[Inverter protection function diagnosis processing]
In the vehicle drive device having such a configuration, a high voltage is applied to the
図9に示すフローチャートは、所定の動作状態になったタイミングで開始となり、診断処理はステップS31の処理に進む。なおステップS31の処理は上記ステップS1の処理と同じであるので、以下では説明を省略し、ステップS32の処理から説明する。 The flowchart shown in FIG. 9 starts at the timing when the predetermined operation state is reached, and the diagnosis process proceeds to step S31. Since the process in step S31 is the same as the process in step S1, the description will be omitted below and the process from step S32 will be described.
ステップS32の処理では、コントロールユニット5が、インバータ電圧検知回路21により検知されたインバータ電圧が高電圧判定閾値Vth3以上であるか否かを判別する。判別の結果、インバータ電圧が高電圧判定閾値Vth3未満である場合、コントロールユニット5は一連の診断処理を終了する。一方、インバータ電圧が高電圧判定閾値Vth3以上である場合には、コントロールユニット5は診断処理をステップS33の処理に進める。なお高電圧判定閾値Vth3としては、例えば電動機3の制御電圧の最大値以上、且つ、インバータ2の耐電圧値の最大値未満の電圧値を例示できる。
In the process of step S32, the
ステップS33の処理では、コントロールユニット5が、スイッチング回路23の作動状態が開状態であるか否かを判別する。判別の結果、スイッチング回路23の作動状態が開状態である場合、コントロールユニット5は診断処理をステップS34の処理に進める。一方、スイッチング回路23の作動状態が閉状態である場合には、コントロールユニット5は診断処理をステップS37の処理に進める。
In the process of step S33, the
ステップS34の処理では、コントロールユニット5が、電流検知回路24によりスイッチング回路23が開状態にある際にバイパス抵抗回路R1に流れる電流I21を測定する(図10に示す時間T=T1)。これにより、ステップS34の処理は完了し、診断処理はステップS35の処理に進む。
In the process of step S34, the
ステップS35の処理では、コントロールユニット5が、ステップS34の処理により測定された電流I21が所定の判定閾値Ith1より大きいか否かを判別する。判別の結果、電流I21が所定の判定閾値Ith1より大きい場合、コントロールユニット5は診断処理をステップS36の処理に進める。一方、電流I21が所定の判定閾値Ith1以下である場合には、コントロールユニット5は、インバータ保護装置4が正常に動作していると判断し、一連の診断処理を終了する。なお上記判定閾値Ith1としては、バイパス抵抗回路R1に電流が流れていない状態における電流値を例示できる。
In the process of step S35, the
ステップS36の処理では、コントロールユニット5が、スイッチング回路23の作動状態が開状態にあるにも係わらず通電していることからインバータ保護装置4が異常作動していると判断し、インバータ2及び界磁コイルLの制御を停止することにより、発電機1の制御を停止し、電動機3の動作を停止する。また高電圧検知回路22が、インバータ電圧が高電圧になるとスイッチング回路23の作動状態を閉状態にする信号を出力する(図10に示す時刻T=T2)。これにより、ステップS36の処理は完了し、一連の診断処理は終了する。
In the process of step S36, the
ステップS37の処理では、コントロールユニット5が、電流検知回路24によりスイッチング回路23が閉状態にある際にバイパス抵抗回路R1に流れる電流I22を測定する(図10に示す時間T=T3)。これにより、ステップS37の処理は完了し、診断処理はステップS38の処理に進む。
In the process of step S37, the
ステップS38の処理では、コントロールユニット5が、ステップS37の処理により測定された電流I22が所定の判定閾値Ith2以上であるか否かを判別する。判別の結果、電流I21が所定の判定閾値Ith2以上である場合、コントロールユニット5は、インバータ保護装置4が正常に動作していると判断し、一連の診断処理を終了する。一方、電流I21が所定の判定閾値Ith2未満である場合には、コントロールユニット5は診断処理をステップS39の処理に進める。なお一般に発電機3の発電電力は、内燃機関がアイドリング時の回転数相当で発電機1を駆動し、コントロールユニット5による界磁コイルLの界磁制御が停止している状態においては常に一定になる。従って上記判定閾値Ith2はこの一定電力とバイパス抵抗回路R1の抵抗値により定まる電流値以下の所定電圧値とする。
In the process of step S38, the
ステップS39の処理では、コントロールユニット5が、スイッチング回路23の作動状態が閉状態にあるにも係わらずバイパス抵抗回路R1により電力が消費されていないことからインバータ保護装置4が異常作動していると判断し、インバータ2及び界磁コイルLの制御を停止することにより、発電機1の制御を停止し、電動機3の動作を停止する。これにより、ステップS39の処理は完了し、一連の診断処理は終了する。
In the process of step S39, when the
以上の説明から明らかなように、本発明の第4の実施形態となる車両駆動装置では、コントロールユニット5が、インバータ保護装置4が作動している時にバイパス抵抗回路R1に流れる電流を検知して所定の判定閾値と比較することによりインバータ保護装置4が正常に作動するか否かを診断するので、インバータ2に高電圧が印加されインバータ保護装置4が作動する場合であっても、インバータ保護装置4が正常に作動するか否かを診断することができる。なお本実施形態の車両駆動装置は、第2の実施形態の車両駆動装置と併用又はそれぞれ単独で使用することができる。
As is apparent from the above description, in the vehicle drive device according to the fourth embodiment of the present invention, the
〔車両の構成〕
上記実施形態の車両駆動装置は例えば図11に示すようなハイブリッド車両に適用することができる。本ハイブリッド車両では、図11に示すように、内燃機関のエンジン41で前後輪の一方の主駆動輪42が回転駆動され、モータ43によって前後輪の後方の従駆動輪44が選択的に回転駆動される。すなわち、エンジン41で得られた動力はエンジン側クラッチ45,変速機46,及びデファレンシャルギア47を介して主駆動輪42の車軸に伝達され、車輪に取り付けられた主駆動輪42が回転駆動される。一方、モータ43で得られた回転駆動力は回転数センサ48,吸収部材49,モータ側クラッチ50,及びデファレンシャルギア51を介して従駆動輪44側の車軸に選択的に伝達され、車軸に取り付けられた従駆動輪44が選択的に回転駆動される。従って、モータ側クラッチ50が締結状態にあっては車両は四輪駆動される一方、モータ側クラッチ50が非締結状態にあっては車両は二輪駆動される。
[Vehicle configuration]
The vehicle drive apparatus of the said embodiment is applicable to a hybrid vehicle as shown, for example in FIG. In this hybrid vehicle, as shown in FIG. 11, one
回転数センサ48は、モータ43の回転数を計測し、計測した回転数を後述するモータコントロールユニット53と車両コントロールユニット55に与え、モータ43の回転速度(ωm)を算出する際に用いられる。吸収部材49は、例えばスプリング等から構成され、モータ側クラッチ50の締結時に締結衝撃を緩和する。
The
エンジン41には、ベルト等を介して発電機52が連結されている。この発電機52は、エンジン41で得られた動力で回転駆動され、車両コントロールユニット55の制御の元に所望の直流電力を発電する。モータ43には、モータ43の温度を計測する温度センサ(図示せず)が設けられ、この温度センサで計測されたモータ温度はモータコントロールユニット53及び車両コントロールユニット55に与えられる。
A generator 52 is connected to the
モータコントロールユニット53は、発電機52で得られた直流電力をモータ43に供給される交流電力に変換するインバータからなるドライブユニット54を含み、回転数センサ48で計測されたモータ回転数,温度センサで計測されたモータ温度,及びモータ43に要求される要求トルク(τ)を入力し、これらの値と車両コントロールユニット55の制御の下にモータ43を駆動制御する。モータ43に要求される要求トルクは、アクセルペダルの踏み込み量やスロットル開度に応じて求められた車両全体としてのトルクからエンジン41側に要求されるトルクを差し引いた値として算出される。
The
車両コントロールユニット55は、車両の運転を制御する制御中枢として機能し、プログラムに基づいて各種動作処理を制御するコンピュータに必要な、CPU,記憶装置,入出力装置等を備えた例えばマイクロコンピュータ等により実現される。車両コントロールユニット55は、回転数センサ48,モータ43の温度センサ,及び車両の運転に必要な情報を収集するセンサ(図示せず)からの信号を読み込み、読み込んだ各種信号と予め内部に保有する制御ロジック(プログラム)に基づいて、モータ側クラッチ50,発電機52,及びモータコントロールユニット53を含む本ハイブリッド車両の構成要素に指令を送り、車両の運転/停止に必要な全ての動作を統括管理して制御する。
The
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。 As mentioned above, although embodiment which applied the invention made | formed by this inventor was demonstrated, this invention is not limited with the description and drawing which make a part of indication of this invention by this embodiment. That is, other embodiments, examples, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on this embodiment are all included in the scope of the present invention.
本発明は、発電機の発電電力をインバータで交流電力に変換して車両の電動機に供給することにより車両を駆動する車両駆動装置に適用できる。 The present invention can be applied to a vehicle drive device that drives a vehicle by converting the power generated by the generator into AC power by an inverter and supplying the AC power to the motor of the vehicle.
1:発電機
2:電動機駆動用インバータ回路
3:電動機
4:インバータ保護装置
5:コントロールユニット
11:永久磁石
12:電源
21:インバータ電圧検知回路
22:高電圧検知回路
23:スイッチング回路
24:電流検知回路
L:界磁コイル
R1:バイパス抵抗回路
1: Generator 2: Motor drive inverter circuit 3: Motor 4: Inverter protection device 5: Control unit 11: Permanent magnet 12: Power source 21: Inverter voltage detection circuit 22: High voltage detection circuit 23: Switching circuit 24: Current detection Circuit L: Field coil R1: Bypass resistance circuit
Claims (6)
前記発電機と前記インバータの間に配設され、インバータに所定電圧以上の電圧が印加される場合にバイパス抵抗回路に電流を流すことによりインバータに過電圧が印加されないように制御するインバータ保護手段と、
前記インバータに印加される電圧を検出するインバータ電圧検出手段と、
前記インバータ電圧検出手段により検出された電圧値に基づいて前記インバータ保護手段の動作状態を診断する診断手段と
を備えることを特徴とする車両駆動装置。 A vehicle drive device that drives a vehicle by converting the generated power of a generator driven by an internal combustion engine of the vehicle into AC power by an inverter and supplying the AC power to the motor of the vehicle,
Inverter protection means disposed between the generator and the inverter, and controls so that an overvoltage is not applied to the inverter by passing a current through the bypass resistor circuit when a voltage higher than a predetermined voltage is applied to the inverter;
Inverter voltage detecting means for detecting a voltage applied to the inverter;
A vehicle drive apparatus comprising: a diagnosis unit that diagnoses an operation state of the inverter protection unit based on a voltage value detected by the inverter voltage detection unit.
所定の条件下において前記インバータ保護手段を作動させる作動手段を備え、
前記診断手段は、前記作動手段により前記インバータ保護手段が作動されていない時に前記インバータ電圧検出手段により検出された電圧値と、前記作動手段により前記インバータ保護手段が作動されている時に前記インバータ電圧検出手段により検出された電圧値とを比較することにより、前記インバータ保護手段の動作状態を診断することを特徴とする車両駆動装置。 In the vehicle drive device according to claim 1,
An operating means for operating the inverter protection means under a predetermined condition;
The diagnosis means detects the voltage value detected by the inverter voltage detection means when the inverter protection means is not operated by the operation means, and detects the inverter voltage when the inverter protection means is operated by the operation means. A vehicle drive apparatus characterized by diagnosing the operating state of the inverter protection means by comparing with a voltage value detected by the means.
前記発電機と前記インバータの間に配設され、インバータに所定電圧以上の電圧が印加される場合にバイパス抵抗回路に電流を流すことによりインバータに過電圧が印加されないように制御するインバータ保護手段と、
前記バイパス抵抗回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された電流値に基づいて前記インバータ保護手段の動作状態を診断する診断手段と
を備えることを特徴とする車両駆動装置。 A vehicle drive device that drives a vehicle by converting the generated power of a generator driven by an internal combustion engine of the vehicle into AC power by an inverter and supplying the AC power to the motor of the vehicle,
Inverter protection means disposed between the generator and the inverter, and controls so that an overvoltage is not applied to the inverter by passing a current through the bypass resistor circuit when a voltage higher than a predetermined voltage is applied to the inverter;
Current detecting means for detecting a current flowing in the bypass resistor circuit;
A vehicle drive apparatus comprising: a diagnosis unit that diagnoses an operation state of the inverter protection unit based on a current value detected by the current detection unit.
所定の条件下において前記インバータ保護手段を作動させる作動手段を備え、
前記診断手段は、前記作動手段により前記インバータ保護手段が作動されていない時に前記電流検出手段により検出された電流値と前記作動手段により前記インバータ保護手段が作動されている時に前記電流検出手段により検出された電流値とをそれぞれ所定の閾値と比較することにより、前記インバータ保護手段の動作状態を診断することを特徴とする車両駆動装置。 The vehicle drive device according to claim 4,
An operating means for operating the inverter protection means under a predetermined condition;
The diagnosis means detects the current value detected by the current detection means when the inverter protection means is not operated by the operation means and the current detection means when the inverter protection means is operated by the operation means. A vehicle drive device characterized by diagnosing the operating state of the inverter protection means by comparing the measured current value with a predetermined threshold value.
前記インバータに印加される電圧を検出するインバータ電圧検出手段を備え、
前記診断手段は、前記インバータ電圧検出手段により検出された電圧値が所定値以上である場合に前記インバータ保護手段の動作状態を診断することを特徴とする車両駆動装置。 In the vehicle drive device according to claim 4 or 5,
Inverter voltage detection means for detecting the voltage applied to the inverter,
The vehicle drive apparatus characterized in that the diagnosis means diagnoses an operation state of the inverter protection means when the voltage value detected by the inverter voltage detection means is equal to or greater than a predetermined value.
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