JP2011172343A - Driving device - Google Patents

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JP2011172343A JP2010032290A JP2010032290A JP2011172343A JP 2011172343 A JP2011172343 A JP 2011172343A JP 2010032290 A JP2010032290 A JP 2010032290A JP 2010032290 A JP2010032290 A JP 2010032290A JP 2011172343 A JP2011172343 A JP 2011172343A
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Takehiro Koga
丈浩 古賀
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent excessive electric power from being input to a battery or voltage on an inverter from being larger than that of a step up/down circuit. <P>SOLUTION: When gate is shut off in an inverter due to a failure in a drive system including a motor and the inverter (S100), if the following condition continues for a predetermined time (S110-S140), the inverter controls itself so as to be in a three-phase short-circuit state (S150): a first motor back electromotive force Vbe 1, which is a back electromotive force generated by motor rotation, is higher than a predetermined voltage Vref, and a battery power Pb to be input to a battery is larger than a predetermined power Pref. Excessive power is prevented from being input to the battery, and voltage of a high-voltage system is prevented from being excessively increased. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、駆動装置に関する。   The present invention relates to a drive device.

従来、この種の駆動装置としては、三相交流により駆動するモータジェネレータと、モータジェネレータを駆動するインバータと、バッテリと、バッテリの電力を昇圧してインバータに供給する昇圧コンバータと、を備えるものにおいて、昇圧コンバータの昇圧後の電圧が所定の過電圧判定値を超えるか否かを検出する過電圧検出保護部に異常が生じたときに、昇圧コンバータの上アームをオン状態で固定すると共に下アームをオフ状態で固定するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この駆動装置では、このように制御することにより、昇圧コンバータで電圧を変換せずに、バッテリからインバータに電力を供給できると共にモータでの発電電力をバッテリに供給できるようにしている。   Conventionally, this type of drive device includes a motor generator driven by three-phase alternating current, an inverter that drives the motor generator, a battery, and a boost converter that boosts the power of the battery and supplies it to the inverter. The upper arm of the boost converter is fixed in the on state and the lower arm is turned off when an abnormality occurs in the overvoltage detection protection unit that detects whether the boosted voltage of the boost converter exceeds a predetermined overvoltage determination value. The thing fixed in a state is proposed (for example, refer to patent documents 1). In this drive device, by controlling in this way, electric power can be supplied from the battery to the inverter and voltage generated by the motor can be supplied to the battery without converting the voltage by the boost converter.

特開2009−060726号公報JP 2009-060726 A

上述の駆動装置では、モータジェネレータが高回転数で回転している最中にインバータに異常が生じてインバータがゲート遮断されると、モータの回転によって発生する逆起電力による電力がバッテリに流れるが、モータジェネレータの回転数によってはこの逆起電力による電力が大きくなり、バッテリに過大な電力が入力されてしまう場合が生じる。この不都合を解消するために、昇圧コンバータをゲート遮断することも考えられるが、この場合、昇圧コンバータよりもインバータ側の電圧が想定範囲を超えて上昇してしまう可能性がある。   In the drive device described above, if an abnormality occurs in the inverter while the motor generator is rotating at a high rotational speed and the inverter is gate-cut, the electric power generated by the counter electromotive force generated by the rotation of the motor flows to the battery. Depending on the number of rotations of the motor generator, the electric power due to the counter electromotive force increases, and excessive electric power may be input to the battery. In order to eliminate this inconvenience, it is conceivable to block the gate of the boost converter. In this case, however, the voltage on the inverter side of the boost converter may rise beyond the assumed range.

本発明の駆動装置は、バッテリに過大な電力が入力されたり昇降圧回路よりもインバータ側の電圧が過大になったりするのを抑制することを主目的とする。   The drive device of the present invention is mainly intended to suppress excessive electric power being input to the battery or an excessively higher voltage on the inverter side than the buck-boost circuit.

本発明の駆動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The drive device of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.

本発明の駆動装置は、
三相交流電動機と、複数のスイッチング素子のスイッチングによって前記三相交流電動機を駆動するインバータと、二次電池と、前記二次電池が接続された電池電圧系とインバータが接続された高電圧系との間で電圧の調整を伴って電力のやりとりを行なう昇降圧回路と、を備える駆動装置において、
前記三相交流電動機および前記インバータを含む駆動系に異常が生じて前記インバータがゲート遮断されたときにおいて、前記三相交流電動機の回転によって発生する逆起電力が前記高電圧系の電圧以上の所定電圧より高く且つ前記二次電池に入力される電力が前記二次電池を充電する際の制御上の最大許容電力を超えているのを確認したときには、前記インバータが三相短絡の状態になるよう該インバータを制御する制御手段、
を備えることを要旨とする。
The drive device of the present invention is
A three-phase AC motor, an inverter that drives the three-phase AC motor by switching a plurality of switching elements, a secondary battery, a battery voltage system to which the secondary battery is connected, and a high-voltage system to which the inverter is connected And a step-up / step-down circuit that exchanges electric power with voltage adjustment between,
When an abnormality occurs in the drive system including the three-phase AC motor and the inverter and the inverter is gate-cut, a back electromotive force generated by the rotation of the three-phase AC motor is a predetermined voltage equal to or higher than the voltage of the high-voltage system. When it is confirmed that the power that is higher than the voltage and the power input to the secondary battery exceeds the maximum allowable power for control when charging the secondary battery, the inverter is in a three-phase short circuit state. Control means for controlling the inverter;
It is a summary to provide.

この本発明の駆動装置では、三相交流電動機およびインバータ含む駆動系に異常が生じてインバータがゲート遮断されたときにおいて、三相交流電動機の回転によって発生する逆起電力が高電圧系の電圧以上の所定電圧より高く且つ二次電池に入力される電力が二次電池を充電する際の制御上の最大許容電力を超えているのを確認したときには、インバータが三相短絡の状態になるようインバータを制御する。これにより、逆起電力による電力が昇降圧回路側に供給されるのを抑制することができ、二次電池に過大な電力が入力されるのを抑制することができる。また、昇降圧回路をゲート遮断する必要もなく、昇降圧回路よりもインバータ側の電圧が過大になるのを抑制することもできる。ここで、駆動系に異常が生じたときとしては、弱め界磁制御を行なうことができないときなどがある。   In the drive device of the present invention, when an abnormality occurs in the drive system including the three-phase AC motor and the inverter and the inverter is gate-cut, the back electromotive force generated by the rotation of the three-phase AC motor is higher than the voltage of the high voltage system. When it is confirmed that the power input to the secondary battery exceeds the maximum allowable power for control when charging the secondary battery, the inverter is in a three-phase short circuit state. To control. Thereby, it can suppress that the electric power by a counter electromotive force is supplied to the buck-boost circuit side, and can suppress that excessive electric power is input into a secondary battery. Further, it is not necessary to shut off the gate of the step-up / step-down circuit, and the voltage on the inverter side of the step-up / step-down circuit can be suppressed from becoming excessive. Here, when an abnormality occurs in the drive system, there is a case where field-weakening control cannot be performed.

本発明の実施例としての駆動装置20の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the drive device 20 as an Example of this invention. 電子制御ユニット50により実行される異常時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of an abnormal time control routine executed by the electronic control unit 50. 第1駆動系に異常が生じたときにおける、モータMG1の回転数Nm1,高逆起電力状態か否か,大電力入力状態か否か,インバータ24がゲート遮断状態か否か,インバータ24が三相短絡状態か否かの時間変化の様子の一例を示す説明図である。When an abnormality occurs in the first drive system, the rotational speed Nm1 of the motor MG1, whether it is in a high counter electromotive force state, whether it is in a high power input state, whether the inverter 24 is in a gate cutoff state, whether the inverter 24 is It is explanatory drawing which shows an example of the mode of the time change of whether it is a phase short circuit state.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.

図1は、本発明の実施例としての駆動装置20の構成の概略を示す構成図である。実施例の駆動装置20は、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載され、図示するように、外表面に永久磁石が貼り付けられたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成された二つのモータMG1,MG2と、モータMG1,MG2をそれぞれ駆動し電力ライン28を共用するインバータ24,25と、バッテリ26と、バッテリ26が接続された電力ライン27とインバータ24,25が接続された電力ライン28とに接続されバッテリ26側の電力を昇圧してインバータ24,25側に供給したりインバータ24,25側の電力を降圧してバッテリ26側に供給したりする昇圧コンバータ30と、昇圧コンバータ30からみてインバータ24,25に並列に接続され昇圧後の電圧を平滑する平滑コンデンサ32と、昇圧コンバータ30からみてバッテリ26に並列に接続され昇圧前の電圧を平滑する平滑コンデンサ34と、装置全体をコントロールする電子制御ユニット50と、を備える。以下、昇圧コンバータ30よりもインバータ24,25側を高電圧系といい、昇圧コンバータ30よりもバッテリ26側を電池電圧系という。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a drive device 20 as an embodiment of the present invention. The drive device 20 according to the embodiment is mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle, and as shown in the drawing, a known synchronous power generation including a rotor having a permanent magnet attached to an outer surface and a stator around which a three-phase coil is wound. Two motors MG1 and MG2 configured as electric motors, inverters 24 and 25 that drive the motors MG1 and MG2, respectively, and share the power line 28, a battery 26, a power line 27 to which the battery 26 is connected, and an inverter 24, 25 is connected to the power line 28 to which the battery 25 is connected, and the power on the battery 26 side is boosted and supplied to the inverters 24 and 25, or the power on the inverters 24 and 25 is stepped down and supplied to the battery 26 side. The converter 30 and the boost converter 30 are connected in parallel to the inverters 24 and 25 and connected to the inverters 24 and 25 in order to smooth the boosted voltage. Comprises a capacitor 32, a smoothing capacitor 34 connected in parallel the boosting converter 30 viewed from Te to the battery 26 for smoothing the voltage before boosting, the electronic control unit 50 that controls the whole apparatus. Hereinafter, the inverters 24 and 25 side of the boost converter 30 are referred to as a high voltage system, and the battery 26 side of the boost converter 30 is referred to as a battery voltage system.

インバータ24,25は、6つのスイッチング素子としてのトランジスタT11〜T16,T21〜26と、トランジスタT11〜T16,T21〜T26に逆方向に並列接続された6つのダイオードD11〜D16,D21〜D26と、により構成されている。トランジスタT11〜T16,T21〜T26は、それぞれインバータ24,25が電力ライン28として共用する正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう2個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータMG1,MG2の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。以下、トランジスタT11〜T13をまとめて「第1上アーム」、トランジスタT14〜T16をまとめて「第1下アーム」、トランジスタT21〜T23をまとめて「第2上アーム」、トランジスタT24〜T26をまとめて「第2下アーム」と称することがある。   The inverters 24 and 25 include transistors T11 to T16 and T21 to 26 as six switching elements, and six diodes D11 to D16 and D21 to D26 connected in parallel to the transistors T11 to T16 and T21 to T26 in the reverse direction. It is comprised by. The transistors T11 to T16 and T21 to T26 are arranged in pairs so that each of the inverters 24 and 25 is on the source side and the sink side with respect to the positive electrode bus and the negative electrode bus shared as the power line 28. Each of the three-phase coils (U-phase, V-phase, W-phase) of the motors MG1, MG2 is connected to each connection point between the transistors. Hereinafter, the transistors T11 to T13 are collectively “first upper arm”, the transistors T14 to T16 are collectively “first lower arm”, the transistors T21 to T23 are collectively “second upper arm”, and the transistors T24 to T26 are collectively. May be referred to as a “second lower arm”.

昇圧コンバータ30は、2つのスイッチング素子としてのトランジスタT31,T32とトランジスタT31,T32に逆方向に並列接続された2つのダイオードD31,D32とリアクトルLとからなる。2つのトランジスタT31,T32は、それぞれインバータ24,25に接続された電力ライン28の正極母線,負極母線に接続されており、トランジスタT31,T32同士の接続点にリアクトルLが接続されている。   Boost converter 30 includes transistors T31 and T32 as two switching elements, two diodes D31 and D32 connected in parallel to transistors T31 and T32 in the reverse direction, and a reactor L. The two transistors T31 and T32 are connected to the positive and negative buses of the power line 28 connected to the inverters 24 and 25, respectively, and the reactor L is connected to the connection point between the transistors T31 and T32.

電子制御ユニット50には、モータMG1,MG2の回転位置を検出する回転位置検出センサ40,41からの回転位置θm1,θm2や、モータMG1,MG2の三相コイルのV相,W相に印加される相電流を検出する電流センサ42V,42W,43V,43Wからの相電流Iv1,Iw1,Iv2,Iw2,平滑コンデンサ32の端子間に取り付けられた電圧センサ44からの電圧(高電圧系の電圧)VH,バッテリ26の端子間に設置された電圧センサ46からの端子間電圧Vb,バッテリ26の出力端子に取り付けられた電流センサ48からの充放電電流Ibなどが入力されている。また、電子制御ユニット50からは、インバータ24,25のスイッチング素子へのスイッチング信号や、昇圧コンバータ30のスイッチング素子へのスイッチング信号などが出力されている。なお、電子制御ユニット50は、回転位置検出センサ40,41からの回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転子の電気角θe1,θe2やモータ22の回転数Nm1,Nm2も演算している。   The electronic control unit 50 is applied to the rotational positions θm1 and θm2 from the rotational position detection sensors 40 and 41 for detecting the rotational positions of the motors MG1 and MG2 and the V and W phases of the three-phase coils of the motors MG1 and MG2. The voltage from the voltage sensor 44 (high voltage system voltage) attached between the terminals of the phase currents Iv1, Iw1, Iv2, Iw2 and the smoothing capacitor 32 from the current sensors 42V, 42W, 43V, 43W for detecting the phase current VH, the inter-terminal voltage Vb from the voltage sensor 46 installed between the terminals of the battery 26, the charge / discharge current Ib from the current sensor 48 attached to the output terminal of the battery 26, and the like are input. Further, the electronic control unit 50 outputs a switching signal to the switching elements of the inverters 24 and 25, a switching signal to the switching element of the boost converter 30, and the like. The electronic control unit 50 also calculates the electrical angles θe1 and θe2 of the rotors of the motors MG1 and MG2 and the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motor 22 based on the rotational positions θm1 and θm2 from the rotational position detection sensors 40 and 41. ing.

実施例の駆動装置20では、電子制御ユニット50により、モータMG1,MG2から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてインバータ24,25が制御されると共にモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*や回転数Nm1,Nm2に基づいて昇圧コンバータ30が制御される。ここで、インバータ24,25の制御は、正弦波制御方式と矩形波制御方式とを選択して行なうものとした。正弦波制御方式は、正弦波電圧指令信号と搬送波であるキャリア信号(三角波信号)とを用いて生成したPWM信号に基づくスイッチング制御によって正弦波状の基本波成分をもった出力電圧を得る方式である。また、矩形波制御方式は、最大の振幅をもった矩形波電圧の電圧位相をトルク指令に応じて変化させた振幅一定の基本波成分をもった出力電圧を得る方式であり、正弦波制御に比して電圧利用率を向上させることができる。なお、モータMG1,MG2の高回転数の領域では、主として矩形波制御方式が選択されるが、この場合、高電圧系の電圧VHがモータMG1,MG2の回転によって発生する逆起電力よりも高くなるように弱め界磁電流を供給するいわゆる弱め界磁制御が行なわれる。   In the driving apparatus 20 of the embodiment, the electronic control unit 50 controls the inverters 24 and 25 based on the torque commands Tm1 * and Tm2 * as torques to be output from the motors MG1 and MG2, and the torques of the motors MG1 and MG2. Boost converter 30 is controlled based on commands Tm1 *, Tm2 * and rotation speeds Nm1, Nm2. Here, the inverters 24 and 25 are controlled by selecting a sine wave control method or a rectangular wave control method. The sine wave control method is a method of obtaining an output voltage having a sine wave-like fundamental wave component by switching control based on a PWM signal generated using a sine wave voltage command signal and a carrier signal (triangular wave signal) which is a carrier wave. . In addition, the rectangular wave control method is a method for obtaining an output voltage having a fundamental component with a constant amplitude obtained by changing the voltage phase of a rectangular wave voltage having the maximum amplitude according to a torque command. In comparison, the voltage utilization rate can be improved. In the high rotation speed region of the motors MG1 and MG2, the rectangular wave control method is mainly selected. In this case, the high voltage system voltage VH is higher than the counter electromotive force generated by the rotation of the motors MG1 and MG2. Thus, so-called field weakening control for supplying a field weakening current is performed.

次に、こうして構成された実施例の駆動装置20の動作、特に、モータMG1やインバータ24を含む第1駆動系や、モータMG2やインバータ25を含む第2駆動系に異常が生じたときの動作について説明する。以下、例として、第1駆動系に異常が生じたときの動作に説明するが、第2駆動系に異常が生じたときについても同様に考えることができる。図2は、第1駆動系に異常が生じたときに電子制御ユニット50により実行される異常時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。ここで、第1駆動系に異常が生じたときとしては、例えば、弱め界磁制御を行なうことができないときなどがある。   Next, the operation of the drive device 20 of the embodiment configured as described above, particularly, when an abnormality occurs in the first drive system including the motor MG1 and the inverter 24 and the second drive system including the motor MG2 and the inverter 25. Will be described. Hereinafter, as an example, the operation when an abnormality occurs in the first drive system will be described, but the same can be considered when an abnormality occurs in the second drive system. FIG. 2 is a flowchart showing an example of an abnormal time control routine executed by the electronic control unit 50 when an abnormality occurs in the first drive system. Here, when the abnormality occurs in the first drive system, for example, there is a case where field-weakening control cannot be performed.

異常時制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット50は、まず、インバータ24のスイッチング制御を正常に行なうことができない可能性があると判断し、インバータ24をゲート遮断する(ステップS100)。   When the abnormality control routine is executed, the electronic control unit 50 first determines that there is a possibility that the switching control of the inverter 24 cannot be normally performed, and gates the inverter 24 (step S100).

続いて、モータMG1の回転によって発生する逆起電力である第1モータ逆起電力Vbe1や、バッテリ26に入力される電力であるバッテリ電力Pb(充電側を正、放電側を負)を入力し(ステップS110)、入力した第1モータ逆起電力Vbe1を所定電圧Vrefと比較する共に(ステップS120)、バッテリ電力Pbを所定電力Pref(充電側の値)と比較する(ステップS130)。ここで、第1モータ逆起電力Vbe1は、モータMG1の回転数Nm1と第1モータ逆起電力Vbe1との関係として回転数Nm1が高いほど第1モータ逆起電力Vbe1が高くなるように定められたマップに対して、回転位置検出センサ40からの回転位置θm1に基づいて演算された回転数Nm1を適用して得られる値を入力するものとした。また、バッテリ電力Pbは、電圧センサ46からのバッテリ26の端子間電圧Vbに電流センサ48からのバッテリ26の充放電電流Ib(充電側を正、放電側を負)を乗じて得られる値を入力するものとした。さらに、所定電圧Vrefは、高電圧系の電圧VHやそれよりも若干高い電圧などを用いるものとし、所定電力Prefは、バッテリ26を充電する際の制御上の最大許容電力を用いるものとした。いま、インバータ24がゲート遮断されている状態でモータMG1が回転しているときを考える。このとき、第1モータ逆起電力Vbe1が高電圧系の電圧VH以下のときにはこの第1モータ逆起電力Vbe1による電力は昇圧コンバータ30側には供給されない。しかし、第1モータ逆起電力Vbe1が高電圧系の電圧VHよりも高いときには、インバータ24のダイオードが全波整流回路として機能するため、第1モータ逆起電力Vbe1による電力が昇圧コンバータ30側に供給されることになり、昇圧コンバータ30のスイッチング制御を行なっていると、第1モータ逆起電力Vbe1の大きさによっては昇圧コンバータ30を介して過大な電力がバッテリ26に入力される場合が生じる。ステップS120,S130の判定は、このように第1モータ逆起電力Vbe1による過大な電力がバッテリ26に入力されているか否かを判定する処理である。なお、この場合、バッテリ26に過大な電力が入力されるのを回避しようと昇圧コンバータ30をゲート遮断すると、高電圧系の電圧VHが過大に上昇してしまう可能性がある。   Subsequently, the first motor back electromotive force Vbe1 that is the back electromotive force generated by the rotation of the motor MG1 and the battery power Pb that is the power input to the battery 26 (positive on the charging side and negative on the discharging side) are input. (Step S110) The input first motor back electromotive force Vbe1 is compared with the predetermined voltage Vref (Step S120), and the battery power Pb is compared with the predetermined power Pref (charge-side value) (Step S130). Here, the first motor counter electromotive force Vbe1 is determined as the relationship between the rotation speed Nm1 of the motor MG1 and the first motor counter electromotive force Vbe1 such that the higher the rotation speed Nm1, the higher the first motor counter electromotive force Vbe1. A value obtained by applying the rotational speed Nm1 calculated based on the rotational position θm1 from the rotational position detection sensor 40 to the map is input. Further, the battery power Pb is obtained by multiplying the voltage Vb between the terminals of the battery 26 from the voltage sensor 46 by the charge / discharge current Ib of the battery 26 from the current sensor 48 (positive on the charging side and negative on the discharging side). It was supposed to be entered. Further, the predetermined voltage Vref uses a high voltage system voltage VH or a voltage slightly higher than that, and the predetermined power Pref uses the maximum allowable power for control when charging the battery 26. Consider a case where the motor MG1 is rotating with the inverter 24 being gate-cut off. At this time, when the first motor counter electromotive force Vbe1 is equal to or lower than the high voltage system voltage VH, the electric power generated by the first motor counter electromotive force Vbe1 is not supplied to the boost converter 30 side. However, when the first motor back electromotive force Vbe1 is higher than the high voltage system voltage VH, the diode of the inverter 24 functions as a full-wave rectifier circuit, so that the power from the first motor back electromotive force Vbe1 is transferred to the boost converter 30 side. If switching control of the boost converter 30 is performed, excessive power may be input to the battery 26 via the boost converter 30 depending on the magnitude of the first motor back electromotive force Vbe1. . The determinations in steps S120 and S130 are processes for determining whether or not excessive power from the first motor counter electromotive force Vbe1 is input to the battery 26 in this way. In this case, if the boost converter 30 is shut off in order to avoid the input of excessive power to the battery 26, the high voltage system voltage VH may increase excessively.

第1モータ逆起電力Vbe1が所定電圧Vref以下のときや、第1モータ逆起電力Vbe1が所定電圧Vrefより高くてもバッテリ電力Pbが所定電力Pref以下のときには、第1モータ逆起電力Vbe1による電力が昇圧コンバータ30側に供給されないか供給されたとしてもバッテリ26に過大な電力は入力されていないと判断し、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ24のゲート遮断を継続することになる。   When the first motor back electromotive force Vbe1 is equal to or lower than the predetermined voltage Vref, or when the battery power Pb is equal to or lower than the predetermined power Pref even when the first motor back electromotive force Vbe1 is higher than the predetermined voltage Vref, the first motor back electromotive force Vbe1 Even if the electric power is not supplied to the boost converter 30 or supplied, it is determined that no excessive electric power is input to the battery 26, and this routine is terminated. In this case, the gate shutoff of the inverter 24 is continued.

ステップS120,S130で第1モータ逆起電力Vbe1が所定電圧Vrefより高く且つバッテリ電力Pbが所定電力Prefより大きいときには、その状態の確認に要する時間としての所定時間(例えば、1秒や2秒など)に亘ってその状態が継続しているか否かを判定し(ステップS140)、その状態が未だ所定時間に亘って継続していないと判定されたときには、ステップS110に戻る。そして、ステップS140で、第1モータ逆起電力Vbe1が所定電圧Vrefより高く且つバッテリ電力Pbが所定電力Prefより大きい状態が所定時間に亘って継続していると判定されたときには、その状態を確認したと判断し、インバータ24が三相短絡(三相オン)の状態になるようインバータ24を制御する三相オン制御を実行する(ステップS150)。ここで、三相オン制御は、具体的には、インバータ24の上アーム(トランジスタT11〜T13)がオフで且つ下アーム(トランジスタT14〜T16)がオンの状態にするか、上アームがオンで且つ下アームがオフの状態にする制御である。これにより、第1モータ逆起電力Vbe1による電力が昇圧コンバータ30側に供給されるのを抑制することができ、バッテリ26に過大な電力が入力されるのを抑制することができる。また、バッテリ26への過大な電力の入力を抑制するための昇圧コンバータ30のゲート遮断を行なう必要もなく、高電圧系の電圧VHが過大になるのも抑制することができる。なお、モータMG2やインバータ25を含む第2駆動系に異常が生じてインバータ25をゲート遮断したときについても、モータMG2の回転によって発生する逆起電力である第2モータ逆起電力Vbe2が所定電圧Vrefより高く且つバッテリ電力Pbが所定電力Prefより大きいときには、インバータ25が三相短絡(三相オン)の状態になるようインバータ25を制御することにより、同様の効果を奏することができる。   When the first motor back electromotive force Vbe1 is higher than the predetermined voltage Vref and the battery power Pb is higher than the predetermined power Pref in steps S120 and S130, a predetermined time (for example, 1 second, 2 seconds, etc.) ) (Step S140), and when it is determined that the state has not continued for a predetermined time, the process returns to step S110. In step S140, when it is determined that the state in which the first motor back electromotive force Vbe1 is higher than the predetermined voltage Vref and the battery power Pb is higher than the predetermined power Pref continues for a predetermined time, the state is confirmed. It is determined that the inverter 24 is in a three-phase short circuit (three-phase on) state, and three-phase on control is performed to control the inverter 24 (step S150). Here, the three-phase on control specifically refers to the state where the upper arm (transistors T11 to T13) of the inverter 24 is turned off and the lower arm (transistors T14 to T16) is turned on, or the upper arm is turned on. In addition, the lower arm is turned off. Thereby, it is possible to suppress the supply of electric power from the first motor counter electromotive force Vbe1 to the boost converter 30 side, and it is possible to suppress excessive electric power from being input to the battery 26. Further, it is not necessary to block the boost converter 30 to suppress the input of excessive power to the battery 26, and it is possible to suppress the voltage VH of the high voltage system from becoming excessive. Note that even when an abnormality occurs in the second drive system including the motor MG2 and the inverter 25 and the gate of the inverter 25 is shut off, the second motor counter electromotive force Vbe2, which is a counter electromotive force generated by the rotation of the motor MG2, is a predetermined voltage. When the battery power Pb is higher than Vref and the battery power Pb is larger than the predetermined power Pref, the same effect can be achieved by controlling the inverter 25 so that the inverter 25 is in a three-phase short circuit (three-phase on) state.

こうしてインバータ24を三相短絡の状態にしている最中に、モータMG1の回転数Nm1が低下して第1モータ逆起電力Vbe1が所定電圧Vref以下の所定電圧Vref以下に至ると(ステップS160)、インバータ24をゲート遮断して(ステップS170)、本ルーチンを終了する。インバータ24が三相短絡の状態では、モータMG1の回転によって発生する逆起電力に応じたトルク(引きずりトルク)が回転数Nm1が比較的低い領域で極大となるため、モータMG1の回転数Nm1が低く第1モータ逆起電力Vbe1が低い領域でインバータ24をゲート遮断することにより、引きずりトルクの影響を低減することができる。なお、このとき、第1モータ逆起電力Vbe1が所定電圧Vref以下であるため、バッテリ26に過大な電力は入力されない。   In this way, when the inverter 24 is in a three-phase short circuit state, when the rotational speed Nm1 of the motor MG1 decreases and the first motor back electromotive force Vbe1 reaches a predetermined voltage Vref or lower that is lower than or equal to the predetermined voltage Vref (step S160). Then, the inverter 24 is shut off (step S170), and this routine is finished. In the state where the inverter 24 is in a three-phase short circuit, the torque (the drag torque) corresponding to the counter electromotive force generated by the rotation of the motor MG1 is maximized in a region where the rotation speed Nm1 is relatively low, and therefore the rotation speed Nm1 of the motor MG1 is By blocking the gate of the inverter 24 in a low region where the first motor back electromotive force Vbe1 is low, the influence of the drag torque can be reduced. At this time, since the first motor back electromotive force Vbe1 is equal to or lower than the predetermined voltage Vref, excessive power is not input to the battery 26.

図3は、第1駆動系に異常が生じたときにおける、モータMG1の回転数Nm1,第1モータ逆起電力Vbe1が所定電圧Vrefより高い高逆起電力状態か否か,バッテリ電力Pbが所定電力Prefより大きい大電力入力状態か否か,インバータ24がゲート遮断状態か否か,インバータ24が三相短絡状態か否かの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図示するように、モータMG1が高回転数で回転している最中に第1駆動系に異常が生じ(時刻t1)、インバータ24をゲート遮断したことによって高逆起電力状態で且つ大電力入力状態になったときには(時刻t2)、高逆起電力状態で且つ大電力入力状態が所定時間に亘って継続したときに(時刻t3)、インバータ24を三相短絡の状態にすることによってバッテリ26側に電力が供給されるのを抑制して大電力入力状態を解消し、その後に、モータMG1の回転数Nm1が低下して高逆起電力状態でなくなると(時刻t4)、インバータ24をゲート遮断する。   FIG. 3 shows whether or not the rotational speed Nm1 of the motor MG1 and the first motor back electromotive force Vbe1 are in a high back electromotive force state higher than a predetermined voltage Vref when the abnormality occurs in the first drive system, and the battery power Pb is predetermined. It is explanatory drawing which shows an example of the mode of a time change whether it is a high electric power input state larger than electric power Pref, whether the inverter 24 is a gate interruption | blocking state, and whether the inverter 24 is a three-phase short circuit state. As shown in the figure, an abnormality occurred in the first drive system while the motor MG1 was rotating at a high rotation speed (time t1), and the inverter 24 was shut off at the gate so that a high back electromotive force state and a large power input were obtained. When the state is reached (time t2), when the high back electromotive force state and the high power input state continue for a predetermined time (time t3), the battery 26 is brought into a three-phase short circuit state by setting the inverter 24 in a three-phase short-circuit state. When the high-power input state is canceled by suppressing the supply of power to the side, and then the rotational speed Nm1 of the motor MG1 decreases and is not in the high counter electromotive force state (time t4), the inverter 24 is gated. Cut off.

以上説明した実施例の駆動装置20によれば、モータMG1やインバータ24を含む第1駆動系に異常が生じてインバータ24がゲート遮断されたときにおいて、モータMG1の回転によって発生する逆起電力である第1モータ逆起電力Vbe1が所定電圧Vrefより高く且つバッテリ26に入力される電力であるバッテリ電力Pbが所定電力Prefより大きいのを確認したときには、インバータ24が三相短絡の状態になるようインバータ24を制御するから、バッテリ26に過大な電力が入力されるのを抑制することができると共に高電圧系の電圧VHが過大になるのを抑制することができる。   According to the drive device 20 of the embodiment described above, when an abnormality occurs in the first drive system including the motor MG1 and the inverter 24 and the gate of the inverter 24 is shut off, the back electromotive force generated by the rotation of the motor MG1. When it is confirmed that a certain first motor back electromotive force Vbe1 is higher than the predetermined voltage Vref and the battery power Pb, which is the power input to the battery 26, is larger than the predetermined power Pref, the inverter 24 is in a three-phase short circuit state. Since the inverter 24 is controlled, it is possible to suppress an excessive amount of electric power from being input to the battery 26 and to suppress an excessive increase in the high voltage system voltage VH.

実施例の駆動装置20では、インバータ24をゲート遮断しているときにおいて、第1モータ逆起電力Vbe1が所定電圧Vrefより高く且つバッテリ電力Pbが所定電力Prefより大きいのを確認したときに、インバータ24をゲート遮断するものとしたが、これに代えて、第1モータ逆起電力Vbe1が所定電圧Vrefより高く且つバッテリ26の端子間電圧Vbが許容電圧よりも高いのを確認したときに、インバータ24を三相短絡の状態にするものとしてもよい。   In the drive device 20 of the embodiment, when the gate of the inverter 24 is shut off, it is confirmed that the first motor back electromotive force Vbe1 is higher than the predetermined voltage Vref and the battery power Pb is higher than the predetermined power Pref. However, instead of this, when it is confirmed that the first motor back electromotive force Vbe1 is higher than the predetermined voltage Vref and the inter-terminal voltage Vb of the battery 26 is higher than the allowable voltage, the inverter It is good also as what makes 24 the state of a three-phase short circuit.

実施例の駆動装置20では、インバータ24を三相短絡の状態にしているときにおいて、第1モータ逆起電力Vbe1が所定電圧Vref以下に至ったときに、インバータ24をゲート遮断するものとしたが、これに加えて、インバータ24を三相短絡の状態にすることによってモータMG1やインバータ24が許容温度よりも高くなったときにも、インバータ24をゲート遮断するものとしてもよい。こうすれば、モータMG1やインバータ24の過度の温度上昇を抑制することができる。   In the driving device 20 of the embodiment, when the inverter 24 is in a three-phase short circuit state, the gate of the inverter 24 is cut off when the first motor back electromotive force Vbe1 reaches a predetermined voltage Vref or less. In addition, the inverter 24 may be gate-blocked even when the motor MG1 or the inverter 24 becomes higher than the allowable temperature by setting the inverter 24 in a three-phase short circuit state. By so doing, an excessive temperature rise in the motor MG1 and the inverter 24 can be suppressed.

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータMG1やモータMG2が「三相交流電動機」に相当し、インバータ24やインバータ25が「インバータ」に相当し、バッテリ26が「バッテリ」に相当し、昇圧コンバータ30が「昇降圧回路」に相当し、モータMG1やインバータ24を含む第1駆動系に異常が生じてインバータ24がゲート遮断されたときにおいて、モータMG1の回転によって発生する逆起電力である第1モータ逆起電力Vbe1が所定電圧Vrefより高く且つバッテリ26に入力される電力であるバッテリ電力Pbが所定電力Prefより大きいのを確認したときに、インバータ24が三相短絡の状態になるようインバータ24を制御する図2の異常時制御ルーチンを実行する電子制御ユニット50が「制御手段」に相当する。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the motor MG1 and the motor MG2 correspond to a “three-phase AC motor”, the inverter 24 and the inverter 25 correspond to an “inverter”, the battery 26 corresponds to a “battery”, and the boost converter 30 The first motor counter electromotive force that is a counter electromotive force generated by the rotation of the motor MG1 when an abnormality occurs in the first drive system including the motor MG1 and the inverter 24 and the gate of the inverter 24 is shut off. FIG. 6 is a diagram for controlling the inverter 24 so that the inverter 24 is in a three-phase short circuit state when it is confirmed that Vbe1 is higher than the predetermined voltage Vref and the battery power Pb, which is the power input to the battery 26, is larger than the predetermined power Pref. The electronic control unit 50 that executes the abnormal control routine No. 2 corresponds to a “control unit”.

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.

本発明は、駆動装置の製造産業に利用可能である。   The present invention is applicable to the drive device manufacturing industry.

20 駆動装置、24,25 インバータ、26 バッテリ、27,28 電力ライン、30 昇圧コンバータ、32,34 平滑コンデンサ、40,41 回転位置検出センサ、42V,42W,43V,43W,48 電流センサ、44,46 電圧センサ、50 電子制御ユニット、D11〜D16,D21〜D26,D31,D32 ダイオード、L リアクトル、T11〜T16,T21〜T26,T31,T32 トランジスタ。   20 drive device, 24, 25 inverter, 26 battery, 27, 28 power line, 30 boost converter, 32, 34 smoothing capacitor, 40, 41 rotational position detection sensor, 42V, 42W, 43V, 43W, 48 current sensor, 44, 46 voltage sensor, 50 electronic control unit, D11-D16, D21-D26, D31, D32 diode, L reactor, T11-T16, T21-T26, T31, T32 transistors.

Claims (1)

三相交流電動機と、複数のスイッチング素子のスイッチングによって前記三相交流電動機を駆動するインバータと、二次電池と、前記二次電池が接続された電池電圧系とインバータが接続された高電圧系との間で電圧の調整を伴って電力のやりとりを行なう昇降圧回路と、を備える駆動装置において、
前記三相交流電動機および前記インバータを含む駆動系に異常が生じて前記インバータがゲート遮断されたときにおいて、前記三相交流電動機の回転によって発生する逆起電力が前記高電圧系の電圧以上の所定電圧より高く且つ前記二次電池に入力される電力が前記二次電池を充電する際の制御上の最大許容電力を超えているのを確認したときには、前記インバータが三相短絡の状態になるよう該インバータを制御する制御手段、
を備える駆動装置。
A three-phase AC motor, an inverter that drives the three-phase AC motor by switching a plurality of switching elements, a secondary battery, a battery voltage system to which the secondary battery is connected, and a high-voltage system to which the inverter is connected And a step-up / step-down circuit that exchanges electric power with voltage adjustment between,
When an abnormality occurs in the drive system including the three-phase AC motor and the inverter and the inverter is gate-cut, a back electromotive force generated by the rotation of the three-phase AC motor is a predetermined voltage equal to or higher than the voltage of the high-voltage system. When it is confirmed that the power that is higher than the voltage and the power input to the secondary battery exceeds the maximum allowable power for control when charging the secondary battery, the inverter is in a three-phase short circuit state. Control means for controlling the inverter;
A drive device comprising:
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