JP2017195680A - 電力変換器の制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明に係る制御装置を車載主機として回転電機を備える電気自動車等の車両に搭載した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
以下、第2実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図10に示すように、制御演算部30eにより実行されるトルク制限処理を変更する。なお図10において、先の図7に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
以下、第3実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、インバータ20を構成するスイッチング素子のオープン故障の判定手法を変更する。詳しくは、スイッチング素子の高電位側端子及び低電位側端子の電位差に基づいて、オープン故障が生じているか否かを判定する。
以下、第4実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図14に示すように、制御システムとして、モータジェネレータ及びインバータを2組備えるものを用いる。なお図14において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
以下、第5実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図22に示すように、指令値算出部80aにより実行される電力制限処理を変更する。なお図22において、先の図19に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Tlim=K×φ×I … (1)
上式(1)において、Kは係数を示し、φはモータジェネレータのロータ部の磁束密度を示し、Iはモータジェネレータに流れる電流を示す。ここでは、電流Iを制限することにより、トルク制限値Tlimを制限すればよい。なお、上式(1)において、マグネットトルクに加えて、リラクタンストルクを含んだ数式を用いてトルク制限値Tlimを変更してもよい。
Claims (14)
- 複数のスイッチング素子(SUHA〜SWLB;SCHA〜SCLB)の並列接続体を含むスイッチ部(20UH〜20WL;50CH,50CL)を有して、かつ、複数の前記スイッチング素子のそれぞれが個別に駆動可能とされ、前記スイッチング素子の駆動により入力電圧を所定電圧に変換して出力する電力変換器(20;50)に適用され、
前記スイッチング素子のオープン故障が生じているか否かを判定する故障判定部(30)と、
前記故障判定部によりオープン故障が生じていると判定された場合、オープン故障が生じていないと判定された場合よりも前記スイッチ部に流れる電流を制限する処理を行う電流制限部(30)と、
前記電流を制限する処理を行いつつ、複数の前記スイッチング素子のうちオープン故障が生じていないと判定されたスイッチング素子を駆動する故障時駆動部(30)と、を備えることを特徴とする電力変換器の制御装置。 - 前記電流制限部は、前記電流を制限する処理として、前記故障判定部によりオープン故障が生じていると判定された場合、オープン故障が生じていないと判定された場合よりも前記スイッチ部に流れる電流の制限値を小さくする処理を行う請求項1に記載の電力変換器の制御装置。
- 前記電力変換器は、入力される直流電圧を交流電圧に変換して複数相の回転電機(10)に対して出力する直流交流変換器(20)を含み、
前記直流交流変換器は、前記スイッチング素子としての上アームスイッチング素子(SUHA〜SWHB)の並列接続体を含む前記スイッチ部(20UH〜20WH)と、前記上アームスイッチング素子に直列接続された前記スイッチング素子としての下アームスイッチング素子(SULA〜SWLB)の並列接続体を含む前記スイッチ部(20UL〜20WL)と、を前記回転電機の相数分有しており、
前記回転電機の制御量をその指令値に制御すべく、前記上アームスイッチング素子と前記下アームスイッチング素子とを駆動する直流交流駆動部(30)を備え、
前記電流制限部は、前記回転電機の回転速度及び前記直流交流変換器の入力電圧のうち少なくとも一方に基づいて、前記直流交流変換器における前記電流の制限値を可変設定する請求項2に記載の電力変換器の制御装置。 - 前記電流制限部は、前記電流を制限する処理として、前記電流の制限値としての制御量制限値で前記指令値を制限する処理を行い、前記回転電機の回転速度及び前記直流交流変換器の入力電圧のうち少なくとも一方に基づいて、前記制御量制限値を可変設定する請求項3に記載の電力変換器の制御装置。
- 前記電力変換器は、入力される直流電圧を変圧して出力するDCDCコンバータ(50)を含み、
前記DCDCコンバータは、前記スイッチング素子としての上アーム変圧スイッチング素子(SCHA,SCHB)の並列接続体を含む前記スイッチ部(50CH)と、前記上アーム変圧スイッチング素子に直列接続された前記スイッチング素子としての下アーム変圧スイッチング素子(SCLA,SCLB)の並列接続体を含む前記スイッチ部(50CL)と、を有しており、
前記DCDCコンバータの出力電圧を指令電圧に制御すべく、前記DCDCコンバータを構成する前記スイッチング素子を駆動するDCDC駆動部(30)を備える請求項2〜4のいずれか1項に記載の電力変換器の制御装置。 - 前記DCDCコンバータの出力側には、前記DCDCコンバータの出力電力が供給される1以上の電気機器(20a,20b)が接続されており、
前記電気機器は、その出力電力が指令出力電力に制御されるものであり、
前記電流制限部は、前記電流を制限する処理として、前記電流の制限値としての電力制限値で前記電気機器の出力電力の和を制限する処理を行う請求項5に記載の電力変換器の制御装置。 - 前記各スイッチ部は、流通可能な最大電流値が異なる前記スイッチング素子で構成されており、
前記電流制限部は、前記故障判定部によりオープン故障が生じていないと判定された前記スイッチング素子の情報をさらに用いて、前記電流の制限値を可変設定する請求項2〜6のいずれか1項に記載の電力変換器の制御装置。 - 前記電流制限部は、前記スイッチ部を構成する複数の前記スイッチング素子のうち、前記最大電流値が大きい方のスイッチング素子にオープン故障が生じたと前記故障判定部により判定された場合における前記電流の制限値を、前記最大電流値が小さい方のスイッチング素子にオープン故障が生じたと前記故障判定部により判定された場合における前記電流の制限値よりも小さく設定する請求項7に記載の電力変換器の制御装置。
- 前記電流制限部は、2つ以上の前記スイッチ部のそれぞれで前記スイッチング素子のオープン故障が生じたと前記故障判定部により判定された場合、オープン故障が生じたと判定された前記スイッチング素子に前記最大電流値が大きい方のスイッチング素子が含まれている場合における前記電流の制限値を、オープン故障が生じたと判定された前記スイッチング素子に前記最大電流値が大きい方のスイッチング素子が含まれていない場合における前記電流の制限値よりも小さく設定する請求項8に記載の電力変換器の制御装置。
- 前記電流制限部は、前記スイッチング素子の温度をさらに用いて、前記電流の制限値を可変設定する請求項2〜9のいずれか1項に記載の電力変換器の制御装置。
- 前記スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出部を備え、
前記故障判定部は、前記スイッチング素子の駆動信号と、前記電流検出部により検出された電流とに基づいて、前記オープン故障が生じているか否かを判定する請求項1〜10のいずれか1項に記載の電力変換器の制御装置。 - 前記電力変換器は、入力される直流電圧を変圧して電気機器(20a,20b)に対して出力するDCDCコンバータ(50)を含み、
前記DCDCコンバータは、前記スイッチング素子としての上アーム変圧スイッチング素子(SCHA,SCHB)の並列接続体を含む前記スイッチ部(50CH)と、前記上アーム変圧スイッチング素子に直列接続された前記スイッチング素子としての下アーム変圧スイッチング素子(SCLA,SCLB)の並列接続体を含む前記スイッチ部(50CL)と、を有しており、
前記電流検出部は、前記上アーム変圧スイッチング素子に流れる電流を検出し、
前記故障判定部は、前記電気機器から前記DCDCコンバータへと電力が供給されるように前記電気機器が制御されている状態において、オン駆動させた前記上アーム変圧スイッチング素子に電流が流れていないと判定した場合に、オン駆動させた前記上アーム変圧スイッチング素子にオープン故障が生じていると判定する請求項11に記載の電力変換器の制御装置。 - 前記電力変換器は、入力される直流電圧を変圧して1以上の電気機器(20a,20b)に対して出力するDCDCコンバータ(50)を含み、
前記DCDCコンバータは、前記スイッチング素子としての上アーム変圧スイッチング素子(SCHA,SCHB)の並列接続体を含む前記スイッチ部(50CH)と、前記上アーム変圧スイッチング素子に直列接続された前記スイッチング素子としての下アーム変圧スイッチング素子(SCLA,SCLB)の並列接続体を含む前記スイッチ部(50CL)と、を有しており、
前記電流検出部は、前記下アーム変圧スイッチング素子に流れる電流を検出し、
前記故障判定部は、前記DCDCコンバータから前記電気機器へと電力が供給されるように前記電気機器が制御されている状態において、オン駆動させた前記下アーム変圧スイッチング素子に電流が流れていないと判定した場合に、オン駆動させた前記下アーム変圧スイッチング素子にオープン故障が生じていると判定する請求項11又は12に記載の電力変換器の制御装置。 - 前記スイッチング素子の入出力端子間の電圧を検出する電圧検出部を備え、
前記故障判定部は、前記スイッチング素子の駆動信号と、前記電圧検出部により検出された電圧とに基づいて、前記スイッチング素子にオープン故障が生じているか否かを判定する請求項1〜10のいずれか1項に記載の電力変換器の制御装置。
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