JP2020141500A

JP2020141500A - vehicle

Info

Publication number: JP2020141500A
Application number: JP2019036047A
Authority: JP
Inventors: 雅文早川; Masafumi Hayakawa; 玄加藤; Gen Kato; 裕一甲木; Yuichi Katsuki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2020-09-03
Anticipated expiration: 2039-02-28
Also published as: JP7305984B2

Abstract

To avoid a situation in which leakage of a circuit connected to a battery cannot be detected when an amount of offset of an electrical current sensor is learned.SOLUTION: When a learning condition for an original-point learning for an electrical current sensor is established, a lower-arm three-phase ON is initiated, in which all lower arms of a plurality of switching elements of an inverter are turned on. The original-point learning for the electrical current sensor is carried out on condition that a revolving speed of a three-phase motor is equal to or lower than a predetermined revolving speed or an amount of change, per unit time, of a rotational position of a rotor of the three-phase motor is equal to or smaller than a predetermined amount of change.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、車両に関し、詳しくは、モータとインバータと蓄電装置と電流センサとを備える車両に関する。 The present invention relates to a vehicle, and more particularly to a vehicle including a motor, an inverter, a power storage device, and a current sensor.

従来、この種の車両としては、三相モータと、複数のスイッチング素子のスイッチングによって三相モータを駆動するインバータと、インバータに電力ラインを介して接続された蓄電装置と、三相モータの各相の電流を検出する電流センサと、を備えるものにおいて、インバータが遮断状態である場合に電流センサのオフセット量を学習するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、三相モータの誘起電圧がインバータの入力電圧より小さいときには、三相モータの任意の回転角において各相の電流センサのオフセット量を学習し、三相モータの誘起電圧がインバータの入力電圧以上のときには、三相モータの回転角に応じて誘起電圧が中間値を示す相の電圧センサのオフセット量を順次学習する。 Conventionally, as a vehicle of this type, a three-phase motor, an inverter that drives the three-phase motor by switching a plurality of switching elements, a power storage device connected to the inverter via a power line, and each phase of the three-phase motor. A current sensor for detecting the current of the above is proposed, in which the offset amount of the current sensor is learned when the inverter is in a cutoff state (see, for example, Patent Document 1). In this vehicle, when the induced voltage of the three-phase motor is smaller than the input voltage of the inverter, the offset amount of the current sensor of each phase is learned at an arbitrary rotation angle of the three-phase motor, and the induced voltage of the three-phase motor is the input of the inverter. When the voltage is equal to or higher than the voltage, the offset amount of the phase voltage sensor whose induced voltage shows an intermediate value is sequentially learned according to the rotation angle of the three-phase motor.

特開２０１６−１１９８１７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-119817

上述の車両では、インバータが遮断状態である場合に電流センサのオフセット量を学習する。このため、電力ラインの負極母線に絶縁低下検出装置を取り付けた場合に、この絶縁低下検出装置により、三相モータとインバータと蓄電装置とを含む回路のうちインバータよりもモータ側の交流部の絶縁抵抗の低下を検出することができない。 In the above-mentioned vehicle, the offset amount of the current sensor is learned when the inverter is in the cutoff state. Therefore, when an insulation degradation detection device is attached to the negative electrode bus of the power line, the insulation degradation detection device is used to insulate the AC portion of the circuit including the three-phase motor, the inverter, and the power storage device on the motor side of the inverter. The decrease in resistance cannot be detected.

本発明の車両は、電流センサのオフセット量の学習を実行する際に、三相モータとインバータと蓄電装置とを含む回路のうちインバータよりもモータ側の交流部の絶縁抵抗の低下を検出できなくなるのを回避することを主目的とする。 In the vehicle of the present invention, when learning the offset amount of the current sensor, it becomes impossible to detect a decrease in the insulation resistance of the AC portion on the motor side of the circuit including the three-phase motor, the inverter and the power storage device. The main purpose is to avoid.

本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The vehicle of the present invention has adopted the following means in order to achieve the above-mentioned main object.

本発明の車両は、
走行用の三相モータと、
複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記三相モータを駆動するインバータと、
前記インバータに電力ラインを介して接続された蓄電装置と、
前記三相モータの各相の電流を検出する電流センサと、
前記電力ラインの負極母線に接続され、前記三相モータと前記インバータと前記蓄電装置とを含む回路の絶縁抵抗の低下を検出する絶縁低下検出装置と、
前記三相モータの回転数および／または回転角度を検出する回転センサと、
前記電流センサの検出値を用いて前記インバータを制御する制御装置と、
を備える車両であって、
前記制御装置は、
前記電流センサの原点学習の学習条件が成立したときには、
前記インバータの複数のスイッチング素子のうち下アームの全てをオンにする下アーム三相オンを開始し、
前記三相モータの回転数が所定回転数以下および／または前記モータの回転子の回転位置の単位時間当たりの変化量が所定変化量以下であることを条件として、前記電流センサの原点学習を行なう、
ことを要旨とする。 The vehicle of the present invention
A three-phase motor for traveling and
An inverter that drives the three-phase motor by switching a plurality of switching elements,
A power storage device connected to the inverter via a power line,
A current sensor that detects the current of each phase of the three-phase motor, and
An insulation reduction detection device connected to the negative electrode bus of the power line and detecting a decrease in insulation resistance of a circuit including the three-phase motor, the inverter, and the power storage device.
A rotation sensor that detects the rotation speed and / or rotation angle of the three-phase motor, and
A control device that controls the inverter using the detected value of the current sensor, and
It is a vehicle equipped with
The control device is
When the learning condition for origin learning of the current sensor is satisfied,
The lower arm three-phase on, which turns on all of the lower arms among the plurality of switching elements of the inverter, is started.
The origin learning of the current sensor is performed on condition that the rotation speed of the three-phase motor is equal to or less than a predetermined rotation speed and / or the amount of change in the rotation position of the rotor of the motor per unit time is equal to or less than a predetermined change amount. ,
The gist is that.

この本発明の車両では、電流センサの原点学習の学習条件が成立したときには、インバータの複数のスイッチング素子のうち下アームの全てをオンにする下アーム三相オンを開始し、三相モータの回転数が所定回転数以下および／またはモータの回転子の回転位置の単位時間当たりの変化量が所定変化量以下であることを条件として、電流センサの原点学習を行なう。これにより、インバータを遮断状態とする必要がないため、電流センサの原点学習の際に、三相モータとインバータと蓄電装置とを含む回路のうちインバータよりもモータ側の交流部の絶縁抵抗の低下を検出できなくなるのを回避することができる。 In the vehicle of the present invention, when the learning condition for learning the origin of the current sensor is satisfied, the lower arm three-phase on, which turns on all of the lower arms among the plurality of switching elements of the inverter, is started, and the rotation of the three-phase motor is started. The origin learning of the current sensor is performed on the condition that the number is equal to or less than the predetermined number of revolutions and / or the amount of change in the rotation position of the rotor of the motor per unit time is equal to or less than the predetermined change amount. As a result, it is not necessary to shut off the inverter, so when learning the origin of the current sensor, the insulation resistance of the AC part on the motor side of the circuit including the three-phase motor, the inverter, and the power storage device is reduced. Can be avoided from becoming undetectable.

本発明の一実施例としての電気自動車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 the structure of the electric vehicle 20 as one Example of this invention. 電子制御ユニット７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing routine executed by the electronic control unit 70.

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, a mode for carrying out the present invention will be described with reference to Examples.

図１は、本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、蓄電装置としてのバッテリ３６と、絶縁低下検出回路５０と、電子制御ユニット７０と、を備える。実施例の「絶縁低下検出装置」としては、絶縁低下検出回路５０と電子制御ユニット７０とが相当する。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of an electric vehicle 20 as an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the electric vehicle 20 of the embodiment includes a motor 32, an inverter 34, a battery 36 as a power storage device, an insulation reduction detection circuit 50, and an electronic control unit 70. The "insulation reduction detection device" of the embodiment corresponds to the insulation reduction detection circuit 50 and the electronic control unit 70.

モータ３２は、同期発電電動機として構成されており、回転子コアに永久磁石が埋め込まれた回転子と、固定子コアに三相コイルが巻回された固定子と、を備える。このモータ３２の回転子は、駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。 The motor 32 is configured as a synchronous motor generator, and includes a rotor in which a permanent magnet is embedded in a rotor core and a stator in which a three-phase coil is wound around a stator core. The rotor of the motor 32 is connected to a drive shaft 26 connected to the drive wheels 22a and 22b via a differential gear 24.

インバータ３４は、モータ３２に接続されると共に電力ライン４２に接続されている。このインバータ３４は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ、電力ライン４２の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に、２個ずつペアで配置されている。６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６は、それぞれ、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータ３２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ３４に電圧が作用しているときに、電子制御ユニット７０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータ３２が回転駆動される。以下、トランジスタＴ１１〜Ｔ１３を「上アーム」といい、トランジスタＴ１４〜Ｔ１６を「下アーム」という。 The inverter 34 is connected to the motor 32 and also to the power line 42. The inverter 34 has six transistors T11 to T16 and six diodes D11 to D16. Two transistors T11 to T16 are arranged in pairs so as to be on the source side and the sink side with respect to the positive electrode bus and the negative electrode bus of the power line 42, respectively. The six diodes D11 to D16 are connected in parallel to the transistors T11 to T16 in opposite directions, respectively. Each of the three-phase coils (U-phase, V-phase, W-phase) of the motor 32 is connected to each of the connection points between the transistors that are a pair of the transistors T11 to T16. Therefore, when a voltage is applied to the inverter 34, the electronic control unit 70 adjusts the ratio of the on-time of the paired transistors T11 to T16, so that a rotating magnetic field is formed in the three-phase coil and the motor. 32 is rotationally driven. Hereinafter, the transistors T11 to T13 are referred to as "upper arm", and the transistors T14 to T16 are referred to as "lower arm".

バッテリ３６は、例えば定格電圧が３００Ｖ程度のリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン４２に接続されている。絶縁低下検出回路５０は、一方が車体２８に接地され一定周波数のパルス（例えば、矩形波や正弦波，三角波など）を発生する検出器電源５２と、検出器電源５２に接続された検出抵抗５４と、検出抵抗５４と電力ライン４２の負極母線とに接続されたコンデンサ５６と、検出抵抗５４とコンデンサ５６との接続点に接続され高周波成分を除去するローパスフィルタ６０とを備える。この絶縁低下検出回路５０は、ローパスフィルタ６０を通過したフィルタ後電圧ＶＬＧｆを電子制御ユニット７０に出力する。なお、図１では、電力ライン４２の負極母線と車体２８との間の浮遊容量６２や絶縁抵抗６４についても図示した。電気自動車２０は、絶縁抵抗６４の抵抗値が正常時に数ＭΩ程度となるように設計されている。 The battery 36 is configured as, for example, a lithium ion secondary battery or a nickel hydrogen secondary battery having a rated voltage of about 300 V, and is connected to the power line 42. The insulation deterioration detection circuit 50 has a detector power supply 52, one of which is grounded to the vehicle body 28 and generates a pulse of a constant frequency (for example, a rectangular wave, a sinusoidal wave, a triangular wave, etc.), and a detection resistor 54 connected to the detector power supply 52. A capacitor 56 connected to the detection resistor 54 and the negative electrode bus of the power line 42, and a low-pass filter 60 connected to the connection point between the detection resistor 54 and the capacitor 56 to remove high frequency components are provided. The insulation drop detection circuit 50 outputs the post-filter voltage VLGf that has passed through the low-pass filter 60 to the electronic control unit 70. Note that FIG. 1 also shows a stray capacitance 62 and an insulation resistance 64 between the negative electrode bus of the power line 42 and the vehicle body 28. The electric vehicle 20 is designed so that the resistance value of the insulation resistance 64 is about several MΩ at the normal time.

電子制御ユニット７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，不揮発性のフラッシュメモリ，入出力ポートを備える。電子制御ユニット７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット７０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（例えばレゾルバ）３２ａからの回転位置θｍや、モータ３２の各相に流れる電流を検出する電流センサ３２ｕ，３２ｖからの相電流Ｉｕ，Ｉｖを挙げることができる。また、バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサからの電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサからの電流Ｉｂも挙げることができる。さらに、絶縁低下検出回路５０からのフィルタ後電圧ＶＬＧｆも挙げることができる。イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。 Although not shown, the electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and in addition to the CPU, a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, a non-volatile flash memory, and the like. It has an input / output port. Signals from various sensors are input to the electronic control unit 70 via input ports. As the signal input to the electronic control unit 70, for example, the rotation position θm from the rotation position detection sensor (for example, resolver) 32a that detects the rotation position of the rotor of the motor 32, and the current flowing through each phase of the motor 32. The phase currents Iu and Iv from the current sensors 32u and 32v to be detected can be mentioned. Further, the voltage Vb from the voltage sensor attached between the terminals of the battery 36 and the current Ib from the current sensor attached to the output terminal of the battery 36 can also be mentioned. Further, the post-filter voltage VLGf from the insulation drop detection circuit 50 can also be mentioned. Examples include the ignition signal from the ignition switch 80 and the shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the operating position of the shift lever 81. Further, the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84 that detects the depression amount of the accelerator pedal 83, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 that detects the depression amount of the brake pedal 85, and the vehicle speed sensor 88. The vehicle speed V can also be mentioned.

電子制御ユニット７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット７０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６へのスイッチング制御信号を挙げることができる。電子制御ユニット７０は、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍを演算している。また、電子制御ユニット７０は、電流センサからのバッテリ３６の電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算している。ここで、蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ３６の全容量に対するバッテリ３６から放電可能な電力の容量の割合である。 Various control signals are output from the electronic control unit 70 via the output port. Examples of the signal output from the electronic control unit 70 include a switching control signal for the transistors T11 to T16 of the inverter 34. The electronic control unit 70 calculates the electric angle θe and the rotation speed Nm of the motor 32 based on the rotation position θm of the rotor of the motor 32 from the rotation position detection sensor 32a. Further, the electronic control unit 70 calculates the storage ratio SOC of the battery 36 based on the integrated value of the current Ib of the battery 36 from the current sensor. Here, the storage ratio SOC is the ratio of the capacity of electric power that can be discharged from the battery 36 to the total capacity of the battery 36.

こうして構成された実施例の電気自動車２０では、以下の走行制御を行なう。走行制御では、電子制御ユニット７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸２６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊をモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に設定し、モータ３２がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なう。 In the electric vehicle 20 of the embodiment configured in this way, the following traveling control is performed. In the traveling control, the electronic control unit 70 sets the required torque Td * required for the drive shaft 26 based on the accelerator opening degree Acc and the vehicle speed V, and sets the set required torque Td * to the torque command Tm * of the motor 32. Is set to, and switching control of the transistors T11 to T16 of the inverter 34 is performed so that the motor 32 is driven by the torque command Tm *.

また、実施例の電気自動車２０では、電子制御ユニット７０は、絶縁低下検出回路５０からのフィルタ後電圧ＶＬＧｆを閾値ＶＬＧｆｒｅｆと比較することにより、モータ３２とインバータ３４とバッテリ３６とを含む回路（以下、「対象回路」という）に漏電などによる絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定する。ここで、絶縁低下検出回路５０の検出器電源５２の出力としては、例えば、５Ｖ程度の電圧において２ＭＨｚ〜２．５ＭＨｚ程度の周波数を用いることができる。また、絶縁低下検出回路５０の検出抵抗５４としては、例えば、９０ｋΩや１００ｋΩ、１１０ｋΩなどのものを用いることができる。正常時（絶縁抵抗が低下していないとき）には、電力ライン４２の正極ラインは、バッテリ３６の電圧Ｖｂの半分の正値の電位（Ｖｂ／２）であり、電力ライン４２の負極ラインは、バッテリ３６の電圧Ｖｂの半分の負値の電位（−Ｖｂ／２）である。なお、車体２８を電位０としている。電力ライン４２の負極ラインの電位の絶対値が小さくなったとき（正常時の電位（−Ｖｂ／２）から大きくなったとき）には、絶縁低下検出回路５０からのフィルタ後電圧ＶＬＧｆの波高値が小さくなり、フィルタ後電圧ＶＬＧｆの波高値が閾値ＶＬＧｆｒｅｆ未満に至ると、電子制御ユニット７０は、対象回路の絶縁抵抗の低下が生じていると判定する。 Further, in the electric vehicle 20 of the embodiment, the electronic control unit 70 is a circuit including a motor 32, an inverter 34, and a battery 36 by comparing the filtered voltage VLGf from the insulation reduction detection circuit 50 with the threshold value VLGref (hereinafter,). , "Target circuit") is determined whether or not the insulation resistance is reduced due to electric leakage or the like. Here, as the output of the detector power supply 52 of the insulation reduction detection circuit 50, for example, a frequency of about 2 MHz to 2.5 MHz can be used at a voltage of about 5 V. Further, as the detection resistance 54 of the insulation reduction detection circuit 50, for example, 90 kΩ, 100 kΩ, 110 kΩ or the like can be used. In the normal state (when the insulation resistance is not lowered), the positive electrode line of the power line 42 has a positive potential (Vb / 2) that is half the voltage Vb of the battery 36, and the negative electrode line of the power line 42 is. , A negative potential (−Vb / 2) that is half the voltage Vb of the battery 36. The vehicle body 28 has a potential of 0. When the absolute value of the potential of the negative electrode line of the power line 42 becomes small (when it increases from the normal potential (-Vb / 2)), the peak value of the filtered voltage VLGf from the insulation drop detection circuit 50 When the peak value of the filtered voltage VLGf becomes less than the threshold value VLGref, the electronic control unit 70 determines that the insulation resistance of the target circuit has decreased.

次に、こうして構成された電気自動車２０の動作、特に電流センサ３２ｕ，３２ｖの原点学習を行なう際の制御について説明する。図２は、電子制御ユニット７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、定期的に実行される。 Next, the operation of the electric vehicle 20 configured in this way, particularly the control when performing the origin learning of the current sensors 32u and 32v will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a processing routine executed by the electronic control unit 70. This routine runs on a regular basis.

図２の処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０は、最初に、車速Ｖやモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊などのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、車速Ｖは、車速センサ８８により検出された値を入力するものとした。モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊は、上述の走行制御により設定した値を入力するものとした。 When the processing routine of FIG. 2 is executed, the electronic control unit 70 first inputs data such as the vehicle speed V and the torque command Tm * of the motor 32 (step S100). Here, the vehicle speed V is assumed to be a value detected by the vehicle speed sensor 88. The torque command Tm * of the motor 32 is assumed to input a value set by the above-mentioned traveling control.

こうしてデータを入力すると、電流センサ３２ｕ，３２ｖの原点学習を行なう学習条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、学習条件としては、例えば、車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ以下であり且つモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が値０である条件が用いられる。所定車速Ｖｒｅｆは、例えば、１〜２ｋｍ／ｈ程度を用いることができる。電流センサ３２ｕ，３２ｖの原点学習を行なう条件が成立していないと判定したときには、ステップＳ１００に戻る。 When the data is input in this way, it is determined whether or not the learning conditions for performing the origin learning of the current sensors 32u and 32v are satisfied (step S110). Here, as the learning conditions, for example, a condition is used in which the vehicle speed V is equal to or less than the predetermined vehicle speed Vref and the torque command Tm * of the motor 32 is a value 0. As the predetermined vehicle speed Vref, for example, about 1 to 2 km / h can be used. When it is determined that the condition for performing the origin learning of the current sensors 32u and 32v is not satisfied, the process returns to step S100.

ステップＳ１１０で電流センサ３２ｕ，３２ｖの原点学習を行なう条件が成立していると判定したときには、インバータ３４の下アーム三相オンを実行する（ステップＳ１２０）。ここで、インバータ３４の下アーム三相オンは、インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１３の全てをオフとすると共にトランジスタＴ１４〜Ｔ１６の全てをオンとする状態である。このようにインバータ３４の下アーム三相オンを実行することにより、車速Ｖが値０でなくモータ３２が回転しているときや、車速Ｖが値０でも車軸や駆動軸２６の捻れなどによりモータ３２が回転しているときに、モータ３２の回転数の絶対値を小さくする方向のトルク（いわゆる引き摺りトルク）が発生し、モータ３２の回転数を迅速に小さくすることができる。また、インバータ３４をゲート遮断せずに三相オンとすることにより、絶縁低下検出回路５０および電子制御ユニット７０により、対象回路のうちインバータ３４よりもモータ３２側の交流部の絶縁抵抗の低下を検出できなくなるのを回避することができる。以下、この理由について説明する。 When it is determined in step S110 that the condition for performing the origin learning of the current sensors 32u and 32v is satisfied, the lower arm three-phase on of the inverter 34 is executed (step S120). Here, the lower arm three-phase on of the inverter 34 is a state in which all the transistors T11 to T13 of the inverter 34 are turned off and all the transistors T14 to T16 are turned on. By executing the lower arm three-phase on of the inverter 34 in this way, the motor is rotated when the vehicle speed V is not a value 0 and the motor 32 is rotating, or when the vehicle speed V is a value 0 but the axle or the drive shaft 26 is twisted. When the 32 is rotating, a torque (so-called drag torque) in a direction for reducing the absolute value of the rotation speed of the motor 32 is generated, and the rotation speed of the motor 32 can be quickly reduced. Further, by turning on the three phases of the inverter 34 without shutting off the gate, the insulation reduction detection circuit 50 and the electronic control unit 70 reduce the insulation resistance of the AC portion of the target circuit on the motor 32 side of the inverter 34. It is possible to avoid becoming undetectable. The reason for this will be described below.

交流部で漏電などにより車体２８との短絡が発生した場合を考える。このとき、交流部の電位は略０Ｖ（車体２８と略等電位）になる。インバータ３４のゲート遮断を実行しているときには、電力ライン４２の負極ラインと交流部とが電気的に遮断されているから、電力ライン４２の負極ラインの電位が交流部や車体２８とは等電位にならない（電位が正常時の電位（−Ｖｂ／２）程度に維持される）。このため、絶縁低下検出回路５０からのフィルタ後電圧ＶＬＧｆの波高値が小さくならず、電子制御ユニット７０は、絶縁抵抗の低下が生じていると判定しない。したがって、電子制御ユニット７０は、インバータ３４をゲート遮断している状態において、交流部の絶縁抵抗の低下を判定（検知）することができない。一方、インバータ３４の下アーム三相オンを実行しているときには、電力ライン４２の負極ラインと交流部とが電気的に接続されているから、電力ライン４２の負極ラインの電位が交流部や車体２８と略等電位（略０Ｖ）になる。このため、絶縁低下検出回路５０からのフィルタ後電圧ＶＬＧｆの波高値が小さくなり、電子制御ユニット７０は、絶縁抵抗の低下が生じていると判定する。したがって、電子制御ユニット７０は、インバータ３４の下アーム三相オンを行なっている状態において、交流部の絶縁抵抗の低下を判定（検知）することができる。 Consider a case where a short circuit occurs with the vehicle body 28 due to an electric leakage or the like in the AC portion. At this time, the potential of the AC portion becomes approximately 0 V (approximately equipotential with the vehicle body 28). When the gate of the inverter 34 is shut off, the negative electrode line of the power line 42 and the AC portion are electrically cut off, so that the potential of the negative electrode line of the power line 42 is equal to that of the AC portion and the vehicle body 28. (The potential is maintained at the normal potential (-Vb / 2)). Therefore, the peak value of the voltage VLGf after the filter from the insulation reduction detection circuit 50 does not decrease, and the electronic control unit 70 does not determine that the insulation resistance has decreased. Therefore, the electronic control unit 70 cannot determine (detect) a decrease in the insulation resistance of the AC portion while the inverter 34 is shut off at the gate. On the other hand, when the lower arm three-phase on of the inverter 34 is being turned on, since the negative side line of the power line 42 and the AC part are electrically connected, the potential of the negative side line of the power line 42 is the AC part and the vehicle body. It becomes approximately equal potential (approximately 0V) with 28. Therefore, the peak value of the voltage VLGf after the filter from the insulation reduction detection circuit 50 becomes small, and the electronic control unit 70 determines that the insulation resistance has decreased. Therefore, the electronic control unit 70 can determine (detect) a decrease in the insulation resistance of the AC portion while the lower arm three-phase of the inverter 34 is turned on.

続いて、モータ３２の回転数Ｎｍや電気角θｅなどのデータを入力する（ステップＳ１３０）。ここで、モータ３２の回転数Ｎｍおよび電気角θｅは、実施例では、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいて演算した値を入力するものとした。 Subsequently, data such as the rotation speed Nm of the motor 32 and the electric angle θe are input (step S130). Here, for the rotation number Nm and the electric angle θe of the motor 32, the values calculated based on the rotation position θm of the rotor of the motor 32 from the rotation position detection sensor 32a are input in the embodiment.

こうしてデータを入力すると、モータ３２が完全停止している完全停止条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、完全停止条件としては、例えば、モータ３２の回転数Ｎｍが所定回転数Ｎｍｒｅｆ以下であり且つモータ３２の電気角θｅの単位時間当たりの変化量Δθｅが所定変化量Δθｅｒｅｆ以下である条件が用いられる。 When the data is input in this way, it is determined whether or not the complete stop condition in which the motor 32 is completely stopped is satisfied (step S140). Here, as a complete stop condition, for example, a condition in which the rotation speed Nm of the motor 32 is equal to or less than the predetermined rotation speed Nmref and the amount of change Δθe of the electric angle θe of the motor 32 per unit time is equal to or less than the predetermined amount of change Δθeref. Used.

実施例の電気自動車２０では、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６およびダイオードＤ１１〜Ｄ１６には順方向電圧があり、モータ３２の回転による誘起電圧が順方向電圧を超えると対象回路に電流が流れる。これを踏まえて、実施例では、このような電流が流れない状態をモータ３２の完全停止だとみなして、順方向電圧に対応する回転状態として所定回転数Ｎｍｒｅｆおよび所定変化量Δθｅｒｅｆを定めるものとした。ここで、所定回転数Ｎｍｒｅｆとしては、例えば、２ｒｐｍや３ｒｐｍ、４ｒｐｍなどを用いることができる。所定変化量Δθｅｒｅｆとしては、例えば、０．５°や０．６°、０．７°などを用いることができる。 In the electric vehicle 20 of the embodiment, the transistors T11 to T16 and the diodes D11 to D16 have a forward voltage, and when the induced voltage due to the rotation of the motor 32 exceeds the forward voltage, a current flows through the target circuit. Based on this, in the embodiment, such a state in which no current flows is regarded as a complete stop of the motor 32, and a predetermined rotation speed Nmref and a predetermined change amount Δθeref are determined as rotation states corresponding to the forward voltage. did. Here, as the predetermined rotation speed Nmref, for example, 2 rpm, 3 rpm, 4 rpm, or the like can be used. As the predetermined amount of change Δθeref, for example, 0.5 °, 0.6 °, 0.7 ° and the like can be used.

ステップＳ１４０でモータ３２が完全停止していないと判定したときには、ステップＳ１３０に戻る。モータ３２が完全停止していると判定したときには、電流センサ３２ｕ，３２ｖの原点学習を行ない（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。なお、実施例では、本ルーチンの終了後にモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が値０でなくなると、インバータ３４の下アーム三相オンを終了し、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づいてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なう。 When it is determined in step S140 that the motor 32 is not completely stopped, the process returns to step S130. When it is determined that the motor 32 is completely stopped, the origin learning of the current sensors 32u and 32v is performed (step S150), and this routine is terminated. In the embodiment, when the torque command Tm * of the motor 32 is no longer 0 after the end of this routine, the lower arm three-phase on of the inverter 34 is terminated, and the inverter 34 is based on the torque command Tm * of the motor 32. Switching control of the transistors T11 to T16 is performed.

ここで、電流センサ３２ｕ，３２ｖの原点学習について説明する。電流センサ３２ｕ，３２ｖの原点学習は、例えば、電流センサ３２ｕ，３２ｖからの相電流Ｉｕ，Ｉｖが判定用時間に亘って安定しているときに、その値（相電流Ｉｕ，Ｉｖ）をオフセット電流αｕ，αｖとして記憶することにより行なうことができる。ここで、判定用時間としては、例えば、数百ｍｓｅｃ〜数ｓｅｃ程度を用いることができる。なお、原点学習により記憶したオフセット電流αｕ，αｖは、それぞれ相電流Ｉｕ，Ｉｖを補正する（補正前の相電流Ｉｕ，Ｉｖからオフセット電流αｕ，αｖを減じたものを補正後の相電流Ｉｕ，Ｉｖとする）ために用いられる。 Here, the origin learning of the current sensors 32u and 32v will be described. In the origin learning of the current sensors 32u and 32v, for example, when the phase currents Iu and Iv from the current sensors 32u and 32v are stable over the determination time, the values (phase currents Iu and Iv) are offset currents. This can be done by storing as αu and αv. Here, as the determination time, for example, about several hundred msec to several sec can be used. The offset currents αu and αv stored by the origin learning correct the phase currents Iu and Iv, respectively (the phase currents Iu and Iv before the correction minus the offset currents αu and αv are corrected for the phase currents Iu and Iv, respectively. It is used for (Iv).

以上説明した実施例の電気自動車２０では、電流センサ３２ｕ，３２ｖの原点学習の学習条件が成立したときには、インバータ３４の三相オンを開始し、モータ３２の回転数Ｎｍが所定回転数Ｎｍｒｅｆ以下であり且つモータ３２の電気角θｅの単位時間当たりの変化量Δθｅが所定変化量Δθｅｒｅｆ以下であることを条件として、電流センサ３２ｕ，３２ｖの原点学習を行なう。これにより、インバータ３４をゲート遮断する必要がないため、電流センサ３２ｕ，３２ｖの原点学習の際に絶縁低下検出装置５０により対象回路の絶縁低下の検出を実行できなくなるのを回避することができる。 In the electric vehicle 20 of the embodiment described above, when the learning conditions for learning the origin of the current sensors 32u and 32v are satisfied, the three-phase on of the inverter 34 is started, and the rotation speed Nm of the motor 32 is equal to or less than the predetermined rotation speed Nmref. The origin learning of the current sensors 32u and 32v is performed on condition that the change amount Δθe of the electric angle θe of the motor 32 per unit time is equal to or less than the predetermined change amount Δθeref. As a result, since it is not necessary to shut off the gate of the inverter 34, it is possible to prevent the insulation deterioration detection device 50 from being unable to detect the insulation deterioration of the target circuit when learning the origin of the current sensors 32u and 32v.

実施例の電気自動車２０では、完全停止条件として、モータ３２の回転数Ｎｍが所定回転数Ｎｍｒｅｆ以下で且つモータ３２の電気角θｅの単位時間当たりの変化量Δθｅが所定変化量Δθｅｒｅｆ以下の条件を用いるものとした。しかし、モータ３２の電気角θｅの単位時間当たりの変化量Δθｅを考慮せずに、モータ３２の回転数Ｎｍが所定回転数Ｎｍｒｅｆ以下である条件を用いるものとしてもよい。また、モータ３２の回転数Ｎｍを考慮せずに、モータ３２の電気角θｅの単位時間当たりの変化量Δθｅが所定変化量Δθｅｒｅｆ以下である条件を用いるものとしてもよい。 In the electric vehicle 20 of the embodiment, as a complete stop condition, the condition that the rotation speed Nm of the motor 32 is the predetermined rotation speed Nmref or less and the change amount Δθe of the electric angle θe of the motor 32 per unit time is the predetermined change amount Δθeref or less is satisfied. It was decided to use. However, the condition that the rotation speed Nm of the motor 32 is equal to or less than the predetermined rotation speed Nmref may be used without considering the amount of change Δθe of the electric angle θe of the motor 32 per unit time. Further, the condition that the amount of change Δθe of the electric angle θe of the motor 32 per unit time is equal to or less than the predetermined amount of change Δθeref may be used without considering the rotation speed Nm of the motor 32.

実施例の電気自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ３６を用いるものとしたが、蓄電可能な装置であればよく、キャパシタを用いるものとしてもよい。 In the electric vehicle 20 of the embodiment, the battery 36 is used as the power storage device, but any device that can store power may be used, and a capacitor may be used.

実施例では、駆動輪２２ａ，２２ｂに連結されたモータ３２およびバッテリ３６を備える電気自動車２０の構成とした。しかし、モータおよびバッテリに加えてエンジンも備えるハイブリッド自動車の構成としたり、モータおよびバッテリに加えて燃料電池も備える燃料電池車の構成としたりしてもよい。 In the embodiment, the electric vehicle 20 is configured to include the motor 32 and the battery 36 connected to the drive wheels 22a and 22b. However, the configuration may be a hybrid vehicle having an engine in addition to the motor and battery, or a fuel cell vehicle having a fuel cell in addition to the motor and battery.

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３２が「三相モータ」に相当し、インバータ３４が「インバータ」に相当し、バッテリ３６が「蓄電装置」に相当し、電流センサ３２ｕ，３２ｖが「電流センサ」に相当し、絶縁低下検出回路５０と電子制御ユニット７０とが「絶縁低下検出装置」に相当し、回転位置検出センサ３２ａが「回転センサ」に相当し、電子制御ユニット７０が「制御装置」に相当する。 The correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem will be described. In the embodiment, the motor 32 corresponds to the "three-phase motor", the inverter 34 corresponds to the "inverter", the battery 36 corresponds to the "power storage device", and the current sensors 32u and 32v correspond to the "current sensor". The insulation reduction detection circuit 50 and the electronic control unit 70 correspond to the "insulation deterioration detection device", the rotation position detection sensor 32a corresponds to the "rotation sensor", and the electronic control unit 70 corresponds to the "control device".

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。 As for the correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem, the invention described in the column of means for solving the problem in the examples is carried out. Since it is an example for specifically explaining the form for solving the problem, the elements of the invention described in the column of means for solving the problem are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be performed based on the description in the column, and the examples are the inventions described in the column of means for solving the problem. It is just a concrete 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。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above with reference to Examples, the present invention is not limited to these Examples, and various embodiments are used without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be done.

本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the vehicle manufacturing industry and the like.

２０電気自動車、２２ａ，２２ｂ駆動輪、２４デファレンシャルギヤ、２６駆動軸、２８車体、３２モータ、３２ａ回転位置検出センサ、３２ｕ，３２ｖ電流センサ、３４インバータ、３６バッテリ、４２電力ライン、５０絶縁低下検出回路、５２検出器電源、５４検出抵抗、５６コンデンサ、６０ローパスフィルタ、６２浮遊容量、６４絶縁抵抗、７０電子制御ユニット、８０イグニッションスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、Ｄ１１〜Ｄ１６ダイオード、Ｔ１１〜Ｔ１６トランジスタ。 20 electric vehicle, 22a, 22b drive wheel, 24 differential gear, 26 drive shaft, 28 car body, 32 motor, 32a rotation position detection sensor, 32u, 32v current sensor, 34 inverter, 36 battery, 42 power line, 50 insulation deterioration detection Circuit, 52 Detector power supply, 54 Detection resistance, 56 Capacitor, 60 Low pass filter, 62 Floating capacitance, 64 Insulation resistance, 70 Electronic control unit, 80 Ignition switch, 81 Shift lever, 82 Shift position sensor, 83 Accelerator pedal, 84 Accelerator Pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, D11 to D16 capacitors, T11 to T16 transistors.

Claims

A three-phase motor for traveling and
An inverter that drives the three-phase motor by switching a plurality of switching elements,
A power storage device connected to the inverter via a power line,
A current sensor that detects the current of each phase of the three-phase motor, and
An insulation reduction detection device connected to the negative electrode bus of the power line and detecting a decrease in insulation resistance of a circuit including the three-phase motor, the inverter, and the power storage device.
A rotation sensor that detects the rotation speed and / or rotation angle of the three-phase motor, and
A control device that controls the inverter using the detected value of the current sensor, and
It is a vehicle equipped with
The control device is
When the learning condition for origin learning of the current sensor is satisfied,
The lower arm three-phase on, which turns on all of the lower arms among the plurality of switching elements of the inverter, is started.
Origin learning of the current sensor, provided that the rotation speed of the three-phase motor is equal to or less than a predetermined rotation speed and / or the amount of change in the rotation position of the rotor of the three-phase motor per unit time is equal to or less than a predetermined change amount. To do,
vehicle.