JP2021019429A - Vehicle driving system - Google Patents

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卓也 大島
Takuya Oshima
卓也 大島
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Abstract

To effectively utilize thermal energy generated by a heating part for generating heat when a rotating electrical machine is driven.SOLUTION: A disclosed vehicle driving system includes: a rotating electrical machine (40); a thermoelectric element (4) that is thermally connected to heating parts (22A and 22B) for generating heat when the rotating electrical machine is driven and that can convert thermal energy to electrical energy; and a first power supply circuit (76) that is electrically connected to the thermoelectric element and that generates a first power supply voltage on the basis of the electrical energy from the thermoelectric element. The rotating electrical machine can be operated on the basis of the first power supply voltage generated by the first power supply circuit.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、車両用駆動装置に関する。 The present disclosure relates to a vehicle drive device.

コイルエンド(回転電機のステータコイルにおける軸方向の端部)を油により冷却する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。 A technique for cooling a coil end (an axial end of a stator coil of a rotary electric machine) with oil is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2013−172486号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-172486

しかしながら、上記のような従来技術では、コイルエンドのような、回転電機の駆動時に発熱する発熱部で生成される熱エネルギを有効利用することが難しい。 However, in the above-mentioned conventional technology, it is difficult to effectively utilize the thermal energy generated in the heat generating portion that generates heat when the rotary electric machine is driven, such as the coil end.

そこで、1つの側面では、本発明は、回転電機の駆動時に発熱する発熱部で生成される熱エネルギを有効利用することを目的とする。 Therefore, on one aspect, it is an object of the present invention to effectively utilize the thermal energy generated in the heat generating portion that generates heat when the rotary electric machine is driven.

1つの側面では、回転電機と、
前記回転電機の駆動時に発熱する発熱部に熱的に接続され、熱エネルギを電気エネルギに変換可能な熱電素子と、
前記熱電素子に電気的に接続され、前記熱電素子からの電気エネルギに基づいて第1電源電圧を生成する第1電源回路とを含み、
前記回転電機は、前記第1電源回路により生成される前記第1電源電圧に基づいて動作可能である、車両用駆動装置が提供される。
On one side, the rotating machine and
A thermoelectric element that is thermally connected to a heat generating part that generates heat when the rotary electric machine is driven and can convert thermal energy into electric energy.
Includes a first power supply circuit that is electrically connected to the thermoelectric element and generates a first power supply voltage based on the electrical energy from the thermoelectric element.
The rotary electric machine is provided with a vehicle drive device that can operate based on the first power supply voltage generated by the first power supply circuit.

1つの側面では、本発明によれば、回転電機の駆動時に発熱する発熱部で生成される熱エネルギを有効利用することが可能となる。 On one side, according to the present invention, it is possible to effectively utilize the thermal energy generated in the heat generating portion that generates heat when the rotary electric machine is driven.

電動車両用のモータ駆動システムの全体構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the whole structure of the motor drive system for an electric vehicle. 本実施例の車両用駆動装置が適用されるのが好適な走行用モータの断面構造を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the sectional structure of the traveling motor to which the driving device for a vehicle of this Example is applied. インバータ制御装置に係る電源構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the power source composition which concerns on an inverter control device. 図3に示す電源構成におけるフェール時の電源供給形態を示す表示図である。It is a display figure which shows the power supply form at the time of a fail in the power supply configuration shown in FIG.

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, each embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

以下では、まず、本実施例の車両用駆動装置を含むモータ駆動システム1の概要を説明し、次いで、本実施例の車両用駆動装置が適用されるのが好適な走行用モータ40(回転電機の一例)を説明し、次いで、インバータ制御装置50(制御装置の一例)に係る電源構成について説明する。以下の図1及び図3に関する説明において、特に言及しない限り、各種の要素間の“接続”という用語は、“電気的な接続”を意味する。 In the following, first, the outline of the motor drive system 1 including the vehicle drive device of the present embodiment will be described, and then the traveling motor 40 (rotary electric machine) to which the vehicle drive device of the present embodiment is preferably applied. An example) will be described, and then the power supply configuration according to the inverter control device 50 (an example of the control device) will be described. In the following description of FIGS. 1 and 3, the term "connection" between various elements means "electrical connection" unless otherwise noted.

図1は、電動車両用のモータ駆動システム1の全体構成の一例を示す図である。モータ駆動システム1は、高圧バッテリ2を用いて走行用モータ40を駆動することにより車両を駆動させるシステムである。なお、電動車両は、電力を用いて走行用モータ40を駆動して走行するものであれば、その方式や構成の詳細は任意である。電動車両は、動力源がエンジンと走行用モータ40であるハイブリッド自動車や、動力源が走行用モータ40のみである電気自動車を含む概念である。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of the motor drive system 1 for an electric vehicle. The motor drive system 1 is a system for driving a vehicle by driving a traveling motor 40 using a high-voltage battery 2. As long as the electric vehicle travels by driving the traveling motor 40 using electric power, the details of its method and configuration are arbitrary. The electric vehicle is a concept including a hybrid vehicle whose power source is an engine and a traveling motor 40, and an electric vehicle whose power source is only a traveling motor 40.

モータ駆動システム1は、図1に示すように、高圧バッテリ2、平滑コンデンサ5と、インバータ6、走行用モータ40(図1では「MG」と表記)、及び、インバータ制御装置50を備える。なお、図1に示す例においては、モータ駆動システム1のうちの、高圧バッテリ2以外の構成が、車両用駆動装置の一例を形成する。 As shown in FIG. 1, the motor drive system 1 includes a high-pressure battery 2, a smoothing capacitor 5, an inverter 6, a traveling motor 40 (denoted as “MG” in FIG. 1), and an inverter control device 50. In the example shown in FIG. 1, the configuration of the motor drive system 1 other than the high-voltage battery 2 forms an example of the vehicle drive device.

高圧バッテリ2は、蓄電して直流電圧を出力する任意の蓄電装置であり、ニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリや電気2重層キャパシタ等の容量性素子を含んでよい。高圧バッテリ2は、典型的には、定格電圧が100Vを超えるバッテリであり、定格電圧が例えば288Vである。ただし、高圧バッテリ2は、いわゆるマイルドハイブリッド自動車で用いられる、より定格電圧の低いバッテリ(例えば48V)であってもよい。図1に示す例では、一例として、高圧バッテリ2は、定格電圧が48Vであるとする。図1には、高圧バッテリ2の高電位側が“P”で示され、低電位側(グランド側)が“N”で示される。 The high-voltage battery 2 is an arbitrary power storage device that stores electricity and outputs a DC voltage, and may include a capacitive element such as a nickel hydrogen battery, a lithium ion battery, or an electric double-layer capacitor. The high voltage battery 2 is typically a battery having a rated voltage of more than 100V, for example, having a rated voltage of 288V. However, the high voltage battery 2 may be a battery having a lower rated voltage (for example, 48V) used in a so-called mild hybrid vehicle. In the example shown in FIG. 1, as an example, the high voltage battery 2 has a rated voltage of 48 V. In FIG. 1, the high-potential side of the high-voltage battery 2 is indicated by “P”, and the low-potential side (ground side) is indicated by “N”.

平滑コンデンサ5は、インバータ6に並列に接続される。平滑コンデンサ5は、正極ラインと負極ラインとの間に接続される。 The smoothing capacitor 5 is connected in parallel with the inverter 6. The smoothing capacitor 5 is connected between the positive electrode line and the negative electrode line.

インバータ6は、正極ラインと負極ラインとの間に互いに並列に配置されるU相、V相、W相の各アームを含む。U相アームは、直列接続されたスイッチング素子(本例ではMOSFET:metal−oxide−semiconductor field−effect transistor)Q1、Q2を含み、V相アームは、直列接続されたスイッチング素子(本例ではMOSFET)Q3、Q4を含み、W相アームは、直列接続されたスイッチング素子(本例ではMOSFET)Q5、Q6を含む。また、各スイッチング素子Q1〜Q6のドレイン−ソース間には、それぞれ、ソース側からドレイン側に電流を流すようにダイオードD11〜D16が配置される。なお、ダイオードD11〜D16は、MOSFETのボデーダイオードであってよい。なお、スイッチング素子Q1〜Q6は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)のような、MOSFET以外の他のスイッチング素子であってもよい。 The inverter 6 includes U-phase, V-phase, and W-phase arms arranged in parallel with each other between the positive electrode line and the negative electrode line. The U-phase arm includes a switching element connected in series (MOSFET: MOSFET in this example) a field-effect transistor) Q1 and Q2, and the V-phase arm includes a switching element connected in series (MOSFET in this example). The W-phase arm includes Q3 and Q4, and the W-phase arm includes switching elements (MOSFETs in this example) Q5 and Q6 connected in series. Further, diodes D11 to D16 are arranged between the drain and the source of the switching elements Q1 to Q6 so that a current flows from the source side to the drain side, respectively. The diodes D11 to D16 may be MOSFET body diodes. The switching elements Q1 to Q6 may be switching elements other than MOSFETs, such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors).

走行用モータ40は、3相の交流モータであり、U、V、W相の3つのコイルの一端が中点で共通接続されている。U相コイルの他端は、スイッチング素子Q1、Q2の中点M1に接続され、V相コイルの他端は、スイッチング素子Q3、Q4の中点M2に接続され、W相コイルの他端は、スイッチング素子Q5、Q6の中点M3に接続される。 The traveling motor 40 is a three-phase AC motor, and one ends of three U, V, and W phases coils are commonly connected at a midpoint. The other end of the U-phase coil is connected to the midpoint M1 of the switching elements Q1 and Q2, the other end of the V-phase coil is connected to the midpoint M2 of the switching elements Q3 and Q4, and the other end of the W-phase coil is. It is connected to the midpoint M3 of the switching elements Q5 and Q6.

なお、図1に示す例では、モータ駆動システム1は、単一の走行用モータ40を備えているが、追加のモータ(発電機を含む)を備えてもよい。この場合、追加のモータ(複数も可)は、対応するインバータとともに、走行用モータ40及びインバータ6と並列な関係で、高圧バッテリ2に接続されてもよい。また、図1に示す例では、モータ駆動システム1は、DC/DCコンバータを備えていないが、高圧バッテリ2とインバータ6の間にDC/DCコンバータを備えてもよい。なお、モータ駆動システム1では、平滑コンデンサ5に並列に、空調装置等のような他の車載電気負荷が接続されてもよい。 In the example shown in FIG. 1, the motor drive system 1 includes a single traveling motor 40, but may include an additional motor (including a generator). In this case, the additional motor (s) may be connected to the high voltage battery 2 in parallel with the traveling motor 40 and the inverter 6 together with the corresponding inverter. Further, in the example shown in FIG. 1, the motor drive system 1 does not include a DC / DC converter, but a DC / DC converter may be provided between the high-voltage battery 2 and the inverter 6. In the motor drive system 1, another in-vehicle electric load such as an air conditioner may be connected in parallel with the smoothing capacitor 5.

高圧バッテリ2と平滑コンデンサ5との間には、図1に示すように、高圧バッテリ2から電力供給を遮断するための遮断用スイッチSW1が設けられる。遮断用スイッチSW1は、半導体スイッチやリレー等で構成されてもよい。遮断用スイッチSW1は、常態でオン状態であり、例えば平滑コンデンサ5の急速放電が必要な状況等にオフされる。 As shown in FIG. 1, a cutoff switch SW1 for cutting off the power supply from the high-voltage battery 2 is provided between the high-voltage battery 2 and the smoothing capacitor 5. The cutoff switch SW1 may be composed of a semiconductor switch, a relay, or the like. The cutoff switch SW1 is normally on, and is turned off, for example, in a situation where rapid discharge of the smoothing capacitor 5 is required.

図2は、本実施例の車両用駆動装置が適用されるのが好適な走行用モータ40の断面構造を概略的に示す断面図である。図2には、油路や水路が概略的に図示されている。図2には、冷媒(油及び冷却水)の流れが矢印で模式的に示される。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a cross-sectional structure of a traveling motor 40 to which the vehicle driving device of the present embodiment is preferably applied. In FIG. 2, an oil channel and a water channel are schematically illustrated. In FIG. 2, the flow of the refrigerant (oil and cooling water) is schematically shown by arrows.

図2には、走行用モータ40の回転軸12が図示されている。以下の説明において、軸方向とは、走行用モータ40の回転軸(回転中心)12が延在する方向を指し、径方向とは、回転軸12を中心とした径方向を指す。従って、径方向外側とは、回転軸12から離れる側を指し、径方向内側とは、回転軸12に向かう側を指す。また、周方向とは、回転軸12まわりの回転方向に対応する。図2には、軸方向に沿ったX方向が示され、X1側とX2側が定義されている。また、図2には、実装状態での上下方向の一例が示される。以下では、上下方向は、図2に示した上下方向に対応する。 FIG. 2 shows the rotating shaft 12 of the traveling motor 40. In the following description, the axial direction refers to the direction in which the rotation shaft (rotation center) 12 of the traveling motor 40 extends, and the radial direction refers to the radial direction centered on the rotation shaft 12. Therefore, the radial outer side refers to the side away from the rotating shaft 12, and the radial inner side refers to the side toward the rotating shaft 12. Further, the circumferential direction corresponds to the rotation direction around the rotation shaft 12. In FIG. 2, the X direction along the axial direction is shown, and the X1 side and the X2 side are defined. Further, FIG. 2 shows an example in the vertical direction in the mounted state. In the following, the vertical direction corresponds to the vertical direction shown in FIG.

走行用モータ40は、インナロータタイプであり、モータハウジング10を有する。モータハウジング10は、ステータ21を回転不能に支持する。モータハウジング10は、複数のピースから構成されてよい。図2に示す例では、一例として、モータハウジング10は、3つのピース10a〜10c(以下、それぞれ、「メインハウジング10a」、「内径側ハウジング10b」、及び「カバーハウジング10c」と称する)からなるが、ピースの数は任意である。 The traveling motor 40 is an inner rotor type and has a motor housing 10. The motor housing 10 non-rotatably supports the stator 21. The motor housing 10 may be composed of a plurality of pieces. In the example shown in FIG. 2, as an example, the motor housing 10 is composed of three pieces 10a to 10c (hereinafter, referred to as "main housing 10a", "inner diameter side housing 10b", and "cover housing 10c", respectively). However, the number of pieces is arbitrary.

メインハウジング10aは、径方向の中心が開口した筒状の形態であり、径方向で最も外側の外周部を形成するとともに、X1側で軸方向のカバー部を形成する。メインハウジング10aは、外周部において水路901を形成する。水路901には、X1側から冷却水が供給(例えば図示しないウォーターポンプにより圧送)される。冷却水は、例えばLLCを含む水である。なお、水路901を通って循環する冷却水は、後述の油路801の油を介して、ステータ21を径方向外側から冷却する。 The main housing 10a has a tubular shape with an opening in the center in the radial direction, and forms the outermost outer peripheral portion in the radial direction and the cover portion in the axial direction on the X1 side. The main housing 10a forms a water channel 901 at the outer peripheral portion. Cooling water is supplied to the water channel 901 from the X1 side (for example, pumped by a water pump (not shown)). The cooling water is, for example, water containing LLC. The cooling water circulating through the water channel 901 cools the stator 21 from the outside in the radial direction via the oil in the oil channel 801 described later.

内径側ハウジング10bは、径方向の中心が開口した筒状の形態であり、基本的には(X2側の端部のフランジ部11bを除き)、メインハウジング10aの内側に設けられる。内径側ハウジング10bは、ステータ21の径方向外側の表面を直接的に支持する。内径側ハウジング10bは、径方向外側の表面(外周面)がメインハウジング10aの径方向内側の表面(内周面)に径方向に当接する。 The inner diameter side housing 10b has a tubular shape with an opening at the center in the radial direction, and is basically provided inside the main housing 10a (except for the flange portion 11b at the end on the X2 side). The inner diameter side housing 10b directly supports the radial outer surface of the stator 21. In the inner diameter side housing 10b, the outer surface (outer peripheral surface) in the radial direction abuts in the radial direction on the inner surface (inner peripheral surface) in the radial direction of the main housing 10a.

内径側ハウジング10bは、ステータ21を径方向外側において、メインハウジング10aとの間に油路801を形成する。油路801は、ステータ21の径方向外側に位置し、油路801を流れる油は、ステータ21を径方向外側から冷却する。 The inner diameter side housing 10b forms an oil passage 801 with the main housing 10a on the outer side of the stator 21 in the radial direction. The oil passage 801 is located on the radial outside of the stator 21, and the oil flowing through the oil passage 801 cools the stator 21 from the radial outside.

また、内径側ハウジング10bは、軸方向のX2側の端部に径方向外側に広がるフランジ部11bを有し、フランジ部11bは、メインハウジング10aの軸方向のX2側の端部と軸方向に当接する。フランジ部11bは、メインハウジング10aの水路901に接続される水路902を形成する。水路902は、軸方向に延在する。 Further, the inner diameter side housing 10b has a flange portion 11b extending radially outward at the end portion on the X2 side in the axial direction, and the flange portion 11b is axially opposite to the end portion on the X2 side in the axial direction of the main housing 10a. Abut. The flange portion 11b forms a water channel 902 connected to the water channel 901 of the main housing 10a. The water channel 902 extends in the axial direction.

カバーハウジング10cは、軸方向に視て円盤状の形態であり、X2側で軸方向のカバー部を形成する。また、カバーハウジング10cは、X1側に、軸状部位11cと、円環状の突出部11dとを有する。 The cover housing 10c has a disk-like shape when viewed in the axial direction, and forms an axial cover portion on the X2 side. Further, the cover housing 10c has a shaft-shaped portion 11c and an annular protruding portion 11d on the X1 side.

軸状部位11cは、ロータシャフト34の中空部34Aに挿通される。ロータシャフト34と同心状に回転軸12上に延在する。軸状部位11cの外径r2は、ロータシャフト34の中空部34Aの内径r1よりも小さく、軸状部位11cの径方向外側とロータシャフト34の中空部34Aの径方向内側の間には、円環状の空間90(以下、「シャフト円環状空間90」と称する)が形成される。 The shaft-shaped portion 11c is inserted into the hollow portion 34A of the rotor shaft 34. It extends concentrically with the rotor shaft 34 on the rotating shaft 12. The outer diameter r2 of the shaft-shaped portion 11c is smaller than the inner diameter r1 of the hollow portion 34A of the rotor shaft 34, and a circle is formed between the radial outside of the shaft-shaped portion 11c and the radial inside of the hollow portion 34A of the rotor shaft 34. An annular space 90 (hereinafter, referred to as “shaft annular space 90”) is formed.

円環状の突出部11dは、ロータシャフト34と同心状に回転軸12まわりに延在する。すなわち、突出部11dは、軸状部位11cと同心状に、軸状部位11cを囲繞する態様で設けられる。突出部11dは、軸方向でロータコア32に対向し、径方向でベアリング14bとコイル(ステータコイル)22のコイルエンド22Bと間を仕切る態様で形成される。 The annular protrusion 11d extends around the rotation shaft 12 concentrically with the rotor shaft 34. That is, the protruding portion 11d is provided in a manner concentrically with the shaft-shaped portion 11c so as to surround the shaft-shaped portion 11c. The protruding portion 11d is formed so as to face the rotor core 32 in the axial direction and partition the bearing 14b and the coil end 22B of the coil (stator coil) 22 in the radial direction.

カバーハウジング10cは、径方向に延在する水路903、906と、軸方向に延在する水路904、905とを形成する。 The cover housing 10c forms radial channels 903 and 906 and axially extending channels 904 and 905.

水路903は、径方向外側の一端が内径側ハウジング10bの水路902に接続され、径方向内側の他端が水路904に接続される。 One end of the radial outer side of the water channel 903 is connected to the water channel 902 of the inner diameter side housing 10b, and the other end of the radial inner side is connected to the water channel 904.

水路904は、軸状部位11cに形成される。水路904は、軸方向に延在し、X2側の一端が水路903に接続され、X1側の他端が中空部34Aに開口する。 The water channel 904 is formed in the axial portion 11c. The water channel 904 extends in the axial direction, one end on the X2 side is connected to the water channel 903, and the other end on the X1 side opens into the hollow portion 34A.

水路905は、軸状部位11cに形成される。水路905は、軸方向に延在し、X2側の一端が水路906に接続され、X1側の他端が中空部34Aに開口する。 The water channel 905 is formed in the axial portion 11c. The water channel 905 extends in the axial direction, one end on the X2 side is connected to the water channel 906, and the other end on the X1 side opens into the hollow portion 34A.

水路906は、径方向内側の一端が水路905に接続され、径方向外側の他端が図示しない戻り用の水路に接続される。なお、戻り用の水路は、ラジエータ(図示せず)等を介して、上述した水路901に冷却水を吐出するウォーターポンプに連通してよい。 One end of the radial inner side of the water channel 906 is connected to the water channel 905, and the other end of the radial outer side is connected to a return water channel (not shown). The return water channel may communicate with a water pump that discharges cooling water to the above-mentioned water channel 901 via a radiator (not shown) or the like.

カバーハウジング10cは、ベアリング14bが位置する空間92(以下、「ベアリング配置空間92」と称する)に連通する油路810及び油路814を形成する。具体的には、カバーハウジング10cは、ベアリング14bに軸方向に対向する領域に、油路810及び油路814を形成する。なお、油路810及び油路814は、カバーハウジング10cに形成される水路903、906に対して、周方向でオフセットした位置に形成される。油路810は、図示しないオイルポンプから吐出される油を、ベアリング配置空間92に供給する。油路814は、油路810よりも下側に位置し、ベアリング配置空間92に供給された油の戻り用の油路を形成する。 The cover housing 10c forms an oil passage 810 and an oil passage 814 communicating with a space 92 in which the bearing 14b is located (hereinafter, referred to as a “bearing arrangement space 92”). Specifically, the cover housing 10c forms an oil passage 810 and an oil passage 814 in a region axially opposed to the bearing 14b. The oil passage 810 and the oil passage 814 are formed at positions offset in the circumferential direction with respect to the water passages 903 and 906 formed in the cover housing 10c. The oil passage 810 supplies oil discharged from an oil pump (not shown) to the bearing arrangement space 92. The oil passage 814 is located below the oil passage 810 and forms an oil passage for returning the oil supplied to the bearing arrangement space 92.

走行用モータ40は、モータハウジング10により囲繞される内部空間に、ステータ21やロータ30等を備える。 The traveling motor 40 includes a stator 21, a rotor 30, and the like in an internal space surrounded by the motor housing 10.

ステータ21は、ロータ30の径方向外側を囲繞するように設けられる。ステータ21は、径方向外側がモータハウジング10に固定される。ステータ21は、例えば円環状の強磁性体の積層鋼板からなり、ステータ21の内周部には、コイル22が巻回される複数のスロット(図示せず)が形成される。 The stator 21 is provided so as to surround the radial outer side of the rotor 30. The outer side of the stator 21 in the radial direction is fixed to the motor housing 10. The stator 21 is made of, for example, an annular ferromagnetic laminated steel plate, and a plurality of slots (not shown) around which the coil 22 is wound are formed in the inner peripheral portion of the stator 21.

ロータ30は、ステータ21の径方向内側に配置される。ロータ30は、ロータコア32と、走行用モータ40の回転軸12を画成するロータシャフト34とを備える。ロータコア32は、ロータシャフト34の径方向外側に固定され、ロータシャフト34と一体となって回転する。ロータシャフト34は、モータハウジング10にベアリング14a、14bを介して回転可能に支持される。図2に示す例では、後述する潤滑構造によって、ベアリング14a、14bは、潤滑油を使用するオープンタイプとすることができる。ただし、変形例では、ベアリング14a、14bの少なくとも一方は、グリス封入タイプであってもよい。ベアリング14aは、径方向で、ロータシャフト34のX1側の端部と、内径側ハウジング10bとの間に設けられる。ベアリング14bは、径方向で、ロータシャフト34のX2側の端部と、カバーハウジング10cの円環状の突出部11dとの間に設けられる。 The rotor 30 is arranged inside the stator 21 in the radial direction. The rotor 30 includes a rotor core 32 and a rotor shaft 34 that defines the rotating shaft 12 of the traveling motor 40. The rotor core 32 is fixed to the outside in the radial direction of the rotor shaft 34, and rotates integrally with the rotor shaft 34. The rotor shaft 34 is rotatably supported by the motor housing 10 via bearings 14a and 14b. In the example shown in FIG. 2, the bearings 14a and 14b can be of an open type using lubricating oil due to the lubrication structure described later. However, in the modified example, at least one of the bearings 14a and 14b may be a grease-filled type. The bearing 14a is provided between the end portion of the rotor shaft 34 on the X1 side and the inner diameter side housing 10b in the radial direction. The bearing 14b is provided in the radial direction between the end of the rotor shaft 34 on the X2 side and the annular protrusion 11d of the cover housing 10c.

ロータコア32は、例えば円環状の強磁性体の積層鋼板からなる。ロータコア32の内部には、永久磁石321が埋め込まれてよい。あるいは、永久磁石321は、ロータコア32の外周面に埋め込まれてもよい。なお、永久磁石321が設けられる場合、永久磁石321の配列等は任意である。 The rotor core 32 is made of, for example, an annular ferromagnetic laminated steel plate. A permanent magnet 321 may be embedded inside the rotor core 32. Alternatively, the permanent magnet 321 may be embedded in the outer peripheral surface of the rotor core 32. When the permanent magnets 321 are provided, the arrangement of the permanent magnets 321 and the like is arbitrary.

ロータコア32の軸方向の両側には、エンドプレート35A、35Bが取り付けられる。エンドプレート35A、35Bは、永久磁石321の飛び出しを防止する機能等の他、ロータ30のアンバランスの調整機能(切削等されることでアンバランスを無くす機能)を有してよい。 End plates 35A and 35B are attached to both sides of the rotor core 32 in the axial direction. The end plates 35A and 35B may have a function of preventing the permanent magnet 321 from popping out and the like, and a function of adjusting the imbalance of the rotor 30 (a function of eliminating the imbalance by cutting or the like).

ロータシャフト34は、中空部34Aを有する。中空部34Aは、軸方向の一端側(X1側)で閉塞され、軸方向の他端側(X2側)で開口する態様で、ロータシャフト34の軸方向の全長にわたり延在する。 The rotor shaft 34 has a hollow portion 34A. The hollow portion 34A is closed on one end side (X1 side) in the axial direction and opens on the other end side (X2 side) in the axial direction, and extends over the entire length of the rotor shaft 34 in the axial direction.

ロータシャフト34は、軸方向の一端側(X1側)で動力伝達機構7に連結される。図2には、動力伝達機構7の一部だけが図示されている。動力伝達機構7は、車両の出力軸(図示せず)に接続され、走行用モータ40のロータシャフト34に発生する回転トルクを車両の出力軸に伝達する。動力伝達機構7の構成は任意であり、変速機や減速機構等を含んでよい。 The rotor shaft 34 is connected to the power transmission mechanism 7 on one end side (X1 side) in the axial direction. FIG. 2 shows only a part of the power transmission mechanism 7. The power transmission mechanism 7 is connected to the output shaft (not shown) of the vehicle, and transmits the rotational torque generated in the rotor shaft 34 of the traveling motor 40 to the output shaft of the vehicle. The configuration of the power transmission mechanism 7 is arbitrary, and may include a transmission, a reduction mechanism, and the like.

次に、図2に示す走行用モータ40における油及び冷却水の流れを説明する。 Next, the flow of oil and cooling water in the traveling motor 40 shown in FIG. 2 will be described.

冷却水は、X1側から水路901を軸方向に流れ(矢印R1参照)、水路902を介して水路903を通って径方向内側へと流れ(矢印R2参照)、次いで、水路904を通ってX1側に向かって軸方向に流れる(矢印R3参照)。そして、ロータシャフト34の中空部34A内に流入する(矢印R4参照)。ロータシャフト34の中空部34A内に冷却水が満たされた状態で、中空部34A内に冷却水が流入すると(矢印R4参照)、ロータシャフト34の中空部34A内の冷却水の一部は、水路905を通ってロータシャフト34の中空部34A外へと流れ(矢印R5参照)、水路906を通って戻される(矢印R6参照)。水路906を通って戻された冷却水は、例えばラジエータ等を介して冷却され、ウォーターポンプ(図示せず)により再び水路901に吐出される。 The cooling water flows axially from the X1 side through the water channel 901 (see arrow R1), flows inward in the radial direction through the water channel 903 through the water channel 902 (see arrow R2), and then passes through the water channel 904 to X1. It flows in the axial direction toward the side (see arrow R3). Then, it flows into the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 (see arrow R4). When the cooling water flows into the hollow portion 34A while the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 is filled with cooling water (see arrow R4), a part of the cooling water in the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 becomes. It flows out of the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 through the water channel 905 (see arrow R5) and is returned through the water channel 906 (see arrow R6). The cooling water returned through the water channel 906 is cooled via, for example, a radiator or the like, and is discharged to the water channel 901 again by a water pump (not shown).

このようにして冷却水が循環されると、水路901を通る際に、油路801内の油を冷却でき、当該油を介してステータ21を冷却できる。また、ロータシャフト34の中空部34Aに、中空部34A内の冷却水を新しい冷却水で置換する態様で、新しい冷却水(オイルポンプからの冷却水)を連続的に供給でき、ロータコア32を径方向内側から冷却できる。これにより、磁石冷却性能を効果的に高めることができる。特に、図2に示す例では、ロータシャフト34の中空部34Aは、比較的大きい内径r1を有するので、軽量化を図るとともに、ロータシャフト34の中空部34Aの内周面と永久磁石321との間の径方向の距離を短くでき(例えば内径r1≒外径r2の場合に比べて短くでき)、磁石冷却性能を効果的に高めることができる。 When the cooling water is circulated in this way, the oil in the oil passage 801 can be cooled when passing through the water channel 901, and the stator 21 can be cooled through the oil. Further, new cooling water (cooling water from the oil pump) can be continuously supplied to the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 by replacing the cooling water in the hollow portion 34A with new cooling water, and the rotor core 32 has a diameter. Can be cooled from the inside in the direction. Thereby, the magnet cooling performance can be effectively improved. In particular, in the example shown in FIG. 2, since the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 has a relatively large inner diameter r1, weight reduction is achieved, and the inner peripheral surface of the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 and the permanent magnet 321 The radial distance between them can be shortened (for example, it can be shortened as compared with the case where the inner diameter r1 ≈ outer diameter r2), and the magnet cooling performance can be effectively improved.

油は、油路801を周方向に流れ(矢印は図示せず)、ステータ21を冷却する。なお、変形例では、このような油路801を介した冷却が省略されてもよい。 The oil flows circumferentially through the oil passage 801 (arrows are not shown) and cools the stator 21. In the modified example, cooling through the oil passage 801 may be omitted.

また、図2に示す例では、油は、油路810を介してベアリング配置空間92に供給され、ベアリング14bの潤滑に供される(矢印R20、R21参照)。従って、図2に示す例では、ベアリング14bは、グリス封入タイプである必要性がなく、グリス封入タイプである場合の不都合を防止できる。すなわち、ベアリング14bがグリス封入タイプである場合、走行用モータ40の高回転化に対応して、径方向内側のシール部にクリアランスを設けて摩擦を発生させない構造とする傾向があるが、かかる構造では、高温時にグリスがクリアランスに流出するおそれがある。図2に示す例では、グリス封入タイプでないオープンタイプのベアリング14bを用いることで、このような不都合を防止できる。 Further, in the example shown in FIG. 2, the oil is supplied to the bearing arrangement space 92 via the oil passage 810 and is used for lubricating the bearing 14b (see arrows R20 and R21). Therefore, in the example shown in FIG. 2, the bearing 14b does not need to be a grease-filled type, and inconvenience when it is a grease-filled type can be prevented. That is, when the bearing 14b is a grease-filled type, there is a tendency to provide a clearance in the radial inner seal portion to prevent friction in response to the increase in rotation speed of the traveling motor 40. Then, grease may flow out to the clearance at high temperature. In the example shown in FIG. 2, such an inconvenience can be prevented by using an open type bearing 14b that is not a grease-filled type.

このようにして、図2に示す例では、ロータシャフト34の中空部34Aに冷却水を供給してロータコア32を効率的に冷却することを可能としつつ、ベアリング14bに油を供給できる。 In this way, in the example shown in FIG. 2, oil can be supplied to the bearing 14b while it is possible to supply cooling water to the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 to efficiently cool the rotor core 32.

ところで、図2に示す例のように、ロータシャフト34の中空部34Aに冷却水を供給する場合、ロータシャフト34の中空部34Aとベアリング配置空間92との間のシール性を高めることが有用である。ベアリング配置空間92に冷却水が流入してしまうと、オープンタイプのベアリング14bの機能に影響するためである。 By the way, as in the example shown in FIG. 2, when supplying cooling water to the hollow portion 34A of the rotor shaft 34, it is useful to improve the sealing property between the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 and the bearing arrangement space 92. is there. This is because if the cooling water flows into the bearing arrangement space 92, the function of the open type bearing 14b is affected.

この点、図2に示す例では、走行用モータ40は、2つの第1シール部材60、61を更に備える。第1シール部材60、61は、ロータシャフト34の中空部34Aとベアリング配置空間92との間に設けられる。これにより、ロータシャフト34の中空部34Aとベアリング配置空間92との間のシール性を高めることができる。 In this regard, in the example shown in FIG. 2, the traveling motor 40 further includes two first seal members 60 and 61. The first seal members 60 and 61 are provided between the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 and the bearing arrangement space 92. As a result, the sealing property between the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 and the bearing arrangement space 92 can be improved.

具体的には、第1シール部材60、61は、それぞれ、軸方向に視てリング状の形態であり、径方向外側がロータシャフト34の中空部34Aの内周面に当接し、径方向内側が軸状部位11cに支持される。第1シール部材60、61は、それぞれ、シャフト円環状空間90の軸方向の両端を境界付ける態様で設けられる。 Specifically, the first seal members 60 and 61 each have a ring shape when viewed in the axial direction, and the outer side in the radial direction abuts on the inner peripheral surface of the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 and the inner side in the radial direction. Is supported by the shaft-shaped portion 11c. The first seal members 60 and 61 are provided in such a manner that both ends of the shaft annular space 90 in the axial direction are bound to each other.

第1シール部材60、61は、軸方向の異なる位置に設けられる。具体的には、第1シール部材60は、軸状部位11cにおける軸方向のX1側端部に設けられ、第1シール部材61は、ロータシャフト34の中空部34Aにおける軸方向のX2側端部に設けられる。換言すると、第1シール部材60は、シャフト円環状空間90の軸方向のX1側をシールし、第1シール部材61は、シャフト円環状空間90の軸方向のX2側をシールする。 The first seal members 60 and 61 are provided at different positions in the axial direction. Specifically, the first seal member 60 is provided at the axial X1 side end portion of the axial portion 11c, and the first seal member 61 is the axial X2 side end portion of the hollow portion 34A of the rotor shaft 34. It is provided in. In other words, the first sealing member 60 seals the X1 side of the shaft annular space 90 in the axial direction, and the first sealing member 61 seals the X2 side of the shaft annular space 90 in the axial direction.

第1シール部材60は、ロータシャフト34の中空部34Aから冷却水がシャフト円環状空間90に流入するのを防止するように機能する。また、第1シール部材61は、ベアリング配置空間92から油がシャフト円環状空間90に流入するのを防止するように機能する。 The first seal member 60 functions to prevent cooling water from flowing into the shaft annular space 90 from the hollow portion 34A of the rotor shaft 34. Further, the first seal member 61 functions to prevent oil from flowing into the shaft annular space 90 from the bearing arrangement space 92.

このようにして、図2に示す例によれば、ロータシャフト34の中空部34Aとベアリング配置空間92との間に、軸方向の両側が第1シール部材60、61でシールされたシャフト円環状空間90が形成される。すなわち、ロータシャフト34の中空部34Aとベアリング配置空間92との間に、冷却水及び油のいずれも存在しない空間(ドライ空間)が形成される。これにより、ロータシャフト34の中空部34Aとベアリング配置空間92との間に、第1シール部材60、61の一方のみが設けられる場合に比べて、シール性を高めることができる。 In this way, according to the example shown in FIG. 2, the shaft annular shape is sealed on both sides in the axial direction by the first sealing members 60 and 61 between the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 and the bearing arrangement space 92. Space 90 is formed. That is, a space (dry space) in which neither cooling water nor oil exists is formed between the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 and the bearing arrangement space 92. As a result, the sealing property can be improved as compared with the case where only one of the first sealing members 60 and 61 is provided between the hollow portion 34A of the rotor shaft 34 and the bearing arrangement space 92.

また、図2に示す例では、コイルエンド22A、22B(走行用モータ40のコイル22における軸方向の端部)が位置する空間94は、ドライ空間(油が導入されることのない空間)とされる。このため、図2に示す例では、空間94とベアリング配置空間92との間には、第2シール部材62が設けられる。第2シール部材62は、ベアリング配置空間92から油が空間94に流入するのを防止するように機能する。図2に示す例では、第2シール部材62は、径方向でロータシャフト34と円環状の突出部11dとの間に設けられる。第2シール部材62は、軸方向でX1側からベアリング14bに隣接する態様で設けられる。なお、第2シール部材62は、シャフト円環状空間90に連通路700を介して油が侵入しないように、連通路700よりも軸方向でX2側に設けられる。
また、本実施例では、空間94とベアリング14aとの間には、シール部材64が設けられる。シール部材64は、ベアリング14aが位置する空間98から油が空間94に流入するのを防止するように機能する。この場合、空間98においてベアリング14aの油潤滑が可能であり、ベアリング14bと同様、ベアリング14aをオープンタイプとすることができる。
Further, in the example shown in FIG. 2, the space 94 in which the coil ends 22A and 22B (the axial ends of the coil 22 of the traveling motor 40) are located is a dry space (a space in which oil is not introduced). Will be done. Therefore, in the example shown in FIG. 2, a second seal member 62 is provided between the space 94 and the bearing arrangement space 92. The second seal member 62 functions to prevent oil from flowing into the space 94 from the bearing arrangement space 92. In the example shown in FIG. 2, the second seal member 62 is provided between the rotor shaft 34 and the annular protrusion 11d in the radial direction. The second seal member 62 is provided in a manner adjacent to the bearing 14b from the X1 side in the axial direction. The second seal member 62 is provided on the X2 side in the axial direction of the communication passage 700 so that oil does not enter the shaft annular space 90 through the communication passage 700.
Further, in this embodiment, a seal member 64 is provided between the space 94 and the bearing 14a. The seal member 64 functions to prevent oil from flowing into the space 94 from the space 98 in which the bearing 14a is located. In this case, the bearing 14a can be oil-lubricated in the space 98, and the bearing 14a can be an open type like the bearing 14b.

ところで、図2に示す例では、コイルエンド22A、22Bが位置する空間94は、ドライ空間(油が導入されることのない空間)とされ、油による直接的な冷却(例えばコイルエンド22A、22Bへの油の滴下による冷却)は実現されない。 By the way, in the example shown in FIG. 2, the space 94 in which the coil ends 22A and 22B are located is regarded as a dry space (a space in which oil is not introduced) and is directly cooled by oil (for example, the coil ends 22A and 22B). Cooling by dripping oil on the air) is not realized.

この点、本実施例では、図2に示すように、コイルエンド22A、22Bには、熱電素子4が設けられる。熱電素子4は、熱エネルギを電気エネルギに変換可能な素子である。具体的には、熱電素子4は、図2に示すように、コイルエンド22Aに設けられる熱電素子4Aと、コイルエンド22Bに設けられる熱電素子4Bとを含む。この場合、2つのコイルエンド22A、22Bで生じる熱エネルギ(銅損)を有効利用でき、その結果、モータ駆動システム1の効率を高めることができる。ただし、変形例では、熱電素子4A、4Bのうちの一方が省略されてもよい。 In this regard, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the coil ends 22A and 22B are provided with the thermoelectric element 4. The thermoelectric element 4 is an element capable of converting thermal energy into electrical energy. Specifically, as shown in FIG. 2, the thermoelectric element 4 includes a thermoelectric element 4A provided at the coil end 22A and a thermoelectric element 4B provided at the coil end 22B. In this case, the thermal energy (copper loss) generated at the two coil ends 22A and 22B can be effectively used, and as a result, the efficiency of the motor drive system 1 can be improved. However, in the modified example, one of the thermoelectric elements 4A and 4B may be omitted.

熱電素子4Aは、コイルエンド22Aの全周にわたって設けられてもよいし、コイルエンド22Aの全周のうちの、一部にのみ設けられてもよい。また、熱電素子4Aは、コイルエンド22Aに直接的に接続されてもよいし、例えばサーマルシートのような伝熱体を介してコイルエンド22Aに接続されてもよい。熱電素子4Bについても同様である。 The thermoelectric element 4A may be provided over the entire circumference of the coil end 22A, or may be provided only on a part of the entire circumference of the coil end 22A. Further, the thermoelectric element 4A may be directly connected to the coil end 22A, or may be connected to the coil end 22A via a heat transfer body such as a thermal sheet. The same applies to the thermoelectric element 4B.

図2に示す例では、熱電素子4Aは、径方向内側がコイルエンド22Aに熱的に接続され、径方向外側が内径側ハウジング10bに熱的に接続される。 In the example shown in FIG. 2, the thermoelectric element 4A is thermally connected to the coil end 22A on the inner side in the radial direction and to the housing 10b on the inner diameter side in the radial direction.

ここで、上述したように、内径側ハウジング10bは、水路901に隣接して設けられるので、比較的低温となる。従って、熱電素子4Aは、径方向内側では比較的高温のコイルエンド22Aに熱的に接続され、径方向外側では比較的低温の内径側ハウジング10bに熱的に接続されることになる。熱電素子4Aは、このような熱勾配を利用して熱エネルギを電気エネルギに変換できる。熱電素子4Bについても同様である。なお、熱勾配を利用しないタイプの熱電素子4の場合、熱電素子4は、コイルエンド22A、22Bに熱的に接続されていればよい。 Here, as described above, the inner diameter side housing 10b is provided adjacent to the water channel 901, so that the temperature is relatively low. Therefore, the thermoelectric element 4A is thermally connected to the coil end 22A having a relatively high temperature on the inner side in the radial direction, and is thermally connected to the inner diameter side housing 10b having a relatively low temperature on the outer side in the radial direction. The thermoelectric element 4A can convert thermal energy into electrical energy by utilizing such a thermal gradient. The same applies to the thermoelectric element 4B. In the case of the type of thermoelectric element 4 that does not utilize the thermal gradient, the thermoelectric element 4 may be thermally connected to the coil ends 22A and 22B.

なお、図2では、特定の構造の走行用モータ40が示されるが、走行用モータ40の構造は、熱電素子4がコイルエンド22A、22Bに設けられる限り、任意である。従って、例えば、走行用モータ40は、水路901や中空部34A等を有していなくてもよい。また、図2では、特定の冷却方法や潤滑方法が開示されているが、走行用モータ40の冷却方法や潤滑方法は任意である。従って、例えば、熱電素子4が油の導入される空間においても機能できる場合は、空間94はドライ空間でなくてもよい。 Although the traveling motor 40 having a specific structure is shown in FIG. 2, the structure of the traveling motor 40 is arbitrary as long as the thermoelectric element 4 is provided at the coil ends 22A and 22B. Therefore, for example, the traveling motor 40 does not have to have a water channel 901, a hollow portion 34A, or the like. Further, although a specific cooling method and lubrication method are disclosed in FIG. 2, the cooling method and lubrication method of the traveling motor 40 are arbitrary. Therefore, for example, if the thermoelectric element 4 can function in the space where the oil is introduced, the space 94 does not have to be a dry space.

また、図2に示す例では、熱電素子4は、コイルエンド22A、22Bに熱的に接続されるが、これに代えて又は加えて、他の発熱部に熱的に接続されてもよい。この場合、他の発熱部は、走行用モータ40の駆動時に発熱する発熱部である限り、任意である。例えば、他の発熱部は、走行用モータ40の他の構成要素であってもよいし、インバータ6及びインバータ制御装置50を含む電力変換装置の構成要素であってよい。例えば、他の発熱部は、走行用モータ40やインバータ6で使用されるバスバ(図示せず)や、インバータ6の発熱素子(例えばスイッチング素子Q1〜Q6)に熱的に接続されるヒートスプレッダ(図示せず)等であってもよい。 Further, in the example shown in FIG. 2, the thermoelectric element 4 is thermally connected to the coil ends 22A and 22B, but instead of or in addition to this, it may be thermally connected to another heat generating portion. In this case, the other heat generating portion is arbitrary as long as it is a heat generating portion that generates heat when the traveling motor 40 is driven. For example, the other heat generating portion may be another component of the traveling motor 40, or may be a component of a power conversion device including the inverter 6 and the inverter control device 50. For example, the other heat generating portion is a heat spreader (FIG.) thermally connected to a bus bar (not shown) used in the traveling motor 40 or the inverter 6 or a heat generating element (for example, switching elements Q1 to Q6) of the inverter 6. (Not shown) or the like.

次に、図3を参照して、熱電素子4により生成される電気エネルギの利用形態の一例について説明する。 Next, with reference to FIG. 3, an example of the usage mode of the electric energy generated by the thermoelectric element 4 will be described.

ここでは、熱電素子4により生成される電気エネルギの利用形態として、インバータ制御装置50における利用形態を説明する。 Here, as a usage mode of the electric energy generated by the thermoelectric element 4, the usage mode in the inverter control device 50 will be described.

図3は、インバータ制御装置50に係る電源構成の一例を示す概略図である。図3は、基板S上に実装される構成を模式的に示す。図3において、+Bは、12Vの低圧バッテリ(例えば鉛バッテリ)3からの電源供給を表し、GNDは、グランド電位を表す。また、IGSWは、イグニッションスイッチがオン状態であるときに機能するイグニッション電源を表す。なお、P、Nの意味は、上述のとおりである。 FIG. 3 is a schematic view showing an example of a power supply configuration according to the inverter control device 50. FIG. 3 schematically shows a configuration mounted on the substrate S. In FIG. 3, + B represents the power supply from the low voltage battery (eg, lead battery) 3 of 12V, and GND represents the ground potential. Further, the IGSW represents an ignition power supply that functions when the ignition switch is in the ON state. The meanings of P and N are as described above.

図3において、ラインLは、低圧系と高圧系とを区切るラインであり、ラインLよりもP端子180側は“高圧系(高圧)”であり、その逆側が“低圧系(低圧)”である。すなわち、基板Sは、絶縁領域(図示せず)を介して低圧系領域S1及び高圧系領域S2が区分される。絶縁領域は、基板Sの内層を含め、導体を一切含まない領域であり、低圧系領域S1及び高圧系領域S2との間に延在し、両者を電気的に絶縁する機能を有する。低圧系領域S1には、例えばCAN(controller area network)通信用のインターフェース194(図3では、「CAN通信I/F」と表記)等が実装される。 In FIG. 3, the line L is a line that separates the low voltage system and the high voltage system, the P terminal 180 side of the line L is the “high voltage system (high voltage)”, and the opposite side is the “low voltage system (low voltage)”. is there. That is, the substrate S is divided into a low-voltage system region S1 and a high-voltage system region S2 via an insulating region (not shown). The insulating region is a region that does not include any conductor including the inner layer of the substrate S, extends between the low-voltage system region S1 and the high-voltage system region S2, and has a function of electrically insulating both. In the low-voltage system region S1, for example, an interface 194 (denoted as "CAN communication I / F" in FIG. 3) for CAN (controller area network) communication and the like are mounted.

インバータ制御装置50は、マイクロコンピュータ51(図3では、「マイコン」と表記)を含む。マイクロコンピュータ51は、例えばCPU、ROM、メインメモリ(全て図示せず)などを含む。インバータ制御装置50の各種機能は、ROM等に記録された制御プログラムがメインメモリに読み出されてCPUにより実行されることによって実現される。インバータ6の制御方法は、任意であるが、基本的には、U相に係る2つのスイッチング素子Q1、Q2が互いに逆相でオン/オフし、V相に係る2つのスイッチング素子Q3、Q4が互いに逆相でオン/オフし、W相に係る2つのスイッチング素子Q5、Q6が互いに逆相でオン/オフする。 The inverter control device 50 includes a microcomputer 51 (denoted as “microcomputer” in FIG. 3). The microcomputer 51 includes, for example, a CPU, a ROM, a main memory (all not shown), and the like. Various functions of the inverter control device 50 are realized by reading the control program recorded in the ROM or the like into the main memory and executing it by the CPU. The control method of the inverter 6 is arbitrary, but basically, the two switching elements Q1 and Q2 related to the U phase are turned on / off in opposite phases, and the two switching elements Q3 and Q4 related to the V phase are turned on and off. The two switching elements Q5 and Q6 related to the W phase are turned on / off in opposite phases to each other.

基板Sの高圧系領域S2には、高圧側電圧検出部187、MOSFET駆動部520(図3では「MOSFET駆動IC」と表記)、温度検出部530、三相電流検出部540、レゾルバインターフェース550(図3では、「レゾルバI/F」と表記)、及びモータコイル温度検出部560が設けられる。高圧側電圧検出部187、MOSFET駆動部520、温度検出部530、三相電流検出部540、レゾルバインターフェース550、及びモータコイル温度検出部560は、マイクロコンピュータ51に接続される。 In the high-voltage system region S2 of the substrate S, the high-voltage side voltage detection unit 187, the MOSFET drive unit 520 (denoted as "MOSFET drive IC" in FIG. 3), the temperature detection unit 530, the three-phase current detection unit 540, and the resolver interface 550 ( In FIG. 3, it is described as "resolver I / F"), and a motor coil temperature detection unit 560 is provided. The high-voltage side voltage detection unit 187, MOSFET drive unit 520, temperature detection unit 530, three-phase current detection unit 540, resolver interface 550, and motor coil temperature detection unit 560 are connected to the microcomputer 51.

高圧側電圧検出部187は、P端子180の電圧を検出し、検出値をマイクロコンピュータ51等に与える。 The high-voltage side voltage detection unit 187 detects the voltage of the P terminal 180 and gives the detected value to the microcomputer 51 or the like.

MOSFET駆動部520は、MOSFETであるスイッチング素子Q1〜Q6を駆動する駆動IC(Integrated Circuit)であり、マイクロコンピュータ51からの指令に応じてスイッチング素子Q1〜Q6のゲートに駆動信号を印加する。MOSFET駆動部520は、図3に模式的に示すように、上段駆動電源70及び下段駆動電源72の双方に接続される。具体的には、MOSFET駆動部520のうちの、上段のスイッチング素子Q1、Q3、Q5を駆動する駆動部は、上段駆動電源70に接続され、下段のスイッチング素子Q2、Q4、Q6を駆動する駆動部は、下段駆動電源72に接続される。 The MOSFET drive unit 520 is a drive IC (Integrated Circuit) that drives the switching elements Q1 to Q6, which are MOSFETs, and applies a drive signal to the gate of the switching elements Q1 to Q6 in response to a command from the microcomputer 51. The MOSFET drive unit 520 is connected to both the upper drive power source 70 and the lower drive power source 72, as schematically shown in FIG. Specifically, among the MOSFET drive units 520, the drive unit that drives the upper switching elements Q1, Q3, and Q5 is connected to the upper drive power supply 70 and drives the lower switching elements Q2, Q4, and Q6. The unit is connected to the lower drive power supply 72.

温度検出部530は、スイッチング素子Q1〜Q6のそれぞれに対応して設けられるサーミスタ48の抵抗値に基づいて、スイッチング素子Q1〜Q6の温度を検出する。 The temperature detection unit 530 detects the temperature of the switching elements Q1 to Q6 based on the resistance value of the thermistor 48 provided corresponding to each of the switching elements Q1 to Q6.

三相電流検出部540は、走行用モータ40の各相に設けられる三相電流センサ42からの出力に基づいて、走行用モータ40の各相に流れる電流を検出する。 The three-phase current detection unit 540 detects the current flowing through each phase of the traveling motor 40 based on the output from the three-phase current sensor 42 provided in each phase of the traveling motor 40.

レゾルバインターフェース550は、レゾルバ44とマイクロコンピュータ51との間のインターフェースである。マイクロコンピュータ51は、レゾルバ44からの出力に基づいて、走行用モータ40の回転角度を検出する。 The resolver interface 550 is an interface between the resolver 44 and the microcomputer 51. The microcomputer 51 detects the rotation angle of the traveling motor 40 based on the output from the resolver 44.

モータコイル温度検出部560は、走行用モータ40に設けられるサーミスタ46の抵抗値に基づいて、走行用モータ40のコイルの温度を検出する。なお、サーミスタ46は、コイルエンド22A、22Bに設けられてもよい。 The motor coil temperature detection unit 560 detects the temperature of the coil of the traveling motor 40 based on the resistance value of the thermistor 46 provided in the traveling motor 40. The thermistor 46 may be provided at the coil ends 22A and 22B.

インバータ制御装置50は、電源系として、上段のスイッチング素子Q1、Q3、Q5を駆動するための上段駆動電源70と、下段のスイッチング素子Q2、Q4、Q6を駆動するための下段駆動電源72と、マイクロコンピュータ51用のマイコン電源74と、降圧電源75と、絶縁電源76とを含む。 As a power supply system, the inverter control device 50 includes an upper drive power supply 70 for driving the upper switching elements Q1, Q3, and Q5, a lower drive power supply 72 for driving the lower switching elements Q2, Q4, and Q6. It includes a microcomputer power supply 74 for the microcomputer 51, a step-down power supply 75, and an isolated power supply 76.

上段駆動電源70は、平滑コンデンサ5の正極側の接続されるP端子180に接続される。上段駆動電源70は、P端子180にライン182を介して接続されるとともに、P端子180にライン184を介して接続される。ライン184には、降圧回路を備える降圧電源75が設けられる。降圧電源75は、後述のように、48Vを21Vに降圧する。従って、上段駆動電源70には、ライン182を介して48Vの電圧が供給されるとともに、ライン184を介して21Vの電圧が供給される。 The upper drive power supply 70 is connected to the P terminal 180 connected to the positive electrode side of the smoothing capacitor 5. The upper drive power supply 70 is connected to the P terminal 180 via the line 182 and is connected to the P terminal 180 via the line 184. The line 184 is provided with a step-down power supply 75 including a step-down circuit. The step-down power source 75 steps down 48V to 21V as described later. Therefore, the upper drive power supply 70 is supplied with a voltage of 48 V via the line 182 and a voltage of 21 V via the line 184.

また、上段駆動電源70は、ライン184に接続点P1で接続されるライン186を介して+B端子188に接続される。ライン186には、絶縁電源76が設けられる。従って、上段駆動電源70には、降圧電源75を介した系統と絶縁電源76を介した系統の2系統で、48Vよりも低い電圧が供給可能となる。 Further, the upper drive power supply 70 is connected to the + B terminal 188 via the line 186 connected to the line 184 at the connection point P1. The line 186 is provided with an insulated power supply 76. Therefore, the upper drive power supply 70 can be supplied with a voltage lower than 48 V by two systems, a system via the step-down power supply 75 and a system via the isolated power supply 76.

上段駆動電源70は、上述のように供給される電圧に基づいて、上段のスイッチング素子Q1、Q3、Q5を駆動するために必要な電源電圧を生成する。具体的には、上段駆動電源70は、昇圧回路70aを備える。昇圧回路70aは、例えばチャージポンプ(CP)回路であり、出力電圧が48Vになるように機能してよい。あるいは、昇圧回路70aは、出力電圧が48Vより高い電圧まで昇圧する回路であってもよい。また、上段駆動電源70は、昇圧回路70aに加えて、定電圧回路(例えば、LDO(Low Drop Out)リニア・レギュレータ)を備えてもよい。 The upper drive power supply 70 generates a power supply voltage necessary for driving the upper switching elements Q1, Q3, and Q5 based on the voltage supplied as described above. Specifically, the upper drive power supply 70 includes a booster circuit 70a. The booster circuit 70a is, for example, a charge pump (CP) circuit, and may function so that the output voltage becomes 48 V. Alternatively, the booster circuit 70a may be a circuit that boosts the output voltage to a voltage higher than 48V. Further, the upper drive power supply 70 may include a constant voltage circuit (for example, an LDO (Low Drop Out) linear regulator) in addition to the booster circuit 70a.

下段駆動電源72は、P端子180にライン184を介して接続されるとともに、+B端子188にライン186を介して接続される。従って、下段駆動電源72には、降圧電源75を介した系統と絶縁電源76を介した系統の2系統で、48Vよりも低い電圧が供給可能となる。 The lower drive power supply 72 is connected to the P terminal 180 via the line 184 and is connected to the + B terminal 188 via the line 186. Therefore, the lower drive power supply 72 can be supplied with a voltage lower than 48 V by two systems, a system via the step-down power supply 75 and a system via the isolated power supply 76.

下段駆動電源72は、上述のように供給される電圧に基づいて、下段のスイッチング素子Q2、Q4、Q6を駆動するために必要な電源電圧を生成する。下段駆動電源72は、定電圧回路(例えば、LDOリニア・レギュレータ)を備えてよい。 The lower drive power supply 72 generates the power supply voltage required to drive the lower switching elements Q2, Q4, and Q6 based on the voltage supplied as described above. The lower drive power supply 72 may include a constant voltage circuit (eg, an LDO linear regulator).

マイコン電源74は、P端子180にライン184を介して接続されるとともに、+B端子188にライン186を介して接続される。従って、マイコン電源74には、降圧電源75を介した系統と絶縁電源76を介した系統の2系統で、48Vよりも低い電圧が供給される。マイコン電源74は、上述のように供給される電圧に基づいて、マイクロコンピュータ51が動作するための電源(例えば電源電圧が5V)を生成する。 The microcomputer power supply 74 is connected to the P terminal 180 via the line 184 and is connected to the + B terminal 188 via the line 186. Therefore, a voltage lower than 48V is supplied to the microcomputer power supply 74 by two systems, a system via a step-down power supply 75 and a system via an isolated power supply 76. The microcomputer power supply 74 generates a power supply (for example, a power supply voltage of 5 V) for operating the microcomputer 51 based on the voltage supplied as described above.

降圧電源75は、P端子180に基づいて得られる高電圧(48V)を21Vに降圧する。なお、21Vはあくまで一例であり、48V未満かつ12Vよりも大きい他の電圧であってもよい。降圧電源75は、ダイオードD1を介して接続点P1に接続される。 The step-down power supply 75 steps down the high voltage (48V) obtained based on the P terminal 180 to 21V. Note that 21V is just an example, and may be another voltage less than 48V and larger than 12V. The step-down power supply 75 is connected to the connection point P1 via the diode D1.

絶縁電源76は、+B端子188にライン192を介して接続されるとともに、端子189にライン190を介して接続される。絶縁電源76は、+B端子188又は端子189からの電力を高圧系に供給するために、低圧系と高圧系を絶縁する。絶縁電源76は、例えばトランスを介して高圧側と低圧側とが絶縁されている。絶縁電源76は、ダイオードD2を介して接続点P1に接続される。絶縁電源76の出力電圧は、例えば12Vであり、降圧電源75の出力電圧21Vよりも低い。従って、降圧電源75の出力電圧が正常値の21Vであるときは、接続点P1には、降圧電源75に起因した電圧が生じる。他方、後述の高圧系電源失陥時に降圧電源75の出力電圧が12V未満に低下すると、接続点P1には、絶縁電源76に起因した電圧12Vが生じる。 The insulated power supply 76 is connected to the + B terminal 188 via the line 192 and is connected to the terminal 189 via the line 190. The insulated power supply 76 insulates the low voltage system from the high voltage system in order to supply the power from the + B terminal 188 or the terminal 189 to the high voltage system. In the insulated power supply 76, the high voltage side and the low voltage side are insulated via, for example, a transformer. The insulated power supply 76 is connected to the connection point P1 via the diode D2. The output voltage of the isolated power supply 76 is, for example, 12V, which is lower than the output voltage of the step-down power supply 75 of 21V. Therefore, when the output voltage of the step-down power supply 75 is 21V, which is a normal value, a voltage caused by the step-down power supply 75 is generated at the connection point P1. On the other hand, if the output voltage of the step-down power supply 75 drops to less than 12V when the high-voltage power supply fails, which will be described later, a voltage of 12V due to the insulated power supply 76 is generated at the connection point P1.

特に本実施例では、絶縁電源76は、上述のように、端子189にライン190を介して接続される。ライン190には、絶縁電源76に向かう方向の電流のみを許容するダイオードD3が設けられるとともに、一端が接地されたコンデンサC3の他端が接続される。従って、本実施例では、絶縁電源76は、端子189からの電力に基づいて、電圧12Vの電源電圧を生成できる。 In particular, in this embodiment, the insulated power supply 76 is connected to the terminal 189 via the line 190 as described above. The line 190 is provided with a diode D3 that allows only current in the direction toward the insulated power source 76, and is connected to the other end of the capacitor C3 whose one end is grounded. Therefore, in this embodiment, the insulated power supply 76 can generate a power supply voltage of 12 V based on the power from the terminal 189.

具体的には、走行用モータ40の駆動に伴ってコイルエンド22A、22Bが発熱すると、熱電素子4がコイルエンド22A、22Bの熱エネルギを電気エネルギに変換する。これにより、コンデンサC3に電荷が溜まり、かかる電荷に基づいて絶縁電源76により電圧12Vの電源電圧が生成される。例えば、絶縁電源76は、コンデンサC3の両端電圧が、+B端子188に現れる電圧よりも高くなると、コンデンサC3の電荷を利用して電圧12Vの電源電圧を生成してもよい。あるいは、絶縁電源76は、内部にスイッチ回路を備え、所定条件が成立した場合に、スイッチ回路の状態を切り替えることで、コンデンサC3の電荷に基づいて電圧12Vの電源電圧を生成してもよい。この場合、所定条件は任意であるが、例えばサーミスタ46により検出される温度が所定温度を超えた場合に満たされてもよい。 Specifically, when the coil ends 22A and 22B generate heat as the traveling motor 40 is driven, the thermoelectric element 4 converts the thermal energy of the coil ends 22A and 22B into electric energy. As a result, electric charges are accumulated in the capacitor C3, and a power supply voltage of 12 V is generated by the insulating power supply 76 based on the electric charges. For example, the insulated power supply 76 may generate a power supply voltage of 12 V by utilizing the electric charge of the capacitor C3 when the voltage across the capacitor C3 becomes higher than the voltage appearing at the + B terminal 188. Alternatively, the insulated power supply 76 may include a switch circuit inside, and when a predetermined condition is satisfied, the power supply voltage of 12 V may be generated based on the charge of the capacitor C3 by switching the state of the switch circuit. In this case, the predetermined conditions are arbitrary, but may be satisfied, for example, when the temperature detected by the thermistor 46 exceeds the predetermined temperature.

なお、図3に示す例では、マイクロコンピュータ51は、図3に模式的に示すように、基板Sにおける高圧系の領域に実装される。また、電源系の正常時、接続点P1には、降圧電源75に起因した電圧が生じる(降圧電源75の出力電圧>絶縁電源76の出力電圧のため)。従って、マイクロコンピュータ51は、常態(後述するような電源系の失陥が生じていない状態)において、P端子180を介して得られる高圧系の電源(高圧バッテリ2に起因した電源)に基づいて動作できる。 In the example shown in FIG. 3, the microcomputer 51 is mounted in the high-voltage system region of the substrate S, as schematically shown in FIG. Further, when the power supply system is normal, a voltage caused by the step-down power supply 75 is generated at the connection point P1 (because the output voltage of the step-down power supply 75> the output voltage of the isolated power supply 76). Therefore, the microcomputer 51 is based on the high-voltage power supply (power supply caused by the high-voltage battery 2) obtained via the P terminal 180 in a normal state (a state in which the power supply system is not collapsed as described later). Can work.

図4は、図3に示す電源構成におけるフェール時の電源供給形態(フェールセーフ態様)を示す表示図である。 FIG. 4 is a display diagram showing a power supply mode (fail-safe mode) at the time of fail in the power supply configuration shown in FIG.

低圧系電源失陥は、絶縁電源76が12Vの電源電圧を生成できない状態である。低圧系電源失陥は、典型的には、低圧バッテリ3に係る異常によって発生する。低圧バッテリ3に係る異常は、低圧バッテリ3自体や配線の異常等に起因して生じ、+B端子188での電圧が正常値よりも有意に低下する状態を生む。 A low-voltage power supply failure is a state in which the insulated power supply 76 cannot generate a power supply voltage of 12V. The low voltage system power failure is typically caused by an abnormality relating to the low voltage battery 3. The abnormality related to the low-voltage battery 3 is caused by an abnormality of the low-voltage battery 3 itself, wiring, or the like, and causes a state in which the voltage at the + B terminal 188 is significantly lower than the normal value.

低圧系電源失陥が生じると、上段駆動電源70は、ライン186を介して絶縁電源76に基づいて電源を生成することは不能であるが、ライン182及びライン184を介してP端子180に基づいて電源を生成することが依然として可能である。従って、低圧系電源失陥が生じた場合でも、上段駆動電源70を介して上段のスイッチング素子Q1、Q3、Q5の駆動が依然として可能である。 When the low voltage system power failure occurs, the upper drive power source 70 cannot generate a power source based on the insulated power source 76 via the line 186, but is based on the P terminal 180 via the line 182 and the line 184. It is still possible to generate power. Therefore, even if the low-voltage power supply fails, it is still possible to drive the upper switching elements Q1, Q3, and Q5 via the upper drive power supply 70.

また、低圧系電源失陥が生じると、下段駆動電源72は、ライン186を介して絶縁電源76に基づいて電源を生成することは不能であるが、ライン184を介してP端子180に基づいて電源を生成することが依然として可能である。従って、低圧系電源失陥が生じた場合でも、下段駆動電源72を介して下段のスイッチング素子Q2、Q4、Q6の駆動が依然として可能である。 Further, when the low voltage system power supply fails, the lower stage drive power supply 72 cannot generate a power supply based on the insulated power supply 76 via the line 186, but is based on the P terminal 180 via the line 184. It is still possible to generate power. Therefore, even if the low-voltage power supply fails, the lower switching elements Q2, Q4, and Q6 can still be driven via the lower drive power supply 72.

また、低圧系電源失陥が生じると、マイコン電源74は、ライン186を介して絶縁電源76に基づいて電源を生成することは不能であるが、ライン184を介してP端子180に基づいて電源を生成することが依然として可能である。従って、低圧系電源失陥が生じた場合でも、マイコン電源74を介してマイクロコンピュータ51の動作が依然として可能である。 Further, when the low-voltage system power supply fails, the microcomputer power supply 74 cannot generate a power supply based on the insulated power supply 76 via the line 186, but the power supply is based on the P terminal 180 via the line 184. Is still possible to generate. Therefore, even if the low-voltage system power supply fails, the microcomputer 51 can still operate via the microcomputer power supply 74.

このように、図3に示す例では、電源系の正常時は、上段駆動電源70、下段駆動電源72、及びマイコン電源74は、すべて高圧バッテリ2からの電力に基づいて動作しているので、上段駆動電源70、下段駆動電源72、及びマイコン電源74の各機能自体は、低圧系電源失陥が生じても影響を受けない。 As described above, in the example shown in FIG. 3, when the power supply system is normal, the upper drive power supply 70, the lower drive power supply 72, and the microcomputer power supply 74 all operate based on the power from the high voltage battery 2. The functions of the upper drive power supply 70, the lower drive power supply 72, and the microcomputer power supply 74 themselves are not affected even if the low voltage system power supply fails.

高圧系電源失陥は、高圧バッテリ2に係る異常によって発生し、具体的には、高圧バッテリ2自体の異常や遮断用スイッチSW1のオープン故障等に起因して生じ、P端子180での電圧が正常値よりも有意に低下する状態を生む。 The high-voltage power supply failure is caused by an abnormality related to the high-voltage battery 2, specifically, an abnormality of the high-voltage battery 2 itself, an open failure of the cutoff switch SW1, or the like, and the voltage at the P terminal 180 is increased. It produces a condition that is significantly lower than the normal value.

高圧系電源失陥が生じると、上段駆動電源70は、ライン182を介してP端子180に基づいて電源を生成することは不能となるが、ライン186を介して絶縁電源76に基づいて電源を生成することが可能である。なお、この際、昇圧回路70aが機能することになる。従って、高圧系電源失陥が生じた場合でも、上段駆動電源70を介して上段のスイッチング素子Q1、Q3、Q5の駆動が依然として可能である。 When the high-voltage power supply fails, the upper drive power supply 70 cannot generate a power supply based on the P terminal 180 via the line 182, but the power supply is supplied based on the insulated power supply 76 via the line 186. It is possible to generate. At this time, the booster circuit 70a functions. Therefore, even if the high-voltage power supply fails, it is still possible to drive the upper switching elements Q1, Q3, and Q5 via the upper drive power supply 70.

また、高圧系電源失陥が生じると、下段駆動電源72は、ライン184を介してP端子180に基づいて電源を生成することは不能となるが、ライン186を介して絶縁電源76に基づいて電源を生成することが可能である。従って、高圧系電源失陥が生じた場合でも、下段駆動電源72を介して下段のスイッチング素子Q2、Q4、Q6の駆動が依然として可能である。 Further, when the high-voltage power supply fails, the lower drive power supply 72 cannot generate a power supply based on the P terminal 180 via the line 184, but is based on the insulated power supply 76 via the line 186. It is possible to generate a power source. Therefore, even if the high-voltage power supply fails, it is still possible to drive the lower switching elements Q2, Q4, and Q6 via the lower drive power supply 72.

また、高圧系電源失陥が生じると、マイコン電源74は、ライン184を介してP端子180に基づいて電源を生成することは不能となるが、ライン186を介して絶縁電源76に基づいて電源を生成することが可能である。従って、高圧系電源失陥が生じた場合でも、マイコン電源74を介してマイクロコンピュータ51の動作が依然として可能である。 Further, when the high voltage system power supply fails, the microcomputer power supply 74 cannot generate a power supply based on the P terminal 180 via the line 184, but the power supply is based on the insulated power supply 76 via the line 186. It is possible to generate. Therefore, even if the high-voltage power supply fails, the microcomputer 51 can still operate via the microcomputer power supply 74.

このようにして、図3に示す例によれば、マイクロコンピュータ51は、低圧系電源失陥及び高圧系電源失陥のいずれが生じた場合でも、動作できる。また、低圧系電源失陥及び高圧系電源失陥のいずれが生じた場合でも、上段駆動電源70及び下段駆動電源72は上述のように機能できるので、低圧系電源失陥及び高圧系電源失陥のいずれが生じた場合でも、マイクロコンピュータ51は、インバータ6を機能させることができる。 In this way, according to the example shown in FIG. 3, the microcomputer 51 can operate regardless of whether the low-voltage system power supply failure or the high-voltage system power supply failure occurs. Further, regardless of whether the low voltage system power supply fails or the high voltage system power supply fails, the upper drive power supply 70 and the lower drive power supply 72 can function as described above, so that the low voltage system power supply failure and the high voltage system power supply failure occur. Whichever of the above occurs, the microcomputer 51 can make the inverter 6 function.

ここで、本実施例では、上述のように、絶縁電源76には、熱電素子4が接続されるので、低圧バッテリ3に係る異常が発生した場合でも、低圧系電源失陥が生じる可能性を低減できる。これは、上述のように、コイルエンド22A、22Bの発熱量が比較的高い場合、絶縁電源76は、熱電素子4からの電気エネルギに基づいて、12Vの電源電圧を生成する状態を維持できるためである。 Here, in the present embodiment, as described above, since the thermoelectric element 4 is connected to the insulated power supply 76, even if an abnormality related to the low voltage battery 3 occurs, the low voltage system power supply may fail. Can be reduced. This is because, as described above, when the calorific value of the coil ends 22A and 22B is relatively high, the insulated power supply 76 can maintain a state of generating a power supply voltage of 12 V based on the electric energy from the thermoelectric element 4. Is.

このようにして、図3に示す例では、熱電素子4により生成される電気エネルギに基づいて、低圧系電源失陥が生じる可能性を低減できる。また、図3に示す例では、熱電素子4により生成される電気エネルギの不足等に起因して最終的に低圧系電源失陥が生じた場合や、高圧系電源失陥が生じた場合でも、高圧側電圧検出部187、MOSFET駆動部520、温度検出部530、三相電流検出部540、レゾルバインターフェース550、及びモータコイル温度検出部560は、動作できる。すなわち、高圧側電圧検出部187、MOSFET駆動部520、温度検出部530、三相電流検出部540、レゾルバインターフェース550、及びモータコイル温度検出部560は、高圧系電源失陥が生じると、+B端子188(又は端子189)を介して生成される電源に基づいて動作でき、低圧系電源失陥が生じると、P端子180を介して生成される電源に基づいて動作できる。 In this way, in the example shown in FIG. 3, the possibility that the low-voltage system power supply fails can be reduced based on the electric energy generated by the thermoelectric element 4. Further, in the example shown in FIG. 3, even when the low-voltage system power failure finally occurs due to the lack of electric energy generated by the thermoelectric element 4, or when the high-voltage system power failure occurs. The high-voltage side voltage detection unit 187, the MOSFET drive unit 520, the temperature detection unit 530, the three-phase current detection unit 540, the resolver interface 550, and the motor coil temperature detection unit 560 can operate. That is, the high voltage side voltage detection unit 187, the MOSFET drive unit 520, the temperature detection unit 530, the three-phase current detection unit 540, the resolver interface 550, and the motor coil temperature detection unit 560 have a + B terminal when a high voltage system power failure occurs. It can operate based on the power source generated via the 188 (or terminal 189), and when a low voltage system power failure occurs, it can operate based on the power source generated via the P terminal 180.

従って、マイクロコンピュータ51は、低圧系電源失陥及び高圧系電源失陥のいずれが生じた場合でも、温度検出部530、三相電流検出部540、レゾルバインターフェース550、及びモータコイル温度検出部560を介して得られる情報に基づいて、インバータ6を制御できる。 Therefore, the microcomputer 51 uses the temperature detection unit 530, the three-phase current detection unit 540, the resolver interface 550, and the motor coil temperature detection unit 560 regardless of whether the low-voltage system power supply failure or the high-voltage system power supply failure occurs. The inverter 6 can be controlled based on the information obtained through the system.

なお、図3(及び図4)では、特定の電源構成が示されるが、インバータ制御装置50に係る電源構成は、熱電素子4からの電気エネルギを利用する限り、任意であってよい。例えば、図3では、マイクロコンピュータ51は、高圧系領域S2に設けられるが、低圧系領域S1に設けられてもよい。この場合、マイコン電源74も低圧系領域S1に設けられてよく、熱電素子4からの電気エネルギは、マイコン電源74で利用されてもよいし、下段駆動電源72で利用されてもよい。 Although a specific power supply configuration is shown in FIG. 3 (and FIG. 4), the power supply configuration according to the inverter control device 50 may be arbitrary as long as the electric energy from the thermoelectric element 4 is used. For example, in FIG. 3, the microcomputer 51 is provided in the high-voltage system region S2, but may be provided in the low-voltage system region S1. In this case, the microcomputer power supply 74 may also be provided in the low voltage system region S1, and the electric energy from the thermoelectric element 4 may be used in the microcomputer power supply 74 or in the lower drive power supply 72.

また、図3に示す例では、絶縁電源76は、低圧バッテリ3(車載バッテリの一例)から+B端子188を介して入力される電力(電気エネルギ)に基づいて12Vの電源電圧(第2電源電圧の一例)を生成する回路(第2電源回路の一例)と、端子189(すなわち熱電素子4)から端子189を介して入力される電力(電気エネルギ)に基づいて12Vの電源電圧(第1電源電圧の一例)を生成する回路(第1電源回路の一例)とを一体的に含むが、これらの回路が別々に実装されてもよい。この場合、絶縁電源76のうちの、端子189(すなわち熱電素子4)からの電力に基づいて12Vの電源電圧を生成する回路は、定電圧回路(例えば、LDOリニア・レギュレータ)を備えてもよい。 Further, in the example shown in FIG. 3, the isolated power supply 76 has a power supply voltage (second power supply voltage) of 12 V based on the power (electrical energy) input from the low voltage battery 3 (an example of an in-vehicle battery) via the + B terminal 188. A 12V power supply voltage (first power supply) based on a circuit that generates (an example) (an example of a second power supply circuit) and power (electrical energy) input from terminal 189 (that is, thermoelectric element 4) via terminal 189. It includes a circuit (an example of a first power supply circuit) that generates a voltage (an example of a voltage) integrally, but these circuits may be mounted separately. In this case, the circuit of the insulated power supply 76 that generates a power supply voltage of 12 V based on the power from the terminal 189 (that is, the thermoelectric element 4) may include a constant voltage circuit (for example, an LDO linear regulator). ..

また、図3に示す例では、ライン190は、一端が端子189に接続され、他端が絶縁電源76に接続されるが、他端は、+B端子188と絶縁電源76との間のライン192に接続されてもよいし、イグニッション電源と絶縁電源76との間のライン191に接続されてもよい。 Further, in the example shown in FIG. 3, one end of the line 190 is connected to the terminal 189 and the other end is connected to the insulated power supply 76, while the other end is the line 192 between the + B terminal 188 and the insulated power supply 76. It may be connected to the line 191 between the ignition power supply and the insulated power supply 76.

また、図3に示す例では、熱電素子4からの電気エネルギは、低圧系で利用されるが、高圧系で利用されてもよい。例えば、ライン190は、一端が端子189に接続され、他端がライン182や上段駆動電源70等に接続されてもよい。 Further, in the example shown in FIG. 3, the electric energy from the thermoelectric element 4 is used in the low voltage system, but may be used in the high voltage system. For example, one end of the line 190 may be connected to the terminal 189, and the other end may be connected to the line 182, the upper drive power supply 70, or the like.

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。 Although each embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to a specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims. It is also possible to combine all or a plurality of the components of the above-described embodiment.

<付記>
以上の実施例に関し、更に以下を開示する。なお、以下で記載する効果のうちの、一の形態に対する追加的な各形態に係る効果は、当該追加的な各形態に起因した付加的な効果である。
<Additional notes>
The following will be further disclosed with respect to the above examples. Of the effects described below, the effect relating to each additional form with respect to one form is an additional effect resulting from each of the additional forms.

(1)一の形態は、回転電機(40)と、
前記回転電機の駆動時に発熱する発熱部(22A、22B)に熱的に接続され、熱エネルギを電気エネルギに変換可能な熱電素子(4)と、
前記熱電素子に電気的に接続され、前記熱電素子からの電気エネルギに基づいて第1電源電圧を生成する第1電源回路(76)とを含み、
前記回転電機は、前記第1電源回路により生成される前記第1電源電圧に基づいて動作可能である、車両用駆動装置である。
(1) One form is a rotary electric machine (40) and
A thermoelectric element (4) that is thermally connected to heat generating portions (22A, 22B) that generate heat when the rotary electric machine is driven and can convert thermal energy into electric energy.
Includes a first power supply circuit (76) that is electrically connected to the thermoelectric element and generates a first power supply voltage based on the electrical energy from the thermoelectric element.
The rotary electric machine is a vehicle drive device that can operate based on the first power supply voltage generated by the first power supply circuit.

本形態によれば、回転電機は、第1電源回路により生成される第1電源電圧に基づいて動作可能であり、第1電源電圧は、熱電素子からの電気エネルギに基づいて生成され、熱電素子は、回転電機の駆動時に発熱する発熱部に熱的に接続される。従って、本形態によれば、回転電機の駆動時に発熱する発熱部で生成される熱エネルギを有効利用できる。 According to this embodiment, the rotary electric machine can operate based on the first power supply voltage generated by the first power supply circuit, and the first power supply voltage is generated based on the electric energy from the thermoelectric element, and the thermoelectric element. Is thermally connected to a heat generating portion that generates heat when the rotary electric machine is driven. Therefore, according to this embodiment, the heat energy generated by the heat generating portion that generates heat when the rotary electric machine is driven can be effectively used.

(2)また、本形態においては、好ましくは、前記回転電機に電気的に接続される電力変換装置(6)と、
前記電力変換装置を制御する制御装置(50)とを更に含み、
前記電力変換装置又は前記制御装置は、前記第1電源回路により生成される前記第1電源電圧に基づいて動作可能である。
(2) Further, in the present embodiment, preferably, the power conversion device (6) electrically connected to the rotary electric machine and
Further including a control device (50) for controlling the power conversion device.
The power conversion device or the control device can operate based on the first power supply voltage generated by the first power supply circuit.

この場合、電力変換装置又は制御装置が第1電源電圧に基づいて動作することで、回転電機が第1電源電圧に基づいて動作できる。 In this case, the power conversion device or the control device operates based on the first power supply voltage, so that the rotary electric machine can operate based on the first power supply voltage.

(3)また、本形態においては、好ましくは、前記回転電機に電気的に接続される電力変換装置(6)と、
前記電力変換装置を制御する制御装置(50)と、
車載バッテリ(3)に電気的に接続され、前記車載バッテリからの電気エネルギに基づいて第2電源電圧を生成する第2電源回路(76)とを更に含み、
前記電力変換装置又は前記制御装置は、前記第1電源回路により生成される前記第1電源電圧と、前記第2電源回路により生成される前記第2電源電圧とに基づいて動作可能である。
(3) Further, in the present embodiment, preferably, the power conversion device (6) electrically connected to the rotary electric machine and
A control device (50) that controls the power conversion device and
It further includes a second power supply circuit (76) that is electrically connected to the vehicle-mounted battery (3) and generates a second power supply voltage based on the electrical energy from the vehicle-mounted battery.
The power conversion device or the control device can operate based on the first power supply voltage generated by the first power supply circuit and the second power supply voltage generated by the second power supply circuit.

この場合、電力変換装置又は制御装置が第1電源電圧に基づいて動作することで、回転電機が第1電源電圧に基づいて動作できる。また、回転電機は、第2電源電圧に基づいても動作可能であるので、フェールに対する冗長性を高めることができる。 In this case, the power conversion device or the control device operates based on the first power supply voltage, so that the rotary electric machine can operate based on the first power supply voltage. Further, since the rotary electric machine can operate based on the second power supply voltage, the redundancy for the fail can be increased.

(4)また、本形態においては、好ましくは、前記発熱部は、前記回転電機及び前記電力変換装置のうちの少なくともいずれか一方の構成要素を含む。 (4) Further, in the present embodiment, preferably, the heat generating portion includes at least one component of the rotary electric machine and the power conversion device.

この場合、回転電機及び電力変換装置のうちの少なくともいずれか一方の構成要素の発熱を利用して、回転電機を動作させることができる。 In this case, the rotary electric machine can be operated by utilizing the heat generated by at least one of the components of the rotary electric machine and the power conversion device.

(5)また、本形態においては、好ましくは、前記発熱部は、前記回転電機のステータコイルにおける軸方向の端部(22A、22B)を含む。 (5) Further, in the present embodiment, preferably, the heat generating portion includes axial ends (22A, 22B) in the stator coil of the rotary electric machine.

この場合、ステータコイルの端部(すなわちコイルエンド)で生じる銅損に係る熱エネルギを有効利用できる。 In this case, the thermal energy related to the copper loss generated at the end of the stator coil (that is, the coil end) can be effectively used.

1 モータ駆動システム
2 高圧バッテリ
3 低圧バッテリ
4 熱電素子
5 平滑コンデンサ
6 インバータ
22 コイル
22A コイルエンド
22B コイルエンド
40 走行用モータ
42 三相電流センサ
44 レゾルバ
48 サーミスタ
50 インバータ制御装置
51 マイクロコンピュータ
70 上段駆動電源
70a 昇圧回路
72 下段駆動電源
74 マイコン電源
75 降圧電源
76 絶縁電源
180 P端子
182 ライン
184 ライン
186 ライン
187 高圧側電圧検出部
188 +B端子
189 端子
190 ライン
520 MOSFET駆動部
530 温度検出部
540 三相電流検出部
550 レゾルバインターフェース
560 モータコイル温度検出部
1 Motor drive system 2 High-voltage battery 3 Low-voltage battery 4 Thermoelectric element 5 Smoothing capacitor 6 Inverter 22 Coil 22A Coil end 22B Coil end 40 Traveling motor 42 Three-phase current sensor 44 Resolver 48 Thermista 50 Inverter controller 51 Microcomputer 70 Upper drive power supply 70a Booster circuit 72 Lower drive power supply 74 Microcomputer power supply 75 Step-down power supply 76 Insulated power supply 180 P terminal 182 Line 184 Line 186 Line 187 High voltage side voltage detection unit 188 + B terminal 189 terminal 190 Line 520 MOSFET drive unit 530 Temperature detection unit 540 Three-phase current Detector 550 Resolver interface 560 Motor coil temperature detector

Claims (5)

回転電機と、
前記回転電機の駆動時に発熱する発熱部に熱的に接続され、熱エネルギを電気エネルギに変換可能な熱電素子と、
前記熱電素子に電気的に接続され、前記熱電素子からの電気エネルギに基づいて第1電源電圧を生成する第1電源回路とを含み、
前記回転電機は、前記第1電源回路により生成される前記第1電源電圧に基づいて動作可能である、車両用駆動装置。
With a rotary electric machine
A thermoelectric element that is thermally connected to a heat generating part that generates heat when the rotary electric machine is driven and can convert thermal energy into electric energy.
Includes a first power supply circuit that is electrically connected to the thermoelectric element and generates a first power supply voltage based on the electrical energy from the thermoelectric element.
The rotary electric machine is a vehicle drive device that can operate based on the first power supply voltage generated by the first power supply circuit.
前記回転電機に電気的に接続される電力変換装置と、
前記電力変換装置を制御する制御装置とを更に含み、
前記電力変換装置又は前記制御装置は、前記第1電源回路により生成される前記第1電源電圧に基づいて動作可能である、請求項1に記載の車両用駆動装置。
A power converter electrically connected to the rotary electric machine and
Further including a control device for controlling the power conversion device,
The vehicle drive device according to claim 1, wherein the power conversion device or the control device can operate based on the first power supply voltage generated by the first power supply circuit.
前記回転電機に電気的に接続される電力変換装置と、
前記電力変換装置を制御する制御装置と、
車載バッテリに電気的に接続され、前記車載バッテリからの電気エネルギに基づいて第2電源電圧を生成する第2電源回路とを更に含み、
前記電力変換装置又は前記制御装置は、前記第1電源回路により生成される前記第1電源電圧と、前記第2電源回路により生成される前記第2電源電圧とに基づいて動作可能である、請求項1に記載の車両用駆動装置。
A power converter electrically connected to the rotary electric machine and
A control device that controls the power conversion device and
It further includes a second power supply circuit that is electrically connected to the vehicle-mounted battery and generates a second power supply voltage based on the electrical energy from the vehicle-mounted battery.
The power conversion device or the control device can operate based on the first power supply voltage generated by the first power supply circuit and the second power supply voltage generated by the second power supply circuit. Item 2. The vehicle drive device according to item 1.
前記発熱部は、前記回転電機及び前記電力変換装置のうちの少なくともいずれか一方の構成要素を含む、請求項2又は3に記載の車両用駆動装置。 The vehicle drive device according to claim 2 or 3, wherein the heat generating unit includes at least one component of the rotary electric machine and the power conversion device. 前記発熱部は、前記回転電機のステータコイルにおける軸方向の端部を含む、請求項4に記載の車両用駆動装置。 The vehicle drive device according to claim 4, wherein the heat generating portion includes an axial end portion of the stator coil of the rotary electric machine.
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