JP2021129396A - Control circuit of power converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機の各相の巻線に接続された上下アームのスイッチを有する電力変換器の制御回路に関する。 The present invention relates to a control circuit of a power converter having switches for upper and lower arms connected to windings of each phase of a rotating electric machine.
この種の制御回路としては、例えば特許文献１に記載されているように、多相の回転電機と、回転電機の各相巻線に電気的に接続された上下アームの駆動対象スイッチを有する電力変換器と、を備えるシステムに適用されるものが知られている。制御回路は、システムに異常が発生したと判定した場合、異常時制御を実行する。異常時制御として、例えば、上下アームの駆動対象スイッチが強制的にオフ状態に切り替えられるシャットダウン制御、及び上下アームのうちいずれか一方のアームにおける全ての相の駆動対象スイッチがオン状態に切り替えられ、他方のアームにおける全ての相の駆動対象スイッチがオフ状態に切り替えられる短絡制御のいずれかが実行される。
As a control circuit of this type, for example, as described in
異常時制御が実行される場合、駆動対象スイッチの駆動状態の切り替えに伴うサージ電圧が発生する。このサージ電圧が駆動対象スイッチの耐圧を超えると、駆動対象スイッチの信頼性が低下するおそれがある。 When the abnormal time control is executed, a surge voltage is generated due to the switching of the drive state of the drive target switch. If this surge voltage exceeds the withstand voltage of the drive target switch, the reliability of the drive target switch may decrease.
また、サージ電圧は、以下に説明する場合に増大する可能性がある。例えば、上下アーム短絡を防止するためシャットダウン制御が実行された後に短絡制御が実行される場合、上下アームのうちいずれか一方の駆動対象スイッチが、全ての相で同時にオン状態に切り替えられることがある。この場合、各相の駆動対象スイッチで発生するサージ電圧が重畳し、サージ電圧が増大する可能性がある。 Also, the surge voltage may increase as described below. For example, if short-circuit control is executed after shutdown control is executed to prevent short-circuiting of the upper and lower arms, one of the upper and lower arm drive target switches may be switched on at the same time in all phases. .. In this case, the surge voltage generated by the drive target switch of each phase may be superimposed, and the surge voltage may increase.
そこで、本発明の主たる目的は、異常時制御を実行する場合に、駆動対象スイッチの信頼性が低下することを回避できる電力変換器の制御回路を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a control circuit of a power converter that can avoid a decrease in reliability of a switch to be driven when performing abnormal state control.
本発明は、多相の回転電機と、前記回転電機の各相の巻線に電気的に接続された上下アームの駆動対象スイッチを有する電力変換器と、を備えるシステムに適用され、前記駆動対象スイッチの駆動状態をオン状態及びオフ状態のうち一方から他方に切り替える電力変換器の制御回路において、前記システムに異常が発生しているか否かを判定する判定部と、前記システムに異常が発生していると判定された場合、上下アームのうち少なくとも一方のアームにおける全ての相の前記駆動対象スイッチを同じ駆動状態にする異常時制御を実行する異常時制御部と、上下アームの前記駆動対象スイッチを交互にオン状態に切り替える駆動制御における前記駆動対象スイッチのスイッチング速度よりも、前記異常時制御における前記駆動対象スイッチのスイッチング速度を低減する速度変更部と、を備える。 The present invention is applied to a system including a multi-phase rotary electric machine and a power converter having a drive target switch of an upper and lower arm electrically connected to a winding of each phase of the rotary electric machine. In the control circuit of the power converter that switches the drive state of the switch from one of the on state and the off state to the other, a determination unit that determines whether or not an abnormality has occurred in the system and an abnormality have occurred in the system. When it is determined to be It is provided with a speed changing unit that reduces the switching speed of the drive target switch in the abnormal state control rather than the switching speed of the drive target switch in the drive control that alternately switches the on state.
本発明において、システムに異常が発生したと判定された場合、異常時制御部は異常時制御を実行する。異常時制御において、上下アームのうちいずれか一方の駆動対象スイッチはオフ状態に切り替えられ、他方の駆動対象スイッチはオフ状態及びオン状態のいずれか一方に切り替えられる。速度変更部は、異常時制御における駆動対象スイッチのスイッチング速度を、駆動制御における駆動対象スイッチのスイッチング速度より低減する。サージ電圧は駆動スイッチのスイッチング速度が低いほど小さくなるため、異常時制御で発生するサージ電圧を抑制することができる。その結果、駆動対象スイッチの信頼性が低下することを回避できる。 In the present invention, when it is determined that an abnormality has occurred in the system, the abnormality control unit executes the abnormality control. In the abnormality control, one of the upper and lower arms, the drive target switch, is switched to the off state, and the other drive target switch is switched to either the off state or the on state. The speed changing unit reduces the switching speed of the drive target switch in the abnormal state control from the switching speed of the drive target switch in the drive control. Since the surge voltage becomes smaller as the switching speed of the drive switch is lower, the surge voltage generated in the abnormal state control can be suppressed. As a result, it is possible to avoid a decrease in the reliability of the drive target switch.
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る制御回路を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る制御回路は、電力変換器としての３相インバータに適用される。本実施形態において、インバータを備える制御システムは、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される。
<First Embodiment>
Hereinafter, the first embodiment in which the control circuit according to the present invention is embodied will be described with reference to the drawings. The control circuit according to this embodiment is applied to a three-phase inverter as a power converter. In the present embodiment, the control system including the inverter is mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
図１に示すように、制御システムは、回転電機１０及びインバータ１５を備えている。回転電機１０は、車載主機であり、そのロータが図示しない駆動輪と動力伝達可能とされている。本実施形態では、回転電機１０として、同期機が用いられており、より具体的には、永久磁石同期機が用いられている。
As shown in FIG. 1, the control system includes a rotary
インバータ１５は、スイッチングデバイス部２０を備えている。スイッチングデバイス部２０は、上アームスイッチＳＷＨと下アームスイッチＳＷＬとの直列接続体を３相分備えている。各相において、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの接続点には、回転電機１０の巻線１１の第１端が接続されている。各相巻線１１の第２端は、中性点で接続されている。各相巻線１１は、電気角で互いに１２０°ずらされて配置されている。ちなみに、本実施形態では、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、より具体的には、ＩＧＢＴが用いられている。上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬには、フリーホイールダイオードである上，下アームダイオードＤＨ，ＤＬが逆並列に接続されている。
The
各上アームスイッチＳＷＨの高電位側端子であるコレクタには、高電位側電気経路２２Ｈを介して、高圧電源３０の正極端子が接続されている。各下アームスイッチＳＷＬの低電位側端子であるエミッタには、低電位側電気経路２２Ｌを介して、高圧電源３０の負極端子が接続されている。本実施形態において、高圧電源３０は、２次電池であり、その出力電圧（定格電圧）が例えば百Ｖ以上である。
The positive electrode terminal of the high-
インバータ１５は、「蓄電部」としてのコンデンサ２３を備えている。コンデンサ２３は、高電位側電気経路２２Ｈと、低電位側電気経路２２Ｌとを電気的に接続している。
The
インバータ１５は、制御回路５０を備えている。図２を用いて、制御回路５０の構成について説明する。図２には、制御回路５０及びその駆動対象スイッチである下アームスイッチＳＷＬに係る構成を示す。なお、制御回路５０のうち、上アームスイッチＳＷＨに係る構成は、基本的には、下アームスイッチＳＷＬに係る構成と同じ構成である。このため、以下では、下アームスイッチＳＷＬに係る構成を主に説明する。
The
制御回路５０は、マイコン５１、駆動回路５２及び速度変更部５３を備えている。マイコン５１は、ＣＰＵと、それ以外の周辺回路とを備えている。周辺回路には、外部と信号をやり取りするための入出力部が含まれている。マイコン５１は、回転電機１０の制御量をその指令値に制御すべく、スイッチングデバイス部２０の各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬに対するスイッチング指令を生成する。制御量は、例えばトルクである。マイコン５１は、各相において、上アームスイッチＳＷＨと下アームスイッチＳＷＬとが交互にオンされるようなスイッチング指令を生成する。マイコン５１は、制御回路５０の低圧領域に設けられている。
The
駆動回路５２及び速度変更部５３は、制御回路５０のうち、低圧領域とは電気的に絶縁された高圧領域に設けられている。駆動回路５２には、マイコン５１から出力されたスイッチング指令が図示しない絶縁伝達部を介して入力される。絶縁伝達部は、例えば、フォトカプラ又は磁気カプラである。駆動回路５２は、入力されたスイッチング指令に基づき、速度変更部５３を介して、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの駆動状態をオン状態及びオフ状態のうち一方から他方に切り替える。
The
速度変更部５３は、定電圧電源６０、第１充電経路６１、第１充電用スイッチ６２及び第１充電用抵抗体６３を備えている。定電圧電源６０には、第１充電経路６１を介して、下アームスイッチＳＷＬのゲートが接続されている。第１充電経路６１には、第１充電用スイッチ６２及び第１充電用抵抗体６３が設けられている。
The
速度変更部５３は、第２充電経路６４、第２充電用スイッチ６５及び第２充電用抵抗体６６を備えている。定電圧電源６０には、第２充電経路６４を介して、下アームスイッチＳＷＬのゲートが接続されている。第２充電経路６４には、第２充電用スイッチ６５及び第２充電用抵抗体６６が設けられている。ここで、第２充電用抵抗体６６の抵抗値Ｒｏｎ２は、第１充電用抵抗体６３の抵抗値Ｒｏｎ１よりも大きい値である。
The
速度変更部５３は、第１放電経路７１、第１放電用スイッチ７２及び第１放電用抵抗体７３を備えている。下アームスイッチＳＷＬのゲートには、第１放電経路７１を介して、下アームスイッチＳＷＬのエミッタが接続されている。第１放電経路７１には、第１放電用スイッチ７２及び第１放電用抵抗体７３が設けられている。
The
速度変更部５３は、第２放電経路７４、第２放電用スイッチ７５及び第２放電用抵抗体７６を備えている。下アームスイッチＳＷＬのゲートには、第２放電経路７４を介して、下アームスイッチＳＷＬのエミッタが接続されている。第２放電経路７４には、第２放電用スイッチ７５及び第２放電用抵抗体７６が設けられている。ここで、第２放電用抵抗体７６の抵抗値Ｒｏｆｆ２は、第１放電用抵抗体７３の抵抗値Ｒｏｆｆ１よりも大きい値である。
The
速度変更部５３は、遮断用経路８１、ソフト遮断用スイッチ８２及び遮断用抵抗体８３を備えている。下アームスイッチＳＷＬのゲートには、遮断用経路８１を介して、下アームスイッチＳＷＬのエミッタが接続されている。遮断用経路８１には、ソフト遮断用スイッチ８２及び遮断用抵抗体８３が設けられている。ここで、遮断用抵抗体８３の抵抗値Ｒｓｏｆｔは、第１放電用抵抗体７３の抵抗値Ｒｏｆｆ１よりも大きい値であり、特に本実施形態では、第２放電用抵抗体７６の抵抗値Ｒｏｆｆ２よりも大きい値である。
The
なお、本実施形態では、第１充電用スイッチ６２及び第２充電用スイッチ６５としてＰチャネルＭＯＳＦＥＴを用いており、第１放電用スイッチ７２、第２放電用スイッチ７５及びソフト遮断用スイッチ８２として、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いている。
In the present embodiment, the P-channel MOSFET is used as the first charging
速度変更部５３は、プルダウン抵抗体８４を備えている。プルダウン抵抗体８４の第１端には、下アームスイッチＳＷＬのゲートが接続されている。プルダウン抵抗体８４の第２端には、下アームスイッチＳＷＬのエミッタが接続されている。プルダウン抵抗体８４は、例えば第１，第２放電用スイッチ７２，７５をオン状態にできない異常等、ゲート電荷を放電できなくなることを回避するために設けられている。プルダウン抵抗体８４の抵抗値Ｒｐは、第１放電用抵抗体７３の抵抗値Ｒｏｆｆ１よりも大きい値である。
The
次に、図３を用いて、制御回路５０によって実行される制御の一例について説明する。図３（ａ）は上アームスイッチＳＷＨの駆動状態を示し、図３（ｂ）は下アームスイッチＳＷＬの駆動状態を示し、図３（ｃ）はコンデンサ２３の電圧ＶＨの推移を示す。
Next, an example of the control executed by the
時刻ｔ１までの期間において、マイコン５１は、回転電機１０の駆動制御を実行するべく、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬに対応する上，下アーム駆動信号を駆動回路５２に出力する。本実施形態において、駆動制御とは、回転電機１０の制御量をその指令値に制御するためのスイッチング指令を生成して出力することである。駆動信号は、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのオン状態への切り替えを指示するオン指令と、オフ状態への切り替えを指示するオフ指令とのいずれかをとる。駆動制御により、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬが交互にオン状態に切り替えられる。
In the period up to time t1, the
下アームスイッチＳＷＬを例にして説明すると、駆動回路５２は、駆動信号がオン指令の場合、充電処理を行う。充電処理は、第１充電用スイッチ６２及び第２充電用スイッチ６５のうちいずれか一方をオン状態にして、かつ、第１充電用スイッチ６２及び第２充電用スイッチ６５のうち他方、第１放電用スイッチ７２、第２放電用スイッチ７５及びソフト遮断用スイッチ８２をオフ状態にする処理である。充電処理によれば、下アームスイッチＳＷＬのゲートに充電電流が供給され、そのゲート電圧が閾値電圧以上となり、下アームスイッチＳＷＬがオン状態に切り替えられる。
Taking the lower arm switch SWL as an example, the
本実施形態において、駆動回路５２は、ゲート電荷の充電が開始されてから完了されるまでの期間の途中において、下アームスイッチＳＷＬのゲートに接続される充電用抵抗体の抵抗値を、高いものから低いものへと変更するアクティブゲートコントロールを実行する。
In the present embodiment, the
詳しくは、駆動回路５２は、駆動信号がオン指令とされる期間の前半において、第１充電用スイッチ６２をオフ状態とし、かつ、第２充電用スイッチ６５をオン状態として、ゲート電荷の充電速度を低速度とする。これにより、第２充電経路６４を介して下アームスイッチＳＷＬのゲートに充電電流が供給される。その後、駆動回路５２は、駆動信号がオン指令とされる期間の後半において、第１充電用スイッチ６２をオン状態とし、かつ、第２充電用スイッチ６５をオフ状態として、ゲート電荷の充電速度を高速度とする。これにより、第１充電経路６１を介して下アームスイッチＳＷＬのゲートに充電電流が供給される。その結果、下アームスイッチＳＷＬがオフ状態からオン状態に切り替えられる。以上説明したアクティブゲートコントロールにおけるスイッチング速度は、第１，第２充電経路６１，６４のうち第２充電経路６４のみを用いて下アームスイッチＳＷＬをオン状態に切り替える場合のスイッチング速度よりも高い。
Specifically, in the
駆動回路５２は、下アーム駆動信号がオフ指令の場合、放電処理を行う。放電処理は、第１放電用スイッチ７２及び第２放電用スイッチ７５のうちいずれか一方をオン状態にして、かつ、第１放電用スイッチ７２及び第２放電用スイッチ７５のうち他方、第１充電用スイッチ６２、第２充電用スイッチ６５及びソフト遮断用スイッチ８２をオフ状態にする処理である。放電処理によれば、下アームスイッチＳＷＬのゲートから電荷が放電され、そのゲート電圧が閾値電圧未満となり、下アームスイッチＳＷＬがオフ状態に切り替えられる。
The
本実施形態において、駆動回路５２は、ゲート電荷の放電が開始されてから完了されるまでの期間の途中において、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのゲートに接続される放電用抵抗体の抵抗値を、低いものから高いものへと変更するアクティブゲートコントロールを実行する。
In the present embodiment, the
詳しくは、駆動回路５２は、駆動信号がオフ指令とされる期間の前半において、第１放電用スイッチ７２をオン状態とし、かつ、第２放電用スイッチ７５をオフ状態として、ゲート電荷の放電速度を高速度とする。これにより、第１放電経路７１を介してゲート電荷が放電される。その後、駆動回路５２は、駆動信号がオフ指令とされる期間の後半において、第１放電用スイッチ７２をオフ状態とし、かつ、第２放電用スイッチ７５をオン状態として、ゲート電荷の放電速度を低速度とする。これにより、第２放電経路７４を介してゲート電荷が放電される。その結果、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬがオン状態からオフ状態に切り替えられる。以上説明したアクティブゲートコントロールにおけるスイッチング速度は、第１，第２放電経路７１，７４のうち第２放電経路７４のみを用いて下アームスイッチＳＷＬをオフ状態に切り替える場合のスイッチング速度よりも高い。
Specifically, the
時刻ｔ１において、マイコン５１により制御システムに異常が発生したと判定されると、マイコン５１は、上下アーム短絡を防止するため、シャットダウン指令を駆動回路５２に出力する。駆動回路５２にシャットダウン指令が入力されると、駆動回路５２は、３相分の上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフ状態に切り替えるシャットダウン制御を実行する。シャットダウン制御が実行されると、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬには、スイッチング速度に比例したサージ電圧が発生する。なお、本実施形態において、マイコン５１が「判定部」に相当する。
When the
時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、シャットダウン制御が実行される。この期間において回転電機１０を構成するロータの回転によって巻線１１に逆起電圧が発生すると、巻線１１の線間電圧が、コンデンサ２３の電圧ＶＨよりも高くなることがある。この場合、上，下アームダイオードＤＨ，ＤＬ、巻線１１及びコンデンサ２３を含む閉回路に、巻線１１で発生した誘起電流が流れるいわゆる回生が実施される。その結果、コンデンサ２３の電圧ＶＨは上昇する。コンデンサ２３の電圧ＶＨが上昇し続けると、コンデンサ２３、スイッチングデバイス部２０及びコンデンサ２３に接続されたスイッチングデバイス部２０以外の機器のうち、少なくとも１つが過電圧となり故障する懸念がある。
Shutdown control is executed in the period from time t1 to time t2. If a counter electromotive voltage is generated in the winding 11 due to the rotation of the rotor constituting the rotary
このような過電圧となることを回避するために、時刻ｔ２において、マイコン５１は、３相分の上アームスイッチＳＷＨをオフ状態にし、かつ、３相分の下アームスイッチＳＷＬをオン状態にする３相短絡制御（以下、ＡＳＣ制御）を実行するべく、ＡＳＣ指令を駆動回路５２に出力する。駆動回路５２にＡＳＣ指令が入力されると、駆動回路５２は下アームスイッチＳＷＬをオン状態に切り替える。これにより、下アームスイッチＳＷＬには、スイッチング速度に比例したサージ電圧が発生する。また、この場合、３相分の下アームスイッチＳＷＬが同時にオン状態に切り替えられるため、３相分のサージ電圧が重畳し、サージ電圧が増大する可能性がある。なお、本実施形態において、シャットダウン制御及びＡＳＣ制御が「異常時制御」に相当し、駆動回路５２が「異常時制御部」に相当する。
In order to avoid such an overvoltage, at time t2, the
ＡＳＣ制御が実行される時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間において、巻線１１及び下アームスイッチＳＷＬ間で誘起電流が循環するため、回生が実施されない。その結果、コンデンサ２３に誘起電流が流れない。そのため、図３に示す例では、コンデンサ２３の電圧ＶＨは低下する。しかし、このままＡＳＣ制御が継続されると、誘起電流の循環により、例えば下アームスイッチＳＷＬが過熱異常となる懸念がある。 During the period from time t2 to time t3 when ASC control is executed, regeneration is not performed because the induced current circulates between the winding 11 and the lower arm switch SWL. As a result, the induced current does not flow through the capacitor 23. Therefore, in the example shown in FIG. 3, the voltage VH of the capacitor 23 drops. However, if the ASC control is continued as it is, there is a concern that, for example, the lower arm switch SWL may become overheated due to the circulation of the induced current.
そこで、本実施形態では、時刻ｔ３において、マイコン５１は、再びシャットダウン指令を駆動回路５２に出力する。これにより、シャットダウン制御が実行され、下アームスイッチＳＷＬには、スイッチング速度に比例したサージ電圧が発生する。また、この場合も、３相分の下アームスイッチＳＷＬが同時にオフ状態に切り替えられるため、３相分のサージ電圧が重畳し、サージ電圧が増大する可能性がある。
Therefore, in the present embodiment, at time t3, the
上述した制御以外にも、本実施形態では、以下で説明する制御が駆動回路５２により実行される。
In addition to the controls described above, in the present embodiment, the controls described below are executed by the
上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬに対応する駆動回路５２は、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬに過電流が流れると判定した場合にソフト遮断処理を実行する。ソフト遮断処理は、第１充電用スイッチ６２、第２充電用スイッチ６５、第１放電用スイッチ７２及び第２放電用スイッチ７５をオフ状態にし、かつ、ソフト遮断用スイッチ８２をオン状態にする処理である。これにより、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬで発生するサージ電圧を抑制しつつ、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフ状態に切り替えて過電流から保護する。
The
次に、時刻ｔ２において実行されるＡＳＣ制御について、更に説明する。本実施形態において、下アームスイッチＳＷＬに対応する駆動回路５２は、ＡＳＣ制御を実行する場合、第２充電用スイッチ６５をオン状態にし、かつ、第１充電用スイッチ６２、第１放電用スイッチ７２、第２放電用スイッチ７５及びソフト遮断用スイッチ８２をオフ状態にする。これにより、第２充電経路６４を介して下アームスイッチＳＷＬのゲートに充電電流が供給され、下アームスイッチＳＷＬがオン状態に切り替えられる。
Next, the ASC control executed at time t2 will be further described. In the present embodiment, the
続いて、時刻ｔ１及びｔ３において実行されるシャットダウン制御について、更に説明する。上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬに対応する駆動回路５２は、シャットダウン制御を実行する場合、第２放電用スイッチ７５をオン状態にし、かつ、第１充電用スイッチ６２、第２充電用スイッチ６５、第１放電用スイッチ７２及びソフト遮断用スイッチ８２をオフ状態にする。これにより、第２放電経路７４を介して上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのゲートから放電電流が流され、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬがオフ状態に切り替えられる。
Subsequently, the shutdown control executed at the times t1 and t3 will be further described. The
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the present embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
本実施形態において、制御システムに異常が発生したと判定された場合、駆動回路５２は、ＡＳＣ制御又はシャットダウン制御を実行する。ＡＳＣ制御が実行される場合、駆動回路５２は、第２充電経路６４を介して下アームスイッチＳＷＬに充電電流を供給し、下アームスイッチＳＷＬをオン状態に切り替える。そのため、ゲート電荷の充電期間の途中において第２充電経路６４から第１充電経路６１へ切り替えられる通常の駆動制御の場合よりも、充電電流は低減される。これにより、ＡＳＣ制御における下アームスイッチＳＷＬのスイッチング速度は、通常の駆動制御における下アームスイッチＳＷＬのスイッチング速度よりも低減される。スイッチング速度が低減されるほど下アームスイッチＳＷＬで発生するサージ電圧は小さくなるため、ＡＳＣ制御で発生するサージ電圧を抑制することができる。その結果、下アームスイッチＳＷＬの信頼性が低下することを回避できる。
In the present embodiment, when it is determined that an abnormality has occurred in the control system, the
また、シャットダウン制御が実行される場合、駆動回路５２は、第２放電経路７４を介して上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのゲートから電荷を放電し、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフ状態に切り替える。そのため、ゲート電荷の放電期間の途中において第１放電経路７１から第２放電経路７４へ切り替えられる通常の駆動制御の場合よりも、放電電流は低減される。これにより、シャットダウン制御における上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング速度は、通常の駆動制御における上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング速度よりも低減される。その結果、シャットダウン制御で発生するサージ電圧を抑制することができるため、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの信頼性が低下することを回避できる。
When the shutdown control is executed, the
本実施形態では、シャットダウン制御が実行された後にＡＳＣ制御が実行される。この場合、全ての相の下アームスイッチＳＷＬは、同時にオン状態に切り替えられ、各相の下アームスイッチＳＷＬで発生するサージ電圧が重畳されることで、サージ電圧が増大する可能性がある。このため、シャットダウン制御が実行された後にＡＳＣ制御が実行される場合において、スイッチング速度を低減できる上述した構成を用いるメリットが大きい。 In this embodiment, the ASC control is executed after the shutdown control is executed. In this case, the lower arm switch SWLs of all the phases are switched on at the same time, and the surge voltage generated by the lower arm switch SWLs of each phase is superimposed, so that the surge voltage may increase. Therefore, when the ASC control is executed after the shutdown control is executed, there is a great merit of using the above-described configuration that can reduce the switching speed.
また、ＡＳＣ制御が実行された後に、再びシャットダウン制御が実行される。この場合、全ての相の下アームスイッチＳＷＬは、同時にオフ状態に切り替えられ、各相の下アームスイッチＳＷＬで発生するサージ電圧が重畳されることで、サージ電圧が増大する可能性がある。この場合においても、スイッチング速度を低減できる上述した構成を用いるメリットが大きい。 Further, after the ASC control is executed, the shutdown control is executed again. In this case, the lower arm switch SWL of all the phases is switched off at the same time, and the surge voltage generated by the lower arm switch SWL of each phase is superimposed, so that the surge voltage may increase. Even in this case, there is a great merit of using the above-described configuration that can reduce the switching speed.
第２充電経路６４、第２充電用スイッチ６５及び第２充電用抵抗体６６は、ＡＳＣ制御が実行される場合に用いられるのに加えて、通常の駆動制御におけるアクティブゲートコントロールが実行される場合にも用いられる。そのため、通常の駆動制御で用いられる構成をＡＳＣ制御に流用することができ、制御回路５０を簡素化することができる。
The
第２放電経路７４、第２放電用スイッチ７５及び第２放電用抵抗体７６は、シャットダウン制御が実行される場合に用いられるのに加えて、通常の駆動制御におけるアクティブゲートコントロールが実行される場合にも用いられる。そのため、通常の駆動制御で用いられる構成をシャットダウン制御に流用することができ、制御回路５０を簡素化することができる。
The
＜第１実施形態の変形例＞
・上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬに対応する駆動回路５２は、シャットダウン制御を実行する場合、第２放電経路７４に代えて、遮断用経路８１によりゲート電荷を放電させて上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフ状態に切り替えてもよい。詳しくは、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬに対応する駆動回路５２は、第１充電用スイッチ６２、第２充電用スイッチ６５、第１放電用スイッチ７２及び第２放電用スイッチ７５をオフ状態にし、かつ、ソフト遮断用スイッチ８２をオン状態にすればよい。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
<Modified example of the first embodiment>
When the
・第１充電用抵抗体６３の抵抗値Ｒｏｎ１及び第２充電用抵抗体６６の抵抗値Ｒｏｎ２は、同じ値であってもよい。この場合、駆動回路５２は、アクティブゲートコントロールにおいて、駆動信号がオン指令とされる期間の前半に、第１充電用スイッチ６２及び第２充電用スイッチ６５のいずれか一方をオン状態として、ゲート電荷の充電速度を低速度とすればよい。その後、駆動回路５２は、駆動信号がオン指令とされる期間の後半において、第１充電用スイッチ６２及び第２充電用スイッチ６５をオン状態として、ゲート電荷の充電速度を高速度とすればよい。また、駆動回路５２は、ＡＳＣ制御を実行する場合、第１充電用スイッチ６２及び第２充電用スイッチ６５のいずれか一方をオン状態とすればよい。
The resistance value Ron1 of the
・第１放電用抵抗体７３の抵抗値Ｒｏｆｆ１及び第２放電用抵抗体７６の抵抗値Ｒｏｆｆ２は、同じ値であってもよい。この場合、駆動回路５２は、アクティブゲートコントロールにおいて、駆動信号がオン指令とされる期間の前半に、第１放電用スイッチ７２及び第２放電用スイッチ７５をオン状態として、ゲート電荷の放電速度を高速度とすればよい。その後、駆動回路５２は、駆動信号がオン指令とされる期間の後半において、第１放電用スイッチ７２及び第２放電用スイッチ７５のいずれか一方をオン状態として、ゲート電荷の放電速度を低速度とすればよい。また、駆動回路５２は、シャットダウン制御を実行する場合、第１放電用スイッチ７２及び第２放電用スイッチ７５のいずれか一方をオン状態とすればよい。
The resistance value Roff1 of the
・速度変更部５３は、充電経路を３つ以上備えていてもよい。この場合、複数の充電経路のうち抵抗値が最小の充電経路以外の充電経路を用いて下アームスイッチＳＷＬをオン状態に切り替えるＡＳＣ制御が実行されればよい。
-The
・速度変更部５３は、放電経路を３つ以上備えていてもよい。この場合、複数の放電経路のうち抵抗値が最小の放電経路以外の放電経路を用いて上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフ状態に切り替えるシャットダウン制御が実行されればよい。
The
・充電処理におけるアクティブゲートコントロールは実行されなくてもよい。つまり、上，下アームに対応する駆動回路５２は、駆動信号がオン指令とされる場合、第１充電経路６１及び第２充電経路６４のうち、例えば第１充電経路６１のみを用いて上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオン状態に切り替えてもよい。
-Active gate control in the charging process does not have to be executed. That is, when the drive signal is an ON command, the
・放電処理におけるアクティブゲートコントロールは実行されなくてもよい。つまり、上，下アームに対応する駆動回路５２は、駆動信号がオン指令とされる場合、第１放電経路７１及び第２放電経路７４のうち、例えば、第１放電経路７１のみを用いて上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフ状態に切り替えてもよい。
-Active gate control in the discharge process does not have to be executed. That is, when the drive signal is an on command, the
・シャットダウン制御による下アームスイッチＳＷＬのゲート電荷の放電は、プルダウン抵抗体８４を介して実行されてもよい。つまり、駆動回路５２は、第１充電用スイッチ６２、第２充電用スイッチ６５、第１放電用スイッチ７２、第２放電用スイッチ７５及びソフト遮断用スイッチ８２をオフ状態として、プルダウン抵抗体８４を介して下アームスイッチＳＷＬのゲートから電荷を放電してもよい。
The discharge of the gate charge of the lower arm switch SWL by shutdown control may be executed via the pull-
・制御システムに異常が発生したと判定された場合における駆動回路５２が実行する制御は、図３で説明した制御に限らない。例えば、駆動回路５２は、制御システムに異常が発生したと判定した場合、シャットダウン制御を実行することなく、ＡＳＣ制御を実行してもよい。
-The control executed by the
この場合、駆動回路５２は、上アームスイッチＳＷＨをオフ状態に切り替え、かつ、下アームスイッチＳＷＬをオン状態に切り替える。詳しくは、上アームスイッチＳＷＨに対応する駆動回路５２は、第２放電用スイッチ７５をオン状態にし、かつ、第１充電用スイッチ６２、第２充電用スイッチ６５、第１放電用スイッチ７２及びソフト遮断用スイッチ８２をオフ状態にする。下アームスイッチＳＷＬに対応する駆動回路５２は、第２充電用スイッチ６５をオン状態にし、かつ、第１充電用スイッチ６２、第１放電用スイッチ７２、第２放電用スイッチ７５及びソフト遮断用スイッチ８２をオフ状態にする。
In this case, the
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、図４に示すように、速度変更部５３は、電圧変更回路６７を備えている。なお、本実施形態において電圧変更回路６７が「電圧変更部」に相当する。また、図４において、先の図２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。また、本実施形態においても、駆動回路５２及び速度変更部５３については、下アームスイッチＳＷＬに係る構成を主に説明する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the
電圧変更回路６７は、定電圧電源６０と、第１充電用スイッチ６２及び第２充電用スイッチ６５との間に接続されている。
The
制御システムに異常が発生したと判定された場合、駆動回路５２は、電圧変更回路６７に電圧変更指令を出力する。本実施形態において、電圧変更回路６７は、電圧変更指令が入力されていない場合、定電圧電源６０の出力電圧である第１電圧Ｖｇ１をそのまま出力する。一方、電圧変更回路６７は、電圧変更指令が入力された場合、第１電圧Ｖｇ１を降圧した第２電圧Ｖｇ２を出力する。
When it is determined that an abnormality has occurred in the control system, the
ＡＳＣ制御が実行される場合、駆動回路５２は、通常の駆動制御において用いられる第１電圧Ｖｇ１よりも小さい第２電圧Ｖｇ２を用いて、下アームスイッチＳＷＬをオン状態に切り替える。これにより、下アームスイッチＳＷＬのゲートに供給される充電電流が低減されるため、下アームスイッチＳＷＬをオン状態に切り替える場合のスイッチング速度が低減される。例えば、駆動回路５２は、第２充電経路６４を介して、第２電圧Ｖｇ２を用いて充電電流を下アームスイッチＳＷＬのゲートに供給すればよい。詳しくは、下アームスイッチＳＷＬに対応する駆動回路５２は、第１充電用スイッチ６２、第１放電用スイッチ７２、第２放電用スイッチ７５及びソフト遮断用スイッチ８２をオフ状態にし、かつ、第２充電用スイッチ６５をオフ状態にすればよい。
When the ASC control is executed, the
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、以下の効果を得ることができる。 According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.
下アームスイッチＳＷＬのゲートに供給される充電電流は、定電圧電源６０を電力供給源として生成される。そのため、電圧変更回路６７からは、一定の電圧である第２電圧Ｖｇ２が出力される。充電電流の大きさは第２電圧Ｖｇ２の大きさによって決まる。このため、電圧変更回路６７が定電圧である第２電圧Ｖｇ２を出力することにより、例えば、充電電流を安定させつつ低減することができる。
The charging current supplied to the gate of the lower arm switch SWL is generated by using the constant
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態において、速度変更部５３は、図５に示すように、切替回路９０、第１定電流用経路９１、第２定電流用経路９２、第１定電流用抵抗体９３、第２定電流用抵抗体９４、定電流用スイッチ９５、オペアンプ９６及び基準電源９７を備えている。本実施形態では、定電流用スイッチ９５として、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、より具体的には、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられている。なお、図５において、先の図２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。また、本実施形態においても、駆動回路５２及び速度変更部５３については、下アームスイッチＳＷＬに係る構成を主に説明する。
<Third Embodiment>
Hereinafter, the third embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the
定電圧電源６０は、切替回路９０に接続されている。第１定電流用経路９１の一端は、切替回路９０に接続され、他端は、定電流用スイッチ９５のソースに接続されている。また、第２定電流用経路９２の一端は、切替回路９０に接続され、他端は、定電流用スイッチ９５のソースに接続されている。定電流用スイッチ９５のドレインは、下アームスイッチＳＷＬのゲートに接続されている。
The constant
第１定電流用経路９１には、第１定電流用抵抗体９３が設けられており、第２定電流用経路９２には、第２定電流用抵抗体９４が設けられている。第２定電流用抵抗体９４の抵抗値Ｒｓ２は、第１定電流用抵抗体９３の抵抗値Ｒｓ１よりも大きい値である。切替回路９０は、第１定電流用経路９１及び第２定電流用経路９２のうちいずれか一方を介して、充電電流を下アームスイッチＳＷＬのゲートに供給する。
The first constant current path 91 is provided with a first constant current resistor 93, and the second constant current path 92 is provided with a second constant
第１，第２定電流用抵抗体９３，９４及び定電流用スイッチ９５の接続点には、オペアンプ９６の反転入力端子が接続されており、オペアンプ９６の非反転入力端子には、基準電源９７が接続されている。基準電源９７は、目標値Ｖｒｅｆをオペアンプ９６の非反転入力端子に印加する。オペアンプ９６の出力端子には、定電流用スイッチ９５のゲートが接続されている。これにより、上記接続点の電圧が目標値Ｖｒｅｆになるように、定電流用スイッチ９５のゲート電圧が操作される。その結果、定電流用スイッチ９５から下アームスイッチＳＷＬのゲートに出力される充電電流は一定となる。本実施形態において、充電電流の大きさは、定電流用抵抗体の抵抗値により制御される。なお、本実施形態において、オペアンプ９６が「操作部」に相当する。
The inverting input terminal of the
駆動回路５２は、通常の駆動制御において、下アーム駆動信号がオン指令とされた場合、第１定電流用経路９１を介して充電電流を下アームスイッチＳＷＬのゲートに供給し、充電処理を実行する。これにより、下アームスイッチＳＷＬがオン状態に切り替えられる。
In normal drive control, when the lower arm drive signal is turned on, the
一方、駆動回路５２は、ＡＳＣ制御を実行する場合、切替回路９０に切替指令を出力する。切替回路９０は、切替指令が入力された場合、充電電流の経路を第１定電流用経路９１から第２定電流用経路９２へ切り替える。その後、第２定電流用経路９２を介して充電電流を下アームスイッチＳＷＬのゲートに供給し、下アームスイッチＳＷＬをオン状態に切り替える。この場合、充電経路の抵抗値が大きくなるため、下アームスイッチＳＷＬのゲートに供給される充電電流は、通常の駆動制御を実行する場合よりも低減される。その結果、ＡＳＣ制御が実行される場合において、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
On the other hand, the
＜第３実施形態の変形例＞
図６に示すように、制御回路５０には、切替回路９０、第２定電流用経路９２及び第２定電流用抵抗体９４が備えられていない。速度変更部５３は、基準電源９７に代えて、可変電源９８を備えている。駆動回路５２は、可変電源９８を操作することにより、目標値Ｖｒｅｆを可変設定してもよい。これにより、充電電流の大きさは、目標値Ｖｒｅｆにより制御される。
<Modified example of the third embodiment>
As shown in FIG. 6, the
駆動回路５２は、ＡＳＣ制御を実行する場合、通常の駆動制御を実行する場合よりも目標値Ｖｒｅｆを大きくして、下アームスイッチＳＷＬをオン状態に切り替える。これにより、下アームスイッチＳＷＬのゲートに供給される充電電流が低減される。その結果、ＡＳＣ制御が実行される場合において、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
When the
＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、図７に示すように、下アームスイッチＳＷＬに対応する速度変更部５３は、駆動用電源１００を備えている。なお、図７において、先の図２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。また、本実施形態において、上アームスイッチＳＷＨに対応する速度変更部５３は、例えば図２に示した速度変更部５３と同じ構成である。
<Fourth Embodiment>
Hereinafter, the fourth embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the
駆動用電源１００は、コンデンサ２３の電圧ＶＨが供給されることにより駆動電圧Ｖａｓｃを生成する。また、駆動用電源１００には、定電圧電源６０の出力する第１電圧Ｖｇ１が入力される。駆動用電源１００として、スイッチング電源又はシリーズ電源等、種々の電源が用いられる。
The
速度変更部５３は、駆動用経路１０１、駆動用ダイオード１０２、駆動用抵抗体１０３を備えている。駆動用電源１００には、駆動用経路１０１を介して、下アームスイッチＳＷＬのゲートが接続されている。駆動用経路１０１には、駆動用ダイオード１０２及び駆動用抵抗体１０３が設けられている。駆動用ダイオード１０２のアノードは、駆動用電源１００に接続されており、駆動用ダイオード１０２のカソードは駆動用抵抗体１０３の一端に接続されている。駆動用抵抗体１０３の他端は、下アームスイッチＳＷＬのゲートに接続されている。駆動用抵抗体１０３の抵抗値Ｒａｓｃは、第１充電用抵抗体６３の抵抗値Ｒｏｎ１よりも大きい値である。
The
駆動用電源１００、駆動用経路１０１、駆動用ダイオード１０２及び駆動用抵抗体１０３は、ＡＳＣ制御のために設けられている。詳しくは、制御システムに異常が発生し、例えば定電圧電源６０が第１電圧Ｖｇ１を出力できない異常が発生した場合、駆動用電源１００は、第１電圧Ｖｇ１の低下を判定し、駆動電圧Ｖａｓｃを生成して出力し始める。これにより、駆動用電源１００から駆動用経路１０１を介して下アームスイッチＳＷＬのゲートに充電電流が供給される。その結果、全ての相の下アームスイッチＳＷＬがオン状態に切り替えられ、ＡＳＣ制御が行われる。なお、本実施形態において、駆動用電源１００が「判定部」及び「異常時制御部」に相当する。
The
例えば定電圧電源６０が第１電圧Ｖｇ１を出力できない異常が発生すると、駆動回路５２の電力供給源がなくなるため、駆動回路５２が、第１充電用スイッチ６２及び第２充電用スイッチ６５を正常に動作できなくなる。この場合、定電圧電源６０により生成される充電電流を、下アームスイッチＳＷＬのゲートに供給することができなくなる可能性がある。このような異常が発生した場合においても、ＡＳＣ制御を適正に実施することが要求される。そこで、本実施形態において、コンデンサ２３を電力供給源とする駆動用電源１００により生成された充電電流が、下アームスイッチＳＷＬのゲートに供給されることで、ＡＳＣ制御が実行される。これにより、駆動回路５２が第１充電用スイッチ６２及び第２充電用スイッチ６５を正常に動作できなくなる異常が発生した場合でも、ＡＳＣ制御を実行することができる。
For example, when an abnormality occurs in which the constant
＜第４実施形態の変形例１＞
図８に示すように、駆動用経路１０１は、遮断用経路８１を介して、下アームスイッチＳＷＬのゲートに接続されていてもよい。詳しくは、駆動用経路１０１は、遮断用経路８１のうち、ソフト遮断用スイッチ８２及び遮断用抵抗体８３の間に接続されている。
<
As shown in FIG. 8, the
図８に示す構成においてＡＳＣ制御が実行される場合、駆動用電源１００は、駆動電圧Ｖａｓｃを生成し、駆動用経路１０１及び遮断用経路８１を介して、充電電流を下アームスイッチＳＷＬのゲートに供給する。すなわち、充電電流は、駆動用電源１００、駆動用ダイオード１０２、遮断用抵抗体８３及び下アームスイッチＳＷＬを含む経路を流れる。これにより、全ての相の下アームスイッチＳＷＬがオン状態に切り替えられる。
When the ASC control is executed in the configuration shown in FIG. 8, the
図８に示す構成において、先の図７に示す駆動用抵抗体１０３の代わりに、遮断用抵抗体８３が用いられている。遮断用抵抗体８３は、ＡＳＣ制御が実行される場合に用いられるのに加えてソフト遮断処理が実行される場合にも用いられる。そのため、第４実施形態に比べて制御回路５０を簡素化することができる。
In the configuration shown in FIG. 8, the breaking
＜第４実施形態の変形例２＞
図９に示すように、駆動用経路１０１は、第２充電経路６４を介して、下アームスイッチＳＷＬのゲートに接続されていてもよい。詳しくは、駆動用経路１０１は、第２充電用経路のうち、第２充電用スイッチ６５及び第２充電用抵抗体６６の間に接続されている。
<Modification 2 of the fourth embodiment>
As shown in FIG. 9, the
ＡＳＣ制御が実行される場合、駆動用電源１００は、駆動電圧Ｖａｓｃを生成し、駆動用経路１０１及び第２充電経路６４を介して、充電電流を下アームスイッチＳＷＬのゲートに供給する。すなわち、充電電流は、駆動用電源１００、駆動用ダイオード１０２、第２充電用抵抗体６６及び下アームスイッチＳＷＬを含む経路を流れる。これにより、全ての相の下アームスイッチＳＷＬをオン状態に切り替える。
When the ASC control is executed, the
また、図９に示す構成において、先の図７に示す駆動用抵抗体１０３の代わりに、第２充電用抵抗体６６が用いられている。第２充電用抵抗体６６は、ＡＳＣ制御が実行される場合に用いられるのに加えて、通常の駆動制御における充電処理にも用いられる。そのため、第４実施形態に比べて、制御回路５０を簡素化することができる。
Further, in the configuration shown in FIG. 9, a
なお、駆動用経路１０１は、第２充電経路６４に代えて、第１充電経路６１、第１放電経路７１、第２放電経路及び遮断用経路８１のうちいずれかの電流経路に接続されていてもよい。
The
また、充電経路及び放電経路が３つ以上備えられている構成において、それら複数の電流経路のうちのいずれかに接続されていてもよい。この場合、駆動用経路１０１は、駆動経及び複数の電流経路のうち抵抗値が最小の電流経路以外の電流経路を介して、下アームスイッチＳＷＬのゲートに接続されていればよい。
Further, in a configuration in which three or more charging paths and discharging paths are provided, the current path may be connected to any one of the plurality of current paths. In this case, the
＜第４実施形態の変形例３＞
駆動用電源１００が生成する駆動電圧Ｖａｓｃは、第１電圧Ｖｇ１よりも小さい値に設定されてもよい。これにより、駆動回路５２は、ＡＳＣ制御を実行する場合、通常の駆動制御を実行する場合よりも充電電流を低減できる。その結果、本実施形態においても、第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
<Modification 3 of the fourth embodiment>
The drive voltage Vasc generated by the
＜その他の実施形態＞
・スイッチングデバイス部２０を構成するスイッチとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えばボディダイオードを内蔵するＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。
<Other Embodiments>
The switch constituting the
・回転電機１０の制御量としては、トルクに限らず、例えば、回転電機１０に備えられたロータの回転速度であってもよい。
The control amount of the rotary
・駆動回路５２は、外部と信号をやり取りするための入出力部が含まれている周辺回路を備えており、制御システムに異常が発生したか否かの判定は、駆動回路５２が行ってもよい。なお、この場合、本実施形態において、駆動回路５２が「判定部」に相当する。
-The
・ＡＳＣ制御として、３相分の上アームスイッチＳＷＨをオン状態に切り替え、かつ、３相分の下アームスイッチＳＷＬをオフ状態に切り替える制御が実行されてもよい。この場合、駆動用電源１００は、３相分の上アームスイッチＳＷＨのゲートそれぞれに対して個別に備えられていればよい。
-As ASC control, control may be executed to switch the upper arm switch SWH for three phases to the on state and to switch the lower arm switch SWL for three phases to the off state. In this case, the
・回転電機１０としては、１つの巻線群を備えるものに限らず、複数の巻線群を備えるものであってもよい。この場合、各巻線群に対応してインバータが備えられることとなる。この構成において、制御回路５０は、各インバータのうち一部であってかつ少なくとも１つのインバータに対してのみ３相短絡制御を実施し、他のインバータに対して３相短絡制御を実施しなくてもよい。例えば、制御回路５０は、他のインバータを構成する全相の上，下アームスイッチをオフにするシャットダウン制御を実施してもよい。
The rotary
・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 The controls and methods thereof described in the present disclosure are provided by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. It may be realized. Alternatively, the controls and methods thereof described in the present disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control unit and method thereof described in the present disclosure may be a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor composed of one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured. Further, the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer.
１０…回転電機、１１…巻線、上，下アームスイッチ…ＳＷＨ，ＳＷＬ、２０…スイッチングデバイス部、５０…制御回路、５２…駆動回路、５３…速度変更部。 10 ... rotary electric machine, 11 ... winding, upper, lower arm switch ... SWH, SWL, 20 ... switching device unit, 50 ... control circuit, 52 ... drive circuit, 53 ... speed change unit.
Claims (16)
前記回転電機の各相の巻線（１１）に電気的に接続された上下アームの駆動対象スイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を有する電力変換器（２０）と、を備えるシステムに適用され、前記駆動対象スイッチの駆動状態をオン状態及びオフ状態のうち一方から他方に切り替える電力変換器の制御回路（５０）において、
前記システムに異常が発生しているか否かを判定する判定部（５１）と、
前記システムに異常が発生していると判定された場合、上下アームのうち少なくとも一方のアームにおける全ての相の前記駆動対象スイッチを同じ駆動状態にする異常時制御を実行する異常時制御部（５２）と、
上下アームの前記駆動対象スイッチを交互にオン状態に切り替える駆動制御における前記駆動対象スイッチのスイッチング速度よりも、前記異常時制御における前記駆動対象スイッチのスイッチング速度を低減する速度変更部（５３）と、を備える電力変換器の制御回路。 Multi-phase rotary electric machine (10) and
It is applied to a system including a power converter (20) having drive target switches (SWH, SWL) of upper and lower arms electrically connected to windings (11) of each phase of the rotary electric machine, and is applied to the drive target. In the control circuit (50) of the power converter that switches the drive state of the switch from one of the on state and the off state to the other.
A determination unit (51) for determining whether or not an abnormality has occurred in the system, and
When it is determined that an abnormality has occurred in the system, an abnormality control unit (52) that executes an abnormality control to bring the drive target switches of all phases in at least one of the upper and lower arms into the same drive state. )When,
A speed changing unit (53) that reduces the switching speed of the drive target switch in the abnormal state control rather than the switching speed of the drive target switch in the drive control that alternately switches the drive target switches of the upper and lower arms to the ON state. Power converter control circuit.
前記速度変更部は、前記短絡制御における前記駆動対象スイッチのスイッチング速度を、前記駆動制御における前記駆動対象スイッチのスイッチング速度よりも低減する請求項１に記載の電力変換器の制御回路。 When it is determined that an abnormality has occurred in the system as the abnormality control, the abnormality control unit turns on the drive target switches of all phases in one of the upper and lower arms. Executes a short-circuit control to turn off the drive target switch of all phases in the other arm.
The control circuit for a power converter according to claim 1, wherein the speed changing unit reduces the switching speed of the drive target switch in the short circuit control to be lower than the switching speed of the drive target switch in the drive control.
前記速度変更部は、前記短絡制御においてオン状態に切り替えられる前記駆動対象スイッチのスイッチング速度を、前記駆動制御における前記駆動対象スイッチのスイッチング速度よりも低減する請求項２に記載の電力変換器の制御回路。 When it is determined that an abnormality has occurred in the system, the abnormality control unit executes the short-circuit control after turning off the drive target switches of all the phases in the upper and lower arms.
The control of the power converter according to claim 2, wherein the speed changing unit reduces the switching speed of the drive target switch that is switched to the ON state in the short circuit control to be lower than the switching speed of the drive target switch in the drive control. circuit.
一端が前記駆動対象スイッチのゲートに接続され、前記充電電流を前記ゲートに供給するための充電経路（６１，６４）と、
前記充電経路の他端に接続され、前記充電電流を前記ゲートに供給する定電圧電源（６０）と、
前記充電経路に設けられた充電用抵抗体（６３，６６）と、を備え、
前記速度変更部は、前記短絡制御における前記駆動対象スイッチのスイッチング速度を、前記駆動制御における前記駆動対象スイッチのスイッチング速度よりも低くするように前記充電用抵抗体の抵抗値を変更する請求項４に記載の電力変換器の制御回路。 The speed change unit
One end is connected to the gate of the drive target switch, and a charging path (61, 64) for supplying the charging current to the gate, and
A constant voltage power supply (60) connected to the other end of the charging path and supplying the charging current to the gate.
A charging resistor (63, 66) provided in the charging path is provided.
4. The speed changing unit changes the resistance value of the charging resistor so that the switching speed of the drive target switch in the short circuit control is lower than the switching speed of the drive target switch in the drive control. The control circuit of the power converter described in.
一端が前記駆動対象スイッチのゲートに接続され、前記充電電流を前記ゲートに供給するための充電経路（９１，９２）と、
前記充電経路の他端に接続され、前記充電電流を前記ゲートに供給する電源（６０）と、
前記充電経路に設けられた定電流用抵抗体（９３，９４）と、
前記定電流用抵抗体に直列接続された定電流用スイッチ（９５）と、
前記定電流用抵抗体の電圧降下量が目標値となるように前記定電流用スイッチの制御端子を操作する操作部（９６）と、を備え、
前記速度変更部は、前記短絡制御における前記定電流用抵抗体の抵抗値を、前記駆動制御における前記定電流用抵抗体の抵抗値よりも大きくすることにより、前記駆動対象スイッチのスイッチング速度を低減する請求項４に記載の電力変換器の制御回路。 The speed change unit
A charging path (91, 92) for supplying the charging current to the gate, one end of which is connected to the gate of the drive target switch.
A power supply (60) connected to the other end of the charging path and supplying the charging current to the gate,
Constant current resistors (93,94) provided in the charging path and
A constant current switch (95) connected in series to the constant current resistor and
An operation unit (96) for operating the control terminal of the constant current switch so that the voltage drop amount of the constant current resistor becomes a target value is provided.
The speed changing unit reduces the switching speed of the drive target switch by making the resistance value of the constant current resistor in the short circuit control larger than the resistance value of the constant current resistor in the drive control. The control circuit of the power converter according to claim 4.
一端が前記駆動対象スイッチのゲートに接続され、前記充電電流を前記ゲートに供給するための充電経路（９１，９２）と、
前記充電経路の他端に接続され、前記充電電流を前記ゲートに供給する電源（６０）と、
前記充電経路に設けられた定電流用抵抗体（９３，９４）と、
前記定電流用抵抗体に直列接続された定電流用スイッチ（９５）と、
前記定電流用抵抗体の電圧降下量を目標値に制御すべく前記定電流用スイッチの制御端子を操作する操作部（９６）と、を備え、
前記速度変更部は、前記短絡制御における前記目標値を、前記駆動制御における前記目標値よりも大きくすることにより、前記駆動対象スイッチのスイッチング速度を低減する請求項４に記載の電力変換器の制御回路。 The speed change unit
A charging path (91, 92) for supplying the charging current to the gate, one end of which is connected to the gate of the drive target switch.
A power supply (60) connected to the other end of the charging path and supplying the charging current to the gate,
Constant current resistors (93,94) provided in the charging path and
A constant current switch (95) connected in series to the constant current resistor and
An operation unit (96) for operating the control terminal of the constant current switch in order to control the voltage drop amount of the constant current resistor to a target value is provided.
The control of the power converter according to claim 4, wherein the speed changing unit reduces the switching speed of the drive target switch by making the target value in the short-circuit control larger than the target value in the drive control. circuit.
前記速度変更部は、
一端が前記駆動対象スイッチのゲートに接続され、前記充電電流を前記ゲートに供給するための充電経路（６１）と、
前記充電経路に設けられた充電用抵抗体（６３）と、
前記充電経路の他端に接続され、前記充電電流を前記ゲートに供給する電源（６０）と、
前記充電経路に設けられ、該充電経路を開閉すべくオン状態又はオフ状態にされる充電用スイッチ（６２，６５）と、
前記蓄電部から給電されて前記充電電流を生成する駆動用電源（１００）と、
前記ゲート及び前記駆動用電源を接続する駆動用経路（１０１）と、
前記駆動用経路に設けられ、前記充電用抵抗体よりも抵抗値が大きい駆動用抵抗体（１０３）と、を備え、
前記異常時制御部は、前記システムに異常が発生していると判定された場合、前記駆動用電源により生成された前記充電電流を、前記駆動用経路を介して前記ゲートに供給することにより、前記短絡制御を実行する請求項４に記載の電力変換器の制御回路。 The system includes a power storage unit (23).
The speed change unit
A charging path (61), one end of which is connected to the gate of the drive target switch and for supplying the charging current to the gate,
A charging resistor (63) provided in the charging path and
A power supply (60) connected to the other end of the charging path and supplying the charging current to the gate,
A charging switch (62, 65) provided in the charging path and turned on or off to open and close the charging path.
A drive power supply (100) that is supplied with power from the power storage unit to generate the charging current, and
A drive path (101) connecting the gate and the drive power supply,
A drive resistor (103) provided in the drive path and having a resistance value larger than that of the charging resistor is provided.
When it is determined that an abnormality has occurred in the system, the abnormality control unit supplies the charging current generated by the drive power supply to the gate via the drive path. The control circuit of the power converter according to claim 4, which executes the short-circuit control.
前記速度変更部は、
一端が前記駆動対象スイッチのゲートに接続され、前記充電電流を前記ゲートに供給するための充電経路（６１）と、
前記充電経路に設けられた充電用抵抗体（６３）と、
前記充電経路の他端に接続され、前記充電電流を前記ゲートに供給する電源（６０）と、
前記充電経路に設けられ、該充電経路を開閉すべくオン状態又はオフ状態にされる充電用スイッチ（６２，６５）と、
前記ゲートに接続され、前記駆動対象スイッチを強制的にオフ状態に切り替えるための電荷の放電に用いられる遮断用経路（８１）と、
前記遮断用経路に設けられ、前記充電用抵抗体よりも抵抗値が大きい遮断用抵抗体（８３）と、
前記蓄電部から給電されて前記充電電流を生成する駆動用電源（１００）と、
前記遮断用経路に接続され、前記遮断用抵抗体を介して前記駆動用電源及び前記ゲートを接続する駆動用経路（１０１）と、を備え、
前記異常時制御部は、前記システムに異常が発生していると判定された場合、前記駆動用電源により生成された前記充電電流を、前記駆動用経路及び前記遮断用経路を介して前記ゲートに供給し、前記短絡制御を実行する請求項４に記載の電力変換器の制御回路。 The system includes a power storage unit (23).
The speed change unit
A charging path (61), one end of which is connected to the gate of the drive target switch and for supplying the charging current to the gate,
A charging resistor (63) provided in the charging path and
A power supply (60) connected to the other end of the charging path and supplying the charging current to the gate,
A charging switch (62, 65) provided in the charging path and turned on or off to open and close the charging path.
A cutoff path (81) connected to the gate and used for discharging electric charges to forcibly switch the drive target switch to the off state.
A blocking resistor (83) provided in the blocking path and having a resistance value larger than that of the charging resistor, and a blocking resistor (83).
A drive power supply (100) that is supplied with power from the power storage unit to generate the charging current, and
A drive path (101) connected to the cutoff path and connecting the drive power supply and the gate via the cutoff resistor is provided.
When it is determined that an abnormality has occurred in the system, the abnormality control unit transfers the charging current generated by the drive power supply to the gate via the drive path and the cutoff path. The control circuit for a power converter according to claim 4, wherein the power converter is supplied and the short-circuit control is executed.
前記速度変更部は、
一端が前記駆動対象スイッチのゲートに接続され、前記駆動対象スイッチの駆動状態を切り替えるための電流が流れる複数の電流経路（６１，６４，７１，７４）と、
前記複数の電流経路のうち前記ゲートに充電電流を供給するための充電経路の他端に接続され、前記充電電流を前記ゲートに供給する電源（６０）と、
前記電流経路に設けられ、該電流経路を開閉すべくオン状態又はオフ状態にされる開閉スイッチ（６２，６５，７２，７５）と、
前記蓄電部から給電されて前記充電電流を生成する駆動用電源（１００）と、
前記複数の電流経路のうち、抵抗値が最小の電流経路以外の電流経路（６４）を介して、前記駆動用電源及び前記ゲートを接続する駆動用経路（１０１）と、を備え、
前記異常時制御部は、前記システムに異常が発生していると判定された場合、前記駆動用電源から前記駆動用経路及び前記電流経路を介して前記ゲートに電力を供給することにより、前記短絡制御を実行する請求項４に記載の電力変換器の制御回路。 The system includes a power storage unit (23).
The speed change unit
A plurality of current paths (61, 64, 71, 74) in which one end is connected to the gate of the drive target switch and a current for switching the drive state of the drive target switch flows.
A power supply (60) connected to the other end of the charging path for supplying the charging current to the gate among the plurality of current paths and supplying the charging current to the gate.
An open / close switch (62, 65, 72, 75) provided in the current path and turned on or off to open / close the current path.
A drive power supply (100) that is supplied with power from the power storage unit to generate the charging current, and
A drive path (101) for connecting the drive power supply and the gate is provided via a current path (64) other than the current path having the smallest resistance value among the plurality of current paths.
When it is determined that an abnormality has occurred in the system, the abnormality control unit supplies electric power from the drive power supply to the gate via the drive path and the current path, thereby causing the short circuit. The control circuit for a power converter according to claim 4, wherein the control is executed.
一端が前記駆動対象スイッチのゲートに接続され、前記駆動対象スイッチをオン状態に切り替えるための充電電流を供給するための充電経路（６１）と、
前記充電経路の他端に接続された電源（６０）と、
前記電源から前記充電経路を介して前記ゲートに供給される電圧を変更する電圧変更部（６７）と、を備え、
前記速度変更部は、前記短絡制御において前記電圧変更部から前記ゲートに供給される電圧を、前記駆動制御において前記電圧変更部から前記ゲートに供給される電圧よりも小さくすることにより、前記駆動対象スイッチのスイッチング速度を低減する請求項２又は３に記載の電力変換器の制御回路。 The speed change unit
One end is connected to the gate of the drive target switch, and a charging path (61) for supplying a charging current for switching the drive target switch to the on state, and
With the power supply (60) connected to the other end of the charging path,
A voltage changing unit (67) for changing the voltage supplied from the power source to the gate via the charging path is provided.
The speed changing unit reduces the voltage supplied from the voltage changing unit to the gate in the short-circuit control to be smaller than the voltage supplied from the voltage changing unit to the gate in the drive control, thereby causing the driving target. The control circuit for a power converter according to claim 2 or 3, wherein the switching speed of the switch is reduced.
前記電圧変更部は、
前記蓄電部から給電され、前記電源の出力電圧より低い電圧を出力する駆動用電源（１００）と、
前記駆動用電源及び前記ゲートを接続する駆動用経路（１０１）と、を備え、
前記異常時制御部は、前記駆動用経路を介して前記駆動用電源の出力電圧を前記駆動対象スイッチのゲートに供給することにより前記短絡制御を実行する請求項１１に記載の電力変換器の制御回路。 The system includes a power storage unit (23).
The voltage changing unit
A drive power supply (100) that is supplied with power from the power storage unit and outputs a voltage lower than the output voltage of the power supply.
A drive path (101) for connecting the drive power supply and the gate is provided.
The control of the power converter according to claim 11, wherein the abnormality control unit executes the short-circuit control by supplying the output voltage of the drive power supply to the gate of the drive target switch via the drive path. circuit.
前記速度変更部は、前記シャットダウン制御における前記駆動対象スイッチのスイッチング速度を、前記駆動制御における前記駆動対象スイッチのスイッチング速度よりも低減する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電力変換器の制御回路。 As the abnormality control, the abnormality control unit executes shutdown control for turning off the drive target switches of all phases in each of the upper and lower arms when it is determined that an abnormality has occurred in the system. death,
The power converter according to any one of claims 1 to 12, wherein the speed changing unit reduces the switching speed of the drive target switch in the shutdown control to be lower than the switching speed of the drive target switch in the drive control. Control circuit.
前記駆動対象スイッチのゲートに接続され、前記駆動対象スイッチをオフ状態に切り替えるための電荷の放電に用いられる放電経路（７１）と、
前記放電経路に設けられた放電用抵抗体（７３）と、
前記ゲートに接続され、前記駆動対象スイッチを強制的にオフ状態に切り替えるための電荷の放電に用いられる遮断用経路（８１）と、
前記遮断用経路に設けられ、前記放電用抵抗体よりも抵抗値が大きい遮断用抵抗体（８３）と、
前記遮断用経路を開閉すべくオン状態又はオフ状態にされるソフト遮断用スイッチ（８２）と、を備え、
前記異常時制御部は、前記システムに異常が発生していると判定された場合、前記ソフト遮断用スイッチをオン状態にし、前記遮断用経路を介して前記電荷を放電することにより、前記シャットダウン制御を実行する請求項１３又は１４に記載の電力変換器の制御回路。 The speed change unit
A discharge path (71) connected to the gate of the drive target switch and used for discharging electric charges to switch the drive target switch to the off state.
A discharge resistor (73) provided in the discharge path and
A cutoff path (81) connected to the gate and used for discharging electric charges to forcibly switch the drive target switch to the off state.
A breaking resistor (83) provided in the breaking path and having a resistance value larger than that of the discharging resistor, and a breaking resistor (83).
A soft cutoff switch (82) that is turned on or off to open or close the cutoff path is provided.
When it is determined that an abnormality has occurred in the system, the abnormality control unit turns on the soft cutoff switch and discharges the electric charge through the cutoff path to control the shutdown. The control circuit of the power converter according to claim 13 or 14.
前記駆動対象スイッチのゲートに接続され、前記駆動対象スイッチをオフ状態に切り替えるための電荷の放電に用いられる放電経路（７１，７４）と、
前記放電経路に設けられた放電用抵抗体（７３，７６）と、を備え、
前記速度変更部は、前記シャットダウン制御が実行される場合における前記駆動対象スイッチのスイッチング速度を、前記駆動制御が実行される場合における前記駆動対象スイッチのスイッチング速度よりも低くするように前記放電用抵抗体の抵抗値を変更する請求項１３又は１４に記載の電力変換器の制御回路。 The speed change unit
A discharge path (71, 74) connected to the gate of the drive target switch and used for discharging electric charges to switch the drive target switch to the off state.
A discharge resistor (73,76) provided in the discharge path is provided.
The speed changing unit reduces the switching speed of the drive target switch when the shutdown control is executed to be lower than the switching speed of the drive target switch when the drive control is executed. The control circuit for a power converter according to claim 13 or 14, wherein the resistance value of the body is changed.
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