JP5115440B2

JP5115440B2 - 電力変換装置

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Publication number: JP5115440B2
Application number: JP2008264085A
Authority: JP
Inventors: 貴史山下
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2028-10-10
Also published as: JP2010093996A

Description

本発明は、複数のスイッチング素子からなる電力変換手段と、異常を検出する異常検出手段とを備えた電力変換装置に関する。

従来、複数のスイッチング素子からなる電力変換手段と、異常を検出する異常検出手段とを備えた電力変換装置として、例えば特許文献１に開示されているモータ駆動装置がある。このモータ駆動装置は、６つのＩＧＢＴからなるインバータと、電流検出器と、過電流検出手段と、駆動回路と、制御装置とを備えている。電流検出器は、インバータに流入する電流を検出する。過電流検出手段は、電流検出器の検出結果に基づき、インバータに流入する電流が所定の閾値を越えると過電流と判定する。そして、駆動回路に対して遮断指令信号を出力する。また、制御装置に対して過電流検出信号を出力する。遮断信号が入力されると、駆動回路は、インバータを構成するＩＧＢＴを全てオフするため、所定の信号を出力する。また、過電流検出信号が入力されると、制御装置も、インバータを構成するＩＧＢＴを全てオフするため、所定の制御信号を出力する。これにより、インバータが動作停止することとなり、ＩＧＢＴの過電流破壊を防止することができる。
特開２００８−１７２９４４号公報

ところで、前述した過電流検出手段は、電流検出器の出力に基づいて過電流を判定している。そのため、電流検出器の検出結果がノイズによって変化した場合、過電流検出手段が過電流を誤検出する可能性がある。この場合、実際には過電流ではなく、正常に動作可能な状態であっても、インバータが動作停止してしまうという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電流に基づいて検出される異常の誤検出に伴って発生する電力変換手段の動作停止を抑えることができる電力変換装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

そこで、本発明者らは、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、制御手段が全てのスイッチング素子をオフするように制御しているときには、異常信号の出力を停止させることで、電流に基づいて検出される異常の誤検出に伴って発生する電力変換手段の動作停止を抑えられることを思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の電力変換装置は、複数のスイッチング素子からなる電力変換手段と、全てのスイッチング素子のオン、オフを制御するための駆動信号を出力する制御手段と、スイッチング素子と制御手段の間に設けられ、制御手段から入力される駆動信号に基づいてスイッチング素子を駆動する駆動手段と、スイッチング素子に流れる電流、及び、電流に伴って変化する物理量の少なくともいずれかに基づいて異常を検出し、異常信号を出力する異常検出手段と、異常検出手段と駆動手段との間に設けられ、異常検出手段から異常信号が入力されると、駆動手段によるスイッチング素子の駆動を全て停止させる駆動停止手段と、を備えた電力変換装置において、異常検出手段は、制御手段が全てのスイッチング素子に電流が流れないように制御しているときには、異常信号の出力を停止することを特徴とする。

この構成によれば、制御装置が全てのスイッチング素子に電流が流れないように制御しているときには、スイッチング素子に流れる電流、及び、電流に伴って変化する物理量の少なくともいずれかに基づいて異常が検出されることはなく、異常信号が出力されることもない。そのため、このとき、異常信号の出力を強制的に停止させることで、従来であれば発生していた、電流に基づいて検出される異常の誤検出に伴う電力変換手段の動作停止を抑えることができる。

請求項２に記載の電力変換装置は、請求項１に記載の電力変換装置において、異常検出手段は、制御手段が全てのスイッチング素子をオフするように制御しているときには、異常信号の出力を停止することを特徴とする。この構成によれば、制御手段が全てのスイッチング素子をオフするように制御しているときには、全てのスイッチング素子に電流が流れることはない。そのため、このとき、異常信号の出力を強制的に停止させることで、従来であれば発生していた、電流に基づいて検出される異常の誤検出に伴う電力変換手段の動作停止を確実に抑えることができる。

請求項３に記載の電力変換装置は、請求項２に記載の電力変換装置において、制御手段は、全てのスイッチング素子をオフするように制御しているときには、異常出力禁止信号を出力し、異常検出手段は、制御手段から異常出力禁止信号が入力されると、異常信号の出力を停止することを特徴とする。この構成によれば、制御手段が全てのスイッチング素子をオフするように制御しているときを、異常検出手段に確実に伝えることができる。

請求項４に記載の電力変換装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置において、車両に搭載され、電力を変換することを特徴とする。この構成によれば、車両に搭載され、電力を変換する電力変換装置において、電流に基づいて検出される異常の誤検出に伴う電力変換手段の動作停止を抑えることができる。

請求項５に記載の電力変換装置は、請求項１に記載の電力変換装置において、電力変換手段は、直流電源と発電電動機にそれぞれ接続され、異常検出手段は、制御手段に入力される、発電電動機の出力トルクを指示するトルク指令が０であり、かつ、発電電動機の誘起電圧が直流電源の電圧より低いときには、異常信号の出力を停止することを特徴とする。この構成によれば、トルク指令が０であり、かつ、発電電動機の誘起電圧が直流電源の電圧より低いときには、スイッチング素子はオン、オフするが、全てのスイッチング素子に電流が流れることはない。そのため、このとき、異常信号の出力を強制的に停止させることで、従来であれば発生していた、電流に基づいて検出される異常の誤検出に伴う電力変換手段の動作停止を確実に抑えることができる。

請求項６に記載の電力変換装置は、請求項５に記載の電力変換装置において、制御手段は、トルク指令が０であり、かつ、発電電動機の誘起電圧が直流電源の電圧より低いときには、異常出力禁止信号を出力し、異常検出手段は、制御手段から異常出力禁止信号が入力されると、異常信号の出力を停止することを特徴とする。この構成によれば、トルク指令が０であり、かつ、発電電動機の誘起電圧が直流電源の電圧より低いときを、異常検出手段に確実に伝えることができる。

請求項７に記載の電力変換装置は、請求項６に記載の電力変換装置において、制御手段は、発電電動機の誘起電圧定数と回転数に基づいて、発電電動機の誘起電圧を求めることを特徴とする。この構成によれば、発電電動機の誘起電圧を確実に求めることができる。

請求項８に記載の電力変換装置は、請求項５〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置において、車両に搭載され、直流電源と発電電動機との間で電力を変換することを特徴とする。この構成によれば、車両に搭載され、直流電源と発電電動機との間で電力を変換する電力変換装置において、電流に基づいて検出される異常の誤検出に伴う電力変換手段の動作停止を抑えることができる。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る電力変換装置を、車両に搭載されたモータジェネレータ制御装置に適用した例を示す。

まず、図１を参照してモータジェネレータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態におけるモータジェネレータ制御装置のブロック図である。図２は、図１における駆動ＩＣのブロック図である。

図１に示すモータジェネレータＭＧ１（発電電動機）は、３相交流電圧が供給されることでモータとして動作し、外部から駆動力が供給されることで３相交流電圧を発生するジェネレータとして動作する機器である。モータジェネレータＭＧ１は、回転数を検出するための回転センサＳ１を備えている。

モータジェネレータ制御装置１（電力変換装置）は、モータジェネレータＭＧ１がモータとして動作するとき、バッテリＢ１（直流電源）の出力する直流電圧を３相交流電圧に変換して、モータジェネレータＭＧ１に供給する装置である。また、モータジェネレータＭＧ１がジェネレータとして動作するとき、モータジェネレータＭＧ１の発生する３相交流電圧を直流電圧に変換して、バッテリＢ１を充電する装置でもある。つまり、モータジェネレータ制御装置１は、バッテリＢ１が接続される一端側とモータジェネレータＭＧ１が接続される他端側との間で、直流電力と交流電力を相互に変換する装置である。モータジェネレータ制御装置１は、コンデンサ１０と、電力変換回路１１（電力変換手段）と、制御回路１２（制御手段）と、駆動回路１３と、駆動停止回路１４（駆動停止手段）とから構成されている。

コンデンサ１０は、直流電圧を平滑する素子である。コンデンサ１０は、モータジェネレータＭＧ１がモータとして動作するときには、バッテリＢ１の出力する直流電圧を平滑する。また、モータジェネレータＭＧ１がジェネレータとして動作するときには、電力変換回路１２によって変換された直流電圧を平滑する。コンデンサ１０の正極端子及び負極端子は、バッテリＢ１の正極端子及び負極端子にそれぞれ接続されている。

電力変換回路１１は、バッテリＢ１が接続される一端側とモータジェネレータＭＧ１が接続される他端側との間で相互に電力を変換する回路である。電力変換回路１１は、モータジェネレータＭＧ１がモータとして動作するとき、バッテリＢ１の出力する直流電圧を３相交流電圧に変換して、モータジェネレータＭＧ１に供給する。また、モータジェネレータＭＧ１がジェネレータとして動作するとき、モータジェネレータＭＧ１の発生する３相交流電圧を直流電圧に変換して、バッテリＢ１に供給する。電力変換回路１１は、ＩＧＢＴ素子１１０〜１１５（スイッチング素子）によって構成されている。

ＩＧＢＴ素子１１０〜１１５は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１５ａと、フライホイールダイオード１１０ｂ〜１１５ｂとから構成されている。ＩＧＢＴ素子１１０〜１１５は、流れる電流に応じた電流信号を出力する。また、ＩＧＢＴ素子１１０〜１１５の温度に応じた温度信号を出力する。ここで、ＩＧＢＴ素子１１０〜１１５の温度は、ＩＧＢＴ素子１１０〜１１５に流れる電流に伴って変化する物理量の１つである。ＩＧＢＴ素子１１０〜１１５の電流信号出力端子及び温度信号出力端子は、駆動回路１３にそれぞれ接続されている。

ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１５ａは、オン、オフすることで直流電圧を３相交流電圧に変換するための素子である。ＩＧＢＴ１１０ａ、１１３ａ、ＩＧＢＴ１１１ａ、１１４ａ及びＩＧＢＴ１１２ａ、１１５ａはそれぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１２ａのエミッタが、ＩＧＢＴ１１３ａ〜１１５ａのコレクタにそれぞれ接続されている。直列接続された３組のＩＧＢＴ１１０ａ、１１３ａ、ＩＧＢＴ１１１ａ、１１４ａ及びＩＧＢＴ１１２ａ、１１５ａは並列接続されている。ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１２ａのコレクタは、コンデンサ１０の正極端子に、ＩＧＢＴ１１３ａ〜１１５ａのエミッタはコンデンサ１０の負極端子にそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１５ａのゲートは制御回路１２にそれぞれ接続されている。また、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１３ａ、ＩＧＢＴ１１１ａ、１１４ａ及びＩＧＢＴ１１２ａ、１１５ａの直列接続点は、モータジェネレータＭＧ１にそれぞれ接続されている。

フライホイールダイオード１１０ｂ〜１１５ｂは、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１５ａがオフし、モータジェネレータＭＧ１のコイルに蓄積されたエネルギーが放出されるときに発生するフライホイール電流を流すための素子である。また、モータジェネレータＭＧ１の発生する３相交流電圧を直流電圧に変換するための素子でもある。フライホイールダイオード１１０ｂ〜１１５ｂのアノードはＩＧＢＴ１１０ａ〜１１５ａのエミッタに、カソードはＩＧＢＴ１１０ａ〜１１５ａのコレクタにそれぞれ接続されている。

制御回路１２は、全てのＩＧＢＴ素子１１０〜１１５のオン、オフを制御するための駆動信号を出力する回路である。制御回路１２は、モータジェネレータＭＧ１がモータとして動作するとき、電力変換回路１１が直流電圧を３相交流電圧に変換するようにＩＧＢＴ素子１１０〜１１５のオン、オフを制御するための駆動信号を出力する。しかし、駆動停止回路１４から後述する異常信号が入力されると、駆動信号の出力を停止する。また、制御回路１２は、全てのＩＧＢＴ素子１１０〜１１５に電流が流れないように制御しているとき、全ての駆動ＩＣ１３０〜１３５に対して異常出力禁止信号を出力する。具体的には、モータジェネレータ制御装置１をシャットダウンするため、全てのＩＧＢＴ素子１１０〜１１５をオフするように制御しているとき、異常出力禁止信号を出力する。外部から入力されるモータジェネレータＭＧ１の出力トルクを指示するトルク指令が０であり、かつ、モータジェネレータＭＧ１の誘起電圧がバッテリＢ１の電圧より低いときも、全ての駆動ＩＣ１３０〜１３５に対して異常出力禁止信号を出力する。制御回路１２は、電圧変換回路１２０と、マイクロコンピュータ１２１とから構成されている。

電圧変換回路１２０は、バッテリＢ１の直流電圧をマイクロコンピュータ１２１の入力可能な電圧に変換する回路である。電圧変換回路１２０の電圧入力端子はバッテリＢ１の正極端子に、変換電圧出力端子はマイクロコンピュータ１２１にそれぞれ接続されている。

マイクロコンピュータ１２１は、全てのＩＧＢＴ素子１１０〜１１５のオン、オフを制御するための駆動信号を出力する素子である。マイクロコンピュータ１２１は、モータジェネレータＭＧ１がモータとして動作するとき、ＩＧＢＴ素子１１０〜１１５のオン、オフを制御するための駆動信号を出力する。しかし、駆動停止回路１４から異常信号が入力されると、駆動信号の出力を停止する。また、モータジェネレータ制御装置１をシャットダウンするため、全てのＩＧＢＴ素子１１０〜１１５をオフするように制御しているとき、全ての駆動ＩＣ１３０〜１３５の異常検出回路に対して異常出力禁止信号を出力する。トルク指令が０であり、かつ、モータジェネレータＭＧ１の誘起電圧がバッテリＢ１の電圧より低いときも、全ての駆動ＩＣ１３０〜１３５の異常検出回路に対して異常出力禁止信号を出力する。ここで、モータジェネレータＭＧ１の誘起電圧は、予め設定されたモータジェネレータＭＧ１の誘起電圧定数と、回転センサＳ１によって検出された回転数とに基づいて求められる。また、バッテリＢ１の電圧は、電圧変換回路１２０によって変換された電圧に基づいて求められる。マイクロコンピュータ１２１の異常信号入力端子は、駆動停止回路１４に接続されている。また、駆動信号出力端子及び異常出力禁止信号出力端子は、駆動ＩＣ１３０〜１３５にそれぞれ接続されている。さらに、回転数入力端子は、回転センサＳ１の回転数出力端子に、バッテリ電圧入力端子は、電圧変換回路１２０の変換電圧出力端子にそれぞれ接続されている。

駆動回路１３は、マイクロコンピュータ１２１から入力される駆動信号に基づいてＩＧＢＴ素子１１０〜１１５をオン、オフするとともに、ＩＧＢＴ素子１１０〜１１５から入力される電流信号及び温度信号に基づいて電力変換回路１１の異常を検出し、異常信号を出力する回路である。駆動回路１３は、駆動ＩＣ１３０〜１３５によって構成されている。

図２に示すように、駆動ＩＣ１３０は、ＩＧＢＴ駆動回路１３０ａ（駆動手段）と、異常検出回路１３０ｂ（異常検出手段）とから構成されている。

ＩＧＢＴ駆動回路１３０ａは、ＩＧＢＴ素子１１０とマイクロコンピュータ１２１との間に設けられ、マイクロコンピュータ１２１から入力される駆動信号に基づいてＩＧＢＴ素子１１０をオン、オフする回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ａをオン、オフする回路である。ＩＧＢＴ駆動回路１３０ａは、駆動停止回路１４から後述する駆動停止信号が入力されると、ＩＧＢＴ素子１１０を停止させる。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ａをオフする。ＩＧＢＴ駆動回路１３０ａの駆動信号入力端子は、マイクロコンピュータ１２１の駆動信号出力端子に接続されている。また、ＩＧＢＴ駆動端子は、ＩＧＢＴ１００ａのゲートに接続されている。さらに、駆動停止信号入力端子は、駆動停止回路１４に接続されている。

異常検出回路１３０ｂは、ＩＧＢＴ素子１１０から入力される電流信号及び温度信号に基づいて電力変換回路１１の異常を検出し、異常信号を出力する回路である。異常検出回路１３０ｂは、マイクロコンピュータ１２１から異常出力禁止信号が入力されると、異常信号の出力を強制的に停止する。異常検出回路１３０ｂの電流信号入力端子はＩＧＢＴ素子１１０の電流信号出力端子に、温度信号入力端子はＩＧＢＴ素子１１０の温度信号出力端子にそれぞれ接続されている。また、異常信号出力端子は、駆動停止回路１４に接続されている。さらに、異常出力禁止信号入力端子は、マイクロコンピュータの異常出力禁止信号出力端子に接続されている。

駆動ＩＣ１３１〜１３５も、ＩＧＢＴ１１１〜１１５、マイクロコンピュータ１２１
及び駆動停止回路１４に対して同様の構成である。

図１に示すように、駆動停止回路１４は、駆動ＩＣ１３０〜１３５の異常検出回路とＩＧＢＴ駆動回路との間に設けられ、異常検出回路から異常信号が入力されると、ＩＧＢＴ駆動回路によるＩＧＢＴ素子１１０〜１１５の駆動を全て停止させる回路である。駆動停止回路１４は、駆動ＩＣ１３０〜１３５のいずれかの異常検出回路から異常信号が入力されると、駆動ＩＣ１３０〜１３５の全てのＩＧＢＴ駆動回路に対して駆動停止信号を出力する。また、マイクロコンピュータ１２１に対して異常信号を出力する。駆動停止回路１４の異常信号入力端子は、駆動ＩＣ１３０〜１３５の異常検出回路の異常信号出力端子にそれぞれ接続されている。また、駆動停止信号出力端子は、駆動ＩＣ１３０〜１３５のＩＧＢＴ駆動回路の駆動停止信号入力端子にそれぞれ接続されている。さら、異常信号出力端子は、マイクロコンピュータ１２１の異常信号入力端子に接続されている。

次に、図１〜図３を参照してモータジェネレータ制御装置の動作について説明する。ここで、図３は、モータジェネレータ制御装置の動作に関するフローチャートである。

図１において、モータジェネレータＭＧ１がモータとして動作するとき、制御回路１２は、外部から入力されるトルク指令に基づいて、駆動信号を出力する。駆動信号が入力されると、駆動ＩＣ１３０〜１３５はＩＧＢＴ素子１１０〜１１５をオン、オフする。具体的には、図２に一部示すように、駆動ＩＣ１３０〜１３５のＩＧＢＴ駆動回路がＩＧＢＴ１１０ａ〜１１５ａをオン、オフする。図１に示すように、電力変換回路１１は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１５ａがオン、オフすることで、バッテリＢ１の直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１に供給する。電力変換回路１１から３相交流電圧が供給されると、モータジェネレータＭＧ１は、モータとして動作しトルクを発生する。

一方、モータジェネレータＭＧ１がジェネレータとして動作するとき、電力変換回路１１は、フライホイールダイオード１１０ｂ〜１１５ｂによって構成される整流回路で、モータジェネレータＭＧ１の発生する３相交流電圧を直流電圧に変換してバッテリＢ１に供給する。これにより、バッテリＢ１が充電される。

ところで、ＩＧＢＴ素子１１０〜１１５は、流れる電流に応じた電流信号と、温度に応じた温度信号を出力する。図２に示すように、電流信号と温度信号が入力されると、駆動ＩＣ１３０の異常検出回路１３０ｂは、これらの信号に基づいて異常を検出する。具体的には、電流信号を過電流閾値と比較することで過電流異常を検出する。また、温度信号を温度閾値と比較することで過熱異常を検出する。異常検出回路１３０ｂは、過電流異常及び過熱異常の少なくともいずれかを検出すると異常信号を出力する。図１に示す他の駆動ＩＣ１３１〜１３５の異常検出回路も、それぞれ同様の動作をする。駆動ＩＣ１３０〜１３５のいずれかの異常検出回路から異常信号が入力されると、駆動停止回路１４は、駆動ＩＣ１３０〜１３５の全てのＩＧＢＴ駆動回路に対して駆動停止信号を出力する。また、マイクロコンピュータ１２１に対して異常信号を出力する。駆動停止信号が入力されると、駆動ＩＣ１３０〜１３５のＩＧＢＴ駆動回路は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１５ａをオフする。また、異常信号が入力されると、マイクロコンピュータ１２１は、駆動信号の出力を停止する。これにより、過電流異常及び過熱異常の少なくともいずれかが発生したとき、全てのＩＧＢＴ素子１１０〜１１５がオフして、電力変換回路１１が動作停止する。

ＩＧＢＴ素子１１０〜１１５の電流信号や温度信号がノイズによって変化した場合、駆動ＩＣ１３０〜１３５の異常検出回路が過電流異常や過熱異常を誤検出する可能性がある。この場合、電力変換回路１１が動作停止してしまう。しかし、マイクロコンピュータ１２１は、モータジェネレータ制御装置１をシャットダウンするため、全てのＩＧＢＴ素子１１０〜１１５をオフするように制御しているとき、全ての駆動ＩＣ１３０〜１３５の異常検出回路に対して異常出力禁止信号を出力する。また、トルク指令が０であり、かつ、モータジェネレータＭＧ１の誘起電圧がバッテリＢ１の電圧より低いときも、全ての駆動ＩＣ１３０〜１３５の異常検出回路に対して異常出力禁止信号を出力する。つまり、全てのＩＧＢＴ素子１１０〜１１５に電流が流れないように制御しているとき、全ての駆動ＩＣ１３０〜１３５の異常検出回路に対して異常出力禁止信号を出力する。

図３に示すように、マイクロコンピュータ１２１は、外部から入力される指令に基づいて、自らが電力変換回路１１をシャットダウンしているか否かを判定する（Ｓ１００）。具体的には、ＩＧＢＴ素子１１０〜１１５に対する駆動信号を全てオフしているか否かを判定する。

Ｓ１００において、電力変換回路１１をシャットダウンしていないとき、マイクロコンピュータ１２１は、外部から入力されるトルク指令が０であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。Ｓ１０１において、トルク指令が０であるとき、さらに、モータジェネレータＭＧ１の誘起電圧がバッテリＢ１の電圧より低いか否かを判定する（Ｓ１０２）。ここで、モータジェネレータＭＧ１の誘起電圧は、予め設定されたモータジェネレータＭＧ１の誘起電圧定数と、回転センサＳ１によって検出された回転数とに基づいて求められる。また、バッテリＢ１の電圧は、電圧変換回路１２０を介して入力される。

Ｓ１００において、電力変換回路１１をシャットダウンしているとき、又は、Ｓ１０２において、モータジェネレータＭＧ１の誘起電圧がバッテリＢ１の電圧より低いとき、マイクロコンピュータ１２１は、全てのＩＧＢＴ素子１１０〜１１５に電流が流れないように制御していることから、全ての駆動ＩＣ１３０〜１３５に異常検出回路に対して異常出力禁止信号を出力する（Ｓ１０３）。

異常出力禁止信号が出力されると、駆動ＩＣ１３０〜１３５の異常検出回路は、異常信号の出力を強制的に停止する。これにより、従来であれば発生していた、過電流異常や過熱異常の誤検出に伴う電力変換回路１１の動作停止を抑えることができる。

一方、Ｓ１０１において、トルク指令が０でないとき、又は、Ｓ１０２において、モータジェネレータＭＧ１の誘起電圧がバッテリＢ１の電圧と等しいか高いとき、マイクロコンピュータ１２１は、ＩＧＢＴ素子１１０〜１１５のいずれかに電流が流れるように制御されていることから、異常出力禁止信号を出力しない。

次に、効果について説明する。本実施形態によれば、マイクロコンピュータ１２１が全てのＩＧＢＴ素子１１０〜１１５に電流が流れないように制御しているときには、ＩＧＢＴ素子１１０〜１１５に流れる電流、及び、電流に伴って変化する温度に基づいて異常が検出されることはなく、異常信号が出力されることもない。そのため、このとき、異常信号の出力を強制的に停止させることで、車両に搭載されたモータジェネレータ制御装置１において、従来であれば発生していた、過電流異常や過熱異常の誤検出に伴う電力変換回路１１の動作停止を抑えることができる。

また、本実施形態によれば、マイクロコンピュータ１２１が全てのＩＧＢＴ素子１１０〜１１５をオフするように制御しているときには、全てのＩＧＢＴ素子１１０〜１１５に電流が流れることはない。そのため、このとき、異常信号の出力を強制的に停止させることで、過電流異常や過熱異常の誤検出に伴う電力変換回路１１の動作停止を確実に抑えることができる。

また、本実施形態によれば、トルク指令が０であり、かつ、モータジェネレータＭＧ１の誘起電圧がバッテリＢ１の電圧より低いときには、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１５ａはオン、オフするが、全てのＩＧＢＴ素子１１０〜１１５に電流が流れることはない。そのため、このとき、異常信号の出力を強制的に停止させることで、過電流異常や過熱異常の誤検出に伴う電力変換回路１１の動作停止を確実に抑えることができる。

さらに、本実施形態によれば、マイクロコンピュータ１２１が異常出力禁止信号を出力し、駆動ＩＣ１３０〜１３５の異常検出回路が異常出力禁止信号に基づいて異常信号の出力を強制的に停止する。そのため、マイクロコンピュータ１２１が全てのＩＧＢＴ素子１１０〜１１５をオフするように制御しているときを、全ての駆動ＩＣ１３０〜１３５の異常検出回路に確実に伝えることができる。また、トルク指令が０であり、かつ、モータジェネレータＭＧ１の誘起電圧がバッテリＢ１の電圧より低いときを、全ての駆動ＩＣ１３０〜１３５の異常検出回路に確実に伝えることができる。

加えて、本実施形態によれば、モータジェネレータＭＧ１の誘起電圧は、予め設定されたモータジェネレータＭＧ１の誘起電圧定数と、回転センサＳ１によって検出された回転数とに基づいて求められる。そのため、モータジェネレータＭＧ１の誘起電圧を確実に求めることができる。

なお、本実施形態では、異常検出回路１３０ｂが異常を検出する際、ＩＧＢＴ素子１１０に流れる電流に伴って変化する物理量として、ＩＧＢＴ素子１１０の温度を用いた例を挙げているが、これに限られるものではない。ＩＧＢＴ素子１１０に流れる電流に伴って変化する物理量であれば、温度以外の物理量であってもよい。

本実施形態におけるモータジェネレータ制御装置のブロック図である。図１における駆動ＩＣのブロック図である。モータジェネレータ制御装置の動作に関するフローチャートである。

符号の説明

１・・・モータジェネレータ制御装置（電力変換装置）、１０・・・コンデンサ、１１・・・電力変換回路（電力変換手段）、１１０〜１１５・・・ＩＧＢＴ素子（スイッチング素子）、１１０ａ〜１１５ａ・・・ＩＧＢＴ、１１０ｂ〜１１５ｂ・・・フライホイールダイオード、１２・・・制御回路（制御手段）、１２０・・・電圧変換回路、１２１・・・マイクロコンピュータ、１３・・・駆動回路、１３０〜１３５・・・駆動ＩＣ、１３０ａ・・・ＩＧＢＴ駆動回路（駆動手段）、１３０ｂ・・・異常検出回路（異常検出手段）、１４・・・駆動停止回路（駆動停止手段）、Ｂ１・・・バッテリ（直流電源）、ＭＧ１・・・モータジェネレータ（発電電動機）

Claims

複数のスイッチング素子からなる電力変換手段と、
全ての前記スイッチング素子のオン、オフを制御するための駆動信号を出力する制御手段と、
前記スイッチング素子と前記制御手段の間に設けられ、前記制御手段から入力される前記駆動信号に基づいて前記スイッチング素子を駆動する駆動手段と、
前記スイッチング素子に流れる電流、及び、電流に伴って変化する物理量の少なくともいずれかに基づいて異常を検出し、異常信号を出力する異常検出手段と、
前記異常検出手段と前記駆動手段との間に設けられ、前記異常検出手段から異常信号が入力されると、前記駆動手段による前記スイッチング素子の駆動を全て停止させる駆動停止手段と、
を備えた電力変換装置において、
前記異常検出手段は、前記制御手段が全ての前記スイッチング素子に電流が流れないように制御しているときには、異常信号の出力を停止することを特徴とする電力変換装置。
前記異常検出手段は、前記制御手段が全ての前記スイッチング素子をオフするように制御しているときには、異常信号の出力を停止することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
前記制御手段は、全ての前記スイッチング素子をオフするように制御しているときには、異常出力禁止信号を出力し、
前記異常検出手段は、前記制御手段から異常出力禁止信号が入力されると、異常信号の出力を停止することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
車両に搭載され、電力を変換することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記電力変換手段は、直流電源と発電電動機にそれぞれ接続され、前記異常検出手段は、前記制御手段に入力される、前記発電電動機の出力トルクを指示するトルク指令が０であり、かつ、前記発電電動機の誘起電圧が前記直流電源の電圧より低いときには、異常信号の出力を停止することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
前記制御手段は、トルク指令が０であり、かつ、前記発電電動機の誘起電圧が前記直流電源の電圧より低いときには、異常出力禁止信号を出力し、
前記異常検出手段は、前記制御手段から異常出力禁止信号が入力されると、異常信号の出力を停止することを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
前記制御手段は、前記発電電動機の誘起電圧定数と回転数に基づいて、前記発電電動機の誘起電圧を求めることを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
車両に搭載され、前記直流電源と前記発電電動機との間で電力を変換することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置。