JP5517064B2 - Motor rotation judgment method - Google Patents

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Description

本発明は、モータ回転判定方法に関し、より特定的には、モータが停止することを正確に判定するモータ回転判定方法に関する。   The present invention relates to a motor rotation determination method, and more particularly to a motor rotation determination method for accurately determining that a motor stops.

従来、動力源としてモータが搭載された車両である電動車両として、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、および燃料電池自動車などが開発されている。そして、当該電動車両の事故発生時(衝突時)には、モータ駆動回路に用いられているインバータにおいて、安全上、当該インバータ内部におけるコンデンサに蓄積された電荷が放電される構成である。   2. Description of the Related Art Conventionally, electric vehicles, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, and the like have been developed as electric vehicles that are vehicles equipped with a motor as a power source. Then, when an accident occurs in the electric vehicle (at the time of a collision), in the inverter used in the motor drive circuit, the charge accumulated in the capacitor inside the inverter is discharged for safety.

また、モータ駆動回路では、コンデンサに蓄積された電荷を放電するために、放電抵抗が設けられていたが、より短時間で放電するために、インバータ素子で強制放電することが検討されている。すなわち、インバータの6つの素子のうち、1つを完全にオンさせ、当該完全にオンした素子に対向するアームの素子を中間的にオン(以下、ハーフオンという)させる。換言すれば、素子を抵抗として用いることによって電流値を制御する。   In the motor drive circuit, a discharge resistor is provided to discharge the electric charge accumulated in the capacitor. However, forcibly discharging with an inverter element has been studied in order to discharge in a shorter time. That is, one of the six elements of the inverter is completely turned on, and the element of the arm facing the completely turned on element is turned on in the middle (hereinafter referred to as half-on). In other words, the current value is controlled by using the element as a resistor.

ここで、インバータの6つの素子のうち、1つを完全にオンさせた際に、モータが回転していると、モータで発生している起電力の影響によって、モータ駆動回路に大電流が流れる可能性がある。その結果、素子の破壊、および電線やモータ巻線が過熱されるおそれがある。さらには、コンデンサの電圧が長時間下がらず、放電用素子が過熱する可能性もある。   Here, if one of the six elements of the inverter is completely turned on and the motor is rotating, a large current flows through the motor drive circuit due to the influence of the electromotive force generated in the motor. there is a possibility. As a result, the element may be destroyed and the electric wire and the motor winding may be overheated. Furthermore, there is a possibility that the voltage of the capacitor does not drop for a long time and the discharging element is overheated.

一方で、特許文献1では、コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に、モータの停止状態を判定する方法が示されている。具体的には、インバータ回路を構成する半導体スイッチング素子のオンオフを制御することによって、モータの巻線を短絡させ、当該短絡させた状態でモータの巻線に流れる電流の値を2回以上参照する。そして、複数回参照した電流値が一致していた場合、モータの回転が停止しているものと判定する。   On the other hand, Patent Document 1 discloses a method of determining a stop state of a motor when discharging electric charges accumulated in a capacitor. Specifically, by controlling on / off of the semiconductor switching elements constituting the inverter circuit, the motor winding is short-circuited, and the value of the current flowing in the motor winding in the short-circuited state is referred to twice or more. . And when the electric current value referred in multiple times corresponds, it determines with the rotation of a motor having stopped.

特許第4434636号Japanese Patent No. 4434636

しかしながら、特許文献1に記載のモータ停止判定方法では、モータの巻線に流れる電流の値を2回以上参照するために、モータの巻線を長時間短絡させる必要があるため、車両に急制動が発生したり、モータ駆動回路における各素子を破壊してしまうおそれがある。さらに、全巻線を短絡させ、当該全巻線において、巻線に流れる電流の値を検出する電流センサが必要となるため、回路規模が大きくなるという問題もある。   However, in the motor stop determination method described in Patent Document 1, since it is necessary to short-circuit the motor winding for a long time in order to refer to the value of the current flowing in the motor winding more than once, sudden braking is applied to the vehicle. May occur or each element in the motor drive circuit may be destroyed. Furthermore, since all the windings are short-circuited and a current sensor for detecting the value of the current flowing through the windings is required, there is a problem that the circuit scale becomes large.

それ故に、本発明の目的は、モータが停止したことを正確に判定し、その後、コンデンサに蓄積された電荷を放電することによって、車両に急制動が発生することを防止しつつ、かつ、モータ駆動回路が過熱することを抑止できるモータ回転判定方法を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to accurately determine that the motor has stopped, and then discharge the electric charge accumulated in the capacitor to prevent sudden braking in the vehicle and It is to provide a motor rotation determination method capable of suppressing the drive circuit from overheating.

上記目的を達成するために、本発明のモータ駆動回路は、モータを駆動させるモータ駆動回路であって、モータを駆動させる電力を供給する直流電源と、2つのスイッチング素子が直列に接続されたスイッチングユニットが3つ並列に配置されて構成され、直流電源から出力される電力を交流電流に変換してモータに出力するインバータ回路と、直流電源とインバータ回路との間に並列に接続されたコンデンサと、コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電処理を制御する制御部とを備え、モータの各相と、各スイッチングユニットにおける2つのスイッチング素子間とがそれぞれ接続されており、制御部によって放電処理が開始された放電処理開始時点で、2つのスイッチング素子のうち一方のスイッチング素子がオンされ、放電処理開始時点から第1の時間内に、オンされたスイッチング素子に流れる電流が、モータが停止状態であることを示すモータ停止閾値を超えた場合、オンされたスイッチング素子がオフされ、放電処理開始時点から第1の時間中、継続して、オンされたスイッチング素子に流れる電流がモータ停止閾値以下であった場合、2つのスイッチング素子のうち他方のスイッチング素子をハーフオンさせることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a motor drive circuit of the present invention is a motor drive circuit for driving a motor, and is a switching in which a DC power supply for supplying electric power for driving the motor and two switching elements are connected in series. An inverter circuit configured by arranging three units in parallel, converting electric power output from the DC power source into an AC current and outputting it to the motor, and a capacitor connected in parallel between the DC power source and the inverter circuit; And a control unit for controlling the discharge process for discharging the electric charge accumulated in the capacitor, each phase of the motor is connected to two switching elements in each switching unit, and the discharge process is performed by the control unit. At the start of the started discharge process, one of the two switching elements is turned on and the discharge process is started. When the current flowing through the turned-on switching element within a first time from the time exceeds a motor stop threshold value indicating that the motor is in a stopped state, the turned-on switching element is turned off and During the first time, when the current flowing through the turned-on switching element is equal to or less than the motor stop threshold, the other switching element of the two switching elements is half-on.

好ましくは、第1の時間経過時点から第2の時間内に、オンされたスイッチング素子に流れる電流が、モータがモータ停止閾値を超えた場合、オンされたスイッチング素子がオフされ、第1の時間経過時点から第2の時間中、継続して、オンされたスイッチング素子に流れる電流がモータ停止閾値以下であった場合、2つのスイッチング素子のうち他方のスイッチング素子をハーフオンさせることを特徴とする   Preferably, when the current flowing through the turned-on switching element exceeds the motor stop threshold within the second time from the elapse of the first time, the turned-on switching element is turned off, and the first time When the current flowing through the turned-on switching element is less than or equal to the motor stop threshold continuously for the second time from the elapsed time, the other switching element of the two switching elements is half-on.

さらに、好ましくは、最初に、制御部によって放電処理が開始される際、第1の時間には0が設定されていることを特徴とする。   Further, preferably, first, when the discharge process is started by the control unit, 0 is set in the first time.

また、上記目的を達成するために、上述した本発明のモータ駆動回路の各構成が行うそれぞれの処理は、一連の処理手順を与えるモータ駆動方法として捉えることができる。この方法は、一連の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムの形式で提供される。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で、コンピュータに導入されてもよい。   In addition, in order to achieve the above object, each process performed by each configuration of the motor drive circuit of the present invention described above can be regarded as a motor drive method that provides a series of process procedures. This method is provided in the form of a program for causing a computer to execute a series of processing procedures. This program may be installed in a computer in a form recorded on a computer-readable recording medium.

上述のように、本発明のモータ回転判定方法によれば、モータが停止したことを正確に判定し、その後、コンデンサに蓄積された電荷を放電することによって、車両に急制動が発生することを防止しつつ、かつ、モータ駆動回路が過熱することを抑止できる。   As described above, according to the motor rotation determination method of the present invention, it is accurately determined that the motor has stopped, and then sudden braking is generated in the vehicle by discharging the charge accumulated in the capacitor. While preventing, it can suppress that a motor drive circuit overheats.

本発明の第1の実施形態に係るモータ駆動回路100を示す図The figure which shows the motor drive circuit 100 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るモータ駆動回路100が実行するモータ回転判定方法200の処理の流れを示すフローチャートThe flowchart which shows the flow of a process of the motor rotation determination method 200 which the motor drive circuit 100 which concerns on the 1st Embodiment of this invention performs. 本発明の第2の実施形態に係るモータ駆動回路100が実行するモータ回転判定方法300の処理の流れを示すフローチャートThe flowchart which shows the flow of a process of the motor rotation determination method 300 which the motor drive circuit 100 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention performs. モータM1が停止状態であるか否かの判定を継続するモータ回転判定継続方法S310の詳細な処理の流れを示すフローチャートThe flowchart which shows the flow of the detailed process of motor rotation determination continuation method S310 which continues determination of whether the motor M1 is a stop state.

以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係るモータ駆動回路100を示す図である。図1において、モータ駆動回路100は、バッテリB1と、リレーS1およびS2と、コンデンサC1と、インバータI1と、モータM1とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a motor drive circuit 100 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the motor drive circuit 100 includes a battery B1, relays S1 and S2, a capacitor C1, an inverter I1, and a motor M1.

バッテリB1は、走行用高電圧バッテリであって、車両走行中、コンデンサC1およびインバータI1に電圧を印加する。   The battery B1 is a high voltage battery for traveling, and applies a voltage to the capacitor C1 and the inverter I1 while the vehicle is traveling.

リレーS1およびS2は、車両走行中、オンされており導通状態である。   Relays S1 and S2 are turned on while the vehicle is running and are in a conductive state.

コンデンサC1は、インバータI1の電源安定用コンデンサであって、車両走行中、バッテリB1によって電圧が印加され、電荷が蓄積される。   The capacitor C1 is a capacitor for stabilizing the power source of the inverter I1, and a voltage is applied by the battery B1 and the electric charge is accumulated during traveling of the vehicle.

モータM1は、車両走行用のモータである。   The motor M1 is a motor for driving the vehicle.

なお、インバータI1は、スイッチング素子Q1〜Q6と、それぞれスイッチング素子Q1〜Q6に対応するダイオードD1〜D6とによって構成されている。   Inverter I1 includes switching elements Q1 to Q6 and diodes D1 to D6 corresponding to switching elements Q1 to Q6, respectively.

ここで、車両が事故発生時(衝突時)、当該モータ駆動回路100に大電流が流れることを防止するため、リレーS1およびS2は、オフされて、バッテリB1によって印加されている電圧が遮断される。   Here, when the vehicle has an accident (collision), in order to prevent a large current from flowing through the motor drive circuit 100, the relays S1 and S2 are turned off and the voltage applied by the battery B1 is cut off. The

ただし、コンデンサC1には、車両走行中に蓄積された電荷が残留しており、一般的には、当該蓄積された電荷を放電するための抵抗が並列に挿入されている。そして、当該蓄積された電荷を短時間で放電するために、当該抵抗で消費させる電力を大きくすると、車両走行中の消費電力が大きくなってしまい、燃費悪化等の原因になる。このため、当該抵抗で消費させる電力(放電電流)を大きく設定することはできず、放電には数分を費やしてしまう。換言すれば、車両が事故発生時(衝突時)、モータ駆動回路100に大電流が流れることを防止する必要があるものの、当該蓄積された電荷を短時間で放電することが困難である。   However, the electric charge accumulated while the vehicle is running remains in the capacitor C1, and generally, a resistor for discharging the accumulated electric charge is inserted in parallel. If the electric power consumed by the resistor is increased in order to discharge the accumulated electric charge in a short time, the electric power consumed during traveling of the vehicle increases, resulting in deterioration of fuel consumption. For this reason, the power (discharge current) consumed by the resistor cannot be set large, and it takes several minutes to discharge. In other words, it is difficult to discharge the accumulated charge in a short time, although it is necessary to prevent a large current from flowing through the motor drive circuit 100 when the vehicle has an accident (collision).

そこで、車両が事故発生時(衝突時)、当該蓄積された電荷をより短時間で放電して、モータ駆動回路100に大電流が流れることを防止するために、インバータI1のスイッチング素子Q1〜Q6を用いて大電流で放電させる。その結果、車両が事故発生時(衝突時)、当該蓄積された電荷をより短時間で放電させることができる。   Therefore, when the vehicle has an accident (collision), in order to discharge the accumulated electric charge in a shorter time and prevent a large current from flowing through the motor drive circuit 100, the switching elements Q1 to Q6 of the inverter I1. To discharge with a large current. As a result, when the vehicle has an accident (collision), the accumulated charge can be discharged in a shorter time.

例えば、車両が事故発生時(衝突時)、モータ駆動回路100において、スイッチング素子Q2を完全オンさせ、スイッチング素子Q1を中間的にオンさせて、モータM1およびインバータI1に流れる電流を制御しながら放電する。また、スイッチング素子Q2のエミッタにシャント抵抗を挿入したり、スイッチング素子Q2を構成する素子の一部から分流する電流を測定(センスIGBTなど)する。これにより、放電電流を測定し、スイッチング素子Q1のゲート電圧を制御すれば、放電電流を制御することができる。   For example, when the vehicle has an accident (collision), in the motor drive circuit 100, the switching element Q2 is completely turned on, the switching element Q1 is turned on intermediately, and discharging is performed while controlling the current flowing through the motor M1 and the inverter I1. To do. Further, a shunt resistor is inserted into the emitter of the switching element Q2, and a current shunted from a part of the elements constituting the switching element Q2 is measured (such as a sense IGBT). Thus, the discharge current can be controlled by measuring the discharge current and controlling the gate voltage of the switching element Q1.

しかしながら、車両が事故発生時(衝突時)であっても、車両が惰力等で走行している場合がある。この場合、モータM1が回転している状態であって、スイッチング素子Q2を完全オンさせると、モータM1で発生している起電力の影響によって、ダイオードD4、およびダイオードD6からスイッチング素子Q2という経路で電流が流れてしまう(図1のi1)。そして、当該電流i1によって、モータM1に制動が発生するため、車両に意図しない制動が発生し、さらに、当該電流i1の値は、通常走行中の電流値の2倍程度になることがあり、素子の破壊、電線の焼損を招くおそれがある。   However, even when the vehicle has an accident (collision), the vehicle may be traveling with repulsion. In this case, when the motor M1 is rotating and the switching element Q2 is completely turned on, the path from the diode D4 and the diode D6 to the switching element Q2 due to the influence of the electromotive force generated in the motor M1. Current flows (i1 in FIG. 1). And since the motor M1 is braked by the current i1, unintentional braking occurs in the vehicle, and the value of the current i1 may be about twice the current value during normal travel. There is a possibility of causing destruction of the element and burning of the electric wire.

ここで、モータM1で発生している起電力は、ダイオードD1〜D6を介して、全波整流されて、コンデンサC1を充電しているため、コンデンサC1に蓄積された電荷を強制的に放電させてもコンデンサC1の電圧が下がらない。このような状況で、放電を継続すると予想外のエネルギーをIGBT素子が消費して、過熱してしまい、その後車両が停止しても、もはやコンデンサC1に蓄積された電荷を放電できない状態になってしまう。   Here, since the electromotive force generated in the motor M1 is full-wave rectified via the diodes D1 to D6 and charges the capacitor C1, the electric charge accumulated in the capacitor C1 is forcibly discharged. However, the voltage of the capacitor C1 does not drop. In such a situation, if the discharge continues, the IGBT element consumes unexpected energy and overheats, and even if the vehicle stops thereafter, the charge accumulated in the capacitor C1 can no longer be discharged. End up.

さらに、コンデンサC1に蓄積された電荷を放電する際に、電流i2を制御する必要があるが、スイッチング素子Q2のエミッタにシャント抵抗を挿入したり、スイッチング素子Q2を構成する素子の一部から分流する電流を測定する方法では、電流i3を測定することになる。つまり、i3=i1+i2であるため、モータM1で発生している起電力の影響によって電流i1が存在すると、電流i2を正確に制御できない。   Further, when discharging the electric charge accumulated in the capacitor C1, it is necessary to control the current i2. However, a shunt resistor is inserted into the emitter of the switching element Q2, or a part of the elements constituting the switching element Q2 is shunted. In the method of measuring the current to be measured, the current i3 is measured. That is, since i3 = i1 + i2, if the current i1 exists due to the influence of the electromotive force generated in the motor M1, the current i2 cannot be accurately controlled.

そこで、インバータI1のスイッチング素子Q1〜Q6を用いて、モータM1が停止状態か否かを判定しながら、モータM1が停止した後、放電させる方法について、以下に、詳しく説明する。図2は、本発明の第1の実施形態に係るモータ駆動回路100が実行するモータ回転判定方法200の処理の流れを示すフローチャートである。図2において、モータ回転判定方法200は、ステップS210〜ステップS280を含み、当該ステップS210〜ステップS280において、モータ駆動回路100における各素子は、当該各素子を制御する制御部(図示せず)によって制御されている。   Therefore, a method of discharging after the motor M1 is stopped while determining whether or not the motor M1 is stopped using the switching elements Q1 to Q6 of the inverter I1 will be described in detail below. FIG. 2 is a flowchart showing a process flow of the motor rotation determination method 200 executed by the motor drive circuit 100 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, the motor rotation determination method 200 includes steps S210 to S280. In steps S210 to S280, each element in the motor drive circuit 100 is controlled by a control unit (not shown) that controls each element. It is controlled.

ステップS210において、モータ駆動回路100では、車両の事故発生(衝突)に基づいて、放電処理の開始指示がなされる。具体的には、モータ駆動回路100は、車両が事故発生時(衝突時)に、例えば、エアバッグを展開させるためのエアバッグ展開信号を検出して、放電を開始するように指令する。   In step S210, the motor drive circuit 100 issues a discharge processing start instruction based on the occurrence of a vehicle accident (collision). Specifically, the motor drive circuit 100 detects, for example, an airbag deployment signal for deploying an airbag when the vehicle has an accident (collision), and commands to start discharging.

ステップS220において、モータ駆動回路100では、タイマ(図示せず)を起動させる。モータの回転数が下がると、短絡時に流れる電流が小さくなるため、短絡時に流れる電流が十分小さくなるモータの回転数に基づいて、タイマ値T1が設定されている。より詳細には、タイマ値T1として、電気角で1回転分以上の時間が設定される。ここで、電気角で1回転分とは、巻線が3相分1組である場合、電気角=機械角となり、巻線が3相分2組あってずらして巻かれている場合、電気角=機械角×2となる。具体的には、例えば、モータの回転数が120rpmまで下がれば、短絡時に流れる電流が無視できる程度に小さくなるモータである場合、電気角=機械角×2ならば、電気角で1回転分の時間は、60秒/(120×2)rpm=0.25秒となる。つまり、タイマ値T1は、0.25秒以上に設定される。   In step S220, the motor drive circuit 100 starts a timer (not shown). When the motor speed decreases, the current flowing at the time of the short circuit decreases, so the timer value T1 is set based on the motor speed at which the current flowing at the time of the short circuit becomes sufficiently small. More specifically, the timer value T1 is set to a time of one rotation or more in electrical angle. Here, the electrical angle for one rotation means that when the winding is one set for three phases, the electrical angle is equal to the mechanical angle, and when the winding is shifted by two sets for three phases, Angle = mechanical angle × 2. Specifically, for example, when the motor speed is reduced to 120 rpm, the current flowing at the time of the short circuit is negligibly small. If the electrical angle = mechanical angle × 2, the electrical angle corresponds to one rotation. The time is 60 seconds / (120 × 2) rpm = 0.25 seconds. That is, the timer value T1 is set to 0.25 seconds or more.

ステップS230において、モータ駆動回路100では、インバータI1における下アームのスイッチング素子をオンする。ここでは、スイッチング素子Q2をオンすることとする。この時、モータM1が回転していると、起電力による電流(i1=i3)が流れ始める。そして、当該起電力による電流を監視することになる。   In step S230, the motor drive circuit 100 turns on the switching element of the lower arm in the inverter I1. Here, the switching element Q2 is turned on. At this time, if the motor M1 is rotating, a current (i1 = i3) due to electromotive force starts to flow. Then, the current due to the electromotive force is monitored.

ステップS240において、上記起電力による電流が、モータM1が停止状態であることを示すモータ停止閾値以下であるか否かを判定する。当該起電力による電流がモータ停止閾値以下である場合、ステップS250の処理に進み(ステップS240のYes)、当該起電力による電流がモータ停止閾値を超えている場合、ステップS270の処理に進む(ステップS240のYes)。   In step S240, it is determined whether or not the current due to the electromotive force is equal to or less than a motor stop threshold value indicating that the motor M1 is in a stopped state. If the current due to the electromotive force is less than or equal to the motor stop threshold, the process proceeds to step S250 (Yes in step S240), and if the current due to the electromotive force exceeds the motor stop threshold, the process proceeds to step S270 (step S270). Yes in S240).

ステップS250において、モータ駆動回路100では、ステップS220で起動させたタイマのタイマ値T1が経過しているか否かを判定する。タイマ値T1が経過している場合、ステップS260の処理に進む(ステップS250のYes)。一方、タイマ値T1が経過していない場合、ステップS240の処理に戻り、上記起電力による電流がモータ停止閾値以下であるか否かを判定する(ステップS250のNo)。   In step S250, the motor drive circuit 100 determines whether or not the timer value T1 of the timer started in step S220 has elapsed. When the timer value T1 has elapsed, the process proceeds to step S260 (Yes in step S250). On the other hand, when the timer value T1 has not elapsed, the process returns to step S240, and it is determined whether or not the current due to the electromotive force is equal to or less than the motor stop threshold (No in step S250).

換言すれば、ステップS220で起動させたタイマのタイマ値T1内において、継続して、上記起電力による電流がモータ停止閾値以下である場合のみ、モータM1が停止状態であると判定し、ステップS260の処理に進む(ステップS250のYes)。一方、ステップS220で起動させたタイマのタイマ値T1内において、一時でも、上記起電力による電流がモータ停止閾値を超えていた場合、モータM1が停止状態でないと判定し、ステップS270の処理に進む(ステップS240のNo)。   In other words, it is determined that the motor M1 is in the stopped state only when the current due to the electromotive force is equal to or less than the motor stop threshold within the timer value T1 of the timer started in step S220, and step S260. (Yes in step S250). On the other hand, if the current due to the electromotive force exceeds the motor stop threshold even within the timer value T1 of the timer started in step S220, it is determined that the motor M1 is not in a stopped state, and the process proceeds to step S270. (No in step S240).

ステップS260において、モータ駆動回路100では、コンデンサC1に蓄積された電荷を放電するために、インバータI1における上アームのスイッチング素子をハーフオンする。ここでは、スイッチング素子Q2の対向であるスイッチング素子Q1をハーフオンする。   In step S260, the motor drive circuit 100 half-ONs the switching element of the upper arm in the inverter I1 in order to discharge the charge accumulated in the capacitor C1. Here, the switching element Q1, which is opposite to the switching element Q2, is half-on.

ステップS270において、モータ駆動回路100では、ステップS220で起動させたタイマのタイマ値T1内において、一時でも、上記起電力による電流がモータ停止閾値を超えていた場合、モータM1が回転中であると判定し、ステップS230でオンさせたスイッチング素子Q2をオフさせる。   In step S270, in the motor drive circuit 100, if the current due to the electromotive force exceeds the motor stop threshold even within the timer value T1 of the timer started in step S220, the motor M1 is rotating. The switching element Q2 turned on in step S230 is turned off.

そして、ステップS280において、モータ駆動回路100では、上記起電力による電流が減少するまでの時間、待ち状態とし、その後、ステップS220の処理に戻る。   In step S280, the motor drive circuit 100 waits until the current due to the electromotive force decreases, and then returns to step S220.

なお、モータM1が停止状態であることを示すモータ停止閾値は、車両に発生する制動が許容値以下になるように、また、コンデンサC1の放電のための電流制御に影響を与えない程度の小さい値に設定すればよい。   The motor stop threshold value indicating that the motor M1 is in a stopped state is so small that the braking generated in the vehicle is less than the allowable value and does not affect the current control for discharging the capacitor C1. Set it to a value.

以上のように、本発明の第1の実施形態に係るモータ駆動回路100およびモータ回転判定方法200によれば、モータM1が停止したことを正確に判定し、その後、コンデンサC1に蓄積された電荷を放電するため、車両に急制動が発生することを防止しつつ、かつ、モータ駆動回路100が過熱することを抑止できる。   As described above, according to the motor drive circuit 100 and the motor rotation determination method 200 according to the first embodiment of the present invention, it is accurately determined that the motor M1 has stopped, and then the charge accumulated in the capacitor C1. Therefore, it is possible to prevent the motor drive circuit 100 from being overheated while preventing sudden braking in the vehicle.

また、モータM1のインダクタンスの影響によって、電流値は急に変化することはない。その結果、電流値を測定し、当該測定された電流値とモータ停止閾値とを比較しながら、モータM1が停止状態を判断することによって、異常に電流値が大きくなる前に遮断することが可能である。   Further, the current value does not change suddenly due to the influence of the inductance of the motor M1. As a result, by measuring the current value and comparing the measured current value with the motor stop threshold value, the motor M1 can judge that the motor is stopped and shut off before the current value increases abnormally. It is.

なお、本実施形態では、スイッチング素子Q2をオンし、スイッチング素子Q1をハーフオンしたが、これに限定されるものではなく、逆に、スイッチング素子Q1をオンし、スイッチング素子Q2をハーフオンしても構わない。   In this embodiment, the switching element Q2 is turned on and the switching element Q1 is half-on. However, the present invention is not limited to this, and conversely, the switching element Q1 may be turned on and the switching element Q2 may be half-on. Absent.

<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態では、本発明の第1の実施形態で説明した放電処理状態において、さらに、2次的被害の衝突等の何らかの原因によって車両が動き出す場合を考慮するモータ回転判定方法について説明する。本発明の第2の実施形態に係るモータ駆動回路の構成は、本発明の第1の実施形態において図1に示したモータ駆動回路100の構成と同一であるため、図1に示すモータ駆動回路100を用いることによって、詳細な説明を省略する。
<Second Embodiment>
In the second embodiment of the present invention, in the discharge processing state described in the first embodiment of the present invention, a motor rotation determination method that takes into account the case where the vehicle starts to move due to some cause such as a secondary damage collision. Will be described. Since the configuration of the motor drive circuit according to the second embodiment of the present invention is the same as the configuration of the motor drive circuit 100 shown in FIG. 1 in the first embodiment of the present invention, the motor drive circuit shown in FIG. By using 100, detailed description is omitted.

図3は、本発明の第2の実施形態に係るモータ駆動回路100が実行するモータ回転判定方法300の処理の流れを示すフローチャートである。図3において、モータ回転判定方法300は、ステップS210〜ステップS250、ステップS270〜ステップS280、およびステップS310を含む。当該ステップS210〜ステップS250、ステップS270〜ステップS280、およびステップS310において、モータ駆動回路100における各素子は、当該各素子を制御する制御部(図示せず)によって制御されている。なお、図3に示すフローチャートにおいて、本発明の第1の実施形態で説明した図2に示すフローチャートと同一の処理については、同一の参照符号を付すことによって、詳細な説明を省略する。以下、本実施形態では、本発明の第1の実施形態と異なる点について、詳しく説明する。   FIG. 3 is a flowchart showing a process flow of the motor rotation determination method 300 executed by the motor drive circuit 100 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, motor rotation determination method 300 includes steps S210 to S250, steps S270 to S280, and step S310. In step S210 to step S250, step S270 to step S280, and step S310, each element in the motor drive circuit 100 is controlled by a control unit (not shown) that controls each element. In the flowchart shown in FIG. 3, the same processes as those in the flowchart shown in FIG. 2 described in the first embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Hereinafter, in the present embodiment, differences from the first embodiment of the present invention will be described in detail.

ステップS250において、モータ駆動回路100では、ステップS220で起動させたタイマのタイマ値T1が経過しているか否かを判定する。タイマ値T1が経過していない場合、ステップS240の処理に戻り、上記起電力による電流がモータ停止閾値以下であるか否かを判定する(ステップS250のNo)。一方、タイマ値T1が経過している場合、ステップS260の処理に進んでいた本発明の第1の実施形態とは異なり、本実施形態では、ステップS310の処理に進む(ステップS250のYes)。   In step S250, the motor drive circuit 100 determines whether or not the timer value T1 of the timer started in step S220 has elapsed. When the timer value T1 has not elapsed, the process returns to step S240, and it is determined whether or not the current due to the electromotive force is equal to or less than the motor stop threshold (No in step S250). On the other hand, when the timer value T1 has elapsed, unlike the first embodiment of the present invention which has proceeded to the process of step S260, in the present embodiment, the process proceeds to the process of step S310 (Yes in step S250).

ステップS310において、モータ駆動回路100では、モータM1が停止状態であるか否かの判定を継続する。図4は、モータM1が停止状態であるか否かの判定を継続するモータ回転判定継続方法S310の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。図4において、モータ回転判定継続方法S310は、ステップS311〜ステップS315を含み、当該ステップS311〜ステップS315において、モータ駆動回路100における各素子は、当該各素子を制御する制御部(図示せず)によって制御されている。   In step S310, the motor drive circuit 100 continues to determine whether or not the motor M1 is in a stopped state. FIG. 4 is a flowchart showing a detailed process flow of the motor rotation determination continuation method S310 for continuing the determination of whether or not the motor M1 is in the stopped state. 4, the motor rotation determination continuation method S310 includes steps S311 to S315. In steps S311 to S315, each element in the motor drive circuit 100 is a control unit (not shown) that controls each element. Is controlled by.

ステップS311において、モータ駆動回路100では、インバータI1における上アームのスイッチング素子をオンオフさせる周期タイマ(図示せず)を起動させる。より詳細には、ここでは、スイッチング素子Q1をオンオフさせる周期である周期タイマ値T2が設定されている。   In step S311, the motor drive circuit 100 starts a cycle timer (not shown) that turns on and off the switching element of the upper arm in the inverter I1. More specifically, here, a cycle timer value T2, which is a cycle for turning on and off the switching element Q1, is set.

ステップS312において、モータ駆動回路100では、上述したインバータI1における上アームのスイッチング素子をオンさせる時間を設定する。より詳細には、ここでは、スイッチング素子Q1をオンさせる時間であるオン時間Tonが設定される。   In step S312, the motor drive circuit 100 sets a time for turning on the switching element of the upper arm in the inverter I1 described above. More specifically, an on time Ton that is a time for turning on the switching element Q1 is set here.

ステップS313において、モータ駆動回路100では、上述したインバータI1における上アームのスイッチング素子を、オン時間Tonだけ、ハーフオンさせる。より詳細には、ここでは、ステップS312で設定されたオン時間Tonだけ、スイッチング素子Q1をハーフオンさせる。   In step S313, in the motor drive circuit 100, the switching element of the upper arm in the inverter I1 described above is half-on for the on-time Ton. More specifically, here, the switching element Q1 is half-on only for the on-time Ton set in step S312.

ステップS314において、モータ駆動回路100では、電流i3(=i1)が、モータM1が停止状態であることを示すモータ停止閾値以下であるか否かを判定する。当該電流i3がモータ停止閾値以下である場合、ステップS315の処理に進み(ステップS313のYes)、当該電流i3がモータ停止閾値を超えている場合、図3に示すステップS270の処理に進む(ステップS314のYes)。換言すれば、スイッチング素子Q1がオン状態である場合(ステップS313)、モータM1が停止状態であるか否かの判定ができないため、オン時間Ton経過後、電流i3とモータ停止閾値とを比較することによって、モータM1が停止状態であるか否かを判定する。   In step S314, the motor drive circuit 100 determines whether or not the current i3 (= i1) is equal to or less than a motor stop threshold value indicating that the motor M1 is in a stopped state. If the current i3 is less than or equal to the motor stop threshold, the process proceeds to step S315 (Yes in step S313). If the current i3 exceeds the motor stop threshold, the process proceeds to step S270 shown in FIG. Yes at S314). In other words, when the switching element Q1 is in the on state (step S313), since it cannot be determined whether or not the motor M1 is in the stopped state, the current i3 is compared with the motor stop threshold after the on time Ton has elapsed. Thus, it is determined whether or not the motor M1 is in a stopped state.

ステップS315において、モータ駆動回路100では、ステップS311で起動させた周期タイマの周期タイマ値T2が経過しているか否かを判定する。周期タイマ値T2が経過している場合、ステップS311の処理に戻る(ステップS315のYes)。一方、周期タイマ値T2が経過していない場合、ステップS314の処理に戻り、上記電流i3(=i1)がモータ停止閾値以下であるか否かを判定する(ステップS315のNo)。   In step S315, the motor drive circuit 100 determines whether or not the cycle timer value T2 of the cycle timer activated in step S311 has elapsed. If the cycle timer value T2 has elapsed, the process returns to step S311 (Yes in step S315). On the other hand, when the period timer value T2 has not elapsed, the process returns to the process of step S314, and it is determined whether or not the current i3 (= i1) is equal to or less than the motor stop threshold (No in step S315).

換言すれば、ステップS311で起動させた周期タイマの周期タイマ値T2内において、継続して、上記電流i3(=i1)がモータ停止閾値以下である場合のみ、モータM1が停止状態であると判定し、ステップS311の処理に戻る(ステップS315のYes)。一方、ステップS311で起動させた周期タイマの周期タイマ値T2内において、一時でも、上記電流i3(=i1)がモータ停止閾値を超えていた場合、モータM1が停止状態でないと判定し、図3に示すステップS270の処理に進む(ステップS314のYes)。   In other words, it is determined that the motor M1 is in a stopped state only when the current i3 (= i1) is not more than the motor stop threshold value within the cycle timer value T2 of the cycle timer started in step S311. Then, the process returns to step S311 (Yes in step S315). On the other hand, if the current i3 (= i1) exceeds the motor stop threshold even within the period timer value T2 of the period timer activated in step S311, it is determined that the motor M1 is not in the stop state, and FIG. The process proceeds to step S270 shown in FIG.

以上のように、本発明の第2の実施形態に係るモータ駆動回路100およびモータ回転判定方法300によれば、本発明の第1の実施形態で説明した放電処理状態において、さらに、2次的被害の衝突等の何らかの原因によって車両が動き出す場合を考慮して、モータ回転判定継続方法S310の処理を実行しているため、ステップS313において放電中であってもモータM1が停止状態でないと判定すれば、再度、ステップS220の処理まで戻ることになる。そして、再度、モータM1が停止したことを正確に判定し、その後、コンデンサC1に蓄積された電荷を放電(放電を再開)するため、車両に急制動が発生することを防止しつつ、かつ、モータ駆動回路100が過熱することを抑止できる。   As described above, according to the motor drive circuit 100 and the motor rotation determination method 300 according to the second embodiment of the present invention, in the discharge processing state described in the first embodiment of the present invention, a secondary operation is further performed. Considering the case where the vehicle starts to move due to some cause such as a collision of damage, since the process of the motor rotation determination continuation method S310 is executed, it is determined in step S313 that the motor M1 is not in a stopped state even during discharging. In this case, the process returns to step S220 again. Then, again, it is accurately determined that the motor M1 has stopped, and then the electric charge accumulated in the capacitor C1 is discharged (discharge is resumed), so that sudden braking is prevented from occurring in the vehicle, and It is possible to prevent the motor drive circuit 100 from overheating.

また、モータM1のインダクタンスの影響によって、電流値は急に変化することはない。その結果、電流値を測定し、当該測定された電流値とモータ停止閾値とを比較しながら、モータM1が停止状態を判断することによって、異常に電流値が大きくなる前に遮断することが可能である。   Further, the current value does not change suddenly due to the influence of the inductance of the motor M1. As a result, by measuring the current value and comparing the measured current value with the motor stop threshold value, the motor M1 can judge that the motor is stopped and shut off before the current value increases abnormally. It is.

なお、モータM1のインダクタンスの影響によって、電流値は急に変化することはない。つまり、スイッチング素子Q1をオンさせる時間であるオン時間Tonを、通常走行時のスイッチング周期と比べて短い時間に設定すれば、当該オン時間Ton内に、異常に電流値が大きくなることはない。   Note that the current value does not change suddenly due to the influence of the inductance of the motor M1. That is, if the on-time Ton, which is the time to turn on the switching element Q1, is set to a time shorter than the switching cycle during normal running, the current value does not increase abnormally within the on-time Ton.

なお、コンデンサC1に蓄積された電荷を短時間で放電するため、タイマ値T1を0に設定しても構わない。この場合、放電を開始した後、モータM1が回転していることを検出する可能性があるが、モータM1が回転していることを検出した場合には、放電を一時停止させ、モータM1から流れる電流がなくなれば、放電を再開すればよい。   Note that the timer value T1 may be set to 0 in order to discharge the charge accumulated in the capacitor C1 in a short time. In this case, after starting the discharge, there is a possibility of detecting that the motor M1 is rotating. However, when it is detected that the motor M1 is rotating, the discharging is temporarily stopped and the motor M1 is stopped. When there is no more current flowing, discharging can be resumed.

さらに、モータM1が停止状態か否かを判定する時間を、1回目と2回目以降とで、変更させても構わない。具体的には、タイマ値T1について、1回目は0を設定し、2回目以降は1回転分の時間に設定する。この場合、コンデンサC1に蓄積された電荷の放電を早期に開始しつつ、その一方で、放電を開始した後に、モータM1が回転していることを検出した場合には、モータM1を確実に停止させることもできる。   Furthermore, the time for determining whether or not the motor M1 is in a stopped state may be changed between the first time and the second time and thereafter. Specifically, for the timer value T1, the first time is set to 0, and the second time and thereafter are set to a time for one rotation. In this case, when the discharge of the electric charge accumulated in the capacitor C1 is started early, on the other hand, when it is detected that the motor M1 is rotating after the discharge is started, the motor M1 is surely stopped. It can also be made.

ところで、車両の停止を車両のセンサおよびマイコンで判断することによって、放電開始、および放電停止を制御することも考えられるが、車両の事故発生後(衝突後)では、大きい電力を必要とするマイコン用の電源を確保することは困難であり、また、車両センサが正常に動作していない可能性があるため、本発明の第1および第2の実施形態で説明したように、モータの回転を判定することは有効である。   By the way, it is conceivable to control the start of discharge and the stop of discharge by determining the stop of the vehicle with a sensor and microcomputer of the vehicle. However, after the accident of the vehicle (after a collision), a microcomputer that requires a large amount of power As described in the first and second embodiments of the present invention, it is difficult to secure a power supply for the vehicle, and the vehicle sensor may not operate normally. It is effective to judge.

本発明は、モータが停止状態であるか否かを正確に判定するモータ駆動回路およびモータ回転判定方法等に適用可能であり、特に、車両の事故発生時(衝突時)にモータが停止状態であるか否かを正確に判定する場合等に有用である。   The present invention can be applied to a motor drive circuit and a motor rotation determination method that accurately determine whether or not a motor is in a stopped state, and in particular, when a vehicle accident occurs (at the time of a collision), the motor is in a stopped state. This is useful when accurately determining whether or not there is.

100 モータ駆動回路
B1 バッテリ
C1 コンデンサ
S1、S2 リレー
I1 インバータ
Q1〜Q6 スイッチング素子
D1〜D6 ダイオード
M1 モータ
200、300 モータ回転判定方法
S210〜S280、S310 モータ回転判定方法における各ステップ
S311〜S315 モータ回転判定継続方法における各ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Motor drive circuit B1 Battery C1 Capacitor S1, S2 Relay I1 Inverter Q1-Q6 Switching element D1-D6 Diode M1 Motor 200, 300 Motor rotation determination method S210-S280, S310 Each step in motor rotation determination method S311-S315 Motor rotation determination Each step in the continuation method

Claims (3)

モータを駆動させるモータ駆動回路であって、
前記モータを駆動させる電力を供給する直流電源と、
2つのスイッチング素子が直列に接続されたスイッチングユニットが3つ並列に配置されて構成され、前記直流電源から出力される電力を交流電流に変換して前記モータに出力するインバータ回路と、
前記直流電源と前記インバータ回路との間に並列に接続されたコンデンサと、
前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電処理を制御する制御部とを備え、
前記モータの各相と、前記各スイッチングユニットにおける2つのスイッチング素子間とがそれぞれ接続されており、
前記制御部によって放電処理が開始された放電処理開始時点で、前記2つのスイッチング素子のうち一方のスイッチング素子がオンされ、
前記放電処理開始時点から第1の時間内に、前記オンされたスイッチング素子に流れる電流が、前記モータが停止状態であることを示すモータ停止閾値を超えた場合、前記オンされたスイッチング素子がオフされ、
前記放電処理開始時点から前記第1の時間中、継続して、前記オンされたスイッチング素子に流れる電流が前記モータ停止閾値以下であった場合、前記2つのスイッチング素子のうち他方のスイッチング素子をハーフオンさせることを特徴とする、モータ駆動回路。
A motor drive circuit for driving a motor,
A DC power supply for supplying electric power for driving the motor;
An inverter circuit configured by arranging three switching units connected in series with two switching elements in parallel, converting the power output from the DC power source into an AC current, and outputting the AC current to the motor;
A capacitor connected in parallel between the DC power source and the inverter circuit;
A controller for controlling a discharge process for discharging the charge accumulated in the capacitor,
Each phase of the motor is connected to two switching elements in each switching unit,
At the time when the discharge process is started by the control unit, one of the two switching elements is turned on,
When the current flowing through the turned-on switching element exceeds a motor stop threshold indicating that the motor is in a stopped state within a first time from the start of the discharge process, the turned-on switching element is turned off. And
If the current flowing through the turned-on switching element is less than or equal to the motor stop threshold continuously during the first time from the start of the discharge process, the other switching element of the two switching elements is half-on. A motor drive circuit, characterized in that
前記第1の時間経過時点から第2の時間内に、前記オンされたスイッチング素子に流れる電流が、前記モータが前記モータ停止閾値を超えた場合、前記オンされたスイッチング素子がオフされ、
前記第1の時間経過時点から前記第2の時間中、継続して、前記オンされたスイッチング素子に流れる電流が前記モータ停止閾値以下であった場合、前記2つのスイッチング素子のうち他方のスイッチング素子をハーフオンさせることを特徴とする、請求項1に記載のモータ駆動回路。
If the current flowing through the turned-on switching element exceeds the motor stop threshold within a second time after the first time elapses, the turned-on switching element is turned off,
When the current flowing through the turned-on switching element is less than or equal to the motor stop threshold continuously during the second time from the elapse of the first time, the other switching element of the two switching elements The motor drive circuit according to claim 1, wherein the motor is half-on.
最初に、前記制御部によって放電処理が開始される際、前記第1の時間には0が設定されていることを特徴とする、請求項2に記載のモータ駆動回路。   3. The motor drive circuit according to claim 2, wherein when the discharge process is started by the control unit, 0 is set in the first time. 4.
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