JP5978820B2 - インバータの制御装置 - Google Patents
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Description
インバータ回路20と電動機60との間には電流センサ70,71が設けられている。電流センサ70,71は電動機60に供給される3相の電流Iu,Iv,Iwのうちの2相(この実施形態ではU相およびW相)の電流Iu,Iwの電流値を検出する。
まず、力行時の動作について説明する。
コントローラ40は、温度センサ90により検出された電解コンデンサ80の温度が規定温度(例えば−20℃)よりも高いときにおいては、スイッチング素子を駆動して、電動機の各相にU相電流Iu、V相電流Iv、W相電流Iwを供給するように制御する。このようにして、インバータ10の動作として、バッテリ50(電解コンデンサ80)から直流電圧を入力して、ブリッジ接続したスイッチング素子S1〜S6がオン・オフされ、このオン・オフ動作に伴って出力側の電動機60が通電される。このとき、コントローラ40においては、各相で所望の電流が流れるように調整される。
電圧センサ73により回生時の電解コンデンサ80の両端電圧(コンデンサ電圧)Vcが検出される。そして、コントローラ40は、電解コンデンサの両端電圧VcからコンデンサのESRに基づくリプル電圧を推定し、電解コンデンサ80の劣化度を推定する。そして、電解コンデンサの劣化度が閾値を上回ると、回生電流を制限すべくインバータ回路20のスイッチング素子S1〜S6を制御する。具体的には、本実施形態では以下のようにする。
電解コンデンサ80の低温時においてESR値が大きく温度上昇によりESR値が小さくなる。例えば、回生モードにおいて回生電流が流れてリプル電圧ΔVが発生する。このとき、リプル電圧ΔV=回生電流(A)×ESR値(Ω)が成り立つ。そのため、リプル電圧ΔVが想定電圧より大きくなった場合はESR値が増大したと判定することが可能となり、ESR値の増大から電解コンデンサ80の劣化を推定できる。
(1)インバータの制御装置の構成として、制御手段としてのコントローラ40と、平滑コンデンサとしての電解コンデンサ80の両端電圧Vcを検出する電圧検出手段としての電圧センサ73とを備える。コントローラ40は、電力回生時において電圧センサ73により検出された電解コンデンサ80の両端電圧Vcに基づく電解コンデンサ80の劣化度が閾値を上回ると回生電流を制限すべくインバータ回路20のスイッチング素子S1〜S6を制御する。よって、電解コンデンサ80の経年劣化に伴いESRが増加しても継続してインバータを使用することができる。
・算出したESR値が閾値以上に増大したら電解コンデンサ80の劣化度が閾値を上回ったとして回生電流を制限すべくインバータ回路のスイッチング素子S1〜S6を制御してもよい。
・電動機の種類は問わない。
・低温時の暖機時に1つの相に電流を流す際に3つの上アームと3つの下アームのうちの1つの上アームと2つの下アームをオンしたが、1つの上アームと1つの下アームをオンしてもよい。
Claims (6)
- インバータ回路においてブリッジ接続された複数のスイッチング素子を有し、前記インバータ回路の入力側に、直流電源および平滑コンデンサが接続され、前記インバータ回路の出力側に、電動機が接続されたインバータの制御装置であって、
前記インバータ回路の前記スイッチング素子を制御して前記直流電源の直流を交流に変換して前記電動機の各相の巻線に供給する制御手段と、
前記平滑コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出手段と、
前記平滑コンデンサに流れる回生電流を検出する電流検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された前記平滑コンデンサの両端電圧と前記電流検出手段により検出された前記平滑コンデンサに流れる回生電流とから前記平滑コンデンサのESR値を算出し、算出したESR値に予め定めた最大回生電流値を掛けて得られる最大コンデンサ電圧に基づいて前記平滑コンデンサの劣化度が閾値を上回ったか否か判定し、前記平滑コンデンサの劣化度が閾値を上回ると、回生電流を制限すべく前記インバータ回路の前記スイッチング素子を制御することを特徴とするインバータの制御装置。 - 前記制御手段は、前記最大コンデンサ電圧が過電圧閾値を上回ると前記平滑コンデンサの劣化度が閾値を上回ったとして前記回生電流を制限すべく前記インバータ回路の前記スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項1に記載のインバータの制御装置。
- 前記過電圧閾値は、前記スイッチング素子の耐圧より小さい値として設定されていることを特徴とする請求項2に記載のインバータの制御装置。
- 前記制御手段は、前記回生電流を制限する際に、前記最大コンデンサ電圧が前記過電圧閾値以下となるように回生電流を制限すべく前記インバータ回路の前記スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項2または3に記載のインバータの制御装置。
- 前記制御手段は、前記平滑コンデンサの劣化度が閾値を複数回連続して上回ったときに、前記回生電流を制限すべく前記インバータ回路の前記スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のインバータの制御装置。
- 前記制御手段において前記平滑コンデンサの劣化度が前記閾値を上回った場合に、前記平滑コンデンサの劣化を報知する報知手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のインバータの制御装置。
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