JP6443297B2 - Control device - Google Patents
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Description
本発明は、スイッチ素子を制御する制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device that controls a switch element.
特許文献１に示されるように、モータを制御するモータ制御装置が知られている。このモータ制御装置は、インバータ、ゲート駆動回路、制御回路、フォトカプラ、および、駆動回路用電源を有する。インバータとゲート駆動回路が高電圧回路に属し、制御回路が低電圧回路に属する。フォトカプラと駆動回路用電源は、高電圧回路と低電圧回路との絶縁を保った状態で、両者間の信号と電力の伝達を行う。
As shown in
上記したように特許文献１に示されるモータ制御装置は、高電圧回路と低電圧回路との間の信号と電力の伝達を、フォトカプラと駆動回路用電源の２つを用いて行う。そのために部品点数が多い、という問題があった。
As described above, the motor control device disclosed in
そこで本発明は上記問題点に鑑み、部品点数の増加の抑制された制御装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a control device in which an increase in the number of parts is suppressed.
上記した目的を達成するための開示された発明の１つは、スイッチ素子（３０１〜３０６）を制御するための制御信号を生成する制御部（１０）と、
制御信号に基づいて、制御信号よりも電圧レベルの高い駆動信号を生成し、駆動信号をスイッチ素子に出力するドライバ（３０）と、
制御部とドライバとの絶縁を保った状態で、制御部とドライバとの間で電気信号の伝達を行う絶縁回路（７０）と、を備え、
絶縁回路は、一次トランス（７４）、一次トランスと磁気結合した二次トランス（８０）、および、二次トランスと並列接続されたコンデンサ（８２）を有し、
制御部は、
制御信号を一次トランスへと出力する他に、ドライバを駆動するための駆動電力を一次トランスへ出力しており、
一次トランスへの駆動電力の出力によってコンデンサを充電した後、一次トランスへの駆動電力の出力を停止して、一次トランスに制御信号を出力する。
One of the disclosed inventions for achieving the above object includes a control unit (10) for generating a control signal for controlling the switch elements (301 to 306),
A driver (30) that generates a drive signal having a higher voltage level than the control signal based on the control signal, and outputs the drive signal to the switch element;
An insulation circuit (70) for transmitting an electrical signal between the control unit and the driver in a state where insulation between the control unit and the driver is maintained;
The isolation circuit has a primary transformer (74), a secondary transformer (80) magnetically coupled to the primary transformer, and a capacitor (82) connected in parallel with the secondary transformer,
The control unit
In addition to outputting the control signal to the primary transformer, the drive power for driving the driver is output to the primary transformer.
After charging the capacitor with the output of the driving power to the primary transformer, the output of the driving power to the primary transformer is stopped and a control signal is output to the primary transformer.
このように本発明によれば、コンデンサ（８２）を充電した後に一次トランス（７４）へ制御信号を出力する。これによれば、制御信号を出力している際にドライバ（３０）を駆動するための電力がコンデンサ（８２）からドライバ（３０）へと供給される。そのために１つの絶縁回路（７０）によって、制御部（１０）からドライバ（３０）への駆動電力の出力と制御信号の出力を行うことができる。以上により、駆動電力供給用の絶縁回路と、制御信号出力用の絶縁回路と、を有する構成と比べて、部品点数の増大が抑制される。 Thus, according to the present invention, after the capacitor (82) is charged, the control signal is output to the primary transformer (74). According to this, electric power for driving the driver (30) when the control signal is output is supplied from the capacitor (82) to the driver (30). Therefore, the drive power and the control signal can be output from the control unit (10) to the driver (30) by one insulating circuit (70). As described above, an increase in the number of components is suppressed as compared with the configuration including the drive power supply insulation circuit and the control signal output insulation circuit.
なお、特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけている。この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。 In addition, the code | symbol with the parenthesis is attached | subjected to the element as described in the claim as described in a claim, and each means for solving a subject. The reference numerals in parentheses are for simply indicating the correspondence with each component described in the embodiment, and do not necessarily indicate the element itself described in the embodiment. The description of the reference numerals with parentheses does not unnecessarily narrow the scope of the claims.
以下、本発明をモータと電気的に接続されたインバータを制御する電子制御装置に適用した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図５に基づいて本実施形態に係る電子制御装置を説明する。なお図２では煩雑と成ることを避けるため、６つのドライバ３０と送受信部７０のうち、Ｕ相スイッチ群に対応する２つのドライバ３０と送受信部７０のみを図示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention applied to an electronic control device that controls an inverter electrically connected to a motor will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
The electronic control device according to this embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, of the six
ハイブリッド自動車は動力源として内燃機関とモータ２００を有する。モータ２００はハイブリッド自動車の出力軸に連結されている。そしてこのモータ２００にはインバータ３００が電気的に接続されている。インバータ３００には高圧電池４００が電気的に接続されている。電子制御装置１００はインバータ３００を制御することで、モータ２００と高圧電池４００との電気的な接続を制御する。
The hybrid vehicle has an internal combustion engine and a
モータ２００は、３相ステータコイルと、シャフトに設けられたロータと、を有する。３相ステータコイルとしては、Ｕ相ステータコイル、Ｖ相ステータコイル、および、Ｗ相ステータコイルがある。電子制御装置１００はこれら３相ステータコイルに三相交流が流れるようにインバータ３００を制御する。これにより３相ステータコイルから三相回転磁界が発生し、これがロータと交差する。ロータからも磁界が発生されていると、この磁界と三相回転磁界とにより、回転トルクがロータに発生する。この回転トルクによってシャフトが自律回転する。すなわちモータ２００が自律回転する。
The
またハイブリッド自動車の車輪の回転によってシャフトとともにロータが回転すると、ロータから発生する磁界が３相ステータコイルを交差する。これにより３相ステータコイルに誘起電圧が発生する。電子制御装置１００はこの誘起電圧によって生じた電流が高圧電池４００に供給されるようにインバータ３００を制御する。これにより高圧電池４００が充電される。なお高圧電池４００の出力電圧は、２００〜４００Ｖ程度である。以下、インバータ３００を説明した後、電子制御装置１００を説明する。
Further, when the rotor rotates together with the shaft by the rotation of the wheel of the hybrid vehicle, the magnetic field generated from the rotor crosses the three-phase stator coils. As a result, an induced voltage is generated in the three-phase stator coil. The
インバータ３００は、スイッチ素子３０１〜３０６を有する。高圧電池４００からグランドへと向かって第１スイッチ素子３０１と第２スイッチ素子３０２とが順に直列接続され、Ｕ相スイッチ群が構成されている。同様にして高圧電池４００からグランドへと向かって第３スイッチ素子３０３と第４スイッチ素子３０４とが順に直列接続され、Ｖ相スイッチ群が構成されている。また高圧電池４００からグランドへと向かって第５スイッチ素子３０５と第６スイッチ素子３０６とが順に直列接続され、Ｗ相スイッチ群が構成されている。
The
Ｕ相スイッチ群はＵ相ステータコイルに対応し、スイッチ素子３０１，３０２の中点がＵ相ステータコイルと電気的に接続されている。同様にしてＶ相スイッチ群はＶ相ステータコイルに対応し、スイッチ素子３０３，３０４の中点がＶ相ステータコイルと電気的に接続されている。またＷ相スイッチ群はＷ相ステータコイルに対応し、スイッチ素子３０５，３０６の中点がＷ相ステータコイルと電気的に接続されている。
The U-phase switch group corresponds to the U-phase stator coil, and the midpoints of the
本実施形態に係るスイッチ素子３０１〜３０６それぞれはＩＧＢＴである。これらスイッチ素子３０１〜３０６それぞれには、フリーホイールダイオード３０１ａ〜３０６ａが逆並列接続されている。またスイッチ素子３０１〜３０６それぞれには、スイッチ素子３０１〜３０６それぞれの温度を検出するための温度センサ３０１ｂ〜３０６ｂが設けられている。
Each of the
温度センサ３０１ｂ〜３０６ｂそれぞれはダイオードである。この温度センサ３０１ｂ〜３０６ｂそれぞれに後述のドライバ３０から定電流が供給される。これにより温度センサ３０１ｂ〜３０６ｂに順方向電圧が発生する。順方向電圧は温度に応じて変化する性質を有する。ドライバ３０はこの順方向電圧を検出する。そしてドライバ３０は順方向電圧に基づいてスイッチ素子３０１〜３０６それぞれの温度を検出する。
Each of the
次に電子制御装置１００を説明する。図１に示すように電子制御装置１００は、制御部１０、ドライバ３０、および、送受信部７０を有する。電子制御装置１００は、６つのスイッチ素子３０１〜３０６それぞれに対応する６つのドライバ３０を有する。また本実施形態の電子制御装置１００は、６つのスイッチ素子３０１〜３０６それぞれに対応する６つの送受信部７０も有する。制御部１０と上記の６つのドライバ３０それぞれは、６つの送受信部７０を介して相互に電気信号を送受信しあう。送受信部７０が絶縁回路に相当する。
Next, the
制御部１０は、マイクロプロセスユニットやマイクロコンピュータである。制御部１０の駆動電圧は５Ｖや３．３Ｖであり、図示しない鉛蓄電池などからその駆動電圧が供給される。
The
制御部１０は図示しないバス配線を介して、ハイブリッド自動車に搭載されたハイブリッドＥＣＵやパワーマネジメントＥＣＵなどの上位ＥＣＵと通信可能となっている。また制御部１０には、図示しないセンサから車両情報に関する検出信号が入力される。制御部１０は上位ＥＣＵからの通知やセンサからの検出信号に基づいて、インバータ３００を制御するための制御信号を生成する。
The
制御信号としては、スイッチ素子３０１〜３０６を非駆動状態から駆動状態にするオン信号と、駆動状態から非駆動状態にするオフ信号と、がある。これらオン信号とオフ信号とが、送受信部７０を介してドライバ３０に出力される。
As the control signal, there are an ON signal for switching the
制御部１０は、インバータ３００のスイッチ素子３０１〜３０６それぞれを制御するべく、ロータの回転角度に基づいて制御信号を生成する。制御部１０は非駆動状態から駆動状態とすべきスイッチ素子をロータの回転角度に基づいて選択し、選択したスイッチ素子に対応するドライバ３０と送受信部７０それぞれにオン信号を出力する。またこれとは反対に制御部１０は駆動状態から非駆動状態とすべきスイッチ素子に対応するドライバ３０と送受信部７０それぞれにオフ信号を出力する。本実施形態の制御部１０は、インバータ３００を１２０°通電する。
The
ドライバ３０は、制御信号に基づいて、スイッチ素子３０１〜３０６それぞれの駆動状態を制御するための駆動信号を生成する。６つのドライバ３０それぞれはゲート抵抗３１を介してスイッチ素子３０１〜３０６それぞれのゲート電極と電気的に接続されている。ドライバ３０はこのゲート抵抗３１を介して、駆動信号をスイッチ素子３０１〜３０６に出力する。こうすることでスイッチ素子３０１〜３０６の駆動状態が制御される。ゲート抵抗３１の抵抗値は固定値である。
The
図２に示すようにドライバ３０は、ドライブＩＣ３２と出力回路３３を有する。ドライブＩＣ３２には、送受信部７０を介して上記の制御信号が入力される。ドライブＩＣ３２はその制御信号に応じて出力回路３３を制御する。これにより出力回路３３はスイッチ素子３０１〜３０６のゲート電極に印加する電圧レベルを変化させる。
As shown in FIG. 2, the
出力回路３３は、後述の二次トランス８０と並列接続されている。出力回路３３は二次トランス８０の一端から他端へと向かって順に直列接続された２つのスイッチ素子３４，３５を有する。二次トランス８０の一端側に位置するスイッチ素子３４はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴである。二次トランス８０の他端側に位置するスイッチ素子３５はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴである。これら２つのスイッチ素子３４それぞれのゲート電極が結線されている。そしてこれらゲート電極にドライブＩＣ３２の出力端子が接続されている。したがってドライブＩＣ３２がＬｏレベルを出力回路３３に出力すると、スイッチ素子３４，３５のうちスイッチ素子３４のみがオン状態となる。これとは異なりドライブＩＣ３２がＨｉレベルを出力回路３３に出力すると、スイッチ素子３４，３５のうちスイッチ素子３５のみがオン状態となる。
The
スイッチ素子３４，３５の中点は、ゲート抵抗３１を介してスイッチ素子３０１〜３０６のゲート電極と接続されている。上記したようにスイッチ素子３４のみがオン状態になると、スイッチ素子３０１〜３０６のゲート電極が、二次トランス８０の一端側と接続される。また上記したようにスイッチ素子３５のみがオン状態になると、スイッチ素子３０１〜３０６のゲート電極が、二次トランス８０の他端側と接続される。
The midpoint of the
後述するように二次トランス８０は駆動電力が供給されると、自身の一端から他端へと向かって電流を流す。したがってスイッチ素子３４がオン状態になると、非駆動状態のスイッチ素子３０１〜３０６に電流が流れるようとする。スイッチ素子３０１〜３０６は、非駆動状態から駆動状態へと遷移する際に、スイッチ素子３４、ゲート抵抗３１、および、スイッチ素子３０１〜３０６のゲート電極とエミッタ電極とを介して、二次トランス８０の一端から他端へと向かって流れる。スイッチ素子３０１〜３０６が完全に駆動状態になると、上記の電流の流動が止まる。またスイッチ素子３５がオン状態になると、駆動状態のスイッチ素子３０１〜３０６に電流が流れようとする。スイッチ素子３０１〜３０６は駆動状態から非駆動状態へと遷移する際に、スイッチ素子３０１〜３０６のゲート電極から、ゲート抵抗３１、および、スイッチ素子３５を介してそのエミッタ電極へと向かって電流が流れる。これによりスイッチ素子３０１〜３０６が完全に非駆動状態になると、上記の電流の流動が止まる。
As will be described later, when the driving power is supplied to the
送受信部７０は、制御部１０とドライバ３０との間に介在される。上記したようにインバータ３００は高圧電池４００と電気的に接続され、このインバータ３００のスイッチ素子３０１〜３０６それぞれにドライバ３０が接続されている。そして制御部１０の駆動電圧は５Ｖ程度である。このようにインバータ３００とドライバ３０とは高電圧回路に属し、制御部１０は低電圧回路に属する。送受信部７０はこれら高電圧回路と低電圧回路との絶縁を保った状態で、両者間での電気信号の伝達を行う。
The transmission /
送受信部７０は一次回路部７１と、二次回路部７２と、を有する。一次回路部７１は低電圧回路に属し、二次回路部７２は高電圧回路に属する。一次回路部７１は制御部１０によって制御され、二次回路部７２はドライバ３０によって制御される。
The transmission /
図２に示すように一次回路部７１は、電源ＩＣ７３、一次トランス７４、送信スイッチ７５、電力スイッチ７６、モニタトランス７７、ダイオード７８、および、平滑コンデンサ７９を有する。一次トランス７４は低電圧回路側の電源とグランドとの間に設けられている。そして一次トランス７４とグランドとの間に、送信スイッチ７５と電力スイッチ７６とが並列接続されている。この送信スイッチ７５の制御電極が制御部１０に接続されている。また電力スイッチ７６の制御電極が電源ＩＣ７３に接続されている。スイッチ７５，７６のいずれか一方が駆動状態になると一次トランス７４が電源とグランドとに直列接続される。
As shown in FIG. 2, the
モニタトランス７７の一端はグランドに接続され、その他端はダイオード７８を介して電源ＩＣ７３と電気的に接続されている。平滑コンデンサ７９はモニタトランス７７と並列接続されている。そして平滑コンデンサ７９はダイオード７８のカソード電極とグランドとの間に接続されている。これによりモニタトランス７７を流れた電流はダイオード７８と平滑コンデンサ７９とを介して電源ＩＣ７３に入力される。電源ＩＣ７３はモニタトランス７７を流れる電流を観察することで、一次回路部７１と二次回路部７２との間の電気信号の送受信を観察する。
One end of the
電源ＩＣ７３には制御部１０から許可信号が入力される。電源ＩＣ７３は許可信号がオン状態（Ｈｉレベル）の場合、電力スイッチ７６に電力信号を出力する。電力信号は周波数が数百ｋＨｚオーダのパルス信号である。この電力信号の電力スイッチ７６への入力により、一次トランス７４に周期的に電流が流れる。この結果、後述の二次トランス８０にも電流が流れる。これによりドライバ３０の駆動電力が供給される。
A permission signal is input from the
なお電源ＩＣ７３は許可信号がオフ状態（Ｌｏレベル）の場合、電力スイッチ７６への電力信号の出力を停止する。この間に制御部１０は送信スイッチ７５に制御信号を出力する。制御信号もパルス信号である。そのパルス信号に連続して含まれるパルスの数によって、制御信号に含まれる情報がドライブＩＣ３２にて識別可能となっている。
The
上記したように制御信号としてはオン信号とオフ信号がある。本実施形態ではオン信号はパルス数５であり、オフ信号はパルス数７である。また制御部１０は送信スイッチ７５に上記の制御信号の他に、温度の送信をドライバ３０に要求する要求信号も出力する。本実施形態では要求信号はパルス数６である。なおもちろんではあるが、上記のパルス数はあくまで一例に過ぎない。以下においては煩雑となることを避けるため、制御部１０が送信スイッチ７５に出力する信号を総じて指示信号と示す。指示信号は周波数が数十ＭＨｚオーダのパルス信号である。ドライブＩＣ３２は入力される指示信号の１μｓｅｃ中に含まれるパルス数をカウントすることで、その情報を識別する。
As described above, the control signal includes an on signal and an off signal. In the present embodiment, the ON signal has 5 pulses and the OFF signal has 7 pulses. In addition to the above control signal, the
二次回路部７２は、二次トランス８０、ダイオード８１、平滑コンデンサ８２、応答スイッチ８３、および、ダイオード８４を有する。二次トランス８０の一端がスイッチ素子３４のソース電極に接続され、その他端がスイッチ素子３５のソース電極に接続されている。応答スイッチ８３は二次トランス８０と並列接続されている。そして応答スイッチ８３とダイオード８４は二次トランス８０の一端から他端へと向かって順に直列接続されている。平滑コンデンサ８２は二次トランス８０および応答スイッチ８３それぞれと並列接続されている。そしてダイオード８１のアノード電極が二次トランス８０の一端および応答スイッチ８３のドレイン電極それぞれと接続され、そのカソード電極が平滑コンデンサ８２の一端と接続されている。また二次トランス８０とダイオード８１の中点がドライブＩＣ３２に接続されている。
The
二次トランス８０は一次トランス７４とモニタトランス７７それぞれと磁気結合している。したがって電力スイッチ７６のオンオフによって一次トランス７４に電流が流れると、それによって生じた磁界が二次トランス８０を交差する。この結果二次トランス８０に電流が流れる。これによりドライブＩＣ３２に電流（駆動電力）が供給される。また平滑コンデンサ８２に電荷が蓄積される。したがって一次トランス７４の電流の流動が停止したとしても、平滑コンデンサ８２からの電力供給により、ドライブＩＣ３２の駆動電力が賄われる。本発明者によれば、１００μｓｅｃ中に数μｓｅｃ電力供給しなくとも、ドライバ３０の動作に支障が生じないことがシミュレーションにより明らかになっている。
The
電力スイッチ７６をオフ状態に保った状態で送信スイッチ７５に指示信号が入力されると、その指示信号に応じた電流が二次トランス８０に流れる。そしてこの指示信号に応じた電流がドライブＩＣ３２に流れる。指示信号には、制御信号と要求信号とがある。制御信号を受け取るとドライブＩＣ３２は、スイッチ素子３０１〜３０６をそれにしたがって制御する。これとは異なり要求信号を受け取るとドライブＩＣ３２は、それに応答した応答信号を生成する。そしてドライブＩＣ３２は応答信号を応答スイッチ８３に出力する。
When an instruction signal is input to the
応答信号は指示信号と同一の周波数を有するパルス信号である。この応答信号の応答スイッチ８３への入力により、二次トランス８０の両端間の負荷が変化する。詳しく言えば、応答スイッチ８３がオン状態になると二次トランス８０の両端間の負荷が、応答スイッチ８３がオフ状態の時と比べて小さくなる。電流の流動によって二次トランス８０にエネルギーが蓄えられている。応答スイッチ８３がオフ状態の場合、ダイオード８１と平滑コンデンサ８２とを介して、二次トランス８０の一端から他端へと向かって電流が流れる。しかしながら応答スイッチ８３がオン状態に変わると、ダイオード８１と平滑コンデンサ８２だけではなく、応答スイッチ８３を介しても、二次トランス８０の一端から他端へと向かって電流が流れる。これにより二次トランス８０を流れる電流量が増大する。このため二次トランス８０には、応答信号に応じた電流が流れる。この電流が一次トランス７４にも流れる。これを制御部１０が受け取る。上記したように要求信号は、温度の送信をドライバ３０に要求するものである。したがって上記の応答信号には、温度情報が含まれている。この温度情報は応答信号に連続して含まれるパルスの数によって定められる。
The response signal is a pulse signal having the same frequency as the instruction signal. The input of the response signal to the
次に、図３に基づいて電子制御装置１００の動作を説明する。なお図３に示すゲート電圧は、第１スイッチ素子３０１のゲート電圧を示す。そして図３では、第１スイッチ素子３０１に対応するドライバ３０と送受信部７０それぞれの各種信号を示している。
Next, the operation of the
時間ｔ１において第１スイッチ素子３０１は非駆動状態となっている。そして許可信号はオン状態となっている。このため電源ＩＣ７３は電力信号を電力スイッチ７６に送信しており、一次トランス７４から二次トランス８０へと向かって電力が供給されている。この電力供給によってドライブＩＣ３２が駆動状態となり、平滑コンデンサ８２が充電されている。
At time t1, the
時間ｔ２に至ると制御部１０は、許可信号をオン状態からオフ状態にする。これにより電源ＩＣ７３から電力スイッチ７６への電力信号の出力が停止し、ドライブＩＣ３２への電力供給が停止する。しかしながら上記したように平滑コンデンサ８２が充電されている。そのためドライブＩＣ３２の駆動電力は、平滑コンデンサ８２からの電力供給によって賄われる。
When time t2 is reached, the
時間ｔ３に至ると制御部１０は、指示信号としてオン信号を送信スイッチ７５に出力する。これによりオン信号に応じた電流が一次トランス７４に流れるとともに、二次トランス８０にも流れる。この結果、オン信号がドライブＩＣ３２に入力される。
When time t3 is reached, the
時間ｔ４に至るとドライブＩＣ３２はオン信号の全てを受信し終える。ドライブＩＣ３２は出力回路３３に向かってＬｏレベルの信号を出力し、スイッチ素子３４をオン状態にする。これにより第１スイッチ素子３０１は非駆動状態から駆動状態へと遷移し始める。
When the time t4 is reached, the
時間ｔ５に至ると制御部１０は許可信号をオフ状態からオン状態にする。これにより電源ＩＣ７３から電力スイッチ７６への電力信号の出力が再開される。この結果ドライブＩＣ３２への電力供給が再開される。また平滑コンデンサ８２が充電し直される。
At time t5, the
なお制御部１０はオン信号の出力し始めから時間の計測を行う。図３においては時間ｔ４から時間ｔ６に至る時間を通信禁止時間と表記している。制御部１０はこの通信禁止時間にオン信号の出力時間を加算した第１待機時間を記憶している。制御部１０は第１待機時間が経過するまで許可信号をオン状態に保ち、送信スイッチ７５への指示信号の出力を停止する。これは、第１スイッチ素子３０１が非駆動状態から駆動状態へと完全に遷移するまでの間、ドライバ３０への駆動電力の供給を保つためである。なおもちろんではあるが、制御部１０はオン信号を出力し終わってから時間の計測を行ってもよい。この場合、制御部１０は通信禁止時間を記憶している。
The
時間ｔ６に至ると、第１スイッチ素子３０１は駆動状態になる。そして制御部１０は、第１スイッチ素子３０１が時間ｔ６から駆動状態を保っている時間内において、ドライバ３０から応答信号を受け取る時間があるか否かを判定する。図３においては、応答信号を受け取る時間があると制御部１０は判定している。なお第１スイッチ素子３０１の駆動状態を保っている時間は、モータ２００の回転数に基づいて検出することができる。そして応答信号を受け取る時間は、予め制御部１０に記憶されている。
When the time t6 is reached, the
時間ｔ７に至ると制御部１０はドライバ３０と通信するべく、許可信号をオン状態からオフ状態にする。
At time t7, the
そして時間ｔ８に至ると制御部１０は、指示信号として要求信号を送信スイッチ７５に出力する。これにより要求信号がドライブＩＣ３２に入力され始める。
When the time t8 is reached, the
時間ｔ９に至ると、要求信号がドライブＩＣ３２に入力され終わる。するとドライブＩＣ３２は要求信号に応答するべく、応答信号を生成する。
When the time t9 is reached, the request signal is completely input to the
時間ｔ１０に至るとドライブＩＣ３２は応答信号を応答スイッチ８３に出力する。これにより応答信号が制御部１０に入力され始める。
When the time t10 is reached, the
なお制御部１０は要求信号の出力し始めから時間の計測を行う。図３においては時間ｔ９から時間ｔ１１に至る時間を応答時間と表記している。制御部１０はこの応答時間に要求信号の出力時間を加算した第２待機時間を記憶している。制御部１０は第２待機時間が経過するまで許可信号をオフ状態に保ち、送信スイッチ７５への指示信号の出力を停止する。これは、ドライブＩＣ３２からの応答信号を受け取るためである。また駆動電力の供給停止によってドライバ３０の動作が不安定となることを避けるためである。図３では表記を簡単にするべく、応答時間の終了タイミングと応答信号の受信完了タイミングとを同時にしている。なおもちろんではあるが、制御部１０は要求信号を出力し終わってから時間の計測を行ってもよい。この場合、制御部１０は応答時間を記憶している。
The
時間ｔ１１に至ると応答信号が制御部１０に入力され終わる。
When the time t11 is reached, the response signal is completely input to the
時間ｔ１２に至ると制御部１０は許可信号をオフ状態からオン状態にする。これによりドライブＩＣ３２への電力供給が再開されるとともに、平滑コンデンサ８２が充電し直される。
At time t12, the
時間ｔ１３に至ると制御部１０はドライバ３０と通信するべく、許可信号をオン状態からオフ状態にする。
At time t13, the
時間ｔ１４に至ると制御部１０は、指示信号としてオフ信号を送信スイッチ７５に出力する。これによりオフ信号がドライブＩＣ３２に入力される。
When time t14 is reached, the
時間ｔ１５に至るとドライブＩＣ３２はオフ信号の全てを受信し終える。ドライブＩＣ３２は出力回路３３に向かってＨｉレベルの信号を出力し、スイッチ素子３５をオン状態にする。これにより第１スイッチ素子３０１を駆動状態から非駆動状態へと遷移させ始める。
When the time t15 is reached, the
時間ｔ１６に至ると制御部１０は許可信号をオフ状態からオン状態にする。これによりドライブＩＣ３２への電力供給を再開し、平滑コンデンサ８２を充電し直す。
At time t16, the
なお時間ｔ１７において制御部１０が指示信号を出力していないにもかかわらず、応答信号が出力されている。このように指示信号を出力していない状態で応答信号を受け取ると制御部１０は、ドライバ３０に不具合が生じていると判定する。
Note that a response signal is output even though the
次に、図４に基づいて制御部１０によるドライバ３０と送受信部７０の制御について説明する。なお図４は、６つのスイッチ素子３０１〜３０６のうちの１つに対する制御部１０の制御を示している。以下においては第１スイッチ素子３０１をその代表として表記する。
Next, control of the
先ずステップＳ１０において制御部１０は、第１スイッチ素子３０１を非駆動状態から駆動状態へと変化するタイミングか否かを判定する。制御部１０は上記したようにインバータ３００を１２０°通電している。制御部１０はロータの回転角度に基づいて、第１スイッチ素子３０１を駆動状態にするタイミングか否かを判定する。第１スイッチ素子３０１を非駆動状態に保つ場合、制御部１０はステップＳ１０を繰り返す。これとは異なり第１スイッチ素子３０１を駆動状態にするタイミングの場合、制御部１０はステップＳ２０へと進む。なお第１スイッチ素子３０１を非駆動状態に保つ場合、制御部１０は許可信号をオン状態に保っている。
First, in step S10, the
ステップＳ２０へ進むと制御部１０は、許可信号をオン状態からオフ状態に切り換える。これにより制御部１０は送受信部７０を介したドライバ３０への駆動電力の供給を停止する。そして制御部１０はドライバ３０と通信可能状態とする。この後に制御部１０はステップＳ３０へと進む。
In step S20, the
ステップＳ３０へ進むと制御部１０は、送信スイッチ７５にオン信号を出力する。これにより制御部１０はドライバ３０によって第１スイッチ素子３０１を駆動状態に移行させる。この後に制御部１０はステップＳ４０へと進む。
In step S <b> 30, the
ステップＳ４０へ進むと制御部１０は、許可信号をオフ状態からオン状態に切り換える。これにより制御部１０は送受信部７０を介したドライバ３０への駆動電力の供給を再開する。この後に制御部１０はステップＳ５０へと進む。
In step S40, the
ステップＳ５０へ進むと制御部１０は、オン信号を出力し始めてから第１待機時間が経過したか否かを判定する。換言すれば、制御部１０はオン信号を出力し終えてから通信禁止時間が経過したか否かを判定する。さらに言いかえれば、制御部１０は第１スイッチ素子３０１が完全に駆動状態へと遷移したか否かを判定する。通信禁止時間が経過しておらず、いまだ第１スイッチ素子３０１は完全に駆動状態へと遷移していないと判定すると制御部１０は、ステップＳ５０を繰り返す。これとは異なり通信禁止時間が経過し、第１スイッチ素子３０１は完全に駆動状態へと遷移したと判定すると制御部１０は、ステップＳ６０へと進む。
When the process proceeds to step S50, the
ステップＳ６０へ進むと制御部１０は、第１スイッチ素子３０１が駆動状態を保っている時間内において、ドライバ３０から応答信号を受け取る時間（応答時間）があるか否かを判定する。応答時間がないと判定すると制御部１０は、ステップＳ７０〜Ｓ１００を省略してステップＳ１１０へと進む。これとは異なり応答時間があると判定すると制御部１０は、ステップＳ７０へと進む。
In step S60, the
ステップＳ７０へ進むと制御部１０は、許可信号をオン状態からオフ状態に切り換える。これにより制御部１０はドライバ３０への駆動電力の供給を停止とともに、ドライバ３０と通信可能状態とする。この後に制御部１０はステップＳ８０へと進む。
In step S70, the
ステップＳ８０へ進むと制御部１０は、送信スイッチ７５に要求信号を出力する。これにより制御部１０はドライバ３０に第１スイッチ素子３０１の温度情報を含む応答信号を送信させる。この後に制御部１０はステップＳ９０へと進む。
In step S80, the
ステップＳ９０へ進むと制御部１０は、要求信号を出力し始めてから第２待機時間が経過したか否かを判定する。換言すれば、制御部１０は要求信号を出力し終えてから応答時間が経過したか否かを判定する。応答時間が経過していないと判定すると制御部１０は、ステップＳ９０を繰り返す。これとは異なり応答時間が経過すると制御部１０は、ステップＳ１００へと進む。
In step S90, the
ステップＳ１００へ進むと制御部１０は、許可信号をオフ状態からオン状態に切り換える。これにより制御部１０はドライバ３０への駆動電力の供給を再開し、ステップＳ１１０へと進む。
In step S100, the
ステップＳ１１０へ進むと制御部１０は、第１スイッチ素子３０１を駆動状態から非駆動状態へと変化するタイミングか否かを判定する。第１スイッチ素子３０１を駆動状態に保つ場合、制御部１０はステップＳ１１０を繰り返す。これとは異なり第１スイッチ素子３０１を非駆動状態にするタイミングの場合、制御部１０はステップＳ１２０へと進む。
In step S110, the
ステップＳ１２０へ進むと制御部１０は、許可信号をオン状態からオフ状態に切り換える。これにより制御部１０はドライバ３０への駆動電力の供給を停止してドライバ３０と通信可能状態とする。この後に制御部１０はステップＳ１３０へと進む。
In step S120, the
ステップＳ１３０へ進むと制御部１０は、送信スイッチ７５にオフ信号を出力する。これにより制御部１０はドライバ３０によって第１スイッチ素子３０１を非駆動状態に移行させる。この後に制御部１０はステップＳ１４０へと進む。
In step S130, the
ステップＳ１４０へ進むと制御部１０は、許可信号をオフ状態からオン状態に切り換える。これにより制御部１０はドライバ３０への駆動電力の供給を再開する。そして制御部１０はその制御を終了する。
In step S140, the
制御部１０は、以上に示したステップＳ１０〜ステップＳ１４０の制御を、スイッチ素子３０１〜３０６それぞれに対応する６つのドライバ３０と送受信部７０それぞれに対して個別に行っている。また制御部１０は以上に示した制御を繰り返し行っている。
The
次に、図５に基づいてドライブＩＣ３２の指示信号に対する処理を説明する。なお図５は、６つのスイッチ素子３０１〜３０６のうちの１つに対するドライブＩＣ３２の処理を示している。以下においては第１スイッチ素子３０１をその代表として表記する。
Next, processing for the instruction signal of the
ステップＳ５１０においてドライブＩＣ３２は、指示信号を受信したか否かを判定する。指示信号を受信していない場合、ドライブＩＣ３２はステップＳ５１０を繰り返す。これとは異なり指示信号を受信した場合、ドライブＩＣ３２はステップＳ５２０へと進む。
In step S510, the
ステップＳ５２０へ進むとドライブＩＣ３２は、受信した指示信号がオン信号か否かを判定する。オン信号の場合、ドライブＩＣ３２はステップＳ５３０へと進む。これとは異なりオン信号ではない場合、ドライブＩＣ３２はステップＳ５４０へと進む。
In step S520, the
ステップＳ５３０へ進むとドライブＩＣ３２は、第１スイッチ素子３０１を駆動状態にするべく、出力回路３３にＬｏレベルを出力する。そしてドライブＩＣ３２はその処理を終了する。
In step S530, the
ステップＳ５２０において指示信号はオン信号ではないと判定してステップＳ５４０へ進むとドライブＩＣ３２は、受信した指示信号が要求信号か否かを判定する。要求信号の場合、ドライブＩＣ３２はステップＳ５５０へと進む。これとは異なり要求信号ではない場合、ドライブＩＣ３２はステップＳ５６０へと進む。
If it is determined in step S520 that the instruction signal is not an ON signal and the process proceeds to step S540, the
ステップＳ５５０へ進むとドライブＩＣ３２は、第１スイッチ素子３０１の温度を含めた応答信号を応答スイッチ８３に出力する。そしてドライブＩＣ３２はその処理を終了する。
In step S550, the
ステップＳ５４０において指示信号は要求信号ではないと判定してステップＳ５６０へ進むとドライブＩＣ３２は、受信した指示信号がオフ信号か否かを判定する。オフ信号の場合、ドライブＩＣ３２はステップＳ５７０へと進む。これとは異なりオフ信号ではない場合、ドライブＩＣ３２は受信した信号は指示信号ではないと判定してその処理を終了する。
When it is determined in step S540 that the instruction signal is not a request signal and the process proceeds to step S560, the
ステップＳ５７０へ進むとドライブＩＣ３２は、第１スイッチ素子３０１を非駆動状態にするべく、出力回路３３にＨｉレベルを出力する。そしてドライブＩＣ３２はその処理を終了する。ドライブＩＣ３２は以上に示した処理を繰り返し行っている。
In step S570, the
次に、本実施形態に係る電子制御装置１００の作用効果を説明する。上記したように、平滑コンデンサ８２を充電した後に一次トランス７４へ指示信号を出力する。これによれば、指示信号を出力している際にドライバ３０を駆動するための電力が平滑コンデンサ８２からドライバ３０へと供給される。そのために１つの送受信部７０によって、制御部１０からドライバ３０への駆動電力の出力と指示信号の出力を行うことができる。以上により、駆動電力供給用の絶縁回路と、制御信号出力用の絶縁回路と、を有する構成と比べて、部品点数の増大が抑制される。
Next, functions and effects of the
制御部１０はオン信号を出力し始めてから第１待機時間が経過するまで許可信号をオン状態に保ち、送信スイッチ７５への指示信号の出力を停止する。これによればオン信号の出力時における駆動電力の出力の一時的な停止によって平滑コンデンサ８２の充電量が低下したとしても、平滑コンデンサ８２の充電とドライバ３０への駆動電力の供給それぞれが再開される。そのためスイッチ素子が非駆動状態から駆動状態へと遷移している際に、駆動電力の供給を止めて、制御部とドライバとで信号の送受信を行う構成と比べて、ドライバ３０の駆動状態が安定する。この結果スイッチ素子３０１〜３０６を安定して非駆動状態から駆動状態へと変化させることができる。
The
制御部１０は、通信禁止時間が終了してから例えば第１スイッチ素子３０１が駆動状態を保っている時間内において、許可信号をオフ状態にし、要求信号をドライバ３０に出力する。ドライバ３０は要求信号を受け取ると、温度情報を含む応答信号を応答スイッチ８３に出力する。これによれば制御部１０はドライバ３０から１つの送受信部７０を介してスイッチ素子の温度を受信することができる。
The
制御部１０は、通信禁止時間が終了してから例えば第１スイッチ素子３０１が駆動状態を保っている時間内において、ドライバ３０から応答信号を受け取る時間（応答時間）があるか否かを判定する。応答時間がある場合に制御部１０は許可信号をオフ状態にして、要求信号をドライバ３０に出力する。そして制御部１０は要求信号を出力してから第２待機時間が経過するまで許可信号をオフ状態に保ち、送信スイッチ７５への指示信号の出力を停止する。これにより一次トランス７４において信号が畳乗することが抑制される。
The
本実施形態では制御部１０がインバータ３００を１２０°通電する例を示した。しかしながら制御部１０はインバータ３００を１８０°通電してもよい。この場合、図６に示すように例えばＵ相ステータコイルに対応する第１スイッチ素子３０１を駆動状態から非駆動状態とした後に、第２スイッチ素子３０２を非駆動状態から駆動状態へと変化させる。この２つのスイッチ素子３０１，３０２の駆動状態を変化させる際に、両者が同時に駆動状態になることを避けるべく、両者を同時に非駆動状態にするための時間（デッドタイム）を設ける。この変形例において、例えば第１スイッチ素子３０１に対応するドライブＩＣ３２は、第１スイッチ素子３０１が駆動状態から非駆動状態へと完全に遷移すると、その旨を示す応答信号を応答スイッチ８３に出力する。制御部１０は応答信号を受け取ると第２スイッチ素子３０２に対応する送信スイッチ７５にオン信号を出力する。これによれば、例えば制御部が第１スイッチ素子に対応するドライバにオフ信号を出力してから所定時間待機した後、第２スイッチ素子に対応するドライバにオン信号を出力する構成と比べてデッドタイムを短くすることができる。駆動状態から非駆動状態へと完全に遷移したことを示す応答信号が、切替信号に相当する。
In this embodiment, the
本実施形態では要求信号に温度情報の送信要求が含まれる例を示した。しかしながら要求信号としては上記例に限定されず、例えば故障判定結果要求が含まれていてもよい。このような故障判定結果要求を含む要求信号の送信スイッチ７５への出力を、制御部１０は所定周期で行う。この際に制御部１０は所定時間だけ許可信号をオフ状態にする。ドライバ３０は自己の故障判定と、対応する例えば第１スイッチ素子３０１の故障判定と、を行う。ドライバ３０は故障判定結果要求を含む要求信号を受け取ると、自身の故障判定結果と対応するスイッチ素子の故障判定結果それぞれを含む応答信号を応答スイッチ８３に出力する。
In the present embodiment, an example is shown in which the request signal includes a transmission request for temperature information. However, the request signal is not limited to the above example, and for example, a failure determination result request may be included. The
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図７および図８に基づいて説明する。第２実施形態に係る電子制御装置は上記した実施形態によるものと共通点が多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には同一の符号を付与する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The electronic control device according to the second embodiment has much in common with the above-described embodiment. Therefore, in the following description, description of common parts is omitted, and different parts are mainly described. In the following description, the same reference numerals are given to the same elements as those described in the above embodiment.
第１実施形態では、ゲート抵抗３１の抵抗値が固定値である例を示した。これに対し本実施形態では、ゲート抵抗３１の抵抗値が可変である点を特徴とする。図７においては、ゲート抵抗３１が可変であることを斜め矢印によって示している。ゲート抵抗３１が可変抵抗に相当する。
In the first embodiment, an example in which the resistance value of the
第１実施形態では、オン信号が１種類である例を示した。これに対して本実施形態では、図８に示すようにオン信号としては２種類ある。第１オン信号はパルス数５で表される。第２オン信号はパルス数４で表される。これらオン信号間におけるパルス数の相違が、指定信号に相当する。 In the first embodiment, an example in which there is one type of ON signal has been described. On the other hand, in this embodiment, there are two types of ON signals as shown in FIG. The first ON signal is represented by 5 pulses. The second ON signal is represented by 4 pulses. The difference in the number of pulses between these ON signals corresponds to the designated signal.
制御部１０はモータ２００の回転数などに応じてインバータ３００の動作スピードを変化させる。制御部１０はインバータ３００のスイッチ素子３０１〜３０６を低速で制御したい場合、パルス数５の第１オン信号を送信スイッチ７５に出力する。これとは異なり高速でスイッチ素子３０１〜３０６を制御したい場合、制御部１０はパルス数４の第２オン信号を送信スイッチ７５に出力する。
The
ドライブＩＣ３２は、オン信号に含まれるパルス数に応じて、ゲート抵抗３１の抵抗値を変化させる。オン信号に含まれるパルス数が５の場合、ドライブＩＣ３２はゲート抵抗３１の抵抗値を第１抵抗値にする。これとは異なりオン信号に含まれるパルス数が４の場合、ドライブＩＣ３２はゲート抵抗３１の抵抗値を第１抵抗値よりも低い第２抵抗値にする。
The
以上に示したようにオン信号に含まれるパルス数によってゲート抵抗３１の抵抗値を変更することができる。これによりモータ２００の回転数に応じてスイッチ素子３０１〜３０６のスイッチ速度を制御することができる。
As described above, the resistance value of the
本実施形態ではオン信号として２種類を示した。しかしながらオン信号の種類としては上記例に限定されない。 In this embodiment, two types of ON signals are shown. However, the type of ON signal is not limited to the above example.
本実施形態ではオン信号に含まれるパルス数に応じてゲート抵抗３１の抵抗値を変化させる例を示した。しかしながらオフ信号においても同様にして、オフ信号に含まれるパルス数に応じてゲート抵抗３１の抵抗値を変化させてもよい。
In the present embodiment, an example in which the resistance value of the
なお本実施形態に係る電子制御装置１００には、第１実施形態に記載の電子制御装置１００と同等の構成要素が含まれている。そのため本実施形態の電子制御装置１００は、第１実施形態の電子制御装置１００と同等の作用効果を奏することは言うまでもない。
Note that the
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図９および図１０に基づいて説明する。第３実施形態に係る電子制御装置は上記した実施形態によるものと共通点が多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には同一の符号を付与する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The electronic control device according to the third embodiment has much in common with the above-described embodiment. Therefore, in the following description, description of common parts is omitted, and different parts are mainly described. In the following description, the same reference numerals are given to the same elements as those described in the above embodiment.
本実施形態の電子制御装置１００は、図９および図１０に示すように短絡検出部９０を備えることを特徴とする。なお図９および図１０では煩雑となることを避けるため、温度センサ３０１ｂ〜３０６ｂの図示を省略している。
The
電子制御装置１００は、スイッチ素子３０１〜３０６それぞれに対応する６つの短絡検出部９０を有する。６つの短絡検出部９０は、対応するスイッチ素子３０１〜３０６のエミッタ電極とコレクタ電極との短絡を検出する。そして短絡検出部９０はその短絡結果をドライバ３０に出力する。
The
図１０に示すように、短絡検出部９０は、コンデンサ９１、パルス生成部９２、シャント抵抗９３、および、差動増幅回路９４を有する。第１スイッチ素子３０１に対応する短絡検出部９０は、第１スイッチ素子３０１のコレクタ電極からエミッタ電極へと向かって、コンデンサ９１、パルス生成部９２、および、シャント抵抗９３が順に直列接続されている。そしてシャント抵抗９３の両端が差動増幅回路９４の２つの入力端子に接続されている。この差動増幅回路９４の出力端子がドライブＩＣ３２に接続されている。
As illustrated in FIG. 10, the short
パルス生成部９２はドライブＩＣ３２によって駆動が制御される。パルス生成部９２が駆動状態になると、検査のためのパルス信号若しくは交流電流を出力する。ドライブＩＣ３２は出力回路３３にＨｉレベルを出力して、例えば第１スイッチ素子３０１を非駆動状態としている時に、パルス生成部９２を駆動状態にする。第１スイッチ素子３０１のコレクタ電極とエミッタ電極とが短絡していない場合、シャント抵抗９３に電流が流れ、これによって差動増幅回路９４の出力が増大する。しかしながら第１スイッチ素子３０１のコレクタ電極とエミッタ電極とが短絡している場合、シャント抵抗９３に電流が流れない。そのため差動増幅回路９４の出力がゼロになる。このようにコレクタ電極とエミッタ電極とが短絡しているか否かに応じて差動増幅回路９４の出力が変化する。ドライブＩＣ３２はこの差動増幅回路９４の出力に応じて、短絡を検出する。そしてドライブＩＣ３２はその検出結果を応答スイッチ８３に出力する。
The drive of the
ところで本実施形態の制御部１０は、第１実施形態の変形例で示したように、インバータ３００を１８０°通電する。この場合、例えば第１スイッチ素子３０１に対応するドライブＩＣ３２は、第１スイッチ素子３０１が駆動状態から非駆動状態へと完全に遷移すると、その旨を示す応答信号を応答スイッチ８３に出力する。ドライブＩＣ３２は、上記の短絡の検出結果を応答信号に含ませる。
By the way, the
例えばドライブＩＣ３２は、短絡している場合、応答信号の出力を継続する。これにより制御部１０は第１スイッチ素子３０１の短絡を検知する。短絡を検出すると制御部１０はインバータ３００の制御を停止する。
For example, when the
以上に示したように、本実施形態の電子制御装置１００によれば、インバータ３００の故障判定を行うことができる。またインバータ３００の制御の停止を、故障判定に基づいて判定することができる。
As described above, according to the
なお本実施形態に係る電子制御装置１００には、第１実施形態に記載の電子制御装置１００と同等の構成要素が含まれている。そのため本実施形態の電子制御装置１００は、第１実施形態の電子制御装置１００と同等の作用効果を奏することは言うまでもない。
Note that the
（第４実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図１１〜図１４に基づいて説明する。第４実施形態に係る電子制御装置は上記した実施形態によるものと共通点が多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には同一の符号を付与する。
(Fourth embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The electronic control device according to the fourth embodiment has much in common with the above-described embodiment. Therefore, in the following description, description of common parts is omitted, and different parts are mainly described. In the following description, the same reference numerals are given to the same elements as those described in the above embodiment.
第１実施形態では、電子制御装置１００が６つのスイッチ素子３０１〜３０６それぞれに対応する６つの同一の送受信部７０を有する例を示した。これに対し本実施形態の電子制御装置１００は、６つのスイッチ素子３０１〜３０６に応じた６つの送受信部７０のうちの一部が他と異なることを特徴とする。
In 1st Embodiment, the
第１実施形態では、１つのスイッチ素子に対応する送受信部７０それぞれが一次回路部７１と二次回路部７２それぞれを有する構成であった。これに対して本実施形態では、１つのスイッチ素子に対して二次回路部７２それぞれが設けられているが、これら複数の二次回路部７２それぞれに対して共通の１つの一次回路部７１が設けられている。
In the first embodiment, each of the transmission /
一次回路部７１の構成は、第１実施形態で示したものと同様である。この１つの一次回路部７１の有する一次トランス７４とモニタトランス７７それぞれが、複数の二次回路部７２の二次トランス８０と磁気結合している。
The configuration of the
図１２に、送受信部７０のうち二次回路部７２のみを図示する。高圧電池４００のプラス電極側のスイッチ素子３０１，３０３，３０５それぞれに対応する二次回路部７２は第１実施形態で示した二次回路部７２と同様である。また第２スイッチ素子３０２に対応する二次回路部７２も第１実施形態で示した二次回路部７２と同様である。しかしながらスイッチ素子３０４，３０６に対応する二次回路部７２は、第１実施形態で示した二次回路部７２とは異なり、二次トランス８０、ダイオード８１、および、平滑コンデンサ８２を有していない。スイッチ素子３０４，３０６に対応する二次回路部７２は、第２スイッチ素子３０２に対応する二次回路部７２が有する二次トランス８０、ダイオード８１、および、平滑コンデンサ８２を共有している。
FIG. 12 illustrates only the
第２スイッチ素子３０２に対応する二次回路部７２が有する二次トランス８０に対して、スイッチ素子３０４，３０６に対応する応答スイッチ８３それぞれが並列接続されている。そしてこの二次トランス８０の一端から他端に向かって、スイッチ素子３０４，３０６に対応する応答スイッチ８３とダイオード８４とが順に直列接続されている。二次トランス８０の一端はスイッチ素子３０４，３０６に対応するドライブＩＣ３２それぞれと電気的に接続されている。
Response switches 83 corresponding to the
以上の接続構成により、第２スイッチ素子３０２に対応する二次トランス８０に入力された電力や指示信号が、スイッチ素子３０２，３０４，３０６それぞれに対応するドライブＩＣ３２に入力される。またこれら３つのドライブＩＣ３２の応答信号が二次トランス８０に入力される。
With the above connection configuration, the power and the instruction signal input to the
上記したように１つの一次トランス７４とモニタトランス７７それぞれが、複数の二次トランス８０それぞれと磁気結合している。そのため制御部１０の出力した指示信号は、６つのドライブＩＣ３２それぞれに入力される。本実施形態の制御部１０は、これら６つのドライブＩＣ３２を区別するためのＩＤ信号を指示信号に含ませる。ドライブＩＣ３２は指示信号を受け取ると、記憶している自身のＩＤと指示信号に含まれるＩＤ信号とを比較する。ドライブＩＣ３２はＩＤが一致した場合に指示信号に含まれる指示にしたがって動作する。これとは異なりＩＤが一致しない場合にドライブＩＣ３２は指示信号を無視する。また本実施形態のドライブＩＣ３２は、自身の保有するＩＤを応答信号に含ませる。制御部１０は応答信号を受け取ると、マップとして記憶しているＩＤと応答信号に含まれるＩＤ信号とを比較する。これにより制御部１０は、送られてきた応答信号がどのドライブＩＣ３２から送られたものであるのかを判定する。
As described above, each of the
次に、図１３および図１４に基づいて制御部１０の制御を説明する。なお図１３および図１４に示す制御部１０の制御は、第１実施形態で説明した図４に示す制御に対して、ステップＳ１５０〜Ｓ１７０を付け加えたものとなっている。以下においても、第１スイッチ素子３０１を制御対象として説明する。
Next, control of the
制御部１０は図１３に示すステップＳ１０後、ステップＳ２０へと行く前に、ステップＳ１５０へ進む。ステップＳ１５０へ進むと制御部１０は、第１スイッチ素子３０１以外のスイッチ素子３０２〜３０６のうちの少なくとも１つが非駆動状態から駆動状態に遷移している最中であるか否かを判定する。他のスイッチ素子３０２〜３０６が駆動状態へと遷移中の場合、制御部１０はステップＳ１５０を繰り返す。他のスイッチ素子３０２〜３０６が駆動状態へと遷移中ではない場合、制御部１０はステップＳ２０へと進む。
The
同様にして、制御部１０は図１４に示すステップＳ６０後、ステップＳ７０へと行く前に、ステップＳ１６０へ進む。ステップＳ１６０へ進むと制御部１０は、第１スイッチ素子３０１以外のスイッチ素子３０２〜３０６のうちの少なくとも１つが非駆動状態から駆動状態に遷移している最中であるか否かを判定する。他のスイッチ素子３０２〜３０６が駆動状態へと遷移中の場合、制御部１０はステップＳ１６０を繰り返す。他のスイッチ素子３０２〜３０６が駆動状態へと遷移中ではない場合、制御部１０はステップＳ７０へと進む。
Similarly, after step S60 shown in FIG. 14, the
また制御部１０はステップＳ１１０後、ステップＳ１２０へと行く前に、ステップＳ１７０へ進む。ステップＳ１７０へ進むと制御部１０は、第１スイッチ素子３０１以外のスイッチ素子３０２〜３０６のうちの少なくとも１つが非駆動状態から駆動状態に遷移している最中であるか否かを判定する。他のスイッチ素子３０２〜３０６が駆動状態へと遷移中の場合、制御部１０はステップＳ１７０を繰り返す。他のスイッチ素子３０２〜３０６が駆動状態へと遷移中ではない場合、制御部１０はステップＳ１２０へと進む。
The
以上に示したように本実施形態の場合、送受信部７０の有する部品点数が少ない。そのために電子制御装置１００の部品点数の増大が抑制される。
As described above, in the case of the present embodiment, the transmission /
また制御部１０は制御対象以外のスイッチ素子が駆動状態へと遷移中の場合、それらが駆動状態へと遷移するまで待機する。これによりスイッチ素子の駆動状態への遷移中においてドライバ３０への電力供給が途絶えることが抑制される。
In addition, when the switch elements other than the control target are transitioning to the driving state, the
なお本実施形態の電子制御装置１００は、第１実施形態の電子制御装置１００と同等の作用効果を奏する。
In addition, the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
（その他の変形例）
各実施形態では本発明がモータと電気的に接続されたインバータを制御する電子制御装置である例を示した。しかしながら本発明の適用としては上記例に限定されず、スイッチ素子を駆動制御する制御装置であれば適宜採用することができる。
(Other variations)
In each embodiment, an example in which the present invention is an electronic control device that controls an inverter electrically connected to a motor is shown. However, the application of the present invention is not limited to the above example, and any control device that drives and controls the switch element can be adopted as appropriate.
各実施形態ではインバータ３００の接続されるモータ２００がハイブリッド自動車の動力源である例を示した。しかしながらモータ２００としては上記例に限定されず、周知の民生機器に含まれるものであればよい。
In each embodiment, the example in which the
各本実施形態ではスイッチ素子３０１〜３０６がＩＧＢＴである例を示した。しかしながらスイッチ素子３０１〜３０６としては上記に例に限定されず、例えばＭＯＳＦＥＴを採用することもできる。この場合、フリーホイールダイオード３０１ａ〜３０６ａはスイッチ素子３０１〜３０６の寄生ダイオードに相当する。
In each of the embodiments, an example in which the
各実施形態では温度センサ３０１ｂ〜３０６ｂがダイオードである例を示した。しかしながら温度センサ３０１ｂ〜３０６ｂとしては上記に例に限定されず、例えばサーミスタを採用することもできる。
In each embodiment, the
各本実施形態ではスイッチ素子３０１〜３０６のそれぞれに温度センサ３０１ｂ〜３０６ｂが設けられた例を示した。しかしながらこれとは異なり、３つのスイッチ群それぞれに１つずつ温度センサが設けられた構成を採用することもできる。例えば、高圧電池４００のプラス電極側のスイッチ素子３０１，３０３，３０５それぞれに温度センサ３０１ｂ、３０３ｂ、３０５ｂの設けられた構成を採用することもできる。さらに例示すれば、高圧電池４００のマイナス電極側のスイッチ素子３０２，３０４，３０６それぞれに温度センサ３０２ｂ、３０４ｂ、３０６ｂの設けられた構成を採用することもできる。
In each of the embodiments, an example is shown in which the
１０…制御部
３０…ドライバ
７０…送受信部
７４…一次トランス
８０…二次トランス
８２…平滑コンデンサ
１００…電子制御装置
２００…モータ
３００…インバータ
３０１〜３０６…スイッチ素子
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記制御信号に基づいて、前記制御信号よりも電圧レベルの高い駆動信号を生成し、前記駆動信号を前記スイッチ素子に出力するドライバ（３０）と、
前記制御部と前記ドライバとの絶縁を保った状態で、前記制御部と前記ドライバとの間で電気信号の伝達を行う絶縁回路（７０）と、を備え、
前記絶縁回路は、一次トランス（７４）、前記一次トランスと磁気結合した二次トランス（８０）、および、前記二次トランスと並列接続されたコンデンサ（８２）を有し、
前記制御部は、
前記制御信号を前記一次トランスへと出力する他に、前記ドライバを駆動するための駆動電力を前記一次トランスへ出力しており、
前記一次トランスへの前記駆動電力の出力によって前記コンデンサを充電した後、前記一次トランスへの前記駆動電力の出力を停止して、前記一次トランスに前記制御信号を出力する制御装置。 A control unit (10) for generating a control signal for controlling the switch elements (301 to 306);
A driver (30) for generating a drive signal having a voltage level higher than that of the control signal based on the control signal and outputting the drive signal to the switch element;
An insulation circuit (70) for transmitting an electrical signal between the control unit and the driver in a state in which insulation between the control unit and the driver is maintained;
The insulating circuit includes a primary transformer (74), a secondary transformer (80) magnetically coupled to the primary transformer, and a capacitor (82) connected in parallel with the secondary transformer,
The controller is
In addition to outputting the control signal to the primary transformer, driving power for driving the driver is output to the primary transformer,
A control device that, after charging the capacitor with the output of the driving power to the primary transformer, stops outputting the driving power to the primary transformer and outputs the control signal to the primary transformer.
前記制御信号として、前記スイッチ素子を非駆動状態から駆動状態にするオン信号と、前記スイッチ素子を駆動状態から非駆動状態にするオフ信号と、を有し、
前記オン信号を出力し終わってから前記スイッチ素子が駆動状態となるまでの間、前記一次トランスへの前記駆動電力の出力を継続する請求項１に記載の制御装置。 The controller is
As the control signal, it has an ON signal for switching the switching element from a non-driving state to a driving state, and an OFF signal for switching the switching element from a driving state to a non-driving state,
2. The control device according to claim 1, wherein output of the drive power to the primary transformer is continued after the output of the ON signal until the switch element is driven.
複数の前記スイッチ素子それぞれに対応する前記ドライバを複数有する請求項１または請求項２に記載の制御装置。 An inverter (300) is constituted by a plurality of switch groups in which the two switch elements are connected between a power source and a ground.
The control device according to claim 1, further comprising a plurality of drivers corresponding to the plurality of switch elements.
前記制御部は、複数の前記スイッチ素子それぞれに対応する複数の前記一次トランスに前記制御信号と前記駆動電力を個別に出力する請求項３に記載の制御装置。 The insulating circuit includes a plurality of the primary transformers, a plurality of the secondary transformers, and a plurality of the capacitors corresponding to the plurality of switch elements,
The control device according to claim 3, wherein the control unit individually outputs the control signal and the driving power to a plurality of the primary transformers corresponding to the plurality of switch elements.
複数の前記二次トランスそれぞれは、１つの前記一次トランスと磁気結合し、
前記グランド側の１つの前記スイッチ素子に対応する１つの前記二次トランスと１つの前記コンデンサは、複数の前記スイッチ群における前記グランド側の複数の前記スイッチ素子（３０２，３０４，３０６）それぞれに対応する前記ドライバと電気的に接続されており、
前記制御部は、複数の前記スイッチ素子それぞれに対応する前記ドライバに出力する前記制御信号に、複数の前記ドライバを識別するＩＤ信号を含ませており、
前記ドライバは、前記制御信号に含まれる前記ＩＤ信号と自身の有するＩＤとが同一の場合、前記制御信号に基づいて前記駆動信号を生成する請求項３に記載の制御装置。 The isolation circuit includes a plurality of secondary transformers corresponding to the plurality of switch elements (301, 303, 305) on the power supply side and the one switch element (302) on the ground side in the plurality of switch groups. And the capacitor, and one primary transformer corresponding in common to each of the plurality of secondary transformers,
Each of the plurality of secondary transformers is magnetically coupled to one primary transformer,
One secondary transformer and one capacitor corresponding to one switch element on the ground side correspond to each of the plurality of switch elements (302, 304, 306) on the ground side in the plurality of switch groups. Electrically connected to the driver
The control unit includes an ID signal for identifying the plurality of drivers in the control signal output to the driver corresponding to each of the plurality of switch elements,
The control device according to claim 3, wherein the driver generates the drive signal based on the control signal when the ID signal included in the control signal and the ID of the driver are the same.
２つの前記スイッチ素子の内の一方に対応する前記ドライバは、２つの前記スイッチ素子のうちの一方が駆動状態から非駆動状態になると、その情報を示す切替信号を前記二次トランスに出力し、前記制御部は前記切替信号を受け取ると、２つの前記スイッチ素子のうちの他方を非駆動状態から駆動状態にする前記制御信号を前記一次トランスに出力する請求項４または請求項５に記載の制御装置。 The control unit performs control to change one of the two switch elements constituting the switch group from a driving state to a non-driving state and to set the other from a non-driving state to a driving state.
The driver corresponding to one of the two switch elements outputs a switching signal indicating the information to the secondary transformer when one of the two switch elements changes from a drive state to a non-drive state, 6. The control according to claim 4, wherein, when receiving the switching signal, the control unit outputs the control signal that changes the other of the two switch elements from a non-driven state to a driven state to the primary transformer. apparatus.
前記ドライバは前記短絡検出部の検出結果を前記切替信号に含ませる請求項６に記載の制御装置。 A short-circuit detector (90) for detecting a short circuit between both terminals of the switch element;
The control device according to claim 6, wherein the driver includes a detection result of the short-circuit detection unit in the switching signal.
前記温度センサの検出結果が前記ドライバに入力されており、
前記制御部は、前記制御信号と前記駆動電力を前記一次トランスへと出力する他に、前記温度センサの検出結果の出力を前記ドライバに要求する要求信号を前記一次トランスへ出力しており、
前記制御部は、前記スイッチ素子が駆動状態となっている間において、前記駆動電力の前記一次トランスへの出力を停止して、前記要求信号を前記一次トランスに出力し、
前記ドライバは、前記要求信号を受け取ると、前記スイッチ素子の温度を含む応答信号を前記二次トランスに出力する請求項１〜８いずれか１項に記載の制御装置。 A temperature sensor for detecting the temperature of the switch element;
The detection result of the temperature sensor is input to the driver,
In addition to outputting the control signal and the driving power to the primary transformer, the control unit outputs a request signal for requesting the driver to output the detection result of the temperature sensor to the primary transformer.
The control unit stops output of the driving power to the primary transformer while the switch element is in a driving state, and outputs the request signal to the primary transformer,
The control device according to claim 1, wherein the driver outputs a response signal including a temperature of the switch element to the secondary transformer when receiving the request signal.
前記制御部は前記制御信号に前記可変抵抗の抵抗値を指定する指定信号を含ませており、
前記ドライバは前記可変抵抗の抵抗値を前記指定信号に基づいて変更し、前記可変抵抗を介して前記駆動信号を前記制御電極に出力する請求項１〜１０いずれか１項に記載の制御装置。 The driver and the control electrode of the switch element are electrically connected via a variable resistor (31),
The control unit includes a designation signal that designates a resistance value of the variable resistor in the control signal,
The control device according to claim 1, wherein the driver changes a resistance value of the variable resistor based on the designation signal, and outputs the drive signal to the control electrode via the variable resistor.
前記制御部は前記故障判定結果が故障を示す場合、前記スイッチ素子の制御を停止する請求項１〜１１いずれか１項に記載の制御装置。 The driver performs the failure determination of the corresponding switch element and itself, and outputs the failure determination result to the secondary transformer,
The control device according to claim 1, wherein the control unit stops the control of the switch element when the failure determination result indicates a failure.
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