JP6680227B2 - Control device for rotating electric machine - Google Patents

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Description

電機子巻線及び界磁巻線を備える回転電機の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a rotary electric machine including an armature winding and a field winding.

電機子巻線及び界磁巻線を備える回転電機において、Hブリッジ回路を用いて、界磁巻線の励磁制御を行う構成が知られている。Hブリッジ回路を構成するスイッチについて、バッテリから界磁巻線に対して電流を流す際に用いる励磁用スイッチと、界磁巻線に蓄積された界磁エネルギーをバッテリに回生する際に用いる回生用スイッチの故障を検出する構成が、特許文献1に記載されている。特許文献1の構成によれば、Hブリッジ回路を構成する各スイッチの異常を判定することが可能になるとともに、異常が生じたスイッチと異なるスイッチを用いて発電を継続することが可能になる。   In a rotary electric machine including an armature winding and a field winding, a configuration is known in which an H bridge circuit is used to control excitation of the field winding. Regarding a switch that constitutes an H-bridge circuit, an excitation switch used when a current flows from the battery to the field winding, and a regeneration switch used when regenerating the field energy accumulated in the field winding to the battery Patent Document 1 discloses a configuration for detecting a switch failure. According to the configuration of Patent Document 1, it is possible to determine the abnormality of each switch that configures the H bridge circuit, and it is possible to continue power generation using a switch different from the switch in which the abnormality has occurred.

特許4254738号公報Japanese Patent No. 4254738

回転電機における発電時及び駆動時において、界磁巻線は、バッテリから界磁巻線に対して電流を流す励磁状態と、励磁電流を還流させる還流状態とに設定される。つまり、回転電機の発電及び駆動の終了時のみ、界磁巻線は、界磁エネルギーをバッテリに回生する回生状態とされる。つまり、特許文献1に開示の構成では、Hブリッジ回路を構成するスイッチ(アーム)の異常の検出機会が限られることになる。   During power generation and driving of the rotating electric machine, the field winding is set to an excited state in which a current is supplied from the battery to the field winding and a recirculation state in which the exciting current is circulated. That is, the field winding is brought into a regenerative state in which the field energy is regenerated to the battery only when power generation and driving of the rotating electric machine are completed. That is, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the chances of detecting an abnormality of the switch (arm) that constitutes the H bridge circuit are limited.

また、回転電機における発電及び駆動の継続時では、励磁状態と回生状態とを交互に実施すると、界磁の大きさが変動し易く、回転電機にトルクリプルが生じる。このため、回転電機における発電及び駆動の継続時において、界磁巻線を回生状態とすることは望ましくない。   In addition, when power generation and drive are continued in the rotating electric machine, if the excited state and the regenerative state are alternately performed, the magnitude of the field easily fluctuates, and torque ripple occurs in the rotating electric machine. Therefore, it is not desirable to put the field winding in a regenerative state when power generation and driving are continued in the rotating electric machine.

本発明は、界磁巻線に対して電力を供給するHブリッジ回路を構成する各アームについて、その各アームの異常を検出する機会を増加させることが可能な回転電機の制御装置を提供することを主たる目的とする。   The present invention provides a controller of a rotary electric machine capable of increasing the chances of detecting an abnormality in each arm that constitutes an H bridge circuit that supplies electric power to a field winding. Is the main purpose.

第1の構成は、電機子巻線(14)及び界磁巻線(12)を備える回転電機(10)の制御装置(40)であって、前記界磁巻線は、Hブリッジ回路(23)の第1レグの上アーム(SW1)及び下アーム(SW2,D2)の接続点(P3)と、第2レグの上アーム(SW3,D3)及び下アーム(SW4)の接続点(P4)とに接続され、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームは、それぞれ半導体スイッチング素子を有して構成され、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記上アームは、それぞれ半導体スイッチング素子又はダイオードを有して構成され、前記Hブリッジ回路の前記上アームは、直流電源(21)の高圧端子に接続されるとともに、前記Hブリッジ回路の前記下アームは、前記直流電源の低圧端子に接続され、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームをともに導通状態にして、前記界磁巻線に前記直流電源から励磁電流を流す励磁状態と、前記第1レグの前記上アームを導通状態、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第1還流状態と、前記第2レグの前記下アームを導通状態、前記第1レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第2還流状態と、を切り替える制御を行う制御部と、前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子に流れる電流に基づいて、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備え、前記制御部は、前記異常判定部により前記第2レグの前記上アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第1還流状態への切り替えを禁止する制御と、前記異常判定部により前記第1レグの前記下アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第2還流状態への切り替えを禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する。   A first configuration is a controller (40) for a rotating electric machine (10) including an armature winding (14) and a field winding (12), the field winding including an H bridge circuit (23). ), The connection point (P3) of the upper arm (SW1) and the lower arm (SW2, D2) of the first leg, and the connection point (P4) of the upper arm (SW3, D3) and the lower arm (SW4) of the second leg. And the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are each configured to have a semiconductor switching element, and the lower arm of the first leg and the The upper arms of the two legs are each configured to have a semiconductor switching element or a diode, and the upper arms of the H-bridge circuit are connected to a high voltage terminal of a DC power source (21) and also connected to the H-bridge circuit. The lower arm is the front Excitation that is connected to a low voltage terminal of a DC power supply, makes both the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg conductive and causes an exciting current to flow from the DC power supply to the field winding. State, the upper arm of the first leg is in a conductive state, the lower arm of the second leg is in a cut-off state, a first return state in which a return current flows in the field winding, and a second return state of the second leg. A control unit that controls switching between a lower arm in a conductive state and an upper arm in the first leg in a cutoff state, and a second reflux state in which a reflux current flows through the field winding; and an excitation state, In the first recirculation state and the second recirculation state, an abnormality occurs in one of the upper arm and the lower arm of the first leg and the second leg based on the current flowing in the semiconductor switching element. Whether or not And an abnormality determining unit that determines that the second leg is in the open state when the abnormality determining unit determines that the upper arm of the second leg has an open abnormality. At least one of a control for prohibiting and a control for prohibiting switching to the second recirculation state when the abnormality determining unit determines that the lower arm of the first leg has an opening abnormality To do.

上記構成によれば、第1還流状態と、第2還流状態とを切り替えることで、全アームに対して電流が流れることになり、各アームの異常を判定することができる。つまり、各アームの異常の検出の機会を増加させることが可能となる。加えて、上アーム側での還流(第1還流状態)と、下アーム側での還流(第2還流状態)とを切り替えて実施することで、還流電流が流れる際の各アームにおける発熱を分散させることができる。   According to the above configuration, by switching between the first recirculation state and the second recirculation state, a current flows through all the arms, and it is possible to determine an abnormality in each arm. That is, it is possible to increase the chances of detecting an abnormality in each arm. In addition, by switching between the return flow on the upper arm side (first return state) and the return flow on the lower arm side (second return state), the heat generation in each arm when the return current flows is dispersed. Can be made.

そして、第1レグの下アームに開異常が生じている場合に、第2還流状態を禁止する制御と、第2レグの上アームに開異常が生じている場合に、第2還流状態を禁止する制御と、の少なくとも一方を実施することで、第1レグの下アーム又は第2レグの上アームにオープン異常が生じている場合であっても、回転電機の動作を継続できる。   Then, when the opening abnormality is occurring in the lower arm of the first leg, the control for prohibiting the second recirculation state is performed, and when the opening abnormality is occurring in the upper arm of the second leg, the second circulation state is prohibited. By performing at least one of the control to perform, the operation of the rotating electric machine can be continued even when an open abnormality occurs in the lower arm of the first leg or the upper arm of the second leg.

また、各アームにおいてはんだクラックなどが生じた結果、半導体スイッチング素子が設けられている経路の抵抗値が増加したり、半導体スイッチング素子の制御端子に入力される電圧が低下したりする場合、各アームに流れる電流が減少する開異常が生じる。半導体スイッチング素子に流れる電流に基づいて、開異常の発生を判定する上記構成では、各アームに流れる電流が減少する開異常の発生の有無を判定することが可能になり、当該開異常が生じている場合に、回転電機の動作を継続できる。   In addition, as a result of a solder crack or the like occurring in each arm, the resistance value of the route in which the semiconductor switching element is provided increases or the voltage input to the control terminal of the semiconductor switching element decreases. An open abnormality occurs in which the current flowing through the device decreases. In the above configuration that determines the occurrence of the open abnormality based on the current flowing through the semiconductor switching element, it becomes possible to determine whether or not the open abnormality that the current flowing through each arm decreases occurs, and the open abnormality occurs. If so, the operation of the rotating electric machine can be continued.

第2の構成は、電機子巻線(14)及び界磁巻線(12)を備える回転電機(10)の制御装置(40)であって、前記界磁巻線は、Hブリッジ回路(23)の第1レグの上アーム(SW1)及び下アーム(SW2,D2)の接続点(P3)と、第2レグの上アーム(SW3,D3)及び下アーム(SW4)の接続点(P4)とに接続され、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームは、それぞれ半導体スイッチング素子を有して構成され、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記上アームは、それぞれ半導体スイッチング素子又はダイオードを有して構成され、前記Hブリッジ回路の前記上アームは、直流電源(21)の高圧端子に接続されるとともに、前記Hブリッジ回路の前記下アームは、前記直流電源の低圧端子に接続され、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームをともに導通状態にして、前記界磁巻線に前記直流電源から励磁電流を流す励磁状態と、前記第1レグの前記上アームを導通状態、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第1還流状態と、前記第2レグの前記下アームを導通状態、前記第1レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第2還流状態と、を切り替える制御を行う制御部と、前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子の入出力端子間電圧に基づいて、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備え、前記制御部は、前記異常判定部により前記第2レグの前記上アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第1還流状態への切り替えを禁止する制御と、前記異常判定部により前記第1レグの前記下アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第2還流状態への切り替えを禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する。   A second configuration is a controller (40) for a rotating electric machine (10) including an armature winding (14) and a field winding (12), the field winding including an H bridge circuit (23). ), The connection point (P3) of the upper arm (SW1) and the lower arm (SW2, D2) of the first leg, and the connection point (P4) of the upper arm (SW3, D3) and the lower arm (SW4) of the second leg. And the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are each configured to have a semiconductor switching element, and the lower arm of the first leg and the The upper arms of the two legs are each configured to have a semiconductor switching element or a diode, and the upper arms of the H-bridge circuit are connected to a high voltage terminal of a DC power source (21) and also connected to the H-bridge circuit. The lower arm is the front Excitation that is connected to a low voltage terminal of a DC power supply, makes both the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg conductive and causes an exciting current to flow from the DC power supply to the field winding. State, the upper arm of the first leg is in a conductive state, the lower arm of the second leg is in a cut-off state, a first return state in which a return current flows in the field winding, and a second return state of the second leg. A control unit that controls switching between a lower arm in a conductive state and an upper arm in the first leg in a cutoff state, and a second reflux state in which a reflux current flows through the field winding; and an excitation state, Either of the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg based on the voltage between the input and output terminals of the semiconductor switching element in the first return state and the second return state. Something is wrong with An abnormality determination unit that determines whether or not the control unit is in the first recirculation state when the abnormality determination unit determines that an open abnormality has occurred in the upper arm of the second leg. And a control for prohibiting switching to the second recirculation state when it is determined by the abnormality determining unit that the lower arm of the first leg has an opening abnormality. Do one.

上記構成によれば、第1還流状態と、第2還流状態とを切り替えることで、全アームに対して全アームに印加される電圧が変化することになり、各アームの異常を判定することができる。つまり、各アームの異常の検出の機会を増加させることが可能となる。加えて、上アーム側での還流(第1還流状態)と、下アーム側での還流(第2還流状態)とを切り替えて実施することで、還流電流が流れる際の各アームにおける発熱を分散させることができる。   According to the above configuration, by switching between the first recirculation state and the second recirculation state, the voltage applied to all the arms is changed with respect to all the arms, and it is possible to determine the abnormality of each arm. it can. That is, it is possible to increase the chances of detecting an abnormality in each arm. In addition, by switching between the return flow on the upper arm side (first return state) and the return flow on the lower arm side (second return state), the heat generation in each arm when the return current flows is dispersed. Can be made.

そして、第1レグの下アームに開異常が生じている場合に、第2還流状態を禁止する制御と、第2レグの上アームに開異常が生じている場合に、第2還流状態を禁止する制御と、の少なくとも一方を実施することで、第1レグの下アーム又は第2レグの上アームにオープン異常が生じている場合であっても、回転電機の動作を継続できる。   Then, when the opening abnormality is occurring in the lower arm of the first leg, the control for prohibiting the second recirculation state is performed, and when the opening abnormality is occurring in the upper arm of the second leg, the second circulation state is prohibited. By performing at least one of the control to perform, the operation of the rotating electric machine can be continued even when an open abnormality occurs in the lower arm of the first leg or the upper arm of the second leg.

また、Hブリッジ回路に流れる電流は、Hブリッジ回路の時定数、即ち、界磁巻線を含むHブリッジ回路の誘導成分及びHブリッジ回路を含む抵抗成分に応じて変化する。つまり、Hブリッジ回路に流れる電流は、各半導体スイッチング素子の開閉状態が変化した後、Hブリッジ回路の時定数に応じて変化する。特に、正常時において、半導体スイッチング素子が開状態から閉状態とされる場合に、半導体スイッチング素子に流れる電流は0から時定数に応じて増加する。よって、正常時において、半導体スイッチング素子が開状態から閉状態とされる場合に、半導体スイッチング素子に流れる電流が開異常の判定に用いる所定電流を超えるまでに時定数に応じた時間を要する。このため、Hブリッジ回路に流れる電流に基づいて開異常を判定する構成では、スイッチSW1〜SW4が開状態から閉状態とされる場合に、開異常が生じているか否かの判定にHブリッジ回路23の時定数に応じた時間を要する。   The current flowing through the H-bridge circuit changes according to the time constant of the H-bridge circuit, that is, the inductive component of the H-bridge circuit including the field winding and the resistance component of the H-bridge circuit. That is, the current flowing through the H-bridge circuit changes according to the time constant of the H-bridge circuit after the open / closed state of each semiconductor switching element changes. Particularly, when the semiconductor switching element is changed from the open state to the closed state under normal conditions, the current flowing through the semiconductor switching element increases from 0 according to the time constant. Therefore, in a normal state, when the semiconductor switching element is changed from the open state to the closed state, it takes a time corresponding to the time constant until the current flowing through the semiconductor switching element exceeds the predetermined current used for determining the open abnormality. Therefore, in the configuration in which the open abnormality is determined based on the current flowing in the H bridge circuit, when the switches SW1 to SW4 are changed from the open state to the closed state, the H bridge circuit is used to determine whether the open abnormality occurs. It takes time according to the time constant of 23.

一方、正常時において、半導体スイッチング素子が開状態から閉状態とされる場合、半導体スイッチング素子の入出力端子間の電圧は、即時的に変化する。よって、半導体スイッチング素子の入出力端子間の電圧に基づいて開閉異常を判定する構成では、半導体スイッチング素子の入出力端子間に流れる電流に基づいて開異常を判定する構成と比較すると、開異常を応答性よく判定することができる。   On the other hand, in a normal state, when the semiconductor switching element is changed from the open state to the closed state, the voltage between the input and output terminals of the semiconductor switching element changes immediately. Therefore, in the configuration in which the open / close abnormality is determined based on the voltage between the input / output terminals of the semiconductor switching element, the open abnormality is compared with the configuration in which the open abnormality is determined based on the current flowing between the input / output terminals of the semiconductor switching element. It can be determined with good responsiveness.

さらに、電圧検出は電流検出よりも構成が簡素化できるため、半導体スイッチング素子の入出力端子間の電圧に基づいて開閉異常を判定する構成では、半導体スイッチング素子の入出力端子間に流れる電流に基づいて開異常を判定する構成と比較すると、構成を簡素化できる。   Furthermore, since voltage detection can simplify the configuration more than current detection, in the configuration that determines the switching abnormality based on the voltage between the input and output terminals of the semiconductor switching element, it is based on the current flowing between the input and output terminals of the semiconductor switching element. The configuration can be simplified as compared with the configuration in which the open abnormality is determined.

第3の構成は、第2の構成において、前記異常判定部は、前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子の開閉状態を指令する信号、及び、前記半導体スイッチング素子の入出力端子間電圧に基づいて、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する。   According to a third configuration, in the second configuration, the abnormality determination unit, in the excitation state, the first recirculation state, and the second recirculation state, a signal for instructing an open / close state of the semiconductor switching element, and Based on the voltage between the input and output terminals of the semiconductor switching element, it is determined whether or not an abnormality has occurred in either the upper arm or the lower arm of the first leg and the second leg.

本構成では、半導体スイッチング素子の入出力端子間電圧に加えて、半導体スイッチング素子の開閉状態を指令する信号に基づいて、異常の発生を判定する。半導体スイッチング素子の開閉状態を指令する信号は、デジタル値でありアナログ値と比較してノイズの影響を受けにくい。このため、異常判定におけるノイズの影響を抑制可能である。また、半導体スイッチング素子の開閉状態を指令する信号に基づいて、異常の発生を判定することで、半導体スイッチング素子の開閉状態が変更されるタイミングで、異常の発生を判定することが可能になり、正確に異常の発生を判定することができる。   In this configuration, the occurrence of an abnormality is determined based on the voltage between the input and output terminals of the semiconductor switching element and a signal that commands the open / closed state of the semiconductor switching element. The signal instructing the open / closed state of the semiconductor switching element is a digital value and is less susceptible to noise as compared with the analog value. Therefore, it is possible to suppress the influence of noise in the abnormality determination. Further, based on the signal instructing the open / closed state of the semiconductor switching element, by determining the occurrence of the abnormality, it is possible to determine the occurrence of the abnormality at the timing when the open / closed state of the semiconductor switching element is changed, The occurrence of abnormality can be accurately determined.

第4の構成は、電機子巻線(14)及び界磁巻線(12)を備える回転電機(10)の制御装置(40)であって、前記界磁巻線は、Hブリッジ回路(23)の第1レグの上アーム(SW1)及び下アーム(SW2,D2)の接続点(P3)と、第2レグの上アーム(SW3,D3)及び下アーム(SW4)の接続点(P4)とに接続され、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームは、それぞれ半導体スイッチング素子を有して構成され、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記上アームは、それぞれ半導体スイッチング素子又はダイオードを有して構成され、前記Hブリッジ回路の前記上アームは、直流電源(21)の高圧端子に接続されるとともに、前記Hブリッジ回路の前記下アームは、前記直流電源の低圧端子に接続され、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームをともに導通状態にして、前記界磁巻線に前記直流電源から励磁電流を流す励磁状態と、前記第1レグの前記上アームを導通状態、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第1還流状態と、前記第2レグの前記下アームを導通状態、前記第1レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第2還流状態と、を切り替える制御を行う制御部と、前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子の温度に基づいて、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備え、前記制御部は、前記異常判定部により前記第2レグの前記上アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第1還流状態への切り替えを禁止する制御と、前記異常判定部により前記第1レグの前記下アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第2還流状態への切り替えを禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する。   A fourth configuration is a controller (40) for a rotating electric machine (10) including an armature winding (14) and a field winding (12), the field winding including an H bridge circuit (23). ), The connection point (P3) of the upper arm (SW1) and the lower arm (SW2, D2) of the first leg, and the connection point (P4) of the upper arm (SW3, D3) and the lower arm (SW4) of the second leg. And the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are each configured to have a semiconductor switching element, and the lower arm of the first leg and the The upper arms of the two legs are each configured to have a semiconductor switching element or a diode, and the upper arms of the H-bridge circuit are connected to a high voltage terminal of a DC power source (21) and also connected to the H-bridge circuit. The lower arm is the front Excitation that is connected to a low voltage terminal of a DC power supply, makes both the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg conductive and causes an exciting current to flow from the DC power supply to the field winding. State, the upper arm of the first leg is in a conductive state, the lower arm of the second leg is in a cut-off state, a first return state in which a return current flows in the field winding, and a second return state of the second leg. A control unit that controls switching between a lower arm in a conductive state and an upper arm in the first leg in a cutoff state, and a second reflux state in which a reflux current flows through the field winding; and an excitation state, In the first recirculation state and the second recirculation state, an abnormality is detected in either the upper arm of the first leg or the lower arm of the second leg based on the temperature of the semiconductor switching element. Determine if it is occurring The abnormality determination unit, the control unit prohibits switching to the first recirculation state when the abnormality determination unit determines that there is an opening abnormality in the upper arm of the second leg. And a control for prohibiting switching to the second recirculation state when the abnormality determination unit determines that the lower arm of the first leg has an opening abnormality. .

半導体スイッチング素子が閉状態とされている場合、その半導体スイッチング素子には電流が流れるため、その半導体スイッチング素子の温度が上昇する。また、半導体スイッチング素子が開状態とされている場合、その半導体スイッチング素子には電流が流れないため、その半導体スイッチング素子の温度は上昇しない。そこで、半導体スイッチング素子の温度に基づいて、第1レグの上アーム、及び、第2レグの下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定することができる。   When the semiconductor switching element is closed, a current flows through the semiconductor switching element, so that the temperature of the semiconductor switching element rises. Further, when the semiconductor switching element is in the open state, no current flows in the semiconductor switching element, so the temperature of the semiconductor switching element does not rise. Therefore, based on the temperature of the semiconductor switching element, it is possible to determine whether or not an abnormality has occurred in either the upper arm of the first leg or the lower arm of the second leg.

上記構成によれば、第1還流状態と、第2還流状態とを切り替えることで、全アームに対して電流が流れることになり、各アームの異常を判定することができる。つまり、各アームの異常の検出の機会を増加させることが可能となる。加えて、上アーム側での還流(第1還流状態)と、下アーム側での還流(第2還流状態)とを切り替えて実施することで、還流電流が流れる際の各アームにおける発熱を分散させることができる。   According to the above configuration, by switching between the first recirculation state and the second recirculation state, a current flows through all the arms, and it is possible to determine an abnormality in each arm. That is, it is possible to increase the chances of detecting an abnormality in each arm. In addition, by switching between the return flow on the upper arm side (first return state) and the return flow on the lower arm side (second return state), the heat generation in each arm when the return current flows is dispersed. Can be made.

そして、第1レグの下アームに開異常が生じている場合に、第2還流状態を禁止する制御と、第2レグの上アームに開異常が生じている場合に、第2還流状態を禁止する制御と、の少なくとも一方を実施することで、第1レグの下アーム又は第2レグの上アームにオープン異常が生じている場合であっても、回転電機の動作を継続できる。   Then, when the opening abnormality is occurring in the lower arm of the first leg, the control for prohibiting the second recirculation state is performed, and when the opening abnormality is occurring in the upper arm of the second leg, the second circulation state is prohibited. By performing at least one of the control to perform, the operation of the rotating electric machine can be continued even when an open abnormality occurs in the lower arm of the first leg or the upper arm of the second leg.

さらに、半導体スイッチング素子がそれぞれ設けられている経路においてはんだクラックなどが生じた結果、半導体スイッチング素子が設けられている経路の抵抗値が増加したり、半導体スイッチング素子の制御端子に入力される電圧が低下したりする場合、半導体スイッチング素子に流れる電流が減少する開異常が生じる。半導体スイッチング素子に流れる電流が減少する開異常が生じると、半導体スイッチング素子に電流が流れている際の半導体スイッチング素子の温度上昇が抑制される。そこで、半導体スイッチング素子の温度に基づいて、開異常の発生を判定する上記構成では、半導体スイッチング素子に流れる電流が減少する開異常の発生の有無を判定することが可能になり、当該開異常が生じている場合に、回転電機の動作を継続できる。   Further, as a result of a solder crack or the like occurring in the path where the semiconductor switching element is provided, the resistance value of the path where the semiconductor switching element is provided is increased, or the voltage input to the control terminal of the semiconductor switching element is increased. When it decreases, an open abnormality occurs in which the current flowing through the semiconductor switching element decreases. When the opening abnormality occurs in which the current flowing through the semiconductor switching element decreases, the temperature rise of the semiconductor switching element is suppressed when the current flows through the semiconductor switching element. Therefore, in the above-described configuration that determines the occurrence of the open abnormality based on the temperature of the semiconductor switching element, it becomes possible to determine whether or not the open abnormality in which the current flowing through the semiconductor switching element decreases is detected. When it occurs, the operation of the rotating electric machine can be continued.

第5の構成は、電機子巻線(14)及び界磁巻線(12)を備える回転電機(10)の制御装置(40)であって、前記界磁巻線は、Hブリッジ回路(23)の第1レグの上アーム(SW1)及び下アーム(SW2)の接続点(P3)と、第2レグの上アーム(SW3)及び下アーム(SW4)の接続点(P4)とに接続され、前記Hブリッジ回路の前記上アームは、直流電源(21)の高圧端子に接続されるとともに、前記Hブリッジ回路の前記下アームは、前記直流電源の低圧端子に接続され、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態と、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを導通状態にし、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第1還流状態と、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第2還流状態と、を切り替える制御を行う制御部と、前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子に流れる電流に基づいて、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備え、前記制御部は、前記異常判定部により前記第1レグの前記下アームに閉異常が生じていると判定された場合、前記第2レグの前記上アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第1還流状態を禁止する制御と、前記異常判定部により前記第2レグの前記上アームに閉異常が生じていると判定された場合、前記第1レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第2還流状態を禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する。   A fifth configuration is a controller (40) for a rotating electric machine (10) including an armature winding (14) and a field winding (12), the field winding including an H bridge circuit (23). ) Is connected to the connection point (P3) of the upper arm (SW1) and the lower arm (SW2) of the first leg and the connection point (P4) of the upper arm (SW3) and the lower arm (SW4) of the second leg. , The upper arm of the H-bridge circuit is connected to the high voltage terminal of the DC power supply (21), and the lower arm of the H-bridge circuit is connected to the low voltage terminal of the DC power supply, The upper arm and the lower arm of the second leg are brought into conduction, and the lower arm of the first leg and the upper arm of the second leg are brought into a cutoff state, and An exciting state in which an exciting current is passed, and the upper arm of the first leg , And the upper arm of the second leg is made conductive, the lower arm of the first leg and the lower arm of the second leg are cut off, and a return current is applied to the field winding. The first recirculation state of flowing and the lower arm of the first leg and the lower arm of the second leg are brought into conduction, and the upper arm of the first leg and the upper arm of the second leg In a shut-off state, and a control unit for controlling switching between a second return state in which a return current flows through the field winding, and the excitation state, the first return state, and the second return state, An abnormality determination unit that determines whether or not an abnormality has occurred in any one of the upper arm and the lower arm of the first leg and the second leg based on the current flowing in the semiconductor switching element. , The control unit is When it is determined by the constant unit that the lower arm of the first leg has a closing abnormality, the upper arm of the second leg is brought into a conductive state, and the upper arm of the first leg and the The lower arm of the second leg is cut off to set the excitation current to the field winding, and the first recirculation state is prohibited. When it is determined that the upper arm is closed abnormally, the lower arm of the first leg is brought into conduction, and the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are shut off. Then, at least one of the control for prohibiting the second recirculation state is performed while the excitation current is made to flow in the field winding.

上記構成によれば、第1還流状態と、第2還流状態とを切り替えることで、全アームに対して電流が流れることになり、各アームの異常を判定することができる。つまり、各アームの異常の検出の機会を増加させることが可能となる。加えて、上アーム側での還流(第1還流状態)と、下アーム側での還流(第2還流状態)とを切り替えて実施することで、還流電流が流れる際の各アームにおける発熱を分散させることができる。   According to the above configuration, by switching between the first recirculation state and the second recirculation state, a current flows through all the arms, and it is possible to determine an abnormality in each arm. That is, it is possible to increase the chances of detecting an abnormality in each arm. In addition, by switching between the return flow on the upper arm side (first return state) and the return flow on the lower arm side (second return state), the heat generation in each arm when the return current flows is dispersed. Can be made.

そして、第1レグの下アーム、又は、第2レグの上アームに閉異常が生じている場合に、直流電源が短絡しないように励磁電流を流すことで、アームに閉異常が生じている場合であっても、回転電機の動作を継続できる。   In the case where the lower arm of the first leg or the upper arm of the second leg has a closing abnormality, the excitation current is passed so that the DC power supply is not short-circuited, thereby causing the closing abnormality of the arm. Even then, the operation of the rotating electric machine can be continued.

また、閉異常が生じると、各アームの入出力端子間に流れる電流は急峻に増加するため、半導体スイッチング素子に流れる電流に基づいて閉異常を判定する構成では、半導体スイッチング素子の入出力端子間の電圧に基づいて閉異常を判定する構成と比較すると、閉異常を応答性よく判定することができる。   Further, when a closing abnormality occurs, the current flowing between the input and output terminals of each arm increases sharply. Therefore, in the configuration that determines the closing abnormality based on the current flowing in the semiconductor switching element, the input and output terminals of the semiconductor switching element are Compared with the configuration for determining the closing abnormality based on the voltage of, the closing abnormality can be determined with good responsiveness.

第6の構成は、電機子巻線(14)及び界磁巻線(12)を備える回転電機(10)の制御装置(40)であって、前記界磁巻線は、Hブリッジ回路(23)の第1レグの上アーム(SW1)及び下アーム(SW2)の接続点(P3)と、第2レグの上アーム(SW3)及び下アーム(SW4)の接続点(P4)とに接続され、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームは、それぞれ半導体スイッチング素子を有して構成され、前記Hブリッジ回路の前記上アームは、直流電源(21)の高圧端子に接続されるとともに、前記Hブリッジ回路の前記下アームは、前記直流電源の低圧端子に接続され、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態と、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを導通状態にし、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第1還流状態と、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第2還流状態と、を切り替える制御を行う制御部と、前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子の入出力端子間電圧に基づいて、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備え、前記制御部は、前記異常判定部により前記第1レグの前記下アームに閉異常が生じていると判定された場合、前記第2レグの前記上アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第1還流状態を禁止する制御と、前記異常判定部により前記第2レグの前記上アームに閉異常が生じていると判定された場合、前記第1レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第2還流状態を禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する。   A sixth configuration is a controller (40) for a rotating electric machine (10) including an armature winding (14) and a field winding (12), the field winding including an H bridge circuit (23). ) Is connected to the connection point (P3) of the upper arm (SW1) and the lower arm (SW2) of the first leg and the connection point (P4) of the upper arm (SW3) and the lower arm (SW4) of the second leg. The upper arm and the lower arm of the first leg and the second leg are each configured to have a semiconductor switching element, and the upper arm of the H bridge circuit is connected to a high voltage terminal of a DC power source (21). While being connected, the lower arm of the H-bridge circuit is connected to a low voltage terminal of the DC power supply to bring the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg into a conductive state, and The lower arm of the first leg, and The upper arm of the second leg is cut off, and an exciting current is passed through the field winding, and the upper arm of the first leg and the upper arm of the second leg are in a conductive state. The lower arm of the first leg and the lower arm of the second leg are in a cut-off state, and a first return state in which a return current flows through the field winding and the lower side of the first leg. The arm and the lower arm of the second leg are brought into conduction, the upper arm of the first leg and the upper arm of the second leg are brought into a cutoff state, and a return current flows through the field winding. A second recirculation state in which the current flows, and a control unit that controls switching between the excitation state, the first recirculation state, and the second recirculation state, based on the voltage between the input and output terminals of the semiconductor switching element, In front of the first leg and the second leg An abnormality determination unit that determines whether or not an abnormality has occurred in either the upper arm or the lower arm, and the control unit causes the abnormality determination unit to close the lower arm of the first leg. When it is determined that the upper arm of the second leg is in a conductive state, the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are in a cutoff state, and When the excitation state is set such that an exciting current is supplied to the magnetic winding, the first return state is prohibited, and the abnormality determination unit determines that the upper arm of the second leg has a closing abnormality. Exciting for causing an exciting current to flow in the field winding, with the lower arm of the first leg being in a conductive state, the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg being in a blocking state And the second reflux state At least one of the control to prohibit the state is performed.

上記構成によれば、第1還流状態と、第2還流状態とを切り替えることで、全アームに印加される電圧が変化することになり、各アームの異常を判定することができる。つまり、各アームの異常の検出の機会を増加させることが可能となる。加えて、上アーム側での還流(第1還流状態)と、下アーム側での還流(第2還流状態)とを切り替えて実施することで、還流電流が流れる際の各アームにおける発熱を分散させることができる。   According to the above configuration, by switching between the first recirculation state and the second recirculation state, the voltages applied to all the arms change, and it is possible to determine an abnormality in each arm. That is, it is possible to increase the chances of detecting an abnormality in each arm. In addition, by switching between the return flow on the upper arm side (first return state) and the return flow on the lower arm side (second return state), the heat generation in each arm when the return current flows is dispersed. Can be made.

そして、第1レグの下アーム、又は、第2レグの上アームに閉異常が生じている場合に、直流電源が短絡しないように励磁電流を流すことで、アームに閉異常が生じている場合であっても、回転電機の動作を継続できる。   In the case where the lower arm of the first leg or the upper arm of the second leg has a closing abnormality, the excitation current is passed so that the DC power supply is not short-circuited, thereby causing the closing abnormality of the arm. Even then, the operation of the rotating electric machine can be continued.

また、電圧検出は電流検出よりも構成が簡素化できるため、半導体スイッチング素子の入出力端子間の電圧に基づいて開閉異常を判定する構成では、半導体スイッチング素子の入出力端子間に流れる電流に基づいて開異常を判定する構成と比較すると、構成を簡素化できる。   In addition, since voltage detection can simplify the configuration more than current detection, in the configuration that determines the switching abnormality based on the voltage between the input and output terminals of the semiconductor switching element, it is based on the current flowing between the input and output terminals of the semiconductor switching element. The configuration can be simplified as compared with the configuration in which the open abnormality is determined.

第7の構成は、第6の構成において、前記異常判定部は、前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子の開閉状態を指令する信号、及び、前記半導体スイッチング素子の入出力端子間電圧に基づいて、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する。   In a seventh configuration according to the sixth configuration, the abnormality determination unit gives a signal for instructing an open / closed state of the semiconductor switching element in the excited state, the first return state, and the second return state, and Based on the voltage between the input and output terminals of the semiconductor switching element, it is determined whether or not an abnormality has occurred in either the upper arm or the lower arm of the first leg and the second leg.

本構成では、半導体スイッチング素子の入出力端子間電圧に加えて、半導体スイッチング素子の開閉状態を指令する信号に基づいて、異常の発生を判定する。半導体スイッチング素子の開閉状態を指令する信号は、デジタル値でありアナログ値と比較してノイズの影響を受けにくい。このため、異常判定におけるノイズの影響を抑制可能である。また、半導体スイッチング素子の開閉状態を指令する信号に基づいて、異常の発生を判定することで、半導体スイッチング素子の開閉状態が変更されるタイミングで、異常の発生を判定することが可能になり、正確に異常の発生を判定することができる。   In this configuration, the occurrence of an abnormality is determined based on the voltage between the input and output terminals of the semiconductor switching element and a signal that commands the open / closed state of the semiconductor switching element. The signal instructing the open / closed state of the semiconductor switching element is a digital value and is less susceptible to noise as compared with the analog value. Therefore, it is possible to suppress the influence of noise in the abnormality determination. Further, based on the signal instructing the open / closed state of the semiconductor switching element, by determining the occurrence of the abnormality, it is possible to determine the occurrence of the abnormality at the timing when the open / closed state of the semiconductor switching element is changed, The occurrence of abnormality can be accurately determined.

第8の構成は、電機子巻線(14)及び界磁巻線(12)を備える回転電機(10)の制御装置(40)であって、前記界磁巻線は、Hブリッジ回路(23)の第1レグの上アーム(SW1)及び下アーム(SW2)の接続点(P3)と、第2レグの上アーム(SW3)及び下アーム(SW4)の接続点(P4)とに接続され、前記Hブリッジ回路の前記上アームは、直流電源(21)の高圧端子に接続されるとともに、前記Hブリッジ回路の前記下アームは、前記直流電源の低圧端子に接続され、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態と、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを導通状態にし、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第1還流状態と、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第2還流状態と、を切り替える制御を行う制御部と、前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子の温度に基づいて、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備え、前記制御部は、前記異常判定部により前記第1レグの前記下アームに閉異常が生じていると判定された場合、前記第2レグの前記上アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第1還流状態を禁止する制御と、前記異常判定部により前記第2レグの前記上アームに閉異常が生じていると判定された場合、前記第1レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第2還流状態を禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する。   An eighth configuration is a controller (40) for a rotating electric machine (10) including an armature winding (14) and a field winding (12), the field winding including an H bridge circuit (23). ) Is connected to the connection point (P3) of the upper arm (SW1) and the lower arm (SW2) of the first leg and the connection point (P4) of the upper arm (SW3) and the lower arm (SW4) of the second leg. , The upper arm of the H-bridge circuit is connected to the high voltage terminal of the DC power supply (21), and the lower arm of the H-bridge circuit is connected to the low voltage terminal of the DC power supply, The upper arm and the lower arm of the second leg are brought into conduction, and the lower arm of the first leg and the upper arm of the second leg are brought into a cutoff state, and An exciting state in which an exciting current is passed, and the upper arm of the first leg , And the upper arm of the second leg is made conductive, the lower arm of the first leg and the lower arm of the second leg are cut off, and a return current is applied to the field winding. The first recirculation state of flowing and the lower arm of the first leg and the lower arm of the second leg are brought into conduction, and the upper arm of the first leg and the upper arm of the second leg In a shut-off state, and a control unit for controlling switching between a second return state in which a return current flows through the field winding, and the excitation state, the first return state, and the second return state, An abnormality determination unit that determines whether or not an abnormality has occurred in any one of the upper arm and the lower arm of the first leg and the second leg based on the temperature of the semiconductor switching element, The control unit is the abnormality determination unit. When it is determined that the lower arm of the first leg has a closing abnormality, the upper arm of the second leg is brought into a conductive state, and the upper arm of the first leg and the second leg are Of the upper arm of the second leg by a control for prohibiting the first recirculation state as well as an excitation state in which an excitation current is supplied to the field winding by disconnecting the lower arm of the second arm. When it is determined that a closing abnormality has occurred in the first leg, the lower arm of the first leg is brought into conduction, and the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are brought into a blocked state. , And at least one of a control for prohibiting the second recirculation state as well as an excitation state in which an excitation current is supplied to the field winding.

半導体スイッチング素子が閉状態とされている場合、その半導体スイッチング素子には電流が流れるため、その半導体スイッチング素子の温度が上昇する。また、半導体スイッチング素子が開状態とされている場合、その半導体スイッチング素子には電流が流れないため、その半導体スイッチング素子の温度は上昇しない。そこで、半導体スイッチング素子の温度に基づいて、第1レグの上アーム、及び、第2レグの下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定することができる。   When the semiconductor switching element is closed, a current flows through the semiconductor switching element, so that the temperature of the semiconductor switching element rises. Further, when the semiconductor switching element is in the open state, no current flows in the semiconductor switching element, so the temperature of the semiconductor switching element does not rise. Therefore, based on the temperature of the semiconductor switching element, it is possible to determine whether or not an abnormality has occurred in either the upper arm of the first leg or the lower arm of the second leg.

上記構成によれば、第1還流状態と、第2還流状態とを切り替えることで、全アームに対して電流が流れることになり、各アームの異常を判定することができる。つまり、各アームの異常の検出の機会を増加させることが可能となる。加えて、上アーム側での還流(第1還流状態)と、下アーム側での還流(第2還流状態)とを切り替えて実施することで、還流電流が流れる際の各アームにおける発熱を分散させることができる。   According to the above configuration, by switching between the first recirculation state and the second recirculation state, a current flows through all the arms, and it is possible to determine an abnormality in each arm. That is, it is possible to increase the chances of detecting an abnormality in each arm. In addition, by switching between the return flow on the upper arm side (first return state) and the return flow on the lower arm side (second return state), the heat generation in each arm when the return current flows is dispersed. Can be made.

そして、第1レグの下アーム、又は、第2レグの上アームに閉異常が生じている場合に、直流電源が短絡しないように励磁電流を流すことで、アームに閉異常が生じている場合であっても、回転電機の動作を継続できる。   In the case where the lower arm of the first leg or the upper arm of the second leg has a closing abnormality, the excitation current is passed so that the DC power supply is not short-circuited, thereby causing the closing abnormality of the arm. Even then, the operation of the rotating electric machine can be continued.

第9の構成は、第1乃至第8の構成のいずれかにおいて、さらに、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームは、半導体スイッチング素子を有して構成され、前記制御部は、前記異常判定部により前記第1レグの前記上アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第2レグの前記上アーム、及び、前記第1レグの前記下アームを導通状態にし、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第1還流状態への切り替えを禁止する制御と、前記異常判定部により前記第2レグの前記下アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第2レグの前記上アーム及び前記第1レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第2還流状態への切り替えを禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する。   In a ninth configuration according to any one of the first to eighth configurations, further, the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg have a semiconductor switching element. When the abnormality determination unit determines that the upper arm of the first leg has an open abnormality, the control unit determines that the upper arm of the second leg and the lower side of the first leg. Control for prohibiting switching to the first recirculation state, while bringing the arm into a conductive state, setting the lower arm of the second leg in a shut-off state to bring an exciting current into the field winding, When it is determined by the abnormality determination unit that the lower arm of the second leg has an open abnormality, the upper arm of the second leg and the lower arm of the first leg are brought into a conductive state, and Blocks the upper arm of one leg In the state, while the excited state to flow an exciting current to the field winding, performed a control for prohibiting the switching to the second reflux of at least one of the.

上記構成によれば、第1レグの上アーム、又は、第2レグの下アームに開異常が生じている場合に、直流電源が短絡しないように励磁電流を流すことで、アームに閉異常が生じている場合であっても、回転電機の動作を継続できる。   According to the above configuration, when an opening abnormality occurs in the upper arm of the first leg or the lower arm of the second leg, a magnetizing current is passed so as not to short-circuit the DC power supply, thereby causing a closing abnormality in the arm. Even if it occurs, the operation of the rotary electric machine can be continued.

第10の構成は、第5乃至第9の構成のいずれかにおいて、さらに、前記回転電機は車両に搭載され、前記界磁巻線は、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを介して電流が流れた場合、前記第2レグの前記上アーム、及び、前記第1レグの前記下アームを介して電流が流れた場合と比較して、界磁が大きくなる有極性を有するものであって、前記第2レグの前記上アーム、及び、前記第1レグの前記下アームを介して前記励磁電流が流れる場合、前記車両に搭載されている電気負荷の動作を制限する。   In a tenth configuration according to any one of the fifth to ninth configurations, the rotating electric machine is further mounted on a vehicle, and the field winding includes the upper arm of the first leg and the second winding. When a current flows through the lower arm of the leg, the field is larger than when a current flows through the upper arm of the second leg and the lower arm of the first leg. When the exciting current flows through the upper arm of the second leg and the lower arm of the first leg, the operation of an electric load mounted on the vehicle To limit.

界磁巻線が有極性を有する場合、界磁巻線に対し、アームの異常時において通常時と逆向きに電流を流すと、通常時に比べて界磁が弱まる。このため、回転電機における発電電力が減少する。そこで、励磁電流を界磁巻線に対して反転させて流す場合に、車載電気負荷の動作を制限する構成とした。このような構成にすることで、発電電力が減少した場合であっても、車両走行を継続できる。   When the field winding has polarity, if a current is applied to the field winding in the opposite direction to the normal state when the arm is abnormal, the field becomes weaker than in the normal state. Therefore, the power generated by the rotating electric machine is reduced. Therefore, the configuration is such that the operation of the vehicle-mounted electric load is limited when the exciting current is reversed with respect to the field winding. With such a configuration, the vehicle can continue traveling even when the generated power is reduced.

第11の構成は、第1乃至第10の構成のいずれかにおいて、さらに、前記制御部は、前記異常判定部により前記第1レグの前記上アームに閉異常が生じていると判定された場合に、前記第2還流状態への切り替えを禁止する制御と、前記異常判定部により前記第2レグの前記下アームに閉異常が生じていると判定された場合に、前記第1還流状態への切り替えを禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する。   An eleventh configuration is the configuration according to any one of the first to tenth configurations, further in which the control unit determines that the abnormality determination unit determines that the upper arm of the first leg has a closing abnormality. In addition, the control for prohibiting switching to the second recirculation state and the first recirculation state when the abnormality determining unit determines that the lower arm of the second leg has a closing abnormality. At least one of the control that prohibits switching is performed.

上記構成によれば、第1レグの上アーム、又は、第2レグの下アームに閉異常が生じている場合に、直流電源が短絡しないように励磁電流を流すことで、アームに閉異常が生じている場合であっても、回転電機の動作を継続できる。   According to the above configuration, when a closing abnormality occurs in the upper arm of the first leg or the lower arm of the second leg, the excitation current is passed so that the DC power supply is not short-circuited, and thus the closing abnormality is generated in the arm. Even if it occurs, the operation of the rotary electric machine can be continued.

第12の構成は、第1乃至第11の構成のいずれかにおいて、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームは、それぞれパワー半導体スイッチング素子を有して構成される。   In a twelfth configuration according to any one of the first to eleventh configurations, the upper arm and the lower arm of the first leg and the second leg each include a power semiconductor switching element.

パワー半導体スイッチング素子(例えば、パワーMOS−FETやIGBT)を用いて各アームを構成することで、界磁巻線に流れる電流のリプルを低減し、回転電機の発電電流や出力トルクを安定化させるとともに、Hブリッジ回路の電力効率を向上させることができる。   By configuring each arm by using a power semiconductor switching element (for example, power MOS-FET or IGBT), ripple of current flowing in the field winding is reduced, and the generated current and output torque of the rotating electric machine are stabilized. At the same time, the power efficiency of the H bridge circuit can be improved.

第1実施形態の電気的構成を表す図。The figure showing the electric constitution of 1st Embodiment. 第1実施形態のHブリッジ回路の電気的構成を表す図。The figure showing the electric constitution of the H bridge circuit of a 1st embodiment. 正常時においてHブリッジ回路に流れる電流の経路を表す図。The figure showing the course of the electric current which flows into an H bridge circuit at the time of normal. 制御装置による界磁電流の調整を表すタイミングチャート。The timing chart showing adjustment of the field current by a control apparatus. 正常時、オープン異常時、及び、ショート異常時のそれぞれにおいてスイッチに流れる電流の大きさを表す表。A table showing the magnitude of current flowing through the switch in each of a normal state, an open abnormality, and a short abnormality. 第1スイッチのショート異常時における動作を表す図。The figure showing operation | movement at the time of a short circuit abnormality of a 1st switch. 第4スイッチのショート異常時における動作を表す図。The figure showing the operation | movement at the time of a short circuit abnormality of a 4th switch. 第2スイッチのショート異常時における動作を表す図。The figure showing the operation | movement at the time of a short circuit abnormality of a 2nd switch. 第3スイッチのショート異常時における動作を表す図。The figure showing operation | movement at the time of a short circuit abnormality of a 3rd switch. 第1スイッチのオープン異常時における動作を表す図。The figure showing the operation | movement at the time of the opening abnormality of a 1st switch. 第4スイッチのオープン異常時における動作を表す図。The figure showing the operation | movement at the time of the opening abnormality of a 4th switch. 第2スイッチのオープン異常時における動作を表す図。The figure showing the operation | movement at the time of the abnormal opening of a 2nd switch. 第3スイッチのオープン異常時における動作を表す図。The figure showing the operation | movement at the time of the opening abnormality of a 3rd switch. 第1実施形態の制御処理を表すフローチャート。3 is a flowchart showing a control process of the first embodiment. 正常時、オープン異常時、及び、ショート異常時のそれぞれにおいてスイッチの電圧の大きさを表す表。A table showing the magnitude of the switch voltage in each of a normal state, an open abnormality, and a short abnormality. 正常時、オープン異常時、及び、ショート異常時のそれぞれにおいてスイッチの温度を表す表。A table showing the temperature of the switch in each of a normal state, an open abnormality, and a short abnormality. 変形例におけるHブリッジ回路の電気的構成を表す図。The figure showing the electric constitution of the H bridge circuit in a modification.

(第1実施形態)
図1に示すように、回転電機10は、多相巻線を有する巻線界磁型回転電機であり、具体的には、3相巻線を有する巻線界磁型同期回転電機である。本実施形態では、回転電機10として、スタータ及びオルタネータ(発電機)の機能を統合したISG(Integrated Starter Generator)を想定している。特に本実施形態では、エンジンの初回の始動に加えて、所定の自動停止条件が成立する場合にエンジンを自動停止させ、その後、所定の再始動条件が成立する場合にエンジンを自動的に再始動させるアイドリングストップ機能を実行する場合にも、回転電機10がスタータとして機能する。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the rotary electric machine 10 is a winding field type rotary electric machine having multi-phase windings, and more specifically, a winding field type synchronous rotary electric machine having three-phase windings. In this embodiment, an ISG (Integrated Starter Generator) in which the functions of a starter and an alternator (generator) are integrated is assumed as the rotary electric machine 10. Particularly, in the present embodiment, in addition to the initial start of the engine, the engine is automatically stopped when the predetermined automatic stop condition is satisfied, and then the engine is automatically restarted when the predetermined restart condition is satisfied. The rotating electric machine 10 also functions as a starter when executing the idling stop function.

回転電機10を構成するロータ11(回転子)は、界磁巻線12を備え、また、エンジンのクランク軸と動力伝達が可能とされている。本実施形態において、ロータ11は、ベルトを介してクランク軸に連結(より具体的には直結)されている。回転電機10のステータ13(固定子)には、電機子巻線14が3相巻線となるように巻回されている。   A rotor 11 (rotor) that constitutes the rotary electric machine 10 includes a field winding 12, and is capable of transmitting power to the crankshaft of the engine. In the present embodiment, the rotor 11 is connected (more specifically, directly connected) to the crankshaft via a belt. The armature winding 14 is wound around the stator 13 (stator) of the rotating electric machine 10 so as to be a three-phase winding.

回転電機10の電機子巻線14には、インバータ20が接続されている。インバータ20には、直流電源21が接続されている。インバータ20は、U,V,W相高電位側スイッチSUp,SVp,SWpと、U,V,W相低電位側スイッチSUn,SVn,SWnとの直列接続体を3組備えている。U,V,W相における上記直列接続体の接続点は、電機子巻線14のU,V,W相の端子に接続されている。   An inverter 20 is connected to the armature winding 14 of the rotating electric machine 10. A DC power supply 21 is connected to the inverter 20. The inverter 20 includes three sets of U, V, W-phase high potential side switches SUp, SVp, SWp and U, V, W-phase low potential side switches SUn, SVn, SWn connected in series. The connection points of the series connection bodies in the U, V, W phases are connected to the U, V, W phase terminals of the armature winding 14.

本実施形態では、各スイッチSUp〜SWnとして、NチャネルMOSFETを用いている。そして、各スイッチSUp〜SWnにはそれぞれ、還流ダイオードDUp〜DWnが並列に接続されている。なお、各還流ダイオードDUp〜DWnは、各スイッチSUp〜SWnのボディーダイオードであってもよい。また、各スイッチSUp〜SWnとしては、NチャネルMOSFETに限らず、例えばIGBTであってもよい。   In this embodiment, N-channel MOSFETs are used as the switches SUp to SWn. The free wheeling diodes DUp to DWn are connected in parallel to the switches SUp to SWn, respectively. The free wheeling diodes DUp to DWn may be body diodes of the switches SUp to SWn. Further, each of the switches SUp to SWn is not limited to the N-channel MOSFET and may be, for example, an IGBT.

インバータ20の高電位側の端子(各高電位側スイッチのドレイン側の端子)には、直流電源21の正極端子が接続されている。低電位側の端子(各低電位側スイッチのソース側の端子)には、直流電源21の負極端子が接続されている。   The positive terminal of the DC power supply 21 is connected to the high potential side terminal of the inverter 20 (the drain side terminal of each high potential side switch). The negative terminal of the DC power supply 21 is connected to the low potential side terminal (source side terminal of each low potential side switch).

界磁巻線12には、界磁電流出力部22によって直流電圧が印加可能とされている。界磁電流出力部22は、直流電源21から供給される電力を用いて、界磁巻線12に印加する界磁電圧Vfを調整することにより、界磁巻線12に流れる界磁電流Ifを制御する。このように、電機子巻線14及び界磁巻線12は共通の直流電源21から電力を供給される。   A DC voltage can be applied to the field winding 12 by the field current output unit 22. The field current output unit 22 adjusts the field voltage Vf applied to the field winding 12 by using the electric power supplied from the DC power supply 21 to change the field current If flowing in the field winding 12. Control. Thus, the armature winding 14 and the field winding 12 are supplied with power from the common DC power supply 21.

制御装置40は、界磁電流検出部30から界磁電流Ifの検出値を取得する。そして、制御装置40は、界磁電流Ifをその指令値If*にフィードバック制御する。また、制御装置40は、回転電機10のトルク指令値T*と回転角速度ωに基づき、d軸電流Idの指令値であるd軸電流指令値Id*、及び、q軸電流Iqの指令値であるq軸電流指令値Iq*を算出する。ここで、d軸電流Id及びq軸電流Iqは、dq軸座標系上におけるd軸電流及びq軸電流の組から成る電流ベクトルの要素である。   The control device 40 acquires the detected value of the field current If from the field current detection unit 30. Then, the control device 40 feedback-controls the field current If to the command value If *. Further, the control device 40 uses the d-axis current command value Id *, which is a command value of the d-axis current Id, and the command value of the q-axis current Iq, based on the torque command value T * of the rotary electric machine 10 and the rotation angular velocity ω. A certain q-axis current command value Iq * is calculated. Here, the d-axis current Id and the q-axis current Iq are elements of a current vector formed of a set of the d-axis current and the q-axis current on the dq-axis coordinate system.

制御装置40は、d軸電流指令値Id*、及び、q軸電流指令値Iq*に基づき、操作信号gUp〜gWnを生成する。より具体的には、d軸電流指令値Id*、q軸電流指令値Iq*、及び、相電流検出部31から取得した相電流IV,IWの検出値に基づいて、各相の指令電圧VU*,VV*,VW*を算出する。そして、指令電圧VU*,VV*,VW*と、キャリア信号tp(例えば三角波信号)との大小比較に基づくPWM処理によって操作信号gUp〜gWn生成する。   The control device 40 generates the operation signals gUp to gWn based on the d-axis current command value Id * and the q-axis current command value Iq *. More specifically, based on the d-axis current command value Id *, the q-axis current command value Iq *, and the detected values of the phase currents IV and IW acquired from the phase current detection unit 31, the command voltage VU of each phase. Calculate *, VV *, VW *. Then, the operation signals gUp to gWn are generated by the PWM processing based on the magnitude comparison of the command voltages VU *, VV *, VW * and the carrier signal tp (for example, a triangular wave signal).

そして、制御装置40は、生成された操作信号gUp〜gWnをインバータ20に出力する。これにより、電機子巻線14のU,V、W相には、電気角で互いに位相が120度ずれた正弦波状の電圧が印加され、電気角で互いに位相が120度ずれた正弦波状の電流が流れることとなる。   Then, control device 40 outputs generated operation signals gUp to gWn to inverter 20. As a result, sinusoidal voltages whose phases are different from each other by 120 electrical degrees are applied to the U, V, and W phases of the armature winding 14, and sinusoidal currents whose phases are different from each other by 120 electrical degrees are applied. Will flow.

図2に、界磁電流出力部22の電気的構成を示す。   FIG. 2 shows the electrical configuration of the field current output unit 22.

界磁電流出力部22は、Hブリッジ回路23と、駆動回路24とを備えて構成されている。Hブリッジ回路23は、直列接続された第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2を有する第1レグと、直列接続された第3スイッチSW3及び第4スイッチSW4を有する第2レグと、が並列接続されて構成されている。第1スイッチSW1が第1レグの上アームに相当し、第2スイッチSW2が第1レグの下アームに相当し、第3スイッチSW3が第2レグの上アームに相当し、第4スイッチSW4が第2レグの下アームに相当する。各スイッチSW1〜SW4は、パワー半導体スイッチング素子であり、具体的には、パワーMOS−FETである。各スイッチSW1〜SW4には、ボディーダイオードが逆並列に接続されている。以下、各スイッチSW1〜SW4をまとめてスイッチSWとも記載する。なお、スイッチSWは、還流ダイオードが逆並列に接続されたIGBTであってもよい。   The field current output unit 22 includes an H bridge circuit 23 and a drive circuit 24. The H-bridge circuit 23 has a first leg having a first switch SW1 and a second switch SW2 connected in series, and a second leg having a third switch SW3 and a fourth switch SW4 connected in series connected in parallel. Is configured. The first switch SW1 corresponds to the upper arm of the first leg, the second switch SW2 corresponds to the lower arm of the first leg, the third switch SW3 corresponds to the upper arm of the second leg, and the fourth switch SW4 It corresponds to the lower arm of the second leg. Each of the switches SW1 to SW4 is a power semiconductor switching element, specifically, a power MOS-FET. A body diode is connected in antiparallel to each of the switches SW1 to SW4. Hereinafter, each of the switches SW1 to SW4 will be collectively referred to as a switch SW. The switch SW may be an IGBT in which a free wheeling diode is connected in anti-parallel.

Hブリッジ回路23の入力端子P1には、直流電源21の高圧端子、入力端子P2には、直流電源21の低圧端子がそれぞれ接続されており、Hブリッジ回路23の出力端子P3,P4には、界磁巻線12が接続されている。Hブリッジ回路23は、直流電源21から供給される電力を界磁巻線12に対して出力する。駆動回路24は、界磁電流Ifが、制御装置40から出力される指令信号(オン操作信号、及び、オフ操作信号)に応じて、各スイッチSW1〜SW4を駆動する。   The high-voltage terminal of the DC power supply 21 is connected to the input terminal P1 of the H-bridge circuit 23, the low-voltage terminal of the DC power supply 21 is connected to the input terminal P2, and the output terminals P3 and P4 of the H-bridge circuit 23 are connected to each other. The field winding 12 is connected. The H-bridge circuit 23 outputs the electric power supplied from the DC power supply 21 to the field winding 12. The drive circuit 24 drives the switches SW1 to SW4 in response to the command signal (ON operation signal and OFF operation signal) output from the control device 40 by the field current If.

また、本実施形態の界磁巻線12は、出力端子P3から出力端子P4の方向に界磁電流Ifが流れた場合、出力端子P4から出力端子P3の方向に界磁電流Ifが流れた場合と比較して、界磁が大きくなる有極性を有するものである。   Further, in the field winding 12 of the present embodiment, when the field current If flows from the output terminal P3 to the output terminal P4, or when the field current If flows from the output terminal P4 to the output terminal P3. It has a polarity that makes the field larger than that of.

図3,4を用いて、界磁電流出力部22の動作について説明を行う。制御装置40は、第1スイッチSW1及び第4スイッチSW4をオン状態(導通状態)、第2スイッチSW2及び第3スイッチSW3をオフ状態(遮断状態)とすることで、界磁巻線12を励磁状態(図3の経路A)とする。図4に示すように、励磁状態では、界磁巻線12に対して直流電源21が接続されることで、界磁巻線12に流れる界磁電流If(励磁電流)が増加していく。   The operation of the field current output unit 22 will be described with reference to FIGS. The control device 40 energizes the field winding 12 by turning on the first switch SW1 and the fourth switch SW4 (conduction state) and turning off the second switch SW2 and the third switch SW3 (cutoff state). The state (route A in FIG. 3) is set. As shown in FIG. 4, in the excited state, the DC current source 21 is connected to the field winding 12, so that the field current If (excitation current) flowing through the field winding 12 increases.

界磁巻線12に流れる界磁電流Ifが界磁電流指令値If*から定まる上限値I1(If*に所定の許容値を加算した値)に達すると、制御装置40は、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3をオン状態、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4をオフ状態とすることで、界磁巻線12を第1還流状態(図3の経路B)とする。第1還流状態では、界磁巻線12と直流電源21との接続が解除されるとともに、界磁巻線12から、第3スイッチSW3及び第1スイッチSW1に向かって、界磁電流If(還流電流)が流れる。図4に示すように、第1還流状態では、界磁電流If(還流電流)は、界磁巻線12、第3スイッチSW3及び第1スイッチSW1を有する閉回路の抵抗成分(銅損)によって減少していく。   When the field current If flowing in the field winding 12 reaches an upper limit value I1 (value obtained by adding a predetermined allowable value to If *) determined from the field current command value If *, the control device 40 causes the first switch SW1. By turning on the third switch SW3 and the third switch SW3 and turning off the second switch SW2 and the fourth switch SW4, the field winding 12 is brought into the first return state (path B in FIG. 3). In the first recirculation state, the connection between the field winding 12 and the DC power supply 21 is released, and the field current If (recirculation) flows from the field winding 12 toward the third switch SW3 and the first switch SW1. Current) flows. As shown in FIG. 4, in the first return state, the field current If (reflux current) is caused by the resistance component (copper loss) of the closed circuit including the field winding 12, the third switch SW3, and the first switch SW1. Will decrease.

その後、界磁巻線12に流れる電流が界磁電流指令値If*から定まる下限値I2(If*から所定の許容値を減算した値)に達すると、制御装置40は、第1スイッチSW1及び第4スイッチSW4をオン状態、第2スイッチSW2及び第3スイッチSW3をオフ状態とすることで、界磁巻線12を再び励磁状態とする。図4に示すように、励磁状態では、界磁巻線12に対して直流電源21が接続されることで、界磁巻線12に流れる界磁電流If(励磁電流)が増加していく。   After that, when the current flowing through the field winding 12 reaches the lower limit value I2 (a value obtained by subtracting a predetermined allowable value from If *) determined from the field current command value If *, the control device 40 causes the first switch SW1 and By turning on the fourth switch SW4 and turning off the second switch SW2 and the third switch SW3, the field winding 12 is re-energized. As shown in FIG. 4, in the excited state, the DC current source 21 is connected to the field winding 12, so that the field current If (excitation current) flowing through the field winding 12 increases.

界磁巻線12に流れる界磁電流Ifが上限値I1に達すると、制御装置40は、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4をオン状態、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3をオフ状態とすることで、界磁巻線12を第2還流状態(図3の経路C)とする。第2還流状態では、界磁巻線12と直流電源21との接続が解除されるとともに、界磁巻線12から、第4スイッチSW4及び第2スイッチSW2に向かって、還流電流が流れる。図4に示すように、第2還流状態では、界磁電流If(還流電流)は、界磁巻線12、第4スイッチSW4及び第2スイッチSW2を有する閉回路の抵抗成分(銅損)によって減少していく。   When the field current If flowing in the field winding 12 reaches the upper limit value I1, the control device 40 turns on the second switch SW2 and the fourth switch SW4 and turns off the first switch SW1 and the third switch SW3. By doing so, the field winding 12 is brought into the second return state (path C in FIG. 3). In the second return state, the connection between the field winding 12 and the DC power supply 21 is released, and a return current flows from the field winding 12 toward the fourth switch SW4 and the second switch SW2. As shown in FIG. 4, in the second return state, the field current If (return current) is caused by the resistance component (copper loss) of the closed circuit including the field winding 12, the fourth switch SW4 and the second switch SW2. Will decrease.

その後、界磁巻線12に流れる界磁電流Ifが下限値I2に達すると、制御装置40は、第1スイッチSW1及び第4スイッチSW4をオン状態、第2スイッチSW2及び第3スイッチSW3をオフ状態とすることで、Hブリッジ回路23を再び励磁状態とする。このように、制御装置40は、励磁状態と、第1還流状態と第2還流状態の一方とを交互に繰り返すことで、界磁電流Ifを界磁電流指令値If*によって定まる上限値I1と下限値I2との間になるように調整する。さらに、第1還流状態と第2還流状態とで異なるスイッチSWに対して電流を流すことで、スイッチSWにおける発熱を分散させることができる。   After that, when the field current If flowing through the field winding 12 reaches the lower limit value I2, the control device 40 turns on the first switch SW1 and the fourth switch SW4, and turns off the second switch SW2 and the third switch SW3. By setting the state, the H-bridge circuit 23 is excited again. As described above, the control device 40 alternately repeats the excited state and one of the first recirculation state and the second recirculation state to set the field current If to the upper limit value I1 determined by the field current command value If *. Adjust so as to be between the lower limit value I2. Furthermore, the heat generation in the switch SW can be dispersed by causing a current to flow through the different switch SW in the first recirculation state and the second recirculation state.

本実施形態の制御装置40は、上述した励磁状態、第1還流状態、及び、第2還流状態において、各スイッチSW1〜SW4に流れる電流の検出値を取得し、その検出値に基づいて、各スイッチSW1〜SW4の異常を判定する。   The control device 40 of the present embodiment acquires the detected value of the current flowing through each of the switches SW1 to SW4 in the above-described excited state, the first recirculation state, and the second recirculation state, and based on the detected values, The abnormality of the switches SW1 to SW4 is determined.

図5に各スイッチの操作信号の状態と、正常時、ショート異常(閉異常)時、オープン異常(開異常)時における電流の大きさとを示す。   FIG. 5 shows the states of the operation signals of the respective switches and the magnitudes of the currents in the normal state, the short circuit abnormality (close abnormality), and the open abnormality (open abnormality).

スイッチの操作信号がオフ状態の場合、正常時には、そのスイッチに流れる電流は略0となり、閉異常時には、そのスイッチには過電流が流れ、開異常時には、そのスイッチに流れる電流は略0となる。よって、スイッチの操作信号がオフ状態の場合、制御装置40は、そのスイッチにおける閉異常を判定することができる。ここで、同一のレグに属するもう一方のスイッチがオン状態とされている場合に、閉異常時にスイッチに対して過電流が流れる。例えば、スイッチSW1に閉異常が生じ、スイッチSW2がオン状態とされる場合に、スイッチSW1に過電流が流れる。   When the operation signal of the switch is in the OFF state, the current flowing through the switch is approximately 0 in the normal state, the overcurrent flows in the switch in the abnormal closing state, and the current flowing in the switch is approximately 0 in the abnormal opening state. . Therefore, when the operation signal of the switch is in the off state, the control device 40 can determine the closing abnormality of the switch. Here, when the other switch belonging to the same leg is turned on, an overcurrent flows to the switch at the time of abnormal closing. For example, when a closing abnormality occurs in the switch SW1 and the switch SW2 is turned on, an overcurrent flows in the switch SW1.

スイッチの操作信号がオン状態の場合、正常時には、そのスイッチに流れる電流は上限値I1〜下限値I2の範囲に含まれる所定電流となり、閉異常時には、そのスイッチに流れる電流は上限値I1〜下限値I2の範囲に含まれる所定電流となり、開異常時には、そのスイッチに流れる電流は略0となる。よって、スイッチの操作信号がオン状態の場合、制御装置40は、そのスイッチにおける開異常を判定することができる。   When the operation signal of the switch is in the ON state, the current flowing through the switch is a predetermined current included in the range of the upper limit value I1 to the lower limit value I2 in the normal state, and the current flowing in the switch is the upper limit value I1 to the lower limit of the closing abnormality. The current becomes a predetermined current included in the range of the value I2, and when the opening is abnormal, the current flowing through the switch becomes substantially zero. Therefore, when the operation signal of the switch is in the ON state, the control device 40 can determine the open abnormality in the switch.

具体的には、制御装置40は、励磁状態において、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2に所定電流より大きな電流が流れている場合、第2スイッチSW2にショート異常(閉異常)が生じていると判定する。制御装置40は、励磁状態において、第3スイッチSW3及び第4スイッチSW4に所定電流より大きな電流が流れている場合、第3スイッチSW3にショート異常が生じていると判定する。   Specifically, the control device 40 has a short circuit abnormality (close abnormality) in the second switch SW2 when a current larger than a predetermined current flows in the first switch SW1 and the second switch SW2 in the excited state. To determine. When a current larger than a predetermined current flows through the third switch SW3 and the fourth switch SW4 in the excited state, the control device 40 determines that the third switch SW3 has a short circuit abnormality.

制御装置40は、第1還流状態において、第3スイッチSW3及び第4スイッチSW4に所定電流より大きな電流が流れている場合、第4スイッチSW4にショート異常が生じていると判定する。制御装置40は、第2還流状態において、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2に所定電流より大きな電流が流れている場合、第1スイッチSW1にショート異常が生じていると判定する。   When a current larger than a predetermined current flows through the third switch SW3 and the fourth switch SW4 in the first recirculation state, the control device 40 determines that the fourth switch SW4 has a short circuit abnormality. When a current larger than a predetermined current flows through the first switch SW1 and the second switch SW2 in the second recirculation state, the control device 40 determines that the first switch SW1 has a short circuit abnormality.

制御装置40は、励磁状態、及び、第1還流状態において、第1スイッチSW1に流れる電流がともにほぼ0である場合、第1スイッチSW1にオープン異常(開異常)が生じていると判定する。制御装置40は、励磁状態、及び、第2還流状態において、第4スイッチSW4に流れる電流がともにほぼ0である場合、第1スイッチSW1にオープン異常が生じていると判定する。   The control device 40 determines that an open abnormality (open abnormality) has occurred in the first switch SW1 when the currents flowing through the first switch SW1 are both substantially zero in the excited state and the first return state. The control device 40 determines that the open abnormality has occurred in the first switch SW1 when the currents flowing through the fourth switch SW4 are both substantially zero in the excited state and the second return state.

制御装置40は、励磁状態において、第1スイッチSW1及び第4スイッチSW4に流れる電流が正常範囲内であって、かつ、第1還流状態において、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3に流れる電流がともにほぼ0である場合、第3スイッチSW3にオープン異常が生じていると判定する。制御装置40は、励磁状態において、第1スイッチSW1及び第4スイッチSW4に流れる電流が正常範囲内であって、かつ、第2還流状態において、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4に流れる電流がともにほぼ0である場合、第4スイッチSW4にオープン異常が生じていると判定する。   In the control state, the current flowing through the first switch SW1 and the fourth switch SW4 is within the normal range in the excitation state, and the current flowing through the first switch SW1 and the third switch SW3 is in the first return state. When both are substantially 0, it is determined that the open abnormality has occurred in the third switch SW3. In the control state, the current flowing through the first switch SW1 and the fourth switch SW4 is within the normal range in the excited state, and the current flowing through the second switch SW2 and the fourth switch SW4 is in the second return state. When both are substantially 0, it is determined that the open abnormality has occurred in the fourth switch SW4.

上述した通り、本実施形態の構成によれば、界磁巻線12への電力供給の継続中において、各スイッチSW1〜SW4のオープン異常及びショート異常について、判定することが可能になる。   As described above, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to determine the open abnormality and the short abnormality of the switches SW1 to SW4 while the power supply to the field winding 12 is continued.

さらに、本実施形態の制御装置40は、異常が生じたスイッチSW及びそのスイッチSWの異常の種別(オープン異常又はショート異常)に基づいて、励磁電流を流す経路、及び、還流電流を流す経路の少なくとも一方を設定する。具体例について、図6〜図13を用いて説明する。   Further, the control device 40 of the present embodiment determines the path through which the exciting current flows and the path through which the return current flows based on the switch SW in which the abnormality has occurred and the type of abnormality (open abnormality or short abnormality) of the switch SW. Set at least one. Specific examples will be described with reference to FIGS. 6 to 13.

図6に示すように、制御装置40は、第1スイッチSW1にショート異常が生じた場合、第2還流状態への切り替えを禁止する。これにより、第1スイッチSW1にショート異常が生じている状況下で、第2スイッチSW2がオン状態とされ、第1レグに貫通電流が流れることを抑制する。つまり、第1スイッチSW1にショート異常が生じている状況下では、第4スイッチSW4をオン状態とし、第2スイッチSW2及び第3スイッチSW3をオフ状態とすることでコイルを励磁状態にする。また、第3スイッチSW3をオン状態、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4をオフ状態とすることでコイルを還流状態(第1還流状態)とする。   As shown in FIG. 6, the control device 40 prohibits switching to the second recirculation state when a short circuit abnormality occurs in the first switch SW1. As a result, the second switch SW2 is turned on in the situation where the first switch SW1 has a short circuit abnormality, and the through current is suppressed from flowing through the first leg. That is, under the condition that the first switch SW1 has a short circuit abnormality, the fourth switch SW4 is turned on, and the second switch SW2 and the third switch SW3 are turned off, whereby the coil is excited. The third switch SW3 is turned on, and the second switch SW2 and the fourth switch SW4 are turned off to bring the coil into a return state (first return state).

図7に示すように、制御装置40は、第4スイッチSW4にショート異常が生じた場合、第1還流状態への切り替えを禁止する。これにより、第4スイッチSW4にショート異常が生じている状況下で、第3スイッチSW3がオン状態とされ、第2レグに貫通電流が流れることを抑制する。第4スイッチSW4にショート異常が生じている状況下では、第1スイッチSW1をオン状態とし、第2スイッチSW2及び第3スイッチSW3をオフ状態とすることでコイルを励磁状態にする。また、第2スイッチSW2をオン状態、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3をオフ状態とすることでコイルを還流状態(第2還流状態)とする。   As shown in FIG. 7, the control device 40 prohibits switching to the first recirculation state when a short circuit abnormality occurs in the fourth switch SW4. As a result, it is possible to prevent the third switch SW3 from turning on and the flow of the through current to the second leg under the condition that the fourth switch SW4 has the short circuit abnormality. Under the condition that the fourth switch SW4 has a short circuit abnormality, the first switch SW1 is turned on, and the second switch SW2 and the third switch SW3 are turned off to turn the coil into an excited state. Also, the second switch SW2 is turned on, and the first switch SW1 and the third switch SW3 are turned off to bring the coil into the return state (second return state).

このように、スイッチSW1,SW4の一方にショート異常が生じている場合に、異常判定結果に基づいて、第1還流状態及び第2還流状態の一方を禁止することで、スイッチSW1,SW4の一方にショート異常が生じている場合であっても、回転電機10の動作を継続できる。   As described above, when a short circuit abnormality occurs in one of the switches SW1 and SW4, one of the switches SW1 and SW4 is disabled by prohibiting one of the first recirculation state and the second recirculation state based on the abnormality determination result. Even if a short circuit abnormality has occurred in the, the operation of the rotary electric machine 10 can be continued.

図8に示すように、制御装置40は、第2スイッチSW2にショート異常が生じた場合、界磁巻線12に対して流す励磁電流の向きを反転させる。具体的には、励磁状態において、第3スイッチSW3をオン状態、第1スイッチSW1及び第4スイッチSW4をオフ状態とすることで、界磁巻線12に励磁電流を流す。また、第4スイッチSW4をオン状態、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3をオフ状態とすることで、界磁巻線12に還流電流を流す。   As shown in FIG. 8, when a short circuit abnormality occurs in the second switch SW2, the control device 40 reverses the direction of the exciting current passed through the field winding 12. Specifically, in the excited state, the third switch SW3 is turned on, and the first switch SW1 and the fourth switch SW4 are turned off, so that an exciting current is passed through the field winding 12. Further, by turning on the fourth switch SW4 and turning off the first switch SW1 and the third switch SW3, a return current is passed through the field winding 12.

図9に示すように、制御装置40は、第3スイッチSW3にショート異常が生じた場合、界磁巻線12に対して流す励磁電流の向きを反転させる。具体的には、第2スイッチSW2をオン状態、第1スイッチSW1及び第4スイッチSW4をオフ状態とすることで、界磁巻線12に励磁電流を流す。また、第1スイッチSW1をオン状態、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4をオフ状態とすることで、界磁巻線12に還流電流を流す。   As shown in FIG. 9, the control device 40 reverses the direction of the exciting current flowing through the field winding 12 when a short circuit abnormality occurs in the third switch SW3. Specifically, by turning on the second switch SW2 and turning off the first switch SW1 and the fourth switch SW4, an exciting current is passed through the field winding 12. Further, the first switch SW1 is turned on, and the second switch SW2 and the fourth switch SW4 are turned off, so that a return current flows through the field winding 12.

このように、スイッチSW2,SW3の一方にショート異常が生じている場合に、異常判定結果に基づいて、励磁状態において界磁巻線12に流す励磁電流の向きを反転することで、スイッチSW2,SW3の一方にショート異常が生じている場合であっても、回転電機10の動作を継続できる。   As described above, when a short circuit abnormality occurs in one of the switches SW2 and SW3, the direction of the exciting current flowing through the field winding 12 in the excited state is reversed based on the abnormality determination result, so that the switch SW2 Even if one of the SW3s has a short circuit abnormality, the operation of the rotary electric machine 10 can be continued.

図10に示すように、制御装置40は、第1スイッチSW1にオープン異常が生じた場合、界磁巻線12に対して流す励磁電流の向きを反転させる。具体的には、第2スイッチSW2及び第3スイッチSW3をオン状態、第4スイッチSW4をオフ状態とすることで、界磁巻線12に励磁電流を流す。また、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4をオン状態、第3スイッチSW3をオフ状態とすることで、界磁巻線12に還流電流を流す。   As shown in FIG. 10, the control device 40 reverses the direction of the exciting current flowing through the field winding 12 when an open abnormality occurs in the first switch SW1. Specifically, by turning on the second switch SW2 and the third switch SW3 and turning off the fourth switch SW4, an exciting current is passed through the field winding 12. Further, the second switch SW2 and the fourth switch SW4 are turned on and the third switch SW3 is turned off, so that a return current flows through the field winding 12.

図11に示すように、制御装置40は、第4スイッチSW4にオープン異常が生じた場合、界磁巻線12に対して流す励磁電流の向きを反転させる。具体的には、第2スイッチSW及び第3スイッチSW3をオン状態、第1スイッチSW1をオフ状態とすることで、界磁巻線12に励磁電流を流す。また、第2スイッチSW2をオフ状態、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3をオン状態とすることで、界磁巻線12に還流電流を流す。   As shown in FIG. 11, the control device 40 reverses the direction of the exciting current flowing through the field winding 12 when the open abnormality occurs in the fourth switch SW4. Specifically, the second switch SW and the third switch SW3 are turned on, and the first switch SW1 is turned off, so that an exciting current is passed through the field winding 12. Further, the second switch SW2 is turned off, and the first switch SW1 and the third switch SW3 are turned on, so that a return current flows through the field winding 12.

このように、スイッチSW1,SW4の一方にオープン異常が生じている場合に、異常判定結果に基づいて、励磁状態において界磁巻線12に流す励磁電流の向きを反転するとともに、第1還流状態及び第2還流状態の一方を禁止する。これにより、スイッチSW1,SW4の一方にオープン異常が生じている場合であっても、回転電機10の動作を継続できる。   In this way, when one of the switches SW1 and SW4 has an open abnormality, the direction of the exciting current flowing through the field winding 12 in the excited state is reversed based on the abnormality determination result, and the first return state is obtained. And one of the second reflux state is prohibited. Thereby, even if one of the switches SW1 and SW4 has an open abnormality, the operation of the rotary electric machine 10 can be continued.

図12に示すように、制御装置40は、第2スイッチSW2にオープン異常が生じた場合、第2還流状態への切り替えを禁止する。即ち、第1スイッチSW1及び第4スイッチSW4を介して界磁巻線12に励磁電流を流す励磁状態と、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3を介して界磁巻線12に還流電流を流す第1還流状態と、を交互に切り替える制御を行う。   As shown in FIG. 12, the control device 40 prohibits switching to the second recirculation state when an open abnormality has occurred in the second switch SW2. That is, an excited state in which an exciting current is passed through the field winding 12 via the first switch SW1 and the fourth switch SW4, and a return current is passed through the field winding 12 through the first switch SW1 and the third switch SW3. Control for alternately switching between the first return state and the first return state is performed.

図13に示すように、制御装置40は、第3スイッチSW3にオープン異常が生じた場合、第1還流状態への切り替えを禁止する。即ち、第1スイッチSW1及び第4スイッチSW4を介して界磁巻線12に励磁電流を流す励磁状態と、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4を介して界磁巻線12に還流電流を流す第2還流状態と、を交互に切り替える制御を行う。   As shown in FIG. 13, the control device 40 prohibits the switching to the first recirculation state when the open abnormality occurs in the third switch SW3. That is, an excitation state in which an exciting current is passed through the field winding 12 via the first switch SW1 and the fourth switch SW4, and a return current is passed through the field winding 12 through the second switch SW2 and the fourth switch SW4. Control for alternately switching between the second reflux state and the second reflux state is performed.

このように、スイッチSW2,SW3の一方にオープン異常が生じている場合に、異常判定結果に基づいて、第1還流状態及び第2還流状態の一方を禁止することで、スイッチSW2,SW3の一方にオープン異常が生じている場合であっても、回転電機10の動作を継続できる。   As described above, when one of the switches SW2 and SW3 has an open abnormality, one of the switches SW2 and SW3 is disabled by prohibiting one of the first return state and the second return state based on the abnormality determination result. Even if an open abnormality occurs in the electric machine, the operation of the rotary electric machine 10 can be continued.

図14に、制御装置40による界磁電流出力部22の制御処理を表すフローチャートを示す。本処理は、制御装置40によって所定周期毎に実施される。   FIG. 14 shows a flowchart showing a control process of the field current output unit 22 by the control device 40. This processing is performed by the control device 40 at predetermined intervals.

ステップS01において、Hブリッジ回路23が励磁状態であるか否かを判定する。Hブリッジ回路23が励磁状態である場合(S01:YES)、ステップS02において、界磁電流Ifが上限値I1以上であるか否かを判定する。界磁電流IfがI1未満の場合(S02:NO)、ステップS03以降の処理を行う。   In step S01, it is determined whether the H bridge circuit 23 is in the excited state. When the H bridge circuit 23 is in the excited state (S01: YES), it is determined in step S02 whether the field current If is equal to or higher than the upper limit value I1. If the field current If is less than I1 (S02: NO), the processes in and after step S03 are performed.

界磁電流Ifが上限値I1以上の場合(S02:YES)、ステップS04において、第1還流状態が禁止されているか否かの判定を行う。第1還流状態が禁止されていない場合(S04:NO)、ステップS05において、第2還流状態が禁止されているか否かの判定を行う。第2還流状態が禁止されている場合(S05:YES)、ステップS06において、Hブリッジ回路23を第1還流状態に設定し、ステップS03以降の処理を行う。   When the field current If is equal to or higher than the upper limit value I1 (S02: YES), it is determined in step S04 whether the first recirculation state is prohibited. When the first recirculation state is not prohibited (S04: NO), it is determined in step S05 whether the second recirculation state is prohibited. When the second recirculation state is prohibited (S05: YES), the H-bridge circuit 23 is set to the first recirculation state in step S06, and the processing of step S03 and subsequent steps is performed.

第2還流状態が禁止されていない場合(S05:NO)、ステップS07において、現在の励磁状態の直前(前回の還流状態)において、第1還流状態とされていたか否かを判定する。前回の還流状態において、第1還流状態とされていた場合(S07:YES)、ステップS08において、Hブリッジ回路23を第2還流状態に設定し、ステップS03以降の処理を行う。前回の還流状態において、第2還流状態とされていた場合(S07:NO)、ステップS06において、Hブリッジ回路23を第1還流状態に設定する。また、第1還流状態が禁止されている場合(S04:YES)、ステップS08において、Hブリッジ回路23を第2還流状態に設定する。   When the second recirculation state is not prohibited (S05: NO), it is determined in step S07 whether or not the first recirculation state was set immediately before the current excitation state (previous recirculation state). If the first return state was set in the previous return state (S07: YES), the H bridge circuit 23 is set to the second return state in step S08, and the processes in step S03 and subsequent steps are performed. If the second return state was set in the previous return state (S07: NO), the H bridge circuit 23 is set to the first return state in step S06. When the first return state is prohibited (S04: YES), the H bridge circuit 23 is set to the second return state in step S08.

Hブリッジ回路23が還流状態である場合(S01:NO)、ステップS09において、界磁電流Ifが下限値I2以下であるか否かを判定する。界磁電流IfがI2より大きい場合(S09:NO)、ステップS03以降の処理を行う。   When the H-bridge circuit 23 is in the return state (S01: NO), it is determined in step S09 whether the field current If is the lower limit value I2 or less. When the field current If is larger than I2 (S09: NO), the processing from step S03 is performed.

界磁電流Ifが下限値I2以下である場合(S09:YES)、ステップS10において、スイッチSW1,SW4の少なくとも一方がオープン異常であるか、又は、スイッチSW2,SW3の少なくとも一方がショート異常であるか否かを判定する。ステップS10において、否定的な判断がなされた場合(S10:NO)、ステップS11において、Hブリッジ回路23を励磁状態に設定し、ステップS03以降の処理を行う。ステップS10において、肯定的な判断がなされた場合(S10:YES)、ステップS12において、励磁電流の向きが反転するように(端子P4から端子P3に流れるように)、Hブリッジ回路23を励磁状態として設定し、ステップS03以降の処理を行う。   When the field current If is equal to or lower than the lower limit value I2 (S09: YES), in step S10, at least one of the switches SW1 and SW4 has an open abnormality, or at least one of the switches SW2 and SW3 has a short abnormality. Or not. If a negative determination is made in step S10 (S10: NO), the H bridge circuit 23 is set in the excited state in step S11, and the processes in step S03 and subsequent steps are performed. When a positive determination is made in step S10 (S10: YES), in step S12, the H bridge circuit 23 is in the excited state so that the direction of the exciting current is reversed (flows from the terminal P4 to the terminal P3). Is set, and the processing from step S03 is performed.

ステップS03において、各スイッチSW1〜SW4に流れる電流の検出値に基づいて、各スイッチSW1〜SW4に異常が発生しているか否かの判定を行う。ステップS13において、スイッチSW1,SW3の少なくとも一方がショート異常であるか、又は、スイッチSW2,SW4の少なくとも一方がオープン異常であるか否かを判定する。ステップS13において肯定的な判定がなされた場合(S13:YES)、ステップS14において、第2還流状態を禁止する。   In step S03, it is determined whether or not there is an abnormality in each of the switches SW1 to SW4 based on the detected value of the current flowing in each of the switches SW1 to SW4. In step S13, it is determined whether at least one of the switches SW1 and SW3 has a short circuit abnormality, or whether at least one of the switches SW2 and SW4 has an open circuit abnormality. When a positive determination is made in step S13 (S13: YES), the second recirculation state is prohibited in step S14.

ステップS13の否定的な判定(S13:NO)、又は、ステップS14の後、ステップS15において、スイッチSW2,SW4の少なくとも一方がショート異常であるか、又は、スイッチSW1,SW3の少なくとも一方がオープン異常であるか否かを判定する。ステップS15において肯定的な判定がなされた場合(S15:YES)、ステップS16において、第1還流状態を禁止する。   In step S15, after the negative determination in step S13 (S13: NO), or in step S15, at least one of the switches SW2 and SW4 has a short circuit abnormality, or at least one of the switches SW1 and SW3 has an open abnormality. Or not. When a positive determination is made in step S15 (S15: YES), the first recirculation state is prohibited in step S16.

ステップS15の否定的な判定(S15:NO)、又は、ステップS16の後、ステップS17において、スイッチSW2,SW3の少なくとも一方がショート異常であるか、又は、スイッチSW1,SW4の少なくとも一方がオープン異常であるか否かを判定する。ステップS17において肯定的な判定がなされた場合(S17:YES)、ステップS18において、回転電機10を有する車両に搭載されており、回転電機10及び直流電源21から電力供給される各種電気負荷の動作を制限し、処理を終了する。また、ステップS17において否定的な判定がなされた場合(S17:NO)、処理を終了する。   In step S17 after the negative determination (S15: NO) in step S15 or in step S17, at least one of the switches SW2 and SW3 has a short circuit abnormality, or at least one of the switches SW1 and SW4 has an open abnormality. Or not. When an affirmative determination is made in step S17 (S17: YES), in step S18, the operation of various electric loads that are installed in the vehicle having the rotating electric machine 10 and are supplied with power from the rotating electric machine 10 and the DC power supply 21. And limit the processing. Further, if a negative determination is made in step S17 (S17: NO), the process ends.

本実施形態では、界磁巻線12が有極性を有するため、界磁巻線12に対し通常時(P3→P4)と逆向き(P4→P3)に電流を流すと、通常時に比べて界磁が弱まる。このため、回転電機10における発電電力が減少する。そこで、制御装置40は、界磁巻線12に対して励磁電流を反転させて流す場合に、車載電気負荷の動作を制限する構成とした。例えば、車両走行に関係する電気負荷を優先して動作させ、車両走行に関係しない電気負荷の動作を制限する。このような構成にすることで、発電電力が減少した場合であっても、車両走行を継続できる。   In the present embodiment, since the field winding 12 has polarity, if a current is applied to the field winding 12 in the opposite direction (P4 → P3) to the normal time (P3 → P4), the field winding 12 will be compared to the normal time. Magnetism weakens. Therefore, the electric power generated by the rotary electric machine 10 is reduced. Therefore, the control device 40 is configured to limit the operation of the vehicle-mounted electric load when the exciting current is reversed and applied to the field winding 12. For example, the electric load related to vehicle traveling is preferentially operated, and the operation of the electric load not related to vehicle traveling is limited. With such a configuration, the vehicle can continue traveling even when the generated power is reduced.

なお、ステップS03,S10,S13,S15,S17の処理が「異常判定部」に相当し、ステップS01〜S12,S14,S16,S18の処理が「制御部」に相当する。   The processes of steps S03, S10, S13, S15, and S17 correspond to the "abnormality determination unit", and the processes of steps S01 to S12, S14, S16, and S18 correspond to the "control unit".

(第2実施形態)
上記第1実施形態の構成では、各スイッチSW1〜SW4に流れる電流に基づいて、各スイッチSW1〜SW4の開異常、及び、閉異常をそれぞれ判定する構成とした。本実施形態では、当該構成を変更し、各スイッチSW1〜SW4の入出力端子間(ドレイン−ソース間)の電圧に基づいて、各スイッチSW1〜SW4の開異常、及び、閉異常をそれぞれ判定する。第2実施形態の「異常判定部」としての制御装置40による各スイッチSW1〜SW4の異常判定を除く制御装置40による制御、及び、回転電機10の電気的構成は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
(Second embodiment)
In the configuration of the first embodiment, the open abnormality and the close abnormality of each of the switches SW1 to SW4 are determined based on the currents flowing through the switches SW1 to SW4. In the present embodiment, the configuration is changed, and the open abnormality and the close abnormality of each of the switches SW1 to SW4 are determined based on the voltage between the input / output terminals (drain-source) of each of the switches SW1 to SW4. . The control by the control device 40 excluding the abnormality determination of the switches SW1 to SW4 by the control device 40 as the “abnormality determination unit” of the second embodiment, and the electrical configuration of the rotating electric machine 10 are the same as those of the first embodiment. Therefore, the description thereof will be omitted.

本実施系形態では、各スイッチSW1〜SW4の入出力端子間に電圧センサを設ける。そして、制御装置40は、各スイッチSW1〜SW4に設けられた電圧センサの検出値を取得することで、各スイッチSW1〜SW4の入出力端子間の電圧の検出値を取得し、開閉異常の判定を行う。さらに、制御装置40は、各スイッチSW1〜SW4の開閉状態を指令する信号に基づいて、各スイッチSW1〜SW4の開閉異常の判定を行う。ここで、各スイッチSW1〜SW4の開閉状態を指令する信号とは、例えば、制御装置40から駆動回路24に対して入力される操作信号である。また、各スイッチSW1〜SW4の開閉状態を指令する信号は、駆動回路24から各スイッチSW1〜SW4に出力される駆動信号であってもよいし、各スイッチSW1〜SW4のゲート電圧であってもよい。   In this embodiment, a voltage sensor is provided between the input and output terminals of each switch SW1 to SW4. Then, the control device 40 acquires the detection value of the voltage between the input / output terminals of the switches SW1 to SW4 by acquiring the detection value of the voltage sensor provided in each of the switches SW1 to SW4, and determines the switching abnormality. I do. Further, the control device 40 determines the open / close abnormality of each of the switches SW1 to SW4 based on the signal instructing the open / close state of each of the switches SW1 to SW4. Here, the signal instructing the open / closed state of each of the switches SW1 to SW4 is, for example, an operation signal input from the control device 40 to the drive circuit 24. The signal instructing the open / closed state of each of the switches SW1 to SW4 may be a drive signal output from the drive circuit 24 to each of the switches SW1 to SW4, or may be a gate voltage of each of the switches SW1 to SW4. Good.

図15に各スイッチの操作信号の状態と、正常時、ショート異常(閉異常)時、オープン異常(開異常)時におけるそのスイッチの入出力端子間の電圧の大きさとを示す。   FIG. 15 shows the state of the operation signal of each switch and the magnitude of the voltage between the input and output terminals of the switch in the normal state, the short circuit abnormality (close abnormality), and the open abnormality (open abnormality).

スイッチの操作信号がオフ状態の場合、正常時には、そのスイッチの入出力端子間の電圧は所定値(具体的には、直流電源21の出力電圧から、経路上における界磁巻線12の逆起電圧や、各スイッチSW1〜SW4における電圧降下を引いた値)となり、ショート異常時には、そのスイッチの入出力端子間の電圧は略0となり、オープン異常時には、そのスイッチの入出力端子間の電圧は正常時と同様の所定値となる。よって、スイッチの操作信号がオフ状態の場合、制御装置40は、そのスイッチにおけるショート異常を判定することができる。   When the operation signal of the switch is off, the voltage between the input and output terminals of the switch is normally at a predetermined value (specifically, from the output voltage of the DC power supply 21) Voltage or a value obtained by subtracting the voltage drop in each of the switches SW1 to SW4), the voltage between the input and output terminals of the switch is approximately 0 when the short circuit is abnormal, and the voltage between the input and output terminals of the switch is abnormal when the open circuit is abnormal. The predetermined value is the same as in the normal state. Therefore, when the operation signal of the switch is in the off state, the control device 40 can determine the short circuit abnormality in the switch.

スイッチの操作信号がオン状態の場合、正常時には、そのスイッチの入出力端子間の電圧は略0となり、ショート異常時には、そのスイッチの入出力端子間の電圧は略0となり、そのスイッチの入出力端子間の電圧は所定値(具体的には、直流電源21の出力電圧から、経路上における界磁巻線12の逆起電圧や、各スイッチSW1〜SW4における電圧降下を引いた値)となる。よって、スイッチSW1〜SW4の操作信号がオン操作を指令している場合、制御装置40は、そのスイッチにおけるオープン異常を判定することができる。   When the operation signal of the switch is in the ON state, the voltage between the input and output terminals of the switch is approximately 0 in the normal state, and the voltage between the input and output terminals of the switch is approximately 0 in the abnormal short circuit. The voltage between the terminals becomes a predetermined value (specifically, a value obtained by subtracting the back electromotive voltage of the field winding 12 on the path and the voltage drop in each of the switches SW1 to SW4 from the output voltage of the DC power supply 21). . Therefore, when the operation signals of the switches SW1 to SW4 command the ON operation, the control device 40 can determine the open abnormality in the switch.

具体的には、制御装置40は、各スイッチSW1〜SW4がオン操作されている状態で、各スイッチSW1〜SW4の入出力端子間の電圧の検出値が所定値より高い場合に、オープン異常が生じていると判定する。また、制御装置40は、各スイッチSW1〜SW4がオフ操作されている状態で、各スイッチSW1〜SW4の入出力端子間の電圧の検出値が所定値より低い場合に、オープン異常が生じていると判定する。制御装置40は、オープン異常の判定に用いる所定値を、直流電源21の出力電圧に基づいて設定し、ショート異常の判定に用いる所定値を、略0に設定する。なお、各所定値は、オープン異常及びショート異常のそれぞれが判定可能な値に設定されていればよい。   Specifically, when the switches SW1 to SW4 are turned on and the detected value of the voltage between the input and output terminals of each of the switches SW1 to SW4 is higher than a predetermined value, the control device 40 causes the open abnormality. Determine that it has occurred. Further, the control device 40 has an open abnormality when the detected value of the voltage between the input / output terminals of the switches SW1 to SW4 is lower than a predetermined value while the switches SW1 to SW4 are turned off. To determine. The control device 40 sets the predetermined value used for the open abnormality determination based on the output voltage of the DC power supply 21, and sets the predetermined value used for the short abnormality determination to substantially 0. It should be noted that each of the predetermined values may be set to a value at which each of the open abnormality and the short abnormality can be determined.

スイッチSW1〜SW4のそれぞれに流れる電流は、Hブリッジ回路23の時定数、即ち、界磁巻線12を含むHブリッジ回路23の誘導成分及びHブリッジ回路23を含む抵抗成分に応じて変化する。つまり、スイッチSW1〜SW4のそれぞれに流れる電流は、各スイッチSW1〜SW4の開閉状態が変化した後、時定数に応じて変化する。特に、正常時において、スイッチSW1〜SW4が開状態から閉状態とされる場合に、スイッチSW1〜SW4に流れる電流は0から時定数に応じて増加する。よって、正常時において、スイッチSW1〜SW4が開状態から閉状態とされる場合に、スイッチSW1〜SW4に流れる電流がオープン異常の判定に用いる所定電流を超えるまでに時定数に応じた時間を要する。このため、スイッチSW1〜SW4の入出力端子間に流れる電流に基づいて開閉異常を判定する構成では、スイッチSW1〜SW4が開状態から閉状態とされる場合に、オープン異常が生じているか否かの判定にHブリッジ回路23の時定数に応じた時間を要する。   The current flowing through each of the switches SW1 to SW4 changes according to the time constant of the H bridge circuit 23, that is, the inductive component of the H bridge circuit 23 including the field winding 12 and the resistance component including the H bridge circuit 23. That is, the current flowing through each of the switches SW1 to SW4 changes according to the time constant after the open / closed state of each of the switches SW1 to SW4 changes. Particularly, when the switches SW1 to SW4 are changed from the open state to the closed state in the normal state, the current flowing through the switches SW1 to SW4 increases from 0 according to the time constant. Therefore, in a normal state, when the switches SW1 to SW4 are changed from the open state to the closed state, it takes time according to the time constant until the current flowing through the switches SW1 to SW4 exceeds the predetermined current used for the determination of the open abnormality. . Therefore, in the configuration for determining the opening / closing abnormality based on the current flowing between the input / output terminals of the switches SW1 to SW4, whether the open abnormality occurs when the switches SW1 to SW4 are changed from the open state to the closed state. It takes a time corresponding to the time constant of the H-bridge circuit 23 to judge.

一方、正常時において、スイッチSW1〜SW4が開状態から閉状態とされる場合、スイッチSW1〜SW4の入出力端子間の電圧は、即時的に変化する。よって、スイッチSW1〜SW4の入出力端子間の電圧に基づいて開閉異常を判定する構成では、スイッチSW1〜SW4の入出力端子間に流れる電流に基づいてオープン異常を判定する構成と比較すると、オープン異常を応答性よく判定することができる。   On the other hand, in a normal state, when the switches SW1 to SW4 are changed from the open state to the closed state, the voltage between the input and output terminals of the switches SW1 to SW4 changes immediately. Therefore, in the configuration in which the open / close abnormality is determined based on the voltage between the input / output terminals of the switches SW1 to SW4, compared with the configuration in which the open abnormality is determined based on the current flowing between the input / output terminals of the switches SW1 to SW4, open Abnormality can be determined with good responsiveness.

さらに、電圧検出は電流検出よりも構成が簡素化できるため、スイッチSW1〜SW4の入出力端子間の電圧に基づいて開閉異常を判定する構成では、スイッチSW1〜SW4の入出力端子間に流れる電流に基づいてオープン異常を判定する構成と比較すると、構成を簡素化できる。   Further, since the voltage detection can be simpler in configuration than the current detection, the current flowing between the input / output terminals of the switches SW1 to SW4 is determined in the configuration in which the switching abnormality is determined based on the voltage between the input / output terminals of the switches SW1 to SW4. The configuration can be simplified as compared with the configuration in which the open abnormality is determined based on.

一方、ショート異常が生じると、スイッチSW1〜SW4の入出力端子間に流れる電流は急峻に増加するため、スイッチSW1〜SW4の入出力端子間に流れる電流に基づいてショート異常を判定する構成では、スイッチSW1〜SW4の入出力端子間の電圧に基づいてショート異常を判定する構成と比較すると、ショート異常を応答性よく判定することができる。   On the other hand, when a short circuit abnormality occurs, the current flowing between the input / output terminals of the switches SW1 to SW4 sharply increases. Therefore, in the configuration for determining the short circuit abnormality based on the current flowing between the input / output terminals of the switches SW1 to SW4, Compared with the configuration in which a short circuit abnormality is determined based on the voltage between the input and output terminals of the switches SW1 to SW4, the short circuit abnormality can be determined with high responsiveness.

また、スイッチSW1〜SW4がそれぞれ設けられている経路においてはんだクラックなどが生じた結果、スイッチSW1〜SW4が設けられている経路の抵抗値が増加したり、スイッチSW1〜SW4のゲートに入力される電圧が低下したりする場合、スイッチSW1〜SW4に流れる電流が減少する異常が生じる。第1実施形態の構成では、スイッチSW1〜SW4に流れる電流が減少する上記異常の発生の有無を判定することが可能になる。なお、上述したスイッチSW1〜SW4に流れる電流が減少する異常は、オープン異常に含まれるものである。   Further, as a result of a solder crack or the like occurring in the paths in which the switches SW1 to SW4 are provided, the resistance value of the paths in which the switches SW1 to SW4 are provided increases or is input to the gates of the switches SW1 to SW4. When the voltage drops, an anomaly occurs in which the current flowing through the switches SW1 to SW4 decreases. With the configuration of the first embodiment, it is possible to determine whether or not the above-described abnormality in which the currents flowing through the switches SW1 to SW4 decrease has occurred. The abnormality in which the current flowing through the switches SW1 to SW4 decreases is included in the open abnormality.

また、制御装置40は、スイッチSW1〜SW4の入出力端子間電圧に加えて、スイッチSW1〜SW4の開閉状態を指令する信号に基づいて、異常の発生を判定する。スイッチSW1〜SW4の開閉状態を指令する信号は、デジタル値でありアナログ値と比較してノイズの影響を受けにくい。このため、異常判定におけるノイズの影響を抑制可能である。また、スイッチSW1〜SW4の開閉状態を指令する信号に基づいて、異常の発生を判定することで、スイッチSW1〜SW4の開閉状態が変更されるタイミングで、異常の発生を判定することが可能になり、正確に異常の発生を判定することができる。   In addition to the voltage between the input and output terminals of the switches SW1 to SW4, the control device 40 also determines the occurrence of an abnormality based on a signal that commands the open / closed state of the switches SW1 to SW4. The signals for instructing the open / closed states of the switches SW1 to SW4 are digital values and are less susceptible to noise than analog values. Therefore, it is possible to suppress the influence of noise in the abnormality determination. Further, by determining the occurrence of an abnormality based on the signal instructing the open / close state of the switches SW1 to SW4, it is possible to determine the occurrence of the abnormality at the timing when the open / close state of the switches SW1 to SW4 is changed. Therefore, the occurrence of abnormality can be accurately determined.

(第3実施形態)
上記第1実施形態の制御装置40は、各スイッチSW1〜SW4に流れる電流に基づいて、各スイッチSW1〜SW4のオープン異常、及び、ショート異常をそれぞれ判定する構成とした。ここで、各スイッチSW1〜SW4は、電流が流れることで損失が生じ発熱する。そこで、本実施形態の制御装置40は、当該構成を変更し、各スイッチSW1〜SW4の温度に基づいて、各スイッチSW1〜SW4のオープン異常、及び、ショート異常をそれぞれ判定する。第3実施形態の「異常判定部」としての制御装置40による各スイッチSW1〜SW4の異常判定を除く制御装置40による制御、及び、回転電機10の電気的構成は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
(Third Embodiment)
The control device 40 of the first embodiment is configured to determine the open abnormality and the short abnormality of each of the switches SW1 to SW4 based on the current flowing in each of the switches SW1 to SW4. Here, each of the switches SW1 to SW4 generates a loss due to the flow of a current and generates heat. Therefore, the control device 40 of the present embodiment changes the configuration and determines the open abnormality and the short abnormality of each of the switches SW1 to SW4 based on the temperature of each of the switches SW1 to SW4. The control by the control device 40 excluding the abnormality determination of each of the switches SW1 to SW4 by the control device 40 as the “abnormality determination unit” of the third embodiment, and the electrical configuration of the rotating electric machine 10 are the same as those of the first embodiment. Therefore, the description thereof will be omitted.

本実施系形態では、各スイッチSW1〜SW4に感温ダイオードを設け、その感温ダイオードに定電流を流す。そして、制御装置40は、各スイッチSW1〜SW4に設けられた感温ダイオードの順方向降下電圧を取得することで、各スイッチSW1〜SW4の温度の検出値を取得し、開閉異常の判定を行う。なお、感温ダイオードに代えて、感温抵抗やサーミスタや、熱電対などを用いてもよい。   In the present embodiment, each switch SW1 to SW4 is provided with a temperature sensitive diode, and a constant current is passed through the temperature sensitive diode. Then, the control device 40 acquires the detected value of the temperature of each of the switches SW1 to SW4 by acquiring the forward voltage drop of the temperature-sensitive diode provided in each of the switches SW1 to SW4, and determines the switching abnormality. . Instead of the temperature sensitive diode, a temperature sensitive resistor, a thermistor, a thermocouple or the like may be used.

図16に各スイッチの操作信号の状態と、正常時、ショート異常(閉異常)時、オープン異常(開異常)時におけるそのスイッチの温度変化を示す。   FIG. 16 shows the state of the operation signal of each switch and the temperature change of the switch during normal operation, short circuit abnormality (close abnormality), and open abnormality (open abnormality).

スイッチの操作信号がオフ状態の場合、正常時には、そのスイッチの温度は上昇せず(温度が不変、又は、空冷などの冷却により温度が低下する)、ショート異常時には、そのスイッチの温度は上昇し、オープン異常時には、そのスイッチの温度は上昇しない。よって、スイッチの操作信号がオフ状態の場合、制御装置40は、そのスイッチの温度に基づいてショート異常を判定することができる。   When the switch operation signal is in the OFF state, the temperature of the switch does not rise under normal conditions (the temperature does not change or the temperature drops due to cooling such as air cooling), and the temperature of the switch rises during a short circuit abnormality. , The temperature of the switch does not rise at the time of open abnormality. Therefore, when the operation signal of the switch is in the off state, the control device 40 can determine the short circuit abnormality based on the temperature of the switch.

スイッチの操作信号がオン状態の場合、正常時には、そのスイッチの温度は上昇し、ショート異常時には、そのスイッチの温度は上昇し、オープン異常時には、そのスイッチの温度は上昇しない。よって、スイッチの操作信号がオン状態の場合、制御装置40は、そのスイッチの温度に基づいてオープン異常を判定することができる。   When the operation signal of the switch is in the ON state, the temperature of the switch rises in the normal state, the temperature of the switch rises in the abnormal short circuit, and the temperature of the switch does not rise in the abnormal open state. Therefore, when the operation signal of the switch is in the ON state, the control device 40 can determine the open abnormality based on the temperature of the switch.

具体的には、制御装置40は、スイッチSW1〜SW4にオン操作信号が入力され、スイッチSW1〜SW4の温度が上昇しない場合、その温度が上昇しないスイッチSW1〜SW4においてオープン異常が生じていると判定する。また、制御装置40は、スイッチSW1〜SW4にオフ操作信号が入力されている状況下で、スイッチSW1〜SW4の温度が上昇している場合、その温度が上昇しているスイッチSW1〜SW4においてショート異常が生じていると判定する。   Specifically, when the ON operation signal is input to the switches SW1 to SW4 and the temperature of the switches SW1 to SW4 does not rise, the control device 40 determines that an open abnormality has occurred in the switches SW1 to SW4 whose temperature does not rise. judge. Further, when the temperature of the switches SW1 to SW4 is rising under the condition that the OFF operation signal is input to the switches SW1 to SW4, the control device 40 short-circuits the switches SW1 to SW4 whose temperature is rising. It is determined that an abnormality has occurred.

ここで、第1還流状態では、スイッチSW3に対して逆方向(スイッチSW3のボディーダイオードに対して順方向)に電流が流れる。また、第2還流状態では、スイッチSW2に対して逆方向(スイッチSW2のボディーダイオードに対して順方向)に電流が流れる。例えば、第1還流状態において、スイッチSW3が正常である場合、オン状態とされたスイッチSW3に電流が流れ、スイッチにオープン異常が生じている場合、スイッチSW3のボディーダイオードに電流が流れる。第2還流状態におけるスイッチSW2の場合も同様にオープン異常が生じていると、スイッチSW2のボディーダイオードに電流が流れる。このため、スイッチSW1〜SW4に流れる電流に基づいて、開閉異常の判定を行う第1実施形態の構成では、第1還流状態におけるスイッチSW3のオープン異常、及び、第2還流状態におけるスイッチSW2のオープン異常を判定できない。   Here, in the first return state, a current flows in the reverse direction to the switch SW3 (forward direction to the body diode of the switch SW3). Further, in the second return state, a current flows in the reverse direction to the switch SW2 (forward direction to the body diode of the switch SW2). For example, in the first return state, when the switch SW3 is normal, current flows through the switch SW3 that is turned on, and when an open abnormality occurs in the switch, current flows through the body diode of the switch SW3. Similarly, in the case of the switch SW2 in the second return state, if an open abnormality occurs, a current flows through the body diode of the switch SW2. Therefore, in the configuration of the first embodiment in which the switching abnormality is determined based on the currents flowing through the switches SW1 to SW4, the open abnormality of the switch SW3 in the first return state and the open state of the switch SW2 in the second return state. Abnormality cannot be determined.

ここで、スイッチSW2,SW3に電流が流れる場合、例えば、スイッチSW2,SW3のオン抵抗を0.2mΩ、スイッチSW2,SW3に流れる電流を10Aとすると、スイッチSW2,SW3における発熱(損失)は、0.02Wとなる(P=I^2・R=10・10・0.0002=0.02)。一方、スイッチSW2,SW3のボディーダイオードに電流が流れる場合、例えば、スイッチSW2,SW3のボディーダイオードの順方向電圧降下を0.7V、スイッチSW2,SW3に流れる電流を10Aとすると、スイッチSW2,SW3のボディーダイオードにおける発熱(損失)は、7Wとなる(P=I・Vf=10・0.7=7)。つまり、スイッチSW2,SW3に電流が流れる場合のスイッチSW2,SW3の発熱と、スイッチSW2,SW3のボディーダイオードに電流が流れる場合のスイッチSW2,SW3の発熱(スイッチSW2,SW3のボディーダイオードの発熱)と、は大きくことなるため、第3実施形態の制御装置40は、スイッチSW2,SW3の温度に基づいて、スイッチSW2,SW3のオープン異常を判定することができる。   Here, when a current flows through the switches SW2 and SW3, for example, assuming that the ON resistance of the switches SW2 and SW3 is 0.2 mΩ and the current flowing through the switches SW2 and SW3 is 10 A, heat generation (loss) in the switches SW2 and SW3 is It becomes 0.02 W (P = I ^ 2 * R = 10 * 10 * 0.0002 = 0.02). On the other hand, when a current flows through the body diodes of the switches SW2 and SW3, for example, assuming that the forward voltage drop of the body diodes of the switches SW2 and SW3 is 0.7 V and the current flowing through the switches SW2 and SW3 is 10 A, the switches SW2 and SW3. The heat generation (loss) in the body diode of is 7 W (P = I · Vf = 10 · 0.7 = 7). That is, heat generation of the switches SW2 and SW3 when a current flows through the switches SW2 and SW3, and heat generation of the switches SW2 and SW3 when a current flows through the body diodes of the switches SW2 and SW3 (heat generation of the body diodes of the switches SW2 and SW3). Therefore, the control device 40 of the third embodiment can determine the open abnormality of the switches SW2 and SW3 based on the temperatures of the switches SW2 and SW3.

また、スイッチSW1〜SW4がそれぞれ設けられている経路においてはんだクラックなどが生じた結果、スイッチSW1〜SW4が設けられている経路の抵抗値が増加したり、スイッチSW1〜SW4の制御端子に入力される電圧が低下したりする場合、スイッチSW1〜SW4に流れる電流が減少するオープン異常が生じる。スイッチSW1〜SW4に流れる電流が減少するオープン異常が生じると、スイッチSW1〜SW4に電流が流れている際のスイッチSW1〜SW4の温度上昇が抑制される。そこで、スイッチSW1〜SW4の温度に基づいて、オープン異常の発生を判定する第3実施形態の構成では、スイッチSW1〜SW4に流れる電流が減少するオープン異常の発生の有無を判定することが可能になり、当該オープン異常が生じている場合に、回転電機10の動作を継続できる。   Further, as a result of a solder crack or the like occurring in the paths in which the switches SW1 to SW4 are provided, the resistance value of the paths in which the switches SW1 to SW4 are provided increases or is input to the control terminals of the switches SW1 to SW4. When the voltage applied to the switches decreases, an open abnormality occurs in which the current flowing through the switches SW1 to SW4 decreases. When an open abnormality occurs in which the current flowing through the switches SW1 to SW4 decreases, the temperature rise of the switches SW1 to SW4 when the current flows through the switches SW1 to SW4 is suppressed. Therefore, in the configuration of the third embodiment that determines the occurrence of the open abnormality based on the temperatures of the switches SW1 to SW4, it is possible to determine the presence or absence of the open abnormality in which the current flowing through the switches SW1 to SW4 decreases. Therefore, when the open abnormality has occurred, the operation of the rotary electric machine 10 can be continued.

(他の実施形態)
・第1実施形態の構成において、Hブリッジ回路について、図2に示すHブリッジ回路23に代えて、図17に示すようなHブリッジ回路23aであってもよい。即ち、図2に示した構成から、第1レグの下アームのスイッチ(第2スイッチSW2)を還流ダイオードD2に変更し、第2レグの上アームのスイッチ(第3スイッチSW3)を還流ダイオードD3に変更してもよい。
(Other embodiments)
In the configuration of the first embodiment, the H bridge circuit may be replaced by the H bridge circuit 23 shown in FIG. 2 and an H bridge circuit 23a as shown in FIG. That is, from the configuration shown in FIG. 2, the switch of the lower arm of the first leg (second switch SW2) is changed to the free wheel diode D2, and the switch of the upper arm of the second leg (third switch SW3) is switched to the free wheel diode D3. You may change to.

この構成では、スイッチSW1,SW4をともにオン状態とすることで、界磁巻線12に励磁電流が流れる励磁状態とすることができる。また、スイッチSW1をオン状態、スイッチSW4をオフ状態とすることで、界磁巻線12に還流電流が流れる第1還流状態とすることができ、スイッチSW1をオフ状態、スイッチSW4をオン状態とすることで、界磁巻線12に還流電流が流れる第2還流状態とすることができる。   In this configuration, the switches SW1 and SW4 are both turned on, whereby the field winding 12 can be brought into an excited state in which an exciting current flows. Further, by setting the switch SW1 to the on state and the switch SW4 to the off state, it is possible to set the first return state in which the return current flows through the field winding 12, and the switch SW1 is turned off and the switch SW4 is turned on. By doing so, it is possible to set the second return state in which the return current flows through the field winding 12.

本構成においても、第1還流状態と、第2還流状態とを切り替えることで、全アームに対して電流が流れることになり、各アームの異常を判定することができる。つまり、各アームの異常の検出の機会を確保することが可能となる。加えて、上アーム側(SW1,D3)での還流(第1還流状態)と、下アーム側(SW2,D4)での還流(第2還流状態)とを切り替えて実施することで、還流電流が流れる際の各アームにおける発熱を分散させることができる。   Also in this configuration, by switching between the first recirculation state and the second recirculation state, a current flows through all the arms, and it is possible to determine an abnormality in each arm. That is, it is possible to secure an opportunity to detect an abnormality in each arm. In addition, the return current on the upper arm side (SW1, D3) (first return state) and the return operation on the lower arm side (SW2, D4) (second return state) are switched to implement the return current. It is possible to disperse the heat generated in each arm when flowing.

さらに、制御装置40は、第1スイッチSW1にショート異常が生じた場合、第2還流状態への切り替えを禁止する。また、制御装置40は、第4スイッチSW4にショート異常が生じた場合、第1還流状態への切り替えを禁止する。このように、直流電源21が短絡しないように励磁電流を流すことで、スイッチSW1及びSW4の一方に閉異常が生じている場合であっても、回転電機10の動作を継続できる。   Further, the control device 40 prohibits switching to the second recirculation state when a short circuit abnormality occurs in the first switch SW1. In addition, the control device 40 prohibits switching to the first recirculation state when a short circuit abnormality occurs in the fourth switch SW4. As described above, by supplying the exciting current so that the DC power supply 21 is not short-circuited, the operation of the rotary electric machine 10 can be continued even when one of the switches SW1 and SW4 has a closing abnormality.

また、制御装置40は、還流ダイオードD2にオープン異常が生じた場合、第2還流状態への切り替えを禁止する。また、制御装置40は、還流ダイオードD3にオープン異常が生じた場合、第1還流状態への切り替えを禁止する。ダイオードD2,D3の一方に開異常が生じている場合に制御を変更することで、回転電機10の動作を継続できる。   Further, the control device 40 prohibits the switching to the second return state when the open abnormality occurs in the return diode D2. Further, the control device 40 prohibits switching to the first return state when the open abnormality occurs in the return diode D3. The operation of the rotary electric machine 10 can be continued by changing the control when the open abnormality occurs in one of the diodes D2 and D3.

・界磁巻線12が有極性を有しないものであってもよい。この場合、図13に示すフローチャートの処理のうち、ステップS17,S18の処理を省略するとよい。   The field winding 12 may have no polarity. In this case, the processes of steps S17 and S18 in the process of the flowchart shown in FIG. 13 may be omitted.

・Hブリッジ回路のうち、第1レグの下アーム及び第2レグの上アームのうち、一方がスイッチ、他方が還流ダイオードで構成されるものであってもよい。   In the H bridge circuit, one of the lower arm of the first leg and the upper arm of the second leg may be configured with a switch and the other with a free wheeling diode.

・図13に示すフローチャートについて、ステップS10〜S12の処理、ステップS13,S14の処理、ステップS15,S16の処理、及び、ステップS17,S18の処理について、それぞれ省略するものであってもよい。   In the flowchart shown in FIG. 13, the processes of steps S10 to S12, the processes of steps S13 and S14, the processes of steps S15 and S16, and the processes of steps S17 and S18 may be omitted.

・制御装置40は、界磁電流Ifを界磁電流指令値If*に調整する際に、Hブリッジ回路23の出力電圧(端子P3−P4間の電圧)を、所定電圧に調整する制御を行うものであってもよい。   The control device 40 controls the output voltage of the H-bridge circuit 23 (voltage between terminals P3 and P4) to a predetermined voltage when adjusting the field current If to the field current command value If *. It may be one.

・異常判定部としての制御装置40は、各スイッチSW1〜SW4に流れる電流の検出値を取得し、その検出値に基づいて、各スイッチSW1〜SW4の異常を判定する構成とした。これを変更し、界磁巻線12に流れる界磁電流Ifの検出値に基づいて、各スイッチSW1〜SW4の異常を判定する構成としてもよい。   The control device 40 as the abnormality determination unit is configured to acquire the detected value of the current flowing through each of the switches SW1 to SW4 and determine the abnormality of each of the switches SW1 to SW4 based on the detected value. The configuration may be changed so that the abnormality of each of the switches SW1 to SW4 is determined based on the detected value of the field current If flowing in the field winding 12.

・「異常判定部」及び「制御部」としての構成の一部又は全部を駆動回路24が有する構成としてもよい。特に、第2実施形態の構成において、「異常判定部」としての構成を駆動回路24が有する構成とすれば、各スイッチSW1〜SW4の入出力端子間電圧の検出値を駆動回路24に入力するだけで、駆動回路24は、異常判定を行うことができる。さらに、駆動回路24をスイッチSW1〜SW4のそれぞれに設け、各スイッチSW1〜SW4に設けられた駆動回路24と各スイッチSW1〜SW4とをモジュール化することで、構成を簡素化できる。   The drive circuit 24 may have a part or all of the configurations of the “abnormality determination unit” and the “control unit”. In particular, in the configuration of the second embodiment, if the drive circuit 24 has the configuration as the “abnormality determination unit”, the detected value of the voltage between the input and output terminals of each of the switches SW1 to SW4 is input to the drive circuit 24. Only then, the drive circuit 24 can perform the abnormality determination. Further, the drive circuit 24 is provided in each of the switches SW1 to SW4, and the drive circuit 24 provided in each of the switches SW1 to SW4 and each of the switches SW1 to SW4 are modularized, whereby the configuration can be simplified.

10…回転電機、12…界磁巻線、14…電機子巻線、21…直流電源、23…Hブリッジ回路、40…制御装置、P3,P4…出力端子、SW1〜SW4…スイッチ。   10 ... Rotating electric machine, 12 ... Field winding, 14 ... Armature winding, 21 ... DC power supply, 23 ... H bridge circuit, 40 ... Control device, P3, P4 ... Output terminals, SW1-SW4 ... Switches.

Claims (12)

電機子巻線(14)及び界磁巻線(12)を備える回転電機(10)の制御装置(40)であって、
前記界磁巻線は、Hブリッジ回路(23)の第1レグの上アーム(SW1)及び下アーム(SW2,D2)の接続点(P3)と、第2レグの上アーム(SW3,D3)及び下アーム(SW4)の接続点(P4)とに接続され、
前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームは、それぞれ半導体スイッチング素子を有して構成され、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記上アームは、それぞれ半導体スイッチング素子又はダイオードを有して構成され、
前記Hブリッジ回路の前記上アームは、直流電源(21)の高圧端子に接続されるとともに、前記Hブリッジ回路の前記下アームは、前記直流電源の低圧端子に接続され、
前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームをともに導通状態にして、前記界磁巻線に前記直流電源から励磁電流を流す励磁状態と、前記第1レグの前記上アームを導通状態、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第1還流状態と、前記第2レグの前記下アームを導通状態、前記第1レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第2還流状態と、を切り替える制御を行う制御部と、
前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子に流れる電流に基づいて、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備え、
前記制御部は、前記異常判定部により前記第2レグの前記上アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第1還流状態への切り替えを禁止する制御と、前記異常判定部により前記第1レグの前記下アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第2還流状態への切り替えを禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する回転電機の制御装置。
A controller (40) for a rotating electric machine (10) comprising an armature winding (14) and a field winding (12),
The field winding includes a connection point (P3) between the upper arm (SW1) and the lower arm (SW2, D2) of the first leg of the H bridge circuit (23) and the upper arm (SW3, D3) of the second leg. And the connection point (P4) of the lower arm (SW4),
The upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are each configured to have a semiconductor switching element, and the lower arm of the first leg and the upper arm of the second leg are provided. Each arm is configured to have a semiconductor switching element or diode,
The upper arm of the H bridge circuit is connected to a high voltage terminal of a DC power supply (21), and the lower arm of the H bridge circuit is connected to a low voltage terminal of the DC power supply,
The upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are both in a conductive state, and an exciting state in which an exciting current is caused to flow from the DC power supply to the field winding; A first return state in which a return current is passed through the field winding, with the upper arm being in a conducting state, the lower arm in the second leg being in a disconnecting state, and the lower arm in the second leg being in a conducting state; A control unit that controls to switch between a second recirculation state in which a recirculation current is caused to flow in the field winding by disconnecting the upper arm of one leg;
Any one of the upper arm and the lower arm of the first leg and the second leg based on a current flowing through the semiconductor switching element in the excited state, the first return state, and the second return state. An abnormality determination unit that determines whether or not an abnormality has occurred in
When the abnormality determination unit determines that the upper arm of the second leg has an open abnormality, the control unit controls the switching to the first recirculation state and the abnormality determination unit. A control device for a rotating electric machine that performs at least one of a control for prohibiting switching to the second recirculation state when it is determined that an opening abnormality has occurred in the lower arm of the first leg.
電機子巻線(14)及び界磁巻線(12)を備える回転電機(10)の制御装置(40)であって、
前記界磁巻線は、Hブリッジ回路(23)の第1レグの上アーム(SW1)及び下アーム(SW2,D2)の接続点(P3)と、第2レグの上アーム(SW3,D3)及び下アーム(SW4)の接続点(P4)とに接続され、
前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームは、それぞれ半導体スイッチング素子を有して構成され、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記上アームは、それぞれ半導体スイッチング素子又はダイオードを有して構成され、
前記Hブリッジ回路の前記上アームは、直流電源(21)の高圧端子に接続されるとともに、前記Hブリッジ回路の前記下アームは、前記直流電源の低圧端子に接続され、
前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームをともに導通状態にして、前記界磁巻線に前記直流電源から励磁電流を流す励磁状態と、前記第1レグの前記上アームを導通状態、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第1還流状態と、前記第2レグの前記下アームを導通状態、前記第1レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第2還流状態と、を切り替える制御を行う制御部と、
前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子の入出力端子間電圧に基づいて、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備え、
前記制御部は、前記異常判定部により前記第2レグの前記上アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第1還流状態への切り替えを禁止する制御と、前記異常判定部により前記第1レグの前記下アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第2還流状態への切り替えを禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する回転電機の制御装置。
A controller (40) for a rotating electric machine (10) comprising an armature winding (14) and a field winding (12),
The field winding includes a connection point (P3) between the upper arm (SW1) and the lower arm (SW2, D2) of the first leg of the H bridge circuit (23) and the upper arm (SW3, D3) of the second leg. And the connection point (P4) of the lower arm (SW4),
The upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are each configured to have a semiconductor switching element, and the lower arm of the first leg and the upper arm of the second leg are provided. Each arm is configured to have a semiconductor switching element or diode,
The upper arm of the H bridge circuit is connected to a high voltage terminal of a DC power supply (21), and the lower arm of the H bridge circuit is connected to a low voltage terminal of the DC power supply,
The upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are both in a conductive state, and an exciting state in which an exciting current is caused to flow from the DC power supply to the field winding; A first return state in which a return current is passed through the field winding, with the upper arm being in a conducting state, the lower arm in the second leg being in a disconnecting state, and the lower arm in the second leg being in a conducting state; A control unit that controls to switch between a second recirculation state in which a recirculation current is caused to flow in the field winding by disconnecting the upper arm of one leg;
In the excited state, the first recirculation state, and the second recirculation state, the upper arm of the first leg and the second leg of the second leg are based on the voltage between the input and output terminals of the semiconductor switching element. An abnormality determination unit that determines whether or not an abnormality has occurred in any of the lower arms,
When the abnormality determination unit determines that the upper arm of the second leg has an open abnormality, the control unit controls the switching to the first recirculation state and the abnormality determination unit. A control device for a rotating electric machine that performs at least one of a control for prohibiting switching to the second recirculation state when it is determined that an opening abnormality has occurred in the lower arm of the first leg.
前記異常判定部は、前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子の開閉状態を指令する信号、及び、前記半導体スイッチング素子の入出力端子間電圧に基づいて、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する請求項2に記載の回転電機の制御装置。   In the excitation state, the first recirculation state, and the second recirculation state, the abnormality determination unit provides a signal for instructing an open / closed state of the semiconductor switching element, and an input / output terminal voltage of the semiconductor switching element. The control device for the rotary electric machine according to claim 2, wherein it is determined whether or not an abnormality has occurred in any one of the upper arm and the lower arm of the first leg and the second leg based on the basis. 電機子巻線(14)及び界磁巻線(12)を備える回転電機(10)の制御装置(40)であって、
前記界磁巻線は、Hブリッジ回路(23)の第1レグの上アーム(SW1)及び下アーム(SW2,D2)の接続点(P3)と、第2レグの上アーム(SW3,D3)及び下アーム(SW4)の接続点(P4)とに接続され、
前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームは、それぞれ半導体スイッチング素子を有して構成され、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記上アームは、それぞれ半導体スイッチング素子又はダイオードを有して構成され、
前記Hブリッジ回路の前記上アームは、直流電源(21)の高圧端子に接続されるとともに、前記Hブリッジ回路の前記下アームは、前記直流電源の低圧端子に接続され、
前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームをともに導通状態にして、前記界磁巻線に前記直流電源から励磁電流を流す励磁状態と、前記第1レグの前記上アームを導通状態、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第1還流状態と、前記第2レグの前記下アームを導通状態、前記第1レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第2還流状態と、を切り替える制御を行う制御部と、
前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子の温度に基づいて、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備え、
前記制御部は、前記異常判定部により前記第2レグの前記上アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第1還流状態への切り替えを禁止する制御と、前記異常判定部により前記第1レグの前記下アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第2還流状態への切り替えを禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する回転電機の制御装置。
A controller (40) for a rotating electric machine (10) comprising an armature winding (14) and a field winding (12),
The field winding includes a connection point (P3) between the upper arm (SW1) and the lower arm (SW2, D2) of the first leg of the H bridge circuit (23) and the upper arm (SW3, D3) of the second leg. And the connection point (P4) of the lower arm (SW4),
The upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are each configured to have a semiconductor switching element, and the lower arm of the first leg and the upper arm of the second leg are provided. Each arm is configured to have a semiconductor switching element or diode,
The upper arm of the H bridge circuit is connected to a high voltage terminal of a DC power supply (21), and the lower arm of the H bridge circuit is connected to a low voltage terminal of the DC power supply,
The upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are both in a conductive state, and an exciting state in which an exciting current is caused to flow from the DC power supply to the field winding; A first return state in which a return current is passed through the field winding, with the upper arm being in a conducting state, the lower arm in the second leg being in a disconnecting state, and the lower arm in the second leg being in a conducting state; A control unit that controls to switch between a second recirculation state in which a recirculation current is caused to flow in the field winding by disconnecting the upper arm of one leg;
Any one of the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg based on the temperature of the semiconductor switching element in the excited state, the first return state, and the second return state. An abnormality determination unit that determines whether or not an abnormality has occurred in the
When the abnormality determination unit determines that the upper arm of the second leg has an open abnormality, the control unit controls the switching to the first recirculation state and the abnormality determination unit. A control device for a rotating electric machine that performs at least one of a control for prohibiting switching to the second recirculation state when it is determined that an opening abnormality has occurred in the lower arm of the first leg.
電機子巻線(14)及び界磁巻線(12)を備える回転電機(10)の制御装置(40)であって、
前記界磁巻線は、Hブリッジ回路(23)の第1レグの上アーム(SW1)及び下アーム(SW2)の接続点(P3)と、第2レグの上アーム(SW3)及び下アーム(SW4)の接続点(P4)とに接続され、
前記Hブリッジ回路の前記上アームは、直流電源(21)の高圧端子に接続されるとともに、前記Hブリッジ回路の前記下アームは、前記直流電源の低圧端子に接続され、
前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態と、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを導通状態にし、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第1還流状態と、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第2還流状態と、を切り替える制御を行う制御部と、
前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子に流れる電流に基づいて、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備え、
前記制御部は、
前記異常判定部により前記第1レグの前記下アームに閉異常が生じていると判定された場合、前記第2レグの前記上アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第1還流状態を禁止する制御と、
前記異常判定部により前記第2レグの前記上アームに閉異常が生じていると判定された場合、前記第1レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第2還流状態を禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する回転電機の制御装置。
A controller (40) for a rotating electric machine (10) comprising an armature winding (14) and a field winding (12),
The field winding includes a connection point (P3) between the upper arm (SW1) and the lower arm (SW2) of the first leg of the H bridge circuit (23), and the upper arm (SW3) and the lower arm (SW3) of the second leg. Connected to the connection point (P4) of SW4),
The upper arm of the H bridge circuit is connected to a high voltage terminal of a DC power supply (21), and the lower arm of the H bridge circuit is connected to a low voltage terminal of the DC power supply,
The upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are brought into conduction, and the lower arm of the first leg and the upper arm of the second leg are brought into a cutoff state; An exciting state in which an exciting current is supplied to the field winding, the upper arm of the first leg, and the upper arm of the second leg are brought into a conductive state, and the lower arm of the first leg and the A first return state in which a return current flows through the field winding and the lower arm of the second leg is cut off, and the lower arm of the first leg and the lower arm of the second leg are in a conductive state. And a control unit for performing a control for switching between the upper arm of the first leg and the upper arm of the second leg, and a second recirculation state in which a recirculation current is supplied to the field winding. When,
Any one of the upper arm and the lower arm of the first leg and the second leg based on a current flowing through the semiconductor switching element in the excited state, the first return state, and the second return state. An abnormality determination unit that determines whether or not an abnormality has occurred in
The control unit is
When it is determined by the abnormality determination unit that the lower arm of the first leg has a closing abnormality, the upper arm of the second leg is brought into a conductive state, and the upper arm of the first leg, and A control for turning off the lower arm of the second leg to bring the field winding into an exciting state in which an exciting current is supplied, and for prohibiting the first return state;
When it is determined by the abnormality determining unit that the upper arm of the second leg has a closing abnormality, the lower arm of the first leg is brought into a conductive state, and the upper arm of the first leg, and A rotary electric machine that performs at least one of a control for prohibiting the second recirculation state while the lower arm of the second leg is in a cutoff state to be in an excitation state in which an excitation current flows through the field winding. Control device.
電機子巻線(14)及び界磁巻線(12)を備える回転電機(10)の制御装置(40)であって、
前記界磁巻線は、Hブリッジ回路(23)の第1レグの上アーム(SW1)及び下アーム(SW2)の接続点(P3)と、第2レグの上アーム(SW3)及び下アーム(SW4)の接続点(P4)とに接続され、
前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームは、それぞれ半導体スイッチング素子を有して構成され、
前記Hブリッジ回路の前記上アームは、直流電源(21)の高圧端子に接続されるとともに、前記Hブリッジ回路の前記下アームは、前記直流電源の低圧端子に接続され、
前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態と、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを導通状態にし、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第1還流状態と、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第2還流状態と、を切り替える制御を行う制御部と、
前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子の入出力端子間電圧に基づいて、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備え、
前記制御部は、
前記異常判定部により前記第1レグの前記下アームに閉異常が生じていると判定された場合、前記第2レグの前記上アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第1還流状態を禁止する制御と、
前記異常判定部により前記第2レグの前記上アームに閉異常が生じていると判定された場合、前記第1レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第2還流状態を禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する回転電機の制御装置。
A controller (40) for a rotating electric machine (10) comprising an armature winding (14) and a field winding (12),
The field winding includes a connection point (P3) between the upper arm (SW1) and the lower arm (SW2) of the first leg of the H bridge circuit (23), and the upper arm (SW3) and the lower arm (SW3) of the second leg. Connected to the connection point (P4) of SW4),
The upper arm and the lower arm of the first leg and the second leg are each configured to have a semiconductor switching element,
The upper arm of the H bridge circuit is connected to a high voltage terminal of a DC power supply (21), and the lower arm of the H bridge circuit is connected to a low voltage terminal of the DC power supply,
The upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are brought into conduction, and the lower arm of the first leg and the upper arm of the second leg are brought into a cutoff state; An exciting state in which an exciting current is supplied to the field winding, the upper arm of the first leg, and the upper arm of the second leg are brought into a conductive state, and the lower arm of the first leg and the A first return state in which a return current flows through the field winding and the lower arm of the second leg is cut off, and the lower arm of the first leg and the lower arm of the second leg are in a conductive state. And a control unit for performing a control for switching between the upper arm of the first leg and the upper arm of the second leg, and a second recirculation state in which a recirculation current is supplied to the field winding. When,
The upper arm and the lower arm of the first leg and the second leg in the excited state, the first return state, and the second return state based on the voltage between the input and output terminals of the semiconductor switching element. An abnormality determination unit that determines whether or not an abnormality has occurred in any of the
The control unit is
When it is determined by the abnormality determination unit that the lower arm of the first leg has a closing abnormality, the upper arm of the second leg is brought into a conductive state, and the upper arm of the first leg, and A control for turning off the lower arm of the second leg to bring the field winding into an exciting state in which an exciting current is supplied, and for prohibiting the first return state;
When it is determined by the abnormality determining unit that the upper arm of the second leg has a closing abnormality, the lower arm of the first leg is brought into a conductive state, and the upper arm of the first leg, and A rotary electric machine that performs at least one of a control for prohibiting the second recirculation state while the lower arm of the second leg is in a cutoff state to be in an excitation state in which an excitation current flows through the field winding. Control device.
前記異常判定部は、前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子の開閉状態を指令する信号、及び、前記半導体スイッチング素子の入出力端子間電圧に基づいて、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する請求項6に記載の回転電機の制御装置。   In the excitation state, the first recirculation state, and the second recirculation state, the abnormality determination unit provides a signal for instructing an open / closed state of the semiconductor switching element, and an input / output terminal voltage of the semiconductor switching element. The control device for the rotating electric machine according to claim 6, wherein it is determined whether or not an abnormality has occurred in any one of the upper arm and the lower arm of the first leg and the second leg based on the control. 電機子巻線(14)及び界磁巻線(12)を備える回転電機(10)の制御装置(40)であって、
前記界磁巻線は、Hブリッジ回路(23)の第1レグの上アーム(SW1)及び下アーム(SW2)の接続点(P3)と、第2レグの上アーム(SW3)及び下アーム(SW4)の接続点(P4)とに接続され、
前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームは、それぞれ半導体スイッチング素子を有して構成され、
前記Hブリッジ回路の前記上アームは、直流電源(21)の高圧端子に接続されるとともに、前記Hブリッジ回路の前記下アームは、前記直流電源の低圧端子に接続され、
前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態と、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを導通状態にし、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第1還流状態と、前記第1レグの前記下アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に還流電流を流す第2還流状態と、を切り替える制御を行う制御部と、
前記励磁状態、前記第1還流状態、及び、前記第2還流状態において、前記半導体スイッチング素子の温度に基づいて、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備え、
前記制御部は、
前記異常判定部により前記第1レグの前記下アームに閉異常が生じていると判定された場合、前記第2レグの前記上アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第1還流状態を禁止する制御と、
前記異常判定部により前記第2レグの前記上アームに閉異常が生じていると判定された場合、前記第1レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第2還流状態を禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する回転電機の制御装置。
A controller (40) for a rotating electric machine (10) comprising an armature winding (14) and a field winding (12),
The field winding includes a connection point (P3) between the upper arm (SW1) and the lower arm (SW2) of the first leg of the H bridge circuit (23), and the upper arm (SW3) and the lower arm (SW3) of the second leg. Connected to the connection point (P4) of SW4),
The upper arm and the lower arm of the first leg and the second leg are each configured to have a semiconductor switching element,
The upper arm of the H bridge circuit is connected to a high voltage terminal of a DC power supply (21), and the lower arm of the H bridge circuit is connected to a low voltage terminal of the DC power supply,
The upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are brought into conduction, and the lower arm of the first leg and the upper arm of the second leg are brought into a cutoff state; An exciting state in which an exciting current is supplied to the field winding, the upper arm of the first leg, and the upper arm of the second leg are brought into a conductive state, and the lower arm of the first leg and the A first return state in which a return current flows through the field winding and the lower arm of the second leg is cut off, and the lower arm of the first leg and the lower arm of the second leg are in a conductive state. And a control unit for performing a control for switching between the upper arm of the first leg and the upper arm of the second leg, and a second recirculation state in which a recirculation current is supplied to the field winding. When,
In the excited state, the first return state, and the second return state, one of the upper arm and the lower arm of the first leg and the second leg is based on the temperature of the semiconductor switching element. An abnormality determination unit that determines whether or not an abnormality has occurred,
The control unit is
When it is determined by the abnormality determination unit that the lower arm of the first leg has a closing abnormality, the upper arm of the second leg is brought into a conductive state, and the upper arm of the first leg, and A control for turning off the lower arm of the second leg to bring the field winding into an exciting state in which an exciting current is supplied, and for prohibiting the first return state;
When it is determined by the abnormality determining unit that the upper arm of the second leg has a closing abnormality, the lower arm of the first leg is brought into a conductive state, and the upper arm of the first leg, and A rotary electric machine that performs at least one of a control for prohibiting the second recirculation state while the lower arm of the second leg is in a cutoff state to be in an excitation state in which an excitation current flows through the field winding. Control device.
前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームは、半導体スイッチング素子を有して構成され、
前記制御部は、
前記異常判定部により前記第1レグの前記上アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第2レグの前記上アーム、及び、前記第1レグの前記下アームを導通状態にし、前記第2レグの前記下アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第1還流状態への切り替えを禁止する制御と、
前記異常判定部により前記第2レグの前記下アームに開異常が生じていると判定された場合、前記第2レグの前記上アーム及び前記第1レグの前記下アームを導通状態にし、前記第1レグの前記上アームを遮断状態にして、前記界磁巻線に励磁電流を流す励磁状態とするとともに、前記第2還流状態への切り替えを禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する請求項1乃至8のいずれか1項に記載の回転電機の制御装置。
The upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg are configured to include a semiconductor switching element,
The control unit is
When it is determined by the abnormality determination unit that the upper arm of the first leg has an open abnormality, the upper arm of the second leg and the lower arm of the first leg are brought into a conductive state, A control for turning off the lower arm of the second leg to bring the field winding into an exciting state in which an exciting current is supplied, and for prohibiting switching to the first recirculation state;
When it is determined by the abnormality determination unit that the lower arm of the second leg has an open abnormality, the upper arm of the second leg and the lower arm of the first leg are brought into a conductive state, and At least one of a control for prohibiting switching to the second recirculation state as well as an excitation state in which an excitation current is supplied to the field winding by disconnecting the upper arm of one leg. The control device for a rotating electric machine according to any one of 1 to 8.
前記回転電機は車両に搭載され、
前記界磁巻線は、前記第1レグの前記上アーム、及び、前記第2レグの前記下アームを介して電流が流れた場合、前記第2レグの前記上アーム、及び、前記第1レグの前記下アームを介して電流が流れた場合と比較して、界磁が大きくなる有極性を有するものであって、
前記第2レグの前記上アーム、及び、前記第1レグの前記下アームを介して前記励磁電流が流れる場合、前記車両に搭載されている電気負荷の動作を制限する請求項5乃至9のいずれか1項に記載の回転電機の制御装置。
The rotating electric machine is mounted on a vehicle,
When a current flows through the upper arm of the first leg and the lower arm of the second leg, the field winding includes the upper arm of the second leg and the first leg. Comparing to the case where a current flows through the lower arm of, the field has a large polarity,
The operation of an electric load mounted on the vehicle is limited when the exciting current flows through the upper arm of the second leg and the lower arm of the first leg. 2. A control device for a rotating electric machine according to item 1.
前記制御部は、前記異常判定部により前記第1レグの前記上アームに閉異常が生じていると判定された場合に、前記第2還流状態への切り替えを禁止する制御と、前記異常判定部により前記第2レグの前記下アームに閉異常が生じていると判定された場合に、前記第1還流状態への切り替えを禁止する制御と、の少なくとも一方を実施する請求項1乃至10のいずれか1項に記載の回転電機の制御装置。   When the abnormality determination unit determines that the upper arm of the first leg has a closing abnormality, the control unit controls the switching to the second recirculation state, and the abnormality determination unit. According to any one of claims 1 to 10, which performs at least one of a control for prohibiting switching to the first recirculation state when it is determined that a closing abnormality has occurred in the lower arm of the second leg. 2. A control device for a rotating electric machine according to item 1. 前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アーム及び前記下アームは、それぞれパワー半導体スイッチング素子を有して構成される請求項1乃至11のいずれか1項に記載の回転電機の制御装置。   The control device for a rotating electric machine according to claim 1, wherein the upper arm and the lower arm of the first leg and the second leg are each configured to include a power semiconductor switching element.
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