JP6982770B2 - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6982770B2 JP6982770B2 JP2018172915A JP2018172915A JP6982770B2 JP 6982770 B2 JP6982770 B2 JP 6982770B2 JP 2018172915 A JP2018172915 A JP 2018172915A JP 2018172915 A JP2018172915 A JP 2018172915A JP 6982770 B2 JP6982770 B2 JP 6982770B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control
- circuit
- power
- low
- abnormality
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 266
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 182
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 29
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 104
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 70
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 18
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 16
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 101000911772 Homo sapiens Hsc70-interacting protein Proteins 0.000 description 1
- 101001139126 Homo sapiens Krueppel-like factor 6 Proteins 0.000 description 1
- 101000710013 Homo sapiens Reversion-inducing cysteine-rich protein with Kazal motifs Proteins 0.000 description 1
- 101000661807 Homo sapiens Suppressor of tumorigenicity 14 protein Proteins 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Description
図1は、実施形態1による電気車両1の構成を例示している。この電気車両1は、駆動輪2と、モータM1と、動力伝達機構3と、直流電源P1と、モータ制御装置10とを備えている。
モータM1は、電気車両1の駆動輪2を駆動するように構成されている。例えば、モータM1は、埋込磁石同期モータ(IPMSM)や表面磁石同期モータ(SPMSM)などの永久磁石モータによって構成されている。
動力伝達機構3は、モータM1と駆動輪2との間において動力を伝達するように構成されている。例えば、動力伝達機構3は、ディファレンシャルギアやドライブシャフトにより構成されている。モータM1の回転力は、動力伝達機構3を経由して駆動輪2に伝達される。これと同様に、駆動輪2の回転力は、動力伝達機構3を経由してモータM1に伝達される。なお、動力伝達機構3を経由せずにモータM1と駆動輪2とが直結されていてもよい。すなわち、電気車両1は、動力伝達機構3を備えていなくてもよい。
直流電源P1は、駆動輪2を駆動させるための電力(駆動電力)を蓄積するように構成されている。例えば、直流電源P1は、リチウムイオン電池によって構成されている。
図2は、実施形態1によるモータ制御装置10の構成を例示している。このモータ制御装置10は、直流電源P1の電力を用いて三相交流式のモータM1を制御するように構成されている。この例では、モータ制御装置10は、インバータ20と、平滑キャパシタ21と、3つのハイサイド駆動回路(第1,第2,第3ハイサイド駆動回路31u,31v,31w)と、3つのローサイド駆動回路(第1,第2,第3ローサイド駆動回路32u,32v,32w)と、スイッチング制御部33と、ブートストラップ回路40と、異常制御部50とを備えている。また、この例では、モータ制御装置10は、制御系電源P2を備えている。
制御系電源P2は、モータ制御装置10の制御系(この例ではハイサイド駆動回路31u〜31wとローサイド駆動回路32u〜32wとスイッチング制御部33)を動作させるための制御電力を供給するように構成されている。例えば、制御系電源P2は、鉛バッテリによって構成されている。なお、制御系電源P2の電圧は、直流電源P1の電圧(例えば48V)よりも低い電圧(例えば12V)に設定されている。また、この例では、直流電源P2の負極は、後述する接地線LGに接続されている。
インバータ20は、直流電源P1から供給される直流電力をスイッチング動作により三相の交流電力に変換して、その交流電力をモータM1に供給するように構成されている。具体的には、インバータ20は、3つのハイサイドスイッチング素子(第1,第2,第3ハイサイドスイッチング素子S1,S2,S3)と、3つのローサイドスイッチング素子(第1,第2,第3ローサイドスイッチング素子S4,S5,S6)とを有している。
平滑キャパシタ21は、電源線LPと接地線LGとの間に接続され、電源線LPに印加される電圧(電源電圧)を平滑化するように構成されている。具体的には、平滑キャパシタ21は、電源電圧のリップルの低減、リップル電流の吸収、サージ電圧の吸収などを行うように構成されている。例えば、平滑キャパシタ21は、電解コンデンサやフィルムコンデンサによって構成されている。
3つのハイサイド駆動回路31u〜31wは、3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3にそれぞれ対応している。また、3つのハイサイド駆動回路31u〜31wは、制御電力(この例では制御系電源P2から供給される電力)により動作するように構成され、3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3のオンオフをそれぞれ制御するように構成されている。
3つのローサイド駆動回路32u〜32wは、3つのローサイドスイッチング素子S4〜S6にそれぞれ対応している。また、3つのローサイド駆動回路32u〜32wは、制御電力(この例では制御系電源P2から供給される電力)により動作するように構成され、3つのローサイドスイッチング素子S4〜S6のオンオフをそれぞれ制御するように構成されている。
スイッチング制御部33は、制御電力(この例では制御系電源P2から供給された電力)により動作するように構成されている。また、スイッチング制御部33は、モータM1に流れる電流を検知する電流センサ(図示を省略)やモータM1の磁極位置を検知する磁極位置センサ(図示を省略)などの各種センサにより検知された情報や外部から入力された制御指令などに基づいて、ハイサイド駆動回路31u〜31wおよびローサイド駆動回路32u〜32wを制御してインバータ20のスイッチング素子S1〜S6のスイッチング動作を制御するように構成されている。例えば、スイッチング制御部33は、モータM1のトルクが目標トルク指令に示された目標トルク(例えば電気車両1のアクセルペダルの操作量に応じたトルク)となるように、インバータ20のスイッチング動作を制御する。
ブートストラップ回路40は、3つのブートストラップキャパシタ(第1,第2,第3ブートストラップキャパシタ41u,41v,41w)を有している。3つのブートストラップキャパシタ41u〜41wは、3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3を駆動するための電力をそれぞれ蓄積するように構成されている。そして、ブートストラップ回路40は、3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3のオンオフに応じて3つのブートストラップキャパシタ41u〜41wを充電するように構成されている。
異常制御部50は、3つのブートストラップキャパシタ41u〜41wのうち少なくとも1つ(この例では第1ブートストラップキャパシタ41u)に充電された電力により動作するように構成されている。そして、異常制御部50は、制御電力(この例では制御系電源P2から供給される電力)が遮断状態になると、3つのハイサイド駆動回路31u〜31wを制御して3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3のオンオフを制御するように構成されている。
図3に示すように、この例では、異常制御部50は、状態検知回路51と、異常制御回路52とを有している。状態検知回路51および異常制御回路52は、3つのブートストラップキャパシタ41u〜41wの1つ(この例では第1ブートストラップキャパシタ41u)に蓄積された電力により動作するように構成されている。
状態検知回路51は、制御電力(この例では制御系電源P2から供給される電力)を監視して制御電力が供給状態および遮断状態のいずれであるのかを検知するように構成されている。
異常制御回路52は、3つのハイサイド駆動回路31u〜31wの各々の異常制御端子に制御信号を供給して3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3のオンオフを制御するように構成されている。なお、異常制御回路52によるハイサイド駆動回路31u〜31wの制御は、スイッチング制御部33によるハイサイド駆動回路31u〜31wの制御と同様となっている。
モータ制御装置10の動作モードは、制御電力が供給状態である場合に行われる通常モードと、制御電力が遮断状態である場合に行われる異常モードとに大別される。制御電力が供給状態から遮断状態になると、モータ制御装置10の動作モードが通常モードから異常モードになり、制御電力が遮断状態から供給状態になると、モータ制御装置10の動作モードが異常モードから通常モードになる。
次に、モータ制御装置10の通常モードにおける動作について説明する。通常モードでは、制御電力によりモータ制御装置10の制御系(この例ではハイサイド駆動回路31u〜31wとローサイド駆動回路32u〜32wとスイッチング制御部33)が動作する。なお、通常モードでは、異常制御部50の異常制御回路52は、ハイサイド駆動回路31u〜31wの制御およびローサイド駆動回路32u〜32wへのオフ信号の供給を行わない。
次に、図5を参照して、モータ制御装置10の異常モードにおける動作について説明する。異常モードでは、3つのブートストラップキャパシタ41u〜41wのうち少なくとも1つ(この例では第1ブートストラップキャパシタ41u)に蓄積された電力により異常制御部50が動作する。なお、異常モードでは、モータ制御装置10の制御系(この例ではローサイド駆動回路32u〜32wとスイッチング制御部33)は、動作を停止している。
まず、異常制御回路52は、制御電力が遮断状態であることが状態検知回路51によって検知されると三相短絡制御を開始する。これにより、3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3がオン状態となり、インバータ20の状態が三相短絡状態(3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3がオン状態であり3つのローサイドスイッチング素子S4〜S6がオフ状態である状態)になる。これにより、モータM1から回生される回生電力による過電圧を抑制することができ、回生電力による耐圧破壊からモータ制御装置10(特にインバータ20)を保護することができる。
次に、異常制御回路52は、第1ブートストラップキャパシタ41uの端子間電圧VBCを監視し、第1ブートストラップキャパシタ41uの端子間電圧VBCが第1電圧閾値Vth1を下回るまで三相短絡制御を継続する。
第1ブートストラップキャパシタ41uの端子間電圧VBCが第1電圧閾値Vth1を下回ると、異常制御回路52は、三相短絡制御を終了して全相開放制御を開始する。これにより、3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3がオフ状態となり、インバータ20の状態が全相開放状態(6つのスイッチング素子S1〜S6がオフ状態である状態)になる。その結果、モータM1から回生された電力により3つのブートストラップキャパシタ41u〜41wを充電することができ、ハイサイド駆動回路31u〜31wおよび異常制御部50の動作に用いられる電力を確保することができる。
次に、異常制御回路52は、第1ブートストラップキャパシタ41uの端子間電圧VBCを監視し、第1ブートストラップキャパシタ41uの端子間電圧VBCが第2電圧閾値Vth2を上回るまで全相開放制御を継続する。
第1ブートストラップキャパシタ41uの端子間電圧VBCが第2電圧閾値Vth2を上回ると、異常制御回路52は、全相開放制御を終了して三相短絡制御を開始する。これにより、3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3がオン状態となり、インバータ20の状態が全相開放状態から三相短絡状態になる。その結果、モータM1から回生された電力によりブートストラップキャパシタ41u〜41wを充電するための動作を終了してモータM1から回生される回生電力による過電圧を抑制するための動作を再開することができる。これにより、ハイサイド駆動回路31u〜31wおよび異常制御部50の動作に用いられる電力を確保しつつ、回生電力による耐圧破壊からモータ制御装置10(特にインバータ20)を保護することができる。次に、ステップST12へ進む。
次に、図7を参照して、モータ制御装置10の異常モードにおける動作を具体的に説明する。以下では、電気車両1の走行中に制御電力が供給状態から遮断状態となる場合を例に挙げて説明する。
以上のように、異常制御回路52(異常制御部50)が3つのブートストラップキャパシタ41u〜41wのうち少なくとも1つ(この例では第1ブートストラップキャパシタ41u)に蓄積された電力により動作するように構成されているので、制御電力が遮断状態である場合であっても、異常制御回路52(異常制御部50)によって3つのハイサイド駆動回路31u〜31wを制御して3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3のオンオフを制御することができる。
図8は、実施形態2によるモータ制御装置10の構成を例示している。実施形態2によるモータ制御装置10は、実施形態1によるモータ制御装置10と比べて、異常制御部50の構成が異なっている。実施形態2によるモータ制御装置10のその他の構成は、実施形態1によるモータ制御装置10の構成と同様となっている。
実施形態2では、異常制御部50は、3つの状態検知回路(第1,第2,第3状態検知回路51u,51v,51w)と、3つの異常制御回路(第1,第2,第3異常制御回路52u,52v,52w)とを有している。この例では、第1状態検知回路51uと第1異常制御回路52uと第1ブートストラップキャパシタ41uと第1ハイサイド駆動回路31uと第1ローサイド駆動回路32uとが互いに対応し、第2状態検知回路51vと第2異常制御回路52vと第2ブートストラップキャパシタ41vと第2ハイサイド駆動回路31vと第2ローサイド駆動回路32vとが互いに対応し、第3状態検知回路51wと第3異常制御回路52wと第3ブートストラップキャパシタ41wと第3ハイサイド駆動回路31wと第3ローサイド駆動回路32wとが互いに対応している。
3つの状態検知回路51u〜51wの各々は、3つのブートストラップキャパシタ41u〜41wのうちその状態検知回路に対応するブートストラップキャパシタに充電された電力により動作するように構成されている。また、3つの状態検知回路51u〜51wの各々は、制御電力(この例では制御系電源P2から供給される電力)を監視して制御電力が遮断状態であることを検知するように構成されている。
3つの異常制御回路52u〜52wの各々は、3つのブートストラップキャパシタ41u〜41wのうちその異常制御回路に対応するブートストラップキャパシタに充電された電力により動作するように構成されている。また、3つの異常制御回路52u〜52wの各々は、制御電力(この例では制御系電源P2から供給される電力)が遮断状態になると、3つのハイサイド駆動回路31u〜31wのうちその異常制御回路に対応するハイサイド駆動回路を制御して3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3のうちその異常制御回路に対応するハイサイドスイッチング素子のオンオフを制御するように構成されている。
具体的には、この例では、3つの異常制御回路52u〜52wの各々は、3つのハイサイド駆動回路31u〜31wのうちその異常制御回路に対応するハイサイド駆動回路の異常制御端子に制御信号を供給して3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3のうちその異常制御回路に対応するハイサイドスイッチング素子のオンオフを制御するように構成されている。なお、異常制御回路52u〜52wによるハイサイド駆動回路31u〜31wの制御は、スイッチング制御部33によるハイサイド駆動回路31u〜31wの制御と同様となっている。
次に、実施形態2によるモータ制御装置10の通常モードにおける動作について説明する。実施形態2によるモータ制御装置10の通常モードにおける動作は、実施形態1によるモータ制御装置10の通常モードにおける動作と同様となっている。なお、通常モードでは、異常制御部50の異常制御回路52u〜52wは、ハイサイド駆動回路31u〜31wの制御およびローサイド駆動回路32u〜32wへのオフ信号の供給を行わない。
次に、図9を参照して、実施形態2によるモータ制御装置10の異常モードにおける動作について説明する。異常モードでは、ブートストラップキャパシタ41u〜41wに蓄積された電力により状態検知回路51u〜51wおよび異常制御回路52u〜52wがそれぞれ動作する。なお、異常モードでは、モータ制御装置10の制御系(この例ではローサイド駆動回路32u〜32wとスイッチング制御部33)は、動作を停止している。
まず、第1異常制御回路52uは、制御電力が遮断状態であることが第1状態検知回路51uによって検知されるとハイサイド短絡制御を開始する。これと同様に、第2および第3異常制御回路52uは、制御電力が遮断状態であることが第2および第3状態検知回路51v,51wによって検知されるとハイサイド短絡制御を開始する。これにより、3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3がオン状態となり、インバータ20の状態が三相短絡状態(3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3がオン状態であり3つのローサイドスイッチング素子S4〜S6がオフ状態である状態)になる。これにより、モータM1から回生される回生電力による過電圧を抑制することができ、回生電力による耐圧破壊からモータ制御装置10(特にインバータ20)を保護することができる。
次に、第1異常制御回路52uは、第1ブートストラップキャパシタ41uの端子間電圧VBCを監視し、第1ブートストラップキャパシタ41uの端子間電圧VBCが第1電圧閾値Vth1を下回るまでハイサイド短絡制御を継続する。これと同様に、第2および第3異常制御回路52v,52wは、第2および第3ブートストラップキャパシタ41v,41wの端子間電圧VBCが第1電圧閾値Vth1を下回るまでハイサイド短絡制御を継続する。これにより、インバータ20の状態が三相短絡状態に維持される。
第1ブートストラップキャパシタ41uの端子間電圧VBCが第1電圧閾値Vth1を下回ると、第1異常制御回路52uは、ハイサイド短絡制御を終了して両サイド開放制御を開始する。これと同様に、第2および第3ブートストラップキャパシタ41v,41wの端子間電圧VBCが第1電圧閾値Vth1を下回ると、第2および第3異常制御回路52v,52wは、ハイサイド短絡制御を終了して両サイド開放制御を開始する。これにより、3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3がオフ状態となり、インバータ20の状態が全相開放状態(6つのスイッチング素子S1〜S6がオフ状態である状態)になる。その結果、モータM1から回生された電力により3つのブートストラップキャパシタ41u〜41wを充電することができ、ハイサイド駆動回路31u〜31wおよび異常制御部50の動作に用いられる電力を確保することができる。
次に、第1異常制御回路52uは、第1ブートストラップキャパシタ41uの端子間電圧VBCを監視し、第1ブートストラップキャパシタ41uの端子間電圧VBCが第2電圧閾値Vth2を上回るまで両サイド開放制御を継続する。これと同様に、第2および第3異常制御回路52v,52wは、第2および第3ブートストラップキャパシタ41v,41wの端子間電圧VBCを監視し、第2および第3ブートストラップキャパシタ41v,41wの端子間電圧VBCが第2電圧閾値Vth2を上回るまで両サイド開放制御を継続する。これにより、インバータ20の状態が全相開放状態に維持される。
第1ブートストラップキャパシタ41uの端子間電圧VBCが第2電圧閾値Vth2を上回ると、第1異常制御回路52uは、両サイド開放制御を終了してハイサイド短絡制御を開始する。これと同様に、第2および第3ブートストラップキャパシタ41v,41wの端子間電圧VBCが第2電圧閾値Vth2を上回ると、第2および第3異常制御回路52v,52wは、両サイド開放制御を終了してハイサイド短絡制御を開始する。これにより、3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3がオン状態となり、インバータ20の状態が全相開放状態から三相短絡状態になる。その結果、モータM1から回生された電力によりブートストラップキャパシタ41u〜41wを充電するための動作を終了してモータM1から回生される回生電力による過電圧を抑制するための動作を再開することができる。これにより、ハイサイド駆動回路31u〜31wおよび異常制御部50の動作に用いられる電力を確保しつつ、回生電力による耐圧破壊からモータ制御装置10(特にインバータ20)を保護することができる。次に、ステップST22へ進む。
以上のように、3つの異常制御回路52u〜52wの各々が3つのブートストラップキャパシタ41u〜41wのうちその異常制御回路に対応するブートストラップキャパシタに充電された電力により動作するように構成されているので、制御電力が遮断状態である場合であっても、異常制御回路52u〜52wによって3つのハイサイド駆動回路31u〜31wを制御して3つのハイサイドスイッチング素子S1〜S3のオンオフを制御することができる。
図10に示すように、異常制御部50は、3つの状態検知回路51u〜51wに代えて1つの状態検知回路51を有していてもよい。図10の例では、3つの異常制御回路52u〜52wは、状態検知回路51の出力(具体的には検知信号S51)に応じて動作するように構成されている。なお、異常制御回路52u〜52wの状態検知回路51の出力に応じた動作は、実施形態2の異常制御回路52u〜52wの状態検知回路51u〜51wの出力に応じた動作と同様となっている。
図11は、実施形態3による車両駆動装置100の構成を例示している。車両駆動装置100は、ハイブリッド車両に用いられる車両駆動装置であり、駆動輪2と、モータM1と、変速機T1と、直流電源P1と、モータ制御装置10と、変速機制御装置12とを備えている。この例では、駆動輪2、モータM1、およびモータ制御装置10は、実施形態1または実施形態2による駆動輪2、モータM1、およびモータ制御装置10とそれぞれ同様となっている。モータ制御装置10については、実施形態3に関連する機能的なブロックとして、インバータ20、スイッチング制御部33、および異常制御部50のみを示している。なお、エンジンE1およびエンジン制御装置11はハイブリッド車両の一般的な構成要素であり、車両駆動装置100の特徴部分を構成していない。
変速機T1は、モータM1と機械的に接続され、モータM1と駆動輪2との間において、可変の変速比で動力を伝達するように構成されている。変速機T1は、変速機制御装置12による制御に従って変速比を変更する。ここでは、変速段数が5段の変速機T1を用いたものとして説明する。変速機T1は、実施形態1による動力伝達機構3の一部分を構成していてもよい。変速機T1は、5段以外の変速段数であってもよいし、無段変速機であってもよい。
変速機制御装置12は、モータ制御装置10の異常制御部50がオン制御を実施していると判断した際に、モータM1の回転数rが第1回転数閾値である回転数閾値r1以上となるように変速機T1の変速比を制御する。オン制御とは、インバータ20における3つのハイサイドスイッチング素子、または、3つのローサイドスイッチング素子のいずれか一方を同時にオン状態にする制御である。
エンジンE1は、モータM1とともに駆動輪2を駆動するように構成されている。
エンジン制御装置11は、エンジンE1の回転数、トルクなどについて、モータM1との協調制御を行う。
図12は、モータ制御装置10の異常制御部50がオン制御を実施しているときの、モータM1の回転数−ブレーキトルク特性を例示している。図12に示すように、オン制御中は、モータM1の回転数rが回転数閾値r1を下回るとブレーキトルクが増大するため、エンストの可能性が高まる(A)。これに対し、変速機制御装置12は、オン制御が実施されていると判断した際に、モータM1の回転数rが回転数閾値r1以上となるように変速機T1の変速比を制御する(B)。その結果、モータM1の回転数rが回転数閾値r1以上の範囲でオン制御が継続するので、ブレーキトルクの低い状態が維持され、エンストが起こりにくくなる(C)。なお、回転数閾値r1は、図12の特性に基づいて、ブレーキトルクが低い状態を維持できる下限のモータM1の回転数rから予め決定される。
次に、図13を参照して、変速機制御装置12のオン制御中の動作について説明する。なお、実施形態3では、モータ制御装置10への制御電力だけが供給されず、変速機制御装置12へは制御電力が供給される場合について述べる。したがって、モータ制御装置10がインバータ20を制御できないものの、変速機制御装置12は動作できる。これは、例えば、制御系電源P2からモータ制御装置10への配線が断たれる故障が該当する。
まず、変速機制御装置12は、異常制御部50がオン制御を実施中か否かを判断する。オン制御中は、インバータ20における3つのハイサイドスイッチング素子S1,S2,S3、または、3つのローサイドスイッチング素子S4,S5,S6のいずれか一方が同時にオン状態となっている。
オン制御中と判断されると、変速機制御装置12は、モータM1の回転数rを、モータM1から供給されるモータ回転数信号Rによって検出する。
モータ回転数rが回転数閾値r1より大きい場合、回転数の低下によってブレーキトルクが生じる可能性が小さいため、現在のギアを維持する。
モータ回転数rが回転数閾値r1以下でかつギアがローギアである場合、車速が十分に低いことからブレーキトルクが生じてもその影響は小さいため、ローギアを維持する。
モータ回転数rが回転数閾値r1以下でかつギアがローギア以外である場合、ギアを1段下げる。変速機T1が、無段変速機であれば、モータ回転数rが回転数閾値r1になるように無段変速制御する。これにより、モータの回転数rが回転数閾値r1未満に下がることを回避し、モータの回転数の低下によるブレーキトルクの増大およびそれによるエンストの可能性を低減できる。
以上のように、変速機制御装置12は、オン制御が実施されていると判断すると、モータM1の回転数rが回転数閾値r1以上となるように変速機T1の変速比を制御するので、モータの回転数の低下によるブレーキトルクの増大およびそれによるエンストが起きにくくなる。これにより、オン制御が実施されるような異常が発生した際に、例えば、リンプホームモードでのスムーズな走行を提供することができる。
実施形態4によるオン制御時における変速機制御装置12の動作について説明する。
モータ回転数rが、回転数閾値r1より大きい第2回転数閾値である回転数閾値r2未満の場合、モータM1が過回転となる可能性が小さいため、現在のギアを維持する。なお、回転数閾値r2は、モータM1の永久磁石が減磁されてしまう可能性がある電流がコイルに流れる際のモータM1の回転数rから予め決定される。
モータ回転数rが回転数閾値r2以上で、かつギアがトップ(5th)ギアであれば、トップギアを維持する。
モータ回転数rが回転数閾値r2以上で、かつ、ギアがサード(3rd)ギアまたはフォース(4th)ギアであれば、ギアを1段上げる(ステップST44)。これにより、モータM1の回転数rが回転数閾値r2以下となるので、モータM1の過回転が起きにくくなる。
以上、一つまたは複数の態様に係るモータ制御装置および車両駆動装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれてもよい。
2 駆動輪
3 動力伝達機構
P1 直流電源
M1 モータ
E1 エンジン
T1 変速機
C1、C2 通信線
R モータ回転数信号
LP 電源線
LG 接地線
10 モータ制御装置
11 エンジン制御装置
12 変速機制御装置
20 インバータ
S1〜S3 ハイサイドスイッチング素子
S4〜S6 ローサイドスイッチング素子
21 平滑キャパシタ
31u〜31w ハイサイド駆動回路
32u〜32w ローサイド駆動回路
33 スイッチング制御部
40 ブートストラップ回路
41u〜41w ブートストラップキャパシタ
42u〜42w ブートストラップダイオード
45u〜45w 充電線
46u〜46w 充電抵抗
47u〜47w 充電ダイオード
50 異常制御部
51 状態検知回路
51u〜51w 状態検知回路
52 異常制御回路
52u〜52w 異常制御回路
Claims (13)
- 直流電源の電力により三相交流式のモータを制御するモータ制御装置であって、
前記直流電源の正極に接続される電源線と前記モータの3つの端子にそれぞれ接続される3つの出力線との間にそれぞれ接続される3つのハイサイドスイッチング素子と、該3つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される3つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、
前記3つのハイサイドスイッチング素子、および、前記3つのローサイドスイッチング素子を制御する制御電力が遮断状態になると、前記モータが発生する回生電力に基づいて、前記3つのハイサイドスイッチング素子、または、前記3つのローサイドスイッチング素子を同時にオンオフ制御する異常制御部と、
前記制御電力により動作するように構成され、前記3つのハイサイドスイッチング素子のオンオフをそれぞれ制御する3つのハイサイド駆動回路と、
前記3つのハイサイドスイッチング素子を駆動するための電力をそれぞれ蓄積するように構成された3つのブートストラップキャパシタを有し、該3つのハイサイドスイッチング素子のオンオフに応じて該3つのブートストラップキャパシタを充電するブートストラップ回路と、を備え、
前記異常制御部は、前記回生電力に基づいて、前記3つのブートストラップキャパシタのうち少なくとも1つに充電された電力により動作するように構成され、前記制御電力が遮断状態になると、前記3つのハイサイド駆動回路を制御して前記3つのハイサイドスイッチング素子のオンオフを制御する、
モータ制御装置。 - 前記制御電力により動作するように構成され、前記3つのローサイドスイッチング素子のオンオフをそれぞれ制御する3つのローサイド駆動回路を備え、
前記3つのローサイドスイッチング素子および前記3つのローサイド駆動回路は、該3つのローサイド駆動回路に供給される前記制御電力が遮断状態になると該3つのローサイドスイッチング素子がオフ状態となるように構成されている
請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記異常制御部は、前記制御電力が遮断状態になると、前記3つのハイサイドスイッチング素子がオン状態となるように前記3つのハイサイド駆動回路を制御する、
請求項2に記載のモータ制御装置。 - 前記ブートストラップ回路は、前記3つのブートストラップキャパシタの一端と前記電源線とをそれぞれ接続する3つの充電線を有し、
前記3つのブートストラップキャパシタの他端は、前記3つの出力線にそれぞれ接続され、
前記異常制御部は、前記制御電力が遮断状態である場合に、前記3つのブートストラップキャパシタのうち該異常制御部の動作に用いられる電力を蓄積するブートストラップキャパシタの端子間電圧が第1電圧閾値を下回ると、前記3つのハイサイドスイッチング素子がオフ状態となるように前記3つのハイサイド駆動回路を制御する、
請求項3に記載のモータ制御装置。 - 前記異常制御部は、前記制御電力が遮断状態である場合に、前記3つのブートストラップキャパシタのうち該異常制御部の動作に用いられる電力を蓄積するブートストラップキャパシタの端子間電圧が第1電圧閾値よりも高い第2電圧閾値を上回ると、前記3つのハイサイドスイッチング素子がオン状態となるように前記3つのハイサイド駆動回路を制御する、
請求項4に記載のモータ制御装置。 - 前記異常制御部は、前記制御電力が遮断状態になると、前記3つのローサイド駆動回路にオフ信号を供給するように構成され、
前記3つのローサイドスイッチング素子および前記3つのローサイド駆動回路は、該3つのローサイド駆動回路に前記オフ信号が供給されると該3つのローサイドスイッチング素子がオフ状態となるように構成されている、
請求項2〜5のいずれか1項に記載のモータ制御装置。 - 前記異常制御部は、前記3つのハイサイド駆動回路にそれぞれ対応する3つの異常制御回路を有し、
前記3つの異常制御回路の各々は、前記3つのブートストラップキャパシタのうち該異常制御回路に対応するブートストラップキャパシタに充電された電力により動作するように構成され、前記制御電力が遮断状態になると、前記3つのハイサイドスイッチング素子のうち該異常制御回路に対応するハイサイドスイッチング素子がオン状態となるように前記3つのハイサイド駆動回路のうち該異常制御回路に対応するハイサイド駆動回路を制御する、
請求項2に記載のモータ制御装置。 - 前記ブートストラップ回路は、前記3つのブートストラップキャパシタの一端と前記電源線とをそれぞれ接続する3つの充電線を有し、
前記3つのブートストラップキャパシタの他端は、前記3つの出力線にそれぞれ接続され、
前記3つの異常制御回路の各々は、前記制御電力が遮断状態である場合に、前記3つのブートストラップキャパシタのうち該異常制御回路に対応するブートストラップキャパシタの端子間電圧が第1電圧閾値を下回ると、前記3つのハイサイドスイッチング素子のうち該異常制御回路に対応するハイサイドスイッチング素子がオフ状態となるように前記3つのハイサイド駆動回路のうち該異常制御回路に対応するハイサイド駆動回路を制御する、
請求項7に記載のモータ制御装置。 - 前記3つの異常制御回路の各々は、前記制御電力が遮断状態である場合に、前記3つのブートストラップキャパシタのうち該異常制御回路に対応するブートストラップキャパシタの端子間電圧が前記第1電圧閾値よりも高い第2電圧閾値を上回ると、前記3つのハイサイドスイッチング素子のうち該異常制御回路に対応するハイサイドスイッチング素子がオン状態となるように前記3つのハイサイド駆動回路のうち該異常制御回路に対応するハイサイド駆動回路を制御する、
請求項8に記載のモータ制御装置。 - 前記3つの異常制御回路の各々は、前記制御電力が遮断状態になると、前記3つのローサイド駆動回路のうち該異常制御回路に対応するローサイド駆動回路にオフ信号を供給するように構成され、
前記3つのローサイドスイッチング素子および前記3つのローサイド駆動回路は、該3つのローサイド駆動回路に前記オフ信号が供給されると該3つのローサイドスイッチング素子がオフ状態となるように構成されている、
請求項7〜9のいずれか1項に記載のモータ制御装置。 - 前記3つの異常制御回路の各々は、前記3つのハイサイド駆動回路のうち該異常制御回路に対応するハイサイド駆動回路とともに単一の半導体チップに集積されている、
請求項7〜10のいずれか1項に記載のモータ制御装置。 - 前記ブートストラップ回路は、前記3つの充電線にそれぞれ設けられた3つの充電抵抗を有している
請求項4、5、8および9のいずれか1項に記載のモータ制御装置。 - 前記ブートストラップ回路は、前記3つの充電線にそれぞれ設けられた3つの充電ダイオードを有し、
前記3つの充電ダイオードの各々は、前記電源線から前記3つのブートストラップキャパシタのうち該充電ダイオードに対応するブートストラップキャパシタの一端へ向かう方向が順方向となるように構成されている、
請求項4、5、8、9および12のいずれか1項に記載のモータ制御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019104155.4A DE102019104155B4 (de) | 2018-02-23 | 2019-02-19 | Elektromotorsteuerungsvorrichtung und Fahrzeugantriebsvorrichtung |
CN201910121889.1A CN110190799B (zh) | 2018-02-23 | 2019-02-19 | 电动机控制装置和车辆驱动装置 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018030824 | 2018-02-23 | ||
JP2018030824 | 2018-02-23 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019146468A JP2019146468A (ja) | 2019-08-29 |
JP2019146468A5 JP2019146468A5 (ja) | 2020-11-12 |
JP6982770B2 true JP6982770B2 (ja) | 2021-12-17 |
Family
ID=67771343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018172915A Active JP6982770B2 (ja) | 2018-02-23 | 2018-09-14 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6982770B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7234965B2 (ja) * | 2020-02-12 | 2023-03-08 | 株式会社豊田自動織機 | 車載用インバータの制御装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4720941B1 (ja) * | 2010-01-18 | 2011-07-13 | ダイキン工業株式会社 | 電力変換装置 |
JP5433608B2 (ja) * | 2011-03-03 | 2014-03-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP6418252B2 (ja) * | 2014-12-25 | 2018-11-07 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 回転電機制御装置 |
JP6252569B2 (ja) * | 2015-09-10 | 2017-12-27 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両 |
-
2018
- 2018-09-14 JP JP2018172915A patent/JP6982770B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019146468A (ja) | 2019-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6917179B2 (en) | Load driver and control method for safely driving DC load and computer-readable recording medium with program recorded thereon for allowing computer to execute the control | |
US10291168B2 (en) | Power conversion control apparatus | |
US7269535B2 (en) | Fault diagnosing apparatus for vehicle and fault diagnosing method for vehicle | |
US6426608B2 (en) | Automobile and power supply system therefor | |
US7015594B2 (en) | Vehicle-mounted electric generator control system which selectively supplies regenerative field current to battery in accordance with currently available generating capacity | |
CN111319467B (zh) | 车辆的电源系统 | |
EP2860059A2 (en) | Electric vehicle power conversion system | |
US20090058339A1 (en) | Electric motor drive apparatus, hybrid vehicle with the same and stop control method of electric power converting device | |
JP6284496B2 (ja) | 電圧変換装置 | |
CN110190799B (zh) | 电动机控制装置和车辆驱动装置 | |
WO2013014866A1 (ja) | 車両用電源装置 | |
JP3333814B2 (ja) | ハイブリッド自動車の制御装置 | |
JP2005287137A (ja) | 平滑コンデンサの放電装置 | |
JP4391513B2 (ja) | 車両用交流発電機の制御装置 | |
JP2006254643A (ja) | 異常判定装置および車両 | |
JP6982770B2 (ja) | モータ制御装置 | |
JP6187180B2 (ja) | 電力変換システム | |
JP2004088866A (ja) | 電圧変換装置、判定方法、電圧変換における異常原因の判定をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体 | |
JP6671402B2 (ja) | 車両用電源装置 | |
JP2008035670A (ja) | 車両の電力供給装置、電力供給装置の制御方法、その制御方法を実現するためのプログラム、およびそのプログラムを記録した記録媒体 | |
US20210159897A1 (en) | Drive circuit | |
JP7243676B2 (ja) | 電力変換器の制御回路 | |
JP4314896B2 (ja) | 負荷駆動装置、それを搭載した自動車および負荷駆動装置における漏電発生時の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体 | |
JP2003209968A (ja) | 電源装置 | |
JP2006304542A (ja) | 電圧変換装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201005 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201005 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210730 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210817 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210914 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211026 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211102 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6982770 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
SZ03 | Written request for cancellation of trust registration |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313Z03 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |