JP7259563B2 - Rotating electric machine control system - Google Patents
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Description
本発明は、車両の車輪に駆動連結された交流の回転電機を駆動制御する回転電機制御システムに関する。 The present invention relates to a rotary electric machine control system that drives and controls an AC rotary electric machine that is drivingly connected to wheels of a vehicle.
上記のような回転電機制御システムの一例が、特開2005-73399号公報(特許文献1)に開示されている。以下、背景技術の説明において括弧内に示す符号は特許文献1のものである。特許文献1に記載の回転電機制御システムは、インバータ(20)の直流側に並列接続された平滑コンデンサ(15)を放電させるための、放電回路(60)を備えている。この放電回路(60)は、電源ライン(11)とアースライン(12)との間に直列に接続される放電リレー回路(62)及び放電抵抗(65)を備え、放電リレー回路(62)を導通させることで、電源ライン(11)とアースライン(12)との間に放電抵抗(65)を介した強制的な放電経路が形成される。
An example of the rotating electric machine control system as described above is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-73399 (Patent Document 1). Reference numerals shown in parentheses in the following description of the background art are those of
そして、特許文献1に記載のシステムでは、電源ライン(11)上の電圧(言い換えれば、インバータ(20)の直流側の電圧)を電源として放電リレー回路(62)を導通させる構成を備えることで、インバータ(20)を制御する制御装置(40)に動作異常等の問題が発生した場合にも、平滑コンデンサ(15)に蓄えられた電荷を確実に放電させることを可能としている。なお、放電リレー回路(62)は、インバータ(20)の直流側の電圧を電源として導通されるため、平滑コンデンサ(15)の放電が完了するのに応じて、放電リレー回路(62)は自動的に開放される。
In the system described in
ところで、回転電機が回転している状態では、回転電機の回転に伴い発生する逆起電力によって、コンデンサが充電される場合がある。特許文献1に記載の技術では、コンデンサの放電が完了した時点で放電リレー回路が自動的に開放されるため、この時点で回転電機が回転している場合には、コンデンサが再度充電されるおそれがある。コンデンサが再度充電されることで、インバータの直流側の電圧を電源として放電リレー回路を再度導通させて、コンデンサを再度放電させることができるが、回転電機の回転速度が十分に低下するまでの間、コンデンサの放電及び充電が繰り返されることになる。よって、コンデンサの端子間電圧が目標電圧以下に維持される状態を実現するのに、比較的長い時間を要するおそれがある。
By the way, while the rotating electrical machine is rotating, the capacitor may be charged by the counter electromotive force generated as the rotating electrical machine rotates. In the technique described in
そこで、回転電機が回転している状態で、インバータの直流側の電力を電力源としてコンデンサの放電制御を実行する場合に、コンデンサの端子間電圧が目標電圧以下に維持される状態を実現するのに要する時間の短縮を図ることが可能な技術の実現が望まれる。 Therefore, in a state where the electric rotating machine is rotating, the voltage between the terminals of the capacitor is maintained at a target voltage or less when the discharge control of the capacitor is executed using the power on the DC side of the inverter as the power source. Realization of a technology capable of shortening the time required for processing is desired.
本開示に係る回転電機制御システムは、車両の車輪に駆動連結された交流の回転電機を駆動制御する回転電機制御システムであって、直流と交流との間で電力を変換して前記回転電機に交流電力を供給するインバータと、電力の供給を受けて動作して前記インバータを制御する制御部と、前記インバータの直流側に電力を供給する第1電源と、前記制御部に動作電力を供給する第2電源と、前記第2電源から前記制御部への動作電力の供給停止時に、前記インバータの直流側の電力を電力源として前記制御部の動作電力を生成するバックアップ電源回路と、を備え、前記インバータは、複数のスイッチング素子を備えたインバータ回路と、前記インバータ回路の直流側に並列接続されたコンデンサと、前記コンデンサに並列接続される放電抵抗を備えた放電回路と、前記放電回路の放電抵抗値を第1抵抗値と前記第1抵抗値よりも大きい第2抵抗値とに切り替えるスイッチと、を備え、前記制御部は、前記バックアップ電源回路が前記制御部の動作電力を生成している状態で前記コンデンサを放電させる放電制御を実行する場合に、前記コンデンサの端子間電圧が第1規定電圧以上である状態では、前記放電回路の放電抵抗値が前記第1抵抗値となるように前記スイッチを制御すると共に、前記インバータ回路と前記回転電機との間で電流が還流するように複数の前記スイッチング素子を制御するアクティブショートサーキット制御を実行し、前記コンデンサの端子間電圧が前記第1規定電圧未満である状態では、前記放電回路の放電抵抗値が前記第2抵抗値となるように前記スイッチを制御すると共に、前記アクティブショートサーキット制御を実行する。 A rotating electrical machine control system according to the present disclosure is a rotating electrical machine control system that drives and controls an alternating current rotating electrical machine that is drivingly connected to wheels of a vehicle, and converts power between direct current and alternating current to the rotating electrical machine. an inverter that supplies AC power; a control section that operates upon receiving the supply of power to control the inverter; a first power supply that supplies power to the DC side of the inverter; and supplies operating power to the control section. a second power supply; and a backup power supply circuit that generates operating power for the control unit by using power on the DC side of the inverter as a power source when supply of operating power from the second power supply to the control unit is stopped, The inverter includes an inverter circuit including a plurality of switching elements, a capacitor connected in parallel to the DC side of the inverter circuit, a discharge circuit including a discharge resistor connected in parallel to the capacitor, and a discharge circuit for discharging the discharge circuit. a switch that switches a resistance value between a first resistance value and a second resistance value that is greater than the first resistance value, and the control unit is configured such that the backup power supply circuit generates operating power for the control unit. in a state where the voltage across the terminals of the capacitor is equal to or higher than the first specified voltage, the discharge resistance value of the discharge circuit is set to the first resistance value. active short-circuit control for controlling a switch and controlling a plurality of the switching elements so that a current circulates between the inverter circuit and the rotating electric machine, and the voltage between the terminals of the capacitor is set to the first regulation; When the voltage is less than the voltage, the switch is controlled such that the discharge resistance value of the discharge circuit becomes the second resistance value, and the active short circuit control is executed.
この構成では、制御部が、バックアップ電源回路が制御部の動作電力を生成している状態でコンデンサの放電制御を実行する場合に、すなわち、インバータの直流側の電力を電力源としてコンデンサの放電制御を実行する場合に、コンデンサの端子間電圧が第1規定電圧以上である状態では、放電回路の放電抵抗値が第1抵抗値となるようにスイッチを制御すると共に、アクティブショートサーキット制御を実行する。ここで、第1抵抗値は、第2抵抗値よりも小さいため、放電回路の放電抵抗値を第1抵抗値に切り替えることで、放電回路によるコンデンサの放電速度を高めることができると共に、アクティブショートサーキット制御の実行により、回転電機が回転している場合であっても、回転電機の回転に伴い発生する逆起電力によるコンデンサの端子間電圧の上昇を抑制することができる。よって、コンデンサの端子間電圧を第1規定電圧まで速やかに低下させることができる。 In this configuration, when the control unit performs capacitor discharge control in a state where the backup power supply circuit is generating operating power for the control unit, that is, when the DC side power of the inverter is used as the power source, the capacitor discharge control is performed. when the voltage across the terminals of the capacitor is equal to or higher than the first specified voltage, the switch is controlled so that the discharge resistance value of the discharge circuit becomes the first resistance value, and active short circuit control is executed. . Here, since the first resistance value is smaller than the second resistance value, by switching the discharge resistance value of the discharge circuit to the first resistance value, the discharge speed of the capacitor by the discharge circuit can be increased, and the active short circuit can be prevented. By executing the circuit control, even when the rotating electric machine is rotating, it is possible to suppress an increase in the voltage between the terminals of the capacitor due to the back electromotive force generated as the rotating electric machine rotates. Therefore, the voltage across the terminals of the capacitor can be rapidly lowered to the first specified voltage.
そして、上記の構成では、制御部が、コンデンサの端子間電圧が第1規定電圧未満である状態では、放電回路の放電抵抗値が第2抵抗値となるようにスイッチを制御すると共に、アクティブショートサーキット制御を実行する。よって、コンデンサの端子間電圧が第1規定電圧まで低下した後も、アクティブショートサーキット制御を引き続き実行することでコンデンサの端子間電圧の上昇を抑制しつつ、放電回路の放電抵抗値を第2抵抗値に切り替えることで、放電回路によるコンデンサの放電速度を低く抑え、コンデンサの端子間電圧が、アクティブショートサーキット制御を実行可能なコンデンサの端子間電圧の下限まで低下する時点を遅らせることができる。この結果、アクティブショートサーキット制御が実行される期間を長く確保することができると共に、例えば回転電機の回転速度が次第に低下する状況において放電制御を実行する場合に、コンデンサの端子間電圧が上記の下限まで低下する時点での回転電機の回転速度を低く抑えることができる。これにより、コンデンサの放電後にコンデンサが再度充電されることを抑制し、或いはコンデンサが再度充電される場合であってもその充電量を少なく抑えることができる。 In the above configuration, the control unit controls the switch so that the discharge resistance value of the discharge circuit becomes the second resistance value when the voltage between the terminals of the capacitor is less than the first specified voltage, and the active short circuit Execute circuit control. Therefore, even after the voltage between the terminals of the capacitor has decreased to the first specified voltage, the active short circuit control is continued to suppress the rise of the voltage between the terminals of the capacitor, and the discharge resistance value of the discharge circuit is reduced to the second resistor. By switching the value, it is possible to slow down the discharge rate of the capacitor by the discharge circuit and delay the point at which the voltage across the terminals of the capacitor drops to the lower limit of the voltage across the capacitor at which active short-circuit control can be performed. As a result, it is possible to secure a long period during which the active short circuit control is executed. The rotation speed of the rotary electric machine can be kept low at the time when the As a result, it is possible to prevent the capacitor from being recharged after the capacitor has been discharged, or, even if the capacitor is to be recharged, the amount of charge can be kept small.
従って、コンデンサの端子間電圧が第1規定電圧まで低下した後、コンデンサの端子間電圧を低く維持することが可能となり、この結果、目標電圧を考慮して第1規定電圧を設定することで(例えば、第1規定電圧を目標電圧以下の値に設定することで)、コンデンサの端子間電圧が目標電圧以下に維持される状態を実現するのに要する時間の短縮を図ることができる。 Therefore, after the voltage across the terminals of the capacitor drops to the first specified voltage, it becomes possible to keep the voltage across the terminals of the capacitor low. As a result, by setting the first specified voltage in consideration of the target voltage ( For example, by setting the first specified voltage to a value equal to or lower than the target voltage, it is possible to shorten the time required to achieve a state in which the voltage across the terminals of the capacitor is maintained at or below the target voltage.
回転電機制御システムの更なる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。 Further features and advantages of the rotating electrical machine control system will become clear from the following description of the embodiments described with reference to the drawings.
回転電機制御システムの実施形態について、図面を参照して説明する。図1及び図2に示すように、回転電機制御システム100は、車両の車輪Wに駆動連結された交流の回転電機80を駆動制御するシステムである。
An embodiment of a rotating electric machine control system will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating electrical
図2に一例を示すように、回転電機80は、車輪Wの駆動力源として車両用駆動装置300に設けられる。図2に示す例では、回転電機80は、差動歯車装置DFを介して車両の車輪Wに駆動連結され、車輪Wの駆動力源となる。図2に仮想線で示すように、回転電機80と車輪Wとの間の動力伝達経路に、例えば変速機など他の要素が連結されていてもよい。また、動力伝達経路において回転電機80よりも上流側(車輪Wとは反対側)に、例えば内燃機関などの他の動力源が接続されていてもよい。図2に示す例とは異なり、回転電機80が差動歯車装置DFを介さずに車輪Wに駆動連結される構成、すなわち、回転電機80の駆動力が左右2つの車輪Wではなく1つの車輪Wにのみ伝達される構成としてもよい。尚、本実施形態では、車両用駆動装置300は、回転電機80と車輪Wとの間の動力伝達経路に変速機などの他の要素が連結されていても、動力を伝達しない状態(いわゆるニュートラル状態)にならず、回転電機80と車輪Wとが常に駆動連結される構成とする。
As an example is shown in FIG. 2 , the rotating
回転電機制御システム100は、このように車両の車輪Wに駆動連結された交流の回転電機80を駆動制御する。図1に示すように、回転電機制御システム100は、インバータ20と、電力の供給を受けて動作してインバータ20を制御する制御部10と、第1電源11と、第2電源19と、バックアップ電源回路4と、を備えている。インバータ20は、第1電源11(直流電源、高圧直流電源)に接続されると共に回転電機80に接続されて直流と複数相の交流との間で電力を変換する。すなわち、インバータ20は、直流と交流との間で電力を変換して回転電機80に交流電力を供給する。また、第1電源11は、インバータ20の直流側に電力を供給する。本実施形態では、回転電機80は、3相交流型の回転電機であり、インバータ20は、直流と3相の交流との間で電力を変換する。また、回転電機80は、第1電源11から電力を供給されて力行する電動機と、車輪W等からの動力により発電して第1電源11の側へ電力を回生する発電機との双方の機能を有する。
The rotary electric
図1に示すように、インバータ20は、複数のスイッチング素子3を備えたインバータ回路30を備えている。スイッチング素子3には、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、SiC-MOSFET(Silicon Carbide - Metal Oxide Semiconductor FET)、SiC-SIT(SiC - Static Induction Transistor)、GaN-MOSFET(Gallium Nitride - MOSFET)などのパワー半導体素子を適用すると好適である。図1等に示すように、本実施形態では、スイッチング素子3としてIGBTが用いられる形態を例示する。それぞれのスイッチング素子3には、負極Nから正極Pへ向かう方向(下段側から上段側へ向かう方向)を順方向としてフリーホイールダイオードが並列接続されている。
As shown in FIG. 1 , the
インバータ回路30は、上段側スイッチング素子3Hと下段側スイッチング素子3Lとの直列回路により構成された交流1相分のアーム3Aを複数組(ここでは3組)備えている。本実施形態では、回転電機80のU相、V相、W相に対応するステータコイル8のそれぞれに一組の直列回路(アーム3A)が対応したブリッジ回路が構成される。アーム3Aの中間点、つまり、上段側スイッチング素子3Hと下段側スイッチング素子3Lとの接続点は、回転電機80の3相のステータコイル8にそれぞれ接続される。
The
図1及び図3に示すように、回転電機制御システム100は、インバータ20を駆動するための駆動電圧VDの一部を供給する駆動電源回路7を備えている。ここで、駆動電圧VDは、第1電源11とは異なる電源で、第1電源11よりも低圧の第2電源19(低圧直流電源)の電圧(B)、及び、第2電源19から供給される電力を用いて駆動電源回路7により生成されて制御部10に備えられたドライブ回路2(後述する)で用いられる電圧(VL,VH)を含む。すなわち、第2電源19は、制御部10に動作電力を供給する。第1電源11と第2電源19とは、互いに絶縁されており、互いにフローティングの関係にある。すなわち、第1電源11から電力を供給される高圧系回路のグラウンド“N”と、第2電源19から電力を供給される低圧系回路のグラウンド“G”とは、電気的にフローティングの関係にある。
As shown in FIGS. 1 and 3 , the rotating electrical
インバータ20は、インバータ回路30の直流側に並列接続されたコンデンサ5を備えている。そして、制御部10は、制御部10に供給される駆動電圧VD(B又はVL又はVH)が第3規定電圧V3未満となった場合に(図5参照)、コンデンサ5を放電させる放電制御を実行するように構成されている。詳細は後述するが、制御部10は、放電制御を実行する場合に、特定の状態(具体的には、コンデンサ5の端子間電圧が第2規定電圧V2以上である状態)において、インバータ回路30と回転電機80との間で電流が還流するように複数のスイッチング素子3を制御するアクティブショートサーキット制御(図5におけるASC)を実行するように構成されている。本実施形態では、アクティブショートサーキット制御は、インバータ回路30の上段側スイッチング素子3Hを全てオン状態とする制御(上段側アクティブショートサーキット制御)、又はインバータ回路30の下段側スイッチング素子3Lを全てオン状態にする制御(下段側アクティブショートサーキット制御)である。尚、上段側アクティブショートサーキット制御においては、下段側スイッチング素子3Lは全てオフ状態であり、下段側アクティブショートサーキット制御においては、上段側スイッチング素子3Hは全てオフ状態である。
The
インバータ20は、更に、コンデンサ5に並列接続される放電抵抗Rを備えた放電回路50と、放電回路50の放電抵抗値を第1抵抗値と第1抵抗値よりも大きい第2抵抗値とに切り替えるスイッチSWと、を備えている。放電回路50の放電抵抗値は、スイッチSWをオン状態(導通状態)に制御することで第1抵抗値に切り替えられ、スイッチSWをオフ状態(非導通状態、遮断状態)に制御することで第2抵抗値に切り替えられる。このような放電回路50を設けることで、コンデンサ5に蓄積された電荷を放電抵抗Rに熱として消費させて、コンデンサ5を放電させることができる。図1等に示すように、本実施形態では、スイッチSWとしてIGBTが用いられる形態を例示するが、スイッチSWとして、IGBT以外の半導体スイッチ(半導体素子)を用いることや、機械式スイッチ(リレー等)を用いることも可能である。
The
第1抵抗値は第2抵抗値よりも小さいため、スイッチSWをオン状態に制御することで、スイッチSWをオフ状態に制御する場合に比べて、コンデンサ5の放電速度を高くすることができる。以下では、放電回路50の放電抵抗値が第1抵抗値となるようにスイッチSWを制御する(具体的には、スイッチSWをオン状態に制御する)制御を、急速放電制御という。詳細は後述するが、制御部10は、放電制御を実行する場合に、特定の状態(具体的には、コンデンサ5の端子間電圧が第1規定電圧V1以上である状態)において、急速放電制御(図5におけるADC)を実行するように構成されている。
Since the first resistance value is smaller than the second resistance value, the discharge speed of the
図1に示すように、本実施形態では、放電回路50は、コンデンサ5にそれぞれ並列接続された第1放電抵抗R1及び第2放電抵抗R2を備えている。すなわち、放電回路50は、互いに並列接続された2つの放電抵抗Rである第1放電抵抗R1及び第2放電抵抗R2を備えている。そして、スイッチSWは、第1放電抵抗R1をコンデンサ5に対して電気的に断接するように設けられている。具体的には、第1放電抵抗R1とスイッチSWとの直列回路が、コンデンサ5に並列接続されており、スイッチSWをオン状態に制御することで第1放電抵抗R1がコンデンサ5に対して電気的に接続され、スイッチSWをオフ状態に制御することで第1放電抵抗R1がコンデンサ5から電気的に切り離される。一方、第2放電抵抗R2は、コンデンサ5から電気的に切り離すことが可能に設けられておらず、第2放電抵抗R2は、常に、コンデンサ5に対して電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the
放電回路50が上記のように構成されるため、スイッチSWのオン抵抗を無視する等して単純化して考えると、本実施形態では、第1抵抗値は、第1放電抵抗R1と第2放電抵抗R2との並列回路の合成抵抗値となり、第2抵抗値は、第2放電抵抗R2の抵抗値となる。本実施形態では、第1放電抵抗R1の抵抗値は、第2放電抵抗R2の抵抗値よりも小さい。具体的には、第1放電抵抗R1の抵抗値は、急速放電制御の実行時におけるコンデンサ5の放電速度を適切に確保することができる程度の、比較的小さな値に設定される。また、第2放電抵抗R2の抵抗値は、回転電機80の駆動時(すなわち、急速放電制御の非実行時)の電力ロスを低く抑えることができる程度の、比較的大きな値に設定される。
Since the
上述したように、車輪Wに駆動連結された回転電機80は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車等の車両の駆動力源とすることができる。回転電機80がこのような車両の駆動力源の場合、第1電源11の電源電圧は、例えば200~400[V]である。以下、インバータ20の直流側の電圧(正極Pと負極Nとの間の電圧)を直流リンク電圧Vdcと称する。第1電源11は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池(バッテリ)や、電気二重層キャパシタなどにより構成されていると好適である。インバータ回路30の直流側には、直流リンク電圧Vdcを平滑化する平滑コンデンサ(直流リンクコンデンサ)として機能する、上述したコンデンサ5が備えられている。コンデンサ5は、回転電機80の消費電力の変動に応じて変動する直流電圧(直流リンク電圧Vdc)を安定化させる。コンデンサ5の端子間電圧は、直流リンク電圧Vdcに相当する。なお、インバータ20が、第1電源11の電圧を昇圧する昇圧回路を、第1電源11とインバータ回路30との間に備えていてもよい。この場合、直流リンク電圧Vdcは、昇圧回路による昇圧後の第1電源11の電圧に相当する。
As described above, the rotating
図1に示すように、第1電源11とインバータ20との間には、コンタクタ9が備えられている。具体的には、コンタクタ9は、コンデンサ5と第1電源11との間に配置されている。コンタクタ9は、インバータ20の電気回路系統(コンデンサ5、インバータ回路30)と、第1電源11との電気的な接続を切り離すことが可能である。即ち、インバータ20は、回転電機80に接続されていると共に、コンタクタ9を介して第1電源11に接続されている。コンタクタ9が接続状態(閉状態)において第1電源11とインバータ20(及び回転電機80)とが電気的に接続され、コンタクタ9が開放状態(開状態)において第1電源11とインバータ20(及び回転電機80)との電気的接続が遮断される。
As shown in FIG. 1, a
本実施形態において、このコンタクタ9は、車両内の上位の制御装置の1つである車両制御装置90(図2参照)からの指令に基づいて開閉するメカニカルリレーであり、例えばシステムメインリレーと称される。コンタクタ9は、車両のイグニッションキー(メインスイッチ)がオン状態(有効状態)の際にリレーの接点が閉じて導通状態(接続状態)となり、イグニッションキーがオフ状態(非有効状態)の際にリレーの接点が開いて非導通状態(開放状態)となる。車両には、回転電機80の他、比較的高電圧で駆動される不図示の補機(エアコンディショナー、DC/DCコンバータ等)が備えられている場合がある。これらの補機は、インバータ20と並列に備えられている場合があり、この場合、コンタクタ9は、補機と第1電源11との電気的な接続も切り離すことが可能である。
In this embodiment, the
尚、第2電源19にも、イグニッションキーに連動する電源用スイッチIGが設けられており、一部の供給先へは、イグニッションキーがオン状態(有効状態)の際に電源用スイッチIGが閉じて導通状態(接続状態)となって電力が供給され、イグニッションキーがオフ状態(非有効状態)の際に電源用スイッチIGが開いて非導通状態(開放状態)となり電力の供給が遮断される。例えば、時計や駐車中にも撮影が可能なドライブレコーダー等への電力は、イグニッションキーの状態に拘わらず常に供給されるが、図1に示すようにイグニッションキーがオフ状態の場合には、電源用スイッチIGが開くために制御部10及び駆動電源回路7へは電力が供給されない。
The
制御部10は、インバータ制御装置1を備えている。インバータ制御装置1は、マイクロコンピュータ等の論理プロセッサを中核部材として構築されている。回転電機80の各相のステータコイル8を流れる実電流は電流センサ14により検出され、インバータ制御装置1はその検出結果を取得する。また、回転電機80のロータの各時点での磁極位置や回転速度は、レゾルバ15などの回転センサにより検出され、インバータ制御装置1はその検出結果を取得する。また、直流リンク電圧Vdcは、不図示の電圧センサ等によって検出され、インバータ制御装置1はその検出結果を取得する。直流リンク電圧Vdcは、直流電力に対する交流電力の実効値の割合を示す変調率の設定や、後述するフェールセーフ制御(アクティブショートサーキット制御)の判定に利用される。
The
インバータ制御装置1は、車両制御装置90等の他の制御装置から提供される回転電機80の目標トルクに基づき、電流センサ14及びレゾルバ15の検出結果を用いて、例えばベクトル制御法による電流フィードバック制御を行って、インバータ20を介して回転電機80を制御する。インバータ制御装置1は、モータ制御のために種々の機能部を有して構成されており、各機能部は、マイクロコンピュータ等のハードウエアとソフトウエア(プログラム)との協働により実現される。ベクトル制御及び電流フィードバック制御については、公知であるのでここでは詳細な説明は省略する。
The
インバータ回路30を構成するそれぞれのスイッチング素子3の制御端子(例えばIGBTのゲート端子)は、ドライブ回路2を介してインバータ制御装置1に接続されており、それぞれ個別にスイッチング制御される。スイッチング制御信号Sを生成するインバータ制御装置1は、マイクロコンピュータなどを中核とした電子回路であり、低圧系回路として構成される。低圧系回路は、インバータ回路30などの高圧系回路とは、動作電圧(回路の電源電圧)が大きく異なる。上述したように、車両には、第1電源11の他に、第1電源11よりも低い電圧(B:例えば12~24[V])の電源である第2電源19も搭載されている。マイクロコンピュータ等のプロセッサを中核とするインバータ制御装置1の動作電圧は、例えば5[V]、3.3[V]、2.5[V]等であり、インバータ制御装置1は、第2電源19の電力に基づいてこのような動作電圧を生成する不図示の電圧レギュレータなどの電源回路から電力を供給されて動作する。上述した駆動電圧VDは、これらインバータ制御装置1の動作電圧を含んでいてもよい。
A control terminal (for example, a gate terminal of an IGBT) of each switching
上述したように、低圧系回路は、インバータ回路30などの高圧系回路とは、動作電圧(回路の電源電圧)が大きく異なる。このため、回転電機制御システム100(具体的には、制御部10)には、それぞれのスイッチング素子3に対するスイッチング制御信号Sの電力を増幅するドライブ回路2が備えられている。換言すれば、ドライブ回路2は、スイッチング制御信号Sの駆動能力(例えば電圧振幅や出力電流など、後段の回路を動作させる能力)をそれぞれ高めて、対応するスイッチング素子3に中継する。低圧系回路のインバータ制御装置1により生成されたスイッチング制御信号Sは、ドライブ回路2により増幅された高圧系回路の駆動信号SVとしてインバータ20に供給される(具体的には、スイッチング素子3の制御端子に入力される)。
As described above, the low-voltage circuit differs greatly from the high-voltage circuit such as the
ドライブ回路2は、それぞれのスイッチング素子3に対応して備えられている。図1に示すように、本実施形態では、インバータ回路30に、駆動対象となる6つのスイッチング素子3が備えられており、ドライブ回路2も6つ備えられている。ドライブ回路2には、上段側スイッチング素子3Hに駆動信号SV(上段側駆動信号SVH)を提供する上段側ドライブ回路2Hと、下段側スイッチング素子3Lに駆動信号SV(下段側駆動信号SVL)を提供する下段側ドライブ回路2Lとがあるが、特に区別する必要が無い場合は、単にドライブ回路2として説明する。尚、制御部10は、低圧系回路のインバータ制御装置1とスイッチング素子3とが電気的に絶縁した状態で、スイッチング制御信号Sによりスイッチング素子3を制御する。このため、ドライブ回路2には、フォトカプラや信号用トランスなどの絶縁素子21を介してスイッチング制御信号Sが入力されている。
A
また、基本的にインバータ回路30の6つのスイッチング素子3の駆動信号SVも、それぞれ電気的に独立しているため、ドライブ回路2への電力もそれぞれ個別に供給される。それぞれのドライブ回路2には、駆動電源回路7からそれぞれ個別に電力が供給される。図4は、駆動電源回路7の一例を示している。6つのドライブ回路2に対応して、駆動電源回路7も6つ備えられている。6つの駆動電源回路7の構成は同一であり、個体差による誤差を考慮しなければ、原理的には同じ電圧が出力される。駆動電源回路7は、U相上段用駆動電源回路71、V相上段用駆動電源回路72、W相上段用駆動電源回路73、V相下段用駆動電源回路74、U相下段用駆動電源回路75、W相下段用駆動電源回路76を備えている。上段側ドライブ回路2Hに電力を供給する3つの駆動電源回路7(71,72,73)は上段側駆動電源回路7Hであり、下段側ドライブ回路2Lに電力を供給する3つの駆動電源回路7(74,75,76)は下段側駆動電源回路7Lである。
In addition, since the drive signals SV for the six
上段側駆動電源回路7H(71~73)は、それぞれ電気的に絶縁されたフローティング電源である。上段側駆動電源回路7Hは、それぞれ異なる正極側電位(VHU,VHV,VHW)及び負極側電位(GHU,GHV,GHW)を有する。下段側駆動電源回路7L(74~76)は、負極側電位(GL:GLU,GLV,GLW)が共通しており、互いに絶縁されてはいないが、それぞれ異なる正極側電位(VLU,VLV,VLW)を有する。尚、各相を区別することなく上段側駆動電源回路7Hの正極側電位を示す場合は“VH”と称し、各相を区別することなく下段側駆動電源回路7Lの正極側電位を示す場合は“VL”と称する。それぞれの駆動電源回路7(71~76)の負極側電位と正極側電位との間の電位差は、概ね15~20[V]である。
The upper drive
図4に示すように、駆動電源回路7は、インバータ制御装置1が備えられる低圧側回路との絶縁を確保するために、トランスTの二次側コイルを用いて構成されている。駆動電源回路7の一次側には電源制御IC(Integrated Circuit)などを用いた電源制御装置79が備えられており、第2電源19の出力電圧“B”に接続されたスイッチング素子をスイッチング制御することによって、駆動電源回路7に規定された出力電圧を生じさせる。電源制御装置79は、駆動電源回路7の二次側回路に生じる電圧に基づくフィードバック制御を行って当該スイッチング素子をスイッチングし、それぞれの駆動電源回路7に規定された出力電圧を生じさせる。
As shown in FIG. 4, the driving
本実施形態では、インバータ制御装置1による制御によって上述した急速放電制御を実行することが可能なように、スイッチSWの制御端子(例えば、IGBTのゲート端子)も、ドライブ回路2(具体的には、図6に示すスイッチ用ドライブ回路2S)を介してインバータ制御装置1に接続されている。スイッチ用ドライブ回路2Sには、スイッチ用ドライブ回路2Sに対応して設けられた駆動電源回路7(図4では省略)から電力が供給される。そして、インバータ制御装置1により生成されたスイッチSWのスイッチング制御信号Sは、スイッチ用ドライブ回路2Sにより増幅された高圧系回路の駆動信号SV(スイッチ用駆動信号SVS)としてスイッチSWに供給される(具体的には、スイッチSWの制御端子に入力される)。
In this embodiment, the control terminal of the switch SW (for example, the gate terminal of the IGBT) is also connected to the drive circuit 2 (specifically, , and the switch drive circuit 2S) shown in FIG. Power is supplied to the switch drive circuit 2S from a drive power supply circuit 7 (not shown in FIG. 4) provided corresponding to the switch drive circuit 2S. Then, the switching control signal S for the switch SW generated by the
なお、インバータ制御装置1によるインバータ20を介した回転電機80の制御が可能な状態では、インバータ制御装置1が、急速放電制御以外の制御(例えば、ゼロトルク制御)を実行することで、コンデンサ5に蓄積された電荷を消費させる構成とすることもできる。この場合、スイッチ用ドライブ回路2Sが設けられない構成としてもよい。なお、ゼロトルク制御では、コンデンサ5に充電されている電力を電力源として、回転電機80のトルクに寄与しない成分の電流を多く流して損失を増加させる高損失制御を実行することで、コンデンサ5に蓄積された電荷を消費することができる。
Note that in a state where the
ドライブ回路2が正常に機能しない場合や、インバータ制御装置1が正常に機能しない場合には、駆動信号SVが正常にスイッチング素子3に入力されず、インバータ回路30が正常に制御されなくなる。例えば、駆動電源回路7に異常が生じると、或いは第2電源19と駆動電源回路7との間の通電経路に異常(例えば、断線等)が生じると、ドライブ回路2の電源電圧(VL,VH)が低下し、駆動信号SVが必要な電圧振幅で出力されなくなる。また、第2電源19や電源用スイッチIGに異常が生じて、或いは第2電源19とインバータ制御装置1との間の通電経路に異常(例えば、断線等)が生じて、第2電源19からの電力の供給が遮断されると、インバータ制御装置1の電源電圧(動作電圧)も低下するので、スイッチング制御信号Sが生成されなくなる。第2電源19の電圧“B”が、インバータ制御装置1が動作可能な範囲で降下した場合には、スイッチング制御信号Sは生成できても駆動電源回路7が正常に動作せずに、駆動信号SVが必要な電圧振幅で出力されなくなる可能性がある。
When the
このようにスイッチング素子3を適切に制御できない状況であっても、回転電機80が回転していると、回転電機80は逆起電力を生じさせる。駆動信号SVが出力されない場合、インバータ回路30の全てのスイッチング素子3がオフ状態となるので、インバータ20はシャットダウン制御された状態となり、発電された電力(逆起電力)はフリーホイールダイオードを介してインバータ回路30の直流側に回生される。ここで、コンタクタ9が開放状態であると、第1電源11に電力を回生することができず、コンデンサ5の端子間電圧(直流リンク電圧Vdc)が第1電源11の定格電圧よりも上昇する可能性がある。上述したように、車両には、回転電機80の他、比較的高電圧で駆動される不図示の補機(エアコンディショナー、DC/DCコンバータ等)がインバータ20と並列に備えられている場合がある。コンデンサ5の端子間電圧が上昇すると、補機に印加される電圧も上昇することになる。
Even if the
制御部10は、このような場合に、コンデンサ5や補機を過電圧から保護するために、或いは、コンデンサ5に蓄積された電荷が周囲に与える影響を軽減するために、放電制御を実行する。上述したように、制御部10は、放電制御を実行する場合に、特定の状態において急速放電制御を実行する。急速放電制御では、コンデンサ5に蓄積された電荷を主に第1放電抵抗R1に消費させることにより、直流リンク電圧Vdcを低下させる。また、上述したように、制御部10は、放電制御を実行する場合に、特定の状態においてアクティブショートサーキット制御を実行する。アクティブショートサーキット制御では、回転電機80の発電(逆起電力)によって生じた電流を、ステータコイル8及びインバータ回路30(電流の通り道となるスイッチング素子3)において熱として消費させることにより、直流リンク電圧Vdcの上昇を抑制する。アクティブショートサーキット制御を実行することで、回転電機80に制動力を作用させることもできる。上述したように、このような異常の原因としては、駆動電源回路7の異常や、第2電源19の異常(電源用スイッチIGの異常を含む)、或いは通電経路の異常等が考えられる。そして、これらの異常が生じた場合には、ドライブ回路2で用いられる電力の電圧(VL,VH)や、第2電源19から供給される電力の電圧(B)など、制御部10に供給される駆動電圧VDが低下する。従って、制御部10は、駆動電圧VDが予め規定された第3規定電圧V3未満となった場合に、放電制御を行う。
In such a case, the
制御部10が放電制御を行う場合には、上述したように、第2電源19から電力が供給されない場合が含まれる。そこで、この回転電機制御システム100は、第2電源19から制御部10への動作電力の供給停止時に、インバータ20の直流側の電力を電力源として制御部10の動作電力を生成するバックアップ電源回路4を備えている。制御部10は、第2電源19から制御部10への動作電力の供給停止時に、バックアップ電源回路4が生成する動作電力を用いて放電制御を実行する。インバータ20の直流側には、コンデンサ5が接続されており、コンタクタ9が接続状態であると、コンデンサ5は第1電源11と同電位(或いは、昇圧回路による昇圧後の第1電源11の電圧と同電位)となるまで充電されている。バックアップ電源回路4は、インバータ20の直流側の電力(すなわち、コンデンサ5に充電されている電力)を電力源として、制御部10の動作電力を生成する。なお、直流リンク電圧Vdcが、急速放電制御やアクティブショートサーキット制御に必要な電圧未満の場合には、制御部10が急速放電制御やアクティブショートサーキット制御を行うことができないが、この場合には直流リンク電圧Vdcが低いのでこれらの制御を行う必要性は低い。
When the
ところで、制御部10が、バックアップ電源回路4が制御部10の動作電力を生成している状態で放電制御を実行する場合、急速放電制御及びアクティブショートサーキット制御の双方を実行し続けることによって、回転電機80の回転に伴い発生する逆起電力による直流リンク電圧Vdcの上昇を、インバータ回路30と回転電機80との間で電流を還流させることで抑制しながら、コンデンサ5に蓄積された電荷を主に第1放電抵抗R1に消費させて直流リンク電圧Vdcを低下させることができる。急速放電制御及びアクティブショートサーキット制御の双方を実行し続けることで、直流リンク電圧Vdcは、これらの制御の開始後のいずれかの時点で、急速放電制御及びアクティブショートサーキット制御のいずれの制御も行うことができない程度に低下する。なお、ここでは、コンタクタ9が開放状態(すなわち、第1電源11とインバータ20との電気的接続が遮断された状態)であり、且つ、放電制御の開始時に回転電機80が回転している状態(すなわち、車両が走行している状態)を想定する。
By the way, when the
直流リンク電圧Vdcが急速放電制御及びアクティブショートサーキット制御のいずれの制御も行うことができない程度に低下した時点で回転電機80が回転していなければ(すなわち、車両が停止していれば)、その後、コンデンサ5の自然放電等によって直流リンク電圧Vdcはゼロ或いはゼロに近い状態まで低下する。一方、この時点で回転電機80が回転している場合には(すなわち、車両が停止していない場合には)、回転電機80の回転に伴い発生する逆起電力によってコンデンサ5が充電されて、直流リンク電圧Vdcが上昇する可能性がある。直流リンク電圧Vdcが上昇すると、急速放電制御及びアクティブショートサーキット制御を再度実行して、直流リンク電圧Vdcを再度低下させることができるが、図9に示す比較例を参照して以下に説明するように、直流リンク電圧Vdcが目標電圧以下に維持される状態を実現するのに、比較的長い時間を要するおそれがある。
If the rotating
図9では、車両が走行している状態(すなわち、車速VSがゼロより大きい状態)において、時刻T05において急速放電制御(ADC)及びアクティブショートサーキット制御(ASC)の双方が開始される状況を想定している。また、ここでは、時刻T05において車両が減速し始め、時刻T09において車両が停止する状況を想定している。なお、図9では、直流リンク電圧Vdc及び車速VSのそれぞれの時間変化(時間tに対する変化)と共に、急速放電制御(ADC)及びアクティブショートサーキット制御(ASC)のそれぞれについて、実行期間(“ON”で示す期間)と非実行期間(“OFF”で示す期間)とを示している。 In FIG. 9, it is assumed that both the rapid discharge control (ADC) and the active short circuit control (ASC) are started at time T05 while the vehicle is running (that is, the vehicle speed VS is greater than zero). are doing. Also, here, it is assumed that the vehicle starts decelerating at time T05 and stops at time T09. Note that in FIG. 9, along with the time change (change with respect to time t) of each of the DC link voltage Vdc and the vehicle speed VS, the execution period ("ON") of each of the rapid discharge control (ADC) and the active short circuit control (ASC) period) and a non-execution period (period indicated by "OFF").
図9に示すように、急速放電制御(ADC)及びアクティブショートサーキット制御(ASC)が開始されることで、時刻T05以降、直流リンク電圧Vdcが低下し続ける。図9では、急速放電制御及びアクティブショートサーキット制御のいずれの制御も行うことができない直流リンク電圧Vdcの上限を、第2規定電圧V2としている。時刻T06において直流リンク電圧Vdcが第2規定電圧V2まで低下すると、急速放電制御(ADC)及びアクティブショートサーキット制御(ASC)のいずれも実行できなくなり、時刻T06では回転電機80が回転しているため、回転電機80の回転に伴い発生する逆起電力によってコンデンサ5が充電されて、直流リンク電圧Vdcが上昇する。そして、直流リンク電圧Vdcが上昇すると、時刻T07において急速放電制御及びアクティブショートサーキット制御が再度実行されて、時刻T08において直流リンク電圧Vdcが第2規定電圧V2まで再度低下する。この結果、図9に示すように、車速VSが十分に低下するまでの間(言い換えれば、回転電機80の回転速度が十分に低下するまでの間)、このような直流リンク電圧Vdcの下降及び上昇が繰り返されることになり、直流リンク電圧Vdcが目標電圧以下(例えば、後述する第1規定電圧V1以下)に維持される状態を実現するのに、比較的長い時間を要する。
As shown in FIG. 9, the DC link voltage Vdc continues to drop after time T05 by starting rapid discharge control (ADC) and active short circuit control (ASC). In FIG. 9, the upper limit of the DC link voltage Vdc at which neither the rapid discharge control nor the active short circuit control can be performed is set to the second specified voltage V2. When the DC link voltage Vdc drops to the second specified voltage V2 at time T06, neither rapid discharge control (ADC) nor active short circuit control (ASC) can be executed, and at time T06 the rotating
この点に鑑みて、制御部10は、バックアップ電源回路4が制御部10の動作電力を生成している状態で放電制御を実行する場合に、コンデンサ5の端子間電圧(ここでは、直流リンク電圧Vdc)が第1規定電圧V1以上である状態では、放電回路50の放電抵抗値が第1抵抗値となるようにスイッチSWを制御すると共に、アクティブショートサーキット制御を実行する(すなわち、急速放電制御及びアクティブショートサーキット制御の双方を実行する)。また、制御部10は、バックアップ電源回路4が制御部10の動作電力を生成している状態で放電制御を実行する場合に、コンデンサ5の端子間電圧(ここでは、直流リンク電圧Vdc)が第1規定電圧V1未満である状態では、放電回路50の放電抵抗値が第2抵抗値となるようにスイッチSWを制御すると共に、アクティブショートサーキット制御を実行する(すなわち、急速放電制御を実行せずに、アクティブショートサーキット制御を実行する)。
In view of this point, the
第1規定電圧V1は、制御部10がアクティブショートサーキット制御を実行可能なコンデンサ5の端子間電圧の下限(以下、「第1下限電圧」という)よりも大きな値に設定される。ここでは、第1規定電圧V1は、制御部10が急速放電制御を実行可能なコンデンサ5の端子間電圧の下限(以下、「第2下限電圧」という)よりも大きな値に設定される。スイッチング素子3は、ノーマリオープン型のスイッチング素子であり、スイッチング素子3をオン状態に制御するためには、当該スイッチング素子3をオン状態に制御するための電力(ここでは、必要な電圧振幅を有する駆動信号SVをスイッチング素子3に出力するための電力)が必要となる。コンデンサ5の端子間電圧が第1下限電圧未満の状態では、制御部10は、スイッチング素子3の駆動信号SV(上段側駆動信号SVH又は下段側駆動信号SVL)を必要な電圧振幅で出力することができない。また、スイッチSWは、ノーマリオープン型のスイッチであり、スイッチSWをオン状態に制御するためには、スイッチSWをオン状態に制御するための電力(ここでは、必要な電圧振幅を有する駆動信号SVをスイッチSWに出力するための電力)が必要となる。コンデンサ5の端子間電圧が第2下限電圧未満の状態では、制御部10は、スイッチSWの駆動信号SV(スイッチ用駆動信号SVS)を必要な電圧振幅で出力することができない。本実施形態では、第1下限電圧と第2下限電圧とは、互いに同じ或いは同等の電圧とされる。
The first specified voltage V1 is set to a value higher than the lower limit of the voltage across the terminals of the capacitor 5 (hereinafter referred to as "first lower limit voltage") at which the
制御部10をこのように構成することで、図8に示す例を参照して以下に説明するように、直流リンク電圧Vdcが目標電圧以下に維持される状態を実現するのに要する時間の短縮を図ることが可能となる。図8では、車両が走行している状態(すなわち、車速VSがゼロより大きい状態)において、時刻T01において、制御部10が、バックアップ電源回路4が制御部10の動作電力を生成している状態で放電制御を開始する状況を想定している。また、ここでは、時刻T01において車両が減速し始め、時刻T03において車両が停止する状況を想定している。なお、図8では、図9と同様に、直流リンク電圧Vdc及び車速VSのそれぞれの時間変化(時間tに対する変化)と共に、急速放電制御(ADC)及びアクティブショートサーキット制御(ASC)のそれぞれについて、実行期間(“ON”で示す期間)と非実行期間(“OFF”で示す期間)とを示している。
By configuring the
図8に示すように、時刻T01では直流リンク電圧Vdcが第1規定電圧V1以上であるため、制御部10は、時刻T01において急速放電制御(ADC)及びアクティブショートサーキット制御(ASC)を開始し、これに伴い、時刻T01以降、直流リンク電圧Vdcが低下し続ける。そして、時刻T02において直流リンク電圧Vdcが第1規定電圧V1まで低下すると、時刻T02以降、制御部10は、急速放電制御(ADC)を実行せずにアクティブショートサーキット制御(ASC)を実行する。時刻T02以降の期間では、回転電機80の回転に伴い発生する逆起電力による直流リンク電圧Vdcの上昇を、アクティブショートサーキット制御(ASC)の実行によって抑制しつつ、時刻T01から時刻T02までの期間に比べて低い速度で、直流リンク電圧Vdcを低下させることができる。なお、時刻T02以降の期間では、コンデンサ5に蓄積された電荷が第2放電抵抗R2に消費されることやコンデンサ5の自然放電等によって、直流リンク電圧Vdcが低下する。
As shown in FIG. 8, at time T01, the DC link voltage Vdc is equal to or higher than the first specified voltage V1, so the
このように時刻T02以降の期間では直流リンク電圧Vdcの低下速度を低く抑えることで、時刻T02以降の期間においても急速放電制御(ADC)が実行される場合に比べて、直流リンク電圧Vdcが、第1規定電圧V1より小さい値に設定された第2規定電圧V2まで低下する時点を遅らせることができる。これにより、アクティブショートサーキット制御(ASC)が実行される期間を長く確保することができると共に、直流リンク電圧Vdcが第2規定電圧V2まで低下する時点での車速VS(言い換えれば、回転電機80の回転速度)を低く抑えることができる。図8に示す例では、直流リンク電圧Vdcが第2規定電圧V2まで低下する時刻T04は、車両が停止する時刻T03よりも後の時刻となっている。よって、直流リンク電圧Vdcが第2規定電圧V2まで低下した後に直流リンク電圧Vdcが上昇することを抑制し、或いは直流リンク電圧Vdcが上昇する場合であってもその上昇量を小さく抑えることができ、この結果、直流リンク電圧Vdcが目標電圧以下(例えば、第1規定電圧V1以下)に維持される状態を実現するのに要する時間の短縮を図ることが可能となっている。
By suppressing the rate of decrease of the DC link voltage Vdc in the period after time T02 in this manner, the DC link voltage Vdc is reduced to It is possible to delay the point of time when the voltage drops to the second specified voltage V2 set to a value lower than the first specified voltage V1. As a result, it is possible to secure a long period during which the active short circuit control (ASC) is executed, and at the same time, the vehicle speed VS at the point when the DC link voltage Vdc drops to the second specified voltage V2 (in other words, the speed of the rotating
本実施形態では、第2規定電圧V2は、制御部10がアクティブショートサーキット制御(ASC)を実行可能なコンデンサ5の端子間電圧の下限に合わせて設定されている。そのため、図8に示すように、直流リンク電圧Vdcが第2規定電圧V2未満となる時刻T04以降、制御部10によるアクティブショートサーキット制御(ASC)は実行されない。このように、制御部10は、コンデンサ5の端子間電圧が、第2規定電圧V2未満の状態では、アクティブショートサーキット制御を実行しないように構成されている。
In this embodiment, the second specified voltage V2 is set to match the lower limit of the voltage across the terminals of the
図5に、本実施形態の制御部10の動作条件を示す。図5に示すように、制御部10は、駆動電圧VDが第3規定電圧V3未満である場合に(ステップ#01:Yes)、放電制御を開始する。駆動電圧VDが第3規定電圧V3未満の状態では、バックアップ電源回路4により制御部10の動作電力が生成され、制御部10は、バックアック電源回路が制御部10の動作電力を生成している状態で、放電制御を実行する。なお、放電制御の開始条件に、駆動電圧VDが第3規定電圧V3未満であることに加えて、他の条件を含めることもできる。例えば、コンタクタ9が開放状態であることを、放電制御の開始条件に含めることができる。
FIG. 5 shows operating conditions of the
制御部10は、直流リンク電圧Vdc(コンデンサ5の端子間電圧)が第1規定電圧V1以上である場合に(ステップ#02:No、ステップ#03:No)、急速放電制御(ADC)及びアクティブショートサーキット制御(ASC)の双方を実行する(ステップ#04)。また、制御部10は、直流リンク電圧Vdc(コンデンサ5の端子間電圧)が第2規定電圧V2以上であって第1規定電圧V1未満である場合に(ステップ#02:No、ステップ#03:Yes)、急速放電制御(ADC)は実行せずにアクティブショートサーキット制御(ASC)を実行する(ステップ#05)。そして、制御部10は、直流リンク電圧Vdc(コンデンサ5の端子間電圧)が第2規定電圧V2未満である場合に(ステップ#02:Yes)、急速放電制御(ADC)及びアクティブショートサーキット制御(ASC)のいずれも実行しない。よって、直流リンク電圧Vdc(コンデンサ5の端子間電圧)が第2規定電圧V2未満である場合には(ステップ#02:Yes)、インバータ20はシャットダウン制御された状態となる。尚、ここでは理解を容易にするために、フローチャートを利用して制御部10の動作条件(機能)を説明したが、本実施形態では、図5のフローチャートに示すそれぞれの機能は順次実施されるのではなく、図6及び図7を参照して以下に説明するように、アナログ回路(具体的には、制御部10が備えるバックアップ電源回路4)によって同時に実施される。
When the DC link voltage Vdc (the voltage between the terminals of the capacitor 5) is equal to or higher than the first specified voltage V1 (step #02: No, step #03: No), the
図6のブロック図及び図7の回路図は、本実施形態のバックアップ電源回路4の構成例を示している。ここでは、下段側スイッチング素子3Lの全てをオン状態に制御する下段側アクティブショートサーキット制御をアクティブショートサーキット制御として実行する場合のバックアップ電源回路4の構成例を示している。図6に示すように、本実施形態のバックアップ電源回路4は、第1判定部41と、第2判定部42と、第3判定部43と、第1駆動部44と、第2駆動部45と、を備えている。図5のフローチャートにおける機能に対比させると、機能“#01”は第1判定部41により実現され、機能“#02”は第1駆動部44及び第2駆動部45により実現され、機能“#03”は第2判定部42により実現され、機能“#04”は第1駆動部44及び第2駆動部45により実現され、機能“#05”は第1駆動部44により実現される。
The block diagram of FIG. 6 and the circuit diagram of FIG. 7 show a configuration example of the backup
第1判定部41は、駆動電圧VDが第3規定電圧V3未満の場合に、第1判定信号を有効状態として出力する。そして、第1駆動部44は、第1判定信号が有効状態であって直流リンク電圧Vdcが第2規定電圧V2以上である場合に、インバータ20の直流側の電力に基づいてアクティブショートサーキット制御による制御対象のスイッチング素子3をオン状態にする出力電圧Voutを出力する。また、第2判定部42は、直流リンク電圧Vdcが第1規定電圧V1以上の場合に、第2判定信号を有効状態として出力する。第3判定部43は、第1判定信号及び第2判定信号の双方が有効状態の場合に、第3判定信号を有効状態として出力する。そして、第2駆動部45は、第3判定信号が有効状態の場合に、インバータ20の直流側の電力に基づいてスイッチSWをオン状態にする出力電圧Voutを出力する。
The
図6及び図7に示すように、第1駆動部44が出力する出力電圧Voutは、下段側駆動信号SVLに接続されている。下段側駆動信号SVLは、出力電圧Voutによって、下段側スイッチング素子3Lをオン状態にすることができる電圧振幅を有する信号となり、下段側アクティブショートサーキット制御が実現される。詳細な説明は省略するが、上段側アクティブショートサーキット制御を行う場合には、出力電圧Voutが、上段側駆動信号SVHに接続される。スイッチング素子3をオン状態にするための出力電圧Voutを第1駆動部44から出力させることができるコンデンサ5の端子間電圧(ここでは、直流リンク電圧Vdc)の下限値が、制御部10がアクティブショートサーキット制御を実行可能なコンデンサ5の端子間電圧の下限となる。また、本実施形態では、第2駆動部45が出力する出力電圧Voutは、スイッチ用駆動信号SVSに接続されている。スイッチ用駆動信号SVSは、出力電圧Voutによって、スイッチSWをオン状態にすることができる電圧振幅を有する信号となり、急速放電制御が実現される。スイッチSWをオン状態にするための出力電圧Voutを第2駆動部45から出力させることができるコンデンサ5の端子間電圧(ここでは、直流リンク電圧Vdc)の下限値が、制御部10が急速放電制御を実行可能なコンデンサ5の端子間電圧の下限となる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the output voltage Vout output by the
以下、図7を参照して、第1判定部41及び第1駆動部44の回路構成例について説明する。図7に示すように、第1判定部41は、上段側分圧抵抗R11及び下段側分圧抵抗R12を備えた分圧回路であって、駆動電圧VDを分圧する分圧回路(R11,R12)を備えている。分圧回路(R11,R12)による分圧電圧DVは、駆動電圧VDに比例する電圧であり、駆動電圧VDと等価である。
A circuit configuration example of the
第1判定部41が出力する第1判定信号は、分圧電圧DVが基準電圧(第3規定電圧V3に応じた電圧)未満の場合に有効状態である。ここで、“第1判定信号(分圧電圧DV)が有効状態である”とは、後述する実行部44aの第1トランジスタTR1をオフ状態からオン状態へ遷移させる(ターンオンさせる)ことができない電圧に第1判定信号(分圧電圧DV)が留まっている状態を言う。後述するように、第1トランジスタTR1はn型のトランジスタであり、第1判定信号(分圧電圧DV)は、第1トランジスタTR1がターンオンしない相対的に低電圧の場合に有効状態であり、第1トランジスタTR1がターンオンする相対的に高い電圧の場合に非有効状態である。
The first determination signal output by the
第1駆動部44は、実行部44aと出力部44bとを備えている。実行部44aは、インバータ20の直流側の正極Pと負極Nとの間に接続された定電圧回路(ZD1)と、非有効状態の第1判定信号(分圧電圧DV)によりオン状態となり有効状態の第1判定信号(分圧電圧DV)によりオフ状態となる第1トランジスタTR1とを備えている。上述したように、第1トランジスタTR1は、n型のトランジスタであり、ここではnチャネル型のFETを例示している。第1トランジスタTR1は、定電圧回路(ZD1)の出力ノードである第1ノードn1と負極Nとの間に接続されている。ここでは、第1トランジスタTR1のドレイン端子が、第1ノードn1から第1トランジスタTR1への方向を順方向とするダイオードD1を介して第1ノードn1と接続されると共に、ソース端子が負極Nに接続されている。第1トランジスタTR1の制御端子(ゲート端子)は、分圧回路(R11,R12)の分圧点である第2ノードn2に接続されている。
The
定電圧回路は、第1ツェナーダイオードZD1を備えている。定電圧回路(ZD1)の出力ノードである第1ノードn1は、第1電流制限抵抗R21を介して正極Pに接続されている。第1ノードn1は、後述する出力部44bの第2トランジスタTR2の制御端子に接続されており、第1ツェナーダイオードZD1を備えた定電圧回路は、n型のトランジスタである第2トランジスタTR2がターンオンする電圧を出力する。但し、駆動電圧VDが、第3規定電圧V3以上の場合、第1トランジスタTR1はオン状態である。このため、ダイオードD1及び第1トランジスタTR1を介して、定電圧回路(ZD1)の出力ノードである第1ノードn1は負極Nに接続され、第1ノードn1の電位は負極Nに対してほぼゼロとなる(ダイオードD1等による順方向電圧降下は除く)。
The constant voltage circuit has a first Zener diode ZD1. A first node n1, which is an output node of the constant voltage circuit (ZD1), is connected to the positive electrode P via a first current limiting resistor R21. The first node n1 is connected to the control terminal of the second transistor TR2 of the
一方、駆動電圧VDが、第3規定電圧V3未満の場合、第1トランジスタTR1はオフ状態である。このため、ダイオードD1及び第1トランジスタTR1には電流が流れない。よって、定電圧回路(ZD1)に電流が流れ、第1ノードn1の負極Nに対する電位は、定電圧回路(第1ツェナーダイオードZD1)により、第2トランジスタTR2がターンオンする電圧となる。実行部44aが出力する実行信号OPは、第1ノードn1の負極Nに対する電位によって表され、第1トランジスタTR1がオフ状態の場合に定電圧回路(ZD1)により生成された電圧を出力して有効状態となる信号である。
On the other hand, when the drive voltage VD is less than the third specified voltage V3, the first transistor TR1 is in an off state. Therefore, no current flows through the diode D1 and the first transistor TR1. Therefore, a current flows through the constant voltage circuit (ZD1), and the potential of the first node n1 with respect to the negative electrode N becomes a voltage at which the second transistor TR2 is turned on by the constant voltage circuit (first Zener diode ZD1). The execution signal OP output by the
出力部44bは、有効状態の実行信号OPによりオン状態となり、正極Pに接続された第2トランジスタTR2を備えている。第2トランジスタTR2は、n型のトランジスタであり、ここではnチャネル型のFETを例示している。第2トランジスタTR2は、正極Pと負極Nとの間に接続されている。ここでは、第2トランジスタTR2のドレイン端子が、第2電流制限抵抗R31を介して正極Pに接続されると共に、ソース端子が出力コンデンサC1を介して負極Nに接続されている。第2トランジスタTR2のソース端子の負極Nに対する電位が出力電圧Voutとなる。負極Nは、出力部44b(バックアップ電源回路4)の基準電圧である出力基準電圧VoutGに対応する。
The
尚、出力電圧Voutは、駆動信号SV(ここでは、下段側駆動信号SVL)に代えてスイッチング素子3(ここでは、下段側スイッチング素子3L)をオン状態とすることができる電位を有していればよい(例えば15~20[V]程度)。一方、負極Nに対する正極Pの電位は、回転電機80の逆起電圧によって変動するから、図7に示すように、出力電圧Voutは、ツェナーダイオード(第2ツェナーダイオードZD2)によって、適切な電圧に設定されると好適である。また、ここでは、図3、図6、及び図7に示すように、出力電圧Voutがドライブ回路2に入力される形態を例示しているが、ドライブ回路2の外部でスイッチング素子3の制御端子(ゲート端子)に接続されてもよい。
Note that the output voltage Vout should have a potential that can turn on the switching element 3 (here, the lower-
以上、アクティブショートサーキット制御として、下段側アクティブショートサーキット制御が実行される形態を例示したが、上段側アクティブショートサーキット制御が実行されるように、制御部10(バックアップ電源回路4)を構成してもよい。詳細は省略するが、第2判定部42や第3判定部43は、第1判定部41と同様の回路を用いて構成することができる。また、第2駆動部45は、第1駆動部44と同様の回路を用いて構成することができる。
As described above, as the active short-circuit control, the form in which the lower-side active short-circuit control is executed has been exemplified. good too. Although details are omitted, the
〔その他の実施形態〕
次に、回転電機制御システムのその他の実施形態について説明する。
[Other embodiments]
Next, another embodiment of the rotating electric machine control system will be described.
(1)上記の実施形態では、第2規定電圧V2が、制御部10がアクティブショートサーキット制御を実行可能なコンデンサ5の端子間電圧の下限に合わせて設定される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第2規定電圧V2が、当該下限よりも高い電圧に設定される構成とすることもできる。この場合、アクティブショートサーキット制御が実行される期間が長くなり過ぎることを回避して、ステータコイル8やスイッチング素子3が受ける発熱による影響を軽減しやすくなる。
(1) In the above embodiment, the second specified voltage V2 is set according to the lower limit of the voltage across the terminals of the
(2)上記の実施形態では、バックアップ電源回路4が制御部10の動作電力を生成している状態で制御部10により実行される放電制御において、スイッチング素子3やスイッチSWをオン状態にするための駆動信号SVが、バックアップ電源回路4により生成される場合を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、バックアップ電源回路4が制御部10の動作電力を生成している状態で、当該動作電力がインバータ制御装置1及び駆動電源回路7に供給される構成とし、インバータ制御装置1による制御によって急速放電制御やアクティブショートサーキット制御が実行される構成とすることもできる。すなわち、バックアップ電源回路4が制御部10の動作電力を生成している状態で急速放電制御やアクティブショートサーキット制御を実行する機能は、マイクロコンピュータ等のプロセッサを用いて実現されてもよい。
(2) In the above embodiment, in the discharge control executed by the
(3)上記の実施形態では、放電回路50が、コンデンサ5にそれぞれ並列接続される第1放電抵抗R1及び第2放電抵抗R2を備える構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、放電回路50が第2放電抵抗R2を備えない構成とすることもできる。この場合、単純化して考えると、第1抵抗値は、第1放電抵抗R1の抵抗値となり、第2抵抗値は、スイッチSWのオフ抵抗値となる。また、図10に示す例のように、放電回路50が、互いに直列接続された2つの放電抵抗Rである第1放電抵抗R1及び第2放電抵抗R2を備え、スイッチSWが、1つの放電抵抗R(図10に示す例では、第2放電抵抗R2)に並列接続される構成とすることができる。この場合、単純化して考えると、第1抵抗値は、第1放電抵抗R1の抵抗値となり、第2抵抗値は、第1放電抵抗R1と第2放電抵抗R2との直列回路の合成抵抗値となる。この場合、回転電機80の駆動時の電力ロスの低減と、急速放電制御時のコンデンサ5の放電速度の向上の観点から、第1放電抵抗R1の抵抗値が第2放電抵抗R2の抵抗値よりも小さい構成とすると好適である。
(3) In the above embodiment, the configuration in which the
(4)なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用すること(その他の実施形態として説明した実施形態同士の組み合わせを含む)も可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。 (4) The configurations disclosed in each of the above-described embodiments may be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments unless there is a contradiction. combinations) are also possible. Regarding other configurations, the embodiments disclosed in this specification are merely examples in all respects. Therefore, various modifications can be made as appropriate without departing from the scope of the present disclosure.
〔上記実施形態の概要〕
以下、上記において説明した回転電機制御システムの概要について説明する。
[Outline of the above embodiment]
An outline of the rotating electric machine control system described above will be described below.
車両の車輪(W)に駆動連結された交流の回転電機(80)を駆動制御する回転電機制御システム(100)であって、直流と交流との間で電力を変換して前記回転電機(80)に交流電力を供給するインバータ(20)と、電力の供給を受けて動作して前記インバータ(20)を制御する制御部(10)と、前記インバータ(20)の直流側に電力を供給する第1電源(11)と、前記制御部(10)に動作電力を供給する第2電源(19)と、前記第2電源(19)から前記制御部(10)への動作電力の供給停止時に、前記インバータ(20)の直流側の電力を電力源として前記制御部(10)の動作電力を生成するバックアップ電源回路(4)と、を備え、前記インバータ(20)は、複数のスイッチング素子(3)を備えたインバータ回路(30)と、前記インバータ回路(30)の直流側に並列接続されたコンデンサ(5)と、前記コンデンサ(5)に並列接続される放電抵抗(R)を備えた放電回路(50)と、前記放電回路(50)の放電抵抗値を第1抵抗値と前記第1抵抗値よりも大きい第2抵抗値とに切り替えるスイッチ(SW)と、を備え、前記制御部(10)は、前記バックアップ電源回路(4)が前記制御部(10)の動作電力を生成している状態で前記コンデンサ(5)を放電させる放電制御を実行する場合に、前記コンデンサ(5)の端子間電圧が第1規定電圧(V1)以上である状態では、前記放電回路(50)の放電抵抗値が前記第1抵抗値となるように前記スイッチ(SW)を制御すると共に、前記インバータ回路(30)と前記回転電機(80)との間で電流が還流するように複数の前記スイッチング素子(3)を制御するアクティブショートサーキット制御を実行し、前記コンデンサ(5)の端子間電圧が前記第1規定電圧(V1)未満である状態では、前記放電回路(50)の放電抵抗値が前記第2抵抗値となるように前記スイッチ(SW)を制御すると共に、前記アクティブショートサーキット制御を実行する。 A rotary electric machine control system (100) for driving and controlling an AC rotary electric machine (80) drivingly connected to wheels (W) of a vehicle, wherein the rotary electric machine (80) is controlled by converting electric power between DC and AC. ), a control unit (10) that receives the supplied power and controls the inverter (20), and supplies power to the DC side of the inverter (20). A first power supply (11), a second power supply (19) that supplies operating power to the control section (10), and when supply of operating power from the second power supply (19) to the control section (10) is stopped and a backup power supply circuit (4) for generating operating power for the control unit (10) using the power on the DC side of the inverter (20) as a power source, wherein the inverter (20) includes a plurality of switching elements ( 3), a capacitor (5) connected in parallel to the DC side of the inverter circuit (30), and a discharge resistor (R) connected in parallel to the capacitor (5). a discharge circuit (50); and a switch (SW) for switching a discharge resistance value of the discharge circuit (50) between a first resistance value and a second resistance value larger than the first resistance value, the control unit (10) performs discharge control for discharging the capacitor (5) while the backup power supply circuit (4) is generating operating power for the control unit (10); is equal to or higher than the first specified voltage (V1), the switch (SW) is controlled so that the discharge resistance value of the discharge circuit (50) becomes the first resistance value, and the inverter active short-circuit control is performed to control the plurality of switching elements (3) so that current circulates between the circuit (30) and the rotating electric machine (80), and the voltage across the terminals of the capacitor (5) is When the voltage is less than the first specified voltage (V1), the switch (SW) is controlled so that the discharge resistance value of the discharge circuit (50) becomes the second resistance value, and the active short circuit control is performed. Execute.
この構成では、制御部(10)が、バックアップ電源回路(4)が制御部(10)の動作電力を生成している状態でコンデンサ(5)の放電制御を実行する場合に、すなわち、インバータ(20)の直流側の電力を電力源としてコンデンサ(5)の放電制御を実行する場合に、コンデンサ(5)の端子間電圧が第1規定電圧(V1)以上である状態では、放電回路(50)の放電抵抗値が第1抵抗値となるようにスイッチ(SW)を制御すると共に、アクティブショートサーキット制御を実行する。ここで、第1抵抗値は、第2抵抗値よりも小さいため、放電回路(50)の放電抵抗値を第1抵抗値に切り替えることで、放電回路(50)によるコンデンサ(5)の放電速度を高めることができると共に、アクティブショートサーキット制御の実行により、回転電機(80)が回転している場合であっても、回転電機(80)の回転に伴い発生する逆起電力によるコンデンサ(5)の端子間電圧の上昇を抑制することができる。よって、コンデンサ(5)の端子間電圧を第1規定電圧(V1)まで速やかに低下させることができる。 With this configuration, when the control unit (10) executes discharge control of the capacitor (5) while the backup power supply circuit (4) is generating operating power for the control unit (10), the inverter ( 20), the discharge circuit (50 ) is controlled to the first resistance value, and active short-circuit control is executed. Here, since the first resistance value is smaller than the second resistance value, by switching the discharge resistance value of the discharge circuit (50) to the first resistance value, the discharge speed of the capacitor (5) by the discharge circuit (50) can be increased, and even when the rotating electric machine (80) is rotating, the capacitor (5) is reduced by the back electromotive force generated along with the rotation of the rotating electric machine (80) due to the execution of the active short circuit control. can suppress the rise in the voltage between the terminals of Therefore, the voltage across the terminals of the capacitor (5) can be rapidly lowered to the first specified voltage (V1).
そして、上記の構成では、制御部(10)が、コンデンサ(5)の端子間電圧が第1規定電圧(V1)未満である状態では、放電回路(50)の放電抵抗値が第2抵抗値となるようにスイッチ(SW)を制御すると共に、アクティブショートサーキット制御を実行する。よって、コンデンサ(5)の端子間電圧が第1規定電圧(V1)まで低下した後も、アクティブショートサーキット制御を引き続き実行することでコンデンサ(5)の端子間電圧の上昇を抑制しつつ、放電回路(50)の放電抵抗値を第2抵抗値に切り替えることで、放電回路(50)によるコンデンサ(5)の放電速度を低く抑え、コンデンサ(5)の端子間電圧が、アクティブショートサーキット制御を実行可能なコンデンサ(5)の端子間電圧の下限まで低下する時点を遅らせることができる。この結果、アクティブショートサーキット制御が実行される期間を長く確保することができると共に、例えば回転電機(80)の回転速度が次第に低下する状況において放電制御を実行する場合に、コンデンサ(5)の端子間電圧が上記の下限まで低下する時点での回転電機(80)の回転速度を低く抑えることができる。これにより、コンデンサ(5)の放電後にコンデンサ(5)が再度充電されることを抑制し、或いはコンデンサ(5)が再度充電される場合であってもその充電量を少なく抑えることができる。 In the above configuration, the controller (10) sets the discharge resistance value of the discharge circuit (50) to the second resistance value when the voltage across the terminals of the capacitor (5) is less than the first specified voltage (V1). The switch (SW) is controlled so that the active short circuit control is executed. Therefore, even after the voltage between the terminals of the capacitor (5) has decreased to the first specified voltage (V1), the active short circuit control is continued to suppress the rise of the voltage between the terminals of the capacitor (5) while discharging. By switching the discharge resistance value of the circuit (50) to the second resistance value, the discharge speed of the capacitor (5) by the discharge circuit (50) is suppressed, and the voltage between the terminals of the capacitor (5) suppresses the active short circuit control. It is possible to delay the point at which the voltage across the capacitor (5) falls to the lower limit where it is feasible. As a result, it is possible to secure a long period during which the active short circuit control is executed, and for example, when executing discharge control in a situation where the rotation speed of the rotating electrical machine (80) gradually decreases, the terminal of the capacitor (5) The rotational speed of the rotating electric machine (80) can be kept low at the time when the inter-voltage drops to the above lower limit. As a result, it is possible to prevent the capacitor (5) from being charged again after the capacitor (5) is discharged, or even if the capacitor (5) is charged again, the charge amount can be kept small.
従って、コンデンサ(5)の端子間電圧が第1規定電圧(V1)まで低下した後、コンデンサ(5)の端子間電圧を低く維持することが可能となり、この結果、目標電圧を考慮して第1規定電圧(V1)を設定することで(例えば、第1規定電圧(V1)を目標電圧以下の値に設定することで)、コンデンサ(5)の端子間電圧が目標電圧以下に維持される状態を実現するのに要する時間の短縮を図ることができる。 Therefore, after the voltage between the terminals of the capacitor (5) drops to the first specified voltage (V1), the voltage between the terminals of the capacitor (5) can be kept low. By setting one specified voltage (V1) (for example, by setting the first specified voltage (V1) to a value lower than the target voltage), the voltage across the terminals of the capacitor (5) is maintained below the target voltage. It is possible to shorten the time required to realize the state.
ここで、前記制御部(10)は、前記コンデンサ(5)の端子間電圧が、前記第1規定電圧(V1)より小さい値に設定された第2規定電圧(V2)未満の状態では、前記アクティブショートサーキット制御を実行しないように構成され、前記第2規定電圧(V2)は、前記制御部(10)が前記アクティブショートサーキット制御を実行可能な前記コンデンサ(5)の端子間電圧の下限に合わせて設定されていると好適である。 Here, when the voltage between the terminals of the capacitor (5) is less than a second specified voltage (V2) set to a value smaller than the first specified voltage (V1), the control section (10) controls the The second specified voltage (V2) is configured not to execute active short-circuit control, and the second specified voltage (V2) is set to the lower limit of the voltage between the terminals of the capacitor (5) at which the control section (10) can execute the active short-circuit control. It is preferable that they are set together.
この構成によれば、放電制御においてアクティブショートサーキット制御が実行される期間を、できるだけ長く確保することができる。よって、例えば回転電機(80)の回転速度が次第に低下する状況において放電制御を実行する場合に、アクティブショートサーキット制御が終了される時点での回転電機(80)の回転速度を低く抑えることができ、この結果、コンデンサ(5)の放電後にコンデンサ(5)が再度充電されることを抑制し、或いはコンデンサ(5)が再度充電される場合であってもその充電量を少なく抑えることができる。 According to this configuration, the period during which the active short-circuit control is executed in the discharge control can be ensured as long as possible. Therefore, for example, when the discharge control is executed in a situation where the rotating speed of the rotating electric machine (80) gradually decreases, the rotating speed of the rotating electric machine (80) can be kept low at the time when the active short circuit control ends. As a result, it is possible to prevent the capacitor (5) from being recharged after the capacitor (5) is discharged, or even if the capacitor (5) is recharged, the amount of charge can be kept small.
また、前記放電回路(50)は、前記コンデンサ(5)にそれぞれ並列接続された第1放電抵抗(R1)及び第2放電抵抗(R2)を備え、前記第1放電抵抗(R1)の抵抗値は、前記第2放電抵抗(R2)の抵抗値よりも小さく、前記スイッチ(SW)は、前記第1放電抵抗(R1)を前記コンデンサ(5)に対して電気的に断接するように設けられていると好適である。 The discharge circuit (50) includes a first discharge resistor (R1) and a second discharge resistor (R2) connected in parallel to the capacitor (5), and the resistance value of the first discharge resistor (R1) is is smaller than the resistance value of the second discharge resistor (R2), and the switch (SW) is provided to electrically connect and disconnect the first discharge resistor (R1) to the capacitor (5). It is preferable to have
この構成によれば、第1放電抵抗(R1)がコンデンサ(5)に対して電気的に接続されるようにスイッチ(SW)を制御することで、放電回路(50)の放電抵抗値が相対的に小さい第1抵抗値となり、第1放電抵抗(R1)がコンデンサ(5)から電気的に切り離されるようにスイッチ(SW)を制御することで、放電回路(50)の放電抵抗値が相対的に大きい第2抵抗値となる放電回路(50)を、適切に形成することができる。そして、上記の構成では、第1放電抵抗(R1)の抵抗値が第2放電抵抗(R2)の抵抗値よりも小さいため、第2放電抵抗(R2)の抵抗値を、回転電機(80)の駆動時の電力ロスを低減するために比較的大きな値としつつ、第1放電抵抗(R1)の抵抗値を比較的小さな値として、放電回路(50)の放電抵抗値が第1抵抗値に切り替えられている状態でのコンデンサ(5)の放電速度の向上を図ることができる。 According to this configuration, by controlling the switch (SW) so that the first discharge resistor (R1) is electrically connected to the capacitor (5), the discharge resistance value of the discharge circuit (50) is relatively By controlling the switch (SW) so that the first discharge resistor (R1) is electrically disconnected from the capacitor (5), the discharge resistance value of the discharge circuit (50) becomes relatively small. A discharge circuit (50) having a relatively large second resistance value can be appropriately formed. In the above configuration, since the resistance value of the first discharge resistor (R1) is smaller than the resistance value of the second discharge resistor (R2), the resistance value of the second discharge resistor (R2) is While setting the resistance value of the first discharge resistor (R1) to a relatively large value to reduce power loss during driving, the discharge resistance value of the discharge circuit (50) is set to the first resistance value by setting the resistance value of the first discharge resistor (R1) to a relatively small value. It is possible to improve the discharge speed of the capacitor (5) in the switched state.
本開示に係る回転電機制御システムは、上述した各効果のうち、少なくとも1つを奏することができればよい。 The rotary electric machine control system according to the present disclosure only needs to achieve at least one of the effects described above.
3:スイッチング素子
4:バックアップ電源回路
5:コンデンサ
10:制御部
11:第1電源
19:第2電源
20:インバータ
30:インバータ回路
50:放電回路
80:回転電機
100:回転電機制御システム
R:放電抵抗
R1:第1放電抵抗
R2:第2放電抵抗
SW:スイッチ
V1:第1規定電圧
V2:第2規定電圧
W:車輪
3: Switching element 4: Backup power supply circuit 5: Capacitor 10: Control unit 11: First power supply 19: Second power supply 20: Inverter 30: Inverter circuit 50: Discharge circuit 80: Rotating electric machine 100: Rotating electric machine control system R: Discharge Resistor R1: First discharge resistor R2: Second discharge resistor SW: Switch V1: First specified voltage V2: Second specified voltage W: Wheel
Claims (2)
直流と交流との間で電力を変換して前記回転電機に交流電力を供給するインバータと、
電力の供給を受けて動作して前記インバータを制御する制御部と、
前記インバータの直流側に電力を供給する第1電源と、
前記制御部に動作電力を供給する第2電源と、
前記第2電源から前記制御部への動作電力の供給停止時に、前記インバータの直流側の電力を電力源として前記制御部の動作電力を生成するバックアップ電源回路と、を備え、
前記インバータは、複数のスイッチング素子を備えたインバータ回路と、前記インバータ回路の直流側に並列接続されたコンデンサと、前記コンデンサに並列接続される放電抵抗を備えた放電回路と、前記放電回路の放電抵抗値を第1抵抗値と前記第1抵抗値よりも大きい第2抵抗値とに切り替えるスイッチと、を備え、
前記制御部は、前記バックアップ電源回路が前記制御部の動作電力を生成している状態で前記コンデンサを放電させる放電制御を実行する場合に、前記コンデンサの端子間電圧が第1規定電圧以上である状態では、前記放電回路の放電抵抗値が前記第1抵抗値となるように前記スイッチを制御すると共に、前記インバータ回路と前記回転電機との間で電流が還流するように複数の前記スイッチング素子を制御するアクティブショートサーキット制御を実行し、前記コンデンサの端子間電圧が前記第1規定電圧未満であって前記第1規定電圧より小さい値に設定された第2規定電圧以上である状態では、前記放電回路の放電抵抗値が前記第2抵抗値となるように前記スイッチを制御すると共に、前記アクティブショートサーキット制御を実行し、
前記制御部は、前記コンデンサの端子間電圧が前記第2規定電圧未満の状態では、前記アクティブショートサーキット制御を実行しないように構成され、
前記第2規定電圧は、前記制御部が前記アクティブショートサーキット制御を実行可能な前記コンデンサの端子間電圧の下限に合わせて設定されている、回転電機制御システム。 A rotary electric machine control system that drives and controls an AC rotary electric machine that is drivingly connected to wheels of a vehicle,
an inverter that converts power between direct current and alternating current and supplies alternating current power to the rotating electric machine;
a control unit that receives power and operates to control the inverter;
a first power supply that supplies power to the DC side of the inverter;
a second power supply that supplies operating power to the control unit;
a backup power supply circuit that generates operating power for the control unit by using power on the DC side of the inverter as a power source when supply of operating power from the second power supply to the control unit is stopped;
The inverter includes an inverter circuit including a plurality of switching elements, a capacitor connected in parallel to the DC side of the inverter circuit, a discharge circuit including a discharge resistor connected in parallel to the capacitor, and a discharge circuit for discharging the discharge circuit. a switch that switches a resistance value between a first resistance value and a second resistance value that is greater than the first resistance value;
When the control unit executes discharge control to discharge the capacitor while the backup power supply circuit is generating operating power for the control unit, the voltage between the terminals of the capacitor is equal to or higher than a first specified voltage. In the state, the switch is controlled so that the discharge resistance value of the discharge circuit becomes the first resistance value, and the plurality of switching elements are controlled so that current flows back between the inverter circuit and the rotating electric machine. In a state where the voltage between the terminals of the capacitor is less than the first specified voltage and equal to or higher than a second specified voltage set to a value smaller than the first specified voltage , the discharge controlling the switch so that the discharge resistance value of the circuit becomes the second resistance value, and performing the active short circuit control ;
The control unit is configured not to execute the active short circuit control when the voltage across the terminals of the capacitor is less than the second specified voltage,
The rotary electric machine control system, wherein the second specified voltage is set according to the lower limit of the voltage between the terminals of the capacitor at which the control section can execute the active short circuit control.
前記第1放電抵抗の抵抗値は、前記第2放電抵抗の抵抗値よりも小さく、
前記スイッチは、前記第1放電抵抗を前記コンデンサに対して電気的に断接するように設けられている、請求項1に記載の回転電機制御システム。 The discharge circuit includes a first discharge resistor and a second discharge resistor connected in parallel to the capacitor,
The resistance value of the first discharge resistor is smaller than the resistance value of the second discharge resistor,
2. The rotary electric machine control system according to claim 1 , wherein said switch is provided to electrically connect and disconnect said first discharge resistor with respect to said capacitor.
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