JPH05316743A - インバータ駆動制御装置 - Google Patents

インバータ駆動制御装置

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JPH05316743A
JPH05316743A JP4114622A JP11462292A JPH05316743A JP H05316743 A JPH05316743 A JP H05316743A JP 4114622 A JP4114622 A JP 4114622A JP 11462292 A JP11462292 A JP 11462292A JP H05316743 A JPH05316743 A JP H05316743A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter
main contactor
current
exciting coil
main
Prior art date
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Pending
Application number
JP4114622A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryoji Oki
良二 沖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 通電中におけるメインコンタクタの開放を防
止する。 【構成】 メインコンタクタ30の開閉を制御する励磁
コイル36の下流側の電位は、オペアンプ62、68を
介し比較器82に入力されている。そこで、励磁コイル
36に流れる電流量が減少した場合には、これを比較器
82によって検出することができる。そして、比較器8
2は、この検出結果の信号をECU20に供給する。そ
こで、ECU20は、通電中におけるメインコンタクタ
30の開放の可能性ある励磁コイル36における電流量
の低下を検知した場合には、インバータ12の駆動を停
止し、その後メインコンタクタ30を開放する。これに
よって、通電中におけるメインコンタクタ30の開放を
防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主電池からの直流電流
を交流電流に変換しモータに供給するインバータの駆動
制御装置、特にインバータへの電流供給を制御するメイ
ンコンタクタの開放時の制御に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、公害発生防止等の観点から、電気
自動車が注目されている。この電気自動車においては、
その駆動モータとして誘導モータが利用される場合が多
く、主電池からの直流電流をインバータにより、所望の
交流電流に変換して誘導モータを駆動している。
【0003】このような従来の電気自動車において、主
電池からの直流電流は、インバータに印加される。この
インバータは、複数のスイッチング素子から構成されて
おり、このスイッチング素子を所定のタイミングでオン
オフすることにより所望の交流電流に変換する。そし
て、この交流電流を誘導モータに供給することにより、
誘導モータを駆動する。また、ECUにより、インバー
タの駆動を制御して、誘導モータの出力トルク等の制御
を行っている。
【0004】一方、主電池からインバータへの経路には
電流のオンオフを行うためのメインコンタクタを配置し
ており、電気自動車のキースイッチをオフした場合や主
電池の電圧が所定値以下に低下した場合には、このメイ
ンコンタクタをオフし、インバータを主電池から切り離
す。
【0005】ここで、このインバータ電流、すなわちメ
インコンタクタに流れる電流は最大400Aにも及ぶ大
電流である。このため、メインコンタクタにこの電流に
対応した遮断能力を持たせようとすると、メインコンタ
クタが大型化するという問題点があった。すなわち、メ
インコンタクタに電磁スイッチが採用されている場合に
は、動作用の励磁コイルに電流を供給することによっ
て、ばねの力に抗して接点を閉成する。このため、遮断
能力を大きくするためには、スイッチ接点間隔を広げた
り、切り替えスピードを早めるために大きなばねを採用
する必要があり、メインコンタクタが大型化する。
【0006】そこで、通常の場合には、ECUによっ
て、インバータにおける素子の駆動を停止し、インバー
タ電流を0にしてから、メインコンタクタをオフしてい
た。これによって、メインコンタクタとして遮断能力の
小さいものを採用可能としていた。なお、このようなイ
ンバータ電流の制御については、特開平2−22338
2号公報等に示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
装置において、何等かの理由(例えば、励磁コイルへの
電流供給を行う補機電池の電圧低下や励磁コイルへの電
流供給ラインの断線)により、励磁コイルへの電流供給
が減少または停止した場合には、通電中にメインコンタ
クタが開こうとする。これにより、ここにアークが飛
び、メインコンタクタが損傷したり、溶着するという危
険があった。
【0008】本発明は、上記課題を解決することを課題
としてなされたものであり、通電中におけるメインコン
タクタの開放を効果的に防止できるインバータの駆動制
御装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、主電池からの
直流電流を交流電流に変換しモータに供給するインバー
タの駆動を制御するインバータ駆動制御装置であって、
主電池とインバータの間に設けられ、主電池からインバ
ータへの電流供給を制御するメインコンタクタと、この
メインコンタクタのオンオフを制御する励磁コイルと、
この励磁コイルの励磁状態を検出する励磁状態検出手段
と、この励磁状態検出手段の検出結果に基づいて、イン
バータの駆動を制御するインバータ駆動制御手段とを有
し、励磁コイルの励磁状態が低下した場合に、メインコ
ンタクタが開放する前に、インバータの駆動を停止して
モータへの電流供給を停止することを特徴とする。
【0010】
【作用】このように、本発明によれば、励磁状態検出手
段により、メインコンタクタのオンオフ制御するための
励磁コイルの状態を検出している。そして、励磁状態が
低下した場合には、インバータ駆動制御手段により、イ
ンバータの駆動を停止する。このため、メインコンタク
タが開放する前に、インバータの駆動を停止することが
でき、インバータ電流を停止した後、メインコンタクタ
を開放することができる。そこで、メインコンタクタの
開放時にアークが飛ぶことを防止することができ、メイ
ンコンタクタの溶着を効果的に防止することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面に基
づいて説明する。図1は、実施例の全体構成を示す図で
あり、主電池10には、インバータ12を介しモータ1
4が接続されており、主電池10からの直流電流が、イ
ンバータ12によって所望の交流電流に変換されモータ
14が駆動される。ここで、インバータ12は、内部に
複数のスイッチング素子を有し、このスイッチング素子
のオンオフによって直流電流を交流電流に変換するもの
であり、スイッチング素子の駆動制御により、モータ1
4の出力トルク等の制御を行うことができる。そして、
このインバータ12には、ECU20が接続されてお
り、ECU20からの制御信号に応じて、インバータ1
2内のスイッチング素子がオンオフ制御され、所望の電
流がモータ14に供給される。この例においては、EC
U20内のPWM制御部20aが、スイッチング素子の
オンオフをPWM(パルス幅変調)制御することによっ
て、モータ14の駆動制御を行っている。なお、インバ
ータ12の内部には、電圧保持用の入力コンデンサ12
aが設けられている。
【0012】一方、主電池10には、DC/DCコンバ
ータ22が接続されており、主電池の直流高電圧(例え
ば100V)を所定の直流低電圧(例えば、12V)に
変換して、補機電池24に供給する。この補機電池24
は、ECU20などの動作用の電源であり、キースイッ
チ26を介し、各種補機用の電源Vc を供給する。この
例では、キースイッチ26は、2つの電源Vc 用のスイ
ッチ26aと、ECU20にキースイッチ26のオンを
知らせるスイッチ26bの2つから構成されている。
【0013】一方、主電池10からインバータ12に至
る経路には、メインコンタクタ30と、充電抵抗32及
び充電リレー34が挿入配置されている。そして、メイ
ンコンタクタ30に対応して励磁コイル36が設けら
れ、充電リレー34のオンオフのために励磁コイル38
が設けられている。
【0014】次に、この励磁コイル36、38のオンオ
フを制御する回路について説明する。まず、この回路の
アース側のラインとアースとの間にはトランジスタ40
が配置されており、このトランジスタ40をオンするこ
とにより、この回路が動作する。そして、このアース側
ラインと電源Vc の間には、充電リレー34をオンオフ
するための励磁コイル38が配置されており、トランジ
スタ40がオンすることにより、励磁コイル38に電流
が流れ、充電リレー34がオンする。
【0015】一方、電源Vc とアース側ラインの間に
は、抵抗42及びコンデンサ44が配置されており、こ
の接続点が比較器46の反転入力端子に接続されてい
る。また、電源Vc とアース側ラインの間には、分圧抵
抗48、50が配置されており、その接続点が比較器4
6の非反転入力端子に接続されている。従って、比較器
46は、分圧抵抗48、50によって決定される電圧
と、抵抗42、コンデンサ44によって決定される電圧
を比較することとなる。そして、比較器46の出力はト
ランジスタ52のベースに接続されており、このトラン
ジスタ52のコレクタは、トランジスタ54のベースに
供給されている。そして、励磁コイル36は、一端が電
源に接続されると共に、他端がトランジスタ54のコレ
クタに接続されている。
【0016】このため、電源Vc が立ち上った時には、
抵抗48、50の接続点の電位はすぐに所定の電位とな
るが、抵抗42とコンデンサ44の接続点の電位は、コ
ンデンサ44の充電状態に応じ徐々に上昇することとな
る。そこで、これら抵抗48、50、42及びコンデン
サ44の大きさを所定のものとすることによって、比較
器46の出力が当初はH、所定時間経過後にLとなるよ
うに設定できる。そこで、この例においては電源Vc
立ち上った際には、比較器46はその出力がHとなって
いる。そこで、トランジスタ52がオンとなり、このコ
レクタ側電位がLとなり、トランジスタ54はオフとな
っている。そこで、この場合には励磁コイル36に電流
が流れない。一方、所定時間経過し、コンデンサ44の
充電が進むと、このコンデンサ44の電源側の電位は電
源Vc の電位に近くなる。そこで、分圧抵抗48、50
によって分圧された電圧値より、コンデンサ44の電源
側電位が高くなり、比較器46の出力がLとなる。これ
によってトランジスタ52がオフとなり、トランジスタ
54がオンとなる。そして、このトランジスタ54がオ
ンとなると、励磁コイル36に所定の電流が流れ、メイ
ンコンタクタ30がオンとなる。なお、この充電リレー
34がオンした後メインコンタクタ30がオンするまで
の時間は、入力コンデンサ10aの充電が完了する時間
に合わせて設定する。従って、メインコンタクタ30が
オンされるときにその両側の電位はほぼ同一であり、ア
ークの発生等がない。また、充電抵抗32により設定し
た電流により入力コンデンサ12aが充電されるため、
突入電流により、入力コンデンサ12aが破壊されるこ
ともない。
【0017】また、トランジスタ54のエミッタは、抵
抗56を介しアース側ラインに接続されている。そし
て、トランジスタ54のエミッタは、抵抗60を介しオ
ペアンプ62の反転入力端子に入力されている。このオ
ペアンプ62の非反転入力端子はアースに接続されてお
り、出力は、抵抗64を介し反転入力端子に帰還されて
いる。また、オペアンプ62の出力は抵抗66を介しオ
ペアンプ68の反転入力端子に入力されている。このオ
ペアンプ68の非反転入力端子はアースに接続されると
共に、その出力は抵抗70によって反転入力端子に帰還
されている。さらに、このオペアンプの反転入力端子は
抵抗72を介しアース側ラインに接続されている。
【0018】そして、オペアンプ68の出力は比較器8
2に入力され、ここにおいて基準電圧Vref1と比較され
る。また、オペアンプ68の出力は、比較器84にも入
力され、ここにおいて基準電圧Vref2と比較される。そ
して、これら比較器82、84の比較結果についての信
号は、ECU20に供給される。
【0019】従って、トランジスタ54のエミッタ側電
位がオペアンプ62、68を介し所定の電圧信号に変換
され、比較器82、84に入力される。そして、このト
ランジスタ54のエミッタ側電位は、励磁コイル36に
流れる電流量に応じて変化する。そこで、励磁コイル3
6に流れる電流が減少した場合には、抵抗56における
電圧降下が減少し、トランジスタ54のエミッタ側電圧
が下がる。そして、オペアンプ62、68は、それぞれ
アンプとして機能しているため、オペアンプ68の出力
は、励磁コイル36の電流量の変化に応じて変化するこ
ととなる。そして、比較器84の基準電圧Vref2は、比
較器82の基準電圧Vref1より高電位となっている。従
って、励磁コイル36の電流が減少すると、まず比較器
84にからCAUTION信号が出力され、さらに電流
量が低下したときに比較器82からFAIL信号がEC
U20に出力される。
【0020】このような装置の動作について、図2に基
づいて説明する。まず、運転者が車両に乗り、イグニッ
ションスイッチをオンすると(S1)、キースイッチ2
6がオンされ、信号IG及び信号ST共にHとなる。そ
して、これによって電源Vcが立ち上る(S2)。これ
によって、ECU20に電源が供給されると共に、EC
U20が、STのHを認識し、信号CONTをHとす
る。このため、トランジスタ40をオンし(S3)、励
磁コイル用の回路のアース側ラインがアースに接続さ
れ、この回路が動作を開始する。
【0021】すなわち、まず励磁コイル38に電流が流
れ、充電リレー34がオンとなり(S4)、その後入力
コンデンサ12aの充電が完了したタイミングで、比較
器46の出力が反転し、これにより励磁コイル36に電
流が流れ、メインコンタクタ30がオンする(S5)。
【0022】そして、これらの動作が完了した場合に
は、ECU20は、メインコンタクタ30がオンである
かどうかをメインコンタクタ30の状態を示す信号CR
EADYにより確認し(S6)、オンでなかった場合に
はS2に戻る。一方、メインコンタクタ30のオンを確
認した場合には、モータ14を駆動するために、インバ
ータ12にこれを駆動するためのPWM信号を供給す
る。これによって、インバータ12がスイッチング動作
を開始し、モータ14に励磁電流を供給する(S7)。
そして、このようにしてモータ14の駆動の態勢が整っ
た場合には、アクセルの踏み込み量等に対応してECU
20がモータ14への電流供給を決定し、PWM信号に
よってインバータ12の動作を制御する。これによって
車両の走行が行われる(S8)。
【0023】そして、本発明においては、上述のよう
に、比較器82、84からの信号によって、励磁コイル
36に流れる電流量を監視し、励磁状態を検出してい
る。そして、比較器84の基準電圧Vref2は、比較器8
2の基準電圧Vref1より高電位となっている。そこで、
励磁コイル36の流れる電流量が所定量低下すると、こ
れが比較器84の出力CAUTIONに現われる。そこ
で、ECU20は励磁コイル36において信号CAUT
IONを監視し(S9)、励磁コイル36の電流量が基
準電圧Vref2以下にまで低下した場合には、これを表示
し、運転者に知らせる(S10)。
【0024】次に、ECU20は比較器82の出力であ
るFAIL信号を監視し(S11)、励磁コイル36に
おける電流量がさらに低下したかを検出する。そして、
FAIL信号により励磁コイル36における過度の電流
低下を検出した場合には、メインコンタクタ30が開放
される危険が大きいものであり、この場合にはECU2
0がPWM信号の出力を停止し、インバータ12の動作
を停止し、モータ励磁停止する(S12)。そして、そ
の後トランジスタ40をオフすると共に、FAILラン
プを点灯し、運転者にこの異常を知らせると共に、メイ
ンコンタクタ30をオフする(S13)。これによって
車両の走行が停止される(S14)。
【0025】なお、上述のS10においては、励磁コイ
ル36の電流量低下の他に、主バッテリーの電圧低下、
補機バッテリーの電圧低下、インバータ素子の破損等の
判定も行って良く、これらを検出した場合に同様の処置
をすると良い。
【0026】このように、本実施例によれば、励磁コイ
ル36の電流低下を検出し、警告やインバータ12の駆
動停止の処理を行う。そこで、メインコンタクタ30が
通電中に開放されることを確実に防止することができ
る。なお、励磁コイル36への電流路の断線等の場合に
も、電磁スイッチは瞬時に動作しないため、本回路によ
って、通電中のメインコンタクタ30の開放を防止する
ことができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
バータ駆動制御装置によれば、メインコンタクタのオン
オフを制御する励磁コイルの電流値を常に監視し、この
電流が減少した場合にインバータの動作を停止すること
ができるため、メインコンタクタ30が通電中に開放さ
れることを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインバータ駆動制御装置の全体構
成を示す図である。
【図2】実施例の装置の動作を説明するフローチャート
である。
【符号の説明】
10 主電池 12 インバータ 14 モータ 20 ECU 24 補機電池 30 メインコンタクタ 36 励磁コイル 82、84 比較器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主電池からの直流電流を交流電流に変換し
    モータに供給するインバータの駆動を制御するインバー
    タ駆動制御装置であって、 主電池とインバータの間に設けられ、主電池からインバ
    ータへの電流供給を制御するメインコンタクタと、 このメインコンタクタのオンオフを制御する励磁コイル
    と、 この励磁コイルの励磁状態を検出する励磁状態検出手段
    と、 この励磁状態検出手段の検出結果に基づいて、インバー
    タの駆動を制御するインバータ駆動制御手段と、 を有し、 励磁コイルの励磁状態が低下した場合に、メインコンタ
    クタが開放する前に、インバータの駆動を停止してモー
    タへの電流供給を停止することを特徴とするインバータ
    駆動制御装置。
JP4114622A 1992-05-07 1992-05-07 インバータ駆動制御装置 Pending JPH05316743A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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