JP2010051100A

JP2010051100A - Motor control system

Info

Publication number: JP2010051100A
Application number: JP2008213474A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Oguri; 浩小栗
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2010-03-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To drive a motor even if abnormality occurs with some of switching elements, in a motor control system wherein stopping of an inverse conversion part can cause accidents. <P>SOLUTION: In the motor control system, DC power is power-converted to AC power, for outputting to a motor M, by an inverse conversion part INV wherein a plurality of serial circuits, with switching elements being provided to an upper arm and a lower arm connected in series, are connected parallel for each phase. At least two windings are provided to the motor M for each phase. The serial circuits in the inverse conversion part INV are divided into at least two blocks for each phase. At least one block of serial circuit is connected to each winding. At least two gate drive circuits 6 are provided, for controlling switching elements for each block. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ＥＶ等に備えられた電動機制御システムに関する。 The present invention relates to an electric motor control system provided in an EV or the like.

近年、環境負荷の少ない「地球に優しい車」としてＥＶ（ｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ：電気エネルギー（電気モータ）を動力に変換して走行する電気自動車）やＨＥＶ（ｈｙｂｒｉｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ：ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関と電気モータを搭載した自動車）が脚光を浴びている。 In recent years, EVs (electric vehicles: electric vehicles that run by converting electric energy (electric motors) into motive power) and HEVs (hybrid electric vehicles: internal combustion engines such as gasoline engines and diesel engines) are environmentally friendly vehicles that have little environmental impact. Automobiles equipped with engines and electric motors are in the spotlight.

図３は、一般的なＥＶに備えられる電動機制御システムの一例を示す回路構成図である。図３に示すように、三相交流電流は整流回路１および平滑コンデンサＣを介して整流および平滑化される。その整流および平滑化された直流電力はスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ等）Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを備えた逆変換部ＩＮＶに入力され、各相それぞれ上アーム側と下アーム側のスイッチング素子を交互にオン状態，オフ状態とすることにより、所望の電圧および所望の周波数の交流電力に変換され電動機Ｍに出力される。電動機Ｍにおいては、巻線２，３，４に交流電圧が印加されることにより駆動される。 FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing an example of an electric motor control system provided in a general EV. As shown in FIG. 3, the three-phase alternating current is rectified and smoothed via the rectifier circuit 1 and the smoothing capacitor C. The rectified and smoothed DC power is input to an inverse conversion unit INV including switching elements (eg, IGBTs) Gu, Gv, Gw, Gx, Gy, Gz, and each phase has an upper arm side and a lower arm side. These switching elements are alternately turned on and off to be converted into AC power having a desired voltage and a desired frequency and output to the motor M. The electric motor M is driven by applying an AC voltage to the windings 2, 3, 4.

また、逆変換部ＩＮＶと電動機Ｍとの間には電流検出器ＣＴが設けられ、電動機Ｍに出力される電流値（以下、検出電流値と称する）が検出されるとともに、その検出電流値が制御回路５に出力される。 Further, a current detector CT is provided between the inverse conversion unit INV and the electric motor M, and a current value output to the electric motor M (hereinafter referred to as a detected current value) is detected, and the detected current value is It is output to the control circuit 5.

上記のような電動機制御システムにおいて電動機Ｍに大電力を供給する場合、スイッチング素子における電流容量の制約から、複数のスイッチング素子を並列に接続して大電流に適用できる構成にする必要がある。例えば、Ｕ相の場合、図３に示すように、スイッチング素子Ｇｕはスイッチング素子Ｇｕ１とスイッチング素子Ｇｕ２とを並列接続した構成とし、スイッチング素子Ｇｘはスイッチング素子Ｇｘ１とスイッチング素子Ｇｘ２とを並列接続した構成とする。換言すると、各相それぞれにおいて上アームに備えられたスイッチング素子（例えば、スイッチング素子Ｇｕ１）と下アームに備えられたスイッチング素子（例えば、スイッチング素子Ｇｘ１）とを直列接続してなる直列回路を複数個並列に設ける。また、平滑コンデンサＣも必要に応じて複数個並列接続した構成にしてもよい（例えば、特許文献１）。 When supplying a large amount of electric power to the motor M in the motor control system as described above, it is necessary to connect a plurality of switching elements in parallel so that they can be applied to a large current because of the limitation of the current capacity of the switching elements. For example, in the case of the U phase, as shown in FIG. 3, the switching element Gu has a configuration in which the switching element Gu1 and the switching element Gu2 are connected in parallel, and the switching element Gx has a configuration in which the switching element Gx1 and the switching element Gx2 are connected in parallel. And In other words, in each phase, a plurality of series circuits formed by connecting in series a switching element (for example, switching element Gu1) provided in the upper arm and a switching element (for example, switching element Gx1) provided in the lower arm. Provide in parallel. Further, a plurality of smoothing capacitors C may be connected in parallel as required (for example, Patent Document 1).

図４は、前記スイッチング素子における一般的なゲート駆動回路６の一例を示す回路構成図である。通常運転時においては、制御回路５からゲート駆動回路６に対してスイッチング素子Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚの制御信号が出力されるとともに、イネーブル端子ＥＮＢに対してイネーブル信号が出力される。イネーブル信号が入力されることにより、ゲート駆動回路６はイネーブル状態となり、ゲート駆動回路６から各スイッチング素子に対してゲート信号が出力される。なお、同相同アームのスイッチング素子（例えば、Ｇｕ１とＧｕ２）に対しては、同じゲート信号が出力される。
特開平２００８−５６３６号公報（段落［００１４］、図３） FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing an example of a general gate drive circuit 6 in the switching element. During normal operation, control signals for the switching elements Gu, Gv, Gw, Gx, Gy, Gz are output from the control circuit 5 to the gate drive circuit 6, and an enable signal is output to the enable terminal ENB. The When the enable signal is input, the gate drive circuit 6 is enabled, and a gate signal is output from the gate drive circuit 6 to each switching element. The same gate signal is output to the switching elements (for example, Gu1 and Gu2) of the same homology arm.
JP 2008-5636 A (paragraph [0014], FIG. 3)

しかしながら、ＥＶはＨＥＶとは異なり、電気エネルギーのみで駆動されているため、電動機制御システムに故障が発生すると走行できなくなる可能性が生じる。 However, unlike the HEV, the EV is driven only by electric energy, and therefore there is a possibility that the vehicle cannot be driven if a failure occurs in the motor control system.

例えば、図３に示すような電動機制御システムの場合、一つのゲート駆動回路６から全てのスイッチング素子に対してゲート信号が出力されているため、それらスイッチング素子のうち１個でも破損（例えば、ショート）した場合、イネーブル端子ＥＮＢに入力するイネーブル信号を停止して逆変換部ＩＮＶ全体を停止するしかない。電動機Ｍと逆変換部ＩＮＶとは１対１で接続されているため、逆変換部ＩＮＶが停止するとＥＶは駆動源を失い、結果的にＥＶ自体もその場で停止することとなる。例えば、逆変換部ＩＮＶが道路等で停止した場合、ＥＶを路肩などの安全な場所に移動する必要があるが、後続車両が存在する場合や高速道路走行中の場合は交通事故等を引き起こす恐れがある。 For example, in the case of an electric motor control system as shown in FIG. 3, since one gate drive circuit 6 outputs a gate signal to all switching elements, even one of the switching elements is damaged (for example, a short circuit). ), The enable signal input to the enable terminal ENB must be stopped to stop the entire inverse conversion unit INV. Since the electric motor M and the reverse conversion unit INV are connected on a one-to-one basis, when the reverse conversion unit INV stops, the EV loses a drive source, and as a result, the EV itself stops on the spot. For example, when the reverse conversion unit INV stops on a road or the like, it is necessary to move the EV to a safe place such as a shoulder. However, there is a risk of causing a traffic accident or the like when there is a following vehicle or driving on a highway. There is.

以上示したようなことから、逆変換部が停止することにより事故等を引き起こす恐れのある電動機制御システムにおいては、各スイッチング素子のいくつかにおいて異常が発生しても、電動機を駆動できることが要求される。 As described above, in the motor control system that may cause an accident or the like when the reverse conversion unit stops, it is required that the motor can be driven even if an abnormality occurs in some of the switching elements. The

本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、請求項１記載の発明は、上アームと下アームとに備えられたスイッチング素子を直列接続してなる直列回路が各相それぞれ複数個並列に接続された逆変換部を備え、前記スイッチング素子がゲート駆動回路によってオンオフ制御されることにより、前記逆変換部において直流電力が交流電力に電力変換されて電動機に出力される電動機制御システムであって、前記電動機の巻線を各相それぞれ少なくとも２つ備えるとともに、前記逆変換部における直列回路を各相それぞれ少なくとも２つのブロックに区別し、前記それぞれの巻線に少なくとも１つのブロックの直列回路を接続し、前記ゲート駆動回路を少なくとも２つ備え、前記ブロック毎にスイッチング素子を制御することを特徴とする。 The present invention has been devised in view of the above-described conventional problems, and the invention according to claim 1 includes a series circuit formed by connecting switching elements provided in an upper arm and a lower arm in series. A plurality of inverters connected in parallel, and the switching element is controlled to be turned on / off by a gate drive circuit, whereby DC power is converted into AC power in the inverter and output to the motor. The system includes at least two windings of the electric motor for each phase, distinguishes the series circuit in the inverse conversion unit into at least two blocks for each phase, and includes at least one block for each winding. A series circuit is connected, at least two of the gate driving circuits are provided, and a switching element is controlled for each block, That.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記複数のゲート駆動回路のうち少なくとも１つから出力されたゲート信号により、少なくとも１つのブロックのスイッチング素子がオンオフ制御されて電動機が駆動されることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, at least one switching element of the block is controlled to be turned on / off by a gate signal output from at least one of the plurality of gate drive circuits. It is characterized by being.

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の電動機制御システムを備えた電気自動車であって、前記電動機は電気自動車の車輪を駆動させることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an electric vehicle comprising the electric motor control system according to the first or second aspect, wherein the electric motor drives wheels of the electric vehicle.

以上の説明で明らかなように、請求項１または２記載の発明によれば、スイッチング素子のいくつかにおいて異常が生じても、電動機を駆動させることが可能となる。 As is apparent from the above description, according to the first or second aspect of the invention, the motor can be driven even if an abnormality occurs in some of the switching elements.

請求項３記載の発明によれば、スイッチング素子のいくつかにおいて異常が生じても、電動機を駆動しＥＶを移動することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, even if an abnormality occurs in some of the switching elements, the electric motor can be driven to move the EV.

次に、本実施形態の電動機制御システムの一例を図１の回路構成図に基づいて説明する。図１の電動機制御システムは、従来の電動機制御システム（図３に記載の電動機制御システム）において、電動機Ｍの巻線２，３，４をそれぞれ２分割（２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂに２分割）するとともに、各相それぞれ並列に備えられた直列回路（スイッチング素子を直列接続してなる直列回路）を各相それぞれ２つのブロック（本実施例では、ＡブロックとＢブロック）に区別して、そのブロックごとに各相２つ備えられた（分割された）巻線と接続されたものが適用される。 Next, an example of the motor control system of the present embodiment will be described based on the circuit configuration diagram of FIG. The motor control system of FIG. 1 is a conventional motor control system (the motor control system shown in FIG. 3), and the windings 2, 3, and 4 of the motor M are divided into two parts (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b), and a series circuit (a series circuit formed by connecting switching elements in series) provided in parallel for each phase is divided into two blocks for each phase (in this embodiment, A block and B block). For the sake of distinction, the one connected to the windings (divided) provided for each phase in each block is applied.

前記電動機Ｍの巻線における２分割の意味するところは、単に一つの巻線を中間で切断して二つに分けるということに限定されるものではない。例えば、巻線２ａ，３ａ，４ａまたは、巻線２ｂ，３ｂ，４ｂの一方に電流が流れることによって電動機が駆動するように、巻線の線径や巻数について適宜選択する（最適なものを選択し直す）等の場合を含んでいる。 The meaning of the two divisions in the winding of the motor M is not limited to simply cutting one winding in the middle and dividing it into two. For example, the wire diameter and the number of turns of the winding are appropriately selected so that the motor is driven by the current flowing through one of the windings 2a, 3a, 4a or the windings 2b, 3b, 4b (select the optimum one) The case of re-doing) is included.

本実施例における電動機Ｍの巻線２ａと２ｂ，３ａと３ｂ，４ａと４ｂは、互いに近接した場所に位置することから、それぞれに同じ向きの電流が流れたときに電動機から発生されるトルクの大きさは、従来例における電動機Ｍの巻線２，３，４に電流が流れた場合のトルクの大きさと比較するとほぼ相似形である。なお、電動機Ｍの巻線２ａ，３ａ，４ａと巻線２ｂ，３ｂ，４ｂは互いに絶縁されている。 Since the windings 2a and 2b, 3a and 3b, 4a and 4b of the electric motor M in the present embodiment are located in close proximity to each other, the torque generated from the electric motor when current in the same direction flows through each of them. The magnitude is substantially similar to the magnitude of the torque when current flows through the windings 2, 3 and 4 of the electric motor M in the conventional example. The windings 2a, 3a, 4a and the windings 2b, 3b, 4b of the electric motor M are insulated from each other.

上記のように構成することにより、Ａブロック，Ｂブロックそれぞれにおいて逆変換部ＩＮＶが形成され、それぞれが電動機Ｍの各相に２つ備えられた巻線と接続されることとなる。 By configuring as described above, the inverse conversion unit INV is formed in each of the A block and the B block, and each is connected to two windings provided in each phase of the electric motor M.

図２は、本実施例の前記スイッチング素子におけるゲート駆動回路を示す回路構成図である。本実施例においては、２つに区別されたブロックごとにスイッチング素子を制御するため、ゲート駆動回路が２つ（ゲート駆動回路６ａ，６ｂ）備えられる。 FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a gate drive circuit in the switching element of this embodiment. In this embodiment, two gate drive circuits (gate drive circuits 6a and 6b) are provided in order to control the switching element for each of the two distinct blocks.

通常運転時においては、制御回路５からスイッチング素子Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚに対する制御信号が分割されて前記ゲート駆動回路６ａ，６ｂに入力されるとともに、前記ゲート駆動回路６ａ，６ｂのイネーブル端子ＥＮＢ１，ＥＮＢ２に対してイネーブル信号が入力される。このイネーブル信号が入力されると、ゲート駆動回路６ａ，６ｂはイネーブル状態となり、前記ゲート駆動回路６ａからは、Ａブロックのスイッチング素子Ｇｕ１，Ｇ≡１，Ｇｗ１，Ｇｘ１，Ｇｙ１，Ｇｚ１に対するゲート信号が出力され、前記ゲート駆動回路６ｂからは、Ｂブロックのスイッチング素子Ｇｕ２，Ｇｖ２，Ｇｗ２，Ｇｘ２，Ｇｙ２，Ｇｚ２に対するゲート信号が出力される。なお、従来例と同様に同相同アームのスイッチング素子に対しては、同じゲート信号が入力される。 During normal operation, control signals for the switching elements Gu, Gv, Gw, Gx, Gy, and Gz are divided from the control circuit 5 and input to the gate drive circuits 6a and 6b, and the gate drive circuits 6a and 6b. An enable signal is input to the enable terminals ENB1 and ENB2. When this enable signal is input, the gate drive circuits 6a and 6b are enabled, and the gate drive circuit 6a receives gate signals for the switching elements Gu1, G≡1, Gw1, Gx1, Gy1, and Gz1 of the A block. The gate driving circuit 6b outputs gate signals for the switching elements Gu2, Gv2, Gw2, Gx2, Gy2, Gz2 of the B block. Similar to the conventional example, the same gate signal is input to the switching elements of the same homologous arm.

次に、本実施例の電動機制御システムにおいて過電流故障（例えば、スイッチング素子がショートしたことに起因する過電流故障）が発生した場合の制御方法について説明する。 Next, a control method when an overcurrent failure (for example, an overcurrent failure due to a short circuit of the switching element) occurs in the motor control system of the present embodiment will be described.

まず、従来と同様にゲート信号を遮断し（例えば、イネーブル端子ＥＮＢ１，ＥＮＢ２に対するイネーブル信号の出力を停止してゲート信号を遮断し）、一定時間後に再起動（全ブロックのスイッチング素子に対してゲート信号を出力）する。この時、再度過電流故障が発生した際には、スイッチング素子や電動機Ｍの巻線２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂに異常があると判断して、自己診断処理および故障解析処理を開始する。 First, the gate signal is cut off as in the conventional case (for example, the output of the enable signal to the enable terminals ENB1 and ENB2 is stopped and the gate signal is cut off), and then restarted after a certain time (the gates for the switching elements of all blocks). Output signal). At this time, when an overcurrent failure occurs again, it is determined that there is an abnormality in the windings 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b of the switching element and the motor M, and the self-diagnosis processing and failure analysis processing are performed. Start.

以下、自己診断処理および故障解析処理の動作について具体的に説明する。 Hereinafter, operations of the self-diagnosis process and the failure analysis process will be specifically described.

（１）始めに、イネーブル端子ＥＮＢ１に対しイネーブル信号を出力してゲート駆動回路６ａからゲート信号を出力し、Ａブロックのスイッチング素子Ｇｕ１，Ｇｖ１，Ｇｗ１，Ｇｘ１，Ｇｙ１，Ｇｚ１をオンオフ制御させ、Ｂブロックのスイッチング素子Ｇｕ２，Ｇｖ２，Ｇｗ２，Ｇｘ２，Ｇｙ２，Ｇｚ２をオフ制御にする。 (1) First, an enable signal is output to the enable terminal ENB1, a gate signal is output from the gate drive circuit 6a, and the switching elements Gu1, Gv1, Gw1, Gx1, Gy1, Gz1 of the A block are controlled to be turned on and off. The switching elements Gu2, Gv2, Gw2, Gx2, Gy2, and Gz2 of the block are turned off.

（２）前記Ａブロックのスイッチング素子Ｇｕ１，Ｇｖ１，Ｇｗ１，Ｇｘ１，Ｇｙ１，Ｇｚ１がオンオフ制御されている状態で、過電流異常の有無を確認（例えば、電流検出器ＣＴ等で確認）する（以下、自己診断処理と称する）。 (2) The presence or absence of an overcurrent abnormality is confirmed (for example, confirmed by a current detector CT or the like) in a state where the switching elements Gu1, Gv1, Gw1, Gx1, Gy1, and Gz1 of the A block are on / off controlled (hereinafter, confirmed by a current detector CT or the like). , Referred to as self-diagnosis processing).

（３）（２）の結果にかかわらず、ゲート駆動回路６ａのイネーブル端子ＥＮＢ１に対するイネーブル信号の出力を停止し、Ａブロックのスイッチング素子Ｇｕ１，Ｇｖ１，Ｇｗ１，Ｇｘ１，Ｇｙ１，Ｇｚ１をターンオフさせる。また、イネーブル端子ＥＮＢ２に対しイネーブル信号を出力してゲート駆動回路６ｂからゲート信号を出力し、Ｂブロックのスイッチング素子Ｇｕ２，Ｇｖ２，Ｇｗ２，Ｇｘ２，Ｇｙ２，Ｇｚ２をオンオフ制御させる。 (3) Regardless of the result of (2), the output of the enable signal to the enable terminal ENB1 of the gate drive circuit 6a is stopped, and the switching elements Gu1, Gv1, Gw1, Gx1, Gy1, Gz1 of the A block are turned off. Further, an enable signal is output to the enable terminal ENB2 and a gate signal is output from the gate drive circuit 6b, and the switching elements Gu2, Gv2, Gw2, Gx2, Gy2, and Gz2 of the B block are controlled to be turned on / off.

（４）Ｂブロックのスイッチング素子Ｇｕ２，Ｇｖ２，Ｇｗ２，Ｇｘ２，Ｇｙ２，Ｇｚ２がオンオフ制御されている状態で、自己診断処理を実施する。 (4) The self-diagnosis process is performed in a state where the switching elements Gu2, Gv2, Gw2, Gx2, Gy2, and Gz2 of the B block are on / off controlled.

（５）（４）の結果にかかわらず、ゲート駆動回路６ｂのイネーブル端子ＥＮＢ２に対するイネーブル信号の出力を停止し、Ｂブロックのスイッチング素子Ｇｕ２，Ｇｖ２，Ｇｗ２，Ｇｘ２，Ｇｙ２，Ｇｚ２をターンオフさせる。その後、（２）および（４）で行った自己診断処理の結果に基づいて、故障解析を行う。 (5) Regardless of the result of (4), the output of the enable signal to the enable terminal ENB2 of the gate drive circuit 6b is stopped, and the switching elements Gu2, Gv2, Gw2, Gx2, Gy2, Gz2 of the B block are turned off. Thereafter, failure analysis is performed based on the results of the self-diagnosis processing performed in (2) and (4).

前記故障解析の結果に基づいて、逆変換部ＩＮＶにおけるその後の動作が決定されるが、具体例として以下に示す４つの条件による動作が挙げられる。 The subsequent operation in the inverse conversion unit INV is determined based on the result of the failure analysis, and specific examples include operations under the following four conditions.

〈条件１：（２）および（４）において正常であることが確認された場合〉
制御回路５からゲート駆動回路６ａ，６ｂへ制御信号を出力するとともに、イネーブル端子ＥＮＢ１，ＥＮＢ２にイネーブル信号を出力し、両ブロック（ＡブロックとＢブロック）のスイッチング素子（Ｇｕ１，Ｇｕ２，Ｇｖ１，Ｇｖ２，Ｇｗ１，Ｇｗ２，Ｇｘ１，Ｇｘ２，Ｇｙ１，Ｇｙ２，Ｇｚ１，Ｇｚ２）をオンオフ制御させる。すなわち、通常運転に復帰する。 <Condition 1: When confirmed to be normal in (2) and (4)>
A control signal is output from the control circuit 5 to the gate drive circuits 6a and 6b, and an enable signal is output to the enable terminals ENB1 and ENB2, and switching elements (Gu1, Gu2, Gv1, Gv2) of both blocks (A block and B block) are output. , Gw1, Gw2, Gx1, Gx2, Gy1, Gy2, Gz1, Gz2). That is, the normal operation is restored.

〈条件２：（２）で正常が確認，（４）で異常が確認された場合〉
制御回路５からゲート駆動回路６ａ，６ｂへ制御信号を出力するとともに、イネーブル端子ＥＮＢ１にイネーブル信号を出力し、Ａブロックのスイッチング素子Ｇｕ１，Ｇｖ１，Ｇｗ１，Ｇｘ１，Ｇｙ１，Ｇｚ１をオンオフ制御させる。また、Ｂブロックのスイッチング素子Ｇｕ２，Ｇｖ２，Ｇｗ２，Ｇｘ２，Ｇｙ２，Ｇｚ２のうち何れか（（４）で実施した自己診断処理）が異常だったことを警報出力する。 <Condition 2: When (2) confirms normality and (4) confirms abnormality>
A control signal is output from the control circuit 5 to the gate drive circuits 6a and 6b, and an enable signal is output to the enable terminal ENB1, and the switching elements Gu1, Gv1, Gw1, Gx1, Gy1, and Gz1 of the A block are controlled to be turned on / off. Further, an alarm is output that any one of the switching elements Gu2, Gv2, Gw2, Gx2, Gy2, Gz2 of the B block (the self-diagnosis process performed in (4)) is abnormal.

〈条件３：（２）で異常が確認，（４）で正常が確認された場合〉
制御回路５からゲート駆動回路６ａ，６ｂへ制御信号を出力するとともに、イネーブル端子ＥＮＢ２にイネーブル信号を出力し、Ｂブロックのスイッチング素子Ｇｕ２，Ｇｖ２，Ｇｗ２，Ｇｘ２，Ｇｙ２，Ｇｚ２をオンオフ制御させる。また、Ａブロックのスイッチング素子Ｇｕ１，Ｇｖ１，Ｇｗ１，Ｇｘ１，Ｇｙ１，Ｇｚ１のうち何れか（（２）で実施した自己診断処理）が異常だったことを警報出力する。 <Condition 3: When abnormality is confirmed in (2) and normality is confirmed in (4)>
A control signal is output from the control circuit 5 to the gate drive circuits 6a and 6b, and an enable signal is output to the enable terminal ENB2, and the switching elements Gu2, Gv2, Gw2, Gx2, Gy2, and Gz2 of the B block are controlled to be turned on / off. Further, an alarm is output that any one of the switching elements Gu1, Gv1, Gw1, Gx1, Gy1, and Gz1 of the A block (the self-diagnosis process performed in (2)) is abnormal.

〈条件４：（２）および（４）で異常が確認された場合〉
共に異常状態であり、その他（スイッチング素子以外）の要因が考えられる。そのため、制御回路５からゲート駆動回路６ａ，６ｂへの制御信号を停止させるか、あるいはイネーブル端子ＥＮＢ１，ＥＮＢ２に対してのイネーブル信号を停止させ、両方のブロック（ＡブロックとＢブロック）のスイッチング素子をターンオフさせる。 <Condition 4: When abnormality is confirmed in (2) and (4)>
Both are abnormal states, and other factors (other than switching elements) are considered. Therefore, the control signal from the control circuit 5 to the gate drive circuits 6a and 6b is stopped, or the enable signal to the enable terminals ENB1 and ENB2 is stopped, and the switching elements of both blocks (A block and B block) Turn off.

上記のような構成および制御とすることにより、従来では故障扱いにして停止するしかなかった条件２および条件３において、過電流異常が生じたブロックのスイッチング素子をオフ制御とし、過電流異常が生じなかったブロックのスイッチング素子をオンオフ制御させて、電動機Ｍを駆動することが可能となる。なお、電動機Ｍのトルクが半分になってしまうものの、ＥＶは徐行運転等により路肩などの安全な場所まで移動（すなわち、電動機Ｍを駆動源として自力で移動）することができ、故障時の危険を抑制することが可能となる。 By adopting the configuration and control as described above, the switching element of the block in which the overcurrent abnormality has occurred is turned off in the condition 2 and the condition 3 that conventionally had to be handled as a failure, and the overcurrent abnormality occurred. It becomes possible to drive the electric motor M by controlling the switching elements of the blocks that have not been turned on and off. Although the torque of the electric motor M is halved, the EV can move to a safe place such as a road shoulder by slow driving or the like (that is, the electric motor M can be moved on its own by using the electric motor M as a driving source). Can be suppressed.

また、自己診断処理および故障解析処理を行うことにより、破損箇所の拡大を抑制することが可能となる。さらに、大幅な変更や大きなコストアップを要することなく故障発生時の危険回避を可能とする。 Further, by performing the self-diagnosis process and the failure analysis process, it is possible to suppress the expansion of the damaged portion. In addition, it is possible to avoid danger when a failure occurs without requiring significant changes or significant cost increases.

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。 Although the present invention has been described in detail only for the specific examples described above, it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention. Such variations and modifications are naturally within the scope of the claims.

例えば、実施例においては、ＥＶに備えられた電動機制御システムについて詳細に説明したが、上アームに備えらえたスイッチング素子と下アームに備えられたスイッチング素子とを直列接続してなる直列回路を各相それぞれ複数個並列に設けた電動機制御システムであれば適用可能である。 For example, in the embodiment, the electric motor control system provided in the EV has been described in detail. However, a series circuit in which a switching element provided in the upper arm and a switching element provided in the lower arm are connected in series is provided. The present invention can be applied to any motor control system in which a plurality of phases are provided in parallel.

また、実施例においては、電動機Ｍの巻線を各相それぞれ２つ備え、ゲート駆動回路を２つ備えた電動機制御システムについて説明したが、巻線においては少なくとも２つ以上備え、ゲート駆動回路においては２つ以上備えていれば適用可能である。 Further, in the embodiment, the motor control system having two windings for each phase of the motor M and two gate drive circuits has been described, but at least two or more windings are provided in the gate drive circuit. It is applicable if two or more are provided.

さらに、実施例においては直列回路（スイッチング素子を直列接続してなる直列回路）を各相それぞれ２つのブロックに区別したが、２つ以上のブロックであればブロックはいくつのものでも適用可能である。 Furthermore, in the embodiment, the series circuit (series circuit formed by connecting switching elements in series) is divided into two blocks for each phase, but any number of blocks can be applied as long as the number of blocks is two or more. .

本実施例における電動機制御システムを示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the electric motor control system in a present Example. 本実施例のスイッチングにおけるゲート駆動回路を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the gate drive circuit in the switching of a present Example. 一般的なＥＶに備えられる電動機制御システムの一例を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows an example of the electric motor control system with which general EV is equipped. 一般的なゲート駆動回路の一例を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows an example of a general gate drive circuit.

符号の説明Explanation of symbols

２，２ａ，２ｂ，３，３ａ，３ｂ，４，４ａ，４ｂ…巻線
６，６ａ，６ｂ…ゲート駆動回路
Ｍ…電動機
ＩＮＶ…逆変換部
ＥＮＢ，ＥＮＢ１，ＥＮＢ２…イネーブル端子
Ｇｕ，Ｇｕ１，Ｇｕ２，Ｇｖ，Ｇｖ１，ＧＶ２，Ｇｗ，Ｇｗ１，Ｇｗ２，Ｇｘ，Ｇｘ１，Ｇｘ２，Ｇｙ，Ｇｙ１，Ｇｙ２，Ｇｚ，Ｇｚ１，Ｇｚ２…スイッチング素子 2, 2a, 2b, 3, 3a, 3b, 4, 4a, 4b ... Winding 6, 6a, 6b ... Gate drive circuit M ... Electric motor INV ... Inverse converter ENB, ENB1, ENB2 ... Enable terminal Gu, Gu1, Gu2 , Gv, Gv1, GV2, Gw, Gw1, Gw2, Gx, Gx1, Gx2, Gy, Gy1, Gy2, Gz, Gz1, Gz2... Switching element

Claims

上アームと下アームとに備えられたスイッチング素子を直列接続してなる直列回路が各相それぞれ複数個並列に接続された逆変換部を備え、前記スイッチング素子がゲート駆動回路によってオンオフ制御されることにより、前記逆変換部において直流電力が交流電力に電力変換されて電動機に出力される電動機制御システムであって、
前記電動機の巻線を各相それぞれ少なくとも２つ備えるとともに、
前記逆変換部における直列回路を各相それぞれ少なくとも２つのブロックに区別し、
前記それぞれの巻線に少なくとも１つのブロックの直列回路を接続し、
前記ゲート駆動回路を少なくとも２つ備え、前記ブロック毎にスイッチング素子を制御することを特徴とする電動機制御システム。 A series circuit formed by connecting switching elements provided in an upper arm and a lower arm in series includes an inverse conversion unit in which a plurality of phases are connected in parallel, and the switching elements are controlled on and off by a gate drive circuit. Thus, the electric power control system in which the DC power is converted into AC power and output to the electric motor in the reverse conversion unit,
Including at least two windings of the motor for each phase;
Distinguishing the series circuit in the inverse conversion unit into at least two blocks for each phase,
Connecting a series circuit of at least one block to each of the windings;
An electric motor control system comprising at least two gate drive circuits and controlling a switching element for each block.

前記複数のゲート駆動回路のうち少なくとも１つから出力されたゲート信号により、少なくとも１つのブロックのスイッチング素子がオンオフ制御されて電動機が駆動されることを特徴とする請求項１記載の電動機制御システム。 2. The motor control system according to claim 1, wherein the switching element of at least one block is controlled to be turned on / off by a gate signal output from at least one of the plurality of gate drive circuits, and the motor is driven.

請求項１または２記載の電動機制御システムを備えた電気自動車であって、前記電動機は電気自動車の車輪を駆動させることを特徴とする電気自動車。 3. An electric vehicle comprising the electric motor control system according to claim 1, wherein the electric motor drives wheels of the electric vehicle.