JP5082495B2 - Electric rotating machine power supply control device - Google Patents
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Description
本発明は、電動回転機の電源制御装置に係り、特に電動回転機の巻線を放電抵抗とし、電源回路のコンデンサの電荷を放電させる電動回転機の電源制御装置に関する。 The present invention relates to a power supply control device for an electric rotating machine, and more particularly to a power supply control device for an electric rotating machine that uses a winding of the electric rotating machine as a discharge resistor to discharge a charge of a capacitor of a power supply circuit.
ハイブリッド車両のようにモータを搭載する車両では、モータに電力を供給する電源回路が設けられる。そして、電源回路においては、例えば、高電圧バッテリである蓄電装置とインバータとの間に電圧平滑のためにコンデンサが設けられる。車両が運行を終えて、イグニッションスイッチがオフになったときに、コンデンサに高圧の電荷が残留されたままであると、電源回路のメンテナンスに支障が出る可能性があるため、コンデンサを放電させることが好ましい。この場合、モータのコイルを放電抵抗として用いてコンデンサの残留電荷を放電させる方法がある。 In a vehicle equipped with a motor such as a hybrid vehicle, a power supply circuit that supplies electric power to the motor is provided. In the power supply circuit, for example, a capacitor is provided for voltage smoothing between the power storage device that is a high-voltage battery and the inverter. If the high-voltage charge remains in the capacitor when the vehicle finishes operation and the ignition switch is turned off, the capacitor may be discharged because maintenance of the power circuit may be hindered. preferable. In this case, there is a method of discharging the residual charge of the capacitor by using a coil of the motor as a discharge resistor.
例えば、特許文献1には、車両駆動モータ制御回路がオフになったときに、バッテリとインバータとの間のコンデンサを確実に放電させるため、q軸電流を0とし、d軸電流を0でない値としてモータ駆動トルクを発生させずにコンデンサ電荷を消費する従来技術が述べられている。
For example,
また、特許文献2には、電動機に接続されるインバータ回路において、バッテリと平滑コンデンサとの接続が開離されたとき、センサを用いず全く別の位相関係に基づいて高周波駆動信号を作成し、これを電動機の固定子巻線に印加すると、慣性によって電動機は回転せず、銅損と鉄損とで、コンデンサを放電できることが開示されている。
Further, in
上記のように、バッテリと回路とが切り離され、同期型電動回転機が駆動されていない状態で電動回転機のコイルを放電抵抗としてコンデンサの電荷を放電するには、q軸電流であるiqをゼロとし、d軸電流であるidをゼロとしない制御を行えばよい。 As described above, in order to discharge the electric charge of the capacitor using the coil of the electric rotating machine as a discharge resistor in a state where the battery and the circuit are disconnected and the synchronous electric rotating machine is not driven, the q-axis current i q was zero, may be performed a control that does not the i d a d-axis current to zero.
ところで、この状態の制御は、3相同期型電動回転機の場合において、3相に対応し中性点でそれぞれ相互に接続される3つのコイルがあるため、放電電流は、1つのコイルから中性点を通って他の2つのコイルに分流して流れるか、あるいは2つのコイルから中性点を通って残りの1つのコイルに合流して流れるかの形態をとる。したがって、3つのコイルのうち、1つのコイルに流れる電流は他の2つのコイルに流れる電流の和となり、この1つのコイルに電流が集中することになる。 By the way, in the case of a three-phase synchronous electric rotating machine, there are three coils that correspond to the three phases and are connected to each other at a neutral point. It takes the form of flowing through the sex point to the other two coils, or flowing from the two coils through the neutral point to the remaining one coil. Accordingly, among the three coils, the current flowing in one coil is the sum of the currents flowing in the other two coils, and the current is concentrated in this one coil.
これを3相同期型電動回転機の駆動回路として一般的に用いられる3相インバータ回路に当てはめてみると、この電流集中する1つのコイルに対応するスイッチング素子に流れる電流は、他の2つのコイルに対応するスイッチング素子に流れる電流の和となり、この1相のスイッチング素子に電流集中が生じることになる。この電流集中により、インバータ回路の発熱が増大し、破損に至る恐れがある。 When this is applied to a three-phase inverter circuit that is generally used as a drive circuit for a three-phase synchronous electric rotating machine, the current flowing through the switching element corresponding to one coil where the current is concentrated is the other two coils. The sum of the currents flowing through the switching elements corresponding to, and current concentration occurs in this one-phase switching element. This current concentration increases the heat generation of the inverter circuit and may cause damage.
本発明の目的は、電動回転機のコイルを用いてコンデンサの放電を行う場合に、インバータ回路の発熱を抑制することを可能にする電動回転機の電源制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a power control device for an electric rotating machine that makes it possible to suppress heat generation of an inverter circuit when discharging a capacitor using a coil of the electric rotating machine.
本発明に係る電動回転機の電源制御装置は、電動回転機に接続されるインバータ回路と、蓄電装置とインバータ回路との間に接続されて配置されるコンデンサと、電動回転機の巻線を放電抵抗とし、インバータ回路を介してq軸電流をゼロとしながらd軸電流を流してコンデンサの電荷を放電させる際に、d軸電流の流れる方向を所定の反転周期で反転させる制御を行う制御部と、を備え、制御部は、コンデンサの残留電圧の高さに応じてd軸電流の反転周期を可変制御することを特徴とする。 A power control device for an electric rotating machine according to the present invention includes an inverter circuit connected to the electric rotating machine, a capacitor connected between the power storage device and the inverter circuit, and a winding of the electric rotating machine. A control unit that controls the reversal of the flow direction of the d-axis current at a predetermined reversal cycle when discharging the capacitor charge by flowing the d-axis current while making the q-axis current zero through the inverter circuit through the inverter circuit; the provided control unit is characterized that you variably controlling the inversion period of the d-axis current according to the height of the residual voltage of the capacitor.
また、本発明に係る電動回転機の電源制御装置において、電動回転機は、中性点で各相巻線の一方端がそれぞれ相互に接続され、各相巻線の他方端がインバータ回路の各相接続点にそれぞれ接続される3相電動回転機であり、インバータ回路は、各相巻線のそれぞれに対応し、正極母線と各相接続点と間に配置されて接続される上アームスイッチング素子と、各相接続点と負極母線との間に配置されて接続される下アームスイッチング素子とが直列接続される3相インバータ回路であって、制御部は、インバータ回路の3相のうち1相の上アームスイッチング素子と、他の2相の下アームスイッチング素子のそれぞれとをオンさせて中性点を介し各相コイルに一方方向にd軸電流を流す一方方向期間と、インバータ回路の3相のうち、一方方向期間のときにオンしていない2相の上アームスイッチング素子のそれぞれと、一方方向期間のときにオンしていない1相の下アームスイッチング素子とをオンさせて中性点を介し各相コイルに一方方向と逆の他方方向にd軸電流を流す他方方向期間と、を繰り返してd軸電流の流れる方向を所定の反転周期で反転させることが好ましい。 Further, in the power control device for the electric rotating machine according to the present invention, the electric rotating machine has one end of each phase winding connected to each other at a neutral point, and the other end of each phase winding is connected to each of the inverter circuits. The upper arm switching element is a three-phase electric rotating machine connected to each phase connection point, and the inverter circuit corresponds to each phase winding and is arranged and connected between the positive bus and each phase connection point And a lower arm switching element that is arranged and connected between each phase connection point and the negative electrode bus line, and is connected in series, and the control unit is one of the three phases of the inverter circuit. A one-way period in which the upper arm switching element and each of the other two-phase lower arm switching elements are turned on to pass a d-axis current in one direction to each phase coil via a neutral point, and the three phases of the inverter circuit One of them Each of the two-phase upper arm switching elements that are not turned on during the period and the one-phase lower arm switching element that is not turned on during the one-way period are turned on to each phase coil via the neutral point. It is preferable that the direction in which the d-axis current flows is reversed at a predetermined inversion period by repeating the other direction period in which the d-axis current flows in the other direction opposite to the one direction.
本発明に係る電動回転機の電源制御装置において、制御部は、コンデンサの残留電圧の高さに応じて、放電に用いられるd軸電流の大きさを可変制御することが好ましい。 In the power control device for an electric rotating machine according to the present invention, it is preferable that the control unit variably controls the magnitude of the d-axis current used for discharging according to the height of the residual voltage of the capacitor.
上記構成により、電動回転機の電源制御装置は、q軸電流をゼロとしながらd軸電流を所定の反転周期で反転させる制御を行う。インバータ回路は、上アームと下アームとを有しており、どちらをオンし、どちらをオフするかによって、コイルに流れる電流の方向が変わる。コイルを用いて放電させる場合に、コイルに一方向にd軸電流を流すときは、上アームまたは下アームのいずれかが常時オンとなり、このオンとなるスイッチング素子にd軸電流が集中することになる。上記構成では、コイルに流すd軸電流の方向を周期的に反転させるので、特定のスイッチング素子における電流集中を避けることができ、インバータ回路における発熱集中を緩和することができる。
With the above configuration, the power control device for the electric rotating machine performs control to invert the d-axis current at a predetermined inversion period while setting the q-axis current to zero . The inverter circuit has an upper arm and a lower arm, and the direction of the current flowing through the coil changes depending on which is turned on and which is turned off. When discharging using a coil, when a d-axis current flows through the coil in one direction, either the upper arm or the lower arm is always turned on, and the d-axis current is concentrated on the switching element that is turned on. Become. In the above configuration, since the direction of the d-axis current flowing through the coil is periodically reversed, current concentration in a specific switching element can be avoided, and heat generation concentration in the inverter circuit can be reduced.
また、3相電動回転機と3相インバータ回路を用いる場合は、インバータ回路の3相のうち1相の上アームスイッチング素子と、他の2相の下アームスイッチング素子のそれぞれとをオンさせて中性点を介し各相コイルに一方方向にd軸電流を流し、次に、一方方向期間のときにオンしていない2相の上アームスイッチング素子のそれぞれと、一方方向期間のときにオンしていない1相の下アームスイッチング素子とをオンさせて中性点を介し各相コイルに一方方向と逆の他方方向にd軸電流を流すので、特定のスイッチング素子における電流集中を避けることができ、インバータ回路における発熱集中を緩和することができる。 Also, when using a three-phase electric rotating machine and a three-phase inverter circuit, one of the three phases of the inverter circuit is turned on and one of the other two-phase lower arm switching elements is turned on. A d-axis current is passed through each phase coil in one direction via the sex point, and then each of the two-phase upper arm switching elements that are not turned on during the one-way period and turned on during the one-way period. Since no one-phase lower arm switching element is turned on and a d-axis current flows in the other direction opposite to one direction through each phase coil through the neutral point, current concentration in a specific switching element can be avoided, Heat generation concentration in the inverter circuit can be reduced.
また、コンデンサの残留電圧の高さに応じてd軸電流の反転周期を可変制御する。d軸電流を一方向に流し続けられる許容時間Tは、インバータ回路を構成する素子の耐熱特性等の各種特性で定まり、残留電圧が高いときは、許容時間が短い。上記構成によれば、残留電圧に応じて反転周期を可変するので、許容時間に応じて反転周期を可変すれば、効率よく放電を実行することができる。 Further, the inversion cycle of the d-axis current is variably controlled according to the height of the residual voltage of the capacitor. The allowable time T during which the d-axis current can continue to flow in one direction is determined by various characteristics such as the heat resistance characteristics of the elements constituting the inverter circuit, and when the residual voltage is high, the allowable time is short. According to the above configuration, since the inversion period is varied according to the residual voltage, discharge can be efficiently performed if the inversion period is varied according to the allowable time.
また、コンデンサの残留電圧の高さに応じて、放電に用いられるd軸電流の大きさを可変制御するので、さらに一層効率よく放電を実行することができる。 In addition, since the magnitude of the d-axis current used for the discharge is variably controlled according to the residual voltage of the capacitor, the discharge can be performed more efficiently.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、電動回転機として、ハイブリッド車両に搭載されるものを説明するが、一般的に、電動回転機のコイルを用いてコンデンサを放電する構成をとるシステムに備えられる電動回転機であれば、ハイブリッド車両用でなくてもよく、また、車両用でなくてもよい。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, as an electric rotating machine, what is mounted on a hybrid vehicle will be described, but generally, if it is an electric rotating machine provided in a system configured to discharge a capacitor using a coil of the electric rotating machine, It may not be for a hybrid vehicle and may not be for a vehicle.
また、以下では、電動回転機として、蓄電装置から電力の供給を受けるときはモータとして機能して負荷を回転し、一方で負荷から制動を受けるときは発電機として機能して回生エネルギを回収して蓄電装置を充電するモータ・ジェネレータを説明するが、単にモータの機能のみを有する場合であってもよい。また、発電機として用いられるものであってもよい。また、以下では、電動回転機が1台の場合について説明するが、複数の電動回転機を備えるシステムであってもよい。この場合には、各電動回転機ごとに設けられるインバータ回路について、それぞれ同様の制御を行うことで本発明が実施できる。 In the following description, the electric rotating machine functions as a motor to rotate the load when receiving power from the power storage device, and functions as a generator to collect regenerative energy when receiving braking from the load. Although the motor / generator for charging the power storage device will be described, the motor / generator may have only the function of the motor. Moreover, what is used as a generator may be used. Moreover, below, although the case where there is one electric rotating machine will be described, a system including a plurality of electric rotating machines may be used. In this case, the present invention can be implemented by performing the same control on the inverter circuit provided for each electric rotating machine.
また、蓄電装置として、リチウムイオン組電池またはニッケル水素組電池を用いた2次電池を説明するが、それ以外に、例えば、キャパシタのような充放電可能な蓄電装置であってもよい。 In addition, although a secondary battery using a lithium ion assembled battery or a nickel hydride assembled battery will be described as the power storage device, a chargeable / dischargeable power storage device such as a capacitor may be used.
なお、以下では、電動回転機の構造を、永久磁石型同期電動機として説明するが、それ以外の同期電動機、例えば、リラクタンス型電動回転機の構造を有するものであってもよい。 In the following, the structure of the electric rotating machine will be described as a permanent magnet type synchronous motor. However, other types of synchronous motors such as a reluctance type electric rotating machine may be used.
図1は、電動回転機の電源制御装置10の構成を示す図である。ここでは、電動回転機の電源制御装置10の構成要素ではないが、これに接続される電動回転機としてモータ・ジェネレータ8が示されている。電動回転機の電源制御装置10は、2次電池からモータ・ジェネレータ8に電力を供給してモータとして機能させて回転駆動する制御を行い、またモータ・ジェネレータ8が発電機として機能するときは回生エネルギを受けとって2次電池を充電する制御を行う。そして、特にここでは、モータ・ジェネレータ8のコイルを放電抵抗として利用し、コンデンサの残留電荷を放電させる制御を行う機能を有する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power
モータ・ジェネレータ8は、3相同期型の電動回転機である。これに対応し、電動回転機の電源制御装置10は、以下の構成を有する。すなわち、2次電池12と、システムメインリレー(SMR)14と、電圧変換器16と、両端電圧を電圧検出部18によって検出される平滑用のコンデンサ20と、インバータ回路30と、3相制御回路22と、制御CPU50と記憶部52とを含んで構成される。
The motor /
2次電池12は、リチウムイオン単電池を複数組み合わせ、またはニッケル水素単電池を複数組み合わせて、200Vから400V程度、例えば、約288Vの高電圧バッテリとした組電池である。
The
システムメインリレー(SMR)14は、高電圧の2次電池12側において高電圧電力ラインのオン・オフを行うためのリレーであり、正極母線側と負極母線側にそれぞれ1つずつのリレーが設けられる。また、いずれか側の母線に、電流制限抵抗を接続したもう1つのリレーが設けられる。この電流制限抵抗付きリレーは、これをオンして充電を徐々に行う機能を有する。
The system main relay (SMR) 14 is a relay for turning on and off the high voltage power line on the high voltage
電圧変換器16は、2次電池12側の電圧から異なる電圧を作り出す回路で、たとえば、2次電池12の電圧を昇圧してさらに高圧とし、インバータ回路30に供給する機能を有する。例えば、インバータ回路30及びモータ・ジェネレータ8を約600Vの高圧で作動させるものとするときは、電圧変換器16は、2次電池12の例えば約288Vの電圧と、この約600Vの電圧との間の電圧変換を行う機能を有する。
The
図1では、電圧変換器16が、2次電池12とインバータ回路30との間における電圧変換をするものとして示されているが、このほかに、2次電池12の高電圧と低電圧バッテリとの間における電圧変換を行うものを設けるものとできる。例えば、約14Vの低圧で作動する補機に対し低圧電力を供給する低電圧バッテリのために、2次電池12の約288Vの電圧と、この約14Vの電圧との間の電圧変換を行う機能を有するDC/DCコンバータを設けるものとできる。
In FIG. 1, the
平滑用のコンデンサ20は、電圧変換後の正極母線、負極母線の間の電圧変動を吸収し、直流電力として脈動を抑制する機能を有する大容量コンデンサである。コンデンサ20の両端の電圧は、電圧検出部18によって検出され、そのデータは制御CPU50に伝送される。
The
インバータ回路30は、電圧変換器16によって電圧変換され、コンデンサ20によって平滑化された直流電力を、スイッチング素子を用いて、3相駆動信号に変換する機能を有する回路である。なお、モータ・ジェネレータ8が発電機として機能するときは、モータ・ジェネレータ8からの3相回生電力を、スイッチング素子を用いて直流電力に変換する機能を有する。
The
図2は、インバータ回路30の構成について、コンデンサ20とモータ・ジェネレータ8との接続関係を説明する図である。インバータ回路30は、高電圧ラインの正極母線と負極母線との間に配置され、直列に接続された2つのスイッチング素子と、各スイッチング素子にそれぞれ並列に接続された2つの整流器で構成されたものを1組とし、モータ・ジェネレータ8の各相のコイル、すなわちU相コイル2、V相コイル3、W相コイル4のそれぞれに対応して1組ずつ、合計3組を含んで構成される。正極母線側に接続されるスイッチング素子と整流器は上アーム32と呼ばれ、負極母線側に接続されるスイッチング素子と整流器は下アーム34と呼ばれる。スイッチング素子としては、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)といった高電圧大電力用スイッチング素子を用いることができ、整流器としては大電力用ダイオードを用いることができる。
FIG. 2 is a diagram illustrating the connection relationship between the
図2に示されるように、モータ・ジェネレータ8のU相コイル2、V相コイル3、W相コイル4の一方端はそれぞれ共通に接続される。この共通接続点が中性点である。また、例えば、W相コイル4の他方端は、W相コイル4用の上アーム32と下アーム34との接続点に接続される。同様に、U相コイル2の他方端は、U相コイル2用の上アーム32と下アーム34との接続点に接続される。同様に、V相コイル3の他方端は、V相コイル3用の上アーム32と下アーム34との接続点に接続される。
As shown in FIG. 2, one ends of the
再び図1に戻り、3相制御回路22は、制御CPU50からの指令に応じ、インバータ回路30の各上アーム32、各下アーム34のそれぞれのスイッチング素子に対する制御信号を生成する機能を有する回路である。例えば、制御CPU50からトルク指令が与えられると、トルク指令に応じたd軸電流idの指令値及びq軸電流iqの指令値をマップ等の参照手段から求め、求められた決定されたidの指令値及びiqの指令値から3相駆動電圧VU、VV、VWをマップ等から求め、求められた3相駆動電圧VU、VV、VWに対応するオン・オフデューティをPWM技術によって求め、これを対応する各スイッチング素子に供給する。なお、マップの参照処理に代えて計算式に基づく演算処理を実行することで、各スイッチング素子に対する制御信号を生成することもできる。これらのマップ、計算式等の参照手段は、記憶部52に記憶させておき、必要に応じて読み出すものとできる。
Returning to FIG. 1 again, the three-
制御CPU50から、放電処理の指令が出されるときは、q軸電流iqの指令値=0で、d軸電流idの指令値が指定されるので、この条件の下で、3相駆動電圧VU、VV、VWをマップ等から求め、求められた3相駆動電圧VU、VV、VWに対応するオン・オフデューティをPWM技術によって求め、これを対応する各スイッチング素子に供給することになる。
From the
図3は、PWM技術によって、各スイッチング素子に与えられるオン・オフデューティが生成される様子を説明する図である。図3は横軸に時間をとり、縦軸に電圧をとり、時間軸を揃えて、キャリア信号70と、駆動電圧信号72として、例えばU相用の駆動電圧VUと、U相用の上アーム32のスイッチング素子に与えられるパルス信号74とが示されている。キャリア信号70は、PWM技術において、各相用の駆動電圧信号72の大きさに応じ、これを、一定電圧振幅を有するパルス信号74のオン・オフデューティに変換するために用いられる信号である。キャリア信号70は、一般的には、図3に示されるように三角波信号が用いられる。三角波の周波数は、人間の可聴周波数域を避けて、例えば、約5kHzから約10kHzの範囲に設定されることが好ましい。
FIG. 3 is a diagram for explaining how the on / off duty given to each switching element is generated by the PWM technique. In FIG. 3, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents voltage, and the time axis is aligned. For example, the
この三角波のキャリア信号70の電圧の高さと、駆動電圧信号72の電圧の高さを比較し、例えば、前者が高いときにパルス信号74をハイレベルとし、後者が高いときにローレベルとすることで、駆動電圧信号72の電圧の高さを、パルス信号74のオン・オフデューティの大きさに変換することができる。
The voltage level of the triangular
したがって、スイッチング素子を常時オンのままとすることも、常時オフのままとすることも、駆動電圧の高さを制御することで実現できる。これを放電制御のときの3相制御回路22の機能について言い換えると、制御CPU50からのq軸電流iqの指令値=0で、d軸電流idの指令値が指定された条件の下で、各スイッチング素子のオン・オフデューティを生成することができる。
Therefore, the switching element can be always kept on or can be kept off by controlling the driving voltage. In other words this the function of the 3-
制御CPU50は、電動回転機の電源制御装置10の各構成要素の作動を統合的に制御する機能を有する。かかる制御CPU50は、車両搭載用のコンピュータで構成することができる。なお、制御CPU50を独立のコンピュータとして構成することもでき、また、車両に別のコンピュータが搭載されているときは、制御CPU50の機能を、そのコンピュータの機能に含ませるものとすることもできる。例えば、ハイブリッドCPUが別に搭載されるときは、制御CPU50の機能を、ハイブリッドCPUの機能に含ませることができる。
The
制御CPU50は、モータ・ジェネレータ8の駆動及び回生を制御する駆動・回生制御部54と、モータ・ジェネレータ8のコイルを用いてコンデンサ20を放電させる制御を行う放電制御部60とを含んで構成される。駆動・回生制御部54は、モータ・ジェネレータ8をモータして作動させるときに、例えばトルク指令を3相制御回路22に与え、インバータ回路30を構成する各スイッチング素子の制御信号を生成させる機能を有する。モータ・ジェネレータ8が発電機として作動させるときは、制動トルクに相当するトルク指令を与えることで、インバータ回路30を構成する各スイッチング素子の制御信号を生成させる機能を有する。
The
放電制御部60は、d軸電流idを所定の反転周期で反転させることでインバータ回路30の上アームと下アームとを周期的に交互にオン・オフ制御するid反転モジュール62と、コンデンサ20の残留電圧の高さに応じてd軸電流idの反転周期を可変制御する反転周期可変モジュール64と、コンデンサ20の残留電圧の高さに応じて、d軸電流idの大きさを可変制御する電流値可変モジュール66を含んで構成される。
The
駆動・回生制御部54、放電制御部60の各機能は、ソフトウェアで実現でき、具体的には、電動回転機の電源制御プログラムを実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウェアで実現することもできる。以下では、図1から図3までの符号を用いて説明する。
Each function of the drive /
制御CPU50に接続される記憶部52は、電動回転機の電源制御プログラムを記憶する他、3相制御回路22の機能の実行に必要な各種マップあるいは計算式等を記憶する。特に、後述する放電制御に用いられるマップ、たとえば、d軸電流を流せる許容時間Tと残存電圧Vとの関係マップ等を記憶する機能を有する。
The
以下に、上記構成の作用、特に制御CPU50の放電制御部60の各機能につき、以下に説明する。最初に、放電制御におけるd軸電流の流れ方について図4、図5を用いて説明し、その後、放電制御部60の各機能についてフローチャートおよび関連図面を用いて説明する。
The operation of the above configuration, particularly each function of the
放電制御においては、q軸電流iqをゼロとし、d軸電流idをゼロでないある値とする。ここで、q軸電流iq、d軸電流idというのは、同期電動機におけるベクトル制御で用いられるもので、q軸電流iqがトルク発生に用いられる電流で、d軸電流idが回転磁界を生成するための電流に相当する。q軸電流iqをゼロとし、d軸電流idをゼロでないある値とすることは、モータ・ジェネレータ8にトルクを発生させることなく、コイルに電流を流すことを意味する。典型的な例は、モータ・ジェネレータ8のロータ磁石のちょうどその磁極の位置に回転磁界を一致させることで、トルクを発生させず、コイルに電流を流すことができる。ロータ磁石と回転磁界との位相関係は、適当なセンサを用いて検出できる。例えば、レゾルバ等の位相検出手段を用いることができる。
In the discharge control, the q-axis current i q is set to zero, and the d-axis current i d is set to a non-zero value. Here, the q-axis current i q, because d-axis current i d is intended to be used in vector control in a synchronous motor, a current of q-axis current i q is used for torque generation, the rotation d-axis current i d This corresponds to a current for generating a magnetic field. Setting the q-axis current i q to zero and the d-axis current id to a non-zero value means that a current flows through the coil without causing the motor /
図4は、従来技術による放電制御を説明するものである。図4は、モータ・ジェネレータ8のU相コイル2に電流を流し込み、その電流を中性点からV相コイル3とW相コイル4から流れ出すようにした場合である。このように各コイルに電流を流すことで形成される磁界のベクトル的位置が、ちょうどロータ磁石のベクトル的位置と一致するようにすれば、トルク発生をゼロにして、各コイルに電流を流し、コンデンサ20の電荷を放電させることができる。具体的には、インバータ回路30のU相用の上アーム32をオンさせ、V相用の下アーム34と、W相用の下アーム34とを共にオンさせる。
FIG. 4 illustrates the discharge control according to the prior art. FIG. 4 shows a case where a current is supplied to the
このように、インバータ回路30の各スイッチング素子のオン・オフを制御することで、コンデンサ20の残留電荷は、正極母線からU相用の上アーム32を通ってU相コイル2に流れ込み、流れ込んだ電流はV相コイル3とW相コイル4とに分流して、それぞれU相用の下アーム34、W相用の下アーム34を通って負極母線に流れる。これによって、コンデンサ20の残留電荷が、モータ・ジェネレータ8のコイルを放電抵抗として利用して放電される。
Thus, by controlling on / off of each switching element of the
図4の例では、U相コイル2に流れる電流は、V相コイル3、W相コイル4にそれぞれ流れる電流の2倍となる。同様に、インバータ回路30において、U相用上アーム32のスイッチング素子に流れる電流は、V相用下アーム34のスイッチング素子、W相用下アーム34のスイッチング素子にそれぞれ流れる電流の2倍である。つまり、他の相に比べU相に電流集中が生じる。V相コイル3に電流が流れ込み、これをU相コイル2とW相コイル4とに分流する場合、あるいは、W相コイル4に電流が流れ込み、これをU相コイル2とV相コイル3とに分流する場合においても、同様に、特定の相に電流集中が生じる。
In the example of FIG. 4, the current flowing through the
これにより、インバータ回路30における特定の素子が特に発熱し、これによってインバータ回路30の特性が制限され、あるいは場合によって破損する恐れがある。これが従来技術の問題点であった。この発熱による損傷を避けるため、インバータ回路30が損傷しない程度の電流で放電すると、放電時間が長時間に及ぶことになる。車両においては、コンデンサ20の放電制御は、車両が運行していないときに行われるので、放電制御のために長時間にわたり、車両の制御部が作動しているのは好ましくない。また、放電を速くするために、キャリア信号の周波数を低下させることが考えられるが、上記のように、キャリア信号の周波数は人間の可聴周波数を避けるように設定されているので、周波数を変更すると、人間の可聴周波数に入ることがあり、車両が運行停止中にも関らず、異音を発生することになり、好ましくない。
As a result, specific elements in the
そこで、インバータ回路30における特定の素子に電流が集中することを避ける方法として、放電電流の流れる方向を周期的に変更することがよい。図5は、図4に対し、電流の流れる方向を逆にするときの様子を示す図である。ここでは、V相コイル3とW相コイル4から流れ込んだ電流が、合流してU相コイル2に流れ込む。このとき、インバータ回路30においては、U相用下アーム34と、V相用上アーム32と、W相用上アーム32とに電流が流れる。つまり、電流が流れる素子は、図4において電流が流れていない素子である。したがって、図4の状態と図5の状態とを交互に繰り返せば、インバータ回路30を構成する各素子に分散して電流が流れ、いずれか一方の状態を継続することに比べ、各素子に流れる電流が平均として低下する。したがって、インバータ回路30の全体としては、放電電流の大きさを大きく設定しても、特定の素子に電流が集中しないので、発熱を抑制することができる。
Therefore, as a method of avoiding current concentration on a specific element in the
次に、制御CPU50の放電制御部60の各機能について、フローチャートおよび関連図面を用いて説明する。以下では、図1から図5の符号を用いて説明する。図6は、放電制御部60の基本的な作用を説明するフローチャートである。図6のフローチャートは、放電制御の手順を示すもので、各手順の内容は、電動回転機の電源制御プログラムの放電制御部分の各処理手順に対応する。図6の各手順は、制御CPU50の放電制御部60のid反転モジュール62の機能によって実行される。
Next, each function of the
図6において、放電制御を実行しようとするときは、q軸電流iqがゼロ、d軸電流idがゼロでない所定の値に設定される(S10)。d軸電流idの値は、図4、図5から分かるように、放電電流の大きさに対応する。設定された条件は、3相制御回路22に与えられ、上記で説明したように、インバータ回路30の各スイッチング素子に対するオン・オフデューティが求められて、インバータ回路30の動作が制御される。図4、図5の例では、ロータ磁石とコイルの位置が一致しているものとして説明したが、一致していない場合には、3つのコイルによって形成される磁界がロータ磁石の位置に一致するように、各スイッチング素子のオン・オフデューティが計算され、指示されることになる。
In FIG. 6, when the discharge control is to be executed, the q-axis current i q is set to a predetermined value which is zero and the d-axis current id is not zero (S10). The value of d-axis current i d is 4, as can be seen from FIG. 5, corresponding to the magnitude of the discharge current. The set condition is given to the three-
次に、S10の設定からの経過時間が、所定の時間T0を超えるか否かが判断される(S12)。ここで、所定の時間T0とは、インバータ回路30において、特定の素子に電流集中が生じても、特性に影響なく、特に損傷の恐れがない連続放電時間である。例えば、S10において、図4の状態に設定が行われたとすると、U相用上アーム32のスイッチング素子に他のスイッチング素子の2倍の電流が流れ、ここで最も発熱する。この状態を継続すると、インバータ回路30の全体の特性に影響が生じることが考えられるが、その影響が生じない放電時間である。換言すれば、図4の状態を継続して、インバータ回路30の特性に影響を与えない限度の時間がT0である。もちろん、適当な余裕度を持たせてT0を設定できる。したがって、所定の時間T0を、同一状態を連続的に維持できる許容時間、あるいは単に許容時間と呼ぶことができる。
Then, the elapsed time from the setting of S10, whether more than a predetermined time T 0 is determined (S12). Here, the predetermined time T 0 is a continuous discharge time that does not affect the characteristics and is not particularly damaged even if current concentration occurs in a specific element in the
許容時間は、素子に流れる電流が多ければ短くなる。すなわち、コンデンサ20の残存電圧Vが高いほど、許容時間は短くなる。許容時間を一般的にTとして示すと、残存電圧Vと許容時間Tの関係は、インバータ回路30の放熱構造および放熱特性が定まれば、予め求めておくことができる。図7は、残存電圧Vと許容時間Tの関係の一例を示す図である。この関係は、マップあるいは計算式にして、記憶部52に記憶しておくことができる。例えば、検索キーを「id反転」とし、次に、残存電圧Vを検索キーとすることで、その条件での許容時間Tを読み出せるものとすることができる。なお、残存電圧Vは、図1における電圧検出部18によって検出され、制御CPU50に伝送されるので、これを取得して用いることができる。
The permissible time is shortened if the current flowing through the element is large. That is, the higher the residual voltage V of the
経過時間がT0を超えない間は、残存電圧Vが監視され、所定の規定値未満に到達するか否かが判断される(S16)。所定の規定値とは、コンデンサ20が十分に放電したと判断される電圧である。所定の規定値未満に到達すれば、ここで放電処理は終了する。S16の判断が否定されると、S10にもどり、放電制御がそのままの状態で継続される。
While the elapsed time does not exceed T 0 , the residual voltage V is monitored and it is determined whether or not it reaches less than a predetermined specified value (S16). The predetermined specified value is a voltage at which it is determined that the
経過時間がT0を超えたと判断されるとS14に進み、id反転が実行される(S14)。具体的には、S10で設定されたidの絶対値をそのままにして、符号を反転して、3相制御回路22に指示が与えられる。上記の例で言えば、図4の状態から図5の状態に切り換えられる。そして、反転された状態で、再びS12の判断が行われる。ここでは、経過時間は、S14から起算される。そして、再び経過時間がT0を超えると判断されると、またidが反転される。上記の例で言えば、図4の状態に再び戻る。S16において判断が肯定とならない限り、これらの手順が繰り返される。上記の例で言えば、図4の状態−図5の状態−図4の状態−図5の状態−と、順次繰り返される。そして、コンデンサ20の残存電荷は、モータ・ジェネレータ8のコイルを放電抵抗として、次第に少なくなり、残存電圧が低下する。そして、S16の判断が肯定となったところで、放電制御が終了する。
If it is determined that the elapsed time has exceeded T 0 , the process proceeds to S14, where id inversion is performed (S14). Specifically, in the intact absolute value of the set i d in S10, and inverts the sign, indication is given to the 3-
上記手順の進行の様子と、残存電圧Vの経過の様子を図8に示す。図8(a)は、横軸に時間、縦軸に残存電圧Vをとって、放電制御の進展に伴って残存電圧Vがどのように低下するか、を示したもので、初期値がV1、所定の規定値がV0で示されている。図8(b)は、(a)と時間軸を共通にして横軸にとり、縦軸にd軸電流idをとったもので、図7に示す特性図に従い、初期残存電圧V1に対応する許容時間T0の反転周期で、d軸電流idが反転される様子が示されている。そして、残存電圧Vが規定値V0に到達した時点で、d軸電流id=0とされ、ここで放電制御が終了することが示されている。 FIG. 8 shows how the above procedure proceeds and how the residual voltage V has elapsed. FIG. 8A shows how the residual voltage V decreases as the discharge control progresses, with time on the horizontal axis and residual voltage V on the vertical axis. The initial value is V 1 , a predetermined specified value is indicated by V 0 . FIG. 8 (b), which was taken d-axis current i d and the horizontal axis to the time axis in common, the vertical axis (a), in accordance with the characteristic diagram shown in FIG. 7, corresponding to the initial residual voltages V 1 in inversion period of the time allowed T 0 to, how the d-axis current i d is inverted is illustrated. Then, when the residual voltage V reaches the specified value V 0 , the d-axis current i d = 0 is set, and it is shown that the discharge control is finished here.
このように、d軸電流idを所定の反転周期で反転させ、インバータ回路30の上アームと下アームとを周期的に交互にオン・オフ制御することで、インバータ回路30の発熱を全体として抑制することができる。
In this way, the d-axis current id is inverted at a predetermined inversion period, and the upper arm and the lower arm of the
図6のフローチャートの例では、d軸電流idの反転周期を固定としたが、放電が進行して残存電圧Vが低下すると、インバータ回路30における発熱も少なくなるので、許容時間を長く取ることが可能となる。図9は、コンデンサの残留電圧の高さに応じてd軸電流の反転周期を可変して放電制御を行うものとしたフローチャートである。以下では、図1から図8までの符号を用いて説明する。このフローチャートの手順は、制御CPU50の放電制御部60の反転周期可変モジュール64の機能によって実行される。
In the example of the flowchart of FIG. 6, has been fixing the inversion period of the d-axis current i d, the discharge residual voltage V progresses decreases, since the heat generation is also reduced in the
図9において用いられる許容時間は、図10に示されている。すなわち、残存電圧Vが、初期値V1のときは、許容時間T1を用い、許容時間T1を用いて放電が進行し、残存電圧VがV2となると、許容時間T2を用いる。V2がV1より小さくなるので、T2はT1より長くできる。そして、許容時間T2を用いて放電が進行し、残存電圧VがV3となると、許容時間T3を用いる。V3がV2より小さくなるので、T3はT2よりさらに長くできる。このように、残存電圧Vに応じて、許容時間が変更されて設定される。 The allowable time used in FIG. 9 is shown in FIG. That is, the residual voltage V is, when the initial value V 1, using the allowable time T 1, the discharge proceeds by using the allowable time T 1, the residual voltage V is V 2, using the allowable time T 2. Since V 2 is less than V 1, T 2 can be longer than T 1. When the discharge proceeds using the allowable time T 2 and the residual voltage V reaches V 3 , the allowable time T 3 is used. Since V 3 is smaller than V 2, T 3 can be longer than T 2. Thus, the allowable time is changed and set according to the remaining voltage V.
反転周期可変による放電制御の図9のフローチャートにおいては、まず残存電圧が入力され、これが取得される(S20)。残存電圧は、上記のように、電圧検出部18によって検出され、制御CPU50に入力されるので、これを取得することができる。次に、残存電圧Viに応じて許容時間Tiが設定される(S22)。具体的には、図10のマップまたはこれに相当する参照手段を記憶部52から読み出し、いまの場合、残存電圧の初期値V1に対応する許容時間T1が設定される。
In the flowchart of FIG. 9 for the discharge control with variable reversal cycle, first, the residual voltage is input and acquired (S20). As described above, the remaining voltage is detected by the
S22の後は、S24の工程が行われる。この工程は、図6におけるS10と同様の内容で、q軸電流iqがゼロ、d軸電流idがゼロでない所定の値の放電電流値に設定される。そして、経過時間が許容時間Tiを超えるか否かが判断される(S26)。いまの場合、Tiは、T1であるので、図6のS12と同じ内容である。経過時間がTiを超えない間は、残存電圧Vが監視され、所定の規定値未満に到達するか否かが判断される(S36)。この工程の内容も図6のS16と同じ内容である。S36の判断が否定されると、S24にもどり、放電制御がそのままの状態で継続される。
After S22, the process of S24 is performed. This step is the same as S10 in FIG. 6, and the discharge current value is set to a predetermined value in which the q-axis current i q is zero and the d-axis current id is not zero. Then, the elapsed time whether exceeds the allowable time T i is determined (S26). In this case, since T i is T 1 , the content is the same as
経過時間がTiを超えたと判断されると、id反転が実行される(S28)。そして、経過時間が許容時間Tiを超えるか否かが判断される(S30)。この内容は、idが反転されていることを除けば、S26と同じ内容である。そして経過時間がTiを超えない間は、残存電圧Vが監視され、所定の規定値未満に到達するか否かが判断される(S32)。この工程の内容もidが反転されていることを除けば、S36と同じ内容である。S32の判断が否定されると、S30にもどり、放電制御がそのままの状態で継続される。つまり、id反転の状態が維持される。 If it is determined that the elapsed time exceeds T i , i d inversion is executed (S28). Then, the elapsed time whether exceeds the allowable time T i is determined (S30). This content, except that i d is inverted, the same content as S26. While the elapsed time does not exceed T i , the remaining voltage V is monitored and it is determined whether or not it reaches less than a predetermined specified value (S32). Except that the contents of the process even i d is inverted, the same content as S36. If the determination in S32 is negative, the process returns to S30, and the discharge control is continued as it is. That is, the id inversion state is maintained.
S30において判断が肯定されると、すなわち、いまの場合、id反転状態でT1が経過すると、再びidが反転される(S34)。図4の状態と図5の状態を利用して説明すると、図4の状態でT1が経過して、図5の状態となり、さらにT1が経過して、図4の状態に戻る。いま、図4の状態を負の値の放電、図5の状態を正の値の放電と仮に呼ぶことにすれば、d軸電流が反転するまでの許容時間Tを反転周期Tと呼ぶことにして、反転周期T1で、idが負の値の放電と正の値の放電をそれぞれ1回ずつ行ったことになる。 When determination is affirmative in S30, i.e., in this case, the T 1 at i d inverted state elapses, again i d is reversed (S34). Referring to the state of FIG. 4 and the state of FIG. 5, T 1 elapses in the state of FIG. 4 to become the state of FIG. 5, and further T 1 elapses to return to the state of FIG. If the state of FIG. 4 is called a negative value discharge and the state of FIG. 5 is called a positive value discharge, the allowable time T until the d-axis current is reversed is called an inversion period T. Te, in inversion period T 1, i d is a negative value of the discharge and a positive value of the discharge to be conducted once each.
この状態で、S20に戻り、残存電圧が入力され、取得される(S20)。ここでは、反転周期T1で、idが負の値の放電と正の値の放電をそれぞれ1回ずつ行った後の残存電圧が取得される。図10の例では、V2が入力され取得されることになる。そして、残存電圧Viに応じて許容時間Tiが設定される(S22)。いまの場合、残存電圧V2に応じて、許容時間T2が設定される。以後、S24以降の手順が実行される。 In this state, the process returns to S20, and the residual voltage is input and acquired (S20). Here, in the inversion period T 1, the residual voltage after i d went negative value of the discharge and a positive value of discharge once each is obtained. In the example of FIG. 10, so that V 2 is input to and retrieved. Then, an allowable time T i is set according to the remaining voltage V i (S22). In this case, the allowable time T 2 is set according to the remaining voltage V 2 . Thereafter, the procedure after S24 is executed.
S36の判断が肯定されず、また、S32の判断が肯定されない限り、上記で述べた手順が繰り返されるので、id反転状態でT2が経過すると、再びidが反転される。そしてさらにT2が経過して、つまり、反転周期T2で、idが負の値の放電と正の値の放電をそれぞれ1回ずつ行われると、再びS20に戻り、残存電圧が入力される。図10に従えばいまの場合、V3が入力され、S22において、許容時間T3が設定される。 S36 is not affirmative determination, also, as long as the judgment of S32 is not affirmative, the procedure described above is repeated, if T 2 in i d inverted state elapses, is reversed again i d. And further passed T 2 is, in other words, in the inversion period T 2, the i d is made a negative value of the discharge and a positive value of discharge once respectively, returns to step S20 again, the residual voltage is input The In the present case according to Figure 10, V 3 are inputted in S22, is set permissible time T 3.
このように、idが負の値の放電と正の値の放電をそれぞれ1回ずつ行われるたびに、残存電圧が検出され、その残存電圧に応じて許容時間が新しく設定される。このようにして、放電を繰り返すと、次第に残存電圧が低くなり、S32またはS36の判断が肯定される。そこで、放電制御が終了する。 Thus, each time a i d is made a negative value of the discharge and a positive value of discharge once each, the residual voltage is detected, the allowable time is newly set according to the residual voltage. In this way, when the discharge is repeated, the residual voltage gradually decreases, and the determination in S32 or S36 is affirmed. Therefore, the discharge control ends.
その様子を図11に示す。図11の横軸、縦軸は、図8(b)と同様である。このように、idが負の値の放電と正の値の放電をそれぞれ1回ずつ行われるたびに、idの反転周期が変更され、次第に長くなってくる。このようにして、インバータ回路30の全体的な発熱を抑制しながら、放電制御を行うことができる。図6の例の場合は、反転周期が一定であったが、図11の場合は、放電の進展に合わせて反転周期の長さを長くできる。したがって、インバータ回路30の発熱に合わせて、反転周期を次第に長くでき、効率よく放電を行わせることができる。
This is shown in FIG. The horizontal and vertical axes in FIG. 11 are the same as those in FIG. Thus, each time a i d is made a negative value of the discharge and a positive value of discharge once each inversion period of the i d is changed, it becomes gradually longer. In this way, the discharge control can be performed while suppressing the overall heat generation of the
なお、上記の例では、idが負の値の放電と正の値の放電をそれぞれ1回ずつ行われるたびに、idの反転周期が変更されるものとしたが、idが負の値の放電と正の値の放電をそれぞれ複数回ずつ行った後にidの反転周期が変更されるものとしてもよい。 In the above example, the inversion cycle of i d is changed every time discharge with a negative value of i d and discharge with a positive value are performed once, but i d is negative. or as inversion period of the i d is changed after the value of the discharge and a positive value of the discharge were carried out respectively by a plurality of times.
図9の例において、idが負の値の放電と正の値の放電をそれぞれ1回ずつ、あるいはn回行われるたびに、idの反転周期を変更するものとしたが、idの反転周期の変更に代えて、あるいはidの反転周期の変更に合わせて、放電に用いられるd軸電流の大きさを可変するものとできる。放電に用いられるd軸電流の大きさは、放電制御において、iq=0とし、idを放電電流として設定されるゼロでない値として、3相制御回路22に指令を出す際に、id電流の大きさを、コンデンサの残留電圧の高さに応じて、変更するものとして、実行することができる。具体的には、図9において、S22の内容を、コンデンサにおける残存電圧Viに応じてd軸電流idiを設定するものとして、その他の手順を、図9で説明したものと同様な様な内容で実行することで実現できる。
In the example of FIG. 9, i d is a negative value of the discharge and a positive value of discharge once each, or each time carried out n times, it is assumed to change the inversion period of the i d, the i d instead of changing the inversion cycle, or in accordance with the change in the inversion cycle of i d, it is assumed that varies the magnitude of the d-axis current used discharge. The magnitude of the d-axis current used in the discharge, in the discharge control, and i q = 0, as non-zero value that is set to i d as a discharge current, when issuing a command to the 3-
実際には、残存電圧Viに応じてd軸電流idiを設定することになると、d軸電流idiの大きさによって許容時間Tが異なってくる。したがって、残存電圧Viに応じてd軸電流idiを設定するとともに、許容時間Tiを設定することになる。その様子を図12に示す。残存電圧Viとd軸電流idiの対応関係は、インバータ回路30の放熱特性等に基づいて予め求めておき、記憶部52に記憶するものとできる。
Actually, when the d-axis current i di is set according to the residual voltage V i , the allowable time T varies depending on the magnitude of the d-axis current i di . Accordingly, the d-axis current i di is set according to the remaining voltage V i and the allowable time T i is set. This is shown in FIG. The correspondence between the residual voltage V i and the d-axis current i di can be obtained in advance based on the heat dissipation characteristics of the
図12に示されるように、放電の始期である最初の残存電圧V1のときに、最も大きな値のd軸電流id1を設定する。そしてd軸電流id1に対応する残存電圧Vと許容時間Tとの対応関係を記憶部52から読み出し、残存電圧V1に対応する許容時間T1を求める。こうして、残存電圧V1においてd軸電流id1と、許容時間T1の設定が行われる。この設定に基づいて、図9のS24以下が実行されることになる。
As shown in FIG. 12, the largest d-axis current i d1 is set at the first residual voltage V 1 that is the beginning of discharge. And reads the correspondence between the residual voltage V and the allowable time T corresponding to the d-axis current i d1 from the
そして、d軸電流id1での放電が行われ許容時間T1が経過すると、図9のS28におけると同様に、id反転が行われる。そして、電流値の絶対値がid1のままで、コイルに流れる方向を逆にして放電が行われ再び許容時間T1が経過すると、図9のS34におけると同様に、次のid反転が行われる。 When the discharge is performed permissible time T 1 of the at d-axis current i d1 has elapsed, as in the S28 in FIG. 9, i d reversal is carried out. Then, while the absolute value i d1 current value and to the direction of flow in the coil in the opposite discharge is permissible time T 1 is passed out again, as in the S34 in FIG. 9, the following i d reversal Done.
そして、残存電圧が測定される。残存電圧をV2として、残存電圧V2に応じたd軸電流id2が設定される。d軸電流の設定は、上記のように記憶部52に記憶された残存電圧とd軸電流の対応関係を読み出し、その対応関係に測定された残存電圧を適用することで行われる。その様子は図12に示される通りで、残存電圧V2に応じたd軸電流id2は、残存電圧V1に応じて設定されたd軸電流id1よりも小さい。
The residual voltage is then measured. The residual voltage is V 2, d-axis current i d2 corresponding to the residual voltage V 2 is set. The d-axis current is set by reading the correspondence between the residual voltage stored in the
このようにして、残存電圧V2に応じてd軸電流id2が設定されると、d軸電流id2に対応する残存電圧Vと許容時間Tとの対応関係を記憶部52から読み出し、残存電圧V2に対応する許容時間T2を求める。この様子も図12に示されている。こうして、残存電圧V2においてd軸電流id2と、許容時間T2の設定が行われる。この設定に基づいて、図9のS24以下が再び実行されることになる。
In this way, when the d-axis current i d2 is set according to the remaining voltage V 2 , the correspondence between the remaining voltage V corresponding to the d-axis current i d2 and the allowable time T is read from the
その様子が図13に示される。図13の横軸、縦軸は、図11と同様である。このように、idが負の値の放電と正の値の放電をそれぞれ1回ずつ行われるたびに、idの大きさと、反転周期とが変更され、放電電流が次第に小さく、反転周期が次第に長くなってくる。このようにして、インバータ回路30の全体的な発熱を抑制しながら、放電制御を行うことができる。図6、図11の例の場合は、d軸電流の絶対値の大きさが一定であったが、図13の場合は、放電の進展に合わせてd軸電流の大きさを小さくできる。したがって、インバータ回路30の発熱に合わせて、d軸電流を次第に小さくでき、効率よく放電を行わせることができる。
This is shown in FIG. The horizontal and vertical axes in FIG. 13 are the same as those in FIG. Thus, each time a i d is made a negative value of the discharge and a positive value of discharge once each, the size of i d, changed and reversed period, the discharge current is gradually reduced, the inversion period It gets longer and longer. In this way, the discharge control can be performed while suppressing the overall heat generation of the
なお、上記の例では、idが負の値の放電と正の値の放電をそれぞれ1回ずつ行われるたびに、d軸電流の大きさと、idの反転周期とが変更されるものとしたが、idが負の値の放電と正の値の放電をそれぞれ複数回ずつ行った後にidの反転周期が変更されるものとしてもよい。 In the above example, each time a i d is made a negative value of the discharge and a positive value of discharge once each, and that the magnitude of the d-axis current, and inversion period of the i d is changed but the may be that inversion period of the i d is changed after the i d went negative value of the discharge and a positive value of discharge by a plurality of times, respectively.
2 U相コイル、3 V相コイル、4 W相コイル、8 モータ・ジェネレータ、10 電動回転機の電源制御装置、12 2次電池、14 SMR、16 電圧変換器、18 電圧検出部、20 コンデンサ、22 3相制御回路、30 インバータ回路、32 上アーム、34 下アーム、50 制御CPU、52 記憶部、54 駆動・回生制御部、60 放電制御部、62 id反転モジュール、64 反転周期可変モジュール、66 電流値可変モジュール、70 キャリア信号、72 駆動電圧信号、74 パルス信号。 2 U-phase coil, 3 V-phase coil, 4 W-phase coil, 8 motor generator, 10 electric rotating machine power supply control device, 12 secondary battery, 14 SMR, 16 voltage converter, 18 voltage detection unit, 20 capacitor, 22 three-phase control circuit, 30 inverter circuit, 32 upper arm, 34 lower arm, 50 control CPU, 52 storage unit, 54 drive / regeneration control unit, 60 discharge control unit, 62 i d inversion module, 64 inversion cycle variable module, 66 Current value variable module, 70 carrier signal, 72 drive voltage signal, 74 pulse signal.
Claims (3)
蓄電装置とインバータ回路との間に接続されて配置されるコンデンサと、
電動回転機の巻線を放電抵抗とし、インバータ回路を介してq軸電流をゼロとしながらd軸電流を流してコンデンサの電荷を放電させる際に、d軸電流の流れる方向を所定の反転周期で反転させる制御を行う制御部と、
を備え、
制御部は、コンデンサの残留電圧の高さに応じてd軸電流の反転周期を可変制御することを特徴とする電動回転機の電源制御装置。 An inverter circuit connected to the electric rotating machine;
A capacitor arranged connected between the power storage device and the inverter circuit;
When discharging the capacitor charge by flowing the d-axis current while the q-axis current is made zero through the inverter circuit using the winding of the electric rotating machine as a discharge resistor, the direction of the d-axis current flows in a predetermined inversion cycle. A control unit that performs control to reverse,
Equipped with a,
Control unit, the electric rotating machine of the power supply control device which is characterized that you variably controlling the inversion period of the d-axis current according to the height of the residual voltage of the capacitor.
電動回転機は、中性点で各相巻線の一方端がそれぞれ相互に接続され、各相巻線の他方端がインバータ回路の各相接続点にそれぞれ接続される3相電動回転機であり、
インバータ回路は、各相巻線のそれぞれに対応し、正極母線と各相接続点と間に配置されて接続される上アームスイッチング素子と、各相接続点と負極母線との間に配置されて接続される下アームスイッチング素子とが直列接続される3相インバータ回路であって、
制御部は、
インバータ回路の3相のうち1相の上アームスイッチング素子と、他の2相の下アームスイッチング素子のそれぞれとをオンさせて中性点を介し各相コイルに一方方向にd軸電流を流す一方方向期間と、
インバータ回路の3相のうち、一方方向期間のときにオンしていない2相の上アームスイッチング素子のそれぞれと、一方方向期間のときにオンしていない1相の下アームスイッチング素子とをオンさせて中性点を介し各相コイルに一方方向と逆の他方方向にd軸電流を流す他方方向期間と、
を繰り返してd軸電流の流れる方向を所定の反転周期で反転させることを特徴とする電動回転機の電源制御装置。 In the power control device of the electric rotating machine according to claim 1,
The electric rotating machine is a three-phase electric rotating machine in which one end of each phase winding is connected to each other at a neutral point and the other end of each phase winding is connected to each phase connection point of the inverter circuit. ,
The inverter circuit corresponds to each of the phase windings, and is arranged between the positive arm bus and each phase connection point and connected between the upper arm switching element and each phase connection point and the negative electrode bus. A three-phase inverter circuit in which a lower arm switching element to be connected is connected in series,
The control unit
While one phase of the upper arm switching element of the three phases of the inverter circuit and each of the other two phase lower arm switching elements are turned on, a d-axis current flows in one direction to each phase coil via the neutral point Direction period,
Of the three phases of the inverter circuit, turn on each of the two-phase upper arm switching elements that are not turned on during the one-way period and one phase of the lower arm switching element that is not turned on during the one-way period. The other-direction period in which the d-axis current flows in the other direction opposite to the one direction in each phase coil through the neutral point;
Is repeated to reverse the direction in which the d-axis current flows at a predetermined inversion cycle.
制御部は、コンデンサの残留電圧の高さに応じて、放電に用いられるd軸電流の大きさを可変制御することを特徴とする電動回転機の電源制御装置。 In the power supply control device for the electric rotating machine according to claim 1 or 2 ,
The control unit variably controls the magnitude of the d-axis current used for discharging according to the height of the residual voltage of the capacitor.
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