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Description
本発明は、駆動装置に関し、詳しくは、三相交流電力により駆動する電動機とこの電動機を駆動するためのインバータ回路とこのインバータ回路に直流電力を供給する二次電池とを備える駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device, and more particularly, to a drive device including a motor driven by three-phase AC power, an inverter circuit for driving the motor, and a secondary battery for supplying DC power to the inverter circuit.
従来、この種の駆動装置としては、直流ステージの平滑コンデンサのプラス側およびマイナス側の各端子と、交流を直流に変換する整流器の直流側の各端子との間にリアクトルを接続し、平滑コンデンサのプラス側およびマイナス側の各短詩と接地との間にコンデンサと抵抗とを直列接続して挿入するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、インバータ装置の漏洩電流を抑制し、これにより漏電遮断器の誤動作を防止している。 Conventionally, as this type of driving apparatus, a reactor is connected between each of the positive and negative terminals of the smoothing capacitor of the DC stage and each of the DC terminals of the rectifier that converts alternating current into direct current. A capacitor and a resistor are inserted in series between each plus and minus short verse and ground (see, for example, Patent Document 1). In this device, the leakage current of the inverter device is suppressed, thereby preventing the malfunction of the earth leakage breaker.
三相交流電動機とこの電動機を駆動するためのインバータとこのインバータに電力を供給する二次電池とからなる駆動装置では、漏電が生じている部位を判定することができれば、漏電が生じている部位を切り離して作動することができるため、漏電部位の切り分けを適正に行なうことが望まれる。インバータのスイッチング素子が高温になると、ゲート遮断時の直流部と交流部との間の絶縁抵抗が低下するため、交流部の漏電を直流部の漏電と切り分ける際に誤りが生じる場合がある。こうした誤切り分けは、本来作動することができる部位を作動することができなかったり、作動することができない部位を作動しようとしたりしてしまう。 In a drive device including a three-phase AC motor, an inverter for driving the motor, and a secondary battery that supplies power to the inverter, if the portion where the leakage occurs can be determined, the portion where the leakage occurs Therefore, it is desirable to properly isolate the leakage site. When the switching element of the inverter reaches a high temperature, the insulation resistance between the direct current part and the alternating current part when the gate is interrupted decreases, so that an error may occur when the leakage of the alternating current part is separated from the leakage of the direct current part. Such a misclassification cannot operate a part that can operate originally or tries to operate a part that cannot operate.
本発明の駆動装置は、より適正に漏電部位の切り分け判定を行なうことを主目的とする。 The main object of the drive device of the present invention is to more appropriately determine whether or not an electric leakage site has been separated.
本発明の駆動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The drive device of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の第1の駆動装置は、
三相交流電力により駆動する電動機と、前記電動機を駆動するためのインバータ回路と、前記インバータ回路に直流電力を供給する二次電池と、を備える駆動装置であって、
アースされた発振電源と検出抵抗とカップリングコンデンサと直列接続すると共に前記カップリングコンデンサの前記検出抵抗に接続されていない接続端子を前記二次電池の正極側または負極側に接続してなる検出回路と、前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサとの接続点の電圧を検出する電圧センサと、を有し、前記電圧センサにより検出される信号を漏電検出信号として検出する漏電検出信号検出手段と、
前記インバータのスイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出されたスイッチング素子の温度が漏電の切り分けを十分に行なうことができる上限の温度として予め定められた所定温度より高いときには漏電の切り分けができる状態にないと判定し、前記検出されたスイッチング素子の温度が前記所定温度以下のときには、前記インバータ回路のゲート許可とゲート遮断とを伴って前記漏電検出信号検出手段により検出される漏電検出信号に基づいて漏電に対して正常であるか異常であるかの漏電判定を行ない、ゲート操作状態と前記漏電判定とに基づいて漏電エリアの切り分けを行なう漏電切り分け判定手段と、
を備えることを要旨とする。
The first drive device of the present invention comprises:
A drive device comprising: an electric motor driven by three-phase AC power; an inverter circuit for driving the electric motor; and a secondary battery that supplies DC power to the inverter circuit,
A detection circuit in which a grounded oscillation power source, a detection resistor, and a coupling capacitor are connected in series, and a connection terminal not connected to the detection resistor of the coupling capacitor is connected to a positive electrode side or a negative electrode side of the secondary battery. And a voltage sensor that detects a voltage at a connection point between the detection resistor and the coupling capacitor, and a leakage detection signal detection unit that detects a signal detected by the voltage sensor as a leakage detection signal,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the switching element of the inverter;
When the detected temperature of the switching element is higher than a predetermined temperature that is predetermined as an upper limit temperature at which leakage can be sufficiently separated, it is determined that the leakage cannot be separated, and the detected switching element When the temperature is less than or equal to the predetermined temperature, it is normal or abnormal with respect to the leakage based on the leakage detection signal detected by the leakage detection signal detection means with the gate permission and the gate cutoff of the inverter circuit An earth leakage determination means for performing an earth leakage determination on the basis of the gate operation state and the earth leakage determination.
It is a summary to provide.
この本発明の第1の駆動装置では、インバータ回路のスイッチング素子の温度が漏電の切り分けを十分に行なうことができる上限の温度として予め定められた所定温度より高いときには漏電の切り分けができる状態にないと判定する。インバータ回路のスイッチング素子の温度が所定温度以下のときには、インバータ回路のゲート許可とゲート遮断とを伴って漏電検出信号検出手段により検出される漏電検出信号に基づいて漏電に対して正常であるか異常であるかの漏電判定を行ない、ゲート操作状態と前記漏電判定とに基づいて漏電エリアの切り分けを行なう。こうした判定により、インバータ回路のスイッチング素子の温度に基づいてより適正に漏電部位の切り分け判定を行なうことができる。なお、アースされた発振電源と検出抵抗とカップリングコンデンサと直列接続すると共にカップリングコンデンサの検出抵抗に接続されていない接続端子を二次電池の正極側または負極側に接続してなる検出回路と、検出抵抗とカップリングコンデンサとの接続点の電圧を検出する電圧センサと、を有する漏電検出信号検出手段の電圧センサにより検出される信号は、カップリングコンデンサより二次電池側(以下、漏電検査対象)に漏電が生じていないときには、漏電検査対象の絶縁抵抗が低下していないため、検出抵抗にはほとんど電流が流れず、発振電源とほとんど同一の振幅の電圧波形となるが、漏電検査対象で漏電が生じているときには、漏電検査対象の絶縁抵抗が低下するため、検出抵抗に電流が流れ、発振電源より振幅が小さな電圧波形となる。この振幅の程度により絶縁抵抗の低下を検出し、これをもって漏電が生じているか否かを判定するための漏電検出信号としている。 In the first driving device of the present invention, when the temperature of the switching element of the inverter circuit is higher than a predetermined temperature that is predetermined as an upper limit temperature at which leakage can be sufficiently separated, the leakage cannot be separated. Is determined. When the temperature of the switching element of the inverter circuit is equal to or lower than the predetermined temperature, normal or abnormal for the leakage based on the leakage detection signal detected by the leakage detection signal detection means with gate permission and gate interruption of the inverter circuit The earth leakage area is determined based on the gate operation state and the earth leakage judgment. Based on such determination, it is possible to more appropriately determine the location of the leakage site based on the temperature of the switching element of the inverter circuit. A detection circuit comprising a grounded oscillation power supply, a detection resistor, and a coupling capacitor connected in series and a connection terminal not connected to the detection resistor of the coupling capacitor connected to the positive electrode side or the negative electrode side of the secondary battery; The signal detected by the voltage sensor of the leakage detection signal detection means having a voltage sensor for detecting the voltage at the connection point between the detection resistor and the coupling capacitor is the secondary battery side (hereinafter referred to as leakage check) from the coupling capacitor. When there is no leakage in the target), the insulation resistance of the leakage test target has not decreased, so almost no current flows through the detection resistor, and the voltage waveform has almost the same amplitude as the oscillation power supply, but the leakage test target When there is a leakage current, the insulation resistance of the leakage inspection target decreases, so a current flows through the detection resistor and the amplitude is smaller than that of the oscillation power supply. The voltage waveform. A decrease in insulation resistance is detected based on the magnitude of this amplitude, and this is used as a leakage detection signal for determining whether or not leakage has occurred.
本発明の第2の駆動装置は、
三相交流電力により駆動する電動機と、前記電動機を駆動するためのインバータ回路と、前記インバータ回路に直流電力を供給する二次電池と、を備える駆動装置であって、
アースされた発振電源と検出抵抗とカップリングコンデンサと直列接続すると共に前記カップリングコンデンサの前記検出抵抗に接続されていない接続端子を前記二次電池の正極側または負極側に接続してなる検出回路と、前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサとの接続点の電圧を検出する電圧センサと、を有し、前記電圧センサにより検出される信号を漏電検出信号として検出する漏電検出信号検出手段と、
前記インバータのスイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出されたスイッチング素子の温度が高いほど大きくなる傾向に前記インバータ回路における漏れ電流を推定すると共に該推定した漏れ電流に基づいて第1の抵抗値を設定し、計測結果により得られた結果に基づいて予め定められた前記漏電検出信号の値と抵抗値との関係である信号抵抗値関係に前記インバータ回路のゲート遮断時に前記漏電検出信号検出手段により検出される漏電検出信号を適用して得られる抵抗値を第2の抵抗値として設定し、前記信号抵抗値関係に前記第1の抵抗値と前記第2の抵抗値との和の抵抗値を適用して得られる漏電検出信号の値を判定用閾値として設定する判定用閾値設定手段と、
前記インバータ回路のゲート許可とゲート遮断とを伴って前記漏電検出信号検出手段により検出される漏電検出信号と前記設定された判定用閾値とに基づいて漏電に対して正常であるか異常であるかの漏電判定を行ない、ゲート操作状態と前記漏電判定とに基づいて漏電エリアの切り分けを行なう漏電切り分け判定手段と、
を備えることを要旨とする。
The second drive device of the present invention is:
A drive device comprising: an electric motor driven by three-phase AC power; an inverter circuit for driving the electric motor; and a secondary battery that supplies DC power to the inverter circuit,
A detection circuit in which a grounded oscillation power source, a detection resistor, and a coupling capacitor are connected in series, and a connection terminal not connected to the detection resistor of the coupling capacitor is connected to a positive electrode side or a negative electrode side of the secondary battery. And a voltage sensor that detects a voltage at a connection point between the detection resistor and the coupling capacitor, and a leakage detection signal detection unit that detects a signal detected by the voltage sensor as a leakage detection signal,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the switching element of the inverter;
The leakage current in the inverter circuit is estimated to increase as the detected temperature of the switching element increases, and the first resistance value is set based on the estimated leakage current. Obtained by applying the leakage detection signal detected by the leakage detection signal detection means when the gate of the inverter circuit is cut off to a signal resistance value relationship which is a relationship between the value of the leakage detection signal and the resistance value determined in advance The value of the leakage detection signal obtained by setting the resistance value to be obtained as the second resistance value and applying the resistance value of the sum of the first resistance value and the second resistance value to the signal resistance value relationship. Determination threshold setting means for setting as a determination threshold;
Whether the leakage is normal or abnormal based on the leakage detection signal detected by the leakage detection signal detection means with the gate permission and the gate interruption of the inverter circuit and the set determination threshold value. A leakage detection determination means for determining a leakage area based on the gate operation state and the leakage determination;
It is a summary to provide.
この本発明の第2の駆動装置では、インバータ回路のスイッチング素子の温度が高いほど大きくなる傾向にインバータ回路における漏れ電流を推定すると共にこの推定した漏れ電流に基づいて第1の抵抗値を設定し、計測結果により得られた結果に基づいて予め定められた漏電検出信号の値と抵抗値との関係である信号抵抗値関係にインバータ回路のゲート遮断時に漏電検出信号検出手段により検出される漏電検出信号を適用して得られる抵抗値を第2の抵抗値として設定し、信号抵抗値関係に第1の抵抗値と第2の抵抗値との和の抵抗値を適用して得られる漏電検出信号の値を判定用閾値として設定する。そして、インバータ回路のゲート許可とゲート遮断とを伴って漏電検出信号検出手段により検出される漏電検出信号と設定された判定用閾値とに基づいて漏電に対して正常であるか異常であるかの漏電判定を行ない、ゲート操作状態と前記漏電判定とに基づいて漏電エリアの切り分けを行なう。このように、インバータ回路のスイッチング素子の温度に基づいて漏電判定用の閾値である判定用閾値を設定し、この判定用閾値を用いて漏電の判定を行なうから、インバータ回路のスイッチング素子の温度に基づいて、より適正に漏電部位の切り分け判定を行なうことができる。本発明の第2の駆動装置の漏電検出信号検出手段により漏電検出信号を検出することができるのは上述した本発明の第1の駆動装置と同様である。 In the second drive device of the present invention, the leakage current in the inverter circuit is estimated to increase as the temperature of the switching element of the inverter circuit increases, and the first resistance value is set based on the estimated leakage current. The leakage detection signal detected by the leakage detection signal detection means when the gate of the inverter circuit is interrupted to a signal resistance value relationship that is a relationship between the value of the leakage detection signal and the resistance value determined in advance based on the result obtained from the measurement result A leakage detection signal obtained by setting a resistance value obtained by applying a signal as a second resistance value and applying a resistance value of the sum of the first resistance value and the second resistance value to the signal resistance value relationship Is set as a threshold for determination. Whether the leakage is normal or abnormal based on the leakage detection signal detected by the leakage detection signal detection means with gate permission and gate interruption of the inverter circuit and the set determination threshold The leakage determination is performed, and the leakage area is divided based on the gate operation state and the leakage determination. Thus, since the determination threshold value which is a threshold value for leakage detection is set based on the temperature of the switching element of the inverter circuit and the determination of leakage current is performed using this determination threshold value, the temperature of the switching element of the inverter circuit is set. Based on this, it is possible to more appropriately determine the location of the leakage site. The leakage detection signal can be detected by the leakage detection signal detection means of the second drive device of the present invention, as in the first drive device of the present invention described above.
こうした本発明の第1または第2の駆動装置において、前記漏電切り分け判定手段は、ゲート操作状態と前記漏電判定とに基づいて漏電エリアの切り分けとして、ゲート許可のとき及びゲート遮断のときに前記漏電判定が正常であるときには漏電なしと判定し、ゲート許可のとき及びゲート遮断のときに前記漏電判定が異常であるときには前記インバータ回路より前記二次電池側の直流エリアに漏電が生じていると切り分け判定し、ゲート遮断のときに前記漏電判定が正常でゲート許可のときに前記漏電判定が異常であるときには前記インバータ回路より電動機側の交流エリアに漏電が生じていると切り分け判定し、漏電なし,直流エリア,交流エリアのいずれにも切り分け判定できないときには切り分け不定と判定する手段である、ものとすることもできる。これらは、ゲート許可でもゲート遮断でも漏電判定が正常であれば漏電なしと考えられること、ゲート許可でもゲート遮断でも漏電判定が異常であれば直流エリアに漏電が生じていると考えられること、ゲート遮断で正常でありゲート許可で異常であれば直流エリアには漏電は生じておらず交流エリアに漏電が生じていると考えられること、漏電なし,直流エリア,交流エリアのいずれにも切り分けできないときには切り分けを行なうことができないと考えられること、に基づく。 In such a first or second driving device of the present invention, the leakage isolation determination means is configured to isolate the leakage area based on a gate operation state and the leakage determination. When the determination is normal, it is determined that there is no leakage, and when the leakage determination is abnormal when the gate is permitted or when the gate is cut off, the inverter circuit determines that a leakage has occurred in the DC area on the secondary battery side. Determining that the leakage determination is normal when the gate is interrupted and the leakage determination is abnormal when the gate is permitted, and determining that leakage has occurred in the AC area on the motor side from the inverter circuit, and there is no leakage, It is a means to determine that the separation is indefinite when it cannot be determined in either the DC area or the AC area. Rukoto can also. If the leakage check is normal regardless of whether the gate is permitted or shut off, it is considered that there is no leakage, and if the leakage determination is abnormal regardless of whether the gate is permitted or not, the leakage is considered to have occurred in the DC area. If the interruption is normal and the gate permission is abnormal, there is no leakage in the DC area and it is considered that there is leakage in the AC area, or there is no leakage, and it cannot be separated into either the DC area or the AC area. Based on what is considered to be impossible to carve.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の第1の駆動装置の一実施例(以下、第1実施例という。)としての駆動装置を搭載するハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。第1実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン22と、エンジン22を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという。)24と、エンジン22のクランクシャフト26にキャリアが接続されると共に駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されたモータMG1と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸36に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するためにパッケージされたインバータ41,42と、インバータ41,42の図示しない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モータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという。)40と、インバータ41,42が接続された駆動電力系と電力をやりとりするバッテリ50と、バッテリ50と駆動電力系に接続された正極側電力ラインと負極側電力ラインとを接続したり接続を解除(遮断)する正極側リレー52aと負極側リレー52bとからなるシステムメインリレー52と、システムメインリレー52より駆動電力系に取り付けられた平滑コンデンサ54および電圧センサ53と、システムメインリレー52よりバッテリ50側でバッテリ50の負極側端子が接続された負極側電力ラインに接続された漏電検出信号検出器64と、パッケージされたインバータ41,42のスイッチング素子の近傍に取り付けられた温度センサ43からのスイッチング素子の温度(以下、インバータ素子温度という)Tinvや、シフトレバーのポジションを検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジション,アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度,ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキポジション,車速センサ88からの車速,加速度センサ89からの加速度Gなどを入力すると共にエンジンECU24やモータECU40と通信して車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
図2は、第1実施例の漏電検出信号検出器64とこの漏電検出信号検出器64が接続された系の簡易モデル90とを示す説明図である。図示するように、漏電検出信号検出器64は、一方が接地された発振電源65と、一方の端子が発振電源65に接続された検出抵抗66と、一方の端子が検出抵抗66の他方の端子に接続されると共に他方の端子が簡易モデル90に接続されたカップリングコンデンサ67と、検出抵抗66とカップリングコンデンサ67との接続部の電圧を検出する電圧センサ68と、を備える。ここで、簡易モデル90は、システムメインリレー52の正極側リレー52aや負極側リレー52bのいずれか一方または双方をオンとしたときの回路モデルであり、一方の端子がカップリングコンデンサ67に接続されると共に他方の端子が接地された絶縁抵抗92と、この絶縁抵抗92に並列に接続されたコモンモードコンデンサ93とにより構成される。電圧センサ68から検出される電圧波形は、簡易モデル90のインピーダンスが大きいときには、検出抵抗66にほとんど電流が流れないため、発振電源65とほぼ同じ振幅の電圧波形となるが、簡易モデル90のインピーダンスが小さいときには検出抵抗66に電流が流れるため、検出抵抗66で電圧降下した分だけ小さな振幅の電圧波形となる。従って、漏電検出信号検出器64の電圧センサ68は、簡易モデル90で漏電が生じていないとき、即ち、駆動電力系の絶縁抵抗が低下していないときには発振電源65とほぼ同じ振幅の電圧波形を出力し、簡易モデル90で漏電が生じているとき、即ち、駆動電力系の絶縁抵抗が低下しているときには発振電源65より小さな振幅の電圧波形を出力することになる。第1実施例の漏電判定では、漏電検出信号検出器64からの信号が、電圧センサ68から検出される電圧波形の振幅が発振電源65の電圧波形の振幅より若干小さな値として予め設定された判定用閾値より大きいときに漏電は生じておらず正常であると判定し、電圧センサ68から検出される電圧波形の振幅が判定用閾値より小さいときに漏電が生じており異常であると判定するものとした。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a leakage
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸36に出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されて駆動軸36に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸36に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力を駆動軸36に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、第1実施例のハイブリッド自動車20における動作、特に漏電の切り分け判定の動作について説明する。図3は、第1実施例のハイブリッド自動車20におけるハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される漏電ダイアグ確定処理の一例を示すフローチャートである。この処理はシステム起動時や駆動系で異常が判定されたときなど、漏電に対して必要なタイミングで実行される。
Next, the operation in the
この漏電ダイアグ確定処理が実行されると、まず、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、インバータ41,42のゲート操作が可能であるか否かを判定し(ステップS100)、インバータ41,42のゲート操作が不能であるときには、漏電の切り分け処理を行なう状態にないため、漏電切り分け処理待機状態として(ステップS130)、本処理を終了する。ここで、インバータ41,42のゲート操作が可能であるか否かの判定は、実施例では、インバータ41,42のゲート操作に対する異常が生じているか否かにより行なうものとした。
When this leakage diagnosis determination process is executed, first, the CPU 72 of the hybrid
インバータ41,42のゲート操作が可能であると判定したときには、温度センサ43からのインバータ素子温度Tinvを入力し(ステップS110)、入力したインバータ素子温度Tinvが漏電の切り分けを十分に行なうことができる上限の温度として予め定められた温度としての閾値Tref以下であるか否かを判定し(ステップS120)、インバータ素子温度Tinvが閾値Trefより大きいときには、インバータ素子温度Tinvが高いことにより漏電の切り分けを行なう状態にないため、漏電切り分け処理待機状態として(ステップS130)、本処理を終了する。ここで、インバータ素子温度Tinvが高いと漏電の切り分けを十分に行なうことができなくなるのは、インバータ素子温度Tinvが高くなると漏れ電流が大きくなる結果、図2における簡易モデルのインピーダンスが小さくなり、漏電検出信号検出器64により検出される電圧波形が異なるものとなって判定用閾値では適正に判定することができなくなることに基づく。従って、閾値Trefは、インバータ素子温度Tinvと漏電の判定との関係を実験などにより調べて定めることができる。
When it is determined that the gate operation of the
インバータ素子温度Tinvが閾値Tref以下のときには、インバータ41,42のゲート許可とゲート遮断とを伴って漏電検出信号検出器64からの漏電検出信号により漏電に対する正常・異常を判定する(ステップS140)。漏電判定については上述した。インバータ41,42のゲート許可の状態でもゲート遮断の状態での漏電判定が正常であると判定されたときには(ステップS150)、漏電なしと確定して(ステップS160)、本処理を終了する。インバータ41,42のゲート許可の状態やゲート遮断の状態のいずれかで漏電判定が異常であると判定されたときには、インバータ41,42をゲート許可の状態で漏電判定が異常でこの状態からゲート遮断の状態としたときに漏電判定が正常に変化しなかったとき(ステップS170)、即ち、ゲート許可でもゲート遮断でも漏電判定が異常のときには、インバータ41,42よりバッテリ50側の直流エリアで漏電が生じていると切り分けを確定して(ステップS180)、本処理を終了する。ゲート許可でもゲート遮断でも漏電判定が異常であれば、直流エリアに漏電が生じていると考えられるからである。インバータ41,42をゲート遮断の状態で漏電判定が正常でこの状態からゲート許可の状態としたときに漏電判定が異常に変化したときには(ステップS190)、インバータ41,42よりモータMG1,MG2側の交流エリアで漏電が生じていると切り分けを確定して(ステップS200)、本処理を終了する。ゲート遮断で正常でありゲート許可で異常であれば直流エリアには漏電は生じておらず、交流エリアに漏電が生じていると考えられるからである。一方、ステップS170で直流エリアに切り分けられることもなく且つステップS190で交流エリアに切り分けられることもないときには漏電エリアの切り分けはできないとして切り分け不定を確定し(ステップS210)、本処理を終了する。
When the inverter element temperature Tinv is equal to or lower than the threshold value Tref, normality / abnormality with respect to the leakage is determined by the leakage detection signal from the leakage
以上説明した第1実施例のハイブリッド自動車20によれば、インバータ素子温度Tinvが漏電の切り分けを十分に行なうことができる上限の温度として予め定められた温度としての閾値Tref以下であるか否かを判定し、インバータ素子温度Tinvが閾値Tref以下のときにだけ漏電部位の切り分け判定を行なうから、インバータ素子温度Tinvが閾値Trefより高いときに漏電部位の切り分け判定を行なったときに生じ得る不適正な切り分け行なうことなく、より適正に漏電部位の切り分けを行なうことができる。即ち、インバータ41,42のスイッチング素子の温度Tinvに基づいてより適正に漏電部位の切り分け判定を行なうことができるのである。しかも、漏電部位の切り分けは、ゲート許可の状態でもゲート遮断の状態での漏電判定が正常であるときには漏電なしと判定し、ゲート許可でもゲート遮断でも漏電判定が異常のときにはインバータ41,42よりバッテリ50側の直流エリアで漏電が生じていると切り分け判定し、ゲート遮断の状態で漏電判定が正常でこの状態からゲート許可の状態としたときに漏電判定が異常に変化したときには、インバータ41,42よりモータMG1,MG2側の交流エリアで漏電が生じていると切り分け判定し、漏電なし,直流エリア,交流エリアのいずれにも切り分け判定されないときには切り分け不定と判定するから、漏電部位の切り分けをより適正に行なうことができる。
According to the
次に、本発明の第2の駆動装置の一実施例(以下、第2実施例という。)としての駆動装置を搭載するハイブリッド自動車20Bについて説明する。第2実施例のハイブリッド自動車20Bは、図1および図2に示した第1実施例のハイブリッド自動車20と同一のハード構成をしている。したがって、重複した説明を回避するため、第2実施例のハイブリッド自動車20Bのハード構成についての説明は省略する。第2実施例のハイブリッド自動車20Bによる漏電判定では、漏電検出信号検出器64からの信号が、電圧センサ68から検出される電圧波形とインバータ素子温度Tinvを用いて設定された判定用閾値とに基づいて行なわれる点が第1実施例のハイブリッド自動車20による漏電判定と異なる。以下、第2実施例のハイブリッド自動車20Bによる漏電判定を中心に説明する。
Next, a hybrid vehicle 20B equipped with a drive device as an embodiment (hereinafter referred to as a second embodiment) of the second drive device of the present invention will be described. The hybrid vehicle 20B of the second embodiment has the same hardware configuration as the
図4は、第2実施例のハイブリッド自動車20Bにおけるハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される漏電ダイアグ確定処理の一例を示すフローチャートである。この処理も第1実施例と同様にシステム起動時や駆動系で異常が判定されたときなど、漏電に対して必要なタイミングで実行される。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a leakage diagnosis determination process executed by the hybrid
漏電ダイアグ確定処理が実行されると、第2実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、温度センサ43からのインバータ素子温度Tinvや電圧センサ53からの電圧Vhを入力し(S300)、入力したインバータ素子温度Tinvに基づいて漏れ電流Ieを推定し(ステップS310)、推定した漏れ電流Ieで入力した電圧Vhを除してゲート遮断による抵抗復帰量としての抵抗R1を算出する(ステップS320)。ここで、漏れ電流Ieの推定は、第2実施例では、インバータ素子温度Tinvと漏れ電流Ieとの関係を実験などにより調べて漏れ電流設定用マップとしてROM74に記憶しておき、インバータ素子温度Tinvが与えられるとマップから対応する漏れ電流Ieを導出することにより行なうものとした。漏れ電流設定用マップの一例を図5に示す。図示するように、インバータ素子温度Tinvが高いほど漏れ電流Ieは大きくなる。
When the leakage diagnosis determination process is executed, the CPU 72 of the hybrid
続いて、ゲート遮断時に漏電検出信号検出器64により検出される漏電検出信号Vwを遮断時漏電波高値Vsetとして入力し(ステップS330)、漏電検出信号の値(漏電波高値)と抵抗値との関係として予め実験などにより定めた信号抵抗関係マップに遮断時漏電波高値Vsetを適用して得られる抵抗値を抵抗R2として換算し(ステップS340)、信号抵抗関係マップに換算した抵抗R2と漏れ電流Ieから得られる抵抗R1との和の抵抗(R1+R2)を適用して得られる信号値を漏電判定を行なう際の判定用閾値として用いられる漏電解除波高値Vrefとして設定する(ステップS350)。信号抵抗関係マップの一例と遮断時漏電波高値Vsetから抵抗R2を換算する様子と和の抵抗(R1+R2)から漏電解除波高値Vrefを求める様子とを図6に示す。図示するように、抵抗値が大きいほど漏電波高値は大きくなる。ここで、漏れ電流Ieはインバータ素子温度Tinvが高くなるほど大きくなるから、抵抗R1はインバータ素子温度Tinvが高くなるほど小さくなる。このため、漏電解除波高値Vrefを求める際の抵抗値(R1+R2)は、遮断時漏電波高値Vsetが同じであれば、インバータ素子温度Tinvが高いほど小さくなり、漏電解除波高値Vrefはインバータ素子温度Tinvが高いほど小さくなる。漏電解除波高値Vrefを用いて漏電の検出をしている様子を図7に示す。図7中、実線はインバータ素子温度Tinvが比較的高いときにインバータ41,42をゲート遮断したときの漏電検出信号Vwの時間変化の一例であり、一点鎖線はインバータ素子温度Tinvが比較的低いときにインバータ41,42をゲート遮断したときの漏電検出信号Vwの時間変化の一例である。実線に示すように、インバータ素子温度Tinvが比較的高いときには、漏れ電流Ieが大きくなる結果、ゲート遮断による抵抗復帰量が小さくなるため、インバータ素子温度Tinvが比較的低いときの漏電解除波高値Vref(低温時)を用いると異常と判定されてしまうが、インバータ素子温度Tinvが比較的高いときの漏電解除波高値Vref(高温時)を用いると正常と判定される。第2実施例では、このようにインバータ素子温度Tinvの温度に応じて漏電判定用の閾値としての漏電解除波高値Vrefを設定することにより、漏電判定をより適正に行なうのである。
Subsequently, the leakage detection signal Vw detected by the leakage
こうして漏電解除波高値Vrefを設定すると、インバータ41,42のゲート操作が可能であるか否かを判定し(ステップS360)、インバータ41,42のゲート操作が不能であるときには、漏電の切り分け処理を行なう状態にないため、漏電切り分け処理待機状態として(ステップS370)、本処理を終了する。インバータ41,42のゲート操作が可能であると判定したときには、 インバータ41,42のゲート許可とゲート遮断とを伴って漏電検出信号検出器64からの漏電検出信号Vwを入力し(ステップS380)、漏電検出信号Vwと漏電解除波高値Vrefとにより漏電判定を行なう(ステップS390)。そして、図3に示す第1実施例の漏電ダイアグ確定処理のステップS150〜S210の処理と同一のゲート状態と漏電判定との結果による漏電なし,直流エリア,交流エリア,切り分け不定を判定する処理(ステップS400〜S460)を実行して本処理を終了する。ゲート状態と漏電判定との結果による漏電なし,直流エリア,交流エリア,切り分け不定を判定する処理については第1実施例で詳述したので、ここでは省略する。
When the leakage cancellation peak value Vref is set in this way, it is determined whether or not the gate operation of the
以上説明した第2実施例のハイブリッド自動車20Bによれば、インバータ素子温度Tinvが高いほど大きくなる傾向の漏れ電流Ieを推定すると共に推定した漏れ電流Ieと電圧Vhとによりゲート遮断による抵抗復帰量としての抵抗R1を算出し、ゲート遮断時に漏電検出信号検出器64により検出される漏電検出信号Vwを遮断時漏電波高値Vsetとして信号抵抗関係マップに適用して抵抗R2を求めると共に抵抗R1と抵抗R2との和(R1+R2)を信号抵抗関係マップに適用して漏電解除波高値Vrefを設定し、ゲート操作を伴って漏電検出信号検出器64により検出される導電検出信号Vwに対して漏電解除波高値Vrefを閾値として用いて漏電判定することにより、インバータ素子温度Tinvに基づいてより適正に漏電部位の切り分け判定を行なうことができる。もとより、漏電部位の切り分けは、ゲート許可の状態でもゲート遮断の状態での漏電判定が正常であるときには漏電なしと判定し、ゲート許可でもゲート遮断でも漏電判定が異常のときにはインバータ41,42よりバッテリ50側の直流エリアで漏電が生じていると切り分け判定し、ゲート遮断の状態で漏電判定が正常でこの状態からゲート許可の状態としたときに漏電判定が異常に変化したときには、インバータ41,42よりモータMG1,MG2側の交流エリアで漏電が生じていると切り分け判定し、漏電なし,直流エリア,交流エリアのいずれにも切り分け判定されないときには切り分け不定と判定するから、漏電部位の切り分けをより適正に行なうことができる。
According to the hybrid vehicle 20B of the second embodiment described above, the leakage current Ie that tends to increase as the inverter element temperature Tinv increases is estimated, and the resistance return amount due to gate shutoff is determined by the estimated leakage current Ie and the voltage Vh. The resistance R1 is calculated, and the leakage detection signal Vw detected by the leakage
上述した第1実施例や第2実施例のハイブリッド自動車20,20Bでは、パッケージされたインバータ41,42のスイッチング素子の温度を検出する温度センサ43からのインバータ素子温度Tinvに基づいて漏電切り分けを行なうものとしたが、インバータ素子の温度を反映するもの、例えば、インバータ41,42を冷却水などの冷却媒体を用いて冷却する場合には冷却媒体の温度に基づいて漏電切り分けを行なうものとしてもよい。
In the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。第1の駆動装置と第1実施例では、モータMG1やモータMG2が「電動機」に相当し、インバータ41,42が「インバータ回路」に相当し、バッテリ50が「二次電池」に相当し、漏電検出信号検出器64が「漏電検出信号検出手段」に相当し、温度センサ43が「温度検出手段」に相当し、図3の漏電ダイアグ確定処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「漏電切り分け判定手段」に相当する。また、第2の駆動装置と第2実施例では、モータMG1やモータMG2が「電動機」に相当し、インバータ41,42が「インバータ回路」に相当し、バッテリ50が「二次電池」に相当し、漏電検出信号検出器64が「漏電検出信号検出手段」に相当し、温度センサ43が「温度検出手段」に相当し、図4の漏電ダイアグ確定処理のステップS300〜S350の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「判定用閾値設定手段」に相当し、図4の漏電ダイアグ確定処理のステップS360〜S460の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「漏電切り分け判定手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the first driving device and the first embodiment, the motor MG1 and the motor MG2 correspond to “motor”, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、駆動装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of drive devices.
20,20B ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43 温度センサ、50 バッテリ、52 システムメインリレー、52a 正極側リレー、52b 負極側リレー、53 電圧センサ、54 平滑コンデンサ、64 漏電検出信号検出器、65 発振電源、66 検出抵抗、67 カップリングコンデンサ、68 電圧センサ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、82 シフトポジションセンサ、84 アクセルペダルポジションセンサ、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、89 加速度センサ、90 簡易モデル、92 絶縁抵抗、93 コモンモードコンデンサ、MG1,MG2 モータ。 20, 20B Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 37 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU) ), 41, 42 Inverter, 43 Temperature sensor, 50 Battery, 52 System main relay, 52a Positive side relay, 52b Negative side relay, 53 Voltage sensor, 54 Smoothing capacitor, 64 Leakage detection signal detector, 65 Oscillation power supply, 66 detection Resistor, 67 coupling capacitor, 68 voltage sensor, 70 electronic control unit for hybrid, 82 shift position sensor, 84 accelerator pedal position sensor, 86 brake pedal position sensor, 8 8 vehicle speed sensor, 89 acceleration sensor, 90 simple model, 92 insulation resistance, 93 common mode capacitor, MG1, MG2 motor.
Claims (3)
アースされた発振電源と検出抵抗とカップリングコンデンサとを直列接続すると共に前記カップリングコンデンサの前記検出抵抗に接続されていない接続端子を前記二次電池の正極側または負極側に接続してなる検出回路と、前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサとの接続点の電圧を検出する電圧センサと、を有し、前記電圧センサにより検出される信号を漏電検出信号として検出する漏電検出信号検出手段と、
前記インバータのスイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出されたスイッチング素子の温度が漏電の切り分けを十分に行なうことができる上限の温度として予め定められた所定温度より高いときには漏電の切り分けができる状態にないと判定し、前記検出されたスイッチング素子の温度が前記所定温度以下のときには、前記インバータ回路のゲート許可とゲート遮断とを伴って前記漏電検出信号検出手段により検出される漏電検出信号に基づいて漏電に対して正常であるか異常であるかの漏電判定を行ない、ゲート操作状態と前記漏電判定とに基づいて漏電エリアの切り分けを行なう漏電切り分け判定手段と、
を備え、
前記漏電切り分け判定手段は、ゲート操作状態と前記漏電判定とに基づいて漏電エリアの切り分けとして、ゲート許可のとき及びゲート遮断のときに前記漏電判定が正常であるときには漏電なしと判定し、ゲート許可のとき及びゲート遮断のときに前記漏電判定が異常であるときには前記インバータ回路より前記二次電池側の直流エリアに漏電が生じていると切り分け判定し、ゲート遮断のときに前記漏電判定が正常でゲート許可のときに前記漏電判定が異常であるときには前記インバータ回路より電動機側の交流エリアに漏電が生じていると切り分け判定し、漏電なし,直流エリア,交流エリアのいずれにも切り分け判定できないときには切り分け不定と判定する手段である、
駆動装置。 A drive device comprising: an electric motor driven by three-phase AC power; an inverter circuit for driving the electric motor; and a secondary battery that supplies DC power to the inverter circuit,
Detection in which a grounded oscillation power source, a detection resistor, and a coupling capacitor are connected in series and a connection terminal not connected to the detection resistor of the coupling capacitor is connected to the positive electrode side or the negative electrode side of the secondary battery. A leakage detection signal detecting means for detecting a signal detected by the voltage sensor as a leakage detection signal, and a voltage sensor for detecting a voltage at a connection point between the circuit and the detection resistor and the coupling capacitor;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the switching element of the inverter;
When the detected temperature of the switching element is higher than a predetermined temperature that is predetermined as an upper limit temperature at which leakage can be sufficiently separated, it is determined that the leakage cannot be separated, and the detected switching element When the temperature is less than or equal to the predetermined temperature, it is normal or abnormal with respect to the leakage based on the leakage detection signal detected by the leakage detection signal detection means with the gate permission and the gate cutoff of the inverter circuit An earth leakage determination means for performing an earth leakage determination on the basis of the gate operation state and the earth leakage determination.
Equipped with a,
The leakage isolation determination means determines that there is no leakage when the leakage determination is normal when the gate is permitted and when the gate is interrupted, as the isolation of the leakage area based on the gate operation state and the leakage determination. When the leakage determination is abnormal at the time of shutting down and when the gate is cut off, it is determined that leakage has occurred in the DC area on the secondary battery side from the inverter circuit, and the leakage check is normal when the gate is cut off. If the leakage check is abnormal when the gate is permitted, it is determined that a leakage has occurred in the AC area on the motor side from the inverter circuit, and the determination is made when there is no leakage, no DC area, or AC area can be determined. It is a means to determine indefinite,
Drive device.
アースされた発振電源と検出抵抗とカップリングコンデンサとを直列接続すると共に前記カップリングコンデンサの前記検出抵抗に接続されていない接続端子を前記二次電池の正極側または負極側に接続してなる検出回路と、前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサとの接続点の電圧を検出する電圧センサと、を有し、前記電圧センサにより検出される信号を漏電検出信号として検出する漏電検出信号検出手段と、
前記インバータのスイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出されたスイッチング素子の温度が高いほど大きくなる傾向に前記インバータ回路における漏れ電流を推定すると共に該推定した漏れ電流に基づいて第1の抵抗値を設定し、計測結果により得られた結果に基づいて予め定められた前記漏電検出信号の値と抵抗値との関係である信号抵抗値関係に前記インバータ回路のゲート遮断時に前記漏電検出信号検出手段により検出される漏電検出信号を適用して得られる抵抗値を第2の抵抗値として設定し、前記信号抵抗値関係に前記第1の抵抗値と前記第2の抵抗値との和の抵抗値を適用して得られる漏電検出信号の値を判定用閾値として設定する判定用閾値設定手段と、
前記インバータ回路のゲート許可とゲート遮断とを伴って前記漏電検出信号検出手段により検出される漏電検出信号と前記設定された判定用閾値とに基づいて漏電に対して正常であるか異常であるかの漏電判定を行ない、ゲート操作状態と前記漏電判定とに基づいて漏電エリアの切り分けを行なう漏電切り分け判定手段と、
を備える駆動装置。 A drive device comprising: an electric motor driven by three-phase AC power; an inverter circuit for driving the electric motor; and a secondary battery that supplies DC power to the inverter circuit,
Detection in which a grounded oscillation power source, a detection resistor, and a coupling capacitor are connected in series and a connection terminal not connected to the detection resistor of the coupling capacitor is connected to the positive electrode side or the negative electrode side of the secondary battery. A leakage detection signal detecting means for detecting a signal detected by the voltage sensor as a leakage detection signal, and a voltage sensor for detecting a voltage at a connection point between the circuit and the detection resistor and the coupling capacitor;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the switching element of the inverter;
The leakage current in the inverter circuit is estimated to increase as the detected temperature of the switching element increases, and the first resistance value is set based on the estimated leakage current. Obtained by applying the leakage detection signal detected by the leakage detection signal detection means when the gate of the inverter circuit is cut off to a signal resistance value relationship which is a relationship between the value of the leakage detection signal and the resistance value determined in advance The value of the leakage detection signal obtained by setting the resistance value to be obtained as the second resistance value and applying the resistance value of the sum of the first resistance value and the second resistance value to the signal resistance value relationship. Determination threshold setting means for setting as a determination threshold;
Whether the leakage is normal or abnormal based on the leakage detection signal detected by the leakage detection signal detection means with the gate permission and the gate interruption of the inverter circuit and the set determination threshold value. A leakage detection determination means for determining a leakage area based on the gate operation state and the leakage determination;
A drive device comprising:
前記漏電切り分け判定手段は、ゲート操作状態と前記漏電判定とに基づいて漏電エリアの切り分けとして、ゲート許可のとき及びゲート遮断のときに前記漏電判定が正常であるときには漏電なしと判定し、ゲート許可のとき及びゲート遮断のときに前記漏電判定が異常であるときには前記インバータ回路より前記二次電池側の直流エリアに漏電が生じていると切り分け判定し、ゲート遮断のときに前記漏電判定が正常でゲート許可のときに前記漏電判定が異常であるときには前記インバータ回路より電動機側の交流エリアに漏電が生じていると切り分け判定し、漏電なし,直流エリア,交流エリアのいずれにも切り分け判定できないときには切り分け不定と判定する手段である、
駆動装置。
The drive device according to claim 2 ,
The leakage isolation determination means determines that there is no leakage when the leakage determination is normal when the gate is permitted and when the gate is interrupted, as the isolation of the leakage area based on the gate operation state and the leakage determination. When the leakage determination is abnormal at the time of shutting down and when the gate is cut off, it is determined that leakage has occurred in the DC area on the secondary battery side from the inverter circuit, and the leakage check is normal when the gate is cut off. If the leakage check is abnormal when the gate is permitted, it is determined that a leakage has occurred in the AC area on the motor side from the inverter circuit, and the determination is made when there is no leakage, no DC area, or AC area can be determined. It is a means to determine indefinite,
Drive device.
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