JP7276277B2 - Power converter control circuit - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機の各相の巻線に電気的に接続された上下アームのスイッチを有する電力変換器の制御回路に関する。 The present invention relates to a control circuit for a power converter having switches on upper and lower arms electrically connected to each phase winding of a rotating electric machine.
この種の制御回路として、特許文献１では、電圧検出部と、異常判定部とを備えるものが開示されている。電圧検出部は、蓄電部の出力電圧を検出し、異常判定部へと出力する。異常判定部は、入力された電圧検出部の検出電圧が閾値を跨いだ場合、システムに過電圧異常が発生したと判定する。
As this type of control circuit,
過電圧異常を判定できなくなる異常が発生し得る。この場合、例えば、以下の問題が発生する。 An anomaly may occur that makes it impossible to determine an overvoltage anomaly. In this case, for example, the following problems occur.
制御回路は、システムに過電圧異常が発生した場合に対処するべく、上下アームのうちいずれか一方のアームにおけるスイッチをオンし、他方のアームにおけるスイッチをオフする短絡制御を実施する。しかし、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生した場合、短絡制御を実施するべき状況であるにもかかわらず、短絡制御が実施されないことが懸念される。 The control circuit performs short-circuit control to turn on the switch in one of the upper and lower arms and turn off the switch in the other arm in order to deal with the case where an overvoltage abnormality occurs in the system. However, when an abnormality that makes it impossible to determine an overvoltage abnormality occurs, there is concern that short-circuit control may not be performed even though short-circuit control should be performed.
なお、短絡制御に限らず、上下アームのスイッチを強制的にオフするシャットダウン制御が実施される構成においても、上述した問題は同様に発生する。 It should be noted that the above-described problem similarly occurs not only in short-circuit control, but also in a configuration in which shutdown control for forcibly turning off the switches of the upper and lower arms is performed.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生したことを判定することができる電力変換器の制御回路を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a power converter control circuit capable of determining that an abnormality has occurred that makes it impossible to determine an overvoltage abnormality.
本発明は、蓄電部と、多相の回転電機と、前記回転電機の各相の巻線と前記蓄電部とに電気的に接続された上下アームのスイッチを有する電力変換器と、を備えるシステムに適用される電力変換器の制御回路において、前記蓄電部の出力電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部の検出電圧が閾値を跨ぐことにより、前記システムに過電圧異常が発生したと判定する異常判定部と、前記電圧検出部の検出電圧が前記閾値を跨いでいない状態において、前記電圧検出部の検出電圧が前記閾値を跨いだ状態にする疑似異常処理を実施する処理部と、を備える。 The present invention is a system comprising a power storage unit, a multiphase rotating electrical machine, and a power converter having upper and lower arm switches electrically connected to the windings of each phase of the rotating electrical machine and the power storage unit. In a control circuit of a power converter applied to a voltage detection unit that detects the output voltage of the power storage unit, and when the detected voltage of the voltage detection unit crosses a threshold value, it is determined that an overvoltage abnormality has occurred in the system and a processing unit that performs pseudo-abnormality processing to make the detected voltage of the voltage detection unit cross the threshold when the voltage detected by the voltage detection unit does not cross the threshold. Prepare.
本発明によれば、疑似異常処理が実施されることにより、異常判定部においてシステムに過電圧異常が発生したと判定される状態が模擬される。これにより、疑似異常処理が実施されたにもかかわらず、異常判定部によりシステムに過電圧異常が発生したと判定されない場合、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生したことを判定することができる。 According to the present invention, by performing pseudo-abnormality processing, a state in which the abnormality determination unit determines that an overvoltage abnormality has occurred in the system is simulated. Thus, when the abnormality determination unit does not determine that an overvoltage abnormality has occurred in the system even though the pseudo abnormality processing has been performed, it is possible to determine that an abnormality has occurred that makes it impossible to determine the overvoltage abnormality.
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る制御回路を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る制御回路は、電力変換器としての３相インバータに適用される。本実施形態において、インバータを備える制御システムは、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される。
<First Embodiment>
A first embodiment embodying a control circuit according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The control circuit according to this embodiment is applied to a three-phase inverter as a power converter. In this embodiment, a control system including an inverter is installed in a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
図１に示すように、制御システムは、回転電機１０、インバータ１５及びＤＣＤＣコンバータ２５を備えている。回転電機１０は、車載主機であり、そのロータが図示しない駆動輪と動力伝達可能とされている。本実施形態では、回転電機１０として、同期機が用いられており、より具体的には、永久磁石同期機が用いられている。
As shown in FIG. 1, the control system includes a rotating
ＤＣＤＣコンバータ２５は、「直流電源」としての高圧電源３０に入力側が接続されており、入力された高圧電源３０の出力電圧を昇圧し、インバータ１５に出力する。ＤＣＤＣコンバータ２５は、制御回路５０によって制御される。本実施形態において、高圧電源３０は、２次電池であり、その出力電圧（定格電圧）が例えば百Ｖ以上である。なお、ＤＣＤＣコンバータ２５が「昇圧回路」に相当する。
The input side of the
インバータ１５は、スイッチングデバイス部２０を備えている。スイッチングデバイス部２０は、上アームスイッチＳＷＨと下アームスイッチＳＷＬとの直列接続体を３相分備えている。各相において、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの接続点には、回転電機１０の巻線１１の第１端が接続されている。各相巻線１１の第２端は、中性点で接続されている。各相巻線１１は、電気角で互いに１２０°ずらされて配置されている。ちなみに、本実施形態では、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、より具体的には、ＩＧＢＴが用いられている。上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬには、フリーホイールダイオードである上，下アームダイオードＤＨ，ＤＬが逆並列に接続されている。
The
各上アームスイッチＳＷＨの高電位側端子であるコレクタには、高電位側電気経路２２Ｈを介して、ＤＣＤＣコンバータ２５の出力側が接続されている。各下アームスイッチＳＷＬの低電位側端子であるエミッタには、低電位側電気経路２２Ｌを介して、ＤＣＤＣコンバータ２５の出力側が接続されている。
The output side of the
高電位側電気経路２２Ｈには、第１遮断スイッチ２３ａが設けられ、低電位側電気経路２２Ｌには、第２遮断スイッチ２３ｂが設けられている。各スイッチ２３ａ，２３ｂは、例えば、リレー又は半導体スイッチング素子である。ここで、各スイッチ２３ａ，２３ｂは、インバータ１５が備える制御回路５０によって駆動されてもよいし、制御回路５０に対して上位の制御装置によって駆動されてもよい。
The high potential side
インバータ１５は、「蓄電部」としての平滑コンデンサ２４を備えている。平滑コンデンサ２４は、高電位側電気経路２２Ｈのうち第１遮断スイッチ２３ａよりもスイッチングデバイス部２０側と、低電位側電気経路２２Ｌのうち第２遮断スイッチ２３ｂよりもスイッチングデバイス部２０側とを電気的に接続している。
The
高電位側電気経路２２ＨのうちＤＣＤＣコンバータ２５とインバータ１５との間の高電位側接続点ＴＨは、制御回路５０に接続されている。低電位側電気経路２２ＬのうちＤＣＤＣコンバータ２５とインバータ１５との間の低電位側接続点ＴＬは、制御回路５０に接続されている。制御回路５０は平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨを取得する。
A high potential side connection point TH between the
制御システムは、相電流センサ４０と、角度センサ４１とを備えている。相電流センサ４０は、回転電機１０に流れるＵ，Ｖ，Ｗ相電流のうち、少なくとも２相分の電流を検出する。角度センサ４１は、回転電機１０の電気角に応じた角度信号を出力する。角度センサ４１は、例えば、レゾルバ、エンコーダ又は磁気抵抗効果素子を有するＭＲセンサであり、本実施形態ではレゾルバである。
The control system comprises phase
図２を用いて、制御回路５０の構成について説明する。
The configuration of the
制御回路５０は、低圧領域に設けられたマイコン５１を備えている。マイコン５１には、相電流センサ４０の電流信号が入力される。マイコン５１は、入力された電流信号に基づいて、相電流Ｉｒを算出する。マイコン５１は、回転電機１０の電気角θｅを取得する。詳しくは、制御回路５０は、図示しない励磁回路及びレゾルバデジタルコンバータを有している。励磁回路から角度センサ４１を構成するレゾルバステータに、正弦波状の励磁信号が供給される。レゾルバステータから出力された角度信号は、レゾルバデジタルコンバータに入力される。レゾルバデジタルコンバータは、角度信号に基づいて、回転電機１０の電気角θｅを算出し、マイコン５１に出力する。
The
制御回路５０は、「電圧検出部」としての高圧検出回路５２を備えている。高圧検出回路５２は、制御回路５０において、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。高圧検出回路５２の高圧領域側には、高電位側接続点ＴＨ及び低電位側接続点ＴＬを介して平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨが入力される。高圧検出回路５２は、平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨを降圧した電圧である検出電圧ＶＳ（例えば０～５Ｖ）を、低圧領域側のマイコン５１に出力する。
The
図３は、高圧検出回路５２において、平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨを降圧する回路の一例である。高圧検出回路５２は、オペアンプ７０と、各抵抗体７１～７４とを有する差動増幅回路を備えている。本実施形態において、高圧検出回路５２は、平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨを、マイコン５１に入力可能な電圧範囲（例えば０～５Ｖ）に降圧する変換機能を備えている。これは、本実施形態では、高圧電源３０が高圧領域に備えられているのに対し、マイコン５１及びＡＳＩＣ部６３が低圧領域に備えられているためである。
FIG. 3 shows an example of a circuit for stepping down the terminal voltage VH of the smoothing capacitor 24 in the high
ＤＣＤＣコンバータ２５から出力される高電位側接続点ＴＨの電位と低電位側接続点ＴＬの電位との差は、複数の高抵抗体７１によって分圧された後、オペアンプ７０の反転入力端子に入力される。また、ＤＣＤＣコンバータ２５から出力された低電位側接続点ＴＬの電位と接地電位（グランド電位）との差は、複数の高抵抗体７２と、低抵抗体７３とによって分圧され、オペアンプ７０の非反転入力端子に入力される。オペアンプ７０の反転入力端子と出力端子とは抵抗体７４によって接続されている。
The difference between the potential of the high potential side connection point TH and the potential of the low potential side connection point TL output from the
本実施形態において、高圧検出回路５２は、平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨが高いほど、高圧検出回路５２の検出電圧ＶＳを低くするように変換する。
In the present embodiment, the high
マイコン５１には、上位制御装置４２から指令値が入力される。マイコン５１は、回転電機１０の制御量をその指令値に制御すべく、スイッチングデバイス部２０の各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオンオフさせるスイッチング指令を生成する。制御量は、例えばトルクである。
A command value is input to the
詳しくは、マイコン５１は、スイッチング指令生成部を備えている。スイッチング指令生成部は、トルク指令値に基づいて、ｄ，ｑ軸指令電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を算出する。
Specifically, the
スイッチング指令生成部は、相電流Ｉｒと、電気角θｅとに基づいて、３相固定座標系におけるＵ，Ｖ，Ｗ相電流を、２相回転座標系（ｄｑ座標系）におけるｄ軸電流Ｉｄｒ及びｑ軸電流Ｉｑｒに変換する。 Based on the phase current Ir and the electrical angle θe, the switching command generator converts U, V, and W phase currents in a three-phase fixed coordinate system into d-axis currents Idr and Convert to q-axis current Iqr.
スイッチング指令生成部は、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊からｄ軸電流Ｉｄｒを減算することにより、ｄ軸電流偏差ΔＩｄを算出する。また、スイッチング指令生成部は、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊からｑ軸電流Ｉｑｒを減算することにより、ｑ軸電流偏差ΔＩｑを算出する。 The switching command generator calculates the d-axis current deviation ΔId by subtracting the d-axis current Idr from the d-axis command current Id*. Further, the switching command generator calculates the q-axis current deviation ΔIq by subtracting the q-axis current Iqr from the q-axis command current Iq*.
スイッチング指令生成部は、ｄ軸電流偏差ΔＩｄに基づいて、ｄ軸電流Ｉｄｒをｄ軸指令電流Ｉｄ＊にフィードバック制御するための操作量として、ｄ軸指令電圧Ｖｄを算出する。また、スイッチング指令生成部は、ｑ軸電流偏差ΔＩｑに基づいて、ｑ軸電流Ｉｑｒをｑ軸指令電流Ｉｑ＊にフィードバック制御するための操作量として、ｑ軸指令電圧Ｖｑを算出する。なお、スイッチング指令生成部で用いられるフィードバック制御は、例えば比例積分制御とすればよい。 Based on the d-axis current deviation ΔId, the switching command generator calculates a d-axis command voltage Vd as a manipulated variable for feedback-controlling the d-axis current Idr to the d-axis command current Id*. Further, the switching command generator calculates a q-axis command voltage Vq as a manipulated variable for feedback-controlling the q-axis current Iqr to the q-axis command current Iq* based on the q-axis current deviation ΔIq. Feedback control used in the switching command generator may be proportional integral control, for example.
スイッチング指令生成部は、ｄ，ｑ軸指令電圧Ｖｄ，Ｖｑ及び電気角θｅに基づいて、ｄｑ座標系におけるｄ，ｑ軸指令電圧Ｖｄ，Ｖｑを、３相固定座標系におけるＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷに変換する。本実施形態において、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷは、電気角で位相が１２０°ずつずれた波形となる。 The switching command generator converts the d- and q-axis command voltages Vd and Vq in the dq coordinate system to the U, V and W phases in the three-phase fixed coordinate system based on the d and q-axis command voltages Vd and Vq and the electrical angle θe. Convert to command voltages VU, VV, VW. In this embodiment, the U-, V-, and W-phase command voltages VU, VV, and VW have waveforms whose phases are shifted by an electrical angle of 120°.
スイッチング指令生成部は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷと、高圧検出回路５２の検出電圧ＶＳとに基づいて、インバータ１５を構成するＵ，Ｖ，Ｗ相における上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング指令を生成する。スイッチング指令生成部は、例えば、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷを高圧検出回路５２の検出電圧ＶＳの１／２で除算した値と、キャリア信号（例えば三角波信号）との大小比較に基づくＰＷＭ処理によってスイッチング指令を生成する。
The switching command generator controls the upper and lower arms of the U-, V- and W-phases constituting the
制御回路５０は、インターフェース部５３を備えている。インターフェース部５３には、マイコン５１のスイッチング指令及び高圧検出回路５２の検出電圧ＶＳが入力される。インターフェース部５３は、高圧検出回路５２の検出電圧ＶＳに基づいて、回転電機１０の制御量を指令値に制御する通常時駆動制御と、過電圧異常が発生した場合に対処するべく実施される異常時制御とを切り替える。本実施形態において、異常時制御は、上アームスイッチＳＷＨをオフし、下アームスイッチＳＷＬをオンする三相短絡制御である。本実施形態では、三相短絡制御が実施されるのに先立ち、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを強制的にオフするシャットダウン制御が実施される。インターフェース部５３は、通常時駆動制御又は三相短絡制御を実施するべくオン指令又はオフ指令を出力する。なお、インターフェース部５３は低圧領域に設けられている。本実施形態において、インターフェース部５３が「異常時制御部」に相当する。
The
制御回路５０は、ドライバ５４を備えている。ドライバ５４は、インターフェース部５３のオン指令又はオフ指令に基づいて、スイッチングデバイス部２０の各上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオンオフする。本実施形態において、ドライバ５４が「スイッチ駆動部」に相当する。
The
詳しくは、ドライバ５４は、スイッチングデバイス部２０を構成する各上アームスイッチＳＷＨ及び各下アームスイッチＳＷＬに対応して個別に設けられている。このため、ドライバ５４は合わせて６つ設けられている。各ドライバ５４は、オン指令が入力された場合、対応する各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのゲートに充電電流を供給する。これにより、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬがオンされる。一方、各ドライバ５４は、オフ指令が入力された場合、対応する各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのゲートからエミッタ側へと放電電流を流す。これにより、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満となり、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬがオフされる。なお、本実施形態において、ドライバ５４は高圧領域に備えられている。
Specifically, the
制御回路５０は、通常時駆動制御が正常に実施されているか否かを判定する制御判定部５５を有している。制御判定部５５は、高圧検出回路５２の検出電圧ＶＳ、相電流Ｉｒ及び回転電機１０の電気角θｅのうち少なくとも１つが異常値となった場合、通常時駆動制御が正常に実施されていないと判定する。これにより、通常時駆動制御に用いられる構成のうち少なくとも１つに異常が発生していることを判定できる。通常時駆動制御に用いられる構成とは、例えば、相電流センサ４０、角度センサ４１、高圧検出回路５２、マイコン５１のスイッチング指令生成部、インターフェース部５３、ドライバ５４及び上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬ等である。
The
次に、制御システムに過電圧異常が発生したと判定された場合に実施される異常時制御について説明する。まず、本実施形態の説明に先立ち、図４を用いて比較例について説明する。 Next, an abnormality control that is performed when it is determined that an overvoltage abnormality has occurred in the control system will be described. First, before describing the present embodiment, a comparative example will be described with reference to FIG.
制御回路５０は、第１接続経路Ｌ１、バッファ回路６０及び第１ローパスフィルタ６１を備えている。第１接続経路Ｌ１は、マイコン５１と高圧検出回路５２とを接続している。バッファ回路６０及び第１ローパスフィルタ６１は第１接続経路Ｌ１に設けられている。第１ローパスフィルタ６１は、抵抗体及びコンデンサで構成されるアナログ回路である。高圧検出回路５２の検出電圧ＶＳがバッファ回路６０に入力され、バッファ回路６０の出力電圧が第１ローパスフィルタ６１に入力される。第１ローパスフィルタ６１から出力される制御用検出電圧ＶＳａがマイコン５１に入力される。
The
マイコン５１のスイッチング指令生成部は、制御用検出電圧ＶＳａ、相電流Ｉｒ、電気角θｅ及び指令値に基づいて、各上アームスイッチＳＷＨをオンオフさせる第１上アーム信号Ｓｇ１Ｈ、及び各下アームスイッチＳＷＬをオンオフさせる第１下アーム信号Ｓｇ１Ｌを生成する。第１上，下アーム信号Ｓｇ１Ｈ，Ｓｇ１Ｌは、論理Ｈによってオン指令を示し、論理Ｌによってオフ指令を示す。第１上アーム信号Ｓｇ１Ｈは、各上アームスイッチＳＷＨに対応する各上アームドライバ５４ａのＰＷＭ指令入力部に入力される。制御回路５０は各相に対応したＯＲ回路６８を備えており、第１下アーム信号Ｓｇ１Ｌは、対応する各ＯＲ回路６８に入力される。
A switching command generator of the
制御回路５０は、第２接続経路Ｌ２、第２ローパスフィルタ６２及びＡＳＩＣ部６３を備えている。第２接続経路Ｌ２は、第１接続経路Ｌ１のうち高圧検出回路５２及びバッファ回路６０の中間点と、ＡＳＩＣ部６３とを接続している。第２ローパスフィルタ６２は、第２接続経路Ｌ２に設けられている。第２ローパスフィルタ６２は、抵抗体及びコンデンサで構成されるアナログ回路である。高圧検出回路５２の検出電圧ＶＳが第２ローパスフィルタ６２に入力され、第２ローパスフィルタ６２から判定用検出電圧ＶＳｂが出力される。判定用検出電圧ＶＳｂがＡＳＩＣ部６３に入力される。ＡＳＩＣ部６３及びＯＲ回路６８は、インターフェース部５３を構成する。
The
第２ローパスフィルタ６２の時定数τ２は、第１ローパスフィルタ６１の時定数τ１よりも小さくされている。そのため、判定用検出電圧ＶＳｂは、制御用検出電圧ＶＳａと比較して、平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨの変化に対する応答が速くなるようにされている。
The time constant τ2 of the second low-
制御回路５０は、定電圧源６４、第１閾値用抵抗体６５、第２閾値用抵抗体６６及び第３接続経路Ｌ３を備えている。定電圧源６４は、第１閾値用抵抗体６５の第１端に接続されている。第１閾値用抵抗体６５の第２端は、第２閾値用抵抗体６６の第１端に接続されている。第２閾値用抵抗体６６の第２端はグランドに接続されている。第３接続経路Ｌ３は、第１閾値用抵抗体６５の第２端及び第２閾値用抵抗体６６の第１端の接続点と、ＡＳＩＣ部６３とを接続している。定電圧源６４から供給される電圧値、及び第１，第２閾値用抵抗体６５，６６の抵抗値に基づいて、判定用閾値Ｖｐが定められる。判定用閾値ＶｐはＡＳＩＣ部６３に入力される。
The
ＡＳＩＣ部６３は、異常判定部６７を備えている。異常判定部６７には、判定用検出電圧ＶＳｂ及び判定用閾値Ｖｐが入力される。異常判定部６７は、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満の場合、制御システムに過電圧異常が発生したと判定する。制御システムに過電圧異常が発生したと判定された場合、ＡＳＩＣ部６３は、シャットダウン制御を実施し、その後三相短絡制御を実施する。
The
異常判定部６７では、判定用検出電圧ＶＳｂに基づいて制御システムの過電圧異常が判定される。これは、第１ローパスフィルタ６１よりも小さい時定数の第２ローパスフィルタ６２を介して、高圧検出回路５２の検出電圧ＶＳを伝達することにより、制御システムの過電圧異常を早期に判定するためである。
The
異常判定部６７により制御システムに過電圧異常が発生したと判定された場合、ＡＳＩＣ部６３は、シャットダウン制御を実施するべく、第２上アーム信号Ｓｇ２Ｈ及び第２下アーム信号Ｓｇ２Ｌの論理をＬにする。ここで、第２上，下アーム信号Ｓｇ２Ｈ，Ｓｇ２Ｌは、論理Ｌによってシャットダウン制御の実行指令を示し、論理Ｈによってシャットダウン制御の解除指令を示す。第２上アーム信号Ｓｇ２Ｈは、上アームドライバ５４ａのシャットダウン指令入力部に入力される。第２下アーム信号Ｓｇ２Ｌは下アームドライバ５４ｂのシャットダウン指令入力部に入力される。
When the
ＡＳＩＣ部６３は、シャットダウン制御を実施した後、三相短絡制御を実施するべく、第２下アーム信号Ｓｇ２Ｌの論理をＨにし、第３下アーム信号Ｓｇ３Ｌの論理をＨにする。ここで、第３下アーム信号Ｓｇ３Ｌは、論理Ｈによって三相短絡制御の実行指令を示し、論理Ｌによって三相短絡制御の解除指令を示す。第３下アーム信号Ｓｇ３ＬはＯＲ回路６８に入力される。
After performing the shutdown control, the
ＯＲ回路６８は、第１下アーム信号Ｓｇ１Ｌ及び第３下アーム信号Ｓｇ３Ｌのうち少なくとも一方の論理がＨとされた場合、論理Ｈのオン指令を出力する。一方、ＯＲ回路６８は、第１下アーム信号Ｓｇ１Ｌ及び第３下アーム信号Ｓｇ３Ｌの論理がＬとされた場合、論理Ｌのオフ指令を出力する。ＯＲ回路６８の出力信号は下アームドライバ５４ｂのＰＷＭ指令入力部へと出力される。
The OR
ＯＲ回路６８は、例えば、第１，第２ダイオード及び抵抗体によって構成される。詳しくは、第１ダイオードのアノードがマイコン５１の第１下アーム信号Ｓｇ１Ｌの出力部に接続され、第２ダイオードのアノードがＡＳＩＣ部６３の第３下アーム信号Ｓｇ３Ｌの出力部に接続されている。第１，第２ダイオードのカソードが抵抗体の第１端に接続されている。抵抗体の第２端がグランドに接続されている。
The OR
図５に、上述した比較例において、制御システムに過電圧異常が発生した場合、シャットダウン制御が実施された後、三相短絡制御が実施される一例を示す。図５において、（ａ）は判定用検出電圧ＶＳｂの推移を示し、（ｂ）は第１上アーム信号Ｓｇ１Ｈの状態を示し、（ｃ）は第１下アーム信号Ｓｇ１Ｌの状態を示し、（ｄ）は第２上アーム信号Ｓｇ２Ｈの状態を示し、（ｅ）は第２下アーム信号Ｓｇ２Ｌの状態を示し、（ｆ）は第３下アーム信号Ｓｇ３Ｌの状態を示し、（ｇ）は上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧ＶｇＨの推移を示し、（ｈ）は下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧ＶｇＬの推移を示す。 FIG. 5 shows an example in which three-phase short-circuit control is performed after shutdown control is performed when an overvoltage abnormality occurs in the control system in the comparative example described above. In FIG. 5, (a) shows transition of the detection voltage VSb for determination, (b) shows the state of the first upper arm signal Sg1H, (c) shows the state of the first lower arm signal Sg1L, (d ) indicates the state of the second upper arm signal Sg2H, (e) indicates the state of the second lower arm signal Sg2L, (f) indicates the state of the third lower arm signal Sg3L, and (g) indicates the state of the upper arm switch. FIG. 10(h) shows the transition of the gate voltage VgH of the SWH, and (h) shows the transition of the gate voltage VgL of the lower arm switch SWL.
時刻ｔ１において、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満となり、異常判定部６７により制御システムに過電圧異常が発生したと判定される。これにより、第１上，下アーム信号Ｓｇ１Ｈ，Ｓｇ１Ｌは、通常時駆動制御における信号の状態から論理Ｌに切り替えられる。
At time t1, the detection voltage VSb for determination becomes less than the threshold value Vp for determination, and the
時刻ｔ１からフィルタ時間ｔｆが経過するまでの期間に亘って、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満になる状態が継続したと異常判定部６７により判定される。このため、時刻ｔ１からフィルタ時間ｔｆだけ経過した時刻ｔ２において、第２上，下アーム信号Ｓｇ２Ｈ，Ｓｇ２Ｌは、通常時駆動制御における信号の状態から論理Ｌに切り替えられる。これにより、上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧ＶｇＨが低下し始める。時刻ｔ３において、上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧ＶｇＨが閾値電圧Ｖｔｈ未満となることにより、上アームスイッチＳＷＨがオフされ、シャットダウン制御が実施される。
The
時刻ｔ４において、第２下アーム信号Ｓｇ２Ｌ及び第３下アーム信号Ｓｇ３Ｌの論理がＨに切り替えられる。これにより、下アームスイッチＳＷＬにおいて、シャットダウン制御の解除指令が出力され、三相短絡制御の実行指令が出力される。そのため、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧ＶｇＬが上昇し始める。時刻ｔ５において、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧ＶｇＬが閾値電圧Ｖｔｈより高くなることにより、下アームスイッチＳＷＬがオンされ、三相短絡制御が実施される。その結果、平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨの上昇が抑制されるため、判定用検出電圧ＶＳｂの低下が抑制される。 At time t4, the logic of the second lower arm signal Sg2L and the third lower arm signal Sg3L is switched to H. As a result, the lower arm switch SWL outputs a shutdown control cancellation command and outputs a three-phase short-circuit control execution command. Therefore, the gate voltage VgL of the lower arm switch SWL starts to rise. At time t5, the gate voltage VgL of the lower arm switch SWL becomes higher than the threshold voltage Vth, thereby turning on the lower arm switch SWL and performing three-phase short-circuit control. As a result, an increase in the terminal voltage VH of the smoothing capacitor 24 is suppressed, thereby suppressing a decrease in the determination detection voltage VSb.
比較例では、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生した場合、三相短絡制御を実施するべき状況であるにもかかわらず、三相短絡制御が実施されないことが懸念される。過電圧異常を判定できなくなる異常は、高圧検出回路５２、第２ローパスフィルタ６２、ＡＳＩＣ部６３、定電圧源６４及び第１，第２閾値用抵抗体６５，６６のうち少なくとも１つに異常が発生した場合に生じる。そこで、本実施形態では、制御回路５０は、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生したことを判定することができる構成とされる。
In the comparative example, there is concern that the three-phase short-circuit control will not be performed when an abnormality that makes it impossible to determine an overvoltage abnormality occurs, even though the three-phase short-circuit control should be performed. An abnormality that makes it impossible to determine an overvoltage abnormality is an abnormality occurring in at least one of the high
図６に、本実施形態における制御回路５０の構成を示す。図６において、先の図４の比較例に示した構成については、便宜上、同一の符号を付している。なお、本実施形態において、高圧検出回路５２としては、先の図３に示した構成が用いられる。
FIG. 6 shows the configuration of the
制御回路５０は、電圧変更用スイッチ８０及び第４接続経路Ｌ４を備えている。本実施形態では、電圧変更用スイッチ８０として、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタにベース抵抗及びベースエミッタ間抵抗が内蔵された抵抗内蔵トランジスタが用いられている。電圧変更用スイッチ８０のコレクタは、第２接続経路Ｌ２のうち第２ローパスフィルタ６２と、ＡＳＩＣ部６３との間にある第１中間点Ｎ１に接続されている。電圧変更用スイッチ８０のエミッタはグランドに接続されている。電圧変更用スイッチ８０のベースは、マイコン５１に接続されている。なお、本実施形態において、第１接続経路Ｌ１、バッファ回路６０及び第１ローパスフィルタ６１が「第１伝達部」に相当し、第２接続経路Ｌ２、第４接続経路Ｌ４、第２ローパスフィルタ６２及び電圧変更用スイッチ８０が「第２伝達部」に相当する。
The
第４接続経路Ｌ４は、第２接続経路Ｌ２のうち第２ローパスフィルタ６２及び第１中間点Ｎ１の間にある第２中間点Ｎ２と、マイコン５１とを接続している。これにより、判定用検出電圧ＶＳｂがマイコン５１に入力される。
The fourth connection path L4 connects the
各上アームドライバ５４ａは、各上アームスイッチＳＷＨの駆動状態を伝達する上アームモニタ用信号ＳｇｍＨをマイコン５１に出力する。上アームモニタ用信号ＳｇｍＨは、論理Ｈによって上アームスイッチＳＷＨがオンされていることを示し、論理Ｌによって上アームスイッチＳＷＨがオフされていることを示す。これにより、マイコン５１は、各上アームスイッチＳＷＨのオンオフを把握する。
Each
各下アームドライバ５４ｂは、各下アームスイッチＳＷＬの駆動状態を伝達する下アームモニタ用信号ＳｇｍＬをマイコン５１に出力する。下アームモニタ用信号ＳｇｍＬは、論理Ｈによって下アームスイッチＳＷＬがオンされていることを示し、論理Ｌによって下アームスイッチＳＷＬがオフされていることを示す。これにより、マイコン５１は、各下アームスイッチＳＷＬのオンオフを把握する。
Each
次に、マイコン５１によって実施される疑似異常処理について説明する。疑似異常処理とは、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ以上の状態において、判定用検出電圧ＶＳｂを判定用閾値Ｖｐ未満にする処理である。
Next, pseudo-abnormality processing performed by the
マイコン５１は、疑似異常処理を実施する場合、電圧変更信号Ｓｇ４の論理をＨにする。ここで、電圧変更信号Ｓｇ４は、電圧変更用スイッチ８０のベースに出力される信号であり、論理Ｈによって電圧変更用スイッチ８０のオン指令を示し、論理Ｌによって電圧変更用スイッチ８０のオフ指令を示す。電圧変更用スイッチ８０がオンされることにより、第２接続経路Ｌ２がグランドに接続され、判定用検出電圧ＶＳｂが０Ｖにされる。これにより、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満とされる。本実施形態において、マイコン５１が「処理部」に相当する。
The
続いて、図７を用いて、疑似異常処理を含むマイコン５１の処理について説明する。なお、この処理は、例えば、１トリップに１回実施されてもよいし、車両の走行距離が所定距離になるたびに実施されてもよい。また、この処理は、制御回路５０が起動又は停止されるタイミングに実施されるとよい。
Next, the processing of the
ステップＳ１０において、判定用検出電圧ＶＳｂを取得する。 In step S10, the detection voltage VSb for determination is acquired.
ステップＳ１１において、電圧変更信号Ｓｇ４の論理をＨにする疑似異常処理を実施する。これにより、判定用検出電圧ＶＳｂは、ステップＳ１０において取得した値から０Ｖに低下する。ステップＳ１２において、電圧変更信号Ｓｇ４の論理をＨに切り替えてから所定時間Ｔｐ以内に、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満となったか否かを判定する。所定時間Ｔｐは、例えば、高圧検出回路５２、第２ローパスフィルタ６２、ＡＳＩＣ部６３、定電圧源６４及び第１，第２閾値用抵抗体６５，６６が正常な場合において、判定用検出電圧ＶＳｂが０Ｖまで低下するのに要する十分な時間に設定されればよい。本実施形態において、ステップＳ１２が「電圧判定部」に相当する。
In step S11, pseudo-abnormality processing is performed to set the logic of the voltage change signal Sg4 to H. As a result, the determination detection voltage VSb drops from the value obtained in step S10 to 0V. In step S12, it is determined whether or not the detection voltage VSb for determination has become less than the threshold value Vp for determination within a predetermined time Tp after switching the logic of the voltage change signal Sg4 to H. For example, when the high
ステップＳ１２において肯定判定された場合、第２上アーム信号Ｓｇ２Ｈの論理がＬにされ、第２，第３下アーム信号Ｓｇ２Ｌ，Ｓｇ３Ｌの論理がＨにされる。これにより、上アームスイッチＳＷＨがオフされ、下アームスイッチＳＷＬがオンされる。上アームスイッチＳＷＨがオフされると上アームモニタ用信号ＳｇｍＨの論理がＬにされ、下アームスイッチＳＷＬがオンされると下アームモニタ用信号ＳｇｍＬの論理がＨにされる。また、ステップＳ１２において肯定判定された場合、ステップＳ１３に進み、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生していないと判定する。一方、ステップＳ１２において否定判定された場合、ステップＳ１４に進み、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生していると判定する。 If the determination in step S12 is affirmative, the logic of the second upper arm signal Sg2H is set to L, and the logic of the second and third lower arm signals Sg2L and Sg3L is set to H. As a result, the upper arm switch SWH is turned off and the lower arm switch SWL is turned on. When the upper arm switch SWH is turned off, the logic of the upper arm monitor signal SgmH is set to L, and when the lower arm switch SWL is turned on, the logic of the lower arm monitor signal SgmL is set to H. If the determination in step S12 is affirmative, the process proceeds to step S13, and it is determined that an abnormality that makes it impossible to determine an overvoltage abnormality has not occurred. On the other hand, if a negative determination is made in step S12, the process proceeds to step S14, and it is determined that there is an abnormality that makes it impossible to determine an overvoltage abnormality.
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to this embodiment detailed above, the following effects can be obtained.
疑似異常処理が実施されることにより、判定用検出電圧ＶＳｂが０Ｖに変更される構成とした。これにより、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満とされ、異常判定部６７により制御システムに過電圧異常が発生したと判定される状態が模擬される。この際、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満とされない場合、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生したことを判定することができる。
The detection voltage VSb for determination is changed to 0V by executing the pseudo-abnormality processing. As a result, the detection voltage VSb for determination is set to be less than the threshold value Vp for determination, and a state in which the
本実施形態では、制御用検出電圧ＶＳａ及び判定用検出電圧ＶＳｂのうち、判定用検出電圧ＶＳｂにより制御システムの過電圧異常が判定される。そこで、疑似異常処理が実施された場合においても、判定用検出電圧ＶＳｂを用いて、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生したか否かが判定される構成とした。これにより、過電圧異常が判定される場合と、疑似異常処理が実施され、過電圧異常を判定できなくなる異常が判定される場合との条件を揃えることができる。その結果、過電圧異常を判定できなくなる異常が判定される条件の違いにより生じる誤判定を抑制することができる。 In this embodiment, out of the control detection voltage VSa and the determination detection voltage VSb, the determination detection voltage VSb is used to determine the overvoltage abnormality of the control system. Therefore, even when the pseudo-abnormality processing is performed, the detection voltage VSb for determination is used to determine whether or not an abnormality that makes it impossible to determine an overvoltage abnormality has occurred. As a result, it is possible to match the conditions for the case where the overvoltage abnormality is determined and the case where the pseudo-abnormality process is performed and the overvoltage abnormality cannot be determined. As a result, it is possible to suppress erroneous determination caused by a difference in conditions for determining an overvoltage abnormality, which makes it impossible to determine an overvoltage abnormality.
疑似異常処理が実施されてから、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満とされるまでには、短いながらもある程度の時間を要する。そのため、疑似異常処理が実施されてから所定時間Ｔｐが経過したのにもかかわらず、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満であると判定されない場合、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生している可能性がある。また、所定時間Ｔｐが経過した後、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満であると判定された場合であっても、その後に三相短絡制御が速やかに実施されない問題が生じるため、正常に過電圧異常を判定できていない可能性がある。 It takes a certain amount of time, though short, from when the pseudo-abnormality processing is performed until the detection voltage VSb for determination becomes less than the threshold value Vp for determination. Therefore, if it is not determined that the detection voltage VSb for determination is less than the threshold value Vp for determination even after the predetermined time Tp has elapsed since the pseudo-abnormality processing was performed, an abnormality occurs that makes it impossible to determine an overvoltage abnormality. There is a possibility that In addition, even if it is determined that the detection voltage VSb for determination is less than the threshold value Vp for determination after the predetermined time Tp has elapsed, there is a problem that the three-phase short-circuit control is not promptly performed after that. There is a possibility that the overvoltage abnormality could not be determined at this time.
そこで、本実施形態において、疑似異常処理が実施されてから所定時間Ｔｐ内に、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満とされない場合、過電圧異常を判定できない異常が発生していると判定する構成とした。これにより、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生したことを的確に判定することができる。 Therefore, in the present embodiment, if the detection voltage VSb for determination does not become less than the threshold value Vp for determination within a predetermined time Tp after the pseudo-abnormality processing is performed, it is determined that an abnormality that cannot be determined as an overvoltage abnormality has occurred. It was configured. Accordingly, it is possible to accurately determine that an abnormality that makes it impossible to determine an overvoltage abnormality has occurred.
通常時駆動制御が実施される場合において、通常時駆動制御が正常に実施されているか否かが判定される構成とした。これにより、通常時駆動制御に用いられる構成に異常が発生していることを判定することができる。その結果、通常時駆動制御に用いられる構成の異常により、三相短絡制御を実施するべき状況であるにもかかわらず、三相短絡制御が実施されない事態の発生を抑制することができる。 In the case where the normal drive control is performed, it is determined whether the normal drive control is normally performed. This makes it possible to determine that an abnormality has occurred in the configuration used for normal drive control. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the three-phase short-circuit control is not performed due to an abnormality in the configuration used for the normal drive control even though the three-phase short-circuit control should be performed.
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、疑似異常処理として、判定用検出電圧ＶＳｂを低減する処理に代えて、判定用閾値Ｖｐを上昇させる処理が行われる。
<Second embodiment>
The second embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment. In this embodiment, as the pseudo-abnormality processing, instead of reducing the detection voltage VSb for determination, processing for increasing the threshold value Vp for determination is performed.
図８に、本実施形態における制御回路５０の構成を示す。図８において、先の図６に示した構成については、便宜上、同一の符号を付している。制御回路５０は、定電圧電源である閾値用電源８１、第１閾値用スイッチ８２、第２閾値用スイッチ８３及び第５接続経路Ｌ５を備えている。本実施形態では、第１閾値用スイッチ８２として、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタにベース抵抗及びベースエミッタ間抵抗が内蔵された抵抗内蔵トランジスタが用いられている。また、第２閾値用スイッチ８３として、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタにベース抵抗及びベースエミッタ間抵抗が内蔵された抵抗内蔵トランジスタが用いられている。
FIG. 8 shows the configuration of the
第１閾値用スイッチ８２のコレクタは第３接続経路Ｌ３に設けられた第３中間点Ｎ３に接続され、第１閾値用スイッチ８２のエミッタは閾値用電源８１に接続されている。第２閾値用スイッチ８３のコレクタは第１閾値用スイッチ８２のベースに接続され、第２閾値用スイッチ８３のエミッタはグランドに接続されている。第２閾値用スイッチ８３のベースはマイコン５１に接続されている。第５接続経路Ｌ５は、第３接続経路Ｌ３のうち第３中間点Ｎ３及びＡＳＩＣ部６３の間にある第４中間点Ｎ４と、マイコン５１とを接続している。本実施形態において、判定用閾値Ｖｐは、第５接続経路Ｌ５を介してマイコン５１に入力され、第３接続経路Ｌ３を介してＡＳＩＣ部６３に入力される。なお、本実施形態において、判定用閾値Ｖｐが「閾値」に相当する。
The collector of the
マイコン５１は、疑似異常処理を実施する場合、閾値変更信号Ｓｇ５の論理をＨにする。ここで、閾値変更信号Ｓｇ５は、第２閾値用スイッチ８３のベースに出力される信号であり、論理Ｈによって第２閾値用スイッチ８３のオン指令を示し、論理Ｌによって第２閾値用スイッチ８３のオフ指令を示す。第２閾値用スイッチ８３がオンされることにより、第１閾値用スイッチ８２のベースがグランドに接続される。これにより、第１閾値用スイッチ８２がオンされ、閾値用電源８１の電圧が供給される。その結果、第３接続経路Ｌ３の電圧が上昇するため、判定用閾値Ｖｐが上昇する。本実施形態において、判定用閾値Ｖｐは、マイコン５１に入力可能な電圧範囲の上限電圧まで上昇する。
The
図９を用いて、疑似異常処理を含むマイコン５１の処理について説明する。図９において、先の図７に示した処理については、便宜上、同一の符号を付している。先の図７に示す処理では、ステップＳ１１の処理を実施したが、図９に示す処理では、ステップＳ１５の処理を実施する。ステップＳ１５において、疑似異常処理として、閾値変更信号Ｓｇ５の論理をＨにする。これにより、判定用閾値Ｖｐがマイコン５１に入力可能な電圧範囲の上限電圧まで上昇する。
Processing of the
制御システムの起動中において、判定用検出電圧ＶＳｂは、マイコン５１に入力可能な電圧範囲の中間値とされる。そのため、判定用閾値Ｖｐがマイコン５１に入力可能な電圧範囲の上限電圧まで上昇した場合、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満とされる。よって、本実施形態においても、疑似異常処理が実施された場合、異常判定部６７により制御システムに過電圧異常が発生したと判定される状態が模擬される。この際、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満とされない場合、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生したことを判定することができる。
During activation of the control system, the determination detection voltage VSb is set to an intermediate value within the voltage range that can be input to the
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、疑似異常処理として、判定用検出電圧ＶＳｂを低減する処理に代えて、ＤＣＤＣコンバータ２５の出力電圧の制御により平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨを上昇させる処理が行われる。
<Third Embodiment>
The third embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment. In the present embodiment, as the pseudo-abnormality processing, instead of the processing of reducing the determination detection voltage VSb, the processing of increasing the terminal voltage VH of the smoothing capacitor 24 by controlling the output voltage of the
図１０を用いて、疑似異常処理を含むマイコン５１の処理について説明する。図１０において、先の図７に示した処理については、便宜上、同一の符号を付している。先の図７に示す処理では、ステップＳ１１の処理を実施したが、図１０に示す処理では、ステップＳ１６の処理を実施する。ステップＳ１６において、疑似異常処理として、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満となるように、ＤＣＤＣコンバータ２５の出力電圧の目標値を上昇させる。これにより、平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨが上昇する。
Processing of the
本実施形態においても、疑似異常処理が実施され、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満とされることにより、異常判定部６７により制御システムに過電圧異常が発生したと判定される状態が模擬される。この際、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満とされない場合、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生したことを判定することができる。
In the present embodiment as well, the pseudo-abnormality process is performed, and the detection voltage VSb for judgment is set to be less than the threshold value Vp for judgment, thereby simulating a state in which the
ＤＣＤＣコンバータ２５の出力電圧の目標値を上昇させる昇圧制御により平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨを上昇させた。そのため、疑似異常処理により、高圧領域の構成（例えば高圧検出回路５２の高圧領域側）も正常に動作するか否かをチェックできる。これにより、高圧領域の構成において異常が発生した場合においても、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生したことを判定することができる。
The terminal voltage VH of the smoothing capacitor 24 is increased by boost control for increasing the target value of the output voltage of the
＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。第１実施形態では、疑似異常処理が実施されることにより、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満とされたか否かが判定された。それに加えて、本実施形態では、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの駆動状態に基づいて、三相短絡制御が実施されたか否かが判定される。
<Fourth Embodiment>
The fourth embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment. In the first embodiment, it is determined whether or not the detection voltage VSb for determination is less than the threshold value Vp for determination by performing the pseudo-abnormality processing. In addition to that, in the present embodiment, it is determined whether or not the three-phase short-circuit control has been performed based on the drive states of the upper and lower arm switches SWH and SWL.
図１１を用いて、疑似異常処理を含むマイコン５１の処理について説明する。図１１において、先の図７に示した処理については、便宜上、同一の符号を付している。図１１に示す処理では、ステップＳ１７の処理が追加されている。
Processing of the
ステップＳ１２において肯定判定された場合、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、上アームモニタ用信号ＳｇｍＨに基づいて、上アームスイッチＳＷＨがオフされているか否かを判定する。また、下アームモニタ用信号ＳｇｍＬに基づいて、下アームスイッチＳＷＬがオンされているか否かを判定する。ステップＳ１７において、肯定判定された場合はステップＳ１３に進み、否定判定された場合はステップＳ１４に進む。本実施形態において、ステップＳ１７が「駆動判定部」に相当する。 If the determination in step S12 is affirmative, the process proceeds to step S17. In step S17, it is determined whether or not the upper arm switch SWH is turned off based on the upper arm monitor signal SgmH. Also, based on the lower arm monitor signal SgmL, it is determined whether or not the lower arm switch SWL is turned on. In step S17, if the determination is affirmative, the process proceeds to step S13, and if the determination is negative, the process proceeds to step S14. In this embodiment, step S17 corresponds to the "driving determination section".
以上説明した本実施形態によれば、疑似異常処理が実施され、過電圧異常が発生した状態が模擬されたにもかかわらず、三相短絡制御が実施されない場合、過電圧異常を判定できなくなる異常が発生したことを判定することができる。その結果、三相短絡制御を実施するべき状況であるにもかかわらず、三相短絡制御が実施されない事態の発生を抑制することができる。 According to the present embodiment described above, even though the pseudo-abnormality processing is performed and the state in which the overvoltage abnormality has occurred is simulated, if the three-phase short-circuit control is not performed, an abnormality that makes it impossible to determine the overvoltage abnormality occurs. can determine what has been done. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the three-phase short-circuit control is not performed even though the three-phase short-circuit control should be performed.
＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
<Other embodiments>
It should be noted that the above embodiment may be modified as follows.
・ステップＳ１２の判定を実施するのは、マイコン５１に限られず、ＡＳＩＣ部６３であってもよい。この場合、ＡＳＩＣ部６３は「電圧判定部」を含む。
- It is not limited to the
・第１接続経路Ｌ１、バッファ回路６０及び第１ローパスフィルタ６１は制御回路５０に備えられていなくてもよい。この場合、制御回路５０において判定用検出電圧ＶＳｂがマイコン５１に入力される構成とされ、マイコン５１は、判定用検出電圧ＶＳｂに基づいて、スイッチング指令を生成すればよい。
- The first connection path L1, the
・疑似異常処理として、第１～第３実施形態において説明した処理を組み合わせた処理が実施されてもよい。例えば、疑似異常処理が実施される場合、判定用検出電圧ＶＳｂが低減されつつ、判定用閾値Ｖｐが上昇されることにより、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐ未満とされてもよい。これにより、異常判定部６７により制御システムに過電圧異常が発生したと判定される状態が模擬される。
- As the pseudo-abnormality processing, a processing that combines the processing described in the first to third embodiments may be performed. For example, when the pseudo-abnormality process is performed, the detection voltage VSb for determination may be decreased and the threshold value Vp for determination may be increased so that the detection voltage VSb for determination is less than the threshold value Vp for determination. This simulates a state in which the
・高圧検出回路５２は、平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨが高いほど、検出電圧ＶＳを低くするように変換するものに限らない。高圧検出回路５２は、平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨが高いほど、検出電圧ＶＳを高くするように変換するものであってもよい。この場合、異常判定部６７は、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐより高い場合、制御システムに異常が発生したと判定すればよい。
The high
疑似異常処理においては、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐよりも高くなるように、判定用検出電圧ＶＳｂ及び判定用閾値Ｖｐのうち少なくとも一方を変更すればよい。例えば、判定用検出電圧ＶＳｂを５Ｖまで上昇させればよい。また、例えば、判定用閾値Ｖｐを０Ｖまで低減すればよい。この場合、ステップＳ１２において、マイコン５１は、疑似異常処理が実施されてから所定時間Ｔｐ以内に、判定用検出電圧ＶＳｂが判定用閾値Ｖｐよりも高くなったか否かを判定すればよい。
In the pseudo-abnormality process, at least one of the determination detection voltage VSb and the determination threshold Vp may be changed so that the determination detection voltage VSb is higher than the determination threshold Vp. For example, the determination detection voltage VSb may be raised to 5V. Also, for example, the determination threshold value Vp may be reduced to 0V. In this case, in step S12, the
・三相短絡制御として、３相分の上アームスイッチＳＷＨをオンし、かつ、３相分の下アームスイッチＳＷＬをオフする制御が行われてもよい。 - As the three-phase short-circuit control, control may be performed to turn on the upper arm switches SWH for three phases and to turn off the lower arm switches SWL for three phases.
・制御システムに過電圧異常が発生したと判定された場合、シャットダウン制御のみが実施されてもよい。ここで、ステップＳ１２において肯定判定された場合、異常判定部６７によりシャットダウン制御を実施するべく、第２上，下アーム信号Ｓｇ２Ｈ，Ｓｇ２Ｌの論理がＬにされる。これにより、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬがオフされる。上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬがオフされることにより、上，下アームモニタ用信号ＳｇｍＨ，ＳｇｍＬの論理がＬにされる。第４実施形態のステップＳ１７では、上アームモニタ用信号ＳｇｍＨに基づいて、上アームスイッチＳＷＨがオフされているか否かを判定すればよい。また、下アームモニタ用信号ＳｇｍＬに基づいて、下アームスイッチＳＷＬがオフされているか否かを判定すればよい。
- Only shutdown control may be performed when it is determined that an overvoltage abnormality has occurred in the control system. Here, if the determination in step S12 is affirmative, the logic of the second upper and lower arm signals Sg2H and Sg2L is set to L so that the
・スイッチングデバイス部２０を構成するスイッチＳＷＨ，ＳＷＬとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えばボディダイオードを内蔵するＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。
- The switches SWH and SWL constituting the
・回転電機１０の制御量としては、トルクに限らず、例えば、回転電機１０のロータの回転速度であってもよい。
- The control amount of the rotary
・回転電機１０としては、永久磁石同期機に限らず、例えば巻線界磁型同期機であってもよい。また、回転電機１０としては、同期機に限らず、例えば誘導機であってもよい。さらに、回転電機１０としては、車載主機として用いられるものに限らず、電動パワーステアリング装置や空調用電動コンプレッサを構成する電動機等、他の用途に用いられるものであってもよい。
- The rotary
・ＤＣＤＣコンバータ２５は制御システムに備えられていなくてもよい。
- The
・制御システムが搭載される移動体としては、車両に限らず、例えば、航空機又は船舶であってもよい。また、制御システムの搭載先としては、移動体に限らない。 - The mobile object on which the control system is mounted is not limited to a vehicle, and may be, for example, an aircraft or a ship. Further, the mounting destination of the control system is not limited to the mobile body.
・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 - The controller and techniques described in this disclosure can be performed by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program; may be implemented. Alternatively, the controls and techniques described in this disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control units and techniques described in this disclosure can be implemented by a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor configured by one or more hardware logic circuits. It may also be implemented by one or more dedicated computers configured. The computer program may also be stored as computer-executable instructions on a computer-readable non-transitional tangible recording medium.
１０…回転電機、１５…インバータ、３０…高圧電源、５０…制御回路、５１…マイコン、５２…高圧検出回路、６３…ＡＳＩＣ部、ＳＷＨ，ＳＷＬ…上，下アームスイッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
多相の回転電機（１０）と、
前記回転電機の各相の巻線（１１）と前記蓄電部とに電気的に接続された上下アームのスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を有する電力変換器（１５）と、を備えるシステムに適用される電力変換器の制御回路（５０）において、
前記蓄電部の出力電圧を検出する電圧検出部（５２）と、
前記電圧検出部の検出電圧が閾値を跨ぐことにより、前記システムに過電圧異常が発生したと判定する異常判定部（６７）と、
前記電圧検出部の検出電圧が前記閾値を跨いでいない状態において、前記電圧検出部の検出電圧が前記閾値を跨いだ状態にする疑似異常処理を実施する処理部（５１）と、
前記システムに過電圧異常が発生したと判定された場合、上下アームのうちいずれか一方のアームにおける前記スイッチをオンし、他方のアームにおける前記スイッチをオフする短絡制御、又は上下アームの前記スイッチを強制的にオフするシャットダウン制御のいずれかである異常時制御を実施する異常時制御部（５３）と、
前記疑似異常処理が実施された場合、上下アームの前記スイッチの駆動状態に基づいて前記異常時制御が実施されたか否かを判定する駆動判定部と、を備える電力変換器の制御回路。 a power storage unit (24);
a multiphase rotating electric machine (10);
applied to a system comprising a power converter (15) having upper and lower arm switches (SWH, SWL) electrically connected to each phase winding (11) of the rotating electric machine and the power storage unit In a power converter control circuit (50),
a voltage detection unit (52) for detecting the output voltage of the power storage unit;
an abnormality determination unit (67) that determines that an overvoltage abnormality has occurred in the system when the voltage detected by the voltage detection unit crosses a threshold;
a processing unit (51) that performs pseudo-abnormality processing to make the detected voltage of the voltage detection unit cross the threshold in a state where the voltage detected by the voltage detection unit does not cross the threshold ;
When it is determined that an overvoltage abnormality has occurred in the system, short-circuit control to turn on the switch in either one of the upper and lower arms and turn off the switch in the other arm, or force the switches in the upper and lower arms an abnormal time control unit (53) that performs an abnormal time control that is one of shutdown control that turns off automatically;
A control circuit for a power converter, comprising: a drive determination unit that determines whether or not the abnormality control is performed based on the driving state of the switch of the upper and lower arms when the pseudo abnormality process is performed.
多相の回転電機（１０）と、
前記回転電機の各相の巻線（１１）と前記蓄電部とに電気的に接続された上下アームのスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を有する電力変換器（１５）と、
直流電源（３０）と、
前記直流電源の出力電圧を昇圧し、前記蓄電部に出力する昇圧回路（２５）と、を備えるシステムに適用される電力変換器の制御回路（５０）において、
前記蓄電部の出力電圧を検出する電圧検出部（５２）と、
前記電圧検出部の検出電圧が閾値を跨ぐことにより、前記システムに過電圧異常が発生したと判定する異常判定部（６７）と、
前記電圧検出部の検出電圧が前記閾値を跨いでいない状態において、前記電圧検出部の検出電圧が前記閾値を跨いだ状態にする疑似異常処理を実施する処理部（５１）と、を備え、
前記電圧検出部は、前記蓄電部の出力電圧を降圧するとともに降圧した電圧を検出し、
前記処理部は、前記昇圧回路の出力電圧を制御可能であり、前記疑似異常処理として、前記電圧検出部の検出電圧が前記閾値を跨いだ状態となるように、前記昇圧回路の出力電圧を上昇させる処理を行う電力変換器の制御回路。 a power storage unit (24);
a multiphase rotating electric machine (10);
a power converter (15) having upper and lower arm switches (SWH, SWL) electrically connected to each phase winding (11) of the rotating electric machine and the power storage unit ;
a DC power supply (30);
In a power converter control circuit (50) applied to a system comprising a booster circuit (25) for boosting the output voltage of the DC power supply and outputting it to the power storage unit,
a voltage detection unit (52) for detecting the output voltage of the power storage unit;
an abnormality determination unit (67) that determines that an overvoltage abnormality has occurred in the system when the voltage detected by the voltage detection unit crosses a threshold;
a processing unit (51) that performs pseudo-abnormality processing to make the detected voltage of the voltage detection unit cross the threshold in a state where the voltage detected by the voltage detection unit does not cross the threshold ,
The voltage detection unit steps down the output voltage of the power storage unit and detects the stepped-down voltage,
The processing unit is capable of controlling the output voltage of the booster circuit, and as the pseudo-abnormality processing, increases the output voltage of the booster circuit so that the detected voltage of the voltage detection unit straddles the threshold. The control circuit of the power converter that performs processing to cause
多相の回転電機（１０）と、
前記回転電機の各相の巻線（１１）と前記蓄電部とに電気的に接続された上下アームのスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を有する電力変換器（１５）と、を備えるシステムに適用される電力変換器の制御回路（５０）において、
前記蓄電部の出力電圧を検出する電圧検出部（５２）と、
前記電圧検出部の検出電圧が閾値を跨ぐことにより、前記システムに過電圧異常が発生したと判定する異常判定部（６７）と、
前記電圧検出部の検出電圧が前記閾値を跨いでいない状態において、前記電圧検出部の検出電圧が前記閾値を跨いだ状態にする疑似異常処理を実施する処理部（５１）と、を備え、
前記処理部は、前記疑似異常処理として、前記電圧検出部の検出電圧が前記閾値を跨いだ状態になるように、前記閾値を変更する処理を行う電力変換器の制御回路。 a power storage unit (24);
a multiphase rotating electric machine (10);
applied to a system comprising a power converter (15) having upper and lower arm switches (SWH, SWL) electrically connected to each phase winding (11) of the rotating electric machine and the power storage unit In a power converter control circuit (50),
a voltage detection unit (52) for detecting the output voltage of the power storage unit;
an abnormality determination unit (67) that determines that an overvoltage abnormality has occurred in the system when the voltage detected by the voltage detection unit crosses a threshold;
a processing unit (51) that performs pseudo-abnormality processing to make the detected voltage of the voltage detection unit cross the threshold in a state where the voltage detected by the voltage detection unit does not cross the threshold ,
The control circuit of the electric power converter, wherein the processing unit changes the threshold value so that the detected voltage of the voltage detection unit straddles the threshold value as the pseudo-abnormality processing.
前記スイッチング指令に基づいて、上下アームの前記スイッチをオンオフする通常時駆動制御を実施するスイッチ駆動部（５４）と、
前記回転電機の駆動状態に基づいて、前記通常時駆動制御を実施できなくなる異常が発生しているか否かを判定する制御判定部（５５）と、を備える請求項１～６のいずれか一項に記載の電力変換器の制御回路。 a switching command generation unit (51) for generating a switching command for controlling the control amount of the rotating electric machine to a command value;
a switch drive unit (54) that performs normal drive control for turning on and off the switches of the upper and lower arms based on the switching command;
A control determination unit (55) that determines whether or not an abnormality has occurred that prevents the normal drive control from being performed, based on the drive state of the rotating electric machine . A control circuit for the power converter according to .
前記第１伝達部を介して入力された前記電圧検出部の検出電圧に基づいて、前記回転電機の制御量を指令値に制御するスイッチング指令を生成するスイッチング指令生成部（５１）と、
前記電圧検出部の検出電圧を前記異常判定部に伝達する第２伝達部（６２，８０，Ｌ２，Ｌ４）と、
前記疑似異常処理が実施された場合、前記第２伝達部を介して入力された前記電圧検出部の検出電圧に基づいて、前記電圧検出部の検出電圧が前記閾値を跨いだ状態にされたか否かを判定する電圧判定部と、を備える請求項２～４のいずれか一項に記載の電力変換器の制御回路。 a first transmission unit (60, 61, L1) that transmits the voltage detected by the voltage detection unit;
a switching command generation unit (51) for generating a switching command for controlling a control amount of the rotating electrical machine to a command value based on the detected voltage of the voltage detection unit input via the first transmission unit;
a second transmission unit (62, 80, L2, L4) that transmits the voltage detected by the voltage detection unit to the abnormality determination unit;
When the pseudo-abnormality processing is performed, whether or not the detected voltage of the voltage detection unit crosses the threshold based on the detected voltage of the voltage detection unit input via the second transmission unit. The power converter control circuit according to any one of claims 2 to 4 , further comprising a voltage determination unit that determines whether the
前記回転電機の駆動状態に基づいて、前記通常時駆動制御を実施できなくなる異常が発生しているか否かを判定する制御判定部（５５）と、を備える請求項８又は９に記載の電力変換器の制御回路。 a switch drive unit (54) that performs normal drive control for turning on and off the switches of the upper and lower arms based on the switching command;
The power conversion according to claim 8 or 9 , further comprising: a control determination unit (55) that determines whether or not an abnormality that prevents the normal drive control from being performed has occurred based on the drive state of the rotating electric machine. instrument control circuit.
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