JP7363681B2 - 電力変換器の制御回路 - Google Patents
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Description
前記回転電機の巻線に電気的に接続された電力変換器と、
電源と、
前記電源と前記電力変換器とを接続する電気経路に設けられた遮断スイッチと、
前記電気経路のうち前記遮断スイッチに対して前記電源とは反対側に接続された蓄電部と、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、
前記システムに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、
前記回転電機側から前記蓄電部の方向に電流が流れる電力回生の発生を防止する回生防止部と、を備え、
前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合、前記回生防止部により前記電力回生の発生が防止された後に前記遮断スイッチがオフ状態に切り替えられる。
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。
・高電位側電気経路22H及び低電位側電気経路22Lに流れる直流電流を検出する直流電流センサが制御システムに備えられていてもよい。この場合、マイコン60は、図4のステップS12において、直流電流センサの検出値に基づいて、シャットダウン制御が実行されている場合に直流電流が流れていると判定した場合、電力回生が発生していると判定してもよい。
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、図8及び図9に示すように、制御システムの構成が一部変更されている。なお、図8及び図9において、先の図1~図3に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
・異常通知信号FMCUの論理がLになった場合において、3相分の下アームスイッチSWLがオン状態になってかつ3相分の上アームスイッチSWHがオフ状態になった後に第1,第2遮断スイッチ23a,23bがオフ状態に切り替えられるようにするための構成にフィルタ46は必須ではない。
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、図16に示すように、制御システムは、切替スイッチ34を備えている。なお、図16において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
・図17の処理において、ステップS12,S13の処理が無くてもよい。この場合、ステップS10において肯定判定された場合、ステップS16bに移行されればよい。これは、切替スイッチ34のオフ状態への切り替えが、シャットダウン制御と同じ役割を果たすことができると考えられることに基づくものである。
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。本実施形態では、図19に示す車両200(「移動体」に相当)に制御システムが搭載されている。なお、図19において、先の図1等に示した構成と同一の構成又は対応する構成については、便宜上、同一の符号を付している。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Claims (8)
- 回転電機(10)と、
前記回転電機の各相の巻線(11)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、
電源(30)と、
前記電源と前記電力変換器とを接続する電気経路(22H,22L)に設けられた遮断スイッチ(23a,23b)と、
前記電気経路のうち前記遮断スイッチに対して前記電源とは反対側に接続された蓄電部(24)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、
前記回転電機の制御量を指令値に制御すべく、上下アームの前記スイッチに対するスイッチング指令を生成して出力する通常制御を行うスイッチング指令生成部(60)と、
前記システムに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部(60,85)と、
前記回転電機側から前記蓄電部の方向に電流が流れる電力回生の発生を防止する回生防止部(81a,82a,87,80,91,103,104)と、
前記通常制御の実行中において前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合、前記回生防止部により前記電力回生の発生が防止された後に前記遮断スイッチがオフ状態に切り替えられるように、前記回生防止部に対して回生防止指令を出力し、前記遮断スイッチに対してスイッチオフ指令を出力する異常時制御部(60,85,86,45,46)と、を備え、
前記異常時制御部は、前記回生防止部に対して回生防止指令を出力し、前記遮断スイッチに対してスイッチオフ指令を出力した後、前記異常判定部により異常が発生していないと判定された場合、前記遮断スイッチに対してスイッチオン指令を出力し、
前記スイッチオン指令によって前記遮断スイッチがオン状態にされた状態で前記スイッチング指令生成部により前記通常制御が再開される、電力変換器の制御回路。 - 前記回生防止部は、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であるオン側スイッチをオン状態にし、他方のアームにおける前記スイッチであるオフ側スイッチをオフ状態にする短絡制御を行い、
前記異常時制御部は、前記オン側スイッチがオン状態にされてかつ前記オフ側スイッチがオフ状態にされた後に前記遮断スイッチがオフ状態に切り替えられるように、前記回生防止部に対して前記回生防止指令として前記短絡制御の実行指令を出力し、前記遮断スイッチに対して前記スイッチオフ指令を出力する請求項1に記載の電力変換器の制御回路。 - 前記システムは、移動体(200,300)に搭載され、
前記システムは、前記移動体を移動させるために回転させられる駆動軸(210a,213a,310a)と前記回転電機の回転軸(10a)との間を動力伝達状態又は動力遮断状態のいずれかに切り替えるクラッチ(211,212,310)を備え、
前記回生防止部は、前記駆動軸と前記回転軸との間を動力遮断状態に切り替えるように前記クラッチの制御を行い、
前記異常時制御部は、前記駆動軸と前記回転軸との間が動力遮断状態に切り替えられた後に前記遮断スイッチがオフ状態に切り替えられるように、前記回生防止部に対して前記回生防止指令として前記クラッチの制御の実行指令を出力し、前記遮断スイッチに対して前記スイッチオフ指令を出力する請求項1に記載の電力変換器の制御回路。 - 前記システムは、上下アームの前記スイッチの接続点と前記巻線とを接続する導電経路に設けられた切替スイッチ(34)を備え、
前記回生防止部は、前記切替スイッチをオフ状態に切り替える切替制御を行い、
前記異常時制御部は、前記切替スイッチがオフ状態に切り替えられた後に前記遮断スイッチがオフ状態に切り替えられるように、前記回生防止部に対して前記回生防止指令として前記切替制御の実行指令を出力し、前記遮断スイッチに対して前記スイッチオフ指令を出力する請求項1に記載の電力変換器の制御回路。 - 回転電機(10)と、
前記回転電機の巻線(11)に電気的に接続された電力変換器(15)と、
電源(30)と、
前記電源と前記電力変換器とを接続する電気経路(22H,22L)に設けられた遮断スイッチ(23a,23b)と、
前記電気経路のうち前記遮断スイッチに対して前記電源とは反対側に接続された蓄電部(24)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、
前記システムに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部(60,85)と、
前記回転電機側から前記蓄電部の方向に電流が流れる電力回生の発生を防止する回生防止部(81a,82a,87,80,91,103,104)と、
前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合、前記回生防止部により前記電力回生の発生が防止された後に前記遮断スイッチがオフ状態に切り替えられるように、前記回生防止部に対して回生防止指令を出力し、前記遮断スイッチに対してスイッチオフ指令を出力する異常時制御部(60,85,86,45,46)と、
前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合、前記電力回生が発生するか否かを判定する安全状態判定部と、を備え、
前記異常時制御部は、
前記安全状態判定部により前記電力回生が発生すると判定された場合、前記回生防止部に対して前記回生防止指令を出力して、かつ、前記遮断スイッチに対して前記スイッチオフ指令を出力し、
前記安全状態判定部により前記電力回生が発生しないと判定された場合、前記遮断スイッチに対してスイッチオン指令を出力する電力変換器の制御回路。 - 前記システムの停止が指示された状態において、前記回生防止部に対して回生防止指令を出力し、前記回生防止部により前記電力回生の発生が防止されているか否かを判定する処理と、
前記電力回生の発生が防止されていると判定した後、前記遮断スイッチに対してスイッチオフ指令を出力し、前記遮断スイッチがオフ状態に切り替わっているか否かを判定する処理と、を行う請求項1~5のいずれか1項に記載の電力変換器の制御回路。 - 前記システムの停止が指示された状態において、前記蓄電部の放電処理を実行する放電処理部を備え、
前記放電処理の実行によって前記蓄電部の電圧が低下したことに基づいて、前記スイッチオフ指令によって前記遮断スイッチがオフ状態に切り替わっていると判定する請求項6に記載の電力変換器の制御回路。 - 前記システムは、前記蓄電部に並列接続された放電抵抗体(26)及び放電スイッチ(29)の直列接続体を備え、
前記異常時制御部は、前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合、前記放電スイッチをオン状態にする請求項1~7のいずれか1項に記載の電力変換器の制御回路。
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