电动机控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的电动机控制装置抑制过电压异常的发生，并防止电路元器件的损坏。功率转换部的上游及下游开关元件被运算控制部所产生的上闭路指令信号和下闭路指令信号分别驱动成闭路，设置于信号路径的上选择电路或下选择电路与防击穿电路中，响应于过电流异常或过电压异常的发生而选择上三相短路指令信号或下三相短路指令信号、或者上下六相切断指令信号，并且利用防击穿计时器禁止上下的开关元件同时闭路，若发生过电压异常，则先不进行切断操作而是立即产生三相短路指令信号，来防止电路元器件的过电压损坏。

【技术实现步骤摘要】
电动机控制装置
本专利技术涉及针对与车辆行驶用的车载发动机协同工作的三相交流电动机的电动机控制装置，尤其涉及对使用低电压系统的车载电池以防止触电的电动机控制装置的改良。
技术介绍
在使用内燃发动机和电动机的混合动力汽车中，运算控制部经由利用晶体管构成三相全波桥式电路的功率转换部，对由车载电池供电的三相交流电动机进行驱动控制，该运算控制部构成为设定由上位微处理器所指示的电动机旋转速度、以及与发动机间的分担负载转矩所对应的驱动电流来进行电动机的动力驱动控制，并且对车载电池进行再生充电控制，进行若车载电池的充电电压合适则停止再生充电的空转控制(将动力转矩设为零的旋转同步运行)。而且，若伴随着运算控制部的异常、或者设置于功率转换部的晶体管断路或短路异常的发生而发生过电流异常、过电压异常，则利用上下六相切断指令信号来切断所有晶体管，或者对三相全波桥式电路的上桥臂或下桥臂的晶体管产生三相短路指令信号，进行抑制电动机的发电电压的控制。例如，根据专利文献1的图2，在针对逆变器103内的开关元件的栅极驱动部109和信号生成部206之间，设置有成为前级的上桥臂和下桥臂的六相切断电路的第1保护电路201、成为中级的上桥臂和下桥臂的各三相短路电路的第2保护电路202a、202b、以及成为后级的上桥臂和下桥臂的六相切断电路的第3保护电路203。于是，若产生过电流检测信号OC，则第1保护电路201进行动作，若产生过电压检测信号OV，则在利用第1保护电路201暂时进行了六相切断后，三相全波桥式电路的下桥臂侧(或上桥臂侧)的第2保护电路202b(或202a)进行动作，由此进行下桥臂侧(或上桥臂侧)的三相短路。若逆变器异常检测部108产生异常检测信号，则第3保护电路203进行动作，第2保护电路202a、202b进行的三相短路变为无效。从而，在进行三相全波桥式电路的上桥臂侧或下桥臂侧的三相短路时，由于预先通过第1保护电路201进行了全相切断，因此能够防止上桥臂和下桥臂的六相发生短路异常，作为针对逆变器异常的故障安全单元，构成为使得第3保护电路203最优先。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2012－005229号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在上述的专利文献1的“功率转换装置”中，构成为使用3级优先保护电路201～203，其选择指令信号通过设置于PWM信号生成部206外部的硬件即计时电路205、三相短路控制逻辑单元204、逆变器异常检测部108来生成。从而，整体电路结构变得复杂昂贵，并且在开关元件的一部分发生断路异常或短路异常的情况下，难以选择适合该情况的三相全波桥式电路的上桥臂侧或下桥臂侧的三相短路控制，在该情况下会变成被第3保护电路203切断了所有元件，而对于因对上桥臂和下桥臂进行了六相切断而产生的过电压异常，需要提高开关元件、电源电容器等电路元器件的耐压。本专利技术提供一种电动机控制装置，其具备从为减轻触电伤害而降低了电源电压的例如DC48[V]系统的车载电池向三相交流电动机提供交流电的功率转换部，尤其提供一种以过电压保护为优先且能适用大电流低耐压的电路元器件的简易电路结构的电动机控制装置。解决技术问题的技术方案本专利技术的电动机控制装置对三相交流电动机进行控制，该三相交流电动机具有与搭载于车辆的车载发动机一体连结的永磁体型旋转磁极和生成旋转磁场的三相电枢绕组，该电动机控制装置的特征在于，包括：功率转换部，该功率转换部由搭载于所述车辆的车载电池经由功率开关元件进行供电，并进行所述车载电池和所述三相交流电动机之间的功率转换；运算控制部，该运算控制部对所述功率转换部进行控制；以及异常监视部，该异常监视部对所述电动机控制装置有无异常进行监视，所述功率转换部具备：由设置于三相的每一相的上游开关元件和下游开关元件构成的三相桥式电路、以及与所述三相桥式电路并联连接的电源电容器，所述运算控制部具备：生成对所述上游开关元件和下游开关元件进行开关控制的控制信号，并对所述三相交流电动机进行驱动控制和对所述车载电池进行充电控制的微处理器；以及与所述微处理器协同工作的非易失性程序存储器，所述异常监视部具备：过电压检测部，该过电压检测部检测针对所述电源电容器或所述车载电池的电压的过电压异常；元件异常检测部，该元件异常检测部检测所述上游开关元件和下游开关元件各自的元件异常；以及过电流检测部，该过电流检测部检测针对流过所述三相电枢绕组中的至少两相电枢绕组的电流和流过各个所述上游开关元件和下游开关元件的电流中的至少一个电流的过电流异常，所述微处理器产生针对设置于所述每一相的上游开关元件的脉冲宽度调制信号、以及针对设置于所述每一相的下游开关元件的所述脉冲宽度调制信号的逻辑反相信号即反相脉冲宽度调制信号，并且具备上侧防击穿单元和下侧防击穿单元，所述上侧防击穿单元构成为在产生了所述脉冲宽度调制信号时，在规定的延迟时间后产生上闭路指令信号，所述下侧防击穿单元构成为在产生了所述反相脉冲宽度调制信号时，在规定的延迟时间后产生下闭路指令信号，所述上游开关元件基于经由上选择电路和防击穿电路提供的所述上闭路指令信号，被驱动成进行闭路，所述下游开关元件基于经由下选择电路和所述防击穿电路提供的所述下闭路指令信号，被驱动成进行闭路，所述上侧防击穿单元和所述下侧防击穿单元是禁止所述上闭路指令信号和所述下闭路指令信号同时产生的软件单元，所述防击穿电路具备上侧防击穿计时器和下侧防击穿计时器，来作为禁止所述上闭路指令信号和所述下闭路指令信号同时产生的硬件单元，所述微处理器构成为：响应于来自所述过电流检测部的过电流异常检测信号，产生使所述上游开关元件和下游开关元件全部切断的上下六相切断指令信号、仅使所述上游开关元件切断的上三相切断第1指令信号、以及仅使所述下游开关元件切断的下三相切断第1指令信号中的任一个，或者响应于来自所述过电压检测部的过电压异常检测信号，产生仅使所述上游开关元件短路的上三相短路指令信号、以及仅使所述下游开关元件短路的下三相短路指令信号中的任一个，在所述上三相短路指令信号代替所述上闭路指令信号输入到所述上选择电路时，所述上选择电路经由所述防击穿电路使设置于每一相的全部所述上游开关元件一同闭路，在所述上三相切断第1指令信号代替所述上闭路指令信号输入到所述上选择电路时，所述上选择电路经由所述防击穿电路使设置于每一相的全部所述上游开关元件一同开路，在所述下三相短路指令信号代替所述下闭路指令信号输入到所述下选择电路时，所述下选择电路经由所述防击穿电路使设置于每一相的全部所述下游开关元件一同闭路，在所述下三相切断第1指令信号代替所述下闭路指令信号输入到所述下选择电路时，所述下选择电路经由所述防击穿电路使设置于每一相的全部所述下游开关元件一同开路。专利技术效果如上所述，本专利技术的电动机控制装置包括：功率转换部，该功率转换部由搭载于车辆的车载电池经由功率开关元件进行供电，并进行所述车载电池和所述三相交流电动机之间的功率转换；运算控制部，该运算控制部对所述功率转换部进行控制；以及异常监视部，该异常监视部对所述电动机控制装置有无异常进行监视，所述功率转换部具备：由设置于三相的每一相的上游开关元件和下游开关元件构成的三相桥式电路、以及与所述三相桥式电路并联连接的电源电容器，所述运算控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机控制装置，对三相交流电动机进行控制，该三相交流电动机具有与搭载于车辆的车载发动机一体连结的永磁体型旋转磁极和生成旋转磁场的三相电枢绕组，该电动机控制装置的特征在于，包括：功率转换部，该功率转换部由搭载于所述车辆的车载电池经由功率开关元件进行供电，并进行所述车载电池和所述三相交流电动机之间的功率转换；运算控制部，该运算控制部对所述功率转换部进行控制；以及异常监视部，该异常监视部对所述电动机控制装置有无异常进行监视，所述功率转换部具备：由设置于三相的每一相的上游开关元件和下游开关元件构成的三相桥式电路、以及与所述三相桥式电路并联连接的电源电容器，所述运算控制部具备：微处理器，该微处理器生成对所述上游开关元件和下游开关元件进行开关控制的控制信号，并对所述三相交流电动机进行驱动控制和对所述车载电池进行充电控制；以及非易失性的程序存储器，该非易失性的程序存储器与所述微处理器协同工作，所述异常监视部具备：过电压检测部，该过电压检测部检测针对所述电源电容器或所述车载电池的电压的过电压异常；元件异常检测部，该元件异常检测部检测所述上游开关元件和下游开关元件各自的元件异常；以及过电流检测部，该过电流检测部检测针对流过所述三相电枢绕组中的至少两相电枢绕组的电流和流过各个所述上游开关元件和下游开关元件的电流中的至少一个电流的过电流异常，所述微处理器产生针对设置于所述每一相的上游开关元件的脉冲宽度调制信号、以及针对设置于所述每一相的下游开关元件的所述脉冲宽度调制信号的逻辑反相信号即反相脉冲宽度调制信号，并且具备上侧防击穿单元和下侧防击穿单元，所述上侧防击穿单元在产生了所述脉冲宽度调制信号时，在规定的延迟时间后产生上闭路指令信号，所述下侧防击穿单元在产生了所述反相脉冲宽度调制信号时，在规定的延迟时间后产生下闭路指令信号，所述上游开关元件基于经由上选择电路和防击穿电路提供的所述上闭路指令信号，被驱动成进行闭路，所述下游开关元件基于经由下选择电路和所述防击穿电路提供的所述下闭路指令信号，被驱动成进行闭路，所述上侧防击穿单元和所述下侧防击穿单元是禁止所述上闭路指令信号和所述下闭路指令信号同时产生的软件单元，所述防击穿电路具备作为禁止所述上闭路指令信号和所述下闭路指令信号同时产生的硬件单元的上侧防击穿计时器和下侧防击穿计时器，所述微处理器构成为：响应于来自所述过电流检测部的过电流异常检测信号，产生使所述上游开关元件和下游开关元件全部切断的上下六相切断指令信号、仅使所述上游开关元件切断的上三相切断第1指令信号、以及仅使所述下游开关元件切断的下三相切断第1指令信号中的任一个，或者响应于来自所述过电压检测部的过电压异常检测信号，产生仅使所述上游开关元件短路的上三相短路指令信号、以及仅使所述下游开关元件短路的下三相短路指令信号中的任一个，所述上选择电路在输入了所述上三相短路指令信号来代替所述上闭路指令信号时，经由所述防击穿电路使设置于每一相的全部所述上游开关元件一同闭路，在输入了所述上三相切断第1指令信号来代替所述上闭路指令信号时，经由所述防击穿电路使设置于每一相的全部所述上游开关元件一同开路，所述下选择电路在输入了所述下三相短路指令信号来代替所述下闭路指令信号时，经由所述防击穿电路使设置于每一相的全部所述下游开关元件一同闭路，在输入了所述下三相切断第1指令信号来代替所述下闭路指令信号时，经由所述防击穿电路使设置于每一相的全部所述下游开关元件一同开路。...

【技术特征摘要】
2017.05.22 JP 2017-1005771.一种电动机控制装置，对三相交流电动机进行控制，该三相交流电动机具有与搭载于车辆的车载发动机一体连结的永磁体型旋转磁极和生成旋转磁场的三相电枢绕组，该电动机控制装置的特征在于，包括：功率转换部，该功率转换部由搭载于所述车辆的车载电池经由功率开关元件进行供电，并进行所述车载电池和所述三相交流电动机之间的功率转换；运算控制部，该运算控制部对所述功率转换部进行控制；以及异常监视部，该异常监视部对所述电动机控制装置有无异常进行监视，所述功率转换部具备：由设置于三相的每一相的上游开关元件和下游开关元件构成的三相桥式电路、以及与所述三相桥式电路并联连接的电源电容器，所述运算控制部具备：微处理器，该微处理器生成对所述上游开关元件和下游开关元件进行开关控制的控制信号，并对所述三相交流电动机进行驱动控制和对所述车载电池进行充电控制；以及非易失性的程序存储器，该非易失性的程序存储器与所述微处理器协同工作，所述异常监视部具备：过电压检测部，该过电压检测部检测针对所述电源电容器或所述车载电池的电压的过电压异常；元件异常检测部，该元件异常检测部检测所述上游开关元件和下游开关元件各自的元件异常；以及过电流检测部，该过电流检测部检测针对流过所述三相电枢绕组中的至少两相电枢绕组的电流和流过各个所述上游开关元件和下游开关元件的电流中的至少一个电流的过电流异常，所述微处理器产生针对设置于所述每一相的上游开关元件的脉冲宽度调制信号、以及针对设置于所述每一相的下游开关元件的所述脉冲宽度调制信号的逻辑反相信号即反相脉冲宽度调制信号，并且具备上侧防击穿单元和下侧防击穿单元，所述上侧防击穿单元在产生了所述脉冲宽度调制信号时，在规定的延迟时间后产生上闭路指令信号，所述下侧防击穿单元在产生了所述反相脉冲宽度调制信号时，在规定的延迟时间后产生下闭路指令信号，所述上游开关元件基于经由上选择电路和防击穿电路提供的所述上闭路指令信号，被驱动成进行闭路，所述下游开关元件基于经由下选择电路和所述防击穿电路提供的所述下闭路指令信号，被驱动成进行闭路，所述上侧防击穿单元和所述下侧防击穿单元是禁止所述上闭路指令信号和所述下闭路指令信号同时产生的软件单元，所述防击穿电路具备作为禁止所述上闭路指令信号和所述下闭路指令信号同时产生的硬件单元的上侧防击穿计时器和下侧防击穿计时器，所述微处理器构成为：响应于来自所述过电流检测部的过电流异常检测信号，产生使所述上游开关元件和下游开关元件全部切断的上下六相切断指令信号、仅使所述上游开关元件切断的上三相切断第1指令信号、以及仅使所述下游开关元件切断的下三相切断第1指令信号中的任一个，或者响应于来自所述过电压检测部的过电压异常检测信号，产生仅使所述上游开关元件短路的上三相短路指令信号、以及仅使所述下游开关元件短路的下三相短路指令信号中的任一个，所述上选择电路在输入了所述上三相短路指令信号来代替所述上闭路指令信号时，经由所述防击穿电路使设置于每一相的全部所述上游开关元件一同闭路，在输入了所述上三相切断第1指令信号来代替所述上闭路指令信号时，经由所述防击穿电路使设置于每一相的全部所述上游开关元件一同开路，所述下选择电路在输入了所述下三相短路指令信号来代替所述下闭路指令信号时，经由所述防击穿电路使设置于每一相的全部所述下游开关元件一同闭路，在输入了所述下三相切断第1指令信号来代替所述下闭路指令信号时，经由所述防击穿电路使设置于每一相的全部所述下游开关元件一同开路。2.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，还包括选择电路，该选择电路公共地连接至所述上选择电路的前级部分和所述下选择电路的前级部分，在产生了所述上下六相切断指令信号时，临时存储所述上下六相切断指令信号，并且将所述上下六相切断指令信号输入至所述选择电路，在所述上下六相切断指令信号输入至所述上选择电路时，所述上选择电路使设置于每一相的全部所述上游开关元件一同开路，并在该开路状态下进行待机直到所述过电流异常消除为止，并且所述下选择电路使设置于每一相的全部所述下游开关元件一同开路，并在该开路状态下进行待机直到所述过电流异常消除为止，在所述过电流异常消除时，解除所述临时存储，并停止对所述选择电路输入所述上下六相切断指令信号，在产生了所述上三相短路指令信号时，设置于每一相的全部所述上游开关元件一同闭路，并且所述选择电路驱动设置于每一相的全部所述下游开关元件使其开路，从而抑制所述三相交流电动机的发电电压，在产生了所述下三相短路指令信号时，设置于每一相的全部所述下游开关元件一同闭路，并且所述选择电路驱动设置于每一相的全部所述上游开关元件使其开路，从而抑制所述三相交流电动机的发电电压，所述微处理器构成为：响应于来自所述元件异常检测部的元件异常检测信号，产生仅使所述上游开关元件短路的上三相短路指令信号、以及仅使所述下游开关元件短路的下三相短路指令信号中的任一个，并且在所述每一相的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：森武直纪，木村友博，益留一成，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP