逆变器控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供逆变器控制装置。在旋转电机驱动装置发生了故障的情况下，抑制对直流电源进行充电的电流、直流链路电压的过大的增加，并适当地执行故障保护控制。逆变器控制装置选择性地执行主动短路控制(ASC)和关闭控制(SD)，该主动短路控制(ASC)是使多相全部的臂的上段侧开关元件为接通状态的上段侧主动短路控制以及使多相全部的臂的下段侧开关元件为接通状态的下段侧主动短路控制的任意一个，该关闭控制(SD)使全部的开关元件为断开状态，作为故障保护控制。逆变器控制装置根据旋转电机的旋转速度或者在上述旋转电机驱动装置发生了故障时执行中的调制控制方式，执行主动短路控制(ASC)或者关闭控制(SD)。

Inverter Control Device

【技术实现步骤摘要】
逆变器控制装置本申请是申请号为201580061618.1、申请日为2015年11月13日、专利技术名称为“逆变器控制装置以及车辆用控制装置”的申请的分案申请。
本专利技术涉及以具备逆变器的旋转电机驱动装置为控制对象的逆变器控制装置、以及包含该逆变器控制装置的车辆用控制装置。
技术介绍
在交流的旋转电机与直流电源之间具备在直流与交流之间进行电力转换的逆变器的情况较多。这里，旋转电机不仅有作为通过电能输出动力的马达的功能，也具有作为通过车轮、内燃机等的动能进行发电的发电机的功能。通过旋转电机发电的电力再生并储存于直流电源。需要说明的是，有在直流电源与逆变器之间具备接触器等电源开关的情况。若该电源开关为接通状态则成为导通状态，直流电源与逆变器以及旋转电机电连接。若电源开关为断开状态则成为非导通状态，切断直流电源与逆变器以及旋转电机的电连接。另外，在这样的旋转电机的逆变器发生了过电流、过电压等故障的情况下，例如实施关闭控制。关闭控制是使对构成逆变器的开关元件的开关控制信号变化为非活性状态来使逆变器为断开状态的控制。例如，在日本特开2003－134797号公报(专利文献1)公开了在使多个开关元件一体化而构成逆变器的IPM(IntelligentPowerModule：智能功率模块)中，基于异常检测电路、过电流检测电路的检测结果进行关闭控制的例子(图1等)。这样，作为旋转电机的额定工作范围内的故障保护的方法，有使用关闭控制的情况。另外，已知若旋转电机的旋转速度提高则反电动势也增大。因此，一般而言，考虑额定工作范围内的直流链路电压(逆变器的直流侧的电压)的最低值、被施加直流链路电压的逆变器等的最大额定电压，设定能够允许的反电动势以及与该反电动势对应的旋转电机的旋转速度。专利文献1：日本特开2003－134797号公报但是，根据旋转电机的用途，有最高旋转速度下的反电动势成为非常高的值的可能性。例如，考虑在旋转电机以非常高的旋转速度进行动力运行时发生故障并执行关闭控制的情况。若在电源开关为接通状态下执行关闭控制，则有产生较高的再生转矩并流动对直流电源进行充电的较大的直流电源电流，而给直流电源造成损伤(damage)的可能性。另一方面，若为了保护直流电源，电源开关被设为断开状态，则直流链路电压急剧上升。结果，有给逆变器(开关元件)、使直流链路电压平滑化的平滑电容器等造成损伤(damage)的可能性。因此，期望在具备逆变器的旋转电机驱动装置发生了故障的情况下，抑制在直流电源流动的直流电源电流、直流链路电压的过大的增加，并适当地执行故障保护控制。
技术实现思路
鉴于上述情况的、以具备逆变器的旋转电机驱动装置为控制对象，对构成上述逆变器的开关元件进行开关控制，并且在上述旋转电机驱动装置发生了故障的情况下执行故障保护控制的逆变器控制装置的特征构成在于，上述逆变器与直流电源连接并与和车辆的车轮驱动连结的交流的旋转电机连接，并且在直流与多相交流之间进行电力转换，通过上段侧开关元件和下段侧开关元件的串联电路构成交流一相的臂，并且具备以从下段侧朝向上段侧的方向为正向而与各开关元件并联连接的续流二极管，上述故障保护控制选择性地执行主动短路控制和关闭控制，上述主动短路控制是使多相全部的上述臂的上述上段侧开关元件为接通状态的上段侧主动短路控制以及使多相全部的上述臂的上述下段侧开关元件为接通状态的下段侧主动短路控制中的任意一个，上述关闭控制使全部的上述开关元件为断开状态，至少根据上述旋转电机的旋转速度，在高旋转速度区域执行上述主动短路控制，在与上述高旋转速度区域相比为低旋转速度侧的低旋转速度区域执行上述关闭控制。旋转电机的反电动势与旋转电机的旋转速度相应地增大。因此，在执行关闭控制的情况下，有根据旋转速度，为了充电而在直流电源流动的直流电源电流、作为逆变器的直流侧的电压的直流链路电压增加的趋势。另一方面，在主动短路控制中，在以较低的旋转速度执行的情况下有时旋转电机产生较大的负转矩这一点、在长时间执行的情况下旋转电机的发热量变大这一点存在制约。但是，旋转电机的定子线圈具有的能量并不作为用于充电的电流流入直流电源，而在定子线圈与逆变器之间回流。因此，在主动短路控制中，直流链路电压也不上升。根据本构成，在旋转电机的旋转速度相对较高的高旋转速度区域，作为故障保护控制选择主动短路控制。因此，抑制在直流电源流动的直流电源电流的增加、直流链路电压的上升。另一方面，在旋转电机的旋转速度相对较低的低旋转速度区域，作为故障保护控制选择关闭控制。因此，能够抑制旋转电机产生较大的负转矩并且也能够缩短执行主动短路控制的期间。另外，在低旋转速度区域，关闭控制所引起的直流电源电流、直流链路电压的增量被抑制在适当的范围内。这样，根据本构成，在具备逆变器的旋转电机驱动装置发生了故障的情况下，能够抑制对直流电源进行充电的直流电源电流、直流链路电压的过大的增加，并适当地执行故障保护控制。鉴于上述情况的、以具备逆变器的旋转电机驱动装置为控制对象，对构成上述逆变器的开关元件进行开关控制，并且在上述旋转电机驱动装置发生了故障的情况下执行故障保护控制的逆变器控制装置的另一个特征构成在于，上述逆变器与直流电源连接并与和车辆的车轮驱动连结的交流的旋转电机连接，并且在直流与多相交流之间进行电力转换，通过上段侧开关元件和下段侧开关元件的串联电路构成交流一相的臂，并且具备以从下段侧朝向上段侧的方向为正向与各开关元件并联连接的续流二极管，选择性地执行在电角度的一个周期输出占空比不同的多个脉冲的控制方式亦即脉冲宽度调制控制、与向减弱上述旋转电机的磁场的方向进行调整的弱磁控制一起实施且在电角度的一个周期输出一个脉冲的控制方式亦即矩形波控制至少两个调制控制方式，上述故障保护控制选择性地执行使多相全部的上述臂的上述上段侧开关元件为接通状态的上段侧主动短路控制以及使多相全部的上述臂的上述下段侧开关元件为接通状态的下段侧主动短路控制的任意一个主动短路控制、使全部的上述开关元件为断开状态的关闭控制，在上述矩形波控制的执行中在上述旋转电机驱动装置发生了故障的情况下执行上述主动短路控制，在上述脉冲宽度调制控制的执行中在上述旋转电机驱动装置发生了故障的情况下执行上述关闭控制。矩形波控制在旋转电机的旋转速度相对较高的区域执行，脉冲宽度调制控制在与矩形波控制相比旋转电机的旋转速度相对较低的区域执行。根据本构成，在矩形波控制的执行中在旋转电机驱动装置发生了故障的情况下，作为故障保护控制选择主动短路控制。因此，抑制在直流电源流动的直流电源电流的增加、直流链路电压的上升。另一方面，在脉冲宽度调制控制的执行中在旋转电机驱动装置发生了故障的情况下选择可能引起直流电源电流的增加、直流链路电压的上升的关闭控制。因此，能够抑制旋转电机产生较大的负转矩并且也能够缩短执行主动短路控制的期间。另外，由于在脉冲宽度调制控制的执行中，旋转电机的旋转速度相对较低，所以关闭控制所引起的直流电源电流、直流链路电压的增量被抑制在适当的范围内。这样，根据本构成，在具备逆变器的旋转电机驱动装置发生了故障的情况下，能够抑制对直流电源进行充电的直流电源电流、直流链路电压的过大的增加，并适当地执行故障保护控制。附图说明图1是示意地表示旋转电机驱动装置的系统构成的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆变器控制装置，是以具备逆变器的旋转电机驱动装置为控制对象，对构成所述逆变器的开关元件进行开关控制，并且在所述旋转电机驱动装置发生了故障的情况下执行故障保护控制的逆变器控制装置，其中，所述逆变器与直流电源连接并与和车辆的车轮驱动连结的交流的旋转电机连接，并且在直流与多相交流之间进行电力转换，通过上段侧开关元件和下段侧开关元件的串联电路构成交流一相的臂，并且具备以从下段侧朝向上段侧的方向为正向而与各开关元件并联连接的续流二极管，所述故障保护控制选择性地执行主动短路控制和关闭控制，所述主动短路控制是使多相全部的所述臂的所述上段侧开关元件为接通状态的上段侧主动短路控制以及使多相全部的所述臂的所述下段侧开关元件为接通状态的下段侧主动短路控制中的任意一个，所述关闭控制使全部的所述开关元件为断开状态，至少根据所述旋转电机的旋转速度，在高旋转速度区域执行所述主动短路控制，在与所述高旋转速度区域相比为低旋转速度侧的低旋转速度区域执行所述关闭控制，允许所述主动短路控制的执行的最小旋转速度基于在所述主动短路控制的执行中流动的相电流来设定。

【技术特征摘要】
2014.11.14 JP 2014-231909;2014.11.14 JP 2014-231911.一种逆变器控制装置，是以具备逆变器的旋转电机驱动装置为控制对象，对构成所述逆变器的开关元件进行开关控制，并且在所述旋转电机驱动装置发生了故障的情况下执行故障保护控制的逆变器控制装置，其中，所述逆变器与直流电源连接并与和车辆的车轮驱动连结的交流的旋转电机连接，并且在直流与多相交流之间进行电力转换，通过上段侧开关元件和下段侧开关元件的串联电路构成交流一相的臂，并且具备以从下段侧朝向上段侧的方向为正向而与各开关元件并联连接的续流二极管，所述故障保护控制选择性地执行主动短路控制和关闭控制，所述主动短路控制是使多相全部的所述臂的所述上段侧开关元件为接通状态的上段侧主动短路控制以及使多相全部的所述臂的所述下段侧开关元件为接通状态的下段侧主动短路控制中的任意一个，所述关闭控制使全部的所述开关元件为断开状态，至少根据所述旋转电机的旋转速度，在高旋转速度区域执行所述主动短路控制，在与所述高旋转速度区域相比为低旋转速度侧的低旋转速度区域执行所述关闭控制，允许所述主动短路控制的执行的最小旋转速度基于在所述主动短路控制的执行中流动的相电流来设定。2.一种逆变器控制装置，是以具备逆变器的旋转电机驱动装置为控制对象，对构成所述逆变器的开关元件进行开关控制，并且在所述旋转电机驱动装置发生了故障的情况下执行故障保护控制的逆变器控制装置，其中，所述逆变器与直流电源连接并与和车辆的车轮驱动连结的交流的旋转电机连接，并且在直流与多相交流之间进行电力转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏布拉塔·萨哈，吉田高志，杉山裕树，田岛阳一，小久保昌也，
申请(专利权)人：爱信艾达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP