JP4365010B2 - Power output device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力出力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の動力出力装置としては、電動機に三相交流を印加するインバータ回路の正極母線と負極母線とに接続されたコンデンサとインバータ回路の正極母線または負極母線と電動機の中性点とに接続された直流電源とを備えるものが提案されている(例えば、特開平10−337047号公報や特開平11−178114号公報など)。この装置では、電動機の各相のコイルとインバータの各相のスイッチング素子とからなる回路を直流電源の電圧を昇圧してコンデンサに電荷を蓄える昇圧チョッパ回路とみなすと共にこの蓄電されたコンデンサを直流電源とみなして電動機を駆動する。電動機の駆動制御とコンデンサへの蓄電制御は、擬似的な三相交流を電動機に印加する際のインバータ回路のスイッチング素子のスイッチング動作によって同時に行なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした動力出力装置では、始動時に予期しないトルクが電動機から出力される場合がある。システムの停止時には、耐久性や安全性等の観点からコンデンサに残存電圧が作用しないよう放電することが一般的であり、電源も遮断されるのが一般的である。このコンデンサが放電された状態で直流電源が遮断された状態の上述の動力出力装置を始動するために直流電源を接続すると、インバータ回路の各スイッチング素子に通常設けられているダイオードを介して直流電源がコンデンサを充電可能な回路が形成され、充電電流が流れる。電動機の各相とインバータ回路の各相とからなる合成インピーダンスが完全に一致し、各相に同一の電流が流れれば、モータトルクは出力されないが、合成インピーダンスが完全に一致しないものでは各相に異なる電流が流れ、電動機から予期しないトルクが生じる。
【0004】
また、前述のシステムの停止時になされるコンデンサの放電は、コンデンサと並列に放電用抵抗を設けて消費するのが一般的であるが、電力を熱として消費するから、装置全体のエネルギ効率が低下してしまう。
【0005】
本発明の動力出力装置は、始動時に電動機に予期しないトルクの出力を防止することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置は、迅速に始動を行なうことを目的の一つとする。さらに、本発明の動力出力装置は、装置のエネルギ効率を向上させることを目的の一つとする。あるいは、本発明の動力出力装置は、装置の小型化や簡易化を図ることを目的の一つとする。
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の動力出力装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【0007】
本発明の第1の動力出力装置は、電源と、多相交流により回転駆動する電動機と、複数のスイッチング素子のスイッチング操作により多相交流電力を前記電動機に供給可能なインバータ回路と、前記インバータ回路の正極母線および負極母線のうちのいずれか一方の母線と前記電動機の中性点への前記電源の接続および接続の解除を行なう接続手段と、前記インバータ回路の正極母線と負極母線とに接続された充放電可能な蓄電手段と、始動指示がなされたとき、前記インバータ回路の複数のスイッチング素子に対して始動時スイッチング制御を開始した後に前記接続手段による前記電源の接続を行なう始動時制御手段と、を備え、前記始動時スイッチング制御は、前記電動機の各相に流れる電流が等しくなるよう前記複数のスイッチング素子をスイッチングして、前記電源からの電流で前記蓄電手段を充電するための制御であることを要旨とする。
【0008】
この本発明の第1の動力出力装置では、始動指示がなされたとき、始動時制御手段が、インバータ回路の複数のスイッチング素子に対して始動時スイッチング制御を開始した後に接続手段による電源の接続を行なう。したがって、電動機にトルクが生じないようスイッチングすることもできるから、予期しないトルクが電動機から出力されるのを防止することができると共に迅速に始動を行なうことができる。
【0009】
本発明の第2の動力出力装置は、電源と、多相交流により回転駆動する電動機と、複数のスイッチング素子のスイッチング操作により多相交流電力を前記電動機に供給可能なインバータ回路と、前記インバータ回路の正極母線および負極母線のうちのいずれか一方の母線と前記電動機の中性点への前記電源の接続および接続の解除を行なう接続手段と、前記インバータ回路の正極母線と負極母線とのうち前記接続手段により前記電源が接続されない母線と前記電動機の中性点とに接続された充放電可能な蓄電手段と、始動指示がなされたとき、前記接続手段による前記電源の接続と前記インバータ回路の複数のスイッチング素子に対する始動時スイッチング制御とを行なう始動時制御手段と、を備え、前記始動時スイッチング制御は、前記電動機の各相に流れる電流が等しくなるよう前記複数のスイッチング素子をスイッチングして、前記電源からの電流で前記蓄電手段を充電するための制御であることを要旨とする。
【0010】
この本発明の第2の動力出力装置では、始動指示がなされたとき、接続手段による電源の接続とインバータ回路の複数のスイッチング素子に対する始動時スイッチング制御とを行なう。したがって、電動機にトルクが生じないようスイッチングすることもできるから、予期しないトルクが電動機から出力されるのを防止することができると共に迅速に始動を行なうことができる。
【0011】
こうした本発明の第1または第2の動力出力装置において、前記始動時スイッチング制御は、前記電動機からトルクが出力されないよう前記複数のスイッチング素子をスイッチングする制御であるものとすることもできる。
【0012】
また、本発明の第1または第2の動力出力装置では、前記始動時スイッチング制御は、前記電動機の各相に流れる電流が等しくなるよう前記複数のスイッチング素子をスイッチングする制御である。この態様の本発明の第1または第2の動力出力装置において、前記電動機の各相の電流を検出する各相電流検出手段を備え、前記始動時制御手段は、前記各相電流検出手段により検出された各相の電流のうち電流値の低い状態の相に対して該低い状態が解除されるまで前記電動機と前記電源とが短絡回路を形成するよう前記複数のスイッチング素子をスイッチングする制御を前記始動時スイッチング制御として行なう手段であるものとすることもできる。
【0018】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である動力出力装置20の構成の概略を示す構成図である。実施例の動力出力装置20は、図示するように、三相交流により回転駆動するモータ22と、直流電力を三相交流電力に変換してモータ22に供給可能なインバータ回路24と、インバータ回路24の正極母線26と負極母線28とに接続されたコンデンサ30と、インバータ回路24の負極母線28とモータ22の中性点とにリレー34を介して接続された直流電源32と、装置全体をコントロールする電子制御ユニット40とを備える。
【0019】
モータ22は、例えば外表面に永久磁石が貼り付けられたロータと三相コイルが巻回されたステータとから構成される発電可能な同期発電電動機として構成されている。モータ22の回転軸は実施例の動力出力装置20の出力軸となっており、この回転軸から動力が出力される。なお、実施例のモータ22は発電電動機として構成されているから、モータ22の回転軸に動力を入力すれば、モータ22により発電できるようになっている。また、直流電源32は、例えばニッケル水素系やリチウムイオン系の二次電池として構成されている。
【0020】
インバータ回路24は、6個のトランジスタT1〜T6と6個のダイオードD1〜D6とにより構成されている。6個のトランジスタT1〜T6は、それぞれ正極母線26と負極母線28とに対してソース側とシンク側となるよう2個ずつペアで配置され、その接続点にモータ22の三相コイル(uvw)の各々が接続されている。したがって、正極母線26と負極母線28とに電圧が作用している状態で対をなすトランジスタT1〜T6のオン時間の割合を制御すれば、モータ22の三相コイルにより回転磁界を形成し、モータ22を回転駆動することができる。
【0021】
電子制御ユニット40は、CPU42を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したROM44と、一時的にデータを記憶するRAM46と、入出力ポート(図示せず)とを備える。この電子制御ユニット40には、モータ22の三相コイルのuvwの各相に取り付けられた電流センサ52〜56からの各相の電流やモータ22の中性点に取り付けられた電流センサ58からの中性点電流,モータ22の回転軸に取り付けられた回転角センサ60からのモータ22の回転子の回転角,コンデンサ30に取り付けられた電圧センサ62からのコンデンサ30の端子間電圧Vc,モータ22の動作に関する指令値などが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット40からは、インバータ回路24のトランジスタT1〜T6のスイッチング制御を行なうための制御信号やリレー34のアクチュエータ35への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。
【0022】
次に、こうして構成された実施例の動力出力装置20の動作、特に始動時の動作について説明する。図2は、始動時に実施例の動力出力装置20の電子制御ユニット40により実行される始動時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、図示しない始動スイッチからの始動信号が電子制御ユニット40に入力されたときに実行される。
【0023】
始動時処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット40のCPU42は、まず、インバータ始動時処理を開始する処理を実行する(ステップS100)。このインバータ始動時処理は、図3に例示するインバータ始動時処理ルーチンに基づいて行なわれる。説明の容易のために、インバータ始動時処理について説明する。インバータ始動時処理は、まず、電流センサ52〜56により検出される各相電流Iu,Iv,Iwを読み込み(ステップS110)、読み込んだ各相電流Iu,Iv,Iwのうち最小の相電流を判定する(ステップS112)。そして、最小の相電流に対応する相については短絡回路となるようインバータ回路24のトランジスタをスイッチングし(ステップS114)、他の相については充電回路となるようインバータ回路24のトランジスタをスイッチングして(ステップS116)、本ルーチンを終了する。図4にモータ22の三相コイル(u相)の漏れインダクタンスに着目した実施例の動力出力装置20の回路図を示す。前述の短絡回路は、u相について考えれば、インバータ回路24のトランジスタT2をオンとした状態に形成される図中破線矢印で示される回路であり、充電回路は、インバータ回路24のトランジスタT2をオフとした状態に形成される図中実線矢印で示される回路である。モータ22の三相コイルのv相もw相も、u相と同様の回路であるから、トランジスタT4,T6をオンした状態がv相およびw相の短絡回路であり、トランジスタT4,T6をオフした状態がv相およびw相の充電回路である。
【0024】
こうした短絡回路と充電回路とを構成する図4の回路の動作について説明する。短絡回路では、モータ22の三相コイルのu相はリアクトルとして機能する。この短絡回路の状態からトランジスタT2をオフして充電回路とすると、リアクトルとして機能している三相コイルのu相に蓄えられたエネルギがコンデンサ30に蓄えられる。このときのコンデンサ30の電圧Vcは、直流電源32の供給電圧より高くすることができる。したがって、この回路は、直流電源32のエネルギをコンデンサ30に昇圧して蓄える昇圧チョッパ回路とみなすことができる。ここで、短絡回路における電流の上昇速度は直流電源32の電圧とモータ22の巻き線のインダクタンスによって定まる。一方、充電電流における電流の上昇速度は、初期は短絡回路の電流の上昇速度と同じであるが、コンデンサ30の端子間電圧Vcが高くなるにしたがって電流の上昇速度は低くなる。したがって、図3に例示するインバータ始動時処理ルーチンは、最小の相電流に対応する相に対しては短絡回路とすると共に他の相に対しては充電回路とすることにより、最小の相電流の相の電流の上昇速度を他の相の電流の上昇速度より大きくする処理となる。そして、このインバータ始動時処理ルーチンを繰り返し実行することにより、各相電流がほぼ同一の電流値を示しながら上昇してコンデンサ30を充電するものとなる。
【0025】
図2の始動時処理ルーチンに戻って、インバータ始動時処理を開始すると、リレー34をオンとして(ステップS102)、負極母線28とモータ22の中性点とに直流電源32を接続する。リレー34をオンとする前は、各相電流Iu,Iv,Iwはいずれも値0であるから、インバータ始動時処理によりいずれの相が短絡回路とされても充電回路とされてもコンデンサ30の充電を行なうことができず、同一の電気的な状態となっている。リレー34をオンして直流電源32を接続すると、各相電流Iu,Iv,Iwに値が生じるが、その値は各相の巻き線の長さや接続点の接触抵抗などによる上昇速度の相違から僅かではあるが相違が生じる。この各相電流Iu,Iv,Iwの相違に基づいてインバータ始動時処理ルーチンが機能し、前述したように、短絡回路と充電回路の電流の上昇速度の相違を用いて各相電流Iu,Iv,Iwを同様に上昇させる。図5に相電流の上昇の様子を例示する。図中、直線Aは短絡回路における相電流の時間に対する変化を示し、実折れ線Bはインバータ始動時処理による相電流の時間に対する変化を示し、破線Cは相電流の平均の時間に対する変化を示す。図中実折れ線Bに示すように、相電流は、充電回路によるコンデンサ30の充電と短絡回路による上昇速度の上昇とを繰り返し、平均上昇速度(破線C)を若干上下しながら上昇する。
【0026】
リレー34をオンとすると、電圧センサ62により検出されるコンデンサ30の端子間電圧Vcを読み込み(ステップS104)、この端子間電圧Vcが閾値Vr以上となるのを待つ処理を実行する(ステップS106)。ここで、閾値Vrは、インバータ回路24のトランジスタT1〜T6のスイッチング制御によりモータ22の駆動を開始できる状態のコンデンサ30の電圧であり、直流電源32の供給電圧とその2倍近傍の電圧の間の値として設定される。コンデンサ30の端子間電圧Vcが閾値Vr以上となると、インバータ始動時処理を停止して(ステップS108)、始動時処理を終了する。
【0027】
以上説明した実施例の動力出力装置20によれば、インバータ始動処理によるインバータ回路24のトランジスタT1〜T6のスイッチングを開始した後にリレー34をオンとして直流電源32を接続するから、モータ22の各相電流Iu,Iv,Iwを均等に上昇させてコンデンサ30の初期充電を行なうことができる。各相電流Iu,Iv,Iwを均等に上昇させるから、モータ22にトルクを生じさせない。この結果、モータ22に予期しないトルクが生じるのを防止することができる。
【0028】
次に、実施例の動力出力装置20の停止時の処理について説明する。図6は、停止時に実施例の動力出力装置20の電子制御ユニット40により実行される停止時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、図示しない停止スイッチからの停止信号が電子制御ユニット40に入力されたときに実行される。
【0029】
停止時処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット40のCPU42は、まず、電圧センサ62により検出されるコンデンサ30の端子間電圧Vcを読み込み(ステップS200)、読み込んだ端子間電圧Vcが直流電源32を充電可能な電圧Vbと比較する処理を実行する(ステップS202)。コンデンサ30の端子間電圧Vcが充電可能電圧Vbより大きいときには、コンデンサ30の電位を用いて直流電源32を充電する停止時充電処理を行なって(ステップS204)、ステップS200に戻る。停止時充電処理は、インバータ回路24の正極母線26側のトランジスタT1,T3,T5をオンとすると共に負極母線28側のトランジスタT2,T4,T6をオフとした後に、図7に例示する停止時充電処理ルーチンを繰り返し実行することにより行なわれる。停止時充電処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット40のCPU42は、電流センサ52〜56により検出される各相電流Iu,Iv,Iwを読み込み(ステップS220)、各相電流Iu,Iv,Iwのうち最大の電流の相電流を判定し(ステップS222)、最大の相電流の相について正極母線26側のトランジスタを所定時間だけオフとする(ステップS224)。ここで、所定時間は停止時充電処理ルーチンが繰り返される間隔より短い時間である。このルーチンを繰り返すことにより各相電流Iu,Iv,Iwを均等にすることができる。この結果、充電時にモータ22から予期しないトルクが出力されるのを防止することができる。
【0030】
コンデンサ30の端子間電圧Vcが充電可能電圧Vb以下になると、リレー34をオフとして直流電源32を遮断し(ステップS206)、コンデンサ30に残存する電荷をインバータ回路24の回路抵抗やモータ22の巻き線抵抗により消費する停止時放電処理を行なう。この処理は、例えばインバータ回路24の回路抵抗により消費する場合には、トランジスタT1〜T6をオンオフを繰り返して電流値を制御しながら短絡回路を形成してトランジスタT1〜T6で熱として消費する。モータ22の巻き線抵抗により消費する場合には、ゼロトルク指令としてインバータ回路24のトランジスタT1〜T6をスイッチングすればよい。ゼロトルク指令とすることにより各相電流Iu,Iv,Iwが均等になり、放電時にモータ22から予期しないトルクが出力されるのを防止することができる。
【0031】
以上説明した実施例の動力出力装置20によれば、停止時にコンデンサ30の電荷の一部を用いて直流電源32を充電するから、コンデンサ30の電荷を全て抵抗により消費するものに比して装置のエネルギ効率を向上させることができる。また、コンデンサ30の電荷の一部をインバータ回路24の回路抵抗やモータ22の巻き線抵抗により消費する際に各相電流Iu,Iv,Iwを均等にするから、モータ22から予期しないトルクが出力されるのを防止することができる。
【0032】
実施例の動力出力装置20では、インバータ回路24の負極母線28とモータ22の中性点とをリレー34を介して接続するように直流電源32を取り付けたが、インバータ回路24の正極母線26とモータ22の中性点とをリレー34を介して直流電源32を取り付けるものとしてもよい。
【0033】
また、実施例の動力出力装置20では、インバータ回路24の正極母線26と負極母線28とを接続するようにコンデンサ30を取り付けたが、図8の変形例の動力出力装置20Bに示すように、インバータ回路24の正極母線26とモータ22の中性点とを接続するようにコンデンサ30Bを取り付けるものとしてもよい。図9は、モータ22の三相コイル(u相)の漏れインダクタンスに着目した変形例の動力出力装置20Bの回路図である。変形例の動力出力装置20Bでは、u相について考えると、短絡回路はインバータ回路24のトランジスタT2をオンとした状態に形成される図中破線矢印で示される回路であり、充電回路は、インバータ回路24のトランジスタT2をオフとした状態に形成される図中実線矢印で示される回路である。モータ22の三相コイルのv相もw相も、u相と同様の回路であるから、トランジスタT4,T6をオンした状態がv相およびw相の短絡回路であり、トランジスタT4,T6をオフした状態がv相およびw相の充電回路である。この変形例の動力出力装置20Bでは、リレー34をオンして直流電源32を接続したときにトランジスタT2,T4,T6がいずれもオフであれば充電電流は流れず、実施例の動力出力装置20のように直ちにコンデンサ30Bの充電が開始されるものではないが、コンデンサ30Bを初期充電する必要性とその充電時にモータ22にトルクを発生させないために、実施例の動力出力装置20と同様の始動時処理が必要となる。具体的には、閾値Vrを値0から直流電源32の電圧近傍の値の間に設定される点を除いて図2の始動時処理ルーチンと図3のインバータ始動時処理ルーチンをそのまま用いることができる。したがって、変形例の動力出力装置20Bでも、実施例の動力出力装置20における始動時の効果、即ちコンデンサ30Bの充電時にモータ22に予期しないトルクが生じるのを防止できる効果を奏することができる。変形例の動力出力装置20では、停止時には、トランジスタT1をオンとしてコンデンサ30Bにおける短絡回路を形成し、三相コイルをリアクトルとして機能させ、トランジスタT1をオフとすることによりリアクトルエネルギを用いて直流電源32を充電することができる。この際、各相電流Iu,Iv,Iwの最小または最大を判定し、トランジスタT1,T3,T5をオンオフすれば、各相電流Iu,Iv,Iwを均等にすることができるから、変形例の動力出力装置20Bでも図6の停止時処理ルーチンや図7の停止時充電処理ルーチンをそのまま用いることができる。したがって、変形例の動力出力装置20Bでも、実施例の動力出力装置20における停止時の効果、即ち装置のエネルギ効率を向上させる効果やモータ22に予期しないトルクが生じるのを防止できる効果を奏することができる。
【0034】
変形例の動力出力装置20Bでは、インバータ回路24の正極母線26とモータ22の中性点とを接続するようコンデンサ30Bを取り付けると共にインバータ回路24の負極母線28とモータ22の中性点とをリレー34を介して接続するように直流電源32を取り付けたが、インバータ回路24の正極母線26とモータ22の中性点とをリレー34を介して直流電源32を取り付けると共にインバータ回路24の負極母線28とモータ22の中性点とを接続するようにコンデンサ30Bを取り付けるものとしてもよい。
【0035】
実施例の動力出力装置20やその変形例では、最小の相電流の相を短絡回路に設定すると共にその他の相を充電回路に設定する処理を繰り返し実行することにより各相電流Iu,Iv,Iwを均等に上昇させるものとしたが、最大の相電流の相を充電回路に設定すると共にその他の相を短絡回路に設定する処理を繰り返すことにより各相電流Iu,Iv,Iwを均等に上昇させるものとしてもかまわない。実施例の動力出力装置20に比してコンデンサ30,30Bの充電に時間を要するものの、モータ22の相電流を均等に上昇させることができるからである。
【0036】
実施例の動力出力装置20やその変形例では、モータ22として三相交流で駆動する同期発電電動機を用いたが、多相交流で駆動する如何なるタイプの電動機を用いるものとしてもよい。
【0037】
以上、本発明の実施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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例である動力出力装置20の構成の概略を示す構成図である。
【図2】 実施例の動力出力装置20の電子制御ユニット40により実行される始動時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図3】 実施例の動力出力装置20の電子制御ユニット40により実行されるインバータ始動時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図4】 モータ22の三相コイル(u相)の漏れインダクタンスに着目した実施例の動力出力装置20の回路図である。
【図5】 相電流の上昇の様子を例示する説明図である。
【図6】 実施例の動力出力装置20の電子制御ユニット40により実行される停止時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図7】 実施例の動力出力装置20の電子制御ユニット40により実行される停止時充電処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図8】 変形例の動力出力装置20Bの構成の概略を示す構成図である。
【図9】 モータ22の三相コイル(u相)の漏れインダクタンスに着目した変形例の動力出力装置20Bの回路図である。
【符号の説明】
20,20B 動力出力装置、22 モータ、24 インバータ回路、26 正極母線、28 負極母線、30,30B コンデンサ、32 直流電源、34リレー、35 アクチュエータ、40 電子制御ユニット、42 CPU、44 ROM、46 RAM、52〜58 電流センサ、60 回転角センサ、62 電圧センサ、T1〜T6 トランジスタ、D1〜D6 ダイオード。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power output apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of power output device includes a capacitor connected to the positive and negative buses of an inverter circuit that applies three-phase alternating current to the motor, a positive or negative bus of the inverter circuit, and a neutral point of the motor. A device including a connected DC power source has been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-337047 and 11-178114). In this device, a circuit composed of a coil of each phase of the motor and a switching element of each phase of the inverter is regarded as a boost chopper circuit that boosts the voltage of the DC power supply and stores electric charge in the capacitor, and uses the stored capacitor as the DC power supply. It is assumed that the motor is driven. The drive control of the motor and the storage control of the capacitor are simultaneously performed by the switching operation of the switching element of the inverter circuit when applying a pseudo three-phase alternating current to the motor.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a power output device, an unexpected torque may be output from the electric motor at the time of starting. When the system is stopped, discharging is generally performed so that the residual voltage does not act on the capacitor from the viewpoints of durability and safety, and the power supply is generally shut off. When a DC power source is connected to start the power output device described above in a state where the DC power source is shut off while the capacitor is discharged, the DC power source is connected via a diode normally provided in each switching element of the inverter circuit. However, a circuit capable of charging the capacitor is formed, and a charging current flows. If the combined impedance consisting of each phase of the motor and each phase of the inverter circuit completely matches and the same current flows in each phase, the motor torque will not be output, but if the combined impedance does not match completely, each phase Different currents flow through the motor, and unexpected torque is generated from the motor.
[0004]
In addition, the discharge of the capacitor that is performed when the system is stopped is generally consumed by providing a discharge resistor in parallel with the capacitor. However, since the power is consumed as heat, the energy efficiency of the entire device is reduced. Resulting in.
[0005]
The power output device of the present invention has an object of preventing an unexpected torque output to the electric motor at the time of starting. Another object of the power output apparatus of the present invention is to start quickly. Furthermore, it is an object of the power output apparatus of the present invention to improve the energy efficiency of the apparatus. Alternatively, the power output device of the present invention is one of the purposes for downsizing and simplification of the device.
[0006]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
The power output apparatus of the present invention employs the following means in order to achieve at least a part of the above object.
[0007]
The first power output apparatus of the present invention includes a power supply, a motor that rotates driven by polyphase alternating current, an inverter circuit capable of supplying a multi-phase AC power said motor by the switching operation of the multiple switching elements, before a connection means for serial the release of the power supply connection and connection with one of the bus of the positive bus and negative bus of the inverter circuit to the neutral point of the motor, positive bus and the negative bus before Symbol inverter circuit a rechargeable power storage means connected to the bets, when the startup instruction has been made, performing connection of the power supply by said connecting means after the beginning of the start switching control for a plurality of switching elements of the inverter circuit a time control means starts, wherein the startup switching control, the plurality of switching element so that the current flowing through each phase of the motor is equal The by switching, and summarized in that a control for charging the storage means with a current from the power supply.
[0008]
In the first power output apparatus of the present invention, when a start instruction is given, the start time control means starts the start time switching control for the plurality of switching elements of the inverter circuit, and then connects the power source by the connection means. Do. Therefore, since switching can be performed so that no torque is generated in the electric motor, unexpected torque can be prevented from being output from the electric motor, and a quick start can be performed.
[0009]
The second power output apparatus of the present invention includes a power supply, a motor that rotates driven by polyphase alternating current, an inverter circuit capable of supplying a multi-phase AC power said motor by the switching operation of the multiple switching elements, before A connecting means for connecting and disconnecting the power supply to a neutral point of the electric motor, and a positive bus and a negative bus of the inverter circuit; a rechargeable power storage means connected to the neutral point of the motor and generating line said power supply is not connected by the connecting means of, when the startup instruction has been made, the connection of the power supply by said connecting means and the and a start control module that performs a start-up time of switching control for a plurality of switching elements of the inverter circuit, the starting time of switching control, the electric By switching the plurality of switching elements so that the current flowing through each phase of the machine is equal to the gist of the control der Rukoto for charging the storage means with a current from the power supply.
[0010]
In the second power output apparatus of the present invention, when a start instruction is given, connection of power by the connecting means and switching control at start-up for a plurality of switching elements of the inverter circuit are performed. Therefore, since switching can be performed so that no torque is generated in the electric motor, unexpected torque can be prevented from being output from the electric motor, and a quick start can be performed.
[0011]
In the first or second power output apparatus of the present invention, the start-time switching control may be control for switching the plurality of switching elements so that torque is not output from the electric motor.
[0012]
Further, in the first or second power output apparatus of the present invention, the starting time of switching control, Ru control der for switching said plurality of switching elements so that current flowing through each phase of the motor are equal. In the first or second power output apparatus of the present invention according to this aspect, each phase current detecting means for detecting a current of each phase of the electric motor is provided, and the start-up control means is detected by each phase current detecting means. Control for switching the plurality of switching elements so that the electric motor and the power supply form a short circuit until the low state is released with respect to the phase having a low current value among the currents of the respective phases. It can also be a means for performing switching control at start-up.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described using examples. FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
Next, the operation of the
[0023]
When the start time process routine is executed, the
[0024]
The operation of the circuit of FIG. 4 constituting such a short circuit and a charging circuit will be described. In the short circuit, the u phase of the three-phase coil of the
[0025]
Returning to the startup processing routine of FIG. 2, when the inverter startup processing is started, the
[0026]
When the
[0027]
According to the
[0028]
Next, the process at the time of the stop of the
[0029]
When the stop processing routine is executed, the
[0030]
When the inter-terminal voltage Vc of the
[0031]
According to the
[0032]
In the
[0033]
Further, in the
[0034]
In the power output device 20B of the modification, a
[0035]
In the
[0036]
In the
[0037]
The embodiments of the present invention have been described using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course you get.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a start-up process routine executed by the
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of an inverter start-up processing routine executed by the
4 is a circuit diagram of the
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an increase in phase current.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a stop time processing routine executed by the
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a stop-time charging process routine executed by the
FIG. 8 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a power output apparatus 20B according to a modification.
FIG. 9 is a circuit diagram of a modified power output apparatus 20B focusing on the leakage inductance of the three-phase coil (u phase) of the
[Explanation of symbols]
20, 20B Power output device, 22 Motor, 24 Inverter circuit, 26 Positive bus, 28 Negative bus, 30, 30B Capacitor, 32 DC power supply, 34 Relay, 35 Actuator, 40 Electronic control unit, 42 CPU, 44 ROM, 46 RAM 52-58 Current sensor, 60 rotation angle sensor, 62 voltage sensor, T1-T6 transistor, D1-D6 diode.
Claims (4)
多相交流により回転駆動する電動機と、
複数のスイッチング素子のスイッチング操作により多相交流電力を前記電動機に供給可能なインバータ回路と、
前記インバータ回路の正極母線および負極母線のうちのいずれか一方の母線と前記電動機の中性点への前記電源の接続および接続の解除を行なう接続手段と、
前記インバータ回路の正極母線と負極母線とに接続された充放電可能な蓄電手段と、
始動指示がなされたとき、前記インバータ回路の複数のスイッチング素子に対して始動時スイッチング制御を開始した後に前記接続手段による前記電源の接続を行なう始動時制御手段と、
を備え、
前記始動時スイッチング制御は、前記電動機の各相に流れる電流が等しくなるよう前記複数のスイッチング素子をスイッチングして、前記電源からの電流で前記蓄電手段を充電するための制御である動力出力装置。Power supply,
An electric motor that is rotationally driven by polyphase alternating current;
An inverter circuit capable of supplying multiphase AC power to the electric motor by switching operation of a plurality of switching elements;
Connecting means for connecting and releasing the connection of the power supply to the neutral point of the electric motor and any one of the positive bus and the negative bus of the inverter circuit;
Charge / discharge power storage means connected to the positive and negative buses of the inverter circuit;
A start time control means for connecting the power source by the connection means after starting the start time switching control for the plurality of switching elements of the inverter circuit when a start instruction is made;
With
The start-up switching control is a power output device that is a control for switching the plurality of switching elements so that currents flowing in the respective phases of the electric motor become equal, and charging the power storage means with current from the power source.
多相交流により回転駆動する電動機と、
複数のスイッチング素子のスイッチング操作により多相交流電力を前記電動機に供給可能なインバータ回路と、
前記インバータ回路の正極母線および負極母線のうちのいずれか一方の母線と前記電動機の中性点への前記電源の接続および接続の解除を行なう接続手段と、
前記インバータ回路の正極母線と負極母線とのうち前記接続手段により前記電源が接続されない母線と前記電動機の中性点とに接続された充放電可能な蓄電手段と、
始動指示がなされたとき、前記接続手段による前記電源の接続と前記インバータ回路の複数のスイッチング素子に対する始動時スイッチング制御とを行なう始動時制御手段と、
を備え、
前記始動時スイッチング制御は、前記電動機の各相に流れる電流が等しくなるよう前記複数のスイッチング素子をスイッチングして、前記電源からの電流で前記蓄電手段を充電するための制御である動力出力装置。Power supply,
An electric motor that is rotationally driven by polyphase alternating current;
An inverter circuit capable of supplying multiphase AC power to the electric motor by switching operation of a plurality of switching elements;
Connecting means for connecting and releasing the connection of the power supply to the neutral point of the electric motor and any one of the positive bus and the negative bus of the inverter circuit;
A chargeable / dischargeable power storage means connected to a busbar to which the power source is not connected by the connecting means and a neutral point of the inverter circuit among a positive busbar and a negative busbar of the inverter circuit;
A start time control means for performing connection of the power source by the connection means and start time switching control for a plurality of switching elements of the inverter circuit when a start instruction is given;
With
The start-up switching control is a power output device that is a control for switching the plurality of switching elements so that currents flowing in the respective phases of the electric motor become equal, and charging the power storage means with current from the power source.
前記電動機の各相の電流を検出する各相電流検出手段を備え、
前記始動時制御手段は、前記各相電流検出手段により検出された各相の電流のうち電流値の低い状態の相に対して該低い状態が解除されるまで前記電動機と前記電源とが短絡回路を形成するよう前記複数のスイッチング素子をスイッチングする制御を前記始動時スイッチング制御として行なう手段である
動力出力装置。The power output device according to any one of claims 1 to 3,
Each phase current detection means for detecting the current of each phase of the electric motor,
The start-up control means is a short circuit between the electric motor and the power supply until the low state is released with respect to the phase of the low current value among the currents of the respective phases detected by the respective phase current detection means. A power output device which is means for performing control for switching the plurality of switching elements to form the switching control at the time of starting.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (17)
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|---|---|---|---|---|
| JP2004236424A (en) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Toyota Motor Corp | POWER OUTPUT DEVICE, MOTOR DRIVE METHOD, AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM RECORDING PROGRAM FOR CAUSING COMPUTER TO EXECUTE DRIVE CONTROL OF MOTOR |
| GB2407218B (en) * | 2003-03-17 | 2005-11-02 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter device |
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| JP5125458B2 (en) * | 2007-12-03 | 2013-01-23 | 株式会社デンソー | Power conversion circuit control device and power conversion system |
| JP5251141B2 (en) * | 2008-01-23 | 2013-07-31 | 富士電機株式会社 | Power conversion system |
| JP5292844B2 (en) * | 2008-02-14 | 2013-09-18 | 富士電機株式会社 | Load drive device |
| JP4983938B2 (en) * | 2008-03-18 | 2012-07-25 | 株式会社デンソー | Synchronous motor drive device |
| JP4708483B2 (en) * | 2008-03-18 | 2011-06-22 | 株式会社デンソー | Synchronous motor drive device |
| JP5251413B2 (en) * | 2008-10-14 | 2013-07-31 | 株式会社デンソー | Synchronous motor drive device |
| JP5126005B2 (en) * | 2008-11-12 | 2013-01-23 | パナソニック株式会社 | Inverter device |
| JP5434381B2 (en) * | 2009-08-31 | 2014-03-05 | 株式会社デンソー | In-vehicle motor drive system |
| JP5874314B2 (en) * | 2011-10-25 | 2016-03-02 | 株式会社デンソー | Control device for motorcycle |
| JP5874315B2 (en) * | 2011-10-25 | 2016-03-02 | 株式会社デンソー | Control device for starter generator |
| JP5991279B2 (en) * | 2013-07-18 | 2016-09-14 | トヨタ車体株式会社 | Motor drive device |
| DE102015216007A1 (en) | 2015-08-21 | 2017-02-23 | Lenze Drives Gmbh | drive system |
| CN112448511B (en) * | 2019-08-15 | 2022-04-15 | 比亚迪股份有限公司 | Motor and energy conversion device thereof |
| CN117394741B (en) * | 2023-12-12 | 2024-04-05 | 珠海格力电器股份有限公司 | Motor driving circuit, motor driving method, fan and unit |
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2000
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12172548B2 (en) | 2019-12-31 | 2024-12-24 | Byd Company Limited | Vehicle, energy conversion device and control method thereof |
| US12132432B2 (en) | 2020-06-04 | 2024-10-29 | Byd Company Limited | Energy conversion device and vehicle |
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| Publication number | Publication date |
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