JP2001169401A - 電気自動車の制御装置 - Google Patents
電気自動車の制御装置Info
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Abstract
情報に基づいて過熱保護制御を行うことによりパワーデ
バイスを熱破壊から確実に保護できるパワーデバイス保
護装置を提供する。 【解決手段】 複数のパワーデバイスの温度を個別に検
出してそれぞれ温度値を出力する温度検出手段と、該温
度検出手段の出力のうち、いずれかの温度値が所定の限
界温度値に達したか否かを判別して限界温度到達信号を
送出する温度情報送信手段と、該温度情報送信手段の出
力信号によって前記インバータの出力電流制限を行う機
能を内蔵したゲート制御回路とを具備することを特徴と
する。
Description
モータの駆動インバータを構成するパワーデバイスの保
護装置に関する。
の磁極をもった回転子と3相巻線による固定子によるモ
ータ(例えば、同期モータ)が使用され、固定子の3相
巻線にインバータによって生成された所定の指令電流の
交流電力を供給して駆動力を得る方式が一般的である。
ス(例えば、IGBT(Isolated Gate Bipolar Transi
ster、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ))6個
を3アームのブリッジ接続にし、これらのパワーデバイ
スをゲート制御してスイッチングを行うことにより通電
デバイスを制御し、入力された直流電源からモータ駆動
のための交流電力を得ている。パワーデバイスのスイッ
チングを行うゲートには、所定の駆動パルスを印加して
スイッチングを行う。
を構成する6個のパワーデバイスは、同一の冷却ブロッ
クに取り付けられたパワーモジュール90の構造となっ
ており、通常の動作状態では、このパワーモジュール9
0の中央部に配設されたパワーデバイスが周囲のパワー
デバイスの影響を受けて高温となるため、これらのパワ
ーデバイスの加熱保護のための温度検出は、冷却ブロッ
クの中央部付近に取り付けられた温度検出センサ91に
よって行われる。
は、特定のチャネルのみが通電されるストールモードで
は、連続して通電される特定のパワーデバイスの配設位
置が温度検出センサから離れた位置にあるとき、このパ
ワーデバイスの過熱状態を迅速に検出することが困難で
あるという課題があった。
ので、温度検出を複数のパワーデバイスについて個別に
行い、そのうちの最高温度値の情報に基づいて過熱保護
のための電流制限制御を行うことによりパワーデバイス
を熱破壊から確実に保護することができる電気自動車の
制御装置を提供することを目的とする。
は、バッテリをエネルギ源とした電動車両の走行用モー
タのインバータを構成するパワーデバイスの保護装置で
あって、複数のパワーデバイス1〜6の温度を個別に検
出してそれぞれ温度値を出力する温度検出手段11〜1
6と、該温度検出手段の出力のうち、いずれかの温度値
が所定の限界温度値に達したか否かを判別して判別結果
を外部へ送信する温度情報送信手段7とを具備すること
を特徴とする電気自動車の制御装置を提供する。
6がパワーデバイス1〜6毎に個別に設けられ、それぞ
れの検出温度のうちいずれかの温度がインバータの出力
電流制限を必要とする限界温度に達しているか否かを判
別して温度情報送信手段7によって外部へ送信し、この
信号によってゲート制御回路9の電流制限機能を動作さ
せ、パワーデバイスを保護する。
ルギ源とした電動車両の走行用モータのインバータを構
成するパワーデバイスの保護装置であって、複数のパワ
ーデバイス1〜6の温度を個別に検出してそれぞれ温度
値を出力する温度検出手段11〜16と、該温度検出手
段の出力のうち、最も温度が高いデバイスの温度情報を
外部へ送信する温度情報送信手段7とを具備することを
特徴とする電気自動車の制御装置を提供する。
6がパワーデバイス1〜6毎に個別に設けられ、それぞ
れの検出温度のうち最も温度が高いデバイスの温度情報
を外部へ送信する。
ルギ源とした電動車両の走行用モータのインバータを構
成するパワーデバイスの保護装置であって、複数のパワ
ーデバイス1〜6の温度を個別に検出してそれぞれ温度
値を出力する温度検出手段11〜16と、該温度検出手
段の出力温度情報を時分割で外部へ送信する温度情報送
信手段7とを具備することを特徴とする電気自動車の制
御装置を提供する。
1〜6の温度が時分割で順次外部に送信されるので、受
信側で最高温度を識別し、この温度値が限界温度に達し
てるか否かを判定する。
信手段7から受信した温度情報に応じてインバータの電
流を制限する保護機能を有する請求項1ないし3のいず
れかに記載の電気自動車の制御装置を提供する。
じてインバータの電流を制限する保護機能を持っている
ので、車両がストールモードとなり、特定のパワーデバ
イスに連続して通電される状態になっても確実に最高温
度を検出することができ、安定した動作状態を保つこと
ができる。
いて図を参照しながら説明する。図1は電動車両の走行
用モータを制御するインバータのうち、この発明の一実
施形態によるパワーデバイス保護装置の構成を示すブロ
ック図であり、図2はパワーデバイスと温度検出を行う
素子の配置を示す図である。これらの図において、符号
1、2〜6はパワーデバイスである。また、11、12
〜16はパワーデバイス1、2〜6の近傍に配設され、
これらのパワーデバイスの温度を個別に検出する温度検
出センサであり、前記パワーデバイス1、2〜6ととも
にパワーモジュール10を構成している。
出センサ11、12〜16から取得した温度情報をゲー
ト制御回路9に送信する。図示していない指令電流値、
および回転位置センサ8の情報に基づいて動作するゲー
ト制御回路9が前記温度情報を受信すると、前記指令電
流値を補正してインバータの電流を制限するゲート制御
を行う。
バータでは、一のアームの正側のデバイスと他のアーム
の負側のデバイス(例えばパワーデバイス1とパワーデ
バイス6)とを同時にONさせてモータMの3相巻線に
電流を流す。さらに、モータMの回転を回転位置センサ
8で検出して電流を流すアームを移動させてモータMを
回転させて駆動力を生ずる。このように、電流の流れる
パワーデバイスが順次入れ替わる通常の運転状態では、
各パワーデバイスにほぼ同一の電流が流れるので、ほぼ
同一の温度情報が温度情報送信手段7に渡される。
ータの最大トルク以上の勾配にさしかかり、モータが回
転できないまま特定の通電相(パワーデバイス)に通電
し続ける状態(以下、ストールモードという)となった
ときは、特定のパワーデバイス間(例えばパワーデバイ
ス1とパワーデバイス6)に電流が流れ続け、これらの
パワーデバイスの温度が上昇する。このとき、パワーデ
バイス毎に個別に温度を検出して限界温度上昇手段7に
情報を集約しているので、複数のパワーデバイスの温度
のうちの最大温度が限界温度に達したか否かを判別する
ことができる。この判別結果が限界温度に達していれ
ば、過熱警告信号をゲート制御回路(ECU)9に送出
し、ECUはインバータへの指令電流を低減する制御を
行う。この制御によってどのパワーデバイスが温度過昇
となった場合もパワーデバイスの保護を行うことができ
る。
パワーデバイスの温度情報信号を処理する温度情報送信
手段7の信号処理について説明する。図3は、図1また
は図2に示したパワーデバイス1、2〜6の温度センサ
11、12〜16としてサーミスタ21、22〜26を
使った場合の信号の取り出し方を示した図で、それぞれ
一の端子が設置され、他の端子がプルアップ抵抗27で
プルアップされたサーミスタ21、22〜26の電圧を
A,B〜Fとして検出する。サーミスタの抵抗値は負の
温度係数をもっているので、常時は、検出点の電圧は高
く、温度が上昇するにつれて電圧が低下する。
01、信号処理部(CPU)302、およびシリアル変
換部303からなり、図3の温度検出部で検出された各
素子の温度信号A〜FをA/D変換し、信号処理を行っ
た後、シリアル信号に変換して出力するものである。前
記信号処理は、請求項1ではいずれかの素子の温度が所
定の限界値を超えたとき出力信号を送出する処理であ
り、請求項2では検出した各素子の温度のうち最も温度
の高い素子の信号を選択する処理であり、請求項3では
各素子の温度情報を時分割に変換する処理である。
素子の温度信号A〜Fを各素子の限界電圧に対応する基
準電圧41と比較し、OR回路37へ入力することによ
り、いずれかの素子の温度が限界温度に達したときに保
護信号を送出するものである。回路の故障検出のため
に、イグニッション信号で動作するワンショット信号発
生器を設けて車両始動時にも信号が出力されるようにな
っている。
電圧A、B〜Fを順次信号発生器58の出力によって駆
動されるスイッチ51、52〜56を介して順次信号と
し、バッファ59を経て、アナログ信号のまま時分割で
順次送信するもので、出力された温度情報は図示してい
ない次段で評価する方法である。
図3の回路によって得られた検出電圧A、B〜FをA−
B、C−D,E−Fの3組に分け、それぞれの組毎に設
けられた高温側信号選択回路60に入力して2信号間の
比較を行い、高温側の信号をアナログ信号のまま出力す
る。まず、A−B信号間の比較について説明する。信号
A、Bはコンパレータ61に入力して電圧値の比較を行
い、スイッチ63、64のうち高温側の信号のスイッチ
がスイッチ駆動回路62によってONされ、バッファ6
6を介して高温側の信号がアナログ信号のまま出力さ
れ、次段の高温側信号選択回路70に入力される。
温側の信号がアナログ信号のまま出力され、次段の高温
側信号選択回路70に入力される。高温側信号選択回路
70でも入力された2信号間の比較による選択が行わ
れ、高温側の信号がアナログ信号のまま出力され、3段
目の高温側信号選択回路80に入力される。
E、Fのうちの高温側の信号も入力され、前記高温側信
号選択回路70の出力信号との比較が行われ、高温側の
信号がアナログの温度情報として出力される。結局、
A、B〜F信号のうち、最高温度の信号がアナログ温度
情報として出力されるので、この情報を評価して限界温
度に達したか否かを判別する。
のうち最高温度が限界温度に達したか否かを判別するた
めの各種の信号処理方式について説明してきたが、信号
処理方式はどの方式によるものであってもよく、いずれ
の方式も外部への出力線が1本で済むという特徴を有す
る。
参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態に限ら
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設
計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、パワー
デバイスはIGBTに限られるものではなく、その他の
デバイスであっても本発明に含まれる。
よれば、インバータを構成する複数のパワーデバイスの
温度のうち、最高温度が限界温度に達したか否かを判別
して電流制限を行う制御をするようにしたので、パワー
デバイスの温度保護を確実に行うことができるという効
果が得られる。
護装置の構成を示すブロック図。
す図。
めの図。
の図。
の図。
の図。
の図。
ス配置を示す図。
はオンチップ温度センサ) 21、22〜26…サーミスタ 30…信号変換部 30a…A/D変換部 30b…信号処理部(CPU) 30c…シリアル変換部 31、32〜36…過熱信号発生器 37、38…ORゲート 39…ワンショット信号発生器 51、52〜56…スイッチ 58…順次信号発生器 60、70、80…高温側信号発生器 61…コンパレータ 62…スイッチ駆動回路 63、64…スイッチ 90…パワーモジュール 91…温度検出センサ
Claims (4)
- 【請求項1】 バッテリをエネルギ源とした電動車両
の走行用モータのインバータを構成するパワーデバイス
の保護装置であって、 複数のパワーデバイスの温度を個別に検出してそれぞれ
温度値を出力する温度検出手段と、 該温度検出手段の出力のうち、いずれかの温度値が所定
の限界温度値に達したか否かを判別して判別結果を外部
へ送信する温度情報送信手段とを具備することを特徴と
する電気自動車の制御装置。 - 【請求項2】 バッテリをエネルギ源とした電動車両
の走行用モータのインバータを構成するパワーデバイス
の保護装置であって、 複数のパワーデバイスの温度を個別に検出してそれぞれ
温度値を出力する温度検出手段と、 該温度検出手段の出力のうち、最も温度が高いデバイス
の温度情報を外部へ送信する温度情報送信手段とを具備
することを特徴とする電気自動車の制御装置。 - 【請求項3】 バッテリをエネルギ源とした電動車両
の走行用モータのインバータを構成するパワーデバイス
の保護装置であって、 複数のパワーデバイスの温度を個別に検出してそれぞれ
温度値を出力する温度検出手段と、 該温度検出手段の出力温度情報を時分割で外部へ送信す
る温度情報送信手段とを具備することを特徴とする電気
自動車の制御装置。 - 【請求項4】 前記温度情報送信手段から受信した温
度情報に応じてインバータの電流を制限する保護機能を
有する請求項1ないし3のいずれかに記載の電気自動車
の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34394699A JP2001169401A (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 電気自動車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP34394699A JP2001169401A (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 電気自動車の制御装置 |
Publications (2)
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JP2001169401A true JP2001169401A (ja) | 2001-06-22 |
JP2001169401A5 JP2001169401A5 (ja) | 2005-12-15 |
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ID=18365469
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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