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JP2015211514A - Motor drive device - Google Patents

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JP2015211514A
JP2015211514A JP2014090872A JP2014090872A JP2015211514A JP 2015211514 A JP2015211514 A JP 2015211514A JP 2014090872 A JP2014090872 A JP 2014090872A JP 2014090872 A JP2014090872 A JP 2014090872A JP 2015211514 A JP2015211514 A JP 2015211514A
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泰一 村田
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泰文 小川
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Keiichi Enoki
圭一 榎木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine a motor lock at the start of motor drive and protect an inverter.SOLUTION: A motor drive device is configured of: an inverter 6 having a plurality of switching elements; temperature sensors 305U, 306V, 307W provided on one of an upper arm 203 side and a lower arm 204 side; and a controller 209. The controller 209 includes: a temperature information detection unit for detecting a temperature of the switching element using the temperature sensor; a motor position information detection unit for detecting position information of a motor 4; a motor stop position adjustment unit for adjusting a stop position of the motor 4 to a predetermined motor stop reference position so that a current supply is started from the switching element on which the temperature sensor is mounted at the start of driving of the motor 4; and a motor lock state determination unit for determining that the motor 4 is in a lock state when a temperature of the switching element exceeds a threshold after the start of motor drive and causing the motor 4 to stop.

Description

この発明はモータ駆動装置に関し、特に、モータ駆動開始時にモータロック状態を判定し、インバータの保護を行うためのモータ駆動装置に関する。   The present invention relates to a motor drive device, and more particularly to a motor drive device for determining a motor lock state at the start of motor drive and protecting an inverter.

近年、省エネルギーや環境に考慮した車両としてハイブリッド車や電気自動車が注目されている。ハイブリッド車は従来のエンジンに加えモータを動力源とし、電気自動車はモータを動力源としている。
ハイブリッド車および電気自動車は、共に、バッテリに蓄電された直流電力をインバータ回路で交流電力に変換してモータに供給し、車両を走行させる。
上記インバータ回路は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)またはFET(Field Effect Transistor)のスイッチング素子で構成され、当該スイッチング素子をON/OFF制御することで、直流電力を交流電力に変換している。
この時、スイッチング素子をONして電流が流れることにより、スイッチング素子の温度が上昇する。例えば、モータがロック状態となり、同じスイッチング素子に電流が連続して通電されると、さらにスイッチング素子温度が上昇して、限界を超えてしまい、スイッチング素子が破壊されてしまう可能性がある。そのため、スイッチング素子温度を計測する温度センサを設け、スイッチング素子温度が限界を超えないようにスイッチング素子に流れる電流を制限し、スイッチング素子が破壊されないように保護を行うことが提案されている。
In recent years, hybrid vehicles and electric vehicles have attracted attention as vehicles that take into consideration energy saving and the environment. A hybrid vehicle uses a motor as a power source in addition to a conventional engine, and an electric vehicle uses a motor as a power source.
In both hybrid vehicles and electric vehicles, DC power stored in the battery is converted into AC power by an inverter circuit and supplied to a motor to drive the vehicle.
The inverter circuit is composed of IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or FET (Field Effect Transistor) switching elements, and converts the DC power into AC power by ON / OFF control of the switching elements.
At this time, when the switching element is turned on and a current flows, the temperature of the switching element rises. For example, when the motor is in a locked state and a current is continuously supplied to the same switching element, the switching element temperature further rises, exceeds the limit, and the switching element may be destroyed. Therefore, it has been proposed to provide a temperature sensor for measuring the switching element temperature, limit the current flowing through the switching element so that the switching element temperature does not exceed the limit, and protect the switching element from being destroyed.

上記の方法に従って確実に精度よくスイッチング素子の保護を行うためには、全てのスイッチング素子に対して温度センサを設けて、全てのスイッチング素子温度を計測することが望ましい。しかしながら、全てのスイッチング素子に対し温度センサを設けるとインバータ回路が高コスト化する。そのため、温度センサを削減することによる低コスト化が行われている。   In order to reliably protect the switching elements according to the above method, it is desirable to provide temperature sensors for all the switching elements and measure the temperatures of all the switching elements. However, providing temperature sensors for all the switching elements increases the cost of the inverter circuit. Therefore, cost reduction is achieved by reducing the number of temperature sensors.

その一例として、特許文献1では、モータ制御装置が、複数のスイッチング素子が設けられ、直流電力を交流電力に変換してモータに電力を供給するインバータ回路と、スイッチング素子の温度を検出する温度センサと、を備えている。温度センサは、複数のスイッチング素子のうち、上アーム側のすべてのスイッチング素子に対して設けられている。一方、温度検出センサが設けられていない下アーム側のスイッチング素子の温度は、上アーム側のスイッチング素子の計測温度を用いて推測する。   As an example, in Patent Document 1, a motor control device is provided with a plurality of switching elements, an inverter circuit that converts DC power into AC power and supplies power to the motor, and a temperature sensor that detects the temperature of the switching elements And. The temperature sensor is provided for all the switching elements on the upper arm side among the plurality of switching elements. On the other hand, the temperature of the switching element on the lower arm side where the temperature detection sensor is not provided is estimated using the measured temperature of the switching element on the upper arm side.

特開2011−182528号公報JP 2011-182528 A

上記の特許文献1では、上アーム側のスイッチング素子にのみ温度センサを設ける構成にしたので、温度センサの個数を減らすことができ、コストを抑えることができる。しかしながら、下アーム側のスイッチング素子については、上アーム側のスイッチング素子の計測温度から、その温度を推測する。推測温度は、温度センサで実際に測定した実温度に比べて、精度が悪い。そのため、その推測温度に対して閾値を設けて電流制限を行う場合、閾値を限界温度に近づけて高い値に設定した場合は、スイッチング素子が破壊される可能性があった。また、閾値を限界温度から遠ざけて低い値に設定した場合は、スイッチング素子の温度が閾値をすぐに超えてしまい、電流制限に入りやすくなることで、モータが必要な駆動力を発生できない可能性があった。特許文献1では、特にモータがロック状態になった場合の対応について考慮されていないため、モータがロック状態の場合に、インバータの保護を行いながら、モータを良好に駆動させることができないという問題点があった。   In the above-mentioned Patent Document 1, since the temperature sensor is provided only in the switching element on the upper arm side, the number of temperature sensors can be reduced and the cost can be suppressed. However, for the switching element on the lower arm side, the temperature is estimated from the measured temperature of the switching element on the upper arm side. The estimated temperature is less accurate than the actual temperature actually measured by the temperature sensor. For this reason, when a current is limited by setting a threshold for the estimated temperature, the switching element may be destroyed if the threshold is set to a high value close to the limit temperature. In addition, if the threshold is set to a low value away from the limit temperature, the temperature of the switching element immediately exceeds the threshold, and it is easy to enter current limit, so the motor may not be able to generate the required driving force was there. In patent document 1, since the countermeasure when the motor is in a locked state is not particularly considered, when the motor is in a locked state, the motor cannot be driven satisfactorily while protecting the inverter. was there.

この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、モータ駆動開始時にモータがロック状態か否かを確実に精度よく判定することで、インバータの保護を確実に行うことが可能な、低コストのモータ駆動装置を得ることを目的とする。   This invention was made to solve such problems, and it is possible to reliably protect the inverter by reliably determining whether or not the motor is in a locked state at the start of motor driving. It aims at obtaining a low-cost motor drive device.

この発明は、モータの複数の相に対応させて上アーム側と下アーム側とにそれぞれスイッチング素子を設けたインバータと、前記上アーム側および前記下アーム側のいずれか一方のスイッチング素子に対して前記相毎に設けられた温度センサと、前記温度センサからのセンサ信号を用いて前記スイッチング素子の温度情報を検出する温度情報検出部と、前記モータの位置情報を検出するモータ位置情報検出部と、前記相毎に前記上アーム側のスイッチング素子と前記下アーム側のスイッチング素子とを交互に通電させる駆動部と、前記モータの駆動開始時に前記温度センサが設けられた側の前記スイッチング素子から通電が開始されるように、前記モータの停止時に、前記モータの停止位置を予め設定されたモータ停止基準位置に調整するモータ停止位置調整部と、前記モータ駆動開始後に、前記温度情報検出部で検出した前記スイッチング素子の温度情報が予め設定された閾値を超えた場合に、前記モータがロック状態であると判定し、前記モータを停止させるモータロック状態判定部とを備えたモータ駆動装置である。   The present invention relates to an inverter in which switching elements are provided on the upper arm side and the lower arm side corresponding to a plurality of phases of the motor, respectively, and the switching element on either the upper arm side or the lower arm side. A temperature sensor provided for each phase; a temperature information detector that detects temperature information of the switching element using a sensor signal from the temperature sensor; and a motor position information detector that detects position information of the motor; A drive unit that alternately energizes the switching element on the upper arm side and the switching element on the lower arm side for each phase, and energization from the switching element on the side where the temperature sensor is provided at the start of driving of the motor So that the motor stop position is adjusted to a preset motor stop reference position when the motor is stopped. And when the temperature information of the switching element detected by the temperature information detection unit exceeds a preset threshold after the motor driving start and the motor driving start, it is determined that the motor is in a locked state, It is a motor drive device provided with the motor lock state determination part which stops the said motor.

この発明は、上アーム側および下アーム側のいずれか一方のスイッチング素子に対して相毎に温度センサを設け、モータの駆動開始時に、当該温度センサが設けられた側のスイッチング素子から通電が開始されるように、モータの停止時に、モータの停止位置を予め設定されたモータ停止基準位置に調整し、モータ駆動開始後に、温度センサで検出したスイッチング素子の温度が予め設定された閾値を超えた場合に、モータがロック状態であると判定し、モータを停止させるようにしたので、モータ駆動開始時にモータがロック状態か否かを確実に精度よく判定することできるため、熱によるスイッチング素子の破壊を防止して、インバータの保護を確実に行うことができる。   According to the present invention, a temperature sensor is provided for each phase of the switching element on either the upper arm side or the lower arm side, and energization starts from the switching element on the side where the temperature sensor is provided at the start of driving the motor. As described above, when the motor is stopped, the motor stop position is adjusted to a preset motor stop reference position, and the temperature of the switching element detected by the temperature sensor exceeds a preset threshold value after the motor driving is started. In this case, since the motor is determined to be locked and the motor is stopped, it is possible to reliably determine whether or not the motor is locked at the start of motor driving. And the inverter can be reliably protected.

この発明の実施の形態に係る車両の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a vehicle according to an embodiment of the present invention. この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置の代表的な概略構成図である。1 is a typical schematic configuration diagram of a motor drive device according to an embodiment of the present invention. この発明の実施の形態1に係るU相電流が0(A)で駆動開始されるモータ駆動装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a motor drive device that starts driving when a U-phase current is 0 (A) according to Embodiment 1 of the present invention; この発明の実施の形態1に係るモータ駆動装置の各相に流れる電流波形とモータの回転角を表したタイムチャートである。It is a time chart showing the current waveform which flows into each phase of the motor drive unit concerning Embodiment 1 of this invention, and the rotation angle of a motor. この発明の実施の形態2に係るU相電流が最大電流で駆動開始されるモータ駆動装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the motor drive device by which the U-phase current which starts Embodiment 2 of this invention is started to drive with the maximum current. この発明の実施の形態2に係るモータ駆動装置の各相に流れる電流波形とモータの回転角を表したタイムチャートである。It is a time chart showing the current waveform which flows into each phase of the motor drive unit concerning Embodiment 2 of this invention, and the rotation angle of a motor. この発明の実施の形態3に係る各相電流が最大電流で駆動開始されるモータ駆動装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the motor drive device by which each phase current based on Embodiment 3 of this invention is started to drive with the maximum current. この発明の実施の形態3に係るモータ駆動装置の各相に流れる電流波形とモータの回転角を表したタイムチャートである。It is a time chart showing the current waveform which flows into each phase of the motor drive unit concerning Embodiment 3 of this invention, and the rotation angle of a motor. この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置のモータ駆動開始前のモータ停止時処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process at the time of the motor stop before the motor drive start of the motor drive device which concerns on embodiment of this invention. この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置のモータ駆動開始時のモータ駆動開始前処理のフローチャートである。It is a flowchart of the motor drive start pre-processing at the time of the motor drive start which concerns on embodiment of this invention. この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置のモータ駆動モード処理のフローチャートである。It is a flowchart of the motor drive mode processing of the motor drive device according to the embodiment of the present invention. この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置の制御部の構成を示した構成図である。It is the block diagram which showed the structure of the control part of the motor drive device which concerns on embodiment of this invention.

以下、この発明に係るモータ駆動装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。各図において同一または相当する部分については、同一符号を付して説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a motor drive device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be described with the same reference numerals.

図1は、この発明の実施の形態1〜3に係るモータ駆動装置が搭載された車両の概略構成図である。図1においては、エンジン1とモータ4とを備えたハイブリッド車を例として記載しているが、本実施の形態は電気自動車にも適用可能である。図1において、エンジン1により発電機2が駆動され、それにより発電機2が発電し、その発電された電力はインバータ6を経由して、バッテリ7に充電される。
そして、発電機2が発電した電力、もしくは、バッテリ7に蓄電された電力を、モータ4に供給することで、モータ4を駆動する。モータ4はタイヤ5を駆動し、車両を走行させる。なお、バッテリ7に蓄電された電力をモータ4に供給する場合には、バッテリ7に蓄電された直流電力をインバータ6によって交流電力に変換して、モータ4に供給する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle equipped with a motor drive device according to Embodiments 1 to 3 of the present invention. In FIG. 1, a hybrid vehicle including the engine 1 and the motor 4 is described as an example, but this embodiment can also be applied to an electric vehicle. In FIG. 1, a generator 2 is driven by an engine 1, whereby the generator 2 generates power, and the generated power is charged to a battery 7 via an inverter 6.
Then, the motor 4 is driven by supplying the electric power generated by the generator 2 or the electric power stored in the battery 7 to the motor 4. The motor 4 drives the tire 5 to drive the vehicle. In addition, when the electric power stored in the battery 7 is supplied to the motor 4, the DC power stored in the battery 7 is converted into AC power by the inverter 6 and supplied to the motor 4.

また、車両の減速時などはタイヤ5によりモータ4が回され、モータ4が回生発電を行い、そこで発電された電力はインバータ6を介してバッテリ7に充電される。
また、インバータ6が、バッテリ7に蓄電された直流電力を交流電力に変換して、発電機2を駆動し、エンジン1を始動することも行う。
Further, when the vehicle is decelerated, the motor 4 is rotated by the tire 5, and the motor 4 performs regenerative power generation, and the generated electric power is charged into the battery 7 via the inverter 6.
The inverter 6 also converts the DC power stored in the battery 7 into AC power, drives the generator 2, and starts the engine 1.

また、クラッチ3を結合することにより、エンジン1の駆動力を、モータ4を介してタイヤ5に伝えることで、車両を走行させることもできる。   Further, the vehicle can be driven by transmitting the driving force of the engine 1 to the tire 5 through the motor 4 by coupling the clutch 3.

後述する実施の形態1〜3では、上記のようなシリーズ式ハイブリッド車を例に説明するが、パラレル式ハイブリッド車であってもよい。
また、上記のように、発電機2およびモータ4は、駆動と発電を兼ね備えるモータ・ジェネレータであってもよい。
また、車両が一つのバッテリと一つのインバータを有するもので説明するが、複数の異なる電圧のバッテリを備え、発電機とインバータとの間、および、バッテリとインバータとの間に、電圧変換を行うDC/DCコンバータ等を有するものであってもよい。
In Embodiments 1 to 3 to be described later, the series hybrid vehicle as described above will be described as an example, but a parallel hybrid vehicle may be used.
Further, as described above, the generator 2 and the motor 4 may be a motor / generator having both driving and power generation.
Further, although the vehicle has one battery and one inverter, the vehicle is provided with a plurality of batteries having different voltages, and voltage conversion is performed between the generator and the inverter and between the battery and the inverter. It may have a DC / DC converter or the like.

図2は、この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置の代表的な概略構成図である。図2に示すように、モータ駆動装置は、モータ4と、バッテリ7と、インバータ6とから構成される。インバータ6は、バッテリ7に蓄電された直流電力を交流電力に変換してモータ4を駆動制御する。   FIG. 2 is a typical schematic configuration diagram of the motor drive device according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the motor driving device includes a motor 4, a battery 7, and an inverter 6. The inverter 6 converts the DC power stored in the battery 7 into AC power and controls the driving of the motor 4.

インバータ6は、U相スイッチング回路205、V相スイッチング回路206、および、W相スイッチング回路207とから構成されている。
U相スイッチング回路205は、上アーム203側(高電圧側)に設けられた上アーム側スイッチング素子205Hと、下アーム204側(低電圧側)に設けられた下アーム側スイッチング素子205Lとから構成される。上アーム側スイッチング素子205Hと下アーム側スイッチング素子205Lとは互いに直列に接続されている。また、上アーム側スイッチング素子205H、および、下アーム側スイッチング素子205Lには、それぞれ、1つの還流ダイオードが逆並列に接続されている。
また、V相スイッチング回路206は、上アーム203側に設けられた上アーム側スイッチング素子206Hと、下アーム204側に設けられた下アーム側スイッチング素子206Lとから構成される。上アーム側スイッチング素子206Hと下アーム側スイッチング素子206Lとは互いに直列に接続されている。また、上アーム側スイッチング素子206H、および、下アーム側スイッチング素子206Lには、それぞれ、1つの還流ダイオードが逆並列に接続されている。
また、W相スイッチング回路207は、上アーム203側に設けられた上アーム側スイッチング素子207Hと、下アーム204側に設けられた下アーム側スイッチング素子207Lとから構成される。上アーム側スイッチング素子207Hと下アーム側スイッチング素子207Lとは互いに直列に接続されている。また、上アーム側スイッチング素子207H、および、下アーム側スイッチング素子207Lには、それぞれ、1つの還流ダイオードが逆並列に接続されている。
スイッチング回路205〜207の各スイッチング素子205H〜207H,205L〜207Lとしては、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)およびFET(Field Effect Transistor)を用いることができる。
Inverter 6 includes U-phase switching circuit 205, V-phase switching circuit 206, and W-phase switching circuit 207.
The U-phase switching circuit 205 includes an upper arm side switching element 205H provided on the upper arm 203 side (high voltage side) and a lower arm side switching element 205L provided on the lower arm 204 side (low voltage side). Is done. The upper arm side switching element 205H and the lower arm side switching element 205L are connected in series with each other. In addition, one free-wheeling diode is connected in antiparallel to each of the upper arm side switching element 205H and the lower arm side switching element 205L.
The V-phase switching circuit 206 includes an upper arm side switching element 206H provided on the upper arm 203 side and a lower arm side switching element 206L provided on the lower arm 204 side. The upper arm side switching element 206H and the lower arm side switching element 206L are connected in series with each other. Further, each of the upper arm side switching element 206H and the lower arm side switching element 206L is connected in reverse parallel with one free-wheeling diode.
The W-phase switching circuit 207 includes an upper arm side switching element 207H provided on the upper arm 203 side and a lower arm side switching element 207L provided on the lower arm 204 side. The upper arm side switching element 207H and the lower arm side switching element 207L are connected in series with each other. In addition, one free-wheeling diode is connected in antiparallel to each of the upper arm side switching element 207H and the lower arm side switching element 207L.
As each of the switching elements 205H to 207H and 205L to 207L of the switching circuits 205 to 207, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) and an FET (Field Effect Transistor) can be used.

さらに、インバータ6において、上アーム203側に、スイッチング回路205〜207のスイッチング素子205H〜207Hの温度(以下、スイッチング素子温度と呼ぶ。)を計測するための温度センサ205U、206V、207Wが設けられている。以下では、温度センサ205U、206V、207Wが設けられているスイッチング素子205H〜207Hを「温度センサが設けられているスイッチング素子」と呼ぶ。   Further, in the inverter 6, temperature sensors 205U, 206V, and 207W for measuring the temperatures of the switching elements 205H to 207H of the switching circuits 205 to 207 (hereinafter referred to as switching element temperatures) are provided on the upper arm 203 side. ing. Hereinafter, the switching elements 205H to 207H provided with the temperature sensors 205U, 206V, and 207W are referred to as “switching elements provided with the temperature sensor”.

また、制御部209が、U相スイッチング回路205、V相スイッチング回路206、および、W相スイッチング回路207に対して設けられている。制御部209は、各スイッチング素子205H〜207H,205L〜207Lを駆動制御する。また、制御部209は、温度センサ205U、206V、207Wからのセンサ信号に基づいて、温度センサが設けられているスイッチング素子のスイッチング素子温度(温度情報)を取得する。制御部209は、スイッチング素子温度と閾値とを比較し、スイッチング素子温度が閾値を超えた場合には、モータ4を停止させるか、あるいは、スイッチング素子205H〜207H、205L〜207Lに流れる電流を制限して、スイッチング素子205H〜207H、205L〜207Lが熱により破壊されないように保護する。   Control unit 209 is provided for U-phase switching circuit 205, V-phase switching circuit 206, and W-phase switching circuit 207. The control unit 209 controls driving of the switching elements 205H to 207H and 205L to 207L. Further, the control unit 209 acquires the switching element temperature (temperature information) of the switching element provided with the temperature sensor based on the sensor signals from the temperature sensors 205U, 206V, and 207W. The control unit 209 compares the switching element temperature with a threshold value, and when the switching element temperature exceeds the threshold value, stops the motor 4 or limits the current flowing through the switching elements 205H to 207H and 205L to 207L. Thus, the switching elements 205H to 207H and 205L to 207L are protected from being destroyed by heat.

なお、図2においては、制御部209はインバータ6の内部に配置しているが、インバータ6の外部に配置してもよい。   In FIG. 2, the control unit 209 is disposed inside the inverter 6, but may be disposed outside the inverter 6.

制御部209の構成を図12に示す。
図12に示すように、制御部209は、温度情報検出部2091と、モータ位置情報検出部2092と、駆動部2093と、モータ停止位置調整部2094と、モータロック状態判定部2095と、記憶部2096とを備えている。
温度情報検出部2091は、温度センサ205U、206V、207Wからのセンサ信号を用いて、スイッチング素子205H〜207Hの温度情報を検出する。
モータ位置情報検出部2092は、例えばレゾルバを用いて、モータ4の位置情報を検出する。
駆動部2093は、U,V,W相毎に、上アーム側のスイッチング素子と下アーム側のスイッチング素子とを交互に通電させる。U相、V相、W相に流れる電流は、例えば図4に示すように、電気角で120度ずつずれた正弦波になっている。図4の例で説明すると、各相において、電流値が0(A)より大きい領域では、上アーム側のスイッチング素子が通電され、電流値が0(A)より小さい領域では、下アーム側のスイッチング素子が通電される。また、電流値が0(A)のときは、上アーム側および下アーム側のスイッチング素子のいずれにも電流は流れない。
モータ停止位置調整部2094は、予め設定されたモータ停止基準位置でモータ4が停止するように、モータ4が停止する時に、モータ4の停止位置を調整する。これにより、モータ4が次に駆動開始する時に、温度センサ205U、206V、207Wが設けられたスイッチング素子205H、206H、207Hから通電が開始されるようになる。
モータロック状態判定部2095は、モータ4の駆動開始後に、温度情報検出部2091で検出したスイッチング素子205H、206H、207Hの温度情報が予め設定された閾値を超えた場合に、モータ4が停止しているか否かを判定し、モータ4が停止している場合には、モータ4がロック状態であると判定して、モータ4を停止させる。一方、モータ4が停止していなかった場合には、スイッチング素子が熱により破壊されることを防ぐために、スイッチング素子に流れる電流を制限する。なお、温度情報の例としては、例えば、モータ4の駆動開始時からの現在までの上昇温度ΔTMx、または、スイッチング素子の現在の検出温度TMxが挙げられる。
記憶部2096は、制御部209が用いる種々のデータを記憶する。
The configuration of the control unit 209 is shown in FIG.
As shown in FIG. 12, the control unit 209 includes a temperature information detection unit 2091, a motor position information detection unit 2092, a drive unit 2093, a motor stop position adjustment unit 2094, a motor lock state determination unit 2095, and a storage unit. 2096.
The temperature information detection unit 2091 detects temperature information of the switching elements 205H to 207H using sensor signals from the temperature sensors 205U, 206V, and 207W.
The motor position information detection unit 2092 detects the position information of the motor 4 using, for example, a resolver.
The drive unit 2093 alternately energizes the switching element on the upper arm side and the switching element on the lower arm side for each of the U, V, and W phases. For example, as shown in FIG. 4, the current flowing in the U phase, the V phase, and the W phase is a sine wave that is shifted by 120 degrees in electrical angle. In the example of FIG. 4, in each phase, the switching element on the upper arm side is energized in a region where the current value is larger than 0 (A), and in the region where the current value is smaller than 0 (A), The switching element is energized. When the current value is 0 (A), no current flows through any of the switching elements on the upper arm side and the lower arm side.
The motor stop position adjusting unit 2094 adjusts the stop position of the motor 4 when the motor 4 stops so that the motor 4 stops at a preset motor stop reference position. Thus, when the motor 4 starts to be driven next, energization is started from the switching elements 205H, 206H, and 207H provided with the temperature sensors 205U, 206V, and 207W.
The motor lock state determination unit 2095 stops the motor 4 when the temperature information of the switching elements 205H, 206H, and 207H detected by the temperature information detection unit 2091 exceeds a preset threshold after driving of the motor 4 is started. If the motor 4 is stopped, it is determined that the motor 4 is in the locked state, and the motor 4 is stopped. On the other hand, when the motor 4 is not stopped, the current flowing through the switching element is limited in order to prevent the switching element from being destroyed by heat. Examples of the temperature information include, for example, the temperature rise ΔTMx from the start of driving the motor 4 to the present, or the current detected temperature TMx of the switching element.
The storage unit 2096 stores various data used by the control unit 209.

以下、この発明の具体的な実施の形態について説明する。なお、以下では、図2と異なる点を主に説明し、図2と同じ構成および動作については説明を省略する。制御部209の構成および動作については図12と基本的に同じであるが、以下の実施の形態1〜3においては温度センサの符号が図2と異なるため、それらについては各実施の形態の温度センサの符号に読み替えることとする。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. In the following, differences from FIG. 2 will be mainly described, and description of the same configuration and operation as in FIG. 2 will be omitted. The configuration and operation of the control unit 209 are basically the same as those in FIG. 12, but in the following first to third embodiments, the reference numerals of the temperature sensors are different from those in FIG. 2. It shall be read as the sensor code.

実施の形態1.
図3は、この発明の実施の形態1に係るモータ駆動装置の構成を示した図である。また、図4は、本実施の形態における、U相、V相、W相のそれぞれに流れる電流値を示すタイミングチャートである。本実施の形態においては、U相電流が0(A)で、モータ4が駆動開始される場合の実施の形態を示す。以下、詳細に説明する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the motor drive device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 is a timing chart showing values of currents flowing in the U phase, the V phase, and the W phase in the present embodiment. In the present embodiment, an embodiment in which the U-phase current is 0 (A) and driving of the motor 4 is started will be described. Details will be described below.

図3と図2の相違点は、温度センサの設置位置である。図2においては、温度センサ205U,206V,207Wが、すべて、上アーム203側に配置されていた。一方、図3においては、上アーム203側に温度センサ306Vが設けられ、下アーム204側に温度センサ305U、307Wが設けられている。このように、本実施の形態では、1つの相の温度センサが、他の相の温度センサとは異なるアーム側に配置されている。すなわち、本実施の形態では、図3に示すように、温度センサ306Vが、V相の上アーム側スイッチング素子206Hに対して設けられ、温度センサ305Uが、U相の下アーム側スイッチング素子205Lに対して設けられ、温度センサ307Wが、W相の下アーム側スイッチング素子207Lに対して設けられている。制御部209は、温度センサ305U、306V、307Wからのセンサ信号に基づいて、スイッチング素子205L、206H、207Lの温度情報を検出し、当該温度情報が閾値(後述する第2の閾値、および、第3の閾値)以上となった場合に、モータ4を停止させるか、あるいは、スイッチング素子205H〜207H、205L〜207Lに流れる電流を制限する。これにより、スイッチング素子205H〜207H、205L〜207Lが熱により破壊されることを防止することができる。   The difference between FIG. 3 and FIG. 2 is the installation position of the temperature sensor. In FIG. 2, all of the temperature sensors 205U, 206V, and 207W are disposed on the upper arm 203 side. On the other hand, in FIG. 3, a temperature sensor 306V is provided on the upper arm 203 side, and temperature sensors 305U and 307W are provided on the lower arm 204 side. Thus, in the present embodiment, the temperature sensor of one phase is arranged on the arm side different from the temperature sensors of the other phases. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 3, temperature sensor 306V is provided for V-phase upper arm side switching element 206H, and temperature sensor 305U is provided for U-phase lower arm side switching element 205L. A temperature sensor 307W is provided for the W-phase lower arm switching element 207L. The control unit 209 detects temperature information of the switching elements 205L, 206H, and 207L based on sensor signals from the temperature sensors 305U, 306V, and 307W, and the temperature information is a threshold value (a second threshold value and a second threshold value described later). 3), the motor 4 is stopped or the current flowing through the switching elements 205H to 207H and 205L to 207L is limited. This can prevent the switching elements 205H to 207H and 205L to 207L from being destroyed by heat.

図4(a)〜(c)は、各相に流れる電流波形と各相のモータ回転角(モータの位置)との関係を表したタイムチャートである。図4(a)〜(c)において、縦軸は電流値であり、横軸はモータの回転角である。
図4(a)のタイムチャートは、U相スイッチング素子205H、205Lに流れる電流を示している。
図4(b)のタイムチャートは、V相スイッチング素子206H、206Lに流れる電流を示している。図4(b)に示す電流は、図4(a)に示す電流から、電気角で120度遅れている。
図4(c)のタイムチャートは、W相スイッチング素子207H、207Lに流れる電流を示している。図4(c)に示す電流は、図4(b)に示す電流から、電気角で120度遅れている。
すなわち、U相、V相、W相に流れる電流は、図4(a)〜(c)に示されるように、電気角で120度ずつずれた正弦波となっている。
4A to 4C are time charts showing the relationship between the current waveform flowing in each phase and the motor rotation angle (motor position) of each phase. 4A to 4C, the vertical axis represents the current value, and the horizontal axis represents the rotation angle of the motor.
The time chart in FIG. 4A shows the current flowing through the U-phase switching elements 205H and 205L.
The time chart in FIG. 4B shows the current flowing through the V-phase switching elements 206H and 206L. The current shown in FIG. 4B is delayed by 120 degrees in electrical angle from the current shown in FIG.
The time chart in FIG. 4C shows the current flowing through the W-phase switching elements 207H and 207L. The current shown in FIG. 4C is delayed by 120 degrees in electrical angle from the current shown in FIG.
That is, the currents flowing in the U phase, the V phase, and the W phase are sine waves that are shifted by 120 degrees in electrical angle, as shown in FIGS.

また、図4(a)〜(c)に示す各相のタイムチャートにおいて、電流値がプラス(+)の領域では上アーム203側のスイッチング素子205H〜207Hに電流が流れ、電流値がマイナス(−)の領域では下アーム204側のスイッチング素子205L〜207Lに電流が流れる。このようにして、スイッチング素子205H〜207H、205L〜207LのON/OFFが制御され、インバータ6が制御されることで、モータ4が駆動される。   In the time chart of each phase shown in FIGS. 4A to 4C, in the region where the current value is plus (+), a current flows through the switching elements 205H to 207H on the upper arm 203 side, and the current value is minus ( In the region −), a current flows through the switching elements 205L to 207L on the lower arm 204 side. In this way, ON / OFF of the switching elements 205H to 207H and 205L to 207L is controlled, and the motor 4 is driven by controlling the inverter 6.

図4(a)〜(c)において、点線で示される直線は、予め設定された所望のモータ停止基準位置を示している。モータ4は、停止時に、制御部209のモータ停止位置調整部2094により位置調整されて、このモータ停止基準位置で停止する。従って、モータ4が、次に駆動を開始するときのモータ位置は、このモータ停止基準位置となる。
また、図4(a)〜(c)において、点線で示される円は、モータ停止基準位置における各相のスイッチング素子に流れる電流値を示している。すなわち、モータ停止基準位置で停止していたモータ4が、次に駆動を開始する場合には、各相のスイッチング素子に、当該円で示される電流値の電流が流れる。
図4の例では、U相スイッチング素子205H、205Lに流れる電流値が0(A)となるモータ位置で、モータ4が駆動開始される。すなわち、本実施の形態では、U相電流が0(A)となるモータ位置を、モータ停止基準位置として設定している。
4A to 4C, a straight line indicated by a dotted line indicates a desired motor stop reference position set in advance. When the motor 4 is stopped, the position of the motor 4 is adjusted by the motor stop position adjusting unit 2094 of the control unit 209 and stopped at the motor stop reference position. Therefore, the motor position when the motor 4 starts to drive next is the motor stop reference position.
4A to 4C, the circles indicated by dotted lines indicate the values of current flowing through the switching elements of the respective phases at the motor stop reference position. That is, when the motor 4 stopped at the motor stop reference position starts driving next, a current having a current value indicated by the circle flows through the switching element of each phase.
In the example of FIG. 4, the motor 4 starts to be driven at the motor position where the current value flowing through the U-phase switching elements 205H and 205L is 0 (A). That is, in this embodiment, the motor position at which the U-phase current is 0 (A) is set as the motor stop reference position.

また、図4(a)〜(c)において、各相のタイムチャートの網掛けの領域は、各相に配置した温度センサ305U、306V、307Wで計測できる電流値の範囲を示している。
図4(a)に示すように、U相では、モータ駆動開始後に、点線の円で示す0(A)からマイナス側の領域で電流が流れるため、下アーム204側のスイッチング素子205Lのスイッチング素子温度を計測するべきである。そのため、図3に示すように、下アーム204側に、U相の温度センサ305Uを配置している。
また同様に、図4(b)に示すように、V相では、モータ駆動開始後にプラス側の領域で電流が流れるため、図3に示すように、上アーム203側に、V相の温度センサ306Vを配置している。
また同様に、図4(c)に示すように、W相では、モータ駆動開始後にマイナス側の領域で電流が流れるため、図3に示すように、下アーム204側に、W相の温度センサ307Wを配置している。
4A to 4C, shaded areas in the time charts of the respective phases indicate ranges of current values that can be measured by the temperature sensors 305U, 306V, and 307W disposed in the respective phases.
As shown in FIG. 4A, in the U phase, after the motor driving is started, current flows in a region on the minus side from 0 (A) indicated by a dotted circle, so that the switching element of the switching element 205L on the lower arm 204 side The temperature should be measured. Therefore, as shown in FIG. 3, a U-phase temperature sensor 305U is arranged on the lower arm 204 side.
Similarly, as shown in FIG. 4B, in the V phase, since a current flows in a positive region after the start of motor driving, as shown in FIG. 306V is arranged.
Similarly, as shown in FIG. 4 (c), in the W phase, current flows in the minus side region after the start of motor driving. Therefore, as shown in FIG. 307W is arranged.

図3および図4に示す本実施の形態においては、モータ駆動開始時にモータロックされたと仮定すると、その時点のU相の電流値は0(A)であるために、U相スイッチング素子205H、205Lの温度は上昇しない。一方、V相では、上アーム側に、点線の円で示される電流値と同じ値の電流が連続通電する。同様に、W相では、下アーム側に、点線の円で示される電流値と同じ電流値の電流が連続通電する。そのため、V相スイッチング素子206HとW相スイッチング素子207Lのスイッチング素子温度がそれぞれ上昇し、V相スイッチング素子206LとW相スイッチング素子207Hのスイッチング素子温度は上昇しない。
この時、従来技術と異なり、本実施の形態では、図4に示すように、モータ停止基準位置を設定し、その位置でモータ駆動を開始するようにし、モータ駆動開始時の電流の流れる領域がプラス側かマイナス側かに応じて、相毎に異なるアーム側に温度センサを配置する構成としたため、確実に精度よくスイッチング素子温度を把握でき、閾値を超える前にモータ停止や駆動電流制限によりスイッチング素子を保護することができる。
また、本実施の形態では、温度センサが設けられている側のスイッチング素子の温度だけを用いて制御を行うため、精度向上が図れる。また、本実施の形態では、温度センサが設けられていない側のスイッチング素子の温度を推定する必要もなく、また、それに対する閾値の複雑な設定の作業が不要となる。
In the present embodiment shown in FIGS. 3 and 4, assuming that the motor is locked at the start of motor driving, the current value of the U phase at that time is 0 (A), so U phase switching elements 205H and 205L Temperature does not rise. On the other hand, in the V phase, a current having the same value as the current value indicated by the dotted circle is continuously supplied to the upper arm side. Similarly, in the W phase, a current having the same current value as that indicated by the dotted circle is continuously energized on the lower arm side. Therefore, the switching element temperatures of V-phase switching element 206H and W-phase switching element 207L increase, and the switching element temperatures of V-phase switching element 206L and W-phase switching element 207H do not increase.
At this time, unlike the prior art, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the motor stop reference position is set and the motor drive is started at that position, and the current flowing region at the start of the motor drive is The temperature sensor is arranged on the arm side that is different for each phase depending on the plus side or minus side, so the switching element temperature can be grasped reliably and accurately, and the motor is switched by stopping the motor or limiting the drive current before the threshold is exceeded. The element can be protected.
In the present embodiment, control is performed using only the temperature of the switching element on the side where the temperature sensor is provided, so that accuracy can be improved. Further, in the present embodiment, it is not necessary to estimate the temperature of the switching element on the side where the temperature sensor is not provided, and a complicated setting operation for the threshold is not required.

尚、図4の例では、モータ駆動開始時にモータロックした場合のU相のスイッチング素子205Hと205Lに流れる電流は0(A)であるため、それらのスイッチング素子は温度上昇しないので、U相の温度センサ305Uは必ずしも設けなくてもよい。しかしながら、モータ4が少し回ってから、例えば電気角30度分だけモータ4が回転してから、モータ4がロック状態となる場合も想定できる。その場合には、モータロック状態で、U相にマイナス側の電流が流れ、下アーム204側のU相スイッチング素子205Lの温度が上昇することから、下アーム204側にU相温度センサ305Uを配置した方が良い。そのため、図3では、下アーム204側にU相温度センサ305Uを配置している。   In the example of FIG. 4, since the current flowing through the U-phase switching elements 205H and 205L when the motor is locked at the start of motor driving is 0 (A), the temperature of these switching elements does not increase. The temperature sensor 305U is not necessarily provided. However, it can be assumed that the motor 4 is in a locked state after the motor 4 has rotated a little, for example, after the motor 4 has rotated by an electrical angle of 30 degrees. In this case, a negative current flows in the U phase in the motor locked state, and the temperature of the U phase switching element 205L on the lower arm 204 side rises. Therefore, the U phase temperature sensor 305U is disposed on the lower arm 204 side. Better to do. Therefore, in FIG. 3, the U-phase temperature sensor 305U is arranged on the lower arm 204 side.

また、実施の形態1では、U相の電流値が0(A)となるモータ位置をモータ停止基準位置としたが、その場合に限らず、V相またはW相の電流値が0(A)となるモータ位置をモータ停止基準位置としてもよい。   In the first embodiment, the motor position at which the U-phase current value is 0 (A) is the motor stop reference position. However, the present invention is not limited to this, and the V-phase or W-phase current value is 0 (A). It is good also considering the motor position used as a motor stop reference position.

以上のように、モータ4の複数の相(U,V,W)に対応させて上アーム203側と下アーム204側とにそれぞれスイッチング素子205H〜207H、205L〜207Lを設けたインバータ6と、上アーム203側および下アーム204側のいずれか一方のスイッチング素子205L、206H、207Lに対して相(U,V,W)毎に設けられた温度センサ305U、306V、307Wと、温度センサ305U、306V、307Wからのセンサ信号を用いてスイッチング素子205L、206H、207Lの温度情報を検出する温度情報検出部2091と、モータ4の位置情報を検出するモータ位置情報検出部2092と、相(U,V,W)毎に上アーム203側のスイッチング素子205H〜207Hと下アーム204側のスイッチング素子205L〜207Lとを交互に通電させる駆動部2093と、モータ4の駆動開始時に温度センサ305U、306V、307Wが設けられた側のスイッチング素子205L、206H、207Lから通電開始できるように、モータ4の停止時にモータ4の位置を予め設定されたモータ停止基準位置に調整するモータ停止位置調整部2094と、モータ駆動開始後に、温度情報検出部2091で検出したスイッチング素子の温度情報が予め設定された閾値を超えた場合に、モータ4がロック状態であると判定し、モータ4を停止させるモータロック状態判定部2095とを備えたモータ駆動装置である。
本実施の形態によれば、上記構成により、相(U,V,W)毎に、上アーム203もしくは下アーム204の内のいずれか一方のみに温度センサを設けることで、モータ駆動装置の低コスト化、小型化を図ることができる。
さらに、モータ駆動開始時に温度センサを設けた側のスイッチング素子から通電開始できるように、相(U,V,W)毎に上アーム203もしくは下アーム204の内のいずれか一方のみに温度センサの配置を行った上で、モータ駆動開始前のモータ停止時に予め位置調整を行った後にモータ駆動開始するため、スイッチング素子温度を推測することなく温度センサで計測でき、確実に精度よくモータ駆動開始時のモータロック状態を判定し、インバータの保護が行える。
As described above, the inverter 6 provided with the switching elements 205H to 207H and 205L to 207L on the upper arm 203 side and the lower arm 204 side in correspondence with the plurality of phases (U, V, W) of the motor 4, Temperature sensors 305U, 306V, 307W provided for each phase (U, V, W) with respect to any one of the switching elements 205L, 206H, 207L on the upper arm 203 side and the lower arm 204 side, and temperature sensors 305U, A temperature information detector 2091 that detects temperature information of the switching elements 205L, 206H, and 207L using sensor signals from 306V and 307W, a motor position information detector 2092 that detects position information of the motor 4, and a phase (U, V, W) for each switching element 205H to 207H on the upper arm 203 side and on the lower arm 204 side. A motor 2093 that alternately energizes the switching elements 205L to 207L and a motor so that energization can be started from the switching elements 205L, 206H, and 207L on the side where the temperature sensors 305U, 306V, and 307W are provided when the motor 4 starts to be driven. The motor stop position adjustment unit 2094 that adjusts the position of the motor 4 to a preset motor stop reference position when the motor 4 stops, and the temperature information of the switching element detected by the temperature information detection unit 2091 after the start of motor driving are preset. The motor drive device includes a motor lock state determination unit 2095 that determines that the motor 4 is in a locked state and stops the motor 4 when the threshold value is exceeded.
According to the present embodiment, with the above configuration, the temperature sensor is provided in only one of the upper arm 203 or the lower arm 204 for each phase (U, V, W), thereby reducing the motor driving device. Cost reduction and size reduction can be achieved.
Furthermore, only one of the upper arm 203 and the lower arm 204 is provided for each phase (U, V, W) so that energization can be started from the switching element on the side where the temperature sensor is provided when the motor is started. Since the motor drive is started after the position is adjusted in advance when the motor is stopped before the motor drive is started, the temperature can be measured with a temperature sensor without estimating the switching element temperature. The inverter can be protected by determining the motor lock state.

また、本実施の形態においては、モータ停止基準位置は、いずれか一つの相のスイッチング素子に流れる電流が0(A)となるモータ4の位置とした。
本実施の形態においては、モータ駆動開始時にいずれか一つの相(U相)の電流が0(A)となる場合に、その相(U相)以外の他の相(V相、W相)のスイッチング素子206H,207Lの温度計測ができるように異なるアームに温度センサ306V,307Wを配置した上で、当該相(U相)の電流が0(A)となるようなモータ停止基準位置にモータ4の停止位置を調整した後に、モータ4を駆動開始することで、モータ駆動開始時に温度上昇する、すなわち、当該相(U相)以外の他の相(V相、W相)のスイッチング素子温度だけでモータ駆動開始時のモータロック状態の判定を行えるため、判定処理の簡素化と精度向上図れる。また、モータ停止基準位置、すなわち、モータ駆動開始位置が決められることにより、電流制限を行うための閾値の設定の省力化と精度向上も図れる。
Further, in the present embodiment, the motor stop reference position is the position of the motor 4 where the current flowing through the switching element of any one phase is 0 (A).
In this embodiment, when the current of any one phase (U phase) becomes 0 (A) at the start of motor driving, other phases (V phase, W phase) other than that phase (U phase) The temperature sensors 306V and 307W are arranged on different arms so that the temperature of the switching elements 206H and 207L can be measured, and the motor is positioned at the motor stop reference position where the current of the phase (U phase) becomes 0 (A). After the stop position of 4 is adjusted, the temperature of the motor 4 is increased by starting the driving of the motor 4, that is, the switching element temperature of the other phase (V phase, W phase) other than the phase (U phase). Since the determination of the motor lock state at the start of motor driving can be performed only by this, the determination process can be simplified and the accuracy can be improved. Further, by determining the motor stop reference position, that is, the motor drive start position, it is possible to save labor and improve accuracy in setting a threshold value for performing current limiting.

また、本実施の形態においては、モータ4の駆動開始前またはモータ4の駆動開始直後に、モータ位置情報検出部2092がモータ4の現在位置がモータ停止基準位置からずれていることを検出した場合に、モータ停止位置調整部2094はモータ4の位置をモータ停止基準位置に再調整する。
これにより、モータ駆動開始時やモータ駆動開始後すぐに、モータ4の位置がモータ停止基準位置からずれた状態でモータ4が停止した場合にも、再調整した後にモータ4の駆動を開始することができるため、確実に精度よく、モータ4の駆動開始時のモータロック状態の判定を行うことができる。
Further, in the present embodiment, when the motor position information detection unit 2092 detects that the current position of the motor 4 is deviated from the motor stop reference position before the motor 4 starts driving or immediately after the motor 4 starts driving. In addition, the motor stop position adjusting unit 2094 readjusts the position of the motor 4 to the motor stop reference position.
Accordingly, even when the motor 4 is stopped when the motor 4 is started or immediately after the motor driving is started and the position of the motor 4 is deviated from the motor stop reference position, the driving of the motor 4 is started after readjustment. Therefore, it is possible to accurately and accurately determine the motor lock state at the start of driving of the motor 4.

実施の形態2.
図5は、この発明の実施の形態2に係る車両のモータ駆動装置の構成を示した図である。図6は、本実施の形態における、U相、V相、W相のそれぞれに流れる電流値を示すタイミングチャートである。本実施の形態においては、U相の上アーム側スイッチング素子205Hの電流が最大電流で駆動開始される場合の実施の形態を示す。以下、詳細に説明する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a vehicle motor drive device according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 6 is a timing chart showing current values flowing in the U phase, the V phase, and the W phase in the present embodiment. In the present embodiment, an embodiment will be described in which driving of the U-phase upper arm side switching element 205H is started at the maximum current. Details will be described below.

図5と図2の相違点は、温度センサの設置位置である。図2においては、温度センサ205U,206V,207Wが、すべて、上アーム203側に配置されていた。一方、図5においては、上アーム203側に温度センサ505Uが設けられ、下アーム204側に温度センサ506V、507Wが設けられている。このように、本実施の形態では、1つの相の温度センサが、他の相の温度センサとは異なるアーム側に配置されている。すなわち、本実施の形態では、図5に示すように、温度センサ505Uが、U相の上アーム側スイッチング素子205Hに対して設けられ、温度センサ506Vが、V相の下アーム側スイッチング素子206Lに対して設けられ、温度センサ507Wが、W相の下アーム側スイッチング素子207Lに対して設けられている。制御部209は、温度センサ505U、506V、507Wからのセンサ信号に基づいて、スイッチング素子205H、206L、207Lのスイッチング素子温度を検出し、スイッチング素子温度が閾値(後述する第3の閾値)以上となった場合に、モータ4を停止させるか、あるいは、スイッチング素子205H〜207H、205L〜207Lに流れる電流を制限する。これにより、スイッチング素子205H〜207H、205L〜207Lが熱により破壊されることを防止することができる。   The difference between FIG. 5 and FIG. 2 is the installation position of the temperature sensor. In FIG. 2, all of the temperature sensors 205U, 206V, and 207W are disposed on the upper arm 203 side. On the other hand, in FIG. 5, a temperature sensor 505U is provided on the upper arm 203 side, and temperature sensors 506V and 507W are provided on the lower arm 204 side. Thus, in the present embodiment, the temperature sensor of one phase is arranged on the arm side different from the temperature sensors of the other phases. That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, temperature sensor 505U is provided for U-phase upper arm side switching element 205H, and temperature sensor 506V is provided for V-phase lower arm side switching element 206L. A temperature sensor 507W is provided for the W-phase lower arm switching element 207L. The control unit 209 detects the switching element temperatures of the switching elements 205H, 206L, and 207L based on the sensor signals from the temperature sensors 505U, 506V, and 507W, and the switching element temperature is equal to or higher than a threshold (a third threshold described later). In such a case, the motor 4 is stopped or the current flowing through the switching elements 205H to 207H and 205L to 207L is limited. This can prevent the switching elements 205H to 207H and 205L to 207L from being destroyed by heat.

図6(a)〜(c)は、各相に流れる電流波形と各相のモータ回転角(モータの位置)との関係を表したタイムチャートである。図6(a)〜(c)において、縦軸は電流値であり、横軸はモータの回転角である。
図6(a)のタイムチャートは、U相スイッチング素子205H、205Lに流れる電流を示している。
図6(b)のタイムチャートは、V相スイッチング素子206H、206Lに流れる電流を示している。図4(b)に示す電流は、図4(a)に示す電流から、電気角で120度遅れている。
図6(c)のタイムチャートは、W相スイッチング素子207H、207Lに流れる電流を示している。図6(c)に示す電流は、図6(b)に示す電流から、電気角で120度遅れている。
すなわち、U相、V相、W相に流れる電流は、図6(a)〜(c)に示されるように、電気角で120度ずつずれた正弦波となっている。
6A to 6C are time charts showing the relationship between the current waveform flowing in each phase and the motor rotation angle (motor position) of each phase. 6A to 6C, the vertical axis represents the current value, and the horizontal axis represents the rotation angle of the motor.
The time chart of FIG. 6A shows the current flowing through the U-phase switching elements 205H and 205L.
The time chart in FIG. 6B shows the current flowing through the V-phase switching elements 206H and 206L. The current shown in FIG. 4B is delayed by 120 degrees in electrical angle from the current shown in FIG.
The time chart in FIG. 6C shows the current flowing through the W-phase switching elements 207H and 207L. The current shown in FIG. 6C is delayed by 120 degrees in electrical angle from the current shown in FIG.
That is, the currents flowing in the U phase, the V phase, and the W phase are sine waves that are shifted by 120 degrees in electrical angle, as shown in FIGS.

また、図6(a)〜(c)に示す各相のタイムチャートにおいて、電流値がプラス(+)の領域では上アーム側のスイッチング素子に電流が流れ、電流値がマイナス(−)の領域では下アーム側のスイッチング素子に電流が流れる。このようにしてインバータ6が制御されることで、モータ4が駆動される。   In the time chart of each phase shown in FIGS. 6A to 6C, in the region where the current value is plus (+), the current flows through the switching element on the upper arm side, and the region where the current value is minus (−). Then, a current flows through the switching element on the lower arm side. Thus, the motor 4 is driven by controlling the inverter 6.

図6(a)〜(c)において、点線で示される直線は、予め設定された所望のモータ停止基準位置を示している。モータ4は、停止時に、制御部209のモータ停止位置調整部2094により位置調整されて、このモータ停止基準位置で停止する。従って、モータ4が、次に駆動を開始するときのモータ位置は、このモータ停止基準位置となる。
また、図6(a)〜(c)において、点線で示される円は、モータ停止基準位置における各相のスイッチング素子に流れる電流値を示している。すなわち、モータ停止基準位置で停止していたモータ4が、次に駆動を開始する場合には、各相のスイッチング素子に、当該円で示される電流値の電流が流れる。
図6の例では、U相スイッチング素子205Hに流れる電流値が最大電流となるモータ位置で、モータ4が駆動開始される。すなわち、本実施の形態では、U相スイッチング素子205Hに流れる電流が最大電流となるモータ位置を、モータ停止基準位置として設定している。
6A to 6C, a straight line indicated by a dotted line indicates a desired motor stop reference position set in advance. When the motor 4 is stopped, the position of the motor 4 is adjusted by the motor stop position adjusting unit 2094 of the control unit 209 and stopped at the motor stop reference position. Therefore, the motor position when the motor 4 starts to drive next is the motor stop reference position.
6A to 6C, the circles indicated by dotted lines indicate the values of current flowing through the switching elements of the respective phases at the motor stop reference position. That is, when the motor 4 stopped at the motor stop reference position starts driving next, a current having a current value indicated by the circle flows through the switching element of each phase.
In the example of FIG. 6, the motor 4 is started to be driven at the motor position where the current value flowing through the U-phase switching element 205H becomes the maximum current. That is, in the present embodiment, the motor position at which the current flowing through U-phase switching element 205H is the maximum current is set as the motor stop reference position.

また、図6(a)〜(c)において、各相のタイムチャートの網掛けの領域は、各相に配置した温度センサ305U、306V、307Wで計測できる電流値の範囲を示している。
図6(a)に示すように、U相では、モータ駆動開始後に、点線の円で示す最大電流からプラス側の領域で電流が流れるため、上アーム203側のスイッチング素子205Hのスイッチング素子温度を計測するべきである。そのため、図5に示すように、上アーム203側に、U相の温度センサ505Uを配置している。
また同様に、図6(b)に示すように、V相では、モータ駆動開始後にマイナス側の領域で電流が流れるため、図5に示すように、下アーム204側に、V相の温度センサ506Vを配置している。
また同様に、図6(c)に示すように、W相では、モータ駆動開始後にマイナス側の領域で電流が流れるため、図5に示すように、下アーム204側に、W相の温度センサ507Wを配置している。
6A to 6C, shaded areas in the time charts of the phases indicate ranges of current values that can be measured by the temperature sensors 305U, 306V, and 307W arranged in the phases.
As shown in FIG. 6 (a), in the U phase, after starting motor driving, current flows in a region on the plus side from the maximum current indicated by the dotted circle, so the switching element temperature of the switching element 205H on the upper arm 203 side is Should be measured. Therefore, as shown in FIG. 5, a U-phase temperature sensor 505U is disposed on the upper arm 203 side.
Similarly, as shown in FIG. 6 (b), in the V phase, a current flows in the minus side region after the start of motor driving. Therefore, as shown in FIG. 506V is arranged.
Similarly, as shown in FIG. 6 (c), in the W phase, current flows in the minus side region after the start of motor driving. Therefore, as shown in FIG. 507W is arranged.

図5および図6に示す本実施の形態においては、モータ駆動開始時にモータロックされたと仮定すると、その時点のU相の電流値は最大電流であるため、U相のスイッチング素子205Hが最も温度上昇が大きく、閾値を超える可能性が高い。一方、V相では、下アーム側に、点線の円で示される電流値と同じ値の電流が連続通電する。同様に、W相では、下アーム側に、点線の円で示される電流値と同じ電流値の電流が連続通電する。そのため、V相スイッチング素子206LとW相スイッチング素子207Lのスイッチング素子温度がそれぞれ上昇し、U相スイッチング素子205L、V相スイッチング素子206H、W相スイッチング素子207Hのスイッチング素子温度は上昇しない。
この時、従来技術と異なり、本実施の形態では、図6に示すように、モータ停止基準位置を設定し、その位置でモータ駆動を開始するようにし、モータ駆動開始時の電流の流れる領域がプラス側かマイナス側かに応じて、相毎に異なるアーム側に温度センサを配置する構成としたため、確実に精度よくスイッチング素子温度を把握でき、閾値を超える前にモータ停止や駆動電流制限によりスイッチング素子を保護することができる。
また、本実施の形態では、温度センサが設けられている側のスイッチング素子の温度だけを用いて制御を行うため、精度向上が図れる。また、本実施の形態では、温度センサが設けられていない側のスイッチング素子の温度を推定する必要もなく、また、それに対する閾値の複雑な設定の作業が不要となる。
In the present embodiment shown in FIGS. 5 and 6, assuming that the motor is locked at the start of motor driving, the current value of the U phase is the maximum current, so the switching element 205H of the U phase has the highest temperature rise. Is likely to exceed the threshold. On the other hand, in the V phase, a current having the same value as the current value indicated by the dotted circle is continuously energized on the lower arm side. Similarly, in the W phase, a current having the same current value as that indicated by the dotted circle is continuously energized on the lower arm side. Therefore, the switching element temperatures of the V-phase switching element 206L and the W-phase switching element 207L increase, and the switching element temperatures of the U-phase switching element 205L, the V-phase switching element 206H, and the W-phase switching element 207H do not increase.
At this time, unlike the prior art, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the motor stop reference position is set and the motor driving is started at that position, and the current flowing region at the start of the motor driving is The temperature sensor is arranged on the arm side that is different for each phase depending on the plus side or minus side, so the switching element temperature can be grasped reliably and accurately, and the motor is switched by stopping the motor or limiting the drive current before the threshold is exceeded. The element can be protected.
In the present embodiment, control is performed using only the temperature of the switching element on the side where the temperature sensor is provided, so that accuracy can be improved. Further, in the present embodiment, it is not necessary to estimate the temperature of the switching element on the side where the temperature sensor is not provided, and a complicated setting operation for the threshold is not required.

尚、図6の例では、モータ駆動開始時にモータロックした場合のV相とW相のスイッチング素子206Lと207Lに流れる電流は同じであり、同様の温度上昇となるが、モータ4が少し回ってからモータ4がロックした場合は、V相の電流は小さくなり、W相の電流は大きくなる。   In the example of FIG. 6, the current flowing through the switching elements 206L and 207L of the V-phase and W-phase when the motor is locked at the start of motor driving is the same, and the temperature rises similarly, but the motor 4 slightly rotates. Therefore, when the motor 4 is locked, the V-phase current decreases and the W-phase current increases.

また、実施の形態2では、U相の電流値が最大電流となるモータ位置をモータ停止基準位置としたが、その場合に限らず、V相またはW相の電流値が最大電流となるモータ位置をモータ停止基準位置としてもよい。   In the second embodiment, the motor position at which the U-phase current value is the maximum current is set as the motor stop reference position. However, the present invention is not limited to this, and the motor position at which the V-phase or W-phase current value is the maximum current is used. May be used as the motor stop reference position.

以上のように、本実施の形態においても、上記の実施の形態1と同様の効果を得ることができる。   As described above, also in the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

また、本実施の形態においては、モータ停止基準位置を、いずれか一つの相の前記スイッチング素子に流れる電流が最大電流となるモータ4の位置とした。
本実施の形態においては、モータ駆動開始時にいずれか一つの相(U相)の電流が最大電流となるような場合に、電流が流れるすべてのスイッチング素子の温度計測ができるように異なるアームに温度センサ505U、506V、507Wを配置した上で、モータ駆動開始時にいずれか一つの相(U相)の電流が最大電流となるようなモータ停止基準位置にモータ4の位置を調整した後に、モータ駆動開始することで、モータ駆動開始時に最も温度が上昇する可能性のある相(U相)のスイッチング素子温度だけでモータ駆動開始時のモータロック状態の判定を行えるため、判定処理の簡素化と精度向上図れる。また、モータ停止基準位置すなわちモータ駆動開始位置が決められることにより、電流制限を行うための閾値の設定の省力化と精度向上も図れる。
In the present embodiment, the motor stop reference position is the position of the motor 4 at which the current flowing through the switching element of any one phase becomes the maximum current.
In the present embodiment, when the current of any one phase (U phase) becomes the maximum current at the start of motor driving, the temperature is set to a different arm so that the temperature of all switching elements through which the current flows can be measured. After arranging the sensors 505U, 506V, and 507W, after adjusting the position of the motor 4 to the motor stop reference position where the current of any one phase (U phase) becomes the maximum current at the start of motor driving, the motor driving By starting, it is possible to determine the motor lock state at the start of motor drive only with the switching element temperature of the phase (U phase) that is most likely to rise at the start of motor drive. It can be improved. Further, by determining the motor stop reference position, that is, the motor drive start position, it is possible to save labor and improve accuracy in setting a threshold value for current limitation.

実施の形態3.
図7は、この発明の実施の形態3に係る車両のモータ駆動装置の構成を示した図である。図8は、本実施の形態における、U相、V相、W相のそれぞれに流れる電流値を示すタイミングチャートである。本実施の形態においては、いずれか1つの相の上アームのスイッチング素子の電流が最大電流で駆動開始される場合の実施の形態を示す。以下、詳細に説明する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a vehicle motor drive device according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 8 is a timing chart showing current values flowing in the U phase, the V phase, and the W phase in the present embodiment. In the present embodiment, an embodiment in which driving of the switching element of the upper arm of any one phase is started with the maximum current will be described. Details will be described below.

図7と図2の温度センサの設置位置は同じである。図2においては、温度センサ205U,206V,207Wが、すべて、上アーム203側に配置されていたが、同様に、図7においても、温度センサ705U,706V,707Wが、すべて、上アーム203側に配置されている。このように、本実施の形態では、U相、V相、W相の温度センサが、すべて、同じアーム側に配置されている。すなわち、本実施の形態では、図7に示すように、温度センサ705Uが、U相の上アーム側スイッチング素子205Hに対して設けられ、温度センサ706Vが、V相の上アーム側スイッチング素子206Hに対して設けられ、温度センサ707Wが、W相の上アーム側スイッチング素子207Hに対して設けられている。制御部209は、温度センサ705U、706V、707Wからのセンサ信号に基づいて、スイッチング素子205H、206H、207Hのスイッチング素子温度を検出し、スイッチング素子温度が閾値(後述する第3の閾値)以上となった場合に、モータ4を停止させるか、あるいは、スイッチング素子205H〜207H、205L〜207Lに流れる電流を制限する。これにより、スイッチング素子205H〜207H、205L〜207Lが熱により破壊されることを防止することができる。   The installation position of the temperature sensor of FIG. 7 and FIG. 2 is the same. In FIG. 2, the temperature sensors 205U, 206V, and 207W are all disposed on the upper arm 203 side. Similarly, in FIG. 7, the temperature sensors 705U, 706V, and 707W are all disposed on the upper arm 203 side. Is arranged. Thus, in the present embodiment, the U-phase, V-phase, and W-phase temperature sensors are all arranged on the same arm side. That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, temperature sensor 705U is provided for U-phase upper arm side switching element 205H, and temperature sensor 706V is provided for V-phase upper arm side switching element 206H. The temperature sensor 707W is provided for the W-phase upper arm side switching element 207H. The control unit 209 detects the switching element temperatures of the switching elements 205H, 206H, and 207H based on the sensor signals from the temperature sensors 705U, 706V, and 707W, and the switching element temperature is equal to or higher than a threshold (a third threshold described later). In such a case, the motor 4 is stopped or the current flowing through the switching elements 205H to 207H and 205L to 207L is limited. This can prevent the switching elements 205H to 207H and 205L to 207L from being destroyed by heat.

図8(a)〜(c)は、各相に流れる電流波形と各相のモータ回転角(モータの位置)との関係を表したタイムチャートである。図8(a)〜(c)において、縦軸は電流値であり、横軸はモータの回転角である。
図8(a)のタイムチャートは、U相スイッチング素子205H、205Lに流れる電流を示している。
図8(b)のタイムチャートは、V相スイッチング素子206H、206Lに流れる電流を示している。図8(b)に示す電流は、図8(a)に示す電流から、電気角で120度遅れている。
図8(c)のタイムチャートは、W相スイッチング素子207H、207Lに流れる電流を示している。図8(c)に示す電流は、図8(b)に示す電流から、電気角で120度遅れている。
すなわち、U相、V相、W相に流れる電流は、図8(a)〜(c)に示されるように、電気角で120度ずつずれた正弦波となっている。
8A to 8C are time charts showing the relationship between the current waveform flowing in each phase and the motor rotation angle (motor position) of each phase. 8A to 8C, the vertical axis represents the current value, and the horizontal axis represents the rotation angle of the motor.
The time chart of FIG. 8A shows the current flowing through the U-phase switching elements 205H and 205L.
The time chart in FIG. 8B shows the current flowing through the V-phase switching elements 206H and 206L. The current shown in FIG. 8B is delayed by 120 degrees in electrical angle from the current shown in FIG.
The time chart in FIG. 8C shows the current flowing through the W-phase switching elements 207H and 207L. The current shown in FIG. 8C is delayed by 120 degrees in electrical angle from the current shown in FIG.
That is, the currents flowing in the U phase, the V phase, and the W phase are sine waves that are shifted by 120 degrees in electrical angle, as shown in FIGS.

また、図8(a)〜(c)に示す各相のタイムチャートにおいて、電流値がプラス(+)の領域では上アーム側のスイッチング素子に電流が流れ、電流値がマイナス(−)の領域では下アーム側のスイッチング素子に電流が流れる。このようにしてインバータ6が制御されることで、モータ4が駆動される。   In the time charts of the respective phases shown in FIGS. 8A to 8C, in the region where the current value is plus (+), the current flows through the switching element on the upper arm side, and the region where the current value is minus (−). Then, a current flows through the switching element on the lower arm side. Thus, the motor 4 is driven by controlling the inverter 6.

図8(a)〜(c)において、点線で示される直線t1〜t3は、予め設定された所望のモータ停止基準位置を示している。本実施の形態では、t1〜t3のうちの1つに、モータ停止基準位置を設定する。モータ4は、停止時に、制御部209のモータ停止位置調整部2094により位置調整されて、このモータ停止基準位置で停止する。従って、モータ4が、次に駆動を開始するときのモータ位置は、このモータ停止基準位置となる。
また、図8(a)〜(c)において、点線で示される円は、各モータ停止基準位置t1〜t3におけるU相、V相、W相のスイッチング素子に流れる電流値を示している。すなわち、例えばt1をモータ停止基準位置とした場合、そこで停止していたモータ4が次に駆動を開始する場合には、U相では、点線の円の位置の最大電流からプラス側の領域で電流が流れる。また、例えばt2をモータ停止基準位置とした場合、そこで停止していたモータ4が次に駆動を開始する場合には、V相では、点線の円の位置の最大電流からプラス側の領域で電流が流れる。例えばt3をモータ停止基準位置とした場合、そこで停止していたモータ4が次に駆動を開始する場合には、W相では、点線の円の位置の最大電流からプラス側の領域で電流が流れる。
このように、図8の例では、U相、V相、W相のいずれか1つの相のスイッチング素子205H、206H、207Hに流れる電流値が最大電流となるモータ位置で、モータ4が駆動開始される。すなわち、本実施の形態では、U相、V相、W相のいずれか1つの電流値が最大電流となるモータ位置を、モータ停止基準位置として設定している。
In FIGS. 8A to 8C, straight lines t1 to t3 indicated by dotted lines indicate preset desired motor stop reference positions. In the present embodiment, the motor stop reference position is set to one of t1 to t3. When the motor 4 is stopped, the position of the motor 4 is adjusted by the motor stop position adjusting unit 2094 of the control unit 209 and stopped at the motor stop reference position. Therefore, the motor position when the motor 4 starts to drive next is the motor stop reference position.
8A to 8C, the circles indicated by dotted lines indicate the values of currents flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase switching elements at the motor stop reference positions t1 to t3. That is, for example, when t1 is set as the motor stop reference position and the motor 4 stopped there starts driving next, in the U phase, the current is increased in the region on the plus side from the maximum current at the position of the dotted circle. Flows. Further, for example, when t2 is set as the motor stop reference position, and the motor 4 stopped there starts driving next, in the V phase, the current is increased in the region on the plus side from the maximum current at the position of the dotted circle. Flows. For example, when t3 is set as the motor stop reference position and the motor 4 stopped there starts driving next, in the W phase, a current flows in a region on the plus side from the maximum current at the position of the dotted circle. .
As described above, in the example of FIG. 8, the motor 4 starts driving at the motor position where the current value flowing through the switching elements 205H, 206H, and 207H of any one of the U phase, V phase, and W phase becomes the maximum current. Is done. That is, in the present embodiment, the motor position at which the current value of any one of the U phase, the V phase, and the W phase becomes the maximum current is set as the motor stop reference position.

また、図8(a)〜(c)において、各相のタイムチャートの網掛けの領域は、各相に配置した温度センサ305U、306V、307Wで計測できる電流値の範囲を示している。
図8(a)に示すように、例えばt1をモータ停止基準位置とした場合、U相では、モータ駆動開始後に、点線の円で示す最大電流からプラス側の領域で電流が流れるため、上アーム203側のスイッチング素子205Hのスイッチング素子温度を計測するべきである。そのため、図7に示すように、上アーム203側に、U相の温度センサ705Uを配置している。
また同様に、例えばt2をモータ停止基準位置とした場合、図8(b)に示すように、V相では、モータ駆動開始後にプラス側の領域で電流が流れるため、図7に示すように、上アーム203側に、V相の温度センサ706Vを配置している。
また同様に、例えばt3をモータ停止基準位置とした場合、図8(c)に示すように、W相では、モータ駆動開始後にプラス側の領域で電流が流れるため、図7に示すように、上アーム203側に、W相の温度センサ707Wを配置している。
8A to 8C, the shaded areas of the time charts of the phases indicate the current value ranges that can be measured by the temperature sensors 305U, 306V, and 307W arranged in the phases.
As shown in FIG. 8 (a), for example, when t1 is set as the motor stop reference position, in the U phase, the current flows in the positive region from the maximum current indicated by the dotted circle after starting the motor drive. The switching element temperature of the switching element 205H on the 203 side should be measured. Therefore, as shown in FIG. 7, a U-phase temperature sensor 705U is arranged on the upper arm 203 side.
Similarly, for example, when t2 is set as the motor stop reference position, as shown in FIG. 8B, in the V phase, a current flows in a positive region after the motor driving is started. A V-phase temperature sensor 706V is arranged on the upper arm 203 side.
Similarly, when t3 is set as the motor stop reference position, for example, as shown in FIG. 8C, in the W phase, current flows in a positive region after the start of motor driving. A W-phase temperature sensor 707W is disposed on the upper arm 203 side.

図7および図8に示す本実施の形態においては、例えばt1をモータ停止基準位置に設定した場合に、モータ駆動開始時にモータ4がロックされると、U相の電流値は最大電流であるために、スイッチング素子205Hが最も温度上昇が大きく、閾値を超える可能性が高い。V相とW相は共に下アーム側に同じ電流値で連続通電し、それぞれV相スイッチング素子206LとW相スイッチング素子207Lの温度が上昇し、U相スイッチング素子205LとV相スイッチング素子206HとW相スイッチング素子207Hの温度は上昇しない。t2またはt3をモータ停止基準位置に設定した場合も、同様に、1つの相に最大電流が流れ、その相のスイッチング素子温度の上昇が大きく、閾値を超える可能性が高い。
この時、従来技術と異なり、本実施の形態では、図8に示すように、モータ駆動開始時に最大電流が流れる相を決定した上で、その相に最大電流が流れるモータ位置をモータ停止基準位置として設定し、最大電流が流れる相のスイッチング素子温度を把握することで、閾値を超える前にモータ停止や駆動電流制限によりスイッチング素子を保護することができる。
また、本実施の形態では、温度センサが設けられている側のスイッチング素子の温度だけを用いて制御を行うため、精度向上が図れる。また、本実施の形態では、温度センサが設けられていない側のスイッチング素子の温度を推定する必要もなく、また、それに対する閾値の複雑な設定の作業が不要となる。
In the present embodiment shown in FIGS. 7 and 8, for example, when t1 is set to the motor stop reference position and the motor 4 is locked at the start of motor driving, the U-phase current value is the maximum current. In addition, the switching element 205H has the largest temperature rise and is likely to exceed the threshold. Both the V phase and the W phase are continuously energized at the same current value on the lower arm side, the temperatures of the V phase switching element 206L and the W phase switching element 207L rise, respectively, and the U phase switching element 205L, the V phase switching element 206H, and W The temperature of the phase switching element 207H does not rise. Similarly, when t2 or t3 is set as the motor stop reference position, similarly, the maximum current flows in one phase, the temperature of the switching element in that phase increases greatly, and the possibility of exceeding the threshold is high.
At this time, unlike the prior art, in this embodiment, as shown in FIG. 8, after determining the phase through which the maximum current flows when starting motor driving, the motor position through which the maximum current flows is determined as the motor stop reference position. And the switching element temperature can be protected by stopping the motor or limiting the drive current before the threshold value is exceeded.
In the present embodiment, control is performed using only the temperature of the switching element on the side where the temperature sensor is provided, so that accuracy can be improved. Further, in the present embodiment, it is not necessary to estimate the temperature of the switching element on the side where the temperature sensor is not provided, and a complicated setting operation for the threshold is not required.

また、実施の形態3では、モータ駆動開始時に流れる電流が最大電流となるスイッチング素子を上アーム203側としたが、下アーム204側でもよい。   In the third embodiment, the switching element having the maximum current that flows at the start of motor driving is the upper arm 203 side, but may be the lower arm 204 side.

以上のように、本実施の形態においても、上記の実施の形態1,2と同様の効果を得ることができる。   As described above, also in the present embodiment, the same effects as in the first and second embodiments can be obtained.

また、本実施の形態においては、モータ停止基準位置を、いずれか一つの相の前記スイッチング素子に流れる電流が最大電流となるモータ4の位置とした。
本実施の形態においては、モータ駆動開始時にいずれか一つの相(U相、V相、W相)の電流が最大電流となるような場合に、電流が流れるすべてのスイッチング素子の温度計測ができるように異なるアームに温度センサ705U、706V、707Wを配置した上で、モータ駆動開始時にいずれか一つの相(U相、V相、W相)の電流が最大電流となるようなモータ停止基準位置(t1、t2、t3)にモータ4の位置を調整した後に、モータ駆動開始することで、モータ駆動開始時に最も温度が上昇する可能性のある相(U相、V相、W相)のスイッチング素子温度だけでモータ駆動開始時のモータロック状態の判定を行えるため、判定処理の簡素化と精度向上図れる。また、モータ停止基準位置すなわちモータ駆動開始位置が決められることにより、電流制限を行うための閾値の設定の省力化と精度向上も図れる。
In the present embodiment, the motor stop reference position is the position of the motor 4 at which the current flowing through the switching element of any one phase becomes the maximum current.
In the present embodiment, when the current of any one phase (U phase, V phase, W phase) becomes the maximum current at the start of motor driving, the temperature of all switching elements through which the current flows can be measured. In this way, the temperature sensor 705U, 706V, and 707W are arranged on different arms, and the motor stop reference position at which the current of any one phase (U phase, V phase, W phase) becomes the maximum current at the start of motor driving. After adjusting the position of the motor 4 at (t1, t2, t3), switching the phases (U-phase, V-phase, W-phase) where the temperature is most likely to rise at the start of motor driving by starting motor driving Since the motor lock state at the start of motor driving can be determined only by the element temperature, the determination process can be simplified and the accuracy can be improved. Further, by determining the motor stop reference position, that is, the motor drive start position, it is possible to save labor and improve accuracy in setting a threshold value for current limitation.

実施の形態4.
本実施の形態においては、この発明の実施の形態1〜3に係る車両のモータ駆動装置の制御部209の動作について、図9〜図11を用いて説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the present embodiment, the operation of control unit 209 of the vehicle motor drive device according to the first to third embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 11.

図9は、モータ駆動開始前のモータ停止時の処理を示したフローチャートである。ここでは、モータ停止位置調整部2094の処理を記載する。モータ停止位置調整部2094は、モータ4の駆動開始時に温度センサを設けた側のスイッチング素子から通電開始できるように、モータ停止時にモータ4の位置調整を行う。なお、本実施の形態では、図9の処理は、定周期で実行されるタスクから呼び出されるサブルーチンを想定している。   FIG. 9 is a flowchart showing a process when the motor is stopped before the motor driving is started. Here, the processing of the motor stop position adjusting unit 2094 will be described. The motor stop position adjustment unit 2094 adjusts the position of the motor 4 when the motor is stopped so that energization can be started from the switching element on the side where the temperature sensor is provided when the motor 4 starts to be driven. In the present embodiment, the processing of FIG. 9 assumes a subroutine called from a task executed at a fixed period.

モータ停止位置調整部2094は、まず、ステップS9001において、モータ4が回転中であるかの判定を行う。モータ4が回転中の場合はステップS9002へ進む。一方、モータ4が既に停止している場合は、処理を終了する。   First, in step S9001, the motor stop position adjustment unit 2094 determines whether the motor 4 is rotating. If the motor 4 is rotating, the process proceeds to step S9002. On the other hand, if the motor 4 has already stopped, the process is terminated.

ステップS9002において、モータ停止指示が行われているかの判定を行う。モータ停止指示が出されている場合はステップS9003へ進む。一方、モータ停止指示が出されていない場合は、処理を終了する。   In step S9002, it is determined whether a motor stop instruction has been issued. If a motor stop instruction has been issued, the process proceeds to step S9003. On the other hand, if the motor stop instruction has not been issued, the process is terminated.

ステップS9003において、モータ回転数が予め設定された第1の閾値よりも小さいかの判定を行う。条件が成立した場合はステップS9004へ進む。一方、条件が不成立の場合は、ステップS9101へ進む。
なお、第1の閾値は、後述するステップS9005のモータ停止処理で確実に停止できるモータ回転数を、経験値、実験、シミュレーションなどから決定する。
In step S9003, it is determined whether the motor rotation speed is smaller than a preset first threshold value. If the condition is met, the process proceeds to step S9004. On the other hand, if the condition is not satisfied, the process proceeds to step S9101.
Note that the first threshold value is determined from an experience value, an experiment, a simulation, and the like, for the motor rotation speed that can be reliably stopped by a motor stop process in step S9005 described later.

次に、ステップS9004において、現在のモータ位置がモータ停止基準位置と等しいかの判定を行う。条件が成立した場合はステップS9005へ進む。一方、条件が不成立の場合は、ステップS9101へ進む。
現在のモータ位置がモータ停止基準位置と等しいかの判定は、例えば、モータ4の調整対象の相の電気角がモータ停止基準位置に相当する電気角の値と等しいか、あるいは、複数の相の電流値の組み合わせがモータ停止基準位置に相当する電流値と一致しているかを判定することで行う。
Next, in step S9004, it is determined whether the current motor position is equal to the motor stop reference position. If the condition is met, the process proceeds to step S9005. On the other hand, if the condition is not satisfied, the process proceeds to step S9101.
The determination of whether the current motor position is equal to the motor stop reference position is, for example, whether the electrical angle of the phase to be adjusted of the motor 4 is equal to the value of the electrical angle corresponding to the motor stop reference position, or a plurality of phases This is done by determining whether the combination of current values matches the current value corresponding to the motor stop reference position.

ステップS9005において、現在のモータ位置でモータ4を停止する。例えば、モータ4の三相短絡による短絡制動でモータ4を停止する。モータを停止後、ステップS9006へ進む。   In step S9005, the motor 4 is stopped at the current motor position. For example, the motor 4 is stopped by short-circuit braking due to a three-phase short circuit of the motor 4. After the motor is stopped, the process proceeds to step S9006.

ステップS9006において、モータ4の運転モードを示す「モータ駆動遷移状態」をモータ停止モードに設定し、処理を終了する。   In step S9006, the “motor drive transition state” indicating the operation mode of the motor 4 is set to the motor stop mode, and the process ends.

ステップS9101においては、モータ回転数の低下処理を行い、処理を終了する。
モータ回転数の低下は、例えば、モータ停止までにショックや違和感の無いよう予め設定された傾きを持ってモータ回転数が低下するように回転フィードバックを行いつつ、モータトルクを低下することで行う。
In step S9101, the motor speed reduction process is performed, and the process ends.
The motor rotation speed is decreased by, for example, decreasing the motor torque while performing rotation feedback so that the motor rotation speed decreases with a preset inclination so that there is no shock or uncomfortable feeling before the motor stops.

図10は、この発明の実施の形態1〜3に係る車両のモータ駆動装置における、モータ停止モードでの処理を示したフローチャートである。図10の処理は、モータ4が停止した後に、再び、モータ4が駆動開始する前に行われる処理である。制御部209は、モータ4の駆動開始前に、モータ4の現在の位置がモータ停止基準位置からずれていることをモータ位置情報検出部2092によって検出した場合に、モータ停止位置調整部2094によってモータ4の位置をモータ停止基準位置に再調整する。本実施の形態では、図10の処理を、定周期で実行されるタスクから呼び出されるサブルーチンとして想定している。   FIG. 10 is a flowchart showing processing in the motor stop mode in the vehicle motor drive device according to the first to third embodiments of the present invention. The process of FIG. 10 is a process performed after the motor 4 stops and before the motor 4 starts driving again. When the motor position information detection unit 2092 detects that the current position of the motor 4 is deviated from the motor stop reference position before the motor 4 starts driving, the control unit 209 causes the motor stop position adjustment unit 2094 to Readjust position 4 to the motor stop reference position. In the present embodiment, the processing in FIG. 10 is assumed as a subroutine called from a task executed at a fixed period.

ステップS10001において、制御部209は、モータ駆動遷移状態がモータ停止モードであるかの判定を行う。条件が成立した場合はステップS10002へ進む。一方、条件が不成立の場合は、処理を終了する。   In step S10001, the control unit 209 determines whether the motor drive transition state is the motor stop mode. If the condition is met, the process proceeds to step S10002. On the other hand, if the condition is not satisfied, the process is terminated.

ステップS10002において、制御部209は、運転者がモータ駆動開始指示が行われているかの確認を行う。条件が成立した場合はステップS10003へ進む。一方、条件が不成立の場合は、図10のモータ駆動開始前処理を終了する。   In step S10002, the control unit 209 confirms whether the driver has issued a motor drive start instruction. If the condition is met, the process proceeds to step S10003. On the other hand, if the condition is not satisfied, the motor drive start pre-processing in FIG. 10 is terminated.

ステップS10003において、制御部209は、温度情報検出部2091によってスイッチング素子温度を検出して、当該スイッチング素子温度を記憶部2096に記憶し、ステップS10004へ進む。
ここでのスイッチング素子温度は、インバータ6の各相の温度センサ205U、206V、207Wで計測された現在のスイッチング素子温度であり、後述する図11のステップS11009のモータロック判定で使用する。
In step S10003, the control unit 209 detects the switching element temperature by the temperature information detection unit 2091, stores the switching element temperature in the storage unit 2096, and proceeds to step S10004.
The switching element temperature here is the current switching element temperature measured by the temperature sensors 205U, 206V, and 207W of the respective phases of the inverter 6, and is used in the motor lock determination in step S11009 of FIG.

ステップS10004において、制御部209は、モータ停止位置調整部2094によって、モータ駆動開始前に、モータ駆動位置合わせ処理を行い、ステップS10005へ進む。
ステップS10004では、制御部209は、モータ駆動開始前に、モータ位置情報検出部2092によって、モータ4がモータ停止基準位置に停止しているかどうかを確認する。図9の処理によって、たとえモータ4をモータ停止基準位置に合わせて停止させたとしても、例えば、モータ4の停止後に路面の段差によりタイヤ5が少し回転してモータ4の停止位置がずれる場合などが想定できる。そのため、ステップS10004では、モータ4がモータ停止基準位置からずれていた場合に、制御部209は、モータ停止位置調整部2094によって、モータ4の位置をモータ停止基準位置に再調整する。当該再調整の際には、スイッチング素子温度が限界を超えて破壊されないモータ駆動電流よりも小さい電流値の範囲で、予め設定された時間内で、モータ4を駆動する。電流値や時間を制限する理由は、例えば、モータ4がモータ停止基準位置からずれた後に、モータロックが発生している場合が考えられるためである。または、タイヤ5が少し回転したが段差を乗り越えられるモータ駆動トルクに達せずにそのトルクが釣り合った状態で停止した場合は、モータ駆動トルクを低下させることにより、タイヤ5の回転を戻すことができる。このようにして、モータ停止位置調整部2094によって、モータ4の位置をモータ停止基準位置に再調整する。なお、この予め設定された時間は、モータ駆動開始時にもたつきを感じない程度の時間で、経験値、実験、シミュレーションなどから決定する。
In step S10004, the control unit 209 causes the motor stop position adjustment unit 2094 to perform motor drive position alignment processing before starting motor driving, and proceeds to step S10005.
In step S10004, the control unit 209 confirms whether or not the motor 4 is stopped at the motor stop reference position by the motor position information detection unit 2092 before starting motor driving. Even if the motor 4 is stopped according to the motor stop reference position by the processing of FIG. 9, for example, when the tire 5 is slightly rotated due to a step on the road surface after the motor 4 is stopped, the stop position of the motor 4 is shifted. Can be assumed. Therefore, in step S10004, when the motor 4 is deviated from the motor stop reference position, the control unit 209 uses the motor stop position adjustment unit 2094 to readjust the position of the motor 4 to the motor stop reference position. At the time of the readjustment, the motor 4 is driven within a preset time within a current value range smaller than the motor drive current at which the switching element temperature exceeds the limit and is not destroyed. The reason for limiting the current value and time is because, for example, a case where the motor lock has occurred after the motor 4 has deviated from the motor stop reference position can be considered. Alternatively, when the tire 5 is rotated a little but does not reach the motor drive torque that can overcome the step and stops in a state where the torque is balanced, the rotation of the tire 5 can be returned by reducing the motor drive torque. . In this manner, the motor stop position adjusting unit 2094 readjusts the position of the motor 4 to the motor stop reference position. Note that this preset time is a time that does not feel a sway at the start of motor driving, and is determined from experience values, experiments, simulations, and the like.

モータ停止基準位置からモータ4の現在の位置がずれていた場合、停止位置によってはいずれかのもしくは全てのスイッチング素子温度が計測できない場合がある。しかしながら、モータ停止基準位置からのずれが生じた状態でモータ4がロックしていた場合でも、上記のように行うことで、モータ4を位置合わせする処理中にスイッチング素子が破壊されず、予め設定された時間が経過しても、スイッチング素子温度が変化しないことで、モータ停止基準位置からのずれが生じた状態でかつモータロックしていることを判定することが可能である。ここで、モータロック判定した場合の処理は、図10では図示していないが、ステップS10004内で図10の処理を終了する。   When the current position of the motor 4 is deviated from the motor stop reference position, any or all of the switching element temperatures may not be measured depending on the stop position. However, even when the motor 4 is locked in a state where the deviation from the motor stop reference position has occurred, the switching element is not destroyed during the process of aligning the motor 4 by performing as described above. Even after the elapsed time has elapsed, it is possible to determine that the motor is locked in a state where the deviation from the motor stop reference position has occurred because the switching element temperature does not change. Here, the process when the motor lock is determined is not shown in FIG. 10, but the process of FIG. 10 is terminated in step S10004.

ステップS10005において、モータ駆動遷移状態をモータ駆動モードに設定した後、終了する。   In step S10005, the motor drive transition state is set to the motor drive mode, and the process ends.

図11は、この発明の実施の形態に係る車両のモータ駆動装置において、モータ駆動開始時のモータ駆動モードでの処理を示したフローチャートである。本実施の形態では、図11の処理を、定周期で実行されるタスクから呼び出されるサブルーチンを想定している。   FIG. 11 is a flowchart showing processing in a motor drive mode at the start of motor drive in the vehicle motor drive device according to the embodiment of the present invention. In the present embodiment, it is assumed that the process of FIG. 11 is a subroutine called from a task that is executed at regular intervals.

ステップS11001において、制御部209は、モータ駆動遷移状態がモータ駆動モードであるかの判定を行う。条件が成立した場合はステップS11002へ進む。一方、条件が不成立の場合は、図11の処理を終了する。   In step S11001, the control unit 209 determines whether the motor drive transition state is the motor drive mode. If the condition is met, the process proceeds to step S11002. On the other hand, if the condition is not satisfied, the process of FIG. 11 is terminated.

ステップS11002において、制御部209は、運転者の要求に応じたモータ駆動を行い、ステップS11003へ進む。また、後述するモータ駆動制限が行われている時は、その制限されたトルク、もしくは駆動電流に基づいてモータ駆動を行う。   In step S11002, the control unit 209 drives the motor according to the driver's request, and proceeds to step S11003. Further, when motor drive restriction described later is performed, motor drive is performed based on the restricted torque or drive current.

ステップS11003において、制御部209は、モータ位置情報検出部2092によって、モータ4の現在の位置を検出し、モータ停止基準位置であるか否かを判定する。判定の結果、現在のモータ4の位置が、図9のステップS9005のモータ停止処理もしくは図10のステップS10004のモータ駆動開始前モータ駆動位置合わせで調整したモータ停止基準位置と等しくなかった場合は、ステップS11004へ進む。一方、条件が不成立の場合は、ステップS11005へ進む。   In step S11003, the control unit 209 detects the current position of the motor 4 by the motor position information detection unit 2092, and determines whether or not the current position is the motor stop reference position. As a result of the determination, if the current position of the motor 4 is not equal to the motor stop reference position adjusted in the motor stop process in step S9005 of FIG. 9 or the motor drive alignment before starting the motor drive in step S10004 of FIG. The process proceeds to step S11004. On the other hand, if the condition is not satisfied, the process proceeds to step S11005.

ステップS11004において、制御部209は、モータ停止位置調整部2094によって、モータ駆動開始前のモータ駆動位置合わせ処理を行い、ステップS11005へ進む。
ここでのモータ駆動位置合わせ処理は、図10のステップS10004と同等の処理を行い、モータロックしたことを判定するためのスイッチング素子温度が計測可能となるモータ停止基準位置にモータ4の位置を調整する。
In step S11004, the control unit 209 uses the motor stop position adjustment unit 2094 to perform motor drive position alignment processing before starting motor drive, and proceeds to step S11005.
The motor drive alignment process here is equivalent to step S10004 in FIG. 10, and the position of the motor 4 is adjusted to the motor stop reference position at which the switching element temperature for determining that the motor is locked can be measured. To do.

ステップS11005において、制御部209は、温度情報検出部2091によって、温度センサ305U、306V、307W、または、505U、506V、507W、または、705U、706V、707Wが設けられているスイッチング素子について、スイッチング上昇温度ΔTMxを求め、ステップS11006へ進む。
スイッチング上昇温度ΔTMxの求め方を説明する。まず、温度情報検出部2091によって、当該温度センサが設けられているスイッチング素子の現在の温度TMxを検出する。次に、ステップS10003で記憶部2096に記憶したモータ駆動開始前スイッチング素子温度を読み出す。次に、現在のスイッチング素子温度TMxからモータ駆動開始前スイッチング素子温度を引いた値でスイッチング上昇温度ΔTMxを求める。
In step S11005, the control unit 209 increases the switching of the switching element provided with the temperature sensors 305U, 306V, 307W, 505U, 506V, 507W, or 705U, 706V, 707W by the temperature information detection unit 2091. The temperature ΔTMx is obtained, and the process proceeds to step S11006.
A method for obtaining the switching increase temperature ΔTMx will be described. First, the temperature information detection unit 2091 detects the current temperature TMx of the switching element provided with the temperature sensor. Next, the switching element temperature before starting motor driving stored in the storage unit 2096 in step S10003 is read. Next, the switching increase temperature ΔTMx is obtained by subtracting the switching element temperature before starting motor driving from the current switching element temperature TMx.

ステップS11006において、制御部209は、ステップS11005で求めたスイッチング素子上昇温度ΔTMxが、予め設定された範囲(第2の閾値)以内であるかの判定を行う。条件が成立した場合は、ステップS11007へ進む。一方、条件の不成立の場合は、ステップS11008へ進む。第2の閾値は、予め設定された範囲の上限値と下限値とを含む。
スイッチング素子上昇温度ΔTMxが予め設定された範囲以内であるかの判定において、例えば、モータ4がモータ停止基準位置に基づく駆動電流でモータ駆動開始したのにもかかわらず、スイッチング素子上昇温度ΔTMxが、その駆動電流に相当する温度上昇がみられない場合または温度低下している場合は、モータロックが発生している可能性がある。また、その駆動電流に相当する温度上昇を超える場合も、モータロックが発生している可能性がある。よって上記の場合は、ステップS11008へ進む。
また、例えば、モータ駆動してスイッチング温度が既に上昇しており、図4のように、次のモータ駆動開始時にU相のスイッチング素子205Hの電流が0(A)となるようにモータ停止位置を調整した場合は、モータ駆動開始時にモータロックが発生すると、U相のスイッチング素子温度は低下する。よって、その場合も、ステップS11008へ進む。
ここでの駆動電流に相当する温度上昇については、モータ駆動開始時のモータ停止位置と駆動電流に基づきモータ駆動開始時にモータロックが発生した場合の温度上昇を、経験値、実験、シミュレーションなどから決定する。
In step S11006, the control unit 209 determines whether the switching element rising temperature ΔTMx obtained in step S11005 is within a preset range (second threshold). If the condition is met, the process proceeds to step S11007. On the other hand, if the condition is not satisfied, the process proceeds to step S11008. The second threshold includes an upper limit value and a lower limit value of a preset range.
In determining whether the switching element rising temperature ΔTMx is within a preset range, for example, the switching element rising temperature ΔTMx is, although the motor 4 starts driving with a driving current based on the motor stop reference position, When the temperature rise corresponding to the drive current is not observed or when the temperature is lowered, there is a possibility that the motor lock has occurred. Further, when the temperature rise corresponding to the drive current is exceeded, motor lock may have occurred. Therefore, in the above case, the process proceeds to step S11008.
Also, for example, when the motor is driven and the switching temperature has already risen, the motor stop position is set so that the current of the U-phase switching element 205H becomes 0 (A) at the start of the next motor drive as shown in FIG. In the case of adjustment, when motor lock occurs at the start of motor driving, the switching element temperature of the U phase decreases. Therefore, also in this case, the process proceeds to step S11008.
Regarding the temperature rise corresponding to the drive current here, the temperature rise when motor lock occurs at the start of motor drive is determined from experience values, experiments, simulations, etc. based on the motor stop position and drive current at the start of motor drive To do.

ステップS11007において、制御部209は、ステップS11005で求めスイッチング素子温度TMxが、予め設定された値TMJDGx(第3の閾値)以上であるかを判定する。条件が成立した場合は、ステップS11008へ進む。一方、条件が不成立の場合は、図11の処理を終了する。
ここでの予め設定された値TMJDGxは、スイッチング素子が破壊される限界となるスイッチング素子温度に基づいて、経験値、実験、シミュレーションなどから決定する。従来技術と異なり、本実施の形態では、モータ駆動開始位置となるモータ停止基準位置にモータ4の位置を予め調整することにより、温度センサで実測した実スイッチング素子温度との比較が行えるため、スイッチング素子が破壊される限界となるスイッチング素子温度に対して十分な余裕度を持ち、誤判定してモータ駆動制限に入りやすくなることがない閾値を設定できる。
In step S11007, the control unit 209 determines whether the switching element temperature TMx obtained in step S11005 is equal to or higher than a preset value TMJDGx (third threshold value). If the condition is satisfied, the process proceeds to step S11008. On the other hand, if the condition is not satisfied, the process of FIG. 11 is terminated.
The preset value TMJDGx here is determined from experience values, experiments, simulations, and the like based on the switching element temperature at which the switching element is destroyed. Unlike the prior art, in this embodiment, since the position of the motor 4 is adjusted in advance to the motor stop reference position that is the motor drive start position, it can be compared with the actual switching element temperature measured by the temperature sensor. It is possible to set a threshold value that has a sufficient margin with respect to the switching element temperature, which is a limit for element destruction, and does not easily make a motor drive restriction due to erroneous determination.

ステップS11008において、制御部209は、モータ位置情報検出部2092によって、モータ4が停止状態であるかを判定する。条件が成立した場合は、ステップS11009へ進む。一方、条件が不成立の場合は、ステップS11101へ進む。
モータ停止状態であるかの判定は、モータ位置情報検出部2092によって、例えば、モータ4のレゾルバ信号に基づいて判定する。
In step S11008, the control unit 209 determines whether the motor 4 is in a stopped state by the motor position information detection unit 2092. If the condition is met, the process proceeds to step S11009. On the other hand, if the condition is not satisfied, the process proceeds to step S11101.
Whether the motor is stopped is determined by the motor position information detection unit 2092 based on, for example, the resolver signal of the motor 4.

ここでステップS11008が実行されるのは、ステップS11006もしくはステップS11007でのスイッチング素子温度に基づく判定結果から、モータロックが発生している可能性がある場合と考えられる。
そのため、ステップS11008でモータ4が停止している場合は、モータ4がロックしていると判定し、ステップS11009でモータ駆動を停止し、図11の処理を終了する。
Here, step S11008 is executed when the motor lock may be generated from the determination result based on the switching element temperature in step S11006 or step S11007.
Therefore, if the motor 4 is stopped in step S11008, it is determined that the motor 4 is locked, the motor drive is stopped in step S11009, and the processing in FIG.

一方、ステップS11008でモータ4が停止していない場合は、モータロックしていないものの、スイッチング素子温度がスイッチング素子の破壊される限界温度に近づいているものとして、ステップS11101では、モータ駆動トルクや駆動電流の制限を行い、スイッチング素子が破壊されない状態でモータ駆動を継続し、図11の処理を終了する。   On the other hand, if the motor 4 is not stopped in step S11008, the motor is not locked, but it is assumed that the switching element temperature is approaching the limit temperature at which the switching element is destroyed. The current is limited, the motor drive is continued in a state where the switching element is not destroyed, and the process of FIG. 11 is terminated.

上記のように、モータ駆動開始時にモータロックが発生する場合において、モータ駆動開始時に通電されるすべての、もしくは温度上昇が最も大きくなる最大電流が流れるスイッチング素子のスイッチング素子温度が計測できるよう温度センサを配置し、さらにモータ駆動開始位置を予め位置調整することで、推測することなく温度センサによるスイッチング素子温度計測が行え、確実に精度良くモータ駆動開始時のモータロック状態を判定し、インバータの保護が行える。   As described above, when the motor lock occurs at the start of motor driving, the temperature sensor can measure the switching element temperature of all the switching elements that are energized at the start of motor driving or the maximum current through which the temperature rise is greatest. In addition, the position of the motor drive start position is adjusted in advance, so that the temperature of the switching element can be measured with a temperature sensor without guessing, and the motor lock state at the start of motor drive can be determined accurately and the inverter is protected. Can be done.

尚、実施の形態1〜4では、モータ駆動開始前のモータ停止位置が、いずれかの相に流れる電流が0(A)となる位置や、いずれかの相が最大電流となる位置に調整するとしたが、それ以外の位置に調整し、その位置からモータ駆動開始した時のスイッチング素子温度に基づいて電流制限を行うための閾値を設定するとしてもよい。   In the first to fourth embodiments, when the motor stop position before starting the motor drive is adjusted to a position where the current flowing in any phase is 0 (A) or a position where any phase is the maximum current. However, the threshold value may be set to adjust the current to a position other than that and set the current limit based on the switching element temperature when the motor driving is started from that position.

また、実施の形態1〜4では、この発明の制御対象を、図1においてはモータ4として説明したが、エンジン1を始動する時の発電機2の駆動であってもよい。   In the first to fourth embodiments, the control target of the present invention has been described as the motor 4 in FIG. 1, but the generator 2 may be driven when the engine 1 is started.

1 エンジン、2 発電機、3 クラッチ、4 モータ、5 タイヤ、6 インバータ、7 バッテリ、203 上アーム、204 下アーム、205 U相スイッチング回路、206 V相スイッチング回路、207 W相スイッチング回路、205H,206H,207H 上アーム側スイッチング素子、205L,206L,207L 下アーム側スイッチング素子、205U,305U,505U,705U U相温度センサ、206V,306V,506V,706V V相温度センサ、207W,307W,507W,707W W相温度センサ、209 制御部。   1 engine, 2 generator, 3 clutch, 4 motor, 5 tires, 6 inverter, 7 battery, 203 upper arm, 204 lower arm, 205 U phase switching circuit, 206 V phase switching circuit, 207 W phase switching circuit, 205H, 206H, 207H Upper arm side switching element, 205L, 206L, 207L Lower arm side switching element, 205U, 305U, 505U, 705U U phase temperature sensor, 206V, 306V, 506V, 706V V phase temperature sensor, 207W, 307W, 507W, 707 W W-phase temperature sensor, 209 control unit.

Claims (6)

モータの複数の相に対応させて上アーム側と下アーム側とにそれぞれスイッチング素子を設けたインバータと、
前記上アーム側および前記下アーム側のいずれか一方のスイッチング素子に対して前記相毎に設けられた温度センサと、
前記温度センサからのセンサ信号を用いて前記スイッチング素子の温度情報を検出する温度情報検出部と、
前記モータの位置情報を検出するモータ位置情報検出部と、
前記相毎に前記上アーム側のスイッチング素子と前記下アーム側のスイッチング素子とを交互に通電させる駆動部と、
前記モータの駆動開始時に前記温度センサが設けられた側の前記スイッチング素子から通電が開始されるように、前記モータの停止時に、前記モータの停止位置を予め設定されたモータ停止基準位置に調整するモータ停止位置調整部と、
前記モータ駆動開始後に、前記温度情報検出部で検出した前記スイッチング素子の温度情報が予め設定された閾値を超えた場合に、前記モータがロック状態であると判定し、前記モータを停止させるモータロック状態判定部と
を備えたモータ駆動装置。
An inverter provided with switching elements on the upper arm side and the lower arm side in correspondence with a plurality of phases of the motor,
A temperature sensor provided for each phase with respect to any one of the switching elements on the upper arm side and the lower arm side;
A temperature information detector that detects temperature information of the switching element using a sensor signal from the temperature sensor;
A motor position information detector for detecting position information of the motor;
A drive unit for alternately energizing the switching element on the upper arm side and the switching element on the lower arm side for each phase;
When stopping the motor, the motor stop position is adjusted to a preset motor stop reference position so that energization is started from the switching element on the side where the temperature sensor is provided when the motor starts driving. A motor stop position adjustment unit;
A motor lock that determines that the motor is in a locked state and stops the motor when the temperature information of the switching element detected by the temperature information detection unit exceeds a preset threshold after the motor driving is started. A motor driving device comprising: a state determination unit.
前記モータ停止基準位置は、いずれか一つの相の前記スイッチング素子に流れる電流が零となる前記モータの位置である
請求項1に記載のモータ駆動装置。
The motor drive device according to claim 1, wherein the motor stop reference position is a position of the motor at which a current flowing through the switching element of any one phase becomes zero.
前記モータ停止基準位置は、いずれか一つの相の前記スイッチング素子に流れる電流が最大電流となる前記モータの位置である
請求項1に記載のモータ駆動装置。
The motor driving device according to claim 1, wherein the motor stop reference position is a position of the motor at which a current flowing through the switching element of any one phase becomes a maximum current.
前記相毎に設けられた前記温度センサは、少なくともいずれか一つの相の温度センサが、他の相の温度センサとは異なるアーム側に配置されている
請求項2または3に記載のモータ駆動装置。
4. The motor driving device according to claim 2, wherein the temperature sensor provided for each phase includes at least one phase temperature sensor arranged on an arm side different from the temperature sensor of the other phase. 5. .
前記相毎に設けられた前記温度センサは、すべて同じアーム側に配置されている
請求項3に記載のモータ駆動装置。
The motor drive device according to claim 3, wherein all the temperature sensors provided for each phase are arranged on the same arm side.
前記モータの駆動開始前または前記モータの駆動開始直後に、前記モータ位置情報検出部が前記モータの現在位置が前記モータ停止基準位置からずれていることを検出した場合に、前記モータ停止位置調整部は前記モータの位置を前記モータ停止基準位置に再調整する
請求項1から5までのいずれか1項に記載のモータ駆動装置。
The motor stop position adjustment unit when the motor position information detection unit detects that the current position of the motor is deviated from the motor stop reference position before or after the start of driving the motor. The motor drive device according to claim 1, wherein the position of the motor is readjusted to the motor stop reference position.
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