(57)【要約】【課題】コンデンサを確実に放電させることができるようにする。【解決手段】電動機械と、インバータ４０と、直流電源とインバータ４０との間に配設されたコンデンサ１７と、電動機械を駆動するための電圧指令値を発生させる電圧指令値発生処理手段９１と、電圧指令値に基づいてパルス幅変調信号を発生させ、インバータ４０に供給するパルス幅変換処理手段とを有する。そして、該パルス幅変換処理手段は、前記直流電源からインバータ４０への電流の供給が遮断されたときに、所定の高調波をパルス幅変調信号とする。直流電源からインバータ４０への電流の供給が遮断されると、所定の高調波がパルス幅変調信号とされるので、電動機械に交流の電流を供給することができる。コンデンサ１７に蓄積された電荷を電動機械内において消費することができる。【選択図】          図１
2004328854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ及びステータを備えた電動機械と、直流電源から直流の電流が供給され、交流の電流を発生させて前記電動機械に供給するインバータと、前記直流電源とインバータとの間に配設されたコンデンサと、前記電動機械を駆動するための電圧指令値を発生させる電圧指令値発生処理手段と、電圧指令値に基づいてパルス幅変調信号を発生させ、前記インバータに供給するパルス幅変換処理手段とを有するとともに、該パルス幅変換処理手段は、前記直流電源からインバータへの電流の供給が遮断されたときに、所定の高調波をパルス幅変調信号とすることを特徴とする放電制御装置。
【請求項２】
前記電動機械に供給される電流と電流指令値との電流偏差に基づいて軸電圧指令値を発生させる電流フィードバック制御処理手段を有する請求項１に記載の放電制御装置。
【請求項３】
前記直流電源からインバータへの電流の供給が遮断されたときに、所定の高調波を軸電圧指令値として発生させる軸電圧指令値発生処理手段を有する請求項１又は２に記載の放電制御装置。
【請求項４】
軸電圧指令値を相電圧指令値に変換する変換処理手段を有する請求項２に記載の放電制御装置。
【請求項５】
前記直流電源からインバータへの電流の供給が遮断されたときに、所定の高調波をコイルの各相の相電圧指令値として発生させる相電圧指令値発生処理手段を有する請求項１又は４に記載の放電制御装置。
【請求項６】
直流電源から直流の電流を受け、交流の電流を発生させて電動機械に供給し、該電動機械を駆動するための電圧指令値を発生させ、該電圧指令値に基づいてパルス幅変調信号を発生させ、前記インバータに供給するとともに、前記直流電源からインバータへの電流の供給が遮断されたときに、所定の高調波をパルス幅変調信号とすることを特徴とする放電制御方法。
【請求項７】
コンピュータを、電動機械を駆動するための電圧指令値を発生させる電圧指令値発生処理手段、及び電圧指令値に基づいてパルス幅変調信号を発生させ、インバータに供給するパルス幅変換処理手段として機能させるとともに、該パルス幅変換処理手段は、前記直流電源からインバータへの電流の供給が遮断されたときに、所定の高調波をパルス幅変調信号とすることを特徴とする放電制御方法のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電制御装置、放電制御方法及びそのプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動車両としての電気自動車に搭載され、駆動モータのトルク、すなわち、駆動モータトルクを発生させ、該駆動モータトルクを駆動輪に伝達するようにした車両駆動装置において、駆動モータは、力行（駆動）時に、バッテリから直流の電流を受けて駆動され、前記駆動モータトルクを発生させ、回生（発電）時に、電気自動車のイナーシャによってトルクを受け、直流の電流を発生させ、該電流をバッテリに供給するようになっている。
【０００３】
また、電動車両としてのハイブリッド型車両に搭載され、エンジンのトルク、すなわち、エンジントルクの一部を発電機（発電機モータ）に、残りを駆動輪に伝達するようにした車両駆動装置においては、サンギヤ、リングギヤ及びキャリヤを備えたプラネタリギヤユニットを有し、前記キャリヤとエンジンとを連結し、リングギヤ及び駆動モータと駆動輪とを連結し、サンギヤと発電機とを連結し、前記リングギヤ及び駆動モータから出力された回転を駆動輪に伝達して駆動力を発生させるようにしている。
【０００４】
そして、前記各車両駆動装置においては、いずれも駆動モータと駆動モータ制御装置との間にインバータが配設され、該インバータは、駆動モータ制御装置から送られる駆動信号に従って作動させられ、バッテリから直流の電流を受けてＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流を発生させ、該各相の電流を駆動モータに供給して、駆動モータを駆動するようになっている。また、ハイブリッド型車両においては、発電機と発電機制御装置との間にもインバータが配設され、該インバータは、発電機制御装置から送られる駆動信号に従って作動させられ、発電機を駆動して直流の電流を発生させ、該直流の電流をバッテリに送り、バッテリを充電したり、バッテリから直流の電流を受けて各相の電流を発生させ、該各相の電流を発電機に供給して、発電機を駆動するようになっている。
【０００５】
そのために、前記インバータは複数の、例えば、６個のトランジスタを備える。したがって、各トランジスタに駆動信号を所定のパターンで送ると、トランジスタがオン・オフさせられ、各相の電流を発生させたり、直流の電流を発生させたりする。
【０００６】
ところで、前記電気自動車の走行が終了し、イグニッションスイッチがオフにされると、それに連動して、例えば、バッテリからインバータへの電流の供給が遮断され、駆動モータの駆動が停止させられる。このとき、前記バッテリとインバータとの間に配設されたコンデンサに、静電容量に対応する電荷が蓄積される。そして、前記コンデンサに電荷が蓄積されたまま、前記駆動モータ制御装置の電源がオフになると、各トランジスタに送られる駆動信号が過渡的に無制御状態になってしまう。その結果、トランジスタが、オンになり、短絡電流が流れて前記駆動モータ制御装置の耐久性が低下してしまうことがある。
【０００７】
そこで、放電制御装置が配設され、該放電制御装置によってコンデンサを放電させるようにしている。そのために、前記放電制御装置は、励磁用の電流指令値、例えば、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊  を非ゼロ（零（０）ではない所定の値）に、トルク電流指令値、例えば、ｑ軸電流指令値ｉｑ＊  を実質的に零にすることによって、駆動モータトルクを発生させることなく駆動モータを駆動し、コンデンサに蓄積された電荷を駆動モータ内において消費するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、他の放電制御装置は、駆動モータを駆動する際に、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊  及びｑ軸電流指令値ｉｑ＊  に高調波を付加することによって位置非同期電流制御を行い、駆動モータ内において駆動モータトルクを打ち消し合い、コンデンサに蓄積された電荷を駆動モータ内において消費するとともに、駆動軸に駆動モータトルクが伝達されないようにしている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−７０１９６号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平９−２１５１０２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の各放電制御装置においては、駆動モータを駆動する必要があり、その場合、電流センサによって相電流を検出し、レゾルバによって磁極位置を検出する必要があるので、何らかの理由で電流センサ、レゾルバ等に異常が発生した場合、コンデンサを放電させることができなくなってしまう。
【００１２】
本発明は、前記従来の放電制御装置の問題点を解決して、コンデンサを確実に放電させることができる放電制御装置、放電制御方法及びそのプログラムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の放電制御装置においては、ロータ及びステータを備えた電動機械と、直流電源から直流の電流が供給され、交流の電流を発生させて前記電動機械に供給するインバータと、前記直流電源とインバータとの間に配設されたコンデンサと、前記電動機械を駆動するための電圧指令値を発生させる電圧指令値発生処理手段と、電圧指令値に基づいてパルス幅変調信号を発生させ、前記インバータに供給するパルス幅変換処理手段とを有する。
【００１４】
そして、該パルス幅変換処理手段は、前記直流電源からインバータへの電流の供給が遮断されたときに、所定の高調波をパルス幅変調信号とする。
【００１５】
本発明の他の放電制御装置においては、さらに、前記電動機械に供給される電流と電流指令値との電流偏差に基づいて軸電圧指令値を発生させる電流フィードバック制御処理手段を有する。
【００１６】
本発明の更に他の放電制御装置においては、さらに、前記直流電源からインバータへの電流の供給が遮断されたときに、所定の高調波を軸電圧指令値として発生させる軸電圧指令値発生処理手段を有する。
【００１７】
本発明の更に他の放電制御装置においては、さらに、軸電圧指令値を相電圧指令値に変換する変換処理手段を有する。
【００１８】
本発明の更に他の放電制御装置においては、さらに、前記直流電源からインバータへの電流の供給が遮断されたときに、所定の高調波をコイルの各相の相電圧指令値として発生させる相電圧指令値発生処理手段を有する。
【００１９】
本発明の放電制御方法においては、直流電源から直流の電流を受け、交流の電流を発生させて電動機械に供給し、該電動機械を駆動するための電圧指令値を発生させ、該電圧指令値に基づいてパルス幅変調信号を発生させ、前記インバータに供給するとともに、前記直流電源からインバータへの電流の供給が遮断されたときに、所定の高調波をパルス幅変調信号とする。
【００２０】
本発明の放電制御方法のプログラムにおいては、コンピュータを、電動機械を駆動するための電圧指令値を発生させる電圧指令値発生処理手段、及び電圧指令値に基づいてパルス幅変調信号を発生させ、インバータに供給するパルス幅変換処理手段として機能させる。
【００２１】
そして、該パルス幅変換処理手段は、前記直流電源からインバータへの電流の供給が遮断されたときに、所定の高調波をパルス幅変調信号とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、電動車両としての電気自動車について説明する。
【００２３】
図１は本発明の第１の実施の形態における放電制御装置の機能ブロック図である。
【００２４】
図において、３１は図示されないロータ及びステータを備えた電動機械としての駆動モータ、４０は、直流電源としてのバッテリ１４から直流の電流が供給され、交流の電流を発生させて前記駆動モータ３１に供給するインバータ、１７は前記バッテリ１４とインバータ４０との間に配設されたコンデンサ、９１は前記駆動モータ３１を駆動するための電圧指令値を発生させる電圧指令値発生処理手段、６８は、電圧指令値に基づいてパルス幅変調信号を発生させ、前記インバータ４０に供給するパルス幅変換処理手段としてのパルス幅変換部であり、該パルス幅変換部６８は、前記バッテリ１４からインバータ４０への電流の供給が遮断されたときに、所定の高調波をパルス幅変調信号とする。
【００２５】
図２は本発明の第１の実施の形態における車両駆動装置の概念図、図３は本発明の第１の実施の形態における放電制御装置のブロック図、図４は本発明の第１の実施の形態における放電制御装置の動作を示すメインフローチャート、図５は本発明の第１の実施の形態における放電制御終了判定処理のサブルーチンを示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における駆動モータ制御装置の動作を示すフローチャート、図７は本発明の第１の実施の形態におけるｄ−ｑ軸電圧の波形図、図８は本発明の第１の実施の形態における電圧センサが故障した場合のｄ−ｑ軸実電圧の波形図、図９は本発明の第１の実施の形態におけるｄ−ｑ軸実電圧が発生したときのｄ−ｑ軸実電流の波形図、図１０は本発明の第１の実施の形態における駆動モータトルクの波形図、図１１は本発明の第１の実施の形態におけるコンデンサ電圧の波形図である。なお、図７において、横軸に時間を、縦軸にｄ軸電圧Ｖｄｈ及びｑ軸電圧Ｖｑｈを、図８において、横軸に時間を、縦軸にｄ軸実電圧Ｖｄｒ及びｑ軸実電圧Ｖｑｒを、図９において、横軸に時間を、縦軸にｄ軸実電流ｉｄｒ及びｑ軸実電流ｉｑｒを、図１０において、横軸に時間を、縦軸に駆動モータトルクＴＭを、図１１において、横軸に時間を、縦軸にコンデンサ電圧を採ってある。
【００２６】
図において、１０は各種のプログラム、データ等に従ってコンピュータとして機能する駆動モータ制御装置、３１は電動機械としての駆動モータであり、該駆動モータ３１としてＤＣブラシレス駆動モータが使用される。前記駆動モータ３１は、回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータより径方向外方に配設されたステータを備える。前記ロータは、前記駆動モータ３１の図示されないシャフトに取り付けられたロータコア、及び該ロータコアの円周方向における複数箇所に配設された永久磁石を備え、例えば、前記ロータコアの円周方向における１２箇所にＮ極及びＳ極を交互に外周面に向けて永久磁石が配設され、６個の磁極対が形成される。
【００２７】
また、前記ステータは、図示されないステータコア、及び該ステータコアに巻装されたＵ相、Ｖ相及びＷ相のステータコイル１１〜１３を備え、前記ステータコアの円周方向における複数箇所には、径方向内方に向けて突出させてティースが形成される。
【００２８】
そして、前記駆動モータ３１を駆動して電気自動車を走行させるために、直流電源としてのバッテリ１４、及び該バッテリ１４から直流の電流が供給され、該直流の電流を交流の電流としてのＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに変換するインバータ４０が配設され、各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが駆動モータ３１に、すなわち、各ステータコイル１１〜１３にそれぞれ供給される。
【００２９】
そのために、前記インバータ４０は、６個のスイッチング素子としてのトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を備え、前記駆動モータ制御装置１０から駆動信号ＳＧ１を受け、各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を選択的にオン・オフすることによって、前記各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを発生させる。なお、インバータ４０として一対のトランジスタをモジュール化したトランジスタモジュール、ドライブ回路を内蔵したＩＰＭ等を使用することもできる。
【００３０】
前記インバータ４０とバッテリ１４との間には、インバータ４０と並列に平滑用のコンデンサ１７が配設され、該コンデンサ１７には静電容量に対応する電荷が蓄積される。また、前記コンデンサ１７とバッテリ１４との間には、電気自動車の電源をオン・オフさせるためにイグニッションスイッチ１８が配設される。
【００３１】
そして、駆動モータ３１の前記シャフトに磁極位置検出部としてのレゾルバ４３が取り付けられ、該レゾルバ４３によってロータの磁極位置θが検出される。なお、本実施の形態においては、前記磁極位置検出部としてレゾルバ４３が使用されるようになっているが、該レゾルバ４３に代えて図示されないホール素子を使用することもできる。その場合、該ホール素子は、前記ロータの回動に伴って、所定の角度ごとに位置検出信号を発生させ、図示されない磁極位置検出回路は、前記位置検出信号を受けると、位置検出信号の信号レベルの組合せに基づいて磁極位置θを検出する。
【００３２】
ところで、各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを制御するために、電流検出装置４４が配設される。該電流検出装置４４は、ステータコイル１１〜１３のリード線に各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する電流検出部としての電流センサ３３〜３５から成り、該電流センサ３３〜３５は、検出された電流、すなわち、検出電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを駆動モータ制御装置１０に送る。
【００３３】
なお、前記ステータコイル１１〜１３はスター結線されているので、各相のうちの二つの相の電流の値が決まると、残りの一つの相の電流の値も決まる。したがって、例えば、ステータコイル１１、１２だけに電流センサを配設し、該電流センサによって検出電流ｉｕ、ｉｖを検出し、残りの一つの相の電流である電流Ｉｗの検出電流ｉｗを算出することもできる。
【００３４】
また、バッテリ１４の電圧、すなわち、直流電圧Ｖｄｃを検出するために、直流電圧検出部としてのバッテリセンサ２１がバッテリ１４に隣接させて配設され、インバータ４０の入口側の電圧、すなわち、インバータ電圧Ｖｉｎを検出するために、インバータ電圧検出部としての電圧センサ２２がコンデンサ１７に隣接させて配設され、前記バッテリセンサ２１及び電圧センサ２２によって検出された直流電圧Ｖｄｃ及びインバータ電圧Ｖｉｎが駆動モータ制御装置１０に送られる。なお、バッテリセンサ２１を除去し、電圧センサ２２によって検出されたインバータ電圧Ｖｉｎを直流電圧として使用することができる。また、電圧センサ２２はコンデンサ１７に隣接させて配設されるので、インバータ電圧Ｖｉｎによってコンデンサ１７の電圧、すなわち、コンデンサ電圧が表される。
【００３５】
そして、該駆動モータ制御装置１０は図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、駆動モータ制御装置１０の図示されない駆動モータ回転速度算出処理手段は、駆動モータ回転速度算出処理を行い、前記磁極位置θに基づいて駆動モータ３１の回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度ＮＭを算出する。また、前記駆動モータ制御装置１０の図示されない車速検出処理手段は、車速検出処理を行い、前記駆動モータ回転速度ＮＭに対応する車速Ｖを検出し、検出された車速Ｖを、電気自動車の全体の制御を行う図示されない車両制御装置に送る。
【００３６】
該車両制御装置の指令値発生部は、前記車速Ｖ、及び図示されないアクセルセンサによって検出されたアクセル開度αに基づいて車両要求トルクを算出し、該車両要求トルクに対応させて駆動モータトルクＴＭの目標値を表す駆動モータ目標トルクＴＭ＊  を発生させ、該駆動モータ目標トルクＴＭ＊  を前記駆動モータ制御装置１０に送る。
【００３７】
ところで、該駆動モータ制御装置１０においては、ロータの磁極対の方向（磁束方向）にｄ軸を、該ｄ軸と直角の方向（該ｄ軸に対して駆動モータ３１の正回転方向に９０度進ませた方向）にｑ軸をそれぞれ採ったｄ−ｑ軸モデル上でフィードバック制御が行われるようになっている。そのために、前記駆動モータ制御装置１０の図示されない駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ制御処理を行い、前記駆動モータ目標トルクＴＭ＊  を読み込むと、前記記録装置に記録された電流指令値マップを参照し、ベクトル表示された電流指令値ｉｓのｄ軸成分を表すｄ軸電流指令値ｉｄ＊  、及びｑ軸成分を表すｑ軸電流指令値ｉｑ＊  を決定する。
【００３８】
前記駆動モータ制御装置１０の第１の変換処理手段としての三相二相変換器６１は、第１の変換処理としての三相／二相変換処理を行い、検出電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ及び磁極位置θを読み込んで、所定の軸電流としてのｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑに変換する。
【００３９】
また、ｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑはフィードバック処理手段としての減算器６２、６３に送られ、該減算器６２、６３は、フィードバック処理を行い、前記ｄ軸電流ｉｄと前記ｄ軸電流指令値ｉｄ＊  との電流偏差を表すｄ軸電流偏差Δｉｄ、及び前記ｑ軸電流ｉｑと前記ｑ軸電流指令値ｉｑ＊  との電流偏差を表すｄ軸電流偏差Δｉｑを算出し、電流偏差Δｉｄ、Δｉｑを電流フィードバック制御処理手段及び第１の軸電圧指令値発生処理手段としての電流フィードバック制御部６４に送る。このようにして、ｄ軸電流ｉｄ及びｄ軸電流指令値ｉｄ＊  に基づいて、また、ｑ軸電流ｉｑ及びｑ軸電流指令値ｉｑ＊  に基づいてフィードバック制御が行われる。
【００４０】
そして、前記電流フィードバック制御部６４は、電流フィードバック制御処理及び第１の軸電圧指令値発生処理を行い、電流偏差Δｉｄ、Δｉｑに基づいて、軸電圧指令値としてのｄ軸電圧指令値ｖｄ＊  及びｑ軸電圧指令値ｖｑ＊  を発生させ、該ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊  及びｑ軸電圧指令値ｖｑ＊  を第２の変換処理手段及び第１の相電圧指令値発生処理手段としての二相三相変換器６７に送る。なお、前記ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊  及びｑ軸電圧指令値ｖｑ＊  によって第１の電圧指令値が構成される。
【００４１】
続いて、前記二相三相変換器６７は、第２の変換処理及び第１の相電圧指令値発生処理としての二相三相変換を行い、前記ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊  、ｑ軸電圧指令値ｖｑ＊  及び磁極位置θに基づいて、前記ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊  及びｑ軸電圧指令値ｖｑ＊  を相電圧指令値としての各相の電圧指令値ｖｕ＊  、ｖｖ＊  、ｖｗ＊  に変換し、該電圧指令値ｖｕ＊  、ｖｖ＊  、ｖｗ＊  をパルス幅変換処理手段としてのパルス幅変換部６８に送る。該パルス幅変換部６８は、パルス幅変換処理を行い、前記各相の電圧指令値ｖｕ＊  、ｖｖ＊  、ｖｗ＊  及び前記バッテリセンサ２１によって検出された直流電圧Ｖｄｃに基づいて、各相のパルス幅変調信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗを発生させ、該パルス幅変調信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗを駆動信号ＳＧ１としてインバータ４０に送る。なお、前記各相の電圧指令値ｖｕ＊  、ｖｖ＊  、ｖｗ＊  によって第２の電圧指令値が構成される。
【００４２】
その結果、前述されたように、前記ステータコイル１１〜１３に、各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが供給される。このようにして、駆動モータ３１を駆動することによって電気自動車を走行させることができる。なお、前記電流フィードバック制御部６４及び二相三相変換器６７によって電圧指令値発生処理手段９１（図１）が構成される。
【００４３】
ところで、電気自動車の走行が終了し、イグニッションスイッチ１８がオフにされると、それに連動して、バッテリ１４からインバータ４０への電流の供給が遮断され、駆動モータ３１の駆動が停止させられる。このとき、コンデンサ１７に、静電容量に対応する電荷が蓄積されていて、前記コンデンサ１７に電荷が蓄積されたまま、前記駆動モータ制御装置１０の電源がオフになるのに伴って、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に送られる各駆動信号ＳＧ１が過渡的に無制御状態になると、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６が、オンになり、短絡電流が流れて前記駆動モータ制御装置１０の耐久性が低下してしまうことがある。
【００４４】
そこで、放電制御装置が配設され、該放電制御装置によってコンデンサ１７を放電させるようにしている。
【００４５】
ところで、前記駆動モータ３１を構成する電気回路は、ステータコイル１１〜１３から成るインダクタンス成分を主として有するので、周波数の高い高調波を駆動モータ３１に送ると高いインピーダンスを発生させる。
【００４６】
そこで、バッテリ１４からインバータ４０への電流の供給が遮断されたときに、前記パルス幅変換部６８は高調波をパルス幅変調信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗとするようにしている。そのために、電流フィードバック制御部６４と二相三相変換器６７との間に連動して切り換えられるスイッチＳｗ１、Ｓｗ２が配設され、該スイッチＳｗ１、Ｓｗ２を介して高調波発生処理手段としての高調波発生器６９が二相三相変換器６７に接続される。そして、前記スイッチＳｗ１、Ｓｗ２を第１の状態に置くと、電流フィードバック制御部６４と二相三相変換器６７とが接続され、スイッチＳｗ１、Ｓｗ２を第２の状態に置くと、高調波発生器６９と二相三相変換器６７とが接続される。
【００４７】
この場合、まず、駆動モータ制御装置１０の図示されない放電制御処理手段は、放電制御処理を行い、イグニッションスイッチ１８がオフにされると、スイッチＳｗ１、Ｓｗ２を第２の状態に置くとともに、高調波発生器６９に指示を送り、該高調波発生器６９の図示されない第２の軸電圧指令値発生処理手段は、第２の軸電圧指令値発生処理を行い、軸電圧指令値として所定の高調波Ｖａを発生させ、二相三相変換器６７に印加する。
【００４８】
前記高調波Ｖａは、図７に示されるように、高周波のｄ軸電圧Ｖｄｈ及び高周波のｑ軸電圧Ｖｑｈから成り、高調波Ｖａの二相三相変換器６７への印加が開始されると、振幅が、次第に大きくされ、続いて、一定にされる。
【００４９】
このとき、電圧センサ２２が故障していない場合は、前記振幅は、コンデンサ１７の放電に伴って徐々に小さくなる。仮に、電圧センサ２２が故障していても、あらかじめ設定された値に基づいて、図７に示されるように、振幅を指令振幅として決定することによって、ｄ軸実電圧Ｖｄｒ及びｄ軸実電圧Ｖｑｒは、図８に示されるように自然に振幅が小さくなる。
【００５０】
次に、前記放電制御処理手段の放電制御終了判定処理手段は、放電制御終了判定処理を行い、コンデンサ１７の放電が終了したかどうかを判断し、放電が終了すると、放電制御処理手段は、スイッチＳｗ１、Ｓｗ２を第１の状態に置くとともに、高調波発生器６９に指示を送り、該高調波発生器６９は高調波Ｖａの二相三相変換器６７への印加を終了する。これに伴って図７に示されるように、ｄ軸電圧Ｖｄｈ及びｑ軸電圧Ｖｑｈの振幅が次第に小さくされる。
【００５１】
このように、二相三相変換器６７に高調波Ｖａが印加されるので、二相三相変換器６７からパルス幅変換部６８に高調波が各相の電圧指令値ｖｕ＊  、ｖｖ＊  、ｖｗ＊  として送られ、パルス幅変換部６８からインバータ４０に高調波が各相のパルス幅変調信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗとして送られ、インバータ４０によって発生させられる各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに高調波成分が含まれることになる。したがって、ステータコイル１１〜１３において高いインピーダンスが発生し、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗがジュール熱として消費される。
【００５２】
その結果、駆動モータ３１に印加されるｄ−ｑ軸モデル上の実際の電圧、すなわち、ｄ−ｑ軸実電圧は、図８に示されるように推移する。この場合、ｄ−ｑ軸実電圧を構成するｄ軸実電圧Ｖｄｒ及びｑ軸実電圧Ｖｑｒの振幅は、ｄ軸電圧Ｖｄｈ及びｑ軸電圧Ｖｑｈの振幅が次第に大きくされるのに伴って大きくなり、その後、コンデンサ１７が放電させられるのに伴って減衰する。
【００５３】
また、駆動モータ３１に供給されるｄ−ｑ軸モデル上の実際の電流、すなわち、ｄ−ｑ軸実電流は、図９に示されるように推移する。ｄ−ｑ軸実電流は、ｄ軸実電流ｉｄｒ及びｑ軸実電流ｉｑｒで表され、検出電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを三相二相変換器６１によって三相二相変換することにより算出されるｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑである。
【００５４】
前記ｄ軸実電流ｉｄｒ及びｑ軸実電流ｉｑｒの振幅は、ｄ軸電圧Ｖｄｈ及びｑ軸電圧Ｖｑｈの振幅が次第に大きくされるのに伴って大きくなり、その後、コンデンサ１７が放電させられるのに伴って減衰する。
【００５５】
また、駆動モータ３１によって発生させられる駆動モータトルクＴＭは、図１０に示されるように推移する。駆動モータトルクＴＭは、ｄ軸電圧Ｖｄｈ及びｑ軸電圧Ｖｑｈの振幅が次第に大きくされるのに伴って大きくなり、その後、コンデンサ１７が放電させられるのに伴って減衰する。
【００５６】
そして、コンデンサ電圧は図１０に示されるように推移し、時間が経過するとともに、低くなる。
【００５７】
このように、高調波Ｖａが軸電圧指令値として発生させられるので、駆動モータ３１に所定の各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを供給することができる。したがって、コンデンサ１７に蓄積された電荷を駆動モータ３１内において消費することができ、コンデンサ１７を確実に放電させることができる。しかも、駆動モータ３１によって発生させられる駆動モータトルクＴＭにも高調波が含まれ、正の値と負の値とが相殺されるので、駆動モータ３１のロータはイナーシャによって静止したままになる。したがって、駆動モータ３１が駆動されることはなく、駆動モータ３１によって回転が発生させられることもない。
【００５８】
また、高調波Ｖａが軸電圧指令値として発生させられるので、電流フィードバック制御処理を行うことなく、駆動モータ３１に所定の各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを供給することができる。したがって、電流センサ３３〜３５に異常が発生しても、コンデンサ１７を確実に放電させることができる。そして、磁極位置θをあらかじめ設定された周期で仮想的に変化させることによって、等価的に高調波を形成することができるので、例えば、磁極位置θとして固定値、又は仮想の値を使用することができる。その結果、レゾルバ４３に異常が発生しても、コンデンサ１７を確実に放電させることができる。
【００５９】
次に、図４のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１  高調波Ｖａの印加を開始する。
ステップＳ２  放電制御終了判定処理を行う。
ステップＳ３  コンデンサ１７の放電が終了したかどうかを判断する。コンデンサ１７の放電が終了した場合はステップＳ４に進み、終了していない場合はステップＳ２に戻る。
ステップＳ４  高調波Ｖａの印加を終了し、処理を終了する。
【００６０】
次に、図４のステップＳ２における放電制御終了判定処理のサブルーチンについて説明する。
【００６１】
まず、放電制御終了判定処理手段は、電圧センサ２２が故障しているかどうかを判断し、電圧センサ２２が故障している場合は、所定の時間が経過したかどうかを判断し、所定の時間が経過すると、コンデンサ１７の放電を終了する旨のフラグ、すなわち、放電制御終了フラグをセットする。
【００６２】
また、前記電圧センサ２２が故障していない場合、前記放電制御終了判定処理手段は、インバータ電圧Ｖｉｎを読み込み、インバータ電圧Ｖｉｎがあらかじめ設定された閾（しきい）値Ｖｔｈ以下であるかどうかを判断し、インバータ電圧Ｖｉｎが閾値Ｖｔｈ以下である場合、コンデンサ１７の放電が終了したと判断し、放電制御終了フラグをセットする。
【００６３】
次に、図５のフローチャートについて説明する。
ステップＳ２−１  電圧センサ２２が故障しているかどうかを判断する。電圧センサが故障している場合はステップＳ２−３に、故障していない場合はステップＳ２−２に進む。
ステップＳ２−２  インバータ電圧Ｖｉｎが閾値Ｖｔｈ以下であるかどうかを判断する。インバータ電圧Ｖｉｎが閾値Ｖｔｈ以下である場合はステップＳ２−４に進み、インバータ電圧Ｖｉｎが閾値Ｖｔｈより大きい場合はリターンする。
ステップＳ２−３  所定の時間が経過したかどうかを判断する。所定の時間が経過した場合はステップＳ２−４に進み、経過していない場合はリターンする。
ステップＳ２−４  放電制御終了フラグをセットし、リターンする。
【００６４】
次に、高調波Ｖａの印加が開始された後の駆動モータ制御装置１０の動作について説明する。
【００６５】
まず、駆動モータ制御装置１０は、放電制御処理が行われているかどうかを判断し、放電制御処理が行われている場合、電圧センサ２２が故障しているかどうかを判断し、電圧センサ２２が故障している場合、あらかじめ設定された電圧値を、前記ｄ軸電圧Ｖｄｈ及びｑ軸電圧Ｖｑｈとなる印加電圧にする。また、電圧センサ２２が故障していない場合、駆動モータ制御装置１０は、インバータ電圧Ｖｉｎを前記印加電圧にする。
【００６６】
続いて、前記駆動モータ制御装置１０は、印加電圧を高調波電圧指令として発生させ、高調波発生器６９に送る。
【００６７】
次に、図６のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１１  放電制御処理が行われているかどうかを判断する。放電制御処理が行われている場合はステップＳ１３に、行われていない場合はステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２  通常電流制御処理を行い、処理を終了する。
ステップＳ１３  電圧センサ２２が故障しているかどうかを判断する。電圧センサ２２が故障している場合はステップＳ１５に、故障していない場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４  インバータ電圧Ｖｉｎを印加電圧にする。
ステップＳ１５  所定の電圧値を印加電圧にする。
ステップＳ１６  高調波電圧指令を発生させ、処理を終了する。
【００６８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００６９】
図１２は本発明の第２の実施の形態における放電制御装置のブロック図である。
【００７０】
この場合、第２の変換処理手段としての二相三相変換器６７とパルス幅変換処理手段としてのパルス幅変換部６８との間に連動して切り換えられるスイッチＳｗ１１〜Ｓｗ１３が配設され、該スイッチＳｗ１１〜Ｓｗ１３を介して高調波発生処理手段としての高調波発生器６９がパルス幅変換部６８に接続される。そして、前記スイッチＳｗ１１〜Ｓｗ１３を第１の状態に置くと、二相三相変換器６７とパルス幅変換部６８とが接続され、スイッチＳｗ１１〜Ｓｗ１３を第２の状態に置くと、高調波発生器６９とパルス幅変換部６８とが接続される。
【００７１】
前記駆動モータ制御装置１０（図２）の図示されない放電制御処理手段は、放電制御処理を行い、イグニッションスイッチ１８がオフにされると、スイッチＳｗ１１〜Ｓｗ１３を第２の状態に置くとともに、高調波発生器６９に指示を送り、該高調波発生器６９の図示されない第２の相電圧指令値発生処理手段は、第２の相電圧指令値発生処理を行い、相電圧指令値として高調波Ｖａを発生させ、パルス幅変換部６８に印加する。
【００７２】
この場合、高調波Ｖａは、高周波の各相の電圧Ｖｕｈ、Ｖｖｈ、Ｖｗｈから成り、高調波Ｖａのパルス幅変換部６８への印加が開始されると、振幅が、次第に大きくされ、続いて、一定にされる。
【００７３】
次に、放電制御処理手段の放電制御終了判定処理手段は、放電制御終了判定処理を行い、コンデンサ１７の放電が終了したかどうかを判断し、放電が終了すると、放電制御処理手段は、スイッチＳｗ１１〜Ｓｗ１３を第１の状態に置くとともに、高調波発生器６９に指示を送り、高調波Ｖａの印加を終了する。これに伴って、各相の電圧Ｖｕｈ、Ｖｖｈ、Ｖｗｈの振幅が次第に小さくされる。
【００７４】
このように、パルス幅変換部６８に相電圧指令値として高調波Ｖａが印加されるので、パルス幅変換部６８からインバータ４０に高調波が各相のパルス幅変調信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗとして送られ、インバータ４０によって発生させられる各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに、高調波成分が含まれることになる。したがって、ステータコイル１１〜１３において高いインピーダンスが発生し、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗがジュール熱として消費される。
【００７５】
また、パルス幅変換部６８に各相の電圧Ｖｕｈ、Ｖｖｈ、Ｖｗｈに相当するようなパルスのパターンをあらかじめ設定しておき、該パターンを直接出力することによって各相の電圧Ｖｕｈ、Ｖｖｈ、Ｖｗｈを発生させることもできる。
【００７６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、放電制御装置においては、ロータ及びステータを備えた電動機械と、直流電源から直流の電流が供給され、交流の電流を発生させて前記電動機械に供給するインバータと、前記直流電源とインバータとの間に配設されたコンデンサと、前記電動機械を駆動するための電圧指令値を発生させる電圧指令値発生処理手段と、電圧指令値に基づいてパルス幅変調信号を発生させ、前記インバータに供給するパルス幅変換処理手段とを有する。
【００７８】
そして、該パルス幅変換処理手段は、前記直流電源からインバータへの電流の供給が遮断されたときに、所定の高調波をパルス幅変調信号とする。
【００７９】
この場合、直流電源からインバータへの電流の供給が遮断されると、所定の高調波がパルス幅変調信号とされるので、電動機械に交流の電流を供給することができる。
【００８０】
したがって、コンデンサに蓄積された電荷を電動機械内において消費することができ、コンデンサを確実に放電させることができる。
【００８１】
しかも、電動機械によって発生させられる駆動モータトルクにも所定の高調波が含まれるので、電動機械のロータはイナーシャによって静止したままになる。したがって、電動機械が駆動されることはなく、電動機械によって回転が発生させられることもない。
【００８２】
また、所定の高調波がパルス幅変調信号とされるので、電流フィードバック制御処理を行うことなく、電動機械に交流の電流を供給することができる。したがって、電流センサ、磁極位置検出部等に異常が発生しても、コンデンサを確実に放電させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における放電制御装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における車両駆動装置の概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における放電制御装置のブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における放電制御装置の動作を示すメインフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態における放電制御終了判定処理のサブルーチンを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における駆動モータ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるｄ−ｑ軸電圧の波形図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における電圧センサが故障した場合のｄ−ｑ軸実電圧の波形図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるｄ−ｑ軸実電圧が発生したときのｄ−ｑ軸実電流の波形図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における駆動モータトルクの波形図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態におけるコンデンサ電圧の波形図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における放電制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
１０    駆動モータ制御装置
１４    バッテリ
１７    コンデンサ
３１    駆動モータ
４０    インバータ
６４    電流フィードバック制御部
６７    二相三相変換器
６８    パルス幅変換部
６９    高調波発生器
９１    電圧指令値発生処理手段
【図１】
2004328854.tif 000003
【図２】
2004328854.tif 000004
【図３】
2004328854.tif 000005
【図４】
2004328854.tif 000006
【図５】
2004328854.tif 000007
【図６】
2004328854.tif 000008
【図７】
2004328854.tif 000009
【図８】
2004328854.tif 000010
【図９】
2004328854.tif 000011
【図１０】
2004328854.tif 000012
【図１１】
2004328854.tif 000013
【図１２】
2004328854.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成15年4月28日(2003.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2004328854.tif 000015
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2004328854.tif 000016
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2004328854.tif 000017
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2004328854.tif 000018
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2004328854.tif 000019