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公開番号2025042177
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-27
出願番号2023149034
出願日2023-09-14
発明の名称モータ駆動回路
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H02P 25/22 20060101AFI20250319BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】 Δ結線駆動時にコンデンサでの過電圧を抑制する。
【解決手段】モータ駆動回路であって、バッテリの両端間に接続されたコンデンサと、第1インバータと、第2インバータと、三相モータと、前記第1インバータの高電位配線と前記第2インバータの高電位配線の間に設けられた第1スイッチと、前記第1インバータの低電位配線と前記第2インバータの低電位配線の間に設けられた第2スイッチと、制御装置、を有する。Δ結線駆動を実行している状態で前記コンデンサの前記正極と前記負極の間の電圧が基準値以上まで上昇したときに、前記制御装置が、前記第1スイッチ、前記第2スイッチ、3つの前記第1上アーム逆導通スイッチング素子、3つの前記第1下アーム逆導通スイッチング素子、3つの前記第2上アーム逆導通スイッチング素子、及び、3つの前記第2下アーム逆導通スイッチング素子をオフする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
モータ駆動回路であって、
バッテリと、
前記バッテリの両端間に接続されたコンデンサと、
前記コンデンサの正極に接続された第１高電位配線、前記コンデンサの負極に接続された第１低電位配線、第１Ｕ相出力配線と第１Ｖ相出力配線と第１Ｗ相出力配線からなる３つの第１出力配線、前記第１高電位配線と対応する前記第１出力配線の間に接続された３つの第１上アーム逆導通スイッチング素子、及び、対応する前記第１出力配線と前記第１低電位配線の間に接続された３つの第１下アーム逆導通スイッチング素子、を有する第１インバータと、
第２高電位配線、第２低電位配線、第２Ｕ相出力配線と第２Ｖ相出力配線と第２Ｗ相出力配線からなる３つの第２出力配線、前記第２高電位配線と対応する前記第２出力配線の間に接続された３つの第２上アーム逆導通スイッチング素子、及び、対応する前記第２出力配線と前記第２低電位配線の間に接続された３つの第２下アーム逆導通スイッチング素子、を有する第２インバータと、
前記第１Ｕ相出力配線と前記第２Ｕ相出力配線の間に接続されたＵ相巻線、前記第１Ｖ相出力配線と前記第２Ｖ相出力配線の間に接続されたＶ相巻線、及び、前記第１Ｗ相出力配線と前記第２Ｗ相出力配線の間に接続されたＷ相巻線、を有する三相モータと、
前記第１高電位配線と前記第２高電位配線の間に設けられた第１スイッチと、
前記第１低電位配線と前記第２低電位配線の間に設けられた第２スイッチと、
前記第１インバータ、前記第２インバータ、前記第１スイッチ、及び、前記第２スイッチを制御する制御装置、
を有し、
前記制御装置が、前記三相モータにおいてＹ結線駆動とΔ結線駆動を切り換えて実行することが可能であり、
前記Ｙ結線駆動が、前記第１スイッチと前記第２スイッチをオフし、前記Ｕ相巻線、前記Ｖ相巻線及び前記Ｗ相巻線の前記第２インバータ側の各端子を前記第２インバータによって互いに接続し、前記第１インバータのスイッチングによって前記三相モータを駆動する駆動方式であり、
前記Δ結線駆動が、前記第１スイッチと前記第２スイッチをオンし、前記第１インバータと前記第２インバータのスイッチングによって前記三相モータを駆動する駆動方式であり、
前記Δ結線駆動を実行している状態で前記コンデンサの前記正極と前記負極の間の電圧が基準値以上まで上昇したときに、前記制御装置が、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、３つの前記第１上アーム逆導通スイッチング素子、３つの前記第１下アーム逆導通スイッチング素子、３つの前記第２上アーム逆導通スイッチング素子、及び、３つの前記第２下アーム逆導通スイッチング素子をオフする、
モータ駆動回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、モータ駆動回路に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【０００２】
特許文献１に開示のモータ駆動回路は、バッテリと、バッテリの両端間に接続されたコンデンサと、三相モータと２つのインバータを有している。このモータ駆動回路は、バッテリの出力電圧を交流電圧に変換して三相モータに供給する。このモータ駆動回路は、２つのインバータを制御することで、三相モータにおいてＹ結線駆動とΔ結線駆動を切り換えて実行することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－０１４８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータの駆動中にバッテリがコンデンサから遮断されると、モータからコンデンサへ電流が流入し、コンデンサの両端の間の電圧が上昇する。Δ結線駆動時には、各インバータの逆導通スイッチング素子をオフしたとしても、逆導通スイッチング素子のダイオードを介して電流が流れるのでコンデンサへの電流の流入を停止させることができない。このため、Δ結線駆動時にコンデンサにおいて過電圧が生じるおそれがあった。本明細書では、Δ結線駆動時にコンデンサでの過電圧を抑制する技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示するモータ駆動回路は、バッテリ、コンデンサ、第１インバータ、第２インバータ、三相モータ、第１スイッチ、第２スイッチ、及び、制御装置を有する。前記コンデンサは、前記バッテリの両端間に接続されている。前記第１インバータは、前記コンデンサの正極に接続された第１高電位配線、前記コンデンサの負極に接続された第１低電位配線、第１Ｕ相出力配線と第１Ｖ相出力配線と第１Ｗ相出力配線からなる３つの第１出力配線、前記第１高電位配線と対応する前記第１出力配線の間に接続された３つの第１上アーム逆導通スイッチング素子、及び、対応する前記第１出力配線と前記第１低電位配線の間に接続された３つの第１下アーム逆導通スイッチング素子、を有する。前記第２インバータは、第２高電位配線、第２低電位配線、第２Ｕ相出力配線と第２Ｖ相出力配線と第２Ｗ相出力配線からなる３つの第２出力配線、前記第２高電位配線と対応する前記第２出力配線の間に接続された３つの第２上アーム逆導通スイッチング素子、及び、対応する前記第２出力配線と前記第２低電位配線の間に接続された３つの第２下アーム逆導通スイッチング素子、を有する。前記三相モータは、前記第１Ｕ相出力配線と前記第２Ｕ相出力配線の間に接続されたＵ相巻線、前記第１Ｖ相出力配線と前記第２Ｖ相出力配線の間に接続されたＶ相巻線、及び、前記第１Ｗ相出力配線と前記第２Ｗ相出力配線の間に接続されたＷ相巻線、を有する。前記第１スイッチは、前記第１高電位配線と前記第２高電位配線の間に設けられている。前記第２スイッチは、前記第１低電位配線と前記第２低電位配線の間に設けられている。前記制御装置は、前記第１インバータ、前記第２インバータ、前記第１スイッチ、及び、前記第２スイッチを制御する。前記制御装置が、前記三相モータにおいてＹ結線駆動とΔ結線駆動を切り換えて実行することが可能である。前記Ｙ結線駆動が、前記第１スイッチと前記第２スイッチをオフし、前記Ｕ相巻線、前記Ｖ相巻線及び前記Ｗ相巻線の前記第２インバータ側の各端子を前記第２インバータによって互いに接続し、前記第１インバータのスイッチングによって前記三相モータを駆動する駆動方式である。前記Δ結線駆動が、前記第１スイッチと前記第２スイッチをオンし、前記第１インバータと前記第２インバータのスイッチングによって前記三相モータを駆動する駆動方式である。前記Δ結線駆動を実行している状態で前記コンデンサの前記正極と前記負極の間の電圧が基準値以上まで上昇したときに、前記制御装置が、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、３つの前記第１上アーム逆導通スイッチング素子、３つの前記第１下アーム逆導通スイッチング素子、３つの前記第２上アーム逆導通スイッチング素子、及び、３つの前記第２下アーム逆導通スイッチング素子をオフする。
【０００６】
なお、本明細書において、逆導通スイッチング素子は、スイッチとダイオードとが並列に接続された素子であって、ダイオードのカソードがスイッチの高電位側端子に接続されているとともにダイオードのアノードがスイッチの低電位側端子に接続されている素子を意味する。なお、スイッチは、電界効果トランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ等の半導体スイッチング素子であってもよい。ダイオードは、ｐｎダイオードであってもよいし、ショットキーバリアダイオードであってもよい。また、スイッチとダイオードは、共通の半導体基板に設けられていてもよいし、別の半導体基板に設けられていてもよい。
【０００７】
このモータ制御回路では、Δ結線駆動時にコンデンサの電圧が上昇すると、制御装置が、各インバータの逆導通スイッチング素子をオフするとともに、第１スイッチと第２スイッチをオフする。第１スイッチのオフによって第１インバータの第１高電位配線が第２インバータの第２高電位配線から遮断され、第２スイッチのオフによって第１インバータの第１低電位配線が第２インバータの第２低電位配線から遮断される。このように第１スイッチと第２スイッチがオフすると、第１インバータと第２インバータの間における電流経路が遮断されるので、モータからコンデンサへの電流の流入を停止させることができる。したがって、このモータ制御回路によれば、Δ結線駆動時にコンデンサでの過電圧を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
モータ駆動回路の回路図。
緊急停止動作におけるコンデンサ電圧Ｖｃを示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に示すモータ駆動回路は、電動車に搭載されている。モータ駆動回路は、バッテリ３０と三相モータ５０を有している。三相モータ５０は、車両の走行用モータである。モータ駆動回路は、バッテリ３０から供給される直流電力を交流電力に変換して三相モータ５０に供給することで、三相モータ５０を駆動する。モータ駆動回路は、コンデンサ４０、第１インバータ１０、及び、第２インバータ２０を有している。
【００１０】
コンデンサ４０の正極は、システムメインリレー（以下、ＳＭＲという）３１を介してバッテリ３０の正極に接続されている。コンデンサ４０の負極は、ＳＭＲ３２を介してバッテリ３０の負極に接続されている。すなわち、コンデンサ４０は、バッテリ３０の両端間に接続されている。また、コンデンサ４０に対して並列に、電圧センサ４２が接続されている。電圧センサ４２は、コンデンサ４０の両端間の電圧を検出する。
（【００１１】以降は省略されています）

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