CN109874350A - 电源控制装置 - Google Patents

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Abstract

电源系统包括:旋转电机(21),其能进行发电和动力运行的动作;开关电路部(22),其通过多个开关元件(Sp、Sn)的接通断开,在旋转电机中进行各相的通电;蓄电部(11、12),其与开关电路部连接;以及开关(31、32),其设置于开关电路部与蓄电部之间的电气路径,设置有切断部(52a),其随着过电流流过旋转电机和开关电路部中的至少任一个而切断通电路径。电源控制装置(23、37、40)包括:过电流判断部,其基于流过开关电路部的通电电流上升至规定的过电流阈值(TH1)的第一判断和之后电流下降的第二判断的结果,对过电流是否流过进行判断;以及开关控制部,其基于过电流判断部的判断结果,使开关断开。

Description

电源控制装置
相关申请的援引
本申请以2016年9月30日申请的日本专利申请号2016-194600号为基础,在此援引其记载内容。
技术领域
本发明涉及一种电源控制装置,该电源控制装置应用于装设于车辆等的电源系统,执行涉及该电源系统的控制。
背景技术
以往,例如,作为车辆用的电源系统,已知,包括多个蓄电池(例如铅蓄电池、锂离子蓄电池),并且包括与上述各蓄电池并联连接的旋转电机的结构(例如参照专利文献1)。此外,能在旋转电机中切换发电状态和动力运行状态,调节逆变器中发电时和动力运行时的各相的通电状态。
在此,例如,若在逆变器中电源线和接地线短路,则过电流流过逆变器,因此,可能由此引起不良情况的发生。在上述情况下,作为故障防止处理,使设置于逆变器与各蓄电池之间的开关强制断开,以停止从各蓄电池向逆变器供给电力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2014-1777213号公报
发明内容
然而,在过电流流过逆变器的情况下,作为故障防止处理,需要尽快切断通电路径,以减轻由上述过电流产生的不良情况。但是,若在通电路径有大电流流动的状态下切断开关,则开关可能会发生电涌破坏。另外,考虑上述不良情况不是仅发生在具有多个蓄电池的电源系统。基于上述实际情况,认为对于现有技术还有改善的空间。
本发明鉴于上述技术问题而作,其主要目的在于提供一种电源控制装置,能够使过电流发生时的处理合理化。
以下,对用于解决上述技术问题的手段及其作用效果进行说明。另外,以下,为容易理解,在公开的实施方式中,用括号等适当表示对应结构的符号,但并不限定于用该括号等表示的具体结构。
在第一个方式中,一种应用于电源系统的电源控制装置,电源系统包括:
旋转电机,其能进行发电和动力运行的动作;
开关电路部,其通过多个开关元件的接通断开,在上述旋转电机中进行各相的通电;
蓄电部,其与上述开关电路部连接;以及
开关,其设置于上述开关电路部与上述蓄电部之间的电气路径,
上述电源系统设置有切断部,上述切断部随着过电流流过上述旋转电机和上述开关电路部中的至少任一个而将通电路径切断,上述电源控制装置的特征在于,
包括:过电流判断部,其基于流过上述开关电路部的通电电流上升至规定的过电流阈值的第一判断和之后电流下降的第二判断的结果,对上述过电流是否流过进行判断;以及
开关控制部,其基于上述过电流判断部的判断结果,使上述开关断开。
在设置有因过电流流过旋转电机、开关电路部中的至少任一个而切断通电路径的切断部的结构中,在过电流流过的情况下,通电电流在暂时上升后,通过切断部的路径切断而一下子下降。考虑到这些方面,在上述结构中,基于流过开关电路部的通电电流已经上升至规定的过电流阈值的第一判断和之后电流已经下降的第二判断的结果,判断有过电流流过,并且基于该判断结果,使开关断开。在上述情况下,能抑制随着开关的断开而产生的电涌电流,并且能使通电电流理想地断开。也就是说,在过电流流过的状况下,若断开上述通电路径的开关,则在通电路径可能会发生电涌电流,存在由该电涌电流导致开关破损的可能性。关于这点,根据上述结构,在过电流暂时消退的状态下,断开开关,因此,能抑制开关断开时的电涌电流,进而抑制由电涌电流导致的开关破坏。其结果是,能实现过电流产生时的处理的合理化。
在第二个方式中,作为上述第二判断,上述过电流判断部对上述通电电流上升至上述过电流阈值后,是否已经下降至比上述过电流阈值小的第二阈值进行判断。
根据上述结构,在旋转电机或者开关电路部中发生了短路异常的情况下,能可靠地对随着过电流的发生而产生的电流上升和之后由切断部将路径切断而导致的电流下降进行可靠地判断。藉此,能适当地执行开关断开处理。
在第三个方式中,在由上述过电流判断部判断为上述过电流流过的情况下,上述开关控制部在上述通电电流下降至上述第二阈值并经过了规定时间后,使上述开关断开。
根据上述结构,在根据通电电流的上升变化和下降变化而执行过电流判断的情况下,不是在完成通电电流的下降判断后立即使开关断开,而是在经过了规定时间后,使开关断开。在上述情况下,发生了通电电流的上升变化和下降变化表示,过电流流过且随后立刻通过切断部进行路径切断,能视作至少执行了对于过电流的一次应对。此外,在上述状态下,时间上有余量地执行开关断开,从而能适当地执行电源切断处理。例如,考虑到通电切断对其它设备等造成影响,能对通电切断执行提前处理等。
在第四个方式中,在上述电源系统中,电负载连接到上述蓄电部和上述开关电路部之间的电气路径,包括切断处理部,其在上述通电电流下降至上述第二阈值后直至经过上述规定时间,执行对上述电负载的电源切断的提前处理。
根据上述结构,在通电电流下降至第二阈值的情况下(即,完成了过电流判断的情况),在从上述电流下降至开关断开之间的期间,执行存储电负载的动作状态、降低输出、停止驱动等提前处理。
在第五个方式中,在上述电源系统中,作为上述蓄电部具有第一蓄电部和第二蓄电部,电负载与能实现上述各蓄电部的供电的电气路径连接,另外,在上述电气路径设置有绕过上述开关而连接上述第一蓄电部和上述电负载的旁通路径,并且在上述旁通路径设置有旁通开关,包括旁通处理部,其在上述通电电流下降至上述第二阈值后直至经过上述规定时间,使上述旁通开关闭合。
根据上述结构,在通电电流下降至第二阈值的情况下(即,完成了过电流判断的情况),在从上述电流下降至进行开关断开之间的期间,能考虑到旁通开关的动作时间而可靠地使旁通路径导通。在上述情况下,不会使电负载发生不希望的电源切断,而能使用旁通路径持续地执行从第一蓄电部向电负载的电力供给。
在第六个方式中,包括再次上升判断部,其在由上述过电流判断部判断为上述过电流流过的情况下,对暂时下降的上述通电电流是否再次上升进行判断,在由上述过电流判断部判断为上述过电流流过且由上述再次上升判断部判断为上述通电电流再次上升的情况下,上述开关控制部使上述开关断开。
在根据旋转电机或者开关电路部中发生了短路异常的情况而切断(例如,熔断)切断部的情况下,通过上述切断部的切断,过电流停止的处理本身处于已执行的状态。但是,对于切断部,考虑存在切断后回到导通状态的情况。关于这点,根据上述结构,将发生了切断部的导通恢复为条件,使开关断开。也就是说,在通过第一判断和第二判断执行的过电流判断后,在限定的条件下,通过开关断开执行电源切断。藉此,能将由通过开关断开执行电源切断而引起的对其它设备等的影响抑制在最小限度。
在第七个方式中,包括:第一控制装置,其对上述旋转电机的发电和动力运行的动作进行控制;以及第二控制装置,其能从上述第一控制装置接收信号,通过上述开关的打开关闭对上述蓄电部的充电放电进行控制,上述第一控制装置具有上述过电流判断部,将表示上述过电流判断部的判断结果的判断信号向上述第二控制装置发送,上述第二控制装置具有上述开关控制部,基于来自上述第一控制装置的上述判断信号,使上述开关断开。
根据上述结构,第一控制装置将表示过电流判断部的判断结果的判断信号向第二控制装置发送,第二控制装置基于来自第一控制装置的判断信号,使开关断开。在上述情况下,在第二控制装置中,直接从第一控制装置接收判断信号,从而能执行基于该判断信号的应急处理。
在第八个方式中,在电源控制装置中,上述第一控制装置和上述第二控制装置以能相互通信的方式与统一管理上述各控制装置的第三控制装置连接,上述第一控制装置将上述判断信号向上述第二控制装置和上述第三控制装置发送,上述第三控制装置基于从上述第一控制装置接收到的上述判断信号,向上述第二控制装置发送使上述开关强制断开的强制断开信号,上述第二控制装置基于来自上述第一控制装置的上述判断信号的接收和来自上述第三控制装置的上述强制断开信号的接收中较早的一方,使上述开关强制断开。
根据上述结构,在第二控制装置中,不是等待接收来自上位控制装置即第三控制装置的强制断开信号,而是从第一控制装置直接接收判断信号,能基于该判断信号而执行应急的处理。此外,除了能利用第二控制装置更快应对以外,还能通过第三控制装置进行可靠性高的应对。另外,第二控制装置是执行以蓄电部的充电放电为控制对象的、局部的运算处理的装置,与此相对,第三控制装置是统一管理其它控制装置的装置,因此,根据第三控制装置,能执行准确性(也称作可靠性)高的应对。
在第九个方式中,上述切断部设置为,在上述开关电路部中将上述开关元件连接到安装位置的引线部的窄幅部。
根据上述结构,在旋转电机或者开关电路部中发生了短路异常,随之,过电流流过开关电路部的情况下,切断开关元件的引线部,从而能迅速地执行过电流处理。
附图说明
参照附图和以下详细的记述,可以更明确本发明的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。
图1是表示第一实施方式的电源系统的电气回路图。
图2是表示旋转电机单元的电气结构的电路图。
图3是表示开关模块的一部分的立体图。
图4是表示通过旋转电机ECU来进行过电流异常判断的处理步骤的流程图。
图5是表示通过发动机ECU来进行异常监视的处理步骤的流程图。
图6是表示通过电池ECU来进行防止故障控制的处理步骤的流程图。
图7是用于具体地说明逆变器中的过电流产生时的处理的时序图。
图8是表示旋转电机的动力运行驱动控制的处理步骤的流程图。
图9是更具体地表示旋转电机的动力运行驱动开始时的电流控制的时序图。
图10是表示第二实施方式的电源系统的电气回路图。
图11是表示第二实施方式中的通过发动机ECU进行异常监视的处理步骤的流程图。
图12是表示在第二实施方式中,电池单元中的防止故障控制的处理步骤的流程图。
图13是用于具体地说明逆变器中的过电流产生时的处理的时序图。
图14是表示第三实施方式中的过电流异常判断的处理步骤的流程图。
图15是用于具体地说明逆变器中的过电流产生时的处理的时序图。
图16是表示作为电源控制装置的其它结构的电路图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下,基于附图,对将本发明具体化的实施方式进行说明。在本实施方式中,使车载电源系统具体化,在将发动机(内燃机)作为驱动源而进行行驶的车辆中,该车载电源系统向该车辆的各种设备供给电力。
如图1所示,本电源系统是具有作为第一蓄电部的铅蓄电池11和作为第二蓄电部的锂离子蓄电池12的双电源系统,能从各蓄电池11、12向起动器13、各种电负载14、15、旋转电机单元20供电。此外,能通过旋转电机单元20向各蓄电池11、12进行充电。在本系统中,铅蓄电池11和锂离子蓄电池12与旋转电机单元20并联连接,并且铅蓄电池11和锂离子蓄电池12与电负载14、15并联连接。
铅蓄电池11是众所周知的通用蓄电池。与此相对,锂离子蓄电池12是与铅蓄电池11相比,充电放电的电力损失少、输出密度及能量密度高的高密度蓄电池。锂离子蓄电池12可以是与铅蓄电池11相比,充电放电时的能量效率高的蓄电池。此外,锂离子蓄电池12构成为分别具有多个单电池的电池组。上述各蓄电池11、12的额定电压均相同,例如为12V。
省略图示的具体说明,锂离子蓄电池12收容于收容壳体而构成为基板一体的电池单元U。电池单元U具有输出端子P1、P2、P0,其中,铅蓄电池11、起动器13及电负载14与输出端子P1、P0连接,电负载15和旋转电机单元20与输出端子P2连接。
各电负载14、15是对于从各蓄电池11、12供给的供给电力的电压有不同要求的负载。其中,电负载14中包括定电压要求负载,该定电压要求负载要求供给电力的电压恒定或者至少在规定范围内进行变动即稳定。与此相对,电负载15是定电压要求负载以外的、一般的电负载。电负载14也称作被保护负载。此外,也可以说电负载14是不允许电源故障的负载,电负载15是相比电负载14,允许电源故障的负载。
作为定电压要求负载即电负载14的具体例,可以举出导航装置、音响装置、仪表装置、发动机ECU等各种ECU。在该情况下,通过抑制供给电力的电压变动,在上述各装置中,能抑制发生不必要的复位等,从而能实现稳定动作。作为电负载14,可以包括电动转向装置、制动装置等行驶类致动器。此外,作为电负载15的具体例,可以举出座椅加热器、后窗的除霜用加热器、头灯、前窗雨刮器、空调装置的送风风扇等。
旋转电机单元20包括:作为三相交流电动机的旋转电机21;作为电力转换装置(开关电路部)的逆变器22;以及对旋转电机21的动作进行控制的旋转电机ECU23。旋转电机单元20是带有电动机功能的发电机,作为机电一体型的ISG(Integrated StarterGenerator:起动发电一体机)而构成。
在此,采用图2,对旋转电机单元20的电气结构进行说明。旋转电机21包括作为三相电枢绕组的U相、V相、W相的相绕组24U、24V、24W以及励磁绕组25。各相绕组24U、24V、24W是星形连接,通过中性点相互连接。旋转电机21的旋转轴通过皮带驱动连结于未图示的发动机输出轴,旋转电机21的旋转轴随着发动机输出轴的旋转而旋转,另外,发动机输出轴随着旋转电机21的旋转轴的旋转而旋转。也就是说,旋转电机21具有利用发动机输出轴、车轴的旋转进行发电(再生发电)的发电功能和将旋转力向发动机输出轴施加的动力运行功能。例如,在通过怠速停止控制的发动机再起动时、为了车辆加速的动力辅助时,驱动旋转电机21进行动力运行。
逆变器22将从各相绕组24U、24V、24W输出的交流电压转换为直流电压而向电池单元U输出。此外,逆变器22将从电池单元U输入的直流电压转换为交流电压而向各相绕组24U、24V、24W输出。逆变器22是具有与相绕组的相数相同数量的上下桥臂的桥式电路,构成为三相全波整流电路。此外,逆变器22构成为对向旋转电机21供给的电力进行调节,从而驱动旋转电机21的驱动电路。
逆变器22针对每相包括上桥臂开关Sp和下桥臂开关Sn,通过上述各开关Sp、Sn的接通断开来按相进行通电。在本实施方式中,作为各开关Sp、Sn,使用电压控制式的半导体开关元件的结构,具体而言,使用N通道MOSFET。在上桥臂开关Sp反向并联连接有上桥臂二极管Dp,在下桥臂开关Sn反向并联连接有下桥臂二极管Dn。在本实施方式中,作为各二极管Dp、Dn,使用各开关Sp、Sn的体二极管。另外,作为各二极管Dp、Dn,并不局限于体二极管,例如,也可以是与各开关Sp、Sn不同零件的二极管。
对各开关Sp、Sn的结构进行补充说明。图3是表示构成各开关Sp、Sn的开关模块50的一部分的立体图。开关模块50具有:主体部51,上述主体部51是将半导体开关元件、周围电路树脂模塑而形成的;以及引线部52(母线),上述引线部52与上述半导体开关元件等连接且从主体部51的侧部突出。引线部52在其前端部通过焊接等安装于基板、其规定部位即安装位置。在引线部52中,在其局部设置有窄幅部52a。因此,在过大的电流(过电流)通过引线部52而流向开关模块50的情况下,由于发热会使窄幅部52a熔断。
各相的开关Sp、Sn的串联连接体的中间连接点分别与各相绕组24U、24V、24W的一端连接。此外,在逆变器22的高压侧路径与低压侧路径之间,设置有对逆变器22的输入输出的电压进行检测的电压传感器26。此外,在旋转电机单元20,例如设置有对流过逆变器22的通电路径的电流进行检测的电流传感器27、对流向励磁绕组25的电流进行检测的电流传感器28。另外,电流传感器27可以设置于逆变器22与各相绕组24U、24V、24W之间,也可以针对每相设置于下桥臂开关Sn与接地线之间。将上述各传感器26~28的检测信号适当地输入旋转电机ECU23。此外,虽未图示,但在旋转电机21中,设置有对转子的角度信息进行检测的旋转角度传感器,在逆变器22中,设置有对来自上述旋转角度传感器的信号进行处理的信号处理电路。
旋转电机ECU23由包括CPU、ROM、RAM、输入输出接口等的微型计算机而构成。旋转电机ECU23通过其内部的未图示的IC调节器对流向励磁绕组25的励磁电流进行调节。藉此,控制旋转电机单元20的发电电压(向电池单元U的输出电压)。此外,旋转电机ECU23根据通电相位对各相的开关Sp、Sn的接通断开进行控制,并且在各相的通电时调节接通断开比率(例如,占空比)从而对通电电流进行控制。在此,旋转电机ECU23在车辆的行驶开始后对逆变器22进行控制从而驱动旋转电机21,以对发动机的驱动力进行辅助。旋转电机21能在发动机起动时向曲柄轴施加初始旋转,也具有作为发动机起动装置的功能。
接着,对电池单元U的电气结构进行说明。如图1所示,在电池单元U中,作为单元内电气路径而设置有:将各输出端子P1、P2连接的电气路径L1以及将电气路径L1上的点N0和锂离子蓄电池12连接的电气路径L2。其中,在电气路径L1设置有开关31,在电气路径L2设置有开关32。另外,若以将铅蓄电池11和锂离子蓄电池12连接的电气路径而言,则在上述电气路径中的比与旋转电机单元20的连接点N0更靠铅蓄电池11侧设置有开关31,在比连接点N0更靠锂离子蓄电池12侧设置有开关32。
上述各开关31、32均包括例如2×n个MOSFET(半导体开关元件),两个一组的MOSFET的寄生二极管互相相反地串联连接。利用上述寄生二极管,在使各开关31、32处于断开状态的情况下,使流向设置有上述开关的路径的电流完全被切断。另外,作为开关31、32,代替MOSFET,也可以采用IGBT、双极晶体管等。在作为开关31、32使用IGBT、双极晶体管的情况下,代替上述寄生二极管,也可以使开关31、32分别与反向的二极管并列连接。
此外,在电池单元U中,设置有绕过开关31的旁通路径L0。旁通路径L0设置成将输出端子P0和电气路径L1上的点N0连接。输出端子P0通过保险丝35与铅蓄电池11连接。通过旁通路径L0,能不通过开关31而将铅蓄电池11与电负载15和旋转电机单元20连接。在旁通路径L0中,设置有例如由常闭式的机械式继电器构成的旁通开关36。通过将旁通开关36接通(关闭),从而即使开关31断开(打开),也将铅蓄电池11与电负载15和旋转电机单元20电连接。
电池单元U包括对各开关31、32的接通断开(打开关闭)进行控制的电池ECU37。电池ECU37由包括CPU、ROM、RAM、输入输出接口等的微型计算机而构成。电池ECU37基于各蓄电池11、12的蓄电状态、来自上位控制装置即发动机ECU40的指令值,对各开关31、32的接通断开进行控制。藉此,选择性地使用铅蓄电池11和锂离子蓄电池12来进行充电放电。例如,电池ECU37对锂离子蓄电池12的SOC(残余容量:State Of Charge)进行计算,对向锂离子蓄电池12的充电量和放电量进行控制以将上述SOC保持在规定的使用范围内。
旋转电机单元20的旋转电机ECU23、电池单元U的电池ECU37与作为统一管理上述各ECU23、37的上位控制装置的发动机ECU40连接。发动机ECU40由包括CPU、ROM、RAM、输入输出接口等的微型计算机而构成,基于每次的发动机运转状态、车辆行驶状态,对发动机42的运转进行控制。ECU40具有执行怠速停止控制的功能。众所周知,怠速停止控制是以下控制:根据规定的自动停止条件的成立而使发动机自动停止,且在该自动停止的状态下,根据规定的再起动条件的成立而使发动机再起动。
上述各ECU23、37、40、其它未图示的各种车载ECU通过构成CAN等通信网络的通信线41连接而能相互通信,以规定周期进行双向通信。藉此,形成为能相互共用存储于各ECU23、37、40的各种数据。另外,逆变器22和旋转电机ECU23相当于“第一控制装置”,电池ECU37相当于“第二控制装置”,发动机ECU40相当于“第三控制装置”。此外,通信线41相当于“信号传输部”。
然而,在逆变器22中,存在各开关Sp、Sn中发生闭合故障的可能性,当万一在相同相上发生上桥臂开关Sp的闭合故障和下桥臂开关Sn的闭合故障时,存在由于电源线和接地线的短路导致过电流流过各开关Sp、Sn的可能性。在上述情况下,假设,当过电流流过各开关Sp、Sn时,开关模块50中的引线部52的窄幅部52a被熔断,随之,能抑制过电流继续流过。
另外,在旋转电机单元20中,除了逆变器22中的短路之外,也存在旋转电机21发生短路的可能性,例如,当在各相绕组24U、24V、24W中的任意部位发生短路时,还是会有过电流流过逆变器22的各开关Sp、Sn。
在本实施方式中,着眼于在引线部52随着过电流熔断的情况下,通过该熔断,通电路径中的电流从大电流迅速下降这点,在电流已经下降的状态下,作为电池单元U的防止故障处理,使开关31、32强制断开。在上述情况下,通过开关31、32的断开,停止从铅蓄电池11、锂离子蓄电池12向逆变器22的电力供给。在本实施方式中,旋转电机ECU23基于流过逆变器22的通电电流已经上升至规定的过电流阈值的第一判断和之后的电流已经下降的第二判断的结果,判断有过电流流过逆变器22(相当于过电流判断部)。此外,电池ECU37基于旋转电机ECU23中的过电流判断的结果,使开关31、32断开(相当于开关控制部)。
此外,在本系统中,各ECU23、37、40中的发动机ECU40起到上位ECU的作用,基于来自发动机ECU40的指令,执行通过旋转电机ECU23进行的旋转电机21的控制、通过电池ECU37进行的充电放电控制等。由此,在发生了逆变器22的过电流异常的情况下,首先,在由旋转电机ECU23判断为过电流异常发生后,通过通信线41向发动机ECU40发送异常信号,然后,通过通信线41,从发动机ECU40向电池ECU37发送与异常信号对应的防止故障信号。但是,在上述情况下,在异常发生后,由于是在进行了从旋转电机ECU23向发动机ECU40的通信以及从发动机ECU40向电池ECU37的通信后,在电池单元U中使开关断开(防止故障处理),因此,直至开关断开需要时间,存在发生二次故障的可能性。假设在各ECU之间,进行离散地通信,则还是存在直至开关断开的所需时间变长的可能性。
因此,在本实施方式中,以能通过通信线41使各ECU23、37、40相互通信的结构为前提,采用以下特征的结构。即,
(1)旋转电机ECU23将表示逆变器22中有过电流流过的过电流异常信号向电池ECU37和发动机ECU40发送。
(2)发动机ECU40基于从旋转电机ECU23接收的过电流异常信号,向电池ECU37发送指示使开关31、32强制断开的强制断开信号。
(3)电池ECU37基于来自旋转电机ECU23的过电流异常信号的接收和来自发动机ECU40的强制断开信号的接收中的较早的一方,使开关31、32强制断开。
在上述情况下,在电池ECU37中,不是等待来自发动机ECU40的强制断开信号的接收,而是从旋转电机ECU23直接接收过电流异常信号,能基于该过电流异常信号而执行应急的处理。
此外,在逆变器22中,如上所述,由短路引起而流过过电流,另外,在旋转电机21的动力运行驱动开始时,作为突入电流会流过大电流。在上述情况下,当检测到作为突入电流的大电流时,存在将其看作过电流,结果,误判定为发生了短路异常(即,过电流异常)的可能性。
因此,在本实施方式中,旋转电机ECU23在旋转电机21的动力运行驱动开始时,对随着该驱动开始而产生的突入电流进行限制(相当于电流限制部)。在上述情况下,将突入电流限制为比过电流判断值小的电流,从而能明确地区别出是突入电流还是过电流。
更具体而言,旋转电机ECU23在旋转电机21的动力运行驱动开始时,根据规定的限制值对电流目标值进行限制,基于该被限制的目标值,执行逆变器22的通电电流的反馈控制。例如,将过电流判断值设为400A,将限制值设为300A。在上述情况下,考虑到若不执行电流限制,则作为突入电流,会有大于过电流判断值的大电流流过,但是,通过电流限制,能将突入电流抑制为比过电流判断值小的电流。
此外,在旋转电机21的动力运行驱动开始后,随着旋转电机21的转速提高,因电动机电动势而使中性点电压上升。因此,突入电流逐渐下降。因此,在旋转电机21的动力运行驱动开始后,基于旋转电机21的转速上升至规定转速,旋转电机ECU23解除对电流目标值的限制。
接着,采用流程图等,对通过各ECU23、37、40执行的运算处理进行具体说明。
图4是表示过电流异常判断的处理步骤的流程图,本处理通过旋转电机ECU23以规定周期反复执行。
在图4中,在步骤S11中,获取由电流传感器27检出的检测电流Ia。接着,在步骤S12中,对表示逆变器22中过电流发生的标志是否为0进行判断。接着,若标志=0,则前进至S13,对检测电流Ia是否为规定的第一阈值TH1以上进行判断。第一阈值TH1相当于“过电流阈值”,例如,TH1=400A。若检测电流Ia小于第一阈值TH1,则就这样结束本处理。此外,若检测电流Ia为第一阈值TH1以上,则前进至步骤S14而将标志设定为1后,结束本处理。
在将标示设定为1后,步骤S12为否定而前进至步骤S15。在步骤S15中,对检测电流Ia是否小于规定的第二阈值TH2进行判断。将第二阈值TH2设定为比第一阈值TH1小的电流值,例如,TH2=200A。
若检测电流Ia为第二阈值TH2以上,则就这样结束本处理。此外,若检测电流Ia小于第二阈值TH2,则前进至步骤S16,使用通信线41将过电流异常信号向电池ECU37和发动机ECU40发送后,结束本处理。
图5是表示异常监视的处理步骤的流程图,本处理通过发动机ECU40以规定周期反复执行。
在图5中,在步骤S21中,对是否从旋转电机ECU23接收到了过电流异常信号进行判断。接着,若接收到了过电流异常信号,则前进至步骤S22,采用通信线41将开关31、32的强制断开信号向电池ECU37发送。
图6是表示电池单元U中的防止故障控制的处理步骤的流程图,本处理通过电池ECU37以规定周期反复执行。
在图6中,在步骤S31中,对是否从旋转电机ECU23接收到了过电流异常信号进行判断。接着,若接收到了过电流异常信号,则前进至步骤S32,作为防止故障处理,发出指示开关31、32断开(打开)的指令。另外,使旁通开关36保持为断开状态。
此外,若没有接收到过电流异常信号,则前进至步骤S33,对是否从发动机ECU40接收到了强制断开信号进行判断。接着,若接收到了强制断开信号,则前进至步骤S32,执行防止故障处理。在上述情况下,根据步骤S31~S33,基于来自旋转电机ECU23的过电流异常信号和来自发动机ECU40的强制断开信号中的、先接收到的信号,执行防止故障处理。
接着,使用图7的时序表,对逆变器22中的过电流发生时的处理进行具体地说明。
在图7中,在t1时刻之前,逆变器22的各开关Sp、Sn根据旋转电机21的动作要求而接通或者断开,与旋转电机21的动作状态对应的通电电流流过逆变器22。也就是说,旋转电机单元20正常动作。在上述状态下,逆变器22的通电电流(电流传感器27的检测电流Ia)小于第一阈值TH1。此时,在电池单元U中,开关31、32处于关闭(有时仅一个断开))的状态。
接着,在t1时刻,例如,由于逆变器22中发生短路,逆变器22的通电电流急速增加,在t2时刻,通电电流大于第一阈值TH1。藉此,标志被设定为1。此时,有过电流流过各开关Sp、Sn,从而开关模块50中的引线部52的窄幅部52a被熔断,随之,通电电流急速降低。
然后,在t3时刻,通电电流小于第二阈值TH2,从而从旋转电机ECU23输出过电流异常信号。接着,在t4时刻,在电池单元U的电池ECU37中,基于过电流异常信号的接收,识别到旋转电机单元20中的过电流发生的信息,随之,执行防止故障处理即、使开关31、32强制断开。
在上述情况下,在t4时刻的时间点,通电电流被抑制为小电流,能实现开关保护,并且使开关31、32合适地断开。也就是说,若在过电流流动的状况下,断开上述通电路径的开关31、32,则在通电路径可能会发生电涌电流,存在由该电涌电流导致开关31、32破损的可能性。关于这点,根据上述结构,在过电流暂时消退的状态下,断开开关31、32,因此,能抑制开关断开时的电涌电流,进而抑制由电涌电流导致的开关破坏。
另外,在本实施方式中,作为防止故障处理而强制断开开关31、32,使旁通开关36保持断开状态,作为其替代,作为防止故障处理,也可以构成为使开关31、32强制断开、使旁通开关36闭合。在旁通开关36保持为断开状态的情况下,开关31、32断开,从而使铅蓄电池11与逆变器22完全切断。与此相对,在旁通开关36闭合的情况下,铅蓄电池11和逆变器22经由保险丝35连接。在此,在发动机ECU40中,在t4时刻(有时在其前后),基于过电流异常信号的接收而识别到过电流发生的信息,随之,向电池ECU37发送强制断开信号。因此,在等待来自上位ECU即发动机ECU30的指令而执行电池单元U中的防止故障处理的结构中,在t4时刻之后的时刻,执行防止故障处理,但在本实施方式中,不是等待接收来自发动机ECU40的强制断开信号,而是基于来自旋转电机ECU23的过电流异常信号,电池ECU37执行防止故障处理,因此,能更快地执行处理。
接着,对旋转电机21的动力运行驱动开始时的突入电流的限制处理进行说明。图8是表示旋转电机21的动力运行驱动控制的处理步骤的流程图,本处理通过旋转电机ECU23以规定周期反复执行。
在图8中,在步骤S41中,对是否存在动力运行驱动的要求进行判断。例如,在发动机再起动时、动力辅助时,判断为有动力运行驱动的要求。若存在动力运行驱动的要求,则前进至后续的步骤S42,若没有要求,则就这样结束本处理。
在步骤S42中,根据对旋转电机21要求的驱动方式,设定逆变器通电电流的目标值。此时,例如,若为发动机再起动时,则基于用于发动机再起动的初始转速(曲轴转动速度),设定逆变器通电电流的目标值。此外,若为动力辅助时,则基于与油门操作量对应的辅助量,设定逆变器通电电流的目标值。
在步骤S43中,对旋转电机21的转速Nm是否小于规定转速Nth进行判断。规定转速Nth是用于对旋转电机21中,利用电动机电动势能使中性点电压上升为规定以上进行判断的判断值,例如,Nth=400rpm。接着,将Nm<th作为条件,前进至步骤S44。
在步骤S44中,通过规定的限制值Ix对逆变器通电电流的目标值进行限制,以对旋转电机21的动力运行驱动开始时的突入电流进行限制。限制值Ix是比用于逆变器22中的过电流判断的第一阈值TH1小的值,例如,Ix=300A。在上述情况下,能根据本次动力运行驱动要求是发动机再起动要求还是动力辅助要求,设定限制值Ix。例如,若是发动机再起动要求,则将限制值Ix设定为比动力辅助要求情况下的值小。
然后,在步骤S45中,对于逆变器通电电流执行反馈控制。此时,基于逆变器通电电流的目标值与实际值(检测电流Ia)的偏差,计算控制占空比,根据该控制占空比对逆变器22的各开关Sp、Sn执行开关控制。
图9是更具体地表示旋转电机21的动力运行驱动开始时的电流控制的时序图。在此,对发动机再起动时进行说明。
在图9中,在t11时刻,发生旋转电机21的动力运行驱动的要求(发动机再起动要求),随之,逆变器22开始通电。在此,首先,通过限制值Ix对逆变器通电电流的目标值进行限制,将该Ix作为目标值而执行逆变器通电电流的反馈控制。此时,逆变器通电电流由比用于过电流判断的第一阈值TH1小的值限制,因此,能抑制因突入电流而误判定为过电流流过。另外,假设不进行电流限制而执行反馈控制,以100%占空比使开关Sp、Sn通电,此时,会有较大的突入电流流过。
然后,旋转电机21的转速Nm逐渐上升,在t12时刻转速Nm达到规定转速Nth,从而解除逆变器22中的电流限制。在t12时刻的时间点,突入电流的产生原因消失,从而过电流的误判定原因也消除。也就是说,如图所示,即使以100%占空比使开关Sp、Sn通电,也不会发生对过电流误判定的情况。在t2时刻以后,根据对旋转电机21要求的驱动方式,执行逆变器通电电流的反馈控制。
根据以上详述的本实施方式,能够得到以下优异的效果。
在过电流流过旋转电机21或者逆变器22的情况下,开关模块50中的引线部52的窄幅部52a被熔断的结构中,在过电流异常发生时,通电电流在暂时上升后,因窄幅部52a的熔断导致路径切断而一下子下降。考虑到这些方面,在上述结构中,基于逆变器通电电流已经上升至第一阈值TH1的第一判断和之后的电流已经下降的第二判断的结果,判断有过电流流过,并且基于该判断结果,使开关31、32断开。在上述情况下,能抑制随着开关31、32的断开而产生的电涌电流,并且能使通电电流理想地断开。其结果是,能实现过电流产生时的处理的合理化。
作为在逆变器通电电流已经上升至第一阈值TH1后,电流已经下降的第二判断,构成为对通电电流是否已经下降至比第一阈值TH1小的第二阈值TH2进行判断。藉此,在旋转电机21或者逆变器22中发生了短路异常的情况下,能可靠地对随着过电流的发生而产生的电流上升和随着路径切断而产生的电流下降进行判断。藉此,能适当地执行开关断开处理。
构成为,旋转电机ECU23向电池ECU37发送表示过电流判断的结果的判断信号(过电流异常信号),电池ECU37基于来自旋转电机ECU23的判断信号,使开关31、32断开。在上述情况下,在电池ECU37中,直接从旋转电机ECU23接收判断信号,从而能执行基于该判断信号的应急处理。
此外,尤其,构成为:
(1)旋转电机ECU23将表示过电流判断的结果的判断信号(过电流异常信号)向电池ECU37和发动机ECU40发送,
(2)发动机ECU40基于从旋转电机ECU23接收的判断信号,向电池ECU37发送指示使开关31、32强制断开的强制断开信号,
(3)电池ECU37基于来自旋转电机ECU23的判断信号的接收和来自发动机ECU40的强制断开信号的接收中的较早的一方,使开关31、32强制断开。
因此,在电池ECU37中,不是等着来自上位ECU即发动机ECU40的强制断开信号的接收而是从旋转电机ECU23直接接收判断信号,能基于该判断信号而执行应急的处理。此外,除了能通过电池ECU37更快地应对以外,还能通过发动机ECU40高可靠性地应对。另外,电池ECU37是执行以各蓄电池11、12的充电放电为控制对象的、局部的运算处理的装置,与此相对,发动机ECU40是统一管理其它ECU的装置,因此,根据发动机ECU40,能执行准确性(也称作“可靠性”)高的应对。
在逆变器22中,将开关模块50中的引线部52的窄幅部52a作为“切断部”的结构。因此,在过电流流过逆变器22的情况下,能迅速地执行过电流处理。
构成为,在旋转电机21的动力运行驱动开始时,对随着该驱动开始而产生的突入电流进行限制。因此,能抑制将突入电流视作过电流,进而能抑制误判定为短路异常(即,过电流异常)。
(第二实施方式)
接着,以与第一实施方式的不同点为中心,对第二实施方式进行说明。在本实施方式中,在通过基于第一阈值TH1的第一判断和基于第二阈值TH2的第二判断,判断为过电流流过逆变器22的情况下,在逆变器通电电流下降至第二阈值后,经过了规定时间后,使开关31、32断开。
图10是表示本实施方式中的电源系统的结构的图。在图10中,为了便于说明,对于等同于上述图1的结构,标注相同符号并适当省略其说明。
在图10所示的电池单元U中,在输出端子P1、P0处连接有铅蓄电池11、起动器13及电负载14,在输出端子P2处连接有电负载15和旋转电机单元20,在输出端子P3处连接有电负载16。在本实施方式中,各电负载14~16中的、电负载16包括定电压要求负载。
在电池单元U中,在电气路径L1设置有开关31,在电气路径L2设置有开关32。此外,在电气路径L1中的输出端子P1与开关31之间的点N1连接有分支路径L3的一端,并且在电气路径L2中的锂离子蓄电池12与开关32之间的点N2连接有分支路径L4的一端,上述分支路径L3、L4的另一端彼此在中间点N3连接。此外,中间点N3和输出端子P3由供电路径L5连接。在分支路径L3、L4,分别设置有开关33、34。开关33、34各自由MOSFET等半导体开关元件构成。此外,经由各路径L3~L5,能从各蓄电池11、12分别向电负载16供电。
此外,在电池单元U,设置有不经由单元内的开关31~34而能将铅蓄电池11与电负载15、16连接的旁通路径L6、L7。具体而言,在电池单元U中,设置有将输出端子P0和电气路径L1上的连接点N0连接的旁通路径L6,并且设置有将连接点N0和输出端子P3连接的旁通路径L7。此外,在旁通路径L6上,设置有第一旁通开关61,在旁通路径L7上,设置有第二旁通开关62。各旁通开关61、62例如是常闭式的继电器开关。
通过将第一旁通开关61闭合,从而即使开关31断开(打开),也将铅蓄电池11与电负载15电连接。此外,通过将两方的旁通开关61、62闭合,从而即使各开关31~34全部断开(打开),也将铅蓄电池11与电负载16电连接。
上述各开关31~34、旁通开关61、62由电池ECU37接通断开控制(打开关闭控制)。在上述情况下,例如,基于各蓄电池11、12的蓄电状态,对各开关31~34的接通断开进行控制。藉此,选择性地使用铅蓄电池11和锂离子蓄电池12来进行充电放电。另外,旁通开关61、62在本电源系统运转时,基本保持为断开状态,在运转停止状态下,被切换为闭合状态。
在本实施方式中,分别对由各ECU23、37、40执行的各运算处理(上述图4~图6)中的、由发动机ECU40执行的运算处理(图5)和由电池ECU37执行的运算处理(图6)进行改变,以下,对上述各处理进行说明。
图11是表示异常监视的处理步骤的流程图,本处理通过发动机ECU40以规定周期反复执行。
在图11中,在步骤S51中,对是否从旋转电机ECU23接收到了过电流异常信号进行判断。接着,若接收到过电流异常信号,则前进至步骤S52,执行对电负载15的电源切断的提前处理(相当于切断处理部)。在此,执行存储电负载15的动作状态、降低输出、停止驱动等提前处理,以抑制在电负载15处于动作状态下由突然的电源切断引起的不良情况。
然后,在步骤S53中,将开关31~34的强制断开信号向电池ECU37发送。
图12是表示电池单元U中的防止故障控制的处理步骤的流程图,本处理通过电池ECU37以规定周期反复执行。
在图12中,在步骤S61中,对是否从旋转电机ECU23接收到了过电流异常信号进行判断。此外,若接收到了过电流异常信号,则前进至步骤S62,发出指示旁通开关61、62闭合的指令(相当于旁通处理部)。在上述情况下,详细地,指令旁通开关61、62闭合,从而停止构成旁通开关61、62的线圈的通电。接着,利用弹簧等的施力,闭合继电器接点,随之,成为开关断开的状态。
然后,在步骤S63中,对接收到过电流异常信号后是否经过了规定时间TA进行判断。规定时间TA例如是0.3~1秒左右的时间。另外,由于从过电流异常信号的发送至接收的时间是一定程度确定的时间,因此,步骤S63相当于对逆变器通电电流(检测电流Ia)下降至第二阈值TH2后是否经过了规定时间进行判断的处理。若步骤S63为“是”,则前进至步骤S64,若步骤S63为“否”,则暂时结束本处理。在步骤S64中,发出指示开关31~34断开(打开)的指令。
此外,若没有接收到过电流异常信号,则前进至步骤S65,对是否从发动机ECU40接收到了强制断开信号进行判断。接着,若接收到了强制断开信号,则前进至步骤S62,如上所述执行步骤S62~S64。在上述情况下,基于来自旋转电机ECU23的过电流异常信号和来自发动机ECU40的强制断开信号中的、先接收到的信号,执行防止故障处理。
接着,使用图13的时序表,对逆变器22中的过电流发生时的处理进行具体地说明。
在图13中,如图7说明的那样,例如,由于逆变器22中的短路发生,逆变器22的通电电流急速增加(t21时刻),通电电流大于第一阈值TH1(t22时刻)。接着,开关模块50中的引线部52的窄幅部52a被熔断,通电电流随之急速下降。
然后,在t23时刻,通电电流小于第二阈值TH2,从而从旋转电机ECU23输出过电流异常信号。接着,在t24时刻,利用发动机ECU40,执行对电负载15的电源切断的提前处理。此时,例如,停止电负载15的通电。此外,在t24时刻(有时在其前后),通过电池ECU37使旁通开关61、62闭合。
然后,在接收到过电流异常信号后经过了规定时间TA的t25时刻,使开关31~34断开(打开)。
根据以上详述的本实施方式,还能够得到以下优异的效果。
在本实施方式中,构成为,在根据逆变器通电电流的上升变化和下降变化而执行过电流判断的情况下,不是在通电电流的下降判断后立即使开关31~34断开,而是在经过了规定时间TA后,使开关31~34断开。在上述情况下,发生了通电电流的上升变化和下降变化表示,过电流流过且随后立刻通过切断部(窄幅部52a)进行路径切断,至少能视作对于过电流执行了一次应对。接着,在上述状态下,时间上有余量地执行开关断开,从而能适当地执行电源切断处理。例如,考虑到通电切断对其它设备等造成影响,能执行对通电切断的提前处理等。
构成为,在逆变器通电电流下降至第二阈值TH2的情况下(即,完成了过电流判断的情况下),在从其电流下降直至开关31~34断开的期间,执行对电负载15的电源切断的提前处理。在上述情况下,能执行存储电负载15的动作状态、降低输出、停止驱动等提前处理。
构成为,在逆变器通电电流下降至第二阈值TH2的情况下(即,完成了过电流判断的情况下),在从其电流下降直至开关31~34断开的期间,使旁通开关61、62闭合。在上述情况下,能考虑到旁通开关61、62的动作时间并且可靠地使旁通路径L6、L7导通。因此,不会使电负载16发生不希望的电源切断,而能使用旁通路径L6、L7持续地执行从铅蓄电池11向电负载16的电力供给。
(第三实施方式)
接着,以与第一实施方式的不同点为中心,对第三实施方式进行说明。另外,在本实施方式中,是以图1所示的系统结构为前提。在本实施方式中,旋转电机ECU23在通过基于第一阈值TH1的第一判断和基于第二阈值TH2的第二判断,判断为过电流流过逆变器22的情况下,对暂时下降的逆变器通电电流再次上升进行判断(相当于再次上升判断部)。此外,在通过旋转电机ECU23进行了过电流判断和过电流的再次上升判断的情况下,电池ECU37使开关31、32断开。
在本实施方式中,对由各ECU23、37、40执行的各运算处理(上述图4~图6)中的、由旋转电机ECU23执行的运算处理(图4)进行改变,以下,对该处理进行说明。
图14是表示过电流异常判断的处理步骤的流程图,本处理通过旋转电机ECU23以规定周期反复执行。在本处理中,构成为,使用表示逆变器通电电流为第一阈值TH1以上的第一标志和表示之后逆变器通电电流小于第二阈值TH2的第二标志。
在图14中,在步骤S71中获取到检测电流Ia后,在第一标志和第二标志均为0的情况下(步骤S72、S73为“是”的情况下),前进至步骤S74,对检测电流Ia是否为规定的第一阈值TH1以上进行判断。此外,若检测电流Ia为第一阈值TH1以上,则前进至步骤S75而将第一标志设定为1。
在第一标志被设定为1后,前进至S76,对检测电流Ia是否小于规定的第二阈值TH2进行判断。此外,若检测电流Ia小于第二阈值TH2,则前进至步骤S77而将第二标志设定为1。
在第二标志被设定为1后,前进至S78,对检测电流Ia是否为规定的第三阈值TH3以上进行判断。另外,第三阈值TH3是能判断在开关模块50的引线部52熔断后是否有电流流动的值即可,例如,TH3=50A。此外,若检测电流Ia为第三阈值TH3以上,则前进至步骤S79,使用通信线41将过电流异常信号向电池ECU37和发动机ECU40发送。
接着,使用图15的时序表,对逆变器22中的过电流发生时的处理进行具体地说明。
在图15中,如图7说明的那样,例如,由于逆变器22中的短路发生,逆变器22的通电电流急速增加(t31时刻),通电电流大于第一阈值TH1,从而第一标志被设定(t32时刻)。接着,开关模块50中的引线部52的窄幅部52a被熔断,通电电流随之急速下降。然后,在t33时刻,通电电流小于第二阈值TH2,从而第二标志被设定。
在引线部52熔断后,考虑存在例如该熔断部分回到导通状态,从而使逆变器通电电流再次上升的情况。也就是说,如图所示,逆变器通电电流暂时为0后再次上升。在上述情况下,在t34时刻,通电电流大于第三阈值TH3,从而从旋转电机ECU23输出过电流异常信号。接着,在t35时刻,通过电池ECU37使开关31、32断开(打开)。
根据以上详述的本实施方式,还能够得到以下优异的效果。
在根据旋转电机21或者逆变器22中发生了短路异常的情况而切断切断部(窄幅部52a)的情况下,通过上述切断部的切断,过电流停止的处理本身处于已执行的状态。但是,对于切断部,考虑存在切断后回到导通状态的情况。关于这点,根据本实施方式,将发生了切断部中的导通恢复为条件,使开关31、32打开。也就是说,在通过第一判断和第二判断完成了过电流判断后,在限定的条件下,通过开关断开执行电源切断。藉此,能将由通过开关断开执行电源切断引起的对其它设备等的影响抑制在最小限度。
(其它实施方式)
也可以对上述实施方式例如以如下方式进行变更。
·在执行逆变器通电电流已经上升至第一阈值TH1的第一判断和之后电流已经下降的第二判断的情况下,作为第二判断,也可以执行判断在逆变器通电电流已经上升至第一阈值TH1后经过了规定时间(例如,0.5~1秒左右)的时刻电流下降了的第二判断。
·作为随着过电流流过旋转电机21和逆变器22中的至少任一个而切断通电路径的切断部,也可以采用开关模块50中的引线部52的窄幅部52a以外的结构。例如,可以在逆变器22的通电路径上设置保险丝等熔断部。此外,切断部(熔断部)也可以设置于旋转电机21。
·作为在旋转电机21的动力运行驱动开始时,限制逆变器通电电流的目标值的替代,也可以对逆变器22的各开关Sp、Sn的驱动占空比附加限制,随之,实现突入电流的限制。
·图16是表示作为电源控制装置的其它结构的电路图。在图16的(a)中,通过通信线41将各ECU23、37、40连接,并且通过硬接线45将电池ECU37和旋转电机ECU23连接。在上述情况下,尤其,硬接线45与电池ECU37的中断端口46连接。硬接线45是将输出侧ECU的输出端口的电压信号向输入侧ECU的输入端口传递的信号线。另外,通信线41只要是能至少在ECU23、37与ECU40之间进行信号传递的通信线即可。
在上述情况下,当在旋转电机单元20侧有过电流发生时,通过硬接线45,将异常信号从旋转电机ECU23向电池ECU37的中断端口46发送。接着,随着向中断端口46的信号输入,而执行电池单元U的防止故障处理。
在图16的(b)中,通过通信线41将各ECU23、37、40连接,并且通过硬接线45将电池ECU37和逆变器22连接。在上述情况下,逆变器22侧的电压信号直接向电池ECU37的中断端口46传递,根据该电压信号执行电池单元U的防止故障处理。
如图16所示,在通过硬接线45将电池ECU37与旋转电机单元20(旋转电机ECU23或者逆变器22)连接的结构中,不是等待各ECU中的通信周期,而能进行电池ECU37与旋转电机单元20(旋转电机ECU23或逆变器22)之间的信号传递。藉此,能进一步迅速地进行信息传递。
·不限定于通过旋转电机ECU23来实现过电流判断部,通过电池ECU37来实现开关控制部的结构。例如,也可以通过旋转电机ECU23以外的ECU(例如,电池ECU37或者发动机ECU40)来实现过电流判断部。此外,也可以由一个ECU来实现电源控制装置。
·在图1的结构中,是定电压要求负载即电负载14与电池单元U的输出端子P1侧即铅蓄电池11侧连接,一般负载即电负载15与输出端子P2侧即旋转电机单元20侧连接的结构,但也可以对其进行改变。例如,也可以是电负载15(一般负载)与电池单元U的输出端子P1侧连接,电负载14(定电压要求负载)与输出端子P2侧连接的结构。
·在上述实施方式中,是设铅蓄电池11作为第一蓄电部,并且设锂离子蓄电池12作为第二蓄电部的结构,但也可以对其进行改变。作为第二蓄电部,也可以使用锂离子蓄电池12之外的高密度蓄电池,例如镍-氢电池。除此以外,作为至少任一个蓄电部,也可以使用电容器。
·也可以应用于具有两个蓄电部的电源系统以外的系统。例如,作为蓄电部,也可以是仅具有铅蓄电池11的结构,或者仅具有锂离子蓄电池12的结构。
·适用本发明的电源系统也可以用于车辆之外的用途。
虽然根据实施例对本发明进行了记述,但是应当理解为本发明并不限定于上述实施例、结构。本发明也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外,各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其它组合、方式也属于本发明的范畴、思想范围。

Claims (9)

1.一种电源控制装置(23、37、40),应用于电源系统,所述电源系统包括:
旋转电机(21),所述旋转电机(21)能进行发电和动力运行的动作;
开关电路部(22),所述开关电路部(22)通过多个开关元件(Sp、Sn)的接通断开,在所述旋转电机中进行各相的通电;
蓄电部(11、12),所述蓄电部(11、12)与所述开关电路部连接;以及
开关(31、32),所述开关(31、32)设置于所述开关电路部与所述蓄电部之间的电气路径,
所述电源系统设置有切断部(52a),所述切断部(52a)随着过电流流过所述旋转电机和所述开关电路部中的至少任一个而将通电路径切断,
所述电源控制装置(23、37、40)的特征在于,包括:
过电流判断部,所述过电流判断部基于流向所述开关电路部的通电电流上升至规定的过电流阈值(TH1)的第一判断和之后电流下降的第二判断的结果,对所述过电流是否流过进行判断;以及
开关控制部,所述开关控制部基于所述过电流判断部的判断结果,使所述开关断开。
2.如权利要求1所述的电源控制装置,其特征在于,
作为所述第二判断,所述过电流判断部对所述通电电流上升至所述过电流阈值后,是否已经下降至比所述过电流阈值小的第二阈值(TH2)进行判断。
3.如权利要求2所述的电源控制装置,其特征在于,
在由所述过电流判断部判断为所述过电流流过的情况下,所述开关控制部在所述通电电流下降至所述第二阈值并经过了规定时间后,使所述开关断开。
4.如权利要求3所述的电源控制装置,其特征在于,
在所述电源系统中,电负载(15)连接到所述蓄电部和所述开关电路部之间的电气路径,
包括切断处理部,所述切断处理部在所述通电电流下降至所述第二阈值后直至经过所述规定时间,执行对所述电负载的电源切断的提前处理。
5.如权利要求3或4所述的电源控制装置,其特征在于,
在所述电源系统中,作为所述蓄电部具有第一蓄电部(11)和第二蓄电部(12),电负载(16)与能进行各所述蓄电部的供电的电气路径连接,在所述电气路径设置有绕过所述开关而连接所述第一蓄电部和所述电负载的旁通路径(L6、L7),并且在所述旁通路径设置有旁通开关(61、62),
包括旁通处理部,所述旁通处理部在所述通电电流下降至所述第二阈值后直至经过所述规定时间,使所述旁通开关闭合。
6.如权利要求1所述的电源控制装置,其特征在于,
包括再次上升判断部,所述再次上升判断部在由所述过电流判断部判断为所述过电流流过的情况下,对暂时下降的所述通电电流是否再次上升进行判断,
在由所述过电流判断部判断为所述过电流流过且由所述再次上升判断部判断为所述通电电流再次上升的情况下,所述开关控制部使所述开关断开。
7.如权利要求1至6中任一项所述的电源控制装置,其特征在于,包括:
第一控制装置(22),所述第一控制装置(22)对所述旋转电机的发电和动力运行的动作进行控制;以及
第二控制装置(37),所述第二控制装置(37)能从所述第一控制装置接收信号,通过所述开关的打开关闭对所述蓄电部的充电放电进行控制,
所述第一控制装置具有所述过电流判断部,将表示所述过电流判断部的判断结果的判断信号向所述第二控制装置发送,
所述第二控制装置具有所述开关控制部,基于来自所述第一控制装置的所述判断信号,使所述开关断开。
8.如权利要求7所述的电源控制装置,其特征在于,
所述第一控制装置和所述第二控制装置以能相互通信的方式与统一管理各控制装置的第三控制装置(40)连接,
所述第一控制装置将所述判断信号向所述第二控制装置和所述第三控制装置发送,
所述第三控制装置基于从所述第一控制装置接收到的所述判断信号,向所述第二控制装置发送使所述开关强制断开的强制断开信号,
所述第二控制装置基于来自所述第一控制装置的所述判断信号的接收和来自所述第三控制装置的所述强制断开信号的接收中较早的一方,使所述开关强制断开。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电源控制装置,其特征在于,
所述切断部设置为引线部(52)的窄幅部(52a),所述引线部(52)在所述开关电路部中将所述开关元件连接到安装位置。
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