CN112187118B - 车辆驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆驱动装置。车辆驱动装置(5)具备驱动马达(M1)的逆变器(10)。逆变器(10)具备:三相桥电路(40),具有多个开关元件(S1~S6);三相短路电路(33),经由三相桥电路(40)使马达(M1)的三相短路;以及控制电路(20)。控制电路(20)具备:微处理器(50),驱动三相桥电路(40);不良通知电路(61),在微处理器(50)发生了不良时输出不良通知信号(s12);以及锁存电路(63),保持从不良通知电路(61)输出的不良通知信号(s12)。控制电路(20)基于保持于锁存电路(63)的不良通知信号(s12)来输出用于驱动三相短路电路(33)的三相短路驱动信号(s2)。

Description

车辆驱动装置
技术领域
本公开涉及一种控制马达的驱动来驱动车辆的车辆驱动装置。
背景技术
由于油耗限制、CO2限制,如EV(Electric Vehicle:电动车辆)、HEV(HybridElectric Vehicle:混合电动车辆)、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle:插电式混合动力车辆)、FCV(Fuel Cell Vehicle:燃料电池车辆)等那样推进了车辆的电动化。另外,为了提高车辆的电效率,使用永磁体马达作为驱动车辆的马达的情况正在变多。
永磁体马达由于不需要励磁电流而具有高效率,但是通过永磁体的磁通产生的感应电压与转速(在以下的说明中,也称为转数或者角速度)成比例地上升,当变为固定的转速以上时感应电压超过逆变器的输出电压。因此,在使永磁体马达高速旋转时,进行用于抑制通过永磁体的磁通产生的感应电压的弱磁通控制。
另一方面,例如在再生时在车辆驱动装置中产生异常而在逆变器与高电压用电池之间的继电器变为开路或在高电压用电池的端子处发生接触不良、从而用于回收再生电力的路径被断开的情况下,有时由于因永磁体马达的旋转产生的大的感应电压,导致逆变器的开关元件损坏。
作为其对策,将永磁体马达的三相设为短路状态,来进行使从永磁体马达感应的电压为0(零)的三相短路控制。作为该三相短路控制的一例,在专利文献1中记载了一种车辆驱动装置,其具备:逆变器,其驱动永磁体马达;异常检测部,其检测在逆变器中产生的过电压等异常;以及三相短路电路,其用于将逆变器设为三相短路控制的状态。在该车辆驱动装置中,在异常检测部检测出异常的情况下,使逆变器从三相PWM(Pulse WidthModulation:脉冲宽度调制)控制的状态切换到三相短路控制的状态,由此减少了施加于逆变器的过电压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-198503号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,在专利文献1所记载的车辆驱动装置中,如果变为过电压,则即使在能够抑制电压的状态下也通过硬件强制性地进行三相短路控制。因此,事先察觉到由于继电器即将开路,或电池的端子将要发生接触不良而引起将要变为过电压的情况后,尽管处于能够通过进行例如弱磁通控制等来抑制过电压的状态,但是如果强制性地进行三相短路控制,则有可能产生不需要的制动转矩。与此相对,考虑了以下结构:微处理器事先察觉到过电压的状况后,例如选择是进行弱磁通控制还是进行三相短路控制,在即使产生制动转矩也必须抑制过电压的情况下执行三相短路控制。但是,在该结构中,存在以下问题:在微处理器发生了不良的情况下,产生由永磁体马达引起的大的感应电压,在需要三相短路控制的情况下无法执行三相短路控制。
在本公开中提供一种即使在微处理器发生了不良的情况下也能够执行三相短路控制的、可靠性高的车辆驱动装置。
用于解决问题的方案
本公开是具备驱动永磁体马达的逆变器的车辆驱动装置,所述逆变器具备:三相桥电路,其具有多个开关元件;三相短路电路,其经由所述三相桥电路使所述永磁体马达的三相短路;以及控制电路,其中,所述控制电路具备:微处理器,其驱动所述三相桥电路;不良通知电路,其在所述微处理器发生了不良时输出不良通知信号;以及锁存电路,其保持从所述不良通知电路输出的所述不良通知信号,所述控制电路基于保持在所述锁存电路中的所述不良通知信号来输出用于驱动所述三相短路电路的三相短路驱动信号。
发明的效果
本公开的一个方式的车辆驱动装置即使在微处理器发生了不良的情况下也能够执行三相短路控制,从而能够提高车辆驱动装置的可靠性。
附图说明
图1是例示出具备实施方式1的车辆驱动装置的电动车辆的概要图。
图2是例示出实施方式1的车辆驱动装置的逆变器、永磁体马达以及电池的电路图。
图3是例示出实施方式1的车辆驱动装置的逆变器所具备的三相桥电路的电路图。
图4是例示出实施方式1的车辆驱动装置的控制电路所具备的处理器异常检测电路的电路图。
图5是示出在实施方式1的车辆驱动装置的永磁体马达设置的旋转位置传感器的电压输出的图。
图6是例示出实施方式1的车辆驱动装置的动作的流程图。
图7是例示出实施方式2的处理器异常检测电路的电路图。
图8是例示出实施方式2的车辆驱动装置的动作的流程图。
图9是示出具备车辆驱动装置的电动车辆的另一例的概要图。
图10是示出具备车辆驱动装置的电动车辆的另一例的概要图。
图11是例示出具备实施方式3所涉及的车辆驱动装置的电动车辆的概要图。
图12是例示出实施方式3所涉及的车辆驱动装置的电路图。
图13是例示出实施方式3所涉及的三相桥电路的电路图。
图14是例示出具备实施方式3所涉及的车辆驱动装置的电动车辆的另一例的概要图。
图15是例示出具备实施方式3所涉及的车辆驱动装置的电动车辆的另一例的概要图。
图16是例示出实施方式3所涉及的过电压检测电路的电路图。
图17是例示出实施方式3所涉及的车辆驱动装置的与主动检查有关的动作的流程图。
图18是例示出实施方式4所涉及的车辆驱动装置的电路图。
图19是例示出实施方式5所涉及的车辆驱动装置的电路图。
图20是例示出实施方式5所涉及的过电压检测电路的电路图。
图21是例示出实施方式6的车辆驱动装置的逆变器、永磁体马达以及电池的电路图。
图22是例示出实施方式6的车辆驱动装置的逆变器所具备的三相桥电路的电路图。
图23是例示出实施方式6的车辆驱动装置的处理器异常检测电路和过电压检测电路的电路图。
图24是示出实施方式6的车辆驱动装置的处理器异常检测电路和过电压检测电路的另一例的电路图。
附图标记说明
1:电动车辆(车辆);2:驱动轮;3:传动机构;5、5C:车辆驱动装置;10:逆变器;20:控制电路;21:马达控制信号获取部;22:马达控制信号运算部;23:驱动信号运算部;24:存储器;25:故障判断部;26:主动检查指示部;29:异常检测部;30:驱动电路;31:切换电路;32:缓冲电路;33:三相短路电路;34、35:或电路;36:检查用端子;39:驱动信号接收端子;40:三相桥电路;50:微处理器;60、60A:处理器异常检测电路;61:不良通知电路(看门狗定时器电路);62、62a、65、66、67:逻辑电路;63:锁存电路;64:转速判断电路;101、101A、101B:电动车辆;102:驱动轮;103:传动机构;105、105A、105B:车辆驱动装置;110、110A:逆变器;120、120A、120B:控制电路;121:马达控制信号获取部;122:马达控制信号运算部;123、123A、123B:驱动信号运算部;124:存储器;125、125A、125B:故障判断部;126、126A、126B:主动检查指示部;127:三相短路控制信号中断部;130、130A:驱动电路;131:切换电路;132:缓冲电路;133:三相短路电路;140:三相桥电路;150、150A、150B:微处理器;160、160B:过电压检测电路;161:第一电阻元件;162:第二电阻元件;163:第三电阻元件;164:第四电阻元件;165:第五电阻元件;166:第六电阻元件;167:选择电路;168:比较电路;691:第一分压电路;692:第二分压电路;C1:平滑电容器;CSu、CSv、CSw:电流传感器;Lp:电源线;Lg:接地线;M1:永磁体马达;P1:电池;RS:旋转位置传感器;S1~S6:开关元件;s1:短路电路检查信号;s2:三相短路驱动信号;s11:清除脉冲信号;s12:不良通知信号(复位信号);s13:锁存解除信号;s14:不良模拟信号;s101:主动检查信号;s102:三相短路信号;s103:三相短路电路利用抑制信号;T50:转矩赋予装置;TH1:阈值;Vg、Vp:电压;Vref:基准电压;Vsel:选择电压。
具体实施方式
本公开的一个方式的车辆驱动装置是具备驱动永磁体马达的逆变器的车辆驱动装置,所述逆变器具备:三相桥电路,其具有多个开关元件;三相短路电路,其经由所述三相桥电路使所述永磁体马达的三相短路;以及控制电路,其中,所述控制电路具备:微处理器,其驱动所述三相桥电路;不良通知电路,其在所述微处理器发生了不良时输出不良通知信号;以及锁存电路,其保持从所述不良通知电路输出的所述不良通知信号,所述控制电路基于保持在所述锁存电路中的所述不良通知信号来输出用于驱动所述三相短路电路的三相短路驱动信号。
像这样,通过保持对微处理器的不良进行通知的不良通知信号,即使在微处理器发生了不良的情况下,也能够根据需要来执行永磁体马达的三相短路控制。由此,能够提高车辆驱动装置的可靠性。
另外,也可以是,在所述锁存电路保持所述不良通知信号、且所述永磁体马达的转速为规定转速以上的情况下,所述控制电路输出所述三相短路驱动信号。
像这样,在永磁体马达的转速为规定转速以上的情况下,通过输出所述三相短路驱动信号,能够在永磁体马达进行高速旋转而容易产生感应电压时执行三相短路控制。另外,在永磁体马达的转速小于规定转速时不执行三相短路控制,因此能够抑制在永磁体马达进行低速旋转时产生制动转矩。由此,能够提高车辆驱动装置的可靠性。
另外,也可以是,在设置于所述永磁体马达的旋转位置传感器的电压输出的积分值不小于阈值的情况下,所述控制电路判断为所述永磁体马达的转速为规定转速以上。
由此,能够准确且简便地判断永磁体马达的转速是否为规定转速以上。由此,能够提高车辆驱动装置的可靠性。
另外,也可以是,所述不良通知电路为通知所述微处理器是否存在不良的看门狗定时器(watch dog timer)电路,所述不良通知信号为所述看门狗定时器电路的复位信号。
由此,能够使不良通知信号准确地保持在锁存电路中。由此,即使在微处理器发生了不良的情况下,也能够准确地执行永磁体马达的三相短路控制。由此,能够提高车辆驱动装置的可靠性。
另外,也可以是,所述不良通知电路向所述微处理器输出所述复位信号,所述微处理器在基于所述复位信号完成了正常重启的情况下,输出锁存解除信号,该锁存解除信号用于解除保持于所述锁存电路中的所述不良通知信号。
由此,在微处理器恢复到正常时不执行三相短路控制,能够抑制超出需要地执行三相短路控制。由此,能够在真正需要时执行永磁体马达的三相短路控制,从而能够提高车辆驱动装置的可靠性。
另外,也可以是,所述微处理器在未接收到所述复位信号的情况下,向所述锁存电路输出模拟地表示所述微处理器发生了不良的状态的不良模拟信号,所述控制电路基于所述不良模拟信号来输出所述三相短路驱动信号。
像这样,基于不良模拟信号来输出三相短路驱动信号,并模拟地执行三相短路控制,由此能够提早发现锁存电路和三相短路电路的潜在故障。由此,能够提高车辆驱动装置的可靠性。
另外,也可以是,在所述永磁体马达以规定条件进行动作时,所述微处理器输出所述不良模拟信号。
由此,例如,在执行了三相短路控制的情况下的永磁体马达的转矩为不对车辆驱动装置的驱动造成影响的转矩以下时,能够模拟地执行三相短路控制。由此,能够提高车辆驱动装置的可靠性。
另外,也可以是,所述三相短路电路通过接收所述三相短路驱动信号来使所述永磁体马达的三相短路,所述控制电路获取与在所述永磁体马达的三相中流动的电流的变化、电流相位的变化以及所述三相桥电路处的直流电压的变化中的至少一个变化有关的信息,并基于所述信息来判断所述三相短路电路和所述锁存电路是否存在故障。
像这样,基于上述信息来判断三相短路电路和锁存电路是否存在故障,由此能够准确地发现锁存电路和三相短路电路的潜在故障。由此,能够提高车辆驱动装置的可靠性。
另外,也可以是,所述逆变器还具备过电压检测电路,该过电压检测电路检测所述三相桥电路处的直流电压的规定的过电压,所述过电压检测电路当检测出所述规定的过电压时,向所述三相短路电路输出三相短路信号,所述控制电路进行控制以使所述过电压检测电路强制性地输出所述三相短路信号,所述控制电路基于由于所述过电压检测电路强制性地输出所述三相短路信号引起的在所述三相中流动的电流的变化、所述三相中的电流相位的变化以及所述直流电压的变化中的至少一个变化,来检测三相短路所涉及的异常。
根据上述结构的车辆驱动装置,控制电路能够通过适当地进行控制使得过电压检测电路强制性地输出三相短路信号,来适当地检测三相短路所涉及的异常。在假设检测出三相短路所涉及的异常的情况下,控制电路例如向车辆的上位控制部传达该异常,上位控制部通过仪表显示等发出对驾驶员的警告来催促修理,由此能够采取进行诱导使得能够确保更安全之类的对应。像这样,根据上述结构的车辆驱动装置,能够在逆变器中提早发现三相短路控制的潜在故障,从而提高车辆驱动装置的可靠性。
另外,也可以是,所述过电压检测电路具备:第一分压电路,其通过对所述直流电压进行电阻分压来分压为第一分压电压;第二分压电路,其通过对规定的电压进行电阻分压,来分压为被检测为所述规定的过电压的第二分压电压;选择电路,其选择并输出所述第一分压电压和所述第二分压电压中的任一方;以及比较电路,其将从所述选择电路输出的所述第一分压电压或所述第二分压电压与基准电压进行比较,并基于比较结果输出所述三相短路信号,其中,在所述永磁体马达以规定条件进行动作时,所述控制电路控制所述选择电路以输出所述第二分压电压,由此进行控制使得所述过电压检测电路强制性地输出所述三相短路信号。
根据上述结构的车辆驱动装置,控制电路能够通过控制为选择电路选择并输出第二分压,来从过电压检测电路强制性地输出三相短路信号。由此,根据上述结构的车辆驱动装置,能够在逆变器中提早发现三相短路控制的潜在故障,从而提高车辆驱动装置的可靠性。
另外,也可以是,从所述选择电路输出的所述第一分压电压或所述第二分压电压与从所述比较电路输出的所述三相短路信号被输入到所述控制电路,在所述第二分压电压为规定的电压的情况下,所述控制电路判定为所述第二分压电路和所述选择电路正常,在所述三相短路信号为规定的信号的情况下,所述控制电路判定为所述过电压检测电路正常。
根据上述结构的车辆驱动装置,能够判定为第二分压电路和选择电路正常,并且能够判断为过电压检测电路正常。由此,根据上述结构的车辆驱动装置,在假设检测出三相短路所涉及的异常的情况下,能够更高精度地确定成为异常的原因的电路。像这样,根据上述结构的车辆驱动装置,能够在逆变器中提早发现三相短路控制的潜在故障,从而提高车辆驱动装置的可靠性。
另外,也可以是,所述控制电路在检测出所述三相短路所涉及的异常之后,抑制使用了所述三相短路电路的所述三相短路的执行,不使用所述三相短路电路,而由所述微处理器控制所述三相桥电路来进行所述三相短路。
根据上述结构的车辆驱动装置,在检测出三相短路所涉及的异常之后,抑制使用有可能是其原因的三相短路电路执行三相短路,不使用三相短路电路地进行三相短路。由此,根据上述结构的车辆驱动装置,能够在逆变器中提早发现三相短路控制的潜在故障,从而提高车辆驱动装置的可靠性。
以下,参照附图来具体说明实施方式。
此外,在以下说明的实施方式均表示本公开的一个具体例。通过以下的实施方式示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、步骤、步骤的顺序等为一例,并非旨在限定本公开。另外,对于以下的实施方式的构成要素中的、表示本公开的一个方式所涉及的实施方式的未记载于独立权利要求的构成要素,作为任意的构成要素进行说明。本公开的实施方式不限于现行的独立权利要求,也能够通过其它独立权利要求来表现。
此外,各图为示意图,未必严格地进行了图示。另外,在各图中,有时对于实质相同的结构赋予相同的附图标记,省略或简化重复的说明。
此外,当粗略划分车辆驱动装置的永磁体马达的状态时,分为了处于动力运行的状态、处于再生的状态、处于停止的状态、以及并非动力运行、再生及停止中的任一个的状态(车辆处于惰行状态、以及在具有发动机、其它永磁体马达等其它驱动源的情况下仅通过其它驱动源行驶的状态)。在以下的实施方式中,列举永磁体马达在并非动力运行、再生及停止中的任一个的状态、以及以规定转矩以下的小转矩进行再生的状态下进行三相短路控制的情况为代表例来进行说明,但是本公开不限于此,永磁体马达也能够以规定的条件在处于动力运行、再生或停止的状态下应用。
(实施方式1)
[1-1.车辆驱动装置的结构]
首先,参照图1~图3来说明本实施方式的车辆驱动装置的结构。
图1是例示出具备实施方式1的车辆驱动装置5的电动车辆1的图。电动车辆1具备驱动轮2、传动机构3、永磁体马达M1、逆变器10以及电池P1。在这些结构中,车辆驱动装置5由永磁体马达M1、逆变器10以及电池P1构成。以下,有时将永磁体马达M1称为马达M1。
马达M1是驱动电动车辆1的驱动轮2的三相交流式的马达,例如使用嵌入磁体同步马达或表面磁体同步马达等马达。
传动机构3例如由差动齿轮和传动轴构成,在马达M1与驱动轮2之间传递动力。马达M1的旋转力经由传动机构3向驱动轮2传递。与此同样地,驱动轮2的旋转力经由传动机构3向马达M1传递。此外,电动车辆1既可以不具备传动机构3,也可以是马达M1与驱动轮2被直接连接的构造。
电池P1例如是锂离子电池等直流电源。电池P1供给用于驱动马达M1的电力,并且蓄积该电力。
逆变器10将从电池P1供给的直流电力例如变换为三相的交流电力,并将该交流电力向马达M1供给。像这样,车辆驱动装置5构成为使用电池P1的电力来驱动三相交流式的马达M1。
图2是例示出车辆驱动装置5的逆变器10、永磁体马达M1以及电池P1的电路图。
如图2所示,车辆驱动装置5具备马达M1、逆变器10以及电池P1。逆变器10具备三相桥电路40、驱动电路30以及控制电路20。此外,在图2中也图示出了对施加于三相桥电路40处的电压进行平滑化的平滑电容器C1。
三相桥电路40是通过开关动作将从电池P1供给的直流电力变换为三相的交流电力并将该交流电力向马达M1供给从而驱动马达M1的电路。三相桥电路40的开关动作控制用的输入侧与驱动电路30连接,三相桥电路40的电力的输入侧与电池P1连接,三相桥电路40的输出侧与马达M1连接。此外,在马达M1再生时从三相桥电路40的输出侧导入再生电流,朝向电力的输入侧流动,但是在此,将连接电池P1的一侧定义为输入侧,将连接马达M1的一侧定义为输出侧。
图3是例示出车辆驱动装置5的逆变器10所具备的三相桥电路40的电路图。此外,图3所示的电压Vp为电源电压,电压Vg为接地电压。
三相桥电路40具备设置于位于图3的上侧的上侧桥臂组的开关元件S1、S2、S3、以及设置于位于图3的下侧的下侧桥臂组的开关元件S4、S5、S6。例如开关元件S1~S6由电场效应晶体管(FET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等构成。另外,开关元件S1~S6也可以使用宽带隙半导体构成。
各开关元件S1、S2、S3连接于从马达M1的三个端子引出的3个输出线中的各输出线与电源线Lp之间,电源线Lp与电池P1的正极连接。各开关元件S4、S5、S6连接于上述3个输出线中的各输出线与接地线Lg之间,接地线Lg与电池P1的负极连接。另外,各开关元件S1~S6并联连接有回流二极管。回流二极管也可以是寄生于开关元件S1~S6的寄生二极管。
各开关元件S1~S6与驱动电路30连接,由从驱动电路30输出的信号进行驱动。马达M1基于各开关元件S1~S6的驱动,以动力运行、再生、惰行或停止等状态被驱动。
[1-2.控制电路和驱动电路的结构]
接着,参照图2~图5来说明控制电路20和驱动电路30的结构。
如图2所示,控制电路20具备:微处理器50,其进行各种运算等;存储器24;异常检测部29,其检测电压的异常;以及处理器异常检测电路60。此外,控制电路20具备马达控制信号获取部21,但是对此之后叙述。
异常检测部29是检测在逆变器10中产生的过电压等异常的电路,与电池P1的正侧、即三相桥电路40的电源线Lp连接。
存储器24是存储用于使微处理器50动作的程序软件或信息等的存储元件。
微处理器50是经由驱动电路30来对三相桥电路40进行三相PWM控制或三相短路控制的电路。
三相短路控制是指将图3所示的马达M1的三相设为短路状态来使从马达M1的绕组线圈间感应的电压为0(零)的控制。具体而言,三相短路控制是通过使三相桥电路40的上侧桥臂组的开关元件S1~S3和下侧桥臂组的开关元件S4~S6中的一方的桥臂组的各开关元件短路并使另一方的桥臂组的各开关元件开路来实现的。
在本实施方式的车辆驱动装置5中,在通过异常检测部29检测出过电压等异常的情况下,通过微处理器50的程序软件来执行三相短路控制,从而抑制在逆变器10中产生的过电压。
另外,本实施方式的车辆驱动装置5具备处理器异常检测电路60和三相短路电路33,使得即使在微处理器50发生了不良的情况下也能够执行三相短路控制。处理器异常检测电路60例如设置于控制电路20内,三相短路电路33例如设置于驱动电路30内(参照图2和图3)。
三相短路电路33是用于使马达M1的三相各自短路的硬件电路。具体而言,三相短路电路33通过使三相桥电路40的一方的桥臂组的各开关元件短路并使另一方的桥臂组的各开关元件开路来进行三相短路控制。能够通过进行三相短路电路33的三相短路控制,来使从马达M1的绕组线圈间感应的电压为0。通过使车辆驱动装置5具备三相短路电路33,由此,即使在例如微处理器50发生了不良而无法执行由程序软件进行的三相短路控制的情况下,也能够使三相短路电路33工作来进行三相短路控制,从而抑制施加于三相桥电路40的过电压。此外,微处理器50发生了不良的情况例如是指在微处理器50的程序软件中产生了错误(bug)的情况或程序软件的一部分失控了的情况等。
图4是例示出控制电路20所具备的处理器异常检测电路60的电路图。
处理器异常检测电路60是检测微处理器50的异常并输出用于驱动三相短路电路33的三相短路驱动信号s2的电路。处理器异常检测电路60具备不良通知电路61、锁存电路63、转速判断电路64以及多个逻辑电路62及65。
在图4中,微处理器50定期地向不良通知电路61输出清除脉冲信号s11。
不良通知电路61是监视微处理器50是否存在不良的电路,例如是看门狗定时器电路。不良通知电路61在规定期间接收不到清除脉冲信号s11的情况下,视为微处理器50发生了不良,向锁存电路63和微处理器50输出不良通知信号s12。
该不良通知信号s12是复位信号,作为低电平的脉冲信号被输出。低电平的脉冲信号被作为非电路的逻辑电路62反转,作为高电平的脉冲信号被输出到锁存电路63。
锁存电路63保持从不良通知电路61输出的不良通知信号s12,向作为与电路的逻辑电路65输出。例如,在微处理器50发生了不良的情况下,并且在逆变器10中产生了过电压时,无法执行由程序软件进行的三相短路控制。与此相对地,在本实施方式中,即使在微处理器50发生了不良的情况下,也能够基于保持于锁存电路63中的不良通知信号s12来在适当的定时执行三相短路控制。
此外,微处理器50通过接收作为不良通知信号s12的复位信号来进行重启。微处理器50在根据复位信号而完成了正常重启的情况下,向锁存电路63输出用于解除保持于锁存电路63中的信号的锁存解除信号s13。当微处理器50正常重启时,车辆驱动装置5恢复为平常运转,但是在未能完成正常重启的情况下,处于持续向逻辑电路65输出不良通知信号s12的状态。
转速判断电路64是判断马达M1的转速是否为规定转速以上的电路。在马达M1的转速为规定转速以上的情况下,转速判断电路64向逻辑电路65输出高电平的信号。转速判断电路64判断马达M1的转速的高低是因为:在马达M1处于低速旋转时难以产生感应电压,因此执行三相短路控制的必要性低。另外,这是因为:当执行三相短路控制时产生制动转矩,因此想要避免在马达M1处于低速旋转时执行三相短路控制。
图5是示出在车辆驱动装置5的永磁体马达M1设置的旋转位置传感器RS的电压输出(输出电压)的图。旋转位置传感器RS例如是霍尔元件。在图5的(a)中示出了从霍尔元件输出的电压输出随时间的变化,在图5的(b)中示出了电压输出的积分值。此外,通过使电压输出通过CR滤波器来求出电压输出的积分值。
如图5的(a)所示,在马达M1处于高速旋转的情况下,与处于低速旋转的情况相比,电压输出的信号的周期变短,脉宽变窄。另外,如图5的(b)所示,在马达M1处于高速旋转的情况下,与处于低速旋转的情况相比,电压输出的信号的周期变短,振幅变小。
在本实施方式中,如图5的(b)所示,对于电压输出的积分值设置了阈值TH1。在旋转位置传感器RS的电压输出的积分值不小于阈值TH1的情况下,转速判断电路64判断为马达M1的转速为规定转速以上,向逻辑电路65输出高电平的信号。
逻辑电路65在从锁存电路63和转速判断电路64这两方接收到信号输出的情况下,输出三相短路驱动信号s2。
三相短路驱动信号s2经由或电路34向三相短路电路33输出。由此,通过三相短路电路33来执行三相短路控制,因此例如即使在微处理器50发生了不良的情况下,也能够在马达M1进行高速旋转时执行三相短路控制。由此,能够抑制向逆变器10施加过电压。
紧接着,说明驱动电路30的结构。此外,以下,也说明三相短路电路33的故障诊断。
驱动电路30是为了执行前述的三相PWM控制和三相短路控制而驱动三相桥电路40的开关元件S1~S6的电路。驱动电路30的输入侧与控制电路20连接,驱动电路30的输出侧与三相桥电路40连接。
如图2所示,驱动电路30具备切换电路31、缓冲电路32、三相短路电路33以及或电路34。另外,驱动电路30具备驱动信号接收端子39和检查用端子36。
驱动信号接收端子39是接收前述的三相短路驱动信号s2的端子。从处理器异常检测电路60向驱动电路30输出该三相短路驱动信号s2。
检查用端子36是接收用于执行由三相短路电路33进行的三相短路控制的短路电路检查信号s1的端子。从控制电路20向驱动电路30输出该短路电路检查信号s1。以下,将如下内容称为第一主动检查:尝试进行由三相短路电路33进行的三相短路控制,确认三相短路电路33是否能够执行三相短路控制。能够通过进行第一主动检查,来诊断三相短路电路33是否存在故障。
将被输入到驱动信号接收端子39和检查用端子36的各个信号向或电路34输入。在驱动信号接收端子39和检查用端子36中的至少一方的端子接收到信号的情况下,或电路34向三相短路电路33输出信号。三相短路电路33基于从或电路34输出的信号来进行驱动。
切换电路31是在基于从后述的驱动信号运算部23输出的驱动信号来驱动三相桥电路40以及使用从三相短路电路33输出的信号来驱动三相桥电路40之间进行切换的电路。此外,从驱动信号运算部23输出的驱动信号包括对三相桥电路40进行三相PWM控制或三相短路控制的各种信号。由切换电路31进行的切换例如通过硬逻辑(hard logic)电路来实现。在驱动电路30接收到短路电路检查信号s1或三相短路驱动信号s2的情况下,本实施方式的切换电路31将正在由马达M1执行的开关控制等切换为由三相短路电路33进行的三相短路控制。
缓冲电路32是以能够驱动各开关元件S1~S6的方式对向三相桥电路40输出的输出信号进行放大的电路。通过缓冲电路32对输出信号进行放大,由此能够驱动三相桥电路40。
接着,说明控制电路20的结构和微处理器50的结构。此外,以下,也说明用于对三相短路电路33进行故障诊断的故障判断部25和主动检查指示部26。
控制电路20除了前述的微处理器50、存储器24、异常检测部29以及处理器异常检测电路60以外,还具备马达控制信号获取部21。另外,微处理器50具备马达控制信号运算部22、驱动信号运算部23、故障判断部25以及主动检查指示部26。
马达控制信号获取部21获取通过电流传感器CSu、CSv、CSw以及旋转位置传感器RS等各种传感器探测出的信息,该电流传感器CSu、CSv、CSw探测在马达M1中流动的电流,该旋转位置传感器RS检测马达M1的磁极位置从而检测旋转位置。此外,电流传感器CSu、CSv、CSw是探测马达M1的u相、v相、w相中的电流值的传感器。另外,马达控制信号获取部21获取与电源线Lp处的电压Vp有关的信息。另外,马达控制信号获取部21获取从控制电路20的外部、例如电动车辆1的ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)输出的转矩指令等控制指令信息。
马达控制信号运算部22基于由马达控制信号获取部21获取到的上述信息,通过运算将转矩指令值换算为电流,并输出用于对马达M1进行电流控制的控制信号。例如,马达控制信号运算部22输出用于马达M1的电流控制的控制信号,以使在车辆驱动装置5对马达M1进行驱动时的马达M1的转矩成为转矩指令信息所示的目标转矩(例如与电动车辆1的加速踏板或制动踏板的操作量相应的转矩)。
另外,马达控制信号运算部22通过运算对由马达控制信号获取部21获取到的上述信息进行变换,并输出用于进行三相短路电路33等的故障判断的控制信号。例如,马达控制信号运算部22将转矩指令等控制指令信息变换为上述的控制信号,并向驱动信号运算部23、故障判断部25以及主动检查指示部26输出。另外,马达控制信号运算部22将在马达M1中流动的电流、马达M1的磁极的旋转位置、电源线Lp处的电压Vp等信息变换为控制信号,并向驱动信号运算部23和故障判断部25输出。
驱动信号运算部23基于从马达控制信号运算部22输出的控制信号,来运算驱动马达M1所需的驱动信号,并将该驱动信号向驱动电路30输出。在车辆驱动装置5进行通常运行时,驱动信号运算部23输出用于进行三相PWM控制的驱动信号。
另外,在检测出逆变器10异常的情况下,驱动信号运算部23输出用于通过保存在存储器24的程序软件进行三相短路控制的驱动信号。具体而言,驱动信号运算部23将用于三相PWM控制的驱动信号变更为用于三相短路控制的驱动信号,并向驱动电路30输出。
像这样,驱动信号运算部23向驱动电路30输出用于执行三相PWM控制和三相短路控制的驱动信号。在驱动电路30中,优先将从驱动信号运算部23输出的驱动信号以及从三相短路电路33输出的信号中的、从三相短路电路33输出的信号向三相桥电路40输出。三相桥电路40基于从驱动电路30输出的信号来驱动马达M1。
主动检查指示部26是将前述的短路电路检查信号s1向检查用端子36输出的电路。主动检查指示部26基于从马达控制信号运算部22输出的上述控制信号,来判断是否即使以当前定时进行第一主动检查也不会对车辆驱动装置5的驱动造成影响。
例如,在执行了三相短路控制的情况下的马达M1的转矩为不对车辆驱动装置5的驱动造成影响的转矩以下时,主动检查指示部26判断为进行第一主动检查,向检查用端子36输出短路电路检查信号s1。能否执行第一主动检查的判断是以定期的时间间隔来执行的。此外,是否进行第一主动检查的判断不限于由主动检查指示部26进行,只要是在控制电路20中包括的电路,也可以由与主动检查指示部26不同的电路来进行。
另外,主动检查指示部26在输出短路电路检查信号s1的同时,向故障判断部25输出表示三相短路电路33处于检查中的忙碌信号。
故障判断部25是判断三相短路电路33是否存在故障的电路。故障判断部25获取与三相短路控制被执行时的在马达M1的三相中流动的电流的变化、电流相位的变化以及三相桥电路40处的直流电压的变化中的至少一个变化有关的信息。能够基于由电流传感器CSu、CSv、CSw检测出的电流值来求出电流的变化。例如能够基于马达M1的d轴电流和q轴电流来求出电流相位的变化。基于通过电流传感器CSu、CSv、CSw检测出的电流值以及通过旋转位置传感器RS检测出的磁极的旋转位置来求出d轴电流、q轴电流。能够通过检测电源线Lp处的电压Vp来求出直流电压的变化。
故障判断部25基于获取到的上述信息,来判断三相短路电路33是否存在故障。例如,在电流超出了规定范围的情况、电流相位超出了规定范围的情况以及直流电压超出了规定范围的情况中的至少一个的情况下,故障判断部25判断为三相短路电路33处于故障。另外,故障判断部25在判断为三相短路电路33处于故障的情况下,输出用于向外部装置告知该故障信息的告知信号。
如上所述,控制电路20能够通过具备主动检查指示部26和故障判断部25,来判断三相短路电路33是否存在故障。由此,能够提早发现三相短路电路33的潜在故障,从而能够提高车辆驱动装置5的可靠性。
[1-3.车辆驱动装置的动作]
接着,参照图6来说明实施方式1的车辆驱动装置5的动作。
图6是例示出实施方式1的车辆驱动装置5的动作的流程图。
微处理器50定期地向不良通知电路61输出清除脉冲信号s11(步骤S101)。不良通知电路61例如是通知微处理器50是否存在不良的看门狗定时器电路。
另一方面,不良通知电路61判断是否定期地接收到清除脉冲信号s11(步骤S102)。在不良通知电路61定期地接收到清除脉冲信号s11的情况下(S102:“有”),微处理器50没有发生不良,因此返回步骤S101。在不良通知电路61没有定期地接收到清除脉冲信号s11的情况下(S102:“无”),视为微处理器50发生了不良,向锁存电路63和微处理器50输出不良通知信号s12(步骤S103)。该不良通知信号s12也是看门狗定时器电路的复位信号。
锁存电路63通过接收不良通知信号s12,来保持不良通知信号s12(步骤S104)。
微处理器50通过接收不良通知信号s12来进行重启,并判断是否完成了正常重启(步骤S105)。在微处理器50完成了正常重启的情况下(S105:“是”),微处理器50向锁存电路63输出锁存解除信号s13(步骤S106),来解除锁存电路63所保持的不良通知信号s12的保持。在微处理器50未能完成正常重启的情况下(S105:“否”),维持步骤S104的状态,进入下一个步骤。
在下一个步骤中,转速判断电路64判断马达M1的转速是否为规定转速以上(步骤S107)。在马达M1的转速不为规定转速以上的情况下(S107:“否”),在马达M1中产生的感应电压没有高到逆变器10的开关元件S1~S6损坏的程度,不需要执行三相短路控制,因此图6的流程图结束。在马达M1的转速为规定转速以上的情况下(S107:“是”),在马达M1中有可能产生高到开关元件S1~S6损坏的程度的感应电压,因此控制电路20执行使用了三相短路电路33的三相短路控制(步骤S108)。具体而言,控制电路20向驱动电路30输出三相短路驱动信号s2,来驱动三相短路电路33。
通过重复进行这些步骤,即使在微处理器50发生了不良的情况下,也能够在马达M1处于高速旋转时执行三相短路控制。由此,能够抑制对逆变器10施加过电压,从而能够提高车辆驱动装置5的可靠性。
(实施方式2)
[2-1.车辆驱动装置的处理器异常检测电路的结构]
接着,说明实施方式2的车辆驱动装置5的处理器异常检测电路60A。在实施方式2中,说明使用微处理器50进行锁存电路63和三相短路电路33的不良模拟诊断的例子。该不良模拟诊断是为了提早发现锁存电路63和三相短路电路33的潜在故障而进行的第二主动检查。
图7是例示出实施方式2的处理器异常检测电路60A的电路图。
处理器异常检测电路60A是检测微处理器50的异常并向三相短路电路33输出三相短路驱动信号s2的电路,另外,也是进行锁存电路63和三相短路电路33等的不良模拟诊断的电路。在本实施方式中,说明进行上述的不良模拟诊断的情况。
为了进行不良模拟诊断,处理器异常检测电路60A具备锁存电路63和多个逻辑电路62a、65、66及67。
图7所示的处理器异常检测电路60A与实施方式1的不同点在于,将图4所示的逻辑电路62替代为作为与非电路的逻辑电路62a。另外,处理器异常检测电路60A与实施方式1的不同点在于,将新的逻辑电路67设置于转速判断电路64与逻辑电路65之间,且将新的逻辑电路66设置于微处理器50与逻辑电路67之间。
在图7中,微处理器50输出作为用于进行不良模拟诊断的触发的不良模拟信号s14。将该不良模拟信号s14设为低电平的脉冲信号向作为与非电路的逻辑电路62a输出。在不良通知信号s12和不良模拟信号s14中的一方为低电平时,逻辑电路62a将高电平的信号向锁存电路63输出。因而,当从微处理器50输出不良模拟信号s14时,锁存电路63保持不良模拟信号s14,并向逻辑电路65输出。
另一方面,不良模拟信号s14也被向作为非电路的逻辑电路66输出。不良模拟信号s14被逻辑电路66反转,变为高电平的信号而被输出到作为或电路的逻辑电路67。输出到作为或电路的逻辑电路67的信号被输入到逻辑电路65。将不良模拟信号s14也向逻辑电路67输出是为了不论马达M1的转速的高低都进行不良模拟诊断从而增加诊断机会。
逻辑电路65通过从锁存电路63和逻辑电路67这两方接收信号输出来输出三相短路驱动信号s2。
三相短路驱动信号s2经由或电路34向三相短路电路33输出。由此,通过三相短路电路33来执行三相短路控制。控制电路20获取与在马达M1的三相中流动的电流的变化、电流相位的变化以及三相桥电路40处的直流电压的变化中的至少一个变化有关的信息,并基于上述信息来判断三相短路电路33和锁存电路63是否存在故障。能够通过该不良模拟诊断,提早发现锁存电路63和三相短路电路33的潜在故障,从而能够提高车辆驱动装置5的可靠性。
[2-2.车辆驱动装置的动作]
接着,说明实施方式2的车辆驱动装置5的动作。
图8是例示出实施方式2的车辆驱动装置51的动作的流程图。
控制电路20为了通过第二主动检查进行不良模拟诊断,停止逆变器10的反馈控制(步骤S111),输出不良模拟信号s14(步骤S112)。
不良模拟信号s14由锁存电路63保持(步骤S113),向作为与电路的逻辑电路65输出。
为了虚拟地制作出马达M1处于高速旋转的状态,也将不良模拟信号s14经由逻辑电路66、67向逻辑电路65输出。由此,从逻辑电路65输出三相短路驱动信号s2(步骤S114)。三相短路驱动信号s2被输出到驱动电路30的驱动信号接收端子39,持续被输出直到通过后述的步骤S118或S121停止为止。
接着,逆变器10执行使用了三相短路电路33的三相短路控制(步骤S115)。接收到三相短路驱动信号s2的驱动信号接收端子39将该信号向或电路34输出,或电路34将接收到的信号向三相短路电路33输出。由此三相短路电路33被尝试进行驱动。在此,通过切换电路31,将切换电路31的输出信号切换为从三相短路电路33输出的信号,而不是切换为从驱动信号运算部23输出的驱动信号。然后,从三相短路电路33输出的信号经由缓冲电路32向三相桥电路40输出。由此,由三相桥电路40尝试进行使用了三相短路电路33的三相短路控制。
接着,控制电路20获取车辆驱动装置5中的电流的变化、电流相位的变化以及电压的变化(步骤S116)。具体而言,马达控制信号获取部21获取电流传感器CSu、CSv、CSw、旋转位置传感器RS、电源线Lp处的电压Vp等信息。这些信息被马达控制信号运算部22变换,作为控制信号向故障判断部25输出。
接着,控制电路20根据这些电流、电流相位以及电压的变化是否在规定范围内,来判断锁存电路63和三相短路电路33是否存在故障(步骤S117)。具体而言,故障判断部25判断电流是否超出了规定范围、电流相位是否超出了规定范围以及直流电压是否超出了规定范围。
故障判断部25在判断为电流、电流相位以及电压的变化都在规定范围内的情况下(S117:“是”),判断为锁存电路63和三相短路电路33没有产生故障,为正常。此时,控制电路20停止输出不良模拟信号s14,另外,通过输出用于解除保持于锁存电路63中的信号的锁存解除信号s13,来停止输出三相短路驱动信号s2(步骤S118)。然后,控制电路20重新开始逆变器10的反馈控制(步骤S119),返回步骤S111后重复进行第二主动检查。该第二主动检查是以规定的时间间隔重复执行的。
另一方面,在电流、电流相位以及电压的变化中的至少一个超出了规定范围的情况下(S117:“否”),控制电路20判断为锁存电路63或三相短路电路33产生了故障。此时,控制电路20执行在锁存电路63或三相短路电路33产生了故障的情况下的动作。此外,能够通过前述的第一主动检查来诊断三相短路电路33是否产生了故障,因此也能够通过使用第一主动检查和第二主动检查两者,来诊断锁存电路63是否产生了故障。
控制电路20停止输出三相短路驱动信号s2(步骤S121),重新开始逆变器10的反馈控制(步骤S122)。
接着,控制电路20将表示锁存电路63或三相短路电路33产生了故障的故障警告向外部、例如电动车辆1的ECU(上位控制部)输出(步骤S123)。另外,也可以是,故障判断部25通过使用监视器显示故障信息或使用扬声器输出通知故障信息的声音,来向用户告知故障信息。
(实施方式3)
[3-1.车辆驱动装置的结构]
首先,参照图11~图16来说明实施方式3所涉及的车辆驱动装置的结构。
图11是例示出具备实施方式3所涉及的车辆驱动装置105的电动车辆101的概要图。电动车辆101具备驱动轮102、传动机构103、永磁体马达M1、逆变器110以及电池P1。在这些结构中,车辆驱动装置105由永磁体马达M1、逆变器110以及电池P1构成。以下,有时将永磁体马达M1称为马达M1。
马达M1是驱动电动车辆101的驱动轮102的三相交流式的马达,例如使用嵌入磁体同步马达或表面磁体同步马达等马达。
传动机构103例如由差动齿轮和传动轴构成,在马达M1与驱动轮102之间传递动力。马达M1的旋转力经由传动机构103向驱动轮102传递。与此同样地,驱动轮102的旋转力经由传动机构103向马达M1传递。此外,电动车辆1既可以不具备传动机构103,也可以是马达M1与驱动轮102被直接连接的构造。
电池P1例如是锂离子电池等直流电源。电池P1供给用于驱动马达M1的电力,并且蓄积该电力。
逆变器110将从电池P1供给的直流电力例如变换为三相的交流电力,并将该交流电力向马达M1供给。像这样,车辆驱动装置105构成为使用电池P1的电力来驱动三相交流式的马达M1。
图12是例示出车辆驱动装置105的电路图。
如图12所示,车辆驱动装置105具备马达M1、逆变器110以及电池P1。逆变器10具备三相桥电路140、驱动电路130、控制电路120以及过电压检测电路160。此外,在图12中也图示出了对施加于三相桥电路140的电压进行平滑化的平滑电容器C1。
三相桥电路140是通过开关动作将从电池P1供给的直流电力变换为三相的交流电力并将该交流电力向马达M1供给从而驱动马达M1的电路。三相桥电路140的输入侧与驱动电路130连接,三相桥电路140的输出侧与马达M1连接。
图13是例示出车辆驱动装置105的逆变器110所具备的三相桥电路140的电路图。此外,图13所示的电压Vp是电源电压,电压Vg是接地电压。
三相桥电路140具备设置于位于图13的上侧的上侧桥臂组的开关元件S1、S2、S3、以及设置于位于图13的下侧的下侧桥臂组的开关元件S4、S5、S6。例如开关元件S1~S6由电场效应晶体管(FET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等构成。另外,开关元件S1~S6也可以使用宽带隙半导体构成。
各开关元件S1、S2、S3连接于从马达M1的三个端子引出的3个输出线中的各输出线与电源线Lp之间,电源线Lp与电池P1的正极连接。各开关元件S4、S5、S6连接于上述3个输出线中的各输出线与接地线Lg之间,接地线Lg与电池P1的负极连接。另外,各开关元件S1~S6并联连接有回流二极管。回流二极管也可以是寄生于开关元件S1~S6的寄生二极管。
各开关元件S1~S6与驱动电路130连接,由从驱动电路130输出的信号进行驱动。马达M1基于各开关元件S1~S6的驱动,以动力运行、再生或惰行等状态被驱动。
接着,参照图12来说明驱动电路130。
驱动电路130是为了执行三相PWM控制和三相短路控制而驱动三相桥电路140的开关元件S1~S6的电路。驱动电路130的输入侧与控制电路120连接,驱动电路130的输出侧与三相桥电路140连接。
驱动电路130具备切换电路131、缓冲电路132以及三相短路电路133。
三相短路电路133是用于使马达M1的三相各自短路的电路。具体而言,三相短路电路133是当从后述的过电压检测电路160输出用于进行三相短路的三相短路信号s102时使三相桥电路140的上侧桥臂组的开关元件S1~S3和下侧桥臂组的开关元件S4~S6中的一方的桥臂组的各开关元件短路并且使另一方的桥臂组的各开关元件开路的电路。通过像这样使马达M1的三相各自短路,能够使从马达M1的绕组线圈间感应的电压为0。由此,例如在三相桥电路140检测出过电压的情况下,能够使三相短路电路133工作来进行三相短路控制,从而减少施加于三相桥电路140的过电压。
切换电路131是在基于从后述的驱动信号运算部123输出的驱动信号来驱动三相桥电路140以及使用从三相短路电路133输出的信号来驱动三相桥电路140之间进行切换的电路。但是,在从后述的故障判断部125输出三相短路电路利用抑制信号s103之后,抑制使用从三相短路电路133输出的信号驱动三相桥电路140,该三相短路电路利用抑制信号s103用于不使用从三相短路电路133输出的信号驱动三相桥电路140。此外,从驱动信号运算部123输出的驱动信号包括对三相桥电路140进行三相PWM控制的信号等各种信号。由切换电路131进行的切换例如是通过硬逻辑电路来实现的。
缓冲电路132是以能够驱动各开关元件S1~S6的方式对向三相桥电路140输出的输出信号进行放大的电路。通过缓冲电路132对输出信号进行放大,由此能够驱动三相桥电路140。
接着,参照图12、图14~图16来说明控制电路120和过电压检测电路160。
控制电路120构成为包括:微处理器150,其进行各种运算等,以及存储器124,其存储用于使微处理器150进行动作的程序或信息等。
如图12所示,控制电路120具备马达控制信号获取部121、马达控制信号运算部122、驱动信号运算部123、主动检查指示部126、故障判断部125以及三相短路控制信号中断部127。
马达控制信号获取部121获取通过电流传感器CSu、CSv、CSw以及旋转位置传感器RS等各种传感器探测出的信息,该电流传感器CSu、CSv、CSw探测在马达M1中流动的电流,该旋转位置传感器RS检测马达M1的磁极位置从而检测旋转位置。此外,电流传感器CSu、CSv、CSw是探测马达M1的u相、v相、w相中的电流值的传感器。另外,马达控制信号获取部121获取与电源线Lp处的电压Vp有关的信息。另外,马达控制信号获取部121获取从控制电路120的外部、例如电动车辆101的ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)输出的转矩指令等控制指令信息。
马达控制信号运算部122通过运算来将由马达控制信号获取部121获取到的上述信息变换为控制信号,并输出用于对马达M1进行控制的控制信号。例如,马达控制信号运算部122输出控制信号,以使车辆驱动装置105运行时的马达M1的转矩成为转矩指令所示的目标转矩(例如与电动车辆101的加速踏板的操作量相应的转矩)。
另外,马达控制信号运算部122通过运算来对由马达控制信号获取部121获取到的上述信息进行变换,并输出用于尝试进行三相短路的控制信号。例如,马达控制信号运算部122将转矩指令等控制指令信息变换为控制信号并向主动检查指示部126输出。另外,马达控制信号运算部122将在马达M1中流动的电流、马达M1的磁极的旋转位置、电源线Lp处的电压Vp等信息变换为控制信号并向故障判断部125输出。
主动检查指示部126是输出主动检查信号s101的电路,该主动检查信号s101用于使过电压检测电路160强制性地输出三相短路信号s102。以下,将如下内容称为第三主动检查:通过使过电压检测电路160强制性地输出三相短路信号s102,来尝试进行过电压检测电路160和三相短路电路133的三相短路控制,确认过电压检测电路160和三相短路电路133是否能够执行三相短路控制。能够通过进行第三主动检查,来检测是否存在由过电压检测电路160和三相短路电路133进行的三相短路所涉及的异常。
主动检查指示部126基于从马达控制信号运算部122输出的上述控制信号,来判定马达M1是否以规定条件进行工作,在判定为马达M1以规定条件进行工作时,输出主动检查信号s101。具体而言,主动检查指示部126可以在车辆处于行驶中、且马达M1不处于动力运行和再生中的任一状态的情况下,输出主动检查信号s101。另外,主动检查指示部126也可以在车辆处于停车中时,在使用三相桥电路140进行了电流控制使得在马达M1中流动无法实现使车辆起步的电流后,输出主动检查信号s101。另外,主动检查指示部126也可以如图14所示,在具备对车辆的驱动轮102赋予转矩的转矩赋予装置T50的情况下,在马达M1处于再生中,基于当执行三相短路控制时在马达M1中产生的转矩即三相短路转矩,输出主动检查信号s101。另外,也可以如图15所示,在马达M1为一方的驱动源D1而车辆具备与一方的驱动源D1不同的另一方的驱动源D2的情况下,主动检查指示部126在能够不使用一方的驱动源D1而通过另一方的驱动源D2驱动车辆的情况下,输出不良模拟信号s14。这些马达M1是否以规定条件进行工作的判定是以定期的时间间隔执行的。另外,主动检查指示部126在输出主动检查信号s101的同时,将表示处于第三主动检查中的忙碌信号向故障判断部125输出。
过电压检测电路160是检测电源线Lp处的规定的过电压的电路。更具体而言,过电压检测电路160在检测出电源线Lp处的规定的过电压的情况下,输出三相短路信号s102。过电压检测电路160还根据来自主动检查指示部126的主动检查信号s101强制地输出三相短路信号s102。此外,规定的过电压被预先决定为不使电源线Lp的电压超过三相桥电路140的开关元件S1~S6或平滑电容器C1的耐受电压的电压。
图16是例示出过电压检测电路160的电路图。
如图16所示,过电压检测电路160具备第一电阻元件161、第二电阻元件162、第三电阻元件163、第四电阻元件164、第五电阻元件165、第六电阻元件166、选择电路167以及比较电路168。
第一电阻元件161的一方的端子与电源线Lp连接,另一方的端子与选择电路167连接。
第二电阻元件162的一方的端子与恒压源(在此为5V的恒压源)连接,另一方的端子与选择电路167连接。
第三电阻元件163的一方的端子与选择电路167连接,另一方的端子与接地线Lg连接。
选择电路167根据主动检查信号s101,选择性地在第一电阻元件161的另一方的端子与第三电阻元件163的一方的端子的连接、以及第二电阻元件162的另一方的端子与第三电阻元件163的一方的端子之间的连接之间进行切换。具体而言,选择电路167在没有被输出主动检查信号s101的情况下,将第一电阻元件161的另一方的端子与第三电阻元件163的一方的端子连接,由此向选择电路167输出第三电阻元件163的一方的端子的电压,在被输出了主动检查信号s101的情况下,选择电路167将第二电阻元件162的另一方的端子与第三电阻元件163的一方的端子连接,由此向选择电路167输出第三电阻元件163的一方的端子的电压。
第一电阻元件161和第三电阻元件163形成通过电阻分压对电源线Lp处的电压Vp进行分压从而获得第一分压电压的第一分压电路。因而,第一分压电压与电压Vp成比例。该第一分压电压作为第三电阻元件163的一方的端子的电压,由选择电路167选择性地向比较电路168输出。
第二电阻元件162和第三电阻元件163形成通过电阻分压对恒压源处的电压(在此为5V)进行分压从而获得第二分压电压的第二分压电路。以使第二分压电压成为比较电路168输出三相短路信号s102的电压、即超过基准电压Vref那样的电压的方式决定第二电阻元件162的值。该第二分压电压作为第三电阻元件163的一方的端子的电压,由选择电路167选择性地向比较电路168输出。以下,也将通过选择电路167选择性地输出的第一分压电压或第二分压电压称为“选择电压Vsel”。
第四电阻元件164的一方的端子与恒压源(在此为5V的恒压源)连接,另一方的端子与第五电阻元件165连接。
第五电阻元件165的一方的端子与第四电阻元件164连接,另一方的端子与接地线Lg连接。
第四电阻元件164和第五电阻元件165通过对恒压源处的电压(在此为5V)进行电阻分压来生成基准电压Vref。在此,在电源线Lp处的电压Vp为规定的过电压的情况下,以使第一分压电压大于基准电压Vref的方式设定第一电阻元件161的电阻值和第三电阻元件163的电阻值。另外,以使第二分压电压大于基准电压Vref的方式设定第二电阻元件162的电阻值和第三电阻元件163的电阻值。
第六电阻元件166的一方的端子与比较电路168的输出端子(后述)连接,另一方的端子与比较电路168的-输入端子(后述)连接。第六电阻元件166将比较电路168的输出向比较电路168的-输入端子侧反馈。
比较电路168具备+输入端子、-输入端子、以及输出+输入端子的电压与-输入端子的电压的比较结果的输出端子。+输入端子连接选择电路167的输出,被输入从选择电路167输出的选择电压Vsel。-输入端子连接第四电阻元件164与第五电阻元件165的连接点,被输入基准电压Vref。在向+输入端子输入的选择电压Vsel比向-输入端子输入的基准电压Vref高的情况,比较电路168从输出端子输出三相短路信号s102。
在上述结构的过电压检测电路160中,在没有从主动检查指示部126输出主动检查信号s101的情况下,当电源线Lp处的电压Vp变为规定的过电压时,作为选择电压Vsel而从选择电路167输出的第一分压电压大于基准电压Vref。因此,过电压检测电路160输出三相短路信号s102。另外,在上述结构的过电压检测电路160中,在从主动检查指示部126输出了主动检查信号s101的情况下,从选择电路167输出大于基准电压Vref的第二分压电压作为选择电压Vsel。因此,过电压检测电路160输出三相短路信号s102。
故障判断部125是判断是否存在由过电压检测电路160和三相短路电路133进行的三相短路所涉及的异常的电路。故障判断部125获取与执行三相短路控制时的在马达M1的三相中流动的电流的变化、电流相位的变化以及三相桥电路140处的直流电压的变化中的至少一个变化有关的信息。能够基于通过电流传感器CSu、CSv、CSw检测出的电流值来求出电流的变化。例如能够根据马达M1的d轴电流的变化来求出电流相位的变化。能够基于由电流传感器CSu、CSv、CSw检测出的电流值以及由旋转位置传感器RS检测出的磁极的旋转位置来求出d轴电流。能够通过检测电源线Lp处的电压Vp来求出直流电压的变化。
故障判断部125基于获取到的上述信息来判断是否存在由过电压检测电路160和三相短路电路133进行的三相短路所涉及的异常。例如在电流超出了规定范围的情况、电流相位超出了规定范围的情况以及直流电压超出了规定范围的情况中的至少一个的情况下,故障判断部125判断为存在由过电压检测电路160和三相短路电路133进行的三相短路所涉及的异常。故障判断部125在判断为存在由过电压检测电路160和三相短路电路133进行的三相短路所涉及的异常的情况下,向切换电路131输出三相短路电路利用抑制信号s103,该三相短路电路利用抑制信号s103用于不使用从三相短路电路133输出的信号驱动三相桥电路140。另外,故障判断部125在判断为存在由过电压检测电路160和三相短路电路133进行的三相短路所涉及的异常的情况下,输出用于向外部告知该故障信息的告知信号。
故障判断部125还被输入从过电压检测电路160输出的三相短路信号s102和选择电压Vsel。
故障判断部125在从主动检查指示部126被输出了主动检查信号s101的情况下,在选择电压Vsel为规定的电压时,判定为第二分压电路692和选择电路167正常。在此的规定的电压是指在第二分压电路692和选择电路167正常的情况下从选择电路167输出的第二分压电压。在没有判定为第二分压电路692和选择电路167正常的情况下,故障判断部125输出用于向外部告知该判定结果的告知信号。
在三相短路信号s102为规定的信号时,故障判断部125判定为过电压检测电路160正常。在此的规定的信号是指在过电压检测电路160正常的情况下从过电压检测电路160输出的三相短路信号s102。故障判断部125在没有判定为过电压检测电路160正常的情况下,输出用于向外部告知该判定结果的告知信号。
三相短路控制信号中断部127当从故障判断部125接收到存在由过电压检测电路160和三相短路电路133进行的三相短路所涉及的异常这一故障信息时,在检测出逆变器110异常的情况下,对驱动信号运算部123输出用于执行三相短路的中断信号。
驱动信号运算部123基于从马达控制信号运算部122输出的控制信号,来运算驱动马达M1所需的驱动信号,并将该驱动信号向驱动电路130输出。在车辆驱动装置105处于通常运行时,驱动信号运算部123输出用于进行三相PWM控制的驱动信号。与此相对,驱动信号运算部123在从三相短路控制信号中断部127输出了中断信号的情况下,输出用于通过保存于存储器124中的程序来进行三相短路控制的驱动信号。驱动信号运算部123通过接收中断信号,来将三相PWM控制的驱动信号变更为三相短路控制的驱动信号并向驱动电路130输出。
像这样,控制电路120择一地向驱动电路130输出用于执行三相PWM控制和三相短路控制的驱动信号。在驱动电路130中,选择从控制电路120输出的驱动信号和从三相短路电路133输出的信号中的某一信号,向三相桥电路140输出。三相桥电路140基于从驱动电路130输出的信号,来驱动马达M1。
根据上述结构的实施方式3所涉及的车辆驱动装置105,控制电路120能够通过适当地输出主动检查信号s101,来适当地确认是否存在由过电压检测电路160和三相短路电路133进行的三相短路所涉及的异常。由此,根据上述结构的实施方式3所涉及的车辆驱动装置105,能够在逆变器110中提早发现三相短路控制的潜在的故障,从而提高车辆驱动装置105的可靠性。
[3-2.车辆驱动装置的动作]
接着,参照图17来说明与车辆驱动装置105的主动检查有关的动作。
图17是例示出车辆驱动装置105的与主动检查有关的动作的流程图。
控制电路120为了进行第三主动检查,而停止逆变器110的反馈控制(步骤S311),并输出主动检查信号s101(步骤S312)。
当输出主动检查信号s101时,在过电压检测电路160中,从选择电路167输出比基准电压Vref高的第二分压电压,从比较电路168输出三相短路信号s102。由此,过电压检测电路160持续输出三相短路信号s102直到通过后述的步骤S318或S321停止为止(步骤S314)。
接着,逆变器110执行使用了三相短路电路133的三相短路控制(步骤S315)。在此,通过切换电路131将切换电路131的输出信号切换为从三相短路电路133输出的信号,而不是切换为从驱动信号运算部123输出的驱动信号。然后,从三相短路电路133输出的信号经由缓冲电路132向三相桥电路140输出。由此,由三相桥电路140尝试进行使用了三相短路电路133的三相短路控制。
接着,控制电路120获取车辆驱动装置105中的电流的变化、电流相位的变化以及电压的变化(步骤S316)。具体而言,马达控制信号获取部121获取电流传感器CSu、CSv、CSw、旋转位置传感器RS、电源线Lp处的电压Vp等信息。这些信息被马达控制信号运算部122变换,作为控制信号向故障判断部125输出。
接着,控制电路120根据这些电流、电流相位以及电压的变化是否在规定范围内,来判断是否存在由过电压检测电路160和三相短路电路133进行的三相短路所涉及的异常(步骤S317)。具体而言,控制电路120的故障判断部125判断电流是否超出了规定范围、电流相位是否超出了规定范围以及直流电压是否超出了规定范围。
故障判断部125在判断为电流、电流相位以及电压的变化都在规定范围内的情况下(S317:“是”),判断为不存在由过电压检测电路160和三相短路电路133进行的三相短路所涉及的异常,为正常。此时控制电路120通过停止输出主动检查信号s101,来停止输出三相短路信号s102(步骤S318)。然后,控制电路120重新开始逆变器110的反馈控制(步骤S319),以后在实施主动检查时,返回步骤S311的处理。
另一方面,在电流、电流相位以及电压的变化中的至少一个超出了规定范围的情况下(S317:“否”),控制电路120判断为存在由过电压检测电路160和三相短路电路133进行的三相短路所涉及的异常。此时控制电路120停止输出主动检查信号s101步骤S321),重新开始逆变器110的反馈控制(步骤S322)。
另一方面,控制电路120向驱动电路130发送三相短路电路利用抑制信号s103。当被发送三相短路电路利用抑制信号s103时,在驱动电路130中,切换电路131之后通过抑制使用从三相短路电路133输出的信号驱动三相桥电路140,从而抑制使用三相短路电路133执行三相短路(步骤S323)。
接着,控制电路120将表示存在由过电压检测电路160和三相短路电路133进行的三相短路所涉及的异常的故障警告向外部、例如电动车辆101的ECU(上位控制部)输出(步骤S324)。另外,故障判断部125也可以通过使用监视器显示故障信息或者使用扬声器输出通知故障信息的声音,来向用户告知故障信息。此外,在这种情况下,由于存在三相短路所涉及的异常,因此不实施以后的的主动检查,图17的流程图结束。
(实施方式4)
以下,说明变更实施方式3所涉及的车辆驱动装置105的结构的一部分所构成的实施方式4所涉及的车辆驱动装置。
图18是例示出实施方式4所涉及的车辆驱动装置105A的电路图。以下,关于车辆驱动装置105A,对于与实施方式3所涉及的车辆驱动装置105同样的构成要素,视为已经说明过,使用相同符号并省略其详细说明,以与车辆驱动装置105的不同点为中心进行说明。
如图18所示,车辆驱动装置105A构成为:相对于实施方式3所涉及的车辆驱动装置105而言,将驱动信号运算部123变更为驱动信号运算部123A,将故障判断部125变更为故障判断部125A,将主动检查指示部126变更为主动检查指示部126A,删除三相短路控制信号中断部127。而且,伴随这些变更和删除,将微处理器150变更为微处理器150A,将控制电路120变更为控制电路120A。并且,车辆驱动装置105A构成为从实施方式3所涉及的车辆驱动装置105删除切换电路131和三相短路电路133。然后,伴随这些删除,将驱动电路130变更为驱动电路130A。另外,车辆驱动装置105A相对于实施方式3所涉及的车辆驱动装置105而言,伴随从控制电路120向控制电路120A的变更以及从驱动电路130向驱动电路130A的变更,将逆变器110变更为逆变器110A。
驱动信号运算部123A基于从马达控制信号运算部122输出的控制信号,来运算驱动马达M1所需的驱动信号,并将该驱动信号向驱动电路130A输出。在车辆驱动装置105A处于通常运行时,驱动信号运算部123A输出用于进行三相PWM控制的驱动信号。与此相对,在从过电压检测电路160输出了三相短路信号s102的情况下,驱动信号运算部123A输出用于通过保存于存储器124中的程序来进行三相短路控制的驱动信号。驱动信号运算部123A通过接收三相短路信号s102,来将三相PWM控制的驱动信号变更为三相短路控制的驱动信号,并向驱动电路130A输出。
像这样,控制电路120A择一地向驱动电路130A输出用于执行三相PWM控制和三相短路控制的驱动信号。在驱动电路130A中,对从控制电路120A输出的驱动信号进行放大并向三相桥电路140输出。三相桥电路140基于从驱动电路130A输出的信号来驱动马达M1。
主动检查指示部126A是输出用于使过电压检测电路160强制性地输出三相短路信号s102的主动检查信号s101的电路。以下,将如下内容称为第四主动检查:通过使过电压检测电路160强制性地输出三相短路信号s102,来尝试进行由过电压检测电路160进行的三相短路控制,确认过电压检测电路160是否能够执行三相短路控制。能够通过进行第四主动检查,来检测是否存在由过电压检测电路160进行的三相短路所涉及的异常。
主动检查指示部126A与实施方式3所涉及的主动检查指示部126同样地,基于从马达控制信号运算部122输出的控制信号,来判定马达M1是否以规定条件进行动作,在判定为马达M1以规定条件进行动作时,输出主动检查信号s101。
故障判断部125A是判断是否存在由过电压检测电路160进行的三相短路所涉及的异常的电路。
故障判断部125A被输入从过电压检测电路160输出的三相短路信号s102和选择电压Vsel。
在三相短路信号s102为规定的信号时,故障判断部125A判断为不存在由过电压检测电路160进行的三相短路所涉及的异常,在三相短路信号s102不是规定的信号时,故障判断部125A判断为存在由过电压检测电路160进行的三相短路所涉及的异常。在此的规定的信号是指在过电压检测电路160正常的情况下从过电压检测电路160输出的三相短路信号s102。故障判断部125A在判断为存在由过电压检测电路160进行的三相短路所涉及的异常的情况下,输出用于向外部告知该故障信息的告知信号。
故障判断部125A在从主动检查指示部126A输出了主动检查信号s101的情况下,在选择电压Vsel为规定的电压时,判定为第二分压电路692和选择电路167正常。在此的规定的电压是指在第二分压电路692和选择电路167正常的情况下从选择电路167输出的第二分压电压。故障判断部125A在没有判定为第二分压电路692和选择电路167正常的情况下,输出用于向外部告知该判定结果的告知信号。
根据上述结构的实施方式4所涉及的车辆驱动装置105A,控制电路120A能够通过适当地输出主动检查信号s101,来适当地确认是否存在由过电压检测电路160进行的三相短路所涉及的异常。由此,根据上述结构的实施方式4所涉及的车辆驱动装置105A,能够在逆变器110A中提早发现三相短路控制的潜在故障,从而提高车辆驱动装置105A的可靠性。
(实施方式5)
以下,说明变更实施方式4所涉及的车辆驱动装置105A的结构的一部分所构成的实施方式5所涉及的车辆驱动装置。
图19是例示出实施方式5所涉及的车辆驱动装置105B的电路图。以下,关于车辆驱动装置105B,对于与实施方式4所涉及的车辆驱动装置105A同样的构成要素,视为已经说明过,使用相同符号并省略其详细说明,以与车辆驱动装置105A的不同点为中心进行说明。
如图19所示,车辆驱动装置105B构成为:相对于实施方式4所涉及的车辆驱动装置105A而言,将驱动信号运算部123A变更为驱动信号运算部123B,将故障判断部125A变更为故障判断部125B,将主动检查指示部126A变更为主动检查指示部126B。然后,伴随这些变更,将微处理器150A变更为微处理器150B,将控制电路120A变更为控制电路120B。并且,车辆驱动装置105B构成为相对于实施方式4所涉及的车辆驱动装置105A而言,将过电压检测电路160变更为过电压检测电路160B。另外,车辆驱动装置105B相对于实施方式4所涉及的车辆驱动装置105A而言,伴随从控制电路120A向控制电路120B的变更以及从过电压检测电路160向过电压检测电路160B的变更,将逆变器110A变更为逆变器110B。
图20是例示出过电压检测电路160B的电路图。
如图20所示,过电压检测电路160B构成为从实施方式4所涉及的过电压检测电路160删除第四电阻元件164、第五电阻元件165、第六电阻元件166以及比较电路168。
通过上述结构,在没有从主动检查指示部126B输出主动检查信号s101的情况下,过电压检测电路160B将第一分压电压作为选择电压Vsel进行输出,在从主动检查指示部126B输出了主动检查信号s101的情况下,过电压检测电路160B将第二分压电压作为选择电压Vsel进行输出。
驱动信号运算部123B基于从马达控制信号运算部122输出的控制信号,运算驱动马达M1所需的驱动信号,并将该驱动信号向驱动电路130A输出。在车辆驱动装置105B处于通常运行时,驱动信号运算部123B输出用于进行三相PWM控制的驱动信号。与此相对,在从过电压检测电路160B输出的选择电压Vsel是在电源线Lp处的电压Vp为规定的过电压的情况下所能取得的范围的电压(以下,也将该电压称为“异常电压”。)的情况下,驱动信号运算部123B输出用于通过保存于存储器124中的程序来进行的三相短路控制的驱动信号。在此,第二分压电压为包括在异常电压中的电压。
也可以是,驱动信号运算部123B例如使用微处理器150B所具备的AD转换器来将选择电压Vsel变换为数字值,通过判断变换得到的数字值是否为表示异常电压的值,来判定选择电压Vsel是否为异常电压。另外,也可以是,驱动信号运算部123B例如使用微处理器150B所具备的比较器来进行选择电压Vsel与基准电压的比较,根据其比较结果判定选择电压Vsel是否为异常电压。
像这样,控制电路120B择一地向驱动电路130A输出用于执行三相PWM控制和三相短路控制的驱动信号。在驱动电路130A中,对从控制电路120B输出的驱动信号进行放大并向三相桥电路140输出。三相桥电路140基于从驱动电路130A输出的信号,来驱动马达M1。
主动检查指示部126B是输出用于使过电压检测电路160B强制性地输出第二分压电压的主动检查信号s101的电路。以下,将如下内容称为第五主动检查:通过使过电压检测电路160B强制性地输出第二分压电压,来尝试进行由过电压检测电路160B进行的三相短路控制,确认过电压检测电路160B是否能够执行三相短路控制。能够通过进行第五主动检查,来检测是否存在由过电压检测电路160B进行的三相短路所涉及的异常。
主动检查指示部126B与实施方式4所涉及的主动检查指示部126A同样地,基于从马达控制信号运算部122输出的控制信号,来判定马达M1是否以规定条件进行动作,在判定为马达M1以规定条件进行动作时,输出主动检查信号s101。
故障判断部125B是判断是否存在由过电压检测电路160B进行的三相短路所涉及的异常的电路。
故障判断部125B被输入从过电压检测电路160B输出的选择电压Vsel。
故障判断部125B被输出主动检查信号s101,在选择电压Vsel为规定的电压时,判断为不存在由过电压检测电路160B进行的三相短路所涉及的异常,在选择电压Vsel不为规定的电压时,判断为存在由过电压检测电路160B进行的三相短路所涉及的异常。在此的规定的电压是指在主动检查信号s101被输出时过电压检测电路160B正常的情况下从过电压检测电路160B输出的选择电压Vsel。故障判断部125B在判断为存在由过电压检测电路160B进行的三相短路所涉及的异常的情况下,输出用于向外部告知该故障信息的告知信号。
也可以是,故障判断部125B例如使用微处理器150B所具备的AD转换器来将选择电压Vsel变换为数字值,通过判断变换得到的数字值是否为表示规定的电压的值,来判定选择电压Vsel是否为规定的电压。另外,也可以是,驱动信号运算部123B例如使用微处理器150B所具备的比较器,来进行选择电压Vsel与基准电压的比较,根据其比较结果来判定选择电压Vsel是否为规定的电压。
根据上述结构的实施方式5所涉及的车辆驱动装置105B,控制电路120B能够通过适当地输出主动检查信号s101,来适当地确认是否存在由过电压检测电路160B进行的三相短路所涉及的异常。由此,根据上述结构的实施方式5所涉及的车辆驱动装置105B,能够在逆变器110B中提早发现三相短路控制的潜在故障,从而提高车辆驱动装置105B的可靠性。
(实施方式6)
接着,参照图21~图23来说明实施方式6所涉及的车辆驱动装置。实施方式6的车辆驱动装置5C具备实施方式1所示的处理器异常检测电路60以及实施方式3所示的过电压检测电路160这两方。
图21是例示出实施方式6的车辆驱动装置5C的逆变器10、永磁体马达M1以及电池P1的电路图。图22是例示出车辆驱动装置5C的逆变器10所具备的三相桥电路40的电路图。图23是例示出车辆驱动装置5C的处理器异常检测电路60和过电压检测电路160的电路图。
图21~图23所示的处理器异常检测电路60及过电压检测电路160与前述的实施方式1及3同样,省略详细说明。
如图23所示,将从微处理器50输出的清除脉冲信号s11向处理器异常检测电路60输入。另外,将从处理器异常检测电路60输出的不良通知信号s12向微处理器50输入。此外,将从微处理器50输出的锁存解除信号s13向处理器异常检测电路60输入。
另外,将从微处理器50输出的短路电路检查信号s1和从处理器异常检测电路60输出的三相短路驱动信号s2分别向或电路34输入。将从或电路34输出的信号向或电路35输入。
另一方面,将从微处理器50输出的主动检查信号s101向过电压检测电路160输入。另外,从过电压检测电路160向微处理器50输入电压信号。另外,将从过电压检测电路160输出的三相短路信号s102向或电路35输入,并且向微处理器50输入。
然后,将从或电路35输出的信号向三相短路电路33输出,三相短路电路33基于从或电路35输出的信号来进行驱动。
在本实施方式的车辆驱动装置5C中,逆变器10还具备过电压检测电路160,该过电压检测电路160检测三相桥电路40处的直流电压的规定的过电压。过电压检测电路160当检测出规定的过电压时,向三相短路电路33输出三相短路信号s102。控制电路20进行控制使得过电压检测电路160强制性地输出三相短路信号s102,并基于由于过电压检测电路160强制性地输出三相短路信号s102引起的在三相中流动的电流的变化、三相中的电流相位的变化或者直流电压的变化,来检测三相短路所涉及的异常。
另外,过电压检测电路160具备:第一分压电路691,其通过对直流电压进行电阻分压来分压为第一分压电压;第二分压电路692,其通过对规定的电压进行电阻分压,来分压为被检测为规定的过电压的第二分压电压;选择电路167,其选择并输出第一分压电压和第二分压电压中的任一方;以及比较电路168,其将从选择电路167输出的第一分压电压或第二分压电压与基准电压Vref进行比较,基于比较结果来输出三相短路信号s102(参照图16)。在永磁体马达M1以规定条件进行动作时,控制电路20通过控制选择电路167以输出第二分压电压,由此进行控制使得过电压检测电路160强制性地输出三相短路信号s102。
另外,将从选择电路167输出的第一分压电压或第二分压电压与从比较电路168输出的三相短路信号s102向控制电路20输入。在第二分压电压为规定的电压的情况下,控制电路20判定为第二分压电路692和选择电路167正常,在三相短路信号s102为规定的信号的情况下,控制电路20判定为过电压检测电路160正常。
另外,控制电路20在检测出三相短路所涉及的异常之后,抑制使用了三相短路电路33的三相短路的执行,不使用三相短路电路33,而由微处理器50控制三相桥电路40来进行三相短路。
根据实施方式6的车辆驱动装置5C,控制电路20能够通过适当地进行控制使得过电压检测电路160强制性地输出三相短路信号s102,来检测三相短路所涉及的异常。在假设检测出三相短路所涉及的异常的情况下,控制电路20例如向车辆1的上位控制部传达该异常,上位控制部通过仪表显示等发出对驾驶员的警告来催促修理,由此能够采取进行诱导使得能够确保更安全之类的对应。像这样,根据上述结构的车辆驱动装置5C,能够在逆变器中提早发现三相短路控制的潜在故障,从而提高车辆驱动装置5C的可靠性。
此外,在实施方式6的车辆驱动装置5C中,作为处理器异常检测电路,列举实施方式1的处理器异常检测电路60为例来进行了说明,但是不限于此。也可以如图24所示,车辆驱动装置5C具备实施方式2的处理器异常检测电路60A来替代处理器异常检测电路60。
(其它实施方式)
以上的实施方式本质上是优选的示例,并不意在对本公开、其应用物或者其用途的范围进行限制。
例如也可以是,在实施方式2中,在马达M1以规定条件进行动作时,微处理器50输出不良模拟信号s14。具体而言,也可以是,在车辆处于行驶中、且马达M1不处于动力运行和再生中的任一状态的情况下,微处理器50输出不良模拟信号s14。另外,也可以是,在车辆处于停车中时,在使用三相桥电路140进行了电流控制使得在马达M1中流动无法实现使车辆起步的电流后,微处理器50输出不良模拟信号s14。另外,也可以是,如图9所示,在具备对车辆的驱动轮2赋予转矩的转矩赋予装置T50的情况下,在马达M1处于再生中,微处理器50基于当执行三相短路控制时在马达M1中产生的转矩即三相短路转矩,输出不良模拟信号s14。另外,也可以是,如图10所示,在马达M1为一方的驱动源D1而车辆具备与一方的驱动源D1不同的另一方的驱动源D2的情况下,微处理器50在能够不使用一方的驱动源D1而通过另一方的驱动源D2驱动车辆的情况下,输出不良模拟信号s14。
另外,在实施方式1、2中,不良通知电路61作为看门狗定时器电路进行了说明,但是不限于此,例如,也可以是,将微处理器50设为双核处理器,通过自诊断功能来判断异常。具体而言,作为自诊断功能,通过双核锁步(dual-core lock step)方式来判断是否存在异常。此外,在双核锁步方式中,双核处理器使两个处理器核执行相同的处理,如果其处理结果不吻合则判断为异常。在该情况下,只要将通过实施方式1说明的不良通知信号s12设为双核处理器的异常输出信号即可。另外,也可以是,除上述以外,作为自诊断功能,还检测时钟频率的异常等。
除此以外,对于各实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形所得到的方式或通过在不脱离本公开的主旨的范围内任意组合各实施方式中的构成要素和功能来实现的方式也包括在本公开中。
产业上的可利用性
如以上说明的那样,本公开作为驱动电动车辆的车辆驱动装置是有用的。

Claims (10)

1.一种车辆驱动装置,其具备驱动永磁体马达的逆变器,
所述逆变器具备:三相桥电路,其具有多个开关元件;三相短路电路,其经由所述三相桥电路使所述永磁体马达的三相短路;以及控制电路,
其中,所述控制电路具备:微处理器,其驱动所述三相桥电路;不良通知电路,其在所述微处理器发生了不良时输出不良通知信号;以及锁存电路,其保持从所述不良通知电路输出的所述不良通知信号,在所述锁存电路保持所述不良通知信号、且所述永磁体马达的转速为规定转速以上的情况下,所述控制电路输出用于驱动所述三相短路电路的三相短路驱动信号,
并且,在设置于所述永磁体马达的旋转位置传感器的电压输出的积分值不小于阈值的情况下,所述控制电路判断为所述永磁体马达的转速为规定转速以上。
2.根据权利要求1所述的车辆驱动装置,其特征在于,
所述不良通知电路为通知所述微处理器是否存在不良的看门狗定时器电路,
所述不良通知信号是所述看门狗定时器电路的复位信号。
3.一种车辆驱动装置,其具备驱动永磁体马达的逆变器,
所述逆变器具备:三相桥电路,其具有多个开关元件;三相短路电路,其经由所述三相桥电路使所述永磁体马达的三相短路;以及控制电路,
其中,所述控制电路具备:微处理器,其驱动所述三相桥电路;不良通知电路,其在所述微处理器发生了不良时输出不良通知信号;以及锁存电路,其保持从所述不良通知电路输出的所述不良通知信号,在所述锁存电路保持所述不良通知信号、且所述永磁体马达的转速为规定转速以上的情况下,所述控制电路输出用于驱动所述三相短路电路的三相短路驱动信号,
并且,所述不良通知电路为通知所述微处理器是否存在不良的看门狗定时器电路,
所述不良通知信号是所述看门狗定时器电路的复位信号,
所述不良通知电路向所述微处理器输出所述复位信号,
所述微处理器在基于所述复位信号完成了正常重启的情况下,输出锁存解除信号,该锁存解除信号用于解除保持于所述锁存电路中的所述不良通知信号。
4.一种车辆驱动装置,其具备驱动永磁体马达的逆变器,
所述逆变器具备:三相桥电路,其具有多个开关元件;三相短路电路,其经由所述三相桥电路使所述永磁体马达的三相短路;以及控制电路,
其中,所述控制电路具备:微处理器,其驱动所述三相桥电路;不良通知电路,其在所述微处理器发生了不良时输出不良通知信号;以及锁存电路,其保持从所述不良通知电路输出的所述不良通知信号,在所述锁存电路保持所述不良通知信号、且所述永磁体马达的转速为规定转速以上的情况下,所述控制电路输出用于驱动所述三相短路电路的三相短路驱动信号,
并且,所述不良通知电路为通知所述微处理器是否存在不良的看门狗定时器电路,
所述不良通知信号是所述看门狗定时器电路的复位信号,
所述微处理器在未接收到所述复位信号的情况下,向所述锁存电路输出模拟地表示所述微处理器发生了不良的状态的不良模拟信号,
所述控制电路基于所述不良模拟信号来输出所述三相短路驱动信号。
5.根据权利要求4所述的车辆驱动装置,其特征在于,
在使所述永磁体马达的所述三相短路了的情况下的所述永磁体马达的转矩为不对所述车辆驱动装置的驱动造成影响的转矩以下、且所述永磁体马达进行动作时,所述微处理器输出所述不良模拟信号。
6.根据权利要求4或5所述的车辆驱动装置,其特征在于,
所述三相短路电路通过接收所述三相短路驱动信号来使所述永磁体马达的三相短路,
所述控制电路获取与在所述永磁体马达的三相中流动的电流的变化、电流相位的变化以及所述三相桥电路处的直流电压的变化中的至少一个变化有关的信息,并基于所述信息来判断所述三相短路电路和所述锁存电路是否存在故障。
7.一种车辆驱动装置,其具备驱动永磁体马达的逆变器,
所述逆变器具备:三相桥电路,其具有多个开关元件;三相短路电路,其经由所述三相桥电路使所述永磁体马达的三相短路;以及控制电路,
其中,所述控制电路具备:微处理器,其驱动所述三相桥电路;不良通知电路,其在所述微处理器发生了不良时输出不良通知信号;以及锁存电路,其保持从所述不良通知电路输出的所述不良通知信号,在所述锁存电路保持所述不良通知信号、且所述永磁体马达的转速为规定转速以上的情况下,所述控制电路输出用于驱动所述三相短路电路的三相短路驱动信号,
所述逆变器还具备过电压检测电路,该过电压检测电路检测所述三相桥电路处的直流电压的规定的过电压,
所述过电压检测电路当检测出所述规定的过电压时,向所述三相短路电路输出三相短路信号,
所述控制电路进行控制以使所述过电压检测电路强制性地输出所述三相短路信号,所述控制电路基于由于所述过电压检测电路强制性地输出所述三相短路信号引起的在所述三相中流动的电流的变化、所述三相中的电流相位的变化以及所述直流电压的变化中的至少一个变化,来检测三相短路所涉及的异常。
8.根据权利要求7所述的车辆驱动装置,其特征在于,
所述过电压检测电路具备:
第一分压电路,其通过对所述直流电压进行电阻分压来分压为第一分压电压;
第二分压电路,其通过对规定的电压进行电阻分压,来分压为被检测为所述规定的过电压的第二分压电压;
选择电路,其选择并输出所述第一分压电压和所述第二分压电压中的任一方;以及
比较电路,其将从所述选择电路输出的所述第一分压电压或所述第二分压电压与基准电压进行比较,基于比较结果来输出所述三相短路信号,
在使所述永磁体马达的所述三相短路了的情况下的所述永磁体马达的转矩为不对所述车辆驱动装置的驱动造成影响的转矩以下、且所述永磁体马达进行动作时,所述控制电路控制所述选择电路以输出所述第二分压电压,由此进行控制使得所述过电压检测电路强制性地输出所述三相短路信号。
9.根据权利要求8所述的车辆驱动装置,其特征在于,
从所述选择电路输出的所述第一分压电压或所述第二分压电压与从所述比较电路输出的所述三相短路信号被输入到所述控制电路,
在所述第二分压电压为规定的电压的情况下,所述控制电路判定为所述第二分压电路和所述选择电路正常,在所述三相短路信号为规定的信号的情况下,所述控制电路判定为所述过电压检测电路正常。
10.根据权利要求9所述的车辆驱动装置,其特征在于,
所述控制电路在检测出所述三相短路所涉及的异常之后,抑制使用了所述三相短路电路的所述三相短路的执行,不使用所述三相短路电路,而由所述微处理器控制所述三相桥电路来进行所述三相短路。
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