CN115917959A - 电力转换器的控制电路 - Google Patents

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Abstract

一种控制电路(50),上述控制电路适用于系统,上述系统包括:旋转电机(10);与旋转电机的绕组(11)电连接的电力转换器(15);电源(30);设置在将电源与电力转换器连接的电气路径(22H、22L)中的切断开关(23a、23b);以及蓄电部(24)。控制电路包括:异常判定部(60、85),上述异常判定部对系统中是否发生异常进行判定;以及再生防止部(81a、82a、87、80、91、103、104),上述再生防止部防止使电流从旋转电机侧向蓄电部的方向流动的电力再生的发生。在由异常判定部判定为发生了异常的情况下,在由再生防止部防止了电力再生的发生之后,切断开关被切换为断开状态。

Description

电力转换器的控制电路
相关申请的援引
本申请以2020年6月25日申请的日本专利申请第2020-109858号为基础,在此援引其记载内容。
技术领域
本发明涉及一种适用于系统的电力转换器的控制电路,上述系统包括:与旋转电机的绕组连接的电力转换器;电源;以及与将电源和电力转换器连接的电气路径连接的蓄电部。
背景技术
作为这种控制电路,如专利文献1所记载的那样,已知在判定为系统发生了异常的情况下,执行将构成电力转换器的上下臂的开关强制地设为断开状态的断开控制的控制电路。在执行关断控制的情况下,在由于构成旋转电机的转子的旋转而在绕组中产生反电动势时,绕组的线间电压有时会比蓄电部的电压高。线间电压变高的状况例如有可能会在转子的励磁磁通量较大或转子的旋转速度较高的情况下发生。
在绕组的线间电压比蓄电部的电压高的情况下,即使执行了关断控制,也会产生电流从旋转电机侧向蓄电部的方向流动的现象即电力再生。其结果是,存在电力转换器的蓄电部侧的直流电压急剧地上升,蓄电部及电力转换器中的至少一个发生故障的可能性。
为了应对这样的问题,为了防止电力再生的发生,专利文献1所记载的控制电路执行将上下臂中的任一方的臂的开关设为接通状态、将另一方的臂的开关设为断开状态的短路控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2018-164380号公报
发明内容
作为包括旋转电机和电力转换器的系统,也存在包括设置在将电源与电力转换器连接的电气路径中的继电器等切断开关的系统。在这种情况下,蓄电部与电气路径中的相对于切断开关与电源相反的一侧连接。
在判定为系统发生了异常的情况下,为了保护系统,进行用于防止电力再生的发生的短路控制和切断开关向断开状态的切换。在此,如果在进行短路控制之前将切断开关切换为断开状态,则会产生如下问题:利用由旋转电机产生的反电动势对蓄电部进行充电,蓄电部的电压急剧上升。其结果是,蓄电部和电力转换器中的至少一个有可能会发生故障。因此,为了保证安全性,考虑增大蓄电部的容量。但是,在这种情况下,蓄电部的成本、体积和重量等会增加。另外,作为用于防止电力再生的发生的结构,不限于短路控制。
本公开的主要目的在于提供一种能够保护蓄电部和电力转换器的电力转换器的控制电路。
本公开涉及一种适用于系统的电力转换器的控制电路,上述系统包括:旋转电机;
电力转换器,上述电力转换器与上述旋转电机的绕组电连接;
电源;
切断开关,上述切断开关设置在将上述电源与上述电力转换器连接的电气路径中;以及
蓄电部,上述蓄电部与上述电气路径中的相对于上述切断开关与上述电源相反的一侧连接,上述电力转换器的控制电路包括:
异常判定部,上述异常判定部对上述系统中是否发生了异常进行判定;以及
再生防止部,上述再生防止部防止使电流从上述旋转电机侧向上述蓄电部方向流动的电力再生的发生,
在由上述异常判定部判定为发生了异常的情况下,在由上述再生防止部防止了上述电力再生的发生之后,上述切断开关被切换为断开状态。
本公开包括:异常判定部,上述异常判定部对系统中是否发生了异常进行判定;以及再生防止部,上述再生防止部防止电力再生的发生。在此,在绕组的线间电压比蓄电部的电压高的情况下,如果在由再生防止部防止电力再生的发生之前切断开关被切换为断开状态,则有可能利用由旋转电机产生的反电动势对蓄电部充电而使蓄电部的电压急剧地上升。在这种情况下,蓄电部和电力转换器中的至少一个有可能会发生故障。另外,为了防止这种故障的发生,例如也考虑增大蓄电部的容量。但是,在这种情况下,蓄电部的成本、体积和重量等会增加。
因此,在本公开中,在由异常判定部判定为发生了异常的情况下,在由再生防止部防止了电力再生的发生之后,切断开关被切换为断开状态。由此,能够防止蓄电部的电压急剧地上升,进而能够保护蓄电部和电力转换器。
附图说明
参照附图和以下详细的记述,可以更明确本公开的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。
图1是第一实施方式的控制系统的整体结构图。
图2是表示控制电路及其周边结构的图。
图3是表示上、下臂驱动器及其周边结构的图。
图4是表示由微型计算机执行的三相短路控制及关断控制的处理步骤的流程图。
图5是表示三相短路控制及关断控制的处理方式的一例的时序图。
图6是表示由微型计算机执行的检查处理的步骤的流程图。
图7是表示结束序列中的检查处理方式的一例的时序图。
图8是第二实施方式的控制系统的整体结构图。
图9是表示控制电路及其周边结构的图。
图10是表示上、下臂驱动器及其周边结构的图。
图11是表示OR电路、电源停止部及其周边结构的图。
图12是表示三相短路控制的处理步骤的流程图。
图13是表示三相短路控制的一例的时序图。
图14是表示由微型计算机执行的三相短路控制及关断控制的处理步骤的流程图。
图15是表示由微型计算机执行的检查处理的步骤的流程图。
图16是第三实施方式的控制系统的整体结构图。
图17是表示由微型计算机执行的处理的步骤的流程图。
图18是表示由微型计算机执行的检查处理的步骤的流程图。
图19是第四实施方式的控制系统的整体结构图。
图20是表示由微型计算机执行的处理的步骤的流程图。
图21是表示由微型计算机执行的检查处理的步骤的流程图。
图22是其他实施方式的控制系统的整体结构图。
具体实施方式
<第一实施方式>
以下,参照附图,对将本公开的控制电路具体化的第一实施方式进行说明。本实施方式的控制电路适用于作为电力转换器的三相逆变器。在本实施方式中,包括逆变器的控制系统装设于电动汽车或混合动力车等车辆。
如图1所示,控制系统包括旋转电机10以及逆变器15。旋转电机10是车载主机,其转子能够与未图示的驱动轮进行动力传递。在本实施方式中,作为旋转电机10,使用同步机,更具体而言,使用永磁体同步机。
逆变器15具有开关装置部20。开关装置部20包括与三相对应的上臂开关SWH和下臂开关SWL的串联连接体。在各相中,旋转电机10的绕组11的第一端与上臂开关SWH、下臂开关SWL的连接点连接。各相绕组11的第二端在中性点处连接。各相绕组11以电角度彼此错开120°的方式配置。另外,在本实施方式中,作为各开关SWH、SWL,使用电压控制型的半导体开关元件,更具体而言,使用IGBT。在上臂开关SWH、下臂开关SWL上反向并联连接有作为续流二极管的上臂二极管DH、下臂二极管DL。
高压电源30的正极端子经由高电位侧电气路径22H与各上臂开关SWH的作为高电位侧端子的集电极连接。高压电源30的负极端子经由低电位侧电气路径22L与各下臂开关SWL的作为低电位侧端子的发射极连接。在本实施方式中,高压电源30是二次电池,其输出电压(额定电压)例如为百V以上。
在高电位侧电气路径22H中设置有第一切断开关23a,在低电位侧电气路径22L中设置有第二切断开关23b。在本实施方式中,各开关23a、23b是继电器。
控制系统包括预充电用开关23p和预充电用电阻27。在本实施方式中,预充电用开关23p是继电器。预充电用开关23p和预充电用电阻27串联连接。预充电用开关23p和预充电用电阻27的串联连接体与第一切断开关23a并联连接。
逆变器15包括作为“蓄电部”的平滑电容器24。平滑电容器24将高电位侧电气路径22H中的比第一切断开关23a更靠近开关装置部20侧的部位与低电位侧电气路径22L中的比第二切断开关23b更靠近开关装置部20侧的部位电连接。
控制系统包括车载电气设备25。电气设备25例如包括电动压缩机和DCDC转换器中的至少一个。电动压缩机构成车室内空调装置,为了使车载冷冻循环的制冷剂循环,从高压电源30供电而被驱动。DCDC转换器对高压电源30的输出电压进行降压并向车载低压负载供给。低压负载包括图2所示的低压电源31。在本实施方式中,低压电源31是其输出电压(额定电压)比高压电源30的输出电压(额定电压)低的电压(例如12V)的二次电池,例如是铅蓄电池。
逆变器15包括放电电阻26。放电电阻26将高电位侧电气路径22H中的比第一切断开关23a更靠近开关装置部20侧的部位与低电位侧电气路径22L中的比第二切断开关23b更靠近开关装置部20侧的部位电连接。
如图2所示,控制系统包括起动开关28。起动开关28例如是点火开关或按压式的起动开关,由车辆的用户操作。
如图1及图2所示,控制系统包括相电流传感器40、角度传感器41和温度传感器42。相电流传感器40输出与流过旋转电机10的各相电流中的至少两相的电流对应的电流信号。角度传感器41输出与旋转电机10的电角度对应的角度信号。角度传感器41例如是具有解析器、编码器或磁阻效应元件的MR传感器,在本实施方式中是解析器。温度传感器42输出与旋转电机10的构成部件等控制系统的构成部件的温度对应的温度信号。
使用图2对控制电路50的结构进行说明。控制电路50包括输入电路61、中间电源电路62以及第一低压电源电路63~第五低压电源电路67。低压电源31的正极端子经由保险丝32及电源开关33与输入电路61连接。作为接地部位的接地件与低压电源31的负极端子连接。
针对控制电路50的作为上位的控制装置的未图示的上位ECU在判定为起动开关28被切换为接通状态的情况下,将电源开关33切换为接通状态。由此,开始从低压电源31向控制电路50的供电。另一方面,上位ECU在判定为起动开关28被切换为断开状态的情况下,将电源开关33切换为断开状态。具体而言,上位ECU在判定为起动开关28被切换为断开状态的情况下,在规定的结束序列处理之后,将电源开关33切换为断开状态。由此,停止从低压电源31向控制电路50的供电。
中间电源电路62通过对输入电路61的输出电压VB进行降压,生成中间电压Vm(例如6V)。第一低压电源电路63通过对中间电源电路62的输出电压Vm进行降压,生成第一电压V1r(例如5V)。第二低压电源电路64通过对从第一低压电源电路63输出的第一电压V1r进行降压,生成第二电压V2r(例如3.3V)。第三低压电源电路65通过对从第一低压电源电路63输出的第一电压V1r进行降压,生成第三电压V3r。在本实施方式中,第三电压V3r为比第二电压V2r低的电压(例如1.2V)。
第四低压电源电路66通过对输入电路61的输出电压VB进行降压,生成第四电压V4r(例如5V)。在本实施方式中,第四电压V4r是与第一电压V1r相同的值。第五低压电源电路67通过对输入电路61的输出电压VB进行升压,生成第五电压V5r(例如30V)。输入电路61和各电源电路62~67设置在控制电路50的低压区域中。
向相电流传感器40供给第一低压电源电路63的第一电压V1r。由此,相电流传感器40能够输出与相电流对应的电流信号。电流信号经由控制电路50所包括的电流接口部70输入到微型计算机60。微型计算机60根据所输入的电流信号来计算相电流。
控制电路50包括励磁电路71、FB接口部72和解析器数字转换器73。励磁电路71构成为能够通过供给第五低压电源电路67的第五电压V5r而动作。励磁电路71向构成角度传感器41的解析器定子供给正弦波状的励磁信号。从解析器定子输出的角度信号经由FB接口部72输入到解析器数字转换器73。FB接口部72和解析器数字转换器73构成为能够通过供给第一低压电源电路63的第一电压V1r而动作。解析器数字转换器73基于来自FB接口部72的角度信号,计算旋转电机10的电角度。所计算出的电角度被输入到微型计算机60。微型计算机60根据所输入的电角度来计算旋转电机10的电角速度。
控制电路50包括温度接口部74。从温度传感器42输出的温度信号经由温度接口部74输入到微型计算机60。温度接口部74构成为能够通过供给第一低压电源电路63的第一电压V1r而动作。微型计算机60根据所输入的温度信号来计算温度传感器42的检测对象的温度。
控制电路50包括第一CAN收发机75和第二CAN收发机76。第一CAN收发机75和第二CAN收发机76构成为能够通过供给第一低压电源电路63的第一电压V1r而动作。微型计算机60通过第一CAN收发机75、第二CAN收发机76和第一CAN总线43、第二CAN总线44进行信息的交换。
此外,电流接口部70、励磁电路71、FB接口部72、解析器数字转换器73、温度接口部74以及第一CAN收发机75和第二CAN收发机76设置在控制电路50的低压区域中。
微型计算机60设置在低压区域中,并且包括CPU和除此之外的周边电路。例如,周边电路包括用于与外部交换信号的输入/输出部和AD转换部。向微型计算机60供给第一低压电源电路63的第一电压V1r、第二低压电源电路64的第二电压V2r以及第三低压电源电路65的第三电压V3r。
控制电路50包括电压传感器77、过电压检测部78和状态判定部79。电压传感器77与高电位侧电气路径22H及低电位侧电气路径22L电连接,并且构成为能够通过供给输入电路61的输出电压VB和第五低压电源电路67的第五电压V5r而动作。电压传感器77输出与平滑电容器24的端子电压对应的电压信号。从电压传感器77输出的电压信号被输入到微型计算机60和过电压检测部78。
过电压检测部78构成为能够通过供给第一低压电源电路63的第一电压V1r而动作。过电压检测部78对基于所输入的电压信号计算出的平滑电容器24的端子电压是否超过其上限电压进行判定。过电压检测部78在判定为端子电压超过上限电压的情况下,对微型计算机60和状态判定部79输出过电压信号。
状态判定部79构成为能够通过供给第一低压电源电路63的第一电压V1r而动作。另外,在本实施方式中,状态判定部79由逻辑电路构成。电压传感器77、过电压检测部78和状态判定部79设置在控制电路50的低压区域中。
微型计算机60作为开关指令生成部发挥作用,上述开关指令生成部为了将旋转电机10的控制量控制为其指令值而生成针对开关装置部20的各开关SWH、SWL的开关指令。控制量例如是转矩。微型计算机60基于各传感器40~42、77的输出信号等来生成开关指令。另外,微型计算机60生成在各相中将上臂开关SWH和下臂开关SWL交替地接通的开关指令。
控制电路50包括绝缘电源80、上臂驱动器81和下臂驱动器82。在本实施方式中,上臂驱动器81与各上臂开关SWH对应地单独设置,下臂驱动器82与各下臂开关SWL对应地单独设置。因此,总共设置有六个驱动器81、82。
绝缘电源80基于从输入电路61供给的电压,生成并输出向上臂驱动器81供给的上臂驱动电压VdH和向下臂驱动器82供给的下臂驱动电压VdL。绝缘电源80和各驱动器81、82在控制电路50中跨过低压区域与高压区域的边界而设置在低压区域及高压区域中。具体而言,绝缘电源80包括分别针对三相的上臂驱动器81单独设置的上臂绝缘电源和针对三相的下臂驱动器82共用的下臂绝缘电源。在本实施方式中,各上臂绝缘电源和下臂绝缘电源由共用的电源控制部控制。此外,下臂绝缘电源也可以分别针对三相的下臂驱动器82单独设置。
接着,使用图3对上臂驱动器81、下臂驱动器82进行说明。
上臂驱动器81包括作为开关驱动部的上臂驱动部81a和上臂绝缘传递部81b。上臂驱动部81a设置在高压区域中。上臂绝缘传递部81b跨过低压区域和高压区域的边界而设置在低压区域和高压区域中。上臂绝缘传递部81b在使低压区域与高压区域之间电绝缘的同时,将从微型计算机60输出的开关指令传递至上臂驱动部81a。上臂绝缘传递部81b例如是光电耦合器或磁力耦合器。
上臂驱动器81中的上臂驱动部81a和上臂绝缘传递部81b的高压区域侧的结构等构成为能够通过供给绝缘电源80的上臂驱动电压VdH而动作。上臂驱动器81中的上臂绝缘传递部81b的低压区域侧的结构等构成为能够通过供给第一低压电源电路63的第一电压V1r而动作。
在所输入的开关指令是接通指令的情况下,上臂驱动部81a向上臂开关SWH的栅极供给充电电流。由此,上臂开关SWH的栅极电压成为阈值电压Vth以上,上臂开关SWH被接通。另一方面,在所输入的开关指令是断开指令的情况下,上臂驱动部81a使放电电流从上臂开关SWH的栅极流向发射极侧。由此,上臂开关SWH的栅极电压低于阈值电压Vth,上臂开关SWH被断开。
上臂驱动部81a将表示上臂开关SWH发生异常的信息即故障信号Sgfail和上臂开关SWH的温度Tswd的信息经由上臂绝缘传递部81b传递至微型计算机60。上臂开关SWH的异常包括过热异常、过电压异常和过电流异常中的至少一个。
上臂驱动器81将针对上臂开关SWH的低压区域的最终的开关指令SWMоn传递至微型计算机60。在此,最终的开关指令是从微型计算机60向上臂绝缘传递部81b输出的开关指令与从状态判定部79向上臂绝缘传递部81b输出的关断指令CmdSDN的逻辑运算值。在从微型计算机60输出接通指令作为开关指令的情况下,最终的开关指令SWMоn为接通指令。在从微型计算机60输出断开指令作为开关指令的情况下,最终的开关指令SWMоn为断开指令。
下臂驱动器82包括作为开关驱动部的下臂驱动部82a和下臂绝缘传递部82b。在本实施方式中,各驱动器81、82的结构基本上相同。因此,以下,适当省略下臂驱动器82的详细说明。
下臂驱动器82中的下臂驱动部82a和下臂绝缘传递部82b的高压区域侧的结构等构成为能够通过供给绝缘电源80的下臂驱动电压VdL而动作。下臂驱动器82中的下臂绝缘传递部82b的低压区域侧的结构等构成为能够通过供给第一低压电源电路63的第一电压V1r而动作。
在所输入的开关指令为接通指令的情况下,下臂驱动部82a向下臂开关SWL的栅极供给充电电流。由此,下臂开关SWL的栅极电压成为阈值电压Vth以上,下臂开关SWL被接通。另一方面,在所输入的开关指令是断开指令的情况下,下臂驱动部82a使放电电流从下臂开关SWL的栅极流向发射极侧。由此,下臂开关SWL的栅极电压低于阈值电压Vth,下臂开关SWL被断开。
下臂驱动部82a将表示下臂开关SWL发生异常的信息即故障信号Sgfail和下臂开关SWL的温度Tswd的信息经由下臂绝缘传递部82b传递至微型计算机60。下臂开关SWL的异常包括过热异常、过电压异常和过电流异常中的至少一个。
返回至图2的说明,控制电路50包括故障检测部83。故障检测部83设置在低压区域中,并且输入有来自各驱动器81、82的故障信号Sgfail。在从各驱动器81、82中的任一个输入了故障信号Sgfail的情况下,故障检测部83将异常信号输出至微型计算机60和状态判定部79。输入到微型计算机60的异常信号被存储在微型计算机60所包括的作为存储部的存储器60a中。存储器60a是ROM以外的非暂时性实体存储介质(例如,ROM以外的非易失性存储器)。
下臂驱动器82将针对下臂开关SWL的低压区域的最终的开关指令SWMоn传递至微型计算机60。在此,最终的开关指令是从微型计算机60向下臂绝缘传递部82b输出的开关指令与从状态判定部79向下臂绝缘传递部82b输出的关断指令CmdSDN的逻辑运算值。
监控部85设置在低压区域中,并且构成为能够通过供给输入电路61的输出电压VB而动作。监控部85具有对微型计算机60是否发生异常进行监控的功能,例如由监视计数器(WDC)或功能监视计数器(F-WDC)构成。
控制电路50包括继电器控制器45。继电器控制器45设置在低压区域中。继电器控制器45在判定为从微型计算机60输入了继电器接通指令(相当于“开关接通指令”)的情况下,对第一切断开关23a、第二切断开关23b输出接通指令,并且对预充电用开关23p输出断开指令。由此,第一切断开关23a、第二切断开关23b成为接通状态,预充电用开关23p成为断开状态。继电器控制器45在判定为从微型计算机60输入了继电器断开指令(相当于“开关断开指令”)的情况下,对第一切断开关23a、第二切断开关23b和预充电用开关23p输出断开指令。由此,第一切断开关23a、第二切断开关23b和预充电用开关23p成为断开状态。
继电器控制器45在判定为从微型计算机60输入了预充电指令的情况下,执行平滑电容器24的预充电处理。该处理是在使第一切断开关23a成为断开状态的同时,使预充电用开关23p及第二切断开关23b成为接通状态的处理。根据预充电处理,能够防止突入电流流过平滑电容器24。
状态判定部79对是否输入了来自过电压检测部78的过电压信号或来自故障检测部83的异常信号进行判定。状态判定部79在判定为输入了过电压信号或异常信号的情况下,向与三相对应的上臂驱动器81、下臂驱动器82输出使与三相对应的上臂开关SWH、下臂开关SWL成为断开状态的关断指令CmdSDN。由此,执行关断控制。
微型计算机60执行三相短路控制。使用图4,对由微型计算机60执行的三相短路控制处理和关断控制处理进行说明。另外,三相短路控制也被称为ASC(Active ShortCircuit:主动短路)控制。
在步骤S10中,对控制系统中是否发生了异常进行判定。在本实施方式中,控制系统的异常包括上臂开关SWH、下臂开关SWL的异常。例如,基于来自故障检测部83的异常信号,对在各上臂开关SWH、下臂开关SWL的任一个中是否发生了异常进行判定即可。在这种情况下,也可以确定在各上臂开关SWH、下臂开关SWL中的任一相和任一臂的开关发生了异常,并且还可以确定该异常是开路异常还是短路异常。
此外,控制系统的异常包括传感器异常或通信异常。传感器异常包括相电流传感器40、角度传感器41、温度传感器42和电压传感器77中的至少一个的异常。相电流传感器40的异常包括相电流传感器40自身的异常和电流接口部70的异常中的至少一个。角度传感器41的异常包括角度传感器41自身的异常、励磁电路71的异常、FB接口部72的异常和解析器数字转换器73的异常中的至少一个。温度传感器42的异常包括温度传感器42自身的异常和温度接口部74的异常中的至少一个。
通信异常包括第一CAN收发机75、第二CAN收发机76、第一CAN总线43和第二CAN总线44中的至少一个的异常。
顺便提及,在本实施方式中,步骤S10的处理相当于“异常判定部”。
在步骤S10中判定为没有发生任何异常的情况下,前进至步骤S11,向继电器控制器45输出继电器接通指令,并且进行通常控制。在本实施方式中,通常控制是指为了使车辆行驶,生成并输出用于将旋转电机10的控制量控制为指令值的开关指令的控制。另外,根据继电器接通指令,第一切断开关23a、第二切断开关23b成为接通状态,预充电用开关23p成为断开状态。
另一方面,在步骤S10中判定为发生了任一异常的情况下,前进至步骤S12,对是否发生了电流从旋转电机10侧向平滑电容器24的方向流动的现象即电力再生进行判定。
具体而言,例如,对在绕组11中产生反电动势时的线间电压Vdemf进行推定,在判定为所推定的线间电压Vdemf超过高压侧电源电压Vdc的情况下,判定为发生了电力再生即可。在此,高压侧电源电压Vdc是基于电压传感器77的电压信号计算出的平滑电容器24的端子电压。另外,线间电压Vdemf例如基于电角速度ωe并使用“Vdemf=K×ωe“来推定即可。K是常数,并且是根据转子的磁极的磁通量φ确定的值。
另外,例如也可以代替电角速度ωe而是基于转子的机械角速度来推定线间电压Vdemf。另外,也可以进一步使用对旋转电机10的转子的温度进行检测的温度传感器的检测值或对转子的温度进行推定的温度推定部的推定值来推定线间电压Vdemf。
另外,与线间电压Vdemf进行比较的值不限于计算出的高压侧电源电压Vdc,例如也可以是预先确定的判定值。判定值例如设定为高压电源30的端子电压的正常值能采用的范围的最小值即可。
顺便提及,在本实施方式中,步骤S12的处理相当于“安全状态判定部”。
在步骤S12中判定为没有发生电力再生的情况下,判定为将逆变器15设为安全状态的控制为关断控制,并且转移至步骤S13。在步骤S13中,作为针对与三相对应的上臂开关SWH、下臂开关SWL的开关指令而输出断开指令。由此,执行防止电力再生的发生的关断控制。
接着,在步骤S14中,对在步骤S10中判定的异常是否消除进行判定。在判定为异常没有消除的情况下,转移至步骤S12。另一方面,在判定为异常已消除的情况下,转移至步骤S15,对从在步骤S10中判定为发生了异常到在步骤S14中判定为异常已消除为止的期间内,是否通过后述的步骤S18的处理对继电器控制器45输出了继电器断开指令进行判定。在步骤S15中判定为没有输出继电器断开指令的情况下,转移至步骤S10。
从在步骤S10中判定为发生了异常到在步骤S14中判定为异常已消除的期间(以下,称为异常发生期间)内,在仅执行三相短路控制和关断控制中的关断控制的情况下,在异常发生期间内,从微型计算机60向继电器控制器45继续输出继电器接通指令(相当于“开关接通指令”),第一切断开关23a、第二切断开关23b维持为接通状态。
在步骤S12中判定为发生了电力再生的情况下,判定为将逆变器15设为安全状态的控制为三相短路控制,并且转移至步骤S16。在步骤S16中,对是否处于三相短路控制的执行中进行判定。
在步骤S16中判定为不是三相短路控制的执行中的情况下,转移至步骤S17。在步骤S17中,作为针对与三相对应的上臂开关SWH、下臂开关SWL中的一方的臂开关(以下,称为断开侧开关)的开关指令而输出断开指令,作为针对另一方的臂开关(以下,称为接通侧开关)的开关指令而输出接通指令。由此,执行三相短路控制。在执行步骤S17的处理时,在下一步骤S16中作出肯定判定。此外,步骤S17中的开关指令相当于“再生防止指令”。
例如,在作为控制系统的异常而发生了传感器异常或通信异常的情况下,作为针对与三相对应的上臂开关SWH的开关指令而输出断开指令,作为针对与三相对应的下臂开关SWL的开关指令而输出接通指令。
另外,例如,在作为控制系统的异常而发生了上臂开关SWH、下臂开关SWL的异常的情况下,根据异常是短路异常或开路异常而如下所述那样即可。
在上臂和下臂中的一方的臂的至少一个开关发生了短路异常的情况下,作为针对上臂和下臂中的发生了短路异常的臂的与三相对应的开关的开关指令而输出接通指令,作为针对其他臂的与三相对应的开关的开关指令而输出断开指令。
另一方面,在判定为上臂和下臂中的一方的臂的至少一个开关发生了开路异常的情况下,对上臂和下臂中的与发生了开路异常的臂不同的臂的与三相对应的开关输出接通指令,并且对其他臂的与三相对应的开关输出断开指令。
接着,在步骤S18中,为了将第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态,对继电器控制器45输出继电器断开指令。之后,转移至步骤S14。
在步骤S18的处理完成的情况下、或者在步骤S16中判定为处于三相短路控制的执行中的情况下,前进至步骤S14。在步骤S14中判定为在步骤S10中判定的异常没有消除的情况下,转移至步骤S12。另一方面,在判定为异常已消除的情况下,转移至步骤S15,对从在步骤S10中判定为发生了异常到在步骤S14中判定为异常已消除为止的期间内,是否通过步骤S18的处理,对继电器控制器45输出了继电器断开指令进行判定。
在步骤S15中判定为输出了继电器断开指令的情况下,转移至步骤S19。在步骤S19中,首先,对继电器控制器45输出预充电指令。由此,执行预充电处理。然后,对继电器控制器45输出继电器接通指令。
顺便提及,在本实施方式中,微型计算机60和继电器控制器45相当于“异常时控制部”。
使用图5对三相短路控制和关断控制进行说明。图5的(a)示出了输入电路61的输出电压VB的推移,图5的(b)示出了第一切断开关23a、第二切断开关23b以及预充电用开关23p的驱动状态的推移,图5的(c)示出了平滑电容器24的端子电压VH的推移。图5的(d)示出了微型计算机60的动作状态的推移,图5的(e)示出了逆变器15的动作状态的推移。
在进行通常控制的状况下,在时刻t1处,由微型计算机60判定为控制系统发生了异常。由于微型计算机60判定为将逆变器15设为安全状态的控制为三相短路控制,因此,从微型计算机60输出用于执行三相短路控制的开关指令。由此,作为针对与三相对应的上臂开关SWH、下臂开关SWL中的断开侧开关的开关指令而输出断开指令,作为针对接通侧开关的开关指令而输出接通指令。由此,执行三相短路控制。此外,在时刻t1处判定为控制系统发生了异常的情况下,在输出针对与三相对应的上臂开关SWH、下臂开关SWL的断开指令而执行了关断控制之后,执行三相短路控制。这是为了防止上下臂短路的发生。
之后,在时刻t2处,由于从微型计算机60向继电器控制器45输出继电器断开指令,因此,第一切断开关23a、第二切断开关23b被切换为断开状态。其结果是,由于平滑电容器24的放电电流流过放电电阻26,因此,平滑电容器24的端子电压逐渐降低。
之后,在时刻t3处,由微型计算机60判定为将逆变器15设为安全状态的控制为关断控制,作为针对与三相对应的上臂开关SWH、下臂开关SWL的开关指令而从微型计算机60输出断开指令。由此,上臂开关SWH、下臂开关SWL成为断开状态。
之后,在时刻t4处,由微型计算机60判定为控制系统的异常被消除。因此,从微型计算机60向继电器控制器45输出预充电指令,并执行预充电处理。之后,在时刻t5处,由于从微型计算机60向继电器控制器45输出继电器接通指令,因此,第一切断开关23a、第二切断开关23b成为接通状态,预充电用开关23p成为断开状态。然后,再次开始通常控制。
根据图4所示的处理,在判定为发生了电力再生的情况下,能够防止平滑电容器24的端子电压急剧上升。其结果是,能够防止平滑电容器24、逆变器15和电气设备25发生故障。为了防止该故障的发生,要求依次执行三相短路控制和第一切断开关23a、第二切断开关23b向断开状态的切换。在本实施方式中,执行对能够以该顺序执行进行检查的处理。使用图6来说明该检查处理。该处理由微型计算机60执行。
在步骤S20中,进行旋转电机10的停止处理。停止处理在指示了控制系统的停止的情况下执行,在本实施方式中,是作为针对与三相对应的上臂开关SWH、下臂开关SWL的开关指令而输出断开指令的处理。在本实施方式中,在上位ECU判定为起动开关28处于断开状态的情况下,上位ECU指示微型计算机60执行该停止处理。微型计算机60在判定为指示了停止处理的执行的情况下,判定为指示了控制系统的停止,并且执行规定的结束序列。
在进行了旋转电机10的停止处理之后,在步骤S21中待机至旋转电机10的转子的旋转停止。在此,例如基于电角速度来判定转子的旋转是否停止即可。
在判定为转子的旋转停止的情况下,转移至步骤S22,并且执行对在判定为控制系统发生了异常的情况下执行的处理进行模拟的处理。详细而言,作为针对与三相对应的上臂开关SWH、下臂开关SWL中的断开侧开关的开关指令而输出断开指令,作为针对接通侧开关的开关指令而输出接通指令。顺便提及,在本实施方式中,输入了断开指令或接通指令的上臂驱动部81a和下臂驱动部82a相当于“再生防止部”。
在步骤S23中,通过步骤S22的处理,对与三相对应的接通侧开关成为接通状态,与三相对应的断开侧开关成为断开状态进行检查。以下,对步骤S23中的检查方法的具体例进行说明。
首先,对第一个检查方法进行说明。该检查方法基于开关的栅极电压和集电极及发射极间电压。详细而言,在判定为断开侧开关的栅极电压为断开判定电压以下的条件和断开侧开关的集电极及发射极间电压为高压电源30的端子电压附近的条件这两者成立的情况下,判定为断开侧开关处于断开状态。另外,断开判定电压例如设定为小于阈值电压Vth的值即可。
另外,在判定为接通侧开关的栅极电压为接通判定电压以上的条件和接通侧开关的集电极及发射极间电压为0V附近的条件这两者成立的情况下,判定为接通侧开关处于接通状态。此外,接通判定电压例如设定为与阈值电压Vth相同的值、或比阈值电压Vth大且小于绝缘电源80的输出电压的值即可。例如,在接通侧开关为下臂开关SWL的情况下,接通判定电压例如设定为比阈值电压Vth大且小于下臂驱动电压VdL的值即可。
接着,对第二个检查方法进行说明。该检查方法基于最终的开关指令SWMоn和从故障检测部83输出的异常信号。详细而言,在判定为针对断开侧开关的最终的开关指令SWMоn为断开指令的条件和存储器60a中未存储异常信号的条件这两者成立的情况下,判定为断开侧开关处于断开状态。
另外,在判定为针对接通侧开关的最终的开关指令SWMоn为接通指令的条件和存储器60a中未存储异常信号的条件这两者成立的情况下,判定为接通侧开关处于接通状态。
根据第二个检查处理,能够使用执行将旋转电机10的转矩控制为指令值的通常控制的情况下的结果来对接通侧开关及断开侧开关是否达到预期的驱动状态进行判定。
在步骤S23中,在判定为与三相对应的接通侧开关为接通状态、与三相对应的断开侧开关为断开状态的情况下,判定为能够正常地执行三相短路控制。
接着,在步骤S24中,执行对在判定为控制系统发生了异常的情况下执行的处理进行模拟的处理。详细而言,对继电器控制器45输出继电器断开指令。
接着,在步骤S25中,进行平滑电容器24的放电处理。在本实施方式中,该处理为使平滑电容器24的放电电流流过放电电阻26的处理。
接着,在步骤S26中,对通过步骤S25的处理将第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态进行检查。具体而言,例如也可以在判定为基于电压传感器77的电压信号计算出的高压侧电源电压Vdc比执行步骤S25前的高压侧电源电压Vdc低的情况下、或者判定为基于电压传感器77的电压信号计算出的高压侧电源电压Vdc为0附近的规定值以下的情况下,判定为第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态。如果第一切断开关23a、第二切断开关23b处于断开状态,则通过放电处理,平滑电容器24的端子电压迅速向0降低。另一方面,如果由于某种异常而使第一切断开关23a、第二切断开关23b保持接通状态,则即使执行放电处理,也会从高压电源30向平滑电容器24供给电荷。
根据使用高压侧电源电压Vdc的步骤S26的处理,能够可靠地判定出能够将第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态。
另外,在步骤S25中,也可以通过执行利用开关装置部20使电流流过绕组11的处理和驱动电气设备25的处理中的至少一个,促进平滑电容器24的放电。
接着,在步骤S27中,对第一条件~第三条件是否全部成立进行判定。第一条件是在步骤S23中判定为能够正常地执行三相短路控制的条件。第二条件是在步骤S26中判定为能够将第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态的条件。第三条件是在执行三相短路控制之后将第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态的条件。例如,基于步骤S23、S26的判定结果来对第三条件是否成立进行判定即可。
在步骤S27中判定为第一条件~第三条件中的至少一个不成立的情况下,无法正常地执行三相短路控制的异常、无法将第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态的异常、无法依次执行三相短路控制和第一切断开关23a、第二切断开关23b向断开状态切换的异常中的至少一个发生。在这种情况下,在步骤S28中,将表示发生了异常的信息存储在存储器60a中。之后,转移至步骤S29。此外,在步骤S28中,也可以进行向用户通知表示发生了异常的信息的处理。顺便提及,在本实施方式中,步骤S22、S24的处理相当于“处理部”,步骤S23、S26、S27的处理相当于“检查部”,步骤S25的处理相当于“放电处理部”。
在步骤S27中判定为第一条件~第三条件全部成立的情况下,判定为能够依次正常地执行三相短路控制和第一切断开关23a、第二切断开关23b向断开状态的切换。然后,转移至步骤S29。
另外,在步骤S29中,作为包括步骤S20、S21、S25的规定的结束序列完成时的处理,执行停止从低压电源31向控制电路50的供电的处理。该处理通过由上位ECU将电源开关33切换为断开状态来执行。
使用图7,对结束序列的执行方式的一例进行说明。图7的(e)表示旋转电机10的转子的旋转速度Nr的推移。图7的(a)~(d)、(f)对应于先前的图5的(a)~(e)。
通过指示控制系统停止,执行旋转电机10的停止处理。由此,在时刻t1处,转子的旋转速度Nr开始降低。之后,在时刻t2处,判定为转子的旋转停止,作为针对与三相对应的上臂开关SWH、下臂开关SWL中的断开侧开关的开关指令而从微型计算机60输出断开指令,作为针对接通侧开关的开关指令而从微型计算机60输出接通指令。之后,执行步骤S23的处理。
之后,在时刻t3处,从微型计算机60向继电器控制器45输出继电器断开指令。之后,在时刻t4处,执行平滑电容器24的放电处理,平滑电容器24的端子电压VH开始向0降低。
之后,在时刻t5处,通过步骤S27的处理进行正常判定,并且执行步骤S29的处理。由此,输入电路61的输出电压VB向0降低。
根据以上详述的本实施方式,能够得到以下效果。
微型计算机60在判定为控制系统发生了异常的情况下,对与三相对应的接通侧开关输出接通指令,对与三相对应的断开侧开关输出断开指令,向继电器控制器45输出继电器断开指令,以在与三相对应的接通侧开关成为接通状态且与三相对应的断开侧开关成为断开状态之后,将第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态。由此,能够可靠地防止平滑电容器24的端子电压急剧上升,进而能够保护平滑电容器24、逆变器15和电气设备25。
微型计算机60在判定为控制系统发生了异常的情况下,在判定为发生电力再生时,对接通侧开关输出接通指令,并且对断开侧开关输出断开指令,对继电器控制器45输出继电器断开指令。另一方面,微型计算机60在判定为控制系统发生了异常的情况下,在判定为不发生电力再生时,继续对继电器控制器45输出继电器接通指令,并且将第一切断开关23a、第二切断开关23b维持为接通状态。由此,在之后判定为控制系统的异常已消除的情况下,不需要输出预充电指令和继电器接通指令。其结果是,能够缩短从控制系统的异常被消除到再次开始通常控制为止所需的恢复时间。
微型计算机60执行对在判定为控制系统发生了异常的情况下执行的处理进行模拟的步骤S22、S24的处理,在步骤S27中,对能否依次正常地执行三相短路控制和第一切断开关23a、第二切断开关23b向断开状态的切换进行判定。由此,能够确保依次正常地执行三相短路控制和第一切断开关23a、第二切断开关23b向断开状态的切换。
在输出了针对继电器控制器45的继电器断开指令之后,执行结束序列中包含的平滑电容器24的放电处理。然后,微型计算机60基于通过放电处理的执行来使高压侧电源电压Vdc降低,对是否能够将第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态进行判定。根据使用结束序列的放电处理的结构,能够迅速地完成结束序列。
<第一实施方式的变形例>
·也可以是控制系统包括直流电流传感器,上述直流电流传感器对在高电位侧电气路径22H和低电位侧电气路径22L中流动的直流电流进行检测。在这种情况下,在图4的步骤S12中,微型计算机60也可以基于直流电流传感器的检测值,在执行关断控制时判定为流过直流电流的情况下,判定为发生了电力再生。
·在控制系统包括对线间电压进行检测的传感器的情况下,在图4的步骤S12中,与高压侧电源电压Vdc进行比较的线间电压也可以不是推定值,而是线间电压的检测值。
·在图4的步骤S19中,在高压侧电源电压Vdc高于阈值的情况下,也可以不输出预充电指令。
·在图4的处理中,也可以没有步骤S12、S13的处理。在这种情况下,在步骤S10中作出肯定判定的情况下,转移至步骤S16即可。
·例如在由于绕组11和开关装置部20等的热限制而对三相短路控制的实施时间存在限制的情况下,也可以在图4的步骤S12中作出肯定判定时,通过旋转电机10的驱动控制来执行使转子的旋转速度降低的处理。由此,能够迅速地切换为关断控制。
·也可以构成为各切断开关23a、23b具有对自身的驱动状态进行监视的功能,并且将被监视的驱动状态传递至微型计算机60。在这种情况下,代替图6的步骤S25、S26的处理,微型计算机60也可以执行在判定为被监视的驱动状态为断开状态的情况下,判定为各切断开关23a、23b被切换为断开状态的处理。
·也可以将图6的步骤S27置换为对第一条件~第五条件是否全部成立进行判定的处理。第四条件例如设为从开始步骤S22的处理到在步骤S23中判定为能够正常地执行三相短路控制为止的第一时间与第一规定时间的偏差处于规定范围内的条件即可。另外,第五条件例如设为从开始步骤S24的处理到在步骤S26中判定为能够将第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态为止的第二时间与第二规定时间的偏差处于规定范围内的条件即可。
·对三相短路控制和第一切断开关23a、第二切断开关23b向断开状态的切换能否依次正常地执行进行判定的处理也可以不包含在结束序列中。
<第二实施方式>
以下,参照附图,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,如图8和图9所示,控制系统的结构被局部改变。另外,在图8和图9中,为了方便,对与先前的图1~图3所示的结构相同的结构标注相同的符号。
逆变器15包括放电开关29。放电开关29与放电电阻26串联连接。放电开关29和放电电阻26的串联连接体将高电位侧电气路径22H中的比第一切断开关23a更靠近开关装置部20侧的部位与低电位侧电气路径22L中的比第二切断开关23b更靠近开关装置部20侧的部位电连接。在本实施方式中,放电开关29是N通道MOSFET,并且包括在控制电路50中。
如图9所示,控制电路50包括低压侧ASC指令部84、OR电路86和电源停止部87。低压侧ASC指令部84、OR电路86和电源停止部87设置在低压区域中。电源停止部87构成为能够通过供给第四低压电源电路66的第四电压V4r而动作。
低压侧ASC指令部84在从状态判定部79输入了低压侧ASC指令CmdASC的情况下,无论从微型计算机60输出的开关指令如何,都将输入到与三相对应的下臂驱动器82的开关指令强制地设为接通指令。
使用图9和图10,对控制电路50中的高压区域的结构进行说明。
控制电路50包括异常用电源90和高压侧ASC指令部91。向高压侧ASC指令部91供给绝缘电源80的下臂驱动电压VdL。
异常用电源90通过供给平滑电容器24的输出电压VH而生成异常用驱动电压Veps。在本实施方式中,作为异常用电源90,能够使用各种电源,例如是开关电源。在异常用电源90的输入侧连接有平滑电容器24的高电位侧。异常用电源90的控制部进行控制,以将从异常用电源90的输出侧输出的异常用驱动电压Veps控制为其目标电压。
另外,在本实施方式中,异常用电源90的控制部在从平滑电容器24供电而使自身的输入电压开始上升起到该输入电压达到平滑电容器24的输出电压之前的期间中的该输入电压达到规定电压Vα的时刻处,使异常用电源90起动。在本实施方式中,异常用电源90的起动是指异常用电源90的控制部开始将异常用驱动电压Veps控制为目标电压。通过开始该控制,异常用驱动电压Veps开始向目标电压上升。通过在达到规定电压Vα的时刻处使异常用电源90起动,将异常用电源90的异常用驱动电压Veps设为能够早期控制的状态。在本实施方式中,规定电压Vα被设定为控制部的起动电压。
在控制电路50的高压区域中,在将下臂驱动部82a与下臂开关SWL的栅极连接的栅极充电路径中设置有第一限制二极管102。第一限制二极管102以阳极与下臂驱动部82a侧连接的状态设置。此外,在图10中,省略了下臂开关SWL的栅极放电路径的图示。
控制电路50包括异常用开关103。异常用开关103将异常用电源90的输出侧与共用路径104连接。各下臂开关SWL的栅极经由各第二限制二极管105与共用路径104连接。第二限制二极管105以阳极与共用路径104侧连接的状态设置。第二限制二极管105用于防止从下臂驱动部82a向下臂开关SWL的栅极输出的充电电流流向共用路径104侧。另外,也可以针对各下臂开关SWL的栅极设置多个第二限制二极管105的并联连接体。
接着,使用图11对OR电路86、电源停止部87及其周边结构进行说明。OR电路86包括第一电阻86a~第四电阻86d以及第一开关86e和第二开关86f。在第一电阻86a的第一端连接有微型计算机60和第二电阻86b的第一端。第二电阻86b的第二端与接地件连接。在第一电阻86a的第二端经由第三电阻86c连接有监控部85。
在第四电阻86d的第一端连接有第四低压电源电路66,在第四电阻86d的第二端经由第一开关86e连接有接地件。来自监控部85的第一判定信号Sg1被供给至第一开关86e的基极。在第一电阻86a的第二端经由第二开关86f连接有接地件。在第二开关86f的基极连接有第四电阻86d和第一开关86e的连接点。
微型计算机60具有自我监控功能。微型计算机60在判定为自身没有发生异常的情况下,将第二判定信号Sg2的逻辑设为H。在这种情况下,作为OR电路86的输出信号的异常通知信号FMCU的逻辑变为H。另一方面,微型计算机60在判定为自身发生了异常的情况下,将第二判定信号Sg2的逻辑设为L。在这种情况下,异常通知信号FMCU的逻辑变为L。
监控部85具有对微型计算机60是否发生异常进行监控的功能,例如由监视计数器(WDC)或功能监视计数器(F-WDC)构成。监控部85在判定为微型计算机60没有发生异常的情况下,将第一判定信号Sg1的逻辑设为L。在这种情况下,第一开关86e和第二开关86f维持为断开状态,并且异常通知信号FMCU的逻辑变为H。另一方面,监控部85在判定为微型计算机60发生了异常的情况下,将第一判定信号Sg1的逻辑设为H。在这种情况下,第一开关86e和第二开关86f被切换为接通状态,并且异常通知信号FMCU的逻辑被设为L。顺便提及,在本实施方式中,微型计算机60和监控部85相当于“异常判定部”。
异常通知信号FMCU被输入到电源停止部87。电源停止部87包括异常检测电路87a和开关87b。在开关87b的第一端连接有接地件,在开关87b的第二端连接有控制电路50所包括的第一分压电阻96a和第二分压电阻96b的连接点。在第一分压电阻96a和第二分压电阻96b的串联连接体的第一端连接有输入电路61,在该串联连接体的第二端连接有接地件。在第一分压电阻96a和第二分压电阻96b的连接点连接有绝缘电源80的UVLO端子。绝缘电源80的控制部在判定为输入到该连接点的电压即判定电压Vjin低于低电压阈值VUVLO的情况下,实施使绝缘电源80停止的低电压误动作防止处理。另一方面,绝缘电源80的控制部在判定为所输入的判定电压Vjin超过比低电压阈值VUVLO高的解除阈值(<VB)的情况下,停止低电压误动作防止处理,并且再次开始绝缘电源80的动作。
异常检测电路87a构成为能够通过供给第四低压电源电路66的第四电压V4r而动作。异常检测电路87a在判定为异常通知信号FMCU的逻辑为H的情况下,将开关87b设为断开状态。在这种情况下,判定电压Vjin为低电压阈值VUVLO以上。另一方面,异常检测电路87a在判定为异常通知信号FMCU的逻辑为L的情况下,将开关87b设为接通状态。在这种情况下,判定电压Vjin小于低电压阈值VUVLO,并且实施低电压误动作防止处理。在实施该处理时,绝缘电源80停止,上臂驱动电压VdH和下臂驱动电压VdL开始逐渐向0V降低。
在本实施方式中,即使在发生了以往那样成为关断状态的控制电路50内的异常的情况下,也能够执行三相短路控制。关断状态是指与三相对应的上臂开关SWH、下臂开关SWL处于断开状态。在此,控制电路50内异常包括:微型计算机60的异常;中间电源电路62和第一低压电源电路63~第三低压电源电路65中的至少一个的异常;无法将开关指令从微型计算机60向上臂驱动器81、下臂驱动器82正常地传递的异常;以及无法从绝缘电源80输出电压的异常。无法从绝缘电源80输出电压的异常包括绝缘电源80的异常和无法从低压电源31向绝缘电源80供电的异常。在此,无法从低压电源31向绝缘电源80供电的异常例如是由于输入电路61等从低压电源31到绝缘电源80的电气路径断线而发生的。另外,以下臂驱动器82为例进行说明,无法正常地传递开关指令的异常包括从微型计算机60到下臂绝缘传递部82b的信号路径断线的异常。另外,上述异常例如由于车辆的碰撞而发生。
使用图12,对在控制电路50内发生异常时执行的三相短路控制进行说明。
在步骤S40中,电源停止部87的异常检测电路87a对所输入的异常通知信号FMCU的逻辑是否为L进行判定。在从微型计算机60输出的第二判定信号Sg2的逻辑为L的情况下、或者从监控部85输出的第一判定信号Sg1的逻辑为H的情况下,异常通知信号FMCU的逻辑为L。在中间电源电路62或作为微型计算机60的电源的第一低压电源电路63~第三低压电源电路65发生异常的情况下,从微型计算机60输出的第二判定信号Sg2的逻辑也为L。此外,在本实施方式中,异常通知信号FMCU相当于“再生防止指令”。
异常检测电路87a在判定为异常通知信号FMCU的逻辑为L的情况下,将开关87b切换为接通状态。由此,输入到绝缘电源80的UVLO端子的判定电压Vjin向作为接地电位的0V降低。
在步骤S41中,绝缘电源80的电源控制部待机至判定电压Vjin低于低电压阈值VUVLO。电源控制部在判定为判定电压Vjin低于低电压阈值VUVLO的情况下,在步骤S42中,进行低电压误动作防止处理,并且使绝缘电源80停止。由此,从绝缘电源80输出的上臂驱动电压VdH和下臂驱动电压VdL开始向0V降低。
在步骤S43中,高压侧ASC指令部91对从绝缘电源80输出的下臂驱动电压VdL进行检测,在检测出的下臂驱动电压VdL开始降低之后,将异常用开关103切换为接通状态。由此,开始从异常用电源90经由异常用开关103、共用路径104和第二限制二极管105向各下臂开关SWL的栅极直接供给异常用驱动电压Veps。
具体而言,高压侧ASC指令部91在检测出的下臂驱动电压VdL开始降低之后,经过上臂开关SWH变为断开状态为止的充分的期间之后,将异常用开关103切换为接通状态。这是为了防止上下臂短路的发生。
例如,高压侧ASC指令部91也可以在检测出的下臂驱动电压VdL开始降低之后,在判定为检测出的下臂驱动电压VdL低于规定电压Vp的情况下,将异常用开关103切换为接通状态。在此,规定电压Vp设定为能够判定出经过了上臂开关SWH变为断开状态为止的充分的期间的值,例如设定为与上述阈值电压Vth相同的值或小于阈值电压Vth的值即可。
另外,例如,高压侧ASC指令部91也可以在检测出的下臂驱动电压VdL开始降低起经过了规定期间的时刻处,将异常用开关103切换为接通状态。在此,上述规定期间设定为能够判定出经过了上臂开关SWH变为断开状态为止的充分的期间的值即可。
通过将异常用开关103切换为接通状态,与三相对应的下臂开关SWL成为接通状态。即,作为与三相对应的接通侧开关的下臂开关SWL被设为接通状态。另外,由于向上臂驱动部81a供给的上臂驱动电压VdH的降低,作为与三相对应的断开侧开关的上臂开关SWH被设为断开状态。其结果是,在步骤S44中执行三相短路控制。
使用图13,对图12的处理进一步进行说明。图13的(a)示出了微型计算机60有无异常的推移,图13的(b)示出了从监控部85输出的第一判定信号Sg1的推移,图13的(c)示出了异常通知信号FMCU的推移,图13的(d)示出了绝缘电源80的动作状态的推移。图13的(e)、(f)示出了从绝缘电源80输出的上臂驱动电压VdH和下臂驱动电压VdL的推移,图13的(g)示出了异常用开关103的驱动状态的推移,图13的(h)示出了各相的下臂开关SWL的驱动状态的推移。另外,图13的(i)示出了异常用电源90的异常用驱动电压Veps的推移。
在时刻t1处,微型计算机60发生异常。因此,在时刻t2处,从监控部85输出的第一判定信号Sg1的逻辑反转为H,在时刻t3处,异常通知信号FMCU的逻辑反转为L。其结果是,开关87b被切换为接通状态,并且执行绝缘电源80的低电压误动作防止处理。由此,在时刻t4处,绝缘电源80停止,并且上臂驱动电压VdH和下臂驱动电压VdL开始降低。
在下臂驱动电压VdL开始降低之后,在从时刻t4经过了上臂开关SWH变为断开状态为止的充分的期间的时刻t5处,通过高压侧ASC指令部91,将异常用开关103切换为接通状态。在图13所示的时间段内,异常用驱动电压Veps被控制为目标电压,因此,通过异常用开关103向接通状态的切换,开始从异常用电源90向各下臂开关SWL的栅极供给电力。因此,在时刻t6处,与三相对应的下臂开关SWL被设为接通状态。在此,如上所述,例如根据检测出的下臂驱动电压VdL是否低于规定电压Vp、或者是否从下臂驱动电压VdL开始降低起经过了规定期间来判定是否经过了充分的期间即可。
另外,在低压电源31发生异常、输入电路61发生异常、将低压电源31与控制电路50电连接的供电路径断线、绝缘电源80发生异常的情况下,也通过步骤S41~S44的处理,执行三相短路控制。即,在这种情况下,通过低电压误动作防止处理,绝缘电源80停止,上臂驱动电压VdH和下臂驱动电压VdL向0V降低,并且进行三相短路控制。
此外,在发生过电压异常的情况下,也实施三相短路控制。详细而言,状态判定部79对是否从过电压检测部78输入了过电压信号进行判定。状态判定部79在判定为输入了过电压信号的情况下,对低压侧ASC指令部84输出低压侧ASC指令CmdASC。
低压侧ASC指令部84在输入了低压侧ASC指令CmdASC的情况下,输出关断指令CmdSDN,无论从微型计算机60输出的开关指令如何,上述关断指令CmdSDN都将输入到与三相对应的上臂驱动器81的开关指令强制地设为断开指令。另外,低压侧ASC指令部84无论从微型计算机60输出的开关指令如何,都将输入到与三相对应的下臂驱动器82的开关指令强制地设为接通指令。由此,执行三相短路控制。
返回至先前的图9的说明,控制电路50包括放电处理部110。放电处理部110构成为设置在控制电路50的高压区域中,用于执行由放电开关29的驱动实现的平滑电容器24的放电控制。放电处理部110在判定为输入了来自微型计算机60的放电指令CmdAD的情况下,进行平滑电容器24的放电控制。
在本实施方式中,微型计算机60在判定为控制系统发生了异常情况下判定为发生了电力再生时,对与三相对应的下臂开关SWL输出接通指令,对与三相对应的上臂开关SWH输出断开指令,向继电器控制器45输出继电器断开指令,以便在与三相对应的下臂开关SWL变为接通状态且与三相对应的上臂开关SWH变为断开状态之后,将第一切断开关23a和第二切断开关23b切换为断开状态。
使用图14,对由微型计算机60执行的三相短路控制处理和关断控制处理进行说明。另外,在图14中,为了方便,对于与先前的图4所示的处理相同的处理标注相同的符号。
在步骤S16中作出否定判定的情况下,转移至步骤S17a,对与三相对应的下臂开关SWL输出接通指令,对与三相对应的上臂开关SWH输出断开指令。
另外,在步骤S17a中,对放电处理部110输出放电指令CmdAD。由此,放电开关29继续或断续地成为接通状态,能够利用放电电阻26消耗由绕组11产生的再生电力。其结果是,能够抑制平滑电容器24的端子电压的上升。在步骤S17a的处理完成后,转移至步骤S18。
另外,在由高压侧ASC指令部91执行三相短路控制的情况下,也可以执行由放电处理部110实现的放电控制。
返回至先前的图11的说明,控制电路50包括滤波器46。滤波器46设置在控制电路50的低压区域中。滤波器46构成为在异常通知信号FMCU的逻辑为L的情况下,在与三相对应的下臂开关SWL成为接通状态且与三相对应的上臂开关SWH成为断开状态之后,将第一切断开关23、第二切断开关23b切换为断开状态。滤波器46例如是低通滤波器,使从OR电路86输出的异常通知信号FMCU延迟并输出到继电器控制器45。具体而言,滤波器46在从OR电路86输出的异常通知信号FMCU的逻辑从H切换为L的时刻起延迟了规定时间的时刻处,将输出到继电器控制器45的异常通知信号FMCU的逻辑从H切换为L。继电器控制器45在判定为所输入的异常通知信号FMCU的逻辑切换为L的情况下,输出继电器断开指令。顺便提及,在本实施方式中,微型计算机60、监控部85、OR电路86、继电器控制器45和滤波器46相当于“异常时控制部”。
接着,使用图15,说明对能否依次执行三相短路控制和第一切断开关23a、第二切断开关23b向断开状态的切换进行判定的检查处理。该处理由微型计算机60执行。另外,在图15中,为了方便,对于与先前的图6所示的处理相同的处理标注相同的符号。
在步骤S20~S28中,进行与第一实施方式中说明的处理相同的处理。
在步骤S28的处理完成的情况下、或者在步骤S27中作出肯定判定的情况下,转移至步骤S30。在步骤S30中,向继电器控制器45输出预充电指令。由此,从高压电源30向平滑电容器24供给电荷,平滑电容器24的端子电压上升。在本实施方式中,执行预充电处理直到平滑电容器24的端子电压成为高压电源30的端子电压附近的值。
接着,在步骤S31~S36中,通过对异常通知信号FMCU的逻辑为L的情况行进模拟,对能否依次执行三相短路控制和第一切断开关23a、第二切断开关23b向断开状态的切换进行判定。
详细而言,在步骤S31中,作为对在判定为控制系统发生了异常的情况下执行的处理进行模拟的处理,进行将异常通知信号FMCU的逻辑切换为L的处理。该处理例如设为微型计算机60将第二判定信号Sg2的逻辑切换为L的处理、或者微型计算机60指示监控部85将监控部85所输出的第一判定信号Sg1的逻辑切换为H的处理即可。顺便提及,在本实施方式中,电源停止部87、绝缘电源80、高压侧ASC指令部91、异常用开关103和共用路径104相当于“再生防止部”。
接着,在步骤S32中,对通过步骤S31的处理使与三相对应的下臂开关SWL成为接通状态,与三相对应的上臂开关SWH成为断开状态进行检查。在此,作为步骤S23中的检查方法,例如使用在第一实施方式的步骤S23中说明的检查方法即可。在步骤S32中,在判定为与三相对应的下臂开关SWL为接通状态、与三相对应的上臂开关SWH为断开状态的情况下,判定为能够正常地执行三相短路控制。
接着,在步骤S33中,与步骤S25同样地执行放电处理。接着,在步骤S34中,对通过步骤S31的处理将第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态进行检查。在此,作为步骤S34中的检查方法,例如使用在第一实施方式的步骤S26中说明的检查方法即可。
接着,在步骤S35中,对A~C条件是否全部成立进行判定。A条件是在步骤S32中判定为能够正常地执行三相短路控制的条件。B条件是在步骤S34中判定为能够将第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态的条件。C条件是在执行三相短路控制之后将第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态的条件。例如,基于步骤S32、S34的判定结果来对C条件是否成立进行判定即可。
在步骤S35中判定为A~C条件中的至少一个不成立的情况下,无法正常地执行三相短路控制的异常、无法将第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态的异常、无法依次执行三相短路控制和第一切断开关23a、第二切断开关23b向断开状态切换的异常中的至少一个发生。在这种情况下,在步骤S36中,将表示发生了异常的信息存储在存储器60a中。之后,转移至步骤S29。此外,在步骤S36中,也可以进行向用户通知表示发生了异常的信息的处理。顺便提及,在本实施方式中,步骤S31的处理相当于“处理部”,步骤S32、S34、S35的处理相当于“检查部”,步骤S33的处理相当于“放电处理部”。
在步骤S35中判定为A~C条件全部成立的情况下,判定为能够依次正常地执行三相短路控制和第一切断开关23a、第二切断开关23b向断开状态的切换。然后,转移至步骤S29。
根据以上说明的本实施方式,在判定为控制系统发生了异常的情况下,也能够在执行三相短路控制之后将第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态。
<第二实施方式的变形例>
·在用于在异常通知信号FMCU的逻辑为L的情况下,在与三相对应的下臂开关SWL成为接通状态且与三相对应的上臂开关SWH成为断开状态之后,将第一切断开关23、第二切断开关23b切换为断开状态的结构中,滤波器46不是必须的。
例如,作为从OR电路86输出的异常通知信号FMCU的信号路径,也可以使用单独地设置将OR电路86与异常检测电路87a连接的信号路径和将OR电路86与继电器控制器45连接的信号路径的结构。在该结构中,OR电路86在将输出到异常检测电路87a的异常通知信号FMCU的逻辑切换为L之后,将输出到继电器控制器45的异常通知信号FMCU的逻辑切换为L即可。
另外,例如,也可以使用设置有供从OR电路86输出的异常通知信号FMCU传递的共用的信号路径和从该信号路径分支并分别与异常检测电路87a及继电器控制器45连接的信号路径的结构。在该结构中,在设置有向继电器控制器45供电的电容器的情况下,以在向异常检测电路87a传递的异常通知信号FMCU的逻辑切换为L之后,向继电器控制器45传递的异常通知信号FMCU的逻辑切换为L的方式,确定电容器的静电容量即可。
·在图15的步骤S25、S33中,也可以通过执行由开关装置部20使电流流过绕组11的处理、使电气设备25驱动的处理以及使放电开关29成为接通状态的处理中的至少一个来促进平滑电容器24的放电。
·放电处理部110也可以不包括在控制电路50中。
·也可以构成为各切断开关23a、23b具有对自身的驱动状态进行监视的功能,并且将被监视的驱动状态传递至微型计算机60。在这种情况下,代替图5的步骤S25、S26的处理和步骤S33、S34的处理,微型计算机60也可以执行在判定为被监视的驱动状态为断开状态的情况下,判定为各切断开关23a、23b被切换为断开状态的处理。
·在图15所示的处理中,也可以在执行了步骤S31~S26的处理组之后,经由步骤S30执行步骤S20~S28的处理组。
·在图15所示的处理中,步骤S20~S28的处理组和步骤S31~S26的处理组在一次的结束序列中两者都执行不是必须的。例如,也可以针对每个结束序列,交替地执行步骤S20~S28的处理组和步骤S31~S26的处理组。
·代替下臂驱动电压VdL,高压侧ASC指令部91也可以基于上臂驱动电压VdH来将异常用开关103切换为断开状态。在这种情况下,高压侧ASC指令部91经由绝缘传递部来获取上臂驱动电压VdH的信息即可。
·构成绝缘电源80的电源控制部也可以分别针对上臂绝缘电源和下臂绝缘电源单独地设置。在这种情况下,通过低电压误动作防止处理,使与上臂绝缘电源对应地设置的电源控制部和与下臂绝缘电源对应地设置的电源控制部这两者停止,从而使绝缘电源80停止即可。
·作为高压侧ASC指令部91所执行的三相短路控制,也可以执行将与三相对应的上臂开关SWH设为接通状态、将与三相对应的下臂开关SWL设为断开状态的控制。在这种情况下,异常用电源90针对与三相对应的上臂驱动部81a分别单独地设置即可。
<第三实施方式>
以下,参照附图,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。在本实施方式中,如图16所示,控制系统包括切换开关34。另外,在图16中,为了方便,对与先前的图1所示的结构相同的结构标注相同的符号。
切换开关34设置在将各相的上臂开关SWH、下臂开关SWL的连接点与各相的绕组11的第一端连接的导电路径(例如母线)中。
微型计算机60执行对各相的切换开关34输出断开指令或接通指令的切换控制。由此,各相的切换开关34被设为断开状态或接通状态。顺便提及,在本实施方式中,对切换开关34输出断开指令或接通指令的微型计算机60的处理相当于“再生防止部”。
使用图17,对由微型计算机60执行的处理进行说明。另外,在图17中,为了方便,对于与先前的图4所示的处理相同的处理标注相同的符号。
在步骤S10中判定为没有发生异常的情况下,转移至步骤S11,并且进行通常控制。在本实施方式中,在进行通常控制的情况下,将各相的切换开关34设为接通状态。
在步骤S10中判定为发生了异常的情况下,转移至步骤S12。在步骤S12中判定为发生了电力再生的情况下,转移至步骤S16b。在步骤S16b中,对是否处于对各相的切换开关34输出断开指令中进行判定。
在步骤S16b中判定为处于对各相的切换开关34输出断开指令中的情况下,转移至步骤S14。另一方面,在步骤S16b中判定为处于对各相的切换开关34输出接通指令中的情况下,转移至步骤S17b。在步骤S17b中,对各相的切换开关34输出断开指令(相当于“切换控制的执行指令”)。在执行步骤S17b的处理后,在下一次的步骤S16b中作出肯定判定。在步骤S17b的处理完成后,转移至步骤S18。
根据图17所示的处理,在各相的切换开关34被切换为断开状态之后,第一切断开关23a、第二切断开关23b被切换为断开状态。由此,在控制系统发生异常且可能发生电力再生的状况下,能够防止平滑电容器24的端子电压急剧上升。
接着,使用图18,说明对能够依次执行切换开关34向断开状态的切换和第一切断开关23a、第二切断开关23b向断开状态的切换进行检查的处理。该处理由微型计算机60执行。另外,在图18中,为了方便,对于与先前的图6所示的处理相同的处理标注相同的符号。
在步骤S22b中,执行对在判定为控制系统发生了异常的情况下执行的处理进行模拟的处理。详细而言,对各相的切换开关34输出断开指令。
在步骤S23b中,对通过步骤S22b的处理各相的切换开关34处于断开状态进行检查。在此,例如,在切换开关34由电压控制型的半导体开关元件构成的情况下,也可以在判定为切换开关34的栅极电压为上述断开判定电压以下的情况下判定为切换开关34处于断开状态。另外,例如,在切换开关34是带有驱动状态的监视功能的继电器的情况下,也可以基于被监视的驱动状态来判定切换开关34是否处于断开状态。在步骤S23b的处理完成后,转移至步骤S24。
在步骤S27b中,对第六条件~第八条件是否全部成立进行判定。第六条件是在步骤S23b中判定为能够将各相的切换开关34切换为断开状态的条件。第七条件与上述第二条件相同。第八条件是在切换开关34被切换为断开状态之后,第一切断开关23a、第二切断开关23b被切换为断开状态的条件。例如,基于步骤S23b和S26的判定结果来对第八条件是否成立进行判定即可。
根据以上说明的本实施方式,能够得到与第一实施方式相同的效果。
<第三实施方式的变形例>
·在图17的处理中,也可以没有步骤S12、S13的处理。在这种情况下,在步骤S10中作出肯定判定的情况下,转移至步骤S16b即可。这是基于认为切换开关34向断开状态的切换能够起到与关断控制相同的作用。
·也可以不是三相全部的切换开关34,而仅将与两相对应的切换开关34切换为断开状态。
·控制系统所包括的切换开关34也可以不是与三相对应的,而是与两相对应的。
<第四实施方式>
以下,参照附图,以与第一实施方式的不同点为中心对第四实施方式进行说明。在本实施方式中,在图19所示的车辆200(相当于“移动体”)中装设有控制系统。此外,在图19中,为了方便,对于与先前的图1等所示的结构相同的结构或对应的结构标注相同的符号。
车辆200包括一电动机两离合器的控制系统。作为行驶动力源,车辆200除了旋转电机10之外还包括内燃机210。另外,车辆200包括第一离合器211、第二离合器212、变速装置213、差速器214和车轮220。变速装置213例如是CVT。
在构成旋转电机10的转子的旋转轴10a上,经由第一离合器211连接有内燃机210的输出轴210a(例如曲柄轴)。通过控制第一离合器211,作为驱动轴的输出轴210a与旋转轴10a之间切换为动力传递状态或动力切断状态中的某一个。第一离合器211由车辆200所包括的未图示的上位ECU控制。
在旋转轴10a上,经由第二离合器212连接有变速装置213的第一旋转轴213a。在变速装置213中,第一旋转轴213a的旋转速度与第二旋转轴213b的旋转速度的比率即变速比被控制为目标变速比。通过控制第二离合器212,作为驱动轴的第一旋转轴213a与旋转电机10的旋转轴10a之间切换为动力传递状态或动力切断状态中的某一个。第二离合器212由上位ECU控制。在本实施方式中,构成控制电路50的微型计算机60能够向上位ECU指示第一离合器211、第二离合器212的控制。
此外,在本实施方式中,执行第一离合器211、第二离合器212的控制的微型计算机60的处理相当于“再生防止部”。
使用图20,对由微型计算机60执行的处理进行说明。另外,在图20中,为了方便,对于与先前的图4所示的处理相同的处理标注相同的符号。
在步骤S10中判定为没有发生异常的情况下,转移至步骤S11,并且进行通常控制。在本实施方式中,在进行通常控制的情况下,当仅将旋转电机10和内燃机210中的旋转电机10用作行驶动力源时,例如进行控制,以使第二离合器212成为动力传递状态,使第一离合器211成为动力切断状态。另外,在进行通常控制的情况下,当将旋转电机10和内燃机210这两者用作行驶动力源时,进行控制以使第一离合器211、第二离合器212成为动力传递状态。
在步骤S10中判定为发生了异常的情况下,转移至步骤S12。在步骤S12中判定为发生了电力再生的情况下,转移至步骤S16c。在步骤S16c中,对是否处于第一离合器211、第二离合器212的控制中以成为动力切断状态进行判定。
在步骤S16c中判定为处于第一离合器211、第二离合器212的控制中以成为动力切断状态的情况下,转移至步骤S14。另一方面,在步骤S16c中判定为处于第一离合器211、第二离合器212的控制中以至少使第二离合器212处于动力传递状态的情况下,转移至步骤S17c。在步骤S17c中,进行向上位ECU输出表示对第一离合器211、第二离合器212进行控制以切换为动力切断状态的指令的处理。在本实施方式中,该处理相当于输出“离合器控制的执行指令”的处理。在处于动力切断状态时,由于不向旋转轴10a供给动力,因此,转子的旋转速度之后逐渐降低。其结果是,能够防止电力再生的发生。在执行步骤S17c的处理后,在下一次的步骤S16c中作出肯定判定。在步骤S17c的处理完成后,转移至步骤S18。
根据图20所示的处理,在第一离合器211、第二离合器212处于动力切断状态而不会发生电力再生之后,第一切断开关23a、第二切断开关23b切换为断开状态。由此,在控制系统发生异常且可能发生电力再生的状况下,能够防止平滑电容器24的端子电压急剧上升。
接着,使用图21,说明对能够依次执行由第一离合器211、第二离合器212实现的向动力切断状态的切换和第一切断开关23a、第二切断开关23b向断开状态的切换进行检查的处理。该处理由微型计算机60执行。另外,在图21中,为了方便,对于与先前的图6所示的处理相同的处理标注相同的符号。
在步骤S22c中,执行对在判定为控制系统发生了异常的情况下执行的处理进行模拟的处理。详细而言,向上位ECU输出表示对第一离合器211、第二离合器212进行控制以切换为动力切断状态的指令。
在步骤S23c中,对通过步骤S22c的处理第一离合器211、第二离合器212变为动力切断状态进行检查。在此,例如,也可以在判定为旋转轴10a的旋转速度相对于第一旋转轴213a的旋转速度降低了规定旋转速度以上的情况下,判定为第一离合器211、第二离合器212变为动力切断状态。在步骤S23c的处理完成后,转移至步骤S24。
在步骤S27c中,对第九条件~第十一条件是否全部成立进行判定。第九条件是在步骤S23c中判定为能够切换为动力切断状态的条件。第十条件与上述第二条件相同。第十一条件是在切换为动力切断状态之后,第一切断开关23a、第二切断开关23b被切换为断开状态的条件。例如,基于步骤S23c、S26的判定结果来对第十一条件是否成立进行判定即可。
根据以上说明的本实施方式,能够得到与第一实施方式相同的效果。
<其他实施方式>
另外,上述各实施方式也可进行以下变更来实施。
·作为移动体,不限于车辆,例如如图22所示,也可以是包括作为飞行动力源的旋转电机的飞行器300。另外,在图22中,为了方便,对与先前的图19等所示的结构相同的结构或对应的结构标注相同的符号。
飞行器300包括旋转电机10、逆变器15、高压电源30、离合器310、驱动轴310a和螺旋桨320。另外,在图22中,省略了第一切断开关23a、第二切断开关23b等的图示。
驱动轴310a经由离合器310与旋转电机10的旋转轴10a连接,螺旋桨320与驱动轴310a连接。通过控制离合器310,驱动轴310a与旋转轴10a之间切换为动力传递状态或动力切断状态中的某一个。通过设为动力传递状态,驱动轴310a为了使飞行器300飞行而旋转。构成控制电路50的微型计算机60能够向上位ECU指示离合器310的控制。
对于以上说明的飞行器300,也可以应用与先前的图20和图21相同的处理。
另外,作为移动体,不限于飞行器,例如也可以是船舶。在这种情况下,参照先前的图22,旋转电机10成为船舶的航行动力源,驱动轴310a与螺杆连接,并且为了使船舶航行而旋转。
·也可以不设置第二切断开关23b。
·也可以不设置第一切断开关23a。在这种情况下,预充电用开关23p和预充电用电阻27的串联连接体与第二切断开关23b并联连接即可。
·第一切断开关23a、第二切断开关23b和预充电用开关23p也可以包括在逆变器15中。
·继电器控制器45也可以设置在控制系统中的逆变器15的外部。在这种情况下,例如采用通过通信等从微型计算机60向继电器控制器45通知指令的结构即可。另外,在这种情况下,也可以经由上位ECU等逆变器15外部的ECU,从微型计算机60向继电器控制器45通知指令。
·第一切断开关23a、第二切断开关23b和预充电用开关23p不限于继电器,例如也可以是半导体开关元件。
·作为各驱动器81、82,也可以使用不跨过低压区域和高压区域的边界而仅设置于高压区域的驱动器。
·在先前的图1所示的结构中,也可以在平滑电容器24与各开关23a、23b、23p之间包括升压转换器。
·作为构成开关装置部的开关,不限于IGBT,例如也可以是内置有体二极管的N通道MOSFET。
·作为构成开关装置部的各相各臂的开关,也可以是彼此并联连接的两个以上的开关。在这种情况下,作为彼此并联连接的开关的组合,例如也可以是SiC的开关元件和Si的开关元件的组合、或者IGBT和MOSFET的组合。
·作为旋转电机的控制量,不限于转矩,例如也可以是旋转电机的转子的旋转速度。
·作为旋转电机,不限于包括一个绕组组,也可以包括多个绕组组。例如,在具有两个绕组组的情况下,旋转电机是六相的旋转电机。另外,作为旋转电机,例如也可以是九相的旋转电机。
·作为旋转电机,不限于永磁体同步机,例如也可以是绕组励磁型同步机。另外,作为旋转电机,不限于同步机,例如也可以是感应机。例如,在使用绕组励磁型同步机作为旋转电机的情况下,作为防止电力再生的发生的处理,例如也可以执行使流过设置于转子的励磁绕组的励磁电流降低至规定电流而降低磁通量的处理。在此,规定电流例如能够设定为0A或大于0A的值。
·作为旋转电机,不限于作为车载主机使用的旋转电机,也可以用于构成电动动力转向装置、空调用电动压缩机的电动机等其他用途。
·本公开所记载的控制部及其方法也可以通过专用计算机来实现,该专用计算机通过构成处理器和存储器而提供,上述处理器被编程为执行由计算机程序具体化的一个至多个功能。或者,也可以是,本公开所记载的控制部及其方法通过专用计算机来实现,该专用计算机是通过由一个以上的专用硬件逻辑电路构成处理器而提供的。或者,本公开所记载的控制部及其方法由一个以上的专用计算机来实现,该专用计算机通过被编程为执行一个至多个功能的处理器及存储器与由一个以上硬件逻辑电路构成的处理器的组合构成。此外,计算机程序也可以被存储于计算机可读的非暂时性有形存储介质,以作为由计算机执行的指令。
虽然基于实施例对本公开进行了记述,但是应当理解,本公开并不限定于上述实施例、结构。本公开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、进而在它们中包含仅一个要素、其以上或其以下的其他组合、方式也属于本公开的范畴、思想范围。

Claims (10)

1.一种电力转换器的控制电路,所述电力转换器的控制电路(50)适用于系统,所述系统包括:
旋转电机(10);
电力转换器(15),所述电力转换器与所述旋转电机的绕组(11)电连接;
电源(30);
切断开关(23a、23b),所述切断开关设置在将所述电源与所述电力转换器连接的电气路径(22H、22L)中;以及
蓄电部(24),所述蓄电部连接到所述电气路径中的相对于所述切断开关与所述电源相反的一侧,
所述电力转换器的控制电路包括:
异常判定部(60、85),所述异常判定部对所述系统中是否发生了异常进行判定;以及
再生防止部(81a、82a、87、80、91、103、104),所述再生防止部防止电力再生的发生,电力再生的发生使电流从所述旋转电机侧向所述蓄电部的方向流动,
在由所述异常判定部判定为发生了异常的情况下,在由所述再生防止部防止了所述电力再生的发生之后,所述切断开关被切换为断开状态。
2.如权利要求1所述的电力转换器的控制电路,其特征在于,
所述电力转换器的控制电路包括异常时控制部(60、85、86、45、46),在由所述异常判定部判定为发生了异常的情况下,所述异常时控制部对所述再生防止部输出再生防止指令,并且对所述切断开关输出开关断开指令,以在由所述再生防止部防止了所述电力再生的发生之后将所述切断开关切换为断开状态。
3.如权利要求2所述的电力转换器的控制电路,其特征在于,
所述电力转换器具有与各相的所述绕组电连接的上下臂的开关(SWH、SWL),
所述再生防止部进行短路控制,将上下臂中的任一个臂的所述开关即接通侧开关设为接通状态,将另一个臂的所述开关即断开侧开关设为断开状态,
所述异常时控制部以在将所述接通侧开关设为接通状态且将所述断开侧开关设为断开状态之后将所述切断开关切换为断开状态的方式,对所述再生防止部输出所述短路控制的执行指令以作为所述再生防止指令,并且对所述切断开关输出所述开关断开指令。
4.如权利要求2所述的电力转换器的控制电路,其特征在于,
所述系统装设于移动体(200、300),
所述系统包括离合器(211、212、310),所述离合器将为了使所述移动体移动而旋转的驱动轴(210a、213a、310a)与所述旋转电机的旋转轴(10a)之间切换为动力传递状态或动力切断状态中的某一个,
所述再生防止部进行所述离合器的控制,以将所述驱动轴与所述旋转轴之间切换为动力切断状态,
所述异常时控制部以在将所述驱动轴与所述旋转轴之间切换为动力切断状态之后将所述切断开关切换为断开状态的方式,对所述再生防止部输出所述离合器的控制的执行指令以作为所述再生防止指令,并且对所述切断开关输出所述开关断开指令。
5.如权利要求2所述的电力转换器的控制电路,其特征在于,
所述电力转换器具有与所述旋转电机的各相的绕组电连接的上下臂的开关(SWH、SWL),
所述系统包括切换开关(34),所述切换开关设置在将上下臂的所述开关的连接点与所述绕组连接的导电路径中,
所述再生防止部进行将所述切换开关切换为断开状态的切换控制,
所述异常时控制部以在将所述切换开关切换为断开状态之后将所述切断开关切换为断开状态的方式,对所述再生防止部输出所述切换控制的执行指令以作为所述再生防止指令,并且对所述切断开关输出所述开关断开指令。
6.如权利要求2至5中任一项所述的电力转换器的控制电路,其特征在于,
所述电力转换器的控制电路包括安全状态判定部,所述安全状态判定部在由所述异常判定部判定为发生了异常的情况下,对是否发生所述电力再生进行判定,
所述异常时控制部在由所述安全状态判定部判定为发生所述电力再生的情况下,对所述再生防止部输出所述再生防止指令,并且对所述切断开关输出所述开关断开指令,
在由所述安全状态判定部判定为没有发生所述电力再生的情况下,对所述切断开关输出开关接通指令。
7.如权利要求2至6中任一项所述的电力转换器的控制电路,其特征在于,所述电力转换器的控制电路包括:
处理部,所述处理部使所述异常时控制部对在判定为所述系统发生了异常的情况下执行的处理进行模拟;以及
检查部,所述检查部通过使所述异常时控制部进行模拟,对在由所述异常时控制部防止了所述电力再生的发生之后是否能够将所述切断开关切换为断开状态进行判定。
8.如权利要求7所述的电力转换器的控制电路,其特征在于,
所述电力转换器的控制电路包括放电处理部,所述放电处理部在输出了针对所述切断开关的所述开关断开指令之后,执行所述蓄电部的放电处理,
所述检查部基于通过所述放电处理的执行使所述蓄电部的电压降低的情况,判定为通过所述开关断开指令将所述切断开关切换为断开状态。
9.如权利要求8所述的电力转换器的控制电路,其特征在于,
所述放电处理部在进行了所述系统的停止指示的情况下进行所述放电处理,
所述检查部基于通过进行了所述系统的停止指示时的所述放电处理的执行使所述蓄电部的电压降低的情况,判定为通过所述开关断开指令将所述切断开关切换为断开状态。
10.如权利要求2至9中任一项所述的电力转换器的控制电路,其特征在于,
所述系统包括与所述蓄电部并联连接的放电电阻(26)和放电开关(29)的串联连接体,
所述异常时控制部在由所述异常判定部判定为发生了异常的情况下,使所述放电开关处于接通状态。
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