CN1712268A - 能够检测驱动电路中流过电流的异常的电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电源装置。电流检测单元在与CPU的最高处理速度的周期相对应的每个周期采样电机电流。电流积分计算单元在采样时间段上积分采样电机电流，以计算电流积分并输出其到异常判断单元。异常判断单元判断电流积分是否大于阈值。当异常判断单元判断电流积分大于阈值时，其产生表示电机电流异常的检测信号，并将该信号输出到继电器驱动单元和通知单元。继电器驱动单元接收检测信号以产生用于断开系统继电器的信号。通知单元接收检测信号以产生信号，并将该信号输出到设置在电源装置外部的显示装置。

Description

能够检测驱动电路中流过电流的异常的电源装置
技术领域
本发明涉及电源装置，更具体而言涉及这样的电源装置，其具有检测安装在电源装置上的驱动电路中流过电流的异常的功能。
背景技术
作为环境友好的机动车，混合动力车和电动车近来已经引起了极大的兴趣。作为其动力源，混合动力车除了传统发动机外还具有DC(直流)电源、逆变器和被逆变器驱动的电机。更具体而言，发动机被驱动以获得动力源，而且DC电源的DC电压被逆变器转换成AC(交流)电压以用于转动电机并由此也获得动力源。
电动车是指具有DC电源、逆变器和被逆变器驱动的电机作为其动力源的机动车。
混合动力车和电动车通常使用产生高功率的高压电源。当使用高压电源时，超载可能引起过热，而导致电动机失灵或烧坏的危险。而且，当发生电泄漏时，会发生电击的危险。因此需要安全设备来避免这些危险(例如，参见日本专利早期公开No.07-123504)。
图11是示出日本专利早期公开No.07-123504中公开的用于电动车的安全设备(以下称为EV安全设备)的构造的框图。
参照图11，EV安全设备被构造为在从DC电源110延伸到负载电路130的供电路径L上具有开关150，并且根据从保护电路140输入到驱动电路151的外部信号断开/闭合开关150。
更具体而言，在保护电路140中，电流检测器141检测通过供电路径L的电流。电流检测器141的输出被电流检测电路142放大并输入到控制电路143。在从检测到的电流值超过负载电路130的额定电流时起经过了预定操作时间的时候，如果检测到的电流值降低而变得等于或小于额定电流，则控制电路143驱动输出继电器电路144并通过驱动电路151闭合开关150的触点r。
此处，操作时间是指从电流检测器141检测到的电流值超过额定电流时起的时间限制。操作时间被设置成这样，即如果在经过了操作时间的时候检测到的电流值没有降低到等于或低于额定电流，则允许开关150被断开。此外，根据通过电流的幅值，操作时间被设置成例如操作时间随着电流值变大而以反比方式缩短。如果检测到的电流在操作时间的时间限制内降低到等于或低于额定电流，则开关150不断开。然后，下一次检测到的电流超过额定电流时，新设置时间限制。
对于图11所示的EV安全设备，如果检测到通过电流超过额定电流，并且在从该检测时间起的预定操作时间内通过电流没有降低到等于或低于额定电流，则停止对负载电路130供电，以由此提供对过电流的保护。
继续对负载电路130的供电，直到经过了操作时间的时候。因此，即使负载电路130暂时处于过载状态，对负载电路130的供电也不会立即停止。所以，避免了保护电路140在正常状态下操作来停止供电的不利情形。
但是，根据图11所示的检测异常的方法，基于额定电流和按照通过电流的幅值而唯一确定的操作时间来判断通过电流是否异常，并由此在检测异常的精度中在以下方面出现问题。
具体而言，作为图11中的负载电路130，如果设置有逆变器和AC电机，则在正常操作中通过电流具有正弦电流波形。当在逆变器的控制中发生异常时，通过电流具有的波形与电流应当具有的波形会十分不同。
异常状态中通过电流的示例包括具有暂时超过额定电流到很大程度的电流波形的电流，和具有在正弦波的最高电平附近连续的电流波形的电流。当超过额定电流的大电流在逆变器中流过时，根据通过电流的幅值和电流流过的时间段，大负荷暂时作用在逆变器上，这可能会破坏逆变器。在其电平处于正弦波的最高电平附近的通过电流连续流过的情况下，具有正常状态下最大电平的负载连续作用在逆变器上，这也可能破坏逆变器。为了防止逆变器被破坏，需要可靠地判断在正常操作状态下从不发生的任何电流波形均为异常。
根据上述检测异常的方法，在其电平暂时超过额定电流到很大程度的情况下流过的任何异常电流被视为异常的，如果这样的异常电流流过时间大于预定操作时间。
对于在其电平处于正弦波的最高电平附近的情况下连续流过的这种异常电流，需要将用作判断是否发生异常的基准的阈值从额定电流降低到正弦波的最高电平。但是，如果阈值被设定为正弦波的最高电平，则难以精确检测在正弦波的最高电平处或其附近流过的异常电流，因为当通过电流在操作时间的时间限制内降低到等于或低于阈值时时间限制设置被初始化，并在下一次电流超过阈值时重新设置时间限制。换言之，根据操作时间的设置，如果操作时间相对较短，则暂时超过正弦波最高电平的通过电流(其可能在逆变器上仅施加小负载)可能被检测为异常电流。反之，如果操作时间相对较长，则在其电平处于正弦波的最高电平附近的情况下连续流过并且在逆变器上施加大负载的任何通过电流都不可能被检测为异常电流，因为时间限制设置被初始化了。这样，上述检测异常的方法具有这样的问题，即逆变器不期望的异常电流模式不一定与是否发生异常的判断结果相匹配。
发明内容
本发明的目的是提供一种电源装置，其可以准确地检测在驱动负载的驱动电路中流过的电流的异常。
根据本发明，一种电源装置包括：电源；从所述电源接收电能来驱动负载电路的驱动电路；和检测在所述驱动电路中流动的驱动电流的异常的异常电流检测电路。所述异常电流检测电路检测到所述驱动电流的电流积分大于预定阈值而判断所述驱动电流异常。
优选地，该电源装置还包括开关，所述开关执行将所述电源和所述驱动电路彼此电气连接/断开的切换操作。当所述异常电流检测电路判断所述驱动电流异常时，所述异常电流检测电路控制所述切换操作以将所述电源和所述驱动电路彼此电气断开。
优选地，所述预定阈值低于所述驱动电流的使所述驱动电路被破坏的电流积分。
优选地，所述异常电流检测电路包括：用于在每个预定计算周期对所述驱动电流进行采样的电流检测装置；电流积分计算装置，用于将所述采样到的驱动电流在进行采样所消耗的多个所述预定计算周期上进行积分，来计算所述驱动电流的所述电流积分；和异常判断装置，用于判断所述驱动电流的所述电流积分是否大于所述预定阈值，检测所述驱动电流的所述电流积分大于所述预定阈值并判断所述驱动电流异常。
优选地，所述预定计算周期包括所述异常电流检测电路可以操作的最高操作速度的周期。
优选地，所述负载电路包括AC电机，所述异常电流检测电路包括用于确定所述AC电机的控制模式的模式确定装置。所述模式确定装置在所述驱动电流超过正常操作范围时确定所述AC电机的控制模式。所述异常判断装置将所述预定阈值调节到对所述确定的控制模式适当的适当阈值，判断所述驱动电流的所述电流积分是否大于所述适当阈值，检测所述驱动电流的所述电流积分大于所述适当阈值，并判断所述驱动电流异常。
优选地，所述模式确定装置在各自的载频彼此不同的多个控制模式中确定所述模式。
优选地，所述异常判断装置根据所述确定的控制模式的所述载频来调节所述阈值。
根据本发明，基于驱动电流的电流积分超过预定阈值的事实，判断驱动电流异常。所以，与基于单个操作时间段中的相位来判断通过电流异常的传统异常判断方法相比，本发明可以更精确地检测使驱动电路过载的异常电流。
此外，基于当异常发生时作用在驱动电路上的负载来设置用于判断驱动电流是否异常的预定阈值。所以，无论异常电流的波形如何，都可以可靠地保护驱动电路。
此外，根据AC电机的控制模式来调节预定阈值。所以，无论异常电流的波形如何都可以精确检测到异常，以加强对驱动电路的保护。
从结合附图的对本发明的以下详细说明，本发明的上述和其他目的、特征、方面及优点将变得更清楚。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的电源装置的示意性框图。
图2是图1中控制设备40的框图。
图3是图2中逆变器控制电路401的控制框图。
图4是图2中异常电流检测电路402a的框图。
图5是用于图示由图4中异常电流检测电路402检测异常的操作的示意图。
图6是用于图示根据第一实施例的电源装置检测异常电流的操作的流程图。
图7是根据第二实施例的电源装置的异常电流检测电路的框图。
图8示出了AC电机M1的转矩T和电机转数MRN之间的关系。
图9示出了AC电机M1的控制模式和阈值Is_std之间的关系。
图10是用于图示根据第二实施例的电源装置检测异常电流的操作的流程图。
图11是示出日本专利早期公开No.07-123504中公开的电动车的安全设备构造的框图。
具体实施方式
以下将参照附图详细说明本发明的实施例。在附图中，相似部件用相似标号表示。
第一实施例
图1是根据本发明第一实施例的电源装置的示意性框图。
参照图1，电源装置包括DC电源B、电压传感器10、逆变器12、电流传感器20、解析器(resolver)30和控制设备40。
AC电机M1是驱动电机，其产生转矩来驱动混合动力车或电动车的驱动轮。AC电机M1还用作被发动机驱动的发电机，并用作例如起动发动机的发动机电动机。
逆变器12包括U相臂14、V相臂16和W相臂18。U相臂14、V相臂16和W相臂18并联设置在电源线和地线之间。
U相臂14由串联连接的NPN晶体管Q1、Q2构成，V相臂16由串联连接的NPN晶体管Q3、Q42构成，W相臂18由串联连接的NPN晶体管Q5、Q6构成。在NPN晶体管Q1至Q6的各个集电极和发射极之间，分别连接用于允许电流从发射极流动到集电极的二极管D1至D6。
每个相臂的中间点连接到AC电机M1的相线圈中相对应一个的一端。具体而言，AC电机M1是三相永磁电机，并且U相线圈的一端、V相线圈的一端和W相线圈的一端在公共中心结点处连接起来，同时U相线圈的另一端连接到NPN晶体管Q1、Q2之间的中间点，V相线圈的另一端连接到NPN晶体管Q3、Q4之间的中间点，W相线圈的另一端连接到NPN晶体管Q5、Q6之间的中间点。
DC电源B由例如镍氢或锂离子的(多个)可充电或可再充电电池构成。电压传感器10检测从DC电源B输出的电压Vm，以将检测到的电压Vm输出到控制设备40。
系统继电器SR1、SR2根据来自控制设备40的信号SE被接通/断开。
当从DC电源B供应DC电压时，逆变器12基于来自控制设备40的驱动信号DRV而将DC电压转换成AC电压来驱动AC电机M1。所以，AC电机M1被驱动以产生由转矩命令值TR指定的转矩。
此外，在其上安装有电源装置的混合动力车或电动车的能量回收制动模式中，逆变器12基于来自控制设备40的信号DRV将AC电机M1产生的AC电压转换成DC电压，并将获得的DC电压供应到DC电源B。
此处的能量回收制动包括当混合动力车或电动车的驾驶员踩在脚制动装置上时实现的伴随有回收动力产生的制动，以及当驾驶员不操作脚制动装置的情况下松开加速踏板时实现的伴随有回收动力产生的减速(或加速的停止)。
电流传感器20检测流过AC电机M1的电机电流MCRT，以将检测到的电机电流MCRT输出到控制设备40。
解析器30被安装到AC电机M1的旋转轴，以检测AC电机M1的转子的旋转角θn，并将检测到的角度输出到控制设备40。
控制设备40从外部ECU(电子控制单元)接收转矩命令值TR和电机转数(电机的转数)MRN，从电压传感器10接收电压Vm，从电流传感器20接收电机电流MCRT，并且从解析器30接收旋转角θn。
控制设备40使用来自解析器30的旋转角θn、转矩命令值TR和电机电流MCRT以产生用于驱动逆变器12的NPN晶体管Q1-Q6的驱动信号DRV，并将产生的驱动信号DRV输出到逆变器12。
此外，在其上安装有电源装置的混合动力车或电动车的能量回收制动模式中，控制设备40基于旋转角θn、转矩命令值TR和电机电流MCRT产生用于将AC电机M1产生的AC电压转换成DC电压的驱动信号DRV，并将产生的驱动信号DRV输出到逆变器12。在此情况下，由驱动信号DRV控制逆变器12的NPN晶体管Q1至Q6的开关。所以，逆变器12将AC电机M1产生的AC电压转换成DC电压并将该DC电压供应到DC电源B。
图2是图1中控制设备40的框图。
参照图2，控制设备40包括逆变器控制电路401和异常电流检测电路402a。
逆变器控制电路401基于旋转角θn、转矩命令值TR和电机电流MCRT而产生用于在AC电机M1被驱动时接通/断开逆变器12的NPN晶体管Q1至Q6的驱动信号DRV，并且将产生的信号DRV输出到逆变器12。
此外，在其上安装有电源装置的混合动力车或电动车的能量回收制动模式中，逆变器控制电路401基于旋转角θn、转矩命令值TR和电机电流MCRT来产生用于将AC电机M1产生的AC电压转换成DC电压的驱动信号DRV，并将产生的驱动信号DRV输出到逆变器12。
异常电流检测电路402a对电流传感器20检测到的电机电流MCRT采样，并且基于采样电流的电平来检测电机电流MCRT中发生的异常。当异常电流检测电路402a检测到电机电流MCRT的异常时，该电路产生用于断开系统继电器SR1、SR2的信号SE，并将产生的信号SE输出到系统继电器SR1、SR2。此外，异常电流检测电路402a产生用于通知用户发生该异常的信号AL，并将产生的信号AL输出到电源装置之外。
图3是图2所示逆变器控制电路401的控制框图。
参照图3，逆变器控制电路401包括电流转换单元51、减法器52、PI控制单元53、转速计算单元57、速度电动势(speed-electromotive-force)预测计算单元58、加法器54、转换单元55和驱动信号产生单元56。
电流转换单元51使用从解析器30输出的旋转角θn在电流传感器20检测到的电机电流MCRT上进行三相到两相转换。具体而言，电流转换单元51使用旋转角θn将AC电机M1的每相中流动的三相电机电流MCRT变换成d轴和q轴的电流值Id、Iq，以将获得的值输出到减法器52。
减法器52从用于使AC电机M1输出由转矩命令值TR指定的转矩的电流命令值Id*、Iq*减去来自电流转换单元51的电流值Id、Iq，来确定偏差ΔId、ΔIq。
PI控制单元53使用用于偏差ΔId、ΔIq的PI增益来计算调节电机电流的控制量。
转速计算单元57基于来自解析器30的旋转角θn计算AC电机M1的转速，以将计算出的转速输出到速度电动势预测计算单元58。速度电动势预测计算单元58基于来自转速计算单元57的转速来计算速度电动势的预测值。
加法器54计算来自PI控制单元53的用于调节电机电流的控制量和来自速度电动势预测计算单元58的速度电动势的预测值之和，以确定将被应用到d轴和q轴的电压控制量Vd、Vq。
转换单元55使用施加到d轴和q轴的电压控制量Vd、Vq来将这些控制量转换成施加到AC电机M1的三相线圈的电压控制量。驱动信号产生单元56基于转换单元55的输出来产生驱动信号DRV。
图4是图2所示异常电流检测单元402a的框图。
参照图4，异常电流检测电路402a包括电流检测单元60a、电流积分计算单元62、异常判断单元64a、继电器驱动单元66和通知单元68。
电流检测单元60a接收由电流传感器20检测到的电机电流MCRT，以在每个预定计算周期采样电机电流MCRT。预定的计算周期可以由用户任意设定。就检测异常的精度而言，优选的是预定计算周期被设置成对应于构成控制设备40的CPU(中央处理单元)的最高处理速度的周期。采样电机电流MCRT被输出到电流积分计算单元62。
电流积分计算单元62计算采样电机电流MCRT在采样所消耗的时间段(采样时间段)上的积分，来确定电流积分Is。当采样时间段对应于N个预定计算周期时，电流积分Is由以下表达式表示，其中T表示与一个预定计算周期相对应的采样时间段。
Is = Σ n = 0 N (在第n个计算周期处采样的电机电流MCRT的值)×T  (1)由表达式(1)确定的电流积分Is被输出到异常判断单元64a。
接收到电流积分Is后，异常判断单元64a基于电流积分Is是大于还是小于预定阈值Is_std(其被用作检测异常的基准值)来判断电机电流MCRT中是否存在异常。
图5是用于图示由图4所示异常电流检测电路402a检测异常的操作的示意图。
参照图5，当电源装置处于正常状态时，电机电流MCRT具有虚线所示的正弦电流波形。相反，当任何因素在电源装置中引起异常时，电流波形都相对于正弦波形不规则地振荡，如实线所示。在此情况下，如图5所示，如果电流在高于正常电流的电平处持续不规则振荡，则过电流持续地在逆变器12中流动，这可能破坏逆变器12。
接着，异常电流检测电路402a计算由电机电流MCRT作用在逆变器12上的负载的幅值，以基于计算出的负载幅值来检测电机电流MCRT的异常。
具体而言，参照图5，当电机电流MCRT具有正常正弦波形时，通过对此波形积分所确定的电流积分Is也具有正弦波形，如虚线所示。在此情况下，逆变器12上的负载仅在预定变化宽度上周期性地增大和减小，因此逆变器12上的负载相对较小。
相反，当电机电流MCRT具有如图5中实线所示的这种异常电流的波形时，通过对此波形积分确定的电流积分Is由此单调地增大，如实线所示。所以，逆变器12上的负载也单调地增大，这可能破坏逆变器12。
虽然处于异常状态的电机电流MCRT的电流波形除了如图5所示的保持在正弦波上限电平附近的波形外，还包括例如瞬时表现出高电平的任何波形，但以相同的方式将电流波形积分来确定电流积分Is。因此，可以使用作为逆变器12上负载的幅值的公共基准来在波形之间进行比较。异常判断单元64a将在逆变器12上施加预定负载的电流积分Is定义为预定阈值Is_std，并且检测电流积分Is超过此阈值Is_std来确定电机电流MCRT具有异常。此处，需要将此预定阈值Is_std设置成低于可能导致逆变器12破坏的电流积分Is。
利用上述布置，基于逆变器12上的负载超过阈值Is_std的事实检测到电机电流MCRT中的异常。因此，当电机电流MCRT瞬时具有在逆变器12上施加相对较小负载的高电流值时，电机电流不被视为异常。此外，可以可靠地检测传统异常检测方法难以检测的在正弦波上限电平附近振荡的异常电流。因此，可以提高检测异常的精度。
再次参照图4，当异常判断单元64a判断电机电流MCRT异常时，异常判断单元64a产生表示检测到异常的检测信号DET，并将产生的检测信号DET输出到继电器驱动单元66和通知单元68。
响应于检测信号DET，继电器驱动电路66产生用于断开系统继电器SR1、SR2的信号SE，并将该信号输出到系统继电器SR1、SR2。当系统继电器SR1、SR2根据信号SE而被断开时，DC电源B从电源装置切断以防止异常电流流入逆变器12。
响应于检测信号DET，通知单元68产生作为警告被输出来通知用户发生异常的信号AL，并且将产生的信号AL输出到电源装置之外。此输出信号AL被传递到安装在车辆上的显示装置(未示出)以被转换成声音或图像并被输出。
图6是用于图示根据第一实施例的电源装置检测异常电流的操作的流程图。
参照图6，电流检测单元60a采样电机电流MCRT(步骤S01)。采样周期被设置为CPU的最高处理速度的周期。采样电机电流MCRT被输出到电流积分计算单元62。
接着，接收到电机电流MCRT的采样值后，电流积分计算单元62将采样值在每个预定计算周期(采样时间段T)上积分以计算电流积分Is(步骤S02)。计算出的电流积分Is被输出到异常判断单元64a。
接收到电流积分Is后，异常判断单元64a判断电流积分Is是否大于阈值Is_std(步骤S03)。
在步骤S03中，当判断电流积分Is大于阈值Is_std时，异常判断单元64a产生表示检测到电机电流MCRT异常的检测信号DET，然后将产生的检测信号DET输出到继电器驱动单元66和通知单元68(步骤S04)。
继电器驱动单元66接收检测信号DET以产生用于断开系统继电器SR1、SR2的信号SE，并将产生的信号输出到系统继电器SR1、SR2。所以，系统继电器SR1、SR2被断开(步骤S05)。
通知单元68接收检测信号DET以产生信号AL，并将该信号输出到设置在电源装置外部的显示装置(未示出)(步骤S06)。因此，用户被告知异常电流的发生。
在步骤S03中，当判断电流积分Is等于或小于阈值Is_std时，过程返回到步骤S01以继续在步骤S01和S02中计算电流积分和与阈值Is_std进行比较的操作。
如上所述，根据本发明的第一实施例，计算电机电流的电流积分，并且基于计算出的电流积分超过预定阈值的事实判断电机电流异常。所以，无论异常电流的波形如何都可以检测到可能在逆变器上施加过量负载的任何异常电流，并由此可以提高逆变器保护方面的可靠性。
第二实施例
图7是根据第二实施例的电源装置的异常电流检测电路的框图。此处，本实施例的电源装置与图1所示的电源装置相同，除了异常电流检测电路402a被异常电流检测电路402b所代替，此处不再重复共同部件的详细说明。
参照图7，异常电流检测电路402b包括电流检测单元60b、电流积分计算单元62、异常判断单元64b、继电器驱动单元66、通知单元68和控制模式确定单元70。
与图1中电流检测单元60a一样，电流检测单元60b在与CPU的最高处理速度的周期相对应的每个预定计算周期采样电机电流MCRT，并将采样结果输出到电流积分计算单元62。
与第一实施例一样，电流积分计算单元62接收采样电机电流MCRT来计算电机电流MCRT在采样时间段上的积分，以确定电流积分Is。
电流检测单元60b还具有用于检测电机电流MCRT的波形超过正常操作范围的阈值MCRT_std。电流检测单元60b在电机电流MCRT超过此阈值MCRT_std时产生用于驱动控制模式确定单元70的信号OP，并将产生的信号OP输出到控制模式确定单元70。
控制模式确定单元70从电流检测单元60b接收信号OP，以基于来自外部ECU的转矩命令值TR和电机转数MRN来判断AC电机M1具有何种控制模式。
此处，逆变器12的AC电机M1控制模式包括PWM控制模式、过调制控制模式和矩形波控制模式。这些控制模式在接通/断开逆变器12中包括的NPN晶体管Q1-Q6的频率(该频率以下称为“载频(carrierfrequency)”)上彼此不同。更具体而言，PWM控制模式具有最高的载频，过调制控制模式具有第二高的载频，而矩形波控制模式具有最低的载频。
由此，根据逆变器12的AC电机M1控制模式，AC电机M1采取不同电流波形之一。所以，当电机电流MCRT中发生异常时，作用在逆变器12上的负载的程度根据控制模式而改变。例如，在具有最高载频的PWM控制模式中，最大负荷作用在逆变器12上。在具有最低载频的矩形波控制模式中，最小载荷作用在逆变器12上。
所以，本实施例考虑到作用在逆变器12上的负载程度的不同，而提供了判断不同控制模式下电流中是否发生异常的不同基准。因此无论异常电流的电流波形如何都可以精确检测到异常，以加强对逆变器12的保护。
参照图8，给出对控制模式确定单元70判断AC电机M1的控制模式的方法的说明。图8示出了AC电机M1的转矩T和转数MRN之间的关系。
AC电机M1的转矩T不变，直到电机转数达到预定转数。在超过预定转数后，转矩T随着电机转数MRN增大而逐渐减小。区域RGN1表示AC电机M1的控制模式是PWM控制模式，区域RGN2表示AC电机M1的控制模式是过调制控制模式，而区域RGN3表示AC电机M1的控制模式是矩形波控制模式。
控制模式确定单元70接收从电流检测单元60b提供的用于驱动控制模式确定单元70的信号OP，并从外部ECU接收转矩命令值TR和电机转数MRN，以确定这些区域中包括该转矩命令值RT和电机转数MRN的那一个。确定控制模式后，控制模式确定单元70产生表示所确定控制模式的信号MD，并将产生的信号MD输出到异常判断单元62b。
控制模式确定单元70存储如图8所示的表示电机的转矩T和电机转数MRN之间的关系的图，并且在从外部ECU接收到转矩命令值TR和电机转数MRN时，在图8的区域RGN1-RGN3中搜索包括该转矩命令值TR和电机转数MRN的区域，来确定PWM控制模式、过调制控制模式和矩形波控制模式中哪一个是AC电机M1的控制模式。
异常判断单元64b从控制模式确定单元70接收信号MD，以基于由信号MD表示的控制模式来设置阈值Is_std。
图9示出了AC电机M1的控制模式和阈值Is_std之间的关系。
如图9所示，基于逆变器12的保护水平和控制模式的各个载频，阈值Is_std被设置为彼此不同的各个电流值。具体而言，对于具有最高载频的PWM控制模式，阈值Is_std具有最低值。例如，对于5kHz的载频，阈值Is_std被设置为25A·sec。对于具有第二高载频的过调制控制模式，阈值Is_std具有第二低的值。例如，对于2.5kHz的载频，阈值Is_std被设置为50A·sec。对于具有最低载频的矩形波控制模式，阈值Is_std具有例如100A·sec的最高值。
更具体而言，异常判断单元64b以图的形式存储表示图9所示的AC电机M1的控制模式和阈值Is_std之间的关系的相关图表。异常判断单元64b从控制模式确定单元70接收信号MD，以选择与由此信号MD指定的控制模式相对应的阈值Is_std，并由此确定此控制模式的阈值Is_std。
确定阈值Is_std后，异常判断单元64b判断电流积分Is是否大于所确定的阈值Is_std，并且基于与该阈值有关的判断结果来判断电机电流MCRT是否有异常。
具体而言，与第一实施例一样，判断电流积分Is是否大于阈值Is_std。当判断电流积分Is大于阈值Is_std时，异常判断单元64b判断电机电流MCRT有异常并输出检测信号DET。相反，如果电流积分Is等于或小于阈值Is_std，则异常判断单元64b继续电流积分Is的运算和判断。
关于继电器驱动单元66和通知单元68，与第一实施例相关的上述说明同样适用。
图10是用于图示根据第二实施例的电源装置检测异常电流的操作的流程图。
参照图10，首先电流检测单元60b在每个预定计算周期采样电机电流MCRT。称为预定计算周期的采样周期被设置成对应于CPU的最高处理速度的周期(步骤S10)。采样电机电流MCRT被输出到电流积分计算单元62。
电流积分计算单元62计算采样电机电流MCRT在采样时间段上的积分，来确定电流积分Is(步骤S11)。具体而言，电机电流MCRT在与CPU的最高处理速度的每个周期相对应的每个采样时间段T上被积分，并且此积分被加到电流积分Is上以更新电流积分Is。
在步骤S10中采样的同时，电流检测单元60b判断采样电机电流MCRT是否大于预定阈值MCRT_std(步骤S12)。在步骤S12中，当判断电机电流MCRT大于阈值MCRT_std时，产生表示电机电流MCRT大于阈值MCRT_std的信号OP，并且产生的信号被输出到控制模式确定单元70。
控制模式确定单元70接收信号OP，以基于来自外部ECU的转矩命令值TR和电机转数MRN来判断控制模式是PWM控制模式、过调制控制模式还是矩形波控制模式(步骤S13)。控制模式确定单元70产生表示所确定控制模式的信号MD并将产生的信号MD输出到异常判断单元64b。
异常判断单元64b从电流检测单元60b接收电流积分Is并从控制模式确定单元70接收信号MD，以从图9所示的图中选择与信号MD指定的控制模式相对应的阈值Is_std，并由此确定阈值Is_std(步骤S14)。
然后，异常判断单元64b判断电流积分Is是否大于所确定的阈值Is_std(步骤S15)。
在步骤S15中，当判断电流积分Is大于阈值Is_std时，异常判断单元64b产生表示检测到电机电流MCRT异常的检测信号DET，然后将产生的检测信号DET输出到继电器驱动单元66和通知单元68(步骤S16)。
继电器驱动单元66接收检测信号DET以产生用于断开系统继电器SR1、SR2的信号SE，并将产生的信号输出到系统继电器SR1、SR2。所以，系统继电器SR1、SR2被断开(步骤S17)。
通知单元68接收检测信号DET以产生信号AL，并将该信号输出到设置在电源装置100外部的显示装置。因此，用户被告知异常电流的发生(步骤S18)。后续步骤与第一实施例中的相应步骤相似。
在步骤S15中，当判断电流积分Is等于或小于阈值Is_std时，过程返回到步骤S10以继续在步骤S10至S14中对电机电流MCRT采样、计算电流积分Is以及与阈值Is_std进行比较。
如上所述，根据本发明第二实施例，电流积分的阈值根据AC电机的控制模式而被调节，使得无论异常电流的波形如何都可以精确检测异常，并且逆变器可以被可靠地保护。
虽然已经详细说明和图示了本发明，但应清楚理解到其是作为举例说明和示例而不应被视为限制，本发明的精神和范围仅由所附权利要求的用语所限制。
本申请基于2004年6月25日递交到日本专利局的日本专利申请No.2004-188393，其整个内容通过引用而包含于此。

Claims (8)

1.一种电源装置，包括：
电源；
驱动电路，其从所述电源接收电能来驱动负载电路；和
异常电流检测电路，其检测在所述驱动电路中流动的驱动电流的异常，
所述异常电流检测电路检测到所述驱动电流的电流积分大于预定阈值而判断所述驱动电流异常。
2.如权利要求1所述的电源装置，还包括开关，所述开关执行将所述电源和所述驱动电路彼此电气连接/断开的切换操作，其中
当所述异常电流检测电路判断所述驱动电流异常时，所述异常电流检测电路控制所述切换操作以将所述电源和所述驱动电路彼此电气断开。
3.如权利要求1所述的电源装置，其中
所述预定阈值低于所述驱动电流的使所述驱动电路被破坏的电流积分。
4.如权利要求1所述的电源装置，其中
所述异常电流检测电路包括：
电流检测装置，用于在每个预定计算周期对所述驱动电流进行采样；
电流积分计算装置，用于将所述采样到的驱动电流在进行采样所消耗的多个所述预定计算周期上进行积分，来计算所述驱动电流的所述电流积分；和
异常判断装置，用于判断所述驱动电流的所述电流积分是否大于所述预定阈值，检测所述驱动电流的所述电流积分大于所述预定阈值并判断所述驱动电流异常。
5.如权利要求4所述的电源装置，其中
所述预定计算周期包括所述异常电流检测电路可以操作的最高操作速度的周期。
6.如权利要求4所述的电源装置，其中
所述负载电路包括AC电机，
所述异常电流检测电路包括用于确定所述AC电机的控制模式的模式确定装置，
所述模式确定装置在所述驱动电流超过正常操作范围时确定所述AC电机的控制模式，并且
所述异常判断装置将所述预定阈值调节到对所述确定的控制模式适当的适当阈值，判断所述驱动电流的所述电流积分是否大于所述适当阈值，检测所述驱动电流的所述电流积分大于所述适当阈值，并判断所述驱动电流异常。
7.如权利要求6所述的电源装置，其中
所述模式确定装置在各自的载频彼此不同的多个控制模式中确定所述模式。
8.如权利要求7所述的电源装置，其中
所述异常判断装置根据所述确定的控制模式的所述载频来调节所述阈值。
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