DE102014107700B4

DE102014107700B4 - Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102014107700B4
Application number: DE102014107700.8A
Authority: DE
Inventors: c/o DENSO CORPORATION Horihata Harumi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2034-06-03
Also published as: JP6083331B2; US20140375282A1; DE102014107700A1; JP2015006071A; US9294027B2

Abstract

Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge, mit:
einem Rotor (20);
einem Stator, der dem Rotor zugewandt angeordnet ist und Statorwicklungen (1A, 1B) hat;
einem Wandler (3A, 3B) einer elektrischen Leistung, der eine Wechselstromspannung, die durch die Statorwicklungen induziert wird, in eine Gleichstromspannung wandelt oder die Gleichstromspannung, die von außen angelegt ist, in die Wechselstromspannung wandelt und dieselbe an die Statorwicklungen anlegt;
einem Drehungswinkelsensor (7), der einen Drehungswinkel des Rotors erfasst; und
einem eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmenden Abschnitt (81), der basierend auf einer Phasenspannung, die durch die Statorwicklungen während einer Leistungserzeugung der drehenden elektrischen Maschine induziert wird, bestimmt, ob Abnormitäten des Drehungswinkelsensors existieren.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge, die in einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen und dergleichen eingebaut ist.
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Ein herkömmliches Steuersystem eines elektrischen Fahrzeugs, das Abnormitäten von Sensoren bestimmt, indem dasselbe einen Aufbau eines Doppelsensorsystems hat, ist bekannt (Bezug nehmend auf beispielsweise die japanische Patentanmeldung offengelegte Veröffentlichung JP H08- 205 303 A ).
Eine Drehgeschwindigkeit, die durch einen der Drehgeschwindigkeitssensoren erfasst wird, wird basierend auf einem Informationsabtasten eines Codiererpulses berechnet, und eine andere Drehgeschwindigkeit von einem anderen der Drehgeschwindigkeitssensoren wird basierend auf einem Informationsabtasten eines anderen Codiererpulses berechnet.
Wenn dann eine Abweichung dieser zwei berechneten Resultate kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird bestimmt, dass die Sensoren normal sind, und wenn die Abweichung der Resultate größer als der vorbestimmte Wert ist, wird bestimmt, dass Abnormitäten bei den Sensoren entstanden sind.
Bei dem Aufbau der Veröffentlichung JP H08- 205 303 A, die im Vorhergehenden erwähnt ist, ist es, da zwei Sensoren benötigt werden, notwendig, einen Anbringungsraum für diese zwei Sensoren sicherzustellen, während der Anbringungsraum erweitert werden muss, um die Abnormitäten der Sensoren zu erfassen, und es besteht ein Problem dahingehend, dass sich der Aufwand von Komponenten und der Aufwand des ganzen Erzeugnisses erhöhen.
Die DE 103 20 126 A1 betrifft eine Kontrollvorrichtung und ein Kontrollverfahren für einen Energiewandler. Dabei wird einer Feldwicklung eine Strommenge zugeführt und eine induzierte Spannung gemessen, wobei absichtlich keine elektrische Leistungserzeugung verursacht wird. Anhand der gemessenen induzierten Spannung wird dann eine Position eines beweglichen Elementes, beispielsweise eines Rotors oder eines Schlittens, bestimmt. Zusätzlich zu der solcherart bestimmten Position des beweglichen Elements wird eine Position des beweglichen Elements, die unabhängig davon auf einer anderen Grundlage gemessen wurde, verwendet, um einen Fehler bei der Positionsbestimmung des beweglichen Elements, zu ermitteln.
In der DE 10 2009 030 954 A1 betrifft eine Motorsteuereinrichtung zur Steuerung eines Motors in Abhängigkeit von der Drehstellung seines Rotors. Dabei enthält die Motorsteuereinrichtung eine Leistungszuführungsfunktion zur Zuführung elektrischer Leistung von einer Leistungsquelle zu einem Motor, eine Drehstellungs-Detektierungsfunktion zur Durchführung der Bestimmung einer Drehstellung eines Rotors des Motors für jeweilige Phasen des Motors und zur Ausgabe erster Drehstellungsdaten entsprechend einem Ergebnis der Bestimmung, ferner eine Steuerungsfunktion zur Steuerung eines Leistungszuführungsbetriebes der Leistungszuführungsfunktion in Entsprechung mit den ersten Drehstellungsdaten, und eine Induktionsspannungs-Detektierungsfunktion zur Durchführung der Bestimmung induzierter Spannungen der jeweiligen Phasen des Motors. Die Steuerungsfunktion steuert den Leistungszuführungsbetrieb der Leistungszuführungsfunktion in Abhängigkeit von dem Ergebnis der durch die Induktionsspannungs-Detektierungsfunktion durchgeführten Bestimmung, wenn die ersten Drehstellungsdaten abnormal sind.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte der im Vorhergehenden dargelegten Probleme gemacht, und eine Aufgabe derselben besteht darin, eine drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge zu schaffen, die keine Erweiterung eines Anbringungsraums erfordert, um Abnormitäten eines Drehungswinkelsensors zu erfassen, und eine Aufwandserhöhung unterdrücken kann.
Bei einer drehenden elektrischen Maschine für Fahrzeuge gemäß einem ersten Aspekt weist die drehende elektrische Maschine einen Rotor, einen Stator, der dem Rotor zugewandt angeordnet ist und Statorwicklungen hat, einen Wandler einer elektrischen Leistung, der eine Wechselstromspannung, die durch die Statorwicklungen induziert wird, in eine Gleichstromspannung wandelt oder die Gleichstromspannung, die von außen angelegt ist, in die Wechselstromspannung wandelt und dieselbe an die Statorwicklungen anlegt, einen Drehungswinkelsensor, der einen Drehungswinkel des Rotors erfasst, und einen eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmenden Abschnitt auf, der basierend auf einer Phasenspannung, die durch die Statorwicklungen während einer Leistungserzeugung induziert wird, bestimmt, ob Abnormitäten des Drehungswinkelsensors existieren.
Da es nicht notwendig ist, zwei Drehungswinkelsensoren vorzusehen, um die Abnormitäten des Drehungswinkelsensors zu erfassen, wird die Erweiterung des Anbringungsraums, wie zum Beispiel einer Hülle zum Anbringen der zwei Drehungswinkelsensoren, nicht notwendig, und die Erhöhung des Aufwands von Komponenten oder des Aufwands des ganzen Erzeugnisses kann unterdrückt werden.
Bei der drehenden elektrischen Maschine für Fahrzeuge gemäß einem zweiten Aspekt bestimmt der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt, dass der Drehungswinkelsensor Abnormitäten hat, wenn eine erste Drehgeschwindigkeit, die basierend auf der Phasenspannung, die durch die Statorwicklungen induziert wird, erfasst wird, und eine zweite Drehgeschwindigkeit, die basierend auf einer Ausgabe des Drehungswinkelsensors erfasst wird, nicht übereinstimmen.
Bei der drehenden elektrischen Maschine für Fahrzeuge gemäß einem dritten Aspekt hat der Wandler einer elektrischen Leistung eine Brückenschaltung, die aus einer Mehrzahl von Schaltelementen gebildet ist, wobei eine Diode zu einem Schaltelement parallel geschaltet ist, und der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt während einer Diodengleichrichtung, die während der Leistungserzeugung einen Strom durch die Diode sendet, bestimmt, ob irgendwelche Abnormitäten des Drehungswinkelsensors existieren oder nicht.
Bei der drehenden elektrischen Maschine für Fahrzeuge gemäß einem vierten Aspekt wird die Diodengleichrichtung während einer Erzeugung einer niedrigen Ausgangsleistung, die unter einer vorbestimmten Ausgabe ist, durchgeführt, und der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt bestimmt während der Erzeugung einer niedrigen Ausgangsleistung, ob Abnormitäten des Drehungswinkelsensors existieren oder nicht.
Bei der drehenden elektrischen Maschine für Fahrzeuge gemäß einem fünften Aspekt ist ferner ein Spannungsvergleicher vorgesehen, der die Phasenspannung, die durch die Phasenwicklung der Statorwicklung induziert wird, mit einer vorbestimmten Schwelle vergleicht und einen Zeitpunkt erfasst, zu dem die Phasenspannung die vorbestimmte Schwelle überschreitet, und der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt rechnet basierend auf einem Wiederholungsintervall des Zeitpunkts, der durch den Spannungsvergleicher erfasst wird, die erste Drehgeschwindigkeit aus.
Bei der drehenden elektrischen Maschine für Fahrzeuge gemäß einem sechsten Aspekt ist die vorbestimmte Schwelle als eine Spannung, die niedriger als eine Massespannung ist, oder als eine Spannung konfiguriert ist, die höher als eine Spannung einer positiven Seite einer Batterie, die außen angeschlossen ist, ist.
Bei der drehenden elektrischen Maschine für Fahrzeuge gemäß einem siebten Aspekt ist eine Mehrzahl der Spannungsvergleicher, die den Statorwicklungen entsprechen, vorgesehen, und der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt rechnet für jeden der Mehrzahl der Spannungsvergleicher die erste Drehgeschwindigkeit aus.
Bei der drehenden elektrischen Maschine für Fahrzeuge gemäß einem achten Aspekt weist die Statorwicklung eine Mehrzahl von Dreiphasenwicklungen auf, wobei der Spannungsvergleicher entsprechend jeder der Mehrzahl von Dreiphasenwicklungen vorgesehen ist, und der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt rechnet für jeden der Mehrzahl von Spannungsvergleichern, die der Mehrzahl der Dreiphasenwicklungen entsprechen, die erste Drehgeschwindigkeit aus.
Bei der drehenden elektrischen Maschine für Fahrzeuge gemäß einem neunten Aspekt bestimmt der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt, dass der Drehungswinkelsensor Abnormitäten hat, wenn keine einer Mehrzahl der ersten Drehgeschwindigkeiten, die der Mehrzahl von Spannungsvergleichern entspricht, mit der zweiten Drehgeschwindigkeit, die durch den Drehungswinkelsensor erfasst wird, übereinstimmt.
Bei der drehenden elektrischen Maschine für Fahrzeuge gemäß einem zehnten Aspekt ist, wenn durch den eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmenden Abschnitt bestimmt wird, dass der Drehungswinkelsensor Abnormitäten hat, eine Einrichtung zum externen Mitteilen eines Auftretens der Abnormitäten vorgesehen.
Figurenliste
Es zeigen:

1 einen Aufbau einer drehenden elektrischen Maschine für Fahrzeuge eines Ausführungsbeispiels;
2 einen Aufbau eines MOS-Moduls;
3 einen Aufbau einer H-Brücken-Schaltung;
4 ein spezifisches Beispiel einer Anordnung eines Drehungswinkelsensors;
5 einen Aufbau, der einen Abnormitätserfassungsvorgang und einen Mitteilungsvorgang durchführt;
6 ein erläuterndes Diagramm einer Drehgeschwindigkeitserfassung basierend auf einer Phasenspannung;
7 eine Modifikation einer Drehgeschwindigkeitserfassung basierend auf der Phasenspannung; und
8 eine andere Modifikation einer Drehgeschwindigkeitserfassung basierend auf der Phasenspannung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ist im Folgenden ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, ist eine drehende elektrische Maschine 100 für Fahrzeuge eines Ausführungsbeispiels zwei Statorwicklungen 1A und 1B, eine Feldwicklung 2, zwei MOS-Modul-Gruppen 3A und 3B, einen UVW-Phasentreiber 4A, einen XYZ-Phasentreiber 4B, eine H-Brücken-Schaltung 5, einen H-Brücken-Treiber 6, einen Drehungswinkelsensor 7, eine Steuerschaltung 8, eine Eingangs-/Ausgangs-Schaltung 9, eine Leistungsversorgungsschaltung 10, eine Diode 11 und einen Kondensator 12 aufweisend gebildet.
Die vorliegende drehende elektrische Maschine 100 wird ein ISG (integrierter Startergenerator) genannt und hat Funktionen von sowohl einem elektrischen Motor als auch einem Generator.
Eine der Statorwicklungen 1A ist eine Dreiphasenwicklung, die aus einer U-Phasen-Wicklung, einer V-Phasen-Wicklung und einer W-Phasen-Wicklung aufgebaut ist und um einen Statorkern (nicht gezeigt) gewickelt ist.
Eine andere der Statorwicklungen 1B ist ähnlicherweise eine Dreiphasenwicklung, die aus einer X-Phasen-Wicklung, einer Y-Phasen-Wicklung und einer Z-Phasen-Wicklung aufgebaut ist und um den im Vorhergehenden erwähnten Statorkern in einer Position gewickelt ist, die um einen elektrischen Winkel von 30 Grad relativ zu der Statorwicklung 1A verschoben ist.
Ein Stator ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch diese zwei Statorwicklungen 1A und 1B und den Statorkern gebildet.
Es sei bemerkt, dass die Zahl der Phasen für jede Statorwicklung 1A und 1B eine andere als drei sein kann.
Die Feldwicklung 2 dient zum Herstellen eines Rotors, der eine Drehwelle hat, die über einen Riemen oder ein Getriebe eine Antriebskraft zwischen einer Maschine eingibt und ausgibt, erzeugt ein magnetisches Feld, und ist um einen Feldpol (nicht gezeigt) gewickelt, um den Rotor zu bilden.
Eine der MOS-Modul-Gruppen 3A ist mit einer der Statorwicklungen 1A verbunden, und eine Dreiphasenbrückenschaltung ist durch das Ganze gebildet.
Diese MOS-Modul-Gruppe 3A ist als ein elektrischer Leistungswandler in Betrieb, der eine Wechselstromspannung, die durch die Statorwicklung 1A während einer Leistungserzeugung induziert wird, in eine Gleichstromspannung wandelt, und die Gleichstromspannung, die von außen (die Hochspannungsbatterie 200) angelegt ist, in die Wechselstromspannung wandelt und dieselbe während eines Betriebs als ein elektrischer Motor an die Statorwicklung 1A anlegt.
Die MOS-Modul-Gruppe 3A hat drei MOS-Module 3AU, 3AV und 3AW, die der Zahl der Phasen der Statorwicklung 1A entsprechen.
Das MOS-Modul 3AU ist mit der U-Phasen-Wicklung, die die Statorwicklung 1A in sich aufweist, verbunden. Das MOS-Modul 3 AV ist mit der V-Phasen-Wicklung, die die Statorwicklung 1A in sich aufweist, verbunden. Das MOS-Modul 3AW ist mit der W-Phasen-Wicklung, die die Statorwicklung 1A in sich aufweist, verbunden.
Wie in 2 gezeigt ist, hat das MOS-Modul 3AU zwei MOS-Transistoren 30 und 31 und einen Stromerfassungswiderstand 32.
Ein MOS-Transistor 30 ist ein Schaltelement eines oberen Zweigs (einer hohen Seite), bei dem eine Source mit der U-Phasen-Wicklung der Statorwicklung 1A verbunden ist, und eine Drain mit einem Leistungsversorgungsanschluss PB verbunden ist.
Der Leistungsversorgungsanschluss PB ist beispielsweise mit einem positiven Anschluss der Hochspannungsbatterie 200 (einer ersten Batterie) mit einem Nennwert von 48 V oder einer Hochspannungslast 210 verbunden.
Der andere MOS-Transistor 31 ist ein Schaltelement eines unteren Zweigs (einer niedrigen Seite), bei dem eine Drain mit der U-Phasen-Wicklung verbunden ist, und eine Source durch den Stromerfassungswiderstand 32 mit einem Leistungsmasseanschluss PGND verbunden ist.
Eine Reihenschaltung der zwei MOS-Transistoren 30 und 31 ist zwischen dem positiven Anschluss und einem negativen Anschluss der Hochspannungsbatterie 200 angeordnet, und die U-Phasen-Wicklung ist durch einen Anschluss P mit dem Verbindungspunkt der zwei MOS-Transistoren 30 und 31 verbunden.
Ein Gate und eine Source des MOS-Transistors 30, ein Gate des MOS-Transistors 31 und beide Enden des Stromerfassungswiderstands 32 sind außerdem mit dem UVW-Phasentreiber 4A verbunden.
Eine Diode ist zu dem MOS-Transistor zwischen der Source und der Drain jedes MOS-Transistors 30 und 31 parallel geschaltet.
Obwohl eine Diode durch eine parasitäre Diode (Körperdiode) der MOS-Transistoren 30 und 31 realisiert ist, kann die Diode ferner als eine andere Komponente vorbereitet sein und zu dem MOS-Transistor parallel geschaltet sein.
Mindestens entweder der obere Zweig oder der untere Zweig kann zusätzlich durch ein anderes Schaltelement als den MOS-Transistor gebildet sein.
Die anderen MOS-Module 3AV, 3AW und die MOS-Module 3BX, 3BY und 3BZ, die später erwähnt sind, als das MOS-Modul 3AU haben zusätzlich im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das MOS-Modul 3AU, sodass eine detaillierte Erläuterung weggelassen ist.
Eine andere der MOS-Modul-Gruppen 3B ist mit einer anderen der Statorwicklungen 1B verbunden, und eine Dreiphasenbrückenschaltung ist durch das Ganze gebildet.
Diese MOS-Modul-Gruppe 3B ist als ein elektrischer Leistungswandler in Betrieb, der eine Wechselstromspannung, die durch die Statorwicklung 1B induziert wird, während einer Leistungserzeugung in eine Gleichstromspannung wandelt, und die Gleichstromspannung, die von außen (der Hochspannungsbatterie 200) angelegt ist, während eines Betreibens als ein elektrischer Motor in die Wechselstromspannung wandelt und dieselbe an die Statorwicklung 1B anlegt.
Die MOS-Modul-Gruppe 3B hat drei MOS-Module 3BX, 3BY und 3BZ, die der Zahl der Phasen der Statorwicklung 1B entsprechen.
Das MOS-Modul 3BX ist mit der X-Phasen-Wicklung, die die Statorwicklung 1B in sich aufweist, verbunden. Das MOS-Modul 3BY ist mit der Y-Phasen-Wicklung, die die Statorwicklung 1B in sich aufweist, verbunden. Das MOS-Modul 3BZ ist mit der Z-Phasen-Wicklung, die die Statorwicklung 1B in sich aufweist, verbunden.
Der UVW-Phasentreiber 4A erzeugt ein Treibsignal, das in jedes Gate der MOS-Transistoren 30 und 31, die jedes der drei MOS-Module 3AU, 3AV und 3AW in sich aufweist, eingegeben wird, während der Potenzialunterschied über dem Stromerfassungswiderstand 32 erfasst wird.
Der XYZ-Phasentreiber 4B erzeugt ähnlicherweise ein Treibsignal, das in jedes Gate der MOS-Transistoren 30 und 31, die jedes der drei MOS-Module 3BX, 3BY und 3BZ in sich aufweist, eingegeben wird, während die Spannung an beiden Enden des Stromerfassungswiderstands 32 erfasst wird.
Die H-Brücken-Schaltung 5 ist mit beiden Enden der Feldwicklung 2 verbunden und ist eine Magnetisierungsschaltung, die die Feldwicklung 2 mit einem erregenden Strom versorgt.
Wie in 3 gezeigt ist, hat die H-Brücken-Schaltung 5 zwei MOS-Transistoren 50 und 51, zwei Dioden 52 und 53 und einen Stromerfassungswiderstand 54.
Der MOS-Transistor 50 auf der hohen Seite und die Diode 52 auf der niedrigen Seite sind in Reihe geschaltet, und ein Ende der Feldwicklung 2 ist mit diesem Verbindungspunkt verbunden.
Die Diode 53 auf der hohen Seite, der MOS-Transistor 51 auf der niedrigen Seite und der Stromerfassungswiderstand 54 sind außerdem in Reihe geschaltet, und das andere Ende der Feldwicklung 2 ist mit einem Verbindungspunkt der Diode 53 und des MOS-Transistors 51 verbunden.
Diese H-Brücken-Schaltung 5 ist mit sowohl dem Leistungsversorgungsanschluss PB als auch dem Leistungsmasseanschluss PGND verbunden.
Die Feldwicklung 2 wird von der H-Brücken-Schaltung 5 durch Einschalten der MOS-Transistoren 50 und 51 mit einem erregenden Strom versorgt.
Die Versorgung mit dem erregenden Strom wird außerdem durch Ausschalten von einem der MOS-Transistoren 50 und 51 gestoppt, während der erregende Strom, der durch die Feldwicklung 2 durch eine der Dioden 52 und 53 fließt, zurückgeführt werden kann.
Der H-Brücken-Treiber 6 erzeugt ein Treibsignal, das in jedes Gate der MOS-Transistoren 50 und 51, das die H-Brücken-Schaltung 5 in sich aufweist, eingegeben wird, während der Potenzialunterschied über dem Stromerfassungswiderstand 54 erfasst wird.
Der Drehungswinkelsensor 7 erfasst einen Drehungswinkel des Rotors. Der Drehungswinkelsensor 7 kann durch beispielsweise Verwenden eines Permanentmagneten und eines Hall-Elements (Hall-Effekt-Sensors) gebildet sein.
Wie es besonders in 4 gezeigt ist, ist der Permanentmagnet 22 an einer Spitze einer Drehwelle 21 des Rotors 20 fixiert, während die Hall-Elemente 23 und 24 in Positionen angeordnet sind, die zu dem Permanentmagneten 22 gewandt sind (beispielsweise in Positionen nahe einem Umkreis des Permanentmagneten 22 und 90 Grad gegenseitig voneinander getrennt angeordnet sind).
Durch Aufnehmen einer Ausgabe kann der Drehungswinkel des Rotors 20, der sich mit dem Permanentmagnet 22 dreht, erfasst werden.
Der Drehungswinkelsensor 7 kann zusätzlich ohne Verwenden der Hall-Elemente 23 und 24 gebildet sein.
Die Anordnung und das Verfahren eines Anbringens des Permanentmagneten 22, der in 4 gezeigt ist, sind außerdem lediglich ein Beispiel und können gemäß der Drehwelle 21 oder der umgebenden Strukturen derselben geeignet abgeändert sein.
Die Steuerschaltung 8 steuert die ganze drehende elektrische Maschine 100. Die Steuerschaltung 8 hat einen Analog-digital-Wandler und einen Digitalanalog-Wandler und Signale werden neben einem anderen Aufbau eingegeben und ausgegeben.
Die Steuerschaltung 8 ist beispielsweise durch einen Mikrocomputer gebildet, und durch Laufenlassen eines vorbestimmten Steuerprogramms werden der UVW-Treiber 4A, der XYZ-Treiber 4B und der H-Brücken-Treiber 6 gesteuert, sodass die drehende elektrische Maschine 100 als ein elektrischer Motor oder ein Generator in Betrieb ist, und eine unterschiedliche Verarbeitung, wie zum Beispiel eine Abnormitätserfassung, eine Mitteilung etc., wird durchgeführt.
Die Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 9 gibt Signale zwischen außen über einen steuernden Kabelsatz 310 ein und aus und führt eine Pegelwandlung der Anschlussspannung der Hochspannungsbatterie 200 oder der Spannung des Leistungsmasseanschlusses PGND und dergleichen durch.
Die Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 9 ist eine Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle zum Verarbeiten der Signale und der Spannung, die eingegeben und ausgegeben werden, und erforderliche Funktionen sind durch beispielsweise eine maßgeschneiderte IC realisiert.
Ein Teil des Aufbaus zum Erfassen der Abnormitäten des Drehungswinkelsensors 7 weist die Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 9 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in sich auf, und der Aufbau derselben ist später erwähnt.
Eine Niederspannungsbatterie 202 (eine zweite Batterie) mit einem Nennwert von 12V ist mit der Leistungsversorgungsschaltung 10 verbunden, und die Leistungsversorgungsschaltung 10 erzeugt durch beispielsweise Ein- und Ausschalten eines Schaltelements und Glätten einer Ausgabe derselben durch einen Kondensator eine Betriebsspannung von 5V.
Durch die Betriebsspannung sind der UVW-Phasentreiber 4A, der XYZ-Phasentreiber 4B, der H-Brücken-Treiber 6, der Drehungswinkelsensor 7, die Steuerschaltung 8 und die Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 9 in Betrieb.
Der Kondensator 12 dient zum Entfernen oder Reduzieren des Schaltrauschens, das auftritt, wenn beispielsweise die MOS-Transistoren 30 und 31 des MOS-Moduls 3AU ein- und ausgeschaltet werden, um den elektrischen Motor zu betreiben.
Obwohl ein einzelner Kondensator 12 bei dem in 1 gezeigten Beispiel verwendet ist, kann die Zahl geeignet gemäß der Größe des Schaltrauschens geändert sein.
Der UVW-Phasentreiber 4A, der XYZ-Phasentreiber 4B, die H-Brücken-Schaltung 5, der H-Brücken-Treiber 6, der Drehungswinkelsensor 7 (außer der Permanentmagnet, der an dem Rotor fixiert ist), die Steuerschaltung 8, die Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 9 und die Leistungsversorgungsschaltung 10, die im Vorhergehenden erwähnt sind, sind an einer einzelnen Steuerschaltungsplatte 102 angebracht.
Wie es außerdem in 1 gezeigt ist, hat die drehende elektrische Maschine 100 den Leistungsversorgungsanschluss PB und den Leistungsmasseanschluss PGND sowie einen Verbinder 400, an dem ein Steuermasseanschluss CGND, eine Steuer-Source-Anschluss CB und der steuernde Kabelsatz 310 etc. befestigt sind.
Der Leistungsversorgungsanschluss PB ist ein Eingangs-/Ausgangs-Anschluss einer positiven Seite der hohen Spannung, und die Hochspannungsbatterie 200 und die Hochspannungslast 210 sind durch ein vorbestimmtes Kabel verbunden.
Der Steuer-Source-Anschluss CB ist ein Eingangsanschluss einer positiven Seite der niedrigen Spannung, und die Niederspannungsbatterie 202 und die Niederspannungslast 204 sind durch ein vorbestimmtes Kabel verbunden.
Der Leistungsmasseanschluss PGND ist ein erster Masseanschluss und dient zum an Masse Legen einer Leistung einer Leistungssystemschaltung.
Dieser Leistungsmasseanschluss PGND ist durch einen an Masse legenden Kabelsatz 320 als ein erstes verbindendes Kabel mit einem Fahrzeugrahmen 500 verbunden.
Die MOS-Modul-Gruppen 3A und 3B (Wandler einer elektrischen Leistung) und die H-Brücken-Schaltung 5 (Magnetisierungsschaltung), die im Vorhergehenden erwähnt sind, sind die Leistungssystemschaltung.
Die MOS-Transistoren 30, 31, 50 und 51 als Leistungselemente, in denen der gleiche Strom wie in den Statorwicklungen 1A und 1B oder der Feldwicklung 2 fließt, weist die Leistungssystemschaltung in sich auf.
Der Steuermasseanschluss CGND ist außerdem ein zweiter Masseanschluss, der unabhängig für den Leistungsmasseanschluss PGND vorbereitet ist und zum an Masse Legen einer Steuersystemschaltung dient.
Dieser Steuermasseanschluss CGND ist durch ein anderes an Masse legendes Kabel 330 (ein zweites verbindendes Kabel) als der an Masse legende Kabelsatz 320 an Masse gelegt.
Die Diode 11 ist zwischen dem Steuermasseanschluss CGND und einem Rahmen 110 der drehenden elektrischen Maschine 100 (der im Folgenden der ISG-Rahmen genannt ist) durch eine interne Verdrahtung der Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 9 eingefügt.
Eine Kathode der Diode 11 ist genauer gesagt mit einem Rahmenmasseanschluss FRMGND verbunden, und der Rahmenmasseanschluss FRMGND ist mit dem ISG-Rahmen 110 verbunden.
Der UVW-Phasentreiber 4A, der XYZ-Phasentreiber 4B, der H-Brücken-Treiber 6, der Drehungswinkelsensor 7, die Steuerschaltung 8, die Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 9 etc., die im Vorhergehenden erwähnt sind, sind die Steuersystemschaltung.
Eine Verbindungsposition des an Masse legenden Kabels 330 ist zusätzlich eine Position, an der ein Massepotenzial 0V ist, die auf der Fahrzeugseite vorbereitet ist, und es wird keine Spannungsvariation geben.
Obwohl die Diode 11 außerhalb der Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 9 in 1 angeordnet ist, kann außerdem die Diode 11 in der Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 9 angebracht sein.
Der Verbinder 400 dient zum Befestigen des steuernden Kabelsatzes 310, des an Masse legenden Kabels 330 und anderer Kabel an anderen Anschlüssen (dem Steuermasseanschluss CGND, dem Steuer-Source-Anschluss CB etc.) als dem Leistungsversorgungsanschluss PB und dem Leistungsmasseanschluss PGND.
Der ISG-Rahmen 110 der drehenden elektrischen Maschine 100, der im Vorhergehenden erwähnt ist, ist ein Leiter, der durch beispielsweise einen Aluminiumdruckguss gebildet wird, und der ISG-Rahmen 110 ist mit Bolzen an einem Antriebsmaschinen-(E/G)-Block 510 fixiert.
Der Antriebsmaschinenblock 510 ist ferner durch den an Masse legenden Kabelsatz 322 mit dem Fahrzeugrahmen 500 verbunden.
Die drehende elektrische Maschine 100 für Fahrzeuge des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat einen solchen Aufbau, wie er im Vorhergehenden erwähnt ist, und der Aufbau und der Betrieb eines Erfassens der Abnormitäten des Drehungswinkelsensors 7 sind als Nächstes erläutert.
Es wird basierend auf der Phasenspannung, die durch eine der Statorwicklungen 1A während der Leistungserzeugung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel induziert wird, bestimmt, ob die Abnormitäten des Drehungswinkelsensors 7 existieren oder nicht.
Wenn außerdem die Abnormität in dem Drehungswinkelsensor auftritt, hat die Steuerschaltung 8 eine Einrichtung zum Mitteilen, die das Auftreten extern (beispielsweise einer ECU 600) mitteilt.
Da einem Fahrer das Auftreten der Abnormität durch die ECU 600 mitgeteilt werden kann, kann der Fahrer frühe Maßnahmen, die Prüfungen, Reparaturen und Auswechslungen aufweisen, ergreifen.
Um einen Abnormitätserfassungsvorgang und einen Mitteilungsvorgang, die im Vorhergehenden erwähnt sind, durchzuführen, ist der in 5 gezeigte Aufbau vorgesehen.
Die Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 9, die in 5 gezeigt ist, hat einen einen Änderungszeitpunkt erfassenden Abschnitt 90A.
Der einen Änderungszeitpunkt erfassende Abschnitt 90A weist Widerstände 91 und 92, einen Spannungsvergleicher 93, einen pulserzeugenden Abschnitt 94, einen Ausgangszeitpunkt einstellenden Abschnitt 95 und einen eine Ausgabeaktivierung bestimmenden Abschnitt 69 auf.
Die Widerstände 91 und 92 teilen die Phasenspannung Vu, die bei der U-Phasen-Wicklung der Statorwicklung 1A während der Leistungserzeugung erscheint.
Die Phasenspannung Vu', die durch die Widerstände 91 und 92 geteilt wird, wird in einen positiven Eingangsanschluss des Spannungsvergleichers 93 eingegeben, bzw. eine vorbestimmte Schwellenspannung V1' wird in einen negativen Eingangsanschluss des Spannungsvergleichers eingegeben, und der Spannungsvergleicher 93 gibt einen hohen Pegel aus, wenn die Phasenspannung Vu' höher als die Schwellenspannung V1' ist, und gibt sonst einen niedrigen Pegel aus.
Es sei bemerkt, dass, da Rauschkomponenten etc. in einem Kurvenverlauf einer tatsächlichen Phasenspannung Vu' enthalten sind, sodass ein Spannungswert variiert, es wünschenswert ist, einen Spannungsvergleicher 93 zu verwenden, der eine Hysterese in einem Schwellenwert hat, oder die Phasenspannung Vu' durch Einfügen eines Filters in einer vorausgehenden Stufe des positiven Eingangsanschlusses des Spannungsvergleichers 93 zu glätten.
Diese zwei Verfahren können ferner kombiniert sein.
In 6 bezeichnet Vu eine Spannung der U-Phasen-Wicklung der Statorwicklung 1A. Die Ausgabe COMP bezeichnet ein Ausgangssignal des Spannungsvergleichers 93.
Ein erzeugter Puls bezeichnet außerdem ein Ausgangssignal des pulserzeugenden Abschnitts 94, und ein Aktivierungssignal bezeichnet ein Aktivierungssignal, das in den Ausgabezeitpunkt einstellenden Abschnitt 5 von einem eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmenden Abschnitt 81 eingegeben wird.
Ein Erlaubnissignal bezeichnet ein Erlaubnissignal, das in einen eine Ausgabeaktivierung bestimmenden Abschnitt 96 von dem einen Ausgabezeitpunkt einstellenden Abschnitt 95 eingegeben wird. Ein Ausgangspuls bezeichnet ein Ausgangssignal des eine Ausgabeaktivierung bestimmenden Abschnitts 96.
Während der Leistungserzeugung in einem Diodengleichrichtungsmodus (der später erwähnt ist) synchronisiert sich die Phasenspannung Vu mit einer Drehung des Rotors 20 und ändert sich zwischen einer Massespannung V_GND und einer Spannung V_BATT einer positiven Seite der Hochspannungsbatterie 200 periodisch (um genau zu sein, durch eine Durchlassspannung VF (beispielsweise 0,7V) der Diode, die zu den MOS-Transistoren 30 und 31 parallel geschaltet ist, verschoben).
Bei dem in 6 gezeigten Beispiel ist die vorbestimmte Schwelle V1 auf - 0,3V eingestellt (annehmend, dass das Spannungsteilungsverhältnis des Spannungsteilers, der durch die Widerstände 91 und 92 gebildet ist, r ist, eine Beziehung von V1' = r x V1 zwischen der Schwelle V1', die in den negativen Anschluss des Spannungsvergleichers 93 eingegeben wird).
Die Ausgabe des Spannungsvergleichers 93 erhält einen hohen Pegel, wenn Vu > VI, und erhält sonst einen niedrigen Pegel (Bezug nehmend auf die Ausgabe COMP von 6).
Der pulserzeugende Abschnitt 94 erfasst einen Abfallzeitpunkt des Ausgangssignals des pulserzeugenden Abschnitts 94 (es wird beispielsweise eine Flankenerfassung durchgeführt) und gibt ein Pulssignal aus, das mit dem erfassten Zeitpunkt (Bezug nehmend auf den erzeugten Puls von 6) synchronisiert ist.
Wenn das Aktivierungssignal (auf das als ein Aktivierungssignal von 6 Bezug genommen ist, wie es ebenfalls später erwähnt ist) eingegeben wird, gibt der einen Ausgabezeitpunkt einstellende Abschnitt 95 das Erlaubnissignal, das durch eine Filterverarbeitung des Aktivierungssignals erzeugt wird, aus.
Wenn das Erlaubnissignal eingegeben wird (wenn das Erlaubnissignal einen hohen Pegel erhält), gibt der eine Ausgabeaktivierung bestimmende Abschnitt 96 das Pulssignal, das von dem pulserzeugenden Abschnitt 94 eingegeben wurde, zu der Steuerschaltung 8 aus (Bezug nehmend auf den Ausgabepuls von 6).
Die Steuerschaltung 8, die in 5 gezeigt ist, hat außerdem einen Leistungserzeugungsmodus bestimmenden Abschnitt 80, den eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmenden Abschnitt 81, einen eine Drehungswinkelsensorabnormität mitteilenden Abschnitt 82 und einen CAN- (= Controller Area Network = Steuerungsbereichsnetz) Steuerabschnitt 83.
Der einen Leistungserzeugungsmodus bestimmende Abschnitt 80 bestimmt den Leitungserzeugungsmodus, der einen Inhalt einer Gleichrichtung während der Leistungserzeugung zeigt.
Die Leistungserzeugungsmodi weisen genauer gesagt einen Synchrongleichrichtungsmodus, der durch abwechselnd Ein- und Ausschalten der MOS-Transistoren 30 und 31 gleichrichtet, und einen Diodengleichrichtungsmodus, der durch Speisen einer Elektrizität durch die Dioden, die parallel geschaltet sind, während die MOS-Transistoren 30 und 31 immer ausgeschaltet sind, gleichrichtet, auf.
Wenn die Leistungserzeugung startet, wird der Leistungserzeugungsmodus auf den Diodengleichrichtungsmodus eingestellt.
Wenn außerdem vorbestimmte Synchrongleichrichtungsstartbedingungen während der Leistungserzeugung durch den Diodengleichrichtungsmodus erfüllt werden, stellt sich der Leistungserzeugungsmodus zu dem Synchrongleichrichtungsmodus.
Wenn ferner vorbestimmte Synchrongleichrichtungsendbedingungen während der Leistungserzeugung durch den Synchrongleichrichtungsmodus erfüllt werden, stellt sich der Leistungserzeugungsmodus zu dem Diodengleichrichtungsmodus.
Die Leistungserzeugung durch den Synchrongleichrichtungsmodus und die Leistungserzeugung durch den Diodengleichrichtungsmodus werden dementsprechend gemäß einer Situation geschaltet.
Es sei bemerkt, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Synchrongleichrichtungsstartbedingungen und die Synchrongleichrichtungsendbedingungen konfiguriert sind, um der Diodengleichrichtungsmodus zu werden, wenn es sich um die Zeit einer Erzeugung einer niedrigen Ausgangsleistung handelt (beispielsweise der Ausgangsstrom (DC) unter 10A ist).
Der einen Leistungserzeugungsmodus bestimmende Abschnitt 80 bestimmt, dass der Leistungserzeugungsmodus zu der Zeit einer Erzeugung einer niedrigen Ausgangsleistung in dem Diodengleichrichtungsmodus ist.
Der Inhalt des Leistungserzeugungsmodus, der durch den einen Leistungserzeugungsmodus bestimmenden Abschnitt 80 konfiguriert wird, wird außerdem zu dem eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmenden Abschnitt 81 gesendet.
Der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt 81 bestimmt, dass der Drehungswinkelsensor 7 Abnormitäten hat, wenn eine Drehgeschwindigkeit N1 (eine erste Drehgeschwindigkeit), die basierend auf der Phasenspannung Vu, die durch die Statorwicklung 1A induziert wird, erfasst wird, und eine Drehgeschwindigkeit N2 (eine zweite Drehgeschwindigkeit), die basierend auf der Ausgabe des Drehungswinkelsensors 7 erfasst wird, nicht übereinstimmen.
Der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt 81 misst genauer gesagt ein Intervall t1 (6) des Pulses, der aus dem eine Ausgabeaktivierung bestimmenden Abschnitt 96 ausgegeben wird, und durch Verwenden des Pulsintervalls t1 und der Zahl P von Polen des Rotors 20 rechnet der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt 81 die Drehgeschwindigkeit N1 (UpM) (= (60/t1)/P) aus.
Der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt 81 vergleicht außerdem die Drehgeschwindigkeit N1, die durch das vorhergehende Verfahren ausgerechnet wird, mit der Drehgeschwindigkeit N2, die basierend auf der Ausgabe des Drehungswinkelsensors 7 erfasst wird, und wenn diese nicht übereinstimmen, wird bestimmt, dass der Drehungswinkelsensor 7 Abnormitäten hat.
Das Übereinstimmen der Drehgeschwindigkeiten N1 und N2 umfasst nicht nur einen Fall, bei dem die Drehgeschwindigkeiten N1 und N2 exakt den gleichen Wert haben, sondern einen Fall, in dem ein Unterschied zwischen den beiden innerhalb eines vorbestimmten Werts ist.
Das heißt, wenn der Unterschied zwischen den Drehgeschwindigkeiten N1 und N2 weniger als der vorbestimmte Wert ist, wird bestimmt, dass der Drehungswinkelsensor 7 normal ist, und wenn es einen Unterschied gibt, der den vorbestimmten Wert überschreitet, wird bestimmt, dass der Drehungswinkelsensor 7 Abnormitäten hat.
Die Bestimmung davon, ob Abnormitäten bei dem Drehungswinkelsensor 7 anwesend sind, durch den eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmenden Abschnitt 81 wird außerdem während der Leistungserzeugungszeit durchgeführt, und wenn der Leistungserzeugungsmodus der Diodengleichrichtungsmodus ist.
Da es sich während der Erzeugung einer niedrigen Ausgangsleistung um den Diodengleichrichtungsmodus handelt, kann der Zeitpunkt eines Bestimmens, ob die Abnormitäten bei dem Drehungswinkelsensor 7 anwesend sind, auf die Zeit einer Erzeugung einer niedrigen Ausgangsleistung begrenzt sein.
Der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt 81 empfängt außerdem nicht immer das Pulssignal, das von dem eine Ausgabeaktivierung bestimmenden Abschnitt 96 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgegeben wird, empfängt jedoch das Pulssignal gemäß dem Zeitpunkt eines Ausgebens des Aktivierungssignals.
Wenn einer Bedingung zum Durchführen der Abnormitätsbestimmung des Drehungswinkelsensors 7 genügt wird (wenn dies während der Leistungserzeugung ist, und der Leistungserzeugungsmodus der Diodengleichrichtungsmodus ist), wird der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt 81 das Aktivierungssignal, das den Zeitpunkt eines Erhaltens des Pulssignals (Bezug nehmend auf das Aktivierungssignal von 6) zeigt, ausgeben.
Der Ausgabezeitpunkt und eine Periode eines hohen Pegels des Aktivierungssignals sind gemäß dem Drehungswinkel oder der Drehgeschwindigkeit, die durch den Drehungswinkelsensor 7 erfasst wird, konfiguriert, sodass das Pulssignal, bei dem die Ausgabezeit verriegelt mit der Drehgeschwindigkeit variiert, zuverlässig erhalten werden kann.
Der eine Drehungswinkelsensorabnormität mitteilende Abschnitt 82 ist eine Einrichtung zum Mitteilen, und wenn der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt 81 bestimmt, dass der Drehungswinkelsensor 7 Abnormitäten hat, sendet derselbe eine Mitteilung, die die Bestimmung mitteilt, zu der ECU 600.
Die Mitteilung kann durch eine CAN-Kommunikation unter Verwendung eines CAN-Protokolls, das durch beispielsweise den CAN-Steuerabschnitt 83 realisiert ist, gesendet werden.
Ein anderes Kommunikationsverfahren, wie zum Beispiel eine LIN-Kommunikation unter Verwendung eines LIN- (Local Interconnect Network = lokales Zwischenverbindungsnetz) Protokolls, kann zusätzlich ebenfalls verwendet werden.
Da es somit nicht notwendig ist, zwei Drehungswinkelsensoren vorzusehen, um die Abnormitäten des Drehungswinkelsensors 7 bei der drehenden elektrischen Maschine 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels zu erfassen, wird eine Erweiterung eines Anbringungsraums, wie ein Fall eines Anbringens der zwei Drehungswinkelsensoren, nicht notwendig, und die Erhöhung des Aufwands von Komponenten oder des Aufwands des ganzen Erzeugnisses kann unterdrückt werden.
Es ist insbesondere lediglich eine Schaltung etc., die basierend auf der Phasenspannung Vu der Statorwicklung 1A die Drehgeschwindigkeit ausrechnet, hinzugefügt, um die Abnormitätsbestimmung des Drehungswinkelsensors 7 durchzuführen, sodass eine Hinzufügung einer großen Komponente, wie eines Drehungswinkelsensors, nicht notwendig wird.
Die MOS-Modul-Gruppe 3A als ein Wandler einer elektrischen Leistung hat außerdem die Dreiphasenbrückenschaltung, die durch eine Mehrzahl von MOS-Transistoren 30 und 31, zu der die Diode parallel zu dem MOS-Transistor geschaltet ist, gebildet ist, und der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt 81 bestimmt zu der Zeit der Diodengleichrichtung, die während der Leistungserzeugung einen Strom durch die Diode sendet, ob die Abnormitäten des Drehungswinkelsensors 7 existieren oder nicht.
Der Einfluss eines Rauschens, das auftritt, wenn die MOS-Transistoren 30 und 31 ein- und ausgeschaltet werden, kann dadurch eliminiert werden, und es wird möglich, die Erfassungsgenauigkeit der Drehungsgeschwindigkeit basierend auf der Phasenspannung Vu anzuheben, sodass die Abnormitäten des Drehungswinkelsensors 7 mit einer hohen Genauigkeit erfasst werden können.
Die drehende elektrische Maschine 100 führt außerdem während der Erzeugung einer niedrigen Ausgangsleistung, die unter einer vorbestimmten Ausgabe ist, die Diodengleichrichtung durch, und der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt 81 bestimmt, ob die Abnormitäten des Drehungswinkelsensors 7 während der Erzeugung einer niedrigen Ausgangsleistung existieren oder nicht. Eine Wärmeerzeugung, die die Diodengleichrichtung begleitet, kann unterdrückt werden, wenn dieselbe während der Erzeugung einer niedrigen Ausgangsleistung ist.
Es ist außerdem der Spannungsvergleicher 93 vorgesehen, der die Phasenspannung Vu, die durch die Phasenwicklung der Statorwicklung 1A induziert wird, mit der vorbestimmten Schwelle V1 vergleicht und durch Überschreiten der vorbestimmten Schwelle V1 den Zeitpunkt erfasst, zu dem sich die Phasenspannung Vu ändert.
Der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt 81 rechnet basierend auf einem Wiederholungsintervall t1 des Änderungszeitpunkts, der durch den Spannungsvergleicher 93 erfasst wird, die Drehgeschwindigkeit aus. Die Erfassung der Drehgeschwindigkeit wird dadurch leicht und hoch präzise.
Die im Vorhergehenden erwähnte Schwelle V1 ist insbesondere als eine Spannung (-0,3V), die niedriger als die Massespannung V_GND ist, konfiguriert.
Die Erfassung der Drehgeschwindigkeit basierend auf der Phasenspannung Vu kann dementsprechend durchgeführt werden, wenn eine Amplitude der Phasenspannung groß wird und die Leistungserzeugung sichergestellt ist, und es wird möglich, die Erfassungsgenauigkeit der Drehgeschwindigkeit basierend auf der Phasenspannung Vu anzuheben und die Abnormitäten des Drehungswinkelsensors 7 mit einer hohen Genauigkeit zu erfassen.
Es ist außerdem der eine Drehungswinkelsensorabnormität mitteilende Abschnitt 82 vorgesehen, der die Tatsache mitteilt, wenn durch den eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmenden Abschnitt 81 bestimmt wird, dass der Drehungswinkelsensor 7 Abnormitäten hat.
Dadurch wird es möglich, dem Fahrer das Auftreten der Abnormität mitzuteilen, sodass der Fahrer frühe Maßnahmen, die Prüfungen, Reparaturen und Auswechslungen aufweisen, ergreifen kann.
Die vorliegende Erfindung ist zusätzlich nicht auf das im Vorhergehenden erwähnte Ausführungsbeispiel begrenzt, und verschiedene Modifikationen können innerhalb der Grenzen des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung genutzt werden.
Obwohl das im Vorhergehenden erwähnte Ausführungsbeispiel beispielsweise die drehende elektrische Maschine 100 für ein Fahrzeug erläutert, die als der ISG in Betrieb ist, ist beispielsweise die vorliegende Erfindung ebenfalls auf eine drehende elektrische Maschine für ein Fahrzeug anwendbar, die entweder einen elektrischen Betrieb oder eine Leistungserzeugung durchführt, solange der Drehungswinkelsensor 7 vorgesehen ist.
Obwohl dieselbe außerdem konfiguriert ist, um die zwei Statorwicklungen 1A und 1B und die zwei MOS-Modul-Gruppen 3A und 3B bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel vorzusehen, ist die vorliegende Erfindung ferner auf eine drehende elektrische Maschine, die mit einer einzelnen Statorwicklung 1A und einer einzelnen Gleichrichtermodulgruppe 3A versehen ist, oder eine drehende elektrische Maschine, die mit mehr als drei Statorwicklungen und MOS-Modulen versehen ist, anwendbar.
Obwohl die vorbestimmte Schwelle V1, die mit der Phasenspannung Vu, die durch die Phasenwicklung der Statorwicklung 1A induziert wird, verglichen wird, als eine Spannung (-0,3V) konfiguriert ist, die bei dem im Vorhergehenden erwähnten Ausführungsbeispiel niedriger als die Massespannung V_GND ist, kann dieselbe ferner als eine andere Spannung konfiguriert sein.
Selbst wenn beispielsweise eine vorbestimmte Schwelle als eine Spannung, die höher als die Spannung V_BATT einer positiven Seite der Hochspannungsbatterie 200 ist, konfiguriert ist, ist es möglich, basierend auf der Phasenspannung während der Zeit, während der die Amplitude der Phasenspannung groß wird und die Leistungserzeugung sichergestellt ist, die Drehgeschwindigkeit zu erfassen, sodass es möglich wird, durch Anheben der Erfassungsgenauigkeit der Drehgeschwindigkeit basierend auf der Phasenspannung die Abnormitäten des Drehungswinkelsensors 7 mit einer hohen Genauigkeit zu erfassen.
Obwohl der einzelne einen Änderungszeitpunkt erfassende Abschnitt 90A vorgesehen ist, um der einzelnen Phasenspannung Vu von einer der Statorwicklungen 1A bei dem im Vorhergehenden erwähnten Ausführungsbeispiel zu entsprechen, kann außerdem der einen Änderungszeitpunkt erfassende Abschnitt vorgesehen sein, um jeder einer Mehrzahl von Phasenspannungen der Statorwicklungen 1A zu entsprechen.
Bei dem in 7 gezeigten Beispiel ist der einen Änderungszeitpunkt erfassende Abschnitt 90A vorgesehen, um der Phasenspannung Vu der Statorwicklung 1A zu entsprechen, und ein einen Änderungszeitpunkt erfassender Abschnitt 90B ist vorgesehen, um der Phasenspannung Vv der Statorwicklung 1A zu entsprechen.
Der einen Änderungszeitpunkt erfassende Abschnitt 90B hat den gleichen Aufbau wie der einen Änderungszeitpunkt erfassende Abschnitt 90A.
Für die Schwelle V1 des Spannungsvergleichers 93, der für jeden der einen Änderungszeitpunkt erfassenden Abschnitte 90A und 90B vorgesehen ist, kann jedoch der gleiche Wert oder ein unterschiedlicher Wert verwendet werden.
Der einen Änderungszeitpunkt erfassende Abschnitt kann außerdem vorgesehen sein, um jeder Phasenspannung der zwei Statorwicklungen 1A und 1B zu entsprechen.
Bei dem in 8 gezeigten Beispiel ist der einen Änderungszeitpunkt erfassende Abschnitt 90A vorgesehen, um der Phasenspannung Vu der Statorwicklung 1A zu entsprechen, und ein einen Änderungszeitpunkt erfassender Anschnitt 90C ist vorgesehen, um der Phasenspannung Vx (einer Phasenspannung, die bei der X-Phasen-Wicklung der Statorwicklung 1B erscheint) der Statorwicklung 1B zu entsprechen.
Der einen Änderungszeitpunkt erfassende Abschnitt 90C hat den gleichen Aufbau wie der einen Änderungszeitpunkt erfassende Abschnitt 90A.
Für die Schwelle V1 des Spannungsvergleichers 93, der für jeden der einen Änderungszeitpunkt erfassenden Abschnitte 90A und 90C vorgesehen ist, kann jedoch der gleiche Wert oder ein unterschiedlicher Wert verwendet werden.
Der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt 81 rechnet die Drehgeschwindigkeit N1 für jeden der zwei Spannungsvergleicher 93 aus und bestimmt, dass der Drehungswinkelsensor 7 Abnormitäten hat, wenn beide dieser zwei Drehgeschwindigkeiten N1 nicht mit der Drehgeschwindigkeit N2, die basierend auf der Ausgabe des Drehungswinkelsensors 7 erfasst wird, übereinstimmen.
Es wird dadurch möglich, Redundanzen eines Aufbaus, der für die Abnormitätsbestimmung des Drehungswinkelsensors 7 erforderlich ist, zu erhöhen und ferner die Abnormitätserfassungsgenauigkeit des Drehungswinkelsensors 7 anzuheben.
Durch Bestimmen, dass es bei dem Drehungswinkelsensor 7 keine Abnormitäten gibt, wenn mindestens irgendeine einer Mehrzahl der Drehgeschwindigkeiten N1 mit der Drehgeschwindigkeit N2 übereinstimmt, können außerdem inkorrekte Erfassungen der Abnormitäten bei dem Drehungswinkelsensor durch die Variation zu der Zeit eines Ausrechnens der Mehrzahl der Drehgeschwindigkeiten basierend auf der Phasenspannung verhindert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie im Vorhergehenden erwähnt ist, wird, da es nicht notwendig ist, zwei Drehungswinkelsensoren vorzusehen, um die Abnormitäten des Drehungswinkelsensors zu erfassen, die Erweiterung des Anbringungsraums, wie bei einem Fall eines Anbringens der zwei Drehungswinkelsensoren, nicht notwendig, und die Erhöhung des Aufwands von Komponenten oder des Aufwands des ganzen Erzeugnisses kann unterdrückt werden.

Claims

Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge, mit: einem Rotor (20); einem Stator, der dem Rotor zugewandt angeordnet ist und Statorwicklungen (1A, 1B) hat; einem Wandler (3A, 3B) einer elektrischen Leistung, der eine Wechselstromspannung, die durch die Statorwicklungen induziert wird, in eine Gleichstromspannung wandelt oder die Gleichstromspannung, die von außen angelegt ist, in die Wechselstromspannung wandelt und dieselbe an die Statorwicklungen anlegt; einem Drehungswinkelsensor (7), der einen Drehungswinkel des Rotors erfasst; und einem eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmenden Abschnitt (81), der basierend auf einer Phasenspannung, die durch die Statorwicklungen während einer Leistungserzeugung der drehenden elektrischen Maschine induziert wird, bestimmt, ob Abnormitäten des Drehungswinkelsensors existieren.
Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge nach Anspruch 1, bei der der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt bestimmt, dass der Drehungswinkelsensor Abnormitäten hat, wenn eine erste Drehgeschwindigkeit, die basierend auf der Phasenspannung, die durch die Statorwicklungen induziert wird, erfasst wird, und eine zweite Drehgeschwindigkeit, die basierend auf einer Ausgabe des Drehungswinkelsensors erfasst wird, nicht übereinstimmen.
Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge nach Anspruch 2, bei der der Wandler einer elektrischen Leistung eine Brückenschaltung hat, die aus einer Mehrzahl von Schaltelementen (30, 31) gebildet ist, wobei eine Diode zu einem Schaltelement parallel geschaltet ist; und der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt während einer Diodengleichrichtung, die während der Leistungserzeugung einen Strom durch die Diode sendet, bestimmt, ob irgendwelche Abnormitäten des Drehungswinkelsensors existieren oder nicht.
Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge nach Anspruch 3, bei der die Diodengleichrichtung während einer Erzeugung einer niedrigen Ausgangsleistung, die unter einer vorbestimmten Ausgabe ist, durchgeführt wird; und der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt während der Erzeugung einer niedrigen Ausgangsleistung bestimmt, ob Abnormitäten des Drehungswinkelsensors existieren oder nicht.
Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 2-4, bei der ferner ein Spannungsvergleicher (93) vorgesehen ist, der die Phasenspannung, die durch die Phasenwicklung der Statorwicklung induziert wird, mit einer vorbestimmten Schwelle vergleicht und einen Zeitpunkt erfasst, zu dem die Phasenspannung die vorbestimmte Schwelle überschreitet; und der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt basierend auf einem Wiederholungsintervall des Zeitpunkts, der durch den Spannungsvergleicher erfasst wird, die erste Drehgeschwindigkeit ausrechnet.
Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge nach Anspruch 5, bei der die vorbestimmte Schwelle als eine Spannung, die niedriger als eine Massespannung ist, oder als eine Spannung konfiguriert ist, die höher als eine Spannung einer positiven Seite einer Batterie, die außen angeschlossen ist, ist.
Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge nach Anspruch 5 oder 6, bei der eine Mehrzahl der Spannungsvergleicher, die den Statorwicklungen entsprechen, vorgesehen ist; und der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt für jeden der Mehrzahl der Spannungsvergleicher die erste Drehgeschwindigkeit ausrechnet.
Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 5-7, bei der die Statorwicklung eine Mehrzahl von Dreiphasenwicklungen aufweist; der Spannungsvergleicher entsprechend jeder der Mehrzahl von Dreiphasenwicklungen vorgesehen ist; und der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt für jeden der Mehrzahl von Spannungsvergleichern, die der Mehrzahl der Dreiphasenwicklungen entsprechen, die erste Drehgeschwindigkeit ausrechnet.
Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge nach Anspruch 7 oder 8, bei der der eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmende Abschnitt bestimmt, dass der Drehungswinkelsensor Abnormitäten hat, wenn keine einer Mehrzahl der ersten Drehgeschwindigkeiten, die der Mehrzahl von Spannungsvergleichern entspricht, mit der zweiten Drehgeschwindigkeit, die durch den Drehungswinkelsensor erfasst wird, übereinstimmt.
Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1-9, bei der, wenn durch den eine Drehungswinkelsensorabnormität bestimmenden Abschnitt bestimmt wird, dass der Drehungswinkelsensor Abnormitäten hat, eine Einrichtung zum externen Mitteilen (83) eines Auftretens der Abnormitäten vorgesehen ist.