DE102018129279A1 - Steuerungsgerät - Google Patents

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DE102018129279A1
DE102018129279A1 DE102018129279.1A DE102018129279A DE102018129279A1 DE 102018129279 A1 DE102018129279 A1 DE 102018129279A1 DE 102018129279 A DE102018129279 A DE 102018129279A DE 102018129279 A1 DE102018129279 A1 DE 102018129279A1
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flip
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Keisuke Toyama
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Denso Corp
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    • H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Eine rotierende elektrische Maschine weist einen Rotor und einen Stator auf. Der Rotor ist drehbar mit einer Kraftmaschine verbunden. Der Stator ist in der Umgebung des Rotors vorgesehen. Ein Steuerungsgerät weist eine Induktionsspannungserfassungseinheit, eine Speisungssteuerungseinheit und eine Startbestimmungseinheit auf. Die Induktionsspannungserfassungseinheit erfasst eine induzierte Spannung, die in einer Statorspule induziert wird, die in dem Stator vorgesehen ist. Die Speisungssteuerungseinheit steuert die Speisung einer Feldwicklung, die in dem Rotor vorgesehen ist. Die Startbestimmungseinheit bestimmt ein Starten der Speisungssteuerungseinheit auf der Grundlage einer Zeitdauer zwischen zumindest zwei Zeitpunkten unter einer Vielzahl von Anstiegszeitpunkten, zu denen die Induktionsspannung einen Bestimmungsschwellenwert überschreitet, und eine Vielzahl von Abfallzeitpunkten, zu denen die induzierte Spannung auf unterhalb des Bestimmungsschwellenwerts abfällt.

Description

  • HINTERGRUND
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Steuerungsgerät für eine rotierende elektrische Maschine.
  • Stand der Technik
  • Wie es in der japanischen Patentveröffentlichung Nummer 3189149 beschrieben ist, ist eine Spannungserfassungsschaltung bekannt, die die Drehung eines Alternators auf der Grundlage einer Phasenspannungsdifferenz in einer Statorwicklung erfasst.
  • In einer in der japanischen Patentveröffentlichung Nummer 3189149 beschriebenen Spannungserfassungsschaltung wird, wenn die Phasenspannungsdifferenz etwa 0,6 Volt überschreitet, ein Signal, das angibt, dass eine Drehzahl (etwa 1500 U/min), die von einem Alternator benötigt wird, der sich in einem Nichterregungszustand befindet, erreicht worden ist, von einem ersten Schwellenwertvergleicher zu einem Regler ausgegeben. Bei Empfang des Signals führt der Regler eine Neujustierung der Phasenspannung durch Zuführen eines Erregungsstroms zu einem Rotor des Alternators durch.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist der Schwellenwert der Spannungsphasendifferenz, der zur Bestimmung verwendet wird, ob die Drehzahl des Alternators etwa 1500 U/min erreicht hat oder nicht, niedrig, etwa 0,6 Volt. Daher kann, wenn die erfasste Phasenspannungsdifferenz eine Störung aufweist, das vorstehend beschriebene Signal fehlerhaft aus dem ersten Schwellenwertvergleicher zu dem Regler ausgegeben werden. Als Ergebnis führt der Regler den Erregungsstrom dem Rotor zu. Folglich kann der Leistungsverbrauch ansteigen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es ist somit wünschenswert, ein Steuerungsgerät bereitzustellen, bei dem ein Anstieg im Leistungsverbrauch unterdrückt wird.
  • Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Offenbarung stellt ein Steuerungsgerät für eine rotierende elektrische Maschine bereit. Die rotierende elektrische Maschine weist einen Rotor, der drehbar mit einer Kraftmaschine verbunden ist, und einen Stator auf, der in der Umgebung des Rotors vorgesehen ist. Das Steuerungsgerät weist eine Induktionsspannungserfassungseinheit, eine Speisungssteuerungseinheit und eine Startbestimmungseinheit auf. Die Induktionsspannungserfassungseinheit erfasst eine induzierte Spannung, die in einer Statorspule induziert wird, die in dem Stator vorgesehen ist. Die Speisungssteuerungseinheit steuert die Speisung einer Feldwicklung, die in dem Rotor vorgesehen ist. Die Startbestimmungseinheit bestimmt ein Starten der Speisungssteuerungseinheit auf der Grundlage einer Zeitdauer zwischen zwei Zeitpunkten unter einer Vielzahl von Anstiegszeitpunkten, zu denen die induzierte Spannung, die durch die Induktionsspannungserfassungseinheit erfasst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und einer Vielzahl von Abfallzeitpunkten, zu denen die induzierte Spannung unterhalb des Bestimmungsschwellenwerts fällt.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Bestimmung in Bezug auf einen Antrieb der Speisensteuerungseinheit auf der Grundlage von zeitlichen Änderungen in einer Leitungsspannung in Bezug auf den Bestimmungsschwellenwert durchgeführt. Als Ergebnis wird im Gegensatz zu einer Konfiguration, bei der die Bestimmung in Bezug auf den Antrieb der Speisungssteuerungseinheit lediglich auf der Grundlage eines Spannungswerts der induzierten Spannung durchgeführt wird, eine fehlerhafte Bestimmung in Bezug auf den Antrieb der Speisensteuerungseinheit auf der Grundlage von Störungen unter Gleichen unterdrückt. Als Ergebnis wird eine Speisung der Feldwicklung des Rotors als Ergebnis der fehlerhaften Bestimmung unterdrückt. Ein Anstieg im Leistungsverbrauch wird unterdrückt.
  • Bezugszeichen innerhalb von Klammern, die in den Patentansprüchen angegeben sind, geben lediglich entsprechende Beziehungen mit Konfigurationen an, die gemäß den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, und begrenzen in keinerlei Weise den technischen Umfang der Offenbarung.
  • Figurenliste
  • In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
    • 1 ein Blockschaltbild eines Motors und eines Motorsteuerungsgeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 2 ein Schaltbild einer Induktionsspannungserfassungseinheit und einer Startbestimmungseinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 3 ein Zeitverlaufsdiagramm zur Erläuterung von Betrieben der Induktionsspannungserfassungseinheit und der Startbestimmungseinheit,
    • 4 ein Zeitverlaufsdiagramm zur Erläuterung der Betriebe der Induktionsspannungserfassungseinheit und der Startbestimmungseinheit, wenn eine Störung in die Startbestimmungseinheit eingegeben wird,
    • 5 ein Schaltbild zur Erläuterung eines ersten Variationsbeispiels der Startbestimmungseinheit,
    • 6 ein Schaltbild zur Erläuterung einer Startbestimmungseinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    • 7 ein Zeitverlaufsdiagramm zur Erläuterung der Betriebe der Induktionsspannungserfassungseinheit und der Startbestimmungseinheit,
    • 8 ein Schaltbild zur Erläuterung eines zweiten Variationsbeispiels der Startbestimmungseinheit,
    • 9 ein Schaltbild zur Erläuterung einer Startbestimmungseinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
    • 10 ein Zeitverlaufsdiagramm zur Erläuterung der Betriebe der Induktionsspannungserfassungseinheit und der Startbestimmungseinheit,
    • 11 ein Schaltbild zur Erläuterung eines dritten Variationsbeispiels der Startbestimmungseinheit,
    • 12 ein Schaltbild zur Erläuterung eines vierten Variationsbeispiels der Startbestimmungseinheit,
    • 13 ein Zeitverlaufsdiagramm zur Erläuterung der Betriebe der Induktionsspannungserfassungseinheit und der Startbestimmungseinheit, und
    • 14 ein Schaltbild zur Erläuterung eines fünften Variationsbeispiels der Startbestimmungseinheit.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Motorsteuerungsgerät 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben. Das Motorsteuerungsgerät 100 steuert einen Motor 200 auf der Grundlage eines Anforderungsbefehls aus einer höherrangigen elektronischen Steuerungseinheit (ECU) (Host-ECU). Das Motorsteuerungsgerät 100 und der Motor 200 bilden einen sogenannten integrierten Anlassergenerator (ISG). Das Motorsteuerungsgerät 100 entspricht einem Steuerungsgerät.
  • Das Motorsteuerungsgerät 100 und der Motor 200 sind integriert. Das heißt, dass das Motorsteuerungsgerät 100 und der Motor 200 eine sogenannte elektromechanisch integrierte Konfiguration aufweisen. Das Motorsteuerungsgerät 100 und der Motor 200 sind in einem Kraftmaschinenraum untergebracht.
  • Der Motor 200 ist mit einer Kurbelwelle einer Kraftmaschine 300 über einen Riemen 310 verbunden. Die Kraftmaschine 300 ist in einem Fahrzeug montiert. Daher drehen sich der Motor 200 und die Kurbelwelle zusammen. Wenn der Motor 200 sich autonom dreht, wird die Drehung auf die Kurbelwelle übertragen. Als Ergebnis dreht sich die Kurbelwelle. Ein Starten der Kraftmaschine 300 oder eine Unterstützung zur Fahrzeugfahrt wird dadurch erzielt. Wenn im Gegensatz dazu die Kurbelwelle autonom sich dreht, wird die Drehung auf den Motor 200 übertragen. Als Ergebnis dreht sich der Motor 200. Dadurch wird eine Leistungserzeugung durch den Motor 200 erzielt.
  • <Konfiguration des Motors>
  • Wie es in 1 gezeigt ist, weist der Motor 200 einen Rotor 201 und einen Stator 202 auf. Zusätzlich weist der Motor 200 eine Welle und eine Riemenscheibe auf (die nicht gezeigt sind). Die Welle ist in dem Motorsteuerungsgerät drehbar vorgesehen. Die Riemenscheibe ist an einem spitzen Ende der Welle vorgesehen. Der vorstehend beschriebene Riemen 310 ist mit der Riemenscheibe verbunden. Als Ergebnis wird die Drehung der Kurbelwelle über den Riemen 310 auf die Riemenscheibe übertragen. Im Gegensatz dazu wird die Drehung der Welle über den Riemen 310 auf die Kurbelwelle übertragen. Der Motor 200 entspricht einer rotierenden elektrischen Maschine.
  • Der Rotor 201 weist eine Rotorspule 203 auf. Der Rotor 201 weist ebenfalls einen (nicht gezeigten) Fixierungsabschnitt auf, der die Rotorspule 203 an die Welle fixiert. Der Fixierungsabschnitt weist eine kreisförmige zylindrische Form auf. Die Welle ist in eine Öffnung in dem Fixierungsabschnitt eingesetzt und fixiert. Die Rotorspule 203 ist innerhalb des Fixierungsabschnitts vorgesehen. Die Rotorspule 203 ist elektrisch mit einer Verdrahtung verbunden, die in der Welle vorgesehen ist. Die Verdrahtung ist elektrisch mit einem Schleifring auf der Welle verbunden. Der Schleifring ist in einer ringförmigen Form um die Achse der Welle geformt. Der ringförmige Schleifring ist in Kontakt mit einer Bürste, die aus einem elektrisch leitenden Material zusammengesetzt ist. Die Bürste ist elektrisch mit dem Motorsteuerungsgerät 100 verbunden. Ein Strom aus dem Motorsteuerungsgerät 100 wird der Bürste zugeführt. Der Strom wird der Rotorspule 203 über die Bürste, den Schleifring und der Verdrahtung zugeführt. Als Ergebnis wird ein Magnetfeld in der Rotorspule 203 erzeugt. Die Rotorspule 203 entspricht einer Feldwicklung.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird das Magnetfeld von der Rotorspule 203 als ein Ergebnis einer Speisung erzeugt. Das Magnetfeld durchdringt jeweils die Rotorspule 203 und den Fixierungsabschnitt, der die Rotorspule 203 an die Welle fixiert. Daher werden die Rotorspule 203 und der Fixierungsabschnitt teilweise magnetisiert. Als Ergebnis gibt, selbst wenn die Rotorspule 203 nicht gespeist wird, wie es vorstehend beschrieben worden ist, der Rotor 201 ein Magnetfeld aus, obwohl das Magnetfeld schwach ist. Dieses schwache Magnetfeld durchdringt ebenfalls die Statorspule 204.
  • Der Stator 202 weist die Statorspule 204 auf. Der Stator 202 weist ebenfalls einen (nicht gezeigten) Statorkern auf, in dem die Statorspule 204 vorgesehen ist. Der Statorkern weist eine kreisförmige zylindrische Form auf. Der Rotor 201 ist in einer Öffnung in dem Statorkern zusammen mit der Welle vorgesehen. Auf diese Weise ist der Stator 202 in der Umgebung des Rotors 201 vorgesehen. Die Statorspule 204 weist eine U-Phasen-Statorspule 205, eine V-Phasen-Statorspule 206 und eine W-Phasen-Statorspule 207 auf.
  • Die U-Phasen-Statorspule 205, die V-Phasen-Statorspule 206 und die W-Phasen-Statorspule 207 sind jeweils integral mit dem Motorsteuerungsgerät 100 über eine Stromschiene verbunden. Ein Drei-Phasen-Wechselstrom wird der U-Phasen-Statorspule 205, der V-Phasen-Statorspule 206 und der W-Phasen-Statorspule 207 aus dem Motorsteuerungsgerät 100 zugeführt. Der U-Phasen-Statorspule 205, der V-Phasen-Statorspule 206 und der W-Phasen-Statorspule 207 werden Wechselströme zugeführt, deren Phasen voneinander um einen elektrischen Winkel von 120 Grad verschoben sind. Als Ergebnis wird ein dreiphasiges rotierendes Magnetfeld von der U-Phasen-Statorspule 205, der V-Phasen-Statorspule 206 und der W-Phasen-Statorspule 207 erzeugt.
  • Wenn ein Strom zu jeder der Rotorspule 203 und der Statorspule 204 fließt, wird ein Magnetfeld von jeder Spule erzeugt. Als Ergebnis wird ein Drehmoment in der Rotorspule 203 erzeugt. Eine Richtung, in der das Drehmoment erzeugt wird, ändert sich aufeinanderfolgend auf der Grundlage der Änderungen in der Phase des dreiphasigen rotierenden Magnetfelds. Als Ergebnis dreht sich die Welle autonom. Die Riemenscheibe dreht sich ebenfalls mit der Welle. Die Drehung wird auf die Kurbelwelle über den Riemen 310 übertragen. Als Ergebnis dreht sich ebenfalls die Kurbelwelle.
  • Im Gegensatz dazu wird, wenn die Kraftmaschine 300 durch Verbrennung angetrieben wird und die Kurbelwelle sich autonom dreht, die Drehung auf die Riemenscheibe über den Riemen 310 übertragen. Zusätzlich wird, wenn die Kurbelwelle durch die Drehung der Räder mit gedreht wird, die Drehung auf die Riemenscheibe über den Riemen 310 übertragen. Als Ergebnis dreht sich die Welle zusammen mit der Riemenscheibe. Als Ergebnis dreht sich die Rotorspule 203 ebenfalls. Das von der Rotorspule 203 emittierte Magnetfeld schneidet die Statorspule 204. Als Ergebnis wird eine induzierte Spannung in der Statorspule 204 erzeugt. Als Ergebnis fließt ein Strom zu der Statorspule 204. Der Strom wird einer Batterie 400 des Fahrzeugs über das Motorsteuerungsgerät 100 zugeführt.
  • <Konfiguration des Motorsteuerungsgeräts>
  • Wie es in 1 gezeigt ist, weist das Motorsteuerungsgerät 100 einen positiven Anschluss 100a und einen negativen Anschluss 100b zur elektrischen Verbindung mit der Batterie 400 auf. Der positive Anschluss 100a ist mit einer positiven Elektrode der Batterie 400 verbunden. Der negative Anschluss 100b ist mit einer negativen Elektrode der Batterie 400 verbunden. Ein Glättungskondensator 100c ist zwischen dem positiven Anschluss 100a und dem negativen Anschluss 100b geschaltet.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, weist das Motorsteuerungsgerät 100 einen Statorwechselrichter 30 und einen Rotorwechselrichter 50 auf. Der Statorwechselrichter 30 und der Rotorwechselrichter 50 sind parallel zwischen dem positiven Anschluss 100a und dem negativen Anschluss 100b geschaltet. Zusätzlich weist das Motorsteuerungsgerät 100 eine Integrierte-Anlassergenerator-ECU (ISGECU) 10 und einen Stromsensor 70 auf. Die ISGECU 10 steuert den Antrieb des Statorwechselrichters 30 und des Rotorwechselrichters 50. Der Stromsensor 70 erfasst die Ströme, die durch den Statorwechselrichter 30 und den Rotorwechselrichter 50 fließen.
  • Die ISGECU 10 ist elektrisch mit jedem des Statorwechselrichters 30 und des Rotorwechselrichters 50 verbunden. Wie es ausführlich nachstehend beschrieben ist, weist die ISGECU 10 einen Mikrocomputer 11 auf. Der Mikrocomputer 11 ist in der Lage, mit einer höherrangigen ECU und einer Kraftmaschinen-ECU, die in dem Fahrzeug montiert sind, über einen Bus oder dergleichen zu kommunizieren. Ein Anforderungsbefehl aus der höherrangigen ECU wird in den Mikrocomputer 11 eingegeben. Der Mikrocomputer 11 erzeugt Steuerungssignale zur Steuerung des Statorwechselrichters 30 und des Rotorwechselrichters 50 auf der Grundlage des eingegebenen Anforderungsbefehls, Erfassungssignalen aus dem Stromsensor 70 und einem Drehwinkelsensor 12, die nachstehend beschrieben sind, und dergleichen. Der Mikrocomputer 11 gibt die Steuerungssignale zu einem Statortreiber 17 und einem Rotortreiber 18 aus, die nachstehend beschrieben sind. Der Statortreiber 17 und der Rotortreiber 18 geben dadurch Antriebssignale zu dem Statorwechselrichter 30 und dem Rotorwechselrichter 50 aus. Als ein Ergebnis wird der Antrieb des Statorwechselrichters 30 und des Rotorwechselrichters 50 gesteuert.
  • Der Statorwechselrichter 30 weist einen U-Phasen-Zweig 31, einen V-Phasen-Zweig 32 und einen W-Phasen-Zweig 33 auf. Der U-Phasen-Zweig 31, der V-Phasen-Zweig 32 und der W-Phasen-Zweig 33 sind parallel zwischen dem positiven Anschluss 100a und dem negativen Anschluss 100b geschaltet. Der U-Phasen-Zweig 31, der V-Phasen-Zweig 32 und der W-Phasen-Zweig 33 weisen jeweils ein hochseitiges Schaltelement und ein niedrigseitiges Schaltelement auf. Das hochseitige Schaltelement und das niedrigseitige Schaltelement sind aufeinanderfolgend von dem positiven Anschluss 100a und zu dem negativen Anschluss 100b in Reihe geschaltet.
  • Insbesondere weist der U-Phasen-Zweig 31 ein hochseitiges U-Phasen-Schaltelement 34 und ein niedrigseitiges U-Phasen-Schaltelement 35 auf. Der V-Phasen-Zweig 32 weist ein hochseitiges V-Phasen-Schaltelement 36 und ein niedrigseitiges V-Phasen-Schaltelement 37 auf. Der W-Phasen-Zweig 33 weist ein hochseitiges W-Phasen-Schaltelement 38 und ein niedrigseitiges W-Phasen-Schaltelement 39 auf.
  • Die Schaltelemente, die den Statorwechselrichter 30 konfigurieren, sind MetallOxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs). Daher weisen die Schaltelemente jeweils eine parasitäre Diode auf. Das heißt, dass das hochseitige U-Phasen-Schaltelement 34 eine hochseitige U-Phasen-Diode 34a aufweist. Das niedrigseitige U-Phasen-Schaltelement 35 weist eine niedrigseitige U-Phasen-Diode 35a auf. Das hochseitige V-Phasen-Schaltelement 36 weist eine hochseitige V-Phasen-Diode 36a auf. Das niedrigseitige V-Phasen-Schaltelement 37 weist eine niedrigseitige V-Phasen-Diode 37a auf. Das hochseitige W-Phasen-Schaltelement 38 weist eine hochseitige W-Phasen-Diode 38a auf. Das niedrigseitige W-Phasen-Schaltelement 39 weist eine niedrigseitige W-Phasen-Diode 39a auf. Eine Kathodenelektrode jeder parasitären Diode ist auf der Seite des positiven Anschlusses 100a. Eine Anodenelektrode ist auf der Seite des negativen Anschlusses 100b.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, sind die U-Phasen-Statorspule 205, die V-Phasen-Statorspule 206 und die W-Phasen-Statorspule 207 miteinander an einem Ende verbunden. Als Ergebnis sind die U-Phasen-Statorspule 205, die V-Phasen-Statorspule 206 und die W-Phasen-Statorspule 208 durch eine Sternschaltung verbunden.
  • Das andere Ende der U-Phasen-Statorspule 205 ist mit einem Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen U-Phasen-Schaltelement 34 und dem niedrigseitigen U-Phasen-Schaltelement 35 verbunden. Das andere Ende der V-Phasen-Statorspule 206 ist mit einem Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen V-Phasen-Schaltelement 36 und dem niedrigseitigen V-Phasen-Schaltelement 37 verbunden. Das andere Ende der W-Phasen-Statorspule 207 ist mit einem Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen W-Phasen-Schaltelement 38 und dem niedrigseitigen W-Phasen-Schaltelement 39 verbunden.
  • Als Ergebnis der vorstehend beschriebenen elektrischen Verbindungskonfiguration fließt beispielsweise, wenn das hochseitige U-Phasen-Schaltelement 34, das niedrigseitige V-Phasen-Schaltelement 37 und das niedrigseitige W-Phasen-Schaltelement 39 durch das Antriebssignal aus dem Statortreiber 17 in einen geschlossenen Zustand versetzt werden, der Strom zu der Statorspule 204. Insbesondere fließt der Strom von dem positiven Anschluss 100a zu dem negativen Anschluss 100b über das hochseitige U-Phasen-Schaltelement 34, die U-Phasen-Statorspule 205, die V-Phasen-Statorspule 206 und das unterseitige V-Phasen-Schaltelement 37. Der Strom fließt von dem positiven Anschluss 100a zu dem negativen Anschluss 100b über das hochseitige U-Phasen-Schaltelement 34, die U-Phasen-Statorspule 205, die W-Phasen-Statorspule 207 und das unterseitige W-Phasen-Schaltelement 39.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden modulare Leistungs-MOSFETs als die Schaltelemente verwendet, die den Statorwechselrichter 30 konfigurieren. Daher sind die Nennströme der Schaltelemente und der parasitären Dioden hoch. Die Schaltelemente und die parasitären Dioden sind ausgelegt, selbst einem Strom zu widerstehen, der während eines vertauschten Anschlusses der Batterie 400 fließt. Ein sogenanntes einseitiges Kühlsystem wird in den Schaltelementen verwendet, die den Statorwechselrichter 30 konfigurieren.
  • Der Rotorwechselrichter 50 weist einen E-Phasen-Zweig 51 und einen F-Phasen-Zweig 52 auf. Der E-Phasen-Zweig 51 und der F-Phasen-Zweig 52 sind parallel zwischen dem positiven Anschluss 100a und dem negativen Anschluss 100b geschaltet. Der E-Phasen-Zweig 51 weist ein hochseitiges E-Phasen-Schaltelement 54 und ein niedrigseitiges E-Phasen-Schaltelement 55 auf. Das hochseitige E-Phasen-Schaltelement 54 und das niedrigseitige E-Phasen-Schaltelement 55 sind aufeinanderfolgend von dem positiven Anschluss 100a zu dem negativen Anschluss 100b hin in Reihe geschaltet. Der F-Phasen-Zweig 52 weist ein hochseitiges F-Phasen-Schaltelement 56 und ein niedrigseitiges F-Phasen-Schaltelement 57 auf. Das hochseitige F-Phasen-Schaltelement 56 und das niedrigseitige F-Phasen-Schaltelement 57 sind aufeinanderfolgend von dem positiven Anschluss 100a zu dem negativen Anschluss 100b in Reihe geschaltet. Die vier Schaltelemente konfigurieren eine Vollbrückenschaltung.
  • Die vorstehend beschriebenen Schaltelemente, die den Rotorwechselrichter 50 konfigurieren, sind MOSFETs. Daher weisen die Schaltelemente jeweils eine parasitäre Diode auf. Das heißt, dass das hochseitige E-Phasen-Schaltelement 54 eine hochseitige E-Phasen-Diode 54a aufweist. Das niedrigseitige E-Phasen-Schaltelement 55 weist eine niedrigseitige E-Phasen-Diode 55a auf. Das hochseitige F-Phasen-Schaltelement 56 weist eine hochseitige F-Phasen-Diode 56a auf. Das niedrigseitige F-Phasen-Schaltelement 57 weist eine niedrigseitige F-Phasen-Diode 57a auf. Eine Kathodenelektrode jeder parasitären Diode ist auf der Seite des positiven Anschlusses 100a. Eine Anodenelektrode ist auf der Seite des negativen Anschlusses 100b.
  • Die vorstehend beschriebene Bürste ist mit einem Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen E-Phasen-Schaltelement 54 und dem niedrigseitigen E-Phasen-Schaltelement 55 sowie einem Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen F-Phasen-Schaltelement 56 und dem niedrigseitigen F-Phasen-Schaltelement 57 verbunden. Die Bürste ist in Kontakt mit dem Schleifring auf der Welle. Der Schleifring ist elektrisch mit der Rotorspule 203 durch Verdrahtung verbunden.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, ist der Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen E-Phasen-Schaltelement 54 und dem niedrigseitigen E-Phasen-Schaltelement 55 elektrisch mit einem Ende der Rotorspule 204 verbunden. Der Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen F-Phasen-Schaltelement 56 und dem niedrigseitigen F-Phasen-Schaltelement 57 ist elektrisch mit dem anderen Ende der Rotorspule 203 verbunden.
  • Als Ergebnis der vorstehend beschriebenen Verbindungskonfiguration fließt beispielsweise, wenn das hochseitige E-Phasen-Schaltelement 54 und das niedrigseitige F-Phasen-Schaltelement 57 durch das Antriebssignal aus dem Rotortreiber 18 in den geschlossenen Zustand versetzt werden, der Strom von einem Ende der Rotorspule 203 zu dem anderen Ende hin. Das heißt, dass der Strom von dem positiven Anschluss 100a zu dem negativen Anschluss 100b über das hochseitige E-Phasen-Schaltelement 54, die Rotorspule 203 und das niedrigseitige F-Phasen-Schaltelement 57 fließen.
  • Zusätzlich fließt beispielsweise, wenn das hochseitige F-Phasen-Schaltelement 56 und das niedrigseitige E-Phasen-Schaltelement 55 in den geschlossenen Zustand versetzt werden, der Strom von dem anderen Ende der Rotorspule 203 zu dem einen Ende hin. Das heißt, dass der Strom von dem positiven Anschluss 100a zu dem negativen Anschluss 100b über das hochseitige F-Phasen-Schaltelement 56, die Rotorspule 203 und das niedrigseitige E-Phasen-Schaltelement 55 fließt.
  • Der Stromsensor 70 erfasst die Größen des durch die Statorspule 204 und die Rotorspule 203 fließenden Stroms. Genauer ist der Stromsensor 70 aus Shunt-Widerständen zusammengesetzt, die in dem Statorwechselrichter 30 und dem Rotorwechselrichter 50 vorgesehen sind. Der Stromsensor 70 weist einen U-Phasen-Shunt-Widerstand 71, einen V-Phasen-Shunt-Widerstand 72, einen W-Phasen-Shunt-Widerstand 73, einen E-Phasen-Shunt-Widerstand 74 und einen F-Phasen-Shunt-Widerstand 75 auf.
  • Der U-Phasen-Shunt-Widerstand 71 ist zwischen dem unterseitigen U-Phasen-Schaltelement 35 und dem negativen Anschluss 100b vorgesehen. Der V-Phasen-Shunt-Widerstand 72 ist zwischen dem unterseitigen V-Phasen-Schaltelement 37 und dem negativen Anschluss 100b vorgesehen. Der W-Phasen-Shunt-Widerstand 73 ist zwischen dem unterseitigen W-Phasen-Schaltelement 39 und dem negativen Anschluss 100b vorgesehen. Der E-Phasen-Shunt-Widerstand 74 ist zwischen dem unterseitigen E-Phasen-Schaltelement 55 und dem negativen Anschluss 100b vorgesehen. Der F-Phasen-Shunt-Widerstand 75 ist zwischen dem unterseitigen F-Phasen-Schaltelement 57 und dem negativen Anschluss 100b vorgesehen.
  • Der Mikrocomputer 11 speichert Widerstandswerte der Shunt-Widerstände. Die Größe des zu jedem unterseitigen Schaltelement jedes Zweigs fließenden Stroms wird der auf der Grundlage des in dem Mikrocomputer 11 gespeicherten Widerstandswerts und der Spannungen an beiden Enden des Shunt-Widerstands erfasst. Die Größe des durch jeden der Statorspule 204 und der Rotorspule 203 fließenden Stroms wird dadurch geschätzt. Der Stromsensor 70 ist nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Beispielsweise kann eine Konfiguration ebenfalls verwendet werden, bei der die Größe des Stroms auf der Grundlage eines Magnetfeldes erfasst wird, das durch den Fluss des Stroms erzeugt wird.
  • <Überblick über die ISGECU>
  • Wie es in 1 gezeigt ist, weist die ISGECU 10 den Mikrocomputer 11, den Drehwinkelsensor 12, eine Induktionsspannungserfassungseinheit 13 und eine Startbestimmungseinheit 14 auf. Die ISGECU 10 weist ebenfalls den Statortreiber 17, den Rotortreiber 18 und eine Konstantspannungsschaltung 19 auf. Die Vielzahl der Elemente, die den ISGECU 10 bilden, sind auf einer einzelnen Verdrahtungsplatte montiert. Diese Bestandselemente sind elektrisch durch ein Verdrahtungsmuster verbunden, das auf der Verdrahtungsplatte geformt ist.
  • Der Mikrocomputer 11 wird mit Leistung durch ein Startsignal versorgt, das aus der Startbestimmungseinheit 14 eingegeben wird. Der Mikrocomputer 11 wird dadurch gestartet. Genauer gibt die Startbestimmungseinheit 14 das Startsignal in die Konstantspannungsschaltung 19 ein. Als Ergebnis geht die Konstantspannungsschaltung 19 in einen Startzustand über und erzeugt eine Spannung, die zum Antrieb des Mikrocomputers 11 erforderlich ist. Beispielsweise erzeugt die Konstantspannungsschaltung 19 eine Spannung von 5 Volt. Die erzeugte Spannung wird dann dem Mikrocomputer 11 zugeführt. Als Ergebnis wird der Mikrocomputer 11 gestartet. Der Mikrocomputer 11 weist eine Fehlfunktionserfassungseinheit 15 und eine Treibersteuerungseinheit 16 auf. Jeweilige Signale aus dem Drehwinkelsensor 12 und der Induktionsspannungserfassungseinheit 13 werden in die Fehlfunktionserfassungseinheit 15 eingegeben. Jeweilige Signale aus dem Drehwinkelsensor 12 und der Induktionsspannungserfassungseinheit 13 werden in die Treibersteuerungseinheit 16 eingegeben.
  • Die Fehlfunktionserfassungseinheit 15 diagnostiziert eine Fehlfunktion in dem Drehwinkelsensor 12 auf der Grundlage der jeweiligen Signale aus dem Drehwinkelsensor 12 und der Induktionsspannungserfassungseinheit 13. Die Fehlfunktionserfassungseinheit 15 gibt dann ein Fehlfunktionsdiagnoseergebnis in Bezug auf den Drehwinkelsensor zu der Treibersteuerungseinheit 16 aus.
  • Die Treibersteuerungseinheit 16 erzeugt ein Steuerungssignal auf der Grundlage des Fehlfunktionsdiagnoseergebnisses in Bezug auf den Drehwinkelsensor 12, das von der Fehlfunktionserfassungseinheit 15 eingegeben wird, des Ausgangs aus dem Drehwinkelsensor 12 und der Anforderungsbefehle, die von der höherrangigen ECU und dergleichen eingegeben werden. Das Steuerungssignal ist ein Impulssignal. Die Impulsbereite des Steuerungssignals wird auf der Grundlage der von dem Motor 200 erforderlichen Ausgangsleistung bestimmt.
  • Das durch die Treibersteuerungseinheit 16 erzeugte Steuerungssignal wird in den Statortreiber 17 und den Rotortreiber 18 eingegeben. Der Statortreiber 17 und der Rotortreiber 18 verstärken jeweils das eingegebene Steuerungssignal. Dann geben der Statortreiber 17 und der Rotortreiber 18 jeweils das verstärkte Steuerungssignal in den Statorwechselrichter 30 und den Rotorwechselrichter 50 als ein Antriebssignal ein. Die Treibersteuerungseinheit 16 entspricht einer Speisungssteuerungseinheit.
  • Ein Anlassermotor ist in dem Fahrzeug montiert. Wenn die Kraftmaschine 300 anfänglich durch den Anlassermotor angelassen wird, wird die Treibersteuerungseinheit durch das aus der Startbestimmungseinheit 14 eingegebene Startsignal angelassen. Zusätzlich wurde, wenn die Kraftmaschine 300 durch den Motor 200 erneut angelassen wird, ein Zündsignal in die ISGECU 10 eingegeben, und ist die ISGECU bereits in dem Startzustand.
  • <Einzelheiten der ISGECU>
  • Einzelheiten der ISGECU sind nachstehend beschrieben. In der Beschreibung wird sich auf das Starten der Treibersteuerungseinheit 16 fokussiert. Das Starten der Treibersteuerungseinheit 16 entspricht den Verhalten der ISGECU 10, wenn die Kraftmaschine 300 durch den Anlassermotor angelassen wird.
  • Der Drehwinkelsensor 12 erfasst den Drehwinkel der Welle, auf der der Rotor 201 vorgesehen ist. Das heißt, dass der Drehwinkelsensor 12 den Drehwinkel des Motors 200 erfasst. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist die Riemenscheibe an dem spitzen Ende der Welle vorgesehen. Der Riemen 310 ist an die Riemenscheibe angebracht. Ein in 1 gezeigter Permanentmagnet 208 ist an einem Endabschnitt der Welle auf der Seite fixiert, die gegenüberliegend zu dem spitzen Ende ist, an dem die Riemenscheibe vorgesehen ist.
  • Der Drehwinkelsensor 12 weist eine Vielzahl von Hall-Elementen auf, die derart angeordnet sind, dass sie dem Permanentmagneten 208 gegenüberliegen. Ein Magnetfeld, das von den Permanentmagneten 208 emittiert wird, durchdringt jedes aus der Vielzahl der Hall-Elemente. Wenn die Welle sich dreht, ändert sich aufeinanderfolgend der Winkel des Magnetfeldes, der durch jedes Hall-Element dringt. Als Ergebnis wird eine Hall-Spannung, deren Phase sich auf der Grundlage der Drehung der Welle ändert, aus jedem Hall-Element ausgegeben. Die Hall-Elemente sind derart angeordnet, dass sie in der Drehrichtung der Welle getrennt sind, so dass sich die Phasen der ausgegebenen Hall-Spannungen unterscheiden. Der Drehwinkelsensor 12 weist einen Zähler auf. Die Anzahl der Zählwerte des Zählers wird auf der Grundlage der Änderungen in der Phase der Hall-Spannung aus jedem Hall-Element inkrementiert. Die Anzahl der Zählwerte wird in die Treibersteuerungseinheit 16 und die Fehlfunktionserfassungseinheit 15 eingegeben. Die Anzahl der Zählwerte wird gelöscht, wenn die Welle eine einzelne Drehung in Bezug auf den mechanischen Winkel durchführt.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, sind die Welle und die Kurbelwelle in der Lage, mit dem Riemen 310 miteinander zu drehen. Der Riemen 310 ist an der Riemenscheibe vorgesehen, die an der Welle vorgesehen ist. Der Riemen 310 ist an der Riemenscheibe der Kurbelwelle (Kurbelwellenriemenscheibe) vorgesehen. Wenn die Durchmesser der zwei Riemenscheiben dieselben sind, sind die Drehzahl der Kurbelwelle und die Drehzahl der Welle dieselben. Daher sind die Drehzahl der Kraftmaschine 300 und die Drehzahl des Motors 200 dieselben. Jedoch unterscheiden sich die Durchmesser der Drehscheiben normalerweise. Daher ist die durch den Drehwinkelsensor 12 erfasste Drehzahl nicht gleich zu der Drehzahl der Kraftmaschine 300. Ein Verhältnis der durch den Drehwinkelsensor 12 erfassten Drehzahl und der Drehzahl der Kraftmaschine 300 ist durch ein Durchmesserverhältnis der Riemenscheiben (Riemenscheibenverhältnis) bestimmt.
  • Die Induktionsspannungserfassungseinheit 13 erfasst eine induzierte elektromagnetische Kraft (induzierte Spannung) aus dem Rotor 201, die als Ergebnis von zeitlichen Änderungen in dem Magnetfeld, das durch die Statorspule 204 hindurch dringt, erzeugt wird. Die Induktionsspannungserfassungseinheit 13 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst die jeweiligen induzierten Spannungen, die in der U-Phasen-Statorspule 205 und der V-Phasen-Statorspule 206 induziert werden. Die Induktionsspannungserfassungseinheit 13 erfasst dann eine Spannungsdifferenz (Leitungsspannung) zwischen den Statorspulen dieser zwei Phasen.
  • Die Leitungsspannung ändert sich als Ergebnis der Drehung der Welle in einer sinuswellenartigen Weise. Beispielsweise erzeugt, wenn die Rotorspule 203 acht Magnetpolpaare aufweist, die Leitungsspannung Sinuswellen, die acht Perioden ausmachen, während die Welle sich um 360 mechanische Grad dreht. Daher erzeugt, wenn die Welle sich um 45 mechanische Grad dreht, die Leitungsspannung eine Sinuswelle, die eine einzelne Periode ausmacht. Auf diese Weise sind 360 elektrische Grad äquivalent zu 45 mechanischen Grad. Die Sinuswellen-Leitungsspannung wird jeder der Fehlfunktionserfassungseinheit 15 und der Startbestimmungseinheit 14 zugeführt.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, werden ein Teil der Rotorspule 203 und der Fixierungsabschnitt, der die Rotorspule 203 an die Welle fixiert, magnetisiert. Daher wird ein Magnetfeld, obwohl schwach, von dem Rotor 201 ausgegeben, selbst wenn die Rotorspule 203 nicht gespeist wird. Der Rotor 201, der dieses schwache Magnetfeld emittiert, dreht dadurch, dass er durch die Kurbelwelle mitgedreht wird, wenn die Kraftmaschine 300 angelassen wird. Als Ergebnis treten zeitliche Änderungen in dem schwachen Magnetfeld, das durch die Statorspule 204 gelangt, schneller auf. Der Spannungspegel der induzierten Spannung, die in der Statorspule 204 erzeugt wird, steigt an. Die Induktionsspannungserfassungseinheit 13 erfasst die Änderungen in dem Spannungspegel der induzierten Spannung.
  • Die Startbestimmungseinheit 14 bestimmt auf der Grundlage eines zeitlichen Verhaltens der Leitungsspannung, die von der induzierten Spannungserfassungseinheit 13 eingegeben wird, ob die Kraftmaschine 300 angelassen worden ist und in einem angetriebenen Zustand ist oder nicht. Wenn auf der Grundlage des zeitlichen Verhaltens der Leitungsspannung bestimmt wird, dass die Kraftmaschine 300 angelassen worden ist und sich bei einer Drehgeschwindigkeit (Kraftmaschinengeschwindigkeit) dreht, die gleich wie oder größer als diejenige während des Leerlaufs ist, gibt die Startbestimmungseinheit 14 ein hochpegeliges Startsignal zu der Treibersteuerungseinheit 16 aus. Wenn im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass die Kraftmaschine 300 gestoppt ist, gibt die Startbestimmungseinheit 14 ein niedrigpegeliges Startsignal zu der Treibersteuerungseinheit 16 aus. Die Startbestimmungseinheit 14 ist ausführlich nachstehend beschrieben.
  • Die Fehlfunktionserfassungseinheit 15 vergleicht die von der Induktionsspannungserfassungseinheit 13 eingegebene Leitungsspannung mit einem gespeicherten Fehlfunktionsbestimmungsschwellenwert. Der Fehlfunktionsbestimmungsschwellenwert ist ein fester Wert. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, erzeugt, wenn die Anzahl der Magnetpolpaare der Rotorspule 203 acht ist, die Leitungsspannung acht Wellen, die acht Perioden ausmachen, während die Welle sich um 360 mechanische Grad dreht. Daher überschreitet die Leitungsspannung den Fehlfunktionsbestimmungsschwellenwert achtmal, während die Welle sich um 360 mechanische Grad dreht. Zusätzlich überscheitet die Phasendifferenz zwischen den Zeitpunkten, zu denen die Leitungsspannung den Fehlfunktionsbestimmungsschwellenwert überschreitet, 45 mechanische Grad. Anders ausgedrückt ist die Phasendifferenz zwischen den Zeitpunkten, zu denen die Leitungsspannung den Fehlfunktionsbestimmungsschwellenwert überschreitet, 360 elektrische Grad.
  • Die Fehlfunktionserfassungseinheit 15 beschafft aufeinanderfolgend die Anzahl der Zählwerte, die durch den Drehwinkelsensor 12 erfasst werden, wenn die Leitungsspannung den Fehlfunktionsbestimmungsschwellenwert überschreitet. Die Fehlfunktionserfassungseinheit 15 bestimmt dann eine Differenz zwischen den aufeinanderfolgend beschafften Anzahlen der Zählwerte. Die Fehlfunktionserfassungseinheit 15 bestimmt, ob der berechnete Differenzwert gleich 45 mechanische Grad ist. Wenn bestimmt wird, dass der Differenzwert gleich 45 mechanische Grad ist, bestimmt die Fehlfunktionserfassungseinheit 15, dass der Drehwinkelsensor 12 normal ist. Wenn im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass der Differenzwert nicht 45 mechanische Grad angibt, bestimmt die Fehlfunktionserfassungseinheit 15, dass der Drehwinkelsensor 12 anormal ist.
  • Die Fehlfunktionserfassungseinheit 15 gibt ein Diagnosesignal, das angibt, ob in dem Drehwinkelsensor 12 eine Anomalität vorhanden ist oder nicht, zu der Treibersteuerungseinheit 16 aus. Beispielsweise wird das Diagnosesignal auf ein niedrigpegeliges Signal eingestellt, wenn der Drehwinkelsensor 12 normal ist, und auf ein hochpegeliges Signal eingestellt, wenn der Drehwinkelsensor 12 anormal ist.
  • Die Treibersteuerungseinheit 16 wird gestartet, wenn das hochpegelige Startsignal von der Startbestimmungseinheit 14 eingegeben wird. Beim Starten startet die Treibersteuerungseinheit 16 gegenseitiges Senden und Empfangen von Informationen, die für eine Fahrzeugsteuerung erforderlich sind, mit einer fahrzeugeigenen ECU, wie der höherrangigen ECU. Zusätzlich bestimmt die Treibersteuerungseinheit 16, ob das aus der Fehlfunktionserfassungseinheit 15 eingegebene Diagnosesignal das hochpegelige Diagnosesignal ist oder nicht.
  • Wenn bestimmt wird, dass das Diagnosesignal das niedrigpegelige Diagnosesignal ist, erzeugt die Treibersteuerungseinheit 16 ein Steuerungssignal auf der Grundlage des Erfassungssignals aus dem Drehwinkelsensor 12, des aus der höherrangigen ECU eingegebenen Anforderungsbefehls und dergleichen. Wenn im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass das Diagnosesignal das hochpegelige Diagnosesignal ist, stoppt die Treibersteuerungseinheit 16 die Ausgabe der jeweiligen Steuerungssignale des Statortreibers 17 und des Rotortreibers 18.
  • Alternativ dazu stoppt die Treibersteuerungseinheit 16 die Ausgabe des Steuerungssignals zu dem Statortreiber 17 und setzt die Ausgabe des Steuerungssignals zu dem Rotortreiber 18 fort. Die Ausgabe des Steuerungssignals zu dem Rotortreiber 18 wird durchgeführt, wenn die Batterie 400 durch die induzierte elektromagnetische Kraft geladen wird, die in der Statorspule 204 erzeugt wird. Die in der Statorspule 4 erzeugte induzierte elektromagnetische Kraft wird der Batterie 400 über parasitären Dioden der Schaltelemente, die den Statorwechselrichter 30 konfigurieren, zugeführt.
  • Der Statortreiber 17 und der Rotortreiber 18 weisen jeweils eine Verstärkerschaltung auf. Der Statortreiber 17 und der Rotortreiber 18 verstärken jeweils das eingegebene Steuerungssignal und geben das verstärkte Steuerungssignal (Antriebssignal) zu den Gate-Elektroden der Schaltelemente von jedem Wechselrichter aus. Als Ergebnis wird der Antrieb jedes Wechselrichters gesteuert.
  • <Konfiguration der Startbestimmungseinheit>
  • Nachstehend ist die Startbestimmungseinheit 14 ausführlich unter Bezug (2) beschrieben. 2 zeigt ebenfalls die Induktionsspannungserfassungseinheit 13.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, weist die Induktionsspannungserfassungseinheit 13 einen Verstärker 80 und ein Filter 81 auf. Der Verstärker 80 weist zwei Eingangsanschlüsse und einen einzelnen Ausgangsanschluss auf. Einer der zwei Eingangsanschlüsse ist elektrisch mit der U-Phasen-Statorspule 205 durch Eingangsverdrahtung verbunden. Der andere der zwei Eingangsanschlüsse ist elektrisch mit der V-Phasen-Statorspule durch Eingangsverdrahtung verbunden. Als Ergebnis wird eine induzierte Spannung ULD, die in der U-Phasen-Statorspule 205 induziert wird, in einen der zwei Eingangsanschlüsse eingegeben. Zusätzlich wird eine induzierte Spannung VLD, die in der V-Phasen-Statorspule 206 induziert wird, in den anderen der zwei Eingangsanschlüsse eingegeben.
  • Das Filter 81 ist in den zwei Sätzen der vorstehend beschriebenen Eingangsverdrahtung vorgesehen. Das heißt, dass das Filter 81 einen ersten Widerstand 81a, der in einem der zwei Sätze der Eingangsverdrahtung vorgesehen ist, und einen zweiten Widerstand 81b aufweist, der in dem anderen vorgesehen ist. Das Filter 81 weist ebenfalls einen Kondensator 81c auf, der zwischen den zwei Sätzen der Eingangsverdrahtung geschaltet ist. Als Ergebnis konfiguriert das Filter 81 ein Tiefpassfilter.
  • Eine Eckfrequenz des Filters 81 wird auf der Grundlage einer maximalen Drehgeschwindigkeit (maximalen Kraftmaschinengeschwindigkeit) der Kraftmaschine 300 bestimmt. Genauer ist die Eckfrequenz des Filters 81 auf der Grundlage einer maximalen Drehgeschwindigkeit des Motors 200 bestimmt, die auf der maximalen Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine 300 und dem Riemenscheibenverhältnis basiert. Daher entfernt das Filter 81 eine Störung, die eine Frequenz aufweist, die höher als eine Frequenz auf der Grundlage der maximalen Drehgeschwindigkeit des Motors 200 ist. Dabei ist eine Störung, die eine Frequenz aufweist, die höher als die Frequenz entsprechend der maximalen Drehgeschwindigkeit des Motors 200 ist, einfach als hochfrequente Störung bezeichnet.
  • Als Ergebnis der vorstehend beschriebenen Verbindungskonfiguration werden die induzierte Spannung ULD der U-Phasen-Statorspule 205 und die induzierte Spannung VLD der V-Phasen-Statorspule 206 jeweils in den Verstärker 80 über das Filter 81 eingegeben. Der Verstärker 80 verstärkt die Differenz zwischen der induzierten Spannung ULD der U-Phasen-Statorspule 205 und der induzierten Spannung VLD der V-Phasen-Statorspule 208, aus der die hochfrequente Störung durch das Filter 81 entfernt worden ist. Der Verstärker 80 gibt dann die verstärkte induzierte Spannungsdifferenz zu jeweils der Startbestimmungseinheit 14 und der Fehlfunktionserfassungseinheit 15 als die Leitungsspannung aus.
  • Die Startbestimmungseinheit 14 weist einen Vergleicher 82, einen ersten Flip-Flop 83, einen zweiten Flip-Flop 84 und einen Zeitgeber 85 auf. Ein Ausgangsanschluss des Verstärkers 80 ist mit einem nicht-invertierenden Eingangsanschluss des Vergleichers 82 verbunden. Ein Referenzpotential 82a ist mit einem invertierenden Eingangsanschluss des Vergleichers 82 verbunden. Ein Ausgangsanschluss des Vergleichers 82 ist mit jeweiligen Taktanschlüssen des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 verbunden.
  • Zusätzlich ist ein Verzögerungsanschluss des ersten Flip-Flops 83 mit einer Leitungsversorgung verbunden. Ein Ausgangsanschluss des ersten Flip-Flops 83 ist mit einem Verzögerungsanschluss des zweiten Flip-Flops 84 verbunden. Ein Ausgangsanschluss des zweiten Flip-Flops 84 ist mit der Treibersteuerungseinheit 16 verbunden. Ein aus dem Ausgangsanschluss des zweiten Flip-Flops 84 ausgegebenes Signal entspricht dem Startsignal.
  • Ein Ausgangsanschluss des Zeitgebers 85 ist mit jeweiligen Rücksetzanschlüssen des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 verbunden. In 2 ist der Ausgangsanschluss des Vergleichers 82 derart gezeigt, dass er mit dem Zeitgeber 85 verbunden ist. Jedoch muss der Ausgangsanschluss des Vergleichers 82 nicht direkt mit dem Zeitgeber 85 verbunden sein. Der Vergleicher 82 und der Zeitgeber 85 sind in 2 derart gezeigt, dass sie miteinander verbunden sind, um klar anzugeben, dass der Zeitgeber 85 auf der Grundlage des Ausgangs aus dem Vergleicher 82 betrieben wird. Beispielsweise kann ebenfalls eine Konfiguration verwendet werden, bei der der Ausgangsanschluss des Vergleichers 82 indirekt mit dem Zeitgeber 85 als Ergebnis davon verbunden sind, dass jeweilige Verzögerungsanschlüsse des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 mit dem Zeitgeber 85 verbunden sind.
  • Der Vergleicher 82 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Hysteresevergleicher. Daher weist der Vergleicher 82 zwei Schwellenwerte auf. Insbesondere weist der Vergleicher 82 einen ersten Schwellenwert Vth und einen zweiten Schwellenwert Vtl auf. Der Spannungspegel des zweiten Schwellenwerts Vtl ist niedriger als derjenige des ersten Schwellenwerts Vth. Der erste Schwellenwert Vth und der zweite Schwellenwert Vtl werden auf der Grundlage der Ausgangsspannung des Referenzpotentials 82a eingestellt. Der erste Schwellenwert Vth und der zweite Schwellenwert Vtl entsprechen einem Bestimmungsschwellenwert.
  • Der Vergleicher 82 vergleicht die eingegebene Leitungsspannung und den ersten Schwellenwert Vth. Wenn bestimmt wird, dass die Leitungsspannung niedriger als der erste Schwellenwert Vth ist, gibt der Vergleicher 82 ein niedrigpegeliges Signal aus. Wenn bestimmt wird, dass die Leitungsspannung den ersten Schwellenwert Vth überschreitet, gibt der Vergleicher 82 ein hochpegeliges Signal aus. Darauffolgend gibt der Vergleicher 82 das hochpegelige Signal aus, selbst wenn die Leitungsspannung auf unterhalb des ersten Schwellenwerts Vth abfällt. Wenn jedoch die Leitungsspannung auf unterhalb des zweiten Schwellenwerts Vtl abfällt, gibt der Vergleicher 82 das niedrigpegelige Signal aus. Als Ergebnis können Variationen in dem Ausgang des Vergleichers 82, die durch Störung und dergleichen verursacht werden, unterdrückt.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, zeigt die Leitungsspannung ein sinuswellenartiges Verhalten. Daher gibt, wenn die Leistungsspannung höher als der erste Schwellenwert Vth ist, der Vergleicher 82 das hochpegelige Signal aus. Darauffolgend zeigt die Leitungsspannung ein Verhalten, bei dem die Leitungsspannung auf unterhalb des zweiten Schwellenwerts Vtl abfällt. Dabei gibt der Vergleicher 82 das niedrigpegelige Signal aus. Der Vergleicher 82 wiederholt diesen Betrieb auf der Grundlage der Änderungen in der Phase der Leitungsspannung. Als Ergebnis gibt der Vergleicher 82 aufeinanderfolgend ein Impulssignal auf der Grundlage der Änderungen der Phase der Leitungsspannung aus.
  • Das Impulssignal wird in die jeweiligen Taktanschlüsse des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 eingegeben. Ein Zeitpunkt, zu dem der Impuls in dem Impulssignal, das von dem Vergleicher 82 ausgegeben wird, sich von niedrig auf hoch ändert, entspricht einer Anstiegszeit. Ein Zeitpunkt, zu dem der Impuls sich von hoch auf niedrig ändert, entspricht einer Abfallzeit.
  • Das erste Flip-Flop 83 und das zweite Flip-Flop 84 sind beide mit positiver Flanke ausgelöste D-Flip-Flops. Daher gibt das erste Flip-Flop 83 und das zweite Flip-Flop 84 jeweils das Signal aus, das in den Verzögerungsanschluss eingegeben wird, wenn das Signal, das durch den Taktanschluss eingegeben wird, sich von niedrig auf hoch ändert. Zusätzlich wird in jedem des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 der Ausgang zwangsweise auf niedrig eingestellt, wenn ein hochpegeliges Rücksetzsignal in den Rücksetzanschluss eingegeben wird. Der Ausgang von jedem des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 in dem Rücksetzzustand ist niedrig.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist der Verzögerungsanschluss des ersten Flip-Flops 83 mit der Leistungsversorgung verbunden. Daher ist der Verzögerungsanschluss des ersten Flip-Flops 83 auf hoch fixiert. Daher ändert sich, wenn der Ausgang des Vergleichers 82 als Ergebnis davon, dass die Leitungsspannung den ersten Schwellenwert Vth überschreitet, von niedrig auf hoch ändert, der Ausgang aus dem ersten Flip-Flop 83 von niedrig auf hoch. Der hochpegelige Ausgang wird in den Verzögerungsanschluss des zweiten Flip-Flops 84 eingegeben.
  • Die vorstehend beschriebene Änderung in dem Ausgang des Vergleichers 82 von niedrig auf hoch wird gleichzeitig in die jeweiligen Taktanschlüsse des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 eingegeben. Der Ausgang des ersten Flip-Flops 83 ändert sich darauffolgend von niedrig auf hoch. Jedoch wird die Änderung in dem Ausgang verzögert. Daher bleibt der Ausgang des ersten Flip-Flops 83, wenn die Änderung in dem Ausgang des Vergleichers 82 von niedrig auf hoch in den Taktanschluss des zweiten Flip-Flops 84 eingegeben wird, niedrig. Daher verbleibt der Ausgang des zweiten Flip-Flops 84 unverändert niedrig. Auf diese Weise verbleibt der Ausgang des zweiten Flip-Flops 84 niedrig, wenn der Ausgang des Vergleichers 82 sich lediglich einmal von niedrig auf hoch ändert.
  • Wenn jedoch der Ausgang des Vergleichers 82 sich erneut von niedrig auf hoch ändert, da der Ausgang des ersten Flip-Flops 83 bereits hoch ist, ändert sich der Ausgang des zweiten Flip-Flops 84 von niedrig auf hoch. Das hochpegelige Startsignal wird in die Treibersteuerungseinheit 16 eingegeben. Als Ergebnis gelangt die Treibersteuerungseinheit 16 in den Startzustand.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird das hochpegelige Startsignal in die Treibersteuerungseinheit 16 eingegeben, wenn der Ausgang des Vergleichers 82 sich von niedrig auf hoch zweimal ändert. Dabei entfernt, wie es vorstehend beschrieben worden ist, das Filter 81 eine hochfrequente Störung, die eine Frequenz aufweist, die höher als die Frequenz auf der Grundlage der maximalen Drehzahl des Motors 200 ist. Jedoch wird eine Störung (Niedrigfrequenzstörung), die eine Frequenz aufweist, die niedriger als die Frequenz auf der Grundlage der maximalen Drehzahl des Motors 200 aufweist, nicht entfernt. Daher kann sich das Signal, das in den Taktanschluss jedes Flip-Flops eingegeben wird, sich zweimal von niedrig auf hoch als Ergebnis der Niedrigfrequenzstörung ändern. Daher kann das hochpegelige Startsignal zu der Treibersteuerungseinheit 16 ungeachtet davon ausgegeben werden, dass die Kraftmaschine 300 tatsächlich nicht angelassen wird.
  • In dieser Hinsicht ist der Zeitgeber 85 mit den jeweiligen Rücksetzanschlüssen des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 verbunden. Der Zeitgeber 85 weist einen Kondensator, eine Logikschaltung und ein Schaltelement auf. Der Ausgang des Zeitgebers 85 ändert sich auf der Grundlage einer Leistungsspeichermenge in dem Kondensator. Wenn die Leistungsspeichermenge in den Kondensator größer als ein Kapazitätsschwellenwert Cth ist, ist der Ausgang des Zeitgebers 85 niedrig. Wenn jedoch die Leistungsspeichermenge in dem Kondensator auf unterhalb des Kapazitätsschwellenwerts Cth fällt, ändert sich der Ausgang des Zeitgebers 85 auf hoch. Anders ausgedrückt ist, wenn eine Spannung von Elektroden des Kondensators, die mit der Leistungsspeichermenge in dem Kondensator korreliert ist, größer als ein Spannungsschwellenwert Vth ist, der mit dem Kondensatorschwellenwert Cth korreliert ist, der Ausgang des Zeitgebers 85 niedrig. Wenn jedoch die Elektrodenspannung des Kondensators auf unterhalb des Spannungsschwellenwerts Vth abfällt, ändert sich der Ausgang des Zeitgebers 85 auf hoch.
  • Der Ausgang des Zeitgebers 85 wird in die jeweiligen Rücksetzanschlüsse des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 eingegeben. Wenn das hochpegelige Signal in die Rücksetzanschlüsse von dem Zeitgeber 85 eingegeben wird, werden das erste Flip-Flop 83 und das zweite Flip-Flop 84 zurückgesetzt. Als Ergebnis sind die jeweiligen Ausgänge des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 niedrig.
  • Der Zeitgeber 85 weist die Logikschaltung und das Schaltelement auf. Der Ausgang aus der Logikschaltung wird in eine Steuerungselektrode des Schaltelements eingegeben. Die Logikschaltung gibt ein niedrigpegeliges Signal aus, wenn die jeweiligen Ausgänge des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 niedrig sind. Als Ergebnis gelangt das Schaltelement in einen geöffneten Zustand. In diesem Fall ist die Leistungsspeichermenge in dem Kondensator unverändert.
  • Wenn jedoch als Ergebnis davon, dass der Ausgang des Vergleichers 82 sich von niedrig auf hoch ändert, der Ausgang des ersten Flip-Flops 83 hoch wird und der Ausgang des zweiten Flip-Flops 84 niedrig wird, gibt die Logikschaltung ein hochpegeliges Signal aus. Als Ergebnis gelangt das Schaltelement in einen geschlossenen Zustand. Die Leistungsspeichermenge in dem Kondensator beginnt sich zu verringern.
  • Wenn der Ausgang des Vergleichers 82 sich erneut von niedrig auf hoch ändert, bevor die Leistungsspeichermenge in dem Kondensator auf unterhalb des Kapazitätsschwellenwerts Cth abfällt, werden die jeweiligen Ausgänge des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 hoch. In diesem Fall gibt die Logikschaltung ein niedrigpegeliges Signal aus. Als Ergebnis geht das Schaltelement auf den geöffneten Zustand über. Die Leistungsspeichermenge in dem Kondensator beginnt sich erhöhen. Zusätzlich wird ein Zurücksetzen sowohl des ersten Flip-Flops 83 als auch des zweiten Flip-Flops 84 vermieden. Weiterhin wird in diesem Fall der Ausgang des zweiten Flip-Flops 84 hoch. Als Ergebnis wird die Treibersteuerungseinheit 16 in den Startzustand versetzt.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist der Verzögerungsanschluss des ersten Flip-Flops 83 auf hoch fixiert. Daher verbleiben, selbst wenn der Ausgang des Vergleichers 82 sich von niedrig auf hoch ändert, nachdem die jeweiligen Ausgänge des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 sich auf hoch ändern, die jeweiligen Ausgänge des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 unverändert auf hoch. Als Ergebnis wird das Schaltelement in dem geöffneten Zustand fixiert. Die Leistungsspeichermenge in dem Kondensator ist fixiert. Der Ausgang des Zeitgebers 85 ist auf niedrig fixiert. Als Ergebnis sind der erste Flip-Flop 83 und der zweite Flip-Flop 84 nicht weiter vorhanden. Als Ergebnis wird das Startsignal auf hoch fixiert.
  • Eine Bestimmungsentladezeit, bis die Leistungsspeichermenge in dem Kondensator den Kapazitätsschwellenwert Cth von einem vollständig geladenen Zustand erreicht, ist auf der Grundlage einer minimalen Drehgeschwindigkeit (minimalen Kraftmaschinengeschwindigkeit) der Kraftmaschine 300 bestimmt. Genauer ist die Bestimmungsentladezeit auf der Grundlage einer minimalen Drehgeschwindigkeit des Motors 200 bestimmt, die auf der Grundlage der minimalen Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine 300 und des Riemenscheibenverhältnisses bestimmt ist. Weiter genauer ist die Bestimmungsentladezeit auf der Grundlage einer Zeitdauer bestimmt, die erforderlich ist, damit die Leitungsspannung sich um 45 mechanische Grad (360 elektrische Grad) ändert, wenn der Motor 200 sich bei der minimalen Drehgeschwindigkeit dreht.
  • Auf diese Weise ist die Bestimmungsentladezeit eine Zeitdauer, während der der Ausgang des Vergleichers 82 sich zweimal von niedrig auf hoch ändert, während die Kraftmaschine 300 autonom bei der minimalen Drehgeschwindigkeit dreht. Es muss nicht extra gesagt werden, dass unter Berücksichtigung einer Signalübertragungsverzögerung und dergleichen die Bestimmungsentladezeit ebenfalls etwas länger als die Zeitdauer sein kann, während der der Ausgang des Vergleichers 82 sich zweimal von niedrig auf hoch ändert, während die Kraftmaschine 300 autonom mit der minimalen Drehgeschwindigkeit dreht. Die Bestimmungsentladezeit entspricht einen Zeitschwellenwert.
  • Während der Bestimmungsentladezeit, wie der vorstehend Beschriebenen, ist es unwahrscheinlich, dass eine Störung, die das in den Taktanschluss von jedem Flip-Flop eingegebene Signal von niedrig auf hoch ändert, zweimal eingegeben wird. Zusätzlich werden, wie es vorstehend beschrieben worden ist, bei Verstreichen der Bestimmungsentladezeit der erste Flip-Flop 83 und der zweite Flip-Flop 84 beide zurückgesetzt. Daher wird, selbst wenn eine Störung zweimal mit einer Zeitdauer, die gleich wie oder länger als die Bestimmungsentladezeit ist, dazwischen eingegeben wird, das hochpegelige Startsignal nicht in die Treibersteuerungseinheit 16 eingegeben. Auf diese Weise ist die Startbestimmungseinheit 16 konfiguriert, gegenüber einer Störung widerstandsfähig zu sein.
  • <Signale der Startbestimmungseinheit>
  • Nachstehend sind Signale der Startbestimmungseinheit unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 zeigt, wenn die Kraftmaschine 300 durch den Anlassermotor angelassen wird.
  • Zu dem Zeitpunkt t0 erhöht sich die Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine 300 als Ergebnis des Ankurbelns. Die Welle des Motors 200 wird gedreht, indem sie durch die Drehung der Kraftmaschine 300 mitgedreht wird. Dabei befindet sich die Treibersteuerungseinheit 16 in einem Vorbereitungszustand. Daher wird die Rotorspule 203 nicht gespeist. Als Ergebnis wird das aus der Speisung resultierende Magnetfeld nicht von der Rotorspule 203 ausgegeben.
  • Jedoch wird, wie es vorstehend beschrieben worden ist, ein Magnetfeld, obwohl schwach, von dem magnetisierten Abschnitt des Rotors 203 ausgegeben. Daher ändert sich, wenn die Welle dadurch gedreht wird, dass sie durch die Kraftmaschine 300 mit gedreht wird, das schwache Magnetfeld, das durch die Statorspule 204 hindurch dringt, im Verlaufe der Zeit. Daher wird eine induzierte elektromagnetische Kraft, obwohl schwach, in der Statorspule 204 erzeugt. Daher wird ebenfalls zu dem Zeitpunkt t0 eine Leitungsspannung endlich erzeugt. Als Ergebnis ist der Ausgang aus dem Verstärker 80 ebenfalls endlich.
  • Jedoch ist der Ausgang des Verstärkers 80 niedriger als der Schwellenwert des Vergleichers 82. Daher ist der Ausgang des Vergleichers 82 niedrig. Das in die jeweiligen Taktanschlüsse des ersten Flip-Flops und des zweiten Flip-Flops eingegebene Signal ist ebenfalls niedrig. Zu dem Zeitpunkt t0 sind der erste Flip-Flop 83 und der zweite Flip-Flop 84 beide in dem zurückgesetzten Zustand. Daher sind die jeweiligen Ausgänge des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 niedrig. Die Leistungsspeichermenge in dem Kondensator, der in dem Zeitgeber 85 vorgesehen ist, ist ebenfalls in dem vollständig geladenen Zustand und ändert sich nicht. In 3 gibt Q1 den Ausgang des ersten Flip-Flops 83 an. Q2 gibt den Ausgang des zweiten Flip-Flops 84 an.
  • Mit Verstreichen der Zeit seit dem Zeitpunkt t0 steigt die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit an. Als Ergebnis wird die Drehung der Welle schneller. Die zeitlichen Änderungen in dem Magnetfeld der Rotorspule 203, das durch die Statorspule 204 hindurchdringt, treten schneller auf. Als Ergebnis erhöht sich die induzierte elektromagnetische Kraft. Der Ausgang des Verstärkers 80 erhöht sich dadurch.
  • Nach dem Zeitpunkt t0, wenn der Zeitpunkt t1 erreicht ist, überschreitet der Ausgang des Verstärkers 80 den ersten Schwellenwert Vth des Vergleichers 82. Daher ändert sich der Ausgang des Vergleichers 82 von niedrig auf hoch. Als Ergebnis ändert sich der Ausgang des ersten Flip-Flops 83 von niedrig auf hoch. Zusätzlich beginnt sich die Leistungsspeichermenge in dem in den Zeitgeber 85 vorgesehenen Kondensator zu verringern. Ein Zeitgeber in 3 gibt die zeitlichen Änderungen in der Leistungsspeichermenge in dem Kondensator an. Wenn nach dem Zeitpunkt t1 der Zeitpunkt t2 erreicht wird, fällt der Ausgang des Verstärkers 80 auf unterhalb des zweiten Schwellenwerts Vtl ab. Daher ändert sich der Ausgang des Vergleichers 82 von niedrig auf hoch.
  • Wenn nach dem Zeitpunkt t2 der Zeitpunkt t3 erreicht wird, überschreitet der Ausgang des Verstärkers 80 erneut den ersten Schwellenwert Vth. Daher ändert sich der Ausgang des Vergleichers 82 von niedrig auf hoch. Als Ergebnis ändert sich der Ausgang des zweiten Flip-Flops 84 von niedrig auf hoch. Zusätzlich stoppt die Leistungsspeichermenge in dem in den Zeitgeber 85 vorgesehenen Kondensator, sich zu verringern, und beginnt erneut anzusteigen. Auf diese Weise wird das hochpegelige Startsignal aus dem zweiten Flip-Flop 84 ausgegeben, bevor die Leistungsspeichermenge in dem Kondensator auf unterhalb des Kapazitätsschwellenwerts Cth abfällt.
  • Wie es in 4 gezeigt ist, überschreitet, wenn eine Störung in dem Kondensator 82 von dem Verstärker 80 eingegeben wird, der Ausgang des Verstärkers 80 zu dem Zeitpunkt t4 den ersten Schwellenwert Vth des Vergleichers 82. Als Ergebnis ändert sich der Ausgang des ersten Flip-Flops 83 von niedrig auf hoch. Zusätzlich beginnt sich die Leistungsspeichermenge in dem in den Zeitgeber 85 vorgesehenen Kondensator zu verringern.
  • Wenn der Zeitpunkt t5 erreicht wird, fällt der Ausgang des Verstärkers 80 auf unterhalb des zweiten Schwellenwerts Vtl ab. Daher ändert sich der Ausgang des Vergleichers 82 von hoch auf niedrig.
  • Jedoch ändert sich nach dem Zeitpunkt t5 die Leitungsspannung nicht. Somit ändert sich der Ausgang des Verstärkers 80 ebenfalls nicht. Daher ändert sich ebenfalls der Ausgang des Vergleichers 82 nicht. Das in den Taktanschluss jedes Flip-Flops eingegebene Signal ändert sich ebenfalls nicht. Als Ergebnis verringert sich weiterhin die Leistungsspeichermenge in dem Kondensator.
  • Wenn die Bestimmungsentladezeit seit dem Zeitpunkt t5 verstreicht und der Zeitpunkt t6 erreicht wird, fällt die Leistungsspeichermenge in dem in den Zeitgeber 85 vorgesehenen Kondensator auf unterhalb des Kapazitätsschwellenwerts Cth ab. Daher ändert sich der Ausgang des Zeitgebers 85 von niedrig auf hoch. Als Ergebnis werden der erste Flip-Flop 83 und der zweite Flip-Flop 84 beide zurückgesetzt. Der Ausgang des ersten Flip-Flops 83 ist erneut niedrig. Der Ausgang des zweiten Flip-Flops 84 verbleibt unverändert auf hoch. Ein Starten der Treibersteuerungseinheit 16 als Ergebnis einer Störung wird verhindert.
  • <Arbeitswirkungen>
  • Nachstehend sind Arbeitswirkungen des Motorsteuerungsgeräts 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, bestimmt die Startbestimmungseinheit 14 auf der Grundlage der zeitlichen Änderungen der Leitungsspannung in Bezug auf den Schwellenwert, ob die Treibersteuerungseinheit 16 zu starten ist oder nicht. Genauer bestimmt die Startbestimmungseinheit 16 auf der Grundlage davon, ob die durch die Induktionsspannungserfassungseinheit 13 während der Bestimmungsentladezeit die erfasste Leistungsspannung auf der Grundlage der minimalen Drehgeschwindigkeit des Motors 200 den Schwellenwert des Vergleichers 82 zweimal überscheitet, ob die Treibersteuerungseinheit 16 zu starten ist oder nicht.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist das Magnetfeld, das von dem Rotor 201, der nicht gespeist wird, ausgegeben wird, schwach. Daher ist der Spannungspegel der Leitungsspannung, die durch die Induktionsspannungserfassungseinheit 13 erfasst wird, ebenfalls niedrig. Daher wird als Ergebnis der vorstehend beschriebenen Konfiguration im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der ein Start der Treibersteuerungseinheit einfach auf der Grundlage davon bestimmt wird, ob die Leitungsspannung den Schwellenwert des Vergleichers überschreitet oder nicht, eine fehlerhafte Bestimmung in Bezug auf den Antrieb der Treibersteuerungseinheit 16 auf der Grundlage einer Störung oder dergleichen unterdrückt. Die Robustheit der Bestimmung in Bezug auf den Antrieb der Treibersteuerungseinheit 16 wird verbessert. Als Ergebnis wird eine Speisung der Rotorspule 203 als Ergebnis der fehlerhaften Bestimmung unterdrückt. Ein Anstieg im Leistungsverbrauch wird unterdrückt.
  • Das Filter 81 entfernt eine Hochfrequenzstörung, die eine Frequenz aufweist, die höher als die Frequenz auf der Grundlage der maximalen Drehgeschwindigkeit des Motors 200 ist. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird die in dem Rotor 201 vorgesehene Welle dadurch gedreht, dass sie durch die Kraftmaschine 300 mitgedreht wird. Daher wird erwartet, dass periodische Änderungen in der Leitungsspannung auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit des Motors 200 auftreten. Daher können Änderungen in der Leitungsspannung bei einer Frequenz, die höher als die Frequenz ist, die auf der maximalen Drehgeschwindigkeit des Motors 200 beruht, als einer Störung zugeordnet bestimmt werden. Änderungen in der Leitungsspannung (induzierte Spannungen), die keinen Bezug zu der Drehung des Motors 200 aufweisen, werden durch das Filter 81 entfernt. Als Ergebnis wird eine fehlerhafte Bestimmung in Bezug auf den Antrieb der Treibersteuerungseinheit 16 unterdrückt.
  • (Erstes Variationsbeispiel)
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, bei dem das erste Flip-Flop 83 und das zweite Flip-Flop 84 beide ein durch eine positive Flanke ausgelöstes Flip-Flop sind. Jedoch kann, wie es in 5 gezeigt ist, ein durch eine negative Flanke ausgelöstes Flip-Flop als jedes des ersten Flip-Flops 83 und des zweiten Flip-Flops 84 verwendet werden. In diesem Beispiel ändert sich der Ausgangspegel, wenn das in den Taktanschluss von jedem Flip-Flop eingegebene Signal sich von hoch auf niedrig ändert.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben. Motorsteuerungsgeräte gemäß den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen teilen Gemeinsamkeiten mit dem Motorsteuerungsgerät 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher sind nachfolgend Beschreibungen von gemeinsamen Abschnitten weggelassen. Es sind hauptsächlich Unterschiede beschrieben. Elemente, die identisch zu denjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind, sind nachstehend dieselben Bezugszeichen zugeordnet.
  • Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, bei dem das erste Flip-Flop 83 und das zweite Flip-Flop 84 beide ein durch eine positive Flanke ausgelöstes Flip-Flop sind. In dieser Hinsicht ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 6 gezeigt ist, die Konfiguration derart, dass das erste Flip-Flop 83 ein durch eine negative Flanke ausgelöstes Flip-Flop ist, und das zweite Flip-Flop 84 ein durch eine positive Flanke ausgelöstes Flip-Flop ist. In dieser Konfiguration kann eine Bestimmung in Bezug auf den Antrieb der Treibersteuerungseinheit 16 über eine Zeitdauer durchgeführt werden, die erhalten wird, indem die Impulsbreite von der Impulsperiode subtrahiert wird.
  • In dieser Konfiguration sind ebenfalls Bestandselemente, die äquivalent zu denjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind, vorgesehen. Daher können Arbeitswirkungen, die ähnlich zu denjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind, erzielt werden.
  • (Zweites Variationsbeispiel)
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, bei dem das erste Flip-Flop 83 das durch eine negative Flanke ausgelöste Flip-Flop ist und das zweite Flip-Flop 84 das durch die positive Flanke ausgelöste Flip-Flop ist. Jedoch kann, wie es in 8 gezeigt ist, ebenfalls eine Konfiguration verwendet werden, bei der das erste Flip-Flop 83 das durch die positive Flanke ausgelöste Flip-Flop ist und das zweite Flip-Flop 84 das durch die negative Flanke ausgelöste Flip-Flop ist.
  • (Drittes Ausführungsbeispiel)
  • Nachstehend ist ein drittes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 9 und 10 beschrieben.
  • Gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel beschrieben, bei dem die Startbestimmungseinheit 14 zwei Flip-Flops aufweisen. Jedoch ist die Anzahl der Flip-Flops nicht auf diese in diesem Beispiel begrenzt. Jede Anzahl von Flip-Flops kann verwendet werden, solange wie zwei oder mehr Flip-Flops verwendet werden.
  • Gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist, wie es in 9 gezeigt ist, ein drittes Flip-Flop, das heißt ein drittes Flip-Flop 86, zusätzlich zu dem ersten Flip-Flop 83 und dem zweiten Flip-Flop 84 vorgesehen. Eine Verbindungskonfiguration der drei Flip-Flops ist ähnlich zu der Konfiguration gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Der Ausgang, der in die Logikschaltung des Zeitgebers 85 eingegeben wird, ist der Ausgang der zwei Flip-Flops, die an den Enden der drei Flip-Flops positioniert sind, die in Reihe geschaltet sind. Das heißt, dass der Ausgang, der in die Logikschaltung des Zeitgebers 85 eingegeben wird, der Ausgang des ersten Flip-Flops 83 und des dritten Flip-Flops 86 ist.
  • Jedoch ist das erste Flip-Flop 83 das durch die positive Flanke ausgelöste Flip-Flop, ist das zweite Flip-Flop 84 das durch die negative Flanke ausgelöste Flip-Flop und ist das dritte Flip-Flop 86 das durch die positive Flanke ausgelöste Flip-Flop.
  • Als Ergebnis kann eine Bestimmung in Bezug auf den Start der Treibersteuerungseinheit 16 auf der Grundlage davon durchgeführt werden, ob der Ausgang des Vergleichers 82 sich während der Bestimmungsentladezeit aufeinanderfolgend von niedrig auf hoch, hoch auf niedrig und niedrig auf hoch geändert hat, wie es in 10 gezeigt ist. Als Ergebnis dieser Konfiguration können ebenfalls Arbeitswirkungen erzielt werden, die identisch zu denjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind.
  • (Drittes Variationsbeispiel)
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, bei dem das erste Flip-Flop 83 das durch eine positive Flanke ausgelöste Flip-Flop ist, das zweite Flip-Flop 84 das durch eine negative Flanke ausgelöste Flip-Flop ist und das dritte Flip-Flop 86 das durch eine positive Flanke ausgelöste Flip-Flop ist. Jedoch kann, wie es in 11 gezeigt ist, ebenfalls eine Konfiguration verwendet werden, bei der das erste Flip-Flop 83 das durch eine negative Flanke ausgelöste Flip-Flop ist, das zweite Flip-Flop 84 das durch eine positive Flanke ausgelöste Flip-Flop ist, und das dritte Flip-Flop 86 das durch eine negative Flanke ausgelöste Flip-Flop ist.
  • (Viertes Variationsbeispiel)
  • Gemäß einem weiteren Beispiel kann beispielsweise, wie es in 12 gezeigt ist, eine Konfiguration verwendet werden, bei der alle der drei oder mehr Flip-Flops das durch eine positive Flanke ausgelöste Flip-Flop sind. Weiterhin kann in einer ähnlichen Weise ebenfalls eine Konfiguration (die nicht gezeigt ist) verwendet werden, bei der alle der drei oder mehr Flip-Flops das durch eine negative Flanke ausgelöste Flip-Flop sind.
  • In dem Fall dieser Konfiguration wird, wie es in 13 gezeigt ist, die Bestimmung in Bezug auf den Start der Treibersteuerungseinheit 16 auf der Grundlage einer Zeitdauer zwischen einer ansteigenden Flanke eines einzelnen Impulses in dem Impulssignal, das aus dem Vergleicher 82 als ein Ergebnis einer autonomen Drehung der Kraftmaschine 300 ausgegeben wird, und einer ansteigenden Flanke eines Impulses durchgeführt, der zwei Impulse nach dem einzelnen Impuls ist. Die Bestimmung in Bezug auf den Start der Treibersteuerungseinheit 16 wird auf der Grundlage davon durchgeführt, ob ein Impuls dreimal während der Bestimmungsentladezeit ausgegeben wird oder nicht.
  • In diesem Fall wird erwartet, dass die Zeitdauer, die für die Bestimmung erforderlich ist, etwa doppelt so lang wie in den Konfigurationen gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel ist. Daher kann eine Zeitdauer, die das Doppelte der Bestimmungsentladezeit gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen ist, als die Bestimmungsentladezeit in dem gegenwertigen Variationsbeispiel eingestellt werden. Dieser Entwurf kann wie geeignet erzielt werden, indem der Kapazitätsschwellenwert Cth verringert wird, die Kapazität des in dem Zeitgeber 85 vorgesehenen Kondensators erhöht wird, und dergleichen.
  • Wie es gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und Variationsbeispielen beschrieben worden ist, kann die Bestimmung in Bezug auf den Start der Treibersteuerungseinheit 16 auf der Grundlage des Verhaltens im Verlaufe der Zeit des Impulssignals durchgeführt werden, das von dem Vergleicher 82 ausgegeben wird.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung sind vorstehend beschrieben worden. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Verschiedene Modifikationen sind möglich, ohne den Gedanken der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
  • (Fünftes Variationsbeispiel)
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, bei dem die Induktionsspannungserfassungseinheit 13 das Filter 81 aufweist. Jedoch kann, wie es beispielsweise einfach in 14 gezeigt ist, die Startbestimmungseinheit 14 das Filter 81 aufweisen. In diesem Fall kann das Filter 81 zwischen dem Verstärker 80 und dem Vergleicher 82 eingesetzt werden. Das heißt, dass das Filter 81 an dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Vergleichers 82 vorgesehen werden kann. Zusätzlich kann das Filter 81 an dem Ausgangsanschluss des Vergleichers 82 vorgesehen werden. Alles, was erforderlich ist, ist, dass das Filter 81 zumindest entweder in der Induktionsspannungserfassungseinheit 13 oder der Startbestimmungseinheit 14 vorgesehen wird.
  • (Sechstes Variationsbeispiel)
  • Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel beschrieben, bei der die Induktionsspannungserfassungseinheit 13 die Leitungsspannung ausgibt. Jedoch kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der die Induktionsspannungserfassungseinheit 13 die induzierte Spannung erfasst, die in einer der Statorspulen der drei Phasen induziert wird und die erfasst induzierte Spannung ausgibt.
  • (Andere Variationsbeispiele)
  • Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel beschrieben, bei dem der Motor 200 mit dem Riemen 310 verbunden ist, um die Kurbelwelle der Kraftmaschine 300, die in einem Fahrzeug montiert ist, anzukurbeln. Jedoch kann eine Konfiguration ebenfalls verwendet werden, bei der der Motor 200 mit der Kurbelwelle über einen Leistungsübertragungsmechanismus verbunden ist.
  • Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel beschrieben, bei dem der Rotorwechselrichter 50 eine Vollbrückenschaltung konfiguriert. Jedoch kann der Rotorwechselrichter 50 eine Halbbrückenschaltung konfigurieren.
  • Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel beschrieben, bei dem die Schaltelemente, die den Statorwechselrichter 30 und den Rotorwechselrichter 50 konfigurieren, MOSFETs sind. Jedoch sind die Schaltelemente, die den Statorwechselrichter 30 und den Rotorwechselrichter 50 konfigurieren, nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Beispielsweise können Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) verwendet werden. In diesem Fall wird eine zusätzliche Rückflussdiode antiparallel zu dem Schaltelement geschaltet.
  • Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel beschrieben, bei dem das einzelseitige Kühlsystem in den Schaltelementen verwendet wird, die den Statorwechselrichter 30 konfigurieren. Jedoch ist das System zum Kühlen der Schaltelemente, die den Statorwechselrichter 30 konfigurieren, nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Beispielsweise kann ein doppelseitiges Kühlsystem verwendet werden. Zusätzlich ist ein Kühlsystem ebenfalls möglich, bei dem ein Fluidkühlmittel verwendet wird.
  • Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Materialien, die zum Bilden des Statorwechselrichters 30 und des Rotorwechselrichters 50 verwendet werden, nicht besonders erwähnt. Jedoch kann beispielsweise Silizium als das Bildungsmaterial verwendet werden. Zusätzlich kann beispielsweise als ein anderes Bildungsmaterial Siliziumkarbid verwendet werden, das eine breitere Bandlücke als Silizium aufweist.
  • Weiterhin können sich die Bildungsmaterialien für den Rotorwechselrichter 50 und den Statorwechselrichter 30 unterscheiden. Beispielsweise kann der Rotorwechselrichter 50 aus Siliziumkarbid aufgebaut sein und kann der Statorwechselrichter 30 aus Silizium aufgebaut sein.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist eine rotierende elektrische Maschine einen Rotor und einen Stator auf. Der Rotor ist drehbar mit einer Kraftmaschine verbunden. Der Stator ist in der Umgebung des Rotors vorgesehen. Ein Steuerungsgerät weist eine Induktionsspannungserfassungseinheit, eine Speisungssteuerungseinheit und eine Startbestimmungseinheit auf. Die Induktionsspannungserfassungseinheit erfasst eine induzierte Spannung, die in einer Statorspule induziert wird, die in dem Stator vorgesehen ist. Die Speisungssteuerungseinheit steuert die Speisung einer Feldwicklung, die in dem Rotor vorgesehen ist. Die Startbestimmungseinheit bestimmt ein Starten der Speisungssteuerungseinheit auf der Grundlage einer Zeitdauer zwischen zumindest zwei Zeitpunkten unter einer Vielzahl von Anstiegszeitpunkten, zu denen die Induktionsspannung einen Bestimmungsschwellenwert überschreitet, und eine Vielzahl von Abfallzeitpunkten, zu denen die induzierte Spannung auf unterhalb des Bestimmungsschwellenwerts abfällt.

Claims (7)

  1. Steuerungsgerät für eine rotierende elektrische Maschine (200), wobei die rotierende elektrische Maschine einen Rotor (201) und einen Stator (202) aufweist, der Rotor drehbar mit einer Kraftmaschine (300) verbunden ist und der Stator in einer Umgebung des Rotors vorgesehen ist, wobei das Steuerungsgerät aufweist: eine Induktionsspannungserfassungseinheit (13), die eine induzierte Spannung erfasst, die in einer Statorspule (204 bis 207) induziert wird, die in dem Stator vorgesehen ist, eine Speisungssteuerungseinheit (16), die eine Speisung einer Feldwicklung (203) steuert, die in dem Rotor vorgesehen ist, und eine Startbestimmungseinheit (14), die einen Start der Speisungssteuerungseinheit auf der Grundlage einer Zeitdauer zwischen zumindest zwei Zeitpunkten unter einer Vielzahl von Anstiegszeitpunkten, zu denen die durch die Induktionsspannungserfassungseinheit erfasste induzierte Spannung einen Bestimmungsschwellenwert überscheitet, und einer Vielzahl von Abfallzeitpunkten, zu denen die induzierte Spannung auf unterhalb des Bestimmungsschwellenwerts abfällt, bestimmt.
  2. Steuerungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Induktionsspannungserfassungseinheit und/oder die Startbestimmungseinheit ein Filter (81) aufweist, das eine Hochfrequenzstörung entfernt, die eine Frequenz aufweist, die höher als eine Frequenz ist, die einer maximalen Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine entspricht.
  3. Steuerungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Startbestimmungseinheit ein Antriebssignal zu der Speisungssteuerungseinheit ausgibt, wenn entweder eine Zeitdauer zwischen zwei Anstiegszeitpunkten, zu denen die induzierte Spannung den Bestimmungsschwellenwert überscheitet und darauffolgend erneut den Bestimmungsschwellenwert überschreitet, oder eine Zeitdauer zwischen zwei Abfallzeitpunkten, zu denen die induzierte Spannung auf unterhalb des Bestimmungsschwellenwerts abfällt und darauffolgend erneut auf unterhalb des Bestimmungsschwellenwerts abfällt, gleich wie oder kleiner als ein Zeitschwellenwert ist, der auf einer minimalen Drehgeschwindigkeit beruht, bei der die Kraftmaschine sich autonom dreht.
  4. Steuerungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Startbestimmungseinheit ein Antriebssignal zu der Speisungssteuerungseinheit ausgibt, wenn entweder eine Zeitdauer zwischen einem Anstiegszeitpunkt und einem Abfallzeitpunkt, zu denen die induzierte Spannung den Bestimmungsschwellenwert überscheitet und darauffolgend auf unterhalb des Bestimmungsschwellenwerts abfällt, oder eine Zeitdauer zwischen einem Abfallzeitpunkt und einem Anstiegszeitpunkt, zu denen die induzierte Spannung auf unterhalb des Bestimmungsschwellenwerts abfällt und darauffolgend den Bestimmungsschwellenwert überschreitet, gleich wie oder kleiner als ein Zeitschwellenwert ist, der auf einer minimalen Drehgeschwindigkeit beruht, bei der die Kraftmaschine sich autonom dreht.
  5. Steuerungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Startbestimmungseinheit ein Antriebssignal zu der Speisungssteuerungseinheit ausgibt, wenn entweder eine Zeitdauer zwischen zwei Anstiegszeitpunkten, zu denen die induzierte Spannung den Bestimmungsschwellenwert überscheitet und nach Abfallen auf unterhalb des Bestimmungsschwellenwerts darauffolgend erneut den Bestimmungsschwellenwert überschreitet, oder eine Zeitdauer zwischen zwei Abfallzeitpunkten, zu denen die induzierte Spannung auf unterhalb des Bestimmungsschwellenwerts abfällt und darauffolgend nach Überschreiten des Bestimmungsschwellenwerts erneut auf unterhalb des Bestimmungsschwellenwerts abfällt, gleich wie oder kleiner als ein Zeitschwellenwert ist, der auf einer minimalen Drehgeschwindigkeit beruht, bei der die Kraftmaschine sich autonom dreht.
  6. Rotierende elektrische Maschine (200) mit: einem Rotor (201), der drehbar mit einer Kraftmaschine (300) verbunden ist, wobei der Rotor eine Feldwicklung (203) aufweist, einem Stator (202), der in einer Umgebung des Rotors (201) vorgesehen ist, wobei der Stator eine Statorspule (204 bis 207) aufweist, und einem Steuerungsgerät (10), wobei das Steuerungsgerät aufweist: eine Induktionsspannungserfassungseinheit (13), die eine induzierte Spannung erfasst, die in der Statorspule induziert wird, eine Speisungssteuerungseinheit (16), die eine Speisung der Feldwicklung steuert, und eine Startbestimmungseinheit (14), die einen Start der Speisungssteuerungseinheit auf der Grundlage einer Zeitdauer zwischen zumindest zwei Zeitpunkten unter einer Vielzahl von Anstiegszeitpunkten, zu denen die durch die Induktionsspannungserfassungseinheit erfasste induzierte Spannung einen Bestimmungsschwellenwert überscheitet, und einer Vielzahl von Abfallzeitpunkten, zu denen die induzierte Spannung auf unterhalb des Bestimmungsschwellenwerts abfällt, bestimmt.
  7. Steuerungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine (200), wobei die rotierende elektrische Maschine einen Rotor (201) und einen Stator (202) aufweist, der Rotor drehbar mit einer Kraftmaschine (300) verbunden ist und der Stator in einer Umgebung des Rotors vorgesehen ist, wobei das Steuerungsverfahren aufweist: Erfassen einer induzierten Spannung, die in einer Statorspule (204 bis 207) induziert wird, die in dem Stator vorgesehen ist, Steuern einer Speisung einer Feldwicklung (203), die in dem Rotor vorgesehen ist, und Bestimmen eines Startens der Speisungssteuerungseinheit auf der Grundlage einer Zeitdauer zwischen zumindest zwei Zeitpunkten unter einer Vielzahl von Anstiegszeitpunkten, zu denen die durch die Induktionsspannungserfassungseinheit erfasste induzierte Spannung einen Bestimmungsschwellenwert überscheitet, und einer Vielzahl von Abfallzeitpunkten, zu denen die induzierte Spannung auf unterhalb des Bestimmungsschwellenwerts abfällt.
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