DE102019104155A1 - Elektromotorsteuerungsvorrichtung und Fahrzeugantriebsvorrichtung - Google Patents

Elektromotorsteuerungsvorrichtung und Fahrzeugantriebsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Eine Störungszustands-Steuerungseinheit 50 ist ausgelegt, unter Verwendung von Energie zu arbeiten, die in mindestens einem von drei Bootstrapkondensatoren 41u, 41v und 41w geladen ist. Wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, steuert die Störungszustands-Steuereinheit 50 drei High-Side-Ansteuerkreise 31u, 31v und 31w, die Ein-/Aus-Zustände von drei High-Side-Schaltelementen S1 bis S3 zu steuern.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Elektromotorsteuerungsvorrichtung und eine Fahrzeugantriebsvorrichtung.
  • Hintergrund
  • Herkömmlich ist eine Elektromotorsteuerungsvorrichtung bekannt, die einen Elektromotor unter Nutzung von Leistung aus einer Gleichstromversorgung steuert. Ein Beispiel einer solchen Elektromotorsteuerungsvorrichtung ist die im der Patentschrift 1 offenbarte ausfallsichere Wechselrichtervorrichtung, mit der beispielsweise ein Hybridautomobil ausgestattet ist. Diese Vorrichtung steuert den Wechselrichter, der den Antrieb durchführt, und erzeugt Leistung unter Verwendung eines Synchronmotors, der einen Permanentmagneten in einem Feld verwendet, und enthält einen Überspannungserkennungsschaltkreis, der die Versorgungsgleichspannung des Wechselrichters überwacht und eine Überspannung erkennt, und einen Antriebsschalterkreis, der Schaltelemente in dem Wechselrichter auf Grundlage eines Überspannungsbestimmungssignals von dem Überspannungserkennungsschaltkreis schaltet, um entweder eine dreiphasige PWM-Ansteuerung oder eine dreiphasige Kurzschluss-Ansteuerung zu ermöglichen.
  • Literaturverzeichnis
  • Patentliteratur
  • Patentschrift 1: Japanische ungeprüfte Patentoffenlegung Nr. 2015-198503
  • Zusammenfassung
  • Jedoch können an der in der Patentschrift 1 offenbarten Elektromotorsteuerungsvorrichtung Verbesserungen vorgenommen werden.
  • Zum Beispiel ist bei einer Elektromotorsteuerungsvorrichtung, wie etwa der in der Patentschrift 1 offenbarten Vorrichtung, das Steuerungssystem, das die Ein-/Aus-Zustände der Schaltelemente in dem Wechselrichter steuert, ausgelegt, unter Verwendung der Steuerungsversorgung zu arbeiten (beispielsweise der von der Steuerungssystem-Stromversorgung gelieferten Leistung). Wenn demgemäß die Steuerungsversorgung dem Steuerungssystem nicht mehr geliefert wird, hört das Steuerungssystem auf zu arbeiten und kann die Ein-/Aus-Zustände der Schaltelemente nicht mehr steuern.
  • In dieser Hinsicht schafft die vorliegende Offenbarung eine Elektromotorsteuerungsvorrichtung und eine Fahrzeugantriebsvorrichtung, die eine solche Elektromotorsteuerungsvorrichtung enthält, die in der Lage sind, eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik zu schaffen.
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Elektromotorsteuerungsvorrichtung, die einen Dreiphasen-Wechselstrommotor unter Verwendung von Leistung aus einer Gleichstromversorgung steuert. Die Elektromotorsteuerungsvorrichtung enthält: einen Wechselrichter, enthaltend drei High-Side-Schaltelemente und drei Low-Side-Schaltelemente, wobei die drei High-Side-Schaltelemente jeweils verbunden sind zwischen (i) einer Spannungsversorgungsleitung, verbunden mit einer positiven Elektrode der Gleichstromversorgung, und (ii) drei Ausgangsleitungen, jeweils verbunden mit drei Anschlüssen des Elektromotors, wobei die drei Low-Side-Schaltelemente jeweils verbunden sind zwischen den drei Ausgangsleitungen und einer Masseleitung, die mit einer negativen Elektrode der Gleichstromversorgung verbunden ist; und eine Störungszustands-Steuerungseinheit, die, wenn eine Steuerungsversorgung zum Steuern der drei High-Side-Schaltelemente und der drei Low-Side-Schaltelemente unterbrochen ist, gleichzeitig die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente oder der drei Low-Side-Schaltelemente auf Grundlage der durch den Elektromotor erzeugten regenerativen Leistung steuert.
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft auch eine Fahrzeugantriebsvorrichtung. Die Fahrzeugantriebsvorrichtung enthält: die Elektromotorsteuerungsvorrichtung; und eine Getriebesteuerungseinheit, die ein Getriebe steuert, das mechanisch mit dem Elektromotor gekoppelt und elektrisch mit der Elektromotorsteuerungsvorrichtung verbunden ist. Wenn die Getriebesteuerungseinheit bestimmt, dass die Ein-Steuerung durch die in der Elektromotorsteuerungsvorrichtung enthaltene Störungszustands-Steuerungseinheit gerade ausgeführt wird, steuert die Getriebesteuerungseinheit ein Getriebeverhältnis des Getriebes so, dass eine erfasste Drehzahl des Elektromotors größer oder gleich einem ersten Drehzahlschwellwert gemacht wird. Die Ein-Steuerung ist eine Steuerung, die gleichzeitig entweder (i) die drei High-Side-Schaltelemente oder (ii) die drei Low-Side-Schaltelemente in einen Ein-Zustand versetzt.
  • Eine Elektromotorsteuerungsvorrichtung und eine Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind in der Lage, eine Verbesserung gegenüber dem obigen Stand der Technik zu schaffen. Sogar beispielsweise in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, kann die Störungszustands-Steuerungseinheit auf Grundlage der regenerativen Leistung vom Elektromotor arbeiten, um die drei High-Side-Ansteuerkreise zu steuern, die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente zu steuern.
  • Figurenliste
    • 1 stellt schematisch ein Beispiel einer Anordnung eines Elektrofahrzeugs gemäß der Ausführungsform 1 dar.
    • 2 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel einer Anordnung einer Elektromotorsteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 darstellt.
    • 3 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel einer Anordnung einer Störungszustands-Steuerungseinheit darstellt.
    • 4 ist ein Schaltbild, das Bootstrapkondensator-Ladevorgänge im normalen Modus darstellt.
    • 5 ist ein Flussdiagramm, das Vorgänge darstellt, die durch die Elektromotorsteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 im Störungsmodus durchgeführt werden.
    • 6 ist ein Schaltbild, das Bootstrapkondensator-Ladevorgänge im Störungsmodus darstellt.
    • 7 ist ein Zeitdiagramm, das Vorgänge darstellt, die durch die Elektromotorsteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 im Störungsmodus durchgeführt werden.
    • 8 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel einer Anordnung einer Elektromotorsteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 darstellt.
    • 9 ist ein Flussdiagramm, das Vorgänge darstellt, die durch die Elektromotorsteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 im Störungsmodus durchgeführt werden.
    • 10 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel einer Anordnung einer Störungszustands-Steuerungseinheit gemäß einer Abwandlung der Ausführungsform 2 darstellt.
    • 11 stellt schematisch ein Beispiel einer Anordnung einer Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 dar.
    • 12 ist eine Kurve, die die Drehzahl-/Bremsmomentkennlinie des Elektromotors während der Ein-Steuerung darstellt.
    • 13 ist ein Flussdiagramm, das Steuerungsvorgänge darstellt, die durch eine Getriebesteuerungseinheit gemäß der Ausführungsform 3 während der Ein-Steuerung durchgeführt werden.
    • 14 ist ein Diagramm, das das Drehzahl-/Fahrzeuggeschwindigkeitskennfeld des Elektromotors auf Grundlage von Ein-Steuerungs-Vorgängen gemäß der Ausführungsform 3 darstellt.
    • 15 ist ein Flussdiagramm, das Steuerungsvorgänge darstellt, die durch eine Getriebesteuerungseinheit gemäß der Ausführungsform 4 während der Ein-Steuerung durchgeführt werden.
    • 16 ist ein Diagramm, das das Drehzahl-/Fahrzeuggeschwindigkeitskennfeld des Elektromotors auf Grundlage von Ein-Steuerungs-Vorgängen gemäß der Ausführungsform 4 darstellt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Eine Elektromotorsteuerungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung steuert einen Dreiphasen-Wechselstrommotor unter Verwendung von Leistung aus einer Gleichstromversorgung. Die Elektromotorsteuerungsvorrichtung enthält: einen Wechselrichter, enthaltend drei High-Side-Schaltelemente und drei Low-Side-Schaltelemente, wobei die drei High-Side-Schaltelemente jeweils verbunden sind zwischen (i) einer Spannungsversorgungsleitung, verbunden mit einer positiven Elektrode der Gleichstromversorgung, und (ii) drei Ausgangsleitungen, jeweils verbunden mit drei Anschlüssen des Elektromotors, wobei die drei Low-Side-Schaltelemente jeweils verbunden sind zwischen den drei Ausgangsleitungen und einer Masseleitung, die mit einer negativen Elektrode der Gleichstromversorgung verbunden ist; und eine Störungszustands-Steuerungseinheit, die, wenn eine Steuerungsversorgung zum Steuern der drei High-Side-Schaltelemente und der drei Low-Side-Schaltelemente unterbrochen ist, gleichzeitig die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente oder der drei Low-Side-Schaltelemente auf Grundlage der durch den Elektromotor erzeugten regenerativen Leistung steuert.
  • Damit kann sogar in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, die Störungszustands-Steuerungseinheit auf Grundlage der regenerativen Leistung vom Elektromotor arbeiten, um die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente oder der drei Low-Side-Schaltelemente gleichzeitig zu steuern.
  • Außerdem kann die Elektromotorsteuerungsvorrichtung weiter enthalten: drei High-Side-Ansteuerkreise, ausgelegt, unter Verwendung der Steuerungsversorgung zu arbeiten und die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente zu steuern; und einen Bootstrapschaltkreis, enthaltend drei Bootstrapkondensatoren, wobei jeder der drei Bootstrapkondensatoren ausgelegt ist, Energie zum Ansteuern eines entsprechenden der drei High-Side-Schaltelemente zu speichern, und der Bootstrapschaltkreis ausgelegt ist, die drei Bootstrapkondensatoren gemäß den Ein-/Aus-Zuständen der drei High-Side-Schaltelemente zu laden. Die Störungszustands-Steuerungseinheit kann ausgelegt sein, unter Verwendung von Energie zu arbeiten, die in mindestens einem der drei Bootstrapkondensatoren auf Grundlage der regenerativen Leistung geladen ist, und wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, die drei High-Side-Ansteuerkreise zu steuern, die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente zu steuern.
  • Damit kann, da die Störungszustands-Steuerungseinheit auf Grundlage der Energie arbeitet, die in mindestens einem Bootstrapkondensator geladen ist, sogar in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, die Störungszustands-Steuerungseinheit die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente stabil steuern.
  • Außerdem kann die Elektromotorsteuerungsvorrichtung weiter drei Low-Side-Ansteuerkreise enthalten, ausgelegt, unter Verwendung der Steuerungsversorgung zu arbeiten und die Ein-/Aus-Zustände der drei Low-Side-Schaltelemente zu steuern. Die drei Low-Side-Schaltelemente und die drei Low-Side-Ansteuerkreise können so ausgelegt sein, dass die drei Low-Side-Schaltelemente in einen Aus-Zustand eintreten, wenn die den drei Low-Side-Ansteuerkreisen zugeführte Steuerungsversorgung unterbrochen wird.
  • Damit treten die drei Low-Side-Schaltelemente, wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen wird, automatisch in den Aus-Zustand ein.
  • Außerdem kann die Störungszustands-Steuerungseinheit die drei High-Side-Ansteuerkreise steuern, die drei High-Side-Schaltelemente in einen Ein-Zustand zu bringen, wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen wird.
  • Da dies den Wechselrichter in einen Dreiphasen-Kurzschlusszustand bringt (einen Zustand, in dem die drei High-Side-Schaltelemente im Ein-Zustand sind und die drei Low-Side-Schaltelemente im Aus-Zustand sind), ist es möglich, eine durch vom Elektromotor erzeugte verursachte regenerative Leistung Überspannung zu verhindern, was es ermöglicht, die Elektromotorsteuerungsvorrichtung (insbesondere den Wechselrichter) vor einem durch regenerative Leistung verursachten elektrischen Ausfall zu schützen.
  • Außerdem kann der Bootstrapschaltkreis drei mit der Stromversorgungsleitung verbundene Ladeleitungen enthalten, jeweils verbunden mit ersten Enden der drei Bootstrapkondensatoren. Die zweiten Enden der drei Bootstrapkondensatoren können jeweils mit den drei Ausgangsleitungen verbunden sein. Wenn in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, die Spannung über den Anschlüssen eines Bootstrapkondensators unter den drei Bootstrapkondensatoren, der die zum Betreiben der Störungszustands-Steuerungseinheit zu verwendende Energie speichert, unter einen ersten Spannungsschwellwert fällt, kann die Störungszustands-Steuerungseinheit die drei High-Side-Ansteuerkreise steuern, die drei High-Side-Schaltelemente in einen Aus-Zustand zu versetzen.
  • Da dies den Wechselrichter in einen Alle-Phasen-Offen-Zustand versetzt (einen Zustand, in dem sich die sechs Schaltelemente im Aus-Zustand befinden), ist es möglich, die drei Bootstrapkondensatoren unter Verwendung regenerierter Leistung aus dem Elektromotor zu laden und genug Leistung zum Betreiben der High-Side-Ansteuerkreise und der Störungszustands-Steuerungseinheit sicherzustellen.
  • Wenn außerdem in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, die Spannung über den Anschlüssen eines Bootstrapkondensators unter den drei Bootstrapkondensatoren, der die zum Betreiben der Störungszustands-Steuerungseinheit zu verwendende Energie speichert, einen zweiten Spannungsschwellwert überschreitet, der höher ist als der erste Spannungsschwellwert, kann die Störungszustands-Steuerungseinheit die drei High-Side-Ansteuerkreise steuern, die drei High-Side-Schaltelemente in den Ein-Zustand zu versetzen.
  • Da dies den Zustand des Wechselrichters von dem Alle-Phasen-Offen-Zustand in den Dreiphasen-Kurzschlusszustand ändert, ist es möglich, die Vorgänge zum Laden der Bootstrapkondensatoren über regenerierte Leistung aus dem Elektromotor zu beenden und die Vorgänge zum Verhindern einer durch regenerative Leistung aus dem Elektromotor verursachten Überspannung wieder aufzunehmen.
  • Außerdem kann die Störungszustands-Steuerungseinheit ausgelegt sein, Aus-Signale an die drei Low-Side-Ansteuerkreise zu schicken, wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen ist. Die drei Low-Side-Schaltelemente und die drei Low-Side-Ansteuerkreise können so ausgelegt sein, dass die drei Low-Side-Schaltelemente in den Aus-Zustand eintreten, wenn die Aus-Signale zu den drei Low-Side-Ansteuerkreisen geschickt werden.
  • Dies erhöht die Gewissheit, dass die drei Low-Side-Schaltelemente zu dem Zeitpunkt in den Aus-Zustand eintreten, da die Steuerungsversorgung unterbrochen wird.
  • Außerdem kann die Störungszustands-Steuerungseinheit drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise enthalten, die jeweils den drei High-Side-Ansteuerkreisen entsprechen. Jeder der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise kann ausgelegt sein, unter Verwendung von Energie zu arbeiten, die in einem entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren geladen ist, und wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen wird, einen entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise zu steuern, ein entsprechendes der drei High-Side-Schaltelemente in den Ein-Zustand zu versetzen.
  • Da damit der Wechselrichter in den Dreiphasen-Kurzschlusszustand versetzt ist, weil die den drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreisen entsprechenden High-Side-Schaltelemente in den Ein-Zustand versetzt sind, ist es möglich, eine durch vom Elektromotor erzeugte regenerative Leistung verursachte Überspannung zu verhindern, was es ermöglicht, die Elektromotorsteuerungsvorrichtung vor einem durch regenerative Leistung verursachten elektrischen Ausfall zu schützen.
  • Außerdem kann der Bootstrapschaltkreis drei mit der Stromversorgungsleitung verbundene Ladeleitungen enthalten, jeweils verbunden mit ersten Enden der drei Bootstrapkondensatoren. Die zweiten Enden der drei Bootstrapkondensatoren können jeweils mit den drei Ausgangsleitungen verbunden sein. In einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, kann jeder der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise ausgelegt sein, wenn eine Spannung über Anschlüssen eines entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren unter einen ersten Spannungsschwellwert fällt, einen entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise zu steuern, ein entsprechendes der drei High-Side-Schaltelemente in den Aus-Zustand zu versetzen.
  • Da damit der Wechselrichter in einen Alle-Phasen-Offen-Zustand versetzt ist, weil die High-Side-Schaltelemente, die den drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreisen entsprechen, in den Aus-Zustand versetzt sind, ist es möglich, die drei Bootstrapkondensatoren unter Verwendung regenerierter Leistung aus dem Elektromotor zu laden und genug Energie zum Betreiben der High-Side-Ansteuerkreise und der Störungszustands-Steuerungseinheit sicherzustellen.
  • In einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, kann außerdem jeder der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise ausgelegt sein, wenn eine Spannung über Anschlüssen eines entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren einen zweiten Spannungsschwellwert überschreitet, der höher ist als der erste Spannungsschwellwert, einen entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise zu steuern, ein entsprechendes der drei High-Side-Schaltelemente in den Ein-Zustand zu versetzen.
  • Da dies den Zustand des Wechselrichters von dem Alle-Phasen-Offen-Zustand in den Dreiphasen-Kurzschlusszustand ändert, weil die den drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreisen entsprechenden High-Side-Schaltelemente in den Ein-Zustand versetzt werden, ist es möglich, die Vorgänge zum Laden der Bootstrapkondensatoren über regenerierte Leistung aus dem Elektromotor zu beenden und die Vorgänge zum Verhindern einer durch regenerative Leistung aus dem Elektromotor verursachten Überspannung wieder aufzunehmen.
  • Außerdem kann jeder der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise ausgelegt sein, ein Aus-Signal zu einem entsprechenden der drei Low-Side-Ansteuerkreise zu schicken, wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen wird. Die drei Low-Side-Schaltelemente und die drei Low-Side-Ansteuerkreise können so ausgelegt sein, dass die drei Low-Side-Schaltelemente in den Aus-Zustand eintreten, wenn die Aus-Signale zu den drei Low-Side-Ansteuerkreisen geschickt werden.
  • Dies erhöht die Gewissheit, dass in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen wird, die drei Low-Side-Schaltelemente in den Aus-Zustand eintreten.
  • Außerdem kann jeder der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise zusammen mit einem entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise auf einem einzigen Halbleiterchip integriert sein.
  • Da jeder der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise zusammen mit einem entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise auf einem einzigen Halbleiterchip integriert ist, ist es damit möglich, den Aufbau der Störungszustands-Steuerungseinheit zu vereinfachen.
  • Außerdem kann der Bootstrapschaltkreis drei Ladewiderstände enthalten, die jeweils in den drei Ladeleitungen angeordnet sind.
  • Damit ist es leicht möglich, die Lade-/Entladekennlinien der Bootstrapkondensatoren durch ein Regulieren der Geschwindigkeit (Zeitkonstanten) des Ladens und Entladens der Bootstrapkondensatoren festzulegen.
  • Außerdem kann der Bootstrapschaltkreis drei Ladedioden enthalten, die jeweils in den drei Ladeleitungen angeordnet sind. Jede der drei Ladedioden kann ausgelegt sein, eine Vorwärtsrichtung von der Stromversorgungsleitung zum ersten Ende eines entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren aufzuweisen.
  • Dies ermöglicht es, die Richtung einzuschränken, in der Strom durch die drei Ladeleitungen fließt. Zum Beispiel ermöglicht dies, ein Entladen von in den Bootstrapkondensatoren gespeicherter Energie über die Ladeleitungen zu verhindern, wenn das Steuerungssystem der Elektromotorsteuerungsvorrichtung unter Verwendung von Steuerungsversorgung arbeitet, um die durch den Wechselrichter durchgeführten Schaltvorgänge zu steuern.
  • Eine Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält: die Elektromotorsteuerungsvorrichtung; und eine Getriebesteuerungseinheit, die ein Getriebe steuert, das mechanisch mit dem Elektromotor gekoppelt und elektrisch mit der Elektromotorsteuerungsvorrichtung verbunden ist. Wenn die Getriebesteuerungseinheit bestimmt, dass die Ein-Steuerung durch die in der Elektromotorsteuerungsvorrichtung enthaltene Störungszustands-Steuerungseinheit gerade ausgeführt wird, steuert die Getriebesteuerungseinheit ein Getriebeverhältnis des Getriebes so, dass eine erfasste Drehzahl des Elektromotors größer oder gleich einem ersten Drehzahlschwellwert gemacht wird. Die Ein-Steuerung ist eine Steuerung, die gleichzeitig entweder (i) die drei High-Side-Schaltelemente oder (ii) die drei Low-Side-Schaltelemente in einen Ein-Zustand versetzt.
  • Da die Getriebesteuerungseinheit das Getriebeverhältnis des Getriebes so steuert, dass es die Drehzahl des Elektromotors größer oder gleich einem ersten Drehzahlschwellwert macht, wenn die Getriebesteuerungseinheit bestimmt, dass eine Ein-Steuerung gerade ausgeführt wird, verringert dies damit die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Bremsmoment aufgrund der Verringerung der Drehzahl des Elektromotors erhöht, und die Wahrscheinlichkeit, dass als Folge der Verbrennungsmotor abgewürgt wird.
  • Außerdem kann die Getriebesteuerungseinheit bestimmen, ob die Ein-Steuerung gerade ausgeführt wird oder nicht, indem sie Bezug nimmt auf Steuersignale für mindestens entweder (i) die drei High-Side-Schaltelemente oder (ii) die drei Low-Side-Schaltelemente, wobei die Steuersignale von der Störungszustands-Steuerungseinheit erlangt sind.
  • Da die Getriebesteuerungseinheit auf Grundlage der Ansteuersignale für die High-Side-Schaltelemente bestimmt, ob eine Ein-Steuerung gerade ausgeführt wird oder nicht, erhöht dies damit die Gewissheit der Bestimmung, ob die Ein-Steuerung gerade ausgeführt wird oder nicht.
  • Außerdem kann die Getriebesteuerungseinheit bestimmen, dass die Ein-Steuerung gerade ausgeführt wird, wenn ein Kommunikationssignal von der Elektromotorsteuerungsvorrichtung unterbrochen ist.
  • Damit kann die Getriebesteuerungseinheit ohne die Verwendung zusätzlicher Signalleitungen bestimmen, ob die Ein-Steuerung gerade ausgeführt wird, indem sie Signale nutzt, die in Fahrzeugnetzwerken allgemein im Gebrauch sind.
  • Außerdem kann die Getriebesteuerungseinheit das Getriebeverhältnis des Getriebes steuern, um die erfasste Drehzahl des Elektromotors kleiner oder gleich einem zweiten Drehzahlschwellwert zu machen, der größer ist als der erste Drehzahlschwellwert.
  • Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass der Elektromotor überdreht, zusätzlich zum Verringern der Wahrscheinlichkeit, dass sich das Bremsmoment aufgrund der Verringerung der Drehzahl des Elektromotors erhöht, und der Wahrscheinlichkeit, dass als Folge der Verbrennungsmotor abgewürgt wird.
  • Nachstehend sind Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung genau beschrieben.
  • Jede der folgenden Ausführungsformen zeigt ein allgemeines oder spezielles Beispiel. Die in den folgenden Ausführungsformen angegebenen Zahlenwerte, Formen, Materialien, Elemente, die Anordnung und Verbindung der Elemente, Schritte, die Bearbeitungsabfolge der Schritte usw. sind bloße Beispiele und schränken daher den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht ein. Daher sind unter den Elementen in den folgenden beispielhaften Ausführungsformen diejenigen, die in keinem der unabhängigen Ansprüche angegeben sind, als wahlweise Elemente beschrieben. Auch ist anzumerken, dass die Figuren schematisch dargestellt sind und nicht unbedingt präzise Darstellungen sind. Außerdem tragen in der Zeichnung gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen.
  • Ausführungsform 1
  • 1 stellt ein Beispiel einer Anordnung eines Elektrofahrzeugs 1 gemäß der Ausführungsform 1 dar. Dieses Elektrofahrzeug 1 enthält angetriebene Räder 2, einen Elektromotor M1, eine Leistungsübertragungsvorrichtung 3, eine Gleichstromversorgung P1 und eine Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10.
  • (Elektromotor)
  • Der Elektromotor M1 ist ausgelegt, die angetriebenen Räder 2 des Elektrofahrzeugs 1 anzutreiben. Zum Beispiel kann der Elektromotor M1 als ein Permanentmagnet-Elektromotor aufgebaut sein, wie etwa ein Innenpermanentmagnet-Synchronmotor (IPMSM) oder ein Außenpermanentmagnet-Synchronmotor (SPMSM).
  • (Leistungsübertragungsvorrichtung)
  • Die Leistungsübertragungsvorrichtung 3 ist ausgelegt, Leistung zwischen dem Elektromotor M1 und den angetriebenen Rädern 2 zu übertragen. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 3 enthält beispielsweise ein Differentialgetriebe und eine Antriebswelle. Das durch den Elektromotor M1 erzeugte Drehmoment wird über die Leistungsübertragungsvorrichtung 3 auf die angetriebenen Räder 2 übertragen. Ähnlich wird das durch die angetriebenen Räder 2 erzeugte Drehmoment über die Leistungsübertragungsvorrichtung 3 auf den Elektromotor M1 übertragen. Es ist anzumerken, dass der Elektromotor M1 und die angetriebenen Räder 2 direkt gekoppelt statt über die Leistungsübertragungsvorrichtung 3 gekoppelt sein können. Anders ausgedrückt, das Elektrofahrzeug 1 braucht die Leistungsübertragungsvorrichtung 3 nicht zu enthalten.
  • (Gleichstromversorgung)
  • Die Gleichstromversorgung P1 ist ausgelegt, Energie (Antriebsenergie) zum Antreiben der angetriebenen Räder 2 zu speichern. Die Gleichstromversorgung P1 kann beispielsweise als eine Lithium-Ionenbatterie aufgebaut sein.
  • (Elektromotorsteuerungsvorrichtung)
  • 2 stellt ein Beispiel eines Aufbaus einer Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 1 dar. Die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 ist ausgelegt, einen Dreiphasen-Wechselstrommotor M1 unter Verwendung von Leistung aus einer Gleichstromversorgung P1 zu steuern. In diesem Beispiel enthält die Elektromotorsteuerungsvorrichtung: einen Wechselrichter 20, einen Glättungskondensator 21, drei High-Side-Ansteuerkreise (einen ersten High-Side-Ansteuerkreis 31u, eine zweiten High-Side-Ansteuerkreis 31v und einen dritten High-Side-Ansteuerkreis 31w), drei Low-Side-Ansteuerkreise (einen ersten Low-Side-Ansteuerkreis 32u, einen zweiten Low-Side-Ansteuerkreis 32v und einen dritten Low-Side-Ansteuerkreis 32w), eine Schaltsteuerungseinheit 33, einen Bootstrapschaltkreis 40 und eine Störungszustands-Steuerungseinheit 50. In diesem Beispiel enthält die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 weiter eine Steuerungssystem-Stromversorgung P2.
  • (Steuerungssystem-Stromversorgung)
  • Die Steuerungssystem-Stromversorgung P2 ist ausgelegt, Steuerungsversorgung zum Betreiben des Steuerungssystems (in diesem Beispiel der High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w, der Low-Side-Ansteuerkreise 32u bis 32w und der Schaltsteuerungseinheit 33) der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 zu liefern. Zum Beispiel ist die Steuerungssystem-Stromversorgung P2 als eine Bleibatterie gestaltet. Es ist anzumerken, dass die Spannung der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 auf eine niedrigere Spannung (beispielsweise 12 V) festgelegt ist als die Spannung der Gleichstromversorgung P1 (beispielsweise 48 V). Außerdem ist in diesem Beispiel die negative Elektrode der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 mit der Masseleitung LG (weiter unten beschrieben) verbunden.
  • Wenn in der folgenden Beschreibung ein ausreichendes Ausmaß an Steuerungsversorgung dem Steuerungssystem der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 zugeführt wird (in diesem Beispiel den High-Side-Ansteuerkreisen 31u bis 32w, den Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w und der Schaltsteuerungseinheit 33) und das Steuerungssystem der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 normal arbeiten kann, ist die Steuerungsversorgung als „zugeführt“ bezeichnet, und wenn die Steuerungsversorgung dem Steuerungssystem der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 im Wesentlichen nicht zugeführt wird, ist die Steuerungsversorgung als „unterbrochen“ bezeichnet. Zustände, in denen die Steuerungsversorgung „unterbrochen“ ist, umfassen beispielsweise einen Zustand, in dem die Steuerungsversorgung dem Steuerungssystem der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 aufgrund des Erschöpfens der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 überhaupt nicht zugeführt wird, und einen Zustand, in dem das Steuerungssystem der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 aufgrund unzureichender Zufuhr von Steuerungsversorgung nicht normal betrieben werden kann.
  • (Wechselrichter)
  • Der Wechselrichter 20 ist ausgelegt, von der Gleichstromversorgung P1 zugeführte Gleichstromleistung über Schaltvorgange in Dreiphasen-Wechselstromleistung umzuwandeln und die Wechselstromleistung dem Elektromotor M1 zuzuführen. Genauer enthält der Wechselrichter 20 drei High-Side-Schaltelemente (das erste High-Side-Schaltelement S1, das zweite High-Side-Schaltelement S2 und das dritte High-Side-Schaltelement S3) und drei Low-Side-Schaltelemente (das erste Low-Side-Schaltelement S4, das zweite Low-Side-Schaltelement S5 und das dritte Low-Side-Schaltelement S6).
  • Die drei High-Side-Schaltelemente S1, S2 und S3 sind jeweils verbunden zwischen (i) drei Ausgangsleitungen (einer ersten Ausgangsleitung LOu, einer zweiten Ausgangsleitung LOv und einer dritten Ausgangsleitung LOw), die jeweils mit drei Anschlüssen des Elektromotors M1 verbunden sind, und (ii) einer mit der positiven Elektrode der Gleichstromversorgung P1 verbundenen Stromversorgungsleitung LP. Die drei Low-Side-Schaltelemente S4, S5 und S6 sind jeweils verbunden zwischen den drei Ausgangsleitungen LOu, LOv und LOw und der mit der negativen Elektrode der Gleichstromversorgung P1 verbundenen Masseleitung LG. Zum Beispiel sind die Low-Side-Schaltelemente S1 bis S6 beispielsweise als Feldeffekttransistoren (FETs) oder Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) gestaltet. Die Schaltelemente S1 bis S6 können unter Verwendung von Halbleitern mit breiter Bandlücke aufgebaut sein.
  • In diesem Beispiel enthält das erste High-Side-Schaltelement S1 einen Steueranschluss, an den ein vom ersten High-Side-Ansteuerkreis 31u geschicktes Ansteuersignal angelegt wird. Wenn ein Ansteuersignal, dessen Signalpegel ein High-Pegel ist, an den Steueranschluss des ersten High-Side-Schaltelements S1 angelegt wird, tritt das erste High-Side-Schaltelement S1 in einen Ein-Zustand ein, und wenn ein Ansteuersignal, dessen Signalpegel ein Low-Pegel ist, an den Steueranschluss des ersten High-Side-Schaltelements S1 angelegt wird, tritt das erste High-Side-Schaltelement S1 in einen Aus-Zustand ein. Zum Beispiel ist das erste High-Side-Schaltelement S1 als ein n-Typ-Transistor aufgebaut. Es ist anzumerken, dass das zweite und das dritte High-Side-Schaltelement S2 und S3 und das erste, das zweite und das dritte Low-Side-Schaltelement S4, S5 und S6 ebenso wie das erste High-Side-Schaltelement S1 aufgebaut sind.
  • Außerdem sind in diesem Beispiel erste bis sechste Freilaufdioden D1 bis D6 jeweils parallel zu jedem aus den ersten bis sechsten Schaltelementen S1 bis S6 verbunden. Diese Freilaufdioden D1 bis D6 können Bodydioden sein, die parasitär zu den Schaltelementen S1 bis S6 sind, und können Diodenbauteile sein, gestaltet als von den Schaltelementen S1 bis S6 getrennte Elemente.
  • (Glättungskondensator)
  • Ein Glättungskondensator 21 ist zwischen der Stromversorgungsleitung LP und der Masseleitung LG angeschlossen und ausgelegt, die an die Stromversorgungsleitung LP angelegte Spannung (Versorgungsspannung) zu glätten. Genauer ist der Glättungskondensator 21 ausgelegt, beispielsweise Welligkeit auf der Versorgungsspannung zu verringern, Welligkeitsstrom aufzunehmen und Überspannungen zu dämpfen. Zum Beispiel ist der Glättungskondensator 21 als ein Elektrolytkondensator oder Folienkondensator gestaltet.
  • (High-Side-Ansteuerkreise)
  • Die drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w entsprechen jeweils den drei High-Side-Schaltelementen S1 bis S3. Die drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w sind ausgelegt, unter Verwendung von Steuerungsversorgung (in diesem Beispiel aus der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 zugeführter Versorgung) zu arbeiten, und ausgelegt, jeweils die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 zu steuern.
  • In diesem Beispiel enthält der erste High-Side-Ansteuerkreis 31u einen Stromversorgungsanschluss der positiven Seite, einen Stromversorgungsanschluss der negativen Seite, einen Normalzustands-Steueranschluss und einen Störungszustands-Steueranschluss. Der Stromversorgungsanschluss der positiven Seite des ersten High-Side-Ansteuerkreises 31u ist mit einem Anschluss (in diesem Beispiel der positiven Elektrode der Steuerungssystem-Stromversorgung P2) verbunden, dem die Steuerungsversorgung über die erste Bootstrapdiode 42u (weiter unten beschrieben) zugeführt wird, und der Stromversorgungsanschluss der negativen Seite des ersten High-Side-Ansteuerkreises 31u ist mit der ersten Ausgangsleitung LOu verbunden. Ein von der Schaltsteuerungseinheit 33 geschicktes Steuersignal wird an den Normalzustands-Steueranschluss des ersten High-Side-Ansteuerkreises 31u angelegt, und ein von der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 geschicktes Steuersignal wird an den Störungszustands-Steueranschluss des ersten High-Side-Ansteuerkreises 31u angelegt.
  • Wenn in diesem Beispiel die Steuerungsversorgung dem ersten High-Side-Ansteuerkreis 31u zugeführt wird (d.h. wenn die Steuerungsversorgung zugeführt wird), schickt der erste High-Side-Ansteuerkreis 31u ein Ansteuersignal zum ersten High-Side-Schaltelement S1 gemäß dem Signalpegel eines von der Schaltsteuerungseinheit 33 zum Normalzustands-Steueranschluss geschickten Steuersignals zu, und wenn die Steuerungsversorgung dem ersten High-Side-Ansteuerkreis 31u nicht zugeführt wird (d.h. in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist), schickt der erste High-Side-Ansteuerkreis 31u ein Ansteuersignal zum ersten High-Side-Schaltelement S1 gemäß dem Signalpegel eines von der Schaltsteuerungseinheit 50 dem Störungszustands-Steueranschluss geschickten Steuersignals. Genauer, wenn der Signalpegel eines an den Normalzustands-Steueranschluss (oder Störungszustands-Steueranschluss) des ersten High-Side-Ansteuerkreises 31u angelegten Steuersignals ein High-Pegel ist, führt der erste High-Side-Ansteuerkreis 31u dem ersten High-Side-Schaltelement S1 die am Stromversorgungsanschluss der positiven Seite des ersten High-Side-Ansteuerkreises 31u anliegende Spannung (Spannung des High-Pegels) zu. Dies macht den Signalpegel des vom ersten High-Side-Ansteuerkreis 31u zum ersten High-Side-Schaltelement S1 geschickten Ansteuersignals zu einem High-Pegel. Wenn der Signalpegel eines an den Normalzustands-Steueranschluss (oder Störungszustands-Steueranschluss) des ersten High-Side-Ansteuerkreises 31u angelegten Steuersignals ein Low-Pegel ist, führt der erste High-Side-Ansteuerkreis 31u dem ersten High-Side-Schaltelement S1 die am Stromversorgungsanschluss der negativen Seite des ersten High-Side-Ansteuerkreises 31u anliegende Spannung (Spannung des Low-Pegels) zu. Dies macht den Signalpegel des vom ersten High-Side-Ansteuerkreis 31u zum ersten High-Side-Schaltelement S1 geschickten Ansteuersignals zu einem Low-Pegel.
  • Zum Beispiel enthält der erste High-Side-Ansteuerkreis 31u einen logischen Schaltkreis, der wahlweise ein zum Normalzustands-Steueranschluss zu schickendes Steuersignal und ein zum Störungszustands-Steueranschluss zu schickendes Steuersignal ausgibt (beispielsweise eine ODER-Schaltung, die eine logische Summe zweier Steuersignale ausgibt) und zwei Schaltelemente (beispielsweise Transistoren), die in Reihe zwischen dem Stromversorgungsanschluss der positiven Seite und dem Stromversorgungsanschluss der negativen Seite verbunden sind und komplementär ein- und ausgeschaltet werden, abhängig vom Ausgang des logischen Schaltkreises. Es ist anzumerken, dass der zweite und der dritte High-Side-Ansteuerkreis 31v und 31w ebenso aufgebaut sind wie der erste High-Side-Ansteuerkreis 31u.
  • (Low- Side -Ansteuerkreise)
  • Die drei Low-Side-Ansteuerkreise 32u bis 32w entsprechen jeweils den drei Low-Side-Schaltelementen S4 bis S6. Die drei Low-Side-Ansteuerkreise 32u bis 32w sind ausgelegt, unter Verwendung von Steuerungsversorgung (in diesem Beispiel aus der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 zugeführter Versorgung) zu arbeiten, und ausgelegt, jeweils die Ein-/Aus-Zustände der drei Low-Side-Schaltelemente S4 bis S6 zu steuern.
  • In diesem Beispiel sind die drei Low-Side-Schaltelemente S4 bis S6 und die drei Low-Side-Ansteuerkreise 32u bis 32w so ausgelegt, dass die jeweiligen drei Low-Side-Schaltelemente S4 bis S6 in einen Aus-Zustand eintreten, wenn die den jeweiligen drei Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w zugeführte Steuerungsversorgung unterbrochen ist. Wenn beispielsweise die dem ersten Low-Side-Ansteuerkreis 32u zugeführte Steuerungsversorgung unterbrochen ist, tritt das erste Low-Side-Schaltelement S4 in den Aus-Zustand ein.
  • In diesem Beispiel sind die drei Low-Side-Schaltelemente S4 bis S6 und die drei Low-Side-Ansteuerkreise 32u bis 32w so ausgelegt, dass die jeweiligen drei Low-Side-Schaltelemente S4 bis S6 in einen Aus-Zustand eintreten, wenn ein Aus-Signal (weiter unten beschrieben) von der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 zu den jeweiligen drei Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w geschickt wird. Wenn beispielsweise ein Aus-Signal zum ersten Low-Side-Ansteuerkreis 32u geschickt wird, tritt das erste Low-Side-Schaltelement S4 in den Aus-Zustand ein.
  • In diesem Beispiel enthält der erste Low-Side-Ansteuerkreis 32u einen Stromversorgungsanschluss der positiven Seite, einen Stromversorgungsanschluss der negativen Seite, einen Normalzustands-Steueranschluss und einen Aus-Steueranschluss. Der Stromversorgungsanschluss der positiven Seite des ersten Low-Side-Ansteuerkreises 32u ist mit einem Anschluss verbunden, dem die Steuerungsversorgung zugeführt wird (in diesem Beispiel der positiven Elektrode der Steuerungssystem-Stromversorgung P2), und der Stromversorgungsanschluss der negativen Seite des ersten Low-Side-Ansteuerkreises 32u ist mit der Masseleitung LG verbunden. Ein von der Schaltsteuerungseinheit 33 geschicktes Steuersignal wird an den Normalzustands-Steueranschluss des ersten Low-Side-Ansteuerkreises 32u angelegt, und ein von der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 geschicktes Aus-Signal wird an den Aus-Steueranschluss des ersten Low-Side-Ansteuerkreises 32u angelegt.
  • Wenn in diesem Beispiel kein Aus-Signal von der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 geschickt wird, (wenn in diesem Beispiel der Signalpegel des Aus-Signals ein Low-Pegel ist) und die Steuerungsversorgung dem ersten Low-Side-Ansteuerkreis 32u zugeführt wird (d.h. wenn die Steuerungsversorgung zugeführt wird), schickt der erste Low-Side-Ansteuerkreis zum ersten Low-Side-Schaltelement S4 ein Ansteuersignal gemäß dem Signalpegel des von der Schaltsteuerungseinheit 33 zum Normalzustands-Steueranschluss geschickten Steuersignals. Genauer, wenn der Signalpegel eines an den Normalzustands-Steueranschluss des ersten Low-Side-Ansteuerkreises 32u angelegten Steuersignals ein High-Pegel ist, führt der erste Low-Side-Ansteuerkreis 32u dem ersten Low-Side-Schaltelement S4 die am Stromversorgungsanschluss der positiven Seite des ersten Low-Side-Ansteuerkreises 32u anliegende Spannung (Spannung des High-Pegels) zu. Dies macht den Signalpegel des vom ersten Low-Side-Ansteuerkreis 32u zum ersten Low-Side-Schaltelement S4 geschickten Ansteuersignals zu einem High-Pegel. Wenn der Signalpegel eines an den Normalzustands-Steueranschluss des ersten Low-Side-Ansteuerkreises 32u angelegten Steuersignals ein Low-Pegel ist, führt der erste Low-Side-Ansteuerkreis 32u dem ersten Low-Side-Schaltelement S4 die am Stromversorgungsanschluss der negativen Seite des ersten Low-Side-Ansteuerkreises 32u anliegende Spannung (Spannung des Low-Pegels) zu. Dies macht den Signalpegel des vom ersten Low-Side-Ansteuerkreis 32u zum ersten Low-Side-Schaltelement S4 geschickten Ansteuersignals zu einem Low-Pegel.
  • Außerdem führt in diesem Beispiel, wenn ein Aus-Signal von der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 geschickt wird (wenn in diesem Beispiel der Signalpegel des Aus-Signals ein High-Pegel ist), oder wenn die Steuerungsversorgung dem ersten Low-Side-Ansteuerkreis 32u nicht zugeführt wird (d.h. in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist), der erste Low-Side-Ansteuerkreis 32u dem ersten Low-Side-Schaltelement S4 die an den Stromversorgungsanschluss der negativen Seite des ersten Low-Side-Ansteuerkreises 32u angelegte Spannung (Spannung des Low-Pegels) zu. Dies macht den Signalpegel des vom ersten Low-Side-Ansteuerkreis 32u zum ersten Low-Side-Schaltelement S4 geschickten Ansteuersignals zu einem Low-Pegel und versetzt das erste Low-Side-Schaltelement S4 in einen Aus-Zustand.
  • Zum Beispiel enthält der erste Low-Side-Ansteuerkreis 32u einen logischen Operationsschaltkreis (beispielsweise eine Kombination logischer Schaltkreise, umfassend einen ODER-Schaltkreis und einen UND-Schaltkreis), und zwei Schaltelemente (beispielsweise Transistoren), die zwischen dem Stromversorgungsanschluss der positiven Seite und dem Stromversorgungsanschluss der negativen Seite in Reihe verbunden sind und abhängig vom Ausgang des logischen Operationsschaltkreises komplementär ein- und ausgeschaltet werden. Der logische Operationsschaltkreis empfängt Eingaben des zum Normalzustands-Steueranschluss geschickten Steuersignals und des zum Aus-Steueranschluss geschickten Aus-Signals. Wenn der Signalpegel des Aus-Signals ein Low-Pegel ist, gibt der logische Operationsschaltkreis das zum Normalzustands-Steueranschluss geschickte Steuersignal aus, und wenn der Signalpegel des Aus-Signals ein High-Pegel ist, gibt der logische Operationsschaltkreis, ungeachtet des Signalpegels des Steuersignals, ein Low-Pegel-Signal aus. Es ist anzumerken, dass der zweite und der dritte Low-Side-Ansteuerkreis 32v und 32w ebenso gestaltet sind wie der erste Low-Side-Ansteuerkreis 32u.
  • Es ist anzumerken, dass, da jedes aus den drei Low-Side-Schaltelementen S4 bis S6 ausgelegt ist, in den Aus-Zustand einzutreten, wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen wird, jedes automatisch in den Aus-Zustand eintritt, wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen wird. Da jedoch die Steuerungsversorgung bis unmittelbar vor ihrer Unterbrechung zugeführt wird, kann sich genau in dem Augenblick, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen wird, ein beliebiges der drei Low-Side-Schaltelemente S4 bis S6 im Ein-Zustand befinden. Angesichts dessen werden in der Ausführungsform 1 Aus-Signale von der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 zu den drei Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w geschickt. Dies verbessert die Wahrscheinlichkeit, dass die drei Low-Side-Schaltelemente S4 bis S6 zu dem Zeitpunkt in den Aus-Zustand versetzt werden, da die Steuerungsversorgung unterbrochen wird.
  • (Schaltsteuerungseinheit)
  • Die Schaltsteuerungseinheit 33 ist ausgelegt, unter Verwendung der Steuerungsversorgung (in diesem Beispiel aus der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 zugeführter Versorgung) zu arbeiten. Die Schaltsteuerungseinheit 33 ist auch ausgelegt, die High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w und die Low-Side-Ansteuerkreise 32u bis 32w zu steuern, die Schaltvorgänge der Schaltelemente S1 bis S6 im Wechselrichter 20 auf Grundlage von Informationen zu steuern, die durch verschiedene Sensoren erfasst sind, wie etwa einen Stromsensor (in der Zeichnung nicht dargestellt), der den durch den Elektromotor M1 fließenden Strom erfasst, und/oder einen Magnetpolstellungssensor (in der Zeichnung nicht dargestellt), der die Stellung des Magnetpols des Elektromotors M1 erfasst, oder auf Grundlage von Einschalt-Steuerungsbefehlen, die beispielsweise von einer externen Quelle eingegeben werden. Zum Beispiel steuert die Schaltsteuerungseinheit 33 die Schaltvorgänge des Wechselrichters 20, um zu bewirken, dass das Drehmoment des Elektromotors M1 mit einem Solldrehmoment übereinstimmt (beispielsweise einem Drehmomentbetrag, der von einem Eingabebetrag des Gaspedals des Elektrofahrzeugs 1 abhängt), das in einem Solldrehmomentbefehl angegeben ist.
  • In diesem Beispiel schickt die Schaltsteuerungseinheit 33 zu den Normalzustands-Steueranschlüssen jedes der drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w und der drei Low-Side-Ansteuerkreise 32u bis 32w ein Steuersignal, um die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 und der drei Low-Side-Schaltelemente S4 bis S6 zu steuern. Genauer, um das erste High-Side-Schaltelement S1 in den Ein-Zustand zu versetzen, macht die Schaltsteuerungseinheit 33 den Signalpegel des zum ersten High-Side-Ansteuerkreis 31u zu schickenden Steuersignals zu einem High-Pegel, und um das erste High-Side-Schaltelement S1 in den Aus-Zustand zu versetzen, macht die Schaltsteuerungseinheit 33 den Signalpegel des zum ersten High-Side-Ansteuerkreis 31u zu schickenden Steuersignals zu einem Low-Pegel. Es ist anzumerken, dass die Steuerung des zweiten und des dritten High-Side-Ansteuerkreises 31v und 31w und des ersten, des zweiten und des dritten Low-Side-Ansteuerkreises 32u, 32v und 32w durch die Schaltsteuerungseinheit 33 dieselbe ist wie die Steuerung des ersten High-Side-Ansteuerkreises 31u durch die Schaltsteuerungseinheit 33.
  • Außerdem ist in diesem Beispiel, wenn die Steuerungsversorgung der Schaltsteuerungseinheit 33 nicht zugeführt wird (d.h. in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist), die Schaltsteuerungseinheit 33 ausgelegt, den Signalpegel des von der Schaltsteuerungseinheit 33 zu den drei High-Side-Ansteuerkreisen 31u bis 31w und den drei Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w zu schickenden Steuersignals zu einem Low-Pegel zu machen.
  • Zum Beispiel enthält die Schaltsteuerungseinheit 33 eine Computereinheit, wie etwa eine CPU, eine Speichereinheit, wie etwa einen Speicher, die beispielsweise ein Programm und Informationen speichert, um die Computereinheit zu veranlassen zu arbeiten, und einen ein Steuersignal erzeugenden Schaltkreis, der ein Steuersignal (beispielsweise ein PWM-Signal) zu den High-Side-Ansteuerkreisen 31u bis 31w und den Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w schickt.
  • (Bootstrapschaltkreis)
  • Der Bootstrapschaltkreis 40 enthält drei Bootstrapkondensatoren (einen ersten Bootstrapkondensator 41u, einen zweiten Bootstrapkondensator 41v und einen dritten Bootstrapkondensator 41w). Die drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w sind ausgelegt, jeweils Energie zum Ansteuern der drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 zu speichern. Der Bootstrapschaltkreis 40 ist ausgelegt, die drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w gemäß den Ein-/Aus-Zuständen der drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 zu laden.
  • Wenn in diesem Beispiel die Steuerungsversorgung (in diesem Beispiel die aus der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 gelieferte Versorgung) zugeführt wird, ist der Bootstrapschaltkreis 40 ausgelegt, die drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w unter Verwendung der Steuerungsversorgung zu laden. Genauer enthält in diesem Beispiel der Bootstrapschaltkreis 40 zusätzlich zu den drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w drei Bootstrapdioden (eine erste Bootstrapdiode 42u. eine zweite Bootstrapdiode 42v und eine dritte Bootstrapdiode 42w). Die drei Bootstrapdioden 42u, 42v und 42w sind jeweils mit ersten Enden der drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w und dem Anschluss verbunden, dem die Steuerungsversorgung zugeführt wird (in diesem Beispiel der positiven Elektrode der Steuerungssystem-Stromversorgung P2). Außerdem ist jede der drei Bootstrapdioden 42u, 42v und 42w so angeordnet, dass die Vorwärtsrichtung der Bootstrapdiode die Richtung von dem Anschluss, dem die Steuerungsversorgung zugeführt wird (in diesem Beispiel der positiven Elektrode der Steuerungssystem-Stromversorgung P2), zu dem ersten Ende des entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w ist.
  • In diesem Beispiel ist der Bootstrapschaltkreis 40 in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, ausgelegt, die Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w unter Verwendung regenerierter Leistung aus dem Elektromotor M1 zu laden. Genauer enthält in diesem Beispiel der Bootstrapschaltkreis 40 drei Ladeleitungen (eine erste Ladeleitung 45u, eine zweite Ladeleitung 45v und eine dritte Ladeleitung 45w). Die drei Ladeleitungen 45u, 45v und 45w sind jeweils zwischen ersten Enden der drei Bootstrapkondensatoren 41u, 41v und 41w (genauer den jeweiligen Verbindungspunkten zwischen dem Bootstrapkondensatoren 41u, 41v und 41w und den drei Bootstrapdioden 42u, 42v und 42w) und der Stromversorgungsleitung LP verbunden. Es ist anzumerken, dass die zweiten Enden der drei Bootstrapkondensatoren 41u, 41v und 41w jeweils mit den drei Ausgangsleitungen LOu, LOv und LOw verbunden sind.
  • In diesem Beispiel enthält der Bootstrapschaltkreis 40 weiter drei Ladewiderstände (einen ersten Ladewiderstand 46u, eine zweiten Ladewiderstand 46v und einen dritten Ladewiderstand 46w) und drei Ladedioden (eine erste Ladediode 47u, eine zweite Ladediode 47v und eine dritte Ladediode 47w). Die drei Ladewiderstände 46u, 46v und 46w sind jeweils in den drei Ladeleitungen 45u, 45v und 45w vorgesehen. Die drei Ladedioden 47u, 47v und 47w sind jeweils in den drei Ladeleitungen 45u, 45v und 45w vorgesehen. Außerdem ist jede der drei Ladedioden 47u bis 47w so angeordnet, dass die Vorwärtsrichtung der Ladediode die Richtung von der Stromversorgungsleitung LP zum ersten Ende des entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w ist.
  • (Störungszustands-Steuerungseinheit)
  • Die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 ist ausgelegt, unter Verwendung von Energie zu arbeiten, die in mindestens einem der drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w geladen ist (in diesem Beispiel im ersten Bootstrapkondensator 41u). Wenn die Steuerungsversorgung (in diesem Beispiel die aus der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 zugeführte Versorgung) unterbrochen ist, ist die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 ausgelegt, die drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w zu steuern, die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 zu steuern.
  • Wenn in diesem Beispiel die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, steuert die Störungszustandssteuerung 50 die drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w so, dass die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Ein-Zustand versetzt werden.
  • Außerdem ist in diesem Beispiel die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 ausgelegt, die Spannung VBC über den Anschlüssen des einen aus den drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w zu überwachen, der zum Betreiben der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 verwendete Energie speichert (in diesem Beispiel des ersten Bootstrapkondensators 41u).
  • Wenn in diesem Beispiel in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, die Spannung VBC über den Anschlüssen des einen aus den drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w, der zum Betreiben der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 verwendete Energie speichert (in diesem Beispiel des ersten Bootstrapkondensators 41u), unter einen vorgegebenen ersten Spannungsschwellwert Vthl fällt, steuert die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 die drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w, die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Aus-Zustand zu versetzen. Der erste Spannungsschwellwert Vthl ist beispielsweise auf eine höhere Spannung als die Spannung VBC über den Anschlüssen eines Bootstrapkondensators (in diesem Beispiel des ersten Bootstrapkondensators 41u) zu dem Zeitpunkt festgelegt, zu dem anzunehmen ist, dass die zum Betreiben eines High-Side-Ansteuerkreises (in diesem Beispiel des ersten High-Side-Ansteuerkreises 31u) und der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 erforderliche Mindestenergie in dem Bootstrapkondensator gespeichert ist.
  • Außerdem, wenn in diesem Beispiel in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, die Spannung VBC über den Anschlüssen des einen aus den drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w, der zum Betreiben der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 verwendete Energie speichert (in diesem Beispiel des ersten Bootstrapkondensators 41u), einen vorgegebenen zweiten Spannungsschwellwert Vth2 (der höher ist als der erste Spannungsschwellwert Vthl) überschreitet, steuert die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 die drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w, die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Ein-Zustand zu versetzen. Der zweite Spannungsschwellwert Vth2 ist beispielsweise auf eine niedrigere Spannung als die Spannung VBC über den Anschlüssen eines Bootstrapkondensators (in diesem Beispiel des ersten Bootstrapkondensators 41u) zu dem Zeitpunkt festgelegt, zu dem angenommen werden kann, dass die Versorgungsleitung, die die Gleichstromversorgung P1 und den Wechselrichter 20 verbindet (die Stromversorgungsleitung LP und die Masseleitung LG), eine Überspannung erleidet (beispielsweise als die Durchschlagspannung der Schaltelemente S1 bis S6 erreichend betrachtet werden kann).
  • Wenn in diesem Beispiel die Steuerungsversorgung unterbrochen wird, ist die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 ausgelegt, Aus-Signale zu den drei Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w zu schicken.
  • Außerdem ist, wenn in diesem Beispiel die Steuerungsversorgung zugeführt wird (d.h., wenn die Steuerungsversorgung dem Steuerungssystem der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 zugeführt wird und das Steuerungssystem der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 normal arbeiten kann), die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 ausgelegt, das Steuern der drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w zu unterlassen und das Schicken der Aus-Signale zu den drei Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w zu unterlassen.
  • (Gestaltung der Störungszustands-Steuerungseinheit)
  • Wie in 3 dargestellt, enthält in diesem Beispiel die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 einen Zustandserkennungsschaltkreis 51 und einen Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52. Der Zustandserkennungsschaltkreis 51 und der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 sind ausgelegt, unter Verwendung von Energie zu arbeiten, die in mindestens einem der drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w geladen ist (in diesem Beispiel im ersten Bootstrapkondensator 41u).
  • (Zustandserkennungsschaltkreis)
  • Der Zustandserkennungsschaltkreis 51 ist ausgelegt, die Steuerungsversorgung (in diesem Beispiel die aus der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 zugeführte Versorgung) zu überwachen und zu erkennen, ob die Steuerungsversorgung entweder zugeführt wird oder unterbrochen ist.
  • In diesem Beispiel ist der Zustandserkennungsschaltkreis 51 ausgelegt, die Steuerspannung VC, die sich gemäß der Steuerungsversorgung ändert (in diesem Beispiel ist die Steuerspannung VC die aus der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 gelieferte Spannung) mit einer vorgegebenen Referenzspannung Vref zu vergleichen und ein Erkennungssignal S51 auszugeben. Genauer, wenn die Steuerspannung VC unter der Referenzspannung Vref liegt, macht der Zustandserkennungsschaltkreis 51 den Signalpegel des Erkennungssignals S51 zu einem High-Pegel, und wenn die Steuerspannung VC nicht unter der Referenzspannung Vref liegt, macht der Zustandserkennungsschaltkreis 51 den Signalpegel des Erkennungssignals S51 zu einem Low-Pegel. Es ist anzumerken, dass die Referenzspannung Vref beispielsweise auf eine höhere Spannung als die Steuerspannung VC zu einem Zeitpunkt festgelegt ist, da anzunehmen ist, dass eine zum Betreiben des Steuerungssystems der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 erforderliche Menge an Steuerungsversorgung dem Steuerungssystem der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 zugeführt wird (d.h. zu einem Zeitpunkt, zu dem die Mindest-Steuerungsversorgung als zugeführt betrachtet werden kann).
  • In diesem Beispiel ist der Zustandserkennungsschaltkreis 51 als ein Komparator aufgebaut. Dieser Komparator enthält einen Stromversorgungsanschluss der positiven Seite, verbunden mit einem ersten Ende des Bootstrapkondensators 41u, einen Stromversorgungsanschluss der negativen Seite, an den die Massespannung GND angelegt ist, einen ersten Eingangsanschluss, an den die Steuerspannung VC angelegt ist, einen zweiten Eingangsanschluss, an den die Referenzspannung Vref angelegt ist, und einen mit dem Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 verbundenen Ausgangsanschluss. Mit anderen Worten, in diesem Beispiel ist der Zustandserkennungsschaltkreis 51 als Hardware aufgebaut.
  • (Störungszustands-Steuerungsschaltkreis)
  • Der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 ist ausgelegt, ein Steuersignal zu den Störungszustandssteuerungsanschlüssen jedes der drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w zu schicken, um die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 zu steuern. Es ist anzumerken, dass die Steuerung der High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w durch den Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 dieselbe ist wie die Steuerung der High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w durch die Schaltsteuerungseinheit 33.
  • Wenn der Zustandserkennungsschaltkreis 51 erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist (in diesem Beispiel, wenn der Signalpegel des Erkennungssignals S51 von einem Low-Pegel zu einem High-Pegel umschaltet), ist der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 außerdem ausgelegt, eine Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung durchzuführen. Bei der Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung steuert der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 die drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w so, dass sie die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Ein-Zustand versetzen.
  • Außerdem ist der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 ausgelegt, die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u zu überwachen, und falls die Steuerungsversorgung durch den Zustandserkennungsschaltkreis 51 als unterbrochen erkannt wird (in diesem Beispiel, wenn der Signalpegel des Erkennungssignals S51 ein High-Pegel ist), wenn die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u unter den ersten Spannungsschwellwert Vthl fällt, ist der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 ausgelegt, eine Alle-Phasen-Offen-Steuerung durchzuführen. Bei der Alle-Phasen-Offen-Steuerung steuert der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 die drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w so, dass sie die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Aus-Zustand versetzen.
  • Außerdem ist der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 ausgelegt, die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u zu überwachen, und falls die Steuerungsversorgung durch den Zustandserkennungsschaltkreis 51 als unterbrochen erkannt wird (in diesem Beispiel, wenn der Signalpegel des Erkennungssignals S51 ein High-Pegel ist), wenn die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u einen zweiten Spannungsschwellwert Vth2 überschreitet, ist der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 ausgelegt, eine Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung durchzuführen.
  • Wenn der Zustandserkennungsschaltkreis 51 erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist (in diesem Beispiel, wenn der Signalpegel des Erkennungssignals S51 von einem Low-Pegel zu einem High-Pegel umschaltet), ist der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 außerdem ausgelegt, Aus-Signale zu den drei Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w zu schicken. In diesem Beispiel ist der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 ausgelegt, den Signalpegel der zu den drei Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w zu schickenden Aus-Signale zu einem High-Pegel zu machen.
  • Wenn der Zustandserkennungsschaltkreis 51 nicht erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist (in diesem Beispiel, wenn der Signalpegel des Erkennungssignals S51 ein Low-Pegel ist), ist der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 außerdem ausgelegt, das Steuern der drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w zu unterlassen und das Schicken von Aus-Signalen zu den drei Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w zu unterlassen. Wenn in diesem Beispiel der Zustandserkennungsschaltkreis 51 nicht erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist (d.h., wenn die Steuerungsversorgung zugeführt wird), ist der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 ausgelegt, den Signalpegel der von dem Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 zu den drei High-Side-Ansteuerkreisen 31u bis 31w zu schickenden Steuersignale zu einem Low-Pegel zu machen, und den Signalpegel der zu den drei Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w zu schickenden Aus-Signale zu einem Low-Pegel zu machen.
  • Es ist anzumerken, dass in diesem Beispiel der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 einen Komparator, der die Spannung über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u mit dem ersten Spannungsschwellwert Vth1 und dem zweiten Spannungsschwellwert Vth2 vergleicht (beispielsweise einen Komparator mit Hysterese) und einen logischen Operationsschaltkreis enthält, der Eingaben des Ausgangs des Komparators und des Ausgangs des Zustandserkennungsschaltkreises 51 empfängt, Steuersignale zu den High-Side-Ansteuerkreisen 31u bis 31w ausgibt und Aus-Signale zu den Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w ausgibt (beispielsweise eine Kombination logischer Schaltkreise, umfassend einen ODER-Schaltkreis und einen UND-Schaltkreis). Mit anderen Worten, in diesem Beispiel ist der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 als Hardware aufgebaut.
  • (Betriebsweisen in der Elektromotorsteuerungsvorrichtung)
  • Die Betriebsweisen in der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 enthalten grob einen Normalmodus, ausgeführt, wenn die Steuerungsversorgung zugeführt wird, und einen Störungsmodus, ausgeführt in einem Zustand, in dem die die Steuerungsversorgung unterbrochen ist. Wenn sich die Steuerungsversorgung von „zugeführt“ zu „unterbrochen“ ändert, ändert sich die Betriebsweise der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 vom Normalmodus zum Störungsmodus, und wenn sich die Steuerungsversorgung von „unterbrochen“ zu „zugeführt“ ändert, ändert sich die Betriebsweise der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 vom Störungsmodus zum Normalmodus.
  • (Vorgänge im Normalmodus)
  • Als Nächstes sind Vorgänge beschrieben, die durchgeführt werden, wenn sich die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 im Normalmodus befindet. Im Normalmodus arbeitet das Steuerungssystem (in diesem Beispiel die High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w, die Low-Side-Ansteuerkreise 32u bis 32w und die Schaltsteuerungseinheit 33) der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 unter Verwendung der Steuerungsversorgung. Es ist anzumerken, dass im Normalmodus der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 in der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 die High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w nicht steuert und keine Aus-Signale zu den Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w schickt.
  • Genauer arbeiten die High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w, die Low-Side-Ansteuerkreise 32u bis 32w und die Schaltsteuerungseinheit 33 unter Verwendung der zugeführten Steuerungsversorgung. Damit wird die Leistung der Gleichstromversorgung P1 durch Schaltvorgänge der Schaltelemente S1 bis S6 in dreiphasige Wechselstromleistung umgewandelt, und die umgewandelte Wechselstromleistung wird dem Elektromotor M1 zugeführt.
  • Außerdem lädt im Normalmodus der Bootstrapschaltkreis 40 die drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w gemäß den Ein-/Aus-Zuständen der drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3.
  • Zum Beispiel wird, wie in 4 dargestellt, im Normalmodus, wenn sich ein erstes High-Side-Schaltelement S1 im Aus-Zustand befindet und ein erstes Low-Side-Schaltelement S4 im Ein-Zustand befindet, ein Strompfad von der positiven Elektrode der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 zur negativen Elektrode der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 über die erste Bootstrapdiode 42u, den ersten Bootstrapkondensator 41u und das erste Low-Side-Schaltelement S4 im Ein-Zustand in der aufgeführten Reihenfolge gebildet. (Dieser Strompfad ist in 4 mit den konturierten Pfeilen angezeigt.) Dies lädt den ersten Bootstrapkondensator 41u. In ähnlicher Weise lädt sich im Normalmodus, wenn sich das zweite High-Side-Schaltelement S2 im Aus-Zustand befindet und das zweite Low-Side-Schaltelement S5 im Ein-Zustand befindet, der zweite Bootstrapkondensator 41v. Außerdem lädt sich im Normalmodus, wenn sich das dritte High-Side-Schaltelement S3 im Aus-Zustand befindet und das dritte Low-Side-Schaltelement S6 im Ein-Zustand befindet, der dritte Bootstrapkondensator 41w.
  • Im Normalmodus fährt der Zustandserkennungsschaltkreis 51 in der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 fort, Vorgänge zum Erkennen einer Unterbrechung der Steuerungsversorgung durchzuführen (genauer, fährt fort zu bestimmen, ob die Steuerungsversorgung unterbrochen ist oder nicht). Wenn der Zustandserkennungsschaltkreis 51 erkennt, dass sich die Steuerungsversorgung von „zugeführt“ zu „unterbrochen“ geändert hat, ändert sich der Betriebsmodus der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 vom Normalmodus zum Störungsmodus.
  • (Vorgänge im Störungsmodus)
  • Als Nächstes sind mit Bezugnahme auf 5 Vorgänge beschrieben, die durchgeführt werden, wenn sich die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 im Störungsmodus befindet. Im Störungsmodus arbeitet die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 unter Verwendung von Energie, die in mindestens einem der drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w gespeichert ist (in diesem Beispiel im ersten Bootstrapkondensator 41u). Es ist anzumerken, dass im Störungsmodus das Steuerungssystem (in diesem Beispiel die Low-Side-Ansteuerkreise 32u bis 32w und die Schaltsteuerungseinheit 33) der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 nicht arbeiten.
  • Genauer, wenn sich die Steuerungsversorgung von „zugeführt“ zu „unterbrochen“ ändert, erkennt der Zustandserkennungsschaltkreis 51 in der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 die Unterbrechung der Steuerungsversorgung. Wenn der Zustandserkennungsschaltkreis 51 erkennt, dass sich die Steuerungsversorgung von „zugeführt“ zu „unterbrochen“ geändert hat, führt der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 in der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 die in 5 dargestellten Vorgänge durch. Im Folgenden ist ein Beispiel dargelegt, in dem die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 (in diesem Beispiel der Zustandserkennungsschaltkreis 51 und der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52) unter Verwendung von im ersten Bootstrapkondensator 41u gespeicherter Energie arbeitet. Es ist anzumerken, dass in diesem Beispiel der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 als Hardware (ein Spezialschaltkreis), nicht als Software (ein Programm) aufgebaut ist, und 5 nicht den Ablauf eines durch eine CPU ausgeführten Programms darstellt.
  • (Schritt ST11)
  • Als Erstes, wenn der Zustandserkennungsschaltkreis 51 erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, beginnt der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52, die Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung durchzuführen. Dies versetzt die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Ein-Zustand und versetzt den Wechselrichter 20 in einen Dreiphasen-Kurzschlusszustand (einen Zustand, in dem sich die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 im Ein-Zustand befinden und die drei Low-Side-Schaltelemente S4 bis S6 im Aus-Zustand befinden). Dies ermöglicht es, eine Überspannung zu verhindern, die durch eine durch den Elektromotor M1 erzeugte regenerative Leistung verursacht ist, was es ermöglicht, die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 (insbesondere den Wechselrichter 20) vor einem durch regenerative Leistung verursachten elektrischen Ausfall zu schützen.
  • (Schritt ST12)
  • Als Nächstes überwacht der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u und fährt fort, die Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung durchzuführen, bis die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u unter den ersten Spannungsschwellwert Vthl fällt.
  • (Schritt ST13)
  • Wenn die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u unter den ersten Spannungsschwellwert Vthl fällt, beendet der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 das Durchführen der Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung und beginnt ein Durchführen einer Alle-Phasen-Offen-Steuerung. Dies versetzt die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Aus-Zustand und versetzt den Wechselrichter 20 in einen Alle-Phasen-Offen-Zustand (einen Zustand, in dem sich die sechs Schaltelemente S1 bis S6 alle im Aus-Zustand befinden). Als Ergebnis ist es möglich, die drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w unter Verwendung von regenerierter Leistung vom Elektromotor M1 zu laden und genügend Energie zum Betreiben der High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w und der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 sicherzustellen.
  • Zum Beispiel fährt in einem Beispiel, in dem der erste Bootstrapkondensator 41u geladen ist, wie in 6 dargestellt, in dem Alle-Phasen-Offen-Zustand, wenn sich der Elektromotor M1 weiter dreht, während das Fahrzeug ausrollt, die Spule im Elektromotor M1 fort, sich in dem in dem Magneten erzeugten Magnetfeld zu drehen und erzeugt regenerative Leistung. Hier gibt es einen Moment, in dem die regenerative Leistung bewirkt, dass die Spannungsdifferenz zwischen der ersten Ausgangsleitung LOu und der zweiten Ausgangsleitung LOv höher ist als die Spannung der Stromversorgungsleitung LP. Als Ergebnis werden die zweite und die vierte Freilaufdiode D2 und D4 leitfähig. Wenn die vierte Freilaufdiode D4 leitfähig wird, wird ein Strompfad von der Stromversorgungsleitung LP zur Masseleitung LG über die erste Ladeleitung 45u (genauer, den ersten Ladewiderstand 46u und die erste Ladediode 47u), den ersten Bootstrapkondensator 41u und die vierte Freilaufdiode D4 im leitfähigen Zustand in der angeführten Reihenfolge gebildet. (Dieser Strompfad ist in 6 mit den konturierten Pfeilen angezeigt.) Dies lädt den ersten Bootstrapkondensator 41u. Auf ähnliche Weise werden im Alle-Phasen-Offen-Zustand der zweite Bootstrapkondensator 41v und der dritte Bootstrapkondensator 41w gemäß der Schwankung der durch die regenerative Leistung verursachten Beträge zwischen der ersten Ausgangsleitung LOu, der zweiten Ausgangsleitung LOv und der dritten Ausgangsleitung LOw geladen.
  • (Schritt ST14)
  • Als Nächstes überwacht der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u und fährt fort, die Alle-Phasen-Offen-Steuerung durchzuführen, bis die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u den zweiten Spannungsschwellwert Vth2 übersteigt.
  • (Schritt ST15)
  • Wenn die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u den zweiten Spannungsschwellwert Vth2 übersteigt, beendet der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 das Durchführen der Alle-Phasen-Offen-Steuerung und beginnt ein Durchführen einer Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung. Dies versetzt die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Ein-Zustand und ändert den Zustand des Wechselrichters 20 vom Alle-Phasen-Offen-Zustand zum Dreiphasen-Kurzschlusszustand. Als Ergebnis ist es möglich, die Vorgänge zum Laden der Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w über regenerierte Leistung vom Elektromotor M1 zu beenden und die Vorgänge zum Verhindern von durch regenerierte Leistung vom Elektromotor M1 verursachter Überspannung wieder aufzunehmen. Dies ermöglicht es, genügend Leistung zum Betreiben der High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w und der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 sicherzustellen und die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 (insbesondere den Wechselrichter 20) vor einem durch regenerative Leistung verursachten elektrischen Ausfall zu schützen. Als Nächstes geht der Ablauf zu Schritt ST12.
  • Im Störungsmodus führt der Zustandserkennungsschaltkreis 51 weiter Vorgänge zum Erkennen durch, dass die Steuerungsversorgung zugeführt wird (genauer, führt weiter ein Bestimmen durch, ob die Steuerungsversorgung zugeführt wird oder nicht). Wenn der Zustandserkennungsschaltkreis 51 erkennt, dass sich die Steuerungsversorgung von „unterbrochen“ zu „zugeführt“ geändert hat, ändert sich der Betriebsmodus der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 vom Störungsmodus zum Normalmodus.
  • (Typisches Beispiel der Vorgänge im Störungsmodus)
  • Als Nächstes sind mit Bezugnahme auf 7 Vorgänge genau beschrieben, die durchgeführt werden, wenn sich die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 im Störungsmodus befindet. Im Folgenden ist ein Beispiel dargelegt, in dem sich die Steuerungsversorgung von „zugeführt“ zu „unterbrochen“ ändert, während das Elektrofahrzeug 1 angetrieben wird.
  • Zur Zeit t0 ändert sich die Steuerungsversorgung von „zugeführt“ zu „unterbrochen“. Dies bewirkt, dass die Schaltsteuerungseinheit 33 aufhört zu arbeiten. Dies bewirkt auch, dass sich der Signalpegel des durch den Zustandserkennungsschaltkreis 51 ausgegebenen Erfassungssignals S51 von einem Low-Pegel zu einem High-Pegel ändert. Anders ausgedrückt, der Zustandserkennungsschaltkreis 51 erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist. Dies bewirkt auch, dass der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 die Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung beginnt, die die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Ein-Zustand versetzt. Dies versetzt auch die drei Low-Side-Schaltelemente S4 bis S6 in den Aus-Zustand.
  • Im Zeitraum von der Zeit t0 bis zur Zeit t1 ist, da sich der Wechselrichter 20 im Dreiphasen-Kurzschlusszustand befindet (d.h. einem Zustand, in dem sich die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 im Ein-Zustand befinden und die drei Low-Side-Schaltelemente S4 bis S6 im Aus-Zustand befinden), regenerative Leistung vom Elektromotor M1 verhindert. Außerdem wird im ersten Bootstrapkondensator 41u gespeicherte Energie durch den ersten High-Side-Ansteuerkreis 31u und die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 (in diesem Beispiel den Zustandserkennungsschaltkreis 51 und den Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52) verbraucht. Dies verringert allmählich die im ersten Bootstrapkondensator 41u gespeicherte Energie und verringert dadurch allmählich die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u. Ähnlich wird die im zweiten und im dritten Bootstrapkondensator 41v und 41w gespeicherte Energie durch den zweiten und den dritten High-Side-Ansteuerkreis 31v bzw. 31w allmählich verbraucht und verringert.
  • Zur Zeit t1 fällt die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u unter den ersten Spannungsschwellwert Vthl. Dies bewirkt, dass der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 die Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung beendet, die Alle-Phasen-Offen-Steuerung beginnt und die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Aus-Zustand versetzt.
  • In dem Zeitraum von der Zeit t1 bis zur Zeit t2 lädt, da sich der Wechselrichter 20 im Alle-Phasen-Offen-Zustand befindet (d.h. einem Zustand, in dem sich die sechs Schaltelemente S1 bis S6 im Aus-Zustand befinden), die regenerative Leistung vom Elektromotor M1 den ersten Bootstrapkondensator 41u. Dies erhöht allmählich die im ersten Bootstrapkondensator 41u gespeicherte Energie und erhöht dadurch allmählich die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u. Ähnlich lädt die regenerative Leistung vom Elektromotor M1 den zweiten und den dritten Bootstrapkondensator 41v und 41w und erhöht allmählich die im zweiten und im dritten Bootstrapkondensator 41v und 41w gespeicherte Energie.
  • Zur Zeit t2 übersteigt die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u den zweiten Spannungsschwellwert Vth2. Dies bewirkt, dass der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 die Alle-Phasen-Offen-Steuerung beendet, die Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung beginnt und die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Ein-Zustand versetzt.
  • Im Zeitraum von der Zeit t2 zur Zeit t3 verringert sich, ähnlich wie im Zeitraum von der Zeit t0 bis zur Zeit t1 die in den Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w gespeicherte Energie allmählich, und die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u verringert sich allmählich. Zur Zeit t3 fällt die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u unter den ersten Spannungsschwellwert Vthl.
  • (Durch die Ausführungsform 1 erzielte vorteilhafte Wirkungen)
  • Durch ein derartiges Gestalten des Störungszustands-Steuerungsschaltkreises 52 (der Störungszustands-Steuerungseinheit 50), dass er unter Verwendung von in mindestens einem der drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w (in diesem Beispiel dem ersten Bootstrapkondensator 41u) gespeicherter Energie arbeitet, wie oben beschrieben, ist es sogar in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, möglich, dass der Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 (die Störungszustands-Steuerungseinheit 50) die drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w steuert, die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 zu steuern.
  • Außerdem ist es in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, als Ergebnis dessen, dass Aus-Signale zu den drei Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w von der Störungszustandssteuerung 50 geschickt werden, möglich, die Gewissheit zu verbessern, dass die drei Low-Side-Schaltelemente S4 bis S6 in den Aus-Zustand versetzt werden.
  • Außerdem ist es durch ein Vorsehen der drei Ladewiderstände 46u bis 46w jeweils in den drei Ladeleitungen 45u bis 45w möglich, die Lade- und Entladegeschwindigkeit (-zeitkonstante) der Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w zu regulieren. Dies ermöglicht es leicht, die Lade-/Entladekennlinien der Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w festzulegen. Zum Beispiel ist es durch ein Erhöhen der Widerstandswerte der Ladewiderstände 46u bis 46w möglich, ein Entladen von in den Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w gespeicherter Energie über die Ladeleitungen 45u bis 45w zu hemmen, wenn das Steuerungssystem der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 unter Verwendung der Steuerungsversorgung arbeitet, um die durch den Wechselrichter 20 durchgeführten Schaltvorgänge zu steuern. Außerdem ist es durch ein Verringern der Widerstandswerte der Ladewiderstände 46u bis 46w möglich, die Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w schnell zu laden, wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen ist und sich der Wechselrichter 20 im Alle-Phasen-Offen-Zustand befindet (d.h. sich die sechs Schaltelemente S1 bis S6 im Aus-Zustand befinden).
  • Außerdem ist es durch ein Vorsehen der drei Ladedioden 47u bis 47w jeweils in den drei Ladeleitungen 45u bis 45w möglich, die Richtung einzuschränken, in der Strom durch die drei Ladeleitungen 45u bis 45w fließt. Dies ermöglicht es, ein Entladen von in den Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w gespeicherter Energie über die Ladeleitungen 45u bis 45w zu verhindern, wenn das Steuerungssystem der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 unter Verwendung der Steuerungsversorgung arbeitet, um die durch den Wechselrichter 20 durchgeführten Schaltvorgänge zu steuern. Dies ermöglicht es, die in den Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w gespeicherte Energie effektiv zu nutzen.
  • Außerdem ist es durch ein Ausbilden der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 (in diesem Beispiel des Zustandserkennungsschaltkreises 51 und des Störungszustands-Steuerungsschaltkreises 52) als Hardware, verglichen mit einem Fall, in dem die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 als Software ausgebildet ist, den Betrieb der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 zu beschleunigen.
  • Ausführungsform 2
  • 8 stellt ein Beispiel eines Aufbaus einer Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 2 dar. Die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 2 unterscheidet sich von der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 1 bezüglich der Anordnung der Störungszustands-Steuerungseinheit 50. Bezüglich anderer Anordnungen ist die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 2 dieselbe wie die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 1.
  • (Gestaltung der Störungszustands-Steuerungseinheit)
  • In der Ausführungsform 2 enthält die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 drei Zustandserkennungsschaltkreise (einen ersten Zustandserkennungsschaltkreis 51u, einen zweiten Zustandserkennungsschaltkreis 51v und einen dritten Zustandserkennungsschaltkreis 51w) und drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise (einen ersten Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u, einen zweiten Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52v und einen dritten Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52w). In diesem Beispiel entsprechen der erste Zustandserkennungsschaltkreis 51u, der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u, der erste Bootstrapkondensator 41u, der erste High-Side-Ansteuerkreis 31u und der erste Low-Side-Ansteuerkreis 32u einander, entsprechen der zweite Zustandserkennungsschaltkreis 51v, der zweite Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52v, der zweite Bootstrapkondensator 41v, der zweite High-Side-Ansteuerkreis 31v und der zweite Low-Side-Ansteuerkreis 32v einander und entsprechen der dritte Zustandserkennungsschaltkreis 51w, der dritte Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52w, der dritte Bootstrapkondensator 41w, der dritte High-Side-Ansteuerkreis 31w und der dritte Low-Side-Ansteuerkreis 32w einander.
  • (Zustandserkennungsschaltkreise)
  • Die drei Zustandserkennungsschaltkreise 51u bis 51w sind jeweils ausgelegt, unter Verwendung von Energie zu arbeiten, die in dem entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w gespeichert ist. Die drei Zustandserkennungsschaltkreise 51u bis 51w sind ausgelegt, die Steuerungsversorgung (in diesem Beispiel die aus der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 zugeführte Versorgung) zu überwachen und zu erkennen, ob die Steuerungsversorgung unterbrochen ist.
  • Ebenso wie der Zustandserkennungsschaltkreis 51 in der Ausführungsform 1 ist in diesem Beispiel der erste Zustandserkennungsschaltkreis 51u ausgelegt, die Steuerspannung VC, die sich gemäß der Steuerungsversorgung ändert (in diesem Beispiel ist die Steuerspannung VC die aus der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 gelieferte Spannung), mit einer vorgegebenen Referenzspannung Vref zu vergleichen und ein Erkennungssignal S51 auszugeben.
  • Es ist anzumerken, dass in diesem Beispiel die Anordnung des ersten Zustandserkennungsschaltkreises 51u dieselbe ist wie die Anordnung des bei der Ausführungsform 1 beschriebenen und in 3 dargestellten Zustandserkennungsschaltkreises 51. Es ist anzumerken, dass die Anordnungen des zweiten und des dritten Zustandserkennungsschaltkreises 51v und 51w dieselben sind wie die Anordnung des ersten Zustandserkennungsschaltkreises 51u.
  • (Störungszustands-Steuerungsschaltkreise)
  • Die drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w sind jeweils ausgelegt, unter Verwendung von Energie zu arbeiten, die in dem entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w gespeichert ist. Wenn die Steuerungsversorgung (in diesem Beispiel die aus der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 zugeführte Leistung) unterbrochen ist, sind die drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w jeweils ausgelegt, den entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w zu steuern, die Ein-/Aus-Zustände des entsprechenden der drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 zu steuern.
  • Wenn in diesem Beispiel die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, steuern die drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w jeweils den entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w so, dass das entsprechende der drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Ein-Zustand versetzt wird.
  • Die drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w sind jeweils ausgelegt, die Spannung VBC über den Anschlüssen des entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w zu überwachen.
  • In diesem Beispiel ist in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, jeder der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w ausgelegt, wenn die Spannung VBC über den Anschlüssen des entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w unter den ersten Spannungsschwellwert Vth1 fällt, den entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w zu steuern, das entsprechende der drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Aus-Zustand zu versetzen.
  • Außerdem ist in diesem Beispiel in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, jeder der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w ausgelegt, wenn die Spannung VBC über den Anschlüssen des entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w den zweiten Spannungsschwellwert Vth2 übersteigt, den entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w zu steuern, das entsprechende der drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Ein-Zustand zu versetzen.
  • Außerdem sind in diesem Beispiel, wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, die drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w jeweils ausgelegt, ein Aus-Signal zu dem entsprechenden der drei Low-Side-Ansteuerkreise 32u bis 32w zu schicken.
  • Es ist anzumerken, dass in diesem Beispiel, wenn die Steuerungsversorgung zugeführt wird (d.h., wenn die Steuerungsversorgung dem Steuerungssystem der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 zugeführt wird und das Steuerungssystem der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 normal arbeiten kann), die drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w jeweils ausgelegt sind, das Steuern des entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w zu unterlassen und das Schicken eines Aus-Signals zu dem entsprechenden der drei Low-Side-Ansteuerkreise 32u bis 32w zu unterlassen.
  • (Genaue Informationen über die Störungszustands-Steuerungsschaltkreise)
  • Genauer sind in diesem Beispiel die drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w jeweils ausgelegt, ein Steuersignal zum Störungszustands-Steueranschluss des entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w zu schicken, um die Ein-/Aus-Zustände des entsprechenden der drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 zu steuern. Es ist anzumerken, dass die Steuerung der High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w durch die Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w dieselbe ist wie die Steuerung der High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w durch die Schaltsteuerungseinheit 33.
  • Außerdem ist der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u ausgelegt, wenn der erste Zustandserkennungsschaltkreis 51u erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist (in diesem Beispiel, wenn der durch den ersten Zustandserkennungsschaltkreis 51u ausgegebene Signalpegel des Erkennungssignals S51 von einem Low-Pegel zu einem High-Pegel umschaltet), eine High-Side-Kurzschlusssteuerung durchzuführen. Bei der High-Side-Kurzschlusssteuerung steuert der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u den dem ersten Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u entsprechenden ersten High-Side-Ansteuerkreis 31u, das dem ersten Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u entsprechende erste High-Side-Schaltelement S1 in den Ein-Zustand zu versetzen. Ähnlich ist der zweite Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52v (oder der dritte Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52w) ausgelegt, eine High-Side-Kurzschlusssteuerung durchzuführen, wenn der zweite Zustandserkennungsschaltkreis 51v (oder dritte Zustandserkennungsschaltkreis 51w) erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist.
  • Außerdem ist der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u ausgelegt, die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u zu überwachen, und wenn der erste Zustandserkennungsschaltkreis 51u erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist (in diesem Beispiel, erkennt, dass der Signalpegel des durch den ersten Zustandserkennungsschaltkreises 51u ausgegebenen Erkennungssignals S51 ein High-Pegel ist), ausgelegt, eine High-Und-Low-Side-Offen-Steuerung durchzuführen, wenn die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u unter den ersten Spannungsschwellwert Vth1 fällt. Bei der High-Und-Low-Side-Offen-Steuerung steuert der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u den dem ersten Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u entsprechenden ersten High-Side-Ansteuerkreis 31u, das dem ersten Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u entsprechende erste High-Side-Schaltelement S1 in den Aus-Zustand zu versetzen. Ähnlich ist, wenn der zweite Zustandserkennungsschaltkreis 51v (oder dritte Zustandserkennungsschaltkreis 51w) erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, der zweite Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52v (oder dritte Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52w) ausgelegt, eine High-Und-Low-Side-Offen-Steuerung durchzuführen, wenn die Spannung VBC über den Anschlüssen des zweiten Bootstrapkondensators 41v (oder dritten Bootstrapkondensators 41w) unter den ersten Spannungsschwellwert Vth1 fällt.
  • Außerdem ist der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u ausgelegt, die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u zu überwachen, und wenn der erste Zustandserkennungsschaltkreis 51u erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist (in diesem Beispiel, erkennt, dass der Signalpegel des durch den ersten Zustandserkennungsschaltkreises 51u ausgegebenen Erkennungssignals S51 ein High-Pegel ist), ausgelegt, eine High-Side-Kurzschlusssteuerung durchzuführen, wenn die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u den zweiten Spannungsschwellwert Vth2 übersteigt. Ähnlich ist, wenn der zweite Zustandserkennungsschaltkreis 51v (oder dritte Zustandserkennungsschaltkreis 51w) erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, der zweite Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52v (oder dritte Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52w) ausgelegt, eine High-Side-Kurzschlusssteuerung durchzuführen, wenn die Spannung VBC über den Anschlüssen des zweiten Bootstrapkondensators 41v (oder dritten Bootstrapkondensators 41w) den zweiten Spannungsschwellwert Vth2 übersteigt.
  • Außerdem ist der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u ausgelegt, wenn der erste Zustandserkennungsschaltkreis 51u erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist (in diesem Beispiel, wenn der durch den ersten Zustandserkennungsschaltkreis 51u ausgegebene Signalpegel des Erkennungssignals S51 von einem Low-Pegel zu einem High-Pegel umschaltet), ein Aus-Signal zum ersten Low-Side-Ansteuerkreis 32u zu schicken, der dem ersten Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u entspricht. In diesem Beispiel ist der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u ausgelegt, den Signalpegel des zum ersten Low-Side-Ansteuerkreis 32u zu schickenden Aus-Signals zu einem High-Pegel zu machen. Ähnlich ist der zweite Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52v (oder der dritte Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52w) ausgelegt, ein Aus-Signal zum zweiten Low-Side-Ansteuerkreis 32v (oder dritten Low-Side-Ansteuerkreis 32w) zu schicken, wenn der zweite Zustandserkennungsschaltkreis 51v (oder dritte Zustandserkennungsschaltkreis 51w) erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist.
  • Außerdem ist der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52 u ausgelegt, wenn der erste Zustandserkennungsschaltkreis 51u erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist (in diesem Beispiel, wenn der durch den ersten Zustandserkennungsschaltkreis 51u ausgegebene Signalpegel des Erkennungssignals S51 ein Low-Pegel ist), das Steuern des ersten High-Side-Ansteuerkreises 31u zu unterlassen und das Schicken eines Aus-Signals zu dem ersten Low-Side-Ansteuerkreis 32u zu unterlassen. Wenn in diesem Beispiel der erste Zustandserkennungsschaltkreis 51u nicht erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist (d.h., wenn die Steuerungsversorgung zugeführt wird), ist der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u ausgelegt, den Signalpegel der von dem ersten Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u zu dem ersten High-Side-Ansteuerkreis 31u zu schickenden Steuersignals zu einem Low-Pegel zu machen, und ausgelegt, den Signalpegel des zu dem ersten Low-Side-Ansteuerkreis 32u zu schickenden Aus-Signals zu einem Low-Pegel zu machen. Ähnlich ist der zweite Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52v (oder dritte Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52w) ausgelegt, das Steuern des zweiten High-Side-Ansteuerkreises 31v (oder dritten High-Side-Ansteuerkreises 31w) zu unterlassen und das Schicken eines Aus-Signals zu dem zweiten Low-Side-Ansteuerkreis 32v (oder dritten Low-Side-Ansteuerkreis 32w) zu unterlassen, wenn der zweite Zustandserkennungsschaltkreis 51v (oder dritte Zustandserkennungsschaltkreis 51w) nicht erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist.
  • Es ist anzumerken, dass in diesem Beispiel der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u einen Komparator, der die Spannung über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u mit dem ersten Spannungsschwellwert Vth1 und dem zweiten Spannungsschwellwert Vth2 vergleicht (beispielsweise einen Komparator mit Hysterese) und einen logischen Operationsschaltkreis enthält, der Eingaben des Ausgangs des Komparators und des Ausgangs des Zustandserkennungsschaltkreises 51 empfängt, ein Steuersignal zum ersten High-Side-Ansteuerkreis 31u ausgibt und ein Aus-Signal zum ersten Low-Side-Ansteuerkreis 32u ausgibt (beispielsweise eine Kombination logischer Schaltkreise, umfassend einen ODER-Schaltkreis und einen UND-Schaltkreis). Mit anderen Worten, in diesem Beispiel ist der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u als Hardware aufgebaut. Es ist anzumerken, dass die Gestaltungen des zweiten und des dritten Störungszustands-Steuerungsschaltkreises 52v und 52w dieselben sind wie die Gestaltung des ersten Störungszustands-Steuerungsschaltkreises 52u.
  • Außerdem sind in diesem Beispiel die drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w auf einem einzigen Halbleiterchip zusammen mit dem entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w integriert. Weiter sind in diesem Beispiel die drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 51u bis 51w auf einem einzigen Halbleiterchip zusammen mit dem entsprechenden der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w integriert. Anders ausgedrückt, in diesem Beispiel sind der erste High-Side-Ansteuerkreis 31u, der erste Zustandserkennungsschaltkreis 51u und der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u auf einem einzigen Halbleiterchip integriert, sind der zweite High-Side-Ansteuerkreis 31v, der zweite Zustandserkennungsschaltkreis 51v und der zweite Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52v auf einem einzigen Halbleiterchip integriert und sind der dritte High-Side-Ansteuerkreis 31w, der dritte Zustandserkennungsschaltkreis 51w und der dritte Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52w auf einem einzigen Halbleiterchip integriert.
  • (Vorgänge im Normalmodus)
  • Als Nächstes sind Vorgänge beschrieben, die durchgeführt werden, wenn sich die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 2 im Normalmodus befindet. Die Vorgänge, die durchgeführt werden, wenn sich die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 2 im Normalmodus befindet, sind dieselben wie die Vorgänge, die durchgeführt werden, wenn sich die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 1 im Normalmodus befindet. Es ist anzumerken, dass im Normalmodus die Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w in der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 die High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w nicht steuern und keine Aus-Signale zu den Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w schicken.
  • Genauer arbeiten, wie bei der Ausführungsform 1, die High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w, die Low-Side-Ansteuerkreise 32u bis 32w und die Schaltsteuerungseinheit 33 unter Verwendung der Steuerungsversorgung, wird die Leistung der Gleichstromversorgung P1 in dreiphasige Wechselstromleistung durch Schaltvorgänge der Schaltelemente S1 bis S6 umgewandelt, und wird die umgewandelte Wechselstromleistung dem Elektromotor M1 zugeführt. Außerdem werden im Bootstrapschaltkreis 40 die drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w gemäß den Ein-/Aus-Zuständen der sechs Schaltelemente S1 bis S6 geladen.
  • Im Normalmodus fahren die Zustandserkennungsschaltkreise 51u bis 51w fort, Vorgänge zum Erkennen einer Unterbrechung der Steuerungsversorgung durchzuführen (genauer, fahren fort zu bestimmen, ob die Steuerungsversorgung unterbrochen ist oder nicht). Wenn die Zustandserkennungsschaltkreise 51u bis 51w erkennen, dass sich die Steuerungsversorgung von „zugeführt“ zu „unterbrochen“ geändert hat, ändert sich der Betriebsmodus der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 vom Normalmodus zum Störungsmodus.
  • (Vorgänge im Störungsmodus)
  • Als Nächstes sind mit Bezugnahme auf 9 Vorgänge beschrieben, die durchgeführt werden, wenn sich die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 2 im Störungsmodus befindet. Im Störungsmodus arbeiten die Zustandserkennungsschaltkreise 51u bis 51w und die Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w jeweils unter Verwendung von Energie, die in den jeweiligen Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w gespeichert ist. Es ist anzumerken, dass im Störungsmodus das Steuerungssystem (in diesem Beispiel die Low-Side-Ansteuerkreise 32u bis 32w und die Schaltsteuerungseinheit 33) der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 nicht arbeiten.
  • Genauer erkennen, wenn sich die Steuerungsversorgung von „zugeführt“ zu „unterbrochen“ ändert, die Zustandserkennungsschaltkreise 51u bis 51w die Unterbrechung der Steuerungsversorgung. Wenn die Zustandserkennungsschaltkreise 51u bis 51w erkennen, dass sich die Steuerungsversorgung von „zugeführt“ zu „unterbrochen“ geändert hat, führen die drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w die in 9 dargestellten Vorgänge durch. Es ist anzumerken, dass in diesem Beispiel die Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w als Hardware (Spezialschaltkreise), nicht als Software (ein Programm) aufgebaut sind, und 9 nicht den Ablauf eines durch eine CPU ausgeführten Programms darstellt.
  • (Schritt ST21)
  • Als Erstes, wenn der erste Zustandserkennungsschaltkreis 51u erkennt, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, beginnt der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u, die High-Side-Kurzschlusssteuerung durchzuführen. Ähnlich beginnen, wenn der zweite und der dritte Zustandserkennungsschaltkreis 51v und 51w erkennen, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, der zweite und der dritte Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52v und 52w, die High-Side-Kurzschlusssteuerung durchzuführen. Dies versetzt die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Ein-Zustand und versetzt den Wechselrichter 20 in einen Dreiphasen-Kurzschlusszustand (einen Zustand, in dem sich die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 im Ein-Zustand befinden und die drei Low-Side-Schaltelemente S4 bis S6 im Aus-Zustand befinden). Dies ermöglicht es, eine Überspannung zu verhindern, die durch eine durch den Elektromotor M1 erzeugte regenerative Leistung verursacht ist, was es ermöglicht, die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 (insbesondere den Wechselrichter 20) vor einem durch regenerative Leistung verursachten elektrischen Ausfall zu schützen.
  • (Schritt ST22)
  • Als Nächstes überwacht der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u und fährt fort, die High-Side-Kurzschlusssteuerung durchzuführen, bis die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u unter den ersten Spannungsschwellwert Vth1 fällt. Ähnlich fahren der zweite und der dritte Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52v und 52w fort, die High-Side-Kurzschlusssteuerung durchzuführen, bis die Spannung VBC über den Anschlüssen des zweiten und des dritten Bootstrapkondensators 41v und 41w unter den ersten Spannungsschwellwert Vth1 fällt. Dies hält den Wechselrichter 20 im Dreiphasen-Kurzschlusszustand.
  • (Schritt ST23)
  • Wenn die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u unter den ersten Spannungsschwellwert Vth1 fällt, beendet der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u das Durchführen der High-Side-Kurzschlusssteuerung und beginnt ein Durchführen einer High-Und-Low-Side-Offen-Steuerung. Wenn die Spannung VBC über den Anschlüssen des zweiten und des dritten Bootstrapkondensators 41v und 41w unter den ersten Spannungsschwellwert Vth1 fällt, beenden der zweite und der dritte Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52v und 52w das Durchführen der High-Side-Kurzschlusssteuerung und beginnen ein Durchführen einer High-Und-Low-Side-Offen-Steuerung. Dies versetzt die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Aus-Zustand und versetzt den Wechselrichter 20 in einen Alle-Phasen-Offen-Zustand (einen Zustand, in dem sich die sechs Schaltelemente S1 bis S6 alle im Aus-Zustand befinden). Als Ergebnis ist es möglich, die drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w unter Verwendung von regenerierter Leistung vom Elektromotor M1 zu laden und genügend Energie zum Betreiben der High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w und der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 sicherzustellen.
  • (Schritt ST24)
  • Als Nächstes überwacht der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u und fährt fort, die High-Und-Low-Side-Offen-Steuerung durchzuführen, bis die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u den zweiten Spannungsschwellwert Vth2 übersteigt. Ähnlich überwachen der zweite und der dritte Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52v und 52w die Spannung VBC über den Anschlüssen des zweiten und des dritten Bootstrapkondensators 41v und 41w und fahren fort, die High-Und-Low-Side-Offen-Steuerung durchzuführen, bis die Spannung VBC über den Anschlüssen des zweiten und des dritten Bootstrapkondensators 41v und 41w den zweiten Spannungsschwellwert Vth2 übersteigt. Dies hält den Wechselrichter 20 im Alle-Phasen-Offen-Zustand.
  • (Schritt ST25)
  • Wenn die Spannung VBC über den Anschlüssen des ersten Bootstrapkondensators 41u den zweiten Spannungsschwellwert Vth2 übersteigt, beendet der erste Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52u das Durchführen der High-Und-Low-Side-Kurzschlusssteuerung und beginnt ein Durchführen einer High-Side-Kurzschlusssteuerung. Ähnlich beenden, wenn die Spannung VBC über den Anschlüssen des zweiten und des dritten Bootstrapkondensators 41v und 41w den zweiten Spannungsschwellwert Vth2 übersteigt, der zweite und der dritte Störungszustands-Steuerungsschaltkreis 52v und 52w das Durchführen der High-Und-Low-Side-Offen-Steuerung und beginnen ein Durchführen einer High-Side-Kurzschlusssteuerung. Dies versetzt die drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 in den Ein-Zustand und ändert den Zustand des Wechselrichters 20 vom Alle-Phasen-Offen-Zustand zum Dreiphasen-Kurzschlusszustand. Als Ergebnis ist es möglich, die Vorgänge zum Laden der Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w über regenerierte Leistung vom Elektromotor M1 zu beenden und die Vorgänge zum Verhindern von durch regenerierte Leistung vom Elektromotor M1 verursachter Überspannung wieder aufzunehmen. Dies ermöglicht es, genügend Leistung zum Betreiben der High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w und der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 sicherzustellen und die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 (insbesondere den Wechselrichter 20) vor einem durch regenerative Leistung verursachten elektrischen Ausfall zu schützen. Als Nächstes geht der Ablauf zu Schritt ST22.
  • Es ist anzumerken, dass im Störungsmodus die Zustandserkennungsschaltkreise 51u bis 51w fortfahren, Vorgänge zum Erkennen durchzuführen, dass die Steuerungsversorgung zugeführt wird (genauer, fortfahren zu bestimmen, ob die Steuerungsversorgung zugeführt wird oder nicht). Wenn die Zustandserkennungsschaltkreise 51u bis 51w erkennen, dass sich die Steuerungsversorgung von „unterbrochen“ zu „zugeführt“ geändert hat, ändert sich der Betriebsmodus der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 vom Störungsmodus zum Normalmodus.
  • (Durch die Ausführungsform 2 erzielte vorteilhafte Wirkungen)
  • Durch ein Gestalten jedes der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w derart, dass er unter Verwendung von im entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren 41u bis 41w gespeicherter Energie arbeitet, wie oben beschrieben, ist es sogar in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, möglich, dass die Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w die drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w steuern, die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente S1 bis S3 zu steuern.
  • Außerdem ist es in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, als Ergebnis dessen, dass zu den drei Low-Side-Ansteuerkreisen 32u bis 32w jeweils Aus-Signale von den drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreisen 52u bis 52w geschickt werden, möglich, die Gewissheit zu verbessern, dass die drei Low-Side-Schaltelemente S4 bis S6 in den Aus-Zustand versetzt werden.
  • Da außerdem jeder der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w auf einem einzigen Halbleiterchip zusammen mit dem entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise 31u bis 31w integriert ist, ist es möglich, den Aufbau der Störungszustands-Steuerungseinheit 50 zu vereinfachen. Anders ausgedrückt, durch ein Ausstatten der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 mit Halbleiterchips, auf denen jeweils sowohl ein Störungszustands-Steuerungsschaltkreis als auch ein High-Side-Ansteuerkreis integriert sind (in diesem Beispiel Halbleiterchips, auf denen jeweils ein Zustandserkennungsschaltkreis, ein Störungszustands-Steuerungsschaltkreis und ein High-Side-Ansteuerkreis integriert sind), anstelle von Halbleiterchips, auf denen jeweils nur ein High-Side-Ansteuerkreis integriert ist, ist es möglich, die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 so aufzubauen, dass sie die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 enthält.
  • Abwandlung der Ausführungsform 2
  • Wie in 10 dargestellt, kann die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 einen einzigen Zustandserkennungsschaltkreis 51 anstelle der drei Zustandserkennungsschaltkreise 51u bis 51w enthalten. In dem in 10 dargestellten Beispiel sind die drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w ausgelegt, gemäß dem Ausgang des Zustandserkennungsschaltkreises 51 (genauer gemäß dem Erkennungssignal S51) zu arbeiten. Es ist anzumerken, dass durch die Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w gemäß dem Ausgang des Zustandserkennungsschaltkreises 51 durchgeführte Vorgänge dieselben sind wie durch die Störungszustands-Steuerungsschaltkreise 52u bis 52w gemäß den Ausgängen der in der Ausführungsform 2 beschriebenen Zustandserkennungsschaltkreise 51u bis 51w durchgeführte Vorgänge.
  • Es ist anzumerken, dass in der Beschreibung der Ausführungsformen 1 und 2 Beispiele dargelegt sind, bei denen die Steuerungssystem-Stromversorgung P2 vorgesehen ist, die Steuerungsversorgung zuführt, aber anstelle der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 kann ein Umwandlungsschaltkreis (beispielsweise ein Gleichspannungswandler; in der Zeichnung nicht dargestellt) vorgesehen sein, der die Versorgung von der Gleichstromversorgung P1 in Steuerungsversorgung umwandelt. Anders ausgedrückt, die Steuerungsversorgung kann eine Versorgung sein, die von einer anderen Stromversorgung zugeführt wird als der Gleichstromversorgung P1, und kann eine Versorgung sein, die von der Gleichstromversorgung P1 über einen Umrichterschaltkreis zugeführt wird.
  • Ausführungsform 3
  • 11 stellt ein Beispiel einer Anordnung einer Fahrzeugantriebsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform 3 dar. Die Fahrzeugantriebsvorrichtung 100 ist eine in einem Hybridfahrzeug verwendete Fahrzeugantriebsvorrichtung und enthält angetriebene Räder 2, einen Elektromotor M1, ein Getriebe T1, eine Gleichstromversorgung P1, eine Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 und eine Getriebesteuerungseinheit 12. In diesem Beispiel sind die angetriebenen Räder 2, der Elektromotor M1 und die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 dieselben wie die angetriebenen Räder 2, der Elektromotor M1 und die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 in der Ausführungsform 1 und der Ausführungsform 2. Bezüglich der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 als zur Ausführungsform 3 gehöriger Funktionsblock sind nur der Wechselrichter 20, die Schaltsteuerungseinheit 33 und die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 dargestellt. Es ist anzumerken, dass der Verbrennungsmotor E1 und die Verbrennungsmotor-Steuerungseinheit 11 übliche Elemente in einem Hybridfahrzeug sind und keine Bestandteile enthalten, die die Fahrzeugantriebsvorrichtung 100 kennzeichnen.
  • (Getriebe)
  • Das Getriebe T1 ist mechanisch mit dem Elektromotor M1 gekoppelt und ausgelegt, Leistung zwischen dem Elektromotor M1 und den angetriebenen Rädern 2 mit einem variablen Getriebeverhältnis zu übertragen. Das Getriebe T1 verändert das Getriebeverhältnis gemäß der Steuerung durch die Getriebesteuerungseinheit 12. Hier, in diesem Beispiel, weist das Getriebe T1 fünf Gänge auf. Das Getriebe T1 kann als Teil der Leistungsübertragungsvorrichtung 3 gemäß der Ausführungsform 1 gestaltet sein. Das Getriebe T1 kann mehr oder weniger als 5 Gänge aufweisen und kann nur einen einzigen Gang aufweisen (d.h. kann ein Getriebe mit einer einzigen Geschwindigkeit sein).
  • (Getriebesteuerungseinheit)
  • Wenn die Getriebesteuerungseinheit 12 bestimmt, dass die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 in der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 eine „Ein-Steuerung“ ausführt, steuert die Getriebesteuerungseinheit 12 das Getriebeverhältnis des Getriebes T1 so, dass die Drehzahl r des Elektromotors M1 größer oder gleich dem Drehzahlschwellwert r1 ist, der der erste Drehzahlschwellwert ist. Die „Ein-Steuerung“ ist eine Steuerung, die entweder die drei High-Side-Schaltelemente oder die drei Low-Side-Schaltelemente im Wechselrichter 20 gleichzeitig in den Ein-Zustand versetzt.
  • Die Getriebesteuerungseinheit 12 kann bestimmen, dass die Ein-Steuerung gerade ausgeführt wird, wenn das Kommunikationssignal nicht mehr über die Kommunikationsleitung C1 von der Schaltsteuerungseinheit 33 erlangt wird. In diesem Beispiel ist die Kommunikationsleitung C1 eine Leitung, die ein Fahrzeugbordnetzwerk bildet, und das Kommunikationssignal ist ein Signal, das regelmäßig von verschiedenen Vorrichtungen, einschließlich der mit dem Fahrzeugbordnetzwerk verbundenen Schaltsteuerungseinheit 33, ausgegeben wird, um zu überwachen, ob die Einheiten normal arbeiten oder nicht.
  • Außerdem kann die Getriebesteuerungseinheit 12 über eine Kommunikationsleitung C2 Bezug nehmen auf die Steuersignale für mindestens entweder (i) die drei High-Side-Schaltelemente S1, S2 und S3 und (ii) die drei Low-Side-Schaltelementen S4, S5 und S6, erlangt von der Störungszustands-Steuerungseinheit 50, um zu bestimmen, ob die Ein-Steuerung gerade ausgeführt wird oder nicht. In diesem Beispiel ist die Kommunikationsleitung C2 eine Leitung, die die Getriebesteuerungseinheit 12 und die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 in einer End-End-Anordnung verbindet.
  • Außerdem kann die Getriebesteuerungseinheit 12 die Drehzahl r des Elektromotors M1 aus dem vom Elektromotor M1 geschickten Elektromotor-Drehzahlsignal R erfassen.
  • (Verbrennungsmotor)
  • Der Verbrennungsmotor E1 ist ausgelegt, den Elektromotor M1 und die angetriebenen Räder 2 anzutreiben.
  • (Verbrennungsmotor-Steuerungseinheit)
  • Die Verbrennungsmotor-Steuerungseinheit 11 führt eine zusammenwirkende Steuerung mit dem Elektromotor M1 bezüglich beispielsweise der Drehzahl und des Drehmoments des Verbrennungsmotors E1 durch.
  • (Drehzahl-/ Drehmomentkennlinie während der Ein-Steuerung)
  • 12 stellt ein Beispiel der Drehzahl-Bremsmomentkennlinie des Elektromotors M1 dar, wenn die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 in der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 die Ein-Steuerung ausführt. Wie in 12 dargestellt, gibt es während der Ein-Steuerung, wenn die Drehzahl r des Elektromotors M1 unter den Drehzahlschwellwert r1 fällt, da sich das Bremsmoment erhöht, eine große Änderung, die den Verbrennungsmotor abwürgen wird (A). Wenn die Getriebesteuerungseinheit 12 dagegen bestimmt, dass die Ein-Steuerung gerade ausgeführt wird, steuert die Getriebesteuerungseinheit 12 das Getriebeverhältnis des Getriebes T1 so, dass die Drehzahl r des Elektromotors M1 größer oder gleich dem Drehzahlschwellwert r1 gemacht wird (B). Als Ergebnis wird, da die Ein-Steuerung weiterbesteht, während die Drehzahl r des Elektromotors M1 größer oder gleich dem Drehzahlschwellwert r1 ist, ein Zustand beibehalten, in dem das Bremsmoment niedrig ist, was verhindert, dass der Verbrennungsmotor abgewürgt wird (C). Es ist anzumerken, dass der Drehzahlschwellwert r1 vorab aus der minimalen Drehzahl r des Elektromotors M1 bestimmt wird, bei der ein niedriger Bremsmomentzustand aufrecht erhalten werden kann, auf Grundlage der in 12 dargestellten Kennlinie.
  • (Vorgänge der Getriebesteuerungseinheit)
  • Als Nächstes sind Vorgänge mit Bezugnahme auf 13 beschrieben, die durch die Getriebesteuerungseinheit 12 durchgeführt werden, wenn die Ein-Steuerung gerade ausgeführt wird. Es ist anzumerken, dass in der Ausführungsform 3 die Steuerungsversorgung der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 nicht zugeführt wird und der Getriebesteuerungseinheit 12 zugeführt wird. Demgemäß kann, obwohl die Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 den Wechselrichter 20 nicht steuern kann, die Getriebesteuerungseinheit 12 arbeiten. Dies entspricht beispielsweise einer Störung, bei der eine Verdrahtung von der Steuerungssystem-Stromversorgung P2 zu der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 unterbrochen ist.
  • (Schritt ST31)
  • Zuerst bestimmt die Getriebesteuerungseinheit 12, ob die Störungszustands-Steuerungseinheit 50 die Ein-Steuerung ausführt oder nicht. Während der Ein-Steuerung befinden sich entweder die drei High-Side-Schaltelemente S1, S2 und S3 oder die drei Low-Side-Schaltelemente S4, S5 und S6 im Wechselrichter 20 gleichzeitig im Ein-Zustand.
  • Bei der Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung gemäß den Ausführungsformen 1 und 2, die ein Beispiel der Ein-Steuerung ist, werden die drei High-Side-Schaltelemente S1, S2 und S3 unter Verwendung von durch den Elektromotor M1 erzeugter regenerativer Leistung zu derselben Zeit, zu der die Steuerungsversorgung unterbrochen wird, über einen Hardwarevorgang gleichzeitig in den Ein-Zustand versetzt. Die regenerative Energie für die Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung ist in den Bootstrapkondensatoren 41u, 41v und 41w gespeichert.
  • In diesem Beispiel überwacht die Getriebesteuerungseinheit 12 die Ansteuersignale für die High-Side-Schaltelemente S1, S2 und S3 über die Kommunikationsleitung C2, und kann, wenn alle drei der Ansteuersignale auf dem High-Pegel liegen, bestimmen, dass die Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung gerade ausgeführt wird. Außerdem kann ein Logikschaltkreis im Wechselrichter 20 eingebaut sein, der ein Logiksignal ausgibt, das angibt, dass alle drei der Ansteuersignale für die High-Side-Schaltelemente S1, S2 und S3 auf High-Pegel liegen, und kann bestimmen, ob die Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung gerade ausgeführt wird oder nicht, indem sie über die Kommunikationsleitung C2 Bezug auf den Logikschaltkreis nimmt. In diesem Beispiel verbessert sich, da die Getriebesteuerungseinheit 12 Bezug auf die Ansteuersignale für die High-Side-Schaltelemente S1, S2 und S3 oder das Logiksignal nimmt, die Gewissheit der Bestimmung, ob die Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung gerade ausgeführt wird oder nicht.
  • Außerdem kann die Getriebesteuerungseinheit 12 schätzen, dass die Steuerungsversorgung unterbrochen wurde, und bestimmen, dass die Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung gerade ausgeführt wird, wenn das von der Elektromotorsteuerungsvorrichtung 10 über die Kommunikationsleitung C1 erlangte Signal zum Überwachen, ob die Bestandteile normal arbeiten oder nicht, unterbrochen ist. In diesem Beispiel kann die Getriebesteuerungseinheit 12 ohne die Verwendung zusätzlicher Anordnungen bestimmen, ob die Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung gerade ausgeführt wird, indem sie Signale nutzt, die in Fahrzeugnetzwerken allgemein im Gebrauch sind.
  • Es ist anzumerken, dass die Ein-Steuerung nicht auf das Beispiel der Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung beschränkt ist; auch eine Steuerung, die die drei Low-Side-Schaltelemente S4, S5 und S6 gleichzeitig in einen Ein-Zustand versetzt, ist in der Ein-Steuerung enthalten. Ähnlich der Drei-Phasen-Kurzschlusssteuerung kann die Ausführung der Ein-Steuerung für die drei Low-Side-Schaltelemente S4, S5 und S6 bestimmt werden durch ein Überwachen der Steuersignale oder des Logiksignals für die drei Low-Side-Schaltelemente S4, S5 und S6 über die Kommunikationsleitung C2 oder durch das Unterbrechen des über die Kommunikationsleitung C1 erlangten Signals, das zum Überwachen verwendet ist, ob die Bestandteile normal arbeiten oder nicht.
  • (Schritt ST32)
  • Sobald bestimmt ist, dass die Ein-Steuerung gerade ausgeführt wird, erfasst die Getriebesteuerungseinheit 12 die Drehzahl r des Elektromotors M1 über das vom Elektromotor M1 geschickte Elektromotor-Drehzahlsignal R.
  • (Schritt ST33)
  • Wenn die Elektromotordrehzahl r größer ist als der Drehzahlschwellwert r1, wird der aktuelle Gang beibehalten, da eine geringe Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein Bremsmoment durch eine Verringerung der Drehzahl erzeugt wird.
  • (Schritt ST34)
  • Wenn die Elektromotordrehzahl r geringer oder gleich dem Drehzahlschwellwert r1 ist und der aktuelle Gang der niedrigste Gang ist, wird der niedrigste Gang beibehalten, da, sogar falls ein Bremsmoment erzeugt wird, dieses geringe Auswirkung aufweisen wird, da die Fahrzeuggeschwindigkeit so niedrig ist.
  • (Schritt ST35)
  • Wenn die Elektromotordrehzahl r geringer oder gleich dem Drehzahlschwellwert r1 ist und der aktuelle Gang ein anderer Gang als der niedrigste Gang ist, wird die Schaltung um einen Gang heruntergeschaltet. Falls das Getriebe T1 ein Getriebe mit einer einzigen Geschwindigkeit ist, wird die Regelung der einzigen Geschwindigkeit durchgeführt, um zu bewirken, dass die Elektromotordrehzahl r gleich dem Drehzahlschwellwert r1 ist. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass die Drehzahl r des Elektromotors unter den Drehzahlschwellwert r1 fällt, und ermöglicht es, die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Bremsmoment aufgrund der Verringerung der Drehzahl des Elektromotors erhöht, und die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass als Folge der Verbrennungsmotor abgewürgt wird.
  • Zum Beispiel verringert sich in einem Beispiel, in dem die Steuerspannung als unterbrochen erkannt ist, während sich das Fahrzeug im höchsten (5.) Gang befindet und die Ein-Steuerung aktiviert ist, wie in 14 dargestellt, die Drehzahl r des Elektromotors M1, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, und jedes Mal, wenn die Drehzahl r den Drehzahlschwellwert r1 erreicht, werden die Gänge nacheinander heruntergeschaltet, vom höchsten (5.) Gang zum niedrigsten Gang. Dies verhindert, dass die Drehzahl r des Elektromotors M1 in einem beliebigen Gang außer dem niedrigsten Gang unter den Drehzahlschwellwert r1 fällt, und ermöglicht es, die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Bremsmoment aufgrund der Verringerung der Drehzahl des Elektromotors M1 erhöht, und die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass als Folge der Verbrennungsmotor abgewürgt wird.
  • (Durch die Ausführungsform 3 erzielte vorteilhafte Wirkungen)
  • Wenn, wie oben beschrieben, die Getriebesteuerungseinheit 12 bestimmt, dass die Ein-Steuerung gerade ausgeführt wird, steuert die Getriebesteuerungseinheit 12 das Getriebeverhältnis des Getriebes T1 so, dass die Drehzahl r des Elektromotors M1 größer oder gleich dem Drehzahlschwellwert r1 gemacht wird, was im Ergebnis die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Bremsmoment aufgrund der Verringerung der Drehzahl des Elektromotors M1 erhöht, und die Wahrscheinlichkeit verringert, dass der Verbrennungsmotor abgewürgt wird. Dies ermöglicht es beispielsweise, ein sanftes Fahrgefühl beim Notfallbetrieb vorzusehen, wenn eine Störung auftritt, die die Ein-Steuerung aktiviert.
  • Ausführungsform 4
  • Als Nächstes sind Steuerungsvorgänge beschrieben, die durch die Getriebesteuerungseinheit 12 gemäß der Ausführungsform 4 während der Ein-Steuerung durchgeführt werden.
  • 15 stellt ein Beispiel von Vorgängen dar, die durch die Getriebesteuerungseinheit 12 gemäß der Ausführungsform 4 während der Ein-Steuerung durchgeführt werden. Die Vorgänge gemäß der Ausführungsform 4 enthalten zusätzlich zu den Vorgängen gemäß der Ausführungsform 3 die Schritte ST41 bis ST44 zum Verhindern eines Überdrehens des Elektromotors M1.
  • Es ist anzumerken, dass, wenn der Elektromotor M1 während der High-Side-Kurzschlusssteuerung überdreht, der durch die Spule fließende Strom mit der Drehung des Elektromotors M1 ansteigt und der Permanentmagnet im Elektromotor M1 entmagnetisiert werden kann. Demgemäß werden in der Ausführungsform 4 Vorgänge zum Verhindern durchgeführt, dass der Elektromotor M1 überdreht. Falls sich jedoch das Getriebe T1 in einem niedrigen Gang befindet, wie etwa im niedrigsten Gang oder im zweiten Gang, tritt ein Motorbremsen in dem mit dem Elektromotor M1 verbundenen Verbrennungsmotor E1 auf; somit ist verhindert, dass die Drehzahl r des Elektromotors M1 ansteigt. Demgemäß werden die Vorgänge gemäß der Ausführungsform 4 durchgeführt, wenn die High-Side-Kurzschlusssteuerung gerade ausgeführt wird, während sich das Fahrzeug mindestens im dritten Gang befindet (d.h. in einem Gang, in dem das Motorbremsen im Wesentlichen nicht auftritt, sogar falls die Gänge um einen heruntergeschaltet werden) und mit hohen Geschwindigkeiten fährt, und sich weiter die Drehzahl r des Elektromotors M1 beispielsweise nach der Annäherung an eine Abfahrtstrecke erhöht.
  • Vorgänge zum Verhindern des Überdrehens des Elektromotors M1 werden wie folgt ausgeführt, wenn in Schritt ST33 die Elektromotordrehzahl r als größer als der Drehzahlschwellwert r1 bestimmt ist.
  • (Schritt ST41)
  • Wenn die Elektromotordrehzahl r geringer ist als der Drehzahlschwellwert r2 (der zweite Drehzahlschwellwert), der größer ist als der Drehzahlschwellwert r1, wird der aktuelle Gang beibehalten, da eine geringe Wahrscheinlichkeit besteht, dass der Elektromotor M1 überdreht. Es ist anzumerken, dass der Drehzahlschwellwert r2 auf Grundlage der Drehzahl r des Elektromotors M1 vorgegeben ist, bei der der durch die Spule fließende Strom imstande ist, den Permanentmagneten des Elektromotors M1 zu entmagnetisieren.
  • (Schritt ST42)
  • Falls die Elektromotordrehzahl r größer oder gleich dem Drehzahlschwellwert r2 ist und der aktuelle Gang der höchste (5.) Gang ist, werden die Gänge nicht geändert.
  • (Schritt ST43)
  • Falls die Elektromotordrehzahl r größer oder gleich dem Drehzahlschwellwert r2 ist und der aktuelle Gang der dritte (3.) Gang oder vierte (4.) Gang ist, werden die Gänge um einen Gang hochgeschaltet (Schritt ST44). Dies verhindert, dass der Elektromotor M1 überdreht, da es bewirkt, dass die Drehzahl r des Elektromotors M1 geringer oder gleich dem Drehzahlschwellwert r2 ist.
  • Wenn andererseits die Elektromotordrehzahl r größer oder gleich dem Drehzahlschwellwert r2 ist und der aktuelle Gang nicht der dritte (3.) Gang oder vierte (4.) Gang ist (NEIN in Schritt ST43), kann, da der aktuelle Gang entweder der niedrigste Gang (niedr.) oder der zweite (2.) Gang ist, genügend Motorbremswirkung auftreten, was eine Erhöhung der Drehzahl r des Elektromotors M1 verhindern kann; somit wird der aktuelle Gang beibehalten.
  • Zum Beispiel erhöht sich, wie in 16 dargestellt, in einem Beispiel, in dem das Getriebe zum dritten (3.) Gang gemäß Steuerungsvorgängen gemäß der Ausführungsform 3 herunterschaltet und sich das Fahrzeug einer Abfahrtstrecke nähert, die Drehzahl r des Elektromotors M1 mit einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit, und die Gänge werden nacheinander vom dritten (3.) Gang zum fünften (5.) Gang jedes Mal hochgeschaltet, wenn die Drehzahl r den Drehzahlschwellwert r2 erreicht. Damit wird im dritten (3.) und vierten (4.) Gang die Drehzahl r des Elektromotors M1 geringer oder gleich dem Drehzahlschwellwert r2 und verhindert dadurch, dass der Elektromotor M1 überdreht.
  • Es ist anzumerken, dass in der Ausführungsform 4 Vorgänge zum Erhöhen (Hochschalten) der Gänge um einen beschrieben sind, falls sich das Getriebe im dritten (3.) Gang oder höher befindet, aber dies ist kein einschränkendes Beispiel. Mit anderen Worten, es reicht aus, wenn ein Gang, bei dem kein ausreichendes Motorbremsen auftritt, sogar falls die Gänge um einen heruntergeschaltet werden, und bei dem eine Wahrscheinlichkeit besteht, dass der Permanentmagnet im Elektromotor M1 aufgrund von Überdrehen entmagnetisiert wird, im Voraus berechnet ist, und Vorgänge durchgeführt werden, um die Gänge hochzuschalten, falls der aktuelle Gang gleich oder höher als der berechnete Gang ist. Ähnlich reicht es aus, falls das Getriebe T1 ein Getriebe mit einer einzigen Geschwindigkeit ist, falls ein Getriebeverhältnis, bei dem kein ausreichendes Motorbremsen auftritt, und bei dem eine Wahrscheinlichkeit besteht, dass der Permanentmagnet im Elektromotor M1 aufgrund von Überdrehen entmagnetisiert wird, im Voraus berechnet ist, und das Getriebeverhältnis gesteuert ist, die Drehzahl r des Elektromotors M1 gleich dem Drehzahlschwellwert r2 zu machen, falls das aktuelle Getriebeverhältnis größer als oder gleich dem berechneten Getriebeverhältnis ist.
  • Außerdem ist in der Beschreibung der Ausführungsformen 3 und 4 die Getriebesteuerungseinheit 12 als ein von der Verbrennungsmotor-Steuerungseinheit 11 getrennter Bestandteil beschrieben, aber dies ist ein nicht einschränkendes Beispiel. Zum Beispiel kann die Getriebesteuerungseinheit 12 in der Verbrennungsmotor-Steuerungseinheit 11 vorgesehen sein, und die Verbrennungsmotor-Steuerungseinheit 11 kann die Getriebesteuerung durchführen.
  • Andere Ausführungsformen
  • Während die Elektromotorsteuerungsvorrichtung und die Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einem oder mehreren Aspekten auf Grundlage von Ausführungsformen beschrieben sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Andere, durch ein Vornehmen verschiedener Modifikationen an den obigen Ausführungsformen erlangte Ausführungsformen, die durch einen Fachmann erdenkbar sind, sowie andere Ausführungsformen, erlangt durch ein Kombinieren von Elementen aus zwei oder mehr Ausführungsformen, die innerhalb des Wesentlichen der vorliegenden Offenbarung liegen, fallen in den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Offenbarung ist anwendbar auf eine Elektromotorsteuerungsvorrichtung und eine Fahrzeugantriebsvorrichtung.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Elektrofahrzeug
    2
    angetriebene Räder
    3
    Leistungsübertragungsvorrichtung
    P1
    Gleichstromversorgung
    M1
    Elektromotor
    E1
    Verbrennungsmotor
    T1
    Getriebe
    C1, C2
    Kommunikationsleitungen
    R
    Elektromotordrehzahlsignal
    LP
    Stromversorgungsleitung
    LG
    Masseleitung
    10
    Elektromotorsteuerungsvorrichtung
    11
    Verbrennungsmotor-Steuerungseinheit
    12
    Getriebesteuerungseinheit
    20
    Wechselrichter
    S1-S3
    High-Side-Schaltelemente
    S4-S6
    Low-Side-Schaltelemente
    21
    Glättungskondensator
    31u-31w
    High-Side-Ansteuerkreise
    32u-32w
    Low-Side-Ansteuerkreise
    33
    Schaltsteuerungseinheit
    40
    Bootstrapschaltkreis
    41u-41w
    Bootstrapkondensatoren
    42u-42w
    Bootstrapdioden
    45u-45w
    Ladeleitungen
    46u-46w
    Ladewiderstände
    47u-47w
    Ladedioden
    50
    Störungszustands-Steuerungseinheit
    51
    Zustandserkennungsschaltkreis
    51u-51w
    Zustandserkennungsschaltkreis
    52
    Störungszustands-Steuerungsschaltkreis
    52u-52w
    Störungszustands-Steuerungsschaltkreise
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2015198503 [0003]

Claims (18)

  1. Elektromotorsteuerungsvorrichtung, die einen Dreiphasen-Wechselstrommotor unter Verwendung von Leistung aus einer Gleichstromversorgung steuert, wobei die Elektromotorsteuerungsvorrichtung umfasst: einen Wechselrichter, enthaltend drei High-Side-Schaltelemente und drei Low-Side-Schaltelemente, wobei die drei High-Side-Schaltelemente jeweils verbunden sind zwischen (i) einer Spannungsversorgungsleitung, verbunden mit einer positiven Elektrode der Gleichstromversorgung, und (ii) drei Ausgangsleitungen, jeweils verbunden mit drei Anschlüssen des Elektromotors, wobei die drei Low-Side-Schaltelemente jeweils verbunden sind zwischen den drei Ausgangsleitungen und einer Masseleitung, die mit einer negativen Elektrode der Gleichstromversorgung verbunden ist; und eine Störungszustands-Steuerungseinheit, die, wenn eine Steuerungsversorgung zum Steuern der drei High-Side-Schaltelemente und der drei Low-Side-Schaltelemente unterbrochen ist, gleichzeitig die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente oder der drei Low-Side-Schaltelemente auf Grundlage der durch den Elektromotor erzeugten regenerativen Leistung steuert.
  2. Elektromotorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend: drei High-Side-Ansteuerkreise, ausgelegt, unter Verwendung der Steuerungsversorgung zu arbeiten und die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente zu steuern; und einen Bootstrapschaltkreis, enthaltend drei Bootstrapkondensatoren, wobei jeder der drei Bootstrapkondensatoren ausgelegt ist, Energie zum Ansteuern eines entsprechenden der drei High-Side-Schaltelemente zu speichern, und der Bootstrapschaltkreis ausgelegt ist, die drei Bootstrapkondensatoren gemäß den Ein-/Aus-Zuständen der drei High-Side-Schaltelemente zu laden, wobei die Störungszustands-Steuerungseinheit ausgelegt ist, unter Verwendung von Energie zu arbeiten, die in mindestens einem der drei Bootstrapkondensatoren auf Grundlage der regenerativen Leistung geladen ist, und wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, die drei High-Side-Ansteuerkreise zu steuern, die Ein-/Aus-Zustände der drei High-Side-Schaltelemente zu steuern.
  3. Elektromotorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, weiter umfassend: drei Low-Side-Ansteuerkreise, ausgelegt, unter Verwendung der Steuerungsversorgung zu arbeiten und die Ein-/Aus-Zustände der drei Low-Side-Schaltelemente zu steuern, wobei die drei Low-Side-Schaltelemente und die drei Low-Side-Ansteuerkreise so ausgelegt sind, dass die drei Low-Side-Schaltelemente in einen Aus-Zustand eintreten, wenn die den drei Low-Side-Ansteuerkreisen zugeführte Steuerungsversorgung unterbrochen wird.
  4. Elektromotorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Störungszustands-Steuerungseinheit die drei High-Side-Ansteuerkreise steuert, die drei High-Side-Schaltelemente in einen Ein-Zustand zu versetzen, wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen wird.
  5. Elektromotorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Bootstrapschaltkreis drei mit der Stromversorgungsleitung verbundene Ladeleitungen enthält, jeweils verbunden mit ersten Enden der drei Bootstrapkondensatoren, die zweiten Enden der drei Bootstrapkondensatoren jeweils mit den drei Ausgangsleitungen verbunden sind, und wenn in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, die Spannung über den Anschlüssen eines Bootstrapkondensators unter den drei Bootstrapkondensatoren, der zum Betreiben der Störungszustands-Steuerungseinheit zu verwendende Energie speichert, unter einen ersten Spannungsschwellwert fällt, die Störungszustands-Steuerungseinheit die drei High-Side-Ansteuerkreise steuert, die drei High-Side-Schaltelemente in einen Aus-Zustand zu versetzen.
  6. Elektromotorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei wenn in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, die Spannung über den Anschlüssen eines Bootstrapkondensators unter den drei Bootstrapkondensatoren, der zum Betreiben der Störungszustands-Steuerungseinheit zu verwendende Energie speichert, einen zweiten Spannungsschwellwert überschreitet, der höher ist als der erste Spannungsschwellwert, die Störungszustands-Steuerungseinheit die drei High-Side-Ansteuerkreise steuert, die drei High-Side-Schaltelemente in den Ein-Zustand zu versetzen.
  7. Elektromotorsteuerungsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Störungszustands-Steuerungseinheit ausgelegt ist, Aus-Signale an die drei Low-Side-Ansteuerkreise zu schicken, wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, und die drei Low-Side-Schaltelemente und die drei Low-Side-Ansteuerkreise so ausgelegt sind, dass die drei Low-Side-Schaltelemente in den Aus-Zustand eintreten, wenn die Aus-Signale zu den drei Low-Side-Ansteuerkreisen geschickt werden.
  8. Elektromotorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Störungszustands-Steuerungseinheit drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise enthält, die jeweils den drei High-Side-Ansteuerkreisen entsprechen, und jeder der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise ausgelegt ist, unter Verwendung von Energie zu arbeiten, die in einem entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren geladen ist, und wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen wird, einen entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise zu steuern, ein entsprechendes der drei High-Side-Schaltelemente in den Ein-Zustand zu versetzen.
  9. Elektromotorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Bootstrapschaltkreis drei mit der Stromversorgungsleitung verbundene Ladeleitungen enthält, jeweils verbunden mit ersten Enden der drei Bootstrapkondensatoren, die zweiten Enden der drei Bootstrapkondensatoren jeweils mit den drei Ausgangsleitungen verbunden sind, und in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, jeder der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise ausgelegt ist, wenn eine Spannung über Anschlüssen eines entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren unter einen ersten Spannungsschwellwert fällt, einen entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise zu steuern, ein entsprechendes der drei High-Side-Schaltelemente in den Aus-Zustand zu versetzen.
  10. Elektromotorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei in einem Zustand, in dem die Steuerungsversorgung unterbrochen ist, jeder der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise ausgelegt ist, wenn eine Spannung über Anschlüssen eines entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren einen zweiten Spannungsschwellwert überschreitet, der höher ist als der erste Spannungsschwellwert, einen entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise zu steuern, ein entsprechendes der drei High-Side-Schaltelemente in den Ein-Zustand zu versetzen.
  11. Elektromotorsteuerungsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 10, wobei jeder der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise ausgelegt ist, ein Aus-Signal zu einem entsprechenden der drei Low-Side-Ansteuerkreise zu schicken, wenn die Steuerungsversorgung unterbrochen wird, und die drei Low-Side-Schaltelemente und die drei Low-Side-Ansteuerkreise so ausgelegt sind, dass die drei Low-Side-Schaltelemente in den Aus-Zustand eintreten, wenn die Aus-Signale zu den drei Low-Side-Ansteuerkreisen geschickt werden.
  12. Elektromotorsteuerungsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 11, wobei jeder der drei Störungszustands-Steuerungsschaltkreise zusammen mit einem entsprechenden der drei High-Side-Ansteuerkreise auf einem einzigen Halbleiterchip integriert ist.
  13. Elektromotorsteuerungsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 5, 6, 9 und 10, wobei der Bootstrapschaltkreis drei Ladewiderstände enthält, die jeweils in den drei Ladeleitungen angeordnet sind.
  14. Elektromotorsteuerungsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 5, 6, 9, 10 und 13, wobei der Bootstrapschaltkreis drei Ladedioden enthält, die jeweils in den drei Ladeleitungen angeordnet sind, und jede der drei Ladedioden ausgelegt ist, eine Vorwärtsrichtung von der Stromversorgungsleitung zum ersten Ende eines entsprechenden der drei Bootstrapkondensatoren aufzuweisen.
  15. Fahrzeugantriebsvorrichtung, umfassend: die Elektromotorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1; und eine Getriebesteuerungseinheit, die ein Getriebe steuert, das mechanisch mit dem Elektromotor gekoppelt und elektrisch mit der Elektromotorsteuerungsvorrichtung verbunden ist, wobei, wenn die Getriebesteuerungseinheit bestimmt, dass die Ein-Steuerung durch die in der Elektromotorsteuerungsvorrichtung enthaltene Störungszustands-Steuerungseinheit gerade ausgeführt wird, die Getriebesteuerungseinheit ein Getriebeverhältnis des Getriebes so steuert, dass eine erfasste Drehzahl des Elektromotors größer oder gleich einem ersten Drehzahlschwellwert gemacht wird, wobei die Ein-Steuerung eine Steuerung ist, die gleichzeitig entweder (i) die drei High-Side-Schaltelemente oder (ii) die drei Low-Side-Schaltelemente in einen Ein-Zustand versetzt.
  16. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Getriebesteuerungseinheit bestimmt, ob die Ein-Steuerung gerade ausgeführt wird oder nicht, indem sie Bezug nimmt auf Steuersignale für mindestens entweder (i) die drei High-Side-Schaltelemente oder (ii) die drei Low-Side-Schaltelemente, wobei die Steuersignale von der Störungszustands-Steuerungseinheit erlangt sind.
  17. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Getriebesteuerungseinheit bestimmt, dass die Ein-Steuerung gerade ausgeführt wird, wenn ein Kommunikationssignal von der Elektromotorsteuerungsvorrichtung unterbrochen ist.
  18. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Getriebesteuerungseinheit das Getriebeverhältnis des Getriebes steuert, um die erfasste Drehzahl des Elektromotors kleiner oder gleich einem zweiten Drehzahlschwellwert zu machen, der größer ist als der erste Drehzahlsch wellwert.
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