DE112009000040T5 - Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine und Fahrzeugantriebssystem, das das Steuerungssystem für die elektrisch drehende Maschine enthält - Google Patents

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Kazuhiro Anjo-shi Tanaka
Daisuke Anjo-shi Ogino
Subrata Anjo-shi Saha
Jin Anjo-shi Izawa
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Abstract

Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine, enthaltend:
eine elektrisch drehende Maschine;
eine Treiberschaltung, die mit einer DC-Leistungsversorgung verbunden ist, und die eine Frequenzumwandlungseinheit enthält, die, wenn die elektrisch drehende Maschine in einem Leistungsbetriebsmodus anzutreiben ist, die Ausgabe der DC-Leistungsversorgung in eine elektrische AC-Leistung umwandelt, und wenn die elektrisch drehende Maschine in einem regenerativen Betriebsmodus zu betreiben ist, die Ausgabe der elektrisch drehenden Maschine in eine elektrische DC-Leistung umwandelt;
eine Steuerungseinheit, die die Treiberschaltung steuert, wobei
die Steuerungseinheit beurteilt, ob die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung aufrechterhalten ist, oder nicht, und die in einem Fall, bei dem die Verbindung nicht aufrechterhalten ist, die Treiberschaltung steuert zum Reduzieren der von der elektrisch drehenden Maschine erzeugten regenerativen elektrischen Leistung.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft mindestens ein Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine, das eine elektrisch drehende Maschine steuert, die einen regenerativen Betrieb durchführt. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Fahrzeugantriebssystem, das das Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine enthält.
  • Hintergrundtechnik
  • In den vergangenen Jahren sind Ideen zum Reduzieren der Auswirkung von fossilem Kraftstoffverbrauch auf die Umwelt weitgehend realisiert worden. In der Industrie sind Fahrzeuge vorgeschlagen worden, die den Vorteil einer reduzierten Auswirkung auf die Umwelt liefern, verglichen mit Fahrzeugen, die als eine Antriebsquelle einen internen Verbrennungsmotor verwenden. Beispiele von derartigen Ausgestaltungen enthalten: ein Elektrofahrzeug, das als Antriebsquelle einen Elektromotor verwendet, der eine elektrisch drehende Maschine ist; und ein Hybridfahrzeug, das als Antriebsquellen einen internen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor verwendet. In einem derartigen Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ist der Elektromotor mit einer Batterie verbunden, die elektrische Leistung an den Elektromotor liefert. Der Elektromotor, der eine elektrisch drehende Maschine ist, hat auch eine Funktion als Generator, der elektrische Leistung erzeugt, indem die kinetische Energie des Fahrzeugs genutzt wird. Die folglich erzeugte elektrische Leistung wird an die Batterie zurückgegeben und in der Batterie gespeichert. Eine Schalterschaltung (Schalter) ist zwischen der elektrisch drehenden Maschine und der Batterie bereitgestellt. In dem geschlossenen Zustand des Schalters sind die elektrisch drehende Maschine und die Batterie elektrisch miteinander verbunden. Wenn das Fahrzeug in einem nicht normalen Zustand ist, wird der Schalter in den geöffneten Zustand geschaltet, um die Sicherheit zu gewährleisten, wodurch die elektrische Verbindung zwischen der elektrisch drehenden Maschine und der Batterie frei gegeben wird. Ein Beispiel ist in dem Patentdokument 1 beschrieben, in dem, in einem Fall, bei dem die Batterie in einem nicht-normalen Zu stand ist, der Schalter in den geöffneten Zustand geschaltet wird, wodurch die Verbindung zwischen der elektrisch drehenden Maschine und der Batterie getrennt wird.
  • [Patentdokument 1]
    • Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. JP-A-2004-274945 (Absätze 2 bis 12, etc.)
  • Offenbarung der Erfindung
  • Wie in dem Patentdokument 1 beschrieben, wird als Schalter in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel oft ein Relais verwendet. In vielen Fällen ist das Relais, das in einer Hochspannungs-Starkstrom-Schaltung verwendet wird, die in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug enthalten ist, ein Relais, das einen mechanischen Kontakt aufweist. In einem Fall, bei dem der Schalter während des regenerativen Betriebs der elektrisch drehenden Maschine in den geöffneten Zustand geht, aufgrund einer Fehlfunktion des mechanischen Kontakts, einer Fehlfunktion der Elektromagneteinheit (Spuleneinheit), einer Rauschkontaminierung in dem Steuerungssignal an das Relais oder dergleichen, wird die Verbindung mit der Batterie unerwartet unterbrochen. Darüber hinaus kann die Verbindung zwischen der elektrisch drehenden Maschine und der Batterie unerwartet unterbrochen werden, aufgrund einer Beschädigung des Leistungskabels, das das Relais und die Batterie verbindet, aufgrund einer Beschädigung des Leistungskabels, das das Relais und die Schaltung auf der Seite der elektrisch drehenden Maschine (Wechselrichterschaltung oder dergleichen) verbindet, etc.
  • In diesem Fall wird die regenerative elektrische Leistung, die an die Batterie über eine Schaltung auf der Seite der elektrisch drehenden Maschine zurückzugeben ist, nicht zurückgegeben, und in einer Schaltung auf der Seite der elektrisch drehenden Maschine gespeichert, beispielsweise in einem Glättungskondensator oder dergleichen. Dies führt zu einer Situation, bei der die Spannung an der Schaltung auf der Seite der elektrisch drehenden Maschine sehr stark ansteigt, verglichen mit der in dem regenerativen Betrieb in einem normalen Zustand. Im Allgemeinen hat die Schaltung auf der Seite der elektrisch drehenden Maschine, die eine Treiberschaltung enthält, wie beispielsweise einen Wechselrichter, auch eine Überspannungsschutzfunktion. In einem Fall, bei dem ein starker Anstieg der Spannung auftritt, steigt jedoch in einigen Fällen die Spannung stark an, bevor die Überspannung detektiert wird, um den Schutzbetrieb zu starten. In einigen Fällen ist eine Zusatzvorrichtung, wie beispielsweise eine Klimaan lage, etc. mit der Verbindung zwischen der Schaltung auf der Seite der elektrisch drehenden Maschine und der DC-Leistungsversorgung verbunden. Ein derartiger Spannungsanstieg kann eine Nennspannung der Zusatzvorrichtung überschreiten.
  • Die vorliegende Erfindung ist im Licht des obigen Problems entstanden. Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine bereitzustellen, das derart konfiguriert ist, dass in einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung, die elektrische Leistung an die elektrisch drehende Maschine liefert, und der elektrisch drehenden Maschine unterbrochen worden ist, verhindert wird, dass eine Überspannung an eine Schaltung auf der Seite der elektrisch drehenden Maschine und an eine Zusatzvorrichtung, die mit der Schaltung verbunden ist, angelegt wird.
  • Um das obige Problem zu lösen, hat das Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung einen Aufbau, der aufweist: eine elektrisch drehende Maschine; eine Treiberschaltung, die mit einer DC-Leistungsversorgung verbunden ist, und eine Frequenzumwandlungseinheit enthält, die, wenn die elektrisch drehende Maschine in einem Leistungsbetriebsmodus anzutreiben ist, die Ausgabe der DC-Leistungsversorgung in eine elektrische AC-Leistung umwandelt, und wenn die elektrisch drehende Maschine in einem regenerativen Betriebsmodus anzutreiben ist, die Ausgabe der elektrisch drehenden Maschine in eine elektrische DC-Leistung umwandelt; und eine Steuerungseinheit, die die Treiberschaltung steuert. Die Steuerungseinheit beurteilt, ob die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung besteht, oder nicht, und in einem Fall, bei dem die Verbindung nicht aufrecht erhalten worden ist, die Treiberschaltung steuert, um die regenerative elektrische Leistung, die von der elektrisch drehenden Maschine erzeugt wird, zu reduzieren.
  • In einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung nicht aufrecht erhalten worden ist, wird die regenerative elektrische Leistung, die an die DC-Leistungsversorgung zurückzugeben ist, nicht zurückgegeben, was zu einem extremen Anstieg der Spannung auf der Seite der Treiberschaltung führt. Mit dem vorliegenden charakteristischen Aufbau dagegen steuert die Steuerungseinheit in einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung nicht aufrecht erhalten worden ist, die Treiberschaltung derart, dass die regenerative elektrische Leistung, die von der elektrisch drehenden Maschine gewonnen wird, reduziert wird. Es ist folglich möglich, einen Spannungsanstieg auf der Seite der Treiberschaltung zu unterdrücken. Als Ergebnis kann verhindert werden, dass in einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung, die elektrische Leistung an die elektrisch drehende Maschine liefert, und der elektrisch drehenden Maschine unterbrochen wird, eine Überspannung an eine Schaltung auf der Seite der elektrisch drehenden Maschine angelegt wird, wie beispielsweise an die Treiberschaltung. Darüber hinaus ist es möglich, zu verhindern, dass eine Überspannung an eine Zusatzvorrichtung geliefert wird, die mit einer Schaltung auf der Seite der elektrisch drehenden Maschine verbunden ist.
  • In einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Antriebsschaltung nicht aufrecht erhalten wird, steuert hier vorzugsweise die Steuerungseinheit die Treiberschaltung derart, dass das regenerative Drehmoment, das von der elektrisch drehenden Maschine gewonnen wird, Null wird.
  • Wenn die elektrisch drehende Maschine derart gesteuert wird, dass das regenerative Drehmoment Null wird, wird die regenerative elektrische Leistung, die von der elektrisch drehenden Maschine gewonnen wird, geeignet reduziert. Es ist folglich möglich, einen Spannungsanstieg auf der Seite der Treiberschaltung zu unterdrücken. Als ein Ergebnis wird in einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung, die elektrische Leistung an die elektrisch drehenden Maschine liefert, und der elektrisch drehenden Maschine frei gegeben ist, verhindert, dass eine Überspannung an eine Schaltung auf der Seite der elektrisch drehenden Vorrichtung, wie beispielsweise an die Treiberschaltung und so weiter, und an eine Zusatzvorrichtung, die mit dieser Schaltung verbunden ist, angelegt wird.
  • In dem Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Treiberschaltung vorzugsweise eine Spannungsumwandlungseinheit, die zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Frequenzumwandlungseinheit angeordnet ist, und die die Ausgabe der DC-Leistungsversorgung verstärkt, und in einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung nicht aufrecht erhalten wird, stoppt die Steuerungseinheit vorzugsweise den Betrieb der Spannungsumwandlungseinheit.
  • Um der elektrisch drehenden Maschine zu erlauben, das maximale Drehmoment auszugeben, selbst in einem höheren Drehzahlbereich, wird in manchen Fällen eine Spannungsumwandlungseinheit bereitgestellt, um die Spannung zu verstärken, die verwendet wird zum Antreiben der elektrisch drehenden Maschine. Eine derartige Spannungsumwandlungseinheit ist zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Frequenzumwandlungseinheit bereitgestellt. Andererseits ist in manchen Fällen ferner eine Zusatzvorrichtung, wie beispielsweise eine Klimaanlage oder dergleichen, mit einer Verbindung zwischen der Treiberschaltung und der DC-Leistungsversorgung verbunden. Es ist nicht notwendig, die Spannung zu verstärken, die an die Zusatzvorrichtung anzulegen ist. Entsprechend ist im Allgemeinen die Verbindung zu der Zusatzvorrichtung von einem Knoten zwischen der Spannungsumwandlungseinheit und der DC-Leistungsversorgung aus verzweigt. Wie in der oben beschriebenen Konfiguration beschrieben, wird in einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung nicht aufrecht erhalten wird, und der Betrieb der Spannungsumwandlungseinheit gestoppt worden ist, die Verbindung zwischen der Frequenzumwandlungseinheit und der Zusatzvorrichtung frei gegeben. In diesem Fall wird entsprechend die regenerative elektrische Leistung nicht von der elektrisch drehenden Maschine an die Zusatzvorrichtung geliefert. Als ein Ergebnis ist es in einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der elektrisch drehenden Vorrichtung geöffnet worden ist, möglich, zu verhindern, dass eine Überspannung an die Zusatzvorrichtung angelegt wird, die mit einer Schaltung auf der Seite der elektrisch drehenden Maschine verbunden ist.
  • In dem Steuerungssystem für eine elektrisch drehenden Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung beurteilt die Steuerungseinheit vorzugsweise basierend auf der Eingangs/Ausgangs-Spannung an der Verbindung, die die Treiberschaltung und die DC-Leistungsversorgung verbindet, ob die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Antriebsschaltung aufrecht erhalten ist, oder nicht.
  • In vielen Fällen, um die Leistungsversorgung zu stabilisieren, enthält die elektrische Schaltung speziell eine Leistungsversorgungsleitung (Übertragungsleitung) einen Glättungskondensator zwischen dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss an der Verbindung mit der Vorrichtung oder Schaltung. Die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung enthält auch einen derartigen Glättungskondensator. Mit einer derartigen Anordnung wird in einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung während des regenerativen Betriebs der elektrisch drehenden Maschine geöffnet worden ist, die verbleibende Ladung in dem Glättungskondensator gespeichert, was zu einem Anstieg in der Spannungsdifferenz zwischen seinen beiden Anschlüssen führt. Durch Überwachen der Eingangs/Ausgangs-Spannung an der Verbindung, die die Treiberschaltung und die DC-Leistungsversorgung während des regenerativen Betriebs der elektrisch drehenden Maschine verbindet, beurteilt eine derartige Anordnung entsprechend den Verbindungszustand zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung in einer einfachen und sicheren Art und Weise.
  • In einem Fall, bei dem die Eingangs/Ausgangs-Spannung größer als ein vorbestimmter Überspannungsschwellenwert ist, beurteilt in diesem Fall die Steuerungseinheit vorzugsweise, dass die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung nicht aufrecht erhalten ist.
  • Wie oben beschrieben, in einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung während des regenerativen Betriebs der elektrisch drehenden Maschine geöffnet worden ist, wird die verbleibende Ladung in dem Glättungskondensator gespeichert, was zu einem Anstieg der Spannungsdifferenz zwischen seinen beiden Anschlüssen führt. Entsprechend beurteilt in einem Fall, bei dem die Eingangs/Ausgangs-Spannung einen vorbestimmten Überspannungsschwellenwert überschreitet, die Steuerungseinheit, dass die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung nicht aufrecht erhalten ist. Dies erlaubt eine Beurteilung des Verbindungszustands zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung in einer einfachen und sicheren Art und Weise.
  • In einem Fall, bei dem die Spannungsänderungsrate, bei der die Eingangs/Ausgangs-Spannung pro Zeiteinheit ansteigt, größer als ein vorbestimmter Änderungsratenschwellenwert ist, beurteilt ebenfalls die Steuerungseinheit vorzugsweise basierend auf einem Schnelländerungszustands-Überspannungsschwellenwert, der auf einen kleineren Wert gesetzt ist, als der Überspannungsschwellenwert, ob die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung aufrecht erhalten ist, oder nicht.
  • In einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Antriebsschaltung aufgrund einer unerwarteten Situation geöffnet worden ist, ist es überflüssig zu erwähnen, dass die für den Öffnungsbetrieb geeigneten elektrischen Bedingungen nicht notwendigerweise erfüllt sind. In einem Fall, bei dem die elektrischen Bedingungen, die für den Öffnungsbetrieb geeignet sind, nicht erfüllt worden sind, schwankt in vielen Fällen die Eingangs/Ausgangs-Spannung an der Verbindung stark. Mit anderen Worten, in einem Fall, bei dem eine große Schwankung der Eingangs/Ausgangs-Spannung an der Verbindung vorliegt, ist es sehr wahrscheinlich, dass eine unerwartete Situation vorliegt, wie beispielsweise eine Situation, bei der die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung geöffnet worden ist. In einem Fall, bei dem die Spannungsänderungsrate, bei der die Eingangs/Ausgangs-Spannung pro Zeiteinheit ansteigt, einen vorbestimmten Änderungsratenschwellenwert überschritten hat, führt entsprechend die Steuerungseinheit vorzugsweise eine Beurteilung basierend auf einer empfindlicheren Beurteilungsbedingung durch (Beurteilungsbedingung, die eine höhere Empfindlichkeit aufweist). Durch das Beurteilen, ob die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung aufrecht erhalten ist, basierend auf einem Schnelländerungszustands-Überspannungsschwellenwert, der auf einen kleineren Wert gesetzt ist, als der Überspannungsschwellenwert, ist also die Steuerungseinheit in der Lage, den Verbindungszustand zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung schnell zu beurteilen. In einem Fall, bei dem die Treiberschaltung eine Spannungsverstärkerschaltung enthält, schwankt in vielen Fällen die Spannung insbesondere aufgrund der Wirkung einer LC-Schaltung, die aus einer Drosselspule und einem Kondensator gebildet ist, die in der Spannungsverstärkungsschaltung enthalten sind, was zu einer Schwierigkeit beim Detektieren der Überspannung führt. Die Steuerungseinheit führt eine Beurteilung durch unter Berücksichtigung der Spannungsänderungsrate, wodurch das Problem verringert wird.
  • Vorzugsweise ist der Überspannungsschwellenwert auf eine Summe aus der maximalen Spannung der DC-Leistungsversorgung und dem maximalen Wert des Fehlers der Spannungsmesseinheit, die die Eingangs/Ausgangs-Spannung detektiert, gesetzt.
  • Der Überspannungsschwellenwert ist auf die Summe aus der maximalen Spannung der DC-Leistungsversorgung, wie beispielsweise einer Batterie oder dergleichen, gesetzt, die in einem normalen Zustand verwendet werden kann, und dem maximalen Wert des Messfehlers der Spannungsmesseinheit, die die Eingangs/Ausgangs-Spannung eines Spannungssensors und dergleichen detektiert. Eine derartige Anordnung verhindert in einer sicheren Art und Weise, dass der regenerative Betrieb aufgrund des Detektionsfehlers des Sensors begrenzt wird, wenn die Spannung der DC-Leistungsversorgung innerhalb eines Bereichs ist, der in dem normalen Zustand verwendet werden kann. Darüber hinaus erfolgt eine Beurteilung, ob die Überspannung aufgetreten ist, oder nicht, basierend auf der kleinsten Spannung zum Begrenzen des regenerativen Betriebs. Folglich kann die Überspannung in einem früheren Stadium detektiert werden. Folglich ist es möglich, in einer sicheren Art und Weise zu verhindern, dass die Überspannung an die Schaltung auf der Seite der elektrisch drehenden Maschine und an die Zusatzvorrichtung, die mit der Schaltung verbunden ist, angelegt wird.
  • Ein Fahrzeugantriebssystem gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: Das oben beschriebene Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung; eine erste elektrisch drehende Maschine und eine zweite elektrisch drehende Maschine als elektrisch drehende Maschinen; und einen Leistungsverteilungsmechanismus, der die Antriebskraft, die von einer anderen Antriebsquelle erzeugt wird, die von der ersten elektrisch drehenden Maschine und der zweiten elektrisch drehenden Maschine verschieden ist, verteilt. Ein Teil der folglich durch den Leistungsverteilungsmechanismus verteilten Antriebskraft wird an ein Rad übertragen, und der verbleibende Teil der Antriebskraft wird an die erste elektrisch drehende Maschine übertragen. Darüber hinaus wird die Antriebskraft, die von der zweiten elektrisch drehenden Maschine erzeugt wird, an das Rad übertragen.
  • Das Fahrzeugantriebssystem, das einen derartigen Aufbau aufweist, versorgt ein Hybridfahrzeug, das ein Paar von elektrisch drehenden Maschinen und eine andere Antriebsquelle (beispielsweise einem Motor), die von dem Paar von elektrisch drehenden Maschinen verschieden ist, enthält, und führt eine sogenannte Leistungsverteilung vom Split-Typ durch. Darüber hinaus stellt das Hybridfahrzeug den Betrieb des Paars von elektrisch drehenden Maschinen mit einer geforderten Drehzahl und einem geforderten Drehmoment bereit. Darüber hinaus ist es möglich, ein System leicht zu realisieren, das eine notwendige Spannung bereitstellt für jede der elektrisch drehenden Maschinen, die das Paar bilden, indem eine einzelne Spannungsumwandlungseinheit in einer einfachen Art und Weise verwendet wird.
  • In dem Fahrzeugantriebssystem gemäß der vorliegenden Erfindung hat der Leistungsverteilungsmechanismus vorzugsweise einen Aufbau, der ein Planetengetriebe enthält, das der Dreh zahl nach ein erstes drehendes Element, ein zweites drehendes Element und ein drittes drehendes Element enthält, und bei dem die erste elektrisch drehende Maschine mit dem ersten drehenden Element verbunden ist, die Antriebsquelle, die von der elektrisch drehenden Maschine verschieden ist, mit dem zweiten drehenden Element verbunden ist, und die zweite elektrisch drehende Maschine und das dritte drehende Element mit dem Rad verbunden sind.
  • Durch das Verwenden eines derartigen Aufbaus wird ein Hybridfahrzeug in einer einfachen Art und Weise bereitgestellt, das eine Antriebskraftverteilung vom Split-Typ durchführt, indem ein einziger Planetenradmechanismus bzw. einziges Planetengetriebe verwendet wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das einen schematischen Aufbau eines Antriebssystems eines Fahrzeugantriebssystems zeigt.
  • 2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Beispiel des Aufbaus des Steuerungssystems für eine elektrisch drehende Maschine zeigt.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerungsprozedur für das Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Beziehung zeigt zwischen der Änderung der Batteriespannung und der entsprechenden Steuerungsoperation, die durch die in 3 gezeigte Prozedur durchgeführt wird.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes Beispiel der Steuerungsprozedur für das Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 6 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Beziehung zeigt zwischen der Änderung der Batteriespannung und der entsprechenden Steuerungsoperation, die gemäß der in 5 gezeigten Prozedur durchgeführt wird.
  • 7 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein anderes Beispiel eines Aufbaus des Steuerungssystems für eine elektrisch drehende Maschine zeigt.
  • Beste Ausführungsformen der Erfindung
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Im Folgenden wird eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels eines Steuerungssystems für eine elektrisch drehende Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gegeben. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Antriebssystems eines Fahrzeugantriebssystems 200 zeigt. 2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Steuerungssystems für eine elektrisch drehende Maschine zeigt, von dem die Grundprinzipkomponente eine Antriebsvorrichtung (Treiberschaltung) 2 für eine elektrisch drehende Maschine ist, die bereitgestellt ist zum Steuern elektrisch drehender Maschinen MG1 und MG2.
  • Die im Folgenden gegebene Beschreibung ist ein Beispiel bezüglich einer Anordnung, bei der ein Steuerungssystem 100 für eine elektrisch drehende Maschine in dem Fahrzeugantriebssystem enthalten ist, und den Betrieb der elektrisch drehenden Maschine, die in dem Fahrzeugantriebssystem enthalten ist, steuert.
  • Wie in 1 gezeigt enthält das Fahrzeug als Antriebsquellen einen Motor E, der ein interner Verbrennungsmotor ist, und ein Paar von elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2. Das Fahrzeugantriebssystem 200 hat einen Aufbau mit einer so genannten Hybridantriebsvorrichtung 1 vom 2-Motor-Split-Typ, die ein Planetengetriebe PG enthält zur Leistungsverteilung, das die Ausgangsleistung des Motors E an eine Seite der ersten elektrisch drehenden Maschine MG1 und an Räder und an eine Seite der zweiten elektrisch drehenden Maschine MG2 verteilt. Als Motor E können verschiedene Arten bekannter interner Verbrennungsmotoren verwendet werden, Beispiele enthalten einen Benzinmotor, Dieselmotor, etc.. Wie später beschrieben arbeitet jede der elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 entweder als Elektromotor oder als Generator (elektrischer Generator). In einem Fall, bei dem es nicht notwendig ist, eine bestimmte drehende Maschine zu unterscheiden, wird entsprechend die elektrisch drehende Maschine einfach bezeichnet als „elektrisch drehende Maschine”, und die Referenznummer MG1 oder MG2 kann weggelassen sein.
  • Als mechanische Komponenten enthält die Hybridantriebsvorrichtung 1 eine Eingangswelle I, die mit dem Motor E verbunden ist, die erste elektrisch drehende Maschine MG1, die zweite elektrisch drehende Maschine MG2, das Planetengetriebe PG zur Leistungsverteilung, ein Vorgelegegetriebe C und eine Differenzialvorrichtung D, die die Antriebskraft an mehrere Rä der W verteilt. Das Planetengetriebe PG verteilt hier die Ausgangsleistung (Antriebskraft) des Motors E an die erste elektrisch drehende Maschine MG1 und an ein Vorgelegeantriebsrad O. Das Vorgelegeantriebsrad O ist mit dem Rad (Antriebsrad) W über das Vorgelegegetriebe C und die Differenzialvorrichtung D verbunden. Die zweite elektrisch drehende Maschine MG2 ist derart verbunden, dass das Ausgangsdrehmoment durch ein Antriebskraftübertragungssystem von dem Vorgelegeantriebsrad O bis zu der Differenzialvorrichtung D übertragen werden kann.
  • Wie in 1 gezeigt sind in der Hybridantriebsvorrichtung 1 die Eingangswelle I, die mit der Ausgangsdrehwelle verbunden ist, wie beispielsweise einer Kurbelwelle oder dergleichen des Motors E, die erste elektrisch drehende Maschine MG1 und das Planetengetriebe PG, das als Antriebskraftübertragungsmechanismus arbeitet, koaxial angeordnet. Darüber hinaus sind die zweite elektrisch drehende Maschine MG2, das Vorgelegegetriebe C und die Differenzialvorrichtung D auf einer Achse angeordnet, die parallel zu der Eingangswelle I ist. Ein erstes Vorgelegeantriebsrad c1, ein zweites Vorgelegeantriebsrad c2 und ein Differenzialplanetenrad c3 sind an der Welle (Vorgelegewelle) des Vorgelegegetriebes C in dieser Reihenfolge von der Seite der ersten elektrisch drehenden Maschine MG1 und der zweiten elektrisch drehenden Maschine MG2 fixiert. Das Differenzialplanetenrad c3 greift in ein Differenzialringrad dr der Differenzialvorrichtung D. Bei einem derartigen Aufbau wird die Drehung des Vorgelegegetriebes C an das Rad W über die Differenzialvorrichtung D übertragen. Die Differenzialvorrichtung D hat einen Differenzialradmechanismus, der ein beispielsweise üblicherweise verwendetes Kegelrad verwendet. Es soll erwähnt werden, dass vorzugsweise eine Anordnung gebildet wird, bei der die Eingangswelle I mit der Ausgangsdrehwelle des Motors E über einen Dämpfer, eine Kupplung oder dergleichen verbunden ist.
  • Die erste elektrisch drehende Maschine MG1 enthält einen Stator St1, der an einem nicht gezeigten Gehäuse fixiert ist, und einen Rotor Ro1, der auf der Innenseite des Stators St1 in radialer Richtung drehbar abgestützt ist. Der Rotor Ro1 der ersten elektrisch drehenden Maschine MG1 ist verbunden, um mit einem Sonnenrad s des Planetengetriebes PG integriert zu drehen, das als ein Leistungsverteilungsmechanismus dient. Darüber hinaus enthält die zweite elektrisch drehende Maschine MG2 einen Stator St2, der an einem nicht gezeigten Gehäuse fixiert ist, und einen Rotor Ro2, der auf der Innenseite des Stators St2 in radialer Richtung drehbar abgestützt ist. Der Rotor Ro2 der zweiten elektrisch drehenden Maschine MG2 ist verbunden, um mit einem Ausgangsrad d2 der zweiten elektrisch drehenden Maschine integriert zu drehen. Das Ausgangsrad d2 der zweiten elektrisch drehenden Maschine greift in das erste Vorgelegeantriebsrad c1, das an dem Vorgelegegetriebe C fixiert ist. Entsprechend wird die Drehung der zweiten elektrisch drehenden Maschine MG2 an das Vorgelegegetriebe C übertragen. Folglich dreht der Rotor Ro2 der zweiten elektrisch drehenden Maschine MG2 mit einer Drehzahl proportional zu der Drehzahl des Vorgelegeantriebsrads O.
  • Wie in 1 gezeigt sind die erste elektrisch drehende Maschine MG1 und die zweite elektrisch drehende Maschine MG2 elektrisch mit einer Batterie (DC-Leistungsversorgung) B über die Antriebsvorrichtung (Treiberschaltung) 2 für eine elektrisch drehende Maschine verbunden. Darüber hinaus sind die Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine und die Batterie B über einen Schalter (Schaltereinheit) 3 elektrisch miteinander verbunden. Wenn der Schalter 3 in dem geschlossenen Zustand ist, sind die Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine und die Batterie B elektrisch miteinander verbunden. In einem nicht normalen Zustand des Fahrzeugs geht der Schalter 3 durch den Steuerungsbetrieb einer nicht gezeigten Fahrzeug-ECU oder dergleichen in den geöffneten Zustand, der die elektrische Verbindung zwischen der Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine und der Batterie B öffnet, wodurch Sicherheit gewährleistet wird. In vielen Fällen ist der Schalter 3 aufgebaut, indem ein Relais verwendet wird, unter Berücksichtigung seiner langen Lebensbetriebsdauer und seiner zufriedenstellenden Steuerbarkeit. Wie in 2 gezeigt erfolgt auf der Seite der Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine eine Verbindung einer Zusatzvorrichtung 20, die unter Verwendung einer elektrischen Leistung, die von der Batterie B geliefert wird, über den Schalter 3 angetrieben wird. Die Zusatzvorrichtung 20 ist eine Klimaanlage, ein DC-DC-Umwandler oder dergleichen.
  • Jede von der ersten elektrisch drehenden Maschine MG1 und der zweiten elektrisch drehenden Maschine MG2 liefert eine Funktion als Elektromotor, der entsprechende elektrische Leistung empfängt und Leistung erzeugt, und eine Funktion als Generator (elektrischer Generator), der eine Leistungslieferung empfängt und elektrische Leistung erzeugt. In dem Konfigurationsbeispiel gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel arbeitet die erste elektrisch drehende Maschine MG1 prinzipiell als Generator, der elektrische Leistung erzeugt, indem die Antriebskraft verwendet wird, die über das Sonnenrad s des Planetengetriebes PG eingegeben wird. Die erste elektrisch drehende Maschine MG1 lädt die Batterie B oder liefert die elektrische Leistung zum Antreiben der zweiten elektrisch drehenden Maschine MG2. Es soll erwähnt werden, dass wenn das Fahrzeug bei hoher Drehzahl betrieben wird, wenn der Motor E gestartet wird oder dergleichen, die erste elektrisch drehende Maschine MG1 in manchen Fällen eine Leistungsbetriebsoperation durchführt und als Elektromotor arbeitet, der die Antriebskraft ausgibt. Andererseits arbeitet die zweite elektrisch drehende Maschine MG2 prinzipiell als Hilfselektromotor, der die Antriebskraft bereitstellt, die zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet wird. Es soll erwähnt werden, dass wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert wird, die zweite elektrisch drehende Maschine MG2 als Generator arbeitet, der die Trägheitskraft des Fahrzeugs als elektrische Energie in Form von regenerativer elektrischer Leistung zurückgibt. Derartige Operationen der ersten elektrisch drehenden Maschine MG1 und der zweiten elektrisch drehenden Maschine MG2 werden durch eine TCU (Getriebesteuerungseinheit) 10 gesteuert (siehe 2).
  • Die TCU 10 arbeitet als eine Steuerungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung, die die elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 über die Antriebsvorrichtung für die elektrisch drehende Maschine (Treiberschaltung) 2 steuert, enthaltend eine Spannungsumwandlungseinheit 4 und eine Frequenzumwandlungseinheit 5, wie später beschrieben. Es soll erwähnt werden, dass die Steuerungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung eine übergeordnete ECU (elektronische Steuerungseinheit) sein kann, die die TCU 10 steuert. Die TCU 10 und die ECU sind vorzugsweise in erster Linie mit einem Mikrocomputer, usw., bereitgestellt.
  • Wie in 1 gezeigt hat das Planetengetriebe PG einen Aufbau vom Einzelplanetentyp, bei dem es koaxial mit der Eingangswelle I angeordnet ist. Das Planetengetriebe PG enthält also als drehende Elemente einen Träger ca, der mehrere Planetenräder abstützt, ein Sonnenrad s, das mit jedem der Planetenräder in Eingriff ist, und ein Ringrad r. Das Sonnenrad s, das als erstes drehendes Element bereitgestellt ist, ist verbunden, um mit dem Rotor Ro1 der ersten elektrisch drehenden Maschine MG1 integriert zu drehen. Der Träger ca, der als ein zweites drehendes Element bereitgestellt ist, ist mit der Eingangswelle I verbunden, die verbunden ist, um mit der Ausgangsdrehwelle des Motors E integriert zu drehen. Das Ringrad r, das als ein drittes drehendes Element bereitgestellt ist, ist verbunden, um mit dem Vorgelegeantriebsrad O integriert zu drehen. Das Vorgelegeantriebsrad O greift in das zweite Vorgelegeantriebsrad c2, das an dem Vorgelegegetriebe C fixiert ist, und die Drehung des Ringrads r des Planetengetriebes PG wird an das Vorgelegegetriebe C übertragen. Dann wird die Drehung des Vorgelegegetriebes C über die Differenzialvorrichtung D an das Rad W übertragen.
  • Bei der in 1 gezeigten Konfiguration ist die erste elektrisch drehende Maschine MG1 mit dem Sonnenrad s, das als ein erstes drehendes Element bereitgestellt ist, verbunden. Darüber hinaus ist der Motor E, der eine Antriebsquelle ist, die eine andere als die elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 ist, mit dem Träger ca verbunden, der als ein zweites drehendes Element bereitgestellt ist. Darüber hinaus sind die zweite elektrisch drehende Maschine MG2 und das Ringrad r, das als ein drittes drehendes Element bereitgestellt ist, mit dem Rad W über die Differenzialvorrichtung D verbunden. Die Konfiguration des Antriebssystems ist jedoch nicht auf eine derartige Anordnung begrenzt. Eine Anordnung kann gebildet werden, bei der die zweite elektrisch drehende Maschine MG2 direkt mit der Differenzialvorrichtung D verbunden ist. Ebenso kann eine Anordnung vorgesehen werden, bei der die zweite elektrisch drehende Maschine MG2 mit dem dritten drehenden Element oder einem anderen Antriebsübertragungselement verbunden ist, und mit der Differenzialvorrichtung D über das drehende Element oder das Antriebsübertragungselement verbunden ist.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das einen schematischen Aufbau des Steuerungssystems für eine elektrisch drehende Maschine zeigt, die grundsätzlich die Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine enthält. Das Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine hat einen Aufbau mit der Batterie B, den elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 und der Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine, die zwischen der Batterie B und den elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 angeordnet ist. Darüber hinaus enthält die Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine eine Spannungsumwandlungseinheit (Wandler) 4 und die Frequenzumwandlungseinheit (Wechselrichter) 5, die von der Batterieseite B aus in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Wie in 2 gezeigt sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Frequenzumwandlungseinheiten 51 und 52, die der Frequenzwechselrichtereinheit 5 entsprechen, einem Paar von elektrisch drehenden elektrischen Maschinen MG1 bzw. MG2 bereitgestellt.
  • Stromsensoren 13, die jeweils den Strom messen, der in der elektrisch drehenden Maschine fließt, sind zwischen der Frequenzumwandlungseinheit 5 und jeder von den elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 bereitgestellt. Es erfolgt eine Beschreibung in dem Ausführungsbeispiel bezüglich einer Anordnung, bei der die Ströme von allen drei Phasen gemessen werden. Zwischen diesen drei Phasen gibt es jedoch einen Ausgleichszustand, und entspre chend ist die Summe der Ströme dieser drei Phasen Null. Entsprechend kann eine Anordnung vorgesehen werden, bei der die Ströme von nur zwei Phasen gemessen werden, und bei der die TCU 10 die verbleibende eine Phase berechnet.
  • Die Batterie B ist in der Lage, elektrische Leistung an die elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 zu liefern. Darüber hinaus ist die Batterie B in der Lage, elektrische Leistung zu speichern, die von den elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 empfangen wird. Eine Spannungsmesseinheit 6 ist an einer Verbindung bereitgestellt, die die Batterie B (Schalter 3) und die Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine verbindet, die an der Verbindung die Leistungsversorgungsspannung (Eingangs/Ausgangs-Spannung) der Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine misst. Es wird also die Batteriespannung (Eingangs/Ausgangs-Spannung), enthaltend die Spannung, die von der Batterie B an die Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine und die Zusatzvorrichtung 20 geliefert wird, und die Spannung, die von der Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine an die Batterie B als regenerative Spannung zurückgegeben wird, gemessen. Die folglich gemessene Batteriespannung wird verwendet, um den Steuerungsbetrieb der TCU 10 durchzuführen, wie später beschrieben. Die Spannungsmesseinheit 6 ist beispielsweise unter Verwendung eines Spannungssensors aufgebaut.
  • Die Spannungsumwandlungseinheit (Wandler) 4 hat einen Aufbau, der eine Drosselspule 4a, einen Filterkondensator 4b, ein Paar von oberen und unteren Schaltelementen 4c und 4d, einen Entladewiderstand 4e und einen Glättungskondensator 4f enthält. Als Schaltelemente 4c und 4d werden vorzugsweise IGBTs (Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode) oder MOS-FETs (Metalloxid-Feldeffekt-Transistoren) verwendet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt eine Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bezüglich der Anordnung, die als ein Beispiel die IGBTs enthält.
  • Der Source-Anschluss des oberen Schaltelements 4c der Spannungswandlerschaltung 4 ist mit dem Drain-Anschluss des unteren Schaltelements 4d verbunden, und ist mit der positiven Seite der Batterie B über die Drosselspule 4a verbunden. Der Drain-Anschluss des oberen Schaltelements 4c ist mit der positiven Seite der Eingangsanschlüsse der Frequenzumwandlungseinheit 5 verbunden. Der Source-Anschluss des unteren Schaltelements 4d ist mit der negativen Seite (Masse) der Batterie B verbunden. Die negative Seite der Eingangsanschlüsse der Fre quenzumwandlungseinheit 5 entspricht ebenfalls dem Masseanschluss. Entsprechend ist der Source-Anschluss des unteren Schaltelements 4d mit der negativen Seite der Eingangsanschlüsse der Frequenzumwandlungseinheit 5 verbunden.
  • Die Gate-Anschlüsse des oberen Schaltelements 4c und des unteren Schaltelements 4d sind über eine Treiberschaltung 7 (7C) mit der TCU 10 verbunden. Die Schaltelemente 4c und 4d werden durch die TCU 10 gesteuert, die die Spannung von der Batterie B verstärkt und die folglich verstärkte Spannung an die Frequenzumwandlungseinheit 5 liefert. Die TCU 10 steuert die Schaltelemente 4c und 4d basierend auf einem Verstärkungsbefehlswert, der gemäß dem Zieldrehmoment für die elektrisch drehende Maschine eingestellt ist. Speziell verstärkt die TCU 10 die Spannung von der Batterie B und gibt die folglich verstärkte Spannung aus, indem das obere Schaltelement 4c in den AUS-Zustand geschaltet wird, und indem ein EIN/AUS-Betrieb des unteren Schaltelements 4d unter Verwendung von beispielsweise einem PWM-Steuerungsbetrieb durchgeführt wird. Andererseits, wenn die elektrisch drehende Maschine einen regenerativen Betrieb durchführt, gibt die Spannungsumwandlungseinheit 4 die von der elektrisch drehenden Maschine erzeugte elektrische Leistung an die Batterie B als regenerative elektrische Leistung zurück. Beispielsweise gibt die TCU 10 die elektrische Leistung als regenerative elektrische Leistung über die Spannungsumwandlungseinheit 4 zurück, indem das untere Schaltelement 4d in den AUS-Zustand geschaltet wird, und indem das obere Schaltelement 4c in den EIN-Zustand geschaltet wird. Es soll erwähnt sein, dass, wenn die Spannung der elektrischen Leistung, die von der elektrisch drehenden Maschine erzeugt wird, reduziert und als regenerative elektrische Leistung an die Batterie B zurückgegeben wird, das obere Schaltelement 4c betrieben werden kann, indem der PWM-Steuerungsbetrieb verwendet wird.
  • Die Frequenzumwandlungseinheit 5 ist konfiguriert unter Verwendung einer Brückenschaltung. Drei Paare von Schaltelementen, die in Serie geschaltet sind, sind parallel zwischen die positive Seite und die negative Seite der Eingangsanschlüsse der Frequenzumwandlungseinheit 5 geschaltet. Eine Brückenschaltung ist also gebildet, bei der jede von der U-Phase, V-Phase und W-Phase der Statorspulen der elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 zu dem entsprechenden einzelnen Serien-Schaltungspaar gehört. In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 8a ein oberes Schaltelement für die U-Phase, das Bezugszeichen 8b bezeichnet ein oberes Schaltelement für die V-Phase, das Bezugszeichen 8c bezeichnet ein oberes Schaltelement für die W-Phase, das Bezugszeichen 8d bezeichnet ein unteres Schaltelement für die U-Phase, das Bezugszeichen 8e bezeichnet ein unteres Schaltelement für die V-Phase und das Bezugszeichen 8f bezeichnet ein unteres Schaltelement für die W-Phase.
  • Es soll erwähnt werden, dass als Schaltelemente 8a bis 8f in der Frequenzumwandlungseinheit 5 vorzugsweise IGBTs oder MOSFETs verwendet werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt eine Beschreibung bezüglich einer Anordnung, die als Beispiel IGBTs verwendet.
  • Wie in 2 gezeigt sind die Drain-Anschlüsse der oberen Schaltelemente 8a, 8b und 8c, die pro Phase bereitgestellt sind, mit der positiven Seite der Ausgangsanschlüsse der Spannungsumwandlungseinheit 4 verbunden (positive Seite der Eingangsanschlüsse der Frequenzumwandlungseinheit 5). Die Source-Anschlüsse der oberen Schaltelemente 8a, 8b und 8c sind mit den Drain-Anschlüssen der unteren Elemente 8d, 8e und 8f verbunden, die pro Phase bereitgestellt sind. Darüber hinaus sind die Source-Anschlüsse der unteren Schaltelemente 8d, 8e und 8f, die pro Phase bereitgestellt sind, mit der negativen Seite der Ausgangsanschlüsse der Spannungsumwandlungseinheit 4 verbunden (negative Seite der Eingangsanschlüsse der Frequenzumwandlungseinheit 5), also die negative Seite der Batterie B (Masse). Die Gate-Anschlüsse dieser Schaltelemente 8a bis 8f sind mit der TCU 10 über die Treiberschaltung 7 (7A, 7B) verbunden, und ein individueller Schaltsteuerungsbetrieb wird für jedes dieser Schaltelemente 8a bis 8f durchgeführt.
  • Die Zwischenknoten (Verbindungsknoten, der die Schaltelemente verbindet) 9u, 9v und 9w der Serienschaltungen, die aus den Schaltelementpaaren (8a, 8d), (8b, 8e) und (8c, 8f) gebildet sind, die pro Phase bereitgestellt sind, sind mit den Statorwicklungen für die U-Phase, V-Phase und W-Phase für jede der elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 verbunden. Der Treiberstrom, der an jede Wicklung geliefert wird, wird durch den Stromsensor 13 detektiert. Der Detektionswert, der von dem Stromsensor 13 erhalten wird, wird von der TCU 10 empfangen und für einen Rückführungssteuerungsbetrieb bzw. eine Regelung verwendet.
  • Darüber hinaus enthalten die elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 Drehdetektionssensoren 11 und 12, beispielsweise Drehmelder oder dergleichen, die als ein Teil einer Drehdetektionseinheit arbeiten. Die Drehdetektionssensoren 11 und 12 detektieren die Drehwinkel (mechanische Winkel) der Rotoren Ro1 und Ro2. Die Einstellungen der Drehdetektionssenso ren 11 und 12 erfolgen basierend auf der Anzahl von Polen (Anzahl von Polpaaren) der Rotoren Ro1 und Ro2. Eine Anordnung kann vorgesehen werden, bei der die Drehwinkel der Rotoren Ro1 und Ro2 in elektrische Winkel θ umgewandelt werden, und Signale gemäß den elektrischen Winkeln θ ausgegeben werden. Die TCU 10 berechnet die Umdrehung (Winkelgeschwindigkeit ω) jeder der elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2, und die Steuerungszeitgebung jedes Schaltelements 8a bis 8f der Frequenzumwandlungseinheit 5 basierend auf den Drehwinkeln.
  • Die TCU 10 liefert einen Drei-Phasen-AC-Treiberstrom an jede der elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2, indem der PWM-Steuerungsbetrieb für diese Schaltelemente 8a bis 8f basierend auf dem Zieldrehmoment und der Umdrehung von jeder der elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 durchgeführt wird. Mit einer derartigen Anordnung führt jede der elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 eine Leistungsbetriebsoperation gemäß der Zieldrehzahl und dem Zieldrehmoment durch. Wenn eine oder wenn beide der elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 als Generator arbeiten (in dem regenerativen Betrieb), arbeitet die TCU 10 in gleicher Weise wie in der Leistungsbetriebsoperation. Die TCU 10 führt also einen PWM-Steuerungsbetrieb durch für 8a bis 8f basierend auf dem Zieldrehmoment und der Zieldrehzahl für jede der elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2, um die elektrische Leistung, die durch jede der elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 erzeugt wird, in elektrische DC-Leistung umzuwandeln. Jede der elektrisch drehenden Maschinen MG1 und MG2 führt also folglich den regenerativen Betrieb gemäß der Zieldrehzahl und dem Zieldrehmoment durch.
  • Wie oben beschrieben wird in vielen Fällen als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Schalters 3 ein Relais verwendet. In vielen Fällen ist das Relais, das in einer Hochspannungs-Starkstrom-Schaltung verwendet wird, die in einem Hybridfahrzeug, etc., enthalten ist, ein Relais mit einem mechanischen Kontakt. In einem Fall, bei dem der Schalter in den geöffneten Zustand geht während des regenerativen Betriebs der elektrisch drehenden Maschine, aufgrund einer Fehlfunktion des mechanischen Kontakts, einer Fehlfunktion der Elektromagneteinheit (Spuleneinheit), einer Rauschkontaminierung in dem Steuerungssignal für das Relais, wird eine Verbindung zwischen der Steuerungsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine und der Batterie B unerwartet geöffnet. Darüber hinaus kann die Verbindung zwischen der Steuerungsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine und der Batterie B unerwartet geöffnet werden, aufgrund einer Beschädigung des Leistungskabels, das den Schalter 3 und die Batterie B verbindet, aufgrund einer Beschädigung des Leistungskabels, das den Schalter 3 und die Steuerungsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine verbindet, etc.
  • In diesem Fall wird die regenerative elektrische Leistung, die über eine Schaltung auf der Seite der elektrisch drehenden Maschine an die Batterie B zurückzugeben ist, nicht zurückgegeben, und in einem Glättungskondensator der Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine gespeichert, beispielsweise in dem Primärglättungskondensator 4b der Spannungsumwandlungseinheit 4. Dies führt zu einer Situation, bei der die Spannung zwischen beiden Anschlüssen des Glättungskondensators 4b, also die Batteriespannung (Eingangs/Ausgangs-Spannung), die von der Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine an die Batterie B zurückzugeben und an die Zusatzvorrichtung 20 zu liefern ist, ansteigt. Wie oben beschrieben wird die Batteriespannung durch die Spannungsmesseinheit 6 gemessen. Die TCU 10 beurteilt basierend auf der folglich durch die Spannungsmesseinheit 6 gemessene Spannung, ob die Verbindung zwischen der Batterie B und der Steuerungsvorrichtung für eine elektrisch drehende Maschine 2 aufrecht erhalten ist. Dann, in einem Fall, bei dem die Verbindung nicht aufrecht erhalten ist, fuhrt die TCU 10 den im Folgenden beschriebenen Steuerungsbetrieb durch, um zu verhindern, dass die Batteriespannung ansteigt.
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerungsprozedur für ein Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung verdeutlicht. 4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Beziehung zeigt zwischen der Änderung der Batteriespannung und dem entsprechenden Steuerungsbetrieb, der gemäß der in 3 gezeigten Prozedur durchgeführt wird.
  • Die TCU 10 erfasst die Batteriespannung von der Spannungsmesseinheit 6 (#10). Dann beurteilt die TCU 10, ob die Batteriespannung größer als ein Überspannungsschwellenwert TH1 (#51) ist. In dem in 4 gezeigten Beispiel überschreitet die ansteigende Batteriespannung den Überspannungsschwellenwert TH1 zum Zeitpunkt t1 und zum Zeitpunkt t3. In diesem Fall (in einem Fall von „Ja” in #51), schaltet die TCU 10 ein Überspannungsflag in den EIN-Zustand, wie in 4 gezeigt (#52). Der Überspannungsschwellenwert TH1 ist vorzugsweise eingestellt auf die Summe der maximal zulässigen Spannung für die Batterie B und dem maximalen Wert des Messfehlers der Spannungsmesseinheit 6, die die Batteriespannung erfasst.
  • Als ein Beispiel sei ein Fall betrachtet, bei dem die maximale Spannung, die von der Batterie B verwendet werden kann, in dem normalen Zustand 350 V ist, und der maximale Wert des Messfehlers der Spannungsmesseinheit 6 20 V ist. In diesem Fall wird der Überspannungsschwellenwert TH1 eingestellt auf die Summe dieser Werte, also 370 V.
  • In Schritt #51, in einem Fall, bei dem die Bestimmung gemacht wird, dass die Batteriespannung nicht größer als der Überspannungsschwellenwert TH1 ist (in einem Fall von „Nein” in #51), erfolgt eine Bestimmung, ob die Batteriespannung kleiner als der Freigabeschwellenwert TH3 ist (#53). Beispielsweise ist in 4 zum Zeitpunkt t11 und zum Zeitpunkt t12 die Batteriespannung nicht größer als der Überspannungsschwellenwert TH1 und nicht kleiner als der Freigabeschwellenwert TH3. Entsprechend wird in diesem Fall (in einem Fall von „Nein” in #53), der Zustand des Überspannungsflags beibehalten (#54). Zum Zeitpunkt t11 in dem in 4 gezeigten Zeitbereich überschreitet also die Batteriespannung nicht den Überspannungsschwellenwert TH1 vor dem Zeitpunkt t11, und entsprechend ist das Überspannungsflag in dem AUS-Zustand. Entsprechend wird in diesem Fall der AUS-Zustand aufrechterhalten. Andererseits ist der Zeitpunkt t12 der Punkt nach dem Zeitpunkt t1, bei dem die Batteriespannung den Überspannungsschwellenwert TH1 überschritten hat, und entsprechend ist das Überspannungsflag in dem EIN-Zustand. In diesem Fall wird entsprechend der EIN-Zustand gehalten.
  • Zum Zeitpunkt t2, wie in 4 gezeigt, ist die Batteriespannung kleiner als die Freigabespannung TH3, und entsprechend erfolgt in Schritt #53 die Bestimmung, dass die Batteriespannung kleiner als der Freigabeschwellenwert TH3 ist (in einem Fall von „Ja” in #53). In diesem Fall, wie in 4 gezeigt, setzt die TCU 10 das Überspannungsflag auf den AUS-Zustand (#55). Wie oben beschrieben bestimmt die TCU 10 den Zustand des Überspannungsflags, indem eine Beurteilung erfolgt bezüglich der erfassten Batteriespannung basierend auf dem Überspannungsschwellenwert TH1, und indem eine Beurteilung erfolgt bezüglich der erfassten Batteriespannung basierend auf dem Überspannungsschwellenwert TH1 und dem Freigabeschwellenwert TH3.
  • Als Nächstes beurteilt die TCU 10, ob das Überspannungsflag in dem EIN-Zustand ist (#61). In einem Fall, bei dem die TCU 10 beurteilt hat, dass das Überspannungsflag in dem EIN-Zustand ist (in einem Fall von „Ja” in #61), setzt die TCU 10 einen Drehmomentbefehl TM für die elektrisch drehende Maschine, die als ein Elektromotor arbeitet, auf Null [Nm], und setzt einen Drehmomentbefehl TG (regeneratives Drehmoment) für die elektrisch drehende Maschine, die als Generator arbeitet, auf Null [Nm] (#62). In diesem Fall wird die regenerative elektrische Leistung, die von der elektrisch drehenden Maschine gewonnen wird, reduziert. Die elektrische Leistung, die an die Batterie B über die Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine als regenerative elektrische Leistung zurückgegeben wird, wird reduziert. Entsprechend, selbst in einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der Batterie B und der Steuerungsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine freigegeben worden ist, unterdrückt eine derartige Anordnung die Ladung, die in dem Glättungskondensator der Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine gespeichert ist, beispielsweise in dem Primärglättungskondensator 4b der Spannungsumwandlungseinheit 4. Als ein Ergebnis unterdrückt eine derartige Anordnung einen Anstieg der Spannung zwischen beiden Anschlüssen des Glättungskondensators 4b, also der Batteriespannung (Eingangs/Ausgangs-Spannung), die die Spannung ist, die an die Zusatzvorrichtung 20 zu liefern ist.
  • Darüber hinaus stoppt die TCU 10 den Betrieb der Spannungsumwandlungseinheit (Wandler) 4 in Schritt #71, zusätzlich zu Schritt #62, in dem der Drehmomentbefehl für die elektrisch drehende Maschine auf Null gesetzt wird [Nm]. Wie in 4 gezeigt wird also der Verstärkungssteuerungsstatus von dem normalen Zustand in den Ausschaltzustand geschaltet. Speziell schaltet die TCU 10 den Wandler aus, indem beide Schaltelemente 4c und 4d in den AUS-Zustand geschaltet werden. In diesem Fall wird die Verbindung zwischen der Frequenzumwandlungseinheit 6 und der Zusatzvorrichtung 20 freigegeben. Entsprechend wird die regenerative elektrische Leistung nicht an die Zusatzvorrichtung 20 von der elektrisch drehenden Maschine geliefert. Als ein Ergebnis, wenn die Verbindung zwischen der Batterie B und der elektrisch drehenden Maschine freigegeben bzw. geöffnet wird, verhindert eine derartige Anordnung, dass die Überspannung an die Zusatzvorrichtung 20, die mit einer Schaltung auf der Seite einer elektrisch drehenden Maschine verbunden ist, angelegt wird.
  • Andererseits setzt in einem Fall, bei dem die TCU 10 in Schritt #61 beurteilt hat, dass das Überspannungsflag in dem AUS-Zustand ist, wie zum Zeitpunkt t2, wie in 4 gezeigt (in einem Fall von „Nein” in Schritt #61), den Drehmomentbefehl TM für die elektrisch drehende Maschine, die als ein Elektromotor arbeitet, auf einen normalen Wert, und setzt einen Drehmomentbefehl TG (regeneratives Drehmoment) für die elektrisch drehende Maschine, die als Generator arbeitet, auf einen normalen Wert (#63). Hier stellt der normale Wert einen Dreh momentbefehlswert dar, der einem Zieldrehmoment entspricht, das basierend auf dem auf der Fahrzeugseite geforderten Drehmoment, der Fahrzeuggeschwindigkeit, etc., bestimmt wird. Es soll angemerkt werden, dass während des normalen Steuerungsbetriebs, um eine schnelle Änderung des Drehmoments zu verhindern, eine Begrenzung auf die Drehmomentänderungsrate angewendet wird, die eine Rate ist, bei der sich das Drehmoment pro Zeiteinheit ändert. Nach Schritt #63 wendet die TCU 10 entsprechend die Begrenzung auf die Drehmomentänderungsrate an (#72). Wie in 4 gezeigt, nach dem Zeitpunkt t2, wird der Drehmomentbefehlswert allmählich erhöht. Andererseits, in einem Fall, bei dem der Drehmomentbefehlswert auf Null [Nm] zu setzen ist, wie in Schritt #62, wird keine Begrenzung auf die Drehmomentänderungsrate angewendet, da dies ein dringender Betrieb ist. Darüber hinaus betreibt die TCU 10 die Spannungsumwandlungseinheit (Wandler) 4 in Schritt #73. Die TCU 10 führt also einen normalen Steuerungsbetrieb für die Schaltelemente 4c und 4d durch, wie oben beschrieben.
  • [Zweites Ausführungsbeispiel]
  • Eine Beschreibung wird im Folgenden gegeben bezüglich eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Es besteht ein Unterschied in einem Teil der Prozedur des Steuerungsbetriebs der TCU 10 zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel. Das zweite Ausführungsbeispiel hat jedoch den gleichen Systemaufbau wie das erste Ausführungsbeispiel. Entsprechend wird eine detaillierte Beschreibung des Systemaufbaus und dergleichen weggelassen.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes Beispiel der Steuerungsprozedur für das Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 6 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Beziehung zeigt zwischen der Änderung der Batteriespannung und dem entsprechenden Steuerungsbetrieb, der gemäß der in 5 gezeigten Prozedur durchgeführt wird. Es soll angemerkt werden, dass in dem in 5 gezeigten Flussdiagramm die Schritte, in denen die gleiche Verarbeitung erfolgt, wie bei denen in dem in 3 gezeigten Flussdiagramm, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
  • Die TCU 10 erfasst die Batteriespannung von der Spannungsmesseinheit 6 (#10). Dann berechnet die TCU 10 die Spannungsänderungsrate, indem beispielsweise eine Differenzierung der Batteriespannung berechnet wird (#20). Es soll erwähnt sein, dass die Spannungsmessein heit 6 diese Berechnung durchführen kann, und das Berechnungsergebnis an die TCU 10 ausgeben kann. Als Nächstes beurteilt die TCU 10, ob die Spannungsänderungsrate größer als ein vorbestimmter Änderungsratenschwellenwert TH4 ist (#31). In dem in 6 gezeigten Beispiel überschreitet die Spannungsänderungsrate der Batteriespannung, die einen starken Anstieg aufweist, den Änderungsratenschwellenwert TH4 zum Zeitpunkt t4. In diesem Fall (in einem Fall von „Ja” in #31) schaltet die TCU 10 das Schnelländerungsflag in den EIN-Zustand, wie in 6 gezeigt (#32).
  • In Schritt #31, in einem Fall, bei dem die Bestimmung erfolgt ist, dass die Batteriespannung keine Änderung aufweist, die größer als der Änderungsratenschwellenwert TH4 ist (in einem Fall von „Nein” in #31), wird der Zustand des Schnelländerungsflags aufrechterhalten (#33). Wie beispielsweise in 6 gezeigt hat die Spannungsänderungsrate nicht den Änderungsratenschwellenwert TH4 vor dem Zeitpunkt t13 überschritten, und entsprechend ist das Schnelländerungsflag in dem AUS-Zustand. In diesem Fall wird entsprechend das Schnelländerungsflag in dem AUS-Zustand gehalten. Andererseits ist der Zeitpunkt t14 der Punkt nach dem Zeitpunkt t4, bei dem die Spannungsänderungsrate den Änderungsratenschwellenwert TH4 überschritten hat. Entsprechend wird das Änderungsratenflag in dem EIN-Zustand gehalten, obwohl die Änderungsrate zum Zeitpunkt t14 kleiner ist als zum Zeitpunkt t13. Wie oben beschrieben bestimmt die TCU 10 den Zustand des Schnelländerungsflags basierend auf der Spannungsänderungsrate.
  • Die TCU 10 beurteilt als Nächstes, ob das Schnelländerungsflag in dem EIN-Zustand ist (#41). In einem Fall, bei dem die TCU 10 beurteilt hat, dass das Schnelländerungsflag in dem AUS-Zustand ist (in einem Fall von „Nein” in #41), setzt die TCU 10 den Überspannungsschwellenwert auf den Normalzustand-Schwellenwert (Normalzustandüberspannungsschwellenwert) TH1, der der gleiche Wert ist, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel (#43). Andererseits, in einem Fall, bei dem die TCU 10 beurteilt hat, dass das Schnelländerungsflag in dem EIN-Zustand ist (in einem Fall von „Ja” in #41), setzt die TCU 10 den Überspannungsschwellenwert auf einen Schnelländerungszustandsschwellenwert (Überspannungsschwellenwert in dem Schnelländerungszustand) TH2, der kleiner als der Normalzustandsschwellenwert TH1 ist (#42).
  • Die folgenden Schritte sind im Wesentlichen die gleichen wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel. Entsprechend erfolgt später eine Beschreibung von diesen, und ein Teil ihrer Beschreibung wird geeignet weggelassen. Durch Durchführen der Schritte #41 und #42 ist eine derartige Anordnung in der Lage, das Überspannungsflag schnell in den EIN-Zustand zu schalten. Wie durch die gestrichelte Linie in 6 angegeben, geht also bei der Beurteilung basierend auf dem Normalzustandsschwellenwert TH1 zum Zeitpunkt t1 das Überspannungsflag in den EIN-Zustand, und der Drehmomentbefehlswert und Verstärkungssteuerungsstatus werden geändert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel geht jedoch das Überspannungsflag in den EIN-Zustand zum Zeitpunkt t5, der früher ist als der Zeitpunkt t1. Folglich ist die TCU 10 in der Lage den Drehmomentbefehlswert und den Verstärkungssteuerungsstatus bei einem früheren Zeitablauf zu schalten.
  • Nachdem der Überspannungsschwellenwert in Schritt #42 oder Schritt #43 gesetzt worden ist, beurteilt die TCU 10 ob die Batteriespannung größer als der Überspannungsschwellenwert (TH1 oder TH2) ist (#51). In dem in 6 gezeigten Beispiel überschreitet zum Zeitpunkt t5, bei dem das Schnelländerungsflag in dem EIN-Zustand ist, die ansteigende Batteriespannung den Überspannungsschwellenwert (Schnelländerungszustandsschwellenwert) TH2 (in einem Fall von „Ja” in #51), und entsprechend geht das Überspannungsflag in den EIN-Zustand (#52). Darüber hinaus übersteigt zum Zeitpunkt t7, bei dem das Schnelländerungsflag in dem AUS-Zustand ist, die ansteigende Batteriespannung den Überspannungsschwellenwert (Normalzustandsschwellenwert) TH1, und entsprechend geht das Überspannungsflag in den EIN-Zustand.
  • In der gleichen Weise, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, in einem Fall, bei dem eine Beurteilung in Schritt #51 gemacht wurde, dass die Batteriespannung nicht größer als der Überspannungsschwellenwert ist (in einem Fall von „Nein” in #51), erfolgt in einem nächsten Schritt die Beurteilung, ob die Batteriespannung kleiner als der Freigabeschwellenwert TH3 ist (#53). In einem Fall, bei dem die Batteriespannung nicht kleiner als der Freigabeschwellenwert TH3 ist (in einem Fall von „Nein” in #53), wird der Zustand des Überspannungsflags gehalten (#54). Andererseits, in einem Fall, bei dem die Batteriespannung kleiner als der Freigabeschwellenwert TH3 ist (in einem Fall von „Ja” in #53), setzt die TCU 10 das Überspannungsflag und das Schnelländerungsflag auf den AUS-Zustand (#56). Wie oben beschrieben be stimmt die TCU 10 das Überspannungsflag, indem die Verarbeitung in den Schritten #10 bis #56 durchgeführt wird basierend auf der Batteriespannung und der Batterieänderungsrate.
  • Nachfolgende Schritte sind die gleichen wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel. Nachdem die TCU 10 den Zustand des Überspannungsflags bestimmt hat, beurteilt die TCU 10, ob das Überspannungsflag in dem EIN-Zustand ist (#61). In einem Fall, bei dem die TCU 10 beurteilt hat, dass das Überspannungsflag in dem EIN-Zustand ist (in einem Fall von „Ja” in #61), setzt die TCU 10 den Drehmomentbefehl TM für die elektrisch drehende Maschine, die als Elektromotor arbeitet, auf Null [Nm], und setzt den Drehmomentbefehl TG (regeneratives Drehmoment) für die elektrisch drehende Maschine, die als Generator arbeitet, auf Null [Nm] (#62). Darüber hinaus stoppt in Schritt #62 die TCU 10 den Betrieb der Spannungsumwandlungseinheit (Wandler) 4 in Schritt #71, zusätzlich zu Schritt #62, in dem der Drehmomentbefehl für die elektrisch drehende Maschine auf Null [Nm] gesetzt wird. Der Verstärkungssteuerungsstatus wird also von dem normalen Zustand in den Ausschaltzustand geschaltet (siehe 6).
  • Andererseits, in einem Fall, in dem die TCU 10 in Schritt #61 beurteilt hat, dass das Überspannungsflag in dem AUS-Zustand ist (in einem Fall von „Nein” in #61), setzt die TCU 10 den Drehmomentbefehl TM für die elektrisch drehende Maschine, die als Elektromotor arbeitet, auf einen normalen Wert, und setzt den Drehmomentbefehl TG (regeneratives Drehmoment) für die elektrisch drehende Maschine, die als Generator arbeitet, auf einen normalen Wert (#63). Ferner, nach Schritt #63, verwendet die TCU 10 eine Begrenzung für die Drehmomentänderungsrate (#72). Wie oben beschrieben, in einem Fall, bei dem der Drehmomentbefehlswert auf Null [Nm] zu setzen ist, wie in Schritt #62, erfolgt nicht die Verwendung einer Begrenzung für die Drehmomentänderungsrate, da dies ein wichtiger Betrieb ist. Darüber hinaus betreibt die TCU 10 die Spannungsumwandlungseinheit (Wandler) 4 in Schritt #73.
  • Wie oben beschrieben wird gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung, die elektrische Leistung an die elektrisch drehende Maschine liefert, und der elektrisch drehenden Maschine unterbrochen ist, verhindert, dass die Überspannung an eine Schaltung auf der Seite der elektrisch drehenden Maschine und an eine mit der Schaltung verbundene Zusatzvorrichtung angelegt wird.
  • [Andere Ausführungsbeispiele]
    • [1] In dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist eine Beschreibung gegeben worden bezüglich einer Anordnung, bei der in Schritt #62, wie in 3 und 5 gezeigt, beide, der Drehmomentbefehlswert TM für die elektrisch drehende Maschine, die als ein Elektromotor arbeitet, und der Drehmomentbefehl TG (regeneratives Drehmoment) für die elektrisch drehende Maschine, die als Generator arbeitet, auf Null [Nm] gesetzt sind. Ebenso kann eine Anordnung gebildet werden, bei der der Drehmomentbefehl TG (regeneratives Drehmoment) für die elektrisch drehende Maschine, die als Generator arbeitet, auf Null [Nm] gesetzt ist, und ein normaler Drehmomentbefehl TM für die elektrisch drehende Maschine gesetzt wird, die als Elektromotor arbeitet. In dem Zustand, bei dem die Verbindung zwischen der Batterie B und der Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine nicht aufrechterhalten wird, wird die elektrische Leistung, die die elektrisch drehende Maschine antreibt, die als Elektromotor arbeitet, von einer kapazitiven Schaltung beliefert, die grundsätzlich die Glättungskondensatoren 4b und 4b enthält, die in der Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine enthalten sind. Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Verhinderung der Überspannung, die an der Verbindung zwischen der Batterie B und der Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine auftritt. Entsprechend wird vorzugsweise die elektrische Leistung, die in der Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine gespeichert ist, in einem frühen Stadium verbraucht. Durch Setzen des Drehmomentbefehls TG (regeneratives Drehmoment) für die elektrisch drehende Maschine, die als Generator arbeitet, auf Null [Nm], verhindert eine derartige Anordnung, dass die elektrische Leistung erneut erzeugt wird. Durch Setzen des normalen Drehmomentbefehls TM für die elektrisch drehende Maschine, die als Elektromotor arbeitet, wird die elektrische Leistung, die in der Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine gespeichert ist, einschließlich die erzeugte elektrische Leistung, verbraucht. Folglich verhindert eine derartige Anordnung geeignet das Auftreten der Überspannung an der Verbindung, die die Batterie B und die Antriebsvorrichtung 2 für eine elektrisch drehende Maschine verbindet.
    • [2] In dem vorangegangenen zweiten Ausführungsbeispiel ist eine Beschreibung gegeben worden bezüglich einer Anordnung, bei der das Einstellen des Schnelländerungsflags bestimmt wird basierend auf der Spannungsänderungsrate, bei der die Batteriespannung ansteigt. In ei nem Fall, bei dem die Treiberschaltung eine Verstärkungsschaltung enthält, wie beispielsweise die Spannungsumwandlungseinheit 4, schwankt jedoch die Spannung aufgrund der Wirkung einer LC-Schaltung, die aus der Drosselspule und dem Kondensator gebildet ist, die in der Verstärkerschaltung enthalten sind. Entsprechend wird das Schnelländerungsflag basierend auf dem absoluten Wert der Spannungsänderungsrate der Batteriespannung bestimmt, wodurch die Schwankung der Batteriespannung berücksichtigt wird. In diesem Fall geht das Schnelländerungsflag leicht in den EIN-Zustand. Die Einstellungen des Drehmomentbefehls, usw., erfolgen jedoch basierend auf den Bestimmungsergebnissen, die basierend auf dem Überspannungsschwellenwert gemacht werden. Eine derartige Anordnung hat folglich kein Problem.
    • [3] In dem obigen Ausführungsbeispiel ist eine Beschreibung gegeben worden bezüglich einer Anordnung, bei der ein Hybridfahrzeug mit einem Paar von elektrisch drehenden Maschinen bereitgestellt ist, wobei eine der elektrisch drehenden Maschinen als Elektromotor arbeitet, und die andere elektrisch drehende Maschine als Generator arbeitet. Die vorliegende Erfindung kann auch auf ein gewünschtes Hybridfahrzeug angewendet werden, das eine einzelne elektrisch drehende Maschine enthält, und in der die elektrisch drehende Maschine einen Modus aufweist, bei dem die elektrisch drehende Maschine als Elektromotor arbeitet, und einen Modus, in dem die elektrisch drehende Maschine als Generator arbeitet.
    • [4] In dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist eine Beschreibung gegeben worden bezüglich einer Anordnung, bei der das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug ist, das eine elektrisch drehende Maschine enthält, die als eine Antriebsquelle arbeitet, und eine andere Antriebsquelle (Motor), die von der elektrisch drehenden Maschine verschieden ist. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist jedoch ein System, das eine elektrisch drehende Maschine enthält, die einem Antriebssteuerungsbetrieb durch eine Antriebsvorrichtung für eine elektrisch drehende Maschine unterworfen wird, die eine Spannungsumwandlungseinheit enthält. Entsprechend kann die vorliegende Erfindung auf eine Anordnung angewendet werden, die als eine Antriebsquelle nur eine elektrisch drehende Maschine enthält. Folglich kann die vorliegende Erfindung auf ein Elektrofahrzeug angewendet werden, das als eine Antriebsquelle eine elektrisch drehende Maschine verwendet.
    • [5] In dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist eine Beschreibung gegeben worden bezüglich einer Anordnung, bei der die Antriebsvorrichtung 2 (Treiberschaltung) für eine elekt risch drehende Maschine die Spannungsumwandlungseinheit 4 enthält. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Anordnung eingeschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auch für ein Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine verwendet werden, die eine Treiberschaltung enthält, die keinen Umwandler wie beispielsweise die Spannungsumwandlungseinheit 4 aufweist. Selbst in einem derartigen System enthält die Verbindung zwischen der Antriebsschaltung und der DC-Leistungsversorgung einen Kondensator, der dem Glättungskondensator 4f, wie in 2 oder 7 gezeigt, entspricht. Entsprechend hat ein derartiges System das gleiche Problem wie die Treiberschaltung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Das Problem kann folglich gelöst werden, indem das gleiche Lösungsmittel verwendet wird.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung kann zumindest auf ein Steuerungssystem fair eine elektrisch drehende Maschine angewendet werden, die eine elektrisch drehende Maschine, die einen regenerativen Betrieb durchführt, steuert. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auf ein Fahrzeugantriebssystem angewendet werden, das das oben genannte Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine enthält.
  • Zusammenfassung
  • Ein Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine enthält: Eine elektrisch drehende Maschine; eine Treiberschaltung, die mit einer DC-Leistungsversorgung verbunden ist, und die eine Frequenzumwandlungseinheit enthält, die, wenn die elektrisch drehende Maschine in einem Leistungsbetriebsmodus zu betreiben ist, die Ausgabe der DC-Leistungsversorgung in eine elektrische AC-Leistung umwandelt, und wenn die elektrisch drehende Maschine in einem regenerativen Betriebsmodus zu betreiben ist, die Ausgabe der elektrisch drehenden Maschine in eine elektrische DC-Leistung umwandelt; und eine Steuerungseinheit, die die Treiberschaltung steuert. Die Steuerungseinheit beurteilt, ob die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung aufrechterhalten ist, oder nicht, und steuert in einem Fall, bei dem die Verbindung nicht aufrechterhalten ist, die Treiberschaltung zum Reduzieren der von der elektrisch drehenden Maschine erzeugten regenerativen elektrischen Leistung.
  • 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 2004-274945 A [0002]

Claims (9)

  1. Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine, enthaltend: eine elektrisch drehende Maschine; eine Treiberschaltung, die mit einer DC-Leistungsversorgung verbunden ist, und die eine Frequenzumwandlungseinheit enthält, die, wenn die elektrisch drehende Maschine in einem Leistungsbetriebsmodus anzutreiben ist, die Ausgabe der DC-Leistungsversorgung in eine elektrische AC-Leistung umwandelt, und wenn die elektrisch drehende Maschine in einem regenerativen Betriebsmodus zu betreiben ist, die Ausgabe der elektrisch drehenden Maschine in eine elektrische DC-Leistung umwandelt; eine Steuerungseinheit, die die Treiberschaltung steuert, wobei die Steuerungseinheit beurteilt, ob die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung aufrechterhalten ist, oder nicht, und die in einem Fall, bei dem die Verbindung nicht aufrechterhalten ist, die Treiberschaltung steuert zum Reduzieren der von der elektrisch drehenden Maschine erzeugten regenerativen elektrischen Leistung.
  2. Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine nach Anspruch 1, bei der in einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung nicht aufrechterhalten ist, die Steuerungseinheit die Treiberschaltung derart steuert, dass das regenerative Drehmoment, das von der elektrisch drehenden Maschine erhalten wird, Null wird.
  3. Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Treiberschaltung eine Spannungsumwandlungseinheit enthält, die zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Frequenzumwandlungseinheit angeordnet ist, und die Ausgabe der DC-Leistungsversorgung verstärkt, und in einem Fall, bei dem die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung nicht aufrechterhalten ist, die Steuerungseinheit den Betrieb der Spannungsumwandlungseinheit stoppt.
  4. Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerungseinheit basierend auf der Eingangs/Ausgangs-Spannung an der Verbindung, die die Treiberschaltung und die DC-Leistungsversorgung verbindet, beurteilt, ob die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung aufrechterhalten ist.
  5. Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine nach Anspruch 4, wobei in einem Fall, bei dem die Eingangs/Ausgangs-Spannung größer als ein vorbestimmter Überspannungsschwellenwert ist, die Steuerungseinheit beurteilt, dass die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung nicht aufrechterhalten ist.
  6. Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine nach Anspruch 5, wobei in einem Fall, bei dem die Spannungsänderungsrate, bei der die Eingangs/Ausgangs-Spannung pro Zeiteinheit ansteigt, größer als ein vorbestimmter Änderungsratenschwellenwert ist, die Steuerungseinheit basierend auf einem Schnelländerungszustandsüberspannungsschwellenwert, der auf einen kleineren Wert gesetzt ist als der Überspannungsschwellenwert, beurteilt, ob die Verbindung zwischen der DC-Leistungsversorgung und der Treiberschaltung aufrechterhalten ist.
  7. Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Überspannungsschwellenwert auf die Summe der maximalen Spannung der DC-Leistungsversorgung und den maximalen Wert des Fehlers der Spannungsmesseinheit, die die Eingangs/Ausgangs-Spannung detektiert, gesetzt ist.
  8. Fahrzeugantriebssystem mit einem Steuerungssystem für eine elektrisch drehende Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7; einer ersten elektrisch drehenden Maschine und einer zweiten elektrisch drehenden Maschine als elektrisch drehende Maschinen; und einem Leistungsverteilungsmechanismus, der die Antriebskraft, die von einer anderen Antriebsquelle erzeugt wird, die von der ersten elektrisch drehenden Maschine und der zweiten elektrisch drehenden Maschine verschieden ist, verteilt, wobei ein Teil der folglich von dem Leistungsverteilungsmechanismus verteilten Antriebskraft an ein Rad übertragen wird, und der verbleibende Teil der Antriebskraft an die erste elektrisch drehende Maschine übertragen wird, und die Antriebskraft, die von der zweiten elektrisch drehenden Maschine erzeugt wird, an das Rad übertragen wird.
  9. Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 8, wobei der Leistungsverteilungsmechanismus einen Aufbau hat, der ein Planentengetriebe enthält, das der Drehzahl nach ein erstes drehendes Element, ein zweites drehendes Element, ein drittes drehendes Element aufweist, und die erste elektrisch drehende Maschine mit dem ersten drehenden Element verbunden ist, die Antriebsquelle, die von der elektrisch drehenden Maschine verschieden ist, mit dem zweiten drehenden Element verbunden ist, und die zweite elektrisch drehende Maschine und das dritte drehende Element mit dem Rad verbunden sind.
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