DE112014002815T5

DE112014002815T5 - An einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit

Info

Publication number: DE112014002815T5
Application number: DE112014002815.0T
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Sumi; Hiroshi Amano; Koji Sakai
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2016-03-24
Also published as: JP6187369B2; WO2014199587A1; JP2015019561A

Abstract

Eine an einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit zum Drehen eines Motors (64) durch Antreiben einer Gruppe (63) von Schalt-Einheiten und Laden einer Kondensatorspannung auf einen Kondensator (50, 62) beinhaltet: eine Steuereinheit (65), die: einen Abschnitt mit hoher Spannung, an den die Kondensatorspannung angelegt wird, und einen Abschnitt mit niedriger Spannung beinhaltet, an den von einer externen Einheit (70) eine externe Spannung angelegt wird, die kleiner als die Kondensatorspannung ist; und einen Betrieb in Übereinstimmung mit einer Leistungsquellenspannung, die von der Kondensatorspannung erzeugt wird, oder einer Leistungsquellenspannung durchführt, die von der externen Spannung erzeugt wird. Die Steuereinheit (65) treibt die Gruppe (63) von Schalt-Einheiten an, um die Leistungsquellenspannung für ein Durchführen des Betriebs der Steuereinheit (65) aufrechtzuerhalten, wenn aufgrund des Ereignisses einer Kollision eines Fahrzeugs eine Drehzahl des Motors (64) verringert wird und die Kondensatorspannung abnimmt.

Description

Verweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung basiert auf den Japanischen Patentanmeldungen Nr. 2013-24339 , eingereicht am 13. Juni 2013, sowie 2014-78363 , eingereicht am 7. April 2014, deren Offenbarungen durch Verweis hierin aufgenommen sind.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine an einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie nach einer Kollision eines Fahrzeugs für die Sicherheit des Fahrzeugs sorgt.
Stand der Technik
Im Stand der Technik wurde zum Beispiel durch die Patentliteratur 1 eine Steuereinheit vorgeschlagen, die so konfiguriert ist, dass sie für die Sicherheit eines Fahrzeugs sorgt, indem ein Elektromotor zum Zeitpunkt der Kollision des Fahrzeugs herausgeregelt wird. Im Einzelnen unterbricht die Steuereinheit die Zufuhr eines Gleichstroms zu einem Inverter von einer Hauptstromquelle und stellt einen Frequenzsollwert auf eine Frequenz ein, die ein Herausregeln eines Wechselstrommotors bewirkt, wenn eine Kollision des Fahrzeugs ermittelt wird. Die Steuereinheit steuert den Inverter derart, dass Leistung eines Kondensators, der mit einer Eingangsseite des Inverters verbunden ist, von dem Wechselstrommotor verbraucht wird. So wird im Ergebnis ein Elektromotor gestoppt.
Im Stand der Technik gibt es jedoch Probleme dahingehend, dass eine Drehung eines Elektromotors aufgrund Trägheit entsprechend einem Antriebszustand, der Drehzahl oder dergleichen des Motors vor einem Stoppen des Motors, wenn sich eine Kollision des Fahrzeugs ereignet, für eine lange Zeitspanne andauert oder dass ein Nachlauf des Motors auftritt und somit auf der Kondensatorseite Leistung regeneriert wird, wenn sich eine Kollision des Fahrzeugs ereignet. Aus diesem Grund kann eine Kondensatorspannung, die durch eine Drehung des Motors geladen wird, nicht rasch bis zu einer vorgegebenen Spannung verringert werden, wenn sich eine Kollision des Fahrzeugs ereignet. Dementsprechend kann eine Forderung danach, rasch für die Sicherheit des Fahrzeugs zu sorgen, nicht erfüllt werden.
Literatur des Standes der Technik
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP-2010-183676

Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine an einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit bereitzustellen, welche die Robustheit einer Motorsteuerung verbessert und rasch für die Sicherheit eines Fahrzeugs sorgt, nachdem sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet hat.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine an einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit zum Drehen eines Motors durch Antreiben einer Gruppe von Schalt-Einheiten und Laden eines Kondensators, der mit einer Eingangsseite der Gruppe von Schalt-Einheiten verbunden ist, mit einer Kondensatorspannung: eine Steuereinheit, die einen Abschnitt mit hoher Spannung, an den die Kondensatorspannung angelegt wird, sowie einen Abschnitt mit niedriger Spannung beinhaltet, an den von einer externen Einheit eine externe Spannung angelegt wird, die kleiner als die Kondensatorspannung ist, und in Übereinstimmung mit einer von einer Leistungsquellenspannung, die von der an den Abschnitt mit hoher Spannung angelegten Kondensatorspannung erzeugt wird, und einer Leistungsquellenspannung, die von der an den Abschnitt mit niedriger Spannung angelegten externen Spannung erzeugt wird, einen Betrieb durchführt. Die Steuereinheit treibt die Gruppe von Schalt-Einheiten an, um die Leistungsquellenspannung zum Durchführen des Betriebs der Steuereinheit aufrechtzuerhalten, wenn aufgrund des Ereignisses einer Kollision eines Fahrzeugs eine Drehzahl des Motors verringert wird und die Kondensatorspannung abnimmt.
In der an einem Fahrzeug montierten Motorsteuereinheit wird die Leistungsquellenspannung, die einen Betrieb der Steuereinheit erlaubt, gehalten, wenn sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet. So ist es möglich, auch zu bewirken, dass die Steuereinheit nach einer Kollision des Fahrzeugs die Gruppe von Schalt-Einheiten weiterhin steuert. Dementsprechend ist es möglich, die Robustheit einer Steuerung des Motors zu verbessern und nach einer Kollision des Fahrzeugs rasch für die Sicherheit des Fahrzeugs zu sorgen.
Gemäß einem zweiten Aspekt dieser Offenbarung beinhaltet eine an einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit zum Drehen eines Motors durch Antreiben einer Gruppe von Schalt-Einheiten und Laden eines Kondensators, der mit einer Eingangsseite der Gruppe von Schalt-Einheiten verbunden ist, mit einer Kondensatorspannung: eine Steuereinheit, die: einen Abschnitt mit hoher Spannung, an den die Kondensatorspannung angelegt wird, sowie einen Abschnitt mit niedriger Spannung beinhaltet, an den von einer externen Einheit eine externe Spannung angelegt wird, die kleiner als die Kondensatorspannung ist; und die gemäß einer Leistungsquellenspannung, die von der an den Abschnitt mit niedriger Spannung angelegten externen Spannung erzeugt wird, einen Betrieb durchführt. Die Steuereinheit treibt die Gruppe von Schalt-Einheiten so an, dass die Kondensatorspannung dadurch verringert wird, dass bewirkt wird, dass ein Strom zwischen der Gruppe von Schalt-Einheiten und dem Motor zurückfließt, wenn aufgrund des Ereignisses einer Kollision eines Fahrzeugs eine Drehzahl des Motors verringert wird und die Kondensatorspannung abnimmt.
In der an einem Fahrzeug montierten Motorsteuereinheit wird die Steuereinheit durch die externe Spannung betrieben, die von der externen Einheit auch dann zugeführt wird, wenn sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet. So ist es möglich, nach der Kollision des Fahrzeugs die Kondensatoren auch weiterhin durch die Steuereinheit zu entladen. Dementsprechend ist es möglich, die Robustheit einer Steuerung des Motors zu verbessern und rasch für die Sicherheit des Fahrzeugs zu sorgen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher ersichtlich werden, die unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erfolgt. In den Zeichnungen:
1 ist ein Schaltbild der Gesamtheit eines Systems gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Offenbarung;
2 ist ein Zeitablaufdiagramm, um einen Betrieb eines CPU/Steuerschaltkreises dazustellen, der in 1 dargestellt ist;
3 ist ein Schaltbild, das einen Strompfad darstellt, wenn eine Gruppe von Schalt-Einheiten in einem Zirkulationsmodus gesteuert wird;
4 ist ein Schaltbild, das einen Strompfad darstellt, wenn eine Gruppe von Schalt-Einheiten in einem regenerativen Modus gesteuert wird;
5 ist ein Zeitablaufdiagramm, um einen Betrieb des CPU/Steuerschaltkreises darzustellen, wenn die Drehung eines Motors gestoppt wird;
6 ist ein Flussdiagramm, das Details eines Betriebs eines CPU/Steuerschaltkreises gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt;
7 ist ein Flussdiagramm, das eine induzierte Spannung des Motors sowie eine Kollisionsfeststellungsspannung (V1) in der vierten Ausführungsform darstellt;
8 ist ein Diagramm, das eine Steuerung zum Stoppen eines schwachen Feldes darstellt, und ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Strom und der induzierten Spannung des Motors darstellt;
9 ist ein Schaltbild der Gesamtheit eines Systems gemäß einer fünften Ausführungsform dieser Offenbarung;
10 ist ein Diagramm, das eine Position darstellt, an der ein Elektromotor, der in 9 dargestellt ist, in einem Fahrzeug montiert ist;
11 ist ein schematisches Diagramm, das eine Anordnung einer Leitung mit hoher Spannung in dem Fahrzeug darstellt;
12 ist ein Diagramm, das einen Fall darstellt, in dem lediglich die Leitung mit hoher Spannung in dem in 9 dargestellten System unterbrochen ist;
13 ist ein Diagramm, das einen Fall darstellt, in dem lediglich eine untere Leitung mit hoher Spannung in dem in 9 dargestellten System unterbrochen ist;
14 ist ein Diagramm, das einen Fall darstellt, in dem sowohl die Leitung mit hoher Spannung als auch die Leitung mit niedriger Spannung in dem in 9 dargestellten System unterbrochen sind;
15 ist ein Flussdiagramm, das Details eines Betriebs eines CPU/Steuerschaltkreises gemäß der fünften Ausführungsform darstellt;
16 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel für eine Entladesteuerung gemäß der fünften Ausführungsform darstellt, nachdem sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet hat;
17 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel für eine Entladesteuerung gemäß der fünften Ausführungsform darstellt, nachdem sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet hat;
18 ist ein Flussdiagramm, das Details einer Steuerung eines CPU/Steuerschaltkreises gemäß einer sechsten Ausführungsform darstellt;
19 ist ein Flussdiagramm, das Details einer Steuerung eines CPU/Steuerschaltkreises gemäß einer siebten Ausführungsform darstellt;
20 ist ein Flussdiagramm, das Details einer Steuerung eines CPU/Steuerschaltkreises gemäß einer achten Ausführungsform darstellt; und
21 ist ein Flussdiagramm, das Details einer Steuerung eines CPU/Steuerschaltkreises gemäß einer neunten Ausführungsform darstellt.
Ausführungsformen für ein Realisieren der Erfindung
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform dieser Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Eine an einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit gemäß dieser Ausführungsform wird an einen Steuerschaltkreis eines Elektromotors eines an einem Fahrzeug montierten Kompressors angelegt.
Wie in 1 dargestellt, beinhaltet das System gemäß dieser Ausführungsform eine Batterie 10 mit hoher Spannung, ein Hauptrelais 20 des Systems, einen Entladungsschalter 30, einen Entladungswiderstand 40, einen Glättungskondensator 50, einen Elektromotor 60 sowie eine übergeordnete elektrische Steuereinheit (ECU) 70.
Die Batterie 10 mit hoher Spannung ist eine Gleichstromquelle zum Antreiben des Elektromotors 60. Eine Spannung, die von der Batterie 10 mit hoher Spannung erzeugt wird, ist für jedes Fahrzeug unterschiedlich. In dieser Ausführungsform beträgt die von der Batterie 10 mit hoher Spannung erzeugte Spannung zum Beispiel etwa 300 V.
Das Hauptrelais 20 des Systems weist eine Funktion dahingehend auf, dass es bewirkt, dass ein Einschaltstrom nicht in den Elektromotor 60 fließt, wenn eine hohe Spannung an den Elektromotor 60 angelegt wird. Aus diesem Grund weist das Hauptrelais 20 des Systems einen Schalter 21, der mit einer positiven Elektrode der Batterie 10 mit hoher Spannung verbunden ist, sowie einen Schalter 22 auf, der mit einer negativen Elektrode der Batterie 10 mit hoher Spannung verbunden ist.
Das Hauptrelais 20 des Systems weist einen Schalter 23 sowie einen Widerstand 24 auf. Der Schalter 23 und der Widerstand 24 sind in Serie geschaltet, und diese Serienschaltung ist mit dem Schalter 22 parallel geschaltet. Wenn zum Beispiel die übergeordnete ECU 70 einen abnormalen Zustand des Systems ermittelt, wird jeder der Schalter 21 bis 23 durch die übergeordnete ECU 70 ausgeschaltet.
Der Entladungsschalter 30 und der Entladungswiderstand 40 funktionieren dahingehend, dass zusätzliche Leistung entladen wird, die sich in dem Elektromotor 60 oder dem Glättungskondensator 50 akkumuliert hat. Das heißt, wenn der Entladungsschalter 30 auf EIN geschaltet wird, fließt in dem Entladungswiderstand 40 ein Strom, und somit wird zusätzliche Leistung in Wärme umgewandelt und verbraucht. Der Entladungsschalter 30 wird durch die übergeordnete ECU 70 gesteuert.
Der Glättungskondensator 50 ist ein Kondensator, in den Elektrizität in einem Bereich hoher Spannung einer Spannung geladen wird, die von der Batterie 10 mit hoher Spannung angelegt wird, und in einem Bereich niedriger Spannung der Spannung entladen wird, die von der Batterie 10 mit hoher Spannung angelegt wird. So funktioniert der Glättungskondensator 50 dahingehend, dass eine an den Elektromotor 60 angelegte Spannung geglättet wird. Der Glättungskondensator 50 ist zu einer Serienschaltung des Entladungsschalters 30 und des Entladungswiderstands 40 parallel geschaltet. Der Glättungskondensator 50 ist in einem ein Fahrzeug antreibenden Inverter angeordnet.
Der Elektromotor 60 treibt eine Einheit zum Antreiben eines in einem Fahrzeug montierten Kompressionsmechanismus (nicht dargestellt) an. Der Kompressionsmechanismus wird zum Beispiel in einem Kühlzyklus und dergleichen angewendet. Der Elektromotor 60 beinhaltet eine Spule 61, einen Eingangskondensator 62, eine Gruppe 63 von Schalt-Einheiten, einen Motor 64 sowie einen CPU/Steuerschaltkreis 65.
Die Spule 61 verbindet den Schalter des Hauptrelais 20 des Systems mit einer Seite der Gruppe 63 von Schalt-Einheiten mit hoher Spannung. Der Eingangskondensator 62 ist mit der Batterie 10 mit hoher Spannung parallel geschaltet. Die Spule 61 und der Eingangskondensator 62 funktionieren dahingehend, dass die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten durch Absorbieren einer Stoßspannung geschützt wird, die von der Batterie 10 mit hoher Spannung in den Elektromotor 60 eingegeben wird.
Die Gruppe 63 von Schall-Einheiten ist ein Schaltkreisabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Gleichspannung der Batterie 10 mit hoher Spannung in eine Wechselspannung umwandelt. Die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten bewirkt, dass eine Wechselspannung und ein Wechselstrom mit drei Phasen einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase erzeugt werden, und bewirkt somit, dass der Motor 64 mit hoher Spannung angetrieben wird. Die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten ist ein sogenannter Inverter. Die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten beinhaltet einen U-Phasenzweig 63a, einen V-Phasenzweig 63b und einen W-Phasenzweig 63c. Die Zweige 63a bis 63c sind parallel zueinander zwischen einer Leistungsquellenleitung und einer Masseleitung eingeschleift.
Jeder der Zweige 63a bis 63c ist durch zwei Schalt-Einheiten 63d konfiguriert, die in Serie geschaltet sind. Eine Dioden-Einheit 63e, die bewirkt, dass ein Strom von einer Emitterseite von jeder der Schalt-Einheiten 63d in eine Kollektorseite derselben fließt, ist zwischen den Kollektor und den Emitter eingeschleift. Ein Zwischenpunkt von jedem der Zweige 63a bis 63c ist mit einem Phasenende von jeder Phasenspule des Motors 64 verbunden. Jede der Schalt-Einheiten 63d ist zum Beispiel ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT, insulated gate bipolar transistor). Jede der Dioden-Einheiten 63e ist eine Freilaufdiode (FWD, free-wheeling diode).
Der Motor 64 ist ein Motor mit hoher Spannung, der so konfiguriert ist, dass er bewirkt, dass jeweils ein Ende der drei Spulen einer U-Phasenspule, einer V-Phasenspule und einer W-Phasenspule gemeinsam mit einem Mittelpunkt verbunden ist. Ein anderes Ende der U-Phasenspule des Motors 64 ist mit dem Mittelpunkt der Schalt-Einheiten 63d des U-Phasenzweigs 63a der Gruppe 63 von Schalt-Einheiten verbunden. Jede von der V-Phasenspule und der W-Phasenspule ist in ähnlicher Weise verbunden. Somit wird der Motor 64 basierend auf einer Drehstromleistung betrieben, die von der Gruppe 63 von Schalt-Einheiten zugeführt wird. Der Motor 64 ist durch einen Verknüpfungsmechanismus (nicht dargestellt) mit dem Kompressionsmechanismus verknüpft. Der Kompressionsmechanismus wird durch den Motor 64 so angetrieben, dass er zum Beispiel ein Kältemittel komprimiert.
Der CPU/Steuerschaltkreis 65 ist ein Schaltkreisabschnitt, der bewirkt, dass jede der Schalt-Einheiten 63d der Gruppe 63 von Schalt-Einheiten gemäß einem Befehl oder einer Aufforderung von der übergeordneten ECU 70 betrieben wird. Der CPU/Steuerschaltkreis 65 weist einen Abschnitt mit hoher Spannung (nicht dargestellt) und einen Abschnitt mit niedriger Spannung (nicht dargestellt) auf.
Der Abschnitt mit hoher Spannung ist ein Schaltkreisabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine an den Inverter angelegte Eingangsspannung durch Verwenden eines Spannungssensors (nicht dargestellt) überwacht und die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten so treibt, dass bewirkt wird, dass der Motor 64 ein vorgegebenes Drehmomentmaß abgibt.
Aus diesem Grund wird in dem Abschnitt mit hoher Spannung eine Eingangsspannung oder ein Eingangsstrom des Elektromotors 60 ermittelt, die bzw. der zum Antreiben des Motors 64 notwendig ist, ein Schaltsignal wird abgegeben und es werden verschiedene Arten von Berechnungen für eine Steuerung und dergleichen ausgeführt. Bei dieser Ausführungsform wird in dem Abschnitt mit hoher Spannung eine Antriebsleistungsquelle mit niedriger Spannung erzeugt, indem die Eingangsspannung des Inverters heruntertransformiert wird. So kann der CPU/Steuerschaltkreis 65 eine Leistungsquellenspannung sicherstellen und er befindet sich in einem betriebsbereiten Zustand.
Der Abschnitt mit niedriger Spannung ist ein Schaltkreisabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Betriebsspannung aufweist, die sich von jener des Abschnitts mit hoher Spannung unterscheidet, und dass er eine Komponente mit niedriger Spannung betreibt, wie beispielsweise eine CPU, einen Speicher, einen Prozessschaltkreis und einen Oszillator. In dem Abschnitt mit niedriger Spannung wird zum Beispiel eine Kommunikation mit der übergeordneten ECU 70 durchgeführt.
Der CPU/Steuerschaltkreis 65 weist eine Entladefunktion auf, die bewirkt, dass eine geladene Spannung, die in den Glättungskondensator 50 oder den Eingangskondensator 62 geladen wurde, innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne bis zu einer vorgegebenen Spannung verringert wird, wenn sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet. Die Entladefunktion ist eine Funktion des CPU/Steuerschaltkreises 65, welche die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten zur Sicherstellung der Leistungsquellenspannung des CPU/Steuerschaltkreises derart steuert, dass die Eingangsspannung des Inverters niedriger als eine vorgegebene Spannung und gleich einer oder höher als eine untere Betriebsgrenzspannung ist, die einen Betrieb des CPU/Steuerschaltkreises 65 erlaubt. So wird es dem CPU/Steuerschaltkreis 65 auch ermöglicht, den Elektromotor 60 nach einer Kollision des Fahrzeugs zu steuern. Die ”vorgegebene Spannung” ist zum Beispiel auf eine obere Grenzspannung eingestellt, um für die Sicherheit des Fahrzeugs zu sorgen.
Die übergeordnete ECU 70 ist eine ECU, wie beispielsweise eine Maschinen-ECU und eine Klimaanlagen-ECU, die in einem Fahrzeug montiert ist. Die übergeordnete ECU 70 ist durch eine Verbindungsleitung mit dem CPU/Steuerschaltkreis 65 des Elektromotors 60 verbunden. Die übergeordnete ECU 70 übermittelt und empfängt Informationen, die für eine Steuerung der Maschine oder eine Steuerung der Klimaanlage notwendig sind, zu und von dem CPU/Steuerschaltkreis 65. Bis jetzt wird die gesamte Konfiguration des Systems einschließlich des Elektromotors 60 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Als nächstes wird die spezifische Steuerung des CPU/Steuerschaltkreises 65 unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 beschrieben. Zunächst wird der Motor 64 des Elektromotors 60 durch eine Steuerung der Gruppe 63 von Schalt-Einheiten des CPU/Steuerschaltkreises 65 mit der vorgegebenen Drehzahl betrieben. In diesem Fall beträgt die Drehzahl des Motors 64 zum Beispiel 8.600 Umdrehungen/Minute, die induzierte Spannung des Motors 64 beträgt 288 V, die Antriebsleistungsquelle mit niedriger Spannung schaltet auf EIN, und die Spannung des Glättungskondensators (Spannung des Eingangskondensators) beträgt 288 V. In 2 repräsentiert ein ”Betrieb des Inverters” einen Betriebszustand der Gruppe 63 von Schalt-Einheiten in dem Elektromotor 60.
Die ”induzierte Spannung” in 2 repräsentiert die induzierte Spannung des Motors 64 des Elektromotors 60. Der in dem Elektromotor 60 verwendete Motor 64 erzeugt mittels Durchführen einer Drehung ein magnetisches Feld. Das erzeugte magnetische Feld bewirkt, dass in der Spule des Motors 64 eine elektromotorische Gegenkraft erzeugt wird. Die elektromotorische Gegenkraft wird als eine induzierte Spannung zwischen U-, V-, W-Anschlüssen des Motors erzeugt. In Bezug auf die ”Antriebsleistungsquelle mit niedriger Spannung” wird ein Zustand, in welchem dem CPU/Steuerschaltkreis 65 eine Leistungsquelle zugeführt wird, als ”EIN” festgelegt, und ein Zustand, in dem die Leistungsquelle nicht zugeführt wird, wird als ”AUS” festgelegt. Wenn die Antriebsleistungsquelle mit niedriger Spannung weniger als 42 V beträgt, schaltet der CPU/Steuerschaltkreis 65 bei dieser Ausführungsform auf AUS. Die ”Spannung des Glättungskondensators (Spannung des Eingangskondensators)” ist eine Kondensatorspannung des Eingangskondensators 62 oder des Glättungskondensators 50, welche die Eingangsspannung des Inverters ist. Die ”Antriebsleistungsquelle mit niedriger Spannung” wird durch Heruntertransformieren der Kondensatorspannung erzeugt.
Unter der Annahme, dass sämtliche Kondensatoren eines Fahrzeugs vollständig geladen sind und sämtliche der Kondensatoren nach einem Beginn der Steuerung der Entladung nicht erneut geladen werden, werden ein Widerstandswert und eine erlaubte Leistung des Entladungswiderstands 40 hierbei normalerweise derart festgelegt, dass ein Entladen innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne abgeschlossen ist.
Es wird angenommen, dass sich eine Kollision eines Fahrzeugs in 2 zu einem Zeitpunkt T10 ereignet. Dann wird die ”Entladesteuerung” durchgeführt. Die Entladesteuerung ist eine Steuerung, bei der das Hauptrelais 20 des Systems auf AUS schaltet und dann Leistung, die in dem Eingangskondensator 62 oder dem Glättungskondensator 50 gespeichert ist, in Wärme umgewandelt und in dem Entladungswiderstand 40 verbraucht wird. Die Entladesteuerung des CPU/Steuerschaltkreises 65 beginnt in dem Fahrzeug zu einem Zeitpunkt T11, der bezüglich des Zeitpunkts des ”Auftretens der Kollision” etwas verzögert ist. Eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt T10 zu dem Zeitpunkt T11 ist für jedes Fahrzeug unterschiedlich.
Die Spannung des Glättungskondensators beginnt von dem Zeitpunkt T11 an abzunehmen, und die Spannung des Glättungskondensators erreicht zu einem Zeitpunkt T12 eine von dem Motor steuerbare untere Grenzspannung (zum Beispiel 100 V). Da die von dem Motor steuerbare untere Grenzspannung bis zu dem Zeitpunkt T12 an dem CPU/Steuerschaltkreis 65 angelegt ist, führt der CPU/Steuerschaltkreis 65 kontinuierlich einen normalen Betrieb durch, genau bis eine Spannung des Glättungskondensators kleiner als 100 V ist, auch wenn die Spannung des Glättungskondensators abnimmt.
Wenn der Zeitpunkt T12 verstreicht, ist die Spannung des Glättungskondensators niedriger als die durch den Motor steuerbare untere Grenzspannung. Somit ist es schwierig, dass der CPU/Steuerschaltkreis 65 den Motor 64 steuert. Dementsprechend steuert der CPU/Steuerschaltkreis 65 die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne in einem Zirkulationsmodus (A), der in 3 dargestellt ist, um zu bewirken, dass die Spannung des Glättungskondensators gleich oder kleiner als 60 V ist, was die vorgegebene Spannung ist. Der Zirkulationsmodus (A) ist ein Modus, in dem die Spannung des Glättungskondensators abnimmt, indem eine Zirkulation eines Stroms zwischen der Gruppe 63 von Schalt-Einheiten und dem Motor 64 durchgeführt wird.
Im Einzelnen bewirkt der CPU/Steuerschaltkreis 65, dass die Schalt-Einheit 63d eines oberen Zweigs von jedem der Zweige 63a bis 63c auf AUS schaltet, und er bewirkt, dass die Schalt-Einheit 63d eines unteren Zweigs von jedem der Zweige 63a bis 63c auf EIN schaltet. Da der Strom zwischen der Gruppe 63 von Schalt-Einheiten und dem Motor 64 durch die Steuerung des CPU/Steuerschaltkreises 65 fließt, fließt kein Strom in den Eingangskondensator 62 oder den Glättungskondensator 50. Aus diesem Grund wird in dem Eingangskondensator 62 und dem Glättungskondensator 50 ein Entladen anstelle eines Ladens durchgeführt. Dementsprechend nimmt die Spannung des Glättungskondensators innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne kontinuierlich ab und beträgt weniger als 60 V, was die vorgegebene Spannung ist. Da der CPU/Steuerschaltkreis 65 bei einer Spannung betrieben wird, die gleich oder größer als 42 V ist, befindet sich die Antriebsleistungsquelle mit niedriger Spannung kontinuierlich in einem EIN-Zustand, auch wenn der Zeitpunkt T12 verstreicht.
Die Drehzahl des Elektromotors 60 und die induzierte Spannung des Motors 64 nehmen im Ergebnis in dem normalen Betrieb von dem Zeitpunkt T11 bis zu dem Zeitpunkt T12 ab. Da die Drehzahl des Elektromotors 60 und die induzierte Spannung des Motors 64 in dem Zirkulationsmodus nach dem Zeitpunkt T12 von dem CPU/Steuerschaltkreis 65 gesteuert werden, nehmen die Drehzahl des Elektromotors 60 und die induzierte Spannung des Motors 64 nach dem Zeitpunkt T12 mit einer vorgegebenen Rate ab.
Die Spannung des Glättungskondensators erreicht zu einem Zeitpunkt T13 die untere Betriebsgrenzspannung. Wenn die Spannung des Glättungskondensators kleiner als die untere Betriebsgrenzspannung ist, kann der CPU/Steuerschaltkreis 65 die Leistungsquellenspannung nicht halten und einen Betrieb durchführen. Der CPU/Steuerschaltkreis 65 steuert die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten in einem regenerativen Modus (B), der in 4 dargestellt ist, um die Spannung des Glättungskondensators so zu halten, dass sie gleich oder größer als 42 V ist, was die untere Betriebsgrenzspannung ist. Der regenerative Modus (B) ist ein Modus, in dem ein Strom von dem Motor 64 durch die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten in den Eingangskondensator 62 und den Glättungskondensator 50 fließt und der Eingangskondensator 62 und der Glättungskondensator 50 geladen werden und somit die Kondensatorspannung zunimmt.
Im Einzelnen bewirkt der CPU/Steuerschaltkreis 65, dass die Schalt-Einheit 63d eines oberen U-Phasenzweigs von jedem der Zweige 63a bis 63c auf EIN schaltet, und bewirkt, dass die Schalt-Einheit 63d eines unteren Zweigs auf AUS schaltet. Der CPU/Steuerschaltkreis 65 bewirkt, dass die Schalt-Einheit 63d eines oberen V-Phasenzweigs und eines oberen W-Phasenzweigs von jedem der Zweige 63a bis 63c auf AUS schaltet, und bewirkt, dass die Schalt-Einheit 63d eines unteren Zweigs auf EIN schaltet. Auf diese Weise führt der CPU/Steuerschaltkreis 65 in dieser Ausführungsform ein Umschalten zwischen dem Zirkulationsmodus (A) und dem regenerativen Modus (B) durch, indem er ein EIN/AUS-Schalten der Schalt-Einheiten 63d durchführt, die den U-Phasenzweig 63a bilden.
Ein Modus wird in den regenerativen Modus (B) geschaltet, und somit werden der Eingangskondensator 62 und der Glättungskondensator 50 durch die elektromotorische Gegenkraft des Motors 64 geladen. Dementsprechend nimmt die Spannung des Glättungskondensators, wie in 2 dargestellt, nach dem Zeitpunkt T13 mit der vorgegebenen Rate zu. In dem regenerativen Modus (B) ist eine Zunahmerate der Spannung des Glättungskondensators höher als eine Abnahmerate der Spannung des Glättungskondensators in dem Zirkulationsmodus (A), und dies ist dadurch begründet, dass der CPU/Steuerschaltkreis 65 unter Verwenden der Spannung des Glättungskondensators in dem Zirkulationsmodus (A) betrieben wird.
Die Spannung des Glättungskondensators erreicht zu einem Zeitpunkt T14 die vorgegebene Spannung. Aus diesem Grund steuert der CPU/Steuerschaltkreis 65 die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten in dem Zirkulationsmodus (A). Da die Spannung des Glättungskondensators zu einem Zeitpunkt T15 die untere Betriebsgrenzspannung erreicht, steuert der CPU/Steuerschaltkreis 65 dann die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten in dem regenerativen Modus (B). Zu einem Zeitpunkt T16 wird ein Betrieb ähnlich jenem zum Zeitpunkt T14 durchgeführt, und zu einem Zeitpunkt T17 wird ein Betrieb ähnlich jenem zum Zeitpunkt T15 durchgeführt.
Ein Zeitpunkt T18 ist ein Zeitpunkt, wenn die vorgegebene Zeitspanne seit dem Zeitpunkt der Kollision abläuft. Die vorgegebene Zeitspanne ist eine Zeitspanne, die ermöglicht, dass für die Sicherheit des Fahrzeugs gesorgt ist, und beträgt zum Beispiel mehrere Sekunden. Die Spannung des Glättungskondensators ist zum Zeitpunkt T18 bereits gleich der vorgegebenen Spannung oder kleiner als dieselbe. Wie vorstehend beschrieben, entspricht ein Bereich von dem Zeitpunkt T11, an dem die Steuerung der Gruppe 63 von Schalt-Einheiten beginnt, bis zu dem Zeitpunkt T18 einem Entladesteuerungsdurchführungsbereich. Da die ”Entladesteuerung” nach dem Ablaufen der vorgegebenen Zeitspanne beendet wird, tritt ein Überhitzen oder ein Durchbrennen des Entladungswiderstands 40 nicht auf.
Der CPU/Steuerschaltkreis 65 steuert die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten und führt von einem Zeitpunkt T19 nach Durchlaufen des Entladesteuerungsdurchführungsabschnitts bis zu einem Zeitpunkt T20 ein alternierendes Umschalten zwischen dem Zirkulationsmodus (A) und dem regenerativen Modus (B) durch. So ist die Spannung des Glättungskondensators gleich der unteren Betriebsgrenzspannung oder größer als dieselbe und ist kleiner als die vorgegebene Spannung. Das heißt, die Spannung des Glättungskondensators wird so gehalten, dass sie gleich oder größer als 42 V und kleiner als 60 V ist. Dementsprechend hält der CPU/Steuerschaltkreis 65 die Leistungsquellenspannung, die einen Betrieb des CPU/Steuerschaltkreises 65 erlaubt. Die Drehzahl des Motors 64 und die induzierte Spannung des Motors 64 nehmen ab.
Der CPU/Steuerschaltkreis 65 schaltet nach dem Zeitpunkt T20 einen Modus in den regenerativen Modus (B). Zu einem Zeitpunkt T21 beträgt die induzierte Spannung des Motors 64 jedoch weniger als 60 V. Wenn die induzierte Spannung des Motors 64 durch Verringern der Drehzahl des Elektromotors 60 weniger als 60 V beträgt, dauert das Laden des Eingangskondensators 62 oder des Glättungskondensators 50 an, die Spannung des Glättungskondensators nimmt jedoch kontinuierlich ab, auch wenn sich der CPU/Steuerschaltkreis 65 kontinuierlich im regenerativen Modus (B) befindet. Da es unmöglich ist, den Eingangskondensator 62 und den Glättungskondensator 50 so zu laden, dass sie gleich oder mehr als 60 V aufweisen, beträgt die Spannung des Glättungskondensators nach dem Zeitpunkt T21 aus diesem Grund weniger als 60 V, was die vorgegebene Spannung ist. Dementsprechend nimmt die Spannung des Glättungskondensators nicht bis auf die vorgegebene Spannung zu, sondern nimmt mit Abnehmen der induzierten Spannung des Motors 64 ab.
Zu einem Zeitpunkt T22 erreicht die Drehzahl des Elektromotors 60 die vorgegebene Drehzahl und die induzierte Spannung des Motors 64 beträgt weniger als 42 V. Das heißt, die Spannung des Glättungskondensators ist kleiner als die untere Betriebsgrenzspannung. Aus diesem Grund kann der CPU/Steuerschaltkreis 65 die Leistungsquellenspannung nicht sicherstellen und einen Betrieb durchführen, und die Antriebsleistungsquelle mit niedriger Spannung schaltet auf AUS. Nach dem Zeitpunkt T22 stoppt auch der Elektromotor 60. Auf diese Weise wird die Steuerung des CPU/Steuerschaltkreises 65 beendet.
Als nächstes wird ein Fall beschrieben, bei dem der Elektromotor 60 ursprünglich nicht betrieben wird, das heißt ein Fall, bei dem die Drehung des Motors 64 stoppt. Wie in 5 dargestellt, befindet sich das Hauptrelais 20 des Systems, bevor sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet, in einem EIN-Zustand. So wird der CPU/Steuerschaltkreis 65 durch Heruntertransformieren einer Spannung der Batterie 10 mit hoher Spannung betrieben. Dementsprechend befindet sich die Antriebsleistungsquelle mit niedriger Spannung in einem EIN-Zustand. Da sich der Motor 64 nicht dreht, beträgt die Drehzahl des Elektromotors 60 0 Umdrehungen/Min., und die induzierte Spannung des Motors 64 beträgt 0 V. Außerdem stoppt die Steuerung der Gruppe 63 von Schalt-Einheiten (”Stoppen von SW” in 5).
Zu einem Zeitpunkt T23 ereignet sich eine Kollision eines Fahrzeugs. Der CPU/Steuerschaltkreis 65 bewirkt, dass der Entladesteuerungsdurchführungsabschnitt von einem Zeitpunkt T24 an beginnt, und bewirkt, dass die Entladesteuerung beginnt. Das heißt, das Hauptrelais 20 des Systems schaltet auf AUS, und die Zufuhr von Leistung zu dem Eingangskondensator 62 und dem Glättungskondensator 50 stoppt. Aus diesem Grund nimmt die Spannung des Glättungskondensators mit einer vorgegebenen Rate ab und beträgt weniger als 60 V, was die vorgegebene Spannung ist.
Die Spannung des Glättungskondensators ist zu einem Zeitpunkt T25 kleiner als die untere Betriebsgrenzspannung. So schaltet die Antriebsleistungsquelle mit niedriger Spannung auf AUS, und der CPU/Steuerschaltkreis 65 befindet sich in einem nicht betriebsbereiten Zustand. Der Inverter stoppt ebenfalls. Der Entladesteuerungsdurchführungsbereich ist zu einem Zeitpunkt T26 beendet, und dann läuft eine vorgegebene Zeitspanne ab. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Spannung des Glättungskondensators 0 V.
In dem vorstehenden Fall werden die geladenen Spannungen des Eingangskondensators 62 und des Glättungskondensators 50 durch den Entladungswiderstand 40 entladen. Wem die Drehung des Motors 64 stoppt, wird so der Entladungswiderstand 40 verwendet, der bewirkt, dass die Spannung des Glättungskondensators innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne kleiner als die vorgegebene Spannung ist.
Wie vorstehend beschrieben, führt der CPU/Steuerschaltkreis 65 in dieser Ausführungsform ein alternierendes Umschalten zwischen dem Zirkulationsmodus (A) und dem regenerativen Modus (B) durch, nachdem sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet hat. So kann die Leistungsquellenspannung gehalten werden, die einen Betrieb des CPU/Steuerschaltkreises 65 erlaubt. Da der CPU/Steuerschaltkreis 65 auch die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten antreiben kann, nachdem sich eine Kollision ereignet hat, kann dementsprechend für eine Zeitspanne, die für ein Entladen des Eingangskondensators 62 und des Glättungskondensators 50 notwendig ist, oder die Robustheit der Spannung des Glättungskondensators gesorgt werden.
Der Eingangskondensator 62 und der Glättungskondensator 50 werden nach einem Start der Entladesteuerung durch Regeneration von dem Motor 64 geladen. Die Spannung des Glättungskondensators kann jedoch durch Schalten eines Modus in den Zirkulationsmodus (A) verringert werden. Aus diesem Grund können zum Beispiel Vorschriften in Nordamerika in Bezug auf eine hohe Spannung, wenn sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet, das heißt ”FMVSS305”, und eine Bedingung dahingehend erfüllt werden, dass eine Spannung innerhalb von 5 Sekunden von einem Zeitpunkt an, an dem sich eine Kollision ereignet, gleich oder kleiner als 60 V ist.
Das heißt, da die Spannung des Glättungskondensators zu stark zunimmt und somit bei Halten des regenerativen Modus (B) die Vorschriften verletzt, wenn die Spannung des Glättungskondensators die vorgegebene Spannung erreicht (60 V in Übereinstimmung mit den FMVSS-Vorschriften), wird ein Modus von dem regenerativen Modus (B) in den Zirkulationsmodus (A) geschaltet. Auf diese Weise wird eine Steuerung so durchgeführt, dass bewirkt wird, dass die Spannung des Glättungskondensators nicht mehr als notwendig zunimmt. Dann wird das Umschalten zwischen dem Zirkulationsmodus (A) und dem regenerativen Modus (B) wiederholt, und die Spannung des Glättungskondensators wird gehalten, die bewirkt, dass die Antriebsleistungsquelle mit niedriger Spannung bei einer Spannung von weniger als 60 V nicht auf AUS schaltet. So kann eine Zunahme einer Spannung aufgrund einer Regeneration von dem Motor 64 stoppen, und eine Steuerung des Elektromotors 60 kann durchgeführt werden, die eine große Robustheit und Sicherheit aufweist. Der CPU/Steuerschaltkreis 65 kann diese Steuerung unabhängig auch dann durchführen, wenn ein Kabelstrang zwischen dem Hauptrelais 20 des Systems und dem Elektromotor 60 durch die Kollision des Fahrzeugs unterbrochen ist.
Der Eingangskondensator 62 und der Glättungskondensator 50 entsprechen ”Kondensatoren”, und der CPU/Steuerschaltkreis 65 entspricht einer ”Steuereinheit”. Die Spannung des Glättungskondensators entspricht der ”Kondensatorspannung”, und die übergeordnete ECU 70 entspricht der ”externen Einheit”.
Zweite Ausführungsform
In dieser Ausführungsform werden Teile beschrieben, die sich von jenen in der ersten Ausführungsform unterscheiden. In dieser Ausführungsform weist ein CPU/Steuerschaltkreis 65 eine Konfiguration auf, bei welcher der CPU/Steuerschaltkreis 65 einen Betrieb basierend auf einer Spannung von etwa 12 V durchführt, die durch Kommunizieren mit einer übergeordneten ECU 70 zugeführt wird. Der CPU/Steuerschaltkreis 65 erzeugt eine Leistungsquellenspannung, um zu bewirken, dass der CPU/Steuerschaltkreis 65 einen Betrieb bei einem Abschnitt mit niedriger Spannung durchführt, und führt einen Betrieb durch.
Wenn sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet, hält der CPU/Steuerschaltkreis 65 in einer derartigen Konfiguration einen Zirkulationsmodus (A) derart, dass eine Spannung eines Glättungskondensators so gehalten werden kann, dass sie gleich einer vorgegebenen Spannung oder kleiner als dieselbe ist. Das heißt, geladene Spannungen eines Eingangskondensators 62 und eines Glättungskondensators 50 werden kontinuierlich entladen. Mit anderen Worten, da eine Leistungsquellenspannung, die bewirken soll, dass die CPU/Steuereinheit 65 einen Betrieb durchführt, nicht in einem Abschnitt mit hoher Spannung erzeugt wird, besteht für den CPU/Steuerschaltkreis 65 keine Notwendigkeit, einen regenerativen Modus (B) durchzuführen und die Spannung des Glättungskondensators so zu halten, dass sie gleich einer unteren Betriebsgrenzspannung oder größer als dieselbe ist.
Da ein Strom in dieser Ausführungsform in unteren Zweigen einer Gruppe 63 von Schalt-Einheiten konzentriert ist, werden vorzugsweise eine Struktur, in der eine stärkere Kühlung durchgeführt werden kann, oder eine Leistungseinheit, die einen hohen Strom aushält, als die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten eingesetzt.
Mit den vorstehenden Beschreibungen kann eine Regeneration aufgrund einer induzierten Spannung eines Motors 64, die in die Seite des Eingangskondensators 62 oder die Seite des Glättungskondensators 50 fließt, verhindert werden. Es wird angenommen, dass eine Kommunikationsleitung zwischen dem CPU/Steuerschaltkreis 65 und der übergeordneten ECU 70 nicht unterbrochen wird, wenn sich eine Kollision des Fahrzeugs ereignet.
Dritte Ausführungsform
In dieser Ausführungsform werden Teile beschrieben, die sich von jenen in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform unterscheiden. In dieser Ausführungsform ist eine übergeordnete ECU 70 so konfiguriert, dass sie eine Funktion, durch die eine Kollision eines Fahrzeugs festgestellt wird, und eine Funktion aufweist, durch die ein Kollisionssignal übermittelt wird, das anzeigt, wenn sich eine Kollision des Fahrzeugs ereignet hat. So stellt die übergeordnete ECU 70 die Kollision eines Fahrzeugs fest und übermittelt in Übereinstimmung mit einem Ergebnis der Feststellung ein Kollisionssignal an einen CPU/Steuerschaltkreis 65.
Der CPU/Steuerschaltkreis 65 empfängt das Kollisionssignal von der übergeordneten ECU 70, wenn sich eine Kollision des Fahrzeugs ereignet. So startet der CPU/Steuerschaltkreis 65 eine Steuerung zum Halten einer Leistungsquellenspannung, die einen Betrieb des CPU/Steuerschaltkreises 65 erlaubt. Das heißt, der CPU/Steuerschaltkreis 65 kann die Steuerung eines Zirkulationsmodus (A) mit höherer Präzision starten.
Vierte Ausführungsform
In dieser Ausführungsform werden Teile beschrieben, die sich von jenen in der ersten bis zur dritten Ausführungsform unterscheiden. Wenn eine induzierte Spannung eines Motors 64 mit einer vorgegebenen Abnahmerate abnimmt, wird eine Steuerung in dieser Ausführungsform derart durchgeführt, dass die Drehzahl des Motors 64 in Übereinstimmung mit einem Abnehmen der induzierten Spannung verringert wird und so ein Bereich mit einem schwachen magnetischen Feld beseitigt wird. Hierbei ist die ”Steuerung des Bereichs mit einem schwachen magnetischen Feld” eine Steuerung, bei der ein magnetisches Feld, das durch eine Feldspule erzeugt wird, derart abgeschwächt wird, dass die induzierte Spannung, die in dem Motor 64 erzeugt wird, wenn sich der Motor 64 mit einer hohen Geschwindigkeit dreht, vor einer Kollision eines Fahrzeugs verringert wird.
Wenn ein Elektromotor 60 in dem Bereich mit einem schwachen magnetischen Feld betrieben wird, in dem der Elektromotor 60 die maximale Leistungssteuerung durchführt, wenn die Steuerung einen Inverter in einem Bereich des Motors 64 mit einer hohen Umdrehung stoppt, wird die induzierte Spannung, die höher als eine Eingangsspannung ist, in dem Motor 64 erzeugt, der sich durch Trägheit dreht, und die erzeugte induzierte Spannung wird zurück an eine Seite des Eingangskondensators 62 angelegt. Aus diesem Grund werden der Eingangskondensator 62 oder der Glättungskondensator 50 geladen.
Wie in 6 dargestellt, wird ein Spannungsschwellenwert (zum Beispiel 150 V), der höher als eine untere Spezifizierungsgrenzspannung (100 V) des Motors 64 ist, als eine Kollisionsfeststellungsspannung V1 festgelegt. Wenn die induzierte Spannung des Motors 64 mit einer Abnahmerate abnimmt, die gleich einem vorgegebenen Wert oder größer als derselbe ist, und die induzierte Spannung des Motors 64 kleiner als eine Kollisionsfeststellungsspannung V1 ist, wird somit die Drehzahl des Motors 64 verringert, um so den Bereich mit einem schwachen magnetischen Feld zu vermeiden. Dementsprechend kann eine Spannungszunahme einer Eingangsspannung in dem ”regenerativen Modus” so, dass sie gleich einer Batteriespannung oder größer als dieselbe ist, verhindert werden.
In 6 liegt die induzierte Spannung des Motors 64 in einem Bereich zwischen der unteren Spezifizierungsgrenzspannung (V0) und einer oberen Spezifizierungsgrenzspannung. Die untere Spezifizierungsgrenzspannung ist eine durch einen Motor steuerbare untere Grenzspannung (zum Beispiel 100 V). Die obere Spezifizierungsgrenzspannung ist zum Beispiel eine Leistungsquellenspannung einer Batterie 10 mit hoher Spannung.
Im Einzelnen führt der CPU/Steuerschaltkreis 65 eine Steuerung gemäß einem Flussdiagramm durch, das in 7 dargestellt ist. Als erstes wird in Schritt 100 die Abnahmerate der induzierten Spannung des Motors 64 berechnet. Die Abnahmerate wird basierend auf einer Steigung der induzierten Spannung des Motors 64 berechnet, die zum Beispiel in 8 dargestellt ist.
In Schritt 110 wird festgestellt, ob die Abnahmerate, die in Schritt 100 berechnet wurde, gleich einem vorgegebenen Wert oder größer als derselbe ist oder nicht. Wenn die Abnahmerate der induzierten Spannung des Motors 64 nicht gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als derselbe ist, werden die Prozesse in diesem Flussdiagramm beendet. Das heißt, nach einer Kollision wird eine Steuerung von sich wiederholendem Umschalten zwischen dem Zirkulationsmodus und dem regenerativen Modus ähnlich jenem in der ersten Ausführungsform durchgeführt. Wenn in Schritt 110 festgestellt wird, dass die Abnahmerate der induzierten Spannung des Motors 64 gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als derselbe ist, rückt der Prozess zu Schritt 120 vor.
In Schritt 120 wird festgestellt, ob die Kollisionsfeststellungsspannung kleiner als V1 ist oder nicht. Wenn in Schritt 120 festgestellt wird, dass die induzierte Spannung des Motors 64 gleich der Kollisionsfeststellungsspannung V1 oder größer als dieselbe ist, werden die Prozesse in diesem Flussdiagramm beendet und es wird eine Steuerung ähnlich jener in der ersten Ausführungsform durchgeführt. Wenn in Schritt 120 festgestellt wird, dass die Kollisionsfeststellungsspannung kleiner als V1 ist, rückt der Prozess zu Schritt 130 vor.
In Schritt 130 wird eine Steuerung zum Stoppen eines schwachen Feldes durchgeführt. Das heißt, wenn die induzierte Spannung des Motors 64 verringert wird, wird eine Ausgangsleistung so gehalten, dass sie mit Zunahme eines Stroms konstant ist, wie in 6 dargestellt, und diese Steuerung wird gestoppt. Die Drehzahl des Motors 64 wird für eine kurze Zeitspanne in Übereinstimmung mit dem Abnehmen der induzierten Spannung des Motors 64 kleiner. Mit anderen Worten, da die Abnahmerate der induzierten Spannung des Motors 64 zunimmt, wird in dieser Ausführungsform zum Beispiel eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt T11 bis zu dem Zeitpunkt T12 in 2 verkürzt. Dementsprechend beginnt die Steuerung des sich wiederholenden Umschaltens zwischen dem Zirkulationsmodus und dem regenerativen Modus schneller, und die induzierte Spannung des Motors 64 wird schneller als in der ersten Ausführungsform verringert.
Wenn die induzierte Spannung des Motors 64 nach einer Kollision des Fahrzeugs mit der vorgegebenen Rate abnimmt, wie vorstehend beschrieben, kann die Steuerung des schwachen Feldes durch den CPU/Steuerschaltkreises 65 gestoppt werden. So kann kein zusätzliches Laden des Eingangskondensators 62 und des Glättungskondensators 50 durchgeführt werden.
Fünfte Ausführungsform
In dieser Ausführungsform werden in der Hauptsache Teile detailliert beschrieben, die sich von jenen in den vorstehenden Ausführungsformen unterscheiden. In dieser Ausführungsform sind mehrere Entladungseinheiten für ein rasches Verringern der Kondensatorspannung bis zu einer vorgegebenen Spannung nach dem Ereignis einer Kollision eines Fahrzeugs beinhaltet.
Wie in 9 dargestellt, beinhaltet ein System gemäß dieser Ausführungsform eine Batterie 10 mit hoher Spannung, ein Hauptrelais 20 des Systems, einen Glättungskondensator 50, eine elektrische Einheit 51, einen Elektromotor 60, einen CPU/Steuerschaltkreis 65, eine übergeordnete ECU 70 sowie eine Kompressionseinheit 80.
Die Kompressionseinheit 80 ist ein Kompressionsmechanismus, der von einem Motor 64 angetrieben wird, der den Elektromotor 60 bildet. Die Kompressionseinheit 80 ist durch eine Verbindungseinheit 81 mit dem Motor 64 verbunden. In 9 zeigen durchgezogene Linien, die Komponenten miteinander verknüpfen, Stromleitungen an, und durchgezogene Linien mit einem daran angebrachten Pfeil zeigen Signalleitungen an.
In dem Hauptrelais 20 des Systems ist ein Schalter 21 mit einer negativen Elektrodenseite der Batterie 10 mit hoher Spannung verbunden, und ein Schalter 22, ein Schalter 23 sowie ein Widerstand 24 sind mit einer positiven Elektrodenseite der Batterie 10 mit hoher Spannung verbunden. In einer derartigen Verbindung weist das Hauptrelais 20 des Systems auch die Funktion auf zu bewirken, dass ein Einschaltstrom nicht fließt, wenn eine hohe Spannung an den Elektromotor 60 angelegt wird. Die Funktion der übergeordneten ECU 70 zu bewirken, dass die Verbindung unterbrochen wird, wenn ein abnormaler Zustand festgestellt wird, ist dieselbe wie in den vorstehenden Ausführungsformen.
Der Glättungskondensator 50 ist derselbe wie der in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebene Glättungskondensator 50. Die elektrische Einheit 51 ist eine andere Einheit, welche die Umgebung des Glättungskondensators 50 als Knoten nutzt. Als die elektrische Einheit 51 sind zum Beispiel ein Fahrzeugfahr-Inverter, ein heruntertransformierender DC/DC-Wandler, eine Heizvorrichtung mit hoher Spannung und dergleichen beinhaltet.
Der Elektromotor 60 beinhaltet eine Spule 61, einen Eingangskondensator 62, einen Entladungsschalter 66, einen Entladungswiderstand 67, eine Gruppe 63 von Schalt-Einheiten sowie den Motor 64. Der Entladungsschalter 66 funktioniert dahingehend, dass eine zusätzliche Leistung in Wärme umgewandelt wird und die zusätzliche Leistung dadurch verbraucht wird, dass bewirkt wird, dass ein Strom unter der Steuerung des CPU/Steuerschaltkreises 65 in den Entladungswiderstand 67 fließt.
Der CPU/Steuerschaltkreis 65 beinhaltet einen Mikrocomputer 65a, einen Antriebstreiber 65b, eine Kommunikationsschaltkreiseinheit 65c, eine Isoliertransformator-Leistungsquelleneinheit 65d sowie eine isolierende Kommunikationseinheit 65e.
Der Mikrocomputer 65a weist eine Funktion des Kommunizierens mit der übergeordneten ECU 70, eine Funktion des Abgebens eines Treibersignals an die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten, eine Funktion des Durchführens einer A/D-Wandlung an verschiedenen Detektionssignalen sowie des Eingebens der umgewandelten Signale und dergleichen auf.
Der Antriebstreiber 65b erzeugt basierend auf dem Treibersignal von dem Mikrocomputer 65a ein Schaltsignal zum Betreiben von jeder der Schalt-Einheiten 63d der Gruppe 63 von Schalt-Einheiten.
Die Kommunikationsschaltkreiseinheit 65c ist ein Schaltkreis für eine Kommunikation des Mikrocomputers 65a mit der übergeordneten ECU 70. Die Kommunikationsschaltkreiseinheit 65c erlaubt eine Kommunikation in einer Kommunikationsweise wie beispielsweise einer seriellen Kommunikation, einer LIN-Kommunikation und einer CAN-Kommunikation.
Die Isoliertransformator-Leistungsquelleneinheit 65d erzeugt eine Leistungsquelle zum Betreiben des Antriebstreibers 65b oder des Mikrocomputers 65a. Im Einzelnen empfängt die Isoliertransformator-Leistungsquelleneinheit 65d eine hohe Spannung, die von der Batterie 10 mit hoher Spannung erzeugt wird, oder eine niedrige Spannung, die von der Leistungsquelle 71 mit niedriger Spannung erzeugt wird, als eine Eingangsleistung und erzeugt so eine Leistungsquelle zum Betreiben des Antriebstreibers 65b oder des Mikrocomputers 65a. Als die Isoliertransformator-Leistungsquelleneinheit 65d wird zum Beispiel ein Spannungswandler vom Transformatortyp verwendet.
Die isolierende Kommunikationseinheit 65e ist eine isolierende Kommunikationseinheit zum Durchführen einer elektrischen Isolation und Kommunikation zwischen der Kommunikationsschaltkreiseinheit 65c und dem Mikrocomputer 65a. Als die isolierende Kommunikationseinheit 65e wird zum Beispiel ein Optokoppler oder ein Halbleiterisolator verwendet.
Hierbei sind der Mikrocomputer 65a, der Antriebstreiber 65b, ein Abschnitt der Isoliertransformator-Leistungsquelleneinheit 65d sowie ein Abschnitt der isolierenden Kommunikationseinheit 65e auf der Seite mit hoher Spannung angeordnet. Diese Komponenten bilden eine Steuereinheit 65f für hohe Spannung. Die Kommunikationsschaltkreiseinheit 65c, ein Abschnitt der Isoliertransformator-Leistungsquelleneinheit 65d sowie ein Abschnitt der isolierenden Kommunikationseinheit 65e sind auf der Seite mit niedriger Spannung angeordnet. Diese Komponenten bilden eine Steuereinheit 65g für niedrige Spannung. Die Steuereinheit 65f für hohe Spannung entspricht dem Abschnitt mit hoher Spannung in der ersten Ausführungsform, und die Steuereinheit 65g für niedrige Spannung entspricht dem Abschnitt mit niedriger Spannung in der ersten Ausführungsform.
Die externe ECU 70 empfängt die Zufuhr einer Leistung von 12 V von der Leistungsquelle 71 mit niedriger Spannung und befindet sich somit in einem betriebsbereiten Zustand. Die vorstehenden Beschreibungen gelten für eine Konfiguration des Systems gemäß dieser Ausführungsform. In 1 zeigt eine Bahn eines Pfeils die Signalleitung an, und andere Linien als die Signalleitungen zeigen die Stromleitungen an.
Der Elektromotor 60 in dem System, das in 9 dargestellt ist, ist auf einer Innenseite einer Motorhaube eines Fahrzeugs montiert, wie in 10 dargestellt. Auf diese Weise gibt es einen Fall, bei dem der Elektromotor 60 in der Vorderseite des Fahrzeugs montiert ist, und es wird ein Fall betrachtet, bei dem ein Kabelbaum zum Zuführen von Leistung zu dem Elektromotor 60 unterbrochen wird, wenn sich eine Kollision des Fahrzeugs ereignet. In diesem Fall ist es erforderlich, dass hohe Spannungsladungen entladen werden, um für die Sicherheit zu sorgen.
Wie in 11 dargestellt, ist in dem Fahrzeug eine Leitung mit hoher Spannung angeordnet. 11 ist eine Draufsicht, die erhalten wird, indem das Fahrzeug von der Dachseite des Fahrzeugs aus betrachtet wird. Zusätzlich zu dem vorstehenden beschriebenen Elektromotor ist ein Motor zum Fahren oder ein eine Leistung erzeugender Motor in dem Fahrzeug montiert. Außerdem ist eine Antriebseinheit zum Antreiben dieser Motoren montiert. Die Leitung mit hoher Spannung ist mit einem Ladeabschnitt, der so geladen wird, dass er in einem Bereich von 100 V bis 200 V liegt, einer Zelle von etwa 300 V bis 400 V, einem DC/DC-Wandler zum Durchführen einer Spannungswandlung und dergleichen verbunden. Wenn sich zum Beispiel eine Kollision auf einer rechten vorderen Seite ereignet, wird ein Fall betrachtet, bei dem die Leitung mit hoher Spannung unterbrochen ist.
Wenn sich eine Kollision des Fahrzeugs ereignet, gibt es im Einzelnen folgende Fälle: einen Fall, bei dem lediglich die Leitung mit hoher Spannung unterbrochen ist, wie in 12 dargestellt, einen Fall, bei dem lediglich die Leitung mit niedriger Spannung unterbrochen ist, wie in 13 dargestellt, sowie einen Fall, bei dem sowohl die Leitung mit hoher Spannung als auch die Leitung mit niedriger Spannung unterbrochen sind, wie in 14 dargestellt. In den 12 bis 14 ist ein Unterbrechungspunkt mit ”x” bezeichnet.
In dem Fall, der in 12 dargestellt ist, wird dem Elektromotor 60 keine Leistung von der Batterie 10 mit hoher Spannung oder dem Glättungskondensator 50 zugeführt. Somit kann der Eingangskondensator 62 relativ rasch entladen werden. Wenn die Entladesteuerung durchgeführt wird, die große Entladungseffekte aufweist, wird die Kondensatorspannung nach einer Kollision rasch verringert.
In dem Fall, der in 13 dargestellt ist, wird dem Elektromotor 60 Leistung von der Batterie 10 mit hoher Spannung oder dem Glättungskondensator 50 zugeführt. Somit ist das Entladen frühzeitig bei Entladen des Eingangskondensators 62 relativ verzögert.
Akkumulierte Energie ist gemäß einem Wert der elektrostatischen Kapazität des Glättungskondensators 50 unterschiedlich. Wenn der Glättungskondensator 50 eine hohe elektrostatische Kapazität aufweist, ist es aus diesem Grund erforderlich, dass eine relativ rasche Entladesteuerung durchgeführt wird. Wenn der Glättungskondensator 50 eine geringe elektrostatische Kapazität aufweist, ist es erforderlich, dass eine relativ langsame Entladesteuerung durchgeführt wird.
In dem Fall, der in 14 dargestellt ist, wird keine Leistung von der Batterie 10 mit hoher Spannung oder dem Glättungskondensator 50 zugeführt. So kann der Eingangskondensator 62 relativ rasch entladen werden. Da im Vergleich zu dem Fall in 12 keine Leistung von der Leistungsquelle mit niedriger Spannung zugeführt wird, gibt es einen Fall, bei dem ein Beginn der Entladung verzögert ist, oder einen Fall, bei dem eine Kommunikation mit der Steuerung des Fahrzeugs nicht durchgeführt werden kann.
Auf diese Weise ist ein Status des Entladens des Eingangskondensators 62 in Übereinstimmung damit unterschiedlich, welche Leitung unterbrochen ist, wenn sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet. Dementsprechend wird in dieser Ausführungsform eine Entladesteuerung entsprechend einem Zustand des Fahrzeugs und einem Zustand des Elektromotors 60 durchgeführt. Aus diesem Grund führt der Mikrocomputer 65a des CPU/Steuerschaltkreises 65 die Entladesteuerung in Übereinstimmung mit Steuerinhalten durch, wie in 15 dargestellt. Prozessabläufe eines Flussdiagramms, das in 15 dargestellt ist, werden begonnen, wenn dem Mikrocomputer 65a Leistung zugeführt wird, und dann wird die Berechnung wiederholt. Die Prozessabläufe werden bei einem Steuerzyklus abgerufen und ausgeführt.
Zuerst wird ein Fall beschrieben, bei dem sich keine Kollision eines Fahrzeugs ereignet. In Schritt 200 wird festgestellt, ob die Entladesteuerung im Gang ist oder nicht. Die ”Entladesteuerung” in Schritt 200 repräsentiert eine Entladesteuerung, die aufgrund des Ereignisses einer Kollision des Fahrzeugs bereits durchgeführt wird. Wenn in Schritt 200 festgestellt wird, dass die Entladesteuerung nicht im Gang ist, rückt der Prozess zu Schritt 210 vor.
In Schritt 210 wird eine Kollisionsmarkierung gewonnen. Die Kollisionsmarkierung wird durch die übergeordnete ECU 70 erzeugt, wenn sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet. So wird die Kollisionsmarkierung von der übergeordneten ECU 70 durch die Kommunikationsschaltkreiseinheit 65c gewonnen.
Die übergeordnete ECU 70 stellt basierend auf einem Signal von einem Aufpralldrucksensor und dergleichen fest, ob sich eine Kollision des Fahrzeugs ereignet oder nicht. Der CPU/Steuerschaltkreis 65 kann basierend auf einer Veränderung einer Spannung und dergleichen ohne Gewinnen der Kollisionsmarkierung von der übergeordneten ECU 70 einen Kollisionszustand ermitteln.
In Schritt 220 wird ein Spannungswert der Leistung mit niedriger Spannung ermittelt. Das heißt, es wird ein Wert einer niedrigen Spannung gewonnen, die dem Mikrocomputer 65a von der Isoliertransformator-Leistungsquelleneinheit 65d zugeführt wird.
In Schritt 230 wird die Kondensatorspannung ermittelt. Das heißt, die Kondensatorspannung des Eingangskondensators 62 wird gewonnen. Die Kondensatorspannung des Eingangskondensators 62 ist als Vi nachstehend festgelegt. Wenn sich keine Kollision des Fahrzeugs ereignet, wird hierbei die Kondensatorspannung Vi jedes Mal gewonnen, wenn der Prozessablauf von Schritt 230 ausgeführt wird. Das heißt, es wurde eine Kondensatorspannung Vi(n) des vorhergehenden Zeitpunkts gewonnen, und es wird eine Kondensatorspannung Vi(n – 1) dieses Zeitpunkts gewonnen.
Danach wird in Schritt 240 festgestellt, ob die Kollisionsmarkierung eingerichtet ist oder nicht oder ob sich die Leistungsquelle mit niedriger Spannung in einem AUS-Zustand befindet oder nicht. Die ”Leistungsquelle mit niedriger Spannung befindet sich in dem AUS-Zustand” bedeutet, dass dem Mikrocomputer 65a nicht die niedrige Spannung von der Isoliertransformator-Leistungsquelleneinheit 65d zugeführt wird. Wenn in Schritt 240 festgestellt wird, dass die Kollisionsmarkierung nicht eingerichtet ist und sich die Leistungsquelle mit niedriger Spannung für den Mikrocomputer 65a nicht in dem AUS-Zustand befindet, rückt der Prozess zu Schritt 250 vor.
Auf diese Weise wird in den Schritten 210 bis 240 ein Parameter zum Feststellen, ob irgendein abnormaler Zustand in dem Fahrzeug auftritt oder nicht, gewonnen und festgestellt.
Es gibt zum Beispiel einen Fall, bei dem sich die Leistungsquelle mit niedriger Spannung in einem normalen Zustand befindet, auch wenn die Kommunikationsleitung abgekoppelt ist. Da eine Feststellung des abnormalen Zustands, zum Beispiel einer Abnormalität des Fahrzeugs, unmöglich ist, bis in dem Mikrocomputer 65a ein Kommunikationsfehler auftritt, ist in diesem Fall eine lange Zeitspanne erforderlich. In einem solchen Fall, in dem der Mikrocomputer 65a bewirkt, dass ein Kabelbaum mit hoher Spannung vor einem Auftreten des Kommunikationsfehlers abgekoppelt wird, kann die Entladesteuerung durch Verwenden eines Verfahrens zum Ermitteln einer Fahrzeugabnormalität basierend auf einer Spannungsänderung der Kondensatorspannung Vi rasch durchgeführt werden.
In Schritt 250 wird eine normale Betriebssteuerung gehalten. Das heißt, es wird kontinuierlich eine normale Steuerung für die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten durchgeführt. Weiterführend kehrt der Prozess zu Schritt 200 zurück.
Als nächstes wird ein Fall beschrieben, bei dem sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet hat. In diesem Fall richtet die übergeordnete ECU 70 die Kollisionsmarkierung ein oder die übergeordnete ECU 70 bewirkt, dass die Leistungsquelle mit niedriger Spannung, die dem Mikrocomputer 65a zugeführt wird, auf AUS schaltet.
Wie vorstehend beschrieben, werden die Prozessabläufe der Schritte 200 bis 230 ausgeführt. So wird in Schritt 240 festgestellt, dass die Kollisionsmarkierung eingerichtet ist oder dass sich die Leistungsquelle mit niedriger Spannung in dem AUS-Zustand befindet. In diesem Fall rückt der Prozess zu Schritt 260 vor. Das heißt, es wird ein Übergang zu einer Route durchgeführt, auf der die Entladesteuerung durchgeführt wird.
In Schritt 260 wird ΔVi berechnet. Wenn der Steuerzyklus als T festgelegt wird, wird ΔVi im Einzelnen durch Verwenden eines Ausdrucks ΔVi = |Vi(n) – Vi(n – 1)|/T berechnet. Das heißt, ΔVi bezeichnet die Größe eines Maßes einer Änderung (eines Maßes einer Abnahme) der Kondensatorspannung Vi. Wenn ΔVi groß ist, ist somit eine Geschwindigkeit der Abnahme der Kondensatorspannung Vi hoch. Wenn ΔVi klein ist, ist eine Geschwindigkeit der Abnahme der Kondensatorspannung Vi niedrig. Der Steuerzyklus T weist einen konstanten Wert auf.
Hierbei bezeichnet das Maß einer Änderung (das Maß einer Abnahme) der Kondensatorspannung Vi die Spannungsänderung der Kondensatorspannung Vi. Die Spannungsänderung wird in dieser Ausführungsform jedoch basierend auf dem Spannungswert berechnet. Die Spannungsänderung der Kondensatorspannung Vi kann durch einen weiteren Parameter berechnet werden, wie beispielsweise einen Stromwert, welcher der Kondensatorspannung Vi entspricht.
Danach wird in Schritt 270 festgestellt, ob ΔVi, das in Schritt 260 berechnet wurde, gleich einer vorgegebenen Spannung oder kleiner als dieselbe ist oder nicht. Wenn die vorgegebene Spannung als Vs festgelegt wird, wird festgestellt, ob eine Bedingung ΔVi ≤ Vs erfüllt ist oder nicht. Wenn die Bedingung ΔVi ≤ Vs in Schritt 270 erfüllt ist, liegt das Maß einer Änderung ΔVi der Kondensatorspannung Vi in einem ersten Bereich von gleich oder kleiner als Vs. In diesem Fall tritt ein Zustand auf, in dem Leistung für einen Leistungsverbrauch des Motors 64 und dergleichen kontinuierlich zugeführt wird. Wenn die Bedingung ΔVi ≤ Vs in Schritt 270 nicht erfüllt ist, liegt das Maß einer Änderung ΔVi der Kondensatorspannung Vi in einem zweiten Bereich von gleich oder größer als Vs, der größer als der erste Bereich ist. In diesem Fall tritt ein Zustand auf, in dem Leistung für einen Leistungsverbrauch des Motors 64 nicht kontinuierlich zugeführt wird. Wenn ΔVi kleiner als die vorgegebene Spannung Vs in Schritt 270 ist, rückt der Prozess zu Schritt 280 vor. Wenn ΔVi größer als die vorgegebene Spannung Vs ist, rückt der Prozess zu Schritt 290 vor.
In Schritt 280 wird eine erste Entladesteuerung ausgewählt. Die erste Entladesteuerung ist eine Steuerung, die bewirkt, dass der Entladungsschalter 66 auf EIN schaltet, und die bewirkt, dass ein Strom in den Entladungswiderstand 67 fließt. In Übereinstimmung mit einem Widerstandswert des Entladungswiderstands 67 kann eine relativ rasche Entladung oder eine relativ langsame Entladung durchgeführt werden. Wenn die erste Entladesteuerung durchgeführt wird, wird ein Schaltzustand der Gruppe 63 von Schalt-Einheiten in dem Elektromotor 60 vorzugsweise so gesteuert, dass er sich in dem in 3 dargestellten Zirkulationsmodus befindet. So wird ein effektives Entladen durchgeführt.
In Schritt 290 wird eine zweite Entladesteuerung ausgewählt. Die zweite Entladesteuerung ist eine Steuerung, bei der die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten des Elektromotors 60 betrieben wird und das Auftreten eines Verbrauchs aufgrund eines Schaltverlustes bewirkt wird. Bei der zweiten Entladesteuerung wird hierbei eine Frequenz geändert, bei der die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten geschaltet wird, und so wird ein Zunehmen oder ein Abnehmen des Schaltverlustes ermöglicht. Wenn die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten bei einer relativ hohen Trägerfrequenz geschaltet wird, wird der Verlust hoch und ein Entladen wird relativ rasch durchgeführt. Wenn die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten bei einer relativ niedrigen Trägerfrequenz geschaltet wird, wird der Verlust gering und ein Entladen wird relativ langsam durchgeführt. Die zweite Entladesteuerung kann durch Verwenden dieses Aspekts langsamer als die erste Entladesteuerung entladen werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist die erste Entladesteuerung die Steuerung, bei der bewirkt wird, dass ein Strom in den Entladungswiderstand 67 fließt, und die zweite Entladesteuerung ist die Steuerung, bei der die Gruppe 63 von Schah-Einheiten betrieben wird. Details der Entladesteuerung sind jedoch nur ein Beispiel. So kann die erste Entladesteuerung so festgelegt werden, dass sie das Erzeugen des Schaltverlustes durch Verwenden des Widerstandswertes des Entladungswiderstands 67 oder durch Ändern der Frequenz steuert, bei der die Schalt-Einheit 63d geschaltet wird. Die zweite Entladesteuerung kann auch als eine Steuerung festgelegt werden, bei der bewirkt wird, dass ein Strom in den Entladungswiderstand 67 fließt. Auf diese Weise sind Details der Entladesteuerung nur ein Beispiel und können in geeigneter Weise festgelegt werden.
Auf diese Weise wird der Eingangskondensator 62 in dieser Ausführungsform durch wenigstens zwei Entladungseinheiten der ersten Entladesteuerung und der zweiten Entladesteuerung entladen. Das heißt, da mehrere Entladungseinheiten vorgesehen sind, kann das Entladen mittels der ersten Entladesteuerung durchgeführt werden, die relativ schnell ist, wenn das Maß einer Änderung der Kondensatorspannung Vi gleich der vorgegebenen Spannung Vs oder geringer als dieselbe ist, das heißt, wenn der Eingangskondensator 62 langsam entladen wird. So kann die Kondensatorspannung Vi rasch verringert werden. Wenn das Maß einer Änderung der Kondensatorspannung Vi gleich der vorgegebenen Spannung Vs oder größer als dieselbe ist, das heißt, wenn der Eingangskondensator 62 rasch entladen wird, kann das Entladen mittels der zweiten Entladesteuerung durchgeführt werden, die langsamer als die erste Entladesteuerung ist. So wird die Kondensatorspannung Vi rasch verringert, und so kann verhindert werden, dass die Kondensatorspannung Vi kleiner als die untere Betriebsgrenzspannung des Mikrocomputers 65a ist und dergleichen.
Danach wird in Schritt 300 festgestellt, ob die Kondensatorspannung gleich der unteren Betriebsgrenzspannung (V40) oder kleiner als dieselbe ist oder nicht. Wenn in Schritt 300 festgestellt wird, dass die Kondensatorspannung Vi nicht gleich der unteren Betriebsgrenzspannung (V40) oder kleiner als dieselbe ist, nickt der Prozess zu Schritt 310 vor und es wird die Entladesteuerung durchgeführt, die in Schritt 280 oder in Schritt 290 ausgewählt wurde. Wenn festgestellt wird, dass die Kondensatorspannung Vi gleich der unteren Betriebsgrenzspannung (V40) oder kleiner als dieselbe ist, rückt der Prozess zu Schritt 320 vor und die Entladesteuerung wird gestoppt.
Nach dem Ausführen des Verfahrens von Schritt 320 oder Schritt 310, das heißt, nachdem der Eingangskondensator 62 durch die erste Entladesteuerung oder die zweite Entladesteuerung entladen ist, wird in Schritt 330 eine Haltesteuerung für die Kondensatorspannung Vi durchgeführt. Die Haltesteuerung für die Kondensatorspannung Vi ist eine Steuerung, bei der eine Leistungsquellenspannung gehalten wird, die einen Betrieb des Mikrocomputers 65a, des Antriebstreibers 65b oder dergleichen erlaubt, so dass ein Auftreten eines nicht betriebsbereiten Zustands in dem Mikrocomputer 65a, dem Antriebstreiber 65b oder dergleichen verhindert wird, ungeachtet dessen, ob die Entladesteuerung vorliegt oder nicht. Das heißt, die Haltesteuerung für die Kondensatorspannung Vi ist eine Steuerung, bei der ein Durchführen und Stoppen des Entladens des Eingangskondensators 62 wiederholt wird, um die Kondensatorspannung Vi als die Leistungsquellenspannung zu halten, die einen Betrieb des Mikrocomputers 65a oder dergleichen erlaubt. Die Haltesteuerung für die Kondensatorspannung Vi ist zum Beispiel eine Steuerung, bei der ein Schaltbetrieb zwischen dem regenerativen Modus und dem Zirkulationsmodus in Übereinstimmung mit der Größe eines Werts der Kondensatorspannung Vi geändert wird und eine geeignete Spannung von zum Beispiel 30 V gehalten wird.
Wenn eine Drehung des Elektromotors 60 stoppt und eine Regeneration des Elektromotors 60 nicht geschieht, auch wenn die Kondensatorspannung Vi gehalten wird, ist ein Halten der Kondensatorspannung Vi unmöglich und die Kondensatorspannung Vi nimmt so ab, dass der Elektromotor 60 stoppt. So kann die Haltesteuerung der Kondensatorspannung Vi nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitspanne stoppen.
Nach dem Schritt 330 kehrt der Prozess zu Schritt 200 zurück. In Schritt 200 wird festgestellt, ob die Entladesteuerung im Gang ist oder nicht. Wenn die Entladesteuerung in Schritt 320 gestoppt wird, rückt der Prozess zu Schritt 210 vor. Wenn die Entladesteuerung in Schritt 310 durchgeführt wird, rückt der Prozess zu Schritt 340 vor.
In ähnlicher Weise wie in Schritt 230 wird in Schritt 340 die Kondensatorspannung Vi ermittelt. So wird die aktuelle Kondensatorspannung Vi in dem Prozess der Entladesteuerung erhalten. Danach rückt der Prozess zu Schritt 300 vor und es wird festgestellt, ob die aktuelle Kondensatorspannung Vi gleich der unteren Betriebsgrenzspannung (V40) oder kleiner als dieselbe ist oder nicht. Wie vorstehend beschrieben, wird die Entladesteuerung für die Kondensatorspannung Vi durchgeführt.
Als nächstes wird ein Beispiel für eine Änderung der Kondensatorspannung Vi beschrieben, wenn die Entladesteuerung durchgeführt wird, wie vorstehend beschrieben. Wie in 16 dargestellt, wird angenommen, dass sich zu einem Zeitpunkt T27 eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet. Danach wird zum Beispiel die erste Entladesteuerung ausgewählt, und die Entladung beginnt durch die erste Entladesteuerung. So nimmt die Kondensatorspannung Vi rasch ab.
Da der Wert von ΔVi durch die erste Entladesteuerung groß wird, wird zu einem Zeitpunkt T28 eine Änderung von der ersten Entladesteuerung zu der zweiten Entladesteuerung durchgeführt, bei der das Entladen relativ langsam durchgeführt wird. So kann ein Auftreten des nicht betriebsbereiten Zustands in dem Mikrocomputer 65a und dergleichen mit raschem Abnehmen der Kondensatorspannung Vi dadurch verhindert werden, dass bewirkt wird, dass die Kondensatorspannung Vi kleiner als die untere Betriebsgrenzspannung des Mikrocomputers 65a oder dergleichen ist.
Da die Kondensatorspannung Vi zu einem Zeitpunkt T29 die untere Betriebsgrenzspannung erreicht, beginnt dann die Haltesteuerung für die Kondensatorspannung Vi, so dass die Kondensatorspannung Vi nicht kleiner als die untere Betriebsgrenzspannung ist. In dem in 16 dargestellten Beispiel wird die Kondensatorspannung Vi in einem Bereich von 40 V bis 25 V gehalten.
Von dem Zeitpunkt T27 an, wenn die erste Entladesteuerung beginnt, wird die induzierte Spannung des Motors kontinuierlich verringert, und zu einem Zeitpunkt T30 in der Haltesteuerung für die Kondensatorspannung Vi ist die induzierte Spannung des Motors kleiner als zum Beispiel 60 V.
Eine ansteigende Flanke der Kondensatorspannung Vi in dem regenerativen Modus und eine abfallende Flanke der Kondensatorspannung Vi in dem Zirkulationsmodus unterscheiden sich in Übereinstimmung mit der Gruppe 63 von Schalt-Einheiten, die eine Invertereinheit ist, oder dem elektrischen Motor 60 voneinander und sind somit nicht eindeutig festgelegt. Die Haltesteuerung für die Kondensatorspannung Vi stoppt, wenn die Haltesteuerung beendet ist. Wenn jedoch zum Beispiel eine Bedingung erfüllt ist, dass der regenerative Modus nicht betrieben wird, indem die induzierte Spannung des Motors oder ein Zustandsmaß verwendet werden, das mit der induzierten Spannung des Motors verknüpft ist, kann das Durchführen der Haltesteuerung für die Kondensatorspannung Vi stoppen.
Es gibt einen Fall, bei dem ein Entladen mit einer Geschwindigkeit durchgeführt wird, die kleiner als eine in 16 dargestellte Entladegeschwindigkeit ist. Nachdem sich zu einem Zeitpunkt T31 eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet hat, wie in 17 dargestellt, beginnt ein Entladen mittels Durchführen der ersten Entladesteuerung. Die erste Entladesteuerung wird zu einem Zeitpunkt T32 in die zweite Entladesteuerung geändert. 17 stellt einen Fall dar, bei dem ein Unterschied von Steigungen der Kondensatorspannung Vi zwischen der ersten Entladesteuerung und der zweiten Entladesteuerung gering ist.
In einem solchen Fall gibt es einen Fall, bei dem eine Entladung durch den Schaltvorgang der Gruppe 63 von Schalt-Einheiten, die eine Inverter-Einheit ist, in die zweite Entladesteuerung durchgeführt wird. Da sich die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten in einem Schalt-Status befinden kann, welcher der regenerative Modus ist, nimmt die Kondensatorspannung Vi in diesem Fall mit Wiederholen von Entladung und Regeneration nach einem Zeitpunkt T33 ab. Somit ist die induzierte Spannung des Motors nach einem Zeitpunkt T34 kleiner als 60 V.
Wenn eine Zeitspanne der Regeneration zuverlässig lang ist, dauert eine Entladung an, bis die Kondensatorspannung Vi gleich einer vorgegebenen Spannung wird (zum Beispiel 40 V). Da jedoch die Kondensatorspannung Vi, die einen Betrieb der Inverter-Einheit erlaubt, in einer Wiederholung von Entladung und Regeneration gehalten wird, werden die gleichen Effekte wie jene erhalten, die mittels Durchführen der Haltesteuerung für die Kondensatorspannung Vi erhalten werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird ein Verfahren zum Durchführen der Entladesteuerung geändert, nachdem sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet hat, und so kann die Kondensatorspannung Vi verringert werden. Da die Entladesteuerung so durchgeführt wird, dass die Kondensatorspannung Vi nicht vollständig entladen wird, kann ein Steuerzustand des Elektromotors 60 kontinuierlich gehalten werden. Die Steuerung kann derart durchgeführt werden, dass die entladene Kondensatorspannung Vi nach dem Entladen stabil so gehalten wird, dass sie zum Beispiel gleich oder kleiner als 40 V ist.
In dieser Ausführungsform ist eine neue Komponente für die Entladesteuerung für die Kondensatorspannung Vi nicht erforderlich. So kann die Entladesteuerung durch Verwenden lediglich der Komponenten des Systems realisiert werden, die in 9 dargestellt sind.
Wenn eine Leitung überhaupt nicht unterbrochen wird, wenn sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet, können hierbei Ladungen hoher Spannung in dem Eingangskondensator 62 unter der Entladesteuerung mittels Verwenden einer Ausgangsleistung des Elektromotors 60 entladen werden. So kann ein rasches Entladen realisiert werden. Wenn ein Kondensator auch in der elektrischen Einheit 51 vorgesehen ist, kann das gleiche Verfahren verwendet werden.
Prozessabläufe in Zusammenhang mit den Schritten 210 und 240, Prozessabläufe in Zusammenhang mit den Schritten 220 und 240 sowie Prozessabläufe in Zusammenhang mit den Schritten 230 und 260 entsprechen einer ”Kollisionsermittlungseinheit”. Prozessabläufe in Zusammenhang mit den Schritten 210 bis 240 entsprechen einer ”Einheit für die Ermittlung eines abnormalen Zustands eines Fahrzeugs”.
Sechste Ausführungsform
In dieser Ausführungsform werden Teile beschrieben, die sich von jenen in der fünften Ausführungsform unterscheiden. In dieser Ausführungsform wird eine Entladesteuerung basierend auf der Drehzahl eines Elektromotors 60 durchgeführt. Nachstehend wird ein Flussdiagramm beschrieben, das in 18 dargestellt ist.
Wenn in Schritt 240 festgestellt wird, dass eine Kollisionsmarkierung eingerichtet ist oder dass sich eine Leistungsquelle mit niedriger Spannung in einem AUS-Zustand befindet, rückt der Prozess in dieser Ausführungsform zu Schritt 241 vor.
In Schritt 241 wird festgestellt wird, ob die Drehzahl des Elektromotors 60 gleich der vorgegebenen Drehzahl oder kleiner als dieselbe ist oder nicht. Wenn speziell die Drehzahl des Elektromotors 60 als Nrpm festgelegt ist und die vorgegebene Drehzahl als Ns festgelegt ist, wird festgestellt, ob eine Bedingung Nrpm ≤ Ns erfüllt ist oder nicht. Wenn die Bedingung Nrpm ≤ Ns erfüllt ist, das heißt, wenn festgestellt wird, dass die Drehzahl des Elektromotors 60 klein ist, rückt der Prozess zu Schritt 242 vor.
In Schritt 242 wird eine untere Betriebsgrenzspannung (V40) auf 0 V festgelegt. Wenn der Elektromotor 60 mit einer Ausgangsleistung betrieben wird, die gleich einer vorgegebenen Ausgangsleistung oder kleiner als dieselbe ist, tritt ein erneutes Zunehmen einer Kondensatorspannung Vi durch eine Regeneration aufgrund eines Betriebs des Elektromotors 60 nicht auf. So kann ein Festlegen der unteren Betriebsgrenzspannung auf 0 V zum Entladen eines Eingangskondensators 62 verwendet werden, bis eine Kondensatorspannung Vi einen sicheren Wert aufweist. In dieser Ausführungsform entspricht ”gleich der vorgegebenen Ausgangsleistung oder kleiner als dieselbe sein” einem Fall, bei dem die Drehzahl des Elektromotors 60 gleich der vorgegebenen Drehzahl oder kleiner als dieselbe ist. Es kann jedoch ein anderer Parameter verwendet werden.
Wenn in Schritt 241 festgestellt wird, dass die Bedingung Nrpm ≤ Ns nicht erfüllt ist, oder wenn die untere Betriebsgrenzspannung (V40) in Schritt 242 auf 0 V festgelegt wird, rückt der Prozess zu Schritt 260 vor. Dann wird in Schritt 260 ΔVi berechnet.
Danach wird in Schritt 300 festgestellt, ob die Kondensatorspannung Vi gleich der unteren Betriebsgrenzspannung (V40) oder kleiner als dieselbe ist oder nicht. Hierbei ist die untere Betriebsgrenzspannung (V40) normalerweise auf 40 V festgelegt. Nach Ausführung des Prozesses von Schritt 242 wird jedoch die untere Betriebsgrenzspannung (V40) auf 0 V festgelegt.
Wenn die untere Betriebsgrenzspannung (V40) auf 0 V festgelegt ist, wird der Eingangskondensator 62 mittels Durchführen der ersten Entladesteuerung oder der zweiten Entladesteuerung entladen, so dass die Kondensatorspannung nach der Entladung des Eingangskondensators 62 0 V beträgt.
Wenn der Elektromotor 60 bei der Drehzahl betrieben wird, die gleich der vorgegebenen Drehzahl oder kleiner als dieselbe ist, wenn sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet, wird auf diese Weise die untere Betriebsgrenzspannung (V40) auf 0 V festgelegt. So können in einer Situation, in der es keinen Faktor einer Zunahme der Kondensatorspannung Vi gibt, Ladungen hoher Spannung des Eingangskondensators 62 vollständig entladen werden. Dementsprechend kann rasch für Sicherheit gesorgt werden.
Siebte Ausführungsform
In dieser Ausführungsform werden Teile beschrieben, die sich von jenen in der sechsten Ausführungsform unterscheiden. In dieser Ausführungsform geht es um einen Fall, bei dem eine neue, dritte Entladesteuerung durchgeführt wird, die auf der Drehzahl eines Elektromotors 60 beruht. Es wird ein Flussdiagramm beschrieben, das in 19 dargestellt ist.
Wenn zunächst in Schritt 241 festgestellt wird, dass eine Bedingung Nrpm ≤ Ns erfüllt ist, rückt der Prozess zu Schritt 243 vor. In Schritt 243 wird die dritte Entladesteuerung ausgewählt. Die dritte Entladesteuerung ist eine Entladesteuerung, welche die gleichen Details wird die erste Entladesteuerung aufweist. Die dritte Entladesteuerung erlaubt eine relativ rasche Entladung, ohne einen Wert einer Kondensatorspannung Vi zu verwenden. Da in Schritt 241 festgestellt wird, dass die Drehzahl des Elektromotors 60 klein ist, tritt eine Zunahme der Kondensatorspannung Vi durch Regeneration des Elektromotors 60 nicht auf. Somit wird ein Verfahren der Entladesteuerung nicht ausgewählt, sondern es wird ein Entladen durch die dritte Entladesteuerung durchgeführt. Es kann jegliches Verfahren als ein Entladeverfahren eingesetzt werden, das in Schritt 243 ausgewählt wird.
Als ein weiteres Entladeverfahren gibt es ein Verfahren, bei dem eine Gruppe 63 von Schalt-Einheiten betrieben und ein Entladen durchgeführt wird, ohne dass in dem Elektromotor 60 ein Drehmoment auftritt. Wenn dieses Verfahren verwendet wird, wird die Gruppe 63 von Schalt-Einheiten betrieben. So wird ein Schaltverlust oder ein Entladungseffekt aufgrund eines Motorstroms, der geringfügig in dem Motor fließt, und dergleichen erhalten.
Darüber hinaus gibt es ein Verfahren, bei dem der Entladungseffekt durch Einrichten eines Modus erhalten wird, bei dem die Leistung zunimmt, die in einer Isoliertransformator-Leistungsquelleneinheit 65d, einem Antriebstreiber 65b sowie einem Mikrocomputer 65a verbraucht wird. Bei diesem Verfahren ist die verbrauchte Leistung gering. So ist dieses Verfahren für einen Fall geeignet, bei dem der kleine Entladungseffekt erhalten wird.
In einem Fall einer Konfiguration, bei der eine elektrische Einheit 51 eine Heizeinrichtung und dergleichen beinhaltet, gibt es ein Verfahren, bei dem Leistung verbraucht wird, indem die elektrische Einheit 51 betrieben wird. Der Entladungseffekt ist von einer Ausgangsleistung der Heizeinrichtung abhängig. Es wird jedoch ein Entladungseffekt von mittlerem Ausmaß bis zu großem Ausmaß erhalten.
Diese Entladeverfahren sind nicht auf die dritte Entladesteuerung beschränkt und können als die erste Entladesteuerung oder die zweite Entladesteuerung eingesetzt werden, die vorstehend beschrieben ist.
In Schritt 244 wird die dritte Entladesteuerung durchgeführt, die in Schritt 243 ausgewählt wird. Danach kehrt der Prozess zu Schritt 200 zurück. In Schritt 200 wird festgestellt, dass die Entladesteuerung im Gang ist, und der Prozess rückt zu Schritt 201 vor.
In Schritt 201 wird festgestellt, ob die dritte Entladesteuerung durchgeführt wird oder nicht. Wenn in Schritt 201 festgestellt wird, dass die dritte Entladesteuerung durchgeführt wird, rückt der Prozess zu Schritt 244 vor, und die dritte Entladesteuerung wird kontinuierlich durchgeführt. Wenn in Schritt 201 festgestellt wird, dass die dritte Entladesteuerung nicht durchgeführt wird, rückt der Prozess zu Schritt 202 vor. In Schritt 202 wird der gleiche Prozess wie in Schritt 340 durchgeführt. Das heißt, es wird die aktuelle Kondensatorspannung Vi gewonnen, und der Prozess rückt zu Schritt 300 vor. Prozesse, die auf Schritt 300 folgen, werden durchgeführt, wie vorstehend beschrieben.
Wenn der Elektromotor 60 bei der Drehzahl betrieben wird, die gleich der vorgegebenen Drehzahl oder kleiner als dieselbe ist, wenn sich eine Kollision eines Fahrzeugs ereignet, wie vorstehend beschrieben, wird das Auswählen der Entladesteuerung in Übereinstimmung mit einer Differenz ΔVi eines Eingangskondensators 62 nicht durchgeführt, und ein Entladen durch die dritte Entladesteuerung kann ausgewählt werden. Wenn eine Zunahme der Kondensatorspannung Vi aufgrund einer Regenerationsleistung nicht auftritt, wie in der sechsten Ausführungsform, kann die Entladesteuerung ausgewählt werden, die ein äußerst schnelles durchzuführendes Entladen ohne Verwenden einer Änderung der Differenz ΔVi erlaubt.
Achte Ausführungsform
In dieser Ausführungsform werden Teile beschrieben, die sich von jenen in der fünften Ausführungsform unterscheiden. In dieser Ausführungsform wird in Schritt 340, wie in 20 dargestellt, die aktuelle Kondensatorspannung Vi gewonnen, und danach rückt der Prozess zu Schritt 260 vor. So wird die aktuelle ΔVi in Schritt 260 normal berechnet.
Damit kann ein Schalten einer Entladesteuerung in Übereinstimmung mit einer Änderung einer Differenz ΔVi in der Kondensatorspannung Vi durchgeführt werden. Aus diesem Grund kann eine Lade- und Entladesteuerung für die Kondensatorspannung Vi in geeigneterer Weise durchgeführt werden und Ladungen hoher Spannung können stabil entladen werden.
Neunte Ausführungsform
In dieser Ausführungsform werden Teile beschrieben, die sich von jenen in der fünften Ausführungsform unterscheiden. In dieser Ausführungsform wird in Schritt 310, wie in 21 dargestellt, die Entladesteuerung durchgeführt, die in Schritt 280 oder Schritt 290 ausgewählt wird, und danach rückt der Prozess zu Schritt 311 vor.
In Schritt 311 wird festgestellt, ob eine vorgegebene Zeitspanne von dem Zeitpunkt an abläuft oder nicht, wenn die Entladesteuerung in Schritt 310 beginnt. Wenn festgestellt wird, dass die vorgegebene Zeitspanne in Schritt 311 nicht abläuft, rückt der Prozess zu Schritt 330 vor und die Haltesteuerung für eine Kondensatorspannung Vi wird durchgeführt. Wenn festgestellt wird, dass die vorgegebene Zeitspanne in Schritt 311 abläuft, rückt der Prozess zu Schritt 312 vor. In ähnlicher Weise wie in Schritt 320 wird die Entladesteuerung in Schritt 312 gestoppt. Das heißt, wenn eine Kondensatorspannung Vi nach der vorgegebenen Zeitspanne nicht gleich oder kleiner als zum Beispiel 60 V ist, wird die Entladesteuerung beendet.
Dann wird in Schritt 313 eine Abnormalitäts-Markierung als diagnostische Information an eine übergeordnete ECU 70 übermittelt. Auf diese Weise verbleibt die diagnostische Information durch Stoppen eines Betriebs einer Gruppe 63 von Schalt-Einheiten. Da die übergeordnete ECU 70 normal betrieben wird, wird festgestellt, dass in einem Elektromotor 60 eine Abnormalität auftritt, und ein Fahrzeuginsasse wird durch eine Kontrollleuchte und dergleichen über die Abnormalität eines Fahrzeugs informiert.
Wenn das Fahrzeug fährt, ist das Fahrzeug so eingestellt, dass es sich in einem fahrbaren Zustand des Fahrzeugs befindet. Wenn das Fahrzeug jedoch zum Beispiel zu einem Zeitpunkt IG-ON einen Betrieb startet, kann der Fahrzeuginsasse durch Verwenden der Kontrollleuchte informiert werden, und somit kann das Fahrzeug so eingestellt werden, dass es sich in einem nicht fahrbaren Zustand des Fahrzeugs befindet.
Wenn die Kondensatorspannung Vi nicht abnimmt, auch wenn die vorgegebene Zeitspanne nach Durchführen der Entladesteuerung abläuft, wie vorstehend beschrieben, kann die Entladesteuerung gestoppt werden. Dies ist wirksam, wenn ein Verbinder der Leitung mit niedriger Spannung, die von der Außenseite her verbunden ist, abgekoppelt wird oder in einer anderen Situation als einer Kollision des Fahrzeugs ausfällt und wenn ein Relaissystem 20, das mit der Batterie 10 mit hoher Spannung verbunden ist, einen Verbindungszustand hält und ein Laden eines Eingangskondensators 62 andauert.
Weitere Ausführungsformen
Die in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebene Konfiguration des Elektromotors 60 ist ein Beispiel, und die Konfiguration des Elektromotors 60 ist nicht auf die vorstehend beschriebene Konfiguration beschränkt. Als die Konfiguration des Elektromotors 60 kann eine weitere Konfiguration verwendet werden, die eine Realisierung dieser Offenbarung erlaubt. Zum Beispiel ist die Konfiguration des Elektromotors 60, die in 1 dargestellt ist, ein Beispiel und es kann eine weitere Konfiguration verwendet werden. Die vorstehenden Ausführungsformen können in geeigneter Weise kombiniert und implementiert werden.
In der fünften Ausführungsform bis zu der neunten Ausführungsform nähert sich die Kondensatorspannung Vi des Eingangskondensators 62 mittels Durchführen der Entladesteuerung an die untere Betriebsgrenzspannung (V40) an. Es kann jedoch ein Verfahren zur Steuerung eingesetzt werden, bei dem eine Zeitkonstante festgelegt wird und durch Verwenden eines Tiefpassfilters eine Angleichung durchgeführt wird oder eine Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird. So kann ein Ausmaß einer Spannungsfluktuation (Nachlaufen) nahe der unteren Betriebsgrenzspannung (V40) verringert werden.
Es ist anzumerken, dass ein Flussdiagramm oder der Prozessablauf des Flussdiagramms in der vorliegenden Anmeldung Abschnitte (auch als Schritte bezeichnet) beinhaltet, von denen jeder zum Beispiel als S100 dargestellt ist. Des Weiteren kann jeder Abschnitt in mehrere Unterabschnitte unterteilt werden, während mehrere Abschnitte zu einem einzigen Abschnitt kombiniert werden können. Darüber hinaus kann jeder der so konfigurierten Abschnitte auch als eine Einheit, ein Modul oder ein Mittel bezeichnet werden.
Wenngleich die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf Ausführungsformen derselben beschrieben wurde, versteht es sich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Bauweisen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Darüber hinaus liegen außer den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen weitere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr als, weniger als oder lediglich ein einzelnes Element beinhalten, ebenfalls innerhalb des Inhalts und Umfangs der vorliegenden Offenbarung.

Claims

An einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit zum Drehen eines Motors (64) durch Antreiben einer Gruppe (63) von Schalt-Einheiten und Laden einer Kondensatorspannung auf einen Kondensator (50, 62), wobei die an einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit aufweist: eine Steuereinheit (50), die: einen Abschnitt mit hoher Spannung, an den die Kondensatorspannung angelegt wird, und einen Abschnitt mit niedriger Spannung beinhaltet, an die von einer externen Einheit (70) eine externe Spannung angelegt wird, die kleiner als die Kondensatorspannung ist; und einen Betrieb in Übereinstimmung mit einer von einer Leistungsquellenspannung, die von der an den Abschnitt mit hoher Spannung angelegten Kondensatorspannung erzeugt wird, und einer Leistungsquellenspannung durchführt, die von der an den Abschnitt mit niedriger Spannung angelegten externen Spannung erzeugt wird, wobei: der Kondensator (50, 62) mit einer Eingangsseite der Gruppe (63) von Schalt-Einheiten verbunden ist; und die Steuereinheit (65) die Gruppe (63) von Schalt-Einheiten antreibt, um die Leistungsquellenspannung zum Durchführen des Betriebs der Steuereinheit (65) aufrechtzuerhalten, wenn eine Drehzahl des Motors (64) verringert wird und die Kondensatorspannung aufgrund des Ereignisses einer Kollision eines Fahrzeugs abnimmt.
Motorsteuereinheit für einen Fahrzeug-Elektromotor nach Anspruch 1, wobei: die Steuereinheit (65) eine Kollisionsermittlungseinheit (210, 240) beinhaltet, welche die Kollision des Fahrzeugs durch Kommunizieren mit der externen Einheit (70) ermittelt.
Motorsteuereinheit für einen Fahrzeug-Elektromotor nach Anspruch 1, wobei: die Steuereinheit (65) eine Kollisionsermittlungseinheit (220, 240) beinhaltet, die mittels Empfangen einer Zufuhr einer Leistung mit niedriger Spannung, die von der Kondensatorspannung erzeugt wird, einen Betrieb durchführt und die Kollision des Fahrzeugs ermittelt, indem sie feststellt, ob die Zufuhr der Leistung mit niedriger Spannung gestoppt ist, die von der Kondensatorspannung erzeugt wird.
Motorsteuereinheit für einen Fahrzeug-Elektromotor nach Anspruch 1, wobei: die Steuereinheit (65) eine Kollisionsermittlungseinheit (230, 260) beinhaltet, die eine Spannungsänderung der Kondensatorspannung gewinnt und die Kollision des Fahrzeugs basierend auf einer gewonnenen Spannungsänderung ermittelt.
Motorsteuereinheit für einen Fahrzeug-Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Steuereinheit (65) eine Einheit (210 bis 240, 260) zur Feststellung eines abnormalen Fahrzeugzustands beinhaltet, die einen Zustand des Fahrzeugs feststellt, wenn eine Abnormalität des Fahrzeugs auftritt; und die Einheit (210 bis 240, 260) zur Feststellung eines abnormalen Fahrzeugzustands eine Spannungsänderung der Kondensatorspannung gewinnt und basierend auf einer gewonnenen Spannungsänderung einen abnormalen Zustand des Fahrzeugs feststellt.
Motorsteuereinheit für einen Fahrzeug-Elektromotor nach Anspruch 5, wobei: die Steuereinheit (65) eine erste Entladesteuerung für ein Entladen des Kondensators (50, 62) auswählt und durchführt, wenn ein Maß der Spannungsänderung der Kondensatorspannung, das durch die Einheit (210 bis 240, 260) für eine Feststellung eines abnormalen Fahrzeugzustands gewonnen wird, in einem ersten Bereich angesiedelt ist; und die Steuereinheit (65) eine zweite Entladesteuerung für ein langsameres Entladen des Kondensators (50, 62) als bei der ersten Entladesteuerung auswählt und durchführt, wenn das Maß der Spannungsänderung der Kondensatorspannung in einem zweiten Bereich angesiedelt ist, der größer als der erste Bereich ist.
Motorsteuereinheit für einen Fahrzeug-Elektromotor nach Anspruch 6, wobei: die Steuereinheit (65) ein Durchführen und Stoppen des Entladens des Kondensators (50, 62) wiederholt, um die Kondensatorspannung zu steuern, nachdem der Kondensator (50, 62) mittels Durchführen der ersten Entladesteuerung oder der zweiten Entladesteuerung entladen ist, um die Leistungsquellenspannung zum Durchführen des Betriebs der Steuereinheit (65) aufrechtzuerhalten.
Motorsteuereinheit für einen Fahrzeug-Elektromotor nach Anspruch 6 oder 7, wobei: die Steuereinheit (65) ein Entladen des Kondensators (50, 62) durchführt, um die Kondensatorspannung, nachdem der Kondensator (50, 62) mittels Durchführen der ersten Entladesteuerung oder der zweiten Entladesteuerung entladen ist, so zu steuern, dass sie null Volt beträgt, wenn die Einheit (210 bis 240, 260) zum Ermitteln eines abnormalen Fahrzeugzustands den abnormalen Zustand des Fahrzeugs ermittelt und wenn festgestellt wird, dass der Motor (64) den Betrieb mit einer Ausgangsleistung durchführt, die gleich einer vorgegebenen Ausgangsleistung oder kleiner als dieselbe ist.
An einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: die Steuereinheit (65) die Leistungsquellenspannung für ein Durchführen des Betriebs der Steuereinheit (65) durch alternierendes Schalten zwischen einem Zirkulationsmodus und einem regenerativen Modus aufrechterhält, wobei der Zirkulationsmodus dazu dient, die Kondensatorspannung zu verringern, indem bewirkt wird, dass ein Strom zwischen der Gruppe (63) von Schalt-Einheiten und dem Motor (64) zurückfließt, und wobei der regenerative Modus dazu dient, die Kondensatorspannung zu erhöhen, indem bewirkt wird, dass ein Strom von dem Motor (64) durch die Gruppe (63) von Schalt-Einheiten in den Kondensator (50, 62) fließt.
An einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit nach einem dem Ansprüche 1 bis 9, wobei: die Steuereinheit (65) die Gruppe (63) von Schalt-Einheiten antreibt, um die Kondensatorspannung so zu steuern, dass sie eine vorgegebene Spannung nicht übersteigt, die für die Sicherheit des Fahrzeugs sorgt.
An einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei: die Steuereinheit (65) eine Steuerung beginnt, um die Leistungsquellenspannung für ein Durchführen des Betriebs der Steuereinheit (65) aufrechtzuerhalten, nachdem die Steuereinheit (65) durch Kommunizieren mit der externen Einheit (70) ein Kollisionssignal, das auf eine Kollision des Fahrzeugs hinweist, von der externen Einheit (70) empfangen hat.
An einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei: die Steuereinheit (65) eine Steuerung eines schwachen magnetischen Feldes durchführt, bei der eine induzierte Spannung verringert wird, die in dem Motor (64) erzeugt wird, wenn sich der Motor (64) vor der Kollision des Fahrzeugs mit einer hohen Geschwindigkeit dreht, und das Durchführen der Steuerung des schwachen magnetischen Feldes stoppt, wenn die induzierte Spannung des Motors (64) nach der Kollision des Fahrzeugs mit einer vorgegebenen Rate verringert wird.
An einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit zum Drehen eines Motors (64) durch Antreiben einer Gruppe (63) von Schalt-Einheiten und Laden einer Kondensatorspannung auf einen Kondensator (50, 62), der mit einer Eingangsseite der Gruppe (63) von Schalt-Einheiten verbunden ist, wobei die an einem Fahrzeug montierte Motorsteuereinheit aufweist: eine Steuereinheit (65), die: einen Abschnitt mit hoher Spannung, an den die Kondensatorspannung angelegt wird, und einen Abschnitt mit niedriger Spannung beinhaltet, an den eine externe Spannung, die kleiner als die Kondensatorspannung ist, von einer externen Einheit (70) angelegt wird; und einen Betrieb in Übereinstimmung mit einer Leistungsquellenspannung durchführt, die von der externen Spannung erzeugt wird, die an den Abschnitt mit niedriger Spannung angelegt wird, wobei: die Steuereinheit (65) die Gruppe (63) von Schalt-Einheiten antreibt, um so die Kondensatorspannung zu verringern, indem bewirkt wird, dass ein Strom zwischen der Gruppe (63) von Schalt-Einheiten und dem Motor (64) zurückfließt, wenn aufgrund des Ereignisses einer Kollision eines Fahrzeugs eine Drehzahl des Motors (64) verringert wird und die Kondensatorspannung abnimmt.