DE112014003283T5

DE112014003283T5 - Steuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112014003283T5
Application number: DE112014003283.2T
Authority: DE
Inventors: Arinori Shimada; Mitsuru Takahashi
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2016-04-07
Also published as: JP6260624B2; US20160204720A1; JPWO2015046000A1; US9806644B2; WO2015046000A1; CN105453411A; CN105453411B

Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung ist angegeben, die in der Lage ist, die zum Starten einer rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine erforderliche Zeit zu verkürzen. Ein Wechselrichter (11), der eine Leistungsumwandlung zwischen einer Gleichstromleistungsquelle (2) und einer rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine (MG) durchführt, weist eine Vielzahl von Sätzen eine oberen Schaltelements (21) und eines unteren Schaltelements (22) auf, die in Reihe miteinander zwischen positiven und negativen Elektroden auf der Gleichstromseite geschaltet sind und derart gesteuert werden, dass sie in komplementärer Weise ein- und ausgeschaltet werden. Eine Steuerungsvorrichtung (10), die den Wechselrichter (11) steuert, führt eine Kurzschlussverarbeitung aus, in der alle oberen Schaltelemente (21) oder alle unteren Schaltelemente (22) derart gesteuert werden, dass sie eingeschaltet werden, während die rotierende elektrische Wechselstrommaschine (MG) stillstehend ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung, die einen zwischen einer Gleichstromleistungsquelle und einer rotierender elektrischen Wechselstrommaschine angeordneten Wechselrichter steuert, um eine Leistungsumwandlung zwischen Gleichstromleistung und Wechselstromleistung durchzuführen.
STAND DER TECHNIK
Ein Bespiel für die vorstehend beschriebene Steuerungsvorrichtung ist in dem US-Patent Nr. 6163127 (Patentdokument 1) beschrieben. Patentdokument 1 beschreibt eine Technik zur sensorlosen Erfassung der Position (Magnetpolposition) eines Rotors ohne Verwendung eines Drehsensors, wobei die Position erforderlich ist, um den Antrieb einer rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine durch Vektorsteuerung zu steuern. Zur Verbesserung des Wirkungsgrads und der Genauigkeit des Systems ist die Steuerungsvorrichtung gemäß Patentdokument 1 konfiguriert, umschaltbar eine Technik, die zur Erfassung der Magnetpolposition in einem Niedrigdrehzahlbereich geeignet ist, oder eine Technik, die zur Erfassung der Magnetpolposition in einem Hochdrehzahlbereich geeignet ist, entsprechend der Drehzahl des Rotors zu verwenden.
In der Konfiguration, bei der die Magnetpolposition des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschinen sensorlos erfasst wird, wird allgemein die Magnetpolposition des Rotors in einem Zustand erfasst, in dem die Magnetpolposition des Rotors unbekannt ist, wenn die rotierende elektrische Wechselstrommaschine aus einem Zustand, in dem die rotierende elektrische Wechselstrommaschine stillstehend ist, gestartet wird. Daher benötigt es im Vergleich zu einem Fall, in dem ein Drehsensor verwendet wird, eine lange Zeit, um die Magnetpolposition zu erfassen, was dementsprechend die zum Starten der rotierenden Wechselstrommaschine erforderliche Zeit erhöht. In Patentdokument 1 wird dieser Punkt jedoch nicht besonders berücksichtigt.
Patente gemäß neuestem Stand der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: US-Patent Nr. 6163127

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Im Hinblick auf das vorstehend beschriebene ist es wünschenswert, eine Steuerungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die zum Starten einer rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine erforderliche Zeit zu verkürzen.
Mittel zum Lösen des Problems
Die vorliegende Erfindung stellt eine Steuerungsvorrichtung bereit, die einen zwischen einer Gleichstromleistungsquelle und einer rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine angeordneten Wechselrichter steuert, um eine Leistungsumwandlung zwischen Gleichstromleistung und Wechselstromleistung durchzuführen, wobei die Steuerungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass: der Wechselrichter eine Vielzahl von Sätzen eines oberen Schaltelements und eines unteren Schaltelements aufweist, die miteinander zwischen positiven und negativen Elektroden auf der Gleichstromseite in Reihe geschaltet sind und derart gesteuert werden, dass sie in komplementärer Weise ein- und ausgeschaltet werden; und die Steuerungsvorrichtung eine Kurzschlussverarbeitung ausführt, bei der alle oberen Schaltelemente oder alle unteren Schaltelemente gesteuert werden, um eingeschaltet zu sein, während die rotierende elektrische Wechselstrommaschine stillstehend ist.
Der Ausdruck "rotierende elektrische Wechselstrommaschine", wie der hier verwendet wird, bezieht sich auf eine rotierende elektrische Maschine, die durch Wechselstromleistung angetrieben wird. Dabei bezieht sich der Ausdruck "rotierende elektrische Maschine" auf ein Konzept, das einen Motor (Elektromotor), einen Generator (elektrischen Generator) und einen Motorgenerator umfasst, der sowohl als Motor als auch als Generator wie erforderlich fungiert.
Gemäß der vorstehend beschriebenen charakteristischen Konfiguration wird die Kurzschlussverarbeitung ausgeführt, während die rotierende elektrische Wechselstrommaschine stillstehend ist. Wenn die Kurzschlussverarbeitung ausgeführt wird, wird ein geschlossener Stromkreis durch die rotierende elektrische Wechselstrommaschine und den Wechselrichter geformt. Daher ist es möglich, einen Zustand herzustellen, bei dem beide Enden einer Startorspulen der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine kurzgeschlossen werden, das heißt, dass Drehmoment in der Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung in dem Rotor der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine erzeugt wird. Somit ist es durch Ausführung der Kurzschlussverarbeitung, während die rotierende elektrische Wechselstrommaschine stillstehend ist, möglich, Variationen in einer Stoppposition des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine selbst in dem Fall zu unterdrücken, in dem beispielsweise Vibrationen auf die rotierende elektrische Wechselstrommaschine übertragen werden. In diesem Fall werden alle oberen Schaltelemente oder alle unteren Schaltelemente in der Kurzschlussverarbeitung derart gesteuert, dass sie eingeschaltet sind, weshalb es keine Notwendigkeit für eine Durchführung einer Ein-/Aus-Schaltsteuerung an den Schaltelementen gibt. Somit ist es gemäß der vorstehend beschriebenen charakteristischen Konfiguration möglich, Variationen in einer Stoppposition des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine zu unterdrücken, während ein Energieverlust unterdrückt wird.
Dann ist es möglich, Variationen in der Stoppposition des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine auf diese Weise zu unterdrücken, und somit ist es möglich, die zum Starten der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine erforderliche Zeit zu verkürzen. Der Grund ist wie nachstehend beschrieben. In dem Fall, in dem Variationen in der Stoppposition des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine unterdrückt werden, kann die Stoppposition des Rotors zu einem Zeitpunkt vor dem Start der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine als die Anfangsposition des Rotors zu der Zeit, wenn die rotierende elektrische Wechselstrommaschine zu starten ist, als die Stoppposition des Rotors zu der Zeit verwendet werden, wenn beispielsweise die rotierende elektrische Wechselstrommaschine gestoppt wird. Als Ergebnis gibt es keine Notwendigkeit für eine Verarbeitung zur Bestimmung der Anfangsposition des Rotors, wenn die rotierende elektrische Wechselstrommaschine gestartet wird, was ermöglicht, die zum Starten der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine erforderliche Zeit zu verkürzen.
Vorzugsweise wird die Kurzschlussverarbeitung kontinuierlich nach Erfassung einer Stoppposition eines Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine ausgeführt, bis die Drehung des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine gestartet wird.
Mit dieser Konfiguration können Variationen in der Stoppposition des Rotors während einer Zeitdauer nach Erfassung der Stoppposition des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine unterdrückt werden, bis eine Drehung des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine gestartet wird. Somit kann die zum Starten der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine erforderliche Zeit in geeigneter Weise verkürzt werden, indem die Stoppposition des Rotors, die Ausführung der Kurzschlussverarbeitung erfasst worden ist, als die Anfangsposition des Rotors zu der Zeit verwendet wird, zu der die rotierende elektrische Wechselstrommaschine zu starten ist.
Vorzugsweise werden in der Kurzschlussverarbeitung alle unteren Schaltelemente derart gesteuert, dass sie eingeschaltet sind.
Mit dieser Konfiguration kann die Kurzschlussverarbeitung kontinuierlich in geeigneter Weise in dem Fall ausgeführt werden, in dem es eine Beschränkung für die Zeitdauer gibt, während der die oberen Schaltelemente kontinuierlich derart gesteuert werden können, dass sie eingeschaltet werden. Zusätzlich ist es in einer Konfiguration, die eine Erfassung eines durch das untere Schaltelement fließende Stroms ermöglicht, möglich, zu erfassen, ob ein anormaler Zustand auftritt oder nicht, so wie ein Zustand, in dem ein übermäßig großer Strom durch die unteren Schaltelemente fließt, während der Ausführung der Kurzschlussverarbeitung auftritt.
Vorzugsweise ist ein Sensor, der ein Element, das zusammen mit einem Rotor der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine dreht und eine Drehposition des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine erfasst, nicht mit der Steuerungsvorrichtung verbunden.
In dem Fall, in dem die Magnetpolposition des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine sensorlos zu erfassen ist, ist allgemein eine Verarbeitung zur Erfassung der Anfangsposition des Rotors erforderlich, und wird der Start der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine entsprechend der Zeit für die Verarbeitung verzögert. Im Gegensatz dazu gibt es bei der Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, keine Notwendigkeit für eine Verarbeitung zur Bestimmung der Anfangsposition des Rotors, wenn die rotierende elektrische Wechselstrommaschine zu starten ist, was es ermöglicht, die zum Starten der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine erforderliche Zahl zu verkürzen. Somit ist die Steuerungsvorrichtung insbesondere für eine Konfiguration geeignet, bei der ein Sensor, bei der ein Element aufweist, das sich zusammen mit dem Rotor der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine dreht, und der die Drehposition des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine erfasst, nicht mit der Steuerungsvorrichtung verbunden ist.
Vorzugsweise ist die rotierende elektrische Wechselstrommaschine eine rotierende elektrische Antriebsmaschine für eine Hydraulikpumpe, die einen Steuerungshydraulikdruck für eine Fahrzeugantriebsübertragungsvorrichtung erzeugt.
In dem Fall, in dem die rotierende elektrische Wechselstrommaschine eine rotierende elektrische Antriebsmaschine für eine Hydraulikpumpe ist, die einen Steuerungshydraulikdruck für eine Fahrzeugantriebsübertragungsvorrichtung wie in der Konfiguration erzeugt, kann die Stoppposition des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine aufgrund von Vibrationen des Fahrzeugs nach Stoppen der Drehung der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine variiert werden. In dieser Hinsicht ist es mit der Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, möglich, Variationen in der Stoppposition des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine selbst in dem Fall zu unterdrücken, in dem Vibrationen auf die rotierende elektrische Wechselstrommaschine übertragen werden, indem die Kurzschlussverarbeitung ausgeführt wird, während die rotierende elektrische Wechselstrommaschine stillstehend ist. Als Ergebnis kann die zum Starten der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine erforderliche Zeit verkürzt werden. Somit ist es in dem Fall, in dem die rotierende elektrische Wechselstrommaschine eine rotierende elektrische Antriebsmaschine für eine Hydraulikpumpe ist, die einen Steuerungshydraulikdruck für eine Fahrzeugantriebsgetriebevorrichtung erzeugt, möglich, einen notwendigen Hydraulikdruck durch unmittelbaren Antrieb der Hydraulikpumpe zu erzeugen, wenn die rotierende elektrische Wechselstrommaschine, die stillstehend gewesen ist, angetrieben wird, um einen Steuerungshydraulikdruck für die Fahrzeugantriebsvorrichtung zu erzeugen, und in geeigneter Weise das Ansprechen der Fahrzeugantriebsgetriebevorrichtung zu gewährleisten.
KURZEBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Darstellung, die schematisch die Konfiguration einer Vorrichtung zum Antrieb einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel für eine rotierende elektrische Maschine veranschaulicht, die durch die Vorrichtung zum Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine zu steuern ist.
3 zeigt eine Darstellung, die einen Teil eines Wechselrichters gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
4 zeigt eine Darstellung, die einen Teil eines Wechselrichters gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
ARTEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Eine Steuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Wie es in 1 veranschaulicht ist, ist eine Steuerungsvorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel in einer Vorrichtung zum Antrieb einer rotierenden elektrischen Maschine 1 vorgesehen, die den Antrieb einer durch Wechselstrom angetriebenen rotierenden elektrischen Maschine MG1 steuert. Die Steuerungsvorrichtung 10 ist eine Vorrichtung, die einen in der Vorrichtung zum Antrieb einer rotierenden elektrischen Maschine 1 vorgesehenen Wechselrichter 11 steuert und den Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine MG über den Wechselrichter 11 steuert. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die rotierende elektrische Maschine MG ein Innen-Permanentmagnet-Synchronmotor (IPMSN) und weist eine Schenkelpoligkeit (einschließlich einer inversen Schenkelpoligkeit) auf, das heißt, dass die magnetischen Eigenschaften in der Richtung des N-Pols eines Permanentmagnets eines Rotors sich von den magnetischen Eigenschaften in einer Richtung unterscheiden, die elektrisch senkrecht dazu ist (eine Richtung, die im elektrischen Winkel um 90 Grad davon verschoben ist). Gemäß dem Ausführungsbeispiel entspricht die rotierende elektrische Maschine MG der "rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine" gemäß der vorliegenden Erfindung. In der Nachfolgenden Beschreibung wird der Rotor der rotierenden elektrischen Maschine MG gelegentlich einfach als "Rotor" bezeichnet.
1. Gesamtkonfiguration der Vorrichtung zum Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine
Wie es in 1 veranschaulicht ist, weist die Vorrichtung zum Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine 1 die Steuerungsvorrichtung 10, den Wechselrichter 11, eine Gleichstromquelle 2 und einen Glättungskondensator 3 auf. Gemäß dem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung zum Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine 1 weiterhin eine Treiberschaltung 12 und Stromsensoren 4 auf, die Ströme erfassen, die durch die Startorspulen der rotierenden elektrischen Maschine MG für jeweilige Phasen fließen. Die Steuerungsvorrichtung 10 führt eine Stromregelung an der rotierenden elektrischen Maschine MG unter Verwendung des durch den Stromsensor 4 erfassten Stroms durch. Die Konfiguration der Steuerungsvorrichtung 10 ist nachstehend ausführlich in "2. Konfiguration der Steuerungsvorrichtung" beschrieben.
Der Wechselrichter 11 ist zwischen der Gleichstromleistungsquelle 2 und der rotierenden elektrischen Maschine MG angeordnet, um eine Leistungsumwandlung zwischen Gleichstromleistung und Wechselstromleistung durchzuführen. Der Wechselrichter 11 wird einer Schaltsteuerung unterzogen, die entsprechend einem Steuerungssignal S (Schaltsteuerungssignal) durchgeführt wird, das durch die Steuerungsvorrichtung 10 erzeugt wird, um Leistung zwischen Gleichstromleistung und Wechselstromleistung umzuwandeln. Wenn die rotierende elektrische Maschine MG als ein Motor fungiert, wandelt der Wechselrichter 11 Gleichstromleistung aus der Gleichstromleistungsquelle 2 in Wechselstromleistung um, um die Wechselstromleistung der rotierenden elektrischen Maschine MG zu zuführen. Wenn die rotierende elektrische Maschine MG als ein Generator fungiert, wandelt der Wechselrichter 11 Wechselstromleistung, die durch die rotierende elektrische Maschine MG erzeugt wird, in Gleichstromleistung um, um die Gleichstromleistung der Gleichstromleistungsquelle 2 zuzuführen. Die Gleichstromleistungsquelle 2 ist beispielsweise aus einer Sekundärbatterie (wie einer Batterie), einem elektrischen Doppelschichtkondensator oder dergleichen aufgebaut. Der Glättungskondensator 3, der eine Gleichspannung glättet, ist zwischen dem Wechselrichter 11 und der Gleichstromleistungsquelle 2 vorgesehen.
Der Wechselrichter 11 weist eine Vielzahl von Schaltelementen 20 auf. Insbesondere weist der Wechselrichter 11 eine Vielzahl von Sätzen eines oberen Schaltelements 21 und eines unteren Schaltelements 22 auf, die miteinander zwischen positiven und negativen Elektroden auf der Gleichstromseite in Reihe geschaltet sind und derart gesteuert werden, dass sie in einer komplementären Weise ein- und ausgeschaltet werden. Das heißt, ein Zweig 23 ist aus dem oberen Schaltelement 21, das mit einer positiven Leistungsquellenleitung P verbunden ist, die eine Leistungsquellenseite auf der Seite der positiven Elektrode der Gleichstromleistungsquelle 2 ist, und dem unteren Schaltelement 22 zusammengesetzt, das mit einer negativen Leistungsquellenleitung N verbunden ist, das eine Leistungsquellenleitung auf der Seite der negativen Elektrode der Gleichstromleistungsquelle 2 ist, wobei das obere Schaltelement 21 und das untere Schaltelement 22 miteinander in Reihe geschaltet sind. Der Wechselrichter 11 weist eine Anzahl von Zweigen 23 auf, wobei die Anzahl dieselbe wie die Anzahl von Phasen der Wechselstromleistung zum Antrieb der rotierenden Maschine MG ist. Der Wechselrichter 11 ist konfiguriert, eine Brückenschaltung aufzuweisen, in der die Zweige 23 parallel zueinander geschaltet sind. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die rotierende elektrische Maschine MG eine rotierende elektrische Maschine, die mit einem Drei-Phasen-Wechselstrom arbeitet, und weist der Wechselrichter 11 drei Zweige 23 auf. Das heißt, dass eine Brückenschaltung, in der ein Zweig 23 jeweils einer Startorspule entsprechend der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase der rotierenden elektrischen Maschine MG entspricht, bereitgestellt ist.
Das obere Schaltelement 21 und das untere Schaltelement 22, die einen Zweig 23 zusammensetzen, werden derart gesteuert, dass sie in komplementärer Weise eingeschaltet werden. Das heißt, dass, wenn das obere Schaltelement 21 und das untere Schaltelement 22, die einen Zweig 23 zusammensetzen, einfach ohne Berücksichtigung einer Totzeitperiode betrieben werden, das untere Schaltelement 22 derart gesteuert wird, dass es während einer Zeitdauer gesteuert wird, ausgeschaltet zu sein, während der das obere Schaltelement 21 gesteuert wird, um eingeschaltet zu sein, und das untere Schaltelement 22 gesteuert wird, während einer Zeitdauer eingeschaltet zu sein, während der das obere Schaltelement 21 gesteuert wird, ausgeschaltet zu sein.
Der Kollektoranschluss des oberen Schaltelements 21 ist mit der positiven Leistungsquellenleitung P verbunden. Der Emitteranschluss des oberen Schaltelements 21 ist mit dem Kollektoranschluss des unteren Schaltelements 22 verbunden. Der Emitteranschluss des unteren Schaltelements 22 ist mit der negativen Leistungsquellenleitung verbunden. Der Verbindungspunkt (Zwischenpunkt des Zweigs 23) zwischen dem oberen Schaltelement 21 und dem unteren Schaltelement 22, die einen Zweig 23 zusammensetzen, ist mit der entsprechenden Startorspule der rotierenden elektrischen Maschine MG verbunden. Eine Freilaufdiode 24 ist parallel zu jedem Schaltelement 22 geschaltet. Die Freilaufdiode 24 ist parallel zu jedem Schaltelement 20 derart verbunden, dass deren Kathodenanschluss mit dem Kollektoranschluss des Schaltelements 20 verbunden ist und deren Anodenanschluss mit dem Emitteranschluss des Schaltelements 20 verbunden ist.
Ein Satz von zwei miteinander parallel geschalteten Schaltelementen kann für jedes der Schaltelemente 20 in dem Beispiel von 1 verwendet werden. In diesem Fall sind ein Satz von zwei parallel zueinander geschalteten oberen Schaltelementen 21 und ein Satz von zwei parallel zueinander geschalteten unteren Schaltelementen 22 miteinander in Reihe geschaltet, um einen Zweig 23 zusammenzusetzen. In dem in 1 veranschaulichten Beispiel sind außerdem Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) als Schaltelemente 20 verwendet. Jedoch können ebenfalls Metalloxyd-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) oder dergleichen als die Schaltelemente 20 verwendet werden. Weiterhin werden in dem in 1 veranschaulichten Beispiel Ströme für alle drei Phasen durch die Stromsensoren 4 erfasst. Jedoch können lediglich Ströme für zwei Phasen der drei Phasen erfasst werden, und kann ein Strom für die verbleibende eine Phase durch Berechnung hergeleitet werden, unter Ausnutzung der Tatsache, dass die Summe der momentanen Werte der Ströme der jeweiligen Phasen Null ist.
2. Konfiguration der Steuerungsvorrichtung
Die Steuerungsvorrichtung 10 erzeugt das Steuerungssignal S für die Schaltelemente 20, um eine Schaltsteuerung an dem Wechselrichter 11 durchzuführen. Die Steuerungsvorrichtung 10 ist konfiguriert, eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) aufzuweisen, die aus einer Logikschaltung wie einem Mikrocomputer als deren Kernelement aufgebaut ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel steuert die Steuerungsvorrichtung 10 den Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine MG über den Wechselrichter 11 durch Durchführung einer Stromregelung unter Verwendung eines Vektorsteuerungsverfahrens. Die ECU der Steuerungsvorrichtung 10 ist konfiguriert, eine Vielzahl funktionaler Abschnitte für die Stromregelung aufzuweisen, die jeweils durch Kooperation zwischen Hardware wie einem Mikrocomputer und Software (Programm) verwirklicht sind.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Steuerungsvorrichtung 10 mit dem Wechselrichter 11 über die Treiberschaltung 12 verbunden. Die Treiberschaltung 12 ist eine Schaltung, die das Steuerungssignal S, das durch die Steuerungsvorrichtung 10 erzeugt wird, zu einem Steuerungsanschluss (wie einem Gate-Anschluss oder einem Basis-Anschluss) der Schaltelemente 20 weiterleitet. Die Treiberschaltung 12 weist beispielsweise eine Spannungsumwandlungsschaltung, eine Isolierschaltung usw. auf, und verleiht dem durch die Steuerungsvorrichtung 10 erzeugten Steuerungssignal S eine Antriebsfähigkeit zum Antrieb der Schaltelemente 20, indem die Spannungsamplitude erhöht wird, ein Eingangs-Ausgangs-Strom zugeführt wird oder dergleichen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird, obwohl dies nicht ausführlich beschrieben ist, eine massefreie Leistungsquelle (Floating Power Source), die einen Transformator verwendet, als die Leistungsquelle für die Treiberschaltung 12 angewendet.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist ein Sensor (der nachstehend als "Drehsensor" bezeichnet ist), der ein Element aufweist, der zusammen mit dem Rotor der rotierenden elektrischen Maschine MG sich dreht, und der die Drehposition des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG erfasst, nicht mit der Steuerungsvorrichtung 10 verbunden. Die Drehposition des Rotors ist der Drehwinkel im Hinblick auf den elektrischen Winkel (das heißt, die Magnetpolposition). Der Drehsensor ist ein Sensor, der direkt die Drehposition des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG erfasst. Beispiele für den Drehsensor umfassen einen Resolver, einen Sensor, der ein magnetoresistives Element (MR-Element) verwendet, ein Sensor, der ein Hall-Element verwendet, usw. Der Resolver weist einen Sensorrotor als das Element auf, das sich zusammen mit dem Rotor der rotierenden elektrischen Maschine MG dreht. Der Sensor, der ein magnetoresistives Element verwendet, weist ein rotierendes Element, das beispielsweise mit außen liegenden Zähnen versehen ist, als das Element auf, das sich zusammen mit dem Rotor der rotierenden elektrischen Maschine MG dreht, und erfasst die Magnetpolposition des Rotors auf der Grundlage des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Zähne. Der Sensor, der ein Hall-Element verwendet, erfasst die Magnetpolposition des Rotors durch Erfassung eines durch den Permanentmagneten des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG erzeugten Magnetflusses. In diesem Fall ist das Element, das sich zusammen mit dem Rotor der rotierenden elektrischen Maschine MG dreht, der Rotor selbst. Im Allgemeinen haben der Sensor, der ein magnetoresistives Element verwendet, und der Sensor, der einen Hall-Sensor verwendet, im Vergleich zu dem Resolver eine niedrige Auflösung.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist auf diese Weise kein Drehsensor mit der Steuerungsvorrichtung 10 verbunden. Das heißt, dass gemäß dem Ausführungsbeispiel die rotierende elektrische Maschine MG nicht mit einem Drehsensor versehen ist. Daher führt gemäß dem Ausführungsbeispiel die Steuerungsvorrichtung 10 eine sensorlose Magnetpolerfassungsverarbeitung durch, bei der die Magnetpolposition des Rotors elektrisch auf der Grundlage eines elektrischen Phänomens erfasst wird, das mit der Magnetpolposition des Rotors übereinstimmt. Das heißt, dass gemäß dem Ausführungsbeispiel die Steuerungsvorrichtung 10 eine Funktion des sensorlosen Erfassens des Drehzustands (der Magnetpolposition, der Drehzahl und der Magnetpolrichtung) der rotierenden elektrischen Maschine MG ohne Verwendung eines Drehsensors aufweist.
Die durch die Steuerungsvorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel durchgeführte Vektorsteuerung ist nachstehend kurz beschrieben. In der Vektorsteuerung ist das Koordinatensystem (Vektorraum) ein d-q-Achsen-Vektor-Koordinatensystem (d-q-Achsen-Vektor-Raum), das durch eine d-Achse, die sich in der Richtung eines Magnetfeldes erstreckt, das durch den in dem Rotor der rotierenden elektrischen Maschine MG angeordneten Permanentmagneten erzeugt wird, und eine q-Achse definiert ist, die elektrisch senkrecht zu der d-Achse ist. Die Steuerungsvorrichtung 10 leitet ein Solldrehmoment auf der Grundlage eines Drehzahlbefehls aus einer übergeordneten ECU oder dergleichen und der Ist-Drehzahl der rotierenden elektrischen Maschine MG her. Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird, wie es vorstehend beschrieben worden ist, der Drehzustand der rotierenden elektrischen Maschine MG sensorlos erfasst, weshalb die Ist-Drehzahl der rotierenden elektrischen Maschine MG eine geschätzte Drehzahl ist, die durch die Steuerungsvorrichtung 10 geschätzt wird. Die Steuerungsvorrichtung 10 leitet einen Strombefehl in dem d-q-Achsen-Vektor-Koordinatensystem auf der Grundlage des hergeleiteten Solldrehmoments her.
Die Steuerungsvorrichtung 10 führt eine Proportional-Integral-Steuerung (PI-Steuerung) oder einer Proportional-Integral-Differential-Steuerung (PID-Steuerung) beispielsweise auf der Grundlage der Abweichung zwischen dem Strombefehl in dem d-q-Achsen-Vektor-Koordinatensystem und eines Rückkopplungsstroms durch, um einen Spannungsbefehl in dem d-q-Achsen-Vektor-Koordinatensystem herzuleiten. Der Rückkopplungsstrom ist ein Strom in dem d-q-Achsen-Vektor-Koordinatensystem, der durch Durchführung einer Drei-Phasen-/Zwei-Phasen-Umwandlung an erfassten Werten von Strömen, die durch die Startorspulen der rotierenden elektrischen Maschine MG für die jeweiligen Phasen fließen, auf der Grundlage der Magnetpolposition des Rotors hergeleitet wird. Die Steuerungsvorrichtung 10 führt eine Zwei-Phasen-/Drei-Phasen-Umwandlung an dem hergeleiteten Spannungsbefehl durch, um Spannungsbefehle für die drei Phasen herzuleiten. Dann erzeugt die Steuerungsvorrichtung 10 das Steuerungssignal S für die Schaltsteuerung für den Wechselrichter 11 auf der Grundlage der hergeleiteten Spannungsbefehle für die drei Phasen beispielsweise durch eine Impulsbreitenmodulations-(PWM-)Steuerung.
In der Vektorsteuerung ist, wie es vorstehend beschrieben worden ist, eine Koordinatenumwandlung zwischen dem tatsächlichen Drei-Phasen-Raum und dem Zwei-Phasen-d-q-Achsen-Vektorraum erforderlich, und wird die Koordinatenumwandlung unter Verwendung der Magnetpolposition des Rotors durchgeführt. Daher ist es zur korrekten Ausführung der Vektorsteuerung notwendig, die Magnetpolposition des Rotors genau zu erfassen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Steuerungsvorrichtung 10 mit einer Funktion des sensorlosen Erfassens der Magnetpolposition des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG auf der Grundlage von zwei unterschiedlichen Techniken (einer ersten Erfassungstechnik und einer zweiten Erfassungstechnik, die nachstehend beschrieben sind) versehen. Die Erfassung der Magnetpolposition des Rotors wird in vorab bestimmten Zyklen während der Antriebsteuerung für die rotierende elektrische Maschine MG wiederholt ausgeführt.
Die erste Erfassungstechnik ist ein Verfahren, das eine durch die Drehung des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG erzeugte elektromotorische Kraft ausnutzt. Insbesondere wird in der ersten Erfassungstechnik eine in dem vorstehend beschriebenen Rückkopplungsstrom enthaltene pulsierende Komponente aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft erfasst, um die Drehzahl und die Magnetpolposition des Rotors durch Berechnung zu beschaffen. Die zweite Erfassungstechnik ist ein Verfahren, das die Schenkelpoligkeit des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG ausnutzt. Insbesondere wird in der zweiten Erfassungstechnik ein Hochfrequenzbeobachtungssignal (Beobachtungsstrom oder Beobachtungsspannung), das als eine elektrische Anregung (Stimulus) dient, der rotierenden elektrischen Maschine zugeführt, und wird die Magnetpolposition des Rotors durch Berechnung auf der Grundlage einer Antwort von der rotierenden elektrischen Maschine MG beschafft. In dem Fall, in dem das Beobachtungssignal ein Hochfrequenzspannungssignal ist, wird das Beobachtungssignal auf den Spannungsbefehl in dem d-q-Achsen-Vektorkoordinatensystem überlagert. In diesem Fall wird beispielsweise das Beobachtungssignal lediglich auf den d-Achsen-Spannungsbefehl überlagert, oder wird sowohl auf den d-Achsen-Spannungsbefehl als auch den q-Achsen-Spannungsbefehl überlagert. Die erste Erfassungstechnik und die zweite Erfassungstechnik sind im Stand der Technik bekannt, und sind daher nicht weiter beschrieben.
Mit der ersten Erfassungstechnik wird eine induzierte elektromotorische Kraft nicht erzeugt oder wird lediglich eine kleine induzierte elektromotorische Kraft in dem Fall erzeugt, in dem der Rotor stillstehend ist, oder in dem Fall, in dem sich der Rotor mit einer sehr geringen Drehzahl dreht, weshalb die Magnetpolposition nicht genau erfasst werden kann. Daher ist die Steuerungsvorrichtung 10 konfiguriert, die Magnetpolposition unter Verwendung der zweiten Erfassungstechnik in dem Fall zu erfassen, in dem die Drehzahl des Rotors innerhalb eines Niedrigdrehzahlbereichs fällt, der derart eingestellt ist, dass er Null aufweist, und die Magnetpolposition unter Verwendung der ersten Erfassungstechnik in dem Fall zu erfassen, in dem die Drehzahl des Rotors innerhalb eines Hochdrehzahlbereichs fällt, der auf einer höheren Seite als der Niedrigdrehzahlbereich eingestellt ist. Somit startet, wenn ein Antriebsbefehl die rotierende elektrische Maschine MG beispielsweise aus einer höherrangigen ECU oder dergleichen eingegeben wird, während die rotierende elektrische Maschine stillstehend ist, die Steuerungsvorrichtung 10 eine Antriebssteuerung (sensorlose Antriebssteuerung) für die rotierende elektrische Maschine MG auf der Grundlage der durch die zweite Erfassungstechnik erfasste Magnetpolposition des Rotors.
Wenn die Magnetpolposition des Rotors auf der Grundlage der zweiten Erfassungstechnik in einem Zustand zu erfassen ist, in dem die Magnetpolposition des Rotors unbekannt ist, wird der Anfangswert (Anfangsposition) für die zweite Erfassungstechnik aus dem Bereich von 360 Grad ausgewählt, weshalb es einige Zeit benötigt, die Magnetpolposition zu erfassen (insbesondere, um die erfasste Magnetpolposition zu konvergieren). Mit der zweiten Erfassungstechnik ist zusätzlich die Polarität des Magnetpols (ob der Magnetpol zu dem N-Pol oder dem S-Pol gehört) nicht spezifiziert, weshalb es ebenfalls Zeit zur Bestimmung der Polarität der erfassten Magnetpolposition (N/S-Bestimmung) benötigt, nachdem die Magnetpolposition mit einer unbekannten Polarität erfasst wird. Daher ist es zur Verkürzung der Zeit nach der Eingabe eines Antriebsbefehls für die rotierende elektrische Maschine MG bis zum Starten der sensorlosen Antriebssteuerung für die rotierende elektrische Maschine MG vorzuziehen, dass die Magnetpolposition des Rotors bei stillstehender rotierender elektrischer Maschine MG erfasst werden sollte, und dass die erfasste Magnetpolposition als der Anfangswert für die zweite Erfassungstechnik verwendet werden sollte, wenn die sensorlose Antriebssteuerung gestartet wird. Bei der N/S-Bestimmung wird, obwohl dies nicht ausführlich beschrieben ist, ein Beobachtungssignal, das eine Gleichstrom-Vorspannkomponente zusätzlich zu einer Hochfrequenzkomponente enthält, der rotierenden elektrischen Maschine MG zugeführt, und wird die Polarität des Magnetpols auf der Grundlage einer Antwort von der rotierenden elektrischen Maschine MG beispielsweise bestimmt.
Somit ist es denkbar, dass die Steuerungsvorrichtung 10 die Magnetpolposition (einen Wert, der die zweite Erfassungstechnik erfasst wird) des Rotors zu der Zeit speichert, wenn die Drehung der rotierenden elektrischen Maschine MG (Drehung des Rotors) gestoppt wird, um die Magnetpolposition des Rotors bei stillstehender rotierender elektrischer Maschine MG zu spezifizieren. Mit einer derartigen Konfiguration kann jedoch die sensorlose Antriebssteuerung nicht in geeigneter Weise in dem Fall durchgeführt werden, in dem der Rotor durch Vibrationen der Maschinen in Antriebsvorrichtung 1 oder dergleichen nach Stoppen der Drehung der rotierenden elektrischen Maschine MG drehend bewegt wird.
Um einer derartigen Drehbewegung des Rotors aufgrund von Vibration der Vorrichtung zum Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine 1 oder dergleichen zu begegnen, ist es ebenfalls denkbar, wiederholt eine Erfassung der Magnetpolposition durch die zweite Erfassungstechnik auszuführen, während die rotierende elektrische Maschine MG stillstehend ist. Jedoch bringt dies die Notwendigkeit zum wiederholten Zuführen eines Beobachtungssignals zu der rotierenden elektrischen Maschine MG mit sich, was einen Energieverlust erhöhen kann. Zusätzlich kann die Erzeugung von Störungen (Geräuschen) von dem Wechselrichter 11 oder der rotierenden elektrischen Maschine MG problematisch sein.
Im Hinblick auf den vorstehend beschriebenen Punkt führt die Steuerungsvorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Kurzschlussverarbeitung durch, bei der alle oberen Schaltelemente 21 oder alle unteren Schaltelemente 22 derart gesteuert werden, dass sie eingeschaltet werden, während die rotierende elektrische Maschine MG stillstehend ist. Folglich kann der Rotor der rotierenden elektrischen Maschine MG in der Position fixiert werden, während die rotierende elektrische Maschine MG stillstehend ist, wie es nachstehend beschrieben ist. Die Phrase "während die rotierende elektrische Maschine MG stillstehend ist" bedeutet ein Zustand, in dem die rotierende elektrische Maschine MG stillstehend ist, nachdem der Rotor der rotierenden elektrischen Maschine MG, der sich gedreht hat, gestoppt ist. Das obere Schaltelement 21 und das untere Schaltelement 22, die einen Zweig 23 zusammensetzen, werden derart gesteuert, dass sie in komplementärer Weise eingeschaltet werden. Daher werden, wenn alle oberen Schaltelemente 21 derart gesteuert werden, dass sie eingeschaltet sind, alle unteren Schaltelemente 22 derart gesteuert, dass sie ausgeschaltet sind. Wenn alle unteren Schaltelemente 22 derart gesteuert werden, dass sie eingeschaltet sind, werden demgegenüber alle oberen Schaltelemente 21 derart gesteuert, dass sie ausgeschaltet sind.
Wenn die Kurzschlussverarbeitung ausgeführt wird, leiten, wie es aus 1 hervorgeht, alle oberen Schaltelemente 21 oder leiten alle unteren Schaltelemente 22. Daher wird ein geschlossener Stromkreis durch die rotierende elektrische Maschine MG und dem Wechselrichter 11 gebildet. Das heißt, dass beide Enden der Startorspulen der rotierenden elektrischen Maschine MG für die Vielzahl der Phasen kurzgeschlossen werden (aktiver Kurzschlusszustand). Während der Ausführung der Kurzschlussverarbeitung wird, wie es nachstehend beschrieben ist, ein Drehmoment in der zu der Drehrichtung entgegengesetzten Richtung auf den Rotor der rotierenden elektrischen Maschine MG ausgeübt, weshalb die Drehung des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG beschränkt wird. Während der Ausführung der Kurzschlussverarbeitung wird eine Schaltsteuerung für den Wechselrichter 11 (Ein-/Aus-Schaltsteuerung für die Schaltelemente 20) nicht ausgeführt. Daher kann ein Energieverlust im Vergleich zu einem Fall, in dem die Erfassung der Magnetpolposition durch die zweite Erfassungstechnik wiederholt ausgeführt wird, während die rotierende elektrische Maschine MG stillstehend ist, und einem Fall, in dem der Wechselrichter 11 einer Schaltsteuerung unterzogen wird, um zu bewirken, dass die Position des Rotors stillstehend bleibt, ein Energieverlust unterdrückt werden.
Eine allgemeine Schaltungsgleichung in dem rotierenden Koordinatensystem (d-q-Achsen-Vektorkoordinatensystem) einer rotierenden elektrischen Maschine mit magnetischer Schenkelpoligkeit ist durch die nachfolgende Gleichung (1) repräsentiert. In der Gleichung gibt Vd die d-Achsen-Spannung an, gibt Vq die q-Achsen-Spannung an, gibt Id den d-Achsen-Strom an, gibt Iq den q-Achsen-Strom an, gibt R den Widerstandswert der Startorspule an, gibt p einen Differenzialoperator an, gibt Ld eine d-Achsen-Induktivität an, gibt Lq eine q-Achsen-Induktivität an, gibt ω die Drehfrequenz (Winkelgeschwindigkeit) an, und gibt M eine Induktionsspannungskonstante an. Gleichung 1
Während der Ausführung der Kurzschlussverarbeitung ist Vd = Vq = 0 erfüllt, und kann der Differenzialterm aufgrund des stationären Zustands ignoriert werden. Dann werden Id und Iq durch die nachfolgende Gleichung (2) wiedergegeben. Gleichung 2
Zusätzlich wird die Beziehung zwischen dem Drehmoment T der rotierenden elektrischen Maschine und dem d-Achsen-Strom Id und dem q-Achsen-Strom Iq durch die nachfolgende Gleichung (3) wiedergegeben. In der Gleichung ist P die Anzahl der Polpaare der rotierenden elektrischen Maschine.
Gleichung 3

T = PMIq + P(Ld – Lq)IdIq (3)

Gemäß dem Ausführungsbeispiel weist die rotierende elektrische Maschine MG eine inverse Schenkelpoligkeit mit Ld < Lq auf. Zusätzlich sind R > 0, P > 0 und M > 0 erfüllt. In dem Fall, in dem ω > 0 erfüllt ist, werden Id < 0 und Iq < 0 aus der Gleichung (2) hergeleitet, und wird T < 0 aus der Gleichung (3) hergeleitet. In dem Fall, in dem ω < 0 erfüllt ist, werden demgegenüber Id < 0 und Iq > 0 aus der Gleichung (2) hergeleitet, und wird T > 0 aus der Gleichung (3) hergeleitet. Das heißt, dass ein Drehmoment (Gegendrehmoment) in der zu der Drehrichtung entgegengesetzten Richtung in dem Rotor der rotierenden elektrischen Maschine MG ungeachtet davon erzeugt wird, ob die Drehrichtung vorwärts oder rückwärts ist. Folglich wird die Drehung des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG während der Ausführung der Kurzschlussverarbeitung beschränkt, wobei es als Ergebnis davon möglich ist, zu bewirken, dass der Rotor in der Position stillstehend bleibt, während die rotierende elektrische Maschine MG stillstehend ist.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Steuerungsvorrichtung 10 konfiguriert, die Kurzschlussverarbeitung kontinuierlich nach Erfassung der Stoppposition des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG bis zum Starten der Drehung des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG auszuführen. Das heißt, dass die Steuerungsvorrichtung 10 die Kurzschlussverarbeitung kontinuierlich nach Erfassung der Stoppposition des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG bis zum Starten des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG ausführt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel erfasst die Steuerungsvorrichtung 10 die Stoppposition (Magnetpolposition) des Rotors unter Verwendung der zweiten Erfassungstechnik und N/S-Bestimmung unter der Bedingung, dass die Hauptleistung der Steuerungsvorrichtung 10 eingeschaltet ist. Dann speichert Steuerungsvorrichtung 10 die erfasste Magnetpolposition in einem (nicht veranschaulichten) Speicherabschnitt und startet die Ausführung der Polschlussverarbeitung. Die Hauptleistung der Steuerungsvorrichtung 10 wird beispielsweise durch Einschalten der Hauptleistung der Vorrichtung zum Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine 1 oder einer mit der Vorrichtung zum Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine 1 versehenden Vorrichtung (beispielsweise eines Fahrzeugs) eingeschaltet.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel erfasst zusätzlich die Steuerungsvorrichtung 10 die Stoppposition (Magnetpolposition) des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG zu der Zeit, wenn die Drehung des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG aus einem Zustand, in dem der Rotor sich dreht, gestoppt wird, durch die zweite Erfassungstechnik, speichert die erfasste Magnetpolposition in dem Speicherabschnitt und startet die Ausführung der Kurzschlussverarbeitung. In dem Fall, in dem die Erfassung der Magnetpolposition durch die zweite Erfassungstechnik wiederholt ausgeführt wird, bis der Rotor gestoppt wird, kann die Magnetpolposition des Rotors, die zuletzt erfasst worden ist, in dem Speicherabschnitt als die Stoppposition des Rotors gespeichert werden. Die Erfassung der Stoppposition des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG kann ebenfalls zu einem Zeitpunkt nach dem Zeitpunkt, zu dem die Hauptleistung der Steuerungsvorrichtung 10 eingeschaltet wird, oder zu einem Zeitpunkt nach dem Zeitpunkt durchgeführt werden, zu dem die Drehung des Rotors gestoppt wird.
Die Steuerungsvorrichtung 10 führt die Kurzschlussverarbeitung kontinuierlich aus, bis die Drehung des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG gestartet wird, das heißt kontinuierlich, bis ein Antriebsbefehl für die rotierende elektrische Maschine MG (beispielsweise ein Befehlswert für die Drehzahl oder das Drehmoment) aus einer höherrangigen ECU oder dergleichen zugeführt wird. Dann, wenn ein Antriebsbefehl für die rotierende elektrische Maschine MG zugeführt wird, beendet die Steuerungsvorrichtung 10 die Kurzschlussverarbeitung und startet die Erfassung der Magnetpolposition des Rotors durch die zweite Erfassungstechnik unter Verwendung der gespeicherten Magnetpolposition als den Anfangswert, um die sensorlose Antriebssteuerung für die rotierende elektrische Maschine MG zu starten. Selbstverständlich können Bedingungen zum Beenden der Kurzschlussverarbeitung zusätzlich eine andere Bedingung als die Zufuhr eines Antriebsbefehls für die rotierende elektrische Maschine MG aufweisen. Beispielsweise kann zur Unterdrückung eines Energieverlusts oder dergleichen während der Ausführung der Kurzschlussverarbeitung über eine relativ lange Zeitdauer die Kurzschlussverarbeitung in dem Fall beendet werden, in dem eine vorab bestimmte Zeit nach Start der Ausführung der Kurzschlussverarbeitung verstrichen ist.
Mit der Steuerungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, wie es vorstehend beschrieben worden ist, möglich, die Zeit zu verkürzen, nach dem ein Antriebsbefehl für die rotierende elektrische Maschine MG zugeführt worden ist, bis die sensorlose Antriebssteuerung für die rotierende elektrische Maschine MG gestartet wird. Folglich werden die nachfolgenden Vorteile in dem Fall erhalten, in dem die rotierende elektrische Maschine MG zum Antrieb des Rotors (Pumpenrotors) einer elektrischen Ölpumpe konfiguriert ist, die in dem Fahrzeug vorgesehen ist, und Öl, das aus der elektrischen Ölpumpe ausgestoßen wird, einem Servomechanismus (beispielweise einem Servomechanismus für eine hydraulisch angetriebene Eingriffsvorrichtung) für einen Antriebskraftübertragungsmechanismus zugeführt wird, das beispielsweise eine Antriebskraft zwischen Rädern und einer Antriebskraftquelle für die Räder überträgt. Das heißt, dass die elektrische Ölpumpe unmittelbar angetrieben werden kann, um einen notwendigen Hydraulikdruck in dem Fall zu erzeugen, in dem es notwendig ist, die elektrische Ölpumpe zur Zufuhr von Öl zu dem Servomechanismus anzutreiben. Folglich ist es möglich, eine Reduktion im Ansprechen des Antriebskraftübertragungsmechanismus (Fahrzeugantriebsvorrichtung) aufgrund einer Knappheit (Mangel) eines Eingriffsdrucks für die Eingriffsvorrichtung oder dergleichen zu unterdrücken. In dem Fall, in dem ein Parkverriegelungsmechanismus, der die Räder verriegelt, während das Fahrzeug selbst stillstehend ist, konfiguriert ist, bei Empfang einer Zufuhr von Öl, das aus der elektrischen Ölpumpe ausgestoßen wird, entriegelt zu werden, ist es zusätzlich ebenfalls möglich, eine übermäßige Verlängerung von Zeit zu unterdrücken, die zum Entriegeln des Parkverriegelungsmechanismus erforderlich ist.
Weiterhin kann in dem Fall, in dem die rotierende elektrische Maschine MG beispielsweise in dem Fahrzeug als die Antriebskraftquelle für die Räder vorgesehen ist, eine schnell ansprechende Startsteuerung erzielt werden, wenn das Fahrzeug unter Verwendung der Antriebskraft der rotierenden elektrischen Maschine MG gestartet wird. Die rotierende elektrische Maschine MG kann konfiguriert sein, einen anderen rotierenden Körper als den Pumpenrotor anzutreiben, der unabhängig ist von den Rädern vorgesehen ist, wie beispielsweise einen Rotor einer Wasserpumpe oder einen Rotor eines Verdichters einer Klimaanlage. Selbstverständlich kann die rotierende elektrische Maschine MG in einer anderen Vorrichtung als ein Fahrzeug vorgesehen sein.
Ein spezifisches Beispiel für eine Konfiguration, bei der die rotierende elektrische Maschine MG einen Rotor einer elektrischen Ölpumpe antreibt, die in einem Fahrzeug zur Erzeugung eines Hydraulikdrucks vorgesehen ist, der für einen Antriebskraftübertragungsmechanismus erforderlich ist, ist unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Wie es in 2 gezeigt ist, ist die rotierende elektrische Maschine MG als eine rotierende elektrische Antriebsmaschine für eine elektrische Ölpumpe EOP konfiguriert, die einen Steuerungshydraulikdruck für eine Fahrzeugantriebsübertragungsvorrichtung 100 erzeugt. Insbesondere ist die rotierende elektrische Maschine MG konfiguriert, den Rotor (zweiten Rotor R2) der elektrischen Ölpumpe EOP anzutreiben. Ein Ansaugölkanal RI, der mit einem Ölakkumulationsabschnitt (wie beispielsweise einer Ölwanne) über ein Filter (Sieb) ST verbunden ist, und ein zweiter Ausstoßölkanal RO2, der ein Strömungspfad für aus der elektrischen Ölpumpe EOP ausgestoßenes Öl ist, sind mit der elektrischen Ölpumpe EOP verbunden. Die elektrische Ölpumpe EOP stößt Öl, das über den Ansaugölkanal RI angesaugt wird, zu dem zweiten Ausstoßölkanal RO2 mit dem durch die Antriebskraft der rotierenden elektrischen Maschine MG gedrehten zweiten Rotor R2 aus. Öl, das zu dem zweiten Ausstoßölkanal RO2 ausgestoßen wird, wird durch eine Hydrauliksteuerungsvorrichtung VB gesteuert, um zu der Fahrzeugantriebsübertragungsvorrichtung 100 zugeführt zu werden. Die Hydrauliksteuerungsvorrichtung VB weist einen Hydraulikkreis auf, der aus Ölkanälen und Hydrauliksteuerungsventilen zusammengesetzt ist, steuert einen Hydraulikdruck, der aus der elektrischen Ölpumpe EOP zugeführt wird, und steuert in dem Beispiel weiterhin einen Hydraulikdruck, der aus einer nachstehend beschriebenen mechanischen Ölpumpe MOP zugeführt wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel entspricht die elektrische Ölpumpe EOP der "Hydraulikpumpe" gemäß der vorliegenden Erfindung.
In dem in 2 veranschaulichten Beispiel ist die Fahrzeugantriebsübertragungsvorrichtung 100 antreibend mit einer Brennkraftmaschine ENG verbunden, die als eine Antriebskraftquelle für Räder W dient, und ist konfiguriert, eine Drehantriebskraft der Brennkraftmaschine ENG auf die Räder W mit einer durch eine Drehzahländerungsvorrichtung TM geänderten Drehzahl der Drehantriebskraft zu übertragen. Die Brennkraftmaschine ENG ist ein Motor (wie beispielsweise eine Benzinmaschine und eine Dieselmaschine), der durch Verbrennen von Kraftstoff innerhalb der Kraftmaschine zur Entnahme von Leistung angetrieben wird. Die Drehzahländerungsvorrichtung TM überträgt Drehung, die aus der Antriebskraftquelle (in diesem Beispiel der Brennkraftmaschine ENG) übertragene Drehung für die Räder W auf die Räder W, wobei die Drehzahl mit einem gegenwärtigen Drehzahlverhältnis geändert wird. Die Drehzahländerungsvorrichtung TM weist eine Vielzahl von hydraulisch angetriebenen Eingriffsvorrichtungen auf. Der Eingriffszustand von jeder aus der Vielzahl der Eingriffsvorrichtungen wird durch die Hydrauliksteuerungsvorrichtung VB derart gesteuert, dass zwischen einer Vielzahl von Schaltstufen geschaltet wird. Eine rotierende elektrische Maschine kann als eine Antriebskraftquelle für die Räder W zusätzlich zu der Brennkraftmaschine ENG vorgesehen sein, oder eine rotierende elektrische Maschine MG kann als eine Antriebskraftquelle für die Räder vorgesehen sein, ohne das eine Brennkraftmaschine ENG vorgesehen ist.
In dem in 2 veranschaulichten Beispiel ist die mechanische Ölpumpe MOP zusätzlich zu der elektrischen Ölpumpe EOP als eine Ölpumpe vorgesehen, die einen Steuerungshydraulikdruck für die Fahrzeugantriebsübertragungsvorrichtung 100 erzeugt. Während die elektrische Ölpumpe EOP eine Hydraulikpumpe ist, die durch die rotierende elektrische Maschine MG angetrieben wird, die eine speziell dafür vorgesehene Antriebskraftquelle ist (eine Antriebskraftquelle, die ausschließlich zur Hydrauliksteuerung vorgesehen ist), ist die mechanische Ölpumpe MOP eine Hydraulikpumpe, die durch die Antriebskraftquelle (in dem Beispiel die Brennkraftmaschine ENG) für die Räder W angetrieben wird. In dem Beispiel ist ein Eingangszahnrad Gi, das mit dem Rotor (dem ersten Rotor R1) der mechanischen Ölpumpe MOP verbunden ist, mit einem Antriebszahnrad Go verbunden, das in einem Leistungsübertragungspfad zwischen der Brennkraftmaschine ENG und den Rädern W über eine Kette (Chain) CH vorgesehen ist. Der Ansaugölkanal RI, der mit dem Ölakkumulationsabschnitt über das Filter ST verbunden ist, und ein erster Ausschlussölkanal RO1, der ein Strömungspfad für aus der mechanischen Ölpumpe MOP ausgestoßenes Öl ist, sind mit der mechanischen Ölpumpe MOP verbunden. Die mechanische Ölpumpe MOP stößt Öl, das über den Ansaugölkanal RI angesaugt wird, zu dem ersten Ausstoßölkanal RO1 aus, wobei der erste Rotor R1 durch die Antriebskraft der Brennkraftmaschine ENG gedreht wird. Öl, das zu dem ersten Ausstoßölkanal RO1 ausgestoßen wird, wird durch die Hydrauliksteuerungsvorrichtung VB gesteuert, um der Fahrzeugantriebsübertragungsvorrichtung 100 zugeführt zu werden. In dem Beispiel sind jeweilige stromaufwärtige Abschnitte des Ansaugölkanals RI, die mit der mechanischen Ölpumpe MOP verbunden sind, und des Ansaugölkanals RI, die mit der elektrischen Ölpumpe EOP verbunden sind, einstückig (integral) miteinander geformt.
In dem in 2 veranschaulichten Beispiel sind jeweilige stromabwärtige Abschnitte des ersten Ausstoßölkanals RO1 und des zweiten Ausstoßölkanals RO2 einstückig miteinander geformt. Insbesondere werden die erste Ausstoßölkanal RO1 und der zweite Ausstoßölkanal RO2 miteinander innerhalb der Hydrauliksteuerungsvorrichtung VB zusammengeführt, um einen zusammengeführten Ausstoßölkanal zu bilden. Ein Abschnitt des ersten Ausstoßölkanals RO1, der stromaufwärts von dem zusammengefügten Abschnitt mit dem zweiten Ausstoßölkanal RO2 angeordnet ist, ist mit einem ersten Rückschlagventil 40 versehen, das eine Strömung von Öl zu der stromaufwärtigen Seite beschränkt. Ein Abschnitt des zweiten Ausstoßölkanals RO2, der stromaufwärts von dem zusammengefügten Abschnitt mit dem ersten Ausstoßölkanal RO1 angeordnet ist, ist mit einer zweiten Rückschlagventil 41 versehen, das ein Strömen von Öl zu der stromaufwärtigen Seite beschränkt. Somit wird Öl, das bei einem höheren Ausstoßdruck, von Öl, das von der mechanischen Ölpumpe MOP ausgestoßen wird, und Öl, das aus der elektrischen Ölpumpe EOP ausgestoßen wird, dem zusammengefügten Ausschlussölkanal zugeführt. Das heißt, dass, wenn lediglich eine der mechanischen Ölpumpe MOP und der elektrischen Ölpumpe EOP angetrieben wird, Öl, das aus der angetriebenen Ölpumpe ausgestoßen wird, durch die Hydrauliksteuerungsvorrichtung VB gesteuert wird, um der Fahrzeugantriebsübertragungsvorrichtung 100 (Drehzahländerungsvorrichtung TM) zugeführt zu werden. Wenn sowohl die mechanische Ölpumpe MOP als auch die elektrische Ölpumpe EOP angetrieben werden, wird Öl, das zu einem höheren Ausstoßdruck ausgestoßen wird, durch die Hydrauliksteuerungsvorrichtung VB gesteuert, um der Fahrzeugantriebsübertragungsvorrichtung 100 (Drehzahländerungsvorrichtung TM) zugeführt zu werden.
3. Andere Ausführungsbeispiele
Schließlich sind andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine Konfiguration, die in jedem der nachfolgenden Ausführungsbeispiele offenbart ist, kann in Kombination mit einer Konfiguration angewendet werden, die in irgendeinem anderen Ausführungsbeispiel offenbart ist, so lang wie kein Widerspruch auftritt.

(1) Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird eine masselose Leistungsquellenschaltung, die einen Transformator verwendet, als die Leistungsquelle für die Treiberschaltung 12 angewendet. Jedoch sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt. Beispielsweise kann ebenfalls, wie es in 3 veranschaulicht ist, eine Bootstrap-Leistungsquelle 80, die eine Bootstrap-Schaltung verwendet, als die Leistungsquelle für die Treiberschaltung 12 angewendet werden. Gemäß 3 weist eine Referenzleistungsleitung D eine Spannung auf, die höher als die Betriebsspannung (beispielsweise 5 V oder 3,3 V) der Steuerungsvorrichtung 10 ist, und weist beispielsweise eine Spannung von 15 V in Bezug auf eine negative Leistungsquellenleitung N auf. In 3 ist zur Vereinfachung lediglich der Zweig 23 entsprechend einer Phase veranschaulicht. Jedoch sind die Zweige 23 für die anderen Phasen ebenfalls in derselben Weise konfiguriert. In 3 ist zusätzlich lediglich eine obere Treiberschaltung 12a, die das obere Schaltelement 21 antreibt, der Treiberschalter 12 veranschaulicht.

Wie es in 3 gezeigt ist, arbeitet die obere Treiberschaltung 12a an der Bootstrap-Leistungsquelle 80 mit deren negativen Elektrode auf einem Potenzial auf der negativen Elektrodenseite (einem Potenzial der Emitteranschlussseite) des oberen Schaltelements 21 und mit deren positiver Elektrode auf einem Potenzial, das in Bezug auf die negative Elektrode um eine vorab definierte Spannung angehoben ist. Insbesondere weist die Bootstrap-Leistungsquelle 80 eine erste Diode 81 und einen Widerstand 84, die in Reihe miteinander geschaltet sind, sowie einen Kondensator 83 und eine zweite Diode 82 auf, die parallel zueinander geschaltet sind. Ein erster Anschluss 71 der oberen Treiberschaltung 12a ist mit der Referenzleistungsleitung D über die erste Diode 81 und den Widerstand 84 verbunden. Die erste Diode 81 ist mit deren Durchlassrichtung entsprechend der Richtung von der Referenzleistung D zu dem ersten Anschluss 71 vorgesehen. Somit wird an den ersten Anschluss 71 eine Spannung angelegt, die um die Durchlassspannung (beispielsweise 0,6 bis 0,7 V) der ersten Diode 81 niedriger als die Spannung der Referenzleistungsleitung D ist. Zusätzlich ist ein zweiter Anschluss 72 der oberen Treiberschaltung 12a mit der negativen Elektrodenseite des oberen Schaltelements 21 verbunden, und ist mit dem ersten Anschluss 71 über den Kondensator 83 verbunden. Die zweite Diode 82 ist mit deren Durchlassrichtung entsprechend der Richtung von dem zweiten Anschluss 72 zu dem ersten Anschluss 71 vorgesehen. Ein dritter Anschluss 73 der oberen Treiberschaltung 12a ist mit einem Steuerungsanschluss (Gate-Anschluss) des oberen Schaltelements 21 verbunden.
Somit wird der Kondensator 83 durch eine Potenzialdifferenz zwischen dem ersten Anschluss 71 und dem zweiten Anschluss 72 während einer Zeitdauer geladen, während der das untere Schaltelement 22 derart gesteuert wird, dass es eingeschaltet ist. Die Potenzialdifferenz ist angenähert gleich der Potenzialdifferenz zwischen der Referenzleistungsleitung D und der negativen Leistungsquellen Leitung N. Wenn das obere Schaltelement 21 derart gesteuert wird, dass es eingeschaltet ist, wird das Steuerungssignal S, das durch die Steuerungsvorrichtung 10 erzeugt wird und einem (nicht gezeigten) Eingangsanschluss der oberen Treiberschaltung 12a zugeführt wird, aus dem dritten Anschluss 73 der oberen Treiberschaltung 12a als ein Gate-Antriebssignal ausgegeben, das die Potentialdifferenz zwischen der Referenzleistungsleitung D und der negativen Leistungsquellenleitung N hat. In diesem Fall wird Leistung aus der in dem Kondensator 83 akkumulierten Ladung der oberen Treiberschaltung 12a zugeführt.
Auf diese Weise ist es in dem Fall, in dem die Bootstrap-Leistungsquelle 80, die eine Bootstrap-Schaltung verwendet, als die Leistungsquelle für die Treiberschaltung 12 angewendet wird, angebracht, dass die Steuerungsvorrichtung 10 alle unteren Schaltelemente 22 derart steuert, dass sie in der Kurzschlussverarbeitung eingeschaltet werden. Dies liegt daran, dass die Zeitdauer, während der die oberen Schaltelemente 21 kontinuierlich derart gesteuert werden können, dass sie eingeschaltet werden, durch die in dem Kondensator 83 akkumulierte Ladungsmenge beschränkt ist, jedoch gibt es eine derartige Beschränkung für die unteren Schaltelemente 22 nicht.

(2) Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Steuerungsvorrichtung 10 konfiguriert, eine Stromregelung an der rotierenden elektrischen Maschine MG unter Verwendung des durch den Stromsensor 4 erfassten Stroms auszuführen. Jedoch sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt. Beispielsweise kann, wie es in 4 gezeigt ist, ein Shunt-Widerstand 90 in Reihe zwischen dem unteren Schaltelement und der negativen Leistungsquellenleitung N angeschlossen werden, und kann die Steuerungsvorrichtung 10 konfiguriert sein, eine Stromregelung an der rotierenden elektrischen Maschine MG unter Verwendung eines durch den Shunt-Widerstand 90 erfassten Stroms auszuführen. In diesem Fall muss der Stromsensor 4 nicht vorgesehen werden. In 4 ist zur Vereinfachung lediglich der Zweig 23 entsprechend einer Phase veranschaulicht. Jedoch sind die Zweige 23 für die anderen Phasen ebenfalls in derselben Weise konfiguriert.

Die Spannung über (zwischen den Anschlüssen von) dem Shunt-Widerstand 90 ist entsprechend der Größe des Stroms bestimmt, der durch das untere Schaltelement 22 fließt. Daher kann der Strom, der durch das untere Schaltelement 22 fließt, durch Erfassung über den Shunt-Widerstand 90 erfasst werden. In dem in 4 veranschaulichten Beispiel ist ein Berechnungsverstärker 91 vorgesehen, der die Spannung über den Shunt-Widerstand 90 erfasst, und erfasst die Steuerungsvorrichtung 10 einen durch das untere Schaltelement 22 fließenden Strom auf der Grundlage eines Ausgangssignals aus dem Berechnungsverstärker 91 und des Widerstandswerts des Shunt-Widerstands 90. Das Shunt-Widerstand 90 kann lediglich für die unteren Schaltelemente 22 für zwei Phasen unter den drei Phasen vorgesehen sein, und ein Strom, der durch jede der drei Phasen fließt kann durch Verwendung der zwei Shunt-Widerstände 90 und Ausnutzen der Tatsache erfasst werden, dass die Summe der Momentanwerte der Ströme für die jeweiligen Phasen null ist.
Folglich ist es in einer Konfiguration, in der der Shunt-Widerstand 90, der zur Erfassung eines durch das untere Schaltelement 22 fließenden Stroms konfiguriert ist, in Reihe zwischen dem unteren Schaltelement 22 und der negativen Leistungsquellenleitung N geschaltet (verbunden) ist, angebracht, dass die Steuerungsvorrichtung 10 konfiguriert ist, alle unteren Schaltelemente 22 derart zu steuern, dass sie in der Kurzschlussverarbeitung eingeschaltet werden. Dies liegt daran, dass die Konfiguration eine Erfassung eines Stroms erlaubt, der durch das untere Schaltelement 22 während der Ausführung der Kurzschlussverarbeitung fließt, und ermöglicht daher die Erfassung eines Auftretens eines anormalen Zustands wie eines Zustands, bei dem ein übermäßig großer Strom durch das untere Schaltelement 22 fließt.

(3) Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Steuerungsvorrichtung 10 konfiguriert, die Kurzschlussverarbeitung kontinuierlich nach Erfassung der Stoppposition des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG bis zum Starten der Drehung des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG auszuführen. Jedoch sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt. Beispielsweise kann die Kurzschlussverarbeitung ausgeführt werden, nachdem der Rotor der rotierenden elektrischen Maschine MG an einer bekannten Magnetpolposition positioniert ist, und kann die Kurzschlussverarbeitung kontinuierlich ausgeführt werden, bis die Drehung des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG gestartet wird. Beispielsweise kann der Rotor an einer bekannten Polposition durch Zuführen eines Gleichstroms lediglich zu der Statorspule für eine besondere Phase (beispielsweise U-Phase) positioniert werden. Es ist ebenfalls möglich, zu berücksichtigen, dass die Stoppposition des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG eine bekannte Magnetpolposition ist (das heißt, dass die bekannte Magnetpolposition als die Stoppposition des Rotors erfasst wird), nachdem eine eingestellte Zeit nach Starten der Verarbeitung zur Positionierung des Rotors an die bekannte Magnetpolposition verstrichen ist, und kann die Kurzschlussverarbeitung kontinuierlich danach ausgeführt werden, bis die Drehung des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG gestartet wird.
(4) Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Sensor (Drehsensor), der ein Element aufweist, das zusammen mit dem Rotor der rotierenden elektrischen Maschine MG sich dreht, und der die Drehposition des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine MG erfasst, nicht mit der Steuerungsvorrichtung 10 verbunden. Jedoch sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht begrenzt, und kann die Steuerungsvorrichtung 10 ebenfalls konfiguriert sein, mit einem derartigen Drehsensor verbunden zu sein. Beispielsweise kann ein Drehsensor, der eine ausreichende Auflösung zur Bestimmung von zumindest der Polarität der Magnetpolposition aufweist, mit der Steuerungsvorrichtung 10 verbunden sein. In diesem Fall kann, wenn die Magnetpolposition des Rotors auf der Grundlage der zweiten Erfassungstechnik in einem Zustand zu erfassen ist, in dem die Magnetpolposition des Rotors unbekannt ist, eine Magnetpolposition einer bekannten Polarität, die durch den Drehsensor erfasst wird, als der Anfangswert verwendet werden, was die Notwendigkeit für die vorstehend beschriebene N/S-Bestimmung beseitigt. Als Ergebnis ist es, wenn die Magnetpolposition des Rotors in einem Zustand zu erfassen ist, in dem die Magnetpolposition des Rotors unbekannt ist (beispielsweise wenn die Magnetpolposition des Rotors unter der Bedingung zu erfassen ist, dass die Hauptleistung der Steuerungsvorrichtung 10 eingeschaltet wird), möglich, die Zeit bis zur Erfassung der Magnetpolposition des Rotors einschließlich der Polarität zu verkürzen.
(5) Ebenfalls in Bezug auf andere Konfigurationen sind die hier offenbarten Ausführungsbeispiele in jederlei Hinsicht veranschaulichend, und ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Das heißt, eine Konfiguration, die nicht in den Patentansprüchen der vorliegenden Anmeldung beschrieben ist, kann ohne Abweichen von der Aufgabe der vorliegenden Erfindung modifiziert werden.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann auf eine Steuerungsvorrichtung angewendet werden, die einen zwischen einer Gleichstromleistungsquelle und einer rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine angeordneten Wechselrichter steuert, um eine Leistungsumwandlung zwischen Gleichstromleistung und Wechselstromleistung durchzuführen.
Bezugszeichenliste

2: Gleichstromleistungsquelle
10: Steuerungsvorrichtung
11: Wechselrichter
21: oberes Schaltelement
22: unteres Schaltelement
100: Fahrzeugantriebsübertragungsvorrichtung
EOP: elektrische Ölpumpe (Hydraulikpumpe)
MG: rotierende elektrische Maschine (rotierende elektrische Wechselstrommaschine)

Claims

Steuerungsvorrichtung, die einen zwischen einer Gleichstromleistungsquelle und einer rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine angeordneten Wechselrichter steuert, um eine Leistungsumwandlung zwischen Gleichstromleistung und Wechselstromleistung durchzuführen, wobei der Wechselrichter eine Vielzahl von Sätzen eines oberen Schaltelements und eines unteren Schaltelements aufweist, die miteinander zwischen positiven und negativen Elektroden auf der Gleichstromseite in Reihe geschaltet sind und derart gesteuert werden, dass sie in komplementärer Weise ein- und ausgeschaltet werden; und die Steuerungsvorrichtung eine Kurzschlussverarbeitung ausführt, bei der alle oberen Schaltelemente oder alle unteren Schaltelemente gesteuert werden, um eingeschaltet zu sein, während die rotierende elektrische Wechselstrommaschine stillstehend ist.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kurzschlussverarbeitung kontinuierlich nach Erfassung einer Stoppposition eines Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine ausgeführt wird, bis die Drehung des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine gestartet wird.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Kurzschlussverarbeitung alle unteren Schaltelemente derart gesteuert werden, dass sie eingeschaltet sind.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Sensor, der ein Element, das zusammen mit einem Rotor der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine dreht und eine Drehposition des Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine erfasst, nicht mit der Steuerungsvorrichtung verbunden ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die rotierende elektrische Wechselstrommaschine eine rotierende elektrische Antriebsmaschine für eine Hydraulikpumpe ist, die einen Steuerungshydraulikdruck für eine Fahrzeugantriebsübertragungsvorrichtung erzeugt.