DE112017004939T5

DE112017004939T5 - Leistungssteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112017004939T5
Application number: DE112017004939.3T
Authority: DE
Inventors: Takuto Suzuki; Hiroshi Inamura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2019-06-13
Anticipated expiration: 2037-09-28
Also published as: DE112017004939B4; JP6638616B2; JP2018057244A; CN109874350A; CN109874350B; US11193467B2; WO2018062324A1; US20210184456A1

Abstract

Leistungssystem, das mit einer Elektrorotationsmaschine (21), die einen Betrieb einer Leistungserzeugung und eines Leistungslaufs bereitstellt, einem Schaltschaltkreis (22), der Elektrizität für jede Phase durch Schalten einer Vielzahl von Schaltelementen (Sp, Sn) zu EIN/AUS durch die Elektrorotationsmaschine (21) bereitstellt, einem Batterieabschnitt (11, 12), der mit dem Schaltschaltkreis verbunden ist, und Schaltern (31, 32), die bei einem elektrischen Pfad zwischen dem Schaltschaltkreis und dem Batterieabschnitt bereitgestellt sind, versehen ist. Ein Leistungsabschaltabschnitt (52a) ist vorgesehen, um einen elektrischen Pfad abzuschalten, wenn ein Überstrom in zumindest einem aus der Elektrorotationsmaschine und dem Schaltschaltkreis fließt. Leistungssteuergeräte (23, 37, 40) sind mit einer Überstrombestimmung, die basierend auf Ergebnissen von einer ersten Bestimmung, die bestimmt, dass sich ein Stromfluss zu einer vorbestimmten Überstromschwelle (TH1) erhöht hat, und einer zweiten Bestimmung, die bestimmt, dass sich der Stromfluss danach verringert hat, bestimmt, dass ein Überstrom aufgetreten ist, und einer Schaltsteuerung, die die Schalter basierend auf einem bestimmten Ergebnis der Überstrombestimmung geöffnet schaltet, versehen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Leistungssystem, das beispielsweise bei einem Fahrzeug montiert ist, und bezieht sich insbesondere auf eine Leistungssteuervorrichtung, die eine Steuerung bezüglich des Leistungssystems durchführt.
Verwandter Stand der Technik
Es sind konventionelle Leistungssysteme beispielsweise für Fahrzeuge bekannt, die mit einer Vielzahl von Batterien (beispielsweise einer Bleibatterie und einer Lithiumionenbatterie) versehen sind, wobei jede Batterie mit einer seriellen Verbindung zu einer Elektrorotationsmaschine versehen ist (wie in Patentliteratur 1 beschrieben). Ferner ist die Elektrorotationsmaschine derart vorgesehen, dass ein Schalten zwischen einem Leistungserzeugungszustand und einem Leistungslaufzustand bzw. Leistungsbetriebszustand betreibbar ist, und ein elektrischer Zustand jeder Phase während der Leistungserzeugung und der Leistungsfortbewegung bzw. dem Leistungslauf bzw. Leistungsbetrieb bei einem Umrichter angepasst wird.
Beispielsweise gibt es, wenn ein Kurzschluss in einer Leistungsleitung und einer Masseleitung auftritt, der durch einen Überstrom verursacht ist, der zu einem Umrichter fließt, Probleme unerwünschter Ereignisse wie ein bei dem Umrichter auftretende Fehler. In solchen Fällen wird von jeder der Batterien zu dem Umrichter zugeführte Leistung terminiert, und Schalter, die zwischen dem Umrichter und jeder Batterie vorgesehen sind, werden als ein Fail-Safe-Prozess bzw. Ausfallsicherungsprozess zwangsgeöffnet.
Zitierungen
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2014-177213 A
Zusammenfassung der Erfindung
Jedoch ist es, wenn ein Überstrom zu einem Umrichter fließt, notwendig, unerwünschte Ereignisse zu verringern, die durch den Überstrom verursacht werden, und einen elektrischen Pfad zu einem frühesten Zeitpunkt bzw. in einem frühesten Stadium als ein Ausfallsicherungsprozess abzuschalten. Beispielsweise gibt es, wenn ein Schalter ausgeschaltet wird, wenn ein großer Strom entlang eines elektrischen Pfades fließt, weitere Bedenken bezüglich dessen, dass der Schalter durch eine Überspannung beschädigt werden kann. Es wird berücksichtigt, dass diese unerwünschten Ereignisse nicht auf ein mit einer Vielzahl von Batterien ausgerüstetes Leistungssystem beschränkt sind. Unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Probleme gibt es Raum, vorliegende Techniken zu verbessern. In Hinblick auf die obigen Probleme zielt die vorliegende Offenbarung darauf, eine Leistungssteuervorrichtung vorzusehen, die geeignete Maßnahmen unternimmt, wenn ein Überstrom auftritt.
Eine Art zur Auflösung der vorstehenden Probleme und ein Betriebseffekt davon wird nachstehend beschrieben. Nachstehend werden Symbole, die einer Art bzw. Betriebsart der vorliegenden Offenbarung entsprechen, zur Vereinfachung verwendet. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht beispielsweise auf die mit den Symbolen gezeigte spezifizierte Konfiguration beschränkt.
Eine erste Art ist eine Leistungssteuervorrichtung. Die Leistungssteuervorrichtung umfasst eine Elektrorotationsmaschine (21), die einen Betrieb einer Leistungserzeugung und eines Leistungslaufs ermöglicht,

einen Schaltschaltkreis (22), der eine Elektrizität für jede Phase bei der Elektrorotationsmaschine durch Betriebsschalten von EIN/AUS-Zuständen einer Vielzahl von Schaltelementen erbringt bzw. durchführt,
einen Batterieabschnitt (11, 12), der elektrisch mit dem Schaltschaltkreis verbunden ist, und
Leistungssteuergeräte (23, 37, 40), die auf ein Leistungssystem angewendet sind, das
Schalter (31, 32) umfasst, die bei einem elektrischen Pfad zwischen dem Schaltschaltkreis und dem Batterieabschnitt montiert sind. Die Leistungssteuervorrichtung umfasst auch
einen Abschaltabschnitt (52), der einen elektrischen Pfad abschaltet, wenn ein Überstrom zu zumindest einem aus der Elektrorotationsmaschine und dem Schaltschaltkreis fließt,
eine erste Bestimmung, die bestimmt, dass sich ein in dem Schaltschaltkreis fließender Strom zu einer vorbestimmten Überstromschwelle (TH1) erhöht hat,
eine Überstrombestimmung, die bestimmt, dass der Überstrom aufgetreten ist, basierend Ergebnissen von der ersten Bestimmung, die bestimmt, dass sich der zu dem Schaltschaltkreis fließende Stromfluss zu der vorbestimmten Überstromschwelle erhöht hat, und einer zweiten Bestimmung, die bestimmt, dass sich der Stromfluss danach verringert hat, und
einen Schaltsteuerabschnitt, der die Schalter basierend auf dem Ergebnis des Überstrombestimmungsabschnitts öffnet.

Bei der Konfiguration ist der Abschaltabschnitt vorgesehen, um den elektrischen Pfad abzuschalten, wenn der Überstrom in zumindest einem aus der Elektrorotationsmaschine und dem Schaltschaltkreis auftritt. In diesem Fall ist, nachdem sich der Stromfluss aufgrund des Überstroms erhöht hat, dieser dann durch Abschalten des Pfads bei dem Abschaltabschnitt scharf verringert. Unter Berücksichtigung dieser Aspektausführungsart der beschriebenen Konfiguration basiert die Bestimmung, dass der Überstrom aufgetreten ist, auf den Ergebnissen von der ersten Bestimmung, die bestimmt, dass sich der in den Schaltschaltkreis fließende Strom auf die vorbestimmte Überstromschwelle erhöht hat, und der zweiten Bestimmung, die bestimmt, dass sich der Stromfluss danach verringert hat. Ferner werden die Schalter basierend auf den Bestimmungsergebnissen bezüglich dessen, ob der Überstrom aufgetreten ist, geöffnet. In diesem Fall wird eine mit dem Öffnen der Schalter auftretende Stromüberspannung unterdrückt, und ein Stromfluss wird wünschenswert abgeschaltet.
D.h., wenn die in dem elektrischen Pfad vorgesehenen Schalter unter Bedingungen geöffnet werden, in denen der Überstrom fließt, wird ein Überspannungsstrom erzeugt und der Überspannungsstrom kann die Schalter beschädigen oder zerstören. Jedoch wird in der vorstehend beschriebenen Konfiguration, da die Schalter geöffnet werden, wenn der passierende Überstrom aufgetreten ist, die mit dem Öffnen der Schalter auftretende Stromüberspannung unterdrückt, und eine Beschädigung oder eine Zerstörung der Schalter wird auch unterdrückt. Als ein weiteres Ergebnis können geeignete Maßnahmen unternommen werden, wenn ein Überstrom auftritt.
Als eine zweite Art der vorliegenden Offenbarung, bestimmt, nachdem sich der Stromfluss zu der Überstromschwelle erhöht hat, der Überstrombestimmungsabschnitt als die zweite Bestimmung, dass sich der Stromfluss zu einer zweiten Schwelle (TH2) geringer als die Überstromschwelle verringert hat.
Gemäß der Konfiguration kann, wenn ein abnormer Kurzschluss (Abnormkurzschluss) bei der Elektrorotationsmaschine oder dem Schaltschaltkreis auftritt, die Erhöhung des Stroms aufgrund des Überstroms und eine Verringerung danach durch Abschalten des elektrischen Pfads bei dem Abschaltabschnitt zuverlässig durchgeführt werden. Als ein weiteres Ergebnis kann eine Schalteröffnungsmaßnahme geeignet durchgeführt werden.
Eine dritte Art der vorliegenden Offenbarung ist das Schaltsteuerelement, das betreibend die Schalter öffnet, nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist, wenn der Überstrombestimmungsabschnitt bestimmt, dass der Überstrom aufgetreten ist. Die vorbestimmte Zeitperiode ist eine Periode von wenn sich der Stromfluss zu der zweiten Schwelle verringert hat bis zu wenn eine vorbestimmte Periode verstrichen ist.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist, wenn die Bestimmung des Überstroms gemäß einer Änderung, insbesondere einer Erhöhung und Verringerung, des Stromflusses, durchgeführt wird, nicht vorgesehen, dass sich die Schalter unmittelbar nachdem die Verringerung des Stromflusses bestimmt ist öffnen, sondern ist vorgesehen, zu öffnen, wenn die vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist. In diesem Fall weisen Änderungen des Stromflusses darauf hin, dass der Überstrom unmittelbar nach Abschalten des elektrischen Pfads durch den Abschaltabschnitt aufgetreten ist. D.h., es wird berücksichtigt, dass zumindest eine temporäre Antwort bzw. Reaktion, die sich auf den Überstrom bezieht, durchgeführt wird. Auch in diesem Zustand kann durch Durchführen des Schalteröffnens mit geeigneter Zeit eine geeignete Leistungsschaltmaßnahme durchgeführt werden. Beispielsweise kann unter Berücksichtigung, dass ein Elektroabschalten andere Geräte beeinflusst, auch eine Vormaßnahme bzw. VorMaßnahme beispielsweise bezüglich des Elektroabschaltens durchgeführt werden.
In einer vierten Art umfasst das Leistungssystem eine elektrische Last (15), die mit einem elektrischen Pfad zwischen dem Batterieabschnitt und dem Schaltschaltkreis verbunden ist, und einen Abschaltprozessabschnitt, der einen Vorprozess der Leistungsabschaltung bezüglich der elektrischen Last durchführt. Der Vorprozess bezüglich der elektrischen Last wird von einem Zeitpunkt, zu dem sich der Stromfluss zu der zweiten Schwelle verringert, bis die vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist, durchgeführt.
Gemäß der Konfiguration wird, wenn sich der Stromfluss auf die (bzw. zu der) zweite(n) Schwelle verringert (das heißt, wenn der Überstrom bestimmt wird), ein Betriebszustand der elektrischen Last aufgezeichnet, und ein Vorprozess bzw. Vor-Prozess eines Verringerns einer Ausgabe und ein Beenden eines Fahrbetriebs kann ausgeführt werden, während einer Periode von dem Verringern des Stromflusses bis dass das Schalteröffnen durchgeführt wird.
In einer fünften Art der vorliegenden Offenbarung ist das Leistungssystem mit einer ersten Batterie (11) und einer zweiten Batterie (12) als der Batterieabschnitt versehen, und eine elektrische Last (16) ist elektrisch mit einem elektrischen Pfad verbunden, der eine Leistungszufuhr von jeder der Batterien ermöglicht. Bei dem elektrischen Pfad ist ein Umgehungspfad (L6, L7) vorgesehen, um die Schalter zu umgehen und die erste Batterie und die elektrische Last elektrisch zu verbinden. Der Umgehungspfad umfasst Umgehungsschalter (61, 62), die von dem Zeitpunkt, zu dem sich der Stromfluss zu der zweiten Schwelle verringert, bis die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, geschlossen sind. Die Umgehungsschalter werden mittels eines Umgehungsabschnitts geschlossen.
Gemäß der Konfiguration kann, wenn sich der Stromfluss zu der zweiten Schwelle verringert (d.h., wenn der Überstrom bestimmt ist) während der Periode von dem Verringern des Stromflusses bis dass das Schalteröffnen durchgeführt wird, der Umgehungspfad in einem Leitungszustand vorgesehen sein, wobei eine Betriebszeit der Umgehungsschalter berücksichtigt wird. In diesem Fall kann die Leistungszufuhr von der ersten Batterie zu der elektrischen Last kontinuierlich unter Verwendung des Umgehungspfads ohne Abschalten einer Leistungsabschaltung (in den Figuren weggelassen) bezüglich der elektrischen Last durchgeführt werden.
In einer sechsten Art der vorliegenden Offenbarung umfasst die Leistungssteuervorrichtung ferner einen Neuerhöhungsbestimmungsabschnitt, der bestimmt, dass der Stromfluss sich nach einer temporären Verringerung neu (erneut) erhöht hat, wenn der Überstrombestimmungsabschnitt bestimmt, dass der Überstrom aufgetreten ist. In dieser Betriebsart bzw. Art öffnet die Schaltersteuerung die Schalter, wenn der Überstrombestimmungsabschnitt bestimmt, dass der Überstrom aufgetreten ist, und der Neuerhöhungsbestimmungsabschnitt bestimmt, dass sich der Stromfluss nach der temporären Verringerung neu (erneut) erhöht hat.
Wenn der Abschaltabschnitt als Reaktion auf ein Ereignis eines Abnormkurzschlusses bzw. abnormen Kurzschlusses abgeschaltet (beispielsweise geschmolzen) ist, der bei der Elektrorotationsmaschine oder dem Schaltschaltkreis auftritt, wird eine Maßnahme eines Terminierens bzw. Beendens des Überstroms abgeschlossen. Jedoch wird berücksichtigt, dass der Abschaltabschnitt zu einem Leitzustand zurückkehrt, wodurch sich Elektrizität in einem Leitzustand befindet, nachdem der Abschaltabschnitt abgeschaltet ist. Gemäß der Konfiguration wird das Öffnen der Schalter durchgeführt, wenn, als eine Bedingung, die Leitung bzw. das Leiten zurückkehrt. D.h., nachdem der Überstrom durch die jeweilige erste und zweite Bestimmung bestimmt ist, wird das Leistungsabschalten durch das Öffnen der Schalter unter beschränkten Bedingungen durchgeführt. Gemäß der Konfiguration können die Effekte bzw. Beeinflussungen beispielsweise auf die anderen Geräte minimiert werden, wenn die Leistung abgeschaltet wird, was durch das Öffnen der Schalter durchgeführt wird.
Bei einer siebten Art der vorliegenden Offenbarung umfasst die Leistungssteuervorrichtung ein erstes Steuergerät (22) und ein zweites Steuergerät (37). Das erste Steuergerät steuert einen Betrieb der Leistungserzeugung und des Leistungslaufs der Elektrorotationsmaschine, und das zweite Steuergerät steuert ein Laden des Batterieabschnitts durch das Öffnen und Schließen der Schalter. Das erste Gerät umfasst den Überstrombestimmungsabschnitt und überträgt zu dem zweiten Steuergerät ein Bestimmungssignal, das auf ein Bestimmungsergebnis des Überstrombestimmungsabschnitts hinweist. Das zweite Steuergerät umfasst das Schaltersteuerelement und öffnet die Schalter basierend auf dem Bestimmungssignal, das von dem ersten Steuergerät übertragen ist.
Gemäß der Konfiguration überträgt das erste Steuergerät zu dem zweiten Steuergerät das Bestimmungssignal, das auf das Bestimmungsergebnis des Überstroms hinweist, und das zweite Steuergerät öffnet die Schalter basierend auf dem Bestimmungssignal von dem ersten Steuergerät. In diesem Fall kann, da das zweite Steuergerät direkt das Bestimmungssignal von dem ersten Steuergerät empfängt, basierend auf dem Bestimmungssignal eine rasche Maßnahme als Reaktion unternommen werden.
Bei einer achten Art der Offenbarung ist die Leistungssteuervorrichtung mit einem dritten Steuergerät (40) verbunden, um gegenseitige Kommunikation dazwischen zu ermöglichen. Das dritte Steuergerät verwaltet grundsätzlich das erste Steuergerät und das zweite Steuergerät. Das erste Steuergerät überträgt das Bestimmungssignal zu dem zweiten Steuergerät und dem dritten Steuergerät, und das dritte Steuergerät überträgt zu dem zweiten Steuergerät ein Zwangs-Öffnen-Signal, das ein Zwangsöffnen der Schalter anweist, und das auf dem Bestimmungssignal, das von dem ersten Steuergerät empfangen ist, basiert. Das zweite Steuergerät zwangsöffnet die Schalter basierend auf einem früher empfangenen Signal aus dem Bestimmungssignal, das von dem ersten Gerät empfangen ist, und dem Zwangs-Öffnen-Signal, das von dem dritten Steuergerät empfangen ist.
Gemäß der Konfiguration empfängt das zweite Steuergerät das Bestimmungssignal direkt von dem ersten Steuergerät, ohne darauf zu warten, das Zwangs-Öffnen-Signal von dem dritten Steuergerät, das ein Host-Steuergerät ist, zu empfangen. Eine rasche Maßnahme kann daher als Reaktion basierend auf dem Bestimmungssignal unternommen werden. Zudem kann das zweite Steuergerät eine frühe Antwort bzw. Reaktion durchführen, und das dritte Steuergerät kann eine hoch zuverlässige Antwort bzw. Reaktion durchführen. Es wird bemerkt, dass das zweite Steuergerät einen lokalen Betriebsprozess durchführt, der sich auf eine Ladesteuerung eines Laders bezieht, und das dritte Steuergerät grundsätzlich andere Steuergeräte verwaltet, so dass eine hoch zuverlässige Antwort bzw. Reaktion durch das dritte Steuergerät durchgeführt wird.
Eine neunte Art der vorliegenden Offenbarung ist der als ein schmaler Abschnitt (52a) eines Führabschnitts (52) ausgeführte Abschaltabschnitt, der das Schaltelement des Schaltschaltkreises mit einer Montageposition verbindet.
Gemäß der Konfiguration wird, wenn der abnorme Kurzschluss der Elektrorotationsmaschine oder des Schaltschaltkreises auftritt, die Maßnahme für den Überstrom durch Abschalten des Führabschnitts des Schaltelements prompt ausgeführt.
Figurenliste
Der Zweck der vorstehend beschriebenen Offenbarung und andere Zwecke werden zusätzlich zu Merkmalen und Vorteilen davon mit der nachstehend unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschriebenen Beschreibung erkennbar. Bei den anhängenden Zeichnungen ist

1 ein Diagramm eines elektrischen Schaltkreises, der ein Leistungssystem eines ersten Ausführungsbeispiels zeigt,
2 eine Schaltkreiszeichnung, die eine elektrische Konfiguration einer Elektrorotationsmaschineneinheit zeigt,
3 ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht zeigt, die einen Teil eines Schaltmoduls zeigt,
4 ein Flussdiagramm, das einen Prozess einer Abnormüberstrombestimmung, die durch eine Elektrorotationsmaschinen-ECU ausgeführt wird, zeigt,
5 ein Flussdiagramm, das einen Prozess einer durch eine Maschinen-ECU ausgeführten Abnormüberwachung zeigt,
6 ein Flussdiagramm, das einen Prozess einer durch eine Batterie-ECU ausgeführten Ausfallsicherheitssteuerung zeigt,
7 ein Zeitdiagramm, das einen Prozess beschreibt, wenn ein Überstrom bei einem Umrichter auftritt,
8 ein Flussdiagramm, das einen Prozess einer Leistungslaufansteuersteuerung der Elektrorotationsmaschine zeigt,
9 ein Zeitdiagramm, das eine Stromflusssteuerung bei einem initialen Start der Leistungslaufansteuersteuerung der Elektrorotationsmaschine zeigt,
10 ein elektrischer Schaltkreis, der das Leistungssystem eines zweiten Ausführungsbeispiels zeigt,
11 ein Flussdiagramm, das einen Prozess der durch die Maschinen-ECU des zweiten Ausführungsbeispiels ausgeführten Abnormüberwachung zeigt,
12 ein Flussdiagramm, das einen Prozess der Ausfallsicherheitssteuerung des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt,
13 ein Zeitdiagramm, das einen Prozess beschreibt, wenn der Überstrom bei dem Umrichter auftritt,
14 ein Flussdiagramm, das einen Prozess der Abnormüberstrombestimmung eines dritten Ausführungsbeispiels zeigt,
15 ein Zeitdiagramm, das einen Prozess beschreibt, wenn der Überstrom bei dem Umrichter auftritt, und
16 ein Schaltkreis, der eine andere Konfiguration der Leistungssteuervorrichtung zeigt.

Ausführungsbeispiele der Offenbarung
Erstes Ausführungsbeispiel
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung basierend auf Zeichnungen beschrieben. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Leistungssystem zur Montage bei einem Fahrzeug beschrieben. Das Leistungssystem führt Leistung zu jedem Gerät in dem Fahrzeug zu, wenn sich das Fahrzeug mit einer Maschine (Brennkraftmaschine), die eine Antriebsleistung zuführt, fortbewegt.
Wie in 1 gezeigt ist das Leistungssystem der vorliegenden Offenbarung ein Zweitleistungssystem bzw. Zweitenergiesystem, das mit einer Bleibatterie 11 als eine erste Batterie und einer Lithiumionenbatterie als eine zweite Batterie versehen ist. Leistung bzw. Energie kann von jeder der Batterien 11 und 12 zu einem Starter 13, elektrischen Lasten 14 und 15, und einer Elektrorotationsmaschineneinheit 20 zugeführt werden. Zudem kann die Elektrorotationsmaschineneinheit 20 ein Laden bezüglich der Batterien 11 und 12 durchführen. Bei diesem System sind die Bleibatterie 11 und die Lithiumbatterie 12 parallel mit der Elektrorotationsmaschineneinheit 20 elektrisch verbunden und auch parallel mit den elektrischen Lasten 14 und 15 elektrisch verbunden.
Die Bleibatterie 11 ist eine bekannte Universalbatterie. Die Lithiumionenbatterie 10 weist einen geringen Leistungsverlust bei Laden oder Entladen auf und ist eine Hochdichtbatterie mit einer hohen Ausgabedichte und einer hohen Energiedichte verglichen mit der Bleibatterie 11. Die Lithiumionenbatterie 12 hat bevorzugt eine höhere Energieeffizienz bei einem Laden oder Entladen verglichen mit der Bleibatterie 11. Auch ist die Lithiumionenbatterie 12 als ein Paar von Batterien konfiguriert, von denen jede eine Vielzahl von Einzelbatterien aufweist. Beide Batterien 11 und 12 weisen eine gleiche Nennspannung, d.h. beispielsweise 12 V, auf.
Obwohl spezifische Details von den Zeichnungen weggelassen wurden, ist die Lithiumbatterie 12 als eine Batterieeinheit U konfiguriert, die ein vereintes Substrat ist, das in einem Aufnahmegehäuse aufgenommen ist. Die Batterieeinheit U umfasst Ausgangsanschlüsse P1, P2, und P0. Aus diesen Anschlüssen sind die Bleibatterie 11, der Starter 13, und die elektrische Last 14 mit den Ausgangsanschlüssen P1 und P0 verbunden, und die elektrische Last 15 und die Elektrorotationsmaschineneinheit 20 sind mit dem Ausgangsanschluss P2 verbunden.
Jede der elektrischen Lasten 14 und 15 benötigt verschiedene Spannungen aus der zugeführten Leistung, die von den Batterien 11 und 12 zugeführt wird. Die elektrische Last 14 enthält eine stabilspannungsbenötigende Last, für die notwendig ist, dass die Spannung der Leistungszufuhr bzw. Leistungsversorgung konstant ist oder Stabilität aufweist, und die innerhalb zumindest einer vorbestimmten Spannungspanne änderbar ist. Im Gegensatz dazu ist die elektrische Last 15 eine allgemeine elektrische Last verschieden von der stabilspannungsbenötigenden Last. Die elektrische Last 14 kann auch eine Schutzsicherungslast genannt werden. Die elektrische Last 14 kann einen Leistungsabfall nicht tolerieren, und die elektrische Last 15 toleriert einen Leistungsabfall verglichen mit der elektrischen Last 14.
Die elektrische Last 14, die die stabilspannungsbenötigende Last ist, ist beispielsweise eine Navigationsvorrichtung und eine Audiovorrichtung, ein Messgerät, und eine Maschinen-ECU. In diesem Fall wird durch Unterdrücken einer Änderung einer Spannung der Leistungszufuhr beispielsweise ein Auftreten eines nicht notwendigen Rücksetzens der vorgenannten Vorrichtungen und Geräte unterdrückt, und ein stabiler Betrieb kann realisiert werden. Die elektrische Last 14 kann auch Aktuatoren enthalten, die verwendet werden, wenn sich das Fahrzeug fortbewegt bzw. läuft bzw. in Betrieb ist, beispielsweise ein Elektroservolenkungsgerät und ein Bremsgerät. Die elektrische Last 15 kann beispielsweise ein Folienheizer, ein Entfrostungsheizer für ein Heckfenster, ein Frontfensterscheibenwischer, und ein Ventilator für eine Klimaanlage sein.
Die Elektrorotationsmaschineneinheit 20 ist mit der Elektrorotationsmaschine 21 als ein Dreiphasenwechselmotor, einem Umrichter 22 als ein Leistungsumwandlungsgerät (Schaltschaltkreis), und einer ECU 23 für eine Elektrorotationsmaschine, die einen Betrieb des Elektromotors 21 steuert, versehen. Die Elektrorotationsmaschineneinheit 20 ist ein Generator, der mit einem Motor ausgerüstet ist, der als ein integrierter Startergenerator (ISG) eingerichtet ist.
Eine elektrische Konfiguration der Elektrorotationsmaschineneinheit 20 wird nachstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Die Elektrorotationsmaschine 21 ist mit einer Dreiphasenelektrowicklung, insbesondere einem U-Phasen-, einem V-Phasen-, und einem W-Phasenzweig, die eine Phasenwicklung einer jeweiligen 24U, 24V, und 24W sind, und auch einer Magnetfeldwicklung 25 versehen. Jede der Phasenwicklungen 24U, 24V, und 24W ist sternverbunden und untereinander an einem neutralen Punkt verbunden.
Eine Rotationswelle der Elektrorotationsmaschine 21 ist mittels eines Riemens mit einer Ausgangswelle der Maschine, die nicht in den Zeichnungen gezeigt ist, antriebsverbunden. Die Rotationswelle der Elektrorotationsmaschine 21 rotiert mittels einer Rotation der Maschinenausgangswelle, und andersherum rotiert die Maschinenausgangswelle mittels der Rotation der Elektrorotationsmaschine 21. D.h., die Elektrorotationsmaschine 21 ist mit einer Erzeugungsfunktion, die Leistung mittels der Rotation der Maschinenausgangswelle und einer Radachse erzeugt (Leistungserzeugung), und einer Leistungslauffunktion, die Rotationsleistung an die Ausgangswelle der Maschine bereitstellt, ausgerüstet. Beispielsweise wird Bewegungsleistungsunterstützung zum Neustarten der Maschine während einer Leerlaufhaltsteuerung und Fahrzeuggeschwindigkeit leistungsbetrieben mittels der Elektrorotationsmaschine 21.
Der Umrichter 22 wandelt eine von den Phasenwicklungen 24U, 24V, und 24W ausgegebene Wechselstromspannung in eine Gleichstromspannung um und gibt diese zu der Batterieeinheit U aus. Der Umrichter 22 wandelt auch die von der Batterieeinheit U eingegebene Gleichspannung in eine Wechselspannung um und gibt diese zu den Phasenwicklungen 24U, 24V, und 24W aus. Der Umrichter 22 ist ein Brückenschaltkreis, der die gleiche Anzahl von oberen und unteren Zweigen wie die Anzahl von Phasen bezüglich der Phasenwicklungen aufweist, und konfiguriert bzw. bildet einen Dreiphasenwellengleichrichterschaltkreis. Der Umrichter 22 konfiguriert bzw. bildet einen Ansteuerschaltkreis, der die Elektrorotationsmaschine 21 durch Anpassen von Leistung, die von der Elektrorotationsmaschine 21 zugeführt ist, an.
Der Umrichter 22 ist mit einem Oberzweigschalter Sp und einem Unterzweigschalter Sn für jede Phase versehen. Kommunikation wird für jede Phase durch Schalten jedes der Schalter Sp und Sn in einen EIN/AUS-Zustand durchgeführt. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Spannungssteuertyphalbleiterschaltelement als die Schalter Sp und Sn verwendet. Insbesondere wird ein N-Kanal-MOSFET verwendet.
Eine Oberzweigdiode Dp ist rückwärts-parallel verbunden mit dem Oberzweig-Sp, und eine Unterzweig-Dn ist rückwärts-parallel verbunden mit dem Unterzweig-Sn. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden Körperdioden der jeweiligen Spund Sn-Schalter als die Dioden Dp und Dn verwendet. Es wird bemerkt, dass die Dp und Dn nicht beschränkt sind, die Körperdioden zu sein, und es kann beispielsweise eine Diodenkomponente verschieden von dem Sp- und Sn-Schalter eingesetzt werden.
Eine unterstützende bzw. zusätzliche Beschreibung der Konfiguration der Schalter Sp und Sn wird bereitgestellt. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Schaltmoduls bzw. Schaltermoduls 50, der die Schalter Sp und Sn konfiguriert bzw. ausbildet. Das Schaltmodul 50 ist elektrisch mit einem Hauptkörper 51 verbunden, der aus einem Halbleiterschaltelement und umgebenden Schaltkreisen, die in einer Harzgussform vorgesehen sind, und auch den Halbleiterelementen ausgebildet, und ist mit einem Führabschnitt 52 (Busschiene) versehen, der von einer Seite des Hauptkörpers 51 hervorragt. Der Führabschnitt 52 ist an einem Vorderabschnitt davon an eine vorbestimmte Montageposition einer Platte beispielsweise durch Schweißen montiert. D.h., ein schmaler Abschnitt bzw. ein schmaler Teil 52a ist an einem Teil des Führabschnitts 52 ausgebildet. Daher wird, wenn ein extrem großer Strom (ein Überstrom) zu dem Schaltmodul 50 mittels des Führabschnitts 52 fließt, der enge bzw. schmale Teil 52a durch Hitze geschmolzen.
Ein neutraler Verbindungspunkt jedes seriell verbunden Schalters Sp und Sn ist mit einem Ende jeder Phasenwicklung 24U, 24V, und 24W verbunden. Auch ist ein Spannungssensor 26, der eine Eingangs- und eine Ausgangsspannung des Umrichters 22 erfasst, zwischen einem hochspannungsseitigen Pfad und einem niedrigspannungsseitigen Pfad des Umrichters 22 vorgesehen. Ein Stromsensor 27, der einen entlang des leitenden Pfades des Umrichter 22 fließenden Strom erfasst, und ein Stromsensor 28, der einen zu der Magnetwicklung 25 fließenden Strom erfasst, sind beispielsweise auch bei der Rotorelektroeinheit 20 konfiguriert.
Es wird bemerkt, dass der Stromsensor 25 auch zwischen dem Umrichter 22 und den Phasenwicklungen 24U, 24V, und 24W konfiguriert bzw. eingerichtet sein kann oder für jede Phase zwischen dem Unterzweigschaltelement und einer Masseleitung eingerichtet bzw. konfiguriert sein kann. Ferner werden erfasste Signale für jeden der Sensoren 26 bis 28 geeignet in die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine eingegeben. Die Elektrorotationsmaschine 21 ist mit einem Rotorwinkelsensor versehen, der Winkelinformation des Rotors erfasst, und der Umrichter 22 ist mit einem Signalverarbeitungsteil versehen, der Signale verarbeitet, die von dem Rotorwinkelsensor übertragen werden.
Die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine ist beispielsweise aus einem Mikrocomputer ausgebildet, der eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), einen Nurlesespeicher (ROM), einem Schreib-Lese-Speicher (RAM), und eine Ein- und Ausgangsschnittstelle bzw. Ein- und Ausgabeschnittstelle umfasst. Die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine passt einen Erregungsstrom, der zu der Magnetfeldwicklung 25 fließt, mittels eines in den Figuren nicht gezeigten IC-Reglers innerhalb der ECU an. Als ein Ergebnis wird eine Leistungsspannung der Elektrorotationsmaschineneinheit 20 (Ausgangsspannung, die einer Batterieeinheit U entspricht) gesteuert. Die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine steuert den Stromfluss durch Steuern eines EIN/AUS-Zustands jedes Phasenschalters Sp und Sn gemäß einem Leitphasenwinkel bzw. Leitungsphasenwinkel und durch Anpassen eines EIN/AUS-Zustandsverhältnisses, wenn jede Phase leitend ist (beispielsweise Tastverhältnis). Diesbezüglich steuert die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine den Umrichter 22, nachdem das Fahrzeug startet, sich fortzubewegen, um die Elektrorotationsmaschine 21 anzusteuern, und unterstützt eine Antriebsenergie bzw. Antriebskraft der Maschine. Die Elektrorotationsmaschine 21 kann eine Anfangsrotation an die Kurbelwelle bereitstellen, wenn die Maschine gestartet wird, und hat auch eine Funktion einer Maschinenstartvorrichtung.
Als nächstes wird eine elektrische Konfiguration der Batterieeinheit U beschrieben. Wie in 1 gezeigt umfasst die Batterieeinheit U einen elektrischen Pfad L1, der die Ausgangsanschlüsse P1 und P2 verbindet, und einen elektrischen Pfad L2, der einen Verbindungspunkt N0 über dem elektrischen Pfad L1 und die Lithiumionenbatterie 12 verbindet, und als ein einheitsinnerer elektrischer Pfad konfiguriert ist. Unter bzw. aus den vorgenannten Pfaden ist ein Schalter 31 bei dem elektrischen Pfad L1 montiert, und ein Schalter 32 ist bei dem elektrischen Pfad L2 montiert. Es wird bemerkt, dass der elektrische Pfad, der die Bleibatterie 11 mit der Lithiumionenbatterie 12 verbindet, den Schalter 31, der näher zu der Bleibatterie 11 als eine Position des Verbindungspunkts N0 zu der Bleibatterie montiert ist, und den Schalter 32, der näher zu der Lithiumionenbatterie 12 als der Verbindungspunkt N0 zu der Lithiumionenbatterie 12 ist, aufweist. Der Verbindungspunkt N0 verbindet die Elektrorotationsmaschineneinheit 20 über den elektrischen Pfad mit den Batterien 11 und 12.
Die jeweiligen Schalter 31 und 32 sind beispielsweise mit 2xn MOSFET (Halbleiterschaltelemente) versehen, die zwei parasitäre Dioden für ein MOSFET-Paar umfassen. Die parasitären Dioden sind seriell verbunden, um in entgegengesetzte Richtungen zu zeigen. Ein Strom, der über jeweilige Pfade fließt, in denen die Schalter 31 und 33 montiert sind, wird durch die parasitären Dioden vollständig abgeschaltet, wenn die Schalter 31 und 32 in einen Abschaltzustand geschaltet sind. Es wird bemerkt, dass beispielsweise ein MOSFET, ein IGBT, oder ein Bipolartransistor als die Schalter 31 und 33 verwendet werden kann. In dem Fall einer Verwendung des IGBT oder des Bipolartransistors können Dioden, die seriell verbunden sind, um in entgegengesetzte Richtungen der Schalter 31 und 32 zu zeigen, als Alternativen zu den parasitären Dioden verwendet werden.
Die Batterieeinheit U ist mit einem Umgehungspfad L0 versehen, der den Schalter 31 umgeht. Der Umgehungspfad L0 ist dazu eingerichtet, um den Ausgangsanschluss P0 und den N0-Verbindungspunkt des elektrischen Pfads L1 zu verbinden. Der Ausgangsanschluss P0 ist mit der Bleibatterie 11 mittels einer Sicherung 35 verbunden. Die Verbindung zwischen der Bleibatterie 11, der elektrischen Last 15, und der Elektrorotationsmaschineneinheit 20 kann mittels des Umgehungspfads L0 durchgeführt werden, ohne durch den Schalter 31 hindurch zu passieren. Ein Umgehungsschalter 36 ist beispielsweise aus einem begründenden Geschlossentypmaschinenrelais ausgebildet, und ist in dem Umgehungspfad L0 angeordnet. Die Bleibatterie 11, die elektrische Last 15, und die Elektrorotationsmaschineneinheit 20 sind selbst dann durch Schalten des Umgehungsschalters 36 auf EIN (geschlossen) elektrisch verbunden, wenn der Schalter 31 auf AUS geschaltet ist (geöffneter Zustand).
Die Batterieeinheit U umfasst die Batterie-ECU 37, die den EIN/AUS-Zustand (geöffnete/geschlossene Zustände) der Schalter 31 und 32 steuert. Die Batterie-ECU 37 ist beispielsweise aus einem Mikrocomputer ausgebildet, der eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), einen Nurlesespeicher (ROM), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), und eine Eingangs- und Ausgangsschnittstelle bzw. Eingabe- und Ausgabeschnittstelle umfasst. Die Batterie-ECU 37 steuert einen Ladezustand der Batterien 11 und 12 und den EIN/AUS-Zustand der Schalter 31 und 32 basierend auf einem Befehlswert von der Maschinen-ECU 40, die die Host-Steuervorrichtung ist.
Als ein Ergebnis kann das Laden der Bleibatterie 11 und der Lithiumionenbatterie 12 selektiv durchgeführt werden. Beispielsweise berechnet die Batterie-ECU 37 einen Ladezustand (verbleibendes Ausmaß: SOC) der Lithiumionenbatterie 12 und steuert ein Ladeausmaß und ein Entladeausmaß bezüglich der Lithiumionenbatterie 12 derart, dass der SOC in einer vorbestimmten Verwendungsspanne beibehalten wird.
Die Maschinen-ECU 40 ist eine Host-Steuervorrichtung, die grundsätzlich die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine der Elektrorotationsmaschineneinheit 20 und die Batterie-ECU 37 der Batterieeinheit verwaltet. Die Maschinen-ECU 40 ist beispielsweise aus einem Mikrocomputer ausgebildet, der eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), einen Nurlesespeicher (ROM), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) und eine Ein- und Ausgangsschnittstelle bzw. Ein- und Ausgabeschnittstelle umfasst und einen Betrieb einer Maschine 42 basierend auf jedem Maschinenbetriebszustand und dem Fahrzeugfortbewegungszustand bzw. Fahrzeuglaufzustand bzw. Fahrzeugfortbetriebszustand steuert. Die Maschinen-ECU 40 umfasst eine Funktion, die eine Leerlaufhaltsteuerung ausführt. Die Leerlaufhaltsteuerung ist vorgesehen, um die Maschine automatisch anzuhalten, wenn eine bekannte vorbestimmte Automatikhaltbedingung erfüllt ist, und dann die Maschine neu zu starten, wenn eine vorbestimmte Neustartbedingung erfüllt ist, wenn sich das Fahrzeug in dem Automatikhaltzustand befindet.
Jede ECU 23, 37, und 40 ist zusätzlich zu anderen ECUs, die bei dem Fahrzeug montiert und nicht in den Figuren gezeigt sind, miteinander über eine Kommunikationsleitung 41 verbunden, die ein Kommunikationsnetzwerk wie CAN ausbildet, und sind bereitgestellt, um miteinander mittels Kommunikation in beide Richtungen mit einem vorbestimmten Zyklus zu kommunizieren. Jede Art von Daten, die in jeder der ECUs, d.h., der ECU 23, 37, und 40, gespeichert sind, kann mit einer anderen ECU geteilt bzw. gemeinsam genutzt werden. Es wird bemerkt, dass der Umrichter 22 und die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine die erste Steuervorrichtung ist, die Batterie-ECU 37 die zweite Steuervorrichtung ist, und die Maschinen-ECU 40 die dritte Steuervorrichtung ist. Die Kommunikationsleitung 41 ist ein Signalübertragungsabschnitt.
Es wird bemerkt, dass ein Schließfehler, der bei den Schaltern Sp und Sn auftritt, die bei dem Umrichter 22 vorgesehen sind, von Belang ist. Beispielsweise kann, wenn ein Oberzweigschalter-Sp-Schließfehler und ein Unterzweig-Sn-Schließfehler für die gleiche Phase auftritt, daher als Folge eine Situation auftreten, in der ein Überstrom zu den Sp- und Sn-Schaltern fließt. In diesem Fall wird selbst dann, wenn der Überstrom zu den Schaltern Sp und Sn fließt, der schmale Teil 52a des Führabschnitts 52 des Schaltmoduls 50 geschmolzen, und ein kontinuierlicher Fluss des Überstroms wird daher unterdrückt.
Es wird bemerkt, dass ein Kurzschluss auch an einem Ort verschieden von dem Umrichter 11 auftreten kann. D.h., es gibt auch ein Risiko eines Kurzschlusses, der bei der Elektrorotationsmaschine 21 der Elektrorotationsmaschineneinheit 20 auftritt. Beispielsweise ist, wenn ein Kurzschluss in einer der Phasenwicklungen 24U, 24V, und 24W auftritt, wahrscheinlich, dass ein Überstrom zu den Schaltern Sp und Sn des Umrichters 22 fließt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verursacht, wenn der Führabschnitt 52 aufgrund des Überstroms geschmolzen ist, als Folge das Schmelzen, dass der Strom, der in dem elektrischen Pfad fließt, sich scharf bzw. stark von einem großen Strom verringert. Da der Strom verringert ist, wird der Ausfallsicherheitsprozess der Batterieeinheit U durch Zwangsöffnen der Schalter 31 und 32 ausgeführt, wobei der Strom in dem verringerten Zustand beibehalten wird. In diesem Fall wird die Leistungszufuhr von der Bleibatterie 11 und der Lithiumionenbatterie 12 zu dem Umrichter 22 durch das Öffnen der Schalter 31 und 32 beendet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine, dass der Überstrom bei dem Umrichter 22 aufgetreten ist, basierend auf einem Ergebnis einer ersten Bestimmung, die bestimmt, dass sich der zu dem Umrichter 22 fließende Strom zu einer vorbestimmten Überstromschwelle erhöht hat, und einer zweiten Bestimmung, die bestimmt, dass sich der Strom dann verringert hat. Auch öffnet die Batterie-ECU 37 die Schalter 31 und 32 (Schaltsteuerelement bzw. Schaltersteuerelement) basierend auf den Ergebnissen der Überstrombestimmung, die durch die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine bestimmt ist.
Die Maschinen-ECU 40 dient als die Host-ECU unter den ECUs 23, 37, und 40. Die Steuerung der Elektrorotationsmaschine durch die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine und die Lade- und Entladesteuerung durch die Batterie-ECU 37 werden basierend auf einem Befehl der Maschinen-ECU 40 ausgeführt. Aus den Umständen wird, wenn ein abnormer Überstrom bzw. Abnormüberstrom bei dem Umrichter 22 auftritt, sobald das Auftreten des abnormen Überstroms bei der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine bestimmt ist, zuerst ein Fehlersignal zu der Maschinen-ECU 40 übertragen, und ein Ausfallsicherheitssignal, das einem Fehlersignal entspricht, über die Kommunikationsleitung 41 zu der Batterie-ECU 37 übertragen.
In diesem Fall wird, nachdem die Abnormität, d.h., der Überstrom, auftritt, eine Kommunikation von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine zu der Maschinen-ECU 40 und dann von der Maschinen-ECU 40 zu der Batterie-ECU 37 durchgeführt, und dann das Schalteröffnen (Ausfallsicherheitsprozess) bei der Batterieeinheit U ausgeführt. Von Vorstehendem ist unter Berücksichtigung, dass Zeit von dem Zeitpunkt, zu dem die Abnormität auftritt, bis der Schalter geöffnet ist, benötigt wird, eine Situation von sekundären unerwünschten Ereignissen, die auftreten, auch von Belang. Beispielsweise ist es, wenn verstreute Kommunikation zwischen den ECUs durchgeführt wird, wahrscheinlich, dass eine Zeit, die benötigt wird, um den Schalter zu öffnen, verlängert ist.
Diesbezüglich wird bei dem ersten Ausführungsbeispiel, da die ECUs 23, 37, und 40 dazu eingerichtet sind, um miteinander mittels der Kommunikationsleitung 41 zu kommunizieren, folgende Konfiguration eingesetzt.

(d1) Die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine überträgt ein Abnormüberstromsignal zu der Batterie-ECU 37 und die Maschinen-ECU 40 und weist dadurch darauf hin, dass der Überstrom bei dem Umrichter 22 aufgetreten ist.
(2) Die Maschinen-ECU 40 überträgt das Zwangs-Öffnen-Signal bezüglich der Batterie-ECU 37, um die Schalter 32 und 31 zwangszuöffnen, basierend auf dem Abnormüberstromsignal, das von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine empfangen ist.
(3) Die Batterie-ECU 37 zwangsöffnet die Schalter 31 und 32 basierend auf dem früher empfangenen Signal aus dem Empfang des Abnormüberstromsignals von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine und dem Empfang des Zwangs-Öffnen-Signals von der Maschinen-ECU 40.

In diesem Fall kann die Batterie-ECU 37 direkt das Abnormüberstromsignal von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine empfangen, ohne darauf zu warten, das Zwangs-Öffnen-Signal von der Maschinen-ECU 40 zu empfangen, und als Reaktion können rasche Maßnahmen basierend auf dem Abnormüberstromsignal unternommen werden.
Auch wird, wie vorstehend beschrieben, wenn der Überstrom als eine Konsequenz des Kurzschlusses bei dem Umrichter 22 auftritt, ein großer Strom als ein Stoßstrom zu dem Anfangsstart bzw. initialen Start des Laufleistungsantriebs der Elektrorotationsmaschine 21 erzeugt. In diesem Fall kann, wenn der Stoßstrom als der große Strom erfasst ist, dies fehlerhafterweise als der Überstrom bestimmt werden, und folglich wird dann ein Auftreten eines abnormen Kurzschlusses bzw. Abnormkurzschlusses (insbesondere Abnormüberstrom) fehlerhafterweise bestimmt.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel begrenzt die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine das Auftreten des Stoßstroms mit dem Start des Antriebs bei dem Anfangsstart bzw. initialen Start des Leistungslaufantriebs der Elektrorotationsmaschine 21. Durch Begrenzen des Stoßstroms auf einen Strom, der geringer als ein Überstrombestimmungswert ist, kann ein Stoßstrom und ein Überstrom klar unterschieden werden.
Das heißt, zu dem Anfangsstart des Leistungslaufantriebs der Elektrorotationsmaschine 21 begrenzt die ECU 23 einen Sollstromwert auf einen vorbestimmten begrenzten Wert bzw. Grenzwert, und eine Regelung (Rückkopplungssteuerung) des Stromflusses bei dem Umrichter 22 wird basierend auf dem Grenzsollwert bzw. begrenzten Sollwert durchgeführt. Beispielsweise wird der Überstrombestimmungswert auf 400 A eingestellt, und die Grenzwertgrenze auf 300 A eingestellt. In diesem Fall wird berücksichtigt, dass ein großer Strom, der den Überstrombestimmungswert übersteigt, als ein Stoßstrom fließen wird, wenn die Strombegrenzung nicht durchgeführt wird; daher wird durch Implementieren der Strombegrenzung ein Stoßstrom bei einem geringeren Stromwert als der Überstrombestimmungswert beibehalten.
Auch wird bei dem Anfangsstart des Laufleistungsantriebs der Elektrorotationsmaschine 21 die Neutralpunktspannung durch eine elektromotorische Kraft eines Motors aufgrund einer Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der Elektrorotationsmaschine 21 erhöht. Der Stoßstrom wird daher graduell verringert. Bei dem Anfangsstart bzw. initialen Start des Leistungslaufantriebs der Elektrorotationsmaschine 21 gibt die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine die Grenze des Sollstromwerts basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit der Elektrorotationsmaschine 21, die sich auf eine vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit erhöht hat, frei.
Als nächstes wird als Beispiel ein Berechnungsprozess, der durch jede jeweilige ECU 23, 37, und 40 durchgeführt wird, unter Verwendung eines Flussdiagramms besch rieben.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess der Abnormüberstrombestimmung zeigt. Der vorliegende Prozess wird wiederholt bei vorbestimmten Zyklen durch die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine ausgeführt.
In 4 wird bei Schritt S11 ein erfasster Strom Ia, der durch den Stromsensor 27 erfasst ist, erlangt. Als nächstes wird in Schritt S12 bestimmt, ob ein Flag (Bitschalter, Kennzeichner) „0“ ist, was das Auftreten des Überstroms bei dem Umrichter 22 indiziert. Wenn das Flag = 0, schreitet der Prozess zu Schritt S13 fort und es wird bestimmt, ob der erfasste Strom Ia gleich wie oder größer als eine erste Schwelle TH1 ist. Die erste Schwelle TH1 ist eine Überstromschwelle. Beispielsweise ist TH1 400 A . Wenn der erfasste Strom Ia geringer als die erste Schwelle ist, wird der Prozess beendet. Wenn der erfasste Strom Ia jedoch gleich wie oder größer als die erste Schwelle ist, schreitet der Prozess zu Schritt S14 fort, und nachdem das Flag auf 1 eingestellt ist, wird der Prozess beendet.
Nachdem das Flag auf 1 eingestellt ist, ist das Ergebnis in Schritt S12 NEIN und der Prozess schreitet zu Schritt S15 fort. In Schritt S15 wird bestimmt, ob der erfasste Strom geringer als eine vorbestimmte zweite Schwelle TH2 ist. Die zweite Schwelle TH2 ist als ein geringerer Stromwert als die erste Schwelle TH1 berechnet, d.h., beispielsweise ist TH2 = 200 A.
Wenn der erfasste Strom Ia gleich wie oder größer als die zweite Schwelle TH2 ist, wird der Prozess beendet. Jedoch schreitet, wenn der erfasste Strom geringer als die zweite Schwelle TH2 ist, der Prozess zu Schritt S16 fort. In Schritt S16 wird das Abnormüberstromsignal zu der Batterie-ECU 37 und der Maschinen-ECU 40 unter Verwendung der Kommunikationsleitung 41 übertragen, und dann wird der Prozess beendet.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Abnormüberwachungsprozess zeigt. Dieser Prozess wird wiederholt mit vorbestimmten Zyklen durch die Maschinen-ECU 40 ausgeführt.
In 5 wird in Schritt S21 bestimmt, ob das Abnormüberstromsignal von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine empfangen ist. Wenn das Abnormüberstromsignal empfangen ist, schreitet der Prozess zu Schritt S23 fort und das Zwangs-Öffnen-Signal bezüglich der Schalter 31 und 32 wird zu der Batterie-ECU 37 übertragen.
6 ist ein Prozess für die Ausfallsicherheitssteuerung der Batterieeinheit U, der wiederholt durch die Batterie-ECU 37 zu vorbestimmten Zyklen ausgeführt wird.
In 6 wird in Schritt S31 bestimmt, ob das Abnormüberstromsignal von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine empfangen ist. Wenn das Abnormüberstromsignal empfangen ist, schreitet der Prozess zu Schritt S32 fort und ein Befehl, die Schalter 31 und 32 auf AUS (geöffnet) zu schalten, wird als ein Ausfallsicherheitsprozess durchgeführt. Es wird bemerkt, dass der Umgehungsschalter 36 in dem geöffneten Zustand verbleibt.
Im Gegensatz dazu schreitet, wenn das Abnormüberstromsignal nicht empfangen ist, der Prozess zu Schritt S33 fort, und es wird bestimmt, ob das Zwangs-Öffnen-Signal von der Maschinen-ECU 40 empfangen ist. Wenn das Zwangs-Öffnen-Schaltsignal empfangen ist, schreitet der Prozess zu Schritt S32 fort und der Ausfallsicherheitsprozess wird ausgeführt. Gemäß Schritten S31 bis S33 wird in diesem Prozess der Ausfallsicherheitsprozess basierend auf einem zuerst empfangenen Signal aus dem Abnormüberstromsignal von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine und dem Zwangs-Öffnen-Signal von der Maschinen-ECU 40 ausgeführt.
Als nächstes wird ein detaillierter Prozess, der ausgeführt wird, wenn der Überstrom bei dem Umrichter 22 auftritt, unter Verwendung eines Zeitdiagrams, das in 7 gezeigt ist, beschrieben.
In 7 sind vor einem Zeitpunkt t1 die Schalter Sp und Sn des Umrichters 22 gemäß einer Betriebsanforderung der Elektrorotationsmaschine 21 in einem EIN/AUS-Zustand geschaltet. Der Stromfluss fließt gemäß einem Betriebszustand der Elektrorotationsmaschine 21 in den Umrichter. D.h., die Elektrorotationsmaschineneinheit 20 arbeitet normal. In diesem Zustand ist der Strom, der in den Umrichter fließt (der erfasste Strom Ia, der durch den Stromsensor 27 erfasst ist), geringer als die erste Schwelle TH1. An diesem Punkt befinden sich die Schalter 31 und 32 in der Batterieeinheit U in einem geschlossenen Zustand (in einigen Fällen ist nur einer der zwei Schalter geschlossen).
Zu einem Zeitpunkt t1, wenn sich der Stromfluss in dem Umrichter 22 beispielsweise durch das Auftreten eines Kurzschlusses bei dem Umrichter 22 plötzlich erhöht, übersteigt zu einem Zeitpunkt t2 der Stromfluss die erste Schwelle TH1. Als ein Ergebnis wird das Flag auf 1 eingestellt. Durch den Fluss des Überstroms zu den Schaltern Sp und Sn wird der schmale Teil 52a des Führabschnitts 52, der bei dem Schaltmodul 50 vorgesehen ist, geschmolzen, und als eine Folge wird der Strom scharf verringert.
Danach fällt zu einem Zeitpunkt t3 der Stromfluss unter die zweite Schwelle TH2, und das Überstromfehlersignal wird von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine ausgegeben. Dann erkennt zu einem Zeitpunkt t4 die Batterie-ECU 37 der Batterieeinheit das Auftreten des Überstroms bei der Elektrorotationsmaschineneinheit 20 basierend auf dem Abnormüberstromsignal, das von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine empfangen ist. Der Ausfallsicherheitsprozess, insbesondere das Zwangsöffnen der Schalter 31 und 32, wird daher durchgeführt.
Zu dem Zeitpunkt t4 wird der Stromfluss bei einem geringen Strom beibehalten, und die Schalter 31 und 32 können gewünscht geöffnet werden, während die Schalter 31 und 32 geschützt werden. D.h., in einer Situation eines Fließens des Überstroms ist ein Überspannungsstrom von Belang, der bei dem Stromflusspfad auftritt, wenn die Schalter 31 und 32 geöffnet werden, und diese Stromüberspannung kann beispielsweise verursachen, dass die Schalter 31 und 32 zerstört oder beschädigt werden.
Diesbezüglich wird gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration, da das Öffnen der Schalter 31 und 32 durchgeführt wird, sobald der Überstrom sich beruhigt hat, die Stromüberspannung, die mit dem Öffnen des Schalters auftritt, unterdrückt, und eine auftretende Beschädigung oder Zerstörung des Schalters wird auch unterdrückt.
Es wird bemerkt, dass bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Schalter 31 und 32 durch den Ausfallsicherheitsprozess zwangsgeöffnet werden und der Umgehungsschalter 36 in dem geöffneten Zustand beibehalten wird. Jedoch kann ein Ausfallsicherheitsprozess, bei dem die Schalter 31 und 32 zwangsgeöffnet werden und der Umgehungsschalter 36 geschlossen wird, auch bereitgestellt werden. Wenn der Umgehungsschalter in dem geöffneten Zustand beibehalten wird, sind die Bleibatterie 11 und der Umrichter 22 durch das Öffnen der Schalter 31 und 32 vollständig abgeschaltet. Im Gegensatz dazu sind, wenn der Umgehungsschalter 36 geschlossen ist, die Bleibatterie 11 und der Umrichter 22 mittels der Sicherung 35 verbunden.
An diesem Punkt erkennt die Maschinen-ECU 40 das Auftreten des Überstroms basierend auf einem Empfang des Abnormüberstromsignals zu der Zeit t4 (oder vor oder nach t4), und das Zwangs-Öffnen-Signal wird daher zu der Batterie-ECU 37 übertragen. Ein Ergebnis ist eine Konfiguration, bei der der Ausfallsicherheitsprozess bei der Batterieeinheit U nach einem Warten auf den Befehl von der Maschinen-ECU 30, die die Host-ECU ist, ausgeführt wird, und in diesem Fall wird der Ausfallsicherheitsprozess nach der Zeit t4 ausgeführt. Jedoch kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel, da die Batterie-ECU 37 den Ausfallsicherheitsprozess basierend auf dem Abnormüberstromsignal von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine ohne Warten auf einen Empfang des Zwangs-Öffnen-Signals von der Maschinen-ECU 40 ausführt, eine Maßnahme zu einem früheren Zeitpunkt bzw. in einem früheren Stadium durchgeführt werden.
Als nächstes wird der Begrenzungsprozess des Stoßstroms zu dem Anfangsstart bzw. initialen Start des Leistungslaufantriebs der Elektrorotationsmaschine 21 beschrieben. 8 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess des Leistungslaufantriebs der Elektrorotationsmaschine 21 zeigt. Dieser Prozess wird wiederholt zu vorbestimmten Zyklen durch die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine ausgeführt.
In 8 wird in Schritt S41 bestimmt, ob der Leistungslaufantrieb angefordert ist. Beispielsweise wird bestimmt, dass der Leistungslaufantrieb bei dem Neustart der Maschine oder bei der Leistungsbewegungsunterstützung angefordert ist. Wenn es eine Anforderung für den Leistungslaufantrieb gibt, schreitet der Prozess zu Schritt S42 fort, wenn jedoch keine Anforderung vorliegt, wird der Prozess beendet.
In Schritt S42 wird der Sollwert eines Umrichterstromflusses basierend auf einem angeforderten Antriebszustand bezüglich der Elektrorotationsmaschine 21 eingestellt. An diesem Punkt wird beispielsweise der Sollwert des Umrichterstromflusses basierend auf einer Anfangsrotationsgeschwindigkeit (Kurbelwellengeschwindigkeit) zum Neustart der Maschine eingestellt, wenn zu dem jeweiligen Punkt die Maschine gestartet wird.
In Schritt S43 wird bestimmt, ob die Rotationsgeschwindigkeit Nm der Elektrorotationsmaschine geringer als eine vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit Nth ist. Die vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit Nth ist ein Bestimmungswert, der bestimmt, dass sich durch die elektromotorische Kraft des Motors die Neutralpunktspannung auf einen vorbestimmten Wert bei dem Elektromotor 21 erhöht hat. Die vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit Nth ist beispielsweise 400 Umdrehungen/min. Der Prozess schreitet bei einer Bedingung von Nm < th zu Schritt S44 fort.
In Schritt S44 wird durch Begrenzen des Stoßstroms zu dem Anfangsstart des Leistungslaufantriebs der Elektrorotationsmaschine 21 der Sollwert des Umrichterstromflusses auf einen Grenzwert Ix begrenzt. Der Grenzwert Ix ist ein Wert, der geringer als die erste Schwelle ist, die für die Überstrombestimmung bei dem Umrichter 22 vorgesehen ist, beispielsweise ist der Grenzwert Ix = 300 A. In diesem Fall kann der Grenzwert Ix gemäß dessen eingestellt werden, ob die Leistungszufuhransteueranforderung bzw. Leistungszufuhrantriebsanforderung zu dieser Zeit entweder eine Maschinenneustartanforderung oder eine Bewegungsunterstützungsanforderung ist. Beispielsweise wird in dem Fall einer Maschinenneustartanforderung der Grenzwert auf einen geringeren Wert als bei der Bewegungsunterstützungsanforderung eingestellt.
Danach wird in Schritt S45 eine Regelung bzw. Rückkopplungssteuerung bezüglich des Umrichterstromflusses durchgeführt. Eine Steuerbetriebszeit bzw. ein Steuertastverhältnis wird basierend auf einer Abweichung zwischen dem Sollwert des Umrichterstromflusses und einem tatsächlichen Wert (d.h., einem erfassten Strom Ia) berechnet. Die Schaltsteuerung der Sp- und Sn-Schalter des Umrichters 22 wird basierend auf der Betriebszeitsteuerung bzw. Tastverhältnissteuerung durchgeführt.
9 ist ein Zeitdiagramm, das die Stromsteuerung zu dem Anfangsstart bzw. initialen Start des Laufleistungsantriebs des Rotors 21 zeigt. Der Maschinenneustart-Aspekt wird nachstehend beschrieben.
In 9 kommt zu dem Zeitpunkt t11 eine Anforderung des Leistungszufuhrantriebs der Elektrorotationsmaschine 21 auf, und der Strom des Umrichters 22 wird daher initiiert (Maschinenneustart ist angefordert). Zu diesem Punkt wird zuerst der Sollwert des Umrichterstromflusses auf Ix begrenzt, und die Regelung bzw. Rückkopplungssteuerung des Umrichterstromflusses wird mit Ix als dem Sollwert durchgeführt. Da der Umrichterstromfluss auf den geringeren Wert als die erste Schwelle TH1 für die Überstrombestimmung begrenzt wird, kann das Auftreten einer fehlerhaften Bestimmung, die durch den Stoßstrom verursacht wird, der darauf hinweist, dass der Überstrom aufgetreten ist, verringert werden. Es wird bemerkt, dass in Situationen, in denen die Regelung bzw. Rückkopplungssteuerung ohne Durchführung der Strombegrenzung durchgeführt wird, eine Leitung der Schalter Sp und Sn mit 100 % Betriebszeit bzw. Tastverhältnis durchgeführt wird, und zu diesem Punkt ein großer Stoßstrom fließt.
Danach wird die Rotationsgeschwindigkeit in der Elektrorotationsmaschine 21 erhöht, und zu der Zeit t12 wird, sobald die Rotationsgeschwindigkeit Nm die vorbestimmte Geschwindigkeit Nth erreicht, die Strombegrenzung des Umrichters 22 freigegeben. Zu der Zeit t12 ist die fehlerhafte Bestimmung des Überstroms aufgelöst. Das heißt, wie in 9 gezeigt, wird selbst dann, wenn die Leitung der Schalter Sp und Sn bei 100 % Betriebszeit bzw. Tastverhältnis liegt, die fehlerhafte Bestimmung des Überstroms nicht auftreten. Von der Zeit t12 wird die Regelung bzw. Rückkopplungssteuerung des Umrichterstromflusses gemäß dem angeforderten Antriebszustand bezüglich der Elektrorotationsmaschine 21 durchgeführt.
Effekte, die mittels des ersten Ausführungsbeispiels erlangt werden, werden nachstehend beschrieben.
Bei einer Konfiguration, bei der der schmale Teil des schmalen Teils 52a des Führabschnitts 52 geschmolzen wird, wenn ein Überstrom in der Elektrorotationsmaschine 21 oder dem Umrichter 22 fließt, sobald der Stromfluss aufgrund des abnormen Überstroms erhöht ist, wird der Strom dann durch das Abschalten des Pfads scharf bzw. hart verringert, da der schmale Abschnitt 52a geschmolzen ist. In diesem Fall basiert eine Bestimmung eines auftretenden Überstroms auf den Ergebnissen der ersten Bestimmung, die bestimmt, dass sich der Umrichterstromfluss auf die erste Schwelle TH1 erhöht hat, und der zweiten Bestimmung, die bestimmt, dass sich der Strom verringert hat. Die Schalter 31 und 32 werden basierend auf den Bestimmungsergebnissen geöffnet.
Auch kann während einer Unterdrückung einer Stromüberspannung, die mit dem Öffnen der Schalter 31 und 32 auftritt, ein Stromfluss gewünscht abgeschaltet werden. Als ein Ergebnis können geeignete Maßnahmen unternommen werden, wenn ein Überstrom auftritt.
Bei der Konfiguration bestimmt, nachdem sich der Umrichterstromfluss auf die erste Schwelle TH1 erhöht hat, die zweite Bestimmung, dass sich der Strom verringert hat. In diesem Fall wird bestimmt, dass sich der Stromfluss auf die zweite Schwelle TH2 verringert hat, die geringer als die erste Schwelle ist. Folglich können, wenn ein abnormer Kurzschluss bzw. Abnormkurzschluss bei dem Umrichter 22 auftritt, die Erhöhung des Stroms aufgrund des Auftretens des Überstroms und die Verringerung des Stroms aufgrund des Abschaltens des Pfads zuverlässig bestimmt werden. Ferner kann die Schalteröffnungsmaßnahme geeignet ausgelöst werden.
Die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine überträgt das Bestimmungssignal (Abnormüberstromsignal), das das Ergebnis der Überstrombestimmung wiedergibt. Die Batterie-ECU 37 öffnet die Schalter 31 und 32 basierend auf dem Bestimmungssignal von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine. In diesem Fall kann die Batterie-ECU 37 eine rasche Maßnahme basierend auf dem Bestimmungssignal durchführen, das direkt von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine empfangen ist.
Insbesondere gilt bei der Konfiguration:

(1) Die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine überträgt das Bestimmungssignal, das auf das Ergebnis der Überstrombestimmung hinweist (Abnormüberstromsignal), zu der Batterie-ECU 37 und der Maschinen-ECU 40.
(2) Die Maschinen-ECU 40 überträgt das Zwangs-Öffnen-Signal, um die Schalter zwangszuöffnen, zu der Batterie-ECU 37 basierend auf dem von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine empfangenen Bestimmungssignal.
(3) Die Batterie-ECU 37 zwangsöffnet die Schalter 31 und 32 basierend auf dem früher empfangenen Signal aus dem von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine empfangenen Bestimmungssignal und dem von der Maschinen-ECU 40 empfangenen Zwangs-Öffnen-Signal.

Gemäß der Konfiguration empfängt die Batterie-ECU 37 direkt das Bestimmungssignal von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine und führt als Reaktion eine rasche Maßnahme basierend auf dem Bestimmungssignal ohne Warten auf einen Empfang des Zwangs-Öffnen-Signals von der Maschinen-ECU 40, die die Host-ECU ist, durch. Zusätzlich zu der Batterie-ECU 37, die eine frühe Reaktion ausführen kann, kann die Maschinen-ECU 40 auch eine hoch zuverlässige Reaktion durchführen. Es wird bemerkt, dass die Maschinen-ECU 40 im Gegensatz zu der Batterie-ECU 37, die den lokalen Betriebsprozess durchführen kann und dem Laden und Entladen der Batterien 11 und 12 unterzogen ist, grundsätzlich andere ECUs verwaltet; dadurch löst die Maschinen-ECU 40 eine Reaktion aus, die eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.
Der Umrichter 22 ist mit dem schmalen Teil 52a (Abschaltabschnitt) des Führabschnitts 52 bei dem Schaltmodul 50 versehen. Daher kann, wenn der Überstrom bei dem Umrichter 22 fließt, die Überstrommaßnahme unmittelbar durchgeführt werden. Es ist ebenso die Beschränkung des Stoßstroms vorgesehen, der bei dem Start des Antriebs auftritt, wenn der Leistungslaufantrieb der Elektrorotationsmaschine 21 gestartet wird. Diesbezüglich wird eine fehlerhafte Erfassung eines Stoßstroms als ein Überstrom unterdrückt, und die fehlerhafte Bestimmung eines Abnormkurzschlusses (d.h., des abnormen Überstroms) kann auch verringert werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
Als nächstes wird beim zweiten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen ein Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel werden, wenn als das Ergebnis der ersten Bestimmung basierend auf der ersten Schwelle TH1 und der zweiten Bestimmung basierend auf der zweiten Schwelle TH2 bestimmt ist, dass der Überstrom aufgetreten ist, die Schalter 31 und 32 geöffnet, nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist. Die vorbestimmte Zeit ist eine Zeit, bis sich der Umrichterstromfluss auf die zweite Schwelle verringert hat.
Eine Konfiguration des Leistungssystems des zweiten Ausführungsbeispiels ist in 10 gezeigt. Der Einfachheit halber werden die in 1 verwendeten Symbole auch für die gleichen Konfigurationselemente, die in 10 gezeigt sind, verwendet, und die Beschreibung davon wird ebenso weggelassen.
Die Batterieeinheit, die in 10 gezeigt ist, umfasst die Bleibatterie 11, den Starter 13 und die elektrische Last 14, die elektrisch mit den Ausgangsanschlüssen P1 und P0 verbunden sind, die elektrische Last 15 und die Elektrorotationsmaschineneinheit 20, die elektrisch mit dem Ausgangsanschluss P2 verbunden sind, und die elektrische Last 16, die elektrisch mit dem Ausgangsanschluss P3 verbunden ist. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst aus den elektrischen Lasten 14 bis 16 eine elektrische Last 16 eine stabilspannungsbenötigende Last.
Bei der Batterieeinheit U ist der Schalter 31 bei dem elektrischen Pfad L1 vorgesehen und der Schalter 32 bei dem elektrischen Pfad L2 vorgesehen. Bei dem Pfad L1 zwischen dem Ausgangsanschluss P1 und dem Schalter 31 ist ein Verbindungspunkt N1 mit einem Ende eines Abzweigpfads L3 verbunden. Bei dem Pfad L2 ist zwischen der Lithiumionenbatterie 12 und dem Schalter 32 ein Verbindungspunkt N2 mit einem Abzweigpfad L4 verbunden. Ein anderes Ende jedes Abzweigpfads L3 und L4 ist mit dem Neutralverbindungspunkt N3 verbunden. Der Neutralverbindungspunkt N3 und der Ausgangsanschluss P3 sind miteinander mittels eines Elektrozufuhrpfads L5 verbunden. Die Abzweigpfade L3 und L4 sind jeweilig mit einem Schalter 33 und 34 versehen. Die Schalter 33 und 34 sind beide aus Halbleiterschaltelementen, beispielsweise MOSFETs, ausgebildet. Die Elektrozufuhr von jeder der Batterien 11 und 12 zu der elektrischen Last 16 wird über die Pfade L3 bis L5 geleitet.
Bei der Batterieeinheit U ermöglichen Umgehungspfade L6 und L7 eine Verbindung der Bleibatterie 11 zu den elektrischen Lasten 15 und 16 ohne Hindurchpassieren durch die Schalter 31 bis 33. D.h., die Batterieeinheit U ist mit dem Umgehungspfad L6, der den Ausgangsanschluss P0 und den Verbindungspunkt N0 miteinander verbindet, und dem Umgehungspfad L7, der den N0-Verbindungspunkt und den P3-Ausgangsanschluss verbindet, versehen. Der Umgehungspfad L6 ist mit einem ersten Umgehungsschalter 61 versehen, und der Umgehungspfad L7 ist mit einem zweiten Umgehungsschalter 62 versehen. Die Umgehungsschalter 61 und 62 sind begründende Geschlossentyprelaisschalter.
Durch Schließen des Umgehungsschalters 61 werden die Bleibatterie 11 und die elektrische Last 15 selbst dann elektrisch verbunden, wenn der Schalter 31 AUS (geöffnet) ist. Auch werden durch Schließen beider der Umgehungsschalter 61 und 62 die Bleibatterie 11 und die elektrische Last 16 selbst dann elektrisch verbunden, wenn die Schalter 31 bis 34 vollständig ausgeschaltet (geöffnet) sind.
Eine EIN/AUS-Steuerung (Öffnung-/Schließ-Steuerung) der Schalter 31 bis 34 und der Umgehungsschalter 61 und 62 wird mittels der Batterie-ECU 37 gesteuert. In diesem Fall basiert die EIN/AUS-Steuerung der Schalter 31 bis 34 beispielsweise auf dem Ladezustand der Batterien 11 und 12. Daher kann ein Laden und Entladen durch selektive Verwendung der Bleibatterie 11 und der Lithiumionenbatterie 12 ausgeführt werden. Es wird bemerkt, dass die Umgehungsschalter 61 und 62 grundsätzlich in einem geöffneten Zustand gehalten werden, wenn sich das Leistungssystem in Betrieb befindet, und wenn der Betrieb beendet wird, werden diese Schalter in einen geschlossenen Zustand geschaltet.
Aus den Berechnungsprozessen, die durch die ECU 23, 37, und 40 (siehe 4 bis 6) durchgeführt werden, sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Berechnungsprozess, der durch die Maschinen-ECU 40 (5) durchgeführt wird, und der Berechnungsprozess, der durch die Batterie-ECU 37 (6) durchgeführt wird, bei dem zweiten Ausführungsbeispiel geändert. Daher wird jeder der Berechnungsprozesse nachstehend beschrieben.
11 ist ein Flussdiagramm, das den Abnormüberwachungsprozess zeigt, der durch die Maschinen-ECU 40 wiederholt mit vorbestimmten Zyklen ausgeführt wird.
Wie in 11 gezeigt, wird in Schritt S51 bestimmt, ob die Maschinen-ECU 40 das Abnormüberstromsignal von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine empfangen hat. Wenn das Abnormüberstromsignal empfangen ist, schreitet der Prozess zu Schritt S52 fort, und ein Vorprozess bzw. Vor-Prozess (Abschaltprozessabschnitt) zur Abschaltung von Leistung wird bezüglich der elektrischen Last 15 durchgeführt. D.h., die Leistung zu der elektrischen Last wird abgeschaltet (Abschaltprozessabschnitt). An diesem Punkt wird, wenn sich die elektrische Last 15 in einem Betriebszustand befindet, unerwünschtes Auftreten wie Störungen, die durch das plötzliche Leistungsabschalten verursacht sind, unterdrückt, der Arbeitszustand der elektrischen Last 15 aufgezeichnet, und werden Prozesse beispielsweise zur Verringerung der Ausgabe und zur Beendigung des Antriebs durchgeführt.
Danach wird in Schritt S53 das Zwangs-Öffnen-Signal zum Zwangsöffnen der Schalter 31 bis 34 zu der Batterie-ECU 37 übertragen.
12 ist ein Flussdiagramm, das den Ausfallsicherheitsprozess der Batterieeinheit U zeigt, der wiederholt mit vorbestimmten Zyklen durch die Batterie-ECU 37 ausgeführt wird.
In 12 wird in Schritt S61 bestimmt, ob die Batterie-ECU 37 das Abnormüberstromsignal von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine empfangen hat. Wenn das Abnormüberstromsignal empfangen ist, schreitet der Prozess zu Schritt S62 fort, und ein Befehl, die Umgehungsschalter 61 und 62 zu schließen, wird ausgeführt (Umgehungsverarbeitungsabschnitt). In diesem Fall wird, sobald der Befehl, die Umgehungsschalter 61 und 62 zu schließen, ausgeführt ist, ein Strom in einer Spule, die die Umgehungsschalter 61 und 62 ausbildet, angehalten. Der Relaisverbindungspunkt wird beispielsweise durch eine hinzugefügte bzw. auferlegte Kraft einer Feder geschlossen und daher ausgeschaltet.
Danach wird in Schritt S63 bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeit TA von einem Zeitpunkt eines Empfangs des Abnormüberstromsignals verstrichen ist. Die vorbestimmte Zeit TA ist beispielsweise 0,3 bis 1 Sekunde. Es wird bemerkt, dass, da die Zeit von wenn das Abnormüberstromsignal übertragen ist, bis das gleiche Signal empfangen ist, eine im Wesentlichen feste Zeit ist, in Schritt S62 ein Prozess zur Bestimmung durchgeführt wird, ob die vorbestimmte Zeitperiode von dem Zeitpunkt, zu dem sich der Umrichterstromfluss (erfasster Strom Ia) zu der zweiten Schwelle TH2 verringert hat, verstrichen ist. In Schritt S63 schreitet in einem Fall von JA der Prozess zu Schritt S64 fort, und ein Befehl, die Schalter 31 bis 34 auszuschalten (zu öffnen), wird ausgeführt. Jedoch wird in einem Fall von NEIN in Schritt S63 der Prozess beendet.
Wenn das Abnormüberstromsignal nicht empfangen ist, schreitet der Prozess zu Schritt S65 fort und es wird bestimmt, ob das Zwangs-Öffnen-Signal von der Maschinen-ECU 40 empfangen ist. Wenn das Zwangs-Öffnen-Signal empfangen ist, schreitet die Prozedur zu Schritt S62 fort, und die Schritte S62 bis S64 wie vorstehend beschrieben werden durchgeführt. In diesem Fall wird der Ausfallsicherheitsprozess basierend auf dem zuerst empfangenen Signal aus dem Abnormüberstromsignal von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine und dem Zwangs-Öffnen-Signal von der Maschinen-ECU 40 ausgeführt.
Als nächstes wird ein detaillierter Prozess, der durchgeführt wird, wenn der Abnormüberstrom bei dem Umrichter 22 auftritt, unter Verwendung eines Zeitdiagramms, das in 13 gezeigt ist, beschrieben.
Wie vorstehend in 7 beschrieben, wird auch in 13 der Stromfluss bei dem Umrichter 22 beispielsweise durch das Auftreten des Kurzschlusses bei dem Umrichter 22 scharf erhöht (Zeitpunkt t21), und der Stromfluss überschreitet die erste Schwelle TH1 (zu einem Zeitpunkt t22). Bei dem Schaltmodul bzw. Schaltermodul 50 wird der schmale Abschnitt 52a des Führabschnitts 52 geschmolzen, und folglich verringert sich der Stromfluss scharf.
Danach wird zu dem Zeitpunkt t23, da der Stromfluss fällt, um geringer als die zweite Schwelle TH2 zu sein, das Abnormüberstromsignal von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine ausgegeben. Zu der Zeit t24 wird ein Vorprozess bzw. Vor-Prozess für das Leistungsabschalten bezüglich der elektrischen Last 15 durchgeführt. Zu diesem Punkt wird Elektrizität zu der elektrischen Last 15 terminiert bzw. beendet. Zu der Zeit t24 (oder in einigen Fällen vor oder nach der Zeit t24) werden die Umgehungsschalter 61 und 62 durch die Batterie-ECU 37 geschlossen.
Danach werden, sobald die vorbestimmte Zeit TA von dem Zeitpunkt, zu dem zu der Zeit t25 das Abnormüberstromsignal empfangen ist, verstrichen ist, die Schalter 31 bis 34 ausgeschaltet (geöffnet).
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel werden die folgenden zusätzlichen Effekte erzielt.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird, wenn die Überstrombestimmung mit einer Änderung des Umrichterstromflusses, d.h., durch eine jeweilige Erhöhung und Verringerung des Umrichterstromflusses, durchgeführt wird, eine Konfiguration vorgesehen, bei der die Schalter 31 bis 34 geöffnet werden, sobald die vorbestimmte Zeit TA verstrichen ist. Mit anderen Worten wird die Öffnung der Schalter nicht unmittelbar nachdem die Verringerung des Stromflusses bestimmt ist durchgeführt, sondern wird durchgeführt, nachdem die vorbestimmte Zeit verstrichen ist. In diesem Fall weist das Auftreten der Erhöhung und Verringerung des Stromflusses darauf hin, dass ein Überstrom aufgetreten ist, und der Pfad wird mittels des Abschaltabschnitts (der schmale Teil 52a) unmittelbar nachdem der Überstrom aufgetreten ist abgeschaltet. Bezüglich vorstehend Beschriebenem wird berücksichtigt, dass zumindest eine erste Reaktion auf den Überstrom durchgeführt werden kann.
Durch Durchführen des Öffnens der Schalter mit geeignetem Ausmaß von Zeit unter diesen Bedingungen kann eine geeignete Leistungsabschaltmaßnahme durchgeführt werden. Beispielsweise kann unter Berücksichtigung, dass das Leistungsabschalten andere Geräte beeinflusst, eine Vormaßnahme bzw. VorMaßnahme bezüglich des Leistungsabschaltens ausgeführt werden.
In einem Fall, in dem sich der Umrichterstromfluss zu der zweiten Schwelle TH2 verringert (wenn der Überstrom bestimmt ist), stellt die Konfiguration eine Ausführung des Leistungsabschaltens als eine Vormaßnahme während der Zeitperiode von wenn sich der Strom verringert bis die Schalter 31 bis 34 geöffnet werden bereit. Gemäß der Konfiguration kann beispielsweise die Vormaßnahme eines Aufzeichnens des Betriebszustands der elektrischen Last, einer Verringerung der Ausgabe und einer Beendigung des Antriebs ausgeführt werden.
Wenn sich der Umrichterstromfluss zu der zweiten Schwelle TH2 verringert (d.h., wenn der Überstrom bestimmt ist), wird die Konfiguration mit den Umgehungsschaltern 61 und 62, die geschlossen sind, bereitgestellt während der Zeitperiode von wenn der Strom verringert ist bis die Schalter 31 bis 34 geöffnet sind. In diesem Fall kann eine Leitung bzw. ein Leiten der Umgehungspfade L6 und L7 zuverlässig durchgeführt werden, während die Betriebszeit der Umgehungsschalter 61 und 62 berücksichtigt wird. Eine kontinuierliche Leistungszufuhr von der Bleibatterie 11 zu der elektrischen Last 15 kann daher unter Verwendung der Umgehungspfade L6 und L7 durchgeführt werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
Als nächstes wird in einem dritten Ausführungsbeispiel hauptsächlich eine Differenz bzw. ein Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Es wird bemerkt, dass das in 1 gezeigten Leistungssystem das Leistungssystem des dritten Ausführungsbeispiels ist.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel bestimmt die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine die Neuerhöhung (Neu-Erhöhung bzw. erneute Erhöhung) des temporär verringerten Umrichterstromflusses, wenn bestimmt ist, dass der Überstrom bei dem Umrichter aufgetreten ist, was mittels der ersten Bestimmung basierend auf der ersten Schwelle TH1 und der zweiten Bestimmung basierend auf der zweiten Schwelle bestimmt ist. Zusätzlich öffnet, wenn die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine den Überstrom bestimmt und die Neuerhöhung bzw. erneute Erhöhung des Stromflusses aufgetreten ist, die Batterie-ECU 37 die Schalter 31 und 32.
Aus den vorstehend beschriebenen Berechnungsprozessen, die durch die ECU 23, 37, und 40 (4 bis 6) durchgeführt sind, ist der Berechnungsprozess, der durch die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine durchgeführt wird, bezüglich des 4 gezeigten Berechnungsprozesses in dem dritten Ausführungsbeispiel geändert. Der Berechnungsprozess des dritten Ausführungsbeispiels wird nachstehend beschrieben.
14 ist ein Flussdiagramm, das den Abnormüberstrombestimmungsprozess zeigt, der wiederholt durch die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine mit vorbestimmten Zyklen durchgeführt wird. Dieser Prozess verwendet ein erstes Flag bzw. einen ersten Bitschalter bzw. Kennzeichner, das darauf hinweist, dass der Umrichterstromfluss gleich wie oder größer als die erste Schwelle TH1 ist, und ein zweites Flag bzw. einen zweiten Bitschalter bzw. Kennzeichner, das darauf hinweist, dass danach der Umrichterstromfluss geringer als die zweite Schwelle TH2 ist.
In 14 schreitet in Schritt S71, nachdem der Erfassungsstrom Ia erlangt ist, wenn beide aus dem ersten Flag und dem zweiten Flag 0 sind (Schritt S72, JA in Schritt S73), die Prozedur zu Schritt S74, und es wird bestimmt, ob der erfasste Strom Ia gleich wie oder größer als die erste Schwelle TH1 ist. Wenn der erfasste Strom Ia gleich wie oder größer als die erste Schwelle TH1 ist, schreitet der Prozess zu Schritt S75 fort, und das erste Flag wird auf 1 eingestellt.
Sobald das erste Flag auf 1 eingestellt ist, schreitet der Prozess zu Schritt S76 fort, und es wird bestimmt, ob der erfasste Strom Ia geringer als die zweite Schwelle ist. Wenn der erfasste Strom Ia geringer als die zweite Schwelle TH2 ist, schreitet der Prozess zu Schritt S77 fort, und das zweite Flag wird auf 1 eingestellt.
Sobald das zweite Flag auf 1 eingestellt ist, schreitet der Prozess zu Schritt S78 fort, und es wird bestimmt, ob der erfasste Strom Ia gleich wie oder größer als eine vorbestimmte dritte Schwelle TH3 ist. Die vorbestimmte dritte Schwelle TH3 kann ein Wert sein, der die Stromflüsse bestimmen kann, nachdem der Führabschnitt 52 des Schaltmoduls 50 geschmolzen ist; beispielsweise ist TH3 50 A . Wenn der erfasste Strom Ia gleich wie oder größer als eine vorbestimmte dritte Schwelle TH3 ist, schreitet der Prozess zu Schritt S79 fort, und das Abnormüberstromsignal wird mittels der Kommunikationsleitung 41 zu der Batterie-ECU 37 und der Maschinen-ECU 40 übertragen.
Als nächstes wird ein Prozess, der durchgeführt wird, wenn der Abnormüberstrom bei dem Umrichter 22 auftritt, unter Verwendung eines Zeitdiagramms, das in 15 gezeigt ist, beschrieben.
In 15 erhöht sich, wie in 7 beschrieben, beispielsweise der Stromfluss des Umrichters 22 scharf (Zeitpunkt t31), wenn ein Kurzschluss bei dem Umrichter 22 auftritt, und wenn der Stromfluss die erste Schwelle TH1 überschreitet, wird das erste Flag auf 1 eingestellt (Zeitpunkt t32). Bei dem Schaltmodul wird der schmale Teil 52a des Führabschnitts 52 geschmolzen, was verursacht, dass sich der Stromfluss scharf verringert. Danach ist zu dem Zeitpunkt t33 der Stromfluss geringer als die zweite Schwelle TH2, und das zweite Flag wird auf 1 eingestellt.
Wenn der Führabschnitt 52 geschmolzen ist, wird der Umrichterstromfluss durch beispielsweise eine Rückkehr des geschmolzenen Abschnitts in den leitenden Zustand neu erhöht. D.h., nachdem der Umrichterstromfluss temporär auf 0 fällt, wird der Strom dann neu erhöht. In diesem Fall wird zu einem Zeitpunkt 34, wenn der Stromfluss die dritte Schwelle TH3 überschreitet, das Abnormüberstromsignal von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine ausgegeben. Dann werden zu einem Zeitpunkt t35 die Schalter 31 und 32 ausgeschaltet (geöffnet durch die Batterie-ECU 37).
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel werden die folgenden zusätzlichen Effekte erzielt.
Wenn ein Kurzschluss bei dem Elektromotor 21 oder dem Umrichter 22 auftritt, wird die Maßnahme eines Anhaltens des Überstroms durch Abschalten des Abschaltabschnitts (schmaler Teil 52a) abgeschlossen. Der Abschaltabschnitt kann in einen Leitzustand zurückkehren, nachdem das Abschalten durchgeführt ist. Diesbezüglich werden die Schalter 31 und 32 geöffnet, wenn, als eine Bedingung, Leitung bzw. Leitfähigkeit zu dem Abschaltabschnitt zurückkehrt. Mit anderen Worten wird nach Durchführung der Abnormüberstrombestimmung basierend auf der ersten Bestimmung und der zweiten Bestimmung die Leistung durch Öffnen der Schalter unter begrenzten Bedingungen abgeschaltet. Daher können Effekte auf andere Geräte, die auftreten können, minimiert werden, wenn die Leistung durch das Öffnen der Schalter abgeschaltet wird.
Andere Ausführungsbeispiele
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können wie folgt modifiziert werden.
Beispielsweise bestimmt bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispieten die erste Bestimmung, dass sich der Umrichterstromfluss auf die erste Schwelle TH1 erhöht hat, und bestimmt die zweite Bestimmung, dass sich der Strom danach verringert hat. Jedoch kann als eine zweite Bestimmung eine Stromverringerung bestimmt werden, nachdem eine vorbestimmte Zeit (beispielsweise 0,5 bis 1 Sekunde) verstrichen ist von der Zeitperiode, in der sich der Umrichterstromfluss zu der ersten Schwelle TH1 erhöht hat.
Der Abschaltabschnitt, der dazu eingerichtet ist, um den elektrischen Pfad, bei dem der Überstrom in zumindest eines aus der Elektrorotationsmaschine 21 und dem Umrichter 22 fließt, abzuschalten, kann eine Konfiguration verschieden von dem schmalen Teil 52a des Führabschnitts in dem Schaltmodul 50 sein. Beispielsweise kann als Beispiel eine Sicherung als ein Sicherungsabschnitt verwendet werden, der bei dem elektrischen Pfad des Umrichters 22 vorgesehen ist. Ein Abschaltabschnitt (Sicherungsabschnitt) kann auch bei dem Elektromotor 21 konfiguriert sein.
Bei dem Start des Leistungslaufantriebs der Elektrorotationsmaschine 21 kann eine Grenze zu einer Ansteuerbetriebszeit bzw. einem Ansteuertastverhältnis der Schalter Sp und Sn des Umrichters hinzugefügt werden, und kann als Alternative zu der Begrenzung des Sollwerts des Umrichterstromflusses ein Stoßstrom gemäß der begrenzten Ansteuerbetriebszeit bzw. des Ansteuertastverhältnisses begrenzt werden.
16 zeigt einen Schaltkreis als eine andere Konfiguration der Leistungssteuervorrichtung. In 16 (a) sind die ECU 23, 37, und 40 mittels der Kommunikationsleitung 41 verbunden, und die Batterie-ECU 37 und die ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine sind mit einer Festverdrahtung 45 verbunden. In diesem Fall ist insbesondere die Festverdrahtung 45 mit einem Unterbrechungsanschluss bzw. Interrupt-Anschluss 46 der Batterie-ECU 37 verbunden. Die Festverdrahtung 45 ist eine Signalleitung, die ein Spannungssignal eines Ausgangsanschlusses, der an einer Ausgangsseite der ECU bereitgestellt ist, zu einem Eingangsanschluss an einer Eingangsseite der ECU überträgt. Es wird bemerkt, dass die Kommunikationsleitung 41 bereitgestellt ist, um eine Signalübertragung zwischen zumindest der ECU 23, 37 und der ECU 40 zu ermöglichen.
In diesem Fall wird, wenn der Überstrom aufseiten der Elektrorotationsmaschineneinheit 20 auftritt, ein Fehlersignal von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine zu dem Unterbrechungsanschluss bzw. Interrupt-Anschluss 47 der ECU 37 übertragen. Der Ausfallsicherheitsprozess der Batterieeinheit U wird daher mittels des zu dem Unterbrechungsanschluss bzw. Interrupt-Anschluss 46 eingegebenen Signals durchgeführt.
In 16 (b) sind die ECU 23, 37, und 40 elektrisch mittels der Kommunikationsleitung 41 verbunden, und die ECU 37 und der Umrichter 22 sind durch die Festverdrahtung 45 verbunden. In diesem Fall wird das Spannungssignal aufseiten des Umrichters 22 direkt zu dem Unterbrechungsanschluss bzw. Interrupt-Anschluss 46 der Batterie-ECU 37 übertragen, und der Ausfallsicherheitsprozess der Batterieeinheit U wird durch dieses Spannungssignal durchgeführt.
Wie in 16 gezeigt, sind die Batterie-ECU 37 und die Elektrorotationsmaschineneinheit 20 (ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine oder der Umrichter 22) mittels der Festverdrahtung 45 verbunden. Bei dieser Konfiguration kann eine Signalübertragung zwischen der Batterie-ECU 37 und der Elektrorotationsmaschineneinheit 20 (ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine oder der Umrichter 22) durchgeführt werden, ohne auf einen Kommunikationszyklus bei jeder ECU zu warten. Als ein Ergebnis kann eine rasche Informationsübertragung weiter verbessert werden.
Der Überstrombestimmungsabschnitt wird mittels der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine verwirklicht, und der Schaltsteuerabschnitt wird mittels der Batterie-ECU 37 verwirklicht, jedoch ist die Konfiguration nicht auf vorstehend Beschriebenes beschränkt. Das heißt, der Überstrombestimmungsabschnitt kann mittels einer ECU verschieden von der ECU 23 für die Elektrorotationsmaschine (wie die Batterie-ECU 37 oder die Maschinen-ECU 40) verwirklicht werden. Das Leistungssteuersystem kann auch mittels einer einzelnen ECU verwirklicht werden.
Die in 1 gezeigte Konfiguration stellt die elektrische Last 14 bereit, die die stabilspannungsbenötigende Last ist, die aufseiten des Ausgangsanschlusses P1 der Batterieeinheit U verbunden ist, d.h., aufseiten der Bleibatterie 11, und die elektrische Last 15, die eine gewöhnliche Last ist, die aufseiten des Ausgangsanschlusses P2 verbunden ist, d.h., aufseiten der Elektrorotationsmaschineneinheit 20. Jedoch kann diese Konfiguration geändert werden, und die elektrische Last 15 (allgemeine Last) kann aufseiten des Ausgangsanschlusses P1 der Batterieeinheit U verbunden sein, und die elektrische Last 14 (die stabilspannungsbenötigende Last) kann aufseiten des Ausgangsanschlusses P2 verbunden sein.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind eine Bleibatterie 11 als die erste Batterie und eine Lithiumionenbatterie als die zweite Batterie bereitgestellt, jedoch kann diese Konfiguration geändert sein. Beispielsweise kann eine hochdichte Batterie verschieden von der Lithiumionenbatterie als die zweite Batterie bereitgestellt werden, beispielsweise kann auch eine Nickelhydrogenbatterie verwendet werden. Ein Kondensator kann auch als zumindest eine der Batterien verwendet werden.
Ein Leistungssystem verschieden von dem Leistungssystem, das zwei Batterien aufweist, kann auch eingesetzt werden. Beispielsweise kann auch eine Konfiguration verwendet werden, die nur eine Bleibatterie 11 oder nur eine Lithiumionenbatterie umfasst.
Zudem kann das Leistungssystem der vorliegenden Offenbarung auch für Zwecke verschieden von einem Fahrzeug verwendet werden.
Es ist zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung gemäß den Ausführungsbeispielen beschrieben ist, jedoch nicht auf vorstehend Beschriebenes beschränkt ist. D.h., die vorliegende Offenbarung umfasst verschiedene modifizierte Beispiele und Modifikationen innerhalb äquivalenter Spannen. Zudem sind verschiedene Kombinationen und Arten, die eine Kombination eines Elements oder mehr als einen Elements enthalten, innerhalb einer Kategorie und des Bereichs der Offenbarung enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014177213 A [0004]
TH 1400 A [0063]
TH 350 A [0126]

Claims

Leistungssteuervorrichtung, mit einer Elektrorotationsmaschine (21), die einen Betrieb einer Leistungserzeugung und eines Leistungslaufs ermöglicht, einem Schaltschaltkreis (22), der eine Elektrizität für jede Phase bei der Elektrorotationsmaschine durch Betriebsschalten von EIN/AUS-Zuständen einer Vielzahl von Schaltelementen (Sp, Sn) erbringt, einem Batterieabschnitt (11, 12), der elektrisch mit dem Schaltschaltkreis verbunden ist, Schaltern (31, 32), die bei einem elektrischen Pfad zwischen dem Schaltschaltkreis und dem Batterieabschnitt montiert sind, Leistungssteuergeräten (23, 37, 40), die auf ein Leistungssystem angewendet sind, das umfasst einen Abschaltabschnitt (52a), wobei der Leistungsabschaltabschnitt betreibbar ist, um den elektrischen Pfad abzuschalten, wenn ein Überstrom bei zumindest einem aus der Elektrorotationsmaschine und dem Schaltschaltkreis auftritt, und die Leistungssteuergeräte umfassen einen Überstrombestimmungsabschnitt, der bestimmt, dass der Überstrom aufgetreten ist, basierend auf einem Ergebnis von einer ersten Bestimmung, die bestimmt, dass sich bei dem Schaltschaltkreis der Stromfluss zu einer Überstromschwelle (TH1) erhöht hat, und einer zweiten Bestimmung, die bestimmt, dass sich der Stromfluss nach der Erhöhung verringert hat, und einen Schaltsteuerabschnitt, der die Schalter basierend auf dem Ergebnis des Überstrombestimmungsabschnitts öffnet.
Leistungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei, nachdem sich der Stromfluss zu der Überstromschwelle erhöht hat, der Überstrombestimmungsabschnitt bestimmt, dass sich der Stromfluss zu einer zweiten Schwelle (TH2) geringer als die Überstromschwelle verringert hat.
Leistungssteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Schaltsteuerelement die Schalter öffnet, nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist, wobei die vorbestimmte Zeitperiode von einem Zeitpunkt, zu dem sich der Stromfluss zu der zweiten Schwelle verringert hat, bis die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, dauert, wenn der Überstrombestimmungsabschnitt bestimmt, dass der Überstrom aufgetreten ist.
Leistungssteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Leistungssystem umfasst eine elektrische Last (15), die mit dem elektrischen Pfad zwischen dem Batterieabschnitt und dem Schaltschaltkreis verbunden ist, und einen Abschaltprozessabschnitt, der einen Vorprozess einer Leistungsabschaltung bezüglich der elektrischen Last von dem Zeitpunkt, zu dem sich der Stromfluss zu der zweiten Schwelle verringert hat, bis die vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist, durchführt.
Leistungssteuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Leistungssystem umfasst eine erste Batterie (11) und eine zweite Batterie (12), die den Batterieabschnitt ausbilden, eine elektrische Last (16), die mit einem elektrischen Pfad verbunden ist, der eine Leistungszufuhr von dem Batterieabschnitt ermöglicht, Umgehungspfade (L6, L7), die bei dem elektrischen Pfad vorgesehen sind, wobei die Umgehungspfade elektrisch mit der ersten Batterie und der elektrischen Last verbunden sind und eine Umgehung bezüglich der Schalter bereitstellen und Umgehungsschalter (61, 62) aufweisen, und einen Umgehungsverarbeitungsabschnitt, der die Umgehung von dem Zeitpunkt, zu dem sich der Stromfluss zu der zweiten Schwelle verringert hat, bis die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, schließt.
Leistungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Neuerhöhungsbestimmungsabschnitt, der eine Neuerhöhung des Stromflusses nach einer Verringerung bestimmt, wenn der Überstrombestimmungsabschnitt ein Auftreten des Überstroms bestimmt, wobei der Schaltabschnitt die Schalter öffnet, wenn der Überstrombestimmungsabschnitt bestimmt, dass der Überstrom aufgetreten ist, und der Neuerhöhungsbestimmungsabschnitt bestimmt, dass sich der Stromfluss neu erhöht hat.
Leistungssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit einem ersten Steuergerät (22), das einen Betrieb der Leistungserzeugung und des Leistungslaufs der Elektrorotationsmaschine steuert, und einem zweiten Steuergerät (37), das vorgesehen ist, um Signale von dem ersten Steuergerät zu empfangen und den Batterieabschnitt durch Öffnen und Schließen der Schalter zu laden, wobei das erste Steuergerät mit dem Überstrombestimmungsabschnitt versehen ist und betreibbar ist, um zu dem zweiten Steuergerät ein Bestimmungssignal zu übertragen, das auf ein Bestimmungsergebnis des Überstrombestimmungsabschnitts hinweist, und das zweite Steuergerät das Schaltsteuerelement umfasst und die Schalter basierend auf dem von dem ersten Steuergerät übertragenen Bestimmungssignal öffnet.
Leistungssteuervorrichtung nach Anspruch 7, ferner mit einem dritten Steuergerät (40), das mit dem ersten Steuergerät und dem zweiten Steuergerät derart verbunden ist, dass Kommunikation zwischen dem ersten Steuergerät, dem zweiten Steuergerät, und dem dritten Steuergerät betreibbar ist, und das grundsätzlich das erste Steuergerät und das zweite Steuergerät verwaltet, wobei das erste Steuergerät das Bestimmungssignal zu dem zweiten Steuergerät und dem dritten Steuergerät überträgt, das dritte Steuergerät die Schalter des zweiten Steuergeräts basierend auf dem von dem ersten Steuergerät empfangenen Bestimmungssignal zwangsöffnet, und das zweite Steuergerät die Schalter basierend auf einem früher empfangenen Signal aus dem von dem ersten Gerät empfangenen Bestimmungssignal und dem von dem dritten Steuergerät empfangenen Zwangs-Öffnen-Signal zwangsöffnet.
Leistungssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Abschaltabschnitt ein schmaler Teil (52a) ist, der bei einem Führabschnitt (52) bereitgestellt ist, der mit einer Montageposition verbunden ist, an der die Schaltelemente an den Schaltschaltkreis montiert sind.