DE112018002457T5 - Steuervorrichtung und Bordsystem - Google Patents

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DE112018002457T5
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Shinsuke KAWAZU
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Abstract

Eine Steuervorrichtung (24, 28) umfasst: eine erste Steuereinheit, die, wenn eine durch eine Spannungsdetektionseinheit (30) detektierte Spannung höher ist als ein Schwellenwert, Schalter, die eine erste Elementgruppe (alle von Schaltern Sp) von einer Leistungsumwandlungsschaltung (22) umfassen, so steuert, dass sie ausgeschaltet werden; eine zweite Steuereinheit, die eine Steuerung nach Ende einer Steuerung durch die erste Steuereinheit startet und eine zweite Elementgruppe (alle von Schaltern Sn) nach Verstreichen einer Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, tatsächlich einschaltet; eine dritte Steuereinheit, die eine Steuerung nach Ende einer Steuerung durch die zweite Steuereinheit startet und Schalter, die eine dritte Elementgruppe (Schalter Spa und Spb) von einer H-Brücke-Schaltung (23) umfassen, so steuert, dass sie ausgeschaltet werden; und eine vierte Steuereinheit, die eine Steuerung nach Ende einer Steuerung durch die dritte Steuereinheit startet und eine vierte Elementgruppe (Schalter Sna und Snb) nach Verstreichen einer Zeit, während derer die dritte Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, tatsächlich einschaltet.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldungen
  • Die vorliegende Anmeldung beruht auf der am 12. Mai 2017 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-095545 , deren Beschreibung hierin mittels Bezugnahme eingebunden wird.
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung, die eine Vorrichtung einer drehenden elektrischen Maschine steuert, die eine Leistungserzeugungsfunktion bereitstellt.
  • Hintergrundtechnik
  • Eine Vorrichtung einer drehenden elektrischen Maschine, die eine Leistungserzeugungsfunktion bereitstellt, versorgt verschiedene Typen von elektrischer Last und Batterien über eine Verdrahtung, die mit einem Ausgangsanschluss verbunden ist, mit elektrischer Leistung. Wenn sich die Verdrahtung von dem Ausgangsanschluss oder einem Batterieanschluss während einer Leistungserzeugung durch die Vorrichtung der drehenden elektrischen Maschine löst, tritt eine vorübergehende hohe Spannung auf, die als „Load Dump“ bzw. Lastabwurf bezeichnet wird. Wenn eine solche Load-Dump-Spannung auftritt, wird eine Load-Dump-Schutzsteuerung durchgeführt, um Elemente in der elektrischen Last und der Vorrichtung der drehenden elektrischen Maschine zu schützen.
  • Zum Beispiel ist in PTL 1 eine H-Brücke-Schaltung, die aus zwei Metall-Oxid-Halbleiter-(MOS-)Transistoren und zwei Dioden aufgebaut ist, mit einer Feldwicklung verbunden. Eine dreiphasige Brückenschaltung ist mit einer Statorwicklung verbunden. Eine folgende Steuerung wird als die Load-Dump-Schutzsteuerung durchgeführt. Eine Steuervorrichtung, die in PTL 1 beschrieben ist, stoppt nämlich eine Zufuhr von Erregungsstrom an die Feldwicklung und steuert alle der MOS-Transistoren auf einem unteren Arm (einer tiefen Seite) der dreiphasigen Brücke, sodass sie eingeschaltet werden. Zu dieser Zeit werden alle der MOS-Transistoren auf einem oberen Arm (einer hohen Seite) gesteuert, sodass sie ausgeschaltet werden.
  • Literaturliste
  • Patentliteratur
  • PTL 1: JP-A-2015-80319
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Hierbei ist es erforderlich, dass ein Kurzschluss zwischen dem oberen Arm und dem unteren Arm verhindert wird, wenn alle der MOS-Transistoren auf dem unteren Arm der dreiphasigen Brückenschaltung so gesteuert werden, dass sie eingeschaltet werden. Daher ist es erforderlich, dass die MOS-Transistoren auf dem unteren Arm so gesteuert werden, dass sie eingeschaltet werden, nachdem zumindest die MOS-Transistoren auf dem oberen Arm so gesteuert werden, dass sie ausgeschaltet werden. Wenn die H-Brücke-Schaltung aus vier MOS-Transistoren aufgebaut ist, ist es außerdem erforderlich, dass eine ähnliche Steuerung durchgeführt wird, wenn alle der MOS-Transistoren auf dem unteren Arm so gesteuert werden, dass sie eingeschaltet werden.
  • Hierbei berücksichtigt PTL 1 nicht die Reihenfolge, in der die MOS-Transistoren der H-Brücke-Schaltung und die MOS-Transistoren der dreiphasigen Brückenschaltung zu steuern sind. Daher besteht bei der in PTL 1 beschriebenen Steuervorrichtung noch Raum zur Verbesserung hinsichtlich einer Unterdrückung bzw. Niederhaltung eines Spitzenwerts der Load-Dump-Spannung.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde geschaffen, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen. Die Hauptaufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Steuervorrichtung für eine Vorrichtung einer drehenden elektrischen Maschine bereitzustellen, die im Stande ist, einen Spitzenwert einer Load-Dump-Spannung zu unterdrücken bzw. niederzuhalten.
  • Ein erstes Mittel zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme ist eine Steuervorrichtung, die auf eine Vorrichtung einer drehenden elektrischen Maschine angewandt ist, welche umfasst: eine Feldwicklung, die Feldpole magnetisiert; eine Ankerwicklung, die eine Wechselspannung durch ein Magnetfeld erzeugt, das durch die Feldpole erzeugt wird; eine Leistungsumwandlungsschaltung, die eine Vielzahl von Phasen umfasst, die ein in einem oberen Arm angeordnetes Schaltelement und ein in einem unteren Arm angeordnetes Schaltelement umfassen, die in Reihe geschaltet sind, und die Wechselspannung, die in der Ankerwicklung erzeugt wird, in eine Gleichspannung umwandelt; eine H-Brücke-Schaltung, die zwei Schaltelemente eines oberen Arms und zwei Schaltelemente eines unteren Arms umfasst und einen Erregungsstrom an die Feldwicklung zuführt; und eine Spannungsdetektionseinheit, die eine Spannung eines Ausgangsanschlusses der Leistungsumwandlungsschaltung detektiert. Die Steuervorrichtung umfasst: eine erste Steuereinheit, die, wenn die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung höher ist als ein Schwellenwert, die Schaltelemente, die eine erste Elementgruppe umfassen, die alle der Schaltelemente des oberen Arms oder alle der Schaltelemente des unteren Arms, unter allen der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung darstellen, so steuert, dass sie ausgeschaltet werden; eine zweite Steuereinheit, die eine Steuerung nach einem Ende einer Steuerung durch die erste Steuereinheit startet und eine zweite Elementgruppe, die alle der Schaltelemente des Arms auf der Seite, die dem Arm entgegengesetzt ist, der der ersten Elementgruppe entspricht, unter allen der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung darstellen, nach Verstreichen einer Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, tatsächlich einschaltet; eine dritte Steuereinheit, die eine Steuerung nach Ende einer Steuerung durch die zweite Steuereinheit startet und die Schaltelemente, die eine dritte Elementgruppe umfassen, die alle der Schaltelemente des oberen Arms oder alle der Schaltelemente des unteren Arms unter allen der Schaltelemente der H-Brücke-Schaltung darstellen, so steuert, dass sie ausgeschaltet werden; und eine vierte Steuereinheit, die eine Steuerung nach Ende einer Steuerung durch die dritte Steuereinheit startet und eine vierte Elementgruppe, die alle der Schaltelemente des Arms auf der Seite, die dem Arm entgegengesetzt ist, der der dritten Elementgruppe entspricht, unter allen der Schaltelemente der H-Brücke-Schaltung darstellen, nach Verstreichen einer Zeit, während derer die dritte Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, tatsächlich einschaltet.
  • Als Folge der vorstehend beschriebenen Konfiguration umfasst in der Vorrichtung der drehenden elektrischen Maschine die H-Brücke-Schaltung zwei Schaltelemente des oberen Arms und zwei Schaltelemente des unteren Arms, und führt sie den Erregungsstrom an die Feldwicklung zu. Die Feldpole werden durch die Feldwicklung magnetisiert, und die Wechselspannung wird in der Ankerwicklung durch das Magnetfeld erzeugt, das durch die Feldpole erzeugt wird. Die Leistungsumwandlungsschaltung umfasst eine Vielzahl von Phasen, die das Schaltelement des oberen Arms und das Schaltelement des unteren Arms umfassen, die in Reihe geschaltet sind, und wandelt die Wechselspannung, die in der Ankerwicklung erzeugt wird, in die Gleichspannung um. Außerdem detektiert die Spannungsdetektionseinheit die Spannung des Ausgangsanschlusses der Leistungsumwand lungsschaltung.
  • Wenn sich eine Verdrahtung von dem Ausgangsanschluss der Leistungsumwandlungsvorrichtung oder eine elektrische Last von der Verdrahtung während einer Leistungserzeugung durch die Vorrichtung der drehenden elektrischen Maschine löst, tritt hierbei eine Load-Dump-Spannung bzw. Lastabwurfspannung auf. In diesem Fall ist, um eine Zunahme der Load-Dump-Spannung zu stoppen, eine Abnahme des Erregungsstroms, der an die Feldwicklung fließt, oder eine Abnahme des Stroms, der an die Ankerwicklung fließt, erforderlich. Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung hat herausgefunden, dass, um die Zunahme der Load-Dump-Spannung schnell zu stoppen, das heißt, um einen Spitzenwert der Load-Dump-Spannung zu unterdrücken bzw. niederzuhalten, es effektiver ist, den Strom zu reduzieren, der an die Ankerwicklung fließt, als den Erregungsstrom zu reduzieren, der an die Feldwicklung fließt.
  • Wenn die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung höher ist als der Schwellenwert, steuert daher die erste Steuereinheit die Schaltelemente, die die erste Elementgruppe umfassen, die alle der Schaltelemente des oberen Arms oder alle der Schaltelemente des unteren Arms unter allen der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung darstellen, sodass sie ausgeschaltet werden. Als Folge hiervon wird, wenn die Load-Dump-Spannung auftritt, die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung höher als der Schwellenwert, und wird die erste Elementgruppe gesteuert, sodass sie ausgeschaltet wird. Für diese Steuerung ist eine vorbestimmte Verarbeitungszeit erforderlich, die eine Berechnungszeit durch die erste Steuereinheit, eine Signalübertragungszeit und dergleichen umfasst. Außerdem sind auch eine Ansprechverzögerungszeit der ersten Elementgruppe, eine Betriebszeit und dergleichen ebenfalls erforderlich, bis die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein wird. Außerdem startet die zweite Steuereinheit eine Steuerung nach dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit. Die zweite Steuereinheit schaltet die zweite Elementgruppe, die alle der Schaltelemente des Arms auf der Seite, die entgegengesetzt zu dem Arm ist, der der ersten Elementgruppe entspricht, unter allen der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung darstellen, nach dem Verstreichen der Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, tatsächlich ein. Demzufolge kann ein Kurzschluss zwischen der ersten Elementgruppe und der zweiten Elementgruppe verhindert werden, wenn die zweite Elementgruppe der Leistungsumwandlungsschaltung eingeschaltet wird.
  • Indessen startet die dritte Steuereinheit eine Steuerung nach dem Ende der Steuerung durch die zweite Steuereinheit. Die dritte Steuereinheit steuert die Schaltelemente, die die dritte Elementgruppe umfassen, die alle der Schaltelemente des oberen Arms oder alle der Schaltelemente des unteren Arms unter allen der Schaltelemente der H-Brücke-Schaltung darstellen, sodass sie ausgeschaltet werden. Außerdem startet die vierte Steuereinheit eine Steuerung nach dem Ende der Steuerung durch die dritte Steuereinheit. Die vierte Steuereinheit schaltet die vierte Elementgruppe, die alle der Schaltelemente des Arms auf der Seite, die entgegengesetzt zu dem Arm ist, der der dritten Elementgruppe entspricht, unter allen der Schaltelemente der H-Brücke-Schaltung darstellen, nach dem Verstreichen der Zeit, während derer die dritte Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, tatsächlich ein. Demzufolge kann ein Kurzschluss zwischen der dritten Elementgruppe und der vierten Elementgruppe verhindert werden, wenn die vierte Elementgruppe der H-Brücke-Schaltung eingeschaltet wird.
  • Das heißt, dass die Steuerung durch die erste Steuereinheit und die zweite Steuereinheit vorrangig bzw. bevorzugt gegenüber der Steuerung durch die dritte Steuereinheit und die vierte Steuereinheit durchgeführt wird. Demzufolge kann die Steuerung zum Reduzieren des Stroms, der an die Ankerwicklung fließt, während des Auftretens der Load-Dump-Spannung vorrangig bzw. bevorzugt durchgeführt werden. Dies kann den Spitzenwert der Load-Dump-Spannung unterdrücken bzw. niederhalten.
  • Gemäß einem zweiten Mittel ist eine Zeit von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die zweite Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird, kürzer als eine Zeit von dem Ende der Steuerung durch die dritte Steuereinheit bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die vierte Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird.
  • Als Folge der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist die Zeit von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die zweite Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird, kürzer als die Zeit von dem Ende der Steuerung durch die dritte Steuereinheit bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die vierte Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird. Daher liegt ein Zeitpunkt, zu dem die Steuerung durch die erste Steuereinheit und die zweite Steuereinheit durchgeführt wird und die zweite Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird, früher als ein Zeitpunkt, zu dem die vierte Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird, wenn die Steuerung durch die dritte Steuereinheit und die vierte Steuereinheit vorrangig bzw. bevorzugt gegenüber der Steuerung durch die erste Steuereinheit und die zweite Steuereinheit durchgeführt wird. Demzufolge ist es im Hinblick auf ein Unterdrücken bzw. Niederhalten des Spitzenwerts der Load-Dump-Spannung sogar noch effektiver, dass eine erste Steuerung und eine zweite Steuerung, die den Strom reduzieren, der an die Ankerwicklung fließt, während des Auftretens der Load-Dump-Spannung am vorrangigsten bzw. am bevorzugtesten durchgeführt werden.
  • Gemäß einem dritten Mittel ist eine Zeit von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die zweite Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird, länger als eine Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit.
  • Als Folge der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist die Zeit von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die zweite Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird, länger als die Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit. Daher kann die zweite Steuereinheit die Steuerung zum Einschalten der zweiten Elementgruppe nach dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit unverzüglich starten, ohne dass es erforderlich ist, das Verstreichen der Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit abzuwarten. Demzufolge ist es im Hinblick auf ein Unterdrücken bzw. Niederhalten des Spitzenwerts der Load-Dump-Spannung sogar noch effektiver, dass die Steuerung durch die zweite Steuereinheit vor der Steuerung durch die dritte Steuereinheit und die vierte Steuereinheit nach der Steuerung durch die erste Steuereinheit durchgeführt wird.
  • Wenn die erste Steuereinheit nur alle der Schaltelemente des oberen Arms der Leistungsumwandlungsschaltung steuert, sodass sie ausgeschaltet werden, wenn die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung höher ist als der Schwellenwert, wird ein Verhalten bzw. eine Betriebseigenschaft der Vorrichtung der drehenden elektrischen Maschine instabil.
  • In dieser Hinsicht wird gemäß einem vierten Mittel eine Konfiguration verwendet, in der die erste Steuereinheit alle der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung so steuert, dass sie ausgeschaltet werden, wenn die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung höher ist als der Schwellenwert. Demzufolge kann unterbunden werden, dass das Verhalten bzw. die Betriebseigenschaft der Vorrichtung der drehenden elektrischen Maschine instabil wird, wenn die erste Steuereinheit die in der ersten Elementgruppe umfassten Schaltelemente so steuert, dass sie ausgeschaltet werden.
  • Selbst wenn die Load-Dump-Spannung nicht aufgetreten ist, kann eine Unregelmäßigkeit in der Leistungserzeugung durch die Vorrichtung der drehenden elektrischen Maschine auftreten, und kann die Spannung, die von der Leistungsumwandlungsschaltung ausgegeben wird, höher sein als ein normaler Wert. In diesem Fall kann die Leistungserzeugung durch die Vorrichtung der drehenden elektrischen Maschine übermäßig begrenzt bzw. eingeschränkt werden, wenn eine Load-Dump-Schutzsteuerung (die Steuerung durch die erste bis vierte Steuereinheit) durchgeführt wird.
  • In dieser Hinsicht ist gemäß einem fünften Mittel der Schwellenwert ein erster Schwellenwert. Es wird eine Konfiguration verwendet, in der eine fünfte Steuereinheit umfasst ist, die alle der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung so steuert, dass sie ausgeschaltet werden, wenn die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung höher ist als ein zweiter Schwellenwert und niedriger ist als der erste Schwellenwert. Der zweite Schwellenwert ist niedriger als der erste Schwellenwert. Wenn die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung höher ist als der zweite Schwellenwert, der niedriger ist als der erste Schwellenwert, und niedriger ist als der erste Schwellenwert, kann daher eine Leistungserzeugungsanhaltesteuerung (Steuerung durch die fünfte Steuereinheit) durch die Vorrichtung der drehenden elektrischen Maschine vor der Load-Dump-Schutzsteuerung durchgeführt werden. Demzufolge kann, wenn eine Unregelmäßigkeit in der Leistungserzeugung durch die Vorrichtung der drehenden elektrischen Maschine auftritt, eine übermäßige Begrenzung bzw. Einschränkung der Leistungserzeugung durch die Vorrichtung der drehenden elektrischen Maschine unterbunden werden. Wenn die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung höher wird als der erste Schwellenwert, nachdem sie höher wird als der zweite Schwellenwert, wird hierbei die Load-Dump-Schutzsteuerung durchgeführt.
  • Im Speziellen kann gemäß einem sechsten Mittel eine Konfiguration verwendet werden, in der die erste Steuereinheit die Schaltelemente, die die erste Elementgruppe umfassen, in Erwiderung darauf, dass die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung nach einer ersten Zeitdauer höher ist als der erste Schwellenwert, so steuert, dass sie ausgeschaltet werden, und die fünfte Steuereinheit alle der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung in Erwiderung darauf, dass die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung nach einer zweiten Zeitdauer, die länger eingestellt ist als die erste Zeitdauer, höher ist als der zweite Schwellenwert, so steuert, dass sie ausgeschaltet werden. Als Folge einer Konfiguration wie dieser kann eine Load-Dump-Schutzsteuerung schnell durchgeführt werden, wenn die Load-Dump-Spannung auftritt. Wenn eine Leistungserzeugungsunregelmäßigkeit auftritt, kann die Leistungserzeugungsanhaltesteuerung mit Spielraum bzw. Toleranz durchgeführt werden.
  • Wenn die Steuerung durch die fünfte Steuereinheit durchgeführt wird, kann die Zeit, während derer alle der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten werden, verstreichen, bevor die Steuerung durch die erste Steuereinheit durchgeführt wird. In diesem Fall kann die Steuerung durch die erste Steuereinheit aus-/weggelassen werden, und kann die Steuerung durch die zweite Steuereinheit unverzüglich durchgeführt werden.
  • In dieser Hinsicht wird gemäß einem siebten Mittel eine Konfiguration verwendet, in der, wenn eine Zeit, während derer alle der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung durch die fünfte Steuereinheit tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten werden, verstrichen ist und die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung höher ist als der erste Schwellenwert, die Steuerung durch die erste Steuereinheit als beendet betrachtet wird und eine Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, als verstrichen betrachtet wird, und die Steuerung durch die zweite Steuereinheit durchgeführt wird. Wenn die Zeit, während derer alle der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten werden, verstrichen ist, bevor die Steuerung durch die erste Steuereinheit durchgeführt wird, kann daher die Steuerung durch die erste Steuereinheit aus-/weggelassen werden und die Steuerung durch die zweite Steuereinheit unverzüglich durchgeführt werden. Als Folge hiervon kann der Spitzenwert der Load-Dump-Spannung während des Auftretens der Load-Dump-Spannung noch weiter unterdrückt bzw. niedergehalten werden.
  • Figurenliste
  • Die vorstehend beschriebenen Aufgaben, weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden durch die ausführliche Beschreibung hierin nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen weiter verdeutlicht. Die Zeichnungen sind wie folgt:
    • 1 ist ein elektrisches Schaltbild einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs;
    • 2 ist ein elektrisches Schaltbild einer elektrischen Konfiguration einer Einheit einer drehenden elektrischen Maschine;
    • 3 ist ein Zeitdiagramm eines Aspekts einer Load-Dump-Schutzsteuerung in einem Vergleichsbeispiel;
    • 4 ist ein Ablaufdiagramm der Schritte in der Load-Dump-Schutzsteuerung;
    • 5 ist ein Zeitdiagramm eines Aspekts der Load-Dump-Schutzsteuerung;
    • 6 ist ein Ablaufdiagramm der Schritte in einer Übermäßige-Leistungserzeugung-Schutzsteuerung; und
    • 7 ist ein Zeitdiagramm eines Aspekts der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schutzsteuerung.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in einem Fahrzeug verwirklicht wird/ist, das durch eine Kraftmaschine angetrieben wird, die durch eine Einheit einer drehenden elektrischen Maschine, die eine Leistungserzeugungsfunktion und eine Leistungslauffunktion bereitgestellt, unterstützt (ergänzt) ist.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst ein Fahrzeug 10 eine Kraftmaschine 42, einen Starter bzw. Anlasser 13, eine Bleispeicherbatterie 11, eine Lithiumionenspeicherbatterie 12, elektrische Lasten 14 und 15, eine Einheit einer drehenden elektrischen Maschine 16 und dergleichen.
  • Die Kraftmaschine 42 (Brennkraftmaschine) ist ein Benzinmotor, ein Dieselmotor oder dergleichen. Die Kraftmaschine 42 erzeugt Antriebskraft durch Verbrennung von Kraftstoff. Der Starter bzw. Anlasser 13 (Startervorrichtung) wendet eine Anfangsdrehkraft auf eine Abtriebswelle (Kurbelwelle) der Kraftmaschine 42 an, wenn die Kraftmaschine 42 gestartet wird.
  • Ein Leistungsversorgungssystem des Fahrzeugs 10 ist ein Dual- bzw. Doppel-Leistungsversorgungssystem, das die Bleispeicherbatterie 11 und die Lithiumionenspeicherbatterie 12 als Leistungs- bzw. Energiespeichereinheiten umfasst. Eine Leistungszufuhr an den Starter 13, die verschiedenen elektrischen Lasten 14 und 15 sowie die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 kann von den Speicherbatterien 11 und 12 durchgeführt werden. Außerdem können die Speicherbatterien 11 und 12 durch die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 geladen werden. In dem vorliegenden System sind die Bleispeicherbatterie 11 und die Lithiumionenspeicherbatterie 12 zu jeder der Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 und der elektrischen Lasten 14 und 15 parallel geschaltet.
  • Die Bleispeicherbatterie 11 ist eine bekannte Universalspeicherbatterie. Die Lithiumionenspeicherbatterie 12 ist eine Speicherbatterie hoher Dichte, die einen geringeren Leistungsverlust während eines Ladens und Entladens und eine höhere Leistungsdichte und eine höhere Energiedichte im Vergleich zu der Bleispeicherbatterie 11 hat. Die Lithiumionenspeicherbatterie 12 ist vorzugsweise eine Speicherbatterie, die eine höhere Energieeffizienz während eines Ladens und Entladens als die Bleispeicherbatterie 11 hat. Die Lithiumionenspeicherbatterie 12 ist als eine zusammengesetzte Batterie konfiguriert, wobei jede konfiguriert ist, eine Vielzahl von Einheitsbatterien zu umfassen. Nennspannungen der Speicherbatterien 11 und 12 sind gleich und zum Beispiel 12 Volt.
  • Die Lithiumionenspeicherbatterie 12 ist als eine auf einem Substrat integrierte Batterieeinheit U konfiguriert, die in einem Gehäuse untergebracht ist. Die Batterieeinheit U umfasst Ausgangsanschlüsse P1 und P2. Von den Ausgangsanschlüssen P1 und P2 ist der Ausgangsanschluss P1 mit der Bleispeicherbatterie 11, dem Starter bzw. Anlasser 13 und der elektrischen Last 14 verbunden, und ist der Ausgangsanschluss P2 mit der elektrischen Last 15 und einem +B-Anschluss der Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 verbunden. Zwischen dem Ausgangsanschluss P2 und dem +B-Anschluss ist ein elektrischer Pfad L4 (eine Verdrahtung) bereitgestellt.
  • Die elektrischen Lasten 14 und 15 haben unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der Spannung einer zugeführten elektrischen Leistung von den Speicherbatterien 11 und 12. Im Speziellen umfasst die elektrische Last 14 eine Konstantspannungslast, die erfordert, dass die Spannung der zugeführten elektrischen Leistung stabil ist, sodass sie fixiert ist oder zumindest innerhalb eines vorbestimmten Bereichs schwankt. Im Gegensatz dazu ist die elektrische Last 15 eine allgemeine elektrische Last, die verschieden ist von der Konstantspannungslast.
  • Als spezielle Beispiele der elektrischen Last 14, die die Konstantspannungslast ist, können eine Navigationsvorrichtung, eine Audiovorrichtung, eine Instrumentenvorrichtung und verschiedene Arten von elektronischen Steuereinheiten (ECUs) wie etwa eine Kraftmaschine-ECU angegeben werden. In diesem Fall kann als Folge dessen, dass Spannungsschwankungen in der zugeführten elektrischen Last unterbunden bzw. niedergehalten werden, ein Auftreten von unnötigen Resets und dergleichen in den vorstehend beschriebenen Vorrichtungen unterbunden werden, und kann ein stabiler Betrieb verwirklicht werden. Fahrsystemaktoren, wie etwa eine elektrische Lenkvorrichtung und eine Bremsvorrichtung, können auch als die elektrische Last 14 umfasst sein. Als spezielle Beispiele der elektrischen Last 15 können eine Sitzheizung, eine Heizvorrichtung für einen Heckscheibenenteiser, ein Scheinwerfer, ein Windschutzscheibenwischer, ein Lüftungsgebläse einer Klimaanlage und dergleichen genannt werden.
  • Die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 (die einer Vorrichtung einer drehenden elektrischen Maschine entspricht) umfasst eine drehende elektrische Maschine 21, einen Inverter- bzw. Um-/Wechselrichter 22, eine Feldschaltung 23, eine Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 und einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) 28. Die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 steuert einen Betrieb der drehenden elektrischen Maschine 21. Der ASIC 28 steuert Betriebsvorgänge der Feldschaltung 23. Die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 ist ein Generator, der eine Motorfunktion umfasst. Die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 ist als ein integrierter Startergenerator des elektromechanisch integrierten Typs (ISG) konfiguriert. Details der Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 werden hierin nachstehend beschrieben.
  • Die Batterieeinheit U ist mit einem elektrischen Pfad L1 und einem elektrischen Pfad L2 als einheitsinterne elektrische Pfade ausgestattet. Der elektrische Pfad L1 verbindet die Ausgangsanschlüsse P1 und P2, und der elektrischen Pfad L2 verbindet einen Punkt N1 auf dem elektrischen Pfad L1 und die Lithiumionenspeicherbatterie 12. Von den elektrischen Pfaden L1 und L2 ist der elektrische Pfad L1 mit einem Schalter 31 ausgestattet und ist der elektrische Pfad L2 mit einem Schalter 32 ausgestattet.
  • Außerdem ist die Batterieeinheit U mit einem Überbrückungs- bzw. Umgehungspfad L3 ausgestattet, der den Schalter 31 überbrückt bzw. umgeht. Der Überbrückungs- bzw. Umgehungspfad L3 ist so bereitgestellt, dass er einen Ausgangsanschluss P3 und den Punkt N1 auf dem elektrischen Pfad L1 verbindet. Der Ausgangsanschluss P3 ist über eine Sicherung 35 mit der Bleispeicherbatterie 11 verbunden. Als Folge des Überbrückungs- bzw. Umgehungspfads L3 können die Bleispeicherbatterie 11 und die elektrische Last 15 sowie die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 verbunden werden. Zum Beispiel ist auf dem Überbrückungs- bzw. Umgehungspfad L3 ein Überbrückungs- bzw. Umgehungsschalter 36 bereitgestellt, der aus einem mechanischen Relais des normalerweise geschlossenen Typs bzw. des Ruhe-/ Öffnerkontakttyps aufgebaut ist. Als Folge dessen, dass der Überbrückungs- bzw. Umgehungsschalter 36 eingeschaltet (geschlossen) wird/ist, werden/sind die Bleispeicherbatterie 11 und die elektrische Last 15 sowie die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 selbst dann elektrisch verbunden, wenn der Schalter 31 ausgeschaltet (offen) ist.
  • Die Batterieeinheit U umfasst eine Batterie-ECU 37, die Ein/Aus (Öffnen/Schließen) der Schalter 31 und 32 steuert. Die Batterie-ECU 37 ist durch einen Mikrocomputer konfiguriert, der eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle und dergleichen umfasst. Die Batterie-ECU 37 steuert Ein/Aus von den Schaltern 31 und 32 basierend auf einem Fahrzustand des Fahrzeugs 10 und Ladezuständen der Speicherbatterien 11 und 12. Als Folge hiervon werden ein Laden und Entladen durch eine selektive Verwendung der Bleispeicherbatterie 11 und der Lithiumionenspeicherbatterie 12 durchgeführt. Zum Beispiel berechnet die Batterie-ECU 37 einen Laderate-Ladezustand(-SOC) der Lithiumionenspeicherbatterie 12. Die Batterie-ECU 37 steuert eine Lademenge und eine Entlademenge der Lithiumionenspeicherbatterie 12, sodass der Laderate-SOC innerhalb eines vorbestimmten Einsatzbereichs gehalten wird.
  • Eine Kraftmaschine-ECU 40, die als eine Steuervorrichtung höherer Ordnung dient, die die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 der Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 und die Batterie-ECU 37 der Batterieeinheit U umfassend führt bzw. steuert, ist mit den ECUs 24 und 37 verbunden. Die Kraftmaschine-ECU 40 ist durch einen Mikrocomputer konfiguriert, der eine CPU, einen ROM, einen RAM, eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle und dergleichen umfasst. Die Kraftmaschine-ECU 40 steuert einen Antrieb der Kraftmaschine 42 basierend auf einem Kraftmaschinenbetriebszustand und einem Fahrzeugfahrzustand zu jeder Zeit. Die ECUs 24, 37 und 40 sind durch eine Kommunikationsleitung 41 verbunden, die ein Kommunikationsnetzwerk wie etwa ein Controller Area Network (CAN) konfiguriert, und sind im Stande, miteinander zu kommunizieren. Eine bidirektionale Kommunikation wird in/mit einem vorbestimmten Zyklus durchgeführt. Als Folge hiervon werden verschiedene Arten von Daten, die in den ECUs 24, 37 und 40 gespeichert sind, zwischen diesen geteilt bzw. gemeinsam genutzt.
  • Als Nächstes wird eine elektrische Konfiguration der Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Die drehende elektrische Maschine 21 ist ein dreiphasiger Wechselstrommotor. Die drehende elektrische Maschine 21 umfasst U-Phase-, V-Phase- und W-Phase-Phasenwicklungen 25U, 25V und 25W, sowie eine Feldwicklung 26. Die Phasenwicklungen 25U, 25V und 25W dienen als eine dreiphasige Ankerwicklung (Statorwicklung). Die Feldwicklung 26 dient als eine Rotorwicklung, die Feldpole durch Magnetisierung erzeugt. Die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 stellt eine Leistungserzeugungsfunktion zum Durchführen einer Leistungserzeugung (regenerativen Leistungserzeugung) durch Drehung einer Maschinenabtriebswelle und einer Achse und eine Leistungslauffunktion zum Anwenden einer Drehkraft auf die Maschinenabtriebswelle bereit. Im Speziellen ist die Abtriebswelle der drehenden elektrischen Maschine 21 durch einen Riemen mit der (nicht gezeigten) Maschinenabtriebswelle verbunden, um in der Lage zu sein, Antriebskraft zu übertragen. Eine Leistungserzeugung wird durchgeführt, indem sich die Drehwelle der drehenden elektrischen Maschine 21 begleitet von bzw. einhergehend mit der Drehung der Maschinenabtriebswelle über den Riemen dreht, und ein Leistungslauf wird durchgeführt, indem sich die Maschinenabtriebswelle begleitet von bzw. einhergehend mit der Drehung der Drehwelle der drehenden elektrischen Maschine 21 dreht.
  • Der Inverter bzw. Um-/Wechselrichter 22 (der einer Leistungsumwandlungsschaltung entspricht) wandelt eine Wechselspannung, die von den Phasenwicklungen 25U, 25V und 25W ausgegeben wird, in eine Gleichspannung, und er gibt die Gleichspannung an die Batterieeinheit U aus. Außerdem wandelt der Inverter bzw. Um-/Wechselrichter 22 die Gleichspannung, die von der Batterieeinheit U eingegeben wird, in eine Wechselspannung, und gibt er die Wechselspannung an die Phasenwicklungen 25U, 25V und 25W aus. Der Inverter bzw. Um-/Wechselrichter 22 ist eine Brückenschaltung, die die gleiche Anzahl von oberen und unteren Armen wie die Anzahl von Phasen der Phasenwicklungen aufweist. Der Inverter bzw. Um-/Wechselrichter 22 konfiguriert eine dreiphasige Vollwellengleichrichterschaltung. Der Inverter bzw. Um-/Wechselrichter 22 konfiguriert eine Antriebsschaltung, die die drehende elektrische Maschine 21 antreibt, indem elektrische Leistung, die an die Ankerwicklung der drehenden elektrischen Maschine 21 zugeführt wird, in einem Zustand, in dem ein Feldstrom (Erregungsstrom) von der Feldschaltung 23 an die Feldwicklung 26 zugeführt wird, angepasst wird.
  • Der Inverter bzw. Um-/Wechselrichter 22 umfasst einen Oberer-Arm-Schalter Sp und einen Unterer-Arm-Schalter Sn für jede Phase. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Halbleiterschaltelement vom Spannungssteuerungstyp als jeder der Schalter Sp und Sn (Leistungstransistoren) verwendet. Im Speziellen wird ein N-Kanal-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) (Bidirektionalschalter) verwendet. Eine Oberer-Arm-Diode Dp ist umgekehrt bzw. antiparallel zu dem Oberer-Arm-Schalter Sp geschaltet. Eine Unterer-Arm-Diode Dn ist umgekehrt bzw. antiparallel zu dem Unterer-Arm-Schalter Sn geschaltet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Body-Dioden der Schalter Sp und Sn als die Dioden Dp und Dn verwendet. Hierbei sind die Dioden Dp und Dn nicht auf die Body-Dioden beschränkt. Zum Beispiel können die Dioden Dp und Dn Dioden sein, die separate Komponenten von den Schaltern Sp und Sn sind. Ein Zwischenverbindungspunkt eines Reihenschaltungskörpers, der aus den Schaltern Sp und Sn für jede Phase aufgebaut ist, ist mit einem Ende der entsprechenden Phasenwicklung 25U, 25V oder 25W verbunden.
  • Die Feldschaltung 23 (die einer H-Brücke-Schaltung entspricht) ist eine Bidirektionalschalterschaltung und im Stande, eine Gleichspannung an die Feldwicklung 26 anzulegen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel konfiguriert die Feldschaltung 23 (Erregungsschaltung vom Transistor-Chopper-Typ) eine H-Brücke-Gleichrichterschaltung, die vier Schalter Spa, Sna, Spb und Snb kombiniert. Grundkonfigurationen der Schalter Spa, Sna, Spb und Snb sind identisch zu denjenigen der Schalter des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22. Daher werden Beschreibungen von diesen hierin aus-/weggelassen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden eine Orientierung und eine Strommenge des Erregungsstroms, der an die Feldwicklung 26 fließt, dadurch gesteuert, dass die an die Feldwicklung 26 angelegte Gleichspannung durch eine Schaltsteuerung der Schalter Spa, Sna, Spb und Snb angepasst wird.
  • Eine Ein/Aus-Ansteuerung der Schalter Sp und Sn, die den Inverter bzw. Um-/ Wechselrichter 22 konfigurieren, wird über einen Treiber 27A unabhängig um-/ geschaltet. Eine Ein/Aus-Ansteuerung der Schalter Spa, Sna, Spb und Snb, die die Feldschaltung 23 konfigurieren, wird über einen Treiber 27B unabhängig um-/geschaltet. Die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 ist mit einer Stromdetektionseinheit 29A, die Phasenströme iu, iv und iw detektiert, und einer Stromdetektionseinheit 29B, die einen Feldstrom if detektiert, ausgestattet. Zum Beispiel wird, als die Stromdetektionseinheit 29A und 29B, eine Stromdetektionseinheit verwendet, die einen Stromtransistor oder einen Widerstand umfasst. Außerdem ist die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 mit einem Spannungssensor 30 (der einer Spannungsdetektionseinheit entspricht) ausgestattet, der eine Spannung des +B-Anschlusses (der einem Ausgangsanschluss entspricht) detektiert.
  • Die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 ist durch einen Mikrocomputer konfiguriert, der eine CPU, einen ROM, einen RAM, eine Eingangs-/ Ausgangsschnittstelle und dergleichen umfasst. Außerdem treibt bzw. steuert die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 die drehende elektrische Maschine 21 durch Steuerung des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 nach dem Start eines Fahrens des Fahrzeugs 10 an, und unterstützt sie die Antriebskraft der Kraftmaschine 42. Die drehende elektrische Maschine 21 ist im Stande, eine Anfangsdrehung auf die Abtriebswelle bei einem Maschinenstart anzuwenden und auch eine Funktion als eine Maschinenstartervorrichtung bereitzustellen. Der ASIC 28 ist durch einen spezifischen bzw. maßgeschneiderten integrierten Schaltkreis (IC) konfiguriert und kommuniziert wechselseitig mit der Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24. Der ASIC 28 passt den Erregungsstrom, der an die Feldwicklung 26 fließt, basierend auf einem Befehl von der Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 an und steuert eine Leistungserzeugungsspannung (eine Ausgangsspannung an die Batterieeinheit U) der Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel detektiert der ASIC 28 ein Auftreten einer Load-Dump-Spannung bzw. Lastabwurfspannung und ein Auftreten einer übermäßigen Leistungserzeugung (übermäßige Leistungserzeugung) durch die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 basierend auf der durch den Spannungssensor 30 detektierten Spannung. Hier ist eine Steuereinheit für eine Vorrichtung einer drehenden elektrischen Maschine durch die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 und den ASIC 28 konfiguriert.
  • Wenn während einer Leistungserzeugung (einer normalen Leistungserzeugung und einer regenerativen Leistungserzeugung) durch die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 sich der elektrische Pfad L4 von dem +B-Anschluss löst oder sich die elektrischen Lasten 14 und 15, die Bleispeicherbatterie 11 und dergleichen von den elektrischen Pfaden L1 und L4 lösen, tritt hierbei die Load-Dump-Spannung auf. In diesem Fall ist, um eine Zunahme der Load-Dump-Spannung zu stoppen, eine Abnahme des Erregungsstroms, der an die Feldwicklung 26 fließt, oder eine Abnahme des Stroms, der an die Ankerwicklung (Phasenwicklungen 25U, 25V und 25W) fließt, erforderlich. Im Speziellen wird eine folgende Load-Dump-Schutzsteuerung durchgeführt, um die Zunahme der Spannung des +B-Anschlusses schnell zu stoppen und die Spannung zu reduzieren. Das heißt, dass die Schalter Sna und Snb des unteren Arms der Feldschaltung 23 so gesteuert werden, dass sie eingeschaltet (geschlossen) werden, und die Schalter Spa und Spb des oberen Arms so gesteuert werden, dass sie ausgeschaltet (geöffnet) werden. Außerdem werden alle der Unterer-Arm-Schalter Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 so gesteuert, dass sie eingeschaltet werden, und werden alle der Oberer-Arm-Schalter Sp so gesteuert, dass sie ausgeschaltet werden.
  • Wenn alle der Unterer-Arm-Schalter Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 so gesteuert werden, dass sie eingeschaltet werden, ist es hierbei erforderlich, dass ein Kurzschluss zwischen dem oberen Arm und dem unteren Arm verhindert wird. Daher wird, bevor alle der Unterer-Arm-Schalter Sn so gesteuert werden, dass sie eingeschaltet werden, eine vorbestimmte Totzeit sichergestellt, während derer die Oberer-Arm-Schalter Sp und die Unterer-Arm-Schalter Sn ausgeschaltet werden/sind. In ähnlicher Weise ist es erforderlich, einen Kurzschluss zwischen dem oberen Arm und dem unteren Arm zu verhindern, wenn alle der Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb der Feldschaltung 23 so gesteuert werden, dass sie eingeschaltet werden. Daher wird, bevor alle der Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb so gesteuert werden, dass sie eingeschaltet werden, eine vorbestimmte Totzeit sichergestellt, während derer die Oberer-Arm-Schalter SpA die SpP und die Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb ausgeschaltet werden/sind.
  • 3 ist ein Zeitdiagramm eines Aspekts der Load-Dump-Schutzsteuerung in einem Vergleichsbeispiel.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, führt die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 zum Beispiel vor Zeit t10 eine regenerative Leistungserzeugung durch. Außerdem werden die Schalter Sp (Oberer-Arm-MOS) und Sn (Unterer-Arm-MOS) des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 und die Schalter Spa und Spb (Oberer-Arm-MOS) und die Schalter Sna und Snb (Unterer-Arm-MOS) der Feldschaltung 23 so gesteuert, dass sie ein- und ausgeschaltet werden. Hier ist eine Darstellung der Betriebsvorgänge der Oberer-Arm-MOS (Schalter Sp) des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 und der Oberer-Arm-MOS (Schalter Spa und Spb) der Feldschaltung 23 weggelassen.
  • Zu Zeit t10 beginnt zum Beispiel, wenn die Load-Dump-Spannung als Folge dessen auftritt, dass sich der elektrische Pfad L4 von dem +B-Anschluss löst, die Spannung des +B-Anschlusses rasch zu steigen.
  • Zu Zeit t11 überschreitet die Spannung des +B-Anschlusses einen LD-Schwellenwert. Dann, wenn eine Verzögerungszeit TA11 seit Zeit t11 verstreicht, detektiert der ASIC 28 zu Zeit t12 das Auftreten der Load-Dump-Spannung. Dann setzt der ASIC 28 ein LD-Flag von 0 auf 1, und benachrichtigt er die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24.
  • Wenn eine Interruptverbotszeit TA12 seit Zeit t12 verstreicht, startet die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 zu Zeit t13 eine Steuerung zum Ausschalten der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22. Die Interruptverbotszeit TA12 ist eine Zeitdauer, die für einen Prozess von einem Zeitpunkt, zu dem die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 LD-Flag = 1 von dem ASIC 28 empfängt, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die LD-Schutzsteuerung durch einen Interrupt gestartet wird, erforderlich ist.
  • Bei Verstreichen einer Aus-Verarbeitungszeit TA13 seit Zeit t13 sind zu Zeit t14 alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 ausgeschaltet. Die Aus-Verarbeitungszeit TA13 ist eine Verarbeitungszeit, die für eine Steuerung erforderlich ist, in der die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 alle der Schalter Sp und Sn ausschaltet.
  • Zu Zeit t14 startet die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 eine Steuerung zum Ausschalten aller der Schalter Spa, Spb, Sna und Snb der Feldschaltung 23. Bei Verstreichen einer Aus-Verarbeitungszeit TA14 seit Zeit t14 sind zu Zeit t15 alle der Schalter Spa, Spb, Sna und Snb ausgeschaltet. Die Aus-Verarbeitungszeit TA14 ist eine Verarbeitungszeit, die für eine Steuerung erforderlich ist, in der die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 alle der Schalter Spa, Spb, Sna und Snb ausschaltet.
  • Zu Zeit t15 startet die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 eine Steuerung zum Einschalten aller der Unterer-Arm-Schalter Sn des Inverters bzw. Um-/ Wechselrichters 22. Bei Verstreichen einer Ein-Verarbeitungszeit TA15 und einer Verzögerungszeit TA16 seit Zeit t15 sind zu Zeit t17 alle der Unterer-Arm-Schalter Sn eingeschaltet. Als Folge hiervon fließt kein Strom mehr von der Ankerwicklung (Phasenwicklungen 25U, 25V und 25W) an den +B-Anschluss. Die Spannung des +B-Anschlusses beginnt abzunehmen. Die Ein-Verarbeitungszeit TA15 ist eine Verarbeitungszeit, die für eine Steuerung erforderlich ist, in der die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 alle der Unterer-Arm-Schalter Sn einschaltet. Die Verzögerungszeit TA16 ist eine Verzögerungszeit von einem Zeitpunkt, zu dem die Steuerung zum Einschalten der Unterer-Arm-Schalter Sn endet, bis die Unterer-Arm-Schalter Sn tatsächlich eingeschaltet sind bzw. sein werden. Außerdem entspricht Zeit TA17 (= TA14 + TA15 + TA16) von einem Zeitpunkt, zu dem alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/ Wechselrichters 22 ausgeschaltet werden, bis alle der Unterer-Arm-Schalter Sn eingeschaltet sind, einer Totzeit, während derer die Oberer-Arm-Schalter Sp und die Unterer-Arm-Schalter Sn ausgeschaltet sind. Die Zeit TA17 ist länger als eine vorbestimmte Totzeit, die erforderlich ist, bevor alle der Unterer-Arm-Schalter Sn so gesteuert werden, dass sie eingeschaltet werden (eine Zeit, über die alle der Oberer-Arm-Schalter Sp tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten werden). Daher wird ein spezieller Prozess zum Sicherstellen der vorbestimmten Totzeit nicht durchgeführt.
  • Zu Zeit t16 startet die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 einen Prozess, um ein Verstreichen einer Anpassungszeit TA18 abzuwarten. Die Anpassungszeit TA18 ist eine Zeitdauer, die erforderlich ist, um die vorbestimmte Totzeit sicherzustellen, während derer die Oberer-Arm-Schalter Spa und Spb und die Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb der Feldschaltung 23 ausgeschaltet sind.
  • Bei Verstreichen der Anpassungszeit TA 8 seit Zeit t16 wird zu Zeit t18 eine Steuerung zum Einschalten aller der Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb der Feldschaltung 23 gestartet. Bei Verstreichen einer Ein-Verarbeitungszeit TA19 seit Zeit t18 sind zu Zeit t19 alle der Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb eingeschaltet. Als Folge hiervon fließt kein Strom mehr von der Feldwicklung 26 an den +B-Anschluss. Die Spannung des +B-Anschlusses beginnt weiter abzunehmen. Die Ein-Verarbeitungszeit TA19 ist eine Verarbeitungszeit, die für eine Steuerung erforderlich ist, in der die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 alle der Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb einschaltet. Außerdem entspricht Zeit TA20 (= TA15 + TA18 + TA19) von einem Zeitpunkt, zu dem alle der Schalter Spa, Spb, Sna und Snb der Feldschaltung 23 ausgeschaltet werden, bis alle der Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb eingeschaltet sind, einer Totzeit, während derer die Oberer-Arm-Schalter Spa und Spb und die Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb ausgeschaltet sind.
  • Zu Zeit t20 detektiert, wenn die Spannung des +B-Anschlusses niedriger wird als ein Abbruch-Schwellenwert, der ASIC 28, dass die Load-Dump-Spannung ausreichend abgenommen hat. Dann setzt der ASIC 28 das LD-Flag von 1 auf 0, und benachrichtigt er die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24. Zu Zeit t20 und im Anschluss daran hält die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 einen Zustand bei, in dem alle der Oberer-Arm-Schalter Sp des Inverters bzw. Um-/ Wechselrichters 22 ausgeschaltet sind und alle der Unterer-Arm-Schalter Sn eingeschaltet sind. Außerdem hält die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 einen Zustand bei, in dem alle der Oberer-Arm-Schalter Spa und Spb der Feldschaltung 23 ausgeschaltet sind und alle der Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb eingeschaltet sind.
  • Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung hat herausgefunden, dass, um eine Zunahme der Load-Dump-Spannung schnell zu stoppen, das heißt, um einen Spitzenwert der Load-Dump-Spannung zu unterdrücken bzw. niederzuhalten, es effektiver ist, den Strom zu reduzieren, der an die Ankerwicklung (Phasenwicklungen 25U, 25V und 25W) fließt, als den Erregungsstrom zu reduzieren, der an die Feldwicklung 26 fließt. Ein Grund dafür besteht darin, dass der Strom, der an die Ankerwicklung fließt, erheblich größer ist als der Erregungsstrom, der an die Feldwicklung 26 fließt. Daher führt gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 vorrangig bzw. bevorzugt eine Steuerung zum Reduzieren (Zirkulieren) des Stroms, der an die Ankerwicklung fließt, gegenüber einer Steuerung zum Reduzieren (Zirkulieren) des Erregungsstroms, der an die Feldwicklung 26 fließt, durch.
  • (Load-Dump-Schutzsteuerung)
  • 4 ist ein Ablaufdiagramm der Schritte in der Load-Dump-Schutzsteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Diese Aufeinanderfolge von Prozessen wird durch den ASIC 28 und die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 durchgeführt.
  • Zunächst bestimmt der ASIC 28, ob die Spannung des +B-Anschlusses höher ist als der LD-Schwellenwert (der einem Schwellenwert und einem ersten Schwellenwert entspricht), basierend auf der durch den Spannungssensor 30 detektierten Spannung (Schritt S1). Wenn bei dieser Bestimmung bestimmt wird, dass die Spannung des +B-Anschlusses nicht höher ist als der LD-Schwellenwert (NEIN in Schritt S11), führt der ASIC 28 den Prozess in Schritt S11 erneut durch.
  • Indessen bestimmt der ASIC 28, wenn bei der Bestimmung in Schritt S11 bestimmt wird, dass die Spannung des +B-Anschlusses höher ist als der LD-Schwellenwert (JA in Schritt S11), ob eine verstrichene Zeit seit einem Zeitpunkt, zu dem die Spannung des +B-Anschlusses als höher als der LD-Schwellenwert bestimmt wird, länger ist als eine Bestimmungszeit (die einer ersten Zeitdauer entspricht) (Schritt S12). Wenn bei dieser Bestimmung bestimmt wird, dass die verstrichene Zeit seit einem Zeitpunkt, zu dem die Spannung des +B-Anschlusses als höher als der LD-Schwellenwert bestimmt wird, nicht länger ist als die Bestimmungszeit (NEIN in Schritt S12), führt der ASIC 28 die Prozesse von Schritt S11 an erneut durch.
  • Indessen benachrichtigt der ASIC 28 die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 über das Auftreten der Load-Dump-Spannung, wenn bei der Bestimmung in Schritt S12 bestimmt wird, dass die verstrichene Zeit seit einem Zeitpunkt, zu dem die Spannung des +B-Anschlusses als höher als der LD-Schwellenwert bestimmt wird, länger ist als die Bestimmungszeit (JA in Schritt S12). Im Speziellen setzt der ASIC 28 das LD-Flag von 0 auf 1, und benachrichtigt er die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 über LD-Flag = 1.
  • Als Nächstes bestimmt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24, ob die Benachrichtigung des Auftretens der Load-Dump-Spannung empfangen wurde (Schritt S14). Im Speziellen bestimmt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24, ob eine Benachrichtigung, dass LD-Flag = 1 gilt, empfangen ist. Wenn bei dieser Bestimmung bestimmt wird, dass die Benachrichtigung des Auftretens der Load-Dump-Spannung nicht empfangen ist (NEIN in Schritt S14), führt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 den Prozess in Schritt S14 erneut durch.
  • Indessen steuert die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 so, dass sie ausgeschaltet werden (Schritt S15), wenn bei der Bestimmung in Schritt S14 bestimmt wird, dass die Benachrichtigung des Auftretens der Load-Dump-Spannung empfangen ist (JA in Schritt S14). Das heißt, dass in Erwiderung darauf, dass die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung nach der Bestimmungszeit höher ist als der LD-Schwellenwert, alle der Schalter Sp und Sn so gesteuert werden, dass sie ausgeschaltet werden. Hier entsprechen alle der Oberer-Arm-Schalter Sp des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 einer ersten Elementgruppe.
  • Als Nächste steuert die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 alle der Unterer-Arm-Schalter Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 so, dass sie eingeschaltet werden (Schritt S16). Hier ist die Zeitdauer von einem Zeitpunkt, zu dem der Prozess in Schritt S15 endet, bis alle der Unterer-Arm-Schalter Sn tatsächlich eingeschaltet sind bzw. sein werden, länger als die Zeitdauer von einem Zeitpunkt, zu dem der Prozess in Schritt S15 endet, bis alle der Schalter Sp und Sn tatsächlich ausgeschaltet sind bzw. sein werden (vorbestimmte Totzeit). Hier entsprechen alle der Unterer-Arm-Schalter Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 einer zweiten Elementgruppe.
  • Als Nächstes steuert die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 alle der Schalter Spa, Spb, Sna und Snb der Feldschaltung 23 so, dass sie ausgeschaltet werden (Schritt S17). Hier entsprechen alle der Oberer-Arm-Schalter Spa und Spb der Feldschaltung 23 einer dritten Elementgruppe. Dann führt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 einen Anpassungsprozess zum Sicherstellen der vorbestimmten Totzeit durch (Schritt S18), während derer die Oberer-Arm-Schalter Spa und Spb und die Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb der Feldschaltung 23 ausgeschaltet sein und aus gehalten werden. Im Speziellen wartet die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 ohne Starten des Prozesses in Schritt S19, bis die Anpassungszeit zum Sicherstellen der vorbestimmten Totzeit verstreicht.
  • Nach Durchführung des Anpassungsprozesses (Schritt S18) zum Sicherstellen der vorbestimmten Totzeit steuert die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 alle der Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb der Feldschaltung 23 so, dass sie eingeschaltet werden (Schritt S19). Hier entsprechen alle der Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb der Feldschaltung 23 einer vierten Elementgruppe.
  • Als Nächstes bestimmt der ASIC 28, ob die Spannung des +B-Anschlusses niedriger ist als der Abbruch-Schwellenwert, basierend auf der durch den Spannungssensor 30 detektierten Spannung (Schritt S20). Wenn bei dieser Bestimmung bestimmt wird, dass die Spannung des +B-Anschlusses nicht niedriger ist als der Abbruch-Schwellenwert (NEIN in Schritt S20), führt der ASIC 28 den Prozess in Schritt S20 erneut durch.
  • Indessen bestimmt der ASIC 28, wenn bei der Bestimmung in Schritt S20 bestimmt wird, dass die Spannung des +B-Anschlusses niedriger ist als der Abbruch-Schwellenwert (JA in Schritt S20), ob eine verstrichene Zeit seit einem Zeitpunkt, zu dem die Spannung des +B-Anschlusses als niedriger als der Abbruch-Schwellenwert bestimmt wird, länger ist als die Bestimmungszeit (Schritt S21). Wenn bei dieser Bestimmung bestimmt wird, dass die verstrichene Zeit seit einem Zeitpunkt, zu dem die Spannung des +B-Anschlusses als niedriger als der Abbruch-Schwellenwert bestimmt wird, nicht länger ist als die Bestimmungszeit (NEIN in Schritt S21), führt der ASIC 28 die Prozesse von Schritt S20 an erneut durch.
  • Indessen benachrichtigt der ASIC 28 die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24, dass die Load-Dump-Spannung ausreichend abgenommen hat, wenn bei der Bestimmung in Schritt S21 bestimmt wird, dass die verstrichene Zeit seit einem Zeitpunkt, zu dem die Spannung des +B-Anschlusses als niedriger als der Abbruch-Schwellenwert bestimmt wird, länger ist als die Bestimmungszeit (JA in Schritt S21). Im Speziellen setzt der ASIC 28 das LD-Flag von 1 auf 0, und benachrichtigt er die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 über LD-Flag = 0.
  • Als Nächstes bestimmt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24, ob eine vorbestimmte Zeitdauer seit einem Zeitpunkt, zu dem alle der Unterer-Arm-Schalter Sn tatsächlich eingeschaltet sind bzw. sein werden, verstrichen ist (Schritt S22). Die vorbestimmte Zeitdauer wird/ist basierend auf der Größe des Erregungsstroms eingestellt, der an die Feldwicklung 26 fließt. Im Speziellen wird/ist die vorbestimmte Zeitdauer durch einen Ausdruck eingestellt, der lautet: vorbestimmte Zeit = Erregungsstrom × α plus β, wobei α und β Koeffizienten sind, die im Voraus basierend auf Experimenten oder dergleichen eingestellt werden/sind. Wenn bei dieser Bestimmung bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeitdauer seit einem Zeitpunkt, zu dem alle der Unterer-Arm-Schalter Sn tatsächlich eingeschaltet sind bzw. sein werden, nicht verstrichen ist (NEIN in Schritt S22), führt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 den Prozess in Schritt S22 erneut durch.
  • Indessen steuert die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 alle der Schalter Sp, Sn, Spa, Spb, Sna und Snb des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 und der Feldschaltung 23, sodass sie ausgeschaltet werden (Schritt S23), wenn bei der Bestimmung in Schritt S22 bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeitdauer seit einem Zeitpunkt, zu dem alle der Unterer-Arm-Schalter Sn tatsächlich eingeschaltet sind bzw. sein werden, verstrichen ist (JA in Schritt S22). Danach beendet die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 diese Aufeinanderfolge von Prozessen (ENDE).
  • Hier entsprechen die Prozesse in Schritten S11 bis S15 Prozessen als bzw. durch die erste Steuereinheit. Der Prozess in Schritt S16 entspricht einem Prozess als bzw. durch die zweite Steuereinheit. Der Prozess in Schritt S17 entspricht einem Prozess als bzw. durch die dritte Steuereinheit. Die Prozesse in Schritten S18 und S19 entsprechen Prozessen als bzw. durch die vierte Steuereinheit. Außerdem können die Prozesse in Schritten S11 bis S13 und die Prozesse in Schritten S20 und S21 durch die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 durchgeführt werden.
  • 5 ist ein Zeitdiagramm eines Aspekts der Load-Dump-Schutzsteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Hier werden Beschreibungen von Teilen, die identisch zu 3 sind, durch Verwendung der gleichen Bezugszeichen aus-/weggelassen.
  • Wie es in 5 gezeigt ist, ist die der Steuerungsaspekt bis Zeit t14 identisch zu demjenigen des Vergleichsbeispiels gemäß 3.
  • Zu Zeit t14 startet die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 eine Steuerung zum Einschalten aller der Unterer-Arm-Schalter Sn des Inverters bzw. Um-/ Wechselrichters 22. Bei Verstreichen der Ein-Verarbeitungszeit TA15 und der Verzögerungszeit TA16 seit Zeit t14 sind zu Zeit t32 alle der Unterer-Arm-Schalter Sn eingeschaltet. Als Folge hiervon fließt der Strom nicht mehr von der Ankerwicklung an den +B-Anschluss. Die Spannung des +B-Anschlusses beginnt abzunehmen. Außerdem entspricht Zeit TA17R (= TA15 + TA16) von einem Zeitpunkt, zu dem alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/ Wechselrichters 22 ausgeschaltet werden, bis alle der Unterer-Arm-Schalter Sn eingeschaltet sind, der Totzeit, während derer die Oberer-Arm-Schalter Sp und die Unterer-Arm-Schalter Sn ausgeschaltet sind. Die Zeit TA17R ist länger als die vorbestimmte Totzeit, die erforderlich ist, bevor alle der Unterer-Arm-Schalter Sn so gesteuert werden, dass sie eingeschaltet werden (Zeit, über die alle der Oberer-Arm-Schalter Sp tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten werden). Daher wird ein spezieller Prozess (Totzeitanpassungsprozess) zum Sicherstellen der vorbestimmten Totzeit nicht durchgeführt.
  • Bei Verstreichen der Ein-Verarbeitungszeit TA15 seit Zeit t14 wird zu Zeit t30 eine Steuerung zum Ausschalten aller der Schalter Spa, Spb, Sna und Snb der Feldschaltung 23 gestartet. Bei Verstreichen der Aus-Verarbeitungszeit TA14 von Zeit t30 sind zu Zeit t31 alle der Schalter Spa, Spb, Sna und Snb ausgeschaltet.
  • Zu Zeit t31 startet die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 den Prozess zum Warten bis zum Verstreichen von Anpassungszeit TA18R. Die Anpassungszeit T18R ist eine Zeitdauer, die zum Sicherstellen der vorbestimmten Totzeit erforderlich ist, während derer die Oberer-Arm-Schalter Spa und Spb und die Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb der Feldschaltung 23 ausgeschaltet sind.
  • Bei Verstreichen der Anpassungszeit TA18R seit Zeit t31 startet zu Zeit t33 eine Steuerung zum Einschalten aller der Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb der Feldschaltung 23. Bei Verstreichen der Ein-Verarbeitungszeit TA19 seit Zeit t33 sind zu Zeit t34 alle der Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb eingeschaltet. Als Folge hiervon fließt der Strom nicht mehr von der Feldwicklung 26 an den +B-Anschluss. Die Spannung des +B-Anschlusses beginnt weiter abzunehmen. Außerdem entspricht Zeit TA20R (= TA18 + TA19) von einem Zeitpunkt, zu dem alle der Schalter Spa, Spb, Sna und Snb der Feldschaltung 23 ausgeschaltet sind, bis alle der Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb eingeschaltet sind, der Totzeit, während derer die Oberer-Arm-Schalter Spa und Spb und die Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb ausgeschaltet sind. Die Zeit TA17R von einem Zeitpunkt, zu dem alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 ausgeschaltet sind, bis alle der Unterer-Arm- Schalter Sn eingeschaltet sind, ist kürzer als die Zeit TA20R von einem Zeitpunkt, zu dem alle der Schalter Spa, Spb, Sna und Snb der Feldschaltung 23 ausgeschaltet sind, bis alle der Unterer-Arm-Schalter Sna und Snb eingeschaltet sind.
  • Zu Zeit t35 detektiert der ASIC 28, dass die Load-Dump-Spannung ausreichend abgenommen hat, wenn die Spannung des +B-Anschlusses niedriger wird als der Abbruch-Schwellenwert. Dann setzt der ASIC 28 das LD-Flag von 1 auf 0, und benachrichtigt er die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24. Zu Zeit t35 und im Anschluss daran hält die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 den Zustand bei, in dem alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 ausgeschaltet sind. Außerdem hält die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 den Zustand bei, in dem alle der Schalter Spa, Spb, Sna und Snb der Feldschaltung 23 ausgeschaltet sind.
  • Darüber hinaus kann selbst dann, wenn die Load-Dump-Spannung nicht aufgetreten ist, eine Unregelmäßigkeit in der Leistungserzeugung durch die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 auftreten und die von dem Inverter bzw. Um-/Wechselrichter 22 ausgegebene Spannung höher werden als ein normaler Wert. In diesem Fall kann die Leistungserzeugung durch die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 in Erwiderung darauf, dass die vorstehend beschriebene Load-Dump-Schutzsteuerung durchgeführt wird, übermäßig begrenzt bzw. eingeschränkt werden. Daher führt gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 eine Übermäßige-Leistungserzeugung-Schutzsteuerung durch, in der alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 ausgeschaltet werden, wenn die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung höher ist als ein Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert und niedriger ist als der LD-Schwellenwert. Der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert wird/ist niedriger eingestellt als der LD-Schwellenwert.
  • (Übermäßige-Leistungserzeugung-Schutzsteuerung)
  • 6 ist ein Ablaufdiagramm der Schritte in der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schutzsteuerung (die einer Leistungserzeugungsanhaltesteuerung entspricht) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Diese Aufeinanderfolge von Prozessen wird durch die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 durchgeführt.
  • Zunächst bestimmt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24, ob die Spannung des +B-Anschlusses höher ist als der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert (der einem zweiten Schwellenwert entspricht), basierend auf der durch den Spannungssensor 30 detektierten Spannung (Schritt S31). Der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert wird/ist niedriger eingestellt als der LD-Schwellenwert. Wenn bei dieser Bestimmung bestimmt wird, dass die Spannung des +B-Anschlusses nicht höher ist als der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert (NEIN in Schritt S31), führt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 den Prozess in Schritt S31 erneut durch.
  • Indessen bestimmt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24, wenn bei der Bestimmung in Schritt S31 bestimmt wird, dass die Spannung des +B-Anschlusses höher ist als der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert (JA in Schritt S31), ob die verstrichene Zeit seit einem Zeitpunkt, zu dem die Spannung des +B-Anschlusses als höher als der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert bestimmt wird, länger ist als die Bestimmungszeit (die einer zweiten Zeitdauer entspricht) (Schritt S32). Die Bestimmungszeit in Schritt S32 wird/ist länger eingestellt als die Bestimmungszeit in Schritt S12 gemäß 4. Wenn bei dieser Bestimmung bestimmt wird, dass die verstrichene Zeit seit einem Zeitpunkt, zu dem die Spannung des +B-Anschlusses als höher als der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert bestimmt wird, nicht länger ist als die Bestimmungszeit (NEIN in Schritt S32), führt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 den Prozess in Schritt S31 erneut durch.
  • Indessen steuert die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22, sodass sie ausgeschaltet werden (Schritt S33), wenn bei der Bestimmung in Schritt S32 bestimmt wird, dass die verstrichene Zeit seit einem Zeitpunkt, zu dem die Spannung des +B-Anschlusses als höher als der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert bestimmt wird, länger ist als die Bestimmungszeit (JA in Schritt S32). Das heißt, dass in Erwiderung darauf, dass die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung nach der Bestimmungszeit höher ist als der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert, alle der Schalter Sp und Sn so gesteuert werden, dass sie ausgeschaltet werden.
  • Als Nächstes steuert die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 alle der Schalter Spa, Spb, Sna und Snb der Feldschaltung 23 so, dass sie ausgeschaltet werden (Schritt S34).
  • Als Nächstes bestimmt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24, ob die Spannung des +B-Anschlusses niedriger ist als der Abbruch-Schwellenwert, basierend auf der durch die Spannungssensor 30 detektierten Spannung (Schritt S35). Wenn bei dieser Bestimmung bestimmt wird, dass die Spannung des +B-Anschlusses nicht niedriger ist als der Abbruch-Schwellenwert (NEIN in Schritt S35), führt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 den Prozess in Schritt S35 erneut durch.
  • Indessen bestimmt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24, wenn bei der Bestimmung in Schritt S35 bestimmt wird, dass die Spannung des +B-Anschlusses niedriger ist als der Abbruch-Schwellenwert (JA in Schritt S35), ob die verstrichene Zeit seit einem Zeitpunkt, zu dem die Spannung des +B-Anschlusses als niedriger als der Abbruch-Schwellenwert bestimmt wird, länger ist als die Bestimmungszeit (Schritt S36). Wenn bei dieser Bestimmung bestimmt wird, dass die verstrichene Zeit seit einem Zeitpunkt, zu dem die Spannung des +B-Anschlusses als niedriger als der Abbruch-Schwellenwert bestimmt wird, nicht länger ist als die Bestimmungszeit (NEIN in Schritt S36), führt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 die Prozesse von Schritt S35 an erneut durch.
  • Wenn bei der Bestimmung in Schritt S36 bestimmt wird, dass die verstrichene Zeit seit einem Zeitpunkt, zu dem die Spannung des +B-Anschlusses als niedriger als der Abbruch-Schwellenwert bestimmt wird, länger ist als die Bestimmungszeit (JA in Schritt S36), hebt die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 indessen den Schutzzustand gegenüber einer übermäßigen Leistungserzeugung auf (Schritt S37). Im Speziellen beendet die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 die Übermäßige-Leistungserzeugung-Schutzsteuerung, und führt sie eine normale Steuerung durch. Danach beendet die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 diese Aufeinanderfolge von Prozessen (ENDE).
  • Wenn hierbei die Spannung des +B-Anschlusses höher ist als der LD-Schwellenwert wird die LD-Schutzsteuerung gemäß 4 vorrangig bzw. bevorzugt durchgeführt. Das heißt, dass die vorstehend beschriebene Übermäßige-Leistungserzeugung-Schutzsteuerung durchgeführt wird, wenn die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung höher ist als der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert und niedriger ist als der LD-Schwellenwert. Hierbei entsprechen die Prozesse in Schritten S31 bis S33 Prozessen als bzw. durch die fünfte Steuereinheit. Außerdem können die Prozesse in Schritten S31 und S32 und die Prozesse in Schritten S35 und S36 durch den ASIC 28 durchgeführt werden. In diesem Fall kann ein Prozess zum Benachrichtigen der Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 über das Auftreten einer übermäßigen Leistungserzeugung und dergleichen basierend auf den Prozessen gemäß 4 hinzugefügt werden.
  • 7 ist ein Zeitdiagramm eines Aspekts der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schutzsteuerung.
  • Eine Übermäßige-Leistungserzeugung-Unregelmäßigkeit tritt in der Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 auf. Zu Zeit t40 überschreitet die Spannung des +B-Anschlusses den Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert. Bei Verstreichen der Bestimmungszeit seit Zeit t40 steuert die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 dann zu Zeit t41 alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22, sodass sie ausgeschaltet werden. Außerdem steuert die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 alle der Schalter Spa, Spb, Sna und Snb der Feldschaltung 23, sodass sie ausgeschaltet werden.
  • Hierbei wird in der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schutzsteuerung, anders als bei der LD-Schutzsteuerung, der Strom, der an die Ankerwicklung (Phasenwicklungen 25U, 25V und 25W) des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 fließt, nicht zirkuliert. Daher nimmt der Strom, der an den +B-Anschluss fließt, nicht unverzüglich ab. In ähnlicher Weise wird in der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schutzsteuerung, anders als bei der LD-Schutzsteuerung, der Erregungsstrom, der an die Feldwicklung 26 fließt, nicht zirkuliert. Daher nimmt der Strom, der an den +B-Anschluss fließt, nicht unverzüglich ab. Daher steigt die Spannung des +B-Anschlusses von Zeit t41 an weiter, und erreicht sie zu Zeit t42 den Spitzenwert.
  • Zu Zeit t42 fließt der Strom nicht mehr von der Ankerwicklung (Phasenwicklungen 25U, 25V und 25W) an den +B-Anschluss. Die Spannung des +B-Anschlusses beginnt abzunehmen. Hierbei fließt der Strom auch nicht mehr von der Feldwicklung 26 an den +B-Anschluss.
  • Zu Zeit t43 wird die Spannung des +B-Anschlusses niedriger als der Abbruch-Schwellenwert. Bei Verstreichen der Bestimmungszeit seit Zeit t43 startet die Drehende-elektrische-Maschine-ECU 24 dann zu Zeit t44 eine normale Steuerung des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 und der Feldschaltung 23.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das vorstehend ausführlich beschrieben ist, werden die folgenden Vorteile erzielt.
  • Wenn die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung höher ist als der LD-Schwellenwert, steuert die erste Steuereinheit alle der Schalter Sp und Sn, die die erste Elementgruppe umfassen, die alle der Oberer-Arm-Schalter Sp unter allen der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 darstellen, sodass sie ausgeschaltet werden. Wenn die Load-Dump-Spannung auftritt, wird daher die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung höher als der LD-Schwellenwert, und wird die erste Elementgruppe so gesteuert, dass sie ausgeschaltet wird. Dann startet die zweite Steuereinheit eine Steuerung nach dem Ende einer Steuerung durch die erste Steuereinheit. Nach dem Verstreichen einer Zeit, während derer die erste Elementgruppe (alle der Oberer-Arm-Schalter Sp) tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, schaltet die zweite Steuereinheit die zweite Elementgruppe tatsächlich ein, die alle der Schalter Sn des unteren Arms auf der Seite, die dem oberen Arm entgegengesetzt bzw. gegensätzlich zu diesem ist, die der ersten Elementgruppe entspricht, unter allen der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/ Wechselrichters 22 darstellen. Daher kann, wenn die zweite Elementgruppe (alle der Unterer-Arm-Schalter Sn) des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 eingeschaltet werden, ein Kurzschluss zwischen der ersten Elementgruppe und der zweiten Elementgruppe verhindert werden.
  • Die dritte Steuereinheit startet eine Steuerung nach dem Ende einer Steuerung durch die zweite Steuereinheit. Die dritte Steuereinheit steuert alle der Schalter Spa, Spb, Sna und Snb, die die dritte Elementgruppe umfassen, die alle der Oberer-Arm-Schalter Spa und Spb unter allen der Schalter Spa, Spb, Sna und Snb der Feldschaltung 23 darstellen, sodass diese ausgeschaltet werden. Dann startet die vierte Steuereinheit eine Steuerung nach dem Ende einer Steuerung durch die dritte Steuereinheit. Nach dem Verstreichen einer Zeit, während derer die dritte Elementgruppe (alle der Oberer-Arm-Schalter Spa und Spb) tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten werden, schaltet die vierte Steuereinheit die vierte Elementgruppe tatsächlich ein, die alle der Schalter Sna und Snb des unteren Arms auf der Seite darstellen, die der oberen Seite entgegengesetzt bzw. gegensätzlich zu dieser ist, die der dritten Elementgruppe entspricht. Daher kann, wenn die vierte Elementgruppe (alle der Schalter Sna und Snb des unteren Arms) der Feldschaltung 23 eingeschaltet werden, ein Kurzschluss zwischen der dritten Elementgruppe und der vierten Elementgruppe verhindert werden.
  • Die Steuerung durch die erste Steuereinheit und die zweite Steuereinheit wird vorrangig bzw. bevorzugt gegenüber der Steuerung durch die dritte Steuereinheit und die vierte Steuereinheit durchgeführt. Daher kann während eines Auftretens der Load-Dump-Spannung eine Steuerung zum Reduzieren des Stroms, der an die Ankerwicklung (Phasenwicklungen 25U, 25V und 25W) fließt, am vorrangigsten bzw. am bevorzugtesten durchgeführt werden. Der Spitzenwert der Load-Dump-Spannung kann unterdrückt bzw. niedergehalten werden.
  • Die Zeit TA17R (= TA15 + TA16) von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit (Zeit t14), bis die zweite Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird (Zeit t32), ist kürzer als die Zeit TA20R (= TA18R + TA19) von dem Ende der Steuerung durch die dritte Steuereinheit, bis die vierte Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird (Zeit t34). Daher liegt ein Zeitpunkt, zu dem die Steuerung durch die erste Steuereinheit und die zweite Steuereinheit durchgeführt wird und die zweite Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird (Zeit t32), früher als ein Zeitpunkt, zu dem die vierte Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird, wenn die Steuerung durch die dritte Steuereinheit und die vierte Steuereinheit vorrangig bzw. bevorzugt gegenüber der Steuerung durch die erste Steuereinheit und die zweite Steuereinheit durchgeführt wird. Demzufolge ist es im Hinblick auf ein Unterdrücken bzw. Niederhalten des Spitzenwerts der Load-Dump-Spannung sogar noch effektiver, dass eine erste Steuerung und eine zweite Steuerung zum Reduzieren des Stroms, der an die Ankerwicklung fließt, während des Auftretens der Load-Dump-Spannung am vorrangigsten bzw. am bevorzugtesten durchgeführt werden.
  • Die Zeit TA17R von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit (Zeit t14) bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die zweite Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird (Zeit t32), ist länger als die Zeit (erforderliche Totzeit), über die die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit. Daher kann die zweite Steuereinheit die Steuerung zum Einschalten der zweiten Elementgruppe nach dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit unverzüglich starten, ohne dass es erforderlich ist, dass sie das Verstreichen der Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit abwartet. Demzufolge ist es im Hinblick auf ein Unterdrücken bzw. Niederhalten des Spitzenwerts der Load-Dump-Spannung sogar noch effektiver, dass die Steuerung durch die zweite Steuereinheit vor der Steuerung durch die dritte Steuereinheit und die vierte Steuereinheit nach der Steuerung durch die erste Steuereinheit durchgeführt wird.
  • Wenn die erste Steuereinheit nur alle der Oberer-Arm-Schalter Sp des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 so steuert, dass sie ausgeschaltet werden, wenn die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung höher ist als der LD-Schwellenwert, kann ein Verhalten bzw. eine Betriebseigenschaft der Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 instabil werden. In dieser Hinsicht steuert die erste Steuereinheit alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/ Wechselrichters 22 so, dass sie ausgeschaltet werden, wenn die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung höher ist als der LD-Schwellenwert. Daher kann unterbunden werden, dass das Verhalten bzw. die Betriebseigenschaft der Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 instabil wird, wenn die erste Steuereinheit die Schalter, die die erste Elementgruppe umfassen, so steuert, dass sie ausgeschaltet werden.
  • Es wird die fünfte Steuereinheit bereitgestellt, die alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 so steuert, dass sie ausgeschaltet werden, wenn die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung höher ist als der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert und niedriger ist als der LD-Schwellenwert. Der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert wird/ist niedriger eingestellt als der LD-Schwellenwert. Wenn die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung niedriger ist als der LD-Schwellenwert und höher ist als der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert, der niedriger eingestellt wird/ist als der LD-Schwellenwert, kann daher die Leistungserzeugungsanhaltesteuerung (Steuerung durch die fünfte Steuereinheit) durch die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 vor der Load-Dump-Schutzsteuerung durchgeführt werden. Demzufolge kann, wenn eine Unregelmäßigkeit in der Leistungserzeugung durch die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 auftritt, eine übermäßige Begrenzung bzw. Einschränkung der Leistungserzeugung durch die Einheit der drehenden elektrischen Maschine 16 unterbunden werden.
  • Die Load-Dump-Schutzsteuerung wird durchgeführt, wenn die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung höher wird als der LD-Schwellenwert, nachdem sie höher wird als der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert. Daher kann die Load-Dump-Schutzsteuerung vorrangig bzw. bevorzugt gegenüber der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schutzsteuerung durchgeführt werden.
  • Die erste Steuereinheit steuert die Schalter Sp und Sn, die die erste Elementgruppe umfassen, sodass sie ausgeschaltet werden, in Erwiderung darauf, dass die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung nach der ersten Zeitdauer (Bestimmungszeit) höher ist als der LD-Schwellenwert. Die fünfte Steuereinheit steuert alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/ Wechselrichters 22, sodass sie ausgeschaltet werden, in Erwiderung darauf, dass die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung nach der zweiten Zeitdauer (Bestimmungszeit), die länger eingestellt wird/ist als die erste Zeitdauer, höher ist als der Übermäßige-Leistungserzeugung-Schwellenwert. Als Folge einer Konfiguration wie dieser kann die Load-Dump-Schutzsteuerung schnell durchgeführt werden, wenn die Load-Dump-Spannung auftritt. Wenn eine Leistungserzeugungsunregelmäßigkeit auftritt, kann die Leistungserzeugungsanhaltesteuerung mit Spielraum bzw. Toleranz durchgeführt werden.
  • Hierbei kann das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel in der folgenden Art und Weise modifiziert werden.
  • Wenn die Steuerung durch die fünfte Steuereinheit durchgeführt wird, kann die Zeit (erforderliche Totzeit), während derer alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten werden, verstreichen, bevor die Steuerung durch die erste Steuereinheit durchgeführt wird. In diesem Fall kann die Steuerung durch die erste Steuereinheit aus-/weggelassen werden und kann die Steuerung durch die zweite Steuereinheit unverzüglich durchgeführt werden. Wenn die Zeit, während derer alle der Schalter des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 durch die fünfte Steuereinheit tatsächlich ausgeschaltet werden und aus gehalten werden, verstrichen ist und die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung höher ist als der LD-Schwellenwert, kann hierbei die Steuerung durch die erste Steuereinheit als abgeschlossen betrachtet werden, und kann die Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, als verstrichen betrachtet werden, und kann die Steuerung durch die zweite Steuereinheit durchgeführt werden. Als Folge einer Konfiguration wie dieser kann die Steuerung durch die erste Steuereinheit aus-/weggelassen werden und kann die Steuerung durch die zweite Steuereinheit unverzüglich durchgeführt werden, wenn die Zeit, während derer alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten werden, verstrichen ist, bevor die Steuerung durch die erste Steuereinheit durchgeführt wird. Als Folge hiervon kann der Spitzenwert der Load-Dump-Spannung während eines Auftretens der Load-Dump-Spannung noch weiter unterdrückt bzw. niedergehalten werden.
  • Die Übermäßige-Leistungserzeugung-Schutzsteuerung durch die fünfte Steuereinheit kann aus-/weggelassen werden und nur die Load-Dump-Schutzsteuerung (die Steuerung durch die erste bis vierte Steuereinheit) kann durchgeführt werden
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel schaltet die zweite Steuereinheit die zweite Elementgruppe (alle der Unterer-Arm-Schalter Sn) nach dem Verstreichen der Zeit, während derer alle der Schalter Sp und Sn, die die erste Elementgruppe (alle der Oberer-Arm-Schalter Sp) umfassen, tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten werden, tatsächlich ein. In dieser Hinsicht kann die zweite Steuereinheit alle der Oberer-Arm-Schalter Sp, die als die zweite Elementgruppe dienen, nach dem Verstreichen der Zeit, während derer alle der Schalter Sp und Sn, die alle der Unterer-Arm-Schalter Sn umfassen, die als die erste Elementgruppe dienen, tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten werden, tatsächlich einschalten. Auch als Folge einer Konfiguration wie dieser können betriebliche Wirkungen erzielt werden, die ähnlich zu denjenigen gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind. Das heißt, dass die zweite Steuereinheit die zweite Elementgruppe tatsächlich einschalten kann, die alle der Schalter des Arms auf der Seite darstellen, die dem Arm entgegengesetzt bzw. gegensätzlich zu diesem ist, der der ersten Elementgruppe entspricht.
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel steuert die erste Steuereinheit alle der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/ Wechselrichters 22, sodass diese ausgeschaltet werden, wenn die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung höher ist als der LD-Schwellenwert. In dieser Hinsicht kann die erste Steuereinheit nur alle der Oberer-Arm-Schalter Sp (erste Elementgruppe) so steuern, dass sie ausgeschaltet werden, wenn die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung höher ist als der LD-Schwellenwert. Außerdem kann die erste Steuereinheit nur alle der Unterer-Arm-Schalter Sn (erste Elementgruppe) so steuern, dass sie ausgeschaltet werden, wenn die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung höher ist als der LD-Schwellenwert. Auch in diesen Fällen kann ein Kurzschluss zwischen der ersten Elementgruppe und der zweiten Elementgruppe verhindert werden, wenn die zweite Elementgruppe des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 eingeschaltet wird.
  • Mit anderen Worten kann die erste Steuereinheit, wenn die durch den Spannungssensor 30 detektierte Spannung höher ist als der LD-Schwellenwert, die Schalter, die die erste Elementgruppe umfassen, die alle der Schalter Sp des oberen Arms oder alle der Schalter Sn des unteren Arms unter allen der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 darstellen, so steuern, dass diese ausgeschaltet werden. Die zweite Steuereinheit kann eine Steuerung nach dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit starten. Die zweite Steuereinheit kann die zweite Elementgruppe, die alle der Schalter des Arms auf der Seite, die dem Arm entgegengesetzt bzw. gegensätzlich zu diesem ist, der der ersten Elementgruppe entspricht, unter allen der Schalter Sp und Sn des Inverters bzw. Um-/Wechselrichters 22 darstellen, nach dem Verstreichen der Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, tatsächlich einschalten.
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Zeit TA17R von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit (Zeit t14) bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die zweite Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird (Zeit t32), länger als die Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit. In dieser Hinsicht kann die Zeit von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit bis zum Verstreichen der Ein-Verarbeitungszeit TA15 und der Verzögerungszeit TA16 kürzer sein als die Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit. In diesem Fall kann die zweite Steuereinheit einen Prozess (Totzeitanpassungsprozess) durchführen, um die Steuerung abzuwarten, in der die zweite Steuereinheit die zweite Elementgruppe einschaltet, sodass die zweite Elementgruppe nach dem Verstreichen der Zeit (erforderlichen Totzeit), während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit, tatsächlich eingeschaltet sein wird.
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Steuerung zum Einschalten aller der Schalter Sna und Snb des unteren Arms der Feldschaltung 23 nach dem Verstreichen der Anpassungszeit TA18R gestartet, die zum Sicherstellen der vorbestimmten Totzeit erforderlich ist. In dieser Hinsicht kann die Zeit von dem Ende der Steuerung durch die dritte Steuereinheit (Zeit t31) bis zum Verstreichen der Ein-Verarbeitungszeit TA19 länger sein als die Zeit, während derer die dritte Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, von dem Ende der Steuerung durch die dritte Steuereinheit. In diesem Fall startet die vierte Steuereinheit unverzüglich die Steuerung zum Einschalten der vierten Elementgruppe nach dem Ende der Steuerung durch die dritte Steuereinheit, ohne dass es erforderlich ist, dass sie die Zeit, während derer die dritte Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, von dem Ende der Steuerung durch die dritte Steuereinheit abwartet.
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Zeit TA17R (= TA15 + TA16) von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit (Zeit t14) bis zu einem Zeitpunkt, zu dem dann die zweite Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird (Zeit t32), kürzer als die Zeit TA20R (= TA18R + TA19) von dem Ende der Steuerung durch die dritte Steuereinheit (Zeit t31), bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die vierte Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird (Zeit t34). In dieser Hinsicht kann die vorstehend beschriebene Zeit TA17R länger sein als die vorstehend beschriebene Zeit TA20R. Auch in diesem Fall kann der Spitzenwert der Load-Dump-Spannung unterdrückt bzw. niedergehalten werden, indem die Steuerung durch die erste Steuereinheit und die zweite Steuereinheit vorrangig bzw. bevorzugt gegenüber der Steuerung durch die dritte Steuereinheit und die vierte Steuereinheit durchgeführt wird.
  • Es können auch eine drehende elektrische Maschine 21, die Phasenwicklungen von vier Phasen oder mehr hat, und ein Inverter bzw. Um-/Wechselrichter 22, der durch eine Brückenschaltung konfiguriert ist, die vier oder mehr obere und untere Arme in Entsprechung zu den vier oder mehr Phasen umfasst, verwendet werden.
  • Während die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele von dieser beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass die Offenbarung nicht auf diese Ausführungsbeispiele und Ausgestaltungen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung ist dazu bestimmt, verschiedene Abwandlungsbeispiele und Modifikationen innerhalb des Äquivalenzbereichs abzudecken. Außerdem liegen auch verschiedene Kombinationen und Konfigurationen, sowie weitere, andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder nur ein einzelnes Element von diesen umfassen, innerhalb des Grundgedankens und des Umfangs der vorliegenden Offenbarung.
  • 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 2017095545 [0001]
    • JP 2015080319 A [0005]

Claims (7)

  1. Steuervorrichtung (24, 28), die auf eine Vorrichtung einer drehenden elektrischen Maschine (16) angewandt ist, wobei die Vorrichtung der drehenden elektrischen Maschine umfasst: eine Feldwicklung (26), die Feldpole magnetisiert, eine Ankerwicklung (25U, 25V, 25W), die eine Wechselspannung durch ein Magnetfeld erzeugt, das durch die Feldpole erzeugt wird, eine Leistungsumwandlungsschaltung (22), die eine Vielzahl von Phasen umfasst, die ein in einem oberen Arm angeordnetes Schaltelement (Sp) und ein in einem unteren Arm angeordnetes Schaltelement (Sn) umfassen, die in Reihe geschaltet sind, und die Wechselspannung, die in der Ankerwicklung erzeugt wird, in eine Gleichspannung umwandelt, eine H-Brücke-Schaltung (23), die zwei Schaltelemente (Spa, Spb) eines oberen Arms und zwei Schaltelemente (Sna, Snb) eines unteren Arms umfasst und einen Erregungsstrom an die Feldwicklung zuführt, und eine Spannungsdetektionseinheit (30), die eine Spannung eines Ausgangsanschlusses (+B) der Leistungsumwandlungsschaltung detektiert, wobei die Steuervorrichtung aufweist: eine erste Steuereinheit, die, in Erwiderung darauf, dass die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung höher ist als ein Schwellenwert, die Schaltelemente, die eine erste Elementgruppe umfassen, die alle der Schaltelemente des oberen Arms oder alle der Schaltelemente des unteren Arms unter allen der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung darstellen, so steuert, dass sie ausgeschaltet werden; eine zweite Steuereinheit, die eine Steuerung nach Ende einer Steuerung durch die erste Steuereinheit startet und eine zweite Elementgruppe, die alle der Schaltelemente des Arms auf der Seite, die dem Arm entgegengesetzt ist, der der ersten Elementgruppe entspricht, unter allen der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung darstellen, nach Verstreichen einer Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, tatsächlich einschaltet; eine dritte Steuereinheit, die eine Steuerung nach Ende einer Steuerung durch die zweite Steuereinheit startet und die Schaltelemente, die eine dritte Elementgruppe umfassen, die alle der Schaltelemente des oberen Arms oder alle der Schaltelemente des unteren Arms unter allen der Schaltelemente der H-Brücke-Schaltung darstellen, so steuert, dass sie ausgeschaltet werden; und eine vierte Steuereinheit, die eine Steuerung nach Ende einer Steuerung durch die dritte Steuereinheit startet und eine vierte Elementgruppe, die alle der Schaltelemente des Arms auf der Seite, die dem Arm entgegengesetzt ist, der der dritten Elementgruppe entspricht, unter allen der Schaltelemente der H-Brücke-Schaltung darstellen, nach Verstreichen einer Zeit, während derer die dritte Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, tatsächlich einschaltet.
  2. Steuervorrichtung für eine Vorrichtung einer drehenden elektrischen Maschine gemäß Anspruch 1, wobei: eine Zeit von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die zweite Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird, kürzer ist als eine Zeit von dem Ende der Steuerung durch die dritte Steuereinheit bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die vierte Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird.
  3. Steuervorrichtung für eine Vorrichtung einer drehenden elektrischen Maschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: eine Zeit von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die zweite Elementgruppe tatsächlich eingeschaltet sein wird, länger ist als eine Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, von dem Ende der Steuerung durch die erste Steuereinheit.
  4. Steuervorrichtung für eine Vorrichtung einer drehenden elektrischen Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die erste Steuereinheit alle der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung so steuert, dass sie ausgeschaltet werden, wenn die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung höher ist als der Schwellenwert.
  5. Steuervorrichtung für eine Vorrichtung einer drehenden elektrischen Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: der Schwellenwert ein erster Schwellenwert ist; und die Steuervorrichtung eine fünfte Steuereinheit umfasst, die alle der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung so steuert, dass sie ausgeschaltet werden, wenn die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung höher ist als ein zweiter Schwellenwert und niedriger ist als der erste Schwellenwert, wobei der zweite Schwellenwert niedriger ist als der erste Schwellenwert.
  6. Steuervorrichtung für eine Vorrichtung einer drehenden elektrischen Maschine gemäß Anspruch 5, wobei: die erste Steuereinheit die Schaltelemente, die die erste Elementgruppe umfassen, in Erwiderung darauf, dass die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung nach einer ersten Zeitdauer höher ist als der erste Schwellenwert, so steuert, dass sie ausgeschaltet werden; und die fünfte Steuereinheit alle der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung in Erwiderung darauf, dass die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung nach einer zweiten Zeitdauer, die länger eingestellt ist als die erste Zeitdauer, höher ist als der zweite Schwellenwert, so steuert, dass sie ausgeschaltet werden.
  7. Steuervorrichtung für eine Vorrichtung einer drehenden elektrischen Maschine gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei: wenn eine Zeit, während derer alle der Schaltelemente der Leistungsumwandlungsschaltung durch die fünfte Steuereinheit tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten werden, verstrichen ist und die durch die Spannungsdetektionseinheit detektierte Spannung höher ist als der erste Schwellenwert, die Steuerung durch die erste Steuereinheit als beendet betrachtet wird und eine Zeit, während derer die erste Elementgruppe tatsächlich ausgeschaltet sein und aus gehalten wird, als verstrichen betrachtet wird, und die Steuerung durch die zweite Steuereinheit durchgeführt wird.
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