JP2021530187A - スイッチ、スイッチングアーム、及び電気設備を制御するためのシステム - Google Patents

Abstract

制御システムは、出力コマンド信号（ＣＭＤ＊；／ＣＭＤ＊）をスイッチ（２２２； ２２４）に供給するように設計されたドライバ（２６０）であって、いわゆる全体抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）を受信するように意図された第１の入力（２６８）を備えるドライバ（２６０）と、第１の電圧（ＶＢＡＴ１）の測定値（ＶＢＡＴ１＿１）が所定の閾値を下回る場合に、全体抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）をドライバ（２６０）の第１の入力（２６８）に供給するように設計された、第１の電圧（ＶＢＡＴ１）の測定値（ＶＢＡＴ１＿１）を監視するための第１の監視デバイス（２５４）とを備える。ドライバ（２６０）はまた、いわゆる部分抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｐ）を受信するように意図された第２の入力（２７０）を備え、制御システムはまた、第２の電圧（ＶＢＦＴ）の測定値（ＶＢＦＴ＿２）が所定の閾値を下回る場合に部分抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｐ）をドライバ（２６０）の第２の入力（２７０）に供給するように設計された、第２の電圧（ＶＢＦＴ）の測定値（ＶＢＦＴ＿２）を監視するための第２の監視デバイス（２５２）を備える。

Description

本発明は、スイッチ、スイッチングアーム、及び電気設備を制御するためのシステムに関する。

回転電気機器に接続されるように意図された電圧コンバータのスイッチを制御するためのシステムを使用することは既知の技術である。このタイプのシステムは、
- 出力コマンド信号をスイッチに供給するように設計されたドライバであって、ドライバは、受信されたコマンドから出力コマンド信号を供給するようにも設計され、ドライバは、いわゆる全体抑制コマンドを受信するように意図された第１の入力を備え、ドライバは、全体抑制コマンドが第１の入力で受信される限り、出力コマンド信号が、受信されたコマンドとは無関係にスイッチを開いたままにするように設計されている、ドライバと、
- 第１の電圧の測定値を供給するように設計された第１のセンサと、
- 第１の電圧の測定値を監視するための第１の監視デバイスであって、第１の電圧の測定値が所定の閾値を下回った場合、ドライバの第１の入力に全体抑制コマンドを供給するように設計された第１の監視デバイスと、
を備える。

この既知の制御システムでは、監視される第１の電圧は一般にドライバに電力を供給するために使用される。したがって、この第１の電圧が低すぎるという事実は、制御システムにとって重大な故障である。このため、第１の監視デバイスは、スイッチを常時開いたままにするように意図された全体抑制コマンドを供給する。

本発明の目的は、少なくとも１つの他の電圧の監視を可能にすることである。

この目的のために、ドライバは、いわゆる部分抑制コマンドを受信するように意図された第２の入力も備え、ドライバは、部分抑制コマンドが第２の入力で受信される限り、受信されたコマンドとは無関係に、回転電気機器がオルタネータモードで動作することができるように出力コマンド信号を確立するように設計される。
上述のタイプの制御システムが提案され、
- 第１の電圧とは異なる第２の電圧の測定値を供給するように設計された第２のセンサと、
- 第２の電圧の測定値を監視するための第２の監視デバイスであって、第２の電圧の測定値が所定の閾値を下回った場合、部分抑制コマンドをドライバの第２の入力に供給するように設計された第２の監視デバイスと、
も備える。

本発明により、第２の電圧も監視することができる。しかしながら、この第２の電圧の不足電圧は一般に第１の電圧の不足電圧よりも重大ではないので、本発明によりオルタネータモードを維持することができる。

選択的に、制御システムは、コマンドを供給するように設計されたコマンド確立デバイスを実現するマイクロコントローラをさらに備え、マイクロコントローラは、第１の監視デバイスを実現する。

同じく選択的に、ドライバは、マイクロコントローラから受信されたコマンドから入力コマンド信号を確立するように設計されたコマンド管理デバイスと、入力コマンド信号を増幅して出力コマンド信号をスイッチに供給するように設計された増幅器とを備え、増幅器は、電源電圧を受信するように意図された２つの正及び負の電源端子を有し、ドライバは、増幅器を抑制するための抑制デバイスも備えおり、抑制デバイスは、入力コマンド信号にかかわらず、出力コマンド信号がスイッチを開いたままにするように、全体抑制コマンドの受信時に、電源電圧を下げるように設計される。

同じく選択的に、抑制デバイスは、全体抑制コマンドの受信時に、増幅器の電源端子を短絡するように設計される。

同じく選択的に、抑制デバイスは、正の電源端子に接続された電流入力端子と、負の電源端子に接続された電流出力端子と、コマンド端子とを有する制御可能な短絡スイッチを備え、全体抑制コマンドは、コマンド端子と電流出力端子との間の電圧の形態である。

同じく選択的に、
- モード要求を受信するように設計されたマイクロコントローラも備えた制御システムであって、
・コマンドを供給し、モード要求をマイクロコントローラの出力ピンに転送するように設計されたコマンド確立デバイスと、
・不注意起動検出デバイスと、
を実現し、
ドライバは、送信されたモード要求を受信するために出力ピンに接続され、出力ピンは、送信されたモード要求を受信するためにマイクロコントローラの入力ピンに接続され、不注意起動検出デバイスは、入力ピンで受信された送信されたモード要求がモータモードを示すときを検出し、一方、マイクロコントローラによって受信されたモード要求がオルタネータモードを示すときを検出し、この場合、部分又は全体抑制コマンドをドライバに送信するように設計される。

同じく提案されるのは電圧コンバータのスイッチングアームシステムであって、
- ハイサイドスイッチと、
- ローサイドスイッチと、
- 本発明による、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチのうちの１つを制御するためのシステムと、
を備えており、
ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチは、回転電気機器の相に接続されるように意図された中間点で互いに接続される。

選択的に、スイッチングアームシステムは、本発明による、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチのうちの他方を制御するためのシステムをさらに備える。

同じく提案されるのは電気設備であって、
- 本発明による制御システムと、
- 第１の電圧を供給するように設計された第１の直流電圧源と、
- 第２の直流電圧源と、
- 第２の直流電圧源に接続され、第２の電圧を電気部品に供給するように設計されたバッテリヒューズ端子と、
を備える電気設備。

選択的に、電気設備は、
- 第１の直流電圧源に接続されたスタータと、
- 第１及び第２の直流電圧源を互いに接続するように設計された制御可能なスイッチと、
を備える。

図１は、直流電圧源と、回転電気機器と、それらの間に挿入された電圧コンバータとを備える、本発明による電気システム１００の簡略化された電気回路図である。 図２は、図１の電圧コンバータを制御するためのシステムの機能図である。 図３は、電圧コンバータのスイッチを、このスイッチを制御する信号とは無関係に開くことを可能にする制御システムの要素を示す電気回路図である。

次に、本発明による電気システム１００を、図１を参照して説明する。電気システム１００は、例えば自動車において実現されるように意図されている。

電気システム１００は、まず第１に、正端子及び負端子を備える直流電圧源１０２を備え、負端子は、一般に、自動車のシャーシなどの、図において（「接地」を表す）ＧＮＤ１と示される電気接地に接続される。直流電圧源１０２は、これらの端子間に、例えば約１２Ｖの値を有する直流入力電圧Ｅを供給するように設計される。

電気システム１００はまた、ステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗを備える回転電気機器１０４を備え、ステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗのそれぞれの第１の端部は、説明例において、同じ中性点Ｎに接続される。説明例において、回転電気機器１０４は、自動車の熱機関（図示せず）に結合されるオルタネータスタータの一部を形成する。したがって、回転電気機器１０４は、熱機関を補助するモータモードと、熱機関によって生成された機械エネルギーの一部を電気エネルギーに変換して直流電圧源１０２を再充電するオルタネータモードとで交互に動作するように設計される。

電気システム１００はまた、一方の側で直流電圧源１０２の端子に接続され、他方の側で回転電気機器１０４に接続された電圧コンバータ１０６を備える。

電圧コンバータ１０６は、ステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗにそれぞれ関連付けられたスイッチングアームを備える。各スイッチングアームは、直流電圧源１０２の正端子に接続されたハイサイドスイッチと、直流電圧源１０２の負端子に接続されたローサイドスイッチとを備える。 ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチはまた、関連するステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗに接続された中間点で互いに接続される。各スイッチングアームは、２つの構成の間で切り替えて制御されるように意図される。ハイ構成と呼ばれる第１の構成では、ハイサイドスイッチが閉じられ、ローサイドスイッチが開かれ、その結果、入力電圧Ｅが関連するステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗの第２の端部に印加される。ロー構成と呼ばれる第２の構成では、ハイサイドスイッチが開かれ、ローサイドスイッチは閉じられ、その結果、０電圧が関連するステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗの第２の端部に印加される。

回転電気機器１０４がモータモードで動作することが要求される場合に回転電気機器１０４に電気エネルギーを供給し、回転電気機器１０４がオルタネータモードで動作することが要求される場合に電気エネルギーを直流電圧源１０２に供給するように、電圧コンバータ１０６は、各アームをこれら２つの構成の間で切り替えて制御されるように意図される。

したがって、電気システム１００は、電圧コンバータ１０６を制御するための制御システム１０８も備え、これについては以下で詳細に説明する。

図２を参照すると、電気システム１００はまた、電子制御ユニット２０２（又はＥＣＵ） 及びデータバス２０４を備え、説明例において、ＣＡＮ（「コントローラエリアネットワーク」）データバスは、電子制御ユニット２０２と制御システム１０８とを相互接続する。

電気システム１００はまた、図においてＧＮＤ２で示され、一般に自動車のシャーシに接続される電気接地に対して直流電圧Ｖ_ＢＡＴ１を供給するように設計された直流電圧源２０６を備える。説明例において、直流電圧源２０６は、リチウムイオン電池を備え、電圧Ｖ_ＢＡＴ１の値は、例えば、約１２Ｖである。電圧Ｅを供給する電圧源１０２は、例えば電圧源２０６を用い、その結果、電圧Ｖ_ＢＡＴ１から電圧Ｅが取り出される。

電気システム１００はまた、オルタネータスタータが熱機関の始動を補助することができない場合、例えば、熱機関の温度が低すぎるときに、自動車の熱機関の始動を補助するように設計されたスタータ２０８を備える。

電気システム１００はまた、電気接地ＧＮＤ２に対して直流電圧Ｖ_ＢＡＴ２を供給するように設計された直流電圧源２１０を備える。説明例において、直流電圧源２１０は、鉛酸蓄電池を備え、電圧Ｖ_ＢＡＴ２の値は、例えば、約１２Ｖである。

電気システム１００はまた制御可能なスイッチ２１２を備え、それが閉じられているときに、２つの直流電圧源２０６、２１０を互いに接続するように意図されており、これにより、２つの直流電圧源が協働して、スタータ２０８が動作するときに十分な電流を供給する。

電気システム１００はまた、電圧Ｖ_ＢＡＴ２に実質的に等しく、したがって説明例においては約１２Ｖの値を有する電圧Ｖ_ＢＦＴを供給するために、直流電圧源２１０に接続されたバッテリヒューズ端子２１４（又はＢＦＴ）を備える

電気システム１００はまた、電圧Ｖ_ＢＦＴを受信し、その結果として電気的に電力供給されるためにバッテリヒューズ端子２１４に接続された電気部品２１６を備える。

バッテリヒューズ端子２１４は、少なくとも１つのヒューズ（図示せず）を備え、このヒューズは、このヒューズを通過する電流が大きくなりすぎたとき、例えば電気部品２１６のうちの１つが短絡した場合に、直流電圧源２１０との接続を切断するように意図されている。

電気システム１００はまた、電圧Ｖ_ＢＦＴの測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿ＣＡＮ}をデータバス２０４に供給するように設計された電圧センサ２１８を備える。

次に、図１の電圧コンバータ１０６のスイッチングアームの制御のための制御システム１０８をより詳細に説明する。参照符号２２０で示されるこのスイッチングアームは、図１を参照して上述したように、参照符号２２２で示されるハイサイドスイッチと、参照符号２２４で示されるローサイドスイッチとを備える。ハイサイドスイッチ２２２は、直流電圧源１０２の正端子に接続された電流入力端子と、スイッチングアーム２２０の中間点に接続された電流出力端子と、コマンド端子とを有する。ローサイドスイッチ２２４は、中間点に接続された電流入力端子と、電気接地ＧＮＤ１に接続された電流出力端子と、コマンド端子とを有する。

制御システム１０８は、まず第１に、電圧Ｖ_ＢＦＴを受信するためにバッテリヒューズ端子２１４に接続された入力２２６を備える。

制御システム１０８はまた、入力２２６に接続され、電圧Ｖ_ＢＦＴの２つの測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿１}、Ｖ_{ＢＦＴ＿２}をそれぞれ供給するように設計された２つのセンサ２２８、２３０を備える。

制御システム１０８はまた、電圧Ｖ_ＢＡＴ１を受信するために直流電圧源２０６に接続された入力２３２を備える。

制御システム１０８はまた、入力２３２に接続され、電圧Ｖ_ＢＡＴ１の２つの測定値Ｖ_{ＢＡＴ１＿１}、Ｖ_{ＢＡＴ１＿２}をそれぞれ供給するように設計された２つのセンサ２３４、２３６を備える。

制御システム１０８はまた、マイクロコントローラ２４２と、次に説明するドライバ２６０とを備える。例えば、電圧コンバータ１０６の各スイッチングアームのためのドライバ（ドライバ２６０と同様）と、全てのドライバに対して単一のマイクロコントローラ２４２が備わっている。

それ自体知られているように、マイクロコントローラ２４２は、処理ユニット及びメインメモリ（図示せず）が備えられているコンピューティングデバイスである。１つ又は複数のコンピュータプログラムがメインメモリに記憶され、次に説明するデバイスを実現するために処理ユニットによって実行されるように意図される。

したがって、マイクロコントローラ２４２は、まず第１に、コマンド確立デバイス２４４を実現する

コマンド確立デバイス２４４は、まず第１に、データバス２０４から、電圧コンバータ１０６が制御されなければならないモード（オルタネータモードあるいはモータモード）を示す、図においてＭＲで示されるモード要求を受信するように設計される。したがって、コマンド確立デバイス２４４は、データバス２０４から受信したモード要求ＭＲに従ってモータモード及びオルタネータモードで選択的に動作するように設計される。

コマンド確立デバイス２４４は、ドライバ２６０に向けられ、図においてｃｍｄで示されるコマンドを確立するように設計されており、これらのコマンドｃｍｄは、その現在のモードに適合されている。より具体的には、モータモードでは、コマンド確立デバイス２４４は、回転電気機器１０４のシャフト端部で要求される目標トルクＣからコマンドｃｍｄを確立するように設計される。オルタネータモードでは、コマンド確立デバイス２４４は、電圧Ｅに対する目標電圧Ｅ＊の関数としてコマンドｃｍｄを確立するように設計される。目標トルクＣ及び目標電圧Ｅ＊は、例えば、データバス２０４から受信される。

コマンド確立デバイス２４４はまた、モード要求ＭＲをドライバ２６０に送信するように設計される。受信されたモード要求ＭＲを送信されたモード要求ＭＲと区別するために、送信されたモード要求ＭＲはモード選択と呼ばれ、図においてＭＳと示される。

コマンド確立デバイス２４４はまた、ＩＮＨＩＢ＿Ｌで示されるいわゆるソフトウェア抑制コマンドを受信する限り、受信された設定点（Ｃ、Ｅ＊）とは無関係にスイッチ２２２、２２４の開放をもたらすように意図されたコマンドｃｍｄをドライバ２６０に供給するように設計される。

マイクロコントローラ２４２はまた、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿ＣＡＮ}が所定の閾値を下回った場合、ソフトウェア抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｌをコマンド確立デバイス２４４に供給するように設計された、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿ＣＡＮ}を監視するための監視デバイス２４６を実現する。説明例において、この所定の閾値は８Ｖと１１Ｖとの間にあり、例えば１０．８Ｖである。

マイクロコントローラ２４２はまた、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿１}が所定の閾値を下回った場合、ソフトウェア抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｌをコマンド確立デバイス２４４に供給するように設計された、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿１}を監視するための監視デバイス２４８を実現する。説明例において、この所定の閾値は８Ｖと１１Ｖとの間にあり、例えば１０．８Ｖである。

マイクロコントローラ２４２はまた、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿２}が所定の閾値を下回った場合、ＩＮＨＩＢ＿Ｐで示されるいわゆる部分抑制コマンドをドライバ２６０に供給するように設計された、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿２}を監視するための監視デバイス２５２を実現する。説明例において、この所定の閾値は８Ｖと１１Ｖとの間にあり、例えば１０．８Ｖである。

マイクロコントローラ２４２はまた、測定値Ｖ_{ＢＡＴ１＿１}が所定の閾値を下回った場合、ＩＮＨＩＢ＿Ｔで示されるいわゆる全体抑制コマンドをドライバ２６０に供給するように設計された、測定値Ｖ_{ＢＡＴ１＿１}を監視するための監視デバイス２５４を実現する。説明例において、この所定の閾値は５Ｖと８Ｖとの間にあり、例えば５．５Ｖである。

マイクロコントローラ２４２はまた、測定値Ｖ_{ＢＡＴ１＿２}が所定の閾値を下回った場合、ソフトウェア抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｌをコマンド確立デバイス２４４に供給するように設計された、測定値Ｖ_{ＢＡＴ１＿２}を監視するための監視デバイス２５６を実現する。説明例において、この所定の閾値は５Ｖと８Ｖとの間にあり、例えば５．５Ｖである。

電圧Ｖ_ＢＦＴの測定値に対する所定の閾値は、電圧Ｖ_ＢＡＴ１の測定値に対する所定の閾値よりも高いことが理解されるであろう。実際に、リチウムイオン電池は、ほんのわずかであっても、電圧不足の場合に、発火及び／又は有毒ガスの放出の危険性がある。一方、そのような危険性は鉛酸蓄電池では大いに緩和され、それによってより大きな不足電圧が許容され得る。

マイクロコントローラ２４２はまた、不注意起動検出デバイス２５８を実現する。不注意起動は、マイクロコントローラ２４２が故障した場合に、発生する危険性がある。この場合、故障したマイクロコントローラ２４２は、モータモードに切り替わり、受信したモード要求ＭＲがオルタネータモード（自動車が停止されている）を使用することを示す間、モータモードへの切り替えを示すモード選択ＭＳをドライバ２６０に送信する危険性がある。したがって、不注意起動検出デバイス２５８は、モード選択ＭＳがモータモードを示すときを検出し、一方、モード要求ＭＲがオルタネータモードを示すときを検出するように設計される。この場合、不注意起動検出デバイス２５８は、部分抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｐをドライバ２６０に送信するように設計される。

不注意起動検出デバイス２５８がマイクロコントローラ２４２によって送信されたモード選択ＭＳを実際に受信することを確実にするために、不注意起動検出デバイス２５８は、ドライバ２６０に接続されたマイクロコントローラ２４２の出力ピンに接続されたマイクロコントローラ２４２の入力ピンを監視するように設計され、モード選択ＭＳを提示する。

さらに、説明例において、マイクロコントローラ２４２は、機能レベル及び監視レベルと呼ばれる、少なくとも部分的に構造的に別個の２つの実行レベルを有する。デバイス２４４、２４６、２４８、２５４は、図２において陰影線によって示されるマイクロコントローラ２４２の機能レベルにおいて実現され、一方、デバイス２５２、２５６、２５８は、図２において陰影線がないことによって示されるマイクロコントローラ２４２の監視レベルにおいて実現される。構造的分離は、（同時に実現することができる）２つの機構を使用することができる。第１の機構によれば、処理ユニットは、２つのレベルにそれぞれ専用の２つの別個のコアを備える。したがって、マイクロコントローラ２４２は、各２つのレベルのデバイスが、そのレベルに関連するコアによって排他的に実行され、他のコアによっては実行されないように設計される。第２の機構によれば、メインメモリの２つの所定のメモリ範囲は、それぞれ２つのレベル専用である。したがって、マイクロコントローラ２４２は、各２つのレベルのデバイスが、そのレベルに関連するメモリ範囲を排他的に使用し、他のメモリ範囲を使用しないように設計される。

制御システム１０８はまた、マイクロコントローラ２４２を監視するための監視デバイス２４０（又は「ウォッチドッグ」）を備える。この監視デバイス２４０は、マイクロコントローラ２４２の故障が検出された場合に、全体抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔをドライバ２６０に供給するように設計される。

次に、ドライバ２６０についてより詳細に説明する。説明例において、ドライバ２６０は、特定用途向け集積回路（又はＡＳＩＣ）によって少なくとも部分的に実現される。

ドライバ２６０は、コマンド管理デバイス２６２と、それぞれハイサイド２６４及びローサイド２６６である２つの増幅器とを備える。

コマンド管理デバイス２６２は、マイクロコントローラ２４２からコマンドｃｍｄを受信し、コマンドｃｍｄから２つの増幅器２６４、２６６にそれぞれ入力コマンド信号ｃｍｄ＊、／ｃｍｄ＊を供給するように設計される。入力コマンド信号ｃｍｄ＊、／ｃｍｄ＊は互いに実質的に相補的である。入力コマンド信号ｃｍｄ＊、／ｃｍｄ＊は、回転電気機器１０４が、マイクロコントローラ２４２が動作しているモードに従ってモータモード又はオルタネータモードで動作することができるように、スイッチ２２２、２２４に供給される出力コマンド信号ＣＭＤ＊、／ＣＭＤ＊をそれぞれ得るために、増幅器２６４、２６６によってそれぞれ増幅される。

コマンド管理デバイス２６２はまた、部分抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｐを受信するように設計され、部分抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｐが受信される限り、いわゆる劣化オルタネータモードで動作するようにも設計され、コマンド管理デバイス２６２は、それ自体で、すなわち、コマンドｃｍｄ及びマイクロコントローラ２４２から受信されるモード選択ＭＳとは無関係に、増幅器２６４、２６６に供給される入力コマンド信号ｃｍｄ＊、／ｃｍｄ＊を確立するように設計される。入力コマンド信号ｃｍｄ＊、／ｃｍｄ＊は、回転電気機器１０４がオルタネータモードで動作することができるように、スイッチ２２２、２２４に供給される出力コマンド信号ＣＭＤ＊、／ＣＭＤ＊をそれぞれ得るために、増幅器２６４、２６６によって再び増幅される。

ドライバ２６０はまた、デバイス２５２、２５８のいずれか１つによって供給される部分抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｐを受信するようにデバイス２５２、２５８に接続された、部分抑制入力２７０を備える。この部分抑制入力２７０はまた、劣化オルタネータモードに切り替えるために、受信した各部分抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｐをコマンド管理デバイス２６２に供給するように、ドライバ２６０のコマンド管理デバイス２６２に接続される。

ドライバ２６０はまた、監視デバイス２５４、２４０のいずれかによって供給される全体抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔを受信するように監視デバイス２５４、２４０に接続された、全体抑制入力２６８を備える。全体抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔが全体抑制入力２６８で受信される限り、ドライバ２６０は、マイクロコントローラ２４２から受信されるコマンドｃｍｄとは無関係に、スイッチ２２２、２２４を開いたままにする出力コマンド信号ＣＭＤ＊、／ＣＭＤ＊を供給するように設計される。この機能が実行される方法については、図３を参照して後述する。

制御システム１０８はまた、電圧Ｖ_ＢＡＴ１を受信するために、データバス２０４に接続され、直流電圧源２０６にも（例えば、入力２３２により）接続されるシステムベーシスチップ（又はＳＢＣ）２３８を備える。システムベーシスチップ２３８は、電圧Ｖ_ＢＡＴ１から、特にマイクロコントローラ２４２及びドライバ２６０のための１つ又は複数の電源電圧の供給、データバス２０４とマイクロコントローラ２４２との間のメッセージの送信、及びマイクロコントローラ２４２の監視を含むいくつかの機能を実行するように設計される。この最後の機能を実行するために、システムベーシスチップ２３８は監視デバイス２４０を備える。

電圧Ｖ_ＢＡＴ１は、ドライバ２６０及びマイクロコントローラ２４２に電力を供給するために使用されることが理解されるであろう。したがって、電圧Ｖ_ＢＡＴ１の不足電圧は、制御システム１０８にとって重大な故障である。そのため、監視デバイス２５４は、スイッチ２２２、２２４を常時開いたままにするように意図された全体抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔを供給する。一方、電圧Ｖ_ＢＦＴの不足電圧は（制御システム１０８のいずれの場合でも）それほど重大ではなく、それによって劣化オルタネータモードを維持することができる。デバイス２５２の抑制コマンドが、ドライバ２６０の部分抑制入力２７０に供給されるのはそのためである。

次に、図３を参照して、全体抑制機能を実行する要素を説明する。

図３に示されるように、ハイサイド増幅器２６４又はローサイド増幅器２６６は、それぞれ入力コマンド信号ｃｍｄ＊又は／ｃｍｄ＊を受信し、この入力コマンド信号ｃｍｄ＊又は／ｃｍｄ＊を増幅して、それぞれ出力コマンド信号ＣＭＤ＊又は／ＣＭＤ＊を得て、出力コマンド信号ＣＭＤ＊又は／ＣＭＤ＊をそれぞれハイサイドスイッチ２２２又はローサイドスイッチ２２４に印加して選択的に開閉するように設計される。

各増幅器２６４、２６６は、この増幅器２６４、２６６に向けた電源電圧を受信するように意図された２つの正（図３において＋で示される）及び負（図３において−で示される）の電源端子を有する。負電源端子は、それぞれハイサイド増幅器２２２又はローサイド増幅器２２４の電流出力端子に接続される。

ドライバ２６０はまた、それぞれの電源電圧を供給するために、増幅器２６４、２６６の正端子と負端子との間にそれぞれ接続された２つのブートストラップキャパシタ３０２、３０４を備える。

ドライバ２６０はまた、２つのブートストラップキャパシタ３０２、３０４を、電圧と、説明例における電圧Ｖ_ＢＡＴ１からそれぞれ充電する２つの充電デバイス３０６、３０８を備える。充電デバイス３０６は、例えば、チャージポンプを備える。充電デバイス３０６は、例えば、電圧Ｖ_ＢＡＴ１と、４つのスイッチ３１１_１、３１１_２、３１１_３、３１１_４を介したキャパシタ３０２に接続されたキャパシタ３０９を備える。充電デバイス３０６は、キャパシタ３０９を電圧Ｖ_ＢＡＴ１とブートストラップキャパシタ３０２とに交互に接続するように制御される。充電デバイス３０８は、例えば、電圧Ｖ_ＢＡＴ１からブートストラップキャパシタ３０４への電流の通過を可能にするダイオード３１３を備える。

ドライバ２６０はまた、ハイサイド増幅器２６４のための抑制デバイス３１０を備える。 抑制デバイス３１０は、全体抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔを受信するために全体抑制入力２６８に接続され、全体抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔの受信時に、受信された入力コマンド信号ｃｍｄ＊にかかわらず、出力コマンド信号ＣＭＤ＊が、ハイサイドスイッチ２２２の開放を引き起こすように、ハイサイド増幅器２６４の電源端子間の電源電圧を下げるように設計される。

説明例において、抑制デバイス３１０は、全体抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔの受信時に、ハイサイド増幅器２６４の電源端子を短絡するように設計され、これにより、ブートストラップキャパシタ３０２を放電し、ハイサイド増幅器２６４の電源電圧を低下させる。 例えば、抑制デバイス３１０は、この電源電圧をキャンセルするように設計される。電源電圧の低下は、出力コマンド信号ＣＭＤ＊の低下をもたらし、それによって、この出力コマンド信号ＣＭＤ＊は、最大であっても、ハイサイドスイッチ２２２の閉鎖を引き起こすのに、もはや十分ではない。したがって、ハイサイドスイッチ２２２は開いたままである。

より具体的には、説明例において、抑制デバイス３１０は、正の電源端子に接続された電流入力端子と、負の電源端子に接続された電流出力端子と、コマンド端子とを有する制御可能な短絡スイッチを備える。さらに、ドライバ２６０は、全体抑制入力２６８と抑制デバイス３１０との間に接続されたレベルシフトデバイス３１２（又は「レベルシフタ」）を備える。制御可能な短絡スイッチは、例えば、絶縁ゲート電界効果トランジスタ（又は「金属酸化物半導体電界効果トランジスタ」又はＭＯＳＦＥＴ）である。

全体抑制入力２６８に印加される各全体抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔは、電気接地ＧＮＤ２に対する電圧の形態である。レベルシフタ３１２は、この電圧を受信し、制御可能な短絡スイッチのコマンド端子とハイサイド増幅器２６４の負端子との間の電圧の形態で全体抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔを供給するために、全体抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔをシフトするように設計される。

同様に、ローサイド増幅器２６６の抑制のために、ドライバ２６０は、抑制デバイス３１４及びレベルシフタ３１６を備える。

上記によれば、スイッチ２２２、２２４の全体抑制機能は、増幅器２６４、２６６によって受信される入力コマンド信号ｃｍｄ＊、／ｃｍｄ＊とは無関係だと判断される。したがって、コマンド管理デバイス２６２が故障した場合でも、２つのスイッチ２２２、２２４を開くことが可能である。さらに、説明された解決策は、減少された数の部品を使用し、それはより単純であるので、抑制は迅速である。説明例において、全体抑制入力２６８への全体抑制コマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔの印加と増幅器２６４、２６６の実際の抑制との間の時間は、５００μｓ未満、例えば４００μｓである。ここで、故障の発生とスイッチ２２２、２２４の開放との間に一般に要求される遅延は、約１ｍｓである。したがって、抑制コマンドを実現するための４００μｓの遅延は、故障の検出のための６００μｓを残し、これは一般に十分である。

本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。実際、当業者には、変更が可能であることが明らかであろう。

例えば、監視デバイス２５２、２５４のうちの少なくとも１つは、１つ又は複数の予め配線された部品（すなわち、コンピュータプログラムを実現しない）において、マイクロコントローラ２４２の外部に生成され得る。

さらに、一般に、各監視デバイス２４６、２４８、２５６は、モータモード及びオルタネータモードにおいてスイッチ２２２、２２４の開放を引き起こすために全体抑制入力２６８に接続されるか、又は、劣化オルタネータモードにドライバを切り替えるために部分抑制入力２７０に接続され得る。

さらに、使用される用語は、前述の実施形態の要素に限定されると理解されるべきではなく、反対に、当業者がその一般的な知識から推論することができるすべての均等の要素を包含すると理解されるべきである。

Claims (10)

1. 回転電気機器（１０４）に接続されるように意図された電圧コンバータ（１０６）のスイッチ（２２２；２２４）を制御するためのシステムであって、
   −出力コマンド信号（ＣＭＤ＊；／ＣＭＤ＊）を前記スイッチ（２２２；２２４）に供給するように設計されたドライバ（２６０）であって、前記ドライバ（２６０）は、受信されたコマンド（ｃｍｄ）から前記出力コマンド信号（ＣＭＤ＊；／ＣＭＤ＊）を供給するようにも設計され、前記ドライバ（２６０）は、いわゆる全体抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）を受信するように意図された第１の入力（２６８）を備え、前記ドライバ（２６０）は、前記全体抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）が前記第１の入力（２６８）で受信される限り、前記出力コマンド信号（ＣＭＤ＊；／ＣＭＤ＊）が、受信された前記コマンド（ｃｍｄ）とは無関係に前記スイッチ（２２２；２２４）を開いたままにするように設計されている、ドライバ（２６０）と、
   第１の電圧（Ｖ_ＢＡＴ１）の測定値（Ｖ_{ＢＡＴ１＿１}）を供給するように設計された第１のセンサ（２３４）と、
   前記第１の電圧（Ｖ_ＢＡＴ１）の前記測定値（Ｖ_{ＢＡＴ１＿１}）を監視するための第１の監視デバイス（２５４）であって、前記第１の電圧（Ｖ_ＢＡＴ１）の前記測定値（Ｖ_{ＢＡＴ１＿１}）が所定の閾値を下回った場合、前記ドライバ（２６０）の前記第１の入力（２６８）に前記全体抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）を供給するように設計された第１の監視デバイス（２５４）と、
   を備えており、
   前記ドライバ（２６０）は、いわゆる部分抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｐ）を受信するように意図された第２の入力（２７０）も備え、前記ドライバ（２６０）は、前記部分抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｐ）が前記第２の入力（２７０）で受信される限り、受信された前記コマンド（ｃｍｄ）とは無関係に、前記回転電気機器（１０４）がオルタネータモードで動作することができるように前記出力コマンド信号（ＣＭＤ＊；／ＣＭＤ＊）を確立するように設計され、
   前記ドライバ（２６０）は、
   前記第１の電圧（Ｖ_ＢＡＴ１）とは異なる第２の電圧（Ｖ_ＢＦＴ）の測定値（Ｖ_{ＢＦＴ＿２}）を供給するように設計された第２のセンサ（２３０）と、
   前記第２の電圧（Ｖ_ＢＦＴ）の前記測定値（Ｖ_{ＢＦＴ＿２}）を監視するための第２の監視デバイス（２５２）であって、前記第２の電圧（Ｖ_ＢＦＴ）の前記測定値（Ｖ_{ＢＦＴ＿２}）が所定の閾値を下回った場合、前記部分抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｐ）を前記ドライバ（２６０）の前記第２の入力（２７０）に供給するように設計された第２の監視デバイス（２５２）と、
   を備える制御システム。
2. 前記コマンド（ｃｍｄ）を供給するように設計されたコマンド確立デバイス（２４４）を実現するマイクロコントローラ（２４２）をさらに備え、前記マイクロコントローラ（２４２）は、前記第１の監視デバイス（２５４）も実現する、請求項１に記載の制御システム。
3. 前記ドライバ（２６０）は、前記マイクロコントローラ（２４２）から受信された前記コマンド（ｃｍｄ）から入力コマンド信号（ｃｍｄ＊；／ｃｍｄ＊）を確立するように設計されたコマンド管理デバイス（２６２）と、前記入力コマンド信号（ｃｍｄ＊；／ｃｍｄ＊）を増幅して前記出力コマンド信号（ＣＭＤ＊；／ＣＭＤ＊）を前記スイッチ（２２２；２２４）に供給するように設計された増幅器（２６４；２６６）とを備え、前記増幅器（２６４；２６６）は、電源電圧を受信するように意図された２つの正及び負の電源端子を有し、
   前記ドライバ（２６０）は、前記増幅器（２６４；２６６）を抑制するための抑制デバイス（３１０；３１４）も備えており、前記抑制デバイス（３１０；３１４）は、前記入力コマンド信号（ｃｍｄ＊；／ｃｍｄ＊）にかかわらず、前記出力コマンド信号（ＣＭＤ＊；／ＣＭＤ＊）が前記スイッチ（２２２；２２４）を開いたままにするように、前記全体抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）の受信時に、前記電源電圧を下げるように設計されている、請求項１又は２に記載の制御システム。
4. 前記抑制デバイス（３１０；３１４）は、前記全体抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）の受信時に、前記増幅器（２６４；２６６）の前記電源端子を短絡するように設計される、請求項３に記載の制御システム。
5. 前記抑制デバイス（３１０；３１４）は、前記正の電源端子に接続された電流入力端子と、前記負の電源端子に接続された電流出力端子と、コマンド端子とを有する制御可能な短絡スイッチを備え、前記全体抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）は、前記コマンド端子と前記電流出力端子との間の電圧の形態である、請求項３又は４に記載の制御システム。
6. モード要求（ＭＲ）を受信するように設計されたマイクロコントローラ（２４２）も備えた、請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御システムであって、
   前記マイクロコントローラ（２４２）は、
   前記コマンド（ｃｍｄ）を供給し、前記モード要求（ＭＳ）を前記マイクロコントローラ（２４２）の出力ピンに転送するように設計されたコマンド確立デバイス（２４４）と、
   不注意起動検出デバイス（２５８）と、
   を実現し、
   前記ドライバ（２６０）は、送信された前記モード要求（ＭＳ）を受信するために前記出力ピンに接続され、前記出力ピンは、送信された前記モード要求（ＭＳ）を受信するために前記マイクロコントローラ（２４２）の入力ピンに接続され、前記不注意起動検出デバイス（２５８）は、前記入力ピンで受信された送信された前記モード要求（ＭＳ）がモータモードを示すときを検出し、一方、前記マイクロコントローラ（２４２）によって受信された前記モード要求（ＭＲ）がオルタネータモードを示すときを検出し、この場合、前記部分抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｐ）又は前記全体抑制コマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）を前記ドライバ（２６０）に送信するように設計される、制御システム。
7. 電圧コンバータ（１０６）のスイッチングアームシステム（２２０）であって、
   ハイサイドスイッチ（２２２）と、
   ローサイドスイッチ（２２４）と、
   前記ハイサイドスイッチ（２２２）及び前記ローサイドスイッチ（２２４）のうちの１つを制御するための、請求項１から６のいずれか一項に記載の制御システムと、
   を備えており、
   前記ハイサイドスイッチ（２２２）及び前記ローサイドスイッチ（２２４）は、回転電気機器（１０４）の相に接続されるように意図された中間点で互いに接続される、スイッチングアームシステム（２２０）。
8. 前記ハイサイドスイッチ（２２２）及び前記ローサイドスイッチ（２２４）のうちの他方を制御するための、請求項１から６のいずれか一項に記載の制御システムをさらに備える、請求項７に記載のスイッチングアームシステム（２２０）。
9. 請求項１から６のいずれか一項に記載の制御システムと、
   前記第１の電圧（Ｖ_ＢＡＴ１）を供給するように設計された第１の直流電圧源（２０６）と、
   第２の直流電圧源（２１０）と、
   前記第２の直流電圧源（２１０）に接続され、前記第２の電圧（Ｖ_ＢＦＴ）を電気部品（２１６）に供給するように設計されたバッテリヒューズ端子（２１４）と、
   を備える電気設備（１００）。
10. 前記第１の直流電圧源（２０６）に接続されたスタータ（２０８）と、
    前記第１及び第２の直流電圧源（２０６、２１０）を互いに接続するように設計された制御可能なスイッチ（２１２）と、
    を備える請求項９に記載の電気設備（１００）。

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