JP7182650B2 - 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

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の制御システムを用いる既知の方法であって、このタイプの制御システムは、
－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生成デバイスと、
・偶発的起動検出デバイスと、
を実現するマイクロコントローラと、
－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、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、ドライバは、マイクロコントローラから受信したコマンドから出力コマンド信号を生成するようにも設計され、ドライバは、ディセーブルコマンドを受信し、ドライバがディセーブルコマンドを受信している間、受信したコマンドとは無関係に出力コマンド信号をスイッチに供給するようにも設計されているドライバと、
を備える。

この既知の制御システムでは、偶発的起動検出デバイスは、マイクロコントローラにより受信されたモード要求を、マイクロコントローラに記憶されたデータ要素と比較するように設計され、要求されたモードを表している。したがって、マイクロコントローラが故障し、記憶されたデータ要素が要求されないモータモードを示す場合、偶発的起動のリスクがあるので、偶発的起動検出デバイスは、ドライバにディセーブルコマンドを送信する。

本発明の目的は、マイクロコントローラの故障検出を改善することである。

この目的のため、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、偶発的起動検出デバイスは、マイクロコントローラにより受信されたモード要求がオルタネータモードを示しているにもかかわらず、入力ピンで受信した、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、この場合、ディセーブルコマンドをドライバに送信するように設計されていることを特徴とする上記タイプの制御システムが提案される。

本発明の結果として、マイクロコントローラによって受信されたモード要求と比較されるデータ要素は、実際にはドライバに送信されたモード要求であり、一方、既知の制御システムでは、マイクロコントローラに記憶されたデータ要素は、マイクロコントローラが故障した場合に、ドライバに送信されたモード要求とは異なることがある。

選択的に、ドライバは、いわゆる部分ディセーブルコマンドを受信するように設計され、ドライバは、部分ディセーブルコマンドが受信されている限り、いわゆる低下オルタネータモードに留まるように設計され、ドライバは、マイクロコントローラから受信したコマンドとは無関係に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、回転電気機器がオルタネータモードで動作可能となる。

また選択的に、偶発的起動検出デバイスによって送信されたディセーブルコマンドは、部分ディセーブルコマンドである。

また選択的に、制御システムは、
－第１の電圧の測定値をマイクロコントローラに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、第１のデバイスであって、第１の電圧の測定値が所定の閾値を下回った場合に、ドライバにディセーブルコマンドを供給するように設計された、第１のデバイスと、
をさらに備えており、
第１の監視デバイスは、マイクロコントローラによって実現される。

また、選択的に、ドライバは、いわゆる全体ディセーブル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、第１の入力で全体ディセーブルコマンドが受信されている限り、受信したコマンド（ｃｍｄ）とは無関係に、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設計される。

また、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生成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する。ドライバは、増幅器をディセーブルするためのディセーブルデバイスをさらに備えており、ディセーブルデバイスは、全体ディセーブルコマンドの受信時に、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、電源電圧を下げるように設計される。

また、選択的に、ディセーブルデバイスは、全体ディセーブルコマンドを受信して、増幅器の電源端子を短絡するように設計される。

また、選択的に、ディセーブルデバイスは、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、制御端子とを有する制御可能な短絡スイッチを備え、全体ディセーブルコマンドは、制御端子と電流出力端子との間の電圧の形をとる。

また、選択的に、第１の電圧の測定値が所定の閾値を下回った場合に、ドライバの第１の入力に全体ディセーブルコマンドを供給するように、第１の電圧の測定値を監視するための第１のデバイスが設計され、ドライバは、部分ディセーブルコマンドを受信するように意図された第２の入力をさらに備える。制御システムは、
－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、部分ディセーブル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のデバイスと、
をさらに備える。

電圧コンバータのスイッチングアームシステムも提案され、スイッチングアームシステムは、
－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一方のための制御システムと、
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のための制御システムをさらに備える。

電気設備も提案され、電気設備は、
－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の連続電圧源と、
を備える。

図１は、連続電圧源と、回転電気機器と、それらの間に接続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の簡略電気図である。 図２は、図１の電圧コンバータの制御システムのブロック図である。 図３は、電圧コンバータのスイッチを、このスイッチに対するコマンド信号とは無関係に開くための制御システムの要素を示す電気図である。

次に、図１を参照して、本発明による電気システム１００について説明する。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る。

電気システム１００は、まず、正の端子と負の端子とを備える連続電圧源１０２を備え、負の端子は通常、自動車のシャーシのような、図においてＧＮＤ１で示される電気接地に接続される。連続電圧源１０２は、これらの端子間に例えば約１２Ｖのレベルで連続入力電圧Ｅを供給するように設計される。

電気システム１００は、ステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗを備える回転電気機器１０４をさらに備え、それぞれのステータ相の第１の端部は、説明例では、同じ中性点Ｎに接続される。説明例では、回転電気機器１０４は、自動車の熱機関（図示せず）に結合された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連続電圧源１０２を再充電するオルタネータモードとを、交互に動作するように設計される。

電気システム１００は、一方では連続電圧源１０２の端子に接続され、他方では回転電気機器１０４に接続された電圧コンバータ１０６をさらに備える。

電圧コンバータ１０６は、ステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗそれぞれに関連するスイッチングアームを備える。各スイッチングアームは、連続電圧源１０２の正の端子に接続されたハイサイドスイッチと、連続電圧源１０２の負の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と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つの構成間での切り替えが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、ローサイドスイッチが開いているため、関連するステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗの第２の端部に入力電圧Ｅが印加される。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き、ローサイドスイッチが閉じているため、関連するステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗの第２の端部に０電圧が印加される。

電圧コンバータ１０６は、モータモードで動作する必要があるときに回転電気機器１０４に電気を供給し、回転電気機器１０４がオルタネータモードで動作する必要があるときに連続電圧源１０２に電気を供給するために、これら２つの構成間における各アームの切り替えが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、以下に詳細に説明する電圧コンバータ１０６のための制御システム１０８をさらに備える。

図２を参照すると、電気システム１００は、電子制御ユニット（又はＥＣＵ）２０２と、データバス２０４とをさらに備え、説明例におけるデータバスは、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ＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）バスである。

電気システム１００は、図においてＧＮＤ２で示され、通常自動車のシャーシに接続される電気接地に対して、連続電圧Ｖ_ＢＡＴ１を供給するように設計された連続電圧源２０６をさらに備える。説明例では、連続電圧源２０６はリチウムイオンバッテリを備え、電圧Ｖ_ＢＡＴ１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を使用し、その結果電圧Ｅは電圧Ｖ_ＢＡＴ１から引き出される。

電気システム１００は、オルタネータスタータが熱機関の始動の補助を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をさらに備える。

電気システム１００は、電気接地ＧＮＤ２に対して連続電圧Ｖ_ＢＡＴ２を供給するように設計された連続電圧源２１０をさらに備える。説明例では、連続電圧源２１０は、鉛酸蓄電池を備え、電圧Ｖ_ＢＡＴ２は、例えば約１２Ｖである。

電気システム１００は、制御可能なスイッチ２１２をさらに備え、このスイッチは、閉じられたときに、２つの連続電圧源２０６、２１０を互いに接続し、その結果、それら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ように意図される。

電気システム１００は、連続電圧源２１０に接続されたバッテリヒューズ端子２１４（又はＢＦＴ）をさらに備え、電圧Ｖ_ＢＡＴ２に実質的に等しい電圧であり、ゆえに説明例では約１２Ｖの水準の電圧Ｖ_ＢＦＴを供給する。

電気システム１００は、電圧Ｖ_ＢＦＴを受信して電気が供給されるようにバッテリヒューズ端子２１４に接続された電気部品２１６をさらに備える。

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、例えば電気部品２１６の１つが短絡した場合において、このヒューズを通過する電流が大きくなりすぎたときに、連続電圧源２１０への接続を切断するように意図される。

電気システム１００は、データバス２０４内の電圧Ｖ_ＢＦＴの測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿ＣＡＮ}を供給するように設計された電圧センサ２１８をさらに備える。

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として、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、連続電圧源１０２の正の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、制御端子とを有する。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、制御端子とを有する。

制御システム１０８は、まず、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、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をさらに備える。

制御システム１０８は、電圧Ｖ_ＢＡＴ１を受信するために連続電圧源２０６に接続された入力２３２をさらに備える。

制御システム１０８は、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をさらに備える。

制御システム１０８は、マイクロコントローラ２４２と、後述するドライバ２６０とをさらに備える。例えば、ドライバ（ドライバ２６０と同様）は電圧コンバータ１０６の各スイッチングアームに設けられ、単一のマイクロコントローラ２４２は全てのドライバに設けられる。

周知のように、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）を有するコンピュータデバイスである。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録され、後述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、コマンド生成デバイス２４４を実現する。

主に、コマンド生成デバイス２４４は、図においてＭＲで示され、電圧コンバータ１０６が制御されるべきモードを示すモード要求を、データバス２０４から受信するように設計され、このモード要求は、オルタネータモード又はモータモードでよい。したがって、コマンド生成デバイス２４４は、データバス２０４から受信したモード要求ＭＲに従って、モータモード又は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。

コマンド生成デバイス２４４は、図においてｃｍｄで示され、ドライバ２６０に送信されるコマンドを生成するように設計され、これらのコマンドｃｍｄは動作しているモードに適応している。より正確には、モータモードでは、コマンド生成デバイス２４４は、回転電気機器１０４のシャフト端部において要求される目標トルクＣに基づいて、コマンドｃｍｄを生成するように設計されている。オルタネータモードでは、コマンド生成デバイス２４４は、電圧Ｅに対する目標電圧Ｅ＊に基づいて、コマンドｃｍｄを生成するように設計されている。目標トルクＣと目標電圧Ｅ＊は、例えばデータバス２０４から受信される。

また、コマンド生成デバイス２４４は、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。受信したモード要求ＭＲと送信されたモード要求とを区別するために、送信されたモード要求はモード選択と呼ばれ、図においてＭＳで示される。

また、コマンド生成デバイス２４４は、ＩＮＨＩＢ＿Ｌで示される、いわゆるソフトウェアディセーブルコマンドを受信する限り、受信した命令（Ｃ、Ｅ＊）とは無関係に、スイッチ２２２、２２４を開く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}を監視するためのデバイス２４６を実現し、このデバイスは、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿ＣＡＮ}が所定の閾値を下回った場合に、ソフトウェアディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｌをコマンド生成デバイス２４４に供給するように設計される。説明例では、この所定の閾値は、８Ｖから１１Ｖの間、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}を監視するためのデバイス２４８を実現し、このデバイスは、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿１}が所定の閾値を下回った場合に、ソフトウェアディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｌをコマンド生成デバイス２４４に供給するように設計される。説明例では、この所定の閾値は、８Ｖから１１Ｖの間、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}を監視するためのデバイス２５２を実現し、このデバイスは、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿２}が所定の閾値を下回った場合に、ＩＮＨＩＢ＿Ｐで示される、いわゆる部分ディセーブルコマンドをドライバ２６０に供給するように設計される。説明例では、この所定の閾値は８Ｖから１１Ｖの間、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}を監視するためのデバイス２５４を実現し、このデバイスは、測定値Ｖ_{ＢＡＴ１＿１}が所定の閾値を下回った場合に、ＩＮＨＩＢ＿Ｔで示される、いわゆる全体ディセーブルコマンドをドライバ２６０に供給するように設計される。説明例では、この所定の閾値は５Ｖから８Ｖの間、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}を監視するためのデバイス２５６を実現し、このデバイスは、測定値Ｖ_{ＢＡＴ１＿２}が所定の閾値を下回った場合に、ソフトウェアディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｌをコマンド生成デバイス２４４に供給するように設計される。説明例では、この所定の閾値は５Ｖから８Ｖの間、例えば５．５Ｖである。

電圧Ｖ_ＢＦＴの測定値のための所定の閾値は、電圧Ｖ_ＢＡＴ１の測定値のための所定の閾値よりも高いことが理解されるであろう。これは、リチウムイオン電池には、わずかでも不足電圧が発生した場合、発火及び／又は有毒ガスの放出のおそれがあるからである。一方、鉛電池では、この危険性は非常に低く、したがって、より大きな不足電圧を許容することができる。

マイクロコントローラ２４２はまた、偶発的起動検出デバイス２５８を実現する。マイクロコントローラ２４２に故障が発生すると、偶発的起動が発生するおそれがある。この場合、受信したモード要求ＭＲが（車両が停止中である）オルタネータモードの使用を示しているにもかかわらず、欠陥のあるマイクロコントローラ２４２がモータモードに切り替わり、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に送信するおそれがある。したがって、偶発的起動検出デバイス２５８は、モード要求ＭＲがオルタネータモードを示しているにもかかわらず、モード選択ＭＳがモ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、偶発的起動検出デバイス２５８は、部分ディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｐをドライバ２６０に送信するように設計される。

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、偶発的起動検出デバイス２５８が実際に受信することを確実にするために、偶発的起動検出デバイス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を伝える。

さらに、説明例では、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、少なくとも構造的に分離された２つの実行レベルを有する。デバイス２４４、２４６、２４８、２５４は、図２に網掛けで示されるように、マイクロコントローラ２４２の機能レベルで実現され、一方、デバイス２５２、２５６、２５８は、図２に網掛けがないことで示されるように、マイクロコントローラ２４２の監視レベルで実現される。構造的分離は、（同時に実現され得る）２つのメカニズムを使用することができる。第１のメカニズムでは、処理ユニットは、２つのレベルにそれぞれ専用の２つの分離したコアを備える。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、他のコアではなく、このレベルに関連したコアによって排他的に実行されるように設計される。第２のメカニズムでは、メインメモリの２つの予め定義されたメモリ範囲が、２つのレベルにそれぞれ専用である。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、他のメモリ範囲ではなく、このレベルに関連したメモリ範囲を排他的に使用するように設計される。

制御システム１０８は、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」）をさらに備える。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、ドライバ２６０に全体ディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔを供給するように設計される。

次に、ドライバ２６０について詳細に説明する。説明例では、ドライバ２６０は、少なくとも部分的に特定の集積回路（「特定用途向け集積回路」又はＡＳＩＣ）によって実現される。

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とローサイド２６６の２つの増幅器を備える。

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に基づいて、入力コマンド信号ｃｍｄ＊、／ｃｍｄ＊を２つの増幅器２６４、２６６にそれぞれ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、スイッチ２２２、２２４に供給されるそれぞれの出力コマンド信号ＣＭＤ＊、／ＣＭＤ＊を得るために、それぞれ増幅器２６４、２６６によって増幅され、その結果、回転電気機器１０４は、マイクロコントローラ２４２が動作しているモードに応じて、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。

また、コマンド管理デバイス２６２は、部分ディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｐを受信するように設計され、部分ディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｐを受信している限り、いわゆる低下オルタネータモードで動作するように設計される。コマンド管理デバイス２６２は、すなわちマイクロコントローラ２４２から受信したコマンドｃｍｄ及びモード選択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＊を独自に生成するように設計される。入力コマンド信号ｃｍｄ＊、／ｃｍｄ＊は、スイッチ２２２、２２４に供給されるそれぞれの出力コマンド信号ＣＭＤ＊、／ＣＭＤ＊を得るために、再び増幅器２６４、２６６によって増幅され、その結果、回転電気機器１０４はオルタネータモードで動作することができるようになる。

ドライバ２６０は、デバイス２５２、２５８に接続された部分ディセーブル入力２７０をさらに備え、これらのデバイス２５２、２５８のいずれかによって供給される部分ディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｐを受信する。この部分ディセーブル入力２７０はまた、ドライバ２６０のコマンド管理デバイス２６２にも接続され、低下オルタネータモードに切り替えるために、受信した各部分ディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｐをドライバに供給する。

ドライバ２６０は、監視デバイス２５４、２４０に接続された全体ディセーブル入力２６８をさらに備え、これらのデバイス２５４、２４０のいずれかによって供給される全体ディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔを受信する。全体ディセーブル入力２６８で全体ディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔが受信される限り、ドライバ２６０は、マイクロコントローラ２４２から受信したコマンド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。この機能の実行方法については、図３を参照して後述する。

制御システム１０８は、（例えば、入力２３２を介して）電圧Ｖ_ＢＡＴ１を受信するために、データバス２０４及び連続電圧源２０６に接続されたシステムベーシスチップ（ＳＢＣ）２３８をさらに備える。システムベーシスチップ２３８は、電圧Ｖ_ＢＡＴ１からの、特にマイクロコントローラ２４２及びドライバ２６０に対する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の監視を含む多数の機能を実行するように設計される。これらの機能の最後を実行するために、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。これが、監視デバイス２５４が、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ディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔを供給する理由である。一方、電圧Ｖ_ＢＦＴの不足電圧は、（いずれにしても制御システム１０８にとっては）それほど重大ではなく、それゆえ、低下オルタネータモードを維持することができる。これが、デバイス２５２からのディセーブルコマンドが、ドライバ２６０の部分ディセーブル入力２７０に供給される理由である。

次に、図３を参照して、全体ディセーブル機能を実行する要素について説明する。

図３に示されるように、ハイサイド増幅器２６４及びローサイド増幅器２６６は、それぞれ入力コマンド信号ｃｍｄ＊及び／ｃｍｄ＊を受信し、この入力コマンド信号ｃｍｄ＊及び／ｃｍｄ＊をそれぞれ増幅し、出力コマンド信号ＣＭＤ＊及び／ＣＭＤ＊をそれぞれ得て、それぞれ出力コマンド信号ＣＭＤ＊及び／ＣＭＤ＊をハイサイドスイッチ２２２及びローサイドスイッチ２２４それぞれに印加して、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のための電源電圧を受信するように意図された、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２つの電源端子を有する。負の電源端子は、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、増幅器２６４、２６６のそれぞれの正及び負の端子間に接続され、それぞれの電源電圧を供給する２つのブートストラップキャパシタ３０２、３０４をさらに備える。

ドライバ２６０は、２つのブートストラップキャパシタ３０２、３０４を、説明例における電圧Ｖ_ＢＡＴ１である電圧から、それぞれ充電するための２つの充電デバイス３０６、３０８をさらに備える。充電デバイス３０６は、例えばチャージポンプを備える。このポンプは、例えば、４つのスイッチ３１１_１、３１１_２、３１１_３、３１１_４を介して、電圧Ｖ_ＢＡＴ１とキャパシタ３０２に接続されたキャパシタ３０９を備える。これらのスイッチは、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に交互に接続するように命令される。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への電流の供給を可能にするダイオード３１３を備える。

ドライバ２６０は、ハイサイド増幅器２６４をディセーブルするためのデバイス３１０をさらに備える。ディセーブルデバイス３１０は、全体ディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔを受信するための全体ディセーブル入力２６８に接続され、全体ディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔの受信時に、ハイサイド増幅器２６４の電源端子間の電源電圧を下げるように設計され、その結果、出力コマンド信号ＣＭＤ＊は、受信した入力コマンド信号ｃｍｄ＊にかかわらず、ハイサイドスイッチ２２２の開放をもたらす。

説明例では、ディセーブルデバイス３１０は、全体ディセーブルコマンド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、それによってディセーブルデバイス３１０は、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の電源電圧を下げる。例えば、ディセーブルデバイス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＊の低下を引き起こし、その結果、ある時点でこの出力コマンド信号ＣＭＤ＊は、その最大値においても、ハイサイドスイッチ２２２を閉じるのに十分でなくなる。したがって、このスイッチは開いたままとなる。

より正確には、説明例では、ディセーブルデバイス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、制御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、全体ディセーブル入力２６８とディセーブルデバイス３１０との間に接続されたレベルシフタデバイス３１２を備える。制御可能な短絡スイッチは、例えば、絶縁電界効果トランジスタ（「金属酸化物半導体電界効果トランジスタ」又はＭＯＳＦＥＴ）である。

全体ディセーブル入力２６８に印加される各全体ディセーブルコマンドＩＮＨＩＢＴ＿Ｔは、電気接地ＧＮＤ２に対する電圧の形をとる。レベルシフタ３１２は、この電圧を受信してシフトし、制御可能な短絡スイッチの制御端子とハイサイド増幅器２６４の負の端子との間の電圧の形で、全体ディセーブルコマンドＩＮＨＩＢ＿Ｔを供給するように設計される。

同様に、ドライバ２６０は、ローサイド増幅器２６６をディセーブルするために、ディセーブルデバイス３１４及びレベルシフタ３１６を備える。

以上のことから、スイッチ２２２、２２４の全体ディセーブル機能は、増幅器２６４、２６６によって受信される入力コマンド信号ｃｍｄ＊、／ｃｍｄ＊とは無関係であることが明白である。したがって、コマンド管理デバイス２６２に故障が発生した場合でも、２つのスイッチ２２２、２２４を依然として開いておくことができる。さらに、記載された解決策は、最も単純なタイプの少数の部品を使用するため、ディセーブルが迅速である。説明例では、全体ディセーブル入力２６８への全体ディセーブルコマンド信号ＩＮＨＩＢ＿Ｔの印加と、増幅器２６４、２６６の実際のディセーブルとの間の時間は、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を開くまでの間に通常要求される遅延は、約１ｍｓである。したがって、ディセーブルコマンドを実行するための４００μｓの遅延は、故障の検出のために６００μｓを残しており、これは通常十分である。

本発明は上記実施形態に限定されるものではない。それどころか、いくつかの変更が可能であることは当業者には明らかである。

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２つ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行しない部品）において、マイクロコントローラ２４２の外部に、形成することができる。

さらに、一般的な規則として、監視デバイス２４６、２４８、２５２、２５４、２５６の各々は、スイッチ２２２、２２４をモータモード及びオルタネータモードで開くための全体ディセーブル入力２６８と、ドライバを低下オルタネータモードに切り替えるための部分ディセーブル入力２７０の両方に接続されることができる。

さらに、使用される用語は、上述の実施形態の要素に限定されるものとして解釈されるものではなく、当業者がその一般的知識から導き出すことができるすべての均等な要素をカバーするものとして解釈されるものである。

Claims (11)

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）の制御システムであって、
   －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）であって、
   ・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生成デバイス（２４４）と、 ・偶発的起動検出デバイス（２５８）と、
   を実現するマイクロコントローラ（２４２）と、
   －－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、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、前記ドライバ（２６０）は、前記マイクロコントローラ（２４２）から受信した前記コマンド（ｃｍｄ）から前記出力コマンド信号（ＣＭＤ＊；／ＣＭＤ＊）を生成するようにも設計され、前記ドライバ（２６０）は、ディセーブルコマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｐ；ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）を受信し、前記ドライバ（２６０）が前記ディセーブルコマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｐ；ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）を受信している間、受信した前記コマンド（ｃｍｄ）とは無関係に前記出力コマンド信号（ＣＭＤ＊；／ＣＭＤ＊）を前記スイッチ（２２２；２２４）に供給するようにも設計される、ドライバ（２６０）と、
   を備えており、
   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、前記偶発的起動検出デバイス（２５８）は、前記マイクロコントローラ（２４２）により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しているにもかかわらず、前記入力ピンで受信した、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、この場合、ディセーブルコマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｐ；ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）を前記ドライバ（２６０）に送信するように設計され、
   前記ドライバ（２６０）は、いわゆる部分ディセーブルコマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｐ）を受信するように設計され、前記ドライバ（２６０）は、前記部分ディセーブルコマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｐ）が受信されている限り、いわゆる低下オルタネータモードに留まるように設計され、前記ドライバ（２６０）は、前記マイクロコントローラ（２４２）から受信した前記コマンド（ｃｍｄ）とは無関係に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、前記回転電気機器（１０４）がオルタネータモードで動作可能となる、
   制御システム。
2. 前記偶発的起動検出デバイス（２５８）により送信された前記ディセーブルコマンドは、部分ディセーブルコマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｐ）であることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
3. －第１の電圧（Ｖ_ＢＡＴ１）の測定値（Ｖ_{ＢＡＴ１＿１}）を前記マイクロコントローラ（２４２）に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、第１のデバイス（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に、前記ドライバ（２６０）に前記ディセーブルコマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）を供給するように設計された、第１のデバイス（２５４）と、
   をさらに備えており、
   前記第１のデバイス（２５４）は、前記マイクロコントローラ（２４２）によって実現される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御システム。
4. 前記ドライバ（２６０）は、いわゆる全体ディセーブルコマンド（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、前記第１の入力（２６８）で前記全体ディセーブルコマンド（ＩＮＨＢＩ＿Ｔ）が受信されている限り、受信した前記コマンド（ｃｍｄ）とは無関係に、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設計されている、ことを特徴とする請求項３に記載の制御システム。
5. 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＊）を生成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）をディセーブルするためのディセーブルデバイス（３１０；３１４）をさらに備えており、前記ディセーブルデバイス（３１０；３１４）は、前記全体ディセーブルコマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）の受信時に、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、前記電源電圧を下げるように設計されている、ことを特徴とする請求項４に記載の制御システム。
6. 前記ディセーブルデバイス（３１０；３１４）は、前記全体ディセーブルコマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）を受信して、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ている、ことを特徴とする請求項５に記載の制御システム。
7. 前記ディセーブルデバイス（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、制御端子とを有する制御可能な短絡スイッチを備え、前記全体ディセーブルコマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）は、前記制御端子と前記電流出力端子との間の電圧の形をとる、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の制御システム。
8. 前記第１の電圧（Ｖ_ＢＡＴ１）の前記測定値（Ｖ_{ＢＡＴ１＿１}）が前記所定の閾値を下回った場合に、前記ドライバ（２６０）の前記第１の入力（２６８）に前記全体ディセーブルコマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）を供給するように、前記第１の電圧（Ｖ_ＢＡＴ１）の前記測定値（Ｖ_{ＢＡＴ１＿１}）を監視する前記第１のデバイス（２５４）が設計され、前記ドライバ（２６０）は、前記部分ディセーブルコマンド（ＩＮＨＩＢ＿Ｐ）を受信するように意図された第２の入力（２７０）をさらに備えるとともに、
   －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、前記部分ディセーブルコマンド（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のデバイス（２５２）と、
   をさらに備える、ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の制御システム。
9. 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）のうちの一方のための、請求項１から８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、ことを特徴とするスイッチングアームシステム（２２０）。
10. 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）のうちの他方のための、請求項１から８のいずれか一項に記載の制御システムをさらに備える、ことを特徴とする請求項９に記載のスイッチングアームシステム（２２０）。
11. －請求項３から８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の連続電圧源（２０６）と、
    を備えることを特徴とする電気設備（１００）。

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