专利名称：能够可靠驱动电机的电机驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于驱动电机的电机驱动装置，更具体而言，涉及即使在辅助电池失效时也能够可靠驱动电机的电机驱动装置。
背景技术：
近年来，混合动力车辆和电动车辆作为环境有利车辆，已经引起了许多注意。混合动力车辆是除了具有常规的发动机之外，还具有作为动力源的DC电源、逆变器、和由逆变器驱动的电机的车辆。具体而言，通过驱动电机获得动力源，并且来自DC电源的DC电压通过逆变器转换为AC电压，通过已转换的AC电压使电机旋转，从而获得动力源。
电动车辆是具有作为动力源的DC电源、逆变器、和由逆变器驱动的电机的车辆。
在这样的混合动力车辆或电动车辆中，已经研究了这样的构造，其中通过升压转换器升高来自DC电源的DC电压，并将升压的DC电压供应到逆变器以驱动电机。
图6是示出传统的电机驱动装置的示例的示意性框图。
参考图6，电机驱动装置包括主电池MB，系统继电器SR1、SR2，升压转换器101，逆变器102，DC/DC转换器110，辅助电池SB、以及控制单元120。
主电池MB输出DC电压。系统继电器SR1、SR2在被来自控制单元120的信号SE打开时将来自主电池MB的DC电压供应到DC/DC转换器。
升压转换器101通过来自控制单元120的控制升高从主电池MB供应的DC电压，并将升压的DC电压供应到逆变器102。
逆变器102接收从升压转换器101供应的DC电压，在控制单元120的控制下将该DC电压转换为AC电压，并驱动电动发电机MG。因此，电动发电机MG被驱动以产生由转矩命令值TR指定的转矩。电流传感器104检测在电动发电机MG的每相中流动的电机电流MCRT，并将检测的电机电流MCRT输出到控制单元120。
DC/DC转换器110响应于来自控制单元120的信号，降低从主电池MB通过系统继电器SR1和SR2供应的DC电压，并将降低的DC电压供应到辅助电池SB。辅助电池储存所供应的DC电压，并输出用于驱动未示出的辅助电部件的DC电压。
基于主电池MB的DC电压、来自电流传感器104的电机电流MCRT等，控制单元产生用于控制升压转换器101和逆变器102的信号PWC、PWM，并将所产生的信号PWC和PWM分别输出到升压转换器101和逆变器102。此外，控制单元120产生用于控制DC/DC转换器110的控制信号，并将该信号输出到DC/DC转换器110。
这样，安装在混合动力车辆或电动车辆上的电机驱动装置升高来自主电池MB的DC电压，并驱动电动发电机MG以产生规定转矩，并降低来自主电池MB的DC电压以对辅助电池SB充电。
虽然未示出，但是从辅助电池SB接收电能供应并从而被驱动的辅助电部件包括控制车辆的行驶、照明、空调、电动车窗和音频系统的电子控制单元(ECU)。
在其上安装有如图6所示的电机驱动装置的车辆中，尤其是在混合动力车辆中，存储在主电池MB中的电能用于启动发动机运行。具体而言，电能从主电池MB供应到耦合至发动机(未示出)的电动发电机MG，并通过将电动发电机MG作为电动机驱动，来启动发动机运行。
此外，对于安装在混合动力车辆上的电机驱动装置，已经公开了通过在启动发动机运行时使用辅助电池来驱动启动电机的构造(例如，日本专利早期公开No.11-332012、No.10-75502和No.8-93517)。
图7是示出具有日本专利早期公开No.11-332012中所述的传统电机驱动装置的另一个示例的示意性框图。
参考图7，发动机210通过变速器212和车轴214连接到前轮216。通过发动机210的输出，来驱动前轮216。
发动机210由启动电机230驱动，而启动电机230通过辅助电池220的电能驱动。辅助电池220由通过发动机210的输出驱动的交流发电机219产生的电能来充电。
辅助电池220的电能通过DC/DC转换器升压，且升压的电能被储存在电容器(或蓄电器)224中。电能从电容器224通过逆变器234供应到左右车轮电机226。于是，驱动后轮228。
在如上所述的构造中，当点火开关(未示出)被打开且系统ECU 236被激活时，执行发动机启动控制。具体而言，电能从辅助电池220供应到启动电机230，启动电机230旋转，且旋转力引起发动机210的曲轴转动。此外，当确认发动机210运行的启动时，与车轮电机226相关的系统被激活并执行行驶控制。
但是，对于这样的用于控制发动机运行的控制，如果储存在附装电池220中的电量在寒冷天气时或者由于电池性能劣化而减少，则不能将足够的电能供应到启动电机230，从而导致发动机启动性能的降低。
因此，在图7的电机驱动装置中，设置了连接切换装置238以选择性地将启动电机230连接到辅助电池220或电容器224。这能够将电能供应到启动电机230的电源在辅助电池220和电容器224之间进行切换，从而确保发动机运行的可靠启动。连接切换装置238由系统ECU 236控制。
在安装了如上所述的传统电机驱动装置的混合动力车辆中，可能出现这样的问题，当储存在辅助电池中的电量显著减少(即，当辅助电池失效)时不能激活车辆系统。
具体而言，在如图6所示的电机驱动装置中，通过将电动发电机MG作为电动机驱动来启动发动机。但是，由于控制电机驱动装置的控制单元120作为整体使用辅助电池SB作为电源，所以当辅助电池失效时，系统继电器SR1和SR2未被打开，因此从主电池MB到升压转换器100和DC/DC转换器110的电能供应将被停止。因此，不能驱动电动发电机MG，且不能启动发动机。
在如图7所示的电机驱动装置中，当储存在辅助电池220中的电量减少时，虽然可以通过使用连接切换装置238将来自电容器224的电能供应到启动电机230，但是当辅助电池失效时，控制连接切换装置238的系统ECU 236将不起作用，使得其难以启动发动机运行。
如上所述，在如图和7所示的任一种传统电机驱动装置中，辅助电池的用尽阻碍了发动机运行的启动。因此，车辆的驾驶员必须尽快使用充电装备对辅助电池充电，来作为对辅助电池用尽的对策。
在另一方面，尽管用于使车辆行驶的高压主电池MB保持了足够的电量以驱动电动发电机，但是没有在不能激活车辆系统时有效利用所存储电量的装置。
日本专利早期公开No.8-93517公开了用于当由于辅助电池的电压降低而不能启动发动机时禁止启动电机的相对大电能消耗的重启操作，并允许利用储存在用于行驶的电池中的电能行驶。但是，仅利用用于行驶的电池，显著限制了行驶的范围，因此，不能保证能否行进到能获得充电装备的维护站等。
因此，进行了本发明以解决这样的问题，且本发明的目的是提供一种即使在辅助电池失效时也能够以简单和可靠方式驱动电机的电机驱动装置。
发明内容
本发明提供了一种电机驱动装置，包括第一电源；驱动电路，其从所述第一电源接收电能的供应并驱动电机；第二电源，其通过接收比从所述第一电源输出的第一DC电压低的第二DC电压而被充电；电压转换器，其在所述第一电源和所述第二电源之间将所述第一DC电压转换为所述第二DC电压；和转换器控制电路，其接收来自所述第一电源的电能的供应并控制所述电压转换器。
优选地，所述电机驱动装置还包括驱动电路控制电路，其接收来自所述第二电源的电能供应并被其驱动，控制所述驱动电路并将用于激活所述转换器控制电路的触发信号输入到所述转换器控制电路；和触发信号产生装置，其用于当储存在所述第二电源中的充电量低于规定量时产生所述触发信号并将该信号输入到所述转换器控制电路。
优选地，所述规定量是为驱动所述驱动电路控制电路所需的电能供应量。
优选地，所述触发信号产生装置包括第三电源，其用于产生所述触发信号；和开关，其指示了由所述第三电源产生的所述触发信号的输入的时机。
优选地，所述第一电源、所述第二电源、所述电压转换器、所述转换器控制电路、所述驱动电路控制电路和所述触发信号产生装置被集成地容纳在一个盒体中。所述电机驱动装置还包括用于冷却所述盒体的冷却装置。
因此，本发明实现了即使当辅助电池失效时，也能够在不需要充电装备的情况下以简单并可靠的方式将电能供应到电机的电机驱动装置。
图1是示出安装有根据本发明实施例的电机驱动装置的车辆的控制框图。
图2是根据本发明实施例的电机驱动装置的示意性框图。
图3是图2的DC/DC转换器的电路图。
图4是图2的DC/DC转换器控制电路的框图。
图5是图示根据本发明实施例的电机驱动装置在辅助电池失效时的操作的流程图。
图6是示出传统的电机驱动装置的示例的示意性框图。
图7是示出日本专利早期公开NO.11-332012中所述的传统的电机驱动装置的另一个示例的示意性框图。
具体实施例方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。在附图中，相同标号表示相同或相应部分。
图1是示出安装有根据本发明实施例的电机驱动装置的控制框图。
参考图1，该车辆是具有作为动力源的发动机和电机的混合动力车辆，且其包括发动机ENG、电动发电机MG1、电动发电机MG2、逆变器单元10、主电池MB、动力分配机构50、减速齿轮60、车辆70和ECU90。
发动机ENG使用来自诸如汽油之类的燃烧能量作为源来产生驱动力。由发动机ENG产生的驱动力被动力分配机构50分为如图1的粗阴影线所示的两条路径。一条路径是用于通过减速齿轮60传递到驱动车辆70的驱动轴。另一条路径是用于传递到电动发电机MG1。
电动发电机MG1和MG2可以用作发电机和电动机两者。如下文将描述的，电动发电机MG1主要作为发电机操作，而电动发电机MG2主要作为电动机操作。
具体而言，电动发电机MG1是三相AC旋转电机，且其用作在加速时用于启动发动机ENG的运行的启动器。此时，电动发电机MG1接收来自主电池MB和辅助电池SB中至少一个的电能供应，并作为电动机被驱动，引起发动机ENG的曲轴转动以启动运行。
此外，在发动机运行的启动之后，电动发电机MG1由通过动力分配机构50传递的发动机ENG的驱动力而旋转，并产生电能。
由电动发电机MG1产生的电能根据车辆的行驶状态或根据主电池MB的SOC(充电状态)而被不同地使用。例如，在正常行驶或迅速加速期间，由电动发电机MG1产生的电能被直接用作用于驱动电动发电机MG2的电能。当主电池MB的SOC低于规定值时，由电动发电机MG1产生的电能通过逆变器单元10从AC电能转换为DC电能，并储存在主电池MB中。
电动发电机MG2是三相AC旋转电机，且其由储存在主电池MB中的电能和由电动发电机MG1产生的电能中的至少一个驱动。电动发电机MG2的驱动力通过减速齿轮60传递到车轮70的驱动轴。于是，电动发电机MG2辅助发动机ENG以使得车辆行驶，或电动发电机MG2仅由其自身的驱动力使得车辆行驶。
此外，在再生制动时，电动发电机MG2由车辆70通过减速齿轮60而旋转，并作为发电机操作。此时，由电动发电机MG2产生的再生电能通过逆变器单元10对主电池MB充电。
主电池MB是用于行驶的电池，且其是通过将大量诸如镍氢电池或锂离子电池之类的二次电池串联连接而形成的高压电池。代替这种二次电池，主电池MB可以由电容器或蓄电器形成。
与高压主电池MB相分离，车辆还包括用于将电能供应到辅助电部件的辅助电池、将主电池MB的电能降压并供应到辅助电池SB的DC/DC转换器20、以及DC/DC转换器控制电路30。
辅助电池SB是例如铅蓄电池。从辅助电池SB接收电能供应以用于操作的辅助电部件包括控制车辆行驶的ECU(例如发动机ECU、传动系统ECU和制动ECU)、照明装置、点火器和动力泵。在下文中，这些使用辅助电池SB作为电源的电部件将被称作低压部件。在另一方面，使用主电池SB作为电源的电部件将被称作高压部件。
DC/DC转换器20是能够进行升压/降压操作的双向DC/DC转换器。具体而言，DC/DC转换器20降低从主电池MB供应的电能的电压，并将结果供应到辅助电池SB。此外，DC/DC转换器20使从辅助电池SB供应的电能升压并将结果通过逆变器单元10供应到电动发电机MG1。
DC/DC转换器控制电路30控制DC/DC转换器20的升压和降压操作。本实施例的特征在于DC/DC转换器控制电路30实现为操作接收来自主电池MB的电能供应的高压部件。DC/DC转换器控制电路30将在下文详细描述。
ECU 90控制安装在除了上的部件/电路的总体操作，由此根据驾驶员的指令来驱动安装有本实施例的电机驱动装置的车辆。具体而言，在ECU90中包含的CPU(中央处理单元)中，基于规定程序，并基于诸如车辆的行驶状态、油门位置、油门位置的改变速率、节气门开度位置、换档位置、主电池的SOC等的信息来执行操作，并将作为操作结果的控制信号输出到部件/电路。
图2是根据本发明实施例的电机驱动装置100的示意性框图。
参考图2，电机驱动装置100包括主电池MB，系统继电器SR1、SR2，升压转换器12，逆变器13、15，电流传感器14、16，DC/DC逆变器20，辅助电池SB，DC/DC转换器控制电路30，以及控制单元40。
如图1所示，电动发电机MG1和MG2可以用作发电机和电动机两者。电动发电机MG1由逆变器13驱动。电动发电机MG2由逆变器15驱动。这些逆变器13、15和升压转换器12形成如图1所示的逆变器单元10。
系统继电器SR1和SR2通过来自控制单元40的信号打开/关闭。更具体而言，系统继电器SR1和SR2通过来自控制单元40的H(逻辑高)水平的信号SE而打开，并通过来自控制单元40的L(逻辑低)水平的信号SE关闭。
电流传感器14检测流动经过电动发电机MG1的电机电流MCRT1，并将检测的电机电流MCRT1输出到控制单元40。
电流传感器16检测流动经过电动发电机MG2的电机电流MCRT2，并将检测的电机电流MCRT2输出到控制单元40。
升压转换器12升高从主电池MB供应的DC电压，并将升高的电压供应到逆变器13和15。更具体而言，升压转换器12接收来自控制单元40的信号PWC，将响应于信号PWC升高的DC电压供应到逆变器13和15。此外，升压转换器12接收来自控制单元40的信号PWC，降低从逆变器13和15供应的电压，并将降低的电压供应到主电池MB。
逆变器13是三相逆变器，并当DC电压从主电池MB通过升压转换器12供应时，其基于来自控制单元40的控制信号PWM1将DC电压转换为三相AC电压，并驱动电动发电机MG1。于是，电动发电机MG1被驱动以产生由转矩命令值TR1指定的转矩。
类似地，逆变器15也是三相逆变器，并当DC电压从主电池MB通过升压转换器12供应时，其基于来自控制单元40的控制信号PWM2将DC电压转换为三相AC电压，并驱动电动发电机MG2。于是，电动发电机MG2被驱动以产生由转矩命令值TR2指定的转矩。
例如，在发动机运行的启动时，逆变器13根据信号PWM1将来自升压转换器12的DC电压转换为AC电压，并驱动电动发电机MG1使得输出由转矩命令值TR1指定的转矩。电动发电机MG1通过动力分配机构50使发动机ENG的曲轴旋转，并启动发动机ENG的运行。
此外，当车辆开始行驶时，电动发电机MG1用作通过已启动的发动机ENG的旋转力产生电能的发电机。此时，逆变器13响应于信号PWM1将由电动发电机MG1产生的AC电压转换为DC电压，并将转换的DC电压供应到逆变器15。逆变器15接收来自升压转换器并来自逆变器13的DC电压，响应于信号PWM2将接收的DC电压转换为AC电压，并驱动电动发电机MG2输出由转矩命令值TR2指定的转矩。
接着，当车辆以小负载行驶时，升压转换器响应于来自控制单元40的信号PWC，将来自主电池MB的DC电压升高并供应到逆变器15。逆变器15响应于信号PWM2将来自升压转换器的DC电压转换为AC电压，并驱动电动发电机MG2使得输出由转矩命令值TR2指定的转矩。
接着，在车辆的迅速加速时，升压转换器响应于来自控制单元40的信号PWC，将来自主电池MB的DC电压升压并供应到逆变器15。逆变器13将由电动发电机MG1根据发动机的旋转力产生的AC电压转换为DC电压，并将转换的电压供应到逆变器15。逆变器15接收来自升压转换器12和逆变器13的DC电压，响应于信号PWM2将接收的DC电压转换为AC电压，并驱动电动发电机MG2使得输出由转矩命令值TR2指定的转矩。
最后，在车辆的再生制动时，逆变器15基于来自控制单元40的信号PWM2，将由电动发电机MG2产生的AC电压转换为DC电压，并将转换的DC电压供应到升压转换器12。升压转换器12接收来自控制单元40的信号PWC，降低从逆变器15供应的DC电压并对主电池MB充电。
此处，再生制动表示在通过由混合动力车辆的驾驶员进行的脚踏制动操作在再生的情况下进行制动，或者通过在行驶期间在不操作脚踏制动器的情况下松开油门踏板而使车辆减速(或停止加速)同时产生电能。
控制单元40从ECU 90接收转矩命令值TR1和TR2以及电机转数MRN1和MRN2，从未示出的电压传感器接收逆变器13和15的输入电压Vm1、Vm2，并从电流传感器14和16接收电机电流MCRT1和MCRT2。
基于逆变器13的输入电压Vm1，转矩命令值TR1和电机电力MRCT1，控制单元40产生用于当逆变器13驱动电动发电机MG1时控制逆变器13的NPN晶体管(未示出)的切换的信号PWM1，并将产生的信号PWM1输出到逆变器13。
此外，基于逆变器15的输入电压Vm2，转矩命令值TR2和电机电路MRCT2，控制单元40产生用于当逆变器15驱动电动发电机MG2时控制逆变器15的NPN晶体管(未示出)的切换的信号PWM2，并将产生的信号PWM2输出到逆变器15。
此外，控制单元40在逆变器13驱动电动发电机MG1时，基于主电池MB的端子间电压Vb、逆变器13的输入电压Vm1、转矩命令值TR1和电机转速MRN1产生用于控制升压转换器12的NPN晶体管(未示出)的切换的信号PWC，并将产生的信号PWC输出到升压转换器12。
此外，控制单元40在逆变器15驱动电动发电机MG2时，基于主电池MB的端子间电压Vb、逆变器15的输入电压Vm2、转矩命令值TR2和电机转数MRN2产生用于控制升压转换器12的NPN晶体管(未示出)的切换的信号PWC，并将产生的信号PWC输出到升压转换器12。
此外，在其上安装有电机驱动装置100的混合动力车辆的再生制动时，控制单元40基于逆变器15的输入电压Vm2、转矩命令值TR2和电机电流MCRT2产生用于将由电动发电机MG2产生的AC电压转换为DC电压的信号PWM2，并将产生的信号PWM2输出到逆变器15。这里，逆变器15的NPN晶体管(未示出)的切换由信号PWM2控制。于是，逆变器15将由电动发电机MG2产生的AC电压转换为DC电压，并将其供应到升压转换器12。
此外，在再生制动时，控制单元40基于主电池MB的端子间电压Vb、逆变器15的输入电压Vm2、转矩命令值TR2和电机转数MRN2产生用于降低从逆变器15供应的DC电压的信号PWC，并将产生的信号PWC输出到升压转换器12。于是，由电动发电机MG2产生的AC电压被转换为DC电压，被降压并供应到主电池MB。
此处，如图2所示的根据本发明的电机驱动装置100与如图6所示的传统的电机驱动装置相比，具有以下特征。
第一特征是DC/DC转换器20不通过系统继电器SR1和SR2而直接连接到主电池MB。在传统的电机驱动装置中，当车辆系统被激活时，DC/DC转换器110通过来自控制单元120的信号SE，响应于系统继电器SR1和SR2的打开而连接到主电池MB。相反，根据本实施例，无论车辆系统是否被激活，DC/DC转换器20总是连接到主电池MB。
第二特征是DC/DC转换器控制电路30是利用主电池MB作为电源的高压部件。具体而言，与利用辅助电池SB作为电源的控制单元40不同，DC/DC转换器控制电路30可以与辅助电池SB的充电状态无关地操作。因此，如将在下文描述的，即使当辅助电池失效时，DC/DC转换器12也可以根据从DC/DC转换器控制电路30输出的控制信号执行升压操作，并可以对辅助电池SB快速地充电。
在下文中，将详细描述安装在根据本实施例的电机驱动装置100上的DC/DC转换器20和DC/DC转换器控制电路30。
图3是如图2所示的DC/DC转换器20的电路图。
参考图3，DC/DC转换器20包括输入端子21、22，光电晶体管Q1至Q4，二极管D1至D6，变压器T1，线圈L1，蓄电器C1和输出端子23、24。
输入端子21和22接收来自主电池MB的DC电压，并将接收的DC电压供应到光电晶体管Q1和Q2以及光电晶体管Q3和Q4的相对端部。
光电晶体管Q1和Q2串联连接在电源电压和接地电压之间。光电晶体管Q3和Q4串联连接在电源电压和接地电压之间。光电晶体管Q1和Q2与光电晶体管Q3和Q4并联连接在电源电压和接地电压之间。在光电晶体管Q1至Q4的集电极和发射极之间，分别连接了使得电流从发射极流向集电极的二极管D1至D4。
光电晶体管Q1至Q4形成了具有如图4所示的DC/DC转换器控制电路30的光电二极管38的光电耦合器，其光电二极管38在输入侧上且光电晶体管Q1至Q4在输出侧上。
如将在下文描述的，DC/DC转换器30将作为控制信号的光电二极管38的各个光电二极管发射的光信号输出到DC/DC转换器20的光电晶体管Q1至Q4。光电晶体管Q1至Q4分别在其栅极接收来自光电二极管38的光信号，并基于该光信号打开。
在本实施例中，DC/DC转换器20中的切换电路由光电耦合器形成。因为DC/DC转换器控制电路30形成为高压部件，所以这是为了确保高压的主电池MB与车身的接地(车身接地)之间的电绝缘。
变压器T1将其初级侧线圈布置在光电晶体管Q1和Q2的连接接点与光电晶体管Q3和Q4的连接接点之间。此外，变压器T1的次级线圈布置为与初级线圈相对。
二极管D5连接在变压器T1的次级侧线圈与线圈L1之间，使得电流从变压器T1的次级侧线圈流向线圈L1。
二极管D6连接在变压器T1的次级侧线圈与线圈L1之间，使得防止输出电流从二极管D5和线圈L1之间的连接接点流向次级侧线圈的低压侧。
线圈L1连接在二极管D5与输出端子23之间。蓄电器C1连接在线圈L1的输出侧与接地电压之间，且其将来自线圈L1的输出电压平整化并施加到输出端子23。
在上述构造中，当光电晶体管Q1和Q4打开且光电晶体管Q2和Q3关闭时，输入电流通过电源电压～光电晶体管Q1～变压器T1的初级侧线圈～光电晶体管Q4～接地电压的路径流动。于是变压器T1根据初级侧线圈和次级侧线圈的匝数比来降低输入电压。
在DC/DC转换器20的次级侧上，输入电流通过变压器T1的次级侧线圈～二极管D5～线圈L1～辅助电池SB～接地电压的路径流动。
根据光电晶体管Q1和Q4的打开/关闭的比例，即占空比，输入电流改变，且施加到变压器T1的电压改变。具体而言，当光电晶体管Q1和Q4的打开比例增大时，输入电流增大，且施加到变压器T1的电压增大。当光电晶体管Q1和Q4的打开比例减小时，输入电流减小，且施加到变压器T1的电压减小。
然后，变压器T1根据电压水平降低施加到变压器T1的电压，因此，DC/DC转换器的次级侧上的输出电压随着施加到变压器T1的电压而改变。
因此，通过控制光电晶体管Q1和Q4的占空比，可以将DC/DC转换器20的输出电压控制为作为辅助电池SB的目标电压的期望充电电压。
图4是图2的DC/DC转换器控制电路30的框图。
参考图4，DC/DC转换器控制电路30包括为计算机(此后也称作micom)32，接口(I/C)34、36，光电二极管38，和变压器T2。
如上所述，DC/DC控制电路30是使用主电池MB作为电源的高压部件。具体而言，micom 32使用主电池MB作为电源并使用来自接口36的信号作为触发而被激活，从而其产生用于切换DC/DC转换器20的光电晶体管Q1至Q4的控制信号。
micom 32产生的控制信号通过接口34输入到光电二极管38。光电二极管38响应于从micom 32输入的控制信号发光，并将发射的光信号输出到DC/DC转换器20的光电晶体管Q1至Q4。光电晶体管Q1至Q4执行切换操作。结果，主电池MB的电能被降压并供应到辅助电池SB。
在如上所述的构造中，接口36通常响应于当车辆系统被激活时的启动开关的打开而输出用于激活micom 32的触发信号。
因此，当辅助电池失效且ECU相关系统未被操作时，车辆系统不能被激活，且因此触发信号不能从接口36施加到micom 32。因此，micom32不能被激活。结果，不能操作DC/DC转换器20并对辅助电池SB充电。
考虑到前述情况，根据本发明的电机驱动装置100还包括作为在辅助电池失效的情况下激活micom 32的装置的备份电源BB和用于将来自备份电源BB的信号施加到micom 32的开关80。
备份电源BB是例如纽扣电池之类的低压电池，其连接到DC/DC转换器控制电路30的变压器T2的次级侧线圈。变压器T2的次级侧线圈连接到接口36。
开关80是能够通过例如驾驶员而手动地打开/关闭的手动开关，并在打开状态下，其将备份电源BB电耦合到变压器T2的初级侧线圈。
在如上所述的构造中，当辅助电池SB失效时，驾驶员手动打开开关80。当开关80打开时，备份电源BB连接到变压器T2的初级侧线圈，且电压被施加到变压器T2的初级侧线圈。响应于变压器T2的次级侧线圈，根据初级侧线圈和次级侧线圈之间的匝数比输出电压。
在变压器T2的次级侧线圈处产生的输出电压被输入到接口36。当变压器T2的输出电压被输入时，接口36产生响应于当输入电压升高的时刻而被激活的信号，并将产生的信号输入到micom 32。micom 32利用来自接口36的输入信号作为触发信号而被激活。此外，响应于micom 32的激活，DC/DC转换器控制电路30将控制信号输出到DC/DC转换器20的光电晶体管Q1至Q4。DC/DC转换器根据控制信号执行降压操作，并将辅助电池SB的端子间电压充电到足以启动发动机运行的期望电压水平。于是，电机驱动装置100可以在电动发电机MG1中产生为启动发动机运行所需的驱动力。
图5是图示在根据本发明实施例的电机驱动装置中当辅助电池失效时的操作的流程图。
参考图5，在激活车辆系统时，由驾驶员判断辅助电池是否失效(步骤S01)。具体而言，由显示装置警示辅助电池SB的充电状态，且驾驶员识别辅助电池SB的任何异常。
当在步骤S01未发现辅助电池失效时，即，当辅助电池SB的充电状态满足期望水平时，电机驱动装置100响应于点火开关的打开而操作(步骤S05)。此外，通过电动发电机MG1中产生的驱动力，启动发动机运行(步骤S06)。
在另一方面，如果在步骤S01发现辅助电池失效，则驾驶员打开手动开关80，且DC/DC转换器控制电路30连接到备份电源BB(步骤S02)。因此，利用来自备份电源BB的输入电压作为触发信号，激活设置在DC/DC转换器控制电路30中的micom 32。
接着，响应于DC/DC转换器控制电路30的激活，DC/DC转换器20被驱动以对辅助电池SB充电(步骤S03)。具体而言，在激活之后，DC/DC转换器控制电路30产生用于将DC/DC转换器20的光电晶体管Q1至Q4打开/关闭的控制信号，并将产生的控制信号输出到DC/DC转换器20。响应于该控制信号，DC/DC转换器20执行光电晶体管Q1至Q4的切换操作，从而主电池MB的DC电压被降低到期望电压，并被供应到辅助电池SB。
在步骤S04，当判断辅助电池SB的端子间电压已经达到期望电压水平时，激活车辆系统。具体而言，当点火开关打开时(步骤S05)，电机驱动装置100通过主电池MB的电能驱动电动发电机MG1。通过电动发电机MG1的驱动力，启动发动机(步骤S06)。
在根据本实施例的电机驱动装置100中，当主电池MB、使用主电池MB作为电源的DC/DC转换器控制电路30、以及连接到主电池MB的系统继电器SR1和SR2被集成并容纳在作为电池包的一个盒体中时，可以利用用于主电池MB的冷却装置来集成地冷却这些部件。这去除了新设置用于DC/DC转换器20和DC/DC转换器控制装置30的冷却装置的需要，并因此可以防止装置的尺寸和成本的增大。
如上所述，根据本发明的实施例，即使当辅助电池失效时，也可以在不需要充电装备的情况下以简单方式对辅助电池充电，并可以可靠地驱动电机。
工业应用性本发明可以应用于安装在混合动力车辆上的电机驱动装置。
权利要求
1.一种电机驱动装置，包括第一电源(MB)，驱动电路(13、15)，其从所述第一电源(MB)接收电能的供应并驱动电机(MG1、MG2)，第二电源(SB)，其通过接收比从所述第一电源(MB)输出的第一DC电压低的第DC电压而被充电，电压转换器(20)，其在所述第一电源(MB)和所述第二电源(SB)之间将所述第一DC电压转换为所述第二DC电压，和转换器控制电路(30)，其接收来自所述第一电源(MB)的电能的供应并控制所述电压转换器(20)。
2.根据权利要求1所述的电机驱动装置，还包括驱动电路控制电路(40)，其接收来自所述第二电源(SB)的电能供应并被其驱动，控制所述驱动电路(13)并将用于激活所述转换器控制电路(30)的触发信号输入到所述转换器控制电路(30)，和触发信号产生装置，其用于当储存在所述第二电源(SB)中的充电量低于规定量时产生所述触发信号并将该信号输入到所述转换器控制电路(30)。
3.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其中所述规定量是为驱动所述驱动电路控制电路(30)所需的电能供应量。
4.根据权利要求3所述的电机驱动装置，其中所述触发信号产生装置包括第三电源(BB)，其用于产生所述触发信号，和开关(80)，其指示了由所述第三电源(BB)产生的所述触发信号的输入的时机。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电机驱动装置，其中所述第一电源(MB)、所述第二电源(SB)、所述电压转换器(20)、所述转换器控制电路(30)、所述驱动电路控制电路(40)和所述触发信号产生装置被集成地容纳在一个盒体中，所述驱动装置还包括用于冷却所述盒体的冷却装置。
全文摘要
DC/DC转换器(20)在没有系统继电器(SR1、SR2)插入其间的情况下直接连接到主电池(MB)。DC/DC转换器(20)将从高压主电池(MB)供应的电能的电压降压并接着供应到辅助电池(SB)。DC/DC转换器控制电路(30)接收来自主电池(MB)的电能的供应，以控制DC/DC转换器(20)的降压操作。即使当辅助电池(SB)失效时，DC/DC转换器(20)也可响应于从利用主电池(MB)作为其电源的DC/DC转换器控制电路(30)输出的控制信号，来执行升压操作，从而迅速地对辅助电池(SB)充电。
文档编号B60L1/00GK1993879SQ20058002643
公开日2007年7月4日 申请日期2005年8月3日 优先权日2004年8月4日
发明者石川哲浩, 吉田宽史 申请人:丰田自动车株式会社