动力驱动控制设备和动力设备的制作方法

专利名称：动力驱动控制设备和动力设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及执行同步电动机和同步发电机的驱动控制的技术，特别是恢复有关控制功能的故障的技术，并且本发明涉及当应用于例如电动车和混合动力车时有效的技术。
背景技术：
专利文献1公开了对于混合动力车中的驱动系统的故障的恢复技术，该混合动力车设置有与电动机/发电机的传动装置以及与该传动装置耦合的引擎驱动轴，电动机/发电机被用于响应于驱动命令进行驱动操作来获得旋转驱动力以及响应于再生命令进行再生操作来生成电力。当在引擎和多个电动机/发电机的至少一个中检测到输出异常时，本恢复技术目的在于根据相应操作状态保证来自正常动力源的输出。除了用于再生操作和驱动操作二者的电动机/发电机(同步发动机)之外，电动车和混合动力车可以配备有专用于动力生成而不用于驱动操作的同步发电机。这种同步发电机运用于多种应用中，诸如通过在引擎驱动行驶时的动力生成的电力的存储，以及通过与同步电动机的再生操作并行执行的动力生成的电力的存储。(专利文献1)日本专利公开No. 2005-29143
发明内容
然而，当电动车和混合动力车的驱动系统中发生故障时，不能确保正常动力源一定存在。当在同步电动机的控制器中发生故障时，即使同步电动机本身和诸如逆变器之类的动力模块正常，也变得不可能驱动同步电动机。这同样适用于其中在混合动力车中的同步电动机的控制器以及引擎中发生故障的情况。即使在这种情形之下应用专利文献1公开的技术，车也变得不可能正常行驶，甚至作为应急措施通过其本身移动到可以接受维修服务的地方也变得不可能，因为该技术是基于正常动力源一定存在的前提下的。如果预先准备备用控制器来应对这种情形，则将由于冗余配置导致物理规模和成本的增加。本发明的目的在于提供一种动力驱动控制设备和应用该动力驱动控制设备的动力设备，其中即使当由于控制同步电动机的控制电路的异常导致同步电动机的驱动变得不可能时，也可以以简单配置作为应急措施来容易地执行同步电动机的驱动控制。本发明的另一目的在于提供一种动力驱动控制设备和应用该动力驱动控制设备的动力设备，其中即使当由于控制同步发电机的控制电路的异常导致同步发电机的动力生成变得不可能时，也可以以简单配置作为应急措施来容易地执行同步发电机的动力生成控制。根据本发明的说明书和附图的描述，以上和其它目的以及新特征将变得清楚。
以下简要说明将由本申请公开的典型发明的概要。也就是，本发明提供第一控制器和第二控制器，该第一控制器基于同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出来执行同步电动机的旋转驱动控制和再生控制，并且该第二控制器基于同步发电机的固定绕组的电流信号以及来自同步发电机的旋转角度传感器的感测输出来执行同步发电机的动力生成控制。第一控制器和第二控制器中之一的故障通过另一个的配置的替代来恢复。由用于控制同步电动机的第一控制器和用于控制同步发电机的第二控制器执行的驱动控制和再生控制(动力生成控制)是紧密联系的控制。因此，由一个控制器替代另一控制器的全部或部分几乎不需要添加新的电路配置，并且可以容易地支持待替代执行的处理。以下简要说明通过本申请中将要公开的典型发明获得的效果。也就是，即使由于用于控制同步电动机的控制电路的异常导致同步电动机的驱动变得不可能，也可以以简单配置作为应急措施来容易地执行有关同步电动机的驱动控制。即使由于用于控制同步发电机的控制电路的异常导致同步发电机的动力生成变得不可能，也可以以简单配置作为应急措施来容易地执行有关同步发电机的动力生成控制。


根据以下给出的具体描述和附图，本发明将变得完全被理解，其中图1是示出了根据本发明的一个实施例的动力驱动控制设备的配置的框图；图2是示出了其中经由外部端子将故障的微计算机的输出强制设定到高输出阻抗状态的配置的框图；图3是示出了采用设置有类似看门狗定时器的功能的复位电路的系统配置框图， 该系统配置作为其中将故障的微计算机的输出强制设定到高输出阻抗状态的配置；图4是示出了同步电动机的驱动控制和同步发电机的动力生成控制的操作时序的定时图；图5是示出了控制时序的定时图，在该控制时序中当用于执行同步电动机的驱动控制的微计算机发生故障时，待由该微计算机执行的全部电动机控制功能通过另一微计算机代替执行；图6是示出了当使用有关的微计算机的冗余资源恢复用于执行同步电动机的驱动控制的微计算机的故障时的控制流程的流程图，假定ADC对电流信号IV和IW的转换故障作出响应(同样适用于IU和IV或者IU和IW)；图7是示出了当使用有关的微计算机的冗余资源恢复用于执行同步电动机的驱动控制的微计算机的故障时的控制流程的流程图，假定RDC对分解器信号的分解器数字转换故障作出响应；图8是示出了当用于执行同步电动机的驱动控制的微计算机具有CPU故障并且待由有关的微计算机执行的全部电动机驱动控制通过用作替代的另一微计算机执行时该用作替代的另一微计算机的控制流程的流程图；图9是示出了当用于执行同步电动机的驱动控制的微计算机具有PWM故障并且待由有关的微计算机执行的电动机驱动控制通过用作替代的另一微计算机执行时该用作替代的另一微计算机的控制流程的流程图；以及图10是示出了在通过一个微计算机控制同步电动机和同步发电机的情况下的动力驱动控制设备的配置的框图。
具体实施例方式1.实施例的概要首先，说明本申请中公开的发明的典型实施例的概要。在关于典型实施例的概要说明中在括号中涉及的附图标号仅说明在附有标号的组件的概念中包括的内容。(1)〈通过发电机动力生成控制器恢复电动机驱动控制器的故障>根据本发明的典型实施例的动力驱动控制设备(104，204，500)包括第一控制器 (104)和第二控制器(204)。第一控制器(104)能够输入同步电动机(100)的固定绕组的电流信号(IVdW)以及来自同步电动机的旋转角度传感器(101)的感测输出(102)，并且能够执行用于使同步电动机旋转的驱动控制以及用于控制同步电动机的动力生成的再生控制。 第二控制器(204)能够输入同步发电机(200)的固定绕组的电流信号(IV，IW)以及来自同步发电机的旋转角度传感器O01)的感测输出002)，并且能够执行用于控制同步发电机的动力生成的动力生成控制。当检测到第一控制器在同步电动机的驱动控制中具有不可用故障时，第二控制器代替执行待由第一控制器执行的全部或部分的驱动控制。由用于控制同步电动机的第一控制器和用于控制同步发电机的第二控制器执行的驱动控制和再生控制(动力生成控制)是紧密联系的控制，因此，由一个控制器替代另一控制器的全部或部分几乎不需要添加新的电路配置，并且可以容易地支持待代替执行的处理。(2) <针对全部或部分的故障替代全部>在段落(1)的动力驱动控制设备中，当在由第一控制器执行的同步电动机的全部或部分的驱动控制中检测到不可用故障时，第二控制器通过输入同步电动机的固定绕组的电流信号或来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出以及执行用于使同步电动机旋转的驱动控制，来代替执行待由第一控制器执行的同步电动机的全部驱动控制。由于可以执行整体替代，所以待代替执行的控制处理的管理是容易的。(3)〈在故障范围中替代一部分>在段落(1)的动力驱动控制设备中，当在由第一控制器执行的同步电动机的部分驱动控制中检测到不可用故障时，第二控制器代替执行与第一控制器中的不可用故障相关的控制。由于仅针对与故障相关的部分执行替代，所以可以使待代替执行的控制处理的数量减少。(4) <双微计算机系统>在段落(1)的动力驱动控制设备中，第一控制器和第二控制器分别为各自设置有不同CPU的第一微计算机(104)和第二微计算机(204)。由于所必需的只是根据CPU的操作程序控制外围电路等的操作，所以可以容易地指定待代替执行的控制处理。(5)〈对同步电动机的电流信号的识别故障>
在段落的动力驱动控制设备中，当检测到第一微计算机具有对同步电动机的固定绕组的电流信号的不可识别故障(ADC故障)时，第二微计算机代替执行待由第一微计算机执行的同步电动机的驱动控制之中的用以识别同步电动机的固定绕组的电流信号的处理。由于所必需的是根据CPU的操作程序接受反馈信号并且只是执行算术处理，所以待代替执行的控制处理的实现是容易的。(6) <通过第一微计算机检测对电流信号的识别故障>在段落(5)的动力驱动控制设备中，第一微计算机检测对同步电动机的固定绕组的电流信号的不可识别故障，并向第二微计算机通知有关故障的检测结果。例如，通过利用第一微计算机原始具有的功能，诸如用以使CPU确定同步电动机的固定绕组的电流信号是否如作为同步电动机的驱动命令的电流命令或转矩命令所期望的那样的处理，可以容易地检测对同步电动机的固定绕组的电流信号的不可识别故障。当提供电流信号的多个识别功能时，可以通过采用识别功能之一作为具有低采样频率的辅助识别功能来检测主要识别功能的故障。接收检测结果的第二微计算机可以避免检测有关故障的负担。(7) <通过第二微计算机检测对电流信号的识别故障>在段落(5)的动力驱动控制设备中，第二微计算机识别同步电动机的固定绕组的电流信号，并接着将识别结果返回给第一微计算机。本布置在第一微计算机中不存在将用作辅助识别功能的电流识别功能时是有效的。(8) <旋转角度的识别故障>在段落的动力驱动控制设备中，当检测到第一微计算机具有对来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出的不可识别故障时，代替执行同步电动机的驱动控制的第一微计算机，第二微计算机通过识别同步电动机的固定绕组的电流信号以及估计同步电动机的旋转位置和速度来执行同步电动机的驱动控制。即使不可能基于来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出来执行高精度旋转角度控制，也可以利用第二微计算机，使用同步电动机的固定绕组的电流信号，通过作为现有控制的无传感器驱动来容易地执行同步电动机的驱动控制。即使第二微计算机试图直接利用感测输出，感测输出的传送通道的缆线延伸长度也变得太长，从而将感测输出转换成旋转角度的电路将受到输入处寄生电容的显著影响，因此，没有实效性。(9) <通过第一微计算机检测旋转角度的识别故障>在段落(8)的动力驱动控制设备中，第一微计算机检测对来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出的不可识别故障，并将有关故障的检测结果通知给第二微计算机。例如，通过使用原始提供给第一微计算机的功能，如感测输出路径的断开检测，可以容易地检测对来自旋转角度传感器的感测输出的不可识别故障。因此，接收检测结果的第二微计算机可以避免检测有关故障的负担。(10)〈CPU 故障〉在段落(4)的动力驱动控制设备中，当检测到第一微计算机具有CPU的故障时，代替执行同步电动机的驱动控制的第一微计算机，第二微计算机通过识别同步电动机的固定绕组的电流信号以及估计同步电动机的旋转位置和速度来执行同步电动机的驱动控制。由具有CPU故障的第一微计算机所引起的可靠性下降可以通过第二微计算机容易地恢复。(11)〈在CPU故障时的输出高阻抗(HiZ) >在段落(10)的动力驱动控制设备中，当第二微计算机的CPU通过执行与第一微计算机的CPU的定期通信检测通信故障的状态时，第二微计算机提供指令以将第一微计算机的输出设定为高阻抗状态。可以预先防止出现如下情形，其中使用第二微计算机的恢复处理受到具有故障的第一微计算机的不期望的输出干扰。(12) <在CPU故障时的复位指令的保持>段落(10)的动力驱动控制设备还包括复位电路(401)，当在定时器计数值数完之前接收到来自第一微计算机的响应时，该复位电路能够将定时器计数值初始化，并且当在定时器计数值数完之前没有接收到来自第一微计算机的响应时，该复位电路能够向第一微计算机提供有关于保持状态的复位指令。本布置可以容易地应对其中第一微计算机未设置有响应于来自第二微计算机的指令将输出设定为高阻抗状态的功能的情况。(13) <微计算机的配置>在段落O)的动力驱动控制设备中，第一微计算机包括第一 A/D转换电路；第一角度转换电路；第一脉冲生成电路(11 ；以及第一 CPU。第一 A/D转换电路能够输入同步电动机的固定绕组的电流信号并且能够将输入的电流信号转换成数字信号。第一角度转换电路能够输入来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出并且能够将输入的感测输出转换成角度数据。第一脉冲生成电路(11 能够响应于同步电动机的驱动命令生成用于逆变器切换操作的逆变器切换控制信号，并且能够响应于同步电动机的再生命令生成用于整流器切换操作的整流器切换控制信号。逆变器切换控制信号和整流器切换控制信号被生成用于第一切换电路(103)，该第一切换电路执行逆变器切换操作以生成对同步电动机的固定绕组的驱动电流，并且执行整流器切换操作以对来自同步电动机的固定绕组的再生电流进行整流。第一 CPU能够通过输入来自第一 A/D转换电路和第一角度转换电路的输出以及通过响应于驱动命令向第一切换电路输出来自第一脉冲生成电路的逆变器切换控制信号来执行同步电动机的驱动控制。第一 CPU还能够通过响应于再生命令向第一切换电路输出来自第一脉冲生成电路的整流器切换控制信号来执行同步电动机的再生控制。第二微计算机包括第二 A/D转换电路；第二角度转换电路；第二脉冲生成电路015)；以及第二 CPU。 第二 A/D转换电路能够输入同步发电机的电流信号并且能够将输入的电流信号转换成数字信号。第二角度转换电路能够输入来自同步发电机的旋转角度传感器的感测输出并且能够将输入的感测输出转换成角度数据。第二脉冲生成电路(21 能够响应于同步发电机的动力生成命令生成用于整流器切换操作的整流器切换控制信号。整流器切换控制信号被生成用于第二切换电路003)，该第二切换电路执行整流器切换操作以对来自同步发电机的固定绕组的电流进行整流。第二 CPU能够通过输入来自第二 A/D转换电路和第二角度转换电路的输出以及通过响应于动力生成命令向第二切换电路输出来自第二脉冲生成电路的整流器切换控制信号来执行同步发电机的动力生成控制。当在第一 A/D转换电路、第一脉冲生成电路或第一 CPU中检测到故障时，第二 A/D转换电路响应于驱动命令输入同步电动机的固定绕组的电流信号并将输入的电流信号转换成数字信号，第二 CPU基于由第二 A/D 转换电路转换的数字信号估计同步电动机的旋转位置和速度，并且在第二脉冲生成电路使切换电路执行逆变器切换操作的情况下执行同步电动机的驱动控制。在第一微计算机和第二微计算机中允许许多外围电路和处理的通用性；因此，可以以低成本容易地实现第一微计算机和第二微计算机。(14) <单微计算机系统>在段落的动力驱动控制设备中，第一控制器和第二控制器是一个微计算机 (500)，该微计算机共享CPU并且包括用于第一控制器的第一外围电路和用于第二控制器的第二外围电路。正如在段落中的情况那样，由于所必需的只是根据CPU的操作程序控制外围电路等的操作，所以可以容易地指定待代替执行的控制处理。可以减少CPU的数量。(15)〈对同步电动机的电流信号的识别故障〉在段落(14)的动力驱动控制设备中，当检测到第一外围电路具有对反馈信号的不可识别故障时，在待通过使用第一外围电路执行的同步电动机的驱动控制之中，CPU通过代替使用第二外围电路执行同步电动机的固定绕组的电流信号的识别。由于所必需的是根据CPU的操作程序接受同步电动机的固定绕组的电流信号并且只是执行算术处理，所以待代替执行的控制处理的实现是容易的。(16) <对旋转角度的识别故障>在段落(14)的动力驱动控制设备中，当检测到第一外围电路具有对来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出的不可识别故障时，代替待通过使用第一外围电路执行的同步电动机的驱动控制，CPU通过使用第二外围电路识别同步电动机的固定绕组的电流信号以及估计同步电动机的旋转位置和速度来执行同步电动机的驱动控制。即使不可能基于来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出执行高精度旋转角度控制，也可以利用第二外围电路，使用同步电动机的固定绕组的电流信号，通过作为现有控制的无传感器驱动来容易地执行同步电动机的驱动控制。即使第二外围电路试图直接利用感测输出，感测输出的传送通道的缆线延伸长度也变得太长，所以将感测输出转换成旋转角度的电路将受输入处寄生电容的明显影响，因此没有实效性。(17) <微计算机的配置>在段落(14)的动力驱动控制设备中，第一外围电路包括第一 A/D转换电路；第一角度转换电路；以及第一脉冲生成电路。第一 A/D转换电路能够输入同步电动机的固定绕组的电流信号并且能够将输入的电流信号转换成数字信号。第一角度转换电路能够输入来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出并且能够将输入的感测输出转换成角度数据。第一脉冲生成电路能够响应于同步电动机的驱动命令生成用于逆变器切换操作的逆变器切换控制信号，并且能够响应于同步电动机的再生命令生成用于整流器切换操作的整流器切换控制信号。逆变器切换控制信号和整流器切换控制信号被生成用于第一切换电路， 该第一切换电路执行逆变器切换操作以生成对同步电动机的固定绕组的驱动电流，并且执行整流器切换操作以对来自同步电动机的固定绕组的再生电流进行整流。第二外围电路包括第二 A/D转换电路；第二角度转换电路；以及第二脉冲生成电路。第二 A/D转换电路能够输入来自同步发电机的电流信号并且能够将输入的电流信号转换成数字信号。第二角度转换电路能够输入来自同步发电机的旋转角度传感器的感测输出并且能够将输入的感测输出转换成角度数据。第二脉冲生成电路能够响应于同步发电机的动力生成命令生成用于整流器切换操作的整流器切换控制信号。整流器切换控制信号被生成用于第二切换电路，该第二切换电路执行整流器切换操作以对来自同步发电机的固定绕组的电流进行整流。CPU通过输入来自第一 A/D转换电路和第一角度转换电路的输出以及响应于驱动命令向第一切换电路输出来自第一脉冲生成电路的逆变器切换控制信号来执行同步电动机的驱动控制。CPU还通过响应于再生命令向第一切换电路输出来自第一脉冲生成电路的整流器切换控制信号来执行同步电动机的再生控制。CPU还通过输入来自第二 A/D转换电路和第二角度转换电路的输出以及通过响应于动力生成命令向第二切换电路输出来自第二脉冲生成电路的整流器切换控制信号来执行同步发电机的动力生成控制。当在第一 A/D转换电路或第一脉冲生成电路中检测到故障时，响应于驱动命令，第二 A/D转换电路输入同步电动机的固定绕组的电流信号并将输入的电流信号转换成数字信号，并且CPU通过基于由第二 A/D转换电路转换的数字信号估计同步电动机的旋转位置和速度，在第二脉冲生成电路使切换电路执行逆变器切换操作的情况下执行同步电动机的驱动控制。在第一外围电路和第二外围电路中允许许多外围电路和处理的通用性；因此，可以以低成本容易地实现第一外围电路和第二外围电路。(18) <电动机驱动控制器中故障的自恢复〉根据本发明的另一实施例的动力驱动控制设备包括第一控制器；和第二控制器。第一控制器能够输入同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出，并且能够执行用于使同步电动机旋转的驱动控制以及用于控制同步电动机的动力生成的再生控制。第二控制器能够输入同步发电机的固定绕组的电流信号以及来自同步发电机的旋转角度传感器的感测输出，并且能够执行用于控制同步发电机的动力生成的动力生成控制。第一控制器和第二控制器分别是各自设置有不同CPU的第一微计算机和第二微计算机。第一微计算机包括多路复用的A/D转换电路，该多路复用的A/D转换电路将同步电动机的固定绕组的电流信号转换成数字信号。当主A/D转换电路故障时，辅 A/D转换电路被切换为使得作为替代并将同步电动机的固定绕组的电流信号转换成数字信号。第一微计算机包括角度转换电路，该角度转换电路输入来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出并将该感测输出转换成角度数据。当角度转换电路故障时，第一微计算机通过基于A/D转换电路将同步电动机的固定绕组的电流信号转换成的数字信号估计同步电动机的旋转位置和速度来执行同步电动机的驱动控制。可以通过使用自己的第一微计算机从诸如A/D转换电路的故障或角度转换电路的故障之类的特定故障中恢复。该恢复几乎不需要添加新的电路配置，并且可以容易地支持待代替执行的处理。(19)〈通过发电机动力生成控制器恢复电动机驱动控制器的故障>根据本发明的另一实施例的动力设备包括同步电动机；第一切换电路；同步电动机的旋转角度传感器；第一控制器；同步发电机；第二切换电路；同步发电机的旋转角度传感器；和第二控制器。第一切换电路能够执行逆变器切换操作以生成对同步电动机的固定绕组的驱动电流，并且能够执行整流器切换操作以对来自同步电动机的固定绕组的再生电流进行整流。第一控制器能够输入同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出。第一控制器还能够响应于同步电动机的驱动命令向第一切换电路输出用于逆变器切换操作的逆变器切换控制信号，并且能够响应于同步电动机的再生命令向第一切换电路输出用于整流器切换操作的整流器切换控制信号。第二切换电路能够执行整流器切换操作以对来自同步发电机的固定绕组的电流进行整流。第二控制器能够输入同步发电机的旋转角度传感器的感测信号以及来自同步发电机的固定绕组的电流信号，并且能够响应于同步发电机的动力生成命令向第二切换电路输出用于整流器切换操作的整流器切换控制信号。当检测到第一控制器在同步电动机的驱动控制中具有不可用故障时，第二控制器代替执行待由第一控制器执行的全部或部分的驱动控制。由用于控制同步电动机的第一控制器和用于控制同步发电机的第二控制器执行的驱动控制和再生控制(动力生成控制)是紧密联系的控制。因此，由一个控制器替代另一个控制器的全部或部分几乎不需要添加新的电路配置，并且可以容易地支持待代替执行的处理。(20) <双微计算机系统>在段落(19)的动力设备中，第一控制器和第二控制器分别为各自设置有不同CPU 的第一微计算机和第二微计算机。由于所必需的只是根据CPU的操作程序控制外围电路等的操作，所以可以容易地指定待代替执行的控制处理。〈对同步电动机的电流信号的识别故障>在段落00)的动力设备中，当检测到第一微计算机具有对同步电动机的固定绕组的电流信号的不可识别故障时，第二微计算机代替执行待由第一微计算机执行的同步电动机的驱动控制之中的用以识别同步电动机的固定绕组的电流信号的处理。由于所必需的是根据CPU的操作程序接受同步电动机的电流信号并且只是执行算术处理，所以待代替执行的控制处理的实现是容易的。(22) <对旋转角度的识别故障>在段落00)的动力设备中，当检测到第一微计算机具有对来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出的不可识别故障时，代替执行同步电动机的驱动控制的第一微计算机，第二微计算机通过识别同步电动机的固定绕组的电流信号以及估计同步电动机的旋转位置和速度来执行同步电动机的驱动控制。即使不可能基于来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出执行高精度旋转角度控制，也可以利用第二微计算机，使用同步电动机的固定绕组的电流信号，通过作为现有控制的无传感器驱动来容易地执行同步电动机的驱动控制。即使第二微计算机试图直接利用感测输出，感测输出的传送通道的缆线延伸长度也变得太长，使得将感测输出转换成旋转角度的电路将受输入处寄生电容的明显影响，因此没有实效性。(23)〈CPU 故障 >在段落00)的动力设备中，当检测到第一微计算机具有CPU的故障时，代替执行同步电动机的驱动控制的第一微计算机，第二微计算机通过识别同步电动机的固定绕组的电流信号以及估计同步电动机的旋转位置和速度来执行同步电动机的驱动控制。由具有CPU故障的第一微计算机所引起的可靠性下降可以通过第二微计算机容易地恢复。(24) <单微计算机系统>在段落(19)的动力设备中，第一控制器和第二控制器是一个微计算机，该微计算机共享CPU并且包括用于第一控制器的第一外围电路和用于第二控制器的第二外围电路。正如在第00)段中的情况那样，由于所必需的只是根据CPU的操作程序控制外围电路等的操作，所以可以容易地指定待代替执行的控制处理。可以减少CPU的数量。(25) <电动机驱动控制器中故障的自恢复〉根据本发明的另一实施例的动力设备包括同步电动机；第一切换电路；同步电动机的旋转角度传感器；第一控制器；同步发电机；第二切换电路；同步发电机的旋转角度传感器；和第二控制器。第一切换电路能够执行逆变器切换操作以生成对同步电动机的固定绕组的驱动电流，并且能够执行整流器切换操作以对来自同步电动机的固定绕组的再生电流进行整流。第一控制器能够输入同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出。第一控制器还能够响应于驱动命令向第一切换电路输出用于逆变器切换操作的逆变器切换控制信号，并且能够响应于再生命令向第一切换电路输出用于整流器切换操作的整流器切换控制信号。第二切换电路能够执行整流器切换操作以对来自同步发电机的固定绕组的电流进行整流。第二控制器能够输入同步发电机的旋转角度传感器的感测信号以及来自同步发电机的固定绕组的电流信号，并且能够响应于动力生成命令向第二切换电路输出用于整流器切换操作的整流器切换控制信号。第一控制器和第二控制器分别是各自设置有不同CPU的第一微计算机和第二微计算机。第一微计算机包括多路复用的A/D转换电路，该多路复用的A/D转换电路将同步电动机的固定绕组的电流信号转换成数字信号，并且当主A/D转换电路故障时，辅A/D转换电路被切换为使得作为替代并将同步电动机的固定绕组的电流信号转换成数字信号。第一微计算机包括角度转换电路，该角度转换电路输入来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出并将该感测输出转换成角度数据，并且当角度转换电路故障时，第一微计算机通过基于A/D转换电路将同步电动机的固定绕组的电流信号转换成的数字信号估计同步电动机的旋转位置和速度来执行同步电动机的驱动控制。可以通过使用自己的第一微计算机从诸如A/D转换电路的故障或角度转换电路的故障之类的特定故障中恢复。该恢复几乎不需要添加新的电路配置，并且可以容易地支持待代替执行的处理。06)〈通过发动机驱动控制器恢复发电机动力生成控制器的故障>根据本发明的另一实施例的动力设备包括第一控制器；和第二控制器。第一控制器能够输入同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出，并且能够执行用于使同步电动机旋转的驱动控制以及用于控制同步电动机的动力生成的再生控制。第二控制器能够输入同步发电机的固定绕组的电流信号以及来自同步发电机的旋转角度传感器的感测输出，并且能够执行用于控制同步发电机的动力生成的动力生成控制。当检测到第二控制器在同步发电机的动力生成控制中具有不可用故障时， 第一控制器代替执行待由第二控制器执行的同步发电机的全部或部分的动力生成控制。由用于控制同步电动机的第一控制器和用于控制同步发电机的第二控制器执行的驱动控制和再生控制(动力生成控制)是紧密联系的控制。因此，由一个控制器替代另一个控制器的全部或部分几乎不需要添加新的电路配置，并且可以容易地支持待代替执行的处理。(27) <发电机动力生成控制器中故障的自恢复>根据本发明的另一实施例的动力设备包括第一控制器；和第二控制器。第一控制器能够输入同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出，并且能够执行用于使同步电动机旋转的驱动控制以及用于控制同步电动机的动力生成的再生控制。第二控制器能够输入同步发电机的固定绕组的电流信号以及来自同步发电机的旋转角度传感器的感测输出，并且能够执行用于控制同步发电机的动力生成的动力生成控制。第一控制器和第二控制器分别是各自设置有不同CPU的第一微计算机和第二微计算机。第二微计算机包括多路复用的A/D转换电路，该多路复用的A/D转换电路将电流信号转换成数字信号，并且当主A/D转换电路故障时，辅A/D转换电路切换为使得作为替代并将电流信号转换成数字信号。第二微计算机包括角度转换电路，该角度转换电路输入来自同步发电机的旋转角度传感器的感测输出并将该感测输出转换成角度数据，并且当角度转换电路故障时，第二微计算机通过基于A/D转换电路将电流信号转换成的数字信号估计同步发电机的旋转位置和速度来执行同步发电机的动力生成控制。可以通过使用自己的第二微计算机从诸如A/D转换电路的故障或角度转换电路的故障之类的特定故障中恢复。该恢复几乎不需要添加新的电路配置，并且可以容易地支持待代替执行的处理。08)〈通过电动机驱动控制器恢复发电机动力生成控制器的故障>根据本发明的另一实施例的动力设备包括同步电动机；第一切换电路；同步电动机的旋转角度传感器；第一控制器；同步发电机；第二切换电路；同步发电机的旋转角度传感器；和第二控制器。第一切换电路能够执行逆变器切换操作以生成对同步电动机的固定绕组的驱动电流，并且能够执行整流器切换操作以对来自同步电动机的固定绕组的再生电流进行整流。第一控制器能够输入同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出。第一控制器还能够响应于驱动命令向第一切换电路输出用于逆变器切换操作的逆变器切换控制信号，并且能够响应于再生命令向第一切换电路输出用于整流器切换操作的整流器切换控制信号。第二切换电路能够执行整流器切换操作以对来自同步发电机的固定绕组的电流进行整流。第二控制器能够输入同步发电机的旋转角度传感器的感测信号以及来自同步发电机的固定绕组的电流信号，并且能够响应于动力生成命令向第二切换电路输出用于整流器切换操作的整流器切换控制信号。当检测到第二控制器在同步发电机的动力生成控制中具有不可用故障时，第一控制器代替执行待由第二控制器执行的全部或部分的动力生成控制。由用于控制同步电动机的第一控制器和用于控制同步发电机的第二控制器执行的驱动控制和再生控制(动力生成控制)是紧密联系的控制。因此，由一个控制器替代另一个控制器的全部或部分几乎不需要添加新的电路配置，并且可以容易地支持待代替执行的处理。09)〈在发电机动力生成控制器中故障的自恢复〉根据本发明的另一实施例的动力设备包括同步电动机；第一切换电路；同步电动机的旋转角度传感器；第一控制器；同步发电机；同步发电机的旋转角度传感器；和第二控制器。第一切换电路能够执行逆变器切换操作以生成对同步电动机的固定绕组的驱动电流，并且能够执行整流器切换操作以对来自同步电动机的固定绕组的再生电流进行整流。 第一控制器能够输入同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出。第一控制器还能够响应于驱动命令向第一切换电路输出用于逆变器切换操作的逆变器切换控制信号，并且能够响应于再生命令向第一切换电路输出用于整流器切换操作的整流器切换控制信号。第二控制器能够输入同步发电机的旋转角度传感器的感测信号以及来自同步发电机的固定绕组的电流信号，并且能够响应于动力生成命令向第二切换电路输出用于整流器切换操作的整流器切换控制信号。第一控制器和第二控制器分别是各自设置有不同CPU的第一微计算机和第二微计算机。第二微计算机包括多路复用的A/ D转换电路，该多路复用的A/D转换电路将同步发电机的固定绕组的电流信号转换成数字信号，并且当主A/D转换电路故障时，辅A/D转换电路切换为使得作为替代并将同步发电机的固定绕组的电流信号转换成数字信号。第二微计算机包括角度转换电路，该角度转换电路输入来自同步发电机的旋转角度传感器的感测输出并将该感测输出转换成角度数据，并且当角度转换电路故障时，第二微计算机通过基于A/D转换电路将同步发电机的固定绕组的电流信号转换成的数字信号估计同步发电机的旋转位置和速度来执行同步发电机的动力生成控制。可以通过使用自己的第二微计算机从诸如A/D转换电路的故障或角度转换电路的故障之类的特定故障中恢复。该恢复几乎不需要添加新的电路配置，并且可以容易地支持待代替执行的处理。2.实施例的细节更详细地说明这些实施例。(实施例1)《动力驱动控制设备的系统配置》图1示出了根据本发明一个实施例的动力驱动控制设备的配置。图1所示的动力驱动控制设备是安装在(尽管并不特别限制)电动车或混合动力车中并且控制同步电动机和同步发电机的设备，该同步电动机用作用于驱动操作/再生操作二者的电动机/发电机， 而该同步发电机专用于动力生成而不用于驱动操作。动力驱动控制设备通过诸如微计算机和安装在电路板上的其它设备之类的一些半导体设备来配置。在图1中，同步电动机(MTR) 100是三相交流型的称作IPM(内部永久磁铁)电动机的电动机，其使用永久磁铁来生成旋转磁场并且具有用于生成固定磁场的U相绕组、V相绕组和W相绕组的三相线圈。在图1中，IU、IV和IW分别是指U相绕组的电流信号、V相绕组的电流信号和W相绕组的电流信号。旋转角度传感器101检测同步电动机的电动机轴的旋转角度，并且由可变磁阻(VR)型分解器(RD)来组成(尽管并不特别限制)，该可变磁阻型分解器使用交流磁场检测旋转角度。旋转角度传感器101输出由转子的旋转角度的正弦波调制的信号和由转子的旋转角度的余弦波调制的信号作为分解器输出信号(感测输出)102。动力模块(PMDL) 103利用切换电路来配置。当使同步电动机100旋转时，动力模块103用作逆变器，将从电池(未示出)供给的直流信号转换成三相交流信号IU、IV和 IW，并将它们输出到同步电动机100。当使同步电动机100减慢时，动力模块103用作整流器，将由同步电动机100生成的三相交流信号IU、IV和IW转换成直流信号，并将其供给到电池。在动力模块103的用于逆变器操作的切换控制以及用于整流操作的切换控制中，尽管并不特别限制，但使用切换控制信号U、V和W以及逆变的切换控制信号UB、VB和WB。微计算机104通过输入同步电动机100的电流信号IV和IW以及来自旋转角度传感器101的分解器输出信号102来执行驱动控制以使同步电动机100旋转，并且执行再生控制以控制同步电动机100的动力生成。此外，当同步发电机侧上的微计算机在动力生成控制功能中出现故障时，微计算机104执行恢复控制等。尽管并不特别限制，但微计算机 104通过在如单晶硅的半导体衬底上的互补MOSIC的制造技术形成。微计算机104包括执行程序的中央处理单元(CPU)IlO ；包括存储由CPU 110 执行的程序的ROM和用于CPU 110的工作区域等的RAM的存储器(MRY)Ill ；定时计数器 (TMCUT) 112 ；与外部通信的通信接口电路(EXIF) 113 ；以及特别是转换电路(ADC，RDC) 114 和用于控制同步电动机100的切换控制电路(PWM) 115和116。这些组件借助于例如内部总线117的接口彼此耦合。转换电路114包括将电流信号IV和IW等转换成数字信号的A/D转换电路(ADC) 以及将分解器输出信号102转换成数字角度数据的分解器数字转换器(RDC)。正如在大多数微计算机中的情况那样，这里提供多个A/D转换电路使得可以处理多个信号的A/D转换。 分解器数字转换器(RDC)取决于配置可以是外部部件，或者可以由A/D转换电路(ADC)之
一替代。切换控制电路115和116利用例如脉宽调制电路(PWM)来配置，并且具有在CPU 110的控制之下输出具有所需相位和频率的多个脉冲信号的功能。PWM 115被用于生成切换控制信号U、V和W以及相应逆变的切换控制信号UB、VB和WB。切换控制信号的信号波形和输出定时最佳地由CPU 110对应于驱动控制的时间以及再生控制的时间来控制。在图1中，同步发电机(GNR)200是三相交流生成型的发电机，其使用用于生成旋转磁场的永久磁铁并具有用于生成固定磁场的U相绕组、V相绕组和W相绕组的三相线圈。 同步发电机200的基本结构与同步电动机100的基本结构相同。在图1中，IU、IV和IW分别指U相绕组的电流信号、V相绕组的电流信号和W相绕组的电流信号。旋转角度传感器 201检测同步发电机的转子轴的旋转角度，并且尽管并不特别限制，但该旋转角度传感器 201由可变磁阻(VR)型分解器(RD)组成，该可变磁阻型分解器使用交流磁场检测旋转角度。旋转角度传感器201输出由转子的旋转角度的正弦波调制的信号以及由转子的旋转角度的余弦波调制的信号作为分解器输出信号(感测输出)202。动力模块(PMDL) 203利用切换电路来配置以用作整流器，当使用同步发电机200生成电时，将三相交流信号IU、IV和 IW转换成直流信号并将其供给到电池(未示出)。在动力模块203的用于整流操作的切换控制中，尽管并不特别限制，但使用切换控制信号U、V和W以及逆变的切换控制信号UB、VB 禾口 WB0微计算机204通过输入同步发电机200的电流信号IV和IW以及来自旋转角度传感器201的分解器输出信号202来执行动力生成控制以控制同步发电机200的动力生成， 并且当在待由微计算机104执行的同步电动机100的控制功能中发生故障时执行恢复控制。尽管并不特别限制，但微计算机204通过在如单晶硅的半导体衬底上的互补MOS IC的制造技术来形成。微计算机204包括执行程序的中央处理单元(CPU) 210 ；包括存储由CPU 210执行的程序的ROM和用于CPU 210的工作区域等的RAM的存储器(MRY)211 ；定时计数器 (TMCUT) 212 ；与外部通信的通信接口电路(EXIF) 213 ；以及特别是转换电路(ADC，RDC) 214 和用于控制同步发电机200的切换控制电路(PWM)215和216。这些组件借助于例如内部总线217的接口彼此耦合。转换电路214包括将电流信号IV和IW等转换成数字信号的A/D转换电路(ADC) 以及将分解器输出信号202转换成数字角度数据的分解器数字转换器(RDC)。正如在大多数微计算机中的情况那样，这里提供多个A/D转换电路使得可以处理多个信号的A/D转换。 分解器数字转换器(RDC)取决于配置可以是外部部件，或者可以由A/D转换电路(ADC)之
一替代。切换控制电路215和216利用例如脉宽调制电路(PWM)来配置，并且具有在CPU 210的控制之下输出具有所需相位和频率的多个脉冲信号的功能。PWM 215被用于生成切换控制信号U、V和W以及相应逆变的切换控制信号UB、VB和WB。切换控制信号的信号波形和输出定时最佳地由CPU 210对应于动力生成控制的时间以及恢复控制的时间来控制。微计算机104和204通过经由外部通信路径300进行通信来交换必要信息，该外部通信路径300由诸如CAN(控制器局域网络)之类的车载LAN组成。《同步电动机的驱动控制和再生控制》当同步电动机的驱动命令对应于车辆的加速器操作等而从外部供给到CPU 110 时，CPU 110根据该命令的指令生成转矩命令或电流命令。当供给驱动命令时，动力模块 103的电流方向控制为从电池到同步电动机100的方向。就来自接收分解器输出信号102 的分解器数字转换器(RDC)的数字角度数据而言，CPU 110识别同步电动机100的旋转角度，并且就通过A/D转换电路(ADC)的电流信号IV和IW的反馈而言，还将输出电流值识别为电流命令(或转矩命令)。基于识别结果，CPU 110控制PWM 115来输出具有所需相位和频率的切换控制信号U、V和W以及逆变的切换控制信号UB、VB和WB。三相交流信号IU、IV 和IW通过动力模块103的逆变器操作而供给到同步电动机110，并且同步电动机100的驱动控制得以执行。当对应于车辆的制动器操作等从外部向CPU 110供给同步电动机的再生命令时， CPU 110根据该命令的指令生成再生转矩命令或再生电流命令。当供给再生命令时，动力模块103的电流方向被控制为从同步电动机100到电池的方向。就来自接收分解器输出信号 102的转换电路114的分解器数字转换器(RDC)的数字角度数据而言，CPU 110识别在阻尼中的同步电动机100的旋转角度，并且就通过转换电路114的A/D转换电路(ADC)的再生电流信号IV和IW的反馈而言，还将再生电流值识别为再生电流命令(或再生转矩命令)。 基于识别结果，CPU 110控制PWM 115来输出具有所需相位和频率的切换控制信号U、V和W 以及逆变的切换控制信号UB、VB和WB。通过动力模块103的整流操作，三相交流信号IU、 IV和IW转换成直流信号并供给到电池。《同步发电机的动力生成控制》当同步发电机的动力生成命令从外部供给到CPU 210时，CPU210根据该命令的指令生成动力生成转矩命令或动力生成电流命令。当供给动力生成命令时，将动力模块203 的电流方向控制为从同步发电机200到电池的方向。就来自接收分解器输出信号202的转换电路214的分解器数字转换器(RDC)的数字角度数据而言，CPU 210识别同步电动机200的旋转角度，并且就通过转换电路214的A/D转换电路(ADC)的动力生成电流信号IV和IW 的反馈而言，还将动力生成电流值识别为动力生成电流命令(或动力生成转矩命令)。基于识别结果，CPU 210控制PWM 215来输出具有所需相位和频率的切换控制信号U、V和W以及逆变的切换控制信号UB、VB和WB。通过动力模块203的整流操作，三相交流信号IU、IV 和IW转换成直流信号并供给到电池。《恢复控制的模式》对图1所示动力驱动控制设备中控制功能的故障的恢复控制模式如下。作为对同步电动机100的驱动控制功能中的恢复目标的故障包括通过转换电路 114的ADC对电流信号IV和IW的转换故障、通过转换电路114的RDC将分解器输出信号 102转换成数字角度数据的转换故障、PWM 115的故障以及CPU 110的故障。恢复方法是通过微计算机204替代故障范围、通过微计算机204替代全部以及通过微计算机104本身的保留资源进行替代。当这种故障发生时，电动车无法再行驶，并且如果引擎驱动的行驶不可实施，则混合动力车也无法运行。为了避免这种情形，如果电动机驱动控制不够平稳但刚好可以驱动电动机，则根据本发明的恢复处理可以达到该目的，确保作为应急措施通过其本身移动到可以接受维修服务的地方。作为对同步发电机200的动力生成控制功能中的恢复目标的故障包括通过转换电路214的ADC对电流信号IV和IW的转换故障、通过转换电路214的RDC将分解器输出信号202转换成数字角度数据的转换故障、PWM 216的故障以及CPU 210的故障。恢复方法是通过微计算机104替代故障范围、通过微计算机104替代全部以及通过微计算机204本身的保留资源进行替代。当这种故障发生时，在电池充电是驱动所紧急必需的情形之下，它变得不能够对电池充电。因此，如果对同步发电机的动力生成控制不够平稳但刚好可以执行电池充电，则根据本发明的恢复处理可以达到该目的。当多种替代处理可用于同一故障时，将选择哪一种可以预先通过CPU的操作程序来确定。因此，必需预先判定用于在同步电动机100的控制侧与同步发电机200的控制侧之间的替代的冗余连接关系。以下逐一说明在恢复控制中的控制内容。在下面，第1至4项描述其中在微计算机104侧上发生故障的情况，而第5至8项描述其中在微计算机204侧上发生故障的情况。《1.在故障范围内恢复驱动控制中的电流信号IV和IW的转换故障》当发生转换电路114的ADC无法执行从同步电动机100反馈的电流信号IV和IW 的转换的故障时，微计算机104的转换电路114中ADC的转换操作由微计算机204的转换电路214中ADC的转换操作所替代。也就是，微计算机204的转换电路214从路径PASl接收电流信号IV和IW，CPU 210将由ADC转换的数字数据从外部通信接口电路213传送到微计算机104，并且微计算机104的CPUllO接收该数字数据并将其用于电动机的驱动控制。 由于微计算机204就只是根据CPU 210的操作程序接受电流信号IV和IW并且只是执行算术处理，所以待代替执行的控制处理的实现是容易的。当微计算机104本身执行转换电路114的ADC的故障检测时，通过在CPU 110使用电流信号IV和IW执行的反馈控制中调查其中检测值大大偏离目标值的状态来检测故障，或者通过采用多个ADC之一作为具有低采样频率的辅ADC来检测主ADC的故障。微计算机104必须通知微计算机204有关故障发生的检测结果。以这种方式，通过利用微计算机104原始具有的功能，如用于使CPU 110确定同步电动机100的固定绕组的电流信号IV 和IW是否如作为同步电动机100的驱动命令的电流命令或转矩命令所期望的那样，可以容易地检测对同步电动机100的固定绕组的电流信号IV和IW的不可识别故障。接收检测结果的微计算机204可以避免检测有关故障的负担。当微计算机204用于转换电路114的ADC的故障检测时，微计算机204的多个ADC 之一用作具有低采样频率的辅ADC，并且将转换结果定期地通知给微计算机104。本机制在没有可用的ADC用作微计算机104中的辅ADC时是有效的。当出现转换电路114的ADC无法执行从同步电动机100反馈的电流信号IV和IW 的转换的故障时，如果转换电路114具有多个ADC，则可以通过切换成由另一 ADC进行转换来执行恢复。同样在这种情况下，可以通过如上所述相同的方式检测故障。《2.在故障范围内恢复在驱动控制中对分解器数字角度数据的转换故障》当检测到在转换电路114的RDC中存在对来自同步电动机100的旋转角度传感器 101的分解器输出信号102的转换故障时，作为对通过微计算机104的转换电路114的RDC 进行转换的替代，转换电路114中的空闲ADC输入同步电动机100的电流信号IV和IW并将它们转换成数字数据，并且CPU 110基于数字数据估计电动机的旋转位置。因此，执行同步电动机的驱动控制。即使不可能基于来自同步电动机100的旋转角度传感器101的分解器输出信号102来执行高精度旋转角度控制，也可以通过使用电流信号IV和IW，由作为现有控制的无传感器驱动来容易地执行同步电动机的驱动控制。当在转换电路114中不存在空闲ADC时，第二微计算机204的转换电路214的ADC 从路径PASl输入同步电动机100的电流信号IV和IW并将它们转换成数字数据，微计算机 104经由通信路径300接收转换结果，并且CPU 110基于数字数据估计电动机的旋转位置。 因此，可以执行同步电动机的驱动控制。此时，使用微计算机204的转换电路214的RDC转换同步电动机100的分解器输出信号102并不是最好的策略。也就是，即使第二微计算机 204试图直接利用分解器输出信号102，分解器输出信号102的传送通道的缆线延伸长度也变得太长，从而将分解器输出信号102转换成旋转角度的RDC将受到输入处寄生电容的显著影响，并且转换精度有可能明显下降。因此，没有实效性。转换电路114的RDC的转换故障可以通过利用CPU 110分析转换电路114的ADC 的转换结果，或者通过同时使用转换电路114中的RDC的断开检测功能，进而通过在CPU 110使用RDC的输出等执行的反馈控制中调查其中检测值大大偏离目标值的状态来检测。《3.通过微计算机204的整体恢复除了CPU 110之外的微计算机104的故障》在指定给PMDL 103的控制的PWM 115的故障、电流信号IV和IW的转换故障以及分解器数字角度数据的转换故障中的任一个故障中，可以通过微计算机204的整体恢复待由微计算机104执行的同步电动机的驱动控制。例如，当检测到在转换电路114的RDC中存在对来自同步电动机100的旋转角度传感器101的分解器输出信号102的转换故障时，作为对通过微计算机104的转换电路114 的RDC进行转换的替代，微计算机204的转换电路214的ADC从路径PASl输入同步电动机 100的电流信号IV和IW并将它们转换成数字数据，并且CPU 210基于转换结果估计电动机100的旋转位置和速度。因此，使用PWM216通过路径PAS2执行同步电动机100的驱动控制。在这种情况下，当微计算机104检测到有关故障时，微计算机104本身停止同步电动机100的驱动控制。当微计算机204检测到有关故障时，微计算机204必须通知微计算机 104停止同步电动机100的驱动控制。当在微计算机104中的CPU 110之外的故障的情况下利用微计算机204替代整个电动机驱动处理时，恢复与上述的恢复完全相同。特别地，PWM 115的故障可以利用定时计数器112基于信号U、V、W、UB、VB和WB的波形异常来检测，或者可以通过CPU 110对PWM 115的反馈控制是否大大偏离期望值来确定。《4.通过微计算机204的整体恢复CPU110的故障》当在CPU 110中发生了故障时，待由微计算机104执行的同步电动机的驱动控制必须通过微计算机204的整体来恢复，正如上述情况那样。然而，由于不可能期望微计算机104执行故障的检测，所以必需通过微计算机204 执行故障的检测。例如，CPU 210通过通信路径300执行向CPU 110的定期传输，并可以通过是否存在对该传输的正常响应来检测故障。当CPU 110中出现故障时，转换电路114以及PWM 115和116的输出变得不确定并且引起误动作。因此，必需将具有故障的微计算机110的输出强制地设定成高输出阻抗状态。例如，如图2所示，所必需的只是采用其中提供用于将微计算机110的输出从外部控制为高输出阻抗状态的特定外部端子400的配置，并且当微计算机204检测到微计算机104 的故障时通过信号301启用外部端子400。备选地，如图3所示，所必需的只是采用设置有类似于看门狗定时器的功能的复位电路(RESIC)401。该复位电路具有当在定时器计数值数完之前接收到来自微计算机104的响应时将定时器计数值初始化的功能以及当在定时器计数值数完之前没有接收到来自微计算机104的响应时通过复位信号RES#1向微计算机 104提供有关于保持状态的复位指令的功能。在相反侧上，可以通过微计算机204向复位电路401发出复位取消。类似地，同样对于微计算机204，复位电路401设置有当在定时器计数值数完之前接收到来自微计算机204的响应时将定时器计数值初始化的功能以及当在定时器计数值数完之前没有接收到来自微计算机204的响应时通过复位信号RES#2向微计算机204提供有关于保持状态的复位指令的功能。在相反侧上，可以通过微计算机104向复位电路401发出复位取消。当微计算机104不具有响应于来自微计算机204的指令将输出控制为高阻抗状态的功能时，优选地通过复位电路401采用本措施。除了上述之外，当在CPU 110中发生故障时的恢复处理执行如下。也就是，当检测到有关故障时，作为对通过微计算机104的转换电路114的RDC进行转换的替代，第二微计算机204的转换电路214的ADC从路径PASl输入同步电动机100的电流信号IV和IW并且将它们转换成数字数据，并且CPU 210基于转换结果估计电动机100的旋转位置和速度。 因此，使用PWM 216通过路径PAS2执行同步电动机100的驱动控制。《5.在故障范围内恢复在动力生成控制中的电流信号IV和IW的转换故障》当存在转换电路214的ADC无法执行从同步发电机200反馈的电流信号IV和IW 的转换的故障时，微计算机204的转换电路214中的ADC的转换操作由微计算机104的转换电路114中的ADC的转换操作替代。也就是，微计算机104的转换电路114从路径PAS3 接收电流信号IV和IW，CPU 110从外部通信接口电路113向微计算机204传送由ADC转换的数字数据，并且微计算机204的CPU 210接收该数字数据并将其用于同步发电机的动力生成控制。由于微计算机104就只是根据CPU 110的操作程序接受电流信号IV和IW并且
25只是执行算术处理，所以待代替执行的控制处理的实现是容易的。当微计算机204本身执行转换电路214的ADC的故障检测时，通过在CPU 210使用电流信号IV和IW执行的反馈控制中调查其中检测值大大偏离目标值的状态来检测故障，或者通过采用多个ADC之一作为具有低采样频率的辅ADC来检测主ADC的故障。微计算机204必须通知微计算机104有关故障发生的检测结果。以这种方式，通过利用微计算机204原始具有的功能，如用于使CPU 210确定同步发电机200的固定绕组的电流信号IV 和IW是否如作为同步发电机200的驱动命令的电流命令或转矩命令期望的那样，可以容易地检测对同步发电机200的固定绕组的电流信号IV和IW的不可识别故障。接收检测结果的微计算机104可以避免检测有关故障的负担。当微计算机104用于转换电路214的ADC的故障检测时，将微计算机104的多个 ADC之一用作具有低采样频率的辅ADC，并且将转换结果定期地通知给微计算机204。本机制在微计算机204中没有可用的ADC用作辅ADC时是有效的。当发生转换电路214的ADC无法执行从同步发电机200反馈的电流信号IV和IW 的转换的故障时，如果转换电路214具有多个ADC，则可以通过切换成由另一 ADC进行转换来执行恢复。同样在这种情况下，可以通过与上述相同的方式检测故障。《6.在故障范围内恢复在动力生成控制中对分解器数字角度数据的转换故障》当检测到在转换电路214的RDC中存在对来自同步发电机200的旋转角度传感器 201的分解器输出信号202的转换故障时，作为对通过微计算机204的转换电路214的RDC 进行转换的替代，转换电路214中的空闲ADC输入同步发电机200的电流信号IV和IW并将它们转换成数字数据，并且CPU 210基于数字数据估计发电机的旋转位置。因此，执行同步发电机的动力生成控制。即使不可能基于来自同步发电机200的旋转角度传感器201的分解器输出信号202执行高精度旋转角度控制，也可以通过使用电流信号IV和IW，由作为现有控制的无传感器驱动容易地执行同步发电机的驱动控制。当在转换电路214中不存在空闲ADC时，微计算机104的转换电路114的ADC从路径PAS3输入同步发电机200的电流信号IV和IW并将它们转换成数字数据，微计算机204 经由通信路径300接收转换结果，并且CPU 210基于数字数据估计发电机的旋转位置。因此，可以执行同步电动机的动力生成控制。此时，使用微计算机104的转换电路114的RDC 转换同步发电机200的分解器输出信号202并不是最好的策略。也就是，即使微计算机104 试图直接利用分解器输出信号202，分解器输出信号202的传送通道的缆线延伸长度也变得太长，从而将分解器输出信号202转换成旋转角度的RDC将受到输入处寄生电容的显著影响，并且转换精度有可能明显下降。因此没有实效性。可以通过利用CPU 210分析转换电路214的ADC的转换结果或者通过同时使用转换电路214中的RDC的断开检测功能，进而通过在CPU 210使用RDC的输出执行的反馈控制中调查其中检测值大大偏离目标值的状态来检测转换电路214的RDC的转换故障。《7.通过微计算机104的整体来恢复除了CPU 210之外的微计算机204的故障》在指定给PMDL 203的控制的PWM 215的故障、电流信号IV和IW的转换故障以及分解器数字角度数据的转换故障中的任何一个故障中，可以通过微计算机104的整体来恢复待由微计算机204执行的同步发电机的动力生成控制。例如，当检测到在转换电路214的RDC中存在对来自同步发电机200的旋转角度传感器201的分解器输出信号202的转换故障时，作为对通过微计算机204的转换电路214 的RDC进行转换的替代，微计算机104的转换电路114的ADC从路径PAS3输入同步发电机 200的电流信号IV和IW并将它们转换成数字数据，并且CPU 110基于转换结果估计发电机200的旋转位置和速度。因此，使用PWMl 16通过路径PAS4执行同步发电机200的驱动控制。在这种情况下，当微计算机204检测到有关故障时，微计算机204本身停止同步发电机200的驱动控制。当微计算机104检测到有关故障时，微计算机104必须通知微计算机 204停止同步发电机200的驱动控制。当在微计算机204中除了 CPU 210之外的故障的情况下利用微计算机104替代整个动力生成控制处理时，恢复与上述恢复完全相同。特别地，PWM 215的故障可以使用定时计数器212基于信号U、V、W、UB、VB和WB的波形异常来检测，或者可以通过由CPU 210对 PWM 215的反馈控制是否大大偏离期望值来确定。《8.通过微计算机104的整体来恢复CPU210的故障》当在CPU 210中发生故障时，待由微计算机204执行的同步发电机的动力生成控制必须通过微计算机104的整体来恢复，正如上述情况中那样。然而，由于不可能期望微计算机204执行故障的检测，所以必需通过微计算机104 执行故障的检测。例如，CPU 110通过通信路径300执行对CPU 210的定期传输，并且可以通过是否存在对该传输的正常响应来检测故障。当在CPU 210中发生故障时，转换电路214以及PWM 215和216的输出变得不确定并且引起误动作。因此，必需将具有故障的微计算机210的输出强制性地设定成高输出阻抗状态。例如，所必需的只是采用其中提供用于将微计算机210的输出从外部控制成高输出阻抗状态的特定外部端子(未示出)的配置，并且当微计算机204检测到微计算机104 的故障时启用有关外部端子。备选地，可以使用复位电路(RESIC)401的复位信号RES#2。除了上述之外，当在CPU 210中发生故障时的恢复处理执行如下。也就是，当检测到有关故障时，作为对通过微计算机204的转换电路214的RDC进行转换的替代，微计算机 104的转换电路114的ADC从路径PAS3输入同步发电机200的电流信号IV和IW并将它们转换成数字数据，并且CPU 110基于转换结果估计发电机200的旋转位置和速度。因此，使用PWM 116通过路径PAS4执行同步发电机200的驱动控制。《驱动控制和动力生成控制的操作时序》图4示出了同步电动机100的驱动控制和同步发电机200的动力生成控制的操作时序。“M侧”图示了同步电动机100的驱动控制时序，“G侧”图示了同步发电机200的动力生成控制时序。“电流F/B”是指同步电动机100的电流信号IV和IW，“位置F/B”是指同步电动机100的分解器输出信号102。“电动机操作”是指由用于同步电动机100的微计算机104进行的驱动控制操作，“发电机操作”是指由用于同步发电机200的微计算机204进行的动力生成控制操作。尽管并不特别限制，但假定响应于加速命令，由微计算机104使用定时器中断来重复同步电动机100的驱动控制。类似地，假定响应于动力生成命令，由微计算机204使用定时器中断来重复同步发电机204的动力生成控制。如图4所示，对应于车的操作状况，根据定时器中断独立地执行同步电动机100的驱动控制和同步发电机200的动力生成控制。图5图示了其中当用于执行同步电动机100的驱动控制的微计算机104具有故障时通过微计算机204代替执行待由微计算机104执行的全部电动机驱动功能的控制时序。 如图5所示，例如，微计算机204在动力生成控制的暂停时段中执行同步电动机100的驱动控制。由于微计算机204通过如上所述使用电流信号IV和IW的A/D转换数据的无传感器驱动执行同步电动机100的驱动控制，所以与其中使用分解器数字转换信号的情况相比处理时间变得更长。同样在此观点中，电动机的旋转性能与在微计算机104的正常控制之下的旋转性能相比更差。然而，作为可能的应急措施驱动电动机是足够的，并且基本没有问题。图6和图7示出了当使用微计算机的冗余资源来恢复用于执行同步电动机100的驱动控制的微计算机104的故障时的微计算机104的控制流程。图6假定转换电路114的 ADC对电流信号IV和IW的转换故障作出响应。图7假定转换电路114的RDC对分解器信号102的分解器数字转换故障作出响应。图6和图7所示的基本控制流程是响应于电动机驱动控制的一个定时器中断的处理。微计算机104的驱动控制包括通过ADC对电流F/B的A/D转换(Si)、通过RDC对位置 F/B的分解器数字转换(S2)、使用步骤Sl和步骤S2的结果的用于电动机控制的CPU操作 (S3)以及基于CPU操作结果对PWM 115的设置(S4)。在图6的情况中，执行M侧故障确定中断处理，微计算机104确定对同步电动机 100的电流信号IV和IW的A/D转换结果是否几乎等于(并不大大偏离)通过辅ADC得到的A/D转换结果(或使用在G侧上的微计算机204的ADC的转换结果)(SlO)。当它们几乎相等时，微计算机104确定有关ADC正常，否则微计算机104确定有关ADC故障并将ADC故障标志设定为“ADC故障”的确定结果(Sll)。在M侧电动机控制中断处理的A/D转换处理(Si)中，参照ADC故障标志确定是否存在ADC异常(S20)。如果没有发现异常，则使用然后测量的A/D转换值(S21)。如果发现异常，则使用通过辅ADC获得的转换结果或通过使用在G侧上的微计算机204的ADC获得的转换电路(S22)。在图6中，M侧故障确定中断处理的处理内容可以在A/D转换处理(Si) 中执行。而且优选地，根据M侧故障确定中断处理作出的ADC异常的确定结果，微计算机 204可以执行整体恢复处理。在图7的情况中，执行M侧故障确定中断处理，微计算机104使用在同步电动机 100侧上对分解器输出信号102的A/D转换结果(或使用G侧上的微计算机204的ADC进行的转换结果)，计算用于无传感器驱动的位置操作值(在无传感器状况下的操作值)(S30)。 微计算机104确定所计算的无传感器操作值是否几乎等于(并不大大偏离)通过分解器数字转换器(RDC)的转换结果(位置F/B值)(S31)。当它们几乎相等时，微计算机104确定有关RDC正常，否则微计算机104确定有关RDC故障(位置F/B异常)并且将RDC故障标志设定为“位置F/B异常”的确定结果(S32)。在M侧电动机控制中断处理的分解器数字转换处理(S2)中，参照RDC故障标志确定是否存在RDC异常(S40)。如果没有发现异常，则使用然后测量的RDC转换值(S41)。如果发现异常，则使用无传感器驱动的操作结果(S42)。在图7中，M侧故障确定中断处理的处理内容可以在分解器数字转换处理(S》中执行。同样优选地，根据M侧故障确定中断处理作出的RDC异常的确定结果，微计算机204可以执行整体恢复处理。图8示出了当用于执行同步电动机100的驱动控制的微计算机104具有CPU故障并且通过微计算机204代替执行待由微计算机104执行的全部电动机驱动控制时的微计算机204的控制流程。在图8所示的G侧通信中断处理中，微计算机204经由通信路径300与微计算机 104通信(S50)，并且确定是否存在所期望的响应(S51)。当存在期望的响应时，确定微计算机104正常，否则确定微计算机104故障，并且通过图2的信号301将微计算机104的输出控制为高阻抗状态(S52)。当发生异常终止时，响应于加速命令，系统移至G侧恢复中断处理，并且微计算机 204执行电动机100的驱动控制。该控制包括通过转换电路214的ADC对电动机100侧上的电流F/B的A/D转换(S61)、通过电动机100侧上的电流F/B对用于无传感器驱动的旋转角度的计算(S62)、使用步骤S61和步骤S62的结果的用于电动机控制的CPU操作(S63) 以及基于CPU操作结果对PWM 115的设置(S64)。图9示出了当用于执行同步电动机100的驱动控制的微计算机104具有PWM故障并且由微计算机204代替执行待由微计算机104执行的电动机驱动控制时的微计算机204 的控制流程。在图9所示的M侧测量中断处理中，微计算机104的CPU 110测量PWM 115的输出切换控制信号的波形(S70)并确定所测量的波形是否是期望波形(S71)。当所测量的波形是期望波形时，该处理正常终止。否则，CPU 110将PWM 115的输出控制为高阻抗状态，并且经由通信路径300通知微计算机204PWM故障(S7》。在接收到该通知时，微计算机204响应于加速命令移至G侧恢复中断处理，并且微计算机204执行电动机100的驱动控制。该控制与图8所示相同。尽管未特别示出，但当同步发电机的动力生成控制功能故障并且通过使用同步电动机的驱动控制机制恢复故障时，处理与上述相同。(实施例2)《单微计算机系统》图10示出了针对通过一个微计算机控制同步电动机和同步发电机的情况的实施例。图10与图1的不同之处在于，将图1所示的微计算机104和204集成到单个芯片中作为一个微计算机500。微计算机500包括CPU 501, MRY 502, EXIF 503和PWM 504，这些部件分别是从两个微计算机104和204的对应部分合并在一起的。微计算机500包括与在两个微计算机104和204中所示相同的其它电路模块。存储器502存储待用于同步电动机 100的控制和同步发电机200的控制的程序。CPU 501执行同步电动机100的控制和同步发电机200的控制。图10所示的系统配置产生与图1所示系统配置基本相同的工作效果。 作为区别，如上所述利用微计算机204替代具有故障的微计算机104是不可能的。恢复处理限于使用设置在微计算机500内部的冗余资源。除了本区别之外，只要CPU 501不具有故障，微计算机500中对同步电动机100的驱动控制功能的故障就可以以与上述相同的方式来恢复。当使用通过多个CPU配置的单芯片微计算机时，并且当指定给同步电动机100的驱动控制的第一 CPU具有故障时，通过指定给同步发电机的动力生成控制的第二 CPU代替执行第一CPU的驱动控制功能是可能的。除了在一个半导体衬底之上实现该配置之外，这种配置基本与实施例1中的相同。
如上面的说明所澄清的那样，在设置有电动机控制功能和发电机控制功能的系统中，通过一侧的控制功能恢复另一侧的故障是可能的。在恢复之后的控制中，当最优先考虑行驶时，对电动机驱动控制而不是对发电机控制给予优先级。当发生电池短缺(如果没有给予发电机的动力生成优先级，则行驶本身变得不可实施)时，也可以对发电机的动力生成给予高优先级而对用于行驶的电动机驱动的恢复操作给予低优先级。由于这是故障时的应急措施，所以不对提高旋转频率或平稳驱动给予优先级。在当电动机控制功能和发电机控制功能之一具有故障并且另一个执行该故障的恢复时的控制中，参考从汽车导航系统等获得的信息以及当前在电池中存储的电能，通过考虑离可以接受维修服务的地方的距离以及地理特征信息，确定应当将优先级给予电动机驱动控制和发电机驱动控制中的哪一个。例如，在行驶在山顶上时将优先级给予电动机驱动控制，而在向下的斜坡上时将优先级给予发电机驱动控制。甚至通常未用于电动机控制的微计算机的功能也可以通过时间共享控制或者通过释放控制时段来转向电动机驱动控制。在这种情况下，其它控制将具有更低有效性但可以通过降低驱动速度等来支持。在混合动力车中，尽管无法期望如电动车中那样的效果，但只要涉及有效性本发明就有效。在混合动力车的恢复操作中，可以将引擎视为对象。如上所述，已经基于各种实施例具体说明了由本发明人所完成的本发明。然而，无需过分强调的是，本发明并不限于这些实施例，而是可以在不偏离本发明精神的范围中进行各种改变。例如，本发明的申请并不限于电动车或混合动力车，而是本发明可以应用于安装柴油引擎和电动机的混合有轨车等。微计算机在内部具有的外围电路并不限于上述那些而是可以适当地改变。用于执行电动机控制的第一控制器和用于执行发电机控制的第二控制器并不限于单芯片微计算机或多芯片微计算机。执行逆变器操作和整流操作的切换电路的切换控制并不限于通过使用CPU和PWM执行的控制，而是可以通过使用专用驱动电路来执行。
权利要求
1.一种动力驱动控制设备，包括第一控制器，可操作为输入同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出，并且可操作为执行用于使所述同步电动机旋转的驱动控制以及用于控制所述同步电动机的动力生成的再生控制；和第二控制器，可操作为输入同步发电机的固定绕组的电流信号以及来自所述同步发电机的旋转角度传感器的感测输出，并且可操作为执行用于控制所述同步发电机的动力生成的动力生成控制，其中，当检测到所述第一控制器在所述同步电动机的驱动控制中具有不可用故障时， 所述第二控制器代替执行待由所述第一控制器执行的全部或部分的驱动控制。
2.根据权利要求1所述的动力驱动控制设备，其中，当在由所述第一控制器执行的所述同步电动机的全部或部分的驱动控制中检测到不可用故障时，所述第二控制器通过输入所述同步电动机的固定绕组的电流信号或来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出以及执行用于使所述同步电动机旋转的驱动控制，来代替执行待由所述第一控制器执行的所述同步电动机的全部驱动控制。
3.根据权利要求1所述的动力驱动控制设备，其中，当在由所述第一控制器执行的所述同步电动机的部分驱动控制中检测到不可用故障时，所述第二控制器代替执行与所述第一控制器中的所述不可用故障相关的控制。
4.根据权利要求1所述的动力驱动控制设备，其中，所述第一控制器和所述第二控制器分别为各自设置有不同CPU的第一微计算机和第二微计算机。
5.根据权利要求4所述的动力驱动控制设备，其中，当检测到所述第一微计算机具有对所述同步电动机的固定绕组的电流信号的不可识别故障时，所述第二微计算机代替执行待由所述第一微计算机执行的所述同步电动机的驱动控制之中的用以识别所述同步电动机的固定绕组的电流信号的处理。
6.根据权利要求5所述的动力驱动控制设备，其中，所述第一微计算机检测对所述同步电动机的固定绕组的电流信号的不可识别故障，并且向所述第二微计算机通知有关故障的检测结果。
7.根据权利要求5所述的动力驱动控制设备，其中，所述第二微计算机识别所述同步电动机的固定绕组的电流信号并且接着将识别结果返回给所述第一微计算机。
8.根据权利要求4所述的动力驱动控制设备，其中，当检测到所述第一微计算机具有对来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出的不可识别故障时，代替执行所述同步电动机的驱动控制的所述第一微计算机，所述第二微计算机通过识别所述同步电动机的固定绕组的电流信号以及估计所述同步电动机的旋转位置和速度来执行所述同步电动机的驱动控制。
9.根据权利要求8所述的动力驱动控制设备，其中，所述第一微计算机检测对来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出的不可识别故障，并且向所述第二微计算机通知有关故障的检测结果。
10.根据权利要求4所述的动力驱动控制设备，其中，当检测到所述第一微计算机具有CPU的故障时，代替执行所述同步电动机的驱动控制的所述第一微计算机，所述第二微计算机通过识别所述同步电动机的固定绕组的电流信号以及估计所述同步电动机的旋转位置和速度来执行所述同步电动机的驱动控制。
11.根据权利要求10所述的动力驱动控制设备，其中，当所述第二微计算机的CPU通过执行与所述第一微计算机的CPU的定期通信而检测通信故障状态时，所述第二微计算机提供用以将所述第一微计算机的输出设定成高阻抗状态的指令。
12.根据权利要求10所述的动力驱动控制设备，还包括复位电路，可操作为当在定时器计数值数完之前接收到来自所述第一微计算机的响应时将所述定时器计数值初始化，并且可操作为当在所述定时器计数值数完之前没有接收到来自所述第一微计算机的响应时向有关的所述第一微计算机提供保持所述状态的复位指令。
13.根据权利要求2所述的动力驱动控制设备，其中，所述第一微计算机包括第一 A/D转换电路，可操作为输入所述同步电动机的固定绕组的电流信号以及将所输入的电流信号转换成数字信号；第一角度转换电路，可操作为输入来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出以及将所输入的感测输出转换成角度数据；第一脉冲生成电路，可操作为响应于所述同步电动机的驱动命令来生成用于逆变器切换操作的逆变器切换控制信号，并且可操作为响应于所述同步电动机的再生命令来生成用于整流器切换操作的整流器切换控制信号，所述逆变器切换控制信号和所述整流器切换控制信号被生成用于第一切换电路，所述第一切换电路执行所述逆变器切换操作以生成对所述同步电动机的固定绕组的驱动电流，并且执行所述整流器切换操作以对来自所述同步电动机的固定绕组的再生电流进行整流；以及第一 CPU，可操作为通过输入来自所述第一 A/D转换电路和所述第一角度转换电路的输出以及通过响应于所述驱动命令向所述第一切换电路输出来自所述第一脉冲生成电路的所述逆变器切换控制信号来执行所述同步电动机的驱动控制，并且可操作为通过响应于所述再生命令向所述第一切换电路输出来自所述第一脉冲生成电路的所述整流器切换控制信号来执行所述同步电动机的再生控制，其中，所述第二微计算机包括第二 A/D转换电路，可操作为输入所述同步发电机的电流信号以及将所输入的电流信号转换成数字信号；第二角度转换电路，可操作为输入来自所述同步发电机的旋转角度传感器的感测输出以及将所输入的感测输出转换成角度数据；第二脉冲生成电路，可操作为响应于所述同步发电机的动力生成命令来生成用于所述整流器切换操作的整流器切换控制信号，所述整流器切换控制信号被生成用于第二切换电路，所述第二切换电路执行所述整流器切换操作以对来自所述同步发电机的固定绕组的电流进行整流；以及第二 CPU，可操作为通过输入来自所述第二 A/D转换电路和所述第二角度转换电路的输出以及通过响应于所述动力生成命令向所述第二切换电路输出来自所述第二脉冲生成电路的所述整流器切换控制信号来执行所述同步发电机的动力生成控制，其中，当检测到所述第一 A/D转换电路、所述第一脉冲生成电路或所述第一 CPU的故障时，所述第二 A/D转换电路响应于所述驱动命令输入所述同步电动机的固定绕组的电流信号并将所输入的电流信号转换成数字信号，所述第二 CPU基于由所述第二 A/D转换电路转换的所述数字信号估计所述同步电动机的旋转位置和速度，并且在所述第二脉冲生成电路使所述切换电路执行所述逆变器切换操作的情况下执行所述同步电动机的驱动控制。
14.根据权利要求4所述的动力驱动控制设备，其中，所述第一控制器和所述第二控制器是一个微计算机，该微计算机共享CPU并且包括用于所述第一控制器的第一外围电路和用于所述第二控制器的第二外围电路。
15.根据权利要求14所述的动力驱动控制设备，其中，当检测到所述第一外围电路具有对所述反馈信号的不可识别故障时，在待通过使用所述第一外围电路执行的所述同步电动机的驱动控制之中，所述CPU通过代替使用所述第二外围电路来执行所述同步电动机的固定绕组的电流信号的识别。
16.根据权利要求14所述的动力驱动控制设备，其中，当检测到所述第一外围电路具有对来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出的不可识别故障时，代替待通过使用所述第一外围电路执行的所述同步电动机的驱动控制，所述CPU通过使用所述第二外围电路识别所述同步电动机的固定绕组的电流信号以及估计所述同步电动机的旋转位置和速度来执行所述同步电动机的驱动控制。
17.根据权利要求14所述的动力驱动控制设备， 其中，所述第一外围电路包括第一 A/D转换电路，可操作为输入所述同步电动机的固定绕组的电流信号以及将所输入的电流信号转换成数字信号；第一角度转换电路，可操作为输入来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出以及将所输入的感测输出转换成角度数据；和第一脉冲生成电路，可操作为响应于所述同步电动机的驱动命令来生成用于所述逆变器切换操作的逆变器切换控制信号，并且可操作为响应于所述同步电动机的再生命令来生成用于所述整流器切换操作的整流器切换控制信号，所述逆变器切换控制信号和所述整流器切换控制信号被生成用于第一切换电路，所述第一切换电路执行所述逆变器切换操作以生成对所述同步电动机的固定绕组的驱动电流，并且执行所述整流器切换操作以对来自所述同步电动机的固定绕组的再生电流进行整流， 其中，所述第二外围电路包括第二 A/D转换电路，可操作为输入来自所述同步发电机的电流信号以及将所输入的电流信号转换成数字信号；第二角度转换电路，可操作为输入来自所述同步发电机的旋转角度传感器的感测输出以及将所输入的感测输出转换成角度数据；和第二脉冲生成电路，可操作为响应于所述同步发电机的动力生成命令来生成用于所述整流器切换操作的整流器切换控制信号，所述整流器切换控制信号被生成用于第二切换电路，所述第二切换电路执行所述整流器切换操作以对来自所述同步发电机的固定绕组的电流进行整流；其中，所述CPU通过输入来自所述第一 A/D转换电路和所述第一角度转换电路的输出以及响应于所述驱动命令向所述第一切换电路输出来自所述第一脉冲生成电路的所述逆变器切换控制信号来执行所述同步电动机的驱动控制，通过响应于所述再生命令向所述第一切换电路输出来自所述第一脉冲生成电路的所述整流器切换控制信号来执行所述同步电动机的再生控制，并且通过输入来自所述第二 A/D转换电路和所述第二角度转换电路的输出以及通过响应于所述动力生成命令向所述第二切换电路输出来自所述第二脉冲生成电路的所述整流器切换控制信号来执行所述同步发电机的动力生成控制，以及其中，当在所述第一 A/D转换电路或所述第一脉冲生成电路中检测到故障时，响应于所述驱动命令，所述第二 A/D转换电路输入所述同步电动机的固定绕组的电流信号并将所输入的电流信号转换成数字信号，并且所述CPU通过基于由所述第二 A/D转换电路转换的所述数字信号估计所述同步电动机的旋转位置和速度，而在所述第二脉冲生成电路使所述切换电路执行所述逆变器切换操作的情况下执行所述同步电动机的驱动控制。
18.一种动力驱动控制设备，包括第一控制器，可操作为输入同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出，并且可操作为执行用于使所述同步电动机旋转的驱动控制以及用于控制所述同步电动机的动力生成的再生控制；和第二控制器，可操作为输入同步发电机的固定绕组的电流信号以及来自所述同步发电机的旋转角度传感器的感测输出，并且可操作为执行用于控制所述同步发电机的动力生成的动力生成控制，其中，所述第一控制器和所述第二控制器分别为各自设置有不同CPU的第一微计算机和第二微计算机，其中，所述第一微计算机包括多路复用的A/D转换电路，所述多路复用的A/D转换电路将所述同步电动机的固定绕组的电流信号转换成数字信号，其中，当主A/D转换电路故障时，辅A/D转换电路切换为使得作为替代并且将所述同步电动机的固定绕组的电流信号转换成数字信号，其中，所述第一微计算机包括角度转换电路，所述角度转换电路输入来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出并将所述感测输出转换成角度数据，以及其中，当所述角度转换电路故障时，所述第一微计算机通过基于所述A/D转换电路将所述同步电动机的固定绕组的电流信号转换成的所述数字信号估计所述同步电动机的旋转位置和速度，来执行所述同步电动机的驱动控制。
19.一种动力设备，包括同步电动机；第一切换电路，可操作为执行逆变器切换操作以生成对所述同步电动机的固定绕组的驱动电流，以及执行整流器切换操作以对来自所述同步电动机的固定绕组的再生电流进行整流；所述同步电动机的旋转角度传感器；第一控制器，可操作为输入所述同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出，可操作为响应于所述同步电动机的驱动命令来向所述第一切换电路输出用于所述逆变器切换操作的逆变器切换控制信号，并且可操作为响应于所述同步电动机的再生命令来向所述第一切换电路输出用于所述整流器切换操作的整流器切换控制信号；同步发电机；第二切换电路，可操作为执行整流器切换操作以对来自所述同步发电机的固定绕组的电流进行整流；所述同步发电机的旋转角度传感器；以及第二控制器，可操作为输入所述同步发电机的旋转角度传感器的感测输出以及来自所述同步发电机的固定绕组的电流信号，并且可操作为响应于所述同步发电机的动力生成命令来向所述第二切换电路输出用于所述整流器切换操作的整流器切换控制信号，其中，当检测到所述第一控制器在所述同步电动机的驱动控制中具有不可用故障时， 所述第二控制器代替执行待由所述第一控制器执行的全部或部分的驱动控制。
20.根据权利要求19所述的动力设备，其中，所述第一控制器和所述第二控制器分别为各自设置有不同CPU的第一微计算机和第二微计算机。
21.根据权利要求20所述的动力设备，其中，当检测到所述第一微计算机具有对所述同步电动机的固定绕组的电流信号的不可识别故障时，所述第二微计算机代替执行待由所述第一微计算机执行的所述同步电动机的驱动控制之中的用以识别所述同步电动机的固定绕组的电流信号的处理。
22.根据权利要求20所述的动力设备，其中，当检测到所述第一微计算机具有对来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出的不可识别故障时，代替执行所述同步电动机的驱动控制的所述第一微计算机，所述第二微计算机通过识别所述同步电动机的固定绕组的电流信号以及估计所述同步电动机的旋转位置和速度来执行所述同步电动机的驱动控制。
23.根据权利要求20所述的动力设备，其中，当检测到所述第一微计算机具有CPU的故障时，代替执行所述同步电动机的驱动控制的所述第一微计算机，所述第二微计算机通过识别所述同步电动机的固定绕组的电流信号以及估计所述同步电动机的旋转位置和速度来执行所述同步电动机的驱动控制。
24.根据权利要求19所述的动力设备，其中，所述第一控制器和所述第二控制器是一个微计算机，该微计算机共享CPU并且包括用于所述第一控制器的第一外围电路和用于所述第二控制器的第二外围电路。
25.一种动力设备，包括同步电动机；第一切换电路，可操作为执行逆变器切换操作以生成对所述同步电动机的固定绕组的驱动电流，以及执行整流器切换操作以对来自所述同步电动机的固定绕组的再生电流进行整流；所述同步电动机的旋转角度传感器；第一控制器，可操作为输入所述同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出，可操作为响应于驱动命令来向所述第一切换电路输出用于所述逆变器切换操作的逆变器切换控制信号，并且可操作为响应于再生命令来向所述第一切换电路输出用于所述整流器切换操作的整流器切换控制信号； 同步发电机；第二切换电路，可操作为执行整流器切换操作以对来自所述同步发电机的固定绕组的电流进行整流；所述同步发电机的旋转角度传感器；以及第二控制器，可操作为输入所述同步发电机的旋转角度传感器的感测输出以及来自所述同步发电机的固定绕组的电流信号，并且可操作为响应于动力生成命令来向所述第二切换电路输出用于所述整流器切换操作的整流器切换控制信号，其中，所述第一控制器和所述第二控制器分别为各自设置有不同CPU的第一微计算机和第二微计算机，其中，所述第一微计算机包括多路复用的A/D转换电路，所述多路复用的A/D转换电路将所述同步电动机的固定绕组的电流信号转换成数字信号，其中，当主A/D转换电路故障时，辅A/D转换电路切换为使得作为替代并且将所述同步电动机的固定绕组的电流信号转换成数字信号，其中，所述第一微计算机包括角度转换电路，所述角度转换电路输入来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出并将所述感测输出转换成角度数据，以及其中，当所述角度转换电路故障时，所述第一微计算机通过基于所述A/D转换电路将所述同步电动机的固定绕组的电流信号转换成的所述数字信号估计所述同步电动机的旋转位置和速度，来执行所述同步电动机的驱动控制。
26.一种动力驱动控制设备，包括第一控制器，可操作为输入同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出，并且可操作为执行用于使所述同步电动机旋转的驱动控制以及用于控制所述同步电动机的动力生成的再生控制；和第二控制器，可操作为输入同步发电机的固定绕组的电流信号以及来自所述同步发电机的旋转角度传感器的感测输出，并且可操作为执行用于控制所述同步发电机的动力生成的动力生成控制，其中，当检测到所述第二控制器在所述同步发电机的动力生成控制中具有不可用故障时，所述第一控制器代替执行待由所述第二控制器执行的所述同步发电机的全部或部分的动力生成控制。
27.一种动力驱动控制设备，包括第一控制器，可操作为输入同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出，并且可操作为执行用于使所述同步电动机旋转的驱动控制以及用于控制所述同步电动机的动力生成的再生控制；和第二控制器，可操作为输入同步发电机的固定绕组的电流信号以及来自所述同步发电机的旋转角度传感器的感测输出，并且可操作为执行用于控制所述同步发电机的动力生成的动力生成控制，其中，所述第一控制器和所述第二控制器分别为各自设置有不同CPU的第一微计算机和第二微计算机，其中，所述第二微计算机包括多路复用的A/D转换电路，所述多路复用的A/D转换电路将所述电流信号转换成数字信号，其中，当主A/D转换电路故障时，辅A/D转换电路切换为使得作为替代并且将所述电流信号转换成数字信号，其中，所述第二微计算机包括角度转换电路，所述角度转换电路输入来自所述同步发电机的旋转角度传感器的感测输出并将所述感测输出转换成角度数据，以及其中，当所述角度转换电路故障时，所述第二微计算机通过基于所述A/D转换电路将所述电流信号转换成的所述数字信号估计所述同步发电机的旋转位置和速度，来执行所述同步发电机的动力生成控制。
28.一种动力设备，包括 同步电动机；第一切换电路，可操作为执行逆变器切换操作以生成对所述同步电动机的固定绕组的驱动电流，以及执行整流器切换操作以对来自所述同步电动机的固定绕组的再生电流进行整流；所述同步电动机的旋转角度传感器；第一控制器，可操作为输入所述同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出，可操作为响应于驱动命令来向所述第一切换电路输出用于所述逆变器切换操作的逆变器切换控制信号，并且可操作为响应于再生命令来向所述第一切换电路输出用于所述整流器切换操作的整流器切换控制信号； 同步发电机；第二切换电路，可操作为执行整流器切换操作以对来自所述同步发电机的固定绕组的电流进行整流；所述同步发电机的旋转角度传感器；以及第二控制器，可操作为输入所述同步发电机的旋转角度传感器的感测信号以及来自所述同步发电机的固定绕组的电流信号，并且可操作为响应于动力生成命令来向所述第二切换电路输出用于所述整流器切换操作的整流器切换控制信号，其中，当检测到所述第二控制器在所述同步发电机的动力生成控制中具有不可用故障时，所述第一控制器代替执行待由所述第二控制器执行的全部或部分的动力生成控制。
29.一种动力设备，包括 同步电动机；第一切换电路，可操作为执行逆变器切换操作以生成对所述同步电动机的固定绕组的驱动电流，以及执行整流器切换操作以对来自所述同步电动机的固定绕组的再生电流进行整流；所述同步电动机的旋转角度传感器；第一控制器，可操作为输入所述同步电动机的固定绕组的电流信号以及来自所述同步电动机的旋转角度传感器的感测输出，可操作为响应于驱动命令来向所述第一切换电路输出用于所述逆变器切换操作的逆变器切换控制信号，并且可操作为响应于再生命令来向所述第一切换电路输出用于所述整流器切换操作的整流器切换控制信号； 同步发电机；第二切换电路，可操作为执行整流器切换操作以对来自所述同步发电机的固定绕组的电流进行整流；所述同步发电机的旋转角度传感器；以及第二控制器，可操作为输入所述同步发电机的旋转角度传感器的感测信号以及来自所述同步发电机的固定绕组的电流信号，并且可操作为响应于动力生成命令来向所述第二切换电路输出用于所述整流器切换操作的整流器切换控制信号，其中，所述第一控制器和所述第二控制器分别为各自设置有不同CPU的第一微计算机和第二微计算机，其中，所述第二微计算机包括多路复用的A/D转换电路，所述多路复用的A/D转换电路将所述同步发电机的固定绕组的电流信号转换成数字信号，其中，当主A/D转换电路故障时，辅A/D转换电路切换为使得作为替代并且将所述同步发电机的固定绕组的电流信号转换成数字信号，其中，所述第二微计算机包括角度转换电路，所述角度转换电路输入来自所述同步发电机的旋转角度传感器的感测输出并将所述感测输出转换成角度数据，以及其中，当所述角度转换电路故障时，所述第二微计算机通过基于所述A/D转换电路将所述同步发电机的固定绕组的电流信号转换成的所述数字信号估计所述同步发电机的旋转位置和速度，来执行所述同步发电机的动力生成控制。
全文摘要
提供动力驱动控制设备和动力设备，其中即使由于控制同步电动机的控制电路的异常而导致同步电动机的驱动变得不可能，也可以利用简单配置作为应急措施容易地执行有关同步电动机的驱动控制。第一控制器和第二控制器中之一的故障通过另一个的配置恢复。第一控制器基于同步电动机的固定绕组的电流信号和来自同步电动机的旋转角度传感器的感测输出来执行同步电动机的旋转驱动控制和再生控制，第二控制器基于同步发电机的固定绕组的电流信号和来自同步发电机的旋转角度传感器的感测输出来执行同步发电机的动力生成控制。由用于控制同步电动机的第一控制器和用于控制同步发电机的第二控制器执行的驱动控制和再生控制(动力生成控制)是紧密联系的控制。
文档编号B60K6/20GK102237837SQ20111011182
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月27日 优先权日2010年4月28日
发明者浅野真弘, 渡边久晃 申请人:瑞萨电子株式会社