交流旋转电机的控制装置的制作方法

文档序号:12838656阅读:186来源:国知局
交流旋转电机的控制装置的制作方法

本发明涉及对例如搭载于电动汽车、混合动力汽车等电动车的驱动用电动机等交流旋转电机进行驱动控制的交流旋转电机的控制装置。



背景技术:

以往的交流旋转电机的控制装置具有功率转换功能,该功率转换功能将由直流电源提供的交流旋转电机驱动用的直流电转换为交流电,或将交流旋转电机产生的交流电转换为直流电源充电用的直流电。为了实现这种功率转换功能,功率转换装置中一般使用桥接连接的mosfet(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)等开关元件。这些开关元件由接收到来自微机等运算处理装置的指令的预驱动器ic所驱动,该预驱动器ic除了开关元件的驱动功能之外,还将开关元件的短路故障检测等多功能进行集成化。即,提出了以下方案:预驱动器ic具备电流检测单元,在预驱动器ic发生故障时,屏蔽该电路部的异常电流部分,且具备对预驱动器电路的输出固定为低电平或高电平以使得预驱动器ic的输出变为非活性的功能。(例如,专利文献1)

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开wo2015/104921a1



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

以往的交流旋转电机的控制装置中,以预先设想有作为功能而加入预驱动器ic的异常电流等的故障模式为前提,而无法对产生未预先设想的故障模式的情况进行处理。另外,在受到温度、噪声等周围环境的影响而使预驱动器ic发生误动作并停止功能的情况下、必须进行再次设定以使预驱动器ic变得能正常工作的情况下的处理未进行叙述,从而存在无法进行对应处理的问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于提供一种交流旋转电机的控制装置,能在因预驱动器ic受到未预先设想到的故障模式、温度或噪声等周边环境的影响而发生误动作等从而成为异常状态并停止功能的情况下,进行处理,使交流旋转电机的不稳定状态停止。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明涉及的交流旋转电机的控制装置的特征在于,包括:开关元件,该开关元件与交流旋转电机的各相桥接连接,构成上臂元件和下臂元件;运算处理装置,该运算处置装置输出用于控制所述交流旋转电机的控制信号;预驱动器ic,该预驱动器ic基于从所述运算处理装置输出的控制信号来向所述开关元件的栅极提供驱动信号;预驱动器ic输出屏蔽用开关元件,该预驱动器ic输出屏蔽用开关元件根据来自检测到所述预驱动器ic的异常状态的所述运算处理装置的屏蔽信号来进行动作,将从所述预驱动器ic提供至所述开关元件的栅极的驱动信号进行屏蔽;以及栅极驱动器电路,在利用所述预驱动器ic输出屏蔽用开关元件将来自所述预驱动器ic的驱动信号进行屏蔽时,该栅极驱动器电路基于来自所述运算处理装置的信号来进行导通,向所述开关元件的上臂元件或下臂元件中的某一方的所有栅极提供驱动信号。

发明效果

根据本发明,由于包括:开关元件,该开关元件与交流旋转电机的各相桥接连接,构成上臂元件和下臂元件;运算处理装置,该运算处置装置输出用于控制所述交流旋转电机的控制信号;预驱动器ic,该预驱动器ic基于从所述运算处理装置输出的控制信号来向所述开关元件的栅极提供驱动信号;预驱动器ic输出屏蔽用开关元件,该预驱动器ic输出屏蔽用开关元件根据来自检测到所述预驱动器ic的异常状态的所述运算处理装置的屏蔽信号来进行动作,将从所述预驱动器ic提供至所述开关元件的栅极的驱动信号进行屏蔽;以及栅极驱动器电路,在利用所述预驱动器ic输出屏蔽用开关元件将来自所述预驱动器ic的驱动信号进行屏蔽时,该栅极驱动器电路基于来自所述运算处理装置的信号来进行导通,向所述开关元件的上臂元件或下臂元件中的某一方的所有栅极提供驱动信号,因此具有如下效果:能得到一种交流旋转电机的控制装置,能在因预驱动器ic受到未预先设想到的故障模式、温度或噪声等周边环境的影响而发生误动作等从而成为异常状态并停止了功能的情况下进行处理,使交流旋转电机的不稳定状态停止。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的交流旋转电机的控制装置的简要结构图。

图2是表示本发明的实施方式1中的交流旋转电机的控制装置的运算处理装置的内部结构的框图。

图3是说明本发明的实施方式1中的交流旋转电机的控制装置的运算处理装置内的感应电压运算单元的动作的流程图。

图4是说明本发明的实施方式1中的交流旋转电机的控制装置异常时的各部分的状态的说明图。

图5是表示本发明的实施方式2中的交流旋转电机的控制装置的运算处理装置的内部结构的框图。

图6是说明本发明的实施方式2中的交流旋转电机的控制装置发生异常时的各部分的状态的说明图。

图7是表示本发明的实施方式3中的交流旋转电机的控制装置的运算处理装置的内部结构的框图。

图8是说明本发明的实施方式3中的交流旋转电机的控制装置的运算处理装置内的转速运算单元的动作的流程图。

图9是说明本发明的实施方式3中的交流旋转电机的控制装置发生异常时的各部分的状态的说明图。

具体实施方式

下面,对本发明的实施方式进行说明,在各图中对相同或相当的部分标注相同标号来进行说明。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1中的交流旋转电机的控制装置的简要结构图,图2是表示本发明的实施方式1中的交流旋转电机的控制装置的运算处理装置的内部结构的框图,图3是说明本发明的实施方式1中的交流旋转电机的控制装置的运算处理装置内的感应电压运算单元的动作的流程图,图4是说明本发明的实施方式1中的交流旋转电机的控制装置发生异常时的各部分的状态的说明图。

图1中,电子控制装置1搭载于例如电动汽车或混合动力汽车等电动车,对作为驱动电动机或发电机来进行动作的多相(图1中为由两个绕组构成的双重三相电动机)的交流旋转电机2进行控制。交流旋转电机2具有第一绕组3和第二绕组4。电子控制装置1中设置有:与交流旋转电机2的第一绕组3的各相桥接连接并将来自外部的直流电源7的功率进行转换的功率转换用的开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w;与交流旋转电机2的第二绕组4的各相桥接连接并将来自外部的直流电源7的功率进行转换的功率转换用的开关元件31u、31v、31w、32u、32v、32w;输出用于对交流旋转电机2进行驱动控制的控制信号的运算处理装置10;基于从运算处理装置10输出的控制信号51u、51v、51w、52u、52v、52w来向开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w的栅极端子输出驱动信号的第一绕组预驱动器ic20;以及基于从运算处理装置10输出的控制信号61u、61v、61w、62u、62v、62w来向开关元件31u、31v、31w、32u、32v、32w的栅极端子输出驱动信号的第二绕组预驱动器ic30。

向运算处理装置10中输入如下信号并进行监控:由旋转角度传感器5所检测到的旋转角度,所述旋转角度传感器5对交流旋转电机2的转轴的旋转角度进行检测;由电压传感器6所测定到的电压值,所述电压传感器6对直流电源7的电压进行测定,该直流电源7向交流旋转电机2提供驱动功率并且对交流旋转电机2的发电功率进行蓄电;从预驱动器ic输出并提供至第一绕组上臂用的开关元件21u、21v、21w的栅极端子的驱动信号26u、26v、26w;提供至第一绕组下臂用的开关元件22u、22v、22w的栅极端子的驱动信号27u、27v、27w;提供至第二绕组上臂用的开关元件31u、31v、31w的栅极端子的驱动信号36u、36v、36w;以及提供至第二绕组下臂用的开关元件32u、32v、32w的栅极端子的驱动信号37u、37v、37w。

另外,在运算处理装置10与第一绕组预驱动器ic20以及第二绕组预驱动器ic30之间,连接有第一绕组预驱动器ic20用的使能信号线28及第二绕组预驱动器ic30用的使能信号线38,以对各自的预驱动器ic的驱动进行初始化,若基于来自运算处理装置10的指令将正常运行时设定为高电平的使能信号在规定时间暂时设定为低电平(例如为10微秒),则使预驱动器ic再次启动并得到初始化。进一步地,在运算处理装置10与第一绕组预驱动器ic20以及第二绕组预驱动器ic30之间,设有第一绕组预驱动器ic20用的通信路径29以及第二绕组预驱动器ic30用的通信路径39,以对各预驱动器ic进行内部设定,或为了与运算处理装置10交换内部状态及异常信息而进行通信(例如spi通信)。

在第一绕组预驱动器ic20以及第二绕组预驱动器ic30的后级输出侧,设有用于屏蔽各预驱动器ic的输出的第一绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件23以及第二绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件33,能够基于运算处理装置10的指令,将来自各预驱动器ic的输出即上下臂元件用的全部开关信号一并屏蔽。进一步地,设有构成栅极驱动器电路的第一绕组下臂全导通用开关元件25和第二绕组下臂全导通用开关元件35,该栅极驱动器电路向第一绕组下臂用的开关元件22u、22v、22w以及第二绕组下臂用的开关元件32u、32v、32w的所有栅极端子提供来自电源电路40的驱动信号而不经由预驱动器ic,能基于来自运算处理装置10的指令来进行导通,使第一绕组以及第二绕组各自的下臂用的开关元件22u、22v、22w、32u、32v、32w一并全部导通而不经由预驱动器ic。

基于图2对运算处理装置10的内部结构的一示例进行说明。

运算处理装置10由以下单元构成:转速运算单元11,该转速运算单元11根据旋转角度传感器5所检测到的旋转角度来计算交流旋转电机2的转轴的角速度ω[rad/秒];感应电压运算单元12,该感应电压运算单元12基于由转速运算单元11运算得到的角速度ω和预先保存的交流旋转电机2的电枢交链磁通φ[wb],通过来运算感应电压vind[v],将该感应电压vind[v]与由电压传感器6测定到的电压值所决定的规定值进行比较,基于该比较结果,对第一绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件23、第二绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件33、第一绕组下臂全导通用开关元件25以及第二绕组下臂全导通用开关元件35输出开关指令信号;操作模式设定单元13,该操作模式设定单元13用于将预驱动器ic设定为任意的操作模式;操作模式运算单元14,该操作模式运算单元14对预驱动器ic是否正常地设定了操作模式进行确认;预驱动器ic异常检测单元15,该预驱动器ic异常检测单元15通过周期性地(例如每隔1毫秒)经由通信路径29、39确认预驱动器ic的设定状态、内部状态,从而检测预驱动器ic的异常发生,在检测到异常发生的情况下启动感应电压运算单元12,并且向使能信号线28、38输出使能信号来启动或再启动预驱动器ic;以及开关控制信号生成单元16,该开关控制信号生成单元16生成并输出用于对正常运行时的交流旋转电机2进行pwm控制的控制信号51u、51v、51w、52u、52v、52w、61u、61v、61w、62u、62v、62w。

接着基于图4对动作进行说明。图4是表示各部分在横轴方向的时刻上的信号状态的说明图。

正常启动时,运算处理装置10向使能信号线28、38输出高电平的使能信号,使第一绕组预驱动器ic20以及第二绕组预驱动器ic30为驱动状态,经由通信路径29、39发送设定,从而基于从开关控制信号生成单元16输出的控制信号51u、51v、51w、52u、52v、52w、61u、61v、61w、62u、62v、62w,从第一绕组预驱动器ic20以及第二绕组预驱动器ic30向桥接连接的功率转换用的开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w、31u、31v、31w、32u、32v、32w的栅极端子输出pwm驱动信号。

在图4所示的时刻t11之前,预驱动器ic正常进行动作的情况下,运算处理装置10输出为了控制交流旋转电机2所需的上下臂元件用的控制信号,利用经由预驱动器ic而输出的pwm驱动信号来对开关元件进行pwm驱动。此时,第一绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件23、第二绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件33在导通状态下,对第一绕组下臂全导通用开关元件25和第二绕组下臂全导通用开关元件35输出截止,使其不阻碍从预驱动器ic对开关元件的栅极端子输出的驱动信号。

接着,对从图4的时刻t11到t15为止所示出的异常状态的情况进行说明。

在时刻t11,若预驱动器ic由于温度、噪声等周边环境而发生误动作,产生不期望的操作模式的转换,则运算处理装置10的预驱动器ic异常检测单元15根据经由其与预驱动器ic的通信路径29、39而获取的预驱动器ic的内部信息来检测异常状态,或根据获取的内部信息利用操作模式运算单元14来推测操作模式,通过预驱动器ic异常检测单元15对由操作模式设定单元13所设定的操作模式与推定出的操作模式进行比较,在不一致的情况下检测预驱动器ic的异常。

检测到预驱动器ic的内部状态异常的预驱动器ic异常检测单元15对感应电压运算单元12和开关控制信号生成单元16通知预驱动器ic的异常发生,并且从使能信号线28、38输出规定时间的低电平的使能信号,通过使预驱动器ic进行再启动来进行初始化。该状态是有预驱动器ic初始化请求的状态。

接收到预驱动器ic的异常发生通知的感应电压运算单元12对第一绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件23和第二绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件33发送使开关元件截止(屏蔽)的指令,将从预驱动器ic输出并提供至功率转换用的开关元件的栅极端子的pwm驱动信号进行屏蔽,并且通过以规定时间间隔执行图3所示的流程图的动作,来使交流旋转电机2保持稳定的状态。

另外,接收到预驱动器ic的异常发生通知的开关控制信号生成单元16停止控制信号的生成输出。

此处,基于图3对感应电压运算单元12的动作进行说明。

步骤s101中,感应电压运算单元12利用电压传感器6测量直流电源7的电压vpn来决定规定值。这里将电压vpn作为规定值,图4中虚线所示的48v即相当于该规定值。

步骤s102中,利用旋转角度传感器5的测量值由转速运算单元11运算角速度ω并输出至感应电压运算单元12。

步骤s103中,感应电压运算单元12基于由转速运算单元11运算的角速度ω和预先保存的交流旋转电机2的电枢交链磁通φ来运算感应电压vind,前进至步骤104。

步骤s104中,感应电压运算单元12对运算出的感应电压vind与规定值的电源电压vpn之间的大小关系进行比较,在判断为感应电压vind大于电源电压vpn的情况下前进至步骤s105,在判断为感应电压vind小于电源电压vpn的情况下前进至步骤s106。

步骤s105中,在第一绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件23和第二绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件33保持开关元件截止的状态下,感应电压运算单元12通过对第一绕组下臂全导通用开关元件25和第二绕组下臂全导通用开关元件35发送使其导通(on)的驱动指令,从而向第一绕组下臂用的开关元件22u、22v、22w以及第二绕组下臂用开关元件32u、32v、32w的所有栅极端子提供来自电源电路40的驱动信号。结果,上臂的栅极端子电压全部变为截止,下臂的栅极端子电压全部变为导通。为此下臂用的开关元件全部导通,交流旋转电机2变为三相短路状态,由于无法发电而导致电力无法流入直流电源7,交流旋转电机2也变为稳定的状态。该状态位于图4所示的感应电压vind的值比电源电压vpn要大的时刻t12到t13的范围内。

步骤s106中,在第一绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件23和第二绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件33保持开关元件截止的状态下,感应电压运算单元12对第一绕组下臂全导通用开关元件25和第二绕组下臂全导通用开关元件35发送使其截止(屏蔽)的驱动指令。结果,上臂的栅极端子电压全部变为截止,下臂的栅极端子电压也全部变为截止。因此,交流旋转电机2和直流电源7的连接全部变为屏蔽状态,由交流旋转电机2发出电力不流入直流电源7,交流旋转电机2也能变为稳定的状态。该状态为图4所示的时刻t11到t12的范围,以及再次感应电压vind降低的时刻t13到t14的范围。

另外,上述说明中对电压的规定值为电源电压vpn的情况进行了说明,但为了防止感应电压与规定值电压的比较产生振荡,也可以对规定值电压设置迟滞。

接着,在图4的时刻t14中,运算处理装置10根据经由通信路径29、39获取的预驱动器ic的内部信息,利用操作模式运算单元14来推定运算模式,在与由操作模式设定单元13设定的操作模式一致的情况下,通过再启动完成初始化,判定预驱动器ic能正常动作,并将预驱动器ic的初始化请求解除。

另外,运算处理装置10使在恢复前第一绕组预驱动器ic20以及第二绕组预驱动器ic30的设定与由第一绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件23、第二绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件33、第一绕组下臂全导通用开关元件25、第二绕组下臂全导通用开关元件35所输出的前一个栅极驱动状态一致,之后在第一绕组下臂全导通用开关元件25和第二绕组下臂全导通用开关元件35截止的状态下,使第一绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件23和第二绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件33导通(on),使其不阻碍从预驱动器ic对栅极端子输出的驱动信号。

具体而言,例如在图4的情况下,在时刻t14之前所有上下臂的开关元件的栅极端子电压全部为截止的状态,因此在将预驱动器ic中进行pwm驱动时的占空比全部设为0%的状态下,在时刻t14使其恢复。

另外,假设恢复时刻之前的状态如图4中t12到t13之间所示,为所有上臂的开关元件的栅极端子电压全部截止、所有下臂的开关元件的栅极端子电压全部导通,在这种情况下,在上臂用全部设定为0%、下臂用全部设定为100%的状态下,使进行pwm驱动时的占空比恢复。

通过这样的处理使恢复切换时不产生变动,能保持稳定的状态。

接着,在图4的时刻t15,预驱动器ic恢复正常动作之后,运算处理装置10从开关控制信号生成单元16输出为了控制交流旋转电机2而所需的上下臂的控制信号,将经由预驱动器ic而输出的pwm驱动信号提供至桥接连接的功率转换用的开关元件的栅极端子,从而驱动开关元件。时刻t15之后为正常的运行状态。

如以上说明所述,在预驱动器ic受到未预先设想到的故障模式、温度或噪声等周围环境的影响而发生误动作、并停止了向栅极端子输出的输出功能的情况下,也能使交流旋转电机转移至稳定的状态并保持,在此期间实施预驱动器ic的再设定,从而能使交流旋转电机的不稳定状态停止,能保持稳定的状态。另外,在保持了稳定的状态期间,能通过使预驱动器ic初始化并进行再设定来恢复正常的动作,因此也能防止驱动性的恶化。

实施方式2

图5是表示本发明的实施方式2中的交流旋转电机的控制装置的运算处理装置的内部结构的框图,图6是对本发明的实施方式2中的交流旋转电机的控制装置发生异常时的各部分的状态进行说明的说明图。

上述实施方式1中,对预驱动器ic异常检测单元15根据经由与预驱动器ic的通信路径29、39而获取到的预驱动器ic的内部信息来检测预驱动器ic异常的情况进行了说明,实施方式2中则对采用以下结构的情况进行说明:如图5所示,预驱动器ic异常检测单元15对周期性监控到的预驱动器ic的输出信号26u、26v、26w、27u、27v、27w、36u、36v、36w、37u、37v、37w与通过开关控制信号生成单元16生成并提供至预驱动器ic的控制信号51u、51v、51w、52u、52v、52w、61u、61v、61w、62u、62v、62w进行比较,在不一致时检测预驱动器ic的异常。

另外,对于其它的部分,由于与上述实施方式1相同因此省略说明。

接着,基于图6对实施方式2的情况的动作进行说明。

关于图6示出的时刻t21之前的预驱动器ic正常进行动作的情况,与实施方式1的时刻t11之前的动作相同,因此省略说明。

在时刻t21,若预驱动器ic受到温度、噪声等周边环境的影响而进行误动作,产生不期望的操作模式的转移,则运算处理装置10的预驱动器ic异常检测单元15对周期性监控到的预驱动器ic的输出信号26u、26v、26w、27u、27v、27w、36u、36v、36w、37u、37v、37w与通过开关控制信号生成单元16生成并提供至预驱动器ic的控制信号51u、51v、51w、52u、52v、52w、61u、61v、61w、62u、62v、62w进行比较,在不一致时检测预驱动器ic的异常。

检测到预驱动器ic的输出信号异常的预驱动器ic异常检测单元15对感应电压运算单元12和开关控制信号生成单元16通知预驱动器ic的异常发生,并且从使能信号线28、38输出规定时间的低电平的使能信号,通过使预驱动器ic再启动来进行初始化。该状态是有预驱动器ic初始化请求的状态。

接收了预驱动器ic的异常发生通知的感应电压运算单元12对第一绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件23和第二绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件33发送使开关元件截止(屏蔽)的指令,将从预驱动器ic输出并提供至功率转换用的开关元件的栅极端子的pwm驱动信号进行屏蔽,并且通过以规定时间间隔执行图3所示的流程图的动作,来使交流旋转电机2保持稳定的状态。

另外,接收到预驱动器ic的异常发生通知的开关控制信号生成单元16停止控制信号的生成输出。

下面,由于图6的时刻t21之后的动作与实施方式1的图4中的时刻t11之后的动作相同,因此省略说明。

如以上说明所述,实施方式2中,在预驱动器ic受到预先未设想到的故障模式、温度或噪声等周边环境的影响而进行了误动作的情况下,不从通信路径等获取预驱动器ic的内部信息,而能根据预驱动器ic的输出检测预驱动器ic的异常。

由于其他效果与实施方式1的效果相同,因而省略说明。

实施方式3

图7是表示本发明的实施方式3中的交流旋转电机的控制装置的运算处理装置的内部结构的框图,图8是对本发明的实施方式3中的交流旋转电机的控制装置的运算处理装置内的转速运算单元的动作进行说明的流程图,图9是对本发明的实施方式3中的交流旋转电机的控制装置发生异常时的各部分的状态进行说明的说明图。

上述实施方式1中,对由感应电压运算单元12运算出的感应电压比基于由电压传感器6检测出的直流电源7的电压的设定电压要大的情况下,对第一绕组下臂全导通用开关元件25和第二绕组下臂全导通用开关元件35发送使其导通(on)的驱动指令的情况进行了说明,而在实施方式3中,则如图7所示,对以下情况进行说明:转速运算单元11根据由旋转角度传感器5呈周期性(例如每100微秒)地检测出的旋转角度来运算交流旋转电机2的转速spd,与基于由预先试验得到的感应电压来设定的转速的设定值spd_th相比,在运算出的转速spd较大的情况下,对第一绕组下臂全导通用开关元件25和第二绕组下臂全导通用开关元件35发送使其导通(on)的驱动指令。

另外,对于其它的部分,由于与上述实施方式1相同因此省略说明。

接着,基于图9对实施方式3的情况的动作进行说明。

关于在图9示出的时刻t31之前的预驱动器ic正常进行动作的情况,由于与实施方式1的时刻t11之前的动作相同,因此省略说明。

接着,对从图9的时刻t31到t35为止所示出异常状态的情况进行说明。

在时刻t31,若预驱动器ic由于温度、噪声等周边环境而发生误动作,产生不期望的操作模式的转换,则运算处理装置10的预驱动器ic异常检测单元15根据经由其与预驱动器ic的通信路径29、39而获取的预驱动器ic的内部信息来检测异常状态,或根据所获取的内部信息利用操作模式运算单元14来推定操作模式,通过预驱动器ic异常检测单元15来对由操作模式设定单元13所设定的操作模式与所推定出的操作模式进行比较,在不一致的情况下检测出预驱动器ic的异常。

检测到预驱动器ic的内部状态异常的预驱动器ic异常检测单元15对转速运算单元11和开关控制信号生成单元16通知预驱动器ic的异常发生,并且从使能信号线28、38输出规定时间的低电平的使能信号,通过使预驱动器ic再启动来进行初始化。该状态是有预驱动器ic初始化请求的状态。

接收到预驱动器ic的异常发生通知的转速运算单元11对第一绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件23和第二绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件33发送指令来使开关元件截止(屏蔽),将从预驱动器ic输出并提供至功率转换用的开关元件的栅极端子的pwm驱动信号进行屏蔽,并且通过以规定时间间隔执行图8所示的流程图的动作,来使交流旋转电机2保持稳定的状态。

另外,接收到预驱动器ic的异常发生通知的开关控制信号生成单元16停止控制信号的生成输出。

这里,基于图8对转速运算单元11的动作进行说明。

步骤s301中,转速运算单元11根据由旋转角度传感器5呈周期性(例如每100微秒)地检测出的旋转角度来运算交流旋转电机2的转速spd。

步骤s302中,转速运算单元11读取出基于预先通过试验而求出的感应电压所设定的转速spd_th。例如转速spd_th被设定为通过试验求出的感应电压达到直流电源7的电压的转速,被设定为在图9的最上侧以虚线示出的1500rpm。

步骤s303中,转速运算单元11对运算出的转速spd与所设定的转速spd_th之间的大小关系进行比较,在判断为运算出的转速spd大于设定的转速spd_th的情况下前进至步骤s304,在判断为运算出的转速spd小于设定的转速spd_th的情况下前进至步骤s305。

步骤s304中,在第一绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件23和第二绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件33保持开关元件截止的状态下,转速运算单元11通过对第一绕组下臂全导通用开关元件25和第二绕组下臂全导通用开关元件35发送驱动指令来使其导通(on),从而向第一绕组下臂用开关元件22u、22v、22w以及第二绕组下臂用开关元件32u、32v、32w的所有栅极端子提供来自电源电路40的驱动信号。其结果是,上臂的栅极端子电压全部变为截止,下臂的栅极端子电压全部变为导通。为此下臂用的开关元件全部导通,交流旋转电机2变为三相短路状态,由于无法发电因而电力无法流入直流电源7,交流旋转电机2也变为稳定的状态。该状态是图9所示的与设定转速spd_th相比运算出的转速spd较大的时刻t32到t33的范围。

步骤s305中,在第一绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件23和第二绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件33保持开关元件截止的状态下,转速运算单元11对第一绕组下臂全导通用开关元件25和第二绕组下臂全导通用开关元件35发送驱动指令来使其截止(屏蔽)。其结果是,上臂的栅极端子电压全部变为截止,下臂的栅极端子电压也全部变为截止。因此,交流旋转电机2与直流电源7的连接全部变为屏蔽状态,由交流旋转电机2发出的电力不流入直流电源7,交流旋转电机2也能变为稳定的状态。该状态为图9所示的时刻t31到t32的范围、以及转速再次降低的时刻t33到t34的范围。

另外,上述说明中对设定的转速spd_th为一定的情况进行了说明,但为了防止在运算的转速spd与设定的转速spd_th的比较中产生振荡,可以在设定的转速spd_th中设置迟滞。

接着,由于图9的时刻t34之后的动作与实施方式1的图4的时刻t14之后的说明相同,因此省略说明。

如以上说明所述,实施方式3中,在预驱动器ic受到未预先设想到的故障模式、温度或噪声等周围环境的影响而发生误动作、并停止了向栅极端子输出的功能的情况下,也如实施方式1那样不求出感应电压,而由转速运算单元11求出转速,使交流旋转电机转移至稳定的状态并进行保持,在此期间实施预驱动器ic的再设定,从而能使交流旋转电机的不稳定状态停止,能保持稳定的状态,因此运算处理装置10的内部结构能根据实施方式1的图2来简单地构成为实施方式3中图7所示那样。另外,在保持了稳定的状态期间,能通过对预驱动器ic进行初始化、再设定来恢复正常的动作,因此也能防止驱动性的恶化。

另外,本发明可以在其发明范围内对各实施方式进行自由组合,或者对实施方式适当地进行变形、省略,本发明并不由上述实施方式所限定。

另外,上述实施方式的说明中,对交流旋转电机2为多相且具有两组绕组的情况进行了说明,但交流旋转电机2也可以为单相或具有更多相,绕组也可以为一组或多组。其中,在搭载了与多个绕组分别对应的预驱动器ic的情况下,不需要使全部预驱动器ic同时进行相同的控制,只要对每个检测到异常的预驱动器ic实施异常时的控制即可。

进一步地,上述实施方式中,对利用下臂元件实现三相短路的情况进行了说明,但三相短路也可利用上臂元件来实现。

另外,在预驱动器ic受到未预先设想到的故障模式、温度或噪声等周围环境的影响产生误动作、并停止了向栅极端子输出的功能的情况下,在预驱动器ic的输出能在预驱动器ic所保有的功能下使上下臂一起全部截止的情况下,也可以不设有上述实施方式中说明的第一绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件23、和第二绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件33。

标号说明

1电子控制装置

2交流旋转电机

3第一绕组

4第二绕组

5旋转角度传感器

6电压传感器

7直流电源

10运算处理装置

11转速运算单元

12感应电压运算单元

13操作模式设定单元

14操作模式运算单元

15预驱动器ic异常检测单元

16开关控制信号生成单元

20第一绕组预驱动器ic

21u开关元件

21v开关元件

21w开关元件

22u开关元件

22v开关元件

22w开关元件

23第一绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件

25第一绕组下臂全导通用开关元件

28使能信号线

29通信路径

30第二绕组预驱动器ic

31u开关元件

31v开关元件

31w开关元件

32u开关元件

32v开关元件

32w开关元件

33第二绕组预驱动器ic输出屏蔽用开关元件

35第二绕组下臂全导通用开关元件

38使能信号线

39通信路径

40电源电路

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1