交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置的制作方法

文檔序號：12838656閱讀：223來源：國知局

導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>發(fā)電;變電;配電裝置的制造技術(shù)

本發(fā)明涉及對例如搭載于電動汽車、混合動力汽車等電動車的驅(qū)動用電動機等交流旋轉(zhuǎn)電機進(jìn)行驅(qū)動控制的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置。

背景技術(shù)：

以往的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置具有功率轉(zhuǎn)換功能，該功率轉(zhuǎn)換功能將由直流電源提供的交流旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動用的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，或?qū)⒔涣餍D(zhuǎn)電機產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電源充電用的直流電。為了實現(xiàn)這種功率轉(zhuǎn)換功能，功率轉(zhuǎn)換裝置中一般使用橋接連接的mosfet(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor：金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)等開關(guān)元件。這些開關(guān)元件由接收到來自微機等運算處理裝置的指令的預(yù)驅(qū)動器ic所驅(qū)動，該預(yù)驅(qū)動器ic除了開關(guān)元件的驅(qū)動功能之外，還將開關(guān)元件的短路故障檢測等多功能進(jìn)行集成化。即，提出了以下方案：預(yù)驅(qū)動器ic具備電流檢測單元，在預(yù)驅(qū)動器ic發(fā)生故障時，屏蔽該電路部的異常電流部分，且具備對預(yù)驅(qū)動器電路的輸出固定為低電平或高電平以使得預(yù)驅(qū)動器ic的輸出變?yōu)榉腔钚缘墓δ堋?例如，專利文獻(xiàn)1)

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開wo2015/104921a1

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

以往的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置中，以預(yù)先設(shè)想有作為功能而加入預(yù)驅(qū)動器ic的異常電流等的故障模式為前提，而無法對產(chǎn)生未預(yù)先設(shè)想的故障模式的情況進(jìn)行處理。另外，在受到溫度、噪聲等周圍環(huán)境的影響而使預(yù)驅(qū)動器ic發(fā)生誤動作并停止功能的情況下、必須進(jìn)行再次設(shè)定以使預(yù)驅(qū)動器ic變得能正常工作的情況下的處理未進(jìn)行敘述，從而存在無法進(jìn)行對應(yīng)處理的問題。

本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置，能在因預(yù)驅(qū)動器ic受到未預(yù)先設(shè)想到的故障模式、溫度或噪聲等周邊環(huán)境的影響而發(fā)生誤動作等從而成為異常狀態(tài)并停止功能的情況下，進(jìn)行處理，使交流旋轉(zhuǎn)電機的不穩(wěn)定狀態(tài)停止。

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

本發(fā)明涉及的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置的特征在于，包括：開關(guān)元件，該開關(guān)元件與交流旋轉(zhuǎn)電機的各相橋接連接，構(gòu)成上臂元件和下臂元件；運算處理裝置，該運算處置裝置輸出用于控制所述交流旋轉(zhuǎn)電機的控制信號；預(yù)驅(qū)動器ic，該預(yù)驅(qū)動器ic基于從所述運算處理裝置輸出的控制信號來向所述開關(guān)元件的柵極提供驅(qū)動信號；預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件，該預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件根據(jù)來自檢測到所述預(yù)驅(qū)動器ic的異常狀態(tài)的所述運算處理裝置的屏蔽信號來進(jìn)行動作，將從所述預(yù)驅(qū)動器ic提供至所述開關(guān)元件的柵極的驅(qū)動信號進(jìn)行屏蔽；以及柵極驅(qū)動器電路，在利用所述預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件將來自所述預(yù)驅(qū)動器ic的驅(qū)動信號進(jìn)行屏蔽時，該柵極驅(qū)動器電路基于來自所述運算處理裝置的信號來進(jìn)行導(dǎo)通，向所述開關(guān)元件的上臂元件或下臂元件中的某一方的所有柵極提供驅(qū)動信號。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，由于包括：開關(guān)元件，該開關(guān)元件與交流旋轉(zhuǎn)電機的各相橋接連接，構(gòu)成上臂元件和下臂元件；運算處理裝置，該運算處置裝置輸出用于控制所述交流旋轉(zhuǎn)電機的控制信號；預(yù)驅(qū)動器ic，該預(yù)驅(qū)動器ic基于從所述運算處理裝置輸出的控制信號來向所述開關(guān)元件的柵極提供驅(qū)動信號；預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件，該預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件根據(jù)來自檢測到所述預(yù)驅(qū)動器ic的異常狀態(tài)的所述運算處理裝置的屏蔽信號來進(jìn)行動作，將從所述預(yù)驅(qū)動器ic提供至所述開關(guān)元件的柵極的驅(qū)動信號進(jìn)行屏蔽；以及柵極驅(qū)動器電路，在利用所述預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件將來自所述預(yù)驅(qū)動器ic的驅(qū)動信號進(jìn)行屏蔽時，該柵極驅(qū)動器電路基于來自所述運算處理裝置的信號來進(jìn)行導(dǎo)通，向所述開關(guān)元件的上臂元件或下臂元件中的某一方的所有柵極提供驅(qū)動信號，因此具有如下效果：能得到一種交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置，能在因預(yù)驅(qū)動器ic受到未預(yù)先設(shè)想到的故障模式、溫度或噪聲等周邊環(huán)境的影響而發(fā)生誤動作等從而成為異常狀態(tài)并停止了功能的情況下進(jìn)行處理，使交流旋轉(zhuǎn)電機的不穩(wěn)定狀態(tài)停止。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實施方式1中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示本發(fā)明的實施方式1中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置的運算處理裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。

圖3是說明本發(fā)明的實施方式1中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置的運算處理裝置內(nèi)的感應(yīng)電壓運算單元的動作的流程圖。

圖4是說明本發(fā)明的實施方式1中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置異常時的各部分的狀態(tài)的說明圖。

圖5是表示本發(fā)明的實施方式2中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置的運算處理裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。

圖6是說明本發(fā)明的實施方式2中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置發(fā)生異常時的各部分的狀態(tài)的說明圖。

圖7是表示本發(fā)明的實施方式3中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置的運算處理裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。

圖8是說明本發(fā)明的實施方式3中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置的運算處理裝置內(nèi)的轉(zhuǎn)速運算單元的動作的流程圖。

圖9是說明本發(fā)明的實施方式3中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置發(fā)生異常時的各部分的狀態(tài)的說明圖。

具體實施方式

下面，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明，在各圖中對相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同標(biāo)號來進(jìn)行說明。

實施方式1.

圖1是表示本發(fā)明的實施方式1中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖，圖2是表示本發(fā)明的實施方式1中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置的運算處理裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖，圖3是說明本發(fā)明的實施方式1中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置的運算處理裝置內(nèi)的感應(yīng)電壓運算單元的動作的流程圖，圖4是說明本發(fā)明的實施方式1中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置發(fā)生異常時的各部分的狀態(tài)的說明圖。

圖1中，電子控制裝置1搭載于例如電動汽車或混合動力汽車等電動車，對作為驅(qū)動電動機或發(fā)電機來進(jìn)行動作的多相(圖1中為由兩個繞組構(gòu)成的雙重三相電動機)的交流旋轉(zhuǎn)電機2進(jìn)行控制。交流旋轉(zhuǎn)電機2具有第一繞組3和第二繞組4。電子控制裝置1中設(shè)置有：與交流旋轉(zhuǎn)電機2的第一繞組3的各相橋接連接并將來自外部的直流電源7的功率進(jìn)行轉(zhuǎn)換的功率轉(zhuǎn)換用的開關(guān)元件21u、21v、21w、22u、22v、22w；與交流旋轉(zhuǎn)電機2的第二繞組4的各相橋接連接并將來自外部的直流電源7的功率進(jìn)行轉(zhuǎn)換的功率轉(zhuǎn)換用的開關(guān)元件31u、31v、31w、32u、32v、32w；輸出用于對交流旋轉(zhuǎn)電機2進(jìn)行驅(qū)動控制的控制信號的運算處理裝置10；基于從運算處理裝置10輸出的控制信號51u、51v、51w、52u、52v、52w來向開關(guān)元件21u、21v、21w、22u、22v、22w的柵極端子輸出驅(qū)動信號的第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic20；以及基于從運算處理裝置10輸出的控制信號61u、61v、61w、62u、62v、62w來向開關(guān)元件31u、31v、31w、32u、32v、32w的柵極端子輸出驅(qū)動信號的第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic30。

向運算處理裝置10中輸入如下信號并進(jìn)行監(jiān)控：由旋轉(zhuǎn)角度傳感器5所檢測到的旋轉(zhuǎn)角度，所述旋轉(zhuǎn)角度傳感器5對交流旋轉(zhuǎn)電機2的轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測；由電壓傳感器6所測定到的電壓值，所述電壓傳感器6對直流電源7的電壓進(jìn)行測定，該直流電源7向交流旋轉(zhuǎn)電機2提供驅(qū)動功率并且對交流旋轉(zhuǎn)電機2的發(fā)電功率進(jìn)行蓄電；從預(yù)驅(qū)動器ic輸出并提供至第一繞組上臂用的開關(guān)元件21u、21v、21w的柵極端子的驅(qū)動信號26u、26v、26w；提供至第一繞組下臂用的開關(guān)元件22u、22v、22w的柵極端子的驅(qū)動信號27u、27v、27w；提供至第二繞組上臂用的開關(guān)元件31u、31v、31w的柵極端子的驅(qū)動信號36u、36v、36w；以及提供至第二繞組下臂用的開關(guān)元件32u、32v、32w的柵極端子的驅(qū)動信號37u、37v、37w。

另外，在運算處理裝置10與第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic20以及第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic30之間，連接有第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic20用的使能信號線28及第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic30用的使能信號線38，以對各自的預(yù)驅(qū)動器ic的驅(qū)動進(jìn)行初始化，若基于來自運算處理裝置10的指令將正常運行時設(shè)定為高電平的使能信號在規(guī)定時間暫時設(shè)定為低電平(例如為10微秒)，則使預(yù)驅(qū)動器ic再次啟動并得到初始化。進(jìn)一步地，在運算處理裝置10與第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic20以及第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic30之間，設(shè)有第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic20用的通信路徑29以及第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic30用的通信路徑39，以對各預(yù)驅(qū)動器ic進(jìn)行內(nèi)部設(shè)定，或為了與運算處理裝置10交換內(nèi)部狀態(tài)及異常信息而進(jìn)行通信(例如spi通信)。

在第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic20以及第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic30的后級輸出側(cè)，設(shè)有用于屏蔽各預(yù)驅(qū)動器ic的輸出的第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件23以及第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件33，能夠基于運算處理裝置10的指令，將來自各預(yù)驅(qū)動器ic的輸出即上下臂元件用的全部開關(guān)信號一并屏蔽。進(jìn)一步地，設(shè)有構(gòu)成柵極驅(qū)動器電路的第一繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件25和第二繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件35，該柵極驅(qū)動器電路向第一繞組下臂用的開關(guān)元件22u、22v、22w以及第二繞組下臂用的開關(guān)元件32u、32v、32w的所有柵極端子提供來自電源電路40的驅(qū)動信號而不經(jīng)由預(yù)驅(qū)動器ic，能基于來自運算處理裝置10的指令來進(jìn)行導(dǎo)通，使第一繞組以及第二繞組各自的下臂用的開關(guān)元件22u、22v、22w、32u、32v、32w一并全部導(dǎo)通而不經(jīng)由預(yù)驅(qū)動器ic。

基于圖2對運算處理裝置10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一示例進(jìn)行說明。

運算處理裝置10由以下單元構(gòu)成：轉(zhuǎn)速運算單元11，該轉(zhuǎn)速運算單元11根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度傳感器5所檢測到的旋轉(zhuǎn)角度來計算交流旋轉(zhuǎn)電機2的轉(zhuǎn)軸的角速度ω[rad/秒]；感應(yīng)電壓運算單元12，該感應(yīng)電壓運算單元12基于由轉(zhuǎn)速運算單元11運算得到的角速度ω和預(yù)先保存的交流旋轉(zhuǎn)電機2的電樞交鏈磁通φ[wb]，通過來運算感應(yīng)電壓vind[v]，將該感應(yīng)電壓vind[v]與由電壓傳感器6測定到的電壓值所決定的規(guī)定值進(jìn)行比較，基于該比較結(jié)果，對第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件23、第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件33、第一繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件25以及第二繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件35輸出開關(guān)指令信號；操作模式設(shè)定單元13，該操作模式設(shè)定單元13用于將預(yù)驅(qū)動器ic設(shè)定為任意的操作模式；操作模式運算單元14，該操作模式運算單元14對預(yù)驅(qū)動器ic是否正常地設(shè)定了操作模式進(jìn)行確認(rèn)；預(yù)驅(qū)動器ic異常檢測單元15，該預(yù)驅(qū)動器ic異常檢測單元15通過周期性地(例如每隔1毫秒)經(jīng)由通信路徑29、39確認(rèn)預(yù)驅(qū)動器ic的設(shè)定狀態(tài)、內(nèi)部狀態(tài)，從而檢測預(yù)驅(qū)動器ic的異常發(fā)生，在檢測到異常發(fā)生的情況下啟動感應(yīng)電壓運算單元12，并且向使能信號線28、38輸出使能信號來啟動或再啟動預(yù)驅(qū)動器ic；以及開關(guān)控制信號生成單元16，該開關(guān)控制信號生成單元16生成并輸出用于對正常運行時的交流旋轉(zhuǎn)電機2進(jìn)行pwm控制的控制信號51u、51v、51w、52u、52v、52w、61u、61v、61w、62u、62v、62w。

接著基于圖4對動作進(jìn)行說明。圖4是表示各部分在橫軸方向的時刻上的信號狀態(tài)的說明圖。

正常啟動時，運算處理裝置10向使能信號線28、38輸出高電平的使能信號，使第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic20以及第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic30為驅(qū)動狀態(tài)，經(jīng)由通信路徑29、39發(fā)送設(shè)定，從而基于從開關(guān)控制信號生成單元16輸出的控制信號51u、51v、51w、52u、52v、52w、61u、61v、61w、62u、62v、62w，從第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic20以及第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic30向橋接連接的功率轉(zhuǎn)換用的開關(guān)元件21u、21v、21w、22u、22v、22w、31u、31v、31w、32u、32v、32w的柵極端子輸出pwm驅(qū)動信號。

在圖4所示的時刻t11之前，預(yù)驅(qū)動器ic正常進(jìn)行動作的情況下，運算處理裝置10輸出為了控制交流旋轉(zhuǎn)電機2所需的上下臂元件用的控制信號，利用經(jīng)由預(yù)驅(qū)動器ic而輸出的pwm驅(qū)動信號來對開關(guān)元件進(jìn)行pwm驅(qū)動。此時，第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件23、第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件33在導(dǎo)通狀態(tài)下，對第一繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件25和第二繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件35輸出截止，使其不阻礙從預(yù)驅(qū)動器ic對開關(guān)元件的柵極端子輸出的驅(qū)動信號。

接著，對從圖4的時刻t11到t15為止所示出的異常狀態(tài)的情況進(jìn)行說明。

在時刻t11，若預(yù)驅(qū)動器ic由于溫度、噪聲等周邊環(huán)境而發(fā)生誤動作，產(chǎn)生不期望的操作模式的轉(zhuǎn)換，則運算處理裝置10的預(yù)驅(qū)動器ic異常檢測單元15根據(jù)經(jīng)由其與預(yù)驅(qū)動器ic的通信路徑29、39而獲取的預(yù)驅(qū)動器ic的內(nèi)部信息來檢測異常狀態(tài)，或根據(jù)獲取的內(nèi)部信息利用操作模式運算單元14來推測操作模式，通過預(yù)驅(qū)動器ic異常檢測單元15對由操作模式設(shè)定單元13所設(shè)定的操作模式與推定出的操作模式進(jìn)行比較，在不一致的情況下檢測預(yù)驅(qū)動器ic的異常。

檢測到預(yù)驅(qū)動器ic的內(nèi)部狀態(tài)異常的預(yù)驅(qū)動器ic異常檢測單元15對感應(yīng)電壓運算單元12和開關(guān)控制信號生成單元16通知預(yù)驅(qū)動器ic的異常發(fā)生，并且從使能信號線28、38輸出規(guī)定時間的低電平的使能信號，通過使預(yù)驅(qū)動器ic進(jìn)行再啟動來進(jìn)行初始化。該狀態(tài)是有預(yù)驅(qū)動器ic初始化請求的狀態(tài)。

接收到預(yù)驅(qū)動器ic的異常發(fā)生通知的感應(yīng)電壓運算單元12對第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件23和第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件33發(fā)送使開關(guān)元件截止(屏蔽)的指令，將從預(yù)驅(qū)動器ic輸出并提供至功率轉(zhuǎn)換用的開關(guān)元件的柵極端子的pwm驅(qū)動信號進(jìn)行屏蔽，并且通過以規(guī)定時間間隔執(zhí)行圖3所示的流程圖的動作，來使交流旋轉(zhuǎn)電機2保持穩(wěn)定的狀態(tài)。

另外，接收到預(yù)驅(qū)動器ic的異常發(fā)生通知的開關(guān)控制信號生成單元16停止控制信號的生成輸出。

此處，基于圖3對感應(yīng)電壓運算單元12的動作進(jìn)行說明。

步驟s101中，感應(yīng)電壓運算單元12利用電壓傳感器6測量直流電源7的電壓vpn來決定規(guī)定值。這里將電壓vpn作為規(guī)定值，圖4中虛線所示的48v即相當(dāng)于該規(guī)定值。

步驟s102中，利用旋轉(zhuǎn)角度傳感器5的測量值由轉(zhuǎn)速運算單元11運算角速度ω并輸出至感應(yīng)電壓運算單元12。

步驟s103中，感應(yīng)電壓運算單元12基于由轉(zhuǎn)速運算單元11運算的角速度ω和預(yù)先保存的交流旋轉(zhuǎn)電機2的電樞交鏈磁通φ來運算感應(yīng)電壓vind，前進(jìn)至步驟104。

步驟s104中，感應(yīng)電壓運算單元12對運算出的感應(yīng)電壓vind與規(guī)定值的電源電壓vpn之間的大小關(guān)系進(jìn)行比較，在判斷為感應(yīng)電壓vind大于電源電壓vpn的情況下前進(jìn)至步驟s105，在判斷為感應(yīng)電壓vind小于電源電壓vpn的情況下前進(jìn)至步驟s106。

步驟s105中，在第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件23和第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件33保持開關(guān)元件截止的狀態(tài)下，感應(yīng)電壓運算單元12通過對第一繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件25和第二繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件35發(fā)送使其導(dǎo)通(on)的驅(qū)動指令，從而向第一繞組下臂用的開關(guān)元件22u、22v、22w以及第二繞組下臂用開關(guān)元件32u、32v、32w的所有柵極端子提供來自電源電路40的驅(qū)動信號。結(jié)果，上臂的柵極端子電壓全部變?yōu)榻刂梗卤鄣臇艠O端子電壓全部變?yōu)閷?dǎo)通。為此下臂用的開關(guān)元件全部導(dǎo)通，交流旋轉(zhuǎn)電機2變?yōu)槿喽搪窢顟B(tài)，由于無法發(fā)電而導(dǎo)致電力無法流入直流電源7，交流旋轉(zhuǎn)電機2也變?yōu)榉€(wěn)定的狀態(tài)。該狀態(tài)位于圖4所示的感應(yīng)電壓vind的值比電源電壓vpn要大的時刻t12到t13的范圍內(nèi)。

步驟s106中，在第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件23和第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件33保持開關(guān)元件截止的狀態(tài)下，感應(yīng)電壓運算單元12對第一繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件25和第二繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件35發(fā)送使其截止(屏蔽)的驅(qū)動指令。結(jié)果，上臂的柵極端子電壓全部變?yōu)榻刂?，下臂的柵極端子電壓也全部變?yōu)榻刂埂Ｒ虼?，交流旋轉(zhuǎn)電機2和直流電源7的連接全部變?yōu)槠帘螤顟B(tài)，由交流旋轉(zhuǎn)電機2發(fā)出電力不流入直流電源7，交流旋轉(zhuǎn)電機2也能變?yōu)榉€(wěn)定的狀態(tài)。該狀態(tài)為圖4所示的時刻t11到t12的范圍，以及再次感應(yīng)電壓vind降低的時刻t13到t14的范圍。

另外，上述說明中對電壓的規(guī)定值為電源電壓vpn的情況進(jìn)行了說明，但為了防止感應(yīng)電壓與規(guī)定值電壓的比較產(chǎn)生振蕩，也可以對規(guī)定值電壓設(shè)置遲滯。

接著，在圖4的時刻t14中，運算處理裝置10根據(jù)經(jīng)由通信路徑29、39獲取的預(yù)驅(qū)動器ic的內(nèi)部信息，利用操作模式運算單元14來推定運算模式，在與由操作模式設(shè)定單元13設(shè)定的操作模式一致的情況下，通過再啟動完成初始化，判定預(yù)驅(qū)動器ic能正常動作，并將預(yù)驅(qū)動器ic的初始化請求解除。

另外，運算處理裝置10使在恢復(fù)前第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic20以及第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic30的設(shè)定與由第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件23、第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件33、第一繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件25、第二繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件35所輸出的前一個柵極驅(qū)動狀態(tài)一致，之后在第一繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件25和第二繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件35截止的狀態(tài)下，使第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件23和第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件33導(dǎo)通(on)，使其不阻礙從預(yù)驅(qū)動器ic對柵極端子輸出的驅(qū)動信號。

具體而言，例如在圖4的情況下，在時刻t14之前所有上下臂的開關(guān)元件的柵極端子電壓全部為截止的狀態(tài)，因此在將預(yù)驅(qū)動器ic中進(jìn)行pwm驅(qū)動時的占空比全部設(shè)為0％的狀態(tài)下，在時刻t14使其恢復(fù)。

另外，假設(shè)恢復(fù)時刻之前的狀態(tài)如圖4中t12到t13之間所示，為所有上臂的開關(guān)元件的柵極端子電壓全部截止、所有下臂的開關(guān)元件的柵極端子電壓全部導(dǎo)通，在這種情況下，在上臂用全部設(shè)定為0％、下臂用全部設(shè)定為100％的狀態(tài)下，使進(jìn)行pwm驅(qū)動時的占空比恢復(fù)。

通過這樣的處理使恢復(fù)切換時不產(chǎn)生變動，能保持穩(wěn)定的狀態(tài)。

接著，在圖4的時刻t15，預(yù)驅(qū)動器ic恢復(fù)正常動作之后，運算處理裝置10從開關(guān)控制信號生成單元16輸出為了控制交流旋轉(zhuǎn)電機2而所需的上下臂的控制信號，將經(jīng)由預(yù)驅(qū)動器ic而輸出的pwm驅(qū)動信號提供至橋接連接的功率轉(zhuǎn)換用的開關(guān)元件的柵極端子，從而驅(qū)動開關(guān)元件。時刻t15之后為正常的運行狀態(tài)。

如以上說明所述，在預(yù)驅(qū)動器ic受到未預(yù)先設(shè)想到的故障模式、溫度或噪聲等周圍環(huán)境的影響而發(fā)生誤動作、并停止了向柵極端子輸出的輸出功能的情況下，也能使交流旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)移至穩(wěn)定的狀態(tài)并保持，在此期間實施預(yù)驅(qū)動器ic的再設(shè)定，從而能使交流旋轉(zhuǎn)電機的不穩(wěn)定狀態(tài)停止，能保持穩(wěn)定的狀態(tài)。另外，在保持了穩(wěn)定的狀態(tài)期間，能通過使預(yù)驅(qū)動器ic初始化并進(jìn)行再設(shè)定來恢復(fù)正常的動作，因此也能防止驅(qū)動性的惡化。

實施方式2

圖5是表示本發(fā)明的實施方式2中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置的運算處理裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖，圖6是對本發(fā)明的實施方式2中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置發(fā)生異常時的各部分的狀態(tài)進(jìn)行說明的說明圖。

上述實施方式1中，對預(yù)驅(qū)動器ic異常檢測單元15根據(jù)經(jīng)由與預(yù)驅(qū)動器ic的通信路徑29、39而獲取到的預(yù)驅(qū)動器ic的內(nèi)部信息來檢測預(yù)驅(qū)動器ic異常的情況進(jìn)行了說明，實施方式2中則對采用以下結(jié)構(gòu)的情況進(jìn)行說明：如圖5所示，預(yù)驅(qū)動器ic異常檢測單元15對周期性監(jiān)控到的預(yù)驅(qū)動器ic的輸出信號26u、26v、26w、27u、27v、27w、36u、36v、36w、37u、37v、37w與通過開關(guān)控制信號生成單元16生成并提供至預(yù)驅(qū)動器ic的控制信號51u、51v、51w、52u、52v、52w、61u、61v、61w、62u、62v、62w進(jìn)行比較，在不一致時檢測預(yù)驅(qū)動器ic的異常。

另外，對于其它的部分，由于與上述實施方式1相同因此省略說明。

接著，基于圖6對實施方式2的情況的動作進(jìn)行說明。

關(guān)于圖6示出的時刻t21之前的預(yù)驅(qū)動器ic正常進(jìn)行動作的情況，與實施方式1的時刻t11之前的動作相同，因此省略說明。

在時刻t21，若預(yù)驅(qū)動器ic受到溫度、噪聲等周邊環(huán)境的影響而進(jìn)行誤動作，產(chǎn)生不期望的操作模式的轉(zhuǎn)移，則運算處理裝置10的預(yù)驅(qū)動器ic異常檢測單元15對周期性監(jiān)控到的預(yù)驅(qū)動器ic的輸出信號26u、26v、26w、27u、27v、27w、36u、36v、36w、37u、37v、37w與通過開關(guān)控制信號生成單元16生成并提供至預(yù)驅(qū)動器ic的控制信號51u、51v、51w、52u、52v、52w、61u、61v、61w、62u、62v、62w進(jìn)行比較，在不一致時檢測預(yù)驅(qū)動器ic的異常。

檢測到預(yù)驅(qū)動器ic的輸出信號異常的預(yù)驅(qū)動器ic異常檢測單元15對感應(yīng)電壓運算單元12和開關(guān)控制信號生成單元16通知預(yù)驅(qū)動器ic的異常發(fā)生，并且從使能信號線28、38輸出規(guī)定時間的低電平的使能信號，通過使預(yù)驅(qū)動器ic再啟動來進(jìn)行初始化。該狀態(tài)是有預(yù)驅(qū)動器ic初始化請求的狀態(tài)。

接收了預(yù)驅(qū)動器ic的異常發(fā)生通知的感應(yīng)電壓運算單元12對第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件23和第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件33發(fā)送使開關(guān)元件截止(屏蔽)的指令，將從預(yù)驅(qū)動器ic輸出并提供至功率轉(zhuǎn)換用的開關(guān)元件的柵極端子的pwm驅(qū)動信號進(jìn)行屏蔽，并且通過以規(guī)定時間間隔執(zhí)行圖3所示的流程圖的動作，來使交流旋轉(zhuǎn)電機2保持穩(wěn)定的狀態(tài)。

另外，接收到預(yù)驅(qū)動器ic的異常發(fā)生通知的開關(guān)控制信號生成單元16停止控制信號的生成輸出。

下面，由于圖6的時刻t21之后的動作與實施方式1的圖4中的時刻t11之后的動作相同，因此省略說明。

如以上說明所述，實施方式2中，在預(yù)驅(qū)動器ic受到預(yù)先未設(shè)想到的故障模式、溫度或噪聲等周邊環(huán)境的影響而進(jìn)行了誤動作的情況下，不從通信路徑等獲取預(yù)驅(qū)動器ic的內(nèi)部信息，而能根據(jù)預(yù)驅(qū)動器ic的輸出檢測預(yù)驅(qū)動器ic的異常。

由于其他效果與實施方式1的效果相同，因而省略說明。

實施方式3

圖7是表示本發(fā)明的實施方式3中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置的運算處理裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖，圖8是對本發(fā)明的實施方式3中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置的運算處理裝置內(nèi)的轉(zhuǎn)速運算單元的動作進(jìn)行說明的流程圖，圖9是對本發(fā)明的實施方式3中的交流旋轉(zhuǎn)電機的控制裝置發(fā)生異常時的各部分的狀態(tài)進(jìn)行說明的說明圖。

上述實施方式1中，對由感應(yīng)電壓運算單元12運算出的感應(yīng)電壓比基于由電壓傳感器6檢測出的直流電源7的電壓的設(shè)定電壓要大的情況下，對第一繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件25和第二繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件35發(fā)送使其導(dǎo)通(on)的驅(qū)動指令的情況進(jìn)行了說明，而在實施方式3中，則如圖7所示，對以下情況進(jìn)行說明：轉(zhuǎn)速運算單元11根據(jù)由旋轉(zhuǎn)角度傳感器5呈周期性(例如每100微秒)地檢測出的旋轉(zhuǎn)角度來運算交流旋轉(zhuǎn)電機2的轉(zhuǎn)速spd，與基于由預(yù)先試驗得到的感應(yīng)電壓來設(shè)定的轉(zhuǎn)速的設(shè)定值spd＿th相比，在運算出的轉(zhuǎn)速spd較大的情況下，對第一繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件25和第二繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件35發(fā)送使其導(dǎo)通(on)的驅(qū)動指令。

另外，對于其它的部分，由于與上述實施方式1相同因此省略說明。

接著，基于圖9對實施方式3的情況的動作進(jìn)行說明。

關(guān)于在圖9示出的時刻t31之前的預(yù)驅(qū)動器ic正常進(jìn)行動作的情況，由于與實施方式1的時刻t11之前的動作相同，因此省略說明。

接著，對從圖9的時刻t31到t35為止所示出異常狀態(tài)的情況進(jìn)行說明。

在時刻t31，若預(yù)驅(qū)動器ic由于溫度、噪聲等周邊環(huán)境而發(fā)生誤動作，產(chǎn)生不期望的操作模式的轉(zhuǎn)換，則運算處理裝置10的預(yù)驅(qū)動器ic異常檢測單元15根據(jù)經(jīng)由其與預(yù)驅(qū)動器ic的通信路徑29、39而獲取的預(yù)驅(qū)動器ic的內(nèi)部信息來檢測異常狀態(tài)，或根據(jù)所獲取的內(nèi)部信息利用操作模式運算單元14來推定操作模式，通過預(yù)驅(qū)動器ic異常檢測單元15來對由操作模式設(shè)定單元13所設(shè)定的操作模式與所推定出的操作模式進(jìn)行比較，在不一致的情況下檢測出預(yù)驅(qū)動器ic的異常。

檢測到預(yù)驅(qū)動器ic的內(nèi)部狀態(tài)異常的預(yù)驅(qū)動器ic異常檢測單元15對轉(zhuǎn)速運算單元11和開關(guān)控制信號生成單元16通知預(yù)驅(qū)動器ic的異常發(fā)生，并且從使能信號線28、38輸出規(guī)定時間的低電平的使能信號，通過使預(yù)驅(qū)動器ic再啟動來進(jìn)行初始化。該狀態(tài)是有預(yù)驅(qū)動器ic初始化請求的狀態(tài)。

接收到預(yù)驅(qū)動器ic的異常發(fā)生通知的轉(zhuǎn)速運算單元11對第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件23和第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件33發(fā)送指令來使開關(guān)元件截止(屏蔽)，將從預(yù)驅(qū)動器ic輸出并提供至功率轉(zhuǎn)換用的開關(guān)元件的柵極端子的pwm驅(qū)動信號進(jìn)行屏蔽，并且通過以規(guī)定時間間隔執(zhí)行圖8所示的流程圖的動作，來使交流旋轉(zhuǎn)電機2保持穩(wěn)定的狀態(tài)。

另外，接收到預(yù)驅(qū)動器ic的異常發(fā)生通知的開關(guān)控制信號生成單元16停止控制信號的生成輸出。

這里，基于圖8對轉(zhuǎn)速運算單元11的動作進(jìn)行說明。

步驟s301中，轉(zhuǎn)速運算單元11根據(jù)由旋轉(zhuǎn)角度傳感器5呈周期性(例如每100微秒)地檢測出的旋轉(zhuǎn)角度來運算交流旋轉(zhuǎn)電機2的轉(zhuǎn)速spd。

步驟s302中，轉(zhuǎn)速運算單元11讀取出基于預(yù)先通過試驗而求出的感應(yīng)電壓所設(shè)定的轉(zhuǎn)速spd＿th。例如轉(zhuǎn)速spd＿th被設(shè)定為通過試驗求出的感應(yīng)電壓達(dá)到直流電源7的電壓的轉(zhuǎn)速，被設(shè)定為在圖9的最上側(cè)以虛線示出的1500rpm。

步驟s303中，轉(zhuǎn)速運算單元11對運算出的轉(zhuǎn)速spd與所設(shè)定的轉(zhuǎn)速spd＿th之間的大小關(guān)系進(jìn)行比較，在判斷為運算出的轉(zhuǎn)速spd大于設(shè)定的轉(zhuǎn)速spd＿th的情況下前進(jìn)至步驟s304，在判斷為運算出的轉(zhuǎn)速spd小于設(shè)定的轉(zhuǎn)速spd＿th的情況下前進(jìn)至步驟s305。

步驟s304中，在第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件23和第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件33保持開關(guān)元件截止的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速運算單元11通過對第一繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件25和第二繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件35發(fā)送驅(qū)動指令來使其導(dǎo)通(on)，從而向第一繞組下臂用開關(guān)元件22u、22v、22w以及第二繞組下臂用開關(guān)元件32u、32v、32w的所有柵極端子提供來自電源電路40的驅(qū)動信號。其結(jié)果是，上臂的柵極端子電壓全部變?yōu)榻刂?，下臂的柵極端子電壓全部變?yōu)閷?dǎo)通。為此下臂用的開關(guān)元件全部導(dǎo)通，交流旋轉(zhuǎn)電機2變?yōu)槿喽搪窢顟B(tài)，由于無法發(fā)電因而電力無法流入直流電源7，交流旋轉(zhuǎn)電機2也變?yōu)榉€(wěn)定的狀態(tài)。該狀態(tài)是圖9所示的與設(shè)定轉(zhuǎn)速spd＿th相比運算出的轉(zhuǎn)速spd較大的時刻t32到t33的范圍。

步驟s305中，在第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件23和第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件33保持開關(guān)元件截止的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速運算單元11對第一繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件25和第二繞組下臂全導(dǎo)通用開關(guān)元件35發(fā)送驅(qū)動指令來使其截止(屏蔽)。其結(jié)果是，上臂的柵極端子電壓全部變?yōu)榻刂?，下臂的柵極端子電壓也全部變?yōu)榻刂?。因此，交流旋轉(zhuǎn)電機2與直流電源7的連接全部變?yōu)槠帘螤顟B(tài)，由交流旋轉(zhuǎn)電機2發(fā)出的電力不流入直流電源7，交流旋轉(zhuǎn)電機2也能變?yōu)榉€(wěn)定的狀態(tài)。該狀態(tài)為圖9所示的時刻t31到t32的范圍、以及轉(zhuǎn)速再次降低的時刻t33到t34的范圍。

另外，上述說明中對設(shè)定的轉(zhuǎn)速spd＿th為一定的情況進(jìn)行了說明，但為了防止在運算的轉(zhuǎn)速spd與設(shè)定的轉(zhuǎn)速spd＿th的比較中產(chǎn)生振蕩，可以在設(shè)定的轉(zhuǎn)速spd＿th中設(shè)置遲滯。

接著，由于圖9的時刻t34之后的動作與實施方式1的圖4的時刻t14之后的說明相同，因此省略說明。

如以上說明所述，實施方式3中，在預(yù)驅(qū)動器ic受到未預(yù)先設(shè)想到的故障模式、溫度或噪聲等周圍環(huán)境的影響而發(fā)生誤動作、并停止了向柵極端子輸出的功能的情況下，也如實施方式1那樣不求出感應(yīng)電壓，而由轉(zhuǎn)速運算單元11求出轉(zhuǎn)速，使交流旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)移至穩(wěn)定的狀態(tài)并進(jìn)行保持，在此期間實施預(yù)驅(qū)動器ic的再設(shè)定，從而能使交流旋轉(zhuǎn)電機的不穩(wěn)定狀態(tài)停止，能保持穩(wěn)定的狀態(tài)，因此運算處理裝置10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)能根據(jù)實施方式1的圖2來簡單地構(gòu)成為實施方式3中圖7所示那樣。另外，在保持了穩(wěn)定的狀態(tài)期間，能通過對預(yù)驅(qū)動器ic進(jìn)行初始化、再設(shè)定來恢復(fù)正常的動作，因此也能防止驅(qū)動性的惡化。

另外，本發(fā)明可以在其發(fā)明范圍內(nèi)對各實施方式進(jìn)行自由組合，或者對實施方式適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變形、省略，本發(fā)明并不由上述實施方式所限定。

另外，上述實施方式的說明中，對交流旋轉(zhuǎn)電機2為多相且具有兩組繞組的情況進(jìn)行了說明，但交流旋轉(zhuǎn)電機2也可以為單相或具有更多相，繞組也可以為一組或多組。其中，在搭載了與多個繞組分別對應(yīng)的預(yù)驅(qū)動器ic的情況下，不需要使全部預(yù)驅(qū)動器ic同時進(jìn)行相同的控制，只要對每個檢測到異常的預(yù)驅(qū)動器ic實施異常時的控制即可。

進(jìn)一步地，上述實施方式中，對利用下臂元件實現(xiàn)三相短路的情況進(jìn)行了說明，但三相短路也可利用上臂元件來實現(xiàn)。

另外，在預(yù)驅(qū)動器ic受到未預(yù)先設(shè)想到的故障模式、溫度或噪聲等周圍環(huán)境的影響產(chǎn)生誤動作、并停止了向柵極端子輸出的功能的情況下，在預(yù)驅(qū)動器ic的輸出能在預(yù)驅(qū)動器ic所保有的功能下使上下臂一起全部截止的情況下，也可以不設(shè)有上述實施方式中說明的第一繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件23、和第二繞組預(yù)驅(qū)動器ic輸出屏蔽用開關(guān)元件33。

標(biāo)號說明

1電子控制裝置

2交流旋轉(zhuǎn)電機

3第一繞組

4第二繞組

5旋轉(zhuǎn)角度傳感器

6電壓傳感器

7直流電源

10運算處理裝置

11轉(zhuǎn)速運算單元

12感應(yīng)電壓運算單元

13操作模式設(shè)定單元