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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugleistungssteuervorrichtung,
um Leistungssteuerung eines Hybridfahrzeugs durchzuführen, das
einen Verbrennungsmotor und einen Wechselstrommotor als Quellen
von Leistung verwendet, und insbesondere auf eine Fahrzeugleistungssteuervorrichtung,
die eine Anomalie wegen einem Kurzschlussfehler eines Komponententeils
eines elektrischen Leistungswandlers zum Wandeln von Gleichstromleistung
in Wechselstromleistung und ihre Zufuhr zu einem Wechselstrommotor erfasst,
und Leistungssteuerung in Übereinstimmung
mit der Anomalie durchführt.
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Konventionell
wird eine Leistungssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug verwendet,
das einen Verbrennungsmotor, seine Steuervorrichtung, einen Wechselstrommotor,
einen elektrischen Leistungswandler, um dem Wechselstrommotor und
seiner Steuervorrichtung Wechselstromleistung zuzuführen, enthält, und
sowohl die Ausgabe des Verbrennungsmotors als auch die Ausgabe des
Wechselstrommotors kombiniert, um sie als die Quellen der Leistung
des Fahrzeugs zu verwenden. Der elektri sche Leistungswandler ist
eine Vorrichtung, um Gleichstromleistung und Wechselstromleistung
gegenseitig zu wandeln, und zu der Zeit, wenn der Wechselstrommotor
angesteuert wird, wird die Gleichstromleistung, die von der Gleichstromleistungsversorgung
zugeführt
wird, in die Wechselstromleistung gewandelt und wird dem Wechselstrommotor
zugeführt, und
der Wechselstrommotor wird angesteuert. Außerdem wird zu der Zeit einer
Bremsung des Wechselstrommotors die Wechselstromleistung, die durch
den Wechselstrommotor generiert wird, in die Gleichstromleistung gewandelt
und wird der Gleichstromleistungsversorgung zugeführt, und
der Wechselstrommotor wird veranlasst, eine regenerative Operation
durchzuführen.
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Der
elektrische Leistungswandler bezieht als eine Schalteinheit ein
Halbleiterleistungselement (hierin nachstehend als ein Leistungselement
bezeichnet) ein, das einen Transistor enthält, wie etwa z.B. einen IGBT (Isolierschicht-Bipolartransistor,
Insulated Gate Bipolar Transistor) und eine Diode, und ist aufgebaut,
elektrische Leistungswandlung durch die leitende (EIN) und nicht-leitende
(AUS) Operation des Leistungselementes durchzuführen, die durch Schaltsignale
bewirkt wird, die von der Steuervorrichtung ausgegeben werden.
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Übrigens
ist es selbstverständlich,
dass das Leistungselement als die Schalteinheit aus einem Halbleiterelement
außer
dem IGBT hergestellt werden kann.
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Die
Steuerung der Ausgabe des Wechselstrommotors, der in dem Hybridfahrzeug
verwendet wird, wird allgemein durch Steuern seiner Ausgangsdrehmomentgröße durchgeführt. Die
Ausgangsdrehmomentgröße ändert sich
in Korrelation mit dem Betrag vom Strom, der zu dem Wechselstrommotor
fließt,
und während
der Betrag vom Strom groß wird,
erhöht
sich der Betrag vom Ausgangsdrehmoment. Daraus wird die Ausgangssteuerung
des Wechselstrommotors durch Steuern des Betrags des fließenden Stroms
durchgeführt.
Da der Strom, der durch den Wechselstrommotor fließt, auch
zu dem Leistungselement fließt,
wird in dem Fall, wo der Betrag vom Strom groß ist, d.h. in dem Fall, wo
der Betrag vom Ausgangsdrehmoment groß ist, auch der Betrag von
Wärmeerzeugung
durch die Widerstandskomponente des Leistungselementes groß, und der
Grad vom Temperaturanstieg des Leistungselementes wird groß.
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Als
die Charakteristik des Leistungselementes gibt es übrigens
einen Fall, wo die an das Gate angelegte Spannung durch ein Schaltsignal,
das zu dem Gate-Abschnitt gegeben wird, einen geeigneten Standard nicht
erreicht, und das Schaltelement die Leitungsoperation in einer ungesättigten
Region durchführt.
Da die Widerstandskomponente des Leistungselementes groß wird,
wird in diesem Fall der Betrag von Wärmeerzeugung selbst für den gleichen
Betrag vom Strom groß,
und die Temperatur des Leistungselementes steigt an.
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In
dem Fall, wo der IGBT als das Leistungselement verwendet wird, wird,
wenn die Temperatur des IGBT ansteigt, der Betrag vom Strom, der
zu der Zeit der nicht-leitenden Operation unterbrochen werden kann, gering,
und er wird durch das Auftreten von Sperren beschädigt. Somit
wird für
den Zweck eines Schutzes des Leistungselementes häufig eine
Schutzoperation verwendet, in der in dem Fall, wo ein großer Strom
fließt,
der nicht kleiner als ein spezifizierte Wert ist (EIN; Überstrom),
oder in dem Fall, wo die Temperatur bis zu einem spezifizierten
Wert oder höher
ansteigt (OT; Übertemperatur),
oder in dem Fall, wo die an das Gate angelegte Spannung zu der Zeit
der Leitungs-(EIN)Operation ein spezifizierter Wert oder kleiner
wird (UV; Unterspannung), sogar in dem Fall, wo eine Leitungs-(EIN)Operationsinstruktion
von außerhalb
gegeben wird, diese Instruktion annulliert, um das Schaltsignal
zwangsweise zu unterbrechen und das Leistungselement nicht-leitend (AUS)
zu machen.
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Die
Schutzoperation durch die Unterbrechung des Schaltsignals wird über eine
spezifizierte Periode von ungefähr
10 [ms] kontinuierlich durchgeführt,
und nachdem die spezifizierte Periode beendet ist, wird die Unterbrechung
des Schaltsignals gestoppt und die Schutzoperation wird freigegeben. Übrigens
wird der Zustand, dass die Schutzoperation durchgeführt wird,
einer Steuerarithmetikeinheit als einer Erzeugungsquelle des Schaltsignals
durch ein Schutzoperations-Identifikationssignal (FO; Störungsausgabe)
gemeldet. Die Steuerarithmetikeinheit beurteilt, ob die Motoroperation
fortgesetzt oder gestoppt werden sollte gemäß der Erkennung des Schutzoperations-Identifikationssignals
FO oder der Erkennung vom intermittierenden Auftreten des kontinuierlichen
Schutzidentifikationssignals FO in der kurzen Zeit, und in dem Fall,
wo eine Beurteilung durchgeführt
wird, dass die Operation gestoppt werden sollte, wird das Schaltsignal
gestoppt, und es wird eine Operation durchgeführt, um den nicht-leitenden
Zustand beizubehalten.
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D.h.
die konventionelle Leistungssteuervorrichtung für das Hybridfahrzeug wie oben
angegeben stoppt die Operation des Wechselstrommotors durch Stoppen
des Schaltens des Leistungselementes des elektrische Leistungswandlers,
und gibt den anomalen Zustand frei und vermeidet den gefährlichen
Zustand des Fahrzeugs.
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In
dem Fall jedoch, wo das Leistungselement Gegenstand eines Kurzschlussfehlers
ist, selbst wenn die Unterbrechung des Schaltsignals, d.h. die Schutzoperation
durch die Gate-Unterbrechung, oder die Beibehaltung des nicht-leitenden
(AUS) Zustands durch den Stopp des Schaltsignals von der Steuerarithmetikeinheit
durchgeführt
wird, setzt ein großer
Strom fort, gemäß dem Rotationszustand
des Wechselstrommotors zu fließen,
und die anomale Operation des Wechselstrommotors kann nicht gestoppt
werden. Dies geschieht, da der Ausgleich von Spannungen in jeweiligen
Phasen, die an die Leitungen des Wechselstrommotors angelegt werden,
verloren ist, da die Anschlussspannung des Wechselstrommotors gleich
dem Potenzial des elektrischen Leistungswandlers auf der Gleichstromseite
durch den Kurzschlussfehler des Leistungselementes wird.
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Außerdem wird
in einem Wechselstrommotor vom Permanentmagnettyp, in dem ein Permanentmagnet
als ein Dreheinrichtungsmagnetpol verwendet wird, um einen magnetischen
Fluss zu generieren, selbst wenn das Schalten des Leistungselementes
gestoppt ist, eine induzierte Spannung proportional der Rotationsgeschwindigkeit
des Dreheinrichtungsmagnetpols in einer Ankerwicklung generiert
und er arbeitet als ein Generator. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit
des Wechselstrommotors hoch gehalten wird, setzt somit ein großer Strom
fort, zu einem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang zu fließen.
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Der
Wechselstrommotor vom Permanentmagnettyp, der häufig für das Hybridfahrzeug verwendet wird,
ist so gestaltet, dass zusätzlich
zu der Anforderung für
Miniaturisierung und Reduzierung im Gewicht der Betrag vom magnetischen
Fluss des Permanentmagneten mit Bezug auf ein Volumen relativ groß wird,
und deshalb gibt es eine Tendenz, dass das Verhältnis der induzierten Spannung
zu der Rotationsgeschwindigkeit hoch wird. Somit wird in dem Fall,
wo die Rotationsgeschwindigkeit ansteigt und die obere Grenze überschreitet,
in der der elektrische Leistungswandler die Ausgabe steuern kann,
die sogenannte Flussschwächungssteuerung
durchgeführt,
in der die Phase einer angelegten Spannung mit Bezug auf den Rotationswinkel
der Dreheinrichtung abgestimmt wird, und die Erhöhung einer Motoranschlussspannung
wird unterdrückt.
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In
dem Fall, wo der nicht-leitende (AUS) Zustand des Leistungselementes
für einen
Schutz gegenüber dem
Auftreten einer beliebigen Anomalie gehalten wird, wird hier die
Flussschwächungssteuerung
des Wechselstrommotors nicht durchgeführt, und deshalb wird eine
hohe Spannung, die die Bemessung überschreitet, an den elektrischen
Leistungswandler und den Wechselstrommotor angelegt, und in dem
Fall, wo das Leistungselement Gegenstand eines Kurzschlussfehlers
ist, setzt ferner ein großer
Strom, der die Bemessung überschreitet,
fort, zu den elektrischen Leistungswandler und dem Wechselstrommotor
zu fließen.
Somit fließt ein
großer
Strom, der den Spannungswiderstand und Wärmewiderstand von Komponententeilen,
die den elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang bilden, wie etwa
das Leistungselement, ein Verbindungsanschluss zwischen dem elektrischen
Leistungswandler und dem Wechselstrommotor, und die Ankerwicklung
des Wechselstrommotors, und es gibt eine Gefahr des Auftretens einer
Möglichkeit,
dass ein sekundärer
Fehler, wie etwa Rauchen, Ausbrennen oder ein dielektrischer Zusammenbruch,
auftritt. Das Auftreten des Rauchens, Ausbrennens oder dielektrischen
Zusammenbruchs ist ein wichtiges Problem in Bezug auf die Sicherheit
des Fahrzeugs, und es ist notwendig zu verhindern, dass diese auftreten.
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Um
ein derartiges Problem zu bewältigen,
wird dann konventionell vorgeschlagen, dass ein schmelzbarer Teil,
der als eine Sicherung funktioniert, als ein Elektrodenelement bereitgestellt
wird, um einen Halbleiterabschnitt eines Leistungselementes und
einen externen Stromdurchgang zu verbinden, und wenn ein Strom eines
spezifizierten Wertes oder höher
fließt,
wird der schmelzbare Teil durchgebrannt, um die Schaltung zu trennen
(siehe z.B. Patentliteraturstelle 1 (JP-A-2005-175439, Seiten 2 bis 12, 1 bis 14)).
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Übrigens
wird in diesem Stand der Technik beispielhaft dargestellt, dass
der schmelzbare Teil aus einem Bondingdraht mit einer Struktur aufgebaut
ist, die sich von dem Elektrodenelement unterscheidet.
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Selbst
in der konventionellen Fahrzeugleistungssteuervorrichtung, die das
Leistungselement verwendet, das in Patentliteraturstelle 1 offenbart
wird, gibt es jedoch die folgenden Probleme:
- (1)
Da das Prinzip, dass der schmelzbare Teil des Leistungselementes
durchbrennt, auf Schmelzen durch Wärmeerzeugung von der Widerstandskomponente
des schmelzbaren Teils basiert, ist im Vergleich zu einem Leistungselement
ohne schmelzbaren Teil der Widerstandswert des schmelzbaren Teils
hoch, und deshalb tritt stets ein unnötiger Verlust auf, und der
Ausgleich zu Kühlungsleistungsverhalten
und Charakteristika in Bezug auf Effizienz wird verschlechtert.
- (2) Der schmelzbare Teil wird in Reihe zu dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
eingefügt,
und in dem Fall, wo der schmelzbare Teil fehlerhaft durchbrennt,
arbeitet die Fahrzeugleistungssteuervorrichtung nicht normal, und
die Zuverlässigkeit
der Vorrichtung wird abgesenkt.
- (3) Wenn der Schmelzstromwert eingestellt ist gering zu sein,
sodass der schmelzbare Teil sicher in der Zeit des Kurzschlussfehlers
des Leistungselementes durchbrennt, kann der Schmelzstromeinstellwert
kleiner als der zulässige
Strom des Halbleiterabschnitts des Leistungselementes sein, und
deshalb wird die Nennstromkapazität in dem gesamten Leistungselement
abgesenkt. Wenn der Schmelzstromwert des schmelzbaren Teils hoch
eingestellt ist, wird es andererseits, selbst wenn das Leistungselement
bereits Gegenstand des Kurzschlussfehlers ist und ein anomaler Strom
fließt,
unmöglich,
das Teil sicher durchzubrennen.
- (4) In dem Fall, wo der schmelzbare Teil des Leistungselementes
aus dem Bondingdraht aufgebaut ist, und das Leistungselement mit
einem Spritzgussharz für
Isolation gegossen ist, tritt ein schlechter Kontakt in dem Bondingteil
auf, oder einem Kontaktabschnitt zwischen der Trennstelle des Bondingdrahtkörpers und einem
anderen Abschnitt, und es gibt eine Möglichkeit, dass die Leitung
von Strom intermittierend wird. In einem derartigen Fall tritt ein
Lichtbogen durch eine hohe Spannung in der Stelle mit schlechtem
Kontakt auf, und es gibt eine Möglichkeit,
dass das Gusselement raucht oder Feuer fängt.
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Das
obige Problem (4) in der Kombination des Bondingdrahtes und des
isolierenden Spritzgussharzes ist auch das beunruhigende Problem
in der Struktur des Halbleiterelementkörpers. Konventionell wird ein
Leistungselement bereitgestellt, in dem eine Elektrode eines Halbleiterelementes
und eine Metallplatte, die um das Halbleiterelement herum positioniert
ist und um einen Stromflussdurchgang zu bilden, miteinander durch
viele Bondingdrähte
elektrisch verbunden sind, und diese sind mit Harz ganzheitlich
gegossen, um isoliert sein, und sind fixiert. Obwohl das Leistungselement,
das auf diese Weise aufgebaut ist, zu der Verbesserung vom Leistungsverhalten
in Bezug auf Vibrationswiderstand, Temperaturänderungs-Widerstandscharakteristik,
Wärmestrahlungscharakteristik
und dergleichen effektiv beiträgt,
kann das im obigen (4) angeführte
Problem auftreten. Wenn der Kurzschlussfehler auftritt, wird übrigens
der Widerstandswert in der Störungsstelle
abgesenkt, es fließt
nicht ein gleichförmiger
Strom zu den jeweiligen Bondingdrähten, und der Strom konzentriert
sich in dem Draht um die Störungsstelle
herum und fließt
ungleichmäßig. Wie
oben angegeben wird, wenn der Strom in der Stelle des Kurzschlussfehlers
konzentriert ist und fließt,
die Möglichkeit
des Rauchens und Zündens hoch.
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Wegen
der Einschränkung
einer Prozesszeit und eines Prozessbereichs eines Bondingteils in
dem Fall, wo ein Bondingdraht mit einem Halbleiter durch Bonden
verbunden ist, wird, um Miniaturisierung und Reduzierung von Kosten
eines Leistungselementes zu realisieren, ein Direktleitungsbonding-(DLB,
direct lead bonding)System vorgeschlagen, in dem an Stelle eines
Drahtes eine Metallplatte mit einem Halbleiter verbunden ist, um
elektrische Verbindung zu erreichen. In diesem Direktleitungsbondingsystem
tritt die Ungleichmäßigkeit
des Stroms wie in dem Drahtbondingsystem kaum auf, und ein Lichtbogen
wegen schlechtem Kontakt eines Verbindungsteils tritt auch nicht
auf, und deshalb wird die Möglichkeit
des Rauchens und Zündens
unterdrückt,
um gering zu sein. Selbst in dem Leistungselement des Direktleitungsbondingsystems
gibt es jedoch ein ungelöstes
Problem, dass wenn die Motorrotationsgeschwindigkeit zur Zeit eines
Kurzschlussfehlers hoch gehalten wird, ein großer Strom kontinuierlich zu
dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang fließt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wurde unternommen, um die Probleme der konventionellen
Vorrichtung wie oben beschrieben zu lösen, und hat ein Ziel, eine
Fahrzeugleistungssteuervorrichtung bereitzustellen, in der es in
einem Fall, wo ein Kurzschlussfehler in einem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang,
einschließlich
einer Gleichstromleistungsversorgung, eines elektrischen Leistungswandlers
und eines Wechselstrommotors, auftritt, möglich ist zu verhindern, dass
ein großer
Strom, der die Bemessung überschreitet,
fortsetzt zu fließen, und
den Spannungswiderstand, Stromwiderstand oder Wärmewiderstand von Komponententeilen
des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs, wie etwa ein Leistungselement,
ein Verbindungsanschluss zwischen dem elektrischen Leistungswandler
und dem Wechselstrommotor und eine Motorwicklung, überschreitet,
und ein sekundärer
Fehler, wie etwa Rauchen, Ausbrennen oder dielektrischer Zusammenbruch,
auftritt.
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Übrigens
besteht ein anderes Ziel der Erfindung darin, eine Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
vorzusehen, die das Auftreten eines sekundären Fehlers, wie etwa Rauchen,
Ausbrennen oder dielektrischer Zusammenbruch, ohne Verursachen eines
Problems, wie etwa eine Erhöhung
von Verlust, Absenkung von Zuverlässigkeit oder Verschlechterung
des Ausgleichs zu dem Kühlungsleistungsverhalten,
wegen der Einbeziehung eines schmelzbaren Abschnitts in ein Leistungselement
wie in der konventionellen Vorrichtung verhindern kann.
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Ferner
besteht ein anderes Ziel der Erfindung darin, eine Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
vorzusehen, die das Auftreten eines sekundären Fehlers, wie etwa Rauchen,
Ausbrennen oder dielektrischer Zusammenbruch, verhindern kann, bei
geringen Kosten nur durch Ändern
von Softwareelementen ohne Änderung
von Hardwareelementen, die eine konventionelle Hybridfahrzeug-Leistungssteuervorrichtung
bilden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist eine Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
eine Fahrzeugleistungssteuervorrichtung, um Leistungssteuerung eines
Hybridfahrzeugs unter Verwendung einer Ausgabe eines Verbrennungsmotors
und einer Ausgabe eines Wechselstrommotors als Quellen von Leistung durchzuführen, und
enthält
eine Verbrennungsmotor-Steuereinheit, um die Ausgabe des Verbrennungsmotors zu
steuern, einen elektrischen Leistungswandler, der mit dem Wechselstrommotor
und einer Gleichstromleistungsversorgung verbunden ist, um gemeinsam
damit einen elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang zu bilden,
Leistungswandlung durch eine Schaltoperation einer Schalteinheit
durchführt
und elektrische Leistung von einer der Gleichstromleistungsversorgung
und dem Wechselstrommotor zu dem anderen zuführt, eine Hybridsteuereinheit, die
eine Funktion hat, die Ausgabe des Wechselstrommotors durch Steuern
der Schaltoperation des elektrischen Leistungswandlers zu steuern
und mit der Verbrennungsmotor-Steuereinheit kooperiert, um eine
arithmetische Operation für
die Leistungssteuerung des Hybridfahrzeugs durchzuführen, eine Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit,
die in der Hybridsteuereinheit vorgesehen ist und eine Anomalie
wegen einem Kurzschlussfehler des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs
erfasst, und eine Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit,
die in der Hybridsteuereinheit vorgesehen ist und, wenn die Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit
die Anomalie erfasst, eine Instruktion, die den Verbrennungsmotor
veranlasst, eine Operation entsprechend der Anomalie durchzuführen, zu
der Verbrennungsmotor-Steuereinheit gibt.
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Übrigens
ist in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung die Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit
aufgebaut, die Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler basierend auf
Information in Bezug auf Schalten des elektrischen Leistungswandlers
und Information in Bezug auf einen Strom, der zu dem Wechselstrommotor
fließt,
zu erfassen.
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Übrigens
ist in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung die Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit
aufgebaut, die Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler basierend auf
Information in Bezug auf den Betrag einer Instruktion einer Ausgabesteuerung
des Wechselstrommotors und Information in Bezug auf einen Strom,
der zu der Gleichstromleistungsversorgung fließt, zu erfassen.
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Die
Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der
Erfindung enthält
ferner einen Temperaturdetektor, um eine Temperatur von mindestens
einem von der Schalteinheit des elektrischen Leistungswandlers und
dem elektrischen Leis tungsversorgungsdurchgang zu messen, und die
Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit erfasst die Anomalie wegen
dem Kurzschlussfehler basierend auf Information in Bezug auf den
Betrag einer Instruktion einer Ausgabesteuerung des Wechselstrommotors,
Information in Bezug auf Schalten des elektrischen Leistungswandlers
und Information in Bezug auf die Temperatur, die durch den Temperaturdetektor
erfasst wird.
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Übrigens
ist in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit
aufgebaut, eine Operationsinstruktion, die an einen Grad der Anomalie
wegen dem Kurzschlussfehlers angepasst ist, der basierend auf mindestens
einer von Information in Bezug auf eine Temperatur des elektrischen
Leistungsversorgungsdurchgangs und Information in Bezug auf einen
Strom, der zu dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang fließt, erhalten
wird, zu der Verbrennungsmotor-Steuereinheit
zu geben.
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Übrigens
ist in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung die Information in Bezug auf den Strom
Information in Bezug auf mindestens einen von einem Leitungsmodus des
Stroms und einem Stromwert.
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Übrigens
ist in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit
aufgebaut, eine Operationsinstruktion, die an einen Fahrzeugbetriebszustand
des Hybridfahrzeugs angepasst ist, zu der Verbrennungsmotor-Steuereinheit
zu geben.
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Übrigens
ist in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit
aufgebaut, eine Instruktion, die eine Rotationsgeschwindigkeit des
Verbrennungsmotors begrenzt durch Ändern eines Ausgabeabstimmungsparameters
des Verbrennungsmotors basierend auf einer Verbrennungsmotor-Ausgabeobergrenzcharakteristik
in einer Zeit der Anomalie, die kalkuliert wird basierend auf einer
Korrelation unter einer Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstrommotors,
Temperatur des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs, eines
Stroms, der zu dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang fließt, und
einer Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors, zu der Verbrennungsmotor-Steuereinheit
zu geben.
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Übrigens
ist in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit
aufgebaut, eine Instruktion, die eine Rotationsgeschwindigkeit des
Verbrennungsmotors begrenzt durch Ändern eines Ausgabeabstimmungsparameters
des Verbrennungsmotors, um Reisefortsetzung oder Reisestopp des
Fahrzeugs durchzuführen
in Übereinstimmung
mit einem Grad der Anomalie, der basierend auf Fahrzeugoperationsinformation
erhalten wird, die mindestens eines von einem Beschleunigungs-/Abbremsungsbetrag
des Hybridfahrzeugs, einer Beschleunigungs-/Abbremsungshäufigkeit,
eines Lenkungsbetrags, einer Lenkungshäufigkeit und einer Fahrzeuggeschwindigkeit
und Temperatur des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs und/oder
eines Stroms, der zu dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
fließt,
enthält,
zu der Verbrennungsmotor-Steuereinheit zu
geben.
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Die
Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß der Erfindung enthält einen
elektrischen Leistungswandler, der mit dem Wechselstrommotor und
der Gleichstromleistungsversorgung verbunden ist, um gemeinsam damit
den elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang zu bilden, die Leistungswandlung
durch die Schaltoperation der Schalteinheit durchführt und
die elektrische Leistung von einem von der Gleichstromleistungsversorgung
und dem Wechselstrommotor zu dem anderen zuführt, die Hybridsteuereinheit,
die die Funktion hat, die Ausgabe des Wechselstrommotors durch Steuern
der Schaltoperation des elektrischen Leistungswandlers zu steuern
und mit der Verbrennungsmotor-Steuereinheit zusammenarbeitet, um
die arithmetische Operationen für
die Leistungssteuerung des Hybridfahrzeugs durchzuführen, die
Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit, die in der Hybridsteuereinheit
vorgesehen ist und die Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler des
elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs erfasst, und die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit,
die in der Hybridsteuereinheit vorgesehen ist, und, wenn die Kurzschluss-Anomalieerfassungseinheit
die Anomalie erfasst, die Instruktion, die den Verbrennungsmotor
veranlasst, die Operation entsprechend der Anomalie durchzuführen, zu
der Verbrennungsmotor-Steuereinheit gibt, und es deshalb, selbst
wenn die Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs
auftritt, möglich ist
zu verhindern, dass ein großer
Strom, der die Bemessung überschreitet,
fortsetzt zu fließen
und den Spannungswiderstand, Stromwiderstand oder Wärmewiderstand
eines Komponententeils überschreitet,
wie etwa der Schalteinheit, eines Verbindungsanschlusses zwischen
dem elektrischen Leistungswandler und dem Wechselstrommotor, und
einer Motorwicklung, und ein sekundärer Fehler, wie etwa Rauchen,
Ausbrennen oder dielektrischer Zusammenbruch, auftritt.
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Gemäß der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
der Erfindung ist die Kurzschluss-Anomalieerfassungseinheit ferner
aufgebaut, die Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler basierend auf
der Information in Bezug auf das Schalten des elektrischen Leistungswandlers
und der Information in Bezug auf den Strom, der zu dem Wechselstrommotor
fließt,
zu erfassen, und deshalb kann die Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler basierend
auf der Information in Bezug auf den Motorstrom, die auch für die Steuerung
des Wechselstrommotors verwendet werden kann, er fasst werden, und
das Auftreten des sekundären
Fehlers kann verhindert werden ohne Hinzufügung spezieller Hardwareelemente,
bei geringen Kosten und mit hoher Zuverlässigkeit.
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Übrigens
ist gemäß der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
der Erfindung die Kurzschluss-Anomalieerfassungseinheit aufgebaut,
die Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler basierend auf der Information
in Bezug auf den Betrag der Instruktion der Ausgabesteuerung des
Wechselstrommotors und der Information in Bezug auf den Strom, der
zu der Gleichstromleistungsversorgung fließt, zu erfassen, und deshalb
kann die Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler basierend auf der
Information des Leistungsversorgungsstroms, die auch für die Kalkulation
der elektrischen Leistung des Wechselstrommotors oder der Gleichstromleistungsversorgung
verwendet werden kann, erfasst werden, und das Auftreten des sekundären Fehlers
kann ohne Hinzufügung
spezieller Hardwareelemente, bei geringen Kosten und mit hoher Zuverlässigkeit
verhindert werden.
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Übrigens
enthält
die Fahrzeugleistungssteuervorrichtung der Erfindung ferner den
Temperaturdetektor, um die Temperatur von mindestens einem von der
Schalteinheit des elektrischen Leistungswandlers und dem elektrischen
Leistungsversorgungsdurchgang zu messen, und die Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit
erfasst die Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler basierend auf der
Information in Bezug auf den Betrag der Instruktion der Ausgabesteuerung
des Wechselstrommotors, der Information in Bezug auf das Schalten des
elektrischen Leistungswandlers und der Information in Bezug auf
die Temperatur, die durch den Temperaturdetektor erfasst wird, und
deshalb kann die Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler erfasst werden
basierend auf der Temperaturinformation, die für die Ausgabebegrenzung für Überhitzungsschutz
der Schalteinheit und Korrektur der elektrischen Charakteristik
der Schalteinheit in der Steuerarithmetikoperation des Wechselstrommotors verwendet
werden kann, und/oder der Temperaturinformation, die für die Korrektur
der elektrischen Schaltungscharakteristik des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs
und die Störungserfassung
einer Kühlungsvorrichtung
des elektrischen Leistungswandlers verwendet werden kann, und das
Auftreten des sekundären
Fehlers kann ohne Hinzufügung
spezieller Hardwareelemente, bei geringen Kosten und mit hoher Zuverlässigkeit
verhindert werden.
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Übrigens
ist gemäß der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
der Erfindung die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit
aufgebaut, die Operationsinstruktion, die an den Grad der Anomalie
wegen dem Kurzschlussfehler angepasst ist, der basierend auf mindestens
einer der Information in Bezug auf die Temperatur des elektrischen
Leistungsversorgungsdurchgangs und der Information in Bezug auf
den Strom, der zu dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
fließt,
erhalten wird, zu der Verbrennungsmotor-Steuereinheit zu geben,
und deshalb wird der Grad einer Dringlichkeit zum Vermeiden des
sekundären Fehlers
in Stufen gemäß dem Grad
der Anomalie unterteilt, die Instruktion zu der Verbrennungsmotor-Steuereinheit
kann entsprechend zu jeder der Stufen gesetzt werden, und das Verarbeitungsverfahren
zum Verhindern des Auftretens des sekundären Fehlers kann auf den Grad
der Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler fein bezogen werden und
kann betrieben werden.
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Übrigens
ist gemäß der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
der Erfindung die Information in Bezug auf den Strom zum Erhalten
des Grades der Anomalie die Information in Bezug auf mindestens
einen von dem Leitungsmodus des Stroms und dem Stromwert, und deshalb
kann der Grad der Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler sicher beurteilt
werden, und das Verarbeitungsverfahren zum Verhindern des Auftretens
des sekundären
Fehlers kann sicherer und feiner in Bezug auf den Grad der Ano malie
wegen dem Kurzschlussfehler sein und kann betrieben werden.
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Übrigens
ist gemäß der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
der Erfindung die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit
aufgebaut, die Operationsinstruktion, die an den Fahrzeugbetriebszustand des
Hybridfahrzeugs angepasst ist, zu der Verbrennungsmotor-Steuereinheit
zu geben, und deshalb kann das Auftreten des sekundären Fehlers
vermieden werden, während
die Leistungssteuerung des Verbrennungsmotors angesichts der Koordination
mit der Operation des anderen Steuermechanismus in Bezug auf Fahrzeugreise
so durchgeführt
wird, um die Sicherheit des Fahrens nicht zu beschädigen.
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Übrigens
ist gemäß der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
der Erfindung die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit
aufgebaut, die Instruktion, die die Rotationsgeschwindigkeit des
Verbrennungsmotors begrenzt durch Ändern des Ausgabeabstimmungsparameters
des Verbrennungsmotors basierend auf der Verbrennungsmotor-Ausgabeobergrenzcharakteristik
zu der Zeit der Anomalie, die kalkuliert wird basierend auf der
Korrelation unter der Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstrommotors,
der Temperatur des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs,
des Stroms, der zu dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
fließt,
und der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors, zu der
Verbrennungsmotor-Steuereinheit zu geben, und deshalb wird, selbst
wenn der Kurzschlussfehler auftritt, die Rotationsgeschwindigkeit
des Verbrennungsmotors begrenzt, und es ist möglich, das Auftreten des sekundären Fehlers wegen
der Anwendung einer hohen Spannung, die die Bemessung überschreitet,
oder Leitung eines großen Stroms
zu vermeiden.
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Übrigens
ist gemäß der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
der Erfindung die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit aufgebaut,
die Instruktion, die die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors
begrenzt durch Ändern
des Ausgabeabstimmungsparameters des Verbrennungsmotors, um die Reisefortsetzung
oder den Reisestopp des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit Fahrzeugbetriebsinformation durchzuführen, enthaltend
mindestens eines von einem Beschleunigungs-/Abbremsungsbetrag des
Hybridfahrzeugs, einer Beschleunigungs-/Abbremsungshäufigkeit,
einem Lenkungsbetrag, einer Lenkungshäufigkeit und einer Fahrzeuggeschwindigkeit,
und einem Grad der Anomalie, der erhalten wird basierend auf einer
Temperatur des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs und/oder
einem Strom, der zu dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
fließt,
zu der Verbrennungsmotor-Steuereinheit zu geben, und deshalb wird, wenn
die Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler erfasst wird, der Grad
von Dringlichkeit zum Vermeiden des sekundären Fehlers entsprechend dem
Grad der Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler, der aus der Temperatur
des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs oder dem Betrag
des Stroms geschätzt
wird, bestimmt, die Verarbeitung der Verbrennungsmotor-Leistungssteuerung,
um die Reisefortsetzung oder den Reisestopp des Fahrzeugs durchzuführen, wird
ausgewählt,
der zeitweilige Übergang
der Verarbeitung der Verbrennungsmotor-Leistungssteuerung oder der Startpunkt
der Verarbeitung können
aus dem Fahrzeugbetriebszustand, wie etwa dem Beschleunigungs-/Abbremsungsbetrag
des Fahrzeugs, der Beschleunigungs-/Abbremsungshäufigkeit, dem Lenkungsbetrag,
der Lenkungshäufigkeit
und der Fahrzeuggeschwindigkeit, abgestimmt werden, und die Steuerung
mit sehr hoher Zuverlässigkeit
kann durchgeführt
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Strukturbild des Hybridfahrzeugs, das eine Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
gemäß Ausführungsform
1 der Erfindung enthält;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau in Bezug auf Leistungssteuerung
eines Motors in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß Ausführungsform
1 der Erfindung zeigt;
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3 ist
eine beispielhafte Ansicht zum Erläutern der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
gemäß Ausführungsform
1 der Erfindung;
-
4 ist
eine erläuternde
Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Motorrotationsgeschwindigkeit und
einer induzierten Spannung in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
gemäß Ausführungsform
1 der Erfindung zeigt;
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5A und 5B sind
erläuternde
Ansichten, die Schaltungszustände
eines Inverters und eines Motors zur Zeit des Auftretens eines Kurzschlussfehlers
in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung
zeigen;
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6A bis 6D sind
Wellenformansichten von Motorströmen
zum Erläutern
des Vorhandenseins/Fehlens eines Kurzschlussfehlers in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
gemäß Ausführungsform
1 der Erfindung;
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7 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau in Bezug auf die Leistungssteuerung
des Motors in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß Ausführungsform
1 der Erfindung zeigt;
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8 ist
eine Wellenformansicht zum Erläutern
eines Erfassungsverfahrens einer Kurzschlussanomalie in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
gemäß Ausführungsform
1 der Erfindung;
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9A und 9B sind
erläuternde
Ansichten zum Erläutern
einer Beziehung zwischen der Rotationsgeschwindigkeit eines Verbrennungsmotors
und der Rotationsgeschwindigkeit eines Motors in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
gemäß Ausführungsform
1 der Erfindung;
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10 ist
eine erläuternde
Ansicht in Bezug auf eine Operationsinstruktion des Verbrennungsmotors in
der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung;
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11 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau in Bezug auf Leistungssteuerung
eines Motors in einer Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß Ausführungsform
2 der Erfindung zeigt;
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12A bis 12D sind
Wellenformansichten von Leistungsversorgungsströmen zum Erläutern des Vorhandenseins/Fehlerns
eines Kurzschlussfehlers in der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
gemäß Ausführungsform
2 der Erfindung; und
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13 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau in Bezug auf Leistungssteuerung
eines Motors in einer Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß Ausführungsform
3 der Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ausführungsform 1
-
1 ist
ein Strukturbild eines Hybridfahrzeugs, das eine Fahrzeugleistungssteuervorrichtung
gemäß Ausführungsform
1 der Erfindung enthält.
In 1 enthält
ein elektrischer Leistungswandler 1 eine Schalteinheit,
wie später
beschrieben wird, wandelt Gleichstromleistung, die von einer Gleichstromleistungsversorgung 3 zugeführt wird,
in Wechselstromleistung durch eine Schaltoperation der Schalteinheit,
und führt
die gewandelte Wechselstromleistung einem Wechselstrommotor 2 zu.
Der Wechselstrommotor 2 arbeitet als ein Motor, indem ihm
Wechselstromleistung von dem elektrischen Leistungswandler 1 zugeführt wird,
und seine Ausgabe wird als Leistung verwendet, um das Fahrzeug anzusteuern.
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Andererseits
hat der elektrische Leistungswandler 1 auch eine Funktion,
Wechselstromleistung, die in einer Ankerwicklung des Wechselstrommotors
generiert wird, in Gleichstromleistung durch die Schaltoperation der
Schalteinheit zu wandeln, und die gewandelte Gleichstromleistung
der Gleichstromleistungsversorgung 3 zuzuführen. In
diesem Fall funktioniert der Wechselstrommotor 2 als ein
Generator, und das Fahrzeug wird durch den Wechselstrommotor 2 in
einen regenerativen Bremszustand gebracht.
-
Die
Gleichstromleistungsversorgung 3, der elektrische Leistungswandler 1 und
der Wechselstrommotor 2 bilden einen elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang,
um elektrische Leistung von der Gleichstromleistungsversorgung 3 durch
den elektrischen Leistungswandler 1 zu dem Wechselstrommotor 2 zuzuführen, oder
elektrische Leistung von dem Wechselstrommotor 2 durch
den elektrischen Leistungswandler 1 zu der Gleichstromleistungsversorgung 3 zuzuführen.
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Eine
Hybridsteuereinheit 4 kalkuliert den Zielbetrag der Leistung
eines Verbrennungsmotors 5 und den des Wechselstrommotors 2,
sodass das Hybridfahrzeug in Bezug auf Kraftstoffverbrauch, Abgas,
Fahrqualität und
dergleichen angemessen arbeitet, und gibt eine Operationsinstruktion
des Verbrennungsmotors 5 zu einer Verbrennungsmotor-Steuereinheit 6. Übrigens
kalkuliert die Hybridsteuereinheit 4 eine Operationsinstruktion zu
dem Wechselstrommotor 2, führt eine Steuerarithmetikoperation
basierend auf dieser Kalkulation durch und gibt ein Schaltsignal
zu der Schalteinheit des elektrischen Leistungswandlers 1 aus.
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Als
die Gleichstromleistungsversorgung 3, um elektrische Leistung
dem Wechselstrommotor 2 durch den elektrischen Leistungswandler 1 zuzuführen, wird
eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie,
eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie
oder eine Kombination einer Kraftstoffzelle und einer Sekundärbatterie
oder ein elektrischer Doppelschichtkondensator verwendet, und ferner
wird eine Kombination der Gleichstromleistungsversorgung 3 und
eines Aufwärts-Abwärtsstufen-Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers
verwendet, um ihre Ausgangsspannung in eine andere Spannung zu wandeln.
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Sowohl
die Leistung als die Ausgabe des Wechselstrommotors 2 als
auch die Leistung als die Ausgabe des Verbrennungsmotors 5 werden
zu einem Getriebe (Kraftübertragung) 7 übertragen,
und die Gesamtleistung, die durch Addieren der Leistung des Wechselstrommotors 2 und
der Leistung des Verbrennungsmotors 5 erhalten wird, wird
zu einem Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebe 8 ausgegeben.
Die Gesamtleistung, die durch das Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebe 8 verlangsamt
wird, wird zu einem Treibrad 11 des Fahrzeugs durch ein
Differenzialgetriebe 9 und eine Antriebswelle 10 übertragen,
und das Fahrzeug führt
eine Vorwärtsbewegung
oder eine Rückwärtsbewegung
durch die Rotation des Treibrades 11 durch.
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Der
Verbrennungsmotor 5 arbeitet in Übereinstimmung mit dem Ergebnis
der Steuerarithmetikoperation der Verbrennungsmotor-Steuereinheit 6.
Das Getriebe 7 und der Wechselstrommotor 2 arbeiten
in Übereinstimmung
mit dem Ergebnis der Steuerarithmetikoperation der Hybridsteuereinheit 4.
-
Als
Nächstes
wird, als die Basis von Ausführungsform
1 der Erfindung, eine Beschreibung einer Basisoperation in Bezug auf
die Ausgabesteuerung des Wechselstrommotors und einen Zustand zu
der Zeit des Auftretens eines Kurzschlussfehlers in dem elektrischen
Leistungsversorgungsdurchgang gegeben.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau in Bezug auf die Ausgabesteuerung
eines Wechselstrommotors 2 in einer Leistungssteuervorrichtung
für ein
Hybridfahrzeug zeigt, und einen Fall zeigt, wo Wechselstromleistung
dreiphasige elektrische Leistung ist. Übrigens bezeichnet das gleiche
Bezugszeichen wie das von 1 den gleichen
Abschnitt.
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In 2 enthält ein elektrischer
Leistungswandler 1 einen dreiphasigen Inverter 15,
einen Glättungskondensator 16,
einen U-Phasen-Motorstromdetektor 17a, einen V-Phasen-Motorstromdetektor 17b und
einen W-Phasen-Motorstromdetektor 17c. Eine U-Phasenwicklung,
eine V-Phasenwicklung und eine W-Phasenwicklung, die in dem Stator
des Wechselstrommotors 2 vorgesehen sind, sind jeweils
mit Ausgangsanschlüssen
U, V und W des elektrischen Leistungswandlers 1 verbunden.
Ein Rotationswinkeldetektor 12, um einen Rotationswinkel
der Dreheinrichtung zu erfassen, ist in dem Wechselstrommotor 2 vorgesehen.
-
Der
dreiphasige Inverter 15 enthält Leistungselemente UH, UL,
VH, VL, WH und WL, von denen jedes einen Transistor 18a, 18b, 18c, 18d, 18e oder 18f und
eine Freilaufdiode 19a, 19b, 19c, 19d, 19e oder 19f enthält, die
anti-parallel damit verbunden ist. Jedes der Leistungselemente UH,
UL, VH, VL, WH und WL bildet die Schalteinheit des elektrischen
Leistungswandlers 1.
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Übrigens
sind drei Arme vorgesehen, wobei jeder die zwei Leistungselemente
enthält,
die in Reihe miteinander verbunden sind, und ein Verbindungspunkt
der zwei Leistungselemente in jedem der Arme ist mit einer der U-Phasenwicklung,
der V-Pha senwicklung und der W-Phasenwicklung des Wechselstrommotors 2 verbunden.
Beide Enden von jedem der Arme des dreiphasigen Inverters 15 sind
jeweils mit einem Ausgangsanschluss der hohen Potenzialseite P und
einem Ausgangsanschluss der tiefen Potenzialseite N einer Gleichstromleistungsversorgungsquelle 3 verbunden.
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Eine
Hybridsteuereinheit 4 enthält einen Hybridsteuerarithmetikteil 20,
einen Motorsteuerarithmetikteil 21, eine Motorstrom-Kalkulationseinheit 22 und
eine Rotationswinkelgeschwindigkeits-Kalkulationseinheit 23. Die
Motorstrom-Kalkulationseinheit 22 kalkuliert einen Motorstromwert
basierend auf Motorstromsignalen von dem Stromdetektor 17a,
um einen U-Phasenmotorstrom
zu erfassen, dem Stromdetektor 17b, um einen V-Phasenmotorstrom
zu erfassen, und dem Stromdetektor 17c, um einen W-Phasenmotorstrom
zu erfassen, und gibt den kalkulierten Wert zu dem Motorsteuerarithmetikteil 21 ein.
Die Rotationswinkelgeschwindigkeits-Kalkulationseinheit 23 kalkuliert
eine Rotationswinkelgeschwindigkeit der Dreheinrichtung des Wechselstrommotors 2 basierend
auf einem Ausgangssignal von dem Rotationswinkeldetektor 12,
und gibt den kalkulierten Wert zu dem Motorsteuerarithmetikteil 21 ein.
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Als
Nächstes
wird die Operation der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung beschrieben,
die wie oben angegeben aufgebaut ist.
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Zuerst
ist die Basisoperation in Bezug auf die Ausgabesteuerung des Wechselstrommotors 2 wie
folgt. D.h. die Zielleistung des Wechselstrommotors 2,
d.h. die Zielausgabe, wird durch den Hybridsteuerarithmetikteil 20 kalkuliert,
und eine Instruktion basierend auf der kalkulierten Zielausgabe
wird zu dem Motorsteuerarithmetikteil 21 gegeben. Da die
Leistung als die Ausgabe des Wechselstrommotors 2 das Produkt
der Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstrommotors 2 und
des Aus gangsdrehmomentes ist, kann die Instruktion, die zu dem Motorsteuerarithmetikteil 21 gegeben
wird, ein Zieldrehmoment sein, das zuvor durch Teilen der Zielleistung
durch die Rotationsgeschwindigkeit erhalten wird, oder kann die
Zielleistung selbst sein.
-
Übrigens
werden als Information, die einen tatsächlichen Betriebszustand des
Wechselstrommotors 2 anzeigt, Motorstromsignale von den
Stromdetektoren 17a bis 17c, um Ströme der U-Phase, der V-Phase
und der W-Phase des Wechselstrommotors 2 zu erfassen, und
das Rotationswinkelsignal von dem Rotationswinkeldetektor 12 zu
der Hybridsteuereinheit 4 eingegeben. Die Motorstromsignale
von den jeweiligen Stromdetektoren 17a bis 17c werden
in Stromwerte durch die Motorstrom-Kalkulationseinheit 22 gewandelt,
und werden zu dem Motorsteuerarithmetikteil 21 eingegeben. Übrigens
kalkuliert die Rotationswinkelgeschwindigkeits-Kalkulationseinheit 23 eine
Rotationsgeschwindigkeit ωe
aus dem Rotationswinkel Θ der
Dreheinrichtung des Wechselstrommotors 2 und einen Änderungsbetrag
des Rotationswinkels pro Einheitszeit basierend auf dem Rotationswinkelsignal
von dem Rotationswinkeldetektor 12, und gibt den kalkulierten
Wert zu dem Motorsteuerarithmetikteil 21 ein. Übrigens
hat jede der Motorstrom-Kalkulationseinheit 22 und der
Rotationswinkelgeschwindigkeits-Kalkulationseinheit 23 eine
Schnittstellenschaltung, die aus einem elektronischen Teil hergestellt
ist, um ein Signal einer elektrischen Größe zu verarbeiten.
-
Der
Motorsteuerarithmetikteil 21 führt eine arithmetische Operation
für Wechselstrommotorsteuerung durch
ein gut bekanntes Verfahren durch, wie etwa ein Vektorsteuerverfahren
eines Wechselstrommotors. Das Vektorsteuerverfahren ist ein Verfahren,
in dem, wie gut bekannt ist, ein Wechselstrom, der zu der Ankerwicklung
des Wechselstrommotors 2 fließt, in eine Komponente parallel
zu einem rotierenden magnetischen Fluss und eine Komponente orthogonal
dazu zerlegt wird, Schalten des dreiphasigen Inverters 15 so
gesteuert wird, dass die jeweiligen zerlegten Komponenten mit einem
Zielstromwert einer Komponente parallel zu dem rotierenden magnetischen
Fluss unter Stromzielwerten, die aus dem Zieldrehmoment gewandelt
sind, und einem Zielstromwert einer Komponente orthogonal zu dem
rotierenden magnetischen Fluss übereinstimmen,
eine Spannung, die an die Anschlüsse
des Wechselstrommotors 2 angelegt wird, abgestimmt wird,
und die Ausgabe des Wechselstrommotors 2 gesteuert wird.
-
In
diesem Vektorsteuerverfahren werden rechtwinklige Koordinaten, die
in Synchronisation mit dem rotierenden magnetischen Fluss rotieren,
vorgestellt, die Koordinatenachse parallel zu dem rotierenden magnetischen
Fluss wird eine d-Achse
genannt, die Koordinatenachse orthogonal zu dem rotierenden magnetischen
Fluss wird eine q-Achse genannt, und übrigens wird unter Motorströmen eine
Stromkomponente parallel zu dem rotierenden magnetischen Fluss ein
d-Achsenstrom genannt, und eine Stromkomponente orthogonal zu dem
rotierenden magnetischen Fluss wird ein q-Achsenstrom genannt. Der
Motorsteuerarithmetikteil 21 führt eine Rückkopplungssteuerungs-Arithmetikoperation
durch, in der ein Zielstrom und ein tatsächlicher Strom miteinander
geprüft
werden, durch z.B. eine Proportional-Integral-(PI)Arithmetikoperation
oder dergleichen, und kalkuliert dreiphasige Zielspannungen Vu*,
Vv* und Vw* so, dass ein d-Achsenstrom id und ein q-Achsenstrom
iq jeweils mit einem d-Achsenzielstrom id* und einem q-Achsenzielstrom
iq* übereinstimmen.
-
Als
Nächstes
generiert der Motorstromarithmetikteil 21 Schaltsignale,
die zu den jeweiligen Leistungselementen UH, UL, VH, VL, WH und
WL zu geben sind, sodass Spannungen in Übereinstimmung mit den dreiphasigen
Zielspannungen Vu*, Vv* und Vw* an die jeweiligen Phasenanschlüsse des
Wechselstrom motors 2 angelegt werden. Diese Schaltsignale
führen
Impulsbreitenmodulations-(PWM)Steuerung von Ausgangsspannungen des
dreiphasigen Inverters 15 durch Steuern von Intervallen
von Leitung und Nicht-Leitung der jeweiligen Leistungselemente UH,
UL, VH, VL, WH und WL durch.
-
Der
dreiphasige Inverter 15 wird Impulsbreitenmodulationssteuerung
durch die Schaltsignale von dem Motorsteuerarithmetikteil 21 unterzogen,
um Ausgangsspannungen in Übereinstimmung
mit den dreiphasigen Zielspannungen Vu*, Vv* und Vw* zu generieren,
und legt die Ausgangsspannungen an die jeweiligen Phasenanschlüsse der
Ankerwicklungen des Wechselstrommotors 2 an. Der Wechselstrommotor 2 wird
durch die Ausgangsspannungen des dreiphasigen Inverters 15 angesteuert,
und eine gewünschte
Leistungssteuerung wird durchgeführt.
-
Als
Nächstes
wird eine Beschreibung für
den Zustand des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs zu der
Zeit des Auftretens eines Kurzschlussfehlers gegeben. 3 ist
eine erläuternde
Ansicht, die eine interne elektrische Schaltung des Wechselstrommotors 2 zeigt.
-
In 3 werden
die Ankerwicklungen der U-Phase, V-Phase und W-Phase des Wechselstrommotors 2 durch
serielle Verbindungskörper
von Selbst-Induktivitäten 52a, 52b und 52c,
Ankerwiderständen 53a, 53b und 53c und
Spannungsquellen (induzierte Spannungen) eu, ev und ew ausgedrückt. Jeder
Wert der Ankerwiderstände 53a, 53b und 53c der
jeweiligen Phasen wird durch Ra bezeichnet, und jeder Wert der Selbst-Induktivitäten 52a, 52b und 52c wird
durch La bezeichnet. Eine Enden der seriellen Verbindungskörper der
jeweiligen Phasen sind mit einem neutralen Punkt c verbunden, und
die anderen Enden sind jeweils mit Motoranschlüssen der jeweiligen Phasen
verbunden. Obwohl nicht gezeigt, existieren gegenseitige Induktivitäten zwischen
den jeweiligen seriellen Verbindungskörpern, und die gegenseitige
Induktivität
zwischen der U-Phase und der V-Phase
wird durch Muv bezeichnet, die gegenseitige Induktivität zwischen
der V-Phase und der W-Phase wird durch Mvw bezeichnet, und die gegenseitige
Induktivität
zwischen der W-Phase
und der U-Phase wird durch Mwu bezeichnet.
-
Mit
Bezug auf die Anschlussspannungen des Wechselstrommotors 2 und
die Ankerströme
wird eine folgende Gleichung festgesetzt.
-
-
Die
Spannungsquellen eu, ev und ew bezeichnen induzierte Spannungen,
die generiert werden, wenn ein Ankerverkettungsfluss die Ströme kreuzt,
die zu den Ankerwicklungen fließen,
und werden durch einen folgenden Ausdruck ausgedrückt
wobei Φa den Maximalwert
der Ankerwicklungsflussverknüpfung
bezeichnet, und ωe
die elektrische Winkelgeschwindigkeit des Wechselstrommotors bezeichnet.
-
4 zeigt
eine Beziehung zwischen der Motorrotationsgeschwindigkeit und der
induzierten Spannung. In 4 zeigt die vertikale Achse
die induzierte Spannung E an, und die horizontale Achse zeigt die
Motorrotationsgeschwindigkeit N an. Wie aus 4 offensichtlich
ist, hat die induzierte Spannung E eine Charakteristik proportional
zu der Motorrotationsgeschwindigkeit N, und ist so gestaltet, dass
das Verhält nis
der induzierten Spannung zu der Rotationsgeschwindigkeit für das Hybridfahrzeug
hoch ist. Als Spannungspegel, die in der Leistungssteuerung zu vermerken
sind, sind (1) als die obere Grenze einer Inverter-steuerbaren Spannung
und (2) die Spannungsfestigkeit des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs
aufgezählt.
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Wenn
einem Fall Beachtung geschenkt wird, wo die Motorrotationsgeschwindigkeit
von Null zu einer Hochgeschwindigkeitsregion geändert wird, sind mit Bezug
auf die Ausgangsspannung (d.h. eine angelegte Spannung an den Ankerwicklungsanschluss)
des dreiphasigen Inverters 15 zu der Zeit einer normalen
Steuerung und zu der Zeit, wenn die Motorrotationsgeschwindigkeit
Null ist, sowohl die induzierte Spannung als auch die Spannung durch
den Ankerreaktionsmagnetfluss Null, und es gibt nur eine Komponente
eines Spannungsabfalls durch den Ankerwiderstand Ra. Wenn die Motorrotationsgeschwindigkeit
erhöht
wird, wird auch die Ausgangsspannung des dreiphasigen Inverters 15 erhöht, da die
induzierte Spannung und die Spannung durch den Ankerreaktionsmagnetfluss
erhöht
werden.
-
Es
sei denn, die Ausgangsspannung des dreiphasigen Inverters 15 wird
gehalten, nicht höher
als der obere Grenzwert der Inverter-steuerbaren Spannung zu sein,
die durch die Ausgangsspannung der Gleichstromleistungsversorgung 3 bestimmt
wird, bricht jedoch die Steuerung des Wechselstrommotors 2 zusammen,
und die Steuerung wird unmöglich.
Wenn eine Abweichung zwischen der Ausgangsspannung des dreiphasigen
Inverters 15 und dem oberen Grenzwert der steuerbaren Spannung
klein wird, wird somit die Flussschwächungssteuerung durchgeführt, sodass
die Ausgangsspannung des dreiphasigen Inverters 15 ein
spezifizierter Wert oder weniger wird.
-
Wenn
angenommen wird, dass die Flussschwächungssteuerung normal funktioniert,
selbst wenn die Rotationsgeschwindigkeit weiter erhöht wird,
kann die Steuerung normal fortgesetzt werden. Da jedoch die induzierte
Spannung proportional zu der Motorrotationsgeschwindigkeit erhöht wird,
gibt es eine Möglichkeit, dass
sie die Spannungsfestigkeit des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs überschreitet.
Z.B. wird in 4 in der Zeit, wenn die Flussschwächungssteuerung
F normal funktioniert, und der Wechselstrommotor 2 in einem
Operationspunkt (A) nicht höher
als der Inverter-steuerbare Spannungsobergrenzwert E1 betrieben wird,
im Fall, dass der Gate-Unterbrechungszustand
auftritt, in dem die Schutzoperation durch irgendeine Anomalie betrieben
wird, und die Schaltsignale zu den Leistungselementen UH, UL, VH,
VL, WH und WL unterbrochen sind, oder der Zustand auftritt, in dem
der Stopp des Schaltsignals beibehalten wird, die Flussschwächungssteuerung
F freigegeben, es tritt ein Übergang
zu einem Operationspunkt (B) auf, und die Spannung, die nahezu gleich
der induzierten Spannung ist, wird an den elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
angelegt.
-
Da
die induzierte Spannung des Wechselstrommotors 2 die Spannungsfestigkeit
E2 des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs überschreitet,
tritt in diesem Fall eine Möglichkeit
auf, dass ein sekundärer Fehler,
wie etwa Rauchen, Ausbrennen oder dielektrischer Zusammenbruch,
in einem Komponententeil des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs
auftritt. Entsprechend ist es wünschenswert,
schnell zu einem Operationspunkt innerhalb eines Rotationsgeschwindigkeitsbereiches
zu verlagern, der tiefer als ein Operationspunkt (C) ist, wo die
induzierte Spannung die Spannungsfestigkeit E2 des elektrischen
Leistungsversorgungsdurchgangs oder geringer wird.
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Als
Nächstes
wird eine Beschreibung für
einen Fall gegeben, wo ein Leistungselement als ein Komponententeil
des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs zu dem Wechselstrommotor 2 Gegenstand eines
Kurzschlussfehlers ist, die Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler
erfasst wird, und als Schutzoperationen ein Gate-Unterbrechungszustand,
in dem ein Schaltsignal unterbrochen ist, und ein Zustand, in dem Nicht-Leitung
des Leistungselementes beibehalten wird, auftreten.
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Wenn
angenommen wird, dass der Transistor 18b des Leistungselementes
UL Gegenstand des Kurzschlussfehlers ist, wird die Anomalie wegen
dem Kurzschlussfehler erfasst, und Schaltsignale zu den jeweiligen
Leistungselementen UH bis WL sind unterbrochen, und die Leistungselemente
UH, VH, VL, WH und WL mit Ausnahme des Leistungselementes UL werden
in den nicht-leitenden
Zustand gebracht.
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Der
Schaltungszustand des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs
zu dieser Zeit wird, wie in 3 gezeigt.
D.h. die Transistoren 18a, 18c, 18d, 18e und 18f mit
Ausnahme des Transistors 18b sind in dem nicht-leitenden
(AUS) Zustand, und nur die Freilaufdioden 19a, 19b, 19c, 19d, 19e und 19f werden
als der Stromdurchgang effektiv. Da das Leistungselement UL Gegenstand
des Kurzschlussfehlers ist, wird übrigens die U-Phasenanschlussspannung
des Wechselstrommotors 2 stets gleich dem Potenzial der
Gleichstromleistungsversorgung 3 auf der Seite des tiefen
Potenzials N. Als ein Ergebnis kann die innere Schaltung des dreiphasigen
Inverters 15 und des Wechselstrommotors 2 ausgedrückt werden,
wie in 5A gezeigt wird.
-
Da
das Potenzial des U-Phasenanschlusses das tiefe Potenzial N der
Gleichstromleistungsversorgung 3 wird, wird in dem Schaltungszustand
von 5A das Potenzial in dem neutralen Punkt c der
Ankerwicklung des Wechselstrommotors 2 in Bezug auf das
tiefe Potenzial N der Gleichstromleistungsversorgung 3 durch
eine Potenzialdifferenz ausgedrückt,
die in beiden Enden der U-Phasen-Ankerwicklung mit, als Schaltungselemente, dem
Ankerwiderstand Ra, der Selbst-Induktivität La, den gegenseitigen Induktivitäten Muv
und Mwu, und der induzierten Spannung eu erscheint. Im Vergleich
zu dem Fall des dreiphasigen Ausgleichzustands ist das Potenzial
sehr stark geändert.
Andererseits wird die V-Phasenanschlussspannung relativ zu dem Potenzial
in dem neutralen Punkt c ein Potenzial, das durch Addieren einer
Potenzialdifferenz, die in beiden Enden der V-Phasen-Ankerwicklung
erscheint, zu diesem Potenzial erhalten wird. Ähnlich wird die W-Phasenanschlussspannung
relativ zu dem Potenzial in dem neutralen Punkt c durch ein Potenzial
ausgedrückt, das
durch Addieren einer Potenzialdifferenz, die in beiden Enden der
W-Phasen-Ankerwicklung erscheint, zu diesem Potenzial erhalten wird.
-
Wenn
die V-Phasenanschlussspannung höher
als das hohe Potenzial P der Gleichstromleistungsversorgung 3 ist,
wird übrigens
die Freilaufdiode 19c des Leistungselementes VH vorwärts vorgespannt,
um leitend zu werden, und wenn die V-Phasenanschlussspannung kleiner
als das tiefe Potenzial N der Gleichstromleistungsversorgung 3 ist,
wird die Freilaufdiode 19d des Leistungselementes VL vorwärts vorgespannt,
um leitend zu werden. Wenn die W-Phasenanschlussspannung höher als
das hohe Potenzial P der Gleichstromleistungsversorgung 3 ist,
wird ähnlich
die Freilaufdiode 19e des Leistungselementes WH vorwärts vorgespannt,
um leitend zu werden, und wenn die W-Phasenanschlussspannung kleiner
als das tiefe Potenzial N der Gleichstromleistungsversorgung 3 ist,
wird die Freilaufdiode 19f des Leistungselementes WL vorwärts vorgespannt,
um leitend zu werden.
-
Obwohl
die Beschreibung für
den Fall gegeben wurde, wo der Kurzschlussfehler in dem Transistor 18b des
Leistungselementes UL auftritt, trifft das gleiche übrigens
auf einen Fall zu, wo der Kurzschlussfehler in der Freilaufdiode 19b auftritt.
-
Wenn
das Leistungselement UL und das Leistungselement VL Gegenstand des
Kurzschlussfehlers sind, kann außerdem die innere Schaltung
des dreiphasigen Inverters 15 und des Wechselstrommotors 2 ausgedrückt werden,
wie in 5B gezeigt. In diesem Fall werden
nur die Freilaufdioden 19e und 19f der jeweiligen
Leistungselemente WH und WL als der Stromdurchgang effektiv.
-
Als
ein Ergebnis werden das U-Phasenanschlusspotenzial und das V-Phasenanschlusspotenzial
des Wechselstrommotors 2 stets gleich dem Potenzial der
Gleichstromleistungsversorgung 3 auf der Seite des tiefen
Potenzials N. Da das U-Phasenanschlusspotenzial und das V-Phasenanschlusspotenzial
das tiefe Potenzial N der Gleichstromleistungsversorgung 3 werden,
wird wie oben angegeben das Potenzial in dem neutralen Punkt c der
Ankerwicklung des Wechselstrommotors 2 relativ zu dem tiefen
Potenzial N durch die Potenzialdifferenz ausgedrückt, die in beiden Enden der
U-Phasen-Ankerwicklung und der V-Phasen-Ankerwicklung erscheint.
Die W-Phasenanschlussspannung wird relativ zu dem Potenzial des
neutralen Punktes c durch einen Wert ausgedrückt, der durch Addieren der
Potenzialdifferenz erhalten wird, die in beiden Enden der W-Phasen-Ankerwicklung
erscheint.
-
Wenn
die W-Phasenanschlussspannung höher
als das hohe Potenzial P der Gleichstromleistungsversorgung 3 ist,
wird in diesem Schaltungszustand die Freilaufdiode 19e des
Leistungselementes WH vorwärts vorgespannt,
um leitend zu werden, und wenn die W-Phasenanschlussspannung kleiner
als das tiefe Potenzial N der Gleichstromleistungsversorgung 3 ist,
wird die Freilaufdiode 19f des Leistungselementes WL vorwärts vorgespannt,
um leitend zu werden.
-
In
dem normalen Zustand wird durch den Ausgleich der drei Phasen des
Wechselstrommotors 2 wie oben angegeben das Potenzial in
dem neutralen Punkt c im mittleren das Zwischenpotenzial zwischen
dem Potenzial der Seite des hohen Potenzials P der Gleichstromleistungsversorgung 3 und
dem Potenzial der Seite des tiefen Potenzials N. Wenn andererseits
der Ausgleich der drei Phasen wegen dem Kurzschlussfehler des Leistungselementes
verloren geht, erscheint das wie zuvor erwähnte Potenzial. Somit wird
die Anschlussspannung des Wechselstrommotors 2 in den Phasennichtgleichgewichtszustand
gebracht, und es fließt
ein anomaler Strom durch den elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
des elektrischen Leistungswandlers 1 und des Wechselstrommotors 2.
-
6A bis 6D zeigen
Motorströme
in den oben beschriebenen jeweiligen Fällen. In diesen Zeichnungen
zeigt die vertikale Achse den Motorstrom an, und die horizontale
Achse zeigt die Zeit an.
-
6A zeigt
die Motorströme
in dem Fall, wo alle Leistungselemente UH bis WL keinen Kurzschlussfehler
aufweisen und normal sind, Schaltsignale zu den jeweiligen Leistungselementen
unterbrochen sind, um den Gate-Unterbrechungszustand zu bewirken,
und der nicht-leitende (AUS) Zustand beibehalten wird. In diesem
Fall werden in den jeweiligen Leistungselementen UH bis WL nur die
Freilaufdioden 19a bis 19f als der Strompfad effektiv,
und der dreiphasige Inverter 15 funktioniert als eine Diodenbrücke, um
einen dreiphasigen Wechselstrom in einen Gleichstrom zweiweggleichzurichten,
und entsprechend erscheinen Stromwellenformen, die einander ähnlich sind,
in den drei Phasen, wie in der Zeichnung gezeigt wird.
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6B zeigt
die Wellenformen der Motorströme
in dem Fall, wo von dem Zustand von 6A der Transistor 18b des
Leistungselementes UL Gegenstand eines Kurzschlussfehlers ist.
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Obwohl
die Motorströme
der jeweiligen Phasen in diesem Fall Amplituden aufweisen, die einander
im wesentlichen gleich sind, ist der Mittelwert nicht 0 [A], sondern
ist versetzt, und die Breite von dem Maximalwert des Stroms zu dem
Maximalwert ist von dem Zustand der Zweiweggleichrichtung in dem
Fall von 6A vergrößert. Mit Bezug auf die Gleichstromkomponente
als der Mittelwert des Stroms ist der Strom der U-Phase, in der der
Kurzschlussfehler auftritt, stark zu der Minusseite versetzt, und
die Ströme
der V-Phase und der W-Phase,
in denen der Kurzschlussfehler nicht auftritt, sind zu der Plusseite
versetzt. In jedem Fall sind die Amplitude des Stroms und der Absolutwert
vergrößert, und
ein anomaler Strom, der die Bemessung überschreitet, fließt durch
den elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang, und entsprechend
kann der sekundäre
Fehler, wie etwa Rauchen, Ausbrennen oder dielektrischer Zusammenbruch,
auftreten.
-
6C zeigt
die Wellenform des Motorstroms, der in dem Fall fließt, wo von
dem Zustand von 6A der Transistor 18b des
Leistungselementes UL und der Transistor 18d des Leistungselementes
VL Gegenstand des Kurzschlussfehlers sind. In diesem Fall ist, ähnlich zu 6B,
obwohl die Amplituden der Motorströme der jeweiligen Phasen im
wesentlichen einander gleich sind, der Mittelwert nicht 0 [A], sondern
ist versetzt, und die Breite von dem positiven Maximalwert des Stroms
zu dem negativen Maximalwert wird auch größer als die des Falls des Zustands
der Zweiweggleichrichtung, der in 6A gezeigt
wird. Mit Bezug auf die Gleichstromkomponente als der Mittelwert
des Stroms sind die Ströme
der U-Phase und der V-Phase, in denen der Kurzschlussfehler auftritt,
zu der Minusseite versetzt, und der Strom der W-Phase, in der der
Kurzschlussfehler nicht auftritt, ist zu der Plusseite versetzt.
Obwohl der Betrag des Versatzes zu der Minusseite im Vergleich zu
dem Fall von 6B verringert ist, da die Amplitude
des Stroms und der Absolutwert erhöht sind und ein anomaler Strom
fließt,
der die Bemessung überschreitet,
kann der sekundäre
Fehler trotzdem auftreten.
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6D zeigt
die Wellenformen der Motorströme,
die in dem Fall fließen,
wo alle Phasen in dem unteren Arm des dreiphasigen Inverters 15 kurzgeschlossen
sind, d.h. die Transistoren 18b, 18d und 18f der
Leistungselemente UL, VL und WL Gegenstand des Kurzschlussfehlers
sind. Da alle Anschlussspannungen der jeweiligen Phasen des Wechselstrommotors 2 einander
gleich sind, und der Ausgleich der drei Phasen hergestellt ist,
obwohl die Amplituden der fließenden
Ströme
mit jenen der Fälle
vergleichbar sind, die in 6B und 6C gezeigt
werden, wird in diesem Fall die Gleichstromkomponente als der Mittelwert
des Stroms Null und die stabile Stromwellenform wird erhalten.
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Außer dem
Fall, wo alle Phasen des Arms des dreiphasigen Inverters 15 kurzgeschlossen
sind, wird wie oben angegeben in dem Fall, wo der Kurzschlussfehler
in irgendeinem Arm auftritt, der Mittelwert (Gleichstromkomponente)
des Motorstroms versetzt, und es fließt der anomale Strom, der die
Bemessung überschreitet.
In dem Fall, wo der Kurzschlussfehler in dem unteren Arm auftritt,
der mit der Seite des tiefen Potenzials N der Gleichstromleistungsversorgung 3 verbunden
ist, wird zu dieser Zeit der Mittelwert des Stroms der Kurzschlussphase
zu der Minusseite versetzt, und in dem Fall, wo der Kurzschlussfehler
in dem oberen Arm auftritt, der mit der Seite des hohen Potenzials
P der Gleichstromleistungsversorgung 3 verbunden ist, wird
der Mittelwert des Stroms der Kurzschlussphase zu der Plusseite
versetzt. Der Mittelwert des Stroms der Phase, in der der Kurzschlussfehler
nicht auftritt, wird so versetzt, dass die Gesamtsumme der Ströme, die
in allen Phasen fließen,
0 [A] wird.
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Obwohl
eine Beschreibung weggelassen wird, kann übrigens in dem Fall, wo eine
Phase des oberen Arms und eine Phase des unteren Arms Gegenstand
des Kurzschlussfehlers sind, oder sogar in dem Fall, wo zwei Phasen
der oberen und unteren Arme Gegenstand des Kurzschlussfehlers sind,
und eine Phase des anderen Arms Gegenstand des Kurzschlussfehlers
setzt, die Entwicklung in dem gleichen Verfahren einer Denkweise
wie in der vorangehenden Beschreibung durchgeführt werden.
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Wenn
eine Beobachtung bezüglich
der Motorströme
zu der Zeit gemacht wird, wenn das Leistungselement, das den dreiphasigen
Inverter 15 in dem elektrischen Leistungswandler 1 bildet,
den nicht-leitenden (AUS) Zustand durch die Gate-Unterbrechung beibehält, kann
aus diesen das Auftreten des Kurzschlussfehlers des Leistungselementes
erfasst werden, und es wird möglich,
den Teil des Auftretens des Kurzschlussfehlers zu spezifizieren.
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Als
Nächstes
wird eine Beschreibung bezüglich
einer Fahrzeugleistungssteuervorrichtung von Ausführungsform
1 gegeben, die basierend auf dem vorangehenden grundlegenden Betriebsprinzip
aufgebaut ist.
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7 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau in Bezug auf eine Leistungssteuerung
eines Wechselstrommotors in der Leistungssteuervorrichtung für das Hybridfahrzeug
gemäß Ausführungsform
1 der Erfindung zeigt. In der Zeichnung repräsentieren jene, die durch die
gleichen Bezugszeichen wie in 1 bis 6 bezeichnet sind, die gleichen oder ähnliche
Abschnitte.
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In 7 wird
Operationsinformation, die einen Operationszustand eines Verbrennungsmotors 5 (siehe 1)
anzeigt, von einer Verbrennungsmotor-Steuereinheit 6 zu
einer Verbrennungsmotor-Systemoperationsinformations-Übertragungseinheit 24 eingegeben,
die in einer Hybridsteuereinheit 4 vorgesehen ist. Außerdem empfängt eine
Freizeitoperationsinformations-Kalkulationseinheit 25,
die in der Hybridsteuereinheit 4 vorgesehen ist, Signale
von einem Niederdrückungsbetragdetektor 101,
um ein Signal entsprechend dem Niederdrückungsbetrag eines Gaspedals
des Hybridfahrzeugs zu generieren, einem Bremsniederdrückungsbetragdetektor 102,
um ein Signal entsprechend dem Niederdrückungsbetrag eines Bremspedals
zu generieren, einem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 103,
um ein Signal entsprechend einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu generieren,
und einem Lenkungswinkeldetektor 104, um ein Signal entsprechend
dem Lenkungswinkel eines Lenkrads zu generieren, und kalkuliert
Operationsinformation des Fahrzeugs basierend auf diesen Signalen.
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Eine
Motorsystem-Operationsinformations-Übertragungseinheit 26,
die in der Hybridsteuereinheit 4 vorgesehen ist, überträgt/empfängt Operationsinformation
des Wechselstrommotors 2 zu/von einer elektrischen Leistungswandlerinformations-Übertragungseinheit 34,
die in einem elektrischen Leistungswandler 1 vorgesehen
ist. Außerdem
erfasst eine Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29,
die in einem Hybridsteuerarithmetikteil 20 vorgesehen ist,
basierend auf Information von der Motorsystem-Operationsinformations-Übertragungseinheit 26 eine
Anomalie wegen einem Kurzschlussfehler in einem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang,
der Leistungselemente UH bis WL eines dreiphasigen Inverters 15 und
dergleichen enthält.
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Wenn
die Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29 die Anomalie
wegen der Kurzschlusshavarie des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs
erfasst, gibt eine Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit 27,
die in dem Hybridsteuerarithmetikteil 20 vorgesehen ist,
eine Operationsinstruktion entsprechend der erfassten Anomalie zu
der Verbrennungsmotor- Steuereinheit 6,
wie später
beschrieben wird. Wenn die Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29 die
Anomalie wegen der Kurzschlusshavarie des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs
erfasst, gibt ähnlich
eine Motoroperations-Instruktionseinheit 28, die in dem Hybridsteuerarithmetikteil 20 vorgesehen
ist, eine Operationsinstruktion entsprechend der erfassten Anomalie zu
einem Motorsteuerarithmetikteil 21, wie später beschrieben
wird. Ein Gleichstromverknüpfungs-Spannungskalkulator 33,
der Widerstandsspannungsteilungsschaltungen und dergleichen enthält, ist
mit beiden Enden eines Glättungskondensators 16 verbunden,
und kalkuliert ein Spannungssignal zwischen beiden Enden des Glättungskondensators 16 als
einen Gleichstromverknüpfungsspannungswert.
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In
dem Fall, wo eine Anomalie in einem Leistungsversorgungsdurchgang
von einer Gleichstromleistungsversorgung 3 zu einem Wechselstrommotor 2 durch
den elektrischen Leistungswandler 1 auftritt, erfasst dies
ein Schutzoperationssteuerteil 32, arbeitet als ein Gatesignal-Unterbrechungsschalter 35,
um das Schaltsignal von dem Motorsteuerarithmetikteil 21 zu
unterbrechen, platziert die Leistungselemente UH bis WL in einen
Gate-Unterbrechungszustand, und arbeitet so, um diese zu schützen. Die
Schutzoperation durch die Unterbrechung des Schaltsignals wird für eine spezifizierte
Periode von ungefähr
10 [ms] kontinuierlich durchgeführt,
und nachdem die spezifizierte Periode beendet ist, wird die Unterbrechung
des Schaltsignals gestoppt, und die Schutzoperation wird freigegeben.
Außerdem
ist der Schutzoperationssteuerteil 32 aufgebaut, eine elektrische
Leistungswandler-Eingabe-/Ausgabeverarbeitungseinheit 31 durch
ein Schutzoperations-Identifikationssignal (FO: Störungsausgabe)
zu benachrichtigen, dass die Schutzoperation gerade durchgeführt wird.
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Der
andere Aufbau ist dem in 2 gezeigten Aufbau ähnlich.
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Als
Nächstes
wird die Operation der Fahrzeugleistungssteuervorrichtung gemäß Ausführungsform
1 beschrieben.
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In
dem Zustand, wo die Leistungssteuerung des Hybridfahrzeugs normal
durchgeführt
wird, empfängt die
Hybridsteuereinheit 4 Information in Bezug auf den Operationszustand
des Verbrennungsmotors 5 von der Verbrennungsmotor-Steuereinheit 6 durch
die Verbrennungsmotor-Systemoperationsinformations-Übertragungseinheit 24,
und gibt eine Operationsinstruktion betreffend den Verbrennungsmotor 5 zu
der Verbrennungsmotor-Steuereinheit 6 durch die Verbrennungsmotor-Systemoperationsinformations-Übertragungseinheit 24,
um die Leistungssteuerung des Verbrennungsmotors 5 durchzuführen.
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Außerdem empfängt die
Hybridsteuereinheit 4 Operationsinformation in Bezug auf
den Wechselstrommotor 2 und den elektrischen Leistungswandler 1 von
den elektrischen Leistungswandler 1 durch die Motorsystem-Operationsinformations-Übertragungseinheit 26,
und empfängt
ferner Information in Bezug auf den Motorstrom und den Rotationswinkel
und Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstrommotors 2 durch
eine Motorstrom-Kalkulationseinheit 22 und eine Rotationswinkelgeschwindigkeits-Kalkulationseinheit 23.
Außerdem
gibt die Hybridsteuereinheit 4 Schaltsignale, um jeweilige
Transistoren 18a bis 18f der Leistungselemente UH
bis WL in dem dreiphasigen Inverter 15 zu schalten/zu steuern,
zu dem elektrischen Leistungswandler 1 aus, und führt die
Ausgabesteuerung des Wechselstrommotors 2 durch.
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Als
die Information, die die Hybridsteuereinheit 4 von dem
Gleichstromverknüpfungsspannungskalkulator 33 durch
die Motorsystem-Operationsinformations-Übertragungseinheit 26 empfängt, gibt
es die Gleichstromverknüpfungsspannung
entsprechend der Zwischenanschlussspannung des Glättungskondensators 16 oder
dergleichen. Die Information in Bezug auf die Gleich stromverknüpfungsspannung
oder dergleichen wird zu der Hybridsteuereinheit 4 als
Information übertragen,
und wird dann für
die Motorsteuerarithmetikoperation in dem Motorsteuerarithmetikteil 21 verwendet. Übrigens
wird als Informationsübertragung
zwischen diesen Einrichtungen serielle Kommunikation, die durch
CAN (Steuervorrichtungsbereichsnetz, Controller Area Network), UART
(universeller asynchroner Empfänger
und Sender, Universal Asynchronous Receiver and Transmitter) oder
LIN (lokales Zwischenverbindungsnetz, Local Interconnect Network)
oder ein Kommunikationssystem, das Modulation einer analogen Spannung
verwendet, verwendet.
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In
dem Fall, wo eine Anomalie in dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
von der Gleichstromleistungsversorgung 3 zu dem Wechselstrommotor 2 durch
den elektrischen Leistungswandler 1 auftritt, erfasst dies
hier der Schutzoperationssteuerteil 32 in dem elektrischen
Leistungswandler 1, schaltet den Gatesignal-Unterbrechungsschalter 35 in
dem elektrischen Leistungswandler 1, um das Gatesignal
zu unterbrechen, und annulliert das Schaltsignal von der Hybridsteuereinheit 4,
um die Transistoren 18a bis 18f der Leistungselemente
UH bis WL zu veranlassen, nicht-leitend (AUS) zu sein. Als Nächstes benachrichtigt
der Schutzoperationssteuerteil 32 die elektrische Leistungswandler-Eingabe-/Ausgabeverarbeitungseinheit 31 durch
das Schutzoperations-Identifikationssignal FO, dass die Schutzoperation
gerade durchgeführt
wird.
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Die
elektrische Leistungswandler-Eingabe-/Ausgabeverarbeitungseinheit 31,
die das Schutzoperations-Identifikationssignal FO empfangen hat, überträgt Information
und benachrichtigt die Hybridsteuereinheit 4 durch die
elektrische Leistungswandlerinformations-Übertragungseinheit 34,
dass der elektrische Leistungswandler 1 die Schutzoperation
durchführt.
Speziell kodiert (Kodierung) die elektrische Leistungswandler-Eingabe-/Ausgabeverarbeitungseinheit 31 die Information,
die anzeigt, dass der Schutzoperationssteuerteil 32 die
Schutzoperation durchführt,
und steuert die Ausgangssignalleitung der Kommunikation in Übereinstimmung
mit einem spezifizierten Kommunikationsprotokoll. In der Hybridsteuereinheit 4 dekodiert
(Dekodierung) die Motoroperationsinformations-Übertragungseinheit 26 die
Daten, die in Übereinstimmung
mit dem spezifizierten Protokoll empfangen werden, und benachrichtigt
den Hybridsteuerarithmetikteil 20, dass die Schutzoperation
gerade durchgeführt
wird.
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Die
Motoroperations-Instruktionseinheit 28, die in dem Hybridsteuerarithmetikteil 20 vorgesehen
ist, erkennt basierend auf der Benachrichtigung von der Motorsystem-Operationsinformations-Übertragungseinheit 26,
dass der elektrische Leistungswandler 1 die Schutzoperation
durchführt,
stoppt die Generierung des Schaltsignals in Übereinstimmung mit der normalen
Motorsteuerungs-Arithmetikoperation, und gibt eine Instruktion zu
dem Motorsteuerarithmetikteil 21 so, um die Transistoren 18a bis 18f in
dem dreiphasigen Inverter 15 zu halten, in dem nicht-leitenden
(AUS) Operationszustand zu sein. Basierend auf dieser Instruktion
gibt der Motorsteuerarithmetikteil 21 das Schaltsignal
so aus, dass die Transistoren 18a bis 18f in die
nicht-leitende (AUS) Operation gebracht werden, und behält dies
bei.
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In
dem elektrischen Leistungswandler 1 wird das Schaltsignal
durch den Motorsteuerarithmetikteil 21 so gesetzt, dass
die Transistoren 18a bis 18f nicht-leitende Operationen
durchführen,
selbst wenn der Schutzoperationssteuerteil 32 die Gate-Unterbrechungsoperation
einer spezifizierten Periode freigibt, und validiert das Schaltsignal
von der Hybridsteuereinheit 4 durch Schalten des Gatesignal-Unterbrechungsschalters 35 zu der
Seite, wo das Schaltsignal veranlasst wird zu durchlaufen. Ähnlich zu
der Periode, wenn die Gate-Unterbrechungsoperation gerade durchgeführt wird,
bleibt somit der Transistor 18 instruiert, die nicht-leitende
Operation durchzuführen.
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Hier
führt die
Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29 in dem Hybridsteuerarithmetikteil 20 die
Erfassungsoperation des Vorhandenseins/Fehlens der Anomalie wegen
dem Kurzschlussfehler des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs
durch. Die Erfassung des Vorhandenseins/Fehlens der Anomalie wird durch
Erfassen des Motorstrombetrags, der die Bemessung überschreitet
durch das Nichtgleichgewicht des Phasenstroms wegen dem zuvor beschriebenen
Kurzschlussfehler durchgeführt.
Somit benachrichtigt der Motorsteuerarithmetikteil 21 die
Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29 über den
Motorstromwert, der durch die Stromdetektoren 17a bis 17c erfasst
und durch die Motorstrom-Kalkulationseinheit 22 erhalten
wird.
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Die
Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29 beurteilt, ob
der Absolutbetrag des Motorstromwertes, der von der Motorstrom-Kalkulationseinheit 22 gemeldet
wird, die spezifizierte Schwelle überschreitet oder nicht und
erfasst die Anomalie. Dies wird mit Bezug auf 8 beschrieben. 8 zeigt
Wellenformen, die Absolutbeträge
der Motorstromwerte in dem Fall anzeigen, wo das Leistungselement
UL, das in 6B gezeigt wird, Gegenstand
eines Kurzschlussfehlers ist. Wie in 8 gezeigt,
wird ein Anomalieerfassungspegel als eine Schwelle bestimmt, und
durch Beurteilen, ob der Absolutbetrag des Motorstromwertes den
Anomalieerfassungspegel überschreitet
oder nicht, kann die Leitung eines anomalen Stroms, der die Bemessung überschreitet
wegen dem Auftreten des Kurzschlussfehlers leicht erfasst werden.
Die Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29 erfasst die
Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs
basierend darauf, ob der Absolutbetrag des Motorstromwertes den
Anomalieerfassungspegel überschreitet.
-
Als
ein anderes Verfahren zum Erfassen der Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler
durch Verwenden des Motorstroms ist es auch denkbar, die Anomalie
durch Mittelwertbildung von Stromwerten der jeweiligen Phasen und
Erfassen einer Erscheinung, in der der Wert eine spezifizierte Schwelle überschreitet
und versetzt ist, zu erfassen. Wenn die Wellenform des Motorstroms
detailliert beobachtet wird, wird es außerdem möglich, den Auftrittsteil des
Kurzschlussfehlers zu spezifizieren. In Übereinstimmung mit dem spezifizierten Auftrittsteil
des Kurzschlussfehlers werden somit die Gate-Unterbrechung des Transistors
der Phase, in der der Kurzschlussfehler nicht auftritt, und die
Unterhaltung des nicht-leitenden Zustands freigegeben, und solange
wie der Arm der Seite des hohen Potenzials P in jeder Phase und
der Arm der Seite des tiefen Potenzials N nicht in den Kurzschlusszustand
gebracht sind, wird der Transistor in den leitenden Zustand so platziert, dass
der Motoranschluss des Arms der Seite des hohen Potenzials P, der
die Phase des Kurzschlussfehlers enthält, oder der Motoranschluss
des Arms der Seite des tiefen Potenzials N kurzgeschlossen ist,
um den dreiphasigen Kurzschlusszustand zu bewirken, und es kann
auch die Gegenmaßnahme
durchgeführt
werden, die Gleichstromkomponente als den Mittelwert des Motorstroms
auf Null zurückzuführen.
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Als
Nächstes
unterteilt die Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29 den
Grad von Dringlichkeit zum Vermeiden des sekundären Fehlers in Stufen und setzt
sie entsprechend der Größe des Motorstroms,
der Struktur des Kurzschlussfehler-Auftrittsteils, dem Anordnungsmerkmal,
wie etwa, ob der Kurzschlussfehler-Auftrittsteil einem brennbaren
Material nahe ist, wie etwa einem Öldurchgang oder einem Kraftstoffdurchgang,
einer Bremse, einem Lenkungsmechanismus oder dergleichen, oder dem
Materialmerkmal, wie etwa einem Teil, das aus einem Material mit
einem tiefen Zündungspunkt
hergestellt ist, oder einem Teil, das aus einem Material hergestellt
ist, in dem es wahrscheinlich ist, dass sich ein Rauchbereich ausbreitet.
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Für diesen
Zweck sind in der Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29 Evaluierungspunkte,
um eine Gewichtung von Wichtigkeit der Struktur und dem Anordnungsmerkmal
und dem Materialmerkmal zu geben, tabellarisch aufgeführt und
sind in einem Speicher gespeichert. Der Evaluierungspunkt zu der
Zeit des Auftretens eines Kurzschlussfehlers wird durch Verweis
auf die Tabelle kalkuliert, und die Gesamtsumme der Evaluierungspunkte
wird hergestellt, dem Grad von Dringlichkeit zu entsprechen. Da
die Möglichkeit
des Auftretens des sekundären
Fehlers, wie etwa Rauchen, Ausbrennen oder dielektrischer Zusammenbruch,
wegen Wärmegenerierung
durch die Leitung eines großen
Stroms auftritt, kann die entsprechende Operation zu dem Grad von
Dringlichkeit mit Bezug auf den Quadratwert des Motorstroms durchgeführt werden. Übrigens
wird der Grad von Dringlichkeit basierend auf der Möglichkeit
kalkuliert, dass ein wichtiger sekundärer Fehler auftritt, und wird
ein Standard, der anzeigt, wie schnell das Auftreten des sekundären Fehlers
vermieden werden sollte.
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Als
die Information der Fahrzeugoperation werden übrigens jeweilige Teile von
Information, wie etwa der Grad einer Anforderung des Fahrers für Beschleunigung,
der Grad einer Anforderung für
Abbremsung, Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkungsbetrag zu dem Hybridsteuerarithmetikteil 20 durch
die Fahrzeugoperationsinformations-Kalkulationseinheit 25 eingegeben.
Dies wird derart durchgeführt,
dass ein Gaspedal-Niederdrückungsbetragsignal
von dem Beschleunigungsniederdrückungsbetragdetektor 101,
ein Bremspedal-Niederdrückungsbetragsignal
von dem Bremsniederdrückungsdetektor 102,
ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 103 und
ein Lenkungssignal von dem Lenkungsdetektor 104 jeweils
zu der Fahrzeugoperationsinformations-Kalkulationsein heit 25 eingegeben
werden, diese Signale in den Grad einer Anforderung nach Beschleunigung,
den Grad einer Anforderung nach Abbremsung, die Fahrzeuggeschwindigkeit
und den Lenkungsbetrag gewandelt oder kalkuliert werden, und zu
dem Hybridsteuerarithmetikteil 20 eingegeben werden.
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Der
Hybridsteuerarithmetikteil 20 empfängt die vorangehende Information
der Fahrzeugoperation, und veranlasst, dass die Fahrzeugoperationsinformation
in der Operationsinstruktion der Verbrennungsmotor-Leistungssteuerung
zum Vermeiden des sekundären
Fehlers wegen dem Kurzschlussfehler des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs
widergespiegelt wird. Dies wird aus dem folgenden Grund durchgeführt. D.h.
um den sekundären
Fehler zu vermeiden, ist es notwendig, die Operationsinstruktion
so zu geben, dass die Leistung als die Ausgabe des Verbrennungsmotors
in einen spezifizierten Bereich fällt. In dem Fall, wo die Beschleunigungs-/Abbremsungsgeschwindigkeit
des Fahrzeugs groß ist,
ist es jedoch, da der Zustand derart ist, dass die Änderung
des Operationspunktes des Fahrzeugs groß ist, angemessen, dass die Änderung
der Operationsinstruktion des Verbrennungsmotors to Einheitszeit
gesetzt wird klein zu sein.
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In
dem Fall, wo das Fahrzeug in einer hohen Geschwindigkeit rotiert,
wenn die Leistung des Verbrennungsmotors im Gegensatz zu der Absicht
des Fahrers begrenzt ist, wird übrigens
das Verhalten des Fahrzeugs instabil, und die Gefahr steigt an.
Somit ist es wünschenswert,
die Leistungsbegrenzung des Verbrennungsmotors zu beginnen, nachdem
die Rotation beendet ist. In dem Fall, wo ein Kurzschlussfehler
während einer
Fahrt hoher Geschwindigkeit des Fahrzeugs auftritt, wird übrigens
vorausgesetzt, dass der Schaden wegen der augenblicklichen Anwendung
einer hohen Spannung und dem Fließen eines großen Stroms
ernsthaft ist, es deshalb notwendig ist, die Operationsinstruktion
des Verbrennungsmotors zu geben, um das Fahrzeug schnell zu stoppen.
In dem Fall, wo der Kurzschlussfehler während einer Fahrt des Fahrzeugs
bei mittlerer Geschwindigkeit oder geringer Geschwindigkeit auftritt,
ist es jedoch möglich,
die Erlaubnis eines Notbetriebs nach Hause auszuwählen, indem
die Operationsinstruktion gegeben wird, die Leistung des Verbrennungsmotors
innerhalb des Bereiches zu begrenzen, wo Wärmegenerierung des elektrischen
Leistungsversorgungsdurchgangs wegen dem Fließen eines großen Stroms
nicht groß wird.
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Als
Nächstes
gibt die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit 27 die
Operationsinstruktion des Verbrennungsmotors basierend auf einer
Verbrennungsmotor-Ausgabeobergrenzcharakteristik zu der Zeit einer
Kurzschlussanomalie aus, die aus der Korrelation unter der Rotationsgeschwindigkeit
des Wechselstrommotors, des Motorstrombetrags und der Rotationsgeschwindigkeit
des Verbrennungsmotors kalkuliert wird. Hier wird die Operationsinstruktion
des Verbrennungsmotors durch Betreiben des Parameters durchgeführt, um
die Leistung als die Ausgabe des Verbrennungsmotors abzustimmen.
Als die Parameteroperation für Leistungsabstimmung
des Verbrennungsmotors kann ein konventionelles gut bekanntes Steuerverfahren
eines Verbrennungsmotors verwendet werden. Z.B. gibt es ein Verfahren
zum Einstellen eines Operationsstoppzylinders, ein Verfahren zum
Verringern eines Öffnungsgrades
eines Drosselventils, um eine Zustromluftmenge zu einem Zylinder
zu verringern und künstlich
einen Zustand zu erzeugen, der der Verringerung eines Gaspedal-Niederdrückungsbetrags äquivalent
ist, oder ein Verfahren zum Verringern einer Kraftstoffeinspritzmenge.
Hier wird eine Beschreibung basierend auf der Abstimmung der Verbrennungsmotorleistung
durch die Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt.
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Um
den sekundären
Fehler, wie etwa Rauchen, Ausbrennen oder dielektrischer Zusammenbruch,
wegen dem Kurzschlussfehler zu vermeiden, muss der Betrag vom Strom,
der zu dem Motor fließt,
auf einen zulässigen
Wert oder weniger unterdrückt
werden. Dieser zulässige
Wert wird angesichts des Kühlungsleistungsverhaltens,
der Zündtemperatur
und dergleichen in einem Teil von Wärmegenerierung in dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
gesetzt. Als Nächstes
wird der zulässige
Wert vom Strombetrag in einen entsprechenden induzierten Spannungswert
gewandelt, und wird weiter in eine entsprechende Motorrotationsgeschwindigkeit
gewandelt. Die Wandlung von dem zulässigen Stromwert zu der entsprechenden
induzierten Spannung wird kalkuliert aus den Charakteristika einer
elektrischen Schaltung, die enthält
eine Widerstandskomponente eines Stromdurchgangs des elektrischen
Leistungswandlers 1, eine Widerstandskomponente einer Verdrahtung
eines elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs zwischen dem elektrischen
Leistungswandler 1 und dem Wechselstrommotor 2,
einen Ankerwiderstand Ra in dem Wechselstrommotor 2, Selbst-Induktivität La, gegenseitige
Induktivitäten
Muv, Mvw und Mwu, und induzierte Spannungen eu, ev und ew.
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Die
Wandlung von der zulässigen
induzierten Spannung zu der zulässigen
Motorrotationsgeschwindigkeit wird durch den vorangehenden Ausdruck 2 durchgeführt. Diese
Wandlung wird in 9A gezeigt. D.h. wenn in 9 der Kurzschlussfehler in dem Leistungselement
in dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang auftritt, ist
es in dem Fall, wo der Operationspunkt der induzierten Spannung,
die in der Ankerwicklung des Wechselstrommotors 2 generiert
wird, Punkt (B) wird, da die induzierte Spannung die Spannungsfestigkeit
des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs überschreitet, notwendig, schnell
den Operationspunkt der induzierten Spannung zu Punkt (C) zu verlagern.
Selbst wenn der Operationspunkt der induzierten Spannung Punkt (C)
ist, muss übrigens
der Operationspunkt schrittweise zu dem Punkt (D) verlagert werden, da
sie die Spannung äquivalent
zu dem zulässigen
Wert des Motor stroms zu der Zeit des Kurzschlussfehlers überschreitet.
Die Motorrotationsgeschwindigkeit im Punkt (D) wird die obere Grenzrotationsgeschwindigkeit, um
den sekundären
Fehler zu vermeiden.
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Um
die Motorrotationsgeschwindigkeit zu dem zulässigen Wert zu verlagern, der
im Punkt (D) angezeigt wird, wird die Leistung des Verbrennungsmotors 5 begrenzt,
um die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 5 abzusenken. 9B zeigt
eine Beziehung zwischen der Rotationsgeschwindigkeit Nm des Wechselstrommotors 2 und
der Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 5.
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D.h.
in 9B ist in dem Fall, wo der Wechselstrommotor 2 und
die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 5 direkt miteinander
in einem spezifizierten Geschwindigkeitsverkleinerungsfaktor gekoppelt sind,
das Verhältnis
der Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstrommotors 2 zu
dem Verbrennungsmotor 5 fixiert, und entsprechend wird
der zulässige
Wert der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 5 gemäß dem zulässigen Wert
der Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstrommotors 2 nur
durch die Beziehung bestimmt, die durch eine durchgehende Linie
angezeigt wird. In dem Fall, wo ein Getriebe (Kraftübertragung) zwischen
dem Wechselstrommotor 2 und der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 5 eingreift,
hat übrigens,
da das Verhältnis
der Rotationsgeschwindigkeiten durch das Getriebeübersetzungsverhältnis des
Getriebes geändert
wird, der zulässige
Wert der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 5 entsprechend
dem zulässigen
Wert der Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstrommotors 2 eine
Breite entsprechend einem Geschwindigkeitsänderungsbereich, wie durch
viele durchgehende Linien angezeigt wird.
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Basierend
auf der obigen Beziehung gibt die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit 27 die Operationsinstruk tion
zu der Verbrennungsmotor-Steuereinheit 6, um die Leistung
des Verbrennungsmotors zu begrenzen, sodass die Rotationsgeschwindigkeit
des Verbrennungsmotors zu der Zeit des Auftretens des Kurzschlussfehlers
der zulässige
Wert oder weniger wird. Als die Operationsinstruktion zu dieser
Zeit wird speziell die Instruktion der Kraftstoffeinspritzmenge
zu der Verbrennungsmotor-Steuereinheit 6 durchgeführt.
-
Dies
wird mit Bezug auf 10 beschrieben. 10 zeigt
Kennlinienkurven der Kraftstoffeinspritzmenge Qi zu der Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit
Ne und den zeitlichen Übergang
des Operationspunktes zu der Zeit, wenn der Leistungsbetrag des
Verbrennungsmotors unterdrückt
wird und die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 5 abgesenkt
ist, da der Kurzschlussfehler in dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
zu der Zeit auftritt, wenn die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit 27 eine
Instruktion des spezifizierten Leistungsbetrages zu der Verbrennungsmotor-Steuereinheit 6 gibt.
-
In
dem Fall, wo der Kurzschlussfehler in dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
nicht auftritt und die normale Leistungssteuerung durchgeführt wird,
wird in 10 die Kraftstoffeinspritzmenge
Qi mit Bezug auf die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit
Ne in dem vorliegenden Zeitpunkt durch eine Kennlinie c1 bestimmt.
Wenn der Kurzschlussfehler in einem Operationspunkt t1 auftritt, ändert die
Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit 27 die
Kennlinie zu C2, C3 und C4, und gibt eine Instruktion der Kraftstoffeinspritzmenge
zu der Verbrennungsmotor-Steuereinheit 6 in Übereinstimmung
mit der Änderung
der Operationspunkte t2, t3 und t4.
-
In
dem Fall, wo die Operationsinstruktion so durchgeführt wird,
dass das Fahrzeug bei einer derartigen Geschwindigkeit reist, dass
das Fahrzeug jederzeit stoppen kann, wird der Übergang der Kennlinie in c4
gestoppt, und der Operationspunkt wird schließlich zu t5 festgelegt. In
dem Operationspunkt t5 wird die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit
Ne nicht größer als
ein zulässiger
Wert zum Vermeiden des sekundären
Fehlers zu der Zeit einer Kurzschlussanomalie, und wird eine derartige
Rotationsgeschwindigkeit, dass Reisen jederzeit gestoppt werden
kann. In dem Fall, wo basierend auf dem Operationszustand beurteilt
wird, dass das Fahrzeug gestoppt werden sollte, wird übrigens
die Kennlinie, um die Ausgabe zu unterdrücken, weiter verfolgt, und
schließlich
wird die Rotation in der Leerlaufgeschwindigkeit gehalten oder der
Verbrennungsmotor wird gestoppt.
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Die Änderungsgeschwindigkeit,
in der die Kennlinien c2, c3 und c4 geändert werden angesichts des Grades
von Dringlichkeit zu dem Anomaliegrad von der Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29,
und der Operationspunkt ändern
einen Grad, der aus dem Operationszustand des Fahrzeugs kalkuliert
wird. D.h. wenn der Grad von Dringlichkeit hoch ist, wird eine Einstellung
durchgeführt,
um eine schnellere Änderung
durchzuführen,
und in dem Fall, wo die Beschleunigungs-/Abbremsungsgeschwindigkeit
des Fahrzeugs hoch ist, wird eine Einstellung durchgeführt, um
eine moderatere Änderung
durchzuführen.
Wenn das Fahrzeug rotiert, wird übrigens
die Verlagerung der Kennlinie suspendiert, bis die Rotation gestoppt
ist.
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Die
Instruktion der Kraftstoffeinspritzmenge von der Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit 27 wird
durch die Informationsübertragung
zu der Verbrennungsmotor-Steuereinheit 6 durch die Verbrennungsmotor-Systemoperations-Informationsübertragungseinheit 24 durchgeführt. Speziell
wird der Kraftstoffeinspritzmengen-Instruktionswert kodiert (Kodierung),
und wird durch Steuern der Ausgangssignalleitung der Kommunikation
in Übereinstimmung
mit einem spezifizierten Kommunikationsprotokoll übertragen.
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Die
Verbrennungsmotor-Steuereinheit 6 führt eine Leistungssteuerung
des Verbrennungsmotors 5 in Übereinstimmung mit der Instruktion
der Kraftstoffeinspritzmenge durch. Somit wird die Rotationsgeschwindigkeit
des Verbrennungsmotors 5 zu dem zulässigen Wert der Rotationsgeschwindigkeit
abgesenkt, um das Auftreten des sekundären Fehlers zu vermeiden.
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Durch
die oben beschriebene Operation erfasst die Leistungssteuersystemvorrichtung
für das
Hybridfahrzeug gemäß Ausführungsform
1 der Erfindung die Anomalie wegen dem Auftreten des Kurzschlussfehlers des
elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs, und senkt die Rotationsgeschwindigkeit
des Verbrennungsmotors 5 ab, um die induzierte Spannung
des Wechselstrommotors 2 in Übereinstimmung mit dem Grad der
Anomalie und dem Operationszustand des Fahrzeugs so zu verringern,
dass das Auftreten des sekundären
Fehlers, wie etwa Rauchen, Ausbrennen oder dielektrischer Zusammenbruch,
verhindert wird, und arbeitet, um die Leitung eines großen Stroms
wegen dem Auftreten der Kurzschlussstörung zu vermeiden.
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Gemäß Ausführungsform
1 der Erfindung gibt es einen Vorzug, dass ohne Änderung der Hardwareelemente,
die eine konventionell verwendete Leistungssteuersystemvorrichtung
für ein
Hybridfahrzeug bilden, das Auftreten des sekundären Fehlers, wie etwa Rauchen,
Ausbrennen oder dielektrischer Zusammenbruch, bei geringen Kosten
und nur durch Änderung
von Softwareelementen verhindert werden kann. Als das Leistungselement
ist es übrigens
wünschenswert,
einen DLB-(Direktverbindungsbonding, Direct lead Bonding) Typ eins
anzuwenden, da eine Trennung eines Bondingteils nicht auftritt,
die in dem Fall befürchtet
wird, wo das Leistungselement des Drahtbondingsystems verwendet
wird, und es kein Auftreten eines Lichtbogens wegen unbestimmtem
Kontakt eines Schnittabschnitts eines Drahtkörpers gibt, und die Möglichkeit
reduziert wird, dass Rauchen oder Ausbrennen auftritt.
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Übrigens
sind die Operation und Strukturelemente, die in Ausführungsform
1 beschrieben werden, lediglich Beispiele zum Realisieren der Erfindung,
und die Erfindung kann durch eine andere Operation und Strukturelemente
innerhalb des Bereiches der Erfindung realisiert werden. D.h. der
Wechselstrommotor 2 und der elektrische Leistungswandler 1 sind
nicht auf drei Phasen begrenzt, und der Transistor kann nicht der
IGBT sein, sondern kann ein MOS-FET sein. Außerdem sind die Leistungen
des Wechselstrommotors und des Verbrennungsmotors nicht auf ein
System begrenzt, in dem sie durch Getriebe und die Kraftübertragung
gekoppelt sind, und ein Treibrad durch eine einzelne Antriebswelle
angesteuert wird, und es kann ein System angenommen werden, in dem
sie durch einen Riemen oder eine Kette gekoppelt sind, oder der
Verbrennungsmotor und der Wechselstrommotor unterschiedliche Treibräder ansteuern.
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Obwohl
die Beschreibung in Ausführungsform
1 nicht für
die Operation zum Vermeiden des Auftretens des sekundären Fehlers
gegeben wurde, nachdem der Teil des Auftretens des Kurzschlussfehlers
spezifiziert ist, kann die Vermeidungsoperation übrigens durchgeführt werden,
nachdem der Teil des Auftretens des Kurzschlussfehlers detailliert
spezifiziert ist. Das Verfahren der Kalkulation und Widerspiegelung
des Grades der Anomalie wegen dem Kurzschlussfehler können ein
anderes Kalkulationsverfahren und ein anderes Widerspiegelungsverfahren
basierend auf anderer Information sein, und das gleiche trifft auf
das Kalkulations- und Widerspiegelungsverfahren des Zustands der
Fahrzeugoperation zu. Wenn es keinen Nachteil in einer Systemoperation
gibt, können
außerdem
die Kalkulation des Grades von Anomalie, die Widerspiegelung auf
die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktion, die Kalkulation des Fahrzeugoperationszustands
und die Widerspiegelung auf die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktion
weggelassen werden.
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Obwohl
in Ausführungsform
1 die Beschreibung basierend auf dem Aufbau durchgeführt wurde,
in dem der eine Wechselstrommotor und der eine Inverter vorgesehen
sind, und die Leistung des einen Wechselstrommotors verwendet wird,
kann die Erfindung ferner auf einen Fall angewendet werden, wo zwei
oder mehr Wechselstrommotoren und Inverter vorgesehen sind, und
Leistungen der vielen Wechselstrommotoren verwendet werden. In diesem
Fall wird der Aufbau derart hergestellt, dass jeder der Motoren
und ein Inverter einer entsprechenden Leistungswandlungsschaltung
kombiniert werden, um einen elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
zu bilden, und eine Anomalie wegen dem Auftreten eines Kurzschlussfehlers
in jeder von derartigen Kombinationen erfasst wird, und die Leistungssteuerung
des Verbrennungsmotors durchgeführt wird,
um einen sekundären
Fehler zu vermeiden, wenn eine Anomalie in einem der elektrischen
Leistungsversorgungsdurchgänge
erfasst wird.
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Ausführungsform 2
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Hierin
nachstehend wird eine Fahrzeugleistungssteuervorrichtung von Ausführungsform
2 der Erfindung beschrieben.
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11 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau in Bezug auf Leistungssteuerung
eines Wechselstrommotors in der Leistungssteuervorrichtung für das Hybridfahrzeug
gemäß Ausführungsform
2 der Erfindung zeigt. In 11 repräsentieren
jene, die durch die gleichen Bezugszeichen wie in 7 bezeichnet
sind, die gleichen oder ähnliche
Abschnitte wie jene, die in 7 gezeigt
sind.
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Die
Fahrzeugleistungssteuervorrichtung von Ausführungsform 2, die in 11 gezeigt
wird, hat den gleichen Aufbau wie Aus führungsform 1 von 7,
mit Ausnahme dessen, dass ein Leistungsversorgungsstromdetektor 36 in
einem elektrischen Leistungswandler 1 vorgesehen ist, und
eine Leistungsversorgungsstrom-Kalkulationseinheit 37 in
einer Hybridsteuereinheit 4 vorgesehen ist.
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In
Ausführungsform
2 wird eine Anomalie wegen dem Auftreten eines Kurzschlussfehlers
in einem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang basierend auf
einem Leistungsversorgungsstrom erfasst, der zwischen dem elektrischen
Leistungswandler 1 und einer Gleichstromleistungsversorgung 3 fließt. 12A bis 12D zeigen
Leistungsversorgungsströme,
die zwischen der Gleichstromleistungsversorgung 3 und dem
elektrischen Leistungswandler 1 in dem Fall fließen, wo
ein Kurzschlussfehler in dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
auftritt. In 12A bis 12D zeigt
die horizontale Achse eine gemeinsame Zeitachse an, und die Figuren
zeigen Wellenformen der Leistungsversorgungsströme entsprechend den Fällen, wo
die in 6A bis 6D gezeigten
Motorströme
fließen.
Hier ist die Polarität,
in der ein Strom fließt, um
die Gleichstromleistungsversorgung 3 zu laden, positiv
gemacht.
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12A zeigt die Wellenform des Leistungsversorgungsstroms,
der in dem Fall fließt,
wo alle Leistungselemente UH bis WL eines dreiphasigen Inverters 15 Gate-unterbrochen
sind und in Zustände
platziert sind, wo Nicht-Leitung (AUS) gehalten wird, und in den
Leistungselementen nur Freilaufdioden 19a bis 19f als Strompfade
effektiv werden. Wie in 6A gezeigt,
wird der dreiphasige Wechselstrom durch die Diodenbrücke der
Freilaufdioden zweiweggleichgerichtet.
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12B zeigt die Wellenform des Motorstroms in dem
Fall, wo von dem Zustand von 12A der Transistor 18b des
Leistungselementes UL des Arms (unterer Arm) des dreiphasigen Inverters 15 auf
der Seite des tiefen Potenzials N Gegenstand eines Kurzschlussfehlers
ist. In diesem Fall fließt
der Strom zu der Gleichstromleistungsversorgung 3 in dem
Fall, wo die Freilaufdioden 19c und 19e des Arms
(oberer Arm) der V-Phase und der W-Phase auf der Seite des hohen
Potenzials H mit Ausnahme des Arms der U-Phase, wo der Kurzschlussfehler
auftritt, vorwärts
vorgespannt werden, und die Motorströme der zwei Phasen (V-Phase
und W-Phase) mit Ausnahme der Phase, wo der Kurzschlussfehler auftritt,
fließen
in der Minusrichtung. Der Strom ist normalerweise 0 [A], und hat
eine Wellenform, in der er in einer kurzen Periode und in der positiven
Richtung zweimal pro eine Rotationsperiode der Dreheinrichtung des
Wechselstrommotors 2 fließt.
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12C zeigt die Wellenform des Leistungsversorgungsstroms,
der in dem Fall fließt,
wo von dem Zustand von 12A die
Transistoren des unteren Arms der zwei Phasen (U-Phase und V-Phase) Gegenstand
des Kurzschlussfehlers sind. In diesem Fall fließt der Strom zu der Gleichstromleistungsversorgung 3 in dem
Fall, wo die Freilaufdiode 19e des oberen Arms einer verbleibenden
W-Phase mit Ausnahme der unteren Arme der U-Phase und V-Phase, wo
der Kurzschlussfehler auftritt, vorwärts vorgespannt wird, und der
Motorstrom der W-Phase, wo der Kurzschlussfehler nicht auftritt,
fließt
in der Minusrichtung. Der Strom ist normalerweise 0 [A], und hat
die Wellenform, in der er in einer kurzen Periode in der positiven
Richtung einmal pro eine Rotationsperiode der Dreheinrichtung des
Wechselstrommotors 2 fließt.
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12D zeigt die Wellenform des Leistungsversorgungsstroms
in dem Fall, wo alle Phasen des unteren Arms des dreiphasigen Inverters 15 kurzgeschlossen
sind. Da alle Freilaufdioden 19a, 19c und 19e des oberen
Arms umgekehrt vorgespannt sind, fließt der Leistungsversorgungsstrom
nicht und bleibt 0 [A].
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Übrigens
können
die Wellenformen der Leistungsversorgungsströme in dem Fall, wo alle Leistungselemente
UH, VH und WH des oberen Arms Gegenstand des Kurzschlussfehlers
sind, ähnlich
zu dem Fall des Kurzschlussfehlers des unteren Arms entwickelt werden.
D.h. in dem Fall, wo alle Phasen des oberen Arms kurzgeschlossen
sind, fließt
der Leistungsversorgungsstrom nicht und ist 0 [A], und in dem Fall,
wo eine Phase des oberen Arms Gegenstand des Kurzschlussfehlers
ist, ist der Leistungsversorgungsstrom normalerweise 0 [A], und
hat eine Wellenform, in der der Leistungsversorgungsstrom in einer
kurzen Periode in der positiven Richtung zweimal pro eine Rotationsperiode
der Dreheinrichtung fließt.
In dem Fall, wo zwei Phasen des oberen Arms Gegenstand des Kurzschlussfehlers
sind, ist der Strom normalerweise 0 [A], und hat eine Wellenform,
in der der Leistungsversorgungsstrom in einer kurzen Periode in
der positiven Richtung einmal pro eine Rotationsperiode der Dreheinrichtung
fließt.
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Eine
Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29 erfasst eine Kurzschlussanomalie
basierend auf der Charakteristik des Leistungsversorgungsstroms
wie oben angegeben. Zuerst wird der Leistungsversorgungsstrom, der
zwischen der Gleichstromleistungsversorgung 3 und dem elektrischen
Leistungswandler 1 fließt, durch den Leistungsversorgungsstromdetektor 36 erfasst,
und ein Leistungsversorgungsstromsignal entsprechend dem Leistungsversorgungsstrom
wird zu der elektrischen Versorgungsstrom-Kalkulationseinheit 37 eingegeben.
Die elektrische Versorgungsstrom-Kalkulationseinheit 37 kalkuliert
den Wert des elektrischen Versorgungsstroms aus dem elektrischen
Versorgungsstromsignal, und gibt ihn zu der Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29 in
einem Hybridsteuerarithmetikteil 20 ein. Die Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29 überwacht,
dass der elektrische Versorgungsstrom die Schwelle nahe 0 [A] über einer
Rotationsperiode kreuzt und die Beziehung der Größe umgeschaltet wird, oder
eine Beziehung, in der der elektrische Versorgungsstrom kleiner
als die Schwelle nahe 0 [A] ist, kontinuierlich festgesetzt wird,
und erfasst den Kurzschlussfehler.
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In
dem Fall, wo die Motorrotationsgeschwindigkeit gering ist und die
induzierte Spannung klein ist, fließt übrigens, da die Anschlussspannung
des Wechselstrommotors 2 kleiner als die Ausgangsspannung
der Gleichstromleistungsversorgung 3 wird, selbst in dem
normalen Fall, wo der Kurzschlussfehler in dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
nicht auftritt, der elektrische Versorgungsstrom nicht, und bleibt
0 [A] ähnlich
zu dem Fall, wo alle Phasen des oberen Arms oder des unteren Arms
des dreiphasigen Inverters 15 kurzgeschlossen sind. Da
jedoch der Motorstrom nicht fließt und das Auftreten eines
sekundären
Fehlers vermieden wird, selbst wenn die Anomalie wegen den Kurzschlussfehler
fehlerhaft erfasst wird, gibt es keine Störung. Es entspricht der Verarbeitung
zum Vermeiden des sekundären
Fehlers, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstrommotors
verringert wird und die induzierte Spannung abgesenkt wird.
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Als
ein anderes Erfassungsverfahren der Kurzschlussanomalie, das den
elektrische Versorgungsstrom verwendet, ist es außerdem denkbar,
dass eine Beurteilung basierend darauf durchgeführt wird, ob ein Wert, der
durch Filtern des Wertes des elektrischen Versorgungsstroms erhalten
wird, im Vergleich zu einem erwarteten elektrischen Versorgungsstromwert
groß ist,
der aus der Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstrommotors 2 und
der Spannung der Gleichstromleistungsversorgung 3 erhalten
wird und eine spezifizierte Schwelle überschreitet. D.h. die induzierte
Spannung durch den Wechselstrommotor 2 wird aus der Rotationsgeschwindigkeit
des Wechselstrommotors 2 erhalten, und dadurch aus der
Anschlussspannung des Wechselstrommotors 2 und der Ausgangsspannung
der Gleichstromleistungsversorgung 3, es ist möglich zu
erwarten, wie groß der Ladestrom,
der zu der Gleichstromleistungsversorgung fließt, zu der Zeit von Zweiweggleichrichtung
durch die Diodenbrücke
ist. Wenn sich ein tatsächlicher
elektrischer Versorgungsstrom von diesem erwarteten elektrischen
Versorgungsstromwert unterscheidet, ist es somit möglich zu
erachten, dass eine Anomalie auftritt. In diesem Fall ist es, als
eine Äquivalenz
zum Filtern des Wertes des elektrischen Versorgungsstroms, wenn
die Installationsstelle des elektrischen Versorgungsstromdetektors 36 auf
dem Gleichstrombus zwischen dem Glättungskondensator 16 und
der Gleichstromleistungsversorgung 3 ist, auch möglich, eine Anomalie
des elektrischen Versorgungsstroms wegen dem Kurzschlussfehler des
Glättungskondensators 16 zu
erfassen.
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Wenn
die Anomalie durch die Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29 erfasst
wird, gibt anschließend ähnlich zu
der Operation in Ausführungsform
1, um den sekundären
Fehler zu vermeiden, wie etwa Rauchen, Ausbrennen oder dielektrischer
Zusammenbruch, die Verbrennungsmotor-Operationsinstruktionseinheit 27 eine
Instruktion zu der Verbrennungsmotor-Steuereinheit 6 aus,
um den Betrag vom Strom, der zu dem Wechselstrommotor 2 fließt, auf
einen zulässigen
Wert oder weniger zu unterdrücken,
und die Verbrennungsmotor-Steuereinheit 6 steuert die Leistung
des Verbrennungsmotors 5 in Übereinstimmung mit dieser Instruktion.
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Ausführungsform 3
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13 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau in Bezug auf Leistungssteuerung
eines Wechselstrommotors in einer Leistungssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug
gemäß Ausführungsform
3 der Erfindung zeigt. In 13 repräsentieren
jene, die durch die gleichen Bezugszeichen wie 7 bezeichnet
sind, die gleichen oder ähnliche
Abschnitte wie jene, die in 7 gezeigt
sind.
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13 zeigt
den gleichen Aufbau wie Ausführungsform
1, die in 7 gezeigt wird, außer dass
thermische Dioden 38a bis 38c zum Erfassen einer
Temperatur von Leistungselementen UH bis WL, Konstantstromschaltungen 39a bis 39c und
Leistungselement-Temperaturkalkulationseinheiten 40a bis 40c in
einem elektrischen Leistungswandler 1 vorgesehen sind.
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In
Ausführungsform
3 wird die Erfassung einer Anomalie wegen dem Auftreten eines Kurzschlussfehlers
durch Temperaturänderung
der Leistungselemente UH bis WL durchgeführt. In dem Fall, wo der Kurzschlussfehler
in einem Leistungselement in einem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
auftritt, wie in 6A, 6B und 6C gezeigt,
fließt
der anomale Strom, der die Bemessung überschreitet, zu dem elektrischen
Leistungsversorgungsdurchgang. Somit generiert das Leistungselement
Wärme wegen
dem Verlust in der Widerstandskomponente das Leistungselementes
des elektrischen Leistungsversorgungsdurchgangs und seine Temperatur
steigt an.
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Da
der Verlust in der Widerstandskomponente des Leistungselementes
dem Quadrat des Betrags vom Motorstrom proportional ist, wird, wenn
der Strombetrag groß wird,
die Wärmegenerierung
merklich erhöht.
In dem Fall, wo die Temperatur des Leistungselementes eine spezifizierte
hohe Temperaturschwelle überschreitet,
oder in dem Fall, wo die Temperatur eine Nennoperationstemperatur überschreitet,
die durch den Ausgleich zwischen Wärmegenerierung und Kühlung zu
der Zeit eines Flusses eines Nennstroms in einer normalen Operation
bestimmt wird, und ein Temperaturanstieg in einer hohen Änderungsrate
erwartet wird, kann somit eine Beurteilung durchgeführt werden,
dass der Kurzschlussfehler auftritt.
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Somit
wird in Ausführungsform
3 die Erfassung der Kurzschlussanomalie durch die folgende Operation
durchgeführt.
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Als
ein Erfassungsmechanismus der Temperatur des Leistungselementes
sind die thermischen Dioden 38a bis 38c in der
Nähe der
Leistungselemente der jeweiligen Arme in einem dreiphasigen Inverter 15 installiert.
Die Konstantstromschaltungen 39a bis 39c sind
mit den thermischen Dioden 38a bis 38c verbunden und
es wird veranlasst, dass spezifizierte Ströme fließen.
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Zu
dieser Zeit wird ein Durchlassspannungsabfall Vf des pn-Übergangsteils von jeder der
thermischen Dioden 38a bis 38c durch die Temperatur
des pn-Übergangsteils
geändert.
Jede der Leistungselement-Temperaturkalkulationseinheiten 40a bis 40c empfängt den
Durchlassspannungsabfall Vf der thermischen Dioden 38a bis 38c,
kalkuliert die Leistungselementtemperatur durch Betrachtung der
Temperatur des pn-Übergangsteils
im wesentlichen als die Temperatur der Leistungselemente UH bis
WL basierend auf der Beziehung zwischen der Temperatur des pn-Übergangsteils der thermischen
Dioden 38a bis 38c und des Durchlassspannungsabfalls
Vf und benachrichtigt eine elektrische Leistungswandler-Eingabe-/Ausgabeverarbeitungseinheit 31.
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Die
elektrische Leistungswandler-Eingabe-/Ausgabeverarbeitungseinheit 31 überträgt Information
in Bezug auf die Leistungselementtemperatur zu einer Hybridsteuereinheit 4 durch
eine elektrische Leistungswandler-Informationsübertragungseinheit 34.
Eine Motorsystem-Operationsinformations-Übertragungseinheit 26 in
der Hybridsteuereinheit 4 empfängt die Information, und benachrichtigt
einen Hybridsteuerarithmetikteil 20 über die Leistungselementtemperatur.
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In
dem Hybridsteuerarithmetikteil 20 empfängt eine Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29 die Leistungselementtemperatur
von der Motorsystem-Operationsinformations-Übertragungseinheit 26 und
erfasst eine Kurzschlussanomalie basierend auf der Beziehung zwischen
dem Auftreten des Kurz schlussfehlers, der Leitung des anomalen Stroms,
der die Bemessung überschreitet,
Wärmegenerierung
deswegen und Temperaturanstieg. Mit Bezug auf den Grad von Anomalie
wegen dem Kurzschluss wird der Grad von Anomalie wegen der Kurzschlussstörung, die
basierend auf der Information in Bezug auf die Temperatur des elektrischen
Leistungsversorgungsdurchgangs erhalten wird und/oder der Information
in Bezug auf den Strom, der zu dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang
fließt,
erhalten. Die Information des Stroms, die zum Erhalten des Grades
von Anomalie verwendet wird, ist die Information in Bezug auf den
Flussmodus und/oder Stromwert des Stroms, der zu dem Wechselstrommotor 2 fließt, der
in 6A bis 6D gezeigt
wird, oder des Stroms, der zu der Gleichstromleistungsversorgung 3 fließt, was
in 12A bis 12D gezeigt
wird.
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Wenn
die Anomalie durch die Kurzschlussanomalie-Erfassungseinheit 29 erfasst
wird, wird anschließend ähnlich zu
der Operation in Ausführungsform
1 die Leistung des Verbrennungsmotors so gesteuert, um den sekundären Fehler
zu vermeiden, wie etwa Rauchen, Ausbrennen oder die elektrischer
Zusammenbruch.
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Obwohl
in Ausführungsform
3 die Beschreibung für
die Erfassung der Leistungselementtemperatur unter Verwendung der
thermischen Dioden und die Kurzschlussanomalieerfassung durch die
Leistungselementtemperatur gegeben wurde, kann die Kurzschlussanomalie
außerdem
durch Temperaturerfassung unter Verwendung eines Verfahrens außer diesem
erfasst werden. Z.B. kann ein Thermistor als das Temperaturerfassungselement
verwendet werden, oder die Temperatur in dem elektrischen Leistungsversorgungsdurchgang,
der sich von dem Leistungselement unterscheidet, wird gemessen,
und die Kurzschlussanomalie kann durch diese Temperatur erfasst
werden. Außerdem
kann das Beurteilungsverfahren der Kurzschlussanomalie auch durch
ei nen anderen Mechanismus als dem oben beschriebenen geeignet realisiert
werden.