CN102195504A - 用于电力转换***的放电控制设备 - Google Patents

用于电力转换***的放电控制设备 Download PDF

Info

Publication number
CN102195504A
CN102195504A CN2011100606963A CN201110060696A CN102195504A CN 102195504 A CN102195504 A CN 102195504A CN 2011100606963 A CN2011100606963 A CN 2011100606963A CN 201110060696 A CN201110060696 A CN 201110060696A CN 102195504 A CN102195504 A CN 102195504A
Authority
CN
China
Prior art keywords
discharge control
capacitor
control device
electric power
switch element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011100606963A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102195504B (zh
Inventor
前原恒男
滨中义行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of CN102195504A publication Critical patent/CN102195504A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102195504B publication Critical patent/CN102195504B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/322Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明提供装配在机动车辆上的电力转换***中的一种放电控制设备。该放电控制设备关断继电器,以指示电力转换电路将无功电流提供到电动发电机中,由此将电容器电压降低到诊断电压。在该处理之后,放电控制设备输出紧急放电指示信号dis以接通电力转换电路中的高压侧和低压侧的电力开关元件。这形成电容器的电极之间的短路,以对电容进行放电,并执行放电控制,以检测紧急放电控制是否被正确执行并完成。放电控制设备基于电压传感器的电压检测存储在电容器中的电力是否被释放。

Description

用于电力转换***的放电控制设备
技术领域
本发明涉及用于电力转换***的放电控制设备,该电力转换***包括直流电源、电力转换电路、电容器和电开关装置(或开关断开/闭合装置),以及放电控制设备,该放电控制设备具有放电控制装置,该放电控制装置用于当电开关装置关断(即断开)时通过控制电力转换电路来将电容器的充电电压调整到不大于预定电压的电压。
背景技术
传统技术例如日本专利特开公布第JP 2009-232620号公开了一种传统的放电控制设备。这种传统的放电控制设备应用于电力转换***。一般而言,这种电力转换***包括直流电源、电力转换电路、电容器和电开关装置。电力转换电路将直流电源的直流(DC)电压转换为预定交流(AC)电压。电容器被放置在电力转换电路和直流电源之间。电开关装置断开和闭合电力转换电路和电容器之间的电连接(导线或路径)。放电控制设备包括放电控制装置,其能够当电开关装置关断(即断开)时通过控制电力转换电路来将电容器的充电电压调整到不大于预定电压的电压。
以上传统的放电控制设备通过同时接通逆变器中高压侧的电力开关元件和低压侧的电力开关元件而形成连接到作为逆变器的电力转换电路的输入端的电容器的两个电极之间的短路以释放电容器中充的电力。具体来说,作为一种传统技术的该传统的放电控制设备在放电控制期间降低作为电力开关元件的绝缘栅双极晶体管(IGBT)的栅极电压,以避免当电容器的电极之间形成短路时过多电流在电容器的电极之间流动。该放电控制操作与逆变器的普通控制操作不同。
顺便,传统的放电控制设备通过控制电力开关元件和电容器来执行以上特殊放电控制操作。这种特殊放电控制操作与普通控制操作不同。换句话说,普通控制操作不使用执行特殊放电控制操作必需的电力转换***的部件。这样,用于执行普通控制操作的机制和部件与用于执行特殊放电控制操作的机制和部件不同。因此,在普通控制操作期间正确驱动包括电力开关元件和电容器的逆变器不能保证在释放充到电容器中的电力的特殊放电控制操作期间正确驱动逆变器和电容器。因此,即使能够正确执行和完成普通控制操作,也存在一种可能,即当接收执行特殊放电控制的请求时不能总是正确执行特殊放电控制操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种放电控制设备,该放电控制设备配备有放电控制装置,其被应用于电力转换***中的电力转换电路。放电控制设备诊断或检测放电控制装置是否正确执行放电控制处理。放电控制装置通过控制电力转换电路中的部件来将电力转换***中的电容器的充电电压控制到不大于预定电压的电压。
为了实现以上目的,本发明提供一种应用于电力转换***的放电控制设备。该电力转换***包括电力转换电路、电容器、电开关装置、放电控制装置和一个或多个串联连接单元。
电力转换电路将直流电源的直流(DC)电转换成预定的交流(AC)电。电容器被放置在电力转换电路和直流电源之间。电开关装置断开和闭合电力转换电路和电容器之间的电连接(导线或路径)。放电控制装置包括诊断装置并控制电力转换电路,以在电开关装置关断时将电容器的充电电压调整到不大于预定电压的电压。电力转换电路中的串联连接单元和电容器并联连接。串联连接单元包括高压侧的开关元件和低压侧的开关元件。放电控制装置在放电控制设备的控制下通过同时接通串联连接单元中的高压侧的开关元件和低压侧的开关元件在电容器的两电极之间形成短路。
在电开关装置从接通状态切换为关断状态之后,诊断装置通过指示放电控制装置执行放电控制以检测电容器是否真正释放其充的电力来诊断放电控制装置是否正确执行放电控制。
根据本发明的具有诊断装置的放电控制设备在诊断装置的诊断结果表示放电控制(如紧急放电控制)可以正确被执行及完成时能够保证放电控制装置正确执行电容器的放电控制。
作为本发明的其它方面的放电控制设备还具有检测装置。该检测装置检测***的部件是否进入异常状态。例如,电力转换***被装配到诸如机动车辆的***上。***的异常状态是一种意外情况,包括与例如另一个机动车辆的障碍物的碰撞。放电控制装置是紧急放电控制装置,其(a)在检测装置的检测结果表示发生异常状态时通过同时接通高压侧的开关元件和低压侧的开关元件来形成电容器的电极之间的短路。放电控制装置还具有普通放电控制装置,其(b)在电开关装置被关断并且检测装置未表示发生进入异常状态时指示电容器释放其充的电力,而不形成电容器的电极之间的任何短路。诊断装置通过指示普通放电控制装置以指示电容器执行以上操作(b)来诊断放电控制装置是否正确执行了放电控制而不是指示作为放电控制装置的紧急放电控制装置执行以上操作(a)来诊断放电控制装置是否正确地执行了放电控制。
当紧急放电控制装置释放电容器中所充的电力时,开关元件中产生的热能可能极大地增加。另一方面,根据本发明,紧急放电控制装置指示电容器释放电容器中所充的一部分电力。这在执行电容器的放电控制时可能降低开关元件中产生的热能总量。
在作为本发明的其它方面的放电控制设备中,诊断装置在电开关装置关断时指示紧急放电控制装置执行放电控制,使得通过普通放电控制装置来对电容器进行放电。
在用于对电容器中所充的电力释放的放电控制中,电容器的充电电压越高,电容器中每压降释放的能量越多。当紧急放电控制装置在其启动时间段期间执行放电控制时,开关元件中产生的热能容易增加。另一方面,根据本发明,在电容器的充电电压降低到不大于预定电压的电压之后执行紧急放电控制装置。这种控制在放电控制期间可以降低开关元件中产生的热能。
在作为本发明的其它方面的放电控制设备中,电力转换***被装配到机动车辆上。电开关装置在机动车辆的启动开关被关断时关断。启动开关用于启动机动车辆。普通放电控制装置在启动开关被关断时指示电开关装置被接通,以将电容器中所充的电力放电到预定电压。此外,诊断装置在启动开关被接通时指示紧急放电控制执行放电控制。
根据本发明,由于诊断装置在机动车辆的启动开关被接通时执行诊断处理,所以即使电力转换电路在普通操作时进入异常状态,紧急放电控制装置也能够可靠地执行电容器的放电控制。
此外,即使当机动车辆的启动开关被关断时放电控制设备被关断,放电控制设备也能够将诊断结果通知到例如车辆司机的外部,而不是将诊断结果存储到例如非易失性存储器的存储装置中。
作为本发明的其它方面的放电控制设备还具有用于释放电容器中所充的电力而不形成电容器的电极之间的短路的装置。诊断装置通过指示放电控制装置关断电开关装置以释放电容器中所充的一部分电力来诊断紧急放电控制是否能够正确执行以及完成。当诊断结果表示紧急放电控制未被正确执行和完成,则诊断装置指示该放电控制装置释放电容器中所充的电力而不形成电容器的电极之间的短路。
根据本发明,虽然诊断装置的诊断结果表示紧急放电控制发生错误,但是还是能够可靠地释放电容器中所充的电力。
在作为本发明的其它方面的放电控制设备中,电力转换电路包括直流到交流(DC-AC)转换电路,用于将直流电源中存储的直流电转换成交流电,并将交流电提供给旋转电机。普通放电控制装置指示DC-AC转换电路产生并提供无功电流给旋转电机,以释放电容器中所充的电力。
在作为本发明的其它方面的放电控制设备中,普通放电控制装置是与电容器并联连接的电阻。
在作为本发明的其它方面的放电控制设备中,电力转换***在装配在机动车辆上的车辆主机与直流电源之间传送电力。电开关装置在机动车辆的启动开关被关断时关断。放电控制装置在机动车辆的启动开关被关断时关断。电力转换***还包括存储装置,用于即使在放电控制装置被关断时也连续存储数据。诊断装置在电开关装置当启动开关被关断时关断之后诊断紧急放电控制是否能够正确地被执行并完成。诊断装置将诊断结果存储到存储装置中。
在诊断装置当启动开关被关断时执行诊断操作的情况下,存在当放电控制设备被关断时删除诊断结果的可能。另一方面,根据本发明,由于诊断结果被写入并连续存储到存储装置中,可以避免诊断结果被删除。
在作为本发明的其它方面的放电控制设备中,当启动开关被接通时,放电控制装置被接通并读取存储在存储装置中的数据。当从存储装置中读取的数据表示紧急放电控制未被正确执行及完成时,放电控制装置将诊断结果通知到电力转换***的外部(如车辆司机)。
在诊断装置当启动开关被关断时执行诊断操作的情况下,车辆司机可能在诊断操作完成时离开自己的机动车辆。根据本发明,放电控制设备读取存储在存储器中的诊断结果,并在车辆司机接通启动开关时将关于紧急放电控制发生错误的诊断结果通知给车辆司机。
在作为本发明的其它方面的放电控制设备中,每个高压侧的开关元件和低压侧的开关元件是压控型开关元件。
放电控制装置确定待提供给高压侧和低压侧的开关元件中的至少一个开关元件的导电控制端子的电压,使得在至少一个开关元件中在其不饱和区流动的电流变得小于在普通操作中待提供给电力转换电路中的开关元件的普通电流。
由于在电力转换电路的普通操作期间不使用放电控制设备,所以重要的是当产生执行放电控制的请求时执行放电控制装置。另一方面,根据本发明,诊断装置检测紧急放电控制是否能够被正确执行并完成。当诊断装置提供表示紧急放电控制被正确执行并完成的诊断结果时,可以保证放电控制装置的操作。
在作为本发明的其它方面的放电控制设备中,当电力转换电路执行其普通操作时,高压侧的开关元件和低压侧的开关元件中的一个被接通,其它开关元件必须被关断。
根据本发明,由于高压侧的开关元件和低压侧的开关元件在其普通操作期间不同时被接通,所以在普通控制和放电控制期间分别通过不同的控制装置来控制以上开关元件。因此,重要的是,诊断装置诊断出紧急放电控制是否能够被正确执行并完成。
在作为本发明的其它方面的放电控制设备中,电力转换电路包括DC-AC转换电路,用于将直流电源的直流电转换成交流电,并将交流电提供给旋转电机。电力转换电路通常在旋转电机和直流电源之间传送电力以驱动旋转电机。
附图说明
参考附图以实例方式对本发明优选的、非限制性的实施例进行描述,其中:
图1是示出了根据本发明的第一实施例的配备有放电控制设备的电力转换***的***配置的视图;
图2是示出了图1中所示的电力转换***中的配备有驱动电路的驱动单元的配置的视图;
图3A是示出了在紧急放电控制期间电力转换***中的旋转电机的U相的高压侧的电力开关元件的过渡状态的时序图;
图3B是示出了在紧急放电控制期间电力转换***中的旋转电机的U相的低压侧的电力开关元件的过渡状态的时序图;
图3C是示出了在紧急放电控制期间电力转换***中的电容器的充电电压的过渡状态的时序图;
图4A是示出了针对U相的高压侧的电力开关元件Swp的紧急放电指示信号dis的过渡状态的时序图;
图4B是示出了紧急放电控制期间高压侧的电力开关元件Swp的栅极-发射极电压Vge的过渡状态的时序图;
图4C是示出了在紧急放电控制期间针对U相的低压侧的电力开关元件Swn的紧急放电指示信号dis的过渡状态的时序图;
图4D是示出了在紧急放电控制期间低压侧的电力开关元件Swn的栅极-发射极电压Vge的过渡状态的时序图;
图5是示出了由根据第一实施例的放电控制设备执行的紧急放电控制的处理的流程图;
图6A是示出了继电器SMR1的操作状态的过渡的时序图;
图6B是示出了继电器SMR2的操作状态的过渡的时序图;
图6C是示出了电容器16的充电电压的过渡的时序图;
图7是示出了检测紧急放电控制是否能够被正确执行并完成的诊断处理的流程图;
图8是示出了通知由根据第一实施例的放电控制设备获得的诊断结果的处理的流程图;
图9是示出了根据本发明的第二实施例的诊断紧急放电控制是否能够被正确执行并完成的处理的流程图;
图10是示出了根据本发明的第三实施例的检测紧急放电控制是否能够被正确执行并完成的诊断处理的流程图;
图11是示出了根据本发明的第四实施例的配备有放电控制设备的电力转换***的***配置的视图;
图12是示出了在针对根据第四实施例的以下图13中所示的紧急放电控制的诊断之前的预处理的流程图;
图13是示出了根据第四实施例的诊断紧急放电控制是否能够被正确执行并完成的另一个处理的流程图;以及
图14是示出了根据本发明的第五实施例的配备有放电控制设备的电力转换***的***配置的视图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图对本发明的各实施例进行描述。在对各实施例的以下描述中,贯穿若干图,相同的参考字符或数字指示相同或等价的部件。以下描述将解释根据本发明的实施例,其中配备有放电控制设备的电力转换***被应用于混合车辆。
第一实施例
参考图1到图8给出根据本发明的第一实施例的放电控制设备的描述。
图1是示出了根据本发明的第一实施例的配备有放电控制设备的电力转换***的***配置的视图。如图1所示,电动发电机(或同步马达)10是车辆上主要设备。电动发电机被装配至混合机动车辆(以下称为“机动车辆)并且机械地连接至机动车辆的驱动轮。电动发电机10通过逆变器IV(电压转换电路)和一个单元连接到例如直流(DC)电源的高压电池12。该单元包括继电器SMR2、电阻器14和继电器SMR1。在该单元中,继电器SMR2和电阻器串联连接,并且继电器SMR1与继电器SMR2和电阻器的组并联连接。
高压电池12提供例如不低于几百伏特的高电压。逆变器IV的输入端子连接到端子,即电容器16和放电电阻器18的正电极端子和负电极端子。电容器16和放电电阻器18从高压电池12侧观察是并联连接。
作为电力转换设备的逆变器IV包括并联连接的三个连接单元。每个连接单元由高压侧的电力开关元件Swp和低压侧的电力开关元件Swn构成。
三个连接单元中的每个连接单元中高压侧的电力开关元件Swp和低压侧的电力开关元件Swn之间的连接节点连接到电动发电机10的对应相的端子。
此外,续流二极管FDp的阳极和阴极分别连接到高压侧的电力开关元件Swp的输入和输出(集电极和发射极)端子。续流二极管FDn的阳极和阴极分别连接到低压侧的电力开关元件Swn的输入和输出(集电极和发射极)端子。每个电力开关元件Swp和Swn包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
每个电力开关元件Swp和Swn配备有感测端子St,小电流通过该感测端子St输出。通过感测端子St提供的小电流的值表示与在电力开关元件Swp和Swn的输入端子和输出端子之间流动的电流的相关性。
通过感测端子St输出的小电流流过分流电阻器19。与分流电阻器19上的电压降对应的电压被提供给驱动单元DU。该驱动单元DU驱动电力开关元件Sw#(Swp、Swn,即“#”为p或n)。
当在电力开关元件Sw#的输入端子和输出端子之间流动的电流不小于预定阈值电流Ith时,驱动单元DU基于分流电阻器19中的电压降强制地指示对应电力开关元件Sw#被关断。
另一方面,电力转换***具有控制设备30(作为放电控制设备和放电控制装置)。该控制设备30是电控制设备,其接收从低压电池20提供的电力。
控制设备30配备有例如可电重写的EEPROM 30a的只读存储器(ROM)单元。控制设备30产生并输出各种操作信号和控制值给逆变器IV,以控制逆变器IV和电动发电机10的操作。电动发电机10是控制目标。
更具体地说,控制设备30基于从各电流传感器(从图中省去)传递的检测结果来产生并输出操作信号gup、gvp和gwp以及操作信号gun、gvn和gwn。这些操作信号gup、gvp和gwp用于控制与电动发电机10的U相、V相和W相对应的逆变器IV的电力开关元件Swp(#为p)。
操作信号gun、gvn和gwn用于控制与电动发电机10的U相、V相和W相相对应的逆变器IV的U相、V相和W相中的电力开关元件Swn(#为n)。
控制设备30通过驱动单元DU控制电力开关元件Swp和Swn的操作。每个驱动单元DU连接到对应电力开关元件Sw#(#为p,n)的导电控制端子(栅极端子)。
此外,装配到机动车辆上的电力转换***中的控制设备30接收从加速度检测装置(例如,重力传感器(G传感器)22)传递的检测信号,然后基于G传感器22的检测值来检测与另一个车辆或障碍物的碰撞的发生。作为加速度检测装置的G传感器22基于施加到自身机动车辆的力来检测自身机动车辆的加速度。
当检测到碰撞发生时,控制设备30通过对应的驱动单元DU产生并输出紧急放电指示信号dis给与电动发电机10的U相对应的电力开关元件Swp和Swn。
顺便,如图1所示,配备有逆变器VI和高压电池(作为直流电源)的高压***通过例如光隔离器或光电耦合器(从图中省去)的绝缘装置与具有控制设备30和低压电池20的低压***电绝缘。
如前所述,放置在低压***中的控制设备16通过例如光隔离器的绝缘装置产生并输出操作信号g*#(*为u,v,w以及#为p,n,即,操作信号gup、gvp、gwp、gun、gun、gvn、gwn等)和紧急放电指示信号dis给高压***侧。
图2是示出了图1中所示的电力转换***中的配备有用于控制电力开关元件Sw#(*为u,v,w以及#为p,n)的驱动单元的驱动单元DU的配置的视图。具体来说,图2示出了形成驱动单元DU的驱动电路的配置。驱动电路对对应的电力开关元件Sw#进行接通和关断。
如图2所示,每个驱动单元DU配备有具有端电压VH的电源40。电源40的电压通过充电开关元件42和电力开关元件Sw#的栅极电阻器44被提供给电力开关元件Sw#的导电控制端子(栅极端子)。
此外,电力开关元件Sw#的栅极端子通过栅极电阻器44和放电开关元件46连接到电力开关元件Sw#的输出端子(发射极)。这形成了电力开关元件Sw#的栅极端子的放电路径。
充电开关元件42和放电开关元件46通过在普通操作期间使用的普通操作驱动控制单元48、基于操作信号g*#而被接通和关断。这使得可以在针对正常状态下使用的正常操作、通过普通操作驱动控制单元48而对电力开关元件Sw#进行接通和关断。这些操作信号g*p和操作信号g*n(*为u,v和w)是交替接通的互补信号。
在U相的上臂处的驱动单元DU还包括由图2中所示的虚线指明的驱动电路。因此,比电源40的端电压VH更低的电源50的电压通过充电开关元件52和栅极电阻器44被提供给电力开关元件Swp的栅极端子。
此外,电力开关元件Swp的栅极端子通过栅极电阻器44和充电开关元件54连接到电力开关元件Swp的发射极。基于紧急放电指示信号dis对充电开关元件52和放电开关元件54进行接通和关断。这使得可以基于紧急放电指示信号dis来接通和关断电力开关元件Swp。
U相的下臂中的驱动单元DU的功能是基于紧急放电指示信号dis来指示开关元件Swn被接通和关断。在这种情况下,要施加到电力开关元件Swn的栅极端子的栅极电压与电源40的端电压VH相等。例如,这种情况可以通过使用具有端电压VH的电源代替电源50来实现。还可以将OR电路与在普通操作中使用的普通操作驱动控制单元48合并。OR电路输入表示操作信号gun和紧急放电指示信号dis之间的逻辑分离的信号。
此外,可以接受将U相下臂的紧急放电指示信号dis的信号传输线与操作信号gun的传输信号线结合。虽然紧急放电指示信号dis采取高压侧的电力开关元件Swp和低压侧的电力开关元件Swn之间的不同值,但是,这些紧急放电指示信号在整个说明书中通过相同的参考字符来指明。
图3A、图3B和图3C是示出了当在自身机动车辆(未示出)中发生紧急情况时,例如,当自身机动车辆与例如另一个机动车辆的障碍物碰撞时通过作为根据第一实施例的放电控制设备的控制设备30来执行的紧急放电控制的时序图。具体来说,图3A是示出了U相的高压侧的电力开关元件Swp的过渡状态的时序图。图3B是示出了U相的低压侧的电力开关元件Swn的过渡状态的时序图。图3C是示出了电容器16的充电电压的过渡状态的时序图。
如根据第一实施例的图3A、图3B和图3C所示,高压侧的电力开关元件Swp被周期性地接通和关断,而U相的低压侧的电力开关元件Swn保持在接通状态。这使得可以获得高压侧的电力开关元件Swp和低压侧的电力开关元件Swn被同时接通的期间。电容器16中所充的电力可以在该期间通过高压侧的电力开关元件Swp和低压侧的电力开关元件Swn在电容器16的电极之间形成短路来释放。
如前所述,由于驱动单元DU具有图2中所示的电路配置,要被提供给高压侧的电力开关元件Swp的栅极端子的栅极电压变得低于要被施加到低压侧的电力开关元件Swn的栅极端子的栅极电压,如以下图4A到图4D中所示。
图4A是示出了针对U相的高压侧的电力开关元件Swp的紧急放电指示信号dis的过渡状态的时序图。图4B是示出了高压侧的电力开关元件Swp的栅极-发射极电压Vge的过渡状态的时序图。图4C是示出了针对U相的低压侧的电力开关元件Swn的紧急放电指示信号dis的过渡状态的时序图。图4D是示出了低压侧的电力开关元件Swn的栅极-发射极电压Vge的过渡状态的时序图。
因此,高压侧的电力开关元件Swp可以在其不饱和区被驱动。另一方面,低压侧的电力开关元件Swn可以在其饱和区被驱动。这意味着,在高压侧的电力开关元件Swp中流动的电流变得比在低压侧的电力开关元件Swn中流动的电流更小,这是因为要被提供给高压侧的电力开关元件Swp的栅极端子的栅极电压被设置成比要被提供给低压侧的电力开关元件Swn的栅极电压更低的电压值。
这使得放电控制可以通过在高压侧的电力开关元件Swp中、在其不饱和区流动的电流来限制在高压侧的电力开关元件Swp中和在低压侧的电力开关元件Swn中流动的电流。
另外,可以通过限制高压侧的电力开关元件Swp的一个接通周期来限制在高压侧的电力开关元件Swp中流动的电流和在低压侧的电力开关元件Swn中流动的电流。顺便,高压侧的电力开关元件Swp的一个接通周期的限制可以通过反复接通和关断高压侧的电力开关元件Swp许多次来获得。
优选地对在高压侧的电力开关元件Swp中、在其不饱和区流动的电流设置小于由驱动单元DU确定的阈值Ith的值。电源40的端电压VH被确定成使得阈值Ith对应于饱和区。即,当通过使用控制值来控制电动发电机10时,高压侧的电力开关元件Swp和低压侧的电力开关元件Swn在其饱和区被驱动。
图5是示出了通过作为根据第一实施例的放电控制设备的控制设备30执行紧急放电控制的处理的流程图。
根据第一实施例的控制设备30反复地执行用于执行图5中所示的放电控制的处理。
在执行图5中所示的紧急放电控制的处理中,在步骤S2中,控制设备30输入表示由G传感器22检测的检测值的检测信号。
在步骤S4中,控制设备30基于从G传感器22传递的检测信号来检测自身机动车辆(未示出)是否与例如另一个机动车辆的障碍物碰撞。当从G传感器22的检测信号获得的所检测的加速度值不小于预定值时,控制设备30检测到发生碰撞。
当步骤S4中的检测结果表示自身机动车辆与障碍物碰撞(步骤S4中的“是”)时,操作流程进行到步骤S6。在步骤S6中,控制设备30指示继电器SMR1和继电器SMR2被关断(即断开)。
然后操作流程进行到步骤S8。在步骤S8中,控制设备30产生并输出紧急放电指示信号dis给逆变器IV中的驱动单元DU。
在步骤S8完成之后或者当步骤S2中的检测结果表示否定(步骤S2中的“否”)时,控制设备30完成图5中所示的放电控制。
具体来说,控制设备30不执行图5中所示的紧急放电控制,除非自身机动车辆与例如另一个机动车辆的障碍物碰撞。
此外,图5中所示的紧急放电控制是否被正确执行并完成不依赖于控制设备30是否通常控制电动发电机10的情况。这意味着紧急放电指示信号dis与操作信号gup和gun不同,并且图2中所示的用于执行紧急放电控制的驱动单元DU中的驱动电路的配置与基于控制值来控制电动发电机10的驱动单元DU的配置不同。
在第一实施例中,在继电器SMR1被关断(即断开)之后,紧急放电控制被执行。在这种情况下,控制设备30基于从电压传感器32获得的电压值来检测电容器16的电压是否下降。这使得控制设备30(作为放电控制设备和诊断装置)可以检测紧急放电控制是否能够被正确执行并完成。
具体来说,如图6A、图6B和图6C的时序图所示,控制设备30检测紧急放电控制是否能够被正确地执行并完成。
图6A是示出了继电器SMR1的操作状态的过渡的时序图。图6B是示出了继电器SMR2的操作状态的过渡的时序图。图6C是示出了电容器16的充电电压的过渡的时序图。
如图6A、图6B和图6C所示,在继电器SMR1被关断(即断开)之后,控制设备30指示逆变器IV产生并提供无功电流到电动发电机10中,以便于将电容器16的充电电压降低到诊断电压Vdg。该诊断电压Vdg低于高压电池12的端电压。在该处理之后,控制设备30执行图5中所示的紧急放电控制,以检测是否发生例如与障碍物的碰撞的紧急情况(或异常状态)。
这使得可以抑制在紧急放电控制期间电力开关元件Swp和Swn中产生的总热能增加,并且正确执行诊断紧急放电控制是否能够被正确执行并完成的处理。
此外,当与通过放电电阻器18从电容器16中释放电力比较时,可以通过将无功电流提供到电动发电机10中来迅速释放电容器16中所充的电力。
当电容器16通过电动发电机10来充电时使用放电电阻器18,电动发电机10通过自身机动车辆例如当自身机动车辆在斜坡上向下行使时进入电力发电状态。
图7是示出了检测紧急放电控制是否能够被正确执行并完成的诊断处理的流程图。
作为放电控制设备的控制设备30在车辆司机关断自身机动车辆的启动开关时开始执行图7中所示的诊断处理。启动开关是用于在车辆司机希望启动自身机动车辆的引擎时启动自身机动车辆的装置。启动开关可以是机械开关或用于产生引擎启动指示信号给装配在自身机动车辆上的无线接收器的无线设备。
当车辆司机关断启动开关时,控制设备30在完成执行图7中所示的一系列步骤之后关断电力源。当电力源被关断时,存储于合并在控制设备30中的易失性存储器(未示出)中的各数据项被删除或释放。
在图7所示的步骤中,控制设备30在启动开关被关断时关断(即断开)继电器SMR1。
在步骤S14中,控制设备30产生并输出操作信号g*#到开关元件Sw#,以将无功电流提供到电动发电机10中。例如,当电动发电机10是IPMSM(内置式永磁同步电机)或SPM(表贴式永磁电机)时,控制设备30足以产生操作信号g*#,使得q轴电流为零,并且d轴电流的绝对值变得大于零。控制设备30继续该控制,直到电容器16的充电电压达到或变得小于诊断电压Vdg(步骤S16)。
根据第一实施例的控制设备30使用不大于60伏特的诊断电压Vdg。将诊断电压Vd设置为60伏特或更低可以避免车辆司机进入由于电容器16的充电电压引起的危险状态。
当电容器16的充电电压降低到诊断电压Vd时,控制设备30在步骤S18中产生并输出紧急放电指示信号dis。操作流程进入步骤S20。在步骤S20中,控制设备30检测预定时间段T是否过去。
步骤S20中的检测结果表示预定时间段T已经过去(步骤S20中为“是”),则操作流程前进到步骤S22。
在步骤S22中,控制设备30检测电容器16的充电电压是否不大于阈值电压Vth(<Vdg)。该阈值电压Vth被预先确定,使得当在预定时间段T中执行紧急放电控制时电容器16的充电电压可靠地达到阈值电压Vth。
当步骤S22中的检测结果表示电容器16的充电电压不大于阈值电压Vth(<Vdg)(步骤S22中为“是”)时,操作流程进入步骤S24。在步骤S24中,控制设备30将第一值存储到EEPROM 30a中。该第一值表示放电控制处于正常状态。
另一方面,当步骤S22中的检测结果表示电容器16的充电电压大于阈值电压Vth(<Vdg)(步骤S22中为“否”)时,操作流程进入步骤S26。在步骤S26中,控制设备30将第二值存储到EEPROM 30a中。该第二值表示紧急放电控制处于错误(异常)状态,即未被正确执行和完成。
在完成步骤S24或步骤S26之后,控制设备30完成图7中所示的一系列步骤。
图8是示出了通知由根据第一实施例的放电控制设备获得的诊断结果的处理的流程图。即,控制设备30在车辆司机接通启动开关时开始执行图8中所示的处理。
在步骤S32中,控制设备30读取存储在EEPROM 30a中作为诊断结果的数据,该数据是当车辆司机关断启动开关时在先前的诊断处理中存储的。
在步骤S34中,当先前的诊断结果表示先前的紧急放电控制的错误(异常)状态(步骤S34中为“是”)时,操作流程进入步骤S36。在步骤S36中,控制设备30通过例如显示单元(未示出)向车辆司机通知发生了紧急放电控制的错误。
另一方面,当先前的诊断结果表示放电控制的正常状态(步骤S34中为“否”)时,操作流程进入步骤S38。在步骤S38中,控制设备30指示继电器SMR2被接通(闭合),以在预定的时间段T1中通过高压电路径或导线将高压电池12与电容器16连接(步骤S40)。控制设备30为该预定时间段T1设置某一值。该值大于电容器16的充电电压达到高压电池12的端电压所需的预定时间段。
在预定时间段T1过去之后,操作流程进入步骤S42。在步骤S42中,控制设备30指示继电器SMR2被关断(即,断开),并且继电器SMR1被接通(闭合),以通过低电阻电连接将高压电池12与电容器16连接。
根据第一实施例的控制设备30在完成步骤S36或步骤S42的执行时完成图8中所示的一系列步骤。
如以上详细描述的那样,作为根据第一实施例的放电控制设备的控制设备30具有以下效果。
(1)通过关断(即断开)继电器SMR1将无功电流提供到电动发电机10中。在电容器16的充电电压降低到诊断电压Vdg之后,控制设备30执行紧急放电控制,以检测紧急放电控制是否能够被正确执行并完成。这使得能够通过紧急放电控制来降低电力开关元件Swp、Swn中产生的热能。
(2)关于紧急放电控制是否能够被正确执行并完成的诊断结果被存储到作为存储装置的EEPROM 60a中。当车辆司机接通启动开关时,控制设备30读取存储在EEPROM 60a中的诊断结果,并将诊断结果通知给车辆司机。这使得能够可靠地通知诊断结果。由此,车辆司机能够可靠地识别发生紧急放电控制的错误。
(3)提供给高压侧的电力开关元件Swp的栅极端子的栅极电压被设置成使得在电力开关元件Swp中流动的第一电流变得小于在电力开关元件Swp中流动的第二电流。第一电流是当通过使用控制值来控制电动发电机10时在高压侧的电力开关元件Swp中、在不饱和区中流动的电流。第二电流是当控制设备30执行紧急放电控制时在高压侧的电力开关元件Swp中、在其不饱和区中流动的电流。
这使得在(a1)通过使用控制值来控制电动发电机10并且(a2)紧急放电控制被执行时不同的驱动装置可以控制电力开关元件Swp。这使得能够可靠地诊断可以执行紧急放电控制的特殊电路机构(例如,图2中所示)。
(4)紧急放电控制通过当高压(端电压VH)被施加到低压侧的电力开关元件Swn时通过间歇性地提供电力开关元件Swp的栅极端子的低电压(端电压VL)而重复地执行电力开关元件Swp的接通-关断操作来执行。这使得能够稳定被重复接通和关断的电力开关元件Swp的栅极和发射极之间的电压。因此可以稳定并正确地执行紧急放电控制。
第二实施例
参考图9,根据本发明的第二实施例给出在作为放电控制设备的控制设备的控制下诊断紧急放电控制是否能够被正确执行并完成的处理的描述。
下面将参考图9对第二实施例和第一实施例之间的诊断处理的不同之处进行解释。
图9是示出了根据本发明的第二实施例的诊断紧急放电控制是否能够被正确执行并完成的处理的流程图。
图9和图7中所示的处理之间的相同步骤将以相同的步骤编号来指明。
如图9所示,在步骤S12中,控制设备30指示继电器SMR1被关断(即断开)。操作流程进入步骤S16。在步骤S16中,控制设备30指示电容器16通过放电电阻器18来释放其电力,直到电容器16的充电电压达到或变得小于诊断电压Vdg。这样,根据第二实施例的诊断处理具有与根据第一实施例的诊断处理相同的效果。
第三实施例
参考图10,根据本发明的第三实施例给出在作为放电控制设备的控制设备的控制下诊断紧急放电控制是否能够被正确执行并完成的处理的描述。
图10是示出了根据本发明的第三实施例的检测紧急放电控制是否能够被正确执行并完成的诊断处理的流程图。
下面将参考图10对第三实施例和第一实施例之间的放电控制的不同之处进行解释。图10和图7中所示的处理之间的相同步骤将以相同的步骤编号来指明。
在图10所示的处理中,在步骤S12中,控制设备30指示继电器SMR1被关断(即断开)。在步骤S18中,控制设备30产生并输出紧急放电指示信号dis。在预定时间段过去(步骤S12中为“是”)之后,操作流程进入步骤S50。
在步骤S50中,控制设备检测电容器16的充电电压是否不大于第一阈值电压VthH。
第一阈值电压VthH是在预定时间段T中当正确执行并完成紧急放电控制时低于高压电池12的最小电压并且不小于电容器16的最大电压的电压。
当步骤S50中的检测结果表示电容器16的充电电压不大于第一阈值电压VthH(步骤S50中为“是”),则操作流程进入步骤S24。在步骤S24中,控制设备30将表示正确执行并完成紧急放电控制的检测结果存储到EEPROM 30a中。
另一方面,当步骤S50中的检测结果表示电容器16的充电电压超过,即大于第一阈值电压VthH(步骤S50中为“否”),则操作流程进入步骤S26。在步骤S26中,控制设备30将表示未正确执行和完成紧急放电控制的检测结果存储到EEPROM 30a中。
在完成步骤S24中所示的处理之后操作流程进入步骤S52。在步骤S52中,控制设备30连续输出紧急放电指示信号dis。
另一方面,在完成步骤S26中所示的处理之后操作流程进入步骤S54。在步骤S54中,控制设备30输出紧急放电指示信号dis,并输出操作信号gup、gun、gvp、gvn、gwp和gwn到逆变器IV,以使得无功电流流入电动发电机10。这使得可以释放电容器16中所充的电力。
当电容器16的充电电压变得不大于第二阈值电压VthL(步骤S56中为“是”),则操作流程进入步骤S58。在步骤S58中,控制设备30完成图10中所示的放电过程。在第三实施例中,第二阈值电压VthL低于诊断电压Vdg。
如以上详细描述的那样,第三实施例除了具有先前描述的效果(2)、(3)和(4)之外还具有另一个效果(5)。
(5)当检测到紧急放电控制未被正确执行和完成时,控制设备30指示逆变器IV使无功电流流入电动发电机10,以释放电容器16中所充的电力,这使得即使能够正确执行紧急放电控制,也可以可靠地释放电容器16中所充的电力。
第四实施例
参考图11、图12和图13给出根据第四实施例的电力转换***的描述。
图11是示出了根据本发明的第四实施例的配备有放电控制设备的电力转换***的***配置的视图。下面参考图11对第四实施例和第一实施例之间的电力转换***中的不同之处进行解释。图11和图1中所示的处理之间的相同部件以相同步骤编号来指明。
如图11所示,根据第四实施例的电力转换***未配备放电电阻器18。换句话说,从图1中所示的电力转换***的配置中去除了放电电阻器18。此外,控制设备30不使用例如EEPROM 30a的存储设备。
根据第四实施例的电力转换***的配置不具有任何用于在继电器SMR1和继电器SMR2被关断(即断开)时通过逆变器IV(作为电力转换设备)中的电力开关元件Swp和Swn对电容器16中所充的电力进行放电的装置。
图12是示出了在针对以下根据第四实施例的图13中所示的紧急放电控制的诊断之前的预处理的流程图。图12中所示的处理在车辆司机关断启动开关(从图中省略)时通过控制设备30来执行。
图12和图7中所示的流程图之间的相同步骤以相同的步骤编号来指明。
在图12中所示的步骤S12中,继电器SMR1和继电器SMR2被关断(即断开)。
在步骤S14中,控制设备30产生并输出操作信号gup、gun、gvp、gvn、gwp和gwn到逆变器IV,以使得无功电流流入电动发电机10。这使得可以释放电容器16中所充的电力。即,电容器16中所充的电力通过将无功电流提供到电动发电机10中来释放。当电容器16的电压变得不大于诊断电压Vdg,则停止释放电容器16中所充的电力的处理(步骤S60)。
在完成步骤S60中释放电容器16中所充的电力的步骤之后停止控制设备30的操作。
图13是示出了根据第四实施例的诊断紧急放电控制是否能够被正确执行并完成的处理的流程图。
图13中所示的处理还在车辆司机关断启动开关(从图中省略)时通过控制设备30来执行。图13和图8中所示的流程图之间的相同步骤通过相同的步骤编号来指明。
在步骤S72中,控制设备30产生并输出紧急放电指示信号dis。这时,电容器16中的充电电压变为通过图12中所示的预处理而获得的诊断电压Vdg。因此,可以检测电容器16是否已经被放电。
在预定时间段过去之后(步骤S74中为“是”),检测电容器16的电压是否不大于步骤S76中的阈值电压。
第四实施例具有与第一实施例中公开的阈值电压Vth和预定时间段T之间的关系相同的关系。
当步骤S76中的检测结果表示电容器16的充电电压超过(大于)阈值电压Vth(步骤S76中为“否”)时,操作流程进入步骤S78。在步骤S78中,控制设备30向车辆司机通知发生了紧急放电控制的错误。
另一方面,当步骤S76中的检测结果表示电容器16的充电电压不超过(不大于)阈值电压Vth(步骤S76中为“是”),则操作流程进入步骤S78。在步骤S38中,控制设备30指示继电器SMR2被接通(闭合)。
在步骤S40中,控制设备30检测预定时间段T1是否过去。
当检测结果表示预定时间段T1过去(步骤S40中为“是”),该操作流程进入步骤S42。在步骤S42中,控制设备30指示继电器SMR2被关断(即,断开)并且继电器SMR1被接通(闭合)。
在完成步骤S78或步骤S42之后,控制设备30完成了图13中的诊断处理。
如以上所描述的那样,第四实施例除了前述效果(1)、(3)和(4)之外还具有以下另一个效果(6)。
(6)当车辆司机关断启动开关时,继电器SMR被关断(即,断开)。这使得控制设备30可以将电容器16中所充的电力释放到诊断电压Vdg。此外,可以在车辆司机接通启动开关时诊断紧急放电控制是否能够被正确执行并完成。从而控制设备30可以向车辆司机通知以上诊断结果的检测结果,而不将诊断结果存储到例如EEPROM 30a的存储装置中。
第五实施例
参考图14给出根据第五实施例的电力转换***的描述。
图14是示出了根据本发明的第五实施例的配备有放电控制设备的电力转换***的***配置的视图。
以下参考图14对第五实施例和第一实施例之间的电力转换***中的不同之处进行解释。图14和图1中所示的处理之间的相同部件以相同的附图标记来指明。
如图14所示,升压转换器CV被放置在逆变器IV和高压电池12之间。升压转换器CV包括电容器17、由串联连接的高压侧的开关元件Swp和低压侧的开关元件Swn构成的串联连接单元、以及电抗器L。串联连接单元与电容器17并联连接。电抗器L被放置在电容器16与高压侧的开关元件Swp和低压侧的开关元件之间的连接点之间。
在图14所示的电力转换***的配置中,紧急放电控制对存储在电容器16和电容器17中的电力进行放电。即,存储在电容器16中的电力通过高压侧的开关元件Swp和低压侧的开关元件Swn来释放。这意味着在电容器17的充电电压变得低于电容器16的充电电压时,电流通过升压转换器CV中的电抗器L和续流二极管FDp从电容器16流到电容器17。
这样,根据第五实施例的电力转换***具有与根据第一或第四实施例的电力转换***相同的效果。
(其它修改)
在前述第一到第五实施例中,还可以存在以下修改。
<用于检测紧急放电控制是否被正确执行和完成的诊断装置>
代替检测电容器16或电容器17的电压降,可以检测在放电路径或线路中流动的电流,以诊断电容器是否正确释放其所充的电力。例如,可以使用通过感测端子St提供的输出电流或使用由装配到放电路径上的霍尔效应元件构成的电流传感器。
<检测装置>
前述第一到第四实施例使用能够检测装配到电力转换***上的部件的错误情况的控制设备30,其中控制设备30被放置在低压***侧,产生并输出操作信号gup、gun、gvp、gvn、gwp和gwn。然而,本发明的概念不限于以上结构。例如,电力转换***可以具有能够产生紧急放电指示信号dis的特殊装置。在该配置中,除了特殊装置以外,控制设备30优选地也产生紧急放电指示信号dis。
例如,可以通过来自特殊装置的信号和来自控制设备30的信号之间的逻辑结合来产生要被提供给驱动单元的控制信号。
即使控制设备30不产生紧急放电指示信号dis,也可以在特殊装置能够产生和输出紧急放电指示信号dis时诊断紧急放电控制的功能。
前述第一到第五实施例使用能够检测与例如另一个机动车辆的障碍物发生碰撞的G传感器22。本发明的概念不限于此。例如,可以基于能够检测配备有电动发电机、逆变器IV和升压转换器CV的电力转换***的错误操作的诊断装置来检测碰撞的发生。
<驱动单元>
前述第一到第五实施例使用多个驱动单元DU,每个驱动单元包括在普通操作中使用的充电开关元件42、在普通操作中使用的放电开关元件46、在紧急放电控制操作中使用的充电开关元件52,以及在紧急放电控制操作中使用的放电开关元件54。
然而,本发明的概念不限于具有以上结构的驱动单元。例如,可以使用用于在普通操作和紧急放电控制操作中将不同电压提供给对应开关元件的输入端子的装置来代替使用以上开关元件。
<用于普通操作的放电装置>
前述第一到第五实施例使用用于使无功电流流入电动发电机10的放电电阻器18和处理。然而,本发明的概念不限于具有以上结构的驱动单元。例如,代替使用该结构,可以使用操作装置和由在逆变器IV的正电极和负电极之间的继电器和电阻器构成的放电电路,并且该操作装置控制继电器。
<紧急放电控制装置>
前述第一到第五实施例使用紧急放电控制装置,该紧急放电控制装置当在低压侧的电力开关元件Swn被持续接通时对在高压侧的电力开关元件Swp重复接通和关断多次,以在电容器16和/或电容器17的正电极和负电极之间形成多次短路。
然而,本发明的改变不限于具有以上结构的驱动单元。例如,可以使用另一个紧急放电控制装置,其当在高压侧的电力开关元件Swp被持续接通时对在低压侧的电力开关元件Swn重复接通和关断多次,以在电容器16和/或电容器17的正电极和负电极之间形成多次短路。在这种情况下,优选地将低电压提供给电力开关元件的栅极端子,其中电力开关元件被接通和关断多次,以在其不饱和状态中执行。
此外,优选地同时对高压侧的电力开关元件Swp以及低压侧的电力开关元件Swn接通和关断多次。
可以接受将电压调整成被提供给电力开关元件的栅极端子,以在电力开关元件Swp和电力开关元件Swn中的至少一个的不饱和区中执行。另一方面,还可以接受将电压调整成被提供给电力开关元件的栅极端子,以在它们的不饱和区中执行电力开关元件Swp和电力开关元件Swn。
此外,在放电控制周期中可以接受立即接通高压侧的电力开关元件Swp和低压侧的电力开关元件Swn。
前述第一到第五实施例通过使用将电压提供给电动发电机10的一相的高压侧的电力开关元件Swp和低压侧的电力开关元件Swn对来执行放电控制。然而,本发明的概念不限于具有以上结构的驱动单元。例如,可以同时接通用于电动发电机10的所有相的高压侧的电力开关元件Swp和低压侧的电力开关元件Swn。
此外,可以接受在电动发电机10的每个相中按顺序来接通高压侧的电力开关元件Swp和低压侧的电力开关元件Swn。
如前所述,第一到第五实施例通过使用逆变器IV中的高压侧的电力开关元件Swp和低压侧的电力开关元件Swn对来执行放电控制。然而,本发明的概念不限于具有以上结构的驱动单元。例如,可以通过使用图14中所示的升压转换器CV中的高压侧的电力开关元件Swp和低压侧的电力开关元件Swn来执行放电控制。
<诊断电压>
前述第一到第五实施例使用不大于60伏特的诊断电压。然而,本发明的概念不限于具有以上结构的驱动单元。例如,可以使用不大于42伏特的诊断电压。
<DC-AC电力转换电路>
前述第一到第五实施例使用逆变器IV作为DC-AC电力转换电路(作为电力转换电路),其能够对作为车辆主机的电动发电机10和高压电池12之间的电力进行转换,并且高压侧的电力开关元件Swp和低压侧的电力开关元件Swn在紧急放电控制期间被同时接通。然而,本发明的概念不限于具有以上结构的驱动单元。例如,可以使用一种能够在高压电池12和装配在空调***上而不是车辆主机上的旋转电机之间传送电力的电路。
<用于存储诊断结果的存储装置>
前述第一到第五实施例使用控制设备30中的EEPROM 30a作为用于存储诊断结果的存储装置。然而,本发明的概念不限于具有以上结构的驱动单元。例如,可以使用随机存取存储器(RAM或备份RAM)来代替EEPROM 30a。这种RAM可以接收电力,而不管是否向控制设备30或控制设备30中的中央处理单元提供和暂停提供电力。
<其它修改>
在根据前述第三实施例的结构中,可以接受使无功电流连续地流入电动发电机10中,以执行放电控制,而不管表示紧急放电控制存在或不存在错误的诊断结果如何。
在根据前述第三实施例的结构中,可以接受通过放电电阻器18释放电容器16中所充的电力来代替使得无功电流流入电动发电机10中,以执行紧急放电控制。
第一到第五实施例通过使用IGBT作为高压侧的电力开关元件Swp和低压侧的电力开关元件Swn来执行紧急放电控制。然而,本发明的概念不限于具有以上结构的驱动单元。例如,可以使用例如功率MOS场效应晶体管的场效应晶体管来代替这种IGBT。
除了混合车辆之外,可以将配备有放电控制设备的电力转换***应用于配备有仅作为车辆主机的电动发电机的电动车辆。
根据本发明的放电控制设备可以被应用到用于住宅大楼和商业大楼的电力转换***,其将直流电力转换成交流电力。在这种情况下,紧急情况例如指示发生地震。
虽然对本发明的特定实施例进行了详细描述,但是本领域技术人员可以理解,根据本公开的总的教导,对那些细节可以开发各种修改和选择。因此,所公开的具体布置仅为说明性的,并且不被限制到将给出以下权利要求及其所有等同物的全面外延的本发明的范围。

Claims (12)

1.一种放电控制设备,用于电力转换***,该电力转换***包括电力转换电路、电容器、电开关装置、放电控制装置和串联连接单元,所述电力转换电路将直流电源的直流电转换成预定的交流电,所述电容器被放置在所述电力转换电路和所述直流电源之间,所述电开关装置关断/闭合所述电力转换电路和所述电容器之间的电连接,所述放电控制设备用于在所述电开关装置被关断时通过操作所述电力转换电路将所述电容器的充电电压调整到不大于预定电压的电压,其中
所述电力转换电路包括诊断装置,所述串联连接单元与所述电容器并联连接,所述串联连接单元包括高压侧的开关元件和低压侧的开关元件,所述放电控制装置在所述放电控制设备的控制下通过同时接通所述高压侧的开关元件和所述低压侧的开关元件来形成所述电容器的两个电极之间的短路,以及
在所述电开关装置从其接通状态切换为关断状态之后,所述诊断装置通过指示所述放电控制装置执行所述放电控制以检测所述电容器是否真正释放其所充的电力来诊断所述放电控制装置是否正确执行所述放电控制。
2.根据权利要求1所述的放电控制设备,还包括检测装置,该检测装置用于检测其上装配有所述电力转换***的***部件是否进入异常状态,
所述放电控制装置是紧急放电控制装置,(a)用于在所述检测装置的检测结果表示发生进入所述异常状态时通过同时接通所述高压侧的开关元件和所述低压侧的开关元件来形成所述电容器的电极之间的短路,
所述放电控制装置还包括普通放电控制装置,其(b)在所述电开关装置被关断并且所述检测装置未表示发生进入所述异常状态时指示所述电容器释放其所充的电力,而不形成所述电容器的电极之间的任何短路,以及
所述诊断装置通过指示所述普通放电控制装置以指示所述电容器执行以上操作(b)来诊断所述放电控制装置是否正确执行了所述放电控制而不是指示作为所述放电控制装置的所述紧急放电控制装置执行以上操作(a)来诊断所述放电控制装置是否正确执行了所述放电控制。
3.根据权利要求2所述的放电控制设备,其中所述诊断装置在所述电开关装置被关断时指示所述紧急放电控制装置执行所述放电控制,使得通过所述普通放电控制装置来对所述电容器进行放电。
4.根据权利要求2所述的放电控制设备,其中所述电力转换***被装配到机动车辆上,
所述电开关装置在所述机动车辆的启动开关被关断时关断,
所述普通放电控制装置在电动发电机的启动开关被关断时指示关断所述电开关装置,以将所述电容器中所充的电力释放到预定电压,以及
所述诊断装置在所述机动车辆的启动开关被接通时指示所述紧急放电控制执行所述放电控制。
5.根据权利要求1所述的放电控制设备,还包括用于释放所述电容器中所充的电力而不形成所述电容器的电极之间的短路的装置,
其中所述诊断装置通过指示所述放电控制装置关断所述电开关装置以释放所述电容器中所充的一部分电力来诊断所述紧急放电控制是否能够正确执行并完成,以及
当诊断结果表示所述紧急放电控制未被正确执行和完成时,所述诊断装置指示所述装置释放所述电容器中所充的电力而不形成所述电容器的电极之间的短路。
6.根据权利要求2所述的放电控制设备,其中所述电力转换电路包括直流到交流的转换电路,用于将所述直流电源中存储的直流电转换成交流电,并将所述交流电提供给旋转电机,并且所述普通放电控制装置指示所述直流到交流的转换电路产生并提供无功电流给所述旋转电机,以释放所述电容器中所充的电力。
7.根据权利要求2所述的放电控制设备,其中所述普通放电控制装置是与所述电容器并联连接的电阻器。
8.根据权利要求1所述的放电控制设备,其中所述电力转换***在装配在机动车辆上的车辆主机与所述直流电源之间传送电力,
所述电开关装置在所述机动车辆的启动开关被关断时关断,
所述放电控制装置在所述机动车辆的启动开关被关断时关断,
所述电力转换***还包括存储装置,用于即使在所述放电控制装置被关断时也连续存储数据,
所述诊断装置在所述电开关装置当所述启动开关被关断时而关断之后诊断所述紧急放电控制是否能够被正确地执行并完成,以及
所述诊断装置将诊断结果存储到所述存储装置中。
9.根据权利要求8所述的放电控制设备,其中,当所述启动开关被接通时,所述放电控制装置被接通,并读取存储在所述存储装置中的数据,以及
当从所述存储装置中读取的数据表示所述紧急放电控制未被正确执行及完成时,所述放电控制装置将所述诊断结果通知到所述电力转换***的外部。
10.根据权利要求1所述的放电控制设备,其中所述高压侧的开关元件和所述低压侧的开关元件中的每一个均是压控型开关元件,
所述放电控制装置确定待提供给所述高压侧的开关元件和所述低压侧的开关元件中的至少一个开关元件的导电控制端子的电压,使得在所述高压侧的开关元件和所述低压侧的开关元件中的至少一个开关元件中、在其不饱和区流动的电流变得小于在普通操作中待提供给所述电力转换电路中的开关元件的普通电流。
11.根据权利要求10所述的放电控制设备,其中,当所述电力转换电路执行其普通操作时,所述高压侧的开关元件和所述低压侧的开关元件中的一个被接通,而另一开关元件必须被关断。
12.根据权利要求10所述的放电控制设备,其中所述电力转换电路包括直流到交流的转换电路,用于转换所述直流电源中存储的直流电给旋转电机,并且
所述电力转换电路在所述旋转电机和所述直流电源之间传送电力以驱动所述旋转电机。
CN201110060696.3A 2010-03-11 2011-03-10 用于电力转换***的放电控制设备 Active CN102195504B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-054415 2010-03-11
JP2010054415A JP4962583B2 (ja) 2010-03-11 2010-03-11 電力変換システムの放電制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102195504A true CN102195504A (zh) 2011-09-21
CN102195504B CN102195504B (zh) 2014-10-15

Family

ID=44559331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110060696.3A Active CN102195504B (zh) 2010-03-11 2011-03-10 用于电力转换***的放电控制设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8362754B2 (zh)
JP (1) JP4962583B2 (zh)
CN (1) CN102195504B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103187761A (zh) * 2011-12-31 2013-07-03 比亚迪股份有限公司 用于电动汽车的放电***
WO2013097824A1 (zh) * 2011-12-31 2013-07-04 深圳市比亚迪汽车研发有限公司 电动汽车及用于电动汽车的动力***和电机控制器
CN103595088A (zh) * 2012-08-16 2014-02-19 罗伯特·博世有限公司 用于将蓄电池转变到放电的状态的方法
CN103683917A (zh) * 2012-08-28 2014-03-26 株式会社电装 开关元件驱动器以及使用该驱动器的回转式机械控制***
CN103811824A (zh) * 2012-11-12 2014-05-21 通用汽车环球科技运作有限责任公司 交通工具电池现场放电***和方法
CN103944370A (zh) * 2014-03-13 2014-07-23 广东美的制冷设备有限公司 断电保护装置、智能功率模块和变频家电
CN104678295A (zh) * 2013-08-26 2015-06-03 富士通株式会社 用于继电器电路的诊断装置和诊断方法
CN106486154A (zh) * 2015-08-26 2017-03-08 佳能株式会社 用于控制存储器设备的存储器控制电路及其控制方法
CN106891730A (zh) * 2017-04-11 2017-06-27 深圳市瀚路新能源汽车有限公司 碰撞断电保护装置及方法
CN107887955A (zh) * 2017-12-18 2018-04-06 厦门芯阳科技股份有限公司 一种低压自动关闭的双稳态按键开关驱动电路
CN109451780A (zh) * 2016-04-29 2019-03-08 罗伯特·博世有限公司 逆变器装置、电驱动***和用于使逆变器装置中的中间电路电容器放电的方法
WO2022110026A1 (zh) * 2020-11-27 2022-06-02 威刚科技股份有限公司 马达驱动***

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5317188B2 (ja) * 2009-02-20 2013-10-16 株式会社安川電機 電動車両のインバータ装置及びその保護方法
JP5389730B2 (ja) * 2010-05-14 2014-01-15 株式会社デンソー 電力変換システムの放電装置
JP5007754B2 (ja) * 2010-05-14 2012-08-22 株式会社デンソー 電力変換システムの放電制御装置
JP5397432B2 (ja) * 2011-08-22 2014-01-22 トヨタ自動車株式会社 回転電機の駆動システム
DE102011083945A1 (de) * 2011-10-04 2013-04-04 Robert Bosch Gmbh Steuervorrichtung für Halbleiterschalter eines Wechselrichters und Verfahren zum Ansteuern eines Wechselrichters
DE102011089316A1 (de) * 2011-12-20 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Steuervorrichtung für Halbleiterschalter eines Wechselrichters und Verfahren zum Ansteuern eines Wechselrichters
JP5680569B2 (ja) * 2012-01-13 2015-03-04 トヨタ自動車株式会社 インバータ
DE102012201097A1 (de) * 2012-01-26 2013-08-01 Robert Bosch Gmbh Überspannungsschutzvorrichtung für einen elektrischen Antrieb
DE102012203071A1 (de) * 2012-02-29 2013-08-29 Zf Friedrichshafen Ag Schaltung für einen Hochvoltzwischenkreis, Hochvoltsystem und Verfahren zum Entladen eines Hochvoltzwischenkreises für ein Hochvoltsystem für ein Fahrzeug
DE102012209276B4 (de) * 2012-06-01 2021-04-01 Robert Bosch Gmbh Steuervorrichtunq für Halbleiterschalter eines Wechselrichters, Antriebssystem und Verfahren zum Ansteuern eines Wechselrichters
JP5720641B2 (ja) * 2012-08-21 2015-05-20 株式会社デンソー スイッチングモジュール
WO2014057538A1 (ja) * 2012-10-10 2014-04-17 三菱電機株式会社 車載用蓄電装置及びその制御方法
US10075005B2 (en) * 2012-10-31 2018-09-11 Honda Motor Co., Ltd. Portable electric vehicle battery discharger with physically removable power discharge modules
JP5817748B2 (ja) * 2013-01-25 2015-11-18 トヨタ自動車株式会社 インバータ
KR20140114151A (ko) * 2013-03-18 2014-09-26 주식회사 한라홀딩스 전기 자동차용 충전기의 강제 방전 회로, 그 회로를 포함하는 전기 자동차용 충전기 및 상기 충전기를 포함하여 충전 기능을 갖는 전기 자동차
WO2014202109A1 (en) 2013-06-17 2014-12-24 Abb Technology Ltd Capacitor short-circuiting in a high voltage converter
JP2015136213A (ja) * 2014-01-16 2015-07-27 トヨタ自動車株式会社 電動車両の電力変換装置
JP6083391B2 (ja) * 2014-01-16 2017-02-22 トヨタ自動車株式会社 電動車両の電力変換装置
US10063073B2 (en) * 2014-05-21 2018-08-28 Dialog Semiconductor Inc. USB power converter with bleeder circuit for fast correction of output voltage by discharging output capacitor
JP6475974B2 (ja) * 2014-12-25 2019-02-27 住友電気工業株式会社 レセプタクルコネクタ及び光結合構造
DE102015110285B4 (de) * 2015-06-26 2019-06-27 Halla Visteon Climate Control Corporation Anordnung und Verfahren zur Entladung eines Hochvoltkreises eines Wechselrichters
JP6269621B2 (ja) * 2015-08-28 2018-01-31 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド建設機械
JP6332300B2 (ja) * 2016-02-17 2018-05-30 トヨタ自動車株式会社 車両
EP3496260A1 (en) * 2017-12-06 2019-06-12 Valeo Siemens eAutomotive Germany GmbH Control unit for controlling an inverter, inverter and method for operating an inverter
CN109638367A (zh) * 2018-11-28 2019-04-16 河钢股份有限公司承德分公司 放电装置
DE102019205757A1 (de) * 2019-04-23 2020-10-29 Zf Friedrichshafen Ag Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Montage einer Getriebeanordnung
CN111245336A (zh) * 2020-02-27 2020-06-05 中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室)) 伺服驱动电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000278802A (ja) * 1999-03-23 2000-10-06 Toyota Motor Corp 不具合判定システム
JP2008061300A (ja) * 2006-08-29 2008-03-13 Toyota Motor Corp 電力変換装置およびその電力変換装置における残留電荷の消費方法
CN101507092A (zh) * 2006-08-24 2009-08-12 丰田自动车株式会社 马达驱动装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3634728A (en) * 1970-07-13 1972-01-11 Jeumont Schneider Current chopper for dc machines connected to the terminals of a source having an inductive impedance
US5170105A (en) * 1991-03-08 1992-12-08 General Electric Company Method for determining operability of an electrical dynamic braking system
JPH09201065A (ja) 1996-01-19 1997-07-31 Toyota Motor Corp 電源回路
JP2000116143A (ja) 1998-10-05 2000-04-21 Toyota Motor Corp インバータ放電制御異常検出装置
US6798175B2 (en) * 2000-04-11 2004-09-28 Pentax Corporation Power supply circuit
WO2006074627A1 (de) * 2005-01-13 2006-07-20 Schaeffler Kg Stromversorgungsvorrichtung für einen elektromotor, verfahren zum betreiben eines elektromotors
EP1821386A2 (en) * 2006-02-17 2007-08-22 Power Systems Co., Ltd. Charging apparatus for capacitor storage type power source and discharging apparatus for capacitor storage type power source
JP4644163B2 (ja) * 2006-07-04 2011-03-02 トヨタ自動車株式会社 車両の電力制御装置
JP4645602B2 (ja) * 2006-10-04 2011-03-09 トヨタ自動車株式会社 車両の駆動装置
JP4288333B1 (ja) * 2007-12-18 2009-07-01 トヨタ自動車株式会社 車両の電源装置
JP2009232620A (ja) 2008-03-24 2009-10-08 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 電力変換装置
JP4968698B2 (ja) * 2008-12-26 2012-07-04 本田技研工業株式会社 電動機の制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000278802A (ja) * 1999-03-23 2000-10-06 Toyota Motor Corp 不具合判定システム
CN101507092A (zh) * 2006-08-24 2009-08-12 丰田自动车株式会社 马达驱动装置
JP2008061300A (ja) * 2006-08-29 2008-03-13 Toyota Motor Corp 電力変換装置およびその電力変換装置における残留電荷の消費方法

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103187761A (zh) * 2011-12-31 2013-07-03 比亚迪股份有限公司 用于电动汽车的放电***
US9272629B2 (en) 2011-12-31 2016-03-01 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Power system switching between charge-discharge function and driving function and electric vehicle comprising the same
WO2013097815A1 (zh) * 2011-12-31 2013-07-04 深圳市比亚迪汽车研发有限公司 电动汽车及在充放电和驱动功能之间切换的动力***
WO2013097811A1 (zh) * 2011-12-31 2013-07-04 深圳市比亚迪汽车研发有限公司 用于电动汽车的放电***
US9604545B2 (en) 2011-12-31 2017-03-28 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Carrier communication method and system based on charging-discharging of electric vehicle and carrier device
CN103187761B (zh) * 2011-12-31 2016-07-27 比亚迪股份有限公司 用于电动汽车的放电***
WO2013097824A1 (zh) * 2011-12-31 2013-07-04 深圳市比亚迪汽车研发有限公司 电动汽车及用于电动汽车的动力***和电机控制器
US9718374B2 (en) 2011-12-31 2017-08-01 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Electric vehicle and charging system for electric vehicle
US9290105B2 (en) 2011-12-31 2016-03-22 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Electric vehicle and active discharging system for electric vehicle
US9260022B2 (en) 2011-12-31 2016-02-16 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Electric vehicle and power system and motor controller for electric vehicle
US9969290B2 (en) 2011-12-31 2018-05-15 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Charging system for electric vehicle and electric vehicle comprising the same
US9682670B2 (en) 2012-08-16 2017-06-20 Robert Bosch Gmbh Method for transferring batteries to a discharged state, battery management system, inverter, system for generating an AC voltage, charging current source and motor vehicle
CN103595088A (zh) * 2012-08-16 2014-02-19 罗伯特·博世有限公司 用于将蓄电池转变到放电的状态的方法
CN103683917B (zh) * 2012-08-28 2017-04-12 株式会社电装 开关元件驱动器以及使用该驱动器的回转式机械控制***
CN103683917A (zh) * 2012-08-28 2014-03-26 株式会社电装 开关元件驱动器以及使用该驱动器的回转式机械控制***
CN103811824A (zh) * 2012-11-12 2014-05-21 通用汽车环球科技运作有限责任公司 交通工具电池现场放电***和方法
CN103811824B (zh) * 2012-11-12 2017-04-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 交通工具电池现场放电***和方法
CN104678295A (zh) * 2013-08-26 2015-06-03 富士通株式会社 用于继电器电路的诊断装置和诊断方法
CN103944370B (zh) * 2014-03-13 2018-02-06 广东美的制冷设备有限公司 断电保护装置、智能功率模块和变频家电
CN103944370A (zh) * 2014-03-13 2014-07-23 广东美的制冷设备有限公司 断电保护装置、智能功率模块和变频家电
CN106486154A (zh) * 2015-08-26 2017-03-08 佳能株式会社 用于控制存储器设备的存储器控制电路及其控制方法
CN109451780A (zh) * 2016-04-29 2019-03-08 罗伯特·博世有限公司 逆变器装置、电驱动***和用于使逆变器装置中的中间电路电容器放电的方法
CN106891730A (zh) * 2017-04-11 2017-06-27 深圳市瀚路新能源汽车有限公司 碰撞断电保护装置及方法
CN106891730B (zh) * 2017-04-11 2023-11-24 国网浙江省电力有限公司台州供电公司 碰撞断电保护装置及方法
CN107887955A (zh) * 2017-12-18 2018-04-06 厦门芯阳科技股份有限公司 一种低压自动关闭的双稳态按键开关驱动电路
CN107887955B (zh) * 2017-12-18 2023-05-23 厦门芯阳科技股份有限公司 一种低压自动关闭的双稳态按键开关驱动电路
WO2022110026A1 (zh) * 2020-11-27 2022-06-02 威刚科技股份有限公司 马达驱动***

Also Published As

Publication number Publication date
CN102195504B (zh) 2014-10-15
US20110221374A1 (en) 2011-09-15
US8362754B2 (en) 2013-01-29
JP4962583B2 (ja) 2012-06-27
JP2011188712A (ja) 2011-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102195504B (zh) 用于电力转换***的放电控制设备
US11245346B2 (en) Multi-input charging system and method using motor driving system
US8698346B2 (en) Vehicle abnormality detection apparatus and vehicle
CN102195503B (zh) 用于电力转换***的放电控制装置
US7269535B2 (en) Fault diagnosing apparatus for vehicle and fault diagnosing method for vehicle
US9434257B2 (en) Power supply connector, vehicle and control method for vehicle
CN102412769B (zh) 旋转电机的控制设备
CN102412561B (zh) 用于旋转电机的控制设备
CN102577071A (zh) 电功率转换***的放电控制设备
CN102545317A (zh) 用于引起电池温度上升的***
BRPI0822151B1 (pt) Aparelho de controle de carregamento para veículo
CN103921684A (zh) 电动车辆和用于电动车辆的绝缘状态判定方法
KR100911540B1 (ko) 디씨/디씨 컨버터의 스위치 고장시 비상동작 방법
JP2009171644A (ja) 車両の電源装置およびその制御方法
CN107228981A (zh) 劣化指定装置和劣化指定方法
JP2017065340A (ja) 車両用電源装置およびその故障検出方法
JP2019140434A (ja) スイッチの駆動装置
CN110254234A (zh) 一种基于预充回路的控制器主接触器粘连检测方法
CN115700981A (zh) 交流直流转换电路及其输入电流检测方法
JP2011217429A (ja) 電力変換システムの放電制御装置
JP2013038903A (ja) コンデンサの放電回路
JP5392191B2 (ja) 車両の制御装置および制御方法
JP2013179803A (ja) 双方向電力変換装置
JP4466126B2 (ja) 電圧変換装置およびそれを備えた駆動システム
CN111376746A (zh) 用于车辆的快速充电***的故障诊断装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant