CN110505972A - 车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够抑制由于旋转电机作为发电机动作时产生的反电动势而使过电流从旋转电机侧流入电池侧的车辆。在检测出马达(14)或者换流器(42)异常的情况下,控制装置(26)控制配置于电池(22)与换流器(42)之间的开关(40)为断开状态。此时,控制装置(26)控制配置于电池(22)与辅助设备(24)、马达(20)之间的开关(48、240)为接通状态,利用马达(20)或者发动机(18)使车辆(10)继续行驶。
Description
技术领域
本发明涉及一种将旋转电机用作车辆驱动用的马达和发电机的车辆。
背景技术
混合动力车辆、电动车辆等具有旋转电机,该旋转电机具有多相电枢。旋转电机通过从电池(battery)接收电力而用作车辆驱动用的马达,并且还用作向电池、辅助设备提供电力的发电机。在电池与旋转电机之间的电力路径上配置有换流器(驱动电路),通过控制换流器(inverter)来控制旋转电机。
在换流器和旋转电机中的任一方发生故障的情况下,即使永磁式旋转电机停止主动动作,也会通过从外部提供旋转力而被动地作为发电机动作,产生反电动势。在由于这样产生的反电动势而使过电流从旋转电机侧流入电池侧的情况下,有可能会发生电池的过充电。另外,流入电池的电力直接成为机械轴端的功。即,有可能使旋转电机产生急剧的减速转矩。
在德国专利发明第102013008770号说明书中,公开一种连接和切断旋转电机与车轮之间的机械动力传递路径的动力传递装置。在具有这种动力传递装置的车辆中,在换流器和旋转电机中的任一方发生故障的情况下,能够通过动力传递装置切断动力传递路径而使旋转电机停止。因此,能够防止过电流从旋转电机侧流入电池侧。
发明内容
但是,由于旋转电机与车轮直接连接的车辆不具有连接和切断旋转电机与车轮之间的动力传递路径的动力传递装置,因此无法切断动力传递路径。因此,仍然存在下面的问题:当换流器或者旋转电机发生故障时,由于永磁式旋转电机作为发电机动作时产生的反电动势而使过电流从旋转电机侧流入电池侧。
本发明是考虑到这样的技术问题而作出的,其目的在于,提供一种能够抑制由于旋转电机作为发电机动作时产生的反电动势而使过电流从旋转电机侧流入电池侧的车辆。
本发明所涉及的车辆的特征在于,具有:旋转电机、电池、辅助设备、电力路径、第一开关、第二开关、控制装置、驱动电路、驱动源和传感器,其中,
所述旋转电机用于车辆驱动;
所述电池用于向所述旋转电机供给电力;
所述辅助设备以比所述电池的电压低的电压进行动作;
所述电力路径具有:与所述旋转电机连接的第一电力路径、与所述辅助设备连接的第二电力路径、与所述电池连接的第三电力路径、以及分支为所述第一电力路径侧、所述第二电力路径侧和所述第三电力路径侧的分支部;
所述第一开关配置于所述分支部与所述旋转电机之间的所述第一电力路径;
所述第二开关配置于所述分支部与所述辅助设备之间的所述第二电力路径或者配置于所述分支部与所述电池之间的所述第三电力路径;
所述控制装置对所述第一开关和所述第二开关的动作进行控制;
所述驱动电路配置于所述第一电力路径,用于驱动所述旋转电机;
所述驱动源能够作为车辆驱动用而使用且与所述旋转电机不同;
所述传感器对所述旋转电机或者所述驱动电路的异常进行检测,在由所述传感器检测出所述异常的情况下,所述控制装置进行控制而使第一开关为断开状态且使第二开关为接通状态,并且利用所述驱动源使行驶继续。
根据上述结构,当车辆驱动用的旋转电机或者驱动电路异常时,通过控制第一开关为断开状态,能够防止由于在旋转电机作为发电机动作时产生的反电动势而使过电流从旋转电机流入电池。另外,此时通过控制第二开关为接通状态,能够从电池向辅助设备供给电力,因此能够使辅助设备继续动作。
在本发明所涉及的车辆中,也可以为:
所述驱动源包括与所述旋转电机不同的旋转电机,
所述电力路径具有与所述不同的旋转电机连接的第四电力路径,所述不同的旋转电机配置于从所述分支部分支出的所述第四电力路径,
当所述旋转电机或者所述驱动电路异常时,经由所述第二电力路径和所述第四电力路径,从所述电池向所述不同的旋转电机供给电力,通过所述不同的旋转电机使行驶继续。
根据上述结构,当控制第一开关为断开状态且第二开关为接通状态时,假设即使在不同的旋转电机或者驱动该旋转电机的驱动电路发生故障的情况下,也能够通过控制第二开关为断开状态,对电池进行保护。
在本发明所涉及的车辆中,也可以为:
所述第一开关配置于所述旋转电机与所述驱动电路之间的所述电力路径。
根据上述结构,由于能够使第一开关为断开状态而将旋转电机与驱动电路电切断,因此,当旋转电机或者驱动电路发生短路故障时,在车辆继续行驶的情况下,能够抑制对旋转电机的转速或者驾驶的制约。
本发明所涉及的车辆的特征在于,具有:第一旋转电机和第二旋转电机、电池、电力路径、第一开关、第二开关、控制装置、驱动电路和传感器,其中,
所述第一旋转电机和所述第二旋转电机用于车辆驱动;
所述电池用于向所述第一旋转电机和所述第二旋转电机供给电力;
所述电力路径具有:与所述第一旋转电机连接的第一电力路径、与所述第二旋转电机连接的第二电力路径、与所述电池连接的第三电力路径、以及分支为所述第一电力路径侧、所述第二电力路径侧和所述第三电力路径侧的分支部;
所述第一开关配置于所述分支部与所述第一旋转电机之间的所述第一电力路径;
所述第二开关配置于所述分支部与所述第二旋转电机之间的所述第二电力路径或者配置于所述分支部与所述电池之间的所述第三电力路径;
所述控制装置对所述第一开关和所述第二开关的动作进行控制;
所述驱动电路配置于所述第一电力路径,用于驱动所述第一旋转电机;
所述传感器对所述第一旋转电机或者所述驱动电路的异常进行检测,
在由所述传感器检测出所述异常的情况下,所述控制装置进行控制而使所述第一开关为断开状态并且使所述第二开关为接通状态。
根据上述结构,当车辆驱动用的第一旋转电机或者驱动电路异常时,通过控制第一开关为断开状态,能够防止由于在旋转电机作为发电机动作时产生的反电动势而使过电流从旋转电机流入电池。另外,此时通过控制第二开关为接通状态,能够从电池向第二旋转电机供给电力,因此能够以第二旋转电机作为驱动源继续行驶。
在本发明所涉及的车辆中,也可以为:
所述第二开关配置于所述第二电力路径。
本发明所涉及的车辆的特征在于,具有:第一旋转电机和第二旋转电机、电池、电力路径、第一开关、第二开关、控制装置、驱动电路和传感器,其中,
所述第一旋转电机和所述第二旋转电机用于车辆驱动;
所述电池用于向所述第一旋转电机和所述第二旋转电机供给电力;
所述电力路径具有:与所述第一旋转电机连接的第一电力路径、与所述第二旋转电机连接的第二电力路径、与所述电池连接的第三电力路径、以及分支为所述第一电力路径侧、所述第二电力路径侧和所述第三电力路径侧的分支部;
所述第一开关配置于所述分支部与所述第一旋转电机之间的所述第一电力路径或者配置于所述分支部与所述电池之间的所述第三电力路径;
所述第二开关配置于所述分支部与所述第二旋转电机之间的所述第二电力路径;
所述控制装置对所述第一开关和所述第二开关的动作进行控制;
所述驱动电路配置于所述第二电力路径,用于驱动所述第二旋转电机;
所述传感器对所述第二旋转电机或者所述驱动电路的异常进行检测,
在由所述传感器检测出所述异常的情况下,所述控制装置进行控制而使所述第二开关为断开状态并且使所述第一开关为接通状态。
根据上述结构,当车辆驱动用的第二旋转电机或者驱动电路异常时,通过控制第二开关为断开状态,能够防止由于在旋转电机作为发电机动作时产生的反电动势而使过电流从旋转电机流入电池。另外,此时通过控制第一开关为接通状态,能够从电池向第一旋转电机供给电力,因此能够以第一旋转电机作为驱动源继续行驶。
在本发明所涉及的车辆中,也可以为:
所述第一开关配置于所述第一电力路径。
在本发明所涉及的车辆中,也可以为:
还具有辅助设备,该辅助设备经由从所述电池与所述第一开关之间的所述电力路径分支出的分支路径而与所述电池连接,以比所述电池的电压低的电压进行动作。
根据上述结构,由于在控制第一开关为断开状态之后,也能够从电池向辅助设备供给电力,因此能够使辅助设备继续动作。
在本发明所涉及的车辆中,也可以为:
还具有辅助设备,该辅助设备经由从所述电池与所述第二开关之间的所述电力路径分支出的分支路径而与所述电池连接,以比所述电池的电压低的电压进行动作。
根据上述结构,由于在控制第二开关为断开状态之后,也能够从电池向辅助设备供给电力,因此能够使辅助设备继续动作。
在本发明所涉及的车辆中,也可以为:
还具有:内燃机和辅助设备,其中,
所述内燃机以能够彼此传递动力的方式连接于所述第一旋转电机;
所述辅助设备经由从所述第一开关与所述第一旋转电机之间的所述电力路径分支出的所述电力路径而与所述电池和所述第一旋转电机连接,以比所述电池的电压低的电压进行动作,通过从所述电池供给的电力或者通过从利用所述内燃机的动力发电的所述第一旋转电机供给的电力进行动作。
根据上述结构,由于在控制第一开关为断开状态之后,也能够从利用内燃机驱动的第一旋转电机向辅助设备供给电力,因此能够使辅助设备继续动作。
在本发明所涉及的车辆中,也可以为:
还具有:内燃机和辅助设备,其中,
所述内燃机以能够彼此传递动力的方式连接于所述第二旋转电机;
所述辅助设备经由从所述第二开关与所述第二旋转电机之间的所述电力路径分支出的所述电力路径而与所述电池和所述第二旋转电机连接,以比所述电池的电压低的电压进行动作,通过从所述电池供给的电力或者通过从利用所述内燃机的动力发电的所述第二旋转电机供给的电力进行动作。
根据上述结构,由于在控制第二开关为断开状态之后,也能够从利用内燃机驱动的第二旋转电机向辅助设备供给电力,因此能够使辅助设备继续动作。
在本发明所涉及的车辆中,也可以为:
还具有压电元件,该压电元件配置于从所述第一开关与所述驱动电路之间分支出的分支路径,通过被供给电力而产生压力,
所述驱动电路的端子与所述旋转电机的端子的按压力越大,则接触电阻越低,按压力越小,则接触电阻越高,
当所述第一开关为接通状态时,从所述电池向所述压电元件施加电压,使所述驱动电路的端子与所述旋转电机的端子的按压力增大,当所述第一开关为断开状态时,从所述电池向所述压电元件施加的电压被阻断,使所述驱动电路的端子与所述旋转电机的端子的按压力减小。
根据上述结构,通过使第一开关为断开状态,能够提高驱动电路的端子与旋转电机的端子的接触电阻。若驱动电路或者旋转电机发生异常,则使过电流在驱动电路与旋转电机之间循环。此时在接触电阻高的部分产生热,该部分熔断。其结果,由于驱动电路与旋转电机被电切断,因此能够防止旋转电机作为制动器进行动作。
根据本发明,能够防止由于旋转电机作为发电机动作时产生的反电动势而使过电流从旋转电机流入电池。另外,由于能够从电池向辅助设备、其他的旋转电机供给电力,因此能够使辅助设备、其他的旋转电机继续动作。
附图说明
图1是简化表示本发明的第一实施方式所涉及的车辆的电路的电路图。
图2是表示第一实施方式的动作的流程图。
图3是表示第一实施方式的变形例1的电路图。
图4是表示第一实施方式的变形例2的电路图。
图5是简化表示本发明的第二实施方式所涉及的车辆的电路的电路图。
图6是简化表示本发明的第三实施方式所涉及的车辆的电路的电路图。
图7是简化表示本发明的第四实施方式所涉及的车辆的电路的电路图。
图8A、图8B是表示开关元件的具体例的图。
图9是表示第三实施方式和第四实施方式的动作的流程图。
具体实施方式
下面,列举优选的实施方式,参照附图来详细说明本发明所涉及的车辆。此外,在以下的说明中,假设具有发动机18和马达14、20的混合动力车辆作为车辆10,但本发明也能够适用于插电式混合动力车辆、不具有发动机18的电动车辆。
[1第一实施方式]
[1.1车辆10的结构]
如图1所示,车辆10使用电动式的马达14、20作为旋转电机。车辆10具有驱动后轮12的马达14(以下,称为后马达14)、驱动前轮16的发动机18和马达20(以下,称为前马达20)、向马达14、20供给电力的高压的电池22、以比电池22的电压低的电压动作的辅助设备(例如空调等)和进行车辆10的驱动力的控制的控制装置26。此外,如上所述,也可以不设置发动机18。
马达14、20、电池22、辅助设备24彼此经由电力路径28电连接。电力路径28具有分支为后马达14侧、电池22侧、前马达20及辅助设备24侧的分支部30。电力路径28大体上具有:介于分支部30与后马达14之间的后侧电力路径32(以下,称为电力路径32)、介于分支部30与前马达20之间的前侧电力路径34(以下,称为电力路径34)、介于分支部30与电池22之间的电池侧电力路径36(以下,称为电力路径36)和介于分支部30与辅助设备24之间的辅助设备侧电力路径38(以下,称为电力路径38)。前侧电力路径34和辅助设备侧电力路径38的一部分共用。
在后侧电力路径32上,以分支部30为起点,按照后侧开关40(以下,称为开关40)、后侧换流器42(以下,称为换流器42)、电流传感器44、后马达14的顺序进行配置。在前侧电力路径34上,以分支部30为起点,按照前侧换流器46(以下,称为换流器46)、前马达20的顺序进行配置。在电池侧电力路径36上,以分支部30为起点,按照电池侧开关48(以下,称为开关48)、电池22的顺序进行配置。在辅助设备侧电力路径38上,以分支部30为起点,按照DC/DC转换器50、辅助设备24的顺序进行配置。
马达14、20是在转子或者定子上具有永磁铁的永磁式旋转电机。马达14、20例如为三相交流无刷式的马达,但也可以为三相交流有刷式、单相交流式、直流式等其他的马达。后马达14与前马达20的规格可以相同也可以不同。后轮12直接连接于后马达14的输出轴,前轮16的旋转轴直接连接于前马达20的输出轴。发动机18的输出轴还连结于马达20的输出轴和前轮16的旋转轴。
换流器42、46例如为三相桥型的结构,进行直流/交流转换,将直流转换为三相的交流并且供给至马达14、20的线圈,另一方面,将伴随马达14、20的再生动作的交流/直流转换后的直流供给至分支部30侧。设置于换流器42、46的各开关元件按照从控制装置26输出的驱动信号进行动作。
开关40、48是用于切换电力路径32、36的电连接/切断的接触器,按照从控制装置26输出的接通/断开信号进行动作。电流传感器44设置于后侧换流器42与后马达14之间的后侧电力路径32的各相,检测各相的电流值且将其输出至控制装置26。
电池22经由换流器42、46向马达14、20和辅助设备24供给电力,并且利用从马达14、20输出的再生电力进行充电。DC/DC转换器50对电池22的输出电压或者马达14、20的输出电压进行降压并且供给至辅助设备24。
控制装置26是ECU,用于进行与驱动力和充放电相关的控制的指示。控制装置26通过CPU等处理器(未图示)读取并执行存储于存储器(未图示)的程序而作为驱动力控制部54、异常判定部56、开关控制部58发挥功能。驱动力控制部54根据未图示的各种传感器的检测值(例如,加速踏板开度、车速、马达14、20的电流和转速等)来控制换流器42、46的开关元件(未图示)的动作,并且控制发动机18的动作。异常判定部56根据电流传感器44的检测值,来判定后侧换流器42或者后马达14是否发生异常。开关控制部58对开关40、48的接通/断开状态进行管理,并且向开关40、48输出接通/断开信号。
[1.2车辆10的动作]
使用图2说明图1所示的车辆10的动作。此外,在电池侧开关48和后侧开关40为接通状态,后马达14用作车辆10的驱动源或者发电机的情况下进行以下的动作。在车辆10行驶过程中以规定的时间间隔重复进行以下的动作。
在步骤S1中,异常判定部56根据电流传感器44的检测值,来判定后侧换流器42或者后马达14是否发生异常。例如,若后侧换流器42的任一相发生短路故障,则使由电流传感器44检测出的电流值变得过大。这样,若后侧换流器42和后马达14发生异常,则使由电流传感器44检测出的电流值变为异常值(规定范围外或者零)。异常判定部56依据该异常值的产生而判定发生异常。在发生异常的情况下(步骤S1:是),处理转移至步骤S2。另一方面,在没有发生异常的情况下(步骤S1:否),处理结束,准备下次的处理。
在从步骤S1转移至步骤S2的情况下,开关控制部58对电池侧开关48的接通/断开状态进行判定。在为接通状态的情况下(步骤S2:是),处理转移至步骤S3。另一方面,在断开状态的情况下(步骤S2:否),处理结束。
在从步骤S2转移至步骤S3的情况下,开关控制部58向后侧开关40输出断开信号,使其从接通状态切换为断开状态。后侧开关40按照断开信号从接通状态切换为断开状态。于是,电池22与后马达14之间的电力路径28(32)被切断。
若步骤S1~步骤S3的一系列处理结束,车辆10以被从电池22供给电力的前马达20或者发动机18为驱动源继续行驶。
根据上述实施方式,在后侧换流器42或者后马达14发生异常的情况下,后侧开关40被切断,利用前马达20使车辆10继续行驶。在该状态下,假设在前侧换流器46或者前马达20发生异常的情况下,电池侧开关48被切断。通过这种控制,能够对电池22进行保护。
[1.3第一实施方式的变形例1]
在图1所示的实施方式中,通过后侧开关40将电池22与后侧换流器42电切断。取而代之,如图3所示的变形例1那样,也可以将后侧换流器42与后马达14电切断。
门开关140(以下,称为开关140)由配置于后侧换流器42与后马达14之间的各相的电力路径的开关元件140a构成。作为开关元件140a,例如可以使用如图8A或者图8B所示的由IGBT和二极管构成的IGBT双向开关。设置于开关140的各开关元件140a按照从控制装置26输出的接通/断开信号进行动作。
下面,说明图3所示的变形例1的优点。根据图1所示的实施方式,能够防止过电流从后马达14侧流入电池22。但是,无法防止过电流流入后侧换流器42。若过电流流入后侧换流器42,则有可能会进一步使后侧换流器42发生故障。在日本发明专利授权公报特许第4757815号中公开了在将马达14作为发电机进行动作时,防止过电流流入换流器的技术一例。
在日本发明专利授权公报特许第4757815号的技术中,在换流器的任一相的开关元件发生短路故障的情况下,通过将换流器的正极和负极中发生短路故障的极的所有开关元件切换为接通状态(短路状态),来抑制过电流。由于该控制使三相短路,因此,下面将其称为三相短路控制。
根据三相短路控制,由于能够降低在换流器与马达之间循环的电流的峰值,因此能够保护换流器和电池。但是,虽然峰值下降,但是电流继续在换流器与马达之间循环,因此马达作为再生制动器动作。例如,在马达的转矩大的情况下,即作为导致循环电流增大的原因的反电动势常数大的情况下,使再生制动器的制动力增大。另外,即使进行了三相短路控制,由于循环电流仍然大,也可能导致设备发热而破损,因此为了保护设备而需要过度降低马达转速,进而过度限制车速。因此,对于在开关元件等故障后的行驶性中存在改良的余地。
由于图3所示的门开关140能够切断后侧换流器42与后马达14之间的各相的电力路径,因此即使后马达14因外力而继续旋转,也不会产生在后侧换流器42与后马达14之间循环的电流。因此,不会存在后马达14作为再生制动器动作的情况。另外,由于也不存在设备由于循环电流而发热,因此也不需要限制车速。从而,根据图3所示的变形例1,能够通过发动机18或者前马达20使车速不受限制而继续行驶。
[1.4第一实施方式的变形例2]
使用图4说明图1所示的实施方式的另一变形例2。在该变形例2中,后侧电力路径32中具有从后侧开关40与后侧换流器42之间分支出的分支路径70、72。在分支路径70、72上,分别配置有压电元件80、82(例如压电元件)。
在后侧换流器42上设置有汇流条84作为各相的端子。同样,在后马达14上设置有汇流条86作为各相的端子。在现有技术的一般构造中,将汇流条84与汇流条86重叠,且两者被螺栓等(未图示)贯插并将螺栓紧固,由此将后侧换流器42与后马达14电连接。在本结构中,压电元件80介于汇流条84侧的接地部74与汇流条84之间,压电元件82介于汇流条86侧的接地部76与汇流条86之间。
若压电元件80被电池22施加电压,则发生位移,使汇流条84向汇流条86侧按压。同样,若压电元件82被电池22施加电压,则发生位移,使汇流条86向汇流条84侧按压。
说明图4所示的变形例2的动作。在后侧开关40为接通状态的情况下,压电元件80、82按照被电池22施加的电压而将汇流条84、86向彼此接近的方向按压。此时,由于在汇流条84与汇流条86之间产生的负荷变大,因此接触电阻降低。与图1所示的实施方式同样,若使后侧开关40为断开状态,则施加于压电元件80、82的电压被阻断。此时,由于在汇流条84与汇流条86之间产生的负荷变小,因此接触电阻增高。在该状态下,若在后侧换流器42与后马达14之间循环过大的电流,则在接触电阻高的部分产生热,该部分熔断。其结果,后侧换流器42与后马达14被电切断。此外,只要能使压电元件80的位移量大,就也可以使汇流条84与汇流条86在物理上为非接触状态。
根据变形例2,通过将配置于电池22与后侧换流器42之间的后侧开关40切换为断开状态,能够将后侧换流器42与后马达14电切断。因此,能够得到与图3所的变形例1相同的效果。
[2第二实施方式]
本发明能够适用于各种电路结构的车辆10。例如,如图5所示,第二实施方式的车辆10与第一实施方式(图1)的车辆10相比,其区别点在于:代替后侧开关40而设置有前侧开关240,电流传感器44对前侧换流器46或者前马达20的异常进行检测,发动机18的输出轴连结于后轮12的旋转轴和马达14的输出轴而不是连结于前轮16。另外,其区别点在于:后侧电力路径32与辅助设备侧电力路径38的一部分共用。
前侧开关240(以下,称为开关240)是用于切换电力路径34的电连接/切断的接触器,按照从控制装置26输出的接通/断开信号进行动作。前侧开关240配置于分支部30与前侧换流器46之间。电流传感器44设置于前侧换流器46与前马达20之间的前侧电力路径34的各相,对各相的电流值进行检测并且将其输出至控制装置26。
第二实施方式的车辆10的动作与第一实施方式的车辆10的动作(图2)实质上相同。因此,省略第二实施方式的详细的动作说明。在第二实施方式的车辆10中,异常判定部56根据电流传感器44的检测结果,判定前侧换流器46或者前马达20是否发生异常。在发生异常的情况下,开关控制部58向前侧开关240输出断开信号。于是,前侧开关240成为断开状态。另外,使电池侧开关48成为接通状态。其结果,从电池22经由电力路径36、32向后马达14供给电力,使车辆10继续行驶。
在第二实施方式中也能够使用第一实施方式的变形例1(图3)、变形例2(图4)。在第二实施方式中,当使用图3所示的变形例1的情况下,在前侧换流器46与前马达20之间配置有门开关140。另外,在第二实施方式中,当使用图4所示的变形例2的情况下,从前侧开关240与前侧换流器46之间分支出分支路径70、72。另外,压电元件80、82按压作为前侧换流器46的端子的汇流条(未图示)和作为前马达20的端子的汇流条(未图示)。
[3第三实施方式]
如图6所示,第三实施方式的车辆10与第一实施方式(图1)的车辆10相比,辅助设备侧电力路径38的位置和开关的位置不同。在第三实施方式中,在前侧电力路径34上设置有前侧开关240,从前侧开关240、后侧开关40与电池22之间的电力路径28分支出辅助设备侧电力路径38。
使用图9说明第三实施方式的车辆10的动作。在车辆10行驶过程中,以规定的时间间隔重复进行以下的动作。
在步骤S11中,异常判定部56根据电流传感器44的检测值,来判定后侧换流器42或者后马达14是否发生异常。在发生异常的情况下(步骤S11:是),处理转移至步骤S12。另一方面,在没有发生异常的情况下(步骤S11:否),转移至步骤S13的处理。
在从步骤S11转移至步骤S12的情况下,开关控制部58向后侧开关40输出断开信号,使其从接通状态切换为断开状态。后侧开关40按照断开信号从接通状态切换为断开状态。于是,电池22与后马达14之间的电力路径28(32)被切断。
在步骤S13中,异常判定部56根据电流传感器44的检测值,来判定前侧换流器46或者前马达20是否发生异常。在发生异常的情况下(步骤S13:是),处理转移至步骤S14。另一方面,在没有发生异常的情况下(步骤S13:否),处理结束,准备下次的处理。
在从步骤S13转移至步骤S14的情况下,开关控制部58向前侧开关240输出断开信号,使其从接通状态切换为断开状态。前侧开关240按照断开信号从接通状态切换为断开状态。于是,电池22与前马达20之间的电力路径28(34)被切断。
根据第三实施方式,即使前侧开关240和后侧开关40中的任一方被切断,也能够维持辅助设备侧电力路径38与电池22的电连接。另外,即使前侧开关240被切断,在后侧开关40为连接状态的情况下,也能够通过后马达14的驱动使车辆10继续行驶。另外,即使后侧开关40被切断,在前侧开关240为连接状态的情况下,也能够通过前马达20的驱动使车辆10继续行驶。
作为第三实施方式的变形例,可以从前侧开关240与前侧换流器46之间的电力路径34分支出辅助设备侧电力路径38(图6的虚线)。在该变形例(图6的虚线)中,若前侧开关240被切断,则停止从电池22向辅助设备24供给电力。但是,能够维持辅助设备24与前马达20的电连接。在前马达20被发动机18驱动的情况下,从前马达20输出的电力经由DC/DC转换器50供给至辅助设备24。因此,能够使辅助设备24继续动作。
另外,在第三实施方式中,也可以如第一实施方式的变形例1(图3)、变形例2(图4)那样,在各马达14、20与各换流器42、46之间设置有开关。
[4第四实施方式]
如图7所示,第四实施方式的车辆10与第二实施方式(图5)的车辆10相比,其区别点在于:代替电池侧开关48而设置有后侧开关40。在第四实施方式中,后侧开关40配置于分支部30与DC/DC转换器50之间,并且配置于分支部30与后侧换流器42之间。
第四实施方式的车辆10在设置有后侧开关40和前侧开关240的这一点上与第三实施方式的车辆10一致。第四实施方式的车辆10的动作与第三实施方式的车辆10的动作(图9)一致。因此,省略第四实施方式的动作说明。
在第四实施方式中,也能够使用第一实施方式的变形例1(图3)、变形例2(图4)。在第四实施方式中,当使用图3所示的变形例1的情况下,在前侧换流器46与前马达20之间配置有门开关140。另外,在第四实施方式中,当使用图4所示的变形例2的情况下,从前侧开关240与前侧换流器46之间分支出分支路径70、72。另外,压电元件80、82按压作为前侧换流器46的端子的汇流条(未图示)和作为前马达20的端子的汇流条(未图示)。
[5各实施方式的总结]
[5.1第一实施方式、第三实施方式的总结]
如图1或者图6所示,车辆10具有:车辆驱动用的马达14(旋转电机)、向马达14供给电力的电池22(battery)、以比电池22的电压低的电压进行动作的辅助设备24,并且具有电力路径28:其具有与马达14连接的电力路径32(第一电力路径)、与辅助设备24连接的电力路径38(第二电力路径)、与电池22连接的电力路径36(第三电力路径)以及分支为电力路径32侧、电力路径38侧和电力路径36侧的分支部30,还具有:配置于分支部30与马达14之间的电力路径32的开关40(第一开关)、如图6所示的配置于分支部30与辅助设备24之间的电力路径38的开关240(第二开关)或者如图1所示的配置于分支部30与电池22之间的电力路径36的开关48(第二开关)、对开关40和开关48、240的动作进行控制的控制装置26、配置于电力路径32以用于驱动马达14的换流器42(驱动电路)、能够作为车辆驱动用而使用且与马达14不同的马达20或者发动机18(驱动源)、对马达14或者换流器42的异常进行检测的电流传感器44。在电流传感器44检测出异常的情况下,控制装置26进行控制而使开关40为断开状态并且使开关48、240为接通状态,并且利用马达20或者发动机18使车辆10继续行驶。
根据上述结构,当马达14或者换流器42异常时,通过控制开关40为断开状态,能够防止由于在马达14作为发电机动作时产生的反电动势而使过电流从马达14流入电池22。另外,此时通过控制开关48、240为接通状态,能够从电池22向辅助设备24供给电力,因此能够使辅助设备24继续动作。
另外,车辆10包括与马达14不同的马达20(不同的旋转电机)。电力路径28具有与马达20连接的电力路径34(第四电力路径)。马达20配置于从分支部30分支出的电力路径34。在马达14或者换流器42异常时,经由电力路径36、34,从电池22向马达20供给电力,通过马达20使行驶继续。
根据上述结构,当控制开关40为断开状态且开关48、240为接通状态时,假设即使在马达20或者驱动马达20的换流器46发生故障的情况下,也能够通过控制开关48、240为断开状态,对电池22进行保护。
如图3所示,代替开关40设置的开关140配置于马达14与换流器42之间的电力路径32。
根据上述结构,由于能够使开关140为断开状态而将马达14与换流器42电切断,因此当马达14或者换流器42发生短路故障时,在车辆10继续行驶的情况下,能够抑制对马达14的转速或者驾驶的制约。
此外,第一实施方式、第三实施方式还具有以下这样的方式。即,车辆10具有:车辆驱动用的马达14、20(第一旋转电机和第二旋转电机)、向马达14、20供给电力的电池22(battery),并且具有电力路径28,其具有:与马达14连接的电力路径32(第一电力路径)、与马达20连接的电力路径34(第二电力路径)、与电池22连接的电力路径36(第三电力路径)、分支为电力路径32侧、电力路径34侧和电力路径36侧的分支部30,还具有:配置于分支部30与马达14之间的电力路径32的开关40(第一开关)、如图5所示的配置于分支部30与马达20之间的电力路径34的开关240(第二开关)或者配置于分支部30与电池22之间的电力路径36的开关48(第二开关)、对开关40和开关48、240的动作进行控制的控制装置26、配置于电力路径32以用于驱动马达14的换流器42(驱动电路)、对马达14或者换流器42的异常进行检测的电流传感器44。在由电流传感器44检测出异常的情况下,控制装置26进行控制而使开关40为断开状态并且使开关48、240为接通状态。
根据上述结构,当马达14或者换流器42异常时,通过控制开关40为断开状态,能够防止由于在马达14作为发电机动作时产生的反电动势而使过电流从马达14流入电池22。另外,此时通过控制开关48、240为接通状态,能够从电池22向马达20供给电力,因此能够以马达20作为驱动源继续行驶。
而且,如图6的虚线所示,车辆10具有:发动机18(内燃机),其以能够彼此传递动力的方式连结于马达20;辅助设备24,其经由从开关240与马达20之间的电力路径34分支出的电力路径38而连接于电池22和马达20,以比电池22的电压低的电压进行动作,通过从电池22供给的电力或者通过从利用发动机18的动力而发电的马达20供给的电力进行动作。
根据上述结构,由于在控制开关40、140为断开状态之后,也能够从利用发动机18驱动的马达20向辅助设备24供给电力,因此能够使辅助设备24继续动作。
如图4所示,车辆10具有压电元件80、82,该压电元件80、82配置于从开关40与换流器42之间分支出的分支路径70、72,通过被供给电力而产生压力。换流器42的端子与马达14的端子的按压力越大,则使接触电阻变得越低,按压力越小,则使接触电阻变得越高。当开关40为接通状态时,从电池22向压电元件80、82施加电压。在该状态下,压电元件80、82使换流器42的端子与马达14的端子的按压力增大。当开关40为断开状态时,从电池22向压电元件80、82施加的电压被阻断。在该状态下,压电元件80、82使换流器42的端子与马达14的端子的按压力减小。
根据上述结构,通过使开关40为断开状态,能够提高换流器42的端子与马达14的端子的接触电阻。若换流器42或者马达14发生异常,则使过电流在换流器42与马达14之间循环。此时在接触电阻高的部分产生热,该部分熔断。其结果,由于换流器42与马达14被电切断,因此能够防止马达14作为制动器进行动作。
[5.2第二实施方式、第四实施方式的总结]
第二实施方式、第四实施方式以第一实施方式、第三实施方式的分支部30为界,使前轮16侧的机器与后轮12侧的机器反转。因此,根据第二实施方式、第四实施方式,能够得到与第一实施方式、第三实施方式相同的效果。
此外,本发明所涉及的车辆并不限于上述的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内,当然能够采用各种结构。
【附图标记说明】
10:车辆;14:后马达、马达(旋转电机);18:发动机(内燃机);20:前马达、马达(旋转电机);22:电池(battery);24:辅助设备;26:控制装置;28:电力路径;30:分支部;32:后侧电力路径、电力路径;34:前侧电力路径、电力路径;36:电池侧电力路径、电力路径;38:辅助设备侧电力路径、电力路径;40:后侧开关、开关;42:后侧换流器、换流器(驱动电路);44:电流传感器(传感器);46:前侧换流器、换流器(驱动电路);48:电池侧开关、开关;70、72:分支路径;80、82:压电元件;140:门开关、开关。
Claims (12)
1.一种车辆(10),其特征在于,
具有:旋转电机、电池、辅助设备(24)、电力路径(28)、第一开关、第二开关、控制装置(26)、驱动电路、驱动源和传感器(44),其中,
所述旋转电机用于车辆驱动;
所述电池用于向所述旋转电机供给电力;
所述辅助设备(24)以比所述电池的电压低的电压进行动作;
所述电力路径(28)具有:与所述旋转电机连接的第一电力路径、与所述辅助设备(24)连接的第二电力路径、与所述电池连接的第三电力路径、以及分支为所述第一电力路径侧、所述第二电力路径侧和所述第三电力路径侧的分支部(30);
所述第一开关配置于所述分支部(30)与所述旋转电机之间的所述第一电力路径;
所述第二开关配置于所述分支部(30)与所述辅助设备(24)之间的所述第二电力路径或者配置于所述分支部(30)与所述电池之间的所述第三电力路径;
所述控制装置(26)对所述第一开关和所述第二开关的动作进行控制;
所述驱动电路配置于所述第一电力路径,用于驱动所述旋转电机;
所述驱动源能够作为车辆驱动用而使用且与所述旋转电机不同;
所述传感器(44)对所述旋转电机或者所述驱动电路的异常进行检测,
在由所述传感器(44)检测出所述异常的情况下,所述控制装置(26)进行控制而使所述第一开关为断开状态且使所述第二开关为接通状态,并且利用所述驱动源使行驶继续。
2.根据权利要求1所述的车辆(10),其特征在于,
所述驱动源包括与所述旋转电机不同的旋转电机,
所述电力路径(28)包括与所述不同的旋转电机连接的第四电力路径,
所述不同的旋转电机配置于从所述分支部(30)分支出的所述第四电力路径,
当所述旋转电机或者所述驱动电路异常时,经由所述第二电力路径和所述第四电力路径,从所述电池向所述不同的旋转电机供给电力,通过所述不同的旋转电机使行驶继续。
3.根据权利要求1或2所述的车辆(10),其特征在于,
所述第一开关配置于所述旋转电机与所述驱动电路之间的所述电力路径(28)。
4.一种车辆(10),其特征在于,
具有:第一旋转电机和第二旋转电机、电池、电力路径(28)、第一开关、第二开关、控制装置(26)、驱动电路和传感器(44),其中,
所述第一旋转电机和所述第二旋转电机用于车辆驱动;
所述电池用于向所述第一旋转电机和所述第二旋转电机供给电力;
所述电力路径(28)具有:与所述第一旋转电机连接的第一电力路径、与所述第二旋转电机连接的第二电力路径、与所述电池连接的第三电力路径、以及分支为所述第一电力路径侧、所述第二电力路径侧和所述第三电力路径侧的分支部(30);
所述第一开关配置于所述分支部(30)与所述第一旋转电机之间的所述第一电力路径;
所述第二开关配置于所述分支部(30)与所述第二旋转电机之间的所述第二电力路径或者配置于所述分支部(30)与所述电池之间的所述第三电力路径;
所述控制装置(26)对所述第一开关和所述第二开关的动作进行控制;
所述驱动电路配置于所述第一电力路径,用于驱动所述第一旋转电机;
所述传感器(44)对所述第一旋转电机或者所述驱动电路的异常进行检测,
在由所述传感器(44)检测出所述异常的情况下,所述控制装置(26)进行控制而使所述第一开关为断开状态并且使所述第二开关为接通状态。
5.根据权利要求4所述的车辆(10),其特征在于,
所述第二开关配置于所述第二电力路径。
6.一种车辆(10),其特征在于,
具有:第一旋转电机和第二旋转电机、电池、电力路径(28)、第一开关、第二开关、控制装置(26)、驱动电路和传感器(44),其中,
所述第一旋转电机和所述第二旋转电机用于车辆驱动;
所述电池用于向所述第一旋转电机和所述第二旋转电机供给电力;
所述电力路径(28)具有:与所述第一旋转电机连接的第一电力路径、与所述第二旋转电机连接的第二电力路径、与所述电池连接的第三电力路径、以及分支为所述第一电力路径侧、所述第二电力路径侧和所述第三电力路径侧的分支部(30);
所述第一开关配置于所述分支部(30)与所述第一旋转电机之间的所述第一电力路径或者配置于所述分支部(30)与所述电池之间的所述第三电力路径;
所述第二开关配置于所述分支部(30)与所述第二旋转电机之间的所述第二电力路径;
所述控制装置(26)对所述第一开关和所述第二开关的动作进行控制;
所述驱动电路配置于所述第二电力路径,用于驱动所述第二旋转电机;
所述传感器(44)对所述第二旋转电机或者所述驱动电路的异常进行检测,
在由所述传感器(44)检测出所述异常的情况下,所述控制装置(26)进行控制而使所述第二开关为断开状态并且使所述第一开关为接通状态。
7.根据权利要求6所述的车辆(10),其特征在于,
所述第一开关配置于所述第一电力路径。
8.根据权利要求4或5所述的车辆(10),其特征在于,
所述车辆(10)还具有辅助设备(24),该辅助设备(24)经由从所述电池与所述第一开关之间的所述电力路径(28)分支出的分支路径(70、72)而与所述电池连接,以比所述电池的电压低的电压进行动作。
9.根据权利要求6或7所述的车辆(10),其特征在于,
所述车辆(10)还具有辅助设备(24),该辅助设备(24)经由从所述电池与所述第二开关之间的所述电力路径(28)分支出的分支路径(70、72)而与所述电池连接,以比所述电池的电压低的电压进行动作。
10.根据权利要求4或5所述的车辆(10),其特征在于,
所述车辆(10)还具有:内燃机和辅助设备(24),其中,
所述内燃机以能够彼此传递动力的方式与所述第一旋转电机连接;
所述辅助设备(24)经由从所述第一开关与所述第一旋转电机之间的所述电力路径(28)分支出的所述电力路径(28)而与所述电池和所述第一旋转电机连接,以比所述电池的电压低的电压进行动作,通过从所述电池供给的电力或者通过从利用所述内燃机的动力发电的所述第一旋转电机供给的电力进行动作。
11.根据权利要求6或7所述的车辆(10),其特征在于,
所述车辆(10)还具有:内燃机和辅助设备(24),其中,
所述内燃机以能够彼此传递动力的方式与所述第二旋转电机连接;
所述辅助设备(24)经由从所述第二开关与所述第二旋转电机之间的所述电力路径(28)分支出的所述电力路径(28)而与所述电池和所述第二旋转电机连接,以比所述电池的电压低的电压进行动作,通过从所述电池供给的电力或者通过从利用所述内燃机的动力发电的所述第二旋转电机供给的电力进行动作。
12.根据权利要求1所述的车辆(10),其特征在于,
所述车辆(10)还具有压电元件(80、82),该压电元件(80、82)配置于从所述第一开关与所述驱动电路之间分支出的分支路径(70、72),通过被供给电力而产生压力,
所述驱动电路的端子与所述旋转电机的端子的按压力越大,则接触电阻越低,按压力越小,则接触电阻越高,
当所述第一开关为接通状态时,从所述电池向所述压电元件(80、82)施加电压,使所述驱动电路的端子与所述旋转电机的端子的按压力增大,当所述第一开关为断开状态时,从所述电池向所述压电元件(80、82)施加的电压被阻断,使所述驱动电路的端子与所述旋转电机的端子的按压力减小。
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