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TECHNISCHER BEREICH
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Die vorliegende Anwendung betrifft das Feld einer Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine zur Durchführung einer Antriebssteuerung für eine dreiphasige rotierende Wechselstrom-(AC)-maschine.
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STAND DER TECHNIK
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Konventionell bekannt sind elektromotorisch betriebene Fahrzeuge, wie z.B. ein Elektroauto, ein Hybridauto und dergleichen, bei denen jeweils eine dreiphasige rotierende Wechselstrommaschine(n) als Antriebsquelle dient (dienen); bei diesen elektromotorisch betriebenen Fahrzeugen wird das Antriebsmoment für den Fahrzeuglauf durch die Durchführung von Leistungslaufvorgängen einer dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine(n) zum Zeitpunkt des Fahrzeuglaufs und das regenerative Bremsmoment durch die Durchführung von regenerativen Fahrzeuglaufvorgängen der dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine(n) zum Zeitpunkt des Bremsens erzeugt.
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Hier besteht ein Antriebssystem eines elektromotorisch betriebenen Fahrzeugs aus einer Gleichstrom- (DC) -Stromquelle, die aus einer Sekundärbatterie wie einer Lithium-Ionen-Batterie oder dergleichen besteht, einem aus einem Kondensator und einer Vielzahl von Halbleiterschaltern (Schaltvorrichtungen) bestehenden elektrischen Leistungsumwandlungsmittel, das mit der Gleichstromquelle verbunden ist, und einer oder mehreren an die elektrische Leistungsumwandlungsmittel als Last angeschlossenen dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine(n).
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Die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung wandelt Gleichstromleistung einer Gleichstromquelle in eine vorbestimmte Wechselstromleistung um, indem sie eine Vielzahl von Halbleiterschaltern mit einer vorbestimmten Schaltfrequenz ein- oder ausschaltet, und stellt das Drehmoment einer dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine, die eine Last ist, und die Anzahl ihrer Umdrehungen ein. Darüber hinaus arbeitet die dreiphasige rotierende Wechselstrommaschine in Abhängigkeit von einem Betriebszustand bzw. von Betriebszuständen als elektrischer Stromgenerator, so dass regenerativer Strom, der entsprechend der elektrischen Stromerzeugung erzeugt wird, in die Gleichstromquelle geladen wird. Es ist zu beachten, dass als dreiphasige rotierende Wechselstrommaschine, die in einem mit einem Elektromotor betriebenen Fahrzeug eingesetzt wird, häufig ein dreiphasiger Synchronmotor mit Permanentmagneten und gutem Wirkungsgrad verwendet wird.
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In einem Antriebssystem, das einen dreiphasigen Synchronmotor verwendet, ist ein elektrisches Leistungsumwandlungsmittel derart konfiguriert, dass in Reihe geschaltete Schaltungen von drei Phasen (drei Paare), die mit oberseitigen Schaltvorrichtungen und unterseitigen Schaltvorrichtungen in Reihe geschaltet sind, parallel zu einer Gleichstromquelle geschaltet sind, und dass jeweilige Mittelpunkte der in Reihe geschalteten Schaltungen von drei Phasen einzeln mit den Wicklungen der Phase U des dreiphasigen Synchronmotors, seiner Phase V und seiner Phase W verbunden sind.
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Außerdem wird durch sequentielles Ein- und Ausschalten der für jede Phase des elektrischen Leistungsumwandlungsmittels vorgesehenen Schaltvorrichtungen Wechselstrom an jede Phase des dreiphasigen Synchronmotors geliefert, in der sich die Phasen um den Betrag von 120 Grad voneinander unterscheiden, so dass der dreiphasige Synchronmotor angetrieben wird. Nachstehend wird, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, eine dreiphasige rotierende Wechselstrommaschine als dreiphasiger Synchronmotor bezeichnet.
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Darüber hinaus ist bereits eine Technologie offenbart, bei der selbst dann, wenn eine einzelne Phase eines elektrischen Leistungsumwandlungsmittels aus Schaltvorrichtungen in einer Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine einen Abschaltfehler verursacht, die Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine kontinuierlich betrieben wird (siehe z.B. Patentdokument 1, Patentdokument 2).
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DOKUMENTE ZUM STAND DER TECHNIK
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[Patentdokumente]
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- [Patentdokument 1] Offengelegtes japanisches Patent Nr. 2008-67429
- [Patentdokument 2] Offengelegtes japanisches Patent Nr. 2008-211910
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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[Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
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Wie oben beschrieben, wurde bereits eine Technologie offengelegt, bei der selbst dann, wenn eine einzelne Phase eines elektrischen Leistungsumwandlungsmittels aus Schaltvorrichtungen in einer Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine einen Abschaltfehler verursacht, die Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine kontinuierlich betrieben wird. In Patentdokument 1 wird eine Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine eingeführt, bei der selbst dann, wenn eine einzelne Phase von Schaltvorrichtungen einen Abschaltfehler verursacht, die Fortsetzung des Betriebs ermöglicht wird, ohne dass zusätzlich eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist; die Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine wird an eine elektrische Bremsvorrichtung angeschlossen. Darüber hinaus wird im Patentdokument 2 ein Schema für die Steuerung des elektrischen Stroms vorgeschlagen, bei dem Phasenstromanweisungswerte in Übereinstimmung mit einer Phase gebildet werden, deren Abschaltfehler in einem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel verursacht wird, das auf eine elektrische Servolenkung angewendet wird. Wenn jedoch eine Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine, wie sie im Patentdokument 1 und im Patentdokument 2 vorgeschlagen wird, in einem mit einem Elektromotor betriebenen Fahrzeug implementiert wird, ist zu befürchten, dass eine Stromsteuerung nicht durchgeführt werden kann und dass die Betriebsfortführung nicht erreicht werden kann, wenn eine einzelne Phase der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung einen Abschaltfehler verursacht und wenn auch die Drehzahl einer dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine ansteigt.
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Wenn eine einzelne Phase des elektrischen Leistungsumwandlungsmittels einen Abschaltfehler verursacht, vibriert das Drehmoment einer dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine, und es ist daher zu befürchten, dass ein oder mehrere Insassen des mit einem Elektromotor betriebenen Fahrzeugs ein Unbehagen empfinden.
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Wenn eine einzelne Phase des elektrischen Leistungsumwandlungsmittels einen Abschaltfehler verursacht und wenn auch die Drehzahl einer dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine ansteigt, entsteht außerdem das Problem, dass eine übermäßige Rückspeisung von elektrischer Leistung in eine Gleichstromquelle, ein rückspeisendes Drehmoment und ein anomales Drehmoment verursacht werden, wenn eine Spannung, in der die dreiphasige rotierende Wechselstrommaschine erzeugt, dazu führt, dass die Gleichstromquelle für das elektrische Leistungsumwandlungsmittel überschritten wird.
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Die vorliegende Anmeldung war auf die Offenlegung von Technologien zur Lösung dieser Probleme wie oben beschrieben gerichtet, und ein Gegenstand der Erfindung ist es, eine Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine zu erhalten, die in der Lage ist, ihren Betrieb auch dann fortzusetzen, wenn eine einzelne Phase eines elektrischen Leistungsumwandlungsmittels, die aus Schaltvorrichtungen in der Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine besteht, eine Abschaltung oder einen Abschaltfehler verursacht.
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[Mittel zur Lösung der Probleme]
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Eine Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine, die in der vorliegenden Anmeldung offenbart wird, enthält eine Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierendeMaschine, die zwischen einer dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine und einer Gleichstromquelle montiert ist, und mit einer elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung, bei der in Reihe geschaltete Schaltungen aus drei Phasen, die mit oberseitigen und unterseitigen Vorrichtungen in Reihe geschaltet sind, parallel zur Gleichstromquelle geschaltet sind und bei der Mittelpunkte zwischen den oberseitigen und den unterseitigen Vorrichtungen in jeder der in Reihe geschalteten Schaltungen einzeln mit Wicklungen jeder Phase der dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine verbunden sind, um Gleichstrom aus der Gleichstromquelle in Wechselstrom umzuwandeln; und die Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine umfasst: ein Drehzahlberechnungsmittel zum Berechnen einer Drehzahl der dreiphasigen Wechselstrommaschine; ein Anomaliebestimmungsmittel zum Bestimmen einer Anomalie eines einphasigen Abschaltversagens in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel; und ein elektrisches Stromsteuerungsmittel zum Bestimmen eines Wertes einer Phasenspannungsanweisung in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel, wobei das elektrische Stromsteuerungsmittel umfasst: eine Normalfall-Stromsteuereinheit, die zu der Zeit verwendet wird, wenn die elektrische Leistungsumwandlungsmittel normal ist; eine Anomaliefall-Stromsteuereinheit, die zu der Zeit verwendet wird, wenn das elektrische Leistungsumwandlungsmittel anomal ist; eine Leistungsumwandlungsstoppeinheit zum Stoppen der elektrischen Leistungsumwandlungsmittel; eine Normalfall/Anomaliefall-Stromsteuereinheit-Auswahlvorrichtung zum Übertragen zwischen der Normalfall-Stromsteuereinheit und der Anomaliefall-Stromsteuereinheit in Übereinstimmung mit einem Bestimmungsergebnis der Anomaliebestimmungsmittel; und einer Anomaliefall-Stromsteuereinheit/Leistungsumwandlungsstoppeinhe it-Auswahlvorrichtung zum Übertragen zwischen der Anomaliefall-Stromsteuereinheit, die in einem Fall verwendet wird, in dem ein Berechnungsergebnis des Drehzahlberechnungsmittel kleiner als eine im Voraus festgelegte Drehzahl ist, und der Leistungsumwandlungsstoppeinheit, die in einem Fall verwendet wird, in dem ein Berechnungsergebnis des Drehzahlberechnungsmittel größer als eine im Voraus festgelegte Drehzahl ist.
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[Auswirkungen der Erfindung]
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Entsprechend der in der vorliegenden Anwendung offengelegten Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine wird die Anomaliefallstromsteuereinheit in einem Fall verwendet, in dem ein einphasiger Abschaltfehler in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel verursacht wird, so dass die Anomalie bestimmt wird, wobei durch die Verwendung der Anomaliefallstromsteuereinheit nur in einem Drehzahlbereich, in dem eine Stromsteuerung durch die Anomaliefallstromsteuereinheit durchgeführt werden kann, eine Betriebsfortführung in einem Drehzahlbereich erreicht werden kann, in dem die Betriebsfortführung ermöglicht wird.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine und eine dreiphasige Wechselstrommaschine gemäß Ausführungsform 1 veranschaulicht;
- 2 ist ein Diagramm, das ein Betriebsablaufdiagramm eines Stromsteuerungsmittels für die Steuerung einer Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine gemäß Ausführungsform 1 veranschaulicht;
- 3 ist ein schematisches Diagramm, das eine Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine und eine dreiphasige Wechselstrommaschine gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
- 4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Betriebsflussdiagramm einer Stromsteuerung für die Steuerung einer Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine gemäß Ausführungsform 2 veranschaulicht;
- 5 ist ein schematisches Diagramm, das eine Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine und dreiphasige Wechselstrommaschinen gemäß Ausführungsform 3 darstellt;
- 6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Implementierungsbeispiel einer Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine gemäß Ausführungsform 4 veranschaulicht; und
- 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration für eine Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine in den jeweiligen Ausführungsformen zeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN FÜR DIE AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird die Erklärung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen für bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen von Leistungsumwandlungsvorrichtungen für eine rotierende Maschine gegeben. Es ist zu beachten, dass in jeder der Abbildungen die Erklärung für die gleichen oder korrespondierenden Elemente, Teile oder Baugruppen erfolgt, indem die gleichen Bezugs zahlen und Symbole angegeben werden.
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Ausführungsform 1.
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1 ist eine schematische Darstellung einer Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine 1 und einer dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine 2 gemäß Ausführungsform 1. Die Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine 1 ist eine Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine, die zwischen die dreiphasige rotierende Wechselstrommaschine 2 und eine Gleichstromquelle 3 geschaltet ist, um die dreiphasige rotierende Wechselstrommaschine 2 mit elektrischer Energie zu versorgen, indem sie Gleichstrom von der Gleichstromquelle 3 in Wechselstrom umwandelt; und die Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine besteht aus einem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 zum Umwandeln der Gleichstromenergie von der Gleichstromquelle 3 in Wechselstromenergie für die dreiphasige rotierende Wechselstrommaschine 2, einem elektrischen Stromerfassungsmittel 4 zum Erfassen von Phasenströmen, die in die/aus der dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine 2 fließen, einem Drehzahlberechnungsmittel 6 zum Berechnen einer Drehzahl auf der Grundlage eines rotierenden Maschinenwinkels von der dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine 2, einem Stromsteuerungsmittel 8 zum Ausgeben einer Phasenspannungsanweisung oder einer Leistungsumwandlungsstoppanweisung an das elektrische Leistungsumwandlungsmittel 5, und einem Anomaliebestimmungsmittel 7 zum Erfassen und Bestätigen eines einphasigen Abschaltfehlers des elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 und zum Bestimmen einer Anomalie. Es ist zu beachten, dass in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 in Reihe geschaltete Schaltungen von drei Phasen, die mit oberseitigen Schaltvorrichtungen und unterseitigen Schaltvorrichtungen in Reihe geschaltet sind, parallel zur Gleichstromquelle geschaltet sind, und dass die Mittelpunkte zwischen den oberseitigen Schaltvorrichtungen und den unterseitigen Schaltvorrichtungen in jeder der in Reihe geschalteten Schaltungen einzeln mit den Wicklungen der dreiphasigen Wechselstrommaschine verbunden sind.
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Darüber hinaus besteht das Stromsteuerungsmittel 8 aus einer Normalfall-Stromsteuereinheit 9, die zum Zeitpunkt des Normalfalls verwendet wird, einer Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10, die zum Zeitpunkt der Anomalie verwendet wird, einer Stromumwandlungsstoppeinheit 11 zum Anhalten des elektrischen Stromumwandlungsmittels 5, einer Normalfall/Anomaliefall-Stromsteuereinheit-Auswahlvorrichtung 12 zur Übertragung zwischen der Normalfall-Stromsteuereinheit 9 und der Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10 entsprechend dem Anomaliefall-Bestimmungsmittel 7, und einer Anomaliefall-Stromsteuereinheit/Leistungsumwandlungsstoppeinhe it-Auswahlvorrichtung 13 zur Übertragung zwischen der Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10, die in einem Fall verwendet wird, in dem einBerechnungsergebnis der Drehzahlberechnungsmittel 6 kleiner als eine im Voraus festgelegte Drehzahl ist, und der Leistungsumwandlungsstoppeinheit 11, die in einem Fall verwendet wird, in dem einBerechnungsergebnis des Drehzahlberechnungsmittel 6 größer als eine im Voraus festgelegte Drehzahl ist.
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2 ist ein Betriebsflussdiagramm der Steuerung des Stromsteuerungsmittel 8 in der Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine 1. In einem Fall, in dem ein einphasiger Abschaltfehler in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 verursacht wird (Schritt S1), und auch in dem Fall, in dem eine von dem Drehzahlberechnungsmittel 6 berechnete Drehzahl höher ist als eine im voraus festgelegte Drehzahl (Schritt S2), wird die Leistungsumwandlungsstoppeinheit 11 verwendet, so dass die Leistungsumwandlung angehalten wird (Schritt S3). Darüber hinaus wird in Schritt S2 in einem Fall, in dem eine Drehzahl niedriger als eine im Voraus festgelegte vordefinierte Drehzahl bestimmt wird, die Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10 verwendet, so dass eine Anomaliefall-Stromsteuerung durchgeführt wird (Schritt S4). Darüber hinaus wird in Schritt S1 in einem Fall, in dem festgestellt wird, dass ein einphasiger Abschaltfehler in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 nicht verursacht wird, die Normalfall-Stromsteuereinheit 9 verwendet, so dass eine Normalfall-Stromsteuerung durchgeführt wird (Schritt S5).
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Entsprechend der Konfiguration von 1 und dem Operationsablaufplan der 2 wird die Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10 in einem Fall verwendet, in dem ein einphasiger Abschaltfehler in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 verursacht wird und in dem die Anomalie gemäß dem Anomalitätsbestimmungsmittel 7 bestimmt wird, wobei die Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10 nur in einem Drehzahlbereich verwendet wird, in dem eine elektrische Stromsteuerung durch die Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10 durchgeführt werden kann, so dass eine Betriebsfortführung in einem Drehzahlbereich erreicht werden kann, in dem die Betriebsfortführung ermöglicht wird.
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Darüber hinaus wird die Anomalie-Fall-Stromsteuerung 10 in einem Fall verwendet, in dem ein einphasiger Abschaltfehler in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 verursacht wird, und auch dann, wenn eine Drehzahl niedriger als eine vorgegebene Drehzahl ist; inzwischen werden die Anomalie-Fall-Stromsteuerung 10 und die Leistungsumwandlungsstoppeinheit 11 abwechselnd verwendet. Durch die abwechselnde Verwendung der Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10 und der Leistungsumwandlungsstoppeinheit 11 werden Drehmomentschwingungen verursacht, wenn die Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10 verwendet wird; eine Zeit, während der die Drehmomentschwingungen verursacht werden, kann jedoch reduziert werden.
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Darüber hinaus wird die Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10 in einem Fall verwendet, in dem ein einphasiger Abschaltfehler in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 verursacht wird, und auch dann, wenn eine Drehzahl niedriger als eine vorgegebene Drehzahl ist; währenddessen wird das Verhältnis der Verwendung der Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10 und der Leistungsumwandlungsstoppeinheit 11 entsprechend den Rahmenbedingungen geändert. Es erübrigt sich zu sagen, dass die Rahmenbedingungen für das Drehmoment der dreiphasigen Wechselstrommaschine 2, ihre Drehzahl und ihre Temperatur(en) stehen. Durch Änderung des Verhältnisses der Verwendung der Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10 und der Leistungsumwandlungsstoppeinheit 11 dazwischen nach Maßgabe der Umstände kann der Grad der Verkürzung einer Zeit, während der Drehmomentschwingungen verursacht werden, nach Maßgabe des Drehmoments der dreiphasigen Wechselstrommaschine 2, ihrer Drehzahl und ihrer Temperatur(en) geändert werden.
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Ausführungsform 2.
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3 ist eine schematische Darstellung einer Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine 1a und der dreiphasigen Wechselstrommaschine 2 gemäß Ausführungsform 2, und ihre Grundkonfiguration ist ähnlich wie diejenige in Ausführungsform 1 aufgebaut; jedoch ist eine Step-up- oder Boost-Vorrichtung 14 für das elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 vorgesehen, und die Boost-Vorrichtung 14 ist zwischen der Gleichstromquelle 3 und dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 montiert.
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4 ist ein Betriebsflussdiagramm des Stromsteuerungsmittel 8 in der Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine 1a mit einer Step-up- oder Boost-Funktion gemäß Ausführungsform 2.
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In einem Fall, in dem festgestellt wird, dass ein einphasiger Abschaltfehler in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 verursacht wird (Schritt S1), wird ein Step-up- oder Boost-Betrieb des elektrischen Leistungsumwandlungsmittels 5 mit Hilfe der Boost-Vorrichtung 14 durchgeführt (Schritt S6); anschließend, in Schritt S2, wird in einem Fall, in dem eine durch das Drehzahlberechnungsmittel 6 berechnete Drehzahl höher ist als eine vorher festgelegte Drehzahl, die im voraus bestimmt wurde (Schritt S2), die Leistungsumwandlungsstoppeinheit 11 verwendet, so dass die Leistungsumwandlung angehalten wird (Schritt S3). Darüber hinaus wird in Schritt S2 in einem Fall, in dem eine Drehzahl niedriger als eine im Voraus festgelegte vordefinierte Drehzahl bestimmt wird, die Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10 verwendet, so dass eine Anomaliefall-Stromsteuerung durchgeführt wird (Schritt S4). Darüber hinaus wird in Schritt S1 in einem Fall, in dem festgestellt wird, dass ein einphasiger Abschaltfehler in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 nicht verursacht wird, eine Stromsteuerung für den Normalfall unter Verwendung der Normalfall-Stromsteuereinheit 9 durchgeführt (Schritt S5).
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Entsprechend der Konfiguration der 3 und dem Operationsablaufplan der 4 wird in einem Fall, in dem ein einphasiger Abschaltfehler in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 verursacht wird, und in dem eine Anomalie gemäß dem Anomaliebestimmungsmittel 7 bestimmt wird, eine Spannung des elektrischen Leistungsumwandlungsmittels so erhöht, dass seine Spannung höher wird als zu seiner normalen Zeit, wobei eine Drehzahl der dreiphasigen Wechselstrommaschine 2 ansteigt, so dass es möglich wird, die Bremskraft aufgrund der Erzeugung eines rückspeisefähigen Drehmoments zu verhindern, wenn eine Spannung, in der die dreiphasige Wechselstrommaschine 2 erzeugt, eine Gleichspannung der Gleichstromquelle 3 übersteigen soll, und so die Erzeugung eines anomalen Drehmoments verhindert werden kann.
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Ausführungsform 3.
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5 ist eine schematische Darstellung einer Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine 1b, einer dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine 102 und einer dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine 202 gemäß Ausführungsform 3. Ausführungsform 3 ist eine beispielhafte Ausführungsform, in der eine Vielzahl von dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschinen zum Untersuchungsgegenstand wird, so dass eine Grundkonfiguration einer elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung und Grundkonfigurationen von Stromsteuerungsvorrichtungen ähnlich denen in Ausführungsform 2 gebildet werden; und so ist die Leistungsumwandlungsvorrichtung 1b der rotierenden Maschine mit der Vielzahl von dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschinen 102 und 202 verbunden. Die Funktionsweise der Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine 1b in Ausführungsform 3 ist im Grunde gleich oder ähnlich wie die in Ausführungsform 2.
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Eine aus Schaltvorrichtungen bestehende elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 5a besteht aus einer ersten elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung 105 und einer zweiten elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung 205 und ist in der Lage, die Vielzahl von dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschinen 102 und 202 einzeln anzusteuern. Es wird eine Konfiguration angenommen, in der ein erstes Stromsteuerungsmittel 108 eine Phasenspannungsanweisung in die erste elektrische Leistungsumwandlungseinheit 105 ausgibt und ein zweites elektrisches Stromsteuerungsmittel 208 eine Phasenspannungsanweisung in die zweite elektrische Leistungsumwandlungseinheit 205 ausgibt; währenddessen wird eine Konfiguration angenommen, in der eine erste Leistungsumwandlungsstoppeinheit 111 und eine zweite Leistungsumwandlungsstoppeinheit 211 ihre Ausgaben individuell sowohl in die erste elektrische Leistungsumwandlungseinheit 105 als auch in die zweite elektrische Leistungsumwandlungseinheit 205 durchführen.
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Gemäß der Konfiguration von 5 kann bei Betrieb der ersten Leistungsumwandlungsstoppeinheit 111 oder der zweiten Leistungsumwandlungsstoppeinheit 211 die Leistungsumwandlung in die Vielzahl der dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschinen 102 und 202 angehalten werden, so dass es möglich ist, eine Überspannung und/oder einen Überstrom aufgrund einer elektrischen Leistungsasymmetrie zwischen der Gleichstromquelle 3, der Vorrichtung 14, der Vielzahl der dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschinen 102 und 202 und dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5a zu verhindern.
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Ausführungsform 4.
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6 ist eine konzeptionelle Darstellung eines Beispiels, in dem die in 1 dargestellte Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine gemäß der Ausführungsform 1 in einem mit einem Elektromotor betriebenen Fahrzeug implementiert ist. Es sei darauf hingewiesen, dass, wie bei einer anderen Aus führungsform, entweder die in 3 dargestellte Leistungsumwandlungsvorrichtung 1a für eine rotierende Maschine gemäß der Ausführungsform 2 oder die in 5 dargestellte Leistungsumwandlungsvorrichtung 1b für eine rotierende Maschine gemäß der Ausführungsform 3 für ein von einem Elektromotor angetriebenes Fahrzeug verwendet werden kann. Auch in der Ausführungsform 4 führt die Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine die Operationen aus, die denen in den anderen Ausführungsformen gleichwertig oder ähnlich sind.
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Wie in 6 dargestellt, ist die Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine 1 eine Vorrichtung zur Leistungsumwandlung einer rotierenden Maschine, die an einem Kraftfahrzeug 2000 montiert ist, das ein mit einem Elektromotor betriebenes Fahrzeug ist, zum Antrieb der dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine 2 unter Verwendung der elektrischen Leistung der Gleichstromquelle 3 (z.B. einer Hochspannungsbatterie) . Das Kraftfahrzeug 2000 hat ein Endgetriebe 2005, das durch eine Welle mit der dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine 2 verbunden ist, und einen linken Vorderradreifen 2001 und einen rechten Vorderradreifen 2002, die jeweils durch eine weitere Welle mit dem Endgetriebe 2005 verbunden und zur Vorderseite des Kraftfahrzeugs hinmontiert sind. Zusätzlich sind zum Heckdes Kraftfahrzeugs 2000 hin ein linker Hinterradreifen 2003 und ein rechter Hinterradreifen 2004 angeordnet, die jeweils durch eine weitere Welle miteinander verbunden sind.
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In der Ausführungsform 4, in der die Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine in der Ausführungsform 1 auf ein mit einem Elektromotor angetriebenes Fahrzeug angewendet wird, ist es selbst dann, wenn ein einphasiger Abschaltfehler in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 des mit einem Elektromotor angetriebenen Fahrzeugs verursacht wird, so dass eine Anomalie entsprechend dem Anomaliebestimmungsmittel 7 bestimmt wird, möglich, eine Unterstützung der Fahrzeugfahrt durch ein Leistungslaufdrehmoment in einem Drehzahlbereich bereitzustellen, in dem eine elektrische Stromsteuerung durch die Anomaliefallsteuereinheit 10 durchgeführt werden kann, so dass die Betriebsfortführung ermöglicht wird.
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Darüber hinaus wird in einem Fall, in dem ein einphasiger Abschaltfehler in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 eines mit einem Elektromotor betriebenen Fahrzeugs verursacht wird und in dem die Drehzahl niedriger als eine vorgegebene Drehzahl ist, die Anomaliefall-Stromsteuerung 10 verwendet; inzwischen werden abwechselnd die Anomaliefall-Stromsteuerung 10 und die Leistungsumwandlungsstoppschaltung 11 verwendet. Durch die abwechselnde Verwendung der Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10 und der Leistungsumwandlungsstoppeinheit 11 werden Drehmomentschwingungen verursacht, wenn die Anomaliefall-Stromsteuereinheit 10 verwendet wird; eine Zeitspanne, während der die Drehmomentschwingungen verursacht werden, kann jedoch reduziert werden, wodurch ein Gefühl des Unbehagens für einen oder mehrere Fahrzeuginsassen des mit einem Elektromotor betriebenen Fahrzeugs verringert wird.
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Darüber hinaus in einer Ausführungsform, in der die Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine 1a in der in 2 dargestellten Ausführungsform. 3 auf ein mit einem Elektromotor betriebenes Fahrzeug angewendet wird, wenn ein einphasiger Abschaltfehler in dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5 des mit einem Elektromotor betriebenen Fahrzeugs verursacht wird und auch wenn eine Anomalie gemäß dem Anomaliebestimmungsmittel 7 festgestellt wird, wird eine Spannung des elektrischen Leistungsumwandlungsmittels so erhöht, dass seine Spannung höher wird als zu seiner normalen Zeit, wobei eine Drehzahl der dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschine 2 für das elektromotorisch betriebene Fahrzeug ansteigt, so dass es möglich wird, die Bremskraft durch die Erzeugung eines rückspeisefähigen Drehmoments zu verhindern, wenn eine Spannung, in der die dreiphasige rotierende Wechselstrommaschine 2 erzeugt, eine Quellspannung der Gleichstromquelle 3 übersteigen soll, und so die Erzeugung eines anomalen Drehmoments verhindert werden kann.
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Darüber hinaus, in einem Fall von Ausführungsform, in dem die Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine 1b in Ausführungsform 3, dargestellt in 5 an ein mit einem Elektromotor betriebenes Fahrzeug angepasst ist, das elektrische Leistungsumwandlungsmittel 5a des mit einem Elektromotor betriebenen Fahrzeugs die Vielzahl der dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschinen 102 und 202 antreiben kann, so dass es möglich ist, eine Überspannung und/oder einen Überstrom aufgrund einer Unausgewogenheit der elektrischen Leistung zwischen der Gleichstromleistungsquelle 3 in dem mit einem Elektromotor betriebenen Fahrzeug, der darin befindlichen Vorrichtung 14, der Vielzahl der dreiphasigen rotierenden Wechselstrommaschinen 102 und 202 darin und dem elektrischen Leistungsumwandlungsmittel 5a darin zu verhindern.
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In der vorliegenden Anwendung werden verschiedene beispielhafte Ausführungsformen und Implementierungsbeispiele beschrieben; verschiedene Merkmale, Aspekte und Funktionen, die in einer oder einer Vielzahl von Ausführungsformen beschrieben werden, sind jedoch nicht notwendigerweise auf die Anwendungen einer bestimmten Ausführungsform(en) beschränkt, sondern sind in einer Ausführungsform(en) allein oder in verschiedenen Kombinationen anwendbar.
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Es kann daher davon ausgegangen werden, dass unbegrenzt viele Änderungsbeispiele nicht beispielhaft dargestellt werden, ohne dass vom Anwendungsbereich der in der Beschreibung der Erfindung der betreffenden Anwendung offengelegten Technologien abgewichen wird. Zum Beispiel gibt es Fälle, die als ein Fall enthalten sind, in dem mindestens ein Bestandteil modifiziert, hinzugefügt oder eliminiert wird, und ferner einen Fall, in dem mindestens ein Bestandteil extrahiert und dann mit einem oder mehreren Bestandteilen einer anderen Ausführungsform kombiniert wird.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine 1 aus einem Prozessor 1001 und einer Speichervorrichtung 1002 besteht, wie ein Hardware-Beispiel in 7 veranschaulicht wird. Die Speichervorrichtung ist mit einer flüchtigen Vorrichtung aus einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) o.ä. und mit einer nichtflüchtigen Hilfsspeichervorrichtung aus einem Flash-Speicher o.ä. versehen, die in der Abbildung nicht dargestellt sind. Darüber hinaus kann anstelle des Flash-Speichers eine Hilfsspeichervorrichtung einer Festplatte vorgesehen sein. Der Prozessor 1001 führt ein Programm (Programme) aus, das (die) von der Vorrichtung 1002 eingegeben wird (werden) . In diesem Fall wird (werden) das (die) Programm(e) von der Hilfsspeichervorrichtung über die flüchtige Speichervorrichtung in den Prozessor 1001 eingegeben. Darüber hinaus kann der Prozessor 1001 seine Daten eines berechneten Ergebnisses/berechneter Ergebnisse o.ä. in den flüchtigen Speicher der Speichervorrichtung 1002 ausgeben oder die Daten über die flüchtige Vorrichtung in den Hilfsspeicher einspeichern. Dasselbe gilt auch für die Leistungsumwandlungsvorrichtungen für eine rotierende Maschine 1a und 1b.
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[Erläuterung der Ziffern und Symbole]
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Die Zahl „1“ bezeichnet eine Leistungsumwandlungsvorrichtung für eine rotierende Maschine; „4“ ein elektrisches Stromerfassungsmittel; „5“ ein elektrisches Leistungsumwandlungsmittel; „6“ ein Drehzahlberechnungsmittel; „7“ ein Anomaliebestimmungsmittel; „8“ ein elektrisches Stromsteuerungsmittel; „9“ eine Normalfall-Stromsteuereinheit; „10“ eine Anomaliefall-Stromsteuereinheit; „11“ eine Leistungsumwandlungsstoppeinheit; „12“ eine Normalfall/Anomaliefall-Stromsteuereinheit-Auswahlvorrichtung; und „13“ eine Anomaliefall-Stromsteuereinheit/Leistungsumwandlungsstoppeinhe it-Auswahlvorrichtung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2008067429 [0007]
- JP 2008211910 [0007]
