半導體器件和驅(qū)動設備的制造方法
【專利說明】半導體器件和驅(qū)動設備
[0001]相關(guān)申請的交叉應用
[0002]于2014年I月20日提交的日本專利申請2014-007484號的公開的包括說明書、附圖和摘要的全文以引用的方式全部并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種用于電動機控制的半導體器件和一種使用該半導體器件的驅(qū)動設備，更加具體地，涉及一種修復電動機控制功能故障的技術(shù)。本發(fā)明涉及，例如，一種有效應用于發(fā)生故障時要求采用暫時應急方式保持控制的車載產(chǎn)品的技術(shù)，諸如制動器的液壓電動機、電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動機等。
【背景技術(shù)】
[0004]隨著車輛的電子控制以及隨著電動車輛(EV)和混合動力車輛(HEV)的出現(xiàn)，對于車載電動機的控制的功能安全性和操作連續(xù)性的需求不斷增加。尤其是，在將電動機用于車輛的驅(qū)動系統(tǒng)的設備中，對于故障安全性的需求不斷增加，該故障安全性指通過在發(fā)生異常之前發(fā)送通知至控制設備來提前防止故障、以及甚至在發(fā)生異常之后還能使運行繼續(xù)從而使車輛可以移動至修車廠。例如，專利文獻I公開了一種解決故障安全性的技術(shù)。
[0005]在專利文獻I中所描述的技術(shù)建立在具有如下的第一控制單元和第二控制單元的配置的前提下，該第一控制單元基于同步電動機的固定繞組的電流信號和來自旋轉(zhuǎn)角度傳感器的感測輸出、來執(zhí)行對用于行駛驅(qū)動的同步電動機的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制和再生控制，該第二控制單元基于同步發(fā)電機的固定繞組的電流信號和來自同步發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的感測輸出來執(zhí)行對同步發(fā)電機的發(fā)電控制，并且在其中一個單元中的故障是由另一個單元修復的。由于由控制了同步電動機的第一控制單元所執(zhí)行的控制和由控制了同步發(fā)電機的第二控制單元所執(zhí)行的控制本質(zhì)上同等，所以其中一個單元可以取代另一個單元的一部分或所有。例如，即使由于在用于控制同步電動機的控制電路中存在故障從而變得不可能對同步電動機進行控
[0006]制，也可以通過使用控制了同步發(fā)電機的控制電路的一部分或所有采用暫時應急方式(temporal emergency manner)來維持對同步電動機的驅(qū)動控制。
[0007]相關(guān)文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開2011-234517號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]專利文獻I的技術(shù)建立在使用了需要基本上相同的控制的兩種控制單元的前提下，該相同控制諸如是電動機的驅(qū)動和再生控制以及發(fā)電機的發(fā)電控制。即，通過設置彼此靠近的用于電動機控制的微型計算機和用于發(fā)電機控制的微型計算機，當在對同步電動機執(zhí)行驅(qū)動控制的微型計算機的一部分中檢測到引起不穩(wěn)定狀態(tài)的故障時，與在驅(qū)動控制中引起不穩(wěn)定狀態(tài)的故障有關(guān)的控制被用于發(fā)電機控制的微型計算機取代。因此，在不與發(fā)電機配對的驅(qū)動系統(tǒng)(諸如，制動器的液壓電動機或者電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的驅(qū)動電動機)的控制系統(tǒng)中的故障，不可以通過與用于行駛驅(qū)動系統(tǒng)的方法相同的方法被修復。簡而言之，專利文獻I的技術(shù)不可以應用于將不與同步發(fā)電機配對的單個同步電動機用作驅(qū)動源的驅(qū)動系統(tǒng)。
[0011]上述以及其他主題和新穎特點將通過說明書和附圖的說明而變得顯而易見。
[0012]下文將對在本申請中公開的具有代表性的其中一個實施例的概要進行簡要描述。
[0013]除了接收從同步電動機的旋轉(zhuǎn)角度傳感器輸出的模擬感測信號并且將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字角度數(shù)據(jù)的模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器之外，還提供了接收由模數(shù)轉(zhuǎn)換器生成的數(shù)字數(shù)據(jù)并且將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字角度數(shù)據(jù)的數(shù)字角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。在模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器發(fā)生故障的情況下，用于對生成同步電動機的電動機驅(qū)動控制信號的驅(qū)動電路進行控制的數(shù)字旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)，被從由模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器生成的數(shù)據(jù)，切換為將模擬感測信號由模數(shù)轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換所得到的結(jié)果數(shù)據(jù)由數(shù)字角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換所生成的數(shù)據(jù)。
[0014]下文將對通過在本申請中公開的具有代表性的其中一個實施例所獲得的效果進行簡要描述。
[0015]在將不與同步發(fā)電機配對的單個同步電動機用作驅(qū)動源的驅(qū)動系統(tǒng)中，即使當用于檢測同步電動機的旋轉(zhuǎn)角度的模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器發(fā)生故障時，也可以采用暫時應急方式繼續(xù)驅(qū)動同步電動機。
【附圖說明】
[0016]圖1是根據(jù)第一實施例的驅(qū)動設備的框圖。
[0017]圖2是圖示了在圖1的驅(qū)動設備中的半導體器件的具體示例的框圖。
[0018]圖3是示意性地圖示了由驅(qū)動設備對同步電動機進行驅(qū)動控制的細節(jié)的流程圖。
[0019]圖4是根據(jù)第二實施例的驅(qū)動設備的框圖。
[0020]圖5是根據(jù)第三實施例的驅(qū)動設備的框圖。
【具體實施方式】
[0021]1.實施例的概要
[0022]首先，將對在本申請中公開的實施例的概要進行描述。在附圖中的附圖標記，在對具有代表性的實施例的概要的說明中在括號中被引用，該附圖標記僅僅圖示了被包括在附圖標記所標識的部件的概念中的本質(zhì)。
[0023][I]由數(shù)字角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器來修復在模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中的故障
[0024]半導體器件(4)包括:驅(qū)動電路(14)，其為生成用于同步電動機⑴的電動機驅(qū)動控制信號(U、V、W、UB、VB、WB);模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(10)，其接收從同步電動機的旋轉(zhuǎn)角度傳感器(2)輸出的模擬感測信號(APFB)并且將模擬感測信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字角度數(shù)據(jù)(RDSl);模數(shù)轉(zhuǎn)換器(12)，其將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；數(shù)字角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(11)，其接收由模數(shù)轉(zhuǎn)換器生成的數(shù)字數(shù)據(jù)并且將數(shù)字數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字角度數(shù)據(jù)(RDS2);以及控制電路(13)，其基于數(shù)字角度數(shù)據(jù)、根據(jù)驅(qū)動指令，使驅(qū)動電路生成電動機驅(qū)動控制信號。響應于在模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中的故障，控制電路進一步執(zhí)行控制，該控制將用于控制驅(qū)動電路的數(shù)字旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)，從由模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器生成的數(shù)據(jù)，切換為將模擬感測信號由模數(shù)轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換所得到的結(jié)果數(shù)據(jù)由數(shù)字角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換所生成的數(shù)據(jù)。
[0025]利用該配置，即使在將不與同步發(fā)電機配對的單個同步電動機用作驅(qū)動源的系統(tǒng)中、用于檢測同步電動機的旋轉(zhuǎn)角度的模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器發(fā)生了故障，也可以使用數(shù)字角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器采用暫時應急方式繼續(xù)驅(qū)動同步電動機。對于模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，針對由于電源噪聲引起的轉(zhuǎn)換精度降低的應對方法，通過使用專用的模擬電源端子來執(zhí)行。在使用多個模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的情況下，用于確保由于電源噪聲的影響而降低的轉(zhuǎn)換精度的模擬電源端子必須分開設置。在上面所描述的半導體器件中，未使用多個模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。因此，不必新設置模擬電源端子，并且不會增加可以在半導體器件中使用的端子的數(shù)量。由于附加電路為數(shù)字電路，所以與使用模擬電路的情況相比，獲得了通過改進工藝而帶來的電路面積減少和功率降低的有益效果，并且可以使得由于電路的附加造成的電路規(guī)模的增加最小化。
[0026][2]模擬感測信號的外部輸入端子被個別地提供給模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器
[0027]在權(quán)利要求[I]中，半導體器件具有:外部端子(Pl)，其從半導體器件的外部接收向模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器提供的模擬感測信號；以及外部端子(P2)，其從半導體器件的外部接收向模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的模擬感測信號。
[0028]利用該配置，可以在半導體器件外部執(zhí)行向模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器或者經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器向數(shù)字角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器提供模擬感測信號的操作。在執(zhí)行輸入選擇的電路設置在半導體器件中的情況下，如果電路發(fā)生故障，那么采用暫時應急方式進行驅(qū)動是不可能的。
[0029][3]將在模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中的故障通知至外部
[0030]在權(quán)利要求[2]中，控制電路執(zhí)行對將模擬角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的故障通知給半導