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▶ リヴィアン アイピー ホールディングス，エルエルシーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-29
(45)【発行日】2024-12-09
(54)【発明の名称】電気車両用の駆動ユニット
(51)【国際特許分類】
B60L 9/18 20060101AFI20241202BHJP
B60L 15/20 20060101ALI20241202BHJP
B60K 1/02 20060101ALI20241202BHJP
B60K 1/04 20190101ALI20241202BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20241202BHJP
【ＦＩ】
B60L9/18 P
B60L15/20 S
B60K1/02
B60K1/04 Z
H02M7/48 E
【請求項の数】
20
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022014534
(22)【出願日】2022-02-01
(65)【公開番号】P2023020844
(43)【公開日】2023-02-09
【審査請求日】2022-02-07
(31)【優先権主張番号】17/388,988
(32)【優先日】2021-07-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】520490406
【氏名又は名称】リヴィアン アイピー ホールディングス，エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100092783
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100103182
【弁理士】
【氏名又は名称】日野 真美
(72)【発明者】
【氏名】ヨン ドゥ
(72)【発明者】
【氏名】スティーブン イー． シュルツ
(72)【発明者】
【氏名】シルバ ハイチ
(72)【発明者】
【氏名】ヘンリー フアン
【審査官】清水 康
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１７１０６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０４４８９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０４８９８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２１／００９４４２５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０２０－１２７２８５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｌ １／００ － ３／１２
Ｂ６０Ｌ ７／００ － １３／００
Ｂ６０Ｌ １５／００ － ５８／４０
Ｂ６０Ｋ １／００ － １／０４
Ｈ０２Ｍ ７／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気車両用の駆動ユニットであって、前記駆動ユニットが、第１の電気モータと、
前記第１の電気モータに機械的に結合可能である第１の車軸と、
第２の電気モータと、
前記第２の電気モータに機械的に結合可能である第２の車軸と、
高電圧直流電流（ＤＣ）電力源に電気的に結合可能であるデュアル電力インバータモジュールとを備え、
前記デュアル電力インバータモジュールが、
前記高電圧ＤＣ電力を３相の高電圧交流電流（ＡＣ）電力に変換するように構成されており、かつ前記３相の高電圧ＡＣ電力を前記第１の電気モータに提供するように電気的に結合可能である、第１のインバータと、
前記高電圧ＤＣ電力を３相の高電圧ＡＣ電力に変換するように構成されており、かつ前記３相の高電圧ＡＣ電力を前記第２の電気モータに提供するように電気的に結合可能である、第２のインバータと、
前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの両方を制御するように構成された１つの共通コントローラと、
を含み、
前記第１のインバータ又は前記第２のインバータのいずれかに関連付けられた故障によって、前記共通コントローラが、前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの両方に同じ故障アクションの適用をもたらし、前記第１の車軸及び前記第２の車軸の両方へのトルクを均等化し、
前記同じ故障アクションは、（ｉ）前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの３端子半導体デバイスのすべてを、前記第１の電気モータ及び／又は前記第２の電気モータの閾値速度より下で開放することと、（ｉｉ）前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの上部バンク又は下部バンクのいずれかの３端子半導体デバイスを前記閾値速度より上で短絡させることとを含む、電気車両用の駆動ユニット。
【請求項2】
前記第１の電気モータと前記第１の車軸との間に機械的に結合された第１のセットの歯車と、前記第２の電気モータと前記第２の車軸との間に機械的に結合された第２のセットの歯車と、を更に備える、請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項3】
前記第１の車軸及び前記第２の車軸が、第１及び第２の車輪に固定的に結合可能である、請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項4】
前記第１の車軸及び前記第２の車軸が、第１及び第２の車輪に取り外し可能に結合可能である、請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項5】
前記第１の電気モータが、第１の電圧定格及び第１の電流定格を有し、前記第２の電気モータが、前記第１の電圧定格と同じである第２の電圧定格及び前記第１の電流定格と同じである第２の電流定格を有する、請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項6】
前記第１の電気モータ及び前記第２の電気モータが、同期電気モータを含む、請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項7】
前記同期電気モータが、永久磁石電気モータを含む、請求項６に記載の駆動ユニット。
【請求項8】
前記第１のインバータ及び前記第２のインバータが、同じ電圧及び電流出力定格を有する、請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項9】
電気車両用の駆動ユニットであって、前記駆動ユニットが、第１の同期電気モータと、
前記第１の同期電気モータに機械的に結合可能である第１の車軸と、
第２の同期電気モータと、
前記第２の同期電気モータに機械的に結合可能である第２の車軸と、
前記第１の同期電気モータと前記第１の車軸との間に機械的に結合された第１のセットの歯車と、
前記第２の同期電気モータと前記第２の車軸との間に機械的に結合された第２のセットの歯車と、
高電圧直流電流（ＤＣ）電力源に電気的に結合可能であるデュアル電力インバータモジュールとを備え、
前記デュアル電力インバータモジュールが、
前記高電圧ＤＣ電力を３相の高電圧交流電流（ＡＣ）電力に変換するように構成されており、かつ前記３相の高電圧ＡＣ電力を前記第１の同期電気モータに提供するように電気的に結合可能である、第１のインバータと、
前記高電圧ＤＣ電力を３相の高電圧ＡＣ電力に変換するように構成されており、かつ前記３相の高電圧ＡＣ電力を前記第２の同期電気モータに提供するように電気的に結合可能である、第２のインバータと、
前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの両方を制御するように構成された１つの共通コントローラと、
を含み、
前記第１のインバータ又は前記第２のインバータのいずれかに関連付けられた故障によって、前記共通コントローラが、前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの両方に同じ故障アクションの適用をもたらし、前記第１の車軸及び前記第２の車軸の両方へのトルクを均等化し、
前記同じ故障アクションは、（ｉ）前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの３端子半導体デバイスのすべてを、前記第１の同期電気モータ及び／又は前記第２の同期電気モータの閾値速度より下で開放することと、（ｉｉ）前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの上部バンク又は下部バンクのいずれかの３端子半導体デバイスを前記閾値速度より上で短絡させることとを含む、電気車両用の駆動ユニット。
【請求項10】
前記第１の車軸及び前記第２の車軸が、第１及び第２の車輪に固定的に結合可能である、請求項９に記載の駆動ユニット。
【請求項11】
前記第１の車軸及び前記第２の車軸が、第１及び第２の車輪に取り外し可能に結合可能である、請求項９に記載の駆動ユニット。
【請求項12】
前記第１の同期電気モータ及び前記第２の同期電気モータが、同じ電圧及び電流定格を有する、請求項１０に記載の駆動ユニット。
【請求項13】
前記同期電気モータが、永久磁石電気モータを含む、請求項９に記載の駆動ユニット。
【請求項14】
前記第１のインバータ及び前記第２のインバータが、同じ電圧及び電流出力定格を有する、請求項９に記載の駆動ユニット。
【請求項15】
電気車両であって、車両本体と、
前記車両本体内に配設された高電圧直流電流（ＤＣ）電気バッテリと、
少なくとも１つの駆動ユニットとを備え、
前記少なくとも１つの駆動ユニットが、
第１の電気モータと、
前記第１の電気モータに機械的に結合可能である第１の車軸と、
第２の電気モータと、
前記第２の電気モータに機械的に結合可能である第２の車軸と、
高電圧の直流電流（ＤＣ）電力源に電気的に結合可能であるデュアル電力インバータモジュールとを含み、
前記デュアル電力インバータモジュールが、
前記高電圧ＤＣ電力を３相の高電圧交流電流（ＡＣ）電力に変換するように構成されており、かつ前記３相の高電圧ＡＣ電力を前記第１の電気モータに提供するように電気的に結合可能である、第１のインバータと、
前記高電圧ＤＣ電力を３相の高電圧ＡＣ電力に変換するように構成されており、かつ前記３相の高電圧ＡＣ電力を前記第２の電気モータに提供するように電気的に結合可能である、第２のインバータと、
前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの両方を制御するように構成された１つの共通コントローラと、
を含み、
前記第１のインバータ又は前記第２のインバータのいずれかに関連付けられた故障によって、前記共通コントローラが、前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの両方に同じ故障アクションの適用をもたらし、前記第１の車軸及び前記第２の車軸の両方へのトルクを均等化し、
前記同じ故障アクションは、（ｉ）前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの３端子半導体デバイスのすべてを、前記第１の電気モータ及び／又は前記第２の電気モータの閾値速度より下で開放することと、（ｉｉ）前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの上部バンク又は下部バンクのいずれかの３端子半導体デバイスを前記閾値速度より上で短絡させることとを含む、電気車両。
【請求項16】
前記第１の電気モータと前記第１の車軸との間に機械的に結合された第１のセットの歯車と、前記第２の電気モータと前記第２の車軸との間に機械的に結合された第２のセットの歯車と、を更に備える、請求項１５に記載の電気車両。
【請求項17】
前記少なくとも１つの駆動ユニットが、左及び右前車輪から選択された車輪に結合可能である駆動ユニットを含む、請求項１５に記載の電気車両。
【請求項18】
前記少なくとも１つの駆動ユニットが、左及び右前車輪に結合可能である第１の駆動ユニットと、
左及び右後車輪に結合可能である第２の駆動ユニットと、を含む、請求項１５に記載の電気車両。
【請求項19】
前記第１の車軸及び前記第２の車軸から選択された少なくとも１つの車軸が、関連付けられた車輪に固定的に結合可能である、請求項１５に記載の電気車両。
【請求項20】
前記第１の車軸及び前記第２の車軸から選択された少なくとも１つの車軸が、関連付けられた車輪に取り外し可能に結合可能である、請求項１５に記載の電気車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電気車両の駆動ユニット用のインバータに関する。駆動ユニット当たり２つの電気モータを備えた従来の電気車両は、２つのインバータ（モータ当たり１つのインバータ）を有し、各インバータは、それ自体のインバータコントローラによって制御される。各インバータ用に別個のインバータコントローラの使用は、重量を追加し、エネルギー消費を増加させ、それによって、車両走行距離の低減をもたらす。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0002】
様々な開示された実施形態は、電気車両用の例示的な駆動ユニット及び電気車両を含む。
【0003】
例示的な実施形態では、電気車両用の駆動ユニットは、第１の電気モータと、第１の電気モータに機械的に結合可能である第１の車軸と、第２の電気モータと、第２の電気モータに機械的に結合可能である第２の車軸と、高電圧直流電流（direct current、ＤＣ）電力源に電気的に結合可能であるデュアル電力インバータモジュールと、を含む。デュアル電力インバータモジュールは、高電圧ＤＣ電力を３相の高電圧交流電流（alternating current、ＡＣ）電力に変換するように構成されており、かつ３相の高電圧ＡＣ電力を第１の電気モータに提供するように電気的に結合可能である、第１のインバータと、高電圧ＤＣ電力を３相の高電圧ＡＣ電力に変換するように構成されており、かつ３相の高電圧ＡＣ電力を第２の電気モータに提供するように電気的に結合可能である、第２のインバータと、第１のインバータ及び第２のインバータを制御するように構成された共通コントローラと、を含む。
【0004】
別の例示的な実施形態では、電気車両用の駆動ユニットは、第１の同期電気モータと、第１の同期電気モータに機械的に結合可能である第１の車軸と、第２の同期電気モータと、第２の同期電気モータに機械的に結合可能である第２の車軸と、第１の同期電気モータと第１の車軸との間に機械的に結合された第１のセットの歯車と、第２の同期電気モータと第２の車軸との間に機械的に結合された第２のセットの歯車と、高電圧直流電流（ＤＣ）電力源に電気的に結合可能であるデュアル電力インバータモジュールと、を含む。デュアル電力インバータモジュールは、高電圧ＤＣ電力を３相の高電圧交流電流（ＡＣ）電力に変換するように構成されており、かつ３相の高電圧ＡＣ電力を第１の同期電気モータに提供するように電気的に結合可能である、第１のインバータと、高電圧ＤＣ電力を３相の高電圧ＡＣ電力に変換するように構成されており、かつ３相の高電圧ＡＣ電力を第２の同期電気モータに提供するように電気的に結合可能である、第２のインバータと、第１のインバータ及び第２のインバータを制御するように構成された共通コントローラと、を含む。
【0005】
別の例示的な実施形態では、電気車両は、車両本体と、車両本体内に配設された高電圧直流電流（ＤＣ）電気バッテリと、少なくとも１つの駆動ユニットと、を含む。少なくとも１つの駆動ユニットは、第１の電気モータと、第１の電気モータに機械的に結合可能である第１の車軸と、第２の電気モータと、第２の電気モータに機械的に結合可能である第２の車軸と、高電圧の直流電流（ＤＣ）電力源に電気的に結合可能であるデュアル電力インバータモジュールと、を含む。デュアル電力インバータモジュールは、高電圧ＤＣ電力を３相の高電圧交流電流（ＡＣ）電力に変換するように構成されており、かつ３相の高電圧ＡＣ電力を第１の電気モータに提供するように電気的に結合可能である、第１のインバータと、高電圧ＤＣ電力を３相の高電圧ＡＣ電力に変換するように構成されており、かつ３相の高電圧ＡＣ電力を第２の電気モータに提供するように電気的に結合可能である、第２のインバータと、第１のインバータ及び第２のインバータを制御するように構成された共通コントローラと、を含む。
【0006】
前述の概要は、単なる例示であり、決して限定することを意図するものではない。上述の例示的な態様、実施形態、及び特徴に加えて、更なる態様、実施形態、及び特徴が、図面及び以下の詳細な説明を参照することによって明らかになるであろう。
例示的な実施形態は、図面の参照図に例示されている。本明細書に開示される実施形態及び図は、限定的ではなく例示的であるとみなされるべきであることが意図されている。
例示的な実施形態は、図面の参照図に例示されている。本明細書に開示される実施形態及び図は、限定的ではなく例示的であるとみなされるべきであることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1A】少なくとも１つの駆動ユニットを備える例示的な電気車両の概略図である。
【図2E】別の例示的な駆動ユニットの斜視図である。
【図3A】共通制御を備えた例示的なデュアルインバータの部分的概略形態のブロック図である。
【図3B】共通制御を備えた例示的なデュアルインバータの斜視図である。
【図4A】共通ＤＣリンクコンデンサを備えた例示的なデュアルインバータの簡略化された概略図である。
【図4B】キャンセルなしのリップル波形のグラフである。
【図4C】キャンセルなしのリップル波形のグラフである。
【図4D】パルス幅変調クロックを同期させるための例示的な方法のフロー図である。
【図4E】キャンセルを伴う例示的なリップル波形のグラフである。
【図4F】キャンセルを伴う例示的なリップル波形のグラフである。
【図4G】ルックアップテーブルを示す。
【図5A】いずれかのインバータに関連付けられた検出された故障に応答して、駆動ユニットの両方のインバータを安全状態に置くように構成された例示的な構成要素のブロック図である。
【図5B】トルク対速度のグラフである。
【図5D】３端子電力半導体デバイスの開放上部及び下部バンクの簡略化された概略図である。
【図5E】３端子電力半導体デバイスの短絡下部バンクの簡略化された概略図である。
【図5F】３端子電力半導体デバイスの短絡上部バンクの簡略化された概略図である。
【図5G】いずれかのインバータに関連付けられた検出された故障に応答して、駆動ユニットの両方のインバータを安全状態に置く例示的な方法のフロー図である。
【図6A】低電圧ＤＣ電力の損失を検出するための例示的な回路の概略図である。
【図6B】低電圧ＤＣ電力を提供するための例示的なバックアップ回路の詳細の部分的概略形態のブロック図である。
【図6C】低電圧ＤＣ電力の損失に応答して、駆動ユニットの両方のインバータを安全状態に置く方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
様々な図面における同様の参照記号は、概して、同様の要素を示す。
【0009】
以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照する。図面において、同様の記号は、文脈が他に指示しない限り、典型的には同様の構成要素を同定する。詳細な説明、図面、及び特許請求の範囲に記載されている例示的な実施形態は、限定することを意味するものではない。本明細書に提示される主題の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、他の変更を行うことができる。
【0010】
様々な開示された実施形態は、例示的なデュアル電力インバータモジュール、電気車両、及び方法を含む。
【0011】
ここで図１Ａ及び図１Ｂを参照し、概要として与えられるように、様々な実施形態では、電気車両１０は、車両本体１２を含む。高電圧直流電流（ＤＣ）電気バッテリ１４は、車両本体１２内に配設されている。（左及び右）前車輪１６（左前車輪１６のみが示されている）、並びに（左及び右）後車輪１８（左後車輪１８のみが示されている）は回転するように構成されている。少なくとも１つの駆動ユニット２０が、前車輪１６又は後車輪１８を回転させるように機械的に結合可能である（いくつかの実施形態では、１つの駆動ユニット２０が、前車輪１６を回転させるように機械的に結合可能であり得、別の駆動ユニット２０が、後車輪１８を回転させるように機械的に結合可能であり得る）。各駆動ユニット２０は、バッテリ１４から高電圧ＤＣ電力を受容するように電気的に接続可能である。各駆動ユニット２０は、関連する車輪１６又は１８を回転させるように機械的に結合可能である車軸２２Ａ及び２２Ｂと、その関連する車軸２２Ａ及び２２Ｂをそれぞれ回転させるように機械的に結合可能な電気モータ２４Ａ及び２４Ｂと、を含む。以下で説明するように、各駆動ユニット２０はまた、バッテリ１４から高電圧ＤＣ電力を受容するように電気的に接続可能であるデュアル電力インバータモジュール２６を含む。デュアル電力インバータモジュール２６は、高電圧ＤＣ電力から３相高電圧交流電流（ＡＣ）電力を作り出し、関連する電気モータに３相高電圧ＡＣ電力を提供するように構成された２つのインバータ（図示せず）を含む。共通コントローラ（図示せず）が、デュアル電力インバータモジュール２６内のインバータの両方を制御するように構成されている。
【0012】
簡潔にするために、例示的な詳細は、モータ車両の文脈における非限定的な例として以下に記載されている。しかしながら、車両１０は、限定することなく、所望に応じていかなるものであれ、任意のタイプの車両であり得ることが理解されよう。非限定的な例として挙げると、様々な実施形態では、車両１０は、電気車両（すなわち、全電気駆動式車両）又はハイブリッド車両であり得る。例えば、非限定的な例として挙げると、様々な実施形態では、車両１０は、限定しないが、自動車、トラック、スポーツユーティリティ車両（sport utility vehicle、ＳＵＶ）、バン、全地形用車両（all-terrain vehicle、ＡＴＶ）、オートバイ、電動自転車、トラクタ、限定しないが乗用芝刈り機などの芝刈り機、スノーモービル、などのような、車輪及び／又はトラックによって駆動されるモータ車両を含み得る。更なる非限定的な例として挙げると、様々な実施形態では、車両１０は、限定しないが、ボート、船、潜水艦、潜水艇、自律型水中車両（autonomous underwater vehicle、ＡＵＶ）などのような、船舶を含み得る。更なる非限定的な例として挙げると、様々な実施形態では、車両１０は、限定しないが、固定翼航空機、回転翼航空機、及び軽（lighter-than-air、ＬＴＡ）航空機などの航空機を含み得る。
【0013】
また、簡潔にするために、駆動ユニット２０に関する例示的な詳細は、モータ車両の文脈において記載されている。車両１０は、モータ車両の例示的な例に限定されないため、駆動ユニット２０もまた、モータ車両への適用性に限定されないことが理解されよう。そのために、様々な実施形態では、駆動ユニット２０のモータ（又は複数のモータ）は、車両１０を駆動するように構成されている。すなわち、様々な実施形態では、駆動ユニット２０の電気モータ（又は複数のモータ）は、限定しないが、車輪若しくは複数の車輪、トラック若しくは複数のトラック、プロペラ若しくは複数のプロペラ、プロパルサ若しくは複数のプロパルサ、ロータ若しくは複数のロータなどのような、車両１０に関連付けられた任意の推進装置を駆動する任意の駆動部材を駆動し得る。
【0014】
例えば、モータ車両におけるいくつかの実施形態では、１つの駆動ユニット２０が、１つの車輪又はトラックを駆動する車軸又はチェーンリングなどの１つの駆動部材を駆動するように構成された１つのモータを含み得、モータ車両におけるいくつかの他の実施形態では、１つの駆動ユニット２０が、２つの車輪又は２つのトラックを回転させる車軸を駆動するように構成された１つのモータを含み得、モータ車両におけるいくつかの他の実施形態では、１つの駆動ユニット２０が、１つの車輪又は１つのトラックを回転させる車軸を駆動するように構成された１つのモータと別の車輪又は別のトラックを回転させる別の車軸を駆動するように構成された別のモータとを含み得る。
【0015】
同様に、船舶におけるいくつかの実施形態では、１つの駆動ユニット２０が、１つのプロペラ又はプロパルサを駆動するように構成された１つのモータを含み得、船舶におけるいくつかの他の実施形態では、１つの駆動ユニット２０が、２つのプロペラ又は２つのプロパルサを回転させるシャフトを駆動するように構成された１つのモータを含み得、船舶におけるいくつかの他の実施形態では、１つの駆動ユニット２０が、１つのプロペラ又はプロパルサを回転させるシャフトを駆動するように構成された１つのモータと、別のプロペラ又はプロパルサを回転させる別のシャフトを駆動するように構成された別のモータと、を含み得る。
【0016】
同様に、航空機におけるいくつかの実施形態では、１つの駆動ユニット２０が、１つのプロペラ又はロータを駆動するように構成された１つのモータを含み得、航空機におけるいくつかの他の実施形態では、１つの駆動ユニット２０が、２つのプロペラ又は２つのロータを回転させるシャフトを駆動するように構成された１つのモータを含み得、航空機におけるいくつかの他の実施形態では、１つの駆動ユニット２０が、１つのプロペラ又はロータを回転させるシャフトを駆動するように構成された１つのモータと、別のプロペラ又はロータを回転させる別のシャフトを駆動するように構成された別のモータと、を含み得る。
【0017】
ここで、概要が説明されたので、例示的な詳細を、限定ではなく例示としてのみ与えられる例で説明する。
【0018】
上述のように、少なくとも１つの駆動ユニット２０は、前車輪１６又は後車輪１８を回転させるように機械的に結合可能である（いくつかの実施形態では、１つの駆動ユニット２０は、前車輪１６を回転させるように機械的に結合可能であり得、別の駆動ユニット２０は、後車輪１８を回転させるように機械的に結合可能であり得る）。また上述したように、各駆動ユニット２０は、関連する車輪１６又は１８を回転させるように機械的に結合可能である車軸２２Ａ及び２２Ｂと、その関連する車軸２２Ａ及び２２Ｂをそれぞれ回転させるように機械的に結合可能である電気モータ２４Ａ及び２４Ｂと、を含む。
【0019】
加えて図２Ａ～図２Ｅを参照すると、様々な実施形態では、各電気モータ２４Ａ及び２４Ｂは、それぞれ、歯車２８Ａ及び２８Ｂのセットを介して、それぞれ、その関連する車軸２２Ａ及び２２Ｂを回転させるように機械的に結合可能である。歯車２８Ａ及び２８Ｂの各セットは、それぞれ、その関連する電気モータ２４Ａ又は２４Ｂから、それぞれ、その関連する車軸２２Ａ又は２２Ｂに、かつ、最終的に、関連する車輪１６又は１８に速度及びトルク変換を提供するように構成されている。
【0020】
図２Ｄに示されるように、シャフト２１Ａは、その電気モータ２４Ａのその関連する回転子２７によって回転されるように構成されており、シャフト２１Ｂは、その電気モータ２４Ｂのその関連する回転子２７によって回転されるように構成されている。シャフト２１Ａ及び２１Ｂは、フレーム１９上に配設された軸受（図示せず）内に支持及び拘束される。歯車２８Ａのセットは、フレーム１９内に配設されており、車軸２２Ａに回転可能に係合するように構成されており、歯車２８Ｂのセットは、フレーム１９内に配設されており、車軸２２Ｂに回転可能に係合するように構成されている。電気モータ２４Ａは、歯車２８Ａのセットと回転可能に係合するように構成されており、電気モータ２４Ｂは、歯車２８Ｂのセットに回転可能に係合するように構成されている。
【0021】
様々な実施形態では、歯車２８Ａ及び２８Ｂのセットの各々は、その関連する電気モータ２４Ａ又は２４Ｂからその関連する車軸２２Ａ又は２２Ｂに、最終的には関連する車輪１６又は１８に速度及びトルク変換を提供するように構成されている。例えば、限定するものではなく例示としてのみ与えられ、様々な実施形態では、歯車２８Ｃは、その関連するシャフト２１Ａ又は２１Ｂによって回転されるように構成されている。歯車２８Ｄは、シャフト（明確にするために図示せず）に取り付けられており、歯車２８Ｃによって噛合するように構成されている。歯車２８Ｅもまた、シャフトに取り付けられている（明確にするために図示せず）。歯車２８Ｆは、車軸２２Ａ又は２２Ｂに取り付けられ、歯車２８Ｅによって噛合するように構成されている。様々な実施形態では、歯車２８Ａ及び２８Ｂのセットは、所望の速度及びトルク変換を達成するために特定の用途に所望されるように選択された歯車比を有する任意の数の好適な歯車（限定されないが、遊星歯車など）を含み得ることが理解されよう。電気車両で使用するための歯車は、当該技術分野で周知であることが理解されよう。したがって、それらの構成及び動作の更なる説明は、開示された主題の理解には必要ではない。
【0022】
いくつかの実施形態では、車軸２２Ａ及び２２Ｂは、それらの関連する車輪１６又は１８に固定的に結合可能であり得る。例えば、限定するものではないが、いくつかのそのような実施形態では、前車輪１６は、それらの関連する車軸２２Ａ及び２２Ｂに固定的に結合可能であり得る。そのような固定結合は、機械的複雑さの低減に寄与するのに役立ち得、前車輪１６が操縦可能であり続ける（車両１０が、前車輪１６及び後車輪１８が路面に係合して牽引されているときなど（すなわち、平坦な牽引））ことを可能にするのに寄与するのに役立ち得ることが理解されよう。
【0023】
いくつかの他の実施形態では、車軸２２Ａ及び２２Ｂは、それらの関連する車輪１６又は１８に取り外し可能に結合可能であり得る。例えば、限定するものではないが、いくつかのそのような実施形態では、後車輪１８は、それらの関連する車軸２２Ａ及び２２Ｂに取り外し可能に結合可能であり得る。後車輪１８のそのような取り外し可能な結合は、牽引中のブレーキトルクの発生及び／又は制御されていない発電を回避するのに寄与するのに役立ち得ることが理解されよう。
【0024】
各駆動ユニット２０は、左及び右前車輪１６又は左及び右後車輪１８のいずれかを駆動することが理解されよう。したがって、所与の駆動ユニット２０の電気モータ２４Ａ及び２４Ｂの両方は、同じ又は同様の範囲の速度及びトルク要求を経験し得る。速度及びトルク要求のそのような範囲をサービスするために、様々な実施形態では、所与の駆動ユニット２０の電気モータ２４Ａ及び２４Ｂの両方は、同じ電圧及び電流定格を有し得る。例えば、様々な実施形態（高電圧システムなど）では、電圧定格は、ライン間で約３００Ｖｒｍｓ～約６００Ｖｒｍｓの範囲であり得、電流定格は、約３００Ａｒｍｓ～約９００Ａｒｍｓの範囲であり得る。例示としてのみ非限定的な例として考慮すると、例示的な電圧定格は３１２Ｖｒｍｓであり得、例示的な電流定格は５５０Ａｒｍｓであり得る（４００ＶＤＣシステムに基づいて）。しかしながら、電気モータ２４Ａ及び２４Ｂは、特定の用途に対して所望されるように、任意の電圧定格及び任意の電流定格を有し得ることが理解されよう。
【0025】
様々な実施形態では、電気モータ２４Ａ及び２４Ｂは、所望されるように任意の好適なタイプの電気モータであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、電気モータ２４Ａ及び２４Ｂは、同期電気モータを含み得る。いくつかのそのような実施形態では、同期電気モータは、限定されないが、永久磁石電気モータなどを含み得る。いくつかの他の実施形態では、電気モータ２４Ａ及び２４Ｂは、限定されないが、多相ＡＣ誘導モータなどの非同期モータ（又は誘導モータ）を含み得る。
【0026】
上述のように、様々な実施形態では、各駆動ユニット２０は、左及び右前車輪１６又は左及び右後車輪１８のいずれかを駆動し、したがって、所与の駆動ユニット２０の電気モータ２４Ａ及び２４Ｂの両方は、同じ又は同様の範囲の速度及びトルク要求を経験し得る。したがって、様々な実施形態では、所与の駆動ユニット２０の両方のインバータは、同じ電圧出力定格及び同じ電流出力定格を有し得る。限定ではなく例示としてのみ考慮すると、様々な実施形態では、所与の駆動ユニット２０の両方のインバータは、３１２Ｖｒｍｓの電圧出力定格及び５５０Ａｒｍｓの電流出力定格を有し得る（４００ＶＤＣ入力に基づく）。しかしながら、所与の駆動ユニット２０のインバータは、特定の用途に対して所望されるような任意の電圧出力定格及び任意の電流出力定格を有し得ることが理解されよう。
【0027】
様々な実施形態では、デュアル電力インバータモジュール２６は、特定の用途に対して所望されるような任意の好適な様態でフレーム１９と物理的に関連付けられ得ることが理解されよう。例えば、限定するものではないが、いくつかの実施形態では、図２Ａ～図２Ｃに示されるように、デュアル電力インバータモジュール２６は、密封容器内のモジュールであり得、フレームの外部のフレーム１９上に物理的に配設され得る。別の例として、限定するものではないが、図２Ｅに示されるように、いくつかの他の実施形態では、デュアル電力インバータモジュール２６は、フレーム１９と一体的に取り付けられ得る。いくつかのそのような実施形態では、ハウジング２９は、その中に画定された開放面（図示せず）を有する。インバータ回路（以下で考察される）は、ハウジング２９内に配設されている。そのような実施形態では、ハウジング２９の開放面は、フレーム１９の開口部（図示せず）に嵌合される。そのような他の実施形態は、出願人によって譲渡され、出願された「ＩＮＶＥＲＴＥＲ ＭＯＤＵＬＥ ＩＮＴＥＧＲＡＴＡＢＬＹ ＭＯＵＮＴＡＢＬＥ ＷＩＴＨ ＤＲＩＶＥ ＵＮＩＴ ＯＦ ＶＥＨＩＣＬＥ」と題する、２０２１年４月２９日に出願された、共同所有の米国特許出願第１７／２４４，２８８号で考察されており、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0028】
加えて図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、様々な実施形態では、デュアル電力インバータモジュール（dual power inverter module、ＤＰＩＭ）２６が提供されている。上述のように、様々な実施形態では、ＤＰＩＭ２６は、高電圧ＤＣ電力から３相高電圧ＡＣ電力を作り出し、関連する電気モータ２４Ａ又は２４Ｂに３相高電圧ＡＣ電力を提供するように構成された２つのインバータ３０Ａ及び３０Ｂ、及びインバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方を制御するように構成された共通コントローラ３２を含む。
【0029】
様々な実施形態では、ＤＣリンクコンデンサ３４は、バッテリ１４などの高電圧ＤＣ電力源に電気的に接続可能である。いくつかの実施形態では、バッテリ１４への電気的接続は、電気接続部３６を含み得る。好適な電気ケーブル３８は、電気接続部３６に電気的に接続され得、電気バッテリ１４に電気的に接続可能であり得る。
【0030】
様々な実施形態では、電力インバータ３０Ａは、ＤＣリンクコンデンサ３４に電気的に接続可能であり、高電圧ＤＣ電力を３相高電圧ＡＣ電力に変換するように構成されている。電力インバータ３０Ａは、３相高電圧ＡＣ電力を、右モータ又は左モータなどの電気モータ２４Ａに供給するように更に構成されている。電力インバータ３０Ｂは、ＤＣリンクコンデンサ３４に電気的に接続可能であり、高電圧ＤＣ電力を３相高電圧ＡＣ電力に変換するように構成されている。電力インバータ３０Ｂは、３相高電圧ＡＣ電力を、左モータ又は右モータのうちの他方などの電気モータ２４Ｂに供給するように更に構成されている。
【0031】
様々な実施形態では、共通コントローラ３２は、電力インバータ３０Ａ及び電力インバータ３０Ｂに電気的に接続可能である。共通コントローラ３２は、電力インバータ３０Ａ及び電力インバータ３０Ｂを制御するように構成されている。共通コントローラ３２は、所望されるような任意の好適なコンピュータプロセッサベースのコントローラであり得る。限定ではなく例のみとして、様々な実施形態では、共通コントローラ３２は、コンピュータ処理ユニット（computer processing unit、ＣＰＵ）、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイなど、及び／又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。コントローラは周知であり、それらの構成及び動作の更なる説明は、開示された主題の理解に必要ではないが、共通コントローラ３２に関する更なる詳細が、追加の機能に関して以下に記載される。
【0032】
様々な実施形態では、共通コントローラ３２は、１２ＶＤＣなどの低電圧ＤＣ電力を受容するように電気的に接続可能である。共通コントローラ３２はまた、車両ステータス信号及び車両故障指示信号を受信するように電気的に接続可能である。様々な車両故障及び１２ＶＤＣの損失に対する例示的な応答が、更に以下で考察される。
【0033】
様々な実施形態では、電力インバータ３０Ａ及び電力インバータ３０Ｂは各々、３端子電力半導体デバイス４２のバンク４０と、３端子電力半導体デバイス４２のバンク４４と、を含む。
【0034】
いくつかの実施形態では、３端子電力半導体デバイス４２は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（insulated gate bipolar transistor、ＩＧＢＴ）を含み得る。いくつかのそのような実施形態では、ＩＧＢＴは、シリコン（silicon、Ｓｉ）ＩＧＢＴを含み得る。いくつかの実施形態では、３端子電力半導体デバイス４２は、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（metal-oxide-semiconductor field effect transistor、ＭＯＳＦＥＴ）を含み得る。いくつかのそのような実施形態では、ＭＯＳＦＥＴは、炭化ケイ素（silicon carbide、ＳｉＣ）ＭＯＳＦＥＴを含み得る。しかしながら、３端子電力半導体デバイス４２はまた、少なくとも３つの端子を含む電力半導体デバイス４２を含み得、例えば、限定されないが、ケルビンソース端子、ケルビンエミッタ端子、電流センス端子、及び／又は温度センス端子などの追加の端子を含み得ることが理解されよう。
【0035】
ＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴＳは、低相電流でＳｉ ＩＧＢＴを超える利点を提供し得、ＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴＳは、７００Ａｐｋを下回るＩＧＢＴと比較してより低い伝導降下を有することが理解されよう。しかしながら、この値は、インバータのサイズに応じて変化し得ることが理解されよう。したがって、ＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴＳは、Ｓｉ ＩＧＢＴと比較して、典型的な駆動サイクルにわたって最大約３～５％の効率ゲインを提供し得ることが理解されよう。
【0036】
いくつかの全輪駆動（all-wheel drive、ＡＷＤ）電気車両１０では、前車輪１６は、所定量を超える追加のトルク及び／又は電力が必要とされるまで唯一の駆動車輪として機能する。そのような電気車両１０では、後車輪は、所定量を超えるトルク及び／又は電力が送達されるときにのみ、それらの関連する駆動ユニット２０によって駆動される。いくつかのそのようなＡＷＤ電気車両１０では、Ｓｉ ＩＧＢＴを超えるＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴＳの効率を利用するために、前車輪１６を駆動する駆動ユニット２０は、ＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴＳを含むインバータ４０を含み得、後車輪１８を駆動する駆動ユニット２０は、Ｓｉ ＩＧＢＴを含むインバータ４０を含み得る。しかしながら、駆動ユニット２０のいずれかは、所望されるように、ＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴＳ又はＳｉ ＩＧＢＴのいずれかを含むインバータ４０を含み得ることが理解されよう。
【0037】
様々な実施形態では、電力インバータ３０Ａは、電力インバータ３０Ａの３端子電力半導体デバイス４２のバンク４０及び４４のゲート端子４８を駆動するように構成されたゲート駆動回路４６Ａを含む。同様に、電力インバータ３０Ｂは、電力インバータ３０Ｂの３端子電力半導体デバイス４２のバンク４０及び４４のゲート端子４８を駆動するように構成されたゲート駆動回路４６Ｂを含む。様々な実施形態では、コントローラ３２は、他の機能の中でも、低電力ターンオン並びにターンオフ信号６６Ａ及び６６Ｂを生成し、ターンオン並びにターンオフ信号６６Ａ及び６６Ｂを、それぞれ、ゲート駆動回路４６Ａ及び４６Ｂに提供するように構成されている。低電力ターンオン並びにターンオフ信号６６Ａ及び６６Ｂは、数ミリアンペアの電流であり、３．３又は５Ｖなどの論理レベル電圧であり得る。
【0038】
様々な実施形態では、ゲート駆動回路４６Ａ及び４６Ｂは、低電力ターンオン並びにターンオフ信号６６Ａ及び６６Ｂを増幅し、高電力ターンオン並びにターンオフ信号６６Ａ’及び６６Ｂ’を生成する好適な電力増幅器を含む。ゲート端子４８を駆動するために、高電力ターンオン並びにターンオフ信号６６Ａ’及び６６Ｂ’は、特定の用途に対して所望されるように、１５～２０Ｖの範囲の電圧を有する、数百ミリアンペアのオーダの電流又はアンペアのオーダの電流であり得る。次に、高電力ターンオン並びにターンオフ信号６６Ａ’及び６６Ｂ’は、関連付けられたゲート端子４８を駆動するように電気的に結合される。ゲート駆動回路は周知であり、それらの構成及び動作の更なる説明は、開示された主題の理解には必要ではない。
【0039】
非限定的な例として上記で提供された例示的な詳細を考慮して、様々な実施形態では、２つのインバータ３０Ａ及び３０Ｂに対して１つのコントローラ３２の提供は、以下の使用を提供することができることが理解されよう。（ｉ）車両ステータス信号及び車両故障指示信号に対する単一のインターフェース、（ｉｉ）単一のＤＣリンクコンデンサ３４、（ｉｉｉ）単一の共通コントローラ３２、及び（ｉｖ）低電圧ＤＣ電力（１２ＶＤＣなど）に対する単一のインターフェース。
【0040】
非限定的な例として上記で提供された例示的な詳細を考慮して、様々な実施形態では、ＤＰＩＭ２６の取り付けを駆動ユニット２０と統合することは、冷却剤インターフェースの統合を提供することができることが理解されよう。例えば、様々な実施形態では、インバータ３０Ａ及び３０Ｂに提供される水冷却を、電気モータ２４Ａ及び２４Ｂの固定子巻線に提供することができる。
【0041】
上で考察されるように、様々な実施形態では、単一のモータ２４Ａ又は２４Ｂは、１つの前車輪１６又は１つの後車輪１８などの単一の車輪を駆動する。各車輪は、固有の速度及びトルクで動作することができることが理解されよう。非限定的な例として、カーブを曲がること、又は牽引力の損失は、異なる車輪速度を作り出し得、牽引制御又はトルクベクトリングが異なる車輪トルクをもたらし得る。また上で考察されるように、様々な実施形態では、デュアル電力インバータモジュール２６は、２つのインバータ３０Ａ及び３０Ｂを１つのモジュール２６に組み合わせ、したがって、ＤＣリンクコンデンサ３４などの共通の構成要素を共有する。
【0042】
そのために、様々な実施形態は、ＤＰＩＭ２６のインバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方に高電圧ＤＣ電力を提供するために電気的に接続可能である１つのＤＣリンクコンデンサ３４のみを含む。ＤＣリンクコンデンサ３４のサイズを低減及びできる限り最小化することが望ましい場合があることが理解されよう。以下に説明するように、様々な実施形態は、ＤＣリンクコンデンサ３４上のストレスを低減し（これは、サイズが縮小される可能性がある）、インバータ３０Ａ及び３０Ｂからの高周波電流高調波の（fof）生成に起因するＤＣ高電圧バス（これは、電気ケーブル３８を含み得る）上のリップル電流の低減に寄与するのに役立ち得る。
【0043】
様々な実施形態では、インバータ３０Ａ及び３０Ｂは、パルス幅変調（pulse width modulation、ＰＷＭ）を使用して、可変振幅及び周波数電圧源を作り出して、電気モータ２４Ａ及び２４Ｂを駆動する。特定の状況に対して所望されるように、異なるＰＷＭ方法（例えば、連続ＰＷＭ及び不連続ＰＷＭなど）を用いることができる。ＰＷＭ方法の各々は、ＤＣバスに反映され得るリップル電流の独自の固有の高調波スペクトルを作り出す。
【0044】
例えば、連続ＰＷＭでは、各相が連続的に切り替わる（すなわち、様々な実施形態では、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方の３端子電力半導体デバイス４２のすべては、連続的に切り替わる）。結果として、連続ＰＷＭは、インバータ３０Ａ及び３０Ｂにおいてささいではない量のスイッチング損失をもたらす可能性がある。連続ＰＷＭでは、スイッチング周波数の第２高調波は、リップル電流における支配的な高調波周波数である。連続ＰＷＭ（空間ベクトル変調など）は、ＡＣ出力及びＤＣ入力電流の高調波含有量及びリップルを最小化すること、並びに音響ノイズを最小限に抑えることが所望される場合などの状況で使用することができる。例えば、一部の車両は、高トルクで連続ＰＷＭを使用して、音響ノイズを最小限に抑える場合がある。
【0045】
別の例として、不連続ＰＷＭでは、各相が連続的に切り替わらない（すなわち、様々な実施形態では、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方の３端子電力半導体デバイス４２のすべては、連続的に切り替わらない）。そのような実施形態では、３つの相のうちの２つのみが任意の時間に切り替わり、残りの第３の相は、上部又は下部スイッチのいずれかを連続的にオンにし、それによってインバータ効率の増加に寄与するのを助け、不連続ＰＷＭ中の損失の低減に寄与するのを助ける。不連続ＰＷＭの使用は、ＡＣ出力又はＤＣ入力電流における音響ノイズ又は高調波含有量の増加など、他の非有益な影響を有し得ることが理解されよう。不連続ＰＷＭでは、各相は、スイッチが低又は高のいずれかで保持され、基本周期にわたって合計１２０度の間、切り替わっていない２つの６０度のセグメントを有する。すなわち、不連続ＰＷＭでは、各相は、１／３の時間切り替わっていない。これは、著しく低いスイッチング損失をもたらし、効率が高くなる。連続ＰＷＭに関与するものよりも不連続なＰＷＭがより低いスイッチング損失を伴う一方で、不連続ＰＷＭは、連続ＰＷＭと関連付けられたものよりも高い音響ノイズを伴い得、高調波が、モータ２４Ａ及び２４Ｂ、並びにＤＣリンクコンデンサ３４上にもたらされ得ることが理解されよう。不連続ＰＷＭでは、スイッチング周波数の第１の高調波が、支配的な高調波周波数である。不連続ＰＷＭは、最高効率及び最低損失が所望され、音響ノイズが問題とならない状況で使用することができる。一例として、一部の車両は、高トルクで熱的問題を有する場合があり、結果として、それらの条件下での損失を低減するために不連続ＰＷＭを使用する。
【0046】
様々な実施形態において、かつ加えて図４Ａを参照すると、ＤＣリンクコンデンサ３４は、ＤＣ電圧源（すなわち、電気バッテリ１４）からインバータ３０Ａ及び３０ＢへのインダクタンスＬケーブルの影響を分離するために使用される。加えて図４Ｂ及び図４Ｃを参照すると、ＤＣリンクコンデンサ３４は、インバータ３０Ａ及び３０Ｂによって生成されたリップル電流５０に対して低インピーダンス経路を提供し、そうでなければＤＣ高電圧バスに流れ戻る可能性がある。リップル電流５０は、ＤＣリンクコンデンサ３４のサイズを決定する際の要因であり、結果として、リップル電流５０を低減することは、ＤＣリンクコンデンサ３４のサイズ（及びＤＣリンクコンデンサ３４上のストレス）の低減に寄与するのに役立ち得る。リップル電流５０は、モータ２４Ａ及び２４Ｂに流入するＡＣ負荷電流、及びインバータ３０Ａ及び３０Ｂのパルス幅変調（ＰＷＭ）の結果である。図４Ｂ及び図４Ｃに示され、限定ではなく例示としてのみ与えられているように、５５０Ａｒｍｓのモータ電流、０．４８の変調指数、力率１、１０ＫＨｚのスイッチング周波数、及び２５０Ｈｚの基本周波数を用いて、キャンセルなしで、リップル電流５０は、約７１２Ａｒｍｓの振幅を有することができる。
【0047】
加えて図４Ｄを参照すると、様々な実施形態における、パルス幅変調クロックを同期させるための方法５２が提供されている。様々な実施形態では、パルス幅変調クロックを同期させることは、リップル電流５０のキャンセルに寄与するのに役立ち得ることが理解されよう。方法５２は、ブロック５３で始まる。ブロック５４において、第１の電力インバータのパルス幅変調方法及び第２の電力インバータのパルス幅変調方法が識別される。ブロック５６において、第１の電力インバータのスイッチング周波数及び第２の電力インバータのスイッチング周波数が、識別及び比較される。ブロック５８において、第１の電力インバータと第２の電力インバータとの間の最適化された位相シフトが、第１の電力インバータのパルス幅変調方法及び第２の電力インバータのパルス幅変調方法並びに第１の電力インバータのスイッチング周波数及び第２の電力インバータのスイッチング周波数に応答して決定される。ブロック６０において、最適化された位相シフトが、第１の電力インバータと第２の電力インバータとの間で同期される。
【0048】
方法５２は、ブロック６１で終了する。
【0049】
図４Ｅ及び図４Ｆに示され、限定ではなく例示としてのみ与えられているように、５５０Ａｒｍｓのモータ電流、０．４８の変調指数、力率１、１０ＫＨｚのスイッチング周波数、及び２５０Ｈｚの基本周波数を用いて、ここに記載のようにキャンセル付きで、リップル電流５０は、約１４７Ａｒｍｓの振幅を有するように低減され得る。
【0050】
上記の概要を念頭に置いて、様々な実施形態では、かつ図３Ａに示されるように、共通コントローラ３２は、プロセッサ６４Ａ及びプロセッサ６４Ｂを含む。いくつかの実施形態では、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂは、別個のプロセッサであり得る。しかしながら、いくつかの他の実施形態（２つのＰＷＭ発生器を使用する）では、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂの機能は、特定の用途に対して所望されるように、単一のプロセッサに組み合わされ得ることが理解されよう。プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂが別個であるか又は単一のプロセッサに組み合わされているかには関係なく、プロセッサ６４Ａがマスタとして機能し、プロセッサ６４Ｂはスレーブとして機能することが理解されよう。
【0051】
プロセッサ６４Ａは、任意の好適なコンピュータメモリなどの、プロセッサ６４Ａに以下に記載の機能を実行させるように構成されたコンピュータ実行可能命令を記憶するように構成されたコンピュータ可読媒体６５Ａに動作可能に結合されている。プロセッサ６４Ｂは、任意の好適なコンピュータメモリなどの、プロセッサ６４Ｂに以下に記載の機能を実行させるように構成されたコンピュータ実行可能命令を記憶するように構成されたコンピュータ可読媒体６５Ｂに動作可能に結合されている。プロセッサ６４Ａは、電力インバータ３０Ａを駆動するためのターンオン及びターンオフ信号６６Ａの生成を制御するための第１のクロック信号及び第２のクロック信号を生成する（例えば、結晶を使用して）ように構成されている。第２のクロック信号は、電力インバータ３０Ｂを駆動するためのターンオン及びターンオフ信号６６Ｂの生成を制御するためにプロセッサ６４Ｂに提供される。
【0052】
プロセッサ６４Ａは、電力インバータ３０ＡのためのＰＷＭ方法を選択し、プロセッサ６４Ｂは、電力インバータ３０ＢのためのＰＷＭ方法を選択する。プロセッサ６４Ｂ（すなわち、スレーブ）は、プロセッサ６４Ａ（すなわち、マスタ）にそのＰＷＭ方法を通知する（ＰＷＭ方法の切り替えが使用されていない場合を除く）。連続ＰＷＭ及び不連続ＰＷＭの選択のための要因は、上で考察されている。
【0053】
プロセッサ６４Ａは、電力インバータ３０Ａのためのスイッチング周波数を選択し、プロセッサ６４Ｂは、電力インバータ３０Ｂのためのスイッチング周波数を選択する。周波数は、互いに偶数倍数であり、所定の値から選択される。限定ではなく例示としてのみ考慮すると、様々な実施形態では、スイッチング周波数は、２．５ＫＨｚ及び１０ＫＨｚであり得、それにより、偶数倍数４をもたらす。しかしながら、所望されるように、（偶数倍数をもたらす）他の周波数が選択され得ることが理解されるであろう。様々な実施形態では、プロセッサ６４Ａ（すなわち、マスタ）は、ＰＷＭモードの関数として所望の位相シフトを備えた、最も低い選択可能な周波数にある基準を出力する。
【0054】
プロセッサ６４Ａは、電力インバータ３０ＡのＰＷＭ方法及び電力インバータ３０ＢのＰＷＭ方法並びに電力インバータ３０Ａのスイッチング周波数及び電力インバータ３０Ｂのスイッチング周波数に応答して電力インバータ３０Ａと電力インバータ３０Ｂとの間の最適化された位相シフトを決定するように構成されている。例えば、いくつかのそのような実施形態では、かつ加えて図４Ｇを参照して、プロセッサ６４Ａは、ＰＷＭ方法の行７０及びＰＷＭ方法の列７２に従って配列された最適化された位相シフトの値を含むセルが配置されたルックアップテーブル６８にアクセスし得る。いくつかの実施形態では、電力インバータ３０ＡのＰＷＭ方法及び電力インバータ３０ＢのＰＷＭ方法は、同じパルス幅変調方法であり得ることが理解されよう。いくつかの他の実施形態では、電力インバータ３０ＡのＰＷＭ方法及び電力インバータ３０ＢのＰＷＭ方法は、異なるＰＷＭ方法であり得ることも理解されよう。
【0055】
図４Ｇに示すように、電力インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方が連続ＰＷＭを使用する場合、位相シフトは９０度に設定される。電力インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方が不連続ＰＷＭを使用する場合、位相シフトは１８０度に設定される。異なるＰＷＭ方法の場合、位相は９０度に設定される。
【0056】
いくつかの他のそのような実施形態では、プロセッサ６４Ａは、電力インバータ３０ＡのＰＷＭ方法及び電力インバータ３０ＢのＰＷＭ方法に応答して、電力インバータ３０Ａと電力インバータ３０Ｂとの間の最適化された位相シフトを決定するためのアルゴリズムを実行し得る。例えば、アルゴリズムは、次のようなｉｆ－ｔｈｅｎステートメントを含み得る。
両方のＰＷＭ方法が連続ＰＷＭである場合、最適化された位相シフトは９０度である、
両方のＰＷＭ方法が不連続ＰＷＭである場合、最適化された位相シフトは１８０度である、及び
１つのＰＷＭ方法が連続ＰＷＭであり、別のＰＷＭ方法が不連続ＰＷＭである場合、最適化された位相シフトは９０度である。
両方のＰＷＭ方法が連続ＰＷＭである場合、最適化された位相シフトは９０度である、
両方のＰＷＭ方法が不連続ＰＷＭである場合、最適化された位相シフトは１８０度である、及び
１つのＰＷＭ方法が連続ＰＷＭであり、別のＰＷＭ方法が不連続ＰＷＭである場合、最適化された位相シフトは９０度である。
【0057】
プロセッサ６４Ａはまた、電力インバータ３０Ａと電力インバータ３０Ｂとの間で最適化された位相シフトを同期させるように構成されている。上述のように、プロセッサ６４Ｂは、第２のクロック信号を受信し、電力インバータ３０Ｂを駆動するように構成されている。
【0058】
様々な実施形態では、プロセッサ６４Ａは、決定された最適化された位相シフトによって、第２のクロック信号を第１のクロック信号からシフトするように更に構成されている。
【0059】
様々な実施形態では、プロセッサ６４Ａは、電力インバータ３０ＡのＰＷＭ方法及び電力インバータ３０ＢのＰＷＭ方法の高調波周波数間の中で支配的な高調波周波数を識別し、電力インバータ３０ＡのＰＷＭ方法及び電力インバータ３０ＢのＰＷＭ方法の高調波周波数の中で支配的な高調波周波数に応答して、電力インバータ３０Ａと電力インバータ３０Ｂとの間の最適化された位相シフトを決定するように更に構成されている。電力インバータ３０ＡのＰＷＭ方法及び電力インバータ３０ＢのＰＷＭ方法の高調波周波数の中で支配的な高調波周波数に応答して電力インバータ３０Ａと電力インバータ３０Ｂとの間の最適化された位相シフトを決定することは、リップル電流５０の支配的な高周波成分のキャンセルに寄与するのに役立ち得ることが理解されよう。
【0060】
いくつかのそのような実施形態では、支配的な高調波周波数は、第２の高調波周波数（スイッチング周波数の高調波）を含み得る。例えば、そのような実施形態では、ＰＷＭ方法は、連続ＰＷＭを含み得る。そのような実施形態では、最適化された位相シフトは９０度である。９０度の位相シフトは、支配的な高調波（第２の高調波周波数）を１８０度だけシフトさせ、それによってリップル電流５０の支配的な高調波成分のキャンセルをもたらすことが理解されよう。
【0061】
いくつかの他のそのような実施形態では、支配的な高調波周波数は、第１の高調波周波数を含み得る。例えば、そのような実施形態では、ＰＷＭ方法は、不連続ＰＷＭを含み得る。そのような実施形態では、最適化された位相シフトは、１８０度である。１８０度の位相シフトは、支配的な高調波（第１の高調波周波数）を１８０度だけシフトさせ、それによってリップル電流５０の支配的な高調波成分のキャンセルをもたらすことが理解されよう。
【0062】
実際のＤＣバス高調波は、スイッチング周波数を取り囲むサイドバンドグループに存在し得ることが理解されよう。スイッチング周波数高調波からのこれらの高調波の分離は、モータ基本周波数の関数である。
【0063】
様々な実施形態では、プロセッサ６４Ａは、電力インバータ３０Ａのスイッチング周波数と電力インバータ３０Ｂのスイッチング周波数とを識別し、比較するように構成されている。上で考察されるように、互いに偶数倍数である２つの周波数のみが使用される。
【0064】
例えば、いくつかの実施形態では、スイッチング周波数を変更することが望ましい場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、スイッチング周波数は、１０ＫＨｚであり得る。そのような実施形態では、低モータ速度（例えば、５００ＲＰＭ未満）では、スイッチング周波数を２．５ＫＨｚに低減して、インバータ３０Ａ及び３０Ｂ内のスイッチ４２を保護し、それによってインバータ３０Ａ及び３０Ｂ内のストレスを低減するのを助けることが望ましい場合がある。スイッチング周波数間で偶数倍数関係を維持することは、高調波の整列及び支配的な高調波のキャンセルの機会の増加を可能にする。
【0065】
各車輪がそれ自体の車軸を介してそれ自体の関連する電気モータによって独立して駆動される電気車両は、車輪間に機械的結合を何ら有さない。そのような車両では、故障に起因して１つのインバータがシャットダウンし、他方のインバータが適切に反応しない場合、２つの車輪間にトルク差が存在し得る。そのような結果として生じるトルク差は、車両の制御性に悪影響を有し得る。
【0066】
そのようなトルクの差を回避するために、かつ加えて図５Ａ～図５Ｇを参照して、様々な実施形態では、電力インバータ３０Ａ又は電力インバータ３０Ｂのいずれか（又はインバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方に関連付けられた以下に記載の回路）に関連付けられた故障は、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方に同じ故障アクション（以下に記載）の適用をもたらす。そのような実施形態では、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方に対する同じ故障アクションの適用は、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方を「安全状態」にし、インバータ３０Ａ及び３０Ｂを含む駆動ユニット２０に関連付けられた車輪の両方に均等化されたトルクの適用に寄与するのに役立つ。インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方に同じ故障アクションを適用し、インバータ３０Ａ及び３０Ｂを含む駆動ユニット２０に関連付けられた車輪の両方へのトルクを均等化することによって、様々な実施形態は、車両の制御性に悪影響を有し得るトルク差の生成の可能性の低減に寄与するのに役立つことができる。
【0067】
上で考察されるように、プロセッサ６４Ａは、任意の好適なコンピュータメモリなどの、プロセッサ６４Ａに以下に記載の機能を実行させるように構成されたコンピュータ実行可能命令を記憶するように構成されたコンピュータ可読媒体６５Ａに動作可能に結合されている。また上で考察されるように、プロセッサ６４Ｂは、任意の好適なコンピュータメモリなどの、プロセッサ６４Ｂに以下に記載の機能を実行させるように構成されたコンピュータ実行可能命令を記憶するように構成されたコンピュータ可読媒体６５Ｂに動作可能に結合されている。様々な実施形態では、かつ以下に説明するように、コンピュータ実行可能命令は、電力インバータ３０Ａ又は電力インバータ３０Ｂに関連付けられた故障に応答して、駆動ユニット２０に動作可能に結合された各車輪１６又は１８に均等化されたトルクを適用するために、その関連するプロセッサ６４Ａ及び６４Ｂに、それぞれ、電力インバータ３０Ａ及び電力インバータ３０Ｂに同じ故障アクションを適用させるように構成されている。
【0068】
様々な実施形態では、かつ図５Ａに示されるように、インバータ３０Ａ及び３０Ｂに関連付けられた様々な故障は、それぞれ、インバータ３０Ａ及び３０Ｂに対するプロセッサ６４Ａ及び６４Ｂによって監視されている。そのような故障に対して、様々な実施形態では、同じ故障応答が、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂによって、両方のインバータ３０Ａ及び３０Ｂの３端子電力半導体デバイス４２（図３Ａ）に適用される。様々な実施形態では、インバータ３０Ａ及び３０Ｂに関連付けられ、それぞれ、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂによって監視されたそのような故障は、限定されないが、過電流、過電圧、不足電圧、過温度、過速度、などを含み得る。様々な実施形態では、そのような故障を示す信号は、限定されるものではないが、ワイドエリアネットワーク（wide area network、ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（local area network、ＬＡＮ）、コントローラエリアネットワーク（controller area network、ＣＡＮ）、ピアツーピアネットワーク、データバスなどのような、所望されるような任意の好適なデータ通信接続又はネットワークを含み得るデータリンク７４を介して、コントローラ３２に提供され得、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂに提供される。様々な実施形態では、モータ速度及びバッテリ１４の電圧などの、車両ステータスを示す信号もまた、データリンク７４を介してコントローラ３２に提供される。
【0069】
様々な実施形態では、かつ図５Ａにも示されるように、コントローラ３２は、プロセッサ６４Ａと６４Ｂとの間に通信リンク８２を含む。通信リンク８２は、プロセッサ６４Ａ又はプロセッサ６４Ｂが、それぞれ、他のプロセッサ６４Ｂ又は６４Ａに通信し、プロセッサ６４Ａ又はプロセッサ６４Ｂによって監視された故障が検出されること、故障アクションがとられて、どの故障アクションがとられるべきであるか、を可能にすることができることが理解されよう。通信リンク８２は、所望されるような任意の好適なデータリンク又はデータバスを含み得る。
【0070】
様々な実施形態では、それぞれ、インバータ３０Ａ及び３０Ｂについてプロセッサ６４Ａ及び６４Ｂによって監視された故障に対する故障アクションは、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの３端子半導体デバイス４２のすべてを開放する、及び／又は、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４０又はバンク４４のいずれかの３端子半導体デバイス４２を短絡させるなどのアクションを含み得る。以下で説明するように、様々な実施形態では、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂによって監視された故障に対してインバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方に適用される故障アクションは、モータの速度に依存する。また以下で説明するように、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂによって監視されていない故障に対してインバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方に適用される故障アクションは、モータの速度に依存しない。
【0071】
様々な実施形態では、かつ上述したように、様々な実施形態では、それぞれ、インバータ３０Ａ及び３０Ｂについてプロセッサ６４Ａ及び６４Ｂによって監視された故障に対する故障アクションは、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの３端子半導体デバイス４２のすべてを開放する、及び／又は、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４０又はバンク４４のいずれかの３端子半導体デバイス４２を短絡させるなどのアクションを含み得、モータの速度に依存し得る。プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂによって監視されているそのような故障の場合、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方に同時に適用される故障アクションは、ブレーキトルクの低減及び電気バッテリ１４への再生電流の低減に寄与するのに役立ち得ることが理解されよう。プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂは、モータの速度に関するデータを受信するために、様々なデータ通信接続又はネットワークに動作可能に結合されているので、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂは、好適には、モータの速度に基づいて適用される同じ故障アクションを決定するように構成されている。様々な実施形態では、プロセッサ６４Ａは、その関連する電気モータ２４Ａに対して適切な速度依存故障アクションを選択し、プロセッサ６４Ｂは、その関連する電気モータ２４Ｂに対して適切な速度依存故障アクションを選択する。プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂによって監視されていない、他の故障に対する故障アクションは、モータの速度に依存せず、以下で更に考察される。
【0072】
図５Ｂに示されるように、様々な実施形態では、インバータ３０Ａ及び３０Ｂを適用される同じ故障アクションは、モータの速度に基づき得る。そのような実施形態では、同じ故障アクションは、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの３端子半導体デバイス４２のすべてをモータの閾値速度ｖｔｈより下で開放することと、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４０又はバンク４４いずれかの３端子半導体デバイス４２を閾値速度ｖｔｈより上で短絡させることと、を含み得る。
【0073】
図５Ｂに示すように、グラフ７６は、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの３端子半導体デバイス４２の様々な条件についてのモータの速度対トルクをプロットする。曲線７８は、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの３端子半導体デバイス４２のすべてを開放することから生じるトルクを示す。閾値速度ｖｔｈ未満で、トルクは実質的にわずかであり、閾値速度ｖｔｈを超えると、ブレーキトルクが、モータの速度の増加に伴ってますます著しくなる。そのような事例では、逆起電力（ｂａｃｋ ｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅ ｆｏｒｃｅ、逆ＥＭＦ）が、モータの速度の増加とともに増加し、これは、場合によっては、結果として電気モータ２４Ａ及び２４Ｂが、逆ＥＭＦを生成し、ＤＣリンクコンデンサ３４及び電気バッテリ１４に不要な再生電流を印加し得る制御されていない発電機として動作する可能性があることも理解されよう。
【0074】
また図５Ｂに示されるように、曲線８０は、３端子半導体デバイス４２のバンク４０又はバンク４４のいずれかの３端子半導体デバイス４２の３相短絡から生じるトルクを示す。モータの速度がゼロから増加するにつれて、ブレーキトルクが急速に増加し、ブレーキトルクの最大値に達する。モータの速度が増加し続けると、ブレーキトルクが減少し、モータの速度が閾値速度ｖｔｈに達する前に、漸近最小値に近づく。
【0075】
したがって、インバータ３０Ａ及び３０Ｂについて、故障がプロセッサ６４Ａ及び６４Ｂによって監視される様々な実施形態では、故障アクションは、好適には、ブレーキトルク及びＤＣリンクコンデンサ３４及び電気バッテリ１４への不要な再生電流を同時に最小限に抑えるのに寄与するのに役立ち得る速度依存故障アクションを含む。そのような実施形態では、故障アクションは、好適には、モータの速度が閾値速度ｖｔｈ未満であるとき、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方の３端子電力半導体デバイス４２のすべてを開放することと、モータの速度が閾値速度ｖｔｈよりも大きいとき、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの３端子電力半導体デバイス４２の１つのバンク（すなわち、バンク４０又はバンク４４のいずれか）の３端子電力半導体デバイス４２を短絡させることと、を含む。
【0076】
様々な実施形態では、曲線７８及びグラフ８０に基づく故障アクションは、逆ＥＭＦ及びバッテリ１４の電圧を使用して実施され得る（報告されたモータ速度に直接応答して故障アクションをとることとは対照的である）。例えば、様々な実施形態では、モータ逆ＥＭＦが計算され、バッテリの電圧と比較される。そのような実施形態では、逆ＥＭＦがバッテリ電圧よりも低いとき（所望されるように選択された設計安全マージンによって）、次いで速度依存故障アクションは、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方の３端子電力半導体デバイス４２のすべてを開放することを含む。逆ＥＭＦがバッテリ電圧の所定のパーセンテージを超えるとき、次いで速度依存故障アクションは、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの３端子電力半導体デバイス４２の１つのバンク（すなわち、バンク４０又はバンク４４のいずれか）の３端子電力半導体デバイス４２を短絡させることを含む。所望される場合、ある量のヒステリシスを使用することで、異なる故障アクション間で前後に「チャタリングすること」を防止することができる。
【0077】
図５Ａに示されるように、プロセッサ６４Ａは、電力インバータ３０Ａと関連付けられ、プロセッサ６４Ｂは、電力インバータ３０Ｂと関連付けられている。メモリ６５Ａ（すなわち、コンピュータ可読媒体）及びメモリ６５Ｂ（同じく、コンピュータ可読媒体）は各々、電力インバータ３０Ａ又は電力インバータ３０Ｂに関連付けられた故障に応答して駆動ユニット２０に動作可能に結合された各車輪１６又は１８に均等化されたトルクを適用するために、それぞれ、その関連付けられたプロセッサ６４Ａ及び６４Ｂに、同じ故障アクションを電力インバータ３０Ａ及び電力インバータ３０Ｂに適用させるように構成されたコンピュータ実行可能命令を記憶するように構成されている。
【0078】
また図５Ａに示されるように、様々な実施形態では、車両速度などのパラメータ、上述のような故障、などを示す信号が、データリンク７４を介してコントローラ３２に供給され、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂに提供される。そのような実施形態では、コンピュータ実行可能命令は、その関連付けられたプロセッサ６４Ａ又は６４Ｂに故障を監視させるように更に構成される。
【0079】
所望されるように、構成要素に給電するために、低電圧ＤＣ電力（１２Ｖなど）がコントローラ３２に提供される。次に、コントローラ３２は、ゲート駆動回路４６Ａ及び４６Ｂに１２Ｖ ＤＣ電力を提供する。
【0080】
図５Ａに示すように、プロセッサ６４Ａは、バンク４０（「上部バンク」と称されることもある）のゲート４８用の駆動部４６Ａ１に制御信号８６を、及びバンク４４（「下部バンク」と称されることもある）のゲート４８用の駆動部４６Ａ２に制御信号８８を、提供するように動作可能に結合されている。同様に、プロセッサ６４Ｂは、バンク４０（「上部バンク」と称されることもある）のゲート４８用の駆動部４６Ｂ１に制御信号９０を、及びバンク４４（「下部バンク」と称されることもある）のゲート４８用の駆動部４６Ｂ２に制御信号９２を、提供するように動作可能に結合されている。様々な実施形態では、駆動部４６Ａ１、４６Ａ２、４６Ｂ１、及び４６Ｂ２は、低電力制御信号８６、８８、９０、及び９２を増幅し、次にそれらの関連付けられたゲート端子４８に提供される、高電力、故障アクション信号８６’、８８’、９０’、及び９２’を生成する好適な電力増幅器である。
【0081】
図５Ｃに示されるように、様々な実施形態では、制御信号８６、８８、９０、及び９２をそれらのそれぞれの駆動部４６Ａ１、４６Ａ２、４６Ｂ１、及び４６Ｂ２に提供するのに追加の回路が必要となる。各プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂは、上で考察されるように故障指示信号を受信するように動作可能に結合されており、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂは、通信リンク８２を介して互いに動作可能に結合されている。プロセッサ６４Ａは、制御信号８６及び８８を、それぞれ、バッファ９４及び９６に提供するように動作可能に結合されており、プロセッサ６４Ｂは、制御信号９０及び９２を、それぞれ、バッファ９８及び１００に提供するように動作可能に結合されている。バッファ９４、９６、９８、及び１００は、限定するものではないが、オクタールバッファなどの任意の好適なバッファである。
【0082】
バッファ９４は、駆動部４６Ａ１に動作可能に結合されており、バッファ９６は、駆動部４６Ａ２に動作可能に結合されており、バッファ９８は、駆動部４６Ｂ１に動作可能に結合されており、バッファ１００は、駆動部４６Ｂ２に動作可能に結合されている。関連付けられたインバータ３０Ａ又は３０Ｂに対する監視された故障指示信号がプロセッサ６４Ａ又はプロセッサ６４Ｂのいずれかによって受信されるとき、監視された故障指示信号を受信するプロセッサは、通信リンク８２を介して監視された故障の存在を伝達する。故障アクションは以下のように行われる。
【0083】
プロセッサ６４Ａが故障指示信号を受信すると、プロセッサ６４Ａは、通信リンク８２を介して、プロセッサ６４Ａによって監視された故障が検出されたこと、故障アクションがプロセッサ６４Ｂによってとられるべきこと、及び（以下で考察されるように）どの故障アクションがプロセッサ６４Ｂよってとられるべきか、をプロセッサ６４Ｂに伝達する。逆に、プロセッサ６４Ｂが故障指示信号を受信すると、プロセッサ６４Ｂは、通信リンク８２を介して、プロセッサ６４Ｂによって監視された故障が検出されたこと、故障アクションがプロセッサ６４Ａによってとられるべきこと、及び（以下で考察されるように）どの故障アクションがプロセッサ６４Ａよってとられるべきか、をプロセッサ６４Ａに伝達する。様々な実施形態では、故障指示信号を受信するプロセッサはまた、故障アクションを実行する（他のプロセッサも同じくアクションをとることを要求する）ことも理解されるであろう。
【0084】
モータの速度が、閾値速度ｖｔｈ未満であり（又は逆ＥＭＦが、少なくとも設計安全マージンだけバッテリ１４の電圧よりも低く）、故障が検出されたとき、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂは、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのすべてのゲート端子４８をターンオフするように構成された制御信号８６、８８、９０、及び９２を生成し、結果として、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの３端子電力半導体デバイス４２のすべてを開放させる。制御信号８６、８８、９０、及び９２は、それぞれ、バッファ９４、９６、９８、及び１００に提供され、次に、駆動部４６Ａ１、４６Ａ２、４６Ｂ１、及び４６Ｂ２に提供され、これは、故障アクション信号８６’、８８’、９０’、及び９２’をインバータ３０Ａ及び３０Ｂのすべてのゲート端子４８に提供する。図５Ｄに示されるように、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４０及び４４内の３端子電力半導体デバイス４２のすべてが開放させられる。
【0085】
モータの速度が、閾値速度ｖｔｈよりも大きく（又は逆ＥＭＦが、バッテリ電圧の所定のパーセンテージを超え）、故障が検出されたとき、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂは、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４０又は４４のうちの１つにおける３端子電力半導体デバイス４２のゲート端子４８をターンオフし、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４４又は４０のうちの他方における３端子電力半導体デバイス４２のゲート端子４８をターンオンするように構成された制御信号８６、８８、９０、及び９２を生成する。その結果、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方のバンク４０又は４４のうちの１つの３端子電力半導体デバイス４２が開放させられ、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方のバンク４４又は４０のうちの他方の３端子電力半導体デバイス４２が短絡させられる。
【0086】
インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方のバンク４０又は４４のいずれかの３端子電力半導体デバイス４２は、所望されるように、開放又は短絡させられ得ることが理解されよう。故障を有する３端子電力半導体デバイス４２は、（故障しているため）開放又は短絡させられないことも理解されよう。いくつかの実施形態では、かつ図５Ｅに示されるように、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方のバンク４０の３端子電力半導体デバイス４２は開放させられ、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方のバンク４４の３端子電力半導体デバイス４２は短絡させられる。そのような実施形態では、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂは、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４０内のすべてのゲート端子４８をターンオフするように構成された制御信号８６及び９０を生成し、結果として、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４０内の３端子電力半導体デバイス４２のすべてを開放させる。プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂはまた、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４４内のすべてのゲート端子４８をターンオンするように構成された制御信号８８及び９２を生成し、結果として、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４４内の３端子電力半導体デバイス４２のすべてを短絡させる。制御信号８６、８８、９０、及び９２は、それぞれ、バッファ９４、９６、９８、及び１００に提供され、次に、駆動部４６Ａ１、４６Ａ２、４６Ｂ１、及び４６Ｂ２に提供され、これは、故障アクション信号８６’、８８’、９０’、及び９２’をインバータ３０Ａ及び３０Ｂのすべてのゲート端子４８に提供する。
【0087】
いくつかの他の実施形態では、かつ図５Ｆに示されるように、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方のバンク４４の３端子電力半導体デバイス４２は開放させられ、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方のバンク４０の３端子電力半導体デバイス４２は短絡させられる。そのような実施形態では、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂは、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４４内のすべてのゲート端子４８をターンオフするように構成された制御信号８６及び９０を生成し、結果として、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４４内の３端子電力半導体デバイス４２のすべてを開放させる。プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂはまた、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４０内のすべてのゲート端子４８をターンオンするように構成された制御信号８８及び９２を生成し、結果として、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４０内の３端子電力半導体デバイス４２のすべてを短絡させる。制御信号８６、８８、９０、及び９２は、それぞれ、バッファ９４、９６、９８、及び１００に提供され、次に、駆動部４６Ａ１、４６Ａ２、４６Ｂ１、及び４６Ｂ２に提供され、これは、故障アクション信号８６’、８８’、９０’、及び９２’をインバータ３０Ａ及び３０Ｂのすべてのゲート端子４８に提供する。
【0088】
様々な実施形態では、かつまた図５Ａ及び図５Ｃに示されるように、インバータ３０Ａ及び３０Ｂについて関連付けられた様々な故障は、それぞれ、インバータ３０Ａ及び３０Ｂに対するプロセッサ６４Ａ及び６４Ｂによって監視されず、そのような故障は、プロセッサ６４Ａ及び／又は６４Ｂの一方又は両方、若しくはプロセッサ６４Ａ及び６４Ｂに関連付けられた回路（以下で考察される）の故障であるためである。そのような故障の場合、様々な実施形態では、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方のバンク４０又は４４のうちの１つの３端子電力半導体デバイス４２（図３Ａ）を短絡させることによって、両方のインバータ３０Ａ及び３０Ｂの３端子電力半導体デバイス４２（図３Ａ）に同じ故障応答が適用される。プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂの機能は、そのような故障条件において検証可能ではないため、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂは、モータの速度（又は逆ＥＭＦ若しくはバッテリ１４電圧）に関する情報を受信及び処理することができることを検証可能ではない。結果として、デフォルトの故障アクションが、そのような場合に必要とされる。様々な実施形態では、そのデフォルトアクションは、両方のインバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４４又は４０のうちの１つにおける３端子電力半導体デバイス４２の３相短絡である。
【0089】
様々な実施形態では、かつ図５Ａ及び５Ｃに示されるように、コントローラ３２は、それぞれ、データリンク１０４及び１０６を介してプロセッサ６４Ａ及び６４Ｂの健全性を監視するように構成された健全性監視回路１０２を含む。いくつかのそのような実施形態では、健全性監視回路１０２は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「field programmable gate array、ＦＰＧＡ」）を含む。そのような実施形態では、健全性監視回路１０２は、安全ハンドシェーキングチェックなどの安全チェックを実行し、プロセッサ６４Ａ及び／又は６４Ｂが適切に機能している（又は全く機能している）かどうかを監視するようにプログラムされ得る。いくつかのそのような実施形態では、健全性監視回路１０２は、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂのそのような監視を実行するために、ローリングカウンタを実装するようにプログラムされ得る。いくつかのそのような実施形態では、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂはまた、健全性監視回路１０２が機能しているかどうかを監視する。したがって、健全性監視回路１０２の故障は、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂと関連付けられた回路における故障であるとみなされる。
【0090】
様々な実施形態では、かつまた図５Ａ及び図５Ｃに示されるように、コントローラ３２は、３相短絡回路１０８を含む。そのような実施形態では、３相短絡回路１０８は、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂによって監視されない故障に対して故障アクション信号（以下で考察される）を生成するように構成されており、故障は、プロセッサ６４Ａ及び／又は６４Ｂ及び／若しくは健全性監視回路１０２内の故障を含み得るためである。３相短絡回路１０８によって生成される故障アクション信号は、両方のインバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４０又は４４のうちの１つの３端子電力半導体デバイス４２（図３Ａ）を短絡させることによって、両方のインバータ３０Ａ及び３０Ｂの３端子電力半導体デバイス４２（図３Ａ）に、同じ故障応答を適用させる。
【0091】
様々な実施形態では、３相短絡回路１０８は、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂの外部にあり、６４Ａプロセッサ又はプロセッサ６４Ｂによって監視されない故障に応答して、駆動ユニット２０に動作可能に結合された各車輪１６又は１８に均等化されたトルクを適用するために、電力インバータ３０Ａ及び電力インバータ３０Ｂに同じ故障アクションを適用するように構成されている。図５Ａ及び図５Ｃに示されるように、３相短絡回路１０８は、健全性監視回路１０２から制御信号１１０、プロセッサ６４Ａからの制御信号１１２、及びプロセッサ６４Ｂからの制御信号１１４を受信するように結合されている。健全性監視回路１０２は、プロセッサ６４Ａ内の故障を示すプロセッサ故障指示信号を、データリンク１０４を介してプロセッサ６４Ａから受信するか、又は、プロセッサ６４Ｂ内の故障を示すプロセッサ故障指示信号を、データリンク１０６を介してプロセッサ６４Ｂからの受信することに応答して、制御信号１１０を生成するように構成されている。プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂは、それぞれ、データリンク１０４及び１０６を介して、健全性監視回路１０２の故障（限定されないが、ローリングカウンタの故障など）を検出することに応答して、それぞれ、制御信号１１２及び１１４を生成するように構成されている。
【0092】
様々な実施形態にでは、及び図５Ｃに示されるように、３相短絡回路１０８は、電圧レギュレータ１１６、バッファ１１８、及びバッファ１２０を含む。いくつかのそのような実施形態では、電圧レギュレータ１１６は、１２Ｖ ＤＣから５Ｖ ＤＣに変換するように構成された電圧レギュレータを含む。そのような実施形態では、制御信号１１０、１１２、及び１１４は、好適には１２Ｖ ＤＣ信号である。１２Ｖ ＤＣ制御信号１１０、１１２、又は１１４のいずれかの適用に応答して、電圧レギュレータ１１６は、５Ｖ ＤＣ制御信号１２２を出力する。制御信号１２２は、バッファ１１８及び１２０に入力される。バッファ１１８は、電力インバータ３０Ａのバンク４４に対して、制御信号１２２を駆動部４６Ａ２に提供するように結合されている。駆動部４６Ａ２は、電力インバータ３０Ａのバンク４４のゲート端子４８への故障アクション信号８８’を生成及び提供し、それにより、電力インバータ３０Ａのバンク４４の３端子電力半導体デバイス４２を短絡させる。バッファ１２０は、電力インバータ３０Ｂのバンク４４に対して、制御信号１２２を駆動部４６Ｂ２に提供するように結合されている。駆動部４６Ｂ２は、電力インバータ３０Ｂのバンク４４のゲート端子４８への故障アクション信号９２’を生成及び提供し、それにより、電力インバータ３０Ｂのバンク４４の３端子電力半導体デバイス４２を短絡させる。
【0093】
インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４４の３端子電力半導体デバイス４２を短絡させることは、限定ではなく例示としてのみ与えられていることが理解されよう。いくつかの実施形態では、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４０の３端子電力半導体デバイス４２は短絡される（並びに、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４４の３端子電力半導体デバイス４２は開放したままである）。
【0094】
加えて図５Ｇを参照すると、様々な実施形態での、第１の電力インバータ又は第２の電力インバータに関連付けられた故障に応答して、駆動ユニットに動作可能に結合された各車輪に均等化されたトルクを適用するために、第１の電力インバータ及び第２の電力インバータに同じ故障アクションを適用するための例示的な方法１２４が提供されている。
【0095】
方法１２４は、ブロック１２６において始まる。ブロック１２８において、電気車両の駆動ユニットの第１の電力インバータ又は第２の電力インバータに関連付けられた故障が検出される。ブロック１３０において、故障を検出することに応答して、駆動ユニットに動作可能に結合された各車輪に均等化されたトルクを適用するために、第１の電力インバータ及び第２の電力インバータに同じ故障アクションが適用される。方法１２４は、ブロック１３０において終了する。
【0096】
様々な実施形態では、第１の電力インバータのための第１のプロセッサ及び第２の電力インバータのための第２のプロセッサは、故障を監視し得る。
【0097】
様々な実施形態では、それに関連付けられた故障を有するインバータのためのプロセッサは、それに関連付けられた故障を有さないインバータのためのプロセッサに、故障アクションを伝達し得る。
【0098】
様々な実施形態では、故障アクションは、第１の電力インバータ及び第２の電力インバータ内の３端子電力半導体デバイスのすべてのバンクを、閾値速度未満のモータ速度で開放させるか、又は第１の電力インバータ及び第２の電力インバータ内の３端子電力半導体デバイスの１つのバンクを、閾値速度よりも大きいモータ速度で短絡させることを含み得る。
【0099】
様々な実施形態では、電気車両の駆動ユニットの第１の電力インバータ又は第２の電力インバータに関連付けられた故障は、第１の電力インバータのための第１のプロセッサ、又は第２の電力インバータのための第２のプロセッサ、若しくは第１のプロセッサ及び第２のプロセッサのための健全性監視回路における故障を含み得る。
【0100】
様々な実施形態では、駆動ユニットに動作可能に結合された各車輪に均等化されたトルクを適用するために第１の電力インバータ及び第２の電力インバータに同じ故障アクションを適用することは、第１のプロセッサ及び第２のプロセッサの外部の回路によって、駆動ユニットに動作可能に結合された各車輪に均等化されたトルクを適用するために、第１の電力インバータ及び第２の電力インバータに同じ故障アクションを適用することを含み得る。
【0101】
様々な実施形態では、故障アクションは、第１の電力インバータ及び第２の電力インバータ内の３端子電力半導体デバイスの１つのバンクを短絡させることを含み得る。
【0102】
上記にもかかわらず、場合によっては、あるモータの速度は、別のモータの速度とは異なり得ることが理解されよう。例えば、ターン中に、外側車輪は、内側車輪よりも速く回転している場合がある。同様に、車輪は、様々な車輪スリップ状況において、異なる速度で回転している場合がある。いくつかのそのような事例では、プロセッサ６４Ａは、その関連する電気モータ２４Ａに対して適切な速度依存故障アクションを選択し、プロセッサ６４Ｂは、その関連する電気モータ２４Ｂに対して適切な速度依存故障アクションを選択するため、駆動ユニット２０の一方のモータに対する速度依存故障アクション（例えば、逆ＥＭＦ及びバッテリ１４の電圧に基づく）は、駆動ユニット２０の他方のモータに対する速度依存故障アクションとは異なる場合がある。
【0103】
上で考察されるインバータ３０Ａ及び３０Ｂに関連付けられた故障に加えて、コントローラ３２への低電圧ＤＣ電力（１２Ｖ ＤＣなど、本明細書では１２Ｖと称される）の損失は、同じ駆動ユニット２０によって駆動される２つの車輪１６又は１８間のトルク不均衡を回避するのを助けるために、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方に同じ故障アクションが適用される結果となる。
【0104】
図５Ａ及び図５Ｃに示されるように、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂ、駆動部４６Ａ１、４６Ａ２、４６Ｂ１、及び４６Ｂ２、健全性監視回路１０２、及び３相短絡回路１０８はすべて、コントローラ３２に供給される低電圧ＤＣ電力（１２Ｖ）によって給電される構成要素を含むことが理解されよう。コントローラ３２に供給される１２Ｖの損失は、プロセッサ６４Ａ及び６４Ｂ、駆動部４６Ａ１、４６Ａ２、４６Ｂ１、及び４６Ｂ２、健全性監視回路１０２、及び３相短絡回路１０８が、上で考察されるようにインバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方に同じ故障アクションを適用するために利用可能ではないことを意味することが理解されよう。
【0105】
したがって、様々な実施形態では、かつ以下で考察されるように、コントローラ３２に供給される１２Ｖの損失が生じる場合、インバータ３０Ａ及び３０Ｂの両方に同じ故障アクションを適用する能力が提供される。
【0106】
図５Ａ及び図５Ｃに示されるように、かつ加えて図６Ａ～図６Ｂを参照すると、様々な実施形態では、かつ概要として、検出回路１４０が、コントローラ３２に供給される低電圧ＤＣ電力（１２Ｖ）の損失を検出するように構成されている。バックアップ電源回路８４Ａは、電力インバータ３０Ａと関連付けられており、バックアップ電源回路８４Ｂは、電力インバータ３０Ｂと関連付けられている。各バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂは、コントローラ３２に供給される低電圧ＤＣ電力の損失の検出に応答して、４５０Ｖ ＤＣなどの高電圧ＤＣ電力を低電圧ＤＣ電力に変換するように構成されている（例えば、ステップダウンＤＣ－ＤＣコンバータなど）。３相短絡回路１０８は、コントローラ３２に供給される低電圧ＤＣ電力の損失の検出に応答して、駆動ユニット２０に動作可能に結合された各車輪１６又は１８に均等化されたトルクを適用するために、電力インバータ３０Ａ及び電力インバータ３０Ｂに同じ故障アクションを適用するように構成されている。
【0107】
図５Ａ、図５Ｃ、及び図６Ａに示されるように、様々な実施形態にいて、検出回路１４０は、オプトカプラ１４１を使用して、コントローラ３２に供給される低電圧ＤＣ電力（１２Ｖ）の損失を検出する。低電圧ＤＣ電力（１２Ｖなど）が、抵抗器Ｒ２に直列に電気的に接続されている抵抗器Ｒ１に供給される。抵抗器Ｒ１及びＲ２は、分圧器として機能する。好適な電圧（限定されないが、５Ｖなど）の制御信号１４３が、抵抗器Ｒ１及びＲ２間のノード１４５からオプトカプラ１４１の発光ダイオード（light-emitting diode、ＬＥＤ）１４５に供給される。通電されると、ＬＥＤ１４５は、電気入力を光に変換し、光（可視光又は赤外線（infrared、ＩＲ）光のいずれか）を放出する。フォトトランジスタ１４７は、ＬＥＤ１４５によって放出された光を検出し、ターンオンする。様々な実施形態では、フォトトランジスタ１４９は、プルダウントランジスタである。フォトトランジスタ１４９は、バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂにイネーブル信号１５１を提供するように結合されている。
【0108】
通常動作中、制御信号１４３はＬＥＤ１４７に供給され、ＬＥＤ１４７は光を放出する。フォトトランジスタ１４９は、光を検出し、ターンオンする。フォトトランジスタ１４９はプルダウントランジスタであるため、フォトトランジスタ１４９がオンであるとき、イネーブル信号１５１は低（low）である。イネーブル信号１５１が低であるとき、イネーブル信号１５１は、バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂ（ステップダウンＤＣ－ＤＣコンバータなど）をプルダウンし、その結果、バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂはターンオフされ、３相短絡を適用することが防止される。
【0109】
低電圧ＤＣ電力（１２Ｖ）の損失が生じる場合、信号１４３はなくなり、ＬＥＤ１４７は発光を停止する。その結果、フォトトランジスタ１４９はターンオフし、イネーブル信号１５１は高（high）となる。イネーブル信号１５１が高であるとき、バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂはターンオンし、以下に説明するように３相短絡を適用する。例えば、イネーブル信号１５１は、バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂの各々のステップダウンＤＣ－ＤＣコンバータをターンオンして、高電圧ＤＣ電力を低電圧ＤＣ電力（１２Ｖ）に変換し得る。
【0110】
様々な実施形態では、ゲート駆動回路４６Ａ及びゲート駆動回路４６Ｂは、それぞれ、バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂを含む。高電圧ＤＣ電力（４５０Ｖなど）は、バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂの各々に提供される。各バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂは、４５０Ｖ ＤＣ電力を、１２Ｖ ＤＣ電力などの低電圧ＤＣ電力に変換するように構成されている。したがって、バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂは、好適には、ステップダウンＤＣ－ＤＣコンバータ（上で考察されるような）、所望される場合、分圧器回路（以下で考察されるような）、など、を含む。
【0111】
図６Ｂに示すように、所望される場合、いくつかの実施形態では、各バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂは、任意選択的に、コントローラ３２から低電圧ＤＣ電力（１２Ｖ）を受容するように動作可能に結合されたリレーコイル１５４を有する通常開放リレー１５２を含み得る。そのような実施形態では、通常開放リレー１５２はまた、通常開放接点１５６を含む。上で考察されるように、通常の動作中、低電圧ＤＣ電力１２Ｖがリレーコイル１５４に提供され、リレーコイル１５４が通電され、それによって通常開放接点１５６を開放させる。低電圧ＤＣ電力（１２Ｖ）の損失が生じる場合、リレーコイル１５４は通電が断たれ、それによって通常開放接点１５６を閉鎖させる。したがって、そのような実施形態では、検出回路１４０は、好適には、リレーコイル１５４を含み、コントローラ３２からの低電圧ＤＣ電力（１２Ｖ）は、制御信号であるとみなされ得る。
【0112】
そのような実施形態では、各バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂは、好適には、高電圧ＤＣ電力を受容するように動作可能に結合された分圧器１５８を含む。分圧器１５８は、高電圧ＤＣ電力を低電圧ＤＣ電力に変換するように構成されており、低電圧ＤＣ電力を通常開放接点１５６に出力するように更に構成されている。そのような実施形態では、通常動作中（低電圧ＤＣ電力がリレーコイル１５４に提供され、通常開放接点１５６が開放しているとき）、バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂは、１２Ｖの電力を提供しない。逆に、低電圧ＤＣ電力（１２Ｖ）の損失が生じる場合、（リレーコイル１５４の通電が断たれ、通常開放接点１５６が閉鎖されるとき）、バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂは、１２Ｖの電力を提供する。したがって、そのような実施形態では、各バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂはまた、好適には、通常開放接点１５６を含む。
【0113】
上で考察されるように、様々な実施形態では、電力インバータ３０Ａ及び電力インバータ３０Ｂは各々、３端子電力半導体デバイス４２の２つのバンク４０及び４４を含む。以下で考察されるように、３相短絡回路１０８は、電力インバータ３０Ａ及び電力インバータ３０Ｂ内の３端子電力半導体デバイス４２の１つのバンク４０又は４４を、コントローラ３２に供給される低電圧ＤＣ電力の損失の検出に応答して短絡させるように更に構成されている。
【0114】
図５Ａ及び図５Ｃに示されるように、低電圧ＤＣ電力（１２Ｖ）の損失がどのように検出され、低電圧ＤＣ電力（１２Ｖ）がバックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂによってどのように生成されるかに関係なく、低電圧ＤＣ電力（１２Ｖ）は、バックアップ電源回路８４Ａ及び８４Ｂから電圧レギュレータ１１６に供給される。低電圧ＤＣ電力（１２Ｖ）の適用に応答して、電圧レギュレータ１１６は、５Ｖ ＤＣ制御信号１２２を出力する。制御信号１２２は、バッファ１１８及び１２０に入力される。バッファ１１８は、電力インバータ３０Ａのバンク４４に対して、制御信号１２２を駆動部４６Ａ２に提供するように結合されている。駆動部４６Ａ２は、電力インバータ３０Ａのバンク４４のゲート端子４８への故障アクション信号８８’を生成及び提供し、それにより、電力インバータ３０Ａのバンク４４の３端子電力半導体デバイス４２を短絡させる。バッファ１２０は、電力インバータ３０Ｂのバンク４４に対して、制御信号１２２を駆動部４６Ｂ２に提供するように結合されている。駆動部４６Ｂ２は、電力インバータ３０Ｂのバンク４４のゲート端子４８への故障アクション信号９２’を生成及び提供し、それにより、電力インバータ３０Ｂのバンク４４の３端子電力半導体デバイス４２を短絡させる。
【0115】
インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４４の３端子電力半導体デバイス４２を短絡させることは、限定ではなく例示としてのみ与えられていることが理解されよう。いくつかの実施形態では、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４０の３端子電力半導体デバイス４２は短絡される（並びに、インバータ３０Ａ及び３０Ｂのバンク４４の３端子電力半導体デバイス４２は開放したままである）。
【0116】
様々な実施形態では、及び図６Ｃに示されるように、両方のインバータのための共通コントローラに供給される１２Ｖの損失が生じる場合に、電気車両の駆動ユニットの両方のインバータに同じ故障アクションを適用するための方法１６０が提供されている。
【0117】
方法１６０は、ブロック１６２において開始する。ブロック１６４において、電気車両用の駆動ユニットの第１の電力インバータのための第１のプロセッサ及び第２の電力インバータのための第２のプロセッサのためのコントローラに供給される低電圧直流電流（ＤＣ）電力の損失が検出される。ブロック１６６において、コントローラに供給される低電圧ＤＣ電力の損失の検出に応答して、高電圧ＤＣ電力が低電圧ＤＣ電力に変換される。ブロック１６８において、コントローラに供給される低電圧ＤＣ電力の損失の検出に応答して、駆動ユニットに動作可能に結合された各車輪に均等化されたトルクを適用するために、第１の電力インバータ及び第２の電力インバータに同じ故障アクションが適用される。方法１６０は、ブロック１７０において停止する。
【0118】
様々な実施形態では、制御信号は、コントローラに供給される低電圧ＤＣ電力の存在に応答して提供され得る。
【0119】
様々な実施形態では、コントローラに供給される低電圧ＤＣ電力の損失の検出に応答して、駆動ユニットに動作可能に結合された各車輪に均等化されたトルクを適用するために、第１の電力インバータ及び第２の電力インバータに同じ故障アクションを適用することは、制御信号の不在に応答して、駆動ユニットに動作可能に結合された各車輪に均等化されたトルクを適用するために、第１の電力インバータ及び第２の電力インバータに同じ故障アクションを適用することを含み得る。
【0120】
様々な実施形態では、故障アクションは、第１の電力インバータ及び第２の電力インバータ内の３端子電力半導体デバイスの１つのバンクを短絡させることを含み得る。
【0121】
当業者は、本明細書に記載のデバイス及び／又はプロセスの少なくとも一部分が、データ処理システムに統合され得ることを認識するであろう。当業者は、データ処理システムが、概して、システムユニットハウジング、ビデオディスプレイデバイス、揮発性又は不揮発性メモリなどのメモリ、マイクロプロセッサ若しくはデジタル信号プロセッサなどのプロセッサ、オペレーティングシステムなどの計算処理上エンティティ、ドライバ、グラフィカルユーザインターフェース、及びアプリケーションプログラムのうちの１つ以上、１つ以上の相互作用デバイス（例えば、タッチパッド、タッチスクリーン、アンテナなど）、並びに／又はフィードバックループ及び制御モータ（例えば、位置及び／若しくは速度を感知するためのフィードバック、構成要素及び／又は数量を移動及び／又は調整するための制御モータ）を含む制御システム、を含むことを認識するであろう。データ処理システムは、データコンピューティング／通信及び／又はネットワークコンピューティング／通信システムに典型的に見られるものなど、好適な市販の構成要素を利用して実装され得る。
【0122】
前述／以下の開示で使用されるモジュールという用語は、特定の様態で配置された１つ以上の構成要素の集合体、又は、１つ以上の特定の時点で特定の様態で動作するように構成され得る、及び／又は、また１つ以上の更なる時間に１つ以上の更なる様態で動作するように構成され得る１つ以上の汎用構成要素の集合体、を指し得る。例えば、同じハードウェア、又はハードウェアの同じ部分は、第１のタイプのモジュールとして（例えば、第１の時間に）、第２のタイプのモジュールとして（例えば、場合によっては第１の時間と一致するか、重複するか、若しくはそれに続き得る、第２の時間に）、及び／又は第３のタイプのモジュールとして（例えば、場合によっては、第１の時間及び／又は第２の時間と一致するか、重複するか、若しくはそれらに続き得る、第３の時間に）など、順次の／並列の時間で構成／再構成され得る。再構成可能及び／又は制御可能な構成要素（例えば、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイなど）は、第１の目的を有する第１のモジュール、次に第２の目的を有する第２のモジュール、並びに次に、第３の目的を有する第３のモジュールなどとして構成されることが可能である。再構成可能な及び／又は制御可能な構成要素の移行は、わずか数ナノ秒で起こり得るか、又は数分、数時間、若しくは数日の期間にわたって起こり得る。
【0123】
いくつかのそのような例では、構成要素が第２の目的を実行するように構成されている時点で、構成要素は、再構成されるまで、その第１の目的を実行することがもはや可能ではなくなり得る。構成要素は、わずか数ナノ秒で、異なるモジュールとして構成間で切り替わり得る。構成要素は、オンザフライで再構成することができ、例えば、第１のモジュールから第２のモジュールへの構成要素の再構成は、ちょうど第２のモジュールが必要とされるときに起こり得る。構成要素は、段階的に再構成することができ、例えば、もはや必要とされない第１のモジュールの一部は、第１のモジュールがその動作を終了する前であっても第２のモジュールに再構成することができる。そのような再構成は、自動的に起こる場合もあり、又は、外部ソースが別の構成要素、命令、信号、条件、外部刺激、又は同様のものであるかどうかにかかわらず、外部ソースによるプロンプトによって起こる場合もある。
【0124】
例えば、パーソナルコンピュータの中央処理ユニットは、様々な時点で、画面上にグラフィックを表示するためのモジュール、記憶媒体にデータを書き込むためのモジュール、ユーザ入力を受信するためのモジュール、及びその命令に従ってその論理ゲートを構成することによって、２つの大きな主要数を乗算するためのモジュールとして動作し得る。そのような再構成は、肉眼では見えない場合があり、いくつかの実施形態では、構成要素の様々な部分、例えば、スイッチ、論理ゲート、入力、及び／又は出力のアクティブ化、非アクティブ化、及び／又は再ルーティングを含み得る。したがって、前述／以下の開示に見られる実施例では、実施例が複数のモジュールを含むか又は列挙する場合、その実施例は、同じハードウェアが、同時に、又は離散的な時間又はタイミングで、列挙されたモジュールのうちの１つを超えるものを実装し得る可能性を含む。複数のモジュールの実装は、より多くの構成要素、より少ない構成要素、又はモジュールの数と同じ数の構成要素を使用するかにかかわらず、単に実装の選択であり、概して、モジュール自体の動作に影響を及ぼさない。したがって、本開示における複数の別個のモジュールの任意の列挙は、複数のモジュールの機能を実行するために時間の経過とともにそれ自体を再構成する単一の構成要素、及び／又は同様に再構成する複数の構成要素、及び／又は特別な目的の再構成可能な構成要素を含むがこれらに限定されない、任意の数の基礎となる構成要素として、それらのモジュールの実装を含むことを理解されたい。
【0125】
場合によっては、１つ以上の構成要素は、本明細書では、「構成された（configured to）」、「構成された（configured by）」、「構成可能な（configurable to）」、「動作可能な／動作する」、「適合された／適合可能な」、「可能な」、「準拠可能な／準拠する」などと称される場合がある。当業者は、そのような用語（例えば「構成された（configured to）」）は、文脈上別段の必要がない限り、概して、アクティブ状態の構成要素及び／又は非アクティブ状態の構成要素及び／若しくはスタンバイ状態の構成要素を包含することを認識するであろう。
【0126】
本明細書に記載の本主題の特定の態様が示され説明されてきたが、本明細書の教示に基づいて、本明細書に記載の主題及びそのより広い態様から逸脱することなく変更及び修正を行うことができ、したがって、添付の特許請求の範囲は、本明細書に記載の主題の真の趣旨及び範囲内にあるようなすべてのそのような変更及び修正をそれらの範囲内に包含するものであることが当業者には明らかであろう。一般に、本明細書で使用される用語、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本文）で使用される用語は、概して「オープン」な用語として意図されている（例えば、「含む（including）」という用語は、「含むがそれに限定されない」として解釈されるべきであり、「有する（having）」という用語は、「少なくとも有する」として解釈されるべきであり、「含む（includes）」という用語は、「含むが、それに限定されない」として解釈されるべきである、など）ことが、当業者によって理解されるであろう。特定の数の導入された請求項の列挙が意図されている場合、そのような意図は請求項に明示的に列挙され、そのような列挙がない場合、そのような意図は存在しないことが、当業者によって更に理解されるであろう。例えば、理解の助けとして、以下の添付の特許請求の範囲は、請求項の列挙を導入するために「少なくとも１つ」及び「１つ以上」という導入句の使用を含み得る。しかしながら、そのような句の使用は、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」による請求項の列挙の導入が、そのような導入された請求項の列挙を含む特定の請求項を、そのような列挙を１つだけ含む請求項に限定することを意味すると解釈されるべきではなく、同じ請求項が、「１つ以上」又は「少なくとも１つ」という導入句と、「ａ」又は「ａｎ」などの不定冠詞と、を含む場合でもそうであり（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は、典型的には「少なくとも１つ」又は「１つ以上」を意味すると解釈されるべきである）、同じことが、請求項の列挙を導入するために使用される定冠詞の使用にも当てはまる。加えて、特定の数の導入された請求項の列挙が明示的に列挙されている場合であっても、当業者は、そのような列挙が、典型的には、少なくとも列挙された数を意味すると解釈されるべきであることを認識するであろう（例えば、他の修飾子なしで、「２つの列挙」の裸の列挙は、典型的には、少なくとも２つの列挙、又は２つ以上の列挙を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つなど」に類似する通念が使用される場合、一般に、そのような構成物は、当業者がその通念を理解するという意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、Ａ及びＢを一緒に、Ａ及びＣを一緒に、Ｂ及びＣを一緒に、及び／又はＡ、Ｂ、及びＣを一緒に、などを有するシステムを含むが、これらに限定されない）。典型的には、本明細書、特許請求の範囲、又は図面にあるかにかかわらず、２つ以上の代替用語を提示する選言的語及び／又は句は、文脈指示がない限り、用語、いずれかの用語、又は両方の用語のうちの１つを含む可能性を企図することが理解されるべきであることは、当業者によって更に理解されるであろう。例えば、「Ａ又はＢ」という句は、典型的には、「Ａ」又は「Ｂ」若しくは「Ａ及びＢ」の可能性を含むと理解されるであろう。
【0127】
前述の詳細な説明は、ブロック図、フロー図、及び／又は実施例の使用を介してデバイス及び／又はプロセスの様々な実施形態を記載している。そのようなブロック図、フロー図、及び／又は実施例が、１つ以上の機能及び／又は動作を含有する限り、そのようなブロック図、フロー図、又は実施例内の各機能及び／又は動作が、米国特許法第１０１条の下での特許可能な主題に限定して、個別に及び／又は集合的に、広範囲のハードウェア、ソフトウェア（例えば、ハードウェア仕様として機能する高レベルのコンピュータプログラム）、ファームウェア、又は実質的にそれらの任意の組み合わせによって実施され得ることが当業者によって理解されるであろう。一実施形態では、本明細書に記載の主題のいくつかの部分は、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit、ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor、ＤＳＰ）、又は他の統合フォーマットを介して実装され得る。しかしながら、当業者は、本明細書に開示される実施形態のいくつかの態様が、米国特許法第１０１条の下での特許可能な主題に限定して、全体的又は部分的に、１つ以上のコンピュータ上で実行される１つ以上のプログラムとして（例えば、１つ以上のコンピュータシステム上で実行される１つ以上のプログラムとして）、１つ以上のプロセッサ上で実行される１つ以上のプログラムとして（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ上で実行される１つ以上のプログラムとして）、ファームウェアとして、又は実質的にそれらの任意の組み合わせとして、集積回路に同等に実装され得ること、及び、回路を設計すること、及び／又は、ソフトウェア（例えば、ハードウェア仕様として機能する高レベルのコンピュータプログラム）及び又はファームウェアのためのコードを記述することは、この開示に照らして、当業者のスキルの十分に範囲内であろうこと、を認識するであろう。加えて、当業者は、本明細書に記載の主題のメカニズムが、様々な形態のプログラム製品として配布されることが可能であること、及び、本明細書に記載の主題の例示的な実施形態が、実際に配布を実行するために使用される特定のタイプの信号担持媒体に関係なく適用されることを理解するであろう。信号担持媒体の例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（Compact Disc、ＣＤ）、デジタルビデオディスク（Digital Video Disk、ＤＶＤ）、デジタルテープ、コンピュータメモリなどといった記録可能型媒体、デジタル及び／又はアナログ通信媒体（例えば、光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンク（例えば、送信機、受信機、伝送論理、受信論理など）など）などの伝送型媒体。
【0128】
添付の特許請求の範囲に関して、当業者は、その中に列挙された動作が、概して任意の順序で実行され得ることを理解するであろう。また、様々な動作フローが、シーケンスで提示されているが、様々な動作は、例示されているもの以外の順序で実行され得るか、又は同時に実行され得ることを理解されたい。そのような代替の順序付けの例としては、文脈で別段の指示がない限り、重複、インターリーブ、中断、並べ替え、増分、準備、補足、同時、逆、又は他の変形順序付けを挙げることができる。更に、「に応答する」、「に関連する」、又は他の過去時制の形容詞のような用語は、文脈で別段の指示がない限り、概して、そのような変形を除外することを意図しない。
【0129】
開示された主題は、例示的な実施形態に関して説明されてきたが、特許請求の範囲に記載されている特許請求される主題の範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができることが、当業者によって理解されるであろう。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図5G】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
