CN101370683A - 电动机驱动设备及包括其的车辆 - Google Patents

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Abstract

当来自第一和第二逆变器(10、20)的失效信号(FE1、FE2)不激活，即全部逆变器(10、20)正常时，ECU(50)使第一和第二关断允许信号(RG1、RG2)激活以输出到第一和第二与门(30、40)，而不管电动发电机(MG1、MG2)的操作状态如何。第一与门(30)对来自第二逆变器(20)的失效信号(FE2)和第一关断允许信号(RG1)采取与运算，并向第一逆变器(10)输出关断信号(DWN1)。第二与门(40)对来自第一逆变器(10)的失效信号(FE1)和第二关断允许信号(RG2)采取与运算，并向第二逆变器(20)提供关断信号(DWN2)。

Description

电动机驱动设备及包括其的车辆
技术领域
本发明涉及电动机驱动设备和包括该电动机驱动设备的车辆。具体地说，本发明涉及对多个电动机进行驱动的电动机驱动设备，以及包括该电动机驱动设备的车辆。
背景技术
近来，很多注意力被集中在混合动力车辆上，该车辆具有储存装置、逆变器以及由逆变器驱动的电动机，所述电动机被安装来作为除传统的发动机之外的驱动源。
日本专利公开No.2005-130615公开了一种安装在混合动力车辆上对多个电动发电机进行驱动的电动机驱动设备。该电动机驱动设备包括DC(直流)电源、电容器、分别对第一和第二电动发电机进行驱动的第一和第二逆变器、以及控制装置。该控制装置包括第一与(AND)门、第二与门以及ECU(电子控制单元)。
当第一和第二电动发电机分别处于再生模式和电动机驱动(powerrunning)模式时，在由第一电动发电机产生的电能超过了阈值的情况下，在这种电动机驱动设备中，ECU产生关断允许信号并将其供给第一与门，以允许将第一逆变器关断。第二逆变器在检测到过大的电流时产生失效信号，并将失效信号供给第一与门。第一与门对来自ECU的关断允许信号以及来自逆变器的失效信号采取“与”运算，从而向第一逆变器提供关断信号。
在由第一电动发电机产生的电能较大时从第二逆变器输出失效信号的情况下，根据这种电动机驱动设备，第一逆变器被关断。因此，可以防止由过大的电压对第一和第二逆变器以及电容器造成损坏。
在上述电动机驱动设备中，由于对第一电动发电机产生的电能是否过大进行的判定是由ECU通过软件来判定的，所以可能由于操作过程中的延迟而发生电压升高。在再生的电能急剧增大时，会发生较大的电压升高。考虑到这种操作延迟，在这种电动机驱动设备中，必须确保电容器的裕量(电容器的电容裕量)，从而会造成电容器加大。
此外，在这种电动机驱动设备中响应于来自第二逆变器的信号关断第一逆变器时，直到第二逆变器达到适当的状态之前都不取消第一逆变器的关断。因此，不能实现在第二逆变器出错时利用第一电动发电机的应急(limp-home)模式(灵活形式)。
发明内容
考虑到上述方面，本发明的一个目的是提供一种电动机驱动设备，该设备能够减小电容器的裕量。
本发明的另一个目的是提供一种电动机驱动设备，该设备能实施应急模式，所述应急模式使用与出错的逆变器之外的其他逆变器对应的电动发电机。
本发明的再一个目的是提供一种包括电动机驱动设备的车辆，该设备能够减小电容器的裕量。
本发明的再一个目的是提供一种能够进行应急行驶的车辆，所述应急行驶使用与出错的逆变器之外的其他逆变器对应的电动发电机。
根据本发明的一个方面，一种电动机驱动设备以电动机驱动模式或再生模式对n(n为至少2的自然数)个电动机进行驱动，所述电动机驱动设备包括：电容元件，其对DC电压进行滤波；n个驱动装置，其与电容元件并联连接，每个驱动装置根据来自电容元件的DC电压对对应的电动机进行驱动，并在检测到预定错误时使失效信号激活并输出；控制装置，其接收来自n个驱动装置中每一者的失效信号，并根据所接收的n个失效信号来产生允许n个驱动装置关断的n个关断允许信号；以及n个关断电路，其对应于n个驱动装置而设置，当从控制装置接收到的对应的关断允许信号被激活时，在从除了对应的驱动装置之外的n-1个驱动装置接收到的n-1个失效信号中至少一个被激活的情况下，向对应的驱动装置提供指示所述对应的驱动装置关断的关断信号。当n个失效信号不激活时，控制装置激活n个关断信号以向n个关断电路输出，而不管n个电动机的发电状态如何。
优选地，在响应于来自对应的关断电路的关断信号而关断驱动装置之后预定条件成立时，控制装置使与被关断的驱动装置对应的关断允许信号不激活。
更优选地，在由与被关断的驱动装置对应的电动机进行的应急操作得到允许时，所述预定条件成立。
优选地，在过大的电流流向对应的驱动装置中包括的半导体元件时，检测到所述预定错误。
根据本发明，一种车辆包括：内燃机，n(n为至少2的自然数)个电动机，以及上述电动机驱动设备。n个电动机包括第一电动发电机和第二电动发电机。n个驱动装置包括分别驱动第一电动发电机和第二电动发电机的第一逆变器和第二逆变器。n个关断电路包括分别对应于第一逆变器和第二逆变器的第一关断电路和第二关断电路。第一电动发电机用内燃机的输出产生电能。第二电动发电机产生车辆的动力。
优选地，在响应于来自第一关断电路的关断信号而关断第一逆变器之后，当判定为允许由第一电动发电机和内燃机进行应急行驶时，控制装置使与第一逆变器对应的关断允许信号不激活。
由于在n个失效信号不激活时，控制装置使n个关断允许信号激活，而不管n个电动机的发电状态如何，所以在从对应的驱动装置之外的n-1个驱动装置接收到的n-1个失效信号中至少一者被激活时，n个关断电路中的每一者立刻使指示对应的驱动装置关断的关断信号激活，并向对应的驱动装置输出激活的关断信号。换言之，在响应于失效信号而使关断信号激活时，操作过程中不会发生延迟。
根据本发明，不需要出于对操作过程延迟的考虑而确保电容元件的裕量。因此可以减小电容元件的裕量。这样可以减小电容元件的尺寸。
响应于来自对应关断电路的关断信号而将驱动装置关断之后，在预定条件成立时，控制装置使与被关断的驱动装置对应的关断允许信号不激活。因此，即使在使失效信号激活的驱动装置停机的情况下，另一驱动装置也可操作。
根据本发明，能够用与出错的驱动装置之外的驱动装置对应的电动机来实施应急行驶。
在响应于来自第一关断电路的关断信号将第一逆变器关断之后，当判定为允许由第一电动发电机和内燃机进行应急行驶时，由于控制装置使对应于第一逆变器的关断允许信号不激活，所以即使在使失效信号激活的第二逆变器被停机的情况下，第一逆变器也可操作。
根据本发明，在第二逆变器出错时，也可以用第一电动发电机和内燃机实施应急行驶。
附图说明
图1是混合动力车辆的示意性框图，该混合动力车辆被用作根据本发明第一实施例的车辆示例。
图2是图1中逆变器的电路图。
图3是图1中ECU的功能框图。
图4是图3所示关断控制单元的控制结构的流程图。
图5是混合动力车辆的示意性框图，该混合动力车辆被示为根据本发明第二实施例的车辆示例。
具体实施方式
下面将参考附图详细说明本发明的实施例。在附图中，相同或相应的元件被赋予相同的标号，并将不再对其进行重复说明。
第一实施例
参考图1，混合动力车辆100包括车轮FW、动力分配机构2、发动机4、电动发电机MG1和MG2。混合动力车辆100还包括储存装置B、电容器C、逆变器10和20、电源线PL、接地线SL、电压传感器62、电流传感器64和66。另外，混合动力车辆100还包括与门30和40、以及电子控制单元(下文中也称为“ECU”)50。
动力分配机构2连接到发动机4以及电动发电机MG1和MG2，并在它们之间分配动力。对于动力分配机构2，可以使用行星齿轮机构，行星齿轮机构包括太阳轮、行星轮架和齿圈的三个旋转轴。这三个旋转轴连接到发动机4以及电动发电机MG1和MG2的各个旋转轴。例如，通过使发动机4的曲轴穿过电动机发电机MG1的中空转子的中心，发动机4以及电动发电机MG1和MG2可以以机械方式连接到动力分配机构2。
电动发电机MG2的旋转轴由减速齿轮和/或致动操作齿轮(未示出)连接到车轮FW。此外，电动发电机MG2的旋转轴所用的减速齿轮也可以被合并到动力分配机构2中。
电动发电机MG1被结合到混合动力车辆100中，作为由发动机4驱动的发电机并作为能够将发动机4起动的电动机。电动发电机MG2被结合到混合动力车辆100中，作为对可用作驱动轮的车轮FW进行驱动的电动机。
储存装置B是可充电的DC电源，例如由二次电池(例如镍氢电池或锂离子电池)形成。储存装置B向逆变器10和20供应DC电能。储存装置B接收从逆变器10和20供应到电源线PL上的DC电能来受到充电。可以用具有大电容的电容器作为储存装置B。
电容器C对电源线PL与接地线SL之间的电压进行滤波。电压传感器62检测电容器C两端的电压Vm并向ECU 50提供检测到的电压Vm。
逆变器10和20分别与电动发电机MG1和MG2对应地设置。根据来自ECU 50的信号PWM1，逆变器10以电动机驱动模式或再生模式对电动发电机MG1进行驱动。在由于电动发电机MG1中的错误造成过大的电流时，逆变器10使向与门40和ECU 50输出的失效信号FE1激活。在来自与门30的关断信号DWN1被激活时，逆变器10被关断。
根据来自ECU 50的信号PWM2，逆变器20以电动机驱动模式或再生模式对电动发电机MG2进行驱动。在由于错误等原因造成的过大电流流过电动发电机MG2时，逆变器20使向与门30和ECU 50输出的失效信号FE2激活。在从与门40接收的关断信号DWN2被激活时，逆变器20被关断。
下面将分别说明由逆变器10和20产生失效信号FE1和FE2的机构。
电流传感器64检测流经电动发电机MG1的电动机电流MCRT1，并向ECU 50提供检测到的电动机电流MCRT1。电流传感器66检测流经电动发电机MG2的电动机电流MCRT2，以向ECU 50提供检测到的电动机电流MCRT2。
与门30对来自逆变器20的失效信号FE2和来自ECU 50的关断允许信号RG1采取“与”运算，并向逆变器10提供运算结果作为关断信号DWN1。与门40对来自逆变器10的失效信号FE1和来自ECU 50的关断允许信号RG2采取“与”运算，并向逆变器20提供运算结果作为关断信号DWN2。
ECU 50分别接收来自电压传感器62的电压Vm以及来自电流传感器64和66的电动机电流MCRT1和MCRT2。ECU 50接收来自外部ECU(未示出)的转矩命令值TR1和TR2。
根据这些信号，ECU 50通过下文将要说明的方法来产生分别用于驱动电动发电机MG1和MG2的信号PWM1和PWM2，并分别向逆变器10和20提供所产生的信号PWM1和PWM2。
ECU 60接收分别来自逆变器10和20的失效信号FE1和FE2，以及来自外部ECU的应急信号LIMP。根据这些信号，ECU 50通过下文中将要说明的方法来产生分别允许逆变器10和20关断的关断允许信号RG1和RG2，并分别向与门30和40输出所产生的关断允许信号RG1和RG2。
图2是图1所示逆变器10的电路图。逆变器20具有与逆变器10相似的电路结构。图2示出了逆变器10的电路结构作为其示例。
参考图2，逆变器10包括U相臂11、V相臂12、W相臂13以及或门18。U相臂11、V相臂12和W相臂13并联连接在电源线PL与接地线SL之间。
U相臂由IGBT(绝缘栅双极晶体管)Q1和Q2、二极管D1和D2、以及驱动单元Dr1和Dr2形成。IGBT Q1和Q2串联连接在电源线PL与接地线SL之间。二极管D1和D2分别与IGBT Q1和Q2反并联。
驱动单元Dr1连接到IGBT Q1的发射极，从而分配经过IGBT Q1的集电极和发射极的电流。驱动单元Dr1包括npn晶体管14和15、pnp晶体管16、电阻R1—R3以及驱动IC 17。Npn晶体管14连接在电阻R1与接地节点GND之间。在此情况下，集电极连接到电阻R1，发射极连接到接地节点GND。基极连接到IGBT Q1的发射极，从而分配经过IGBT Q1的集电极和发射极的电流。电阻R1连接在节点N1与npn晶体管14的集电极之间。节点N1连接到IGBT Q1的基极。
电阻R2连接在npn晶体管14的基极与接地节点GND之间。电阻R3连接在节点N1与N2之间。Npn晶体管15和npn晶体管16串联连接在电源节点Vc与接地节点GND之间。Npn晶体管15的集电极连接到电源节点Vc，其发射极连接到pnp晶体管16的发射极。pnp晶体管16的集电极连接到接地节点GND。节点N2是npn晶体管15与pnp晶体管16之间的连接节点。
驱动IC17包括端口P1—P4。端口P1连接到npn晶体管15和pnp晶体管16的基极。端口P2连接到npn晶体管14的基极。端口P3向或门18提供信号fe1。端口P4从与门30接收关断信号DWN1，并从ECU 50接收信号PWM1。
在IGBT Q1处发生过大的电流时，npn晶体管14导通，IGBT Q1的基极电压降低。IGBT Q1减小经过集电极和发射极的电流。驱动IC 17在端口P2接收到过大的电流。在向端口P2施加的电压超过了预定阈值时，从端口P1使IGBT Q1关断。从端口P3产生向或门18输出的信号fe1。具体地说，驱动IC 17从端口P1向npn晶体管15和pnp晶体管16的基极输出0V的电压，将节点N1处的电压设置为0V，从而关断IGBT Q1。
在端口P4接收到关断信号DWN1时，驱动IC 17从端口P1向npn晶体管15和pnp晶体管16的基极输出0V的电压以关断IGBT Q1。此外，驱动IC 17还响应于信号PWM1，从端口P1向npn晶体管15和pnp晶体管16的基极输出预定电压，从而根据信号PWM1来使IGBT Q1开关。
驱动单元Dr2—Dr6分别连接到IGBT Q2—IGBT Q6的发射极，以分配经过IGBT Q2—IGBT Q6的集电极和发射极的电流。驱动单元Dr2—Dr6各自具有与驱动单元Dr1类似的结构。驱动单元Dr2—Dr6分别根据关断信号DWN1来关断IGBT Q2—Q6，并根据信号PWM1来控制IGBT Q2—IGBT Q6的开关。驱动单元Dr2—Dr6各自在检测到IGBT Q2—IGBTQ6处过大的电流时产生信号fe2—fe6，并向或门18提供所产生的信号fe2—fe6。
或门18接收来自驱动单元Dr1—Dr6的信号fe1—fe6，并对所接收到的信号fe1—fe6采取“与”运算来产生失效信号FE1。或门18向与门40和ECU 50输出所产生的失效信号FE1。
U、V和W相臂的中间点分别连接到电动发电机MG1的U、V、W相线圈。电动发电机MG1是三相永磁电动机，其U、V、W相的三个线圈的一端连接在一起。IGBT Q1和Q2的中间点连接到U相线圈的另一端。IGBT Q3和Q4的中间点连接到V相线圈的另一端。IGBT Q5和Q6的中间点连接到W相线圈的另一端。
逆变器20、或门18通过上述方法来产生失效信号FE2，并向与门30和ECU 50输出所产生的失效信号FE2。
参考图3的功能框图，ECU 50包括用于电动机控制的相电压计算单元501和503、以及PWM信号转换单元502和504、关断控制单元505。
电动机控制相电压计算单元501根据转矩命令值TR1、电动机电流MCRT1和电压Vm，计算与要向电动发电机MG1的各相线圈施加的电压对应的电压命令值。计算出的各相电压命令值被输出到PWM信号转换单元502。PWM信号转换单元502根据从电动机控制相电压计算单元501接收的各相电压命令值来产生使逆变器10的各个IGBT Q1—Q6导通/关断的信号PWM1，并向逆变器10的各个驱动单元Dr1—Dr6提供所产生的信号PWM1。
这样，逆变器10的驱动单元Dr1—Dr6控制逆变器10的IGBT Q1—Q6的开关，并控制流向电动发电机MG1各相线圈的电流，使电动发电机MG1产生指定的转矩。由此对电动发电机MG1的电动机驱动电流进行控制，从而产生与转矩命令值TR1对应的电动机转矩。
电动机控制相电压计算单元503根据转矩命令值TR2、电动机电流MCRT2和电压Vm，计算与要向电动发电机MG2的各相线圈施加的电压对应的电压命令值，以向PWM信号转换单元504提供所计算出的各相电压命令值。PWM信号转换单元504根据从电动机控制相电压计算单元503接收的各相电压命令值来产生使逆变器20的各个IGBT Q1—Q6导通/关断的信号PWM2，并向逆变器20的各个驱动单元Dr1—Dr6提供所产生的信号PWM2。
这样对流向各相线圈的电流进行控制，使电动发电机MG2产生指定的转矩，从而产生与转矩命令值TR2对应的电动机转矩。
在失效信号FE1和FE2都不激活的时候，即逆变器10和20都正常时，关断控制单元505使关断允许信号RG1和RG2都激活并将其分别供给与门30和40。
在失效信号FE2激活(即逆变器20处检测到错误)时，关断控制单元505使与逆变器10对应的关断允许信号RG1不激活，用于在来自外部ECU的应急信号LIMP激活的时候输出到与门30。
当通过关断信号使逆变器10和20之一停机的时候，在允许用对应的电动发电机进行应急行驶时，使应急信号LIMP激活。可以通过由外部ECU对是否处于允许应急状态进行判定来产生应急信号LIMP。或者，也可以设置允许进行应急行驶的按钮，在驾驶员操作该按钮时使之激活。
在使关断允许信号RG1不激活时，与门30使关断信号DWN1不激活。逆变器10的关断状态被取消，从而使电动发电机MG1可操作。从而允许用电动发电机MG1由发动机4进行应急行驶，也就是通过动力分配机构2将发动机4的功率传递到车轮FW的发动机直接行驶。
在失效信号FE1激活的情况下使从外部ECU接收到的应急信号LIMP激活时，即逆变器10处检测到错误时，关断控制单元505使与逆变器20对应的关断允许信号RG2不激活，并向与门40输出不激活的关断允许信号RG2。这样，与门40使关断信号DWN2不激活，逆变器20的关断状态被取消，电动发电机MG2可操作。由此，允许单独使用电动发电机MG2进行应急行驶。
图4是图3中关断控制单元505的控制结构的流程图。该流程图的处理由主程序调用，并以预定时间间隔执行或者在预定条件成立时执行。
参考图4，关断控制单元505判定来自逆变器10的失效信号FE1是否处于H(逻辑高)电平(步骤S10)。在关断控制单元505判定为失效信号FE1处于L(逻辑低)电平时(步骤S10为否)，随后判定来自逆变器20的失效信号FE2是否处于H电平(步骤S20)。
在关断控制单元505判定为失效信号FE2也处于L电平(步骤S20为否)时，分别向与门30和40提供处于H电平的关断允许信号RG1和RG2(步骤S30)。
在步骤S20判定为失效信号FE2处于H电平时(步骤S20为是)，关断控制单元505根据应急信号LIMP来判定是否允许用电动发电机MG1由发动机4进行应急行驶(步骤S40)。在关断控制单元505判定为允许应急行驶时(步骤S40为是)，向与门30输出处于L电平的关断允许信号RG1(步骤S50)。在不允许应急行驶时(步骤S40为否)，关断控制单元505终止这一系列步骤，而不将关断允许信号RG1下拉到L电平。
在步骤S10判定为失效信号FE1处于H电平时(步骤S10为是)，关断控制单元505根据应急信号LIMP来判定是否允许单独用电动发电机MG2进行应急行驶。在关断控制单元505判定为允许应急行驶时(步骤S60为是)，向与门40输出处于L电平的关断允许信号RG2(步骤S70)。在不允许应急行驶时(步骤S60为否)，关断控制单元505终止这一系列步骤，而不将关断允许信号RG2下拉到L电平。
下面将再次参考图1对混合动力车辆100的整体操作进行说明。逆变器10和20从储存装置B接收DC电能供应。电容器C对电源线PL与接地线SL之间的电压进行滤波。
ECU 50根据电压Vm、转矩命令值TR1以及电动机电流MCRT1，用上述方法产生信号PWM1并向逆变器10提供所产生的信号PWM1。ECU50根据电压Vm、转矩命令值TR2以及电动机电流MCRT2，用上述方法产生信号PWM2并向逆变器20提供所产生的信号PWM2。
这样，逆变器10将来自储存装置B并由电容器C进行了滤波的DC电能转换成AC(交流)电能以对电动发电机MG1进行驱动。逆变器20将来自储存装置B并由电容器C进行了滤波的DC电能转换成AC电能以对电动发电机MG2进行驱动。这样，电动发电机MG1产生了由转矩命令值TR1指定的转矩，而电动发电机MG2产生了由转矩命令值TR2指定的转矩。
电动发电机MG1经动力分配机构2连接到发动机4。电动发电机MG2经动力分配机构2连接到车轮FW。电动发电机MG1使发动机4起动，或者用发动机4的输出来产生电能。电动发电机MG2驱动车轮FW，或者在制动器受到下压时以再生制动模式产生电能。因此，电动发电机MG1主要在用发动机4的输出产生电能的再生模式中受到驱动，而电动发电机MG2主要在产生车轮FW的动力的电动机驱动模式中受到驱动。
下面考虑当电动发电机MG1处于再生模式、而电动发电机MG2处于电动机驱动模式的时候，逆变器20检测到过大的电流并且失效信号FE2激活的情况。
在失效信号FE2激活之前，ECU 50使关断允许信号RG1和RG2激活以分别输出到与门30和40，而不管电动发电机MG1产生的电能水平如何。
在失效信号FE2激活时，与门30立刻响应于失效信号FE2的激活而使关断信号DWN1激活，因为来自ECU 50的关断允许信号RG1是激活的。因此，响应于失效信号FE2的激活，逆变器10立刻被关断。
这样，当由于失效等因素使得处于电动机驱动模式的电动发电机MG2被关断时，对处于再生模式的电动发电机MG1进行驱动的逆变器10立刻以硬件方式关断。
在逆变器10被关断、电动发电机MG1停机时，不能实现用电动发电机MG1和发动机4进行的应急行驶。在第一实施例中，当应急信号LIMP激活、允许应急行驶的时候，ECU 50使向与门30输出的关断允许信号RG1不激活。这样，与门30使关断信号DWN1不激活，从而取消逆变器10的关断状态。由此使逆变器10可操作，并允许用电动发电机MG1和发动机4进行应急行驶。
上述实施例基于下述情况：在与电动发电机中之一对应的逆变器中使失效信号激活时，则关断另一逆变器，而不管电动发电机MG1和MG2的操作模式如何(处于电动机驱动模式还是再生模式)。或者，在判定电动发电机MG1和MG2的操作模式的时候，当与处于电动机驱动模式的电动发电机对应的逆变器的失效信号被激活、而另一电动发电机处于再生模式时，可以将与所述另一电动发电机对应的逆变器关断。可以根据转矩命令值和电动机速度各自的符号来判定电动发电机的操作模式。
在第一实施例中，在失效信号FE1和FE2不激活的时候，ECU 50使关断允许信号RG1和RG2激活，而不管电动发电机MG1和MG2的发电状态如何。当来自除了相应逆变器之外的另一逆变器的失效信号激活时，与门30和40立刻使关断信号激活并向所述相应逆变器提供激活的关断信号。根据第一实施例，不需要出于对操作过程延迟的考虑而确保电容元件的裕量，从而能够减小电容器C的裕量。因此，可以减小电容器C的尺寸。
在第一实施例中，如果在逆变器10和20中任一者响应于关断信号而关断之后允许应急行驶，则ECU 50使与关断的逆变器对应的关断允许信号不激活。这样，即使在使失效信号激活的那个逆变器被停机的情况下，另一逆变器也是可操作的。根据第一实施例，能够利用与出错的逆变器之外的逆变器对应的电动发电机实施应急行驶。
第二实施例
参考图5，根据本发明第二实施例的混合动力车辆100A，在根据图1所示第一实施例的混合动力车辆100的结构的基础之上，还包括电动发电机MG3、逆变器70、与门86、或门96以及电流传感器68。混合动力车辆100A包括代替ECU 50的ECU 50A。此外，混合动力车辆100还包括由与门82和或门92形成的电路代替了与门30，以及由与门84和或门94形成的电路代替了与门40。
电动发电机MG3被结合在混合动力车辆100A中作为对车轮RW进行驱动的电动机。由电动发电机MG2驱动的车轮FW是前轮，而车轮RW是后轮。
逆变器70对应于电动发电机MG3而设置，并与逆变器10和20并行地连接到电源线PL与接地线SL。逆变器70具有与图2所示逆变器10类似的结构。因此，根据来自ECU 50A的信号PWM3，逆变器70以电动机驱动模式或再生模式对电动发电机MG3进行驱动。在由于失效等原因有过大的电流在电动发电机MG3中流动时，逆变器70使失效信号FE3激活。在从与门86接收到的关断信号DWN3激活时，逆变器70被关断。
或门92对失效信号FE2和FE3采取“或”运算，以向与门82提供运算结果。与门82对来自或门92的输出以及来自ECU 50A的关断允许信号RG1采取“与”运算，并向逆变器10提供运算结果作为关断信号DWN1。
或门94对失效信号FE1和FE3采取“或”运算，以向与门84提供运算结果。与门84对来自或门94的输出以及来自ECU 50A的关断允许信号RG2采取“与”运算，并向逆变器20提供运算结果作为关断信号DWN2。
或门96对失效信号FE1和FE2采取“或”运算，以向与门86提供运算结果。与门86对来自或门96的输出以及来自ECU 50A的关断允许信号RG3采取“与”运算，并向逆变器70提供运算结果作为关断信号DWN3。
电流传感器68检测流至电动发电机MG3的电动机电流MCRT3，并向ECU 50A提供所检测的电动机电流MCRT3。
ECU 50A接收来自电压传感器62的电压Vm、以及分别来自电流传感器64、66、68的电动机电流MCRT1—MCRT3。ECU 50A还从外部ECU(未示出)接收转矩命令值TR1—TR3。
根据这些信号中的各个信号，ECU 50A通过上述方法来产生分别用于驱动电动发电机MG1—MG3的信号PWM1—PWM3，并分别向逆变器10、20、70提供所产生的信号。
ECU 50A接收分别来自逆变器10、20、70的失效信号FE1—FE3，并接收来自外部ECU的应急信号LIMP。ECU 50A根据这些信号中的各个信号来产生关断允许信号RG1—RG3，并向与门82、84和86分别提供所产生的关断允许信号RG1—RG3。
具体地说，在失效信号FE1—FE3全部不激活的时候，即逆变器10、20和70都正常的时候，ECU 50A使关断允许信号RG1—RG3激活以分别输出到与门82、84和86。
此外，当失效信号FE1激活时，即逆变器10处检测到错误时，ECU50A响应于应急信号LIMP的激活而使关断允许信号RG2和RG3不激活，并向与门84和86分别提供这些不激活的信号。作为响应，与门84和86分别使关断信号DWN2和DWN3不激活，从而取消逆变器20和70的关断状态并使电动发电机MG2和MG3可操作。这样，允许进行使用电动发电机MG2和MG3的应急行驶。
以类似的方式，在失效信号FE2激活的时候当使应急信号LIMP不激活时，ECU 50A使关断允许信号RG1和RG3不激活，并输出到与门82和86。在失效信号FE3激活的时候当使应急信号LIMP激活时，ECU 50A使关断允许信号RG1和RG2不激活，并输出到与门82和84。这样，在逆变器20出错的时候允许用电动发电机MG1和MG3进行应急行驶。在逆变器70出错时，允许用电动发电机MG1和MG2进行应急行驶。
ECU 50A的其余结构与第一实施例的ECU 50中相似。混合动力车辆100A的其余结构与第一实施例的混合动力车辆100中相似。
在第二实施例中，在逆变器10、20、70中任一者中的失效信号激活之前，ECU 50A使关断允许信号RG1—RG3激活，而不管电动发电机MG1—MG3的发电状态如何。因此，失效信号FE1—FE3中任一者的激活使得与使失效信号激活的那个逆变器之外的逆变器对应的关断信号立刻激活。由此，对应的逆变器被立刻关断。
在使应急信号LIMP激活以进入应急允许状态时，ECU 50A使得与使失效信号激活的那个逆变器之外的逆变器对应的关断允许信号不激活。这样，使得与这些逆变器对应的关断信号不激活，并使这些逆变器的关断状态取消。从而使得使失效信号激活的逆变器之外的那些逆变器可操作，允许使用与可操作的逆变器对应的电动发电机进行应急行驶。
上述说明基于有三个电动发电机的情况。本发明容易扩展到有四个或更多个电动发电机的情况。例如，对于还有用于空调器的逆变器与逆变器10、20、70并行连接的情况，本发明也适用。
与第一实施例中一样，即使在三个或更多个电动发电机的情况下，也可以减小电容器C的裕量，而不必出于对操作过程中延迟的考虑来确保电容器C的裕量。此外，与第一实施例中一样，能够用与发生异常的逆变器之外的逆变器对应的电动发电机实施应急行驶。
上述各个实施例是基于以混合动力车辆作为本发明中车辆的示例来进行说明的。本发明也适用于电动车辆、燃料电池车辆等，其中燃料电池车辆安装有燃料电池作为DC电源。
在上述说明中，电动发电机MG1—MG3对应于本发明中的“n个电动机”。电容器C对应于本发明中的“电容元件”。逆变器10、20、70对应于本发明中的“n个驱动装置”。ECU 50和50A对应于本发明的“控制装置”。此外，与门30和40对应于本发明中的“n个关断电路”。包括或门92和与门82的电路、包括或门94和与门84的电路、以及包括或门96和与门86的电路对应于本发明的“n个关断电路”。
尽管已经详细说明和图示了本发明，但是显然应当明白，这些只是说明和举例性的，不应理解为限制性的，本发明的精神和范围只由所附权利要求项来限定。

Claims (6)

1.一种电动机驱动设备，以电动机驱动模式或再生模式对n个电动机进行驱动，其中n为至少2的自然数，所述电动机驱动设备包括：
电容元件，其对DC电压进行滤波，
n个驱动装置，其对应于所述n个电动机设置并与所述电容元件并联连接，每个所述驱动装置根据来自所述电容元件的DC电压对对应的电动机进行驱动，并在检测到预定错误时使失效信号激活并输出，
控制装置，其接收来自所述n个驱动装置中每一者的所述失效信号，并根据所接收的n个失效信号来产生分别允许所述n个驱动装置关断的n个关断允许信号，以及
n个关断电路，其对应于所述n个驱动装置而设置，当从所述控制装置接收到的对应的关断允许信号被激活时，在从除了对应的驱动装置之外的n-1个驱动装置接收到的n-1个失效信号中至少一个被激活的情况下，向所述对应的驱动装置提供指示所述对应的驱动装置关断的关断信号，
当所述n个失效信号不激活时，所述控制装置激活所述n个关断允许信号以向所述n个关断电路输出，而不管所述n个电动机的发电状态如何。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动设备，其中，在根据来自对应的关断电路的关断信号而关断驱动装置之后预定条件成立时，所述控制装置使与所述被关断的驱动装置对应的关断允许信号不激活。
3.根据权利要求2所述的电动机驱动设备，其中，在由与所述被关断的驱动装置对应的电动机进行的应急操作得到允许时，所述预定条件成立。
4.根据权利要求1—3中任一项所述的电动机驱动设备，其中，在过大的电流流向对应的驱动装置中的半导体元件时，检测到所述预定错误。
5.一种车辆，包括：
内燃机，
n个电动机，其中n为至少2的自然数，以及
由权利要求1限定的电动机驱动设备，其中，
所述n个电动机包括第一电动发电机和第二电动发电机，
所述电动机驱动设备中的所述n个驱动装置包括分别驱动所述第一电动发电机和所述第二电动发电机的第一逆变器和第二逆变器，
所述电动机驱动设备中的所述n个关断电路包括分别对应于所述第一逆变器和所述第二逆变器的第一关断电路和第二关断电路，
所述第一电动发电机用所述内燃机的输出产生电能，并且
所述第二电动发电机产生所述车辆的动力。
6.根据权利要求5所述的车辆，其中，在响应于来自所述第一关断电路的关断信号而关断所述第一逆变器之后，当判定为允许由所述第一电动发电机和所述内燃机进行应急行驶时，所述电动机驱动设备中包括的所述控制装置使与所述第一逆变器对应的关断允许信号不激活。
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