CN101855827A - 旋转电机控制系统及具备该旋转电机控制系统的车辆驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转电机控制系统及具备该旋转电机控制系统的车辆驱动系统，具备：旋转电机；驱动电路，其连接于直流电源极，具有频率变换部，其在旋转电机进行牵引时将直流电源极的输出变换为交流，在旋转电机进行再生时将来自旋转电机的输出变换为直流；控制驱动电路的控制部，控制部在旋转电机进行再生时，判定直流电源极与驱动电路的连接是否被维持，在未被维持的情况下控制驱动电路而使旋转电机的再生电力降低。

Description

旋转电机控制系统及具备该旋转电机控制系统的车辆驱动系统

技术领域

本发明涉及一种对至少进行再生的旋转电机进行控制的旋转电机控制系统。另外，本发明还涉及一种具备该旋转电机控制系统的车辆驱动系统。

背景技术

近年来，减轻由化石燃料的消耗所造成的环境负担的尝试得到广泛的实施。在工业界也提出了与由内燃机驱动的汽车相比环境负担小的汽车。由作为旋转电机的电动机驱动的电动汽车、由内燃机及电动机驱动的混合动力汽车是其一个例子。在此种电动汽车或混合动力汽车中，电动机与向电动机供给电力的电池被连接。作为旋转电机的电动机还兼具利用车辆的动能进行发电的发电机(generator)的功能。所发出的电力被再生而蓄积于电池中。在旋转电机与电池之间，具备开闭电路(接触器)。在接触器为闭状态下，旋转电机与电池被电连接。在车辆的异常时，接触器变为开状态，为了确保安全性，而解除旋转电机与电池的电连接。例如，在下述给出出处的专利文献1中，记载有如下的例子，即、在电池异常时接触器变为开状态，将旋转电机与电池断开。

专利文献1：日本特开2004-274945号公报(第2～第12段等)

如专利文献1所述，作为接触器的优选的实施方式，经常使用继电器。在电动汽车或混合动力汽车等的高电压、大电流的电路中所用的继电器，多为具有机械的接点的继电器。当因机械的接点的故障或电磁铁部(线圈部)的故障、噪音向继电器的控制信号中的混入等，在旋转电机进行再生运转中接触器变为开状态时，与电池的连接就会被解除。另外，还有可能因连接继电器与电池的电力电缆、或连接继电器与旋转电机侧的电路(变流器电路等)的电力电缆的破损等，将旋转电机与电池的连接解除。

在该情况下，应当经由旋转电机侧的电路向电池再生的电力不被再生，而被蓄积于旋转电机侧的电路中，例如蓄积于平滑电容器等中。所以，与正常的再生时相比，旋转电机侧的电路的电压明显地上升。一般来说，虽然在包含变流器等的驱动电路的旋转电机侧的电路中具备过电压保护功能，然而当引起急剧的电压上升时，就会有在检测出过电压而开始保护动作之前电压就大幅度上升的情况。有时在旋转电机侧的电路的与直流电源极的连接部，还连接有空气调节器等辅机，因该电压上升而有可能超过辅机的额定电压。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种旋转电机控制系统，其在向旋转电机供给电力的直流电源极与旋转电机之间的连接被解除时，能够抑制对旋转电机侧的电路及与该电路连接的辅机施加过电压的情况。

用于解决上述目的的本发明的旋转电机控制系统的特征构成在于如下的方面，即、具备：旋转电机；驱动电路，其与直流电源极连接且具有频率变换部，其中上述频率变换部在上述旋转电机进行牵引时将上述直流电源极的输出变换为交流，在上述旋转电机进行再生时将来自上述旋转电机的输出变换为直流；控制上述驱动电路的控制部，上述控制部判定上述直流电源极与上述驱动电路的连接是否被维持，在未被维持的情况下控制上述驱动电路而使上述旋转电机的再生电力降低。

在直流电源极与驱动电路的连接未被维持的情况下，应当向直流电源极再生的电力不被再生，驱动电路侧的电压明显地上升。但是，根据本特征构成，在直流电源极与驱动电路的连接未被维持的情况下，控制部控制驱动电路而使旋转电机的再生电力降低。所以，驱动电路侧的电压的上升就受到抑制。其结果是，在向旋转电机供给电力的直流电源极与旋转电机之间的连接被解除的情况下，能够抑制向驱动电路等旋转电机侧的电路施加过电压的情况。另外，还能够抑制向与旋转电机侧的电路连接的辅机施加过电压的情况。

这里，优选地，上述控制部在上述直流电源极与上述驱动电路的连接未被维持的情况下，按照使上述旋转电机的再生扭距为零的方式控制上述驱动电路。

当按照使再生扭距变为零的方式控制旋转电机时，该旋转电机的再生电力就被良好地降低。所以，驱动电路侧的电压的上升得到抑制。其结果是，在向旋转电机供给电力的直流电源极与旋转电机之间的连接被解除的情况下，向驱动电路等旋转电机侧的电路或与该电路连接的辅机的过电压的施加就受到抑制。

另外，优选地，本发明的旋转电机控制系统设为，上述驱动电路具有电压变换部，其中上述电压变换部被夹设于上述直流电源极与上述频率变换部之间，将上述直流电源极的输出升压，上述控制部在上述直流电源极与上述驱动电路的连接未被维持的情况下，使上述电压变换部的运转停止。

为了在更高的转数区域中也使旋转电机发挥最大扭距，有时设置电压变换部而将驱动旋转电机的电压升高。此种电压变换部设于直流电源极与频率变换部之间。另一方面，有时在驱动电路与直流电源极的连接部处，还连接有空气调节器等辅机，然而对辅机的施加电压不需要被升高。所以，一般来说，与辅机的连接是从电压变换部与直流电源极之间被分支的。这里，如上述构成所示，当在直流电源极与驱动电路的连接未被维持的情况下停止电压变换部的运转时，频率变换部与辅机的连接就被解除。所以，就不会向辅机供给来自旋转电机的再生电力。其结果是，在直流电源极与旋转电机的连接被解除的情况下，能够抑制向与旋转电机侧的电路连接的辅机施加过电压的情况。

优选地，本发明的旋转电机控制系统的上述控制部基于上述驱动电路的与上述直流电源极连接的连接部的输入输出电压，来判定上述直流电源极与上述驱动电路的连接是否被维持。

在电路中，特别是在电源极系的电路(传输线路)中，在装置或电路的连接部，为了实现电源极稳定化经常在正负两极间具备平滑电容器。这样，如果在旋转电机的再生时直流电源极与驱动电路的连接被解除，则无处可去的电荷就会蓄积于该平滑电容器中，其两端的电位差上升。所以，通过在旋转电机的再生时参照驱动电路的与直流电源极连接的连接部的输入输出电压，就能够简单并且可靠地判定直流电源极与驱动电路的连接状态。

这里，优选地，上述控制部在上述输入输出电压超过了规定的过电压阈值的情况下，判定为上述直流电源极与上述驱动电路的连接未被维持。

如上所述，如果在旋转电机的再生时直流电源极与驱动电路的连接被解除，则无处可去的电荷就会蓄积于该平滑电容器中，其两端的电位差上升。所以，控制部通过在输入输出电压超过规定的过电压阈值的情况下，判定为直流电源极与驱动电路的连接未被维持，就能够简单并且可靠地判定直流电源极与驱动电路的连接状态。

此外，优选地，上述控制部在上述输入输出电压每单位时间上升的电压变化率超过了规定的变化率阈值的情况下，基于被设定为比上述过电压阈值低的值的骤变时过电压阈值，来判定上述直流电源极与上述驱动电路的连接是否被维持。

在因突发的事项，直流电源极与驱动电路的连接被解除的情况下，当然适于解除的电气性条件不一定完备。这样，在适于解除的电气性条件不完备的情况下，连接部的输入输出电压经常会很大地变动。相反，在连接部的输入输出电压中产生大的变动的情况下，发生直流电源极与驱动电路的连接被解除等突发的事项的可能性提高。所以，在输入输出电压每单位时间上升的电压变化率超过规定的变化率阈值的情况下，控制部优选基于灵敏度更高的(更为敏感的)判定条件来进行判定。也就是说，控制部通过基于设定为比上述过电压阈值低的值的骤变时电压阈值来判定直流电源极与驱动电路的连接是否被维持，就能够迅速地判定直流电源极与驱动电路的连接状态。特别是，在驱动电路不具备升压电路的情况下，受升压电路的电抗器和电容器对LC电路的影响，电压发生振动，因此存在过电压检测变得困难的倾向。但是，通过控制部也考虑电压变化率地进行判定，该问题就得到减轻。

另外，优选地，本发明的旋转电机控制系统的上述过电压阈值设定为：上述直流电源极的最大电压与检测上述输入输出电压的电压测定部的误差的最大值之和。

这样的话，电池等直流电源极的可以正常使用的最大电压、与电压传感器等检测输入输出电压的电压测定部的误差的最大值之和就被设定为过电压阈值。所以，就能够可靠地防止如下的情况，即、因传感器的检测误差，虽然直流电源极的电压是能够正常使用的范围，然而再生也受到限制。此外，由于能够以应当限制再生的电压的最低的电压判定为过电压，因此能够提前检测出过电压。所以，就能够可靠地抑制对旋转电机侧的电路及与电路连接的辅机施加过电压的情况。

本发明的车辆驱动系统可以采用如下的构成，即、具备上述的本发明的旋转电机控制系统，并且具备作为上述旋转电机的第一旋转电机和第二旋转电机，具备分配从上述第一旋转电机和上述第二旋转电机以外的驱动源极中产生的驱动力的动力分配机构，通过上述动力分配机构分配的一方的驱动力向车轮传递，另一方的驱动力向上述第一旋转电机传递，并且通过上述第二旋转电机产生的驱动力向上述车轮传递。

根据该构成的车辆驱动系统，可以实现具备一对旋转电机、和该一对旋转电机以外的驱动源极(例如发动机)的进行所谓分立方式的动力分配的混合动力车辆。这样，该混合动力车辆可以将一对旋转电机的运转以满足对这些旋转电机要求的转数及扭距的方式实现，此外，能够利用单一的电压变换部，很容易地实现用一对旋转电机分别得到必需的电压的方式的系统。

本发明的车辆驱动系统优选为如下的构成，即、上述动力分配机构是包含依照转速的顺序具有第一旋转部件、第二旋转部件及第三旋转部件的行星齿轮机构而构成的，上述第一旋转电机与上述第一旋转部件连接，上述旋转电机以外的驱动源极与上述第二旋转部件连接，上述第二旋转电机及上述第三旋转部件与车轮连接。

通过采用该结构，就能够很容易地实现使用单一的行星齿轮机构来进行分立方式的动力分配的混合动力车辆。

附图说明

图1是示意性地表示车辆驱动系统的驱动系统的构成的框图。

图2是示意性地表示旋转电机控制系统的构成的一例的框图。

图3是表示本发明的旋转电机控制系统的控制过程的一例的流程图。

图4是表示电池电压的变化和与之对应地依照图3的过程实施的控制的关系的时序图。

图5是表示本发明的旋转电机控制系统的控制过程的其他例子的流程图。

图6是表示电池电压的变化和与之对应地依照图5的过程实施的控制的关系的时序图。

图7是示意性地表示旋转电机控制系统的构成的其他例子的框图。

具体实施方式

[第一实施方式]

下面，参照附图的同时对本发明的旋转电机控制系统的实施方式进行说明。图1是示意性地表示车辆驱动系统200的驱动系统的构成的框图，图2是示意性地表示以为了控制旋转电机MG1及MG2而设置的旋转电机驱动装置(驱动电路)2为主的旋转电机控制系统的构成的框图。下面，以该旋转电机控制系统100被装入车辆驱动系统，进行该车辆驱动系统中具备的旋转电机的运转控制的情况为例，来说明本发明的实施方式。

如图1所示，在车辆中作为动力源极，具备作为内燃机的发动机E、一对旋转电机MG1及MG2。该车辆驱动系统200是具备如下的所谓双电动机分立方式的混合驱动装置1构成的，即、具备将发动机E的输出向第一旋转电机MG1侧、车轮及第二旋转电机MG2侧分配的动力分配用的行星齿轮机构PG。作为发动机E，能够使用汽油发动机或柴油发动机等公知的各种内燃机。如后所述，旋转电机MG1及MG2分别作为电动机(motor)或发电机(generator)运转。所以，在以下的说明中，在不需要特意地特定某个旋转电机的情况下，有时简称为“旋转电机”而省略符号MG1及MG2。

混合驱动装置1作为机械的构成具备：连接于发动机E的输入轴I、第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2、动力分配用的行星齿轮机构PG、副轴齿轮机构C、向多个车轮W分配驱动力的差动齿轮装置D。这里，行星齿轮机构PG将发动机E的输出(驱动力)向第一旋转电机MG1和副轴驱动齿轮O分配。副轴驱动齿轮O被借助副轴齿轮机构C及差动齿轮装置D与车轮(驱动轮)W连接。第二旋转电机MG2被连接成：能够向从副轴驱动齿轮O到差动齿轮装置D的动力传递系统传递输出扭距。

如图1所示，在混合驱动装置1中，连接于发动机E的曲轴等输出旋转轴的输入轴I、第一旋转电机MG1以及作为动力分配机构的行星齿轮机构PG配置于相同轴上。此外，第二旋转电机MG2、副轴齿轮机构C、以及差动齿轮装置D分别配置于与输入轴I平行的轴上。在副轴齿轮机构C的轴(副轴)上，从第一旋转电机MG1及第二旋转电机MG2侧起依次固定有第一副轴从动齿轮c1、第二副轴从动齿轮c2、以及差速器行星齿轮c3。这里，差速器行星齿轮c3与差动齿轮装置D的差速器环齿轮dr咬合，形成将副轴齿轮机构C的旋转经由差动齿轮装置D向车轮W传递的构成。差动齿轮装置D是普遍使用的装置，例如是具有使用了锥齿轮的差动齿轮机构而构成的。而且，也优选采用将输入轴I借助减震器或离合器等与发动机E的输出旋转轴之间连接的构成。

第一旋转电机MG1具有固定于未图示的机壳上的定子St1、和在该定子St1的径向内侧被自由旋转地支承的转子Ro1。该第一旋转电机MG1的转子Ro1被与作为动力分配机构的行星齿轮装置PG的太阳轮s一体化旋转地连结。另外，第二旋转电机MG2具有固定于未图示的机壳上的定子St2、和在该定子St2的径向内侧被自由旋转地支承的转子Ro2。该第二旋转电机MG2的转子Ro2被与第二旋转电机输出齿轮d2一体化旋转地连结。该第二旋转电机输出齿轮d2与固定于副轴齿轮机构C上的第一副轴从动齿轮c1咬合，形成将第二旋转电机MG2的旋转向副轴齿轮机构C传递的构成。这样，第二旋转电机MG2的转子Ro2就以与副轴驱动齿轮O的转速成比例的转速旋转。

如图1所示，第一旋转电机MG1及第二旋转电机MG2借助旋转电机驱动装置(驱动电路)2与电池(直流电源极)B电连接。另外，旋转电机驱动装置2与电池B借助接触器(开闭电路)3电连接。在接触器3为闭状态下旋转电机驱动装置2与电池B电连接。在车辆的异常时，利用来自未图示的车辆ECU等的控制，接触器3变为开状态，为了确保安全性而解除旋转电机驱动装置2与电池B的电连接。从长寿命或控制性的良好性等考虑，接触器3经常使用继电器构成。如图2所示夹隔着接触器3，在旋转电机驱动装置2一侧连接有利用由电池B供给的电源极驱动的辅机20。辅机20为空气调节器或DC-DC变压器等。

第一旋转电机MG1及第二旋转电机MG2被如下构成，即、能够分别起到作为接受电力的供给而产生动力的电动机(motor)的功能、作为接受动力的供给而产生电力的发电机(generator)的功能。在本实施方式的构成例中，第一旋转电机MG1主要作为利用借助行星齿轮机构PG的太阳轮s输入的驱动力进行发电的发电机发挥作用，将电池B充电，或者供给用于驱动第二旋转电机MG2的电力。但是，在车辆的高速行驶时或发电机E的起动时等时候，也有第一旋转电机MG1作为进行牵引而输出驱动力的电动机发挥作用的情况。另一方面，第二旋转电机MG2主要作为辅助车辆的行驶用的驱动力的电动机发挥作用。但是，在车辆的减速时等时候，第二旋转电机MG2作为将车辆的惯性力作为电能再生的发电机发挥作用。此种第一旋转电机MG1及第二旋转电机MG2的运转是利用TCU(trans-axle control unit)10(参照图2)控制的。

TCU10作为本发明的控制部发挥作用，如后所述借助包括电压变换部4及频率变换部5的旋转电机驱动装置(驱动电路)2，控制旋转电机MG1及MG2。而且，本发明的控制部，也可以是控制TCU10的更高一级的ECU(electronic control unit)。TCU10或ECU优选以微机等作为核心来实现。

如图1所示，行星齿轮机构PG具有以与输入轴I同轴状配置的单行星齿轮型的构成。即、行星齿轮机构PG作为旋转部件具有支承多个行星齿轮的行星架ca、与上述行星齿轮分别咬合的太阳轮s及齿圈r。作为第一旋转部件的太阳轮s与第一旋转电机MG1的转子Ro1一体化旋转地连接。作为第二旋转部件的行星架ca与连接在发动机E的输出旋转轴上的输入轴I一体化旋转地连接。作为第三旋转部件的齿圈r与副轴驱动齿轮O一体化旋转地连接。该副轴驱动齿轮O与固定于副轴齿轮机构C上的第二副轴从动齿轮c2咬合，从而将行星齿轮装置PG的齿圈r的旋转向该副轴齿轮机构C传递。此后，副轴齿轮机构C的旋转借助差动齿轮装置D向车轮W传递。

在图1所示的构成中，第一旋转电机MG1与作为第一旋转部件的太阳轮s连接，作为旋转电机MG1及MG2以外的驱动源极的发动机E，与作为第二旋转部件的行星架ca连接。此外，第二旋转电机MG2及作为第三旋转部件的齿圈r，经由差动齿轮装置D与车轮W连接。但是，驱动系统的构成并不限定于该构成。第二旋转电机MG2既可以是与差动齿轮装置D直接连接的方式，也可以是与第三旋转部件或其他的驱动传递部件连接，借助这些旋转部件或驱动传递部件与差动齿轮装置D连接的方式。

图2是示意性地表示以旋转电机驱动装置2为核心的旋转电机控制系统的构成的框图。该旋转电机控制系统是具备电池B；各旋转电机MG1、MG2；和夹设于两者之间的旋转电机驱动装置2而构成的。另外，旋转电机驱动装置2从电池B侧起，具备电压变换部(变压器)4、频率变换部(变流器)5。如图2所示，本实施方式中，作为频率变换部5，相对于一对旋转电机MG1、MG2，分别独立地设有频率变换部51和52。

在频率变换部5与各旋转电机MG1、MG2之间，具备用于计测流过旋转电机的电流的电流传感器13。在本例中，表示出计测所有3相的电流的构成，然而由于3相处于平衡状态，电流的瞬间值的总和为零，因此也可以仅计测2相的电流，在TCU10中利用运算求出剩余的一相的电流。

电池B能够向旋转电机MG1、MG2供给电力，并且能够从旋转电机MG1、MG2接受电力的供给而蓄电。在电池B(变压器3)与旋转电机驱动装置2的连接部，具备用于测定该连接部中的旋转电机驱动装置2的电源极电压(输入输出电压)的电压测定部6。也就是说，测定从电池B向旋转电机驱动装置2及辅机20供给的电压、以及作为从旋转电机驱动装置2向电池B再生并且向辅机20供给的电压的电池电压(输入输出电压)。所测定出的电池电压如后所述用于TCU10的控制中。电压测定部6例如由电压传感器构成。

电压变换部(converter)4具有电抗器4a、滤波电容器4b、上下一对开关元件4c及4d、放电用电阻器4e、平滑电容器4f。作为开关元件4c、4d，优选应用IGBT(insulated gate bipolartransistor)、MOSFET(metaloxide semiconductor field effect transistor)。在本实施方式中，以使用IGBT构成的情况为例进行图示。

电压变换部4的上段的开关元件4c的源极(source)与下段的开关元件4d的漏极(drain)连接，并且借助电抗器4a连接到电池B的正极侧。上段的开关元件4c的漏极与频率变换部5的输入正极侧连接。下段的开关元件4d的源极与电池的负极侧(大地)连接。由于频率变换部5的输入负极侧也是大地，因此下段的开关元件4d的源极与频率变换部5的输入负极侧连接。

上段的开关元件4c及下段的开关元件4d的栅极借助驱动电路7(7C)与TCU10连接。开关元件4c、4d由TCU10控制，将来自电池B的电压升高而向频率变换部5供给。TCU10基于与旋转电极的目标扭距对应地设置的升压指令值，控制开关元件4c、4d。具体来说，TCU10通过将上段的开关元件4c设为OFF状态，对下段的开关元件4d例如进行PWM控制而切换ON/OFF，将电池B的电压升高而输出。另一方面，在旋转电机进行再生运转的情况下，电压变换部4将利用旋转电机发电的电力向电池B再生。例如，TCU10通过将下段的开关元件4d控制为OFF状态，将上段的开关元件4c控制为ON状态，而借助电压变换部4再生电力。而且，在将利用旋转电机发电的电力降压而向电池B再生的情况下，也可以对上段的开关元件4c进行PWM控制。

频率变换部5由电桥电路构成。在频率变换部5的输入正极侧与输入负极侧之间串联有2个开关元件，该串联电路被并联3条。也就是说，构成与旋转电机MG1、MG2的定子线圈U相、V相、W相分别对应一组串联电路的电桥电路。图2中，

符号8a是U相的上段侧的开关元件，

符号8b是V相的上段侧的开关元件，

符号8c是W相的上段侧的开关元件，

符号8d是U相的下段侧的开关元件，

符号8e是V相的下段侧的开关元件，

符号8f是W相的下段侧的开关元件。

而且，对于频率变换部5的开关元件8a～8f，也优选应用IGBT或MOSFET。本实施方式中例示出使用IGBT的情况。

如图2所示，各相的上段侧开关元件8a、8b、8c的漏极与电压变换部4的输出正极侧(频率变换部5的输入正极侧)连接，源极与各相的下段侧开关元件8d、8e、8f的漏极连接。另外，各相的下段侧开关元件8d、8e、8f的源极与电压变换部4的输出负极侧(频率变换部5的输入负极侧)连接，即、与电池B的负极侧(大地)连接。各开关元件8a～8f的栅极借助驱动电路7(7A、7B)与TCU10连接，被分别独立地进行开关控制。

成对的各相的开关元件(8a、8d)、(8b、8e)、(8c、8f)的串联电路的中间点(开关元件的连接点)9u、9v、9w与旋转电机MG1及MG2的U相、V相、W相的定子绕组分别连接。向各绕组供给的驱动电流由电流传感器13检测。电流传感器13的检测值由TCU10接收，用于反馈控制中。

另外，在旋转电机MG1、MG2中，具备作为旋转检测部的一部分发挥作用的解算装置等旋转检测传感器11、12，检测转子Ro1、Ro2的旋转角(机械角)。旋转检测传感器11、12也可以与转子Ro1、Ro2的极数(极对数)对应地设定，将转子Ro1、Ro2的旋转角变换为电角θ，输出与电角θ对应的信号。TCU10基于该旋转角运算旋转电机MG1及MG2的转数(角速度ω)、频率变换部5的各开关元件8a～8f的控制时机。

TCU10通过基于针对旋转电机MG1及MG2的目标扭距及转数对这些开关元件8a～8f进行PWM控制，而向各旋转电机MG1、MG2供给三相的交流驱动电流。这样，各旋转电机MG1、MG2就与目标转数、目标扭距对应地进行牵引。在旋转电机MG1及MG2的一方或双方作为发电机作用，从旋转电机侧接受电力的情况下(再生时)也与牵引时相同。也就是说，TCU10通过基于针对旋转电机MG1及MG2的目标扭距及转数对开关元件8a～8f进行PWM控制，而将由各旋转电机MG1、MG2发电的电力变换为直流。这样，各旋转电机MG1、MG2就与目标转数、目标扭距对应地再生。

如上所述，作为接触器3的优选的实施方式，经常使用继电器。此外，在混合动力汽车等高电压、大电流的电路中所用的继电器多为具有机械的接点的继电器。当因机械的接点的故障或电磁铁部(线圈部)的故障、噪音向继电器的控制信号中的混入等，在旋转电机进行再生运转中接触器变为开状态时，旋转电机控制装置2与电池B的连接就会被解除。另外，也有可能因连接接触器3与电池B的电力电缆、或连接接触器3与旋转电机控制装置2的电力电缆的破损等，将旋转电机控制装置2与电池B的连接解除。

在该情况下，应当经由旋转电机侧的电路向电池B再生的电力不被再生，而是将该电力蓄积于旋转电机驱动装置2的平滑电容器中，例如蓄积于电压变换部4的一次侧的平滑电容器4b中。所以，与正常的再生时相比，平滑电容器4b的两端电压，也就是作为从旋转电机驱动装置2向电池B再生并且向辅机20供给的电压的电池电压(输入输出电压)上升。如上所述，该电池电压是由电压测定部6测定的。TCU10基于利用电压测定部6测定出的电池电压，判定电池B与旋转电机控制装置2的连接是否被维持。这样，在该连接未被维持的情况下，TCU10为了抑制电池电压的上升，实施如下说明所示的控制。

图3是表示本发明的旋转电机控制系统的控制过程的一例的流程图。另外，图4是表示电池电压的变化和与之对应地依照图3的过程实施的控制的关系的时序图。

TCU10从电压测定部6取得电池电压(#10)。此后，TCU10判定电池电压是否超过过电压阈值TH1(#51)。在图4所示的例子中，上升的电池电压在时刻t1或时刻t3处超过过电压阈值TH1。该情况下(#51：Yes)，TCU10如图4所示将过电压标志设为ON状态(#52)。过电压阈值TH1优选设定为电池B可以容许的最大电压、与取得电池电压的电压测定部6的误差的最大值之和。作为一例，如果将电池B的可以正常使用的最大电压设为350V，将电压测定部6的测定误差的最大值设为20V，则将作为其和的370V作为过电压阈值TH1设定。

在步骤#51中，在判定为电池电压未超过过电压阈值TH1的情况下(#51：No)，接下来判定电池电压是否在解除阈值TH3以下(#53)。例如在图4的时刻t11或t12处，电池电压未超过过电压阈值TH1，然而也不在解除阈值TH3以下。所以，这些情况下(#53：No)，过电压标志的状态被维持(#54)。也就是说，由于在时刻t11处，在图4所示的范围的时刻t11以前电池电压未超过过电压阈值TH1，因此过电压标志为OFF状态。所以，该OFF状态被维持。另一方面，由于时刻t12是在时刻t1处电池电压超过过电压阈值TH1后的时刻，因此过电压标志为ON状态。所以，该ON状态被维持。

图4所示的时刻t2处，电池电压在解除阈值TH3以下，在步骤#53中，判定为电池电压在解除阈值TH3以下(#53：Yes)。如图4所示，在该情况下，TCU10将过电压标志设为OFF状态(#55)。以上，TCU10对所取得的电池电压，实施基于过电压阈值TH1的判定、或基于过电压阈值TH1及解除阈值TH3的判定，决定过电压标志的状态。

然后，TCU10判定过电压标志是否为ON状态(#61)。当TCU10判定过电压标志为ON状态时(#61：Yes)，则将作为电动机发挥作用的旋转电机的扭距指令TM设定为0[Nm]，并且将作为发电机发挥作用的旋转电机的扭距指令TG(再生扭距)设定为0[Nm](#62)。这样，旋转电机的再生电力就被降低。也就是说，借助旋转电机驱动装置2向电池B再生的电力减少。所以，即使电池B与旋转电机驱动装置2的连接被解除，也可以抑制蓄积于旋转电机驱动装置2的平滑电容器，例如电压变换部4的一次侧的平滑电容器4b中的电荷。其结果是，平滑电容器4b的两端电压，也就是作为向辅机20供给的电压的电池电压(输入输出电压)的上升得到抑制。

另外，TCU10在步骤#62中将旋转电机的扭距指令设定为0[Nm]，并且在步骤#71中使电压变换部(变压器)4的运转停止。也就是说，如图4所示，将升压控制状态从正常变更为关闭(shut-down)。具体来说，TCU10通过将开关元件4c及4d都控制为OFF状态，而将变压器关闭。这样，频率变换部6与辅机20的连接就被解除。所以，就不会向辅机20供给来自旋转电机的再生电力。其结果是，在电池B与旋转电机的连接受到解除的情况下，能够抑制对与旋转电机侧的电路连接的辅机20施加过电压的情况。

另一方面，当TCU10如图4所示的时刻t2所示，在步骤#61中判定过电压标志为OFF状态时(#61：No)，则将作为电动机发挥作用的旋转电机的扭距指令TM设定为正常值，并且将作为发电机发挥作用的旋转电机的扭距指令TG(再生扭距)设定为正常值(#63)。这里，所谓正常值是指与由来自车辆侧的需求扭距或车辆的速度等决定的目标扭距对应的扭距指令值。而且，在正常控制时，为了避免急剧的扭距变动，对于扭距在每单位时间变化的扭距变化率加以限制。所以，TCU10在步骤#63之后接着实施扭距变化率的限制(#72)。如图4所示，时刻t2以后扭距指令值缓慢地上升。另一方面，在像步骤#62那样将扭距指令值设为0[Nm]的情况下，由于需要很紧急，因此扭距变化率不受限制。另外，TCU10在步骤#73中使电压变换部(变压器)4运转。也就是说，TCU10如上所述地对开关元件4c及4d进行正常控制。

[第二实施方式]

下面，对本发明的第二实施方式进行说明。第一实施方式与第二实施方式，在TCU10的控制的过程方面存在部分不同，然而系统构成等是相同的。所以，对于系统构成等的详细说明加以省略。

图5是表示本发明的旋转电机控制系统的控制过程的其他例子的流程图。另外，图6是表示电池电压的变化和与之对应地依照图5的过程实施的控制的关系的时序图。而且，在图5所示的流程图中，对于实施与图3所示的流程图相同的处理的步骤使用相同的符号。

TCU10从电压测定部6取得电池电压(#10)。此后，TCU10例如通过将电池电压微分来运算电压变化率(#20)。而且，也可以由电压测定部6运算而向TCU10输出。然后，TCU10判定电压变化率是否超过规定的变化率阈值TH4(#31)。在图6所示的例子中，急剧上升的电池电压的电压变化率在时刻t4处超过变化率阈值TH4。在该情况下(#31：Yes)，TCU如图6所示地将骤变标志设为ON状态(#32)。

在步骤#31中，在判定为电池电压未超过变化率阈值TH4的情况下(#31：No)，骤变标志的状态被维持(#33)。例如，在时刻t13处，由于在图6所示的范围的时刻t13以前电压变化率未超过变化率阈值TH4，因此骤变标志为OFF状态。另一方面，由于时刻t14是在时刻t4处电压变化率超过变化率阈值TH4后的时刻，因此尽管与时刻t13相比变化率小，然而变化率标志也被维持ON状态。如此所述，TCU10基于电压变化率决定骤变标志的状态。

然后，TCU10判定骤变标志是否为ON状态(#41)。当TCU10判定骤变标志为OFF状态时(#41：No)，则将过电压阈值设定为与第一实施方式相同的值的正常时阈值(正常时过电压阈值)TH1(#43)。另一方面，当TCU10判定骤变标志为ON状态时(#41：Yes)，则将过电压阈值设定为比正常时阈值TH1小的值的骤变时阈值(骤变时过电压阈值)TH2(#42)。

对于在此之后的处理，基本上与第一实施方式相同，在适当地省略说明的同时在后面叙述，通过经过步骤#41、#42，就可以迅速地将过电压标志设为ON状态。也就是说，如图6中虚线所示，在正常时阈值TH1的判定中，在时刻t1处过电压标志变为ON状态，扭距指令值或升压控制状态被变更。但是，本实施方式中，在比时刻t1早的时刻t5处过电压标志就变为ON状态。所以，TCU10可以在更早的时机变更扭距指令值或升压控制状态。

当在步骤#42或步骤#43中，过电压阈值被设定时，TCU10即判定电池电压是否超过过电压阈值(TH1或TH2)(#51)。图6所示的例子中，在骤变时标志为ON状态的时刻t5处，上升的电池电压超过过电压阈值(骤变时阈值)TH2(#51：Yes)，过电压标志变为ON状态(#52)。另外，在骤变时标志为OFF状态的时刻t7处，上升的电池电压超过过电压阈值(正常时阈值)TH1，过电压标志变为ON状态。

与第一实施方式相同，在步骤#51中，判定电池电压未超过过电压阈值的情况下(#51：NO)，继而判定电池电压是否在解除阈值TH3以下(#53)。在电池电压不在解除阈值TH3以下的情况下(#53：No)，过电压标志的状态被维持(#54)。另一方面，在电池电压在解除阈值TH3以下的情况下(#53：Yes)，TCU10将过电压标志及骤变标志设为OFF状态(#56)。如此所述，TCU10基于电池电压及电压变化率，实施步骤#10～步骤#56的各处理，决定过电压标志的状态。

对于以下的处理，与第一实施方式相同。当TCU10决定过电压标志的状态时，即判定过电压标志是否为ON状态(#61)。当TCU10判定过电压标志为ON状态时(#61：Yes)，就将作为电动机发挥作用的旋转电机的扭距指令TM设定为0[Nm]，并且将作为发电机发挥作用的旋转电机的扭距指令TG(再生扭距)设定为0[Nm](#62)。另外，TCU10在步骤#62中将旋转电机的扭距指令设定为0[Nm]，并且在步骤#71中使电压变换部(变压器)4的运转停止。也就是说，将升压控制状态从正常变更为关闭(参照图6)。

另一方面，当TCU10在步骤#61中判定过电压标志为OFF状态时，就将作为电动机发挥作用的旋转电机的扭距指令TM设定为正常值，并且将作为发电机发挥作用的旋转电机的扭距指令TG(再生扭距)设定为正常值(#63)。另外，TCU10在步骤#63之后接着实施扭距变化率的限制(#72)。如上所述，在像步骤#62那样将扭距指令值设为0[Nm]的情况下，由于需要很紧急，因此扭距变化率不受限制。另外，TCU10在步骤#73中使电压变换部(变压器)4运转。

如上说明所示，根据本发明，在向旋转电机供给电力的直流电源极与旋转电机之间的连接被解除的情况下，可以抑制对旋转电机侧的电路及与该电路连接的辅机施加过电压的情况。

(其他实施方式)

[1]在上述实施方式的图3及图5的步骤#62中，给出将作为电动机发挥作用的旋转电机的扭距指令TM、以及作为发电机发挥作用的旋转电机的扭距指令TG(再生扭距)都设定为0[Nm]的例子。但是，也可以将作为发电机发挥作用的旋转电机的扭距指令TG(再生指令)设定为0[Nm]，而对作为电动机发挥作用的旋转电机设定正常的扭距指令TM。

在电池B与旋转电机驱动装置2的连接未被维持的状态下，驱动作为电动机发挥作用的旋转电机的电力是从以旋转电机驱动装置2的平滑电容器4b或4f为中心的电容性电路供给的。本发明由于以抑制电池B与旋转电机驱动装置2内的连接部的过电压为目的，因此优选将旋转电机驱动装置2内的电力尽早地消耗。通过将作为发电机发挥作用的旋转电机的扭距指令TG(再生扭距)设定为0[Nm]，就可以抑制新发电的电力。此外，通过对作为电动机发挥作用的旋转电机设定正常的扭距指令TM，就可以包括所发电的电力地消耗旋转电机驱动装置2内的电力。所以，电池B与旋转电机驱动装置2的连接部中的过电压就得到良好的抑制。

[2]在上述第二实施方式中，给出基于电池电压增加时的电压变化率来判定骤变标志的设定的例子。但是，在驱动电路具备电压变换部4之类的升压电路的情况下，受到由升压电路的电抗器和电容器造成的对LC电路的影响，电压发生振动。所以，优选加进电池电压的振动，基于电池电压的电压变化率的绝对值来判定骤变标志。该情况下，虽然骤变标志容易变为ON状态，然而由于扭距指令等的设定是根据基于过电压阈值的判定结果实施的，因此没有问题。

[3]在上述实施方式中，给出如下的例子，即、在混合动力车辆中具备一对旋转电机，一方的旋转电机作为电动机作用，另一方的旋转电机作为发电机作用。但是，本发明也可以应用于如下的任意的混合动力车辆中，即、如图7所示，具备单一的旋转电机，具备该旋转电机作为电动机及发电机作用的模式。

[4]在上述实施方式中，给出车辆作为驱动源极具备旋转电机和该旋转电机以外的驱动源极(发动机)的混合动力车辆的例子。但是，本发明是以具备利用具有电压变换部的旋转电机驱动装置驱动控制的旋转电机的系统为对象的。所以，驱动源极可以仅为旋转电机，可以将本发明应用于以旋转电机作为驱动源极的电动车中。

[5]在上述实施方式中，以旋转电机驱动装置2(驱动电路)具有电压变换部4的情况为例进行了说明。但是，本发明并不限定于此，也可以应用于具备不具有电压变换部4之类的变压器的驱动电路的旋转电机控制系统中。此种系统中，在驱动电路与直流电压的连接部中，也具备相当于图2或图7的平滑电容器4f的电容器。所以，具有与本实施方式的驱动电路相同的问题，可以利用相同的解决途径来解决该问题。

工业上的可利用性

本发明可以适用于对至少进行再生的旋转电机进行控制的旋转电机控制系统中。另外，还可以适用于具备该旋转电机控制系统的车辆驱动系统中。

Claims (9)

1.一种旋转电机控制系统，具备：

旋转电机；

驱动电路，其与直流电源极连接且具有频率变换部，其中所述频率变换部在所述旋转电机进行牵引时将所述直流电源极的输出变换为交流，在所述旋转电机进行再生时将来自所述旋转电机的输出变换为直流；

控制所述驱动电路的控制部，

所述旋转电机控制系统的特征在于，

所述控制部判定所述直流电源极与所述驱动电路的连接是否被维持，在未被维持的情况下控制所述驱动电路而使所述旋转电机的再生电力降低。

2.根据权利要求1所述的旋转电机控制系统，其中

所述控制部在所述直流电源极与所述驱动电路的连接未被维持的情况下，按照使所述旋转电机的再生扭距为零的方式控制所述驱动电路。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机控制系统，其中

所述驱动电路具有电压变换部，其中所述电压变换部被夹设于所述直流电源极与所述频率变换部之间，将所述直流电源极的输出升压，

所述控制部在所述直流电源极与所述驱动电路的连接未被维持的情况下，使所述电压变换部的运转停止。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的旋转电机控制系统，其中

所述控制部基于所述驱动电路的与所述直流电源极连接的连接部的输入输出电压，来判定所述直流电源极与所述驱动电路的连接是否被维持。

5.根据权利要求4所述的旋转电机控制系统，其中

所述控制部在所述输入输出电压超过了规定的过电压阈值的情况下，判定为所述直流电源极与所述驱动电路的连接未被维持。

6.根据权利要求5所述的旋转电机控制系统，其中

所述控制部在所述输入输出电压每单位时间上升的电压变化率超过了规定的变化率阈值的情况下，基于被设定为比所述过电压阈值低的值的骤变时过电压阈值，来判定所述直流电源极与所述驱动电路的连接是否被维持。

7.根据权利要求5或6所述的旋转电机控制系统，其中

所述过电压阈值被设定为：所述直流电源极的最大电压与检测所述输入输出电压的电压测定部的误差的最大值之和。

8.一种车辆驱动系统，其特征在于，

具备权利要求1至7中任意一项所述的旋转电机控制系统，并且

具备作为所述旋转电机的第一旋转电机和第二旋转电机，

具备分配从所述第一旋转电机和所述第二旋转电机以外的驱动源极中产生的驱动力的动力分配机构，

通过所述动力分配机构分配的一方的驱动力向车轮传递，另一方的驱动力向所述第一旋转电机传递，并且通过所述第二旋转电机产生的驱动力向所述车轮传递。

9.根据权利要求8所述的车辆驱动系统，其中

所述动力分配机构是包含依照转速的顺序具有第一旋转部件、第二旋转部件及第三旋转部件的行星齿轮机构而构成的，

所述第一旋转电机与所述第一旋转部件连接，所述旋转电机以外的驱动源极与所述第二旋转部件连接，所述第二旋转电机及所述第三旋转部件与车轮连接。

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