CN103986388A - 旋转电机驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋转电机驱动系统。在用于驱动驱动源（11，21，21F，21R，51）的三相旋转电机（11，21，21F，21R）的系统中，其电流由控制电流传感器（17，18，27，28）所检测并且能够用于旋转电机的控制的旋转电机的相被定义为旋转的电机有效传感器相，其中驱动源（11，21，21F，21R，51）用于将分离的驱动力施加到旋转轴（92，92F，92R）。当有效传感器相的数量为一时，在旋转电机的旋转速度大于预定正阈值的情况下、基于有效传感器相的电流、在单相控制模式中驱动旋转电机，并且在旋转速度不大于阈值的情况下、通过其他驱动源的驱动力驱动旋转电机。

Description

旋转电机驱动系统

技术领域

本公开涉及一种用于驱动三相旋转电机的驱动系统。

背景技术

近年，由于对于低燃料消耗和低废气排放的社会需求，存在对于装备有作为用于旋转车辆的车轴的驱动源的旋转电机的电动操纵的车辆（诸如电动车辆和混合动力车辆）增加的关注。旋转电机不仅用作电动机并且还用作发电机。例如，在这种电动操纵的车辆中，旋转电机通过诸如逆变器的功率转换器连接到由可再充电的蓄电池单元所构建的蓄电池组（即，直流（DC）电源）。逆变器将从蓄电池组所提供的直流电压转换为交流电压，并且采用交流电压来驱动旋转电机。

在作为驱动源被安装在电动操纵的车辆上以将驱动力施加到诸如车辆的车轴的轴上的旋转电机领域中，已知一种仅将用于检测相电流的控制电流传感器设置到旋转电机的一个相的结构。根据此结构，因为减少了电流传感器的数量，所以减小了在逆变器输出端子附近逆变器的尺寸，并且降低了旋转电机的控制系统的成本。例如，如在对应于US2008/0079385的JP-2008-86139中所公开地，在此结构中使用所谓的“单相控制”。在单相控制中，基于电流估计值的反馈来控制旋转电机的通电，该电流估计值是基于由控制电流传感器所检测到的一个相的电流而估计的。

在JP-2008-86139所公开的技术中，将通过对d轴电流指令值和q轴电流指令值进行逆dq变换所获得的三相电流指令值中除了传感器相之外的两相的电流指令值当做估计值。然后，将通过对传感器相（例如，W相）的电流检测值和其他两相（例如，U相和V相）的电流估计值进行dq变换所获得的d轴电流估计值和q轴电流估计值反馈到d轴电流指令值和q轴电流指令值。

该技术的缺点是：因为根据d轴电流指令值和q轴电流指令值所计算出的其他两相的电流估计值反映了较少的实际信息，所以旋转电机的控制可能变得不稳定。具体地，在旋转电机的旋转速度小于预定值的低旋转速度范围中，相电流关于时间的改变小。因此，在低旋转速度范围中，实际信息进一步减少，使得控制可能变得更加不稳定。

当分别地设置到旋转电机的两个相的两个控制电流传感器中的一个变为异常并且不能精确地检测相电流时，会发生相同的问题。即，当由正常的控制电流传感器所检测到的相电流的数量为一时，在旋转电机的低旋转速度范围中控制会变得不稳定。

即使当旋转电机的控制变得不稳定时，也可能可以驱动旋转电机。然而，具体地，当旋转电机被用在用于驱动电动操纵的车辆的旋转轴的驱动系统中时，旋转电机的这样不稳定的控制会引起驾驶性能的降低。

发明内容

鉴于上述，本公开的目的是提供一种旋转电机驱动系统，该旋转电机驱动系统用于按照下述方式驱动将分离的驱动力施加到旋转轴的驱动源的三相旋转电机：当由用于控制的电流传感器精确地检测到的三相旋转电机的相电流的数量为一时，即使在旋转电机的低旋转速度范围中也可以适当地控制旋转电机。

根据本公开的一个方面，旋转电机驱动系统用于驱动在旋转轴驱动系统中包括的多个驱动源的至少一个三相旋转电机，该多个驱动源用于将分离的驱动力施加到作用于目标对象上的一个旋转轴，或以重叠的方式将驱动力施加到作用于同一目标对象上的多个旋转轴。旋转电机驱动系统包括：特定旋转电机、旋转速度计算器、控制电流传感器、以及控制设备。特定旋转电机是至少一个三相旋转电机之一。旋转速度计算器计算该特定旋转电机的旋转速度。控制电流传感器检测该特定旋转电机的至少一个相的电流。所检测到的电流用于该特定旋转电机的控制。控制设备通过控制至少一个三相旋转电机的通电来控制驱动力。其电流由控制电流传感器所检测并且能够用于特定旋转电机的控制的特定旋转电机的至少一个相被定义为特定旋转电机的有效传感器相。当有效传感器相的数量为一时，在特定旋转电机沿着正向方向旋转并且旋转速度大于预定正阈值的情况下、或在特定旋转电机沿着反向方向旋转并且旋转速度小于预定负阈值的情况下，控制设备基于有效传感器相的电流、在单相控制模式中驱动特定旋转电机。当有效传感器相的数量为一时，在特定旋转电机沿着正向方向旋转并且旋转速度不大于正阈值的情况下、或在特定旋转电机沿着反向方向旋转并且旋转速度不小于负阈值的情况下，控制设备通过使用除了特定旋转电机之外的多个驱动源中的至少一个的驱动力来驱动特定旋转电机。

附图说明

根据参照附图而进行的下面的详细描述，本公开的以上的和其他的目的、特征以及优点将变得更加明显。在附图中：

图1是装备有包括根据本公开的第一实施例的旋转电机驱动系统的车轴驱动系统的混合动力车辆的图；

图2是用于说明包括根据第一实施例的旋转电机驱动系统的车轴驱动系统的行为的列线图（collinear diagram）；

图3是根据第一实施例的旋转电机驱动系统的框图；

图4A、图4B以及图4C是示出用于说明当旋转电机的旋转速度低时发生的单相控制的问题的相电流波形的图；

图5是根据两相控制驱动第二MG的控制器的框图；

图6是根据单相控制驱动第二MG的控制器的框图；

图7是根据电压前馈控制驱动第二MG的控制器的框图；

图8是用于说明如何根据第一实施例、基于旋转速度切换驱动模式的图；

图9是当在根据第一实施例的旋转电机驱动系统中第二MG的有效传感器相的数量为一时所观测到的混合动力车辆的图；

图10是当在根据第一实施例的旋转电机驱动系统中第二MG的有效传感器相的数量为一并且蓄电池的充电状态（SOC）不大于充电限值时所观测到的列线图；

图11是当在根据第一实施例的旋转电机驱动系统中第二MG的有效传感器相的数量为一并且蓄电池的充电状态大于充电限值时所观测到的列线图；

图12是用于确定根据第一实施例的旋转电机驱动系统中第二MG的驱动模式的确定处理的流程图；

图13是当在根据第一实施例的旋转电机驱动系统中第一MG的有效传感器相的数量为一时所观测到的混合动力车辆的图；

图14是当在根据第一实施例的旋转电机驱动系统中第一MG的有效传感器相的数量为一的情况下启动引擎时所观测到的列线图；

图15是当在根据第一实施例的旋转电机驱动系统中第一MG的有效传感器相的数量为一的情况下运转引擎时所观测到的列线图；

图16是用于确定根据第一实施例的旋转电机驱动系统中第一MG的驱动模式的确定处理的流程图；

图17是装备有包括根据本公开的第二实施例的旋转电机驱动系统的车轴驱动系统的电动车辆的图；

图18用于说明包括根据第二实施例的旋转电机驱动系统的车轴驱动系统的行为的列线图；

图19是当在根据第二实施例的旋转电机驱动系统中后轮MG的有效传感器相的数量为一时所观测到的电动车辆的图；

图20是当在根据第二实施例的旋转电机驱动系统中后轮MG的有效传感器相的数量为一时所观测到的列线图；

图21是装备有包括根据本公开的第三实施例的旋转电机驱动系统的车轴驱动系统的混合动力车辆的图；

图22是用于说明包括根据第三实施例的旋转电机驱动系统的车轴驱动系统的行为的列线图；

图23是当在根据第三实施例的旋转电机驱动系统中MG的有效传感器相的数量为一时所观测到的混合动力车辆的图；以及

图24是当在根据第三实施例的旋转电机驱动系统中MG的有效传感器相的数量为一时所观测到的列线图。

具体实施方式

以下参照附图描述根据本公开的旋转电机驱动系统的实施例。旋转电机驱动系统形成了用于驱动电动操纵的车辆（包括混合动力车辆、电动车辆、以及燃料电池车辆）的车轴的车轴驱动系统的部分或整体。车轴和车轴驱动系统分别地对应于在权利要求中所陈述的旋转轴和旋转轴驱动系统。

多个驱动源分离地将驱动力施加到电动操纵的车辆的车轴。换言之，由驱动源施加到电动操纵的车辆的车轴的驱动力彼此分离。驱动源包括至少一个旋转电机。例如，在混合动力车辆中驱动源包括至少一个旋转电机并且在电动车辆中驱动源包括多个旋转电机。车轴驱动系统可以驱动至少一个车轴。例如，如在第二实施例中所描述地，车轴驱动系统可以驱动一个车辆的多个车轴。

（第一实施例）

以下将参照图1至图16描述根据本公开的第一实施例的旋转电机驱动系统。如图1所示，根据第一实施例的车轴驱动系统101包括：旋转电机驱动系统1、引擎51以及力传送机构80。旋转电机驱动系统1包括：作为第一旋转电机的第一MG11、作为第二旋转电机的第二MG21、作为功率存储装置的蓄电池6、以及控制设备201。

车轴驱动系统101包括作为多个驱动源的引擎51、第一MG11以及第二MG21，该多个驱动源用于分离地将驱动力施加到作为一个旋转轴的车轴92，该旋转轴作用于作为目标对象的车辆主体90。当第一MG11和第二MG21中的一个被限定为权利要求中所陈述的特定旋转电机时，第一MG11和第二MG21中的另一个以及引擎51对应于其他驱动源。

例如，车轴驱动系统101可以被用于混合动力车辆。

“MG”意味着电动发电机，其具有作为用于生成转矩的电动机的功能和作为用于通过接收转矩而生成电力的发电机的功能两者。即，MG是旋转电机的同义词。根据第一实施例，第一MG11和第二MG21中的每个是永磁三相同步电动机。第一MG11主要用作发电机，而第二MG21主要用作电动机。

第一MG11和第二MG21连接到力传送机构80。尽管未在附图中示出，但是力传送机构80被配置为已知的行星齿轮系，其具有中心齿轮、环形齿轮以及行星齿轮架。中心齿轮连接到第一MG11的旋转轴81，环形齿轮连接到第二MG21的旋转轴82，以及行星齿轮架连接到引擎51的曲柄轴。因此，第一MG11的旋转轴81和第二MG21的旋转轴82通过力传送机构80彼此机械地连接。

当行星齿轮支架随着中心齿轮和环形齿轮旋转时，引擎51的驱动力被分割为两个力并且通过分离的路径传送到第一MG11和第二MG21。因为引擎51的驱动力被力传送机构80分割，所以力传送机构80可以被称为“力分割机构”。

在力传送机构80中，当确定了三个轴（即，中心齿轮、环形齿轮以及行星齿轮支架）中的两个的旋转速度时，则确定了另一轴的旋转速度。即，如图2的列线图所示，在列线图上，第一MG11的旋转速度Ng、引擎51的旋转速度Ne、以及第二MG21的旋转速度Nm通过直线而连接在一起。通过按照1：ρ的比例内部地分割从第一MG11的旋转速度Ng到第二MG21的旋转速度Nm的线段来确定引擎51的旋转速度Ne，其中ρ代表中心齿轮的齿数与环形齿轮的齿数的传动比。

当旋转速度Ng、Ne以及Nm大于0[rpm]时的状态被称为“正向旋转”，并且当旋转速度Ng、Ne以及Nm小于0[rpm]时的状态被称为“反向旋转”。

第二MG21的旋转轴82通过减速齿轮91（诸如变速器）连接到车轴92，使得施加在第二MG21的旋转轴82上的转矩Tmm可以被传送到车轴92。按照下述方式给出车轴92的旋转速度Np：Np=(1/K)×Nm，其中，K代表减速齿轮91的传动比。按照下述方式给出施加在车轴92上的转矩Tmp：Tmp=K×Tmm。当车轴92旋转时，车轮93旋转，使得可以推进车辆主体90。轮93可以是前轮或后轮。

确切地说，施加在轮93上的转矩Tp是转矩Tep和转矩Tmp的求和。即，Tp=Tep+Tmp。直行转矩Tep由引擎51和第一MG11传送到车轴92。转矩Tmp从第二MG21传送到车轴92。转矩Tep和转矩Tmp在下文中分别地被称为“直行转矩Tep”和“传送转矩Tmp”。

按照下述方式给出由引擎转矩Te和第一MG转矩Tg所生成的、施加在第二MG21的旋转轴82上的转矩Tem：Tem=(1/K)×Tep。按照下述方式给出由第二MG21自身施加在旋转轴82上的转矩Tmm：Tmm=(1/K)×Tmp。

以下详细地描述直行转矩Tep。当第一MG11相对于引擎转矩Te生成负转矩Tg时，第一MG11生成电功率。此时，如图2所示，假定第一MG11为作用点、引擎51为支点以及第二MG21为荷载点，根据杠杆原理，第一MG转矩Tg相对于引擎转矩Te的反作用力作为直行转矩Tep被传送到车轴92。换言之，引擎转矩Te被力传送机构80分割为直行转矩Tep和被用来生成电功率的转矩。以这种方式，根据第一实施例，作为多个驱动源的引擎51和第二MG21分别地将驱动力Dr11和Dr21施加到车轴92。

蓄电池6是诸如双电层电容器的可再充电功率存储装置或诸如锂离子电池或镍氢电池的二次电池。在蓄电池6的充电状态（SOC）不大于预定充电限值的范围中，由第一MG11所生成的电功率对蓄电池6进行充电。

蓄电池6连接到控制设备201的第一MG逆变器12和第二MG逆变器22（参见图3），并且分别地通过第一MG逆变器12和第二MG逆变器22与第一MG11和第二MG21交换电功率。具体地，由第一MG11所生成的交流功率被第一MG逆变器12转换为直流功率，并且然后被存储在蓄电池6中。蓄电池6的直流功率被第二MG逆变器22转换为交流功率，并且然后被提供给第二MG21。

例如，车辆控制电路7被配置为微型计算机，并且包括通过总线连接的CPU、ROM以及I/O。车辆控制电路7通过使用CPU运行预存储的程序而借助软件或借助使用特定电子电路的硬件来控制电动操纵的车辆的整体。

车辆控制电路7能够从传感器和开关接收信号。例如，车辆控制电路7可以从制动传感器（未示出）接收制动信号、从加速度传感器（未示出）接收加速度信号、从换挡开关（未示出）接收换挡信号以及从车辆速度传感器（未示出）接收速度信号。车辆控制电路7基于所接收到的信号检测车辆的操作状态，并且根据操作状态将转矩指令值trq*输出到控制设备201。此外，车辆控制电路7将控制引擎51的操作的指令信号输出到引擎控制电路（未示出）。

以下参照图3描述旋转电机驱动系统1的详细结构。除了第一MG11、第二MG21、蓄电池6以及控制设备201之外，旋转电机驱动系统1还包括：旋转角度传感器14、控制电流传感器17和18、旋转角度传感器24、以及控制电流传感器27和28。旋转角度传感器14以及控制电流传感器17和18被用于第一MG11。旋转角度传感器24以及控制电流传感器27和28被用于第二MG21。

控制设备201包括两个控制块：第一MG控制块和第二MG控制块。第一MG控制块被用于第一MG11的控制，并且包括第一MG逆变器12、控制器15、旋转速度计算器13、以及异常确定器16。第二MG控制块被用于第二MG21的控制，并且包括第二MG逆变器22、控制器25、旋转速度计算器23、以及异常确定器26。

以与第二MG控制块相同的方式来配置第一MG控制块。此外，以与被用于第二MG21的旋转角度传感器24以及控制电流传感器27和28相同的方式来配置被用于第一MG11的旋转角度传感器14以及控制电流传感器17和18。因此，作为示例，对第二MG控制块、旋转角度传感器24、以及控制电流传感器27和28进行说明。

在图3中，圆括号指示与第一MG11有关的变量，没有圆括号指示与第二MG21有关的变量。例如，与第一MG11有关的电角被指示为“（θe）”，而与第二MG21有关的电角被指示为“θe”。

蓄电池6的直流功率被升压转换器（未示出）升压，并且然后作为系统电压VH被输入到逆变器22。逆变器22包括以桥接配置连接的六个开关装置（未示出）。开关装置的示例包括：绝缘栅型双极晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体（MOS）晶体管、以及双极晶体管。基于从控制器25的PWM信号生成器35（参见图5）所输出的PWM信号UU、UL、VU、VL、WU、WL来控制（即，接通和关断）开关装置，使得逆变器22可以控制施加到第二MG21的三相交流电压vu、vv以及vw。通过由逆变器22所生成的并且施加的三相交流电压vu、vv以及vw控制（即，驱动）第二MG21。

例如，控制器25被配置为微型计算机，并且包括通过总线连接的CPU、ROM以及I/O。控制器25通过使用CPU运行预存储的程序而借助软件或借助使用特定电子电路的硬件来控制第二MG21的操作。

旋转角度传感器24位于第二MG21的转子（未示出）附近。旋转角度传感器24检测电角θe并且将电角θe输出到控制器25。根据第一实施例，旋转角度传感器24是分解器（resolver）。替选地，旋转角度传感器24可以是旋转编码器等。

旋转速度计算器23基于由旋转角度传感器24所检测到的电角θe来计算第二MG21的旋转速度Nm。注意，旋转速度Nm是第二MG21的转子的旋转速度。

控制电流传感器27被设置到第二MG21的三个相的任一个相中，以检测“用于控制的相电流检测值”并且将其输出到控制器25。控制电流传感器28被设置到第二MG21的三个相的其他相的一个相中，以检测“用于控制的相电流检测值”并且将其输出到控制器25。根据第一实施例，控制电流传感器27被设置到第二MG21的V相以检测V相电流检测值iv_sns，并且控制电流传感器28被设置到第二MG21的W相以检测W相电流检测值iw_sns。

三相电流满足基尔霍夫（Kirchhoff）定律：iu+iv+iw=0···(1)。

因此，可以根据V相电流检测值和W相电流检测值计算出U相电流值。

替选地，替代于V相或W相，控制电流传感器27和28中的一个可以被设置到第二MG21的U相。

“用于控制的相电流检测值”是相电流检测值，基于该相电流检测值执行反馈控制以计算被施加到第二MG逆变器22的电压指令。控制电流传感器27和28中的每个检测“用于控制的相电流检测值”。可以添加专门监视控制电流传感器27和28是正常还是异常的监视电流传感器。例如，可以采用“两相双通道配置”或“三相单通道配置”，在“两相双通道配置中”，两个电流传感器（即，控制电流传感器和监视电流传感器两者）被设置到V相和W相中的每个相；在“三相单通道配置”中，控制电流传感器被设置V相和W相中的每个相，并且监视电流传感器被设置到U相。注意，在图3中未示出监视电流传感器。

在每个旋转电机中，当由控制电流传感器所检测到的相电流对于“用于控制的相电流检测值”是可用的时，该相被称为“有效传感器相”。例如，当控制电流传感器27和28中的每个正常时，第二MG21的有效传感器相的数量为二。

异常确定器26获得由控制电流传感器27和28所检测到的相电流检测值。例如，异常确定器26通过将由控制电流传感器27和28所检测到的相电流检测值与由监视电流传感器（未示出）所检测到的相电流检测值进行对比来做出控制电流传感器27和28正常还是异常的确定，并且将指示确定结果的确定信号输出到控制器25。

当控制电流传感器27和28中的每个正常时，第二MG21的有效传感器相的数量为二。因此，控制设备201可以基于两相电流检测值执行用于控制第二MG21的两相控制。相反，当控制电流传感器27和28中的一个异常时，第二MG21的有效传感器相的数量为一。在这种情况下，控制设备201不可以执行两相控制。稍后将详细描述当控制电流传感器27和28中的一个异常时控制设备201所执行处理。

用于第一MG11的结构与以上所述的用于第二MG21的结构相同。第一MG控制器15和第二MG控制器25彼此交换信号。

基于第一MG11的旋转速度Ng、第二MG21的旋转速度Nm、以及从车辆控制电路7所接收到的转矩指令值trq*，控制设备201使得第二MG21主要作为电动机通过执行电动操纵消耗功率，并且使得第一MG11主要作为发电机通过执行发电机操作生成功率。具体地，控制设备201基于旋转速度Ng和Nm的符号（即，正或负）以及转矩指令值trq*的符号在下面的四个模式的一个中进行操作。

<第一模式>正向旋转/正向转矩（电动）

<第二模式>正向旋转/反向转矩（发电）

<第三模式>反向旋转/反向转矩（电动）

<第四模式>反向旋转/正向转矩（发电）

主要考虑第二MG21，当旋转速度Nm为正（即，正向旋转）并且转矩指令值trq*为正时，或当旋转速度Nm为负（即，反向旋转）并且转矩指令值trq*为负时，第二MG逆变器22将从蓄电池6所提供的直流功率转换为交流功率并且采用功率驱动第二MG21。因此，第二MG21作为电动机执行电动操纵，并且输出转矩。

主要考虑第一MG11，当旋转速度Ng为正（即，正向旋转）但是转矩指令值trq*为负时，或当旋转速度Nm为负（即，反向旋转）但是转矩指令值trq*为正时，第一MG逆变器12将由第一MG11所生成的交流功率转换为直流功率并且将直流功率提供给蓄电池6。因此，第一MG11作为发电机执行发电机操作，并且生成功率。

例如，在第二MG21中，即使当异常确定器26确定控制电流传感器27和28中的一个异常时，控制设备201也可以基于控制电流传感器27和28中的另一个的相电流检测值来执行用于控制第二MG21的单相控制。然而，单相控制使用电流估计值。因此，与两相控制相比，单相控制反映较少的实际信息。具体地，以下参照图4A至图4C描述在低旋转速度处所观测到的单相控制的缺点。

图4A至图4C示出了W相电流的波形并且示出了采样间隔Ts、电角改变Δθe、以及电流改变Δiw之间的关系。图4A示出了第二MG21的高旋转速度处W相电流的波形，图4B示出了第二MG21的中等旋转速度处W相电流的波形，以及图4C示出了第二MG21的低旋转速度处W相电流的波形。采样间隔Ts是控制电流传感器检测相电流的时间间隔。以相对的含义来使用术语“低旋转速度”、“中等旋转速度”、以及“高旋转速度”，并且不意味着描述具体的第二MG21的旋转速度。与第二MG21的旋转速度Nm无关地将采样间隔Ts保持为常数。

在高旋转速度处，因为采样间隔Ts中电角改变Δθe和电流改变Δiw相对大，所以适当地反映了实际信息，使得可以以适当的精度执行单相控制。

在中等旋转速度处，因为采样间隔Ts中电角改变Δθe和电流改变Δiw小于在高旋转速度处采样间隔Ts中电角改变Δθe和电流改变Δiw，所以实际信息减少，使得单相控制的精度会降低。

在低旋转速度处，采样间隔Ts中电角改变Δθe和电流改变Δiw大大地小于在高旋转速度处采样间隔Ts中电角改变Δθe和电流改变Δiw，并且电流改变Δiw近乎变为零。因此，由于不充分的实际信息，单相控制的精度进一步降低。作为结果，第二MG21的控制会变得不稳定。

例如，根据在JP-2008-86139中所公开的单相控制技术，通过将通过对d轴电流指令值和q轴电流指令值进行逆dq变换所获得的三相电流指令值中除了传感器相之外的两相的电流指令值当做估计值，来执行电流反馈控制。在此技术中，当电角改变Δθe和电流改变Δiw变小时，在电流估计值中反映了较少的实际信息，使得电流估计值的精度会降低。作为结果，旋转电机的控制会变得不稳定。

为了防止单相控制的这种缺点，根据第一实施例，控制设备201基于有效传感器相的数量是一还是二来切换旋转电机的驱动模式。此外，当有效传感器相的数量是一时，控制设备201基于旋转电机的旋转速度与阈值之间比较的结果来切换驱动模式。

以下参照图5至图7描述用于每种驱动模式的控制设备201的第二MG控制器25的配置。注意，以与第二MG控制器25相同的方式来配置第一MG控制器15。稍后参照流程图（图12和图16）描述用于切换驱动模式的确定处理。

（两相控制模式）

当有效传感器相的数量为两个或更多个时，按照图5所示的方式配置第二MG控制器25，以根据两相控制驱动第二MG21。当有效传感器相的数量为二时，可以根据基尔霍夫定律（参考公式（1））计算其他相的电流。因此，当有效传感器相的数量为二时，以与当有效传感器相的数量为三时相同的方式执行两相控制。

如图5所示，第二MG控制器25包括电流指令计算器31、电流减法器31、PI计算器33、逆dq变换器34、PW信号生成器35、以及dq变换器36。

电流指令值计算器31基于从车辆控制电路7所接收到的转矩指令trq*，在第二MG21的旋转坐标系中（d-q坐标系）计算d轴电流指令值id*和q轴电流指令值iq*。

根据第一实施例，通过参考预先存储的映射来计算d轴电流指令值id*和q轴电流指令值iq*。替选地，可以根据公式等来计算d轴电流指令值id*和q轴电流指令值iq*。

减法器32包括d轴电流减法器321和q轴电流减法器322。d轴电流减法器321计算d轴电流偏差Δid。d轴电流偏差Δid是由dq变换器36所计算的并且反馈的d轴电流值id与d轴电流指令值id*之间的差异。q轴电流减法器322计算q轴电流偏差Δiq。q轴电流偏差Δiq是由dq变换器36所计算的并且反馈的q轴电流值iq与q轴电流指令值iq*之间的差异。

PI计算器33包括d轴PI计算器331和q轴PI计算器332。d轴PI计算器331通过PI计算来计算d轴电压指令值vd*，使得d轴电流偏差Δid可以收敛到零，从而使得d轴电流值id跟随d轴电流指令值id*。q轴PI计算器332通过PI计算来计算q轴电压指令值vq*，使得q轴电流偏差Δiq可以收敛到零，从而使得q轴电流值iq跟随q轴电流指令值iq*。

逆dq变换器34基于从旋转角度传感器24所接收到的电角θe，将d轴电压指令值vd*和q轴电压指令值vq*转换为U相电压指令值vu*、V相电压指令值vv*、以及W相电压指令值vw*。

PWM信号生成器35基于三相电压指令值vu*、vv*、vw*和被施加到第二MG逆变器22的系统电压VH来计算PWM信号UU、UL、VU、VL、WU、WL。

基于PWM信号UU、UL、VU、VL、WU、WL接通和关断第二MG逆变器22的开关装置，使得可以生成三相交流电压vu、vv、vw。将三相交流电压vu、vv、vw施加到第二MG21以控制第二MG21，使得第二MG21可以输出与转矩指令值trq*相对应的转矩。

dq变换器36基于从旋转角度传感器24所接收到的电角θe，将由控制电流传感器27和28所检测到的V相电流检测值iv_sns和W相电流检测值iw_sns转换为d轴电流值id和q轴电流值iq。dq变换器36将d轴电流值id和q轴电流值iq反馈到电流减法器32。以下说明基于两相电流检测值的dq变换。下面的公式（2.1）代表用于基于三相电流的dq变换的一般表示。

可以通过将从基尔霍夫定律（参考公式（1））而得到的iu=-iv–iw代入公式（2.2）获得下面的公式（2.2）。

如上所述，当检测到两相电流检测值时，反馈的d轴电流值和q轴电流值精确地反应了实际信息。因此，可以与第二MG21的旋转速度Nm无关稳定地控制第二MG21。

（单相控制模式）

当有效传感器相的数量为一并且沿着正向方向旋转的第二MG21的转数Nm大于正旋转阈值Nth时，或当有效传感器相的数量为一并且沿着反向方向旋转的第二MG21的转数Nm小于负旋转阈值-Nth时，按照图6所示的方式配置第二MG控制器25，以通过单相控制来驱动第二MG21。

在单相控制中，对基于单相的电流检测值所估计的电流估计值进行反馈，并且基于反馈电流估计值控制第二MG21的通电。例如，当有效传感器相是W相时，在相对高旋转速度处，在采样间隔Ts中电角改变Δθe和电流改变Δiw相对大。因此，在反馈电流估计值中适当地反映了实际信息，使得可以通过单相控制稳定地驱动第二MG21。两相控制模式和单相控制模式在下文中共同地被称为“电流反馈控制模式”。

图6示出了用于V相的控制电路传感器27异常并且用于V相的控制电流传感器28正常的示例。另外，图6所示的示例可以对应于最初未设置用于V相的控制电流传感器27的情况。

图6所示的配置与图5所示的配置不同之处在于：采用电流估计器38代替dq变换器36，未检测V相电流检测值iv_sns，以及将d轴电流指令值id*和q轴电流指令值iq*输入到电流估计器38。以下详细描述这些不同。

电流估计器38基于W相电流检测值iw_sns、电角θe以及d轴电流指令值id*和q轴电流指令值iq*来估计d轴电流估计值id_est和q轴电流估计值iq_est。将d轴电流估计值id_est和q轴电流估计值iq_est反馈到电流减法器32。

根据第一实施例，电流估计器38通过使用在JP-200-86139中所公开的传统技术来估计d轴电流估计值id_est和q轴电流估计值iq_est。即，将通过对d轴电流指令值id*和q轴电流指令值iq*进行逆dq变换所获得的三相电流指令值中的U相电流指令值和V相电流指令值用作U相电流估计值iu_est和V相电流估计值iv_est。然后，通过对W相电流检测值iw_sns以及U相电流估计值iu_est和V相电流估计值iv_est进行dq变换来计算d轴电流估计值id_est和q轴电流估计值iq_est。

电流估计器38基于以上所输入的信息估计一个或两个相电流估计值的方法不限于在JP-2008-86139中所公开的方法。在说明书的最后作为修改例描述了其他估计方法。

（电压前馈控制模式）

当有效传感器相的数量为一并且沿着正向方向旋转的第二MG21的转数Nm不大于正旋转阈值Nth时，或当有效传感器相的数量为一并且沿着反向方向旋转的第二MG21的转数Nm不小于负旋转阈值-Nth时，按照图7所示的方式配置第二MG控制器25，以通过基于d轴电流指令值id*和q轴电流指令值iq*以及第二MG21的机器常数的电压前馈控制来驱动第二MG21。

从负旋转阈值-Nth（包含-Nth）到正旋转阈值Nth（包含Nth）的第二MG21的旋转速度Nm的范围在下文中被称为“指定的低旋转速度范围LRA”。指定的低旋转速度范围LRA包括零。

当第二MG21的旋转速度Nm在指定的低旋转速度范围LRA中时，认为电角速率ω基本上为0（即，ω≈0）。在指定的低旋转速度范围LRA中，因为采样间隔Ts中电角改变Δθe和电流改变Δiw基本为零，所以对于单相控制实际信息量变得不足。作为结果，第二MG21的控制会变得不稳定。因此，替代于单相控制，通过电压前馈控制来控制第二MG21。

如图7所示，第二MG控制器25不包括在电流反馈控制模式中所使用的电流减法器32、PI计算器33、dq变换器36、以及电流估计器38。相反，第二MG控制器25包括用于计算前馈电压指令的dq轴电压指令计算器41和角速率计算器42。

dq轴电压指令计算器41通过使用电压等式来计算d轴电压指令值vd*和q轴电压指令值vq*。通常，通过下面的公式（3.1）和公式（3.2）给出电动机的电压等式。

vd=Ra×id+Ld×(d/dt)id-ω×Lq×iq····(3.1)

vq=Ra×iq+Lq×(d/dt)iq+ω×Ld×id+ω×ψ····(3.2)

在公式（3.1）和公式（3.2）中，Ra代表电枢电阻，Ld代表d轴自感，Lq代表q轴自感，ω代表电角速率，以及ψ代表电枢永磁交链通量。

电枢电阻Ra、d轴自感Ld、q轴自感Lq、以及电枢永磁交链通量ψ是第二MG21的机器常数。机器常数可以是固定值或所计算出的值。例如，可以使用采用实际测量值或几乎为实际特性的值预先建立的映射、基于转矩指令值trq*或d轴电流指令值id*和q轴电流指令值iq*来计算机器常数。

通过忽略时间微分项（d/dt）、通过使用d轴电流指令值id*和q轴电流指令值iq*作为d轴电流值id和q轴电流值iq、以及通过使用d轴电压指令值vd*和q轴电压指令值vq*作为d轴电压值vd和q轴电压值vq，公式（3.1）和公式（3.2）可以分别地被重写为下面的公式（4.1）和公式（4.2）。

vd*=Ra×id*-ω×Lq×iq*····(4.1)

vq*=Ra×iq*+ω×Ld×id*+ω×ψ····(4.2)

此外，当电角速率ω基本上为零时，公式（4.1）和公式（4.2）可以分别地被重写为下面的公式（4.3）和公式（4.4）。因此，仅保留电枢电阻Ra项。因此，d轴电压指令值vd*仅依赖于d轴电流指令值id*，并且q轴电压指令值vq*仅依赖于q轴电流指令值iq*。

vd*=Ra×id*····(4.3)

vq*=Ra×iq*····(4.4)

dq轴电压指令计算器41从角速率计算器42获取电角速率ω，角速率计算器42将电角θe转换为电角速率ω。然后，当dq轴电压指令计算器41确定电角速率ω基本上为零时，dq轴电压指令计算器41通过使用公式（4.3）和公式（4.4）来计算d轴电压指令值vd*和q轴电压指令值vq*。由于第二MG21和控制设备201的物理因素，由dq轴电压指令计算器41所计算出的电压指令值可能偏离于用于需要被施加到第二MG21以导致第二MG21输出与转矩指令值trq*相对应的转矩的电压的指令值。因此，可以进一步校正通过使用公式（4.3）和公式（4.4）所计算出的电压指令值，并且可以将所校正的电压指令值作为d轴电压指令值vd*和q轴电压指令值vq*输出到逆dq变换器34。例如，可以通过使用有效传感器相的电流检测值或电流指令值执行此校正。

如上所述，当第二MG控制器25在有效传感器相的数量为一的情况下驱动第二MG21时，第二MG控制器25基于第二MG21的旋转速度Nm是否在指定的低旋转速度范围LRA中来在单相控制和电压前馈控制之间切换驱动模式。当旋转速度Nm为正时，按照图8所示的方式切换驱动模式。

接下来，参照图9、图10以及图11描述当第二MG21的有效传感器相的数量为一时所观测到的旋转电机驱动系统1的行为。

在图9中，第二MG21上的标志“X”指示用于第二MG21的控制电流传感器27和28中的一个变为异常，使得有效传感器相的数量变为一。

旋转电机驱动系统1通过尽可能少地使用第二MG21的驱动力Dr12来增加第二MG21的旋转速度Nm。即，旋转电机驱动系统1通过仅使用驱动力Dr11来增加第二MG21的旋转速度Nm，驱动力Dr11是受制于引擎转矩Te的第一MG11的反作用力。此时，第一MG11生成电功率。因此，需要基于蓄电池6的SOC是否大于充电限值而进行情况分析。

如图10和图11的虚线所示，当引擎51和第一MG11沿着正向反向旋转，并且第二MG21停止时，引擎51的旋转速度Ne和第一MG11的旋转速度Ng两者均为大于正旋转阈值Nth的正值，并且第二MG21的旋转速度Nm为零。此时，通过两相控制驱动第一MG11。下面描述用于在这种情况下增加第二MG21的旋转速度Nm的方法。

如果蓄电池6的SOC不大于充电限值，则第一MG11可以通过接收引擎转矩Te生成电功率。在这种情况下，如图10所示，当第二MG21的转数Nm不大于正旋转阈值Nth时，通过基于引擎转矩Te的直行转矩Tep来旋转车轴92。然后，如图10中的实线所示，当第二MG21的旋转速度Nm超过正旋转速度阈值Nth时，驱动模式切换至单相控制。

相反，如果蓄电池6的SOC大于充电限值，则第一MG11不再可以生成电功率。因此，如图11所示，当第二MG21的转数Nm不大于正旋转阈值Nth时，通过前馈电压控制来自驱动第二MG21以消耗蓄电池6的电功率。作为结果，蓄电池6的SOC下降到充电限值以下，并且第一MG11可以生成蓄电池6的SOC的减少量的电功率。因此，可以生成引擎转矩Te。具体地，通过平衡由第二MG21所消耗的功率和由第一MG11所生成的功率可以有效地使用引擎转矩Te。

因此，通过第二MG21的转矩Tmp和直行转矩Tep的总转矩Tp来旋转车轴92。然后，如图11中的实线所示，当第二MG21的旋转速度Nm达到正旋转速度阈值Nth时，驱动模式切换至单相控制。

接下来，参照图12中的流程图描述由旋转电机驱动系统1所执行的、用于切换第二MG21的驱动模式的确定处理。

确定处理开始于S21，在S21处第二MG控制器25确定第二MG21的有效传感器相的数量是否不小于二。如果第二MG21的有效传感器相的数量为对应于S21中的“是”的不小于二，则确定处理继续到S25，在S25处选择两相控制作为驱动模式。

相反，如果第二MG21的有效传感器相的数量为对应于S21中的“否”的小于二，则确定处理继续到S22，在S22处确定第二MG21的有效传感器相的数量是否为一。

如果第二MG21的有效传感器相的数量为对应于S22中的“否”的零，则确定处理继续到S28，在S28处关断第二MG逆变器22的所有开关装置，使得可以关断第二MG21。因此，可以防止第二MG逆变器22的不期望的操作。

相反，如果第二MG21的有效传感器相的数量为对应于S22中的“是”的一，则确定处理继续到S23。在S23处，确定第二MG21的转数Nm是否不小于负旋转速度阈值-Nth并且不大于正转速度阈值Nth。如果在S23处做出否定确定，则确定处理继续到S26，在S26处选择单相控制作为驱动模式。

相反，如果在S23处做出肯定确定，则确定处理继续到S24。在S24处，确定蓄电池6的SOC是否不大于充电限值。如果蓄电池的SOC为对应于S24中的“是”的不大于充电限值，则确定处理继续到S28，在S28处关断第二MG逆变器22的所有开关装置，使得可以关断第二MG21。在S28之后，确定处理继续到S29，在S29处通过引擎的直行转矩Teq来旋转车轴92。

相反，如果蓄电池6的SOC为对应于S24中的“否”的大于充电限值，则确定处理继续到S27。在S27处，第二MG21由电压前馈控制所驱动以消耗蓄电池6的功率，并且以由第一MG11所生成的功率可以平衡由第二MG21所消耗的功率的方式来驱动第一MG11生成功率。因此，通过第二MG21的转矩Tmp和直行转矩Tep的总转矩Tp来旋转车轴92。

接下来，参照图13、图14以及图15描述当第一MG11的有效传感器相的数量为一时所观测到的旋转电机驱动系统1的行为。

在图13中，第一MG11上的标志“X”指示用于第一MG11的控制电流传感器17和18中的一个变为异常，使得有效传感器相的数量变为一。

旋转电机驱动系统1通过仅使用第二MG21的驱动力Dr12来增加第一MG11的旋转速度Ng，而不使用第一MG11的驱动力Dr11。

如图14所示的虚线所示，当引擎51停止、并且仅通过第二MG21的转矩Tmp沿着正向方向旋转车轴92时，引擎51的旋转速度Ne为零，第二MG21的旋转速度Nm为大于正旋转阈值Nth的正值，以及第一MG11的转数Ng是小于负旋转阈值-Nth的负值。此时，通过两相控制来驱动第二MG21，并且通过单相控制来驱动第一MG11。

当从这种情况起启动引擎51时，由于通过单相控制来驱动第一MG11的转矩Tg，所以第一MG11的负旋转速度Ng增加到接近零。作为结果，第一MG11的旋转速度Ng进入指定的低旋转速度范围LRA。同时，因为控制引擎51以立即生成引擎转矩Te，所以如图14中的虚线箭头所示，通过惯性驱动来增加第一MG11的转数Ng。因此，第一MG11的旋转速度Ng从负改变为正，超过正转数阈值Nth，以及最终退出如图14的实线所示的指定的低旋转速度范围LRA。因此，可以通过单相控制来驱动第一MG11。

接下来，在由图15中的虚线所示的操作情况下，引擎51的旋转速度Ne接近正旋转速度阈值Nth，第二MG21的旋转速度Nm是大于正旋转速度阈值Nth的正值，以及第一MG11的旋转速度Ng是小于正旋转速度阈值Nth的正值。当从此情况起加速车轴92的旋转时，通过第二MG21的转矩Tmp来增加车轴92的转数Nmp，并且控制引擎51以立即生成引擎转矩Te。因此，如图15中的虚线箭头Ac所示，通过伴随驱动来增加第一MG11的旋转速度Ng。作为结果，第一MG11的旋转速度Ng超过正转数阈值Nth并且退出如图15中的实线所示的指定的低旋转速度范围LRA。因此，可以通过单相控制来驱动第一MG11。

接下来，参照图16中的流程图描述由旋转电机驱动系统1所执行的用于切换第一MG11的驱动模式的确定处理。

确定处理开始于S11，在S11处第一MG控制器15确定第一MG11的有效传感器相的数量是否不小于二。如果第一MG11的有效传感器相的数量为对应于S11中的“是”的不小于二，则确定处理继续到S15，在S15处选择两相控制作为驱动模式。

相反，如果第一MG11的有效传感器相的数量为对应于S11中的“否”的小于二，则确定处理继续到S12，在S12处确定第一MG11的有效传感器相的数量是否为一。

如果第一MG11的有效传感器相的数量为对应于S12中的“否”的零，则确定处理继续到S18，在S18处关断第一MG逆变器12的所有开关装置，使得可以关断第一MG11。

相反，如果第一MG11的有效传感器相的数量为对应于S12中的“是”的一，则确定处理继续到S13。在S13处，确定第一MG11的转数Ng是否不小于负旋转速度阈值-Nth并且不大于正转速度阈值Nth。如果在S13处做出否定确定，则确定处理继续到S16，在S16处选择单相控制作为驱动模式。

相反，如果在S13处做出肯定确定，则确定处理继续到S18，在S18处关断第一MG逆变器12的所有开关装置，使得可以关断第一MG11。在S18之后，确定处理继续到S19，在S19处通过惯性驱动或伴随驱动来旋转车轴92。

以下描述根据第一实施例的旋转电机驱动系统1的优点。

（1）当第二MG21的有效传感器相的数量为一，并且第二MG21的旋转速度Nm在指定的低旋转速度范围LRA中时，控制设备201通过使用作为其他驱动源的第一MG11和引擎51的驱动力Dr11来驱动第二MG21。此外，当第一MG11的有效传感器相的数量为一，并且第一MG11的旋转速度Ng在指定的低旋转速度范围LRA中时，控制设备201通过使用作为其他驱动源的第二MG21的驱动力Dr12来驱动第一MG11。以这种方式，当第二MG21和第一MG11中的一个的有效传感器相的数量为一，并且第二MG21和第一MG11中的一个的旋转速度在指定的低旋转速度范围LRA中时，第二MG21和第一MG11中的一个由第二MG21和第一MG11中的另一个的驱动力所驱动。以这种方式，可以稳定地驱动第二MG21和第一MG11。

具体地，当旋转电机驱动系统1被用于混合动力车辆时，可以防止驾驶性能的降低。

（2）控制设备201包括异常确定器16和26。异常确定器16确定用于第一MG11的控制电流传感器17和18是正常还是异常。同样地，异常确定器26确定用于第二MG21的控制电流传感器27和28是正常还是异常。例如，当异常确定器26输出指示控制电流传感器27和28中的一个异常的确定信号时，可以基于该确定信号和第二MG21的转数Nm将第二MG21的驱动模式从两相控制切换至单相控制或电压前馈控制。因此，即使当控制电流传感器中的一个变为异常，使得有效传感器相的数量变为一时，也可以稳定地驱动旋转电机。

（3）当第二MG21的有效传感器相的数量为一，并且蓄电池6的SOC大于充电限值时，控制设备201使得第二MG21自驱动，以消耗蓄电池6的电功率。因此，控制设备201通过以蓄电池6的SOC不超过充电限值的方式使用引擎51和第一MG11的驱动力来驱动第二MG21。因此，即使当第一MG11生成电功率时，蓄电池6的SOC也可以保持在充电限值之下。

（4）当第一MG11的有效传感器相的数量为一时，控制设备201通过引擎51启动时的惯性驱动和引擎51操作时的伴随驱动，使得第一MG11的旋转速度Ng立即退出指定的低旋转速度范围LRA。以这种方式，因为第一MG11的驱动模式立即切换至单相控制，所以可以稳定地驱动第一MG11。

（第二实施例）

以下参照图17至图20描述根据本公开的第二实施例的旋转电机驱动系统2。第一实施例与第二实施例的差异如下。如图17所示，根据第二实施例的车轴驱动系统102不包括除了旋转电机之外作为功率源的引擎51。即，旋转电机驱动系统2构成了车轴驱动系统102的整体。车轴驱动系统102可以被用于电动车辆。

旋转电机驱动系统2包括用于前轮的前轮MG21F、用于后轮的后轮MG21R、蓄电池6、以及控制设备202。前轮MG21F和后轮MG21R中的每个主要用作电动机。前轮MG21F和后轮MG21R可以将驱动力Dr2F和Dr2R分别地施加到车辆主体90的前轮车轴92F和后轮车轴92R。车辆主体90对应于在权利要求中所陈述的目标对象。前轮车轴92F和后轮车轴92R对应与在权利要求中所陈述的多个旋转轴。

前轮车轴92F和后轮车轴92R的旋转以重叠的方式作用于车辆主体90。“重叠的方式”指示车辆主体90随着前轮车轴92F的旋转而运动的方向不与车辆主体90随着后轮车轴92R的旋转而运动的方向相反。即，“重叠的方式”指示车辆主体90随着前轮车轴92F和后轮车轴92R沿着一个方向的旋转而运动，或指示在前轮车轴92F和后轮车轴92R中的一个打滑（spin out）的情况下，车辆主体90随着前轮车轴92F和后轮车轴92R中的另一个的旋转而运动。因此，前轮MG21F和后轮MG21R以驱动力Dr2F和Dr2R不互相抵消的方式，将驱动力Dr2F和Dr2R分别地施加到前轮车轴92F和后轮车轴92R。

前轮MG21F的旋转轴82F与减速齿轮91F、前轮车轴92F以及前轮93F之间的关系与在第一实施例中所描述的第二MG21的旋转轴82与减速齿轮91、车轴92以及轮93之间的关系相同。同样地，后轮MG21R的旋转轴82R与减速齿轮91R、后轮车轴92R以及后轮93R之间的关系与在第一实施例中所描述的第二MG21的旋转轴82与减速齿轮91、车轴92以及轮93之间的关系相同。减速齿轮91F和91R中的每个具有相同的传动比K。蓄电池6将直流功率提供给前轮MG21F和后轮MG21R中的每个。以与第一实施例的控制设备201（参见图3）相同的方式配置控制设备202。

类似于第一实施例的第二MG21，前轮MG21F和后轮MG21R中的每个设置有两个控制电流传感器，两个控制电流传感器中的一个被设置到三个相中的任一个相，并且两个控制电流传感器中的另一个被设置到三个相中的其他相中的一个相。因此，在正常时间中，前轮MG21F和后轮MG21R的有效传感器相的数量为二，并且控制设备202通过两相控制来驱动前轮MG21F和后轮MG21R。

如图18所示，在正常时间中，前轮MG21F的旋转速度Nf和转矩Tf分别地等于后轮MG21R的旋转速度Nr和转矩Tr。车辆速度基于传动比K而正比于前轮MG21F的旋转速度Nf和后轮MG21R的旋转速度Nr。

图19示出了如下示例：用于后轮MG21R的控制电流传感器中的一个变为异常，使得后轮MG21R的有效传感器相的数量变为一。

如图20所示，当前轮MG21F的旋转速度Nf和后轮MG21R的旋转速度Nr在指定的低旋转速度范围LRA之外时，控制设备202通过两相控制驱动前轮MG21F并且通过单相控制驱动后轮MG21R。

相反，当前轮MG21F的旋转速度Nf和后轮MG21R的旋转速度Nr在指定的低旋转速度范围LRA之中时，控制设备202通过两相控制驱动前轮MG21F并且通关断后轮MG21R。然后，通过使用前轮MG21F的驱动力Dr2F来驱动后轮MG21R，使得如图20中的虚线箭头所示可以增加后轮MG21R的旋转速度Nr。然后，当后轮MG21R的旋转速度Nr退出指定的低旋转速度范围LRA时，控制设备202单相控制驱动后轮MG21R。

在此示例中，后轮MG21R对应于在权利要求中所陈述的特定旋转电机，并且前轮MG21F对应于在权利要求中所陈述的其他驱动源。相反，当用于前轮MG21F的控制电流传感器中的一个变为异常、使得前轮MG21F的有效传感器相的数量变为一时，通过使用后轮MG21R的驱动力Dr2R在指定的低旋转速度范围LRA中驱动前轮MG21F。在这种情况下，前轮MG21F对应于在权利要求中所陈述的特定旋转电机，并且后轮MG21R对应于在权利要求中所陈述的其他驱动源。

如上所述，根据第二实施例，当前轮MG21F的驱动力Dr2F和后轮MG21R的驱动力Dr2R中的至少一个旋转前轮车轴92F和后轮车轴92R中相对应的一个时，推进车辆主体90。只要可以通过两相控制来驱动前轮MG21F和后轮MG21R中的一个，则车辆可以开始行驶。如果前轮MG21F和后轮MG21R中的每个的有效传感器相的数量变为一，则需要通过电压前馈控制增加前轮MG21F和后轮MG21R中的一个的旋转速度，来启动前轮MG21F和后轮MG21R中的至少另一个。

第二实施例可以具有在第一实施例中所描述的优点（1）和优点（2）。因为第二实施例不包括与第一实施例中的第一MG11相对应的、主要用作发电机的旋转电机，所以不需要深入地考虑蓄电池6的SOC。

（第三实施例）

以下参照图21至图24描述根据本公开的第三实施例的旋转电机驱动系统3。第一实施例与第三实施例的差异如下。如图21所示，根据第三实施例的车轴驱动系统103包括旋转电机驱动系统3、引擎51以及启动机52。旋转电机驱动系统3包括MG21、蓄电池6以及控制设备203。MG21主要用作电动机。例如，车轴驱动系统103可以被用于混合动力车辆。

不仅可以通过MG21而且还可以通过启动机52来启动引擎51。引擎51的曲柄轴85直接地连接到MG21的旋转轴82，使得引擎51的驱动力Dr31可以从曲柄轴85通过旋转轴82和减速齿轮91传送到车轴92。

基本上以与第一实施例的第二MG21相同的方式来配置MG21。MG21的驱动力Dr32从旋转轴82通过减速齿轮91传送到车轴92。MG21具有启动并且辅助引擎51的功能，以及再生车辆能量的功能。

根据第三实施例，MG21对应于在权利要求中所陈述的特定旋转电机，并且引擎51对应于其他驱动源。MG21和引擎51分别地将驱动力Dr31和Dr32施加到共用车轴92。

旋转电机驱动系统3的蓄电池6将直流功率提供给MG21。通过从第一实施例的控制设备201（参见图3）中移除用于第一MG11的结构来配置控制设备203。在正常时间中，MG21的有效传感器相的数量为二，并且控制设备203通过两相控制驱动MG21。

如上所述，引擎51的曲柄轴85直接地连接到MG21的旋转轴82。因此，如图22所示，在正常时间中，引擎51的旋转速度Ne和转矩Te分别地等于MG21的转数Nm和转矩Tm。车辆速度基于传动比K而正比于引擎51的旋转速度Ne和MG21的旋转速度Nm。

图23示出了如下示例：用于MG21的控制电流传感器中的一个变为异常，使得MG21的有效传感器相的数量变为一。

如图24所示，当引擎51的旋转速度Ne和MG21的旋转速度Nm在指定的低旋转速度范围LRA之外时，控制设备203通过单相控制驱动MG21。

相反，当引擎51的旋转速度Ne和MG21的旋转速度Nm在指定的低旋转速度范围LRA之中时，控制设备203关断MG21。然后，通过使用引擎51的驱动力Dr31来驱动MG21，使得如图24中虚线箭头所示可以增加MG21的旋转速度Nm。然后，当MG21的旋转速度Nm退出指定的低旋转速度范围LRA时，控制设备203通过单相控制驱动MG21。

如上所述，根据第三实施例，通过引擎51的驱动力Dr31和MG21的驱动力Dr32中的至少一个来旋转车轴92。

可以通过启动机52来启动引擎51。当在不存在启动机52的情况下MG21的有效传感器相的数量变为一时，需要通过电压前馈控制增加引擎51的旋转速度Ne来启动MG21。

第三实施例可以具有在第一实施例中所描述的优点（1）和优点（2）。因为第三实施例不包括与第一实施例中的第一MG11相对应的、主要用作发电机的旋转电机，所以不需要深入地考虑蓄电池6的SOC。

（修改例）

可以按照各种方式（例如，如下的方式）对实施例进行修改。

在实施例中，通过假定分别地设置到旋转电机的两个相的两个控制电流传感器中的一个变为异常使得旋转电机的有效传感器相的数量变为一，说明了由控制设备201至203所执行的处理。此外，本公开还可以被应用到下述情况：在该情况中，分别地设置到旋转电机的三个相的三个控制电流传感器中的两个变为异常，使得旋转电机的有效传感器相的数量变为一。另外，本公开还可以被应用到下述情况：在该情况中，最初仅一个控制电流传感器被设置到旋转电机的一个相。可以将专门监视控制电流传感器是正常还是异常的监视电流传感器添加到旋转电机的任意相中的至少一个相。

在实施例中，两个控制电流传感器分别地设置到旋转电机的V相和W相。替选地，替代于V相或W相，控制电流传感器中的一个可以被设置到U相。

例如，替代于实施例中所公开的方法，电流估计器38（参见图6）可以采用下面的方法（i）、（ii）、（iii）、以及（iv）中的任一个来执行单相控制中的电流估计。

（i）基于电流参考角度和电流幅度的估计，该电流参考角度基于电流指令相位角（在JP-2004-159391中所公开的传统技术）

当U相被限定为传感器相时，通过将传感器相的电流检测值（Iu）除以根据电角和电流指令相位角所计算出的U相电流参考角度（θ’）来计算电流幅度（Ia）（参考公式（5.1）），电流指令相位角是根据d轴电流指令值和q轴电流指令值而计算的。然后，通过将电流幅度乘以关于U相电流参考角度偏移±120°的电角的正弦值来计算其他两相电流估计值iv、iw（参考公式（5.1）和公式（5.3））。

Ia=Iu/[√(1/3)×({-sin(θ’)})]....(5.1)

Iv=√(1/3)×Ia×({-sin(θ’+120°)}....(5.2)

Iw=√(1/3)×Ia×({-sin(θ’+240°)}....(5.3)

（ii）使用电流指令值基于传感器相参考相位的估计

基于W相电流检测值iw_sns、电角θe、以及U相电流指令值iu*和V相电流指令值iv*中的至少一个，对沿着与传感器相一致的α轴方向的α轴电流iα和沿着与传感器相垂直的β轴方向的β轴电流iβ进行计算。然后根据下面的公式（6）计算传感器相参考电流相位θx。

θx=tan^-1(iβ/iα).....(6)

然后，基于传感器相参考电流相位θx和W相电流检测值iw_sns来对U相电流估计值iu_est和V相电流估计值iv_est中的一个进行计算。然后，基于W相电流检测值iw_sns、电角θe、以及U相电流估计值iu_est和V相电流估计值中的一个对d轴电流估计值iu_est和q轴电流估计值iv_est进行计算。

当计算U相电流估计值iu_est和V相电流估计值中的一个时，可以执行校正处理，以避免除以零和/或乘以零。

（iii）基于对α轴电流差分进行的估计

因为α轴电流iα和β轴电流iβ具有正弦波和余弦波的关系，所以α轴电流iα与β轴电流iβ之间存在90[°]的相位差。从此观点出发，基于α轴电流差分值Δiα来计算β轴电流估计值iβ_est。当控制器中的计算是离散的时，关于实际β轴电流iβ以电角改变Δθe的一半（即，Δθe/2）来对α轴电流差分值Δiα进行延迟。由于以上原因，优选地是应当通过以校正值H来校正β轴电流估计值iβ_est，校正值H是通过将Δθe/2乘以之前的和当前的α轴电流iα的平均而计算的。然后，基于α轴电流iα和β轴电流估计值iβ_est、以与方法（ii）相同的方式计算传感器相参考电流相位θx。

（iv）基于循环公式进行的估计

基于W相轴在d-q坐标上相对地旋转的事实，对W相估计误差Δiw_est进行积分，使得d轴电流估计值和q轴电流估计值分别地接近d轴电流实际值和q轴电流实际值。

具体地，基于d轴电流估计值id_est和q轴电流估计值iq_est的之前的值以及电角θe的当前值，计算作为传感器相分量的W相电流参考值iw_bf。然后，计算作为W相电流参考值iw_bf与W相电流检测值iw_sns之间的差异的W相估计误差Δiw。然后，通过将W相估计误差Δiw_est乘以作为过滤器因子的增益K来计算校正的误差KΔiw。然后，在Δiu=0并且Δiv=0的情况下，通过对校正的误差KΔiw进行dq变换来计算d轴校正值id_crr和q轴校正值iq_crr。

然后，d轴校正值id_crr和q轴校正值iq_crr被限定为传感器相方向校正矢量，并且通过在dq坐标系上对校正矢量进行积分来计算d轴电流估计值id_est和q轴电流估计值iq_est。

替选地，可以计算与传感器相正交的正交方向校正值并且将其限定为正交方向校正矢量，以及可以通过在dq坐标系上对传感器相方向校正矢量和正交方向校正矢量的生成矢量进行积分来计算d轴电流估计值id_est和q轴电流估计值iq_est。

在实施例中，当在旋转电机的有效传感器相的数量为一，并且旋转电机的旋转速度在指定的低旋转速度范围LRA之外的情况下不执行电压前馈控制时，关断逆变器的所有开关装置使得可以关断旋转电机，以防止旋转电机的不期望的操作（参见图12中的S28，和图16中的S18）。替选地，可以通过屏蔽所有相的电压指令而不关断旋转电机来防止旋转电机的不期望的操作。

正旋转阈值Nth的绝对值可以等于负旋转阈值-Nth的绝对值，或可以不同于负旋转阈值-Nth的绝对值。当将正旋转阈值Nth的绝对值设定为等于负旋转阈值-Nth的绝对值时，可以基于旋转阈值与旋转速度的绝对值之间的比较结果来切换驱动模式。

在第一实施例中，当在有效传感器相的数量为一的情况下、通过引擎51启动时的惯性驱动In（参见图14）使得第一MG11的旋转速度Ng通过指定的低旋转速度范围LRA时，可以通过电压前馈控制来驱动第一MG11。此外，当控制电流传感器17和18中的一个变为异常使得第一MG11的有效传感器相的数量为一时，为了更加稳定地驱动第一MG11，可以总是启动引擎51。

替代于引擎51，可以添加作为驱动源的第三旋转电机，使得可以通过三个旋转电机和力传送机构80将多个驱动力施加到车轴92。

在第二实施例中，如图17所示，蓄电池6和控制设备202由前轮MG21F和后轮MG21R共同地使用。替选地，前轮MG21F和后轮MG21R中的每个可以设置有单独的蓄电池和单独的控制设备。

在第二实施例中，前轮MG21F和后轮MG21R中的一个可以被具有启动器52的引擎51替代，使得可以将旋转电机和引擎的多个驱动力可以以重叠的方式施加到作用于车辆主体90的前轮车轴92F和后轮车轴92R。

在第三实施例中，可以在引擎51的曲柄轴85与MG21之间，或在MG21的旋转轴82与减速齿轮91之间添加另外的变速器和离合器。

在任一个实施例中，可以基于旋转速度和连接情况，灵活地确定变速器的位置、传动比、以及离合器的存在与否。

在实施例中，旋转角度传感器检测电角θe，并且将其输出到控制器。替选地，旋转角度传感器可以检测机械角度θm并且，将其输出到控制器，以及可以在控制器中执行机械角度θm到电角θe的转换。此外，可以基于机械角度θm来计算旋转速度Ng和Nm。

在实施例中，旋转电机是用永磁三相同步类型。替选地，旋转电机可以是感应类型或其他同步类型。

在第二实施例和第三实施例中，旋转电机可以不具有作为发电机的功能。

在第一实施例中，将力传送机构80配置为行星齿轮系以机械地传送驱动力。替选地，可以将力传送机构80配置为电磁离合器、液压（流体）耦合等。

在实施例中，根据本公开的旋转电机驱动系统被用在用于驱动电动操纵的车辆的车轴的车轴驱动系统中。替选地，旋转电机驱动系统可以被用在驱动除了电动操纵的车辆的车轴之外的旋转轴的驱动系统中。

Claims (6)

1.一种旋转电机驱动系统（1，2，3），所述旋转电机驱动系统（1，2，3）用于驱动在旋转轴驱动系统（101，102，103）中包括的多个驱动源（11，21，21F，21R，51）的至少一个三相旋转电机（11，21，21F，21R），所述多个驱动源（11，21，21F，21R，51）用于将分离的驱动力施加到作用于目标对象（90）上的一个旋转轴（92）、或以重叠的方式将所述驱动力施加到作用于同一目标对象上的多个旋转轴（92F，92R），所述旋转电机驱动系统包括：

特定旋转电机（11，21，21F，21R），所述特定旋转电机（11，21，21F，21R）为所述至少一个三相旋转电机之一；

旋转速度计算器（13，23），被配置成计算所述特定旋转电机的旋转速度；

控制电流传感器（17，18，27，28），被配置成检测所述特定旋转电机的至少一个相的电流，所检测到的电流用于所述特定旋转电机的控制；以及

控制设备（201，202，203），被配置成通过控制所述至少一个三相旋转电机的通电来控制所述驱动力，其中，

其电流由所述控制电流传感器所检测并且能够用于所述特定旋转电机的控制的所述特定旋转电机的至少一个相被限定为所述特定旋转电机的有效传感器相，

当所述有效传感器相的数量为一时，在所述特定旋转电机沿着正向方向旋转并且所述旋转速度大于预定正阈值的情况下、或在所述特定旋转电机沿着反向方向旋转并且所述旋转速度小于预定负阈值的情况下，所述控制设备基于所述有效传感器相的电流、在单相控制模式中驱动所述特定旋转电机，以及

当所述有效传感器相的数量为一时，在所述特定旋转电机沿着正向方向旋转并且所述旋转速度不大于正阈值的情况下、或在所述特定旋转电机沿着反向方向旋转并且所述旋转速度不小于负阈值的情况下，所述控制设备通过使用除了所述特定旋转电机之外的多个驱动源中的至少一个的驱动力来驱动所述特定旋转电机。

2.根据权利要求1所述的旋转电机驱动系统，其中

当所述控制电流传感器正常时，所述有效传感器相的数量为两个或更多个；

所述控制设备包括异常确定器（16，26），所述异常确定器（16，26）被配置成确定所述控制电流传感器是正常还是异常，所述异常确定器被配置成确定当所述控制电流传感器异常时的所述有效传感器相的数量，

当所述有效传感器相的数量为两个或更多个时，所述控制设备与所述特定旋转电机的旋转速度无关地、基于所述有效传感器相的电流，在两相控制模式中驱动所述特定旋转电机，以及

在所述特定旋转电机沿着正向方向旋转并且所述旋转速度大于所述正阈值的情况下、或在所述特定旋转电机沿着反向方向旋转并且所述旋转速度小于所述负阈值的情况下，当所述控制电流传感器变为正常、使得所述有效传感器相的数量减少到一时，所述控制设备将所述特定旋转电机的驱动模式从所述两相控制模式切换为所述单相控制模式。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机驱动系统（1），还包括：

第一旋转电机（11），被配置成根据引擎（51）的驱动力生成电功率，所述第一旋转电机和所述引擎包括在所述多个驱动源中；

功率存储装置（6），被配置成存储由所述第一旋转电机生成的功率，所述功率存储装置具有预定充电限值；以及

第二旋转电机（21），所述第二旋转电机（21）是所述特定旋转电机并且由从所述功率存储装置提供的直流功率驱动，其中，

所述第二旋转电机的旋转轴（82）通过力传送机构（80）连接到所述第一旋转电机的旋转轴（81）。

4.根据权利要求3所述的旋转电机驱动系统，其中，

当所述第二旋转电机的所述有效传感器相的数量为一、并且在所述功率存储装置中所存储的功率不大于所述充电限值时，在所述第二旋转电机沿着正向方向旋转并且所述旋转速度不大于所述正阈值的情况下、或在所述第二旋转电机沿着反向方向旋转并且所述旋转速度不小于所述负阈值的情况下，所述控制设备（201）通过使用所述引擎和所述第一旋转电机的驱动力来驱动所述第二旋转电机。

5.根据权利要求4所述的旋转电机驱动系统，其中，

当在所述功率存储装置中所存储的功率大于所述充电限值时，所述控制设备使得所述第二旋转电机自驱动以消耗在所述功率存储装置中所存储的功率，而通过以在所述功率存储装置中所存储的功率不大于所述充电限值的方式、使用所述引擎和所述第一旋转电机的驱动力来驱动所述第二旋转电机。

6.根据权利要求1或2所述的旋转电机驱动系统（1），还包括：

第一旋转电机（11），所述第一旋转电机（11）是所述特定旋转电机并且被配置成根据引擎（51）的驱动力生成电功率；以及

第二旋转电机（21），所述第二旋转电机（21）包括在所述多个驱动源中，其中

所述第二旋转电机的旋转轴（82）通过力传送机构（80）连接到所述第一旋转电机的旋转轴（81），以及

当所述第一旋转电机的所述有效传感器相的数量为一时，在所述第二旋转电机沿着正向方向旋转并且所述旋转速度不大于所述正阈值的情况下、或在所述第二旋转电机沿着反向方向旋转并且所述旋转速度不小于所述负阈值的情况下，所述控制设备（201）通过使用所述第二旋转电机的驱动力来驱动所述第一旋转电机。