CN107176037A - 电动机驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的电动机驱动装置中，在由于逆变器或电池发生故障而使得电流无法从电动机流向电池一侧的情况下，对电池及逆变器进行保护。MCU(2001)判断双重三相逆变器(2030)及电池(2002)中的至少一方是否发生故障或者电池(2002)是否为充满电状态，在判断为双重三相逆变器(2030)及电池(2002)中的某一方发生故障或者电池(2002)为充满电状态的情况下，基于双重三相电动机(2050)的电动机转速在双重三相逆变器(2030)切换进行全相断路还是进行三相短路。

Description

电动机驱动装置
技术领域
本发明涉及电动机驱动装置，尤其涉及基于电动机转速或电动机的感应电压来选择三相短路还是全相断路并进行切换的电动机驱动装置。
背景技术
近年来，混合动力车及电动车作为将节能及环境考虑在内的车辆而受到注目。混合动力车在现有的发动机的基础上，还以电动机为动力源。另外，电动车以电动机为动力源。混合动力车及电动车均利用逆变器电路将存储在电池中的直流功率转换成交流功率，以驱动电动机，来进行行驶。
另外，在混合动力车中，设置了具有发电功能的电动发电机。电动发电机利用发动机驱动时产生的旋转能量来进行发电。另外，电动发电机利用怠速行驶时来自轮胎的旋转能量，来进行再生发电。由此，由电动发电机发电产生的功率被储存在电池中。
搭载于采用上述结构的车辆中的现有电动机驱动装置中，电动机不进行驱动，若在发电状态时，产生如下等问题：电池发生故障，或将电动机驱动装置与电池进行连接的连接器脱离，或插入连接器之间的断路器等成为开路状态，则电动机驱动装置的控制电路的充电路径中会产生急剧的电压上升。其结果是，因该电压上升而产生较大的过电压，该过电压被施加到电动机控制装置内的平滑电容器等电路元件，或者，被施加至作为直流电源的负载而连接的各装置，从而使该电路元件或该各装置发生劣化或破损等故障。
与此相对地，例如提出如下方案，在专利文献1的控制装置中具备：对旋转电机的输出电路的过电压进行判断的过电压判断单元；以及在过电压判断单元判断为有过电压时，使发电功率指令值及磁场电流指令值变为零的指令值运算单元。专利文献1中，在过电压判断单元判断为有过电压时，控制功率转换装置，使得旋转电机成为相短路状态，从而使得短路电流流过旋转电机，由此，过电压的最高值得以抑制，且使得过电压迅速下降。另外，还能够保护控制装置中使用的电路元件或旋转电机的负载以避免因过电压使其发生劣化或破损等。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本专利特许第4675299号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而，在如上述专利文献1那样判断过电压之后，控制功率转换装置以使得成为相短路状态的情况下，过电压状态持续时间较长，在该时间内，考虑无法保护控制装置中使用的电路元件或旋转电机的负载以避免因过电压使其发生劣化或破损等。另外，进行过电压判断的处理可能复杂且成本较高。
另外，在利用驱动轴来将发动机与电动机直接连结的系统中，通过利用发动机来使电动机旋转，从而产生感应电压，进行再生发电。然而，在电源发生故障或充满电时，电流可能无法流至电源侧。
本发明为解决上述问题而得以完成，其目的在于提供一种电动机驱动装置，不在判断为过电压之后进行控制的切换，而是通过预先切换成三相短路或全相断路以使得不产生过电压，从而能保护直流电源装置及逆变器。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明涉及搭载于发动机与电动机直接连结的车辆的电动机驱动装置，所述车辆具备直流电源装置，该直流电源装置对所述电动机供电，另外，还利用所述电动机的输出进行充电，所述电动机驱动装置具备：逆变器，该逆变器将来自所述直流电源装置的直流功率转换成交流功率，并将从所述电动机获得的交流功率转换成直流功率；以及控制装置，该控制装置控制所述逆变器，所述控制装置具有：故障判断部，该故障判断部通过判断是否所述逆变器及所述直流电源装置中的至少一方发生故障，从而判断是否电流无法从所述电动机流向所述直流电源装置；直流电源状态判断部，该直流电源状态判断部判断所述直流电源装置是否充满电；以及切换部，该切换部在所述故障判断部或所述直流电源状态判断部判断为电流无法从所述电动机流向所述直流电源装置的情况下，基于所述电动机的电动机转速或基于所述电动机的感应电压及所述电动机的直流母线电压，在所述逆变器中切换进行全相断路还是进行三相短路。
发明效果
根据本发明所涉及的电动机驱动装置，在逆变器及直流电源装置中的至少一方发生故障，判断为电流无法从电动机流向直流电源装置的情况下，基于电动机的电动机转速或感应电压，在逆变器中切换进行全相断路还是三相短路，因此无需在判断过电压之后切换控制，能够预先切换为三相短路或全相断路以不产生过电压，从而能够保护直流电源装置及逆变器。
附图说明
图1是本发明的实施方式1～3所涉及的车辆的简要结构图。
图2是本发明的实施方式1～3所涉及的电动机驱动装置的典型简要结构图。
图3是对本发明的实施方式1所涉及的电动机驱动装置的PWM的允许/不允许进行判断的处理的流程图。
图4是根据本发明的实施方式1所涉及的电动机驱动装置的电动机转速来判断三相短路与全相断路的切换的处理的流程图。
图5是根据本发明的实施方式2所涉及的电动机驱动装置的感应电压来判断三相短路与全相断路的切换的处理的流程图。
图6是根据本发明的实施方式3所涉及的电动机驱动装置的推定感应电压来判断三相短路与全相断路的切换的处理的流程图。
图7是本发明的实施方式1所涉及的电动机驱动装置的三相短路处理的流程图。
图8是表示本发明的实施方式1所涉及的电动机驱动装置切换三相短路/全相断路的第1阈值的设定方法的说明图。
具体实施方式
以下利用附图来说明本发明所涉及的车辆的电动机驱动装置的优选实施方式。各图中对相同或相当的部分附上相同标号来进行说明。
在说明本发明的各实施方式所涉及的电动机驱动装置之前，对作为该电动机驱动装置的驱动对象的电动机的结构以及搭载有该电动机的车辆的结构进行说明。此处说明的电动机的结构及车辆的结构在各实施方式中是通用的。
图1是本发明的各实施方式所涉及的车辆的简要结构图。图1中，由发动机1来驱动发电机(未图示)。由此，发电机发电，发电所产生的功率经由逆变器5被充电至电池6。
然后，将发电机发电所产生的功率或存储于电池6的直流功率由逆变器5转换成交流功率，并提供至电动机8，从而驱动电动机8。由此，经由电动机8驱动轮胎4，使车辆行驶。
另外，在车辆减速等时，由轮胎4使电动机8旋转，由电动机8进行再生发电。由电动机8发电所产生的功率经由逆变器5被充电至电池6。
另外，逆变器5将存储在电池6的直流功率转换成交流功率以驱动发电机，也使发动机1启动。
另外，通过耦合设置于发动机1与电动机8之间的离合器2，从而能将发动机1的驱动力经由电动机8传导至轮胎4，以使得车辆行驶。
在后述的各实施方式中，以上述的串联式混合动力车为例进行说明，但并不限于此，也可以是并联式混合动力车。此外，串联式混合动力车是指采用如下方式的混合动力车：如上所述，将利用发动机动力进行发电而得到的功率储存于电池，利用该电池的电力使电动机旋转，以驱动轮胎4。由此，串联式混合动力车不利用发动机来行驶，因此若以动力来分类则属于电动汽车的一种。另一方面，并联式混合动力车是指利用电动机及发动机这两种动力来驱动车轮的方式的混合动力车。
另外，上述发电机及电动机8也可以是兼具驱动与发电的电动发电机。
另外，后述的各实施方式中，对具有一个电池和一个逆变器的结构进行说明，但也可以具备不同电压的多个电池，在发电机与逆变器之间、或者电池与逆变器之间，具有进行电压转换的DC/DC转换器等。
图2是表示本发明的各实施方式所涉及的电动机驱动装置的简要结构图。图2中，以具备交流旋转机用控制装置的电动发电机作为电动机驱动装置的示例来示出。
图2中，双重三相电动机2050由第1绕组(第一组)2051及第2绕组(第二组)2052构成，可以对第1绕组2051及第2绕组2052单独进行控制，其中，第1绕组(第一组)2051由U相、V相、W相这三相构成，第2绕组(第二组)2052由X相、Y相、Z相这三相构成。双重三相电动机2050相当于图1的电动机8。另外，为了对双重三相电动机2050测定各相的电流值，设有U相电流传感器2033、V相电流传感器2034、W相电流传感器2035、X相电流传感器2036、Y相电流传感器2037以及Z相电流传感器2038。
此外，对双重三相电动机2050设有旋转角度传感器2006、第1线圈温度传感器2071以及第2线圈温度传感器2072。旋转角度传感器2006测定第1绕组2051及第2绕组2052的电动机旋转角度或电动机转速。另外，第1线圈温度传感器2071测定第1绕组2051的电动机温度。同样地，第2线圈温度传感器2072测定第2绕组2052的电动机温度。双重三相电动机2050连接有双重三相逆变器2030。
双重三相逆变器2030由上臂开关元件3UH，3VH，3WH，3XH，3YH，3ZH与下臂开关元件3UL，3VL，3WL，3XL，3YL，3ZL所组成的上下6组开关元件来构成，3UH，3UL，3VH，3VL，3WH，3WL分别用于第1绕组2051，3XH，3XL，3YH，3YL，3ZH，3ZL分别用于第2绕组2052。以下，将上述开关元件统称为开关元件3。各开关元件3由IGBT、FET等开关元件以及回流二极管构成。双重三相逆变器2030相当于图1的逆变器5。双重三相逆变器2030与电池(DC电源装置)2002相连。
双重三相逆变器2030通过使各开关元件3导通、截止，从而将从电池2002获得的直流功率转换成交流功率，另外，将从双重三相电动机2050获得的交流功率转换成直流功率。电池2002相当于图1的电池6。
对电池2002设有平滑电容器2031、电压传感器2032以及电流传感器2004。平滑电容器2031对电池2002的直流电压进行平滑。电压传感器2032测定电池2002的DC母线电压。电流传感器2004对流过电池2002的电流进行测定。
此处，将重复使各开关元件3导通与截止的操作称为PWM(Pulse WidthModulation：脉冲宽度调制)控制。
此外，在后述的各实施方式中，对具备两组三相电动机的双重三相电动机2050进行说明，但并不限于此，也可以三相以上或两组以上。
MCU(控制装置)2001基于由U相电流传感器2033、V相电流传感器2034、W相电流传感器2035、X相电流传感器2036、Y相电流传感器2037以及Z相电流传感器2038检测出的各相的电流值来进行电流控制。MCU2001通过进行电流控制，来使双重三相电动机2050产生所希望的转矩。
以下，对本发明的各实施方式所涉及的电动机驱动装置进行说明。以下的各实施方式中，以对图1及图2所示的电动机进行驱动的电动机驱动装置为例进行说明。电动机驱动装置由MCU2001及双重三相逆变器2030构成。
实施方式1
图3是用于对本发明的实施方式1所涉及的电动机驱动装置中的PWM控制的允许/不允许进行判断的处理的流程图。也就是说，MCU2001通过图3的流程处理来判断双重三相逆变器2030是否进行PWM控制。MCU2001具有未图示的存储器，在存储器内保存PWM允许/不允许标记。MCU2001基于图3的流程中的判断结果，来将存储器中保存的PWM允许/不允许标记设定为允许或不允许。图3的流程处理在MCU2001中设置的未图示的故障判断部中进行。下面，进行详细说明。
首先，在步骤S3001，MCU2001判断双重三相逆变器2030是否发生故障。双重三相逆变器2030的故障考虑是例如电流传感器2004的故障、电压传感器2032的故障、各开关元件3中的某个开关元件3的故障以及未图示的测定各开关元件3的温度的温度传感器的故障。
步骤S3001中，MCU2001在判断为双重三相逆变器2030发生故障的情况下，前进至步骤S3101，将PWM允许/不允许标记设定为不允许，结束图3的流程的处理。
另一方面，在步骤S3001，MCU2001判断为双重三相逆变器2030未发生故障的情况下，则前进至步骤S3002。
在步骤S3002中，MCU2001判断电池2002是否发生故障。在判断为电池2002发生故障的情况下，前进至步骤S3101，将PWM允许/不允许标记设定为不允许，结束图3的流程的处理。在判断为未发生故障的情况下，前进至步骤S3003。另外，在步骤S3002中，MCU2001也判断电池2002是否充满电且电池2002是否为了发电而正进行PWM控制，在是的情况下，前进至步骤S3101，将PWM允许/不允许标记设定为不允许，结束图3的流程的处理。相反情况下，前进至步骤S3003。另外，在步骤S3002中，MCU2001也判断电池2002与双重三相逆变器2030之间的未图示的电源开关或连接器是否发生故障，在判断为电源开关或连接器中的某一方发生故障的情况下，前进至步骤S3101，将PWM允许/不允许标记设定为不允许，结束图3的流程的处理。在均未发生故障的情况下，前进至步骤S3003。
步骤S3003中，MCU2001将PWM允许/不允许标记设定为允许，结束图3的流程的处理。
图4是如下处理流程图：在本发明的实施方式1所涉及的电动机驱动装置中，MCU2001基于各种条件来切换为全相断路、三相短路、PWM控制中的某一个，并执行该操作的处理。图4中的流程处理在执行图3的流程之后执行。图4的流程处理由在MCU2001中设置的未图示的切换部来执行。
此外，此处所说的全相断路是指将双重三相逆变器2030的所有开关元件3打开(截止)。
另外，三相短路是指将双重三相逆变器2030的上臂开关元件3打开(截止)，同时将下臂开关元件3闭合(导通)，形成为相短路状态，使得短路电流流过双重三相电动机2050。
以下进行详细说明。
首先，在步骤S4001，MCU2001判断位于电池2002与双重三相逆变器2030之间的未图示的电源开关是否导通。在电源开关截止的情况下，前进至步骤S4004。
步骤S4004中，执行全相断路，即、将双重三相逆变器2030的所有开关元件3打开(截止)，结束图4的流程的处理。
另一方面，在步骤S4001中，判断为位于电池2002与双重三相逆变器2030之间的未图示的电源开关导通的情况下，前进至步骤S4002。
在步骤S4002中，MCU2001判断由图3的PWM的允许/不允许判断处理设定的存储器内的PWM允许/不允许标记是否为不允许。在不是不允许的情况下，前进至步骤S4201，进行通常的PWM处理，利用双重三相逆变器2050进行运行或发电，结束图4的流程的处理。
另一方面，若在步骤S4002中判断为不允许的情况下，前进至步骤S4003。
在步骤S4003中，MCU2001判断电动机转速是否在预定的第1阈值以下。在电动机转速为第1阈值以下的情况下，前进至步骤S4004。
步骤S4004中，MCU2001执行全相断路，即、将双重三相逆变器2030的所有开关元件3打开(截止)，结束图4的流程的处理。
另一方面，在步骤S4003中，在电动机转速不为第1阈值以下的情况下，前进至步骤S4101。
步骤S4101中，MCU2001执行三相短路，即、将双重三相逆变器2030的上臂开关元件3打开(截止)，同时，将下臂开关元件3关闭(导通)，结束图4的流程的处理。
此外，上述第1阈值根据双重三相电动机2050的特性及实验结果来恰当地预先设定。例如，将第1阈值设定为在双重三相电动机2050旋转时产生的双重三相电动机2050的感应电压不超过电池2002的DC母线电压的范围的转速以下。
通过如上述那样设定第1阈值，从而即使在将双重三相逆变器2030的所有开关元件3打开的全相断路的状态下，双重三相电动机2050的感应电压也不会超过电池2002的DC母线电压。因此，能够阻止大电流通过各开关元件3的回流二极管并从双重三相电动机2050流过电池2002，使得电池2002以及双重三相逆变器2030不会受损。
另外，第1阈值也可以是对于多个DC母线电压的每一个进行实验并设定的映射值。也就是说，也可以通过实验对于每个DC母线电压求出双重三相电动机2050旋转时产生的双重三相电动机2050的感应电压不超过电池2002的DC母线电压的范围内的转速，对于每个DC母线电压预先准备将该转速设定为第1阈值的映射，基于DC母线电压的值从该映射中求出第1阈值。此时，DC母线电压使用电压传感器2032所测量出的电压值。
另外，在通过实验已知在切换三相短路、全相断路、PWM时产生使电池2002及双重三相逆变器2030受损的过电压的情况下，也可以将第1阈值设定为不会产生过电压的值。
例如利用图8来说明该情况。图8中，横轴为电动机转速，纵轴为DC母线电压。如图8所示，在DC母线电压为36V时，将第1阈值设定为1000rpm以下的值，在DC母线电压为45V时，将第1’阈值设定为1100rpm以下的值来作为第1阈值，在DC母线电压为52V时，将第1”阈值设定为1150rpm以下的值来作为第1阈值。
另外，本实施方式中，电动机转速大于第1阈值，双重三相电动机2050的感应电压超过电池2002的DC母线电压的情况下或可能超过电池2002的DC母线电压的情况下，通过设定为三相短路的状态，从而使得短路电流流过双重三相电动机2050，由此能阻止电流流过电池2002，因此电池2002及双重三相逆变器2030不会受损。
另外，在本实施方式中，在由此判断为过电压之后，不进行三相短路、全相断路的切换而是提前切换成三相短路、全相断路以使得不造成过电压，因此不会因来不及进行三相短路、全相断路的切换而由于过电压使得电池2002及双重三相逆变器2030受损。另外，也无需进行过电压判断的处理，其结果是，所实现的电动机驱动装置的处理不会变得复杂，且成本不会变高。
图7是表示本发明的实施方式1所涉及的电动机驱动装置的三相短路处理的流程图。图7的流程处理由在MCU2001中设置的未图示的三相短路处理来执行。
图7中，首先，MCU2001在步骤S7001中判断双重三相逆变器2030当前是否正处于三相短路中。在正处于三相短路的情况下，前进至步骤S7002。在未处于三相短路的情况下，前进至步骤S7201。
在步骤S7201中，MCU2001控制双重三相逆变器2030，在第1绕组2051与第2绕组2052中均执行三相短路。此外，步骤S7202中，MCU2001将作为三相短路的结果而产生的本次三相短路转矩作为上次三相短路转矩的值存储在存储器内，结束图7的流程的处理。此外，三相短路转矩由分别针对第1绕组2051及第2绕组2052设置的未图示的转矩传感器来测定。或者，三相短路转矩也可以使用根据电流传感器测量出的电流值而算出的推定转矩，而不使用转矩传感器。或者，三相短路转矩也可以使用根据PWM的电压指令值或实际电压而算出的推定转矩，而不使用转矩传感器。
在步骤S7002中，MCU2001判断双重三相逆变器2030的第1绕组2051与第2绕组2052中是否均处于三相短路。第1绕组2051及第2绕组2052均处于三相短路的情况下，前进至步骤S7003。第1绕组2051及第2绕组2052均未产生三相短路的情况下，前进至步骤S7004。
在步骤S7003中，MCU2001将上次三相短路转矩的绝对值与本次三相短路转矩的绝对值之差与预先设定的第4阈值进行比较，在该差在第4阈值以上的情况下，即、三相短路转矩的减少量在第4阈值以上的情况下，前进至步骤S7004，在小于第4阈值的情况下，前进至步骤S7201。此外，第4阈值通过双重三相电动机2050的特性及实验结果来恰当地预先设定。例如，将第4阈值设定为能使得DC电流的收支成为0的范围的制动转矩的减少量以下。
在步骤S7004中，MCU2001对双重三相逆变器2030进行控制，使得双重三相逆变器2030的第1绕组2051运行，而第2绕组2052进行再生。由此，在判断为三相短路时的制动转矩减少时，能够控制成使得DC电流的收支成为0。此外，此时即使相反地控制成使第1绕组2051进行再生，第2绕组2052运行的情况下，也能获得相同效果。
接着，在步骤S7005中，MCU2001将存储器内的上次三相短路转矩存储为0Nm，结束图7的流程的处理。
如上所述，本实施方式中，在判断为双重三相逆变器2030发生故障或电池2002发生故障或充满电(或接近于充满电的状态)，且电流无法从双重三相电动机2050流至电池2002一侧时，将PWM控制设定为不允许，在双重三相逆变器2030中，执行三相短路或全相断路。另外，在切换三相短路、全相断路时双重三相电动机2050的电动机转速大于第1阈值，即、双重三相电动机2050的感应电压超过电池2002的DC母线电压的情况下或可能超过电池2002的DC母线电压的情况下，判断为即使执行全相断路电流也可能流过电池2002一侧，通过切换成三相短路的状态，从而使得短路电流流过双重三相电动机2050，由此无需添加特别的装置，即使双重三相电动机2050由于感应电压而进行再生发电的情况下，也能防止电流从双重三相电动机2050流向电池2002一侧，电池2002及双重三相逆变器2030不会受损。其结果是，能够保护电池2002及双重三相逆变器2030。
另外，在本实施方式中，根据切换时的DC母线电压来切换第1阈值，因此能够抑制因DC母线电压较高且电动机转速较低的区域中的三相短路而造成的制动转矩的发生。
另外，在本实施方式中，在判断为过电压之后，不进行三相短路、全相断路的切换而是提前切换成三相短路、全相断路以使得不造成过电压，因此不会因来不及进行三相短路、全相断路的切换而由于过电压使得电池2002及双重三相逆变器2030受损。另外，也无需进行过电压判断的处理，其结果是，所实现的电动机驱动装置的处理不会变得复杂，且成本不会变高。
此外，本实施方式中，在双重三相逆变器2030执行三相短路时，三相短路转矩的减少量在第4阈值以上的情况下，第1组及第2组中的一方运行，而使另一方进行再生，因此在三相短路时的制动转矩减少的情况下，能够控制成DC电流的收支成为0。
实施方式2
图5是在本发明的实施方式2所涉及的电动机驱动装置中，基于各种条件来切换并执行全相断路、三相短路、PWM的处理的流程图。图5的流程处理由在MCU2001中设置的未图示的切换部来执行。其他结构及动作与实施方式1相同。
图5中的步骤S5001、S5002、S5004、S5101、S5201分别与图4的步骤S4001、S4002、S4004、S4101、S4201相同，因此此处省略其说明。
在本实施方式中，步骤S5003中，MCU2001判断双重三相电动机2050的感应电压是否在预先设定的第2阈值以下。在感应电压不在第2阈值以下的情况下，前进至步骤S5101，进行成为三相短路的处理，结束图5的流程的处理。在感应电压为第2阈值以下的情况下，前进至步骤S5004，进行成为全相断路的处理，结束图5的流程的处理。
上述第2阈值通过双重三相电动机2050的特性及实验结果来恰当地预先设定。例如，将第2阈值设定为在双重三相电动机2050旋转时产生的双重三相电动机2050的感应电压不超过电池2002的DC母线电压的值。由此，即使在将双重三相逆变器2030的所有开关元件3均打开的全相断路的状态下，双重三相电动机2050的感应电压也不会超过DC母线电压，因此能够阻止大电流通过各开关元件3的回流二极管并从双重三相电动机2050流过电池2002，使得电池2002以及双重三相逆变器2030不会受损。另外，第2阈值也可以是对于多个DC母线电压的每一个进行实验并设定的映射值。
另外，本实施方式中，在切换三相短路、全相断路时的双重三相电动机2050的感应电压大于第2阈值，即、双重三相电动机2050的感应电压超过电池2002的DC母线电压的情况下或可能超过电池2002的DC母线电压的情况下，通过设定为三相短路的状态，从而使得短路电流流过双重三相电动机2050，由此能阻止电流流过电池2002，因此电池2002及双重三相逆变器2030不会受损。
另外，与实施方式1相同，在本实施方式中，在判断为过电压之后，不进行三相短路、全相断路的切换而是提前切换成三相短路、全相断路以使得不造成过电压，因此不会因来不及进行三相短路、全相断路的切换而由于过电压使得电池2002及双重三相逆变器2030受损。另外，也无需进行过电压判断的处理，其结果是，所实现的电动机驱动装置的处理不会变得复杂，且成本不会变高。
实施方式3
图6是在本发明的实施方式所涉及的车辆的电动机驱动装置中，基于各种条件来切换并执行全相断路、三相短路、PWM的处理的流程图。图6的流程处理由在MCU2001中设置的未图示的切换部来执行。其他结构及动作与上述实施方式1或2相同。
图6中的步骤S6001、S6002、S6004、S6101、S6201分别与图4的步骤S4001、S4002、S4004、S4101、S4201相同，因此此处省略其说明。
在本实施方式中，步骤S6003中，MCU2001求出双重三相电动机2050的推定感应电压，并判断该推定感应电压是否在预先设定的第3阈值以下。在该推定感应电压不在第3阈值以下的情况下，前进至步骤S6101，进行成为三相短路的处理，结束图6的流程的处理。在该推定感应电压为第3阈值以下的情况下，前进至步骤S6004，进行成为全相断路的处理，结束图6的流程的处理。
双重三相电动机2050的推定感应电压例如通过以下方法来求出。首先，按电动机转速以及电动机温度分别根据双重三相电动机2050的特性及实验结果来求出双重三相电动机2050的感应电压值。由此，生成按电动机转速以及电动机温度分别设定了双重三相电动机2050的感应电压值的三维映射。该映射预先保存于MCU2001的存储器内。MCU2001在切换全相断路、三相短路、PWM时，基于电动机转速及电动机温度来参照该映射，从该映射求出双重三相电动机2050的推定感应电压。
此外，映射并不限于上述三维映射，也可以使用按电动机转速分别设定了双重三相电动机2050的感应电压值的二维映射、或按电动机温度分别设定了双重三相电动机2050的感应电压值的二维映射。另外，并不限于电动机转速及电动机温度，所使用的映射也可以是使用了表示双重三相电动机2050的状态的其他参数。
另外，上述第3阈值通过双重三相电动机2050的特性及实验结果来恰当地预先设定。例如，将第3阈值设定为在电动机旋转时产生的电动机的推定感应电压不超过电池2002的DC母线电压的值。由此，即使在将双重三相逆变器2030的所有开关元件3均打开的全相断路的状态下，双重三相电动机2050的感应电压也不会超过电池2002的DC母线电压，因此能够阻止大电流通过各开关元件3的回流二极管并从双重三相电动机2050流过电池2002，使得电池2002以及双重三相逆变器2030不会受损。另外，第3阈值也可以是对于多个DC母线电压的每一个进行实验并设定的映射值。
另外，本实施方式中，在切换三相短路、全相断路时的双重三相电动机2050的推定感应电压大于第3阈值，即、双重三相电动机2050的推定感应电压超过电池2002的DC母线电压的情况下或可能超过电池2002的DC母线电压的情况下，通过设定为三相短路的状态，从而使得短路电流流过双重三相电动机2050，由此能阻止电流流过电池2002，因此电池2002及双重三相逆变器2030不会受损。
另外，与实施方式1、2相同，在本实施方式中，在判断为过电压之后，不进行三相短路、全相断路的切换而是提前切换成三相短路、全相断路以使得不造成过电压，因此不会因来不及进行三相短路、全相断路的切换而由于过电压使得DC电源装置或逆变器受损。另外，也无需进行过电压判断的处理，其结果是，所实现的电动机驱动装置的处理不会变得复杂，且成本不会变高。另外，在本实施方式中，利用映射来推定双重三相电动机2050的感应电压，因此所实现的电动机驱动装置无需测量双重三相电动机2050的感应电压的装置，且成本不会变大。
标号说明
1发动机、2离合器、3开关元件、3UH U相上臂开关元件、3UL U相下臂开关元件、3VHV相上臂开关元件、3VL V相下臂开关元件、3WH W相上臂开关元件、3WL W相下臂开关元件、3XH X相上臂开关元件、3XL X相下臂开关元件、3YH Y相上臂开关元件、3YL Y相下臂开关元件、3ZH Z相上臂开关元件、3ZL Z相下臂开关元件、4轮胎、5逆变器、6电池、8电动机、2001MCU(控制装置)、2002电池(直流电源装置)、2004电流传感器、2006旋转角度传感器、2030双重三相逆变器、2031平滑电容器、2032电压传感器、2033 U相电流传感器、2034 V相电流传感器、2035 W相电流传感器、2036 X相电流传感器、2037 Y相电流传感器、2038 Z相电流传感器、2050双重三相电动机、2051第1绕组、2052第2绕组、2071第1线圈温度传感器、2072第2线圈温度传感器。

Claims (6)

1.一种电动机驱动装置，其搭载于将发动机与电动机直接连结的车辆，其特征在于，
所述车辆包括直流电源装置，该直流电源装置对所述电动机供电，并利用所述电动机的输出来进行充电，
所述电动机驱动装置包括：
逆变器，该逆变器将来自所述直流电源装置的直流功率转换成交流功率，并将从所述电动机获得的交流功率转换成直流功率；以及
控制装置，该控制装置对所述逆变器进行控制，
所述控制装置具有：
故障判断部，该故障判断部通过判断是否所述逆变器及所述直流电源装置中的至少一方发生故障，从而判断是否电流无法从所述电动机流向所述直流电源装置；
直流电源状态判断部，该直流电源状态判断部判断所述直流电源装置是否充满电；以及
切换部，该切换部在所述故障判断部或所述直流电源状态判断部判断为电流无法从所述电动机流向所述直流电源装置的情况下，基于所述电动机的电动机转速或基于所述电动机的感应电压及所述电动机的直流母线电压，在所述逆变器中切换进行全相断路还是进行三相短路。
2.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，
在所述电动机转速为第1阈值以下的情况下，所述切换部在所述逆变器中进行所述全相断路，在所述电动机转速大于所述第1阈值的情况下，所述切换部在所述逆变器中进行所述三相短路。
3.如权利要求2所述的电动机驱动装置，其特征在于，
所述第1阈值根据所述电动机的直流母线电压来切换。
4.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，
在所述电动机的所述感应电压为所述直流母线电压以下的情况下，所述切换部在所述逆变器中进行所述全相断路，在所述电动机的所述感应电压大于所述直流母线电压的情况下，所述切换部在所述逆变器中进行所述三相短路。
5.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，
所述电动机的所述感应电压是基于所述电动机的所述电动机转速及所述电动机的电动机温度中的至少一方而求出的推定感应电压，
在所述电动机的所述推定感应电压为所述直流母线电压以下的情况下，所述切换部在所述逆变器中进行所述全相断路，在所述电动机的所述推定感应电压大于所述直流母线电压的情况下，所述切换部在所述逆变器中进行所述三相短路。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电动机驱动装置，其特征在于，
所述电动机及驱动所述电动机的所述逆变器分别由U相、V相、W相所组成的第一组以及由X相、Y相、Z相所组成的第二组构成，
所述控制装置还具备三相短路处理部，该三相短路处理部在所述逆变器执行所述三相短路时进行控制，使得在三相短路转矩的减少量为第4阈值以上的情况下，所述第1组及所述第2组中的一方运行，而另一方进行再生，从而直流电流的增减量为0。
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