CN110861494B - 旋转电机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种旋转电机的控制装置，其在产生了直流电压转换器的转换动作异常的情况下，可防止电共振的产生并将与旋转电机连接的逆变器的输入电流或输出电流维持成适当的范围。在产生了直流电压转换器停止转换动作，输入输出电压变成相等的转换动作异常的情况下，当与电动机转速(NMOT)成比例的车速(VP)已超过扭矩限制开始车速(VPDECH)时，换言之当电动机转速(NMOT)已超过扭矩限制开始转速(NMOTDECH)时，执行限制电动机的输出扭矩的扭矩限制控制。将扭矩限制开始车速(VPDECH)设定成与当产生转换动作异常时，在直流电压转换器中产生电共振的可能性变高的规定频率范围(Rf)的下限频率(fRL)对应的车速(VPRL)。

Description

旋转电机的控制装置
技术领域
本发明涉及一种作为电动机和/或发电机来工作的旋转电机的控制装置，且特别涉及一种包括进行直流电压的转换动作的直流电压转换器，当产生了与所述直流电压转换器相关的异常时，进行失效保护(fail safe)动作的控制装置。
背景技术
在专利文献1中公开有一种电压转换装置，其包括：电池；逆变器，将从作为发电机的旋转电机中输出的交流电力转换成直流电力；以及转换器(直流电压转换器)，设置在电池与逆变器之间，对直流电压进行转换。根据所述电压转换装置，在产生了转换器的故障的情况下，为了防止对配置在逆变器与转换器之间的平滑电容器施加过大的直流电压，在直流电压转换器的故障时，执行使旋转电机的发电量下降的失效保护动作。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利第3928559号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
直流电压转换器包含配置在与电池连接的电池侧端子和与逆变器连接的逆变器侧端子之间的电抗器及开关元件(例如晶体管)的串联电路来构成，在产生了所述开关元件的短路故障的情况下，直流电压转换器停止转换动作，输入输出直流电压变成相等。另外，在检测到直流电压转换器所附带的传感器，例如检测输出电压的传感器等的异常，而进行将开关元件维持成关闭状态的失效保护动作的控制装置中，通过执行此种失效保护动作，直流电压转换器停止转换动作，输入输出直流电压变成相等。以下，在本说明书中，包括后者的情况在内，将此种异常称为直流电压转换器的“转换动作异常”。
直流电压转换器通常在电池侧端子及逆变器侧端子与接地之间包括电容器(相当于专利文献1的平滑电容器者)，尤其对逆变器侧端子施加比较高的电压(600V左右)，因此需要耐压大的大型的电容器。因此，为了满足使直流电压转换器更小型化的要求，有效的是将电容器的电容设定成必要最小限度的值，而使电容器小型化。
然而，在使用正常动作时完全无问题的电容的经小型化的电容器的直流电压转换器中，在产生了所述转换动作异常的情况下，当使旋转电机以比较高的旋转速度工作时，在直流电压转换器中产生电共振，作为电动机的旋转电机的驱动电流或作为发电机的旋转电机的输出电流变得过大的问题已得到确认。
本发明是为了解决所述问题而成者，其目的在于提供一种旋转电机的控制装置，其在产生了直流电压转换器的转换动作异常的情况下，可防止电共振的产生并将与旋转电机连接的逆变器的输入电流或输出电流维持成适当的范围。
[解决问题的技术手段]
为了达成所述目的，技术方案1中记载的发明是一种旋转电机的控制装置，其包括：电池4；逆变器32，将从所述电池4供给的直流电力转换成交流电力并对旋转电机1供给驱动电力；以及直流电压转换器31，设置在所述电池4与所述逆变器32之间；在产生了所述直流电压转换器31停止转换动作，输入输出电压变成相等的转换动作异常的情况下，当所述旋转电机的旋转速度NMOT已超过规定旋转速度NMOTDECH时，执行限制所述旋转电机的输出扭矩TRQMOTCMD的扭矩限制控制，且将所述规定旋转速度NMOTDECH设定成与当产生所述转换动作异常时，在所述直流电压转换器31中产生电共振的可能性变高的规定频率范围Rf的下限频率fRL对应的旋转速度NMOTRL。
根据所述结构，在产生了直流电压转换器的转换动作异常的情况下，当旋转电机的旋转速度已超过规定旋转速度时，执行限制旋转电机的输出扭矩的扭矩限制控制。将规定旋转速度设定成与当产生转换动作异常时，在直流电压转换器中产生电共振的可能性变高的规定频率范围的下限频率对应的旋转速度，因此可确保比规定旋转速度低的旋转速度时的旋转电机的动作，并避免直流电压转换器的电共振，防止在逆变器中流动的电流变得过大。
技术方案2中记载的发明，根据技术方案1中记载的旋转电机的控制装置，所述旋转电机1用作对车辆100进行驱动的驱动源，进行利用所述车辆100的动能的再生发电，通过所述再生发电所获得的电力可经由所述逆变器32而应用于所述电池4的充电，且当产生了所述转换动作异常时，禁止所述再生发电。
根据所述结构，当产生了转换动作异常时禁止由旋转电机所进行的再生发电，因此可防止通过再生发电而从逆变器中输出的高压的直流电压被施加至电池。
技术方案3中记载的发明，根据技术方案2中记载的旋转电机的控制装置，当在所述车辆100中产生了包含所述转换动作异常的规定的异常时，以所述车辆的行驶速度VP变成规定上限车速VPLHFSA以下的方式控制所述旋转电机，且将所述规定上限车速VPLHFSA设定得比与所述规定旋转速度NMOTDECH对应的所述车辆的行驶速度VPDECH低。
根据所述结构，在产生了直流电压转换器的转换动作异常的情况下，以车辆的行驶速度变成规定上限车速以下的方式控制旋转电机。将规定上限车速设定得比与判定是否进行扭矩限制控制的规定旋转速度对应的车辆行驶速度低，因此在产生了直流电压转换器的转换动作异常的情况下，当旋转电机的旋转速度比规定旋转速度高时，可通过扭矩限制控制来将旋转电机的旋转速度降低至变得比规定旋转速度低为止，并将行驶速度维持在规定上限车速的附近来使车辆行驶。
技术方案4中记载的发明，根据技术方案1～技术方案3的任一项中记载的旋转电机的控制装置，所述扭矩限制控制通过将所述旋转电机的输出扭矩TRQMOTCMD设为“0”来执行。
根据所述结构，在产生了转换动作异常的情况下，当旋转电机的旋转速度已超过规定旋转速度时，通过将旋转电机的输出扭矩设为“0”来降低旋转速度。通过应用所述控制方法，可使控制装置的控制逻辑简单化。
技术方案5中记载的发明，根据技术方案1～技术方案3的任一项中记载的旋转电机的控制装置，所述扭矩限制控制通过对应于旋转电机的旋转速度NMOT而减少所述旋转电机的输出扭矩TRQMOTCMD来执行，所述旋转速度NMOT越高，越增加所述输出扭矩的减少量。
根据所述结构，在产生了转换动作异常的情况下，当旋转电机的旋转速度已超过规定旋转速度时，通过对应于旋转电机的旋转速度而减少旋转电机的输出扭矩来降低旋转速度。即使在旋转电机的旋转速度已超过规定旋转速度的状态下，当实际的旋转速度与规定旋转速度的差值小时，即便不使输出扭矩下降至“0”为止，也可以避免电共振，因此对应于旋转电机的旋转速度减少旋转电机的输出扭矩，由此可通过必要最小限度的扭矩减少来避免直流电压转换器的电共振。
技术方案6中记载的发明是一种旋转电机的控制装置，其包括：逆变器33，将由具有发电功能的旋转电机2发电的交流电力转换成直流电力；电池4，可通过从所述逆变器33中输出的直流电力来充电；以及直流电压转换器31，设置在所述电池4与所述逆变器33之间；在产生了所述直流电压转换器31停止转换动作，输入输出电压变成相等的转换动作异常的情况下，当所述旋转电机的旋转速度NGEN已超过规定旋转速度NETHR时，执行使所述旋转电机的旋转速度NGEN下降的旋转速度降低控制，且将所述规定旋转速度NETHR设定成与当产生所述转换动作异常时，在所述直流电压转换器中产生电共振的可能性变高的规定频率范围Rf的下限频率fRL对应的旋转速度NMOTRL。
根据所述结构，在产生了直流电压转换器的转换动作异常的情况下，当旋转电机的旋转速度已超过规定旋转速度时，执行使旋转电机的旋转速度下降的旋转速度降低控制。将规定旋转速度设定成与当产生转换动作异常时，在直流电压转换器中产生电共振的可能性变高的规定频率范围的下限频率对应的旋转速度，因此可确保比规定旋转速度低的旋转速度时的旋转电机的动作，并避免直流电压转换器的电共振，防止在逆变器中流动的电流变得过大。
技术方案7中记载的发明，根据技术方案6中记载的旋转电机的控制装置，所述旋转电机2以可通过由内燃机25进行旋转驱动来发电的方式构成，且包括当产生了所述转换动作异常时，以所述旋转电机的旋转速度NGEN不超过所述规定旋转速度NETHR的方式控制所述内燃机的旋转速度NE的发动机控制部件。
根据所述结构，旋转电机由内燃机来驱动，并进行发电。以旋转电机的旋转速度不超过规定旋转速度的方式控制内燃机的旋转速度，因此防止在产生转换动作异常后旋转电机的旋转速度变成规定旋转速度以下后，再次超过规定旋转速度。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的已被装载在车辆的旋转电机及其控制装置的框图。
图2是表示图1中所示的电力控制单元(PCU3)的结构的图。
图3是用于说明当在图2中所示的直流电压转换器中产生了转换动作异常时，容易在直流电压转换器中产生电共振的规定频率范围的图。
图4是对产生了直流电压转换器的转换动作异常的判定加以确定的处理的流程图。
图5是进行图1中所示的发电机的驱动控制的处理的流程图。
图6是在图5的处理中所执行的通常的发电机驱动控制处理的流程图。
图7A至图7D是表示由图5及图6的处理所进行的控制动作例的时序图。
图8是图1中所示的电动机的驱动控制处理的流程图。
图9A至图9D是表示由图8的控制处理所进行的控制动作例的时序图。
图10是表示图8中所示的处理的变形例的流程图。
图11是表示在图10的处理中所参照的表的图。
符号的说明
1：电动机(旋转电机)
2：发电机(旋转电机)
3：电力控制单元
4：高压电池
10：电子控制单元
25：内燃机
31：直流电压转换器
32：第一逆变器
33：第二逆变器
100：车辆
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的一实施方式的已被装载在车辆的旋转电机及其控制装置的框图。车辆100包括：主要用作车辆驱动源的旋转电机1(以下称为“电动机(MOT)1”)、及主要用作由内燃机(以下称为“发动机(ENG)”)25来驱动的发电机的旋转电机2(以下称为“发电机(GEN)2”)。电动机1具备利用车辆100的动能进行再生发电的功能，发电机2具备作为电动机来驱动发动机25的功能。
电动机1以其输出轴21可经由差动齿轮22而驱动车辆100的驱动轮23的方式构成。发电机2以其输入轴24可由发动机25来驱动的方式构成。电动机1及发电机2与电力控制单元(以下称为“PCU(Power Control Unit)”)3电性连接，PCU3与输出比较高的电压(例如150V左右)的高压电池(BAT)4连接。PCU3与电子控制单元(以下称为“ECU(ElectronicControl Unit)”)10连接，对应于来自ECU10的控制信号进行电动机1及发电机2的动作控制，并且进行高压电池4的充电及放电的控制。
在ECU10，连接有检测车辆100的油门踏板的操作量(以下称为“油门踏板操作量”)AP的油门传感器11、检测车辆100的行驶速度(车速)VP的车速传感器12、检测发动机25的旋转速度(以下称为“发动机转速”)NE的发动机旋转速度传感器13、及未图示的其他传感器(例如设置在后述的PCU3的电流传感器、电压传感器、温度传感器、检测电动机1的旋转速度的传感器、检测发电机2的旋转速度的传感器等)，这些传感器的检测信号被供给至ECU10。ECU10对应于油门踏板操作量AP及车速VP来控制电动机1、发电机2、及发动机25的工作，并且进行事先决定的异常的检测处理，在已检测到异常的情况下执行规定的失效保护处理。另外，在本说明书中，将发动机的旋转速度习惯地称为“发动机转速”，对应于此，将“转速”用作含义与“旋转速度”相同的用语。将电动机1的旋转速度及发电机2的旋转速度分别称为“电动机转速NMOT”及“发电机转速NGEN”。
图2是表示PCU3的结构的图，PCU3包括直流电压转换器(以下称为“转换器”)31、第一逆变器32、及第二逆变器33。转换器31、第一逆变器32及第二逆变器33的结构是如在例如专利文献1中也公开的那样众所周知的结构。但是，在本实施方式中，将转换器31设为具有电抗器L1与两个开关元件Q1、开关元件Q2，并包含连接在电池侧端子T1与接地GND之间的电容器C1、及连接在逆变器侧端子T2与接地GND之间的电容器C2者。在转换器31的逆变器侧端子T2，并联连接有第一逆变器32及第二逆变器33。转换器31、第一逆变器32及第二逆变器33中所包含的开关元件由ECU10来进行开关控制，而进行以下所说明的电压转换动作。在以下的说明中，将电池侧端子T1的电压称为“低压侧电压V1”，将逆变器侧端子T2的电压称为“高压侧电压V2”。
当利用从高压电池4供给的直流电力来驱动电动机1时，转换器31使低压侧电压V1升压并输出高压侧电压V2(例如600V左右的电压)，第一逆变器32将高压侧电压V2转换成交流电压，并对电动机1供给驱动电流。当进行利用电动机1的再生发电时，第一逆变器32将电动机1的交流发电电压转换成直流电压，转换器31将高压侧电压V2降压成低压侧电压V1，并供给至高压电池4。
当通过利用发动机25对发电机2进行旋转驱动来进行发电时，第二逆变器33将从发电机2中输出的交流发电电压转换成直流电压，转换器31将高压侧电压V2降压成低压侧电压V1，并供给至高压电池4。在车辆100的减速时，存在视需要通过电动机1的再生电力来使发电机2作为电动机工作，对发动机25进行旋转驱动的情况，在此种情况下，第二逆变器33将高压侧电压V2转换成交流电压并对发电机2供给驱动电流。
图3是用于说明当在转换器31中产生了所述转换动作异常时，容易在转换器31中产生电共振的规定频率范围Rf的图。图的横轴为频率fROT，与电动机转速NMOT成比例(比例常数kf)，由于电动机转速NMOT与车速VP成比例(比例常数kM)，因此频率fROT也与车速VP成比例(比例常数kf×kM)。
表示因产生电共振，而导致转换器31的增益变得比0dB(1倍)大并变成振荡状态。容易产生此种电共振的规定频率范围Rf的下限频率fRL若换算成电动机转速NMOT，则对应于下限转速NMOTRL，若换算成车速VP，则对应于频率范围下限车速VPRL。另外，规定频率范围Rf的上限频率fRH若换算成电动机1的转速NMOT，则对应于上限转速NMOTRH，若换算成车速VP，则对应于频率范围上限车速VPRH。下限频率fRL例如为480Hz左右，上限频率fRH为800Hz左右。对应于下限频率fRL的下限转速NMOTRL为4800rpm左右，对应于上限频率fRH的上限转速NMOTRH为8000rpm左右。
在本实施方式中，为了防止在转换器31中产生电共振，当在转换器31中产生了转换动作异常时，在电动机转速NMOT已超过下限转速NMOTRL时，执行限制电动机1的输出扭矩的扭矩限制控制。另外，当在转换器31中产生了转换动作异常时，在发电机转速NGEN已超过下限转速NMOTRL时，执行使发电机转速NGEN下降的发电机转速降低控制。发电机2的输入轴24与发动机25的输出轴直接连结，发电机转速降低控制具体是通过使发动机转速NE下降来执行。
图4是对产生了转换器31的转换动作异常的判定加以确定的处理的流程图。在ECU10中，每隔固定时间执行此处理。
在步骤S11中，辨别是否已探测到与转换器31相关联的故障(以下称为“转换器关联故障”)。转换器关联故障除开关元件Q1的短路故障以外，包括：检测低压侧电压V1的电压传感器的故障，检测高压侧电压V2的电压传感器的故障，检测开关元件Q1、开关元件Q2的温度的温度传感器的故障，检测在转换器31中流动的直流电流的传感器的故障等。当已检测到开关元件Q1的短路故障以外的故障时，执行将开关元件Q1维持成接通状态(开关关闭状态)的失效保护处理。因此，在产生了转换器关联故障的情况下，转换器31的电压转换动作停止，低压侧电压V1与高压侧电压V2变成相等。如上所述，在本说明书中，此状态相当于产生了转换器31的“转换动作异常”的状态。
当步骤S11的答案为否定(NO)时，将转换动作异常旗标FDCFSA设定成“0”(步骤S14)。当步骤S11的答案为肯定(YES)时，辨别从已探测到转换器关联故障的时间点(步骤S11的答案已从否定(NO)变化成肯定(YES)的时间点)起是否经过了规定待机时间TWAIT(例如100msec)(步骤S12)。在步骤S12的答案为否定(NO)的期间内，进入步骤S14，若步骤S12的答案变成肯定(YES)，则对产生了转换动作异常的判定加以确定，进入步骤S13而将转换动作异常旗标FDCFSA设定成“1”。
图5是进行发电机2的驱动控制的处理的流程图。在ECU10中，每隔固定时间执行此处理。
在步骤S21中，辨别转换动作异常旗标FDCFSA是否为“1”，当步骤S21的答案为否定(NO)时，执行图6中所示的通常的发电机驱动控制(步骤S25)。当步骤S21的答案为肯定(YES)即产生了转换器31的转换动作异常时，辨别发动机转速NE是否比与图3中所示的下限转速NMOTRL相等的阈值转速NETHR高(步骤S22)。
当步骤S22的答案为肯定(YES)时，将发电机要求扭矩TRQGENCMD及发动机要求扭矩TRQENGCMD均设定成“0”(步骤S23)。发电机要求扭矩TRQGENCMD通常为了进行发电而被设定成负的值。
当步骤S22的答案为否定(NO)时，将发电机转速NGEN的上限值NGENMAX(以下称为“NGEN上限值NGENMAX”)设定成从阈值转速NETHR减去边际转速DNE所得的转速(步骤S24)，然后进入步骤S25。当转换动作异常旗标FDCFSA为“1”时，在步骤S24中所设定的NGEN上限值NGENMAX在图6的步骤S34中被参照，并被设定成作为后述的目标发动机转速NETGT的上限值的目标NE上限值NETGTLH。
图6是在图5的步骤S25中所执行的通常控制处理的流程图。
在步骤S31中，对应于油门踏板操作量AP及车速VP而算出车辆100的目标驱动力TRQDRV。基本上以油门踏板操作量AP越增加，目标驱动力TRQDRV越增加的方式设定目标驱动力TRQDRV。在步骤S32中，根据目标驱动力TRQDRV、电动机转速NMOT、及电动机1的损耗等，算出为了获得目标驱动力TRQDRV而需要的车辆要求电力PWRDRV。
在步骤S33中，根据车辆要求电力PWRDRV、发电机2的损耗、及电池目标电力，算出由电力表示的目标发动机输出PWRENG。电池目标电力相当于从高压电池4中供给的电力或对高压电池4进行充电的电力的目标值。在步骤S34中，将目标发动机转速NETGT的上限值NETGTLH(以下称为“目标NE上限值NETGTLH”)设定成基于发动机25的规格的发动机转速NE的上限值NEMAX、及NGEN上限值NGENMAX中的任一更小的一方。当在图5的步骤S24中进行了NGEN上限值NGENMAX的设定时，目标NE上限值NETGTLH变成与NGEN上限值NGENMAX相等。
在步骤S35中，使发电机2的发电扭矩极限TRQGENLMT及发动机25的上限输出扭矩TRQENGMAX中的任一更小的一方与目标NE上限值NETGTLH相乘，由此算出目标发动机输出上限值PWRENGLH。发电扭矩极限TRQGENLMT相当于发电机要求扭矩TRQGENCMD的下限值TRQGENLL(＜0，参照图7D)的绝对值。在步骤S36中，辨别步骤S33中所算出的目标发动机输出PWRENG是否比步骤S35中所算出的目标发动机输出上限值PWRENGLH大，当步骤S36的答案为肯定(YES)时，将目标发动机输出PWRENG设定成目标发动机输出上限值PWRENGLH(步骤S37)。当步骤S36的答案为否定(NO)时，立即进入步骤S38。
在步骤S38中，对应于目标发动机输出PWRENG来检索事先设定的NETGT表，由此算出目标发动机转速NETGT。NETGT表设定有实现目标发动机输出PWRENG的发动机25的燃料消耗率变成最小的转速，以目标发动机输出PWRENG越增加，目标发动机转速NETGT越增加的方式设定。
在步骤S39～步骤S42中，以目标发动机转速NETGT取得目标NE上限值NETGTLH以下、且目标NE下限值NETGTLL以上的值的方式进行极限处理。即，当目标发动机转速NETGT比目标NE上限值NETGTLH高时，将目标发动机转速NETGT设定成目标NE上限值NETGTLH(步骤S39、步骤S40)，当目标发动机转速NETGT比目标NE下限值NETGTLL低时，将目标发动机转速NETGT设定成目标NE下限值NETGTLL(步骤S41、步骤S42)。当步骤S39及步骤S41的答案为否定(NO)时，立即进入步骤S43。另外，在转换动作异常旗标FDCFSA为“1”的情况与转换动作异常旗标FDCFSA为“0”的情况下，将目标NE下限值NETGTLL设定成不同的规定的值。
在步骤S43中，使目标发动机输出PWRENG除以目标发动机转速NETGT，由此算出发动机要求扭矩TRQENGCMD，在步骤S44中，以被检测的发动机转速NE与目标发动机转速NETGT一致的方式算出发电机要求扭矩TRQGENCMD。
图7A至图7D是表示由图5及图6的处理所进行的控制动作例的时序图，表示转换动作异常旗标FDCFSA、油门踏板操作量AP、发动机转速NE、及发电机要求扭矩TRQGENCMD的变迁。图7D的虚线表示发电机要求扭矩TRQGENCMD的下限值TRQGENLL的变迁。
若在时刻t0处开始油门踏板的踏入，则目标驱动力TRQDRV及车辆要求电力PWRDRV(发电机要求扭矩TRQGENCMD的绝对值)增加，目标发动机转速NETGT增加且发动机转速NE增加。
在时刻t1处检测转换器关联故障，在经过规定待机时间TWAIT后的时刻t2处将转换动作异常旗标FDCFSA设定成“1”。此时，发动机转速NE比阈值转速NETHR高，因此将发电机要求扭矩TRQGENCMD及发动机要求扭矩TRQENGCMD设定成“0”。其结果，发动机转速NE逐渐地减少，在时刻t3处低于阈值转速NETHR，因此将NGEN上限值NGENMAX设定成(NETHR－DNE)(图5，步骤S24)，并执行发电机驱动控制。时刻t3以后，继续油门踏板的踏入直至时刻t4为止，因此将发动机转速NE维持成NGEN上限值NGENMAX，时刻t4以后，伴随油门踏板后退，发动机转速NE下降。
如上所述，根据图5及图6的处理，在产生了转换器31的转换动作异常的情况下，当发电机转速NGEN已超过阈值转速NETHR时，执行使发电机转速下降的发电机转速降低控制。将阈值转速NETHR设定成与当产生转换动作异常时，在转换器31中产生电共振的可能性变高的规定频率范围Rf的下限频率fRL对应的发电机转速(相当于图3中所示的下限转速NMOTRL)，因此可确保比阈值转速NETHR低的转速时的发电机2的动作，并避免转换器31的电共振，防止在第二逆变器33中流动的电流变得过大。
另外，以发电机转速NGEN不超过阈值转速NETHR的方式控制发动机转速NE，因此防止在产生转换动作异常后发电机转速NGEN变成阈值转速NETHR以下后，再次超过阈值转速NETHR。
图8是电动机1的驱动控制处理的流程图。在ECU10中，每隔固定时间执行此处理。
在步骤S51中，辨别转换动作异常旗标FDCFSA是否为“1”，当步骤S51的答案为否定(NO)时，执行电动机1的通常驱动控制(步骤S59)。在通常驱动控制中，以可获得对应于油门踏板操作量AP及车速VP来算出的目标驱动力TRQDRV的方式，算出电动机要求扭矩TRQMOTCMD，并对应于电动机要求扭矩TRQMOTCMD来进行供给至电动机1的驱动电流控制。
当步骤S51的答案为肯定(YES)即产生了转换器31的转换动作异常时，将电动机下限扭矩TRQMOTLL设定成“0”，禁止再生发电(步骤S52)。在步骤S53中，辨别车速VP是否比限制电动机1的输出扭矩的扭矩限制控制的开始阈值(以下称为“扭矩限制开始车速”)VPDECH高。当步骤S53的答案为肯定(YES)时，将电动机上限扭矩TRQMOTLH及电动机要求扭矩TRQMOTCMD均设定成“0”(步骤S54)。由此，电动机转速NMOT(车速VP)开始减少。
当步骤S53的答案为否定(NO)时，辨别电动机上限扭矩TRQMOTLH是否为“0”(步骤S55)。当在执行步骤S54后步骤S53的答案已变成否定(NO)时，步骤S55的答案变成肯定(YES)，因此进入步骤S56，辨别车速VP是否为扭矩限制控制的结束阈值(以下称为“扭矩限制结束车速”)VPDECL以下。将扭矩限制结束车速VPDECL设定成比扭矩限制开始车速VPDECH略低的车速。对扭矩限制开始车速VPDECH与扭矩限制结束车速VPDECL赋予差是为了防止控制的振荡(hunting)。将扭矩限制开始车速VPDECH设定成与图3中所示的规定频率范围Rf的下限频率fRL对应的频率范围下限车速VPRL。与扭矩限制开始车速VPDECH对应的扭矩限制开始转速NMOTDECH相当于图3中所示的下限转速NMOTRL。
当步骤S56的答案为否定(NO)时，立即结束处理(维持步骤S54的设定)，继续扭矩限制控制。若步骤S56的答案变成肯定(YES)，则将电动机上限扭矩TRQMOTLH设定成规定的失效保护上限扭矩TRQMOTFSA(步骤S57)。将失效保护上限扭矩TRQMOTFSA设定成比在通常控制中所应用的通常控制上限扭矩TRQMOTNML小的值。
在执行步骤S57后，进入步骤S58，将电动机要求扭矩TRQMOTCMD设定成电动机上限扭矩TRQMOTLH以下的值，执行以车速VP不超过上限车速VPLH的方式进行控制的车速限制控制。在步骤S58中，以车速VP不超过上限车速VPLH的方式进行电动机1的驱动控制。在本实施方式中，若在车辆100中探测到异常(转换器31的转换动作异常或其他异常)，则在上限车速设定处理(未图示)中，开始将上限车速VPLH变更成失效保护上限车速VPLHFSA的上限车速变更处理。在上限车速变更处理中，当实际的车速VP比失效保护上限车速VPLHFSA高时，执行以车速VP不骤变的方式使上限车速VPLH逐渐地减少的过渡控制。将失效保护上限车速VPLHFSA设定成比扭矩限制结束车速VPDECL低的车速(参照图9C)。
当步骤S55的答案为否定(NO)时，即当转换动作异常旗标FDCFSA已被设定成“1”的时间点的车速VP为扭矩限制开始车速VPDECH以下时，立即进入步骤S57，将电动机上限扭矩TRQMOTLH设定成失效保护上限扭矩TRQMOTFSA，执行车速限制控制(步骤S58)。
图9A至图9D是表示由图8的控制处理所进行的控制动作例的时序图，表示转换动作异常旗标FDCFSA、油门踏板操作量AP、车速VP、及电动机要求扭矩TRQMOTCMD的变迁。图9C的虚线表示上限车速VPLH的变迁，图9D的虚线表示电动机上限扭矩TRQMOTLH的变迁，图9D的点划线表示电动机下限扭矩TRQMOTLL的变迁。
若在时刻t10处开始油门踏板的踏入，则电动机要求扭矩TRQMOTCMD与油门踏板操作量AP同样地增加，车速VP增加。
在时刻t11处检测转换器关联故障，在经过规定待机时间TWAIT后的时刻t12处将转换动作异常旗标FDCFSA设定成“1”。此时，车速VP比扭矩限制开始车速VPDECH高，因此将电动机上限扭矩TRQMOTLH、电动机下限扭矩TRQMOTLL、及电动机要求扭矩TRQMOTCMD均设定成“0”。此时，在上限车速设定处理(未图示)中，开始以不使实际的车速VP骤变的方式使上限车速VPLH朝失效保护上限车速VPLHFSA逐渐地减少的过渡控制。
在时刻t12以后，车速VP逐渐地减少，在时刻t13处低于扭矩限制结束车速VPDECL，因此将电动机上限扭矩TRQMOTLH设定成失效保护上限扭矩TRQMOTFSA，并开始以不超过上限车速VPLH的方式控制车速VP的车速限制控制。由于油门踏板一直被踏入，因此若车速VP下降至上限车速VPLH为止(时刻t14)，则一直维持成上限车速VPLH(＝VPLHFSA)。
从时刻t15起车辆100开始在下坡路上行驶的下坡行驶，因此车速VP开始逐渐地增加，电动机要求扭矩TRQMOTCMD减少至“0”为止。在时刻t16处车速VP超过扭矩限制开始车速VPDECH，因此将电动机上限扭矩TRQMOTLH设定成“0”，将电动机要求扭矩TRQMOTCMD维持成“0”。在时刻t17处下坡行驶结束，在时刻t18处车速VP低于扭矩限制结束车速VPDECL，因此将电动机上限扭矩TRQMOTLH设定成失效保护上限扭矩TRQMOTFSA，并开始以不超过上限车速VPLH的方式控制车速VP的车速限制控制。
如上所述，根据图8的处理，在产生了转换器31的转换动作异常的情况下，当车速VP已超过扭矩限制开始车速VPDECH时，换言之当电动机转速NMOT已超过扭矩限制开始转速NMOTDECH(＝kM·VPDECH)时，执行限制电动机1的输出扭矩的扭矩限制控制。将扭矩限制开始转速NMOTDECH设定成与当产生转换动作异常时，在转换器31中产生电共振的可能性变高的规定频率范围Rf的下限频率fRL对应的下限转速NMOTRL，因此可确保比扭矩限制开始转速NMOTDECH低的转速时的电动机1的动作，并避免转换器31的电共振，防止在第一逆变器32中流动的电流变得过大。
另外，当在转换器31中产生了转换动作异常时禁止由电动机1所进行的再生发电，因此可防止通过再生发电而从第一逆变器32中输出的高压的直流电压被施加至高压电池4。
另外，在产生了转换器31的转换动作异常的情况下，以车速VP变成失效保护上限车速VPLHFSA以下的方式控制电动机1。将失效保护上限车速VPLHFSA设定得比扭矩限制开始车速VPDECH低，因此在产生了转换器31的转换动作异常的情况下，当电动机转速NMOT比扭矩限制开始转速NMOTDECH高时，可通过扭矩限制控制来将电动机转速NMOT降低至变得比扭矩限制开始转速NMOTDECH低为止，并将车速VP维持在失效保护上限车速VPLHFSA的附近来使车辆100行驶。
另外，在产生了转换动作异常的情况下，当电动机转速NMOT已超过扭矩限制开始转速NMOTDECH时，通过将电动机输出扭矩立即设为“0”来降低电动机转速NMOT。通过应用所述控制方法，可使控制装置的控制逻辑简单化。
[变形例]
图10是表示图8中所示的处理的变形例的流程图，此变形例是删除了图8的步骤S54、步骤S55，并追加了步骤S61～步骤S65的例子。
当步骤S53的答案为肯定(YES)时，进入步骤S61，将扭矩限制控制旗标FNMOTDEC设定成“1”。将扭矩限制控制旗标FNMOTDEC的初始值设定成“0”。在步骤S62中，对应于电动机转速NMOT来检索图11中所示的TRQMOTLH表，并算出电动机上限扭矩TRQMOTLH。TRQMOTLH表是以在电动机转速NMOT比下限转速NMOTRL高且比规定电动机转速NMOTZT低的范围内，电动机转速NMOT变得越高，电动机上限扭矩TRQMOTLH越减少，换言之从通常控制上限扭矩NMOTLHN起的扭矩减少量越增加的方式设定，在规定电动机转速NMOTZT以上的范围内将电动机上限扭矩TRQMOTLH设定成“0”。
在步骤S63中，将电动机要求扭矩TRQMOTCMD设定成在步骤S62中所算出的电动机上限扭矩TRQMOTLH。
当步骤S53的答案为否定(NO)时，进入步骤S64，辨别扭矩限制控制旗标FNMOTDEC是否为“1”。当步骤S64的答案为否定(NO)时，立即进入步骤S57。当步骤S64的答案为肯定(YES)时，进入步骤S56，当步骤S56的答案为否定(NO)时进入步骤S62。当步骤S56的答案为肯定(YES)时，将扭矩限制控制旗标FNMOTDEC设定成“0”(步骤S65)，然后进入步骤S57。
根据所述变形例，在产生了转换器31的转换动作异常的情况下，当电动机转速NMOT已超过扭矩限制开始转速NMOTDECH(＝NMOTRL)时，对应于电动机转速NMOT减少电动机要求扭矩TRQMOTCMD，而降低电动机转速NMOT。即使在电动机转速NMOT已超过扭矩限制开始转速NMOTDECH的状态下，当所述电动机转速NMOT与扭矩限制开始转速NMOTDECH的差值小时，即便不使电动机要求扭矩TRQMOTCMD下降至“0”为止，也可以避免电共振，因此对应于电动机转速NMOT减少电动机要求扭矩TRQMOTCMD，由此可通过必要最小限度的扭矩减少来避免转换器31的电共振。
在所述实施方式中，电动机1及发电机2相当于“旋转电机”，高压电池4、PCU3、及ECU10构成旋转电机的控制装置。
另外，本发明并不限定于所述实施方式，可进行各种变形。例如，在所述实施方式中，通过发动机转速NE来判定执行发电机2的转速降低控制的条件(图5，步骤S22)，但也可以通过发电机转速NGEN来进行判定。另外，通过车速VP来判定执行电动机1的扭矩限制控制的条件(图8，步骤S53、步骤S56)，但也可以通过电动机转速NMOT来进行判定。
另外，在所述实施方式中，表示了电动机1的输出轴21经由差动齿轮22而对驱动轮23进行驱动的例子，但本发明也可以应用于在输出轴21与差动齿轮22之间具有变速机构或齿轮比固定的齿轮机构的情况。另外，在所述实施方式中，表示了发电机2的输入轴24由发动机25来直接驱动的例子，但本发明也可以应用于发动机25具有经由齿轮机构来驱动输入轴24的结构的情况。
另外，本发明并不限定于被装载在车辆的旋转电机，也可以应用于其他用途的旋转电机的控制装置。

Claims (7)

1.一种旋转电机的控制装置，包括：电池；逆变器，将从所述电池供给的直流电力转换成交流电力并对所述旋转电机供给驱动电力；以及直流电压转换器，设置在所述电池与所述逆变器之间；其特征在于，
在产生了所述直流电压转换器停止转换动作，输入输出电压变成相等的转换动作异常的情况下，当所述旋转电机的旋转速度超过规定旋转速度时，执行限制所述旋转电机的输出扭矩的扭矩限制控制，且
将所述规定旋转速度设定成当产生所述转换动作异常时，与在所述直流电压转换器中产生电共振的可能性变高的规定频率范围的下限频率对应的旋转速度。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
所述旋转电机用作对车辆进行驱动的驱动源，进行利用所述车辆的动能的再生发电，通过所述再生发电所获得的电力能够经由所述逆变器而应用于所述电池的充电，且
当产生了所述转换动作异常时，禁止所述再生发电。
3.根据权利要求2所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
当在所述车辆中产生了包含所述转换动作异常的规定异常时，以所述车辆的行驶速度变成规定上限车速以下的方式控制所述旋转电机，且
将所述规定上限车速设定得比与所述规定旋转速度对应的所述车辆的行驶速度低。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
所述扭矩限制控制通过将所述旋转电机的输出扭矩设为“0”来执行。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
所述扭矩限制控制通过对应于所述旋转电机的旋转速度而减少所述旋转电机的输出扭矩来执行，所述旋转速度越高，越增加所述输出扭矩的减少量。
6.一种旋转电机的控制装置，其包括：逆变器，将由具有发电功能的旋转电机发电的交流电力转换成直流电力；电池，能够通过从所述逆变器中输出的直流电力来充电；以及直流电压转换器，设置在所述电池与所述逆变器之间；其特征在于，
在产生了所述直流电压转换器停止转换动作，输入输出电压变成相等的转换动作异常的情况下，当所述旋转电机的旋转速度超过规定旋转速度时，执行使所述旋转电机的旋转速度下降的旋转速度降低控制，且
将所述规定旋转速度设定成当产生所述转换动作异常时，与在所述直流电压转换器中产生电共振的可能性变高的规定频率范围的下限频率对应的旋转速度。
7.根据权利要求6所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
所述旋转电机以能够通过由内燃机进行旋转驱动来发电的方式构成，且包括当产生了所述转换动作异常时，以所述旋转电机的旋转速度不超过所述规定旋转速度的方式控制所述内燃机的旋转速度的发动机控制部件。
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