TW201821820A - 旋轉電機的故障檢測裝置 - Google Patents

Abstract

故障檢測裝置(70)適用於系統(10、110)，該系統(10、110)具備：旋轉電機(30、130)，與引擎(20)連結成為可以傳遞動力；逆變器(50)，在旋轉電機與直流電源(40)之間進行電力轉換；及相位控制部(60)，依據引擎之運轉狀態對電力轉換時開啟/斷開逆變器之各相的相位進行控制。故障檢測裝置具備記憶部(71)及故障判定部(72)。記憶部中記憶著旋轉電機之正常時，電力轉換時依據引擎之運轉狀態進行控制的相位。故障判定部，係依據透過相位控制部進行控制的電力轉換時的相位，與記憶部所記憶的旋轉電機之正常時之電力轉換時的相位之間的乖離量，對旋轉電機之故障進行判定。

Description

旋轉電機的故障檢測裝置

[0001] 本揭示關於旋轉電機之故障檢測技術。

[0002] 例如專利文獻1揭示以下之故障檢測。交流馬達之輸出轉矩小於轉矩指令值之情況下，使矩形波電壓之電壓相位在事先決定的上限相位以下之範圍內增加。當電壓相位與上限相位在規定時間持續保持一致之情況下，檢測逆變器(Inverter)之異常。專利文獻1記載之技術中，係將上限相位事先設定為一定值。此乃因為，在交流馬達中，輸出轉矩成為最大的電壓相位係成為一定值。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[0003] 　　[專利文獻1]特開2010-119268號公報

[發明所欲解決之課題] 　　[0004] 但是，專利文獻1記載之技術中，若不是電壓相位與上限相位一致，而且，該狀態持續規定時間，則無法檢測出逆變器之異常。亦即，習知中，為了檢測逆變器之異常而具有規定時間。因此無法早期檢測出逆變器之異常，乃有改善之空間。 　　[0005] 本揭示提供可以早期、且正確地檢測故障的旋轉電機的故障檢測技術。 [解決課題之手段] 　　[0006] 本揭示之技術之一態樣的故障檢測裝置具有以下之構成。 　　[0007] 本揭示之故障檢測裝置(70)適用於具備引擎(20)、旋轉電機(30、130)、直流電源(40)、逆變器(50)及相位控制部(60)的系統者。 　　旋轉電機，係與引擎連結成為可以傳遞動力。 　　逆變器，係在旋轉電機與直流電源之間進行電力轉換。 　　相位控制部，係依據引擎之運轉狀態對電力轉換時開啟(turn-on)/斷開(turn-off)逆變器之各相的相位進行控制。 　　故障檢測裝置具備記憶部(71)與故障判定部(72)。記憶部中記憶著在旋轉電機之正常時，電力轉換時依據引擎之運轉狀態進行控制的相位。 　　故障判定部，係依據通過相位控制部進行控制的電力轉換時的相位，與記憶部所記憶的旋轉電機之正常時之電力轉換時的相位之間的乖離量，對旋轉電機之故障進行判定。 　　[0008] 依據上述構成，本揭示之系統中，引擎與旋轉電機連結成為可以傳遞動力。因此例如可以藉由引擎之驅動力使旋轉電機發電，或藉由旋轉電機之驅動力來助推引擎之驅動力。又，藉由逆變器在旋轉電機與直流電源之間進行電力轉換。本揭示之系統中，係藉由相位控制部，依據引擎之運轉狀態，對電力轉換時開啟逆變器之各相的相位進行控制。 　　[0009] 此時，旋轉電機故障之情況下，通過逆變器的電力轉換時被控制的相位，會與正常時之相位呈現乖離。因此本揭示之故障檢測裝置中，依據通過相位控制部進行控制的電力轉換時的相位與記憶部所記憶的旋轉電機之正常時之電力轉換時的相位之乖離量，可以判定旋轉電機之故障。進一步，記憶部記憶著在旋轉電機之正常時，電力轉換時依據引擎之運轉狀態被控制的相位。因此本揭示之故障檢測裝置，可以反映引擎之運轉狀態，旋轉電機之故障進行判定，可以早期且正確地檢測出旋轉電機之故障。 　　[0010] 又，開啟/斷開逆變器之各相的相位，係包含對相位進行補正的補正量(控制量)。旋轉電機只要是進行發電及驅動之至少一方者即可。

[0012] 以下參照圖面詳細說明實施本揭示之技術之形態。 ＜第1實施形態＞ 　　本實施形態中說明將本揭示之技術適用於摩托車(車輛)等之系統的事例。 　　[0013] 如圖1之例示，系統10具備引擎20，MG(電動發電機，Motor Generator)30，直流電源40，逆變器50，電壓相位控制量運算部(以下稱為「控制量運算部」)60，故障檢測裝置70，1或複數個補機80等。 　　[0014] 引擎20藉由燃燒燃料來產生動力。引擎20例如可以採用汽油引擎、柴油引擎或其他引擎。 　　[0015] MG30係帶啟動器功能的發電機。本實施形態之MG30相當於三相旋轉電機。因此，本實施形態之MG30具備三相交流馬達及三相交流發電機之功能。MG30具備作為定子繞組的U相之繞組31、V相之繞組32及W相之繞組33。各相之繞組31、32、33之一端共通連接於中性點。MG30之轉子具備磁鐵。轉子直接連結於引擎20之曲柄軸。亦即，引擎20與MG30連結成為可以傳遞動力。於MG30安裝有對轉子之角度位置進行檢測的角度位置感測器36。 　　[0016] 直流電源40係由Pb電池、Li離子電池、NiH電池等形成的二次電池或電容器等。直流電源40之電壓Vdc由電壓感測器(未圖示)進行檢測。MG30之發電時，電壓感測器檢測MG30之發電電壓。 　　[0017] 在MG30與直流電源40之間連接有逆變器50。本實施形態之逆變器50係包含U相臂、V相臂及W相臂的三相逆變器。各相臂包含在直流電源40之正極與負極之間被串聯連接的2個開關元件。二極體相對於開關元件分別被逆並聯連接。開關元件之開啟/斷開(on/off)係由來自控制量運算部60之施加電壓Vu、Vv、Vw(施加電壓指令值)控制。又，施加電壓Vu、Vv、Vw係依據控制量運算部60所運算的電壓相位控制量被算出。各相臂連接於各相之繞組31、32、33之另一端。 　　[0018] 於直流電源40及逆變器50連接有1或複數個補機80。補機80例如包含車頭燈、調光開關、方向燈、剎車燈、喇叭(警笛機)等。又，調光開關係用於將車頭燈之光軸切換為向下(切換為遠距離光束與近距離光束)之開關。 　　[0019] 控制量運算部60及故障檢測裝置70係由具備CPU、ROM、RAM、I/O(輸出入介面)等的ECU構成。作為ECU例如可以採用MGECU、引擎ECU、混合ECU等。MGECU控制MG30。引擎ECU對引擎20進行控制。混合ECU係對MGECU及引擎ECU進行控制的上位之ECU。 　　[0020] 控制量運算部60被輸入與MG30之轉子直接連結的曲柄軸之旋轉速度Ne。對MG30之轉子之角度位置θ進行時間微分即可算出角速度ω。該角速度ω相當於與MG30之轉子直接連結的曲柄軸之旋轉速度(引擎20之旋轉速度)Ne。又，控制量運算部60被輸入藉由電壓感測器檢測出的電壓Vdc。 　　[0021] 本實施形態之控制量運算部60具備相位控制部，該相位控制部依據引擎20之運轉狀態對電力轉換時開啟/斷開逆變器50之各相的相位進行控制。控制量運算部60依據圖2之流程圖所例示的處理順序，執行電壓相位控制量之運算(執行電壓相位控制量之超前/滯後相位控制)。該一連串之處理係由控制量運算部60按照規定之週期重複執行。本實施形態中說明MG30執行發電之情況之例。具體而言，MG30執行發電之情況下，控制量運算部60將逆變器50之各相按照轉子之旋轉角度(電氣角度)重複設為180°之期間導通(on)、180°之期間斷開(off)。 　　[0022] 本實施形態之控制量運算部60係對電壓相位控制量設定初期值(步驟S11)。電壓相位控制量係施加電壓Vu、Vv、Vw相對於磁極位置感測器信號的超前相位量/滯後相位量。初期值係MG30正常時引擎20之怠速時之電壓相位控制量。亦即，初期值為怠速時之正常值。 　　[0023] 接著，控制量運算部60判定目標發電電壓是否高於現在之發電電壓(步驟S12)。目標發電電壓依據1個以上之補機80之動作狀態(補機80之電氣負載)被設定。例如動作的補機80之數目越多，電氣負載越大。因此，目標發電電壓設為較高。又，發電電壓由上述電壓感測器檢測出。 　　[0024] 控制量運算部60判定目標發電電壓高於現在之發電電壓之情況下(步驟S12：是)，對滯後相位加算量進行運算(步驟S13)。滯後相位加算量係使施加電壓Vu、Vv、Vw之相位相對於磁極位置感測器信號滯後的量。本實施形態中，藉由將開關之相位設為滯後，可以增加發電量。又，本實施形態中，將目標發電電壓與現在之發電電壓之差ΔV(ΔV=目標發電電壓-現在之發電電壓)，和滯後相位加算量間之關係事先設定於表格。亦即，本實施形態中，將差ΔV與滯後相位加算量間之對應關係建立成為映射數據(map data)，並將該映射數據事先記憶於記憶控制量運算部60具備的記憶裝置。因此，控制量運算部60參照該表格並根據差ΔV運算出滯後相位加算量。又，該表格亦可以對應於引擎20之旋轉速度Ne被設定。 　　[0025] 接著，控制量運算部60將滯後相位加算量相加於步驟S11之處理所設定的電壓相位控制量，進行電壓相位控制量之運算(步驟S14)。控制量運算部60一度結束(結束)該一連串之處理。 　　[0026] 另一方面，當控制量運算部60判定目標發電電壓在現在之發電電壓以下之情況下(步驟S12：否)，對超前相位加算量進行運算(步驟S15)。超前相位加算量係使施加電壓Vu、Vv、Vw之相位超前磁極位置感測器信號的量(相位角)。本實施形態中，藉由使開關之相位超前，據此可以減少發電量。又，本實施形態中，目標發電電壓與現在之發電電壓之差ΔV和超前相位加算量之關係，係事先被設定於表格。控制量運算部60參照該表格並根據差ΔV運算出超前相位加算量。又，該表格亦可以對應於引擎20之旋轉速度Ne進行設定。 　　[0027] 接著，控制量運算部60由步驟S11之處理所設定的電壓相位控制量減去超前相位加算量，算出電壓相位控制量(步驟S16)。控制量運算部60一度結束(結束)該一連串之處理。 　　[0028] 故障檢測裝置70具備記憶部71及故障判定部72。記憶部71為非揮發性之記憶體。記憶部71由ROM、可改寫的非揮發性記憶體、備份RAM等構成。在記憶部71記憶著MG30之正常時基於逆變器50的電力轉換時依據引擎20之運轉狀態進行控制的電壓相位(正常時之電壓相位控制量)。具體而言，如圖3之例示，在記憶部71中，將MG30正常時的電氣負載之大小與引擎20之旋轉速度Ne之快慢與逆變器50之電壓相位控制量之關係作為映射數據並記憶之。所記憶的數據係在MG30之正常時例如透過進行規定之實驗等而測定的值。映射數據係將電氣負載之值與引擎20之旋轉速度Ne之值與逆變器50之電壓相位控制量之值建立對應關聯。亦即用於表示引擎20之運轉狀態的資訊，係包含補機80之電氣負載與引擎20之旋轉速度Ne。又，記憶部71中係將後述的電壓相位控制量之乖離量及/或電壓相位控制量之乖離量相對於變化速度的故障判定臨限值(用於判定故障之基準值)作為數據並記憶之。 　　[0029] 圖3之例示關係係設想MG30執行發電之情況。例如電氣負載變大，而且引擎20之旋轉速度Ne越慢，逆變器50之電壓相位控制量為滯後相位。又，電壓相位控制量(電壓相位)針對U相、V相、W相之至少1個記憶亦可。 　　[0030] 故障判定部72依據圖4之流程圖之例示順序對MG30之故障進行檢測。該一連串之處理在MG30的發電時係透過故障判定部72按照規定之週期重複被執行。本實施形態中以MG30執行發電之情況為例進行說明。 　　[0031] 本實施形態之故障判定部72對現在之電壓相位控制量(實際之控制量)與該時之引擎20之運轉狀態所對應的正常時之電壓相位控制量(記憶部71之正常時數據)之乖離量進行運算(步驟S21)。正常時之電壓相位控制量，可以藉由參照記憶部71記憶的圖3之映射數據，讀出引擎20之現在之運轉狀態所對應的電壓相位控制量而取得。現在之電壓相位控制量係引擎20之現在之運轉狀態中使用於逆變器50之控制的電壓相位控制量，其可以由控制量運算部60輸入而取得。故障判定部72由現在之電壓相位控制量減去正常時之電壓相位控制量。據此，故障判定部72算出乖離量(乖離量=現在之電壓相位控制量-正常時之電壓相位控制量)。 　　[0032] 接著，故障判定部72判定步驟S21之處理所算出的乖離量是否大於故障判定臨限值(步驟S22)。故障判定臨限值(相當於規定量)被設定為MG30之正常時不會發生的規定之乖離量。當故障判定部72判定乖離量大於故障判定臨限值之情況下(步驟S22：是)，確定MG30為異常(步驟S23)。亦即，故障判定部72判定MG30故障。具體而言，步驟S23之處理係將故障判定旗標設為高位準(1)。又，MG30之故障可以考慮是各相之繞組31、32、33之任一之斷線、短路等。故障判定部72一度結束(結束)該一連串之處理。 　　[0033] 另一方面，步驟S22之判定處理中，故障判定部72判定乖離量在故障判定臨限值以下之情況下(步驟S22：否)，確定MG30無異常(步驟S24)。亦即，故障判定部72判定MG30無故障。具體而言，步驟S24之處理係將故障判定旗標設為低位準(0)。又，該情況下，故障判定部72對應於乖離量之大小而判定MG30存在異常之可能性，或暫時性判定MG30為異常亦可。故障判定部72一度結束(結束)該一連串之處理。 　　[0034] 圖5係本實施形態之故障檢測之一例的時序圖。 　　[0035] 在早於時刻t1之前，依據補機80之電氣負載計算此時之電壓相位控制量(實際之電壓相位控制量)。於該時序中，實際之電壓相位控制量與正常時之電壓相位控制量(正常時數據)一致。因此實際之電壓相位控制量與正常時之電壓相位控制量之乖離量大致為0。故障判定旗標被設定為低位準(0)。 　　[0036] 於時刻t1，例如假設MG30之U相之繞組31發生斷線。據此，現在之發電電壓變為較目標發電電壓低，滯後相位加算量增加。滯後相位加算量被加於電壓相位控制量之初期值，電壓相位控制量增加。其結果，實際之電壓相位控制量與正常時之電壓相位控制量之乖離量增加。 　　[0037] 之後，於時刻t2，實際之電壓相位控制量與正常時之電壓相位控制量之乖離量大於故障判定臨限值。據此，確定MG30異常。故障判定旗標被設定為on。 　　[0038] 以上詳述之本實施形態具有以下之優點。 　　[0039] MG30故障之情況下，逆變器50執行電力轉換時所控制的相位會與正常時之相位呈現乖離。因此本實施形態之故障檢測裝置70，係依據經由控制量運算部60控制的電力轉換時的相位與記憶部71中被建立關聯並記憶的MG30之正常時之電力轉換時的相位之間的乖離量，可以判定MG30之故障。進一步，在故障檢測裝置70之記憶部71中記憶著MG30之正常時執行電力轉換時依據引擎20之運轉狀態進行控制的相位。因此故障檢測裝置70可以反映引擎20之運轉狀態來判定MG30之故障，可以早期且正確地檢測出MG30之故障。 　　[0040] 本實施形態之故障檢測裝置70具有故障判定部72。當透過控制量運算部60控制的電力轉換時的相位與記憶部71所記憶的MG30之正常時之電力轉換時的相位之間之乖離量大於故障判定臨限值之情況下，故障判定部72判定MG30故障。據此，故障檢測裝置70可以簡易地檢測出MG30之故障。 　　[0041] MG30發電的發電電壓對應於引擎20之旋轉速度Ne而變化。因此電力轉換時用來設定逆變器50之各相成為開啟(導通)的相位，亦對應於引擎20之旋轉速度Ne而變化。於此，本實施形態之故障檢測裝置70之記憶部71，係將MG30之正常時電力轉換時被控制的相位與引擎20之旋轉速度Ne建立關聯並記憶之。據此，故障檢測裝置70可以反映引擎20之旋轉速度Ne，正確地判定MG30之故障。 　　[0042] MG30發電時之目標發電電壓係對應於補機80之電氣負載而變化。因此電力轉換時設定逆變器50之各相成為導通的相位亦對應於補機80之電氣負載而變化。於此，本實施形態之故障檢測裝置70之記憶部71中，係將MG30之正常時電力轉換時被控制的相位與補機80之電氣負載建立關聯並記憶。據此，故障檢測裝置70可以反映補機80之電氣負載，正確地判定MG30之故障。 　　[0043] 又，第1實施形態可以如下變更實施。 　　[0044] 第1實施形態之變形例中，當電力轉換時所控制的相位與MG30之正常時之相位之間的乖離量之變化速度大於故障判定臨限值之情況下(變化速度較正常時不會發生的速度快的情況下)，故障判定部72判定MG30故障亦可。 　　[0045] 圖6表示第1實施形態之變形例中的故障檢測之處理順序的流程圖。故障判定部72針對藉由和圖4之步驟S21之處理同樣之方法所算出的乖離量之變化速度進行運算(步驟S31)。乖離量之變化速度例如可由這次算出的乖離量減去前次算出的乖離量而算出。接著，故障判定部72判定步驟S31之處理所算出的乖離量之變化速度是否大於故障判定臨限值(步驟S32)。和乖離量之變化速度相關的故障判定臨限值(相當於規定的變化速度)，係設定為MG30之正常時不會發生的規定之變化速度。故障判定部72判定乖離量之變化速度大於故障判定臨限值之情況下(步驟S32：是)執行步驟S33之處理。另一方面，故障判定部72判定乖離量之變化速度在故障判定臨限值以下之情況下(步驟S32：否)下執行步驟S34之處理。又，步驟S33、S34之處理分別和圖4之步驟S23、S24之處理相同。 　　[0046] 圖7表示第1實施形態之變形例中的故障檢測之一例的時序圖。時刻t1為止之動作係和圖5相同。在較時刻t2之前的時刻t3，假設乖離量之變化速度變為大於故障判定臨限值。據此，確定MG30為異常。故障判定旗標被設定為on。依據上述構成，本變形例中，當電力轉換時所控制的相位與MG30之正常時之相位之間的乖離量，急速變大時，可以早期檢測出MG30之故障。 　　[0047] ＜第2實施形態＞ 　　以下，關於第2實施形態，以其和第1實施形態之差異點為中心進行說明。和第1實施形態相同之構件附加和第1實施形態相同之符號並省略說明。 　　[0048] 圖8表示本實施形態之系統110之概略的方塊圖。 　　[0049] MG130具備繞組31A、32A、33A之第1組及繞組31B、32B、33B之第2組。繞組31A、32A、33A(第1組之三相繞組)之捲繞數多於繞組31B、32B、33B(第2組之三相繞組)之捲繞數。MG130可以將連接於逆變器50的三相繞組(與U相、V相、W對應的各相之繞組)之組切換為第1組與第2組。具體而言，MG130具備切換部37、38、39。切換部37在繞組31A與繞組31B之間進行切換。切換部38在繞組32A與繞組32B之間進行切換。切換部39在繞組33A與繞組33B之間進行切換。切換部37、38、39之動作由繞組切換控制部(以下稱為「切換控制部」)65進行控制。 　　[0050] 切換控制部65，係和控制量運算部60及故障檢測裝置70同樣，例如由MGECU、引擎ECU、混合ECU等構成。MGECU對MG130進行控制。引擎ECU對引擎20進行控制。混合ECU係對MGECU及引擎ECU進行控制的上位之ECU。當引擎20之旋轉速度Ne較規定旋轉速度慢之情況下，切換控制部65使切換部37、38、39動作，將與逆變器50連接的三相繞組切換為繞組31A、32A、33A。具體而言，當引擎20之旋轉速度Ne較規定旋轉速度慢之情況下，切換部37、38、39分別由繞組31B、32B、33B(第2組)切換至繞組31A、32A、33A(第1組)。當引擎20之旋轉速度Ne較規定旋轉速度快之情況下，切換控制部65使切換部37、38、39動作，將與逆變器50連接的三相繞組切換為繞組31B、32B、33B。具體而言，當引擎20之旋轉速度Ne較規定旋轉速度快之情況下，切換部37、38、39分別由繞組31A、32A、33A(第1組)切換至繞組31B、32B、33B(第2組)。 　　[0051] 記憶部71將MG130之正常時透過逆變器50的電力轉換時依據引擎20之運轉狀態進行控制的電壓相位(正常時之電壓相位控制量)，按照三相繞組之每一組進行記憶。具體而言，如圖10之例示般，記憶部71中係將MG130之正常時逆變器50中連接的繞組31A、32A、33A(第1組之三相繞組)之狀態中的電氣負載之大小與引擎20之旋轉速度Ne之快慢與逆變器50之電壓相位控制量之間的關係作為映射數據並記憶之。又，如圖11之例示般，記憶部71中係將MG130之正常時逆變器50中連接的繞組31B、32B、33B(第2組之三相繞組)之狀態中的電氣負載之大小與引擎20之旋轉速度Ne之快慢與逆變器50之電壓相位控制量之間的關係作為映射數據並記憶之。所記憶的數據係和第1實施形態同樣在MG130之正常時例如透過進行規定之實驗等所測定的值。映射數據諸係將電氣負載之值與引擎20之旋轉速度Ne之值與逆變器50之電壓相位控制量之值建立關聯對應。亦即，表示引擎運轉狀態的資訊，係包含補機80之電氣負載及引擎20之旋轉速度Ne。 　　[0052] 本實施形態中，故障判定部72如下確定執行圖4、6之例示的故障檢測處理時參照的正常時之電壓相位控制量。故障判定部72係對應於逆變器50所連接的三相繞組之組，從記憶部71所記憶的正常時之電壓相位控制量之數據之中確定參照數據。圖9係確定正常時之參照數據之處理順序的流程圖。該一連串之處理係由故障判定部72按照規定之週期重複執行。 　　[0053] 本實施形態之故障判定部72判定逆變器50所連接的三相繞組之組是否為切換前(步驟S41)。具體而言，故障判定部72判定三相繞組之組是否透過切換控制部65而由繞組31A、32A、33A(第1組)被切換為繞組31B、32B、33B(第2組)。當故障判定部72判定三相繞組之組為切換前之情況下(步驟S41：是)，將三相繞組之組的參照數據確定為切換前之正常時之電壓相位控制量(步驟S42)。亦即，在步驟S41之判定為肯定之情況下，故障判定部72係將記憶著MG130之正常時與逆變器50連接的繞組31A、32A、33A(第1組之三相繞組)之狀態中的電氣負載之大小與引擎20之旋轉速度Ne之快慢與逆變器50之電壓相位控制量之間的關係之數據(參照圖10)確定為參照數據。之後，故障判定部72一度結束(結束)該一連串之處理。 　　[0054] 另一方面，在步驟S41之判定處理中，若故障判定部72判定三相繞組之組並非切換前之情況下(步驟S41：否)，將三相繞組之組的參照數據確定為切換後之正常時之電壓相位控制量(步驟S43)。亦即，在步驟S41之判定為否定之情況下，故障判定部72將記憶著MG130之正常時逆變器50所連接的繞組31B、32B、33B(第2組之三相繞組)的狀態中的電氣負載之大小與引擎20之旋轉速度Ne之快慢與逆變器50之電壓相位控制量之關係的數據(參照圖11)確定為參照數據。之後，故障判定部72一度結束(結束)該一連串之處理。 　　[0055] 依據本實施形態，MG130具備繞組31A、32A、33A之第1組及繞組31B、32B、33B之第2組。MG130透過切換部37、38、39可以切換逆變器50所連接的三相繞組之組。於故障檢測裝置70之記憶部71按照三相繞組之每一組記憶著MG130之正常時逆變器50執行電力轉換時依據引擎20之運轉狀態進行控制的相位。故障檢測裝置70之故障判定部72，係對應於逆變器50所連接的三相繞組之組，從記憶部71所記憶的正常時之電壓相位控制量之數據之中，確定故障檢測處理時使用的參照數據。故障判定部72依據透過控制量運算部60控制的電力轉換時的相位與記憶部71所記憶的MG130之正常時之電力轉換時的相位之間的乖離量，來判定MG130之故障。據此，故障檢測裝置70可以按照MG130具備的三相繞組之每一組早期且正確地檢測出其之故障。 　　[0056] 又，第1及第2實施形態可以如下變更實施。 　　[0057] 第1及第2實施形態之變形例中，依據對引擎20之曲柄角進行檢測的曲柄角感測器之檢測值來運算引擎20之旋轉速度Ne亦可。又，作為顯示引擎20之運轉狀態的資訊，亦可以取代引擎20之旋轉速度Ne，改用對旋轉速度Ne進行運算處理後的值或引擎20具備的凸輪軸(未圖示)之旋轉速度等。 　　[0058] 第1實施形態之變形例中，故障判定部72自圖4之步驟S22或圖6之步驟S32之判定為肯定之時點起對計數器進行加算。故障判定部72以計數器值大於規定的計數器值為條件而確定MG30為異常。亦即，故障判定部72以圖4之步驟S22或圖6之步驟S32之判定在規定時間內為肯定作為條件而確定MG30為異常亦可。第2實施形態中，執行圖4、6之例示的故障檢測處理時參照的正常時之電壓相位控制量之數據，係對應於逆變器50所連接的三相繞組之組被切換。於此，第2實施形態之變形例中，故障判定部72按照三相繞組之每一組設定計數器亦可。依據此一構成，故障判定部72即使在計數器的計數中逆變器50所連接的三相繞組之組被切換之情況下，計數器值亦可以保持於切換前之計數器中。故障判定部72可以依據三相繞組之各組之計數器的計數器值檢測出三相繞組之每一組之斷線等。 　　[0059] 第1及第2實施形態中說明在MG30或MG130執行發電之情況下檢測MG30或MG130之故障的例。相對於此，本變形例中，透過直流電源40所供給的電力，由MG30或MG130來助推引擎20之驅動力之情況下，對MG30或MG130之故障進行檢測亦可。亦即，MG30或MG130執行驅動(動力運轉)之情況下，對MG30或MG130之故障進行檢測亦可。該情況下，作為圖2之超前/滯後相位控制之取代，控制量運算部60改為執行基於目標驅動轉矩的電壓相位控制量之超前/滯後相位控制。具體而言，MG30執行驅動之情況下，控制量運算部60將逆變器50之各相按轉子之旋轉角度(電氣角度)重複設為180°之期間導通(on)、180°之期間斷開(off)。稱呼此種控制為矩形波電壓控制。又，作為矩形波電壓控制之取代，控制量運算部60亦可以使用在轉子之旋轉角度(電氣角度)180°之間重複導通/斷開的正弦波驅動控制、過調變驅動控制或導通期間(on-period)為120°的120度通電控制。在目標驅動轉矩大於現在之MG30之驅動轉矩之情況下，控制量運算部60使電壓相位控制量成為超前相位。又，在目標驅動轉矩小於現在之MG30之驅動轉矩之情況下，控制量運算部60使電壓相位控制量成為滯後相位。又，本變形例中，事先測定以圖3之電氣負載取代電源電壓，以滯後相位量取代超前相位量而得之關係，並將測定結果記憶。控制量運算部60使用該測定結果執行圖4及圖6之至少一方之故障檢測處理亦可。 　　[0060] 馬達之轉矩T可由T=p･Φ･iq之計算式算出。p係磁極對數，Φ係感應電壓常數，iq係q軸電流。p、Φ為固定值。因此，轉矩T可以使用iq簡單地算出。iq可以透過參照根據電壓相位控制量、電源電壓、馬達旋轉速度而被事先設定的映射數據來取得。 　　[0061] 使用圖12之流程圖具體說明本變形例中的電壓相位控制量之超前/滯後相位控制。本變形例之控制量運算部60對電壓相位控制量設定初期值(步驟S51)。初期值係MG30或MG130之正常時之引擎20之怠速時的電壓相位控制量(怠速時之正常值)。 　　[0062] 接著，控制量運算部60判定目標轉矩是否大於現在之轉矩(步驟S52)。控制量運算部60判定目標轉矩大於現在之轉矩之情況下(步驟S52：是)，運算超前相位加算量(步驟S53)。超前相位加算量係使施加電壓Vu、Vv、Vw之相位超前磁極位置感測器信號之相位的量。本變形例中，將目標轉矩與現在之轉矩之差ΔT(ΔT=目標轉矩-現在轉矩)和超前相位加算量之間的關係事先設定於表格。亦即，本實施形態中，將設定有差ΔT與超前相位加算量之對應關係的映射數據，事先記憶於控制量運算部60所具備的記憶裝置。因此，控制量運算部60參照該表格並依據差ΔT來運算超前相位加算量。又，該表格可以對應於引擎20之旋轉速度Ne而設定。 　　[0063] 接著，控制量運算部60將超前相位加算量相加於步驟S51之處理所設定的電壓相位控制量，計算電壓相位控制量(步驟S54)。控制量運算部60一度結束(結束)該一連串之處理。 　　[0064] 另一方面，當控制量運算部60判定目標轉矩在現在之轉矩以下之情況下(步驟S52：否)，算出滯後相位加算量(步驟S55)。滯後相位加算量係使施加電壓Vu、Vv、Vw之相位滯後磁極位置感測器信號之相位的量。本變形例中，目標轉矩與現在之轉矩之差ΔT和滯後相位加算量之間之關係被事先記憶於表格。控制量運算部60參照該表格並依據差ΔT算出滯後相位加算量。又，該表格可以對應於引擎20之旋轉速度Ne被設定。 　　[0065] 接著，控制量運算部60由步驟S51之處理所設定的電壓相位控制量減去滯後相位加算量，算出電壓相位控制量(步驟S56)。控制量運算部60一度結束(結束)該一連串之處理。 　　[0066] 如以上之說明，本變形例中設想MG30或MG130執行驅動(動力運轉)之情況。該情況下，電源電壓低、而且，引擎20之旋轉速度Ne越快，逆變器50之電壓相位控制量越是超前。 　　[0067] 和MG30或MG130執行發電之情況同樣，本變形例中，故障檢測裝置70之故障判定部72依據圖4或圖6之流程圖之例示的處理順序對MG30或MG130之故障進行檢測。 　　[0068] 例如假設MG30之U相之繞組31發生斷線。據此，現在之轉矩變為小於目標轉矩，超前相位加算量增加。於此，超前相位加算量被加算於電壓相位控制量之初期值，電壓相位控制量增加。結果，實際之電壓相位控制量與正常時之電壓相位控制量之間的乖離量呈現增加。之後，實際之電壓相位控制量與正常時之電壓相位控制量之間的乖離量變為大於故障判定臨限值。據此，確定MG30為異常。故障判定旗標被設定為高位準(1)。 　　[0069] 三相旋轉電機執行發電時對三相旋轉電機之故障進行檢測的情況下，作為三相旋轉電機可以採用MG或交流發電機(alternator)。又，三相旋轉電機執行驅動(動力運轉)時對三相旋轉電機之故障進行檢測的情況下，三相旋轉電機可以採用MG或馬達。 　　[0070] 以上，說明本揭示之技術之實施形態，但本揭示之技術不限定於上述實施形態。本揭示之技術在不脫離本揭示之要旨之範圍內適用於各種之實施形態。 　　[0071] 例如作為其他實施形態[1]，當現在之電壓相位控制量與正常時之電壓相位控制量之間的乖離量大於故障判定臨限值(規定量)之情況下，故障判定部72對MG30之故障判定進行暫時判定並一度保留。接著，當電力轉換時所控制的相位與MG30之正常時之相位之間的乖離量之變化速度變為大於故障判定臨限值(規定速度)時，故障判定部72判定MG30為真故障亦可。 　　[0072] 記憶部71中記憶著MG30之正常時基於逆變器50的電力轉換時依據引擎20之運轉狀態被控制的電壓相位，和該電壓相位之變化速度。 　　[0073] 其他實施形態[1]中，依據該記憶部71所記憶的電壓相位及電壓相位之變化速度來確定上述故障判定臨限值。上述判定係依據圖4及圖6例示的流程圖之處理順序被執行。 　　[0074] 又，作為其他實施形態[2]，故障判定部72可以將上述其他實施形態[1]之暫時判定與真判定之執行順序相反。亦即，當乖離量之變化速度大於故障判定臨限值之情況下，故障判定部72將MG30之故障判定設為暫時判定並一度保留。當現在之電壓相位控制量與正常時之電壓相位控制量之間的乖離量大於故障判定臨限值時，故障判定部72判定MG30之故障為真故障亦可。 　　[0075] 其他實施形態[2]中，當乖離量之變化速度變大，瞬間大於故障判定臨限值時，故障判定部72並不立即確定MG30為異常。當現在之電壓相位控制量與正常時之電壓相位控制量之間的乖離量變為大於故障判定臨限值時，故障判定部72判定MG30之故障為真故障。因此，其他實施形態[2]中，可以進行更高精度的故障判定。 　　[0076] 據此，其他實施形態[2]中，可以抑制對乘客傳遞非故意性的異常，可以正確地檢測出旋轉電機之故障。

[0077]

10、110‧‧‧系統

20‧‧‧引擎

30、130‧‧‧MG

40‧‧‧直流電源

50‧‧‧逆變器

60‧‧‧電壓相位控制量運算部(相位控制部)

70‧‧‧故障檢測裝置

71‧‧‧記憶部

72‧‧‧故障判定部

[0011] 　　[圖1]表示第1實施形態之系統之概略的方塊圖。 　　[圖2]超前/滯後相位控制之處理順序的流程圖。 　　[圖3]表示正常時之引擎旋轉速度與電氣負載與電壓相位控制量之關係的映射數據(map data)。 　　[圖4]表示第1實施形態之故障檢測之處理順序的流程圖。 　　[圖5]表示故障檢測之一例的時序圖。 　　[圖6]表示故障檢測之變形例之處理順序的流程圖。 　　[圖7]表示故障檢測之其他例的時序圖。 　　[圖8]表示第2實施形態之系統之概略的方塊圖。 　　[圖9]表示正常時之參照數據決定之處理順序的流程圖。 　　[圖10]表示第1組之三相繞組連接時正常時之引擎旋轉速度與電氣負載與電壓相位控制量之關係的映射。 　　[圖11]表示第2組之三相繞組連接時正常時之引擎旋轉速度與電氣負載與電壓相位控制量之關係的映射。 　　[圖12]超前/滯後相位控制之變形例之處理順序的流程圖。

Claims (6)

1. 一種旋轉電機的故障檢測裝置，係適用於系統(10、110)之旋轉電機的故障檢測裝置(70)，該系統(10、110)具備： 　　引擎(20)； 　　旋轉電機(30、130)，與上述引擎連結成為可以傳遞動力； 　　直流電源(40)； 　　逆變器(50)，在上述旋轉電機與上述直流電源之間進行電力轉換；及 　　相位控制部(60)，依據上述引擎之運轉狀態對上述電力轉換時開啟/斷開上述逆變器之各相的相位進行控制； 　　該故障檢測裝置具備： 　　記憶部(71)，記憶著在上述旋轉電機之正常時，上述電力轉換時依據上述引擎之運轉狀態進行控制的上述相位； 　　故障判定部(72)，依據透過上述相位控制部進行控制的上述電力轉換時的上述相位，與上述記憶部所記憶的上述旋轉電機之正常時之上述電力轉換時的上述相位之間的乖離量，對上述旋轉電機之故障進行判定。
2. 如申請專利範圍第1項之旋轉電機的故障檢測裝置，其中 　　上述故障判定部， 　　係在上述乖離量大於規定量之情況下，判定上述旋轉電機故障。
3. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉電機的故障檢測裝置，其中 　　上述故障判定部， 　　係在上述乖離量之變化速度較規定的變化速度快之情況下，判定上述旋轉電機故障。
4. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉電機的故障檢測裝置，其中 　　上述旋轉電機(130)， 　　係具備複數組三相繞組之組(31A、32A、33A：31B、32B、33B)，可對與上述逆變器連接的上述三相繞組之組進行切換， 　　上述記憶部， 　　係按上述三相繞組之每一組記憶著上述旋轉電機之正常時上述電力轉換時根據上述引擎之運轉狀態進行控制的上述相位， 　　上述故障判定部， 　　係在與上述逆變器連接的上述三相繞組之組中，依據通過上述相位控制部進行控制的上述電力轉換時之上述相位，與上述記憶部所記憶的上述電力轉換時之上述相位之間的上述乖離量，來判定上述旋轉電機之故障。
5. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉電機的故障檢測裝置，其中 　　上述引擎之運轉狀態， 　　係包含上述引擎之旋轉速度。
6. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉電機的故障檢測裝置，其中 　　上述旋轉電機， 　　可以透過上述引擎傳遞的動力執行發電， 　　上述系統， 　　具備1個以上之補機(80)， 　　上述引擎之運轉狀態， 　　係包含上述補機之電氣負載。