專利名稱：電動機的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由直流電源經(jīng)由多相的變換器供給電力的電動機的控制裝置，所述多相的變換器中，包括開關(guān)元件及與該開關(guān)元件并聯(lián)連接的回流二極管的開關(guān)部設(shè)置在各相的臂的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)。
背景技術(shù)：
HEV (Hybrid Electrical Vehicle 混合動力電動機動車)通過內(nèi)燃機及/或電動機的驅(qū)動力而行駛。圖14是表示HEV的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。在圖14所示的HEV(以下簡稱為“車輛”)中，來自內(nèi)燃機(ENG) 107及/或電動機(MOT)IOl的驅(qū)動力經(jīng)由齒輪箱109及驅(qū)動軸151向驅(qū)動輪153傳遞。此外，在圖14所示的車輛中，電動機101的轉(zhuǎn)子與內(nèi)燃機 107的驅(qū)動軸直接連結(jié)。從而，當(dāng)內(nèi)燃機107運轉(zhuǎn)時，電動機101的轉(zhuǎn)子也旋轉(zhuǎn)。內(nèi)燃機107產(chǎn)生用于車輛行駛的驅(qū)動力(輸出轉(zhuǎn)矩)。發(fā)動機E⑶(ENG E⑶)117 控制內(nèi)燃機107的運轉(zhuǎn)。電動機101例如是三相交流電動機，產(chǎn)生用于車輛行駛的驅(qū)動力 (輸出轉(zhuǎn)矩)。電動機E⑶(MOT E⑶)119控制電動機101的動作。蓄電器(BATT) 103為直流電源，經(jīng)由變換器105向電動機101供給電力。需要說明的是，蓄電器103的輸出電壓為高電壓(例如100 200V)。變換器(INV) 105將來自蓄電器103的直流電流轉(zhuǎn)換成三相交流電流。變換器ECU(INV ECU) 111控制變換器105。離合器113根據(jù)來自管理E⑶115的指示，切斷或連接從內(nèi)燃機107及/或電動機 101至驅(qū)動輪153的驅(qū)動力的傳遞路徑。離合器113處于切斷狀態(tài)時不向驅(qū)動輪153傳遞驅(qū)動力，離合器113處于連接狀態(tài)時向驅(qū)動輪153傳遞驅(qū)動力。齒輪箱109是將來自內(nèi)燃機107及/或電動機101的驅(qū)動力轉(zhuǎn)換成所期望的變速比下的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩并向驅(qū)動軸151 傳遞的變速器。管理E⑶(MG E⑶)115進行對內(nèi)燃機107、電動機101及變換器105的控制、對離合器113的切斷連接指示以及對齒輪箱109的變速比的變更指示等。圖15是表示驅(qū)動設(shè)置在圖14所示的車輛上的電動機101的系統(tǒng)的框圖。如圖15 所示那樣，在變換器105中，與電動機101的各相(U相、V相、W相)對應(yīng)的臂lu、lv、lw在電源端子2a、2b之間與平滑電容器C并聯(lián)連接。臂lu、lv、lw的各中點分別與電動機101 的U相電樞Au、V相電樞Av、W相電樞Aw連接。在各臂的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)設(shè)有由IGBT或MOSFET等開關(guān)元件、與各開關(guān)元件并聯(lián)連接的回流二極管構(gòu)成的開關(guān)部。例如，在各臂的正極側(cè)設(shè)有由開關(guān)元件3a和回流二極管 4a構(gòu)成的開關(guān)部5a，在各臂的負(fù)極側(cè)設(shè)有由開關(guān)元件北和回流二極管4b構(gòu)成的開關(guān)部恥。設(shè)置在各臂的正極側(cè)的開關(guān)元件3a的集電極及回流二極管如的陰極與正極側(cè)的電源端子加連接。另一方面，設(shè)置在各臂的負(fù)極側(cè)的開關(guān)元件北的發(fā)射極及回流二極管4b的陽極與負(fù)極側(cè)的電源端子2b連接。此外，蓄電器103的正極經(jīng)由接觸器SW與正極側(cè)的電源端子加連接。各開關(guān)元件通過來自變換器E⑶111的控制信號來控制接通或斷開。在各開關(guān)元件的柵極端子連接有柵極電阻R，來自變換器ECUlll的控制信號經(jīng)由柵極電阻R向柵極端子輸入。若發(fā)生柵極電阻R的電阻值增大的故障，則開關(guān)元件的開關(guān)速度變慢，因此開關(guān)損耗變大，開關(guān)元件的溫度上升。其結(jié)果是，開關(guān)元件發(fā)生熱失控以致短路故障的可能性變高。進而，若繼續(xù)使用包括發(fā)生了短路故障的開關(guān)元件的變換器105，則流過比通常情況下大的電流，因此導(dǎo)致電動機101或三相線等的破損的可能性變高。從而，在專利文獻(xiàn)1所記載的發(fā)明中，為了防止變換器105發(fā)生短路故障時電動機101或三相線等的不良情況的產(chǎn)生，防止在變換器105中流過大電流。例如，在專利文獻(xiàn)1所記載的發(fā)明中，若U相電流流過的開關(guān)部恥的開關(guān)元件發(fā)生短路故障，則變換器ECUlll對設(shè)置在負(fù)極側(cè)的開關(guān)部恥的各開關(guān)元件進行接通控制，且對設(shè)置在正極側(cè)的開關(guān)部fe的各開關(guān)元件進行斷開控制。從而，電動機101的各相的電樞 Au、Av、Aw的變換器105側(cè)的一端實質(zhì)上成為相互短路的狀態(tài)。以下，將該狀態(tài)稱為“三相短路狀態(tài)”。另外，將使電動機101成為三相短路狀態(tài)的控制稱為“三相短路控制”。圖16 是表示在內(nèi)燃機107的驅(qū)動下三相短路狀態(tài)的電動機101的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的各相電流的波形的一例的圖。專利文獻(xiàn)1 日本特開2008-220045號公報在電動機101運轉(zhuǎn)時，變換器E⑶111對變換器105進行PWM控制，以使變換器105 的各臂的兩個開關(guān)元件3a、!3b不同時成為接通狀態(tài)(導(dǎo)通狀態(tài))。此時，若任一個開關(guān)部發(fā)生短路故障，則產(chǎn)生包括該短路故障狀態(tài)的開關(guān)部的臂的兩開關(guān)部fe、5b同時導(dǎo)通的狀態(tài)。電動機101運轉(zhuǎn)時，在蓄電器103與電動機101之間進行電力的供給與接受。從而，在包括短路故障狀態(tài)的開關(guān)部的臂的兩開關(guān)部如、恥流過大電流(短路電流)。在如上說明的專利文獻(xiàn)1所記載的發(fā)明中，若在電動機101運轉(zhuǎn)時變換器105中與任一相對應(yīng)的臂的正極側(cè)的開關(guān)部fe和負(fù)極側(cè)的開關(guān)部恥成為同時導(dǎo)通的狀態(tài)，則檢測到變換器105的短路故障。在圖14所示的車輛中，僅在來自內(nèi)燃機107的驅(qū)動力下行駛時，存在電動機 E⑶119完全不進行電動機101的控制的情況。此時，變換器E⑶111對變換器105的全部開關(guān)元件進行斷開控制，且打開設(shè)置在蓄電器103與正極側(cè)的電源端子加之間的接觸器SW。 在該狀態(tài)下，由于與任一相對應(yīng)的臂的兩開關(guān)部5ajb不會同時成為導(dǎo)通狀態(tài)，因此通過專利文獻(xiàn)1所記載的發(fā)明具有的短路檢測功能無法檢測出變換器105的短路故障。若變換器105處于短路故障狀態(tài)但沒有檢測出短路故障，則變換器ECUlll不進行上述的三相短路控制，因此最終電動機101或三相線等產(chǎn)生不良情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種即使在停止了電動機的控制的狀態(tài)下也能夠檢測變換器的短路故障的電動機的控制裝置。為了解決上述課題而達(dá)成所述目的，本發(fā)明的第一方面的電動機的控制裝置是從直流電源(例如，實施方式中的蓄電器103)經(jīng)由多相的變換器(例如，實施方式中的變換器201、20；3)供給電力的電動機(例如，實施方式中的電動機101)的控制裝置，所述多相的變換器中，包括開關(guān)元件(例如，實施方式中的開關(guān)元件3a、3b)及與該開關(guān)元件并聯(lián)連
5接的回流二極管(例如，實施方式中的回流二極管^、4b)的開關(guān)部(例如，實施方式中的開關(guān)部fe、5b)設(shè)置在各相的臂(例如，實施方式中的臂lu、lv、lw)的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)，所述電動機的控制裝置的特征在于，具備相電流檢測部(例如，實施方式中的相電流傳感器 401)，其檢測在所述變換器與所述電動機之間流動的各相電流；直流成分導(dǎo)出部(例如，實施方式中的直流成分導(dǎo)出部501)，其導(dǎo)出各相電流的直流成分；短路故障判斷部(例如，實施方式中的短路故障判斷部50 ，在所述直流成分導(dǎo)出部導(dǎo)出的相電流的直流成分中至少一個超過閾值的情況下，該短路故障判斷部判斷為所述變換器發(fā)生了短路故障。進而，本發(fā)明的第二方面所記載的電動機的控制裝置的特征在于，具備開關(guān)切換控制部(例如，實施方式中的三相短路控制部50 ，其對所述變換器所包括的開關(guān)元件中設(shè)置在正極側(cè)及負(fù)極側(cè)中的任一方的全部開關(guān)元件進行接通控制，且對設(shè)置在與被進行了接通控制的開關(guān)元件相反極側(cè)的全部開關(guān)元件進行斷開控制。進而，本發(fā)明的第三方面所記載的電動機的控制裝置的特征在于，具備電流檢測部(例如，實施方式中的電流檢測部kujevjewje)，其檢測在各相的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)設(shè)置的兩個開關(guān)元件中流動的電流，在由所述電流檢測部檢測出的電流值為閾值以上時，所述開關(guān)切換控制部對被接通控制著的極側(cè)的全部開關(guān)元件進行斷開控制，且對被斷開控制著的極側(cè)的全部開關(guān)元件進行接通控制。進而，本發(fā)明的第四方面所記載的電動機的控制裝置的特征在于，具備短路故障極性判斷部(例如，實施方式中的短路故障極性判斷部507)，在所述變換器所包括的全部開關(guān)元件被進行了斷開控制時，該故障極性判斷部根據(jù)在所述電動機中產(chǎn)生的反電動勢引起的各相電流的正負(fù)，來判斷發(fā)生了短路故障開關(guān)部的極性，所述開關(guān)切換控制部對所述變換器所包括的開關(guān)元件中設(shè)置在與由所述短路故障極性判斷部判斷出的極性相同極側(cè)的全部開關(guān)元件進行接通控制，且對設(shè)置在相反極側(cè)的全部開關(guān)元件進行斷開控制。進而，本發(fā)明的第五方面所記載的電動機的控制裝置是從直流電源(例如，實施方式中的蓄電器10 經(jīng)由三相的變換器(例如，實施方式中的變換器201、20；3)供給電力的電動機(例如，實施方式中的電動機101)的控制裝置，所述三相變換器中，包括開關(guān)元件 (例如，實施方式中的開關(guān)元件3a、3b)及與該開關(guān)元件并聯(lián)連接的回流二極管(例如，實施方式中的回流二極管^、4b)的開關(guān)部(例如，實施方式中的開關(guān)部如、5 設(shè)置在各相的臂(例如，實施方式中的臂lu、lv、lw)的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)，所述電動機的控制裝置的特征在于，具備相電流檢測部(例如，實施方式中的相電流傳感器401)，其由檢測在所述變換器與所述電動機之間流動的各相電流的三個傳感器構(gòu)成；直流成分導(dǎo)出部(例如，實施方式中的直流成分導(dǎo)出部501)，其導(dǎo)出各相電流的直流成分；短路故障判斷部(例如，實施方式中的短路故障判斷部50 ，在所述直流成分導(dǎo)出部導(dǎo)出的三相電流的直流成分中的至少兩個超過閾值的情況下，該短路故障判斷部判斷為所述變換器發(fā)生了短路故障。進而，本發(fā)明的第六方面所記載的電動機的控制裝置的特征在于，在所述三相電流的直流成分全部超過所述閾值的情況下，所述短路故障判斷部判斷為所述變換器發(fā)生了短路故障，在所述三相電流的直流成分中的兩個超過所述閾值的情況下，所述短路故障判斷部判斷為所述變換器發(fā)生了短路故障且構(gòu)成所述相電流檢測部的傳感器中的一個發(fā)生了故障。進而，本發(fā)明的第七方面所記載的電動機的控制裝置的特征在于，具備開關(guān)切換控制部，其對所述變換器所包括的開關(guān)元件中設(shè)置在正極側(cè)及負(fù)極側(cè)中的任一方的全部開關(guān)元件進行接通控制，且對設(shè)置在與被進行了接通控制的開關(guān)元件相反極側(cè)的全部開關(guān)元件進行斷開控制。進而，本發(fā)明的第八方面所記載的電動機的控制裝置的特征在于，具備電流檢測部，其對在各相的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)設(shè)置的兩個開關(guān)元件中流動的電流進行檢測，在由所述電流檢測部檢測出的電流值為閾值以上時，所述開關(guān)切換控制部對被接通控制著的極側(cè)的全部開關(guān)元件進行斷開控制，且對被斷開控制著的極側(cè)的全部開關(guān)元件進行接通控制。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的第一 第八方面所記載的電動機的控制裝置，即使在停止了電動機的控制的狀態(tài)下也能夠檢測變換器的短路故障。根據(jù)本發(fā)明的第二 第四方面及第七 第八方面所記載的電動機的控制裝置， 能夠?qū)﹄妱訖C進行三相短路控制。根據(jù)本發(fā)明的第三及第四方面以及第八方面所記載的電動機的控制裝置，能夠在發(fā)生了短路故障的開關(guān)部中不流過大電流的情況下對電動機進行三相短路控制。根據(jù)本發(fā)明的第六方面所記載的電動機的控制裝置，能夠可靠地檢測變換器的短路故障。


圖1是表示具備本發(fā)明所涉及的電動機的控制裝置的HEV的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是表示驅(qū)動設(shè)置在圖1所示的車輛上的電動機101的系統(tǒng)的框圖。圖3是表示電動機101產(chǎn)生反電動勢時設(shè)置在變換器201的臂Iu的負(fù)極側(cè)的開關(guān)部恥發(fā)生了短路故障的情況下的流過變換器201的各相電流的路徑、方向及大小的圖。圖4是表示圖3所示的各相電流的經(jīng)時變化的圖。圖5是表示圖3所示的各相電流及各相電流的直流成分的經(jīng)時變化的圖。圖6是表示在U相的負(fù)極側(cè)的開關(guān)部恥發(fā)生了短路故障的狀態(tài)下對正極側(cè)的全部開關(guān)元件3a進行接通控制時的相電流的路徑的圖。圖7是表示在U相的負(fù)極側(cè)的開關(guān)部恥發(fā)生了短路故障的狀態(tài)下與圖6相反地對負(fù)極側(cè)的全部開關(guān)元件北進行接通控制時的相電流的路徑的圖。圖8是表示變換器201發(fā)生短路故障時變換器ECU301進行三相短路控制時的各相電流的圖。圖9是表示包括其它方式的變換器203在內(nèi)的驅(qū)動電動機101的系統(tǒng)的框圖。圖10是表示包括其它方式的變換器ECU303在內(nèi)的驅(qū)動電動機101的系統(tǒng)的框圖。圖11是表示電動機101產(chǎn)生反電動勢時設(shè)置在變換器201的臂Iu的正極側(cè)的開關(guān)部fe發(fā)生了短路故障的情況下的流過變換器201的各相電流的路徑、方向及大小的圖。圖12是表示相電流傳感器401發(fā)生了故障的情況下的相電流的圖。圖13是表示其它方式的HEV的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖14是表示HEV的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖15是表示驅(qū)動設(shè)置在圖14所示的車輛上的電動機101的系統(tǒng)的框圖。
圖16是表示在內(nèi)燃機107的驅(qū)動下三相短路狀態(tài)的電動機101的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的各相電流的波形的一例的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，說明本發(fā)明的實施方式。HEV(Hybrid Electrical Vehicle 混合動力電動機動車)在內(nèi)燃機及/或電動機的驅(qū)動力下行駛。(第一實施方式)圖1是表示具備本發(fā)明所涉及的電動機的控制裝置的HEV的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。 圖1所示的HEV(以下簡稱為“車輛”)具備電動機(MOT)lOl、蓄電器(BATT)103、變換器(INV) 201、內(nèi)燃機(ENG) 107、管理 ECU(MG ECU) 115、發(fā)動機 ECU(ENG ECU) 117、電動機 ECU (MOT ECU) 119、變換器ECU (INV ECU) 301、相電流傳感器401、離合器113、齒輪箱109、驅(qū)動軸151、驅(qū)動輪153。需要說明的是，變換器201、變換器E⑶301及相電流傳感器401以外的結(jié)構(gòu)要素與設(shè)置在圖14的車輛上的對應(yīng)的各結(jié)構(gòu)要素相同。從而，在圖1中，對與圖14 共同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注同一參照符號。在圖1所示的車輛中，與圖14所示的車輛同樣，來自內(nèi)燃機107及/或電動機101 的驅(qū)動力經(jīng)由齒輪箱109及驅(qū)動軸151向驅(qū)動輪153傳遞。需要說明的是，在圖1所示的車輛中，電動機101的轉(zhuǎn)子與內(nèi)燃機107的驅(qū)動軸直接連結(jié)。從而，內(nèi)燃機107運轉(zhuǎn)時電動機101的轉(zhuǎn)子也旋轉(zhuǎn)。圖2是表示驅(qū)動設(shè)置在圖1所示的車輛上的電動機101的系統(tǒng)的框圖。電動機101 例如是三相交流電動機。蓄電器103為直流電源，經(jīng)由變換器201向電動機101供給電力。 此外，蓄電器103的輸出電壓為高電壓(例如100 200V)。變換器201將來自蓄電器103 的直流電流轉(zhuǎn)換成三相交流電流。另外，變換器201具有用于檢測流過各相的開關(guān)元件3a 及北的電流的電流檢測部Sm、Sev, Sew0電流檢測部Sm、Sev, Sew設(shè)置在負(fù)極側(cè)的電源端子2b與各開關(guān)部恥之間。表示由電流檢測部kujev、Sew檢測出的電流的信號被向變換器E⑶301發(fā)送。變換器E⑶301控制變換器201。本實施方式的變換器E⑶301如圖2所示那樣， 具有直流成分導(dǎo)出部501、短路故障判斷部503、三相短路控制部505。在后敘述各要素的動作的詳情。相電流傳感器401由檢測電動機101的各相電流的三個傳感器構(gòu)成。表示由相電流傳感器401檢測出的各相電流的信號被向變換器ECU301發(fā)送。圖2所示的變換器 201的電流檢測部Sm、Sev, kw、變換器E⑶301及相電流傳感器401以外的結(jié)構(gòu)要素與圖 15所示的各結(jié)構(gòu)要素相同。因此，在圖2中，也對與圖15相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注同一參照符號。以下，參照圖2說明本實施方式的變換器E⑶301進行的變換器201的控制。在由電動機E⑶119控制的電動機101運轉(zhuǎn)時，變換器E⑶301對變換器201進行PWM控制，以使變換器201的各臂的兩個開關(guān)元件3a、!3b不同時成為接通狀態(tài)(導(dǎo)通狀態(tài))。此外，電動機101運轉(zhuǎn)時，在蓄電器103與電動機101之間進行電力的供給與接受。另一方面，在電動機E⑶119完全不進行電動機101的控制時，變換器E⑶301對變換器201的全部開關(guān)元件進行斷開控制，且打開接觸器SW。
接下來，對圖1所示的車輛僅在來自內(nèi)燃機107的驅(qū)動力下行駛且完全不進行電動機101的控制時的電動機101的相電流(U相電流、V相電流、W相電流)進行說明。需要說明的是，如上述那樣，電動機101的轉(zhuǎn)子與內(nèi)燃機107的驅(qū)動軸直接連結(jié)。因此，內(nèi)燃機 107運轉(zhuǎn)時電動機101的轉(zhuǎn)子也旋轉(zhuǎn)。此時，在電動機101中產(chǎn)生反電動勢。變換器201處于正常狀態(tài)時，在變換器E⑶301的控制下，變換器201的全部開關(guān)元件處于斷開狀態(tài)。從而，即使因內(nèi)燃機107的運轉(zhuǎn)而在電動機101中產(chǎn)生了反電動勢，電動機101的各相電流也大致為0。另一方面，變換器201處于短路故障狀態(tài)時，電動機101的各相電流不會大致為0。 圖3是表示電動機101產(chǎn)生反電動勢時設(shè)置在變換器201的臂Iu的負(fù)極側(cè)的開關(guān)部恥發(fā)生了短路故障的情況下的某瞬間流過變換器201的各相電流的路徑、方向及大小的圖。另外，圖4是表示圖3所示的各相電流的經(jīng)時變化的圖。在開關(guān)部發(fā)生了短路故障的情況下， 因電動機101產(chǎn)生了反電動勢而流過相電流。需要說明的是，以從變換器201向電動機101 的相電流的方向為正，以從電動機101向變換器201的相電流的方向為負(fù)。如圖3及圖4所示那樣，設(shè)置在臂Iu的負(fù)極側(cè)的開關(guān)部恥發(fā)生了短路故障的情況下，在該開關(guān)部恥流過反電動勢引起的U相電流IU，在其它相的各開關(guān)部恥的回流二極管4b中流過相位分別與U相電流IU錯開正負(fù)120度的V相電流IV及W相電流IW。需要說明的是，如圖4所示那樣，U相電流IU的直流成分與V相電流IV及W相電流IW的各直流成分向相反的極性偏置。本實施方式的變換器ECU301根據(jù)此時的各相電流的特性，檢測變換器201的短路故障。表示由相電流傳感器401檢測出的各相電流的信號被向變換器ECU301發(fā)送。變換器ECU301的直流成分導(dǎo)出部501導(dǎo)出各相電流的直流成分值。需要說明的是，相電流的直流成分通過變換器ECU301算出相電流的平均值、有效值或中心值或者對相電流進行低通濾波處理而得到。如圖5所示那樣，在各直流成分值的絕對值中的至少一個超過閾值Ith 時，變換器ECU301的短路故障判斷部503判斷為變換器201發(fā)生了短路故障。變換器E⑶301檢測到變換器201的短路故障后，變換器E⑶301的三相短路控制部505對設(shè)置在變換器201的各臂的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)中的任一方的全部開關(guān)元件進行接通控制，對設(shè)置在相反極側(cè)的全部開關(guān)元件進行斷開控制。圖6是表示在U相的負(fù)極側(cè)的開關(guān)部恥發(fā)生了短路故障的狀態(tài)下對正極側(cè)的全部開關(guān)元件3a進行接通控制時的相電流的路徑的圖。由于被進行了接通控制的開關(guān)元件成為導(dǎo)通狀態(tài)，因此電動機101成為三相短路狀態(tài)。該控制的結(jié)果是，若由變換器201的電流檢測部ku、kv、Sew檢測出的電流全都為閾值以下，則變換器ECU301維持該的狀態(tài)。需要說明的是，此后也不會在發(fā)生了短路故障的開關(guān)部流過大電流。需要說明的是，在變換器E⑶301進行上述控制時，在任一相的開關(guān)元件3a及北中流動的電流依賴于平滑電容器C的電荷量。即，在發(fā)生了短路故障的開關(guān)部及設(shè)置在與該開關(guān)部相反極側(cè)的被進行了接通控制的開關(guān)元件中流過與平滑電容器C的電荷量相應(yīng)的電流。需要說明的是，當(dāng)通過內(nèi)燃機107的運轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的電動機101的轉(zhuǎn)速高時，蓄積在平滑電容器C中的電荷量多。進行上述控制的結(jié)果是，只要由電流檢測部％1!、^^、Sew檢測出的電流中的任一個超過閾值，則變換器ECU301的三相短路控制部505對此時被接通控制著的極側(cè)的全部開
9關(guān)元件進行斷開控制，且對相反極側(cè)的全部開關(guān)元件進行接通控制。圖7是表示在U相的負(fù)極側(cè)的開關(guān)部恥發(fā)生了短路故障的狀態(tài)下、與圖6相反地對負(fù)極側(cè)的全部開關(guān)元件北進行接通控制時的相電流的路徑的圖。變換器ECU301維持該狀態(tài)。在本實施方式的變換器E⑶301檢測到變換器201的短路故障后，變換器E⑶301 進行如上述說明那樣的三相短路控制，由此如圖8所示那樣，全部的相電流成為以O(shè)A為中心的波形。需要說明的是，也可以取代電流檢測部Sm、Sev, kw，而如圖9所示那樣，在設(shè)置于負(fù)極側(cè)的全部開關(guān)部恥與平滑電容器C之間設(shè)置電流檢測部Se。這種情況下，在變換器 E⑶301的三相短路控制部505對變換器203的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)中的任一方的全部開關(guān)元件進行接通控制時，若由電流檢測部義檢測出的電流為閾值以下，則變換器ECU301維持該狀態(tài)。然而，若由電流檢測部義檢測出的電流超過閾值，則變換器ECU301的三相短路控制部 505與先前說明同樣，對此時被接通控制著的極側(cè)的全部開關(guān)元件進行斷開控制，且對相反極側(cè)的全部開關(guān)元件進行接通控制。另外，在使用具有電流檢測功能的開關(guān)元件作為各相的開關(guān)元件3a及北的情況下，也可以取代電流檢測部ku、Sev, Sew或電流檢測部％，而利用各開關(guān)元件的電流檢測功能。另外，變換器ECU根據(jù)各相電流的特性來檢測變換器201、203的短路故障時，也可以判斷發(fā)生了短路故障的開關(guān)部在正極側(cè)或負(fù)極側(cè)。圖10是表示包括如下所述的變換器 ECU303在內(nèi)的驅(qū)動電動機101的系統(tǒng)的框圖，所述變換器ECU303具有判斷發(fā)生了短路故障的開關(guān)部在正極側(cè)或負(fù)極側(cè)的短路故障極性判斷部507。如上述那樣，表示由相電流傳感器 401檢測出的各相電流的信號被向變換器ECU303發(fā)送。變換器ECU303的短路故障極性判斷部507根據(jù)各相電流值的正負(fù)，判斷發(fā)生了短路故障開關(guān)部的極性。在負(fù)極側(cè)的開關(guān)部發(fā)生了短路故障的情況下，如圖3 圖5所示那樣，三個相電流中的兩個相電流(V相電流及W相電流)為正值，其余一個相電流(U相電流)為負(fù)值。反之，在正極側(cè)的開關(guān)部發(fā)生了短路故障的情況下，如圖11所示那樣，三個相電流中的兩個相電流(V相電流及W相電流)為負(fù)值，其余一個相電流(U相電流)為正值。因此，變換器 ECU303的短路故障極性判斷部507根據(jù)三個相電流中極性相同的兩個相電流為正或負(fù)，來判斷發(fā)生了短路故障開關(guān)部的極性。在變換器ECU303的短路故障極性判斷部507判斷出發(fā)生了短路故障開關(guān)部的極性的情況下，變換器ECU303的三相短路控制部505對設(shè)置在與發(fā)生了短路故障開關(guān)部的極性相同極側(cè)的開關(guān)元件進行接通控制，對設(shè)置在相反極側(cè)的開關(guān)元件進行斷開控制。此時， 不會在發(fā)生了短路故障的開關(guān)部流過大電流。從而，在這種情況下，不需要變換器E⑶303 的三相短路控制部505根據(jù)由電流檢測部Sm、Sev, Sew或％檢測出的電流來切換開關(guān)元件的接通或斷開控制。如以上所說明的那樣，根據(jù)本實施方式，若在車輛僅通過來自內(nèi)燃機107的驅(qū)動力行駛且完全不進行電動機101的控制時變換器201、203發(fā)生短路故障，則變換器E⑶301、 303根據(jù)來自相電流傳感器401的信號來檢測該短路故障。進而，變換器ECU301、303對變換器201、203的各開關(guān)元件進行接通或斷開控制，從而在發(fā)生了短路故障的開關(guān)部不流過大電流的情況下使電動機101成為三相短路狀態(tài)。這樣，根據(jù)本實施方式，即使在停止了電
10動機101的控制的狀態(tài)下也能夠檢測變換器201、203的短路故障而進行三相短路控制。(第二實施方式)第一實施方式的變換器E⑶301、303存在當(dāng)相電流傳感器401發(fā)生了故障時無法正確地檢測出變換器201、203的短路故障的可能性。例如，在相電流傳感器401發(fā)生了由相電流傳感器401檢測出的相電流值如圖12所示那樣固定為比圖4所示的閾值Ith大的值這樣的故障時，變換器E⑶301、303會誤判斷為變換器201、203發(fā)生了短路故障。先前說明的第一實施方式的變換器ECU301、303在三個相電流的各直流成分值的絕對值中的至少一個超過閾值Ith時，判斷為變換器201、203發(fā)生了短路故障。然而，第二實施方式的變換器ECU305根據(jù)對三個相電流的各直流成分值的絕對值與閾值Ith進行比較的結(jié)果是否符合以下所示的哪種情況，來判斷變換器201、203的短路故障。情況1 三個相電流的各直流成分值的絕對值全部超過閾值Ith。情況2 三個相電流的各直流成分值的絕對值中的兩個超過閾值Ith，其余一個為閾值Ith以下。情況3 三個相電流的各直流成分值的絕對值中的一個超過閾值Ith，其余兩個為閾值Ith以下。在比較結(jié)果符合情況1的情況下，變換器E⑶305判斷為，相電流傳感器401常，且變換器201、203發(fā)生了短路故障。之后，變換器E⑶305與第一實施方式同樣地對電動機 101進行三相短路控制。在比較結(jié)果符合情況2的情況下，變換器E⑶305判斷為變換器201、203發(fā)生了短路故障。此時，變換器ECU305判斷為，雖然變換器201、203發(fā)生了短路故障，但由于構(gòu)成相電流傳感器401的傳感器中的一個發(fā)生了故障，因此三個絕對值中的一個為閾值Ith以下。 需要說明的是，此時，也存在構(gòu)成相電流傳感器401的傳感器中的兩個發(fā)生了故障的可能性，但變換器ECU305視作變換器201、203發(fā)生了短路故障，而對電動機101進行三相短路控制。在比較結(jié)果符合情況3的情況下，變換器E⑶305判斷為變換器201、203沒有發(fā)生短路故障。此時，變換器ECU305判斷為，由于構(gòu)成相電流傳感器401的傳感器中的一個發(fā)生了故障，因此三個絕對值中的一個超過閾值Ith。這樣，本實施方式的變換器E⑶305鑒于相電流傳感器401的狀態(tài)來進行變換器 201,203的短路故障的判斷，因此能夠更加正確地檢測變換器201、203的短路故障。在上述說明的實施方式的圖1所示的車輛中，電動機101的轉(zhuǎn)子與內(nèi)燃機107的驅(qū)動軸直接連結(jié)。然而，也可以是圖13所示那樣的車輛，S卩，內(nèi)燃機107的驅(qū)動軸經(jīng)由離合器113而與齒輪箱109及驅(qū)動軸151連結(jié)，電動機101的驅(qū)動軸不經(jīng)由離合器113而與齒輪箱109及驅(qū)動軸151連結(jié)。參照詳細(xì)且特定的實施方式對本發(fā)明進行了說明，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，當(dāng)然可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下施加各種變更或修正。本申請基于2008年12月沈日提出申請的日本專利申請(日本特愿 2008-333639)，將其內(nèi)容作為參照而引入于此。符號說明101 電動機(MOT)
103 蓄電器(BATT)107 內(nèi)燃機(ENG)109 齒輪箱113 離合器115 管理 ECU (MG ECU)117 發(fā)動機 ECU(ENG ECU)119 電動機 ECU (MOT ECU)151 驅(qū)動軸153 驅(qū)動輪201、203 變換器(INV)301、303、305 變換器 ECU(INV ECU)401相電流傳感器501直流成分導(dǎo)出部503短路故障判斷部505三相短路控制部507短路故障極性判斷部Sff接觸器C平滑電容器IuUvUw 臂3a、3b 開關(guān)元件4a、4b回流二極管5a、5b 開關(guān)部Seu, Sev, Sew, Se 電流檢測部。
權(quán)利要求
1.一種電動機的控制裝置，其由直流電源經(jīng)由多相的變換器供給電力，所述多相的變換器中，包括開關(guān)元件及與該開關(guān)元件并聯(lián)連接的回流二極管的開關(guān)部設(shè)置在各相的臂的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)，所述電動機的控制裝置的特征在于，具備相電流檢測部，其檢測在所述變換器與所述電動機之間流動的各相電流；直流成分導(dǎo)出部，其導(dǎo)出各相電流的直流成分；短路故障判斷部，在所述直流成分導(dǎo)出部導(dǎo)出的相電流的直流成分中至少一個超過閾值的情況下，該短路故障判斷部判斷為所述變換器發(fā)生了短路故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機的控制裝置，其特征在于，具備開關(guān)切換控制部，其對所述變換器所包括的開關(guān)元件中設(shè)置在正極側(cè)及負(fù)極側(cè)中的任一方的全部開關(guān)元件進行接通控制，且對設(shè)置在與被進行了接通控制的開關(guān)元件相反極側(cè)的全部開關(guān)元件進行斷開控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機的控制裝置，其特征在于，具備電流檢測部，其對在各相的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)設(shè)置的兩個開關(guān)元件中流動的電流進行檢測，在由所述電流檢測部檢測出的電流值為閾值以上時，所述開關(guān)切換控制部對被接通控制著的極側(cè)的全部開關(guān)元件進行斷開控制，且對被斷開控制著的極側(cè)的全部開關(guān)元件進行接通控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機的控制裝置，其特征在于，具備短路故障極性判斷部，在所述變換器所包括的全部開關(guān)元件被進行了斷開控制時，該短路故障極性判斷部根據(jù)在所述電動機中產(chǎn)生的反電動勢引起的各相電流的正負(fù)， 來判斷發(fā)生了短路故障的開關(guān)部的極性，所述開關(guān)切換控制部對所述變換器所包括的開關(guān)元件中設(shè)置在與由所述短路故障極性判斷部判斷出的極性相同極側(cè)的全部開關(guān)元件進行接通控制，且對設(shè)置在相反極側(cè)的全部開關(guān)元件進行斷開控制。
5.一種電動機的控制裝置，其由直流電源經(jīng)由三相的變換器供給電力，所述三相的變換器中，包括開關(guān)元件及與該開關(guān)元件并聯(lián)連接的回流二極管的開關(guān)部設(shè)置在各相的臂的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)，所述電動機的控制裝置的特征在于，具備相電流檢測部，其由檢測在所述變換器與所述電動機之間流動的各相電流的三個傳感器構(gòu)成；直流成分導(dǎo)出部，其導(dǎo)出各相電流的直流成分；短路故障判斷部，在所述直流成分導(dǎo)出部導(dǎo)出的三相電流的直流成分中至少兩個超過閾值的情況下，該短路故障判斷部判斷為所述變換器發(fā)生了短路故障。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動機的控制裝置，其特征在于，在所述三相電流的直流成分全部超過所述閾值的情況下，所述短路故障判斷部判斷為所述變換器發(fā)生了短路故障，在所述三相電流的直流成分中的兩個超過所述閾值的情況下，所述短路故障判斷部判斷為所述變換器發(fā)生了短路故障且構(gòu)成所述相電流檢測部的傳感器中的一個發(fā)生了故障。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動機的控制裝置，其特征在于，具備開關(guān)切換控制部，其對所述變換器所包括的開關(guān)元件中設(shè)置在正極側(cè)及負(fù)極側(cè)中的任一方的全部開關(guān)元件進行接通控制，且對設(shè)置在與被進行了接通控制的開關(guān)元件相反極側(cè)的全部開關(guān)元件進行斷開控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動機的控制裝置，其特征在于，具備電流檢測部，其對在各相的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)設(shè)置的兩個開關(guān)元件中流動的電流進行檢測，在由所述電流檢測部檢測出的電流值為閾值以上時，所述開關(guān)切換控制部對被接通控制著的極側(cè)的全部開關(guān)元件進行斷開控制，且對被斷開控制著的極側(cè)的全部開關(guān)元件進行接通控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種從直流電源經(jīng)由多相的變換器供給電力的電動機的控制裝置，所述多相的變換器中，包括開關(guān)元件及與該開關(guān)元件并聯(lián)連接的回流二極管的開關(guān)部設(shè)置在各相的臂的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)，所述電動機的控制裝置具備相電流檢測部，其檢測在所述變換器與所述電動機之間流動的各相電流；直流成分導(dǎo)出部，其導(dǎo)出各相電流的直流成分；短路故障判斷部，在所述直流成分導(dǎo)出部導(dǎo)出的相電流的直流成分中至少一個超過閾值的情況下，該短路故障判斷部判斷為所述變換器發(fā)生了短路故障。從而，即使在停止了電動機的控制的狀態(tài)下也能夠檢測變換器的短路故障。
文檔編號B60L3/00GK102257724SQ20098015152
公開日2011年11月23日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者今井直樹, 安樂文雄, 檀上靖之, 藤田裕二 申請人:本田技研工業(yè)株式會社