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CN101485080A - 电机驱动装置 - Google Patents

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CN101485080A
CN101485080A CNA2007800249544A CN200780024954A CN101485080A CN 101485080 A CN101485080 A CN 101485080A CN A2007800249544 A CNA2007800249544 A CN A2007800249544A CN 200780024954 A CN200780024954 A CN 200780024954A CN 101485080 A CN101485080 A CN 101485080A
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Abstract

当U相(15)的上桥臂发生了短路故障时，使作为其相对桥臂的V相(16)以及W相(17)的下桥臂进行开关动作。当只有V相(16)的下桥臂导通时，由于形成从V相绕组到IGBT元件(Q6)的电机电流(Iu)的路径，因而返回发生了短路故障的相的电机电流(Iu)减小。并且，通过使发生短路故障的桥臂的相对桥臂进行开关动作，在电动发电机(MG2)上产生交流电流。因而，不用增加新的装置结构，就能够抑制流过发生短路故障的相的电流增加，继续驱动电动发电机(MG2)。结果，能够确保车辆的撤离行驶。

Description

电机驱动装置
技术领域
本发明涉及电机驱动装置，特别涉及当对电机进行驱动控制的驱动电路发生短路故障时能够继续使电机运转的电机驱动装置。
背景技术
最近，作为环保的汽车，受瞩目的有混合动力汽车以及电动汽车。混合动力汽车是除了以往的发动机之外，还增加直流电源、逆变器和由逆变器驱动的电机作为动力源的汽车。即，通过驱动发动机得到动力源，同时，将来自直流电源的直流电压由逆变器转换成交流电压，根据该转换得到的交流电压使电机旋转，由此得到动力源。
此外，电动汽车是将直流电源、逆变器和由逆变器驱动的电机作为动力源的汽车。
对于这种装载在混合动力汽车或者电动汽车上的电机驱动装置来说，一般当检测出构成逆变器的开关元件发生短路故障等异常时，停止逆变器的运转，防止由于在发生短路故障的开关元件上流过过大的电流而使该开关元件过热。
此时，连接在车辆的驱动轴的电机上产生对应于该转速的反电动势，因此当电机转速高时，可能出现由于受到高的反电动势而增大通过逆变器的电流的问题。因此，在某种车辆中，响应于检测出逆变器的异常的情况，将配置在驱动轴和电机之间的离合器断开，截断从驱动轴到电极的动力传递，车辆转入所谓的撤离行驶(limp mode)，此时车辆以离合器被断开的状态撤离到不妨碍其他的车辆或行人的场所。
然而，此时的撤离行驶由于没有给驱动轴提供动力，因此只依赖于作用在驱动轮的惯性力。因此，难以确保车辆能够可靠地撤离时所需的行驶距离。
因此，最近作为确保撤离行驶时所需的扭矩的技术，例如在日本专利文献特开2004-120883号公报中公开了当构成逆变器的开关元件发生了故障时也能够使三相交流电机继续运转的三相交流电机驱动用逆变器装置。
如上所述，三相交流电机驱动用逆变器装置包括：直流电源电路，包含对交流电源的输出进行整流的整流电路；逆变器电路，由各包括串联连接的两个半导体开关元件的第一～第三的桥臂电路并联连接来构成，将来自直流电源电路的直流电压转换为三相交流电压；PWM控制器，用于对逆变器电路进行PWM(脉宽调制)控制。所述三相交流电机驱动用逆变器装置用于驱动三相的励磁绕组星型连接的三相交流电机。
并且，在该逆变器装置中，直流电源电路具有对整流电路的输出电压进行等分并输出到中性点的分压电路，第一～第三桥臂电路分别具有由两个半导体开关元件的连接点构成的第一～第三输出点。在中性点和第一～第三输出点之间设置有中性点连接开关电路，用于选择性地连接中性点和第一～第三输出点中的任一个。
在上述结构中，当检测出构成逆变器电路的多个半导体开关元件的任一个发生了故障时，通过中性电连接开关电路连接包含发生了故障的半导体开关元件的桥臂电路的输出点和中性点。由此，三向交流电机的励磁绕组成为等同于完好的两相励磁绕组V型连接的状态。在此状态下，PWM控制器对包含在用于控制V型连接的两相励磁绕组中流过的电流的两个桥臂电路内的4个半导体开关元件进行PWM控制，生成三相平衡的输出电流，驱动交流电机。
并且，日本专利文献特开平9-23501号公报公开了一种电动车控制装置，当检测出用于分别检测流过三相电机的各相的电流的三个电流传感器、或者基于来自电流传感器的检测电流来检测执行反馈控制的电流控制电路中的任一个发生了异常时，用作为辅助电机控制部件的故障诊断电路来替代电机控制电路执行电机驱动控制。
如此，作为备用的电机驱动控制部件的故障诊断电路，装载有与构成原来的电机控制电路的微型计算机不同的备用微型计算机。
然而，根据上述的日本专利文献特开2004-120883号公报中的三相交流电机驱动用逆变器装置，为了在检测出半导体元件的故障之后也能够继续进行三相交流电极的运转，需要中性点连接开关电路，该电路用于将包含发生了短路故障的半导体开关元件的桥臂电路的输出点连接到直流电源电路的中性点。因此，逆变器装置不得不大型化。并且，会导致装置成本增加。
并且，在日本专利文献特开平9-23501号公报中的电车控制装置中，设置有与电流传感器等正常时和异常时分别对应的控制电路，因此与上述日本专利文献特开2004-120883号公报相同，存在装置的规模以及装置成本方面的问题。并且，在其它的专利文件中也没有公开仅根据现有的装置结构对发生短路故障的逆变器进行驱动控制的策略。
因此，本发明是为了解决相关的问题而开展的，其目的在于提供一种电机驱动装置，以简单且低廉的装置结构就能够确保当检测出了逆变器异常时的电机的安全性和输出性能。
发明内容
根据本发明，电机驱动装置，包括：三相交流电机；电源，设置为能够给第一以及第二电源线提供直流电力；电力变换装置，在第一以及第二电源线和三相交流电机之间进行电力变换；以及控制装置，控制电力变换装置以使得三相交流电机的输出与目标输出一致。电力变换装置包括分别连接在三相交流电机的第一相至第三相绕组上的第一至第三电路。第一至第三电路中的每一个都具有经由与所述三相交流电机的各相绕组的连接点串联连接的第一以及第二开关元件。控制装置包括：短路检测部，从第一至第三电路中检测出发生了短路故障的开关元件；电机驱动控制部，响应于短路检测部检测出发生了短路故障的开关元件的情况，通过经由连接点与发生了短路故障的开关元件相对配置的至少一个以上的开关元件进行开关动作，来控制流过所述三相交流电机的各相绕组的电流。
根据上述电机驱动装置，当第一至第三电路的一个或两个中发生了开关元件的短路故障时，通过使属于不包含该开关元件的正常的电路且构成与该开关元件所构成的桥臂不同的桥臂的开关元件进行开关动作，能够抑制流过发生了短路故障的电路的电流增加，同时继续驱动三相交流电机。因而，不用增加以往为应对短路故障而设置的中性点连接开关电路或辅助电机控制部件等，只以现有的装置结构就能够兼顾电机的安全性和输出性能。
优选的是，电机驱动控制部响应于所述第一电路的所述第一开关元件被检测出发生了短路故障的情况，通过所述第二以及第三电路的所述第二开关元件的开关动作，来控制流过所述三相交流电机的各相绕组的电流。
根据上述的电机驱动装置，当构成第一以及第三电路的任一个的开关元件发生短路故障时，通过使构成正常的剩余的两个电路的开关元件进行开关动作，能够抑制流过正常电路的电流增加，同时继续驱动三相交流电机。
优选的是，短路检测部基于流过三相交流电机的各相绕组的电流的振幅，检测出发生了短路故障的开关元件。
更加优选的是，短路检测部响应于流过三相交流电机的第一相绕组的电流超过三相交流电机的正常运转时的振幅向第一极性方向偏移的情况，判断出所述第一电路的第一开关元件发生了短路故障。
根据上述的电机驱动装置，可以简单地确定总计六个开关元件中发生短路故障的一个开关元件。结果，可以容易地选出要使其进行开关动作的开关元件继续驱动三相交流电机。
优选的是，电机驱动控制部响应于第一以及第二电路的第一开关元件被检测出发生了短路故障的情况，通过第三电路的第二开关元件的开关动作，来控制流过三相交流电机的各相绕组的电流。
优选的是，电机驱动控制部响应于第一电路的第一开关元件和第二电路的第二开关元件被检测出发生了短路故障的情况，通过第三电路的第一以及第二开关元件的开关动作，来控制流过三相交流电机(MG2)的各相绕组的电流。
根据上述的电机驱动装置，当构成第一至第三电路中的两个电路的开关元件发生了短路故障时，通过使构成正常的剩余的一个电路的开关元件进行开关动作，能够抑制流过正常电路的电流增加，同时继续驱动三相交流电机。因而，能够进一步提高发生短路故障时电机的输出性能。
优选的是，短路检测部基于三相交流电机的相间电压的振幅，检测出发生了短路故障的开关元件。
更加优选的是，短路检测部具有基于正常运转时的三相交流电机的相间电压的振幅而预先设定的预定的上限阈值以及下限阈值，基于三相交流电机的各相间电压的振幅和上限阈值以及下限阈值的大小关系，检测出发生了短路故障的开关元件。
根据上述的电机驱动装置，可以简单地确定最多六个发生了短路故障的开关元件。结果，可以容易地选出要使其进行开关动作的开关元件继续驱动三相交流电机。
优选的是，短路检测部基于构成每个第一至第三电路的第一以及第二开关元件的端子间电压，检测出发生了短路故障的开关元件。
根据上述的电机驱动装置，可以简单地确定最多六个发生了短路故障的开关元件。结果，可以容易地选出要使其进行开关动作的开关元件继续驱动三相交流电机。
优选的是，三相交流电机被连接至车辆的驱动轴。
根据上述的电机驱动装置，即使在构成驱动电路的开关元件发生了短路故障时，也可以仅以现有的装置结构就能够继续驱动三相交流电机，确保车辆的撤离行驶。结果，可以简单且低廉地实现可靠性高的车辆。
根据本发明，以简单且低廉的装置结构能够确保检测出逆变器异常时电机的安全性和输出性能。结果，在装载有本发明的电机驱动装置的车辆中，也能够简单且低廉地确保撤离行驶时的行驶性能，提高其可靠性。
附图说明
图1是示出本发明实施方式1的车辆的电动发电机控制相关结构的框图；
图2是根据本发明实施方式1的电机驱动装置的简要电路图；
图3是图2的控制装置的功能模块图；
图4是用于说明确定逆变器的发生短路故障的桥臂的方法的图；
图5是示出流过发生短路故障的U相的电机电流的输出波形的图；
图6是示出流过发生短路故障的多个相的电机电流的输出波形的图；
图7是用于说明电动发电机的驱动控制的图；
图8是用于说明电动发电机的驱动控制的图；
图9是用于使U相的上桥臂的相对桥臂进行开关动作的控制信号的时序图；
图10是示出当U相的上桥臂发生了短路故障时分别流过V相以及W相的电机电流的输出波形的图；
图11是示出根据本发明的电机驱动控制流过各相的电机电流的输出波形的图；
图12是用于说明根据本发明实施方式1的电机驱动控制的流程图；
图13是根据本发明实施方式2的电机驱动装置的简要框图；
图14是图13的控制装置的功能模块图；
图15是用于说明电动发电机的各相间电压的定义的图；
图16是示出当W相的上桥臂发生短路故障时各相间电压的输出波形；
图17是示出电动发电机的各相间电压的波形图和发生短路故障的相以及发生短路故障的桥臂之间的关系的图；
图18是示出多个相发生短路故障时电动发电机的各相间电压的输出波形的图；
图19是示出电动发电机的各相间电压的波形图和发生短路故障的相以及发生短路故障的桥臂之间的关系的图；
图20是示出电动发电机的各相间电压的波形图和发生短路故障的相以及发生短路故障的桥臂之间的关系的图；
图21是用于说明根据本发明的实施方式2的变形例确定短路位置的方法的图；
图22是用于说明电动发电机的驱动控制的图；
图23是示出用于使作为U相以及V相的上桥臂的相对桥臂的W相的下桥臂进行开关动作的控制信号的时序图；
图24是用于说明根据本发明的实施方式3进行的电机驱动控制的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。图中相同的符号表示相同或者相当的部分。
[实施方式1]
图1是示出与本发明实施方式1的车辆的电动发电机控制相关的结构的框图。
参照图1，车辆包括：发动机ENG、电池B、驱动桥50、对电动发动机MG1、MG2进行控制的功率控制单元(Power Control Unit：PCU)20、驱动轴52、车轮54、控制装置30。
发动机ENG将汽油等燃料的燃烧能量作为来源而产生驱动动力。电池B给功率控制单元20提供电力。电池B由可充电的二次电池构成，代表性的有镍氢电池、锂离子电池、大容量的电容器(电容)等。
驱动桥50具有将变速箱和车轴连成一体的构造，包括：动力分配机构PSD、减速器RD、差动齿轮(DG)53、电动发电机MG1、电动发电机MG2、离合器51。
功率控制单元20将由电池B提供的直流电力转换成交流电力输出到电动发电机MG2。或者，功率控制单元20将由电动发电机MG1、MG2提供的交流电力转换成直流电力输出到电池B。
动力分配机构PSD能够将通过发动机ENG产生的驱动力分配到经由减速器RD以及DG传送到用于驱动车轮54的驱动轴52的路径和传送到电动发电机MG1的路径。
各个电动发电机MG1、MG2都可以既具有作为发电机的功能也具有作为电动机的功能，但是由于电动发电机MG1大致作为发电机动作的情况比较多而被称作“发电机”，由于电动发电机MG2主要作为电动机动作而被称作“电动机”。
经由动力分配机构PSD传送的来自发动机ENG的驱动力使电动发电机MG1旋转而发电。由电动发电机MG1的发电电力提供给功率控制单元20，作为电池B的充电电力或者电动发电机MG2的驱动电力使用。
电动发电机MG2被功率控制单元20提供的交流电力旋转驱动。由电动发电机MG2产生的驱动力经由离合器51、减速器RD以及DG53被传送到驱动轴52。离合器51由油压离合器以及电磁离合器等构成，以与来自控制装置30的控制指令对应的扭矩传递率将电动发电机MG2的输出扭矩经由减速器RD以及DG53传送到车轮54。
并且，在再生制动动作时随着车轮54的减速而致使电动发电机MG2被旋转的情况下，电动发电机MG2产生的电动势(交流电力)被提供给功率控制单元20。此时，功率控制单元20将被提供的交流电力转换成直流电力输出到电池B，由此电池B被充电。
图2是本实施方式的电机驱动装置的简要电路图。
参照图2，电机驱动装置100包括：电池B、电压传感器10、13、系统继电器SR1、SR2、电容器C1、C2、升压变换器12、逆变器14、31、电流传感器24、28、控制装置30。在图2中分别对应于电动发电机MG1、MG2设置的逆变器14、31和设置为由逆变器14、31共用的升压变换器1构成图1中的功率控制单元20。
电动发电机MG1、MG2由三相交流同步电动机构成，通过电池B储蓄的电力以及发动机ENG的驱动力而被驱动。电动发电机MG2是用于产生用以驱动车辆的驱动轮的扭矩的驱动电机。电动发电机MG1具有被发动机ENG驱动的发电机的功能，并且对于发动机ENG作为电动机动作，例如可以启动发动机ENG。
升压变换器12包括电抗器L1、IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管)元件Q1、Q2、二极管D1、D2。
电抗器L1的一端与电池B的电源线连接，另一端与IGBT元件Q1和IGBT元件Q2的中间点连接，即连接在IGBT元件Q1的发射极和IGBT元件Q2的集电极之间。
IGBT元件Q1、Q2串联连接在电源线VL和地线SL之间。IGBT元件Q1的集电极与电源线VL连接，IGBT元件Q2的发射极与地线SL连接。并且，每个IGBT元件Q1、Q2的发射极和集电极之间分别配置有使电流从发射极侧流向集电极侧的二极管D1、D2。
逆变器14将升压变换器12所输出的直流电压转换成三相交流输出给驱动车轮54的电动发电机MG2。并且，逆变器14随着再生制动而将由电动发电机MG2发电产生的电力送回升压变换器12。此时，控制装置30控制升压变换器12以使其作为降压电路工作。
逆变器14由U相15、V相16、W相17构成。U相15、V相16以及W相17并列地设置在电源线VL和地线SL之间。
U相15由串联连接的IGBT元件Q3、Q4构成。V相16由串联连接的IGBT元件Q5、Q6构成。W相17由串联连接的IGBT元件Q7、Q8构成。并且，每个IGBT元件Q3～Q8的集电极和发射极之间分别连接有使电流从发射极侧流向集电极侧的二极管D3～D8。
各相的中间点与电动发电机MG2的各相绕组的各相端连接。即，电动发电机MG2为三相的永磁电机，U、V、W相的三个绕组的一端共同连接在中点。U相绕组的另一端连接在IGBT元件Q3、Q4的中间点，V相绕组的另一端连接在IGBT元件Q5、Q6的中间点，W相绕组的另一端连接在IGBT元件Q7、Q8的中间点。分别包含在升压变换器12以及逆变器14中的开关元件不限于IGBT元件Q1～Q8，也可以由MOSFET等其他的功率元件构成。
电流传感器24检测出流过电动发电机MG2的电流MCRT2(Iu、Iv、Iw)，输出到控制装置30。
逆变器31与逆变器14并列地连接到升压变换器12。逆变器31将升压变换器12所输出的直流电压转换成三相交流输出到电动发电机MG1。逆变器31将由升压变换器12升压的直流电压转换成三相交流输出到电动发电机MG1。逆变器31接收由升压变换器12所升压的电压来驱动电动发电机，例如用于启动发动机ENG。
并且，逆变器31根据从发动机ENG的曲轴传送来的转矩将由电动发电机MG1所发电的电力送回升压变换器12。此时，控制装置30控制升压变换器12以使其作为降压电路工作。
逆变器31的内部结构虽然没有图示，但与逆变器14相同，因此具体的说明不再重复。电流传感器28检测流过电动发电机MG1的电流并将其输出到控制装置30。
如图1所示，离合器51配置在电动发电机MG2的转轴和减速器RD(没有图示)之间。离合器51根据来自控制装置30的控制指令，将电动发电机MG2的转轴与驱动轴52连接/断开。
电池B为可充放电的二次电池，例如由镍氢或者锂离子等构成。并且，也可以用二次电池以外的可充放电的蓄电池例如电容器来替代电池B。电压传感器10检测电池B所输出的直流电压Vb，将检测出的直流电压Vb输出到控制装置30。
系统继电器SR1、SR2根据来自控制装置30的信号SE被导通(on)/截止(off)。
电容C1对电池B提供的直流电压Vb进行平滑，将该进行了平滑的直流电压Vb输出到升压变换器12。
升压变换器12将电池B提供的直流电压Vb进行升压后提供给电容C2。更加具体来说，当接收到来自控制装置30的信号PWMC时，升压变换器12基于IGBT元件Q2被信号PWMC导通的期间将直流电压升压并提供给电容C2。
并且，当接收到来自控制装置30的信号PWMC时，升压变换器12将从逆变器14(或者31)经由电容C2提供的直流电压降压，对电池B进行充电。
电容C2对来自升压变换器12的直流电压进行平滑，将该平滑后的直流电压提供给逆变器14、31。电压传感器13检测出电容C2两端的电压、即升压变换器12的输出电压Vm(与输入到逆变器14、31的电压相当，以下相同)，将检测出的该输出电压Vm输出到控制装置30。
当电容C2提供直流电压时，逆变器14基于来自控制装置30的信号DRV2将直流电压转换成交流电压来驱动电动发电机MG2。由此，驱动电动发电机MG2使其产生由扭矩指令值TR2指定的要求扭矩。并且，在装载了电机驱动装置100的混合动力汽车或者电动汽车的再生制动时，逆变器14将电动发电机MG2所发电的交流电压基于来自控制装置30的信号DRV2转换成直流电压，将转换后的直流电压经由电容C2提供给升压变换器12。
当电容C2提供直流电压时，逆变器31基于来自控制装置30的信号DRV1将直流电压转换成交流电压来驱动电动发电机MG1。由此，驱动电动发电机MG1使其产生由扭矩指令值TR1指定的要求扭矩。并且，在装载了电机驱动装置100的混合动力汽车或者电动汽车的再生制动时，逆变器14基于来自控制装置30的信号DRV1将电动发电机MG1所发电的交流电压转换成直流电压，将转换后的直流电压经由电容C2提供给升压变换器12。
在这里所述的再生制动包括：由于驾驶混合动力汽车或者电动汽车的驾驶员脚刹操作而发生的、伴随着再生发电的制动；和没有进行脚刹操作而是通过在行驶中关掉加速踏板来进行再生发电的同时减速(或者停止加速)的情况。
控制装置30从设置在外部的ECU(Electric Control Unit：)接收扭矩指令值TR1、TR2以及电机转速MRN1、MRN2，从电压传感器13接收输出电压Vm，从电压传感器10接收输出电压Vb，从电流传感器24接收电机电流MCRT1、MCRT2。并且，控制装置30基于输出电压Vm、扭矩指令值TR2以及电机电流MCRT2，根据后述的方法，生成在逆变器14驱动电动发电机MG2时用于对逆变器14的IGBT元件Q3～Q8进行开关控制的信号DRV2，将该生成的信号DRV2输出到逆变器14。
并且，控制装置30基于输出电压Vm、扭矩指令值TR1以及电机电流MCRT1，根据后述的方法，生成在逆变器31驱动电动发电机MG1时用于对逆变器31的IGBT元件Q3～Q8进行开关控制的信号DRV1，将该生成的信号DRV1输出到逆变器31。
另外，当逆变器14(或者31)驱动电动发电机MG2(或者MG1)时，控制装置30基于直流电压Vb、输出电压Vm、扭矩指令值TR2(或者TR1)以及电机转速MRN2(或者MRN1)，根据后述的方法，生成用于对升压变换器12的IGBT元件Q1、Q2进行开关控制的信号PWMC，将该生成的信号PWMC输出到升压变换器12。
控制装置30生成用于导通/截止系统继电器SR1、SR2的SE信号，输出到系统继电器SR1、SR2。
图3是图2的控制装置30的功能模块图。
参照图3，控制装置30作为逆变器14的控制部件包括：电机控制用相电压计算部32、逆变器用驱动信号变换部34、逆变器异常检测部36、短路位置检测部38、动力传递控制部42。虽然省略了图示，但是控制装置30还包括逆变器31以及升压变换器12的控制部件。
电机控制用相电压计算部32从电压传感器13接收逆变器14的输入电压Vm，从电流传感器24接收流过电动发电机MG2的各相的电机电流Iu、Iv、Iw，从外部ECU接收扭矩指令值TR2。然后，电机控制用相电压计算部32基于这些输入信号计算施加在电动发电机MG2的各相绕组上的电压操作量(下面称为电压指令)Vu*、Vv*、Vw*，将计算结果输出到逆变器用驱动信号变换部34。
逆变器用驱动信号变换部34基于来自电机控制用电压计算部32的各相绕组的电压指令Vu*、Vv*、Vw*，生成实际上使逆变器14的各IGBT元件Q3～Q8导通/截止的信号DRV2，将该生成的信号DRV2输出到各IGBT元件Q3～Q8。
由此，各IGBT元件Q3～Q8被开关控制，对流过电动发电机MG2的各相的电流进行控制，使得电动发电机MG2输出被指定的扭矩。由此，控制电机驱动电流MCRT2，输出对应于扭矩指令值TR2的电机扭矩。
逆变器异常检测部36检测当进行电动发电机MG2的驱动控制时在逆变器14上发生的异常。对逆变器14的异常检测基于例如内置于逆变器14的各IGBT元件Q3～Q8中的电流传感器的检测值来进行。此时，逆变器异常检测部36响应于在电流传感器检测值的任一个中检测出了过电流的情况，判断为是由于IGBT元件Q3～Q8的短路故障而发生的异常，生成表示该判断结果的FINV。然后，逆变器异常检测部36将该生成的信号FINV输出到短路位置检测部38以及逆变器用驱动信号变换部34。
逆变器14的异常检测也可以基于内置在各IGBT元件Q3～Q8中的温度传感器的检测值进行。此时，响应于温度传感器的检测值的任一个为高温、并检测出IGBT元件过热的情况，判断为是由于IGBT元件Q3～Q8的短路故障而发生的异常。
在接收到来自逆变器异常检测部36的FINV后，短路位置检测部38基于来自电流传感器24的电机电流Iu、Iv、Iw确定发生短路故障的IGBT元件。短路位置检测部38根据后述的方法确定发生了短路故障的相和该相中发生了短路故障的桥臂(上桥臂以及下桥臂中的任一个)。然后，短路位置检测部38生成表示该确定的短路位置的信号DE，将该信号DE输出到动力传递控制部42以及逆变器用驱动信号变化部34。
在接收到来自短路位置检测部38的信号DE后，动力传递控制部42断开离合器51，截断电动发电机MG2和驱动轴52之间的动力传递。这是为了避免由于电动发电机MG2受到来自车轮54的动力传递而高速旋转，产生大的反电动势，增加电机驱动电流。因此，动力传递控制部42可以有意地断开离合器51来立即降低电机转速。
如后所述，一旦电机转速MRN2降低到了预定值以下，则动力传递控制部42重新连接离合器51。由此，车辆以电动发电机MG2为驱动动力源而进行撤离行驶。
此时，逆变器用驱动信号变换部34在检测出逆变器14的异常后，基于从电机控制用相电压计算部32接收的各相绕组的电压指令Vu*、Vv*、Vw*以及从短路位置检测部38接收的信号DE，生成用于对逆变器14的各IGBT元件Q3～Q8进行开关控制的信号DRV2，将该生成的信号DRV2输出到逆变器14。结果，逆变器14在发生短路故障后也能继续进行电动发电机MG2的驱动控制，从而能够确保车辆的撤离行驶。
如后所述，生成逆变器14短路故障时的信号DRV2，使与发生短路故障的桥臂所属的相不同的相进行开关动作，使发生短路故障的桥臂的IGBT元件上不流过过电流。由此，能够保护逆变器14不过热的同时使车辆撤离到安全的地方。
如上所述，根据本发明的电机驱动装置100的第一个特征在于，响应于检测到逆变器14的异常，从构成逆变器14的三相15～17中确定发生了短路故障的桥臂。
电机驱动装置100的第二个特征在于，在检测出逆变器14的异常后，通过对发生短路故障的桥臂所属的相以外的相进行开关控制，继续驱动电动发电机MG2。
根据这些特征，装载了电机驱动装置100的车辆能够防止逆变器14过热的同时确保撤离行驶。下面，对上述的第一以及第二特征进行详细说明。
首先，说明作为本发明的第一特征的、确定逆变器14的发生短路故障的桥臂的方法。
图4用于说明确定逆变器14的发生短路故障的桥臂的方法的图。
参照图4，假设在构成逆变器14的三相15～17中，U相15的上桥臂(即，IGBT元件Q3)发生了短路故障。
此时，响应于通过内置在IGBT元件Q3中的电流传感器检测出过电流的情况，逆变器异常检测部36将信号FINV输出到逆变器用驱动信号变换部34，停止逆变器14的运转。然而，此时电动发电机MG2由于受到驱动轮54的旋转而还在旋转，因此电动发电机MG2上产生对应于该转速的反电动势。因此，在发生短路故障的逆变器14的U相15上会诱发过大的短路电流。
详细地说，如图所示，当由于IGBT元件Q3的短路而使得逆变器14的电源线VL与U相15的中间点导通时，以电源线VL～U相15的中间点～电动发电机MG的U相绕组为路径流过电机电流Iu。然后，U相电机电流Iu在电动发电机MG2的中点分别流向V相绕组～V相16的中间点～二极管D5～电源线VL的第一路径Rt1、和W相绕组～W相17的中间点～二极管D7～电源线VL的第二路径Rt2。
即，在三相15～17中发生了短路故障的U相15的上桥臂和V以及W相16、17的二极管D5、D7之间，经由电动发电机MG2形成了闭合回路。并且，在该闭合回路中三相电机电流Iu、Iv、Iw之间，满足式(1)的关系。
|Iu|＝|Iv|+|Iw|                 (1)
根据上式，如图5所示，发生了短路故障的U相15上流过电流值相当于正常运转时大约两倍的过大的短路电流。
图5是示出流过发生短路故障的U相15的电机电流Iu的输出波形的图。
由图5可看出，电机电流Iu在正常运转时表现出具有固定振幅(振幅A)的交流波形。没有图示的电机电流Iv、Iw也具有相同的振幅A的交流波形，分别对于电机电流Iu具有+120°或者-120°的相位差。
与此相对，在发生了短路故障之后，如上所述，电机电流Iu相当于电机电流Iv和电机电流Iw的和，如图所示成为向高电流侧偏移的电流波形。此时的偏移值的绝对值是超过正常运转时的振幅A的值。
因此，本发明的实施方式是一种对于由电流传感器24检测出的各个电机电流Iu、Iv、Iw检测偏移值、判断该被检测出的偏移值的绝对值是否超过正常运转时的振幅A的结构。根据本结构，响应于判断出电机电流Iu、Iv、Iw中任一个的偏移值的绝对值超过振幅A的情况，检测为与该电机电流对应的相发生短路故障。
并且，在基于偏移值和振幅A的大小关系检测出发生短路故障的相后，再基于偏移值的极性从该相中确定发生短路故障的桥臂。
详细地说，当将电机电流从逆变器14的各相15～17流向电动发电机MG2的方向设为正方向并从电动发电机MG2流向各相15～17的方向设为负方向时，响应于电机电流Iu、Iv、Iw的电流值往正方向增加、即偏移值的极性为正的情况，判断为上桥臂发生了短路故障。另一方面，响应于电机电流Iu、Iv、Iw的电流值往负方向增加、即偏移值的极性为负的情况，判断为下桥臂发生了短路故障。
如上所述，通过电流传感器24检测出流过各相绕组的电机电流Iu、Iv、Iw，从该检测值检测出相对于正常运转时的电流波形的偏移值的绝对值以及极性，由此能够确定发生短路故障的桥臂。
在逆变器14中发生短路故障的模式除了图4所示三相中只有一相发生了短路故障的情况之外，还有两相或三相发生了短路故障的情况。然而，如图6所示，在两相或三相发生了短路故障的情况下，由电流传感器24检测出的电机电流的偏移值的绝对值相对比图5所示的一相发生短路故障时小，并且小于正常运转时的振幅A，因此能够与一相发生了短路故障的情况区别开。
其次，对作为本发明的第二特征的、检测逆变器的异常之后的电动发电机MG2的驱动控制进行说明。
图7以及图8是用于说明电动发电机MG2的驱动控制的图。图7以及图8与图4一样以U相15上的桥臂(IGBT元件Q3)发生了短路故障为前提。
参照图7以及图8，当U相15的上桥臂发生了短路故障时，通过使V相16的下桥臂(IGBT元件Q6)以及W相17的下桥臂(IGBT元件Q8)进行开关动作来驱动电动发电机MG。
被进行开关控制的V相16的下桥臂以及W相17的下桥臂属于与发生短路故障的U相15不同的正常的相，并且与U相15的上桥臂的位置关系是夹着各相15～17的中间点相对。本发明将如上所述的属于与发生短路故障的相不同的相、并且与发生了短路故障的桥臂的位置关系是夹着各相15～17的中间点而相对的桥臂称为“相对桥臂”。
详细地说，如图7所示，在只导通V相16的下桥臂(IGBT元件Q6)的状态下，电机电流Iu的路径从电动发电机MG的V相绕组经由二极管D5到达电源线VL的路径Rt1被切换为从V相绕组经由IGBT元件Q6到达接地线GL的路径Rt10。因此，在U相15的上桥臂和V以及W相16、17的二极管D5、D7之间形成的闭合回路中，只有流过二极管D7的电机电流Iw被送回。结果，电机电流Iu减小。
对于图8也相同，在只导通W相17的下桥臂(IGBT元件Q8)的状态下，电机电流Iu的路径从电动发电机MG2的W相绕组经由二极管D7到达电源线VL的路径Rt2被切换为从W相绕组经由IGBT元件Q8到达接地线GL的路径Rt12。由此，在U相15的上桥臂和V以及W相16、17的二极管D5、D7之间形成的闭合回路中，只有流过二极管D5的电机电流Iv被送回，因此电机电流Iu减小。
图9是用于使U相的上桥臂的相对桥臂、即V相16的下桥臂以及W相17的下桥臂进行开关动作的控制信号的时序图。
如图9所示，V相16的下桥臂和W相17的下桥臂以预定的占空比导通/截止。由此，通过导通/截止V相16的下桥臂和W相17的下桥臂，在各相16、17的中间点上产生具有预定的占空比的矩形的、在电源电压和接地电压之间变换的电压波形。结果，电动发电机MG2上流过连续的交流电流。
在如图9所示的开关动作中，V相16的下桥臂和W相17的下桥臂一起被串联连接在与电源线导通的电动发电机MG2的中点和接地线之间，因此需要防止同时导通。因此，控制信号上设有用于防止两个桥臂同时导通的预定的死区(Dead Time)。
如上所述，通过使发生短路故障的桥臂的相对桥臂进行开关动作驱动电动发电机MG2，来抑制从发生了短路故障的相流过的电流增加，同时能够继续驱动电动发电机MG2。由此，不需要用于继续驱动电动发电机MG2的新的装置，仅以现有的装置结构就能够确保装载有电机驱动装置100的车辆的撤离行驶。
此时，在车辆转入撤离行驶之后，为了确保行驶距离而电动发电机MG2的消耗电量被限制。具体来说，控制装置30控制逆变器14使电动发电机MG2以低扭矩以及低转速驱动。此时，控制装置30的逆变器用驱动信号变换部34基于确保车辆撤离行驶所需的电动发电机MG2的扭矩以及电机转速来设定载波频率fc。
图10是示出当U相15的上桥臂发生短路故障时分别流过V相16以及W相17的电机电流Iv、Iw的输出波形的图。
图11是示出根据本发明的电机驱动控制流过各相15～17的电机电流Iu、Iv、Iw的输出波形的图。图11是如图6以及图7所述当U相15的上桥臂发生短路故障时通过对作为相对桥臂的V相16的下桥臂以及W相17的下桥臂进行开关控制得到的输出波形。
对比图10和图11可知，对于流过U相15的电机电流Iu来说，通过对U相15的上桥臂的相对桥臂进行开关控制，使得其由于上桥臂发生短路故障产生的偏移的绝对值减小。由此，可以抑制从发生了短路故障的相流过的电流增加，同时能够驱动电动发电机MG2。
图12是用于说明根据本发明的实施方式1的电机驱动控制的流程图。
参照图12，逆变器异常检测部36在对电动发电机MG2进行驱动控制时，基于内置于各IGBT元件Q3～Q8内的电流传感器的检测值检测逆变器14发生的异常(步骤S01)。此时，逆变器异常检测部36响应于在电流传感器的检测值中的任一个上检测出过电流的情况，判断出是由于IGBT元件Q3～Q8发生短路故障而发生的异常，生成表示该判断结果的信号FINV。生成的信号FINV分别输出到短路位置检测部38以及逆变器用驱动信号变换部34。
当接收到信号FINV时，为了保护IGBT元件不受过电流影响，逆变器用驱动信号变换部34暂时停止生成用于对逆变器14的各IGBT元件Q3～Q8进行开关控制的信号DRV，使逆变器14成为停止运转状态(步骤S02)。
接着，响应于接收到信号FINV的情况，根据上述的方法，短路位置检测部38基于来自电流传感器24的电机电流Iu、Iv、Iw，确定发生了短路故障的IGBT元件(步骤S03)。短路位置检测部38在确定发生短路故障的相和在该相中发生了短路故障的桥臂(上桥臂以及下桥臂中的任一个)后，生成表示所确定的短路位置的信号DE，将其输出到逆变器用驱动信号变换部34以及动力传递控制部42。
动力传递控制部42在接收来自短路故障检测部38的信号DE后，断开离合器51，截断电动发电机MG2和驱动轴52之间的动力传递(步骤S04)。由此，由于迅速降低了电机转速，因而能够防止在电动发电机MG2上产生大的反电动势。当电机转速在预定转速以下时，也存在不断开离合器51的情况。
电动传送控制部42以及逆变器用驱动信号变换部34分别基于来自短路位置检测部38的信号DE，判断发生短路故障的相是否只有一个相(步骤S05)。并且，当判断出发生了短路故障的相只有一个相时，动力传递控制部42等待电机转速MRN2降低到预定值MRN_std以下(步骤S06)，重新连接离合器51(步骤S07)。由此，车辆转入以电动发电机MG2为驱动动力源的撤离行驶。
并且，当逆变器用驱动信号变换部34基于来自短路位置检测部38的信号DE判断出发生了短路故障的相只有一个相时，将载波信号的载波频率从正常时的载波频率变更为逆变器异常检测时的载波频率(步骤S08)。
并且，在车厢内点亮用于告知用户车辆已转入撤离行驶的警告灯(步骤S09)。
逆变器用驱动信号变换部34基于从电机控制用相电压计算部32接收的各相绕组的电压指令Vu*、Vv*、Vw*以及具有变更后的载波频率fc的载波信号，生成用于对发生了短路故障的桥臂的相对桥臂进行开关控制的信号DRV2，将生成的信号DRV2输出到逆变器14(步骤S10)。
结果，在逆变器14发生了短路故障之后，也能够继续进行对电动发电机的驱动控制，确保车辆的撤离行驶(步骤S11)。
在步骤S05中，当判断出发生了短路故障的相为多个相时，不由动力传递控制部42连接离合器51，而转入一般的车辆停止控制(步骤S12)。
如上所述，根据本发明的实施方式1，响应于检测出逆变器的异常的情况，确定发生了短路故障的桥臂，通过使被确定的发生短路故障的桥臂的相对桥臂进行开关动作继续驱动电动发电机，能够防止发生短路故障的桥臂上流过过电流，同时确保车辆的撤离行驶。结果，能够以简单且低廉的装置结构，兼顾检测出逆变器异常时电机的安全性和输出性能。
[实施方式2]
对于作为本发明第一个特征的确定逆变器14的发生短路故障的桥臂的方法，在上述的基于逆变器14的电机电流Iu、Iv、Iw来进行确定的方法之外，还可以如下所述基于电动发电机MG的各相间电压进行确定。
图13是表示根据本发明实施方式2的电机驱动装置的简要框图。电机驱动装置100A是在图1的电机驱动装置100的基础上加上了用于检测电动发电机MG2的相间电压的电压传感器18～20并将控制装置30变更为控制装置30A而得到的。因此，对于与图1重复的部分省略详细说明。
参照图13，电压传感器18检测出电动发电机MG2的U相和V相之间的相间电压Vvu，将检测出的相间电压Vvu输出到控制装置30A。电压传感器19检测出电动发电机MG2的V相和W相之间的相间电压Vwv，将检测出的相间电压Vwv输出到控制装置30A。电压传感器20检测出电动发电机MG2的W相和U相之间的相间电压Vuw，将检测出的相间电压Vuw输出到控制装置30A。
图14是控制装置30A的功能模块图。图13的控制装置30A是对应于图2的控制装置30将其中的短路位置检测部38变更为短路位置检测部38A的。因此，对于与图2重复的部分省略详细说明。
参照图14，短路位置检测部38A在从逆变器异常检测部36接收到信号INV后，根据下述的方法，基于从上述电压传感器18～20输入的电动发电机MG2的各相间电压Vvu、Vwv、Vuw，确定发生短路故障的相和在该相中发生短路故障的桥臂(上桥臂以及下桥臂中的任一个)。并且，短路位置检测部38A生成表示该被确定的短路位置的信号DE，将该信号输出到逆变器用驱动信号变换部34以及动力传递控制部42。
首先，示出根据本发明实施方式的确定短路故障的方法中所用的各相间电压的定义。
图15是用于说明电动发电机MG2的各相间电压的定义的图。
参照图15，电动发电机MG2的U相和V相之间的相间电压Vvu当V相的电位比U相高时为正，并当U相的电位比V相高时为负。电动发电机MG2的V相和W相之间的相间电压Vwv当W相的电位比V相高时为正，并当V相的电位比W相高时为负。电动发电机MG2的W相和U相之间的相间电压Vuw当W相的电位比U相高时为正，并当U相的电位比W相高时为负。
从而，电压传感器18～20根据对应的两个相的电位，输出正或负的相间电压Vvu、Vwv、Vuw。
图16作为一个示例示出了当W相17的上的桥臂发生短路故障时的各相间电压Vvu、Vwv、Vuw的输出波形的图。
参照图16，各相间电压Vvu、Vwv、Vuw在正常运转时示出具有固定振幅的交流波形。
由此，在W相17的上桥臂发生短路故障的时刻以后，不包含发生短路故障的相的U相和V相之间的相间电压Vvu示出图中[1]所示的波形图。即，示出振幅超过预先设定的上限阈值以及下限阈值而分别向正方向以及负方向增加的波形。
另一方面，V相和发生短路故障的相W相之间的相间电压Vwv示出图中[2]所示的波形图。即，示出振幅只向正方向增加的波形。这是由于流过发生短路故障的W相17的电流增加而W相的电位上升所导致的。
并且，与发生短路故障的相17相对应的W相和U相之间的相间电压Vuw示出图中[3]所示的波形图。即，示出振幅只向负方向增加的波形。这与上述[2]的电压波形图一样是由于流过发生短路故障的W相17的电流增加而W相的电位上升所导致的。
如上所述，当U、V、W相15～17中的任一个发生了短路故障时，电动发电机MG2的各相间电压Vvu、Vwv、Vuw中不包含发生短路故障的相的两相的相间电压分别向正以及负方向增加。与此相对，两相中一个包含发生短路故障的相17的两相的相间电压根据发生短路故障的相而在正方向或者负方向的任一个上振幅增加。图17是示出电动发电机MG2的各相间电压Vvu、Vwv、Vuw的波形图和发生短路故障的相以及发生短路故障的桥臂之间的关系的图。由图17所知，按照每个发生短路故障的相以及发生短路故障的桥臂，电压波形图[1]～[3]的组合不同。
因此，本发明的实施方式采用了判断由电压传感器18～20检测出的相间电压Vvu、Vwv、Vuw的振幅是否超出上限阈值以及下限阈值的结构。根据本结构，根据各相间电压Vvu、Vwv、Vuw中的任一个的振幅超过上限阈值以及下限阈值并且剩下的两个的相间电压的振幅超过了上限阈值或者下限阈值的情况，能够确定发生了短路故障的相和该相中发生了短路故障的桥臂。
实际上，控制装置30A的短路位置检测部38A事先将图17的电动发电机MG2的各相间电压Vvu、Vwv、Vuw的波形图和发生短路故障的相以及发生短路故障的桥臂之间的关系存储在存储区域，通过对照来自电压传感器18～20的各相间电压Vvu、Vwv、Vuw的振幅和上限阈值以及下限阈值的比较结果和图17的关系，确定发生了短路故障的相和发生了短路故障的桥臂。
另外，根据本发明的实施方式，基于电动发电机MG2的相间电压Vvu、Vwv、Vuw的振幅，除了上述的只有一个相发生短路故障时之外，在两相或者三相发生短路故障时，也能够确定该发生短路故障的相和发生短路故障的桥臂。
详细地说，当多个相发生短路故障时，电动发电机MG2的相间电压Vvu、Vwv、Vuw，表示在上述的图16的电压波形图[1]～[3]上加上如图18所示的电压波形图[4]～[6]的总计六个图中的任一个。
图18是示出多个相发生短路故障时的各相间电压Vvu、Vwv、Vuw的输出波形的图。
参照图18，电压波形图[4]在正常运转时表示具有固定振幅的交流波形，但在多个相发生短路故障的时刻之后表示振幅逐渐减少的波形。
电压波形图[5]在正常运转时表示具有固定振幅的交流波形，但在多个相发生短路故障的时刻之后表示只在正方向振幅增加的波形。增加后的振幅比上限阈值低。
电压波形图[6]在正常运转时表示具有固定振幅的交流波形，但在多个相发生短路故障的时刻之后表示只在负方向振幅增加的波形。增加后的振幅比下限阈值低。
并且，在三相中的任意两相发生短路故障的情况下，电动发电机MG2的各相间电压Vvu、Vwv、Vuw分别示出图16以及图18所示的电压波形图[1]～[6]中的一个。电压波形图的组合如图19所示按照每个发生短路故障的相而不同。
例如，参照图19，在W相17的上桥臂和V相16的上桥臂发生了短路故障的情况下，作为短路相的V相和作为非短路相的U相之间的相间电压Vvu示出电压波形图[2]，该振幅超过上限阈值。并且，作为短路相的W相和作为非短路相的U相之间的相间电压Vwu示出电压波形图[3]，该振幅超过下限阈值。与此相对，当作为短路相的V相和W相之间的相间电压Vwv示出电压波形图[4]，该振幅逐渐减少。
另外，在三相全部发生短路故障的情况下，各相间电压Vvu、Vwv、Vuw根据各相的发生短路故障的桥臂示出图20所示的电压波形图的组合。
参照图20，例如，在U、V、W相的上桥臂全部发生短路故障的情况下，由于电动发电机MG2的U相、V相以及W相成为大致相等的电位，各相间电压Vvu、Vwv、Vuw都显示电压波形图[4]，其振幅逐渐减少。
根据上述内容，可以通过判断电动发电机MG2的各相间电压Vvu、Vwv、Vuw的波形图是否为图18以及图20所示的组合中的任一个，来确定发生短路故障的多个相以及发生短路故障的桥臂。
实际上，短路位置检测部38A比较从电压传感器18～20输入的各相间电压Vvu、Vwv、Vuw的振幅和上限阈值以及下限阈值，从图18以及图20选出对应于该比较结果的电压波形图的组合，由此确定发生短路故障的相和发生短路故障的桥臂。
[变形例]
图21是用于说明根据本实施方式的变形例的确定短路位置的方法的图。
参照图21，构成U相15、V相16以及W相17的IGBT元件Q3～Q8上配置有分别用于检测集电极和发射极之间电压VCE3～VCE8的电压传感器21～26。电压传感器21～26分别检测出对应的IGBT元件Q3～Q8的集电极和发射极之间电压VCE3～VCE8，将其输出到没有图示的控制装置30内部的短路位置确定部38A。
短路位置确定部38A在从电压传感器21～26分别接收集电极和发射极之间电压VCE3～VCE8后，判断每个集电极和发射极之间电压VCE3～VCE8是否在预定的阈值电压以上。此时，短路位置确定部38A响应于判断出集电极和发射极之间电压VCE3～VCE8中的任一个(例如VCE3)在预定的时间段持续低于阈值电压的情况，判断出与该集电极和发射极电压对应的IGBT元件(即，IGBT元件Q3)发生了短路故障。一因而，根据本变形例中确定短路位置的方法，当多个相发生了短路故障时，也能够确定其发生短路故障的相和发生短路故障的桥臂。
本发明的实施方式2中所述的确定短路位置的方法实际上是代替在图12所示的一系列的电机驱动控制中的步骤S03的“由电机电流检测短路位置”来执行的。因而，当根据本发明的实施方式2中的确定方法判断出只有一相短路时，进行步骤S06之后所示的电机驱动控制，确保车辆的撤离行驶。
如上所述，根据本发明的实施方式2，当检测出逆变器的异常时能够更加详细地确定发生短路位置的桥臂。
[实施方式3]
根据前面的实施方式2中确定短路位置的方法，不仅是单相，对于多个相也能够确定包含在各相的发生了短路故障的桥臂。由此，在三相中的任意两相发生了短路故障的情况下，也能够如下所述通过对剩下的正常的一相进行开关动作，能够保护逆变器14不过热，并继续驱动电动发电机MG2。
下面，对在检测出两相发生短路故障后的电动发电机MG2的驱动控制进行说明。
图22是用于说明电动发电机MG2的驱动控制的图。图22以U相15的上桥臂(IGBT元件Q3)以及V相16的上桥臂(IGBT元件Q5)发生了短路故障为前提。
参照图22，当U相15以及V相16的上桥臂同时发生短路故障时，通过使作为发生短路故障的桥臂的相对桥臂的W相的下桥臂(IGBT元件Q8)进行开关动作来驱动电动发电机MG2。
详细地说，如图22所示，在只有W相17的下桥臂(IGBT元件Q8)导通的状态下，电机电流Iu的路径从电动发电机MG2的W相绕组经由二极管D7到达电源线VL的路径Rt3切换到从电动发电机MG2的W相绕组经由IGBT元件Q8到达接地线GL的路径Rt13。同样地，电机电流Iv的路径从电动发电机MG2的W相绕组经由二极管D7到达电源线VL的路径Rt4切换到从电动发电机MG2的W相绕组经由IGBT元件Q8到达接地线GL的路径Rt14。
由此，在U相15以及V相16的上桥臂和W相17的二极管D7之间形成的闭合回路中流过二极管D7的电机电流Iw减小。
图23是用于使作为U相15以及V相16的上桥臂的相对桥臂的W相17的下桥臂进行开关动作的控制信号的时序图。
如图23所示，W相17的下桥臂以预定的占空比导通/截止。这样，通过W相17的下桥臂导通/截止，在W相17的中间点产生具有预定的占空比的矩形的、在电源电压和接地电压之间变换的电压波形。结果，电动发电机MG2上流过连续的交流电流。
如上所述，通过使发生短路故障的桥臂的相对桥臂进行开关动作驱动电动发电机MG2，来抑制从正常的相流过的电流增加，并且能够继续驱动电动发电机MG2。因而，能够保护逆变器14不过热，并确保装载有电机驱动装置100的车辆的撤离行驶。
在这里，在车辆转入撤离行驶之后，为了确保行驶距离，控制装置30控制逆变器14以低扭矩以及低转速驱动电动发电机MG。
此时，如上所述，控制装置30的逆变器用驱动信号变换部34在从短路位置检测部38A接收到信号DE后，将载波频率从正常时的载波频率f1变更为检测出逆变器的异常时的载波频率f2。并且，逆变器用驱动信号变换部34利用载波频率变更为f2的载波信号生成用于对图23所示的相对桥臂进行开关控制的信号DRV2，将生成的信号DRV2输出到相对桥臂的IGBT元件。
在图22以及图23中，虽然以U相15的上桥臂(IGBT元件Q3)以及V相16的上桥臂(IGBT元件Q5)发生短路故障时为例进行了说明，但是作为其它示例，U相15的上桥臂(IGBT元件Q3)以及V相16的下桥臂(IGBT元件Q6)发生短路故障时，通过使相当于U相15的上桥臂的相对桥臂的W相17的下桥臂(IGBT元件Q8)和相当于V相16的下桥臂(IGBT元件Q6)的相对桥臂的W相17的上桥臂(IGBT元件Q7)进行开关动作来驱动电动发电机MG2。
图24是用于说明本发明的实施方式3的电机驱动控制的流程图。图24的流程图是在图12的流程图中将步骤S05中判断出发生短路故障的相不是只有一相时执行的车辆停止控制(步骤S12)替换为执行电机驱动控制的步骤S051～S12而得到的。
详细地说，参照图24，当根据来自短路位置检测部38A的信号DE判断出发生短路故障的相不是只有一相时(在步骤S05中为“否”)，动力传递控制部42以及逆变器用驱动信号变换部34进一步判断发生短路故障的相是否为两相(步骤S051)。并且，当判断出发生短路故障的相为两相时，动力传递控制部42等待电机转速MRN2低于预定值MRN_std以下(步骤S06)，重新连接离合器51(步骤S07)。由此，车辆以电动发电机MG2为驱动动力源转入撤离行驶。
并且，当判断出发生了短路故障的相只有两相时，逆变器用驱动信号变换部34将载波信号的载波频率从正常时的载波频率变更为检测出逆变器异常时的载波频率(步骤S08)。
另外，在车厢内点亮用于告知用户车辆已转入撤离行驶的警告灯(步骤S09)。
逆变器用驱动信号变换部34基于从电机控制用相电压计算部32接收的各相绕组的电压指令Vu*、Vv*、Vw*以及具有变更后的载波频率fc的载波信号，生成用于对正常的一相中的与发生短路故障的桥臂相对的相对桥臂进行开关控制的信号DRV2，将生成的信号DRV2输出到逆变器14(步骤S10)。
结果，即使在逆变器14的两相发生短路故障之后，也能够继续进行电动发电机MG2的驱动控制，确保车辆的撤离行驶(步骤S11)。
当在步骤S051中判断出三相全部发生了短路故障时，不由动力传递控制42进行离合器51的连接，而转入一般的车辆停止控制(步骤S12)。
如上所述，根据本发明的实施方式3，在确定了多个相的短路故障的情况下，只要至少一相正常，就能够通过使被确定的发生短路故障的桥臂的相对桥臂进行开关动作而驱动电动发电机，来防止正常的相上流过过电流，并确保撤离行驶。结果，以简单且低廉的装置结构就能兼顾逆变器异常检测时电机的安全性和输出性能。
这次公开的实施方式应被理解为在所有的方面都是示例而不是限制。本发明的范围由权利要求的范围示出，而不是上述的说明，本发明的包括与权利要求范围相等的含义以及权利要求范围内的所有的变形。
产业上的利用
本发明可以使用在用于驱动连接在车辆的驱动轴上的电机的电机驱动装置。

Claims (10)

1.一种电机驱动装置，包括：
三相交流电机(MG2)；
电源(B)，设置为能够给第一以及第二电源线提供直流电力；
电力变换装置(14)，在所述第一以及第二电源线与所述三相交流电机(MG2)之间进行电力变换；以及
控制装置(30)，控制所述电力变换装置(14)，以使得所述三相交流电机(MG2)的输出与目标输出一致，
所述电力变换装置(14)包括分别连接在所述三相交流电机(MG2)的第一相至第三相绕组上的第一至第三电路(15～17)，
所述第一至第三电路(15～17)中的每一个都具有经由与所述三相交流电机(MG2)的各相绕组的连接点串联连接的第一及第二开关元件(Q3～Q8)，
所述控制装置(30)包括：
短路检测部(38)，从所述第一至第三电路(15～17)中检测出发生了短路故障的开关元件；
电机驱动控制部(34)，响应于所述短路检测部(38)检测出发生了短路故障的开关元件的情况，通过经由所述连接点与所述发生了短路故障的开关元件相对配置的至少一个以上的开关元件的开关动作，来控制流过所述三相交流电机(MG2)的各相绕组的电流。
2.如权利要求1所述的电机驱动装置，其中，
所述电机驱动控制部(34)响应于所述第一电路的所述第一开关元件被检测出发生了短路故障的情况，通过所述第二以及第三电路的所述第二开关元件的开关动作，来控制流过所述三相交流电机(MG2)的各相绕组的电流。
3.如权利要求2所述的电机驱动装置，其中，
所述短路检测部(38)基于流过所述三相交流电机(MG2)的各相绕组的电流的振幅，检测出所述发生了短路故障的开关元件。
4.如权利要求3所述的电机驱动装置，其中，
所述短路检测部(38)响应于流过所述三相交流电机(MG2)的所述第一相绕组的电流超过所述三相交流电机(MG2)正常运转时的振幅向第一极性方向偏移的情况，判断出所述第一电路的所述第一开关元件发生了短路故障。
5.如权利要求1所述的电机驱动装置，其中，
所述电机驱动控制部(34)响应于所述第一以及第二电路的所述第一开关元件被检测出发生了短路故障的情况，通过所述第三电路的所述第二开关元件的开关动作，来控制流过所述三相交流电机(MG2)的各相绕组的电流。
6.如权利要求1所述的电机驱动装置，其中，
所述电机驱动控制部(34)响应于所述第一电路的所述第一开关元件和所述第二电路的所述第二开关元件被检测出发生了短路故障的情况，通过所述第三电路的所述第一以及第二开关元件的开关动作，来控制流过所述三相交流电机(MG2)的各相绕组的电流。
7.如权利要求2、5、6中任一项所述的电机驱动装置，其中，
所述短路检测部(38)基于所述三相交流电机(MG2)的相间电压的振幅，检测出所述发生了短路故障的开关元件。
8.如权利要求7所述的电机驱动装置，其中，
所述短路检测部(38)具有基于所述正常运转时所述三相交流电机(MG2)的相间电压的振幅而预先设定的预定的上限阈值以及下限阈值，基于各个所述三相交流电机(MG2)的相间电压的振幅与所述上限阈值以及下限阈值的大小关系，检测出所述发生了短路故障的开关元件。
9.如权利要求2、5、6中任一项所述的电机驱动装置，其中，
所述短路检测部(38)基于构成各所述第一至第三电路的所述第一以及第二开关元件的端子间电压，检测出所述发生了短路故障的开关元件。
10.如权利要求1所述的电机驱动装置，其中，
所述三相交流电机(MG2)被连接至车辆的驱动轴。
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