电机驱动系统及其控制方法与流程

本发明涉及电机驱动系统及其控制方法，更具体地，涉及这样一种电机驱动系统及其控制方法：当电机以y型连接的单逆变器驱动模式驱动时，在切换开关单元发生故障的情况下，能够将驱动模式改变为开放端部绕组的双逆变器驱动模式。

背景技术：

1、通常，包括在电机中的对应于各相的绕组的一端连接至一个逆变器，另一端彼此连接，从而形成y型连接。当驱动电机时，逆变器中的开关装置在通过脉宽调制控制接通/关断时将线电压施加至y型连接的电机的绕组，并且产生交流电流，从而产生扭矩。

2、由于利用电机产生的扭矩作为动力的电动车辆等依赖于逆变器-电机(inverter-motor)电力转换效率，因此，为了提高燃料效率，重要的是使逆变器的电力转换效率和电机的效率最大化。

3、因此，在本领域中，需要一种可以利用一个电机覆盖所有的低输出和高输出周期并且可以提高系统的效率的电机驱动技术。

4、为此，可以应用这样一种技术：该技术可以利用切换开关、根据电机的所需输出将驱动模式转换为y型连接电机驱动模式和开放端部绕组电机驱动模式，从而提高用于驱动电机的逆变器的效率。更具体地，当电机以y型连接电机驱动模式驱动时，电机通过单逆变器驱动，当电机以开放端部绕组电机驱动模式驱动时，电机通过双逆变器驱动。

5、在这种情况下，当车辆以利用单逆变器的y型连接电机驱动模式驱动时，切换开关可能会发生故障反应。然而，当电机通过单逆变器驱动时，即使切换开关发生故障，切换开关中的过电流也可以产生再生扭矩。这可能会因车辆的连续驱动中断而给用户带来不便，并且在车辆以高速行驶时，因突然减速导致发生事故的可能性增大。

6、因此，需要一种当车辆以利用单逆变器的y型连接电机驱动模式驱动时，在切换开关发生故障的情况下，能够保护用户的特定车辆控制策略。

7、本发明的背景技术部分中包含的信息仅用于增强对本发明一般背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的各个方面旨在提供一种电机驱动系统及其控制方法，当电机以y型连接的单逆变器驱动模式驱动时，在切换开关单元发生故障的情况下，所述电机驱动系统将驱动模式改变为开放端部绕组的双逆变器驱动模式。

2、为实现本发明的目的，一种电机驱动系统包括：第一逆变器、第二逆变器、切换开关单元和控制器，所述第一逆变器包括多个开关装置并且与电机的绕组的第一端连接；所述第二逆变器包括多个开关装置并且与电机的绕组的第二端连接；所述切换开关单元包括多个开关装置，所述多个开关装置的第一端在第一逆变器和第二逆变器之间分别与电机的绕组连接，所述多个开关装置的第二端彼此连接；所述控制器配置为：通过控制切换开关单元以仅利用第一逆变器的单逆变器驱动模式和利用第一逆变器和第二逆变器两者的双逆变器驱动模式来运行电机；当车辆以单逆变器驱动模式驱动时，在切换开关单元发生故障的情况下，关断切换开关单元，并且驱动第二逆变器，以将电机的驱动模式转换为双逆变器驱动模式。

3、控制器可以将扭矩限制范围设置为可控的扭矩范围，可以对驱动模式应用不同的扭矩限制范围，当由于切换开关单元的故障导致将单逆变器驱动模式转换为双逆变器驱动模式时，可以保持单逆变器驱动模式的扭矩限制范围。

4、此外，控制器还可以对第一逆变器和第二逆变器进行故障诊断，并且当切换开关单元发生故障时，即使第一逆变器和第二逆变器正常，也可以将电机的驱动模式转换为双逆变器驱动模式。

5、当切换开关单元发生故障时，控制器可以在avn上输出逆变器检查请求消息。

6、控制器可以在单逆变器驱动模式下通过接通切换开关单元使电机以y型连接类型运行，并且可以在双逆变器驱动模式下通过关断切换开关单元使电机以开放端部绕组运行。

7、当切换开关单元的任意一个开关装置发生故障时，控制器可以强制地关断切换开关单元。当由于切换开关单元的故障导致切换开关单元的所有开关装置关断时，控制器可以将电机的驱动模式转换为双逆变器驱动模式而无需关断切换开关单元。

8、切换开关单元的开关装置可以是机械继电器。

9、为实现本发明的目的，一种控制电机驱动系统的方法包括：由控制器确定车辆是否以单逆变器驱动模式驱动；由控制器对切换开关单元进行故障诊断；当切换开关单元发生故障时，由控制器关断切换开关单元；当切换开关单元关断时，由控制器转换为双逆变器驱动模式，所述电机驱动系统包括第一逆变器、第二逆变器和切换开关单元，并且将电机操作为仅利用第一逆变器的单逆变器驱动模式或者利用第一逆变器和第二逆变器两者的双逆变器驱动模式。

10、所述方法可以进一步包括：由控制器将扭矩限制范围设置为可控的扭矩范围，并且由控制器对驱动模式应用不同的扭矩限制范围。

11、在应用扭矩限制范围的步骤中，当由于切换开关单元的故障导致将单逆变器驱动模式转换为双逆变器驱动模式时，控制器可以保持单逆变器驱动模式的扭矩限制范围。

12、在对切换开关单元进行故障诊断的步骤中，控制器还可以对第一逆变器和第二逆变器进行故障诊断，当所有逆变器正常而切换开关单元发生故障时，将电机的驱动模式转换为双逆变器驱动模式。

13、所述方法可以进一步包括：当切换开关单元发生故障时，由控制器在avn上显示逆变器检查请求消息。

14、在关断切换开关单元的步骤中，当切换开关单元的任意一个开关装置发生故障时，控制器可以强制地关断切换开关单元。

15、根据本发明的示例性实施方案，当电机以y型连接的单逆变器驱动模式运行时，在切换开关单元发生故障的情况下，将驱动模式转换为双逆变器驱动模式，使得可以继续驱动车辆，从而可以保护用户。

16、此外，当发生故障时，在改变模式之前/之后应用相同的扭矩限制范围，从而可以防止驱动情况的快速改变。

17、此外，当发生故障时，通过avn等显示检查逆变器的警报消息，从而可以促使用户快速采取措施。

18、本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的所附附图和下面的详细描述中将是显而易见的，或者将在并入本文中的所附附图和下面的详细描述中进行更详细的陈述，这些所附附图和下面的详细描述共同用于解释本发明的特定原理。

技术特征：

1.一种电机驱动系统，其包括：

2.根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述控制器配置为：将扭矩限制范围设置为可控的扭矩范围，并且对单逆变器驱动模式和双逆变器驱动模式应用不同的扭矩限制范围。

3.根据权利要求2所述的电机驱动系统，其中，所述控制器配置为：当由于切换开关单元的故障导致将单逆变器驱动模式转换为双逆变器驱动模式时，保持单逆变器驱动模式的扭矩限制范围。

4.根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述控制器配置为：对第一逆变器和第二逆变器进行故障诊断，当切换开关单元发生故障时，即使第一逆变器和第二逆变器正常，也将电机的驱动模式转换为双逆变器驱动模式。

5.根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述控制器配置为：当切换开关单元发生故障时，输出逆变器检查请求消息。

6.根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述切换开关单元的开关装置是机械继电器。

7.根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述控制器配置为：在单逆变器驱动模式下，通过接通切换开关单元使电机以y型连接运行，在双逆变器驱动模式下，通过关断切换开关单元使电机以开放端部绕组运行。

8.根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述控制器配置为：当切换开关单元的任意一个开关装置发生故障时，强制地关断切换开关单元。

9.根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述控制器配置为：当由于切换开关单元的故障导致切换开关单元的所有开关装置关断时，将电机的驱动模式转换为双逆变器驱动模式而无需关断切换开关单元。

10.一种控制电机驱动系统的方法，所述电机驱动系统包括第一逆变器、第二逆变器和切换开关单元，并且将电机操作为利用第一逆变器的单逆变器驱动模式或者利用第一逆变器和第二逆变器的双逆变器驱动模式，所述方法包括：

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述控制器配置为：在应用扭矩限制范围的步骤中，当由于切换开关单元的故障导致将单逆变器驱动模式转换为双逆变器驱动模式时，保持单逆变器驱动模式的扭矩限制范围。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述控制器配置为：在对切换开关单元进行故障诊断的步骤中，对第一逆变器和第二逆变器进行故障诊断，当第一逆变器和第二逆变器正常而切换开关单元发生故障时，将电机的驱动模式转换为双逆变器驱动模式。

14.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述控制器配置为：在关断切换开关单元的步骤中，当切换开关单元的任意一个开关装置发生故障时，强制地关断切换开关单元。

16.根据权利要求10所述的方法，其中，所述切换开关单元的开关装置是机械继电器。

17.根据权利要求10所述的方法，其中，所述控制器配置为：在单逆变器驱动模式下，通过接通切换开关单元使电机以y型连接运行，在双逆变器驱动模式下，通过关断切换开关单元使电机以开放端部绕组运行。

18.根据权利要求10所述的方法，其中，所述控制器配置为：当由于切换开关单元的故障导致切换开关单元的所有开关装置关断时，将电机的驱动模式转换为双逆变器驱动模式而无需关断切换开关单元。

19.一种非暂时性计算机可读存储介质，其上记录有用于执行根据权利要求10所述的方法的程序。

技术总结
本发明涉及电机驱动系统及其控制方法，当电机以Y型连接的单逆变器驱动模式运行时，在切换开关单元发生故障的情况下，其将驱动模式转换为双逆变器驱动模式，使得车辆可以继续驱动，从而能够保护用户。

技术研发人员：宾昇玹,卓炳五,李先味,朴商佑
受保护的技术使用者：现代自动车株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12