JP6992517B2

JP6992517B2 - 自動車

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Publication number: JP6992517B2
Application number: JP2018001178A
Authority: JP
Inventors: 進一郎峯岸
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-01-09
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2038-01-09
Also published as: US20190214931A1; JP2019122164A; CN110027412A; CN110027412B; US10658965B2

Description

本発明は、自動車に関する。

従来、この種の自動車としては、第１車輪に接続された第１モータと、複数の第１スイッチング素子のスイッチングにより第１モータを駆動する第１インバータと、第２車輪に接続された第２モータと、複数の第２スイッチング素子のスイッチングにより第２モータを駆動する第２インバータと、第１インバータや第２インバータに電力ラインを介して接続されたバッテリと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４－２７８３３号公報

こうした自動車において、車両に異常が生じて第１モータから第１車輪にトルクを出力して退避走行を行なう際には、制御の簡易化のために、第２インバータをゲート遮断していた。この場合、第２インバータの複数のスイッチング素子のうちの何れかのスイッチング素子にオン故障（短絡故障）が生じていても、その検出が困難であった。

本発明の自動車は、第１モータから第１車輪にトルクを出力して退避走行を行なう際において、第２モータを駆動する第２インバータにオン故障が生じているときにそれを検出できるようにすることを主目的とする。

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
前輪および後輪のうちの一方の車輪に接続された第１モータと、
複数の第１スイッチング素子のスイッチングにより前記第１モータを駆動する第１インバータと、
前記前輪および前記後輪のうちの他方の車輪に接続された第２モータと、
複数の第２スイッチング素子のスイッチングにより前記第２モータを駆動する第２インバータと、
前記第１インバータおよび前記第２インバータに電力ラインを介して接続された蓄電装置と、
前記第１インバータおよび前記第２インバータを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記複数の第２スイッチング素子のそれぞれの過電流を検出する過電流検出部を備え、
前記制御装置は、車両に異常が生じて前記第１モータから前記一方の車輪にトルクを出力して退避走行を行なう際には、前記第２モータのトルクが値０となるように前記第２インバータを制御するゼロトルク制御を実行する、
ことを要旨とする。

この本発明の自動車では、第２インバータの複数の第２スイッチング素子のそれぞれの過電流を検出する過電流検出部を備え、車両に異常が生じて第１モータから一方の車輪にトルクを出力して退避走行を行なう際には、第２モータのトルクが値０となるように第２インバータを制御するゼロトルク制御を実行する。複数の第２スイッチング素子のうちの何れかにオン故障（短絡故障）が生じているときにゼロトルク制御を実行すると、オン故障が生じているスイッチング素子（例えば、Ｕ相の上アーム）と同一相の対のスイッチング素子（例えば、Ｕ相の下アーム）をオンとしたときに、その相の２つのスイッチング素子（例えば、Ｕ相の上下アーム）が共にオンとなって過電流が流れ、それを過電流検出部により検出することができる。これにより、第２インバータの複数のスイッチング素子のうちの何れかにオン故障が生じているときに、それを検出することができる。

こうした本発明の自動車において、前記制御装置は、前記退避走行を行なう際において、前記第２モータのコイルの温度を監視できるときには、前記第２インバータのゲート遮断を行ない、前記コイルの温度に基づいて前記複数の第２スイッチング素子のうちの何れかにオン故障が生じているか否かを判定するものとしてもよい。この場合、前記制御装置は、前記退避走行を行なう際において、前記コイルの温度を監視できるときには、前記コイルの温度と前記第２モータの各相の相電流とに基づいて前記複数の第２スイッチング素子のうちの何れかにオン故障が生じているか否かを判定するものとしてもよい。これらのようにすれば、第２モータのコイルの温度などに基づいて、第２インバータの複数のスイッチング素子のうちの何れかにオン故障が生じているときにそれを検出することができる。

また、本発明の自動車において、前記制御装置は、前記コイルの温度を監視できるときに少なくとも前記コイルの温度に基づいて前記複数の第２スイッチング素子のうちの何れかにオン故障が生じているか否かを判定する第１制御部と、前記第２インバータを制御する第２制御部とを備え、前記第２制御部は、前記第１制御部により前記コイルの温度が監視されていないときに、前記ゼロトルク制御を実行するものとしてもよい。こうすれば、第１制御部によりコイルの温度が監視されているか否かに応じた手法により、第２インバータの複数のスイッチング素子のうちの何れかにオン故障が生じているときにそれを検出することができる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を有する電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃにより実行される退避走行中処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のハイブリッド自動車４２０の構成の概略を示す構成図である。変形例の電気自動車５２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を備える電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３と、インバータ４１，４２，４３と、蓄電装置としてのバッテリ５０と、システムメインリレー５６と、メイン電子制御ユニット（以下、「メインＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されており、ダンパ２８を介してプラネタリギヤ３０のキャリヤに接続されている。エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒなどが入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、メインＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、前輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８Ｆを介して連結された駆動軸３６Ｆが接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、上述したように、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを備える同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、モータＭＧ１と同様に同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６Ｆに接続されている。モータＭＧ３は、モータＭＧ１，ＭＧ２と同様に同期発電電動機として構成されており、回転子が後輪３９ｃ，３９ｄにデファレンシャルギヤ３８Ｒを介して連結された駆動軸３６Ｒに接続されている。

インバータ４１，４２，４３は、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の駆動に用いられる。図２に示すように、インバータ４１は、電力ライン５４に接続されており、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１～Ｔ１６と、６つのトランジスタＴ１１～Ｔ１６のそれぞれに並列に接続された６つのダイオードＤ１１～Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１～Ｔ１６は、それぞれ、電力ライン５４の正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように２個ずつペアで配置されている。また、トランジスタＴ１１～Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータＭＧ１の三相コイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ４１に電圧が作用しているときに、第１モータ用電子制御ユニット（以下、「ＭＧ１ＥＣＵ」という）４０ａによって、対となるトランジスタＴ１１～Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、モータＭＧ１の三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ１が回転駆動される。

インバータ４２は、インバータ４１と同様に、電力ライン５４に接続されており、６つのトランジスタＴ２１～Ｔ２６と６つのダイオードＤ２１～Ｄ２６とを有する。そして、インバータ４２に電圧が作用しているときに、第２モータ用電子制御ユニット（以下、「ＭＧ２ＥＣＵ」という）４０ｂによって、対となるトランジスタＴ２１～Ｔ２６のオン時間の割合が調節されることにより、モータＭＧ２の三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ２が回転駆動される。

インバータ４３は、インバータ４１，４２と同様に、電力ライン５４に接続されており、６つのトランジスタＴ３１～Ｔ３６と６つのダイオードＤ３１～Ｄ３６とを有する。そして、インバータ４３に電圧が作用しているときに、第３モータ用電子制御ユニット（以下、「ＭＧ３ＥＣＵ」という）４０ｃによって、対となるトランジスタＴ３１～Ｔ３６のオン時間の割合が調節されることにより、モータＭＧ３の三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ３が回転駆動される。

ＭＧ１ＥＣＵ４０ａは、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。ＭＧ１ＥＣＵ４０ａには、モータＭＧ１を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータＭＧ１の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４４からの回転位置θｍ１や、モータＭＧ１の各相に流れる相電流を検出する電流センサ４４ｕ，４４ｖ，４４ｗからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１、トランジスタＴ１１～Ｔ１６の過電流を検出する過電流検出回路Ｉ１１～Ｉ１６からの過電流検出信号などが入力ポートを介して入力されている。過電流検出回路Ｉ１１～Ｉ１６は、トランジスタＴ１１～Ｔ１６に過電流が生じていないときには、オフ信号を過電流検出信号として出力し、トランジスタＴ１１～Ｔ１６に過電流が生じているときには、オン信号を過電流検出信号として出力する。ＭＧ１ＥＣＵ４０ａからは、インバータ４１のトランジスタＴ１１～Ｔ１６へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＭＧ１ＥＣＵ４０ａは、ＭＧ２ＥＣＵ４０ｂやメインＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。ＭＧ１ＥＣＵ４０ａは、回転位置検出センサ４４からのモータＭＧ１の回転子の回転位置θｍ１に基づいてモータＭＧ１の電気角θｅ１や角速度ωｍ１、回転数Ｎｍ１を演算している。

ＭＧ２ＥＣＵ４０ｂは、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。ＭＧ２ＥＣＵ４０ｂには、モータＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４５からの回転位置θｍ２や、モータＭＧ２の各相に流れる相電流を検出する電流センサ４５ｕ，４５ｖ，４５ｗからの相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２、トランジスタＴ２１～Ｔ２６の過電流を検出する過電流検出回路Ｉ２１～Ｉ２６からの過電流検出信号などが入力ポートを介して入力されている。過電流検出回路Ｉ２１～Ｉ２６は、トランジスタＴ２１～Ｔ２６に過電流が生じていないときには、オフ信号を過電流検出信号として出力し、トランジスタＴ２１～Ｔ２６に過電流が生じているときには、オン信号を過電流検出信号として出力する。ＭＧ２ＥＣＵ４０ｂからは、インバータ４２のトランジスタＴ２１～Ｔ２６へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＭＧ２ＥＣＵ４０ｂは、ＭＧ１ＥＣＵ４０ａやメインＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。ＭＧ２ＥＣＵ４０ｂは、回転位置検出センサ４５からのモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２に基づいてモータＭＧ２の電気角θｅ２や角速度ωｍ２、回転数Ｎｍ２を演算している。

ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃは、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃには、モータＭＧ３を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータＭＧ３の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４６からの回転位置θｍ３や、モータＭＧ３の各相に流れる相電流を検出する電流センサ４６ｕ，４６ｖ，４６ｗからの相電流Ｉｕ３，Ｉｖ３，Ｉｗ３、トランジスタＴ３１～Ｔ３６のそれぞれの過電流を検出する過電流検出回路Ｉ３１～Ｉ３６からの過電流検出信号などが入力ポートを介して入力されている。過電流検出回路Ｉ３１～Ｉ３６は、トランジスタＴ３１～Ｔ３６に過電流が生じていないときには、オフ信号を過電流検出信号として出力し、トランジスタＴ３１～Ｔ３６に過電流が生じているときには、オン信号を過電流検出信号として出力する。ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃからは、インバータ４３のトランジスタＴ３１～Ｔ３６へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃは、ＭＧ２ＥＣＵ４０ｂと通信ポートを介して接続されている。ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃは、回転位置検出センサ４６からのモータＭＧ３の回転子の回転位置θｍ３に基づいてモータＭＧ３の電気角θｅ３や角速度ωｍ３、回転数Ｎｍ３を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２，４３に接続されている。電力ライン５４には、平滑用のコンデンサ５７が取り付けられている。バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２により管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に取り付けられた図示しない電圧センサからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた図示しない電流センサからのバッテリ５０の電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからのバッテリ５０の温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、メインＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、図示しない電流センサからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対する蓄電量（バッテリ５０から放電可能な電力量）の割合である。

システムメインリレー５６は、電力ライン５４におけるインバータ４１，４２，４３やコンデンサ５７とバッテリ５０との間に設けられている。このシステムメインリレー５６は、メインＥＣＵ７０によってオンオフ制御されることにより、バッテリ５０とインバータ４１，４２，４３やコンデンサ５７との接続や接続の解除を行なう。

メインＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。メインＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。メインＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、モータＭＧ３の三相コイルの温度を検出する温度センサ４７からの温度ｔｍ３や、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。メインＥＣＵ７０からは、システムメインリレー５６への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。メインＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やＭＧ１ＥＣＵ４０ａ、ＭＧ２ＥＣＵ４０ｂ、バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、メインＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とＭＧ１ＥＣＵ４０ａとＭＧ２ＥＣＵ４０ｂとＭＧ３ＥＣＵ４０ｃとの協調制御により、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行用の要求駆動力を設定し、要求駆動力に見合う要求動力が駆動軸３６Ｆ，３６Ｒに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３（インバータ４１，４２，４３）とを駆動制御する。エンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の駆動モードとしては、例えば、以下の（１）～（３）のモードを挙げることができる。
（１）トルク変換駆動モード：要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に、エンジン２２から出力される動力の全てがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２，ＭＧ３のうちの何れかまたは両方とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６Ｆ，３６Ｒに出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３（インバータ４１，４２，４３）を駆動制御するモード
（２）充放電駆動モード：要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に、エンジン２２から出力される動力の全てまたは一部が、バッテリ５０の充放電と、プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２，ＭＧ３のうちの何れかまたは両方とによるトルク変換と、を伴って要求動力が駆動軸３６Ｆ，３６Ｒに出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３（インバータ４１，４２，４３）を駆動制御するモード
（３）モータ駆動モード：エンジン２２の運転を停止して、モータＭＧ２，ＭＧ３のうちの何れかまたは両方から要求動力が駆動軸３６Ｆ，３６Ｒに出力されるようにモータＭＧ２，ＭＧ３（インバータ４２，４３）を駆動制御するモード

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク変換駆動モードや充放電駆動モード、モータ運転モードでの通常走行中に、車両に何らかの異常が生じると、モータＭＧ３のトルクが値０となるようにモータＭＧ３（インバータ４３）を駆動制御するゼロトルク制御またはインバータ４３のゲート遮断（トランジスタＴ３１～Ｔ３６の全てのオフ）を行ないながら、退避走行を行なう。

例えば、バッテリ５０に異常が生じたときには、システムメインリレー５６をオフとし、バッテリレス走行モードで走行する。バッテリレス走行モードは、モータＭＧ３のゼロトルク制御またはインバータ４３のゲート遮断を行なう点を除いて、トルク変換駆動モードと同様のモードである。また、メインＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４、ＭＧ１ＥＣＵ４０ａに異常が生じたときには、退避モータ駆動モードで走行する。退避モータ駆動モードは、モータＭＧ２から所定動力が駆動軸３６Ｆに出力されるようにＭＧ２ＥＣＵ４０ｂによりモータＭＧ２（インバータ４２）を駆動制御するモードである。

さらに、実施例のハイブリッド自動車２０では、メインＥＣＵ７０は、インバータ４３のトランジスタＴ３１～Ｔ３６のうちの何れかにオン故障（短絡故障）が生じているか否かを判定する所定判定処理を行なう。メインＥＣＵ７０による所定判定処理は、温度センサ４７からのモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３と、電流センサ４６ｕ，４６ｖ，４６ｗからＭＧ３ＥＣＵ４０ｃ、ＭＧ２ＥＣＵ４０ｂを介して通信により入力されるモータＭＧ３の各相の相電流Ｉｕ３，Ｉｖ３，Ｉｗ３と、に基づいて以下のように行なわれる。メインＥＣＵ７０は、モータＭＧ３の各相の相電流Ｉｕ３，Ｉｖ３，Ｉｗ３に十分に大きい時定数τを用いてなまし処理を施して処理後相電流Ｉｕ３ｍｏ，Ｉｖ３ｍｏ，Ｉｗ３ｍｏを演算し、モータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３を閾値ｔｍ３ｒｅｆと比較すると共に処理後相電流Ｉｕ３ｍｏ，Ｉｖ３ｍｏ，Ｉｗ３ｍｏを閾値Ｉｒｅｆと比較する。

そして、モータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が閾値ｔｍ３ｒｅｆ以下で且つ処理後相電流Ｉｕ３ｍｏ，Ｉｖ３ｍｏ，Ｉｗ３ｍｏの全てが閾値Ｉｒｅｆ以下のときには、トランジスタＴ３１～Ｔ３６のうちの何れでもオン故障は生じていないと判定する。一方、モータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が閾値ｔｍ３ｒｅｆよりも高いときや、処理後相電流Ｉｕ３ｍｏ，Ｉｖ３ｍｏ，Ｉｗ３ｍｏのうちの何れかが閾値Ｉｒｅｆよりも大きいときには、トランジスタＴ３１～Ｔ３６のうちの何れかでオン故障が生じていると判定する。メインＥＣＵ７０は、トランジスタＴ３１～Ｔ３６のうちの何れかでオン故障が生じていると判定したときには、その旨を示す情報（以下、「オン故障情報」という）をＭＧ２ＥＣＵ４０ｂを介してＭＧ３ＥＣＵ４０ｃに送信する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、退避走行中のＭＧ３ＥＣＵ４０ｃによるインバータ４３の制御について説明する。図３は、ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃにより実行される退避走行中処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、退避走行を開始したときに実行が開始される。

図３の退避走行中処理ルーチンが実行されると、ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃは、最初に、メインＥＣＵ７０によりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されているか否かを判定する（ステップＳ１００）。この判定処理は、例えば、ＭＧ２ＥＣＵ４０ｂを介したメインＥＣＵ７０との通信により行なわれる。メインＥＣＵ７０によりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されていないときとしては、例えば、温度センサ４７に異常が生じたときや、温度センサ４７とメインＥＣＵ７０との信号線に異常が生じたとき、メインＥＣＵ７０に異常が生じたときなどを挙げることができる。また、メインＥＣＵ７０によりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されていないときには、メインＥＣＵ７０により所定判定処理が行なわれていない。

ステップＳ１００で、メインＥＣＵ７０によりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されていると判定したときには、インバータ４３のゲート遮断を行ない（ステップＳ１１０）、メインＥＣＵ７０からＭＧ２ＥＣＵ４０ｂを介してオン故障情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。そして、オン故障情報を受信していないと判定したときには、トランジスタＴ３１～Ｔ３６のうちの何れにもオン故障が生じていないと判断し、ステップＳ１００に戻り、オン故障情報を受信したと判定したときには、トランジスタＴ３１～Ｔ３６のうちの何れかにオン故障が生じていると判断し、レディオフ要求をＭＧ２ＥＣＵ４０ｂを介してメインＥＣＵ７０に送信して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。メインＥＣＵ７０は、ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃからＭＧ２ＥＣＵ４０ｂを介してレディオフ要求を受信すると、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の駆動停止要求をエンジンＥＣＵ２４やＭＧ１ＥＣＵ４０ａ、ＭＧ２ＥＣＵ４０ｂに送信すると共にＭＧ２ＥＣＵ４０ｂを介してＭＧ３ＥＣＵ４０ｃに送信して、エンジンＥＣＵ２４やＭＧ１ＥＣＵ４０ａ、ＭＧ２ＥＣＵ４０ｂ、ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃにエンジン２２やインバータ４１，４２，４３を駆動停止させる。そして、レディオフ（システム停止）する。

ステップＳ１００で、メインＥＣＵ７０によりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されていないと判定したときには、モータＭＧ３のゼロトルク制御を行ない（ステップＳ１３０）、過電流検出回路Ｉ３１～Ｉ３６からの過電流検出信号に基づいて所定判定処理を行なう（ステップＳ１４０）。そして、トランジスタＴ３１～Ｔ３６のうちの何れにもオン故障が生じていないと判定したときには、ステップＳ１００に戻り、トランジスタＴ３１～Ｔ３６のうちの何れかにオン故障が生じていると判定したときには、レディオフ要求をＭＧ２ＥＣＵ４０ｂを介してメインＥＣＵ７０に送信して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。

メインＥＣＵ７０によりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されていないときには、メインＥＣＵ７０により所定判定処理が行なわれていない。この場合、上述したように、ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃが過電流検出回路Ｉ３１～Ｉ３６からの過電流検出信号に基づいて所定判定処理を行なうが、インバータ４３のゲート遮断を行なうと、トランジスタＴ３１～Ｔ３６のうちの何れかにオン故障が生じていても、トランジスタＴ３１～Ｔ３６のうちの何れにも過電流が流れないために、それを検出することが困難である。これに対して、実施例では、モータＭＧ３のゼロトルク制御を行なうものとした。トランジスタＴ３１～Ｔ３６のうちの何れかにオン故障が生じているときにモータＭＧ３ののゼロトルク制御を行なうと、オン故障が生じているトランジスタ（例えば、トランジスタＴ３１）と同一相の対のトランジスタ（例えば、トランジスタＴ３４）をオンとしたときに、その相の２つのトランジスタ（例えば、Ｕ相のトランジスタＴ３１，Ｔ３４）が共にオンとなって過電流が流れ、対応する過電流検出回路（例えば、過電流検出回路Ｉ３１，Ｉ３４）からＭＧ３ＥＣＵ４０ｃにオン信号が過電流検出信号として出力される。これにより、ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃは、トランジスタＴ３１，Ｔ３４のうちの何れかでオン故障が生じていることを検出することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、退避走行中に、メインＥＣＵ７０によりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されていないときには、モータＭＧ３のゼロトルク制御を行なう。これにより、インバータ４３のトランジスタＴ３１～Ｔ３６のうちの何れかにオン故障が生じているときに、それを検出することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、退避走行中において、メインＥＣＵ７０によりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されているときには、ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃによりインバータ４３のゲート遮断を行なうと共にメインＥＣＵ７０により所定判定処理を行ない、メインＥＣＵ７０によりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されていないときには、ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃによりモータＭＧ３のゼロトルク制御および所定判定処理を行なうものとした。しかし、退避走行中には、メインＥＣＵ７０によりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されているか否かに拘わらずに、ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃによりモータＭＧ３のゼロトルク制御および所定判定処理を行なうものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、退避走行中に、メインＥＣＵ７０によりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されているときには、ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃによりインバータ４３のゲート遮断を行なうと共に、メインＥＣＵ７０により、モータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３とモータＭＧ３の各相の相電流Ｉｕ３，Ｉｖ３，Ｉｗ３とに基づいて所定判定処理を行なうものとしたが、メインＥＣＵ７０によりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３だけに基づいて所定判定処理を行なうものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、バッテリ５０に代えて、キャパシタを用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、温度センサ４７からのモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３がメインＥＣＵ７０に入力されるものとしたが、図４の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、温度センサ４７からのモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３がＭＧ１ＥＣＵ４０ａに入力されるものとしてもよい。この場合、退避走行中において、ＭＧ１ＥＣＵ４０ａによりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されているときには、ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃによりインバータ４３のゲート遮断を行なうと共にＭＧ１ＥＣＵ４０ａにより所定判定処理を行ない、ＭＧ１ＥＣＵ４０ａによりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されていないときには、ＭＧ３ＥＣＵ４０ｃによりモータＭＧ３のゼロトルク制御および所定判定処理を行なえばよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＭＧ１ＥＣＵ４０ａとＭＧ２ＥＣＵ４０ｂとＭＧ３ＥＣＵ４０ｃとを備えるものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車２２０に示すように、ＭＧ１ＥＣＵ４０ａとＭＧ２ＥＣＵ４０ｂとＭＧ３ＥＣＵ４０ｃとを単一のモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）２４０として構成するものとしてもよい。この場合、退避走行中において、メインＥＣＵ７０によりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されているときには、モータＥＣＵ２４０によりインバータ４３のゲート遮断を行なうと共にメインＥＣＵ７０により所定判定処理を行ない、メインＥＣＵ７０によりモータＭＧ３の三相コイルの温度ｔｍ３が監視されていないときには、モータＥＣＵ２４０によりモータＭＧ３のゼロトルク制御および所定判定処理を行なえばよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＭＧ１ＥＣＵ４０ａとＭＧ２ＥＣＵ４０ｂとＭＧ３ＥＣＵ４０ｃとエンジンＥＣＵ２４とバッテリＥＣＵ５２とメインＥＣＵ７０とを備えるものとしたが、これらのうちの少なくとも２つを単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、前輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６Ｆにプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６ＦにモータＭＧ２を接続し、後輪３９ｃ，３９ｄに連結された駆動軸３６ＲにモータＭＧ３を接続し、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３に電力ライン５４を介してバッテリ５０を接続する構成とした。しかし、図６の変形例のハイブリッド自動車３２０に示すように、前輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６Ｆに変速機３３０を介してモータＭＧ２を接続すると共にモータＭＧ２にクラッチ３２９を介してエンジン２２を接続し、後輪３９ｃ，３９ｄに連結された駆動軸３６ＲにモータＭＧ３を接続し、モータＭＧ２，ＭＧ３に電力ライン５４を介してバッテリ５０を接続するハイブリッド自動車の構成としてもよい。また、図７の変形例のハイブリッド自動車４２０に示すように、エンジン２２に発電用のモータＭＧ１を接続すると共に前輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６Ｆに走行用のモータＭＧ２を接続し、後輪３９ｃ，３９ｄに連結された駆動軸３６ＲにモータＭＧ３を接続し、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３に電力ライン５４を介してバッテリ５０を接続するいわゆるシリーズハイブリッド自動車の構成としてもよい。

実施例では、図１に示したように、エンジン２２とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３とバッテリ５０とを備えるハイブリッド自動車２０の構成としたが、図８に示すように、図１のハイブリッド自動車２０の構成からエンジン２２やプラネタリギヤ３０、モータＭＧ１などを除いた電気自動車５２０の構成としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータＭＧ２が「第１モータ」に相当し、インバータ４２が「第１インバータ」に相当し、モータＭＧ３が「第２モータ」に相当し、インバータ４３が「第２インバータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、メインＥＣＵ７０とＭＧ１ＥＣＵ４０ａとＭＧ２ＥＣＵ４０ｂとＭＧ３ＥＣＵ４０ｃとが「制御装置」に相当し、過電流検出回路Ｉ３１～Ｉ３６およびＭＧ３ＥＣＵ４０ｃが「過電流検出部」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０，３２０，４２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２３クランクポジションセンサ、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、２８ダンパ、３０プラネタリギヤ、３６Ｆ，３６Ｒ駆動軸、３８Ｆ，３８Ｒデファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ前輪、３９ｃ，３９ｄ後輪、４０ａ第１モータ用電子制御ユニット（ＭＧ１ＥＣＵ）、４０ｂ第２モータ用電子制御ユニット（ＭＧ２ＥＣＵ）、４０ｃ第３モータ用電子制御ユニット（ＭＧ３ＥＣＵ）、４１，４２，４３インバータ、４４，４５，４６回転位置検出センサ、４４ｕ，４４ｖ，４４ｗ，４５ｕ，４５ｖ，４５ｗ，４６ｕ，４６ｖ，４６ｗ電流センサ、４７温度センサ、５０バッテリ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４電力ライン、５６システムメインリレー、５７コンデンサ、７０メイン電子制御ユニット（メインＥＣＵ）、８０イグニッションスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、２４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、３２９クラッチ、３３０変速機、５２０電気自動車、Ｄ１１～Ｄ１６，Ｄ２１～Ｄ２６，Ｄ３１～Ｄ３６ダイオード、Ｉ１１～Ｉ１６，Ｉ２１～Ｉ２６，Ｉ３１～Ｉ３６過電流検出回路、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３モータ、Ｔ１１～Ｔ１６，Ｔ２１～Ｔ２６，Ｔ３１～Ｔ３６トランジスタ。

Claims

前輪および後輪のうちの一方の車輪に接続された第１モータと、
複数の第１スイッチング素子のスイッチングにより前記第１モータを駆動する第１インバータと、
前記前輪および前記後輪のうちの他方の車輪に接続された第２モータと、
複数の第２スイッチング素子のスイッチングにより前記第２モータを駆動する第２インバータと、
前記第１インバータおよび前記第２インバータに電力ラインを介して接続された蓄電装置と、
前記第１インバータおよび前記第２インバータを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記複数の第２スイッチング素子のそれぞれの過電流を検出する過電流検出部を備え、
前記制御装置は、車両に異常が生じて前記第１モータから前記一方の車輪にトルクを出力して退避走行を行なう際において、前記第２モータのコイルの温度を監視できないときには、前記第２モータのトルクが値０となるように前記第２インバータを駆動制御するゼロトルク制御を実行して前記過電流検出部からの信号に基づいて前記複数の第２スイッチング素子のうちの何れかにオン故障が生じているか否かを判定し、前記第２モータのコイルの温度を監視できるときには、前記第２インバータの前記第２スイッチング素子の全てをオフにするゲート遮断を行なって前記コイルの温度に基づいて前記複数の第２スイッチング素子のうちの何れかにオン故障が生じているか否かを判定する、
自動車。
請求項１記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記退避走行を行なう際において、前記コイルの温度を監視できるときには、前記コイルの温度と前記第２モータの各相の相電流とに基づいて前記複数の第２スイッチング素子のうちの何れかにオン故障が生じているか否かを判定する、
自動車。
請求項１または２記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記コイルの温度を監視できるときに少なくとも前記コイルの温度に基づいて前記複数の第２スイッチング素子のうちの何れかにオン故障が生じているか否かを判定する第１制御部と、前記第２インバータを制御する第２制御部とを備え、
前記第２制御部は、前記第１制御部により前記コイルの温度が監視されていないときに、前記ゼロトルク制御を実行する、
自動車。