JP2007244126A - 車両の駆動制御装置、車両の駆動制御方法、および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの回転状態を検知するセンサの電源装置に異常が生じても車両を継続して走行させるようモータを駆動可能な車両の駆動制御装置、駆動制御方法、および車両を提供する。
【解決手段】ハイブリッド自動車１００ではレゾルバ２１および電流センサ２５（第１のセンサ部）に対応して電源回路４１が設けられ、レゾルバ２０および電流センサ２４（第２のセンサ部）に対応して電源回路４２が設けられる。これにより、電源回路４１，４２のいずれか一方が故障した場合にも他方の電源回路に対応するセンサ部は正常に駆動できる。制御装置２３０はそのセンサ部からモータジェネレータの回転状態を示す情報を受けてインバータ１４，２２のうちの対応するインバータを制御する。よってハイブリッド自動車１００の通常走行時に電源回路４１，４２の一方が故障した場合にリンプフォーム走行を行なうことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の駆動制御装置、車両の駆動制御方法、および車両に関し、特に、車両の推進力を得るための電動機を駆動する駆動制御装置および駆動制御方法と、この駆動制御装置を備える車両に関する。

近年、従来のエンジンに加え、蓄電装置とインバータとインバータによって駆動される電動機（モータ）とを動力源として搭載したハイブリッド自動車が大きく注目されている。

特開２００２−１３６１７１号公報（特許文献１）にはこのようなハイブリッド自動車が開示される。このハイブリッド自動車は、エンジンと協働して車輪を駆動させる主軸モータと、この主軸モータのロータ位置を検出するロータ位置検出器と、モータ駆動用インバータから主軸モータへ供給される電力の電流を検出する電流検出器と、制御装置とを備える。制御装置はロータ位置検出信号および電流信号に基づいてモータ駆動用インバータを制御することによって主軸モータの駆動を制御する。

この制御装置は、ロータ位置検出器であるレゾルバの異常時には電流検出器からの電流信号を用いて主軸モータのロータ位置を推定する。そして制御装置は推定位置に基づいてモータ駆動用インバータを制御する。よって、上述のハイブリッド自動車はレゾルバの異常時にも走行可能なため信頼性を確保できる。
特開２００２−１３６１７１号公報 特開平７−３３７０３２号公報 特開２００４−１５９４１２号公報

上記の特開２００２−１３６１７１号公報（特許文献１）には具体的に開示されていないが、一般的にはレゾルバや電流センサを駆動するには電源装置が必要である。搭載スペースやコスト等の観点から、これらレゾルバや電流センサの電源装置は共通化されていることが多い。

仮に電源装置自体が故障すると、レゾルバと電流センサとの両方が動作しなくなる。この場合には、制御装置はモータを正確に制御することができない。また制御装置がインバータの駆動を停止することによって車両が惰性走行を行なうことが想定される。しかしながら上記の特開２００２−１３６１７１号公報（特許文献１）には、このような問題点に対する解決方法は開示されていない。

本発明の目的は、車両の駆動力を得ることが可能なモータを備える車両において、モータの回転状態を検知するセンサの電源装置に異常が生じても車両を継続して走行させるようモータを駆動可能な車両の駆動制御装置、駆動制御方法、および、この駆動制御装置を備える車両を提供することである。

本発明は要約すれば、車両の駆動制御装置である。車両は、車両の駆動力を得ることが可能な第１および第２のモータと、第１および第２のモータの回転状態をそれぞれ検出する第１および第２のセンサ部とを有する。駆動制御装置は、第１および第２のモータをそれぞれ駆動する第１および第２の駆動回路と、第１および第２のセンサ部に電源をそれぞれ供給する第１および第２の電源回路と、第１および第２のセンサ部から回転状態を示す情報をそれぞれ受け、第１および第２の駆動回路をそれぞれ制御する制御装置とを備える。

好ましくは、制御装置は、第１および第２の電源回路のいずれか一方の電源回路に異常が生じたことを検知すると、第１および第２のセンサ部のうちの他方の電源回路に対応するセンサ部から出力される情報に基づいて、第１および第２の駆動回路のうちの情報に対応する駆動回路を制御する。

より好ましくは、制御装置は、車両の走行中に異常が発生した場合には、対応する駆動回路を制御するとともに第１および第２の駆動回路のうちの他方の駆動回路の駆動を停止して、第１および第２のモータのうち対応する駆動回路が駆動するモータによる車両の退避走行を可能にする。

さらに好ましくは、第２のモータの回転に応じて車両の駆動輪が回転する。車両は、内燃機関と、３軸式の動力分割機構とをさらに備える。動力分割機構は、第１から第３の軸と結合された遊星歯車機構で構成され、第１から第３の軸のうちのいずれか２軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残りの１軸に対して入出力する。内燃機関のクランクシャフトは、第１の軸に結合される。第１のモータの回転軸は、第２の軸に結合される。第２のモータの回転軸は、第３の軸に結合される。制御装置は、第１の電源回路の異常時には第２の駆動回路を制御して第２のモータを回転させる。制御装置は、第２の電源回路の異常時には内燃機関が動力を出力する状態で第１の駆動回路を制御して、第１のモータに動力を出力させることにより第２のモータを回転させる。

さらに好ましくは、第１および第２のセンサ部の各々は、対応するモータの回転数を検出する回転数センサと、対応するモータに流れる電流を検出する電流センサとを含む。回転状態を示す情報は、回転数の情報と、電流の情報とを含む。

さらに好ましくは、車両は、上述のいずれかの車両の駆動制御装置を備える。
本発明の他の局面に従うと、車両の駆動制御方法である。車両は、車両の駆動力を得ることが可能な第１および第２のモータと、第１および第２のモータの回転状態をそれぞれ検出する第１および第２のセンサ部と、第１および第２のモータをそれぞれ駆動する第１および第２の駆動回路と、第１および第２のセンサ部に電源をそれぞれ供給する第１および第２の電源回路とを有する。駆動制御方法は、第１および第２のセンサ部から回転状態を示す第１および第２の情報をそれぞれ受けるステップと、第１および第２の情報に基づいて、第１および第２の駆動回路をそれぞれ制御するステップとを備える。

好ましくは、制御するステップにおいて、第１および第２の電源回路のいずれか一方の電源回路に異常が生じた場合に、第１および第２のセンサ部のうちの他方の電源回路に対応するセンサ部から出力される情報に基づいて、第１および第２の駆動回路のうちの情報に対応する駆動回路を制御する。

より好ましくは、制御するステップにおいて、車両の走行中に異常が発生した場合に、対応する駆動回路を制御するとともに第１および第２の駆動回路のうちの他方の駆動回路の駆動を停止して、第１および第２のモータのうち対応する駆動回路が駆動するモータによる車両の退避走行を可能にする。

本発明によれば、車両の駆動力を得ることが可能なモータを備える車両において、モータの回転状態を検知するセンサの電源装置に異常が生じても車両を継続して走行させることができる。

以下、本発明について図面を参照して詳しく説明する。なお図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両の駆動制御装置を搭載した車両のモータ制御に関する構成を示す回路図である。

図１を参照して、ハイブリッド自動車１００は、エンジン４と、電池ユニット４０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構ＰＳＤと、減速機ＲＤと、駆動輪ＤＷと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対応してそれぞれ設けられるインバータ２２，１４と、昇圧コンバータ１２と、レゾルバ２０，２１と、電流センサ２４，２５と、電源回路４１，４２と、制御装置２３０とを備える。

電池ユニット４０と昇圧コンバータ１２とは、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとによって電気的に接続されている。

電池ユニット４０は、バッテリＢと、バッテリＢの負極と接地ラインＳＬとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ３と、バッテリＢの正極と電源ラインＰＬ１との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ２と、バッテリＢの正極と電源ラインＰＬ１との間に直列に接続される、システムメインリレーＳＭＲ１および制限抵抗Ｒとを含む。システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３は、制御装置２３０から与えられる制御信号ＳＥに応じて導通／非導通状態が制御される。

電池ユニット４０は、さらに、バッテリＢの端子間の電圧ＶＢを測定する電圧センサ１０と、バッテリＢに流れる電流ＩＢを検知する電流センサ１１とを含む。

バッテリＢとしては、ニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池や燃料電池などを用いることができる。また、バッテリＢに代わる蓄電装置として電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタを用いることもできる。

昇圧コンバータ１２は、接地ラインＳＬと電源ラインＰＬ１と間の電圧を昇圧して接地ラインＳＬと電源ラインＰＬ２によってインバータ１４，２２に供給する。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２から与えられる直流電圧を三相交流に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。インバータ２２は、昇圧コンバータ１２から与えられる直流電圧を三相交流に変換してモータジェネレータＭＧ１に出力する。

昇圧コンバータ１２は、一方端が電源ラインＰＬ１に接続されるリアクトルＬ１と、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２と、平滑用コンデンサＣ２と、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間の電圧ＶＬを検知する電圧センサ６と、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間の電圧ＶＨを検知する電圧センサ８とを含む。平滑用コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２によって昇圧された電圧を平滑化する。

リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタと接続される。

インバータ１４はモータジェネレータＭＧ２に対して昇圧コンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ１４は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力を昇圧コンバータ１２に戻す。このとき昇圧コンバータ１２は降圧回路として動作するように制御装置２３０によって制御される。

インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５，Ｖ相アーム１６，およびＷ相アーム１７は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に並列に接続される。

Ｕ相アーム１５は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。

Ｖ相アーム１６は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のエミッタと接続される。

Ｗ相アーム１７は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のエミッタと接続される。

モータジェネレータＭＧ２は、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中性点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードに接続される。

動力分割機構ＰＳＤは、基本的には、後で図５で示すエンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。

動力分割機構ＰＳＤの２つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１の各回転軸にそれぞれ接続され、他の１つの回転軸は減速機ＲＤに接続される。動力分割機構ＰＳＤと一体化された減速機ＲＤによってモータジェネレータＭＧ２の回転は減速されて動力分割機構ＰＳＤに伝達される。

なお減速機の回転軸は、後に説明するように図示しない減速ギヤやディファレンシャルギヤによって駆動輪ＤＷに結合されている。

電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置２３０へ出力する。電流センサ２４は電源回路４２から電源電圧Ｖ２Ｃが与えられると動作する。

インバータ２２は、昇圧コンバータ１２に対してインバータ１４と並列的に接続される。インバータ２２は、モータジェネレータＭＧ１に対して昇圧コンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。インバータ２２は、昇圧コンバータ１２から昇圧された電圧を受けてたとえばエンジンを始動させるためにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。

また、インバータ２２は、エンジン４のクランクシャフトから伝達される回転トルクによってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を昇圧コンバータ１２に戻す。このとき昇圧コンバータ１２は降圧回路として動作するように制御装置２３０によって制御される。

なお、インバータ２２の内部の構成は、図示しないがインバータ１４と同様であり、詳細な説明は繰返さない。

モータジェネレータＭＧ１は、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中性点に共に接続されている。そして、各相コイルの他方端はインバータ２２に接続されている。

電流センサ２５は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置２３０へ出力する。電流センサ２５は電源回路４１から電圧Ｖ１Ｃが与えられると動作する。

レゾルバ２０は電源回路４２から電源電圧Ｖ２Ｒが与えられると動作する。レゾルバ２１は電源回路４１から電源電圧Ｖ１Ｒが与えられると動作する。

電源回路４１，４２は自己の異常時にフェール信号Ｆ１，Ｆ２をそれぞれ出力する。制御装置２３０はフェール信号Ｆ１またはフェール信号Ｆ２を受けるとインバータ１４，２２に対する制御を電源回路４１，４２がともに正常であるときと異ならせる。なお、電源回路４１，４２はたとえばインバータ２２，１４にそれぞれ含まれていてもよいし、制御装置２３０に含まれていてもよい。

制御装置２３０は、トルク指令値Ｔｍ，Ｔｇ、エンジン回転数Ｎｅ、電圧ＶＢ，ＶＬ，ＶＨ、電流ＩＢの各値、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２および起動信号ＩＧＯＮを受ける。

制御装置２３０は、レゾルバ２０，２１の出力を受けて回転数Ｎｍ，Ｎｇをそれぞれ算出する。ここで、トルク指令値Ｔｇ，回転数Ｎｇおよびモータ電流値ＭＣＲＴ１はモータジェネレータＭＧ１に関するものであり、トルク指令値Ｔｍ，回転数Ｎｍおよびモータ電流値ＭＣＲＴ２はモータジェネレータＭＧ２に関するものである。

また、電圧ＶＢはバッテリＢの電圧であり、電圧センサ１０によって測定される。電流ＩＢはバッテリＢに流れる電流であり電流センサ１１によって測定される。電圧ＶＬは昇圧コンバータ１２の昇圧前電圧であり電圧センサ６によって測定される。電圧ＶＨは昇圧コンバータ１２の昇圧後電圧であり電圧センサ８によって測定される。

そして制御装置２３０は、昇圧コンバータ１２に対して昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵ，降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤおよび動作禁止を指示する信号ＣＳＤＮを出力する。

さらに、制御装置２３０は、インバータ１４に対して昇圧コンバータ１２の出力である直流電圧（電圧ＶＨ）をモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示ＰＷＭＩ２と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２側に戻す回生指示ＰＷＭＣ２とを出力する。ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８はこれらの指示に応じて動作する。

ここで、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は本発明における「第１および第２のモータ」にそれぞれ対応する。レゾルバ２１および電流センサ２５は本発明における「第１のセンサ部」に対応し、レゾルバ２０および電流センサ２４は本発明における「第２のセンサ部」に対応する。

また、インバータ２２，１４は本発明における「第１および第２の駆動回路」にそれぞれ対応する。電源回路４１，４２は本発明における「第１および第２の電源回路」にそれぞれ対応する。制御装置２３０は本発明における「制御装置」に対応する。

次に図１の電源回路４１，４２の構成を図示しながら説明する。なお電源回路４１，４２は互いに同一の構成を有する。よって図２では代表的に電源回路４１の構成を示す。電源回路４２の構成は図２の電源回路４１の構成と同様であるので、詳細な説明は以後繰返さない。

図２は、図１の電源回路４１の構成を示すブロック図である。
図２を参照して、電源回路４１は、電源部６１と、電源監視部６２と、発振回路６３とを備える。

電源部６１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６５および補機バッテリ６６に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ６５は電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間の直流電圧を降圧して電源部６１および補機バッテリ６６に供給する。

電源部６１はＤＣ／ＤＣコンバータ６５から与えられる直流電圧（たとえばＤＣ１２Ｖ）を受けて、電源電圧Ｖ１Ｃ（たとえばＤＣ１５Ｖ）に変換する。電源電圧Ｖ１Ｃは発振回路６３および図１の電流センサ２５に与えられる。

電源監視部６２は電源電圧Ｖ１Ｃが異常である場合にはフェール信号Ｆ１を出力する。発振回路６３は、いわば直交変換回路であり、電源電圧Ｖ１Ｃに応じて発振して電源電圧Ｖ１Ｒを出力する。電源電圧Ｖ１Ｒは図１のレゾルバ２１に供給される。これによりレゾルバ２１では内部のコイルが励磁されてモータジェネレータＭＧ１のロータの回転位置が検出可能になる。

なお図２の電源回路４１の構成において、電源電圧Ｖ１Ｒを電源電圧Ｖ２Ｒに、電源電圧Ｖ１Ｃを電源電圧Ｖ２Ｃに、フェール信号Ｆ１をフェール信号Ｆ２に置換すると電源回路４２の構成となる。

図３は、図１の電源回路４１，４２の異常発生時における制御装置２３０の処理を説明するフローチャートである。この処理は所定の条件の成立時または一定の期間ごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図３および図１を参照して、処理が開始されると、まずステップＳ０において、制御装置２３０は、レゾルバ２１の出力およびモータ電流値ＭＣＲＴ１（第１の情報）を受ける。さらにステップＳ０において制御装置２３０はレゾルバ２２の出力およびモータ電流値ＭＣＲＴ２（第２の情報）を受ける。

次にステップＳ０Ａにおいて、制御装置２３０は上述の第１および第２の情報に基づいて、インバータ２２およびインバータ１４をそれぞれ制御する。ステップＳ０，Ｓ０Ａの処理は、ハイブリッド自動車の通常の走行時における処理である。

ステップＳ１において制御装置２３０は電源回路４１からフェール信号Ｆ１を受信したか否かを判定する。フェール信号Ｆ１を受信した場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２に進む。

ステップＳ２において制御装置２３０はインバータ２２，１４のうちインバータ１４のみを駆動してインバータ２２の駆動を停止する。これによりハイブリッド自動車１００はモータジェネレータＭＧ２によるリンプフォーム走行（退避走行）を行なう。このときには制御装置２３０はモータ電流値ＭＣＲＴ２および回転数Ｎｍに基づいてインバータ１４を制御する。

一方、ステップＳ１において制御装置２３０が電源回路４１からフェール信号Ｆ１を受信していない場合（ステップＳ１においてＮＯ）、処理はステップＳ３に進む。

ステップＳ３において制御装置２３０は電源回路４２からフェール信号Ｆ２を受信したか否かを判定する。制御装置２３０がフェール信号Ｆ２を受信した場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、処理はステップＳ４に進む。一方、制御装置２３０がフェール信号Ｆ２を受信していない場合（ステップＳ３においてＮＯ）、全体の処理は終了する。

ステップＳ４において、エンジン４、モータジェネレータＭＧ１によるリンプフォーム走行が行なわれる。このとき制御装置２３０は、たとえばインバータ２２を制御してモータジェネレータＭＧ１を駆動することでエンジン４を始動させる。

また、制御装置２３０はインバータ２２を制御してインバータ１４の駆動を停止する。これによりモータジェネレータＭＧ１の動力が出力されて、エンジン４の動力とモータジェネレータＭＧ１の動力とは動力分割機構ＰＳＤに入力される。詳細は後述するが、エンジン４の動力とモータジェネレータＭＧ１の動力とが動力分割機構ＰＳＤに入力されることでモータジェネレータＭＧ２が回転する。これによりエンジン４、モータジェネレータＭＧ１によるリンプフォーム走行が可能になる。

ステップＳ２またはステップＳ４の処理が終了すると、全体の処理が終了する。
続いて実施の形態１による効果を説明する。

図４は、センサ部の電源装置の構成について実施の形態１の比較例を示す図である。
図４を参照して、構成例１ではレゾルバ２０，２１用の電源回路（レゾルバ電源５５）と、電流センサ２４，２５用の電源回路（センサ電源５６）とが設けられる。また構成例２ではレゾルバ２０，２１と電流センサ２４，２５とに対して１つの電源回路５７が設けられる。

構成例１，２のいずれもセンサ部の電源回路がモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれに対応するように構成されていない。構成例１においてたとえばレゾルバ電源５５が故障すると、図１のハイブリッド自動車１００ではレゾルバ２０，２１の両方が動作不可能になる。構成例２では電源回路５７が故障するとレゾルバ２０，２１と電流センサ２４，２５とが動作不可能になる。このような場合には制御装置２３０は正しくインバータ１４，２２を駆動することができないのでハイブリッド車両の走行を通常の走行から速やかにリンプフォーム走行に移行させることが困難になる。

再び図１を参照しながら説明する。ハイブリッド自動車１００ではレゾルバ２１および電流センサ２５（第１のセンサ部）に対応して電源回路４１が設けられ、レゾルバ２０および電流センサ２４（第２のセンサ部）に対応して電源回路４２が設けられる。これにより、電源回路４１，４２のいずれか一方が故障した場合にも他方の電源回路に対応するセンサ部は正常に駆動できる。よって、ハイブリッド自動車のリンプフォーム走行が可能になる。

制御装置２３０はそのセンサ部からモータジェネレータの回転状態を示す情報を受けてインバータ１４，２２のうちの対応するインバータを制御する。よってハイブリッド自動車１００の通常走行時に電源回路４１，４２の一方が故障した場合にリンプフォーム走行を行なうことができる。

ここで「回転状態を示す情報」とはモータ回転数の情報（回転数Ｎｇ，Ｎｍ）とモータ電流値の情報（モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２）とを含む。

続いて、図３のステップＳ２およびステップＳ４におけるリンプフォーム走行についてより詳細に説明する。

図５は、図１における動力分割機構ＰＳＤおよび減速機ＲＤの詳細を説明するための模式図である。

図５を参照して、ハイブリッド自動車１００の駆動装置は、モータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ２の回転軸に接続される減速機ＲＤと、減速機ＲＤで減速された回転軸の回転に応じて回転する車軸と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１と、減速機ＲＤとエンジン４とモータジェネレータＭＧ１との間で動力分配を行なう動力分割機構ＰＳＤとを備える。減速機ＲＤは、モータジェネレータＭＧ２から動力分割機構ＰＳＤへの減速比が、たとえば２倍以上である。

エンジン４のクランクシャフト５０とモータジェネレータＭＧ１のロータ３２とモータジェネレータＭＧ２のロータ３７とは同じ軸を中心に回転する。

動力分割機構ＰＳＤは、図５に示す例ではプラネタリギヤであり、クランクシャフト５０に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸に結合されたサンギヤ５１と、クランクシャフト５０と同軸上を回転可能に支持されているリングギヤ５２と、サンギヤ５１とリングギヤ５２との間に配置され、サンギヤ５１の外周を自転しながら公転するピニオンギヤ５３と、クランクシャフト５０の端部に結合され各ピニオンギヤ５３の回転軸を支持するプラネタリキャリヤ５４とを含む。

動力分割機構ＰＳＤは、サンギヤ５１に結合されたサンギヤ軸と、リングギヤ５２に結合されたリングギヤケースおよびプラネタリキャリヤ５４に結合されたクランクシャフト５０の３軸が動力の入出力軸とされる。そしてこの３軸のうちいずれか２軸へ入出力される動力が決定されると、残りの１軸に入出力される動力は他の２軸へ入出力される動力に基づいて定まる。

動力の取出用のカウンタドライブギヤ７０がリングギヤケースの外側に設けられ、リングギヤ５２と一体的に回転する。カウンタドライブギヤ７０は、動力伝達減速ギヤＲＧに接続されている。そしてカウンタドライブギヤ７０と動力伝達減速ギヤＲＧとの間で動力の伝達がなされる。動力伝達減速ギヤＲＧはディファレンシャルギヤＤＥＦを駆動する。また、下り坂等では車輪の回転がディファレンシャルギヤＤＥＦに伝達され、動力伝達減速ギヤＲＧはディファレンシャルギヤＤＥＦによって駆動される。

モータジェネレータＭＧ１は、回転磁界を形成するステータ３１と、ステータ３１内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれているロータ３２とを含む。ステータ３１は、ステータコア３３と、ステータコア３３に巻回される三相コイル３４とを含む。ロータ３２は、動力分割機構ＰＳＤのサンギヤ５１と一体的に回転するサンギヤ軸に結合されている。ステータコア３３は、電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないケースに固定されている。

モータジェネレータＭＧ１は、ロータ３２に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイル３４によって形成される磁界との相互作用によりロータ３２を回転駆動する電動機として動作する。またモータジェネレータＭＧ１は、永久磁石による磁界とロータ３２の回転との相互作用により三相コイル３４の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。

モータジェネレータＭＧ２は、回転磁界を形成するステータ３６と、ステータ３１内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ３７とを含む。ステータ３６は、ステータコア３８と、ステータコア３８に巻回される三相コイル３９とを含む。

ロータ３７は、動力分割機構ＰＳＤのリングギヤ５２と一体的に回転するリングギヤケースに減速機ＲＤによって結合されている。ステータコア３８は、たとえば電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないケースに固定されている。

モータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界とロータ３７の回転との相互作用により三相コイル３９の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。またモータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界と三相コイル３９によって形成される磁界との相互作用によりロータ３７を回転駆動する電動機として動作する。

減速機ＲＤは、プラネタリギヤの回転要素の一つであるプラネタリキャリヤ７６が車両駆動装置のケースに固定された構造により減速を行なう。すなわち、減速機ＲＤは、ロータ３７のシャフトに結合されたサンギヤ７２と、リングギヤ５２と一体的に回転するリングギヤ６８と、リングギヤ６８およびサンギヤ７２に噛み合いサンギヤ７２の回転をリングギヤ６８に伝達するピニオンギヤ６４とを含む。

たとえば、サンギヤ７２の歯数に対しリングギヤ６８の歯数を２倍以上にすることにより、減速比を２倍以上にすることができる。

図６は、動力分割機構および変速機の共線図である。
図６に示すように、モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｇはエンジンの回転数Ｎｅとリングギヤ５２，６８の回転数Ｎｒとを結んだ直線上にある。また、モータジェネレータＭＧ２の回転数は、リングギヤ５２，６８の回転数Ｎｒと、プラネタリキャリヤ７６の回転数とを結んだ直線上にある。ただしプラネタリキャリヤ７６の回転数は０に固定されている。

符号Ｓ２で示す破線と、符号Ｓ４で示す実線とは、図３のステップＳ２，Ｓ４におけるリンプフォーム走行がそれぞれ行なわれたときのモータジェネレータＭＧ１の回転数、エンジン回転数およびリングギヤ５２，６８の回転数状態を示す。

図５および図６からわかるように、エンジン回転数Ｎｅはプラネタリキャリヤの回転数である。モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｇは、サンギヤ５１の回転数である。モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎｍは、サンギヤ７２の回転数である。

図１の電源回路４１が異常の場合には、制御装置２３０は、たとえば回転数Ｎｍが一定になるようにインバータ１４を制御する。これによりリングギヤ５２，６８の回転数Ｎｒが決定されて、ハイブリッド自動車１００はリンプフォーム走行を行なうことができる。

なお、このときにはエンジン４のクランクシャフトが回転しないように固定されてエンジン回転数Ｎｅが０となる。図６の符号Ｓ２で示す破線から分かるようにモータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｇが決定される。

一方、電源回路４２が異常の場合には、エンジン４が動作する。このときのエンジン回転数Ｎｅは、たとえば図示しないエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）により制御される。エンジンＥＣＵは、たとえば車速センサから得られる車速の情報やアクセル開度センサによるアクセル開度情報に基づいて回転数Ｎｅを決定する。

このときには制御装置２３０は、たとえば回転数Ｎｇが一定になるようにインバータ２２を制御してモータジェネレータＭＧ１を動作させる。よって図６の符号Ｓ４で示す実線から分かるように、リングギヤ５２，６８の回転数Ｎｒが決定されるとともに、モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎｍが決定される。

つまり制御装置２３０は、エンジン４が動力を出力する状態でインバータ２２を制御することでモータジェネレータＭＧ１から動力を出力させる。エンジン４の動力とモータジェネレータＭＧ１の動力とによってモータジェネレータＭＧ２が回転する。モータジェネレータＭＧ２の回転に応じて駆動輪ＤＷが回転するのでハイブリッド自動車１００はリンプフォーム走行を行なうことができる。

以上のように、実施の形態１によれば、モータジェネレータＭＧ１のセンサ部の電源回路とモータジェネレータＭＧ２のセンサ部の電源回路とを分離して構成する。これにより実施の形態１によれば通常走行中に２つの電源回路のいずれか一方に異常が生じた場合にも車両をリンプフォーム走行させることが可能になる。

［実施の形態２］
実施の形態２はレゾルバと電流センサとで別の電源回路が設けられる点で実施の形態１と異なる。このように電源回路を構成することによって、レゾルバに供給する電圧と電流センサに供給する電圧とを独立に設定できる。たとえば電流センサがホールＩＣである場合には、電流検知幅は一般的に電源電圧の大きさに依存する。よって実施の形態２によれば、たとえば電流センサの検出性能を実施の形態１よりも高くすることができる。

図７は、本発明の実施の形態２に係る車両の駆動制御装置を搭載した車両のモータ制御に関する構成を示す回路図である。

図７を参照して、ハイブリッド自動車１００Ａは、電源回路４１に代えて電源回路４１Ａ，４１Ｂを備える点で、図１のハイブリッド自動車１００と異なる。さらに、ハイブリッド自動車１００Ａは、電源回路４２に代えて電源回路４２Ａ，４２Ｂを備える点でハイブリッド自動車１００と異なる。ハイブリッド自動車１００Ａの他の部分についてはハイブリッド自動車１００の対応する部分と同様であるので、以後の説明は繰返さない。

電源回路４１Ａは電流センサ２５に電源電圧Ｖ１Ｃを供給する。電源回路４１Ｂはレゾルバ２１に電源電圧Ｖ１Ｒを供給する。電源回路４１Ａ，４１Ｂは異常時にはフェール信号Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂをそれぞれ出力する。電源回路４１Ａ，４１Ｂは本発明における「第１の電源回路」を構成する。

電源回路４２Ａは電流センサ２４に電源電圧Ｖ２Ｃを供給する。電源回路４２Ｂはレゾルバ２０に電源電圧Ｖ２Ｒを供給する。電源回路４２Ａ，４２Ｂは異常時にはフェール信号Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂをそれぞれ出力する。電源回路４２Ａ，４２Ｂは本発明における「第２の電源回路」を構成する。

制御装置２３０はフェール信号Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂ，Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂのいずれかを受けた場合にはリンプフォーム走行を行なうようにインバータ１４，２２を制御する。

次に、電源回路４１Ａ，４１Ｂの構成について図を参照しながら説明する。なお、電源回路４２Ａ，４２Ｂは電源回路４１Ａ，４１Ｂとそれぞれ同様の構成を有する。よって、以下の図８では代表的に電源回路４１Ａ，４１Ｂの構成を示す。電源回路４２Ａ，４２Ｂの構成は図８の電源回路４１Ａ，４１Ｂの構成とそれぞれ同様であるので、詳細な説明は以後繰返さない。

図８は、図７の電源回路４１Ａ，４１Ｂの構成を説明するブロック図である。
図８を参照して、電源回路４１Ａは、電源部６１と、電源監視部６２とを備える。電源回路４１Ｂは、電源部６１と、電源監視部６２と、発振回路６３とを備える。図８に示す電源部６１、電源監視部６２、発振回路６３の機能は図２に示す電源部６１、電源監視部６２、発振回路６３の機能とそれぞれ同様である。

すなわち、電源回路４１Ａにおいて電源部６１はＤＣ／ＤＣコンバータ６５から出力される電圧を変換して電源電圧Ｖ１Ｃを出力する。また、電源回路４１Ａにおいて電源監視部６２は電源電圧Ｖ１Ｃの異常時にフェール信号Ｆ１Ａを出力する。

電源回路４１Ｂにおいて電源部６１はＤＣ／ＤＣコンバータ６５から出力される電圧を変換して発振回路６３に出力する。電源監視部６２は電源部６１の出力電圧が異常である場合にフェール信号Ｆ１Ｂを出力する。発振回路６３は電源部６１から出力される直流電圧に応じて発振して電源電圧Ｖ１Ｒを出力する。

なお、図８の電源回路４１Ａの構成において、電源電圧Ｖ１Ｃを電源電圧Ｖ２Ｃに、フェール信号Ｆ１Ａをフェール信号Ｆ２Ａに置換すると電源回路４２Ａの構成となる。また図８の電源回路４１Ｂにおいて、電源電圧Ｖ１Ｒを電源電圧Ｖ２Ｒに、フェール信号Ｆ１Ｂをフェール信号Ｆ２Ｂに置換すると電源回路４２Ｂの構成となる。

図９は、図７の電源回路４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂの異常発生時における制御装置２３０の処理を説明するフローチャートである。

なお、この処理は実施の形態１と同様に所定の条件の成立時または一定の期間ごとに所定のメインルーチンから呼び出されて実行される。

図９および図３を参照して、図９に示すフローチャートはステップＳ１，Ｓ３に代えてステップＳ１１〜Ｓ１４が設けられている点で図３のフローチャートと異なる。図９のフローチャートにおけるステップＳ２，Ｓ４の処理（すなわちリンプフォーム走行）は図３のフローチャートのステップＳ２，Ｓ４の処理とそれぞれ同様である。よって以下ではステップＳ１１〜Ｓ１４の処理について説明し、ステップＳ２，Ｓ４の処理については説明を繰返さない。

図９および図７を参照ながら、図９のステップＳ１１〜Ｓ１４における処理について説明する。処理が開始されると、まずステップＳ１１において制御装置２３０はフェール信号Ｆ１Ａを受信したか否かを判定する。ステップＳ１１において制御装置２３０がフェール信号Ｆ１Ａを受信した場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２に進む。一方、制御装置２３０がフェール信号Ｆ１Ａを受信していない場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、処理はステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２において、制御装置２３０はフェール信号Ｆ１Ｂを受信したか否かを判定する。制御装置２３０がフェール信号Ｆ１Ｂを受信している場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２に進む。一方、制御装置２３０がフェール信号Ｆ１Ｂを受信していない場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、処理はステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において制御装置２３０はフェール信号Ｆ２Ａを受信したか否かを判定する。制御装置２３０がフェール信号Ｆ２Ａを受信している場合（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、処理はステップＳ４に進む。一方、制御装置２３０がフェール信号Ｆ２Ａを受信していない場合（ステップＳ１３においてＮＯ）、処理はステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４において、制御装置２３０はフェール信号Ｆ２Ｂを受信したか否かを判定する。制御装置２３０がフェール信号Ｆ２Ｂを受信している場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、処理はステップＳ４に進む。一方、制御装置２３０がフェール信号Ｆ２Ｂを受信していない場合（ステップＳ１４においてＮＯ）、全体の処理は終了する。

以上のように実施の形態２によればレゾルバと電流センサとで別の電源回路が設けられる。このように電源回路を構成することによって、レゾルバに供給する電圧と電流センサに供給する電圧とを互いに依存することなく設定できる。

なお、以上の説明において実施の形態１および実施の形態２のハイブリッド車両は前輪を駆動する。しかし本発明の車両の駆動制御装置は、このような車両に限定されるものではない。たとえば駆動輪は後輪であってもよい。あるいはモータジェネレータＭＧ１が前輪を駆動し、モータジェネレータＭＧ２が後輪を駆動してもよい。

また、本発明の車両の駆動制御装置は、たとえば前輪駆動用のモータ（モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２）に加え後輪駆動用のモータを搭載する四輪駆動車にも適用可能である。このような四輪駆動車では後輪を前輪駆動用モータと独立したモータで駆動させることにより、一般的な四輪駆動システムに必要不可欠なトランスファーやプロペラシャフトが不要となる。これにより駆動ロスの低減が図れ、後輪用モータジェネレータによる回生発電の効果も相まって通常の四輪駆動車よりも低燃費走行が期待できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１に係る車両の駆動制御装置を搭載した車両のモータ制御に関する構成を示す回路図である。 図１の電源回路４１の構成を示すブロック図である。 図１の電源回路４１，４２の異常発生時における制御装置２３０の処理を説明するフローチャートである。 センサ部の電源装置の構成について実施の形態１の比較例を示す図である。 図１における動力分割機構ＰＳＤおよび減速機ＲＤの詳細を説明するための模式図である。 動力分割機構および変速機の共線図である。 本発明の実施の形態２に係る車両の駆動制御装置を搭載した車両のモータ制御に関する構成を示す回路図である。 図７の電源回路４１Ａ，４１Ｂの構成を説明するブロック図である。 図７の電源回路４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂの異常発生時における制御装置２３０の処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

４ エンジン、６，８，１０ 電圧センサ、１１，２４，２５ 電流センサ、１２ 昇圧コンバータ、１４，２２ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２０，２１ レゾルバ、３１，３６ ステータ、３２，３７ ロータ、３３，３８ ステータコア、３４，３９ 三相コイル、４０ 電池ユニット、４１，４２，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ，５７ 電源回路、５０ クランクシャフト、５１ サンギヤ、５２ リングギヤ、５３ ピニオンギヤ、５４ プラネタリキャリヤ、５５ レゾルバ電源、５６ センサ電源、６１ 電源部、６２ 電源監視部、６３ 発振回路、６５ ＤＣ／ＤＣコンバータ、６６ 補機バッテリ、７０ カウンタドライブギヤ、１００，１００Ａ ハイブリッド自動車、２０２ 回転数センサ、２３０ 制御装置、Ｂ バッテリ、Ｃ２ 平滑用コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、ＤＥＦ ディファレンシャルギヤ、ＤＷ 駆動輪、Ｌ１ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＰＬ１，ＰＬ２ 電源ライン、ＰＳＤ 動力分割機構、Ｑ１〜Ｑ８ ＩＧＢＴ素子、Ｒ 制限抵抗、ＲＧ 動力伝達減速ギヤ、Ｓ１〜Ｓ１４ ステップ、ＳＬ 接地ライン、ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３ システムメインリレー。

Claims (9)

1. 車両の駆動制御装置であって、
   前記車両は、
   前記車両の駆動力を得ることが可能な第１および第２のモータと、前記第１および第２のモータの回転状態をそれぞれ検出する第１および第２のセンサ部とを有し、
   前記駆動制御装置は、
   前記第１および第２のモータをそれぞれ駆動する第１および第２の駆動回路と、
   前記第１および第２のセンサ部に電源をそれぞれ供給する第１および第２の電源回路と、
   前記第１および第２のセンサ部から前記回転状態を示す情報をそれぞれ受け、前記第１および第２の駆動回路をそれぞれ制御する制御装置とを備える、車両の駆動制御装置。
2. 前記制御装置は、前記第１および第２の電源回路のいずれか一方の電源回路に異常が生じたことを検知すると、前記第１および第２のセンサ部のうちの他方の電源回路に対応するセンサ部から出力される前記情報に基づいて、前記第１および第２の駆動回路のうちの前記情報に対応する駆動回路を制御する、請求項１に記載の車両の駆動制御装置。
3. 前記制御装置は、前記車両の走行中に前記異常が発生した場合には、前記対応する駆動回路を制御するとともに前記第１および第２の駆動回路のうちの他方の駆動回路の駆動を停止して、前記第１および第２のモータのうち前記対応する駆動回路が駆動するモータによる前記車両の退避走行を可能にする、請求項２に記載の車両の駆動制御装置。
4. 前記第２のモータの回転に応じて前記車両の駆動輪が回転し、
   前記車両は、
   内燃機関と、
   第１から第３の軸と結合された遊星歯車機構で構成され、前記第１から第３の軸のうちのいずれか２軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残りの１軸に対して入出力する３軸式の動力分割機構とをさらに備え、
   前記内燃機関のクランクシャフトは、第１の軸に結合され、
   前記第１のモータの回転軸は、前記第２の軸に結合され、
   前記第２のモータの回転軸は、前記第３の軸に結合され、
   前記制御装置は、前記第１の電源回路の異常時には前記第２の駆動回路を制御して前記第２のモータを回転させ、前記第２の電源回路の異常時には前記内燃機関が動力を出力する状態で前記第１の駆動回路を制御して、前記第１のモータに動力を出力させることにより前記第２のモータを回転させる、請求項３に記載の車両の駆動制御装置。
5. 前記第１および第２のセンサ部の各々は、
   対応するモータの回転数を検出する回転数センサと、
   前記対応するモータに流れる電流を検出する電流センサとを含み、
   前記回転状態を示す情報は、
   前記回転数の情報と、
   前記電流の情報とを含む、請求項４に記載の車両の駆動制御装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の車両の駆動制御装置を備える、車両。
7. 車両の駆動制御方法であって、
   前記車両は、
   前記車両の駆動力を得ることが可能な第１および第２のモータと、
   前記第１および第２のモータの回転状態をそれぞれ検出する第１および第２のセンサ部と、
   前記第１および第２のモータをそれぞれ駆動する第１および第２の駆動回路と、
   前記第１および第２のセンサ部に電源をそれぞれ供給する第１および第２の電源回路とを有し、
   前記駆動制御方法は、
   前記第１および第２のセンサ部から前記回転状態を示す第１および第２の情報をそれぞれ受けるステップと、
   前記第１および第２の情報に基づいて、前記第１および第２の駆動回路をそれぞれ制御するステップとを備える、車両の駆動制御方法。
8. 前記制御するステップにおいて、前記第１および第２の電源回路のいずれか一方の電源回路に異常が生じた場合に、前記第１および第２のセンサ部のうちの他方の電源回路に対応するセンサ部から出力される前記情報に基づいて、前記第１および第２の駆動回路のうちの前記情報に対応する駆動回路を制御する、請求項７に記載の車両の駆動制御方法。
9. 前記制御するステップにおいて、前記車両の走行中に前記異常が発生した場合に、前記対応する駆動回路を制御するとともに前記第１および第２の駆動回路のうちの他方の駆動回路の駆動を停止して、前記第１および第２のモータのうち前記対応する駆動回路が駆動するモータによる前記車両の退避走行を可能にする、請求項８に記載の車両の駆動制御方法。

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