JP2010246290A - 駆動装置およびその異常判定方法並びに車両 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータの一部のスイッチング素子がオフの状態で作動しなくなる異常をより適正に判定する。
【解決手段】モータが過変調制御モードで駆動されているときにモータのトルク指令Ｔｍ２＊に基づく目標電流Ｉｑ＊と実際に印加されている電流Ｉｑとの差電流ΔＩｑの絶対値が所定電流Ｉｒｅｆ以上に至ったときに過変調制御モードから正弦波制御モードへ強制的に切り替え、この切り替えが所定時間ｔｒｅｆ内に所定回数Ｃｒｅｆ以上行なわれたときにインバータのオフ異常と判定する（Ｓ２４０〜Ｓ２８０）。これにより、モータを駆動するインバータの一部のスイッチング素子がオフの状態で作動しなくなるオフ異常をより適正に判定することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、駆動装置およびその異常判定方法並びに車両に関する。

従来、この種の駆動装置としては、誘導電動機を駆動する例えば鉄道車両用のインバータを備え、複数のパルス幅変調（ＰＷＭ）モードとして、出力電圧の基本波の一周期に一定個数の電圧パルスを含む同期ＰＷＭモード，電圧パルスを出力する周期が出力電圧の基本波の周期に依存しない非同期ＰＷＭモード，出力電圧の基本波半周期を一個の電圧パルスで構成する１パルスモードの３つのモードを切り替えて用いて誘導電動機を駆動するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、上位制御系から与えられる出力電圧指令および基本波周波数指令と３つのモードのうちの１つとを対応づけるＰＷＭモードマップを参照して得られるモードでインバータを制御している。

特開平９−２６１９６６号公報

ところで、上述の駆動装置では、インバータの一部のスイッチング素子がオフされたままで作動しなくなるいわゆる開異常が生じると、インバータからの相電流の一部が電動機に印加されないために、インバータに電力供給するバッテリからの電流の変動が大きくなる場合がある。特に、同期ＰＷＭモードに比して出力電圧指令に対する制御上の応答性が低い非同期ＰＷＭモードや１パルスモードでは、こうしたバッテリからの電流の変動が顕著に大きくなるため、インバータの開異常が生じた状態で電動機の駆動が継続されると、インバータの開異常に加えてバッテリの異常が生じる場合もある。このため、インバータの開異常を適正に判定できるようにすることが望まれる。

本発明の駆動装置およびその異常判定方法並びに車両は、インバータの一部のスイッチング素子がオフの状態で作動しなくなる異常をより適正に判定することを主目的とする。

本発明の駆動装置およびその異常判定方法並びに車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の駆動装置は、
動力を入出力可能な電動機と、前記電動機を駆動するインバータと、前記インバータを介して前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備え、前記電動機の回転数と前記電動機を駆動すべきトルク指令とに基づいてパルス幅変調による正弦波電圧を用いて前記電動機を駆動する正弦波制御モードと前記正弦波電圧より変調率が高い過変調電圧を用いて前記電動機を駆動する過変調制御モードと矩形波電圧を用いて前記電動機を駆動する矩形波制御モードとのうちいずれかを用いて前記電動機を駆動制御する駆動装置であって、
前記電動機に印加される電流を検出する電流検出手段と、
前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードで前記電動機が駆動制御されているときに前記電動機のトルク指令に応じて得られる前記電動機に印加すべき目標電流と前記検出された電流との差電流が所定電流以上に至ったときには前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードから前記正弦波制御モードへ切り替える制御モード切替手段と、
前記制御モード切替手段による前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードから前記正弦波制御モードへの切り替えが所定時間内に所定回数以上行なわれたときに前記インバータの一部のスイッチング素子がオフの状態で作動しなくなるオフ異常が生じていると判定する異常判定手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、過変調制御モードまたは矩形波制御モードで電動機が駆動制御されているときに電動機のトルク指令に応じて得られる電動機に印加すべき目標電流と電動機に印加される電流との差電流が所定電流以上に至ったときには過変調制御モードまたは矩形波制御モードから正弦波制御モードへ切り替え、過変調制御モードまたは矩形波制御モードから正弦波制御モードへの切り替えが所定時間内に所定回数以上行なわれたときにインバータの一部のスイッチング素子がオフの状態で作動しなくなるオフ異常が生じていると判定する。インバータのオフ異常が生じているときには差電流は大きくなりやすいが、差電流に応じて正弦波制御モードへの切り替えが行なわれたときに電動機の回転数とトルク指令とが切り替え前から変化していない場合には、電動機の回転数とトルク指令とに基づいて過変調制御モードまたは矩形波制御モードへの切り替えが行なわれる。即ち、インバータのオフ異常が生じているときには、正弦波制御モードへの切り替えが繰り返し行なわれやすくなる。したがって、過変調制御モードまたは矩形波制御モードから正弦波制御モードへの切り替えが所定時間内に所定回数以上行なわれたときにインバータのオフ異常が生じていると判定するから、インバータのオフ異常をより適正に判定することができる。

本発明の車両は、
上述の本発明の駆動装置、即ち、動力を入出力可能な電動機と、前記電動機を駆動するインバータと、前記インバータを介して前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備え、前記電動機の回転数と前記電動機を駆動すべきトルク指令とに基づいてパルス幅変調による正弦波電圧を用いて前記電動機を駆動する正弦波制御モードと前記正弦波電圧より変調率が高い過変調電圧を用いて前記電動機を駆動する過変調制御モードと矩形波電圧を用いて前記電動機を駆動する矩形波制御モードとのうちいずれかを用いて前記電動機を駆動制御する駆動装置であって、前記電動機に印加される電流を検出する電流検出手段と、前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードで前記電動機が駆動制御されているときに前記電動機のトルク指令に応じて得られる前記電動機に印加すべき目標電流と前記検出された電流との差電流が所定電流以上に至ったときには前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードから前記正弦波制御モードへ切り替える制御モード切替手段と、前記制御モード切替手段による前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードから前記正弦波制御モードへの切り替えが所定時間内に所定回数以上行なわれたときに前記インバータの一部のスイッチング素子がオフの状態で作動しなくなるオフ異常が生じていると判定する異常判定手段と、を備える駆動装置が搭載された車両であって、
前記電動機は、駆動輪に連結された駆動軸に接続されてなり、
前記異常判定手段は、前記駆動輪の空転によるスリップが判定されているときには前記制御モード切替手段による前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードから前記正弦波制御モードへの切り替えが前記所定時間内に前記所定回数以上行なわれたときでも前記オフ異常が生じているとは判定しない手段である、
ことを要旨とする。

この本発明の車両では、上述の本発明の駆動装置を搭載するから、本発明の駆動装置が奏する効果、例えばインバータのオフ異常をより適正に判定することができる効果などと同様の効果を奏することができる。また、駆動輪の空転によるスリップが判定されているときにはオフ異常とは判定しないため、駆動輪の空転によるスリップによる制御モードの切り替えをインバータのオフ異常と誤って判定するのが抑制されるから、インバータのオフ異常をより適正に判定することができる

また、本発明の車両では、内燃機関と、前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で動力を入出力可能な発電機と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備えるものとすることもできる。ここで、「３軸式動力入出力手段」としては、シングルピニオン式またはダブルピニオン式の遊星歯車機構やデファレンシャルギヤなどが含まれる。

本発明の駆動装置の異常判定方法は、
動力を入出力可能な電動機と、前記電動機を駆動するインバータと、前記インバータを介して前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備え、前記電動機の回転数と前記電動機を駆動すべきトルク指令とに基づいてパルス幅変調による正弦波電圧を用いて前記電動機を駆動する正弦波制御モードと前記正弦波電圧より変調率が高い過変調電圧を用いて前記電動機を駆動する過変調制御モードと矩形波電圧を用いて前記電動機を駆動する矩形波制御モードとのうちいずれかを用いて前記電動機を駆動制御する駆動装置の異常判定方法であって、
前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードで前記電動機が駆動制御されているときに前記電動機のトルク指令に応じて得られる前記電動機に印加すべき目標電流と前記電動機に印加される電流との差電流が所定電流以上に至ったときには前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードから前記正弦波制御モードへ切り替え、
前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードから前記正弦波制御モードへの切り替えが所定時間内に所定回数以上行なわれたときに前記インバータの一部のスイッチング素子がオフの状態で作動しなくなるオフ異常が生じていると判定する、
ことを要旨とする。

この本発明の駆動装置の異常判定方法では、過変調制御モードまたは矩形波制御モードで電動機が駆動制御されているときに電動機のトルク指令に応じて得られる電動機に印加すべき目標電流と電動機に印加される電流との差電流が所定電流以上に至ったときには過変調制御モードまたは矩形波制御モードから正弦波制御モードへ切り替え、過変調制御モードまたは矩形波制御モードから正弦波制御モードへの切り替えが所定時間内に所定回数以上行なわれたときにインバータの一部のスイッチング素子がオフの状態で作動しなくなるオフ異常が生じていると判定する。インバータのオフ異常が生じているときには差電流は大きくなりやすいが、差電流に応じて正弦波制御モードへの切り替えが行なわれたときに電動機の回転数とトルク指令とが切り替え前から変化していない場合には、電動機の回転数とトルク指令とに基づいて過変調制御モードまたは矩形波制御モードへの切り替えが行なわれる。即ち、インバータのオフ異常が生じているときには、正弦波制御モードへの切り替えが繰り返し行なわれやすくなる。したがって、過変調制御モードまたは矩形波制御モードから正弦波制御モードへの切り替えが所定時間内に所定回数以上行なわれたときにインバータのオフ異常が生じていると判定するから、インバータのオフ異常をより適正に判定することができる。

本発明の一実施例である駆動装置を搭載した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を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。 モータＭＧ２の制御モード設定用マップの一例を示す説明図である。 実施例のモータＥＣＵ４０により実行される制御モード切替ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例のモータＥＣＵ４０により実行される異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 目標電流設定用マップの一例を示す説明図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるスリップ判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 モータＭＧ２の制御モードとＵ相の相電流Ｉｕ２とバッテリ５０の充放電電流Ｉｂと切替カウンタＣｎとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。 変形例のモータＥＣＵ４０により実行される異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のモータＭＧ２の制御モードとＵ相の相電流Ｉｕ２とバッテリ５０の充放電電流Ｉｂと差電流ΔＩｑと異常判定の結果との時間変化の様子の一例を示す説明図である。 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。 変形例の電気自動車２２０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である駆動装置を搭載した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を含む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、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、直流電流を交流電流に変換してモータＭＧ１，ＭＧ２に供給可能なインバータ４１，４２と、バッテリ５０からの電力をその電圧を変換してインバータ４１，４２に供給可能な昇圧回路５５と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。ここで、実施例の駆動装置としては、主としてモータＭＧ２とインバータ４２とバッテリ５０と後述する電流センサ４６Ｕ，４６Ｖおよびモータ用電子制御ユニット４０とが該当する。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する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のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、図２に示すように、いずれも永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ４１，４２は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６とにより構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６は、それぞれインバータ４１，４２が電力ライン５４として共用する正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータＭＧ１，ＭＧ２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、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとの間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。インバータ４１，４２は、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとを共用しているから、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。正極母線５４ａと負極母線５４ｂとには平滑用のコンデンサ５７が接続されている。

昇圧回路５５は、図２に示すように、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２とトランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２とリアクトルＬとにより構成されている。２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２は、それぞれインバータ４１，４２の正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに接続されており、その接続点にリアクトルＬが接続されている。また、リアクトルＬと負極母線５４ｂとにはそれぞれバッテリ５０の正極端子と負極端子とが接続されている。したがって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２をオンオフ制御することによりバッテリ５０の直流電力をその電圧を昇圧してインバータ４１，４２に供給したり正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに作用している直流電圧を降圧してバッテリ５０を充電したりすることができる。リアクトルＬと負極母線５４ｂとには平滑用のコンデンサ５８が接続されている。以下、昇圧回路５５より電力ライン５４側を高電圧系といい、昇圧回路５５よりバッテリ５０側を低電圧系という。

インバータ４１，４２および昇圧回路５５は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により制御され、これによりモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動制御される。モータＥＣＵ４０は、ＣＰＵ４０ａ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、ＣＰＵ４０ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４０ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ４０ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号やモータ４１，４２の三相コイルのＵ相，Ｖ相に流れる相電流を検出する電流センサ４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２，電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧（以下、高電圧系の電圧ＶＨという），電圧センサ５８ａからのコンデンサ５８の電圧などが入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６へのスイッチング制御信号や昇圧回路５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２および電気角θｅ１，θｅ２も演算している。

バッテリ５０は、リチウムイオン電池などの二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電流センサ５１ａからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｂからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、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，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，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などが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、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すべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや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バッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３２に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。エンジン運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比で除して得られる回転数や、車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて得られる要求動力としての走行用パワーからバッテリ５０が要求する充電用パワー（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を設定し、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２が効率よく運転されるよう目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で回転するようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊により走行するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる運転ポイントでエンジン２２が運転されるようエンジン２２における吸入空気量調節制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。一方、モータ運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信し、これを受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とに基づいてそれぞれ複数の制御モードから１つの制御モードを選択してモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２をスイッチング制御する。図３に、モータＭＧ２の制御モード設定用マップの一例を示す。図中、実線で示すように、回転数およびトルクが小さい領域から大きい領域への順に、三角波比較によるパルス幅変調（ＰＷＭ）制御における三角波の振幅以下の振幅で正弦波状の出力電圧指令値を生成して変換した擬似的三相交流電圧としてのＰＷＭ信号でインバータをスイッチングする正弦波制御モード，三角波の振幅を超えた振幅で正弦波状の出力電圧指令値を生成して変換した過変調電圧としてのＰＷＭ信号でインバータをスイッチングする過変調制御モード，トルク指令に応じた電圧位相をもつ矩形波状の電圧でインバータをスイッチングする矩形波制御モードが選択されるよう予め定められている。したがって、低回転数低トルクの領域で正弦波制御モードを用いることにより、モータＭＧ２を応答性よく駆動することができ、高回転数高トルクの領域で矩形波制御モードを用いることにより、インバータ４２への入力電圧（高電圧系の電圧ＶＨ）に対する出力電圧（基本波成分の振幅）の割合である変調率（正弦波制御モード，過変調制御モード，矩形波制御モードの順で高くなる）を高くしてより大きいトルクを出力可能とすると共にインバータ４２のスイッチング損失などを低減することができる。なお、モータＭＧ１の制御モード設定用マップについても同様に定められている。また、モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とに基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令と回転数とからなる駆動点での駆動にそれぞれ要求される高電圧系の電圧を設定すると共に、設定したそれぞれの電圧のうち大きい方を高電圧系の目標電圧ＶＨ＊として設定し、高電圧系の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊になるよう昇圧回路５５をスイッチング制御することにより、バッテリ５０の電圧を目標電圧ＶＨ＊まで昇圧することができるようになっている。

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、特にモータＭＧ２を駆動するインバータ４２の異常を判定する際の動作について説明する。図４はモータＥＣＵ４０により実行される制御モード切替ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図５はモータＥＣＵ４０により実行される異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。図４のルーチンはモータＭＧ２を過変調制御モードで駆動しているときに所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行され、図５のルーチンは図４のルーチンで異常判定の実行が指示されたときに実行される。先に、制御モードの切り替えについて説明し、その後、インバータ４２の異常判定について説明する。

図４の制御モード切替ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０のＣＰＵ４０ａは、まず、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊や電流センサ４６Ｕ，４６Ｖからの相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，モータＭＧ２の電気角θｅ２，異常判定中フラグＦ１など制御モードの切り替えに必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０によりこのルーチンと並行して実行される図示しない駆動制御ルーチンにより設定されたものを通信により入力するものとした。また、電気角θｅ２は、回転位置検出センサ４４により検出されたモータＭＧ２のロータの回転位置に基づいて演算されたものを入力するものとした。さらに、異常判定中フラグＦ１は、インバータ４２の異常判定を行なっている最中のときに値１が設定され、インバータ４２の異常判定を行なっている最中でないときに及び初期値として値０が設定されるフラグであり、図５の異常判定ルーチンで設定されているものを入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、トルク指令Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ２のｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、ｄ軸はモータＭＧ２のロータに埋め込まれた永久磁石により形成される磁束の方向であり、ｑ軸はｄ軸に対してモータＭＧ２を正回転させる方向に電気角をπ／２だけ進角させた方向である。目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊は、実施例では、モータＭＧ２からトルク指令Ｔｍ２＊に相当するトルクを出力できると共に目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の各二乗の和の平方根としての目標電流量Ｉｒｅ＊を比較的小さくすることができる関係としてトルク指令Ｔｍ２＊と目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊との関係を予め定めて目標電流設定用マップとしてＲＯＭ４０ｂに記憶しておき、トルク指令Ｔｍ２＊が与えられると記憶したマップから対応する目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を導出して設定するものとした。目標電流設定用マップの一例を図６に示す。図６の例では、トルクＴ３のトルク指令Ｔｍ２＊に対応するｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定する際の様子を示している。また、図６には、トルク指令Ｔｍ２＊や目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の他に、目標電流量Ｉｒｅ＊と、三相コイルに通電される電流によってステータに形成される磁界の方向のｑ軸に対する角度としての目標電流角度θｒｅ＊とについても示した。

続いて、モータＭＧ２の三相コイルのＵ相，Ｖ相，Ｗ相に流れる相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の総和を値０として電気角θｅ２を用いて相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２をｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに次式（１）により座標変換（３相−２相変換）し（ステップＳ１２０）、計算したｑ軸の目標電流Ｉｑ＊と電流Ｉｑとの差を差電流ΔＩｑとして計算する（ステップＳ１３０）。ここで、差電流ΔＩｑは、トルク指令Ｔｍ２＊に相当するトルクをモータＭＧ２から出力するためにインバータ４２からモータＭＧ２に印加すべき電流に相当する目標電流Ｉｑ＊と、トルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２を駆動したときにインバータ４２からモータＭＧ２に実際に印加されている電流に相当する電流Ｉｑとの差により計算されたものであるが、正弦波制御モードに比して、制御上の応答性が低い過変調制御モードでは大きくなりやすい。

こうして差電流ΔＩｑを計算すると、差電流ΔＩｑの絶対値と所定電流Ｉｒｅｆとを比較し（ステップＳ１４０）、差電流ΔＩｑの絶対値が所定電流Ｉｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ２の制御モードを過変調制御モードから正弦波制御モードへ所定時間ｔ１に亘って強制的に切り替え（ステップＳ１５０）、更に異常判定中フラグＦ１を調べ（ステップＳ１６０）、異常判定中フラグＦ１が値０のときにはインバータ４２の異常判定の実行を指示して（ステップＳ１７０）、制御モード切替ルーチンを終了する。ここで、所定電流Ｉｒｅｆは、過変調制御モードを制御上の応答性がより高い正弦波制御モードに切り替えてモータＭＧ２の制御性を一時的に高めるべきか否かを判断するためのもであり、実施例では、過変調制御モードで定常的に生じる差電流ΔＩｑの上限値やこれより若干小さい電流値としてモータＭＧ２やインバータ４２の特性などに基づいて実験や解析により予め定められたものを用いるものとした。また、所定時間ｔ１は、実施例では、過変調制御モードから正弦波制御モードへ切り替えてモータＭＧ２を駆動したときに差電流ΔＩｑの絶対値を所定電流Ｉｒｅｆ未満とするのに必要な時間としてモータＭＧ２やインバータ４２の特性などに基づいて実験や解析などにより予め定められたもの（例えば、１０ｍｓｅｃや十数ｍｓｅｃなど）を用いるものとした。こうして制御モードを強制的に切り替えることにより、モータＭＧ２に印加すべき電流と実際に印加される電流との差が過大になるのを抑制することができる。

ステップＳ１４０で差電流ΔＩｑの絶対値が所定電流Ｉｒｅｆ未満のときには、制御モードを切り替えることなく、制御モード切替ルーチンを終了する。また、過変調制御モードから正弦波制御モードへ切り替えたときにステップＳ１６０で異常判定中フラグＦ１が値１のときには、インバータ４２の異常判定の実行を指示することなく、制御モード切替ルーチンを終了する。以上、制御モードの切り替えについて説明した。

次に、インバータ４２の異常の判定について説明する。図５の異常判定ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０のＣＰＵ４０ａは、まず、スリップ判定フラグＦ２など判定に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ２００）。ここで、スリップ判定フラグＦ２は、初期値としては値０が設定され、駆動輪６３ａ，６３ｂの空転によるスリップが生じたときに値１が設定されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂがグリップ状態になったときに値０が設定されるフラグであり、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される図７に例示するスリップ判定ルーチンにより設定されたものを通信により入力するものとした。以下、異常判定の説明を一旦中断し、スリップ判定について説明する。図７のスリップ判定ルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

図７のスリップ判定ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、回転位置検出センサ４４からのモータＭＧ２のロータの回転位置に基づいて演算されてモータＥＣＵ４０から通信により入力されるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速センサ８８からの車速Ｖを入力し（ステップＳ３００）、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２から前回このルーチンを実行したときに入力したモータＭＧ２の回転数（前回Ｎｍ２）を減じることによりモータＭＧ２の回転数変化量ΔＮｍ２を計算すると共に（ステップＳ３１０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に駆動輪６３ａ，６３ｂの回転速度へ換算するための換算係数ｋｗを乗じたものから車体速度としての車速Ｖを減じることにより駆動輪６３ａ，６３ｂのスリップ速度Ｖｓを計算する（ステップＳ３２０）。続いて、スリップ判定フラグＦ２を調べ（ステップＳ３３０）、スリップ判定フラグＦ２が値０のときには、計算したモータＭＧ２の回転数変化量ΔＮｍ２と駆動輪６３ａ，６３ｂの空転によるスリップの発生を判定するために予め定められた閾値Ｎｒｅｆとを比較し（ステップＳ３４０）、回転数変化量ΔＮｍ２が閾値Ｎｒｅｆ未満のときには、駆動輪６３ａ，６３ｂのスリップが生じていないと判断して、そのままスリップ判定ルーチンを終了し、回転数変化量ΔＮｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以上のときには、駆動輪６３ａ，６３ｂのスリップが生じたと判断し、スリップ判定フラグＦ２に値１を設定して（ステップＳ３５０）、スリップ判定ルーチンを終了する。また、スリップ判定フラグＦ２が値１のときには、駆動輪６３ａ，６３ｂのスリップが収束してグリップ状態になったのを判定するために予め定められた閾値Ｖｒｅｆと計算したスリップ速度Ｖｓとを比較し（ステップＳ３６０）、スリップ速度Ｖｓが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、駆動輪６３ａ，６３ｂのスリップは収束していないと判断して、そのままスリップ判定ルーチンを終了し、スリップ速度Ｖｓが閾値Ｖｒｅｆ未満のときには、駆動輪６３ａ，６３ｂのスリップは収束したと判断し、スリップ判定フラグＦ２に値０を設定して（ステップＳ３７０）、スリップ判定ルーチンを終了する。以上、スリップ判定について説明した。

図５の異常判定ルーチンの説明に戻る。データを入力すると、入力したスリップ判定フラグＦ２を調べ（ステップＳ２１０）、スリップ判定フラグＦ２が値０のとき、即ち駆動輪６３ａ，６３ｂの空転によるスリップが生じていないときには、インバータ４２の異常判定を行なうと判断して、異常判定時間ｔｊの計時を値０から開始すると共に（ステップＳ２２０）、異常判定中フラグＦ１に値１を設定し（ステップＳ２３０）、異常判定時間ｔｊと所定時間ｔｒｅｆとを比較する（ステップＳ２４０）。ここで、所定時間ｔｒｅｆは、インバータ４２の異常判定を行なうのに必要な時間としてモータＭＧ２やインバータ４２の特性などに基づいて実験や解析などにより予め定められたもの（例えば、１秒や２秒など）を用いるものとした。いまは、異常判定時間ｔｊの計時を開始したときを考えているから、異常判定時間ｔｊは所定時間ｔｒｅｆ未満と判定され、図４のルーチンで過変調制御モードから正弦波制御モードへの切り替えが行なわれたか否かを判定し（ステップＳ２５０）、この切り替えが判定されないときには、ステップＳ２４０の処理に戻る。その後、過変調制御モードから正弦波制御モードへの強制的な切り替えが再び行なわれることなく、ステップＳ２４０で異常判定時間ｔｊが所定時間ｔｒｅｆ以上に至ったときには、異常判定中フラグＦ１に値０を設定して（ステップＳ２９０）、異常判定ルーチンを終了する。

過変調制御モードから正弦波制御モードへの強制的な切り替えが行なわれたときには、本ルーチンを実行したときに初期値として値１が設定される切替カウンタＣｎをインクリメントし（ステップＳ２６０）、切替カウンタＣｎが所定回数Ｃｒｅｆに至ったか否かを判定し（ステップＳ２７０）、切替カウンタＣｎが所定回数Ｃｒｅｆに至っていないときにはステップＳ２４０の処理に戻り、切替カウンタＣｎが所定回数Ｃｒｅｆに至ったときにはインバータ４２のトランジスタＴ７〜Ｔ１２のうち一部のトランジスタがオフの状態で作動しなくなるオフ異常が生じていると判定して（ステップＳ２８０）、異常判定ルーチンを終了する。ここで、所定回数Ｃｒｅｆは、インバータ４２にオフ異常が生じているか否かを判定するためのものであり、モータＭＧ２やインバータ４２の特性などに基づいて前述の所定時間ｔｒｅｆと共に実験や解析などにより予め定められたもの（例えば、５０回や８０回，１００回など）を用いるものとした。したがって、切替カウンタＣｎが所定回数Ｃｒｅｆに至ることなく、ステップＳ２４０で異常判定時間ｔｊが所定時間ｔｒｅｆ以上に至ったときには、異常判定中フラグＦ１に値０を設定して（ステップＳ２９０）、異常判定ルーチンを終了する。また、ステップＳ２１０でスリップ判定フラグＦ２が値１のとき、即ち駆動輪６３ａ，６３ｂの空転によるスリップが生じているときには、そのまま、即ち異常判定中フラグＦ１に初期値としての値０が設定された状態を保持して、異常判定ルーチンを終了する。

ここで、こうしてインバータ４２のオフ異常と判定することができる理由と、インバータ４２のオフ異常を判定する理由と、スリップ時にはオフ異常の判定を行なわない理由と、について説明する。図８に、モータＭＧ２の制御モードとモータＭＧ２のＵ相の相電流Ｉｕ２とバッテリ５０の充放電電流Ｉｂと切替カウンタＣｎとの時間変化の様子の一例を示す。いま、モータＭＧ２を正弦波制御モードで駆動している最中に、時刻ｔ１でインバータ４２のトランジスタＴ２１のオフ異常が生じ、時刻ｔ２でモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ２＊とに基づいて図３の制御モード設定用マップを用いて過変調制御モードがモータＭＧ２の制御モードとして選択されたときを考える。図中、相電流Ｉｕ２の点線は、インバータ４２のオフ異常が生じなかったときに本来流れるべきＵ相の相電流を参考のために示している。インバータ４２のトランジスタＴ２１のオフ異常が生じている状態で過変調制御モードが選択されると、過変調制御モードの制御上の応答性に起因する相電流の目標値からの乖離に加えてインバータ４２のオフ異常に起因する相電流の目標値からの乖離が重畳し、図４のルーチンで過変調制御モードから正弦波制御モードへの切り替えが行なわれやすくなる（時刻ｔ３）。こうした切り替えが強制的に行なわれても、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ２＊とが大きく変化していないと、モータＭＧ２の制御モードは正弦波制御モードから再び過変調制御モードへ切替えられることになる（時刻ｔ４）。インバータ４２にオフ異常が生じているときには、ここで再び正弦波制御モードへ強制的に切り替えられることになるから（時刻ｔ５）、過変調制御モードと正弦波制御モードとの間での切り替えが繰り返し行なわれることになる。この繰り返しを、所定時間ｔｒｅｆ内で切替カウンタＣｎが所定回数Ｃｒｅｆに至ることで判定するから（時刻ｔ６）、インバータ４２のオフ異常と判定することができるのである。また、図示するように、インバータ４２のオフ異常が生じると、バッテリ５０の充放電電流Ｉｂの変動が大きくなり、特に正弦波制御モードに比して過変調制御モード（更には矩形波制御モード）ではこの充放電電流Ｉｂの変動がより大きくなり、こうして充放電電流Ｉｂの変動が大きい状態が継続されると、バッテリ５０の異常が生じる場合がある。したがって、インバータ４２のオフ異常に加えてバッテリ５０の異常が生じるのを抑制するためにも、インバータ４２のオフ異常を判定するのが必要なのである。さらに、駆動輪６３ａ，６３ｂのスリップが生じているときには、図示しないブレーキ装置によるスリップ抑制制御により駆動輪６３ａ，６３ｂの急加速と急減速とが短時間で繰り返し発生するなどのため、こうした状態をインバータ４２のオフ異常と誤って判定するのを回避するために、駆動輪６３ａ，６３ｂのスリップ時にはインバータ４２のオフ異常の判定を行なわないのである。このように、インバータ４２のオフ異常に加えてバッテリ５０の異常が生じるのを抑制することができる手法をもってインバータ４２のオフ異常を判定することができるから、インバータ４２のオフ異常をより適正に判定することができる。また、駆動輪６３ａ，６３ｂのスリップ時に誤判定が抑制されるから、異常判定の結果が運転者に報知され無駄に点検や部品交換が行なわれるのを抑制することができる。

以上説明した実施例の駆動装置を搭載したハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ２が過変調制御モードで駆動されているときにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に基づく目標電流Ｉｑ＊と実際に印加されている電流Ｉｑとの差電流ΔＩｑの絶対値が所定電流Ｉｒｅｆ以上に至ったときに過変調制御モードから正弦波制御モードへ強制的に切り替え、この切り替えが所定時間ｔｒｅｆ内に所定回数Ｃｒｅｆ以上行なわれたときにインバータ４２のオフ異常と判定するから、インバータ４２のオフ異常をより適正に判定することができる。また、駆動輪６３ａ，６３ｂの空転によるスリップが生じているときには、インバータ４２のオフ異常の判定を行なわないから、インバータ４２のオフ異常を更により適正に判定することができる。

実施例の駆動装置を搭載したハイブリッド自動車２０では、過変調制御モードのときに差電流ΔＩｑに基づいて正弦波制御モードへ強制的に切り替えるものとしたが、矩形波制御モードのときに差電流ΔＩｑに基づいて正弦波制御モードへ切り替えるものとしてもよい。この場合、矩形波制御モードから正弦波制御モードへの強制的な切り替えが所定時間内に所定回数以上行なわれたときにインバータ４２のオフ異常と判定することができる。

実施例の駆動装置を搭載したハイブリッド自動車２０では、駆動輪６３ａ，６３ｂのスリップ時にはインバータ４２の異常判定を行なわないものとしたが、駆動輪６３ａ，６３ｂのスリップ時でもインバータ４２の異常判定を行なうが判定結果に拘わらずに異常でないと判定する（判定結果をマスクする）ものとしてもよい。また、例えばこうした駆動装置を車両でないものに搭載した場合など、駆動輪６３ａ，６３ｂのスリップ時であるか否かに拘わらずにインバータ４２の異常判定を行なうものとしてもよい。

実施例の駆動装置を搭載したハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に基づくｑ軸の目標電流Ｉｑ＊と相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２から得られる電流Ｉｑとの差電流ΔＩｑに基づいて正弦波制御モードへ切り替えるものとしたが、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に基づくｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の各二乗の和の平方根としての目標電流量Ｉｒｅ＊と相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２から得られる電流Ｉｄ，Ｉｑの各二乗の和の平方根としての電流量Ｉｒｅとの電流差の絶対値に基づいて正弦波制御モードへ切り替えるものとしてもよいし、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に基づく三相コイルの相電流の目標値である目標相電流Ｉｕ２＊，Ｉｖ２＊，Ｉｗ２＊のうち大きさが最も大きい電流と相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２および相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２から得られるＷ相の相電流Ｉｗ２のうち大きさが最も大きい電流との電流差の絶対値に基づいて正弦波制御モードへ切り替えるなどとしてもよい。

実施例の駆動装置を搭載したハイブリッド自動車２０では、過変調制御モードから正弦波制御モードへの強制的な切り替えが所定時間ｔｒｅｆ内に所定回数Ｃｒｅｆ以上行なわれたときにインバータ４２のオフ異常と判定するものとしたが、差電流ΔＩｑに対してなまし処理を施して得られる差電流なまし値ΔＩｑｓの絶対値が所定時間ｔｒｅｆ２内に閾値Ｉｒｅｆ２以上に至ったときにインバータ４２のオフ異常と判定するものとしてもよい。この場合、図５のルーチンに代えて、図９の異常判定ルーチンを実行すればよい。また、図１０に、この変形例におけるモータＭＧ２の制御モードとモータＭＧ２のＵ相の相電流Ｉｕ２とバッテリ５０の充放電電流Ｉｂと差電流ΔＩｑと異常判定の結果との時間変化の様子の一例を示す。図１０中、一点鎖線は差電流なまし値ΔＩｑｓを示し、時刻ｔ１〜時刻ｔ５で生じる事象は実施例における図８で説明したものと同様であるものとし、時刻ｔ７で差電流なまし値ΔＩｑｓの絶対値が閾値Ｉｒｅｆ２に至っている。図９のルーチンは、このルーチンが実行されていないときに所定時間（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行するものとし、図４のルーチンではステップＳ１６０，Ｓ１７０の処理は行なわないものとする。図９のルーチンでは、まず、スリップ判定フラグＦ２を入力し（ステップＳ４００）、スリップ判定フラグＦ２が値１のときには、そのまま異常判定ルーチンを終了する。スリップ判定フラグＦ２が値０のときには、異常判定時間ｔｊの計時を開始し（ステップＳ４１０）、異常判定時間ｔｊが異常判定に必要な時間として予め定められた所定時間ｔｒｅｆ２（例えば、１秒や２秒など）以上に至ったか否かを判定し（ステップＳ４２０）、異常判定時間ｔｊが所定時間ｔｒｅｆ２以上に至ったときには、異常判定ルーチンを終了する。異常判定時間ｔｊが所定時間ｔｒｅｆ２以上に至っていないときには、図４の制御モード切替ルーチンにおけるステップＳ１００〜Ｓ１３０の処理と同様に差電流ΔＩｑを計算し（ステップＳ４４０）、差電流ΔＩｑに対してなまし処理を施して差電流なまし値ΔＩｑｓを計算する（ステップＳ４５０）。この計算は、例えば、現在から所定時間ｔｒｅｆ２前までの差電流ΔＩｑの平均値を計算したり、前回このルーチンを実行したときまでに計算された差電流なまし値（前回ΔＩｑｓ）に所定の時定数α（例えば値０．６や値０．８，値０．９など）を乗じたものと計算された差電流ΔＩｑに値（１−α）を乗じたものとの和として計算したりすることができる。なお、この変形例では、正弦波制御モードでは制御上の応答性が比較的高いため、差電流ΔＩｑを計算することなく差電流ΔＩｑは値０であるものとして差電流なまし値ΔＩｑｓの計算を行なうものとした。そして、計算した差電流なまし値ΔＩｑｓの絶対値がインバータ４２のオフ異常と判定できる値として所定時間ｔｒｅｆ２と共に予め定められた閾値Ｉｒｅｆ２以上であるか否かを判定し（ステップＳ４６０）、差電流なまし値ΔＩｑｓの絶対値が閾値Ｉｒｅｆ２未満のときには、ステップＳ４１０の処理に戻り、差電流なまし値ΔＩｑｓの絶対値が閾値Ｉｒｅｆ２以上のときには、インバータ４２のオフ異常と判定して（ステップＳ４７０）、異常判定ルーチンを終了する。なお、差電流ΔＩｑと差電流なまし値ΔＩｑｓとに代えて、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に基づくｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の各二乗の和の平方根としての目標電流量Ｉｒｅ＊と相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２から得られる電流Ｉｄ，Ｉｑの各二乗の和の平方根としての電流量Ｉｒｅとの差電流と、この差電流になまし処理を施して得られる差電流なまし値を用いるものとしてもよいし、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に基づく三相コイルの相電流の目標値である目標相電流Ｉｕ２＊，Ｉｖ２＊，Ｉｗ２＊のうち大きさが最も大きい電流と相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２のうち大きさが最も大きい電流との差電流と、この差電流になまし処理を施して得られる差電流なまし値とを用いるものとしてもよい。こうした判定によっても、インバータ４２のオフ異常を判定することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０からの電力を昇圧してインバータ４１，４２に供給する昇圧回路５５を備えるものとしたが、こうした昇圧回路５５を備えることなく、バッテリ５０からの電力を昇圧せずにインバータ４１，４２に供給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、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１１における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。

実施例では、エンジン２２と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車２０に適用して説明したが、図１２に示すように、エンジンを備えずにバッテリ５０からの電力をモータＭＧに供給すると共にモータＭＧからの動力により走行する電気自動車２２０に適用するものとしてもよい。

また、こうしたハイブリッド自動車や電気自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の列車などの車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される駆動装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた駆動装置の形態としても構わない。さらに、こうした駆動装置の異常判定方法の形態としてもよい。

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「電動機」に相当し、インバータ４２が「インバータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、電流センサ４６Ｕ，４６Ｖと電流センサ４６Ｕ，４６Ｖからの相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２および電気角θｅ２に基づいてｑ軸の電流Ｉｑを計算する図４の制御モード切替ルーチンのステップＳ１２０の処理を実行するモータＥＣＵ４０とが「電流検出手段」に相当し、モータＭＧ２の差電流ΔＩｑの絶対値が所定電流Ｉｒｅｆ以上に至ったときに過変調制御モードから正弦波制御モードへ切り替える図４の制御モード切替ルーチンのステップＳ１４０，Ｓ１５０の処理を実行するモータＥＣＵ４０が「制御モード切替手段」に相当し、異常判定時間ｔｊが所定時間ｔｒｅｆに至るまでに過変調制御モードから正弦波制御モードへの強制的な切り替えの回数を示すカウンタＣｎが所定回数Ｃｒｅｆになったときにインバータ４２のオフ異常と判定する図５の異常判定ルーチンを実行するモータＥＣＵ４０が「異常判定手段」に相当する。また、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。

ここで、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「インバータ」としては、インバータ４２に限定されるものではなく、電動機を駆動するものであれば如何なるものとしても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、インバータを介して電動機と電力のやり取りが可能であれば如何なるものとしても構わない。「電流検出手段」としては、電流センサ４６Ｕ，４６ＶとモータＥＣＵ４０などの電子制御ユニットとの組み合わせに限定されるものではなく、電流センサのみによるものなど、電動機に印加される電流を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。
「制御モード切替手段」としては、モータＥＣＵ４０などの単一の電子制御ユニットにより構成されるものに限定されるものではなく、複数の電子制御ユニットの組み合わせによるものなどとしてもよい。また、「制御モード切替手段」としては、モータＭＧ２の差電流ΔＩｑの絶対値が所定電流Ｉｒｅｆ以上に至ったときに過変調制御モードから正弦波制御モードへ切り替えるものに限定されるものではなく、矩形波制御モードから正弦波制御モードへ切り替えるものなど、過変調制御モードまたは矩形波制御モードで電動機が駆動制御されているときに電動機のトルク指令に応じて得られる電動機に印加すべき目標電流と検出された電流との差電流が所定電流以上に至ったときには過変調制御モードまたは矩形波制御モードから正弦波制御モードへ切り替えるものであれば如何なるものとしても構わない。「異常判定手段」としては、モータＥＣＵ４０などの単一の電子制御ユニットにより構成されるものに限定されるものではなく、複数の電子制御ユニットの組み合わせによるものなどとしてもよい。また、「異常判定手段」としては、異常判定時間ｔｊが所定時間ｔｒｅｆに至るまでに過変調制御モードから正弦波制御モードへの強制的な切り替えの回数を示すカウンタＣｎが所定回数Ｃｒｅｆになったときにインバータ４２のオフ異常と判定するものに限定されるものではなく、制御モード切替手段による過変調制御モードまたは矩形波制御モードから正弦波制御モードへの切り替えが所定時間内に所定回数以上行なわれたときにインバータの一部のスイッチング素子がオフの状態で作動しなくなるオフ異常が生じていると判定するものであれば如何なるものとしても構わない。
また、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、蓄電手段と電力のやり取りが可能で動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され、３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。

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、駆動装置や車両の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、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 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４０ａ ＣＰＵ、４０ｂ ＲＯＭ、４０ｃ ＲＡＭ、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖ 電流センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電流センサ、５１ｂ 温度センサ、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、５４ａ 正極母線、５４ｂ 負極母線、５５ 昇圧回路、５７，５８ コンデンサ、５７ａ，５８ａ 電圧センサ、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、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、２２０ 電気自動車、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２ ダイオード、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１，Ｔ３２ トランジスタ、Ｌ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ モータ。

Claims (4)

1. 動力を入出力可能な電動機と、前記電動機を駆動するインバータと、前記インバータを介して前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備え、前記電動機の回転数と前記電動機を駆動すべきトルク指令とに基づいてパルス幅変調による正弦波電圧を用いて前記電動機を駆動する正弦波制御モードと前記正弦波電圧より変調率が高い過変調電圧を用いて前記電動機を駆動する過変調制御モードと矩形波電圧を用いて前記電動機を駆動する矩形波制御モードとのうちいずれかを用いて前記電動機を駆動制御する駆動装置であって、
   前記電動機に印加される電流を検出する電流検出手段と、
   前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードで前記電動機が駆動制御されているときに前記電動機のトルク指令に応じて得られる前記電動機に印加すべき目標電流と前記検出された電流との差電流が所定電流以上に至ったときには前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードから前記正弦波制御モードへ切り替える制御モード切替手段と、
   前記制御モード切替手段による前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードから前記正弦波制御モードへの切り替えが所定時間内に所定回数以上行なわれたときに前記インバータの一部のスイッチング素子がオフの状態で作動しなくなるオフ異常が生じていると判定する異常判定手段と、
   を備える駆動装置。
2. 請求項１記載の駆動装置が搭載された車両であって、
   前記電動機は、駆動輪に連結された駆動軸に接続されてなり、
   前記異常判定手段は、前記駆動輪の空転によるスリップが判定されているときには前記制御モード切替手段による前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードから前記正弦波制御モードへの切り替えが前記所定時間内に前記所定回数以上行なわれたときでも前記オフ異常が生じているとは判定しない手段である、
   車両。
3. 請求項２記載の車両であって、
   内燃機関と、
   前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で動力を入出力可能な発電機と、
   前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
   を備える、
   車両。
4. 動力を入出力可能な電動機と、前記電動機を駆動するインバータと、前記インバータを介して前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備え、前記電動機の回転数と前記電動機を駆動すべきトルク指令とに基づいてパルス幅変調による正弦波電圧を用いて前記電動機を駆動する正弦波制御モードと前記正弦波電圧より変調率が高い過変調電圧を用いて前記電動機を駆動する過変調制御モードと矩形波電圧を用いて前記電動機を駆動する矩形波制御モードとのうちいずれかを用いて前記電動機を駆動制御する駆動装置の異常判定方法であって、
   前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードで前記電動機が駆動制御されているときに前記電動機のトルク指令に応じて得られる前記電動機に印加すべき目標電流と前記電動機に印加される電流との差電流が所定電流以上に至ったときには前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードから前記正弦波制御モードへ切り替え、
   前記過変調制御モードまたは前記矩形波制御モードから前記正弦波制御モードへの切り替えが所定時間内に所定回数以上行なわれたときに前記インバータの一部のスイッチング素子がオフの状態で作動しなくなるオフ異常が生じていると判定する、
   駆動装置の異常判定方法。

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