JP5672227B2 - 車両および車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両および車両の制御方法に関し、より特定的には、回転電機により発生される駆動力を用いて走行可能な車両における異常時の制御に関する。

近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。

これらの車両においては、一般的に、インバータを用いて、蓄電装置からの直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータなどの回転電機を駆動する。そして、回転電機によって発生した駆動力を用いて車両を走行させる。車両を停止する場合には、このインバータを非駆動状態にすることによって回転電機からの駆動力の発生を停止する。

特開２０１０−０１２８２７号公報（特許文献１）は、発電機、電動機およびエンジンを備えるハイブリッド車両において、発電機が異常の場合に、発電機を駆動するインバータを遮断するとともにエンジンを自立運転させて発電機により逆起電力を発生させ、さらに高電圧系の目標電圧を発電機により発生可能な逆起電圧に対応する値に設定するとともに、発電機の逆起電力を用いて電動機を駆動する構成を開示する。

特開２０１０−０１２８２７号公報（特許文献１）のような構成とすることによって、発電機が正常に駆動できない異常が生じた場合に、発電機の逆起電力をできるだけ多く使用することによって蓄電装置の電力の使用を節約することができる。そして、電動機のみの駆動力によりできるだけ長く走行を継続することが可能となる。

特開２０１０−０１２８２７号公報 特開２００８−０３０５１５号公報 特開２００１−０５７７０５号公報 特開２００８−２５９２７０号公報

特開２０１０−０１２８２７号公報（特許文献１）に開示された制御においては、発電機に異常が発生した場合に、発電機を駆動するためのインバータが適切に遮断状態とされることが前提となっている。

しかしながら、このようにインバータの遮断が必要な場合において、センサや制御装置の異常によってインバータが適切に遮断ができていない状態であれば、意図しない電力あるいは駆動力が発生してしまう可能性がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、回転電機により発生される駆動力を用いて走行可能な車両において、回転電機を駆動する電力変換装置の遮断状態を確実に検出することである。

本発明による車両は、搭載した蓄電装置からの電力を用いて走行が可能な車両である。車両は、蓄電装置に対して並列に、電気的に結合された第１および第２の回転電機と、蓄電装置からの電力により第１および第２の回転電機をそれぞれ駆動するための第１および第２の電力変換装置と、第１および第２の電力変換装置を制御するための制御装置とを備える。制御装置は、異常により第２の電力変換装置を遮断するための指令が出力された場合に、第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定するための、第２の電力変換装置に流れる電流に基づく判定手段および蓄電装置と第１の回転電機との間の電力収支に基づく判定手段を有する。

好ましくは、制御装置は、第２の回転電機の回転速度が予め定められたしきい値を下回る場合には第２の電力変換装置に流れる電流に基づいて第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定し、第２の回転電機の回転速度がしきい値を上回る場合には電力収支に基づいて第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定する。

好ましくは、制御装置は、第２の回転電機の回転速度がしきい値を下回る場合に、第２の電力変換装置に流れる電流が略ゼロであるときは、第２の電力変換装置の遮断が正常に行われていると判定する。

好ましくは、制御装置は、第２の回転電機の回転速度がしきい値を下回る場合に、第２の電力変換装置に流れる電流が略ゼロでないときは、さらに電力収支に基づいて第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定する。

好ましくは、しきい値は、第２の回転電機により発生する逆起電圧が、第２の電力変換装置の蓄電装置側の端子に印加される電圧よりも大きくなるような、第２の回転電機の回転速度に基づいて定められる。

好ましくは、制御装置は、第２の電力変換装置に流れる電流が略ゼロであるときは、第２の電力変換装置の遮断が正常に行われていると判定し、第２の電力変換装置に流れる電流が略ゼロでないときは、電力収支に基づいて第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定する。

好ましくは、制御装置は、電力収支に基づいて第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定する場合は、蓄電装置への入力電力の大きさが第１の回転電機の発電電力指令から定まる基準値よりも大きいときには第２の電力変換装置の遮断が正常に行われていると判定し、蓄電装置への入力電力の大きさが基準値よりも小さいときには第２の電力変換装置の遮断が正常に行われていないと判定する。

好ましくは、制御装置は、第２の電力変換装置の遮断が正常に行なわれてないと判定した場合には、蓄電装置を第１および第２の電力変換装置から切り離す。

好ましくは、車両はエンジンをさらに備える。第１の回転電機は、主にエンジンにより駆動されて発電機として動作する。第２の回転電機は、車両の駆動軸に結合され、主に車両走行のための駆動力を発生する電動機として動作する。

本発明による車両の制御方法は、搭載した蓄電装置からの電力を用いて走行が可能な車両の制御方法である。車両は、蓄電装置に対して並列に、電気的に結合された第１および第２の回転電機と、蓄電装置からの電力により、第１および第２の回転電機をそれぞれ駆動するための第１および第２の電力変換装置とを含む。制御方法は、異常により第２の電力変換装置を遮断するための指令が出力された場合に、第２の電力変換装置に流れる電流に基づいて第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定するステップと、蓄電装置と第１の回転電機との間の電力収支に基づいて、第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定するステップとを備える。

本発明によれば、回転電機により発生される駆動力を用いて走行可能な車両において、回転電機を駆動する電力変換装置の遮断状態を確実に検出することができる。

本実施の形態に従う車両の全体ブロック図である。 モータジェネレータおよびエンジンの動作関係を表わす共線図である。 モータジェネレータの異常が検出された場合の動作を説明するための図である。 本実施の形態において、ＥＣＵで実行されるインバータ遮断時の監視制御を説明するための機能ブロック図である。 本実施の形態において、ＥＣＵで実行されるインバータ遮断時の監視制御処理を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態の変形例において、ＥＣＵで実行されるインバータ遮断時の監視制御処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。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り返さない。

［車両の基本構成］
図１は、本実施の形態に従う車両１００の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（System Main Relay：ＳＭＲ）１１５と、コンバータ１２０と、インバータ１３０，１３５と、モータジェネレータ１４０，１４５と、動力伝達ギヤ１５０と、駆動輪１６０と、内燃機関であるエンジン１７０と、補機装置１８０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。

蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。

蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ１，ＮＬ１を介してコンバータ１２０に接続される。蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１４０，１４５を駆動するための電力をコンバータ１２０へ供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１４０，１４５で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。

ＳＭＲ１１５は、蓄電装置１１０の正極端子と電力線ＰＬ１との間に接続されるリレー、および蓄電装置の負極端子と電力線ＮＬ１との間に接続されるリレーを含む。そして、ＳＭＲ１１５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によって制御され、蓄電装置１１０とコンバータ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。

コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１と電力線ＮＬ１との間に接続される。コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１と電力線ＮＬ１との間の電圧変動を低減する。電圧センサ１１７は、コンデンサＣ１にかかる電圧を検出し、その検出値ＶＬをＥＣＵ３００へ出力する。

コンバータ１２０は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬ１とを含む。

スイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、電力線ＰＬ２，ＮＬ１の間に、電力線ＰＬ２から電力線ＮＬ１に向かう方向を順方向として直列に接続される。なお、本実施の形態において、スイッチング素子として、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を例として説明するが、ＩＧＢＴに代えて、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いてもよい。

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２には、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続される。リアクトルＬ１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードと、電力線ＰＬ１との間に設けられる。すなわち、コンバータ１２０はチョッパ回路を形成する。

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに基づいて制御され、電力線ＰＬ１，ＮＬ１と、電力線ＰＬ２，ＮＬ１との間で電圧変換動作を行なう。

コンバータ１２０は、基本的には、各スイッチング周期内でスイッチング素子Ｑ１およびＱ２が相補的かつ交互にオン・オフするように制御される。コンバータ１２０は、昇圧動作時には、蓄電装置１１０からの直流電圧を昇圧する。この昇圧動作は、スイッチング素子Ｑ２のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ１および逆並列ダイオードＤ１を介して、電力線ＰＬ２へ供給することにより行なわれる。

また、コンバータ１２０は、降圧動作時には、インバータ１３０からの直流電圧を降圧する。この降圧動作は、スイッチング素子Ｑ１のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ２および逆並列ダイオードＤ２を介して、電力線ＮＬ１へ供給することにより行なわれる。

これらの昇圧動作および降圧動作における電圧変換比は、上記スイッチング周期におけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間比（デューティ比）により制御される。なお、昇圧動作および降圧動作が不要の場合には、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２をオンおよびオフにそれぞれ固定するように制御信号ＰＷＣを設定することで、電圧変換比＝１．０（デューティ比＝１００％）とすることもできる。

なお、本発明においては、コンバータ１２０は必須ではなく、蓄電装置１１０からの出力電圧がインバータ１３０に直接供給される構成であってもよい。

コンデンサＣ２は、コンバータ１２０とインバータ１３０，１３５とを結ぶ電力線ＰＬ２，ＮＬ１の間に接続される。コンデンサＣ２は、電力線ＰＬ２，ＮＬ１の間の電圧変動を低減する。電圧センサ１２５は、コンデンサＣ２にかかる電圧を検出し、その検出値ＶＨをＥＣＵ３００へ出力する。

インバータ１３０，１３５は、電力線ＰＬ２，ＮＬ１を介して、コンバータ１２０に互いに並列に接続される。インバータ１３０は、ＥＣＵ３００からの制御指令ＰＷＩ１により制御され、コンバータ１２０から出力される直流電力を、モータジェネレータ１４０を駆動するための交流電力に電力変換する。インバータ１３５は、ＥＣＵ３００からの制御指令ＰＷＩ２により制御され、コンバータ１２０から出力される直流電力を、モータジェネレータ１４５を駆動するための交流電力に電力変換する。

なお、以下に説明するインバータ内部の詳細な構成については、モータジェネレータ１４５を駆動するためのインバータ１３５を例として説明する。図１において、インバータ１３０の内部構成は示されていないが、基本的にはインバータ１３５と同じであり、その説明は繰り返さない。

インバータ１３５は、Ｕ相アーム１３６と、Ｖ相アーム１３７と、Ｗ相アーム１３８とを含み、これらにより三相ブリッジ回路が形成される。Ｕ相アーム１３６、Ｖ相アーム１３７およびＷ相アーム１３８は、電力線ＰＬ２と電力線ＮＬ１との間に並列に接続される。

Ｕ相アーム１３６は、電力線ＰＬ２と電力線ＮＬ１との間に直列接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４に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のカソードはスイッチング素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはスイッチング素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはスイッチング素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはスイッチング素子Ｑ４のエミッタと接続される。

Ｖ相アーム１３７は、電力線ＰＬ２と電力線ＮＬ１との間に直列接続されたスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６と、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６に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のカソードはスイッチング素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードはスイッチング素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードはスイッチング素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードはスイッチング素子Ｑ６のエミッタと接続される。

Ｗ相アーム１３８は、電力線ＰＬ２と電力線ＮＬ１との間に直列接続されたスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８と、スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８に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のカソードはスイッチング素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードはスイッチング素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードはスイッチング素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードはスイッチング素子Ｑ８のエミッタと接続される。

モータジェネレータ１４５は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータと、中性点でＹ結線された三相コイルを有するステータとを備える三相交流電動発電機である。Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の３つのコイル（図示せず）は、各々一方端が中性点に共に接続され、Ｕ相コイルの他方端はスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードに接続され、Ｖ相コイルの他方端はスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードに接続され、Ｗ相コイルの他方端はスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードに接続される。

なお、インバータを遮断する場合には、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のすべてのゲートがオフにされて非導通状態とされる。

モータジェネレータ１４０，１４５の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギヤ１５０を介して駆動輪１６０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１４０，１４５は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１６０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、インバータ１３５によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。

エンジン１７０は、動力伝達ギヤ１５０を介して、モータジェネレータ１４０，１４５に結合される。ＥＣＵ３００は、エンジン１７０およびモータジェネレータ１４０，１４５を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力を発生させる。この場合、エンジン１７０の回転を用いてモータジェネレータで発電した電力を用いて、蓄電装置１１０を充電することも可能である。

なお、本実施の形態においては、モータジェネレータ１４５（ＭＧ２とも称する。）を専ら駆動輪１６０を駆動するための電動機として用い、モータジェネレータ１４０（ＭＧ１とも称する。）を専らエンジン１７０により駆動される発電機として用いる場合を例として説明する。

動力伝達ギヤ１５０は、図示しないプラネタリギヤ機構を含む。プラネタリギヤのサンギヤ（Ｓ）にはモータジェネレータ１４０の出力軸が結合され、キャリア（Ｃ）にはエンジン１７０の出力軸が結合され、リングギヤ（Ｒ）にはモータジェネレータ１４５の出力軸が結合される。モータジェネレータ１４５の出力軸は、図示しない減速機等を介して駆動輪１６０に結合される。なお、このような結合態様は一例であり、そのほかの結合態様であってもよい。

電流センサ１９０は、インバータ１３０とモータジェネレータ１４０との間の電力伝達経路に設けられ、モータジェネレータ１４０に流れる電流を検出し、その検出値ＭＣＲＴ１をＥＣＵ３００に出力する。電流センサ１９５は、インバータ１３５とモータジェネレータ１４５との間の電力伝達経路に設けられ、モータジェネレータ１４５に流れる電流を検出し、その検出値ＭＣＲＴ２をＥＣＵ３００に出力する。

モータジェネレータ１４０，１４５の各相に流れる電流の合計は常にゼロとなるので、電流センサ１９０，１９５については、電力伝達経路の少なくともいずれか二相に設けられれば足りる。電流センサは、たとえば、インバータとモータジェネレータとの間のＵ相およびＶ相の電力伝達経路に設けられる。

回転角センサ２００，２０５は、モータジェネレータ１４０，１４５にそれぞれ設けられる。回転角センサ２００，２０５は、モータジェネレータ１４０，１４５の回転角θ１，θ２をそれぞれ検出し、その検出値をＥＣＵ３００へ出力する。ＥＣＵ３００は、回転角センサ２００，２０５からの回転角θ１，θ２に基づいて、モータジェネレータ１４０，１４５の回転速度または角速度を演算する。

補機装置１８０は、電力線ＰＬ２，ＮＬ１に、インバータ１３０，１３５に並列に接続される。補機装置１８０としては、いずれも図示しないが、車内を空調するための空調機や、低電圧系（たとえば１２Ｖ）の機器、および、これらの低圧系の機器に適した電圧に変換するためのＤＣ／ＤＣコンバータなどが含まれる。

ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。ＥＣＵ３００における制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

なお、図１においては、制御装置として１つのＥＣＵ３００が備えられる構成を例として説明するが、制御装置の構成はこれに限定されない。たとえば、ＥＣＵ３００は、機器ごとや機能ごとに制御装置が設けられる構成としてもよい。

ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０からの電圧ＶＢ，電流ＩＢを受ける。ＥＣＵ３００は、電圧ＶＢ，電流ＩＢに基づいて、蓄電装置の充電状態（State of Charge：ＳＯＣ）を演算する。また、ＥＣＵ３００は、エンジン１７０に含まれるセンサからのエンジン回転速度Ｎｅ、およびインバータ１３０，１３５からの故障信号ＦＬＴ１，ＦＬＴ２を受ける。

このような構成を有する車両においては、モータジェネレータ１４０（ＭＧ１）、モータジェネレータ１４５（ＭＧ２）およびエンジン１７０は、一般的に図２に示すような共線図に従って協調して動作する。図２においては、縦軸にプラネタリギヤのサンギヤ（Ｓ）、キャリア（Ｃ）およびリングギヤ（Ｒ）の回転速度、すなわち、ＭＧ１，エンジン１７０，ＭＧ２の回転速度Ｎｍ１，Ｎｅ，Ｎｍ２が示される。

たとえば、図２のように車両が走行している状態においては、エンジン１７０およびＭＧ２から正のトルクＴｅ，Ｔｍ２が出力されており、これらのトルクで各機器が所定の回転速度となるように、ＭＧ１に対して負のトルクＴｍ１が付加されている。この場合、ＭＧ１については正回転かつ負トルクであるので発電動作が行なわれる。そして、ＭＧ１での発電電力は、ＭＧ２を駆動するための電力および／または蓄電装置１１０を充電するための電力として使用される。

このような状態において、たとえば、インバータ内部のスイッチング素子の故障やモータジェネレータのコイルの断線、または電流センサや回転角センサなどの検出器の異常のような、モータジェネレータを駆動する系統になんらかの異常が生じた場合には、一般的には、インバータを遮断（シャットダウン）し退避走行を行なうことによって、機器の保護および車両の動作異常を防止する。

たとえば、図３のように、ＭＧ２の系統に異常が生じてインバータ１３５が遮断された場合には、ＭＧ２からの出力トルクＴｍ２がゼロとなる。これに応じて、ＭＧ１のトルクがＴｍ１＃に低減されて、共線図の関係が維持されるようにされる。このときにＭＧ１により発生する発電電力は、基本的には蓄電装置の充電のために用いられるが、一部は補機装置や電力伝達経路の抵抗成分によって消費される。

ところが、このような状態においてインバータが適切に遮断できない場合には、機器の故障が助長されたり、ユーザが意図しないトルクが発生したりするおそれがある。そのため、異常によりインバータを遮断した際には、確実にインバータが遮断されており、意図しないトルクが発生していないことを監視することが必要とされる。

インバータの遮断を監視には、インバータからモータジェネレータに流れる電流を監視する手法や、蓄電装置やＭＧ１から供給される電力と他の機器で消費される電力との電力収支を用いて監視する手法を採用することができる。

しかしながら、インバータが正常に遮断されていた場合でも、モータジェネレータの回転速度が高いときには、モータジェネレータにより発生する逆起電力によってインバータ内のダイオードを通して電流が流れてしまうため、電流の監視のみでは正しくインバータの遮断を認識できない場合が生じ得る。

一方、電力収支による監視においては、比較的低回転の領域では、補機や電力伝達経路などによる消費電力の不明確な要素の影響等によって、正しく判断できない場合が生じ得る。

そこで、本実施の形態においては、モータジェネレータの駆動系に異常が生じた場合に、車両の走行状態に応じて、電流による監視および電力収支による監視を適宜選択的に切換えて行ない、インバータの遮断および意図しないトルクの発生を適切に監視する手法を採用する。

図４は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００で実行されるインバータ遮断時の監視制御を説明するための機能ブロック図である。図４で説明される機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ３００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。

図１および図４を参照して、ＥＣＵ３００は、異常検出部３１０と、判定部３２０と、インバータ（ＩＮＶ）制御部３３０と、リレー制御部３４０とを含む。

異常検出部３１０は、インバータ１３０，１３５からの故障信号ＦＬＴ１，ＦＬＴ２および電流センサ１９０，１９５からの検出値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２を受ける。異常検出部３１０は、これらの情報に基づいて、インバータ１３０，１３５および／またはモータジェネレータ１４０，１４５に異常が生じているか否かを判定する。そして、異常検出部３１０は、異常が生じている側のインバータを遮断するための制御信号ＳＤＮを生成し、判定部３２０およびＩＮＶ制御部３３０へ出力する。

判定部３２０は、異常検出部３１０からの制御信号ＳＤＮに加えて、電流センサ１９０，１９５からの電流検出値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２、蓄電装置１１０からの電流ＩＢおよび電圧ＶＢ、回転角センサ２００，２０５からの回転角θ１、θ２に基づく回転速度Ｎｍ１，Ｎｍ２、図示しない上位ＥＣＵからのモータジェネレータ１４０，１４５への指令トルクＴＲ１，ＴＲ２、および補機装置１８０で消費される電力ＰＡＵＸとを受ける。判定部３２０は、これらの情報に基づいて、図５または図６で後述するような手法により、遮断対象のインバータが適切に遮断されているか否かを判定する。そして、その判定フラグＦＬＧを、ＩＮＶ制御部３３０およびリレー制御部３４０へ出力する。

ＩＮＶ制御部３３０は、異常検出部３１０からの制御信号ＳＤＮ、および判定部３２０からの判定フラグＦＬＧとを受ける。また、ＩＮＶ制御部３３０は、モータジェネレータ１４０，１４５の指令トルクＴＲ１，ＴＲ２および回転速度Ｎｍ１，Ｎｍ２を受ける。

ＩＮＶ制御部３３０は、基本的には、指令トルクＴＲ１，ＴＲ２および回転速度Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいて、インバータ１３０，１３５の制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、それらを用いてインバータ１３０，１３５を駆動する。

ＩＮＶ制御部３３０は、異常検出部３１０からの制御信号ＳＤＮによってインバータの遮断が指示されている場合には、対応するインバータに含まれるスイッチング素子をゲート遮断するように制御信号ＰＷＩを生成する。また、ＩＮＶ制御部３３０は、判定部３２０からの判定フラグＦＬＧにより、遮断対象のインバータが適切に遮断されていないことが示されている場合には、インバータ１３０，１３５の両方を停止させるように制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成する。

リレー制御部３４０は、判定部３２０からの判定フラグＦＬＧを受ける。リレー制御部３４０は、判定フラグＦＬＧにより、遮断対象のインバータが適切に遮断されていないことが示されている場合には、ＳＭＲ１１５をオフにするような制御信号ＳＥ１を生成し、システム停止状態（Ｒｅａｄｙオフ状態）とする。

図５は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００で実行されるインバータ遮断時の監視制御処理を説明するためのフローチャートである。図５および以降に説明する図６に示すフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。なお、以下のフローチャートにおいては、駆動輪１６０を駆動するためのインバータ１３５（ＩＮＶ２とも称する。）またはモータジェネレータ１４５（ＭＧ２）に異常が生じた場合を例として説明するが、インバータ１３０、モータジェネレータ１４５に異常が生じた場合にも同様に適用可能である。

図１および図５を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、インバータ１３５および／またはモータジェネレータ１４５に異常が生じているか否かを判定する。

インバータ１３５および／またはモータジェネレータ１４５に異常が生じていない場合、すなわち正常である場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、当該制御は必要ないので、ＥＣＵ３００は以降の処理をスキップして処理を終了する。

インバータ１３５および／またはモータジェネレータ１４５に異常が生じている場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、処理がＳ１１０に進められ、ＥＣＵ３００は、インバータ１３５をシャットダウン（遮断）するような制御信号ＰＷＩ２を生成し、インバータ１３５へ出力する。

その後、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２０にて、電流センサ１９５の検出値ＭＣＲＴ２により、モータジェネレータ１４５を流れる電流が略ゼロ（ＭＣＲＴ２＝０）であるか否かを判定する。

ＭＣＲＴ２が略ゼロである場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１３０に進められ、ＥＣＵ３００は、インバータ１３５の遮断が正常に行なわれていると判定する。その後、処理がＳ１４０に進められ、ＥＣＵ３００は、正常動作であるとして、インバータ１３５を遮断した状態での退避走行を継続する。

Ｓ１２０において、ＭＣＲＴ２が略ゼロでない場合（Ｓ１２０にてＮＯ）は、処理がＳ１５０に進められて、次にＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢから求められる入出力電力（電池電力とも称する。）と、モータジェネレータ１４０（ＭＧ１）の電力指令値から補機装置１８０の消費電力ＰＡＵＸを差し引いたものとを比較する。なお、蓄電装置１１０へ入力される電力およびモータジェネレータ１４０からの発電電力を正とする。

電池電力がＭＧ１電力指令値と補機電力ＰＡＵＸとの差以上である場合（Ｓ１５０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１６０に進められて、ＥＣＵ３００は、駆動輪１６０によりモータジェネレータ１４５（ＭＧ２）が回転されることによって発生するモータジェネレータ１４５の逆起電圧がＶＨよりも高く、モータジェネレータ１４５で発生した逆起電力により蓄電装置１１０へモータジェネレータ１４５から電流が流れ込んでいると判定する。

たとえば、車速が高い場合には、インバータ１３０が遮断状態であっても、モータジェネレータ１４５による逆起電力が大きくなるのでこのような状態となり得る。すなわち、モータジェネレータ１４５に電流が流れていても、この場合には適切にインバータ１３０が遮断された状態である。

そのため、ＥＣＵ３００は、処理をＳ１４０に進めて退避走行を継続する。
一方、電池電力がＭＧ１電力指令値と補機電力ＰＡＵＸとの差よりも小さい場合（Ｓ１５０にてＮＯ）は、処理がＳ１７０に進められて、ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０に入力される電力が蓄電装置１１０に本来供給されるべき電力よりも小さく、すなわちモータジェネレータ１４５で電力が消費されて意図しない駆動力が発生している可能性が高いと判定する。言い換えれば、ＥＣＵ３００は、インバータ１３５が正常に遮断されていないと判定する。

そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１８０にて、インバータ１３０を遮断し、ＳＭＲ１１５を開放してＲｅａｄｙオフ状態とする。そして、ＥＣＵ３００は、インバータ１３０，１３５を蓄電装置１１０から切り離す。

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、異常によりインバータを遮断した場合に、モータジェネレータにより発生する逆起電力の影響を考慮して、適切にインバータが遮断されているか否かを判断することが可能となる。

［変形例］
上述のように、モータジェネレータの逆起電力により蓄電装置へ電流が流れ込むのは、モータジェネレータの回転速度が高く、モータジェネレータの逆起電力がインバータの蓄電装置側の端子電圧であるＶＨを上回る場合である。

そこで、変形例においては、モータジェネレータの回転速度がＶＨを上回る程高回転であるか否かの判定をさらに追加した構成について説明する。高回転の場合には、少しのトルク変動（すなわち電流変動）であっても発生する電力変動としては大きくなる。そのため、モータジェネレータが高速であるか否かをまず判定し、それによって遮断の適否を電力収支を用いて判定するか否かを切換えることによって、意図しない駆動力の発生を検出する感度を高めることができる。

図６は、本実施の形態の変形例において、ＥＣＵ３００で実行されるインバータ遮断時の監視制御処理を説明するためのフローチャートである。図６は、図５で説明したフローチャートにステップＳ１１５が追加されたものとなっている。図６において、図５と重複するステップの説明は繰り返さない。

図１および図６を参照して、インバータ１３５および／またはモータジェネレータ１４５に異常が生じており（Ｓ１００にてＹＥＳ）、インバータ１３５の遮断指令が出力されると（Ｓ１１０）、処理がＳ１１５に進められ、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１４５の回転速度Ｎｍ２が、しきい値αより大きいか否かを判定する。

このしきい値αは、モータジェネレータ１４５の逆起電圧がＶＨよりも大きくなる場合の回転速度に基づいて定められる。しきい値αは、ＶＨの変動幅を考慮した固定値であってもよいし、変動するＶＨに対応して設定される可変値であってもよい。

モータジェネレータ１４５の回転速度Ｎｍ２がしきい値αより大きい場合（Ｓ１１５にてＹＥＳ）は、処理がＳ１５０に進められ、ＥＣＵ３００は、電流センサ１９５からの検出値ＭＣＲＴ２にかかわらず、電力収支に基づいてインバータ１３５が正常に遮断されているか否かを判定する。

一方、モータジェネレータ１４５の回転速度Ｎｍ２がしきい値α以下の場合（Ｓ１１５にてＮＯ）は、処理がＳ１２０に進められ、ＥＣＵ３００は、まず電流値ＭＣＲＴ２に基づいてインバータ１３５が正常に遮断されているか否かを判定し（Ｓ１２０にてＹＥＳ，Ｓ１３０）、電流値ＭＣＲＴ２が略ゼロでない場合（Ｓ１２０にてＮＯ）に、電力収支に基づいてインバータ１３５が正常に遮断されているか否かを判定する（Ｓ１５０）。

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、異常によりインバータを遮断した場合に、モータジェネレータにより発生する逆起電力の影響を考慮して、適切にインバータが遮断されているか否かを判断することが可能となる。

なお、図６には示していないが、ステップＳ１２０において、電流値ＭＣＲＴ２が略ゼロでない場合（Ｓ１２０にてＮＯ）に、異常と判定してステップＳ１７０へ処理を進めるようにしてもよい。

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。

１００ 車両、１１０ 蓄電装置、１１５ ＳＭＲ、１１７，１２５ 電圧センサ、１２０ コンバータ、１３０，１３５ インバータ、１３６ Ｕ相アーム、１３７ Ｖ相アーム、１３８ Ｗ相アーム、１４０，１４５ モータジェネレータ、１５０ 動力伝達ギヤ、１６０ 駆動輪、１７０ エンジン、１８０ 補機装置、１９０，１９５ 電流センサ、２００，２０５ 回転角センサ、３００ ＥＣＵ、３１０ 異常検出部、３２０ 判定部、３３０ ＩＮＶ制御部、３４０ リレー制御部、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｌ１ リアクトル、ＮＬ１，ＰＬ１，ＰＬ２ 電力線、Ｑ１〜Ｑ８ スイッチング素子。

Claims (10)

1. 搭載した蓄電装置からの電力を用いて走行が可能な車両であって、
   前記蓄電装置に対して並列に、電気的に結合された第１および第２の回転電機と、
   前記蓄電装置からの電力により、前記第１および第２の回転電機をそれぞれ駆動するための第１および第２の電力変換装置と、
   前記第１および第２の電力変換装置を制御するための制御装置とを備え、
   前記制御装置は、異常により前記第２の電力変換装置を遮断するための指令が出力された場合に、前記第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定するための、前記第２の電力変換装置に流れる電流に基づく判定手段および前記蓄電装置と前記第１の回転電機との間の電力収支に基づく判定手段を有する、車両。
2. 前記制御装置は、前記第２の回転電機の回転速度が予め定められたしきい値を下回る場合には前記第２の電力変換装置に流れる電流に基づいて前記第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定し、前記第２の回転電機の回転速度が前記しきい値を上回る場合には前記電力収支に基づいて前記第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定する、請求項１に記載の車両。
3. 前記制御装置は、前記第２の回転電機の回転速度が前記しきい値を下回る場合に、前記第２の電力変換装置に流れる電流が略ゼロであるときは、前記第２の電力変換装置の遮断が正常に行われていると判定する、請求項２に記載の車両。
4. 前記制御装置は、前記第２の回転電機の回転速度が前記しきい値を下回る場合に、前記第２の電力変換装置に流れる電流が略ゼロでないときは、さらに前記電力収支に基づいて前記第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定する、請求項３に記載の車両。
5. 前記しきい値は、前記第２の回転電機により発生する逆起電圧が、前記第２の電力変換装置の前記蓄電装置側の端子に印加される電圧よりも大きくなるような、前記第２の回転電機の回転速度に基づいて定められる、請求項２に記載の車両。
6. 前記制御装置は、前記第２の電力変換装置に流れる電流が略ゼロであるときは、前記第２の電力変換装置の遮断が正常に行われていると判定し、前記第２の電力変換装置に流れる電流が略ゼロでないときは、前記電力収支に基づいて前記第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定する、請求項１に記載の車両。
7. 前記制御装置は、前記電力収支に基づいて前記第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定する場合は、前記蓄電装置への入力電力の大きさが前記第１の回転電機の発電電力指令から定まる基準値よりも大きいときには前記第２の電力変換装置の遮断が正常に行われていると判定し、前記蓄電装置への入力電力の大きさが前記基準値よりも小さいときには前記第２の電力変換装置の遮断が正常に行われていないと判定する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両。
8. 前記制御装置は、前記第２の電力変換装置の遮断が正常に行なわれてないと判定した場合には、前記蓄電装置を前記第１および第２の電力変換装置から切り離す、請求項７に記載の車両。
9. エンジンをさらに備え、
   前記第１の回転電機は、主に前記エンジンにより駆動されて発電機として動作し、
   前記第２の回転電機は、前記車両の駆動軸に結合され、主に車両走行のための駆動力を発生する電動機として動作する、請求項１に記載の車両。
10. 搭載した蓄電装置からの電力を用いて走行が可能な車両の制御方法であって、
    前記車両は、
    前記蓄電装置に対して並列に、電気的に結合された第１および第２の回転電機と、
    前記蓄電装置からの電力により、前記第１および第２の回転電機をそれぞれ駆動するための第１および第２の電力変換装置とを含み、
    前記制御方法は、異常により前記第２の電力変換装置を遮断するための指令が出力された場合に、
    前記第２の電力変換装置に流れる電流に基づいて前記第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定するステップと、
    前記蓄電装置と前記第１の回転電機との間の電力収支に基づいて、前記第２の電力変換装置の遮断が正常に行われているか否かを判定するステップとを備える、車両の制御方法。

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