JP6404646B2

JP6404646B2 - Electric vehicle

Info

Publication number: JP6404646B2
Application number: JP2014179255A
Authority: JP
Inventors: 祐一林; 只一松本
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2034-09-03
Also published as: JP2016054603A

Description

本発明は、電力によって走行する電動車両に関する。 The present invention relates to an electric vehicle that runs on electric power.

近年、電動モータを搭載し、電力によって走行する電動車両の普及が始まっている（例えば特許文献１参照）。このような電動車両としては、例えば、蓄電池に蓄えられた電力によって走行する電気自動車や、自ら発生させた電力により走行する燃料電池自動車がある。また、内燃機関及び蓄電池の双方から駆動力を得て走行するハイブリッド自動車も普及している。これらはいずれも、電動モータに対する電力の供給源として、蓄電池や発電機（以下、これらを総じて「電力装置」とも称する）を備えている。 In recent years, an electric vehicle equipped with an electric motor and traveling by electric power has started to spread (see, for example, Patent Document 1). Examples of such an electric vehicle include an electric vehicle that travels using electric power stored in a storage battery and a fuel cell vehicle that travels using electric power generated by itself. In addition, hybrid vehicles that travel by obtaining driving force from both the internal combustion engine and the storage battery are also widespread. Each of these includes a storage battery and a generator (hereinafter, collectively referred to as “power device”) as a power supply source for the electric motor.

特開２０１０−３６５９４号公報JP 2010-36594 A

本発明者らは、例えばバスのような大型の電動車両の開発を進めている。大型の電動車両では、走行に必要となる駆動力も大きくなる。このため、本発明者らは、電力装置、インバータ及び電動モータを有する駆動システムを、１台の電動車両に２つ搭載することを検討している。このような構成であれば、１つの駆動システムのみを搭載する従来の電動車両に比べて駆動力を増大させることができるため、大型で重量の大きな電動車両であっても、十分な速度で走行させることができる。 The present inventors are developing a large electric vehicle such as a bus. In a large electric vehicle, the driving force required for traveling also increases. For this reason, the present inventors are considering mounting two drive systems having a power device, an inverter, and an electric motor on one electric vehicle. With such a configuration, the driving force can be increased as compared with a conventional electric vehicle equipped with only one drive system, so even a large and heavy electric vehicle can travel at a sufficient speed. Can be made.

２つの電動モータによって電動車両を走行させるためには、一方の電動モータの回転軸の回転と、他方の電動モータの回転軸の回転とを、電動車両のプロペラシャフトの回転に変換するようなギアを備えた構成とすればよい。このような構成においては、２つの電動モータのそれぞれの回転軸が、ギアを介して互いに接続された状態となっている。このため、一方の電動モータの回転軸を回転させると、それに伴って他方の電動モータの回転軸も回転する。 In order to drive an electric vehicle by two electric motors, a gear that converts the rotation of the rotation shaft of one electric motor and the rotation of the rotation shaft of the other electric motor into rotation of the propeller shaft of the electric vehicle. A configuration provided with In such a configuration, the respective rotation shafts of the two electric motors are connected to each other via a gear. For this reason, when the rotating shaft of one electric motor is rotated, the rotating shaft of the other electric motor is also rotated accordingly.

上記のような構成の電動車両では、一方の駆動システムに異常が発生した場合でも、正常な他方の駆動システムのみによって走行することが可能になるという利点がある。このとき、異常が発生した駆動システムはシャットダウンされた状態となっているが、当該駆動システムに搭載された電動モータの回転軸は、電動車両の走行に伴って回転する。つまり、正常な駆動システムに搭載された電動モータの回転軸の回転がギアを介して伝達されることにより、異常が発生した駆動システムに搭載された電動モータの回転軸も回転することとなる。 The electric vehicle having the above-described configuration has an advantage that even when an abnormality occurs in one drive system, it is possible to travel only with the other drive system that is normal. At this time, the drive system in which the abnormality has occurred is shut down, but the rotating shaft of the electric motor mounted on the drive system rotates as the electric vehicle travels. That is, when the rotation of the rotation shaft of the electric motor mounted on the normal drive system is transmitted via the gear, the rotation shaft of the electric motor mounted on the drive system in which the abnormality has occurred also rotates.

異常が発生した駆動システムはシャットダウンされているため、当該駆動システムに搭載された電動モータは、弱め界磁制御が行われない状態となっている。このため、当該電動モータでは、その回転軸の回転に伴って大きな逆起電力が発生してしまう。例えば、インバータの一相短絡が発生した状態でこのような逆起電力が発生した場合、それにより流れる電流が過大なものになると、大きなジュール熱が発生し、インバータやインバータに接続されるワイヤハーネス等の損傷を招くおそれがある。 Since the drive system in which the abnormality has occurred is shut down, the electric motor mounted in the drive system is in a state where field-weakening control is not performed. For this reason, in the said electric motor, a big back electromotive force will generate | occur | produce with rotation of the rotating shaft. For example, when such a back electromotive force is generated in a state where a single-phase short circuit of the inverter has occurred, if the current flowing thereby becomes excessive, a large Joule heat is generated, and the wire harness connected to the inverter or the inverter May cause damage.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力装置、インバータ、電動モータ及び制御部を有する駆動システムを２つ備えた構成の電動車両であって、一方の駆動システムのみによって走行した場合であっても、それに伴って他方の駆動システムのインバータを損傷させることのない電動車両を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is an electric vehicle having a configuration including two drive systems each having a power device, an inverter, an electric motor, and a control unit. An object of the present invention is to provide an electric vehicle that does not damage the inverter of the other drive system even when the vehicle is driven only by the system.

上記課題を解決するために、本発明に係る電動車両は、電力によって走行する電動車両（１０）であって、直流電力を供給する第１電力装置（１２０）と、第１電力装置から供給される直流電力を交流電力に変換する第１インバータ（１６０）と、第１インバータからの交流電力によって駆動される第１モータ（１１０）と、第１インバータを制御する第１制御部（１９０）と、を有する第１駆動システム（１００）と、直流電力を供給する第２電力装置（２２０）と、第２電力装置から供給される直流電力を交流電力に変換する第２インバータ（２６０）と、第２インバータからの交流電力によって駆動される第２モータ（２１０）と、第２インバータを制御する第２制御部（２９０）と、を有する第２駆動システム（２００）と、第１モータの第１回転軸（４１１）及び第２モータの第２回転軸（４１２）に接続されており、第１モータの駆動力及び第２モータの駆動力を電動車両の推進力に変換するギア（４１０）と、を備え、第１駆動システムに異常が発生し、第１インバータに流れる電流が所定値以上となった場合には、第１制御部は、第２駆動システムの駆動を停止するように第２制御部に通知することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an electric vehicle according to the present invention is an electric vehicle (10) that travels by electric power, and is supplied from a first electric power device (120) that supplies DC power and the first electric power device. A first inverter (160) for converting DC power to AC power, a first motor (110) driven by AC power from the first inverter, and a first controller (190) for controlling the first inverter; , A second power device (220) that supplies DC power, a second inverter (260) that converts DC power supplied from the second power device into AC power, A second drive system (200) having a second motor (210) driven by AC power from the second inverter and a second controller (290) for controlling the second inverter; Connected to the first rotating shaft (411) of the motor and the second rotating shaft (412) of the second motor, and converts the driving force of the first motor and the driving force of the second motor into the propulsive force of the electric vehicle. (410), the first control unit stops driving the second drive system when an abnormality occurs in the first drive system and the current flowing through the first inverter becomes equal to or greater than a predetermined value. The second control unit is notified as described above.

本発明に係る電動車両は、第１駆動システムに異常が発生し、第１インバータに流れる電流が所定値以上となった場合には、第２駆動システムの駆動が停止する。したがって、異常が発生した第１駆動システムにおいて、逆起電力が印可されることにより第１インバータに過大な電流が流れて損傷してしまうことを確実に防止することができる。 In the electric vehicle according to the present invention, when an abnormality occurs in the first drive system and the current flowing through the first inverter becomes equal to or greater than a predetermined value, the drive of the second drive system stops. Therefore, in the first drive system in which an abnormality has occurred, it is possible to reliably prevent an excessive current from flowing through the first inverter and being damaged due to the application of the counter electromotive force.

本発明によれば、電力装置、インバータ、電動モータ及び制御部を有する駆動システムを２つ備えた構成の電動車両であって、一方の駆動システムのみによって走行した場合であっても、それに伴って他方の駆動システムのインバータを損傷させることのない電動車両を提供することができる。 According to the present invention, an electric vehicle having two drive systems including a power device, an inverter, an electric motor, and a control unit, and even when traveling by only one drive system, It is possible to provide an electric vehicle that does not damage the inverter of the other drive system.

本発明の実施形態に係る電動車両の全体構成を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. 図１に示された電動車両の制御ブロック図である。FIG. 2 is a control block diagram of the electric vehicle shown in FIG. 1. 図１に示された電動車両のＥＣＵによって行われる処理の流れを示すフローチャートである。2 is a flowchart showing a flow of processing performed by an ECU of the electric vehicle shown in FIG.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.

まず、図１を参照しながら、本発明の実施形態に係る電動車両１０の全体構成を説明する。電動車両１０は、電力によってモータジェネレータ（回転電機）を駆動させて走行する大型バスである。電動車両１０は、モータジェネレータ１１０，２１０と、直流電源１２０，２２０と、インバータ１６０，２６０と、ＥＣＵ１９０，２９０と、を備えている。 First, an overall configuration of an electric vehicle 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The electric vehicle 10 is a large bus that travels by driving a motor generator (rotary electric machine) with electric power. Electric vehicle 10 includes motor generators 110 and 210, DC power supplies 120 and 220, inverters 160 and 260, and ECUs 190 and 290.

つまり、電動車両１０は、駆動力を発生させるためのシステム（バンク）を２つ備えているということができる。以降の説明では、モータジェネレータ１１０、直流電源１２０、インバータ１６０及びＥＣＵ１９０を含む一方のシステムのことを「第１駆動システム１００」と称する。また、モータジェネレータ２１０、直流電源２２０、インバータ２６０及びＥＣＵ２９０を含む他方のシステムのことを「第２駆動システム２００」と称する。 That is, it can be said that the electric vehicle 10 includes two systems (banks) for generating a driving force. In the following description, one system including the motor generator 110, the DC power source 120, the inverter 160, and the ECU 190 is referred to as “first drive system 100”. The other system including motor generator 210, DC power supply 220, inverter 260 and ECU 290 is referred to as “second drive system 200”.

第１駆動システム１００のハードウェア構成と第２駆動システム２００のハードウェア構成とは互いに同一である。従って、以下においては、第１駆動システム１００の構成について主に説明し、第２駆動システム２００の構成については説明を適宜省略する。図１では、第１駆動システム１００の構成要素には例えば「直流電源１２０」のように１００番台の項目番号を付しており、第２駆動システム２００の構成要素には「直流電源２２０」のように２００番台の項目番号を付している。また、互いに対応する構成要素の項目番号は下２桁を共通させている。 The hardware configuration of the first drive system 100 and the hardware configuration of the second drive system 200 are the same. Therefore, in the following, the configuration of the first drive system 100 will be mainly described, and the description of the configuration of the second drive system 200 will be omitted as appropriate. In FIG. 1, component numbers of the first drive system 100 are assigned item numbers in the 100s, for example, “DC power supply 120”, and components of the second drive system 200 are “DC power supply 220”. As shown, item numbers in the 200s are attached. In addition, the item numbers of the component elements corresponding to each other share the last two digits.

第１駆動システム１００は、モータジェネレータ１１０と、直流電源１２０と、リレー回路１３０と、昇圧コンバータ１４０と、平滑コンデンサ１５０と、インバータ１６０と、ＥＣＵ１９０と、を有している。 The first drive system 100 includes a motor generator 110, a DC power source 120, a relay circuit 130, a boost converter 140, a smoothing capacitor 150, an inverter 160, and an ECU 190.

モータジェネレータ１１０は、三相の交流電力の供給を受けて駆動力を発生させる交流モータである。かかる駆動力が、後述のギア４１０等によって電動車両１０の推進力に変換される。電動車両１０の走行時には、モータジェネレータ１１０において逆起電力が発生する。モータジェネレータ１１０は、高速走行時等においては磁界を弱めることでかかる逆起電力を低減する制御、所謂「弱め界磁制御」を行うことが可能な構成とされている。モータジェネレータ１１０のＶ相に流れる電流が電流センサ１１１によって検出され、Ｗ相に流れる電流が電流センサ１１２によって検出される。 The motor generator 110 is an AC motor that receives a supply of three-phase AC power and generates a driving force. Such a driving force is converted into a propulsive force of the electric vehicle 10 by a gear 410 or the like described later. When the electric vehicle 10 travels, a back electromotive force is generated in the motor generator 110. The motor generator 110 is configured to be able to perform so-called “weak field control” that reduces the back electromotive force by weakening the magnetic field during high-speed traveling or the like. The current flowing through the V phase of motor generator 110 is detected by current sensor 111, and the current flowing in the W phase is detected by current sensor 112.

また、電動車両１０の減速時には、モータジェネレータ１１０において三相の交流電力である回生電力が発生する。この回生電力は、直流電源１２０に蓄えられ、後に電動車両１０の走行に使用される。 Further, when the electric vehicle 10 is decelerated, regenerative power that is three-phase AC power is generated in the motor generator 110. This regenerative power is stored in the DC power source 120 and used later for running the electric vehicle 10.

直流電源１２０は、二次電池等からなり、電力を供給する電力装置である。また、直流電源１２０は、外部から供給される電力を蓄える蓄電池でもある。 The direct current power source 120 is a power device that includes a secondary battery and supplies power. The DC power source 120 is also a storage battery that stores electric power supplied from the outside.

リレー回路１３０は、直流電源１２０と昇圧コンバータ１４０との間に設けられている。直流電源１２０の正極端子１２１と昇圧コンバータ１４０の入出力端子１４０ａとを繋ぐバスバーの途中には、リレー１３１が配置されている。また、直流電源１２０の負極端子１２２と昇圧コンバータ１４０の入出力端子１４０ｂとを繋ぐバスバーの途中には、リレー１３２が配置されている。更に、かかるバスバーの途中には、プリチャージリレー１３３とプリチャージ抵抗１３４が、リレー１３２に対して並列に接続されている。 Relay circuit 130 is provided between DC power supply 120 and boost converter 140. A relay 131 is disposed in the middle of the bus bar that connects the positive terminal 121 of the DC power source 120 and the input / output terminal 140a of the boost converter 140. A relay 132 is disposed in the middle of the bus bar that connects the negative terminal 122 of the DC power source 120 and the input / output terminal 140b of the boost converter 140. Further, a precharge relay 133 and a precharge resistor 134 are connected in parallel to the relay 132 in the middle of the bus bar.

リレー回路１３０のリレー１３１，１３２及びプリチャージリレー１３３により、直流電源１２０に繋がる電力経路の開閉が行われる。直流電源１２０の充放電が行われる際には、リレー１３１，１３２がいずれも閉状態とされ、プリチャージリレー１３３は開状態とされる。一方、直流電源１２０と昇圧コンバータ１４０を繋ぐときには、平滑コンデンサ１４１と直流電源１２０の電位差による突入電流を防止するため、リレー１３１及びプリチャージリレー１３３が何れも閉状態とされ、リレー１３２は開状態とされる。プリチャージ抵抗１３４を介して直流電源１２０からの充放電が行われるため、直流電源１２０に入出力される電流が過大となることが防止される。 The power paths connected to the DC power supply 120 are opened and closed by the relays 131 and 132 and the precharge relay 133 of the relay circuit 130. When the DC power supply 120 is charged and discharged, both the relays 131 and 132 are closed and the precharge relay 133 is opened. On the other hand, when DC power supply 120 and boost converter 140 are connected, both relay 131 and precharge relay 133 are closed and relay 132 is open to prevent inrush current due to the potential difference between smoothing capacitor 141 and DC power supply 120. It is said. Since charging / discharging from the DC power source 120 is performed via the precharge resistor 134, it is possible to prevent an excessive current from being input to and output from the DC power source 120.

昇圧コンバータ１４０は、双方向の変換器であり、直流電源１２０側から供給される直流電力を昇圧させてモータジェネレータ１１０側に供給する一方、モータジェネレータ１１０側から供給される電力を降圧させて直流電源１２０側に供給する。昇圧コンバータ１４０は、入力コンデンサ１４１と、リアクトル１４２と、２つのスイッチング素子１４３，１４４が設けられている。また、各スイッチング素子１４３，１４４には、それぞれ還流ダイオード１４５，１４６が並列に接続されている。 Boost converter 140 is a bidirectional converter that boosts DC power supplied from DC power supply 120 side and supplies the boosted DC power to motor generator 110 side, while reducing power supplied from motor generator 110 side to DC. The power is supplied to the 120 side. Boost converter 140 is provided with input capacitor 141, reactor 142, and two switching elements 143 and 144. Further, free-wheeling diodes 145 and 146 are connected in parallel to the switching elements 143 and 144, respectively.

平滑コンデンサ１５０は、昇圧コンバータ１４０とインバータ１６０との間に設けられている。平滑コンデンサ１５０は、システム電圧の平準化を行う蓄電器である。 Smoothing capacitor 150 is provided between boost converter 140 and inverter 160. The smoothing capacitor 150 is a capacitor that performs system voltage leveling.

インバータ１６０は、ＥＣＵ１９０から出力される３相の６アーム電圧指令信号ＵＵ，ＵＬ，ＶＵ，ＶＬ，ＷＵ，ＷＬに基づいて、昇圧コンバータ１４０によって昇圧された直流電力を三相の交流電圧Ｕ，Ｖ，Ｗに変換する変換器である。インバータ１６０は、６つのスイッチング素子１６１〜１６６が設けられ、各スイッチング素子１６１〜１６６に、それぞれ還流ダイオード１７１〜１７６が並列に接続されている。また、図１では図示を省略しているが、インバータ１６０は、スイッチング素子１６１〜１６６のそれぞれと対になるように、温度を検出する温度センサ１８１〜１８６が設けられている。 The inverter 160 converts the DC power boosted by the boost converter 140 based on the three-phase six-arm voltage command signals UU, UL, VU, VL, WU, WL output from the ECU 190 into the three-phase AC voltages U, V , W converter. The inverter 160 is provided with six switching elements 161 to 166, and freewheeling diodes 171 to 176 are connected in parallel to the switching elements 161 to 166, respectively. Although not shown in FIG. 1, the inverter 160 is provided with temperature sensors 181 to 186 for detecting temperatures so as to be paired with the switching elements 161 to 166, respectively.

電動車両１０は、電動車両１０は、第１駆動システム１００及び第２駆動システム２００の他、ギア４１０と、プロペラシャフト４１３と、ディファレンシャルギア４２０と、ドライブシャフト４２１，４２２と、車輪４３１，４３２とを備えている。尚、電動車両１０は、車輪４３１，４３２（駆動輪）の他に更に２つの車輪（非駆動輪）を備えているが、当該車輪については図示を省略している。 The electric vehicle 10 includes the gear 410, the propeller shaft 413, the differential gear 420, the drive shafts 421 and 422, the wheels 431 and 432, in addition to the first drive system 100 and the second drive system 200. It has. The electric vehicle 10 includes two wheels (non-drive wheels) in addition to the wheels 431 and 432 (drive wheels), but the illustration of the wheels is omitted.

ギア４１０は、モータジェネレータ１１０及びモータジェネレータ２１０のそれぞれの回転を、プロペラシャフト４１３の回転に変換する歯車装置である。ギア４１０には、モータジェネレータ１１０の回転軸４１１の一端が接続されている。また、ギア４１０には、モータジェネレータ２１０の回転軸４１２の一端が接続されている。回転軸４１１，４１２が回転すると、ギア４１０が備える複数の歯車により、回転軸４１１，４１２と略９０度の角度をなす方向に延びるプロペラシャフト４１３が回転する構成となっている。 The gear 410 is a gear device that converts each rotation of the motor generator 110 and the motor generator 210 into rotation of the propeller shaft 413. One end of a rotating shaft 411 of the motor generator 110 is connected to the gear 410. Further, one end of a rotating shaft 412 of the motor generator 210 is connected to the gear 410. When the rotating shafts 411 and 412 rotate, the propeller shaft 413 extending in a direction that forms an angle of approximately 90 degrees with the rotating shafts 411 and 412 is rotated by a plurality of gears included in the gear 410.

尚、回転軸４１１と回転軸４１２とは、ギア４１０を介して接続されているため、一方のみが回転することはできない構成となっている。例えばモータジェネレータ１１０によって回転軸４１１のみを回転させた場合には、それに伴って回転軸４１２も回転することとなる。 In addition, since the rotating shaft 411 and the rotating shaft 412 are connected via the gear 410, only one side cannot be rotated. For example, when only the rotating shaft 411 is rotated by the motor generator 110, the rotating shaft 412 also rotates accordingly.

ディファレンシャルギア４２０は、プロペラシャフト４１３の回転をドライブシャフト４２１，４２２の回転に変換するものである。ディファレンシャルギア４２０には、プロペラシャフト４１３の一端が接続されている。また、ディファレンシャルギア４２０には、ドライブシャフト４２１、４２２のそれぞれの一端が接続されている。プロペラシャフト４１３が回転すると、ディファレンシャルギア４２０が備える複数の歯車により、ドライブシャフト４２１，４２２がそれぞれ回転する構成となっている。ドライブシャフト４２１，４２２のそれぞれの他端（ディファレンシャルギア４２０とは反対側の端部）には、車輪４３１，車輪４３２がそれぞれ接続されている。 The differential gear 420 converts the rotation of the propeller shaft 413 into the rotation of the drive shafts 421 and 422. One end of a propeller shaft 413 is connected to the differential gear 420. The differential gear 420 is connected to one end of each of the drive shafts 421 and 422. When the propeller shaft 413 rotates, the drive shafts 421 and 422 are respectively rotated by a plurality of gears included in the differential gear 420. Wheels 431 and 432 are connected to the other ends (ends opposite to the differential gear 420) of the drive shafts 421 and 422, respectively.

モータジェネレータ１１０，２１０のそれぞれの回転は、ギア４１０及びディファレンシャルギア４２０によって車輪４３１，４３２の回転に変換される。すなわち、モータジェネレータ１１０，２１０のそれぞれの出力が、電動車両１０を走行させる推進力（トルク）に変換される。 Respective rotations of motor generators 110 and 210 are converted into rotations of wheels 431 and 432 by gear 410 and differential gear 420. That is, the respective outputs of motor generators 110 and 210 are converted into propulsive force (torque) that causes electric vehicle 10 to travel.

次に、図２を参照しながら、電動車両１０の制御ブロックについて説明する。 Next, a control block of the electric vehicle 10 will be described with reference to FIG.

第１駆動システム１００のＥＣＵ１９０は、電流センサ１１１，１１２、リレー回路１３０、昇圧コンバータ１４０及びインバータ１６０と電気的に接続されている。ＥＣＵ１９０は、リレー回路のリレー１３１，１３２及びプリチャージリレー１３３や、昇圧コンバータ１４０のスイッチング素子１４３，１４４や、インバータ１６０のスイッチング素子１６１〜１６６の動作を制御している。また、ＥＣＵ１９０は、第２駆動システム２００のＥＣＵ２９０と電気的に接続され、互いに通信可能とされている。 The ECU 190 of the first drive system 100 is electrically connected to the current sensors 111 and 112, the relay circuit 130, the boost converter 140, and the inverter 160. ECU 190 controls the operations of relays 131 and 132 and precharge relay 133 of the relay circuit, switching elements 143 and 144 of boost converter 140, and switching elements 161 to 166 of inverter 160. The ECU 190 is electrically connected to the ECU 290 of the second drive system 200 and can communicate with each other.

第１駆動システム１００の制御ブロック構成と第２駆動システム２００の制御ブロック構成は互いに同一である。したがって、簡便のため、図２ではＥＣＵ２９０と電気的に接続される温度センサ２１１，２１２、リレー回路２３０、昇圧コンバータ２４０及びインバータ２６０の図示を省略している。また、それぞれ同一構成のスイッチング素子１６１〜１６６、還流ダイオード１７１〜１７６及び温度センサ１８１〜１８６のうち、スイッチング素子１６２〜１６５、還流ダイオード１７２〜１７５及び温度センサ１８２〜１８５の図示を省略している。 The control block configuration of the first drive system 100 and the control block configuration of the second drive system 200 are the same. Therefore, for convenience, the temperature sensors 211 and 212, the relay circuit 230, the boost converter 240, and the inverter 260 that are electrically connected to the ECU 290 are not shown in FIG. Of the switching elements 161 to 166, the reflux diodes 171 to 176, and the temperature sensors 181 to 186 having the same configuration, the switching elements 162 to 165, the reflux diodes 172 to 175, and the temperature sensors 182 to 185 are not shown. .

電流センサ１１１，１１２は、前述したように、それぞれモータジェネレータ１１０の、Ｖ相、Ｗ相に流れる電流の値を検出するセンサである。モータジェネレータ１１０に入力あるいはモータジェネレータ１１０から出力される電力は、すべてインバータ１６０を介すため、電流センサ１１１，１１２は、インバータ１６０に流れる電流の値を検出するものでもある。電流センサ１１１，１１２によって検出された電流に関する情報は、電気信号としてＥＣＵ１９０に送信される。当該電気信号を受信したＥＣＵ１９０は、この電流センサ１１１，１１２によって検出された電流値が、所定値以上であるか否かを判定する過電流判定を行う。 As described above, current sensors 111 and 112 are sensors that detect values of currents flowing through V-phase and W-phase of motor generator 110, respectively. Since all the electric power input to or output from the motor generator 110 passes through the inverter 160, the current sensors 111 and 112 also detect the value of the current flowing through the inverter 160. Information regarding the current detected by the current sensors 111 and 112 is transmitted to the ECU 190 as an electrical signal. The ECU 190 that has received the electrical signal performs an overcurrent determination to determine whether or not the current value detected by the current sensors 111 and 112 is equal to or greater than a predetermined value.

同一構成である温度センサ１８１〜１８６のうち、温度センサ１８１を例にとって説明する。温度センサ１８１は、スイッチング素子１６１の温度の値を検出するセンサである。温度センサ１８１によって検出された温度に関する情報は、電気信号としてＥＣＵ１９０に送信される。当該電気信号を受信したＥＣＵ１９０は、この温度センサ１８１によって検出された温度値が、所定値以上であるか否かを判定する過熱判定を行う。 Of the temperature sensors 181 to 186 having the same configuration, the temperature sensor 181 will be described as an example. The temperature sensor 181 is a sensor that detects the temperature value of the switching element 161. Information regarding the temperature detected by the temperature sensor 181 is transmitted to the ECU 190 as an electrical signal. The ECU 190 that has received the electrical signal performs an overheat determination that determines whether or not the temperature value detected by the temperature sensor 181 is greater than or equal to a predetermined value.

ここで、温度センサ１８１によって検出された温度値が所定値未満の状態、すなわち、スイッチング素子１６１において過熱が発生していない状態とは、換言すれば、インバータ１６０において過電流が発生しておらず、発生するジュール熱が小さい状態であるといえる。つまり、ＥＣＵ１９０において行われる加熱判定は、インバータ１６０の温度に基づいて行われる過電流判定であるということもできる。 Here, the state in which the temperature value detected by the temperature sensor 181 is less than the predetermined value, that is, the state in which the overheating has not occurred in the switching element 161, in other words, no overcurrent has occurred in the inverter 160. It can be said that the generated Joule heat is small. That is, it can be said that the heating determination performed in ECU 190 is an overcurrent determination performed based on the temperature of inverter 160.

以上のように構成された電動車両１０では、第１駆動システム１００及び第２駆動システム２００のうち、一方の駆動システムに異常が発生した場合でも、走行可能であるという利点がある。すなわち、正常な他方の駆動システムのみの駆動によって車輪４３１，４３２を回転させ、電動車両１０を走行させることが可能となる（片バンク走行）。 The electric vehicle 10 configured as described above has an advantage that it can travel even when an abnormality occurs in one of the first drive system 100 and the second drive system 200. That is, the wheels 431 and 432 are rotated by driving only the other normal drive system, and the electric vehicle 10 can travel (one-bank travel).

しかしながら、電動車両１０では、上記利点がある反面、異常が発生した駆動システムにさらに重大な損傷を与えないように配慮する必要がある。例えば、第１駆動システム１００に異常が発生し、第２駆動システム２００のみの駆動により電動車両１０が走行している場合は、第１駆動システム１００はシャットダウンされた状態となっているが、この場合でも、モータジェネレータ１１０の回転軸４１１は、電動車両１０の走行に伴って回転する。つまり、正常な第２駆動システム２００に搭載されたモータジェネレータ２１０の回転軸４１２の回転がギア４１０を介して伝達されることにより、異常が発生した第１駆動システムに搭載されたモータジェネレータ１１０の回転軸４１１も回転することとなる。 However, while the electric vehicle 10 has the above-mentioned advantages, it is necessary to take care not to cause further serious damage to the drive system in which an abnormality has occurred. For example, when an abnormality occurs in the first drive system 100 and the electric vehicle 10 is running by driving only the second drive system 200, the first drive system 100 is in a shutdown state. Even in this case, the rotation shaft 411 of the motor generator 110 rotates as the electric vehicle 10 travels. That is, the rotation of the rotating shaft 412 of the motor generator 210 mounted on the normal second drive system 200 is transmitted via the gear 410, so that the motor generator 110 mounted on the first drive system in which an abnormality has occurred is transmitted. The rotating shaft 411 also rotates.

第１駆動システム１００はシャットダウンされているので、モータジェネレータ１１０に対する弱め界磁制御が行われない状態となっている。このため、モータジェネレータ１１０では、その回転軸４１１の回転に伴って大きな逆起電力が発生してしまう。 Since first drive system 100 is shut down, field weakening control for motor generator 110 is not performed. For this reason, in the motor generator 110, a large counter electromotive force is generated with the rotation of the rotating shaft 411.

例えば、インバータ１６０のスイッチング素子１６２に短絡が発生し、モータジェネレータ１１０を含む閉回路が形成された状態でこのような逆起電力が印加されると、図１に矢印ＣＥで示す向きに電流が流れる。電動車両１０の車速が大きくなり、この電流が過大なものになると（過電流が発生すると）、大きなジュール熱が発生し、インバータ１６０やインバータ１６０に接続されるワイヤハーネス等の損傷を招くおそれがある。 For example, when such a back electromotive force is applied in a state where a short circuit occurs in the switching element 162 of the inverter 160 and a closed circuit including the motor generator 110 is formed, a current flows in a direction indicated by an arrow CE in FIG. Flowing. When the vehicle speed of the electric vehicle 10 increases and this current becomes excessive (when an overcurrent occurs), a large Joule heat is generated, which may cause damage to the inverter 160, the wire harness connected to the inverter 160, and the like. is there.

この課題を解決するため、電動車両１０のＥＣＵ１９０，２９０では、異常が発生した駆動システムのインバータの状態を監視するとともに、当該インバータに重大な損傷を与えるおそれがある場合は、正常な駆動システムの駆動を停止させるように制御している。以下、図３を参照しながら、ＥＣＵ１９０，２９０の制御について説明する。 In order to solve this problem, the ECUs 190 and 290 of the electric vehicle 10 monitor the state of the inverter of the drive system in which an abnormality has occurred, and if there is a possibility of serious damage to the inverter, Control is performed to stop driving. Hereinafter, the control of the ECUs 190 and 290 will be described with reference to FIG.

電動車両１０の走行時、ＥＣＵ１９０は、第１駆動システム１００の異常の有無（ステップＳ１１）と、第２駆動システム２００の停止（ステップＳ２１）と、を監視している。また、ＥＣＵ２９０は、第２駆動システム２００の異常の有無（ステップＳ１１）と、第１駆動システム１００の停止（ステップＳ２１）と、を監視している。第１駆動システム１００及び第２駆動システム２００のいずれにも異常が発生していない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ、ステップＳ２１：Ｎｏ）、ＥＣＵ１９０及びＥＣＵ２９０は、それぞれ第１駆動システム１００、第２駆動システム２００の駆動を継続させて電動車両１０を走行させる。 When the electric vehicle 10 travels, the ECU 190 monitors whether the first drive system 100 is abnormal (step S11) and the second drive system 200 is stopped (step S21). In addition, the ECU 290 monitors whether the second drive system 200 is abnormal (step S11) and the first drive system 100 is stopped (step S21). When no abnormality has occurred in either the first drive system 100 or the second drive system 200 (step S11: No, step S21: No), the ECU 190 and the ECU 290 are respectively the first drive system 100 and the second drive system. The electric vehicle 10 is caused to travel while driving 200 is continued.

ここで、例えば、第１駆動システム１００に駆動が困難となるような何らかの異常が発生した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１９０は第１駆動システム１００を停止させる（ステップＳ１２）。次に、ＥＣＵ１９０は、正常な第２駆動システム２００のＥＣＵ２９０に対して、第１駆動システム１００が停止したことを通知する（ステップＳ１３）。 Here, for example, when some abnormality that makes it difficult to drive the first drive system 100 occurs (step S11: Yes), the ECU 190 stops the first drive system 100 (step S12). Next, the ECU 190 notifies the ECU 290 of the normal second drive system 200 that the first drive system 100 has stopped (step S13).

次に、ＥＣＵ２９０は、ＥＣＵ１９０からの第２駆動システム２００の駆動停止に関する通知の有無を判断する（ステップＳ１２）。当該通知がなされてない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、ＥＣＵ２９０は、第２駆動システム２００の駆動を継続させる。これにより、電動車両１０は、第２駆動システム２００のみによって走行することができる。 Next, the ECU 290 determines whether or not there is a notification from the ECU 190 regarding the drive stop of the second drive system 200 (step S12). When the notification is not made (step S22: No), the ECU 290 continues driving the second drive system 200. Thereby, the electric vehicle 10 can travel only by the second drive system 200.

電動車両１０が第２駆動システム２００のみによって走行している間、ＥＣＵ１９０は、電流センサ１１１，１１２に失陥が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１４）。当該判定は、電流センサ１１１，１１２からＥＣＵ１９０に送信されてくる電気信号に基づいて行う。すなわち、ＥＣＵ１９０に送信されてくる電気信号が、正常状態のそれと大きく異なる特性を示している場合などは、電流センサ１１１，１１２の少なくともいずれかに何らかの失陥が発生していると推定できる。ＥＣＵ１９０は、電流センサ１１１，１１２に失陥が発生していないと判定した場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、ステップＳ１５に進む。 While electric powered vehicle 10 is traveling only by second drive system 200, ECU 190 determines whether or not a failure has occurred in current sensors 111 and 112 (step S14). This determination is made based on an electrical signal transmitted from the current sensors 111 and 112 to the ECU 190. That is, it can be estimated that at least one of the current sensors 111 and 112 has some sort of failure when the electrical signal transmitted to the ECU 190 exhibits characteristics that are significantly different from those in the normal state. If the ECU 190 determines that no failure has occurred in the current sensors 111 and 112 (step S14: No), the ECU 190 proceeds to step S15.

次に、ＥＣＵ１９０は、前述したインバータ１６０の過電流判定を行う（ステップＳ１５）。ＥＣＵ１９０による当該判定は、電流センサ１１１，１１２からＥＣＵ１９０に送信されてくる電気信号に基づいて判定する。ＥＣＵ１９０は、インバータ１６０において過電流が発生していない（インバータ１６０を流れる電流の値が所定値未満）と判定した場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、ステップＳ１６に進む。 Next, the ECU 190 determines the overcurrent of the inverter 160 described above (step S15). The determination by the ECU 190 is made based on an electrical signal transmitted from the current sensors 111 and 112 to the ECU 190. When ECU 190 determines that no overcurrent has occurred in inverter 160 (the value of the current flowing through inverter 160 is less than a predetermined value) (step S15: No), the ECU 190 proceeds to step S16.

次に、ＥＣＵ１９０は、インバータ１６０の温度センサ１８１〜１８６に失陥が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１６）。当該判定は、温度センサ１８１〜１８６からＥＣＵ１９０に送信されてくる電気信号に基づいて行う。すなわち、ＥＣＵ１９０に送信されてくる電気信号が、正常状態のそれと大きく異なる特性を示している場合などは、温度センサ１８１〜１８６の少なくともいずれかに何らかの失陥が発生していると推定できる。ＥＣＵ１９０は、インバータ１６０の温度センサ１８１〜１８６に失陥が発生していないと判定した場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、ステップＳ１５に進む。 Next, ECU 190 determines whether or not a failure has occurred in temperature sensors 181 to 186 of inverter 160 (step S16). This determination is made based on an electrical signal transmitted from the temperature sensors 181 to 186 to the ECU 190. That is, when the electrical signal transmitted to the ECU 190 exhibits characteristics that are significantly different from those in the normal state, it can be estimated that some failure has occurred in at least one of the temperature sensors 181 to 186. When ECU 190 determines that no failure has occurred in temperature sensors 181 to 186 of inverter 160 (step S16: No), it proceeds to step S15.

次に、ＥＣＵ１９０は、前述したインバータ１６０の過熱判定を行う（ステップＳ１７）。ＥＣＵ１９０による当該判定も、温度センサ１８１〜１８６からＥＣＵ１９０に送信されてくる電気信号に基づいて判定する。ＥＣＵ１９０は、インバータ１６０において過熱が発生していないと判定した場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、再びステップＳ１１に戻る。 Next, the ECU 190 determines whether the inverter 160 is overheated (step S17). The determination by the ECU 190 is also determined based on an electrical signal transmitted from the temperature sensors 181 to 186 to the ECU 190. When ECU 190 determines that overheating has not occurred in inverter 160 (step S17: No), ECU 190 returns to step S11 again.

一方、ＥＣＵ１９０が、インバータ１６０において過電流が発生している（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）か、あるいは過熱が発生している（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）と判定した場合は、インバータ１６０に重大な損傷が発生するおそれがある。この場合、ＥＣＵ１９０は、正常な第２駆動システム２００のＥＣＵ２９０に対して駆動停止を通知する（ステップＳ１８）。 On the other hand, if ECU 190 determines that overcurrent has occurred in inverter 160 (step S15: Yes) or overheat has occurred (step S17: Yes), serious damage has occurred in inverter 160. There is a risk. In this case, the ECU 190 notifies the ECU 290 of the normal second drive system 200 that the drive is stopped (step S18).

ＥＣＵ１９０から駆動停止の通知を受けたＥＣＵ２９０は（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、第２駆動システム２００を停止させる（ステップＳ２３）。これにより、電動車両１０は走行を停止する。これにより、第１駆動システム１００のモータジェネレータ１１０の回転軸４１１の回転も停止するため、それまで発生していた逆起電力が解消する。したがって、インバータ１６０における過電流を抑制し、重大な損傷を回避することが可能となる。 The ECU 290 that has received the drive stop notification from the ECU 190 (step S22: Yes) stops the second drive system 200 (step S23). As a result, the electric vehicle 10 stops traveling. As a result, the rotation of the rotating shaft 411 of the motor generator 110 of the first drive system 100 is also stopped, so that the counter electromotive force that has been generated is eliminated. Therefore, an overcurrent in inverter 160 can be suppressed and serious damage can be avoided.

また、ＥＣＵ１９０が、電流センサ１１１，１１２に失陥がある（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）か、あるいはインバータ１６０の温度センサ１８１〜１８６に失陥がある（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）と判定した場合は、それらが検出する値に基づいて過電流判定や過熱判定を行うことに妥当性が無い。したがって、この場合も、ＥＣＵ１９０は正常な第２駆動システム２００のＥＣＵ２９０に対して駆動停止を通知し（ステップＳ１８）、第１駆動システム１００の重大な損傷から保護する。 If ECU 190 determines that current sensors 111 and 112 have a fault (step S14: Yes) or that temperature sensors 181 to 186 of inverter 160 have a fault (step S16: Yes), It is not appropriate to perform overcurrent determination or overheat determination based on the value detected by. Accordingly, in this case as well, the ECU 190 notifies the ECU 290 of the normal second drive system 200 of the drive stop (step S18), and protects the first drive system 100 from serious damage.

このように、電動車両１０のＥＣＵ１９０，２９０では、異常が発生した駆動システムにおいて、逆起電力が印可されることによりインバータ１６０，２６０に過大な電流が流れ、インバータ１６０，２６０が損傷してしまうことを確実に防止することができる。 As described above, in the ECUs 190 and 290 of the electric vehicle 10, in the drive system in which an abnormality has occurred, an excessive current flows through the inverters 160 and 260 when the counter electromotive force is applied, and the inverters 160 and 260 are damaged. This can be surely prevented.

以上の説明では、駆動力を発生させるためのシステム（バンク）として、蓄電池を有する駆動システム（第１駆動システム１００、第２駆動システム２００）を２つ備えた構成の電動車両１０について説明したが、本発明の実施態様はこのような構成に限られない。例えば、内燃機関によって発電された電力によってモータジェネレータを駆動する駆動システムを２つ備えており、それぞれの駆動システムから駆動力を供給する構成のハイブリッド自動車であっても、本発明を適用することができる。 In the above description, the electric vehicle 10 having the configuration including the two drive systems (the first drive system 100 and the second drive system 200) having storage batteries as the system (bank) for generating the drive force has been described. The embodiment of the present invention is not limited to such a configuration. For example, the present invention can be applied to a hybrid vehicle that includes two drive systems that drive a motor generator with electric power generated by an internal combustion engine and that supplies drive power from the respective drive systems. it can.

さらに、燃料電池装置によって発電し、当該電力によって駆動力を発生させるためのシステムを２つ備えた構成の燃料電池自動車であっても、本発明を適用することができる。 Furthermore, the present invention can be applied even to a fuel cell vehicle having a configuration in which two systems for generating electric power by the fuel cell device and generating driving force by the electric power are provided.

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. For example, the elements included in each of the specific examples described above and their arrangement, materials, conditions, shapes, sizes, and the like are not limited to those illustrated, but can be changed as appropriate. Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.

１０：電動車両
１１０：モータジェネレータ（第１モータ）
１２０：直流電源（第１電力装置）
１６０：インバータ（第１インバータ）
１９０：ＥＣＵ（第１制御部）
２１０：モータジェネレータ（第２モータ）
２２０：直流電源（第２電力装置）
２６０：インバータ（第２インバータ）
２９０：ＥＣＵ（第２制御部）
４１０：ギア
４１１：回転軸（第１回転軸）
４１２：回転軸（第２回転軸） 10: Electric vehicle 110: Motor generator (first motor)
120: DC power supply (first power device)
160: Inverter (first inverter)
190: ECU (first control unit)
210: Motor generator (second motor)
220: DC power supply (second power device)
260: Inverter (second inverter)
290: ECU (second control unit)
410: Gear 411: Rotating shaft (first rotating shaft)
412: Rotating shaft (second rotating shaft)

Claims

An electric vehicle (10) that runs on electric power,
A first power device (120) that supplies DC power, a first inverter (160) that converts DC power supplied from the first power device into AC power, and AC power from the first inverter. A first drive system (100) having a first motor (110) and a first controller (190) for controlling the first inverter;
The second power device (220) that supplies DC power, the second inverter (260) that converts the DC power supplied from the second power device into AC power, and the AC power from the second inverter. A second drive system (200) having a second motor (210) and a second controller (290) for controlling the second inverter;
The first rotating shaft (411) of the first motor and the second rotating shaft (412) of the second motor are connected, and the driving force of the first motor and the driving force of the second motor are transmitted to the electric vehicle. A gear (410) for converting to propulsive force;
A current detector (111, 112) for detecting a value of a current flowing through the first inverter ,
The first controller is
Based on the current value detected by the current detector, it is determined whether or not the current flowing through the first inverter is equal to or greater than a predetermined value,
Before SL abnormality occurs in the first driving system, when said first current flowing through the inverter is equal to or larger than the predetermined value, notifies the drive before Symbol second drive system to the second control unit to stop On the other hand,
It is determined whether or not a failure has occurred in the current detection unit. As a result of the determination, even when it is determined that a failure has occurred in the current detection unit, the second drive system is driven. An electric vehicle characterized by notifying the second control unit to stop .

An electric vehicle (10) that runs on electric power,
A first power device (120) that supplies DC power, a first inverter (160) that converts DC power supplied from the first power device into AC power, and AC power from the first inverter. A first drive system (100) having a first motor (110) and a first controller (190) for controlling the first inverter;
The second power device (220) that supplies DC power, the second inverter (260) that converts the DC power supplied from the second power device into AC power, and the AC power from the second inverter. A second drive system (200) having a second motor (210) and a second controller (290) for controlling the second inverter;
The first rotating shaft (411) of the first motor and the second rotating shaft (412) of the second motor are connected, and the driving force of the first motor and the driving force of the second motor are transmitted to the electric vehicle. A gear (410) for converting to propulsive force;
A temperature detector (181 to 186) for detecting a temperature value of the first inverter,
The first controller is
Based on the temperature value detected by the temperature detector, it is determined whether or not the current flowing through the first inverter has become a predetermined value or more
When an abnormality occurs in the first drive system and the current flowing through the first inverter becomes a predetermined value or more, the second control unit is notified to stop driving the second drive system, On the other hand,
Determines whether failure before Symbol temperature detecting unit has occurred, the result of the determination, even if the failure in the temperature detection unit is determined to be occurring, the drive of the second drive system the and notifies the second control unit to stop, electrostatic dynamic vehicle.