JPH11341897A - モータシステム異常検出方法、異常検出装置、および、その異常検出機能を備えたモータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両停止状態で車両推進用モータシステムの
異常発生を検出する。 【解決手段】 ホイールモータ２６のステータは車体側
に固定され、ロータはリアホイール２８に固定されてい
る。ベクトル制御のｄ軸電流がホイールモータ２６に供
給され、電流センサ３２により実際の供給電流が検出さ
れ、レゾルバ３４によりロータの角度位置が検出され
る。システムが正常であれば、ｄ軸電流を供給してもモ
ータトルクは発生せず、ロータ位置は変化しないはずで
ある。そこでシステムＥＣＵ３０は、ロータ位置が変化
したらシステムに異常があると判断する。また、ｄ軸電
流指令に従わないモータ電流が検出された場合にもシス
テムに異常があると判定する。異常検出は、フロントブ
レーキ３８ａ，３８ｂがオン、リアブレーキ３８ｃ，３
８ｄがオフの状態で行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載された
モータによって車両推進力を発生するモータシステムの
異常を検出する方法および装置に関する。本発明は、例
えば、エンジンとホイールモータによって車両の推進力
を発生する車両駆動システムに好適に適用される。

【０００２】

【従来の技術】従来より、低公害などの観点から電気自
動車が注目されている。電気自動車の一種に、ホイール
モータ付き車両がある。図８は、ホイールモータ付き車
両の構成の一例を示している。エンジン１００の出力に
よりフロントホイール１０２が駆動される。エンジン出
力により駆動されるオルタネータの発電電力で補機バッ
テリ１０４が充電される。補機バッテリ１０４は、エン
ジン点火系等に電力を供給するものであるが、その他
に、補機バッテリ１０４の直流電圧はＤＣ／ＤＣコンバ
ータ１０６にて昇圧され、昇圧側で電力がキャパシタ１
０８に一時的に蓄えられる。そして、キャパシタ１０８
からインバータを介して左右のホイールモータ１１０に
電力が供給される。ホイールモータ１１０のステータは
車体側に、ロータはホイール側に固定されており、ホイ
ールモータ１１０の出力でリアホイール１１２が駆動さ
れる。

【０００３】図８のシステムでは、エンジン１００が車
両の主推進力を発生し、ホイールモータ１１０はアシス
ト推進力を発生する。例えば、雪道の上り坂など、路面
の摩擦係数が低く、フロントホイール１０２がスリップ
しやすい状況においても、アシスト推進力を利用したリ
アホイール１１２の駆動により、車両が安定して走行す
る。また、車両の減速時には、ホイールモータ１１０の
回生制動で得られた電力がキャパシタ１０８に蓄えら
れ、この電力を使ってホイールモータ１１０が駆動され
る。このようにして、車両の運動性能を向上し、また、
エネルギ効率の向上を図ることができる。さらに、モー
タをホイールに直接に取り付けたことにより、（１）ド
ライブシャフト等の伝達系部品およびそのためのスペー
スを省略でき、伝達損失も少なくなる；（２）１つのモ
ータの駆動力を左右輪に分配するのではなく、左右のホ
イールに独立して駆動力を与えられるので、従って、左
右の駆動力を独立して制御することができ、これにより
高い運動性能が得られる；といった利点が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図８のような車両駆動
システムでは、モータシステムに異常が発生したことを
確実に検出することが求められる。モータシステムの異
常は、例えば、モータや関連部分に発生した断線、電流
センサや回転センサ等のセンサ異常、インバータのトラ
ンジスタの故障、モータ制御ＥＣＵの異常などである。

【０００５】特に、モータシステムの異常は、車両が停
止した状態で検出することが望ましい。車両停止状態で
モータシステムの異常が分かれば、適切な異常対応措置
がとれるからである。例えば図８のシステムにおいて
は、ホイールモータを切り離してエンジンのみを使って
走行するといった適切な措置をとることができる。しか
しながら、従来は専らモータを回転させてみて、モータ
システムに異常がないかどうかを確認するのが一般的な
異常検出方法であった。従って、図８のシステムのよう
にモータとホイールが直結されているような場合には、
モータを回転させると車輪も回転してしまうので、車両
停止状態では異常検出処理を行うことが困難であった。

【０００６】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、車両が停止した状態でモータシステ
ムの異常発生の有無を確実に検出できる異常検出方法お
よび異常検出装置を提供することにある。また、本発明
の目的は、そのような異常検出機能を備えたモータシス
テムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（１）上記の目的を達成
するため、本発明の一態様は、車両に搭載されたモータ
によって車両推進力を発生するモータシステムの異常を
検出するモータシステム異常検出方法であって、モータ
にベクトル制御のｄ軸電流を供給する電流供給工程と、
ｄ軸電流を供給したときに、ステータ−ロータ間の異常
な位置変化が生じた場合にモータシステムに異常がある
と判定する異常判定工程と、を含むことを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、モータシステムの異常検
出のために、ベクトル制御のｄ軸電流（磁化電流）がモ
ータに供給される。すなわち、ベクトル制御に従ってｄ
軸電流指令が生成され、このｄ軸電流指令に従った電流
がモータに供給される。周知のようにｄ軸電流はモータ
トルクに関与しないので、モータシステムが正常であれ
ば、モータは動かないはずである。しかし、モータシス
テムに異常があると、モータに何らかの回転トルクが生
じ、ステータ−ロータ間の位置関係が変化する。そこ
で、この位置変化が生じた場合にはシステム異常がある
と判定する。このように、本発明によれば、トルクに関
与しないｄ軸電流を利用することにより、モータを回転
駆動しないでも、異常が発生しているか否かを検出する
ことができる。

【０００９】なお、適当な許容範囲を設定しておいて、
その許容範囲内でステータ−ロータ間の位置が変化する
場合には、位置変化は生じていないと判定することが好
ましい。

【００１０】（２）本発明の別の態様は、車両に搭載さ
れたモータによって車両推進力を発生するモータシステ
ムの異常を検出するモータシステム異常検出方法であっ
て、モータにベクトル制御のｄ軸電流を供給する電流供
給工程と、ｄ軸電流を供給したときに、ｄ軸電流指令に
従わない異常なモータ供給電流が生じた場合にモータシ
ステムに異常があると判定する異常判定工程と、を含む
ことを特徴とする。

【００１１】この態様においても、異常検出のために、
モータトルクに関与しないｄ軸電流が供給される。モー
タシステムが正常であれば、実際にもｄ軸電流指令に従
った供給電流がモータに流れるはずである。しかし、モ
ータシステムに異常があると、ｄ軸電流指令に従わない
異常な電流が生じる。従って、この態様によっても、ト
ルクに関与しないｄ軸電流を利用することにより、モー
タを回転駆動しないでも、異常が発生しているか否かを
検出することができる。

【００１２】なお、ここでも適当な許容範囲を設定して
おき、その許容範囲内のモータ供給電流が検出されれば
ｄ軸電流指令に従った電流が流れていると判定すること
が好ましい。

【００１３】（３）また、本発明の別の態様は、車両に
搭載されたモータによって車両推進力を発生するモータ
システムの異常を検出するモータシステム異常検出方法
であって、モータにベクトル制御のｄ軸電流を供給する
電流供給工程と、ｄ軸電流を供給したときに、ステータ
−ロータ間の異常な位置変化が生じ、かつ、ｄ軸電流指
令に従わない異常なモータ供給電流が生じた場合に、モ
ータシステムに異常があると判定する異常判定工程と、
を含むことを特徴とする。この態様では、モータ位置と
モータ供給電流の両方を利用することにより確実な判定
ができる。

【００１４】好ましくは、前記異常判定工程にて、前記
異常な位置変化および前記異常な供給電流の一方のみが
生じた場合に、再度、ｄ軸電流をモータに供給してモー
タシステムに異常があるか否かを判定する再判定工程を
含む。

【００１５】例えば、異常判定のためにｄ軸電流を供給
したときに車両に人が乗り降りしていると、モータシス
テムが正常でもモータが多少は動くことがあり得る。特
に、ステータまたはロータの一方が車体側に固定され、
他方がホイール側に固定されているホイールモータで
は、人の乗降等の外乱でロータとステータの位置関係が
変化しやすい。本発明によれば、上記の例のような状況
で異常な位置変化と異常な供給電流の一方のみが生じた
場合には再判定を行うので、モータシステムの異常の有
無を確実に判定でき、誤判断の発生を防止できる。

【００１６】（４）また好ましくは、上記の各態様にお
いて、前記電流供給工程でのｄ軸電流の供給は、モータ
の出力により駆動されるモータ駆動輪のブレーキが非作
動で、前記モータ駆動輪とは別の少なくとも一の車輪の
ブレーキが作動している状態で行われる。この態様によ
れば、車両が確実に停止した状態で異常判定を行うこと
ができる。

【００１７】本発明は、モータが駆動輪と直結している
場合に好適に作用する。直結の場合、駆動輪のブレーキ
が作動していると、システムに異常があってもｄ軸電流
供給時にステータ−ロータ間の位置変化が現れにくい。
本発明によれば、異常検出処理の際、モータ駆動輪のブ
レーキが非作動であり、非駆動輪のブレーキが作動して
いる。従って、車両停止状態を確実に維持しつつ、駆動
輪のブレーキ解放によりモータの異常な動きが顕著に現
れるのでシステム異常を確実に検出できる。

【００１８】特に本発明は、直結型モータの一種である
ホイールモータシステムに好適に適用される。ホイール
モータでは、ステータまたはロータの一方が車体側に固
定され、他方がホイール側に固定されている。従って、
ホイールモータが取り付けられた車輪（駆動輪）のブレ
ーキが作動しているか否かによってロータとステータの
位置関係の変化の現れ方が大きく異なる。ブレーキ作動
状態では位置が変化しにくいが、ブレーキ非作動状態で
異常検出を行えば位置が顕著に変化するので、モータシ
ステムの異常を確実に検出できる。

【００１９】（５）一方、本発明の異常検出装置の態様
は、車両に搭載されたモータによって車両推進力を発生
するモータシステムの異常を検出するモータシステム異
常検出装置であって、モータにベクトル制御のｄ軸電流
を供給する電流制御手段と、モータロータの角度位置を
検出する位置検出手段と、ｄ軸電流を供給したときにロ
ータ位置変化が生じた場合にモータシステムに異常があ
ると判定する異常判定手段と、を含むことを特徴とす
る。

【００２０】また別の態様は、車両に搭載されたモータ
によって車両推進力を発生するモータシステムの異常を
検出するモータシステム異常検出装置であって、モータ
にベクトル制御のｄ軸電流を供給する電流制御手段と、
モータ供給電流を検出する電流検出手段と、ｄ軸電流を
供給したときにｄ軸電流指令に従わないモータ供給電流
が生じた場合にモータシステムに異常があると判定する
異常判定手段と、を含むことを特徴とする。

【００２１】好ましくは、上記の異常検出装置の態様
は、モータの出力により駆動されるモータ駆動輪のブレ
ーキを非作動状態とし、前記モータ駆動輪とは別の少な
くとも一の車輪のブレーキを作動状態とするブレーキ制
御手段を含む。

【００２２】（６）また一方、本発明のモータシステム
の態様は、車両に搭載されたモータによって車両推進力
を発生するモータシステムであって、モータにベクトル
制御のｄ軸電流を供給する電流制御手段と、モータにｄ
軸電流を供給したときに、ステータ−ロータ間の位置変
化と、ｄ軸電流指令に従わないモータ供給電流との一方
または両方が生じた場合に、モータシステムに異常があ
ると判定する異常判定手段と、を含むことを特徴とす
る。(i)モータ位置と供給電流との一方だけを調べて異
常判定を行ってもよい。(ii)また、モータ位置と供給電
流の両方を調べ、両方が異常を示した場合に異常が発生
したと判定してもよい。(iii)また、モータ位置と供給
電流の両方を調べ、少なくとも一方が検出された場合に
異常が発生したと判定してもよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）について、図面を参照し説明
する。図１は、本実施形態のモータシステム異常検出装
置が設けられた車両駆動システムの構成を示している。
エンジン１０は内燃機関であり、車体のフロント部に搭
載されており、変速機１２および車軸１４を介してフロ
ントホイール１６に接続されている。エンジン１０の出
力によりフロントホイール１６が駆動される。

【００２４】電圧１２Ｖの補機バッテリ１８は、エンジ
ン出力で駆動されるオルタネータ１７の発電電力で充電
されるものであり、エンジン点火系やその他の補機に電
力を供給している。この補機バッテリ１８からＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ２０に直流電圧が入力され、コンバータで
昇圧が行われる。コンバータ２０から出力された直流電
圧はキャパシタ２２に印加され、これによりキャパシタ
２２が充電される。キャパシタ２２は、ホイールモータ
２６を駆動する電力を一時的に蓄えるために設けられて
いる。キャパシタ２２の代わりに電界コンデンサを設け
ることも好適である。キャパシタ２２に蓄えられた電力
は、左右のインバータ２４を介して左右のホイールモー
タ２６に供給される。インバータ２４は、複数のスイッ
チング素子を有し、キャパシタ２２から送られる直流電
流を交流電流に変換する。ホイールモータ２６は、例え
ば３相交流式のＰＭ同期モータである。ホイールモータ
２６のステータは車体側に固定され、ロータはリアホイ
ール２８に固定されている。従って、ホイールモータ２
６の出力によりリアホイール２８が駆動される。

【００２５】システムＥＣＵ３０は、ホイールモータ２
６による図１のパワーアシストシステムを制御してい
る。システムＥＣＵ３０は、ホイールモータ２６、補機
バッテリ１８およびエンジン１０を含む各種の構成要素
およびそれらの要素に設けられたセンサから入力される
信号に基づいて動作する。システムＥＣＵ３０は、ＤＣ
／ＤＣコンバータ２０に制御信号を出力して、昇圧動作
を行わせる。

【００２６】また、システムＥＣＵ３０は、モータ制御
装置として機能し、ホイールモータ２６のベクトル制御
を行う。システムＥＣＵ３０には、電流センサ３２から
モータへの供給電流を示す検出信号が入力される。ま
た、ホイールモータ２６に取り付けられたレゾルバ３４
は、ロータ位置を示す検出信号をシステムＥＣＵ３０に
送る。ロータ位置は、車体側に固定されたステータに対
しての、ホイール側に固定されたロータの角度位置であ
り、ステータ−ロータ間の相対位置を示す。

【００２７】システムＥＣＵ３０は、これらの入力信号
に基づいてベクトル制御処理を行い、インバータ２４の
スイッチング動作を制御するスイッチング信号を生成
し、出力する。所望のトルクを発生させるために、トル
ク指令値に基づいて電圧指令が生成され、この電圧指令
に基づいたパルス幅変調（ＰＷＭ）によりスイッチング
信号が生成される。スイッチング信号に従ってインバー
タ２４が動作することにより、ホイールモータ２６に電
流が供給され、所望の出力トルクが発生する。また、車
両の減速時には、ホイールモータ２６に回生制動を行わ
せるスイッチング信号が生成される。回生制動により発
電された電力は、キャパシタ２２に充電される。また、
エンジン１０は、図示しないエンジンＥＣＵにより制御
されているが、このエンジンＥＣＵもシステムＥＣＵ３
０に一体化されてもよい。

【００２８】一方、ブレーキＥＣＵ３６は、４つの車輪
にそれぞれ設けられたブレーキ３８ａ〜３８ｄを制御す
る。各ブレーキは、摩擦作用を利用してホイールに制動
力を与える通常の機械式ブレーキである。すなわち、ホ
イール側にディスクが固定され、このディスクにブレー
キパッドが押し付けられて制動力が発生する。運転者が
ブレーキペダルを踏み込むとマスターシリンダに油圧が
発生し、この油圧がブレーキに伝えられて、ブレーキが
作動する。ブレーキＥＣＵ３６は、この油圧回路を制御
することにより、各ブレーキを個別に作動（オン）また
は非作動（解放、オフ）状態とすることができる。ま
た、ブレーキＥＣＵ３６は、システムＥＣＵ３０により
制御される。システムＥＣＵ３０の指示に従って、ブレ
ーキＥＣＵ３６は、各ブレーキを作動または非作動状態
にする。

【００２９】図２は、本実施形態の車両駆動システムの
全体的な制御を示している。イグニッションスイッチ
（図示せず）がオンになると（Ｓ１００）、システムＥ
ＣＵ３０が立ち上げられ（Ｓ１０１）、エンジン始動制
御が行われる（Ｓ１０２）。エンジン１０が始動する
と、アシストシステム、すなわち、ホイールモータ２６
に関連するシステムが立ち上げられ（Ｓ１０３）、走行
制御が行われる（Ｓ１０４）。走行制御中は、エンジン
１０が車両の主推進力を発生し、ホイールモータ２６は
アシスト推進力を発生する。路面がすべりやすい状況な
どでは、リアホイール２８の駆動力を利用することによ
り、車両の運動性能が高められる。そして、イグニッシ
ョンスイッチがオフになったか否かが判断される（Ｓ１
０５）。イグニッションがオフでなければ走行制御が継
続され、イグニッションがオフであれば、全体処理は終
了する。

【００３０】次に、本実施形態に特徴的な、モータシス
テムの異常検出処理について説明する。従来一般には、
モータシステムの異常検出はモータ回転中に行われる。
しかし、図１のようなシステムでは、モータと車輪が直
結されている。従って、車両停止状態では異常検出処理
を行うことが容易でなかった。これに対し、本実施形態
では、以下のようにして、ホイールモータの異常検出を
車両停止状態で行うことが可能になる。

【００３１】図３および図４は、本実施形態の異常検出
処理の原理を示している。異常検出処理は、図２のＳ１
０３のシステム立上げステップにて、イニシャル処理の
一つとして行われる。システムＥＣＵ３０は、左右のホ
イールモータシステムを一つずつ個別に検査する。ま
ず、一方のホイールモータシステム、例えば、リア右側
車輪軸（ＲＲ軸）モータ関連の異常の有無を検出すると
する。

【００３２】システムＥＣＵ３０は、インバータ２４を
制御することによって、ＲＲ軸のホイールモータ２６に
ｄ軸電流を供給させる。周知のように、ベクトル制御で
は、２相回転磁束座標系でのｄ軸電流とｑ軸電流が制御
される。ｄ軸電流は、磁化電流ともいわれ、トルクには
関与しない電流成分である。一方、ｑ軸電流は、トルク
電流ともいわれ、トルク電流の大きさに比例した出力ト
ルクが発生する。ｄ軸電流成分およびｑ軸電流成分を合
成するとモータ供給電流になる。通常のベクトル制御で
は、例えばｄ軸電流指令とｑ軸電流指令が生成され、こ
れらの指令に対する座標変換等の処理によって３相の電
圧指令が生成され、この電圧指令に基づくＰＷＭ処理が
行われてスイッチング信号が生成される。

【００３３】しかし、本実施形態の異常検出処理では、
ｄ軸電流指令のみが生成され、このｄ軸電流指令に応じ
たスイッチング信号が生成され、インバータ２４に出力
される。これによりホイールモータ２６にはｄ軸電流が
流れる。実際には、３相のステータコイルに流れる供給
電流の合成成分がｄ軸電流指令に対応したものになる。
ｄ軸電流のみが流れるので、現状のロータ位置でモータ
ロータが発生する磁束と同方向の磁束が発生する。

【００３４】モータシステムが正常であれば、ｄ軸電流
はトルクに関与しないので、ｄ軸電流が供給されてもモ
ータは出力トルクを発生しない。そして、モータは回転
せず、ステータコイルの磁界も回転せず、ステータコイ
ルに定常的に電流が流れるはずである。図３は、モータ
システムが正常な状態で時点Ｔ０にｄ軸電流を供給した
ときのロータ位置の時間微分と実際のモータ供給電流を
示している。ロータ位置はステータに対するロータの角
度位置であり、ステータ−ロータ間の回転方向の位置関
係（モータ位置）を表すパラメータとして用いられる。
システム正常状態では、ｄ軸電流が供給されても出力ト
ルクが発生しないので、ロータ位置は変化せず、従って
ロータ位置の時間微分はほぼ０に近い値を保つ。また、
ｄ軸電流指令に従った定常的な電流がモータに実際に流
れる。

【００３５】しかしながら、モータシステムに異常が発
生していると、ロータ位置の時間微分およびモータ供給
電流は、例えば図４に示すように推移する。ｄ軸電流が
供給されると、少しではあってもロータ位置の変動が発
生し、位置の時間微分が０でなくなっている。また、ｄ
軸電流の検出値も、指令値に従った値を示さずに変動し
ている。なお、モータシステムの異常は、モータや関連
部分に発生した断線、電流センサやレゾルバ等のセンサ
異常、インバータのトランジスタの故障、モータ制御Ｅ
ＣＵの異常などである。例えばレゾルバ３４が故障する
と、ロータ位置が正しく検出されない。その結果、ｄ軸
電流が正しい方向に流れず、モータトルクが発生し、ロ
ータ位置の変化が生じる。

【００３６】本実施形態では、上記の現象を利用して異
常検出を行う。モータシステムＥＣＵ３０は、ｄ軸電流
を供給したときのロータ位置の時間微分およびｄ軸電流
検出値を求める。そして、以下の２つの条件が満たされ
た場合に、モータシステムに異常が発生したと判定す
る。

【００３７】（１）ロータ位置の時間微分の絶対値が、
予め定められた許容値よりも大きい（許容値は図３およ
び図４に点線で示されている） （２）モータ供給電流検出値が、ｄ軸電流指令値を基準
に定められた許容範囲を外れている（許容範囲は図３お
よび図４に点線で示されている） 上記の（１）（２）に許容範囲が設けられているのは、
誤差程度の変化があってもシステムに異常があると誤判
定しないためである。

【００３８】ただし、上記の（１）と（２）の一方のみ
が満たされ、他方が満たされないことがあり得る。本実
施形態では、モータがホイールに直接に取り付けられて
いる。そのため、人の乗降や荷物の積卸しによって、モ
ータが動くことがあり得る。このような状況でも正確な
判断を行うために、本実施形態では、図５に示すような
対策を施している。すなわち、ロータ位置に基づく判断
と、電流検出値に基づく判断が両方とも「正常」を示し
ていれば、「正常」との最終判断を下す。両判断が「異
常」を示していれば、「異常」との最終判断を下す。し
かし、一方の判断が「正常」を示し、他方の判断が「異
常」を示す場合には、異常判定処理のリトライを行う。
再びｄ軸電流が供給され、同様の判定処理が行われる。
再判定処理でもロータ位置に基づく判断と電流検出値に
基づく判断が一致しない場合には、最終的な判断は「異
常」とする。このようなリトライ処理により、誤判断の
可能性を低減し、より確実な判定を行うことができる。

【００３９】また、上述の異常判定を行うのに先だっ
て、システムＥＣＵ３０は、ブレーキＥＣＵ３６に制御
信号を出力する。この制御信号に応えて、ブレーキＥＣ
Ｕ３６は、フロントの左右ブレーキ３８ａ，３８ｂを作
動状態とし、リア側の左右ブレーキ３８ｃ，３８ｄを非
作動状態にする。フロントブレーキ３８ａ，３８ｂを作
動状態とすることにより、システムに異常があるために
不意にモータトルクが発生したとしても、車両が動くの
を防止でき、従って、車両が確実に停止した状態で異常
検出処理を行うことができる。一方、リアブレーキ３８
ｃ，３８ｄのブレーキを非作動状態とすることにより下
記の利点が得られる。本実施形態では、ステータが車体
側に固定され、ロータがリアホールに固定されており、
従って、モータとリアホイールが直結している。そのた
め、リアブレーキが作動していると、システムに異常が
あってもｄ軸電流供給時のモータ位置変化が生じにく
い。これに対し、リアブレーキを解放していれば、シス
テム異常に起因するモータ位置変化が顕著に現れるの
で、システム異常を確実に検出できる。

【００４０】図６および図７は、本実施形態の異常検出
処理を示すフローチャートである。前述のように、この
異常検出処理は、図３のＳ１０３のシステム立上処理に
て、システムＥＣＵ３０の制御の下で行われる。フロン
トブレーキ３８ａ，３８ｂがオンにされ（Ｓ２００）、
リアブレーキ３８ｃ，３８ｄがオフにされ（Ｓ２０
１）、左右のホイールモータ２６への電流供給路のリレ
ー４０がオンにされる（Ｓ２０２）。まず、右側リア軸
（ＲＲ軸）のモータシステムの異常検出が行われる。そ
こで、システムＥＣＵ３０にて、ＲＲ軸モータ制御がオ
ンになり、ｄ軸電流指令値Ｉｄ_ｒｒ＊が生成され、
（進行方向に対して）右側のホイールモータ２６にｄ軸
電流が供給される（Ｓ２０３）。そして、ＲＲ軸モータ
のロータ位置ｐｏｓ_ｒｒ０がレゾルバ３４から入力さ
れ（Ｓ２０４）、ＲＲ軸モータ側の電流センサ３２から
モータ電流Ｉｄ_ｒｒが入力される（Ｓ２０５）。さら
に、Ｓ２０４から所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）が経過
したときのロータ位置ｐｏｓ_ｒｒ１が入力される（Ｓ
２０６）。そして、検出されたモータ電流Ｉｄ_ｒｒと
電流指令値Ｉｄ_ｒｒ＊の偏差ΔＩが算出される（Ｓ２
０７）。さらに、Ｓ２０４とＳ２０６のロータ位置検出
値の偏差Δｐｏｓ＝（ｐｏｓ_ｒｒ０−ｐｏｓ_ｒｒ１）
が算出される。この位置偏差Δｐｏｓは、上記の所定時
間の位置変化量であり、ここでは、ロータ位置の時間微
分そのものの代わりに位置偏差Δｐｏｓを用いて異常検
出を行う。位置偏差Δｐｏｓはロータ位置の時間微分
（単位時間当たりの位置変化量）と対応するので、位置
偏差Δｐｏｓを用いても前述の方法で異常検出を行うこ
とができる。ただし、異常判定のために使う許容範囲は
適当に調整される。

【００４１】上記で算出された電流偏差ΔＩおよび位置
偏差Δｐｏｓは、システムＥＣＵ３０内のメモリに記録
される。システムＥＣＵ３０は、Ｓ２０８の処理の後、
Ｓ２０４に戻る。Ｓ２０４からＳ２０８までの処理が所
定の回数Ｎ（例えば５０回）だけ繰り返される。これに
より、適当な長さの時間に渡る電流偏差ΔＩおよび位置
偏差Δｐｏｓのデータが得られる。

【００４２】次に、システムＥＣＵ３０は、上記の電流
偏差ΔＩおよび位置偏差Δｐｏｓのデータを利用して異
常判定処理を行い（Ｓ２０９）、異常があれば、異常対
応処理を行う（Ｓ２１０）。これらの処理の詳細は、図
７に示されている。

【００４３】図７において、システムＥＣＵ３０は、電
流偏差ΔＩをメモリから読み出し、ΔＩが許容範囲内で
あるか否かを判定する（Ｓ３００）。ｄ軸電流指令Ｉｄ
_ｒｒ＊を中心とする所定の範囲が許容範囲に設定され
ている（図３、図４の点線）。ノイズの影響等の誤差も
考慮し、適当な回数に渡って許容範囲外のΔＩが存在す
る場合に、Ｓ３００の判断をＮＯ（許容範囲外）とす
る。また、モータシステムの断線等が発生し電流が流れ
なかった場合も、ここでＮＯと判定される。

【００４４】Ｓ３００の判断がＮＯであれば、システム
ＥＣＵ３０は、位置偏差Δｐｏｓをメモリから読み出
し、Δｐｏｓが許容範囲内であるか否かを判定する（Ｓ
３０１）。上述のように、Δｐｏｓはモータ位置の時間
微分に対応するものであり、Δｐｏｓの絶対値が所定の
上限値以上であれば、ＮＯ（許容範囲外）と判断する。
ただし、Ｓ３００と同様に、ノイズの影響等の誤差も考
慮し、適当な回数に渡って許容範囲外のΔｐｏｓが存在
する場合に、Ｓ３０１の判断をＮＯとする。Ｓ３０１が
ＮＯであれば、電流値に基づく判断とロータ位置に基づ
く判断が両方とも「異常」を示しているので、Ｓ３０６
に進み、「異常処理」を行う。

【００４５】また、Ｓ３００の判断がＹＥＳ（正常）の
場合には、Ｓ３０１と同様にして、位置偏差Δｐｏｓが
許容範囲内であるか否かを判定する（Ｓ３０２）。Ｓ３
０２がＹＥＳであれば、電流値およびロータ位置に基づ
く判断が両方とも「正常」を示している。そこで、最終
的な判定を「正常」とし（Ｓ３０７）、処理を終了して
図６に戻る。

【００４６】Ｓ３０１の判断がＹＥＳの場合、電流値に
基づく判断は「異常」を示し、ロータ位置に基づく判断
は「正常」を示している。２つの判断が食い違っている
ので、Ｓ３０３に進んで再判定処理を行う。また、Ｓ３
０２の判断がＮＯの場合、電流値に基づく判断は「正
常」を示し、ロータ位置に基づく判断は「異常」を示し
ている。この場合も２つの判断が食い違っているので、
Ｓ３０３に進んで再判定処理を行う。

【００４７】Ｓ３０３では、図６のＳ２０３〜Ｓ２０８
の処理が再び行われる。繰り返し処理により得られたＮ
個の電流偏差ΔＩおよび位置偏差Δｐｏｓがメモリに記
録される。次に、システムＥＣＵ３０は、Ｓ３００と同
様にして、Ｓ３０３のリトライで得られた電流偏差ΔＩ
が許容範囲内であるか否かを判定し（Ｓ３０４）、ＮＯ
であればＳ３０６に進んで異常処理を行う。Ｓ３０４の
判断がＹＥＳであれば、Ｓ３０１およびＳ３０２と同様
にして、Ｓ３０３のリトライで得られた位置偏差Δｐｏ
ｓが許容範囲内であるか否かを判定し（Ｓ３０５）、Ｎ
ＯであればＳ３０６に進んで異常処理を行う。Ｓ３０４
とＳ３０５の判断が共にＹＥＳであれば、Ｓ３０７に進
み、システムが正常であると判定して図６に戻る。

【００４８】上記のように、再判定処理では、電流値お
よびロータ位置に基づく判断が両方とも「正常」を示す
ときに、最終的な判定を「正常」とする。どちらか一方
の判断が「異常」を示すときには、最終的な判定を「異
常」とする。

【００４９】Ｓ３０６の異常処理では、ホイールモータ
２６への電流供給路のリレー４０が切り離される。これ
により、ホイールモータ２６を使ったパワーアシストを
行われない。そして、エンジン１０のみを使って車両が
駆動される。また、運転席のインスツルメントパネル上
で、異常発生を示すインジケータが点灯され、これによ
り異常発生が運転者に伝えられる。

【００５０】Ｓ３０６の異常処理の後、またはＳ３０７
でシステムが正常であると判定した後は、図６に戻り、
左側リア軸（ＲＬ軸）のモータシステムの異常検出が行
われる。ＲＬ軸モータ制御がオンになり、ｄ軸電流指令
値Ｉｄ_ｒｌ＊が生成され、左側のホイールモータ２６
にｄ軸電流が供給される（Ｓ２１１）。以降は、ＲＲ軸
のモータシステムの異常検出と同様の処理が行われる
（処理内容が同じなので、図６では省略されている）。

【００５１】なお、上記のように左右のモータシステム
の異常を個別に検出しているのは、下記の理由による。
両方のモータシステムについて上記の異常検出処理を同
時に行うと、システム異常が検出された場合に、左右ど
ちらのシステムに異常が発生しているのかが分からな
い。本実施形態では、左右のシステムの異常検出を個別
に行うので、どちらのシステムに異常が発生したのかが
特定される。この情報は、システムＥＣＵ３０内で記録
され、後に整備作業者等により利用される。

【００５２】以上、本発明の好適な実施形態を説明し
た。なお、本実施形態では、原則として、モータの位置
とモータ電流の両方が「異常」を示す場合に、システム
が異常であると判定した。これに対し、少なくとも一方
が「異常」を示す場合には即座にシステム異常が発生し
たと判定してもよい。

【００５３】また、モータの位置に基づく判定と、モー
タ電流に基づく判定の両方を行わなくてもよい。例え
ば、モータの位置だけを使用し、ｄ軸電流供給時にモー
タの位置の変化が生じた場合には、システムの異常が発
生したと判定してもよい。

【００５４】また、本実施形態では、フロントブレーキ
をオンにし、リアブレーキをオフにして異常検出を行っ
た。これに対し、異常検出対象でない３つの車輪のブレ
ーキをオンにして異常検出を行ってもよい。例えば、Ｒ
Ｒ軸モータの異常検出処理では、ＦＲ、ＦＬブレーキに
加えてＲＬブレーキをオンにする。

【００５５】また、本発明は、上記の実施形態のシステ
ムには限定されず、他のシステムにも同様に本発明が適
用される。また、ハイブリッド自動車やエンジンを有さ
ない電気自動車におけるモータシステムの異常検出にも
本発明を適用できる。また、ホイールモータではないタ
イプのモータを有するシステム、例えばドライブシャフ
トを介してホイールに直結されるモータを有するモータ
システムにも本発明を適用できる。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ｄ軸電
流をモータに供給して異常判定を行うので、モータを回
転させないでもモータシステムの異常の有無を検出でき
る。モータが車輪と直結している構成をもつ車両駆動シ
ステムでも、車両停止状態での異常検出ができる。

【００５７】特に、ロータ位置およびモータ供給電流に
基づく異常判定結果が相違するときに再判定を行うの
で、異常発生の有無を確実に判定できる。

【００５８】また、モータ駆動輪のブレーキが非作動
で、別の少なくとも一の車輪のブレーキが作動している
状態で異常検出を行うので、車両が確実に停止した状態
で異常検出を行うことができ、かつ、異常検出を確実に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態のホイールモータ付き車両
駆動システムを示す図である。

【図２】 図１のシステムの全体処理を示すフローチャ
ートである。

【図３】 図１のシステムが正常であるときに、ホイー
ルモータにｄ軸を供給した場合のロータ位置およびモー
タ供給電流の推移を示す図である。

【図４】 図１のシステムが異常であるときに、ホイー
ルモータにｄ軸を供給した場合のロータ位置およびモー
タ供給電流の推移を示す図である。

【図５】 ロータ位置に基づく異常判定結果とモータ電
流に基づく異常判定結果が異なるときの処理を示す図で
ある。

【図６】 本実施形態の異常検出処理を示すフローチャ
ートである。

【図７】 図６の異常判定処理を示すフローチャートで
ある。

【図８】 従来のホイールモータ付き車両駆動システム
の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１０ エンジン、１６ フロントホイール、２４ イン
バータ、２６ ホイールモータ、２８ リアホイール、
３０ システムＥＣＵ、３２ 電流センサ、３４ レゾ
ルバ、３６ ブレーキＥＣＵ、３８ａ，３８ｂ，３８
ｃ，３８ｄ ブレーキ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載されたモータによって車両推
   進力を発生するモータシステムの異常を検出するモータ
   システム異常検出方法であって、 モータにベクトル制御のｄ軸電流を供給する電流供給工
   程と、 ｄ軸電流を供給したときに、ステータ−ロータ間の異常
   な位置変化が生じた場合にモータシステムに異常がある
   と判定する異常判定工程と、 を含むことを特徴とするモータシステム異常検出方法。
2. 【請求項２】 車両に搭載されたモータによって車両推
   進力を発生するモータシステムの異常を検出するモータ
   システム異常検出方法であって、 モータにベクトル制御のｄ軸電流を供給する電流供給工
   程と、 ｄ軸電流を供給したときに、ｄ軸電流指令に従わない異
   常なモータ供給電流が生じた場合にモータシステムに異
   常があると判定する異常判定工程と、 を含むことを特徴とするモータシステム異常検出方法。
3. 【請求項３】 車両に搭載されたモータによって車両推
   進力を発生するモータシステムの異常を検出するモータ
   システム異常検出方法であって、 モータにベクトル制御のｄ軸電流を供給する電流供給工
   程と、 ｄ軸電流を供給したときに、ステータ−ロータ間の異常
   な位置変化が生じ、かつ、ｄ軸電流指令に従わない異常
   なモータ供給電流が生じた場合に、モータシステムに異
   常があると判定する異常判定工程と、 を含むことを特徴とするモータシステム異常検出方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の方法において、 前記異常判定工程にて、前記異常な位置変化および前記
   異常な供給電流の一方のみが生じた場合に、再度、ｄ軸
   電流をモータに供給してモータシステムに異常があるか
   否かを判定する再判定工程を含むことを特徴とするモー
   タシステム異常検出方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の方法に
   おいて、 前記電流供給工程でのｄ軸電流の供給は、モータの出力
   により駆動されるモータ駆動輪のブレーキが非作動で、
   前記モータ駆動輪とは別の少なくとも一の車輪のブレー
   キが作動している状態で行われることを特徴とするモー
   タシステム異常検出方法。
6. 【請求項６】 車両に搭載されたモータによって車両推
   進力を発生するモータシステムの異常を検出するモータ
   システム異常検出装置であって、 モータにベクトル制御のｄ軸電流を供給する電流制御手
   段と、 モータロータの角度位置を検出する位置検出手段と、 ｄ軸電流を供給したときにロータ位置変化が生じた場合
   にモータシステムに異常があると判定する異常判定手段
   と、 を含むことを特徴とするモータシステム異常検出装置。
7. 【請求項７】 車両に搭載されたモータによって車両推
   進力を発生するモータシステムの異常を検出するモータ
   システム異常検出装置であって、 モータにベクトル制御のｄ軸電流を供給する電流制御手
   段と、 モータ供給電流を検出する電流検出手段と、 ｄ軸電流を供給したときにｄ軸電流指令に従わないモー
   タ供給電流が生じた場合にモータシステムに異常がある
   と判定する異常判定手段と、 を含むことを特徴とするモータシステム異常検出装置。
8. 【請求項８】 請求項６または７のいずれかに記載の装
   置において、 モータの出力により駆動されるモータ駆動輪のブレーキ
   を非作動状態とし、前記モータ駆動輪とは別の少なくと
   も一の車輪のブレーキを作動状態とするブレーキ制御手
   段を含むことを特徴とするモータシステム異常検出装
   置。
9. 【請求項９】 車両に搭載されたモータによって車両推
   進力を発生するモータシステムであって、 モータにベクトル制御のｄ軸電流を供給する電流制御手
   段と、 モータにｄ軸電流を供給したときに、ステータ−ロータ
   間の位置変化と、ｄ軸電流指令に従わないモータ供給電
   流との一方または両方が生じた場合に、モータシステム
   に異常があると判定する異常判定手段と、 を含むことを特徴とするモータシステム。