JP2009171769A - モータ駆動装置およびハイブリッド駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】モータを駆動制御する駆動回路の異常が検出された後の退避運転時の移動距離を確保する。
【解決手段】MG1−ECUは、インバータ240に発生した異常を、インバータ240の各スイッチング素子Q11〜Q16に内蔵された自己保護回路からの異常検出信号FINVに基づいて検知してハイブリッドECUに送出する。ハイブリッドECUは、インバータ240の異常情報を受けると、第1モータジェネレータMG1、第2モータジェネレータ、DC/DCコンバータおよびエアーコンディショナ装置の運転禁止指示を発するとともに、システムリレーSMRGをオフして蓄電装置140からの電力供給経路を遮断する。ハイブリッドECUは、スイッチング素子Q11〜Q16を順次オンさせたときに自己保護回路から出力される異常検出信号FINVに基づいて短絡故障したスイッチング素子を検出する。
【選択図】図6
【解決手段】MG1−ECUは、インバータ240に発生した異常を、インバータ240の各スイッチング素子Q11〜Q16に内蔵された自己保護回路からの異常検出信号FINVに基づいて検知してハイブリッドECUに送出する。ハイブリッドECUは、インバータ240の異常情報を受けると、第1モータジェネレータMG1、第2モータジェネレータ、DC/DCコンバータおよびエアーコンディショナ装置の運転禁止指示を発するとともに、システムリレーSMRGをオフして蓄電装置140からの電力供給経路を遮断する。ハイブリッドECUは、スイッチング素子Q11〜Q16を順次オンさせたときに自己保護回路から出力される異常検出信号FINVに基づいて短絡故障したスイッチング素子を検出する。
【選択図】図6
Description
この発明は、モータ駆動装置およびハイブリッド駆動装置に関し、より特定的には、モータを駆動制御する駆動回路の異常が検出された後の退避運転時の移動距離の確保が可能なモータ駆動装置およびハイブリッド駆動装置に関する。
最近、環境に配慮した自動車として、電動機(モータ)を駆動装置に組み込んだハイブリッド自動車(Hybrid Vehicle)が注目されている。このハイブリッド自動車では、一例として、エンジンから出力された動力は、第1のモータジェネレータを有する動力分割機構を介することにより、その一部が駆動軸に伝達され、残りの電力が第1のモータジェネレータとして回生される。この電力はバッテリ充電や、エンジン以外の動力源としての第2のモータジェネレータの駆動に用いられる。
上記ハイブリッド自動車は、上記動力の伝達過程において、第1および第2のモータジェネレータを制御することによって、エンジンから出力された動力を任意の回転数およびトルクで駆動軸に出力することができる。駆動軸から出力すべき要求出力に拘らずエンジンを運転効率の高い運転点を選択して運転することができるため、ハイブリッド自動車は、エンジンのみを駆動源とする従来の車両に比べて省資源性および排気浄化性能に優れている。
このようなハイブリッド自動車に搭載されるモータ駆動装置として、たとえば特開平5−336759号公報(特許文献1)には、3相交流電源から入力される交流を整流するコンバータ部と、コンバータ部の整流出力により充電され、上記整流出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの充電電流の大きさを制限する電流制限手段と、平滑コンデンサの平滑出力をPWM制御して負荷に交流を供給するPWMインバータ部と、電流制限手段を介して平滑コンデンサを充電中に、平滑コンデンサの両端の電圧の変化によりPWMインバータ部が有する直列接続された上アームスイッチング素子および下アームスイッチング素子の異常を判定する判定手段とを備えるインバータ装置が開示される。
これによれば、判定手段は、上アームスイッチング素子および下アームスイッチング素子のいずれか一方をオンさせたときに平滑コンデンサの両端の電圧の低下があれば、オンしていない他方のスイッチング素子に異常があると判定する。
特開平5−336759号公報
特開平10−271884号公報
特開平11−89003号公報
特開2005−94883号公報
しかしながら、上述した特許文献1に記載のインバータ装置では、判定手段が上下アームスイッチング素子の異常を判定しているときには、3相交流電源がPWMインバータ部と電気的に接続された状態となっている。そのため、一方のスイッチング素子において、オン状態を維持して制御不能となる短絡故障が発生している場合には、他方のスイッチング素子をオンさせることによって、PWMインバータ部と3相交流電源との間に短絡経路が形成され、3相交流電源に異常電流(短絡電流)が流れることになる。そして、この異常電流により、3相交流電源では高温の発生によって、性能劣化が発生してしまう可能性がある。
特に、ハイブリッド自動車においては、インバータの異常により第1のモータジェネレータが使用不能である場合には、エンジンを主動力源とした通常の車両走行が不可能となる。このため、第1のモータジェネレータの異常時には、バッテリの充電量(SOC:State of Charge)に応じて決定された性能範囲の中で第2のモータジェネレータを用いた退避運転を行なうことにより、退避運転による移動距離を延ばすことが行なわれている。
しかしながら、特許文献1に開示されたインバータ装置では、上下アームスイッチング素子の異常判定を行なうことによってバッテリの電池性能が劣化する可能性があることから、退避運転における移動距離を延ばすことができないという問題がある。
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータを駆動制御する駆動回路の異常が検出された後の退避運転時の移動距離の確保が可能なモータ駆動装置およびハイブリッド駆動装置を提供することである。
この発明によるモータ駆動装置は、第1および第2電源線へ第1の直流電圧を供給可能に設けられた電源と、電源と第1および第2電源線との接続および遮断を行なう接続部と、第1および第2電源線間に接続された電荷蓄積部と、第1および第2電源線間の第1の直流電圧を受けて、モータを駆動制御する電力に変換する電力変換装置と、電力変換装置の故障を診断する故障診断装置とを備える。電力変換装置は、第1および第2電源線間に互いに並列接続され、かつ、各々が、第1および第2電源線間に直列接続された第1および第2の半導体スイッチング素子を含む複数のアームと、複数のアームのいずれかに異常が検出された場合には、異常検出信号を出力する自己保護回路とを含む。故障診断装置は、異常検出信号に応じてモータの運転を禁止した後に、接続部を遮断状態とする電源遮断手段と、接続部の遮断状態において、複数のアームの第1および第2の半導体スイッチング素子を順次ターンオンさせたときに自己保護回路から出力される異常検出信号に基づいて、短絡故障した半導体スイッチング素子を検出する短絡故障検出手段とを含む。
好ましくは、短絡故障検出手段は、複数のアームのうちの第1のアームにおいて、第1および第2の半導体スイッチング素子をターンオンさせたときに自己保護回路から異常検出信号が出力されたことに応じて、第1のアームの第2の半導体スイッチング素子の他方が短絡故障していると判定する。
好ましくは、モータ駆動装置は、第1および第2電源線に対して電源と並列に接続され、第1の直流電圧よりも低い第2の直流電圧を受けて駆動される負荷と、負荷と第1および第2電源線の間で第1の直流電圧を第2の直流電圧へ変換する電圧変換装置とをさらに備える。電源遮断手段は、異常検出信号に応じて、モータの運転を禁止するとともに、負荷および電圧変換装置の運転を禁止する。
この発明によるハイブリッド駆動装置は、燃料の燃焼によって作動するエンジンと、動力を出力するための出力部材と、出力部材、エンジンの出力軸および第1のモータジェネレータの出力軸を相互に連結する動力分割機構と、出力部材と連結された第2のモータジェネレータと、第1および第2電源線へ直流電圧を供給可能に設けられた電源と、電源と第1および第2電源線との接続および遮断を行なう接続部と、第1および第2電源線間に接続された電荷蓄積部と、第1および第2電源線間の直流電圧を受けて、第1のモータジェネレータを駆動制御する電力に変換する第1の電力変換装置と、第1および第2電源線間の直流電圧を受けて、第2のモータジェネレータを駆動制御する電力に変換する第2の電力変換装置と、第1および第2の電力変換装置の故障を診断する故障診断装置とを備える。各第1および第2の電力変換装置は、第1および第2電源線間に互いに並列に接続され、かつ、各々が、第1および第2電源線間に直列接続された第1および第2の半導体スイッチング素子を含む複数のアームと、複数のアームのいずれかに異常が検出された場合には、異常検出信号を出力する自己保護回路とを含む。故障診断装置は、第1および第2の電力変換装置の少なくとも一方からの異常検出信号に応じて第1および第2のモータジェネレータの運転を禁止した後に、接続部を遮断状態とする電源遮断手段と、接続部の遮断状態において、異常が検出された電力変換装置における複数のアームの第1および第2の半導体スイッチング素子を順次ターンオンさせたときに自己保護回路から出力される異常検出信号に基づいて、短絡故障した半導体スイッチング素子を検出する短絡故障検出手段とを含む。
好ましくは、ハイブリッド駆動装置は、第1の電力変換装置の故障時に、第2のモータジェネレータによる退避運転を指示する異常制御装置をさらに備える。異常制御装置は、接続部を接続状態とした後に、第2のモータジェネレータの運転を許可する。
好ましくは、接続部は、電源の一方極と第1電源線との間に接続された第1のリレーと、電源の一方極に第1のリレーと並列に接続された第2のリレーおよび抵抗とを含む。異常制御装置は、電源からの直流電圧と電荷蓄積部の端子間電圧との電圧差に基づいて第1および第2のリレーのオン・オフ動作を制御する。
この発明によれば、モータを駆動制御する駆動回路の異常が検出された後の退避運転時の移動距離を確保することができる。
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
図1は、この発明の実施の形態に従うハイブリッド駆動装置20を備えたハイブリッド自動車10の概略構成を示すブロック図である。なお、ハイブリッド駆動装置20は、以下の説明で明らかになるように、共通の出力軸へ動力を出力可能に連結された複数のモータと、これら複数のモータにそれぞれ接続された複数のモータ駆動回路とを備えたモータ駆動装置の代表例として示されるものである。
図1を参照して、ハイブリッド自動車10は、ハイブリッド駆動装置20と、ディファレンシャルギヤ30と、駆動軸40と、駆動輪50とを備える。
ハイブリッド駆動装置20は、内部にエンジン(内燃機関)および2つのモータジェネレータを内蔵し、モータおよびモータジェネレータの協調制御により出力を発生する。ハイブリッド駆動装置20の出力は、ディファレンシャルギヤ30を介して駆動軸40に伝達されて、駆動輪50の回転駆動に用いられる。ディファレンシャルギヤ30は、路面からの抵抗の差を利用して駆動輪50の左右間の回転差を吸収する。
図2は、図1に示したハイブリッド駆動装置20の構成を詳細に説明するブロック図である。
図2を参照して、ハイブリッド駆動装置20は、燃料の燃焼によって作動する内燃機関などのエンジン112と、そのエンジン112の回転変動を吸収するスプリング式のダンパ装置114と、そのダンパ装置114を介して伝達されるエンジン112の出力を第1モータジェネレータMG1および出力部材118に機械的に分配する遊星歯車式の動力分割機構120と、出力部材118に回転力を加える第2モータジェネレータMG2とを備えている。
エンジン112、ダンパ装置114、動力分割機構120、および第1モータジェネレータMG1(MG1)は同軸上において軸方向に並んで配置されており、第2モータジェネレータMG2は、ダンパ装置114および動力分割機構120の外周側に同心に配設されている。
動力分割機構120は、シングルピニオン型の遊星歯車装置で、3つの回転要素として第1モータジェネレータMG1のモータ軸124に連結されたサンギヤ120sと、ダンパ装置114に連結されたキャリア120cと、第2モータジェネレータMG2のロータ122rと連結されたリングギヤ120rとを含む。
出力部材118は、第2モータジェネレータMG2のロータ122rとボルトなどによって一体的に固設されており、そのロータ122rを介して動力分割機構120のリングギヤ120rに連結されている。出力部材118には出力歯車126が設けられており、中間軸128の大歯車130および小歯車132を介して傘歯車式のディファレンシャルギヤ30が減速回転させられて、図1に示した駆動輪50に動力が分配される。
出力歯車126には、出力部材118からの出力をロックするためのパーキングロックブレーキ機構(図示せず)が設けられる。パーキングロックブレーキ機構は、運転者によるパーキングポジション(Pポジション)選択時に、出力歯車126をロックすることにより、ハイブリッド駆動装置20からの駆動力出力を制限する。
第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2は、それぞれ、MG1駆動回路240およびMG2駆動回路250を介して、電源である蓄電装置(バッテリ)140に電気的に接続されている。
これらのモータジェネレータMG1,MG2は、蓄電装置140からの電気エネルギーが供給されて所定のトルクで回転駆動される回転駆動状態と、回転制動(モータジェネレータ自体の電気的な制動トルク)により発電機として機能して蓄電装置140に電気エネルギーを充電する充電状態と、モータ軸124やロータ122rが自由回転することを許容する無負荷状態との間で動作を切換えられる。
ハイブリッドECU(Electronic Control Unit)300は、予め設定されたプログラムに従って信号処理を行なうことにより、運転状況に応じて、モータジェネレータMG1,MG2による走行モードを、モータ走行、充電走行やエンジン・モータ走行等の間で切換える。
たとえばモータ走行では、ハイブリッド自動車10は、第1モータジェネレータMG1を無負荷状態とするとともに第2モータジェネレータMG2を回転駆動状態とし、その第2モータジェネレータMG2のみを動力源として走行する。また、充電走行では、第1モータジェネレータMG1を発電機として機能させるとともに第2モータジェネレータMG2を無負荷状態としてエンジン112のみを駆動力源として走行しながら、第1モータジェネレータMG1によって蓄電装置140が充電される。
あるいは、エンジン・モータ走行では、第1モータジェネレータMG1を発電機として機能させる一方で、エンジン112および第2モータジェネレータMG2の両方を動力源として走行しながら第1モータジェネレータMG1によって蓄電装置140が充電される。
また、上記モータ走行時に第2モータジェネレータMG2を発電機として機能させて回生制動する回生制動制御や、車両停止時に第1モータジェネレータMG1を発電機として機能させるとともにエンジン112を作動させ、もっぱら第1モータジェネレータMG1によって蓄電装置140を充電する充電制御などもハイブリッドECU300によって行なわれる。
ハイブリッドECU300は、各走行モードにおいて、所望の駆動力発生や発電が行なわれるように、各モータジェネレータMG1,MG2のトルク指令値を発生する。また、エンジン112は、車両停止時には自動的に停止される一方で、その始動タイミングは、運転状況に応じてハイブリッドECU300によって制御される。
具体的には、発進時ならびに低速走行時あるいは緩やかな坂を下るとき等の軽負荷時には、エンジン効率の悪い領域を避けるために、エンジン112を起動させることなく、第2モータジェネレータMG2による駆動力で走行する。そして、一定以上の駆動力が必要な運転状態となったときには、エンジン112が始動される。但し、暖気等のためにエンジン112の駆動が必要な場合には、エンジン112は発進時に無負荷状態で始動されて、所望の暖機が実現するまでアイドリング回転数で駆動される。また、車両駐車時に上記充電制御を行なう場合にも、エンジン112が始動される。
図3は、図2に示されたモータジェネレータを駆動する駆動回路の電気的な構成を示す回路図である。
図3を参照して、直流電源200は、図2に示した蓄電装置(バッテリ)140を含んで構成されて、電源ライン220およびアースライン230の間に直流電圧を出力する。たとえば、直流電源200を蓄電装置140および昇降圧コンバータ210の組合せにより、蓄電装置140の出力電圧を変換して電源ライン220およびアースライン230の間に出力する構成とすることが可能である。
具体的には、直流電源200は、蓄電装置140と、システムリレーSMRB,SMRP,SMRGと、抵抗R1と、昇降圧コンバータ210と、電圧センサ202,224とを含む。
蓄電装置(バッテリ)140は、充放電可能な二次電池であり、直列接続された複数個の電池ユニットBを含む。複数個の電池ユニットBの中間位置には、点検整備時や事故発生時に高電圧系統を遮断するためのヒューズ素子FSが設けられている。蓄電装置140は、二次電池以外の充放電可能な蓄電器であってもよい。電圧センサ202は、蓄電装置140から出力される直流電圧Vbを検出してハイブリッドECU300(図2)へ送出する。
システムリレーSMRB,SMRP,SMRGは、蓄電装置140からMG1駆動回路240およびMG2駆動回路250に対する電力供給経路を導通/遮断する。具体的には、システムリレーSMRBは、蓄電装置140の正極と電源ライン220との間に接続される。システムリレーSMRGは、蓄電装置140の負極とアースライン230との間に接続される。システムリレーSMRPは、蓄電装置140の負極とアースライン230との間に抵抗R1を介して接続される。システムリレーSMRB,SMRP,SMRGは、それぞれ、ハイブリッドECU300(図2)からの信号SERB,SERP,SERGにより導通/非導通(オン/オフ)される。
昇降圧コンバータ210は、一例として、昇降圧チョッパ回路により構成され、リアクトルL1と、電力用半導体スイッチング素子(以下、単にスイッチング素子とも称する)Q31,Q32と、ダイオードD31,D32とを含む。昇降圧コンバータ210は、蓄電装置140から供給された直流電圧Vbを昇圧して平滑コンデンサ222へ供給する。より具体的には、昇降圧コンバータ210は、ハイブリッドECU300からスイッチング制御信号Scnvを受けると、スイッチング制御信号Scnvによってスイッチング素子Q32がオンされた期間に応じて直流電圧Vbを昇圧して平滑コンデンサ222に供給する。
また、昇降圧コンバータ210は、ハイブリッドECU300からスイッチング制御信号Scnvを受けると、平滑コンデンサ222から供給された直流電圧を降圧して蓄電装置140を充電する。
電源ライン220およびアースライン230の間には、平滑コンデンサ222が接続されている。平滑コンデンサ222は、昇降圧コンバータ210からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をMG1駆動回路240およびMG2駆動回路250へ供給する。電圧センサ224は、平滑コンデンサ222の両端の電圧、すなわち昇降圧コンバータ210の出力電圧Vmを検出して、ハイブリッドECU300、MG1−ECU310およびMG2−ECU320へ送出する。
第1モータジェネレータMG1と接続されるMG1駆動回路240は、一般的な3相インバータの構成を有するので、以下では、MG1駆動回路240を単にインバータ240とも称する。
インバータ240は、U相アームを構成するスイッチング素子Q11,Q12と、V相アームを構成するスイッチング素子Q13,Q14と、W相アームを構成するスイッチング素子Q15,Q16とを含む。また、各スイッチング素子Q11〜Q16のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流す逆並列ダイオードD11〜D16がそれぞれ接続されている。この実施の形態におけるスイッチング素子としては、たとえばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)が適用される。スイッチング素子Q11〜Q16は、対応の駆動回路T11〜T16によって、MG1−ECU310からのスイッチング制御信号SG11〜SG16にそれぞれ対応してオン・オフ制御、すなわちスイッチング制御される。
第1モータジェネレータMG1は、U相コイル巻線270U、V相コイル巻線270VおよびW相コイル巻線270Wが中性点N1に共通接続されて構成された3相永久磁石モータである。スイッチング制御によりU相電圧が発生される、スイッチング素子Q11,Q12の中間点は、U相コイル巻線270Uと電気的に接続される。同様に、V相電圧が発生される、スイッチング素子Q13,Q14の中間点は、V相コイル巻線270Vと電気的に接続され、W相電圧が発生される。さらに、W相電圧が発生される、スイッチング素子Q15,Q16の中間点は、W相コイル巻線270Wと電気的に接続される。
インバータ240の各相アームと第1モータジェネレータMG1の各相コイルとを結ぶ配線には、少なくとも2相において電流センサ241,242がそれぞれ設けられる。U相、V相、W相のモータ駆動電流(瞬時値)の和はゼロであることから、2相に電流センサ241,242を配置することによって各相のモータ電流を検出することができる。電流センサ241,242は、代表的にはホール素子を用いた半導体磁気センサで構成され、対応の配線の通過電流に応じた出力電圧を発生する。電流センサ241,242による出力電圧(電流検出値)は、MG1−ECU310へ送出される。
第1モータジェネレータMG1には、回転子(図示せず)の回転角を検出する位置センサ243がさらに配置される。位置センサ243によって検出された回転角は、MG1−ECU310へ送出される。
第2モータジェネレータMG2と接続されるMG2駆動回路250は、MG1駆動回路240と同様に一般的な3相インバータの構成を有する。以下では、MG2駆動回路250についても単にインバータ250とも称する。
インバータ250は、スイッチング素子Q21〜Q26と、逆並列ダイオードD21〜D26とを含む。スイッチング素子Q21〜Q26は、対応の駆動回路T21〜T26によって、MG2−ECU320からのスイッチング制御信号SG21〜SG26にそれぞれ対応してオン・オフ制御(すなわちスイッチング制御)される。
第2モータジェネレータMG2は、第1モータジェネレータMG1と同様に、U相コイル巻線280U、V相コイル巻線280VおよびW相コイル巻線280Wが中性点N2に共通接続されて構成された3相永久磁石モータである。インバータ250の各相アームの中間点は、第2モータジェネレータMG2のU相コイル巻線280U、V相コイル巻線280VおよびW相コイル巻線280Wとそれぞれ電気的に接続される。
インバータ250の各相アームと第2モータジェネレータMG2の各相コイルとを結ぶ配線には、少なくとも2相において、電流センサ241,242と同様の電流センサ251,252がそれぞれ設けられる。さらに、第2モータジェネレータMG2にも、位置センサ243と同様の位置センサ253がさらに配置される。電流センサ251,252および位置センサ253による検出値は、MG2−ECU320へ送出される。
なお、MG1−ECU310およびMG2−ECU320へは、電流センサ241,241,251,252および位置センサ243,253による検出値の他にも、電圧センサ224によって検出された各インバータ240,250への入力電圧Vm、図示しない検出センサによって検出されたモータジェネレータMG1,MG2のコイル端子電圧等が入力されてモータ駆動制御に用いられる。
なお、図2および図3に示した構成において、モータジェネレータMG1、MG2は、本発明における「モータ」に対応するとともに、「第1のモータジェネレータ」および「第2のモータジェネレータ」にそれぞれ対応し、インバータ240,250は、本発明における「電力変換装置」に対応するとともに、「第1の電力変換装置」および「第2の電力変換装置」にそれぞれ対応する。
さらに、本実施の形態においては、ハイブリッド駆動装置20は、DC/DCコンバータ410と、副蓄電装置400と、エアーコンディショナ装置(A/C)420とを備える。
DC/DCコンバータ410は、電源ライン220およびアースライン230に接続され、蓄電装置140からの直流電圧Vbを所定の直流電圧に降圧してエアーコンディショナ装置420および副蓄電装置400へ供給する。
エアーコンディショナ装置420は、車両搭乗者に対して快適な車内環境を提供するための補機負荷の一種である。補機負荷には、エアーコンディショナ装置420の他に、カーナビゲーションシステムおよび車内灯などが含まれる。
次に、図4を参照して、図3に示された駆動回路によるモータジェネレータの制御構成について説明する。
ハイブリッド駆動装置20全体の動作を制御するハイブリッドECU300は、第1モータジェネレータMG1の運転指令を生成して、MG1−ECU310へ送出する。この運転指令には、第1モータジェネレータMG1の運転許可/禁止指示や、トルク指令値、回転数指令等が含まれる。MG1−ECU310は、電流センサ241,242および位置センサ243からの検出値に基づくフィードバック制御により、ハイブリッドECU300からの指令に従って第1モータジェネレータMG1が動作するように、スイッチング素子Q11〜Q16のスイッチング動作を制御する制御信号SG11〜SG16を発生する。
たとえば、ハイブリッドECU300から第1モータジェネレータMG1の運転禁止指示が発せられた場合には、MG1−ECU310は、インバータ240を構成するスイッチング素子Q11〜Q16の各々がスイッチング動作を停止(すべてオフ)するように、スイッチング制御信号SG11〜SG16を生成する。
一方、ハイブリッドECU300により第1モータジェネレータMG1の運転指示が発せられている場合には、MG1−ECU310は、第1モータジェネレータMG1のトルク指令値に応じた各相モータ電流が供給されるように、電源ライン220およびアースライン230間の直流電圧Vmを第1モータジェネレータMG1の各相コイルに印加される交流電圧に変換するためのスイッチング制御信号SG11〜SG16を発生する。なお、第1モータジェネレータMG1の回生制動制御時には、MG1−ECU310は、モータジェネレータMG1によって発電された交流電圧を電源ライン220およびアースライン230間の直流電圧Vmに変換するように、スイッチング制御信号SG11〜SG16を発生する。これらの際に、スイッチング制御信号SG11〜SG16は、たとえば周知のPWM制御方式に従う、センサ検出値を用いたフィードバック制御により生成される。
MG2−ECU320は、MG1−ECU310と同様の機能を有し、ハイブリッドECU300からの運転指令に従って第2モータジェネレータMG2が動作するように、スイッチング素子Q21〜Q26のスイッチング動作を制御する制御信号SG21〜SG26を発生する。
また、MG1−ECU310およびMG2−ECU320によって検知された、インバータ240,250の異常に関する情報は、モータジェネレータMG1,MG2の運転指令とは反対方向に、ハイブリッドECU300に対して送出される。ハイブリッドECU300は、これらの異常情報をモータジェネレータMG1,MG2の運転指令へ反映することが可能なように構成されている。
具体的には、MG1−ECU310は、インバータ240に発生した異常を、インバータ240の各スイッチング素子Q11〜Q16に内蔵された自己保護回路からの異常検出信号FINVに基づいて検知する。この自己保護回路は、電流センサ(または温度センサ)を含んで構成され、センサ出力に過電流(または過熱)が検出されたことに応じて異常検出信号FINVを出力する。さらに、自己保護回路は、センサ出力に過電流(または過熱)が検出されると、スイッチング素子Q11〜Q16のスイッチング動作を停止させて、スイッチング素子の損傷を防止する。
同様に、MG2−ECU320は、インバータ250に発生した異常を、インバータ250の各スイッチング素子Q21〜Q26に内蔵された自己保護回路からの異常検出信号FINVに基づいて検知する。
ハイブリッドECU300は、MG1−ECU310またはMG2−ECU320から対応するインバータの異常に関する情報を受けると、第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2の運転禁止指示を生成してMG1−ECU310およびMG2−ECU320へそれぞれ送出する。さらにハイブリッドECU300は、DC/DCコンバータ410およびエアーコンディショナ装置420の運転禁止指示を生成してこれらに送出する。
このようにして、インバータ240,250のいずれかに異常が発生した場合には、インバータの自己保護機能およびハイブリッドECU300からの運転禁止指示に従って、インバータ240を構成するスイッチング素子Q11〜Q16およびインバータ250を構成するスイッチング素子Q21〜Q26の各々がスイッチング動作を停止する。
また、DC/DCコンバータ410およびエアーコンディショナ装置420が運転を停止する。さらに、直流電源200内部の昇降圧コンバータ210(図示せず)においても、チョッパ回路を構成するスイッチング素子Q31,Q32の各々がスイッチング動作を停止する。
すなわち、インバータ240,250のいずれかに異常が発生したことに応じて、蓄電装置140から電力供給を受ける高電源電圧系のすべての運転が停止する。なお、高電源電圧系のすべての運転を停止することとしたのは、後述する短絡故障したスイッチング素子の検出において、高電圧による電弧を発生させることなく回路を遮断する、いわゆる無電弧開放を実行するためである。この点において、インバータの異常が発生したことに応じて、第1モータジェネレータおよび第2モータジェネレータの運転を禁止する従来のハイブリッド駆動装置とは相違する。
本実施の形態によるハイブリッド駆動装置では、この高電源電圧系の運転を停止した状態において、ハイブリッドECU300が、異常が発生したインバータから短絡故障したスイッチング素子を検出する。そして、短絡故障したスイッチング素子を検出すると、該スイッチング素子が含まれるインバータに接続されたモータジェネレータが使用不能であると判断し、他方のモータジェネレータによる動力を用いた「異常時運転」によってハイブリッド自動車の「退避運転」を実行する。
(短絡故障検出)
以下では、ハイブリッドECU300が行なう短絡故障したスイッチング素子の検出動作について説明する。
以下では、ハイブリッドECU300が行なう短絡故障したスイッチング素子の検出動作について説明する。
最初に、比較のために、従来より行なわれている短絡故障したスイッチング素子の検出方法を例示するとともに、それらの問題点について説明する。
第1の例としては、第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2の動作を停止させた状態で、異常が発生したインバータを構成するスイッチング素子を順次オンさせたときの過電流の有無に基づいて、短絡故障したスイッチング素子を検出する方法がある。
これによれば、インバータの特定相アームを構成する2つのスイッチング素子の一方をオンさせたときに過電流が検出された場合には、同相アームの他方のスイッチング素子が短絡故障していると判定される。
しかしながら、このような方法では、実際に電源ライン220およびアースライン230間を短絡させた状態にして短絡故障したスイッチング素子を検出するため、蓄電装置140に過大な短絡電流が流れることになる。そのため、蓄電装置140にストレスを与えて電池性能が劣化したり、内部のヒューズ素子FSが損傷するなどの問題点があった。その結果、上述した退避運転のための駆動力を確保することができず、ハイブリッド自動車の退避運転時の移動距離を延ばすことが困難となっていた。
また、第2の例としては、ハイブリッド自動車の退避運転の実行中に、モータジェネレータの回転に伴なってインバータを流れる異常電流に基づいて、短絡故障したスイッチング素子を検出する方法がある。
具体的には、上述したように、第1モータジェネレータMG1に接続されたインバータ240の異常により第1モータジェネレータMG1が使用不能である場合には、エンジン112および第1モータジェネレータMG1の動作を停止して、第2モータジェネレータMG2による動力を用いた退避運転が行なわれる。
このような退避運転時には、第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2が動力分割機構120を介して互いに連結されているので、第2モータジェネレータMG2を運転(回転)するのに伴なって、第1モータジェネレータMG1も回転される。
このとき、図5に示すように、第1モータジェネレータMG1の回転に伴なって、その回転子(図示せず)に装着された磁石275が回転する。これにより、第1モータジェネレータMG1のコイル巻線270U,270V,270Wに誘起電圧が発生する。
図5には、短絡故障がスイッチング素子Q12に発生したケースが、インバータ240中の短絡故障の一例として示される。
このようなケースでは、スイッチング制御信号SG11〜SG16により、各スイッチング素子Q11〜Q16のスイッチング動作を停止(オフ状態)するように制御しても、短絡故障したスイッチング素子Q12を介した短絡経路が形成される。具体的には、コイル巻線270U〜スイッチング素子Q12(短絡故障)〜アースライン230〜ダイオードD14〜コイル巻線270V〜中性点N1〜コイル巻線270Uを経由する、アースライン230を介した短絡経路が形成される。このため、誘起電圧および当該短絡経路の電気抵抗に応じた異常電流Iabが発生する。したがって、通常動作時のモータ制御に用いられる電流センサ241,242によって、この異常電流Iabのレベルを監視することによって、短絡故障したスイッチング素子Q12を検出することが可能である。
しかしながら、コイル巻線に発生する誘起電圧は、第1モータジェネレータMG1の回転数に比例するので、退避運転時における第2モータジェネレータMG2の回転数が上昇すれば、第1モータジェネレータMG1に発生する誘起電圧も高くなり、インバータ240中の異常電流Iabも増大してしまう。異常電流Iabが過大となると、インバータの構成部品の耐熱温度を超える高温の発生によって、さらなる素子損傷が発生する可能性がある。そのため、電流センサ241,242によって検知される異常電流Iabのレベルからでは、短絡故障したスイッチング素子を誤って検出してしまうという問題があった。
また、ハイブリッド自動車が停止状態にある場合には、第2モータジェネレータMG2の回転数が零となるのに伴なって、第1モータジェネレータMG1の回転数も零となるため、もはや第1モータジェネレータMG1には誘起電圧が発生せず、異常電流Iabのレベルに基づいた短絡故障したスイッチング素子の検出が不可能となる。
そこで、本実施の形態に従うハイブリッド駆動装置では、蓄電装置140に過大な短絡電流を流すことなく、短絡故障したスイッチング素子を正確に検出するために、インバータの異常が発生した場合には、ハイブリッド自動車の退避運転を実行する前に一時的に蓄電装置140を遮断し、平滑コンデンサ222に蓄えられた電力を用いて短絡故障したスイッチング素子を検出する構成とする。
具体的には、図6を参照して、MG1−ECU310は、インバータ240に発生した異常を、インバータ240の各スイッチング素子Q11〜Q16に内蔵された自己保護回路からの異常検出信号FINVに基づいて検知する。図6では、インバータ240中の短絡故障の一例として、短絡故障がスイッチング素子Q12に発生したケースが示される。
ハイブリッドECU300は、MG1−ECU310からインバータ240の異常に関する情報を受けると、第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2の運転禁止指示を生成してMG1−ECU310およびMG2−ECU320へそれぞれ送出する。さらにハイブリッドECU300は、DC/DCコンバータ410およびエアーコンディショナ装置420の運転禁止指示を生成してこれらに送出する。
MG−ECU310は、ハイブリッドECU300からの運転禁止指示を受けると、インバータ240を構成するスイッチング素子Q11〜Q16の各々がスイッチング動作を停止(すべてオフ)するように、スイッチング制御信号SG11〜SG16を生成する。
また、MG2−ECU320も、ハイブリッドECU300からの運転禁止指示を受けると、インバータ250を構成するスイッチング素子Q21〜Q26の各々がスイッチング動作を停止するように、スイッチング制御信号SG21〜SG26を生成する。
さらに、DC/DCコンバータ410およびエアーコンディショナ装置420が運転を停止するとともに、直流電源200内部の昇降圧コンバータ210(図示せず)においても、チョッパ回路を構成するスイッチング素子Q31,Q32の各々がスイッチング動作を停止する。
このようにして、蓄電装置140から電力供給を受ける高電圧電源系のすべての運転を停止すると、ハイブリッドECU300は、さらに、蓄電装置140からの電力供給経路を遮断するための電源遮断指令を生成してシステムリレーSMRB,SMRP,SMRGへ出力する。より具体的には、ハイブリッドECU300は、システムリレーSMRGを非導通(オフ)とするための信号SERGを生成してシステムリレーSMRGへ出力する。これにより、電力供給経路が遮断される。なお、上述したように、電源遮断指令の前に高電源電圧系のすべての運転を停止させることで、無電弧開放を実行することができる。
そして、この電力供給経路が遮断された状態において、短絡故障したスイッチング素子の検出が実行される。短絡故障したスイッチング素子の検出は、以下に述べるように、インバータ240を構成するスイッチング素子Q11〜Q16を順次オンさせたときに、各スイッチング素子に内蔵された自己保護回路から出力される異常検出信号FINVに基づいて行なわれる。すなわち、スイッチング素子の持つ自己保護機能を積極的に利用して短絡故障したスイッチング素子を検出する。
具体的には、図6のようにスイッチング素子Q12が短絡故障している場合には、スイッチング素子Q12と同相アームを構成するスイッチング素子Q11のみをオンすることによって、オン状態のスイッチング素子Q11および短絡故障したスイッチング素子Q12を介した短絡経路が形成される。すなわち、平滑コンデンサ222〜スイッチング素子Q11(オン状態)〜スイッチング素子Q12(短絡故障)を経由する、アースライン230を介した短絡経路が形成され、当該経路の電気抵抗に応じた異常電流Iabが発生する。
このとき、オン状態のスイッチング素子Q11においては、過大な異常電流Iabが通過するため、内蔵される自己保護回路から異常検出信号FINVが発生する。さらに、自己保護回路は、センサ出力に過電流が検出されたことに応じてスイッチング素子Q11のスイッチング動作を停止(オフ状態)する。したがって、スイッチング素子Q11に与えるストレスを抑えて、さらなる素子損傷を防止することができる。
ハイブリッドECU300は、MG1−ECU310を介してインバータ240の異常に関する情報を受けると、オン状態のスイッチング素子Q11と同相アームを構成するスイッチング素子Q12を短絡故障したスイッチング素子と判定する。
このようにして、本実施の形態では、電力供給経路を遮断した状態で短絡故障したスイッチング素子の検出を行なう構成とすることから、上述したスイッチング素子を順次オンしたときの過電流の有無に基づく従来の検出方法と比較して、蓄電装置140に異常電流Iabが流れるのを回避することができる。そのため、蓄電装置140の電池性能の劣化およびヒューズ素子FSの損傷を回避することができるため、退避運転時の移動距離を延ばすことが可能となる。
また、インバータの自己保護機能を積極的に利用して短絡故障したスイッチング素子を検出することから、検出動作によってさらなる素子損傷が発生するのを回避することができる。
さらに、上述した退避運転時に短絡故障したスイッチング素子を検出する方法と比較して、異常電流Iabのレベルが第1モータジェネレータMG1の回転数に依存しないため、正確に短絡故障したスイッチング素子を検出することが可能となる。
図7は、本発明の実施の形態に従うハイブリッド駆動装置における短絡故障したスイッチング素子の検出動作を説明するためのタイミングチャートである。
図7を参照して、時刻t1にインバータ240を構成するスイッチング素子Q11〜Q16に内蔵された自己保護回路から異常検出信号FINVが発生した場合を仮定する。
このとき、インバータ240では、自己保護回路がスイッチング素子Q11〜Q16のスイッチング動作を停止する。さらに、ハイブリッドECU300においては、MG1−ECU310からインバータ240の異常に関する情報を受けたことに応じて、時刻t2に、第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2を含む高電源電圧系の運転禁止指示が発せられる。これに応答して、MG1−ECU310からのスイッチング制御信号SG11〜SG16はすべてオフ状態とされる。
このとき、図示は省略するが、MG2−ECU320からのスイッチング制御信号SG21〜SG26もすべてオフ状態とされる。また、DC/DCコンバータ410およびエアーコンディショナ装置420および昇降圧コンバータ210も運転を停止する。
このようにして高電源電圧系のすべての運転が停止されると、ハイブリッドECU300は、時刻t3において、システムリレーSMRGをオフするための信号SERGを出力する。これにより電力供給経路が遮断される。
そして、電力供給経路が遮断されると、ハイブリッドECU300は、短絡故障したスイッチング素子の検出を実行する。具体的には、ハイブリッドECU300は、MG1−ECU310に対して、スイッチング素子Q11〜Q16を順次オンさせるための指示を発する。これに応答して、図7に示すように、MG1−ECU310からのスイッチング制御信号SG11〜SG16は一定期間ずつ順次オン状態とされる。
このとき、スイッチング制御信号(たとえばSG11)に従って、短絡故障したスイッチング素子(たとえばQ12)と同相アームを構成するスイッチング素子(たとえばQ11)がオンすると、平滑コンデンサ222と短絡故障したスイッチング素子Q12とオン状態のスイッチング素子Q11とを含む短絡経路が形成される。そして、当該短絡経路を過大な異常電流(短絡電流)Iabが通過する。そのため、オン状態のスイッチング素子Q11においては、自己保護回路が機能するため、インバータ240からは再び異常検出信号FINVが出力されるとともに、スイッチング動作が停止される。
このとき、ハイブリッドECU300は、MG1−ECU310からインバータ240の異常に関する情報を受けると、オン状態のスイッチング素子Q11と同相アームを構成するスイッチング素子Q12を短絡故障したスイッチング素子と特定する。
このようにしてスイッチング素子Q11〜Q16のスイッチング動作を行なうことによって短絡故障したスイッチング素子の検出動作が終了すると、ハイブリッドECU300は、第2モータジェネレータMG2による退避運転を指示する。
退避運転の実行にあたっては、ハイブリッドECU300は、まず、遮断されていた電力供給経路の再接続を行なう。具体的には、ハイブリッドECU300は、MG1−ECU310によって取得された電圧センサ202による電圧検出値Vbと電圧センサ224による電圧検出値Vmとの電圧差を算出し、その算出した電圧差が予め設定された所定の閾値電圧Vth以下であるか否かを判定する。そして、該電圧差が所定の閾値電圧Vth以下である場合には、オフ状態のシステムリレーSMRGをオンするための信号SERGを生成してシステムリレーSMRGへ出力する。
一方、該電圧差が所定の閾値電圧Vthを超える場合には、該電圧差に応じて過大な突入電流が流れるのを抑制するように、システムリレーSMRP,SMRGをオン・オフ制御する。具体的には、図7に示されるように、まず、時刻t10において、システムリレーSMRPをオンするための信号SERPを出力する。そして、システムリレーSMRPに直列接続される抵抗R1を介して蓄電装置140と平滑コンデンサ222とを接続した後に、時刻t11において、システムリレーSMRGをオンするための信号SERGを出力し、時刻t12において、システムリレーSMRPをオフするための信号SERPを出力する。
そして、電力供給経路が接続されると、ハイブリッドECU300は、第2モータジェネレータMG2および昇降圧コンバータ210に対して運転許可指示を発する。これにより、第2モータジェネレータMG2により退避運転が開始される。
図8は、本発明の実施の形態に従うハイブリッド駆動装置における短絡故障したスイッチング素子の検出動作を説明するためのフローチャートである。図8に示したフローチャートは、図3に示したハイブリッドECU300にプログラムされた一連の制御処理として実行される。
図8を参照して、ハイブリッドECU300は、第1モータジェネレータMG1と接続されたモータ駆動回路であるインバータ240に異常が発生しているか否かを判定する(ステップS01)。このとき、ハイブリッドECU300は、MG1−ECU310から、スイッチング素子Q11〜Q16に内蔵された自己保護回路からの異常検出信号FINVにより検知されたインバータ240の異常に関する情報を受けた場合には、インバータ240に異常が発生していると判定する。
ハイブリッドECU300は、インバータ240に異常が発生している場合(ステップS01にてYESの場合)には、第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータの運転禁止指示を発するとともに、昇降圧コンバータ、DC/DCコンバータおよびエアーコンディショナ装置の運転禁止指示を発して、高電源電圧系のすべての運転を停止する(ステップS02)。
さらに、ハイブリッドECU300は、システムリレーSMRGをオフするための信号SERGを生成してシステムリレーSMRGへ出力することにより、蓄電装置140からの電力供給経路を遮断する(ステップS03)。
次に、ハイブリッドECU300は、ステップS04〜S07の処理を行なうことにより、平滑コンデンサ222に蓄えられた電力を用いた短絡故障したスイッチング素子の検出を行なう。具体的には、ハイブリッドECU300は、MG1−ECU310からのスイッチング制御信号SG11〜SG16に従って、インバータ240を構成するスイッチング素子Q11〜Q16を順次オンさせる(ステップS04)。そして、スイッチング素子Q11〜Q16が順次オン状態となったときに、MG1−ECU310によって検知された異常検出信号FINVに基づいて、インバータ240に異常が発生しているか否かを判定する(ステップS05)。
インバータ240に異常が発生している場合(ステップS05においてYESの場合)には、ハイブリッドECU300は、オン状態のスイッチング素子と同相アームを構成するスイッチング素子が短絡故障していると判定する(ステップS06)。その一方で、インバータ240に異常が発生していない場合(ステップS05においてNOの場合)には、ハイブリッドECU300は、オン状態のスイッチング素子と同相アームを構成するスイッチング素子が正常であると判定する(ステップS07)。
このようにしてインバータ240を構成するスイッチング素子Q11〜Q16を順次オンしたときのインバータ240からの異常検出信号FINVの発生の有無に基づいて、短絡故障したスイッチング素子の検出が行なわれる。そして、スイッチング素子Q11〜Q16のすべてのオン動作が完了すると(ステップS08においてYESの場合)、ハイブリッドECU300は、ステップS09〜S12の処理を行なうことによって電力供給経路を再接続し、第2モータジェネレータMG2による退避運転を実行する(ステップS13)。
具体的には、ハイブリッドECU300は、MG1−ECU310が取得した電圧センサ202,224の電圧検出値Vb,Vmの電圧差(=|Vm−Vb|)が所定の閾値電圧Vth以下であるか否かを判定する(ステップS09)。電圧差が所定の閾値電圧Vth以下である場合(ステップS09においてYESの場合)には、ハイブリッドECU300は、システムリレーSMRGをオンするための信号SERGを生成してシステムリレーSMRGへ出力する(ステップS10)。
一方、電圧差が所定の閾値電圧Vthを超える場合(ステップS09においてNOの場合)には、ハイブリッドECU300は、該電圧差に応じて過大な突入電流が流れるのを抑制するように、最初にシステムリレーSMRPをオンするための信号SERPを出力し(ステップS11)、続いてシステムリレーSMRGをオンするための信号SERGおよびシステムリレーSMRPをオフするための信号SERPを出力する(ステップS12)。
ここで図8に示したフローチャートと本発明の対応について説明すると、ステップS02〜S08は、本発明における「故障診断装置」に対応し、ステップS09〜S13は、本発明における「異常制御装置」に対応する。
なお、本実施の形態では、第1モータジェネレータMG1と接続された電力変換装置であるインバータ240に異常が発生した場合における短絡故障したスイッチング素子の検出動作について説明したが、第2モータジェネレータMG2と接続された電力変換装置であるインバータ250に異常が発生した場合においても、図8に示したフローチャートと同様の処理を行なうことによって短絡故障したスイッチング素子が検出される。
さらに、ハイブリッド駆動装置20(図1)が、モータジェネレータMG1,MG2に加えて、駆動軸40とは別の駆動軸へ動力を出力可能に連結された第3モータジェネレータを内蔵する場合には、該第3モータジェネレータと接続された電力変換装置に異常が発生したことに応じて、図8に示したフローチャートを同様の処理を行なうことによって短絡故障したスイッチング素子が検出される。
なお、本実施の形態では、動力分割機構としてプラネタリギアを用いるいわゆる機械分配式のハイブリッド駆動装置を例示したが、本発明の適用はこのような形式に限定されるものではなく、いわゆる電気分配式等の任意の形式のハイブリッド駆動装置、ならびに、複数モータを備えて構成されるハイブリッド駆動装置以外のモータ駆動装置に対しても適用可能である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
10 ハイブリッド自動車、20 ハイブリッド駆動装置、30 ディファレンシャルギヤ、40 駆動軸、50 駆動輪、112 エンジン、114 ダンパ装置、118 出力部材、120c キャリア、120s サンギヤ、120r リングギヤ、120 動力分割機構、122r ロータ、124 モータ軸、126 出力歯車、128 中間軸、130 大歯車、132 小歯車、140 蓄電装置、200 直流電源、202,224 電圧センサ、210 昇降圧コンバータ、220 電源ライン、222 平滑コンデンサ、230 アースライン、240,250 インバータ、241,242,251,252 電流センサ、243,253 位置センサ、270U,280U U相コイル巻線、270V,280V V相コイル巻線、270W,280W W相コイル巻線、275 磁石、300 ハイブリッドECU、310 MG1−WCU、320 MG2−ECU、400 副蓄電装置、410 DC/DCコンバータ、B 電池ユニット、D11〜D16,D21〜D26 逆並列ダイオード、L1 リアクトル、MG1 第1モータジェネレータ、MG2 第2モータジェネレータ、Q11〜Q16,Q21〜Q26,Q31,Q32 スイッチング素子、R1 抵抗、SMRB,SMRP,SMRG システムリレー、T11〜T16,T21〜T26 駆動回路。
Claims (6)
- 第1および第2電源線へ第1の直流電圧を供給可能に設けられた電源と、
前記電源と前記第1および第2電源線との接続および遮断を行なう接続部と、
前記第1および第2電源線間に接続された電荷蓄積部と、
前記第1および第2電源線間の第1の直流電圧を受けて、モータを駆動制御する電力に変換する電力変換装置と、
前記電力変換装置の故障を診断する故障診断装置とを備え、
前記電力変換装置は、
前記第1および第2電源線間に互いに並列接続され、かつ、各々が、前記第1および第2電源線間に直列接続された第1および第2の半導体スイッチング素子を含む複数のアームと、
前記複数のアームのいずれかに異常が検出された場合には、異常検出信号を出力する自己保護回路とを含み、
前記故障診断装置は、
前記異常検出信号に応じて前記モータの運転を禁止した後に、前記接続部を遮断状態とする電源遮断手段と、
前記接続部の遮断状態において、前記複数のアームの前記第1および第2の半導体スイッチング素子を順次ターンオンさせたときに前記自己保護回路から出力される前記異常検出信号に基づいて、短絡故障した半導体スイッチング素子を検出する短絡故障検出手段とを含む、モータ駆動装置。 - 前記短絡故障検出手段は、前記複数のアームのうちの第1のアームにおいて、前記第1および第2の半導体スイッチング素子をターンオンさせたときに前記自己保護回路から前記異常検出信号が出力されたことに応じて、前記第1のアームの前記第2の半導体スイッチング素子の他方が短絡故障していると判定する、請求項1に記載のモータ駆動装置。
- 前記第1および第2電源線に対して前記電源と並列に接続され、前記第1の直流電圧よりも低い第2の直流電圧を受けて駆動される負荷と、
前記負荷と前記第1および第2電源線の間で前記第1の直流電圧を前記第2の直流電圧へ変換する電圧変換装置とをさらに備え、
前記電源遮断手段は、前記異常検出信号に応じて、前記モータの運転を禁止するとともに、前記負荷および前記電圧変換装置の運転を禁止する、請求項2に記載のモータ駆動装置。 - 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、
動力を出力するための出力部材と、
前記出力部材、前記エンジンの出力軸および前記第1のモータジェネレータの出力軸を相互に連結する動力分割機構と、
前記出力部材と連結された第2のモータジェネレータと、
第1および第2電源線へ直流電圧を供給可能に設けられた電源と、
前記電源と前記第1および第2電源線との接続および遮断を行なう接続部と、
前記第1および第2電源線間に接続された電荷蓄積部と、
前記第1および第2電源線間の直流電圧を受けて、前記第1のモータジェネレータを駆動制御する電力に変換する第1の電力変換装置と、
前記第1および第2電源線間の直流電圧を受けて、前記第2のモータジェネレータを駆動制御する電力に変換する第2の電力変換装置と、
前記第1および第2の電力変換装置の故障を診断する故障診断装置とを備え、
各前記第1および第2の電力変換装置は、
前記第1および第2電源線間に互いに並列に接続され、かつ、各々が、前記第1および第2電源線間に直列接続された第1および第2の半導体スイッチング素子を含む複数のアームと、
前記複数のアームのいずれかに異常が検出された場合には、異常検出信号を出力する自己保護回路とを含み、
前記故障診断装置は、
前記第1および第2の電力変換装置の少なくとも一方からの前記異常検出信号に応じて前記第1および第2のモータジェネレータの運転を禁止した後に、前記接続部を遮断状態とする電源遮断手段と、
前記接続部の遮断状態において、異常が検出された電力変換装置における前記複数のアームの前記第1および第2の半導体スイッチング素子を順次ターンオンさせたときに前記自己保護回路から出力される前記異常検出信号に基づいて、短絡故障した半導体スイッチング素子を検出する短絡故障検出手段とを含む、ハイブリッド駆動装置。 - 前記第1の電力変換装置の故障時に、前記第2のモータジェネレータによる退避運転を指示する異常制御装置をさらに備え、
前記異常制御装置は、前記接続部を接続状態とした後に、前記第2のモータジェネレータの運転を許可する、請求項4に記載のハイブリッド駆動装置。 - 前記接続部は、
前記電源の一方極と前記第1電源線との間に接続された第1のリレーと、
前記電源の一方極に前記第1のリレーと並列に接続された第2のリレーおよび抵抗とを含み、
前記異常制御装置は、前記電源からの直流電圧と前記電荷蓄積部の端子間電圧との電圧差に基づいて前記第1および第2のリレーのオン・オフ動作を制御する、請求項5に記載のハイブリッド駆動装置。
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