JP7841518B2

JP7841518B2 - 駆動装置

Info

Publication number: JP7841518B2
Application number: JP2023174343A
Authority: JP
Inventors: 有輔川村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2023-10-06
Filing date: 2023-10-06
Publication date: 2026-04-07
Anticipated expiration: 2043-10-06
Also published as: JP2025064512A

Description

本開示は、駆動装置に関する。

従来、この種の駆動装置としては、エンジンと、モータと、モータを駆動するインバータと、インバータに電力ラインを介して接続されたバッテリと、モータの各相の電流を検出する複数の電流センサと、インバータを制御するＭＧＥＣＵと、ＭＧＥＣＵと通信を行なうハイブリッドＥＣＵとを備え、ＭＧＥＣＵが、複数の電流センサからの情報により少なくともインバータの一相短絡を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－４７０８３号公報

こうした駆動装置において、ＭＧＥＣＵ（第１制御装置）とハイブリッドＥＣＵ（第２制御装置）との通信途絶が生じているとき、即ち、第２制御装置が第１制御装置からインバータの短絡異常に関連する短絡異常情報を受信することができないときでも、第２制御装置がインバータの短絡異常を検知可能とすることが課題とされている。本開示の駆動装置は、第１制御装置と第２制御装置との通信途絶が生じているときでも第２制御装置がインバータの短絡異常を検知可能とすることを主目的とする。

本開示の駆動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。本開示の駆動装置は、モータと、複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記モータを駆動するインバータと、前記インバータに電力ラインを介して接続された蓄電装置と、前記インバータを制御する第１制御装置と、前記第１制御装置と通信を行なう第２制御装置とを備え、前記第１制御装置は、前記インバータの短絡異常を検知したときには、前記短絡異常に関連する短絡異常情報を前記第２制御装置に送信し、前記第２制御装置は、前記短絡異常情報を前記第１制御装置から受信した異常受信時に、前記インバータの短絡異常が生じたと判定する、駆動装置であって、前記第２制御装置は、前記第１制御装置との通信途絶と前記蓄電装置の電流の絶対値が所定値以上であることとを検知した両検知時にも、前記インバータの短絡異常が生じたと判定する、ことを要旨とする。

本開示の駆動装置において、第１制御装置は、インバータの短絡異常を検知したときには、短絡異常に関連する短絡異常情報を第２制御装置に送信し、第２制御装置は、短絡異常情報を第１制御装置から受信した異常受信時に、インバータの短絡異常が生じたと判定する。また、第２制御装置は、第１制御装置との通信途絶と蓄電装置の電流の絶対値が所定値以上であることとを検知した両検知時にも、インバータの短絡異常が生じたと判定する。インバータに短絡異常が生じると、インバータに電力ラインを介して接続された蓄電装置にも、絶対値の比較的大きな電流が流れる。このため、こうした処理により、第２制御装置は、第１制御装置と第２制御装置との通信途絶が生じているとき、即ち、第１制御装置から短絡異常情報を受信することができないときでも、インバータの短絡異常を検知することができる。

本開示の駆動装置において、前記両検知時は、前記第１制御装置との通信途絶を検知しつつ前記蓄電装置の電流の絶対値が前記所定値以上であることを検知したときを含むものとしてもよい。また、前記両検知時は、前記蓄電装置の電流の絶対値が前記所定値以上であることを検知してから所定時間内に前記第１制御装置との通信途絶を検知したときを含むものとしてもよい。

本開示の駆動装置において、前記電力ラインの電力を降圧して第２電力ラインに供給するＤＣ／ＤＣコンバータを更に備え、前記第１制御装置は、前記駆動系の短絡異常が生じたと判定したときには、前記インバータがゲート遮断されるように前記インバータを制御し、前記第２制御装置は、前記インバータの短絡異常が生じたと判定したときには、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを停止させ、前記電力ラインに電流が流れているか否かに基づいて前記複数のスイッチング素子の少なくとも１つが溶着しているか否かを判定するものとしてもよい。こうすれば、第１制御装置と第２制御装置との通信途絶が生じているときに第２制御装置がインバータの短絡異常を検知したときに、第２制御装置は、インバータの複数のスイッチング素子の少なくとも１つが溶着しているか否かを判定することができる。

本開示の実施形態の駆動装置を搭載する車両２０の概略構成図である。車両２０の高電圧系の概略構成図である。ＨＶＥＣＵ７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。モータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０との通信途絶中にインバータ３２の短絡異常が生じたときの様子の一例を示すタイムチャートである。

本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本開示の実施形態の駆動装置を搭載する車両２０の概略構成図であり、図２は、車両２０の高電圧系の概略構成図である。図１に示すように、実施形態の車両２０は、エンジン２２と、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４と、モータジェネレータ３０と、インバータ３２と、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）３４と、動力伝達装置４０と、高電圧バッテリ５０と、リレー５４と、低電圧バッテリ６０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０とを備える。エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０とは、共用通信線（ＣＡＮバス）９０を介して互いに通信可能となっている。

エンジン２２は、燃料タンクからのガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料を用いて吸気、圧縮、膨張（爆発燃焼）、排気の４行程により動力を出力する内燃機関として構成されている。エンジン２２のクランクシャフト２３は、動力伝達装置４０のトルクコンバータ４１に接続されている。

エンジンＥＣＵ２４は、マイクロコンピュータを備えており、マイクロコンピュータは、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有する。エンジンＥＣＵ２４は、各種センサからの信号を入力ポートを介して入力している。例えば、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２のクランクシャフト２３の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θｃｒや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温を入力している。エンジンＥＣＵ２４は、各種制御信号を出力ポートを介して出力している。例えば、エンジンＥＣＵ２４は、スロットルバルブへの制御信号や、燃料噴射弁への制御信号、点火プラグへの制御信号を出力している。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３ａからのエンジン２２のクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

エンジン２２のクランクシャフト２３には、エンジン２２をクランキングするためのスタータ２６が接続されている。スタータ２６は、低電圧バッテリ６０やＤＣ／ＤＣコンバータ６４、補機（図示省略）と共に低電圧系電力ライン６２に接続されている。また、エンジン２２のクランクシャフト２３には、プーリ２２ａが取り付けられている。

モータジェネレータ３０は、同期発電電動機として構成されており、回転子コアに永久磁石が埋め込まれた回転子と、固定子コアに三相コイルが巻回された固定子とを有する。モータジェネレータ３０の回転子が取り付けられた回転軸には、プーリ３０ａが取り付けられている。上述のプーリ２２ａおよびプーリ３０ａには、ベルト２８が巻き掛けられている。

インバータ３２は、モータジェネレータ３０の駆動に用いられる。インバータ３２は、高電圧バッテリ５０およびＤＣ／ＤＣコンバータ６４と共に高電圧系電力ライン５２に接続されている。図２に示すように、インバータ３２は、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１～Ｔ１６と、６つのトランジスタＴ１１～Ｔ１６のそれぞれに並列に接続された６つのダイオードＤ１１～Ｄ１６とを有する。トランジスタＴ１１～Ｔ１６としては、例えば、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどが用いられる。トランジスタＴ１１～Ｔ１６は、それぞれ、高電圧系電力ライン５２の正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように２つずつペアで配置されている。トランジスタＴ１１～Ｔ１６の対となる２つのトランジスタの接続点の各々は、モータ３２の三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）コイルの各々に接続されている。したがって、インバータ３２に電圧が作用しているときに、モータＥＣＵ３４によって、対となるトランジスタＴ１１～Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに磁界が形成され、モータ３２が力行駆動または回生駆動される。

モータＥＣＵ３４は、エンジンＥＣＵ２４と同様のマイクロコンピュータを備える。モータＥＣＵ３４は、各種センサからの信号を入力ポートを介して入力している。例えば、モータＥＣＵ３４は、モータジェネレータ３０の回転子の回転位置を検出する回転位置センサ３１ａからの回転位置θｍや、モータジェネレータ３０の各相の相電流を検出する電流センサ３１ｕ，３１ｖ，３１ｗからの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを入力している。モータＥＣＵ３４は、インバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６への制御信号を出力ポートを介して出力している。モータＥＣＵ３４は、回転位置センサ３１ａからのモータジェネレータ３０の回転子の回転位置θｍに基づいてモータジェネレータ３０の電気角θｅや回転数Ｎｍを演算している。

動力伝達装置４０は、トルクコンバータ４１と、自動変速機４２とを備える。トルクコンバータ４１は、一般的な流体伝動装置として構成されており、エンジン２２のクランクシャフト２３に接続されたポンプインペラや、自動変速機４２の入力軸に接続されたタービンランナ、タービンランナからポンプインペラへの作動油の流れを整流するステータ、ステータの回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチ、ポンプインペラとタービンランナとの連結および連結の解除を行なう油圧駆動のロックアップクラッチを有する。トルクコンバータ４１は、エンジン２２からの動力を自動変速機４２の入力軸にトルクを増幅してまたは増幅することなく伝達する。自動変速機４２は、例えば４段～１０段変速の自動変速機として構成されており、入力軸や出力軸、少なくとも１つの遊星歯車機構、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）を有する。入力軸は、トルクコンバータ４１に接続されており、出力軸は、駆動輪ＤＷにドライブシャフトＤＳおよびデファレンシャルギヤＤＦを介して連結された駆動軸４６に接続されている。自動変速機４２は、トルクコンバータ４１から入力軸に伝達された動力を複数段階に変速して出力軸に伝達する。なお、自動変速機は、例えば、無段変速機（ＣＶＴ）やデュアルクラッチトランスミッションなどであってもよい。

高電圧バッテリ５０は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池として構成されており、上述したように、インバータ３２と共に高電圧系電力ライン５２に接続されている。リレー５４は、高電圧系電力ライン５２に設けられ、インバータ３２側と高電圧バッテリ５０側との接続および遮断を行なう。低電圧バッテリ６０は、定格電圧が高電圧バッテリ５０よりも低い例えば鉛電池などとして構成されており、上述したように、スタータ２６や補機と共に低電圧系電力ライン６２に接続されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、高電圧系電力ライン５２のリレー５４よりもインバータ３２側と低電圧系電力ライン６２とに接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、高電圧系電力ライン５２の電力を降圧して低電圧系電力ライン６２に供給する。

ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４と同様のマイクロコンピュータを備える。ＨＶＥＣＵ７０は、各種センサからの信号を入力ポートを介して入力している。例えば、ＨＶＥＣＵ７０は、動力伝達装置４０の入力軸（トルクコンバータの入力側）の回転数を検出する回転数センサからの回転数Ｎｔ１や、自動変速機の入力軸の回転数を検出する回転数センサからの回転数Ｎｔ２、自動変速機の出力軸の回転数を検出する回転数センサからの回転数Ｎｔ３を入力している。ＨＶＥＣＵ７０は、高電圧バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサ５１ａからの電圧Ｖｂ１や、高電圧バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電流Ｉｂ１、低電圧バッテリ６０の端子間に取り付けられた電圧センサ６１ａからの電圧Ｖｂ２、低電圧バッテリ６０の出力端子に取り付けられた電流センサ６１ｂからの電流Ｉｂ２も入力している。ＨＶＥＣＵ７０は、高電圧系電力ライン５２に取り付けられた電圧センサからの高電圧系電圧ＶＨや、低電圧系電力ライン６２に取り付けられた電圧センサからの低電圧系電圧ＶＬも入力している。ＨＶＥＣＵ７０は、スタートスイッチ８０からのスタート信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３の踏込量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏込量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ８７からの車速Ｖも入力している。

ＨＶＥＣＵ７０は、各種制御信号を出力ポートを介して出力している。例えば、ＨＶＥＣＵ７０は、スタータ２６への制御信号や、動力伝達装置４０への制御信号、リレー５４への制御信号、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４への制御信号を出力している。ＨＶＥＣＵ７０は、電流センサ５１ｂからの高電圧バッテリ５０の電流Ｉｂ１の積算値や電圧センサ５１ａからの高電圧バッテリ５０の電圧Ｖｂ１に基づいて高電圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ１を演算したり、電流センサ６１ｂからの低電圧バッテリ６０の電流Ｉｂ２の積算値や電圧センサ６１ａからの低電圧バッテリ６１の電圧Ｖｂ２に基づいて低電圧バッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣ２を演算したりしている。

実施形態の車両２０では、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて動力伝達装置４０の自動変速機４２の目標変速段Ｇｓ＊を設定し、自動変速機４２の変速段Ｇｓが目標変速段Ｇｓ＊となるように動力伝達装置４０を制御する。また、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと自動変速機４２の変速段Ｇｓとに基づいて自動変速機４２の入力軸に要求される要求トルクＴｄ＊を設定すると共に、高電圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ１に基づく高電圧バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊に基づいてモータジェネレータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定する。充放電要求パワーＰｂ＊は、蓄電割合ＳＯＣが制御中心ＳＯＣ＊に近づくように設定される。続いて、要求トルクＴｄ＊とモータジェネレータ３０のトルク指令Ｔｍ＊とに基づいてエンジン２２に要求される要求トルクＴｅ＊を設定し、要求トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にトルク指令Ｔｍ＊をモータＥＣＵ３４に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標トルクＴｅ＊に基づいて運転されるようにエンジン２２の運転制御（吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御など）を行なう。モータＥＣＵ３４は、モータジェネレータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６のスイッチング制御を行なう。

また、実施形態の車両２０では、モータＥＣＵ３４は、短絡異常判定処理によりインバータ３２の短絡異常（一部の相が短絡する異常）を検知すると、短絡異常フラグＦｓｃｍｇに値１を設定し、インバータ３２のゲート遮断処理を実行すると共にインバータ３２の短絡異常に関連する短絡異常情報（例えば、短絡異常フラグＦｓｃｍｇが値１である情報）をＨＶＥＣＵ７０に送信する。ここで、短絡異常判定処理では、モータＥＣＵ３４は、例えば、モータジェネレータ３０の各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの何れかの絶対値が所定時間Ｔｐ１１に亘って閾値Ｉｍｒｅｆ１以上である第１モータ電流条件が成立したときに、インバータ３２の短絡異常が生じたと判定する（インバータ３２の短絡異常を検知する）。インバータ３２のゲート遮断処理では、モータＥＣＵ３４は、インバータ３２がゲート遮断される（具体的には、トランジスタＴ１１～Ｔ１６の全てがオフとなる）ようにインバータ３２を制御する。

モータＥＣＵ３４は、インバータ３２のゲート遮断処理の開始後に、溶着判定処理を実行し、溶着判定処理を終了すると、溶着判定処理終了信号をＨＶＥＣＵ７０に送信する。ＨＶＥＣＵ７０は、溶着判定処理終了信号を受信すると、リレー５４をオフとする。ここで、溶着判定処理では、モータＥＣＵ３４は、例えば、溶着判定時間において、モータジェネレータ３０の各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの何れかの絶対値が所定時間Ｔｐ１２に亘って閾値Ｉｍｒｅｆ２以上である第２モータ電流条件が成立したときには、インバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６の少なくとも１つ（短絡異常の原因になったトランジスタ）が溶着（オン故障）していると判定し、第２モータ電流条件が成立しないときには、インバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６の何れも溶着していない（例えば、短絡異常の原因となったトランジスタがオフ故障したなど）と判定する。

次に、実施形態の車両２０に搭載される駆動装置の動作について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、インバータ３２の短絡異常を検知していないときに繰り返し実行される。本ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、通信途絶フラグＦｃｄや大電流フラグＦｉを入力する（ステップＳ１００）。

ここで、通信途絶フラグＦｃｄは、ＨＶＥＣＵ７０により実行される通信途絶フラグ設定処理により設定された値が入力される。通信途絶フラグ設定処理では、ＨＶＥＣＵ７０は、モータＥＣＵ３４との通信途絶を検知していないときには、通信途絶フラグＦｃｄに値０を設定し、モータＥＣＵ３４との通信途絶を検知しているときには、通信途絶フラグＦｃｄに値１を設定する。ＨＶＥＣＵ７０は、モータＥＣＵ３４に応答要求信号を送信して所定時間Ｔｐ２１内にモータＥＣＵ３４から応答信号を受信しないときや、所定時間Ｔｐ２２に亘ってモータＥＣＵ３４から何の信号も受信しないときなどに、モータＥＣＵ３４との通信途絶を検知する。所定時間Ｔｐ２２としては、例えば、所定時間Ｔｐ２１と同程度の時間が用いられる。

大電流フラグＦｉは、ＨＶＥＣＵ７０により実行される大電流フラグ設定処理により設定された値が入力される。大電流フラグ設定処理では、ＨＶＥＣＵ７０は、スタートスイッチ８０がオンされたときなどに、大電流フラグＦｉに初期値としての値０を設定し、高電圧バッテリ５０の電流Ｉｂ１の絶対値が所定時間Ｔｐ３１に亘って閾値Ｉｂｒｅｆ１以上である第１バッテリ電流条件が成立したときに、大電流フラグＦｉに値１を設定し（値０から値１に切り替え）、その後に所定時間Ｔｐ３２が経過したときに、大電流フラグＦｉに値０を設定する（値１から値０に切り替える）。なお、上述したように、モータＥＣＵ３４は、インバータ３２の短絡異常を検知するとインバータ３２のゲート遮断処理を実行する。これにより、インバータ３２に高電圧系電力ライン５２を介して接続される高電圧バッテリ５０の電流Ｉｂ１の絶対値も低下すると想定される。

ステップＳ１００で通信途絶フラグＦｃｄや大電流フラグＦｉを入力すると、通信途絶フラグＦｃｄが値１であるか否かを判定すると共に（ステップＳ１１０）、大電流フラグＦｉが値１であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１１０で通信途絶フラグＦｃｄが値０であると判定したときやステップＳ１２０で大電流フラグＦｉが値０であると判定したときには、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１１０で通信途絶フラグＦｃｄが値１であると判定し且つステップＳ１２０で大電流フラグＦｉが値１であると判定したときには、インバータ３２の短絡異常が生じたと判定し（インバータ３２の短絡異常を検知し）、短絡異常フラグＦｓｃｈｖに値１を設定する（ステップＳ１３０）。ここで、通信途絶フラグＦｃｄおよび大電流フラグＦｉが共に値１であるときとしては、ＨＶＥＣＵ７０が、モータＥＣＵ３４との通信途絶を検知しつつ高電圧バッテリ５０の電流Ｉｂ１の絶対値が閾値Ｉｂｒｅｆ１以上であることを検知したときや、ＨＶＥＣＵ７０が、高電圧バッテリ５０の電流Ｉｂ１の絶対値が閾値Ｉｂｒｅｆ１以上であることを検知してから所定時間Ｔｐ３２内にモータＥＣＵ３４との通信途絶を検知したときを想定することができる。

ＨＶＥＣＵ７０とモータＥＣＵ３４とで通信途絶が生じているときには、モータＥＣＵ３４がインバータ３２の短絡異常を検知しても、ＨＶＥＣＵ７０は、モータＥＣＵ３４から短絡異常情報を受信することができない。ところで、インバータ３２の短絡異常が生じると、モータジェネレータ３０およびインバータ３２の一部の相の相電流（例えば、Ｕ相の相電流Ｉｕ）の絶対値が大きくなるため、インバータ３２に高電圧系電力ライン５２を介して接続された高電圧バッテリ５０の電流Ｉｂ１の絶対値も大きくなると想定される。これらを踏まえて、実施形態では、ＨＶＥＣＵ７０は、通信途絶フラグＦｃｄが値１であり且つ大電流フラグＦｉが値１であるとき、具体的には、モータＥＣＵ３４との通信途絶を検知しつつ高電圧バッテリ５０の電流Ｉｂ１の絶対値が閾値Ｉｂｒｅｆ１以上であることを検知したときや、高電圧バッテリ５０の電流Ｉｂ１の絶対値が閾値Ｉｂｒｅｆ１以上であることを検知してから所定時間Ｔｐ３２内にモータＥＣＵ３４との通信途絶を検知したときに、インバータ３２の短絡異常が生じたと判定する（インバータ３２の短絡異常を検知する）ものとした。これにより、ＨＶＥＣＵ７０は、モータＥＣＵ３４との通信途絶が生じているとき、即ち、モータＥＣＵ３４から短絡異常情報を受信することができないときでも、インバータ３２の短絡異常を検知することができる。

続いて、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４を停止させ（ステップＳ１４０）、所定時間Ｔｐ４１が経過するのを待つ（ステップＳ１５０）。ここで、所定時間Ｔｐ４１は、インバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６の何れも溶着していない（例えば、短絡異常の原因となったトランジスタがオフ故障したなど）ときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４の除励に要する時間として予め定められる。

そして、高電圧系電力ライン５２に電流が流れているか否かを判定する（ステップＳ１７０）。この判定処理では、例えば、電流判定時間において、高電圧系電力ライン５２に接続された高電圧バッテリ５０の電流Ｉｂ１の絶対値が所定時間Ｔｐ５１に亘って閾値Ｉｂｒｅｆ２以上である第２バッテリ電流条件が成立するときには、高電圧系電力ライン５２に電流が流れていると判定し、第２バッテリ電流条件が成立しないときには、高電圧系電力ライン５２に電流が流れていないと判定する。

ステップＳ１７０で高電圧系電力ライン５２に電流が流れていると判定したときには、インバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６の少なくとも１つ（短絡異常の原因になったトランジスタ）が溶着（オン故障）していると判定する。この場合、溶着フラグＦｗｌに値１を設定し（ステップＳ１８０）、リレー５４をオフとして（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ１７０で高電圧系電力ライン５２に電流が流れていないと判定したときには、インバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６の何れも溶着していない（例えば、短絡異常の原因となったトランジスタがオフ故障したなど）と判定する。この場合、ステップＳ１８０の処理をスキップし（溶着判定フラグＦｗｌを値０で保持し）、リレー５４をオフとして（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。これらの処理により、モータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０との通信途絶が生じているときにＨＶＥＣＵ７０がインバータ３２の短絡異常を検知したときに、ＨＶＥＣＵ７０は、インバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６の少なくとも１つが溶着しているか否かを判定することができる。

図４は、モータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０との通信途絶中にインバータ３２の短絡異常が生じたときの様子の一例を示すタイムチャートである。図４では、短絡異常フラグＦｓｃｍｇ、インバータ３２のゲート遮断処理の実行有無、モータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０との通信途絶の有無、高電圧バッテリ５０の電流Ｉｂ１の絶対値、通信途絶フラグＦｃｄ、大電流フラグＦｉ、短絡異常フラグＦｓｃｈｖ、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４の駆動／停止、溶着フラグＦｗｌについて示した。モータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０との通信途絶の有無、高電圧バッテリ５０の電流Ｉｂ１の絶対値は、事象（現象）であり、短絡異常フラグＦｓｃｍｇ、インバータ３２のゲート遮断処理の実行有無は、モータＥＣＵ３４の処理に関連するものであり、通信途絶フラグＦｃｄ、大電流フラグＦｉ、短絡異常フラグＦｓｃｈｖ、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４の駆動／停止、溶着フラグＦｗｌは、ＨＶＥＣＵ７０の処理に関連するものである。

図示するように、モータＥＣＵ３２は、時刻ｔ１２に、モータジェネレータ３０の各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの絶対値に基づく第１モータ電流条件の成立に伴ってインバータ３２の短絡異常を検知すると、短絡異常フラグＦｓｃｍｇを値０から値１に切り替え、インバータ３２のゲート遮断処理を実行すると共に短絡異常情報をＨＶＥＣＵ７０に送信しようとする。ただし、時刻ｔ１２よりも前の時刻ｔ１０からモータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０との通信途絶が生じているため、ＨＶＥＣＵ７０は、短絡異常情報を受信することができない。ＨＶＥＣＵ７０は、時刻ｔ１０よりも後の時刻ｔ１１に、高電圧バッテリ５０の電流Ｉｂ１の絶対値に基づく第１バッテリ電流条件の成立に伴って、大電流フラグＦｉを値０から値１に切り替える。このとき、ＨＶＥＣＵ７０は、モータＥＣＵ３４との通信途絶を検知（確定）しておらずに通信途絶フラグＦｃｄが値０であるため、短絡異常フラグＦｓｃｈｖを値０で保持する。その後の時刻ｔ１３に、ＨＶＥＣＵ７０は、モータＥＣＵ３４との通信途絶を検知すると、通信途絶フラグＦｃｄを値０から値１に切り替え、大電流フラグＦｉおよび通信途絶フラグＦｓｃが共に値１であることを条件としてインバータ３２の短絡異常が生じたと判定し、短絡異常フラグＦｓｃｈｖを値０から値１に切り替える。このようにして、ＨＶＥＣＵ７０は、モータＥＣＵ３４との通信途絶が生じているとき、即ち、モータＥＣＵ３４から短絡異常情報を受信することができないときでも、インバータ３２の短絡異常を検知することができる。そして、ＨＶＥＣＵ７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４を停止させ、その後の時刻ｔ１４に、高電圧系電力ライン５２に電流が流れていると判定すると、インバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６の少なくとも１つ（短絡異常の原因になったトランジスタ）で溶着（オン故障）が生じていると判定し、溶着フラグＦｗｌを値０から値１に切り替える。このようにして、トランジスタＴ１１～Ｔ１６の少なくとも１つの溶着を検知することができる。

以上説明した本実施形態の車両２０に搭載される駆動装置では、ＨＶＥＣＵ７０は、通信途絶フラグＦｃｄが値１であり且つ大電流フラグＦｉが値１であるとき、具体的には、モータＥＣＵ３４との通信途絶を検知しつつ高電圧バッテリ５０の電流Ｉｂ１の絶対値が閾値Ｉｂｒｅｆ１以上であることを検知したときや、高電圧バッテリ５０の電流Ｉｂ１の絶対値が閾値Ｉｂｒｅｆ１以上であることを検知してから所定時間Ｔｐ３２内にモータＥＣＵ３４との通信途絶を検知したときに、インバータ３２の短絡異常が生じたと判定する。これにより、ＨＶＥＣＵ７０は、モータＥＣＵ３４との通信途絶が生じているとき、即ち、モータＥＣＵ３４から短絡異常情報を受信することができないときでも、インバータ３２の短絡異常を検知することができる。

また、実施形態の車両２０に搭載される駆動装置では、ＨＶＥＣＵ７０は、通信途絶フラグＦｃｄが値１であり且つ大電流フラグＦｉが値１であることによりインバータ３２の短絡異常が生じたと判定したときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４を停止させ、高電圧系電力ライン５２に電流が流れているか否かに基づいてインバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６の少なくとも１つが溶着しているか否かを判定する。これにより、モータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０との通信途絶が生じているときにインバータ３２の短絡異常を検知したときに、ＨＶＥＣＵ７０は、インバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６の少なくとも１つが溶着しているか否かを判定することができる。

上述した実施形態では、通信途絶フラグＦｃｄが値１であり且つ大電流フラグＦｉが値１であることによりインバータ３２の短絡異常が生じたと判定したときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４を停止させてインバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６の少なくとも１つが溶着しているか否かを判定し、その後にリレー５４をオフとするものとした。しかし、このときには、インバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６の少なくとも１つが溶着しているか否かを判定することなく、リレー５４をオフとしてもよい。

上述した実施形態では、エンジン２２とモータジェネレータ３０とを、２つのプーリ２２ａ，３０ａおよびベルト２８とによるベルト機構により接続した。しかし、エンジン２２とモータジェネレータ３０とを、チェーン機構により接続してもよいし、ギヤ機構を介して接続してもよいし、直結してもよい。

上述した実施形態では、モータジェネレータ３０およびインバータ３２について、３相としたが、３相以外、例えば、５相などであってもよい。

上述した実施形態では、第１蓄電装置として、高電圧バッテリ５０を用いたが、これに代えてまたは加えてキャパシタなどを用いてもよい。第２蓄電装置として、低電圧バッテリ６０を用いたが、これに代えてまたは加えてキャパシタなどを用いてもよい。

上述した実施形態では、車両２０に搭載される駆動装置は、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０とを備えたが、エンジンＥＣＵ２４とＨＶＥＣＵ７０とを一体に形成してもよい。即ち、モータを駆動するインバータを制御する第１制御装置と、第１制御装置と通信を行なう第２制御装置と、を備える構成であればよい。

上述した実施形態では、車両２０に搭載される駆動装置は、駆動輪ＤＷに動力伝達装置４０を介してエンジン２２が接続され、エンジン２２にプーリ２２ａ，３０ａおよびベルト２８を介してモータジェネレータ３０が接続され、モータジェネレータ３０を駆動するインバータ３２に高電圧系電力ライン５２を介して高電圧バッテリ５０が接続されるものとした。しかし、これに限定されるものではなく、モータと、複数のスイッチング素子のスイッチングによりモータを駆動するインバータと、インバータに電力ラインを介して接続された蓄電装置と、を備えるものであればよい。例えば、駆動輪に動力伝達装置を介してモータが接続され、モータにクラッチを介してエンジンが接続され、モータを駆動するインバータに電力ラインを介して蓄電装置が接続されてもよい。また、駆動輪にプラネタリギヤを介してエンジンおよび第１モータが接続され、駆動輪に第２モータが接続され、第１、第２モータをそれぞれ駆動する第１、第２インバータに共通の電力ラインを介して蓄電装置が接続されてもよい。さらに、駆動輪にモータが接続され、モータを駆動するインバータに電力ラインを介して蓄電装置が接続されてもよい。

実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施形態では、モータジェネレータ３０が「モータ」に相当し、インバータ３２が「インバータ」に相当し、高電圧バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、モータＥＣＵ４０が「第１制御装置」に相当し、エンジンＥＣＵ２４およびＨＶＥＣＵ７０が「第２制御装置」に相当する。

なお、実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本開示を実施するための実施形態について説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本開示は、駆動装置の製造産業などに利用可能である。

２０車両、３０モータジェネレータ、３１ａ回転位置センサ、３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ電流センサ、３２インバータ、３４モータＥＣＵ、４０動力伝達装置、４１トルクコンバータ、４２自動変速機、４６駆動軸、５０高電圧バッテリ、５１ａ電圧センサ、５１ｂ電流センサ、５２高電圧系電力ライン、５４リレー、６０低電圧バッテリ、６１ａ電圧センサ、６１ｂ電流センサ、６２低電圧系電力ライン、６４ＤＣ／ＤＣコンバータ、７０ＨＶＥＣＵ、８０スタートスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８７車速センサ、Ｄ１１～Ｄ１６ダイオード、Ｔ１１～Ｔ１６トランジスタ。

Claims

モータと、複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記モータを駆動するインバータと、前記インバータに電力ラインを介して接続された蓄電装置と、前記インバータを制御する第１制御装置と、前記第１制御装置と通信を行なう第２制御装置とを備え、
前記第１制御装置は、前記インバータの短絡異常を検知したときには、前記短絡異常に関連する短絡異常情報を前記第２制御装置に送信し、
前記第２制御装置は、前記短絡異常情報を前記第１制御装置から受信した異常受信時に、前記インバータの短絡異常が生じたと判定する、
駆動装置であって、
前記第２制御装置は、前記第１制御装置との通信途絶と前記蓄電装置の電流の絶対値が所定値以上であることとを検知した両検知時にも、前記インバータの短絡異常が生じたと判定する、
駆動装置。
請求項１記載の駆動装置であって、
前記両検知時は、前記第１制御装置との通信途絶を検知しつつ前記蓄電装置の電流の絶対値が前記所定値以上であることを検知したときを含む、
駆動装置。
請求項１記載の駆動装置であって、
前記両検知時は、前記蓄電装置の電流の絶対値が前記所定値以上であることを検知してから所定時間内に前記第１制御装置との通信途絶を検知したときを含む、
駆動装置。
請求項１ないし３のうちの何れか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
前記電力ラインの電力を降圧して第２電力ラインに供給するＤＣ／ＤＣコンバータを更に備え、
前記第１制御装置は、前記駆動系の短絡異常が生じたと判定したときには、前記インバータがゲート遮断されるように前記インバータを制御し、
前記第２制御装置は、前記インバータの短絡異常が生じたと判定したときには、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを停止させ、前記電力ラインに電流が流れているか否かに基づいて前記複数のスイッチング素子の少なくとも１つが溶着しているか否かを判定する、
駆動装置。