(57)【要約】【課題】縮退運転時の短絡電流によるモータジェネレータ駆動回路の素子故障の拡大を、より確実に防止することができるモータジェネレータ駆動制御装置の提供。【解決手段】２つのモータジェネレータの回転数、および、それに接続された各インバータ装置の異常を、縮退運転指示部３１０によりそれぞれ検出する。そして、異常が検出されると、制御装置３００は、異常が検出されたインバータ装置の作動を停止して、該インバータ装置に接続されたモータジェネレータが他のモータジェネレータにより連れ回される状態となるような運転指令を出力する。回転数指示部３３０は、連れ回されているモータジェネレータの回転数Ｎ１が所定許容回転数Ｎ１maxを超えたときに、異常でないインバータ装置に接続されたモータジェネレータの回転数Ｎ２を減少させるような運転指令（回転制御）を出力する。  【選択図】図５
2010011688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の出力軸へ動力を出力可能に連結された複数の回転電機を駆動制御する回転電機駆動制御装置であって、
前記複数の回転電機の回転数をそれぞれ検出する回転数検出部と、
前記複数の回転電機にそれぞれ接続された複数の回転電機駆動回路と、
前記複数の回転電機駆動回路の異常をそれぞれ検出する異常検出部と、
前記異常検出部により異常が検出されると、異常が検出された回転電機駆動回路の作動を停止して、該回転電機駆動回路に接続された回転電機が他の回転電機により連れ回される状態に制御する縮退運転制御部と、
前記連れ回されている回転電機の回転数が所定許容回転数を超えたときに、異常でない回転電機駆動回路に接続された回転電機の回転数を減少させる回転数制限部とを備えたことを特徴とする回転電機駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機駆動制御装置において、
前記所定許容回転数は、前記連れ回されている回転電機の誘起電圧および巻線抵抗に基づいて推定される電流値と回転数との相関特性と、回転電機駆動回路の耐電流値とに基づいて算出されることを特徴とする回転電機駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン及びモータを動力源とするハイブリッド車両が知られている。そのようなハイブリッド車両に複数のモータを搭載し、一方のモータに異常が発生した場合に、他方のモータのみを運転する退避運転を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
退避運転時には、例えば、第１のモータに異常が発生して第２のモータのみを駆動する退避運転を行った場合には、第１のモータが連れ回されて誘起電圧が発生することになる。そのため、インバータのスイッチング素子の短絡故障により退避運転となった場合には、誘起電圧によりインバータ内に短絡電流が発生し、さらなる素子損傷が発生してしまう可能性がある。
【０００４】
そのため、上記退避運転の際には、短絡電流を検知して、その値が所定値を超えた場合には第２モータの運転を禁止したり、第２モータの駆動回路への出力電力を制限して回転数を制御したりして、過電流によるその他の素子の損傷を防止するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０２８７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した技術では、電流が検知されてからモータの回転数制御が指示されるまでにタイムラグが生じて、異常電流が所定値を超過する可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る回転電機駆動制御装置は、共通の出力軸へ動力を出力可能に連結された複数の回転電機を駆動制御する回転電機駆動制御装置であって、複数の回転電機の回転数をそれぞれ検出する回転数検出部と、複数の回転電機にそれぞれ接続された複数の回転電機駆動回路と、複数の回転電機駆動回路の異常をそれぞれ検出する異常検出部と、異常検出部により異常が検出されると、異常が検出された回転電機駆動回路の作動を停止して、該回転電機駆動回路に接続された回転電機が他の回転電機により連れ回される状態に制御する縮退運転制御部と、連れ回されている回転電機の回転数が所定許容回転数を超えたときに、異常でない回転電機駆動回路に接続された回転電機の回転数を減少させる回転数制限部とを備えたことを特徴とする。
なお、所定許容回転数は、連れ回されている回転電機の誘起電圧および巻線抵抗に基づいて推定される電流値と回転数との相関特性と、回転電機駆動回路の耐電流値とに基づいて算出されることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、縮退運転時の短絡電流による回転電機駆動回路の素子故障の拡大を、より確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施形態に係る回転電機駆動制御装置について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。本発明の実施形態に係る回転電機駆動制御装置はハイブリッド型の電気自動車や純粋な電気自動車に適用可能であるが、代表例として、本発明の実施形態に係る回転電機駆動制御装置をハイブリッド型電気自動車に適用した場合の構成について説明する。
【００１０】
図１は、本実施の形態に係る回転電機駆動制御装置２００を備えたハイブリッド型電気自動車（以下、「ＨＥＶ」と記述する）１の概略構成を示す図である。図１において、ＨＥＶ１は２つの車両用駆動システムを備えている。１つは、内燃機関であるエンジン１２０を動力源としたエンジンシステムであり、主としてＨＥＶの駆動源として用いられる。他の１つは、モータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００を動力源とした車載電機システムであり、主としてＨＥＶ１の駆動源及びＨＥＶ１の電力発生源として用いられる。モータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００は例えば同期機あるいは誘導機であり、運転方法によりモータとしても発電機としても動作するので、ここではモータジェネレータと記す。
【００１１】
車体のフロント部には前輪車軸１１４が回転可能に軸支されている。前輪車軸１１４の両端には１対の前輪１１２が設けられている。車体のリア部には後輪車軸（図示省略）が回転可能に軸支されている。後輪車軸の両端には１対の後輪が設けられている。本実施形態におけるＨＥＶ１では、動力によって駆動される主輪を前輪１１２とし、連れ回される従輪を後輪とする、いわゆる前輪駆動方式を採用しているが、この逆、すなわち後輪駆動方式を採用しても構わない。
【００１２】
前輪車軸１１４の中央部には前輪側デファレンシャルギア（以下、「前輪側ＤＥＦ」と記述する）１１６が設けられている。前輪車軸１１４は前輪側ＤＥＦ１１６の出力側に機械的に接続されている。前輪側ＤＥＦ１１６の入力側には変速機１１８の出力軸が機械的に接続されている。前輪側ＤＥＦ１１６は、変速機１１８によって変速されて伝達された回転駆動力を左右の前輪車軸１１４に分配する差動式動力分配機構である。
【００１３】
変速機１１８の入力側にはモータジェネレータＭＧ１００の出力側が機械的に接続されている。モータジェネレータＭＧ１００の入力側には動力分配機構１２２を介してエンジン１２０の出力側及びモータジェネレータＭＧ２００の出力側が機械的に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１００の出力側は、モータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００およびエンジン１２０の出力が出力される共通の出力軸を構成している。尚、モータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００及び動力分配機構１２２は、変速機１１８の筐体の内部に収納されている。
【００１４】
動力分配機構１２２は複数の歯車から構成された差動機構である。モータジェネレータＭＧ１００の動力は変速機１１８に直接に伝達される。モータジェネレータＭＧ１００の軸は歯車１２９と同軸になっている。この構成により、モータジェネレータＭＧ１００に対して駆動電力の供給が無い場合には、歯車１２９に伝達された動力がそのまま変速機１１８の入力側に伝達される。エンジン１２０の作動によって歯車１２３が駆動されると、エンジン１２０の動力は歯車１２３から歯車１２４に、次に、歯車１２４から歯車１２６及び歯車１２８に、次に、歯車１２６及び歯車１２８から歯車１３０にそれぞれ伝達され、最終的には歯車１２９に伝達される。モータジェネレータＭＧ２００の作動によって歯車１２５が駆動されると、最終的には歯車１２９に伝達される。尚、動力分配機構１２２としては上述した差動機構に代えて、遊星歯車機構などの他の機構を用いても構わない。
【００１５】
モータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００は、回転子に永久磁石を備えた同期機であり、固定子の電機子巻線に供給される交流電力がインバータ装置１５０，２５０によって制御されることによりモータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００の駆動が制御される。インバータ装置１５０，２５０には直流電源１００が電気的に接続されており、直流電源１００とインバータ装置１５０，２５０との相互において電力の授受が可能である。
【００１６】
このように、本実施形態におけるＨＥＶ１では、モータジェネレータＭＧ１００及びインバータ装置１５０からなる第１電動発電ユニットと、モータジェネレータＭＧ２００及びインバータ装置２５０からなる第２電動発電ユニットとの２つを備え、運転状態に応じてそれらを使い分けている。すなわち、エンジン１２０からの動力によって車両を駆動している場合において、車両の駆動トルクをアシストする場合には第２電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン１２０の動力によって作動させて発電させ、その発電によって得られた電力によって第１電動発電ユニットを電動ユニットとして作動させる。また、同様の場合において、車両の車速をアシストする場合には第１電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン１２０の動力によって作動させて発電させ、その発電によって得られた電力によって第２電動発電ユニットを電動ユニットとして作動させる。
【００１７】
また、本実施形態では、直流電源１００の電力によって第１電動発電ユニットを電動ユニットとして作動させることにより、モータジェネレータＭＧ１００の動力のみによって車両の駆動ができる。さらに、本実施形態では、第１電動発電ユニット又は第２電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン１２０の動力或いは車輪からの動力によって作動させて発電させることにより、直流電源１００の充電ができる。
【００１８】
直流電源１００はさらに補機用のモータ１９５を駆動するための電源としても使用される。補機としては例えばエアコンディショナーのコンプレッサを駆動するモータ、あるいは制御用の油圧ポンプを駆動するモータであり、直流電源１００からインバータ４３装置に直流電力が供給され、インバータ装置４３で交流の電力に変換されてモータ１９５に供給される。前記インバータ装置４３はインバータ装置１５０，２５０と同様の機能を持ち、モータ１９５に供給する交流の位相や周波数、電力を制御する。例えばモータ１９５の回転子の回転に対し進み位相の交流電力を供給することにより、モータ１９５はトルクを発生する。一方、遅れ位相の交流電力を発生することで、モータ１９５は発電機として動作し、モータ１９５は回生制動状態の運転となる。
【００１９】
このようなインバータ装置４３の制御機能は、インバータ装置１５０，２５０の制御機能と同様である。モータ１９５の容量はモータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００の容量より小さいので、インバータ装置４３はインバータ装置１５０，２５０よりも最大変換電力が小さいが、インバータ装置４３の回路構成は基本的にインバータ装置１５０，２５０の回路構成と同じである。また、図示していないが、車両には低電圧電力（例えば、１４ボルト系電力）を供給するバッテリが搭載されており、以下に説明する制御装置に定電圧の直流電力を供給する。
【００２０】
図２は、図１に示したモータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００を駆動制御するための回転電機駆動装置２００の構成を説明する図である。回転電機駆動装置２００は、インバータ装置１５０，２５０と制御装置３００とを備えている。直流電源１００はリチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの２次電池で構成されるバッテリを備えており、電源ライン１１０，２１０とアースライン１２０，２２０との間に接続されて直流電圧を出力する。
【００２１】
モータジェネレータＭＧ１００は３相永久磁石同期モータであり、Ｕ相コイル巻線Ｃ１１０，Ｖ相コイル巻線Ｃ１２０，Ｗ相コイル巻線Ｃ１３０が共通の中性点Ｎ１０で接続されたＹ結線を有する。モータジェネレータＭＧ１００には、回転子の回転角を検出する回転角センサＲ４１０が設けられている。同様に、モータジェネレータＭＧ２００も３相永久磁石同期モータであり、Ｕ相コイル巻線Ｃ２１０，Ｖ相コイル巻線Ｃ２２０，Ｗ相コイル巻線Ｃ２３０が共通の中性点Ｎ２０で接続されたＹ結線を有する。モータジェネレータＭＧ２００には、回転子の回転角を検出する回転角センサＲ４２０が設けられている。
【００２２】
なお、本実施の形態では、1つの結線の配線を有するモータジェネレータを複数（図１，２では２つ）設ける構成としているが、図３に示すように１つの筐体内に２つのＹ結線を有する３相２Ｙモータジェネレータとしても良い。互いのＹ結線間は電気的に絶縁されており、筐体内には１つの回転角センサＲ４００が設けられている。
【００２３】
インバータ装置１５０は、Ｕ相アームを構成する電力用半導体スイッチング素子Ｔ１１，Ｔ１２と、Ｖ相アームを構成する電力用半導体スイッチング素子Ｔ１３，Ｔ１４と、Ｗ相アームを構成する電力用半導体スイッチング素子Ｔ１５，Ｔ１６と、各スイッチング素子のコレクタ−エミッタ間にエミッタからコレクタ方向に接続されたダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、平滑コンデンサ１３０を備えている。平滑コンデンサ１３０は、直流の電源装置１００に並列に接続されている。
【００２４】
Ｕ相電圧が発生されるスイッチング素子Ｔ１１，Ｔ１２の中間点は、相コイル巻線Ｃ１１０に電気的に接続される。Ｖ相電圧が発生されるスイッチング素子Ｔ１３，Ｔ１４の中間点は、Ｖ相コイル巻線Ｃ１２０に電気的に接続される。Ｗ相電圧が発生されるスイッチング素子Ｔ１５，Ｔ１６の中間点は、Ｗ相コイル巻線Ｃ１３０に電気的に接続される。スイッチング素子駆動回路Ｔ１０によりスイッチング素子Ｔ１１〜Ｔ１６をオンオフ動作させることで、電源装置１００の直流電圧を３相交流電圧に変換し、モータジェネレータＭＧ１００に供給する。
【００２５】
同様に、インバータ装置２５０は、Ｕ相アームを構成する電力用半導体スイッチング素子Ｔ２１，Ｔ２２と、Ｖ相アームを構成する電力用半導体スイッチング素子Ｔ２３，Ｔ２４と、Ｗ相アームを構成する電力用半導体スイッチング素子Ｔ２５，Ｔ２６と、各スイッチング素子のコレクタ−エミッタ間にエミッタからコレクタ方向に接続されたダイオードＤ２１〜Ｄ２６と、平滑コンデンサ２３０を備えている。平滑コンデンサ２３０は、直流の電源装置１００に並列に接続されている。
【００２６】
Ｕ相電圧が発生されるスイッチング素子Ｔ２１，Ｔ２２の中間点は、Ｕ相コイル巻線Ｃ２１０に電気的に接続される。Ｖ相電圧が発生されるスイッチング素子Ｔ２３，Ｔ２４の中間点は、Ｖ相コイル巻線Ｃ２２０に電気的に接続される。Ｗ相電圧が発生されるスイッチング素子Ｔ２５，Ｔ２６の中間点は、Ｗ相コイル巻線Ｃ２３０に電気的に接続される。スイッチング素子駆動回路Ｔ２０によりスイッチング素子Ｔ２１〜Ｔ２６をオンオフ動作させることで、電源装置１００の直流電圧を３相交流電圧に変換し、モータジェネレータＭＧ２００に供給する。
【００２７】
インバータ装置１５０，２５０のスイッチング素子Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６には、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）やＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ）などが用いられる。
【００２８】
制御装置３００は、上位の制御装置やセンサなどからの入力情報に基づいて、スイッチング素子Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６をオンオフ制御するためのタイミング信号（運転指令）を生成する。駆動回路Ｔ１０，Ｔ２０は、制御装置３００から出力された運転指令に基づいて、スイッチング素子Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６をオンオフ動作（スイッチング動作）させるためのドライブ信号を生成する。
【００２９】
制御装置３００は、スイッチング素子Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチングタイミングを演算処理するためのマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称する）を備えている。マイコンには、入力情報として、モータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００に対して要求される目標トルク値、不図示の電流センサにより検出されるモータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００の電流値信号および回転角センサＲ４１０，Ｒ４２０からの回転角信号が入力される。
【００３０】
マイコンは、目標トルク値に基づいてモータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００のｄ，ｑ軸の電流指令値を演算し、この演算されたｄ，ｑ軸の電流指令値と、検出されたｄ，ｑ軸の電流値との差分に基づいてｄ，ｑ軸の電圧指令値を演算し、この演算されたｄ，ｑ軸の電圧指令値を、検出された磁極位置に基づいてＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧指令値に変換する。そして、マイコンは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧指令値に基づく基本波（正弦波）と搬送波（三角波）との比較に基づいてパルス状の変調波であるＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成し、この信号をドライブ信号として駆動回路Ｔ１０，Ｔ２０に出力する。
【００３１】
本実施の形態における制御装置３００は、上述したような通常の正常時運転指令を出力するとともに、後述する縮退運転時には、誘起電圧による短絡電流によってインバータ装置内の素子が損傷するのを防止するために、制御装置３００の記憶部に格納された電流推定マップ（回転数制御設定）に基づいて、後述するような回転数制御指令を運転指令として出力する。なお、駆動回路Ｔ１０，Ｔ２０には、駆動制御が正常に行われているか否かを診断する回路が設けられており、正常に駆動制御できなくなった場合には制御不能であることを示す信号がその診断回路により発生される。その信号（異常診断情報）は、駆動回路Ｔ１０，Ｔ２０から制御装置３００へと入力される。
【００３２】
駆動回路Ｔ１０，Ｔ２０の故障によってモータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００のいずれか一方が駆動制御できなくなった場合、上述したように、駆動回路Ｔ１０，Ｔ２０から制御装置３００へ異常情報が入力される。制御装置３００は、異常とされる側のモータジェネレータの駆動を停止し、正常なモータジェネレータのみを駆動させる運転モードに移行する。本実施の形態では、この運転モードを縮退運転と呼ぶことにする。この縮退運転は前述した退避運転に対応している。
【００３３】
《縮退運転動作の説明》
図４は、本実施の形態における縮退運転動作の一例を説明するフローチャートである。図５は、制御装置３００における縮退運転制御を説明するブロック図である。なお、図５のブロック図はモータジェネレータＭＧ１００側に異常が生じた場合について示したものであり、モータジェネレータＭＧ２００側に異常が生じた場合も同様に表すことができる。
【００３４】
図５に示す縮退運転指示部３１０には、図２の駆動回路Ｔ１０，Ｔ２０から出力された異常診断情報が入力される。モータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００が正常運転可能な場合には、駆動回路Ｔ１０，Ｔ２０からは、正常状態を示す信号が異常診断情報として出力される。一方、モータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００が正常運転可能でない場合には、駆動回路Ｔ１０，Ｔ２０からは、異常状態を示す信号（異常信号）が異常診断情報として出力される。そして、縮退運転指示部３１０において異常信号が検出されると、図４に示す縮退運転動作に関する一連の処理が制御装置３００により繰り返し実行されることになる。
【００３５】
ステップＳ１００では、検出した異常信号が駆動回路Ｔ１０または駆動回路Ｔ２０のいずれから入力されたのか、縮退運転指示部３１０において判定する。ステップＳ１００において、異常信号が駆動回路Ｔ１０から入力されたと判定されるとステップＳ１１０へ進み、異常信号が駆動回路Ｔ２０から入力されたと判定されるとステップＳ２１０へ進む。
【００３６】
ステップＳ１１０では、駆動回路Ｔ１０からの異常信号の受信によりオンされるフラグＦ１０がオンか否かを判定する。ステップＳ１１０でＹＥＳと判定されると、ステップＳ１２０およびＳ１３０をスキップしてステップＳ１４０へ進む。一方、ステップＳ１１０でＮＯと判定されるとステップＳ１２０へ進んでフラグＦ１０をオンに設定する。その後、ステップＳ１３０へ進んで、インバータ装置１５０のスイッチング動作を停止し、モータジェネレータＭＧ２００のみを運転する縮退運転に設定する。すなわち、異常側のインバータ装置１５０のスイッチング素子Ｔ１１〜Ｔ１６がオフ状態とするような運転指令が、縮退運転指示部３１０から駆動回路Ｔ１０へ出力される。
【００３７】
また、駆動回路Ｔ１０からの異常信号を検出した縮退運転指示部３１０は、回転角センサＲ４１０から入力される回転角信号に基づいてモータジェネレータＭＧ１００の回転数Ｎ１を算出し、それを回転数比較部３２０へ出力する。さらに、縮退運転指示部３１０は、縮退運転時におけるモータジェネレータＭＧ１００の許容最大回転数Ｎ１maxを回転数比較部３２０へ出力する。このときの許容最大回転数Ｎ１maxは、以下のようにして決定する。
【００３８】
図６は、縮退運転時における許容最大回転数Ｎ１maxの推定方法の一例を示す図である。図６は、モータジェネレータＭ２００の回転によって連れ回されるモータジェネレータＭＧ１００の回転数Ｎ１と、インバータ装置１５０内に流れる電流との関係をマップ化したものである。連れ回されるモータジェネレータＭＧ１００の誘起電圧は、モータジェネレータＭＧ１００の回転数Ｎ１に比例して生じる。そして、その誘起電圧とモータ巻線抵抗とから、インバータ装置１５０内に流れる電流の電流値を推定することができる。回転数Ｎ１によらずモータ巻線抵抗を一定と仮定すれば、このときの電流は、図６のラインＩで示すように回転数Ｎ１に比例することになる。
【００３９】
縮退運転時には、誘起電圧によって生じる異常電流により、インバータ装置１５０内の素子に耐熱温度を超える高温が発生し、損傷などが発生するおそれがある。ここでは、このような損傷を防ぐための所定電流値Ｉ１００を設定する。そして、所定電流値Ｉ１００のラインとラインＩとの交点の回転数が上述した許容最大回転数Ｎ１maxとなる。そのため、縮退運転が可能な許容回転数範囲は、図中の矢印で示すＮ１００の範囲となる。図６に示すようなマップは、モータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００毎に得られ、それぞれの許容最大回転数をＮ１max、Ｎ２maxとする。
【００４０】
図５の縮退運転指示部３１０には、これらの許容最大回転数Ｎ１max、Ｎ２maxが格納されている。縮退運転指示部３１０は、駆動回路Ｔ１０から異常信号が入力された場合には許容最大回転数Ｎ１maxを回転数比較部３２０に出力し、駆動回路Ｔ２０から異常信号が入力された場合には許容最大回転数Ｎ２maxを回転数比較部３２０に出力する。
【００４１】
図４に戻って、ステップＳ１４０では、連れ回されているモータジェネレータＭＧ１００の回転数Ｎ１が許容最大回転数Ｎ１maxを超えたか否かを判定する。この判定は図５の回転数比較部３２０において行われ、回転数比較部３２０はその判定結果を回転数指示部３３０へ出力する。ステップＳ１４０において「Ｎ１＞Ｎ１max」と判定された場合にはステップＳ１５０へ進み、「Ｎ１≦Ｎ１max」と判定された場合にはステップＳ１６０へ進む。
【００４２】
ステップＳ１４０からステップＳ１６０へ進んだ場合には、通常の縮退運転指令（前述した、目標トルク値に基づく運転指令）が回転数指示部３３０から駆動回路Ｔ２０へ出力され、縮退運転が継続される。一方、ステップＳ１４０からステップＳ１５０へ進んだ場合には、モータジェネレータＭＧ２００の回転数を下げるような運転指令が、回転数指示部３３０から駆動回路Ｔ２０へ出力される。例えば、運転指令として、モータジェネレータＭＧ２００の電圧値ＶがＶ＝Ｖ−ΔＶとなるような電圧指令を出力する。ΔＶは一定値でも良いし、回転数の差分Ｎ１−Ｎ１maxに比例した値でも良い。このような運転指令が駆動回路Ｔ２０に入力されると、モータジェネレータＭＧ２００の回転数Ｎ２が減少し、連れ回されているモータジェネレータＭＧ１００の回転数Ｎ１も減少することになる。
【００４３】
なお、前述したように図４の一連の処理（縮退運転動作）は繰り返し実行され、一度ステップＳ１２０でフラグＦ１０がオンされると縮退運転指示部３１０から駆動回路Ｔ１０へ出力される運転指令は、縮退運転指令（スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ１６をオフ状態とする指令）に維持されたままとなる。また、一巡目のステップＳ１５０の処理によっても回転数Ｎ１が依然として「Ｎ１＞Ｎ１max」である場合には、二巡目のステップＳ１４０においてもＹＥＳと判定され、ステップＳ１５０の処理が再び実行される。二巡目のステップＳ１５０の処理が実行されると、さらに電圧ΔＶだけ下げるような電圧指令が駆動回路Ｔ２０へ出力される。一方、一巡目の処理で「Ｖ→Ｖ−ΔＶ」されたことにより、二巡目において回転数Ｎ１が「Ｎ１≦Ｎ１max」を満たすようになった場合には、ステップＳ１４０からステップＳ１６０へと進み、通常の縮退運転指令が継続されることになる。
【００４４】
図４のステップＳ１００で、異常信号が駆動回路Ｔ２０から入力されたと判定された場合には、ステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１０へ進んだ場合、ステップＳ１００からステップＳ１１０へ進んだ場合に対してモータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００の運転動作が逆になる点が異なるだけで、ステップＳ２１０からステップＳ２６０までの処理は、ステップＳ１１０からステップＳ１６０までの処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００４５】
前述したように、インバータ装置１５０，２５０のスイッチング素子の異常発生については、駆動回路Ｔ１０，Ｔ２０の診断機能によって検知可能であり、その異常情報は制御装置３００に送信される。しかし、発生した異常が短絡故障なのか開放故障なのかを識別することは困難である。
【００４６】
図７，８は異常電流発生を説明する図であり、図７は短絡故障発生の場合で、図８は開放故障発生の場合である。なお、図７，８では、１つの筐体内に２つのＹ結線を有する３相２ＹモータジェネレータＭＧ１００，ＮＧ２００を例に示した。
【００４７】
図７に示す短絡故障発生では、インバータ装置１５０のスイッチング素子Ｔ１２に短絡故障が発生してオン状態となり、スイッチング制御が不能となる例を示した。縮退運転時のモータジェネレータＭＧ２００の回転駆動に伴って、モータジェネレータＭＧ１００が連れ回されると、モータジェネレータＭＧ１００のコイル巻線Ｃ１１０，Ｃ１２０，Ｃ１３０に誘起電圧が発生する。
【００４８】
このような場合、インバータ装置１５０のスイッチング動作をオフしても、短絡経路が形成されるために、誘起電圧によって、コイル巻線Ｃ１１０〜スイッチング素子Ｔ１２〜アースライン１２０〜ダイオードＤ１４〜コイル巻線Ｃ１２０〜中性点Ｎ１０〜コイル巻線Ｃ１１０という電流経路が発生する。誘起電圧は回転数Ｎ１に比例することから、回転数Ｎ１が高くなると、形成された短絡経路に流れる異常電流が増大する。その結果、故障した個所以外の他素子に耐熱温度を超える高温が発生して、損傷などが発生するおそれがあった。
【００４９】
一方、図８に示す開放故障発生の例では、スイッチング素子Ｔ１２に開放故障が発生してオフ状態となり、スイッチング制御が不能となる。縮退運転時にモータジェネレータＭＧ２００が回転駆動され、それに伴いモータジェネレータＭＧ１００が連れ回されると、モータジェネレータＭＧ１００のコイル巻線Ｃ１１０，Ｃ１２０，Ｃ１３０に誘起電圧が発生する。
【００５０】
このような場合、インバータ装置１５０の駆動回路には開放経路が形成され、コイル巻線Ｃ１１０〜ダイオードＤ１１〜電源ライン１１０〜直流電源１００または平滑コンデンサ１３０の電流経路が発生し、直流電源１００または平滑コンデンサ１３０が充電される。同様に、ダイオードＤ１３，Ｄ１５を経由した電流経路が発生する。この場合、図７のように短絡経路が発生した場合に比べて、異常電流による他素子の破損の可能性は小さくなる。
【００５１】
上述したように、本実施の形態では、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ジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００を駆動制御する回転電機駆動制御装置において、モータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００の回転数をそれぞれ縮退運転指示部３１０で検出し、モータジェネレータＭＧ１００，ＭＧ２００に接続されたインバータ装置１５０，２５０でそれぞれを駆動し、インバータ装置１５０，２５０の異常を縮退運転指示部３１０でそれぞれ検出し、異常が検出されると、異常が検出されたインバータ装置１５０の作動を停止して、該インバータ装置１５０に接続されたモータジェネレータＭＧ１００が他のモータジェネレータＭＧ２００により連れ回される状態に制御するように制御装置３００は運転指令を出力し、回転数指示部３３０は、連れ回されているモータジェネレータＭＧ１００の回転数Ｎ１が所定許容回転数Ｎ１maxを超えたときに、異常でないインバータ装置２５０に接続されたモータジェネレータＭＧ２００の回転数Ｎ２を減少させるような運転指令（回転制御）を出力する。
【００５２】
その結果、上述した短絡故障および開放故障のいずれが発生した場合においても、縮退運転時に、連れ回されているモータジェネレータのインバータ装置の素子故障の拡大を防止することができる。なお、所定許容回転数Ｎ１maxは、連れ回されているモータジェネレータの誘起電圧および巻線抵抗に基づいて推定される電流値と回転数との相関特性と、モータジェネレータ駆動回路の耐電流値とに基づいて算出されるのが好ましい。
【００５３】
前述したように、従来の装置では、連れ回されている第１のモータの回転数が増加して短絡電流が増加し、短絡電流が実際に所定値を超えた場合に第２モータの運転を禁止したり、第２モータの駆動回路への出力電力を制限するようにしている。そのため、電流が検知されてからモータの回転数制御が指示されるまでにタイムラグが生じて、異常電流が所定値を超過する可能性があった。
【００５４】
しかしながら、上述した技術では、短絡電流の増加の原因である回転数の増加を検出し、回転数が許容最大回転数Ｎ１maxを超えたならば直ちにモータジェネレータＭＧ２００の回転数を下げるようにしているので、上述した回転数が増大して電流値が増大するまでのタイムラグを防止することができる。その結果、過電流による素子の損傷をより確実に防止することができる。特に、Ｖ＝Ｖ−ΔＶの処理を繰り返し行って回転数を下げるフィードバック処理においては、タイムラグも繰り返しの回数分だけ大きくなるので、タイムラグ防止の効果がより大きくなる。
【００５５】
なお、本実施の形態では２つのモータジェネレータが搭載されたハイブリッド型の電気自動車（ＨＥＶ）を例に説明したが、モータジェネレータの数は３つ以上であっても良く、さらに、複数のモータジェネレータが共通の出力軸へ動力を出力するような構成であれば、複数のモータジェネレータのみを搭載した純粋な電気自動車にも適用することができる。また、上述した実施の形態ではモータおよび発電機として用いられるモータジェネレータとしたが、モータとしてのみ用いられる車両においても、同様に適用することができる。このように、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施の形態に係る回転電機駆動制御装置２００を備えたハイブリッド型電気自動車１の概略構成を示す図である。
【図２】回転電機駆動装置２００の構成を説明する図である。
【図３】３相２Ｙモータジェネレータを用いた場合の回転電機駆動装置２００の構成を説明する図である。
【図４】縮退運転動作の一例を説明するフローチャートである。
【図５】制御装置３００における縮退運転制御を説明するブロック図である。
【図６】縮退運転時における許容最大回転数Ｎ１maxの推定方法の一例を示す図である。
【図７】短絡故障発生による異常電流を説明する図である。
【図８】開放故障発生による異常電流を説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
１：ハイブリッド型電気自動車（ＨＥＶ）、１２０：エンジン、４３，１５０，２５０：インバータ装置、１３０，２３０：平滑コンデンサ、２００：回転電機駆動制御装置、３００：制御装置、３１０：縮退運転指示部、３２０：回転数比較部、３３０：回転数指示部、Ｃ１１０，Ｃ２１０：Ｕ相コイル巻線、Ｃ１２０，Ｃ２２０：Ｖ相コイル巻線、Ｃ１３０，Ｃ２３０：Ｗ相コイル巻線、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６：ダイオード、ＭＧ１００，ＭＧ２００：モータジェネレータ、Ｒ４００，Ｒ４１０，Ｒ４２０：回転角センサ、Ｔ１０，Ｔ２０：駆動回路、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６：スイッチング素子、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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