(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相のコイルを有し車輪を駆動する電動モータと、
前記複数相のコイルに対応する複数相のレグの正極側アームおよび負極側アームにそれぞれ複数個のスイッチング素子が並列に接続され、蓄電体から供給される直流電力を交流電力に変換して前記電動モータに供給するインバータと、
短絡故障したスイッチング素子を検知する素子短絡故障検知手段と、
スイッチング素子の短絡故障が検知された場合、短絡故障が検知されたスイッチング素子の異極側かつ同相の各スイッチング素子をオン、残りの各スイッチング素子をオフする短絡故障時インバータ制御手段と、
を備えたことを特徴とする電動車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
複数相のコイルを有し車輪を駆動する電動モータと、
前記複数相のコイルに対応する複数相のレグの正極側アームおよび負極側アームにそれぞれ複数個のスイッチング素子が並列に接続され、蓄電体から供給される直流電力を交流電力に変換して前記電動モータに供給するインバータと、
短絡故障したスイッチング素子を検知する素子短絡故障検知手段と、
スイッチング素子の短絡故障が検知された場合、短絡故障が検知されたスイッチング素子の異極側かつ異相の各スイッチング素子をオン、残りの各スイッチング素子をオフする短絡故障時インバータ制御手段と、
を備えたことを特徴とする電動車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動車両の駆動力制御装置において、
前記インバータに短絡が発生しているか否かを判定するインバータ短絡判定手段を備え、
前記短絡故障時インバータ制御手段は、前記インバータに短絡が発生していると判定された場合、全てのスイッチング素子をオフし、
前記素子短絡故障検知手段は、全てのスイッチング素子がオフされたときの各相電流に基づいて短絡故障したスイッチング素子を検知する手段と、を備えたことを特徴とする電動車両の駆動力制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電動車両の駆動力制御装置において、
前記短絡故障時インバータ制御手段は、短絡故障が発生したスイッチング素子の溶断後、正常な各スイッチング素子を用い、出力を制限しつつ前記電動モータを駆動する手段と、を備えたことを特徴とする電動車両の駆動力制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電動車両の駆動力制御装置において、
前記各レグの正極側アームおよび負極側アームには、前記スイッチング素子と直列にヒューズが接続されていることを特徴とする電動車両の駆動力制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電動車両の駆動力制御装置において、
前記各レグは、２つのスイッチング素子が直列に接続されたスイッチング素子対が複数並列に接続された回路であり、
前記各スイッチング素子対の中間点は、ヒューズを介して前記コイルの対応する相の交流電力線と接続されていることを特徴とする電動車両の駆動力制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電動車両の駆動力制御装置において、
前記各レグの正極側アームおよび負極側アームは、複数個のスイッチング素子が並列に接続されたスイッチング素子組が複数並列に接続された回路であり、
前記各スイッチング素子組には、ヒューズが直列に接続されていることを特徴とする電動車両の駆動力制御装置。
【請求項８】
請求項６に記載の電動車両の駆動力制御装置において、
前記各スイッチング素子対は複数組に区分され、
前記各組の各スイッチング素子対は、中間点接続線により中間点同士を接続され、
前記各中間点接続線は、前記ヒューズを介して前記交流電力線と接続されていることを特徴とする電動車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータにより車輪を駆動する電動車両では、インバータのスイッチング素子に短絡故障が発生すると、バッテリからインバータへの電力供給を遮断しても電動モータの誘起電圧によって回生電流が流れるため、モータコイルの溶断や正常なスイッチング素子の破損が懸念される。
特許文献１には、スイッチング素子の短絡故障を検知すると、電動モータと短絡故障が検知されたスイッチング素子とを含む電流経路の形成を阻止することにより、回生電流を遮断する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2008-125162号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、回生電流の遮断機構を追加する必要があるため、インバータのサイズアップおよびコストアップを招くという問題があった。
本発明の目的は、遮断機構を追加することなくスイッチング素子の短絡故障に伴う回生電流の発生を抑制できる電動車両の駆動力制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、複数相のレグの正極側アームおよび負極側アームにそれぞれ複数個のスイッチング素子を並列に接続したインバータを備え、スイッチング素子の短絡故障が検知された場合、短絡故障が検知されたスイッチング素子の異極側かつ同相の各スイッチング素子をオン、残りの各スイッチング素子をオフする短絡故障時インバータ制御部を備えた。
【発明の効果】
【０００６】
よって、遮断機構を追加することなくスイッチング素子の短絡故障に伴う回生電流の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の駆動力制御装置を適用した電動車両のシステム構成図である。
【図２】実施例１のモータ駆動回路の構成図である。
【図３】実施例１のモータコントローラ6で実行されるインバータ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】各相の電流値の符号の組み合わせに基づく短絡故障部位の判定方法を示す図である。
【図５】実施例２のモータコントローラ6で実行されるインバータ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施例３のモータコントローラ6で実行されるインバータ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施例４のモータ駆動回路の構成図である。
【図８】実施例５のモータ駆動回路の構成図である。
【図９】実施例６のモータ駆動回路の構成図である。
【図１０】実施例７のモータ駆動回路の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例１〕
図１は、実施例１の駆動力制御装置を適用した電動車両のシステム構成図である。図１において、符号の末尾の添字FL,FR,RL,RRは、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪に対応する部材であることを表す。以下の説明では、個々を区別する場合を除き、添字FL,FR,RL,RRの記載は省略する。
車輪1は、電動モータ（以下、モータ）2が接続されている。モータ2は、ステータに三相のコイルを有し、三相の交流電力により駆動トルクを発生させる永久磁石式同期モータである。車輪1とモータ2との間には減速機3が介装されている。モータ2には、インバータ4が接続されている。インバータ4は、複数個のスイッチング素子（IGBTやMOS-FET等のパワー半導体素子）を有し、蓄電体である高電圧バッテリ（以下、バッテリ）5から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ2に供給する三相出力インバータである。モータコントローラ6は、車両コントローラ7により演算されたモータトルク指令値に基づいてモータ2を制御するためのPWM信号を生成する。モータコントローラ6は、生成したPWM信号に応じてドライブ回路を通じてインバータ4の各スイッチング素子のゲート駆動電圧を生成し、各スイッチング素子のゲート端子にゲート電圧として印加する。
【０００９】
操舵角センサ8は、ステアリングホイールの操舵角を検出する。アクセル開度センサ9は、アクセルペダルの開度を検出する。ブレーキペダルストロークセンサ10は、ブレーキペダルのストロークを検出する。モードスイッチ11は、現在の走行モードに応じた信号を出力する。ヨーレイトセンサ12は、車両のヨーレイトを検出する。横加速度センサ13は、車両の横加速度を検出する。前後加速度センサ14は、車両の前後加速度を検出する。車輪速センサ15は、対応する車輪1の車輪速を検出する。車両コントローラ7は、各センサおよびスイッチからの信号に基づいて各モータ2に対するモータトルク指令値を演算する。
【００１０】
図２は、実施例１のモータ駆動回路の構成図である。図２において、符号の末尾の添字P,Nは、正極側（P側）、負極側（N側）に対応する部材であることを表し、添字U,V,Wは、U相、V相、W相に対応する部材であることを表す。以下の説明では、個々を区別する場合を除き、添字P,Nおよび添字U,V,Wの記載は省略する。
バッテリ5の正極端子には、P側直流電力線16Pが接続され、負極端子には、N側直流電力線16Nが接続されている。インバータ4は、三相のレグ17U,17V,17Wおよび平滑コンデンサ18を有する。平滑コンデンサ18は、スイッチングサージ等による電圧変動を抑制する。P側直流電力線16PおよびN側直流電力線16Nには、インバータ4とバッテリ5とを断接する強電リレー19P,19Nが設けられている。
【００１１】
P側直流電力線16Pには、レグ17のP側アーム20が接続されている。また、N側直流電力線16Nには、レグ17のN側アーム21が接続されている。P側アーム20とN側アーム21との間の中間点22は、交流電力線23を介してモータ2のコイル24と接続されている。交流電力線23には、相電流を検出する電流センサ25が設けられている。電流センサ25により検出された相電流はモータコントローラ6に入力され、PWM信号の生成に供される。なお、三相の電流値の合計は0になることから、２相の交流電力線23に電流センサ25を設け、残りの１相の相電流を演算により求めてもよい。
P側アーム20およびN側アーム21は、複数個のスイッチング素子（例えば、IGBTやMOS-FET等のパワー半導体素子）26が並列に接続された回路である。スイッチング素子26には、還流ダイオード27が逆接続されている。ここで、スイッチング素子26は、電流容量（許容電流）が相電流よりも小さいものを用いる。また、P側アーム20およびN側アーム21におけるスイッチング素子26の並列数は、相電流とスイッチング素子26の電流容量（許容電流）から決定する。すなわち、同相かつ同極側の各スイッチング素子26に流れる電流（相電流／並列数）の最大値がスイッチング素子26の電流容量を超えないように並列数が設定される。実施例１では、並列数を16個としている。
【００１２】
［インバータ制御処理］
図３は、実施例１のモータコントローラ6で実行されるインバータ制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は全てのインバータ4FL,4FR,4RL,4RRに対して実施される。
ステップS1では、インバータ短絡判定部（インバータ短絡判定手段）6aにおいて、インバータ4が短絡しているか否かを判定する。YESの場合はステップS2へ進み、NOの場合はステップS10へ進む。このステップでは、各相のスイッチング素子26のコレクタ−エミッタ電圧を監視し、少なくとも１つのスイッチング素子26のコレクタ−エミッタ電圧が所定の電圧を超えた場合に、インバータ4が短絡していると判定する。
ステップS2では、全スイッチング素子26をオフ（ゲートオフ指令）する。このとき、短絡判定されていないインバータ4についても、全スイッチング素子26をオフする。
ステップS3では、各相の電流値の少なくとも１つが所定値以上か否かを判定する。YESの場合はステップS4へ進み、NOの場合はステップS10へ進む。所定値は、スイッチング素子26の短絡故障が発生していると判断できる電流値とする。
【００１３】
ステップS4では、素子短絡故障検知部（素子短絡故障検知手段）6bにおいて、各相の電流値の符号から短絡故障部位（短絡故障したスイッチング素子26）を判定する。電流値の符号による短絡故障部位の判定方法を図４(a)に示す。電流値の符号はインバータ4からモータ2へ向かう方向を正(+)、モータ2からインバータ4へ向かう方向を負(-)としている。なお、図４(b)は、電流センサ25をU相とW相に設けた場合の短絡故障部位判定方法である。この場合、U相、W相の電流値の符号および大きさから短絡故障部位を判定する。
【００１４】
ステップS5では、短絡故障時インバータ制御部（短絡故障時インバータ制御手段）6cにおいて、短絡故障が検知されたスイッチング素子26の異極側かつ同相（短絡相の短絡逆側）の各スイッチング素子26をオン（ゲートオン指令）、残り（正常相＆短絡相の短絡側）の各スイッチング素子26をオフする。
ステップS6では、ステップS5の処理を開始してから所定時間以上経過したか否かを判定する。YESの場合はステップS7へ進み、NOの場合はステップS6を繰り返す。所定時間は、短絡故障したスイッチング素子26を溶断可能な時間であり、例えば20μsecとする。
ステップS7では、全スイッチング素子26をオフする。
ステップS8では、各相の電流値の少なくとも１つが所定値以上か否かを判定する。YESの場合はステップS4へ進み、NOの場合はステップS9へ進む。所定値はステップS3と同じとする。
【００１５】
ステップS9では、正常な各スイッチング素子26を用い、各スイッチング素子26を流れる電流値が電流容量を超えないようにモータ2の最大トルクを制限しつつ、モータトルク指令値に基づき各スイッチング素子26のゲート駆動電圧を生成し、各スイッチング素子26のゲート端子にゲート電圧として印加するモータ2の運転を再開する。
ステップS10では、モータトルク指令値に基づき各スイッチング素子26のゲート駆動電圧を生成し、各スイッチング素子26のゲート端子にゲート電圧として印加するモータ2の通常運転を継続する。
【００１６】
以下、具体例を用いて実施例１のインバータ制御処理の動作を説明する。
例えば、あるインバータ4のU相P側アーム20Uのスイッチング素子26PUの１つが短絡故障した場合を想定する。このとき、両強電リレー19P,19Nおよび全スイッチング素子26をオフすることによりバッテリ5からモータ2への電力供給を遮断できる。ところが、短絡故障したスイッチング素子26PUとV相N側アーム20VおよびW相N側アーム20Wの還流ダイオード27NV,27NWに短絡ルートが形成されるため、モータ2の誘起電圧により、短絡ルートを通って回生電流が流れ、モータ2のコイル24の溶断や正常なスイッチング素子26の破損等が発生するおそれがある。また、１つの車輪1に制動トルクが付与されることで、ドライバに違和感を与えると共に、左右の制動力差によって車両挙動が乱れるおそれがある。
【００１７】
これに対し、実施例１では、ステップS4においてU相P側アーム20Uのスイッチング素子26PUの１つに短絡故障が検知された場合、ステップS5においてU相N側アーム21Uの各スイッチング素子26をオンすると共に残りの各スイッチング素子26をオフし、この状態を所定時間継続する溶断処理を行う。これにより、U相P側アーム20Uでは、短絡故障したスイッチング素子26PUのみに相電流が流れる。つまり、短絡故障したスイッチング素子26には、電流容量を大きく超えた電流が所定時間流れるため、短絡部分は短時間で焼き切られ、回生電流の短絡ルートが遮断される。このとき、U相N側アーム21Uの各スイッチング素子26には通常運転時と同様、電流容量よりも小さな電流が流れるため、正常なスイッチング素子26に溶断や破損が発生することはない。よって、実施例１では、回生電流の遮断機構を追加することなくスイッチング素子26の短絡故障に伴う制動トルクの発生を抑制できる。なお、実施例１のレグ17は、２個のスイッチング素子を直列接続した従来のレグと比較してスイッチング素子の数は増加するものの、並列数が多いほど電流容量の小さな小型のスイッチング素子を用いることができるため、サイズアップやコストアップは生じない。還流ダイオード27についても同様である。
【００１８】
実施例１では、ステップS1においてインバータ4の短絡が検知された場合、ステップS2において全スイッチング素子26をオフする。そして、続くステップS3において各相の電流値の少なくとも１つが所定値以上であるとき、スイッチング素子26が短絡故障していると判定し、ステップS4で短絡故障部位を特定した後、ステップS5において溶断処理を行う。スイッチング素子26の短絡故障以外の要因によってインバータ4に短絡が発生している場合、回生電流の短絡ルートは形成されないため、溶断処理の実施は無駄である。つまり、スイッチング素子26の短絡故障を検知した場合にのみ溶断処理を行うことにより、不要な溶断処理の実施を抑制できる。
【００１９】
実施例１では、短絡故障したスイッチング素子26の溶断後、ステップS9において正常な各スイッチング素子26を用い、最大トルクを制限しつつモータトルク指令値に基づいてモータ2を再駆動する。実施例１のP側アーム20およびN側アーム21は、16個の並列なスイッチング素子26を有するため、1個のスイッチング素子26が溶断によりオープンとなった場合でも、残りの正常な15個を用いてモータ2を駆動し、車両の走行を継続できる。このとき、正常な15個のスイッチング素子26には溶断前よりも大きな（16/15倍の）電流が流れることになるが、モータ2の最大トルクを制限することで、正常な15個のスイッチング素子26に流れる電流が電流容量を超えるのを回避できる。
【００２０】
実施例１は以下の効果を奏する。
(1) 三相のコイル24を有し車輪1を駆動するモータ2と、三相のコイル24に対応する三相のレグ17のP側アーム20およびN側アーム21にそれぞれ16個のスイッチング素子26が並列に接続され、バッテリ5から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ2に供給するインバータ4と、短絡故障したスイッチング素子26を検知する素子短絡故障検知部6bと、スイッチング素子26の短絡故障が検知された場合、短絡故障が検知されたスイッチング素子26の異極側かつ同相の各スイッチング素子26をオン、残りの各スイッチング素子26をオフする短絡故障時インバータ制御部6cと、を備えた。
よって、遮断機構を追加することなく短絡故障したスイッチング素子26を溶断でき、スイッチング素子26の短絡故障に伴う回生電流の発生を抑制できる。
【００２１】
(2) インバータ4に短絡が発生しているか否かを判定するインバータ短絡判定部6aを備え、短絡故障時インバータ制御部6cは、インバータ4に短絡故障が発生していると判定された場合、全てのスイッチング素子26をオフし、素子短絡故障検知部6bは、全てのスイッチング素子26がオフされたときの各相電流に基づいて短絡故障したスイッチング素子26を検知する。
よって、インバータ4がスイッチング素子26の短絡故障以外の原因で短絡している場合に、不要なスイッチング素子26の溶断処理が行われるのを抑制できる。
【００２２】
(3) 短絡故障時インバータ制御部6cは、短絡故障が発生したスイッチング素子26の溶断後、正常な各スイッチング素子26を用い、出力を制限しつつモータ2を駆動する。
よって、スイッチング素子26に短絡故障が発生した場合であっても、正常な各スイッチング素子26に対し過大な熱負荷を与えることなく車両の走行を継続できる。
【００２３】
〔実施例２〕
実施例２は、インバータ制御処理のみ実施例１と相違する。実施例１と同じ構成には同じ符号を付して図示および説明は省略する。
［インバータ制御処理］
図５は、実施例２のモータコントローラ6で実行されるインバータ制御処理の流れを示すフローチャートである。実施例１のインバータ制御処理と同じ処理を行うステップには同じステップ番号を付して説明は省略する。
ステップS11では、P側アーム20の各スイッチング素子26をオフし、N側アーム21の各スイッチング素子26をオンする。
ステップS12では、P側アーム20の各スイッチング素子26をオンし、N側アーム21の各スイッチング素子26をオフする。
ステップS13では、ステップS11およびステップS12の処理を所定回数繰り返したか否かを判定する。YESの場合はステップS7へ進み、NOの場合はステップS11へ進む。所定回数は、短絡故障したスイッチング素子26を溶断可能な回数とする。
【００２４】
実施例２では、ステップS1においてインバータ4の短絡が検知された場合、ステップS11〜ステップS13においてP側アーム20のオフおよびN側アーム21のオンと、P側アーム20のオンおよびN側アーム21のオフとを所定回数繰り返す溶断処理を行う。これにより、あるアームのスイッチング素子26の１つが短絡故障している場合、当該アームでは、短絡故障しているスイッチング素子26のみに相電流が流れる。よって、短絡故障したスイッチング素子26を検知することなく、簡単な制御で短絡部分を焼き切ることができる。
【００２５】
実施例２は以下の効果を奏する。
(4) 三相のコイル24を有し車輪1を駆動するモータ2と、三相のコイル24に対応する三相のレグ17のP側アーム20およびN側アーム21にそれぞれ16個のスイッチング素子26が並列に接続され、バッテリ5から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ2に供給するインバータ4と、インバータ4に短絡が発生しているか否かを判定するインバータ短絡判定部6aと、インバータ4に短絡が発生していると判定された場合、P側の各スイッチング素子26とN側の各スイッチング素子26とを交互にオンオフする短絡故障時インバータ制御部6cと、を備えた。
よって、遮断機構を追加することなくスイッチング素子26の短絡故障に伴う回生電流の発生を抑制できる。また、短絡故障したスイッチング素子26の検知が不要であり、簡単な制御で短絡故障したスイッチング素子26の溶断を実現できる。
【００２６】
〔実施例３〕
実施例３は、インバータ制御処理のみ実施例１と相違する。実施例１と同じ構成には同じ符号を付して図示および説明は省略する。
［インバータ制御処理］
図６は、実施例３のモータコントローラ6で実行されるインバータ制御処理の流れを示すフローチャートである。実施例１のインバータ制御処理と同じ処理を行うステップには同じステップ番号を付して説明は省略する。
ステップS14では、短絡故障時インバータ制御部6cにおいて、短絡故障が検知されたスイッチング素子26の異極側かつ異相（正常相の短絡逆側）の各スイッチング素子26をオン、残り（正常相＆短絡相の短絡側）の各スイッチング素子26をオフし、モータ2に無負荷電流を流す。
ステップS15では、電流センサ25に所定値以上の電流が流れたか否かを判定する。YESの場合はステップS4へ進み、NOの場合はステップS7へ進む。所定値は、短絡故障が継続していると判断可能な電流値とする。
【００２７】
実施例１と同様に、あるインバータ4のU相P側アーム20Uのスイッチング素子26PUの１つが短絡故障した場合を想定する。実施例３では、ステップS4においてU相P側アーム20Uのスイッチング素子26PUの１つに短絡故障が検知された場合、ステップS14においてV相およびW相N側アーム21Uの各スイッチング素子26をオンすると共に残りの各スイッチング素子26をオフし、この状態を電流センサ25が所定値以上の電流を検出しなくなるまで継続する溶断処理を行う。これにより、実施例１と同様、短絡故障したスイッチング素子26PUに電流が集中して流れるため、短絡部分が焼き切られ、回生電流の短絡ルートが遮断される。
また、実施例３の溶断処理は、モータ2に無負荷電流を流すため、電流センサ25により各相の電流値を監視することで、全スイッチング素子26をオフすることなく短絡故障したスイッチング素子26が溶断したか否かを検知できる。よって、溶断時間および溶断電力が最小限に抑えられる。
【００２８】
実施例３は、実施例１の効果(2),(3)に加えて以下の効果を奏する。
(5) 三相のコイル24を有し車輪1を駆動するモータ2と、三相のコイル24に対応する三相のレグ17のP側アーム20およびN側アーム21にそれぞれ16個のスイッチング素子26が並列に接続され、バッテリ5から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ2に供給するインバータ4と、短絡故障したスイッチング素子26を検知する素子短絡故障検知部6bと、スイッチング素子26の短絡故障が検知された場合、短絡故障が検知されたスイッチング素子26の異極側かつ異相の各スイッチング素子26をオン、残りの各スイッチング素子26をオフする短絡故障時インバータ制御部6cと、を備えた。
よって、遮断機構を追加することなくスイッチング素子26の短絡故障に伴う回生電流の発生を抑制できる。また、短絡故障したスイッチング素子26を溶断でき、溶断時間および溶断電力が最小限に抑えられる。
【００２９】
〔実施例４〕
実施例４は、インバータ4の構成のみ実施例１と相違する。実施例１と同じ構成には同じ符号を付して図示および説明は省略する。
図７は、実施例４のモータ駆動回路の構成図である。
レグ17のP側アーム20およびN側アーム21には、スイッチング素子26と直列にヒューズ28が接続されている。ヒューズ28が溶断する値（ヒューズ容量）は、マージンを考慮して通常運転時にアームに流れる最大電流に対し20〜30%程度高い値に設定されている。
【００３０】
実施例４では、溶断処理によって短絡故障したスイッチング素子26に電流が集中すると、短絡故障したスイッチング素子26またはヒューズ28のどちらか一方が先に溶断されることで、短絡部分が焼き切られ、回生電流の短絡ルートが遮断される。ここで、ヒューズ28は流れる電流値がヒューズ容量を超えると確実に溶断されるため、スイッチング素子26のみを溶断する実施例１ないし３と比較して、より確実に短絡故障部位を溶断できる。
【００３１】
実施例４は、実施例１の効果(1)〜(3)に加えて以下の効果を奏する。
(6) レグ17のP側アーム20およびN側アーム21には、スイッチング素子26と直列にヒューズ28が接続されている。
よって、より確実に短絡故障部位を溶断できる。
【００３２】
〔実施例５〕
実施例５は、インバータ4の構成のみ実施例３と相違する。実施例３と同じ構成には同じ符号を付して図示および説明は省略する。
図８は、実施例５のモータ駆動回路の構成図である。
レグ17には、スイッチング素子対29が16個並列に接続されている。スイッチング素子対29は、P側スイッチング素子26PとN側スイッチング素子26Nが直列に接続されたものであり、スイッチング素子対29の中間点22は、ヒューズ28を介してコイル24の対応する相の交流電力線23と接続されている。
【００３３】
実施例５では、溶断処理によって短絡故障したスイッチング素子26に電流が集中すると、短絡故障したスイッチング素子26またはヒューズ28のどちらか一方が先に溶断されることで、短絡故障したスイッチング素子26を含むスイッチング素子対29が交流電力線23から切り離される。これにより、回生電流の短絡ルートが遮断される。実施例５では、スイッチング素子対29と交流電力線23との間にヒューズ28を設けているため、実施例４と比較してヒューズ28の数が半分となり、コストダウンおよびサイズダウンを実現できる。
【００３４】
実施例５は、実施例１の効果(2),(3)、実施例３の効果(5)に加えて以下の効果を奏する。
(7) レグ17は、P側スイッチング素子26PとN側スイッチング素子26Nが直列に接続されたスイッチング素子対29が16個並列に接続された回路であり、スイッチング素子対29の中間点22は、ヒューズ28を介してコイル24の対応する相の交流電力線23と接続されている。
よって、コストアップおよびサイズアップを抑制しつつ、より確実に短絡故障部位を溶断できる。
【００３５】
〔実施例６〕
実施例６は、インバータ4の構成のみ実施例４と相違する。実施例４と同じ構成には同じ符号を付して図示および説明は省略する。
図９は、実施例６のモータ駆動回路の構成図である。
レグ17のP側アーム20は、スイッチング素子組30Pが4つ並列に接続されている。スイッチング素子組30Pは、4個のスイッチング素子26が並列に接続されている。スイッチング素子組30Pには、ヒューズ28が直列に接続されている。
N側アーム21についてもP側アーム20と同様である。
【００３６】
実施例６では、溶断処理によって短絡故障したスイッチング素子26に電流が集中すると、短絡故障したスイッチング素子26またはヒューズ28のどちらか一方が先に溶断されることで、短絡部分が焼き切られ、回生電流の短絡ルートが遮断される。実施例６では、4個のスイッチング素子26を並列に接続したスイッチング素子組30と直列にヒューズ28を設けているため、実施例４と比較してヒューズ28の数が1/4となり、コストダウンおよびサイズダウンを実現できる。
【００３７】
実施例６は、実施例１の効果(1)〜(3)に加えて以下の効果を奏する。
(8) レグ17のP側アーム20およびN側アーム21は、4個のスイッチング素子26が並列に接続されたスイッチング素子組30が4つ並列に接続された回路であり、スイッチング素子組30には、ヒューズ28が直列に接続されている。
よって、コストアップおよびサイズアップを抑制しつつ、より確実に短絡故障部位を溶断できる。
【００３８】
〔実施例７〕
実施例７は、インバータ4の構成のみ実施例５と相違する。実施例５と同じ構成には同じ符号を付して図示および説明は省略する。
図１０は、実施例７のモータ駆動回路の構成図である。
スイッチング素子対29は4つの組に区分され、同組のスイッチング素子対29は、中間点接続線31により中間点22同士を接続されている。中間点接続線31は、ヒューズ28を介して交流電力線23と接続されている。
【００３９】
実施例７では、スイッチング素子対29の中間点22を4つ1組として中間点接続線31で接続し、中間点接続線31と交流電力線23との間にヒューズ28を設けたため、実施例５と比較してヒューズ28の数が1/4となり、コストダウンおよびサイズダウンを実現できる。
【００４０】
実施例７は、実施例１の効果(2),(3)、実施例３の効果(5)、実施例５の効果(7)に加えて以下の効果を奏する。
(9) スイッチング素子対29は4組に区分され、各組のスイッチング素子対29は、中間点接続線31により中間点22同士を接続され、中間点接続線31は、ヒューズ28を介して交流電力線23と接続されている。
よって、さらにコストアップおよびサイズアップを抑制できる。
【００４１】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
本発明は、１つ以上の電動モータの出力トルクにより走行する電気自動車、ハイブリッド車や燃料電池車等の電動車両に適用できる。
実施例４および６に実施例２または３の溶断処理を用いてもよい。また、実施例５および７に実施例２の溶断処理を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
1  車輪
2  電動モータ
3  減速機
4  インバータ
5  高電圧バッテリ
6  モータコントローラ
6a  インバータ短絡判定部
6b  素子短絡故障検知部
6c  短絡故障時インバータ制御部
7  車両コントローラ
8  操舵角センサ
9  アクセル開度センサ
10  ブレーキペダルストロークセンサ
11  モードスイッチ
12  ヨーレイトセンサ
13  横加速度センサ
14  前後加速度センサ
15  車輪速センサ
16  直流電力線
17  レグ
18  平滑コンデンサ
19  強電リレー
20  P側アーム
21  N側アーム
22  中間点
23  交流電力線
24  コイル
25  電流センサ
26  スイッチング素子
27  還流ダイオード
28  ヒューズ
29  スイッチング素子対
30  スイッチング素子組
31  中間点接続線
【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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【図９】
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【図１０】
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