(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載主機として回転電機（１１）のみを備える車両（１０）に適用され、
前記車両には、前記回転電機の制御量の制御に用いられるパラメータを検出対象とする検出部（２１，２２，２４，３０ｂ，２５Ｖ，２５Ｗ）が備えられ、
前記回転電機の出力トルク又は前記出力トルクと正の相関を有するパラメータを前記制御量とし、前記制御量をその目標値に制御すべく、前記検出部の検出値に基づいて、前記回転電機に電気的に接続されたインバータ（１２）を操作するインバータ操作部と、
前記検出部の検出値と前記検出対象の実際の値とがずれる異常が生じているか否かを判定する異常判定部と、
前記異常判定部によって前記異常が生じていないと判定されていた場合における前記検出部の検出値に基づいて、前記検出対象の推定値を算出する推定部と、
前記車両の走行中において前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定されている期間に渡って、前記異常が生じていると判定された前記検出部の検出値に代えて、前記推定部によって算出された前記検出対象の推定値に基づいて前記インバータを操作する代替操作部と、
前記車両の走行中において前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定されている期間に渡って、前記車両の走行のために前記回転電機を駆動させることを条件として、前記回転電機の実際の出力トルクを強制的に低下させるトルク低下部と、
前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定されている状態が閾値時間継続された場合、前記目標値を強制的に低下させることにより前記回転電機の駆動を制限する駆動制限部と、
前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定され始めてから前記閾値時間が経過する前に、前記異常判定部による判定が、前記異常が生じている旨の判定から前記異常が生じていない旨の判定に切り替わった場合、前記代替操作部による前記インバータの操作から前記インバータ操作部による前記インバータの操作に切り替える切替部と、
前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定され始めてから前記閾値時間が経過する前に、前記異常判定部による判定が、前記異常が生じている旨の判定から前記異常が生じていない旨の判定に切り替わった場合、前記トルク低下部による前記実際の出力トルクの低下を解除する解除部と、を備えることを特徴とするインバータの制御装置。
【請求項２】
前記トルク低下部は、前記車両の走行速度が低いほど、前記実際の出力トルクの低下量を大きくする請求項１に記載のインバータの制御装置。
【請求項３】
車載主機として回転電機（１１）のみを備える車両（１０）に適用され、
前記車両には、前記回転電機の制御量の制御に用いられるパラメータを検出対象とする検出部（２１，２２，２４，３０ｂ，２５Ｖ，２５Ｗ）が備えられ、
前記回転電機の出力トルク又は前記出力トルクと正の相関を有するパラメータを前記制御量とし、前記制御量をその目標値に制御すべく、前記検出部の検出値に基づいて、前記回転電機に電気的に接続されたインバータ（１２）を操作するインバータ操作部と、
前記検出部の検出値と前記検出対象の実際の値とがずれる異常が生じているか否かを判定する異常判定部と、
前記異常判定部によって前記異常が生じていないと判定されていた場合における前記検出部の検出値に基づいて、前記検出対象の推定値を算出する推定部と、
前記車両の走行中において前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定されている期間に渡って、前記異常が生じていると判定された前記検出部の検出値に代えて、前記推定部によって算出された前記検出対象の推定値に基づいて前記インバータを操作する代替操作部と、
前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定されている状態が閾値時間継続された場合、前記目標値を強制的に低下させることにより前記回転電機の駆動を制限する駆動制限部と、
前記車両の走行中において前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定されている期間に渡って、前記車両の走行のために前記回転電機を駆動させることを条件として、前記回転電機の実際の出力トルクを強制的に低下させるトルク低下部と、を備え、
路面から前記車両の車輪を介して前記車両の車体に入力される力に対する前記車両の加速度であって、前記車両の上下方向、左右方向及び前後方向のそれぞれの加速度のうち少なくとも１つを含む車両感度は、前記車両の車速が低いほど高くなり、
前記トルク低下部は、前記車両の走行速度が低いほど、前記実際の出力トルクの低下量を大きくすることを特徴とするインバータの制御装置。
【請求項４】
車載主機として回転電機（１１）のみを備える車両（１０）に適用され、
前記車両には、前記回転電機の制御量の制御に用いられるパラメータを検出対象とする検出部（２１，２２，２４，３０ｂ，２５Ｖ，２５Ｗ）が備えられ、
前記回転電機の出力トルク又は前記出力トルクと正の相関を有するパラメータを前記制御量とし、前記制御量をその目標値に制御すべく、前記検出部の検出値に基づいて、前記回転電機に電気的に接続されたインバータ（１２）を操作するインバータ操作部と、
前記検出部の検出値と前記検出対象の実際の値とがずれる異常が生じているか否かを判定する異常判定部と、
前記異常判定部によって前記異常が生じていないと判定されていた場合における前記検出部の検出値に基づいて、前記検出対象の推定値を算出する推定部と、
前記車両の走行中において前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定されている期間に渡って、前記異常が生じていると判定された前記検出部の検出値に代えて、前記推定部によって算出された前記検出対象の推定値に基づいて前記インバータを操作する代替操作部と、
前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定されている状態が閾値時間継続された場合、前記目標値を強制的に低下させることにより前記回転電機の駆動を制限する駆動制限部と、
前記車両の走行中において前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定されている期間に渡って、前記車両の走行のために前記回転電機を駆動させることを条件として、前記回転電機の実際の出力トルクを強制的に低下させるトルク低下部と、を備え、
前記検出部には、前記回転電機の回転角を前記検出対象とする回転角検出部（２４，３０ｂ）が含まれ、
前記回転電機は、前記回転電機の回転速度が低いほど、出力トルクの変動が大きくなるものであり、
前記トルク低下部は、前記車両の走行速度が低いほど、前記実際の出力トルクの低下量を大きくすることを特徴とするインバータの制御装置。
【請求項５】
前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定され始めてから前記閾値時間が経過する前に、前記異常判定部による判定が、前記異常が生じている旨の判定から前記異常が生じていない旨の判定に切り替わった場合、前記代替操作部による前記インバータの操作から前記インバータ操作部による前記インバータの操作に切り替える切替部をさらに備える請求項３又は４に記載のインバータの制御装置。
【請求項６】
前記駆動制限部は、前記目標値を０とすることにより前記回転電機の駆動を停止させる請求項１〜５のいずれか１項に記載のインバータの制御装置。
【請求項７】
前記駆動制限部は、前記車両の走行のために前記回転電機を駆動させることを条件として、前記目標値を強制的に低下させる請求項１〜５のいずれか１項に記載のインバータの制御装置。
【請求項８】
前記検出部には、前記回転電機の回転角を前記検出対象とする回転角検出部（２４，３０ｂ）が含まれ、
前記推定部は、前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定される直前の前記回転角検出部の検出値、及び前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定され始めてからの経過時間に基づいて、前記回転角の推定値を算出する請求項１〜７のいずれか１項に記載のインバータの制御装置。
【請求項９】
前記車両には、前記回転電機の回転速度と相関を有するパラメータを検出対象とし、前記回転角検出部とは別の検出部である別検出部（２３）が備えられ、
前記推定部は、前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定される直前の前記回転角検出部の検出値、前記経過時間、及び前記別検出部の検出値から算出された前記回転電機の回転速度に基づいて、前記回転角の推定値を算出する請求項８に記載のインバータの制御装置。
【請求項１０】
前記検出部には、前記回転電機に流れる相電流を前記検出対象とする電流検出部（２５Ｖ，２５Ｗ）が含まれ、
前記推定部は、前記異常判定部によって前記異常が生じていないと判定されている場合における前記電流検出部の検出値の推移に基づいて、前記相電流の推定値を算出する請求項１〜９のいずれか１項に記載のインバータの制御装置。
【請求項１１】
車載主機として回転電機（１１）のみを備える車両（１０）に適用され、
前記車両には、前記回転電機の制御量の制御に用いられるパラメータを検出対象とする検出部（２１，２２，２４，３０ｂ，２５Ｖ，２５Ｗ）が備えられ、
前記回転電機の出力トルク又は前記出力トルクと正の相関を有するパラメータを前記制御量とし、前記制御量をその目標値に制御すべく、前記検出部の検出値に基づいて、前記回転電機に電気的に接続されたインバータ（１２）を操作するインバータ操作部と、
前記検出部の検出値と前記検出対象の実際の値とがずれる異常が生じているか否かを判定する異常判定部と、
前記異常判定部によって前記異常が生じていないと判定されていた場合における前記検出部の検出値に基づいて、前記検出対象の推定値を算出する推定部と、
前記車両の走行中において前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定されている期間に渡って、前記異常が生じていると判定された前記検出部の検出値に代えて、前記推定部によって算出された前記検出対象の推定値に基づいて前記インバータを操作する代替操作部と、
前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定されている状態が閾値時間継続された場合、前記目標値を強制的に低下させることにより前記回転電機の駆動を制限する駆動制限部と、を備え、
前記検出部には、前記回転電機に流れる相電流を前記検出対象とする電流検出部（２５Ｖ，２５Ｗ）が含まれ、
前記推定部は、前記異常判定部によって前記異常が生じていないと判定されている場合における前記電流検出部の検出値の推移に基づいて、前記相電流の推定値を算出することを特徴とするインバータの制御装置。
【請求項１２】
前記推定部は、前記異常判定部によって前記異常が生じていないと判定されている場合における前記電流検出部の検出値の推移を前記回転電機の回転角と関係付けて記憶部（３１）に記憶し、前記記憶部に記憶した情報に基づいて、前記相電流の推定値を算出する請求項１０又は１１に記載のインバータの制御装置。
【請求項１３】
前記目標値に基づいて、前記回転電機の回転座標系において前記回転電機に流す指令電流を設定する指令電流設定部（３０ｉ）をさらに備え、
前記推定部は、前記記憶部に記憶されている情報、及び前記指令電流設定部によって設定された前記指令電流に基づいて、前記相電流の推定値を算出する請求項１２に記載のインバータの制御装置。
【請求項１４】
前記回転電機の出力軸（１１ｂ）と前記車両の駆動輪（１３）との間を接続する動力伝達経路には、変速装置が備えられていない請求項１〜１３のいずれか１項に記載のインバータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載主機として回転電機のみを備える車両に適用され、前記回転電機に電気的に接続されたインバータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置としては、下記特許文献１に見られるように、駆動輪のホイール内部又は駆動輪の近傍に配置された回転電機のみを車載主機とし、この回転電機により駆動輪を直接駆動する電気自動車に適用されるものが知られている。詳しくは、この制御装置は、車両の走行中において回転電機に故障が生じたと判定した場合、インバータの操作により、車両の停止が確認されるまで回転電機の制御を停止させる。そして、制御装置は、車両の停止が確認された後に回転電機の停止解除が要求されたと判定した場合、ブレーキによって車両の動作を阻止した状態で、回転電機の故障を再度判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９１７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両には、回転電機のトルク制御に用いられるパラメータを検出対象とするセンサ等の検出部が備えられている。ここで、制御装置に入力される検出部の検出値と上記検出対象の実際の値とがずれる異常（以下「検出値異常」という。）が生じている状況下において、検出部の検出値に基づく回転電機のトルク制御を継続すると、回転電機の出力トルクが大きく変動し得る。このため、検出値異常が生じた場合に回転電機の駆動を停止させることも考えられる。
【０００５】
しかしながら、車載主機として回転電機のみを備える車両では、回転電機の駆動が停止されると、車両の駆動力がなくなる。このため、回転電機の駆動停止後、車両を適切に退避走行させることができなくなる懸念がある。
【０００６】
本発明は、上記検出値異常が生じた場合であっても、車両を適切に退避走行させることができるインバータの制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００８】
本発明は、車載主機として回転電機（１１）のみを備える車両（１０）に適用され、前記車両には、前記回転電機の制御量の制御に用いられるパラメータを検出対象とする検出部（２１，２２，２４，３０ｂ，２５Ｖ，２５Ｗ）が備えられ、前記回転電機の出力トルク又は前記出力トルクと正の相関を有するパラメータを前記制御量とし、前記制御量をその目標値に制御すべく、前記検出部の検出値に基づいて、前記回転電機に電気的に接続されたインバータ（１２）を操作するインバータ操作部と、前記検出部の検出値と前記検出対象の実際の値とがずれる異常が生じているか否かを判定する異常判定部と、前記異常判定部によって前記異常が生じていないと判定されていた場合における前記検出部の検出値に基づいて、前記検出対象の推定値を算出する推定部と、前記車両の走行中において前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定されている期間に渡って、前記異常が生じていると判定された前記検出部の検出値に代えて、前記推定部によって算出された前記検出対象の推定値に基づいて前記インバータを操作する代替操作部と、前記異常判定部によって前記異常が生じていると判定されている状態が閾値時間継続された場合、前記目標値を強制的に低下させることにより前記回転電機の駆動を制限する駆動制限部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記発明では、車両の走行中において、検出部の検出値と上記検出対象の実際の値とがずれる異常（以下「検出値異常」という。）が生じていると判定されている状態が閾値時間継続された場合、制御量の目標値を強制的に低下させることにより回転電機の駆動が制限される。このため、検出値異常が生じていると判定された場合に回転電機の駆動を即停止させる構成と比較して、車両を退避走行させるための動力源を確保することができる。
【００１０】
ここで、検出値異常が生じている状況下において、検出部の検出値に基づく制御量の制御が継続されると、回転電機の出力トルクが大きく変動し得る。出力トルクが大きく変動すると、車両に大きな振動が生じる。退避走行を行うべき状況下において、車両の振動が大きくなると、ドライバに不安感を与える懸念がある。そこで上記発明では、検出値異常が生じていないと判定されていた場合における検出部の検出値に基づいて、検出対象の推定値が算出される。そして、車両の走行中において検出値異常が生じていると判定されている期間に渡って、検出値異常が生じていると判定された検出部の検出値に代えて、推定部によって算出された検出対象の推定値に基づいて、制御量を目標値に制御すべくインバータが操作される。検出対象の推定値は、検出値異常が生じた検出部の検出値よりも検出対象の実際の値に近い。このため上記発明によれば、検出値異常が生じた検出部の検出値に基づいてインバータが操作される場合よりも、制御量を目標値に近づけることができる。これにより、回転電機の出力トルクの変動を低減することができ、退避走行を行うべき状況下において、ドライバに不安感を与えることを回避できる。
【００１１】
このように上記発明によれば、車両を退避走行させるための動力源を確保しつつ、退避走行を行うべき状況下において、ドライバに不安感を与えることを回避できる。これにより、車両を適切に退避走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態にかかる車載システムの全体構成図。
【図２】トルク制御処理を示すブロック図。
【図３】フェールセーフ処理の手順を示すフローチャート。
【図４】電圧位相、モータトルク及びモータ回転速度の関係を示す図。
【図５】モータ回転速度とモータ最大トルクとの関係を示す図。
【図６】車速と車両感度との関係を示す図。
【図７】電気角の推定手法を説明するためのタイムチャート。
【図８】相電流の推定手法を説明するためのタイムチャート。
【図９】車速とトルク制限係数との関係を示す図。
【図１０】仮異常判定から本異常判定に移行する場合のフェールセーフ処理の一例を示すタイムチャート。
【図１１】仮異常判定から通常制御に移行する場合のフェールセーフ処理の一例を示すタイムチャート。
【図１２】第２実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示すフローチャート。
【図１３】その他の実施形態にかかるレゾルバの振幅変調信号の推移を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明にかかる制御装置を、車載主機として回転電機のみを備える電気自動車に適用した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態にかかる車両１０は、１つのモータジェネレータ１１、インバータ１２、ＥＶＥＣＵ２０、及びＩＮＶＥＣＵ３０を備えている。本実施形態では、モータジェネレータ１１として、永久磁石同期機を用いており、より具体的には、突極機であるＩＰＭＳＭを用いている。
【００１５】
車両１０は、駆動輪１３、従動輪１４、電動パワーステアリング装置１５、及びブレーキ装置１６を備えている。駆動輪１３には、デファレンシャルギア１７を介して、モータジェネレータ１１のロータ１１ａに連結された出力軸１１ｂが機械的に接続されている。ここで本実施形態では、出力軸１１ｂと駆動輪１３との間を接続する動力伝達経路に、変速装置が備えられていない。なお本実施形態では、駆動輪１３が前輪であり、従動輪１４が後輪である。
【００１６】
電動パワーステアリング装置１５は、操舵輪としての駆動輪１３の操舵角を操作するハンドルと、操舵用電動機とを備えている。操舵用電動機は、ハンドルの操作力を補助する操舵力を発生する。
【００１７】
ブレーキ装置１６は、ドライバのブレーキペダルの踏み込み動作を補助するマスターバックと、電動ポンプとを備え、駆動輪１３及び従動輪１４にブレーキ力を付与する。電動ポンプは、マスターバックにおけるブレーキ用の負圧を発生させる。
【００１８】
モータジェネレータ１１のステータのＵ，Ｖ，Ｗ相巻線１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗには、インバータ１２が電気的に接続されている。インバータ１２は、上アームスイッチＳｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐと下アームスイッチＳｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎとの直列接続体を３組備えている。上アームスイッチ及び下アームスイッチの直列接続体には、直流電源としてのバッテリ１８が接続されている。
【００１９】
Ｕ相上，下アームスイッチＳｕｐ，Ｓｕｎの接続点には、Ｕ相巻線１１Ｕの第１端が接続されている。Ｖ相上，下アームスイッチＳｖｐ，Ｓｖｎの接続点には、Ｖ相巻線１１Ｖの第１端が接続されている。Ｗ相上，下アームスイッチＳｗｐ，Ｓｗｎの接続点には、Ｗ相巻線１１Ｗの第１端が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗの第２端同士は、中性点で接続されている。ちなみに本実施形態では、各スイッチＳｕｐ〜Ｓｗｎとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的には、ＩＧＢＴを用いている。そして、各スイッチＳｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎには、各フリーホイールダイオードＤｕｐ，Ｄｖｐ，Ｄｗｐ，Ｄｕｎ，Ｄｖｎ，Ｄｗｎが逆並列に接続されている。
【００２０】
車両１０は、電圧センサ２１、温度センサ２２、及び速度センサ２３を備えている。電圧センサ２１は、インバータ１２に入力されるバッテリ１８の電圧を検出する。温度センサ２２は、インバータ１２を構成するスイッチを温度検出対象とする。本実施形態では、各スイッチＳｕｐ〜Ｓｗｎのうちインバータ１２の駆動時において最も温度が高くなると想定される１つのスイッチを温度検出対象としている。速度センサ２３は、出力軸１１ｂの回転速度と正の相関を有するパラメータを検出対象とする別検出部に相当する。本実施形態では、速度センサ２３として、駆動輪１３及び従動輪１４の回転速度を検出する車輪速センサを用いる。車輪速センサは、例えば、ＡＢＳ用に備えられている。
【００２１】
車両１０は、さらに、回転角センサ２４と、相電流センサとを備えている。回転角センサ２４は、モータジェネレータ１１の電気角を検出するためのセンサである。本実施形態では、回転角センサ２４として、レゾルバを用いている。詳しくは、本実施形態にかかるレゾルバは、１次側コイル、及び第１，第２の２次側コイルを備える１相励磁２相出力型のものである。モータジェネレータ１１のロータ１１ａには、１次側コイルが連結されている。１次側コイルは、ＩＮＶＥＣＵ３０から出力された正弦波状の励磁信号ＲＥＦによって励磁される。励磁信号ＲＥＦによって１次側コイルに生じた磁束は、第１，第２の２次側コイルを鎖交する。この際、１次側コイルと第１，第２の２次側コイルとの相対的な配置関係がロータの回転角θｍ（具体的には、機械角）に応じて周期的に変化するため、第１，第２の２次側コイルを鎖交する磁束数は、周期的に変化する。本実施形態では、第１，第２の２次側コイルのそれぞれに生じる電圧の位相が互いに「π／２」だけずれるように第１，第２の２次側コイルと１次側コイルとが配置されている。これにより、第１，第２の２次側コイルのそれぞれの出力電圧は、レゾルバの極数を例えば１とすると、励磁信号ＲＥＦを変調波ｓｉｎθｍ、ｃｏｓθｍのそれぞれによって変調した被変調波となる。より具体的には、励磁信号ＲＥＦの角速度をΩとし、時間をｔとし、励磁信号ＲＥＦを「ｓｉｎ（Ω×ｔ）」とすると、被変調波はそれぞれ「ｓｉｎθｍ×ｓｉｎ（Ω×ｔ）」，「ｃｏｓθｍ×ｓｉｎ（Ω×ｔ）」となる。本実施形態では、以降、各２次側コイルの出力電圧を、第１振幅変調信号ＣＯＳ，第２振幅変調信号ＳＩＮと記載することとする。
【００２２】
相電流センサは、モータジェネレータ１１に流れる３相固定座標系における各相電流のうち、少なくとも２相の電流を検出する。本実施形態において、相電流センサは、モータジェネレータ１１のＶ，Ｗ相に流れる電流を検出するＶ，Ｗ相電流センサ２５Ｖ，２５Ｗを含み、電流検出部に相当する。
【００２３】
ＥＶＥＣＵ２０は、車両制御を統括する電子制御装置である。ＥＶＥＣＵ２０は、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量に基づいて、モータジェネレータ１１の目標トルクＴｒｑを設定する目標値設定部を含む。ＥＶＥＣＵ２０は、設定した目標トルクＴｒｑ、及び速度センサ２３の検出値ＳＰを、ＩＮＶＥＣＵ３０に対して出力する。
【００２４】
ＩＮＶＥＣＵ３０は、ＥＶＥＣＵ２０よりも下位の電子制御装置であり、記憶部としてのメモリ３１を備えている。ＩＮＶＥＣＵ３０には、電圧センサ２１、温度センサ２２、回転角センサ２４、Ｖ相電流センサ２５Ｖ、及びＷ相電流センサ２５Ｗの検出値が入力される。また、ＩＮＶＥＣＵ３０には、ＥＶＥＣＵ２０からの信号も入力される。なお本実施形態において、ＩＮＶＥＣＵ３０がインバータ操作部を含む。
【００２５】
続いて、図２を用いて、本実施形態にかかるモータジェネレータ１１のトルク制御について説明する。本実施形態では、モータジェネレータ１１に流れる電流を指令電流に制御することにより、モータジェネレータ１１の出力トルクを目標トルクＴｒｑに制御する電流フィードバック制御を行う。
【００２６】
励磁生成部３０ａは、正弦波状の励磁信号ＲＥＦを生成し、生成した励磁信号ＲＥＦを回転角センサ２４を構成する１次側コイルに対して出力する。また、励磁生成部３０ａは、周波数及び位相が励磁信号ＲＥＦと同一の同期検波信号Ｓｄを角度算出部３０ｂに対して出力する。角度算出部３０ｂは、励磁生成部３０ａから出力された同期検波信号Ｓｄを用いて第１，第２振幅変調信号ＣＯＳ，ＳＩＮに対して同期検波処理を施すことにより、電気角θｒを算出する。なお本実施形態において、角度算出部３０ｂ及び回転角センサ２４が回転角検出部に相当する。また本実施形態において、電気角は、０°〜３６０°の値を取り得る。
【００２７】
２相変換部３０ｃは、Ｖ相電流センサ２５Ｖによって検出されたＶ相電流ＩＶと、Ｗ相電流センサ２５Ｗによって検出されたＷ相電流ＩＷと、角度算出部３０ｂから出力された電気角θｒとに基づいて、３相固定座標系におけるＵ，Ｖ，Ｗ相電流を、２相回転座標系（ｄｑ座標系）におけるｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ，Ｉｑｒに変換する。速度算出部３０ｄは、電気角θｒに基づいて、モータジェネレータ１１の電気角速度ωｒを算出する。
【００２８】
温度係数設定部３０ｅは、温度センサ２２によって検出された温度（以下「素子温度ＴＤｒ」という。）に基づいて、目標トルクＴｒｑを補正するための温度係数Ｋｔを可変設定する。温度係数設定部３０ｅは、インバータ１２を構成する各スイッチＳｕｐ〜Ｓｗｎを過熱から保護すべく、素子温度ＴＤｒが高い場合に目標トルクＴｒｑを低下させるための処理部である。本実施形態において、温度係数設定部３０ｅは、素子温度ＴＤｒが０よりも高い第１規定温度Ｔ１以下であると判定した場合、温度係数Ｋｔを１に設定する。この場合、目標トルクＴｒｑが制限されない。温度係数設定部３０ｅは、素子温度ＴＤｒが第１規定温度Ｔ１よりも高くてかつ第２規定温度Ｔ２未満であると判定した場合、素子温度ＴＤｒが高いほど温度係数Ｋｔを小さく設定する。温度係数設定部３０ｅは、素子温度ＴＤｒが第２規定温度Ｔ２以上であると判定した場合、温度係数Ｋｔを０に設定する。この場合、目標トルクＴｒｑが０とされ、モータジェネレータ１１の駆動が停止される。
【００２９】
温度乗算部３０ｆは、ＥＶＥＣＵ２０によって設定された目標トルクＴｒｑに温度係数Ｋｔを乗算して出力する。温度係数設定部３０ｅ及び温度乗算部３０ｆは、素子温度ＴＤｒが第１規定温度Ｔ１以下であると判定した場合、目標トルクＴｒｑをそのまま出力し、素子温度ＴＤｒが第１規定温度Ｔ１よりも高いと判定した場合、素子温度ＴＤｒが高いほど目標トルクＴｒｑを低くして出力する温度補正部である。
【００３０】
フェールセーフ部３０ｇは、トルク制限係数Ｋｖに基づいて、ＥＶＥＣＵ２０によって設定された目標トルクＴｒｑを補正する。フェールセーフ部３０ｇは、補正した目標トルク「（１−Ｋｖ）×Ｔｒｑ」を出力する。なお、フェールセーフ部３０ｇが行う処理については、後に詳述する。
【００３１】
選択部３０ｈは、温度乗算部３０ｆの出力値「Ｋｔ×Ｔｒｑ」と、フェールセーフ部３０ｇの出力値「（１−Ｋｖ）×Ｔｒｑ」とのうち、小さい方を目標補正トルクＴｔｇｔとして出力する。指令電流設定部３０ｉは、選択部３０ｈから出力された目標補正トルクＴｔｇｔに基づいて、ｄ，ｑ軸指令電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定する。
【００３２】
ｄ軸偏差算出部３０ｊは、指令電流設定部３０ｉによって設定されたｄ軸指令電流Ｉｄ＊からｄ軸電流Ｉｄｒを減算した値として、ｄ軸電流偏差ΔＩｄを算出する。ｑ軸偏差算出部３０ｋは、指令電流設定部３０ｉによって設定されたｑ軸指令電流Ｉｑ＊からｑ軸電流Ｉｑｒを減算した値として、ｑ軸電流偏差ΔＩｑを算出する。
【００３３】
ｄ軸指令電圧算出部３０ｌは、ｄ軸電流偏差ΔＩｄに基づいて、ｄ軸電流Ｉｄｒをｄ軸指令電流Ｉｄ＊にフィードバック制御するための操作量として、ｄ軸指令電圧Ｖｄ＊を算出する。本実施形態では、下式（ｅｑ１）に示すように、ｄ軸電流偏差ΔＩｄを入力とする比例積分制御によってｄ軸指令電圧Ｖｄ＊を算出する。
【００３４】
【数１】
0006500653.tif 000002
上式（ｅｑ１）において、Ｋｐは比例ゲインを示し、Ｋｉは積分ゲインを示す。
【００３５】
ｑ軸指令電圧算出部３０ｍは、ｑ軸電流偏差ΔＩｑに基づいて、ｑ軸電流Ｉｑｒをｑ軸指令電流Ｉｑ＊にフィードバック制御するための操作量として、ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊を算出する。本実施形態では、下式（ｅｑ２）に示すように、ｑ軸電流偏差ΔＩｑを入力とする比例積分制御によってｑ軸指令電圧Ｖｑ＊を算出する。
【００３６】
【数２】
0006500653.tif 000003
なお本実施形態では、ｄ軸指令電圧算出部３０ｌにおけるフィードバックゲインＫｐ，Ｋｉと、ｑ軸指令電圧算出部３０ｍにおけるフィードバックゲインＫｐ，Ｋｉとを同一に設定している。
【００３７】
３相変換部３０ｎは、ｄ，ｑ軸指令電圧Ｖｄ＊，Ｖｑ＊、電圧センサ２１によって検出された電圧（以下「電源電圧ＶＩＮＶ」という。）、及び電気角θｒに基づいて、ｄｑ座標系におけるｄ，ｑ軸指令電圧Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を、３相固定座標系におけるＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換する。本実施形態において、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊は、電気角で位相が互いに１２０°ずつずれた正弦波状の波形となる。
【００３８】
操作部３０ｐは、３相変換部３０ｎから出力されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づいて、各スイッチＳｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎをオンオフするための各操作信号ｇｕｐ，ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎを生成する。操作部３０ｐは、生成した各操作信号ｇｕｐ，ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎを各スイッチＳｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎに対して出力する。ここで各操作信号ｇｕｐ〜ｇｗｎは、例えば、三角波信号等のキャリア信号と各相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊との大小比較に基づいて生成すればよい。上アーム側の駆動信号ｇｕｐ，ｇｖｐ，ｇｗｐと、対応する下アーム側の駆動信号ｇｕｎ，ｇｖｎ，ｇｗｎとは、互いに相補的な信号となっている。このため、上アームスイッチＳｕｐ、Ｓｖｐ，Ｓｗｐと、対応する下アームスイッチＳｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎとは、交互にオンとされる。
【００３９】
続いて、フェールセーフ部３０ｇが行うフェールセーフ処理について説明する。フェールセーフ部３０ｇは、検出値異常が生じた場合において、車両１０を適切に退避走行させるために備えられている。本実施形態において、検出値異常には、角度検出値異常、電流検出値異常、温度検出値異常、及び電圧検出値異常が含まれる。
【００４０】
角度検出値異常は、角度算出部３０ｂによって算出された電気角θｒが実際の電気角からずれる異常のことである。本実施形態において、角度検出値異常には、回転角センサ２４、角度算出部３０ｂ及び励磁生成部３０ａのうち少なくとも１つの異常が含まれる。また、角度検出値異常には、回転角センサ２４及び角度算出部３０ｂを電気的に接続してかつ第１振幅変調信号ＣＯＳを伝達する信号線の断線異常と、回転角センサ２４及び角度算出部３０ｂを電気的に接続してかつ第２振幅変調信号ＳＩＮを伝達する信号線の断線異常とが含まれる。さらに、角度検出値異常には、回転角センサ２４及び励磁生成部３０ａを電気的に接続してかつ励磁信号ＲＥＦを伝達する信号線の断線異常が含まれる。
【００４１】
電流検出値異常は、Ｖ相電流センサ２５Ｖによって検出されたＶ相電流ＩＶが実際のＶ相電流からずれる異常、及びＷ相電流センサ２５Ｗによって検出されたＷ相電流ＩＷが実際のＷ相電流からずれる異常である。本実施形態において、電流検出値異常には、Ｖ相電流センサ２５Ｖ及びＷ相電流センサ２５Ｗのうち少なくとも１つの異常が含まれる。また、電流検出値異常には、Ｖ相電流センサ２５Ｖ及びＩＮＶＥＣＵ３０を電気的に接続してかつＶ相電流ＩＶを伝達する信号線の断線異常と、Ｗ相電流センサ２５Ｗ及びＩＮＶＥＣＵ３０を電気的に接続してかつＷ相電流ＩＷを伝達する信号線の断線異常とが含まれる。
【００４２】
温度検出値異常は、素子温度ＴＤｒが実際のスイッチの温度からずれる異常である。本実施形態において、温度検出値異常には、温度センサ２２の異常と、温度センサ２２及びＩＮＶＥＣＵ３０を電気的に接続してかつ素子温度ＴＤｒを伝達する信号線の断線異常とが含まれる。
【００４３】
電圧検出値異常は、電圧センサ２１によって検出された電源電圧ＶＩＮＶが実際の電源電圧からずれる異常である。本実施形態において、電圧検出値異常には、電圧センサ２１の異常と、電圧センサ２１及びＩＮＶＥＣＵ３０を電気的に接続してかつ電源電圧ＶＩＮＶを伝達する信号線の断線異常とが含まれる。
【００４４】
図３に、フェールセーフ処理の手順を示す。この処理は、フェールセーフ部３０ｇによって繰り返し実行される。
【００４５】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、角度検出値異常、電流検出値異常、温度検出値異常、及び電圧検出値異常のうちいずれかの異常が生じているか否かを判定する。具体的には、いずれかの異常が規定時間継続して生じているか否かを判定する。ここで規定時間は、例えば数十ｍｓｅｃに設定されている。なお本実施形態では、上記異常の判断手法は要部でないため、この判断手法の説明を省略する。また本実施形態において、本ステップの処理が異常判定部に相当する。
【００４６】
ステップＳ１０において、いずれかの異常が生じていると判定した場合には、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、仮異常判定し、仮異常フラグＦａを０から１に切り替える。そして、センサ検出値の推定処理を行う。この処理は、ステップＳ１０において判定された異常に対応するセンサの検出値を推定する推定部に相当する。推定処理は、異常判定がされている状況下において車両１０を退避走行させる場合、ドライバに不安感を与えることを回避するための処理である。以下、推定処理について説明する。
【００４７】
車両１０を退避走行させる状況下において、車速が低いほど、車両１０に生じる振動が大きくなる。本実施形態において、振動が大きくなる要因には、モータジェネレータ１１にかかわる要因が含まれる。以下、この要因について説明する。
【００４８】
図４に、インバータ１２の出力電圧ベクトルの位相である電圧位相と、モータジェネレータ１１の出力トルクとの関係を示す。ここで、出力電圧ベクトルは、ｄ軸電圧及びｑ軸電圧によって規定され、電圧位相は、例えば、ｄｑ座標系のｄ軸の正方向と出力電圧ベクトルとのなす角度のことである。本実施形態において、電圧位相は、ｄｑ座標系において、ｄ軸を基準として反時計回りの方向が正方向として定義されている。
【００４９】
図４に示すように、モータジェネレータ１１の出力トルクの最大値は、モータジェネレータ１１の回転速度Ｎｍが低いほど大きくなる。これは、図５に示すように、回転速度Ｎｍが高いほど、モータジェネレータ１１の出力トルクの最大値が小さくなるためである。ただし、図４に示すように、出力トルクが最大値となる電圧位相は、回転速度Ｎｍにかかわらず大きく変化しない。このため、電圧位相の変化に対する出力トルクの変化量は、回転速度Ｎｍが低いほど大きくなる。
【００５０】
したがって、角度検出値異常が生じる場合において、電気角θｒと実際の電気角とのずれが出力トルクに及ぼす影響は、回転速度Ｎｍが低いほど大きくなる。出力トルクに及ぼす影響が大きくなると、ｄ，ｑ軸電流偏差ΔＩｄ，ΔＩｑの変動が大きくなり、その結果出力トルクの変動が大きくなる。また、電流検出値異常が生じる場合にも、ｄ，ｑ軸電流偏差ΔＩｄ，ΔＩｑの変動が大きくなることにより、出力トルクの変動が大きくなる。出力トルクの変動が大きくなると、車両１０の振動が大きくなり、ドライバに不安感を与える。
【００５１】
なお、温度検出値異常が生じると、例えば素子温度ＴＤｒが第１規定温度Ｔ１と第２規定温度Ｔ２との間で変動することにより、温度係数Ｋｔが変動する。その結果、温度乗算部３０ｆの出力値が大きく変動する。この場合にも、目標補正トルクＴｔｇｔが大きく変動し、車両１０の振動が大きくなる。また、電圧検出値異常が生じる場合、３相変換部３０ｎにおける指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の算出精度が低下する。指令電圧の算出精度の低下も、多少なりとも出力トルクの変動要因となり得る。
【００５２】
ちなみに、車速が低いほど、車両１０に生じる振動が大きくなる要因には、車両１０にかかわる要因も含まれる。図６に、モータジェネレータ１１の出力トルクを同一にすることにより車両１０の駆動力を同一にした状態における車速と車両感度との関係を示す。ここで車両感度とは、例えば、路面から車輪を介して車体に入力される力に対する車両１０の加速度のことである。上記加速度は、車両１０の上下方向、左右方向及び前後方向のそれぞれの加速度のうち少なくとも１つを含む。図示されるように、車両１０は、車速が低いほど、車両感度が高くなる特性を有している。このため、車速が低いほど、車両１０に生じる振動が大きくなる。退避走行が行われる場合、車速が低くされる。このため、退避走行が行われる場合、車両１０に生じる振動が大きくなり、ドライバに不安感を与える。
【００５３】
次に、センサ検出値の具体的な推定手法について説明する。
【００５４】
まず、図７を用いて、ステップＳ１０において角度検出値異常が生じていると判定された場合について説明する。図７は、電気角速度が一定の場合における電気角の推移を示すタイムチャートである。図７では、角度算出部３０ｂによって算出された電気角θｒを実線にて示し、推定処理によって推定された電気角（以下「角度推定値θｅ」という。）を一点鎖線にて示している。
【００５５】
図７では、時刻ｔ１において角度検出値異常が生じていると判定される。フェールセーフ部３０ｇは、角度検出値異常が生じていると判定された後において、角度推定値θｅを下式（ｅｑ３）に基づいて算出する。
【００５６】
【数３】
0006500653.tif 000004
上式（ｅｑ３）において、θ０は、ステップＳ１０において異常判定される直前における電気角θｒである初期角を示す。フェールセーフ部３０ｇは、異常判定される前において電気角θｒをメモリ３１に都度記憶することにより、初期角θ０をメモリ３１に記憶している。ここで直前の電気角θｒとは、例えば、異常判定された制御周期よりも１制御周期前の電気角θｒ、又は異常判定された制御周期よりも数制御周期前の電気角θｒのことである。上式（ｅｑ３）において、ωｓは、速度センサ２３の検出値ＳＰに基づいて算出した電気角速度である推定用角速度を示し、ｔｒは、ステップＳ１０において異常判定され始めてからの経過時間を示す。角度推定値θｅは、経過時間ｔｒの関数となる。
【００５７】
フェールセーフ部３０ｇは、角度検出値異常が生じていると判定されている期間に渡って、角度算出部３０ｂに角度推定値θｅを出力する。角度算出部３０ｂは、角度検出値異常が生じていると判定されている期間に渡って、電気角θｒに代えて、角度推定値θｅを２相変換部３０ｃ、速度算出部３０ｄ、３相変換部３０ｎ及びフェールセーフ部３０ｇに出力する。２相変換部３０ｃ、速度算出部３０ｄ、３相変換部３０ｎ及びフェールセーフ部３０ｇは、電気角θｒに代えて、角度推定値θｅを各種処理に用いる。
【００５８】
続いて、図８を用いて、ステップＳ１０において電流検出値異常が生じていると判定された場合について説明する。図８では、Ｖ相電流ＩＶが実際のＶ相電流からずれる異常を例にして説明する。図８は、電気角速度が一定の場合におけるＶ相電流及び電気角θｒの推移を示す。図８では、Ｖ相電流センサ２５Ｖによって検出されたＶ相電流ＩＶを実線にて示し、推定処理によって推定された相電流（以下「電流推定値Ｉｅ」という。）を一点鎖線にて示している。なお図８では、便宜上、Ｖ相電流のゼロクロスタイミングと電気角θｒが０となるタイミングとを一致させている。
【００５９】
フェールセーフ部３０ｇは、電流検出値異常が生じていないと判定されている状況下、時刻ｔ１〜ｔ２で示す１電気角周期における正弦波状のＶ，Ｗ相電流ＩＶ，ＩＷの推移を電気角θｒと関係付けてメモリ３１に記憶する。本実施形態において、フェールセーフ部３０ｇは、正弦波状のＶ，Ｗ相電流ＩＶ，ＩＷの振幅を１とするように、相電流の振幅Ｉａで規格化したＶ，Ｗ相電流ＩＶ，ＩＷの推移「ｓｉｎ（θｒ）」を電気角θｒと関係付けてメモリ３１に記憶する。ここで相電流の振幅Ｉａは、指令電流設定部３０ｉによって設定されたｄ，ｑ軸指令電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と、電気角θｒとに基づいて算出すればよい。
【００６０】
図８では、時刻ｔ３において電流検出値異常が生じていると判定される。フェールセーフ部３０ｇは、電流検出値異常が生じていると判定されている場合、下式（ｅｑ４）に示すように、現在のｄ，ｑ軸指令電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊及び電気角θｒに基づいて算出した相電流の振幅Ｉａ、メモリ３１に記憶されている規格化された相電流の推移、及び電気角θｒに基づいて、電流推定値Ｉｅを算出する。
【００６１】
【数４】
0006500653.tif 000005
なお、電流検出値異常が生じていると判定され始めてからの経過時間をｔｓとすると、下式（ｅｑ５）に示すように、電流推定値Ｉｅを経過時間ｔｓの関数として算出することもできる。
【００６２】
【数５】
0006500653.tif 000006
フェールセーフ部３０ｇは、電流検出値異常が生じていると判定されている期間に渡って、２相変換部３０ｃに電流推定値Ｉｅを出力する。２相変換部３０ｃは、電流検出値異常が生じていると判定されている期間に渡って、Ｖ，Ｗ相電流ＩＶ，ＩＷのうち電流検出値異常が生じていると判定されていない相の電流検出値、電流検出値異常が生じていると判定されている相の電流推定値Ｉｅ、及び電気角θｒに基づいて、ｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ、Ｉｑｒを算出する。
【００６３】
ちなみに、電流検出値異常が生じていると判定されている期間においては、電流検出値異常が生じていると判定される前に記憶された相電流と電気角θｒとの位相関係がずれないようにするとの条件を課して、インバータ１２操作用の操作信号ｇｕｐ〜ｇｗｎを生成することが望ましい。
【００６４】
続いて、ステップＳ１０において温度検出値異常が生じていると判定された場合について説明する。フェールセーフ部３０ｇは、異常判定される前において素子温度ＴＤｒをメモリ３１に都度記憶している。本実施形態において、フェールセーフ部３０ｇは、ステップＳ１０において温度検出値異常が生じていると判定される直前において記憶された素子温度ＴＤｒを、温度検出値異常が生じていると判定された後において温度推定値ＴＤｅとして算出する。フェールセーフ部３０ｇは、温度検出値異常が生じていると判定されている期間に渡って、温度係数設定部３０ｅに温度推定値ＴＤｅを出力する。温度係数設定部３０ｅは、温度検出値異常が生じていると判定されている期間に渡って、素子温度ＴＤｒに代えて、温度推定値ＴＤｅを温度係数Ｋｔの設定に用いる。
【００６５】
続いて、ステップＳ１０において電圧検出値異常が生じていると判定された場合について説明する。フェールセーフ部３０ｇは、異常判定される前において電源電圧ＶＩＮＶをメモリ３１に都度記憶している。本実施形態において、フェールセーフ部３０ｇは、ステップＳ１０において電圧検出値異常が生じていると判定される直前において記憶された電源電圧ＶＩＮＶを、電圧検出値異常が生じていると判定された後において電圧推定値Ｖｅとして算出する。フェールセーフ部３０ｇは、電圧検出値異常が生じていると判定されている期間に渡って、３相変換部３０ｎに電圧推定値Ｖｅを出力する。３相変換部３０ｎは、電圧検出値異常が生じていると判定されている期間に渡って、電源電圧ＶＩＮＶに代えて、電圧推定値Ｖｅを指令電圧の算出に用いる。
【００６６】
先の図３の説明に戻り、続くステップＳ１２では、速度センサ２３の検出値ＳＰに基づいて算出した車速Ｖｓが低いほど、トルク制限係数Ｋｖを大きく設定する。トルク制限係数Ｋｖは、目標トルクＴｒｑを補正するための係数である。トルク制限係数Ｋｖの設定処理は、トルク低下部に相当し、検出値異常が生じていると判定がされている状況下において車両１０を退避走行させる場合、ドライバに不安感を与えることを回避するための処理である。
【００６７】
本実施形態では、図９に示すように、車速Ｖｓが０の場合、トルク制限係数Ｋｖを１に設定し、車速Ｖｓが０よりも高い第１車速（例えば１０ｋｍ／ｈ）の場合、トルク制限係数Ｋｖを１よりも小さい第１係数（例えば０．９）に設定する。また、車速Ｖｓが第１車速よりも高い第２車速（例えば３０ｋｍ／ｈ）の場合、トルク制限係数Ｋｖを第１係数よりも小さい第２係数（例えば０．６）に設定し、車速Ｖｓが第２車速よりも高い第３車速（例えば８０ｋｍ／ｈ）の場合、トルク制限係数Ｋｖを第２係数よりも小さい第３係数（例えば０．２）に設定する。車速Ｖｓが第３車速以下であってかつ、車速Ｖｓが０、第１車速及び第２車速以外の値となる場合、直線補間にてトルク制限係数Ｋｖを設定する。そして、設定したトルク制限係数Ｋｖを「（１−Ｋｖ）×Ｔｒｑ」に入力することにより、目標トルクＴｒｑを強制的に低下させる。なお本実施形態では、車速Ｖｓが第３速度よりも高い場合、トルク制限係数Ｋｖを０に設定する。この場合、フェールセーフ部３０ｇにおいて、目標トルクＴｒｑは制限されない。
【００６８】
ちなみに、角度検出値異常が生じていない場合、トルク制限係数Ｋｖの設定に用いる車速Ｖｓを、速度算出部３０ｄによって算出された電気角速度ωｒに基づいて算出してもよい。
【００６９】
続くステップＳ１３では、ステップＳ１０で検出値異常が生じていると判定され始めてから閾値時間ＴＢが経過したか否かを判定する。なお、閾値時間ＴＢは、例えば数百ｍｓｅｃに設定されている。
【００７０】
ステップＳ１３において、ステップＳ１０で検出値異常が生じていると判定され始めてから閾値時間ＴＢが経過する前に、検出値異常が生じていない旨の判定に切り替わったと判定した場合には、ステップＳ１４に進む。ここで、ステップＳ１３において否定判定される状況は、一時的な検出値異常が生じる状況である。一時的な検出値異常には、例えば、電気角θｒ、Ｖ相電流ＩＶ、Ｗ相電流ＩＷ、素子温度ＴＤｒ及び電源電圧ＶＩＮＶのいずれかに一時的にノイズが重畳する異常と、ＩＮＶＥＣＵ３０に供給される電力が一時的に中断されるいわゆる瞬断とが含まれる。
【００７１】
ステップＳ１４では、仮異常判定を解除し、仮異常フラグＦａを１から０に切り替える。そして、現在のトルク制限係数Ｋｖを０まで徐々に低下させる徐変処理を行う。本実施形態において、徐変処理が解除部に相当する。徐変処理により、フェールセーフ部３０ｇの出力値「（１−Ｋｖ）×Ｔｒｑ」は、温度係数設定部３０ｅ及び温度乗算部３０ｆによって過熱保護が行われていない場合、ＥＶＥＣＵ２０によって設定された目標トルクＴｒｑまで徐々に増加する。またステップＳ１４では、ステップＳ１１の推定処理で算出された推定値に代えて、センサ検出値を用いる通常のトルク制御に切り替える切替処理を行う。
【００７２】
ステップＳ１３において、ステップＳ１０で検出値異常が生じていると判定され始めてから閾値時間ＴＢが経過したと判定した場合には、ステップＳ１５に進み、本異常判定し、本異常フラグＦｂを０から１に切り替える。そして、トルク制限係数Ｋｖを０に設定することにより、モータジェネレータ１１の駆動を停止させる。なお本実施形態では、ステップＳ１５において、検出値異常が生じている旨をドライバに通知する処理も行う。また本実施形態において、トルク制限係数Ｋｖを０に設定する処理が駆動制限部に相当する。
【００７３】
続いて図１０及び図１１に示すタイムチャートを用いて、フェールセーフ処理について説明する。ここで、図１０（ａ），図１１（ａ）は検出値異常の有無の推移を示し、図１０（ｂ），図１１（ｂ）は仮異常フラグＦａの値の推移を示し、図１０（ｃ），図１１（ｃ）は本異常フラグＦｂの値の推移を示す。図１０（ｄ），図１１（ｄ）は推定処理の実行の有無の推移を示し、図１０（ｅ），図１１（ｅ）はトルク制限係数Ｋｖを百分率で表示した値の推移を示し、図１０（ｆ），図１１（ｆ）は車速Ｖｓの推移を示す。図１０（ｇ），図１１（ｇ）はｑ軸電流Ｉｑの推移を示し、図１０（ｈ），図１１（ｈ）は電動パワーステアリング装置１５によって補助される操舵力の推移を示し、図１０（ｉ），図１１（ｉ）はブレーキ装置１６が車輪に付与するブレーキ力の推移を示す。
【００７４】
まず、図１０を用いて説明する。図１０は、３０ｋｍ／ｈ付近で車両１０を走行させている状態から退避走行に移行する場合のフェールセーフ処理を示す。
【００７５】
検出値異常が生じることにより、図１０（ｇ）に示すように、ｑ軸電流Ｉｑの変動が大きくなる。時刻ｔ１において、検出値異常が生じていると判定される。このため、その後時刻ｔ２において、仮異常フラグＦａの値が０から１に切り替えられる。これにより、推定処理が開始されるとともに、車速Ｖｓに基づいてトルク制限係数Ｋｖが設定される。推定処理によって推定された推定値に基づいて、トルク制御が行われる、その結果、目標補正トルクＴｔｇｔと実際の出力トルクとのずれが低減され、出力トルクの変動が低減される。これにより、車両１０の振動が低減される。
【００７６】
また、トルク制限係数Ｋｖが設定されることにより、目標トルクＴｒｑに対してモータジェネレータ１１の出力トルクが強制的に低下させられる。その結果、出力トルクのピークを低減させることができ、車両の振動が低減される。なお図１０では、便宜上、時刻ｔ２〜ｔ３の期間において、トルク制限係数Ｋｖを車速Ｖｓに依存しない一定値として示している。
【００７７】
時刻ｔ１から閾値時間ＴＢが経過するまで継続して検出値異常が生じていると判定されることにより、時刻ｔ３において本異常フラグＦｂの値が０から１に切り替えられる。このため、トルク制限係数Ｋｖが０に設定され、目標補正トルクＴｔｇｔが０とされる。これにより、モータジェネレータ１１の駆動が停止される。ここでは、モータジェネレータ１１の駆動が停止される直前まで出力トルクが制限されていることにより、トルク制限係数Ｋｖが０に設定される直前におけるフェールセーフ部３０ｇの出力値「（１−Ｋｖ）×Ｔｒｑ」と０との差を小さくできる。その結果、モータジェネレータ１１の駆動が停止されることに伴って生じるショックが低減される。
【００７８】
ちなみに本実施形態では、モータジェネレータ１１の駆動が停止された後も、電動パワーステアリング装置１５及びブレーキ装置１６に対する通電が継続されている。このため、時刻ｔ３以降の退避走行時において、電動パワーステアリング装置１５によりハンドル操作がアシストされ、ブレーキ装置１６によりブレーキ操作がアシストされる。その結果、ドライバに退避走行を安全に行わせることができる。
【００７９】
続いて、図１１を用いて説明する。図１１は、８０ｋｍ／ｈ付近で車両１０を高速走行させている場合のフェールセーフ処理を示す。
【００８０】
時刻ｔ１において検出値異常が生じていると判定される。その後時刻ｔ２において、仮異常フラグＦａの値が０から１に切り替えられる。これにより、推定処理によって算出された推定値を用いたトルク制御が開始されるとともに、車速Ｖｓに基づいてトルク制限係数Ｋｖが設定される。ここで時刻ｔ１において生じた検出値異常は、一時的な検出値異常である。このため、時刻ｔ１から閾値時間ＴＢが経過する前の時刻ｔ３において、一時的な検出値異常が解消し、検出値異常が生じていない旨の判定に切り替えられる。これにより、仮異常フラグＦａの値が１から０に切り替えられる。仮異常フラグＦａの値が切り替えられることにより、徐変処理が開始されるとともに、推定処理が停止される。推定処理が停止されることにより、推定処理によって算出された推定値からセンサの検出値を用いたトルク制御に切り替えられる。また、徐変処理により、ドライバの意図しない車両の加速であるいわゆるオーバーランの発生が抑制される。その後、トルク制限係数Ｋｖが０になることにより、車両制御が通常制御に移行される。
【００８１】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００８２】
車両１０の走行中において、検出値異常が生じていると判定されている状態が閾値時間ＴＢ継続された場合、トルク制限係数Ｋｖを０とすることにより、モータジェネレータ１１の駆動を停止させた。このため、砂漠地帯や極寒地帯等、過酷な環境下を車両１０が走行中に検出値異常が生じた場合であっても、車両１０を退避走行させるための動力源を確保することができる。
【００８３】
また、車両１０の走行中において検出値異常が生じていると判定されている期間に渡って、検出値異常が生じたと判定されたセンサの検出値に代えて、推定処理によって算出された推定値に基づいてトルク制御を行った。このため、モータジェネレータ１１の出力トルクを目標補正トルクＴｔｇｔに近づけることができ、モータジェネレータ１１の出力トルクの変動を低減できる。これにより、車両１０の振動を低減することができ、退避走行を行うべき状況下において、ドライバに不安感を与えることを回避できる。したがって、車両１０を適切に退避走行させることができる。
【００８４】
検出値異常が生じていると判定され始めてから閾値時間ＴＢ経過する前に、検出値異常が生じていないとの判定に切り替わった場合、推定処理によって算出された推定値に代えて、センサの検出値に基づく通常のトルク制御を行った。検出値異常には、瞬断などの一時的な異常もある。このため、フェールセーフ部３０ｇによって検出値異常が生じたと一旦判定されたとしても、その後検出値異常が生じていない状態に戻ることもある。このため本実施形態によれば、一時的な検出値異常の場合には、通常のトルク制御に切り替えることができ、推定値を用いたトルク制御が継続されることを回避できる。また本実施形態によれば、一時的な検出値異常に対してモータジェネレータ１１の駆動が停止され、車両１０が停止することを回避できる。これにより、車両１０の走行を継続させることができる。
【００８５】
上記初期角θ０、推定用角速度ωｓ及び経過時間ｔｒに基づいて、角度推定値θｅを算出した。これにより、角度検出値異常が生じた後においても、角度推定値θｅを用いてトルク制御を継続することができる。また、角度推定値θｅの算出に推定用角速度ωｓを用いることにより、角度検出値異常が生じた後の実際の電気角速度が異常発生前の電気角速度から大きくずれた場合であっても、角度推定値θｅの算出精度の低下を抑制することができる。
【００８６】
相電流の振幅Ｉａで規格化されてかつ電気角θｒと関係付けられたＶ，Ｗ相電流ＩＶ，ＩＷの推移と、相電流の振幅Ｉａとに基づいて、電流推定値Ｉｅを算出した。これにより、電流検出値異常が生じた後においても、電流推定値Ｉｅを用いてトルク制御を継続することができる。
【００８７】
車両１０の走行中において検出値異常が生じていると判定されている期間に渡って、目標補正トルクＴｔｇｔを０よりも大きな値にすることを条件として、目標補正トルクＴｔｇｔを強制的に低下させた。このため、退避走行を行うべき状況下において、車両１０の振動を低減でき、ドライバに不安感を与えることを回避できる。したがって、車両１０を適切に退避走行させることができる。
【００８８】
車速Ｖｓが低いほど、トルク制限係数Ｋｖを大きく設定した。このため、退避走行中の車両１０の振動を的確に抑制でき、車両１０を適切に退避走行させることができる。
【００８９】
検出値異常が生じていると判定され始めてから閾値時間ＴＢが経過するまでの期間に渡って継続して目標トルクＴｒｑを強制的に低下させた。このため、モータジェネレータ１１の駆動が停止される直前の出力トルクと０との差を小さくできる。これにより、モータジェネレータ１１の駆動が停止されることに伴い生じるショックを低減することができる。ここでは、車速Ｖｓが低いほど、トルク制限係数Ｋｖを大きく設定していることが、モータジェネレータ１１の駆動が停止されることに伴い生じるショックの低減効果を大きくしている。
【００９０】
検出値異常が生じていると判定され始めてから閾値時間ＴＢが経過する前に、検出値異常が生じていないとの判定に切り替わった場合、強制的に低下させたモータジェネレータ１１の実際の出力トルクを、出力トルクが目標トルクＴｒｑに制御されている場合の出力トルクまで徐々に増加させるように、実際の出力トルクの低下を解除した。具体的には、トルク制限係数Ｋｖを０まで徐々に低下させた。このため、モータジェネレータ１１の出力トルクの強制的な低下が解除される直前の出力トルクを徐々に目標トルクＴｒｑに近づけることができる。これにより、出力トルクの強制的な低下が解除されることに伴いショックが生じることを回避でき、オーバーランの発生を抑制することができる。
【００９１】
モータジェネレータ１１の出力軸１１ｂと駆動輪１３との間を接続する動力伝達経路に変速装置が備えられない構成とした。動力伝達経路に変速装置が備えられる構成では、変速装置がモータジェネレータ１１のトルク変動を吸収する。これは、変速装置を構成する部材の慣性、及び変速装置を構成する部材同士の滑りなどがあるためである。したがって、本実施形態にかかる車両１０では、検出値異常が生じた場合にモータジェネレータ１１で発生する出力トルクの変動が駆動輪１３まで伝わりやすく、車両１０の振動を大きくしやすい。このため本実施形態では、検出値異常が生じた場合に推定値を用いてトルク制御を行うメリットが大きい。
【００９２】
ＩＮＶＥＣＵ３０にフェールセーフ処理を行わせた。このため、ＥＶＥＣＵ２０にフェールセーフ処理を行わせる構成と比較して、検出値異常が生じた場合に推定値を用いたトルク制御を迅速に行うことができる。
【００９３】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、上記第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、本異常判定された場合、モータジェネレータ１１の駆動を停止させることなく、モータジェネレータ１１の駆動を継続させる。
【００９４】
図１２に、本実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す。この処理は、フェールセーフ部３０ｇによって繰り返し実行される。なお図１２において、先の図３に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【００９５】
この一連の処理では、ステップＳ１３において肯定判定した場合、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、本異常フラグＦｂを０から１に切り替える。そして、目標トルクＴｒｑを補正するためのトルク制限係数Ｋｖを０よりも大きくてかつ１よりも小さい値に設定する。この設定は、目標補正トルクＴｔｇｔと実際の出力トルクとの差を小さくすることにより、出力トルクの変動を低減するためになされる。ステップＳ１６の処理により、出力トルクを制限しつつ、モータジェネレータ１１の駆動を継続させる。
【００９６】
以上説明した本実施形態によれば、退避走行可能な時間を長くできる。このため、検出値異常が生じた地点から退避走行させる目的地までの距離が長い場合であっても、目的地まで車両１０を退避走行させることができる。
【００９７】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００９８】
・上記各実施形態では、推定処理及びトルク制限係数Ｋｖの設定処理をＩＮＶＥＣＵ３０が行ったがこれに限らず、ＥＶＥＣＵ２０が行ってもよい。この場合、ＩＮＶＥＣＵ３０からＥＶＥＣＵ２０に対して、検出値異常についての情報と、各検出値θｒ，ＩＶ，ＩＷ，ＶＩＮＶ，ＴＤｒとを伝達すればよい。
【００９９】
・上記第１実施形態において、図３のステップＳ１４の徐変処理を省略してもよい。また、図３のステップＳ１２の処理を省略してもよい。
【０１００】
・上記第１実施形態において、角度検出値異常、電流検出値異常、温度検出値異常、及び電圧検出値異常の中から選択した１〜３つの異常を検出値異常に含めてもよい。
【０１０１】
・上記第１実施形態では、角度推定値θｅの算出に用いる推定用角速度ωｓを、速度センサ２３の検出値ＳＰに基づいて算出したがこれに限らない。角度検出値異常が生じたとしても、第１振幅変調信号ＣＯＳ及び第２振幅変調信号ＳＩＮのうちいずれか１つが正常な場合がある。このため、第１振幅変調信号ＣＯＳ及び第２振幅変調信号ＳＩＮのうち正常な方の信号に基づいて、推定用角速度ωｓを算出してもよい。具体的には、図１３に示すように、第１，第２振幅変調信号ＣＯＳ，ＳＩＮのうち正常な方の信号の包絡線であるｃｏｓθｍ又はｓｉｎθｍに基づいて、推定用角速度ωｓを算出してもよい。なお、図１３は、電気角速度が一定の場合における励磁信号ＲＥＦ、第１振幅変調信号ＣＯＳ及び第２振幅変調信号ＳＩＮの推移を示す。
【０１０２】
・電流推定値Ｉｅの算出手法としては、上記第１実施形態に例示したものに限らない。例えば、Ｖ相電流ＩＶ及びＷ相電流ＩＷのうち電流検出値異常が生じていないと判定されている相の電流検出値の位相を１２０°ずらした値を、電流検出値異常が生じていると判定されている相の電流推定値Ｉｅとして算出してもよい。
【０１０３】
・上記第１実施形態において、角度推定値θｅの算出に、推定用角速度ωｓを用いることなく、角度検出値異常が生じる直前の電気角速度ωｒに所定の係数を乗算した値を用いてもよい。ここで所定の係数は、上記経過時間ｔｒが長くなるほど、１から０に向かって値が小さくなる係数とすればよい。
【０１０４】
・上記第１実施形態では、目標トルクＴｒｑを強制的に低下させることにより出力トルクを低下させたがこれに限らない。例えば、電流フィードバック制御におけるフィードバックゲインＫｐ，Ｋｉの絶対値を低下させることにより、実際の出力トルクを低下させてもよい。なおこの場合、図３のステップＳ１４における徐変処理に代えて、低下させた比例ゲインＫｐ，積分ゲインＫｉを、通常制御時の比例ゲインＫｐ，積分ゲインＫｉまで徐々に上昇させる処理を行えばよい。
【０１０５】
・図２のｄ，ｑ軸指令電圧算出部３０ｌ，３０ｍにおけるフィードバック制御としては、比例積分制御に限らず、例えば、比例積分微分制御であったり、比例制御であったりしてもよい。
【０１０６】
・トルク制御としては、電流フィードバック制御に限らず、例えばトルクフィードバック制御であってもよい。トルクフィードバック制御は、モータジェネレータ１１の推定トルクを目標トルクＴｒｑにフィードバック制御するための操作量として電圧位相を算出し、算出した電圧位相に基づいてインバータ１２の各スイッチＳｕｐ〜Ｓｗｎを操作する制御である。なお、推定トルクは、例えばｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ，Ｉｑｒに基づいて推定すればよい。
【０１０７】
・上記各実施形態では、モータジェネレータとして突極機を用いたがこれに限らず、非突極機を用いてもよい。この場合、出力トルクに代えて、出力トルクと正の相関を有するｑ軸電流を制御量としてもよい。また、モータジェネレータとしては、永久磁石型同期機に限らず、例えば巻線界磁型同期機であってもよい。さらに、モータジェネレータとしては、同期機に限らない。
【０１０８】
・本発明が適用される車両としては、上記各実施形態に示したものに限らない。例えば、バッテリ１８を充電するための専用の発電機と、この発電機を駆動するための専用のエンジンとをさらに備えるレンジエクステンダ車両であってもよい。また、本発明が適用される車両としては、燃料電池車であってもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…車両、１１…モータジェネレータ、１２…インバータ、２０…ＥＶＥＣＵ、２１…電圧センサ、２２…温度センサ、２４…回転角センサ、２５Ｖ…Ｖ相電流センサ、２５Ｗ…Ｗ相電流センサ、３０…ＩＮＶＥＣＵ。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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