(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用の回転電機と、
前記回転電機に電力を供給する電池と、
前記電池の電圧よりも低電圧で動作する補機（２４）と、
前記回転電機に接続される第１電力経路と、前記補機（２４）に接続される第２電力経路と、前記電池に接続される第３電力経路と、前記第１電力経路側と前記第２電力経路側と前記第３電力経路側とに分岐する分岐部（３０）と、を有する電力経路（２８）と、
前記分岐部（３０）と前記回転電機との間の前記第１電力経路に配置される第１スイッチと、
前記分岐部（３０）と前記補機（２４）との間の前記第２電力経路に配置されるか、または、前記分岐部（３０）と前記電池との間の前記第３電力経路に配置される第２スイッチと、
前記第１スイッチと前記第２スイッチの動作を制御する制御装置（２６）と、
前記回転電機を駆動するために前記第１電力経路に配置される駆動回路と、
車両駆動用として使用可能な、前記回転電機とは別の駆動源と、
前記回転電機または前記駆動回路の異常を検出するセンサ（４４）と、
前記第１スイッチと前記駆動回路との間から分岐する分岐経路（７０、７２）に配置され、電力が供給されることにより圧力を発生する圧電素子（８０、８２）と、
を備え、
前記制御装置（２６）は、前記センサ（４４）により前記異常が検出される場合に、前記第１スイッチをオフ状態にしつつ前記第２スイッチをオン状態に制御すると共に、前記駆動源を用いて走行を継続させ、
前記駆動回路の端子と前記回転電機の端子は、押圧力が大きくなるほど接触抵抗が低くなり、押圧力が小さくなるほど接触抵抗が高くなり、
前記第１スイッチがオン状態にされているときに、前記電池から前記圧電素子（８０、８２）に電圧が印加され、前記駆動回路の端子と前記回転電機の端子との押圧力を大きくし、前記第１スイッチがオフ状態にされているときに、前記電池から前記圧電素子（８０、８２）に印加される電圧が遮断され、前記駆動回路の端子と前記回転電機の端子との押圧力を小さくする
ことを特徴とする車両（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機を車両駆動用のモータおよび発電機として使用する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両や電動車両等は、複数相の電機子を有する回転電機を有する。回転電機は、バッテリ（電池）から電力を受けることで車両駆動用のモータとして使用されると共に、バッテリや補機に電力を与える発電機としても使用される。バッテリと回転電機との間の電力経路にはインバータ（駆動回路）が配置され、インバータが制御されることにより回転電機は制御される。【０００３】
インバータまたは回転電機のいずれかに故障が発生した場合、永久磁石式の回転電機は、能動的な動作を停止したとしても、外から回転力を与えられることで受動的に発電機として動作して、逆起電圧を発生する。このように発生した逆起電圧に起因して回転電機側からバッテリ側に過電流が流入した場合、バッテリの過充電が発生する虞がある。また、バッテリに流入する電力はそのまま機械軸端の仕事となる。つまり、回転電機に急激な減速トルクが生じる虞がある。【０００４】
独国特許発明第１０２０１３００８７７０号明細書には、回転電機と車輪との間の機械的な動力伝達経路を接続および切断する動力伝達装置が開示される。このような動力伝達装置を有する車両において、インバータまたは回転電機のいずれかに故障が発生した場合には動力伝達装置により動力伝達経路を切断することにより回転電機を停止させることができる。このため、回転電機側からバッテリ側に過電流が流入することを防止できる。
【発明の概要】
【０００５】
しかし、回転電機と車輪とが直結している車両は回転電機と車輪との間の動力伝達経路を接続および切断する動力伝達装置がないため、動力伝達経路を切断することができない。このため、インバータまたは回転電機に故障が発生すると、永久磁石式の回転電機が発電機として動作する際に発生する逆起電圧に起因して回転電機側からバッテリ側に過電流が流入する、という問題が依然として残る。
【０００６】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、回転電機が発電機として動作する際に発生する逆起電圧に起因して回転電機側からバッテリ側に過電流が流入することを抑制することができる車両を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明に係る車両は、
車両駆動用の回転電機と、
前記回転電機に電力を供給する電池と、
前記電池の電圧よりも低電圧で動作する補機と、
前記回転電機に接続される第１電力経路と、前記補機に接続される第２電力経路と、前記電池に接続される第３電力経路と、前記第１電力経路側と前記第２電力経路側と前記第３電力経路側とに分岐する分岐部と、を有する電力経路と、
前記分岐部と前記回転電機との間の前記第１電力経路に配置される第１スイッチと、
前記分岐部と前記補機との間の前記第２電力経路に配置されるか、または、前記分岐部と前記電池との間の前記第３電力経路に配置される第２スイッチと、
前記第１スイッチと前記第２スイッチの動作を制御する制御装置と、
前記回転電機を駆動するために前記第１電力経路に配置される駆動回路と、
車両駆動用として使用可能な、前記回転電機とは別の駆動源と、
前記回転電機または前記駆動回路の異常を検出するセンサと、
を備え、
前記制御装置は、
前記センサにより前記異常が検出される場合に、第１スイッチをオフ状態にしつつ第２スイッチをオン状態に制御すると共に、前記駆動源を用いて走行を継続させる
ことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、車両駆動用の回転電機または駆動回路の異常時に、第１スイッチをオフ状態に制御することによって、回転電機が発電機として動作する際に発生する逆起電圧に起因して回転電機から電池へ過電流が流入することを防止できる。また、この際に第２スイッチをオン状態に制御することによって、電池から補機に電力を供給できるため、補機の動作を継続することができる。
【０００９】
本発明に係る車両において、
前記駆動源は、前記回転電機とは別の回転電機を含み、
前記電力経路は、前記別の回転電機に接続される第４電力経路を有し、
前記別の回転電機は、前記分岐部から分岐する前記第４電力経路に配置され、
前記回転電機または前記駆動回路の異常時に、前記第２電力経路および前記第４電力経路を介して、前記電池から前記別の回転電機に電力が供給され、前記別の回転電機によって走行が継続されるようにしてもよい。
【００１０】
上記構成によれば、第１スイッチをオフ状態にしつつ第２スイッチをオン状態に制御している場合に、仮に、別の回転電機またはその回転電機を駆動する駆動回路が故障した場合であっても、第２スイッチをオフ状態に制御することで、電池を保護することができる。
【００１１】
本発明に係る車両において、
前記第１スイッチは、前記回転電機と前記駆動回路との間の前記電力経路に配置されてもよい。
【００１２】
上記構成によれば、第１スイッチをオフ状態にして回転電機と駆動回路とを電気的に切断することができるため、回転電機または駆動回路の短絡故障時において、車両の走行を継続する場合に、回転電機の回転数または運転への制約を抑えることができる。
【００１３】
本発明に係る車両は、
車両駆動用の第１回転電機および第２回転電機と、
前記第１回転電機および前記第２回転電機に電力を供給する電池と、
前記第１回転電機に接続される第１電力経路と、前記第２回転電機に接続される第２電力経路と、前記電池に接続される第３電力経路と、前記第１電力経路側と前記第２電力経路側と前記第３電力経路側とに分岐する分岐部と、を有する電力経路と、
前記分岐部と前記第１回転電機との間の前記第１電力経路に配置される第１スイッチと、
前記分岐部と前記第２回転電機との間の前記第２電力経路に配置されるか、または、前記分岐部と前記電池との間の前記第３電力経路に配置される第２スイッチと、
前記第１スイッチと前記第２スイッチの動作を制御する制御装置と、
前記第１回転電機を駆動するために前記第１電力経路に配置される駆動回路と、
前記第１回転電機または前記駆動回路の異常を検出するセンサと、
を備え、
前記制御装置は、
前記センサにより前記異常が検出される場合に、前記第１スイッチをオフ状態にしつつ前記第２スイッチをオン状態に制御する
ことを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、車両駆動用の第１回転電機または駆動回路の異常時に、第１スイッチをオフ状態に制御することによって、回転電機が発電機として動作する際に発生する逆起電圧に起因して回転電機から電池へ過電流が流入することを防止できる。また、この際に第２スイッチをオン状態に制御することによって、電池から第２回転電機に電力を供給できるため、第２回転電機を駆動源として走行を継続することができる。
【００１５】
本発明に係る車両において、
前記第２スイッチは、前記第２電力経路に配置されてもよい。
【００１６】
本発明に係る車両は、
車両駆動用の第１回転電機および第２回転電機と、
前記第１回転電機および前記第２回転電機に電力を供給する電池と、
前記第１回転電機に接続される第１電力経路と、前記第２回転電機に接続される第２電力経路と、前記電池に接続される第３電力経路と、前記第１電力経路側と前記第２電力経路側と前記第３電力経路側とに分岐する分岐部と、を有する電力経路と、
前記分岐部と前記第１回転電機との間の前記第１電力経路に配置されるか、または、前記分岐部と前記電池との間の前記第３電力経路に配置される第１スイッチと、
前記分岐部と前記第２回転電機との間の前記第２電力経路に配置される第２スイッチと、
前記第１スイッチと前記第２スイッチの動作を制御する制御装置と、
前記第２回転電機を駆動するために前記第２電力経路に配置される駆動回路と、
前記第２回転電機または前記駆動回路の異常を検出するセンサと、
を備え、
前記制御装置は、
前記センサにより前記異常が検出される場合に、前記第２スイッチをオフ状態にしつつ前記第１スイッチをオン状態に制御する
ことを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、車両駆動用の第２回転電機または駆動回路の異常時に、第２スイッチをオフ状態に制御することによって、回転電機が発電機として動作する際に発生する逆起電圧に起因して回転電機から電池へ過電流が流入することを防止できる。また、この際に第１スイッチをオン状態に制御することによって、電池から第１回転電機に電力を供給できるため、第１回転電機を駆動源として走行を継続することができる。
【００１８】
本発明に係る車両において、
前記第１スイッチは、前記第１電力経路に配置されてもよい。
【００１９】
本発明に係る車両において、
前記電池と前記第１スイッチとの間の前記電力経路から分岐する分岐経路を介して前記電池に接続され、前記電池の電圧よりも低電圧で動作する補機を更に備えてもよい。
【００２０】
上記構成によれば、第１スイッチをオフ状態に制御した後でも、電池から補機に電力を供給することができるため、補機の動作を継続することができる。
【００２１】
本発明に係る車両において、
前記電池と前記第２スイッチとの間の前記電力経路から分岐する分岐経路を介して前記電池に接続され、前記電池の電圧よりも低電圧で動作する補機を更に備えてもよい。
【００２２】
上記構成によれば、第２スイッチをオフ状態に制御した後でも、電池から補機に電力を供給することができるため、補機の動作を継続することができる。
【００２３】
本発明に係る車両において、
前記第１回転電機に対して互いに動力を伝達可能に連結される内燃機関と、
前記第１スイッチと前記第１回転電機との間の前記電力経路から分岐する前記電力経路を介して前記電池および前記第１回転電機に接続され、前記電池の電圧よりも低電圧で動作し、前記電池から供給される電力または前記内燃機関の動力により発電する前記第１回転電機から供給される電力により動作する補機と、を更に備えてもよい。
【００２４】
上記構成によれば、第１スイッチをオフ状態に制御した後でも、内燃機関により駆動される第１回転電機から補機に電力を供給することができるため、補機の動作を継続することができる。
【００２５】
本発明に係る車両において、
前記第２回転電機に対して互いに動力を伝達可能に連結される内燃機関と、
前記第２スイッチと前記第２回転電機との間の前記電力経路から分岐する前記電力経路を介して前記電池および前記第２回転電機に接続され、前記電池の電圧よりも低電圧で動作し、前記電池から供給される電力または前記内燃機関の動力により発電する前記第２回転電機から供給される電力により動作する補機と、を更に備えてもよい。
【００２６】
上記構成によれば、第２スイッチをオフ状態に制御した後でも、内燃機関により駆動される第２回転電機から補機に電力を供給することができるため、補機の動作を継続することができる。
【００２７】
本発明に係る車両において、
前記第１スイッチと前記駆動回路との間から分岐する分岐経路に配置され、電力が供給されることにより圧力を発生する圧電素子を更に備え、
前記駆動回路の端子と前記回転電機の端子は、押圧力が大きくなるほど接触抵抗が低くなり、押圧力が小さくなるほど接触抵抗が高くなり、
前記第１スイッチがオン状態にされているときに、前記電池から前記圧電素子に電圧が印加され、前記駆動回路の端子と前記回転電機の端子との押圧力を大きくし、前記第１スイッチがオフ状態にされているときに、前記電池から前記圧電素子に印加される電圧が遮断され、前記駆動回路の端子と前記回転電機の端子との押圧力を小さくするようにしてもよい。
【００２８】
上記構成によれば、第１スイッチをオフ状態にすることで、駆動回路の端子と回転電機の端子との接触抵抗を高くすることができる。駆動回路または回転電機に異常が発生すると、駆動回路と回転電機との間に過電流が循環する。このとき接触抵抗が高い部分に熱が発生し、その部分が溶断する。その結果、駆動回路と回転電機とが電気的に切断されるため、回転電機がブレーキとして動作することを防止できる。
【００２９】
本発明によれば、回転電機が発電機として動作する際に発生する逆起電圧に起因して回転電機から電池へ過電流が流入することを防止できる。また、電池から補機や他の回転電機に電力を供給できるため、補機や他の回転電機の動作を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は本発明の第１実施形態に係る車両の回路を簡略化して示す回路図である。
【図２】図２は第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は第１実施形態の変形例１を示す回路図である。
【図４】図４は第１実施形態の変形例２を示す回路図である。
【図５】図５は本発明の第２実施形態に係る車両の回路を簡略化して示す回路図である。
【図６】図６は本発明の第３実施形態に係る車両の回路を簡略化して示す回路図である。
【図７】図７は本発明の第４実施形態に係る車両の回路を簡略化して示す回路図である。
【図８】図８Ａ、図８Ｂはスイッチ素子の具体例を示す図である。
【図９】図９は第３実施形態および第４実施形態の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係る車両について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、車両１０として、エンジン１８とモータ１４、２０とを有するハイブリッド車両を想定するが、本発明はプラグインハイブリッド車両やエンジン１８を有さない電動車両にも適用可能である。
【００３２】
［１  第１実施形態］
［１．１  車両１０の構成］
図１に示されるように、車両１０は回転電機として電動式のモータ１４、２０を使用する。車両１０は、後輪１２を駆動するモータ１４（以下、後モータ１４ともいう。）と、前輪１６を駆動するエンジン１８およびモータ２０（以下、前モータ２０ともいう。）と、モータ１４、２０に電力を供給する高圧のバッテリ２２と、バッテリ２２の電圧よりも低い電圧で動作する補機２４（例えばエアコン等）と、車両１０の駆動力の制御を行う制御装置２６と、を有する。なお、上述したようにエンジン１８が設けられなくてもよい。
【００３３】
モータ１４、２０、バッテリ２２、補機２４は、互いに電力経路２８を介して電気的に接続される。電力経路２８は、後モータ１４側と、バッテリ２２側と、前モータ２０および補機２４側と、に分岐する分岐部３０を有する。電力経路２８は、大きくは、分岐部３０と後モータ１４との間に介在する後側電力経路３２（以下、電力経路３２ともいう。）と、分岐部３０と前モータ２０との間に介在する前側電力経路３４（以下、電力経路３４ともいう。）と、分岐部３０とバッテリ２２との間に介在するバッテリ側電力経路３６（以下、電力経路３６ともいう。）と、分岐部３０と補機２４との間に介在する補機側電力経路３８（以下、電力経路３８ともいう。）と、を有する。前側電力経路３４と補機側電力経路３８は部分的に共通する。
【００３４】
後側電力経路３２には、分岐部３０を起点として、後側スイッチ４０（以下、スイッチ４０ともいう。）、後側インバータ４２（以下、インバータ４２ともいう。）、電流センサ４４、後モータ１４の順に配置される。前側電力経路３４には、分岐部３０を起点として、前側インバータ４６（以下、インバータ４６ともいう。）、前モータ２０の順に配置される。バッテリ側電力経路３６には、分岐部３０を起点として、バッテリ側スイッチ４８（以下、スイッチ４８もいう。）、バッテリ２２の順に配置される。補機側電力経路３８には、分岐部３０を起点として、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０、補機２４の順に配置される。
【００３５】
モータ１４、２０は、回転子または固定子に永久磁石を備えた永久磁石式の回転電機である。モータ１４、２０は、例えば、３相交流ブラシレス式であるが、３相交流ブラシ式、単相交流式、直流式等のその他のモータであってもよい。後モータ１４と前モータ２０の仕様は等しくても異なっていてもよい。後モータ１４の出力軸には後輪１２が直結され、前モータ２０の出力軸には前輪１６の回転軸が直結される。モータ２０の出力軸および前輪１６の回転軸にはエンジン１８の出力軸も連結される。
【００３６】
インバータ４２、４６は、例えば、３相ブリッジ型の構成とされ、直流／交流変換を行い、直流を３相の交流に変換してモータ１４、２０の巻線に供給する一方、モータ１４、２０の回生動作に伴う交流／直流変換後の直流を分岐部３０側に供給する。インバータ４２、４６に設けられる各スイッチ素子は、制御装置２６から出力される駆動信号に応じて動作する。
【００３７】
スイッチ４０、４８は、電力経路３２、３６の電気的接続／切断を切り替えるコンタクタであり、制御装置２６から出力されるオン／オフ信号に応じて動作する。電流センサ４４は、後側インバータ４２と後モータ１４との間の後側電力経路３２の各相に設けられ、各相の電流値を検出して制御装置２６に出力する。
【００３８】
バッテリ２２は、インバータ４２、４６を介してモータ１４、２０および補機２４に電力を供給すると共に、モータ１４、２０から出力される回生電力を充電する。ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、バッテリ２２の出力電圧またはモータ１４、２０の出力電圧を降圧して補機２４に供給する。
【００３９】
制御装置２６はＥＣＵであり、駆動力および充放電に関する制御の指示を行う。制御装置２６は、ＣＰＵ等のプロセッサ（不図示）がメモリ（不図示）に格納されるプログラムを読み出し実行することで、駆動力制御部５４、異常判定部５６、スイッチ制御部５８として機能する。駆動力制御部５４は、図示しない各種センサの検出値（例えば、アクセルペダル開度、車速、モータ１４、２０の電流および回転数等）に基づいて、インバータ４２、４６のスイッチ素子（不図示）の動作を制御すると共に、エンジン１８の動作を制御する。異常判定部５６は、電流センサ４４の検出値に基づいて、後側インバータ４２または後モータ１４に異常が発生したか否かを判定する。スイッチ制御部５８は、スイッチ４０、４８のオン／オフ状態を管理すると共に、スイッチ４０、４８に対してオン／オフ信号を出力する。
【００４０】
［１．２  車両１０の動作］
図１に示される車両１０の動作を、図２を用いて説明する。なお、以下の動作は、バッテリ側スイッチ４８および後側スイッチ４０がオン状態であり、後モータ１４が車両１０の駆動源または発電機として使用されている場合に行われる。以下の動作は、車両１０の走行中に所定の時間間隔で繰り返し行われる。
【００４１】
ステップＳ１において、異常判定部５６は、電流センサ４４の検出値に基づいて、後側インバータ４２または後モータ１４に異常が発生したか否かを判定する。例えば、後側インバータ４２のいずれかの相に短絡故障が発生すると、電流センサ４４により検出される電流値が過大になる。このように、後側インバータ４２または後モータ１４に異常が発生すると、電流センサ４４により検出される電流値が異常値（所定範囲外またはゼロ）となる。異常判定部５６は、その異常値の発生をもって、異常の発生を判定する。異常が発生した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２に移行する。一方、異常が発生していない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、処理は終了し、次回の処理に備える。
【００４２】
ステップＳ１からステップＳ２に移行した場合、スイッチ制御部５８は、バッテリ側スイッチ４８のオン／オフ状態を判定する。オン状態である場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３に移行する。一方、オフ状態である場合（ステップＳ２：ＮＯ）、処理は終了する。
【００４３】
ステップＳ２からステップＳ３に移行した場合、スイッチ制御部５８は、後側スイッチ４０に対してオフ信号を出力して、オン状態からオフ状態に切り替えさせる。後側スイッチ４０は、オフ信号に応じてオン状態からオフ状態に切り替わる。すると、バッテリ２２と後モータ１４との間の電力経路２８（３２）は切断される。
【００４４】
ステップＳ１〜ステップＳ３の一連の処理が終了すると、車両１０は、バッテリ２２から電力が供給される前モータ２０またはエンジン１８を駆動源として走行を継続する。
【００４５】
上記実施形態によれば、後側インバータ４２または後モータ１４に異常が発生した場合に、後側スイッチ４０が切断されて、前モータ２０で車両１０の走行が継続される。この状態で、仮に前側インバータ４６または前モータ２０に異常が発生した場合、バッテリ側スイッチ４８が切断される。このような制御によりバッテリ２２を保護することができる。
【００４６】
［１．３  第１実施形態の変形例１］
図１に示される実施形態は、後側スイッチ４０によりバッテリ２２と後側インバータ４２とを電気的に切断する。これに代わり、図３に示される変形例１のように、後側インバータ４２と後モータ１４とを電気的に切断してもよい。
【００４７】
ゲートスイッチ１４０（以下、スイッチ１４０ともいう。）は、後側インバータ４２と後モータ１４との間の各相の電力経路に配置されるスイッチ素子１４０ａにより構成される。スイッチ素子１４０ａとしては、例えば図８Ａまたは図８Ｂに示されるようなＩＧＢＴおよびダイオードにより構成されるＩＧＢＴ双方向スイッチを使用できる。スイッチ１４０に設けられる各スイッチ素子１４０ａは、制御装置２６から出力されるオン／オフ信号に応じて動作する。
【００４８】
以下で、図３に示される変形例１の利点について説明する。図１に示される実施形態によれば、後モータ１４側からバッテリ２２に過電流が流入することを防止できる。しかし、後側インバータ４２に過電流が流入することは防止できない。後側インバータ４２に過電流が流入すると、後側インバータ４２に更なる故障が発生する虞がある。モータ１４が発電機として動作する際にインバータに過電流が流れることを防止する技術の一例が特許第４７５７８１５号公報にて開示される。
【００４９】
特許第４７５７８１５号公報の技術は、インバータのいずれかの相のスイッチ素子が短絡故障した場合に、インバータの正極と負極のうち短絡故障が発生している極の全てのスイッチ素子をオン状態（短絡状態）に切り替えることにより、過電流を抑制する。この制御は三相を短絡させることから、以下では三相短絡制御と称する。
【００５０】
三相短絡制御によれば、インバータとモータとを循環する電流のピーク値を下げることができるため、インバータおよびバッテリを保護することができる。しかし、ピーク値は下がるものの電流はインバータとモータとを循環し続けるため、モータが回生ブレーキとして動作する。例えば、モータのトルクが大きい場合、すなわち循環電流を大きくする原因となる逆起電圧定数が大きい場合、回生ブレーキによる制動力が大きくなる。また、三相短絡制御を行ったとしても依然として循環電流は大きいことからデバイスが発熱し破損する虞があるため、デバイスを保護するために過度にモータ回転数を下げる、引いては過度に車速を制限する必要がある。こうしたことからスイッチ素子等の故障後の走行性には改良の余地がある。
【００５１】
図３に示されるゲートスイッチ１４０は、後側インバータ４２と後モータ１４との間の各相の電力経路を切断することができるため、後モータ１４が外力によって回転を継続したとしても、後側インバータ４２と後モータ１４とを循環する電流は発生しない。このため、後モータ１４は回生ブレーキとして動作することはない。また、循環電流に起因するデバイスの発熱もないため、車速を制限する必要がない。従って、図３に示される変形例１によれば、エンジン１８または前モータ２０により車速の制限を受けることなく走行を継続させることができる。
【００５２】
［１．４  第１実施形態の変形例２］
図１に示される実施形態の別の変形例２に関して図４を用いて説明する。この変形例２は、後側電力経路３２のうち、後側スイッチ４０と後側インバータ４２との間から分岐する分岐経路７０、７２を有する。分岐経路７０、７２には、それぞれ圧電素子８０、８２（例えばピエゾ素子）が配置される。
【００５３】
後側インバータ４２には各相の端子としてバスバー８４が設けられる。同様に、後モータ１４には各相の端子としてバスバー８６が設けられる。従来の一般的な構造では、バスバー８４とバスバー８６とが重ねられ、両者にボルト等（不図示）が挿通され、ボルトが締め付けられることで、後側インバータ４２と後モータ１４は電気的に接続される。本構造においては、バスバー８４側の接地部７４とバスバー８４との間に圧電素子８０が介在し、バスバー８６側の接地部７６とバスバー８６との間に圧電素子８２が介在する。
【００５４】
圧電素子８０は、バッテリ２２により電圧が印加されると変位し、バスバー８４をバスバー８６側に押圧する。同様に、圧電素子８２は、バッテリ２２により電圧が印加されると変位し、バスバー８６をバスバー８４側に押圧する。
【００５５】
図４に示される変形例２の動作について説明する。後側スイッチ４０がオン状態である場合、圧電素子８０、８２はバッテリ２２により印加される電圧に応じてバスバー８４、８６を互いに接近する方向に押圧する。このときバスバー８４とバスバー８６との間に発生する荷重が大きくなるため、接触抵抗は低くなる。図１に示される実施形態と同様に、後側スイッチ４０がオフ状態にされると、圧電素子８０、８２に印加される電圧が遮断される。このときバスバー８４とバスバー８６との間に発生する荷重が小さくなるため、接触抵抗は高くなる。この状態で、後側インバータ４２と後モータ１４との間に過大な電流が循環すると、接触抵抗の高い部分で熱が発生し、その部分が溶断する。その結果、後側インバータ４２と後モータ１４とが電気的に切断される。なお、圧電素子８０の変位量を大きく取れるのであれば、物理的にバスバー８４とバスバー８６とを非接触状態にしてもよい。
【００５６】
変形例２によれば、バッテリ２２と後側インバータ４２との間に配置される後側スイッチ４０をオフ状態に切り替えることで、後側インバータ４２と後モータ１４とを電気的に切断することができる。このため、図３で示される変形例１と同じ効果を得られる。
【００５７】
［２  第２実施形態］
本発明は、様々な回路構成の車両１０に適用可能である。例えば、図５に示されるように、第２実施形態の車両１０は、第１実施形態（図１）の車両１０と比較して、後側スイッチ４０の代わりに前側スイッチ２４０が設けられ、電流センサ４４が前側インバータ４６または前モータ２０の異常を検出し、エンジン１８の出力軸が前輪１６でなく後輪１２の回転軸およびモータ１４の出力軸に連結される、という点で異なる。また、後側電力経路３２と補機側電力経路３８が部分的に共通する、という点で異なる。
【００５８】
前側スイッチ２４０（以下、スイッチ２４０ともいう。）は、電力経路３４の電気的接続／切断を切り替えるコンタクタであり、制御装置２６から出力されるオン／オフ信号に応じて動作する。前側スイッチ２４０は分岐部３０と前側インバータ４６との間に配置される。電流センサ４４は、前側インバータ４６と前モータ２０との間の前側電力経路３４の各相に設けられ、各相の電流値を検出して制御装置２６に出力する。
【００５９】
第２実施形態の車両１０の動作は、第１実施形態の車両１０の動作（図２）と実質的に同じである。このため、第２実施形態の詳細な動作説明を省略する。第２実施形態の車両１０においては、異常判定部５６が電流センサ４４の検出結果に基づいて、前側インバータ４６または前モータ２０に異常が発生したか否かを判定する。異常が発生している場合に、スイッチ制御部５８は前側スイッチ２４０にオフ信号を出力する。すると、前側スイッチ２４０はオフ状態となる。また、バッテリ側スイッチ４８はオン状態にされる。その結果、バッテリ２２から後モータ１４に対して電力経路３６、３２を介して電力が供給され、車両１０の走行が継続される。
【００６０】
第２実施形態にも第１実施形態の変形例１（図３）、変形例２（図４）を使用できる。第２実施形態において図３に示される変形例１を使用する場合、前側インバータ４６と前モータ２０との間にゲートスイッチ１４０が配置される。また、第２実施形態において図４に示される変形例２を使用する場合、前側スイッチ２４０と前側インバータ４６との間から分岐経路７０、７２が分岐する。また、前側インバータ４６の端子であるバスバー（不図示）と前モータ２０の端子であるバスバー（不図示）とを圧電素子８０、８２が押圧する。
【００６１】
［３  第３実施形態］
図６に示されるように、第３実施形態の車両１０は、第１実施形態（図１）の車両１０と比較して、補機側電力経路３８の位置およびスイッチの位置が異なる。第３実施形態では、前側電力経路３４に前側スイッチ２４０が設けられ、前側スイッチ２４０と後側スイッチ４０とバッテリ２２との間の電力経路２８から補機側電力経路３８が分岐している。
【００６２】
第３実施形態の車両１０の動作を、図９を用いて説明する。以下の動作は、車両１０の走行中に所定の時間間隔で繰り返し行われる。
【００６３】
ステップＳ１１において、異常判定部５６は、電流センサ４４の検出値に基づいて、後側インバータ４２または後モータ１４に異常が発生したか否かを判定する。異常が発生した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１２に移行する。一方、異常が発生していない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ１３の処理に移行する。
【００６４】
ステップＳ１１からステップＳ１２に移行した場合、スイッチ制御部５８は、後側スイッチ４０に対してオフ信号を出力して、オン状態からオフ状態に切り替えさせる。後側スイッチ４０は、オフ信号に応じてオン状態からオフ状態に切り替わる。すると、バッテリ２２と後モータ１４との間の電力経路２８（３２）は切断される。
【００６５】
ステップＳ１３において、異常判定部５６は、電流センサ４４の検出値に基づいて、前側インバータ４６または前モータ２０に異常が発生したか否かを判定する。異常が発生した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１４に移行する。一方、異常が発生していない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、処理は終了し、次回の処理に備える。
【００６６】
ステップＳ１３からステップＳ１４に移行した場合、スイッチ制御部５８は、前側スイッチ２４０に対してオフ信号を出力して、オン状態からオフ状態に切り替えさせる。前側スイッチ２４０は、オフ信号に応じてオン状態からオフ状態に切り替わる。すると、バッテリ２２と前モータ２０との間の電力経路２８（３４）は切断される。
【００６７】
第３実施形態によると、前側スイッチ２４０と後側スイッチ４０のいずれが切断されたとしても、補機側電力経路３８とバッテリ２２との電気的な接続を維持することができる。また、前側スイッチ２４０が切断されたとしても、後側スイッチ４０が接続状態である場合は、後モータ１４の駆動により車両１０の走行が継続される。また、後側スイッチ４０が切断されたとしても、前側スイッチ２４０が接続状態である場合は、前モータ２０の駆動により車両１０の走行が継続される。
【００６８】
第３実施形態の変形例として、前側スイッチ２４０と前側インバータ４６との間の電力経路３４から補機側電力経路３８が分岐してもよい（図６の破線）。この変形例（図６の破線）においては、前側スイッチ２４０が切断されると、バッテリ２２から補機２４への電力の供給が停止する。しかし、補機２４と前モータ２０との電気的接続は維持される。前モータ２０がエンジン１８により駆動される場合、前モータ２０から出力される電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を介して補機２４に供給される。このため、補機２４の動作を継続することができる。
【００６９】
また、第３実施形態にも第１実施形態の変形例１（図３）、変形例２（図４）のように各モータ１４、２０と各インバータ４２、４６との間にスイッチ設けることができる。
【００７０】
［４  第４実施形態］
図７に示されるように、第４実施形態の車両１０は、第２実施形態（図５）の車両１０と比較して、バッテリ側スイッチ４８の代わりに後側スイッチ４０が設けられる、という点で異なる。第４実施形態では、後側スイッチ４０は分岐部３０とＤＣ／ＤＣコンバータ５０との間、且つ、分岐部３０と後側インバータ４２との間に配置される。
【００７１】
第４実施形態の車両１０は、後側スイッチ４０および前側スイッチ２４０が設けられるという点で第３実施形態の車両１０と一致する。第４実施形態の車両１０の動作は、第３実施形態の車両１０の動作（図９）と一致する。このため、第４実施形態の動作説明を省略する。
【００７２】
第４実施形態にも第１実施形態の変形例１（図３）、変形例２（図４）を使用できる。第４実施形態において図３に示される変形例１を使用する場合、前側インバータ４６と前モータ２０との間にゲートスイッチ１４０が配置される。また、第４実施形態において図４に示される変形例２を使用する場合、前側スイッチ２４０と前側インバータ４６との間から分岐経路７０、７２が分岐する。また、前側インバータ４６の端子であるバスバー（不図示）と前モータ２０の端子であるバスバー（不図示）とを圧電素子８０、８２が押圧する。
【００７３】
［５  各実施形態のまとめ］
［５．１  第１、第３実施形態のまとめ］
図１または図６に示されるように、車両１０は、車両駆動用のモータ１４（回転電機）と、モータ１４に電力を供給するバッテリ２２（電池）と、バッテリ２２の電圧よりも低電圧で動作する補機２４と、を備え、また、モータ１４に接続される電力経路３２（第１電力経路）と、補機２４に接続される電力経路３８（第２電力経路）と、バッテリ２２に接続される電力経路３６（第３電力経路）と、電力経路３２側と電力経路３８側と電力経路３６側とに分岐する分岐部３０と、を有する電力経路２８を備え、更に、分岐部３０とモータ１４との間の電力経路３２に配置されるスイッチ４０（第１スイッチ）と、図６に示されるように分岐部３０と補機２４との間の電力経路３８に配置されるスイッチ２４０（第２スイッチ）、または、図１に示されるように分岐部３０とバッテリ２２との間の電力経路３６に配置されるスイッチ４８（第２スイッチ）と、スイッチ４０とスイッチ４８、２４０の動作を制御する制御装置２６と、モータ１４を駆動するために電力経路３２に配置されるインバータ４２（駆動回路）と、車両駆動用として使用可能な、モータ１４とは別のモータ２０またはエンジン１８（駆動源）と、モータ１４またはインバータ４２の異常を検出する電流センサ４４と、を備える。制御装置２６は、電流センサ４４により異常が検出される場合に、スイッチ４０をオフ状態にしつつスイッチ４８、２４０をオン状態に制御すると共に、モータ２０またはエンジン１８を用いて車両１０の走行を継続させる。
【００７４】
上記構成によれば、モータ１４またはインバータ４２の異常時に、スイッチ４０をオフ状態に制御することによって、モータ１４が発電機として動作する際に発生する逆起電圧に起因してモータ１４からバッテリ２２へ過電流が流入することを防止できる。また、この際にスイッチ４８、２４０をオン状態に制御することによって、バッテリ２２から補機２４に電力を供給できるため、補機２４の動作を継続することができる。
【００７５】
また、車両１０は、モータ１４とは別のモータ２０（別の回転電機）を含む。電力経路２８は、モータ２０に接続される電力経路３４（第４電力経路）を有する。モータ２０は、分岐部３０から分岐する電力経路３４に配置される。モータ１４またはインバータ４２の異常時に、電力経路３６、３４を介して、バッテリ２２からモータ２０に電力が供給され、モータ２０によって走行が継続される。
【００７６】
上記構成によれば、スイッチ４０をオフ状態にしつつスイッチ４８、２４０をオン状態に制御している場合に、仮に、モータ２０またはモータ２０を駆動するインバータ４６が故障した場合であっても、スイッチ４８、２４０をオフ状態に制御することで、バッテリ２２を保護することができる。
【００７７】
図３に示されるように、スイッチ４０の代わりに設けられるスイッチ１４０は、モータ１４とインバータ４２との間の電力経路３２に配置される。
【００７８】
上記構成によれば、スイッチ１４０をオフ状態にしてモータ１４とインバータ４２とを電気的に切断することができるため、モータ１４またはインバータ４２の短絡故障時において、車両１０の走行を継続する場合に、モータ１４の回転数または運転への制約を抑えることができる。
【００７９】
なお、第１、第３実施形態は次のような側面も有する。すなわち、車両１０は、車両駆動用のモータ１４、２０（第１回転電機および第２回転電機）と、モータ１４、２０に電力を供給するバッテリ２２（電池）と、を備え、また、モータ１４に接続される電力経路３２（第１電力経路）と、モータ２０に接続される電力経路３４（第２電力経路）と、バッテリ２２に接続される電力経路３６（第３電力経路）と、電力経路３２側と電力経路３４側と電力経路３６側とに分岐する分岐部３０と、を有する電力経路２８、を備え、更に、分岐部３０とモータ１４との間の電力経路３２に配置されるスイッチ４０（第１スイッチ）と、図５に示されるように分岐部３０とモータ２０との間の電力経路３４に配置されるスイッチ２４０（第２スイッチ）、または、分岐部３０とバッテリ２２との間の電力経路３６に配置されるスイッチ４８（第２スイッチ）と、スイッチ４０とスイッチ４８、２４０の動作を制御する制御装置２６と、モータ１４を駆動するために電力経路３２に配置されるインバータ４２（駆動回路）と、モータ１４またはインバータ４２の異常を検出する電流センサ４４と、を備える。制御装置２６は、電流センサ４４により異常が検出される場合に、スイッチ４０をオフ状態にしつつスイッチ４８、２４０をオン状態に制御する。
【００８０】
上記構成によれば、モータ１４またはインバータ４２の異常時に、スイッチ４０をオフ状態に制御することによって、モータ１４が発電機として動作する際に発生する逆起電圧に起因してモータ１４からバッテリ２２へ過電流が流入することを防止できる。また、この際にスイッチ４８、２４０をオン状態に制御することによって、バッテリ２２からモータ２０に電力を供給できるため、モータ２０を駆動源として走行を継続することができる。
【００８１】
更に、図６の破線で示されるように、車両１０は、モータ２０に対して互いに動力を伝達可能に連結されるエンジン１８（内燃機関）と、スイッチ２４０とモータ２０との間の電力経路３４から分岐する電力経路３８を介してバッテリ２２およびモータ２０に接続され、バッテリ２２の電圧よりも低電圧で動作し、バッテリ２２から供給される電力またはエンジン１８の動力により発電するモータ２０から供給される電力により動作する補機２４と、を備える。
【００８２】
上記構成によれば、スイッチ４０、１４０をオフ状態に制御した後でも、エンジン１８により駆動されるモータ２０から補機２４に電力を供給することができるため、補機２４の動作を継続することができる。
【００８３】
図４に示されるように、車両１０はスイッチ４０とインバータ４２との間から分岐する分岐経路７０、７２に配置され、電力が供給されることにより圧力を発生する圧電素子８０、８２を備える。インバータ４２の端子とモータ１４の端子は、押圧力が大きくなるほど接触抵抗が低くなり、押圧力が小さくなるほど接触抵抗が高くなる。スイッチ４０がオン状態にされているときに、バッテリ２２から圧電素子８０、８２に電圧が印加される。この状態で圧電素子８０、８２はインバータ４２の端子とモータ１４の端子との押圧力を大きくする。スイッチ４０がオフ状態にされているときに、バッテリ２２から圧電素子８０、８２に印加される電圧が遮断される。この状態で圧電素子８０、８２はインバータ４２の端子とモータ１４の端子との押圧力を小さくする。
【００８４】
上記構成によれば、スイッチ４０をオフ状態にすることで、インバータ４２の端子とモータ１４の端子との接触抵抗を高くすることができる。インバータ４２またはモータ１４に異常が発生すると、インバータ４２とモータ１４との間に過電流が循環する。このとき接触抵抗が高い部分に熱が発生し、その部分が溶断する。その結果、インバータ４２とモータ１４とが電気的に切断されるため、モータ１４がブレーキとして動作することを防止できる。
【００８５】
［５．２  第２、第４実施形態のまとめ］
第２、第４実施形態は、第１、第３実施形態における分岐部３０を境にして前輪１６側の機器と後輪１２側の機器とを逆転させたものである。このため、第２、第４実施形態によれば、第１、第３実施形態と同じ効果が得られる。
【００８６】
なお、本発明に係る車両は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
［符号の説明］
【００８７】
１０…車両
１４…後モータ、モータ（回転電機）
１８…エンジン（内燃機関）
２０…前モータ、モータ（回転電機）
２２…バッテリ（電池）
２４…補機
２６…制御装置
２８…電力経路
３０…分岐部
３２…後側電力経路、電力経路
３４…前側電力経路、電力経路
３６…バッテリ側電力経路、電力経路
３８…補機側電力経路、電力経路
４０…後側スイッチ、スイッチ
４２…後側インバータ、インバータ（駆動回路）
４４…電流センサ（センサ）
４６…前側インバータ、インバータ（駆動回路）
４８…バッテリ側スイッチ、スイッチ
７０、７２…分岐経路
８０、８２…圧電素子
１４０…ゲートスイッチ、スイッチ
【図１】
0006799674.tif 000002
【図２】
0006799674.tif 000003
【図３】
0006799674.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006799674.tif 000006
【図６】
0006799674.tif 000007
【図７】
0006799674.tif 000008
【図８】
0006799674.tif 000009
【図９】
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