(57)【要約】【課題】  複数の電機が搭載された機械システムに於ける電機の制御のための複数のインバータ回路を有するインバータ装置に於いて、インバータ装置の出力線と電機の巻線との間に切換素子等を用いずに、一つのインバータ回路の故障時に正常なインバータ回路を用いて故障したインバータ回路にて駆動されていた電機を駆動する機構を提供すること。【解決手段】  本発明の複数の電機のそれぞれに電流を流通させる複数のインバータ回路を有するインバータ装置は、一つのインバータ回路の故障時に、故障したインバータ回路の電機への出力バーに正常なインバータ回路の出力バーが接触されることを特徴とする装置により達成される。ハイブリッドカー又は電気自動車の駆動ユニットのモーターの電力制御に利用可能である。【選択図】        図１
2012191682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電機のそれぞれに電流を流通させる複数のインバータ回路を有するインバータ装置であって、前記複数のインバータ回路のうちの一つが故障した際には、前記故障したインバータ回路の前記電機の巻線へ接続された出力バーに正常なインバータ回路の出力バーが接触されることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１の装置であって、前記複数の電機のうちの第一の電機のためのインバータ回路の複数のスイッチング素子から延在する出力バーと、前記複数の電機のうちの第二の電機のためのインバータ回路の複数のスイッチング素子から延在する出力バーとが交互に隣接して配置され、一方のインバータ回路の出力バーの一部が他方のインバータ回路の出力バーに接触するような制御が可能であることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２の装置であって、前記第一の電機のためのインバータ回路の複数のスイッチング素子から延在する出力バー及び前記第二の電機のためのインバータ回路の複数のスイッチング素子から延在する出力バーの一部が回転して隣接する出力バーに接触可能であることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの装置であって、複数のインバータ回路のうちのいずれかが故障したことを検知する故障検知手段と、故障検知手段が複数のインバータ回路のうちのいずれかが故障したことを検知すると、前記故障したインバータ回路の前記電機への出力バーへ正常なインバータ回路の出力バーを接触させる手段とを有することを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１の装置であって、前記インバータ回路の出力バーの一部が移動変位して別のインバータ回路の出力バーに接触可能であることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ装置に係り、より詳細には、ハイブリッドカー、電気自動車、その他の大型の機械などに利用される、電動機、発電機等の電機を複数有する機械システムを作動するための電機駆動用インバータ装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッドカー、電気自動車、その他の大型の機械などに利用される電機に大電流を流通させるためのパワーモジュール或いは電力制御装置に於いては、典型的には、複数の半導体素子（例えば、ＩＧＢＴ、サイリスタ、パワーＭＯＳＦＥＴなどのパワートランジスタ、パワーダイオード、パワー半導体など）の群からなるインバータ回路が組み込まれている。かかる電機駆動用のインバータ回路としては、６個のスイッチング素子（半導体素子）が直流電源（バッテリ）の正極母線（Ｐバス）と負極母線（Ｎバス）との間にて三相ブリッジ結線構造にて構成された三相出力インバータが一般的であり、三相出力インバータ回路は、三相交流電機駆動用の場合、端的に述べれば、三相の出力バーが電機の三つの巻線へ接続される。そして、電子制御装置によるスイッチング素子の制御入力（ゲート端、ベース端への入力）に応答して、スイッチング素子が動作され、三相の出力バーを通じて、直流電源からの直流が三相交流へ変換されて電機へ供給され、或いは、電機にて生成される三相交流が直流に変換されて直流電源へ供給される。上記の如きインバータ回路は、一つの電機に対して一つが対応するので、電機を複数有する機械システムの場合、パワーモジュールに於いて、電機の数に同数のインバータ回路が構成される（以下、インバータ回路を有するパワーモジュールを「インバータ装置」と称する。）。
【０００３】
上記の如きインバータ装置に於いて、インバータ回路が何等かの理由で故障した場合には、当然、故障したインバータ回路に接続された電機は動作不能となる。この点に関し、複数の電機を駆動すべく複数のインバータ回路が組み込まれたインバータ装置の場合、故障したインバータ回路に接続された電機を正常なインバータ回路を用いて駆動することが可能である。例えば、特許文献１に於いて、インバータ装置の出力線と電機の巻線との間に切換素子群から構成される切換部を設け、複数のインバータ回路のうちの一つが故障した際には、切換部にて、インバータ装置の出力線と電機の巻線との間の電気的接続の組合せを変更して、故障したインバータ回路に接続されていた電機の巻線へ正常なインバータ回路の出力線を接続して、電機を駆動させることが提案されている。また、特許文献２に於いては、特定のスイッチング素子に集中して負荷がかかることによる故障を回避すべく、インバータ装置の出力線と電機の巻線との間に切換素子群から構成される切換部を設け、定期的にインバータ装置の出力線と電機の巻線との間の電気的接続の組合せを変更して、特定のスイッチング素子に対する負荷の集中を防止することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２００４２６
【特許文献２】特開２００４−２０１４０９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ハイブリッドカー、電気自動車、その他の大型の機械に使用される電機には、相当の大電流が流通し、従って、インバータ回路の半導体素子に流通する電流量も大きくなるので、比較的大きな電力の損失や発熱による温度上昇の回避又は抑制するための対策が必要となる。また、車両等の移動体にインバータ装置を搭載する場合には、回路又は装置の寸法の小型化も一つの重要な課題である。しかしながら、複数のインバータ回路が組み込まれたインバータ装置に於いて、特許文献１、２の如く、故障したインバータ回路に接続された電機を正常なインバータ回路を用いて駆動するために、インバータ装置の出力線と電機の巻線との間に切換素子群から構成される切換部を設ける構成の場合、切換部を設けることは、回路又は装置の寸法の小型化の目的に合わず、また、インバータ回路本体とは別に、切換素子群にも電流が流通することによって、電力損失が増大し、発熱による温度上昇が生ずる。更に、インバータ装置の出力線と電機の巻線との間に切換素子群との接続が為されることにより、電流の流通経路が延長することとなり、このことも、電力損失と発熱量の増大に繋がる。即ち、インバータ回路の故障に備えて、切換素子群から構成される切換部を設けることは、インバータ回路の省エネルギー化や小型化の観点から必ずしも好ましいことではないということができる。
【０００６】
かくして、本発明の主な課題は、二つ以上の電機が搭載された機械システムに於ける電機の制御のための二つ以上のインバータ回路を有するインバータ装置に於いて、インバータ装置の出力線と電機の巻線との間に切換素子群から構成される切換部を設けることなく、一つのインバータ回路の故障時に正常なインバータ回路を用いて故障したインバータ回路にて駆動されていた電機を駆動するための新規な機構を提供することである。
【０００７】
また、本発明のもう一つの課題は、上記の如き一つのインバータ回路の故障時に正常なインバータ回路を用いて故障したインバータ回路にて駆動されていた電機を駆動するための機構にして、インバータ回路の省エネルギー化や小型化の目的に適合した機構を提供することである。
【０００８】
更に、本発明のもう一つの課題は、ハイブリッドカーや電気自動車用の二つ以上のモーターを搭載した駆動ユニットに於けるバッテリとモーターとの間の電流を制御するインバータ装置又は電力制御装置（ＰＣＵ：Power  Control  Unit）に適した新規な回路の構成及びスイッチング素子の配置構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上記の課題は、複数の電機のそれぞれに電流を流通させる複数のインバータ回路を有するインバータ装置であって、複数のインバータ回路のうちの一つが故障した際には、故障したインバータ回路の電機の巻線へ接続された出力バーに正常なインバータ回路の出力バーが接触されることを特徴とする装置により達成される。なお、上記の構成に於いて、「電機の巻線へ接続された出力バー」とは、インバータ回路内の各スイッチング素子（半導体素子）からインバータ装置の外方へ延在し、電機の巻線へ電気的に接続される出力線として機能する棒状又は板状の、アルミニウム、銅などの金属製部材である。スイッチング素子は、ＩＧＢＴ、サイリスタ、パワーＭＯＳＦＥＴなどのパワートランジスタ、パワーダイオードなどのパワー半導体の如き半導体素子であって、電機巻線へ選択的に電流を流通させる素子である。
【００１０】
上記の構成によれば、或るインバータ回路が故障した際には、そのインバータ回路の電機への出力バーへ、別の正常なインバータ回路の出力バーが接触され、これにより、正常なインバータ回路が、故障したインバータ回路へ接続されていた電機に対して接続され、かかる電機が動作可能となる。この構成に於いて、一つのインバータ回路の出力バーが別のインバータ回路の出力バーに直接接触せしめられるので、インバータ装置の出力線と電機の巻線との間に切換素子群から構成される切換部は用いられない。従って、装置の寸法は然程に大きくならず、また、切換素子群から構成される切換部に於ける電流の流通及びインバータ装置の出力線と電機の巻線との間の切換素子群の介在による電流経路の延長による電力損失と発熱の問題も生じず、上記の本発明の構成は、インバータ回路の省エネルギー化及び小型化の目的に適合した構成であるということができる。
【００１１】
上記の本発明の構成に於いて、或るインバータ回路の出力バーは、その一部が移動して別のインバータ回路の出力バーに接触可能となるよう構成されていてよく、そのような制御が可能であってよい。即ち、本発明に於いて、出力バーの一部が空間的に可動に形成され、インバータ装置の出力線と電機の巻線との間の電気的接続が切換可能に形成される。かかる構成の具体的な例としては、複数の電機のうちの第一の電機のためのインバータ回路の複数のスイッチング素子から延在する出力バーと、複数の電機のうちの第二の電機のためのインバータ回路の複数のスイッチング素子から延在する出力バーとが交互に隣接して配置され、一方のインバータ回路の出力バーの一部が回転して他方のインバータ回路の出力バーに接触可能となるようスイッチング素子群及びそれらの出力バーとが構成されていてよい。また、かかる構成に於いて、第一の電機のためのインバータ回路の複数のスイッチング素子から延在する出力バー及び前記第二の電機のためのインバータ回路の複数のスイッチング素子から延在する出力バーのいずれか一方又は両方が、回転して隣接する出力バーに接触可能な出力バーとして形成されていてよい。上記の如く、第一の電機のためのインバータ回路の複数のスイッチング素子から延在する出力バーと第二の電機のためのインバータ回路の複数のスイッチング素子から延在する出力バーとが交互に配置されることにより、一方のインバータ回路の出力バーの一部、例えば、先端部分を回転するだけで他方のインバータ回路の出力バーに物理的に接触させることが容易となり、また、後述の実施形態に於いて示されている如く、出力バーの一部を回転させる構造は、簡単であり且つ廉価に構成可能なので、インバータ回路故障時の対策が低コスト及び低労力にて達成可能である。
【００１２】
実施の形態に於いて、本発明のインバータ装置は、複数のインバータ回路のうちのいずれかが故障したことを検知する故障検知手段と、故障検知手段が複数のインバータ回路のうちのいずれかが故障したことを検知すると、故障したインバータ回路の電機への出力バーへ正常なインバータ回路の出力バーを接触させる手段とを有していてよい。故障検知手段は、電機の動作を監視する任意の装置（例えば、車両であれば、電機駆動用の電子制御装置の一部）にて複数のインバータ回路のうちのいずれかが故障したことが検出されると、その情報を受信する任意の電子的又は電気的な手段であってよい。また、故障したインバータ回路の電機への出力バーへ正常なインバータ回路の出力バーを接触させる手段としては、正常なインバータ回路の出力バー又はその一部の空間的な位置を故障したインバータ回路の出力バーの存在位置まで移動する任意の機械的な構成であってよい。例えば、インバータ回路の出力バーの一部が回転可能に構成される場合、インバータ回路の出力バーの可動部が、インバータ回路の故障時に、任意の弾性部材によるばね力によって、隣接する別のインバータ回路の出力バーまで回転変位する機構などが採用されてよい。理解されるべきことは、インバータ回路の出力バー又はその一部の位置を移動する機構自体には、その作動に於いて、大電流を要せず、従って、電力損失や発熱は殆ど生じないという点である。
【００１３】
また、実施の形態に於いて、本発明の構成は、発電機と電動機とを有するハイブリッドカー又は電気自動車のためのインバータ装置として有利に用いられる。例えば、上記の如き車両に於いて、電動機のためのインバータ回路が故障した場合、上記の如きインバータ回路の出力線の切換ができない場合には、電動機を利用して車両を移動させることは出来なくなるが、上記の如きインバータ回路の出力線が切換可能である場合、発電機のためのインバータ回路の出力バーを電動機のためのインバータ回路の出力バーへ接触させることにより、発電機のためのインバータ回路を用いて電動機が駆動可能となり、車両の移動が可能となる。（即ち、インバータ回路の故障後、車両は、自力で修理可能な施設等へ移動できることとなり、有利である。）
【発明の効果】
【００１４】
かくして、上記の構成によれば、複数のインバータ回路を有するインバータ装置に切換素子群から構成される切換部を設けることなく、一つのインバータ回路の故障時に別のインバータ回路を転用して電機を駆動させることが可能となる。本発明に於いては、正常なインバータ回路の出力バーを故障したインバータ回路の出力バーへ接触して、正常なインバータ回路を故障したインバータ回路に接続されていた電機へ接続することになるので、電力損失や発熱は、かかる切換機構を備えていない装置と殆ど変らず、また、一つのインバータ回路の出力バーを別のインバータ回路の出力バーへ接触させる機構も比較的簡単に構成可能なので、インバータ装置の寸法は大きくならず、低コストでインバータ回路の故障時のための対策が達成可能となる。かかる利点は、ハイブリッドカー又は電気自動車の駆動ユニットに於いて特に有利である。
【００１５】
本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（Ａ）は、ハイブリッドカーのモーターＭＧ１及びＭＧ２の駆動のためのＰＣＵに於ける一つのバスバー部材１４Ｐ（Ｎ）に接合される半導体素子１８ｕ（ｌ）が回路基板上に実装された状態を模式的に表した斜視図である。バスバー部材の輪郭は、太実線にて示され、その下方の基板の状態が理解されるよう透明にて描かれている（実際には、金属製の部材のため、バスバー部材の下方の基板の状態は観察できない。）。半導体素子１８ｕ（ｌ）の下方の電極板には出力バーが形成され、そのうち、モーターＭＧ１のインバータ回路に属する素子の出力バーは、本発明に従って先端部分が回転可能に形成されている。図１（Ｂ）は、本発明に従って構成された半導体素子が実装された回路基板の模式的な断面図であり、出力バーの先端部分を回転するための構成が模式的に描かれている。
【図２】図２は、インバータ回路の一方のバスバー部材に接合される半導体素子群の配置と出力バーの状態を表す模式的な平面図である。（Ａ）は、インバータ回路が正常に動作している状態を示し、（Ｂ）は、モーターＭＧ２のためのインバータ回路の故障時に、モーターＭＧ１のためのインバータ回路の出力バーの先端部分２２の回転が為された状態を示している。
【図３】図３は、ハイブリッドカーの駆動ユニットの電子制御装置に於けるモーターＭＧ２駆動用インバータ回路の故障時の処置をフローチャートの形式にて表した図である。
【図４】図４（Ａ）は、本発明の電力制御装置が適用されるハイブリッドカーの駆動ユニットの構成の概念図である。図中の矢印は、車両の通常走行時に於ける電気エネルギー（電流）と機械エネルギー（回転）との流れをそれぞれ示している。図４（Ｂ）は、本発明が適用される電力制御装置に於けるスイッチング素子の電気的接続関係を表す回路図の一つの例である。
【符号の説明】
【００１７】
１０…回路
１２…バッテリ
１４Ｐ…Ｐバスバー又はＰバスバー部材、
１４Ｎ…Ｎバスバー又はＮバスバー部材
１６ｕ，ｌ…昇圧回路のスイッチング素子
１８ｕ，ｌ…モーター用出力回路のスイッチング素子
１９…電極板
２０ａ、ｂ、ｃ…モーターへの出力バー
２１…出力バーの基幹部分
２２…出力バーの先端部分
２３…出力バー切換装置
２４…出力バーの先端部分の保持ピン
２５…弾性部材（ばね）
２６…絶縁板
３２…冷却板
３４…冷却フィン
３６…ワイヤ（導線）
Ｈ…ヒンジ軸
Ｓ…ストッパ
ＭＧ１、ＭＧ２…モーター
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。
【００１９】
電力制御装置と回路構成の概要
本発明によるインバータ装置は、好適には、例えば、図４（Ａ）に例示されている如きハイブリッドカーの駆動ユニットに於ける二つのモーターＭＧ１、ＭＧ２の作動制御のための電力制御装置ＰＣＵとして利用される。図４（Ａ）を参照して、駆動ユニットは、端的に述べれば、エンジンと二つのモーターＭＧ１、ＭＧ２との出力軸が差動装置を介して機械的に連結した構造を有し、車輪（図示せず）に連結したプロペラシャフトＰの回転を制御する。その作動に於いては、車両の走行状態によって、二つのモーターＭＧ１、ＭＧ２の動作が、例えば、以下の如く、変更される。：
（ａ）発進時・軽負荷時は、モーターＭＧ２がバッテリの電力を使用して車輪を駆動する。
（ｂ）通常走行時は、エンジン動力の一部による車輪駆動と共に、エンジン動力の一部がモーターＭＧ１を発電機として駆動して発電し、その電力でモーターＭＧ２が駆動されて車輪駆動に利用される。
（ｃ）全開加速時は、エンジン動力に追加してバッテリの電力を使用したモーターＭＧ２の駆動力が車輪駆動に利用される。
（ｄ）制動時は、モーターＭＧ１を発電機として駆動して発電し、その電気エネルギーがバッテリに充電される。
なお、モーターＭＧ１は、車両の走行状態によっては、車輪駆動のための電動機として使用される場合もある。
【００２０】
上記の如きモーターＭＧ１、ＭＧ２の作動を制御する電力制御装置ＰＣＵは、典型的には、図４（Ｂ）に示された回路構成を有する。図４（Ｂ）の回路構成に於いては、バッテリ１２の直流電圧を昇圧する昇圧回路Boost1&2、モーターＭＧ１の電流を制御するためのインバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖ及びモーターＭＧ２の電流を制御するためのインバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖが構成される。昇圧回路Boost1&2は、トランジスタとダイオードとからなるスイッチング用半導体素子１６ｕ、１６ｌが図示の如くコンデンサＣ０及びインダクタＬを介してバッテリ１２に接続された構成を有し、バッテリ１２の電圧をモーターの作動電圧まで昇圧する。なお、図に於いては、昇圧回路Boost1&2に於いては、一対のスイッチング用半導体素子１６ｕ、１６ｌのみ記載されているが、実際の回路に於いては、更にもう一対のスイッチング用半導体素子が並列に接続されてよい。
【００２１】
上記の昇圧回路Boost1&2の上側のＰ極（スイッチング用半導体素子１６ｕのコレクタ端）及び下側のＮ極（スイッチング用半導体素子１６ｌのエミッタ端）に於いては、それぞれ、Ｐバスバー（母線）１４Ｐ及びＮバスバー（母線）１４Ｎが接続され、かかるＰバスバー１４ＰとＮバスバー１４Ｎとに対して、インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖとインバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖとが、並列に接続される。インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖ、ＭＧ２＿Ｉｖは、それぞれ、Ｐバスバー１４ＰとＮバスバー１４Ｎとの間の直流電圧を三相交流電圧に変換して、モーターＭＧ１、ＭＧ２に電流を流通させる回路であり、それぞれ、３対のトランジスタとダイオードとから成るスイッチング用半導体素子１８ｕ、１８ｌを有し、それらのスイッチング用半導体素子が、図示の如く三相ブリッジ結線回路を構成し、各ブリッジＭＧ１＿１、＿２、＿３及びＭＧ２＿１、＿２、＿３の出力線２０ａ、ｂ、ｃが、対応するモーターの巻線へ接続される。なお、上記の昇圧回路Boost1&2、インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖ及びインバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖに於けるスイッチング用半導体素子１６ｕ、１６ｌ、１８ｕ、１８ｌのトランジスタは、ＩＧＢＴ、サイリスタ、パワーＭＯＳＦＥＴなどのパワートランジスタであってよく、ダイオードは、パワーダイオードであってよい。また、図４（Ｂ）に於いて、Ｐバスバー１４Ｐに接続されたスイッチング素子１６ｕ、１８ｕの群は、「上アーム」と称され、Ｎバスバー１４Ｎに接続されたスイッチング素子１６ｌ、１８ｌの群は、「下アーム」と称される。
【００２２】
上記の回路の作動に於いては、上記の如き車両の走行状態に応じた態様のモーターＭＧ１及び／又はＭＧ２の動作を達成すべく、図示していない電子制御装置の制御下、電子制御装置からスイッチング用半導体素子のトランジスタのゲート端（又はベース端）へ適宜信号が与えられ、これにより、スイッチング用半導体素子のトランジスタに於いて選択的に電流の流通が許され、対応するモーターの巻線に電流が流されることとなる。
【００２３】
本発明による回路板の構成とスイッチング素子の配置
上記の図４（Ｂ）の回路構成に於いて、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖのいずれかの個所に於いて故障が発生し、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖが正常に作動しなくなると、モーターＭＧ２の回転作動に於いて不具合が生ずることとなる。そして、車両のＥＶ走行（モーターによる走行）は、主として、モーターＭＧ２の作動により達成されるので、モーターＭＧ２の作動が不調であると、車両のＥＶ走行ができなくなる。そこで、本発明に於いては、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖの故障時には、インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖを用いてモーターＭＧ２を駆動し、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖの修理可能な施設まで、車両の退避走行が実行可能とされる。インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖを用いたモーターＭＧ２の駆動に際しては、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖを無効化した後、インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖの出力線２０ａ、ｂ、ｃがインバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖの出力線２０ａ、ｂ、ｃに直接に接続され、インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖを通じてモーターＭＧ２の対応する巻線に電流が流通される。
【００２４】
図１（Ａ）は、本発明に従って、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖの故障時にモーターＭＧ２へインバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖを接続することが可能なインバータ装置のスイッチング素子及び出力バーの配置構成の一つの実施形態を示している。なお、図に於いては、図４（Ｂ）の上アームのスイッチング素子のみが描かれている。（下アームのスイッチング素子も、同様に構成される。）同図を参照して、図１（Ａ）の構成に於いては、インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖのスイッチング素子１８ｕ（又は１８ｌ）とインバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖのスイッチング素子１８ｕ（又は１８ｌ）とは、交互に縦列するように基板上に配置され接合されてよい。かくして配列されたスイッチング素子１８の一方の面（上アームのスイッチング素子１８ｕの群の場合には、トランジスタのコレクタ端となり、下アームのスイッチング素子１８ｌの群の場合には、トランジスタのエミッタ端となる。）に対して、図１（Ｂ）に模式的に例示されている如く、バスバー部材１４Ｐ（又は１４Ｎ）が接合される。スイッチング素子とバスバー部材との接合は、通常の態様にてはんだ付け或いはその他の態様にて接合されてよい。そして、スイッチング素子１８ｕ（又は１８ｌ）は、バスバー部材１４Ｐ（又は１４Ｎ）との接合面との反対側に於いて、はんだ層２７及び絶縁板２６を介して電極板１９に接合され、絶縁板２６には更に図示の如くフィン３４を担持する冷却板３２が接合される。また、スイッチング素子１８ｕ（又は１８ｌ）のゲート端又はベース端へは、ワイヤ３６によりモーター駆動用の制御装置（図示せず）からのスイッチング指令信号が入力される。なお、インバータ回路のスイッチング素子と同様に昇圧回路のスイッチング素子１６ｕ（又は１６ｌ）が基板上に配置接合され、バスバー部材に接合されてよい。
【００２５】
上記の図１の構成に於いて、モーターＭＧ１、ＭＧ２の巻線への出力線２０ａ、ｂ、ｃは、それぞれ、各スイッチング素子１８の接合された電極板１９と一体的に形成され電極板１９の外方へ延在する板状部材（以下「出力バー」と称する。）に構成されてよい。各出力バー２０ａ、ｂ、ｃの外端には、図示していないが、モーターＭＧ１、２の対応する巻線がそれぞれ接続される。また、かかる出力バーに於いては、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖの作動が不調となった際に、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖの各スイッチング素子１８ｕ（又は１８ｌ）の出力バー２０ａ、ｂ、ｃ（ＭＧ２）に対して、インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖの各スイッチング素子１８ｕ（又は１８ｌ）の出力バー２０ａ、ｂ、ｃ（ＭＧ１）が接触して、モーターＭＧ２のためのインバータ回路がインバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖへ切り換えるための機構、即ち、インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖを用いてモーターＭＧ２を作動可能にする機構が備えられている。
【００２６】
具体的には、インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖの各スイッチング素子１８ｕ（又は１８ｌ）の出力バー２０ａ、ｂ、ｃ（ＭＧ１）は、図１（Ａ）及び（Ｂ）にて模式的に描かれている如く、電極板１９に接続した基幹部分２１と、かかる基幹部分にヒンジ軸Ｈ周りに回転可能に連結された先端部分２２とを有する。基幹部分２１と先端部分２２との連結するヒンジ軸Ｈには、先端部分２２の回転を実行するための機械装置２３が取り付けられており、機械装置２３に於いて、先端部分２２はヒンジ軸Ｈに対して固定され、また、ヒンジ軸Ｈ周りに先端部分２２を隣接するインバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖの出力バー２０ａ、ｂ、ｃ（ＭＧ２）の方向へ回転する方向に付勢力を与えるばねなどの弾性部材２５と、先端部分２２と基幹部分２１とを貫通し、図１（Ａ）又は図２（Ａ）に描かれている如く、先端部分２２と基幹部分２１とを直線状に整列した状態に保持する保持ピン２４と、車両の駆動制御装置からインバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖが故障したことの情報を受信する手段とが設けられる。かくして、通常時は、図１（Ｂ）の如く、保持ピン２４が先端部分２２と基幹部分２１とを貫通し、図２（Ａ）の如く、先端部分２２が基幹部分２１から外方に直線状に延在する方向に保持される。しかしながら、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖが故障したことの情報が、駆動制御装置から伝えられると、保持ピン２４が図中矢印方向に後退し、先端部分２２から引き抜かれる。そうすると、ヒンジ軸Ｈと先端部分２２とは、弾性部材２５の付勢力により回転し、先端部分２２は、図２（Ｂ）に示す如く、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖの出力バー２０ａ、ｂ、ｃ（ＭＧ２）上のストッパＳにて停止されるまで回転し、これにより、インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖの出力バー２０ａ、ｂ、ｃ（ＭＧ１）がインバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖの出力バー２０ａ、ｂ、ｃ（ＭＧ２）へ接触することとなり、モーターＭＧ２の巻線へインバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖの出力バー２０ａ、ｂ、ｃ（ＭＧ１）が電気的に接続されることとなる。
【００２７】
上記の構成に於いて、理解されるべきことは、モーターＭＧ２に対するインバータ回路の接続の切換を、出力バーの一部の位置を物理的に移動することにより達成しているという点である。かかる構成によれば、電力損失や発熱の増大となり得る切換素子（典型的には、半導体スイッチング素子など）を必要とせず、また、切換素子をモーターとインバータ回路との間に組み込むための電流経路の延長も必要なくなる。また、出力バーの一部の位置の物理的な移動に必要な機構は、比較的簡単に構成可能である。かくして、上記の如き構成によれば、インバータ回路の故障時の対策は、電力損失や発熱の増大を惹起することなく、比較的低コストにて実現可能であり、本発明の構成は、インバータ回路の省エネルギー化及び小型化の目的に適合した構成であるということができる。
【００２８】
なお、或るインバータ回路の出力バー又はその一部の位置を移動して、別のインバータ回路の出力バーへ接触させる構成は、上記以外の形態、配置構成によっても達成可能であり、そのような場合も本発明の範囲に属することは理解されるべきである。例えば、一つのバスバー部材に接合されるスイッチング素子は、２列に配列されたり、屈曲線又は曲線上に沿って配列されてもよい。また、出力バー又はその一部の位置を変位させるための機械的な構造も、上記の例によらず、任意の構造が採用されてよい。更に、図１及び２の構成に加えて、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖの出力バー２０ａ、ｂ、ｃ（ＭＧ２）が回転して、インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖの出力バー２０ａ、ｂ、ｃ（ＭＧ１）へ接触できるようにする機構が設けられていてもよい。
【００２９】
インバータ回路故障時の処理作動の例
上記の本発明のインバータ装置が組み込まれた車両に於けるインバータ回路の故障時の処置は、図３のフローチャートに記載された要領にて実行されてよい。なお、図３の処理は、車両の駆動制御を行うための電子制御装置に於いて、所定のプログラムに従った動作により実現される。
【００３０】
図３を参照して、まず、車両の運転中、モーターＭＧ２の回転の不具合が検出されると（ステップ１０）、そのことを運転者に知らせる警告灯が点灯され、車両の走行停止が要求される（ステップ２０）。モーターＭＧ２の回転の不具合は、モーターの回転数及びトルクが電子制御装置の要求値に合致しているか否かなどを監視することによって達成されてよい。次いで、モーターＭＧ２の回転の不具合の原因が、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖ（ＭＧ２モジュール）内に於けるスイッチング素子等の回路素子の不具合によるものか否かが判定される（ステップ３０）。回路素子の不具合は、出力バーの電圧・電流の大きさ及び／又は周波数が予定された値になっているか否かを監視することによって達成されてよい。そして、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖ内の不具合が検出されない場合には、安全のため、車両の運転中止と不具合箇所の探索又は確認が要求される（ステップ３５）。
【００３１】
一方、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖ内の不具合が検出されたときには、モーターの作動の停止（バッテリ充電の禁止）、インバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖ及びインバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖのスイッチング動作の停止と開放（オープン）及びその確認が実行される（ステップ４０）。なお、回路の開放は、例えば、バッテリとインバータ回路との間に適宜設けられるリレースイッチ等を開放することによって達成されてよい。次いで、運転者に対して、インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖの出力バーをインバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖへ接触させることの指示（運転者切換指示）を運転者に要求し、その指示の確認が為されると（ステップ５０）、図１及び２に関連して説明された如く、インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖの出力バーをインバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖへ接触させる処置が実行される（ステップ６０）。かくして、インバータ回路の切換が完了すると、インバータ回路ＭＧ１＿Ｉｖのスイッチング動作が再開され（ステップ７０）、モーターＭＧ２の回転が正常であるか否かが判定される（ステップ８０）。ここで、モーターＭＧ２の回転が正常でないときには、安全のため、車両の運転中止と不具合箇所の探索又は確認が要求される（ステップ８５）。一方、モーターＭＧ２の回転が正常であることが確認されたときには、車両のＥＶ走行が開始可能となる（ステップ９０）。ただし、既にインバータ回路ＭＧ２＿Ｉｖに不具合が生じている状態なので、運転者に対しては、速やかに修理可能な施設まで、車両を移動させること（退避走行）が要求される。
【００３２】
以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の修正が為されてよいことは明らかであろう。
【００３３】
例えば、本発明の電力制御装置に於けるスイッチング素子の配置構成は、図４に例示のハイブリッドカーの駆動ユニット以外の構成のハイブリッドカー又は電気自動車等の車両の駆動ユニットのための電力制御装置に於いて採用されてよいことは理解されるべきである。また、本発明のインバータ装置に於けるスイッチング素子の配置構成は、車両以外の機械であって、モーター等の電機を二つ以上含むシステムに採用されてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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