JP2010178556A - モータ駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】インバータ１相オープン故障が検出可能なモータ駆動システムを提供する。
【解決手段】制御装置は、電流センサによる直流電源の直流電流の検出値と、モータ駆動システム全体での電力収支に基づいて演算した直流電流の推定値とを比較し（ステップＳ０１〜Ｓ０３）、両者の偏差が閾値以上であるとき（ステップＳ０４のＹＥＳ判定時）には、直流電流の変動を検出する。さらに、制御装置は、直流電流の変動周波数を演算すると（ステップＳ０５）、その演算した直流電流の変動周波数がモータジェネレータの回転速度に同期しているか否かを判定する（ステップＳ０６〜Ｓ０８）。このとき、直流電流の変動周波数がモータジェネレータの回転速度に同期していれば、制御装置は、インバータにおける１相オープン故障の発生を検出する（ステップＳ０９，Ｓ１０）。
【選択図】図５

Description

この発明は、モータ駆動システムに関し、より特定的には、交流モータを駆動するモータ駆動システムにおけるインバータの故障発生を検出する技術に関する。

近年、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両を走行させるために電動モータを使用する車両が増えつつある。このようなモータを駆動するためには、一般に、インバータが用いられる。

特開２００５−１４３２４２号公報（特許文献１）には、直流電源と多相交流電源との間に接続されるパワー半導体電力変換器のパワー半導体ブリッジにおいて、逆方向ブリッジには自分でオン・オフを行なうことができるパワー半導体スイッチを用い、順方向ブリッジにはサイリスタを用いた構成が開示される。そして、このような構成において、負荷短絡または素子異常は、異常電流判定手段によって、直流電源の直流電流の計測値および多相交流電源の交流電流の計測値から判定される。

特開２００５−１４３２４２号公報 特開２００７−８９２４０号公報 特開２００５−１６０１９０号公報

ここで、ハイブリッド自動車においては、主として発電機として機能する第１の回転電機と、主として車輪を駆動させるモータとして動作する第２の回転電機とを搭載し、動力分割機構によってエンジンの回転速度を効率の良い回転域に動作させながら、第１および第２の回転電機を制御することにより車速を制御するようなシステムも存在する。

このような複雑な構成を有する車両用のインバータにおいては、２つのインバータのうちの一方のインバータにおいて、スイッチング素子の１つに常時オフ状態となるオープン故障が発生した場合（以下、インバータ１相オープン故障と称する。）には検出することが困難であった。したがって、そのようなインバータ１相オープン故障が発生した際に検出できるような故障検出装置は実現が難しかった。

この発明の目的は、インバータ１相オープン故障が検出可能なモータ駆動システムを提供することである。

この発明は、交流モータを駆動するモータ駆動システムであって、直流電源と、直流電源から電力の供給を受けて交流モータを駆動するインバータと、直流電源に入出力される直流電流を検出する電流センサと、交流モータの回転速度を検出する速度センサと、インバータにおける故障発生を検出する故障検出装置とを備える。インバータは、交流モータの各相にそれぞれ対応する複数のアームを備え、複数のアームの各々は、直列に接続された２つのスイッチング素子を含む。故障検出装置は、電流センサから出力される検出値に基づいて、直流電流の変動周波数を演算する変動周波数演算手段と、演算された直流電流の変動周波数が、速度センサにより検出された回転速度に同期している場合には、複数のアームのうちのいずれか１つのアームに含まれる一方のスイッチング素子が常時オフ状態となるオープン故障の発生を検出するオープン故障検出手段とを含む。

この発明によれば、従来車両において検出できていなかったインバータ１相オープン故障を検出することが可能となる。

この発明の実施の形態に従うモータ駆動システムが搭載される電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。 インバータが正常運転している場合の電圧および電流の変化を説明するための波形図である。 本実施の形態で検出するインバータ１相オープン故障について説明するための図である。 インバータ１相オープン故障が発生した場合の電圧および電流の変化を説明するための波形図である。 図１の制御装置が実行する異常検出処理の詳細を示したフローチャートである。 図１の制御装置が実行する異常時運転処理の詳細を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施の形態に従うモータ駆動システムが搭載される電動車両の一例として示されるハイブリッド車両１００の全体ブロック図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構３と、車輪２とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、直流電源Ｂと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、昇降圧コンバータ１２と、インバータ１４，３１と、制御装置３０と、コンデンサＣ０，Ｃ１と、電力線ＰＬ１，ＰＬ２と、アース線ＳＬと、電圧センサ１０，１３，１８と、電流センサ１１，２０，２２と、回転角センサ（レゾルバ）２４，２６とをさらに備える。

このハイブリッド車両１００は、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ２を動力源として走行する。動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構３としては、サンギヤ、プラネタリキャリアおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。これら３つの回転軸がエンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン４のクランク軸を通すことで動力分割機構３にエンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤによって車輪２に結合されている。

そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン４の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１００に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、車輪２を駆動する電動機としてハイブリッド車両１００に組込まれる。

直流電源Ｂは、充放電可能な蓄電装置であり、代表的には、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池や電気二重層キャパシタ等により構成される。直流電源Ｂが出力する直流電圧ＶＢおよび入出力される直流電流ＩＢは、電圧センサ１０および電流センサ１１によってそれぞれ検出される。

システムリレーＳＲ１は、直流電源Ｂの正極端子および電力線ＰＬ１の間に接続され、システムリレーＳＲ２は、直流電源Ｂの負極端子およびアース線ＳＬの間に接続される。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの信号ＳＥによりオン／オフされる。

コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１およびアース線ＳＬの間の電圧変動を平滑化する。電圧センサ１３は、電力線ＰＬ１およびアース線ＳＬ間に接続され、コンデンサＣ１の両端の電圧（昇降圧コンバータ１２への入力電圧に相当するこの直流電圧を、以下「入力電圧」とも称する。）を検出し、その検出した入力電圧ＶＬを制御装置３０へ出力する。

昇降圧コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、電力用半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。電力用半導体スイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、電力線ＰＬ２およびアース線ＳＬの間に直列に接続される。電力用半導体スイッチング素子Ｑ１およびＱ２のオン・オフは、制御装置３０からのスイッチング制御信号ＰＷＣによって制御される。

この発明の実施の形態において、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」と称する）としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対しては、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２が配置されている。リアクトルＬ１は、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２の接続ノードと電力線ＰＬ１の間に接続される。また、平滑コンデンサＣ０は、電力線ＰＬ２およびアース線ＳＬの間に接続される。

インバータ１４は、電力線ＰＬ２およびアース線ＳＬの間に並列に設けられる、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。各相アームは、電力線ＰＬ２およびアース線ＳＬの間に直列接続されたスイッチング素子を含む。たとえば、Ｕ相アーム１５は、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４を含む。Ｖ相アーム１６は、スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６を含む。Ｗ相アーム１７は、スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８を含む。また、スイッチング素子Ｑ１３〜Ｑ１８に対して、逆並列ダイオードＤ１３〜Ｄ１８がそれぞれ接続されている。スイッチング素子Ｑ１３〜Ｑ１８のオン・オフは、制御装置３０からのスイッチング制御信号ＰＷＭ１によって制御される。

各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。代用的には、モータジェネレータＭＧ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点に共通接続されて構成される。さらに、各相コイルの他端は、各相アーム１５〜１７のスイッチング素子の中間点と接続されている。

インバータ３１は、Ｕ相アーム２５、Ｖ相アーム２６およびＷ相アーム２７を含む。インバータ３１およびモータジェネレータＭＧ２の構成は、それぞれインバータ１４およびモータジェネレータＭＧ１と同様である。なお、スイッチング素子Ｑ２３〜Ｑ２８のオン・オフは、制御装置３０からのスイッチング制御信号ＰＷＭ２によって制御される。

昇降圧コンバータ１２は、昇圧動作時には、直流電源Ｂから供給された直流電圧ＶＢを昇圧した直流電圧ＶＨ（インバータ１４，３１への入力電圧に相当するこの直流電圧を、以下「システム電圧」とも称する）を電力線ＰＬ２へ供給する。具体的には、制御装置３０からのスイッチング制御信号ＰＷＣに基づいて、スイッチング素子Ｑ２のスイッチング動作に応じて流れる電流をリアクトルＬ１に磁場エネルギーとして蓄積することによって直流電源Ｂからの直流電圧を昇圧する。そして、昇降圧コンバータ１２は、その昇圧した昇圧電圧をスイッチング素子Ｑ２がオフされたタイミングに同期して逆並列ダイオードＤ１を介して電力線ＰＬ２へ出力する。また、昇降圧コンバータ１２は、制御装置３０からのスイッチング制御信号ＰＷＣに基づいて、電力線ＰＬ２から供給された直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電する。

平滑コンデンサＣ０は、電力線ＰＬ２およびアース線ＳＬの間の電圧変動を平滑化する。電圧センサ１８は、平滑コンデンサＣ０の両端の電圧、すなわち、システム電圧ＶＨを検出し、その検出値を制御装置３０へ出力する。

インバータ１４は、制御装置３０からのスイッチング制御信号ＰＷＭ１に基づいて、電力線ＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ１へ出力する。また、インバータ１４は、エンジン４からの出力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を制御装置３０からのスイッチング制御信号ＰＷＭ１に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電力線ＰＬ２へ出力する。

インバータ３１は、制御装置３０からのスイッチング制御信号ＰＷＭ２に基づいて、電力線ＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２へ出力する。また、インバータ３１は、ハイブリッド車両１００の回生制動時、車輪２からの回転力をエンジン４からの出力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を制御装置３０からのスイッチング制御信号ＰＷＭ１に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電力線ＰＬ２へ出力する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、３相交流電動機であり、たとえばＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）型３相交流同期電動機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構３によってエンジン４と連結され、エンジン４からの出力を用いて３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ１４へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ１４から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン４の始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、車輪２と連結され、インバータ３１から受ける３相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ３１へ出力する。

電流センサ２０は、モータジェネレータＭＧ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出値を制御装置３０へ出力する。電流センサ２２は、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出値を制御装置３０へ出力する。なお、三相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの瞬時値の和は零であるので、図１に示すように電流センサ２０，２２は２相分のモータ電流（たとえば、Ｖ相電流ｉｖおよびＷ相電流ｉｗ）を検出するように配置すれば足りる。

回転角センサ（レゾルバ）２４は、モータジェネレータＭＧ１のロータ回転角θ１を検出し、その検出した回転角θ１を制御装置３０へ送出する。回転角センサ２６は、モータジェネレータＭＧ２のロータ回転角θ２を検出し、その検出した回転角θ２を制御装置３０へ送出する。制御装置３０では、回転角θ１，θ２に基づきモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数（回転速度）ＭＲＮ１，ＭＲＮ２および角速度ω１，ω２（ｒａｄ／ｓ）をそれぞれ算出できる。なお、回転角センサ２４，２６については、回転角θ１，θ２を制御装置３０にてモータ電圧や電流から直接演算することによって、配置を省略してもよい。

制御装置３０は、電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）により構成され、予め記憶されたプログラムを図示しないＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、モータ駆動システムの動作を制御する。

代表的な機能として、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２、電圧センサ１３から入力電圧ＶＬならびに電圧センサ１８からのシステム電圧ＶＨに基づいて、昇降圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇降圧コンバータ１２へ出力する。

また、制御装置３０は、システム電圧ＶＨ、トルク指令値ＴＲ１、電流センサ２０からのモータ電流ＭＣＲＴ１およびモータジェネレータＭＧ１のロータ回転角θ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための信号ＰＷＭ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１をインバータ１４へ出力する。さらに、制御装置３０は、システム電圧ＶＨ、トルク指令値ＴＲ２、電流センサ２２からのモータ電流ＭＣＲＴ２およびモータジェネレータＭＧ２のロータ回転角θ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための信号ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭ２をインバータ３１へ出力する。

さらに、制御装置３０は、上述したモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御の実行中において、後述する方法によって、インバータ１４，３１における１相オープン故障の発生を検出するための「異常検出処理」を実行する。そして、この異常検出処理においてインバータ１４，３１のいずれか一方に１相オープン故障が検出された場合には、制御装置３０は、他方のインバータに対応するモータジェネレータを用いた異常時運転（退避運転）を行なう。これにより、退避運転による移動距離を伸ばすことができる。

図２は、インバータ１４が正常運転している場合の電圧および電流の変化を説明するための波形図である。なお、図示は省略するが、インバータ３１が正常運転している場合においても、図２のような電圧および電流の変化が得られる。

図２を参照して、モータジェネレータＭＧ１を駆動するインバータ１４において、６つのスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６が全て正常である場合には、モータ電流ＭＣＲＴ１を構成する３相電流（Ｖ相電流ＭＧ１＿Ｖ，Ｗ相電流ＭＧ１＿ＷおよびＵ相電流ＭＧ１＿Ｕ）は、一定の振幅からなる交流波形を示す。なお、Ｖ相電流ＭＧ１＿ＶおよびＷ相電流ＭＧ１＿Ｗは、各々がＵ相電流ＭＧ１＿Ｕに対して＋１２０°または−１２０°の位相差を有している。

このときの入力電圧ＶＬおよびシステム電圧ＶＨは、それぞれ略一定値に保たれている。これにより、直流電流ＩＢについても略一定値に保たれている。

図３は、本実施の形態で検出するインバータ１相オープン故障について説明するための図である。

図３を参照して、モータジェネレータＭＧ１を駆動するインバータ１４において、６つのスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のうちのいずれかが壊れてオフ状態に固定されてしまうような故障を、インバータ１相オープン故障という。図３では、Ｖ相アーム１６のスイッチング素子Ｑ１３が壊れた場合を例示している。他に、ドライブＩＣの故障や、フォトカプラの故障、結線の断線などによりインバータ１４の６相のうち１相が動かなくなる場合がある。

図４は、インバータ１相オープン故障が発生した場合の電圧および電流の変化を説明するための波形図である。

図４を参照して、Ｖ相にオープン故障が発生している場合には、Ｖ相電流ＭＧ１＿Ｖが＋方向に振れなくなった様子が示される。これにより、モータジェネレータＭＧ１のパワー変動が大きくなるため、昇降圧コンバータ１２の昇圧制御が追従できなくなり、システム電圧ＶＨおよび入力電圧ＶＬの振幅が増加する。その結果、直流電流ＩＢの振幅も増加する。すなわち、１相オープン故障が発生すると、モータジェネレータの電流の１相が半波になってしまう。これにより、電圧ＶＨが発振するため、直流電流ＩＢの振幅が増加する。

図５は、図１の制御装置３０が実行する異常検出処理の詳細を示したフローチャートである。図５に示したフローチャートは、図１に示した制御装置３０にプログラムされた一連の制御処理として実行される。

図５を参照して、まず処理が開始されると、制御装置３０は、電流センサ１１による直流電流ＩＢの検出値を取得すると（ステップＳ０１）、取得した検出値に基づいて直流電流ＩＢの変動の有無を判定する。

具体的には、最初に、制御装置３０は、モータ駆動システム（図１）全体での電力収支Ｐを算出し、その算出した電力収支Ｐに基づいて直流電流の推定値ＩＢ（Ｅ）を演算する（ステップＳ０２）。

ここで、ハイブリッド車両１００では、基本的には発電機として動作するモータジェネレータＭＧ１の入出力電力（以下、ＭＧ１電力とも称する）と、基本的には車両駆動力発生用の電動機として動作するモータジェネレータＭＧ２の入出力電力（以下、ＭＧ２電力とも称する）との和で示される、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２全体での電力の過不足分が、直流電源Ｂの入出力電力によって賄われるような電力収支が構成される。したがって、この電力収支制御において、直流電源Ｂの入出力電力ＰＢは、下記（１）式に従って算出することができる。
ＰＢ＝Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｌｏｓｓ ・・・（１）
（１）式中において、Ｐｍ１はＭＧ１電力であり、Ｐｍ２はＭＧ２電力であり、Ｐｌｏｓｓはインバータ１４，３１およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発生する損失である。ＭＧ１電力Ｐｍ１については、モータジェネレータＭＧ１の運転状態（トルク指令値ＴＲ１および回転速度ＭＲＮ１）に基づいて推定することができ、ＭＧ２電力Ｐｍ２については、モータジェネレータＭＧ２の運転状態（トルク指令値ＴＲ２および回転速度ＭＲＮ２）に基づいて推定することができる。なお、上記（１）式中の入出力電力ＰＢが直流電源Ｂの入出力可能電力Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となるように電力収支制御が実行される。

直流電源Ｂの入出力電力ＰＢが算出されると、制御装置３０は、電圧センサ１３により検出される入力電圧ＶＬに基づき、下記（２）式に従って直流電流ＩＢを推定する。
ＰＢ＝ＶＬ×ＩＢ ・・・（２）
このようにして推定値ＩＢ（Ｅ）が算出されると、制御装置３０は、直流電流ＩＢの検出値と推定値ＩＢ（Ｅ）とを比較する（ステップＳ０３）。そして、この比較によって求められた偏差ΔＩＢ（＝｜ＩＢ−ＩＢ（Ｅ）｜）が閾値以上であるか否かを判定し（ステップＳ０４）、偏差ΔＩＢが閾値よりも小さい場合（ステップＳ０４のＮＯ判定時）には、制御装置３０は、直流電流ＩＢの変動が生じていないと判断して、一連の異常検出処理を終了する。

一方、偏差ΔＩＢが閾値以上である場合（ステップＳ０４のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、直流電流ＩＢの変動を検出するとともに、直流電流ＩＢの変動周波数ｆｃを演算する（ステップＳ０５）。

変動周波数ｆｃを算出する一つの方法として、制御装置３０は、予め定められた所定期間において、直流電流ＩＢの検出値と推定値ＩＢ（Ｅ）とを比較し、その比較結果を示す信号を生成する。この比較結果信号は、直流電流ＩＢの検出値が推定値ＩＢ（Ｅ）以上となる期間においてＨ（論理ハイ）レベルを示し、かつ、検出値が推定値ＩＢ（Ｅ）を下回る期間においてＬ（論理ロー）レベルを示すように生成される。そして、制御装置３０は、生成した比較結果信号を参照して、時間的に隣り合うＬレベルからＨレベルに立ち上がったタイミング間の時間に基づいて直流電流ＩＢの変動周波数ｆｃを算出する。

次に、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１およびモータジェネレータＭＧ２の回転速度ＭＲＮ２を取得すると（ステップＳ０６）、ステップＳ０５において算出された直流電流ＩＢの変動周波数ｆｃがモータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１に同期しているか否かを判定する（ステップＳ０７）。そして、直流電流ＩＢの変動周波数ｆｃがモータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１に同期している場合（ステップＳ０７のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、インバータ１４における１相オープン故障の発生を検出する（ステップＳ０９）。

これに対して、ステップＳ０５で算出された直流電流ＩＢの変動周波数ｆｃがモータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１に同期していない場合（ステップＳ０７のＮＯ判定時）には、制御装置３０は、さらに、直流電流ＩＢの変動周波数ｆｃがモータジェネレータＭＧ２の回転速度ＭＲＮ２に同期しているか否かを判定する（ステップＳ０８）。そして、直流電流ＩＢの変動周波数ｆｃがモータジェネレータＭＧ２の回転速度ＭＲＮ２に同期している場合（ステップＳ０８のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、インバータ３１における１相オープン故障の発生を検出して、異常検出に関する制御処理を終了する（ステップＳ１０）。

以上に述べたように、直流電流ＩＢの変動を検出することによってインバータ１相オープン故障を検出することが可能になる。そして、インバータ１相オープン故障が検出された場合には、対応するモータジェネレータの動作を停止して、他方のインバータに対応するモータジェネレータを用いた異常時運転（退避運転）が行なわれる。これにより、退避運転による移動距離を伸ばすことができる。

図６は、図１の制御装置３０が実行する異常時運転処理の詳細を示したフローチャートである。図６に示したフローチャートは、図５に示す異常検出処理に後続する一連の制御処理として実行される。

図６を参照して、まず処理が開始されると、制御装置３０は、インバータ１４に１相オープン故障が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。インバータ１４に１相オープン故障が検出された場合（ステップＳ１１のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、インバータ１４を構成する各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のゲート遮断指示を発する（ステップＳ１３）。これにより、インバータ１４のＱ１１〜Ｑ１６の各々がスイッチング動作を停止（オフ状態）する。そして、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ２による異常時運転（退避運転）を指示する（ステップＳ１４）。

これに対して、インバータ１４に１相オープン故障が検出されていない場合（ステップＳ１１のＮＯ判定時）には、制御装置３０は、インバータ３１に１相オープン故障が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１２）。インバータ３１に１相オープン故障が検出された場合（ステップＳ１２のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、インバータ３１を構成する各スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２６のゲート遮断指示を発することにより（ステップＳ１５）、インバータ３１のＱ２１〜Ｑ２６の各々のスイッチング動作を停止（オフ状態）する。そして、制御装置３０は、エンジン４による動力を用いた退避運転を指示する（ステップＳ１６）。

一方、インバータ３１に１相オープン故障が検出されていない場合（ステップＳ１２のＮＯ判定時）には、制御装置３０は、退避運転を指示することなく、退避運転に関する制御処理を終了する。

以上のように、この発明の実施の形態においては、インバータ１相オープン故障が発生すると、システム電圧ＶＨがハンチングを起こすことにより、直流電源Ｂに入出力される直流電流ＩＢが変動する。そこで、直流電流ＩＢの変動を検出し、その変動周波数がモータジェネレータの回転速度を同期している場合に、インバータ１相オープン故障をｋｗン出する。このようにすることにより、インバータ１相オープン故障を早期に検出することにより、モータジェネレータへの影響（永久磁石の減磁など）を最小限に抑えることができる。

また、インバータ１相オープン故障が検出されることによって、他方のインバータに対応するモータジェネレータを用いた異常時運転（退避運転）が可能となる。これにより、退避運転による移動距離を伸ばすことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ 車輪、３ 動力分割機構、４ エンジン、１０，１３，１８ 電圧センサ、１１，２０，２２ 電流センサ、１２ 昇降圧コンバータ、１４，３１ インバータ、１５，２５ Ｕ相アーム、１６，２６ Ｖ相アーム、１７，２７ Ｗ相アーム、２４，２６ 回転角センサ、３０ 制御装置、１００ ハイブリッド車両、Ｂ 直流電源、Ｃ０，Ｃ１ コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６ 逆並列ダイオード、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＰＬ１，ＰＬ２ 電力線、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６ 電力用半導体スイッチング素子、ＳＬ アース線、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー。

Claims (1)

1. 交流モータを駆動するモータ駆動システムであって、
   直流電源と、
   前記直流電源から電力の供給を受けて前記交流モータを駆動するインバータと、
   前記直流電源に入出力される直流電流を検出する電流センサと、
   前記交流モータの回転速度を検出する速度センサと、
   前記インバータにおける故障発生を検出する故障検出装置とを備え、
   前記インバータは、前記交流モータの各相にそれぞれ対応する複数のアームを備え、前記複数のアームの各々は、直列に接続された２つのスイッチング素子を含み、
   前記故障検出装置は、
   前記電流センサから出力される検出値に基づいて、前記直流電流の変動周波数を演算する変動周波数演算手段と、
   演算された前記直流電流の変動周波数が、前記速度センサにより検出された前記回転速度に同期している場合には、前記複数のアームのうちのいずれか１つのアームに含まれる一方のスイッチング素子が常時オフ状態となるオープン故障の発生を検出するオープン故障検出手段とを含む、モータ駆動システム。

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