电动车辆的制作方法

专利名称：电动车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有分别与驱动车轮的多个电机连接、并且相对于直流电
源而并联连接的多个变换器(inverter,逆变器)的电动车辆。
背景技术：
以往，在电动汽车或混合动力车等搭载了电机的电动车辆中，已知在 电机和电源装置之间设置变换器和电机控制部，通过变换器向电机输送作 为驱动用信号的电机电流，对电机进行驱动的技术。变换器将来自电源装 置的直流电力与转矩指令值对应地变换为交流电流，并向电机输送电机电 流。另外，电机控制部向变换器发送用于生成电机电流的控制信号。
关于这样的电动车辆，以往在具有分别连接于两个变换器的两个电机、 即第一电动发电机(MG1)和第二电动发电机(MG2)以及控制部的混合 动力车辆中，考虑采用如下的所谓准备关闭(Ready off)方式当在一部 分变换器中产生了过电流时，控制部使两个电动发电机双方的驱动停止， 降低电机负荷率，并且在过电流消失之后，使双方的变换器的驱动恢复， 然后，当再次产生了过电流时，再次使双方的变换器的驱动停止，进一步 降低电机负荷率，例如上述动作重复4次等，在重复了4次等之后，使双 方的变换器的驱动停止。在此，"电机负荷率"是电机允许最大转矩指令值 相对于电机可产生的最大转矩的比例。因此，电机负荷率的降低对应于车 辆整体的驱动力降低。
另外，曰本特开2004-112883号公报中记载了一种混合动力车，其具 有相对于直流电源并联连接、并且分别与两个电机、即交流电机M1、 M2 连接的两个变换器以及控制装置。控制装置在两个变换器的一方的变换器异常停止时，强制停止另一方的变换器。另外，控制装置在强制停止另一 方的变换器后，经过一定时间之后，当来自电压传感器的输出电压的电压 电平稳定时，解除另一方的变换器的强制停止。

发明内容
上述以往的混合动力车辆，具有两个变换器、第一电动发电机(MG1) 以及第二电动发电机(MG2)、和控制部。控制部，在构成为在一部分 的变换器中产生了过电流时，使两个电动发电机双方的驱动停止，降低电 机负荷率，并且在过电流消失之后，使双方的变换器的驱动恢复，然后， 当再次产生了过电流时，再次使双方的变换器的驱动停止，进一步降低电 机负荷率，重复上述动作的情况下，当一部分的变换器发生故障时，会连 续重复产生变换器的过电流。因此，即使恢复变换器的驱动，也存在如下 可能性电机负荷率逐渐降低，最终无法获得足够的车辆的行驶性能。例 如，具有如下可能性电机负荷率降低到无法获得足够的加速力的程度， 或者变得两个电动发电机都无法驱动。因此，当变换器中产生了过电流时， 驾驶者即使想要使车辆退避行驶到路边、修理场等地方，也可能仅能够使 车辆以惯性来行驶，在为了使得能有效地进行安全的退避行驶的方面，具 有改良余地。
另外，上述日本特开2004-112883号公才艮中所记栽的混合动力车的情 况下，并没有公开如下内容具有控制变换器的单元，该单元当变换器中 产生了过电流时，选择进行驱动的变换器，通过仅使多个变换器中被选择 的变换器驱动，由此驱动与所选择的变换器对应的电机，在一部分的变换 器中产生了过电流的情况下，利用与所选择的变换器对应的电机来驱动车 轮。在这样的日本特开2004-112883号公报中所记载的混合动力车的情况 下，当多个变换器的一部分的变换器中产生了过电流时，在驾驶者想要使 车辆退避行驶到路边、修理场等地方的情况下，在为了使之有效进行安全 的退避行驶的方面，具有改良的余地。本发明的目的在于在电动车辆中，在多个变换器的一部分的变换器 中产生了过电流的情况下，使得能有效进行车辆的安全的退避行驶。
本发明的电动车辆的特征在于，包括多个变换器，其分别连接于驱 动车轮的多个电机，并且相对于直流电源而并联连接；过电流产生判断单 元，其基于多个变换器的每个中的电流检测值，判断多个变换器的一部分 的变换器中是否产生了过电流；变换器选择单元，其在多个变换器的一部 分的变换器中产生了过电流的情况下，选择进行驱动的变换器；以及变换 器驱动控制单元，其控制变换器，使得仅使多个变换器中被选择的变换器 驱动，由此驱动与所选择的变换器对应的电机，在一部分的变换器中产生 了过电流的情况下，由与所选择的变换器对应的电机来驱动车轮。
另外，优选的是，多个电机为第一电动发电机和第二电动发电机，多 个变换器为第一电动发电机用变换器和第二电动发电机用变换器，所述电 动车辆具备使小齿轮在太阳轮与齿圏之间啮合的行星齿轮机构部；发动 机；以及向车轮侧输出动力的输出轴，第一电动发电机连结于太阳轮，发 动机的旋转轴连结于支撑小齿轮的部件，由第二电动发电机给予辅助动力 的输出轴连结于齿圏，变换器选择单元，在第一电动发电机用变换器和第 二电动发电机用变换器的一方的变换器中产生了过电流的情况下，将进行 驱动的变换器选择为第一电动发电机用变换器和第二电动发电机用变换器 的另一方的变换器。
另外，更优选的是，变换器驱动控制单元，在多个变换器的一部分的 变换器中产生过电流的情况连续发生了预定次数以上、即重复了预定次数 以上时，使一部分的变换器的驱动停止。
另外，更优选的是，变换器驱动控制单元，在多个变换器的一部分的 变换器中产生过电流的情况连续发生了预定次数以上、即重复了预定次数 以上时，使多个变换器的全部的驱动停止，并且在使关于由多个变换器驱 动的电机的、电机的允许最大转矩指令值相对于电机可产生的最大转矩的 比例、即电机负荷率降低之后，仅使多个变换器中其余的变换器恢复驱动。另外，更优选的是，变换器驱动控制单元，在多个变换器的一部分的 变换器中产生了过电流的情况不到预定次数时，使多个变换器的全部的驱 动停止，并且在使关于由多个变换器驱动的电机的、电机的允许最大转矩 指令值相对于电机可产生的最大转矩的比例、即电机负荷率降低之后，使 多个变换器的全部的驱动恢复。
才艮据本发明的电动车辆，能够在多个变换器的一部分变换器中产生了 过电流的情况下，使一部分的变换器的驱动停止，并且通过未产生过电流 的变换器使电机驱动，通过进行了驱动的电机来驱动车轮。因此，能在一 部分的变换器中产生了过电流的情况下进行车辆的退避行驶时，有效进行 安全的退避行驶。
另外，多个电机为第一电动发电机和第二电动发电机，多个变换器为 第一电动发电机用变换器和第二电动发电机用变换器，所述车辆具有使小 齿轮在太阳轮和齿圏之间啮合的行星齿轮机构部、发动机、向车轮侧输出 动力的输出轴，太阳轮上连结有第一电动发电机，支撑小齿轮的部件上连 结有发动机的旋转轴，齿圏上连结有通过第二电动发电机给予辅助动力的 输出轴，变换器选择单元在第一电动发电机用变换器和第二电动发电机用 变换器的一方的变换器中产生了过电流的情况下，将进行驱动的变换器选 择为第一电动发电机用变换器和第二电动发电机用变换器的另一方的变换 器。根据如上结构，如果通过第一电动发电机用变换器或第二电动发电机 用变换器来驱动对应的电动发电机，则能够向输出轴提供动力。因此，与 第一电动发动机用变换器和第二电动发电机用变换器的任意一个变换器中 是否产生了过电流无关地，更有效地进行车辆的安全的退避行驶。
另外，变换器驱动控制单元，在多个变换器的一部分的变换器中产生
过电流的情况连续预定次数以上的情况下，使一部分的变换器的驱动；变 换器驱动控制单元，在多个变换器的一部分的变换器中产生了过电流的情 况不到预定次数的情况下，使多个变换器全部的驱动停止，并且使关于由 多个变换器驱动的电机的、电机的允许最大转矩指令值相对于电机可产生 的最大转矩的比例、即电机负荷率降低之后，使多个变换器全部的驱动恢复。根据如上两个结构，在一部分的变换器中产生了过电流之后，在过电 流的产生不到预定次数的情况下，能够使一部分的变换器的驱动恢复。因 此，在一部分的变换器未发生故障的情况下，对一部分的变换器提供恢复 为正常的机会，能够有效防止不必要地停止正常的变换器的驱动。


图1是作为本发明的实施方式的电动车辆的混合动力车辆的概略结构图。
图2是详细表示对图1的发动机、发电机(MG1)、行驶电机(MG2 ) 的动力进行传递的部分的结构的图。
图3是表示在图1的混合动力车辆中具有发电机(MG1)和行驶电机 (MG2)的电负载装置的框图。
图4是用于说明发电机用变换器(inverter,逆变器)或行驶电机用变 换器(inverter,逆变器)中产生了过电流时的处理的流程图。
图5是表示在图4的步骤S2中将预定次数N取为1的情况下发电机 用变换器、行驶电机用变换器的过电流的产生状态、发电机用变换器、行 驶电机用变换器的驱动状态(开启/关闭状态)、电机负荷率MR随时间变 化的一例的图。
图6是在表示构成动力分配部的行星齿轮机构部的太阳轮、行星架、 齿圏的转速的关系的列线图中表示能够仅通过行驶电机的驱动来使混合动 力车辆行4史的一例的图。
图7是同样地表示能够仅通过发电机和发动机的驱动来使混合动力车 辆行^^的情况下的 一例的图。
符号说明
10:混合动力车辆；12:发动机；14:发电机(MG1); 16:行驶电 机(MG2); 18:曲轴；20:减震器；22:动力分配部；24:减速齿轮部； 26:输出轴；28:太阳轮；30:齿圏；32:小齿轮；34:行星架；36:前太阳轮；38:后太阳轮；40:长小齿轮；42:短小齿轮；44:第二齿圈； 46:第二行星架；48:第一制动部；50:第二制动部；52:传动轴；54: 差速齿轮；56:后轮；58:发电机(MG1)用变换器(inverter,逆变器)； 60:行驶电机(MG2)用变换器(inverter,逆变器)；62:电负载装置； 64:直流电源；66:系统继电器；68:系统继电器；70:第一电容器；72: 第二电容器；74: DC/DC转换器；76:控制部；78:变换器电流传感器； 80:变换器电流传感器；82:电机转矩控制单元；84:过电流产生判断单 元；86:变换器选择单元；88:变换器驱动控制单元。
具体实施例方式
以下，使用附图详细说明本发明的实施方式。图1~图7示出本发明 实施方式的一例。图l是本实施方式的电动车辆、即混合动力车辆10的概 略结构图。混合动力车辆IO是前置发动机后轮驱动车、即FR车。混合动 力车辆10具有发动机12、作为第一电动发电机的发电机(MG1) 14、作 为第二电动发电机的行驶电机(MG2) 16。发电机14和行驶电机16分别 对应于权利要求中记载的电机。
另夕卜，混合动力车辆10中，动力分配部22经由减震器20而连结在发 动机12的曲轴上，发电机14的旋转轴以及带两档变速机构的减速齿轮部 24的输出轴26连结在动力分配部22上。另外，行驶电机16的旋转轴连 结在减速齿轮部24上。
图2是详细表示对图1所示的发动机12、发电机14、行驶电机16的 动力进行传递的部分的结构的图。如图2所示，动力分配部22是具有太阳 轮28、配置在太阳轮28的周围的齿圏30、与太阳轮28和齿圏30啮合的 多个小齿轮32、自转且公转自由地支撑多个小齿轮32的行星架34的行星 齿轮机构部。行星架34上经由减震器20而连结有发动机12的旋转轴、即 曲轴18,太阳轮28上连结有发电机14的旋转轴。另外，齿圏30连结在 向作为车轮的后轮56 (图1)侧输出动力的输出轴26上。返回图2，发电机14是三相交流电机，也可以用作发动机12启动用 电机，在用作发电机的情况下，由动力分配部22将从行星架34输入的来 自发动机12的转矩分配在太阳轮28侧和齿圈30侧。
另夕卜，减速齿轮部24是具有前太阳轮36、后太阳轮38、长小齿轮40、 短小齿轮42、第二齿圏44、第二行星架46的复合式行星齿轮机构部。短 小齿轮42与前太阳轮36以及长小齿轮40啮合。长小齿轮40与后太阳轮 38、短小齿轮42、第二齿圏44啮合。另外，减速齿轮部24具有第一制动 部48和第二制动部50。
行驶电机16的输出通过第一制动部48或第二制动部50的任意之一的 工作而被减速为低速(low)侧、高速(high)侧的任一速度后，被输出到 输出轴26。即，在减速为低速侧的速度的情况下，由第二制动部50固定 其齿数比后太阳轮38多的第二齿圏44,使得将行驶电机16的输出经由后 太阳轮38、长小齿轮40、第二行星架46而输出至输出轴26。与此相对， 在减速为高速侧的速度的情况下，由第一制动部48固定其齿数比后太阳轮 38少的前太阳轮36,将行驶电机16的输出经由后太阳轮38、长小齿轮40、 短小齿轮42、第二行星架46而输出至输出轴26。行驶电机16是三相交流 电机，并且也能用作发电机、即制动时的电力再生用设备。
发动机12的旋转经由动力分配部22而输出至输出轴26侧和发电机 14侧。发电机14设为能够无级控制转速。另外，从提高燃料经济性能的 方面出发，发电机14也具有通过控制转速来使发动机12的动作点达到最 佳的作用。在此返回图1，输出轴26的旋转经由传动轴52、差速齿轮54 而传递至作为驱动轮的后轮56,从而驱动后轮56。
图3是表示在这样的混合动力车辆IO(图1 )中，在驱动发电机(MG1) 14和行驶电机(MG2 ) 16的一方或双方、且在发电机用变换器58或行驶 电机用变换器60中产生了过电流的情况下，用于使车辆能够退避行驶的电 负载装置62的框图。该图3所示的电负载装置62的基本结构本身与上述 曰本特开2004-112883号公报中记载的电负载装置的基本结构大致相同。首先，电负载装置62具有直流电源64、系统继电器66、 68、第一电 容器70以及第二电容器72、 DC/DC转换器74、发电机用变换器58、行 驶电机用变换器60、控制部76、发电机14、行-驶电机16。
DC/DC转换器74包括未图示的电抗器、两个晶体管等开关元件、两 个二极管，其能够对从第一电容器70供给的直流电压进行升压并向第二电 容器72供给。DC/DC转换器74具有如下功能从控制部76接收信号， 对应于该信号，与开关元件的导通时间对应地对直流电压进行升压，并向 第二电容器72供给。另外，DC/DC转换器74还具有如下功能对应于来 自控制部76的信号，对经由第二电容器72而从发电机用变换器58和行驶 电机用变换器60的一方或双方供给的直流电压进行降压，并将直流电压充 电至直流电源64。
直流电源64是镍氢电池或锂离子电池等的二次电池。也可以使直流电 源64与燃料电池组合。系统继电器66、 68根据来自控制部76的信号接通 或断开。即，对应于未图示的起动开关的接通，控制部使系统继电器66、 68接通，连接电负载装置62的电路。另外，对应于起动开关的断开，使 系统继电器66、 68断开，切断电路。
第一电容器70使从直流电源64供给的直流电压平滑化，将平滑化后 的直流电压供给至DC/DC转换器74。第二电容器72使来自DC/DC转换 器74的直流电压平滑化，并将平滑化后的直流电压经由节点Nl、 N2而供 给至发电机用变换器58和行驶电机用变换器60。
发电机用变换器58和行驶电机用变换器60分别具有未图示的U、 V、 W各相的臂。各个臂具有串联连接的IGBT、晶体管等两个两个的开关元 件(未图示)，将各臂的中点连接在发电机14或行驶电机16的三相的线 圏的每一个上。发电机用变换器58和行驶电机用变换器60相对于直流电 源64并联连接。
当从第二电容器72供给直流电压时，发电机用变换器58根据来自控 制部76的与转矩指令值对应的信号，将直流电压变换为交流电压来驱动发 电机14。发电机用变换器58根据来自控制部76 (图3)的信号，将由发动机12 (图2 )经由动力分配部22而驱动的发电机14所发电产生的交流 电压变换为直流电压，将其变换后的直流电压经由第二电容器72而供给至 DC/DC转换器74。另外，当从控制部76接收驱动停止信号STP1时，发 电机用变换器58停止驱动，当从控制部76接收驱动恢复信号RES1时， 发电机用变换器58恢复驱动。
另一方面，当从第二电容器72供给直流电压时，行驶电机用变换器 60才艮据来自控制部76的与转矩指令值对应的信号，将直流电压变换为交 流电压来驱动行驶电机16。行驶电机用变换器60，在混合动力车辆的再生 制动时，根据来自控制部76的信号将由行驶电机16发电产生的交流电压 变换为直流电压，将其变换后的直流电压经由第二电容器72而供给至 DC/DC转换器74。另外，行驶电机用变换器60，当从控制部76接收驱动 停止信号STP2时停止驱动，当从控制部76接收驱动恢复信号RES2时恢 复驱动。
另外，发电机用变换器58和行驶电机用变换器60上分别设置有作为 电流检测单元的变换器电流传感器78、 80。通过^f吏变换器电流传感器78、 80与变换器58、 60的各臂对应地一个一个设置等，从而也能够检测各臂 中流过的电流。将变换器电流传感器78、 80检测到的电流检测值IVIl、 IVI2输入至控制部76。
控制部76是电机控制器，是具有CPU、存储器等的微型计算机。由 设置在发电才几14和行马史电机16上的未图示的电4几电流传感器向控制部76 输入发电机14或行驶电机16的各相中流过的电机电流值Ml、 M2。另夕卜， 向控制部76输入由未图示的电压传感器检测到的从直流电源64输出的直 流电压VI、由其他未图示的电压传感器检测到的DC/DC转换器74的输 出电压V2、即对各变换器58、 60的输入电压、来自未图示的外部ECU的 转矩指令值以及电机转速。
另外，控制部76具有电机转矩控制单元82、过电流产生判断单元84、 变换器选择单元86、变换器驱动控制单元88。电机转矩控制单元82根据 电机电流值M1 (或M2)、来自直流电源64的直流电压VI、 DC/DC转换器74的输出电压V2、转矩指令值以及电机转速，生成驱动发电机14或行驶电机16时的、用于控制变换器58 (或60)的开关元件的信号，并输出至变换器58 (或60)。
另外，控制部76在由变换器58 (或60)驱动发电机14或行驶电机16时，才艮据电机电流值M1 (或M2)、来自直流电源64的直流电压V1、DC/DC转换器74的输出电压V2、转矩指令值以及电机转速，生成控制DC/DC转换器74的开关元件时的信号，并输出至DC/DC转换器74。
另夕卜，控制部76生成用于将发电机14或行驶电机16发电产生的交流电压变换为直流电压的信号而输出至变换器58 (或60)，并且生成控制用于对来自变换器58 (或60)的直流电压进行降压来对直流电源64充电的DC/DC转换器74的信号，并输出至DC/DC转换器74。
另外，过电流产生判断单元84根据发电机用变换器58和行驶电机用变换器60的每一个中的来自变换器电流传感器78、80的电流检测值IVIl、IVI2,判断发电机用变换器58或行驶电机用变换器60中是否产生了过电流、即电流检测值IVIl、 IVI2是否为预先设定的预定值以上。
另外，变换器选择单元86根据由过电流产生判断单元84得到的判断结果，在判断为发电机用变换器58和行驶电机用变换器60中的一方的变换器58(或60)中产生了过电流的情况下，将进行驱动的变换器选择为另一方的变换器60 (或58)。另外，变换器驱动控制单元88，使一方的变换器58 (或60 )的驱动停止，并且不判断对变换器58、 60的输入电压、即节点Nl、 N2间的电压是否稳定而使所选择的另 一方的变换器60(或58 )驱动，通过与另一方的变换器60 (或58)对应的行驶电机16或发电机14的驱动来驱动车轮、即后轮56 (图1)。即，变换器驱动控制单元88 (图3)控制变换器60、 58,使得通过仅使两个变换器58、 60中的被选择的变换器60 (或58 )驱动，从而驱动与所选择的变换器60 (或58 )对应的行驶电机16或发电机14。
更具体而言，变换器选择单元86 (图3 )，在一方的变换器58 (或60 )中产生了过电流的情况没有达到预先设定的预定次数K(K为1以上的整数)的情况下，将进行驱动的变换器设为双方的变换器58、 60。另外，变换器驱动控制单元88在该情况下使发电机用变换器58和行驶电机用变换器60的双方停止，并且进行负荷率限制控制，该负荷率限制控制使与由双方的变换器58、 60驱动的发电机14和行驶电机16相关的电机负荷率MR下降。电机负荷率MR是发电机14或行驶电机16的允许最大转矩指令值相对于发电机14或行驶电机16能够产生的最大转矩的比例。例如，负荷率限制控制，在例如为100%的电机负荷率MR的情况下，每次以一定比例(例如20% )使电机负荷率MR降低至例如80 %等、即佳发电机14或行驶电机16的允许最大转矩指令值下降。该情况下，也可以不使对发电机14或行马史电机16的转矩指令值本身下降，而4吏与转矩指令值对应的电流指令值下降。另夕卜，也可以根据与变换器58、 60产生过电流对应的、由检测变换器58、 60温度的温度传感器得到的检测温度的上升，使电机负荷率MR下降。
并且，变换器驱动控制单元88在使与双方的变换器58、 60有关的电机负荷率MR降低预定比例量之后，以未检测到过电流的产生、即过电流消失了的情况为条件，使双方的变换器58、 60的驱动恢复。另外，变换器选择单元86,在一方的变换器58 (或60)中产生过电流的情况连续了预定次数K以上的情况下、即重复预定次数K以上的情况下，将进行驱动的变换器选择为另一方的变换器60 (或58)。另外，在该情况下，变换器驱动控制单元88使双方的变换器58、 60停止，并且使与由双方的变换器58、60驱动的发电机14和行驶电机16有关的电机负荷率MR下降。并且其后，以未检测到过电流的产生、即过电流消失了的情况为条件，仅^^双方的变换器58、 60中的另一方的变换器60 (或58)的驱动恢复，通过与另一方的变换器60 (或58 )对应的行驶电机16或发电机14的驱动，来驱动混合动力车辆10 (图1)的后轮56。
图4是用于说明发电机用变换器58或行驶电机用变换器60中产生了过电流的情况下的处理的流程图。首先，在步骤S1中，过电流产生判断单元84根据来自变换器电流传感器78、 80 (图3 )的电流检判断发电机用变换器58或行驶电机用变换器60中是否产生了过电流。然 后，在判断为产生了过电流的情况下，在图4的步骤S2中，变换器选择单 元86 (图3)判断是否将电机负荷率MR限制了预定次数N以上、即是否 是降低了预定次数N以上以后。N为l以上的整数。在图4的步骤S2中， 在限制了电机负荷率MR的情况没有达到预定次数N、即步骤S2的判断 为"否，，的情况下，转移到步骤S3，变换器驱动控制单元88 (图3 )停止 发电机用变换器58和行驶电机用变换器60 (图3)的双方的驱动，即由变 换器选择单元86向双方的变换器58、 60输出用于切断栅极(gate)等的 驱动1亭止4言号STP1、 STP2。
然后，在图4的步骤S4中，变换器驱动控制单元88(图3)进行负荷 率限制控制，该负荷率限制控制使与发电机14和行驶电机16的双方有关 的电机负荷率MR降低预定比例量。然后，在图4的步骤S5中，变换器 驱动控制单元88 (图3)以产生了过电流的一方的变换器58 (或60)的过 电流已消失、即分别来自变换器电流传感器78、 80的电流检测值IVIl、 IVI2小于预定值的情况为条件，使发电机用变换器58和行驶电机用变换 器60的双方的驱动恢复，即向双方的变换器58、 60输出驱动恢复信号 RES1、 RES2，返回至图4的步骤S1。
另夕卜，在步骤S2中，在由变换器选择单元86(图3)判断为是对电机 负荷率MR进行了预定次数N以上的限制之后、即图4的步骤S2的判断 为"是"的情况下，将进行驱动的变换器选择为另一方的变换器60(或58) (图3)，转移至步骤S6,变换器驱动控制单元88停止发电机用变换器 58和行驶电机用变换器60的双方的驱动，即，由变换器驱动控制单元88 向双方的变换器58、 60输出用于切断栅极等的驱动停止信号STP1、 STP2。
并且，在图4的步骤S7中，变换器驱动控制单元88 (图3 )进一步使
并且，在图4的步骤S8中，变换器驱动控制单元88 (图3)以产生了过电 流的一方的变换器58(或60)的过电流已消失、即分别来自变换器电流传 感器78、 80的电流检测值IVIl、 IVI2小于预定值的情况为条件，保持仅使发电机用变换器58和行驶电机用变换器60中的产生了过电流的异常变 换器的一方、即变换器58 (或60)停止驱动。并且，仅使由变换器选择单 元86选择的未产生过电流的正常变换器、即另一方的变换器60 (或58) 恢复驱动。即，由变换器驱动控制单元88仅向另一方的变换器60(或58) 输出驱动恢复信号RES2 (或RES1)。这样，仅驱动正常的变换器60 (或 58 )，由此驱动与正常的变换器60 (或58 )对应的行驶电机16或发电机 14。由此，继续混合动力车辆10的行驶。
图5是表示在图4的步骤S2中将预定次数N取为1的情况下发电机 用变换器58、行驶电机用变换器60的过电流的产生状态、发电机用变换 器58、行驶电机用变换器60的驱动状态、即开启/关闭状态、电机负荷率 MR随时间变化的一例的图。在时间tl，例如当发电机用变换器58中产生 过电流时，变换器驱动控制单元88使发电机用变换器58、行驶电机用变 换器60的双方的驱动停止，并且使电机负荷率MR从预定比例、例如IOO %降〗氐例如20 %而成为例如80 % 。
接着，在时间t2，当发电机用变换器58的过电流的产生消失时，变换 器驱动控制单元88使发电机用变换器58、行驶电机用变换器60双方的驱 动恢复。作为过电流的产生消失的模式，除了如实线a所示那样的台阶状 降低的情况以外，也存在如单点划线p所示那样以电流逐渐变为0的方式 消失的情况。
接着，在时间t3，当因发电机用变换器58发生故障等而再次产生过电 流时，变换器驱动控制单元88再次使发电机用变换器58、行驶电机用变 换器60双方的驱动停止，并且使电机负荷率MR从预定比例、例如85% 下降预定比例例如20%而成为例如65% 。即，时间tl的变换器58、 60的 驱动停止之后，电机负荷率MR通过预定的恢复速率、即预定的时间比例 而逐渐上升。其中，时间t3等的过电流再次产生的时刻，存在电机负荷率 MR未恢复为100 °/。的情况，该情况下使之相对于该时刻的电机负荷率MR 而进一步下降预定比例量(例如20% )。接着，在时间t4,当发电机用变换器58的过电流的产生消失时，变换 器驱动控制单元88仅保持停止发电机用变换器58的驱动，并且仅使行驶 电机用变换器60的驱动恢复，由此驱动混合动力车辆10 (图1)的后轮 56。这样，在本实施方式的情况下，即〗吏控制部76 (图3)判断为在发电 机用变换器58、 4亍驶电机用变换器60的任意之一中产生了过电流，也至 少对与对应于双方的变换器58、 60的发电机14和行驶电机16相关的电机 负荷率MR进行一次限制、即使之降低之后，使双方的变换器58、 60恢 复。因此，在产生了过电流的一方的变换器58 (或60)中不会流过与发电 机14或行驶电机16的能够产生的最大转矩对应的最大电流。并且，即使 在使电机负荷率MR降低后的状态下，在变换器58 (或60)中产生过电 流，对电机负荷率MR进行了预定次数(N + l)、例如2次以上的限制的 情况下，也能够不使用产生了过电流的一方的变换器58 (或60)而仅使用 正常的另一方的变换器60 (或58)来使混合动力车辆10行驶。由此，允 许短暂性的过电流的产生，能够防止在双方的变换器58、 60正常的情况下 变换器58、 60被不必要地驱动停止。
另外，在这样的图5所示的例子的情况下，仅通过双方的变换器58、 60中的行驶电机用变换器60的驱动来驱动混合动力车辆10的后轮56,但 在该情况下，例如即使保持停止发动机12 (图1、图2)的驱动，也能够 使后轮56驱动。图6示出用于说明该内容的、表示构成动力分配部22(图 2)的行星齿轮机构部的太阳轮28、行星架34、齿圏30的转速的关系的列 线图的一例。
如图6所示，在与齿圏30和太阳轮28的齿数比相对应地在太阳轮28 和齿圏30之间配置有行星架34的状态下，太阳轮28(图2)、行星架34 (图2)、齿圏(图2)的转速为直线状的关系。另外图6中，(+ )表示 正方向的旋转，(-)表示反方向的旋转。
另外在图6所示的例子中，停止发动机12 (图2)的驱动，与发动机 12的曲轴18连结的行星架34的转速为0。该情况下，与行驶电机16侧的 输出轴26连结的齿圏30通过由行驶电机用变换器60的驱动进行的行驶电机16的驱动而在正方向上旋转，太阳轮28在反方向上旋转。即，太阳轮 28不是由发电机14驱动，而是通过齿圏30的旋转而被强制旋转。该情况 下，输出轴26旋转，因此能进行混合动力车辆10的后轮56的驱动。
另外，图7示出能够仅通过发电机用变换器58 (图3)和行驶电机用 变换器60中的发电机用变换器58的驱动来进行混合动力车辆10 (图1) 的后轮56驱动的情况下的列线图的一例。该情况下也与图6的情况同样地， 太阳轮28 (图2)、行星架34、齿圏30的转速为直线状的关系。在图7 所示的情况下，停止行驶电机用变换器60 (图3)的驱动，不通过行驶电 机用变换器60 (图3 )使与齿圏30 (图2 )连结的输出轴26侧的行驶电机 16驱动。但是，通过驱动发电机14和发动机12 (图2)，从而使太阳轮 28和行星架34在正方向上旋转(图7)。另外，如图7的单点划线y所示 那样，齿圏30 (图2 )的转速为0的情况下，输出轴26不旋转，无法使混 合动力车辆10行驶，与此相对，通过控制从控制部76向发电机用变换器 58 (图3 )发送的信号，使得将发电机14的转速抑制得较低，使太阳轮28
(图2)、行星架34、齿圏30的转速的关系成为图7的实线5所示那样的 关系。其结果，与不使行驶电机16 (图2)驱动无关地，齿圏30以在正方 向上联动旋转的方式旋转，通过输出轴26的旋转能够进行混合动力车辆 10的后轮56的驱动。即，如上述的图6所示那样，不仅能够仅通过发电 机用变换器58和行驶电机用变换器60中的、行驶电机用变换器60的驱动 而进行混合动力车辆10的行驶，如上述的图7所示那样，也能够仅通过发 电机用变换器58和行驶电机用变换器60中的发电机用变换器58的驱动， 来进行混合动力车辆10的行驶。
根据这样的本实施方式，具有发电机用变换器58和行^t电机用变换 器60;过电流产生判断单元84,其根据这些变换器58、 60的每一个的电 流检测值IVIl、 IVI2来判断是否在这些变换器58、 60的一方的变换器58
(或60)中产生了过电流；变换器选择单元86，其在一方的变换器58(或 60)中产生了过电流的情况下，选择进行驱动的变换器；以及变换器驱动 控制单元88，其控制变换器58、 60,使得通过仅使两个变换器58、 60中的被选择的另一方的变换器60 (或58)驱动来驱动与所选择的变换器60 (或58)对应的行驶电机16或发电机14。在一方的变换器58 (或60)中 产生了过电流的情况下，使得通过与所选择的变换器60 (或58)对应的行 驶电机16或发电机14来驱动后轮56 (图1)。因此，能在一方的变换器 58 (或60 )中产生了过电流的情况下进行混合动力车辆10的退避行马史时， 进行安全的退避行驶。
另外，具有由使小齿轮32啮合在太阳轮28 (图2)和齿圏30之间的 行星齿轮机构部构成的动力分配部22、发动机12、向后轮56 (图1)侧输 出动力的输出轴26 (图2)，发电机14连结在太阳轮28上，发动机12 的旋转轴连结在支撑小齿轮32的行星架34上，由行驶电机16提供辅助动 力的输出轴26连结在齿圏30上。另外，变换器选择单元86，在发电机用 变换器58和行驶电机用变换器60的一方的变换器58 (或60 )中产生了过 电流的情况下，将进行驱动的变换器选择为另一方的变换器60 (或58)。 因此，当通过发电机用变换器58或行驶电机用变换器60驱动对应的发电 机14或行驶电机16时，能够向输出轴26提供动力。因此，能与发电才几用 变换器58和行驶电机用变换器60的任意一个变换器58 (或60 )中产生了 过电流无关地，更有效地进行混合动力车辆10的安全的退避行驶。
另外，变换器驱动控制单元88在一方的变换器58 (或60)中产生过 电流的情况连续了预定次数K以上的情况下、即重复预定次数K以上的情 况下，使一方的变换器58 (或60)继续停止，在一方的变换器58 (或60) 中产生过电流的情况不到预定次数K的情况下、即重复不到预定次数或仅 一次的情况下，使发电机用变换器58和行驶电机用变换器60的双方停止， 并且〗吏与由双方的变换器58、 60驱动的发电机14和行,驶电才几16相关的电 机负荷率MR降低之后，使双方的变换器58、 60的驱动恢复。因此，一 方的变换器58(或60)中产生了过电流之后，在过电流的产生不到预定次 数K的情况下，能够使一方的变换器58 (或60)的驱动恢复。因此，在 一方的变^:器58 (或60)未发生故障的情况下，向一方的变换器58 (或 60)提供恢复正常的机会，能够有效地防止正常的变换器58、 60的驱动被不必要地停止。例如，在因短暂性的变换器电流传感器78、 80的不正常等 而判断为在一方的变换器58(或60)中产生了过电流的情况下，在一方的 变换器58 (或60 )停止之后，使一方的变换器58 (或60 )恢复，由此保 留其后能够使双方的变换器58、 60继续正常驱动的可能性。
在本实施方式中，变换器驱动控制单元88在一方的变换器58 (或60 ) 中产生过电流的情况连续了预定次数K以上的情况下，使一方的变换器58 (或60)继续停止，在一方的变换器58 (或60)中产生过电流的情况不 到预定次数K的情况下，使双方的变换器58、 60停止，并且使与由双方 的变换器58、 60驱动的发电机14和行驶电机16相关的电机负荷率MR 降低，然后，使双方的变换器58、 60的驱动恢复。其中，本发明并不限于 这样的结构，例如，也能够在进行了负荷率限制之后的电机负荷率MR不 到比与混合动力车辆10的加速性能不充分的情况对应的不良加速性能对 应电机负荷率MR1大预定值或预定比例的最小限加速性能对应电机负荷 率MR2的情况下，使一方的变换器58 (或60)的驱动继续停止，通过另 一方的变换器60 (或58)使对应的发电机14或行驶电机16驱动。另夕卜， 也能够在进行了负荷率限制后的电机负荷率MR为最小加速性能对应电机 负荷率MR2以上的情况下，使发电机用变换器58和行驶电机用变换器60 双方的驱动停止，并且使与由双方的变换器58、 60驱动的发电机14和行 驶电机16相关的电机负荷率MR降低之后，使双方的变换器58、 60的驱 动恢复。
另外，在本实施方式中，将提供给输出轴26 (图1)的动力直接输出 至传动轴52，但本发明的电动车辆并不限定于这样的结构，例如，也可以 在输出轴26与连结于后轮56的车轴之间的动力传递路径上设置变速装置。 另外，本发明的电动车辆并不限定于FR车，例如，也可以为FF车(前置 发动机前轮驱动车)、4WD车(四轮驱动车)。
另外，本发明并不限定于经由减速为低速侧、高速侧的任一速度的减 速齿轮部24而将行驶电机16的动力提供给输出轴26的情况，例如，也可 以经由1级式、即^f又由一对齿轮构成的减速齿轮部，将行驶电机16的动力提供给输出轴26，或由配置在与输出轴26相同的轴上的行驶电机向输出 轴26提供动力。
权利要求
1.一种电动车辆，其特征在于，包括多个变换器，其分别连接于驱动车轮的多个电机，并且相对于直流电源而并联连接；过电流产生判断单元，其基于多个变换器的每个中的电流检测值，判断多个变换器的一部分的变换器中是否产生了过电流；变换器选择单元，其在多个变换器的一部分的变换器中产生了过电流的情况下，选择进行驱动的变换器；以及变换器驱动控制单元，其控制变换器，使得仅使多个变换器中被选择的变换器驱动，由此驱动与所选择的变换器对应的电机，在一部分的变换器中产生了过电流的情况下，由与所选择的变换器对应的电机来驱动车轮。
2. 才艮据权利要求l所述的电动车辆，其特征在于， 多个电机为第一电动发电机和第二电动发电机， 多个变换器为第一电动发电机用变换器和第二电动发电机用变换器， 所述电动车辆具备使小齿轮在太阳轮与齿圏之间啮合的行星齿轮机构部； 发动才几；以及向车轮侧输出动力的输出轴， 第一电动发电机连结于太阳轮， 发动机的旋转轴连结于支撑小齿轮的部件， 由第二电动发电机给予辅助动力的输出轴连结于齿圏， 变换器选择单元，在第一电动发电机用变换器和第二电动发电机用变 换器的一方的变换器中产生了过电流的情况下，将进行驱动的变换器选择 为第一电动发电机用变换器和第二电动发电机用变换器的另一方的变换 器。
3. 根据权利要求1或2所述的电动车辆，其特征在于，变换器驱动控制单元，在多个变换器的一部分的变换器中产生过电流 的情况连续发生了预定次数以上时，使一部分的变换器的驱动停止。
4. 根据权利要求3所述的电动车辆，其特征在于， 变换器驱动控制单元，在多个变换器的一部分的变换器中产生过电流的情况连续发生了预定次数以上时，使多个变换器的全部的驱动停止，并 且在使关于由多个变换器驱动的电机的、电机的允许最大转矩指令值相对 于电机可产生的最大转矩的比例、即电机负荷率降低之后，仅使多个变换 器中其余的变换器恢复驱动。
5. 根据权利要求1~4的任一项所述的电动车辆，其特征在于， 变换器驱动控制单元，在多个变换器的一部分的变换器中产生了过电流的情况不到预定次数时，使多个变换器的全部的驱动停止，并且在使关 于由多个变换器驱动的电机的、电机的允许最大转矩指令值相对于电机可 产生的最大转矩的比例、即电机负荷率降低之后，使多个变换器的全部的 驱动恢复。
全文摘要
电动车辆包括具有过电流产生判断单元(84)、变换器选择单元(86)、变换器驱动控制单元(88)的控制部(76)。过电流产生判断单元(84)判断发电机用变换器(58)和行驶电机用变换器(60)的一方的变换器(58或60)中是否产生了过电流。变换器选择单元(86)在一方的变换器(58或60)中产生了过电流的情况下，将进行驱动的变换器选择为另一方的变换器(60或58)。变换器驱动控制单元(88)使一方的变换器(58或60)的驱动停止，并且通过另一方的变换器(60或58)的驱动来使行驶电机(16)或发电机(14)驱动。
文档编号B60L3/04GK101641233SQ20088000955
公开日2010年2月3日 申请日期2008年3月7日 优先权日2007年3月26日
发明者岸本岳志 申请人:丰田自动车株式会社