JP2006141158A - Control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気モータにより駆動される車両の制御装置に関し、特に、高電圧蓄電機構を有する車両が衝突した際に安全を十分に確保する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a vehicle driven by an electric motor, and more particularly to a control device for sufficiently ensuring safety when a vehicle having a high-voltage power storage mechanism collides.
エンジン(たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の機関を用いることが考えられる。)と電気モータとを組合せたハイブリッドシステムと呼ばれるパワートレインを搭載した車両が開発され、実用化されている。このような車両においては、運転者のアクセル操作量に関係なく、エンジンによる運転と電気モータとによる運転とが自動的に切換えられて、最も効率が良くなるように制御される。たとえば、エンジンが、定常状態で運転されて二次電池(バッテリ)を充電する発電機を回すために運転される場合、あるいは二次電池の充電量などに応じて走行中に間欠的に運転される場合などは、運転者によるアクセルの操作量とは無関係にエンジンの運転および停止を繰返す。つまりエンジンと電気モータとをそれぞれ単独、または協同して動作させることにより、燃料消費向上や排気ガスを大幅に抑制することが可能になる。 A vehicle equipped with a power train called a hybrid system combining an engine (for example, a known engine such as a gasoline engine or a diesel engine) and an electric motor has been developed and put into practical use. In such a vehicle, regardless of the amount of accelerator operation by the driver, the operation by the engine and the operation by the electric motor are automatically switched and controlled so as to obtain the highest efficiency. For example, when the engine is operated in a steady state to operate a generator that charges a secondary battery (battery), or the engine is operated intermittently during traveling according to the amount of charge of the secondary battery, etc. In such a case, the engine is repeatedly operated and stopped regardless of the amount of accelerator operation by the driver. That is, by operating the engine and the electric motor individually or in cooperation, it becomes possible to improve fuel consumption and significantly reduce exhaust gas.
このようなハイブリッド車両や電気自動車、さらに燃料電池車においては、バッテリの直流電力をインバータにより交流電力に変換して3相交流モータ(モータジェネレータ)に電力が供給される。また、発電時には、このような電力の流れとは逆に、3相交流モータ(モータジェネレータ)で発電された交流電力がインバータにより直流電力に変換されてバッテリを充電する。さらには、このような電力変換の過程において、電圧を昇圧されたり降圧されたりすることもあり、そのような昇降圧(変圧)のためにDC/DCコンバータを備えることもある。 In such hybrid vehicles, electric vehicles, and fuel cell vehicles, the DC power of the battery is converted into AC power by an inverter, and power is supplied to a three-phase AC motor (motor generator). Further, at the time of power generation, contrary to such a flow of electric power, AC power generated by a three-phase AC motor (motor generator) is converted into DC power by an inverter to charge the battery. Further, in such a power conversion process, the voltage may be boosted or lowered, and a DC / DC converter may be provided for such step-up / step-down (transformation).
このような電気回路(電力ライン)においては、ノイズを低減するための平滑コンデンサが設けられる。平滑コンデンサは、高電圧電力がプリチャージされて、インバータへの突入電流を小さくする作用を発生する。このような電気回路(すなわち、高電圧の蓄電機構を有する電気回路)を搭載した車両(ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車)において、衝突などの事故が発生すると、この高電圧による悪影響を排除する必要がある。 In such an electric circuit (power line), a smoothing capacitor for reducing noise is provided. The smoothing capacitor is precharged with high voltage power and generates an action of reducing inrush current to the inverter. If an accident such as a collision occurs in a vehicle (hybrid vehicle, electric vehicle, fuel cell vehicle) equipped with such an electric circuit (that is, an electric circuit having a high-voltage storage mechanism), the adverse effects of this high voltage are eliminated. There is a need to.
特開2004−129367号公報(特許文献1)は、衝突時などに給電を停止しても、高電圧の蓄電装置には電力が残留したままとなるため、エンジン停止後や衝突時などに依然として高電圧による悪影響の発生を防止する車両の制御装置を開示する。この車両の制御装置は、高電圧の蓄電装置を備えた車両の制御装置であって、車両の衝突を検知する衝突検知手段と、車両の衝突が検知された時に、蓄電装置への給電を停止し、かつ、蓄電装置に蓄積された電力を強制的に放電させる放電手段とを備える。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-129367 (Patent Document 1) discloses that even if power supply is stopped at the time of a collision or the like, power remains in the high-voltage power storage device. Disclosed is a vehicle control device that prevents the occurrence of adverse effects due to high voltage. This vehicle control device is a vehicle control device provided with a high-voltage power storage device, and a collision detection means for detecting a vehicle collision, and power supply to the power storage device is stopped when a vehicle collision is detected. And discharging means for forcibly discharging the electric power stored in the power storage device.
この車両の制御装置によると、たとえば排気ガス浄化システムにおけるコロナ放電、ハイブリッド車両のモータ駆動などのための高電圧の蓄電装置を有する車両において、車両の衝突検知時などの状態においては、放電手段により、蓄電装置に蓄積された電力を強制的に放電させる。これにより、車両の衝突時には、高電圧系配線の断線その他による二次的な事故が発生すると仮定しても、高電圧の蓄電装置を強制的に放電してしまうことにより、高電圧による悪影響の発生を防止することができる。
高電圧蓄電機構がインバータ回路に備えられた平滑コンデンサである場合、早急に放電する手段として、たとえば、モータをゼロトルク状態で駆動して(車軸にトルクが発生しないように駆動して)平滑コンデンサを放電させることが考えられる。 When the high voltage storage mechanism is a smoothing capacitor provided in an inverter circuit, as a means for quickly discharging, for example, driving the motor in a zero torque state (driving so that no torque is generated on the axle), It is possible to discharge.
しかしながら、このようにして放電した場合、衝突時の衝撃でモータ駆動回路自体に異常が発生している場合(たとえばモータの回転角センサがずれている場合)、ゼロトルク制御を行なっているつもりでも、実際には車軸にトルクが発生してしまい車両が動いてしまうことも考えられる。一方、ゼロトルク制御ではなく放電素子により高電圧蓄電機構から放電させると、平滑コンデンサの電圧が十分に安全な低電圧になるまでに時間がかかり、衝突によりインバータ装置が損傷している場合には漏電の可能性も考えられる。 However, when discharged in this way, if there is an abnormality in the motor drive circuit itself due to the impact at the time of collision (for example, if the rotation angle sensor of the motor is shifted), even if you intend to perform zero torque control, Actually, torque may be generated on the axle and the vehicle may move. On the other hand, when discharging from the high-voltage power storage mechanism with a discharge element instead of zero torque control, it takes time until the voltage of the smoothing capacitor becomes a sufficiently safe low voltage. The possibility of
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、高電圧蓄電機構を搭載した車両において、衝突時における安全を十分に確保できる、車両の制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device that can sufficiently ensure safety at the time of collision in a vehicle equipped with a high-voltage power storage mechanism. That is.
第1の発明に係る車両の制御装置は、蓄電装置の電力を用いて電気機器を作動させることにより駆動される車両を制御する。この制御装置は、車両の衝突を検知するための検知手段と、蓄電装置の電力を直交変換するための変換手段と、電気機器から駆動輪への動力伝達を遮断するための遮断手段と、変換手段および遮断手段を制御するための制御手段とを含む。この変換手段においては、変換動作の際に変換手段の内部に設けられた高電圧蓄電機構に電力が蓄えられる。この制御手段は、検知手段により車両の衝突が検知された場合に、遮断手段により動力伝達を遮断するように遮断手段を制御するための手段と、動力伝達の遮断後に、変換手段を用いて電気機器に電力を供給することにより、高電圧蓄電機構の電力を放電するように変換手段を制御するための手段を含む。 A vehicle control device according to a first aspect of the invention controls a vehicle that is driven by operating an electric device using electric power of a power storage device. The control device includes a detection unit for detecting a vehicle collision, a conversion unit for orthogonally converting the electric power of the power storage device, a blocking unit for blocking power transmission from the electric device to the drive wheels, and a conversion And control means for controlling the shut-off means. In this conversion means, electric power is stored in a high-voltage power storage mechanism provided inside the conversion means during the conversion operation. The control means includes a means for controlling the shut-off means so that the power transmission is shut off by the shut-off means when a collision of the vehicle is detected by the detection means, and an electric power using the conversion means after the power transmission is shut off. Means for controlling the conversion means to discharge the power of the high voltage power storage mechanism by supplying power to the device.
第2の発明に係る車両の制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、蓄電装置は二次電池であって、電気機器はモータジェネレータであって、変換手段はインバータであって、高電圧蓄電機構はインバータに設けられた平滑コンデンサである。 In the vehicle control device according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the power storage device is a secondary battery, the electrical device is a motor generator, the conversion means is an inverter, The high voltage storage mechanism is a smoothing capacitor provided in the inverter.
第1または第2の発明によると、たとえば、モータにより車両を駆動する場合には、直流電力が蓄電された電源である二次電池から、電力を直流から交流に変換するインバータを経由して、3相交流モータに交流電力が供給される。このインバータには、ノイズ対策用に平滑用のコンデンサ(高電圧蓄電機構)が備えられることがある。車両が衝突すると、漏電等を防止する観点から、この平滑用のコンデンサに蓄えられていた電力を早急に放電する必要がある。この平滑用のコンデンサから早急に電力を放電するためには、インバータを用いてモータにトルクを発生させないゼロトルク制御を実行することが好ましい。しかしながら、衝突によりモータ駆動回路の回転角センサが反応しないような故障が発生している場合、ゼロトルク制御指令信号をインバータに与えても、トルクが発生することがある。制御手段は、まず、遮断手段により動力伝達を遮断してから、ゼロトルク制御等によりインバータを用いてモータジェネレータに電力を供給することにより早急に平滑用コンデンサから電力を放電することができる。その結果、高電圧蓄電機構を搭載した車両において、衝突時における安全を十分に確保できる、車両の制御装置を提供することができる。 According to the first or second invention, for example, when a vehicle is driven by a motor, from a secondary battery that is a power source in which DC power is stored, via an inverter that converts power from DC to AC, AC power is supplied to the three-phase AC motor. This inverter may be provided with a smoothing capacitor (high voltage power storage mechanism) for noise countermeasures. When the vehicle collides, it is necessary to quickly discharge the electric power stored in the smoothing capacitor from the viewpoint of preventing electric leakage and the like. In order to quickly discharge electric power from the smoothing capacitor, it is preferable to execute zero torque control that does not generate torque in the motor using an inverter. However, if a failure occurs such that the rotation angle sensor of the motor drive circuit does not react due to a collision, torque may be generated even if a zero torque control command signal is given to the inverter. The control means can discharge power from the smoothing capacitor as soon as possible by interrupting power transmission by the interruption means and then supplying electric power to the motor generator using an inverter by zero torque control or the like. As a result, it is possible to provide a vehicle control device that can sufficiently ensure safety at the time of collision in a vehicle equipped with a high-voltage power storage mechanism.
第3の発明に係る車両の制御装置は、蓄電装置の電力を昇降圧して電気機器を作動させることにより駆動される車両を制御する。この制御装置は、車両の衝突を検知するための検知手段と、蓄電装置の電力を昇降圧するための昇降圧手段と、蓄電装置の電力を直交変換するための変換手段と、電気機器から駆動輪への動力伝達を遮断するための遮断手段と、変換手段および遮断手段を制御するための制御手段とを含む。昇降圧手段においては、昇降圧動作の際に昇降圧手段の内部に設けられた高電圧蓄電機構に電力が蓄えられる。変換手段においては、変換動作の際に変換手段の内部に設けられた高電圧蓄電機構に電力が蓄えられる。制御手段は、検知手段により車両の衝突が検知された場合に、遮断手段により動力伝達を遮断するように遮断手段を制御するための手段と、動力伝達の遮断後に、変換手段を用いて電気機器に電力を供給することにより、高電圧蓄電機構の電力を放電するように変換手段を制御するための手段を含む、車両の制御装置。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a vehicle control apparatus that controls a vehicle that is driven by increasing / decreasing the electric power of the power storage device and operating an electric device. The control device includes a detection unit for detecting a vehicle collision, a step-up / step-down unit for stepping up / down the electric power of the power storage device, a conversion unit for orthogonally converting the electric power of the power storage device, and a drive wheel from the electric device. And a control means for controlling the conversion means and the cutoff means. In the step-up / step-down means, electric power is stored in a high-voltage power storage mechanism provided inside the step-up / step-down means during the step-up / step-down operation. In the conversion means, electric power is stored in a high-voltage power storage mechanism provided inside the conversion means during the conversion operation. The control means includes a means for controlling the shut-off means so that the power transmission is shut off by the shut-off means when a collision of the vehicle is detected by the detecting means, and an electric device using the conversion means after the power transmission is shut off. A control apparatus for a vehicle, including means for controlling the conversion means so as to discharge the electric power of the high-voltage power storage mechanism by supplying electric power to the vehicle.
第4の発明に係る車両の制御装置においては、第3の発明の構成に加えて、蓄電装置は二次電池であって、電気機器はモータジェネレータであって、変換手段はインバータであって、高電圧蓄電機構はインバータに設けられた平滑コンデンサであって、昇降圧手段は、コンバータであって、高電圧蓄電機構はインバータに設けられた平滑コンデンサである。 In the vehicle control device according to the fourth invention, in addition to the configuration of the third invention, the power storage device is a secondary battery, the electrical device is a motor generator, the conversion means is an inverter, The high voltage storage mechanism is a smoothing capacitor provided in the inverter, the step-up / step-down means is a converter, and the high voltage storage mechanism is a smoothing capacitor provided in the inverter.
第3または第4の発明によると、たとえば、モータにより車両を駆動する場合には、直流電力が蓄電された電源である二次電池の電力をコンバータで昇圧してから、昇圧された直流電力を交流電力に変換するインバータを経由して、3相交流モータに昇圧された交流電力が供給される。このようにすると、小さな体格の二次電池であってもモータから大きな出力を得ることができる。このインバータには、ノイズ対策用に平滑用のコンデンサ(高電圧蓄電機構)が備えられることがある。また、このコンバータにも平滑用のコンデンサ(高電圧蓄電機構)が備えられることがある。車両が衝突すると、漏電等を防止する観点から、この平滑用のコンデンサに蓄えられていた電力を早急に放電する必要がある。この平滑用のコンデンサから早急に電力を放電するためには、インバータを用いてモータにトルクを発生させないゼロトルク制御を実行することが好ましい。しかしながら、衝突によりモータ駆動回路の回転角センサが反応しないような故障が発生している場合、ゼロトルク制御指令信号をインバータに与えても、トルクが発生することがある。制御手段は、まず、遮断手段により動力伝達を遮断してから、ゼロトルク制御等によりインバータを用いてモータジェネレータに電力を供給することにより早急に平滑用コンデンサから電荷を放電することができる。その結果、高電圧蓄電機構を搭載した車両において、衝突時における安全を十分に確保できる、車両の制御装置を提供することができる。 According to the third or fourth invention, for example, when the vehicle is driven by a motor, the power of the secondary battery, which is a power source in which DC power is stored, is boosted by the converter, and then the boosted DC power is The boosted AC power is supplied to the three-phase AC motor via an inverter that converts AC power. If it does in this way, even if it is a secondary battery of a small physique, a big output can be obtained from a motor. This inverter may be provided with a smoothing capacitor (high voltage power storage mechanism) for noise countermeasures. Also, this converter may be provided with a smoothing capacitor (high voltage power storage mechanism). When the vehicle collides, it is necessary to quickly discharge the electric power stored in the smoothing capacitor from the viewpoint of preventing electric leakage and the like. In order to quickly discharge electric power from the smoothing capacitor, it is preferable to execute zero torque control that does not generate torque in the motor using an inverter. However, if a failure occurs such that the rotation angle sensor of the motor drive circuit does not react due to a collision, torque may be generated even if a zero torque control command signal is given to the inverter. The control means can first quickly discharge the electric charge from the smoothing capacitor by interrupting the power transmission by the interruption means and then supplying electric power to the motor generator using an inverter by zero torque control or the like. As a result, it is possible to provide a vehicle control device that can sufficiently ensure safety at the time of collision in a vehicle equipped with a high-voltage power storage mechanism.
第5の発明に係る車両の制御装置においては、第1〜4のいずれかの発明の構成に加えて、遮断手段は、パーキングロック機構により実現されるものである。 In the vehicle control apparatus according to the fifth invention, in addition to the configuration of any one of the first to fourth inventions, the blocking means is realized by a parking lock mechanism.
第5の発明によると、制御手段により変速装置のパーキングロック機構が作動されて、高電圧蓄電機構に蓄えられた電力を早急に放電するときのゼロトルク制御を実行したときに、モータからトルクが発生しても駆動輪に発生してしまったトルクが伝達されることがなく、車両が動き出すことがない。 According to the fifth aspect of the present invention, torque is generated from the motor when the parking lock mechanism of the transmission is actuated by the control means and the zero torque control is executed when the electric power stored in the high voltage power storage mechanism is discharged immediately. Even so, the torque generated in the drive wheels is not transmitted and the vehicle does not start to move.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図1に示すハイブリッド車両に限定されない。他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。また、電気自動車であっても、燃料電池車であってもよい。 A control block diagram of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present invention is not limited to the hybrid vehicle shown in FIG. It may be a hybrid vehicle having another aspect. Further, it may be an electric vehicle or a fuel cell vehicle.
ハイブリッド車両は、駆動源としての、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関(以下、単にエンジンという)120と、モータジェネレータ(MG)140を含む。なお、図1においては、説明の便宜上、モータジェネレータ140を、モータ140Aとジェネレータ140B(あるいはモータジェネレータ140B)と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ140Aがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ140Bがモータとして機能したりする。
The hybrid vehicle includes an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as an engine) 120 such as a gasoline engine or a diesel engine, and a motor generator (MG) 140 as drive sources. In FIG. 1, for convenience of explanation, the
ハイブリッド車両には、この他に、エンジン120やモータジェネレータ140で発生した動力を駆動輪160に伝達したり、駆動輪160の駆動をエンジン120やモータジェネレータ140に伝達する減速機180と、エンジン120の発生する動力を駆動輪160とジェネレータ140Bとの2経路に分配する動力分割機構(たとえば、遊星歯車機構)200と、モータジェネレータ140を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ220と、走行用バッテリ220の直流とモータ140Aおよびジェネレータ140Bの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ240と、走行用バッテリ220の充放電状態を管理制御するバッテリ制御ユニット(以下、バッテリECU(Electronic Control Unit)という)260と、エンジン120の動作状態を制御するエンジンECU
280と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ140およびバッテリECU260、インバータ240等を制御するMG_ECU300と、バッテリECU260、エンジンECU280およびMG_ECU300等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するHV_ECU320等を含む。
In addition to this, the hybrid vehicle transmits a power generated by the
280 and
本実施の形態においては、走行用バッテリ220とインバータ240との間にはコンバータ242が設けられている。これは、走行用バッテリ220の定格電圧が、モータ140Aやモータジェネレータ140Bの定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ220からモータ140Aやモータジェネレータ140Bに電力を供給するときには、コンバータ242で電力を昇圧する。このコンバータ242には平滑コンデンサが内蔵されており、コンバータ242が昇圧動作を行なう際には、この平滑コンデンサに電荷が蓄えられる。
In the present embodiment,
なお、図1においては、各ECUを別構成しているが、2個以上のECUを統合したECUとして構成してもよい(たとえば、図1に、点線で示すように、MG_ECU300とHV_ECU320とを統合したECUとすることがその一例である)。
In FIG. 1, each ECU is configured separately, but may be configured as an ECU in which two or more ECUs are integrated (for example,
動力分割機構200は、エンジン120の動力を、駆動輪160とモータジェネレータ140Bとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構(プラネタリーギヤ)が使用される。モータジェネレータ140Bの回転数を制御することにより、動力分割機構200は無段変速機としても機能する。エンジン120の回転力はプラネタリーキャリア(C)に入力され、それがサンギヤ(S)によってモータジェネレータ140Bに、リングギヤ(R)によってモータおよび出力軸(駆動輪160側)に伝えられる。回転中のエンジン120を停止させる時には、エンジン120が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ140Bで電気エネルギに変換して、エンジン120の回転数を低下させる。
The
図1に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン120の効率が悪い場合には、モータジェネレータ140のモータ140Aのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構200によりエンジン120の動力を2経路に分け、一方で駆動輪160の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ140Bを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ140Aを駆動して駆動輪160の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ220からの電力をモータ140Aに供給してモータ140Aの出力を増大させて駆動輪160に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪160により従動するモータ140Aがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ220に蓄える。なお、走行用バッテリ220の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン120の出力を増加してジェネレータ140Bによる発電量を増やして走行用バッテリ220に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン120の駆動量を増加する制御を行なう。たとえば、上述のように走行用バッテリ220の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン120の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。
In a hybrid vehicle equipped with a hybrid system as shown in FIG. 1, the hybrid vehicle travels only by the
さらに、HV_ECU320には、車両の衝突を検知するためのセンサの一例であるGセンサ(加速度センサ)1000が接続される。このGセンサ1000により車両が受けた加速度を検知して予め定められた加速度以上の加速度を受けた場合、車両が衝突したと判断することができる。なお、車両の衝突を検知するためのセンサは、Gセンサ1000に限定されない。
Further, G sensor (acceleration sensor) 1000, which is an example of a sensor for detecting a vehicle collision, is connected to
ECT(Electronically Controlled Automatic Transmission)_ECU1100は、この車両に搭載された動力分割機構200によりその一部(前進走行ポジションにおける無段変速)が実現される自動変速機を制御する。特に、ECT_ECU1100からの電気的な制御信号により、パーキングロック機構を作動させたり解除させたりすることができる。パーキングロック機構が作動されると、自動変速機の作動状態がパーキングポジションの状態になり、駆動源であるエンジン120やモータジェネレータ140から駆動輪160へトルクが伝達されなくなる。
ECT (Electronically Controlled Automatic Transmission)
図1の中のモータ駆動回路を図2に示す。図2を参照して、モータ駆動回路は、走行用バッテリ220と、システムリレーSR(1),SR(2)と、コンデンサC(1),C(2)と、電圧を昇降圧するコンバータ242と、電圧センサ310と、インバータ240とを備える。
The motor drive circuit in FIG. 1 is shown in FIG. Referring to FIG. 2, motor drive circuit includes a traveling
走行用バッテリ220は、直流電圧を出力する。システムリレーSR(1),SR(2)は、HV_ECU320によってオンされると、走行用バッテリ220からの直流電圧をコンデンサC(1)に供給する。コンデンサC(1)は、走行用バッテリ220からシステムリレーSR(1),SR(2)を介して供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をコンバータ242へ供給する。
The traveling
コンバータ242は、リアクトル311と、NPNトランジスタ312,313と、ダイオード314,315とを含む。リアクトル311の一方端は走行用バッテリ220の電源ラインに接続され、他方端はNPNトランジスタ312とNPNトランジスタ313との中間点、すなわち、NPNトランジスタ312のエミッタとNPNトランジスタ313のコレクタとの間に接続される。NPNトランジスタ312,313は、インバータ240の電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、NPNトランジスタ312のコレクタは電源ラインに接続され、NPNトランジスタ313のエミッタはアースラインに接続される。また、各NPNトランジスタ312,313のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード314,315が接続されている。
コンバータ242は、HV_ECU320によってNPNトランジスタ312,313がオン/オフされ、コンデンサC(1)から供給された直流電圧を昇圧して出力電圧をコンデンサC(2)に供給する。また、コンバータ242は、モータ駆動回路が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、モータジェネレータ140によって発電され、インバータ240によって変換された直流電圧を降圧してコンデンサC(1)へ供給する。
In
コンデンサC(2)は、コンバータ242から供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ240へ供給する。電圧センサ310は、コンデンサC(2)の両側の電圧、すなわち、コンバータ242の出力電圧VHを検出する。
Capacitor C (2) smoothes the DC voltage supplied from
インバータ240は、コンデンサC(2)から直流電圧が供給されるとHV_ECU320からの制御に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ140を駆動する。これにより、モータジェネレータ140は、トルク指令値によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ240は、モータ駆動回路が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、モータジェネレータ140が発電した交流電圧をHV_ECU320からの制御に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサC(2)を介してコンバータ242へ供給する。
When the DC voltage is supplied from capacitor C (2),
特に、コンバータ242により昇圧されるときには(たとえば、車両の加速時にエンジンをモータジェネレータでアシストする)、コンデンサC(1)およびコンデンサC(2)にバッテリ220から電力が供給され、電荷が蓄えられる。一方、車両の停止時においては、コンバータ242により昇圧されることがないので、コンデンサC(1)およびコンデンサC(2)に電荷が蓄えられていない。
In particular, when the voltage is boosted by converter 242 (for example, when the vehicle is accelerated, the engine is assisted by the motor generator), electric power is supplied from
本実施の形態における技術的特徴は、車両の衝突時においては、走行中に電荷が蓄えられているコンデンサC(1)およびコンデンサC(2)の電荷を早急に放電するために、モータジェネレータ140をゼロトルク制御(モータジェネレータ140の回転軸からトルクを発生させることなくモータ駆動回路を作動させる制御)する。このときに、モータ駆動回路自体が損傷を受けていると、指令信号はゼロトルク指令信号であるにもかかわらず、トルクが発生してしまうことも考えられる。このような場合、車両が動き出してしまう。このため、本実施の形態においては、ゼロトルク制御を実行する前に、自動変速機をパーキングロック状態として、たとえ、ゼロトルク指令信号であるにもかかわらずモータジェネレータ140からトルクが万が一にも発生しても、駆動輪160にトルクが伝達されないようにしている。
A technical feature of the present embodiment is that, in the event of a vehicle collision, the
図3を参照して、HV_ECU320で実行される車両衝突処理の制御構造を説明する。
With reference to FIG. 3, the control structure of the vehicle collision process performed by
ステップ(以下、ステップをSと略す。)100にて、HV_ECU320は、車両が衝突したか否かを判断する。この判断は、HV_ECU320に入力されるGセンサ1000からの信号に基づいて行なわれる。たとえば、Gセンサ1000により検知された加速度が予め定められた加速度以上であると衝突したと判断される。車両が衝突したと検知されると(S100にてYES)、処理はS110へ移される。もしそうでないと(S100にてNO)、この処理は終了する。
In step (hereinafter step is abbreviated as S) 100,
S110にて、HV_ECU320は、ECT_ECU1100に、パーキングロック指令信号を出力する。この信号を受信したECT_ECU1100は、たとえば自動変速機の前進走行ポジション(Dポジション)をパーキングポジション(Pポジション)に変更する。このとき、ECT_ECU1100からの電気的な制御信号により、自動変速機はパーキングポジションに変更される。
In S110,
S120にて、HV_ECU320は、MG_ECU300に、平滑コンデンサ放電処理信号を出力する。この信号を受信したMG_ECU1100は、バッテリ220からの電力供給を遮断した状態で、モータジェネレータ140をゼロトルク制御して、コンバータ242の平滑コンデンサC1(1)およびインバータ240の平滑コンデンサC(2)に蓄えられた電荷を放電させる。
In S120,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置を搭載した車両の動作について説明する。 The operation of the vehicle equipped with the control device according to the present embodiment based on the structure and flowchart as described above will be described.
車両が走行中に、他車や固定物に衝突すると(S100にてYES)、ECT_ECU1100が自動変速機にパーキングロック指令信号を出力して、自動変速機がパーキングロック状態になる。この状態では、車両の駆動源であるモータジェネレータ140やエンジン120から駆動輪160にトルクが伝達されることはない。
If the vehicle collides with another vehicle or a fixed object while traveling (YES in S100),
このトルク伝達遮断状態であって、システムメインリレー遮断状態で、インバータ240の平滑コンデンサおよび/またはコンバータ242の平滑コンデンサに蓄えられた電荷(電力)を用いて、モータジェネレータ140がゼロトルク制御される。このとき、万が一、モータ駆動回路の一例である回転角センサが破損していてモータジェネレータ140からトルクが発生しても、自動変速機がパーキングロック状態になっているので、モータジェネレータ140から駆動輪160にトルクが伝達されることはなく、車両が動くこともない。
In this torque transmission cut-off state and in the system main relay cut-off state, the
以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、高電圧の電荷が蓄えられるコンデンサを有する駆動回路を備えた車両に衝突等が発生した場合に、モータ駆動回路が損傷していても、車両が動いてしまうことがないので、安全にコンデンサの電荷を早急に放電することができ、漏電等による問題を発生させることがない。 As described above, according to the vehicle control apparatus of the present embodiment, the motor drive circuit is damaged when a collision or the like occurs in a vehicle including a drive circuit having a capacitor that stores high-voltage charges. Even if the vehicle does not move, the electric charge of the capacitor can be discharged quickly and safely without causing a problem due to electric leakage or the like.
なお、上述した実施の形態においては、モータ駆動回路がコンバータを有するものとして説明したが、インバータのみを有するモータ駆動回路であってもよい。 In the above-described embodiment, the motor drive circuit has been described as having a converter, but a motor drive circuit having only an inverter may be used.
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て特許請求の範囲によって示され、特許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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
120 エンジン、140 モータジェネレータ、140A モータ、140B ジェネレータ、160 駆動輪、180 減速機、200 動力分割機構、220 バッテリ、240 インバータ、242 コンバータ、260 バッテリECU、280 エンジンECU、300 MG_ECU、320 HV_ECU、1100 ECT_ECU、1000 Gセンサ。 120 engine, 140 motor generator, 140A motor, 140B generator, 160 driving wheel, 180 speed reducer, 200 power split mechanism, 220 battery, 240 inverter, 242 converter, 260 battery ECU, 280 engine ECU, 300 MG_ECU, 320 HV_ECU, 1100 ECT_ECU, 1000 G sensor.
Claims (5)
前記車両の衝突を検知するための検知手段と、
前記蓄電装置の電力を直交変換するための変換手段と、
前記電気機器から駆動輪への動力伝達を遮断するための遮断手段と、
前記変換手段および前記遮断手段を制御するための制御手段とを含み、
前記変換手段においては、変換動作の際に前記変換手段の内部に設けられた高電圧蓄電機構に電力が蓄えられ、
前記制御手段は、
前記検知手段により車両の衝突が検知された場合に、前記遮断手段により動力伝達を遮断するように前記遮断手段を制御するための手段と、
前記動力伝達の遮断後に、前記変換手段を用いて前記電気機器に電力を供給することにより、前記高電圧蓄電機構に蓄えられた電力を放電するように前記変換手段を制御するための手段とを含む、車両の制御装置。 A control device for a vehicle driven by operating an electric device using electric power of a power storage device,
Detection means for detecting a collision of the vehicle;
Conversion means for orthogonally converting the power of the power storage device;
A blocking means for blocking power transmission from the electric device to the drive wheel;
Control means for controlling the conversion means and the blocking means,
In the conversion means, electric power is stored in a high-voltage power storage mechanism provided inside the conversion means during the conversion operation,
The control means includes
Means for controlling the shut-off means to shut off power transmission by the shut-off means when a collision of a vehicle is detected by the detecting means;
Means for controlling the conversion means so as to discharge the electric power stored in the high-voltage power storage mechanism by supplying electric power to the electric device using the conversion means after the power transmission is interrupted; A vehicle control device.
前記電気機器はモータジェネレータであって、
前記変換手段はインバータであって、
前記高電圧蓄電機構は前記インバータに設けられた平滑コンデンサである、請求項1に記載の車両の制御装置。 The power storage device is a secondary battery,
The electrical device is a motor generator,
The conversion means is an inverter,
The vehicle control device according to claim 1, wherein the high-voltage power storage mechanism is a smoothing capacitor provided in the inverter.
前記車両の衝突を検知するための検知手段と、
前記蓄電装置の電力を昇降圧するための昇降圧手段と、
前記蓄電装置の電力を直交変換するための変換手段と、
前記電気機器から駆動輪への動力伝達を遮断するための遮断手段と、
前記変換手段および前記遮断手段を制御するための制御手段とを含み、
前記昇降圧手段においては、昇降圧動作の際に前記昇降圧手段の内部に設けられた高電圧蓄電機構に電力が蓄えられ、
前記変換手段においては、変換動作の際に前記変換手段の内部に設けられた高電圧蓄電機構に電力が蓄えられ、
前記制御手段は、
前記検知手段により車両の衝突が検知された場合に、前記遮断手段により動力伝達を遮断するように前記遮断手段を制御するための手段と、
前記動力伝達の遮断後に、前記変換手段を用いて前記電気機器に電力を供給することにより、前記高電圧蓄電機構に蓄えられた電力を放電するように前記変換手段を制御するための手段とを含む、車両の制御装置。 A control device for a vehicle that is driven by raising and lowering the electric power of a power storage device to operate an electric device,
Detection means for detecting a collision of the vehicle;
Step-up / step-down means for stepping up / down the electric power of the power storage device;
Conversion means for orthogonally converting the power of the power storage device;
A blocking means for blocking power transmission from the electric device to the drive wheel;
Control means for controlling the conversion means and the blocking means,
In the step-up / step-down means, electric power is stored in a high-voltage power storage mechanism provided inside the step-up / step-down means during the step-up / step-down operation,
In the conversion means, electric power is stored in a high-voltage power storage mechanism provided inside the conversion means during the conversion operation,
The control means includes
Means for controlling the shut-off means to shut off power transmission by the shut-off means when a collision of a vehicle is detected by the detecting means;
Means for controlling the conversion means so as to discharge the electric power stored in the high-voltage power storage mechanism by supplying electric power to the electric device using the conversion means after the power transmission is interrupted; A vehicle control device.
前記電気機器はモータジェネレータであって、
前記変換手段はインバータであって、前記高電圧蓄電機構は前記インバータに設けられた平滑コンデンサであって、
前記昇降圧手段は、コンバータであって、前記高電圧蓄電機構は前記インバータに設けられた平滑コンデンサである、
請求項3に記載の車両の制御装置。 The power storage device is a secondary battery,
The electrical device is a motor generator,
The conversion means is an inverter, and the high voltage storage mechanism is a smoothing capacitor provided in the inverter,
The step-up / step-down means is a converter, and the high-voltage power storage mechanism is a smoothing capacitor provided in the inverter.
The vehicle control device according to claim 3.
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