JP2012187959A

JP2012187959A - ハイブリッド車両

Info

Publication number: JP2012187959A
Application number: JP2011051442A
Authority: JP
Inventors: Masaru Shimizu; 優清水; Hiroki Kamijo; 弘貴上條; Tomoko Shimana; 智子島名
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2012-10-04

Abstract

【課題】衝突が発生したときに、電動機に逆起電力が発生するのをより適正に抑制すると共に、平滑コンデンサに蓄えられた電荷を速やかに放電する。
【解決手段】加速度センサ５８からの車両の加速度αの値に基づいて衝突が発生したと判定されたときには（ステップＳ１１０）、エンジン２２とモータＭＧ１との接続が解除されるようにクラッチＣ１が制御される（ステップＳ１２０）。また、衝突が検知された後に、モータＭＧ１，ＭＧ２に逆起電力が発生していないときに、インバータ４１，４２の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３およびＴ２１〜２３の少なくとも何れか一つに所定値Ｖ１よりも低い入力電圧Ｖ２が印加されると共に当該所定値Ｖ１よりも低い入力電圧Ｖ２が印加された上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３およびＴ２１〜Ｔ２３に直列に接続された下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６およびＴ２４〜Ｔ２６がオンされる。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関と、動力を入出力可能な電動機と、内燃機関の出力軸と電動機の回転軸との接続および接続の解除を実行するクラッチと、インバータを介して電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、インバータと蓄電手段との間の電圧を平滑化する平滑コンデンサと、車両の衝突を検知する衝突検知手段とを備えたハイブリッド車両に関する。

従来、この種のハイブリッド車両としては、モータジェネレータと、当該モータジェネレータを駆動するインバータ回路と、システムメインリレーを介してインバータ回路に電力を供給する二次電池ユニットと、システムメインリレーとインバータとの間に設けられた高圧コンデンサと、障害物と車両との相対速度および障害物と車両との距離を計測するレーダセンサとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車両では、レーダセンサからの情報に基づいて車両の衝突が予知されたときには、システムメインリレーをオフすると共に、モータジェネレータからトルクを発生させないようにしながら高圧コンデンサに残留した電荷をモータジェネレータの各相のコイルを用いて放電させるようにインバータ回路を制御している。また、この種の車両として、モータジェネレータと、互いに直列に接続された上アームトランジスタおよび下アームトランジスタを有すると共にモータジェネレータを駆動するインバータと、直流電源とインバータとの間に設けられたコンデンサとを備え、インバータの何れかの上アームまたは下アームトランジスタに短絡故障が生じたときには、走行を停止すると共に短絡故障が発生した上アームまたは下アームトランジスタに直列に接続される上アームまたは下アームトランジスタをオンすることにより、短絡相の上下アームを導通状態に固定してコンデンサに蓄積された電荷を短絡電流として消費させるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この車両では、上述のようにインバータに短絡故障が発生した際に、短絡相の上下アームを導通状態に固定することでモータジェネレータとインバータとの間の閉回路以外に電流の流通経路を形成し、車両の牽引時などにモータジェネレータに大きな逆起電圧が継続的に発生していたとしてもインバータや導電線が過電流状態となることを抑制している。なお、この種のハイブリッド車両として、エンジンと、動力を入出力可能な第１モータと、駆動軸とエンジンの出力軸と第１モータの回転軸とに３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、駆動軸に減速機として機能する４軸式回転機構を介して接続された第２モータと、エンジンの出力軸と遊星歯車機構の回転要素との接続および接続の解除が可能なクラッチとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００５−０２０９５２号公報特開２００８−０５４４２０号公報特開２００８−００７０１８号公報

ところで、この種のハイブリッド車両では、実際に衝突が発生したときに、安全性を確保する観点から、直流電源とインバータとの間のコンデンサに蓄えられた電荷を速やかに放電しなければならない。しかしながら、衝突に起因して例えばモータジェネレータとインバータとの間の配線に不具合が発生した場合などには、特許文献１に記載の手法ではコンデンサの電荷を放電させることができないおそれがある。また、特許文献２に記載の発明を応用して、車両の衝突発生後にインバータの上下アームを導通状態に固定すると、導通状態に固定された上下アームに大電流が流れるため、トランジスタに悪影響を与えてしまうおそれがある。更に、モータジェネレータに逆起電圧が発生している場合には、コンデンサからの放電電流と逆起電圧による電流とが同時に流れることでトランジスタに悪影響を与えてしまうおそれもある。

本発明のハイブリッド車両は、衝突が発生したときに、電動機に逆起電力が発生するのをより適正に抑制すると共に、平滑コンデンサに蓄えられた電荷を速やかに放電することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車両は、内燃機関と、動力を入出力可能な電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸との接続および接続の解除を実行するクラッチと、それぞれ入力電圧が高いほど抵抗が小さくなる傾向を有すると共に所定値以上の入力電圧が印加されたときにオンする複数の上アームトランジスタ、それぞれ対応する前記上アームトランジスタに直列に接続される複数の下アームトランジスタおよび該上アームトランジスタ並びに該下アームトランジスタのそれぞれに１個ずつ逆方向に並列に接続される複数のダイオードを含むインバータと、該インバータを介して前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、前記インバータと前記蓄電手段との間の電圧を平滑化する平滑コンデンサと、前記インバータを制御するインバータ制御手段と、前記クラッチを制御するクラッチ制御手段と、衝突を検知する衝突検知手段とを備えたハイブリッド車両において、
前記クラッチ制御手段は、前記衝突検知手段により衝突が検知された後に、前記内燃機関と前記電動機との接続が解除されるように前記クラッチを制御し、
前記インバータ制御手段は、前記衝突検知手段により衝突が検知されたときに、前記電動機に逆起電力が発生していないときには、前記インバータの前記上アームトランジスタの少なくとも何れか１つに前記所定値よりも低い入力電圧を印加すると共に、該所定値よりも低い入力電圧が印加された上アームトランジスタに直列に接続された前記下アームトランジスタをオンすることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両では、衝突検知手段により衝突が検知されたときには、内燃機関と電動機との接続が解除されるようにクラッチが制御される。これにより、衝突が発生した後に電動機が内燃機関に連れ回されないようにすることができるため、衝突後に電動機の回転を早期に低下させて、電動機に逆起電力が発生するのを抑制することが可能となる。また、本発明のハイブリッド車両では、衝突検知手段により衝突が検知された後に、電動機に逆起電力が発生していないときに、インバータの上アームトランジスタの少なくとも何れか一つに上記所定値よりも低い入力電圧が印加されると共に当該所定値よりも低い入力電圧が印加された上アームトランジスタに直列に接続された下アームトランジスタがオンされる。これにより、インバータの上アームトランジスタのうち所定値よりも低い入力電圧が印加された上アームトランジスタの抵抗値は、完全オン時の抵抗値よりも大きくなり、当該上アームトランジスタを流れる電流の値は小さくなる。従って、上記所定値よりも低い入力電圧が印加された（半オンされた）上アームトランジスタに対応した下アームトランジスタをオンすれば、これらの上アームトランジスタおよび下アームトランジスタに大電流が流れるのを抑制しながら、平滑コンデンサに蓄えられた電荷を速やかに放電させることが可能となる。この結果、本発明のハイブリッド車両では、衝突が発生したときに、電動機に逆起電力が発生することをより適正に抑制すると共に、平滑コンデンサに蓄えられた電荷を速やかに放電させることが可能となる。

本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。ハイブリッド自動車２０に搭載される電気駆動系の概略構成図である。実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間毎に繰り返し実行される衝突時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例に係る車両としてのハイブリッド自動車２０の概略構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介してキャリア３４が接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１に接続された発電可能なモータＭＧ１と、プラネタリギヤ３０のリングギヤ３２に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに連結された減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａにギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して接続された駆動輪３９ａ，３９ｂと、システムメインリレーＳＭＲを介して電力ライン５４に接続された例えばリチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池であるバッテリ５０と、モータＭＧ１と電力ライン５４との間に介設されたインバータ４１と、モータＭＧ２と電力ライン５４との間に介設されたインバータ４２と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と通信しながら車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ハイブリッドＥＣＵという）７０とを備える。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６とプラネタリギヤ３０のキャリア３４との間に、当該クランクシャフト２６とモータＭＧ１の回転軸との接続および接続の解除が可能なクラッチＣ１が配置されている。クラッチＣ１は、ハイブリッドＥＣＵ７０によりオンオフ制御され、クラッチＣ１がオンされることによりエンジン２２のクランクシャフト２６がプラネタリギヤ３０を介してモータＭＧ１の回転軸や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されると共に、クラッチＣ１がオフされることにより当該接続が解除される。なお、クラッチＣ１は、モータＭＧ１の回転軸とプラネタリギヤ３０のサンギヤ３１との間に設けられてもよい。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ４１，４２は、図２に示すように、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６とにより構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６は、それぞれゲート電圧（入力電圧）が高いほど抵抗が小さくなる傾向を有すると共に所定値Ｖ１以上のゲート電圧が印加されたときにオンする。また、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６は、それぞれインバータ４１，４２が電力ライン５４として共用する正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに対してソース側とシンク側とになるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとの間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。また、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとにはシステムメインリレーＳＭＲよりもインバータ４１，４２側に位置するようにインバータ４１，４２とバッテリ５０との間の電圧を平滑化する平滑コンデンサ５７が接続されている。以下、インバータ４１の３個のトランジスタＴ１１〜Ｔ１３と、インバータ４２の３個のトランジスタＴ２１〜Ｔ２３とを「上アームトランジスタ」といい、それぞれ上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３のうちの対応する一つに直列に接続されるインバータ４１の３個のトランジスタＴ１４〜Ｔ１６と、それぞれ上アームトランジスタＴ２１〜Ｔ２３のうちの対応する一つに直列に接続されるインバータ４２の３個のトランジスタＴ２４〜Ｔ２６とを「下アームトランジスタ」という。

インバータ４１，４２は、モータＥＣＵ４０により制御され、これによりモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動制御される。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号やモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイルのＵ相，Ｖ相に流れる相電流を検出する電流センサ４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２，平滑コンデンサ５７の電圧を検出する電圧センサ５７ａからの電圧ＶＨなどが入力される。また、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６へのスイッチング制御信号が出力される。そして、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０が走行可能な状態になると、ハイブリッドＥＣＵ７０は、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定すると共に、設定した要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊、目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊といった指令信号を生成し、生成した各指令信号をエンジンＥＣＵ２４、モータＥＣＵ４０に送信する。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０における衝突発生時の制御について説明する。図３は、ハイブリッド自動車２０の走行中にハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間毎に実行される衝突時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

衝突時制御ルーチンの実行が開始されると、ハイブリッドＥＣＵ７０は、まず、車両加速度αを入力する（ステップＳ１００）。ここで、車両加速度αは、車体（例えば、車両前方の中央部や両側部など）に取り付けられた衝突検知手段としての加速度センサ５８により検出される。そして、入力された車両加速度αの値に基づいてハイブリッド自動車２０の衝突が生じたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。具体的には、入力された車両加速度αが衝突判定用の閾値やエアバッグなどの安全装置を作動するための閾値を超えたときなどにハイブリッド自動車２０の衝突が生じたと判断する。ステップＳ１１０にてハイブリッド自動車２０の衝突が発生していないと判定される場合には、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。

一方、ステップＳ１１０にてハイブリッド自動車２０の衝突が発生したと判定された場合には、クラッチＣ１をオフすると共に、衝突時のハイブリッド自動車２０の安全性を高めるために、システムメインリレーＳＭＲをオフしてバッテリ５０をインバータ４１，４２といった電気系統から切り離し、衝突を検知した旨を示す衝突検知信号を各ＥＣＵ２４，４０，５２等に送信し（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。このように、ハイブリッド自動車２０の衝突が発生した際にクラッチＣ１をオフすることにより、エンジン２２のクランクシャフト２６とプラネタリギヤ３０のキャリア３４との接続、すなわち、エンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ１の回転軸（およびリングギヤ軸３２ａ）との接続が解除されるため、衝突の発生後にエンジン２２が作動していたとしても、エンジン２２からの動力がモータＭＧ１の回転軸に伝達されなくなる。これにより、衝突の発生後にモータＭＧ１がエンジン２２に連れ回されないようにすることができるため、衝突後にモータＭＧ１の回転を早期に低下させて、モータＭＧ１に逆起電力が発生するのを抑制することが可能となる。

また、このようなハイブリッド自動車２０では、衝突が発生したときに、インバータ４１，４２のゲート電圧を早期に低減すべく、平滑コンデンサ５７に蓄えられた電荷を速やかに放電させなければならない。そこで、実施例のモータＥＣＵ４０では、ハイブリッドＥＣＵ７０により衝突が生じたと判定されたときに、以下の手順に従ってインバータ４１，４２の少なくとも何れか一方を制御することで、平滑コンデンサ５７に蓄えられた電荷を放電させる。

実施例のモータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０により車両に衝突が生じたと判定されたのに伴ってハイブリッドＥＣＵ７０から衝突検知信号を受信すると、インバータ４１，４２の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３およびＴ２１〜Ｔ２３のすべてをオフとすると共に下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６およびＴ２４〜Ｔ２６のすべてをオンし、電流センサ４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕおよび４７Ｖにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２およびＩｖ２の値に基づいてモータＭＧ１およびＭＧ２のそれぞれに逆起電力が発生しているか否かを判定する。すなわち、衝突の発生後であっても、モータＭＧ１，ＭＧ２が回転しており当該モータＭＧ１，ＭＧ２において逆起電力が発生している場合には、インバータ４１，４２の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３およびＴ２１〜Ｔ２３のすべてをオフとすると共に下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６およびＴ２４〜Ｔ２６のすべてをオンすれば、逆起電力による電流がモータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ４１，４２の各相に流れることになる。従って、相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２およびＩｖ２の値を監視することにより、モータＭＧ１，ＭＧ２において逆起電力が発生しているか否かを判定することができる。ただし、相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２およびＩｖ２の代わりに、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２において逆起電力が発生しているか否かを判定してもよい。いずれにしても、実施例のモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２に逆起電力が発生しているか否かを判定する逆起電力発生判定手段として機能する。

モータＥＣＵ４０は、衝突発生後にモータＭＧ１，ＭＧ２の少なくとも何れか一方に逆起電力が発生していると判定した場合には、モータＭＧ１，ＭＧ２のうちの逆起電力が発生しているものに接続されたインバータ４１，４２の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３および／またはＴ２１〜Ｔ２３のすべてをオフとすると共に下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６および／またはＴ２４〜Ｔ２６のすべてをオンした状態を継続する。これにより、例えばモータＭＧ１に逆起電力が発生しているとすると、逆起電力により生じる電流は、インバータ４１の下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６およびダイオードＤ１４〜Ｄ１６に概ね均等に分配されながら、インバータ４１とモータＭＧ１との間を循環する。ここで、モータＭＧ１で逆起電力が発生しているときに、インバータ４１の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３のすべてをオフすると共に、下アームトランジスタのうちトランジスタＴ１４のみをオンした場合には、モータＭＧ１の逆起電力による電流は、すべてトランジスタＴ１４を通過した後、ダイオードＴ１５、Ｔ１６を介して再びモータＭＧ１へと流れることから、モータＭＧ１の逆起電力による電流がトランジスタＴ１４に集中して流れることで、トランジスタＴ１４に悪影響を与え、場合によっては破損してしまうおそれがある。また、この場合、モータＭＧ１のＵ，Ｖ，Ｗ相には、半波電流が流れる（常に正負何れかの方向の電流のみが流れる）ことになってしまうため、モータＭＧ１の永久磁石に減磁が生じてしまうおそれがある。これに対して、実施例のハイブリッド自動車２０のように、衝突発生後に例えばモータＭＧ１に逆起電力が発生していると判定される場合にインバータ４１の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３のすべてをオフし、下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６のすべてをオンすることにより、下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６の何れか一つだけに電流が集中して流れることを抑制して下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６を保護することができると共に、モータＭＧ１の各相に半波電流が流れないようにしてモータＭＧ１の永久磁石に減磁が生じることを抑制することができる。また、インバータ４１の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３のすべてをオフすると共に下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６のすべてをオンすれば、平滑コンデンサ５７からの放電電流と逆起電力による電流とが同時に流れないようにしてインバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６が過熱状態となることを抑制することができる。更に、逆起電力による電流がインバータ４１とモータＭＧ１との間を循環することにより、当該電流がモータＭＧ１の各相に流れることから、モータＭＧ１にはその回転を止める方向のトルクが発生するため、当該トルクによってモータＭＧ１の回転を早期に低下させることが可能となる。

そして、モータＥＣＵ４０は、衝突発生直後にモータＭＧ１，ＭＧ２の何れにおいても逆起電力が発生してないと判定した場合、あるいは、衝突発生直後にモータＭＧ１，ＭＧ２の少なくとも何れか一方に逆起電力が発生していたが、当該モータＭＧ１および／またはＭＧ２の回転が低下して逆起電力が発生しなくなった場合に、インバータ４１，４２の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３およびＴ２１〜Ｔ２３の少なくとも何れか一つに上記所定値Ｖ１よりも低いゲート電圧Ｖ２が印加されるようにすると共に、インバータ４１，４２の下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６およびＴ２４〜Ｔ２６のうちのゲート電圧Ｖ２が印加される上アームトランジスタに直列に接続されたものに所定値Ｖ１以上のゲート電圧が印加されるようにして完全にオンする。例えば、インバータ４１の上アームトランジスタＴ１１にゲート電圧Ｖ２が印加されると共に上アームトランジスタＴ１１に直列に接続された下アームトランジスタＴ１４が完全にオンされたとすると、上アームトランジスタＴ１２は、いわゆる半オン状態となることから、上アームトランジスタＴ１２の抵抗値は完全オン時の抵抗値よりも大きくなると共に当該上アームトランジスタＴ１２を流れる電流の値は完全オン時の電流値よりも小さくなる。そして、対象となる上アームトランジスタＴ１１を半オン状態とすると共に対象となる下アームトランジスタＴ１４を完全にオンすることで、平滑コンデンサ５７からの電流が上アームトランジスタＴ１１および下アームトランジスタＴ１４を流れることになる。従って、半オン状態にある上アームトランジスタＴ１１の抵抗増加により上アームトランジスタＴ１１および下アームトランジスタＴ１４に大電流が流れることを抑制しながら、平滑コンデンサ５７を速やかに放電させることができる。

なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、衝突発生後にモータＭＧ１，ＭＧ２の何れにおいても逆起電力が発生していないと判定された際の平滑コンデンサ５７の電圧ＶＨに応じて半オン状態とされるインバータ４１，４２の上アームトランジスタの数が定められる。すなわち、衝突発生後にモータＭＧ１，ＭＧ２の何れにおいても逆起電力が発生してないと判定された場合には、平滑コンデンサ５７の電圧ＶＨに応じて、例えばインバータ４１の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３の何れか一つとインバータ４２の上アームトランジスタＴ２１〜Ｔ２３の何れか一つとを半オン状態としたり、インバータ４１または４２の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３またはＴ２１〜Ｔ２３のすべてを半オン状態としたり、インバータ４１および４２の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３およびＴ２１〜Ｔ２３のすべてを半オン状態としたりしてもよい。また、衝突発生後にモータＭＧ１，ＭＧ２の何れにおいても逆起電力が発生してないと判定された場合、半オン状態とされた上アームトランジスタに対応した下アームトランジスタをオンすればよいが、半オン状態とされた上アームトランジスタを含むインバータ４１，４２のすべての下アームトランジスタをオンしてもよい。

このようにして平滑コンデンサ５７に蓄えられた電荷の放電が完了したならば、モータＥＣＵ４０は、インバータ４１，４２をシャットダウンする。なお、平滑コンデンサ５７に蓄えられた電荷の放電が完了したか否かは、電圧センサ５７ａにより検出される平滑コンデンサ５７の端子間電圧である電圧ＶＨの値が所定値未満になったか否かに基づいて判断することができる。

以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、加速度センサ５８からの車両の加速度αの値に基づいて衝突が発生したと判定されたときには、エンジン２２とモータＭＧ１との接続が解除されるようにクラッチＣ１が制御される。これにより、衝突が発生した後にモータＭＧ１がエンジン２２に連れ回されないようにすることができるため、衝突後にモータＭＧ１の回転を早期に低下させて、モータＭＧ１に逆起電力が発生するのを抑制することが可能となる。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッドＥＣＵ７０により衝突が検知された後に、モータＭＧ１，ＭＧ２に逆起電力が発生していないときに、インバータ４１，４２の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３およびＴ２１〜２３の少なくとも何れか一つに上記所定値Ｖ１よりも低い入力電圧Ｖ２が印加されると共に当該所定値Ｖ１よりも低い入力電圧Ｖ２が印加された上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３およびＴ２１〜Ｔ２３に直列に接続された下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６およびＴ２４〜Ｔ２６がオンされる。これにより、インバータ４１，４２の上アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６およびＴ２４〜Ｔ２６のうち所定値Ｖ１よりも低い入力電圧Ｖ２が印加された上アームトランジスタの抵抗値は、完全オン時の抵抗値よりも大きくなり、当該上アームトランジスタを流れる電流の値は小さくなる。従って、上記所定値Ｖ１よりも低い入力電圧Ｖ２が印加された（半オンされた）上アームトランジスタに対応した下アームトランジスタをオンすれば、これらの上アームトランジスタおよび下アームトランジスタに大電流が流れるのを抑制しながら、平滑コンデンサ５７に蓄えられた電荷を速やかに放電させることが可能となる。この結果、実施例のハイブリッド自動車２０では、衝突が発生したときに、モータＭＧ１に逆起電力が発生することをより適正に抑制すると共に、平滑コンデンサ５７に蓄えられた電荷を速やかに放電させることが可能となる。

なお、本実施例では、モータＭＧ１，ＭＧ２を備えるハイブリッド自動車２０を例にとって本発明を説明したが、動力を入出力可能な１体の電動機あるいは３つ以上の電動機を備えるハイブリッド自動車に本発明が適用され得ることはいうまでもない。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、動力を入出力可能なモータＭＧ１が「電動機」に相当し、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６とモータＭＧ１の回転軸との接続および接続の解除を実行するクラッチＣ１が「クラッチ」に相当し、それぞれ入力電圧が高いほど抵抗が小さくなる傾向を有すると共に所定値Ｖ１以上の入力電圧が印加されたときにオンする複数の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３、それぞれ対応する前記上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３に直列に接続される複数の下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６および該上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３並びに該下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６のそれぞれに１個ずつ逆方向に並列に接続される複数のダイオードＤ１１〜Ｄ１６を含むインバータ４１が「インバータ」に相当し、インバータ４１を介してモータＭＧ１と電力をやり取り可能なバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、インバータ４１とバッテリ５０との間の電圧を平滑化する平滑コンデンサ５７が「平滑コンデンサ」に相当し、インバータ４１を制御するモータＥＣＵ４０が「インバータ制御手段」に相当し、クラッチＣ１を制御するハイブリッドＥＣＵ７０が「クラッチ制御手段」に相当し、衝突を検知する加速度センサ５８およびハイブリッドＥＣＵ７０が「衝突検知手段」に相当する。ただし、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業に利用可能である。

２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２４エンジンＥＣＵ、２６クランクシャフト、２８ダンパ、３０プラネタリギヤ、３１サンギヤ、３２リングギヤ、３２ａリングギヤ軸、３４キャリア、３５減速ギヤ、３７ギヤ機構、３８デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ駆動輪、４０モータＥＣＵ、４１，４２インバータ、４３，４４回転位置検出センサ、４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖ電流センサ、５０バッテリ、５２バッテリＥＣＵ、５４電力ライン、５４ａ正極母線、５４ｂ負極母線、５７平滑コンデンサ、５７ａ電圧センサ、５８加速度センサ、７０ハイブリッドＥＣＵ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８８車速センサ、Ｃ１クラッチ、Ｄ１１〜Ｄ２６ダイオード、ＭＧ１，ＭＧ２モータ、ＳＭＲシステムメインリレー、Ｔ１１〜Ｔ２６トランジスタ。

Claims

内燃機関と、動力を入出力可能な電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸との接続および接続の解除を実行するクラッチと、それぞれ入力電圧が高いほど抵抗が小さくなる傾向を有すると共に所定値以上の入力電圧が印加されたときにオンする複数の上アームトランジスタ、それぞれ対応する前記上アームトランジスタに直列に接続される複数の下アームトランジスタおよび該上アームトランジスタ並びに該下アームトランジスタのそれぞれに１個ずつ逆方向に並列に接続される複数のダイオードを含むインバータと、該インバータを介して前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、前記インバータと前記蓄電手段との間の電圧を平滑化する平滑コンデンサと、前記インバータを制御するインバータ制御手段と、前記クラッチを制御するクラッチ制御手段と、衝突を検知する衝突検知手段とを備えたハイブリッド車両において、
前記クラッチ制御手段は、前記衝突検知手段により衝突が検知されたときに、前記内燃機関と前記電動機との接続が解除されるように前記クラッチを制御し、
前記インバータ制御手段は、前記衝突検知手段により衝突が検知された後に、前記電動機に逆起電力が発生していないときには、前記インバータの前記上アームトランジスタの少なくとも何れか１つに前記所定値よりも低い入力電圧を印加すると共に、該所定値よりも低い入力電圧が印加された上アームトランジスタに直列に接続された前記下アームトランジスタをオンすることを特徴とするハイブリッド車両。