JP2022144448A - モータ制御システムおよびハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】自律発電制御の実行時にモータジェネレータと蓄電装置との間のリレーを適切に保護可能なモータ制御システムおよび当該システムを備えるハイブリッド車両を提供する。【解決手段】モータ制御システム１００は、ＭＧ１２０と、バッテリ１０５と、ＳＭＲ１１０と、ＭＧ－ＥＣＵ１３０とを備える。ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、通信により与えられる指令に従ってＭＧ１２０を制御するように構成される。そして、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、通信の異常が発生した場合に、ＭＧ１２０の自律発電制御を実行するように構成されている。自律発電制御は、ＭＧ－ＥＣＵ１３０が上記指令に従うことなくＭＧ１２０に所定の電圧の発電を行わせる制御である。ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、通信の異常が検知された場合に、ＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えが完了した後に自律発電制御を開始する。【選択図】図１

Description

本開示は、モータ制御システムに関し、特に、モータジェネレータを備えるモータ制御システムに関する。

特開２０１４－０７９０８１号公報（特許文献１）は、モータジェネレータと蓄電装置との間の電路に設けられるリレーを備える車両を開示する。リレーがオフ状態からオン状態に切り替わると、リレーを経由して当該電路に電流が流れる。

特開２０１４－０７９０８１号公報

モータ制御装置が、通信により与えられる指令に従ってモータジェネレータを制御するように構成されている場合、通信の異常が発生すると、モータ制御装置は、当該指令を受けることができない。そこで、通信の異常が発生した場合、モータ制御装置は、当該指令に従うことなくモータジェネレータに所定の電圧の発電を行わせる自律発電制御を実行することがある。

特許文献１のようにモータジェネレータと蓄電装置との間にリレーが設けられる場合、上記のように通信の異常が発生したときに自律発電制御が開始されるタイミングによっては、リレーがダメージを受ける可能性がある。

本開示は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、自律発電制御の実行時にモータジェネレータと蓄電装置との間のリレーを適切に保護可能なモータ制御システムおよび当該システムを備えるハイブリッド車両を提供することである。

本開示のモータ制御システムは、モータジェネレータと、蓄電装置と、リレーと、第１の制御装置とを備える。モータジェネレータは、回転力を受けて発電するように構成される。蓄電装置は、モータジェネレータが発電した電力を受ける。リレーは、モータジェネレータと蓄電装置との間に設けられる。第１の制御装置は、通信により与えられる指令に従ってモータジェネレータを制御するように構成される。そして、第１の制御装置は、通信の異常が発生した場合に、モータジェネレータの自律発電制御を実行するように構成されている。自律発電制御は、第１の制御装置が上記指令に従うことなくモータジェネレータに所定の電圧の発電を行わせる制御である。第１の制御装置は、通信の異常が検知された場合に、リレーのオフ状態からオン状態への切り替えが完了した後に自律発電制御を開始する。

上記の構成では、上記のような通信の異常が発生した場合に、リレーのオフ状態からオン状態への切り替えが完了してから自律発電制御が開始される。そのため、自律発電制御の実行中にリレーがオフ状態からオン状態へ切り替わるときに生じるリレー故障を防止することが可能となる。

モータ制御システムは、第２の制御装置をさらに備えていてもよい。第２の制御装置は、第１の制御装置と通信するように構成され、第１の制御装置へ指令を出力する。第２の制御装置は、リレーを制御する。第１の制御装置は、蓄電装置からリレーを通じてモータジェネレータへ入力される電圧がしきい値電圧に到達した時刻から第１のしきい時間経過した場合、自律発電制御を開始する。しきい値電圧は、第１の制御装置による自律発電制御が実行されるためにモータジェネレータへ入力されることが少なくとも必要な電圧である。

上記の構成では、第１の制御装置は、第２の制御装置によるリレーのオフ状態からオン状態への切り替えが完了したことを示す情報を第２の制御装置から通信により得ることができない通信異常時においても、第１のしきい時間経過後に当該切り替えが確実に完了していることを推定できる。これにより、このような通信異常時においても、当該切り替えが完了したものとして自律発電制御が開始されるため、リレー故障を防止することが可能となる。

モータ制御システムは、回転力を発生する内燃機関をさらに備えていてもよい。第１の制御装置は、内燃機関の回転数がしきい値回転数に到達した時刻から第２のしきい時間経過した場合、自律発電制御を開始する。

上記の構成では、モータジェネレータが発電可能な程度に回転していることが確実な状況下で自律発電制御を開始することが可能となる。

第２の制御装置は、モータジェネレータへ入力される電圧に従って、リレーにおける異常の有無をさらに診断してもよい。第１の制御装置が自律発電制御を開始する時刻は、第２の制御装置によるリレーにおける異常無しとの診断が完了した時刻以降である。

上記の構成では、リレーにおいて異常が発生している状況下で自律発電制御が開始される事態を回避することが可能となる。

また、本開示のハイブリッド車両は、上記のモータ制御システムと、上記回転力を発生する内燃機関とをさらに備える。

このハイブリッド車両によれば、上記のような通信の異常が発生した場合に、リレーのオフ状態からオン状態への切り替えが完了してから自律発電制御が開始される。そのため、自律発電制御の実行中にリレーがオフ状態からオン状態へ切り替わるときに生じるリレー故障を防止することが可能となる。

本開示によれば、自律発電制御の実行時にモータジェネレータと蓄電装置との間のリレーを適切に保護可能なモータ制御システムを提供することが可能となる。

本実施の形態に従うモータ制御システムが適用される車両の全体構成を示す図である。 比較例において通信異常時の自律発電制御に伴って実行される処理を説明するためのタイミングチャートである。 本実施の形態において通信異常時の自律発電制御に伴って実行される処理を説明するためのタイミングチャートである。 自律発電制御に伴う処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中の同一または相当部分には同一の符号を付しており、その説明を繰り返さない。

図１は、本実施の形態に従うモータ制御システムが適用される車両の全体構成を示す図である。車両１０は、いわゆるマイルドハイブリッド車両であって、内燃機関に対して補助的にＭＧ（Motor Generator）が駆動されることにより走行する。

図１を参照して、車両１０は、モータ制御システム１００と、ＥＦＩ（Electrical Fuel Injection）－ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０２と、内燃機関１０３と、回転速度センサ１０４，１０６と、バス１３７とを備える。

モータ制御システム１００は、バッテリ１０５と、ＳＭＲ（System Main Relay）１１０と、コンデンサ１１５と、電圧センサ１１６と、ＭＧ（Motor Generator）１２０と、バッテリ１３５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５４と、ＭＧ－ＥＣＵ１３０と、統合ＥＣＵ１２５とを備える。

バッテリ１０５は、複数のセルを含む組電池である。各セルは、リチウムイオン電池、鉛蓄電池またはニッケル水素電池などの二次電池である。バッテリ１０５は、充放電するように構成された蓄電装置の一例として示されている。バッテリ１０５に代えて、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子により構成される蓄電装置が用いられてもよい。バッテリ１０５は、車両１０の走行用の電力を蓄える。バッテリ１０５の両端の電圧Ｖｂは、例えば４８Ｖである。

ＳＭＲ１１０は、接点１４０，１４５および１５０と、制限抵抗Ｒ１とを含む。接点１４０は、バッテリ１０５の正極に接続される電力線１５１と、電力線１５６との間に設けられる。接点１４５は、バッテリ１０５の負極に接続される電力線１５２と、電力線１５５との間に設けられる。接点１５０は、制限抵抗Ｒ１に直列に接続される。接点１５０および制限抵抗Ｒ１は、接点１４５に対して並列に設けられる。

コンデンサ１１５は、電力線１５５および１５６の間に設けられる。電圧センサ１１６は、コンデンサ１１５の両端の電圧ＶＣを検出する。電圧センサ１１６の検出値は、統合ＥＣＵ１２５およびＭＧ－ＥＣＵ１３０（いずれも後述）へ出力される。

ＭＧ１２０は、一例として、３相の永久磁石型同期電動である。ＭＧ１２０は、ベルト（図示せず）を介して内燃機関１０３（後述）の回転軸に連結されている。ＭＧ１２０の出力トルクは、当該ベルトを通じて内燃機関１０３の回転軸へ伝達され、主に内燃機関１０３の回転をアシストするために用いられる。

また、ＭＧ１２０は、電力線１７０を通じて電力線１５５，１５６に電気的に接続される。ＭＧ１２０は、車両１０の回生制動時に、または、発電が要求された場合に、ベルトを介して受ける回転力によって発電するように構成される。ＭＧ１２０が発電した電力は、バッテリ１０５に蓄えられる。ＭＧ１２０は、電力線１７０の電圧ＶＣがしきい値電圧（後述）以上である場合に、電圧ＶＣの電力を受けて発電するように構成される。

バッテリ１３５は、補機用のバッテリである（例えば１２Ｖ）。バッテリ１３５は、電力線１５８を通じて、ＥＦＩ－ＥＣＵ１０２、統合ＥＣＵ１２５およびＭＧ－ＥＣＵ１３０（いずれも後述）へ作動電力を供給する。また、バッテリ１３５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５４から電力の供給を受ける。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１５４は、電力線１５５，１５６と電力線１５８との間に設けられる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５４は、バッテリ１０５から出力される電力を降圧（変換）して電力線１５８へ出力するように構成されている。降圧後の電力は、バッテリ１３５に蓄えられる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５４は、統合ＥＣＵ１２５からの制御指令に従って作動する。

ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、統合ＥＣＵ１２５から通信により与えられる指令（トルク指令など）に従ってＭＧ１２０を制御するように構成される。ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、統合ＥＣＵ１２５との間で通信が確立されているとき、リレー１１０がオン状態またはオフ状態のいずれであるかを示す情報を統合ＥＣＵ１２５から受けることができる。ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）により通信を行うバス１３７を通じて当該指令および当該情報を受けることができる。ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などにより構成されるメモリとを含む（いずれも図示せず）。

内燃機関１０３は、例えばガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンである。内燃機関１０３の回転により、車両１０の走行駆動力が生成される。内燃機関１０３は、ベルトを通じてＭＧ１２０に連結されている。そのため、車両１０の走行中、内燃機関１０３の回転は、ベルトを介してＭＧ１２０の回転によりアシストされ得る。車両１０のシステム起動時、内燃機関１０３を始動させるためのスタータ（図示せず）が作動することにより、内燃機関１０３の回転が開始される。

ＥＦＩ－ＥＣＵ１０２は、内燃機関１０３を制御する。ＥＦＩ－ＥＣＵ１０２は、車両１０のシステム起動時、内燃機関１０３の回転速度がしきい値回転速度を超えた場合、内燃機関１０３の燃料噴射を開始し、内燃機関１０３を始動させる。

回転速度センサ１０４は、内燃機関１０３の回転速度（単位時間当たりの回転数）を検出する。当該回転速度は、ＥＦＩ－ＥＣＵ１０２および統合ＥＣＵ１２５に出力される。

回転速度センサ１０６は、ＭＧ１２０の回転速度を検出する。回転速度センサ１０６の検出値は、ＭＧ－ＥＣＵ１３０に出力される。

統合ＥＣＵ１２５は、車両１０全体を制御する。統合ＥＣＵ１２５は、例えば、ＳＭＲ１１０における接点１４０，１４５および１５０の開閉状態を制御する。一例として、車両１０のシステム起動時（接点１４０，１４５および１５０が開いている時）、統合ＥＣＵ１２５は、接点１４５または１５０を閉じる（導通させる）ことにより、接点１４０における溶着の有無を診断する。

接点１４５または１５０がそのように閉じられた場合に、電圧センサ１１６の検出値（電圧ＶＣ）が上昇し始めたとき、統合ＥＣＵ１２５は、接点１４０が溶着していると診断する。他方、上記の場合に電圧ＶＣが上昇しないとき、統合ＥＣＵ１２５は、接点１４０が溶着していないと診断する。

次いで、統合ＥＣＵ１２５は、閉じられた接点１４５または１５０を開いた後、接点１４０を閉じることにより、接点１４５または１５０における溶着の有無を、上記検出値に従って同様に診断する。

接点１４５または１５０の溶着診断の後、統合ＥＣＵ１２５は、接点１５０をさらに閉じる。これにより、コンデンサ１１５に流れる電流が制限抵抗Ｒ１により制限されつつ、コンデンサ１１５のプリチャージが実施される。当該プリチャージは、統合ＥＣＵ１２５が接点１４５を閉じるときにコンデンサ１１５に流れる突入電流を軽減するために実施される。統合ＥＣＵ１２５は、電圧センサ１１６の検出値が上昇しているか否かに基づいてコンデンサ１１５のプリチャージが開始されたか否かを判断する。

電圧センサ１１６の検出値が上昇していない場合、統合ＥＣＵ１２５は、コンデンサ１１５のプリチャージが開始されていないと判断する。この場合、電力線１５１，１５６の間もしくは電力線１５２，１５５の間での断線が発生しているか、または、統合ＥＣＵ１２５とＳＭＲ１１０との間の配線の故障に起因して統合ＥＣＵ１２５からＳＭＲ１１０へ制御信号が伝達されてない結果、ＳＭＲ１１０の接点１５０が開いたままとなっていると考えられる。そのため、上記の場合、統合ＥＣＵ１２５は、ＳＭＲ１１０における異常有りと診断する。

他方、電圧センサ１１６の検出値が上昇している場合、統合ＥＣＵ１２５は、コンデンサ１１５のプリチャージの開始を判断する。その後、電圧センサ１１６の検出値がバッテリ１０５の電圧Ｖｂまで上昇したことに基づいて、統合ＥＣＵ１２５は、コンデンサ１１５のプリチャージの終了を判断する。次いで、統合ＥＣＵ１２５は、接点１４５を閉じ、接点１５０を開く。これにより、ＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えが完了する。

なお、ＳＭＲ１１０が「オフ状態」であるとは、接点１４０，１４５および１５０のうち少なくとも２つが開いている状態をいう。また、ＳＭＲ１１０が「オン状態」であるとは、接点１４０および１４５の両方が閉じており、かつ、接点１５０が開いている状態にあることをいう。また、ＳＭＲ１１０は、車両１０のシステム起動時、オフ状態からオン状態に切り替わるまで間のコンデンサ１１５のプリチャージ中に「ハーフオン状態」（接点１４０および１５０が閉じている一方で、接点１４５が開いている状態）をとる。

上記のように、統合ＥＣＵ１２５は、車両１０の起動時、接点１４０，１５０および１４５を適宜開閉する。そして、これらの接点が開閉される間に、電圧センサ１１６により検出される電圧ＶＣに従って、ＳＭＲ１１０に異常（例えば、溶着、断線、または配線の故障など）が発生しているか否かを診断する。ＳＭＲ１１０に異常が発生している場合、統合ＥＣＵ１２５は、例えば、ＭＧ１２０を停止するようにＭＧ－ＥＣＵ１３０へ指令を出力する。

統合ＥＣＵ１２５は、ＥＦＩ－ＥＣＵ１０２およびＭＧ－ＥＣＵ１３０の各々に、バス１３７を通じて電気的に接続される。統合ＥＣＵ１２５は、これらのＥＣＵとバス１３７を通じて通信するように構成されており、これらのＥＣＵへ指令を出力することにより車両１０全体を制御する。

統合ＥＣＵ１２５は、ＭＧ１２０におけるトルク指令値をＭＧ－ＥＣＵ１３０へ出力するように構成される。ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、当該トルク指令値に基づいてＭＧ１２０を駆動する。また、統合ＥＣＵ１２５は、ＳＭＲ１１０の状態（例えば、ＳＭＲ１１０が、オン状態、ハーフオン状態またはオフ状態のいずれであるか）をＭＧ－ＥＣＵ１３０へ出力するように構成される。なお、統合ＥＣＵ１２５は、ＭＧ－ＥＣＵ１３０と同様に、ＣＰＵなどのプロセッサと、ＲＯＭおよびＲＡＭなどにより構成されるメモリとを含む（いずれも図示せず）。

また、統合ＥＣＵ１２５は、車両１０のシステム起動時、内燃機関１０３を始動させるための指令をＥＦＩ－ＥＣＵ１０２へ出力する。

ＭＧ－ＥＣＵ１３０と統合ＥＣＵ１２５との間の通信の異常が発生した場合、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、統合ＥＣＵ１２５からバス１３７を通じて指令を受けることができない。そこで、この場合、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、当該指令に従うことなくＭＧ１２０に所定の電圧の発電を行わせる自律発電制御を実行することがある。

ここで、このような通信の異常が発生したとき、自律発電制御が開始されるタイミングによってはＳＭＲ１１０がダメージを受ける可能性がある。そのため、上記の通信の異常時に自律発電制御が実行される場合に、ＳＭＲ１１０を適切に保護することが要望される。

そこで、本実施の形態では、このような場合にＳＭＲ１１０を適切に保護するためのＭＧ－ＥＣＵ１３０による制御の手法が示される。まず、当該制御の手法について説明する前に、当該制御が実行されない場合の比較例について説明する。

図２は、比較例において通信異常時の自律発電制御に伴って実行される処理を説明するためのタイミングチャートである。

図２において、横軸は時間を表す。縦軸は、上から順番に、イグニッションスイッチのオン／オフ、モータ制御システム１００の起動の有無、ＭＧ－ＥＣＵにおいて通信異常が検知されたか否か、ＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えが開始されたか否か、当該切り替えが完了したか否か、内燃機関１０３の回転速度、電力線１７０の電圧ＶＣ、および、ＭＧ－ＥＣＵによる自律発電制御が実行されているか否か（当該制御のオン／オフ）を表す。

時刻ｔ１において、イグニッションスイッチの状態がオフからオンに切り替わる（線２０５）。

時刻ｔ２において、上記スイッチの切り替わりに応答して、モータ制御システム１００（統合ＥＣＵおよびＭＧ－ＥＣＵを含む）とＥＦＩ－ＥＣＵ１０２とが起動する（線２１０）。そして、統合ＥＣＵは、電圧センサ１１６（図１）により検出される電圧ＶＣ（線２３０）に従って、ＳＭＲ１１０における異常の有無の診断を開始する。この診断は、時刻ｔＡまで継続する。図２の例では、ＳＭＲ１１０における異常は発生していない。なお、時刻ｔＡは、ＳＭＲ１１０の異常無しとの診断の完了に要する時間と、当該診断が開始された時刻ｔ２とに基づいて定められる。

時刻ｔ３において、ＭＧ－ＥＣＵは、統合ＥＣＵとの間で通信異常が発生したことを検知する（線２１５）。ＭＧ－ＥＣＵは、例えば、統合ＥＣＵからの指令を受けることができないことに基づいて、通信の異常が発生したと判断する。

時刻ｔ４において、統合ＥＣＵは、時刻ｔ２でのモータ制御システム１００の起動に応答して、ＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えを開始する（線２２０）。ここで、ＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えとは、コンデンサ１１５におけるプリチャージに伴って、接点１４０が閉じられる（ＳＭＲ１１０がオフ状態からハーフオン状態に切り替わる）時刻から、接点１５０が開かれる（ＳＭＲ１１０がハーフオン状態からオン状態に切り替わる）時刻までの間に接点１４０，１４５，１５０が適宜開閉される一連の動作をいう（線３２２）。

具体的には、時刻ｔ４において、統合ＥＣＵは、ＳＭＲ１１０の接点１４０，１４５，１５０が開いている状況下で、接点１４０を閉じる。そして、統合ＥＣＵは、時刻ｔ４から時刻ｔ７（後述）までの間、接点１４５または１５０における溶着の有無を診断する。

時刻ｔ５において、統合ＥＣＵは、内燃機関１０３を始動させるための指令をＥＦＩ－ＥＣＵ１０２へ出力する。ＥＦＩ－ＥＣＵ１０２は、内燃機関１０３を始動させるために、当該指令に従ってスタータを作動させる。これにより、内燃機関１０３の回転速度ＮＲが上昇し始める（線２２５）。回転速度ＮＲが所定値ＮＰまで上昇した後は、回転速度ＮＲが所定値ＮＰである状態が継続する。

接点１４５，１５０における溶着診断が完了した時刻ｔ７において、統合ＥＣＵは、ＳＭＲ１１０の接点１５０を閉じる。これにより、ＳＭＲ１１０がオフ状態からハーフオン状態に切り替わる。そして、コンデンサ１１５におけるプリチャージが開始され、電圧ＶＣが上昇し始める（線２３０）。そして、統合ＥＣＵは、電圧センサ１１６の検出値（電圧ＶＣ）に従って、ＳＭＲ１１０における断線などの異常の有無を診断する。

時刻ｔ８において、電圧ＶＣがしきい値電圧ＶＴＨに到達する（線２３０）。しきい値電圧ＶＴＨは、自律発電制御によってＭＧ１２０が発電するために電力線１７０からＭＧ１２０に入力されることが少なくとも必要な電圧である。この比較例では、電圧ＶＣがしきい値電圧ＶＴＨに到達した時刻ｔ８においてＭＧ－ＥＣＵが自律発電制御を開始する（線２５０）。

ここで、時刻ｔ８において、接点１４０，１５０が閉じているものの、ＳＭＲ１１０がハーフオン状態であり、電力線１７０の電圧ＶＣは、電圧Ｖｂまで未だ上昇していない（線２３０）。そのため、自律発電制御が開始される時刻ｔ８の電力線１７０の電圧ＶＣ（しきい値電圧ＶＴＨ）よりも、自律発電制御によりＭＧ１２０から出力される所定の電圧が高い場合、自律発電制御の開始直後に、ＭＧ１２０から電力線１７０を通じて接点１４０，１５０に過大な電流が急激に流れる可能性がある。

このように、統合ＥＣＵとＭＧ－ＥＣＵとの間に通信の異常が発生している場合に、比較例のように、ＳＭＲ１１０がハーフオン状態である時刻ｔ８において自律発電制御が開始されると、ＳＭＲ１１０を適切に保護することができない可能性がある。

そこで、本実施の形態では、統合ＥＣＵ１２５とＭＧ－ＥＣＵ１３０との間の通信の異常が発生した場合に、ＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替え（オフ状態→ハーフオン状態→オン状態への一連の切り替え）が完了した後に、ＥＣＵ１３０が自律発電制御を開始する。

それゆえ、本実施の形態において、自律発電制御の開始時の電圧ＶＣと、自律発電制御によりＭＧ１２０から出力される所定の電圧との電位差は、比較例（図２）の場合における当該電位差よりも小さい。そのため、自律発電制御の開始直後に、ＭＧ１２０から接点１４０，１５０に流れる電流は、比較例（図２）の場合における当該電流よりも小さい。その結果、ＭＧ－ＥＣＵ１３０による自律発電制御時にＳＭＲ１１０を適切に保護することが可能となる。

ここで、時刻ｔ３以降、統合ＥＣＵ１２５とＭＧ－ＥＣＵ１３０との間で通信異常が発生しているため、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、統合ＥＣＵ１２５によるＳＭＲ１１５のオフ状態からオン状態への切り替えが完了したという情報を、統合ＥＣＵ１２５からバス１３７（図１）を通じて得ることができない。即ち、ＳＭＲ１１０の保護の観点から、当該切り替えが完了した後に自律発電制御が開始されることが望ましいものの、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、上記の通信異常に起因して、いつ上記切り替えが完了したかを統合ＥＣＵ１２５から得ることができない。よって、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、自律発電制御を開始するための時刻を示す情報を統合ＥＣＵ１２５から得ることができない。

そのため、通信異常時に自律発電制御が実行される場合にＳＭＲ１１０を保護するために、当該切り替えが確実に完了している時刻をＭＧ－ＥＣＵ１３０が推定する手法についても以下説明する。

図３は、本実施の形態において通信異常時の自律発電制御に伴って実行される処理を説明するためのタイミングチャートである。

図３において、横軸は時間を表す。縦軸は、上から順番に、イグニッションスイッチのオン／オフ、モータ制御システム１００の起動の有無、ＭＧ－ＥＣＵ１３０において通信異常が検知されたか否か、ＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えが開始されたか否か、当該切り替えが完了したか否か、内燃機関１０３の回転速度、電力線１７０の電圧ＶＣ、および、ＭＧ－ＥＣＵ１３０による自律発電制御のオン／オフを表す。

なお、本実施の形態では、ＭＧ－ＥＣＵ１３０において、内燃機関１０３の回転速度ＮＲは、回転速度センサ１０６の検出値から算出される。ＭＧ１２０と内燃機関１０３の回転軸はベルトで連結されており、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、回転速度センサ１０６の検出値から内燃機関１０３の回転速度ＮＲを算出できる。

本実施の形態において、時刻ｔ１～時刻ｔ５までの間および時刻ｔ７におけるＥＦＩ－ＥＣＵ１０２、統合ＥＣＵ１２５ならびにＭＧ－ＥＣＵ１３０の処理は、前述の比較例（図２）における当該処理と同様である（線２０５～２３０）。

時刻ｔ６において、内燃機関１０３の回転速度ＮＲは、しきい値回転速度ＮＴＨに到達する（線２２５）。このしきい値ＴＨは、例えば、最低アイドル回転速度（内燃機関１０３が無負荷状態で駆動されているときの内燃機関１０３の最低の回転速度）である。回転速度ＮＲが、しきい値回転速度ＮＴＨを超えた場合、統合ＥＣＵ１２５は、内燃機関１０３を始動させるようにＥＦＩ－ＥＣＵ１０２に指令を出力する。ＥＦＩ－ＥＣＵ１０２は、当該指令に従って、内燃機関１０３の燃料噴射を開始し、内燃機関１０３を始動させる。次いで、回転速度ＮＲが所定値ＮＰまで上昇した後は、回転速度ＮＲが所定値ＮＰである状態が継続する。

本実施の形態では、内燃機関１０３の回転速度ＮＲがしきい値回転速度ＮＴＨに到達してから（内燃機関１０３の始動開始から）の経過時間は、後述されるように、ＭＧ１２０が発電可能な程度に十分に回転しているか否かをＭＧ－ＥＣＵ１３０が推定するために利用される。

時刻ｔ９において、統合ＥＣＵ１２５は、ＳＭＲ１１５のオフ状態からオン状態への切り替えを完了する（線３２２）。具体的には、統合ＥＣＵ１２５は、コンデンサ１１５のプリチャージ終了後、接点１４０，１５０が閉じているＳＭＲ１１５のハーフオン状態で、接点１４５を閉じ、接点１５０を開く。これにより、ＳＭＲ１１５がハーフオン状態からオン状態に切り替わる結果、ＳＭＲ１１５のオフ状態からオン状態への切り替えが完了する。

ここで、時刻ｔ９以降、コンデンサ１１５のプリチャージが既に終了しているため、電圧ＶＣは、電圧Ｖｂまで上昇している。そのため、時刻ｔ９以降の自律発電制御の開始時の電圧ＶＣ（電圧Ｖｂ）は、比較例の場合の時刻ｔ８の電圧ＶＣ（しきい値電圧ＶＴＨ）よりも高い。そのため、時刻ｔ９以降、自律発電制御の開始時の電圧ＶＣと、自律発電制御によりＭＧ１２０から出力される所定の電圧との電位差は、比較例の当該電位差よりも小さい。

それゆえ、時刻ｔ９以降に自律発電制御が開始される場合、当該制御開始直後において、ＭＧ１２０から接点１４０，１５０に流れる電流は、比較例の場合における当該電流よりも小さい。そのため、時刻ｔ９以降に自律発電制御が開始される場合、比較例のように時刻ｔ８に当該制御が開始される場合よりもＳＭＲ１１０の消耗の度合いを小さくすることが可能となる。

ここで、前述したように、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、上記のように時刻ｔ９において統合ＥＣＵ１２５によるＳＭＲ１１５のオフ状態からオン状態への切り替えが完了したという情報（線３２２）を、統合ＥＣＵ１２５からバス１３７（図１）を通じて得ることができない。

そこで、以下、上記のような通信異常が発生している場合であっても、ＭＧ－ＥＣＵ１３０が自律発電制御を開始するためのタイミングを適切に判断するための手法について説明する。

比較例の場合とは異なりＳＭＲ１１０を適切に保護するためには、自律発電制御の開始時は、ＳＭＲ１１０がオン状態に切り替わった後であればよい。具体的には、自律発電制御の開始時に電力線１７０の電圧ＶＣが電圧Ｖｂに到達していればよい。

そこで、本実施の形態では、電力線１７０の電圧ＶＣがしきい値電圧ＶＴＨに到達した時刻ｔ８からしきい時間ＴＴＨ１経過したとの第１の条件が満たされた場合に、ＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えが完了しているとＭＧ－ＥＣＵ１３０は推定する。

ここで、時刻ｔ８からの経過時間がしきい時間ＴＴＨ１以上である場合に、電力線１７０の電圧ＶＣがしきい値電圧ＶＴＨよりも大きい電圧Ｖｂに確実に既に到達しているように、しきい時間ＴＴＨ１が適宜予め定められる。そのため、時刻ｔ８からの経過時間がしきい時間ＴＴＨ１以上である場合、ＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えが確実に完了している（即ち、時刻ｔ８からのしきい時間ＴＴＨ１経過後の時刻が確実に時刻ｔ９以降である）とＭＧ－ＥＣＵ１３０が推定することが可能である。よって、この場合、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、自律発電制御を開始するときに、リレー１１０を保護できる。

また、自律発電制御は、ＭＧ１２０が発電可能な程度に十分に回転している状態で開始されることが好ましい。そのため、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、内燃機関１０３の始動開始から十分に時間が経過したという条件がさらに満たされた場合に、自律発電制御を開始してもよい。具体的には、内燃機関１０３の回転速度ＮＲがしきい値回転速度ＮＴＨに到達した時刻ｔ６（内燃機関１０３の始動開始時刻）からしきい時間ＴＴＨ２経過したとの第２の条件が上記の第１の条件に加えて満たされた場合に、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、自律発電制御を開始してもよい。

ここで、時刻ｔ６からの経過時間がしきい時間ＴＴＨ２以上である場合に（第２の条件）、内燃機関１０３の回転速度ＮＲが所定値ＮＰに確実に既に到達しているように、しきい時間ＴＴＨ２が適宜予め定められる。しきい時間ＴＴＨ２がそのように定められるため、内燃機関１０３に連結されるＭＧ１２０は、上記の場合、発電可能な程度に十分に回転している状態にあると考えられる。

例えば、回転速度ＮＲがしきい値回転速度ＮＴＨに到達していない（内燃機関１０３が始動されていない）状況下では、内燃機関１０３からベルトを通じて伝達される回転力を受けて発電可能な程度に十分にＭＧ１２０が回転している状態ではない。そのため、ＭＧ－ＥＣＵ１３０が自律発電制御を開始する時刻は、回転速度ＮＲがしきい値回転速度ＮＴＨに到達した時刻ｔ６以降であることが好ましい。

以上のように、しきい時間ＴＴＨ１，ＴＴＨ２が定められることにより、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、これらの時間経過後の時刻ｔ１０において、ＭＧ１２０が発電可能な程度に十分に回転している状況下で（第２の条件）ＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えが確実に完了している（第１の条件）と推定できる。よって、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、時刻ｔ１０を、自律発電制御を開始するための時刻と判断する。

そして、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、時刻ｔ１０においてＭＧ１２０の自律発電制御を開始する（線３５０）。その結果、比較例（一点鎖線の線２５０）の場合に比べて、ＳＭＲ１１０を適切に保護することが可能となる。

なお、図３の例では、説明の簡略化のため、時刻ｔ８からしきい時間ＴＴＨ１経過した時点と、時刻ｔ６からしきい時間ＴＴＨ２経過した時点とが同じ時刻ｔ１０であるものとしているが、これらの時点は、異なっていてもよい。この場合、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、例えば、これらの時点のいずれか遅い方を、自律発電制御を開始するための時刻と判断する。

ところで、時刻ｔ２から時刻ｔＡまでの間、統合ＥＣＵ１２５によりＳＭＲ１１０における異常（溶着、断線など）の有無の診断が実施されている。図３の例とは異なり、この間、仮にＳＭＲ１１０において異常が発生していた場合、ＭＧ－ＥＣＵ１３０による自律発電制御が開始される事態は好ましくない。具体的には、上記の場合、統合ＥＣＵ１２５がバッテリ１０５とＭＧ１２０との間での電力の供給／遮断を切り替えることができない可能性があるため、自律発電制御が開始されることは好ましくないと考えられる。

そのため、自律発電制御が開始される時刻ｔ１０は、ＳＭＲ１１０の異常無しとの診断が完了した時刻ｔＡ以降であることが好ましい。

そこで、時刻ｔ１０が、ＳＭＲ１１０の異常無しとの診断が完了した時刻ｔＡ以降になるように、しきい時間ＴＴＨ１，ＴＴＨ２が適宜予め定められる。これにより、ＳＭＲ１１０の異常無しとの診断が完了した時刻ｔＡ以降にのみ、ＭＧ１２０の自律発電制御が開始される。その結果、ＳＭＲ１１０において異常が発生している状況で自律発電制御が開始される事態を回避することが可能となる。

図４は、自律発電制御に伴う処理の一例を示すフローチャートである。以下の説明において、図３を適宜参照する。このフローチャートは、車両１０のシステム起動時に実行される。

ステップＳ１０５において、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、ＭＧ－ＥＣＵ１３０と統合ＥＣＵ１２５との間の通信異常が発生しているか否か判断する。ＭＧ－ＥＣＵ１３０と統合ＥＣＵ１２５との間の通信異常が発生していない場合（ステップＳ１０５においてＮＯ）、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、ＭＧ１２０を通常制御する（ステップＳ１２５）。具体的には、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、統合ＥＣＵ１２５からバス１３７（図１）を介して受ける指令に従ってＭＧ１２０を制御する。その後、処理は、リターンへ移行する。他方、通信異常が発生している場合（ステップＳ１０５においてＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１０７へ移行する。

ステップＳ１０７において、統合ＥＣＵ１２５によりＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えが開始される。具体的には、ＳＭＲ１１０の接点１４０，１４５，１５０が開いている状況において、接点１４０が閉じられる。その後、処理は、ステップＳ１１０へ移行する。

ここで、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、上記の通信異常に起因して、ＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えが完了したか否かを示す情報を統合ＥＣＵ１２５から得ることができない。そのため、ステップＳ１１０およびその次のステップＳ１１５において、前述の第１の条件および第２の条件がそれぞれ満たされているか否かを判断することにより、ＭＧ１２０が発電可能な程度に十分に回転している状況下で当該切り替えが完了したか否かを推定する。

ステップＳ１１０において、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、電力線１７０の電圧ＶＣがしきい値電圧ＶＨに到達した時刻ｔ８からしきい時間ＴＴＨ１経過したか否かを判断する（第１の条件）。時刻ｔ８からしきい時間ＴＴＨ１経過した場合（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、ＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えが確実に既に完了していると推定し、ステップＳ１１５へ処理が移行する。そうでない場合（ステップＳ１１０においてＮＯ）、時刻ｔ８からしきい時間ＴＴＨ１経過するまで、ステップＳ１１０の判断処理が繰り返される。

ステップＳ１１５において、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、回転速度センサ１０６の検出値から算出された内燃機関１０３の回転速度ＮＲがしきい値回転速度ＮＴＨに到達した時刻ｔ６からしきい時間ＴＴＨ２経過したか否かを判断する（第２の条件）。時刻ｔ６からしきい時間ＴＴＨ２経過した場合（ステップＳ１１５においてＹＥＳ）、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、ＭＧ１２０が発電可能な程度に十分に回転していると推定し、ステップＳ１１７へ処理が移行する。そうでない場合（ステップＳ１１５においてＮＯ）、時刻ｔ６からしきい時間ＴＴＨ２経過するまで、ステップＳ１１５の判断処理が繰り返される。

ステップＳ１１７において、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、第１の条件および第２の条件の両方が満たされる時刻ｔ１０が到来したことに基づいて、ＭＧ１２０が発電可能な程度に十分に回転している状況下でＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えが確実に既に完了していると推定する。そこで、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、ＭＧ１２０の自律発電制御を開始する（ステップＳ１２０）。その後、一連の処理が終了する。

以上のように、本実施の形態に従うＭＧ－ＥＣＵ１３０は、ＭＧ－ＥＣＵ１３０と統合ＥＣＵ１２５との間の通信異常が発生した場合、ＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えが完了した後に自律発電制御を開始する。これにより、上記のような通信異常時に自律発電制御が実行される場合にＳＭＲ１１０を適切に保護することが可能となる。

［変形例］
本実施の形態では、車両１０は、内燃機関１０３が搭載されたハイブリッド車であるものとした。他の局面において、車両１０は、内燃機関１０３が搭載されていない電気自動車であってもよい。この場合、内燃機関１０３および前述のベルトに代えて、ＭＧ１２０とは異なる他のＭＧ（図示せず）と、当該他のＭＧの回転力をＭＧ１２０に伝達するための動力伝達機構とが設けられる。

そして、ＭＧ－ＥＣＵ１３０と統合ＥＣＵ１２５との間の通信異常時に、当該他のＭＧが回転することにより当該動力伝達機構を介してＭＧ１２０も回転する。このように、内燃機関１０３が設けられていない場合であっても、ＭＧ１２０が発電可能な程度に十分に回転することが可能であるため、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、上記の実施の形態と同様に自律発電制御を実行できる。

また、上述の実施の形態では、車両１０は、いわゆるマイルドハイブリッド車両であるものとしたが、一般的な走行用の高圧バッテリ（例えば２００Ｖ）が搭載されたハイブリッド車両であってもよい。

また、上述の実施の形態では、バス１３７における通信プロトコルとしてＣＡＮが用いられたが、他の通信プロトコルがＣＡＮに代えて用いられてもよい。

また、上記の実施の形態では、ＭＧ－ＥＣＵ１３０は、回転速度センサ１０６の検出値から内燃機関１０３の回転速度ＮＲを算出するものとしたが、回転速度センサ１０４の検出値を取り込んでもよい。

また、図４のフローチャートにおいて、統合ＥＣＵ１２５によりＳＭＲ１１０のオフ状態からオン状態への切り替えの開始（ステップＳ１０７）は、通信異常の有無の判断（ステップＳ１０５）よりも前であってもよい。

今回開示された実施形態は全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及び範囲内で全ての変更が含まれることが意図される。

１０ 車両、１００ モータ制御システム、１０３ 内燃機関、１０４，１０６ 回転速度センサ、１０５，１３５ バッテリ、１１０ リレー、１１５ コンデンサ、１１６ 電圧センサ、１３７ バス、１４０，１４５，１５０ 接点、１２５ 統合ＥＣＵ、１３０ ＭＧ－ＥＣＵ、ＴＴＨ１，ＴＴＨ２ しきい時間。

Claims (5)

1. 回転力を受けて発電するように構成されたモータジェネレータと、
   前記モータジェネレータが発電した電力を受ける蓄電装置と、
   前記モータジェネレータと前記蓄電装置との間に設けられるリレーと、
   通信により与えられる指令に従って前記モータジェネレータを制御するように構成された第１の制御装置とを備え、
   前記第１の制御装置は、前記通信の異常が発生した場合に、前記モータジェネレータの自律発電制御を実行するように構成されており、
   前記自律発電制御は、前記第１の制御装置が前記指令に従うことなく前記モータジェネレータに所定の電圧の発電を行わせる制御であり、
   前記第１の制御装置は、前記通信の異常が検知された場合に、前記リレーのオフ状態からオン状態への切り替えが完了した後に前記自律発電制御を開始する、モータ制御システム。
2. 前記第１の制御装置と通信するように構成され、前記第１の制御装置へ前記指令を出力する第２の制御装置をさらに備え、
   前記第２の制御装置は、前記リレーを制御し、
   前記第１の制御装置は、前記蓄電装置から前記リレーを通じて前記モータジェネレータへ入力される電圧がしきい値電圧に到達した時刻から第１のしきい時間経過した場合、前記自律発電制御を開始し、
   前記しきい値電圧は、前記第１の制御装置による前記自律発電制御が実行されるために前記モータジェネレータへ入力されることが少なくとも必要な電圧である、請求項１に記載のモータ制御システム。
3. 前記回転力を発生する内燃機関をさらに備え、
   前記第１の制御装置は、前記内燃機関の回転数がしきい値回転数に到達した時刻から第２のしきい時間経過した場合、前記自律発電制御を開始する、請求項２に記載のモータ制御システム。
4. 前記第２の制御装置は、前記モータジェネレータへ入力される電圧に従って、前記リレーにおける異常の有無を診断し、
   前記第１の制御装置が前記自律発電制御を開始する時刻は、前記第２の制御装置による前記リレーにおける異常無しとの診断が完了した時刻以降である、請求項２または３に記載のモータ制御システム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモータ制御システムと、
   前記回転力を発生する内燃機関とをさらに備える、ハイブリッド車両。

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