JP3763291B2

JP3763291B2 - ハイブリッド車の駆動装置の制御方法

Info

Publication number: JP3763291B2
Application number: JP2002215471A
Authority: JP
Inventors: 寛中山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2022-07-24
Also published as: JP2004064803A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車の駆動装置の制御方法に関し、車両走行時に切断状態となったシステムメインリレーの再接続に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３はハイブリッド車の従来の駆動装置の概略の回路構成図である。この駆動装置は、メインバッテリ２、システムメインリレー（ＳＭＲ）４と呼ぶリレー、平滑コンデンサ６、インバータ回路８、モータ１０、及び制御部としてＥＣＵ１２を含んで構成される。ＳＭＲ４が接続状態にあるとき、メインバッテリ２の出力はインバータ回路８へ供給される。
【０００３】
インバータ回路８は、電源ラインとアースとの間に配置されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各アームから構成される。Ｕ相アームはトランジスタＱ３，Ｑ４の直列接続からなり、Ｖ相アームはトランジスタＱ５，Ｑ６の直列接続からなり、Ｗ相アームはトランジスタＱ７，Ｑ８の直列接続からなる。また、各トランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８が配置されている。
【０００４】
ＥＣＵ１２はこれらトランジスタＱ３〜Ｑ８のゲートをオン／オフ制御することにより、インバータ回路８は直流電流を三相交流に変換してモータ１０へ出力する。モータ１０は三相交流によって駆動され、車両の駆動力を生成する。また逆に、インバータ回路８及びモータ１０はエンジントルクや車両駆動軸のトルクを電力に変換して出力することができる。この場合、モータ１０が発生した三相交流はインバータ回路８によって直流に変換され、メインバッテリ２に充電される。なお、平滑コンデンサ６は、メインバッテリ２とインバータ回路８との間で入出力される直流電力を平滑化する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＥＣＵは車両走行中に外乱等によってリセットされると初期モードとなり、ＳＭＲが解放され、またインバータ回路のトランジスタも基本的にオフ状態となる。ＳＭＲが解放された状態では、モータを駆動する三相交流が生成されず車両は走行を続けることができなくなる。しかし、車両が動いている状態では、モータは逆起電力を発生する。従来の駆動装置では、その逆起電力はインバータ回路のトランジスタがオフ状態でもＳＭＲに印加される。そのため、車両の走行中にＳＭＲを接続状態とすると、ＳＭＲの接点間にスパークが発生し、接点溶着が生じ得るという問題があった。また、これを回避しようとすると、車両が停止するまで、ＳＭＲの接続を待たなければならないという不都合があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、ＥＣＵのリセットによりＳＭＲが解放されても、車両走行中に溶着を生じることなくＳＭＲを再接続するハイブリッド車の駆動装置の制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るハイブリッド車の駆動装置の制御方法は、主バッテリと、前記主バッテリの出力電圧を昇圧する昇圧コンバータと、車両の駆動力を発生する電動機と、前記昇圧コンバータの出力から前記電動機を駆動する交流電流を生成するインバータ回路と、前記主バッテリ及び前記昇圧コンバータの間を断続するリレーと、前記リレー、前記昇圧コンバータ、及び前記インバータ回路を制御する制御部とを備え、前記昇圧コンバータは、その出力端子間に直列接続された第１スイッチ素子及び第２スイッチ素子と、前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子との接続点に一方端を接続されたリアクトルとを有し、前記リアクトル及び前記第２スイッチ素子が前記主電池の端子間に直列接続されたハイブリッド車の駆動装置の制御方法であって、車両走行中に前記制御部のリセットにより前記リレーが切断状態とされた場合に、前記制御部が前記昇圧コンバータの前記第１スイッチ素子を切断状態とするステップと、しかる後、前記制御部が前記リレーを導通状態とするステップとを有することを特徴とする。
【０００８】
昇圧コンバータの第１スイッチ素子は、主バッテリの一方端とインバータ回路の入力端の一方との間に直列に配置される。本発明によれば、第１スイッチ素子と第２スイッチ素子のうち少なくとも第１スイッチ素子を切断状態とした上で、リレーを導通状態とするので、電動機に逆起電力が発生しても、リレーに電流が流れず、よってリレーの接点溶着が生じない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態であるハイブリッド車の駆動装置の概略の回路構成図である。この駆動装置は、メインバッテリ５０、ＳＭＲ５２Ａ，５２Ｂ、昇圧コンバータ５４、インバータ回路５６、モータ５８、ＥＣＵ６０を含んで構成される。また、ＥＣＵ６０は補機バッテリ６６を電源として動作し、Ｉ／Ｏ回路６８，７０を介して昇圧コンバータ５４、インバータ回路５６それぞれのトランジスタの制御を行う。
【００１１】
昇圧コンバータ５４はトランジスタＱ１，Ｑ２、ダイオードＤ１，Ｄ２、リアクトルＬ１からなるチョッパ回路で構成される。トランジスタＱ１，Ｑ２はインバータ回路５６の電源ラインとアースとの間に直列に接続される。トランジスタＱ１のコレクタは電源ラインに接続され、トランジスタＱ２のエミッタはアースに接続されている。トランジスタＱ１，Ｑ２の中間点（Ｑ１のエミッタとＱ２のコレクタの接続点）にはリアクトルＬ１の一方端が接続され、他方端はＳＭＲ５２Ａを介してメインバッテリ５０の正極に接続される。また、トランジスタＱ２のエミッタがＳＭＲ５２Ｂを介してメインバッテリ５０の負極に接続される。また、各トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すようにダイオードＤ１，Ｄ２が配置される。
【００１２】
この昇圧コンバータ５４は、トランジスタＱ１をオフ状態として、トランジスタＱ２を周期的にスイッチング動作することにより、メインバッテリ５０の出力電圧を昇圧して、インバータ回路５６へ供給する。
【００１３】
ちなみに、モータは高回転となるほど逆起電力が大きくなり、最大トルクが低下する。昇圧コンバータ５４は、これに対処するために導入が検討されているものであり、インバータ回路５６からモータ５８への印加電圧を高くすることで、高回転領域での最大トルクを高めることができる。
【００１４】
一方、図１に示す昇圧コンバータ５４の構成は、モータ５８で発生した電力でメインバッテリ５０を充電する際に、降圧コンバータとして機能させることができる。この降圧動作時には、トランジスタＱ２をオフ状態として、トランジスタＱ１が周期的にスイッチング動作される。
【００１５】
また、昇圧コンバータ５４の入力端子間、出力端子間にそれぞれ接続された平滑コンデンサＣ１，Ｃ２は、それら端子間の電圧を平滑化して安定させている。
【００１６】
インバータ回路５６は、電源ラインとアースとの間に配置されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各アームから構成される。Ｕ相アームはトランジスタＱ３，Ｑ４の直列接続からなり、Ｖ相アームはトランジスタＱ５，Ｑ６の直列接続からなり、Ｗ相アームはトランジスタＱ７，Ｑ８の直列接続からなる。また、各トランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８が配置されている。
【００１７】
モータ５８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点で共通接続されて構成されており、Ｕ相コイルの他端がトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点、Ｖ相コイルの他端がトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点、Ｗ相コイルの他端がトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点に接続されている。モータ５８の各相の電流値は図示しない電流センサによって検出され、ＥＣＵ６０に供給される。
【００１８】
ＥＣＵ６０は、昇圧コンバータ制御回路、インバータ制御回路、ＳＭＲ駆動回路を内蔵する。昇圧コンバータ制御回路は、昇圧コンバータ５４のトランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチングを制御する。インバータ制御回路は、モータ５８の各相の電流センサ検出値やモータ出力指令などに基づいて、インバータ回路５６におけるトランジスタＱ３〜Ｑ８のスイッチングを制御し、モータ５８の駆動を制御する。昇圧コンバータ制御回路の出力はＩ／Ｏ回路６８に与えられ、このＩＯ回路６８が、昇圧コンバータ５４のトランジスタＱ１，Ｑ２のゲート電圧を制御して、トランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフを制御する。またインバータ制御回路の出力はＩ／Ｏ回路７０に与えられ、このＩ／Ｏ回路７０がインバータ回路５６のトランジスタＱ３〜Ｑ８のゲート電圧を制御して、トランジスタＱ３〜Ｑ８のオン／オフを制御する。
【００１９】
次に、本装置のＥＣＵ６０の特徴的制御であるＥＣＵリセットからの復帰時の動作について説明する。図２は、ＥＣＵリセット発生から通常制御に復帰するまでの制御の概要を示すフロー図である。外乱、ノイズ等の原因により、ＥＣＵ６０のリセットが発生すると、ＥＣＵ６０は初期モードとなる（Ｓ１００）。この状態では、ＳＭＲが解放され、またインバータ回路のトランジスタも基本的にオフ状態となる。ＥＣＵ６０のインバータ制御回路は、リセットによりオフ状態となったトランジスタＱ３〜Ｑ８をその状態に維持する（Ｓ１０５）。また、ＥＣＵ６０の昇圧コンバータ制御回路は、トランジスタＱ１，Ｑ２をオフ状態に維持する（Ｓ１１０）。この制御により、トランジスタＱ１のコレクタに接続されるインバータ回路５６の電源ラインが、ＳＭＲ５２Ａにつながる昇圧コンバータ５４の入力端子から分断される。よって、モータ５８が車両の走行に連動して回転し逆起電力を発生している状態でも、その逆起電力は昇圧コンバータ５４の入力端子間には現れない。この状態で、ＳＭＲ駆動回路はＳＭＲ５２Ａ，５２Ｂを導通状態にする（Ｓ１１５）。このとき、逆起電力に起因した電流はＳＭＲ５２Ａ，５２Ｂに流れないので、接点溶着が防止される。このようにして、ＳＭＲ５２Ａ，５２Ｂを導通状態にした後、ＥＣＵ６０は通常動作を再開する（Ｓ１２０）。すなわち、インバータ制御回路はそれまでオフ状態に維持していたインバータ回路５６のトランジスタＱ３〜Ｑ８のスイッチング動作を再開し、また昇圧コンバータ制御回路はトランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフを制御して、昇圧動作又は降圧動作を再開する。
【００２０】
【発明の効果】
本発明のハイブリッド車の駆動装置の制御方法によれば、車両走行中に制御部のリセットが生じ、主バッテリから駆動装置への電源供給を制御するリレーが解放となった場合に、車両の停止を待たずに、またリレーの接点溶着を生じずにリレーを導通状態に復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるハイブリッド車の駆動装置の概略の回路構成図である。
【図２】ＥＣＵリセット発生から通常制御に復帰するまでの制御の概要を示すフロー図である。
【図３】ハイブリッド車の従来の駆動装置の概略の回路構成図である。
【符号の説明】
５０メインバッテリ、５２Ａ，５２ＢＳＭＲ、５４昇圧コンバータ、５６インバータ回路、５８モータ、６０ＥＣＵ。

Claims

主バッテリと、前記主バッテリの出力電圧を昇圧する昇圧コンバータと、車両の駆動力を発生する電動機と、前記昇圧コンバータの出力から前記電動機を駆動する交流電流を生成するインバータ回路と、前記主バッテリ及び前記昇圧コンバータの間を断続するリレーと、前記リレー、前記昇圧コンバータ、及び前記インバータ回路を制御する制御部とを備え、前記昇圧コンバータは、その出力端子間に直列接続された第１スイッチ素子及び第２スイッチ素子と、前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子との接続点に一方端を接続されたリアクトルとを有し、前記リアクトル及び前記第２スイッチ素子が前記主電池の端子間に直列接続されたハイブリッド車の駆動装置の制御方法であって、
車両走行中に前記制御部のリセットにより前記リレーが切断状態とされた場合に、
前記制御部が前記昇圧コンバータの少なくとも前記第１スイッチ素子を切断状態とするステップと、
しかる後、前記制御部が前記リレーを導通状態とするステップと、
を有することを特徴とするハイブリッド車の駆動装置の制御方法。