JP6332300B2

JP6332300B2 - 車両

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Publication number: JP6332300B2
Application number: JP2016028172A
Authority: JP
Inventors: 山内　友和; 友和山内; 中江　公一; 公一中江; 良臣廣中; 和伸襟立; 野崎　武司; 武司野崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2036-02-17
Also published as: CN107089143B; US10632991B2; US20170232962A1; JP2017144881A; CN107089143A; MY180250A; EP3208135A1; EP3208135B1; RU2651405C1

Description

本発明はエンジンおよび回転電機の少なくとも一方の動力を用いて走行可能な車両に関し、より特定的には、車載のコンデンサに蓄えられた残留電荷を放電する技術に関する。

回転電機の動力を用いて走行可能な車両（電気自動車やハイブリッド車両など）は、通常、回転電機を駆動するための電力を蓄える高電圧のバッテリと、バッテリと回転電機との間で電力変換を行なう電力変換装置（コンバータおよびインバータなど）とを備える。電力変換装置の内部には、一般的に、電圧を安定化するためのコンデンサ（いわゆる平滑コンデンサ）が設けられている。

特開２０１１−２５９５１７号公報（特許文献１）は、電動車両が衝突対象（他の車両あるいは障害物など）に衝突した場合に、電力変換装置の内部に設けられるコンデンサの残留電荷を放電させるコンデンサ放電制御を実行する放電制御装置を開示する。電力変換装置の内部には、放電制御装置に加えて、放電制御装置に作動電力を供給するバックアップ電源が設けられる。そのため、電力変換装置の外部の補機バッテリから電力変換装置の内部の放電制御装置に作動電力を供給する電源線が車両の衝突によって断線した場合であっても、放電制御装置は、電力変換装置の内部のバックアップ電源を用いてコンデンサ放電制御を実行することができる。

特開２０１１−２５９５１７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるようにコンデンサ放電制御を実行するための専用の電源を電力変換装置の内部に追加することは、部品点数増加による電力変換装置の大型化や制御の複雑化などに繋がり、車両の商品性を低下させるおそれがある。

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、専用の電源を新たに追加することなく、車両の衝突が発生した場合にコンデンサの残留電荷をより確実に放電させることである。

この発明に係る車両は、エンジンおよび回転電機の少なくとも一方の動力を用いて走行可能な車両であって、回転電機を駆動するための電力を蓄える高圧バッテリと、回転電機と高圧バッテリとの間に設けられたインバータと、高圧バッテリからインバータに電力を供給するための高圧電力線と、高圧電力線に設けられたコンデンサと、コンデンサの残留電荷を放電させる放電制御を実行する制御装置と、制御装置に供給するための電力を蓄える低圧バッテリと、エンジンの動力を用いて発電するオルタネータと、低圧バッテリおよびオルタネータに接続され、制御装置に電力を供給するための低圧電力線とを備える。制御装置は、車両の衝突が発生する可能性があることが検出された場合、エンジンを作動することによってオルタネータから低圧電力線に電力を供給するとともに、車両の衝突が発生する可能性があることが検出された場合あるいは車両の衝突が発生したことが検出された場合に放電制御を実行する。

上記構成によれば、車両の衝突が発生する可能性があることが検出された場合（車両の衝突が発生する前）に、エンジンを作動することによってオルタネータから低圧電力線に電力を供給する。そのため、実際に車両の衝突が発生した場合に、低圧バッテリ（補機バッテリ）が車両の衝突によって故障したとしても、オルタネータが発電した電力を制御装置に供給することができる。これにより、制御装置は、既存のオルタネータが発電した電力を用いて放電制御を実行することができる。その結果、専用の電源を新たに追加することなく、車両の衝突が発生した場合にコンデンサの残留電荷をより確実に放電させることができる。

好ましくは、制御装置は、放電制御の実行によってコンデンサの残留電荷の放電が完了した場合、エンジンを停止することによってオルタネータから低圧電力線への電力供給を停止する。

上記構成によれば、コンデンサの残留電荷の放電が完了した後に不必要にエンジンが作動し続けることを防止することができる。

好ましくは、車両は、コンデンサよりも高圧バッテリ側の高圧電力線に設けられたリレーと、リレーよりもインバータ側の高圧電力線と、低圧電力線とに接続されたコンバータとをさらに備える。放電制御が実行されない場合、低圧バッテリ、オルタネータおよびコンバータの少なくともいずれかから低圧電力線に電力が供給される。制御装置は、放電制御を実行する場合、リレーを開いて高圧バッテリをコンデンサおよびコンバータから切り離し、オルタネータから低圧電力線に電力を供給する。

上記構成によれば、制御装置は、放電制御を実行する場合、リレーを開いて高圧バッテリをコンデンサおよびコンバータから切り離し、オルタネータから低圧電力線に電力を供給する。そのため、放電制御中において、高圧バッテリの電圧がコンデンサに印加されてコンデンサの放電が完了しなくなることを防止することができる。さらに、低圧電力線にはオルタネータからの電力が供給されるため、高圧バッテリがコンバータから切り離されることによってコンバータからの電力が低圧電力線に供給されない状況においても、制御装置はオルタネータから供給される電力で放電制御を実行することができる。

車両の全体構成図（その１）である。車両の電気回路の構成の一例を模式的に示す図である。ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その３）である。車両の全体構成図（その２）である。ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その４）である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［車両の全体構成］
図１は、本実施の形態による車両１の全体構成図である。車両１は、エンジン１０と、エンジン切り離し用のクラッチＫ０と、モータジェネレータ（以下「ＭＧ」ともいう）２０と、電力変換装置３０と、高圧バッテリ（第１バッテリ）Ｂ１と、自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）４０と、駆動輪５０と、オルタネータ６１と、距離検出部８０と、衝突検出部９０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを備える。

車両１は、エンジン１０およびＭＧ２０の少なくとも一方の動力を用いて走行するハイブリッド車両である。

エンジン１０のクランク軸１２は、クラッチＫ０を介して自動変速機４０の入力軸（以下「ＡＴ入力軸」ともいう）４１に接続される。ＭＧ２０のロータは、ＡＴ入力軸４１に直結される。自動変速機４０の出力軸（以下「ＡＴ出力軸」ともいう）４２は、デファレンシャルギヤを介して左右の駆動輪５０に接続される。

エンジン１０は、ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジン等の内燃機関である。ＭＧ２０は、高圧バッテリＢ１から電力変換装置３０を経由して供給される高電圧の電力によって駆動される。また、ＭＧ２０は、ＡＴ入力軸４１から伝達される動力（エンジン１０あるいは駆動輪５０から伝達される動力）によって回転されることによって発電する。

高圧バッテリＢ１は、ＭＧ２０を駆動するための電力を蓄える。高圧バッテリＢ１の出力電圧は、比較的高い電圧（たとえば数百ボルト程度）である。電力変換装置３０は、ＭＧ２０と高圧バッテリＢ１との間で電力変換を行なう。

自動変速機４０は、変速比（ＡＴ出力軸４２の回転速度に対するＡＴ入力軸４１の回転速度の比）が異なる複数のギヤ段を選択的に形成可能な有段式の自動変速機である。なお、いわゆるトルクコンバータを自動変速機４０の入力側に設けるようにしてもよい。

自動変速機４０の内部には、ＡＴ内部クラッチ４５が設けられる。ＡＴ内部クラッチ４５は、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて係合されたり解放されたりする、油圧式の摩擦係合要素である。ＡＴ内部クラッチ４５が係合されると、ＡＴ入力軸４１とＡＴ出力軸４２との間で動力が伝達される状態となる。ＡＴ内部クラッチ４５が解放されると、ＡＴ入力軸４１とＡＴ出力軸４２との間の動力伝達が遮断される状態（以下「ＡＴニュートラル状態」ともいう）となる。

オルタネータ６１は、エンジン１０の動力を用いて発電し、発電した電力を整流して低圧系の電源線６０（後述の図２参照）に供給する。

距離検出部８０は、車両１の前方にある衝突対象（他の車両あるいは障害物など）との間の距離を検出し、検出結果をＥＣＵ１００に出力する。距離検出部８０は、たとえば、電波レーダであって、衝突対象を検出するための電波を車両１の前方へ向けて出射し、衝突対象に当たって反射した反射波を受信する。距離検出部８０は、受信した反射波の伝播時間およびドップラー効果によって生じる周波数差などに基づいて、車両１と衝突対象との間の距離を検出する。なお、距離検出部８０は、電波レーダに限定されず、超音波センサ、または衝突対象の画像を撮影するカメラなどであってもよい。

衝突検出部９０は、たとえばＧセンサ（加速度センサ）を含み、Ｇセンサの検出結果から車両１が衝突対象に衝突したか否かを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ１００に出力する。

さらに、車両１は、エンジン回転速度センサ１１と、レゾルバ２１と、入力軸回転速度センサ４３と、出力軸回転速度センサ４４とを備える。エンジン回転速度センサ１１は、エンジン１０の回転速度（以下「エンジン回転速度」ともいう）Ｎｅを検出する。レゾルバ２１は、ＭＧ２０の回転速度Ｎｍを検出する。入力軸回転速度センサ４３は、ＡＴ入力軸４１の回転速度Ｎｉｎを検出する。出力軸回転速度センサ４４は、ＡＴ出力軸４２の回転速度Ｎｏｕｔを検出する。さらに、車両１には、ユーザによるアクセルペダル操作量（アクセル開度）、ユーザによるブレーキペダル操作量（ブレーキ踏力）、車速など、車両１を制御するために必要な物理量を検出するための複数のセンサ（いずれも図示せず）が設けられる。これらのセンサは、検出結果をＥＣＵ１００に送信する。

ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを備える。ＥＣＵ１００は、各センサからの情報およびメモリに記憶された情報に基づいて所定の演算処理を実行し、演算結果に基づいて車両１の各機器を制御する。

ＥＣＵ１００は、モータ走行モード、ハイブリッド走行モード、エンジン走行モードのうち、いずれかの走行モードで車両１を走行させる。モータ走行モードでは、ＥＣＵ１００は、クラッチＫ０を解放して、ＭＧ２０の動力で駆動輪５０を回転させる。ハイブリッド走行モードでは、ＥＣＵ１００は、クラッチＫ０を係合して、エンジン１０およびＭＧ２０の双方の動力で駆動輪５０を回転させる。エンジン走行モードでは、ＥＣＵ１００は、クラッチＫ０を係合した状態で、ＭＧ２０を停止してエンジン１０の動力で駆動輪５０を回転させる。

［電気回路の構成］
図２は、車両１の電気回路の構成の一例を模式的に示す図である。車両１の電気回路は、ＭＧ２０を駆動するための高電圧の電力（たとえば数百ボルト程度）が流れる高圧系と、補機を作動させるための低電圧の電力（たとえば十数ボルト程度）が流れる低圧系とを含む。

高圧系には、高圧バッテリＢ１と、高圧系の電力線（駆動用電力線）ＰＬ，ＮＬと、システムメインリレーＲ１と、電力変換装置３０と、ＭＧ２０とが含まれる。

高圧系の電力線ＰＬ，ＮＬは、高圧バッテリＢ１から電力変換装置３０（より詳しくは後述するインバータ３１）に電力を供給するための電力線である。

電力変換装置３０は、インバータ３１と、コンデンサＣ１と、電圧センサ３２とを含む。インバータ３１は、高圧バッテリＢ１およびＭＧ２０の間に設けられ、ＥＣＵ１００（より具体的には後述するＭＧ−ＥＣＵ１１０）からの制御信号に従って高圧バッテリＢ１とＭＧ２０との間で電力変換を行なう。インバータ３１は、いわゆる三相インバータの回路構成を有し、Ｕ相アームとＶ相アームとＷ相アームとを備える。各相アームは、直列に接続された上側のスイッチング素子および下側のスイッチング素子と、各スイッチング素子に逆並列に接続されるダイオードとを含む。各相アームの中間点は、ＭＧ２０にそれぞれ接続されている。

コンデンサＣ１は、高圧系の電力線ＰＬ，ＮＬ間に電気的に接続された、大容量かつ高電圧の平滑コンデンサである。コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ，ＮＬ間の電圧変動の交流成分を平滑化する。これにより、電力線ＰＬ，ＮＬ間の電圧が安定化する。

電圧センサ３２は、コンデンサＣ１の両端電圧を検出して、検出結果をＥＣＵ１００（より具体的には後述するＭＧ−ＥＣＵ１１０）に出力する。

低圧系には、低圧系の電源線６０と、オルタネータ６１と、補機バッテリ（低圧バッテリ）６２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３と、ＥＣＵ１００等の補機負荷とが含まれる。低圧系の電源線６０は、オルタネータ６１および補機バッテリ６２に接続され、ＥＣＵ１００等の補機負荷に電力を供給するための電力線である。

オルタネータ６１は、エンジン１０のクランク軸１２にベルトを介して連結され、エンジン１０の動力を用いて発電し、発電した電力を整流して低圧系の電源線６０に供給する（矢印Ｐ１参照）。

補機バッテリ６２は、たとえば鉛蓄電池を含んで構成され、補機負荷の作動電力を蓄える。補機バッテリ６２は、自らに蓄えられた電力を低圧系の電源線６０に供給する（矢印Ｐ２参照）。

システムメインリレーＲ１は、コンデンサＣ１よりも高圧バッテリＢ１側の高圧系の電力線ＰＬ，ＮＬに設けられる。システムメインリレーＲ１は、ＥＣＵ１００からの制御信号によって開閉される。システムメインリレーＲ１が閉じられると、高圧バッテリＢ１が電力変換装置３０に接続される。システムメインリレーＲ１が開かれると、高圧バッテリＢ１が電力変換装置３０から切り離される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６３は、システムメインリレーＲ１よりもインバータ３１側の高圧系の電力線ＰＬ，ＮＬと、低圧系の電源線６０との間に電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ６３は、ＥＣＵ１００からの作動指令を受けると、高圧系の電力線ＰＬ，ＮＬ間の電圧を降圧して低圧系の電源線６０に供給する（矢印Ｐ３参照）。

本実施の形態によるＥＣＵ１００は、ＭＧ−ＥＣＵ１１０と、ＨＶ−ＥＣＵ１２０とを含む。ＭＧ−ＥＣＵ１１０は電力変換装置３０を収容する筐体３３の内部に設けられ、ＨＶ−ＥＣＵ１２０は筐体３３の外部に設けられる。

ＭＧ−ＥＣＵ１１０とＨＶ−ＥＣＵ１２０とは、通信線によって接続され、双方向の通信が可能に構成される。ＭＧ−ＥＣＵ１１０は、レゾルバ２１（図１参照）の出力等に基づいてＭＧ２０の回転速度を監視するとともに、ＨＶ−ＥＣＵ１２０からの指令信号に基づいてインバータ３１を制御することによってＭＧ２０の出力（通電量）を制御する。ＨＶ−ＥＣＵ１２０は、ＭＧ−ＥＣＵ１１０との通信を行なってＭＧ２０を制御するとともに、エンジン１０を制御することによって、車両１全体を統括的に制御する。

ＭＧ−ＥＣＵ１１０およびＨＶ−ＥＣＵ１２０の各々は、低圧系の電源線６０に接続され、低圧系の電源線６０から供給される電力によって作動する。すなわち、ＥＣＵ１００は、オルタネータ６１の発電電力（矢印Ｐ１参照）、補機バッテリ６２の出力電力（矢印Ｐ２参照）、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３の出力電力（矢印Ｐ３参照）の少なくともいずれかの電力によって作動される。

以下では、ＭＧ−ＥＣＵ１１０およびＨＶ−ＥＣＵ１２０を区別して説明する必要がない場合、これらのＥＣＵを区別することなくＥＣＵ１００として説明する場合がある。

［コンデンサ放電制御］
上述のように、高圧バッテリＢ１の出力電圧は高電圧（たとえば数百ボルト程度）である。システムメインリレーＲ１を閉じて高圧バッテリＢ１と電力変換装置３０とを接続した状態においては、電力変換装置３０に含まれるコンデンサＣ１に高圧バッテリＢ１の出力電圧が印加され、コンデンサＣ１に高電圧の電荷が蓄えられることになる。そのため、車両１が衝突対象に衝突した場合には、コンデンサＣ１に蓄えられた高電圧の残留電荷を速やかに放電することが望ましい。

そこで、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、車両１の衝突が発生したことが衝突検出部９０によって検出された場合、システムメインリレーＲ１を開いて高圧バッテリＢ１をコンデンサＣ１から切り離した上で、コンデンサＣ１の残留電荷を放電するようにインバータ３１を作動する制御（以下「コンデンサ放電制御」ともいう）を実行する。

なお、コンデンサ放電制御の具体的な手法としては、いくつかの手法が考えられる。たとえば、１つの手法として、ＭＧ２０にｄ軸電流のみが流れるようにインバータ３１を駆動することが考えられる。この手法によると、ＭＧ２０に回転トルクを発生させることなく、インバータ３１のスイッチング素子およびＭＧ２０のコイルを用いてコンデンサＣ１の残留電荷を消費させることができる。また、他の手法として、ＭＧ２０が回転しない状態で、インバータ３１の任意の相における上下アームのいずれか一方のスイッチング素子をオン状態に維持し、かつ他方のスイッチング素子をスイッチングさせることが考えられる。このような手法でも、インバータ３１のスイッチング素子およびＭＧ２０のコイルを用いてコンデンサＣ１の残留電荷を消費させることができる。

いずれの手法を採用する場合であっても、コンデンサ放電制御を実行するためには、ＥＣＵ１００が作動可能であること、すなわちＥＣＵ１００に作動電力が供給されていることが必要となる。ところが、車両１の衝突によって補機バッテリ６２が故障してしまうと、補機バッテリ６２からＥＣＵ１００に作動電力を供給することができなくなってしまう。この際、オルタネータ６１からＥＣＵ１００に作動電力を供給することが考えられるが、仮に車両１の衝突時にエンジン１０が停止していると、エンジン１０を始動してオルタネータ６１による発電を開始するまでにはある程度の時間を要するため、コンデンサ放電制御を速やかに実行してコンデンサＣ１の残留電荷を速やかに放電することができない。

なお、本実施の形態においては、ＥＣＵ１００の作動電力の供給源として、補機バッテリ６２およびオルタネータ６１の他に、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３が設けられている。すなわち、コンデンサ放電制御が実行されない場合には、補機バッテリ６２、オルタネータ６１およびＤＣ／ＤＣコンバータ６３の少なくともいずれかから低圧系の電源線６０に電力が供給される。

ところが、コンデンサ放電制御中には、上述のようにシステムメインリレーＲ１が開かれるため、高圧バッテリＢ１がコンデンサＣ１に加えてＤＣ／ＤＣコンバータ６３からも切り離される。そのため、コンデンサ放電制御中には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３をＥＣＵ１００の作動電力の供給源として用いることはできない。仮にシステムメインリレーＲ１を閉じると、高圧バッテリＢ１の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ６３のみならずコンデンサＣ１にも供給されるため、コンデンサ放電制御を行なってもコンデンサＣ１の残留電荷を放電することができなくなってしまう。したがって、コンデンサ放電制御中においては、ＥＣＵ１００の作動電力の供給源は、実質的に、補機バッテリ６２およびオルタネータ６１に限定される。

また、コンデンサ放電制御を実行するためにＥＣＵ１００に作動電力を供給する専用のバックアップ電源を、たとえば電力変換装置３０の筐体３３内部に新たに追加することは技術的には可能ではある。しかしながら、このようなバックアップ電源を追加することは部品点数増加による筐体３３の大型化や制御の複雑化などに繋がり、車両１の商品性を低下させるおそれがある。

上記の点に鑑み、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、車両１の衝突が発生する可能性があることが距離検出部８０によって検出された場合、すなわち車両１の衝突が発生する前に、予めエンジン１０を作動してオルタネータ６１を発電状態にすることによって、オルタネータ６１から低圧系の電源線６０に電力を供給する。そのため、実際に車両１の衝突が発生した場合に、補機バッテリ６２が車両１の衝突によって故障したとしても、オルタネータ６１からＥＣＵ１００に作動電力を供給し続けることができる。そのため、ＥＣＵ１００は、補機バッテリ６２が車両１の衝突によって故障したとしても、既存のオルタネータ６１が発電した電力を用いてコンデンサ放電制御を速やかに実行することができる。その結果、電力変換装置３０の筐体３３内に新たなバックアップ電源を追加することなく、車両１の衝突が発生した場合にコンデンサ放電制御をより確実かつ速やかに実行することができる。

図３は、ＥＣＵ１００の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートはシステムメインリレーＲ１を閉じている状態（コンデンサＣ１に電荷が蓄えられている状態）において所定周期で繰り返し開始される。

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ１００は、車両１の衝突が発生する可能性があることが検出されたか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ１００は、距離検出部８０によって検出される車両１と衝突対象との間の距離が所定値未満である場合に、車両１の衝突が発生する可能性があることが検出されたと判定する。車両１の衝突が発生する可能性があることが検出されていない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は処理を終了する。

車両１の衝突が発生する可能性があることが検出された場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１１にて、エンジン１０が運転中であるか否かを判定する。エンジン１０が運転中である場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１３に移す。

エンジン１０が運転中でない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１２にて、エンジン１０を始動する。具体的には、ＥＣＵ１００は、クラッチＫ０を係合し、エンジン１０をクランキングするためのトルクをＭＧ２０から発生させ、クランキングによってエンジン回転速度Ｎｅが所定値を超えた時点でエンジン１０の燃料噴射および燃料点火を開始してエンジン１０を始動し、その後、クラッチＫ０を解放する。エンジン１０を始動した後、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１３に移す。

Ｓ１３にて、ＥＣＵ１００は、エンジン１０の動力を用いてオルタネータ６１を発電状態にする。すなわち、ＥＣＵ１００は、車両１の衝突が発生する前に、予めオルタネータ６１による発電を開始する。

Ｓ１４にて、ＥＣＵ１００は、ＭＧ２０の出力トルクを抑制してＭＧ２０と高圧バッテリＢ１との間に大電流が流れないようにする制御（以下「電流ゼロ制御」ともいう）を実行する。なお、電流ゼロ制御は、後述するように、Ｓ１６にてシステムメインリレーＲ１を開く際にシステムメインリレーＲ１が溶着するのを防止するのに有効である。

Ｓ１５にて、ＥＣＵ１００は、車両１の衝突が発生したことが衝突検出部９０によって検出されたか否かを判定する。

車両１の衝突が発生したことが検出された場合（Ｓ１５にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１６にて、システムメインリレーＲ１を開いて高圧バッテリＢ１をコンデンサＣ１から切り離す。この際、上述のＳ１４で開始された電流ゼロ制御によってシステムメインリレーＲ１に大電流が流れていない状態になっているので、システムメインリレーＲ１を開く際に特定の箇所に大電流が集中的に流れて溶着してしまうことが防止される。

その後、ＥＣＵ３００は、Ｓ１７にて、上述のコンデンサ放電制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ１００は、コンデンサＣ１の残留電荷を放電するようにインバータ３１を作動させる。この時点では、上述のＳ１１〜Ｓ１３によって予めエンジン１０を作動してオルタネータ６１による発電が行なわれているため、仮に補機バッテリ６２が車両１の衝突によって故障したとしても、ＥＣＵ１００は、オルタネータ６１から供給される電力でコンデンサ放電制御を実行することができる。

なお、コンデンサ放電制御を実行する際には、クラッチＫ０およびＡＴ内部クラッチ４５の少なくとも一方を解放して、エンジン１０を駆動輪５０から切り離すようにしてもよい。このようにすると、車両１の衝突によって車両１が完全に停止した後も、エンジン１０の作動（オルタネータ６１による発電）をより確実に継続することができる。

一方、車両１の衝突が発生したことが検出されていない場合（Ｓ１５にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１８にて、車両１の衝突が発生する可能性があることが検出され続けているか否かを判定する。車両１の衝突が発生する可能性があることが検出され続けている場合（Ｓ１８にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１５に戻す。

車両１の衝突が発生する可能性があることが検出されなくなった場合（Ｓ１８にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１９にて、Ｓ１４にて開始された電流ゼロ制御を解除する。これにより、通常状態に復帰され、ユーザの要求を満足するようにＭＧ２０の出力トルクが調整される。

以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、車両１の衝突が発生する可能性があることが検出された場合（車両の衝突が発生する前）に、予めエンジン１０を作動してオルタネータ６１を発電状態にすることによって、オルタネータ６１から低圧系の電源線６０に電力を供給する。そのため、実際に車両１の衝突が発生した場合に、仮に補機バッテリ６２が車両１の衝突によって故障したとしても、ＥＣＵ１００にはオルタネータ６１が発電した電力が供給され続ける。そのため、ＥＣＵ１００は、既存のオルタネータ６１が発電した電力を用いてコンデンサ放電制御を速やか実行することができる。その結果、専用のバックアップ電源を新たに追加することなく、車両１の衝突が発生した場合にコンデンサ放電制御をより確実かつ速やかに実行することができる。

さらに、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、コンデンサ放電制御を実行する場合、システムメインリレーＲ１を開いて高圧バッテリＢ１をコンデンサＣ１およびＤＣ／ＤＣコンバータ６３から切り離す。そのため、コンデンサ放電制御中において、高圧バッテリＢ１の電圧がコンデンサＣ１に印加されてコンデンサＣ１の放電が完了しなくなることを防止することができる。この際、上述のように低圧系の電源線６０にはオルタネータ６１からの電力が供給されるため、高圧バッテリＢ１がＤＣ／ＤＣコンバータ６３から切り離されることによってＤＣ／ＤＣコンバータ６３からの電力が低圧系の電源線６０に供給されない状況においても、ＥＣＵ１００はオルタネータ６１から供給される電力でコンデンサ放電制御を実行することができる。

＜変形例１＞
上述の実施の形態においては、車両１の衝突が発生する可能性があることが検出された場合、ＥＣＵ１００の作動電力を確保するために、エンジン１０が作動状態に維持される。ところが、コンデンサ放電制御によってコンデンサＣ１の残留電荷の放電が完了した場合には、エンジン１０を作動しておく必要はない。

そこで、本変形例においては、コンデンサ放電制御によってコンデンサＣ１の残留電荷の放電が完了した場合にエンジン１０を停止することによってオルタネータ６１から低圧系の電源線６０への電力供給を停止する。

図４は、本変形例によるＥＣＵ１００の処理手順を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、上述の図３のＳ１７の後にＳ３０およびＳ３１を追加したものである。その他の処理については、図３に示したステップと同じ番号を付しており、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。

Ｓ１７にてコンデンサ放電制御を実行した後、ＥＣＵ１００は、Ｓ３０にて、コンデンサＣ１の放電が完了したか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ１００は、電圧センサ３２が検出するコンデンサＣ１の両端電圧が所定値未満である場合、および、コンデンサ放電制御を開始してからの経過時間が所定時間を超えた場合の少なくともいずれかである場合に、コンデンサＣ１の残留電荷の放電が完了したと判定する。

コンデンサＣ１の放電が完了していない場合（Ｓ３０にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ３０に戻し、コンデンサＣ１の放電が完了まで待つ。

コンデンサＣ１の放電が完了した場合（Ｓ３０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ３１にて、エンジン１０を停止する。

このように、本変形例によるＥＣＵ１００は、コンデンサ放電制御によってコンデンサＣ１の残留電荷の放電が完了した場合、エンジン１０を停止する。そのため、コンデンサＣ１の残留電荷の放電が完了しているにも関わらず、不必要にエンジン１０が作動することを防止することができる。

＜変形例２＞
上述の実施の形態においては、車両１の衝突後にコンデンサ放電制御を開始した。しかしながら、車両１の衝突後にコンデンサＣ１の残留電荷の放電を速やかに完了するためには、車両１の衝突が発生する可能性があることが検出された段階（車両１の衝突が発生する前）からコンデンサ放電制御を開始することが望ましい。

ところが、車両１の衝突が発生する可能性があることが検出された段階においては、車両１が走行中であり、ＭＧ２０が回転していることが想定される。このような段階でシステムメインリレーＲ１を開き、コンデンサ放電制御によってコンデンサＣ１の電荷をＭＧ２０で消費させようとすると、回転しているＭＧ２０が減速トルクを発生し、発生した減速トルクが自動変速機４０を経由して駆動輪５０に伝達され、車両１の挙動に影響を与えてしまうことが懸念される。

また、コンデンサ放電制御の実行中（エンジン１０の作動中）にクラッチＫ０を係合したままであると、エンジン１０の動力によってＭＧ２０が回転して発電し、その電力がコンデンサＣ１に供給されるため、コンデンサＣ１の放電が完了しないことが懸念される。

これらの点に鑑み、本変形例においては、車両１の衝突が発生する可能性があることが検出された場合に、クラッチＫ０を解放しかつＡＴ内部クラッチ４５を解放した上で、コンデンサ放電制御を開始する。

図５は、本変形例によるＥＣＵ１００の処理手順を示すフローチャートである。なお、図５に示したステップのうち、上述の図３に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。

Ｓ１４の処理後、ＥＣＵ１００は、Ｓ４０にて、クラッチＫ０を解放する。なお、Ｓ１２にてエンジン１０を始動した後などでクラッチＫ０が既に解放されている場合には、ＥＣＵ１００は、クラッチＫ０を解放状態に維持する。

さらに、ＥＣＵ１００は、Ｓ４１にて、ＡＴ内部クラッチ４５を解放する。なお、ＡＴ内部クラッチ４５が既に解放されている場合には、ＥＣＵ１００は、ＡＴ内部クラッチ４５を解放状態に維持する。その後、ＥＣＵ１００は、Ｓ１６にてシステムメインリレーＲ１を開き、Ｓ１７にてコンデンサ放電制御を開始する。

このように、本変形例によるＥＣＵ１００は、車両１の衝突が発生する可能性があることが検出された場合、クラッチＫ０を解放しかつＡＴ内部クラッチ４５を解放した上で、コンデンサ放電制御を開始する。コンデンサ放電制御によってＭＧ２０の減速トルクが発生したとしても、ＡＴ内部クラッチ４５を解放しているためＭＧ２０の減速トルクは駆動輪５０に伝達されず、車両１の挙動に影響を与えない。

さらに、オルタネータ６１による発電のためにエンジン１０を作動しても、クラッチＫ０を解放しているため、エンジン１０の動力はＭＧ２０に伝達されない。そのため、エンジン１０を作動してオルタネータ６１で発電させながら、ＭＧ２０を停止してコンデンサＣ１の放電を速やかに完了させることができる。

また、クラッチＫ０を解放しかつＡＴ内部クラッチ４５を解放してエンジン１０が駆動輪５０から切り離されているため、車両１の衝突によって車両１が完全に停止した後も、エンジン１０の作動（オルタネータ６１による発電）をより確実に継続することができる。

＜変形例３＞
上述の実施の形態においては、ＭＧ２０のロータがＡＴ入力軸４１に直結されていた。しかしながら、ＭＧ２０のロータをクラッチを介してＡＴ入力軸４１に接続するようにしてもよい。

図６は、本変形例による車両１Ａの全体構成図である。この車両１Ａにおいては、ＭＧ２０のロータとＡＴ入力軸４１との間に、ＭＧ切り離し用のクラッチＫ２が設けられる。すなわち、ＭＧ２０のロータは、クラッチＫ２を介してＡＴ入力軸４１に接続される。車両１Ａのその他の構造は、上述の実施の形態による車両１と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。

上記のような構成を有する車両１Ａにおいては、クラッチＫ０を係合して走行している状態（エンジン１０およびＡＴ入力軸４１が回転している状態）であっても、クラッチＫ２を解放することによってＭＧ２０の回転を止めることができる。そこで、本変形例によるＥＣＵ１００は、車両１の衝突が発生する可能性がある場合、クラッチＫ２を解放した上で、コンデンサ放電制御を開始する。

図７は、本変形例によるＥＣＵ１００の処理手順を示すフローチャートである。なお、図７に示すフローチャートは、上述の図５のＳ４０およびＳ４１の処理を、Ｓ５０の処理に変更したものである。その他の処理については、上述の図５に示したステップと同じ番号を付しており、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。

Ｓ１４の処理後、ＥＣＵ１００は、Ｓ３０にて、クラッチＫ２を解放する。その後、ＥＣＵ１００は、Ｓ１６にてシステムメインリレーＲ１を開き、Ｓ１７にてコンデンサ放電制御を開始する。

このように、本変形例によるＥＣＵ１００は、車両１の衝突が発生する可能性がある場合、クラッチＫ２を解放した上でコンデンサ放電制御を開始する。そのため、仮にクラッチＫ０を係合して走行している状態（エンジン１０およびＡＴ入力軸４１が回転している状態）であっても、ＭＧ２０の回転を停止してコンデンサ放電制御によるコンデンサＣ１の放電を速やかに完了させることができる。

＜その他の変形例＞
上述の実施の形態による電力変換装置３０にはコンバータが含まれていないが、電力変換装置３０に、高圧バッテリＢ１とインバータ３１との間で電圧変換を行なうコンバータを追加してもよい。コンバータを追加する場合には、コンデンサ放電制御の対象を当該コンバータにすることも可能である。すなわち、コンデンサの残留電荷を放電するようにコンバータを作動するようにしてもよい。

また、コンデンサ放電制御の対象は必ずしもインバータ３１や上記のコンバータに限定されない。たとえば、コンデンサの残留電荷を放電させるための専用回路を設け、この専用回路をコンデンサ放電制御の対象とするようにしてもよい。

いずれの機器をコンデンサ放電制御の対象とする場合であっても、コンデンサ放電制御の対象はＥＣＵ１００によって制御されるため、コンデンサ放電制御を実行するためにはＥＣＵ１００に作動電力が供給されていることが必要となる。そのため、本発明の適用が有効である。

また、本発明が適用可能なハイブリッド車両は、エンジンの動力でＥＣＵ１００の作動電力を発電するオルタネータを備えるハイブリッド車両であればよく、上述の図１、６に示すハイブリッド車両に限定されない。たとえば、図１、６に示すハイブリッド車両は、１つのＭＧ２０を備えるが、２つ以上のモータジェネレータを備えるハイブリッド車両にも本発明は適用可能である。

また、上述の実施の形態においては、ＥＣＵ１００がＭＧ−ＥＣＵ１１０とＨＶ−ＥＣＵ１２０との２つのユニットに分割されているが、ＥＣＵ１００は３つ以上のユニットに分割されてもよいし、１つのユニットに統合されていてもよい。また、ＭＧ−ＥＣＵ１１０は図２に示すように筐体３３の内部に設けられるが、ＭＧ−ＥＣＵ１１０は筐体３３の外部に設けられるようにしてもよい。

上述した実施の形態およびその変形例については、技術的に矛盾が生じない範囲で適宜組合せることも可能である。

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。

１，１Ａ車両、１０エンジン、１１エンジン回転速度センサ、１２クランク軸、２１レゾルバ、３０電力変換装置、３１インバータ、３２電圧センサ、３３筐体、４０自動変速機、４１ＡＴ入力軸、４２ＡＴ出力軸、４３入力軸回転速度センサ、４４出力軸回転速度センサ、４５ＡＴ内部クラッチ、５０駆動輪、６０電源線、６１オルタネータ、６２補機バッテリ、６３コンバータ、８０距離検出部、９０衝突検出部、１００ＥＣＵ、Ｂ１高圧バッテリ、Ｃ１コンデンサ、Ｋ０，Ｋ２クラッチ、ＮＬ，ＰＬ電力線、Ｒ１システムメインリレー。

Claims

エンジンおよび回転電機の少なくとも一方の動力を用いて走行可能な車両であって、
前記回転電機を駆動するための電力を蓄える高圧バッテリと、
前記回転電機と前記高圧バッテリとの間に設けられたインバータと、
前記高圧バッテリから前記インバータに電力を供給するための高圧電力線と、
前記高圧電力線に設けられたコンデンサと、
前記コンデンサの残留電荷を放電させる放電制御を実行する制御装置と、
前記制御装置に供給するための電力を蓄える低圧バッテリと、
前記エンジンの動力を用いて発電するオルタネータと、
前記低圧バッテリおよび前記オルタネータに接続され、前記制御装置に電力を供給するための低圧電力線と、
前記車両と前記車両の前方にある衝突対象との間の距離を検出する距離検出部とを備え、
前記制御装置は、前記距離検出部により検出された距離に基づいて前記車両が前記衝突対象と衝突する可能性があることが検出された場合、前記エンジンを作動することによって前記オルタネータから前記低圧電力線に電力を供給するとともに、前記車両が前記衝突対象と衝突する可能性があることが検出された場合あるいは前記車両が前記衝突対象と衝突したことが検出された場合に前記放電制御を実行する、車両。
前記制御装置は、前記放電制御の実行によって前記コンデンサの残留電荷の放電が完了した場合、前記エンジンを停止することによって前記オルタネータから前記低圧電力線への電力供給を停止する、請求項１に記載の車両。
前記車両は、
前記コンデンサよりも前記高圧バッテリ側の前記高圧電力線に設けられたリレーと、
前記リレーよりも前記インバータ側の前記高圧電力線と、前記低圧電力線とに接続されたコンバータとをさらに備え、
前記放電制御が実行されない場合、前記低圧バッテリ、前記オルタネータおよび前記コンバータの少なくともいずれかから前記低圧電力線に電力が供給され、
前記制御装置は、前記放電制御を実行する場合、前記リレーを開いて前記高圧バッテリを前記コンデンサおよび前記コンバータから切り離し、前記オルタネータから前記低圧電力線に電力を供給する、請求項１に記載の車両。