JP6870271B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置に関し、詳しくは、インバータと昇降圧コンバータとリレーとを制御する制御装置に関する。

従来、この種の制御装置としては、モータ（モータジェネレータ）と、インバータと、バッテリと、昇降圧コンバータと、コンデンサ（平滑キャパシタ）と、リレーとを備えるモータ装置に搭載され、インバータと昇降圧コンバータとリレーとを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。インバータは、モータを駆動する。昇降圧コンバータは、バッテリが接続された第１電力ラインと、インバータが接続された第２電力ラインと、に接続されている。コンデンサは、第２電力ラインに取り付けられている。リレーは、第１電力ラインに取り付けられている。この制御装置では、インバータの停止要求があったときには、インバータを停止すると共にリレーをオフとし、昇降圧コンバータのデューティ比を所定値に固定して昇降圧コンバータを駆動して、コンデンサを放電している。

国際公開２０１５／０６８５３３

しかしながら、上述の制御装置では、インバータの停止要求があったときにモータが回転していると、モータの回転数によっては誘起電圧がコンデンサの電圧より高くなり、モータによる発電電力が昇降圧コンバータ５５を介して第１電力ラインに供給されて、第１電力ラインの電圧が高くなる。第１電力ラインの電圧が高くなると、昇降圧コンバータの過電圧を抑制するために昇降圧コンバータがシャットダウンされる場合がある。昇降圧コンバータがシャットダウンされると、コンデンサを放電することができなくなってしまう。

本発明の制御装置は、昇降圧コンバータとバッテリとを接続する第１電力ラインの電圧の上昇を抑制することを主目的とする。

本発明の制御投資は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の制御装置は、
モータと、前記モータを駆動するインバータと、バッテリと、前記バッテリが接続された第１電力ラインと前記インバータが接続された第２電力ラインとの間で電圧の変更を伴って電力のやりとりを行なう昇降圧コンバータと、前記第２電力ラインに取り付けられたコンデンサと、前記第１電力ラインに取り付けられたリレーと、を備えるモータ装置に搭載され、前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記リレーとを制御する制御手段を備える制御装置であって、
前記制御手段は、前記リレーをオフすると共に前記インバータをシャットダウンしているときには、前記コンデンサの電圧が前記モータの回転に伴う誘起電圧より高くなるように前記昇降圧コンバータを制御する、
をことを要旨とする。

この本発明の制御装置では、リレーをオフすると共にインバータをシャットダウンしているときには、コンデンサの電圧がモータの回転に伴う誘起電圧より高くなるように昇降圧コンバータを制御する。これにより、モータによる発電電力が昇降圧コンバータを介して昇降圧コンバータとバッテリとを接続する第１電力ラインに供給することを抑制することができ、第１電力ラインの電圧の上昇を抑制することができる。

こうした本発明の制御装置において、前記モータ装置は、車両に搭載され、前記モータは、回転軸が車軸に連結された駆動軸に接続され、前記制御手段は、衝突を検知したときに、前記リレーをオフすると共に前記インバータをシャットダウンしてもよい。これにより、衝突によってモータの回転軸と駆動軸の接続とが解除されたときでも、第１電力ラインの電圧の上昇を抑制することができる。

また、本発明の制御装置において、前記制御手段は、前記昇降圧コンバータを所定デューティで駆動すると前記第２電力ラインの電圧が判定用閾値未満となるときには、前記所定デューティで駆動するように前記昇降圧コンバータ制御し、前記昇降圧コンバータを前記所定デューティで駆動すると前記第２電力ラインの電圧が前記判定用閾値以上となるときには、前記コンデンサの電圧が前記モータの回転に伴う誘起電圧より高くなるように前記昇降圧コンバータを制御してもよい。ここで、所定のデューティは、昇圧コンバータによる損失を大きくする値であり、例えば、第１電力ラインの電圧と第２電力ラインの電圧との比が略１／２となるデューティとしてもよい。こうすれば、より迅速にコンデンサを放電することができる。

本発明の実施例としての制御装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。 実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される衝突検知時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 衝突を検知したときのモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，電圧ＶＨ，Ｖｉ，ＶＬの時間変化の一例を示す説明図である。

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、本発明の実施例としての制御装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、昇降圧コンバータ５５と、システムメインリレー５６と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。

エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒなどが入力ポートから入力されている。

エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、モータＭＧ１と同様に、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、回転子がプラネタリギヤ３０のリングギヤおよび駆動軸３６に接続されている。

図２に示すように、インバータ４１は、高電圧側電力ライン５４ａに接続されている。このインバータ４１は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように２個ずつペアで配置されている。また、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータＭＧ１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、インバータ４１に電圧が作用しているときに、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ１が回転駆動される。インバータ４２は、インバータ４１と同様に、高電圧側電力ライン５４ａに接続されており、６つのトランジスタＴ２１〜Ｔ２６と６つのダイオードＤ２１〜Ｄ２６とを有する。そして、インバータ４２に電圧が作用しているときに、モータＥＣＵ４０によって、対となるトランジスタＴ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ２が回転駆動される。以下、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１３，Ｔ２１〜Ｔ２３を「上アーム」といい、トランジスタＴ１４〜Ｔ１６，Ｔ２４〜Ｔ２６を「下アーム」ということがある。

昇降圧コンバータ５５は、インバータ４１，４２が接続された高電圧側電力ライン５４ａと、バッテリ５０が接続された低電圧側電力ライン５４ｂと、に接続されている。この昇降圧コンバータ５５は、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、トランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬと、を有する。トランジスタＴ３１は、高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインに接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高電圧側電力ライン５４ａおよび低電圧側電力ライン５４ｂの負極側ラインと、に接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と、低電圧側電力ライン５４ｂの正極側ラインと、に接続されている。昇降圧コンバータ５５は、モータＥＣＵ４０によってトランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧側電力ライン５４ｂの電力を昇圧して高電圧側電力ライン５４ａに供給したり、高電圧側電力ライン５４ａの電力を降圧して低電圧側電力ライン５４ｂに供給したりする。昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１を「上アーム」といい、トランジスタＴ３２を「下アーム」ということがある。高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ５７が取り付けられており、低電圧側電力ライン５４ｂの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ５８が取り付けられている。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。

モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２や昇降圧コンバータ５５を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、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からの回転位置θｍ１，θｍ２を挙げることができる。また、コンデンサ５７の端子間に取り付けられた電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧（高電圧側電力ライン５４ａの電圧）ＶＨやコンデンサ５８の端子間に取り付けられた電圧センサ５８ａからのコンデンサ５８の電圧（低電圧側電力ライン５４ｂの電圧）ＶＬも挙げることができる。

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や昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧側電力ライン５４ｂに接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサからの電池電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサからの電池電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサからの電池温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。

システムメインリレー５６は、低電圧側電力ライン５４ｂにおけるコンデンサ５８よりもバッテリ５０側に設けられている。このシステムメインリレー５６は、ＨＶＥＣＵ７０によってオンオフ制御されることにより、バッテリ５０と昇降圧コンバータ５５側との接続および接続の解除を行なう。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。

ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、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、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。さらに、車体前側の中央部や両側部などに取り付けられた加速度センサ８９からの車体加速度αも挙げることができる。

ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや電動走行（ＥＶ走行）モードで走行する。ここで、ＨＶ走行モードは、エンジン２２を運転しながら、エンジン２２の運転を伴って走行するモードであり、ＥＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴わずに走行するモードである。

実施例のハイブリッド自動車２０では、車両の衝突を検知したときには、システムメインリレー５６をオフとし、エンジン２２が運転されているときには、エンジン２２の運転を停止する。このとき、電圧センサ５８ａにより検出されたコンデンサ５８の電圧ＶＬがバッテリ５０の定格電圧より高い所定値ＶＬｒｅｆ以上となったときには、昇降圧コンバータ５５をシャットダウンして（トランジスタＴ３１，Ｔ３２のゲートをオフとして）、昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３２の保護を図っている。なお、車両の衝突は、実施例では、加速度センサ８９により検出された車体加速度αが衝突判定用の閾値αｒｅｆを超えたときに検知する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、車両の衝突を検知したときの動作について説明する。図３は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される衝突検知時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、車両の衝突を検知されたときに実行される。

本ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、システムメインリレー５６をオフとする処理を実行し（ステップＳ１００）、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を入力する（ステップＳ１１０）。モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力している。

続いて、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２がともに値０であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。車両の衝突時には、通常、車両の停止（駆動輪３９ａ，３９ｂの回転停止）に伴って、モータＭＧ２の回転も停止する。しかしながら、衝突の影響により、駆動軸３６とモータＭＧ２の回転軸との接続が解除されると、車両が停止したにも拘わらず、モータＭＧ２の回転が継続する場合がある。また、車両の衝突時には、モータＭＧ１の回転が継続していることが多い。車両の衝突が検知されてシステムメインリレー５６をオフした後に、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転が継続していると、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転による発電電力がコンデンサ５７，５８に供給されて、コンデンサ５７，５８の電圧ＶＨ，ＶＬが大きく上昇する場合がある。したがって、ステップＳ１２０の処理は、コンデンサ５７，５８の電圧ＶＨ，ＶＬが大きく上昇する可能性があるか否かを判定する処理となっている。

ステップＳ１２０の処理でモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２がともに値０であると判定されたときには、コンデンサ５７，５８の電圧ＶＨ，ＶＬが大きく上昇することはないと判断して、インバータ４１，４２のｄ軸電流制御の実行要求と昇降圧コンバータ５５の放電制御の実行要求とをモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。ｄ軸電流制御の実行要求と放電制御の実行要求とを受信したモータＥＣＵ４０は、インバータ４１，４２のｄ軸電流制御と昇降圧コンバータ５５の放電制御とを実行する。ｄ軸電流制御は、モータＭＧ１，ＭＧ２にｄ軸電流が流れるようにインバータ４１，４２を制御する制御である。ｄ軸電流制御の実行により、モータＭＧ１，ＭＧ２からトルクを出力せずに、コンデンサ５７，５８の電荷がモータＭＧ１，ＭＧ２の損失として消費される。昇降圧コンバータ５５の放電制御は、デューティＤを所定値Ｄ１（実施例では、５０％）として昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，３２をスイッチング制御する制御である。ここで、デューティＤは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のうちトランジスタＴ３１（上アーム）のオン時間とトランジスタＴ３２（下アーム）のオン時間との和に対するトランジスタＴ３２（下アーム）のオン時間の割合である。昇降圧コンバータ５５の放電制御の実行により、トランジスタＴ３１をオフとすると共にトランジスタＴ３２をオンとしたときには、コンデンサ５８の電荷がリアクトルＬやトランジスタＴ３２での損失として消費され、トランジスタＴ３１をオンとすると共にトランジスタＴ３２をオフとしたときには、コンデンサ５７の電荷がトランジスタＴ３１やリアクトルＬでの損失として消費される。このように、インバータ４１，４２のｄ軸電流制御を実行するとともに昇降圧コンバータ５５の放電制御を実行することにより、コンデンサ５７，５８を放電させて、高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨや低電圧側電力ライン５４ｂの電圧ＶＬを低下させる。

ステップＳ１２０の処理でモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２の少なくとも一方が値０でないと判定されたときには、コンデンサ５７，５８の電圧ＶＨ，ＶＬが大きく上昇する可能があると判断して、インバータ４１，４２の三相オン制御の実行要求と昇降圧コンバータ５５の放電制御の実行要求とをモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１３０）。インバータ４１，４２の三相オン制御の実行要求と昇降圧コンバータ５５の放電制御の実行要求とを受信したモータＥＣＵ４０は、インバータ４１，４２の三相オン制御と昇降圧コンバータ５５の放電制御とを実行する。インバータ４１の三相オン制御は、インバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のうちトランジスタＴ１１〜Ｔ１３（上アーム）の全てをオンとすると共にトランジスタＴ１４〜Ｔ１６（下アーム）の全てをオフとするか、あるいは、トランジスタＴ１１〜Ｔ１３（上アーム）の全てをオフとすると共にトランジスタＴ１４〜Ｔ１６（下アーム）の全てをオンとする制御である。インバータ４２の三相オン制御は、インバータ４１の三相オン制御と同様に行なうことができる。インバータ４１，４２の三相オン制御の実行により、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２の絶対値を小さくする方向のトルク（引き摺りトルク）を発生させる。昇降圧コンバータ５５の放電制御は、ステップＳ２００の処理の昇降圧コンバータ５５の放電制御と同一の制御である。

続いて、インバータ４１，４２の三相オン制御を継続可能であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここでは、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流をモータＥＣＵ４０を介して入力し、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流のいずれかが閾値Ｉｒｅｆ以上であるときに、インバータ４１，４２の三相オン制御を継続できないと判定する。閾値Ｉｒｅｆは、インバータ４１，４２に比較的大きな電流（過電流）が流れているか否かを判定するための閾値である。モータＭＧ１，ＭＧ２のうち少なくとも一方が回転している状態でインバータ４１，４２の三相オン制御を実行すると、インバータ４１，４２に過電流が流れる場合がある。こうした過電流は、インバータ４１，４２の保護の観点から望ましくない。そのため、インバータ４１，４２に過電流が流れているときにインバータ４１，４２の三相オン制御を継続しないほうがよいから、ステップＳ１４０の処理で、三相オン制御を継続可能か否かを判定している。

ステップＳ１４０の処理でインバータ４１，４２の三相オン制御を継続可能と判定されたときには、ステップＳ１１０の処理に戻り、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２が値０となるまで、インバータ４１，４２の三相オン制御および昇降圧コンバータ５５の放電制御を継続する（ステップＳ１１０〜Ｓ１４０）。インバータ４１，４２の三相オン制御を継続することにより、引き摺りトルクによりモータＭＧ１，ＭＧ２のうち回転しているモータの回転数が低下する。昇降圧コンバータ５５の放電制御を継続することにより、コンデンサ５７，５８の電荷を放電して電圧ＶＨ，ＶＬが低下する。

そして、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２が値０となったときには、インバータ４１，４２のｄ軸電流制御を実行するとともに昇降圧コンバータ５５の放電制御を実行して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。こうした制御により、コンデンサ５７，５８の電荷を放電して電圧ＶＨ，ＶＬをさらに低下させることができる。

ステップＳ１４０の処理でインバータ４１，４２の三相オン制御を継続できないと判定されたときには、インバータ４１，４２に比較的大きな電流（過電流）が流れていると判断して、インバータ４１，４２のシャットダウン要求をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１５０）。インバータ４１，４２のシャットダウン要求を受信したモータＥＣＵは、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のゲートをオフとしてインバータ４１，４２をシャットダウンする。こうした処理により、インバータ４１，４２の保護を図っている。このとき、モータＭＧ１，ＭＧ２のうちに回転しているモータの回転数は、その回転抵抗によってあるタイミングで低下を開始すると考えられる。

続いて、ステップＳ１３０の処理と同一の処理で昇降圧コンバータ５５を放電制御したときの高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨｄｉｓを設定する（ステップＳ１６０）。実施例では、昇降圧コンバータ５５の放電制御がデューティＤを所定値Ｄ１（実施例では、５０％）としてトランジスタＴ３１，３２をスイッチング制御する制御であることから、電圧ＶＨｄｉｓをデューティＤ（所定値Ｄ１）に応じた電圧（例えば、所定値Ｄ１が５０％であるときには、電圧ＶＬの２倍の電圧など）に設定する。

続いて、設定した電圧ＶＨｄｉｓが閾値Ｖｒｅｆ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。閾値Ｖｒｅｆ２は、モータＭＧ１，ＭＧ２のうち回転しているモータに発生する誘起電圧Ｖｉにマージンαを加えた電圧である。電圧Ｖｉは、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２と誘起電圧との関係である所定関係を予め実験や解析などで求めて図示しないＲＯＭに記憶しておき、回転しているモータの回転数と所定関係とに基づいて設定している。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２の双方が回転しているときには、モータＭＧ１，ＭＧ２の誘起電圧のうち高いほうの電圧を電圧Ｖｉとして設定する。マージンαは、後述するように電圧ＶＨが電圧Ｖｉを下回らないように制御する際のマージンであり、例えば、１０Ｖ，１５Ｖ，２０Ｖなどに設定される。高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨ（電圧ＶＨｄｉｓ）が電圧Ｖｉ未満のときに、昇降圧コンバータ５５を放電制御すると、回転しているモータからの発電電力がコンデンサ５７，５８に供給されて、電圧ＶＨ，ＶＬが上昇してしまう。電圧ＶＬが上昇し所定値ＶＬｒｅｆ以上になると、上述したように、昇降圧コンバータ５５がシャットダウンされてしまう。ここでは、インバータ４１，４２がシャットダウンされているから、昇降圧コンバータ５５がシャットダウンされると、コンデンサ５７，５８を放電できなくなる。閾値Ｖｒｅｆ２は、誘起電圧Ｖｉにマージンαを加えた電圧であるから、ステップＳ１７０の処理は、昇降圧コンバータ５５の放電制御を継続したときに昇降圧コンバータ５５がシャットダウンされるか可能性があるか否かを判断する処理となっている。

ステップＳ１７０の処理で電圧ＶＨｄｉｓが閾値Ｖｒｅｆ２以上であると判定されたきには、放電制御を継続しても昇降圧コンバータ５５がシャットダウンされる可能性はないと判断して、ステップＳ１３０の処理と同一の処理で、昇降圧コンバータ５５を放電制御する（ステップＳ１９０）。これにより、コンデンサ５７，５８の電圧ＶＨ，ＶＬを低下させることができる。

そして、ステップＳ１１０の処理と同一の処理で、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を入力して（ステップＳ２００）、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２がともに値０であるか否かを判定し（ステップＳ２１０）、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２がともに値０となるまで、ステップＳ１６０，Ｓ１７０，Ｓ１９０〜Ｓ２１０の処理を繰り返す。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２がともに値０となったときには、そして、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２がともに値０となっときには、ステップＳ２２０の処理に進み、インバータ４１，４２のｄ軸電流制御を実行するとともに昇降圧コンバータ５５の放電制御を実行して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１７０の処理で電圧ＶＨｄｉｓが閾値Ｖｒｅｆ２未満であると判定されたきには、昇降圧コンバータ５５の放電制御を継続すると電圧ＶＬが上昇して昇降圧コンバータ５５がシャットダウンされる可能性があると判断して、昇降圧コンバータ５５の電圧制御要求をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１８０）。電圧制御要求を受信したモータＥＣＵは、閾値Ｖｒｅｆ２より若干高い電圧を目標電圧ＶＨ＊に設定して、電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，３２をスイッチング制御する。こうした制御により、電圧ＶＨが閾値Ｖｒｅｆ２より低くなることが抑制されるから、モータＭＧ１，ＭＧ２のうち回転しているモータの発電電力によりコンデンサ５７，５８が充電されて電圧ＶＨ，ＶＬが上昇することを抑制できる。これにより、電圧ＶＬの上昇により昇降圧コンバータ５５がシャットダウンされることを抑制することができる。

ステップＳ１８０の処理を実行すると、ステップＳ１６０の処理に戻り、電圧ＶＨｄｉｓが閾値Ｖｒｅｆ２以上となるまで、ステップＳ１６０〜Ｓ１８０の処理を実行する。そして、電圧ＶＨｄｉｓが閾値Ｖｒｅｆ２以上になったときには、ステップＳ１９０の処理へ進み、昇降圧コンバータ５５を放電制御して（ステップＳ１９０）、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２がともに値０となるまで、ステップＳ１９０〜Ｓ２１０の処理を繰り返す。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２がともに値０となったときには、ステップＳ２２０の処理へ進み、インバータ４１，４２のｄ軸電流制御を実行するとともに昇降圧コンバータ５５の放電制御を実行して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。

図４は、衝突を検知したときのモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，電圧ＶＨ，Ｖｉ，ＶＬの時間変化の一例を示す説明図である。図中、電圧の時間変化において、実線は電圧ＶＨ，破線は電圧Ｖｉ，一点鎖線は電圧ＶＬの時間変化を示している。なお、ここでは、モータＭＧ１の回転による誘起電圧よりモータＭＧ２の回転による誘起電圧のほうが大きいとして、モータＭＧ１の回転数の記載とその説明を省略している。

衝突を検知すると（時刻ｔ１１）、システムメインリレーをオフとする（ステップＳ１００）。衝突によりモータＭＧ２の回転軸と駆動軸３６との接続が解除されるなどによりモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が急上昇すると、インバータ４１，４２の三相オン制御と昇降圧コンバータ５５の放電制御を実行するが（ステップＳ１１０〜Ｓ１４０）、三相オン制御を継続できないときには、インバータ４１，４２をシャットダウンして、電圧ＶＨｄｉｓが閾値Ｖｒｅｆ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ１５０〜Ｓ１７０）。電圧ＶＨｄｉｓが閾値Ｖｒｅｆ２以上であるときには、昇降圧コンバータ５５の放電制御を実行する（ステップＳ１９０）。インバータ４１，４２をシャットダウンするから、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２および誘起電圧Ｖｉは上昇を継続する。このとき、昇降圧コンバータ５５の放電制御により、コンデンサ５７，５８の電荷が放電されるが、コンデンサ５７の電荷は一部がコンデンサ５８に蓄電される。そのため、電圧ＶＨが時間の経過とともに低下し、電圧ＶＬは時間の経過とともに若干上昇する。

電圧ＶＨｄｉｓが閾値Ｖｒｅｆ２以下となると（時刻ｔ１２）、電圧ＶＨが閾値Ｖｒｅｆ２より若干高い目標電圧ＶＨ＊となるように昇降圧コンバータ５５を電圧制御する（ステップＳ１８０）。これにより、電圧ＶＨが電圧Ｖｉ未満とならないようにするから、モータＭＧ２の発電電力でコンデンサ５７，５８が充電されることを抑制でき、電圧ＶＬの上昇を抑制できる。このとき、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、モータＭＧ２の回転抵抗によりあるタイミングで低下するから、誘起電圧Ｖｉも低下する。したがって、電圧ＶＨは、誘起電圧Ｖｉに応じて徐々に低下するように昇降圧コンバータ５５で調整される。また、昇降圧コンバータ５５の損失により、電圧ＶＬも徐々に低下する。

そして、電圧ＶＨｄｉｓが閾値Ｖｒｅｆ２を以上になると（時刻ｔ１３）、再び昇降圧コンバータ５５の放電制御を実行する（ステップＳ１９０）。そして、モータＭＧ１、ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２が値０になったときには（時刻ｔ１４）、インバータ４１，４２のｄ軸電流制御を実行するとともに昇降圧コンバータ５５の放電制御を実行する（ステップＳ２２０）。こうした処理により、電圧ＶＬの上昇を抑制することができる。したがって、昇降圧コンバータ５５のシャットダウンを抑制して、コンデンサ５７，５８の放電を継続することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、システムメインリレー５６をオフすると共にインバータ４１，４２をシャットダウンしているときには、コンデンサ５７の電圧ＶＨがモータＭＧ１，ＭＧ２の回転に伴う誘起電圧より高くなるように昇降圧コンバータ５５を制御する。これにより、コンデンサ５８（低電圧側電力ライン５４ｂ）の電圧ＶＬの上昇を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、システムメインリレー５６をオフした後に、ステップＳ１１０〜Ｓ１４０の処理を実行しているが、これらの処理を実行せずに、ステップＳ１５０以降の処理を実行してもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１５０の処理でインバータ４１，４２をシャットダウンした後は、ステップＳ１６０，Ｓ１７０の処理を実行し、ステップＳ１７０の処理で電圧ＶＨｄｉｓが閾値Ｖｒｅｆ２より大きいと判定されたときには、ステップＳ１９０の処理を実行して昇降圧コンバータ５５を放電制御している。しかしながら、ステップＳ１６０，Ｓ１７０，Ｓ１９０の処理を実行しないものとしてもよい。この場合、ステップＳ１５０の処理でインバータ４１，４２をシャットダウンした後に、ステップＳ１８０の処理を実行して昇降圧コンバータ５５を電圧制御し、Ｓ２００，Ｓ２１０の処理を実行してモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を調べ、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２が値０でないときにはステップＳ１８０の処理を繰り返して実行すればい。

実施例では、衝突が検知され、システムメインリレー５６がオフされたときの制御について例示しているが、衝突と検知とは異なる要件でシステムメインリレー５６がオフされたときの制御に適用してもよい。

実施例では、本発明を、エンジン２２，プラネタリギヤ３０，モータＭＧ１，ＭＧ２を有するハイブリッド自動車２０に適用する場合を例示しているが、モータと、モータを駆動するインバータと、バッテリと、バッテリが接続された第１電力ラインとインバータが接続された第２電力ラインとの間で電圧の変更を伴って電力のやりとりを行なう昇降圧コンバータと、第２電力ラインに取り付けられたコンデンサと、第１電力ラインに取り付けられたリレーと、を備える電気自動車に適用してもよい。また、こうしたハイブリッド自動車や電気自動車に適用するものに限定されず、モータと、インバータと、バッテリと、コンデンサと、リレーとを備えるモータ装置であればいかなるものに適用してもよい。さらに、本発明を、こうしたモータ装置に搭載されるインバータや昇降圧コンバータを制御する制御装置の形態としてもよい。

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、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、インバータ４２が「インバータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、昇降圧コンバータ５５が「昇降圧コンバータ」に相当し、コンデンサ５７が「コンデンサ」に相当し、システムメインリレー５６が「リレー」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。

なお、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、制御装置の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（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、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ 高電圧側電力ライン、５４ｂ 低電圧側電力ライン、５５ 昇降圧コンバータ、５６ システムメインリレー、５７，５８ コンデンサ、５７ａ，５８ａ 電圧センサ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 加速度センサ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２ ダイオード、Ｌ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２， モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１，Ｔ３２ トランジスタ。

Claims (1)

1. モータと、前記モータを駆動するインバータと、バッテリと、前記バッテリが接続された第１電力ラインと前記インバータが接続された第２電力ラインとの間で電圧の変更を伴って電力のやりとりを行なう昇降圧コンバータと、前記第２電力ラインに取り付けられたコンデンサと、前記第１電力ラインに取り付けられたリレーと、を備えるモータ装置に搭載され、前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記リレーとを制御する制御手段を備える制御装置であって、
   前記モータ装置は、車両に搭載され、
   前記モータは、回転軸が車軸に連結された駆動軸に接続され、
   前記制御手段は、衝突を検知した場合において、前記コンデンサの電圧が前記バッテリの定格電圧より高い所定電圧以上となったときには、前記昇降圧コンバータをシャットダウンし、
   更に、前記制御手段は、衝突を検知して前記リレーをオフすると共に前記インバータをシャットダウンしている場合において、前記昇降圧コンバータを所定デューティで駆動すると前記第２電力ラインの電圧が前記モータの回転に伴う誘起電圧より高い判定用閾値以上となるときには、前記所定デューティで駆動するように前記昇降圧コンバータ制御し、前記昇降圧コンバータを前記所定デューティで駆動すると前記第２電力ラインの電圧が前記判定用閾値未満になるときには、前記コンデンサの電圧が前記誘起電圧より高くなるように前記昇降圧コンバータを制御する
   制御装置。
   

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