JP5109743B2

JP5109743B2 - 動力システムおよびその制御方法並びに車両

Info

Publication number: JP5109743B2
Application number: JP2008074231A
Authority: JP
Inventors: 英司北野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2008-03-21
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2028-03-21
Also published as: JP2009227078A

Description

本発明は、動力システムとその制御方法並びに車両に関する。

従来、この種の動力システムとしては、モータジェネレータと、モータジェネレータを駆動するインバータと、バッテリからの電圧を昇圧してインバータに供給する昇圧コンバータと、インバータの正母線と負母線との間に接続された平滑用のコンデンサと、インバータの正母線と負母線との間にコンデンサと並列に接続された放電抵抗と、バッテリから昇圧コンバータへの電力の供給を遮断するリレー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）。この動力システムでは、電圧センサの検出値が許容電圧を超えたときに、所定期間インバータや昇圧コンバータの運転を停止すると共にリレーをオフしてバッテリを昇圧コンバータから切り離してコンデンサに蓄えられている電荷を放電抵抗で放電させることにより、電圧センサの検出値の時間変化に基づいて実際に電圧が許容電圧を超える過電圧異常と電圧センサの異常とを判別している。
特開２００７−２５２１３４号公報

上述したように、こうした動力システムでは、電圧センサの検出値が許容電圧を超えたときに、過電圧異常と電圧センサの異常とを判別することは重要な課題の一つである。上述の動力システムでは、過電圧異常と電圧センサの異常とを判別するために放電抵抗を用いているが、こうした放電抵抗を動力システムに設けると部品点数の増加を招いてしまう。したがって、より適正な方法で過電圧異常と電圧センサの異常とを判別することが望ましい。また、上述の動力システムでは、電圧センサの検出値が許容電圧を超えるとリレーをオフしてバッテリを昇圧コンバータから切り離すためモータジェネレータへ電力を供給することができないが、電圧センサの検出値が許容電圧を超えてもそれが電圧センサの異常によるものであればモータジェネレータへ電力を供給しても差し支えないため、こうした場合にもモータジェネレータへ電力を供給するのが望ましい場合もある。したがって、こうしたことを考慮してより適正な制御を行なうことが望ましい。

本発明の動力システムおよびその制御方法並びに車両は、より適正な方法で過電圧異常と電圧検出器の異常とを判別すると共により適正な制御を行なうことを主目的とする。

本発明の動力システムおよびその制御方法並びに車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の動力システムは、
駆動機器と、
該駆動機器を駆動するための駆動回路と、
充放電可能な直流電源と、
該直流電源の電圧を昇圧して前記駆動回路に供給可能な昇圧供給手段と、
前記直流電源の電圧を変換して補機に供給可能な電圧変換供給手段と、
前記昇圧供給手段の前記直流電源側の電圧である第１電圧を検出する第１電圧検出手段と、
前記電圧変換供給手段の前記直流電源側の電圧である第２電圧を検出する第２電圧検出手段と、
前記第１電圧検出手段により検出された第１電圧が前記直流電源を通常制御する電圧の範囲としての通常制御用電圧範囲を超えているときに仮異常と判定する仮異常判定手段と、
前記仮異常判定手段により仮異常と判定されたときに、前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧が前記通常制御用電圧範囲を超えているときには過電圧異常と判定し、前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧が所定時間に亘って前記通常制御用電圧範囲内にあるときには前記第１電圧検出手段の異常と判定する本異常判定手段と、
前記仮異常判定手段により仮異常と判定されたときには前記昇圧供給手段の動作が停止されると共に前記駆動機器への電力の供給が遮断されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段とを制御し、前記仮異常と判定された状態で前記本異常判定手段により過電圧異常と判定されたときには前記昇圧供給手段の動作の停止および前記駆動機器への電力の供給の遮断を継続した状態で前記電圧変換供給手段の動作が停止されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段と前記電圧変換供給手段とを制御し、前記仮異常と判定された状態で前記本異常判定手段により前記第１電圧検出手段の異常と判定されたときには前記昇圧供給手段の動作が開始されると共に前記駆動機器への電力の供給が開始されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段とを制御する異常時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の動力システムでは、第１電圧検出手段により検出された第１電圧が直流電源を通常制御する電圧の範囲としての通常制御用電圧範囲を超えているときに仮異常と判定し、仮異常が判定されたときに、第２電圧検出手段により検出された第２電圧が通常制御用電圧範囲を超えているときには過電圧異常と判定し、第２電圧検出手段により検出された第２電圧が所定時間に亘って通常制御用電圧範囲内にあるときには第１電圧検出手段の異常と判定する。これにより、第１電圧検出手段により検出された第１電圧が通常制御用電圧範囲を超えているときに、より適正な方法で過電圧異常と第１電圧検出手段の異常とを判別することができる。そして、仮異常と判定されたときには昇圧供給手段の動作が停止されると共に駆動機器への電力の供給が遮断されるよう駆動回路と昇圧供給手段とを制御し、仮異常と判定された状態で過電圧異常と判定されたときには昇圧供給手段の動作の停止および駆動機器への電力の供給の遮断を継続した状態で電圧変換供給手段の動作が停止されるよう駆動回路と昇圧供給手段と電圧変換供給手段とを制御し、仮異常と判定された状態で第１電圧検出手段の異常と判定されたときには昇圧供給手段の動作が開始されると共に駆動機器への電力の供給が開始されるよう駆動回路と昇圧供給手段とを制御する。これにより、第１電圧検出手段により検出された第１電圧が通常制御用電圧範囲を超えているときに、直流電源から駆動回路への電力の供給を一律に遮断するものに比してより適正な制御を行なうことができる。

こうした本発明の動力システムにおいて、前記異常時制御手段は、前記駆動回路をゲート遮断することにより前記駆動機器への電力の供給を遮断する手段であるものとすることもできる。こうすれば、ゲート遮断することにより駆動機器への電力の供給をより適正に遮断することができる。

本発明の車両は、上述したいずれかの態様の本発明の動力システム、即ち、基本的には、駆動機器と、該駆動機器を駆動するための駆動回路と、充放電可能な直流電源と、該直流電源の電圧を昇圧して前記駆動回路に供給可能な昇圧供給手段と、前記直流電源の電圧を変換して補機に供給可能な電圧変換供給手段と、前記昇圧供給手段の前記直流電源側の電圧である第１電圧を検出する第１電圧検出手段と、前記電圧変換供給手段の前記直流電源側の電圧である第２電圧を検出する第２電圧検出手段と、前記第１電圧検出手段により検出された第１電圧が前記直流電源を通常制御する電圧の範囲としての通常制御用電圧範囲を超えているときに仮異常と判定する仮異常判定手段と、前記仮異常判定手段により仮異常と判定されたときに、前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧が前記通常制御用電圧範囲を超えているときには過電圧異常と判定し、前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧が所定時間に亘って前記通常制御用電圧範囲内にあるときには前記第１電圧検出手段の異常と判定する本異常判定手段と、前記仮異常判定手段により仮異常と判定されたときには前記昇圧供給手段の動作が停止されると共に前記駆動機器への電力の供給が遮断されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段とを制御し、前記仮異常と判定された状態で前記本異常判定手段により過電圧異常と判定されたときには前記昇圧供給手段の動作の停止および前記駆動機器への電力の供給の遮断を継続した状態で前記電圧変換供給手段の動作が停止されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段と前記電圧変換供給手段とを制御し、前記仮異常と判定された状態で前記本異常判定手段により前記第１電圧検出手段の異常と判定されたときには前記昇圧供給手段の動作が開始されると共に前記駆動機器への電力の供給が開始されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段とを制御する異常時制御手段と、を備える動力システムが搭載され、前記駆動機器として走行用の動力を出力可能な電動機を備えることを要旨とする。

この本発明の動力システムでは、上述したいずれかの態様の本発明の動力システムが搭載されているから、本発明の動力システムが奏する効果、例えば、第１電圧検出手段により検出された第１電圧が通常制御用電圧範囲を超えているときにより適正な方法で過電圧異常と第１電圧検出手段の異常とを判別することができると共により適正な制御を行なうことができる効果などと同様の効果を奏することができる。

本発明の動力システムの制御方法は、
駆動機器と、該駆動機器を駆動するための駆動回路と、充放電可能な直流電源と、該直流電源の電圧を昇圧して前記駆動回路に供給可能な昇圧供給手段と、前記直流電源の電圧を変換して補機に供給可能な電圧変換供給手段と、前記昇圧供給手段の前記直流電源側の電圧である第１電圧を検出する第１電圧検出手段と、前記電圧変換供給手段の前記直流電源側の電圧である第２電圧を検出する第２電圧検出手段と、を備える動力システムの制御方法であって、
前記第１電圧検出手段により検出された第１電圧が前記直流電源を通常制御する電圧の範囲としての通常制御用電圧範囲を超えているときに仮異常と判定すると共に前記昇圧供給手段の動作が停止されると共に前記駆動機器への電力の供給が遮断されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段とを制御し、
前記仮異常が判定されたときに、前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧が前記通常制御用電圧範囲を超えているときには過電圧異常と判定すると共に前記昇圧供給手段の動作の停止および前記駆動機器への電力の供給の遮断を継続した状態で前記電圧変換供給手段の動作が停止されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段と前記電圧変換供給手段とを制御し、前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧が所定時間に亘って前記通常制御用電圧範囲内にあるときには前記第１電圧検出手段の異常と判定すると共に前記昇圧供給手段の動作が開始されると共に前記駆動機器への電力の供給が開始されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段とを制御する、
ことを要旨とする。

この本発明の動力システムの制御方法では、第１電圧検出手段により検出された第１電圧が直流電源を通常制御する電圧の範囲としての通常制御用電圧範囲を超えているときに仮異常と判定し、仮異常が判定されたときに、第２電圧検出手段により検出された第２電圧が通常制御用電圧範囲を超えているときには過電圧異常と判定し、第２電圧検出手段により検出された第２電圧が所定時間に亘って通常制御用電圧範囲内にあるときには第１電圧検出手段の異常と判定する。これにより、第１電圧検出手段により検出された第１電圧が通常制御用電圧範囲を超えているときにより適正な方法で過電圧異常と第１電圧検出手段の異常とを判別することができる。そして、仮異常と判定されたときには昇圧供給手段の動作が停止されると共に駆動機器への電力の供給が遮断されるよう駆動回路と昇圧供給手段とを制御し、仮異常と判定されたときに過電圧異常と判定されたときには昇圧供給手段の動作の停止および駆動機器への電力の供給の遮断を継続した状態で電圧変換供給手段の動作が停止されるよう駆動回路と昇圧供給手段と電圧変換供給手段とを制御し、仮異常と判定されたときに第１電圧検出手段の異常と判定されたときには昇圧供給手段の動作が開始されると共に駆動機器への電力の供給が開始されるよう駆動回路と昇圧供給手段とを制御する。これにより、第１電圧検出手段により検出された第１電圧が通常制御用電圧範囲を超えているときに直流電源から駆動回路への電力の供給を一律に遮断するものに比してより適正な制御を行なうことができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての動力システム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。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２４にキャリアが接続されると共に駆動輪２８ａ，２８ｂにデファレンシャルギヤ３０を介して連結された駆動軸３２にリングギヤが接続された遊星歯車機構２６と、遊星歯車機構２６のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４２，４４と、高圧バッテリ４６と、高圧バッテリ４６の電圧を昇圧してインバータ４２，４４へ供給する昇圧コンバータ５０と、昇圧コンバータ５０に昇圧された電圧を平滑する平滑コンデンサ５１と、昇圧コンバータ５０と高圧バッテリ４６とを接続する電力ライン４８に接続され高圧バッテリ４６からの高圧直流電力を低圧直流電力に変換して低電圧系の補機５２や低圧バッテリ５４に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ５６と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット７０とを備える。ここで、実施例の動力システムは、主として、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４２，４４と，高圧バッテリ４６と，昇圧コンバータ５０と，ＤＣ／ＤＣコンバータ５６と、電子制御ユニット７０とを備える。

電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４や一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６，図示しない入出力ポートなどを備える。電子制御ユニット７０には、エンジン２２のクランクシャフト２４の回転位置を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどのエンジン２２の制御に必要な信号やモータＭＧ１，ＭＧ２のロータの回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの回転位置などモータＭＧ１，ＭＧ２の制御に必要な信号，高圧バッテリ４６の出力端子近傍に取り付けられた図示しない電圧センサなど高圧バッテリ４６の管理に必要な信号，昇圧コンバータ５０の高圧バッテリ４６側に取り付けられた電圧センサ６０からのバッテリ側電圧ＶＬ１や昇圧コンバータ５０のインバータ４２，４４側に取り付けられた電圧センサ６２からのインバータ側電圧など昇圧コンバータ５０の制御に必要な信号，ＤＣ／ＤＣコンバータ５６の高圧バッテリ４６側に取り付けられた電圧センサ６４からのバッテリ側電圧ＶＬ２などＤＣ／ＤＣコンバータ５６の制御に必要な信号，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，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，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，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などが入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット７０からは、エンジン２２への制御信号やインバータ４２，４４のスイッチング素子へのスイッチング制御信号，昇圧コンバータ５０のスイッチング素子へのスイッチング制御信号，ＤＣ／ＤＣコンバータ５６のスイッチング素子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。電子制御ユニット７０は、高圧バッテリ４６を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量ＳＯＣを演算したり、演算した残容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂとに基づいて高圧バッテリ４６を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３２に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸３２に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが遊星歯車機構２６とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３２に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力と高圧バッテリ４６の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に高圧バッテリ４６の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が遊星歯車機構２６とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３２に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３２に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

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、高圧バッテリ４６に通常印加可能な電圧の範囲としての通常制御用電圧範囲を超える過電圧異常と電圧センサ６０の異常とを判別する際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット７０により実行される異常判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、通常制御用電圧範囲は、高圧バッテリ４６に許容される最大電圧や車両の仕様により設定されるものとした。

異常判定処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、電圧センサ６０からのバッテリ側電圧ＶＬ１を入力し（ステップＳ１００）、入力したバッテリ側電圧ＶＬ１と判定用電圧Ｖｒｅｆとを比較する処理を実行する（ステップＳ１１０）。ここで、判定用電圧Ｖｒｅｆは、高圧バッテリ４６の通常制御用電圧範囲の上限電圧より若干高い電圧として設定するものとした。入力したバッテリ側電圧ＶＬ１が判定用電圧Ｖｒｅｆ未満のときは、正常と判定して（ステップＳ１２０）異常判定処理ルーチンを終了し、バッテリ側電圧ＶＬ１が判定用電圧Ｖｒｅｆ以上であるときには、何らかの異常が生じていると判断して、仮異常と判定して（ステップＳ１３０）、インバータ４２，４４をゲート遮断すると共に昇圧コンバータ５０の動作を停止する（ステップＳ１４０）。こうした処理により、仮異常が判定されたときには、高圧バッテリ４６に過大な電圧が印加されるのを抑制することができると共に車両の走行を停止することができる。

続いて、電圧センサ６４からバッテリ側電圧ＶＬ２を入力して（ステップＳ１５０）、入力したバッテリ側電圧ＶＬ２と判定用電圧Ｖｒｅｆとを比較する（ステップＳ１６０）。バッテリ側電圧ＶＬ２が判定用電圧Ｖｒｅｆ以上であるときや（ステップＳ１６０）バッテリ側電圧ＶＬ２が判定用電圧Ｖｒｅｆ未満であっても仮異常が判定されてから所定時間ｔｒｅｆが経過する前にバッテリ側電圧ＶＬ２が判定用電圧Ｖｒｅｆ以上となったときには（ステップＳ１５０，Ｓ１６０，Ｓ１９０）バッテリ４６に実際に印加されている電圧が通常制御用電圧範囲を超えている過電圧異常であると判定して（ステップＳ１７０）、インバータ４２，４４のゲート遮断と昇圧コンバータ５０の動作の停止を継続しつつＤＣ／ＤＣコンバータ５６の動作を停止して（ステップＳ１８０）、異常判定処理ルーチンを終了する。ステップＳ１９０の処理で、所定時間ｔｒｅｆは、過電圧異常が発生したときに電圧センサ６０からのバッテリ側電圧ＶＬ１が判定用電圧Ｖｒｅｆを超えてから電圧センサ６４からのバッテリ側電圧ＶＬ２が判定用電圧Ｖｒｅｆを超えるまでの時間の上限値であり、電圧センサ６４からの信号の遅延等を考慮して、例えば３００ｍｓや４００ｍｓ，５００ｍｓなどに設定されるものとした。こうした処理により、仮異常と判定されたときに電圧センサ６４からのバッテリ側電圧ＶＬ２と判定用電圧Ｖｒｅｆとを比較することにより過電圧異常を判定することができ、放電抵抗を用いるものに比してより適正な方法で過電圧異常を判定することができる。また、インバータ４２，４４のゲート遮断と昇圧コンバータ５０の動作の停止を継続しつつＤＣ／ＤＣコンバータ５６の動作を停止するから、低圧バッテリ５４に過大な電圧が印加されるのを抑制することができる。

所定時間ｔｒｅｆに亘ってバッテリ側電圧ＶＬ２が判定用電圧Ｖｒｅｆ未満であるときには（ステップＳ１５０，Ｓ１６０，Ｓ１９０）、過電圧異常でなく電圧センサ６０の異常と判定して（ステップＳ２００）、インバータ４２，４４におけるスイッチング制御を再開すると共に昇圧コンバータ５０のバッテリ側電圧ＶＬ１が高圧バッテリ４６の定格電圧Ｖ１であるものとして昇圧コンバータ５０の動作を開始して（ステップＳ２１０）、異常判定処理ルーチンを終了する。こうした処理により、仮異常と判定されたときでも電圧センサ６４からのバッテリ側電圧ＶＬ２と判定用電圧Ｖｒｅｆとを比較することにより電圧センサ６０の異常を判定することができ、放電抵抗を用いるものに比してより適正な方法で電圧センサ６０の異常を判定することができる。また、仮異常と判定されたときでも電圧センサ６０の異常と判定されたときにはインバータ４２，４４を駆動してモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動して車両を走行させることができ、高圧バッテリ４６からインバータ４２，４４への電力の供給を一律に遮断するものに比してより適正な制御を行なうことができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、電圧センサ６０からのバッテリ側電圧ＶＬ１が判定用電圧Ｖｒｅｆ以上となったときに仮異常と判定して、仮異常と判定されたときには電圧センサ６４からのバッテリ側電圧ＶＬ２と判定用電圧Ｖｒｅｆとを比較することにより過電圧異常と電圧センサ６０の異常とを判別できるから、放電抵抗を用いて過電圧異常と電圧センサ６０の異常とを判別するものに比してより適正な方法で過電圧異常と電圧センサ６０の異常とを判別することができる。また、電圧センサ６０からのバッテリ側電圧ＶＬ１が判定用電圧Ｖｒｅｆ以上となり仮異常と判定されたときに過電圧異常ではなく電圧センサ６０の異常と判定されたときには、インバータ４２，４４を駆動してモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するから、高圧バッテリ４６からインバータ４２，４４への電力の供給を一律に遮断するものに比してより適正な制御を行なうことができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、インバータ４２，４４をゲート遮断することにより高圧バッテリ４６からモータＭＧ１，ＭＧ２への電力の供給を遮断するものとしたが、モータＭＧ１，ＭＧ２と高圧バッテリ４６との間（例えば、昇圧コンバータ５０と高圧バッテリ４６との間）にリレーを設けて、このリレーをオフにすることにより高圧バッテリ４６からモータＭＧ１，ＭＧ２への電力の供給を遮断するものとしてもよい。

また、こうしたエンジンとモータとを備えるハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、走行用の動力源としてモータのみを備える電気自動車に適用するものとしてもよく、自動車以外の車両の形態としてもよく、動力システムの形態としても構わない。また、こうした動力システムの制御方法の形態としてもよい。

ここで、実施例や変形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。動力システムにおいて、実施例では、モータＭＧ２が「駆動機器」に相当し、インバータ４４が「駆動回路」に相当し、高圧バッテリ４６が「直流電源」に相当し、昇圧コンバータ５０が「昇圧供給手段」に相当し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５６が「電圧変換供給手段」に相当し、電圧センサ６０が「第１電圧検出手段」に相当し、電圧センサ６４が「第２電圧検出手段」に相当し、電圧センサ６０により検出されたバッテリ側電圧ＶＬ１が判定用電圧Ｖｒｅｆ以上であるときに仮異常と判定する図２の異常判定処理ルーチンのステップＳ１００，Ｓ１１０，Ｓ１３０の処理を実行する電子制御ユニット７０が「仮異常判定手段」に相当し、仮異常と判定されたときに電圧センサ６４により検出されたバッテリ側電圧ＶＬ２が判定用電圧Ｖｒｅｆ以上であるときに過電圧異常と判定する図２の異常判定処理ルーチンのステップＳ１５０〜Ｓ１７０の処理や仮異常と判定されたときに電圧センサ６４により検出されたバッテリ側電圧ＶＬ２が所定時間に亘って判定用電圧Ｖｒｅｆ未満であるときに電圧センサ６０の異常と判定するステップＳ１５０，Ｓ１６０，Ｓ１９０，Ｓ２００の処理を実行する電子制御ユニット７０が「本異常判定手段」に相当し、仮異常と判定されたときにインバータ４２，４４をゲート遮断すると共に昇圧コンバータ５０の動作を停止するステップＳ１４０の処理や仮異常と判定されたときに電圧センサ６４により検出されたバッテリ側電圧ＶＬ２が判定用電圧Ｖｒｅｆ以上であるときにインバータ４２，４４のゲート遮断と昇圧コンバータ５０の動作の停止とを継続しつつＤＣ／ＤＣコンバータ５６の動作を停止する図２の異常判定処理ルーチンのステップＳ１８０の処理や仮異常と判定されたときに電圧センサ６４により検出されたバッテリ側電圧ＶＬ２が所定時間に亘って判定用電圧Ｖｒｅｆ未満であるときにインバータ４２，４４をゲート復帰すると共に昇圧コンバータ５０の動作を開始するステップＳ２１０の処理を実行する電子制御ユニット７０が「異常時制御手段」に相当する。また、モータＭＧ１も「駆動機器」に相当する。対ロータ電動機２３０も「駆動機器」に相当する。インバータ４２も「駆動回路」に相当する。車両において、モータＭＧ２が「電動機」に相当する。

ここで、動力システムにおいて、「駆動機器」としては、モータＭＧ１やモータＭＧ２に限定されるものではなく、モータとは異なる電力の供給を受けて駆動する機器など如何なるものであっても構わない。「駆動回路」としては、インバータ４２やインバータ４４に限定されるものではなく、駆動機器を駆動するためのものであれば如何なるものとしても構わない。「直流電源」としては、高圧バッテリ４６に限定されるものではなく、充放電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「昇圧供給手段」としては、昇圧コンバータ５０に限定されるものではなく、直流電源の電圧を昇圧して駆動回路に供給可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「電圧変換供給手段」としては、ＤＣ／ＤＣコンバータ５６に限定されるものではなく、直流電源の電圧を変換して補機に供給可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「第１電圧検出手段」としては、電圧センサ６０に限定されるものではなく、昇圧供給手段の直流電源側の電圧である第１電圧を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「第２電圧検出手段」としては、電圧センサ６４に限定されるものではなく、電圧変換供給手段の直流電源側の電圧である第２電圧を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「仮異常判定手段」としては、電圧センサ６０により検出されたバッテリ側電圧ＶＬ１が判定用電圧Ｖｒｅｆ以上であるときに仮異常と判定するものに限定されるものではなく、第１電圧検出手段により検出された第１電圧が直流電源を通常制御する電圧の範囲としての通常制御用電圧範囲を超えているときに仮異常と判定するものであれば如何なるものとしても構わない。「本異常判定手段」としては、仮異常と判定されたときに電圧センサ６４により検出されたバッテリ側電圧ＶＬ２が判定用電圧Ｖｒｅｆ以上であるときに過電圧異常と判定し、仮異常と判定されたときに電圧センサ６４により検出されたバッテリ側電圧ＶＬ２が所定時間に亘って判定用電圧Ｖｒｅｆ未満であるときに電圧センサ６０の異常と判定するものに限定されるものではなく、仮異常判定手段により仮異常と判定されたときに、前記電圧検出手段により検出された第２電圧が通常制御用電圧範囲を超えているときには過電圧異常と判定し、前記電圧検出手段により検出された第２電圧が所定時間に亘って通常制御用電圧範囲内にあるときには第１電圧検出手段の異常と判定するものであれば如何なるものしても構わない。「異常時制御手段」としては、仮異常と判定されたときにインバータ４２，４４をゲート遮断すると共に昇圧コンバータ５０の動作を停止し、仮異常と判定されたときに電圧センサ６４により検出されたバッテリ側電圧ＶＬ２が判定用電圧Ｖｒｅｆ以上であるときにインバータ４２，４４のゲート遮断と昇圧コンバータ５０の動作の停止とを継続しつつＤＣ／ＤＣコンバータ５６の動作を停止し、仮異常と判定されたときに電圧センサ６４により検出されたバッテリ側電圧ＶＬ２が所定時間に亘って判定用電圧Ｖｒｅｆ未満であるときにインバータ４２，４４をゲート復帰すると共に昇圧コンバータ５０の動作を開始するものに限定されるものではなく、仮異常判定手段により仮異常と判定されたときには供給手段の動作が停止されると共に駆動機器への電力の供給が遮断されるよう駆動回路と昇圧供給手段とを制御し、仮異常と判定された状態で本異常判定手段により過電圧異常と判定されたときには昇圧供給手段の動作の停止および駆動機器への電力の供給の遮断を継続した状態で電圧変換供給手段の動作が停止されるよう駆動回路と昇圧供給手段と電圧変換供給手段とを制御し、仮異常と判定された状態で本異常判定手段により第１電圧検出手段の異常と判定されたときには昇圧供給手段の動作が開始されると共に駆動機器への電力の供給が開始されるよう駆動回路と昇圧供給手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。また、車両において、「電動機」としては、モータＭＧ２に限定されるものではなく、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例や変形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最良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最良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、動力システムや車両の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての動力システム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。電子制御ユニット７０により実行される異常判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２４クランクシャフト、２６遊星歯車機構、２８ａ，２８ｂ駆動輪、３０デファレンシャルギヤ、３２駆動軸、４２，４４インバータ、４６高圧バッテリ、４８電力ライン、５０昇圧コンバータ、５１平滑コンデンサ、５２補機、５４低圧バッテリ、５６ＤＣ／ＤＣコンバータ、６０，６２，６４電圧センサ、７０電子制御ユニット、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、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、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

駆動機器と、
該駆動機器を駆動するための駆動回路と、
充放電可能な直流電源と、
該直流電源の電圧を昇圧して前記駆動回路に供給可能な昇圧供給手段と、
前記直流電源の電圧を変換して補機に供給可能な電圧変換供給手段と、
前記昇圧供給手段の前記直流電源側の電圧である第１電圧を検出する第１電圧検出手段と、
前記電圧変換供給手段の前記直流電源側の電圧である第２電圧を検出する第２電圧検出手段と、
前記第１電圧検出手段により検出された第１電圧が前記直流電源を通常制御する電圧の範囲としての通常制御用電圧範囲を超えているときに仮異常と判定する仮異常判定手段と、
前記仮異常判定手段により仮異常と判定されたときに、前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧が前記通常制御用電圧範囲を超えているときには過電圧異常と判定し、前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧が所定時間に亘って前記通常制御用電圧範囲内にあるときには前記第１電圧検出手段の異常と判定する本異常判定手段と、
前記仮異常判定手段により仮異常と判定されたときには前記昇圧供給手段の動作が停止されると共に前記駆動機器への電力の供給が遮断されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段とを制御し、前記仮異常と判定された状態で前記本異常判定手段により過電圧異常と判定されたときには前記昇圧供給手段の動作の停止および前記駆動機器への電力の供給の遮断を継続した状態で前記電圧変換供給手段の動作が停止されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段と前記電圧変換供給手段とを制御し、前記仮異常と判定された状態で前記本異常判定手段により前記第１電圧検出手段の異常と判定されたときには前記昇圧供給手段の動作が開始されると共に前記駆動機器への電力の供給が開始されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段とを制御する異常時制御手段と、
を備える動力システム。
前記異常時制御手段は、前記駆動回路をゲート遮断することにより前記駆動機器への電力の供給を遮断する手段である請求項１記載の動力システム。
請求項１または２記載の動力システムが搭載され、前記駆動機器として走行用の動力を出力可能な電動機を備える車両。
駆動機器と、該駆動機器を駆動するための駆動回路と、充放電可能な直流電源と、該直流電源の電圧を昇圧して前記駆動回路に供給可能な昇圧供給手段と、前記直流電源の電圧を変換して補機に供給可能な電圧変換供給手段と、前記昇圧供給手段の前記直流電源側の電圧である第１電圧を検出する第１電圧検出手段と、前記電圧変換供給手段の前記直流電源側の電圧である第２電圧を検出する第２電圧検出手段と、を備える動力システムの制御方法であって、
前記第１電圧検出手段により検出された第１電圧が前記直流電源を通常制御する電圧の範囲としての通常制御用電圧範囲を超えているときに仮異常と判定すると共に前記昇圧供給手段の動作が停止されると共に前記駆動機器への電力の供給が遮断されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段とを制御し、
前記仮異常が判定されたときに、前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧が前記通常制御用電圧範囲を超えているときには過電圧異常と判定すると共に前記昇圧供給手段の動作の停止および前記駆動機器への電力の供給の遮断を継続した状態で前記電圧変換供給手段の動作が停止されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段と前記電圧変換供給手段とを制御し、前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧が所定時間に亘って前記通常制御用電圧範囲内にあるときには前記第１電圧検出手段の異常と判定すると共に前記昇圧供給手段の動作が開始されると共に前記駆動機器への電力の供給が開始されるよう前記駆動回路と前記昇圧供給手段とを制御する、
動力システムの制御方法。