(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させて車両を走行させるエンジンと、該エンジンを始動させるためのスタータと、該スタータを駆動するための補助バッテリと、メインバッテリからの電力がパワードライブユニットを介して供給されて駆動されるモータとを有するハイブリッド車両の制御装置であって、
メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、プリチャージ抵抗を介してメインバッテリとパワードライブユニットを接続するプリチャージコンタクタと、
メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、メインバッテリとパワードライブユニットを直接接続するメインコンタクタと、
プリチャージコンタクタをオンしてパワードライブユニットに内蔵されたコンデンサへのプリチャージを開始し、その後コンデンサの電圧が所定値以上になった時にメインコンタクタをオンし、メインコンタクタをオンした後にプリチャージコンタクタをオフするコンタクタ制御手段と、
エンジン始動時にはメインコンタクタへのオン指令を禁止し、エンジン始動後にコンデンサへのプリチャージを再開させるプリチャージ制御手段とを有し、
前記プリチャージコンタクタ及び前記メインコンタクタは、前記補助バッテリから電源が供給されてオンすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
燃料を燃焼させて車両を走行させるエンジンと、該エンジンを始動させるためのスタータと、該スタータを駆動するための補助バッテリと、メインバッテリからの電力がパワードライブユニットを介して供給されて駆動されるモータとを有するハイブリッド車両の制御装置であって、
メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、プリチャージ抵抗を介してメインバッテリとパワードライブユニットを接続するプリチャージコンタクタと、
メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、メインバッテリとパワードライブユニットを直接接続するメインコンタクタと、
プリチャージコンタクタをオンしてパワードライブユニットに内蔵されたコンデンサへのプリチャージを開始し、その後コンデンサの電圧が所定値以上になった時にメインコンタクタをオンし、メインコンタクタをオンした後にプリチャージコンタクタをオフするコンタクタ制御手段と、
プリチャージコンタクタをオンしてから所定時間後に、コンデンサの電圧が所定値以上にならない時に、プリチャージコンタクタを故障と判定するコンタクタ故障検出手段と、
エンジン始動時は前記プリチャージコンタクタの故障検知を禁止する故障検知禁止手段とを有し、
前記プリチャージコンタクタ及び前記メインコンタクタは、前記補助バッテリから電源が供給されてオンすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータとを併用するハイブリッド自動車のモータ制御装置に関し、特に、モータと、このモータに電力を供給するバッテリとの接続をオン、オフするコンタクタの制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド自動車を走行させるために交流モータを駆動するパワードライブユニットには、トランジスタ等のスイッチング素子が内蔵されていて、さらに、このスイッチング素子のオン、オフに伴う電源電圧変動を防止するために、大容量のコンデンサがスイッチング素子と並列に設けられている。バッテリからパワードライブユニットへの電力供給は、コンタクタにより断続するようになっているが、コンタクタのうち、電源供給経路を直結させるメインコンタクタをいきなり接続すると、前記コンデンサの充電のためにメインコンタクタに大電流が流れ、この電流値がメインコンタクタの許容電流値を超えてしまう。そこで、まずは電流制限抵抗と直列に接続されたプリチャージコンタクタをオンし、コンデンサが充電されて、コンデンサの電圧が充分に上昇したときに、コンデンサのプリチャージ完了と判定して、この判定後にメインコンタクタをオンする。なお、コンデンサの電圧が充分上昇したことは、コンタクタの両端の電圧が所定値以下になったこと等から判断する。以上の過程を経て、メインコンタクタによってバッテリからパワードライブユニットへの電源供給経路が直結されたときに、初めてモータが動作可能状態となる。なお、メインコンタクタをオンした後は、プリチャージコンタクタは不要になるので、このプリチャージコンタクタはオフされる。
【０００３】
また、制御装置は、プリチャージコンタクタのオンから所定時間後の、パワードライブユニットの入力端すなわちコンタクタの２次側の電圧により、プリチャージコンタクタの故障を検出する。すなわち、プリチャージコンタクタのオンから所定時間が経過してもコンタクタの２次側の電圧が上がらない場合には、コンタクタの１次側・２次側間の電圧が所定値以上となることが検出され、コンタクタが故障していると判断される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の第１の問題点を図６のタイミング図を参照して説明する。図６は補助バッテリの電圧がコンタクタオン可能電圧を一旦上回ってから低下した場合である。
【０００５】
上記コンタクタは１２Ｖの補助バッテリから電力を供給され、オン、オフする。また、このコンタクタは、補助バッテリから電力を供給されて動作するコンピュータ等の制御装置によって制御される。ところで、エンジンのみを用いた自動車に限らず、ハイブリッド自動車においても、エンジンの始動にはスタータモータを使用するので、スタータオン時に補助バッテリの電圧が低下する場合がある。
【０００６】
制御装置がプリチャージコンタクタへオン指令を出してプリチャージコンタクタをオンした後に、補助バッテリの電圧が上記のような理由で低下すると、補助バッテリの電圧がコンタクタのオン保持電圧（６〜７Ｖ程度）以上あれば、プリチャージコンタクタのオン状態は維持されるので、コンデンサの電圧が上昇してプリチャージが完了するが、プリチャージが完了した時に制御装置がメインコンタクタにオン指令を出しても、補助バッテリの電圧がメインコンタクタのオン電圧（９〜１０Ｖ程度）以下であればメインコンタクタはオフのままである。
【０００７】
制御装置がプリチャージ完了と判定した後にメインコンタクタへオン指令を出すと、この指令と同時に制御装置はプリチャージコンタクタをオフにするが、このとき上記のようにメインコンタクタがオフのままであれば、パワードライブユニット内のコンデンサは放電してしまい、プリチャージ前の状態に戻ってしまう。これは、バッテリからパワードライブユニットへの電源供給経路に、ＤＣ−ＤＣコンバータが接続されていて、このＤＣ−ＤＣコンバータが動作を開始し、コンデンサの電荷がＤＣ−ＤＣコンバータに向かって放電されてしまうためである。その後、制御装置がメインコンタクタへオン指令を出したままで補助バッテリの電圧がコンタクタオン電圧まで回復すると、メインコンタクタがオンするが、プリチャージが完了していない状態なので、メインコンタクタに大電流が流れ、このメインコンタクタが溶着する可能性がある。
【０００８】
また、上記従来技術の第２の問題点を図７のタイミング図を参照して説明する。図７は補助バッテリの電圧がコンタクタオン可能電圧より低い値を推移した場合である。
【０００９】
エンジン始動中にバッテリ電圧が低下すると、制御装置がプリチャージコンタクタへオン指令を出しても、プリチャージコンタクタがオフのままのことがある。これは、補助バッテリの電圧が低下すると、コンタクタの接点部を動かすリレーの保持力が低下するので、補助バッテリの電圧がリレーのオン継続電圧（６〜７Ｖ程度）以下になるとコンタクタがオフしてしまうからである。
【００１０】
また、補助バッテリの電圧が低下すると、制御装置（具体的にはコンピュータ等）がリセットしてコンタクタへのオン指令が消失し、その後補助バッテリの電圧が制御装置の起動電圧（５Ｖ程度）まで復帰して制御装置が再起動すると、再起動後は、制御装置は、コンデンサがプリチャージされる前の状態であると判断するので、コンデンサへのプリチャージを再開するが、コンタクタへオン指令を出した時に、補助バッテリの電圧がコンタクタをオンすることができる最低電圧（９〜１０Ｖ程度）以下であれば、コンタクタをオンできない。従って、制御装置がプリチャージ指令を出してもコンタクタがオフのままとなり、コンタクタの２次側電圧が上昇せず、所定時間後にコンタクタが故障していると誤判断される。
【００１１】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、コンタクタに関するトラブルを防止することを目的とする。詳細には、コンタクタ故障の誤検出を防止し、またメインコンタクタの溶着を防止することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、燃料を燃焼させて車両を走行させるエンジン（実施形態ではエンジン４）と、該エンジンを始動させるためのスタータ（実施形態ではスタータ５）と、該スタータを駆動するための補助バッテリ（実施形態では１２Ｖバッテリ６）と、メインバッテリ（実施形態ではメインバッテリ１）からの電力がパワードライブユニット（実施形態ではパワードライブユニット８）を介して供給されて駆動されるモータ（実施形態ではモータ２）とを有するハイブリッド車両の制御装置であって、メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、プリチャージ抵抗（実施形態では抵抗１０ｃ）を介してメインバッテリとパワードライブユニットを接続するプリチャージコンタクタ（実施形態ではプリチャージコンタクタ１０ｂ）と、メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、メインバッテリとパワードライブユニットを直接接続するメインコンタクタ（実施形態ではメインコンタクタ１０ａ）と、プリチャージコンタクタをオンしてパワードライブユニットに内蔵されたコンデンサ（実施形態ではコンデンサ９）へのプリチャージを開始し、その後コンデンサの電圧が所定値以上になった時にメインコンタクタをオンし、メインコンタクタをオンした後にプリチャージコンタクタをオフするコンタクタ制御手段（実施形態ではモータ制御ユニット１５）と、エンジン始動時にはメインコンタクタへのオン指令を禁止し、エンジン始動後にコンデンサへのプリチャージを再開させるプリチャージ制御手段（実施形態ではモータ制御ユニット１５）とを有し、前記プリチャージコンタクタ及び前記メインコンタクタは、前記補助バッテリから電源が供給されてオンすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。
【００１３】
上記構成によれば、エンジン始動中はコンタクタがオンされないので、エンジン始動中におけるサブバッテリの出力電圧の変動によって、プリチャージコンタクタのオン期間とメインコンタクタのオン期間との間に、プリチャージコンタクタとメインコンタクタとの両方がオンされない期間ができてしまうことを防止することができ、従ってプリチャージなしで、いきなりメインコンタクタをオンすることを防止できる。その結果、発熱によるメインコンタクタの溶着を防止することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、燃料を燃焼させて車両を走行させるエンジンと、該エンジンを始動させるためのスタータと、該スタータを駆動するための補助バッテリと、メインバッテリからの電力がパワードライブユニットを介して供給されて駆動されるモータとを有するハイブリッド車両の制御装置であって、メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、プリチャージ抵抗を介してメインバッテリとパワードライブユニットを接続するプリチャージコンタクタと、メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、メインバッテリとパワードライブユニットを直接接続するメインコンタクタと、プリチャージコンタクタをオンしてパワードライブユニットに内蔵されたコンデンサへのプリチャージを開始し、その後コンデンサの電圧が所定値以上になった時にメインコンタクタをオンし、メインコンタクタをオンした後にプリチャージコンタクタをオフするコンタクタ制御手段と、プリチャージコンタクタをオンしてから所定時間後に、コンデンサの電圧が所定値以上にならない時に、プリチャージコンタクタを故障と判定するコンタクタ故障検出手段（実施形態ではモータ制御ユニット１５）と、エンジン始動時は前記プリチャージコンタクタの故障検知を禁止する故障検知禁止手段（実施形態ではモータ制御ユニット１５）とを有し、前記プリチャージコンタクタ及び前記メインコンタクタは、前記補助バッテリから電源が供給されてオンすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。
【００１５】
上記構成によれば、エンジン始動中はコンタクタがオンされないので、コンタクタ故障検出手段が、エンジン始動中における補助バッテリの電圧低下によってコンタクタがオンされない状態を、コンタクタの故障として誤検出することを防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態であるハイブリッド自動車のモータ制御装置を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態であるハイブリッド自動車のモータ制御装置を含む、ハイブリッド自動車の一種であるパラレルハイブリッド自動車の制御システムの全体構成を示すブロック図である。この図における符号１はメインバッテリであり、このメインバッテリ１の＋側端子１ａおよび−側端子１ｂからは１５０Ｖの電圧が出力される。符号２は、前記メインバッテリ１から供給される電力によって駆動され、自動車を走行させるモータである。このモータ２の回転軸には、このモータ２の回転数を検出するための回転センサ３が連結されている。
【００１７】
符号４は、燃料を燃焼することによって駆動され、自動車を走行させるエンジンである。このエンジン４の回転軸は、前記モータ２の回転軸と連結されていて、モータ２によってエンジン４を補助（アシスト）することが可能となっている。エンジン４の回転軸には、さらに、このエンジン４を始動させるためのスタータ５が連結されている。
【００１８】
なお、前記回転センサ３は、モータ２の回転軸に連結されているが、エンジン４の回転軸とモータ２の回転軸とが連結されているので、エンジン４の回転数を検出することもできる。
【００１９】
モータ２およびエンジン４の駆動力は、オートマチックトランスミッションあるいはマニュアルトランスミッションより成るトランスミッション（図示せず）を介して駆動輪（図示せず）に伝達される。また、自動車の減速時には、駆動輪からモータ２に回転が伝達され、モータ２は発電機として動作し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、変換した電気エネルギーをメインバッテリ１に充電することによってエネルギーを回収する。
【００２０】
前記メインバッテリ１は、自動車をモータ２の駆動力で走行させるときには、モータ２に電力を供給し、自動車を減速させるとき等には、モータ２を発電機として動作させ、発電によって得られた電気エネルギーを充電する。このメインバッテリ１は、複数のセルを直列に接続して１つのモジュールとし、このモジュールをさらに複数直列に接続して高圧電圧（１５０Ｖ）を出力するように構成されている。メインバッテリ１を構成する各モジュールには温度センサ１７が取り付けられている。また、これらのモジュールはバッテリボックスに収納されており、このバッテリボックスにはモジュールを空冷によって冷却するための吸気口と排気口が設けられ、さらに排気口には冷却ファン１８が設けられている。バッテリボックスの吸気口は車内の空気を取り入れることができる位置に設けられ、排気口は冷却ファン１８によって排気される空気を車外に排出することができる位置に設けられている。
【００２１】
符号６は１２Ｖバッテリであり、この１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａおよび−側端子６ｂからは１２Ｖの電圧が出力される。この１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａと−側端子６ｂとの間には、１２Ｖバッテリ６の出力電圧Ｖ３を検出する電圧センサ６ｃが設けられている。また、この１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａには、１２Ｖバッテリ６からの電源供給をオン、オフするためのイグニッションスイッチ２１が接続されている。
【００２２】
符号７は各種の電装品、例えばヘッドライト、デフロスター、エアコン等であり、この電装品７は前記１２Ｖバッテリ６によって駆動される。また、前記スタータ５も、１２Ｖバッテリ６によって駆動される。
【００２３】
前記メインバッテリ１とモータ２との間には、モータ２へ供給する電力の量を制御するためのパワードライブユニット８が設けられている。このパワードライブユニット８は、容量が５２５０μＦのコンデンサ９を内蔵していて、このコンデンサ９は、メインバッテリ１からの２本の配線が接続されたパワードライブユニット８の２つの端子、すなわち＋側端子８ａと−側端子８ｂの間に設けられている。
【００２４】
パワードライブユニット８は、モータ２へ送る電力またはモータ２から取り出す電力の量を制御する。このパワードライブユニット８は、スイッチング素子が２つ直列接続されたものが３つ並列接続された構成を内蔵している。このパワードライブユニット８内部のスイッチング素子は、後述するモータ制御ユニット１５によってオン、オフされ、これによりメインバッテリ１からパワードライブユニット８に供給される直流電流を三相交流電流に変換し、変換した三相交流電流を三相線８ｕ、８ｖ、８ｗを介してモータ２に供給する。これらの３相線８ｕ、８ｖ、８ｗには、これらの３相線８ｕ、８ｖ、８ｗを流れる電流を検出するための電流センサ１９ｕ、１９ｖ、１９ｗが設けられている。
【００２５】
前記メインバッテリ１とパワードライブユニット８との間には、これらの接続をオン、オフするコンタクタ１０が設けられている。このコンタクタ１０は、メインコンタクタ１０ａ、プリチャージコンタクタ１０ｂ、抵抗１０ｃを内蔵している。プリチャージコンタクタ１０ｂと抵抗１０ｃとが直列に接続され、これがメインコンタクタ１０ａと並列に接続されている。プリチャージコンタクタ１０ｂは、前記コンデンサ９を充電する際にオンされ、この充電時には、抵抗１０ｃによって充電電流が制限される。
【００２６】
コンタクタ１０に内蔵されたメインコンタクタ１０ａおよびプリチャージコンタクタ１０ｂの接点部は、このコンタクタ１０に内蔵された電磁石（図示せず）によって動作し、これらの電磁石には前記１２Ｖバッテリ６から電源が供給される。
【００２７】
前記コンタクタ１０とパワードライブユニット８との間には、電圧を変換するためのＤＣ−ＤＣコンバータ１１が接続されている。このＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、前記メインバッテリ１が出力するか、あるいは前記モータ２が発電機として動作するときに出力する１５０Ｖの電圧を１２Ｖの電圧に変換し、変換した電圧を前記１２Ｖバッテリ６や電装品７等に供給する。なお、前記モータ２が発電機として動作するときの出力は、前記パワードライブユニット８を介してＤＣ−ＤＣコンバータ１１に入力される。
【００２８】
前記メインバッテリ１とコンタクタ１０との間には、一次側電流センサ１２ａおよび一次側電圧センサ１２ｂが設けられている。一次側電流センサ１２ａは、メインバッテリ１から取り出されるか、あるいはこのメインバッテリ１に戻される電流を検出する。一次側電圧センサ１２ｂは、メインバッテリ１の＋側端子１ａと−側端子１ｂとの間の電圧を検出する。なお、メインバッテリ１の＋側端子１ａの電位とコンタクタ１０の一次側端子１０ｄの電位とは同一である。
【００２９】
前記コンタクタ１０およびＤＣ−ＤＣコンバータ１１と、パワードライブユニット８との間には、二次側電流センサ１３ａおよび二次側電圧センサ１３ｂが設けられている。二次側電流センサ１３ａは、パワードライブユニット８を経由してモータ２に送られるか、あるいはモータ２からパワードライブユニット８を経由して取り出される電流を検出する。この電流は、前記一次側電流センサ１２ａで検出される電流と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を流れる電流との和となる。二次側電圧センサ１３ｂは、パワードライブユニット８の＋側端子８ａと−側端子８ｂとの間の電圧を検出する。なお、パワードライブユニット８の＋側端子８ａの電位とコンタクタ１０の二次側端子１０ｅの電位とは同一である。
【００３０】
符号１４は、前記メインバッテリ１を制御するためのバッテリ制御ユニットであり、このバッテリ制御ユニット１４は、具体的にはＣＰＵ（中央演算装置）およびメモリによって構成されている。このバッテリ制御ユニット１４には、前記一次側電流センサ１２ａおよび一次側電圧センサ１２ｂの出力が入力されている。また、このバッテリ制御ユニット１４は、メインバッテリ１の残容量を算出する。さらに、このバッテリ制御ユニット１４は、メインバッテリ１の保護のために、このメインバッテリ１に設けられた温度センサ１７の出力を入力し、メインバッテリ１の温度が所定値以下となるように、メインバッテリ１を収納するバッテリボックスに設置された冷却ファン１８を制御する。
【００３１】
符号１５は、前記モータ２を制御するためのモータ制御ユニットであり、このモータ制御ユニット１５は、具体的にはＣＰＵ（中央演算装置）およびメモリによって構成されている。このモータ制御ユニット１５には、前記一次側電流センサ１２ａ、一次側電圧センサ１２ｂ、二次側電流センサ１３ａ、二次側電圧センサ１３ｂ、電流センサ１９ｕ、１９ｖ、１９ｗ、回転センサ３、電圧センサ６ｃの出力が入力されている。また、このモータ制御ユニット１５は、前記メインコンタクタ１０ａ、プリチャージコンタクタ１０ｂ、パワードライブユニット８、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を制御している。
【００３２】
符号１６は、前記エンジン４およびこのエンジン４のスタータ５を制御するためのエンジン制御ユニットであり、このエンジン制御ユニット１６は、具体的にはＣＰＵ（中央演算装置）およびメモリによって構成されている。
【００３３】
なお、前記バッテリ制御ユニット１４、モータ制御ユニット１５、エンジン制御ユニット１６は、ＣＰＵ（中央演算装置）およびメモリによって構成されているが、これらの各制御ユニットは、各制御ユニットの機能を実現するためのプログラムを実行することにより、その機能を実現させる。また、バッテリ制御ユニット１４、モータ制御ユニット１５、エンジン制御ユニット１６は、前記１２Ｖバッテリ６から電源を供給される。また、１２Ｖバッテリ６とモータ制御ユニット１５との間には、モータ制御ユニット１５への電源供給を保持するためのＩＧ保持回路２０が設けられている。
【００３４】
図２は、上記構成からコンタクタ１０に関係する構成のみを抜き出した構成図である。図中の主要な構成を説明する。メインコンタクタ１０ａおよびプリチャージコンタクタ１０ｂを内蔵するコンタクタ１０は、メインバッテリ１と、モータ２へ供給する電力を制御するパワードライブユニット８との間に設けられている。パワードライブユニット３内には、コンデンサ９が設けられている。
【００３５】
コンタクタ１０およびこのコンタクタ１０を制御するモータ制御ユニット１５およびスタータ５には、１２Ｖバッテリ６から電源が供給されている。この１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａと−側端子６ｂとの間には、１２Ｖバッテリ６の出力電圧Ｖ３を検出する電圧センサ６ｃが設けられている。また、１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａには、イグニッションスイッチ２１が接続されている。
【００３６】
コンタクタ１０の一次側端子１０ｄには一次側電圧センサ１２ｂが設けられ、コンタクタ１０の二次側端子１０ｅには二次側電圧センサ１３ｂが設けられている。一次側電圧センサ１２ｂおよび二次側電圧センサ１３ｂの出力は、モータ制御ユニット１５に入力されている。
【００３７】
次に、図３のタイミング図を参照し、上記構成の動作を説明する。ただし、ここで説明する動作の中では、スタータ５を動作させておらず、従って、１２Ｖバッテリ６の出力電圧Ｖ３が、モータ制御ユニット１５やコンタクタ１０の最低動作可能電圧を下回ることはないものとする。
【００３８】
イグニッションスイッチ２１がオンされる以前には、多くの場合、コンデンサ２６の電荷は放電されていて、二次側電圧センサ１３ｂで検出される二次側電圧Ｖ２はほぼ０である。時刻ｔ１で、イグニッションスイッチ２１がオンされると、１２Ｖバッテリ６からモータ制御ユニット１５への電源供給が開始され、このモータ制御ユニット１５が起動する。
【００３９】
すると、時刻ｔ２で、モータ制御ユニット１５は、プリチャージコンタクタ１０ｂをオンする。すると、メインバッテリ１の＋側端子１ａから、抵抗１０ｃ、オンされたプリチャージコンタクタ１０ｂ、パワードライブユニット８の＋側端子８ａを経由して、コンデンサ９に充電電流が流れ込み、この充電電流がコンデンサ９に充電されることによって二次側電圧が上昇する。この上昇のスピードは、抵抗１０ｃの抵抗値とコンデンサ９の容量値とによって決まる。
【００４０】
モータ制御ユニット１５は、プリチャージコンタクタ１０ｂをオンした後、１００ｍｓｅｃ以内に一次側電圧と二次側電圧との差が３７Ｖ以下となれば、メインコンタクタ１０ａをオンする（時刻ｔ３）。そして、メインコンタクタ１０ａのオンから一定時間Ｔ３４が経過した後に、プリチャージコンタクタ１０ｂをオフする。
【００４１】
すなわち、コンデンサ９が放電されていて二次側電圧がほぼ０となっているときには、まずプリチャージコンタクタ１０ｂをオンして徐々にコンデンサ９を充電し、二次側電圧を上昇させ、一次側電圧と二次側電圧との差が充分に小さくなってからメインコンタクタ１０ａをオンして、メインバッテリ１とパワードライブユニット８とを完全に接続する。このような手順を踏むことによって、メインコンタクタ１０ａに過大な電流が流れ、このメインコンタクタ１０ａが溶着することを防止している。
【００４２】
図４は、イグニッションスイッチ２１をオフした場合にもモータ制御ユニット８への電源供給を保持するためのＩＧ保持回路２０の構成を示す回路図である。ＩＧ保持回路２０は、ダイオード２２、２３、ＩＧＨＯＬＤリレー２４を内蔵している。さらに、ＩＧＨＯＬＤリレー２４は、このＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ａと端子２４ｂとの間に接続された電磁石２４ｃと、ＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ｄと端子２４ｅとの間に接続され、前記電磁石２４ｃによって動作する接点部２４ｆとを内蔵している。
【００４３】
１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａは、イグニッションスイッチ２１、ダイオード２２、ＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ａを介して電磁石２４ｃの一端に接続されている。電磁石２４ｃの他端は、ＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ｂを介して接地、すなわち１２Ｖバッテリ６の−側端子６ｂと接続されている。また、モータ制御ユニット１５のＩＧＨＯＬＤ端子１５ａが、ダイオード２３を介してＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ａに接続されている。モータ制御ユニット１５のＩＧＨＯＬＤ端子１５ａからは、ＩＧＨＯＬＤ信号が出力される。
【００４４】
１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａは、ＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ｄを介して接点部２４ｆの一端とも接続されている。接点部２４ｆの他端は、ＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ｅを介してモータ制御ユニット１５と接続されている。この配線は、モータ制御ユニット１５への電源ラインＩＧＡとなっている。
【００４５】
上記ＩＧ保持回路２０の動作を説明する。イグニッションスイッチ２１がオンされると、１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａから、オンされたイグニッションスイッチ２１、ダイオード２２、ＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ａを経由して電磁石２４ｃへ電流が流れ、電磁石２４ｃが磁力を発生する。この磁力によってＩＧＨＯＬＤリレー２４に内蔵された接点部２４ｆがオンし、１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａからモータ制御ユニット１５へ電源が供給される。
【００４６】
モータ制御ユニット１５へ電源が供給されると、このモータ制御ユニット８は起動し、起動後、ＩＧＨＯＤＬ信号を出力する。この出力によってダイオード２３を介して電磁石２４ｃに電流が流れる。この状態で前記イグニッションスイッチ２１がオフされても、モータ制御ユニット１５自身が電磁石２４ｃに電流を供給するので、接点部２４ｆはオンされ続け、モータ制御ユニット１５には電源が供給され続ける。このＩＧ保持回路２０は、イグニッションスイッチ２１をオフした後も、モータ制御ユニット１５を動作させておきたい場合に用いられる。
【００４７】
次に、図５のフローチャートを参照し、本実施形態の全体の動作、すなわちイグニッションスイッチ２１がオンされてから、メインコンタクタ１０ａのオンが完了するまでの動作を説明する。このフローは、イグニッションスイッチ２１がオンされ、モータ制御ユニット１５に電源が投入され、このモータ制御ユニット１５が起動した後に実行される。なお、以下の文中におけるＳ１等の符号はフローチャート中のステップを表している。
【００４８】
まず、ステップＳ１で、モータ制御ユニット１５が、イグニッションスイッチ２１がオンされているか否かを検出する。モータ制御ユニット１５は、イグニッションスイッチ２１がオンされていれば処理をステップＳ２へ進め、イグニッションスイッチ２１がオフされていれば処理をステップＳ１６へ進める。
【００４９】
ステップＳ２では、モータ制御ユニット１５への電源供給をイグニッションスイッチ２１がオフされた場合にも保持するため、モータ制御ユニット１５がＩＧＨＯＬＤ信号を出力し、この出力によってＩＧ保持回路２０が動作し、モータ制御ユニット１５への電源供給が確保される。
【００５０】
次に、ステップＳ３で、モータ制御ユニット１５が、自分自身がメインコンタクタ１０ａにオン指令を出しているかオフ指令を出しているかを判定する。モータ制御ユニット１５は、メインコンタクタ１０ａへオン指令を出していれば処理をステップＳ１３へ進め、メインコンタクタ１０ａへオフ指令を出していれば処理をステップＳ４へ進める。
運転者がイグニッションスイッチ２１をオンにしてモータ制御ユニット１５を起動した時、およびエンジン始動時に１２Ｖバッテリ６の電圧が低下してモータ制御ユニット１５がリセットした後に１２Ｖバッテリ６の電圧が復帰した時は、メインコンタクタ１０ａへの指令はオフになるため、処理をステップＳ４へ進める。以下に説明する所定の手順が完了し、メインコンタクタ１０ａへオン指令を出した時は、処理をステップＳ１３へ進める。
【００５１】
ステップＳ４では、モータ制御ユニット１５が、スタータ５が動作していて、このスタータ５がエンジン４を始動しているか否か、すなわちエンジン始動中であるか否かを検出する。モータ制御ユニット１５は、エンジン始動中であるか否かを、１２Ｖバッテリ６の出力電圧Ｖ３またはエンジン４の回転数によって判定する。
【００５２】
１２Ｖバッテリ６の出力電圧によって判定する場合には、モータ制御ユニット１５は、電圧センサ６ｃによって検出された１２Ｖバッテリ６の出力電圧Ｖ３と所定値とを比較し、１２Ｖバッテリ６の出力電圧Ｖ３が所定値以下であればエンジン始動中であると判断する。
【００５３】
エンジン４の回転数によって判定する場合には、モータ制御ユニット１５は、回転センサ３によって検出されたエンジン４の回転数と所定値とを比較し、エンジン４の回転数が所定値以下であればエンジン始動中であると判断する。
【００５４】
そして、モータ制御ユニット１５は、エンジン始動中であれば処理をステップＳ１２へ進め、エンジン始動中でなければ処理をステップＳ５へ進める。
【００５５】
ステップＳ５では、モータ制御ユニット１５が、自分自身がプリチャージコンタクタ１０ｂへオン指令を出しているかオフ指令を出しているかを判定する。モータ制御ユニット１５は、プリチャージコンタクタ１０ｂへオン指令を出していれば処理をステップＳ８へ進め、プリチャージコンタクタ１０ｂへオフ指令を出していれば処理をステップＳ６へ進める。
【００５６】
ステップＳ６では、モータ制御ユニット１５が、プリチャージコンタクタ１０ｂをオンする。これにより、メインバッテリ１の＋側端子１ａから、抵抗１０ｃ、オンされたプリチャージコンタクタ１０ｂ、パワードライブユニット８の＋側端子８ａを経由してコンデンサ９に電流が流れ込み始め、コンデンサ９への充電（プリチャージ）が開始される。
【００５７】
次に、ステップＳ７で、モータ制御ユニット１５が、このモータ制御ユニット１５内部の「コンタクタＯＮ処理終了フラグ」がセットされているか否かを検出する。モータ制御ユニット１５は、「コンタクタＯＮ処理終了フラグ」がセットされていればこのフローを終了させ、「コンタクタＯＮ処理終了フラグ」がセットされていなければ処理をステップＳ１に戻す。
【００５８】
ステップＳ８では、モータ制御ユニット１５が、プリチャージ時間が所定の制限時間を超えていないかどうかを検出する。モータ制御ユニット１５は、プリチャージ時間が所定の制限時間を超えていれば処理をステップＳ１１へ進め、プリチャージ時間が所定の制限時間を超えていなければ処理をステップＳ９へ進める。
【００５９】
ステップＳ９では、モータ制御ユニット１５が、一次側電圧すなわち一次側電圧センサ１２ｂで検出された電圧Ｖ１と、二次側電圧すなわち二次側電圧センサ１３ｂで検出された電圧Ｖ２とを比較し、これらの電圧の差が所定値（３７Ｖ）以下であるか否かを検出する。モータ制御ユニット１５は、電圧差が所定値以下であれば処理をステップＳ１０へ進め、電圧差が所定値以下でなければ処理をステップＳ７へ進める。
【００６０】
ステップＳ１０では、モータ制御ユニット１５が、メインコンタクタ１０ａをオンし、処理をステップＳ７へ進める。
【００６１】
ステップＳ１１では、モータ制御ユニット１５が、プリチャージコンタクタ１０ｂに異常があると判定し、処理をステップＳ１２へ進める。
【００６２】
ステップＳ１２では、モータ制御ユニット１５が、プリチャージコンタクタ１０ｂをオフし、処理をステップＳ７へ進める。
【００６３】
ステップＳ１３では、モータ制御ユニット１５が、自分自身がプリチャージコンタクタ１０ｂへオン指令を出しているかオフ指令を出しているかを判定する。モータ制御ユニット１５は、プリチャージコンタクタ１０ｂへオン指令を出していれば処理をステップＳ１４へ進め、プリチャージコンタクタ１０ｂへオフ指令を出していれば処理をステップＳ１６へ進める。
【００６４】
ステップＳ１４では、モータ制御ユニット１５が、メインコンタクタ１０ａがオンされてから所定の時間（時間Ｔ３４）が経過したか否かを検出する。モータ制御ユニット１５は、所定の時間が経過していれは処理をステップＳ１２へ進め、所定の時間が経過していなければ処理をステップＳ１５へ進める。
【００６５】
ステップＳ１５では、モータ制御ユニット１５が、このモータ制御ユニット１５内部の「コンタクタ処理ＯＮ処理終了フラグ」をセットし、処理をステップＳ７へ進める。
【００６６】
ステップＳ１６では、モータ制御ユニット１５が、回転センサ３の出力から、モータ回転数Ｎｍが規定値以下であるか否かを検出する。モータ制御ユニット１５は、モータ回転数Ｎｍが規定値以下であれば処理をステップＳ１７へ進め、モータ回転数Ｎｍが規定値以下でなければ処理をステップＳ７へ進める。
【００６７】
ステップＳ１７では、モータ制御ユニット１５が、ＩＧＨＯＬＤ信号の出力を中止し、ＩＧ保持回路２０によるモータ制御ユニット１５への電源自己保持動作を中止させ、処理をステップＳ７へ進める。
【００６８】
ステップＳ１６、Ｓ１７での動作によって、モータ２が規定値以上の回転数で回転しているときには、電源自己保持動作を中止しないようにする。これは以下の理由による。イグニッションスイッチ２１がオフの状態で、モータ２が規定値以上の回転数で回転していて、このモータ２が発電機として動作しているときに電源自己保持動作を中止すると、モータ制御ユニット１５への電源供給が中止され、モータ制御ユニット１５によって制御されているメインコンタクタ１０ａおよびプリチャージコンタクタ１０ｂがオフされる。すると、モータ２が発電を行っている状態でコンタクタ１０がオフされるので、コンタクタ１０を痛める可能性があるからである。
【００６９】
ステップＳ５、Ｓ８、Ｓ１１のフローによって、プリチャージを開始してから所定時間が経過した時に、コンタクタ１０の２次側電圧が上昇していないと、モータ制御ユニット１５はプリチャージコンタクタ１０ｂが故障していると判断する。しかし、エンジン始動中は、ステップＳ１２でモータ制御ユニット１５がプリチャージコンタクタ１０ｂをオフし、またステップＳ４における分岐によって前記ステップＳ１１が実行されることがないので、モータ制御ユニット１５が、プリチャージコンタクタ１０ｂが故障していると誤判断することを防止できる。
【００７０】
また、ステップＳ１０で、モータ制御ユニット１５が、プリチャージが完了してメインコンタクタ１０ａへオン指令を出した時に、エンジン始動により１２Ｖバッテリ６の電圧が低下していて、実際にはメインコンタクタ１０ａをオンできないというケースは、ステップＳ４で、モータ制御ユニット１５が、エンジン始動中であると判定してステップＳ１２の方へ分岐するので防止される。
【００７１】
そして、ステップＳ１２でプリチャージコンタクタ１０ｂへオフ指令を出し、エンジン始動後、１２Ｖバッテリ６の電圧が復帰した時（ステップＳ４の分岐でＮＯとなった時）に再度プリチャージを開始するので、プリチャージが完了していない状態でメインコンタクタ１０ａがオンされることはなく、従ってメインコンタクタ１０ａの溶着が防止できる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、プリチャージコンタクタ故障の誤検出を防止することができる。また、メインコンタクタの溶着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるハイブリッド自動車のモータ制御装置を含む、ハイブリッド自動車の一種であるパラレルハイブリッド自動車の制御システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】コンタクタ１０に関係する構成のみを抜き出した構成図である。
【図３】コンタクタ１０に関係する構成の動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】イグニッションスイッチ２１をオフした場合にもモータ制御ユニット８への電源供給を保持するためのＩＧ保持回路２０の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施形態の全体の動作、すなわちイグニッションスイッチ２１がオンされてから、メインコンタクタ１０ａのオンが完了するまでの動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】従来技術の第１の問題点を説明するためのタイミング図である。
【図７】従来技術の第２の問題点を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
１  メインバッテリ                １ａ  ＋側端子
１ｂ  −側端子                    ２  モータ
３  回転センサ                    ４  エンジン
５  スタータ                      ６  １２Ｖバッテリ
６ａ  ＋側端子                    ６ｂ  −側端子
６ｃ  電圧センサ
７  電装品                        ８  パワードライブユニット
８ａ  ＋側端子                    ８ｂ  −側端子
８ｕ、８ｖ、８ｗ  三相線          ９  コンデンサ
１０  コンタクタ                  １０ａ  メインコンタクタ
１０ｂ  プリチャージコンタクタ    １０ｃ  抵抗（プリチャージ抵抗）
１１  ＤＣ−ＤＣコンバータ        １２ａ  一次側電流センサ
１２ｂ  一次側電圧センサ          １３ａ  二次側電流センサ
１３ｂ  二次側電圧センサ          １４  バッテリ制御ユニット
１５  モータ制御ユニット（コンタクタ制御手段、プリチャージ制御手段、コンタクタ故障検出手段、故障検知禁止手段）
１５ａ  ＩＧＨＯＬＤ端子          １６  エンジン制御ユニット
１７  温度センサ                  １８  ファン
１９ｕ、１９ｖ、１９ｗ  電流センサ
２０  ＩＧ保持回路                ２１  イグニッションスイッチ
２２、２３  ダイオード            ２４  ＩＧＨＯＬＤリレー
２４ａ、２４ｂ、２４ｄ、２４ｅ  端子
２４ｃ  電磁石                    ２４ｆ  接点部
【図１】
0003560876.tif 000002
【図２】
0003560876.tif 000003
【図３】
0003560876.tif 000004
【図４】
0003560876.tif 000005
【図５】
0003560876.tif 000006
【図６】
0003560876.tif 000007
【図７】
0003560876.tif 000008