(57)【要約】【課題】バッテリの電流を検出する電流センサの異常時でもプリチャージの完了判定をより迅速に行なえるようにする。【解決手段】バッテリ電流センサが正常なときには、バッテリ電圧センサからの電池電圧Ｖｂとコンデンサ電圧センサからのコンデンサ電圧ＶＨとの電圧差ΔＶと、バッテリ電流センサからの電池電流Ｉｂと、を用いてコンデンサのプリチャージの完了判定を行なう（Ｓ１４０，Ｓ１５０）。また、バッテリ電流センサが正常でないがリアクトル電流センサが正常なときには、電圧差ΔＶと、リアクトル電流センサからのリアクトル電流ＩＬと、を用いてコンデンサのプリチャージの完了判定を行なう（Ｓ１６０，Ｓ１７０）。【選択図】図３
2015220825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと、走行用のモータと、リアクトルを有し前記バッテリが接続された電池電圧系電力ラインの電力を昇圧してまたは昇圧せずに前記モータが接続された駆動電圧系電力ラインに供給可能な昇圧コンバータと、前記駆動電圧系電力ラインに取り付けられたコンデンサと、前記電池電圧系電力ラインにおける正極側ラインと負極側ラインとのうちの一方に設けられた第１リレーと、前記電池電圧系電力ラインにおける正極側ラインと負極側ラインとのうちの他方に設けられた第２リレーと、前記第２リレーをバイパスするように互いに直列接続されたプリチャージ用リレーおよびプリチャージ用抵抗と、を備える車両であって、
前記バッテリの電流を検出するバッテリ電流センサと、
前記リアクトルの電流を検出するリアクトル電流センサと、
システム起動指示がなされたときに、前記第１リレーと前記プリチャージ用リレーとをオンとして前記コンデンサのプリチャージを行ない、該プリチャージが完了すると前記第２リレーをオンとすると共に前記プリチャージ用リレーをオフとする起動時制御手段と、
を備え、
前記起動時制御手段は、前記バッテリ電流センサが正常なときには、該バッテリ電流センサにより検出される前記バッテリの電流を用いて前記プリチャージの完了判定を行ない、前記バッテリ電流センサが正常でないときには、前記リアクトル電流センサにより検出される前記リアクトルの電流を用いて前記プリチャージの完了判定を行なう手段である、
ことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関し、詳しくは、バッテリと、走行用のモータと、リアクトルを有しバッテリが接続された電池電圧系電力ラインの電力を昇圧してまたは昇圧せずにモータが接続された駆動電圧系電力ラインに供給可能な昇圧コンバータと、駆動電圧系電力ラインに取り付けられたコンデンサと、電池電圧系電力ラインにおける正極側ラインと負極側ラインとのうちの一方に設けられた第１リレーと、電池電圧系電力ラインにおける正極側ラインと負極側ラインとのうちの他方に設けられた第２リレーと、第２リレーをバイパスするように互いに直列接続されたプリチャージ用リレーおよびプリチャージ用抵抗と、を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、走行用のモータと、モータを駆動するインバータと、インバータを介してモータと電力をやりとりするバッテリと、インバータの正極母線と負極母線とに接続された平滑用のコンデンサと、バッテリの正極端子とインバータの正極母線とに介在する第１リレー，抵抗を介してバッテリの正極端子とインバータの正極母線とに介在する第２リレー，バッテリの負極端子とインバータの負極母線とに介在する第３リレーから構成されるシステムメイン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）。この車両では、システム起動が指示されたときに、第２リレーおよび第３リレーをオンとしてコンデンサのプリチャージを開始し、バッテリの電流を検出する電流センサが正常なときには、電流センサからの電流が所定電流未満に至ったときにコンデンサのプリチャージが完了したと判断し、電流センサが異常なときには、バッテリの電圧を検出する電圧センサからの電圧とコンデンサの電圧を検出する電圧センサからの電圧との電圧差が所定電圧差未満に至ったときにコンデンサのプリチャージが完了したと判断し、第１リレーをオンとすると共に第２リレーをオフとする。こうした手法により、電流センサに異常が生じているか否かに拘わらず、コンデンサのプリチャージの完了をより適切に判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６２５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした車両では、コンデンサのプリチャージの開始後に、バッテリの電流が比較的大きい状態で第１リレーをオンとすると、第１リレーや第３リレーに流れる大きな電流によってこれらが溶着するおそれがある。このため、こうした溶着が生じないように、上述の所定電流や所定電圧差を設定する必要がある。電流センサが正常なときには、プリチャージの完了判定に電流センサからの電流（バッテリの電流）を用いるから、その閾値（所定電流）を許容範囲（第１リレーをオンとしたときに第１リレーや第３リレーが溶着しない範囲）内で比較的大きな値にすることができ、プリチャージの完了判定を比較的迅速に行なうことができる。しかしながら、電流センサが異常なときには、プリチャージの完了判定に２つの電圧センサからの電圧差を用いる（電流を用いることができない）から、この電圧差に基づいて、第１リレーをオンとしたときに第１リレーや第３リレーが溶着しないか否かを想定せざるを得ない。このため、その閾値（所定電圧差）を、電流を用いる場合に比して、第１リレーをオンとしたときに第１リレーや第３リレーが溶着しないとより確実に推定可能な値（比較的小さな値）にする必要があり、プリチャージの完了判定に要する時間が長くなっていた。
【０００５】
本発明の車両は、バッテリの電流を検出する電流センサの異常時でもプリチャージの完了判定をより迅速に行なえるようにすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の車両は、
バッテリと、走行用のモータと、リアクトルを有し前記バッテリが接続された電池電圧系電力ラインの電力を昇圧してまたは昇圧せずに前記モータが接続された駆動電圧系電力ラインに供給可能な昇圧コンバータと、前記駆動電圧系電力ラインに取り付けられたコンデンサと、前記電池電圧系電力ラインにおける正極側ラインと負極側ラインとのうちの一方に設けられた第１リレーと、前記電池電圧系電力ラインにおける正極側ラインと負極側ラインとのうちの他方に設けられた第２リレーと、前記第２リレーをバイパスするように互いに直列接続されたプリチャージ用リレーおよびプリチャージ用抵抗と、を備える車両であって、
前記バッテリの電流を検出するバッテリ電流センサと、
前記リアクトルの電流を検出するリアクトル電流センサと、
システム起動指示がなされたときに、前記第１リレーと前記プリチャージ用リレーとをオンとして前記コンデンサのプリチャージを行ない、該プリチャージが完了すると前記第２リレーをオンとすると共に前記プリチャージ用リレーをオフとする起動時制御手段と、
を備え、
前記起動時制御手段は、前記バッテリ電流センサが正常なときには、該バッテリ電流センサにより検出される前記バッテリの電流を用いて前記プリチャージの完了判定を行ない、前記バッテリ電流センサが正常でないときには、前記リアクトル電流センサにより検出される前記リアクトルの電流を用いて前記プリチャージの完了判定を行なう手段である、
ことを特徴とする。
【０００８】
この本発明の車両では、システム起動指示がなされたときに、第１リレーとプリチャージ用リレーとをオンとしてコンデンサのプリチャージを行ない、プリチャージが完了すると第２リレーをオンとすると共にプリチャージ用リレーをオフとする。そして、バッテリ電流センサが正常なときには、バッテリ電流センサにより検出されるバッテリの電流を用いてプリチャージの完了判定を行ない、バッテリ電流センサが正常でないときには、リアクトル電流センサにより検出されるリアクトルの電流（バッテリからリアクトルを介してコンデンサに供給される電流）を用いてプリチャージの完了判定を行なう。したがって、電流センサが正常なときも正常でないときも、プリチャージの完了判定に電流（バッテリの電流やリアクトルの電流）を用いるから、プリチャージの完了判定に用いる閾値（電流の閾値）を許容範囲（第２リレーをオンとしたときに第１リレーや第２リレーが溶着しない範囲）内で比較的大きな値にすることができ、プリチャージの完了判定をより迅速に行なうことができる。なお、第１リレーとプリチャージ用リレーとのオンは、略同時に行なうものとしてもよいし、１つずつ例えば第１リレー，プリチャージ用リレーの順に行なうものとしてもよい。また、第２リレーのオンとプリチャージ用リレーのオフとは、略同時に行なうものとしてもよいし、第２リレー，プリチャージ用リレーの順に行なうものとしてもよい。
【０００９】
こうした本発明の車両において、前記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧センサと、前記コンデンサの電圧を検出するコンデンサ電圧センサとを備え、前記バッテリ電流センサが正常なときには、前記バッテリ電圧センサにより検出される前記バッテリの電圧と前記コンデンサ電圧センサにより検出される前記コンデンサの電圧との電圧差と、前記バッテリ電流センサにより検出される前記バッテリの電流と、を用いて前記プリチャージの完了判定を行ない、前記バッテリ電流センサが正常でないときには、前記電圧差と、前記リアクトル電流センサにより検出される前記リアクトルの電流と、を用いて前記プリチャージの完了判定を行なう手段である、ものとすることもできる。この場合、上述したのと同様に、バッテリの電流やリアクトルの電流をプリチャージの完了判定に用いるから、プリチャージの完了判定に用いる電圧差の閾値を許容範囲内で比較的大きな値にすることができる。
【００１０】
また、本発明の車両において、前記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧センサと、前記コンデンサの電圧を検出するコンデンサ電圧センサとを備え、前記起動時制御手段は、前記バッテリ電流センサおよび前記リアクトル電流センサが共に正常でないときには、前記バッテリ電圧センサにより検出される前記バッテリの電圧と前記コンデンサ電圧センサにより検出される前記コンデンサの電圧との電圧差を用いて前記プリチャージの完了判定を行なう手段である、ものとすることもできる。こうすれば、バッテリ電流センサおよびリアクトル電流センサが共に正常でないときでも、プリチャージの完了判定を行なうことができる。なお、この場合、バッテリの電流やリアクトルの電流をプリチャージの完了判定に用いないから、プリチャージの完了判定に用いる電圧差の閾値を、第２リレーをオンとしたときに第１リレーや第２リレーが溶着しないとより確実に推定可能な値（比較的小さな値）にする必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例としての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。
【図２】モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機系の構成の概略を示す構成図である。
【図３】実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるプリチャージ処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】システム起動指示がなされたときに電流センサ５１ｂが正常でなく電流センサ５５ａが正常な場合の正極側リレーＳＭＲＢ，プリチャージ用リレーＳＭＲＰ，負極側リレーＳＭＲＧ，コンデンサ５７の実際の電圧ＶＨ，リアクトルＬの電流ＩＬの時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例としての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、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリヤが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子（回転軸）がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子（回転軸）が駆動軸３６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４１，４２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成された高電圧バッテリ５０と、インバータ４１，４２が接続された電力ライン（以下、「駆動電圧系電力ライン」という）５４ａと高電圧バッテリ５０が接続された電力ライン（以下、「電池電圧系電力ライン」という）５４ｂとに接続されて駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨを調節すると共に駆動電圧系電力ライン５４ａと電池電圧系電力ライン５４ｂとの間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ５５と、インバータ４１，４２を制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に昇圧コンバータ５５を制御するモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２と、駆動電圧系電力ライン５４ａに取り付けられた平滑用のコンデンサ５７と、電池電圧系電力ライン５４ｂに取り付けられた平滑用のコンデンサ５８と、電池電圧系電力ライン５４ｂに接続されて空調装置６０のコンプレッサ６１を駆動する空調用インバータ６２と、電池電圧系電力ライン５４ｂに接続されて電池電圧系電力ライン５４ｂの電力を降圧して低電圧バッテリ６４や図示しない補機が接続された低電圧系電力ライン５４ｃに供給するＤＣ／ＤＣコンバータ６６と、電池電圧系電力ライン５４ｂにおけるコンデンサ５８や空調用インバータ６２，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６より高電圧バッテリ５０側に設けられたシステムメインリレー５６と、車両全体を制御する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。
【００１４】
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や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が入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の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、エンジン２２のクランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサからの信号に基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。
【００１５】
モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれも、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備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ４１，４２は、図２に示すように、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６と、により構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６は、それぞれ駆動電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータＭＧ１，ＭＧ２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４１，４２に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合を調節することにより、三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。
【００１６】
昇圧コンバータ５５は、図２に示すように、２つのトランジスタＴ５１，Ｔ５２と、トランジスタＴ５１，Ｔ５２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ５１，Ｄ５２と、リアクトルＬと、により構成されている。２つのトランジスタＴ５１，Ｔ５２は、それぞれ駆動電圧系電力ライン５４ａの正極母線，駆動電圧系電力ライン５４ａおよび電池電圧系電力ライン５４ｂの負極母線に接続されている。また、リアクトルＬは、トランジスタＴ５１，Ｔ５２同士の接続点と電池電圧系電力ライン５４ｂの正極母線とに接続されている。したがって、トランジスタＴ５１，Ｔ５２をオンオフすることにより、電池電圧系電力ライン５４ｂの電力を昇圧して駆動電圧系電力ライン５４ａに供給したり、駆動電圧系電力ライン５４ａの電力を降圧して電池電圧系電力ライン５４ｂに供給したりすることができる。
【００１７】
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や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、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センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる相電流，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（駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧）ＶＨ，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（電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧）ＶＬ，昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ５１，Ｔ５２同士の接続点とリアクトルＬとの間に取り付けられた電流センサ５５ａからのリアクトル電流ＩＬ（リアクトルＬ側から接続点側に流れるときが正の値）などが入力ポートを介して入力されており、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、回転位置センサからのモータ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。
【００１８】
システムメインリレー５６は、電池電圧系電力ライン５４ｂの正極母線に設けられた正極側リレーＳＭＲＢと、電池電圧系電力ライン５４ｂの負極母線に設けられた負極側リレーＳＭＲＧと、負極側リレーＳＭＲＧをバイパスするように互いに直列接続されたプリチャージ用リレーＳＭＲＰおよびプリチャージ用抵抗Ｒと、を備える。
【００１９】
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や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、例えば、高電圧バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂや高電圧バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂ（高電圧バッテリ５０から放電するときが正の値），高電圧バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサ５１ｂにより検出されたバッテリ５０の電池電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと温度センサからの電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい許容入出力電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。
【００２０】
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や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、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。ＨＶＥＣＵ７０からは、システムメインリレー５６への制御信号や、空調用インバータ６２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６６への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信可能に接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２１】
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、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される要求トルクＴｒ＊が設定され、エンジン２２の間欠運転を伴って要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される。
【００２２】
また、このハイブリッド自動車２０では、システム起動指示がなされたときには、システムメインリレー５６の正極側リレーＳＭＲＢおよびプリチャージ用リレーＳＭＲＰをオンとしてコンデンサ５７のプリチャージを行なう。正極側リレーＳＭＲＢとプリチャージ用リレーＳＭＲＰとをオンとすることにより、コンデンサ５７に突入電流が印加されるのを抑制しつつコンデンサ５７を充電することができる。なお、正極側リレーＳＭＲＢとプリチャージ用リレーＳＭＲＰとのオンは、略同時に行なうものとしてもよいし、１つずつ例えば正極側リレーＳＭＲＢ，プリチャージ用リレーＳＭＲＰの順に行なうものとしてもよい。正極側リレーＳＭＲＢと負極側リレーＳＭＲＧとがオンとされると、高電圧バッテリ５０からの電力が昇圧コンバータ５５のリアクトルＬやダイオードＤ５１を介してコンデンサ５７に供給される。このとき、コンデンサ５７の電圧（実際の値）は徐々に上昇して高電圧バッテリ５０の電圧（実際の値）に近づき、高電圧バッテリ５０の電流（実際の値）は、プリチャージの開始直後に極大となってから徐々に小さくなる。そして、コンデンサ５７のプリチャージが完了すると、負極側リレーＳＭＲＧをオンとすると共にプリチャージ用リレーＳＭＲＰをオフとする（システムメインリレー５６をオンとする）。これにより、コンデンサ５７の電圧（実際の値）が高電圧バッテリ５０の電池電圧Ｖｂに略等しい電圧まで上昇する。なお、負極側リレーＳＭＲＧのオンとプリチャージ用リレーＳＭＲＰのオフとは、略同時に行なうものとしてもよいし、負極側リレーＳＭＲＧ，プリチャージ用リレーＳＭＲＰの順に行なうものとしてもよい。また、実施例では、このコンデンサ５７の充電時には、モータＭＧ１，ＭＧ２（インバータ４１，４２）や空調用インバータ６２，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６などは駆動しないものとした。
【００２３】
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、コンデンサ５７のプリチャージの完了判定について説明する。図３は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるプリチャージ処理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、システム起動指示がなされたときに実行される。なお、本ルーチンの実行開始時には、正極側リレーＳＭＲＢと負極側リレーＳＭＲＧとプリチャージ用リレーＳＭＲＰとはオフとなっている。
【００２４】
プリチャージ処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、電流センサ５１ｂが正常（使用可能）か否かを示す電池電流センサ状態フラグＦＢや、電流センサ５５ａが正常（使用可能）か否かを示すリアクトル電流センサ状態フラグＦＬなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、電池電流センサ状態フラグＦＢは、バッテリＥＣＵ５２により、電流センサ５１ｂが正常なときには値１が設定され、電流センサ５１ｂが正常でないときには値０が設定されたものを通信により入力するものとした。また、リアクトル電流センサ状態フラグＦＬは、モータＥＣＵ４０により、電流センサ５５ａが正常なときには値１が設定され、電流センサ５５ａが正常でないときには値０が設定されたものを通信により入力するものとした。なお、電流センサ５１ｂや電流センサ５５ａが正常か否かの判定は、例えば、それぞれの結線回路に異常が生じていないか否か（ショートや断線が生じていないか否か）やそれぞれの特性異常が生じていないか否か（オフセット値が許容範囲内か否か），バッテリＥＣＵ５２やモータＥＣＵ４０とＨＶＥＣＵ７０との間で通信異常が生じていないか否かなどを調べることによって行なうことができる。これらの判定方法については、周知であり且つ本発明の中核をなさないことから、これ以上の説明は省略する。
【００２５】
こうしてデータを入力すると、システムメインリレー５６の正極側リレーＳＭＲＢとプリチャージ用リレーＳＭＲＰとをオンとして、コンデンサ５７のプリチャージを開始する（ステップＳ１１０）。
【００２６】
そして、電池電流センサ状態フラグＦＢの値を調べ（ステップＳ１２０）、電池電流センサ状態フラグＦＢが値１のときには、電流センサ５１ｂは正常であると判断し、電圧センサ５７ａからモータＥＣＵ４０を介して通信により入力されるコンデンサ５７の電圧ＶＨと電圧センサ５１ａからバッテリＥＣＵ５２を介して通信により入力される電池電圧Ｖｂと電流センサ５１ｂからバッテリＥＣＵ５２を介して通信により入力される電池電流Ｉｂとを用いてコンデンサ５７のプリチャージが完了したか否かを判定し（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）、プリチャージが完了するのを待って、本ルーチンを終了する。こうしてコンデンサ５７のプリチャージが完了すると、負極側リレーＳＭＲＧをオンとすると共にプリチャージ用リレーＳＭＲＰをオフとする（システムメインリレー５６をオンとする）。この場合、高電圧バッテリ５０の電池電圧Ｖｂとコンデンサ５７の電圧ＶＨとの電圧差ΔＶが閾値ΔＶｒｅｆ１以下に至ると共に電池電流Ｉｂが閾値Ｉｂｒｅｆ以下になったときに、プリチャージの完了を判定するものとした。ここで、閾値Ｉｂｒｅｆは、プリチャージが完了して負極側リレーＳＭＲＧをオンとしたときに正極側リレーＳＭＲＢや負極側リレーＳＭＲＧが溶着しない範囲内の比較的大きな値として定められ、例えば、１Ａや１．５Ａ，２Ａなどの値を用いることができる。また、閾値ΔＶｒｅｆ１は、例えば、電池電圧Ｖｂの定格電圧が２１０Ｖや２２０Ｖ，２３０Ｖなどのときに、９０Ｖや１００Ｖ，１１０Ｖなどの値を用いることができる。
【００２７】
ステップＳ１２０で電池電流センサ状態フラグＦＢが値０のときには、電流センサ５１ｂは正常でないと判断し、リアクトル電流センサ状態フラグＦＬの値を調べ（ステップＳ１３０）、リアクトル電流センサ状態フラグＦＬが値１のときには、電流センサ５５ａが正常（正常）であると判断し、電圧センサ５７ａからモータＥＣＵ４０を介して通信により入力されるコンデンサ５７の電圧ＶＨと電圧センサ５１ａからバッテリＥＣＵ５２を介して通信により入力される電池電圧Ｖｂと電流センサ５５ａからモータＥＣＵ４０を介して通信により入力されるリアクトル電流ＩＬを用いてコンデンサ５７のプリチャージが完了したか否かを判定し（ステップＳ１６０，Ｓ１７０）、プリチャージが完了するのを待って、本ルーチンを終了する。この場合、高電圧バッテリ５０の電池電圧Ｖｂとコンデンサ５７の電圧ＶＨとの電圧差ΔＶが上述の閾値ΔＶｒｅｆ１以下に至ると共にリアクトル電流ＩＬが閾値ＩＬｒｅｆ以下になったときに、プリチャージの完了を判定するものとした。ここで、閾値ＩＬｒｅｆは、上述の閾値Ｉｂｒｅｆと同様に、プリチャージが完了して負極側リレーＳＭＲＧをオンとしたときに正極側リレーＳＭＲＢや負極側リレーＳＭＲＧが溶着しない範囲内の比較的大きな値として定められ、例えば、１Ａや１．５Ａ，２Ａなどの値を用いることができる。
【００２８】
ステップＳ１３０でリアクトル電流センサ状態フラグＦＬが値０のときには、電流センサ５５ａが正常でないと判断し、電圧センサ５７ａからモータＥＣＵ４０を介して通信により入力されるコンデンサ５７の電圧ＶＨと電圧センサ５１ａからバッテリＥＣＵ５２を介して通信により入力される電池電圧Ｖｂとを用いてコンデンサ５７のプリチャージが完了したか否かを判定し（ステップＳ１８０，Ｓ１９０）、プリチャージが完了するのを待って、本ルーチンを終了する。この場合、高電圧バッテリ５０の電池電圧Ｖｂとコンデンサ５７の電圧ＶＨとの電圧差ΔＶが閾値ΔＶｒｅｆ１より小さい閾値ΔＶｒｅｆ２以下に至ったときに、プリチャージの完了を判定するものとした。ここで、閾値ΔＶｒｅｆ２は、プリチャージが完了して負極側リレーＳＭＲＧをオンとしたときに正極側リレーＳＭＲＢや負極側リレーＳＭＲＧが溶着しないとより確実に推定可能な値としてプリチャージ用抵抗Ｒの仕様などに基づいて定められ、例えば、２５Ｖや３０Ｖ，３５Ｖなどの値を用いることができる。
【００２９】
ハイブリッド自動車２０では、高電圧バッテリ５０の電流が比較的大きい状態で負極側リレーＳＭＲＧをオンとすると、高電圧バッテリ５０，正極側リレーＳＭＲＢ，リアクトルＬ，ダイオードＤ５１，コンデンサ５７，負極側リレーＳＭＲＧ，高電圧バッテリ５０の回路を流れる大きな電流により、正極側リレーＳＭＲＰや負極側リレーＳＭＲＧが溶着するおそれがある。このため、こうした溶着が生じないように閾値Ｉｂｒｅｆや閾値ＩＬｒｅｆ，閾値ΔＶｒｅｆ１，ΔＶｒｅｆ２を設定する必要がある。電池電流Ｉｂやリアクトル電流ＩＬをプリチャージの完了判定に用いるときには、負極側リレーＳＭＲＧをオンとしたときに正極側リレーＳＭＲＢや負極側リレーＳＭＲＧが溶着しないか否かを直接的に想定することができるから、閾値Ｉｂｒｅｆや閾値ＩＬｒｅｆについては許容範囲（負極側リレーＳＭＲＧをオンとしたときに正極側リレーＳＭＲＢや負極側リレーＳＭＲＧが溶着しない範囲）内で比較的大きな値を用いることができる。また、これらの場合、電池電流Ｉｂやリアクトル電流ＩＬを用いて適切にプリチャージの完了を判定することができるから、閾値ΔＶｒｅｆ１についても許容範囲内で比較的大きな値を用いることができる。一方、高電圧バッテリ５０の電池電圧Ｖｂとコンデンサ５７の電圧ＶＨとの電圧差ΔＶだけをプリチャージの完了判定に用いる、即ち、電流（電池電流Ｉｂやリアクトル電流ＩＬ）をプリチャージの完了判定に用いないときには、この電圧差ΔＶに基づいて、負極側リレーＳＭＲＧをオンとしたときに正極側リレーＳＭＲＢや負極側リレーＳＭＲＧが溶着しないか否かを想定せざるを得ないから、閾値ΔＶｒｅｆ２を、負極側リレーＳＭＲＧをオンとしたときに正極側リレーＳＭＲＢや負極側リレーＳＭＲＧが溶着しないとより確実に推定可能な値として、比較的小さな値とする必要がある。
【００３０】
以上を踏まえて、実施例では、基本的には、電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂと電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧ＶＨとの電圧差ΔＶと、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂと、を用いてコンデンサ５７のプリチャージの完了判定を行なう。これにより、プリチャージが完了して負極側リレーＳＭＲＧをオンとする際の正極側リレーＳＭＲＢや負極側リレーＳＭＲＧの溶着を抑止可能な範囲内で、比較的迅速にコンデンサ５７のプリチャージの完了を判定することができる。また、空調用インバータ６２やＤＣ／ＤＣコンバータ６６が意図せずに作動する補機異常が生じているときには、高電圧バッテリ５０の電流がコンデンサ５７だけでなく空調用インバータ６２やＤＣ／ＤＣコンバータ６６にも供給されるために補機異常が生じていないときに比してリアクトルＬの電流が小さくなるが、電流センサ５５ａからの電流ＩＬでなく電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂを用いることにより、コンデンサ５７のプリチャージの完了判定をより精度よく行なうことができる。
【００３１】
また、実施例では、電流センサ５１ｂが正常でないときでも、電流センサ５５ａが正常なときには、電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂと電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧ＶＨとの電圧差ΔＶと、電流センサ５５ａからのリアクトル電流ＩＬと、を用いてコンデンサ５７のプリチャージの完了判定を行なう。これにより、電圧差ΔＶだけを用いて（リアクトル電流ＩＬを用いずに）コンデンサ５７のプリチャージの完了判定を行なうものに比して、プリチャージの完了を迅速に判定することができる。
【００３２】
図４は、システム起動指示がなされたときに電流センサ５１ｂが正常でなく電流センサ５５ａが正常な場合の正極側リレーＳＭＲＢ，プリチャージ用リレーＳＭＲＰ，負極側リレーＳＭＲＧ，コンデンサ５７の実際の電圧ＶＨ，リアクトルＬの電流ＩＬの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図中、実線は、電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂと電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧ＶＨとの電圧差ΔＶと、電流センサ５５ａからのリアクトル電流ＩＬと、を用いてプリチャージの完了判定を行なう実施例の様子を示し、一点鎖線は、電流センサ５１ｂおよび電流センサ５５ａが共に正常でないときと同様に（あるいは電流センサ５５ａを備えない場合と同様に）電圧差ΔＶだけを用いてプリチャージの完了判定を行なう比較例の様子を示す。比較例では、プリチャージの完了判定に電流を用いないから、閾値ΔＶｒｅｆ２を比較的小さな値にする必要があり、一点鎖線に示すように、コンデンサ５７のプリチャージの開始から完了判定までの時間（時刻ｔ１〜ｔ３）が比較的長くなっている。一方、実施例では、プリチャージの完了判定に電流（リアクトル電流ＩＬ）を用いるから、閾値ΔＶｒｅｆ１や閾値ＩＬｒｅｆを比較的大きな値にすることができ、実線に示すように、コンデンサ５７のプリチャージの開始から完了判定までの時間（時間ｔ１〜ｔ２）を短縮することができる。
【００３３】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、電流センサ５１ｂが正常なときには、電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂと電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧ＶＨとの電圧差ΔＶと、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂと、を用いてコンデンサ５７のプリチャージの完了判定を行ない、電流センサ５１ｂが正常でないが電流センサ５５ａが正常なときには、電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂと電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧ＶＨとの電圧差ΔＶと、電流センサ５５ａからのリアクトル電流ＩＬと、を用いてコンデンサ５７のプリチャージの完了判定を行なう。したがって、プリチャージの完了判定に電流（電池電流Ｉｂやリアクトル電流ＩＬ）を用いることにより、プリチャージの完了判定に用いる閾値ΔＶｒｅｆ１や閾値ＩＬｒｅｆを比較的大きな値にすることができ、電流センサ５１ｂが正常なときも正常でないときも、プリチャージの完了判定をより迅速に行なうことができる。
【００３４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、電流センサ５１ｂが正常なときには、電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂと電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧ＶＨとの電圧差ΔＶと、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂと、を用いてコンデンサ５７のプリチャージの完了判定を行ない、電流センサ５１ｂが正常でないが電流センサ５５ａが正常なときには、電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂと電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧ＶＨとの電圧差ΔＶと、電流センサ５５ａからのリアクトル電流ＩＬと、を用いてコンデンサ５７のプリチャージの完了判定を行なうものとしたが、これらの場合、電池電圧Ｖｂやコンデンサ５７の電圧ＶＨを用いずに、電池電流Ｉｂまたはリアクトル電流ＩＬだけを用いてコンデンサ５７のプリチャージの完了判定を行なうものとしてもよい。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂと電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧ＶＨとの電圧差ΔＶをプリチャージの完了判定に用いるものとしたが、電圧差ΔＶに代えて、コンデンサ５７の電圧ＶＨをプリチャージの完了判定に用いるものとしてもよい。
【００３６】
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のプリチャージ用リレーＳＭＲＰおよびプリチャージ用抵抗Ｒは、負極側リレーＳＭＲＧをバイパスするように互いに直列接続されるものとしたが、正極側リレーＳＭＲＢをバイパスするように互いに直列接続されるものとしてもよい。
【００３７】
実施例では、エンジン２２とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２と高電圧バッテリ５０と昇圧コンバータ５５とを備えるハイブリッド自動車２０の構成としたが、シリーズハイブリッド自動車や１モータハイブリッド自動車，電気自動車などの構成としてもよい。
【００３８】
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、高電圧バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、昇圧コンバータ５５が「昇圧コンバータ」に相当し、コンデンサ５７が「コンデンサ」に相当し、正極側リレーＳＭＲＢが「第１リレー」に相当し、負極側リレーＳＭＲＧが「第２リレー」に相当し、プリチャージ用リレーＳＭＲＰが「プリチャージ用リレー」に相当し、プリチャージ用抵抗Ｒが「プリチャージ用抵抗」に相当し、電流センサ５１ｂが「バッテリ電流センサ」に相当し、電流センサ５５ａが「リアクトル電流センサ」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０が「起動時制御手段」に相当する。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、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、３０  プラネタリギヤ、３６  駆動軸、３７  デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ  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、５０  高電圧バッテリ、５１ａ  電圧センサ、５１ｂ  電流センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ  駆動電圧系電力ライン、５４ｂ  電池電圧系電力ライン、５４ｃ  低電圧系電力ライン、５５  昇圧コンバータ、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、６０  空調装置、６１  コンプレッサ、６２  空調用インバータ、６４  低電圧バッテリ、６６  ＤＣ／ＤＣコンバータ、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ５１，Ｄ５２  ダイオード、Ｌ  リアクトル、Ｒ  プリチャージ用抵抗、ＳＭＲＢ  正極側リレー、ＳＭＲＧ  負極側リレー、ＳＭＲＰ  プリチャージ用リレー、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ５１，Ｔ５２  トランジスタ。
【図１】
2015220825.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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