(57)【要約】【課題】高速走行中にインバータがゲート遮断状態となった場合に、モータジェネレータからの逆起電力によるＩＰＭ、コンデンサの破損を防止するために車両を減速させる手段を提供する。【解決手段】ハイブリッド制御装置に、２つインバータのそれぞれのゲート遮断の状態を取得するインバータゲート遮断状態取得手段と、２つのインバータの双方がゲート遮断禁止となっているか否かを判断するインバータゲート遮断状態判定手段と、車両走行状態取得手段と、モータジェネレータからの逆起電力によるＩＰＭ、コンデンサの破損を生じるか否かを判定する車両走行状態判定手段と、マスタシリンダ圧力指令値を取得するマスタシリンダ指令圧力取得手段と、車両の制動を行う車両制動手段とを備える。【選択図】図１
2007191011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと２つのモータジェネレータとの間で動力を分配する動力分配機構と、
２つのモータジェネレータにそれぞれ対応して設けられる２つのインバータと、
２つのインバータをそれぞれ制御するインバータ制御回路と、
を備えるハイブリッド車両の走行を制御するハイブリッド制御装置であって、
各インバータのそれぞれのゲート遮断状態を取得するインバータゲート遮断状態取得手段と、
インバータゲート遮断状態取得手段によって取得されたインバータのゲート遮断状態に基づいて、２つのインバータの双方がゲート遮断となっているか否かを判断するインバータゲート遮断状態判定手段と、
車両走行状態取得手段と、
車両走行状態取得手段によって取得された車両走行状態において、２つのインバータ回路の双方がゲート遮断とされたことによる過剰逆起電力が生じるか否かを判定する車両走行状態判定手段と、
車両走行状態判定手段の結果に基づいて車両の制動のためのマスタシリンダ指令圧力を取得するマスタシリンダ指令圧力取得手段と、
マスタシリンダ指令圧力に基づいて車両の制動を行う車両制動手段と、
を有することを特徴とするハイブリッド制御装置。
【請求項２】
マスタシリンダ指令圧力取得手段は、車速が大きくなるとマスタシリンダ指令圧力が高くなるマスタシリンダ指令圧力カーブから取得する手段であること、
を特徴とする請求項１に記載のハイブリッド制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両のインバータゲート遮断時における部品保護のための車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ハイブリッドシステムは、エンジンと電気モータの２種類の動力源を組み合わせて走行するものをいう。この車両用ハイブリッドシステムには、エンジンで発電機を駆動し、発電した電力によってモータが車輪を駆動するシリーズハイブリッドシステムと、エンジンとモータが車輪を駆動する方式で、二つの駆動力を状況に応じて使うことができるパラレルハイブリッドとこの双方の特徴を組み合わせたシリーズ・パラレルハイブリッドがある。シリーズ・パラレルハイブリッドは、エンジン動力を動力分配機構により分配し、一方で直接車輪を駆動、他方は発電に使用し使用割合を走行状態に応じて制御し、その発電電力でモータを駆動させるため、モータの使用割合がパラレル方式に比べ多くなるものである。発電機、モータは両方の機能を併せ持つモータジェネレータが使用されているが、以下の説明では、主に発電機の機能を果たしているものを第１モータジェネレータ（発電機）、主にモータの機能を果たしているものを、第２モータジェネレータ（モータ）として表す。
【０００３】
図５に示すように、このようなシリーズ・パラレルハイブリッドシステムに用いられているハイブリッド駆動装置１は、動力分配機構２０、第１モータジェネレータ１６（発電機）、第２モータジェネレータ２２（モータ）および減速機３０、３２等で構成されている。エンジンからの動力は、動力分配機構２０により２分され、その出力軸の一方は第２モータジェネレータ２２（モータ）と車輪に、他方は第１モータジェネレータ１６（発電機）に接続され、エンジン１２の動力は機械的なものと電気的なものとの２つの経路によって車輪に伝達される。そして、エンジン１２の回転数と第１モータジェネレータ１６（発電機）および第２モータジェネレータ２２（モータ）の回転数（車速に比例）を無段階に変化させながら増速、減速できるので、従来のガソリンエンジン車のようなトランスミッションは備えていない（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この動力分配機構２０は、遊星歯車（プラネタリーギヤ）によって構成されており、各構成ギヤの比率でエンジン１２のトルクを出力軸１９と第１モータジェネレータ（発電機）に分配している。歯車機構内部のプラネタリーキャリア２０ｃの回転軸は、回転変動を吸収するダンパ装置１４を介してエンジン１２と連結され、ピニオンギヤを通じて外周のリングギヤ２０ｒおよび内側のサンギヤ２０ｓに動力を伝達する。サンギヤの回転軸２４は第１モータジェネレータ（発電機）に連結され、リングギヤ２０ｒの回転軸１８は第２モータジェネレータ２２（モータ）と出力軸１９に直結している。このように、第２モータジェネレータ２２（モータ）によるリングギヤ２２ｒの回転が、減速ギヤ２６、減速機３０、差動装置３４によって構成される駆動ギヤ装置２５を介して車輪５８を駆動する構成となっている。
【０００５】
一方、蓄電装置によって上記のモータジェネレータを駆動あるいはモータジェネレータによって蓄電装置への充電をするために、ハイブリッド車両には図６に示すような電源装置が設けられている。電源装置は、上記の第１モータジェネレータ１６（発電機）、第２モータジェネレータ２２（モータ）を駆動するためのインバータ３６，３７と蓄電装置４０とＤＣ／ＤＣコンバータ３９とコンデンサ３５，３８を有している。二つのインバータは互いに２本の接続線で接続され、この２本の接続線の間にコンデンサ３５が設けられている。そして、これら２本の接続線にはＤＣ／ＤＣコンバータ３９が接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３９にはコンデンサ３８と蓄電装置４０が並列に接続されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
図５、図６を参照してこのようなハイブリッド車両が走行している時の動力と電力の流れについて、説明する。図の中で、動力の流れは黒矢印で示し、電力の流れはハッチングした矢印によって示す。通常走行の時には図６（ａ）に示すように、エンジン１２の動力は動力分配機構２０によって第１モータージェネレータ(発電機)と出力軸１９への出力に分配される。出力軸１９へ分配された出力は駆動ギヤ装置２５を介して車軸３３、車輪５８を駆動し、車両を走行させる。一方、動力分配機構２０によって第１モータジェネレータ１６(発電機)に分配された動力は、第１モータジェネレータ１６(発電機)によって電気エネルギに変換される。変換された電気エネルギは第１モータジェネレータ用のインバータ３６によって一度直流に変換された後、第２モータジェネレータ用のインバータ３７に入力される。第２モータジェネレータ用インバータ３７はこの直流電力を所定の回転数に必要な周波数に変換して第２モータジェネレータ２２に供給する。この時、第１モータジェネレータ１６からの電力が第２モータジェネレータ２２の必要電力に満たないときには不足分の電力は蓄電装置４０から供給され、逆に電力が過剰の時には過剰電力は蓄電装置４０に充電される。第２モータジェネレータ２２は図５に示すリングギヤ２２ｒに直結されており、リングギヤ２２ｒを介して出力軸１９に出力が伝達される。このように出力軸１９には、エンジン１２からの直接の駆動力と第１モータジェネレータ１６及びインバータ３６によって一端電気出力に変換された出力がインバータ３７、第２モータジェネレータ２２から入力され駆動ギヤ装置２５によって車両が駆動される。このようなハイブリッド車両においては、モータジェネレータに生じる誘起電圧により駆動回路が破壊されることがあり、その対策として駆動回路の破壊耐圧量に基づいてモータ回転数の上限を設定し、この上限を超えないようにモータ回転を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１７０５３３号公報
【特許文献２】特開２００４−１１２８８３号公報
【特許文献３】特開２００５−４５９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した動力分配機構２０、第１モータジェネレータ１６（発電機）、第２モータジェネレータ２２（モータ）および駆動ギヤ装置２５などで構成されているハイブリッド駆動装置１を備えるシリーズ・パラレルハイブリッドシステム車両において、定常走行中に何らかの原因でインバータ３６，３７の過電圧が発生した場合には、インバータ３６，３７の保護のためにインバータゲートを遮断し、駆動トルクをゼロとして惰性で車両を一定時間走行させて、電圧が低下した後インバータを正常状態に復帰させるアドバンテージ制御がある。
【０００９】
このような構成の電源装置においては、一方のインバータをゲート遮断して停止させた場合にもう一方のインバータの駆動を継続すれば、コンデンサ３５に直流電力が急速に蓄積されてコンデンサ３５の両端の電圧Ｖｍが急激に上昇あるいは低下により、インバータにおけるスイッチング損失が増大して寿命が低下したり、大電流がＤＣ／ＤＣコンバータ３９のダイオードを介してコンデンサ３５側に流れてＤＣ／ＤＣコンバータ３９が大電流の影響を受けて寿命低下したりするなどの問題が生じる。このためインバータ保護のため両方のインバータ３６，３７とも同時にゲート遮断が行われる。すると、インバータは双方ともゲート遮断の停止状態となり全く機能しない状態となる。
【００１０】
図６（ｂ）に、ハイブリッド車両において、走行中にインバータ過電圧となってゲート遮断で駆動トルクをゼロとして惰性で車両の走行を行っているアドバンテージ制御中の状態を示す。この場合、車両を惰性で走行させるためにエンジン１２は車両駆動出力を出力しない状態となる。そして、第１モータジェネレータ１６はエンジン１２からの入力がなくなると共にインバータ３６の停止によって、電気出力がなくなった状態となり、第２モータジェネレータ２２から出力軸１９への出力もゼロとなる。ところが、車両はある速度で慣性走行しており、図５に示したように第２モータジェネレータ２２は回転軸１８が出力軸１９に直結されていることから、車両の慣性走行によって回転を続けることとなる。すると第２モータジェネレータ２２はインバータ３７に向けて逆起電力を発生する。インバータ３７はゲート遮断されて停止状態となっていることから、この逆起電力はインバータ３７を介して蓄電装置４０に蓄電することができないので、放電抵抗４２から外部に抵抗熱として放出される。この第２モータジェネレータ２２からの逆起電力の大きさは、慣性走行状態であることから車両の速度がインバータゲート遮断前と遮断後であまり変わらないので、インバータゲート遮断前に第１モータジェネレータ１６からインバータを介して第２モータジェネレータ２２に入力されていた電力と略同じ大きさとなる。そして、車両の速度が大きい場合には、この電力も大きくなることから慣性走行に入ったときの第２モータジェネレータ２２からの逆起電力も大きくなり、放電抵抗４２によって消費しきれない電力となる。するとこの過剰電力はコンデンサ３５に蓄えられて高電圧となりインバータ３６，３７にかかり、インバータ３６，３７が過電圧状態となってインバータパワーモジュール（ＩＰＭ）が破損したり、コンデンサ３５，３８が破損したりする問題があった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、高速走行中にインバータがゲート遮断となった場合でも、モータジェネレータからの逆起電力によるコンデンサやインバータパワーモジュール（ＩＰＭ）の破損を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の課題は、エンジンと２つのモータジェネレータとの間で動力を分配する動力分配機構と、２つのモータジェネレータにそれぞれ対応して設けられる２つのインバータと、２つのインバータをそれぞれ制御するインバータ制御回路と、を備えるハイブリッド車両の走行を制御するハイブリッド制御装置であって、各インバータのそれぞれのゲート遮断状態を取得するインバータゲート遮断状態取得手段と、インバータゲート遮断状態取得手段によって取得されたインバータのゲート遮断状態に基づいて、２つのインバータの双方がゲート遮断となっているか否かを判断するインバータゲート遮断状態判定手段と、車両走行状態取得手段と、車両走行状態取得手段によって取得された車両走行状態において、２つのインバータ回路の双方がゲート遮断とされたことによる過剰逆起電力が生じるか否かを判定する車両走行状態判定手段と、車両走行状態判定手段の結果に基づいて車両の制動のためのマスタシリンダ指令圧力を取得するマスタシリンダ指令圧力取得手段と、マスタシリンダ指令圧力に基づいて車両の制動を行う車両制動手段と、を有することによって解決することができる。また、マスタシリンダ指令圧力取得手段は、車速が大きくなるとマスタシリンダ指令圧力が高くなるマスタシリンダ指令圧力カーブから取得する手段であっても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、高速走行中にインバータがゲート遮断となった場合には、モータジェネレータからの逆起電力によるコンデンサやインバータパワーモジュール（ＩＰＭ）の破損を防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１、２、３を参照しながら本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。図１は本発明の構成を示している。背景技術で説明したと同様のハイブリッド駆動装置１はエンジン１２、動力分配機構２０、第１モータジェネレータ１６（発電機）、第２モータジェネレータ２２（モータ）および駆動ギヤ装置２５等を備えている。第１モータジェネレータ１６（発電機）には駆動用のインバータ３６が接続されている。また、第２モータジェネレータ２２（モータ）にも同様に駆動用のインバータ３７が接続されている。これら二つのインバータ回路は互いに２本の電線で接続され、この接続線の中間にコンデンサ３５が設けられ、これら２本の接続線に蓄電装置４０からＤＣ／ＤＣコンバータ３９を介して直流電力が供給されている。
【００１５】
インバータ３６，３７はインバータ制御回路１１によって各モータジェネレータの回転数、トルクがハイブリッド制御装置１０からの指令値となるように制御されている。また、各インバータ３６，３７は駆動状態が正常かどうかの信号をインバータ制御回路１１に出力している。そして、インバータ３６又は３７に過電圧が発生した場合にはインバータ制御回路１１は各インバータ３６，３７にゲート遮断指令を出力し、各インバータのゲートを遮断し停止状態とする。
【００１６】
インバータ制御回路１１は、ハイブリッド制御装置１０から各インバータ制御用の回転数、トルクなどの制御指令値信号が入力され、インバータ制御回路１１からは、各インバータの状態が正常か、ゲート遮断状態かを示す状態信号がハイブリッド制御装置１０に出力される。
【００１７】
一方、ハイブリッド駆動装置１の出力は減速ギヤ２６、減速機３０，３２を介して差動装置３４に伝達され、差動装置３４に接続された車軸３３を介して車輪５８に伝達され、車両を駆動させる。車輪５８にはその回転を停止させるブレーキパッドとブレーキディスクを備えるブレーキ装置５７が設けられている。ブレーキ装置５７は装置駆動用のマスタシリンダ５２に接続され、マスタシリンダ５２の油圧によってブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けることにより車輪５８の制動を行い、車両の減速を行うようになっている。マスタシリンダ５２の駆動油圧は油圧制御装置５０によって制御されており、油圧制御装置５０にはハイブリッド制御装置１から油圧指令信号が入力される。また、車両には車輪の回転数から車速を測定する速度検出器５４が設けられ、速度検出器５４からの信号は、ハイブリッド制御装置１０に入力される。記憶装置１３には車速とマスタシリンダ５２の圧力指令値との関係を規定するマスタシリンダ指令圧力カーブ（図３）がデータとして記憶されている。
【００１８】
ハイブリッド制御装置１０はインバータ制御回路１１から各インバータのゲート遮断状態信号を取得するインバータゲート遮断状態取得手段１０１とインバータが双方ゲート遮断状態かを判定するインバータゲート遮断状態判定手段１０２と車両の走行状態を取得する車両走行状態取得手段１０３と車両の走行状態を判定する車両走行状態判定手段１０４とブレーキ装置５７のマスタシリンダ５２の油圧指令値を記憶装置１３から取得するマスタシリンダ指令圧力取得手段１０５と車両の制動指令を出力する車両制動手段１０６とを備えている。
【００１９】
次に本発明のハイブリッド制御装置の動作について、図１〜４を参照しながら説明する。
（１）ハイブリッド車両が通常の高速走行を行っているときには、第１モータジェネレータ１６からの逆起電力Ｗｒ（発電電力）がインバータへ逆起電力として入力されている（図４（ａ））のｔ１以前）。各インバータ３６，３７は正常に動作し異常信号は出力されていない。
（２）インバータ３６，３７のいずれか一方のインバータに過電圧がかかるとインバータからインバータ制御回路１１に過電圧信号が出力される。
（３）インバータ制御回路１１は過電圧によって双方のインバータのゲートを遮断させる（図４（ｂ）ｆからｇ）と共に、各インバータがゲート遮断状態となった信号をハイブリッド制御装置１０に出力する。この信号は、ハイブリッド制御装置１０のインバータゲート遮断状態取得手段１０１によってハイブリッド制御装置１０に取得される（図２、ステップＳ１１）。この時、第１モータジェネレータ１６からの逆起電力は無くなり、第２モータジェネレータ２２からの逆起電力がインバータにかかってくる（図４（ａ））のｔ１以降）。すると、図４のＷｄ以下の一部の電力（右下下がりの斜線部分）は放電抵抗４２によって、放出されるが、残りの部分は放電抵抗４２で放出されず、コンデンサ３５に蓄電されたり、高圧の電圧がインバータ３６，３７にかかってくる（図４（ａ））のｂからｃ）。
（４）ハイブリッド制御装置１０は、インバータゲート遮断状態取得手段１０１によって取得した信号に基づいて、インバータゲート遮断状態判定手段１０２によって、双方のインバータがゲート遮断状態であるかを判定する。（図２、ステップＳ１２）。
（５）双方のインバータが共にゲート遮断状態でない場合には、再度インバータゲート遮断状態信号を取得する（図２、ステップＳ２１）。
（６）双方のインバータがゲート遮断状態であると判断された場合には、ハイブリッド制御装置１０は、車両走行状態取得手段１０３によって、速度検出器５４からの信号に基づいた車速の絶対値を車両の走行状態として取得する（図２、ステップＳ１３）。
（７）ハイブリッド制御装置１０は車両走行状態判定手段１０４によって、取得した車速の絶対値を図４（ｄ）の所定の速度値Ｖｏと比較し、車速の絶対値が所定の速度値Ｖｏよりも大きい場合にはモータジェネレータからの逆起電力によるコンデンサやインバータパワーモジュール（ＩＰＭ）の破損が発生すると判断する。車速の絶対値が所定の速度値Ｖｏよりも小さい場合にはモータジェネレータからの逆起電力によるコンデンサやインバータパワーモジュール（ＩＰＭ）の破損は発生しないものと判断し、再度車両走行状態を取得する（図２、ステップＳ１４、Ｓ２３）。
（８）破損が発生すると判断されるとハイブリッド制御装置１０はマスタシリンダ指令圧力取得手段１０５によって、車両走行状態判定手段１０４によって取得した車速に基づいたマスタシリンダ５２の油圧指令値を記憶装置１３のマスタシリンダ指令圧力カーブから取得する（図２、ステップＳ１５）。マスタシリンダ指令圧力カーブは図３に示すように、所定の速度値Ｖｏになると初期値（図３のｗとｘ）が設定され、速度が高いほど圧力が高くなるようなカーブで、高速ほど大きな制動がかかるようになっている（図３のｘからｙ）。そしマスタシリンダ圧力指令値はマスタシリンダ５２の上限値に達すると一定となる（図３のｙとｚ）。
（９）ハイブリッド制御装置１０の車両制動手段１０６は車両制動のために、取得したマスタシリンダ圧力指令値を油圧ブレーキのマスタシリンダ５２の圧力指令値として油圧制御装置５０に出力する（図２、ステップＳ１６、図４（ｃ）ｋからｌ）。
（１０）油圧制御装置５０は油圧マスタシリンダ圧力を指令値まで上昇させ、これによってブレーキ装置５７を駆動して車両が減速される（図４（ｃ）ｌからｍ、（ｄ）ｑからｒ）。
（１１）車速が減速されるに伴い、第２モータジェネレータからの逆起電力も低下する（図４（ａ）ｂからｃ）。
（１２）車速が所定の速度値Ｖｏ以下となってモータジェネレータからの逆起電力によるコンデンサやインバータパワーモジュール（ＩＰＭ）の破損は発生しない状態となると減速指令値は低下し、制動動作が終了する。（図４（ｃ）ｍからｎ）
【００２０】
このように、本発明によるハイブリッド制御装置は、高速走行中にインバータがゲート遮断となった場合でも、モータジェネレータからの逆起電力によるコンデンサやインバータパワーモジュール（ＩＰＭ）の破損を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態の構成図である。
【図２】本発明の実施形態フローチャートである。
【図３】本発明の実施形態のマスタシリンダ指令圧力値カーブである。
【図４】本発明の実施形態の動作説明図である。
【図５】ハイブリッド駆動機構装置の説明図である。
【図６】ハイブリッド車両の動力と電力の流れを示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ハイブリッド駆動装置、１０  ハイブリッド制御装置、１１  インバータ制御回路、１２  エンジン、１３  記憶装置、１４  ダンパ装置、１６  第１モータジェネレータ、１８  回転軸、１９  出力軸、２０  動力分配機構、２０ｃ  キャリア、２０ｓ  サンギヤ、２０ｃ  プラネタリーキャリア、２０ｒ，２２ｒ  リングギヤ、２２  第２モータジェネレータ、２４  回転軸、２５  駆動ギヤ装置、２６  減速ギヤ、  ３０，３２  減速機、３３  車軸、３４  差動装置、３５  コンデンサ、３６，３７  インバータ、３８  コンデンサ、３９  ＤＣ／ＤＣコンバータ、４０  蓄電装置、４２  放電抵抗、５０  油圧制御装置、５２  マスタシリンダ、５４  速度検出器、５７  ブレーキ装置、５８  車輪、１０１  インバータゲート遮断状態取得手段、１０２  インバータゲート遮断状態判定手段、１０３  車両走行状態取得手段、１０４  車両走行状態判定手段、１０５  マスタシリンダ指令圧力取得手段、１０６  車両制動手段、Ｓ１０〜Ｓ２３  ステップ、Ｖｏ  速度値、Ｖｍ  電圧、Ｗｒ、Ｗｄ  電力。
【図１】
2007191011.tif 000003
【図２】
2007191011.tif 000004
【図３】
2007191011.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007191011.tif 000007
【図６】
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