JP2016100965A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】走行中にシステムメインリレーがオフとなったときに、システムメインリレーの保護を図りつつシステムメインリレーをオンとする。
【解決手段】走行中に何らかの異常でシステムメインリレーがオフとなったときには（ｔ１１）、駆動電圧系電力ラインの電圧ＶＨが電池電圧Ｖｂとなるよう２つのインバータ，昇圧コンバータ，ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し（ｔ１３）、駆動電圧系電力ラインの電圧ＶＨが電池電圧Ｖｂとなった後に正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧをオンとする（ｔ１５）。これにより、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧの保護を図りつつ、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧをオンとすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動車両に関し、詳しくは、走行用のモータと、バッテリと、バッテリが接続された電池電圧系電力ラインとモータが接続された駆動電圧系電力ラインとの間で電圧を変換する昇降圧コンバータと、電池電圧系電力ラインに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、駆動電圧系電力ラインに設けられた第１コンデンサと、電池電圧系電力ラインに設けられた第２コンデンサと、電池系電圧系電力ラインに設けられたシステムメインリレーと、を備える電動車両に関する。

従来、この種の電動車両としては、モータと、メインバッテリと、メインバッテリの出力電圧を昇圧してモータに供給可能な昇圧コンバータと、メインバッテリと昇圧コンバータとの間に接続されたＳＭＲと、モータと昇圧コンバータとを接続する電力ラインに取り付けられた第１コンデンサと、ＳＭＲと昇圧コンバータとを接続する電力ラインに取り付けられた第２コンデンサと、モータや昇圧コンバータ，ＳＭＲを制御するＥＣＵ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）。この電動車両では、外乱等によりＥＣＵがリセットされＳＭＲが解放されたときには、昇圧コンバータをオフした状態でＳＭＲを導通させることにより、モータの逆起電力がＳＭＲに印加されるのを抑制し、ＳＭＲが溶着することを抑制している。

特開２００４−６４８０３号公報

上述の電動車両では、走行中に何らかの異常でＳＭＲがオフとなったときに、制御遅れなどで昇圧コンバータがオフとなるのが遅れると、昇圧コンバータがオフになるまでの間にモータの逆起電力でＳＭＲと昇圧コンバータとを接続する電力ラインの電圧が高くなってしまう。こうした状態でＳＭＲをオンとすると、ＳＭＲに想定以上に大きな電流が流れてしまい、ＳＭＲの保護が図れなくなる。

本発明の電動車両は、走行中にシステムメインリレーがオフとなったときに、システムメインリレーの保護を図りながらシステムメインリレーをオンとすることを主目的とする。

本発明の電動車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の電動車両は、
走行用のモータと、バッテリと、前記バッテリが接続された電池電圧系電力ラインと前記モータが接続された駆動電圧系電力ラインとの間で電圧を変換する昇降圧コンバータと、前記電池電圧系電力ラインに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、前記駆動電圧系電力ラインに設けられた第１コンデンサと、前記電池電圧系電力ラインに設けられた第２コンデンサと、前記電池系電圧系電力ラインに設けられたシステムメインリレーと、を備える電動車両であって、
走行中に前記システムメインリレーがオフとなったときには、前記駆動電圧系電力ラインの電圧および前記電池電圧系電力ラインの電圧と前記バッテリの端子間電圧との差が所定電圧差となるよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、その後に、前記システムメインリレーをオンとする制御手段
を備えることを特徴とする。

本発明の第１の電動車両では、走行中にシステムメインリレーがオフとなったときには、駆動電圧系電力ラインの電圧および電池電圧系電力ラインの電圧と前記バッテリの端子間電圧との差が所定電圧差となるようＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、その後に、システムメインリレーをオンとする。これにより、システムメインリレーをオンとするときにシステムメインリレーに大きな電流が流れることを抑制することができるから、システムメインリレーの保護を図りつつ、システムメインリレーをオンとすることができる。ここで、「所定電圧差」としては、システムメインリレーをオンとしたときに、システムメインリレーに許容される電圧差として予め定めたものとし、値０も含まれるものとする。

こうした本発明の第１の電動車両において、走行中に前記システムメインリレーがオフとなったときには、前記駆動電圧系電力ラインの電圧および前記電池電圧系電力ラインの電圧と前記バッテリの端子間電圧との差が前記所定電圧差となるよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記モータとを制御するものとすることもできる。ＤＣ／ＤＣコンバータおよびモータで消費される電力により、より迅速に駆動電圧系電力ラインの電圧および電池電圧系電力ラインの電圧とバッテリの端子間電圧との差を所定電圧差とすることができるから、より迅速にシステムメインリレーをオンすることができる。この場合において、前記制御手段は、走行中に前記システムメインリレーがオフとなったときには、前記駆動電圧系電力ラインの電圧が前記バッテリの端子間電圧と略同一となるよう前記モータに対して弱め界磁制御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、モータを駆動させることにより、駆動電圧系電力ラインの電圧をバッテリの端子間電圧と略同一にすることができ、ひいては、電池電圧系電力ラインの電圧をバッテリの端子間電圧と略同一にすることができる。これにより、システムメインリレーの保護を図りつつ、システムメインリレーをオンとすることができる。

また、本発明の第１の電動車両において、走行用の動力を出力するエンジンと、第１モータと、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に回転軸が接続された前記走行用のモータとしての第２モータと、を備え、前記制御手段は、走行中に前記システムメインリレーがオフとなったときには、前記駆動電圧系電力ラインの電圧が前記バッテリの端子間電圧と略同一となるよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動すると共に前記第１モータおよび前記第２モータの少なくとも一方に対して弱め界磁制御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、ＤＣ／ＤＣコンバータと第１モータおよび第２モータのうち弱め界磁制御を行なったモータとで消費される電力により、より迅速に駆動電圧系電力ラインの電圧および電池電圧系電力ラインの電圧をバッテリの端子間電圧と略同一の電圧とすることができる。これにより、システムメインリレーの保護を図りつつ、システムメインリレーをオンとすることができる。

本発明の第２の電動車両は、
走行用のモータと、バッテリと、前記バッテリが接続された電池電圧系電力ラインと前記モータが接続された駆動電圧系電力ラインとの間で電圧を変換する昇降圧コンバータと、前記電池電圧系電力ラインに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、前記駆動電圧系電力ラインに設けられた第１コンデンサと、前記電池電圧系電力ラインに設けられた第２コンデンサと、前記電池系電圧系電力ラインに設けられたシステムメインリレーと、を備える電動車両であって、
走行中に前記システムメインリレーがオフとなったときには、前記駆動電圧系電力ラインの電圧および前記電池電圧系電力ラインの電圧と前記バッテリの端子間電圧との差が所定電圧差となるよう前記モータを制御し、その後に、前記システムメインリレーをオンとする制御手段
を備えることを特徴とする。

この本発明の第２の電動車両では、走行中にシステムメインリレーがオフとなったときには、駆動電圧系電力ラインの電圧および電池電圧系電力ラインの電圧とバッテリの端子間電圧との差が所定電圧差となるようモータを制御し、その後に、システムメインリレーをオンとする。これにより、システムメインリレーをオンとするときにシステムメインリレーに大きな電流が流れることを抑制することができるから、システムメインリレーの保護を図りつつ、システムメインリレーをオンとすることができる。ここで、「所定電圧差」としては、システムメインリレーをオンとしたときに、システムメインリレーに許容される電圧差として予め定めたものとし、値０も含まれるものとする。

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。 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において走行中にシステムメインリレー５６がオフとなったときの正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧ，プリチャージ用リレーＳＭＲＰ，電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬ，電池電圧Ｖｂ，モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６，モータＭＧ１，ＭＧ２，昇圧コンバータ５５の時間変化の様子の一例を示す説明図である。 比較例のハイブリッド自動車において走行中にシステムメインリレー５６がオフとなったときの正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧ，プリチャージ用リレーＳＭＲＰ，電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬ，電池電圧Ｖｂ，モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６，モータＭＧ１，ＭＧ２，昇圧コンバータ５５の時間変化の様子の一例を示す説明図である。 昇圧コンバータが５５をオフとした状態でＤＣ／ＤＣコンバータ６６を所定駆動時間Ｔｄの間駆動する変形例のハイブリッド自動車における正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧ，プリチャージ用リレーＳＭＲＰ，電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬ，電池電圧Ｖｂ（一点鎖線），モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６，昇圧コンバータ５５の時間変化の様子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、エンジン２２と、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、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、昇圧コンバータ５５と、コンデンサ５７，５８と、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０と、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６と、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。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能なエンジンとして構成されており、エンジンＥＣＵ２４により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。

プラネタリギヤ３０は、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ている。

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。モータＭＧ１は、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ており、モータＭＧ２は、回転子（回転軸）が駆動軸３６に接続されている。

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。インバータ４１，４２は、モータＥＣＵ４０により制御されている。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池として構成されており、インバータ４１，４２，昇圧コンバータ５５を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりする。バッテリ５０は、バッテリＥＣＵ５２により管理されている。

昇圧コンバータ５５は、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とに接続されており、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っている。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。昇圧コンバータ５５は、モータＥＣＵ４０により制御されている。

コンデンサ５７，５８は、それぞれ駆動電圧系電力ライン５４ａ，電池電圧系電力ライン５４ｂに取り付けられている。コンデンサ５７，５８は、それぞれ駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨ，電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬを平滑している。なお、駆動電圧系電力ライン５４ａには、放電抵抗Ｒｒが接続されている。

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。

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、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５０ａ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５０ｂからの電池電流Ｉｂ（バッテリ５０から放電するときが正の値），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５０ｂ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。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６６は、電池電圧系電力ライン５４ｂに接続されており、電池電圧系電力ライン５４ｂの電力を降圧して図示しない空調装置や低圧バッテリに供給している。ＤＣ／ＤＣコンバータ６６は、ＨＶＥＣＵ７０により制御されている。

システムメインリレー５６は、コンデンサ５８やＤＣ／ＤＣコンバータ６６よりバッテリ５０側で電池電圧系電力ライン５４ｂに接続されており、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。

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、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。

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、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や、エンジン２２の運転を停止して走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行する。

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、バッテリ５０からの電力を昇圧コンバータ５５のリアクトルＬやダイオードＤ５１を介してコンデンサ５７，５８に供給して、コンデンサ５７，５８の電圧を徐々に上昇させてバッテリ５０の電圧に近づけるプリチャージを行なう。これにより、正極側リレーＳＭＲＢに大きな電流が流れるのを抑制しながら、コンデンサ５７，５８の電圧とバッテリ５０の電池電圧Ｖｂとの差が所定電圧差Ｖｄｒｅｆ（例えば、０Ｖ，５０Ｖ，１００Ｖなど）となるまでコンデンサ５７，５８の電圧を上昇させる。ここで、所定電圧差Ｖｄｒｅｆは、正極側リレーＳＭＲＢと負極側リレーＳＭＲＧとをオンとしたときに各リレーに許容される電圧差（各リレーが溶着しない電圧差）として予め定めたものを用いるものとした。そして、コンデンサ５７，５８の電圧とバッテリ５０の電池電圧Ｖｂとが所定電圧差Ｖｄｒｅｆとなったときに、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。これにより、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧに大きな電流が流れるのを抑制しながら、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧをオンとする。こうして、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧをオンした後は、システムを起動してＨＶ走行モードやＥＶ走行モードにより走行する。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、例えば、システムメインリレー５６の正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧ，プリチャージ用リレーＳＭＲＰの各コイルに供給される電圧が瞬断したときやＨＶＥＣＵ７０に供給される電圧が瞬断したときなど、走行中に何らかの異常でシステムメインリレー５６がオフとなったときの動作について説明する。図３は、実施例のハイブリッド自動車２０において走行中にシステムメインリレー５６がオフとなったときの正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧ，プリチャージ用リレーＳＭＲＰ，電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬ，電池電圧Ｖｂ（一点鎖線で示す），モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６，モータＭＧ１，ＭＧ２，昇圧コンバータ５５の時間変化の様子の一例を示す説明図であり、図４は、比較例のハイブリッド自動車において走行中にシステムメインリレー５６がオフとなったときの正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧ，プリチャージ用リレーＳＭＲＰ，電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬ，電池電圧Ｖｂ（一点鎖線で示す），モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６，モータＭＧ１，ＭＧ２，昇圧コンバータ５５の時間変化の様子の一例を示す説明図である。

実施例や比較例のハイブリッド自動車２０では、図３，図４に示すように、走行中に何らかの異常でシステムメインリレー５６がオフとなったときには（ｔ１１），ＨＶＥＣＵ７０は、インバータ４１，４２，昇圧コンバータ５５がオフとなるよう制御信号をモータＥＣＵ４０に送信すると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６をオフとする。制御信号を受信したモータＥＣＵ４０は、インバータ４１，４２，昇圧コンバータ５５をオフとするが、このとき、通信遅れや制御遅れにより、システムメインリレー５６のオフから遅れ（ディレイ）を持ってインバータ４１，４２，昇圧コンバータ５５，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６がオフとなる（ｔ１２）。モータＭＧ２が回生中のときには、こうした昇圧コンバータ５５のディレイにより、モータＭＧ２から昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ５１を介してコンデンサ５７，５８が充電されて、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨと電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬとが共に上昇する。

電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが上昇したときに、インバータ４１，４２，昇圧コンバータ５５，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６をオフとした状態で時間が経過すると、図４の比較例のハイブリッド自動車に示すように、電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが比較的高く維持される。この状態で、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧをオンとすると、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧに比較的大きな電流が流れてしまう。したがって、図４は、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧをオンとしていない。

実施例のハイブリッド自動車では、図３において丸Ａで囲われているように、電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが電池電圧Ｖｂを超えて所定時間ｔｒｅｆ（例えば、電圧センサ５８ａの値が安定し、電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが電池電圧Ｖｂを超えたことを確定できる時間など）が経過したときには（ｔ１３）、昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ５１をオンとして駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨが電池電圧ＶｂとなるようモータＭＧ１，ＭＧ２のｄ軸電流，ｑ軸電流を調整する弱め界磁制御が実行するためにモータＥＣＵ４０に制御信号を送信すると共に、電池電圧系電力ライン５４ｂからの電力でＤＣ／ＤＣコンバータ６６が作動するようにＤＣ／ＤＣコンバータ６６を制御する。制御信号を受信したモータＥＣＵ４０は、昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ５１をオンとすると共に弱め界磁制御が実行されるようインバータ４１，４２を制御する。これにより、コンデンサ５７，５８に蓄電された電力をモータＭＧ１，ＭＧ２，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６で消費するから、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨ，電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬを低下させることができる。しかも、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６で電力を消費するから、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６を作動させずにモータＭＧ１，ＭＧ２のみで電力を消費するものやモータＭＧ１，ＭＧ２で電力消費させずにＤＣ／ＤＣコンバータ６６のみで電力を消費するものと比較すると、迅速に駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨ，電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬを低下させることができる。

こうして駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨ，電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが低下し、電圧ＶＬが電池電圧Ｖｂに至ったときには、インバータ４１，４２，昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ５１がオフとなるよう制御信号をモータＥＣＵ４０に送信すると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６をオフとする（ｔ１４）。制御信号を受信したモータＥＣＵ４０は、インバータ４１，４２，昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ５１をオフとする。

そして、図３において丸Ｂで囲まれているように、インバータ４１，４２，昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ５１，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６をオフとした後は、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧをオンとし（ｔ１５）、その後、ＨＶ走行モードやモータ走行モードによる走行する。正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧをオンとするときには、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨ，電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが共に電池電圧Ｖｂとなっている、すなわち、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨおよび電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬと電池電圧Ｖｂとの差が値０となっているから、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧに大きな電流が流れることを抑制することができる。したがって、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧの保護を図りつつ、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧをオンとすることができる。こうした処理は、車両を停車することなく実行することができるから、利便性の向上を図ることができる。また、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧをオンとする前に上述したシステム起動指示がなされたときのようなコンデンサ５７，５８のプリチャージを行なう必要がないから、速やかに正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧを共にオンとすることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、走行中に何らかの異常でシステムメインリレー５６がオフとなったときには、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨと電池電圧系電力ライン５４ｂとが電池電圧ＶｂとなるようＤＣ／ＤＣコンバータ６６とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御して、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨが電池電圧Ｖｂとなった後に、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧをオンとすることにより、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧの保護を図りつつ、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧをオンとすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが電池電圧Ｖｂを超えて所定時間ｔｒｅｆが経過したときには、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨが電池電圧ＶｂとなるようモータＭＧ１，ＭＧ２とＤＣ／ＤＣコンバータ６６とを駆動するものとしたが、モータＭＧ１とモータＭＧ２とＤＣ／ＤＣコンバータ６６とのうちの少なくとも一つを駆動させればよいから、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６を駆動せずにモータＭＧ１，ＭＧ２のみを駆動するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが電池電圧Ｖｂを超えて所定時間ｔｒｅｆが経過したときには、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨが電池電圧ＶｂとなるようモータＭＧ１，ＭＧ２とＤＣ／ＤＣコンバータ６６とを駆動するものとしたが、電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが電池電圧Ｖｂを超えたときには、所定時間ｔｒｅｆの経過を待たずに、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨが電池電圧ＶｂとなるようモータＭＧ１，ＭＧ２とＤＣ／ＤＣコンバータ６６とを駆動するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが電池電圧Ｖｂを超えて所定時間ｔｒｅｆが経過したときには、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨが電池電圧ＶｂとなるようモータＭＧ１，ＭＧ２とＤＣ／ＤＣコンバータ６６とを駆動するものとしたが、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６を駆動しながら図示しない空調装置を作動するものなど、電池電圧系電力ライン５４ｂに接続された電力を消費できる負荷であるならば如何なるものを作動しても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが電池電圧Ｖｂを超えて所定時間ｔｒｅｆが経過したときには、モータＭＧ１，ＭＧ２を弱め界磁制御するものとしたが、モータＭＧ１のみを弱め界磁制御するものとしてもよい。この場合、モータＭＧ１から出力されるトルクが値０になるようｄ軸電流を調整するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが電池電圧Ｖｂを超えて所定時間ｔｒｅｆが経過したときには、昇圧コンバータが５５をオンとした状態で駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨが電池電圧ＶｂとなるようモータＭＧ１，ＭＧ２とＤＣ／ＤＣコンバータ６６とを駆動する、すなわち、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨと電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬを電池電圧ＶｂとなるようモータＭＧ１，ＭＧ２とＤＣ／ＤＣコンバータ６６とを駆動するものとしたが、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨおよび電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬと電池電圧Ｖｂとの差が所定電圧差Ｖｄｒｅｆ以下となればよいから、例えば、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨおよび電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが電池電圧Ｖｂに所定電圧差Ｖｄｒｅｆを加えた電圧となるようモータＭＧ１，ＭＧ２とＤＣ／ＤＣコンバータ６６とを駆動するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが電池電圧Ｖｂを超えて所定時間ｔｒｅｆが経過したときには、昇圧コンバータが５５をオンとした状態で駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨが電池電圧ＶｂとなるようモータＭＧ１，ＭＧ２とＤＣ／ＤＣコンバータ６６とを駆動するものとしたが、昇圧コンバータ５５をオフとした状態でＤＣ／ＤＣコンバータ６６を予め定めた所定駆動時間Ｔｄの間駆動するものとしてもよい。

図５は、昇圧コンバータが５５をオフとした状態でＤＣ／ＤＣコンバータ６６を所定駆動時間Ｔｄの間駆動する変形例のハイブリッド自動車における正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧ，プリチャージ用リレーＳＭＲＰ，電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬ，電池電圧Ｖｂ（一点鎖線），モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６，モータＭＧ１，ＭＧ２，昇圧コンバータ５５の時間変化の様子の一例を示す説明図である。図５において丸Ｃで囲んでいるように昇圧コンバータ５５をオフとした状態で所定駆動時間ＴｄだけＤＣ／ＤＣコンバータ６６を駆動すると（ｔ２３）、図中丸Ｄで囲んでいるように電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが電池電圧Ｖｂの電圧を下回ることがある。この場合、図中丸Ｅで囲んでいるように、負極側リレーＳＭＲＧをオフとしたまま正極側リレー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５８を充電し（ｔ２４）、電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが電池電圧Ｖｂとなったときに、負極側リレーＳＭＲＧをオンとし、その後、プリチャージ用リレーＳＭＲＰをオフとする。電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬが電池電圧Ｖｂと略同一になったときに、負極側リレーＳＭＲＧをオンとするから、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧに大きな電流が流れることが抑制することができる。これにより、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧの保護を図りつつ、正極側リレーＳＭＲＢ，負極側リレーＳＭＲＧをオンとすることができる。

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，電気自動車などの電動車両の構成としてもよい。

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、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、昇圧コンバータ５５が「昇降圧コンバータ」に相当し、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６が「ＤＣ／ＤＣコンバータ」に相当し、コンデンサ５７が「第１コンデンサ」に相当し、コンデンサ５８が「第２コンデンサ」に相当し、正極側リレーＳＭＲＢと負極側リレーＳＭＲＧとが「システムメインリレー」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、電動車両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、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 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、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、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。

Claims (1)

1. 走行用のモータと、バッテリと、前記バッテリが接続された電池電圧系電力ラインと前記モータが接続された駆動電圧系電力ラインとの間で電圧を変換する昇降圧コンバータと、前記電池電圧系電力ラインに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、前記駆動電圧系電力ラインに設けられた第１コンデンサと、前記電池電圧系電力ラインに設けられた第２コンデンサと、前記電池系電圧系電力ラインに設けられたシステムメインリレーと、を備える電動車両であって、
   走行中に前記システムメインリレーがオフとなったときには、前記駆動電圧系電力ラインの電圧および前記電池電圧系電力ラインの電圧と前記バッテリの端子間電圧との差が所定電圧差となるよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、その後に、前記システムメインリレーをオンとする制御手段
   を備えることを特徴とする電動車両。

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