JP2015119543A - 車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 駆動/回生用電動機2と、駆動/回生用電動機2に結合された高電圧バッテリ11と、駆動/回生用電動機2と高電圧バッテリ12との間に介装されたメインリレー24と、を有する高電圧バッテリ系と、車両の運転状態に応じてメインリレー24のON/OFFを制御する制御コントローラ17と、事前予測可能な高電圧バッテリ系の状態に基づいて、メインリレー24のONからOFFへの切り替えが必要であるか否かを判定する切り替え要否判定部17aと、を備え、制御コントローラ17は、駆動/回生用電動機2での発電中、切り替え要否判定部17aにより事前予測可能な高電圧バッテリ系の状態に基づきメインリレー24のONからOFFへの切り替えが必要であると判定された場合には、駆動/回生用電動機2の発電を徐々に止める。
【選択図】 図2
Description
ところが、電動機の発電中にリレーがオフされると、高電圧バッテリが高電圧バッテリ系から切り離されることで、電動機の発電電力が行き場を失って高電圧バッテリ系の電圧が急上昇する、いわゆるロードダンプが発生し、電動機が破損するおそれがあった。
本発明の目的は、発電中にリレーをオンからオフに切り替えたときのロードダンプを抑制できる車両の制御装置を提供することにある。
図1は、実施例1のハイブリッド車両の駆動系およびその全体制御システムを示す概略系統図である。図1のハイブリッド車両は、エンジン1および駆動/回生用電動機2(電動機,第1電動機)を動力源として搭載され、エンジン1は、スタータモータ3または始動/発電用電動機4(電動機,第2電動機)により始動する。エンジン1は、Vベルト式の無段変速機5を介して駆動輪6に適宜切り離し可能に駆動結合する。
逆にプライマリプーリ7のプーリV溝幅を大きくしつつ、セカンダリプーリ8のプーリV溝幅を小さくすることで、Vベルト9とプライマリプーリ7との巻き掛け円弧径を小さくすると同時にセカンダリプーリ8との巻き掛け円弧径を大きくする。これにより、バリエータCVTはLow側プーリ比(Low側変速比)へのダウンシフトを行う。Low側変速比へのダウンシフトを限界まで行った場合、変速は最低変速比に設定される。
始動/発電用電動機4は、高電圧バッテリ11の電力によりインバータを介して駆動される。始動/発電用電動機4は、上記のエンジン始動の他に発電機としても機能する。発電時はインバータが、始動/発電用電動機4に発電負荷をかけることにより、始動/発電用電動機4を発電機として作用させ、発電電力を高電圧バッテリ11に充電する。
駆動/回生用電動機2、始動/発電用電動機4および高電圧バッテリ11は高電圧ライン12を介して接続されている。
温度センサ18は、高電圧バッテリ11の温度を検出する。電流センサ19は、高電圧ライン12の電流値を検出する。電圧センサ20は、高電圧ライン12の電圧値を検出する。各センサ18,19,20により検出された温度、電流値および電圧値は、制御コントローラ17へ送られる。
駆動/回生用電動機2および始動/発電用電動機4には、脈動抑制のための平滑コンデンサ21,22が並列に設けられている。リレー回路23は、メインリレー(リレー)24とプリチャージリレー25とを有する。両リレー24,25はいずれもa接点(常開接点)を有する。プリチャージリレー25には、抵抗26が直列に設けられている。高電圧ライン12に接続された駆動/回生用電動機2、始動/発電用電動機4、高電圧バッテリ11およびリレー回路23(メインリレー24、プリチャージリレー25)により高電圧バッテリ系が構成される。また、低電圧ライン13に接続されたスタータモータ3、低電圧バッテリ14および低電圧系負荷15により低電圧バッテリ系が構成される。
制御コントローラ17は、高電圧バッテリ11の温度、高電圧ライン12の電流および電圧を監視し、安全性の観点から、高電圧バッテリ11が高温となったとき、高電圧バッテリ11が過充電状態となったとき、または高電圧ライン12がショート(短絡状態)して過電流状態となったときには、メインリレー24をOFFし、高電圧バッテリ11を高電圧ライン12から切り離す。制御コントローラ17は、各センサ18,19,20により検出された温度、電流値および電圧値に基づき、上記メインリレー24のONからOFFへの切り替えの要否を判定する切り替え要否判定部17a(切り替え要否判定手段)を備える。
ステップS1では、高電圧バッテリ11の温度、高電圧ライン12の電流および電圧を読み込む。
ステップS2では、切り替え要否判定部17aにおいて、メインリレー24の即時OFFが必要であるか否かを判定し、YESの場合にはステップS3,S4へ進み、NOの場合にはステップS9へ進む。ここでは、以下の3条件の少なくとも1つが成立している場合に、メインリレー24の即時OFFが必要であると判定する。
1.温度≧即時OFF温度閾値
2.電流値≧即時OFF電流閾値
3.電圧値≧即時OFF電圧閾値
ここで、各即時OFF閾値は、高電圧ライン12がショートして過電流状態となったことを判定可能な値とする。
ステップS4では、DC/DCコンバータ16を動作させる。
ステップS5では、駆動/回生用電動機2の発電量をダウン(徐々に止める)させる。
ステップS6では、スタータモータ3または始動/発電用電動機4を作動させる。
ステップS7では、クラッチCLを締結させる。
ステップS8では、DC/DCコンバータ16および始動/発電用電動機4を停止させる。
ステップS9では、切り替え要否判定部17aにおいて、メインリレー24のOFFが必要であるか否かを判定し、YESの場合にはステップS10へ進み、NOの場合にはステップS1へ進む。ここでは、以下の3条件の少なくとも1つが成立している場合に、メインリレー24のOFFが必要であると判定する。
1.温度≧OFF温度閾値
2.電流値≧OFF電流閾値
3.電圧値≧OFF電圧閾値
ここで、各OFF閾値は、高電圧バッテリ11が高温状態となること、または高電圧バッテリ11が過充電状態となることが予測可能な値であり、各OFF閾値は、各即時OFF閾値よりも低い値とする。
ステップS11では、エンジン1を始動させる。エンジン1を始動させる方法は任意であり、例えば、スタータモータ3の作動、始動/発電用電動機4の作動、クラッチCLの締結が挙げられる。
ステップS12では、メインリレー24をOFFする。
ステップS13では、メインリレー24の再ONが可能であるか否かを判定し、YESの場合にはステップS14へ進み、NOの場合にはステップS13を繰り返す。ここでは、以下の3条件が全て成立している場合に、メインリレー24の再ONが可能であると判定する。
1.温度≦再ON温度閾値
2.電流値≦再ON電流閾値
3.電圧値≦再ON電圧閾値
ここで、各再ON閾値は、制御ハンチング回避のために、各OFF閾値よりも低い値とする。
ステップS14では、メインリレー24をON(再ON)する。
図4は、実施例1の事前予測可能な高電圧バッテリ系の状態に基づいてメインリレー24のOFFが必要であると判定された場合のタイムチャートである。
時点t1では、イグニッションスイッチがONされたため、メインリレー24がONされる。
時点t2では、温度、電流値または電圧値のいずれかがOFF閾値に達したため、時点t2からt3までの区間では、駆動/回生用電動機2の発電を徐々に止める。
時点t3では、メインリレー24をOFFする。
時点t4では、温度、電流値および電圧値が全てOFF閾値を下回ったため、駆動/回生用電動機2の発電量を復帰させる。
時点t5では、温度、電流値および電圧値が全て再ON閾値まで低下したため、メインリレー24をONする。
時点t1では、イグニッションスイッチがONされたため、メインリレー24がONされる。
時点t2では、温度、電流値または電圧値のいずれかが即時OFF閾値に達したため、メインリレー24をOFFすると同時に、DC/DCコンバータ16を動作させる。また、時点t2からt3までの区間では、駆動/回生用電動機2の発電を徐々に止める。
時点t3では、温度、電流値および電圧値が全てOFF閾値に達する。
時点t4では、温度、電流値および電圧値が全て再ON閾値まで低下したため、メインリレー24をONする。
ここで、例えば下り坂をEVモードで走行している場合など、駆動/回生用電動機2で発電を行っている状態で上記のような現象が発生し、メインリレー24をOFFした場合、高電圧バッテリ11が高電圧ライン12から切り離されることで、駆動/回生用電動機2の発電電力が行き場を失って高電圧ライン12の電圧が急上昇する、いわゆるロードダンプが発生し、駆動/回生用電動機2が破損するおそれがあった。
つまり、実施例1では、高電圧ライン12のショートのように、メインリレー24を即時OFFしなければならない状況を事前に予測できない場合には、メインリレー24のOFFと同時に、DC/DCコンバータ16を動作させることにより、駆動/回生用電動機2の発電電力を低電圧バッテリ系に逃し、低電圧系負荷15で消費させることができる。よって、メインリレー24をONからOFFに切り替えたときのロードダンプを抑制できる。また、高電圧バッテリ11が高電圧ライン12から切り離された後でも低電圧ライン13に電力を供給することができるため、作動中の低電圧系負荷15が停止するのを回避できる。
(1) 駆動/回生用電動機2と、駆動/回生用電動機2に結合された高電圧バッテリ11と、駆動/回生用電動機2と高電圧バッテリ11との間に介装されたメインリレー24と、を有する高電圧バッテリ系と、車両の運転状態に応じてメインリレー24のON/OFFを制御する制御コントローラ17と、事前予測可能な高電圧バッテリ系の状態に基づいて、メインリレー24のONからOFFへの切り替えが必要であるか否かを判定する切り替え要否判定部17aと、を備え、制御コントローラ17は、駆動/回生用電動機2での発電中、切り替え要否判定部17aにより事前予測可能な高電圧バッテリ系の状態に基づきメインリレー24のONからOFFへの切り替えが必要であると判定された場合には、駆動/回生用電動機2の発電を徐々に止める。
このように、メインリレー24のONからOFFへの切り替えが必要となることを事前に予測し、メインリレー24をONからOFFへと切り替える前に発電機の発電量を徐々に低下させて発電を停止させることにより、駆動/回生用電動機2の発電中にメインリレー24をONからOFFに切り替えたときのロードダンプを抑制できるとともに、駆動/回生用電動機2の急激な電圧変動を抑えて車両の減速度が急変することを抑制できる(発電を停止させるに際して、ステップ的に停止させてしまうと、急激な電圧変動が発生して車両の減速度が急変してしまう)。
よって、駆動/回生用電動機2の発電電力を低電圧バッテリ系に逃し、低電圧系負荷15で消費させることにより、メインリレー24をONからOFFに切り替えたときのロードダンプを抑制できる。また、高電圧バッテリ11が高電圧ライン12から切り離された後でも低電圧ライン13に電力を供給することができるため、作動中の低電圧系負荷15が停止するのを回避できる。
よって、駆動/回生用電動機2の発電電力を低電圧バッテリ系に逃し、低電圧系負荷15で消費させることにより、メインリレー24をONからOFFに切り替えたときのロードダンプを抑制できる。また、高電圧バッテリ11が高電圧ライン12から切り離された後でも低電圧ライン13に電力を供給することができるため、作動中の低電圧系負荷15が停止するのを回避できる。
実施例2は、メインリレー制御処理のみ実施例1と相違するため、構成の図示および説明は省略する。
図6は、実施例2の制御コントローラ17によるメインリレー制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、図3に示した実施例1と同じ処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
ステップS21では、始動/発電用電動機4を動作(力行運転)させる。
ステップS22では、始動/発電用電動機4を停止させる。
実施例2では、駆動/回生用電動機2での発電中、ステップS2において、温度、電流値または電圧値が対応する即時OFF閾値に達した場合、すなわち、事前予測不能な高電圧バッテリ系の状態に基づいてメインリレー24の即時OFFが必要であると判定された場合には、ステップS3でメインリレー24をOFFすると共に、ステップS21で始動/発電用電動機4を動作させる。
(4) 高電圧バッテリ系は、エンジン1と接続された始動/発電用電動機4を有し、切り替え要否判定部17aは、事前予測不能な高電圧バッテリ系の状態に基づいて、メインリレー24のONからOFFへの切り替えが必要であるか否かを判定し、制御コントローラ17は、駆動/回生用電動機2での発電中、切り替え要否判定部17aにより事前予測不能な高電圧バッテリ系の状態に基づきメインリレー24のONからOFFへの切り替えが必要であると判定された場合には、メインリレー24をONからOFFに切り替えると共に、始動/発電用電動機4を動作させる。
よって、駆動/回生用電動機2の発電電力を始動/発電用電動機4で消費させることができるため、メインリレー24をONからOFFに切り替えたときのロードダンプを抑制できる。また、エンジン1を始動させることができるため、車両の動力源を駆動/回生用電動機2からエンジン1に切り替えることができ、車両の走行性能を維持できる。
よって、駆動/回生用電動機2の発電電力を始動/発電用電動機4で消費させることができるため、メインリレー24をONからOFFに切り替えたときのロードダンプを抑制できる。エンジン1を始動させることができるため、車両の動力源を駆動/回生用電動機2からエンジン1に切り替えることができ、車両の走行性能を維持できる。
以上、本発目を実施するための形態を、実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
実施例では、駆動/回生用電動機2の発電中にメインリレー24をONからOFFに切り替える場合について説明したが、始動/発電用電動機4の発電中にメインリレー24をONからOFFに切り替える場合についても、本発明を適用でき、実施例と同様の作用効果を得ることができる。この場合、事前予測不能な高電圧バッテリ系の状態に基づいてメインリレー24の即時OFFが必要であると判定された場合には、メインリレー24をOFFする際、DC/DCコンバータ16を動作させる。
2 駆動/回生用電動機(電動機,第1電動機)
3 スタータモータ
4 始動/発電用電動機(電動機,第2電動機)
5 無段変速機
6 駆動輪
7 プライマリプーリ
8 セカンダリプーリ
9 Vベルト
10 ファイナルギヤ組
11 高電圧バッテリ
12 高電圧ライン
13 低電圧ライン
14 低電圧バッテリ
15 低電圧系負荷(電気負荷)
16 DC/DCコンバータ
17 制御コントローラ(リレー制御手段)
17a 切り替え要否判定部(切り替え要否判定手段)
18 温度センサ
19 電流センサ
20 電圧センサ
21 平滑コンデンサ
23 リレー回路
24 メインリレー(リレー)
25 プリチャージリレー
26 抵抗
Claims (5)
- 電動機と、前記電動機に結合された高電圧バッテリと、前記電動機と前記高電圧バッテリとの間に介装されたリレーと、を有する高電圧バッテリ系と、
車両の運転状態に応じて前記リレーのオン/オフを制御するリレー制御手段と、
事前予測可能な前記高電圧バッテリ系の状態に基づいて、前記リレーのオンからオフへの切り替えが必要であるか否かを判定する切り替え要否判定手段と、
を備え、
前記リレー制御手段は、前記電動機での発電中、前記切り替え要否判定手段により前記事前予測可能な前記高電圧バッテリ系の状態に基づき前記リレーのオンからオフへの切り替えが必要であると判定された場合には、前記電動機の発電を徐々に止めることを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1に記載の車両の制御装置において、
車両の電気負荷が結合され、前記高電圧バッテリよりも電圧が低い低電圧バッテリを有する低電圧バッテリ系と、
前記低電圧バッテリ系と前記高電圧バッテリ系との間に介装されたDC/DCコンバータと、
をさらに備え、
前記切り替え要否判定手段は、事前予測不能な前記高電圧バッテリ系の状態に基づいて、前記リレーのオンからオフへの切り替えが必要であるか否かを判定し、
前記リレー制御手段は、前記電動機での発電中、前記切り替え要否判定手段により前記事前予測不能な前記高電圧バッテリ系の状態に基づき前記リレーのオンからオフへの切り替えが必要であると判定された場合には、前記リレーをオンからオフに切り替えると共に、前記DC/DCコンバータを動作させることを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1に記載の車両の制御装置において、
前記電動機は、駆動輪と接続された第1電動機であり、
前記高電圧バッテリ系は、エンジンと接続された第2電動機を有し、
前記切り替え要否判定手段は、事前予測不能な前記高電圧バッテリ系の状態に基づいて、前記リレーのオンからオフへの切り替えが必要であるか否かを判定し、
前記リレー制御手段は、前記第1電動機での発電中、前記切り替え要否判定手段により前記事前予測不能な前記高電圧バッテリ系の状態に基づき前記リレーのオンからオフへの切り替えが必要であると判定された場合には、前記リレーをオンからオフに切り替えると共に、前記第2電動機を動作させることを特徴とする車両の制御装置。 - 電動機と、前記電動機に結合された高電圧バッテリと、前記電動機と前記高電圧バッテリとの間に介装されたリレーと、を有する高電圧バッテリ系と、
車両の電気負荷が結合され、前記高電圧バッテリよりも電圧が低い低電圧バッテリを有する低電圧バッテリ系と、
前記低電圧バッテリ系と前記高電圧バッテリ系との間に介装されたDC/DCコンバータと、
車両の運転状態に応じて前記リレーのオン/オフを制御するリレー制御手段と、
事前予測不能な前記高電圧バッテリ系の状態に基づいて、前記リレーのオンからオフへの切り替えが必要であるか否かを判定する切り替え要否判定手段と、
を備え、
前記リレー制御手段は、前記電動機での発電中、前記切り替え要否判定手段により前記リレーのオンからオフへの切り替えが必要であると判定された場合には、前記リレーをオンからオフに切り替えると共に、前記DC/DCコンバータを動作させることを特徴とする車両の制御装置。 - 駆動輪と接続された第1電動機と、エンジンと接続された第2電動機と、前記第1電動機に結合された高電圧バッテリと、前記第1電動機と前記高電圧バッテリとの間に介装されたリレーと、を有する高電圧バッテリ系と、
車両の電気負荷が結合され、前記高電圧バッテリよりも電圧が低い低電圧バッテリを有する低電圧バッテリ系と、
前記低電圧バッテリ系と前記高電圧バッテリ系との間に介装されたDC/DCコンバータと、
車両の運転状態に応じて前記リレーのオン/オフを制御するリレー制御手段と、
事前予測不能な前記高電圧バッテリ系の状態に基づいて、前記リレーのオンからオフへの切り替えが必要であるか否かを判定する切り替え要否判定手段と、
を備え、
前記リレー制御手段は、前記第1電動機での発電中、前記切り替え要否判定手段により前記リレーのオンからオフへの切り替えが必要であると判定された場合には、前記リレーをオンからオフに切り替えると共に、前記第2電動機を動作させることを特徴とする車両の制御装置。
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