JP2005229665A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両において、補機バッテリの劣化と補機のダイアグをともに正確に実行する。
【解決手段】ハイブリッド車両のマスタ制御部２７０は、イグニッションＩＧがオンされた状態において、補機バッテリ１９８の電圧ＶＣＥを監視して劣化しているか否かを判定するとともに、レゾルバ１４４等の補機のダイアグを実行する。補機のダイアグ確定時間が補機バッテリ１９８の劣化判定時間Ｔよりも短い場合には、補機バッテリ１９８に劣化の傾向がある時点でダイアグ確定時間を判定時間Ｔよりも長くなるように延長し、補機バッテリ１９８の電圧低下によるダイアグ誤判定を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置、特に補機が正常に動作するか否かを診断する機能を備える装置に関する。

ハイブリッド車両には高圧バッテリの他に補機バッテリを備え、前照灯やウインドウモータ等の補機に電力を供給する。エンジンのみを搭載する車両においては、エンジン始動時にバッテリ（ハイブリッド車両における補機バッテリに相当）からの電力によりセルモータを駆動しクランキングするため、エンジン始動時の異常によりバッテリの劣化を判断することが可能であるが、ハイブリッド車両においては高圧バッテリによりエンジンを始動するため、エンジン始動時には補機バッテリの状態を把握することができない。

そこで、下記に示す従来技術では、エンジン始動時に補機バッテリからパワーウインドウモータにロック電流を供給し、このときの電圧を検出し、所定時間内の電圧低下がしきい値より大きい場合に補機バッテリが劣化していることを検出している。

特開平１０−２２４９０４号公報

一方、ハイブリッド車両においては、補機を含む各種部品が正常に動作するか否かを検出（診断）するダイアグ機能を備えたものがあり、イグニッションＩＧのＯＮ時にこれらの部品が正常に動作することを確認した上で制御を行っている。

ところが、これらの部品の中には、高圧系の部品等フェールセーフ上極めて短時間に診断を行う必要のある部品も存在し、当該部品のダイアグに要する時間ｔが補機バッテリの電圧低下を検出するために要する時間Ｔよりも短い場合、当該部品自体が故障しているためにダイアグ結果が「異常」となるのか、あるいは当該部品自体は正常であるが補機バッテリが劣化しているためにその結果としてダイアグ結果が「異常」となるかを識別することができない問題があった。

すなわち、補機バッテリからの電力により動作する部品の場合、補機バッテリの電圧低下を検出した場合に当該部品のダイアグをマスキングすることで低電圧が原因で誤動作する部品のダイアグの誤検出を防止することが可能であるが、補機バッテリの電圧低下を確定的に検出するために要する時間（例えば１００ｍｓ）より短い時間（例えば５０ｍｓ）においてダイアグを行う必要のある部品の場合には上記のようにマスキングできず、当該部品自体は正常に機能し得るものの補機バッテリの低電圧のために誤って異常とダイアグ判定されてしまう。

本発明の目的は、補機バッテリの電圧低下を検出するとともに、補機のダイアグを正確に実行することができる装置を提供することにある。

本発明は、ハイブリッド車両の補機に電力を供給する補機バッテリの電圧低下を検出する手段と、前記補機が正常に動作するか否かを検出する手段とを有するハイブリッド車両の制御装置であって、前記補機バッテリの電圧低下を検出するために要する時間Ｔに対し、前記補機が正常に動作するか否かを検出するために要する時間ｔが短い場合に、前記時間ｔを前記時間Ｔよりも長くなるように変更する調整手段を有する。

また、本発明は、ハイブリッド車両の補機に電力を供給する補機バッテリの電圧低下を検出する手段と、前記補機が正常に動作するか否かを検出する手段とを有するハイブリッド車両の制御装置であって、前記補機バッテリの電圧低下を確定的に検出するために要する時間Ｔに対し、それよりも短い時間ΔＴにおいて前記補機バッテリが少なくとも正常ではないことを検出する手段と、前記補機バッテリが少なくとも正常ではないことが検出された場合であって、前記補機が正常に動作するか否かを検出するために要する時間ｔが前記時間Ｔよりも短い場合に、前記時間ｔを前記時間Ｔよりも長くなるように変更し、前記補機バッテリが正常であることが検出された場合には前記時間ｔを維持する調整手段を有する。ここで、前記調整手段は、前記時間ｔを前記時間Ｔよりも長くなるように変更した後に、前記補機バッテリの正常が検出された場合には、変更前の時間ｔに再変更してもよい。

本発明では、補機バッテリの電圧低下を検出して劣化を判定する処理と、補機が正常に動作するか否かを検出（診断：ダイアグ）する処理を実行するシステムにおいて、補機バッテリの電圧低下を検出するために要する時間Ｔよりも短いダイアグ時間を有する補機に対し、補機バッテリが正常ではない、すなわち補機バッテリの電圧が低下し劣化していると確定的に判定する前に、補機バッテリの電圧が低下傾向にあることを検出した時点において当該補機のダイアグ時間を時間Ｔよりも長くなるように変更する。これにより、当該補機に対しては、補機バッテリの電圧低下（劣化）が検出される前にダイアグを実行し、当該補機自体は正常に機能するにもかかわらずダイアグ結果が異常となる誤判定を防止することができる。

なお、本発明では補機バッテリの電圧低下を検出するために要する時間Ｔはそのまま維持されるため、補機バッテリの劣化を従来と同様に正確に検出することができる。また、補機のダイアグ時間ｔが時間Ｔよりも長く変更されるのは、ダイアグ時間ｔが時間Ｔよりも短い補機であり、その他の補機、例えばハイブリッド車両の低圧系の補機についてはダイアグ時間はそのまま維持される。

本発明によれば、補機バッテリの電圧低下（劣化）を検出できるとともに、補機バッテリの電圧低下が原因で生じるダイアグ誤判定を防止し、補機のダイアグを正確に実行することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

まず、ハイブリッド車両の全体構成について簡単に説明し、次に、補機のダイアグ制御について説明する。

図１には、ハイブリッド車両の全体構成が示されている。ハイブリッド車両は、エンジン１５０及び２個のモータ／ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１，２を備える。

エンジン１５０はエンジンＥＣＵ２４０からの指令により制御され、クランクシャフト１５６を回転駆動する。

Ｍ／Ｇ１，２は、外周面に永久磁石を有するロータ１３２，１４２と、回転磁界を生成する三相コイル１３１，１４２と、ステータ１３３，１４３を備える。ステータ１３３，１４３はケース１１９に固定される。三相コイル１３１，１４１は、それぞれ駆動回路１９１，１９２を介して高圧（ＨＶ）バッテリ１９４に接続される。

エンジン１５０とＭ／Ｇ１，２の回転軸は、プラネタリギア１２０を介して機械的に結合される。プラネタリギア１２０は、サンギア１２１と、リングギア１２２と、プラネタリピニオンギア１２３を有するプラネタリキャリア１２４から構成される。エンジン１５０のクランクシャフト１５６はダンパ１３０を介してプラネタリキャリア軸１２７に結合され、Ｍ／Ｇ１のロータ１３２はサンギア軸１２５に結合され、Ｍ／Ｇ２のロータ１４２はリングギア軸１２６に結合される。リングギア１２２の回転は、チェーンベルト１２９とデファレンシャルギア１１４を介して車軸１１２及び車輪１１６Ｒ、１１６Ｌに伝達される。

高圧バッテリ１９４は、メインＥＣＵ２１０内のマスタ制御部２７０により開閉制御されるシステムメインリレーＳＭＲを介して駆動回路１９１，１９２等の高電圧系に接続され、高電圧を供給する。 駆動回路１９１，１９２は、各相毎にスイッチングトランジスタを１対ずつ備えたインバータであり、メインＥＣＵ２１０内のモータ制御部２６０により制御される。駆動時には高圧バッテリ１９４からの直流電力は駆動回路１９１，１９２により交流電力に変換されてＭＧ１，ＭＧ２に供給され、回生時にはＭ／Ｇ１，２からの回生電力を直流電力に変換して高圧バッテリ１９４を充電する。

高圧バッテリ１９４とＭ／Ｇ１，２は、コンバータ２５２を介して補機バッテリ１９８に接続される。Ｍ／Ｇ１，２により発電された電圧、あるいは高圧バッテリ１９４からの高電圧はコンバータ２５２により低電圧（１２Ｖ）に変換されて補機バッテリ１９８に供給され、補機バッテリ１９８を充電する。

補機バッテリ１９８の出力側にはリレー１９７が接続され、メインＥＣＵ２１０や各種センサ等の補機にはこのリレー１９７を介して１２Ｖの電源電圧Ｖｃｃが供給される。リレー１９７は、イグニッションセンサ１６９からの信号ＩＧを受けて作動する。また、補機バッテリ１９８には電圧センサ１９９が設けられ、検出した電圧信号ＶＣＥをマスタ制御部２７０に供給する。マスタ制御部２７０は、この電圧信号ＶＣＥを監視することで補機バッテリ１９８の状態、すなわち劣化の状態を監視する。

制御システム２００は、車両全体の制御を行うための各種センサを有し、例えばアクセルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ１６５，シフトレバーの位置を検出するシフトポジションセンサ１６７，ブレーキの踏み込み圧を検出するブレーキセンサ１６３，高圧バッテリ１９４の充電状態を検出するバッテリセンサ１９６，ＭＧ１，２の回転数を検出するための回転数センサ（レゾルバ）１４４等を有する。ブレーキＥＣＵ２２０は、ブレーキセンサ１６３からのブレーキ圧に基づいて油圧ブレーキとＭＧ２による回生制動とのバランスを調整する。

なお、ハイブリッド車両のより詳細な構成及び動作については、特開２００１−３２０８０７号公報などに記載されている。

このような構成において、マスタ制御部２７０は、イグニッションＩＧがＯＮされてリレー１９７がＯＮとなり、電源電圧Ｖｃｃの供給を受けると、補機バッテリ１９８が劣化しているか否かを判定するとともに、レゾルバや電流センサ等の補機のダイアグを実行する。

図２には、マスタ制御部２７０の処理フローチャートが示されている。まず、イグニッションＩＧがＯＮされると、ダイアグを実行すべく各種の補機に通電して補機電圧を監視する（Ｓ１０２）。次に、補機バッテリ１９８の電圧ＶＣＥを監視し、しきい電圧を超えているか否かを判定する（Ｓ１０３）。この判定は、補機バッテリ１９８が少なくとも正常ではない、すなわち劣化の傾向があるか否かを判定する処理である。既述したように、補機バッテリ１９８の電圧低下が所定時間Ｔ（例えば１００ｍｓ）継続している場合に補機バッテリ１９８は劣化していると確定的に判定する。このＳ１０３の処理では、所定時間の継続ではなく、所定の制御周期のタイミングΔｔ（Δｔ＜Ｔ）において、補機バッテリ１９８の電圧ＶＣＥがしきい電圧以下である場合に劣化の傾向があると判定する。

なお、Ｓ１０２およびＳ１０３の処理は、高圧バッテリ１９４からの高圧を低圧に変換して補機バッテリ１９８に供給するコンバータ２５２が未だ動作していないタイミングで実行することは言うまでもない。補機バッテリ１９８のみで補機を強制的に作動させたときの電圧低下量と電圧低下時間により補機バッテリ１９８の劣化を判定するためである。

Ｓ１０３にて正常、すなわち補機バッテリ１９８の電圧ＶＣＥはしきい電圧以上あり、補機バッテリ１９８は正常な状態にあると判定された場合、補機のダイアグにおいて正常／異常を確定的に判定するために要する時間ｔをデフォルトのまま維持する。レゾルバ１４４のダイアグ確定時間を例えば５０ｍｓとした場合、この５０ｍｓでマスタ制御部２７０はレゾルバ１４４の電圧からその正常／異常を判定する。補機バッテリ１９８は正常に動作しているため、５０ｍｓで補機のダイアグを確定しても問題は生じない。

一方、Ｓ１０３で異常、すなわち最終的に劣化していると確定したわけではないが、その電圧がしきい電圧以下であって劣化の傾向があると判定された場合には、デフォルトのダイアグ確定時間ｔで補機のダイアグを行うと、補機自体は正常に機能していても補機バッテリ１９８の電圧低下が原因で異常と誤判定してしまうおそれがある。そこで、この場合には、補機バッテリ１９８の劣化が最終的に確定する１００ｍｓより短い時間において補機のダイアグが確定してしまうことを防止すべく、補機のダイアグ確定時間が１００ｍｓ以下の補機、具体的にはレゾルバ１４４や高圧バッテリの充放電電流センサ等の補機に関しては、マスタ制御部２７０はそのダイアグ確定時間をｔからｔ１に延長する（Ｓ１０５）。例えば、マスタ制御部２７０は、レゾルバ１４４のダイアグ確定時間をｔ＝５０ｍｓをｔ１＝１２０ｍｓに延長して調整する。ここで、ｔ１＞Ｔである。これにより、補機バッテリ１９８の劣化が最終的に確定する所定時間Ｔ（１００ｍｓ）では補機のダイアグは確定せず、補機のダイアグ誤判定を防止できる。その後、マスタ制御部２７０は起動処理（メインルーチン）を実行し（Ｓ１０６）、ＩＧがＯＦＦされるまで処理を実行する（Ｓ１０７）。起動処理は、具体的にはシステムメインリレーＳＭＲをＯＮして高圧バッテリ１９４からの電力を高圧電源ラインに供給する等である。

Ｓ１０５にてそのダイアグ確定時間ｔがＴより短い補機のダイアグ確定時間をｔからｔ１に延長した後、マスタ制御部２７０は所定の制御周期ΔＴで補機バッテリ１９８の電圧ＶＣＥをしきい電圧と比較する処理を再度実行する。すなわち、Ｓ１０２およびＳ１０３の処理は所定の制御周期で繰り返し実行される。そして、繰り返し実行した結果、１００ｍｓ継続して電圧が所定量低下していると判定された場合には、補機バッテリ１９８の劣化を最終的に確定する。補機バッテリ１９８の劣化が検出された場合、マスタ制御部２７０はすべての補機のダイアグをマスキングし、補機バッテリ１９８の電圧低下による補機ダイアグの誤判定を防止する。一方、所定の制御周期Δｔで補機バッテリ１９８の電圧ＶＣＥをしきい電圧と比較する処理を繰り返し実行した結果、補機バッテリ１９８の電圧ＶＣＥがしきい電圧以上と判定された、補機バッテリ１９８は劣化しておらず正常に動作することになるからＳ１０３で正常と判定され、マスタ制御部２７０は以前の制御周期タイミングにおいてダイアグ確定時間をｔ１に延長していた補機のダイアグ確定時間をｔ１から元のデフォルト時間ｔ＝５０ｍｓに戻す（Ｓ１０４）。これにより、レゾルバ１４４や高圧バッテリの電流センサなど、高圧系の補機のダイアグを早期に確定し、フェールセーフ性能を確保できる。

このように、本実施形態では、補機バッテリ１９８の劣化を確定的に判定する前にダイアグ確定する必要のある高圧系の補機については、補機バッテリ１９８の電圧が正常であればデフォルト値のまま維持して早期にダイアグ結果を出力する一方、補機バッテリ１９８の電圧が低下して劣化の傾向がある場合にはダイアグ確定時間を延長することでダイアグ誤判定を防止できる。なお、ダイアグ確定時間を延長することで高圧系の補機についてフェールセーフ機能が多少低下するが、補機バッテリ１９８の電圧が低下している場合のみに限定される処理であり、ダイアグ誤判定を防止するとともに補機バッテリ１９８の劣化も検出できることから、総合的な性能を向上できる。

ハイブリッド車両の全体構成図である。 実施形態のダイアグ確定時間調整処理フローチャートである。

符号の説明

１４４ 回転数センサ、１５０ エンジン、１９４ 高圧バッテリ、２１０ メインＥＣＵ、２７０ マスタ制御部。

Claims (3)

1. ハイブリッド車両の補機に電力を供給する補機バッテリの電圧低下を検出する手段と、
   前記補機が正常に動作するか否かを検出する手段と、
   を有するハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記補機バッテリの電圧低下を検出するために要する時間Ｔに対し、前記補機が正常に動作するか否かを検出するために要する時間ｔが短い場合に、前記時間ｔを前記時間Ｔよりも長くなるように変更する調整手段
   を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. ハイブリッド車両の補機に電力を供給する補機バッテリの電圧低下を検出する手段と、
   前記補機が正常に動作するか否かを検出する手段と、
   を有するハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記補機バッテリの電圧低下を確定的に検出するために要する時間Ｔに対し、それよりも短い時間ΔＴにおいて前記補機バッテリが少なくとも正常ではないことを検出する手段と、
   前記補機バッテリが少なくとも正常ではないことが検出された場合であって、前記補機が正常に動作するか否かを検出するために要する時間ｔが前記時間Ｔよりも短い場合に、前記時間ｔを前記時間Ｔよりも長くなるように変更し、前記補機バッテリが正常であることが検出された場合には前記時間ｔを維持する調整手段
   を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項２記載の装置において、
   前記調整手段は、前記時間ｔを前記時間Ｔよりも長くなるように変更した後に、前記補機バッテリの正常が検出された場合には、変更前の時間ｔに再変更する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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