JP3838203B2

JP3838203B2 - Vehicle control device

Info

Publication number: JP3838203B2
Application number: JP2003034447A
Authority: JP
Inventors: 英典椎葉
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-13
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2023-02-13
Also published as: JP2004245100A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌駆動源としてエンジンとモータ・ジェネレータとを併用するハイブリッド車輌における車輌の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車輌の燃費向上及び排気浄化を図るために、車輌駆動源としてエンジンとモータ（電動発電機）とを備えたハイブリッド車輌が実用化されている。例えば、特許文献１に示すようなハイブリッド車輌が開示されている。
【０００３】
上記ハイブリッド車両においては、モータによってエンジン始動を行なうと共に、エンジンを制御するエンジンコントローラ、モータを制御するモータコントローラ、バッテリを制御するバッテリコントローラ等の複数のコントローラを有し、これらコントローラ間で制御データの授受を行なっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２５７４６１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、複数のコントローラは、各コントローラ間で制御データの授受を行っていて、そのデータの授受の際には、同期を採ることが望まれる。しかしながら、エンジンの始動時には、クランキングのために電力の放電によって、バッテリの電圧が一時的に低下することがある。この電圧低下に起因して、コントローラの１つがリセットしてしまう怖れがある。このような場合には、上記データ授受の同期を採ることができなくなり、車輌を駆動することができなくなる可能性がある。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、複数のコントローラがデータ授受の同期を採ることができるものであって、エンジン始動時にバッテリ電圧が低下しても、各コントローラへ起動信号を出力した後（各コントローラがOKに関係なく）、一旦エンジンを始動し、その後、メインリレーの自己診断、バッテリ診断の結果を受けて、メインリレーをオンさせることによって、確実に車輌を駆動することができる車輌の制御装置を提供することを主たる目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジン始動時に、エンジン制御手段、モータ制御手段、バッテリ制御手段の各制御手段へ起動信号を車輌制御手段から出力し、エンジンの始動が確認されたなら、高電圧系バッテリとモータ・ジェネレータとを接続する接続手段を車輌制御手段により制御したものである。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン始動時に、何れかの制御手段がリセットされたとしても、エンジン始動まで起動信号が出力しつづけるので、エンジンが始動を完了後に高電圧系バッテリとモータ・ジェネレータとが接続されて、同期を採ることができ、車輌が駆動できなくなるようなことがない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る車輌の制御装置の概略構成を示すシステム構成図である。この車輌は、車輌推進源としてエンジン１０と電動発電機１１とを併用するハイブリッド車輌である。エンジン１０は、周知のガソリンエンジンやディーゼルエンジンのように、燃料を燃焼することにより駆動力を生じ、車軸を回転駆動する。
【００１０】
電動発電機１１は、インバータ１３と接続された三相交流型のモータ・ジェネレータであり、プーリ１４、１５及びベルト１６を介してエンジン１０と接続されている。エンジン１０と電動発電機１１との間には、クラッチ１７が介装されている。
【００１１】
このハイブリッド車輌は、少なくとも運転者のキー操作による初回のエンジン始動時にエンジン１０のクランクシャフト（図示省略）を回転駆動するスタータモータ１８と、電動発電機１１と電力の授受を行う、例えば３６Ｖバッテリのような高電圧系電源１９と、スタータモータ１８及び他の補機類（図示省略）の他、後述する複数の電子制御ユニット２１〜２４へ電力を供給する１２Ｖバッテリのような低電圧系電源２５と、を有している。
【００１２】
高電圧系電源１９とインバータ１３とを接続する強電系の高圧電力線２６には、メインリレー２７が介挿されている。また、インバータ１３とメインリレー２７とを結ぶ強電系の電力線路２６には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の入力側が接続され、その出力側には低電圧系電源２５が接続されている。なお、メインリレー２７は、リレー本体の故障などの自己診断機能を備えている。
【００１３】
上記ハイブリッド車輌の制御装置は、種々の制御処理を記憶及び実行する機能を有する複数の電子制御ユニット２１〜２４を備えている。これら複数の電子制御ユニット２１〜２４は、主電子制御ユニットとして統括的な制御動作を行なうハイブリッドコントローラモジュール（ＨＣＭ）２１と、エンジン始動制御等のエンジン制御を行なうエンジンコントローラモジュール（ＥＣＭ）２２と、電動発電機１１を制御するモータコントローラ（Ｍ／Ｃ）２３と、高電圧系電源１９と低電圧系電源２５の容量（以下バッテリ容量）を演算するバッテリコントローラ（Ｂ／Ｃ）２４と、を含んでいる。
【００１４】
Ｂ／Ｃ２４には、高電圧系電源１９の充放電電流を検出する電流センサ２８からの信号と、その電源１９の電圧を検出する電圧センサ２９からの信号が入力されている。また、ＨＣＭ２１には、車速センサ３１、アクセル操作量を検出するアクセル（操作量）センサ３２、ブレーキ操作量を検出するブレーキ(操作量）センサ３３、ＩＧＮ−ＳＷ３４等のデータが入力される。
【００１５】
なお、電子制御ユニットであるＨＣＭ〜Ｂ／Ｃ２１〜２４は、周知のＣＡＮシステムのような共通の信号線であるネットワークバス３５により双方向通信可能に接続され、相互にデータの伝送を行なうことにより、上記ＨＣＭ２１に入力されるデータ等を共有しつつ、互いに連携して動作する。
【００１６】
図１において、太線は高圧電力線、破線は低圧電力線、細線は制御信号線である。
【００１７】
次に上記ハイブリッド車輌の制御装置の動作をフローチャートに基づいて説明する。図２はＨＣＭで行なわれるメインフローチャートで、まず、ステップＳ１０でＨＣＭは、ＩＧＮ−ＳＷがオンされたかどうかを判断し、オンと判断された「Ｙ」ならステップＳ２０の処理に進んで、ＨＣＭがＢ／Ｃへバッテリ容量を要求する。この要求により、Ｂ／Ｃからバッテリ容量を受信したかどうかをＨＣＭがステップＳ３０で判断する。
【００１８】
ステップＳ３０の判断で、受信したバッテリ容量が所定値以上かどうかをＨＣＭがステップＳ４０で判断する。この判断の結果、所定値以上（バッテリ容量が高い場合）「Ｙ」なら、ステップＳ５０の起動シーケンス２（詳細は後述する）を実行し、また、所定値以上でない（バッテリ容量が低い場合）「Ｎ」ならステップＳ６０の起動シーケンス１(詳細は後述する）を実行する。
【００１９】
図３はＢ／Ｃで行なわれるフローチャートで、まず、ステップＳ１００でＨＣＭより起動信号（後述する起動シーケンス１，２の起動信号▲１▼）が入力されたかどうかを判断し、起動信号の要求があった「Ｙ」なら、バッテリ容量の診断の実行をステップＳ１１０で行なう。その診断が「ＯＫ」であるかどうかをステップＳ１２０で判断し、「Ｙ］なら、診断「ＯＫ」の結果をＨＣＭへステップＳ１３０で送信する。ここで、診断「ＯＫ」とは、後述する起動シーケンス１，２の強電ＯＮ許可、Ｂ／Ｃ制御準備完了信号をそれぞれ意味する。
【００２０】
なお、ステップＳ１２０で診断が「ＮＧ」ならその結果をＨＣＭへステップＳ１４０で送信し、再びステップＳ１００の処理に戻る。
【００２１】
前記ステップＳ１３０で診断「ＯＫ」をＨＣＭへ送信したなら、Ｂ／ＣはステップＳ１５０で電圧センサにより高電圧系電源の電圧を検出するとともに、ステップＳ１６０で電流センサにより高電圧系電源の充放電電流を検出する。その後、ステップＳ１７０で電圧、電流を累積して、放電電力量を積算（演算）する。なお、本実施の形態では、発電も行なわれるので、発電の場合には、充電電力量となるので、この充電電力量を考慮した上での放電電力量を演算するものである。
【００２２】
放電電力量を上記のように演算した後、ステップＳ１８０の処理に進む。ステップＳ１８０は、バッテリ満充電時の容量からステップＳ１７０で演算した放電電力量を減算して現在のバッテリの容量を演算し、記憶する。従って、このステップＳ１８０の処理によって、常に最新のバッテリ容量を演算し、記憶していることになる。その後、ステップＳ１９０でＩＮＧ−ＳＷがオフされているかどうかを判断し、オフされていない「Ｎ」ならステップＳ１５０の処理に戻り、オフされている「Ｙ」ならステップＳ２００の処理を行なう。
【００２３】
ステップＳ２００の処理は、ＨＣＭより送信要求（ＨＣＭメインフローチャートのステップＳ２０で送信される要求）があるかどうかを判断するもので、この処理で送信要求あり「Ｙ」の場合には、ステップＳ２１０の処理によりＨＣＭへ記憶しているバッテリ容量を送信してステップＳ１００の処理に戻る。
【００２４】
次に、起動シーケンス１とハイブリッド車輌のエンジンや電動発電機などの起動の遷移を図４と図５により説明する。
【００２５】
図４の起動シーケンス１は、図２のステップＳ４０において、バッテリ容量が低いと判断されたときの処理である。そのときの処理を図５とともに以下述べる。図５（ａ）はＩＧＮ−ＳＷがオフ状態のとき、エンジン１０や電動発電機１１などが起動していない場合の状態であり、起動したものは斜線を付して示す。なお、図中３７、３８は補機類、３９はトルクコンバータ、４０はトランスミッションである。
【００２６】
図４において、
▲１▼ＨＣＭから各コントローラＥＣＭ，Ｍ／Ｃ，Ｂ／Ｃへ起動信号を出力すると、各コントローラは診断を開始する。
▲２▼ＨＣＭは起動信号を出力してから所定時間後に図５（ｂ）のクラッチ１７を接続させ、図５（ｃ）のスタータモータ１８へ起動信号を出力する。ＥＣＭはエンジン回転数を検出し、所定回転数以上になった場合に、ＨＣＭへ完爆完了を送信し、ＨＣＭはこれを受けて完爆完了を判定する。このとき、ＥＣＭは診断中であるが、この診断結果にかかわらずエンジン回転数を検出する。
【００２７】
エンジンが始動すると、図５（ｄ）に示すように補機類３７が駆動する。しかし、電動発電機１１はメインリレー２７がオフであるため、エンジン１０により回転されているだけである。
▲３▼ＨＣＭはメインリレー２７に自己診断を実施する信号（リレーON前診断）を出力すると、メインリレー２７は短絡、切断故障などの診断を行い、診断が「ＯＫ」ならその結果を診断終了としてＨＣＭへ送信する。
▲４▼Ｂ／Ｃは起動信号による診断の結果、バッテリ１９の電圧がインバータ１３の最低保証電圧以上であることを検出した場合には、以後インバータ１３を駆動可能と考え、バッテリ１９の電圧許可信号をＨＣＭへ送信する。
▲５▼ＨＣＭはメインリレー２７の診断、バッテリ１９の電圧が「ＯＫ」になったので、図５（ｅ）に示すようにメインリレー２７をオン（投入）するとともに、メインリレー２７をオンしたことをＭ／Ｃへ送信する。
▲６▼Ｍ／Ｃはメインリレー２７のオンの送信をトリガに、インバータ１３の平滑用コンデンサの電圧を検出して、バッテリ１９から平滑用コンデンサに対してインバータ１３の最低保証電圧まで充電されたかを判断し、充電が完了された場合には、充電完了をＨＣＭへ送信する。
▲７▼このことにより強電系の準備が完了（強電供給完了）したことをＭ／Ｃへ送信する。
▲８▼ＥＣＭ，Ｍ／Ｃ，Ｂ／Ｃで行われていた自己診断の結果が「ＯＫ」であることをＨＣＭは受信する。ＨＣＭは、アクセルセンサ、ブレーキセンサ、車速センサの検出値から駆動トルクを演算し、エンジン１０へエンジン１０が負担する駆動トルクを出力すると共に、Ｍ／Ｃへ電動発電機１１のトルクを「０：ゼロ」とするように指令する。
【００２８】
図５（ｆ）がこのときの状態であり、この図５（ｆ）はインバータ１３に強電が入力されるので、メインリレー２７のオン直後は、ゼロトルク指令を出力して電動発電機１１はエンジン１０により回転された状態を一旦作られる。
▲９▼ＨＣＭはアクセルセンサ、ブレーキセンサ、車速センサの検出値から駆動トルクを演算し、エンジン１０と電動発電機１１のトルク配分を決定し、ＥＣＭ，Ｍ／Ｃへ駆動トルクを送信する。また、Ｂ／Ｃから送信されるバッテリ容量が所定値未満の場合には、エンジン１０で電動発電機１１を発電させるので、車輌の駆動トルクに発電トルクを加算したトルク値をＥＣＭへ出力し、Ｍ／Ｃへ負の発電トルクを出力する。
【００２９】
なお、図４において、一点鎖線（イ）は、ＨＣＭがリセットすると起動信号は「０」となり、他の電子制御ユニットは起動停止する。しかし、ＨＣＭ復帰で起動信号が出るので、他の電子制御ユニットは起動する。また、一点鎖線（ロ）は、ＥＣＭがリセットしてもＨＣＭは起動信号を送出しているので、ＥＣＭはプログラムが動作すれば復帰できる。
【００３０】
次に、起動シーケンス２とハイブリッド車輌のエンジンや電動発電機などの起動の遷移を図６と図７により説明する。
【００３１】
図６の起動シーケンス２は、図２のステップＳ４０において、バッテリ容量が高いと判断されたときの処理である。そのときの処理を図７とともに以下述べる。図７（ａ）はＩＧＮ−ＳＷがオフ状態のとき、エンジン１０や電動発電機１１などが起動していない場合の状態であり、起動したものは斜線を付して示す。
【００３２】
図６において、
▲１▼ＨＣＭから各コントローラＥＣＭ，Ｍ／Ｃ，Ｂ／Ｃへ起動信号を出力すると、各コントローラは診断を開始する。
▲２▼ＨＣＭは起動信号を出力してから所定時間後に、図７（ｂ）のスタータモータ１８へ起動信号を出力する。ＥＣＭはエンジン回転数を検出し、所定回転数以上になった場合に、ＨＣＭへ完爆完了を送信し、ＨＣＭはこれを受けて完爆完了を判定する。このとき、ＥＣＭは診断中であるが、この診断結果にかかわらずエンジン回転数を検出する。
【００３３】
スタータモータ１８の起動でエンジンが始動するが、図７（ｂ）（ｃ）に示すようにクラッチ１７はオフであるため、エンジン１０のみが回転しているだけである。
▲３▼ＨＣＭはメインリレー２７に自己診断を実施する信号（リレーON前診断）を出力すると、メインリレー２７は短絡、切断故障などの診断を行い、診断が「ＯＫ」ならその結果を診断終了としてＨＣＭへ送信する。
▲４▼Ｂ／Ｃは▲１▼起動信号による診断の結果、バッテリ１９の電圧が高いので、以後インバータ１３を駆動可能と考え、バッテリ１９の電圧「ＯＫ」許可信号をＨＣＭへ送信する。
▲５▼ＨＣＭはメインリレー２７の診断、バッテリ１９の電圧が「ＯＫ」になったので、図７（ｄ）に示すようにメインリレー２７をオン（投入）するとともに、メインリレー２７をオンしたことをＭ／Ｃへ送信する。
▲６▼Ｍ／Ｃはメインリレー２７のオンの送信をトリガに、インバータ１３の平滑用コンデンサの電圧を検出して、バッテリ１９から平滑用コンデンサに対してインバータ１３の最低保証電圧まで充電されたかを判断し、充電が完了された場合には、充電完了をＨＣＭへ送信する。
▲７▼このことにより強電系の準備が完了（強電供給完了）したことをＭ／Ｃへ送信する。
▲８▼ＥＣＭ，Ｍ／Ｃ，Ｂ／Ｃで行われていた自己診断の結果が「ＯＫ」であることをＨＣＭは受信する。ＨＣＭは、アクセルセンサ、ブレーキセンサ、車速センサの検出値から駆動トルクを演算する。
【００３４】
上記処理により、図７（ｅ）に示すようにインバータ１３、電動発電機１１に電源が入力されるので、電動発電機１１が始動されて、補機類３７が電動発電機１１により駆動される。
【００３５】
その後、ＨＣＭはＥＣＭからエンジン回転数を検出し、ＨＣＭは、検出したエンジン回転数をＭ／Ｃへ出力する。
▲９▼Ｍ／Ｃは電動発電機１１（図６においてはモータと称す）の回転数が送信されたエンジン回転数になるように回転数制御を行なうと共に、検出した電動発電機１１の回転数をＨＣＭへ送信する。ＨＣＭは送信されているエンジン回転数と電動発電機１１の回転数とが一致したかどうかを判断し、一致した場合には、クラッチ１７を接続する。この状態が図７（ｆ）である。
【００３６】
以後、ＨＣＭはアクセルセンサ、ブレーキセンサ、車速センサの検出値から駆動トルクを演算し、エンジン１０と電動発電機１１のトルク配分を決定し、ＥＣＭ，Ｍ／Ｃへ駆動トルクを送信する。
【００３７】
上記のように構成された実施の形態においては、以下のような効果が得られる。
（１）エンジン始動時に、いずれかの制御手段（ＨＣＭ，ＥＣＭ，Ｍ／Ｃ，Ｂ／Ｃ）がリセットされたとしても、エンジン始動まで起動信号が出力しつづけるので、エンジンが始動を完了し、このエンジン始動完了後に高電圧系バッテリ（３６Ｖバッテリ）と電動発電機(モータ・ジェネレータ）とが接続されて、同期を採ることができ、車輌が駆動できなくなるようなことがない。
【００３８】
上述した特許文献１においては、メインリレーがないシステムであるが、メインリレーがあるシステムの場合には、メインリレーオンは、リレー自身の診断(自己診断）と、高電圧系バッテリの診断が共に「OK」のときに、リレーをオンしていた。これは、高電圧系バッテリは、高電圧で危険であるので、例えば何らしかの理由により、リレーがオンのままで固着（保持）してしまったような場合に、修理者などがエンジンオフだから当然高電圧系ラインには高電圧が印加されていないと判断して、インバータやモータに接触してしまうと感電の怖れがある。
【００３９】
このような不具合を解消するために、上記のようなことは始動時のみならず、常時定期的にモニタしている。このため、リレーの診断とバッテリの診断が両立しない場合には、例えば車輌を停止させるようなフェイルセーフ制御を行なっている。
【００４０】
従って、一旦リレー診断がOK、高電圧系バッテリの診断がOKとなり、リレーがオンとされた後に、エンジンを始動し、このエンジンの始動によって例えばバッテリコントローラがリセットされた場合には、高電圧系バッテリの診断OKがモニタできなくなるので、上記のようにフェイルセーフ制御へと移行していまう怖れがある。これに対して、本実施の形態では、エンジン始動完了後に、リレー診断がＯＫ、バッテリ診断がＯＫであれば、リレーをオンしているので、エンジン始動により診断の信号が途切れるようなことがない。
（２）電動発電機の駆動を高電圧系バッテリからの電力を用いずにできるので、容量の少ない高電圧系バッテリの容量を減らすことを防ぐことができ、この容量の減少を補うための発電をエンジンで行なう必要が少なく、その結果燃費の向上を図ることができる。
（３）電動発電機の起動がエンジンの負荷にならないので、電動発電機起動のためのエンジン負荷を低減することができ、燃費の向上を図ることができる。
（４）エンジンと電動発電機との回転数を一致させて、クラッチを締結させるので、クラッチの摩耗を低減できると共に、乗員に対するショックがなく、違和感を生じさせない。
【００４１】
なお、特許請求の範囲において説明した接続手段は、実施の形態において示したメインリレー２７、エンジン制御手段はＥＣＭ２２、モータ制御手段はＭ／Ｃ２３、バッテリ制御手段はＢ／Ｃ２４、車輌制御手段はＨＣＭ２１、低電圧系バッテリは１２Ｖバッテリ、容量検出手段は電流センサ２８、電圧センサ２９、Ｂ／Ｃ２４である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車輌の制御装置の概略構成を示すシステム構成図。
【図２】ＨＣＭのメインフローチャート。
【図３】Ｂ／Ｃのフローチャート。
【図４】バッテリ容量が低い場合の起動シーケンス説明図。
【図５】ハイブリッド車輌の起動の遷移説明図。
【図６】バッテリ容量が高い場合の起動シーケンス説明図。
【図７】ハイブリッド車輌の起動の遷移説明図。
【符号の説明】
１０…エンジン
１１…電動発電機
１３…インバータ
１７…クラッチ
１８…スタータモータ
１９…３６Ｖバッテリ
２１…ＨＣＭ
２２…ＥＣＭ
２３…Ｍ／Ｃ
２４…Ｂ／Ｃ
２５…１２Ｖバッテリ
２７…メインリレー
２８…電流センサ
２９…電圧センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle control device in a hybrid vehicle that uses both an engine and a motor / generator as a vehicle drive source.
[0002]
[Prior art]
In recent years, hybrid vehicles equipped with an engine and a motor (motor generator) as vehicle drive sources have been put into practical use in order to improve vehicle fuel efficiency and exhaust purification. For example, a hybrid vehicle as disclosed in Patent Document 1 is disclosed.
[0003]
The hybrid vehicle has a plurality of controllers such as an engine controller that controls the engine, a motor controller that controls the motor, and a battery controller that controls the battery. Giving and receiving.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-257461
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the plurality of controllers exchange control data between the controllers, and it is desirable to synchronize when the data is exchanged. However, when the engine is started, the battery voltage may temporarily decrease due to the discharge of electric power for cranking. Due to this voltage drop, one of the controllers may be reset. In such a case, there is a possibility that the data transmission / reception cannot be synchronized and the vehicle cannot be driven.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, and a plurality of controllers can synchronize data transmission and reception. Even if the battery voltage decreases at the time of engine start, the start signal is sent to each controller. Is output (regardless of whether each controller is OK), then the engine is started once, and then the vehicle is driven reliably by turning on the main relay in response to the results of the self-diagnosis of the main relay and the battery diagnosis. The main object of the present invention is to provide a vehicle control apparatus that can perform such a process.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, when the engine is started, the engine control unit, motor control means, an activation signal to the control means of the battery control unit outputs from the vehicle control unit, if the start of the engine is confirmed, and the high-voltage battery The connection means for connecting the motor / generator is controlled by the vehicle control means.
[0008]
【The invention's effect】
According to the present invention, even if any of the control means is reset at the time of starting the engine, the start signal continues to be output until the engine starts. Therefore, the high voltage battery and the motor / generator are connected after the engine completes starting. As a result, synchronization can be achieved and the vehicle cannot be driven.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram showing a schematic configuration of a vehicle control apparatus according to the present invention. This vehicle is a hybrid vehicle that uses the engine 10 and the motor generator 11 together as a vehicle propulsion source. The engine 10 generates a driving force by combusting fuel and rotates the axle, like a known gasoline engine or diesel engine.
[0010]
The motor generator 11 is a three-phase AC motor / generator connected to an inverter 13, and is connected to the engine 10 via pulleys 14 and 15 and a belt 16. A clutch 17 is interposed between the engine 10 and the motor generator 11.
[0011]
This hybrid vehicle transfers power to and from the starter motor 18 that rotates the crankshaft (not shown) of the engine 10 and the motor generator 11 at least when the engine is started for the first time by a driver's key operation. In addition to the high voltage system power source 19 and the starter motor 18 and other auxiliary devices (not shown), the low voltage system power source 25 such as a 12V battery that supplies power to a plurality of electronic control units 21 to 24 described later. And have.
[0012]
A main relay 27 is inserted in a high-voltage high-voltage power line 26 that connects the high-voltage power supply 19 and the inverter 13. Further, a high power system power line 26 connecting the inverter 13 and the main relay 27 is connected to an input side of the DC / DC converter 20 and a low voltage system power source 25 is connected to an output side thereof. The main relay 27 has a self-diagnosis function such as failure of the relay body.
[0013]
The hybrid vehicle control device includes a plurality of electronic control units 21 to 24 having functions of storing and executing various control processes. The plurality of electronic control units 21 to 24 include a hybrid controller module (HCM) 21 that performs overall control operations as a main electronic control unit, an engine controller module (ECM) 22 that performs engine control such as engine start control, A motor controller (M / C) 23 for controlling the motor generator 11, and a battery controller (B / C) 24 for calculating capacities (hereinafter referred to as battery capacities) of the high voltage system power supply 19 and the low voltage system power supply 25. It is out.
[0014]
The B / C 24 receives a signal from the current sensor 28 that detects the charge / discharge current of the high-voltage power supply 19 and a signal from the voltage sensor 29 that detects the voltage of the power supply 19. Further, data such as a vehicle speed sensor 31, an accelerator (operation amount) sensor 32 that detects an accelerator operation amount, a brake (operation amount) sensor 33 that detects a brake operation amount, and an IGN-SW 34 are input to the HCM 21.
[0015]
The electronic control units HCM to B / C 21 to 24 are connected to each other via a network bus 35 that is a common signal line such as a well-known CAN system so that data can be transmitted to each other. They operate in cooperation with each other while sharing data input to the HCM 21.
[0016]
In FIG. 1, thick lines are high-voltage power lines, broken lines are low-voltage power lines, and thin lines are control signal lines.
[0017]
Next, the operation of the hybrid vehicle control device will be described based on a flowchart. FIG. 2 is a main flowchart performed by the HCM. First, in step S10, the HCM determines whether or not the IGN-SW is turned on. If “Y” is determined to be turned on, the process proceeds to step S20. Request battery capacity from B / C. In response to this request, the HCM determines in step S30 whether the battery capacity has been received from the B / C.
[0018]
In step S30, the HCM determines in step S40 whether the received battery capacity is greater than or equal to a predetermined value. If the result of this determination is “Y” or more (when the battery capacity is high) “Y”, start-up sequence 2 in step S50 (details will be described later) is executed. If “N”, the startup sequence 1 (details will be described later) in step S60 is executed.
[0019]
FIG. 3 is a flowchart executed in B / C. First, in step S100, it is determined whether a start signal (start signal 1 of start sequences 1 and 2 to be described later) is input from the HCM. If there is “Y”, the battery capacity diagnosis is executed in step S110. Whether the diagnosis is “OK” is determined in step S120. If “Y”, the result of diagnosis “OK” is transmitted to the HCM in step S130. Here, the diagnosis “OK” means a high-power ON permission and a B / C control preparation completion signal in activation sequences 1 and 2 described later.
[0020]
If the diagnosis is “NG” in step S120, the result is transmitted to the HCM in step S140, and the process returns to step S100 again.
[0021]
If the diagnosis “OK” is transmitted to the HCM in step S130, the B / C detects the voltage of the high-voltage power supply by the voltage sensor in step S150, and the charge / discharge current of the high-voltage power supply by the current sensor in step S160. Is detected. Thereafter, in step S170, the voltage and current are accumulated, and the discharge electric energy is integrated (calculated). In the present embodiment, since power generation is also performed, the amount of charging power is calculated in the case of power generation. Therefore, the amount of discharging power is calculated in consideration of this amount of charging power.
[0022]
After calculating the discharge power amount as described above, the process proceeds to step S180. In step S180, the current battery capacity is calculated and stored by subtracting the amount of discharge power calculated in step S170 from the capacity when the battery is fully charged. Therefore, the latest battery capacity is always calculated and stored by the process of step S180. Thereafter, in step S190, it is determined whether or not the ING-SW is turned off. If “N” is not turned off, the process returns to step S150. If “Y” is turned off, the process of step S200 is performed.
[0023]
The process of step S200 determines whether or not there is a transmission request from the HCM (request transmitted in step S20 of the HCM main flowchart). If the transmission request is “Y” in this process, the process of step S210 is performed. The battery capacity stored in the HCM is transmitted by the process, and the process returns to step S100.
[0024]
Next, referring to FIG. 4 and FIG. 5, the transition of the startup sequence 1 and startup of the hybrid vehicle engine, motor generator, and the like will be described.
[0025]
The activation sequence 1 in FIG. 4 is processing when it is determined in step S40 in FIG. 2 that the battery capacity is low. The processing at that time will be described below with reference to FIG. FIG. 5A shows a state where the engine 10 and the motor generator 11 are not activated when the IGN-SW is in the off state, and the activated components are indicated by hatching. In the figure, reference numerals 37 and 38 denote accessories, 39 denotes a torque converter, and 40 denotes a transmission.
[0026]
In FIG.
(1) When an activation signal is output from the HCM to each controller ECM, M / C, B / C, each controller starts diagnosis.
(2) The HCM connects the clutch 17 in FIG. 5B after a predetermined time from outputting the start signal, and outputs the start signal to the starter motor 18 in FIG. 5C. The ECM detects the engine speed, and when the engine speed exceeds the predetermined speed, the ECM transmits a complete explosion completion to the HCM. At this time, although the ECM is being diagnosed, the engine speed is detected regardless of the diagnosis result.
[0027]
When the engine is started, the auxiliary machinery 37 is driven as shown in FIG. However, the motor generator 11 is only rotated by the engine 10 because the main relay 27 is off.
(3) When the HCM outputs a signal for performing a self-diagnosis (pre-relay diagnosis) to the main relay 27, the main relay 27 performs a diagnosis such as a short circuit or a disconnection failure. If the diagnosis is “OK”, the diagnosis is completed. To the HCM.
(4) When B / C detects that the voltage of the battery 19 is equal to or higher than the minimum guaranteed voltage of the inverter 13 as a result of the diagnosis by the start signal, it is considered that the inverter 13 can be driven thereafter, and the voltage of the battery 19 is permitted. Send signal to HCM.
(5) HCM has diagnosed the main relay 27 and the voltage of the battery 19 has become “OK”. Therefore, the main relay 27 is turned on (turned on) and the main relay 27 is turned on as shown in FIG. To M / C.
(6) The M / C detects the voltage of the smoothing capacitor of the inverter 13 triggered by the ON transmission of the main relay 27, and has the battery 19 charged the smoothing capacitor to the minimum guaranteed voltage of the inverter 13? If the charging is completed, the charging completion is transmitted to the HCM.
(7) This transmits to the M / C that the preparation of the high-voltage system has been completed (high-voltage supply completed).
(8) The HCM receives that the result of the self-diagnosis performed at the ECM, M / C, and B / C is “OK”. The HCM calculates a driving torque from detection values of the accelerator sensor, the brake sensor, and the vehicle speed sensor, outputs the driving torque borne by the engine 10 to the engine 10, and outputs the torque of the motor generator 11 to the M / C “0: Command to be zero.
[0028]
FIG. 5 (f) shows the state at this time. In FIG. 5 (f), since strong power is input to the inverter 13, immediately after the main relay 27 is turned on, a zero torque command is output and the motor generator 11 is operated as an engine. The state rotated by 10 is made once.
{Circle around (9)} The HCM calculates the drive torque from the detected values of the accelerator sensor, the brake sensor, and the vehicle speed sensor, determines the torque distribution between the engine 10 and the motor generator 11, and transmits the drive torque to the ECM and M / C. Further, when the battery capacity transmitted from the B / C is less than a predetermined value, the motor 10 is caused to generate power by the engine 10, so that a torque value obtained by adding the generated torque to the driving torque of the vehicle is output to the ECM, Outputs negative power generation torque to M / C.
[0029]
In FIG. 4, for the alternate long and short dash line (A), when the HCM is reset, the activation signal becomes “0”, and other electronic control units are activated and stopped. However, since an activation signal is output when the HCM is restored, the other electronic control units are activated. In addition, since the HCM sends an activation signal even if the ECM is reset, the alternate long and short dash line (b) can be restored if the program operates.
[0030]
Next, referring to FIG. 6 and FIG. 7, a description will be given of the start sequence 2 and the start transition of the hybrid vehicle engine, motor generator, and the like.
[0031]
Startup sequence 2 in FIG. 6 is processing when it is determined in step S40 in FIG. 2 that the battery capacity is high. The process at that time will be described below with reference to FIG. FIG. 7A shows a state in which the engine 10 and the motor generator 11 are not activated when the IGN-SW is in the off state, and the activated components are indicated by hatching.
[0032]
In FIG.
(1) When an activation signal is output from the HCM to each controller ECM, M / C, B / C, each controller starts diagnosis.
{Circle around (2)} The HCM outputs a start signal to the starter motor 18 in FIG. 7B a predetermined time after outputting the start signal. The ECM detects the engine speed, and when the engine speed exceeds the predetermined speed, the ECM transmits a complete explosion completion to the HCM. At this time, although the ECM is being diagnosed, the engine speed is detected regardless of the diagnosis result.
[0033]
The engine is started by the starter motor 18 being activated, but only the engine 10 is rotating because the clutch 17 is off as shown in FIGS. 7B and 7C.
(3) When the HCM outputs a signal for performing a self-diagnosis (pre-relay diagnosis) to the main relay 27, the main relay 27 performs a diagnosis such as a short circuit or a disconnection failure. If the diagnosis is “OK”, the diagnosis is completed. To the HCM.
(4) B / C: (1) Since the voltage of the battery 19 is high as a result of the diagnosis by the start signal, it is considered that the inverter 13 can be driven thereafter, and the voltage “OK” permission signal of the battery 19 is transmitted to the HCM.
(5) The HCM diagnoses the main relay 27, and since the voltage of the battery 19 has become "OK", the main relay 27 is turned on (turned on) and the main relay 27 is turned on as shown in FIG. To M / C.
(6) The M / C detects the voltage of the smoothing capacitor of the inverter 13 triggered by the ON transmission of the main relay 27, and has the battery 19 charged the smoothing capacitor to the minimum guaranteed voltage of the inverter 13? If the charging is completed, the charging completion is transmitted to the HCM.
(7) This transmits to the M / C that the preparation of the high-voltage system has been completed (high-voltage supply completed).
(8) The HCM receives that the result of the self-diagnosis performed at the ECM, M / C, and B / C is “OK”. The HCM calculates drive torque from detection values of an accelerator sensor, a brake sensor, and a vehicle speed sensor.
[0034]
7 (e), power is input to the inverter 13 and the motor generator 11, so that the motor generator 11 is started and the auxiliary machinery 37 is driven by the motor generator 11. .
[0035]
Thereafter, the HCM detects the engine speed from the ECM, and the HCM outputs the detected engine speed to the M / C.
(9) M / C controls the rotational speed so that the rotational speed of the motor generator 11 (referred to as a motor in FIG. 6) becomes the transmitted engine rotational speed, and the detected rotational speed of the motor generator 11 To the HCM. The HCM determines whether or not the transmitted engine speed and the motor generator 11 coincide with each other, and if they coincide, the clutch 17 is connected. This state is shown in FIG.
[0036]
Thereafter, the HCM calculates the drive torque from the detection values of the accelerator sensor, the brake sensor, and the vehicle speed sensor, determines the torque distribution between the engine 10 and the motor generator 11, and transmits the drive torque to the ECM and M / C.
[0037]
In the embodiment configured as described above, the following effects can be obtained.
(1) Even when any of the control means (HCM, ECM, M / C, B / C) is reset when the engine is started, the start signal continues to be output until the engine is started. After the engine start is completed, the high voltage battery (36V battery) and the motor generator (motor / generator) are connected to each other, and synchronization can be achieved, so that the vehicle cannot be driven.
[0038]
In Patent Document 1 described above, there is a system without a main relay. However, in the case of a system with a main relay, the main relay on is both a diagnosis of the relay itself (self-diagnosis) and a diagnosis of a high-voltage battery. The relay was on when “OK”. This is because high-voltage batteries are dangerous at high voltages, so for example, if the relay is stuck on (held) for some reason, the repair engineer is off the engine. Of course, if it is determined that a high voltage is not applied to the high voltage system line and it comes into contact with the inverter or motor, there is a fear of electric shock.
[0039]
In order to solve such a problem, the above is monitored not only at the start but also regularly. For this reason, when the diagnosis of the relay and the diagnosis of the battery are not compatible, for example, fail-safe control is performed to stop the vehicle.
[0040]
Therefore, once the relay diagnosis is OK and the diagnosis of the high-voltage battery is OK and the relay is turned on, the engine is started, and when the battery controller is reset by starting the engine, for example, the high-voltage system Since it is not possible to monitor battery diagnosis OK, there is a fear that it may shift to fail-safe control as described above. In contrast, in the present embodiment, if the relay diagnosis is OK and the battery diagnosis is OK after the engine start is completed, the relay is turned on, so that the diagnosis signal is not interrupted by the engine start. .
(2) Since the motor generator can be driven without using electric power from the high-voltage battery, it is possible to prevent the capacity of the high-voltage battery with a small capacity from being reduced, and to generate power to compensate for this reduction in capacity. There is little need to perform the operation on the engine, and as a result, the fuel efficiency can be improved.
(3) Since the start of the motor generator does not become an engine load, the engine load for starting the motor generator can be reduced, and the fuel efficiency can be improved.
(4) Since the engine and the motor generator are made to coincide with each other and the clutch is engaged, the wear of the clutch can be reduced, and there is no shock to the occupant and no uncomfortable feeling is caused.
[0041]
The connection means described in the claims are the main relay 27 shown in the embodiment, the engine control means is ECM 22, the motor control means is M / C 23, the battery control means is B / C 24, and the vehicle control means is HCM 21. The low voltage battery is a 12V battery, and the capacity detection means is a current sensor 28, a voltage sensor 29, and B / C24.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a schematic configuration of a vehicle control device according to the present invention.
FIG. 2 is a main flowchart of HCM.
FIG. 3 is a flowchart of B / C.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a startup sequence when the battery capacity is low.
FIG. 5 is an explanatory diagram of transition of start of a hybrid vehicle.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a startup sequence when the battery capacity is high.
FIG. 7 is an explanatory diagram of transition of start of a hybrid vehicle.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine 11 ... Motor generator 13 ... Inverter 17 ... Clutch 18 ... Starter motor 19 ... 36V battery 21 ... HCM
22 ... ECM
23 ... M / C
24 ... B / C
25 ... 12V battery 27 ... main relay 28 ... current sensor 29 ... voltage sensor

Claims

An engine, a starter motor for starting the engine, a motor / generator that is linked to the engine via a connecting means and that generates power at least by the engine, and a high-voltage system that charges power generated by the motor / generator A battery, connection means for connecting the high-voltage battery and the motor / generator, engine control means for controlling the engine, motor control means for controlling the motor / generator, and controlling the high-voltage battery a battery control unit for the engine control unit, the motor control means, wherein the vehicle control means for overall control of the battery control unit, lower rated voltage than the high-voltage battery, and the starter motor, the engine control means, said motor control means, the battery control means and A low-voltage battery for supplying power to the serial machine control unit, comprising,
The vehicle control means when the engine is started, the engine control unit, the motor control means, an activation signal for activating the battery control unit F the control unit, together with the output continues at the beginning Doma engine start signal The starter motor is started and the engine is started after a lapse of a predetermined time from the start of the output, and then the connection means is controlled so as to connect the high voltage battery and the motor generator. A vehicle control device characterized by the above.

A clutch for switching between opening / closing of the engine and the motor / generator, and a capacity detecting means for detecting a capacity of the high-voltage battery,
When the capacity of the high voltage system battery is less than a predetermined capacity, the vehicle control means starts the engine after fastening the engine and the motor / generator, and connects the high voltage system battery and the motor / generator. 2. The vehicle control device according to claim 1, wherein after the connection, the motor / generator is driven with a zero torque command.

A clutch for switching between opening / closing of the engine and the motor / generator, and a capacity detecting means for detecting a capacity of the high-voltage battery,
2. The vehicle control according to claim 1, wherein the vehicle control means starts the engine with the engine and the motor / generator open when the capacity of the high voltage system battery exceeds a predetermined capacity. apparatus.

4. The vehicle according to claim 3, wherein after the engine is started, the high-voltage battery and the motor / generator are connected, the engine speed is matched with the motor / generator speed, and the clutch is fastened. Control device.