CN113386733A - 混合动力车辆的驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混合动力车辆的驱动系统。驱动系统的控制装置执行:电压下降处理,在诊断为在电动发电机发生了异常的状况下运转开关从接通被设为断开时,驱动DC/DC转换器直至电容器电压成为规定电压以下为止;起动时检查处理,对驱动电路进行检查;以及发动机起动处理,使发动机起动。起动时检查处理包括电压减小判定处理,在该电压减小判定处理中判定电容器电压是否比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压减小。控制装置以通过电压减小判定处理作出了电容器电压比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压减小的判定为条件来执行发动机起动处理。
Description
技术领域
本发明涉及混合动力车辆的驱动系统。
背景技术
在日本特开2005-229689中,公开了具备车辆的行驶用的马达和该马达的驱动电路的车辆的马达驱动装置的一个例子。该马达驱动装置的驱动电路具备:系统主继电器;以及变换器,将经由系统主继电器输入的高压电池的直流电压变换为交流电压并输出至马达。此外,在该驱动电路设有电容器和DC/DC转换器,所述电容器配置于从高压电池向马达的电力的供给路径中的系统主继电器与变换器之间,所述DC/DC转换器使高压电池的直流电压降压。由DC/DC转换器降压后的直流电压被输入至低压电池。需要说明的是,在高压电池的直流电压经由系统主继电器被输入至变换器的情况下,高压电池的直流电压也被输入至电容器,因此电荷蓄积于电容器。
在上述的马达驱动电路中,当运转开关通过由车辆的驾驶员进行的操作而从接通被设为断开时,执行在将系统主继电器的各开关设为断开的状态下使电容器的电压下降的电压下降处理。在日本特开2005-229689中,公开了在感测到马达的异常的情况下执行的电压下降处理的一个例子。在感测到马达的异常的情况下的电压下降处理中,通过电容器的电压来驱动DC/DC转换器。由此,电容器的电压下降。
需要说明的是,在未感测到马达的异常的情况下的电压下降处理中,通过电容器的电压来驱动变换器,由此该电容器的电压下降。
已知:当输入至DC/DC转换器的直流电压成为规定电压以下时,该DC/DC转换器不再正常地驱动。因此,为了保护DC/DC转换器,当电容器的电压从比规定电压高的状态转变至该电压为规定电压以下的状态时,结束驱动DC/DC转换器的电压下降处理。因此,在执行了驱动DC/DC转换器的电压下降处理的情况下,与执行了驱动变换器的电压下降处理的情况相比,在电压下降处理的结束时间点的电容器的电压较高。
在此,在运转开关通过由驾驶员进行的操作而被设为接通的情况下,在车辆中执行起动时检查处理。并且,在通过起动时检查处理未感测到异常时,发动机、马达等车辆的动力源被起动。
在如上所述在运转开关前一次被设为断开时不驱动变换器而执行了使电容器的电压下降的电压下降处理的情况下,在之后运转开关被设为接通时,电容器的电压有可能高。在电容器的电压高的状态下运转开关被设为接通的情况下,尽管在马达驱动电路未发生任何异常,恐怕也会通过起动时检查处理感测到异常而无法使发动机起动。
发明内容
用于解决上述问题的混合动力车辆的驱动系统应用于具备发动机和马达来作为车辆的动力源的混合动力车辆。该驱动系统具备:驱动电路,连接于高压电池;以及控制装置,控制所述发动机和所述马达。所述驱动电路具备:变换器,通过将所述高压电池的直流电压变换为交流电压并输出至所述马达来驱动该马达;正侧电力线,该正侧电力线是将所述高压电池的正极与所述变换器连接的电力线;负侧电力线,该负侧电力线是将所述高压电池的负极与所述变换器连接的电力线;系统主继电器,具有配置于所述正侧电力线的第一开关和配置于所述负侧电力线的第二开关;电容器,配置于从所述高压电池向所述变换器的电力供给路径中的所述系统主继电器与该变换器之间,第一端连接于所述正侧电力线,并且第二端连接于所述负侧电力线;放电电阻,与所述电容器并联地配置;电压传感器,检测所述电容器的电压来作为电容器电压;以及电动装置,连接于所述正侧电力线的所述第一开关与所述变换器之间的部分以及所述负侧电力线的所述第二开关与所述变换器之间的部分这两者。所述控制装置执行:马达异常诊断处理,诊断在所述马达是否发生了异常;电压下降处理,在通过所述马达异常诊断处理诊断为在所述马达发生了异常的状况下所述混合动力车辆的运转开关从接通被设为断开时,驱动所述电动装置直至所述电容器电压成为规定电压以下为止;起动时检查处理,在所述运转开关从断开被设为接通的情况下,对所述驱动电路进行检查;以及发动机起动处理,使所述发动机起动。所述起动时检查处理包括电压减小判定处理,在所述电压减小判定处理中判定所述电容器电压是否比前一次的所述电压下降处理的结束时间点的所述电容器电压减小。并且,所述控制装置以通过所述电压减小判定处理作出了所述电容器电压比前一次的所述电压下降处理的结束时间点的所述电容器电压减小的判定为条件来执行所述发动机起动处理。
根据上述构成,在诊断为在马达发生了异常的状况下运转开关被设为断开的情况下,执行通过电动装置的驱动来使电容器电压下降的电压下降处理。当电容器电压成为规定电压以下时,结束电压下降处理。在运转开关断开的期间中,通过与电容器并联地配置的放电电阻来进行电容器的自然放电,即电容器的电压自然地下降。当之后运转开关被设为接通时,执行电压减小判定处理来作为起动时检查处理。在电压减小判定处理中,进行电容器电压是否比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压下降的判定。并且,在作出了电容器电压比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压下降的判定时,即使是在马达发生了异常的情况下,也能使发动机起动,进而能使混合动力车辆行驶。
在上述混合动力车辆的驱动系统中,优选的是,在所述电压减小判定处理中,在从前一次的所述电压下降处理的结束时间点起的经过时间为判定时间以上时,所述控制装置作出所述电容器电压比前一次的所述电压下降处理的结束时间点的所述电容器电压减小的判定。
因将放电电阻与电容器并联地配置而引起的电容器的放电量随着时间经过而越来越多。就是说,当从结束了前一次的电压下降处理的时间点起的经过时间足够长时,能推测为电容器的电压足够低。根据上述构成,在从前一次的电压下降处理的结束时间点起的经过时间为判定时间以上时,作出电容器电压比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压减小的判定。因此,能使发动机起动。
在上述混合动力车辆的驱动系统中,优选的是,在所述电压减小判定处理中,在作为从前一次的所述电压下降处理的结束时间点起的所述电容器电压的减小量的电压减小量为判定减小量以上时,所述控制装置作出所述电容器电压比前一次的所述电压下降处理的结束时间点的所述电容器电压减小的判定。
由于放电电阻与电容器并联地配置,因此,在从前一次的电压下降处理的结束时间点起至运转开关被设为接通的时间点为止的期间,电容器的电压下降。即,在电压传感器正常的情况下,在运转开关被设为接通的时间点通过电压传感器检测到的电容器电压应该比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压低。
根据上述构成,在电压减小判定处理中,在上述的电压减小量为判定减小量以上时,能判断为电压传感器正常,因此,即使从结束了前一次的电压下降处理的时间点起的经过时间小于判定时间,也能使发动机起动。即,即使经过时间小于判定时间,也能使混合动力车辆行驶。
另一方面,在电压减小判定处理中,在上述的电压减小量未成为判定减小量以上时,能判断为电压传感器不正常,因此,不作出电容器电压比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压减小的判定。其结果是,发动机不被起动。因此,能抑制混合动力车辆于在驱动电路的构成部件发生了异常的状况下行驶。
在上述混合动力车辆的驱动系统的一个方案中,所述控制装置执行通过将所述第一开关和所述第二开关这两者设为接通状态来使所述电容器电压上升的预充电处理。在该情况下,所述起动时检查处理包括继电器异常判定处理,在所述继电器异常判定处理中,仅将所述第一开关和所述第二开关中的一方的开关设为接通,在该状态下判定所述电容器电压是否上升。并且,在通过所述电压减小判定处理作出了所述电容器电压比前一次的所述电压下降处理的结束时间点的所述电容器电压减小的判定时,所述控制装置执行所述继电器异常判定处理,所述控制装置以通过该继电器异常判定处理未作出所述电容器电压上升的判定为条件来执行所述预充电处理和所述发动机起动处理。
在第一开关和第二开关这两者正常的情况下,即使仅将第一开关和第二开关中的一方的开关设为接通,高压电池的直流电压也不会被输入至电容器,因此电容器的电压不会上升。相反,在第一开关、第二开关中发生了焊接(welding)异常的情况下,将一方的开关设为接通,高压电池的直流电压就会被输入至电容器,电容器的电压有时会上升。
此外,在通过电压减小判定处理作出了电容器电压比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压减小的判定的情况下,能判断为电压传感器正常地发挥功能。因此,在通过系统主继电器的动作向电容器输入了高压电池的直流电压的情况下,能检测到电容器电压的变化。
因此,在上述构成中,在预充电处理的执行之前执行继电器异常判定处理。在继电器异常判定处理中,仅第一开关和第二开关中的一方的开关被设为接通,在该状态下进行电容器电压是否上升的判定。并且,在未作出电容器电压上升的判定的情况下,能判断为在第一开关和第二开关中的另一方的开关未发生焊接异常,因此能执行预充电处理和发动机起动处理。
在上述混合动力车辆的驱动系统的一个方案中,在直至所述预充电处理的执行时间经过判定执行时间为止的期间,因所述预充电处理的执行而引起的所述电容器电压的上升量为判定上升量以上和所述高压电池的直流电压与所述电容器电压之差成为判定差以下这两者成立时,所述控制装置结束所述预充电处理,并且容许所述发动机的运转。另一方面,在即使所述预充电处理的执行时间经过所述判定执行时间,因所述预充电处理的执行而引起的所述电容器电压的上升量为所述判定上升量以上和所述高压电池的直流电压与所述电容器电压之差成为所述判定差以下中的至少一方还未成立时,所述控制装置结束所述预充电处理,并且禁止所述发动机的运转。
根据上述构成,判定上升量和判定差被设定为:在因预充电处理的执行而引起的电容器电压的上升量成为判定上升量以上,并且高压电池的直流电压与电容器电压之差成为判定差以下的情况下,能判断为系统主继电器正常地动作。因此,通过在预充电处理中使用判定上升量和判定差,能判断系统主继电器是否正常地动作。并且,在能判断为系统主继电器正常地动作时,容许发动机的运转。即,能通过发动机的运转来使混合动力车辆行驶。
另一方面,在即使预充电处理的执行时间经过判定执行时间,因预充电处理的执行而引起的电容器电压的上升量也未成为判定上升量以上,或者高压电池的直流电压与电容器电压之差也未成为判定差以下的情况下,能判断为系统主继电器未正常地动作。其结果是,在这种情况下禁止发动机的运转。因此,能抑制系统主继电器未正常地动作的状况下的混合动力车辆的行驶。
在应用上述混合动力车辆的驱动系统的一个方案的混合动力车辆中,所述发动机的输出轴与所述马达经由离合器连结,并且,所述电动装置是使所述高压电池的直流电压降压并输入至低压电池的DC/DC转换器。在该情况下,所述控制装置在所述发动机起动处理中通过来自所述低压电池的供电来驱动起动马达,由此使所述发动机起动。
根据上述构成,在电压下降处理中,能通过驱动DC/DC转换器来使电容器放电。
附图说明
以下,参照附图,对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行说明,其中,相同的附图标记表示相同的元件,其中:
图1是表示具备实施方式的驱动系统的混合动力车辆的概略的构成图。
图2是对为了诊断在电动发电机是否发生了异常而由该驱动系统的控制装置执行的处理例程进行说明的流程图。
图3是对在运转开关被设为断开时由该控制装置执行的处理例程进行说明的流程图。
图4是对在运转开关被设为接通时由该控制装置执行的处理例程进行说明的流程图。
图5是执行继电器异常判定处理时的时间图。
具体实施方式
以下,按照图1~图5对混合动力车辆的驱动系统的一个实施方式进行说明。
在图1中图示了搭载本实施方式的驱动系统50的混合动力车辆10。混合动力车辆10的混合动力系统具备发动机11和电动发电机20来作为车辆的动力源。发动机11具有起动马达12来作为辅机。起动马达12通过来自车载的低压电池54的供电来驱动。发动机11的输出轴13经由离合器15与电动发电机20连结。发动机11、电动发电机20的输出转矩经由自动变速器25和差速器30被传递至多个驱动轮35。自动变速器25具备连结于电动发电机20的变矩器26和配置于变矩器26与差速器30之间的变速装置27。变速装置27可以是有级式的变速装置,也可以是无级式的变速装置。
接着,对本实施方式的驱动系统50进行说明。
驱动系统50具备驱动电路60和控制装置80。驱动电路60具备变换器70,该变换器70通过将作为车载的高压电池52的直流电压的高压直流电压VB变换为交流电压并输出至电动发电机20来驱动电动发电机20。高压电池52的正极与变换器70通过正侧电力线61连接,并且高压电池52的负极与变换器70通过负侧电力线62连接。负侧电力线62包括主负侧电力线63和副负侧电力线64。主负侧电力线63的第一端连接于高压电池52,并且主负侧电力线63的第二端连接于变换器70。副负侧电力线64的第一端连接于主负侧电力线63。此外,副负侧电力线64的第二端连接于主负侧电力线63中的和副负侧电力线64的第一端的连接部分与变换器70之间的部分。并且,在副负侧电力线64设有电阻64a。
在从高压电池52向变换器70的电力供给路径中设有系统主继电器65。系统主继电器65具有三个开关65B、65G、65P。三个开关65B、65G、65P中,开关65B配置于正侧电力线61,开关65G、65P配置于负侧电力线62。具体而言,开关65G配置于主负侧电力线63,开关65P配置于副负侧电力线64。在本实施方式中,开关65B相当于配置于正侧电力线61的“第一开关”。此外,开关65G、65P相当于配置于负侧电力线62的“第二开关”。
在上述的电力供给路径中的系统主继电器65与变换器70之间配置有电容器67和放电电阻68。电容器67的第一端连接于正侧电力线61,电容器67的第二端连接于负侧电力线62。放电电阻68的第一端连接于正侧电力线61,放电电阻68的第二端连接于负侧电力线62。即,放电电阻68与电容器67并联地配置。
驱动电路60具备DC/DC转换器72,该DC/DC转换器72使高压电池52的高压直流电压VB降压并输入至低压电池54。DC/DC转换器72连接于正侧电力线61的开关65B与变换器70之间的部分以及负侧电力线62的开关65G、65P与变换器70之间的部分这两者。在本实施方式中,DC/DC转换器72连接于正侧电力线61的电容器67的连接部分与变换器70之间的部分以及负侧电力线62的电容器67的连接部分与变换器70之间的部分这两者。因此,即使系统主继电器65为切断状态,即各开关65B、65G、65P均断开,也能通过电容器67的电压来驱动DC/DC转换器72。
从各种传感器向控制装置80输入检测信号。作为传感器,可列举出电压传感器101、电流传感器102以及旋转角传感器103等。电压传感器101检测作为电容器67的电压的电容器电压VH,并将与检测结果对应的信号作为检测信号输出。电流传感器102检测作为向电动发电机20流动的电流的马达电流Img,并将与检测结果对应的信号作为检测信号输出。旋转角传感器103将与电动发电机20的转子21的转速对应的信号作为检测信号输出。
控制装置80具备CPU(Central Processing Unit:中央处理器)81、ROM(Read OnlyMemory:只读存储器)82以及存储器83,并且构成为它们能经由本地网络(local network)84进行通信。在ROM82存储有由CPU81执行的控制程序。在存储器83例如存储有在CPU81执行控制程序的过程中被导出的各种参数值。并且,控制装置80通过使CPU81执行控制程序来控制发动机11的运转、电动发电机20的驱动、离合器15的驱动以及自动变速器25的驱动。
需要说明的是,从搭载于混合动力车辆10的运转开关41向控制装置80输入操作信号。运转开关41是在使混合动力系统起动或者使混合动力系统的驱动停止时由混合动力车辆10的驾驶员操作的操作部。即,当在驱动了混合动力系统的状态下运转开关41从接通被设为断开时,混合动力系统的驱动停止。另一方面,当在混合动力系统停止的状态下运转开关41从断开被设为接通时,混合动力系统起动。
接着,参照图2,对在诊断在电动发电机20是否发生了异常时执行的处理例程进行说明。该处理例程在驱动了混合动力系统时在每个规定的控制循环重复执行。
在本处理例程中,在步骤S11中,进行旋转角传感器103是否正常的判定。例如,在驱动了电动发电机20的状况下无法根据旋转角传感器103的检测信号检测到转子21的旋转角的变化的情况下,旋转角传感器103不正常。并且,在未作出旋转角传感器103正常的判定的情况下(S11:否),处理移至后述的步骤S13。另一方面,在作出了旋转角传感器103正常的判定的情况下(S11:是),处理移至下一步骤S12。
在步骤S12中,进行电流传感器102是否正常的判定。例如,在驱动了变换器70的状况下无法检测到与变换器70的驱动对应的电流传感器102的检测信号的变化的情况下,电流传感器102不正常。并且,在未作出电流传感器102正常的判定的情况下(S12:否),处理移至下一步骤S13。
在步骤S13中,马达异常标志FLGmg被设置为打开(ON)。马达异常标志FLGmg是在能诊断为在电动发电机20发生了异常时被设置为打开,另一方面在能诊断为电动发电机20正常时被设置为关闭(OFF)的标志。若马达异常标志FLGmg的设置完成,则暂时结束本处理例程。
另一方面,在步骤S12中,在作出了电流传感器102正常的判定的情况下(是),处理移至下一步骤S14。在步骤S14中,马达异常标志FLGmg被设置为关闭。然后,暂时结束本处理例程。
在本实施方式中,在旋转角传感器103、电流传感器102不正常的情况下,难以适当地驱动电动发电机20,因此,诊断为在电动发电机20发生了异常,马达异常标志FLGmg被设置为打开。另一方面,在电流传感器102和旋转角传感器103均正常的情况下,诊断为在电动发电机20未发生异常,马达异常标志FLGmg被设置为关闭。因此,图2所示的处理例程相当于诊断在电动发电机20是否发生了异常的“马达异常诊断处理”。
接着,参照图3,对在驱动了混合动力系统的状况下运转开关41从接通被设为断开时由控制装置80执行的处理例程进行说明。
在本处理例程中,在步骤S21中,进行马达异常标志FLGmg是否被设置为打开的判定。在马达异常标志FLGmg被设置为打开的情况下,意味着通过马达异常诊断处理诊断为在电动发电机20发生了异常。并且,在马达异常标志FLGmg被设置为打开的情况下(S21:是),执行作为电动发电机20的异常时用的电压下降处理的第一电压下降处理。
在第一电压下降处理中,在最初的步骤S22中,将系统主继电器65设为切断状态。即,将系统主继电器65的各开关65B、65G、65P均设为断开。接着,在步骤S23中,驱动DC/DC转换器72。即,即使系统主继电器65成为切断状态,也在电容器67蓄积有电荷。因此,能通过电容器67的电压来驱动DC/DC转换器72。通过这样驱动DC/DC转换器72,电容器电压VH下降。就是说,在本实施方式中,DC/DC转换器72是在使电容器电压VH下降时被驱动的“电动装置”的一个例子。
然后,在步骤S24中,进行第一电压下降处理的结束条件是否成立的判定。已知:当输入至DC/DC转换器72的电压成为规定电压以下时,DC/DC转换器72不再正常地驱动。因此,在电容器电压VH为第一结束判定电压VHTh1以下的情况下,判定为结束条件成立。另一方面,在电容器电压VH比第一结束判定电压VHTh1高的情况下,不判定为结束条件成立。设定与上述规定电压相同的电压、或比规定电压略高的电压来作为第一结束判定电压VHTh1。即,第一结束判定电压VHTh1相当于“规定电压”。
在因电容器电压VH比第一结束判定电压VHTh1高而第一电压下降处理的结束条件不成立的情况下(S24:否),处理移至前述的步骤S23。即,继续通过驱动DC/DC转换器72来使电容器电压VH下降。另一方面,在因电容器电压VH成为第一结束判定电压VHTh1以下而第一电压下降处理的结束条件成立的情况下(S24:是),结束第一电压下降处理。即,第一电压下降处理是如下处理:在通过马达异常诊断处理诊断为在电动发电机20发生了异常的状况下运转开关41从接通被设为断开时,驱动DC/DC转换器72直至电容器电压VH成为第一结束判定电压VHTh1以下为止。然后,处理移至后述的步骤S28。
另一方面,在步骤S21中,在马达异常标志FLGmg被设置为关闭的情况下(否),执行作为电动发电机20的正常时用的电压下降处理的第二电压下降处理。
在第二电压下降处理中,在最初的步骤S25中,与上述步骤S22同样地,将系统主继电器65设为切断状态。接着,在步骤S26中,驱动变换器70。即,即使系统主继电器65成为切断状态,也在电容器67蓄积有电荷。因此,能通过电容器67的电压来驱动变换器70。通过这样驱动变换器70,电容器电压VH下降。
然后,在步骤S27中,进行第二电压下降处理的结束条件是否成立的判定。在本实施方式中,在电容器电压VH为第二结束判定电压VHTh2以下的情况下,判定为结束条件成立。另一方面,在电容器电压VH比第二结束判定电压VHTh2高的情况下,不判定为结束条件成立。设定比第一结束判定电压VHTh1低的值来作为第二结束判定电压VHTh2。第二结束判定电压VHTh2被设定为例如在电容器电压VH与第二结束判定电压VHTh2相等的情况下即使人接触了电容器67也不会触电的程度的大小。
在因电容器电压VH比第二结束判定电压VHTh2高而第二电压下降处理的结束条件不成立的情况下(S27:否),处理移至前述的步骤S26。即,继续通过驱动变换器70来使电容器电压VH下降。另一方面,在因电容器电压VH成为第二结束判定电压VHTh2以下而第二电压下降处理的结束条件成立的情况下(S27:是),结束第二电压下降处理。然后,处理移至后述的步骤S28。
在步骤S28中,此时的电容器电压VH作为基准电容器电压VHh被存储于存储器83。之后,结束本处理例程。并且,混合动力系统停止。
接着,参照图4,对在混合动力系统停止的状况下运转开关41从断开被设为接通时由控制装置80执行的处理例程进行说明。
在本处理例程中,在步骤S31中,进行放置时间(soak time)TMsk是否为判定时间TMskTh以上的判定。放置时间TMsk是指从在前一次运转开关41被设为断开时执行的电压下降处理的结束时间点起的经过时间。在前一次运转开关41被设为断开时执行的电压下降处理可以是第一电压下降处理,也可以是第二电压下降处理。
在此,如图1所示,放电电阻68与电容器67并联地配置于驱动电路60。因此,即使系统主继电器65为切断状态,也会进行电容器67的自然放电。即,电容器67的电压随着时间经过而下降。在运转开关41前一次被设为断开时执行了第一电压下降处理的情况下,混合动力系统的驱动前一次被停止的时间点的电容器电压VH比执行了第二电压下降处理的情况下的电容器电压VH高。因此,即使在运转开关41前一次被设为断开时执行的电压下降处理是第一电压下降处理的情况下,也设定判定时间TMskTh来作为在运转开关41这一次被设为接通的时间点电容器67的电压是否成为足够低的判断基准。因此,在放置时间TMsk为判定时间TMskTh以上的情况下,电容器67的电压应该足够低。另一方面,在放置时间TMsk小于判定时间TMskTh的情况下,很难说当前时间点的电容器67的电压足够低。
回到图4,在放置时间TMsk为判定时间TMskTh以上的情况下(S31:是),作出电容器电压VH比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压减小的判定,处理移至后述的步骤S34。另一方面,在放置时间TMsk小于判定时间TMskTh的情况下(S31:否),处理移至下一步骤S32。在步骤S32中,进行从基准电容器电压VHh减去当前时间点的电容器电压VH而得到的值是否比判定减小量ΔVHTh大的判定。基准电容器电压VHh是前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压VH。因此,从基准电容器电压VHh减去当前时间点的电容器电压VH而得到的值是作为从前一次的电压下降处理的结束时间点起的电容器电压VH的减小量的“电压减小量”。如上所述放电电阻68与电容器67并联地配置,因此,在混合动力系统停止的期间,应该进行了电容器67的自然放电。因此,在电压传感器101正常的情况下,即使放置时间TMsk小于判定时间TMskTh,当前时间点的电容器电压VH也应该比基准电容器电压VHh低。另一方面,在电压传感器101不正常的情况下,当前时间点的电容器电压VH可能未小于基准电容器电压VHh。因此,在作为从基准电容器电压VHh减去当前时间点的电容器电压VH而得到的值的电压减小量比判定减小量ΔVHTh大的情况下,判定为电压传感器101正常。另一方面,在电压减小量为判定减小量ΔVHth以下的情况下,判定为电压传感器101可能不正常。
因此,在电压减小量比判定减小量ΔVHTh大的情况下(S32:是),即使放置时间TMsk小于判定时间TMskTh,也作出电容器电压VH比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压下降的判定,处理移至步骤S34。另一方面,在电压减小量为判定减小量ΔVHTh以下的情况下(S32:否),不作出电容器电压VH比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压下降的判定,因此处理移至步骤S33。
在步骤S33中,禁止发动机11的起动。然后,结束本处理例程。
在本实施方式中,在放置时间TMsk为判定时间TMskTh以上和上述电压减小量比判定减小量ΔVHTh大中的至少一方成立时,作出电容器电压VH比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压下降的判定。另一方面,在放置时间TMsk为判定时间TMskTh以上和上述电压减小量比判定减小量ΔVHTh大均不成立时,不作出电容器电压VH比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压下降的判定。由此,在本实施方式中,步骤S31、S32相当于在运转开关41从断开被设为接通的情况下判定电容器电压VH是否比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压减小的“电压减小判定处理”。此外,由步骤S31、S32构成的电压减小判定处理是在运转开关41从断开被设为接通的情况下对驱动电路60进行检查的“起动时检查处理”的一个例子。
在步骤S34中,电压减小判定处理的结束时间点的电容器电压VH作为接通时电容器电压VHh2被存储于存储器83。并且,当电压减小判定处理结束时,执行继电器异常判定处理。继电器异常判定处理是如下处理:仅将系统主继电器65的各开关65B、65G、65P中的一个开关设为接通,在该状态下判定电容器电压VH是否上升。这样的继电器异常判定处理也是“起动时检查处理”的一个例子。
在继电器异常判定处理中,在最初的步骤S35中,将各开关65B、65G、65P中的开关65P设为接通,维持其他开关65B、65G的断开。
在此,在开关65B正常地成为断开的情况下,即使将开关65P设为接通,高压电池52的高压直流电压VB也不会被输入至电容器67。即,电容器电压VH应该不会上升。但是,在开关65B中发生了焊接异常的情况下,由于是无法将开关65B设为断开的状态,因此,通过将开关65P设为接通而形成包括电容器67和高压电池52的闭环电路。于是,高压电池52的高压直流电压VB会被输入至电容器67,因此电容器电压VH上升。
因此,在步骤S36中,进行作为从当前时间点的电容器电压VH减去接通时电容器电压VHh2而得到的值的电压上升量是否比判定电压上升量ΔVHTh2大的判定。判定电压上升量ΔVHTh2被设定为电容器电压VH是否通过仅将各开关65B、65G、65P中的开关65P设为接通而上升了的判断基准。因此,在电压上升量比判定电压上升量ΔVHTh2大的情况下,判定为电容器电压VH在仅将各开关65B、65G、65P中的开关65P设为接通的状态下上升了。另一方面,在电压上升量为判定电压上升量ΔVHTh2以下的情况下,不判定为电容器电压VH在仅将各开关65B、65G、65P中的开关65P设为接通的状态下上升了。
并且,在上述的电压上升量比判定电压上升量ΔVHTh2大的情况下(S36:是),处理移至下一步骤S37。在步骤S37中,将开关65P设为断开,结束继电器异常判定处理。然后,处理移至步骤S33,在步骤S33中禁止发动机11的起动。即,在能判定为在系统主继电器65存在异常时,禁止发动机11的起动。之后,结束本处理例程。
另一方面,在步骤S36中,在上述的电压上升量为判定电压上升量ΔVHTh2以下的情况下(否),处理移至下一步骤S38。在步骤S38中,进行继电器异常判定处理的执行时间TMa是否为判定执行时间TMaTh以上的判定。判定执行时间TMaTh是确定继电器异常判定处理的结束定时的时间。在执行时间TMa小于判定执行时间TMaTh的情况下(S38:否),处理移至前述的步骤S36。即,继续执行继电器异常判定处理。另一方面,在执行时间TMa为判定执行时间TMaTh以上的情况下(S38:是),结束继电器异常判定处理,处理移至下一步骤S39。
在步骤S39中,当前时间点的电容器电压VH作为充电前电容器电压VHh3被存储于存储器83。然后,执行预充电处理。即,在本实施方式中,以通过继电器异常判定处理未作出电容器电压VH上升的判定为条件来执行预充电处理。预充电处理是通过将系统主继电器65的各开关65B、65G、65P中的开关65B、65P设为接通状态来使电容器电压VH上升的处理。在预充电处理中,维持开关65G的断开状态。
在预充电处理中,在最初的步骤S40中,在维持了开关65G的断开的基础上,将各开关65B、65P设为接通。然后,在步骤S41中,进行预充电处理的执行时间TMb是否为判定执行时间TMbTh以上的判定。在执行时间TMb小于判定执行时间TMbTh的情况下(S41:否),处理移至下一步骤S42。在步骤S42中,进行作为从当前时间点的电容器电压VH减去充电前电容器电压VHh3而得到的值的充电电压上升量比判定上升量ΔVHTh3大和当前时间点的电容器电压VH为从高压直流电压VB减去判定差ΔVB而得到的值以上是否均成立的判定。判定差ΔVB被设定为与设于副负侧电力线64的电阻64a的电阻值对应的值。因此,当前时间点的电容器电压VH为从高压直流电压VB减去判定差ΔVB而得到的值以上可以视为电容器电压VH与高压直流电压VB大致相等。判定上升量ΔVHTh3被设定为电容器电压VH是否因预充电处理的执行而上升的判断基准。
在充电电压上升量比判定上升量ΔVHTh3大和当前时间点的电容器电压VH为从高压直流电压VB减去判定差ΔVB而得到的值以上均成立的情况下(S42:是),处理移至下一步骤S43。在步骤S43中,结束预充电处理。即,在本实施方式中,在直至预充电处理的执行时间TMb经过判定执行时间TMbTh为止的期间,因预充电处理的执行而引起的电容器电压VH的上升量为判定上升量ΔVHTh3以上和高压直流电压VB与电容器电压VH之差成为判定差ΔVB以下这两者均成立时,结束预充电处理。然后,当预充电处理结束时,将系统主继电器65的各开关65B、65G、65P中的开关65P设为断开,将其他开关65B、65G设为接通。之后,处理移至步骤S44。在步骤S44中,通过驱动起动马达12来使发动机11起动。此时,在通过释放离合器15而解除了发动机11与电动发电机20的连结的状态下使发动机11起动。然后,当发动机11的起动完成时,将离合器15设为接合状态,发动机11的输出转矩经由离合器15被传递至自动变速器25。然后,结束本处理例程。
另一方面,在步骤S41中,在预充电处理的执行时间TMb为判定执行时间TMbTh以上的情况下(是),处理移至下一步骤S45。然后,在步骤S45中,结束预充电处理。当这样结束预充电处理时,将系统主继电器65的各开关65B、65G、65P均设为断开。之后,处理移至步骤S33,禁止发动机11的起动。然后,结束本处理例程。就是说,在本实施方式中,在即使预充电处理的执行时间TMb经过判定执行时间TMbTh,因预充电处理的执行而引起的电容器电压VH的上升量为判定上升量ΔVHTh3以上和高压直流电压VB与电容器电压VH之差成为判定差ΔVB以下中的至少一方还未成立时,结束预充电处理,并且禁止发动机11的运转。
需要说明的是,在本实施方式中,在通过步骤S33的执行禁止了发动机11的运转的情况下,向驾驶员通知无法使混合动力系统起动这一意思,即向驾驶员通知无法使混合动力车辆10行驶这一意思。
接着,参照图5,对本实施方式的作用和效果进行说明。
在诊断为在电动发电机20发生了异常的状况下运转开关41通过由驾驶员进行的操作而被设为断开的情况下,执行第一电压下降处理(S22~S24)。在第一电压下降处理中,通过DC/DC转换器72的驱动来使电容器67放电。当电容器电压VH成为第一结束判定电压VHTh1以下时,结束第一电压下降处理(S24:是)。其结果是,混合动力系统的驱动停止。
在混合动力系统的驱动停止的期间,在系统主继电器65、放电电阻68未发生异常的情况下,电容器67会自然放电。即,电容器电压VH下降。
然后,当运转开关41从断开被设为接通时,执行电压减小判定处理来作为起动时检查处理(S31、S32)。通过电压减小判定处理来进行电容器电压VH是否比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压减小的判定。即,在作为从前一次的电压下降处理的结束时间点起的经过时间的放置时间TMsk为判定时间TMskTh以上的情况下(S31:是),能判断为在混合动力系统的驱动停止的期间电容器电压VH成为足够低。其结果是,作出电容器电压VH比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压减小的判定。
此外,即使放置时间TMsk小于判定时间TMskTh(S31:否),在从基准电容器电压VHh减去电容器电压VH而得到的值比判定减小量ΔVHTh大的情况下(S32:是),也作出电容器电压VH比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压减小的判定。
另一方面,在从基准电容器电压VHh减去电容器电压VH而得到的值为判定减小量ΔVHTh以下的情况下(S32:否),恐怕会因在驱动电路60发生了某些异常而无法使电容器67放电,或者因在电压传感器101发生了异常而无法通过电压传感器101检测到电容器67的电压的下降。例如,在放电电阻68断开的情况下,在混合动力系统的驱动的停止中几乎不进行电容器67的自然放电。此外,例如在系统主继电器65发生了异常的情况下,会形成包括高压电池52和电容器67的闭环电路,有时在混合动力系统的驱动的停止中高压电池52的高压直流电压VB被持续地输入至电容器67。在该情况下,在混合动力系统的驱动的停止中电容器67的电压不会下降。
因此,在本实施方式中,在放置时间TMsk小于判定时间TMskTh的情况下(S31:否),在从基准电容器电压VHh减去电容器电压VH而得到的值为判定减小量ΔVHTh以下时(S32:否),能判断为在驱动电路60发生了某些异常。因此,禁止发动机11的起动(S33)。即,能抑制混合动力车辆10于在电压传感器101发生了异常或者在驱动电路60发生了某些异常的状况下行驶。
当通过电压减小判定处理作出电容器电压VH减小的判定时,执行继电器异常判定处理来作为起动时检查处理(S35~S38)。在图5所示的例子中,从定时t11起开始继电器异常判定处理。在继电器异常判定处理中,仅将各开关65B、65G、65P中的开关65P设为接通(S35)。此时,在开关65B中未发生焊接异常的情况下,如图5中实线所示,电容器电压VH不会上升。另一方面,在开关65B中发生了焊接异常的情况下,无法将开关65B设为断开,因此,当将开关65P设为接通时,形成包括高压电池52和电容器67的闭环电路,高压电池52的高压直流电压VB被输入至电容器67。其结果是,如图5中虚线所示,电容器电压VH上升。于是,在继电器异常判定处理的执行时间TMa达到判定执行时间TMaTh的定时t12之前,继电器异常判定处理中的电容器电压VH的上升量比判定电压上升量ΔVHTh2大(S36:是)。在该情况下,在继电器异常判定处理的执行中作出电容器电压VH上升的判定,因此禁止发动机11的起动(S33)。因此,能抑制混合动力车辆10于在系统主继电器65发生了异常的状况下行驶。
在通过继电器异常判定处理未作出电容器电压VH减小的判定的情况下(S36:否,S38:是),结束起动时检查处理,执行预充电处理(S40~S42)。在即使预充电处理的执行时间TMb经过判定执行时间TMbTh(S41:是),因预充电处理的执行而引起的电容器电压VH的上升量也未成为判定上升量ΔVHTh3以上、或者高压直流电压VB与电容器电压VH之差也未成为判定差ΔVB以下的情况下(S42:否),可能是因系统主继电器65未正常地动作而难以使电荷蓄积于电容器67的状态。因此,在这种情况下禁止发动机11的运转(S33)。由此,能抑制混合动力车辆10在系统主继电器65未正常地动作的状况下行驶。
另一方面,在因预充电处理的执行而引起的电容器电压VH的上升量成为判定上升量ΔVHTh3以上,并且高压直流电压VB与电容器电压VH之差成为判定差ΔVB以下的情况下(S42:是),能判断为系统主继电器65正常地动作。因此,容许发动机11的运转。
即,在本实施方式中,即使前一次的电压下降处理是第一电压下降处理,在以下的条件(条件1)、(条件2)以及(条件3)均成立的情况下,也能通过发动机11的运转来使混合动力车辆10行驶。
(条件1)通过电压减小判定处理作出了电容器电压VH比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压减小的判定。
(条件2)通过继电器异常判定处理未作出电容器电压VH上升的判定。
(条件3)在直至预充电处理的执行时间TMb经过判定执行时间TMbTh为止的期间,因预充电处理的执行而引起的电容器电压VH的上升量为判定上升量ΔVHTh3以上和高压直流电压VB与电容器电压VH之差成为判定差ΔVB以下均成立。
上述实施方式能如以下这样进行变更来实施。上述实施方式和以下的变更例能在技术上不产生矛盾的范围内相互组合来实施。
·也可以是,在因预充电处理的执行而引起的电容器电压VH的上升量为判定上升量ΔVHTh3以上和高压直流电压VB与电容器电压VH之差成为判定差ΔVB以下中的至少一方成立的情况下,判断为系统主继电器65正常,使预充电处理结束并许可发动机11的运转。
·在上述实施方式中,在预充电处理结束后使发动机11起动。但是,在起动时检查处理完成并且上述条件(条件1)和(条件2)均成立的情况下,可以在预充电处理的执行中使发动机11起动,也可以在发动机11的起动完成后执行预充电处理。由此,能不使混合动力车辆10行驶。
·在预充电处理中,也可以在维持了系统主继电器65的各开关65B、65G、65P中的开关65P的断开状态的基础上,将开关65B和开关65G设为接通。
·在发动机11的起动完成后执行预充电处理的变形例的情况下,有时会在发动机11的起动完成后通过预充电处理的执行在系统主继电器65中检测到异常。在该情况下,也可以将通过预充电处理的执行检测到系统主继电器65的异常作为契机,使发动机11的运转停止来禁止发动机11的运转。
·在混合动力车辆10中搭载有除了驱动DC/DC转换器72的方法以外的能使低压电池54充电的功能的情况下,即使在检测到系统主继电器65的异常的情况下,也可以许可发动机11的运转。作为除了驱动DC/DC转换器72的方法以外的能使低压电池54充电的功能,例如可列举出驱动通过发动机11的输出轴13的旋转来进行发电的交流发电机。
·在继电器异常判定处理中,可以仅将系统主继电器65的各开关65B、65G、65P中的开关65G设为接通,也可以仅将开关65B设为接通。
·继电器异常判定处理也可以是包括如下处理的处理:第一继电器异常判定处理,判定在仅将各开关65B、65G、65P中的开关65B设为接通的状态下电容器电压VH是否上升;第二继电器异常判定处理,判定在仅将开关65G设为接通的状态下电容器电压VH是否上升;以及第三继电器异常判定处理,判定在仅将开关65P设为接通的状态下电容器电压VH是否上升。
·电压减小判定处理也可以采用不包括判定放置时间TMsk是否为判定时间TMskTh以上的处理的处理。在该情况下,在电压减小判定处理中,无论放置时间TMsk的长度如何,都进行从基准电容器电压VHh减去此时的电容器电压VH而得到的值是否比判定减小量ΔVHTh大的判定。并且,在从基准电容器电压VHh减去此时的电容器电压VH而得到的值比判定减小量ΔVHTh大时,作出电容器电压VH比前一次的电压下降处理的结束时间点的电容器电压减小的判定。
·在除了DC/DC转换器72以外还存在能由电容器67的电压驱动的电动装置的情况下,在第一电压下降处理中,也可以通过驱动除了DC/DC转换器72以外的其他电动装置来使电容器电压VH下降。其他电动装置连接于正侧电力线61和负侧电力线62这两者,能通过控制装置80来控制驱动即可。例如,在“日本特开2005-229689”所公开的车辆中,在第一电压下降处理中,也可以通过驱动电动空调来使电容器电压VH下降。
·应用控制装置80的混合动力车辆具备发动机11和电动发电机20来作为车辆的动力源即可,也可以是与图1所示的构成不同的构成的车辆。
控制装置80是以下(a)~(c)中的任意构成即可。
(a)控制装置80具备按照计算机程序执行各种处理的一个以上处理器。处理器包括CPU以及RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)和ROM等存储器。存储器储存被配置为使CPU执行处理的程序代码或指令。存储器即计算机可读介质包括能由通用或专用的计算机访问的所有可利用的介质。
(b)控制装置80具备执行各种处理的一个以上专用的硬件电路。作为专用的硬件电路,例如可列举出面向特定用途的集成电路、即ASIC或FPGA。ASIC是“ApplicationSpecific Integrated Circuit:专用集成电路”的缩写,FPGA是“Field ProgrammableGate Array:现场可编程门阵列”的缩写。
(c)控制装置80具备按照计算机程序执行各种处理的一部分的处理器和执行各种处理中的剩余处理的专用的硬件电路。
Claims (6)
1.一种混合动力车辆的驱动系统,应用于具备发动机和马达来作为车辆的动力源的混合动力车辆,
所述混合动力车辆的驱动系统具备:
驱动电路,连接于高压电池;以及
控制装置,控制所述发动机和所述马达,
所述驱动电路具备:
变换器,通过将所述高压电池的直流电压变换为交流电压并输出至所述马达来驱动该马达;
正侧电力线,该正侧电力线是将所述高压电池的正极与所述变换器连接的电力线;
负侧电力线,该负侧电力线是将所述高压电池的负极与所述变换器连接的电力线;
系统主继电器,具有配置于所述正侧电力线的第一开关和配置于所述负侧电力线的第二开关;
电容器,配置于从所述高压电池向所述变换器的电力供给路径中的所述系统主继电器与该变换器之间,第一端连接于所述正侧电力线,并且第二端连接于所述负侧电力线;
放电电阻,与所述电容器并联地配置;
电压传感器,检测所述电容器的电压来作为电容器电压;以及
电动装置,连接于所述正侧电力线的所述第一开关与所述变换器之间的部分以及所述负侧电力线的所述第二开关与所述变换器之间的部分这两者,
所述控制装置执行:
马达异常诊断处理,诊断在所述马达是否发生了异常;
电压下降处理,在通过所述马达异常诊断处理诊断为在所述马达发生了异常的状况下所述混合动力车辆的运转开关从接通被设为断开时,驱动所述电动装置直至所述电容器电压成为规定电压以下为止;
起动时检查处理,在所述运转开关从断开被设为接通的情况下,对所述驱动电路进行检查;以及
发动机起动处理,使所述发动机起动,
所述起动时检查处理包括电压减小判定处理,在所述电压减小判定处理中判定所述电容器电压是否比前一次的所述电压下降处理的结束时间点的所述电容器电压减小,
所述控制装置以通过所述电压减小判定处理作出了所述电容器电压比前一次的所述电压下降处理的结束时间点的所述电容器电压减小的判定为条件来执行所述发动机起动处理。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的驱动系统,其中,
在所述电压减小判定处理中,在从前一次的所述电压下降处理的结束时间点起的经过时间为判定时间以上时,所述控制装置作出所述电容器电压比前一次的所述电压下降处理的结束时间点的所述电容器电压减小的判定。
3.根据权利要求2所述的混合动力车辆的驱动系统,其中,
在所述电压减小判定处理中,在作为从前一次的所述电压下降处理的结束时间点起的所述电容器电压的减小量的电压减小量为判定减小量以上时,所述控制装置作出所述电容器电压比前一次的所述电压下降处理的结束时间点的所述电容器电压减小的判定。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆的驱动系统,其中,
所述控制装置执行通过将所述第一开关和所述第二开关这两者设为接通状态来使所述电容器电压上升的预充电处理,
所述起动时检查处理包括继电器异常判定处理,在所述继电器异常判定处理中,仅将所述第一开关和所述第二开关中的一方的开关设为接通,在该状态下判定所述电容器电压是否上升,
在通过所述电压减小判定处理作出了所述电容器电压比前一次的所述电压下降处理的结束时间点的所述电容器电压减小的判定时,所述控制装置执行所述继电器异常判定处理,
所述控制装置以通过该继电器异常判定处理未作出所述电容器电压上升的判定为条件来执行所述预充电处理和所述发动机起动处理。
5.根据权利要求4所述的混合动力车辆的驱动系统,其中,
在直至所述预充电处理的执行时间经过判定执行时间为止的期间,因所述预充电处理的执行而引起的所述电容器电压的上升量为判定上升量以上和所述高压电池的直流电压与所述电容器电压之差成为判定差以下这两者成立时,所述控制装置结束所述预充电处理,并且容许所述发动机的运转,
另一方面,在即使所述预充电处理的执行时间经过所述判定执行时间,因所述预充电处理的执行而引起的所述电容器电压的上升量为所述判定上升量以上和所述高压电池的直流电压与所述电容器电压之差成为所述判定差以下中的至少一方还未成立时,所述控制装置结束所述预充电处理,并且禁止所述发动机的运转。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的混合动力车辆的驱动系统,其中,
在所述混合动力车辆中,所述发动机的输出轴与所述马达经由离合器连结,
所述电动装置是使所述高压电池的直流电压降压并输入至低压电池的DC/DC转换器,
所述控制装置在所述发动机起动处理中通过来自所述低压电池的供电来驱动起动马达,由此使所述发动机起动。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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