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JP3560876B2 - Hybrid vehicle control device - Google Patents

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JP3560876B2
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータとを併用するハイブリッド自動車のモータ制御装置に関し、特に、モータと、このモータに電力を供給するバッテリとの接続をオン、オフするコンタクタの制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド自動車を走行させるために交流モータを駆動するパワードライブユニットには、トランジスタ等のスイッチング素子が内蔵されていて、さらに、このスイッチング素子のオン、オフに伴う電源電圧変動を防止するために、大容量のコンデンサがスイッチング素子と並列に設けられている。バッテリからパワードライブユニットへの電力供給は、コンタクタにより断続するようになっているが、コンタクタのうち、電源供給経路を直結させるメインコンタクタをいきなり接続すると、前記コンデンサの充電のためにメインコンタクタに大電流が流れ、この電流値がメインコンタクタの許容電流値を超えてしまう。そこで、まずは電流制限抵抗と直列に接続されたプリチャージコンタクタをオンし、コンデンサが充電されて、コンデンサの電圧が充分に上昇したときに、コンデンサのプリチャージ完了と判定して、この判定後にメインコンタクタをオンする。なお、コンデンサの電圧が充分上昇したことは、コンタクタの両端の電圧が所定値以下になったこと等から判断する。以上の過程を経て、メインコンタクタによってバッテリからパワードライブユニットへの電源供給経路が直結されたときに、初めてモータが動作可能状態となる。なお、メインコンタクタをオンした後は、プリチャージコンタクタは不要になるので、このプリチャージコンタクタはオフされる。
【０００３】
また、制御装置は、プリチャージコンタクタのオンから所定時間後の、パワードライブユニットの入力端すなわちコンタクタの２次側の電圧により、プリチャージコンタクタの故障を検出する。すなわち、プリチャージコンタクタのオンから所定時間が経過してもコンタクタの２次側の電圧が上がらない場合には、コンタクタの１次側・２次側間の電圧が所定値以上となることが検出され、コンタクタが故障していると判断される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の第１の問題点を図６のタイミング図を参照して説明する。図６は補助バッテリの電圧がコンタクタオン可能電圧を一旦上回ってから低下した場合である。
【０００５】
上記コンタクタは１２Ｖの補助バッテリから電力を供給され、オン、オフする。また、このコンタクタは、補助バッテリから電力を供給されて動作するコンピュータ等の制御装置によって制御される。ところで、エンジンのみを用いた自動車に限らず、ハイブリッド自動車においても、エンジンの始動にはスタータモータを使用するので、スタータオン時に補助バッテリの電圧が低下する場合がある。
【０００６】
制御装置がプリチャージコンタクタへオン指令を出してプリチャージコンタクタをオンした後に、補助バッテリの電圧が上記のような理由で低下すると、補助バッテリの電圧がコンタクタのオン保持電圧（６〜７Ｖ程度）以上あれば、プリチャージコンタクタのオン状態は維持されるので、コンデンサの電圧が上昇してプリチャージが完了するが、プリチャージが完了した時に制御装置がメインコンタクタにオン指令を出しても、補助バッテリの電圧がメインコンタクタのオン電圧（９〜１０Ｖ程度）以下であればメインコンタクタはオフのままである。
【０００７】
制御装置がプリチャージ完了と判定した後にメインコンタクタへオン指令を出すと、この指令と同時に制御装置はプリチャージコンタクタをオフにするが、このとき上記のようにメインコンタクタがオフのままであれば、パワードライブユニット内のコンデンサは放電してしまい、プリチャージ前の状態に戻ってしまう。これは、バッテリからパワードライブユニットへの電源供給経路に、ＤＣ−ＤＣコンバータが接続されていて、このＤＣ−ＤＣコンバータが動作を開始し、コンデンサの電荷がＤＣ−ＤＣコンバータに向かって放電されてしまうためである。その後、制御装置がメインコンタクタへオン指令を出したままで補助バッテリの電圧がコンタクタオン電圧まで回復すると、メインコンタクタがオンするが、プリチャージが完了していない状態なので、メインコンタクタに大電流が流れ、このメインコンタクタが溶着する可能性がある。
【０００８】
また、上記従来技術の第２の問題点を図７のタイミング図を参照して説明する。図７は補助バッテリの電圧がコンタクタオン可能電圧より低い値を推移した場合である。
【０００９】
エンジン始動中にバッテリ電圧が低下すると、制御装置がプリチャージコンタクタへオン指令を出しても、プリチャージコンタクタがオフのままのことがある。これは、補助バッテリの電圧が低下すると、コンタクタの接点部を動かすリレーの保持力が低下するので、補助バッテリの電圧がリレーのオン継続電圧（６〜７Ｖ程度）以下になるとコンタクタがオフしてしまうからである。
【００１０】
また、補助バッテリの電圧が低下すると、制御装置（具体的にはコンピュータ等）がリセットしてコンタクタへのオン指令が消失し、その後補助バッテリの電圧が制御装置の起動電圧（５Ｖ程度）まで復帰して制御装置が再起動すると、再起動後は、制御装置は、コンデンサがプリチャージされる前の状態であると判断するので、コンデンサへのプリチャージを再開するが、コンタクタへオン指令を出した時に、補助バッテリの電圧がコンタクタをオンすることができる最低電圧（９〜１０Ｖ程度）以下であれば、コンタクタをオンできない。従って、制御装置がプリチャージ指令を出してもコンタクタがオフのままとなり、コンタクタの２次側電圧が上昇せず、所定時間後にコンタクタが故障していると誤判断される。
【００１１】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、コンタクタに関するトラブルを防止することを目的とする。詳細には、コンタクタ故障の誤検出を防止し、またメインコンタクタの溶着を防止することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、燃料を燃焼させて車両を走行させるエンジン（実施形態ではエンジン４）と、該エンジンを始動させるためのスタータ（実施形態ではスタータ５）と、該スタータを駆動するための補助バッテリ（実施形態では１２Ｖバッテリ６）と、メインバッテリ（実施形態ではメインバッテリ１）からの電力がパワードライブユニット（実施形態ではパワードライブユニット８）を介して供給されて駆動されるモータ（実施形態ではモータ２）とを有するハイブリッド車両の制御装置であって、メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、プリチャージ抵抗（実施形態では抵抗１０ｃ）を介してメインバッテリとパワードライブユニットを接続するプリチャージコンタクタ（実施形態ではプリチャージコンタクタ１０ｂ）と、メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、メインバッテリとパワードライブユニットを直接接続するメインコンタクタ（実施形態ではメインコンタクタ１０ａ）と、プリチャージコンタクタをオンしてパワードライブユニットに内蔵されたコンデンサ（実施形態ではコンデンサ９）へのプリチャージを開始し、その後コンデンサの電圧が所定値以上になった時にメインコンタクタをオンし、メインコンタクタをオンした後にプリチャージコンタクタをオフするコンタクタ制御手段（実施形態ではモータ制御ユニット１５）と、エンジン始動時にはメインコンタクタへのオン指令を禁止し、エンジン始動後にコンデンサへのプリチャージを再開させるプリチャージ制御手段（実施形態ではモータ制御ユニット１５）とを有し、前記プリチャージコンタクタ及び前記メインコンタクタは、前記補助バッテリから電源が供給されてオンすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。
【００１３】
上記構成によれば、エンジン始動中はコンタクタがオンされないので、エンジン始動中におけるサブバッテリの出力電圧の変動によって、プリチャージコンタクタのオン期間とメインコンタクタのオン期間との間に、プリチャージコンタクタとメインコンタクタとの両方がオンされない期間ができてしまうことを防止することができ、従ってプリチャージなしで、いきなりメインコンタクタをオンすることを防止できる。その結果、発熱によるメインコンタクタの溶着を防止することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、燃料を燃焼させて車両を走行させるエンジンと、該エンジンを始動させるためのスタータと、該スタータを駆動するための補助バッテリと、メインバッテリからの電力がパワードライブユニットを介して供給されて駆動されるモータとを有するハイブリッド車両の制御装置であって、メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、プリチャージ抵抗を介してメインバッテリとパワードライブユニットを接続するプリチャージコンタクタと、メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、メインバッテリとパワードライブユニットを直接接続するメインコンタクタと、プリチャージコンタクタをオンしてパワードライブユニットに内蔵されたコンデンサへのプリチャージを開始し、その後コンデンサの電圧が所定値以上になった時にメインコンタクタをオンし、メインコンタクタをオンした後にプリチャージコンタクタをオフするコンタクタ制御手段と、プリチャージコンタクタをオンしてから所定時間後に、コンデンサの電圧が所定値以上にならない時に、プリチャージコンタクタを故障と判定するコンタクタ故障検出手段（実施形態ではモータ制御ユニット１５）と、エンジン始動時は前記プリチャージコンタクタの故障検知を禁止する故障検知禁止手段（実施形態ではモータ制御ユニット１５）とを有し、前記プリチャージコンタクタ及び前記メインコンタクタは、前記補助バッテリから電源が供給されてオンすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。
【００１５】
上記構成によれば、エンジン始動中はコンタクタがオンされないので、コンタクタ故障検出手段が、エンジン始動中における補助バッテリの電圧低下によってコンタクタがオンされない状態を、コンタクタの故障として誤検出することを防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態であるハイブリッド自動車のモータ制御装置を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態であるハイブリッド自動車のモータ制御装置を含む、ハイブリッド自動車の一種であるパラレルハイブリッド自動車の制御システムの全体構成を示すブロック図である。この図における符号１はメインバッテリであり、このメインバッテリ１の＋側端子１ａおよび−側端子１ｂからは１５０Ｖの電圧が出力される。符号２は、前記メインバッテリ１から供給される電力によって駆動され、自動車を走行させるモータである。このモータ２の回転軸には、このモータ２の回転数を検出するための回転センサ３が連結されている。
【００１７】
符号４は、燃料を燃焼することによって駆動され、自動車を走行させるエンジンである。このエンジン４の回転軸は、前記モータ２の回転軸と連結されていて、モータ２によってエンジン４を補助（アシスト）することが可能となっている。エンジン４の回転軸には、さらに、このエンジン４を始動させるためのスタータ５が連結されている。
【００１８】
なお、前記回転センサ３は、モータ２の回転軸に連結されているが、エンジン４の回転軸とモータ２の回転軸とが連結されているので、エンジン４の回転数を検出することもできる。
【００１９】
モータ２およびエンジン４の駆動力は、オートマチックトランスミッションあるいはマニュアルトランスミッションより成るトランスミッション（図示せず）を介して駆動輪（図示せず）に伝達される。また、自動車の減速時には、駆動輪からモータ２に回転が伝達され、モータ２は発電機として動作し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、変換した電気エネルギーをメインバッテリ１に充電することによってエネルギーを回収する。
【００２０】
前記メインバッテリ１は、自動車をモータ２の駆動力で走行させるときには、モータ２に電力を供給し、自動車を減速させるとき等には、モータ２を発電機として動作させ、発電によって得られた電気エネルギーを充電する。このメインバッテリ１は、複数のセルを直列に接続して１つのモジュールとし、このモジュールをさらに複数直列に接続して高圧電圧（１５０Ｖ）を出力するように構成されている。メインバッテリ１を構成する各モジュールには温度センサ１７が取り付けられている。また、これらのモジュールはバッテリボックスに収納されており、このバッテリボックスにはモジュールを空冷によって冷却するための吸気口と排気口が設けられ、さらに排気口には冷却ファン１８が設けられている。バッテリボックスの吸気口は車内の空気を取り入れることができる位置に設けられ、排気口は冷却ファン１８によって排気される空気を車外に排出することができる位置に設けられている。
【００２１】
符号６は１２Ｖバッテリであり、この１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａおよび−側端子６ｂからは１２Ｖの電圧が出力される。この１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａと−側端子６ｂとの間には、１２Ｖバッテリ６の出力電圧Ｖ３を検出する電圧センサ６ｃが設けられている。また、この１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａには、１２Ｖバッテリ６からの電源供給をオン、オフするためのイグニッションスイッチ２１が接続されている。
【００２２】
符号７は各種の電装品、例えばヘッドライト、デフロスター、エアコン等であり、この電装品７は前記１２Ｖバッテリ６によって駆動される。また、前記スタータ５も、１２Ｖバッテリ６によって駆動される。
【００２３】
前記メインバッテリ１とモータ２との間には、モータ２へ供給する電力の量を制御するためのパワードライブユニット８が設けられている。このパワードライブユニット８は、容量が５２５０μＦのコンデンサ９を内蔵していて、このコンデンサ９は、メインバッテリ１からの２本の配線が接続されたパワードライブユニット８の２つの端子、すなわち＋側端子８ａと−側端子８ｂの間に設けられている。
【００２４】
パワードライブユニット８は、モータ２へ送る電力またはモータ２から取り出す電力の量を制御する。このパワードライブユニット８は、スイッチング素子が２つ直列接続されたものが３つ並列接続された構成を内蔵している。このパワードライブユニット８内部のスイッチング素子は、後述するモータ制御ユニット１５によってオン、オフされ、これによりメインバッテリ１からパワードライブユニット８に供給される直流電流を三相交流電流に変換し、変換した三相交流電流を三相線８ｕ、８ｖ、８ｗを介してモータ２に供給する。これらの３相線８ｕ、８ｖ、８ｗには、これらの３相線８ｕ、８ｖ、８ｗを流れる電流を検出するための電流センサ１９ｕ、１９ｖ、１９ｗが設けられている。
【００２５】
前記メインバッテリ１とパワードライブユニット８との間には、これらの接続をオン、オフするコンタクタ１０が設けられている。このコンタクタ１０は、メインコンタクタ１０ａ、プリチャージコンタクタ１０ｂ、抵抗１０ｃを内蔵している。プリチャージコンタクタ１０ｂと抵抗１０ｃとが直列に接続され、これがメインコンタクタ１０ａと並列に接続されている。プリチャージコンタクタ１０ｂは、前記コンデンサ９を充電する際にオンされ、この充電時には、抵抗１０ｃによって充電電流が制限される。
【００２６】
コンタクタ１０に内蔵されたメインコンタクタ１０ａおよびプリチャージコンタクタ１０ｂの接点部は、このコンタクタ１０に内蔵された電磁石（図示せず）によって動作し、これらの電磁石には前記１２Ｖバッテリ６から電源が供給される。
【００２７】
前記コンタクタ１０とパワードライブユニット８との間には、電圧を変換するためのＤＣ−ＤＣコンバータ１１が接続されている。このＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、前記メインバッテリ１が出力するか、あるいは前記モータ２が発電機として動作するときに出力する１５０Ｖの電圧を１２Ｖの電圧に変換し、変換した電圧を前記１２Ｖバッテリ６や電装品７等に供給する。なお、前記モータ２が発電機として動作するときの出力は、前記パワードライブユニット８を介してＤＣ−ＤＣコンバータ１１に入力される。
【００２８】
前記メインバッテリ１とコンタクタ１０との間には、一次側電流センサ１２ａおよび一次側電圧センサ１２ｂが設けられている。一次側電流センサ１２ａは、メインバッテリ１から取り出されるか、あるいはこのメインバッテリ１に戻される電流を検出する。一次側電圧センサ１２ｂは、メインバッテリ１の＋側端子１ａと−側端子１ｂとの間の電圧を検出する。なお、メインバッテリ１の＋側端子１ａの電位とコンタクタ１０の一次側端子１０ｄの電位とは同一である。
【００２９】
前記コンタクタ１０およびＤＣ−ＤＣコンバータ１１と、パワードライブユニット８との間には、二次側電流センサ１３ａおよび二次側電圧センサ１３ｂが設けられている。二次側電流センサ１３ａは、パワードライブユニット８を経由してモータ２に送られるか、あるいはモータ２からパワードライブユニット８を経由して取り出される電流を検出する。この電流は、前記一次側電流センサ１２ａで検出される電流と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を流れる電流との和となる。二次側電圧センサ１３ｂは、パワードライブユニット８の＋側端子８ａと−側端子８ｂとの間の電圧を検出する。なお、パワードライブユニット８の＋側端子８ａの電位とコンタクタ１０の二次側端子１０ｅの電位とは同一である。
【００３０】
符号１４は、前記メインバッテリ１を制御するためのバッテリ制御ユニットであり、このバッテリ制御ユニット１４は、具体的にはＣＰＵ（中央演算装置）およびメモリによって構成されている。このバッテリ制御ユニット１４には、前記一次側電流センサ１２ａおよび一次側電圧センサ１２ｂの出力が入力されている。また、このバッテリ制御ユニット１４は、メインバッテリ１の残容量を算出する。さらに、このバッテリ制御ユニット１４は、メインバッテリ１の保護のために、このメインバッテリ１に設けられた温度センサ１７の出力を入力し、メインバッテリ１の温度が所定値以下となるように、メインバッテリ１を収納するバッテリボックスに設置された冷却ファン１８を制御する。
【００３１】
符号１５は、前記モータ２を制御するためのモータ制御ユニットであり、このモータ制御ユニット１５は、具体的にはＣＰＵ（中央演算装置）およびメモリによって構成されている。このモータ制御ユニット１５には、前記一次側電流センサ１２ａ、一次側電圧センサ１２ｂ、二次側電流センサ１３ａ、二次側電圧センサ１３ｂ、電流センサ１９ｕ、１９ｖ、１９ｗ、回転センサ３、電圧センサ６ｃの出力が入力されている。また、このモータ制御ユニット１５は、前記メインコンタクタ１０ａ、プリチャージコンタクタ１０ｂ、パワードライブユニット８、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を制御している。
【００３２】
符号１６は、前記エンジン４およびこのエンジン４のスタータ５を制御するためのエンジン制御ユニットであり、このエンジン制御ユニット１６は、具体的にはＣＰＵ（中央演算装置）およびメモリによって構成されている。
【００３３】
なお、前記バッテリ制御ユニット１４、モータ制御ユニット１５、エンジン制御ユニット１６は、ＣＰＵ（中央演算装置）およびメモリによって構成されているが、これらの各制御ユニットは、各制御ユニットの機能を実現するためのプログラムを実行することにより、その機能を実現させる。また、バッテリ制御ユニット１４、モータ制御ユニット１５、エンジン制御ユニット１６は、前記１２Ｖバッテリ６から電源を供給される。また、１２Ｖバッテリ６とモータ制御ユニット１５との間には、モータ制御ユニット１５への電源供給を保持するためのＩＧ保持回路２０が設けられている。
【００３４】
図２は、上記構成からコンタクタ１０に関係する構成のみを抜き出した構成図である。図中の主要な構成を説明する。メインコンタクタ１０ａおよびプリチャージコンタクタ１０ｂを内蔵するコンタクタ１０は、メインバッテリ１と、モータ２へ供給する電力を制御するパワードライブユニット８との間に設けられている。パワードライブユニット３内には、コンデンサ９が設けられている。
【００３５】
コンタクタ１０およびこのコンタクタ１０を制御するモータ制御ユニット１５およびスタータ５には、１２Ｖバッテリ６から電源が供給されている。この１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａと−側端子６ｂとの間には、１２Ｖバッテリ６の出力電圧Ｖ３を検出する電圧センサ６ｃが設けられている。また、１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａには、イグニッションスイッチ２１が接続されている。
【００３６】
コンタクタ１０の一次側端子１０ｄには一次側電圧センサ１２ｂが設けられ、コンタクタ１０の二次側端子１０ｅには二次側電圧センサ１３ｂが設けられている。一次側電圧センサ１２ｂおよび二次側電圧センサ１３ｂの出力は、モータ制御ユニット１５に入力されている。
【００３７】
次に、図３のタイミング図を参照し、上記構成の動作を説明する。ただし、ここで説明する動作の中では、スタータ５を動作させておらず、従って、１２Ｖバッテリ６の出力電圧Ｖ３が、モータ制御ユニット１５やコンタクタ１０の最低動作可能電圧を下回ることはないものとする。
【００３８】
イグニッションスイッチ２１がオンされる以前には、多くの場合、コンデンサ２６の電荷は放電されていて、二次側電圧センサ１３ｂで検出される二次側電圧Ｖ２はほぼ０である。時刻ｔ１で、イグニッションスイッチ２１がオンされると、１２Ｖバッテリ６からモータ制御ユニット１５への電源供給が開始され、このモータ制御ユニット１５が起動する。
【００３９】
すると、時刻ｔ２で、モータ制御ユニット１５は、プリチャージコンタクタ１０ｂをオンする。すると、メインバッテリ１の＋側端子１ａから、抵抗１０ｃ、オンされたプリチャージコンタクタ１０ｂ、パワードライブユニット８の＋側端子８ａを経由して、コンデンサ９に充電電流が流れ込み、この充電電流がコンデンサ９に充電されることによって二次側電圧が上昇する。この上昇のスピードは、抵抗１０ｃの抵抗値とコンデンサ９の容量値とによって決まる。
【００４０】
モータ制御ユニット１５は、プリチャージコンタクタ１０ｂをオンした後、１００ｍｓｅｃ以内に一次側電圧と二次側電圧との差が３７Ｖ以下となれば、メインコンタクタ１０ａをオンする（時刻ｔ３）。そして、メインコンタクタ１０ａのオンから一定時間Ｔ３４が経過した後に、プリチャージコンタクタ１０ｂをオフする。
【００４１】
すなわち、コンデンサ９が放電されていて二次側電圧がほぼ０となっているときには、まずプリチャージコンタクタ１０ｂをオンして徐々にコンデンサ９を充電し、二次側電圧を上昇させ、一次側電圧と二次側電圧との差が充分に小さくなってからメインコンタクタ１０ａをオンして、メインバッテリ１とパワードライブユニット８とを完全に接続する。このような手順を踏むことによって、メインコンタクタ１０ａに過大な電流が流れ、このメインコンタクタ１０ａが溶着することを防止している。
【００４２】
図４は、イグニッションスイッチ２１をオフした場合にもモータ制御ユニット８への電源供給を保持するためのＩＧ保持回路２０の構成を示す回路図である。ＩＧ保持回路２０は、ダイオード２２、２３、ＩＧＨＯＬＤリレー２４を内蔵している。さらに、ＩＧＨＯＬＤリレー２４は、このＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ａと端子２４ｂとの間に接続された電磁石２４ｃと、ＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ｄと端子２４ｅとの間に接続され、前記電磁石２４ｃによって動作する接点部２４ｆとを内蔵している。
【００４３】
１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａは、イグニッションスイッチ２１、ダイオード２２、ＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ａを介して電磁石２４ｃの一端に接続されている。電磁石２４ｃの他端は、ＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ｂを介して接地、すなわち１２Ｖバッテリ６の−側端子６ｂと接続されている。また、モータ制御ユニット１５のＩＧＨＯＬＤ端子１５ａが、ダイオード２３を介してＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ａに接続されている。モータ制御ユニット１５のＩＧＨＯＬＤ端子１５ａからは、ＩＧＨＯＬＤ信号が出力される。
【００４４】
１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａは、ＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ｄを介して接点部２４ｆの一端とも接続されている。接点部２４ｆの他端は、ＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ｅを介してモータ制御ユニット１５と接続されている。この配線は、モータ制御ユニット１５への電源ラインＩＧＡとなっている。
【００４５】
上記ＩＧ保持回路２０の動作を説明する。イグニッションスイッチ２１がオンされると、１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａから、オンされたイグニッションスイッチ２１、ダイオード２２、ＩＧＨＯＬＤリレー２４の端子２４ａを経由して電磁石２４ｃへ電流が流れ、電磁石２４ｃが磁力を発生する。この磁力によってＩＧＨＯＬＤリレー２４に内蔵された接点部２４ｆがオンし、１２Ｖバッテリ６の＋側端子６ａからモータ制御ユニット１５へ電源が供給される。
【００４６】
モータ制御ユニット１５へ電源が供給されると、このモータ制御ユニット８は起動し、起動後、ＩＧＨＯＤＬ信号を出力する。この出力によってダイオード２３を介して電磁石２４ｃに電流が流れる。この状態で前記イグニッションスイッチ２１がオフされても、モータ制御ユニット１５自身が電磁石２４ｃに電流を供給するので、接点部２４ｆはオンされ続け、モータ制御ユニット１５には電源が供給され続ける。このＩＧ保持回路２０は、イグニッションスイッチ２１をオフした後も、モータ制御ユニット１５を動作させておきたい場合に用いられる。
【００４７】
次に、図５のフローチャートを参照し、本実施形態の全体の動作、すなわちイグニッションスイッチ２１がオンされてから、メインコンタクタ１０ａのオンが完了するまでの動作を説明する。このフローは、イグニッションスイッチ２１がオンされ、モータ制御ユニット１５に電源が投入され、このモータ制御ユニット１５が起動した後に実行される。なお、以下の文中におけるＳ１等の符号はフローチャート中のステップを表している。
【００４８】
まず、ステップＳ１で、モータ制御ユニット１５が、イグニッションスイッチ２１がオンされているか否かを検出する。モータ制御ユニット１５は、イグニッションスイッチ２１がオンされていれば処理をステップＳ２へ進め、イグニッションスイッチ２１がオフされていれば処理をステップＳ１６へ進める。
【００４９】
ステップＳ２では、モータ制御ユニット１５への電源供給をイグニッションスイッチ２１がオフされた場合にも保持するため、モータ制御ユニット１５がＩＧＨＯＬＤ信号を出力し、この出力によってＩＧ保持回路２０が動作し、モータ制御ユニット１５への電源供給が確保される。
【００５０】
次に、ステップＳ３で、モータ制御ユニット１５が、自分自身がメインコンタクタ１０ａにオン指令を出しているかオフ指令を出しているかを判定する。モータ制御ユニット１５は、メインコンタクタ１０ａへオン指令を出していれば処理をステップＳ１３へ進め、メインコンタクタ１０ａへオフ指令を出していれば処理をステップＳ４へ進める。
運転者がイグニッションスイッチ２１をオンにしてモータ制御ユニット１５を起動した時、およびエンジン始動時に１２Ｖバッテリ６の電圧が低下してモータ制御ユニット１５がリセットした後に１２Ｖバッテリ６の電圧が復帰した時は、メインコンタクタ１０ａへの指令はオフになるため、処理をステップＳ４へ進める。以下に説明する所定の手順が完了し、メインコンタクタ１０ａへオン指令を出した時は、処理をステップＳ１３へ進める。
【００５１】
ステップＳ４では、モータ制御ユニット１５が、スタータ５が動作していて、このスタータ５がエンジン４を始動しているか否か、すなわちエンジン始動中であるか否かを検出する。モータ制御ユニット１５は、エンジン始動中であるか否かを、１２Ｖバッテリ６の出力電圧Ｖ３またはエンジン４の回転数によって判定する。
【００５２】
１２Ｖバッテリ６の出力電圧によって判定する場合には、モータ制御ユニット１５は、電圧センサ６ｃによって検出された１２Ｖバッテリ６の出力電圧Ｖ３と所定値とを比較し、１２Ｖバッテリ６の出力電圧Ｖ３が所定値以下であればエンジン始動中であると判断する。
【００５３】
エンジン４の回転数によって判定する場合には、モータ制御ユニット１５は、回転センサ３によって検出されたエンジン４の回転数と所定値とを比較し、エンジン４の回転数が所定値以下であればエンジン始動中であると判断する。
【００５４】
そして、モータ制御ユニット１５は、エンジン始動中であれば処理をステップＳ１２へ進め、エンジン始動中でなければ処理をステップＳ５へ進める。
【００５５】
ステップＳ５では、モータ制御ユニット１５が、自分自身がプリチャージコンタクタ１０ｂへオン指令を出しているかオフ指令を出しているかを判定する。モータ制御ユニット１５は、プリチャージコンタクタ１０ｂへオン指令を出していれば処理をステップＳ８へ進め、プリチャージコンタクタ１０ｂへオフ指令を出していれば処理をステップＳ６へ進める。
【００５６】
ステップＳ６では、モータ制御ユニット１５が、プリチャージコンタクタ１０ｂをオンする。これにより、メインバッテリ１の＋側端子１ａから、抵抗１０ｃ、オンされたプリチャージコンタクタ１０ｂ、パワードライブユニット８の＋側端子８ａを経由してコンデンサ９に電流が流れ込み始め、コンデンサ９への充電（プリチャージ）が開始される。
【００５７】
次に、ステップＳ７で、モータ制御ユニット１５が、このモータ制御ユニット１５内部の「コンタクタＯＮ処理終了フラグ」がセットされているか否かを検出する。モータ制御ユニット１５は、「コンタクタＯＮ処理終了フラグ」がセットされていればこのフローを終了させ、「コンタクタＯＮ処理終了フラグ」がセットされていなければ処理をステップＳ１に戻す。
【００５８】
ステップＳ８では、モータ制御ユニット１５が、プリチャージ時間が所定の制限時間を超えていないかどうかを検出する。モータ制御ユニット１５は、プリチャージ時間が所定の制限時間を超えていれば処理をステップＳ１１へ進め、プリチャージ時間が所定の制限時間を超えていなければ処理をステップＳ９へ進める。
【００５９】
ステップＳ９では、モータ制御ユニット１５が、一次側電圧すなわち一次側電圧センサ１２ｂで検出された電圧Ｖ１と、二次側電圧すなわち二次側電圧センサ１３ｂで検出された電圧Ｖ２とを比較し、これらの電圧の差が所定値（３７Ｖ）以下であるか否かを検出する。モータ制御ユニット１５は、電圧差が所定値以下であれば処理をステップＳ１０へ進め、電圧差が所定値以下でなければ処理をステップＳ７へ進める。
【００６０】
ステップＳ１０では、モータ制御ユニット１５が、メインコンタクタ１０ａをオンし、処理をステップＳ７へ進める。
【００６１】
ステップＳ１１では、モータ制御ユニット１５が、プリチャージコンタクタ１０ｂに異常があると判定し、処理をステップＳ１２へ進める。
【００６２】
ステップＳ１２では、モータ制御ユニット１５が、プリチャージコンタクタ１０ｂをオフし、処理をステップＳ７へ進める。
【００６３】
ステップＳ１３では、モータ制御ユニット１５が、自分自身がプリチャージコンタクタ１０ｂへオン指令を出しているかオフ指令を出しているかを判定する。モータ制御ユニット１５は、プリチャージコンタクタ１０ｂへオン指令を出していれば処理をステップＳ１４へ進め、プリチャージコンタクタ１０ｂへオフ指令を出していれば処理をステップＳ１６へ進める。
【００６４】
ステップＳ１４では、モータ制御ユニット１５が、メインコンタクタ１０ａがオンされてから所定の時間（時間Ｔ３４）が経過したか否かを検出する。モータ制御ユニット１５は、所定の時間が経過していれは処理をステップＳ１２へ進め、所定の時間が経過していなければ処理をステップＳ１５へ進める。
【００６５】
ステップＳ１５では、モータ制御ユニット１５が、このモータ制御ユニット１５内部の「コンタクタ処理ＯＮ処理終了フラグ」をセットし、処理をステップＳ７へ進める。
【００６６】
ステップＳ１６では、モータ制御ユニット１５が、回転センサ３の出力から、モータ回転数Ｎｍが規定値以下であるか否かを検出する。モータ制御ユニット１５は、モータ回転数Ｎｍが規定値以下であれば処理をステップＳ１７へ進め、モータ回転数Ｎｍが規定値以下でなければ処理をステップＳ７へ進める。
【００６７】
ステップＳ１７では、モータ制御ユニット１５が、ＩＧＨＯＬＤ信号の出力を中止し、ＩＧ保持回路２０によるモータ制御ユニット１５への電源自己保持動作を中止させ、処理をステップＳ７へ進める。
【００６８】
ステップＳ１６、Ｓ１７での動作によって、モータ２が規定値以上の回転数で回転しているときには、電源自己保持動作を中止しないようにする。これは以下の理由による。イグニッションスイッチ２１がオフの状態で、モータ２が規定値以上の回転数で回転していて、このモータ２が発電機として動作しているときに電源自己保持動作を中止すると、モータ制御ユニット１５への電源供給が中止され、モータ制御ユニット１５によって制御されているメインコンタクタ１０ａおよびプリチャージコンタクタ１０ｂがオフされる。すると、モータ２が発電を行っている状態でコンタクタ１０がオフされるので、コンタクタ１０を痛める可能性があるからである。
【００６９】
ステップＳ５、Ｓ８、Ｓ１１のフローによって、プリチャージを開始してから所定時間が経過した時に、コンタクタ１０の２次側電圧が上昇していないと、モータ制御ユニット１５はプリチャージコンタクタ１０ｂが故障していると判断する。しかし、エンジン始動中は、ステップＳ１２でモータ制御ユニット１５がプリチャージコンタクタ１０ｂをオフし、またステップＳ４における分岐によって前記ステップＳ１１が実行されることがないので、モータ制御ユニット１５が、プリチャージコンタクタ１０ｂが故障していると誤判断することを防止できる。
【００７０】
また、ステップＳ１０で、モータ制御ユニット１５が、プリチャージが完了してメインコンタクタ１０ａへオン指令を出した時に、エンジン始動により１２Ｖバッテリ６の電圧が低下していて、実際にはメインコンタクタ１０ａをオンできないというケースは、ステップＳ４で、モータ制御ユニット１５が、エンジン始動中であると判定してステップＳ１２の方へ分岐するので防止される。
【００７１】
そして、ステップＳ１２でプリチャージコンタクタ１０ｂへオフ指令を出し、エンジン始動後、１２Ｖバッテリ６の電圧が復帰した時（ステップＳ４の分岐でＮＯとなった時）に再度プリチャージを開始するので、プリチャージが完了していない状態でメインコンタクタ１０ａがオンされることはなく、従ってメインコンタクタ１０ａの溶着が防止できる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、プリチャージコンタクタ故障の誤検出を防止することができる。また、メインコンタクタの溶着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるハイブリッド自動車のモータ制御装置を含む、ハイブリッド自動車の一種であるパラレルハイブリッド自動車の制御システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】コンタクタ１０に関係する構成のみを抜き出した構成図である。
【図３】コンタクタ１０に関係する構成の動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】イグニッションスイッチ２１をオフした場合にもモータ制御ユニット８への電源供給を保持するためのＩＧ保持回路２０の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施形態の全体の動作、すなわちイグニッションスイッチ２１がオンされてから、メインコンタクタ１０ａのオンが完了するまでの動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】従来技術の第１の問題点を説明するためのタイミング図である。
【図７】従来技術の第２の問題点を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
１ メインバッテリ １ａ ＋側端子
１ｂ −側端子 ２ モータ
３ 回転センサ ４ エンジン
５ スタータ ６ １２Ｖバッテリ
６ａ ＋側端子 ６ｂ −側端子
６ｃ 電圧センサ
７ 電装品 ８ パワードライブユニット
８ａ ＋側端子 ８ｂ −側端子
８ｕ、８ｖ、８ｗ 三相線 ９ コンデンサ
１０ コンタクタ １０ａ メインコンタクタ
１０ｂ プリチャージコンタクタ １０ｃ 抵抗（プリチャージ抵抗）
１１ ＤＣ−ＤＣコンバータ １２ａ 一次側電流センサ
１２ｂ 一次側電圧センサ １３ａ 二次側電流センサ
１３ｂ 二次側電圧センサ １４ バッテリ制御ユニット
１５ モータ制御ユニット（コンタクタ制御手段、プリチャージ制御手段、コンタクタ故障検出手段、故障検知禁止手段）
１５ａ ＩＧＨＯＬＤ端子 １６ エンジン制御ユニット
１７ 温度センサ １８ ファン
１９ｕ、１９ｖ、１９ｗ 電流センサ
２０ ＩＧ保持回路 ２１ イグニッションスイッチ
２２、２３ ダイオード ２４ ＩＧＨＯＬＤリレー
２４ａ、２４ｂ、２４ｄ、２４ｅ 端子
２４ｃ 電磁石 ２４ｆ 接点部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor control device for a hybrid vehicle that uses both an engine and a motor, and more particularly to control of a contactor that turns on and off a connection between a motor and a battery that supplies power to the motor.
[0002]
[Prior art]
A power drive unit that drives an AC motor for running a hybrid vehicle has a built-in switching element such as a transistor, and has a large capacity to prevent power supply voltage fluctuations caused by turning on and off the switching element. Are provided in parallel with the switching element. The power supply from the battery to the power drive unit is intermittent by the contactor, but if the main contactor that directly connects the power supply path among the contactors is suddenly connected, a large current flows to the main contactor to charge the capacitor. Flows, and this current value exceeds the allowable current value of the main contactor. Therefore, first, the precharge contactor connected in series with the current limiting resistor is turned on, and when the capacitor is charged and the voltage of the capacitor has risen sufficiently, it is determined that the precharge of the capacitor has been completed. Turn on contactor. The fact that the voltage of the capacitor has risen sufficiently is determined based on the fact that the voltage across the contactor has fallen below a predetermined value. After the above process, when the power supply path from the battery to the power drive unit is directly connected by the main contactor, the motor becomes operable for the first time. After the main contactor is turned on, the precharge contactor becomes unnecessary, so that the precharge contactor is turned off.
[0003]
In addition, the control device detects a failure of the precharge contactor based on a voltage at an input terminal of the power drive unit, that is, a secondary side of the contactor after a predetermined time from turning on of the precharge contactor. That is, if the voltage on the secondary side of the contactor does not increase even after the predetermined time has elapsed since the precharge contactor was turned on, it is detected that the voltage between the primary side and the secondary side of the contactor becomes a predetermined value or more. It is determined that the contactor has failed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The first problem of the above-mentioned prior art will be described with reference to the timing chart of FIG. FIG. 6 shows a case where the voltage of the auxiliary battery once exceeds the contactor-on enabling voltage and then drops.
[0005]
The contactor is powered by a 12V auxiliary battery and turns on and off. The contactor is controlled by a control device such as a computer that operates by being supplied with power from an auxiliary battery. By the way, the starter motor is used to start the engine not only in the vehicle using only the engine but also in the hybrid vehicle, so that the voltage of the auxiliary battery may decrease when the starter is turned on.
[0006]
After the control device issues an ON command to the precharge contactor and turns on the precharge contactor, if the voltage of the auxiliary battery drops for the above-described reason, the voltage of the auxiliary battery becomes the ON holding voltage of the contactor (about 6 to 7 V). Above, the on state of the precharge contactor is maintained, so that the capacitor voltage rises and the precharge is completed, but even if the control device issues an on command to the main contactor when the precharge is completed, If the voltage of the battery is lower than the ON voltage of the main contactor (about 9 to 10 V), the main contactor remains off.
[0007]
When the control device issues an ON command to the main contactor after determining that the precharge is completed, the control device turns off the precharge contactor at the same time as this command, but at this time, if the main contactor remains off as described above, Then, the capacitor in the power drive unit is discharged and returns to the state before the precharge. This is because a DC-DC converter is connected to a power supply path from the battery to the power drive unit, the DC-DC converter starts operating, and the electric charge of the capacitor is discharged toward the DC-DC converter. That's why. Thereafter, when the voltage of the auxiliary battery recovers to the contactor ON voltage while the control device continues to issue the ON command to the main contactor, the main contactor turns on, but since the precharge has not been completed, a large current flows through the main contactor. Flow and this main contactor may weld.
[0008]
Further, a second problem of the above-mentioned prior art will be described with reference to a timing chart of FIG. FIG. 7 shows a case where the voltage of the auxiliary battery changes to a value lower than the contactor-on enable voltage.
[0009]
If the battery voltage drops during engine startup, the precharge contactor may remain off even if the control device issues an on command to the precharge contactor. This is because, when the voltage of the auxiliary battery decreases, the holding force of the relay that moves the contact portion of the contactor decreases. Therefore, when the voltage of the auxiliary battery falls below the on-continuous voltage (about 6 to 7 V) of the relay, the contactor turns off. It is because.
[0010]
When the voltage of the auxiliary battery decreases, the control device (specifically, a computer or the like) resets, the ON command to the contactor disappears, and then the voltage of the auxiliary battery returns to the starting voltage of the control device (about 5 V). When the control device is restarted and restarted, the control device determines that the capacitor is in a state before being precharged, and restarts the precharge of the capacitor, but issues an ON command to the contactor. At this time, if the voltage of the auxiliary battery is lower than the minimum voltage (about 9 to 10 V) at which the contactor can be turned on, the contactor cannot be turned on. Therefore, even if the control device issues a precharge command, the contactor remains off, the secondary voltage of the contactor does not increase, and it is erroneously determined that the contactor has failed after a predetermined time.
[0011]
The present invention has been made to solve the above-described problem, and has as its object to prevent a trouble related to a contactor. More specifically, an object of the present invention is to prevent erroneous detection of a contactor failure and prevent welding of a main contactor.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, an engine (an engine 4 in the embodiment) that drives a vehicle by burning fuel is provided. A starter (starter 5 in the embodiment) for starting the engine, an auxiliary battery (12 V battery 6 in the embodiment) for driving the starter, A control device for a hybrid vehicle having a motor (motor 2 in the embodiment) driven by power supplied from a main battery (main battery 1 in the embodiment) via a power drive unit (power drive unit 8 in the embodiment). A precharge contactor (precharge contactor 10b in the embodiment) that is provided between the main battery and the power drive unit and connects the main battery and the power drive unit via a precharge resistor (the resistor 10c in the embodiment); A main contactor (main contactor 10a in the embodiment) which is provided between the battery and the power drive unit and directly connects the main battery and the power drive unit; A contactor that starts precharging of the stored capacitor (the capacitor 9 in the embodiment), turns on the main contactor when the voltage of the capacitor exceeds a predetermined value, turns off the precharge contactor after turning on the main contactor. Control means (motor control unit 15 in the embodiment) and precharge control means (motor control unit 15 in the embodiment) for prohibiting an ON command to the main contactor at the time of starting the engine and restarting precharging of the capacitor after the engine starts. With The pre-charge contactor and the main contactor are turned on when power is supplied from the auxiliary battery. A control device for a hybrid vehicle.
[0013]
According to the above configuration, since the contactor is not turned on during the engine start, a change in the output voltage of the sub-battery during the engine start causes a difference between the precharge contactor and the main contactor between the precharge contactor and the main contactor on periods. It is possible to prevent a period in which both of the main contactor and the main contactor are not turned on, and thus it is possible to prevent the main contactor from being turned on without a precharge. As a result, welding of the main contactor due to heat generation can be prevented.
[0014]
The invention described in claim 2 is an engine that drives a vehicle by burning fuel, A starter for starting the engine, an auxiliary battery for driving the starter, A control device for a hybrid vehicle having a motor driven and supplied with power from a main battery via a power drive unit, provided between the main battery and the power drive unit, and connected to the main battery via a precharge resistor. A precharge contactor that connects the power drive unit, a main contactor that is provided between the main battery and the power drive unit and directly connects the main battery and the power drive unit, and a precharge contactor that turns on the precharge contactor and connects the capacitor built into the power drive unit Contactor control means for initiating precharge, turning on the main contactor when the voltage of the capacitor becomes equal to or higher than a predetermined value, turning off the precharge contactor after turning on the main contactor, A contactor failure detecting means (motor control unit 15 in the embodiment) for determining that the precharge contactor has failed when the voltage of the capacitor does not exceed a predetermined value after a predetermined time after turning on the charge contactor; A failure detection inhibiting means (in the embodiment, the motor control unit 15) for inhibiting the failure detection of the precharge contactor; The pre-charge contactor and the main contactor are turned on when power is supplied from the auxiliary battery. A control device for a hybrid vehicle.
[0015]
According to the above configuration, since the contactor is not turned on during the start of the engine, the contactor failure detecting means can prevent erroneous detection of a state in which the contactor is not turned on due to a drop in the voltage of the auxiliary battery during the engine start as a contactor failure. .
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a motor control device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a control system for a parallel hybrid vehicle, which is a type of hybrid vehicle, including a motor control device for a hybrid vehicle, which is one embodiment of the present invention. Reference numeral 1 in this figure denotes a main battery, and a voltage of 150 V is output from the + terminal 1 a and the − terminal 1 b of the main battery 1. Reference numeral 2 denotes a motor driven by the electric power supplied from the main battery 1 to drive the automobile. A rotation sensor 3 for detecting the number of rotations of the motor 2 is connected to a rotation shaft of the motor 2.
[0017]
Reference numeral 4 denotes an engine that is driven by burning fuel to drive an automobile. The rotating shaft of the engine 4 is connected to the rotating shaft of the motor 2 so that the motor 2 can assist (assist) the engine 4. A starter 5 for starting the engine 4 is further connected to the rotation shaft of the engine 4.
[0018]
Although the rotation sensor 3 is connected to the rotation shaft of the motor 2, since the rotation shaft of the engine 4 and the rotation shaft of the motor 2 are connected, the rotation sensor 3 can also detect the rotation speed of the engine 4. .
[0019]
The driving force of the motor 2 and the engine 4 is transmitted to driving wheels (not shown) via a transmission (not shown) composed of an automatic transmission or a manual transmission. When the vehicle is decelerated, rotation is transmitted from the drive wheels to the motor 2, the motor 2 operates as a generator, converts kinetic energy of the vehicle body into electric energy, and charges the converted electric energy to the main battery 1. To recover energy.
[0020]
The main battery 1 supplies electric power to the motor 2 when the vehicle is driven by the driving force of the motor 2, and operates the motor 2 as a generator when the vehicle is decelerated. Charge energy. The main battery 1 is configured such that a plurality of cells are connected in series to form one module, and this module is further connected in series to output a high voltage (150 V). A temperature sensor 17 is attached to each module constituting the main battery 1. These modules are housed in a battery box. The battery box is provided with an intake port and an exhaust port for cooling the module by air cooling, and a cooling fan 18 is provided at an exhaust port. The intake port of the battery box is provided at a position where air inside the vehicle can be taken in, and the exhaust port is provided at a position where air exhausted by the cooling fan 18 can be discharged outside the vehicle.
[0021]
Reference numeral 6 denotes a 12 V battery, and a voltage of 12 V is output from a positive terminal 6 a and a negative terminal 6 b of the 12 V battery 6. A voltage sensor 6c for detecting the output voltage V3 of the 12V battery 6 is provided between the positive terminal 6a and the negative terminal 6b of the 12V battery 6. An ignition switch 21 for turning on / off the power supply from the 12 V battery 6 is connected to the + terminal 6 a of the 12 V battery 6.
[0022]
Reference numeral 7 denotes various electric components such as a headlight, a defroster, and an air conditioner. The electric component 7 is driven by the 12V battery 6. The starter 5 is also driven by a 12V battery 6.
[0023]
A power drive unit 8 for controlling the amount of electric power supplied to the motor 2 is provided between the main battery 1 and the motor 2. The power drive unit 8 has a built-in capacitor 9 having a capacity of 5250 μF. This capacitor 9 is connected to two terminals of the power drive unit 8 to which two wires from the main battery 1 are connected, that is, a positive terminal 8a. It is provided between the negative terminals 8b.
[0024]
The power drive unit 8 controls the amount of electric power sent to the motor 2 or electric power taken out of the motor 2. The power drive unit 8 has a built-in configuration in which two switching elements are connected in series and three switching elements are connected in parallel. The switching element inside the power drive unit 8 is turned on and off by a motor control unit 15 described later, thereby converting a DC current supplied from the main battery 1 to the power drive unit 8 into a three-phase AC current, and converting the converted three-phase AC current. An alternating current is supplied to the motor 2 via the three-phase wires 8u, 8v, 8w. These three-phase wires 8u, 8v, 8w are provided with current sensors 19u, 19v, 19w for detecting a current flowing through these three-phase wires 8u, 8v, 8w.
[0025]
A contactor 10 is provided between the main battery 1 and the power drive unit 8 to turn on and off these connections. The contactor 10 includes a main contactor 10a, a precharge contactor 10b, and a resistor 10c. The precharge contactor 10b and the resistor 10c are connected in series, and this is connected in parallel with the main contactor 10a. The precharge contactor 10b is turned on when charging the capacitor 9, and at this time, the charging current is limited by the resistor 10c.
[0026]
The contact portions of the main contactor 10a and the precharge contactor 10b built in the contactor 10 are operated by electromagnets (not shown) built in the contactor 10, and power is supplied to these electromagnets from the 12V battery 6. You.
[0027]
A DC-DC converter 11 for converting a voltage is connected between the contactor 10 and the power drive unit 8. The DC-DC converter 11 converts a 150 V voltage output from the main battery 1 or a 150 V output when the motor 2 operates as a generator into a 12 V voltage, and converts the converted voltage to the 12 V battery 6. And electrical components 7. The output when the motor 2 operates as a generator is input to the DC-DC converter 11 via the power drive unit 8.
[0028]
A primary current sensor 12a and a primary voltage sensor 12b are provided between the main battery 1 and the contactor 10. The primary side current sensor 12a detects a current taken out of the main battery 1 or returned to the main battery 1. The primary side voltage sensor 12b detects a voltage between the + terminal 1a and the − terminal 1b of the main battery 1. Note that the potential of the positive terminal 1a of the main battery 1 is the same as the potential of the primary terminal 10d of the contactor 10.
[0029]
A secondary-side current sensor 13a and a secondary-side voltage sensor 13b are provided between the contactor 10 and the DC-DC converter 11 and the power drive unit 8. The secondary current sensor 13a detects a current sent to the motor 2 via the power drive unit 8 or taken out of the motor 2 via the power drive unit 8. This current is the sum of the current detected by the primary side current sensor 12a and the current flowing through the DC-DC converter 11. The secondary voltage sensor 13b detects a voltage between the positive terminal 8a and the negative terminal 8b of the power drive unit 8. Note that the potential of the + terminal 8a of the power drive unit 8 and the potential of the secondary terminal 10e of the contactor 10 are the same.
[0030]
Reference numeral 14 denotes a battery control unit for controlling the main battery 1, and the battery control unit 14 is specifically composed of a CPU (Central Processing Unit) and a memory. The outputs of the primary current sensor 12a and the primary voltage sensor 12b are input to the battery control unit 14. Further, the battery control unit 14 calculates the remaining capacity of the main battery 1. Further, the battery control unit 14 receives an output of a temperature sensor 17 provided in the main battery 1 for protection of the main battery 1 so that the temperature of the main battery 1 becomes equal to or lower than a predetermined value. The cooling fan 18 installed in the battery box that houses the battery 1 is controlled.
[0031]
Reference numeral 15 denotes a motor control unit for controlling the motor 2, and the motor control unit 15 is specifically constituted by a CPU (Central Processing Unit) and a memory. The motor control unit 15 includes the primary side current sensor 12a, the primary side voltage sensor 12b, the secondary side current sensor 13a, the secondary side voltage sensor 13b, the current sensors 19u, 19v, 19w, the rotation sensor 3, and the voltage sensor 6c. Output is input. The motor control unit 15 controls the main contactor 10a, the precharge contactor 10b, the power drive unit 8, and the DC-DC converter 11.
[0032]
Reference numeral 16 denotes an engine control unit for controlling the engine 4 and the starter 5 of the engine 4. The engine control unit 16 is specifically constituted by a CPU (Central Processing Unit) and a memory.
[0033]
The battery control unit 14, the motor control unit 15, and the engine control unit 16 are constituted by a CPU (Central Processing Unit) and a memory. These control units are used to realize the functions of the control units. By executing the program, the function is realized. The battery control unit 14, the motor control unit 15, and the engine control unit 16 are supplied with power from the 12V battery 6. An IG holding circuit 20 for holding power supply to the motor control unit 15 is provided between the 12 V battery 6 and the motor control unit 15.
[0034]
FIG. 2 is a configuration diagram in which only the configuration related to the contactor 10 is extracted from the above configuration. The main configuration in the figure will be described. The contactor 10 including the main contactor 10a and the precharge contactor 10b is provided between the main battery 1 and a power drive unit 8 that controls electric power supplied to the motor 2. A capacitor 9 is provided in the power drive unit 3.
[0035]
Power is supplied from a 12 V battery 6 to the contactor 10, the motor control unit 15 that controls the contactor 10, and the starter 5. A voltage sensor 6c for detecting the output voltage V3 of the 12V battery 6 is provided between the positive terminal 6a and the negative terminal 6b of the 12V battery 6. Further, an ignition switch 21 is connected to the + terminal 6a of the 12V battery 6.
[0036]
The primary terminal 10d of the contactor 10 is provided with a primary voltage sensor 12b, and the secondary terminal 10e of the contactor 10 is provided with a secondary voltage sensor 13b. Outputs of the primary side voltage sensor 12b and the secondary side voltage sensor 13b are input to the motor control unit 15.
[0037]
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to the timing chart of FIG. However, in the operation described here, the starter 5 is not operated, so that the output voltage V3 of the 12V battery 6 does not fall below the minimum operable voltage of the motor control unit 15 or the contactor 10. I do.
[0038]
Before the ignition switch 21 is turned on, the charge of the capacitor 26 is discharged in many cases, and the secondary voltage V2 detected by the secondary voltage sensor 13b is almost zero. At time t1, when the ignition switch 21 is turned on, power supply from the 12V battery 6 to the motor control unit 15 is started, and the motor control unit 15 is started.
[0039]
Then, at time t2, the motor control unit 15 turns on the precharge contactor 10b. Then, a charging current flows from the positive terminal 1a of the main battery 1 to the capacitor 9 via the resistor 10c, the turned-on precharge contactor 10b, and the positive terminal 8a of the power drive unit 8, and the charging current is transferred to the capacitor 9 , The secondary voltage rises. The speed of this rise is determined by the resistance value of the resistor 10c and the capacitance value of the capacitor 9.
[0040]
The motor control unit 15 turns on the main contactor 10a if the difference between the primary voltage and the secondary voltage becomes 37 V or less within 100 msec after turning on the precharge contactor 10b (time t3). Then, after a predetermined time T34 has elapsed since the main contactor 10a was turned on, the precharge contactor 10b is turned off.
[0041]
That is, when the capacitor 9 is discharged and the secondary voltage is almost 0, the precharge contactor 10b is first turned on to gradually charge the capacitor 9, increase the secondary voltage, and increase the primary voltage. The main contactor 10a is turned on after the difference between the main battery 1 and the secondary side voltage becomes sufficiently small, and the main battery 1 and the power drive unit 8 are completely connected. By taking such a procedure, an excessive current flows through the main contactor 10a, thereby preventing the main contactor 10a from welding.
[0042]
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of the IG holding circuit 20 for holding the power supply to the motor control unit 8 even when the ignition switch 21 is turned off. The IG holding circuit 20 has diodes 22 and 23 and an IGHOLD relay 24 built therein. Further, the IGHOLD relay 24 is connected between the terminals 24a and 24e of the IGHOLD relay 24, and is connected between the terminals 24d and 24e of the IGHOLD relay 24, and is operated by the electromagnet 24c. And a contact portion 24f.
[0043]
The + terminal 6a of the 12V battery 6 is connected to one end of an electromagnet 24c via an ignition switch 21, a diode 22, and a terminal 24a of an IGHOLD relay 24. The other end of the electromagnet 24c is grounded via the terminal 24b of the IGHOLD relay 24, that is, connected to the negative terminal 6b of the 12V battery 6. The IGHOLD terminal 15 a of the motor control unit 15 is connected to the terminal 24 a of the IGHOLD relay 24 via the diode 23. An IGHOLD signal is output from an IGHOLD terminal 15a of the motor control unit 15.
[0044]
The + terminal 6a of the 12V battery 6 is also connected to one end of a contact portion 24f via a terminal 24d of the IGHOLD relay 24. The other end of the contact portion 24f is connected to the motor control unit 15 via a terminal 24e of the IGHOLD relay 24. This wiring is a power supply line IGA to the motor control unit 15.
[0045]
The operation of the IG holding circuit 20 will be described. When the ignition switch 21 is turned on, a current flows from the + terminal 6a of the 12V battery 6 to the electromagnet 24c via the turned on ignition switch 21, the diode 22, and the terminal 24a of the IGHOLD relay 24, and the electromagnet 24c is magnetized. Occurs. This magnetic force turns on the contact portion 24 f built in the IGHOLD relay 24, and power is supplied to the motor control unit 15 from the + terminal 6 a of the 12 V battery 6.
[0046]
When power is supplied to the motor control unit 15, the motor control unit 8 starts up and outputs an IGHODL signal after startup. With this output, a current flows through the diode 23 to the electromagnet 24c. Even if the ignition switch 21 is turned off in this state, the motor control unit 15 itself supplies current to the electromagnet 24c, so that the contact portion 24f is kept turned on, and power is continuously supplied to the motor control unit 15. The IG holding circuit 20 is used when the motor control unit 15 is to be operated even after the ignition switch 21 is turned off.
[0047]
Next, the overall operation of the present embodiment, that is, the operation from the time when the ignition switch 21 is turned on until the time when the main contactor 10a is turned on is completed will be described with reference to the flowchart of FIG. This flow is executed after the ignition switch 21 is turned on, the power of the motor control unit 15 is turned on, and the motor control unit 15 is started. Note that reference numerals such as S1 in the following text represent steps in the flowchart.
[0048]
First, in step S1, the motor control unit 15 detects whether or not the ignition switch 21 is turned on. If the ignition switch 21 is on, the motor control unit 15 proceeds to step S2, and if the ignition switch 21 is off, the process proceeds to step S16.
[0049]
In step S2, the motor control unit 15 outputs an IGHOLD signal to maintain the power supply to the motor control unit 15 even when the ignition switch 21 is turned off. Power supply to the control unit 15 is secured.
[0050]
Next, in step S3, the motor control unit 15 determines whether the motor control unit 15 itself issues an ON command or an OFF command to the main contactor 10a. Motor control unit 15 advances the process to step S13 if an ON command has been issued to main contactor 10a, and advances the process to step S4 if an OFF command has been issued to main contactor 10a.
When the driver starts the motor control unit 15 by turning on the ignition switch 21, and when the voltage of the 12V battery 6 returns after the motor control unit 15 is reset after the voltage of the 12V battery 6 is reduced when the engine is started. Since the command to the main contactor 10a is turned off, the process proceeds to step S4. When the predetermined procedure described below has been completed and an ON command has been issued to main contactor 10a, the process proceeds to step S13.
[0051]
In step S4, the motor control unit 15 detects whether the starter 5 is operating and whether or not the starter 5 has started the engine 4, that is, whether or not the engine is being started. The motor control unit 15 determines whether or not the engine is being started based on the output voltage V3 of the 12V battery 6 or the rotation speed of the engine 4.
[0052]
When the determination is made based on the output voltage of the 12V battery 6, the motor control unit 15 compares the output voltage V3 of the 12V battery 6 detected by the voltage sensor 6c with a predetermined value. If it is less than the value, it is determined that the engine is being started.
[0053]
When determining based on the rotation speed of the engine 4, the motor control unit 15 compares the rotation speed of the engine 4 detected by the rotation sensor 3 with a predetermined value, and if the rotation speed of the engine 4 is equal to or less than the predetermined value. It is determined that the engine is starting.
[0054]
Then, if the engine is being started, the process proceeds to step S12, and if not, the process proceeds to step S5.
[0055]
In step S5, the motor control unit 15 determines whether it has issued an ON command or an OFF command to the precharge contactor 10b. Motor control unit 15 advances the process to step S8 if an on command has been issued to precharge contactor 10b, and advances the process to step S6 if an off command has been issued to precharge contactor 10b.
[0056]
In step S6, the motor control unit 15 turns on the precharge contactor 10b. As a result, a current starts to flow from the positive terminal 1a of the main battery 1 to the capacitor 9 via the resistor 10c, the turned-on precharge contactor 10b, and the positive terminal 8a of the power drive unit 8, thereby charging the capacitor 9 ( Precharge) is started.
[0057]
Next, in step S7, the motor control unit 15 detects whether the "contactor ON processing end flag" inside the motor control unit 15 is set. The motor control unit 15 terminates this flow if the “contactor ON processing end flag” is set, and returns the processing to step S1 if the “contactor ON processing end flag” is not set.
[0058]
In step S8, the motor control unit 15 detects whether the precharge time has not exceeded a predetermined time limit. If the precharge time has exceeded the predetermined time limit, the motor control unit 15 advances the process to step S11. If the precharge time has not exceeded the predetermined time limit, the process advances to step S9.
[0059]
In step S9, the motor control unit 15 compares the primary voltage, that is, the voltage V1 detected by the primary voltage sensor 12b, with the secondary voltage, that is, the voltage V2 detected by the secondary voltage sensor 13b. Is detected whether or not the voltage difference is equal to or less than a predetermined value (37 V). If the voltage difference is equal to or less than the predetermined value, motor control unit 15 proceeds to step S10, and if not, to step S7.
[0060]
In Step S10, the motor control unit 15 turns on the main contactor 10a, and the process proceeds to Step S7.
[0061]
In step S11, the motor control unit 15 determines that the precharge contactor 10b has an abnormality, and advances the process to step S12.
[0062]
In step S12, motor control unit 15 turns off precharge contactor 10b, and proceeds to step S7.
[0063]
In step S13, the motor control unit 15 determines whether it has issued an ON command or an OFF command to the precharge contactor 10b. Motor control unit 15 advances the process to step S14 if an ON command has been issued to precharge contactor 10b, and advances the process to step S16 if an OFF command has been issued to precharge contactor 10b.
[0064]
In step S14, the motor control unit 15 detects whether a predetermined time (time T34) has elapsed since the main contactor 10a was turned on. The motor control unit 15 advances the process to step S12 if the predetermined time has elapsed, and advances the process to step S15 if the predetermined time has not elapsed.
[0065]
In step S15, the motor control unit 15 sets the "contactor processing ON processing end flag" inside the motor control unit 15, and proceeds to step S7.
[0066]
In step S16, the motor control unit 15 detects from the output of the rotation sensor 3 whether the motor rotation speed Nm is equal to or less than a specified value. If the motor rotation speed Nm is equal to or less than the specified value, the motor control unit 15 advances the process to step S17, and if not, the process advances to step S7.
[0067]
In step S17, the motor control unit 15 stops outputting the IGHOLD signal, stops the operation of self-holding the power to the motor control unit 15 by the IG holding circuit 20, and advances the process to step S7.
[0068]
By the operations in steps S16 and S17, when the motor 2 is rotating at a rotation speed equal to or greater than the specified value, the power supply self-holding operation is not stopped. This is for the following reason. When the ignition switch 21 is off and the motor 2 is rotating at a rotational speed equal to or higher than a specified value, and the power supply self-holding operation is stopped while the motor 2 is operating as a generator, the motor control unit 15 Is stopped, and the main contactor 10a and the precharge contactor 10b controlled by the motor control unit 15 are turned off. Then, since the contactor 10 is turned off while the motor 2 is generating power, the contactor 10 may be damaged.
[0069]
According to the flow of steps S5, S8, and S11, when the secondary voltage of the contactor 10 has not risen when a predetermined time has elapsed since the start of precharge, the motor control unit 15 causes the precharge contactor 10b to fail. Judge that However, during the start of the engine, the motor control unit 15 turns off the precharge contactor 10b in step S12, and the step S11 is not executed by the branch in step S4. It is possible to prevent erroneous determination that 10b is out of order.
[0070]
Also, in step S10, when the motor control unit 15 issues an ON command to the main contactor 10a after the precharge is completed, the voltage of the 12V battery 6 has decreased due to the engine start, and the main contactor 10a is actually The case where the motor cannot be turned on is prevented in step S4 because the motor control unit 15 determines that the engine is being started and branches to step S12.
[0071]
Then, in step S12, an off command is issued to the precharge contactor 10b. After the engine is started, when the voltage of the 12V battery 6 is restored (when NO is obtained in the branch of step S4), the precharge is started again. The main contactor 10a is not turned on in a state where the charging is not completed, so that the welding of the main contactor 10a can be prevented.
[0072]
【The invention's effect】
According to the present invention, erroneous detection of a precharge contactor failure can be prevented. Further, welding of the main contactor can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a control system for a parallel hybrid vehicle, which is a type of hybrid vehicle, including a motor control device for a hybrid vehicle, which is one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing only a configuration related to a contactor 10;
FIG. 3 is a timing chart for explaining an operation of a configuration related to a contactor 10;
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of an IG holding circuit 20 for holding power supply to the motor control unit 8 even when an ignition switch 21 is turned off.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the overall operation of the embodiment of the present invention, that is, the operation from when the ignition switch 21 is turned on to when the turning on of the main contactor 10a is completed.
FIG. 6 is a timing chart for explaining a first problem of the related art.
FIG. 7 is a timing chart for explaining a second problem of the related art.
[Explanation of symbols]
1 Main battery 1a + terminal
1b Negative terminal 2 Motor
3 Revolution sensor 4 Engine
5 Starter 6 12V battery
6a + side terminal 6b-side terminal
6c Voltage sensor
7 Electrical components 8 Power drive unit
8a + terminal 8b-terminal
8u, 8v, 8w Three-phase wire 9 Capacitor
10 contactor 10a main contactor
10b Precharge contactor 10c Resistance (precharge resistance)
11 DC-DC converter 12a Primary current sensor
12b Primary side voltage sensor 13a Secondary side current sensor
13b Secondary voltage sensor 14 Battery control unit
15 Motor control unit (contactor control means, precharge control means, contactor failure detection means, failure detection inhibition means)
15a IGHOLD terminal 16 Engine control unit
17 Temperature sensor 18 Fan
19u, 19v, 19w current sensors
20 IG holding circuit 21 Ignition switch
22, 23 Diode 24 IGHOLD relay
24a, 24b, 24d, 24e terminals
24c electromagnet 24f contact part

Claims (2)

燃料を燃焼させて車両を走行させるエンジンと、該エンジンを始動させるためのスタータと、該スタータを駆動するための補助バッテリと、メインバッテリからの電力がパワードライブユニットを介して供給されて駆動されるモータとを有するハイブリッド車両の制御装置であって、
メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、プリチャージ抵抗を介してメインバッテリとパワードライブユニットを接続するプリチャージコンタクタと、
メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、メインバッテリとパワードライブユニットを直接接続するメインコンタクタと、
プリチャージコンタクタをオンしてパワードライブユニットに内蔵されたコンデンサへのプリチャージを開始し、その後コンデンサの電圧が所定値以上になった時にメインコンタクタをオンし、メインコンタクタをオンした後にプリチャージコンタクタをオフするコンタクタ制御手段と、
エンジン始動時にはメインコンタクタへのオン指令を禁止し、エンジン始動後にコンデンサへのプリチャージを再開させるプリチャージ制御手段とを有し、
前記プリチャージコンタクタ及び前記メインコンタクタは、前記補助バッテリから電源が供給されてオンすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。An engine that drives a vehicle by burning fuel, a starter for starting the engine, an auxiliary battery for driving the starter, and electric power supplied from a main battery via a power drive unit to be driven A control device for a hybrid vehicle having a motor and
A precharge contactor provided between the main battery and the power drive unit and connecting the main battery and the power drive unit via a precharge resistor;
A main contactor that is provided between the main battery and the power drive unit and directly connects the main battery and the power drive unit;
Turn on the precharge contactor to start precharging the capacitor built in the power drive unit, and then turn on the main contactor when the voltage of the capacitor exceeds a predetermined value.After turning on the main contactor, turn on the precharge contactor. Contactor control means for turning off;
The time of starting the engine prohibits ON command to the main contactor, have a precharge control means to restart the precharging of the capacitor after the engine is started,
The control device for a hybrid vehicle , wherein the precharge contactor and the main contactor are turned on by being supplied with power from the auxiliary battery . 燃料を燃焼させて車両を走行させるエンジンと、該エンジンを始動させるためのスタータと、該スタータを駆動するための補助バッテリと、メインバッテリからの電力がパワードライブユニットを介して供給されて駆動されるモータとを有するハイブリッド車両の制御装置であって、
メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、プリチャージ抵抗を介してメインバッテリとパワードライブユニットを接続するプリチャージコンタクタと、
メインバッテリとパワードライブユニットの間に設けられ、メインバッテリとパワードライブユニットを直接接続するメインコンタクタと、
プリチャージコンタクタをオンしてパワードライブユニットに内蔵されたコンデンサへのプリチャージを開始し、その後コンデンサの電圧が所定値以上になった時にメインコンタクタをオンし、メインコンタクタをオンした後にプリチャージコンタクタをオフするコンタクタ制御手段と、
プリチャージコンタクタをオンしてから所定時間後に、コンデンサの電圧が所定値以上にならない時に、プリチャージコンタクタを故障と判定するコンタクタ故障検出手段と、
エンジン始動時は前記プリチャージコンタクタの故障検知を禁止する故障検知禁止手段とを有し、
前記プリチャージコンタクタ及び前記メインコンタクタは、前記補助バッテリから電源が供給されてオンすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。An engine that drives a vehicle by burning fuel, a starter for starting the engine, an auxiliary battery for driving the starter, and electric power supplied from a main battery via a power drive unit to be driven A control device for a hybrid vehicle having a motor and
A precharge contactor provided between the main battery and the power drive unit and connecting the main battery and the power drive unit via a precharge resistor;
A main contactor that is provided between the main battery and the power drive unit and directly connects the main battery and the power drive unit;
Turn on the precharge contactor to start precharging the capacitor built in the power drive unit, and then turn on the main contactor when the voltage of the capacitor exceeds a predetermined value.After turning on the main contactor, turn on the precharge contactor. Contactor control means for turning off;
A contactor failure detecting means for determining that the precharge contactor has failed when the voltage of the capacitor does not exceed a predetermined value after a predetermined time after turning on the precharge contactor;
Starting the engine possess a failure detection inhibiting means for inhibiting the failure detection of the precharge contactor,
The control device for a hybrid vehicle , wherein the precharge contactor and the main contactor are turned on by being supplied with power from the auxiliary battery .
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