(57)【要約】【課題】バッテリー過充電の発生を防ぐことによってバッテリーを過充電の危険から守りバッテリーの安全性を確保できるハイブリッド車両のバッテリー保護方法を提供する。【解決手段】本発明は、ハイブリッド車両のバッテリーを過充電の危険から保護する方法であって、バッテリーとモーターインバーターとの間に設けられるメインリレーの融着可否を判断し、融着時にメインリレーの故障を判断する段階、メインリレー融着時、モーター制御装置を通してモーターインバーターの故障可否を判断する段階、モーターインバーター故障時、バッテリー制御装置を通してバッテリーの過充電の危険を判断して過充電の危険がある場合、バッテリーの異常を判断する段階、および、バッテリーの異常時にエンジン制御装置を通して上限エンジン回転数を制御し、モーター逆起電圧を過充電以下の電圧に維持することで、バッテリーを過充電の危険から保護する段階、を含むことを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車両のバッテリーを過充電の危険から保護する方法であって、
バッテリーとモーターインバーターとの間に設けられるメインリレーの融着可否を判断し、融着時にメインリレーの故障を判断する段階、
メインリレー融着時、モーター制御装置を通してモーターインバーターの故障可否を判断する段階、
モーターインバーター故障時、バッテリー制御装置を通してバッテリーの過充電の危険を判断して過充電の危険がある場合、バッテリーの異常を判断する段階、および、
バッテリーの異常時にエンジン制御装置を通して上限エンジン回転数を制御し、モーター逆起電圧を過充電以下の電圧に維持することで、バッテリーを過充電の危険から保護する段階、
を含むことを特徴とするハイブリッド車両のバッテリー保護方法。
【請求項２】
前記メインリレーの融着を判定する段階は、
初期充電リレーのＯＦＦ状態を確認する段階と、
初期充電リレーのＯＦＦ時にバッテリー電圧とインバーター電圧を比較する段階と、
バッテリー電圧とインバーター電圧の差が一定値以下である場合、高電圧リレーの融着を判定する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両のバッテリー保護方法。
【請求項３】
前記バッテリー電圧とインバーター電圧を比較する段階の比較は、
インバーター電圧＜バッテリー電圧×０．９
により行なうことを特徴とする請求項２記載のハイブリッド車両のバッテリー保護方法。
【請求項４】
前記バッテリーの異常を判定する段階で、バッテリーの過充電の危険判断はバッテリーの過電圧を検出する方式で判断することを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド車両のバッテリー保護方法。
【請求項５】
前記バッテリーの異常を判定する段階で、バッテリーの過充電の危険判断はバッテリーの過温度を検出する方式で判断することを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド車両のバッテリー保護方法。
【請求項６】
ハイブリッド車両のバッテリーを過充電の危険から保護する方法であって、
各制御装置間の通信と関連して、通信異常時にバッテリーを過充電の危険から保護するために、
モーター制御装置の通信のＯＮ／ＯＦＦの可否を判断する段階、
モーター制御装置の通信がＯＦＦの場合、バッテリー制御装置の通信のＯＮ／ＯＦＦの可否を判断する段階、および、
バッテリー制御装置の通信がＯＦＦの場合、エンジン制御装置を通して上限エンジン回転数を制御することで、モーター逆起電力を制限してモーター逆起電圧を過充電以下の電圧に維持することで、バッテリーを過充電の危険から保護する段階、
を含むことを特徴とするハイブリッド車両のバッテリー保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド車両のバッテリー保護方法に係り、より詳しくは、ハイブリッド車両でモーター制御に係る部品を固定する際、バッテリーを過充電の危険から保護する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ハイブリッド車両は２種以上の動力源、即ち、エンジンとモーターを駆動源として使用するハイブリッド電気車両（ＨＥＶ）を言う。
最近、燃費を改善してより環境に優しい製品を開発しなければならないという時代の要請に応じて、ハイブリッド車両の研究が活発に行われている。
ハイブリッド車両は、車両の動力伝達方式によって直列型、並列型、複合型などに分けられ、エンジンと電気モーターの動力分担比によってソフト、ミドル、ハードタイプに分類される。
【０００３】
ここで、直列型は一般的な電気車両と類似した構造であり、駆動力は全部モーターから得られ、エンジンは走行距離が短い電気車両の短所を補完するための発電用として搭載されるだけである。
並列型はエンジンによる走行を基本とし、エンジンの効率が低い低速運転時や加速時などにモーターが駆動力を補助する。
このような並列型はガソリンエンジンと電気モーターの最適作動領域を利用することで、駆動システム全体の燃費を向上させ、制動時にはモーターで動力を回収することで燃費を向上させることができる。
【０００４】
即ち、ハイブリッド車両はエンジンで発電機を駆動し、その電力でモーターを動かす直列型ハイブリッド車両と、エンジンをモーターで補助し、エンジンの負担を軽減させる並列型ハイブリッド車両とに区分される。
通常、並列型ハイブリッド車両の走行制御方法は、加速モード、定速モード、減速モードに区分され、エンジン始動時、および加速モードで電気エネルギーを使用して動力補助をする。
このようなハイブリッド車両には比較的高電圧（例えば、約５００Ｖ）の走行用高電圧バッテリーと、比較的低電圧（例えば、約２４Ｖ）の直流電力を蓄電する車両搭載電装品用低電圧バッテリーが装着される。
【０００５】
高電圧バッテリーでは、連続的に充電（回生制動）と放電が交互に行われる。
この時、高電圧バッテリーは実際に放電可能な最大電流を出力し、更に、発電及び回生制動時に充電可能な最大電流を受けることが車両全体の効率及び燃費を改善するために重要である。
図１はハイブリッド車両の一般的な駆動システムを表す概略図である。
【０００６】
図１に示すように、エンジン１０と、エンジン１０の補助のための駆動モーター１１と、充放電のためのバッテリー１２が具備され、駆動モーター１１とバッテリー１２はモーターインバーター１３及びメインリレー１４により電気的に連結される。
従って、駆動モーター１１とバッテリー１２はモーター制御装置１５、バッテリー制御装置１６、エンジン制御装置１７、および車両制御装置１８などの協調制御により作動し、バッテリーの充電及び放電作用が行なわれる。
【０００７】
しかし、ハイブリッド車両の場合、モーター制御装置などのように、モーターの制御と関連した部品が故障した時、バッテリー事故の発生の恐れが高いという問題がある。
例えば、図２に示すように、モーターＲＰＭに比例してシステム電圧が増加するため、モーター制御装置が故障した時、エンジンＲＰＭによってモーターの逆起電力による逆起電圧が発生し、これによりバッテリーが過充電される。
このようにバッテリーの過充電が発生すると、バッテリー保護のためにバッテリー制御装置では高電圧リレーのＯＦＦ制御を行うが、この時、高電圧リレーが融着している場合、ＯＦＦ制御が行われなくなり、結局、持続的な過充電により発火及び爆発の危険性が生じる。
【特許文献１】特開２００４−１５９４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、バッテリー過充電の発生を防ぐことによってバッテリーを過充電の危険から守りバッテリーの安全性を確保できるハイブリッド車両のバッテリー保護方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は、ハイブリッド車両のバッテリーを過充電の危険から保護する方法であって、バッテリーとモーターインバーターとの間に設けられるメインリレーの融着可否を判断し、融着時にメインリレーの故障を判断する段階、メインリレー融着時、モーター制御装置を通してモーターインバーターの故障可否を判断する段階、モーターインバーター故障時、バッテリー制御装置を通してバッテリーの過充電の危険を判断して過充電の危険がある場合、バッテリーの異常を判断する段階、および、バッテリーの異常時にエンジン制御装置を通して上限エンジン回転数を制御し、モーター逆起電圧を過充電以下の電圧に維持することで、バッテリーを過充電の危険から保護する段階、を含むことを特徴とする。
【００１０】
前記メインリレーの融着を判定する段階は、初期充電リレーのＯＦＦ状態を確認する段階と、初期充電リレーのＯＦＦ時にバッテリー電圧とインバーター電圧を比較する段階と、
バッテリー電圧とインバーター電圧の差が一定値以下である場合、高電圧リレーの融着を判定する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
前記バッテリー電圧とインバーター電圧を比較する段階の比較は、
インバーター電圧＜バッテリー電圧×０．９
により行なうことを特徴とする。
【００１２】
前記バッテリーの異常を判定する段階で、バッテリーの過充電の危険判断はバッテリーの過電圧を検出する方式で判断することを特徴とする。
【００１３】
前記バッテリーの異常を判定する段階で、バッテリーの過充電の危険判断はバッテリーの過温度を検出する方式で判断することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、ハイブリッド車両のバッテリーを過充電の危険から保護する方法であって、各制御装置間の通信と関連して、通信異常時にバッテリーを過充電の危険から保護するために、モーター制御装置の通信のＯＮ／ＯＦＦの可否を判断する段階、モーター制御装置の通信がＯＦＦの場合、バッテリー制御装置の通信のＯＮ／ＯＦＦの可否を判断する段階、および、バッテリー制御装置の通信がＯＦＦの場合、エンジン制御装置を通して上限エンジン回転数を制御することで、モーター逆起電力を制限してモーター逆起電圧を過充電以下の電圧に維持することで、バッテリーを過充電の危険から保護する段階、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るハイブリッド車両のバッテリー保護方法によると、モーター制御と関連した部品の故障時、特にモーター制御装置の故障状態でのリレー融着時やリレー融着状態でのバッテリー制御装置の過充電の危険を判断する際、エンジンの最大ＲＰＭを制限する方式でモーター逆起電圧を過充填以下の電圧に維持させることで、バッテリーを過充電の危険から保護することができ、究極的にハイブリッド車両でバッテリー制御装置、モーター制御装置、車両制御装置などの故障時に発生し得るバッテリー安全事故を防止する効果を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照にし、本発明に係るハイブリッド車両のバッテリー保護方法について詳しく説明する。
【実施例】
【００１７】
図３は本発明の一実施例によるバッテリー保護方法で、メインリレーの融着状態を表す概略図である。
図３に示す通り、メインリレー１４はバッテリー制御装置１６によりＯＮ／ＯＦＦが制御される。メインリレー１４が融着した場合は、バッテリー制御装置１６によるＯＦＦ制御が不可能であるため、さらにモーターやモーター制御関連部品の故障が発生すると、モーター逆起電力による逆起電圧の発生によりバッテリーの過充電が発生し得る。
本発明ではこのようなメインリレー１４の融着状況でバッテリーを過充電及び故障の危険から保護する手段を提供する。
【００１８】
図４は本発明の一実施例によるバッテリー保護方法の制御過程でメインリレーの融着を判断する制御過程を表すフローチャートである。
図４に示す通り、メインリレーの融着判定はバッテリーからの電圧とモーターインバーターからの電圧を比較し、相対的にどちらの電圧が大きいかにより判定する。
先ず、初期充電リレーのＯＦＦ状態でバッテリー制御装置を通してバッテリー電圧を測定し、モーター制御装置を通してモーターインバーターの電圧を測定する。
【００１９】
次に、このように測定したバッテリー電圧とインバーター電圧の差が大きくなければ、即ち、インバーター電圧＜バッテリー電圧×０．９の比較数式を満足すれば、メインリレーが融着されたと判定する。
ここで、０．９はファーストキー（ｆａｓｔ ｋｅｙ）のＯＦＦ／ＯＮ（約３００ｍｓｅｃ）の間、インバーターＤＣキャパシタの電圧が下降する最小限の値を意味し、このような０．９はキーをＯＦＦした後、インバーターキャパシタの放電時間を考慮して選定することができる。
【００２０】
図５は本発明の一実施例によるバッテリー保護方法の制御過程を表すフローチャートである。
図５に示す通り、先ず、モーター制御装置のＣＡＮ通信が正常的に行われている状態でメインリレーの融着可否を判断し、融着時にメインリレーの故障を判定する。
この時のメインリレーの融着判定は先に説明した通り、バッテリー側の電圧とモーターインバーター側の電圧の差を比較する方法で行う。
【００２１】
次に、メインリレーの故障（融着）ではない場合は、エンジンＲＰＭの上限は制限しない。即ちエンジンＲＰＭの上限の制限を行なわない。メインリレーが故障である場合はモーター制御装置を通してモーターインバーターの故障可否を判断する段階を行う。
即ち、センサー類の異常やインバーターのハードウェア要素の異常などによりモーター制御装置がモーターインバーターを制御することができない状況となると、モーターインバーターの故障と判定する。モーター制御装置によりモーターインバーターの制御が可能である場合もエンジンＲＰＭを制限する制御は行わない。
【００２２】
次に、モーターインバーターの故障時、バッテリー制御装置を通してバッテリーの過充電の危険を判断し、過充電の危険がある場合、バッテリーの異常であると判定する段階を行う。
ここで、バッテリーの異常はバッテリーセルの電圧を検出する方法や、バッテリーセルの温度を検出する方法、またはこの両方を検出する方法で判断することができる。
例えば、バッテリーセルが適正電圧を超過するかを検出し、超過する場合は、上限エンジンＲＰＭを制限する制御を行う。
この時、バッテリーセルが過電圧や過温度状態でない場合、上限エンジンＲＰＭを制限しない。
バッテリーセルの適正電圧と適正温度を設定する方法は当該分野で公知の方法であれば特に制限しない。
【００２３】
上記の通り、バッテリーの異常時、即ちバッテリーの過充電の危険時、エンジン制御装置を通して上限エンジン回転数を制御し、モーター逆起電圧を過充電以下の電圧に維持することで、バッテリーを過充電の危険から保護する段階を行う。
即ち、図６に示す通り、エンジン制御装置の制御を用いてバッテリー電圧を１３２〜１９２Ｖ、エンジンＲＰＭを２５０ＲＰＭ以下に維持する過充電フェイル・セーフ（ｆａｉｌ ｓａｆｅ）領域内に入るようにエンジンを制御する。
例えば、バッテリーの過充電の危険がある場合、現在のエンジン回転数が上限エンジン回転数を上回っている場合（過充電フェイル・セーフ領域を逸脱する場合）には、エンジン側への燃料供給を中断する燃料カットを行う方法などによりエンジンの回転数を低下させる。
【００２４】
一方、本発明では各制御装置間のＣＡＮ通信と関連して、ＣＡＮ通信の異常時にもバッテリーを過充電の危険から保護する方法を提供する。
このために、先ずモーター制御装置のＣＡＮ通信の異常可否を判断する段階を行い、モーター制御装置のＣＡＮ通信が正常である場合（モーター制御装置のＣＡＮ通信のＯＮ時）には、上で説明したような制御ロジックに従って行い、モーター制御装置のＣＡＮ通信が不可能な場合（モーター制御装置のＣＡＮ通信のＯＦＦ時）には、バッテリー制御装置のＣＡＮ通信の異常可否を判断する段階を行う。
【００２５】
バッテリー制御装置のＣＡＮ通信が正常である場合（バッテリー制御装置のＣＡＮ通信のＯＮ時）には、上限エンジンＲＰＭを制限せず、バッテリー制御装置にＣＡＮ通信が不可能である場合（バッテリー制御装置のＣＡＮ通信のＯＦＦ時）には、上限エンジンＲＰＭを制限する制御を行い、モーター逆起電圧を過充電以下の電圧に維持することで、バッテリーを過充電の危険から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ハイブリッド車両の一般的な駆動システムを表す概略図である。
【図２】ハイブリッド車両でのエンジンＲＰＭとシステム電圧間の関係及びメインリレーの位置を表す概略図である。
【図３】本発明の一実施例によるバッテリー保護方法でのメインリレーの融着状態を表す概略図である。
【図４】本発明の一実施例によるバッテリー保護方法の制御過程でのメインリレーの融着を判断する制御過程を表すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例によるバッテリー保護方法の制御過程を表すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施例によるバッテリー保護方法でエンジンＲＰＭと逆起電力の電圧間の関係を表すグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１０  エンジン
１１  駆動モーター
１２  バッテリー
１３  モーターインバーター
１４  メインリレー
１５  モーター制御装置
１６  バッテリー制御装置
１７  エンジン制御装置
１８  車両制御装置
１９  初期充電リレー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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