JP6875911B2 - Vehicle battery controller - Google Patents
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Description
本発明は、車両用バッテリ制御装置、特に、エンジンの始動に必要な電気的負荷を含む低電圧電気的負荷に電力を供給する低電圧バッテリと、この低電圧バッテリに電力を供給可能な高電圧バッテリを搭載した車両用バッテリ制御装置に関する。 The present invention comprises a vehicle battery controller, particularly a low voltage battery that powers a low voltage electrical load including the electrical load required to start the engine, and a high voltage capable of powering the low voltage battery. The present invention relates to a vehicle battery control device equipped with a battery.
このように低電圧バッテリと高電圧バッテリを併載する車両の典型的なものとして、例えばハイブリッド車両が挙げられる。この種のハイブリッド車両用のバッテリ制御装置としては、例えば下記特許文献1に記載されるものがある。この車両用バッテリ制御装置は、車両の駐車時間が所定時間経過する毎に高電圧バッテリから低電圧バッテリに電力を供給することで低電圧バッテリを充電し、これにより長期間駐車する場合でも低電圧バッテリのバッテリ上がりを防止することができるとしている。なお、高電圧バッテリから低電圧バッテリに電力を供給する際には、当然ながら、DCDCコンバータのような電圧降下回路を介装する。 A hybrid vehicle is a typical example of a vehicle in which a low-voltage battery and a high-voltage battery are mounted together. As a battery control device for this type of hybrid vehicle, for example, there is one described in Patent Document 1 below. This vehicle battery control device charges the low-voltage battery by supplying power from the high-voltage battery to the low-voltage battery every time the vehicle is parked for a predetermined time, whereby the low voltage is charged even when the vehicle is parked for a long period of time. It is said that it can prevent the battery from running out. When supplying power from the high-voltage battery to the low-voltage battery, of course, a voltage drop circuit such as a DCDC converter is interposed.
近年の車両では、駐車中であっても、低電圧バッテリに接続された電気的負荷、つまり低電圧電気的負荷によって電力が消費されている。このような車両の駐車中に、高電圧バッテリで低電圧バッテリを充電することは、すなわち低電圧バッテリを高電圧バッテリで充電しながら、低電圧バッテリの電気的負荷、つまり低電圧電気的負荷に高電圧バッテリから電力を供給することになる。従って、その状態では、エンジンは高電圧バッテリの電力で始動される。エンジンを搭載する車両では、一般に、エンジンを始動することができれば低電圧バッテリを充電することができる。 In modern vehicles, power is consumed by an electrical load connected to a low-voltage battery, that is, a low-voltage electrical load, even when parked. Charging the low voltage battery with the high voltage battery while the vehicle is parked, that is, charging the low voltage battery with the high voltage battery, while charging the electric load of the low voltage battery, that is, the low voltage electrical load. It will be powered by a high voltage battery. Therefore, in that state, the engine is started with the power of the high voltage battery. Vehicles equipped with an engine can generally charge a low voltage battery if the engine can be started.
しかしながら、車両の駐車中、高電圧バッテリで低電圧バッテリを充電しながら低電圧電気的負荷にも電力を供給することは、低電圧バッテリを充電する分だけ、高電圧バッテリの消費電力が大きい。従って、その分だけ、高電圧バッテリでエンジンを始動することが可能な期間が短くなるおそれがある。更に、その状態で、高電圧バッテリの電力消費が促進し、つまり高電圧バッテリの残量が低減し、エンジンを始動するための電力だけが高電圧バッテリに残っているような場合に、全ての低電圧電気的負荷に電力を供給し続ければ、やがてエンジンを始動することができなくなる。 However, while charging the low-voltage battery with the high-voltage battery while the vehicle is parked, supplying power to the low-voltage electrical load also consumes a large amount of power of the high-voltage battery by the amount of charging the low-voltage battery. Therefore, the period during which the engine can be started with the high-voltage battery may be shortened accordingly. Furthermore, in that state, when the power consumption of the high-voltage battery is accelerated, that is, the remaining amount of the high-voltage battery is reduced, and only the power for starting the engine remains in the high-voltage battery. If you continue to power the low-voltage electrical load, you will eventually be unable to start the engine.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低電圧バッテリと高電圧バッテリを併載する車両の長期間駐車中であっても可及的にエンジンを始動することが可能な車両用バッテリ制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to be able to start the engine as much as possible even when the vehicle on which the low-voltage battery and the high-voltage battery are mounted is parked for a long period of time. The purpose is to provide a battery control device for a vehicle.
上記目的を達成するため請求項1に記載の車両用バッテリ制御装置は、エンジンの始動に必要なエンジン始動電気的負荷を含む低電圧電気的負荷に電力を供給する、車両の補機用バッテリとしての低電圧バッテリと、前記低電圧電気的負荷に電力を供給可能な、車両の駆動源である電動モータの駆動用バッテリとしての高電圧バッテリとを備えた車両のバッテリ制御装置において、車両の駐車時に前記低電圧バッテリの残量及び前記高電圧バッテリの残量を算出するバッテリ残量算出部と、算出された前記低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ前記高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値以上の場合に、前記低電圧バッテリを前記低電圧電気的負荷から遮断し且つ前記高電圧バッテリを前記低電圧電気的負荷に接続し、算出された前記低電圧バッテリの残量が前記低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ前記高電圧バッテリの残量が前記高電圧バッテリ残量規定値未満の場合に、前記低電圧バッテリを前記低電圧電気的負荷から遮断し且つ前記高電圧バッテリを前記エンジン始動電気的負荷にのみ接続するバッテリ断続制御部とを備えたことを特徴とする。
The vehicle battery control device according to claim 1 for achieving the above object is used as a vehicle auxiliary battery that supplies power to a low-voltage electrical load including an engine starting electrical load necessary for starting an engine. Vehicle parking in a vehicle battery control device comprising a low-voltage battery and a high-voltage battery as a drive battery for an electric motor that is a vehicle drive source capable of supplying power to the low-voltage electrical load. A battery remaining amount calculation unit that sometimes calculates the remaining amount of the low-voltage battery and the remaining amount of the high-voltage battery, and the calculated remaining amount of the low-voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the low-voltage battery and the high voltage. Calculated by disconnecting the low-voltage battery from the low-voltage electrical load and connecting the high-voltage battery to the low-voltage electrical load when the remaining battery level is equal to or higher than the high-voltage battery remaining amount specified value. When the remaining amount of the low-voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the low-voltage battery and the remaining amount of the high-voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the high-voltage battery, the low-voltage battery is referred to as the low-voltage electrical. It is characterized by including a battery intermittent control unit that disconnects from the load and connects the high voltage battery only to the engine starting electrical load.
この構成によれば、低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値以上の場合には、低電圧バッテリが低電圧電気的負荷から遮断され且つ高電圧バッテリが低電圧電気的負荷に接続される。そのため、低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値以上の場合に低電圧バッテリが高電圧バッテリで充電されることがなく、その分だけ、高電圧バッテリの電力消費を低減することができ、高電圧バッテリでエンジン始動が可能な期間を長期化することができる。 According to this configuration, when the remaining amount of the low-voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the low-voltage battery and the remaining amount of the high-voltage battery is equal to or more than the specified value of the remaining amount of the high-voltage battery, the low-voltage battery is low-voltage electricity. The high voltage battery is connected to the low voltage electrical load while being cut off from the target load. Therefore, when the remaining amount of the low-voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the low-voltage battery and the remaining amount of the high-voltage battery is equal to or more than the specified value of the remaining amount of the high-voltage battery, the low-voltage battery may be charged by the high-voltage battery. Therefore, the power consumption of the high-voltage battery can be reduced by that amount, and the period during which the engine can be started with the high-voltage battery can be extended.
これに加えて、低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値未満の場合には、低電圧バッテリが低電圧電気的負荷から遮断された状態で、高電圧バッテリがエンジン始動電気的負荷にのみ接続される。そのため、低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値未満である場合には、エンジン始動電気的負荷以外の低電圧電気的負荷を高電圧バッテリから遮断することができ、その分だけ、高電圧バッテリの電力消費を更に低減することが可能となる。従って、低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値未満となってからも、エンジン始動が可能な期間を更に長期化することができる。以上より、低電圧バッテリと高電圧バッテリを併載する車両の長期間駐車中であっても可及的にエンジンを始動することが可能となる。 In addition to this, if the remaining amount of the low voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the low voltage battery and the remaining amount of the high voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the high voltage battery, the low voltage battery is low voltage electrical. The high voltage battery is connected only to the engine starting electrical load while being disconnected from the load. Therefore, if the remaining amount of the low-voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the low-voltage battery and the remaining amount of the high-voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the high-voltage battery, the low-voltage electricity other than the engine starting electrical load is applied. The target load can be cut off from the high-voltage battery, and the power consumption of the high-voltage battery can be further reduced accordingly. Therefore, even if the remaining amount of the low-voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the low-voltage battery and the remaining amount of the high-voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the high-voltage battery, the period during which the engine can be started is further extended. can do. From the above, it is possible to start the engine as much as possible even when the vehicle on which the low-voltage battery and the high-voltage battery are mounted is parked for a long period of time.
以上説明したように、低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値以上であるときだけでなく、低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値未満となってからも、エンジン始動が可能な期間を長期化することができることから、低電圧バッテリと高電圧バッテリを併載する車両の長期間駐車中であっても可及的にエンジンを始動することが可能となる。 As described above, not only when the remaining amount of the low-voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the low-voltage battery and the remaining amount of the high-voltage battery is equal to or more than the specified value of the remaining amount of the high-voltage battery, but also the remaining amount of the low-voltage battery. Even if the amount is less than the specified value for the remaining amount of the low-voltage battery and the remaining amount of the high-voltage battery is less than the specified value for the remaining amount of the high-voltage battery, the period during which the engine can be started can be extended. It is possible to start the engine as much as possible even when the vehicle equipped with the battery and the high-voltage battery is parked for a long period of time.
以下に、本発明の車両用バッテリ制御装置が適用されたハイブリッド車両の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、この実施の形態のハイブリッド車両の概略平面図である。この車両は、例えばステーションワゴン型又はスポーツユーティリティビークル型の乗用車両である。この車両の駆動源の一つであるエンジン12は、車両前方のエンジンルーム内に配置されており、このエンジン12の車両後方にはトランスミッション14が連結されている。この実施の形態では、例えば、エンジン12には水平対向4気筒エンジンが、トランスミッション14にはベルト式無段変速機が採用されている。なお、図1には図示しない燃料ポンプ、燃料噴射装置、点火装置、スタータといった、エンジン12を運転するための種々の補機類を備える。
Hereinafter, an embodiment of a hybrid vehicle to which the vehicle battery control device of the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view of the hybrid vehicle of this embodiment. This vehicle is, for example, a station wagon type or a sports utility vehicle type passenger vehicle. The
エンジンルーム内には、エンジン12を始動するための12Vバッテリ(低電圧バッテリ)11も搭載されている。12Vバッテリ11は、一般に鉛蓄電池であり、蓄電された電力を図示しないスタータに供給してエンジン12を始動する。その際、前述した燃料ポンプ、燃料噴射装置、点火装置にも電力を供給する。これらエンジン始動に必要な電気的負荷をエンジン始動電気的負荷と定義する。また、エンジン12には図示しないオルタネータが取付けられており、このオルタネータで発電した電力を12Vバッテリ11に蓄電する。この12Vバッテリ11には、後述する種々の制御装置や詳述しない、エアコンディショナーやランプ類などの電装品も接続されている。これら12Vバッテリ11に通常に接続される電気的負荷を、前述のエンジン始動電気的負荷を含めて低電圧電気的負荷と定義する。なお、エンジン12やトランスミッション14の形態は、前述のものに限定されるものではなく、あらゆる形態のものを採用することが可能である。
A 12V battery (low voltage battery) 11 for starting the
この実施の形態のトランスミッション14内には、もう一つの駆動源であるモータジェネレータ13が設けられている。このモータジェネレータ13は、駆動バッテリ15からの電力で力行運転すると共に、回生運転で発電した電力を駆動バッテリ15に充電する。このモータジェネレータ13の力行運転時には、単独で又はエンジン12と共に車両を駆動し、回生運転時には、車両に制動力(後進駆動力)が付与される。なお、モータジェネレータ13は、車両の駆動源又は駆動源の一部であるから、消費又は回生する電力も大きい。そのため、駆動バッテリ15の発生電圧は、12Vバッテリ11よりも大きい。従って、この実施の形態では、駆動バッテリ15が高電圧バッテリに相当する。また、この実施の形態では、後述するように、モータジェネレータ13で発電した電力を12Vバッテリ11にも給電・蓄電できるように構成されている。即ち、エンジン始動電気的負荷を含む低電圧電気的負荷に駆動バッテリ15からも電力を供給することができる。
A
前述したトランスミッション14内には、センターデフ(センターディファレンシャルギヤ)16が設けられており、このセンターデフ16で分割された駆動力はドライブピニオンシャフト18を介して前車軸に伝達されると共にプロペラシャフト20などを介して後車軸に伝達される。この実施の形態では、フロントデフ(フロントディファレンシャルギヤ)22がトランスミッション14のケース内に収納されており、フロントデフ22で分割された駆動力は前左右ドライブシャフト24FL、24FRを介して前左右輪10FL、10FRに伝達される。また、後車軸に伝達された駆動力はリヤデフ(リヤディファレンシャルギヤ)26で分割され、後左右ドライブシャフト28RL、28RRを介して後左右輪10RL、10RRに伝達される。
A center differential (center differential gear) 16 is provided in the
車両の転舵輪である前左右輪10FL、10FRのナックル(ハブハウジング)30は、タイロッド32を介してステアリング装置34に連結されている。ステアリング装置34は、周知のように、ステアリングホイール36の操作によって転舵輪である前左右輪10FL、10FRを転舵するためのものであり、例えば周知のラックアンドピニオン機構などによって構成される。この実施の形態のステアリング装置34には、電動式パワーステアリング装置が採用されている。電動式パワーステアリング装置34では、運転者の操舵を補助するための操舵補助力が図示しないモータによって付与されると共に、その操舵補助力を調整することができるように構成されている。
The knuckles (hub housings) 30 of the front left and right wheels 10FL and 10FR, which are the steering wheels of the vehicle, are connected to the
各車輪10FL〜10RRには、車輪に制動力を付与するためのブレーキ装置38が取付けられている。このブレーキ装置38には、周知の油圧式或いは電動式のブレーキ装置を用いることができる。従って、各車輪10FL〜10RRには、運転者によるブレーキペダル操作に応じた制動力が付与される。なお、各車輪10FL〜10RRには、各車輪の回転速度を検出するための車輪速度センサ39が取付けられている。
A
この実施の形態のブレーキ装置38は、制動力調整装置40によって、運転者の意思と関係なく、制動力を調整・制御することができるようにも構成されている。この制動力調整装置40には、例えば周知の横滑り防止装置の制動力調整装置を用いることができる。この種の制動力調整装置40によれば、運転者がブレーキペダルを踏込んでいないときでも、各車輪10FL〜10Rに制動力を付与することができ、またその制動力を調整することもできる。また、この種の制動力調整装置40では、周知のABS装置のように、付与されている制動力を強制的に解除することもできる。
The
この車両の図示しないドア(トランクリッド又はリヤゲートを含む)には、各ドアを施錠したり開錠したりするためのドアロックアクチュエータ50が設けられている。また、この車両には、車両の作動を許可するスタートスイッチ48が、例えばインストゥルメントパネルに設けられている。このスタートスイッチ48は、オン操作によってエンジン12の運転を許可すると共に、車両としての作動開始を許可する。このスタートスイッチ48は、エンジンだけを駆動源として搭載する車両のイグニッションスイッチに相当するが、ハイブリッド車両では、多くの場合、車両の停車中はエンジン12を停止するので、スタートスイッチ48のオン操作でエンジン12の運転が許可される。なお、スタートスイッチ48をオフ操作すると、エンジン12の運転は強制的に停止される。
Doors (including trunk lids or rear gates) (not shown) of this vehicle are provided with a
この車両では、近年の車両と同様に、エンジン12はエンジンコントロールユニット42によって、トランスミッション14はトランスミッションコントロールユニット43によって、制動力調整装置40はブレーキコントロールユニット44によって、ステアリング装置34はステアリングコントロールユニット45によって、モータジェネレータ13はパワーコントロールユニット46によって、ドアロックアクチュエータ50はキーレスアクセスコントロールユニット47によって、夫々制御される。
In this vehicle, the
エンジンコントロールユニット42は、例えば運転者によるスロットル開度とエンジン回転速度から目標エンジントルクを設定し、その目標エンジントルクが達成されるように例えば燃料噴射量や点火時期を制御する。また、後述するパワーコントロールユニット46と協調制御を行う場合には、例えば運転者が要求し且つ燃費を向上する目標駆動トルクを設定し、そのうちエンジンに割り振られた目標エンジントルクが達成されるように例えば燃料噴射量や点火時期を制御する。また、トランスミッションコントロールユニット43は、例えば車両の走行速度と入力回転速度とスロットル開度から目標変速比を設定し、その目標変速比が達成されるように例えばトランスミッション14内のベルトプーリ比を制御する。
The engine control unit 42 sets a target engine torque from, for example, a throttle opening degree and an engine rotation speed by the driver, and controls, for example, a fuel injection amount and an ignition timing so that the target engine torque is achieved. Further, when performing coordinated control with the
また、ブレーキコントロールユニット44は、例えば運転者によるステアリングホイール36の操舵量から目標ヨーレートを設定し、その目標ヨーレートが達成されるように各車輪10FL〜10Rの制動力を制御する。また、このブレーキコントロールユニット44は、各車輪10FL〜10RRに取付けられている車輪速度センサ39から車輪速度を検出し、例えば車体速度から設定される目標車輪速度よりも検出された車輪速度が小さい場合に、その車輪の制動力を小さくするように各車輪10FL〜10RRの制動力を制御する。また、このブレーキコントロールユニット44は、後述するパワーコントロールユニット46と協調制御を行う場合には、モータジェネレータ13を回生運転したときに生じる制動力(後進駆動力)分だけブレーキ装置38による制動力が小さくなるように各車輪10FL〜10RRの制動力を制御する。
Further, the
また、ステアリングコントロールユニット45は、例えば運転者による操舵トルクを図示しないトルクセンサで検出し、その検出された操舵トルクと車両の走行速度から目標操舵補助力を設定し、その操舵補助力が出力されるように図示しないモータの回転状態を制御する。パワーコントロールユニット46は、例えば車両の走行速度と運転者によるスロットル開度から目標モータトルクを設定し、その目標モータトルクが達成されるようにモータジェネレータ13の回転状態を制御する。また、エンジンコントロールユニット42と協調制御を行う場合には、例えば運転者が要求し且つ燃費を向上する目標駆動トルクを設定し、そのうちモータジェネレータ13に割り振られた目標モータトルクが達成されるようにモータジェネレータ13の回転状態を制御する。また、車両の減速走行時には、駆動バッテリ15の充電状態に応じて、最も大きな電力が発電されるようにモータジェネレータ13を回生運転する。
Further, the
また、キーレスアクセスコントロールユニット47は、例えば運転者が所持するアクセスキー52を認証できた場合に、各ドア(トランクリッド又はリヤゲートを含む)に設けられたドアロックアクチュエータ50を作動してドアの開錠・施錠を行う。具体的に、キーレスアクセスコントロールユニット47は、例えばアクセスキー52と無線信号の授受を行い、アクセスキー52から取得した認証情報が認証された場合にドアの開錠・施錠を可能とする。実質的にドアの開錠・施錠を行うために、ドア施錠のためのスイッチやドア開錠のためのセンサを車両側に設けたり、ドア施錠及び開錠のためのスイッチをアクセスキー52に設けたりすることができる。また、ドアの開錠・施錠の際に、図示しないアンサバックブザを鳴らしたり、ハザードランプを点滅したりする処理を付加してもよい。なお、ドアの開錠条件には、全てのドアがロックされていることが挙げられる。一方、ドアの施錠条件には、全てのドアが閉じていること、イグニッションオフ(エンジン停止)、アクセスキー52が車室内にないことが挙げられる。
Further, when the keyless
また、この実施の形態では、キーレスアクセスコントロールユニット47によってアクセスキー52が車室内にあるか、又はスタートスイッチ48の極く近傍にあると判定できる場合に、前述したスタートスイッチ48によるエンジン12の運転が許可される。スタートスイッチ48の操作状態(例えばブレーキペダルの踏み込みの有無)によっては、例えば、所謂アクセサリー電源のように電装品だけをオン状態としてもよい。なお、実際の車両におけるキーレスアクセスコントロールユニット47とアクセスキー52の無線信号の授受はより複雑であり、例えばキーレスアクセスコントロールユニット47の他に個別の無線送受信装置を備えるなどして構成される。
Further, in this embodiment, when the keyless
これらのコントロールユニット42〜47は、例えばマイクロコンピュータなどの演算処理装置を搭載して構成され、高度な演算処理機能を有する。そのため、これらのコントロールユニット42〜47は、コンピュータシステムと同様に、演算処理部の他、入出力部、記憶部などを備えて構成される。また、近年の車両と同様に、コントロールユニット42〜47同士で、互いに相互通信を行い、互いに協調制御を行ったり、情報を授受・共有したりするように構成されている。なお、各コントロールユニット42〜47で制御するモータやバルブ、ポンプなどのアクチュエータは、夫々のコントロールユニット42〜47からの電気信号で作動する。つまり、制御対象のアクチュエータには各コントロールユニット42〜47を介して電力が供給されると考えてよい。 These control units 42 to 47 are configured by mounting an arithmetic processing unit such as a microcomputer, and have an advanced arithmetic processing function. Therefore, these control units 42 to 47 are configured to include an input / output unit, a storage unit, and the like in addition to the arithmetic processing unit, as in the computer system. Further, similarly to recent vehicles, the control units 42 to 47 are configured to communicate with each other, perform cooperative control with each other, and exchange / share information. Actuators such as motors, valves, and pumps controlled by the control units 42 to 47 are operated by electric signals from the control units 42 to 47, respectively. That is, it may be considered that electric power is supplied to the actuator to be controlled via each of the control units 42 to 47.
図2は、パワーコントロールユニット46の概略構成を示すブロック図である。このパワーコントロールユニット46は、前述のように演算処理を司るパワー制御装置46aと、モータジェネレータ13の運転状態を制御するためのインバータ50と、モータジェネレータ13で発電された電力又は駆動バッテリ15に蓄電されている電力を12Vバッテリ11に供給するためのDCDCコンバータ52と、インバータ50と駆動バッテリ15を断続する駆動バッテリ用リレー54と、インバータ50又は駆動バッテリ15とDCDCコンバータ52を断続する12Vバッテリ用リレー56と、駆動バッテリ用リレー54及び12Vバッテリ用リレー56を作動するリレー制御回路58を備えている。インバータ50は、例えばモータジェネレータ13を力行運転する際、駆動バッテリ15の直流電力を交流電力に変換すると共に、走行速度やシステム制御に必要な周波数信号を創生し、モータジェネレータ13の回転速度、駆動トルク、電力を制御して車両の加減速を行う。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the
また、リレー制御回路58は、パワー制御装置46aからの指令に応じて駆動バッテリ用リレー54や12Vバッテリ用リレー56を作動する。 Further, the relay control circuit 58 operates the drive battery relay 54 and the 12V battery relay 56 in response to a command from the power control device 46a.
また、この車両には、モータジェネレータ13及び駆動バッテリ15を除く全ての電装品、つまり低電圧電気的負荷を12Vバッテリ11又はDCDCコンバータ52と選択的に接続するためのバッテリ切換リレー74と、低電圧電気的負荷のうち、エンジン始動に必要なエンジン始動電気的負荷以外の電気的負荷を電力供給回路から遮断するエンジンスタート確保リレー76を備える。つまり、エンジンスタート確保リレー76が切断されると、エンジン始動電気的負荷のみが電力供給回路として12Vバッテリ11又はDCDCコンバータ52に接続される。DCDCコンバータ52が電力供給回路に接続される場合には、駆動バッテリ15から電力が供給される。つまり、バッテリ切換リレー74を駆動バッテリ15側に切換える際には、駆動バッテリ用リレー54及び12Vバッテリ用リレー56が共に接続状態とされる。
The vehicle also has a low battery switching relay 74 for selectively connecting all electrical components except the
この実施の形態では、エンジンコントロールユニット42、燃料ポンプ(リレー)64、燃料噴射装置(リレー)66、点火装置(リレー)68、スタータ(リレー)70、トランスミッションコントロールユニット43、パワーコントロールユニット46、キーレスアクセスコントロールユニット47がエンジン始動電気的負荷として設定される。従って、ブレーキコントロールユニット44、ステアリングコントロールユニット45、その他の電装品(電気的負荷)72は、エンジン始動電気的負荷以外の低電圧電気的負荷として設定される。なお、バッテリ切換リレー74の上流側には、駆動バッテリ15の電力を12Vバッテリ11に給電・蓄電するために、12Vバッテリ11をDCDCコンバータ52と断続するバッテリ断続リレー78が設けられている。これらバッテリ切換リレー74、エンジンスタート確保リレー76、バッテリ断続リレー78は、例えばヒューズボックス内に配設され、この実施の形態では、パワー制御装置46aからの制御信号に従って、リレー制御回路58によって断続(開閉)制御される。また、12Vバッテリ11及びDCDCコンバータ52には、夫々、12Vバッテリ11の電流及び電圧を検出するための12Vバッテリセンサ60及び低電圧に変換された駆動バッテリ15の電流及び電圧を検出するための駆動バッテリセンサ62が設けられ、それらの検出信号はパワー制御装置46aに入力される。
In this embodiment, the engine control unit 42, the fuel pump (relay) 64, the fuel injection device (relay) 66, the ignition device (relay) 68, the starter (relay) 70, the transmission control unit 43, the
次に、この実施の形態のパワーコントロールユニット46、具体的には図2のパワー制御装置46aで行われる長期間駐車制御のための演算処理について図3のフローチャートを用いて説明する。この演算処理は、例えば予め設定された所定サンプリング周期毎にタイマ割込処理によって実行される。この演算処理では、まずステップS1で、エンジン運転可能状態か否かを判定し、エンジン運転可能状態である場合にはステップS2に移行し、そうでない場合にはステップS3に移行する。エンジン運転可能か否かの判定は、例えばスタートスイッチ48がオン状態であるとき、エンジン運転可能と判定する。
Next, the arithmetic processing for long-term parking control performed by the
ステップS2では、エンジン12が運転中であるか否かを判定し、エンジン12が運転中である場合にはステップS9に移行し、そうでない場合には復帰する。
In step S2, it is determined whether or not the
ステップS3では、全てのドアがロック状態であるか否かを判定し、全てのドアがロック状態であればステップS4に移行し、そうでない場合には復帰する。このステップS3では、ステップS1のエンジン運転不能状態の判定と合わせて、車両が駐車中であることを検出し、車両駐車中には、ステップS4以降の演算処理を行う。 In step S3, it is determined whether or not all the doors are in the locked state, and if all the doors are in the locked state, the process proceeds to step S4, and if not, the process returns. In this step S3, in addition to the determination of the engine inoperability state in step S1, it is detected that the vehicle is parked, and while the vehicle is parked, the arithmetic processing after step S4 is performed.
ステップS4では、12Vバッテリセンサ60の出力信号から12Vバッテリ電流I12及び12Vバッテリ電圧V12を読込み、ステップS5に移行する。 In step S4, the 12V battery current I 12 and the 12V battery voltage V 12 are read from the output signal of the 12V battery sensor 60, and the process proceeds to step S5.
ステップS5では、12Vバッテリ電流I12及び12Vバッテリ電圧V12から12Vバッテリ入出力可能パワーSOP12を算出し、ステップS6に移行する。この12Vバッテリ入出力可能パワーSOP12は、後述するように、12Vバッテリ11の電気的残量として12Vバッテリ11の出力可能パワーを求める。
In step S5, the 12V battery input / output possible power SOP 12 is calculated from the 12V battery current I 12 and the 12V battery voltage V 12, and the process proceeds to step S6. As will be described later, the 12V battery input / output power SOP 12 obtains the outputable power of the
ステップS6では、駆動バッテリセンサ62の出力信号から駆動バッテリ電流IDB及び駆動バッテリ電圧VDBを読込み、ステップS7に移行する。 In step S6, the drive battery current I DB and the drive battery voltage V DB are read from the output signal of the drive battery sensor 62, and the process proceeds to step S7.
ステップS7では、駆動バッテリ電流IDB及び駆動バッテリ電圧VDVから駆動バッテリ入出力可能パワーSOPDBを算出し、ステップS8に移行する。この駆動バッテリ入出力可能パワーSOPDBは、後述するように、駆動バッテリ15の電気的残量として駆動バッテリ15の出力可能パワーを求める。
In step S7, the drive battery input / output possible power SOP DB is calculated from the drive battery current I DB and the drive battery voltage V DV , and the process proceeds to step S8. As will be described later, this drive battery input / output power SOP DB obtains the outputtable power of the
ステップS8では、12Vバッテリ入出力可能パワーSOP12が予め設定された12Vバッテリ残量規定値である12Vバッテリ入出力パワー規定値SOP12REF未満であるか否かを判定し、12Vバッテリ入出力可能パワーSOP12が12Vバッテリ入出力パワー規定値SOP12REF未満である場合にはステップS11に移行し、そうでない場合にはステップS9に移行する。 In step S8, it is determined whether or not the 12V battery input / output power SOP 12 is less than the preset 12V battery remaining amount specified value of 12V battery input / output power specified value SOP 12REF , and the 12V battery input / output power is determined. If the SOP 12 is less than the 12V battery input / output power specified value SOP 12REF, the process proceeds to step S11, and if not, the process proceeds to step S9.
ステップS11では、駆動バッテリ入出力可能パワーSOPDBが予め設定された駆動バッテリ残量規定値である駆動バッテリ入出力パワー規定値SOPDBREF未満であるか否かを判定し、駆動バッテリ入出力可能パワーSOPDBが駆動バッテリ入出力パワー規定値SOPDBREF未満である場合にはステップS14に移行し、そうでない場合にはステップS12に移行する。 In step S11, it is determined whether or not the drive battery input / output power SOP DB is less than the drive battery input / output power specified value SOP DBREF , which is a preset drive battery remaining amount specified value, and the drive battery input / output power is available. If the SOP DB is less than the drive battery input / output power specified value SOP DBREF, the process proceeds to step S14, and if not, the process proceeds to step S12.
ステップS9では、バッテリ切換リレー74を12Vバッテリ11側に切換えてからステップS10に移行する。
In step S9, the battery switching relay 74 is switched to the
ステップS10では、エンジンスタート確保リレー76を接続状態としてから復帰する。 In step S10, the engine start securing relay 76 is connected and then returned.
これに対し、ステップS12では、バッテリ切換リレー74を駆動バッテリ15側に切換えてからステップS13に移行する。なお、前述のように、バッテリ切換リレー74を駆動バッテリ15側に切換える場合には、駆動バッテリ用リレー54及び12Vバッテリ用リレー56が共に接続状態とされる。
On the other hand, in step S12, the battery switching relay 74 is switched to the
ステップS13では、エンジンスタート確保リレー76を接続状態としてから復帰する。 In step S13, the engine start securing relay 76 is connected and then returned.
更に、ステップS14では、バッテリ切換リレー74を駆動バッテリ15側に切換えてからステップS15に移行する。なお、前述のように、バッテリ切換リレー74を駆動バッテリ15側に切換える場合には、駆動バッテリ用リレー74及び12Vバッテリ用リレー56が共に接続状態とされる。
Further, in step S14, the battery switching relay 74 is switched to the
ステップS15では、エンジンスタート確保リレー76を切断状態としてから復帰する。 In step S15, the engine start securing relay 76 is disconnected and then returned.
この演算処理によれば、車両が駐車状態であることが検出されると、12Vバッテリ電流I12及び12Vバッテリ電圧V12から12Vバッテリ入出力可能パワーSOP12が算出されると共に、駆動バッテリ電流IDB及び駆動バッテリ電圧VDVから駆動バッテリ入出力可能パワーSOPDBが算出される。この入出力可能パワーSOPの算出には、周知のように、種々の手法がある。例えば、特開2005−160184号公報に記載されるように、バッテリの電流−電圧特性から内部インピーダンスや開放電圧を求め、例えば経験則から得た開放電圧とバッテリ充電状態SOC(State of Charge)の相関からバッテリ充電状態SOCを求め、更に、例えば経験則から得たバッテリ充電状態SOCと入出力可能パワーSOPの相関から入出力可能パワーSOPを求める。また、例えば特開2006−105823号公報に記載されるように、バッテリの開放電圧に基づく開放電圧パワーPVと、バッテリの電流に基づく電流パワーPCを求め、それらを重み付けして入出力可能パワーSOPを求める。入出力可能パワーSOPは、入力可能パワーと出力可能パワーが得られるが、バッテリ残量としては出力可能パワーを用いるのが好ましい。なお、バッテリ残量として、前述のバッテリ充電状態SOCやバッテリ劣化状態SOH(State of Health)を用いることも可能である。バッテリ劣化状態SOHは、例えば電流積算値を出力効率・設計電荷量・電荷使用率で除して求めることができる。 According to this arithmetic processing, when it is detected that the vehicle is parked, the 12V battery current I 12 and the 12V battery voltage V 12 to the 12V battery input / output power SOP 12 are calculated, and the drive battery current I The drive battery input / output possible power SOP DB is calculated from the DB and the drive battery voltage V DV. As is well known, there are various methods for calculating the input / output power SOP. For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-160184, the internal impedance and the open circuit voltage are obtained from the current-voltage characteristics of the battery, and for example, the open circuit voltage obtained from the empirical rule and the battery charge state SOC (State of Charge). The battery charge state SOC is obtained from the correlation, and further, the input / output power SOP is obtained from the correlation between the battery charge state SOC obtained from the empirical rule and the input / output possible power SOP. Further, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-105823, an open circuit voltage power PV based on the open circuit voltage of the battery and a current power PC based on the current of the battery are obtained, and they are weighted to input / output power SOP. Ask for. The input / output power SOP can obtain input power and output power, but it is preferable to use output power as the remaining battery power. It is also possible to use the above-mentioned battery charge state SOC or battery deterioration state SOH (State of Health) as the remaining battery level. The battery deterioration state SOH can be obtained, for example, by dividing the integrated current value by the output efficiency, the design charge amount, and the charge usage rate.
このうち、算出された12Vバッテリ入出力可能パワーSOP12が予め設定された12Vバッテリ残量規定値である12Vバッテリ入出力パワー規定値SOP12REF以上であれば、バッテリ切換リレー74が12Vバッテリ11側に切換えられると共に、エンジンスタート確保リレー76が接続状態とされる。従って、低電圧電気的負荷は、エンジン始動電気的負荷を含めて12Vバッテリ11に接続され、この12Vバッテリ11から電力が供給される。また、エンジン12の運転中も、低電圧電気的負荷に12Vバッテリ11から電力が供給される。
Of these, if the calculated 12V battery input / output power SOP 12 is 12V battery input / output power specified value SOP 12REF or more, which is a preset 12V battery remaining amount specified value, the battery switching relay 74 is on the
これに対し、算出された12Vバッテリ入出力可能パワーSOP12が12Vバッテリ入出力パワー規定値SOP12REF未満で且つ駆動バッテリ入出力可能パワーSOPDBが予め設定された駆動バッテリ残量規定値である駆動バッテリ入出力パワー規定値SOPDBREF以上であれば、バッテリ切換リレー74が駆動バッテリ15側に切換えられると共に、エンジンスタート確保リレー76が接続状態とされる。従って、低電圧電気的負荷は、エンジン始動電気的負荷を含めて駆動バッテリ15に接続され、この駆動バッテリ15からDCDCコンバータ52を介して電力が供給される。
On the other hand, the calculated 12V battery input / output power SOP 12 is less than the 12V battery input / output power specified value SOP 12REF , and the drive battery input / output power SOP DB is the preset drive battery remaining amount specified value. When the battery input / output power specified value SOP DBREF or more, the battery switching relay 74 is switched to the
更に、算出された12Vバッテリ入出力可能パワーSOP12が12Vバッテリ入出力パワー規定値SOP12REF未満で且つ駆動バッテリ入出力可能パワーSOPDBが駆動バッテリ入出力パワー規定値SOPDBREF未満であれば、バッテリ切換リレー74が駆動バッテリ15側に切換えられると共に、エンジンスタート確保リレー76が切断状態とされる。従って、低電圧電気的負荷は、エンジン始動電気的負荷のみが駆動バッテリ15に接続され、駆動バッテリ15からDCDCコンバータ52を介してエンジン始動電気的負荷のみに電力が供給される。
Further, if the calculated 12V battery I / O power SOP 12 is less than the 12V battery I / O power specified value SOP 12REF and the drive battery I / O power SOP DB is less than the drive battery I / O power specified value SOP DBREF, the battery The switching relay 74 is switched to the
従って、車両の駐車中、低電圧バッテリである12Vバッテリ11の残量が12Vバッテリ残量規定値以上であれば、この12Vバッテリ11からエンジン始動電気的負荷を含めた全ての低電圧電気的負荷に電力が供給されるが、この12Vバッテリ11の残量が12Vバッテリ残量規定値未満になると、高電圧バッテリである駆動バッテリ15からエンジン始動電気的負荷を含む全ての低電圧電気的負荷に電力が供給される。更に、この状態が継続し、車両の長期間駐車時、駆動バッテリ15の残量が駆動バッテリ残量規定値未満になると、エンジン始動電気的負荷を除く低電圧電気的負荷が電力供給回路から遮断され、エンジン始動電気的負荷のみに駆動バッテリ15から電力が供給される。例えば、12Vバッテリ11の残量が少なくても、エンジン12を始動することができれば車両を駆動することが可能であり、車両を駆動することができれば、オルタネータで12Vバッテリ11を充電したり、駆動バッテリ15で12Vバッテリ11を充電したりすることができ、結果的に12Vバッテリ11の寿命を確保することが可能となる。
Therefore, if the remaining amount of the
このように、この実施の形態の車両用バッテリ制御装置では、エンジン12の始動に必要なエンジン始動電気的負荷を含む低電圧電気的負荷に電力を供給する低電圧バッテリとして12Vバッテリ11と、低電圧電気的負荷に電力を供給可能な高電圧バッテリとして駆動バッテリ15を備えている場合に、12Vバッテリ11の残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ駆動バッテリ15の残量が高電圧バッテリ残量規定値以上の場合には、12Vバッテリ11を低電圧電気的負荷から遮断し且つ駆動バッテリ15を低電圧電気的負荷に接続し、12Vバッテリ11の残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ駆動バッテリ15の残量が高電圧バッテリ残量規定値未満の場合に、12Vバッテリ11を低電圧電気的負荷から遮断し且つ駆動バッテリ15をエンジン始動電気的負荷にのみ接続する。
As described above, in the vehicle battery control device of this embodiment, the
そのため、12Vバッテリ11の残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ駆動バッテリ15の残量が高電圧バッテリ残量規定値以上の場合に12Vバッテリ11が駆動バッテリ15で充電されることがなく、その分だけ、駆動バッテリ15の電力消費を低減することができ、駆動バッテリ15でエンジン始動が可能な期間を長期化することができる。
Therefore, when the remaining amount of the
また、12Vバッテリ11の残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ駆動バッテリ15の残量が高電圧バッテリ残量規定値未満の場合には、エンジン始動電気的負荷以外の低電圧電気的負荷を駆動バッテリ15から遮断することができ、その分だけ、駆動バッテリ15の電力消費を更に低減することが可能となる。従って、12Vバッテリ11の残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ駆動バッテリ15の残量が高電圧バッテリ残量規定値未満となってからも、エンジン始動が可能な期間を更に長期化することができる。その結果、低電圧バッテリと高電圧バッテリを併載する車両の長期間駐車中であっても可及的にエンジン12を始動することが可能となる。
If the remaining amount of the
本発明が上記していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当とされる特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。 It goes without saying that the present invention includes various embodiments not described above. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the matters specifying the invention described in the claims that are valid from the above description.
10FL〜10RR 車輪
11 12Vバッテリ(低電圧バッテリ)
12 エンジン
15 駆動バッテリ(高電圧バッテリ)
42 エンジンコントロールユニット(エンジン始動電気的負荷)
43 トランスミッションコントロールユニット(エンジン始動電気的負荷)
46 パワーコントロールユニット(エンジン始動電気的負荷)
47 キーレスアクセスコントロールユニット(エンジン始動電気的負荷)
64 燃料ポンプ(リレー)(エンジン始動電気的負荷)
66 燃料噴射装置(リレー)(エンジン始動電気的負荷)
68 点火装置(リレー)(エンジン始動電気的負荷)
70 スタータ(リレー)(エンジン始動電気的負荷)
74 バッテリ切換リレー
76 エンジンスタート確保リレー
10FL-
12
42 Engine control unit (electrical load for starting the engine)
43 Transmission control unit (electrical load for starting the engine)
46 Power control unit (electrical load for starting the engine)
47 Keyless access control unit (engine start electrical load)
64 Fuel pump (relay) (Electrical load for starting the engine)
66 Fuel injection device (relay) (Electrical load for starting the engine)
68 Ignition system (relay) (electrical load for starting the engine)
70 Starter (relay) (Electrical load for starting the engine)
74 Battery switching relay 76 Engine start securing relay
Claims (1)
前記低電圧電気的負荷に電力を供給可能な、車両の駆動源である電動モータの駆動用バッテリとしての高電圧バッテリとを備えた車両のバッテリ制御装置において、
車両の駐車時に前記低電圧バッテリの残量及び前記高電圧バッテリの残量を算出するバッテリ残量算出部と、
算出された前記低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ前記高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値以上の場合に、
前記低電圧バッテリを前記低電圧電気的負荷から遮断し且つ前記高電圧バッテリを前記低電圧電気的負荷に接続し、
算出された前記低電圧バッテリの残量が前記低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ前記高電圧バッテリの残量が前記高電圧バッテリ残量規定値未満の場合に、
前記低電圧バッテリを前記低電圧電気的負荷から遮断し且つ前記高電圧バッテリを前記エンジン始動電気的負荷にのみ接続するバッテリ断続制御部とを備え、
前記エンジン始動電気的負荷が、燃料ポンプ、燃料噴射装置、点火装置、スタータ、及び、それらを作動するのに必要なコントロールユニットを含むことを特徴とする車両用バッテリ制御装置。 A low-voltage battery as an auxiliary battery for a vehicle that powers a low-voltage electrical load, including the engine-starting electrical load required to start the engine.
In a vehicle battery control device including a high voltage battery as a driving battery of an electric motor which is a driving source of the vehicle capable of supplying electric power to the low voltage electric load.
A battery remaining amount calculation unit that calculates the remaining amount of the low-voltage battery and the remaining amount of the high-voltage battery when the vehicle is parked,
When the calculated remaining amount of the low-voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the low-voltage battery and the remaining amount of the high-voltage battery is equal to or more than the specified value of the remaining amount of the high-voltage battery.
The low voltage battery is cut off from the low voltage electrical load and the high voltage battery is connected to the low voltage electrical load.
When the calculated remaining amount of the low-voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the low-voltage battery and the remaining amount of the high-voltage battery is less than the specified value of the remaining amount of the high-voltage battery.
It comprises a battery intermittent control unit that cuts off the low voltage battery from the low voltage electrical load and connects the high voltage battery only to the engine starting electrical load .
A vehicle battery control device, wherein the engine starting electrical load includes a fuel pump, a fuel injection device, an ignition device, a starter, and a control unit necessary for operating them.
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