CN103477529B - 车辆的控制装置 - Google Patents

Abstract

在具备用于进行利用车辆外部的电源对车载电池充电的外部充电的充电电路的车辆中，车辆ECU（300）包含第1结束指令部（320）。充电器ECU（400）包含指令执行部（410）、电流降低控制部（420）。第1结束指令部（320），在外部充电中从车辆外部的电源向充电电路输入的输入电压Vin的降低幅度超过阈值幅度ΔV的状态持续了预定时间的情况下，判定为阻抗异常，将第1结束指令输出到指令执行部（410）。接收到第1结束指令的指令执行部（410）使充电电路停止来停止外部充电。电流降低控制部（420）控制充电电路，使得：在输入电压Vin降低到比工作下限值Vmin高预定值的阈值电压V1的情况下，流经外部电源系统的电流减少以抑制输入电压Vin的进一步降低。

Description

车辆的控制装置

技术领域

本发明涉及具备用于进行利用来自车辆外部的电源的电力对车载的蓄电装置充电的外部充电的充电电路的车辆的控制。

背景技术

日本特开2010-220299号公报（专利文献1）中公开了如下技术：在具备用于进行利用来自车辆外部的电源的电力对车载的蓄电装置充电的外部充电的充电电路的车辆中，基于在外部充电中从电源向充电电路输入的电压（以下，也简称为“输入电压”）的降低量来推定充电路径的阻抗，在所推定出的阻抗超过基准值的异常发生的情况下，停止外部充电。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2010-220299号公报

专利文献2：日本特开2010-142088号公报

专利文献3：日本特开平7-123599号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，若由充电路径的阻抗增大导致的输入电压的降低量大，则有时在外部充电中输入电压会低于充电电路的工作电压下限值，充电电路不进行工作。若由于这样的充电电路的工作停止而在充电路径中不流动电流，则即使在充电路径的阻抗高的情况下输入电压也不下降而会恢复到正常值，因此基于输入电压的降低量，有可能无法正确地判定阻抗异常。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，基于从车辆外部的电源向充电电路输入的输入电压的降低量来高精度地判定充电路径的阻抗异常。

用于解决问题的手段

本发明的控制装置控制具备蓄电装置和用于进行利用车辆外部的电源对蓄电装置充电的外部充电的充电电路的车辆。充电电路在从电源向充电电路输入的输入电压下降到低于充电电路能够工作的下限电压值时停止。控制装置具备：抑制部，其在外部充电中在输入电压低于下限电压值之前执行用于抑制输入电压的下降的抑制控制；和第1充电结束部，其基于外部充电中的输入电压的降低幅度来判定是否发生了充电路径的阻抗异常，在判定为发生了阻抗异常的情况下使外部充电结束。

优选，抑制控制是如下的控制：在外部充电中输入电压下降到比下限电压值高的阈值电压的情况下，使流经充电路径的电流减少。

优选，在外部充电中输入电压的降低幅度超过阈值幅度的状态持续了预定时间的情况下，第1充电结束部判定为发生了阻抗异常。

优选，充电电路在输入电压恢复到下限电压值以上时启动。控制装置还具备第2充电结束部，该第2充电结束部在充电电路的停止和启动反复的情况下判定为是阻抗异常并使外部充电结束。

优选，在外部充电中输入电压降低且在从输入电压降低后的预定时间内充电电路停止的次数超过了预定次数的情况下，第2充电结束部判定为是阻抗异常并使外部充电结束。

优选，控制装置还具备将阻抗异常报知给用户的报知部。

本发明的另一方式的控制装置控制具备蓄电装置和用于进行利用车辆外部的电源对蓄电装置充电的外部充电的充电电路的车辆。充电电路在从电源向充电电路输入的输入电压下降到低于充电电路能够工作的下限电压值时停止，在输入电压恢复到下限电压值以上时启动。控制装置具备：监视部，其监视充电电路的状态；和充电结束部，其在充电电路的启动和停止反复的情况下，判定为是充电路径的阻抗异常并使外部充电结束。

优选，在外部充电中输入电压降低且在从输入电压降低后的预定时间内充电电路停止的次数超过了预定次数的情况下，充电结束部判定为是阻抗异常并使外部充电结束。

发明的效果

根据本发明，能够基于从车辆外部的电源向充电电路输入的输入电压的降低量来高精度地判定充电路径的阻抗异常。

附图说明

图1是车辆的整体框图。

图2是车辆ECU及充电器ECU的功能框图。

图3是表示车辆ECU及充电器ECU的处理顺序的流程图（其1）。

图4是表示输入电压Vin的时间变化的图（其1）。

图5是表示车辆ECU及充电器ECU的处理顺序的流程图（其2）。

图6是表示输入电压Vin的时间变化的图（其2）。

附图标记说明

1车辆，10发动机，20第1MG，30第2MG，40动力分配装置，50减速器，70电池，80驱动轮，100充电器，101充电电路，110充电口，120电压传感器，200连接器，210外部电源，300车辆ECU，310开始指令部，320第1结束指令部，330第2结束指令部，340报知部，400充电器ECU，410指令执行部，420电流降低控制部，430状态监视部。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。此外，对图中相同或相当的部分标注相同的附图标记而不重复其说明。

图1是本发明的实施例的车辆1的整体框图。车辆1是所谓的插电式混合动力车辆。参照图1，该车辆1具备发动机10、第1MG（MotorGenerator：电动发电机）20、第2MG30、动力分配装置40、减速器50、PCU（Power Control Unit：功率控制单元）60、电池70、驱动轮80和车辆ECU（Electronic Control Unit：电子控制单元）300。另外，车辆1还具备充电器100和充电口110。

发动机10、第1MG20以及第2MG30与动力分配装置40联结。而且，该车辆1通过从发动机10以及第2MG30的至少一方输出的驱动力来行驶。发动机10产生的动力由动力分配装置40分配到2条路径。也就是说，一条是经由减速器50向驱动轮80传递的路径，另一条是向第1MG20传递的路径。

第1MG20及第2MG30是交流电动机，例如是三相交流同步电动机。第1MG20及第2MG30由PCU60驱动。

第1MG20使用由动力分配装置40分配的发动机10的动力来发电。由第1MG20发电的电力通过PCU60从交流转换成直流并蓄积于电池70。

第2MG30使用蓄积于电池70的电力以及由第1MG20发电的电力的至少一方来产生驱动力。而且，第2MG30的驱动力经由减速器50传递到驱动轮80。

此外，在车辆制动时等，经由减速器50由驱动轮80驱动第2MG30，第2MG30作为发电机而动作。由此，第2MG30也作为将车辆的动能转换成电力的再生制动器发挥功能。而且，由第2MG30发电的电力被蓄积于电池70。

动力分配装置40由包含太阳轮、小齿轮、行星架和齿圈的行星齿轮组构成。小齿轮与太阳轮及齿圈接合。行星架将小齿轮支持地能够自转，并且与发动机10的曲轴联结。太阳轮与第1MG20的旋转轴联结。齿圈与第2MG30的旋转轴及减速器50联结。

PCU60从电池70接受电力，基于来自车辆ECU300的控制信号来驱动第1MG20及第2MG30。另外，PCU60基于来自车辆ECU300的控制信号，将由第1MG20及/或第2MG30发电的交流电力转换成直流电力并输出到电池70。

电池70是能够再充电的直流电源，例如，由镍氢、锂离子等的二次电池构成。电池70的电压例如为200V左右。在电池70中，除了由第1MG20及第2MG30发电的电力以外，如后所述还可蓄积从外部电源210供给的电力。此外，作为电池70，也可以采用大容量的电容器。

充电口110是用于接受外部电源210的交流电力（以下，称为“外部电力”）的电力接口。充电口110构成为能够与外部电源210的连接器200连接。

充电器100包含充电电路101和充电器ECU400。充电电路101与充电口110及电池70电连接。充电电路101包含由充电器ECU400控制的开关元件等而构成。充电器ECU400进行与车辆ECU300的通信，控制充电电路101的动作以将外部电力（交流电力）转换成能够充电到电池70的直流电力并输出到电池70。以下，也将利用外部电力对电池70充电称为“外部充电”。

向充电电路101输入的外部电力的电压（以下，简称为“输入电压Vin”），由电压传感器120检测。电压传感器120将输入电压Vin的检测值输出到车辆ECU300及充电器ECU400。

充电电路101构成为在输入电压Vin低于充电电路101能够工作的电压下限值（以下，也简称为“工作下限值Vmin”）时停止。以下，将由输入电压Vin低于工作下限值Vmin导致的充电电路101的停止也称为“强制停止”。另外，充电电路101构成为在输入电压Vin恢复到工作下限值Vmin以上时再启动。如此的强制停止及再启动的功能，可以通过硬件（例如设置于充电电路101的专用的电子电路）来实现，也可以通过软件（由充电器ECU400进行的专用的控制）来实现。

车辆ECU300内置有未图示的CPU（Central Processing Unit）及存储器，基于存储在该存储器中的信息和/或来自各传感器的信息来生成控制各设备的指令信号，将所生成的指令信号输出到各设备。

充电器ECU400基于来自车辆ECU300的指令信号来控制充电电路101。此外，在图1中，将车辆ECU300和充电器ECU400分成分别的单元，但也可以将它们统合到1个单元中。

在具有以上所述结构的车辆1中，在进行外部充电时，当在外部电源系统（外部充电路径中的从外部电源210到充电器100的路径）中存在连接不充分的部位和/或很可能断线的部位的状态下使充电电路101工作时，由于这些部位的阻抗增大而发生电压下降。若该电压下降幅度大而输入电压Vin低于工作下限值Vmin，则充电电路101反复停止和启动。也就是说，当输入电压Vin低于工作下限值Vmin而充电电路101强制停止时，在外部电源系统中不流动电流而电压下降被消除，因此输入电压Vin返回到正常值。由此，输入电压Vin高于工作下限值Vmin而充电电路101再启动。由于该再启动而再次发生因阻抗增大导致的电压下降，输入电压Vin低于工作下限值Vmin而充电电路101再次强制停止。若发生这样的停止和启动反复的摇摆（hunting），则无法对因阻抗异常导致的输入电压Vin的下降持续的状态进行高精度的判定。

进而，即使在电压下降幅度小而没有产生上述的摇摆的情况下，由于在外部电源系统中持续流动电流，在阻抗增大部位会持续消耗与其电阻和通电电流的2次方成比例的电力而发热。

为了解决这些问题，本实施例的控制装置，在输入电压Vin的下降幅度超过阈值幅度ΔV的状态持续了预定时间的情况下，进行判定为是阻抗异常并使外部充电结束的“第1结束控制”。通过该第1结束控制，在外部电源系统中不流动电流而抑制了阻抗增大部位的发热。

进而，本实施例的控制装置，在输入电压Vin降低到比工作下限值Vmin高预定值的阈值电压V1的情况下，进行控制充电电路101使流经外部电源系统的电流减少的“电流降低控制”。通过进行该电流降低控制，与进行电流降低控制之前相比能够使流经外部电源系统的电流减少并使阻抗增大部位的电压下降幅度降低。因此，能够避免由输入电压Vin的急减导致的上述的摇摆，能够确保进行第1结束控制的时间。

进而，在“电流降低控制”因某种原因不工作而发生了摇摆的情况下、因电压传感器120的异常等而无法检测输入电压Vin的情况下，“第1结束控制”无法正常地进行。即使在这样的状况下，为了抑制阻抗增大部位的发热，本实施例的控制装置，在充电器100的停止和启动反复的情况下，也进行判定为是阻抗异常并使外部充电结束的“第2结束控制”。

进行这些“第1结束控制”、“电流降低控制”、“第2结束控制”的点是本发明主要的特征点。在以下的说明中，例示由车辆ECU300进行“第1结束控制”及“第2结束控制”、由充电器ECU400进行“电流降低控制”的情况来说明。

图2是作为本发明的控制装置的车辆ECU300及充电器ECU400的功能框图。图2所示的各功能框可以通过硬件来实现，也可以通过软件来实现。

车辆ECU300包含开始指令部310、第1结束指令部320、第2结束指令部330和报知部340。充电器ECU400包含指令执行部410、电流降低控制部420和状态监视部430。

开始指令部310，在包含连接器200已连接于充电口110这一条件的外部充电开始条件成立时，将外部充电开始指令输出到指令执行部410。接收到外部充电开始指令的指令执行部410使充电电路101工作来使外部充电开始。

第1结束指令部320监视在外部充电中从即将开始外部充电前的输入电压Vin（以下称为“开始电压Vs”）起的输入电压Vin的降低幅度（＝|Vin－Vs|），在该降低幅度超过阈值幅度ΔV的状态持续了预定时间的情况下，判定为阻抗异常，将第1结束指令输出到指令执行部410。接收到第1结束指令的指令执行部410使充电电路101停止来结束外部充电。这一系列的控制是上述的“第1结束控制”。

第2结束指令部330，在外部充电中输入电压Vin已降低的情况下，基于从状态监视部430接收的状态信号将在输入电压Vin的降低后一定期间内充电电路101停止的次数作为摇摆次数来计数，在摇摆次数超过了预定次数的情况下，判定为阻抗异常，将第2结束指令输出到指令执行部410。接收到第2结束指令的指令执行部410使充电电路101停止来结束外部充电。这一系列的控制是上述的“第2结束控制”。

报知部340，在第1结束指令部320或第2结束指令部330判定为阻抗异常的情况下，将该意思记录在存储器中，将该记录结果显示在未图示的显示装置等，由此将阻抗异常报知给用户。

指令执行部410如上述那样根据来自开始指令部310、第1结束指令部320、第2结束指令部330的各指令来控制充电电路101。

电流降低控制部420进行上述的“电流降低控制”。具体而言，电流降低控制部420监视输入电压Vin是否降低到比工作下限值Vmin高预定值的阈值电压V1，控制充电电路101，使得：在输入电压Vin降低到阈值电压V1的情况下，使流经外部电源系统的电流减少以抑制输入电压Vin的进一步降低。此时，电流降低控制部420进行反馈控制以使电流降低控制中的输入电压Vin维持在例如阈值电压V1附近。

此外，电流降低控制的执行时间被限制在第1结束指令部320能够判定为阻抗异常的一定时间。具体而言，电流降低控制部420在即使从电流降低控制的开始后经过一定时间第1结束指令部320也没有输出第1结束指令的情况下，使充电电路101停止来结束外部充电。由此，即使在“第1结束控制”因某种要因而无法正常进行的情况下，也可抑制阻抗增大部位的发热。

状态监视部430监视充电电路101的状态（工作及停止），将表示该监视结果的状态信号输出到第2结束指令部330及电流降低控制部420。

图3是表示在执行上述的“第1结束控制”及“电流降低控制”的情况下的车辆ECU300及充电器ECU400的处理顺序的流程图。图3所示的流程图在外部充电开始条件成立时开始。

首先，说明车辆ECU300的处理顺序。在步骤（以下，将步骤简称为“S”）10，车辆ECU300取得开始电压Vs（即将开始外部充电前的输入电压Vin）并存储。

在S11中，车辆ECU300将充电开始指令输出到充电器ECU400。在S12中，车辆ECU300取得输入电压Vin。

在S13中，车辆ECU300判定从即将开始外部充电前起的输入电压Vin的降低幅度（＝|Vin－Vs|）是否超过了阈值幅度ΔV。在没有超过阈值幅度ΔV的情况（S13中“否”），处理返回到S12。在超过了阈值幅度ΔV的情况（S13中“是”），处理移向S14。

在S14中，车辆ECU300判定|Vin－Vs|>ΔV的状态是否持续了预定时间。在S15中，车辆ECU300判定输入电压Vin是否低于阈值电压V1。

在|Vin－Vs|>ΔV的状态持续了预定时间的情况下（S14中“是”），车辆ECU300将处理移向S16，判定为阻抗异常并将第1结束指令输出到充电器ECU400。

即使在|Vin－Vs|>ΔV的状态没有持续预定时间的情况下（S14中“否”），在输入电压Vin低于预定电压V2的情况下（S15中“是”），车辆ECU300也将处理移向S16，判定为阻抗异常，将第1结束指令输出到充电器ECU400。此外，预定电压V2被设定成比工作下限值Vmin高、且比阈值电压V1低的值。

另一方面，在|Vin－Vs|>ΔV的状态没有持续预定时间（S14中“否”）、且输入电压Vin不低于阈值电压V1的情况下（S15中“否”），车辆ECU300将处理返回到S12。

在S16中判定为阻抗异常之后，车辆ECU300将处理移向S17，记录阻抗异常并报知给用户。

接着，说明充电器ECU400的处理顺序。充电器ECU400在从车辆ECU300接收到充电开始指令时，在S20中使充电电路101工作来开始外部充电。在S21中，充电器ECU400取得输入电压Vin。

在S22中，充电器ECU400判定输入电压Vin是否降低到阈值电压V1。此外，阈值电压V1如上述那样被设定成比工作下限值Vmin高预定值的值。

在输入电压Vin没有降低到阈值电压V1的情况下（S22中“否”），充电器ECU400在S27中判定是否从车辆ECU300接收到第1结束指令。在接收到第1结束指令的情况下（S27中“是”），充电器ECU400将处理移向S26，使充电电路101停止来结束外部充电。另一方面，在没有接收到第1结束指令的情况下（S27中“否”），充电器ECU400将处理返回到S21。

在输入电压Vin降低到阈值电压V1的情况下（S22中“是”），充电器ECU400在S23中进行上述的电流降低控制。

在S24中，充电器ECU400判定从电流降低控制开始后是否经过了一定时间。

在从电流降低控制开始后没有经过一定时间的情况下（S24中“否”），充电器ECU400在S25中判定是否从车辆ECU300接收到第1结束指令。在接收到第1结束指令的情况下（S25中“是”），充电器ECU400将处理移向S26，根据第1结束指令使外部充电结束。另一方面，在没有接收到第1结束指令的情况下（S25中“否”），充电器ECU400将处理返回到S23，继续电流降低控制。

在即使从电流降低控制的开始后经过了一定时间也没有接收到第1结束指令的情况下（S24中“是”），充电器ECU400将处理移向S28，立即使充电电路101停止来结束外部充电。

图4是表示执行了电流降低控制及第1结束控制的情况下的输入电压Vin的时间变化的图。在时刻t1开始外部充电时，在外部充电系统中存在阻抗增大部位的情况下，输入电压Vin开始降低。即使在这样的情况下，在本实施方式中，在输入电压Vin降低到阈值电压V1的时刻t2（即输入电压Vin低于工作下限值Vmin之前），也执行电流降低控制，抑制输入电压Vin的进一步降低。因此，能够避免在由第1结束控制进行的阻抗异常判定前输入电压Vin低于工作下限值Vmin（参照点划线）而使充电电路101强制停止的情况。如此，通过在外部充电中输入电压Vin低于工作下限值Vmin之前执行电流降低控制，可确保第1结束控制的阻抗异常判定时间。

在时刻t3通过第1结束控制在判定为|Vin－Vs|<ΔV的状态持续了预定时间时判定为阻抗异常，通过第1结束控制使充电器100停止。因此，在外部电源系统中不再流动电流，抑制了阻抗增大部位的发热。

图5是表示在执行上述的“第2结束控制”的情况下的车辆ECU300及充电器ECU400的处理顺序的流程图。图5所示的流程图在外部充电中以预先设定的周期来执行。

首先，说明车辆ECU300的处理顺序。在S30中，车辆ECU300判定在外部充电中输入电压Vin是否已降低。在输入电压Vin没有降低的情况下（S30中“否”），结束处理。

在输入电压Vin已降低的情况下（S30中“是”），车辆ECU300在S31中，基于来自充电器ECU400的状态信号，判定从输入电压Vin降低后一定期间内充电电路101是否停止。在从输入电压Vin降低后一定期间内充电电路101没有停止的情况下（S31中“否”），结束处理。

在从输入电压Vin降低后一定期间内充电电路101停止的情况下（S31中“是”），车辆ECU300判定为由于阻抗异常使输入电压Vin低于工作下限值Vmin而导致充电电路101强制停止，将摇摆计数值C加1。此外，摇摆计数值C的初始值为0。

在S33中，车辆ECU300判定摇摆计数值C是否超过了预定次数。在摇摆计数值C没有超过预定次数的情况下（S33中“否”），结束处理。

在摇摆计数值C超过了预定次数的情况下（S33中“是”），车辆ECU300在S34中判定为阻抗异常，将第1结束指令输出到充电器ECU400。

在S34中判定为阻抗异常之后，车辆ECU300将处理移向S35，记录阻抗异常并报知给用户。

接着，说明充电器ECU400的处理顺序。在S40中，充电器ECU400将表示充电电路101的状态（工作及停止）的状态信号输出到车辆ECU300。在S41中，充电器ECU400根据第2结束指令使外部充电结束。

图6是表示在执行第2结束控制的情况下的输入电压Vin的时间变化的图。在时刻t11开始外部充电时，在外部充电系统中存在阻抗增大部位的情况下，输入电压Vin开始降低。此时，当上述的“电流降低控制”因某种原因而不工作时，输入电压Vin进一步降低，在时刻t12输入电压Vin低于工作下限值Vmin，因此充电电路101停止。由此，在外部充电系统中不再流动电流而输入电压Vin返回到正常值，因此充电电路101再启动。由于该再启动而在时刻t13输入电压Vin再次低于工作下限值Vmin，充电电路101再次停止。

车辆ECU300将这样的充电电路101的强制停止次数作为摇摆计数值C来计数，在该摇摆计数值C超过预定次数的时刻t15判定为阻抗异常，通过第2结束控制使充电器100停止。因此，即使在“电流降低控制”因某种原因而不工作而“第1结束控制”无法正常进行的情况下，也能够抑制阻抗增大部位的发热。

如上所述，本实施例的控制装置，在外部充电中输入电压Vin的下降幅度超过阈值幅度ΔV的状态持续了预定时间的情况下，进行判定为是阻抗异常并使外部充电结束的“第1结束控制”。此时，为了确保进行第1结束控制的时间，本实施例的控制装置，在输入电压Vin降低到比工作下限值Vmin高预定值的阈值电压V1的时间点（输入电压Vin低于工作下限值Vmin之前），进行使流经外部电源系统的电流减少的“电流降低控制”。通过该电流降低控制，能够确保第1结束控制的阻抗异常判定时间。因此，能够基于输入电压Vin的降低量来高精度地判定外部电源系统的阻抗异常并使外部充电结束，能够适当地抑制阻抗增大部位的发热。

应该认为，本次所公开的实施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求表示，包括与权利要求等同的意思以及范围内的所有的变更。

Claims (6)

1.一种车辆的控制装置，所述车辆具备蓄电装置和用于进行利用车辆外部的电源对所述蓄电装置充电的外部充电的充电电路，所述充电电路在从所述电源向所述充电电路输入的输入电压下降到低于所述充电电路能够工作的下限电压值时停止，

所述控制装置具备：

抑制部，其在所述外部充电中在所述输入电压低于所述下限电压值之前执行用于抑制所述输入电压的下降的抑制控制；和

第1结束指令部，其基于所述外部充电中的所述输入电压的降低幅度来判定是否发生了充电路径的阻抗异常，在判定为发生了所述阻抗异常的情况下使所述外部充电结束。

2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，

所述抑制控制是如下的控制：在所述外部充电中所述输入电压下降到比所述下限电压值高的阈值电压的情况下，使流经所述充电路径的电流减少。

3.根据权利要求2所述的车辆的控制装置，

在所述外部充电中所述输入电压的降低幅度超过阈值幅度的状态持续了预定时间的情况下，所述第1结束指令部判定为发生了所述阻抗异常。

4.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，

所述充电电路在所述输入电压恢复到所述下限电压值以上时启动，

所述控制装置还具备第2结束指令部，该第2结束指令部在所述充电电路的停止和启动反复的情况下判定为是所述阻抗异常并使所述外部充电结束。

5.根据权利要求4所述的车辆的控制装置，

在所述外部充电中所述输入电压降低且在从所述输入电压降低后的预定时间内所述充电电路停止的次数超过了预定次数的情况下，所述第2结束指令部判定为是所述阻抗异常并使所述外部充电结束。

6.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，

所述控制装置还具备将所述阻抗异常报知给用户的报知部。