JP2009303308A - Vehicle and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行用の動力を出力可能な電動機と、当該電動機と電力をやり取り可能であると共に外部電源からの電力により充電可能に構成された走行用バッテリとを有する車両およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle having an electric motor capable of outputting driving power, and a traveling battery configured to be able to exchange electric power with the electric motor and to be charged by electric power from an external power source, and a control method thereof.
従来から、外部商用交流電源を用いて充電可能なバッテリと駆動を行うための駆動回路と充電を行うための充電回路とを備えた電気自動車が知られている(例えば、特許文献1参照)。この電気自動車では、駆動回路と充電回路とが同時に働くことがないように回路切り替え手段によって排他制御され、駆動回路の優先順位が充電回路よりも高く設定されている。また、従来から、車体に搭載されたバッテリを充電するための外部充電器を接続可能な充電用コンセントと、バッテリを電源とする走行用電動機をON状態で駆動可能とする主電源スイッチと、充電用コンセントとバッテリとの間に両者を電気的に導通・遮断可能に設けられたスイッチ手段と、各種制御を行うコントローラとを備えた電気走行車が知られており(例えば、特許文献2参照)。この電気走行車のコントローラは、主電源スイッチのOFF状態が検知され、かつ電気走行車の停止状態が検知された時にスイッチ手段を導通状態に制御する。更に、従来から、蓄電機構と、蓄電機構からの電力を受けて負荷を駆動する駆動制御部と、蓄電機構と駆動制御部との間に設けられたメインリレーとを搭載した車両が知られている(例えば、特許文献3参照)。この車両では、メインリレーを電力供給状態とすることにより車両の走行が許可されるが、駆動制御部のコネクタに外部電源のコネクタが接続されているときには、駆動制御部への電力供給が禁止されるようにメインリレーが制御される。
ところで、上述のような車両を停止させて走行を終了させるときに運転者が車両全体のシステム起動を指示するためのシステム起動スイッチをオフし忘れるということもあり得る。そして、このように停車状態かつシステム起動スイッチがオンされた状態で、走行用バッテリと外部電源とが接続された時点で走行用バッテリの充電が可能になるとすれば、本来車両の走行時に用いられる車載機器に補機用バッテリから電力が供給される状態で走行用バッテリが充電されることになり、充電効率の悪化を招いてしまう。そして、この場合には、外部電源からの電力を用いた走行用バッテリの充電が完了した後も上記車載機器に補機用バッテリから電力が供給されることになるので、補機用バッテリの残容量低下を招くおそれもある。 By the way, when the vehicle is stopped by stopping the vehicle as described above, the driver may forget to turn off the system activation switch for instructing the system activation of the entire vehicle. If the vehicle battery can be charged when the vehicle battery and the external power supply are connected in the state where the vehicle is stopped and the system activation switch is turned on, the vehicle battery is originally used when the vehicle is running. The battery for traveling is charged in a state where electric power is supplied from the auxiliary battery to the in-vehicle device, which leads to deterioration of charging efficiency. In this case, since the power is supplied from the auxiliary battery to the in-vehicle device even after the charging of the running battery using the electric power from the external power source is completed, the remaining auxiliary battery remains. There is also a risk of capacity reduction.
そこで、本発明は、システム起動スイッチがオンされた状態で外部電源と走行用バッテリとが接続されたときに走行用バッテリの充電がより適正に実行されるようにすることを主目的とする。 In view of the above, the main object of the present invention is to charge the running battery more appropriately when the external power source and the running battery are connected in a state where the system start switch is turned on.
本発明による車両およびその制御方法は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。 The vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve the main object.
本発明による車両は、
走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能であると共に外部電源からの電力により充電可能に構成された走行用バッテリとを有する車両であって、
システム起動を指示するためのシステム起動スイッチと、
各種車載機器と電力をやり取り可能な補機用バッテリと、
前記システム起動スイッチがオンされているときに、前記車両の走行時に用いられる走行用車載機器と前記補機用バッテリとの電気的な接続を許容する第1の継電手段と、
前記外部電源を用いた前記走行用バッテリの充電時に用いられる充電用車載機器と前記補機用バッテリとの電気的な接続を許容可能な第2の継電手段と、
前記外部電源と前記走行用バッテリとが接続されたか否かを検出する検出手段と、
停車状態で前記システム起動スイッチがオフされている場合には、前記検出手段により前記外部電源と前記走行用バッテリとの接続が検出されると共に前記外部電源側からの充電開始要求が受け付けられていることを条件に前記第2の継電手段をオンし、停車状態で前記システム起動スイッチがオンされている場合には、前記検出手段により前記外部電源と前記走行用バッテリとの接続が検出されることを条件に前記走行用車載機器と前記補機用バッテリとの電気的な接続が解除されるように前記第1の継電手段を強制的にオフすると共に、前記外部電源側からの充電開始要求が受け付けられていることを条件に前記第1の継電手段が強制的にオフされた後に前記第2の継電手段をオンする制御手段と、
を備えるものである。
The vehicle according to the present invention is
A vehicle having an electric motor capable of outputting power for traveling, and a traveling battery configured to be able to exchange electric power with the electric motor and to be charged by electric power from an external power source,
A system startup switch for instructing system startup;
Auxiliary battery that can exchange power with various in-vehicle devices,
First relay means for allowing electrical connection between the in-vehicle device for traveling and the auxiliary battery used when the vehicle is traveling when the system activation switch is on;
A second relay means capable of allowing an electrical connection between the in-vehicle device for charging used when charging the battery for traveling using the external power source and the auxiliary battery;
Detecting means for detecting whether or not the external power source and the traveling battery are connected;
When the system start switch is turned off in a stopped state, the detection means detects the connection between the external power source and the traveling battery and accepts a charge start request from the external power source side. On the condition that the second relay means is turned on, and when the system start switch is turned on in the stop state, the detecting means detects the connection between the external power source and the traveling battery. On the condition, the first relay means is forcibly turned off so that the electrical connection between the in-vehicle device for traveling and the auxiliary battery is released, and charging from the external power supply side is started. Control means for turning on the second relay means after the first relay means is forcibly turned off on the condition that a request is accepted;
Is provided.
この車両では、停車状態でシステム起動スイッチがオフされている場合、検出手段により外部電源と走行用バッテリとの接続が検出されると共に外部電源側からの充電開始要求が受け付けられていることを条件に第2の継電手段がオンされ、それにより、充電用車載機器と補機用バッテリとの電気的な接続が許容されて外部電源からの電力による走行用バッテリの充電が可能となる。これに対して、停車状態でシステム起動スイッチがオンされている場合には、検出手段により外部電源と走行用バッテリとの接続が検出されることを条件に走行用車載機器と補機用バッテリとの電気的な接続が解除されるように第1の継電手段が強制的にオフされると共に、外部電源側からの充電開始要求が受け付けられていることを条件に第1の継電手段が強制的にオフされた後に第2の継電手段がオンされる。これにより、停車状態かつシステム起動スイッチがオンされた状態で外部電源と走行用バッテリとが接続されても、補機用バッテリから走行用車載機器に電力が供給される状態で走行用バッテリが充電されることはなく、充電用車載機器と補機用バッテリとを電気的に接続した状態で走行用バッテリの充電をより適正に実行することが可能となる。なお、走行用車載機器との一部と充電用車載機器との一部とが重複することがあるのはいうまでもない。 In this vehicle, when the system start switch is turned off when the vehicle is stopped, the detection means detects the connection between the external power source and the traveling battery and accepts a charge start request from the external power source side. Then, the second relay means is turned on, whereby the electrical connection between the in-vehicle device for charging and the auxiliary battery is allowed, and the traveling battery can be charged by the electric power from the external power source. On the other hand, when the system start switch is turned on while the vehicle is stopped, the in-vehicle device for traveling and the auxiliary battery are connected on condition that the connection between the external power source and the traveling battery is detected by the detecting means. The first relay means is forcibly turned off so that the electrical connection is released, and the first relay means is provided on the condition that a charge start request from the external power supply side is accepted. The second relay means is turned on after being forcibly turned off. As a result, even if the external power supply and the traveling battery are connected while the vehicle is stopped and the system start switch is turned on, the traveling battery is charged while power is supplied from the auxiliary battery to the in-vehicle device for traveling. However, charging of the traveling battery can be performed more appropriately in a state where the charging in-vehicle device and the auxiliary battery are electrically connected. Needless to say, a part of the in-vehicle device for traveling and a part of the in-vehicle device for charging may overlap.
また、前記制御手段は、停車状態で前記システム起動スイッチがオンされている場合、前記検出手段により前記外部電源と前記走行用バッテリとの接続が検出されると前記第1の継電手段がオフされる前に実行されるべき所定の前処理を実行させ、当該前処理の完了後に前記第1の継電手段を強制的にオフするものであってもよい。これにより、第1の継電手段がオフされた後の車両の状態をより適正に保つことができる。 Further, when the system activation switch is turned on while the vehicle is stopped, the control means turns off the first relay means when the detection means detects the connection between the external power source and the traveling battery. It is also possible to execute a predetermined pre-process to be executed before being performed, and forcibly turn off the first relay means after the completion of the pre-process. Thereby, the state of the vehicle after the 1st relay means is turned off can be maintained more appropriately.
更に、前記車両は、走行用の動力を出力可能な内燃機関を更に備えてもよい。すなわち、本発明による車両は、いわゆるハイブリッド車両として構成されてもよい。 Furthermore, the vehicle may further include an internal combustion engine capable of outputting driving power. That is, the vehicle according to the present invention may be configured as a so-called hybrid vehicle.
本発明による車両の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能であると共に外部電源からの電力により充電可能に構成された走行用バッテリと、システム起動を指示するためのシステム起動スイッチと、各種車載機器と電力をやり取り可能な補機用バッテリと、前記システム起動スイッチがオンされているときに前記車両の走行に用いられる走行用車載機器と前記補機用バッテリとの電気的な接続を許容する第1の継電手段と、前記外部電源を用いた前記走行用バッテリの充電に用いられる充電用車載機器と前記補機用バッテリとの電気的な接続を許容可能な第2の継電手段とを備えた車両の制御方法であって、
停車状態で前記システム起動スイッチがオフされている場合には、前記外部電源と前記走行用バッテリとの接続が検出されると共に前記外部電源側からの充電開始要求が受け付けられていることを条件に前記第2の継電手段をオンし、停車状態で前記システム起動スイッチがオンされている場合には、前記外部電源と前記走行用バッテリとの接続が検出されることを条件に前記走行用車載機器と前記補機用バッテリとの電気的な接続が解除されるように前記第1の継電手段を強制的にオフすると共に、前記外部電源側からの充電開始要求が受け付けられていることを条件に前記第1の継電手段が強制的にオフされた後に前記第2の継電手段をオンするステップ、
を含むものである。
A vehicle control method according to the present invention includes:
An electric motor capable of outputting driving power, a driving battery configured to be able to exchange electric power with the electric motor and to be charged by electric power from an external power source, a system start switch for instructing system start, An auxiliary battery capable of exchanging electric power with various in-vehicle devices, and an electrical connection between the in-vehicle device used for traveling of the vehicle and the auxiliary battery when the system start switch is turned on. First relay means that is allowed, and second relay that can allow electrical connection between the on-vehicle device for charging used for charging the battery for traveling using the external power source and the auxiliary battery. And a vehicle control method comprising:
When the system start switch is turned off while the vehicle is stopped, a connection between the external power source and the traveling battery is detected and a charge start request from the external power source side is accepted. When the second relay means is turned on and the system start switch is turned on when the vehicle is stopped, the on-vehicle vehicle for traveling is provided on the condition that the connection between the external power source and the traveling battery is detected. The first relay means is forcibly turned off so that the electrical connection between the device and the auxiliary battery is released, and the charge start request from the external power supply side is accepted. Turning on the second relay means after the first relay means is forcibly turned off under conditions;
Is included.
この方法によれば、停車状態かつシステム起動スイッチがオンされた状態で外部電源と走行用バッテリとが接続されても、補機用バッテリから走行用車載機器に電力が供給される状態で走行用バッテリが充電されることはなく、充電用車載機器と補機用バッテリとを電気的に接続した状態で走行用バッテリの充電をより適正に実行することが可能となる。 According to this method, even if the external power supply and the traveling battery are connected in a state where the vehicle is stopped and the system start switch is turned on, the power is supplied from the auxiliary battery to the in-vehicle device for traveling. The battery is not charged, and the traveling battery can be more appropriately charged in a state where the in-vehicle device for charging and the auxiliary battery are electrically connected.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例に係る車両としてのハイブリッド自動車20の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車20は、エンジン22や、エンジン22のクランクシャフトに接続された3軸式の動力分配統合機構30、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1、動力分配統合機構30に接続された車軸としてのリングギヤ軸32aに接続されたモータMG2、ハイブリッド自動車20の全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「ハイブリッドECU」という)70、ハイブリッド自動車20における電源制御を実行する電源用電子制御ユニット(以下、「電源ECU」という)80等を備えるものである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
エンジン22は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24による燃料噴射制御や点火時期制御、吸気制御等を受けている。エンジンECU24には、エンジン22に対して設けられて当該エンジン22の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンECU24は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッドECU70に出力する。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。機関側回転要素としてのキャリア34にはエンジン22のクランクシャフトが、サンギヤ31にはモータMG1が、車軸側回転要素としてのリングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介してモータMG2がそれぞれ連結されており、動力分配統合機構30は、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側とにそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからデファレンシャルギヤ38を介して最終的に駆動輪である車輪39a,39bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介して高圧バッテリ(走行用バッテリ)50と電力のやり取りを行う。図1に示すように、高圧バッテリ50には、システムメインリレー52を介して昇圧コンバータ53が接続されており、昇圧コンバータ53は、平滑コンデンサ54を介してインバータ41および42に接続されている。また、インバータ41,42と高圧バッテリ50とを接続する電力ラインは、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、高圧バッテリ50は、モータMG1,MG2の何れかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになり、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、高圧バッテリ50は充放電されないことになる。そして、モータMG1,MG2は、何れもモータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40により駆動制御される。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2の相電流等が入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号等が出力される。モータECU40は、回転位置検出センサから入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータMG1,MG2の回転子の回転数Nm1,Nm2を計算する。また、モータECU40は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70からの制御信号等に基づいてモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッドECU70に出力する。
Both the motor MG1 and the motor MG2 are configured as well-known synchronous generator motors that operate as generators and can operate as motors, and exchange power with a high-voltage battery (traveling battery) 50 via
高圧バッテリ50は、ニッケル水素二次電池あるいはリチウムイオン二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)51によって管理される。また、実施例の高圧バッテリ50は、例えば家庭用電源(AC100V)等の外部電源に接続される車外の充電器100からの電力により充電可能に構成されている。すなわち、モータMG1およびMG2の中性点(多相巻線の中性点)には、図1に示すように車両側コネクタ61が接続されており、この車両側コネクタ61と車外の充電器100のコネクタ101とを結合すると共にインバータ41および42等を制御することにより外部電源からの電力により高圧バッテリ50を充電することができる。このようにしてハイブリッド自動車20の走行開始前に充電器100を用いて高圧バッテリ50を充電しておけば、高圧バッテリ50を満充電状態にした状態でハイブリッド自動車20の走行を開始することが可能となる。また、高圧バッテリ50には、図示しないDC/DCコンバータ(電圧変換手段)を介して各種車載機器(補機類)の電源として用いられる低圧バッテリ(補機用バッテリ)55が接続されており、低圧バッテリ55もバッテリECU51により管理される。
The
バッテリECU51には、高圧バッテリ50等を管理するのに必要な信号、例えば、高圧バッテリ50に取り付けられた温度センサ(図示省略)からのバッテリ温度Tb、高圧バッテリ50や低圧バッテリ55の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、高圧バッテリ50や低圧バッテリ55の出力端子に接続された電力ラインに設置された図示しない電流センサからの充放電電流等が入力される。更に、バッテリECU51は、必要に応じて高圧バッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッドECU70に出力する。そして、バッテリECU51は、高圧バッテリ50を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量SOCを算出したり、当該残容量SOCに基づいて高圧バッテリ50の充放電要求パワー(目標充放電電力)Pb*を算出したり、残容量SOCと電池温度Tbとに基づいて高圧バッテリ50の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Winと高圧バッテリ50の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Woutとを算出したりする。
The battery ECU 51 receives signals necessary for managing the
電源ECU80は、低圧バッテリ55から常時供給される電力により作動する図示しないCPUを中心としたマイクロコンピュータとして構成されており、CPUの他に処理プログラムを記憶するROMや一時的にデータを記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートなどを備える。図1に示すように、電源ECU80には、運転席前面のパネル等に配置されたハイブリッド自動車20全体のシステム起動を指示するためのパワースイッチ(システム起動スイッチ)81からのオン/オフ信号や、高圧バッテリ50を充電するための車両側コネクタ61に取り付けられて当該車両側コネクタ61に車外の充電器100のコネクタ101が接続されたか否かを検出するコネクタセンサ62からの検出信号等が入力される。電源ECU80は、運転者によりパワースイッチ81がオンされると所定のパワースイッチフラグFpwrを値1に設定すると共に運転者によりパワースイッチ81がオフされると当該パワースイッチフラグFpwrを値0に設定する。また、電源ECU80は、コネクタセンサ62から車両側コネクタ61に充電器100のコネクタ101が接続された旨の信号を受け取ると所定の充電コネクタフラグFccを値1に設定し、コネクタセンサ62から車両側コネクタ61に充電器100のコネクタ101が接続されていない旨の信号を受け取ると当該充電コネクタフラグFccを値0に設定する。更に、電源ECU80からは、走行用リレー56(第1の継電手段)や充電用リレー57(第2の継電手段)をオンオフ制御するための制御信号等が出力ポートを介して出力される。ここで、走行用リレー56は、ハイブリッド自動車20の走行時に用いられるハイブリッドECU70やエンジンECU24といった電子制御ユニットや各種補機類といった走行用車載機器と低圧バッテリ55との電気的な接続を許容すると共に当該接続を解除するものである。また、充電用リレー57は、外部電源を用いた高圧バッテリ50の充電時に用いられるハイブリッドECU70,モータECU40、バッテリECU51、インバータ41,42といった充電用車載機器と低圧バッテリ55との電気的な接続を許容すると共に当該接続を解除するものである。
The
ハイブリッドECU70は、図示しないCPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に処理プログラムを記憶するROMや、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポートおよび通信ポート(何れも図示省略)等を備える。ハイブリッドECU70には、シフトレバーの操作位置であるシフトポジションSPを検出するシフトポジションセンサからのシフトポジションSP、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサからのアクセル開度Acc、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサからのブレーキペダルストロークBS、車速センサからの車速V等が入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドECU70は、上述したように、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU51、電源ECU80等と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU51、電源ECU80等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。また、ハイブリッドECU70からは、システムメインリレー52をオンオフ制御するための制御信号や昇圧コンバータ53へのスイッチング制御信号等が出力される。
The hybrid ECU 70 is configured as a microprocessor centered on a CPU (not shown). In addition to the CPU, a ROM that stores a processing program, a RAM that temporarily stores data, an input / output port, and a communication port (all shown) (Omitted). The hybrid ECU 70 includes a shift position SP from a shift position sensor that detects a shift position SP that is an operation position of the shift lever, an accelerator opening Acc from an accelerator pedal position sensor that detects an amount of depression of an accelerator pedal, and depression of a brake pedal. The brake pedal stroke BS from the brake pedal stroke sensor for detecting the amount, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor, and the like are input via the input port. As described above, the hybrid ECU 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, the battery ECU 51, the
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車20では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクが計算され、この要求トルクに基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにエンジン22とモータMG1とモータMG2とが制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御モードとしては、要求トルクに見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクと高圧バッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共に高圧バッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求トルクに応じたトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2から要求トルクに見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。また、実施例のハイブリッド自動車20では、トルク変換運転モードや充放電運転モードのもとで所定条件が成立した場合、エンジン22を自動的に停止・始動させる間欠運転が実行される。
In the
次に、上述のように構成されるハイブリッド自動車20の停車時の動作について説明する。図2は、ハイブリッド自動車20が停車しているときに実施例の電源ECU80により所定時間毎に実行される停車時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
Next, the operation when the
図2の停車時制御ルーチンの開始に際して、電源ECU80の図示しないCPUは、車速センサからの車速V、運転モードフラグFmodやパワースイッチフラグFpwr、充電コネクタフラグFccの値、充電器100からの充電開始要求信号(発振信号)といった制御に必要なデータの入力処理を実行する(ステップS100)。ここで、運転モードフラグFmodは、例えばハイブリッドECU70により、外部電源からの電力により高圧バッテリ50が充電されるときに値1に設定されると共にそれ以外の通常走行時には値0に設定されるものであり、ステップS100ではハイブリッドECU70から運転モードフラグFmodの値を通信により入力する。また、パワースイッチフラグFpwrや充電コネクタフラグFccの値としては、上述のように電源ECU80により設定されて所定の記憶領域に格納されたものを入力することとした。更に、充電開始要求信号は、充電器100のコネクタ101と車両側コネクタ61とが接続された時点、あるいは充電器100のタイマの設定時間が経過した時点で充電器100から送信されるものである。
At the start of the stop-time control routine of FIG. 2, the CPU (not shown) of the
次いで、パワースイッチフラグFpwrが値1であるか否か、すなわちパワースイッチ81がオンされているか否かを判定し(ステップS110)、パワースイッチフラグFpwrが値1であってパワースイッチ81がオンされている場合には、更に運転モードフラグFmodが値0であるか否かを判定する(ステップS120)。ステップS120にて運転モードフラグFmodが値0であって外部電源からの電力を用いた高圧バッテリ50の充電が実行されていないと判断された場合には、ハイブリッド自動車20が停車状態にあり、かつ充電コネクタフラグFccが値1であるか否かを判定する(ステップS130)。なお、実施例のステップS130では、ステップS100にて入力した車速Vが値0であればハイブリッド自動車20が停車状態にあると判断される。そして、ステップS130にて肯定判断がなされた場合、すなわちハイブリッド自動車20が停車状態にあり、かつ充電器100のコネクタ101が車両側コネクタ61に接続されている場合には、パワースイッチ81がオンされたのに伴って稼働しているハイブリッドECU70を始めとする複数の電子制御ユニットに走行用リレー56の遮断前に必要な処理を実行させるべく、対象となる電子制御ユニットに対して走行用リレー遮断前処理の実行指令を送信する(ステップS140)。ここで、走行用リレー遮断前処理には、例えばシステムメインリレー52をオフして平滑コンデンサ54等を放電させるディスチャージ処理や、必要なデータの不揮発メモリへの書き込み処理等が含まれる。
Next, it is determined whether or not the power switch flag Fpwr is a
ステップS140の処理の後、各電子制御ユニットによる走行用リレー遮断前処理が完了しているか否かを調べ(ステップS150)、各電子制御ユニットによる走行用リレー遮断前処理が完了していれば(ステップS160)、走行用リレー56をオフする(ステップS170)。続いて、充電器100からの充電開始要求信号が受信されているか否かを判定し(ステップS180)、充電開始要求信号が受信されていなければ、再度ステップS100以降の処理を実行する。これにより、ステップS180にて否定判断がなされた場合には、パワースイッチ81がオフされた状態と実質的に同一の駐車状態が実現されることになる。そして、ステップS180にて充電器100からの充電開始要求信号が受信されていると判断された場合には、充電用リレー57をオンした上で(ステップS190)、対象となるハイブリッドECU70,モータECU40、バッテリECU51等に対して外部電源を用いた高圧バッテリ50の充電を実行させるべく充電開始指令を送信し(ステップS200)、本ルーチンを終了させる。なお、ステップS110にてパワースイッチフラグFpwrが値0であってパワースイッチ81がオフされていると判断された場合には、充電コネクタフラグFccが値0であるか否かを判定し(ステップS210)、充電コネクタフラグFccが値0であれば、再度ステップS100以降の処理を実行する。また、ステップS210にて充電コネクタフラグFccが値1であると判断された場合には、上述のステップS180の処理を実行し、充電器100からの充電開始要求信号が受信されていれば、充電用リレー57をオンすると共に(ステップS190)、ハイブリッドECU70等に対して外部電源を用いた高圧バッテリ50の充電を実行させるべく充電開始指令を送信し(ステップS200)、本ルーチンを終了させる。
After the process of step S140, it is checked whether or not the travel relay cutoff pre-processing by each electronic control unit is completed (step S150), and if the travel relay cutoff pre-process by each electronic control unit is complete ( In step S160, the traveling
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車20では、停車状態でパワースイッチ(システム起動スイッチ)81がオフされている場合、コネクタセンサ62により充電器100のコネクタ101(外部電源)と車両側コネクタ61(高圧バッテリ50)との接続が検出されると共に充電器100側からの充電開始要求信号が受信されていることを条件に充電用リレー57がオンされ(ステップS180,S190)、それにより、ハイブリッドECU70,モータECU40、バッテリECU51、インバータ41,42といった充電用車載機器と低圧バッテリ55との電気的な接続が許容されて外部電源からの電力による高圧バッテリ50の充電が可能となる。これに対して、停車状態でパワースイッチ81がオンされている場合には、コネクタセンサ62により充電器100のコネクタ101と車両側コネクタ61との接続が検出されることを条件にハイブリッドECU70を始めとする走行用車載機器と低圧バッテリ55との電気的な接続が解除されるように走行用リレー56が強制的にオフされると共に(ステップS130〜S170)、充電器100側からの充電開始要求が受け付けられていることを条件に走行用リレー56が強制的にオフされた後に充電用リレー57がオンされる(ステップS180,S190)。これにより、停車状態かつパワースイッチ81がオンされた状態で充電器100のコネクタ101と車両側コネクタ61とが接続されても、低圧バッテリ55から走行用車載機器に電力が供給される状態で高圧バッテリ50が充電されることはなく、充電用車載機器と低圧バッテリ55とを電気的に接続した状態で高圧バッテリ50の充電をより適正に実行することが可能となる。また、実施例のハイブリッド自動車20では、停車状態でシステム起動スイッチがオンされている場合、コネクタセンサ62により充電器100のコネクタ101と車両側コネクタ61との接続が検出されると走行用リレー56がオフされる前に実行されるべき所定の走行用リレー遮断前処理が行われ(ステップS140〜S160)、走行用リレー遮断前処理の完了後に走行用リレー56が強制的にオフされる(ステップS170)。これにより、走行用リレー56がオフされた後のハイブリッド自動車20の状態をより適正に保つと共に、外部電源からの電力により高圧バッテリ50を効率よく充電することが可能となる。
As described above, in the
なお、上記実施例に係るハイブリッド自動車20は、それぞれ走行用の動力を出力可能なエンジン22とモータMG2とを備えるものであるが、本発明による車両は、このようなハイブリッド自動車20に限られるものではなく、走行用の動力を出力可能なモータを備えた電気自動車であってもよいことはいうまでもない。また、上記ハイブリッド自動車20では、車軸としてのリングギヤ軸32aとモータMG2とが当該モータMG2の回転数を減速してリングギヤ軸32aに伝達する減速ギヤや、例えばHi,Loの2段の変速段あるいは3段以上の変速段を有してモータMG2の回転数を変速してリングギヤ軸32aに伝達する変速機を介して連結されてもよい。更に、上記ハイブリッド自動車20は、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものではない。すなわち、本発明は、図3に示す変形例としてのハイブリッド自動車120のように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aに接続された車軸(駆動輪である車輪39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図3における車輪39c,39dに接続された車軸)に出力するものに適用されてもよい。
Note that the
ここで、上記実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明しておく。すなわち、上記実施例においては、走行用の動力を出力可能なモータMG2が「電動機」に相当し、モータMG2と電力をやり取り可能であると共に外部電源からの電力により充電可能に構成された高圧バッテリ50が「走行用バッテリ」に相当し、システム起動を指示するためのパワースイッチ81が「システム起動スイッチ」に相当し、各種車載機器と電力をやり取り可能な低圧バッテリ55が「補機用バッテリ」に相当し、パワースイッチ81がオンされているときにハイブリッド自動車20の走行時に用いられる走行用車載機器と低圧バッテリとの電気的な接続を許容する走行用リレー56が「第1の継電手段」に相当し、外部電源を用いた高圧バッテリ50の充電時に用いられる充電用車載機器と低圧バッテリ55との電気的な接続を許容可能な充電用リレー57が「第2の継電手段」に相当し、充電器100のコネクタ101と車両側コネクタ61とが接続されたか否かを検出するコネクタセンサ62が「検出手段」に相当し、停車状態でパワースイッチ81がオフされている場合には、コネクタセンサ62により充電器100のコネクタ101と車両側コネクタ61との接続が検出されると共に充電器100側からの充電開始要求信号が受信されていることを条件に充電用リレー57をオンし、停車状態でパワースイッチ81がオンされている場合には、コネクタセンサ62により充電器100のコネクタ101と車両側コネクタ61との接続が検出されることを条件に走行用車載機器と補機用バッテリとの電気的な接続が解除されるように走行用リレー56を強制的にオフすると共に、充電器100側からの充電開始要求信号が受信されていることを条件に走行用リレー56が強制的にオフされた後に充電用リレー57をオンする電源ECU80が「制御手段」に相当する。また、上記実施例等では、エンジン22が「内燃機関」に相当する。
Here, the correspondence between the main elements of the above embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. That is, in the above-described embodiment, the motor MG2 capable of outputting driving power corresponds to the “electric motor”, and can exchange electric power with the motor MG2 and can be charged with electric power from an external power source. 50 corresponds to a “traveling battery”, a
ただし、「電動機」は、モータMG2のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「走行用バッテリ」は、電動機と電力をやり取り可能であると共に外部電源からの電力により充電可能なものであれば、高圧バッテリ50以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「システム起動スイッチ」は、システム起動を指示するためのものであれば、パワースイッチ81以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「補機用バッテリ」は、各種車載機器と電力をやり取り可能なものであれば、低圧バッテリ55以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「第1の継電手段」は、システム起動されているときに車両の走行時に用いられる走行用車載機器と補機用バッテリとの電気的な接続を許容するものであれば、走行用リレー56以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「第2の継電手段」は、外部電源を用いた走行用バッテリの充電時に用いられる充電用車載機器と補機用バッテリとの電気的な接続を許容可能なものであれば、充電用リレー57以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「制御手段」は、停車状態でシステム起動スイッチがオフされている場合には、外部電源と走行用バッテリとの接続が検出されると共に外部電源側からの充電開始要求が受け付けられていることを条件に第2の継電手段をオンし、停車状態でシステム起動スイッチがオンされている場合には、外部電源と走行用バッテリとの接続が検出されることを条件に第1の継電手段を強制的にオフすると共に、外部電源側からの充電開始要求が受け付けられていることを条件に第1の継電手段が強制的にオフされた後に第2の継電手段をオンするものであれば、電源ECU80以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン22に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
However, the “motor” is not limited to the synchronous generator motor such as the motor MG2, and may be any other type such as an induction motor. The “traveling battery” may be of any type other than the
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。 The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say.
本発明は、ハイブリッド自動車や電気自動車といった車両の製造産業等において利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles.
20,120 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、38 デファレンシャルギヤ、39a〜39d 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、50 高圧バッテリ、51 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、52 システムメインリレー、53 昇圧コンバータ、54 平滑コンデンサ、55 低圧バッテリ、56 走行用リレー、57 充電用リレー、61 車両側コネクタ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(ハイブリッドECU)、80 電源用電子制御ユニット(電源ECU)、81 パワースイッチ、100 充電器、101 コネクタ、MG1,MG2 モータ。 20,120 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 30 power distribution and integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 38 differential gear, 39a-39d wheels 40, motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 50 high voltage battery, 51 battery electronic control unit (battery ECU), 52 system main relay, 53 boost converter, 54 smoothing capacitor, 55 low voltage battery, 56 Driving relay, 57 Charging relay, 61 Vehicle side connector, 70 Hybrid electronic control unit (hybrid ECU), 80 Power supply electronic control unit (power supply ECU), 81 Power Switch, 100 charger, 101 connector, MG1, MG2 motor.
Claims (4)
システム起動を指示するためのシステム起動スイッチと、
各種車載機器と電力をやり取り可能な補機用バッテリと、
前記システム起動スイッチがオンされているときに、前記車両の走行時に用いられる走行用車載機器と前記補機用バッテリとの電気的な接続を許容する第1の継電手段と、
前記外部電源を用いた前記走行用バッテリの充電時に用いられる充電用車載機器と前記補機用バッテリとの電気的な接続を許容可能な第2の継電手段と、
前記外部電源と前記走行用バッテリとが接続されたか否かを検出する検出手段と、
停車状態で前記システム起動スイッチがオフされている場合には、前記検出手段により前記外部電源と前記走行用バッテリとの接続が検出されると共に前記外部電源側からの充電開始要求が受け付けられていることを条件に前記第2の継電手段をオンし、停車状態で前記システム起動スイッチがオンされている場合には、前記検出手段により前記外部電源と前記走行用バッテリとの接続が検出されることを条件に前記走行用車載機器と前記補機用バッテリとの電気的な接続が解除されるように前記第1の継電手段を強制的にオフすると共に、前記外部電源側からの充電開始要求が受け付けられていることを条件に前記第1の継電手段が強制的にオフされた後に前記第2の継電手段をオンする制御手段と、
を備える車両。 A vehicle having an electric motor capable of outputting power for traveling, and a traveling battery configured to be able to exchange electric power with the electric motor and to be charged by electric power from an external power source,
A system startup switch for instructing system startup;
Auxiliary battery that can exchange power with various in-vehicle devices,
First relay means for allowing electrical connection between the in-vehicle device for traveling and the auxiliary battery used when the vehicle is traveling when the system start switch is on;
A second relay means capable of allowing an electrical connection between the in-vehicle device for charging used when charging the battery for traveling using the external power source and the auxiliary battery;
Detecting means for detecting whether or not the external power source and the traveling battery are connected;
When the system start switch is turned off in a stopped state, the detection means detects the connection between the external power source and the traveling battery and accepts a charge start request from the external power source side. On the condition that the second relay means is turned on, and the system start switch is turned on in a stop state, the detection means detects the connection between the external power source and the traveling battery. On the condition, the first relay means is forcibly turned off and the charging from the external power source side is started so that the electrical connection between the in-vehicle device for traveling and the auxiliary battery is released Control means for turning on the second relay means after the first relay means is forcibly turned off on the condition that a request is accepted;
A vehicle comprising:
前記制御手段は、停車状態で前記システム起動スイッチがオンされている場合、前記検出手段により前記外部電源と前記走行用バッテリとの接続が検出されると前記第1の継電手段がオフされる前に実行されるべき所定の前処理を実行させ、該前処理の完了後に前記第1の継電手段を強制的にオフする車両。 The vehicle according to claim 1,
The control means turns off the first relay means when the detection means detects the connection between the external power source and the battery for traveling when the system activation switch is turned on in a stationary state. A vehicle that executes predetermined pre-processing to be executed before and forcibly turns off the first relay means after completion of the pre-processing.
停車状態で前記システム起動スイッチがオフされている場合には、前記外部電源と前記走行用バッテリとの接続が検出されると共に前記外部電源側からの充電開始要求が受け付けられていることを条件に前記第2の継電手段をオンし、停車状態で前記システム起動スイッチがオンされている場合には、前記外部電源と前記走行用バッテリとの接続が検出されることを条件に前記走行用車載機器と前記補機用バッテリとの電気的な接続が解除されるように前記第1の継電手段を強制的にオフすると共に、前記外部電源側からの充電開始要求が受け付けられていることを条件に前記第1の継電手段が強制的にオフされた後に前記第2の継電手段をオンするステップ、
を含む車両の制御方法。 An electric motor capable of outputting driving power, a driving battery configured to be able to exchange electric power with the electric motor and to be charged by electric power from an external power source, a system start switch for instructing system start, An auxiliary battery capable of exchanging electric power with various in-vehicle devices, and an electrical connection between the in-vehicle device used for traveling of the vehicle and the auxiliary battery when the system start switch is turned on. First relay means that is allowed, and second relay that can allow electrical connection between the on-vehicle device for charging used for charging the battery for traveling using the external power source and the auxiliary battery. And a vehicle control method comprising:
When the system start switch is turned off while the vehicle is stopped, a connection between the external power source and the traveling battery is detected and a charge start request from the external power source side is accepted. When the second relay means is turned on and the system start switch is turned on when the vehicle is stopped, the on-vehicle vehicle for traveling is provided on the condition that the connection between the external power source and the traveling battery is detected. The first relay means is forcibly turned off so that the electrical connection between the device and the auxiliary battery is released, and a charge start request from the external power supply side is accepted. Turning on the second relay means after the first relay means is forcibly turned off under conditions;
A method for controlling a vehicle including:
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