JP2010119170A - Charging system of vehicle, electric vehicle and charging control method of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両の充電システム、電動車両および車両の充電制御方法に関し、特に、車両走行用の電力を蓄える車載の蓄電装置を車両外部の電源から充電可能な車両における充電制御技術に関する。 The present invention relates to a vehicle charging system, an electric vehicle, and a vehicle charging control method, and more particularly, to a charging control technique in a vehicle that can charge an in-vehicle power storage device that stores electric power for driving the vehicle from a power source outside the vehicle.
特開平7−194015号公報(特許文献1)は、車両外部の商用電源から電気自動車に搭載されたバッテリを充電する充電器の出力電力を制御する充電制御装置を開示する。この充電制御装置は、バッテリの異常を検出するための異常検出センサおよび電流センサの検出値を受ける。そして、バッテリが正常であると判断されると、充電制御装置は、最適の充電電流がバッテリへ供給されるように電流センサの検出値をフィードバックしてバッテリを充電する。一方、バッテリの異常や満充電など充電すべきでない状態と判断されると、充電制御装置は、電流センサの検出値が略零となるように電力制御部からの出力電力を調節する。したがって、バッテリの異常時に作動するファンなど補機への電力は、充電制御装置から直接供給され、異常状態や満充電状態にあるバッテリから放電されたりあるいは充電されたりすることはない(特許文献1参照)。
上記公報に記載された充電制御装置では、最適の充電電流がバッテリへ供給されるように電流センサの検出値がフィードバックされるが、バッテリへの供給電流をフィードバックしているにすぎないので、バッテリへの充電電力を高精度に管理できない可能性がある。特に、上記公報に開示されるシステムでは、充電器からの充電経路に補機電源用のDC/DCコンバータが接続されているところ、補機の負荷変動によりバッテリへの充電電力が変動し、充電電力の目標値と実績との間にずれが生じ得る。 In the charging control device described in the above publication, the detection value of the current sensor is fed back so that the optimum charging current is supplied to the battery, but only the supply current to the battery is fed back. There is a possibility that the charging power to can not be managed with high accuracy. In particular, in the system disclosed in the above publication, a DC / DC converter for auxiliary power is connected to the charging path from the charger. There may be a gap between the target value of power and the actual result.
それゆえに、この発明の目的は、車両に搭載された蓄電装置の充電電力を高精度に管理可能な車両の充電システム、電動車両および車両の充電制御方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle charging system, an electric vehicle, and a vehicle charging control method capable of managing charging power of a power storage device mounted on the vehicle with high accuracy.
また、この発明の別の目的は、補機の負荷変動による充電電力の目標値とのずれを抑制可能な車両の充電システム、電動車両および車両の充電制御方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a vehicle charging system, an electric vehicle, and a vehicle charging control method capable of suppressing a deviation from a target value of charging power due to load fluctuation of an auxiliary machine.
この発明によれば、車両の充電システムは、車両走行用の電力を蓄える車載の蓄電装置を車両外部の電源から充電可能な車両の充電システムであって、充電器と、充電制御装置と、充電電力検知部とを備える。充電器は、電源から供給される電力を電圧変換して蓄電装置を充電するように構成される。そして、充電器は、与えられる電力指令値に出力電力が一致するように動作可能である。充電制御装置は、電力指令値を生成して充電器へ出力する。充電電力検知部は、蓄電装置に供給される充電電力を検知する。充電制御装置は、第1のフィードバック補償部を含む。第1のフィードバック補償部は、充電電力検知部により検知された充電電力が目標値に一致するように、充電電力検知部により検知された充電電力に基づいて電力指令値を補償する。 According to the present invention, a vehicle charging system is a vehicle charging system capable of charging an in-vehicle power storage device that stores power for driving a vehicle from a power source outside the vehicle, and includes a charger, a charging control device, and a charging device. A power detection unit. The charger is configured to charge the power storage device by converting the power supplied from the power source into a voltage. The charger is operable so that the output power matches the given power command value. The charge control device generates a power command value and outputs it to the charger. The charging power detection unit detects charging power supplied to the power storage device. The charge control device includes a first feedback compensation unit. The first feedback compensation unit compensates the power command value based on the charging power detected by the charging power detection unit so that the charging power detected by the charging power detection unit matches the target value.
好ましくは、車両の充電システムは、電力検知部をさらに備える。電力検知部は、充電器の出力電力を検知する。車両は、補機を含む。補機は、充電器による蓄電装置の充電時に充電器の出力電力の一部を用いて動作する。充電制御装置は、第2のフィードバック補償部をさらに含む。第2のフィードバック補償部は、電力検知部により検知された出力電力の変化に基づいて電力指令値を補償する。 Preferably, the vehicle charging system further includes a power detection unit. The power detection unit detects the output power of the charger. The vehicle includes an auxiliary machine. The auxiliary device operates by using a part of the output power of the charger when the power storage device is charged by the charger. The charge control device further includes a second feedback compensation unit. The second feedback compensation unit compensates the power command value based on the change in the output power detected by the power detection unit.
さらに好ましくは、第2のフィードバック補償部は、微分補償項を含む。
好ましくは、第1のフィードバック補償部は、積分補償項を含む。
More preferably, the second feedback compensation unit includes a differential compensation term.
Preferably, the first feedback compensation unit includes an integral compensation term.
また、この発明によれば、車両の充電システムは、車両走行用の電力を蓄える車載の蓄電装置を車両外部の電源から充電可能な車両の充電システムである。車両は、第1および第2の蓄電部と、駆動力発生部と、第1および第2の電圧変換器とを含む。駆動力発生部は、第1および第2の蓄電部の少なくとも一方から供給される電力を用いて走行駆動力を発生する。第1および第2の電圧変換器は、第1および第2の蓄電部にそれぞれ対応して設けられ、駆動力発生部に接続される電力線に互いに並列して接続される。そして、当該充電システムは、充電器と、充電制御装置と、充電電力検知部とを備える。充電器は、第2の蓄電部と第2の電圧変換器との間に接続され、電源から供給される電力を電圧変換して第1および第2の蓄電部を充電するように構成される。充電器は、与えられる電力指令値に出力電力が一致するように動作可能である。充電制御装置は、電力指令値を生成して充電器へ出力する。充電電力検知部は、第1および第2の蓄電部に供給される充電電力を検知する。充電制御装置は、第1のフィードバック補償部を含む。第1のフィードバック補償部は、充電電力検知部により検知された充電電力が目標値に一致するように、充電電力検知部により検知された充電電力に基づいて電力指令値を補償する。 According to the present invention, the vehicle charging system is a vehicle charging system capable of charging an in-vehicle power storage device that stores electric power for vehicle travel from a power source outside the vehicle. The vehicle includes first and second power storage units, a driving force generation unit, and first and second voltage converters. The driving force generation unit generates traveling driving force using electric power supplied from at least one of the first and second power storage units. The first and second voltage converters are provided corresponding to the first and second power storage units, respectively, and are connected in parallel to power lines connected to the driving force generation unit. The charging system includes a charger, a charging control device, and a charging power detection unit. The charger is connected between the second power storage unit and the second voltage converter, and is configured to charge the first and second power storage units by converting the voltage of power supplied from the power source. . The charger is operable so that the output power matches a given power command value. The charge control device generates a power command value and outputs it to the charger. The charging power detection unit detects charging power supplied to the first and second power storage units. The charge control device includes a first feedback compensation unit. The first feedback compensation unit compensates the power command value based on the charging power detected by the charging power detection unit so that the charging power detected by the charging power detection unit matches the target value.
好ましくは、車両は、補機をさらに含む。補機は、第1の蓄電部と第1の電圧変換器との間に接続される。当該充電システムは、電力検知部をさらに備える。電力検知部は、充電器の出力電力を検知する。充電制御装置は、第2のフィードバック補償部をさらに含む。第2のフィードバック補償部は、第2の電圧変換器、電力線および第1の電圧変換器を順次介して第1の蓄電部の充電が行なわれるとき、電力検知部により検知された出力電力の変化に基づいて電力指令値を補償する。 Preferably, the vehicle further includes an auxiliary machine. The auxiliary machine is connected between the first power storage unit and the first voltage converter. The charging system further includes a power detection unit. The power detection unit detects the output power of the charger. The charge control device further includes a second feedback compensation unit. The second feedback compensation unit changes the output power detected by the power detection unit when the first power storage unit is charged through the second voltage converter, the power line, and the first voltage converter in order. The power command value is compensated based on
また、この発明によれば、電動車両は、車両走行用の電力を蓄える蓄電装置を車両外部の電源から充電可能な電動車両であって、充電器と、充電制御装置と、充電電力検知部とを備える。充電器は、電源から供給される電力を電圧変換して蓄電装置を充電するように構成される。そして、充電器は、与えられる電力指令値に出力電力が一致するように動作可能である。充電制御装置は、電力指令値を生成して充電器へ出力する。充電電力検知部は、蓄電装置に供給される充電電力を検知する。充電制御装置は、第1のフィードバック補償部を含む。第1のフィードバック補償部は、充電電力検知部により検知された充電電力が目標値に一致するように、充電電力検知部により検知された充電電力に基づいて電力指令値を補償する。 Further, according to the present invention, the electric vehicle is an electric vehicle capable of charging a power storage device that stores electric power for driving the vehicle from a power source outside the vehicle, and includes a charger, a charging control device, a charging power detection unit, Is provided. The charger is configured to charge the power storage device by converting the power supplied from the power source into a voltage. The charger is operable so that the output power matches the given power command value. The charge control device generates a power command value and outputs it to the charger. The charging power detection unit detects charging power supplied to the power storage device. The charge control device includes a first feedback compensation unit. The first feedback compensation unit compensates the power command value based on the charging power detected by the charging power detection unit so that the charging power detected by the charging power detection unit matches the target value.
好ましくは、電動車両は、補機と、電力検知部とをさらに備える。補機は、充電器による蓄電装置の充電時に充電器の出力電力の一部を用いて動作する。電力検知部は、充電器の出力電力を検知する。充電制御装置は、第2のフィードバック補償部をさらに含む。第2のフィードバック補償部は、電力検知部により検知された出力電力の変化に基づいて電力指令値を補償する。 Preferably, the electric vehicle further includes an auxiliary machine and a power detection unit. The auxiliary device operates by using a part of the output power of the charger when the power storage device is charged by the charger. The power detection unit detects the output power of the charger. The charge control device further includes a second feedback compensation unit. The second feedback compensation unit compensates the power command value based on the change in the output power detected by the power detection unit.
さらに好ましくは、第2のフィードバック補償部は、微分補償項を含む。
好ましくは、第1のフィードバック補償部は、積分補償項を含む。
More preferably, the second feedback compensation unit includes a differential compensation term.
Preferably, the first feedback compensation unit includes an integral compensation term.
また、この発明によれば、電動車両は、車両走行用の電力を蓄える蓄電装置を車両外部の電源から充電可能な電動車両であって、第1および第2の蓄電部と、駆動力発生部と、第1および第2の電圧変換器と、充電器と、充電制御装置と、充電電力検知部とを備える。駆動力発生部は、第1および第2の蓄電部の少なくとも一方から供給される電力を用いて走行駆動力を発生する。第1および第2の電圧変換器は、第1および第2の蓄電部にそれぞれ対応して設けられ、駆動力発生部に接続される電力線に互いに並列して接続される。充電器は、第2の蓄電部と第2の電圧変換器との間に接続され、電源から供給される電力を電圧変換して第1および第2の蓄電部を充電するように構成される。そして、充電器は、与えられる電力指令値に出力電力が一致するように動作可能である。充電制御装置は、電力指令値を生成して充電器へ出力する。充電電力検知部は、第1および第2の蓄電部に供給される充電電力を検知する。充電制御装置は、第1のフィードバック補償部を含む。第1のフィードバック補償部は、充電電力検知部により検知された充電電力が目標値に一致するように、充電電力検知部により検知された充電電力に基づいて電力指令値を補償する。 According to the present invention, the electric vehicle is an electric vehicle capable of charging a power storage device that stores power for driving the vehicle from a power source outside the vehicle, the first and second power storage units, and a driving force generation unit. And a first and second voltage converter, a charger, a charge control device, and a charge power detector. The driving force generation unit generates traveling driving force using electric power supplied from at least one of the first and second power storage units. The first and second voltage converters are provided corresponding to the first and second power storage units, respectively, and are connected in parallel to power lines connected to the driving force generation unit. The charger is connected between the second power storage unit and the second voltage converter, and is configured to charge the first and second power storage units by converting the voltage of power supplied from the power source. . The charger is operable so that the output power matches the given power command value. The charge control device generates a power command value and outputs it to the charger. The charging power detection unit detects charging power supplied to the first and second power storage units. The charge control device includes a first feedback compensation unit. The first feedback compensation unit compensates the power command value based on the charging power detected by the charging power detection unit so that the charging power detected by the charging power detection unit matches the target value.
好ましくは、電動車両は、補機と、電力検知部とをさらに備える。補機は、第1の蓄電部と第1の電圧変換器との間に接続される。電力検知部は、充電器の出力電力を検知する。充電制御装置は、第2のフィードバック補償部をさらに含む。第2のフィードバック補償部は、第2の電圧変換器、電力線および第1の電圧変換器を順次介して第1の蓄電部の充電が行なわれるとき、電力検知部により検知された出力電力の変化に基づいて電力指令値を補償する。 Preferably, the electric vehicle further includes an auxiliary machine and a power detection unit. The auxiliary machine is connected between the first power storage unit and the first voltage converter. The power detection unit detects the output power of the charger. The charge control device further includes a second feedback compensation unit. The second feedback compensation unit changes the output power detected by the power detection unit when the first power storage unit is charged through the second voltage converter, the power line, and the first voltage converter in order. The power command value is compensated based on
また、この発明によれば、車両の充電制御方法は、車両走行用の電力を蓄える車載の蓄電装置を車両外部の電源から充電可能な車両の充電制御方法である。車両は、充電器を含む。充電器は、電源から供給される電力を電圧変換して蓄電装置を充電するように構成される。また、充電器は、与えられる電力指令値に出力電力が一致するように動作可能である。そして、当該充電制御方法は、蓄電装置に供給される充電電力を検知するステップと、その検知された充電電力が目標値に一致するように、検知された充電電力に基づいて電力指令値を補償するステップとを備える。 According to the present invention, the vehicle charge control method is a vehicle charge control method capable of charging an in-vehicle power storage device that stores electric power for vehicle travel from a power source external to the vehicle. The vehicle includes a charger. The charger is configured to charge the power storage device by converting the power supplied from the power source into a voltage. Further, the charger is operable so that the output power matches a given power command value. The charging control method compensates the power command value based on the detected charging power so that the charging power supplied to the power storage device is detected and the detected charging power matches the target value. And a step of performing.
好ましくは、車両は、補機をさらに含む。補機は、充電器による蓄電装置の充電時に充電器の出力電力の一部を用いて動作する。そして、当該充電制御方法は、充電器の出力電力を検知するステップと、その検知された出力電力の変化に基づいて電力指令値を補償するステップとをさらに備える。 Preferably, the vehicle further includes an auxiliary machine. The auxiliary device operates by using a part of the output power of the charger when the power storage device is charged by the charger. And the said charge control method is further provided with the step which detects the output electric power of a charger, and the step which compensates an electric power command value based on the change of the detected output electric power.
さらに好ましくは、出力電力の変化に基づいて電力指令値を補償するステップにおいて、微分補償が実行される。 More preferably, differential compensation is executed in the step of compensating the power command value based on the change in output power.
好ましくは、充電電力に基づいて電力指令値を補償するステップにおいて、積分補償が実行される。 Preferably, integral compensation is executed in the step of compensating the power command value based on the charging power.
また、この発明によれば、車両の充電制御方法は、車両走行用の電力を蓄える車載の蓄電装置を車両外部の電源から充電可能な車両の充電制御方法である。車両は、第1および第2の蓄電部と、駆動力発生部と、第1および第2の電圧変換器と、充電器とを含む。駆動力発生部は、第1および第2の蓄電部の少なくとも一方から供給される電力を用いて走行駆動力を発生する。第1および第2の電圧変換器は、第1および第2の蓄電部にそれぞれ対応して設けられ、駆動力発生部に接続される電力線に互いに並列して接続される。充電器は、第2の蓄電部と第2の電圧変換器との間に接続され、電源から供給される電力を電圧変換して第1および第2の蓄電部を充電するように構成される。充電器は、与えられる電力指令値に出力電力が一致するように動作可能である。そして、当該充電制御方法は、第1および第2の蓄電部に供給される充電電力を検知するステップと、充電電力検知部により検知された充電電力が目標値に一致するように、充電電力検知部により検知された充電電力に基づいて電力指令値を補償するステップとを備える。 According to the present invention, the vehicle charge control method is a vehicle charge control method capable of charging an in-vehicle power storage device that stores electric power for vehicle travel from a power source external to the vehicle. The vehicle includes first and second power storage units, a driving force generation unit, first and second voltage converters, and a charger. The driving force generation unit generates traveling driving force using electric power supplied from at least one of the first and second power storage units. The first and second voltage converters are provided corresponding to the first and second power storage units, respectively, and are connected in parallel to power lines connected to the driving force generation unit. The charger is connected between the second power storage unit and the second voltage converter, and is configured to charge the first and second power storage units by converting the voltage of power supplied from the power source. . The charger is operable so that the output power matches a given power command value. The charging control method includes detecting the charging power supplied to the first and second power storage units, and detecting the charging power so that the charging power detected by the charging power detection unit matches a target value. And compensating the power command value based on the charging power detected by the unit.
好ましくは、車両は、補機をさらに含む。補機は、第1の蓄電部と第1の電圧変換器との間に接続される。そして、当該充電制御方法は、充電器の出力電力を検知するステップと、第2の電圧変換器、電力線および第1の電圧変換器を順次介して第1の蓄電部の充電が行なわれるとき、電力検知部により検知された出力電力の変化に基づいて電力指令値を補償するステップとをさらに備える。 Preferably, the vehicle further includes an auxiliary machine. The auxiliary machine is connected between the first power storage unit and the first voltage converter. And the said charge control method is the time of charging the 1st electrical storage part through the step which detects the output electric power of a charger, and a 2nd voltage converter, a power line, and a 1st voltage converter sequentially, And a step of compensating the power command value based on a change in the output power detected by the power detection unit.
この発明においては、充電器は、与えられる電力指令値に出力電力が一致するように動作可能である。そして、蓄電装置に供給される充電電力が検知され、充電電力が目標値に一致するようにその検知された充電電力に基づいて充電器への電力指令値が補償されるので、充電器から蓄電装置への充電経路に補機などの電気負荷が接続されていても、蓄電装置への充電電力が所望の目標値に一致する。 In the present invention, the charger is operable so that the output power matches a given power command value. The charging power supplied to the power storage device is detected, and the power command value to the charger is compensated based on the detected charging power so that the charging power matches the target value. Even if an electrical load such as an auxiliary machine is connected to the charging path to the device, the charging power to the power storage device matches the desired target value.
したがって、この発明によれば、蓄電装置の充電電力を高精度に管理することが可能となる。また、充電器から蓄電装置への充電経路に接続される補機の負荷変動による充電電力の目標値とのずれを抑制することができる。 Therefore, according to the present invention, the charging power of the power storage device can be managed with high accuracy. In addition, it is possible to suppress a deviation from the target value of the charging power due to the load fluctuation of the auxiliary machine connected to the charging path from the charger to the power storage device.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、この発明による電動車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。図1を参照して、ハイブリッド自動車100は、第1〜第3蓄電装置10−1〜10−3と、第1〜第3SMR(System Main Relay)11−1〜11−3と、第1および第2コンバータ12−1,12−2と、主正母線MPLと、主負母線MNLと、平滑コンデンサCと、補機22とを備える。また、ハイブリッド自動車100は、第1および第2インバータ30−1,30−2と、第1および第2MG(Motor Generator)32−1,32−2と、動力分割装置34と、エンジン36と、駆動輪38とをさらに備える。さらに、ハイブリッド自動車100は、電圧センサ14−1〜14−3,18−1,18−2,20と、電流センサ16−1〜16−3,19と、MG−ECU(Electronic Control Unit)40とをさらに備える。また、さらに、ハイブリッド自動車100は、充電器42と、車両インレット44と、充電ECU46とをさらに備える。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an overall block diagram of a hybrid vehicle shown as an example of an electric vehicle according to the present invention. Referring to FIG. 1,
第1〜第3蓄電装置10−1〜10−3の各々は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池や、大容量のキャパシタ等から成る。第1蓄電装置10−1は、第1SMR11−1を介して第1コンバータ12−1に接続され、第2および第3蓄電装置10−2,10−3は、それぞれ第2および第3SMR11−2,11−3を介して第2コンバータ12−2に接続される。 Each of first to third power storage devices 10-1 to 10-3 is a rechargeable DC power source, and includes, for example, a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion, a large capacity capacitor, or the like. First power storage device 10-1 is connected to first converter 12-1 via first SMR 11-1, and second and third power storage devices 10-2 and 10-3 are second and third SMR 11-2, respectively. , 11-3 to the second converter 12-2.
第1SMR11−1は、第1蓄電装置10−1と第1コンバータ12−1との間に設けられる。第2SMR11−2は、第2蓄電装置10−2と第2コンバータ12−2との間に設けられ、第3SMR11−3は、第3蓄電装置10−3と第2コンバータ12−2との間に設けられる。なお、第2蓄電装置10−2と第3蓄電装置10−3との短絡を避けるため、第2および第3SMR11−2,11−3は、選択的にオンされ、同時にオンされることはない。 First SMR 11-1 is provided between first power storage device 10-1 and first converter 12-1. Second SMR 11-2 is provided between second power storage device 10-2 and second converter 12-2, and third SMR 11-3 is provided between third power storage device 10-3 and second converter 12-2. Provided. In order to avoid short circuit between second power storage device 10-2 and third power storage device 10-3, second and third SMRs 11-2 and 11-3 are selectively turned on and are not turned on at the same time. .
第1および第2コンバータ12−1,12−2は、互いに並列して主正母線MPLおよび主負母線MNLに接続される。第1コンバータ12−1は、MG−ECU40からの信号PWC1に基づいて、第1蓄電装置10−1と主正母線MPLおよび主負母線MNLとの間で電圧変換を行なう。第2コンバータ12−2は、MG−ECU40からの信号PWC2に基づいて、第2コンバータ12−2に電気的に接続された第2蓄電装置10−2および第3蓄電装置10−3のいずれかと主正母線MPLおよび主負母線MNLとの間で電圧変換を行なう。
First and second converters 12-1 and 12-2 are connected in parallel to main positive bus MPL and main negative bus MNL. First converter 12-1 performs voltage conversion between first power storage device 10-1 and main positive bus MPL and main negative bus MNL based on signal PWC 1 from MG-
補機22は、第1SMR11−1と第1コンバータ12−1との間に配設される正極線PL1および負極線NL1に接続される。平滑コンデンサCは、主正母線MPLと主負母線MNLとの間に接続され、主正母線MPLおよび主負母線MNLに含まれる電力変動成分を低減する。
第1および第2インバータ30−1,30−2は、互いに並列して主正母線MPLおよび主負母線MNLに接続される。第1インバータ30−1は、MG−ECU40からの信号PWI1に基づいて第1MG32−1を駆動する。第2インバータ30−2は、MG−ECU40からの信号PWI2に基づいて第2MG32−2を駆動する。
First and second inverters 30-1 and 30-2 are connected in parallel to main positive bus MPL and main negative bus MNL. First inverter 30-1 drives first MG 32-1 based on signal PWI 1 from MG-
第1および第2MG32−1,32−2は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機から成る。第1および第2MG32−1,32−2は、動力分割装置34に連結される。動力分割装置34は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン36のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第1MG32−1の回転軸に連結される。リングギヤは、第2MG32−2の回転軸および駆動輪38に連結される。この動力分割装置34によって、エンジン36が発生する動力は、駆動輪38へ伝達される経路と、第1MG32−1へ伝達される経路とに分割される。
The first and second MGs 32-1 and 32-2 are AC rotating electric machines, and include, for example, a permanent magnet type synchronous motor including a rotor in which a permanent magnet is embedded. First and second MGs 32-1 and 32-2 are connected to
そして、第1MG32−1は、動力分割装置34によって分割されたエンジン36の動力を用いて発電する。たとえば、第1〜第3蓄電装置10−1〜10−3のSOCが低下すると、エンジン36が始動して第1MG32−1により発電が行なわれ、その発電された電力が蓄電装置へ供給される。
Then, the first MG 32-1 generates power using the power of the
一方、第2MG32−2は、第1〜第3蓄電装置10−1〜10−3の少なくとも1つから供給される電力および第1MG32−1により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。第2MG32−2の駆動力は、駆動輪38に伝達される。なお、車両の制動時には、車両の運動エネルギーが駆動輪38から第2MG32−2に伝達されて第2MG32−2が駆動され、第2MG32−2が発電機として作動する。これにより、第2MG32−2は、車両の運動エネルギーを電力に変換して回収する回生ブレーキとして作動する。
On the other hand, second MG 32-2 generates driving force using at least one of the power supplied from at least one of first to third power storage devices 10-1 to 10-3 and the power generated by first MG 32-1. appear. The driving force of the second MG 32-2 is transmitted to the
MG−ECU40は、第1および第2コンバータ12−1,12−2をそれぞれ駆動するための信号PWC1,PWC2を生成し、その生成した信号PWC1,PWC2をそれぞれ第1および第2コンバータ12−1,12−2へ出力する。また、MG−ECU40は、第1および第2MG32−1,32−2をそれぞれ駆動するための信号PWI1,PWI2を生成し、その生成した信号PWI1,PWI2をそれぞれ第1および第2インバータ30−1,30−2へ出力する。
MG-
また、MG−ECU40は、充電器42によって第1蓄電装置10−1の充電が行なわれるとき、充電ECU46から受ける信号CH1が活性化されると、充電器42から第2コンバータ12−2、主正母線MPLおよび主負母線MNLならびに第1コンバータ12−1を順次介して第1蓄電装置10−1へ充電電力が供給されるように信号PWC1,PWC2を生成して第1および第2コンバータ12−1,12−2へそれぞれ出力する。
MG-
充電器42は、車両インレット44に入力端が接続され、第2および第3SMR11−2,11−3と第2コンバータ12−2との間に配設される正極線PL2および負極線NL2に出力端が接続される。充電器42は、車両外部の電源(以下「外部電源」とも称する。)48から供給される電力を車両インレット44から受ける。そして、充電器42は、充電ECU46から電力指令値CHPWを受け、充電器42の出力電圧を所定の直流電圧に制御しつつ、充電器42の出力電力が電力指令値CHPWに一致するように出力電力を制御する。車両インレット44は、外部電源48から電力を受けるための電力インターフェースである。
電圧センサ14−1〜14−3は、第1蓄電装置10−1の電圧VB1、第2蓄電装置10−2の電圧VB2および第3蓄電装置10−3の電圧VB3をそれぞれ検出し、その検出値を充電ECU46へ出力する。電流センサ16−1〜16−3は、第1蓄電装置10−1に対して入出力される電流IB1、第2蓄電装置10−2に対して入出力される電流IB2および第3蓄電装置10−3に対して入出力される電流IB3をそれぞれ検出し、その検出値を充電ECU46へ出力する。
Voltage sensors 14-1 to 14-3 detect voltage VB1 of first power storage device 10-1, voltage VB2 of second power storage device 10-2, and voltage VB3 of third power storage device 10-3, respectively, and detect the detection. The value is output to the charging
電圧センサ18−1,18−2は、正極線PL1と負極線NL1との間の電圧VL1、および正極線PL2と負極線NL2との間の電圧VL2をそれぞれ検出し、その検出値を充電ECU46へ出力する。電流センサ19は、第2コンバータ12−2に対して入出力される正極線PL2の電流ILを検出し、その検出値を充電ECU46へ出力する。なお、この電流センサ19は、充電器42によって第1蓄電装置10−1の充電が行なわれるとき、充電器42から第2コンバータ12−2へ流れる電流を検出可能である。電圧センサ20は、主正母線MPLと主負母線MNLとの間の電圧VHを検出し、その検出値を充電ECU46へ出力する。
Voltage sensors 18-1 and 18-2 respectively detect voltage VL1 between positive line PL1 and negative line NL1, and voltage VL2 between positive line PL2 and negative line NL2, and charge
充電ECU46は、車両インレット44に接続される外部電源48による第1〜第3蓄電装置10−1〜10−3の充電時、第1蓄電装置10−1〜10−3の充電電力(kW/h)の目標値PRを図示されない車両ECUから受ける。また、充電ECU46は、充電器42によって第1蓄電装置10−1〜10−3のいずれの充電が行なわれるかを示す信号SELを上記の車両ECUから受ける。すなわち、この実施の形態1においては、第1〜第3蓄電装置10−1〜10−3は、予め定められた順序で順次充電される。
When the first to third power storage devices 10-1 to 10-3 are charged by the
なお、第1蓄電装置10−1の充電が行なわれるときは、充電ECU46からMG−ECU40へ信号CH1が出力され、充電器42から第2コンバータ12−2および第1コンバータ12−1を順次介して第1蓄電装置10−1へ電力が流れるように第1および第2コンバータ12−1,12−2が動作する。ここで、補機22は、第1蓄電装置10−1と第1コンバータ12−1との間に接続されているところ、第1蓄電装置10−1の充電が行なわれるときは、補機22は、充電器42から供給される電力によって動作する。一方、第2蓄電装置10−2または第3蓄電装置10−3の充電が行なわれるときは、補機22は、第1蓄電装置10−1から電力の供給を受ける。
When charging first power storage device 10-1 is performed, signal CH1 is output from charging
そして、充電ECU46は、外部電源48による第1〜第3蓄電装置10−1〜10−3の充電時、充電器42の出力電力の目標値を示す電力指令値CHPWを生成し、その生成した電力指令値CHPWを充電器42へ出力する。
And charge ECU46 produced | generated electric power command value CHPW which shows the target value of the output electric power of the
ここで、充電ECU46は、電圧VB1〜VB3,VL1,VL2,VHおよび電流IB1〜IB3,ILの各検出値を受け、第1〜第3蓄電装置10−1〜10−3に実際に供給される充電電力が目標値PRに一致するように、充電器42の電力指令値CHPWを後述の方法により上記各検出値に基づいてフィードバック補正する。すなわち、この実施の形態1においては、充電器42の出力電力が目標値に一致するように充電器42を制御するだけでなく、蓄電装置の実際の充電電力が目標値に一致するように、蓄電装置の状態に基づいて電力指令値CHPWがフィードバック補正される。これにより、第1〜第3蓄電装置10−1〜10−3の充電電力を目標値PRに確実に一致させることができる。
Here, charging
図2は、図1に示した第1および第2コンバータ12−1,12−2の概略構成図である。なお、各コンバータの構成および動作は同様であるので、以下では第1コンバータ12−1の構成および動作について説明する。図2を参照して、第1コンバータ12−1は、チョッパ回路13−1と、正母線LN1Aと、負母線LN1Cと、配線LN1Bと、平滑コンデンサC1とを含む。チョッパ回路13−1は、スイッチング素子Q1A,Q1Bと、ダイオードD1A,D1Bと、インダクタL1とを含む。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram of first and second converters 12-1 and 12-2 shown in FIG. In addition, since the structure and operation | movement of each converter are the same, below, the structure and operation | movement of the 1st converter 12-1 are demonstrated. Referring to FIG. 2, first converter 12-1 includes a chopper circuit 13-1, a positive bus LN1A, a negative bus LN1C, a wiring LN1B, and a smoothing capacitor C1. Chopper circuit 13-1 includes switching elements Q1A and Q1B, diodes D1A and D1B, and an inductor L1.
正母線LN1Aは、一方端がスイッチング素子Q1Bのコレクタに接続され、他方端が主正母線MPLに接続される。負母線LN1Cは、一方端が負極線NL1に接続され、他方端が主負母線MNLに接続される。 Positive bus LN1A has one end connected to the collector of switching element Q1B and the other end connected to main positive bus MPL. Negative bus LN1C has one end connected to negative electrode line NL1 and the other end connected to main negative bus MNL.
スイッチング素子Q1A,Q1Bは、負母線LN1Cと正母線LN1Aとの間に直列に接続される。具体的には、スイッチング素子Q1Aのエミッタが負母線LN1Cに接続され、スイッチング素子Q1Bのコレクタが正母線LN1Aに接続される。ダイオードD1A,D1Bは、それぞれスイッチング素子Q1A,Q1Bに逆並列に接続される。インダクタL1は、スイッチング素子Q1A,Q1Bの接続ノードと配線LN1Bとの間に接続される。 Switching elements Q1A and Q1B are connected in series between negative bus LN1C and positive bus LN1A. Specifically, the emitter of switching element Q1A is connected to negative bus LN1C, and the collector of switching element Q1B is connected to positive bus LN1A. Diodes D1A and D1B are connected in antiparallel to switching elements Q1A and Q1B, respectively. Inductor L1 is connected between a connection node of switching elements Q1A and Q1B and wiring LN1B.
配線LN1Bは、一方端が正極線PL1に接続され、他方端がインダクタL1に接続される。平滑コンデンサC1は、配線LN1Bと負母線LN1Cとの間に接続され、配線LN1Bおよび負母線LN1C間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。 Line LN1B has one end connected to positive electrode line PL1 and the other end connected to inductor L1. Smoothing capacitor C1 is connected between line LN1B and negative bus LN1C, and reduces the AC component included in the DC voltage between line LN1B and negative bus LN1C.
チョッパ回路13−1は、MG−ECU40(図1)からの信号PWC1に応じて、第1蓄電装置10−1(図1)と主正母線MPLおよび主負母線MNLとの間で双方向の直流電圧変換を行なう。信号PWC1は、下アーム素子を構成するスイッチング素子Q1Aのオン/オフを制御する信号PWC1Aと、上アーム素子を構成するスイッチング素子Q1Bのオン/オフを制御する信号PWC1Bとを含む。そして、一定のデューティーサイクル(オン期間およびオフ期間の和)内でのスイッチング素子Q1A,Q1Bのデューティー比(オン/オフ期間比率)がMG−ECU40によって制御される。
The chopper circuit 13-1 is bidirectional between the first power storage device 10-1 (FIG. 1) and the main positive bus MPL and the main negative bus MNL in response to a signal PWC 1 from the MG-ECU 40 (FIG. 1). DC voltage conversion is performed. Signal PWC1 includes a signal PWC1A for controlling on / off of switching element Q1A constituting the lower arm element and a signal PWC1B for controlling on / off of switching element Q1B constituting the upper arm element. The MG-
スイッチング素子Q1Aのオンデューティーが大きくなるようにスイッチング素子Q1A,Q1Bが制御されると(スイッチング素子Q1A,Q1Bはデッドタイム期間を除いて相補的にオン/オフ制御されるので、スイッチング素子Q1Bのオンデューティーは小さくなる。)、第1蓄電装置10−1からインダクタL1に流れるポンプ電流量が増大し、インダクタL1に蓄積される電磁エネルギーが大きくなる。その結果、スイッチング素子Q1Aがオン状態からオフ状態に遷移したタイミングでインダクタL1からダイオードD1Bを介して主正母線MPLへ放出される電流量が増大し、主正母線MPLの電圧が上昇する。 When switching elements Q1A and Q1B are controlled so that the on-duty of switching element Q1A is increased (since switching elements Q1A and Q1B are complementarily turned on / off except for the dead time period, switching element Q1B is turned on The duty decreases, and the amount of pump current flowing from the first power storage device 10-1 to the inductor L1 increases, and the electromagnetic energy accumulated in the inductor L1 increases. As a result, the amount of current discharged from the inductor L1 to the main positive bus MPL via the diode D1B at the timing when the switching element Q1A transitions from the on state to the off state increases, and the voltage of the main positive bus MPL increases.
一方、スイッチング素子Q1Bのオンデューティーが大きくなるようにスイッチング素子Q1A,Q1Bが制御されると(スイッチング素子Q1Aのオンデューティーは小さくなる。)、主正母線MPLからスイッチング素子Q1BおよびインダクタL1を介して第1蓄電装置10−1へ流れる電流量が増大するので、主正母線MPLの電圧は下降する。 On the other hand, when switching elements Q1A and Q1B are controlled so as to increase the on-duty of switching element Q1B (the on-duty of switching element Q1A decreases), the main positive bus MPL passes through switching element Q1B and inductor L1. Since the amount of current flowing to first power storage device 10-1 increases, the voltage of main positive bus MPL decreases.
このように、スイッチング素子Q1A,Q1Bのデューティー比を制御することによって、主正母線MPLの電圧を制御することができるとともに、第1蓄電装置10−1と主正母線MPLとの間に流す電流(電力)の方向および電流量(電力量)を制御することができる。 Thus, by controlling the duty ratio of switching elements Q1A and Q1B, the voltage of main positive bus MPL can be controlled, and the current that flows between first power storage device 10-1 and main positive bus MPL The direction of (power) and the amount of current (power amount) can be controlled.
図3は、図1に示した充電器42の概略構成図である。図3を参照して、充電器42は、フィルタ81と、AC/DC変換部82と、平滑コンデンサ83と、DC/AC変換部84と、絶縁トランス85と、整流部86とを含む。また、充電器42は、電圧センサ91,93,94と、電流センサ92,95と、マイコン88とをさらに含む。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the
フィルタ81は、車両インレット44(図1)とAC/DC変換部82との間に設けられ、外部電源48(図1)による第1〜第3蓄電装置10−1〜10−3の充電時、車両インレット44から外部電源48へ高周波のノイズが出力されるのを防止する。AC/DC変換部82は、単相ブリッジ回路から成る。AC/DC変換部82は、マイコン88からの駆動信号に基づいて、外部電源48から供給される交流電力を直流電力に変換して正極線PLCおよび負極線NLCへ出力する。平滑コンデンサ83は、正極線PLCと負極線NLCとの間に接続され、正極線PLCおよび負極線NLC間に含まれる電力変動成分を低減する。
DC/AC変換部84は、単相ブリッジ回路から成る。DC/AC変換部84は、マイコン88からの駆動信号に基づいて、正極線PLCおよび負極線NLCから供給される直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス85へ出力する。絶縁トランス85は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれDC/AC変換部84および整流部86に接続される。そして、絶縁トランス85は、DC/AC変換部84から受ける高周波の交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧レベルに変換して整流部86へ出力する。整流部86は、絶縁トランス85から出力される交流電力を直流電力に整流して正極線PL2および負極線NL2へ出力する。
The DC /
電圧センサ91は、フィルタ81後の外部電源48の電圧を検出し、その検出値をマイコン88へ出力する。電流センサ92は、外部電源48から供給される電流を検出し、その検出値をマイコン88へ出力する。電圧センサ93は、正極線PLCと負極線NLCとの間の電圧を検出し、その検出値をマイコン88へ出力する。電圧センサ94は、整流部86の出力側の電圧を検出し、その検出値をマイコン88へ出力する。電流センサ95は、整流部86から出力される電流を検出し、その検出値をマイコン88へ出力する。
Voltage sensor 91 detects the voltage of
マイコン88は、電圧センサ94および電流センサ95の検出値に基づいて算出される充電器42の出力電力が電力指令値CHPWに一致するように、電圧センサ91,93,94および電流センサ92,95の各検出値に基づいて、AC/DC変換部82およびDC/AC変換部84を駆動するための駆動信号を生成する。そして、マイコン88は、その生成した駆動信号をAC/DC変換部82およびDC/AC変換部84へ出力する。
The
図4は、図1に示した充電ECU46の機能ブロック図である。図4を参照して、充電ECU46は、電力算出部52,56と、減算部53と、第1フィードバック(FB)制御部54と、第2フィードバック(FB)制御部58と、リミッタ60と、加算部62,64とを含む。
FIG. 4 is a functional block diagram of
電力算出部52は、充電器42によって第1蓄電装置10−1の充電が行なわれるとき、電圧VB1および電流IB1の検出値に基づいて第1蓄電装置10−1の充電電力を算出し、その演算結果を減算部53へ出力する。なお、充電器42によって第1蓄電装置10−1の充電が行なわれることは、図示されない車両ECUから受ける信号SELによって判断される。また、充電器42によって第2蓄電装置10−2の充電が行なわれるとき、電力算出部52は、電圧VB2および電流IB2の検出値に基づいて第2蓄電装置10−2の充電電力を算出し、その演算結果を減算部53へ出力する。また、充電器42によって第3蓄電装置10−3の充電が行なわれるとき、電力算出部52は、電圧VB3および電流IB3の検出値に基づいて第3蓄電装置10−3の充電電力を算出し、その演算結果を減算部53へ出力する。
When the first power storage device 10-1 is charged by the
減算部53は、上記の図示されない車両ECUから受ける第1蓄電装置10−1〜10−3の充電電力(kW/h)の目標値PRから、電力算出部52によって算出された充電電力の算出値を減算し、その演算結果を第1FB制御部54へ出力する。なお、目標値PRは、第1蓄電装置10−1〜10−3ごとに異なってもよいし同じでもよい。
第1FB制御部54は、減算部53から受ける充電電力(kW/h)の目標値PRと実績値との偏差を制御入力として比例積分演算を行ない(PI制御)、その演算結果を第1FB補償量として加算部62へ出力する。加算部62は、第1FB制御部54から受ける第1FB補償量を目標値PRに加算し、その演算結果を加算部64へ出力する。
The first
一方、電力算出部56は、充電器42によって第1蓄電装置10−1の充電が行なわれるとき、電圧センサ18−2から受ける電圧VL2の検出値および電流センサ19から受ける電流ILの検出値に基づいて、充電器42の出力電力PS(kW/h)を算出し、その演算結果を第2FB制御部58へ出力する。なお、上述のように、充電器42によって第1蓄電装置10−1の充電が行なわれることは、信号SELによって判断される。
On the other hand, when
第2FB制御部58は、充電器42によって第1蓄電装置10−1の充電が行なわれるとき、電力算出部56から受ける充電器42の出力電力PSを制御入力として微分演算を行ない(D制御)、その演算結果を第2FB補償量としてリミッタ60へ出力する。リミッタ60は、第2FB制御部58から受ける第2FB補償量が所定の上下限値を超える場合には、第2FB補償量を上下限値に制限して加算部64へ出力する。
When the first power storage device 10-1 is charged by the
そして、加算部64は、目標値PRに第1FB補償量が加算された加算部62からの出力にリミッタ60から出力される第2FB補償量を加算し、その演算結果を電力指令値CHPWとして充電器42へ出力する。
Then, the adding
この充電ECU46においては、第1FB制御部54によって、第1蓄電装置10−1〜10−3の充電電力(kW/h)が所定の目標値PRに一致するようにフィードバック制御される。
In the charging
また、この充電ECU46においては、第1FB制御部54に加えて、充電器42の出力電力PSに基づく第2FB制御部58が付加される。すなわち、この実施の形態1においては、第1蓄電装置10−1と第1コンバータ12−1との間に補機22が接続されており(図1)、補機22の負荷が変動すると第1蓄電装置10−1の充電電力もその影響を受ける。ここで、補機22の負荷が急変すると、第1蓄電装置10−1の充電電力に基づく積分系の第1FB制御部54では十分な制御性を得られない可能性もあるところ、この実施の形態1では、充電器42の出力電力PSに基づく微分系の第2FB制御部58を付加的にさらに設けたものである。これにより、第1蓄電装置10−1の充電時に補機22の負荷が急変しても、第1蓄電装置10−1の充電電力と目標値PRとの偏差を十分に小さくすることができる。
Further, in this charging
なお、この実施の形態1においては、充電器42によって第2および第3蓄電装置10−2,10−3の充電が行なわれるときは、補機22は第1蓄電装置10−1から電力の供給を受けるので、補機22の負荷変動が生じても第2および第3蓄電装置10−2,10−3の充電電力は変動せず、第2FB制御部58によるフィードバック制御は不要である。
In Embodiment 1, when
図5は、図1に示した充電ECU46による充電制御を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。
FIG. 5 is a flowchart for illustrating charging control by the charging
図5を参照して、充電ECU46は、充電器42から供給される電力で補機22が駆動されるか否かを判定する(ステップS10)。この実施の形態1では、補機22は、第1蓄電装置10−1が接続される正極線PL1および負極線NL1に接続され、充電器42は、第2および第3蓄電装置10−2,10−3が接続される正極線PL2および負極線NL2に接続される。そして、充電器42によって第1蓄電装置10−1の充電が行なわれるときは、補機22は充電器42から供給される電力を受けて動作し、第2蓄電装置10−2または第3蓄電装置10−3の充電が行なわれるときは、補機22は第1蓄電装置10−1から供給される電力を受けて動作する。したがって、この実施の形態1では、充電器42によって第1蓄電装置10−1の充電が行なわれるとき、充電器42から供給される電力で補機22が駆動されると判定され、第2蓄電装置10−2または第3蓄電装置10−3の充電が行なわれるとき、充電器42から供給される電力で補機22は駆動されないと判定される。
Referring to FIG. 5, charging
ステップS10において、充電器42から供給される電力で補機22は駆動されないと判定されると(ステップS10においてNO)、充電ECU46は、充電対象の第2蓄電装置10−2または第3蓄電装置10−3の充電電力を算出する(ステップS20)。具体的には、第2蓄電装置10−2の充電が行なわれるときは、充電ECU46は、第2蓄電装置10−2の電圧VB2および電流IB2の検出値に基づいて第2蓄電装置10−2の充電電力を算出し、第3蓄電装置10−3の充電が行なわれるときは、充電ECU46は、第3蓄電装置10−3の電圧VB3および電流IB3の検出値に基づいて第3蓄電装置10−3の充電電力を算出する。
If it is determined in step S10 that the
そして、充電ECU46は、ステップS20において算出された充電対象の蓄電装置の充電電力がその目標値PRに一致するように、上述した方法により電力指令値CHPWの第1FB補償量(PI制御)を算出する(ステップS30)。
Then, the charging
一方、ステップS10において、充電器42から供給される電力で補機22が駆動されると判定されると(ステップS10においてYES)、充電ECU46は、第1蓄電装置10−1の充電電力を算出する(ステップS60)。具体的には、充電ECU46は、第1蓄電装置10−1の電圧VB1および電流IB1の検出値に基づいて第1蓄電装置10−1の充電電力を算出する。
On the other hand, when it is determined in step S10 that
そして、充電ECU46は、ステップS60において算出された第1蓄電装置10−1の充電電力がその目標値PRに一致するように、上述した方法により電力指令値CHPWの第1FB補償量(PI制御)を算出する(ステップS70)。
Then, the charging
また、充電ECU46は、充電器42の出力電力PSを算出する(ステップS80)。具体的には、充電ECU46は、電圧センサ18−2(図1)から受ける電圧VL2の検出値および電流センサ19(図1)から受ける電流ILの検出値に基づいて充電器42の出力電力PSを算出する。
Further, the charging
そして、充電ECU46は、ステップS80において算出された充電器42の出力電力PSに基づいて、上述した方法により電力指令値CHPWの第2FB補償量(D制御)を算出する(ステップS90)。
Then, the charging
その後、充電ECU46は、ステップS30において算出された第1FB補償量、または、ステップS70において算出された第1FB補償量およびステップS90において算出された第2FB補償量によって電力指令値CHPWをフィードバック補正し、その補正された電力指令値CHPWを充電器42へ出力する(ステップS50)。
Thereafter, the charging
以上のように、この実施の形態1においては、充電器42は、充電ECU46から与えられる電力指令値CHPWに出力電力が一致するように動作可能である。そして、蓄電装置に供給される充電電力が検知され、充電電力が目標値PRに一致するようにその検知された充電電力に基づいて第1FB制御部54により電力指令値CHPWがフィードバック補償される。これにより、充電器42から蓄電装置への充電経路に補機22などの電気負荷が接続されていても、蓄電装置への充電電力は所望の目標値PRに一致する。したがって、この実施の形態1によれば、蓄電装置の充電電力を高精度に管理することが可能となる。
As described above, in the first embodiment, the
また、補機22の急激な負荷変動に対しては、充電器42に出力電力PSに基づく第2FB制御部58が機能する。したがって、この実施の形態1によれば、補機22の急激な負荷変動が発生しても、充電電力の目標値PRとのずれを抑制することができる。
Further, the second
[実施の形態2]
実施の形態1では、補機22の電力消費による充電器42の出力電力と第1蓄電装置10−1の充電電力との偏差は、第1FB制御部54によって制御される。この実施の形態2では、補機22の消費電力が学習され、その学習結果が電力指令値CHPWに加算される。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the deviation between the output power of
図6は、実施の形態2における充電ECUの機能ブロック図である。図6を参照して、この充電ECU46Aは、図4に示した実施の形態1における充電ECU46の構成において、電力算出部66と、補機電力学習部68と、加算部70とをさらに含む。
FIG. 6 is a functional block diagram of the charging ECU in the second embodiment. Referring to FIG. 6, charging
電力算出部66は、充電器42によって第1蓄電装置10−1の充電が行なわれるとき、電圧VB1および電流IB1の検出値に基づいて第1蓄電装置10−1の充電電力PB1を算出し、その演算結果を補機電力学習部68へ出力する。なお、充電器42によって第1蓄電装置10−1の充電が行なわれることは、上述のように、図示されない車両ECUから受ける信号SELによって判断される。
When the first power storage device 10-1 is charged by the
補機電力学習部68は、充電器42の出力電力PS(kW/h)を電力算出部56から受け、第1蓄電装置10−1の充電電力PB1を電力算出部66から受ける。そして、補機電力学習部68は、充電器42によって第1蓄電装置10−1の充電が行なわれるとき、充電器42の出力電力PSと第1蓄電装置10−1の充電電力PB1との偏差、すなわち補機22の消費電力を学習し、その学習結果を加算部70へ出力する。なお、充電器42から第1蓄電装置10−1の充電に先立って第1蓄電装置10−1から補機22へ電力を供給し、そのときの第1蓄電装置10−1の出力電力に基づいて補機22の消費電力を学習してもよい。
Auxiliary
そして、加算部70は、充電器42によって第1蓄電装置10−1の充電が行なわれるとき、リミッタ60からの出力に補機電力学習部68からの学習値を加算し、その演算結果を加算部64へ出力する。なお、充電ECU46Aのその他の構成は、図4に示した充電ECU46と同じである。
図7は、実施の形態2における充電ECU46Aによる充電制御を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。
FIG. 7 is a flowchart for illustrating charging control by charging
図7を参照して、このフローチャートは、図5に示したフローチャートにおいて、ステップS40,S100,S110をさらに含み、ステップS50に代えてステップS55を含む。すなわち、ステップS30において電力指令値CHPWの第1FB補償量(PI制御)が算出されると、充電ECU46Aは、補機22の消費電力学習値に零をセットする(ステップS40)。その後、充電ECU46Aは、ステップS55へ処理を移行する。
Referring to FIG. 7, this flowchart further includes steps S40, S100, and S110 in the flowchart shown in FIG. 5, and includes step S55 instead of step S50. That is, when the first FB compensation amount (PI control) of power command value CHPW is calculated in step S30, charging
また、ステップS90において電力指令値CHPWの第2FB補償量(D制御)が算出されると、充電ECU46Aは、充電器42の出力電力PSと第1蓄電装置10−1の充電電力PB1との差分値を算出する(ステップS100)。次いで、充電ECU46Aは、その算出された差分値に基づいて、補機22の消費電力を学習する(ステップS110)。
When the second FB compensation amount (D control) of power command value CHPW is calculated in step S90, charging
そして、充電ECU46Aは、ステップS30において算出された第1FB補償量によって電力指令値CHPWをフィードバック補正し、または、ステップS70において算出された第1FB補償量、ステップS90において算出された第2FB補償量およびステップS110において算出された補機22の消費電力学習値によって電力指令値CHPWをフィードバック補正し、その補正された電力指令値CHPWを充電器42へ出力する(ステップS55)。
Then, the charging
以上のように、この実施の形態2においては、補機22の消費電力が学習され、その学習結果が電力指令値CHPWに加算されるので、第1FB制御部54の制御負担が軽減される。したがって、この実施の形態2によれば、第1FB制御部54のゲインを高めることができ、第1FB制御部54による充電電力の目標値PRへの追従性が向上する。
As described above, in the second embodiment, the power consumption of the
なお、上記の各実施の形態においては、第1FB制御部54は、充電電力の目標値と実績値との偏差に基づく比例積分制御(PI制御)を行なうものとしたが、第1FB制御部54の制御ロジックは、PI制御に限定されるものではなく、積分項を有するその他の制御ロジックを適用してもよい。
In each of the above embodiments, the first
また、上記の各実施の形態においては、第2FB制御部58は、充電器42の出力電力PSに基づく微分制御(D制御)を行なうものとしたが、第2FB制御部58の制御ロジックは、そのような微分制御に限定されるものではなく、たとえば、第1蓄電装置10−1の充電電力に補機使用電力相当の固定値を加えた値と充電器42の出力電力PSとの偏差に基づく比例制御(P制御)や微分制御などを適用してもよい。
In each of the above embodiments, the second
また、上記の各実施の形態においては、補機22は、第1蓄電装置10−1が接続される正極線PL1および負極線NL1に接続され、充電器42は、第2および第3蓄電装置10−2,10−3が接続される正極線PL2および負極線NL2に接続されるものとしたが、補機22および充電器42の接続箇所は、これに限定されるものではない。補機22が正極線PL2および負極線NL2に接続されてもよいし、充電器42が正極線PL1および負極線NL1に接続されてもよい。
Further, in each of the above embodiments,
また、上記においては、ハイブリッド自動車100は、3つの第1〜第3蓄電装置10−1〜10−3を備え、2つの第1および第2コンバータ12−1,12−2を備えるものとしたが、蓄電装置およびコンバータの構成はこれに限定されるものではない。たとえば、この発明は、第3蓄電装置10−3を備えないシステムにも適用可能であるし、第2および第3蓄電装置10−2,10−3ならびに第2コンバータ12−2を備えずに充電器42が正極線PL1および負極線NL1に接続されるシステムにも適用可能である。
In the above,
また、上記においては、動力分割装置34によりエンジン36の動力を分割して駆動輪38と第1MG32−1とに伝達可能なシリーズ/パラレル型のハイブリッド自動車について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド自動車にも適用可能である。たとえば、第1MG32−1を駆動するためにのみエンジン36を用い、第2MG32−2でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車や、エンジン36が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド自動車、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド自動車などにもこの発明は適用可能である。
In the above description, the series / parallel type hybrid vehicle in which the power of the
また、この発明は、エンジン36を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、電源として蓄電装置に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。
The present invention can also be applied to an electric vehicle that does not include the
なお、上記において、充電ECU46,46Aは、この発明における「充電制御装置」に対応し、電圧センサ14−1〜14−3および電流センサ16−1〜16−3は、この発明における「充電電力検知部」を形成する。また、第1FB制御部54は、この発明における「第1のフィードバック補償部」に対応する。さらに、電圧センサ18−2および電流センサ19は、この発明における「電力検知部」を形成し、第2FB制御部58は、この発明における「第2のフィードバック補償部」に対応する。
In the above, charging
また、さらに、第1蓄電装置10−1は、この発明における「第1の蓄電部」に対応し、第2および第3蓄電装置10−2,10−3は、この発明における「第2の蓄電部」を形成する。また、さらに、第2インバータ30−2および第2MG32−2は、この発明における「駆動力発生部」を形成し、第1および第2コンバータ12−1,12−2は、この発明における「第1および第2の電圧変換器」に対応する。 Further, first power storage device 10-1 corresponds to “first power storage unit” in the present invention, and second and third power storage devices 10-2 and 10-3 are connected to “second storage” in the present invention. A power storage unit ”is formed. Furthermore, second inverter 30-2 and second MG 32-2 form a “driving force generating portion” in the present invention, and first and second converters 12-1 and 12-2 are “first drive” in the present invention. 1 and second voltage converter ".
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
10−1〜10−3 蓄電装置、11−1〜11−3 SMR、12−1,12−2 コンバータ、13−1 チョッパ回路、14−1〜14−3,18−1,18−2,20,91,93,94 電圧センサ、16−1〜16−3,19,92,95 電流センサ、22 補機、30−1,30−2 インバータ、32−1,32−2 MG、34 動力分割装置、36 エンジン、38 駆動輪、40 MG−ECU、42 充電器、44 車両インレット、46,46A 充電ECU、48 外部電源、52,56,66 電力算出部、53 減算部、54 第1FB制御部、58 第2FB制御部、60 リミッタ、62,64,70 加算部、68 補機電力学習部、81 フィルタ、82 AC/DC変換部、83,C,C1 平滑コンデンサ、84 DC/AC変換部、85 絶縁トランス、86 整流部、88 マイコン、PL1,PL2,PLC 正極線、NL1,NL2,NLC 負極線、MPL 主正母線、MNL 主負母線、LN1A 正母線、LN1C 負母線、LN1B 配線、Q1A,Q1B スイッチング素子、D1A,D1B ダイオード、L1 インダクタ。 10-1 to 10-3 power storage device, 11-1 to 11-3 SMR, 12-1, 12-2 converter, 13-1 chopper circuit, 14-1 to 14-3, 18-1, 18-2, 20, 91, 93, 94 Voltage sensor, 16-1 to 16-3, 19, 92, 95 Current sensor, 22 Auxiliary machine, 30-1, 30-2 Inverter, 32-1, 32-2 MG, 34 Power Dividing device, 36 engine, 38 driving wheel, 40 MG-ECU, 42 charger, 44 vehicle inlet, 46, 46A charging ECU, 48 external power source, 52, 56, 66 power calculation unit, 53 subtraction unit, 54 1st FB control Unit, 58 second FB control unit, 60 limiter, 62, 64, 70 addition unit, 68 auxiliary power learning unit, 81 filter, 82 AC / DC conversion unit, 83, C, C1 smoothing capacitor, 8 DC / AC converter, 85 insulation transformer, 86 rectifier, 88 microcomputer, PL1, PL2, PLC positive wire, NL1, NL2, NLC negative wire, MPL main positive bus, MNL main negative bus, LN1A positive bus, LN1C negative bus , LN1B wiring, Q1A, Q1B switching element, D1A, D1B diode, L1 inductor.
Claims (18)
前記電源から供給される電力を電圧変換して前記蓄電装置を充電するように構成された充電器を備え、
前記充電器は、与えられる電力指令値に出力電力が一致するように動作可能であり、さらに
前記電力指令値を生成して前記充電器へ出力する充電制御装置と、
前記蓄電装置に供給される充電電力を検知する充電電力検知部とを備え、
前記充電制御装置は、前記充電電力検知部により検知された充電電力が目標値に一致するように、前記充電電力検知部により検知された充電電力に基づいて前記電力指令値を補償する第1のフィードバック補償部を含む、車両の充電システム。 A vehicle charging system capable of charging an in-vehicle power storage device that stores electric power for vehicle driving from a power source outside the vehicle,
A charger configured to charge the power storage device by converting the power supplied from the power source,
The charger is operable so that output power coincides with a given power command value, and further generates a power command value and outputs the power command value to the charger; and
A charging power detector for detecting charging power supplied to the power storage device,
The charging control device compensates the power command value based on the charging power detected by the charging power detection unit so that the charging power detected by the charging power detection unit matches a target value. A vehicle charging system including a feedback compensation unit.
前記車両は、前記充電器による前記蓄電装置の充電時に前記充電器の出力電力の一部を用いて動作する補機を含み、
前記充電制御装置は、前記電力検知部により検知された出力電力の変化に基づいて前記電力指令値を補償する第2のフィードバック補償部をさらに含む、請求項1に記載の車両の充電システム。 A power detector for detecting the output power of the charger;
The vehicle includes an auxiliary device that operates using a part of the output power of the charger when the power storage device is charged by the charger.
2. The vehicle charging system according to claim 1, wherein the charging control device further includes a second feedback compensation unit that compensates the power command value based on a change in output power detected by the power detection unit.
前記車両は、
第1および第2の蓄電部と、
前記第1および第2の蓄電部の少なくとも一方から供給される電力を用いて走行駆動力を発生する駆動力発生部と、
前記第1および第2の蓄電部にそれぞれ対応して設けられ、前記駆動力発生部に接続される電力線に互いに並列して接続される第1および第2の電圧変換器とを含み、
当該充電システムは、
前記第2の蓄電部と前記第2の電圧変換器との間に接続され、前記電源から供給される電力を電圧変換して前記第1および第2の蓄電部を充電するように構成された充電器を備え、
前記充電器は、与えられる電力指令値に出力電力が一致するように動作可能であり、さらに
前記電力指令値を生成して前記充電器へ出力する充電制御装置と、
前記第1および第2の蓄電部に供給される充電電力を検知する充電電力検知部とを備え、
前記充電制御装置は、前記充電電力検知部により検知された充電電力が目標値に一致するように、前記充電電力検知部により検知された充電電力に基づいて前記電力指令値を補償する第1のフィードバック補償部を含む、車両の充電システム。 A vehicle charging system capable of charging an in-vehicle power storage device that stores electric power for vehicle driving from a power source outside the vehicle,
The vehicle is
First and second power storage units;
A driving force generating unit that generates a traveling driving force using electric power supplied from at least one of the first and second power storage units;
First and second voltage converters provided corresponding to the first and second power storage units, respectively, and connected in parallel to power lines connected to the driving force generation unit,
The charging system is
Connected between the second power storage unit and the second voltage converter, and configured to charge the first power storage unit and the second power storage unit by converting the power supplied from the power source. Equipped with a charger,
The charger is operable so that output power coincides with a given power command value, and further generates a power command value and outputs the power command value to the charger; and
A charging power detection unit that detects charging power supplied to the first and second power storage units;
The charging control device compensates the power command value based on the charging power detected by the charging power detection unit so that the charging power detected by the charging power detection unit matches a target value. A vehicle charging system including a feedback compensation unit.
当該充電システムは、前記充電器の出力電力を検知する電力検知部をさらに備え、
前記充電制御装置は、前記第2の電圧変換器、前記電力線および前記第1の電圧変換器を順次介して前記第1の蓄電部の充電が行なわれるとき、前記電力検知部により検知された出力電力の変化に基づいて前記電力指令値を補償する第2のフィードバック補償部をさらに含む、請求項5に記載の車両の充電システム。 The vehicle further includes an auxiliary device connected between the first power storage unit and the first voltage converter,
The charging system further includes a power detection unit that detects output power of the charger,
The charging control device outputs the output detected by the power detection unit when the first power storage unit is charged through the second voltage converter, the power line, and the first voltage converter sequentially. The vehicle charging system according to claim 5, further comprising a second feedback compensation unit that compensates the power command value based on a change in power.
前記電源から供給される電力を電圧変換して前記蓄電装置を充電するように構成された充電器を備え、
前記充電器は、与えられる電力指令値に出力電力が一致するように動作可能であり、さらに
前記電力指令値を生成して前記充電器へ出力する充電制御装置と、
前記蓄電装置に供給される充電電力を検知する充電電力検知部とを備え、
前記充電制御装置は、前記充電電力検知部により検知された充電電力が目標値に一致するように、前記充電電力検知部により検知された充電電力に基づいて前記電力指令値を補償する第1のフィードバック補償部を含む、電動車両。 An electric vehicle capable of charging a power storage device for storing electric power for vehicle travel from a power source outside the vehicle,
A charger configured to charge the power storage device by converting the power supplied from the power source,
The charger is operable so that output power coincides with a given power command value, and further generates a power command value and outputs the power command value to the charger; and
A charging power detector for detecting charging power supplied to the power storage device,
The charging control device compensates the power command value based on the charging power detected by the charging power detection unit so that the charging power detected by the charging power detection unit matches a target value. An electric vehicle including a feedback compensation unit.
前記充電器の出力電力を検知する電力検知部とをさらに備え、
前記充電制御装置は、前記電力検知部により検知された出力電力の変化に基づいて前記電力指令値を補償する第2のフィードバック補償部をさらに含む、請求項7に記載の電動車両。 An auxiliary machine that operates using part of the output power of the charger when charging the power storage device by the charger;
A power detector for detecting the output power of the charger;
The electric vehicle according to claim 7, wherein the charge control device further includes a second feedback compensation unit that compensates the power command value based on a change in output power detected by the power detection unit.
第1および第2の蓄電部と、
前記第1および第2の蓄電部の少なくとも一方から供給される電力を用いて走行駆動力を発生する駆動力発生部と、
前記第1および第2の蓄電部にそれぞれ対応して設けられ、前記駆動力発生部に接続される電力線に互いに並列して接続される第1および第2の電圧変換器と、
前記第2の蓄電部と前記第2の電圧変換器との間に接続され、前記電源から供給される電力を電圧変換して前記第1および第2の蓄電部を充電するように構成された充電器とを備え、
前記充電器は、与えられる電力指令値に出力電力が一致するように動作可能であり、さらに
前記電力指令値を生成して前記充電器へ出力する充電制御装置と、
前記第1および第2の蓄電部に供給される充電電力を検知する充電電力検知部とを備え、
前記充電制御装置は、前記充電電力検知部により検知された充電電力が目標値に一致するように、前記充電電力検知部により検知された充電電力に基づいて前記電力指令値を補償する第1のフィードバック補償部を含む、電動車両。 An electric vehicle capable of charging a power storage device for storing electric power for vehicle travel from a power source outside the vehicle,
First and second power storage units;
A driving force generating unit that generates a traveling driving force using electric power supplied from at least one of the first and second power storage units;
First and second voltage converters provided corresponding to the first and second power storage units respectively and connected in parallel to power lines connected to the driving force generation unit;
Connected between the second power storage unit and the second voltage converter, and configured to charge the first power storage unit and the second power storage unit by converting the power supplied from the power source. With a charger,
The charger is operable so that output power coincides with a given power command value, and further generates a power command value and outputs the power command value to the charger; and
A charging power detection unit that detects charging power supplied to the first and second power storage units;
The charging control device compensates the power command value based on the charging power detected by the charging power detection unit so that the charging power detected by the charging power detection unit matches a target value. An electric vehicle including a feedback compensation unit.
前記充電器の出力電力を検知する電力検知部とをさらに備え、
前記充電制御装置は、前記第2の電圧変換器、前記電力線および前記第1の電圧変換器を順次介して前記第1の蓄電部の充電が行なわれるとき、前記電力検知部により検知された出力電力の変化に基づいて前記電力指令値を補償する第2のフィードバック補償部をさらに含む、請求項11に記載の電動車両。 An auxiliary machine connected between the first power storage unit and the first voltage converter;
A power detector for detecting the output power of the charger;
The charging control device outputs the output detected by the power detection unit when the first power storage unit is charged through the second voltage converter, the power line, and the first voltage converter sequentially. The electric vehicle according to claim 11, further comprising a second feedback compensation unit that compensates the power command value based on a change in power.
前記蓄電装置に供給される充電電力を検知するステップと、
その検知された充電電力が目標値に一致するように、前記検知された充電電力に基づいて前記電力指令値を補償するステップとを備える、車両の充電制御方法。 A vehicle charge control method capable of charging an in-vehicle power storage device that stores power for driving a vehicle from a power source external to the vehicle, wherein the vehicle converts the power supplied from the power source into a voltage and charges the power storage device A charger configured to operate, wherein the charger is operable to match the output power to a given power command value;
Detecting charging power supplied to the power storage device;
Compensating the power command value based on the detected charging power so that the detected charging power matches a target value.
前記充電器の出力電力を検知するステップと、
その検知された出力電力の変化に基づいて前記電力指令値を補償するステップとをさらに備える、請求項13に記載の車両の充電制御方法。 The vehicle further includes an auxiliary device that operates using part of the output power of the charger when the power storage device is charged by the charger.
Detecting the output power of the charger;
The vehicle charge control method according to claim 13, further comprising a step of compensating the power command value based on the detected change in output power.
前記車両は、
第1および第2の蓄電部と、
前記第1および第2の蓄電部の少なくとも一方から供給される電力を用いて走行駆動力を発生する駆動力発生部と、
前記第1および第2の蓄電部にそれぞれ対応して設けられ、前記駆動力発生部に接続される電力線に互いに並列して接続される第1および第2の電圧変換器と、
前記第2の蓄電部と前記第2の電圧変換器との間に接続され、前記電源から供給される電力を電圧変換して前記第1および第2の蓄電部を充電するように構成された充電器とを含み、
前記充電器は、与えられる電力指令値に出力電力が一致するように動作可能であり、
当該充電制御方法は、
前記第1および第2の蓄電部に供給される充電電力を検知するステップと、
前記充電電力検知部により検知された充電電力が目標値に一致するように、前記充電電力検知部により検知された充電電力に基づいて前記電力指令値を補償するステップとを備える、車両の充電制御方法。 A vehicle charge control method capable of charging an in-vehicle power storage device that stores electric power for vehicle travel from a power source outside the vehicle,
The vehicle is
First and second power storage units;
A driving force generating unit that generates a traveling driving force using electric power supplied from at least one of the first and second power storage units;
First and second voltage converters provided corresponding to the first and second power storage units respectively and connected in parallel to power lines connected to the driving force generation unit;
Connected between the second power storage unit and the second voltage converter, and configured to charge the first power storage unit and the second power storage unit by converting the power supplied from the power source. Including a charger,
The charger is operable so that the output power matches a given power command value,
The charge control method is
Detecting charging power supplied to the first and second power storage units;
Compensating the power command value based on the charging power detected by the charging power detection unit so that the charging power detected by the charging power detection unit matches a target value. Method.
当該充電制御方法は、
前記充電器の出力電力を検知するステップと、
前記第2の電圧変換器、前記電力線および前記第1の電圧変換器を順次介して前記第1の蓄電部の充電が行なわれるとき、前記電力検知部により検知された出力電力の変化に基づいて前記電力指令値を補償するステップとをさらに備える、請求項17に記載の車両の充電制御方法。 The vehicle further includes an auxiliary device connected between the first power storage unit and the first voltage converter,
The charge control method is
Detecting the output power of the charger;
When charging of the first power storage unit is sequentially performed through the second voltage converter, the power line, and the first voltage converter, based on a change in output power detected by the power detection unit. The vehicle charge control method according to claim 17, further comprising a step of compensating the power command value.
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- 2008-11-11 JP JP2008289026A patent/JP2010119170A/en not_active Withdrawn
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