JP2010166768A - Controller, control system and control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載された蓄電装置を車両外部の電源により充電する制御装置、制御システム、制御方法に関する。 The present invention relates to a control device, a control system, and a control method for charging a power storage device mounted on a vehicle with a power source external to the vehicle.
近年、環境に配慮した車両として、電気自動車やハイブリッド車、燃料電池車などが注目されている。これらの車両には、走行駆動力を発生するモータと、モータに供給される電力を蓄えるニッケル水素電池やリチウムイオン電池を採用した蓄電装置が搭載されている。ハイブリッド車には、動力源として電動機とともに内燃機関がさらに搭載され、燃料電池車には、車両駆動用の直流電源として燃料電池が搭載されている。 In recent years, electric vehicles, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, and the like have attracted attention as environmentally friendly vehicles. These vehicles are equipped with a motor that generates a driving force and a power storage device that employs a nickel-metal hydride battery or a lithium ion battery that stores electric power supplied to the motor. The hybrid vehicle further includes an internal combustion engine as an electric power source as a power source, and the fuel cell vehicle includes a fuel cell as a DC power source for driving the vehicle.
特許文献1に記載されているように、このような車両に搭載された車両駆動用の蓄電装置を、一般家庭の電源から直接充電することが可能な車両が知られている。例えば、家屋に設けられた商用電源のコンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置へ充電用の電力が供給される。このように車両外部の電源から車両に搭載された蓄電装置を直接充電することが可能な車両を「プラグイン車」と称する。
As described in
プラグイン車の規格は、アメリカ合衆国では「エスエーイー エレクトリック ビークル コンダクティブ チャージ カプラ」(非特許文献1)により制定され、日本では「電気自動車用コンダクティブ充電システム一般要求事項」(非特許文献2)により制定されている。 The standard for plug-in vehicles is established in the United States by “SA Electric Vehicle Conductive Charge Coupler” (Non-Patent Document 1), and in Japan by “General Requirements for Electric Vehicle Conductive Charging Systems” (Non-Patent Document 2). Yes.
「エスエーイー エレクトリック ビークル コンダクティブ チャージ カプラ」及び「電気自動車用コンダクティブ充電システム一般要求事項」(非特許文献2)では、一例として、コントロールパイロットに関する規格が定められている。コントロールパイロットは、構内配線から車両へ電力を供給するEVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)の制御回路と車両の接地部とを車両側の制御回路を介して接続する信号ラインと定義されており、この信号ラインを介して通信されるパイロット信号に基づいて、充電ケーブルの接続状態や電源から車両への電力供給の可否、EVSEの定格電流などが判断される。 In “SA Electric Vehicle Conductive Charge Coupler” and “General Requirements for Conductive Charging System for Electric Vehicles” (Non-Patent Document 2), a standard regarding a control pilot is defined as an example. The control pilot is defined as a signal line that connects a control circuit of EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment) that supplies electric power to the vehicle from the premises wiring and a grounding portion of the vehicle via a control circuit on the vehicle side. Based on the pilot signal communicated via the line, the connection state of the charging cable, the availability of power supply from the power source to the vehicle, the rated current of the EVSE, and the like are determined.
プラグイン車には、充電ケーブルを介して外部電源と接続される充電装置が設けられ、充電装置により外部電源から供給される交流電力が直流電力に変換され、蓄電装置に充電電流が供給される。 The plug-in vehicle is provided with a charging device connected to an external power source via a charging cable, and AC power supplied from the external power source is converted into DC power by the charging device, and a charging current is supplied to the power storage device. .
充電装置には、直流電力の電圧を調整する充電ECUが組み込まれ、車両の電力を管理して走行システムを制御するシステム制御部によって充電ECUが制御される。尚、ECUとは電子制御装置(Electric Control Unit)を意味する。 The charging device incorporates a charging ECU that adjusts the voltage of the DC power, and the charging ECU is controlled by a system control unit that manages the power of the vehicle and controls the traveling system. Note that the ECU means an electronic control unit.
例えば、プラグインハイブリッド車には、充電ECUの他に、エンジンを制御するエンジンECUと、モータを制御するモータECU等が搭載され、システム制御部としてのプラグインハイブリッドECU(以下、「PIHV−ECU」と記す。)により、モータに給電するための蓄電装置の充電状態SOC(State of Charge)が管理され、ドライバのアクセル操作に基づいて車両の要求トルクが算出され、要求トルクとSOCに基づいて、エンジンECU及びモータECUが制御される。 For example, a plug-in hybrid vehicle is equipped with an engine ECU for controlling an engine, a motor ECU for controlling a motor, and the like in addition to a charging ECU, and a plug-in hybrid ECU (hereinafter referred to as “PIHV-ECU” as a system control unit). ), The state of charge (SOC) of the power storage device for supplying power to the motor is managed, and the required torque of the vehicle is calculated based on the accelerator operation of the driver, and the required torque and the SOC are calculated based on the required torque and the SOC. The engine ECU and the motor ECU are controlled.
このようなプラグインハイブリッド車で、モータによる十分な走行距離を確保するためには、蓄電装置を十分な充電状態に維持する必要があり、そのため、電気料金が安価な深夜時間帯に車両外部の商用電源から供給される電力により蓄電装置を充電することが好ましい。 In such a plug-in hybrid vehicle, in order to secure a sufficient travel distance by the motor, it is necessary to maintain the power storage device in a sufficiently charged state. It is preferable to charge the power storage device with electric power supplied from a commercial power source.
しかし、一般家庭の商用電源から充電する場合に、同じ給電系統から給電されている他の電気機器の使用状態によっては、車両の蓄電装置を充電中に定格電流容量を超過して、当該給電系統に備えたブレーカによって給電が遮断され、蓄電装置の充電が完了する前に充電が中断される虞があった。 However, when charging from a commercial power source for general households, depending on the usage state of other electrical equipment that is fed from the same feeding system, the rated current capacity may be exceeded while charging the power storage device of the vehicle, and the feeding system Therefore, there is a possibility that charging is interrupted before charging of the power storage device is completed.
一方、特許文献1には、電気スタンドや産業用車両が使用される工場に設置される充電装置で、電源設備に繋がる負荷の状態を使用者が確認しなくてもブレーカが作動することなく充電できる車両用バッテリの充電装置が提案されている。
On the other hand,
当該車両用バッテリの充電装置は、外部電源から充電装置及び他の充電装置が供給を受ける電流の合計であるトータル電流の上限を表す、あらかじめ設定されたトータル電流制限値と、情報入手手段で得た他の充電装置の充電状態の情報とに基づき、充電装置が外部電源から供給を受け得る電流である使用電流値を、トータル電流がトータル電流制限値を超えることの無いように設定する使用電流設定手段と、検出手段にて検出された電流が、該使用電流設定手段にて設定された使用電流値を超えることの無いように充電手段を制御する充電制御手段とを備えている。 The vehicle battery charging device can be obtained by a preset total current limit value that represents the upper limit of the total current that is the sum of the currents supplied to the charging device and other charging devices from an external power source, and information acquisition means. Based on the charging status information of other charging devices, the usage current value, which is the current that the charging device can receive from the external power supply, is set so that the total current does not exceed the total current limit value. Setting means and charging control means for controlling the charging means so that the current detected by the detection means does not exceed the use current value set by the use current setting means.
しかし、特許文献1に記載された充電装置を各家庭に設置して、家庭用電源コンセントからプラグインハイブリッド車を充電する場合に使用するのは、設備コスト等の観点等で極めて困難である。
However, it is extremely difficult to install the charging device described in
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、商用電源から車両の蓄電装置に充電する際に、ブレーカが作動することなく確実に充電できる制御装置、制御システム、制御方法を提供する点にある。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a control device, a control system, and a control method that can reliably charge a power storage device of a vehicle from a commercial power source without operating a breaker. .
上述の目的を達成するため、本発明による制御システムの特徴構成は、車両外部の電源装置から充電ケーブルを介して供給される電力により車両に搭載された蓄電装置を充電制御する制御装置であって、電源装置に組み込まれるブレーカの動作特性データが格納される記憶部と、蓄電装置の充電状態が目標充電状態になるように充電電流を制御する充電処理と、記憶部に記憶された動作特性データと、電源装置から入力され、ブレーカを介して供給される総電流値に基づいて、ブレーカの遮断を予測するブレーカ遮断予測処理と、ブレーカ遮断予測処理により、ブレーカの作動が予測される場合に、充電処理による充電電流を可変に調整する充電電流調整処理とを実行する制御部とを備えている点にある。 In order to achieve the above-described object, a characteristic configuration of a control system according to the present invention is a control device that controls charging of a power storage device mounted on a vehicle using electric power supplied from a power supply device outside the vehicle via a charging cable. , A storage unit storing operation characteristic data of a breaker incorporated in the power supply device, a charging process for controlling a charging current so that a charging state of the power storage device becomes a target charging state, and operation characteristic data stored in the storage unit When the breaker operation is predicted by the breaker interruption prediction process and the breaker interruption prediction process that predict the breaker interruption based on the total current value that is input from the power supply device and supplied via the breaker, And a control unit that executes a charging current adjustment process for variably adjusting the charging current by the charging process.
上述の構成によれば、記憶部に記憶されたブレーカの動作特性データと、電源装置から供給され、ブレーカを介して供給される総電流値に基づいて、制御部がブレーカの遮断を予測し、ブレーカの作動が予測される場合に、充電電流を可変に調整して、目標充電状態になるように充電するため、充電途中でブレーカが作動するような事態を未然に回避できる。 According to the above-described configuration, based on the operating characteristic data of the breaker stored in the storage unit and the total current value supplied from the power supply device and supplied through the breaker, the control unit predicts the breaker cutoff, When the operation of the breaker is predicted, the charging current is variably adjusted and charging is performed so that the target charging state is achieved. Therefore, a situation in which the breaker operates during charging can be avoided in advance.
以上説明した通り、本発明によれば、商用電源から車両の蓄電装置に充電する際に、ブレーカが作動することなく確実に充電できる制御装置、制御システム、制御方法を提供することができるようになった。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a control device, a control system, and a control method that can reliably charge a power storage device of a vehicle from a commercial power source without operating a breaker. became.
以下、本発明による充電制御システム、制御装置、充電制御方法を、プラグインハイブリッド車に適用する場合を説明する。 Hereinafter, a case where the charge control system, the control device, and the charge control method according to the present invention are applied to a plug-in hybrid vehicle will be described.
図1に示すように、車両外部の電源から車両に搭載された高圧の蓄電装置150を直接充電することが可能なプラグイン車の一例であるハイブリッド車1(以下、「プラグインハイブリッド車」と記す。)は、動力源としてエンジン100、第1MG(Motor Generator)110、第2MG(Motor Generator)120を備えている。
As shown in FIG. 1, a hybrid vehicle 1 (hereinafter referred to as a “plug-in hybrid vehicle”) that is an example of a plug-in vehicle that can directly charge a high-voltage
プラグインハイブリッド車1は、エンジン100及び第2MG120の少なくとも一方からの駆動力によって走行可能なように、エンジン100、第1MG110及び第2MG120が動力分割機構130に連結されている。
In plug-in
第1MG110及び第2MG120は交流回転電機で構成され、例えば、U相コイル、V相コイル及びW相コイルを備える三相交流同期回転機が用いられる。 1st MG110 and 2nd MG120 are comprised with an alternating current rotating electrical machine, for example, a three phase alternating current synchronous rotating machine provided with a U phase coil, a V phase coil, and a W phase coil is used.
動力分割機構130は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含み、ピニオンギヤがサンギヤ及びリングギヤと係合する遊星歯車機構で構成されている。
ピニオンギヤを自転可能に支持するキャリアがエンジン100のクランクシャフトに連結され、サンギヤが第1MG110の回転軸に連結され、リングギヤが第2MG120の回転軸及び減速機140に連結され、図2に示すように、エンジン100、第1MG110、及び第2MG120の回転数が共線図上に直線で結ばれるように関係付けられている。
A carrier that supports the pinion gear so as to rotate is connected to the crankshaft of the
図1及び図4に示すように、プラグインハイブリッド車1には、システム制御部として機能し、車両の動力を統括制御するプラグインハイブリッドビークルECU(以下、「PIHV−ECU」と記す。)10、車両外部の電源から供給される電力によって蓄電装置150を充電制御する制御部として機能する充電ECU(以下、「CHG−ECU」と記す。)20、第1MG110及び第2MG120を制御するモータECU(以下、「MG−ECU」と記す。)30、エンジン100を制御するエンジンECU(以下、「ENG−ECU」と記す。)40、各種の情報を運転席前部のパネルに表示するメータECUの他、盗難防止機能を実現する防盗ECU、スマートキーで車両のロックまたはロック解除を制御するスマートECU等の電子制御装置(Electric-Control-Unit;以下、「ECU」と記す。)が搭載されている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the plug-in
各ECUは、単一または複数のCPUと、CPUで実行されるプログラムが格納されたROMと、制御情報が格納されCPUのワーキングエリアとして使用されるRAMと、入出力回路とを備え、バス型ネットワークであるCAN(Controller Area Network)用のインタフェース回路(以下、「CAN−I/F」と記す。)等を備える。 Each ECU includes a single or a plurality of CPUs, a ROM storing a program executed by the CPU, a RAM storing control information and used as a working area of the CPU, and an input / output circuit. An interface circuit (hereinafter referred to as “CAN-I / F”) for a CAN (Controller Area Network) which is a network is provided.
CPUは、外部割込みやタイマ割込みなどの割込みイベント発生時に所定のプログラムを実行する所謂イベントドリブン形式でプログラムを実行する。 The CPU executes the program in a so-called event-driven format in which a predetermined program is executed when an interrupt event such as an external interrupt or a timer interrupt occurs.
各ECUは、CAN−I/Fを介してCAN通信線で接続され、ECU間で必要な各種の制御情報がCANを介して授受される。 Each ECU is connected via a CAN communication line via a CAN-I / F, and various control information required between the ECUs is exchanged via the CAN.
プラグインハイブリッド車1には、低圧(例えば、DC12V)の蓄電装置190から給電される第一給電系統180及び第二給電系統181の二系統の給電系統を備えている。
The plug-in
第一給電系統180は、イグニッションスイッチIGSWの操作状態にかかわらず常時給電される系統で、防盗ECUやスマートECUが接続されている。
The first
第二給電系統181は、イグニッションスイッチIGSWがオン操作された後に蓄電装置190から給電される系統で、CHG−ECU20、MG−ECU30、ENG−ECU40、メータECU等の各ECUが接続されている。
The second
各ECUには、低圧の蓄電装置190から供給されるDC12Vの直流電圧から所定レベルの制御電圧(例えば、DC5V)を生成するDCレギュレータが搭載され、DCレギュレータの出力電圧がCPU等の制御回路に印加されている。
Each ECU is equipped with a DC regulator that generates a predetermined level of control voltage (for example, DC 5V) from the
PIHV−ECU10には、第一給電系統180から常時給電され、イグニッションスイッチIGSW等の操作に対応して電源リレーRY1を制御して第二給電系統181への給電状態を制御する等、車両システムを統括して制御するマイクロコンピュータ11が搭載されている。
The PIHV-ECU 10 is constantly supplied with power from the first
PIHV−ECU10は、電源リレーRY1が開放されている状態でイグニッションスイッチIGSWがオン操作されたことを検出すると、電源リレーRY1を閉じて低圧の蓄電装置190から第二給電系統181への給電を開始する。
When the PIHV-
この状態で第二給電系統181に接続された各ECUが起動し、夫々所期の制御動作が実行される。
In this state, each ECU connected to the second
また、PIHV−ECU10は、電源リレーRY1が閉じられている状態でイグニッションスイッチIGSWがオフ操作されたことを検出すると、CANバスを介して他のECUにイグニッションスイッチIGSWがオフされたことを送信して、第二給電系統181に接続されている各ECUのシャットダウン処理を促す。
Further, when the PIHV-
その後、PIHV−ECU10は、CANバスを介して各ECUのシャットダウン処理の終了を認識し、且つ、電源リレーRY1を開放して第二給電系統181への給電を停止し待機状態に移行する。待機状態とは、マイクロコンピュータ11がストップ命令またはホールト命令を実行し、消費電力が低減された状態をいう。
Thereafter, the PIHV-
シャットダウン処理とは、イグニッションスイッチIGSWのオフに伴って、駆動中の各種のアクチュエータの停止処理や、制御データのメモリへの退避処理等をいい、例えばENG−ECU40であれば、エンジン100の停止処理、空燃比等の各種の学習データを含むエンジン制御用のデータの不揮発性メモリへの退避処理をいう。各ECUには、必要に応じて第一給電系統180から常時給電されるSRAM、またはEEPROMがバックアップ用メモリとして搭載されているのである。
The shutdown process refers to a process for stopping various actuators that are being driven, a process for saving control data in a memory, and the like when the ignition switch IGSW is turned off. For example, in the case of the ENG-
尚、イグニッションスイッチIGSWは、モーメンタリスイッチまたはオルタネートスイッチの何れの型式のスイッチであってもよく、モーメンタリスイッチを用いる場合には、PIHV−ECU10が現在の状態をフラグデータとしてRAMに保持し、そのスイッチの操作エッジでオンされたのかオフされたのかをフラグデータに基づいて判断すればよい。また、従来のキーシリンダにキーを挿入して回転操作する機械接点式のスイッチであってもよい。
The ignition switch IGSW may be either a momentary switch or an alternate switch. When a momentary switch is used, the PIHV-
イグニッションスイッチIGSWがオン操作されると、PIHV−ECU10は電源リレーRY1を閉じ、車両を走行制御する。
When the ignition switch IGSW is turned on, the PIHV-
図3に示すように、蓄電装置150がシステムメインリレーRY2を介して昇降圧コンバータ200に接続され、昇降圧コンバータ200の出力電圧が第1インバータ210及び第2インバータ220で交流電圧に変換された後に、第1MG110及び第2MG120に印加されるように構成されている。
As shown in FIG. 3, the
昇降圧コンバータ200は、リアクトルと、電力スイッチング素子である2つのnpn型トランジスタと、2つのダイオードとを含む。リアクトルの一端が蓄電装置150の正極側に接続され、他端が2つのnpn型トランジスタの接続ノードに接続されている。2つのnpn方トランジスタは直列に接続され、各npn型トランジスタにダイオードが逆並列に接続されている。
Buck-
npn型トランジスタとして、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を好適に用いることができる。また、npn型トランジスタに代えて、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)等の電力スイッチング素子を用いることも可能である。 As the npn-type transistor, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can be suitably used. In place of the npn transistor, a power switching element such as a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) can be used.
第1インバータ210は、互いに並列に接続されたU相アーム、V相アーム、及びW相アームを備えている。各相アームは、直列に接続された2つのnpn型トランジスタを含み、各npn型トランジスタにはダイオードが逆並列に接続されている。各相アームを構成する2つのnpn型トランジスタの接続ノードが、第1MG110の対応するコイル端に接続されている。
第1インバータ210は、昇降圧コンバータ200から供給される直流電力を交流電力に変換して第1MG110へ供給し、或は、第1MG110により発電された交流電力を直流電力に変換して昇降圧コンバータ200へ供給する。
The
第2インバータ220も、第1インバータ210と同様に構成され、各相アームを構成する2つのnpn型トランジスタの接続ノードが、第2MG120の対応するコイル端に接続されている。
第2インバータ220は、昇降圧コンバータ200から供給される直流電力を交流電力に変換して第2MG120へ供給し、或は、第2MG120により発電された交流電力を直流電流に電力して昇降圧コンバータ200へ供給する。
PIHV−ECU10は、蓄電装置150の充電状態(以下、「SOC(State Of Charge)と記す。」)を監視し、SOCが所定範囲内にあるときに、MG−ECU30を介して、蓄電装置150に蓄えられた電力または第1MG110により発電された電力の少なくとも一方を用いて第2MG120を駆動し、エンジン100の動力をアシストする。第2MG120の駆動力は、減速機140を介して駆動輪160に伝達される。
PIHV-
PIHV−ECU10は、蓄電装置150のSOCが予め定められた値よりも低いと判定すると、ENG−ECU40を介してエンジン100を始動し、動力分割機構130を介して駆動される第1MG110の発電電力を蓄電装置150に蓄えるように制御する。
When PIHV-
さらにPIHV−ECU10は、蓄電装置150のSOCが予め定められた値よりも高いと判定すると、ENG−ECU40を介してエンジン100を停止し、MG−ECU30を介し、蓄電装置150に蓄えられた電力を用いて第2MG120を駆動する。
Further, when PIHV-
MG−ECU30は、PIHV−ECU10からの制御指令に基づいて、モータ走行時には昇降圧コンバータ200の電力スイッチング素子を制御して、蓄電装置150の出力電圧を所定レベルに昇圧し、第2インバータ220の各相アームを制御して第2MG120を駆動する。
Based on the control command from PIHV-
また、MG−ECU30は、PIHV−ECU10からの制御指令に基づいて、充電時には第1インバータ210の各相アームを制御して、第1MG110からの発電電力を直流電力に変換し、昇降圧コンバータ200で降圧して蓄電装置150を充電する。
Further, MG-
一方、車両の制動時等に、PIHV−ECU10は、減速機140を介して駆動輪160により駆動される第2MG120を発電機として制御し、第2MG120により発電された電力を蓄電装置150に蓄えるようにMG−ECU30に制御指令を発する。つまり、第2MG120は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして用いられる。
On the other hand, at the time of braking of the vehicle, the PIHV-
つまり、PIHV−ECU10は、蓄電装置150から出力される負荷電流と電圧、及び蓄電装置150の温度をモニタして、蓄電装置150のSOCを管理し、車両の要求トルクと蓄電装置150のSOC等に基づいて、エンジン100、第1MG110及び第2MG120を制御する。
That is, the PIHV-
図1に示すように、高圧の蓄電装置150が、車両後部のトランクルーム下部に設置されている。蓄電装置150は充放電可能な直流電源であり、例えば、ニッケル水素やリチウムイオンなどの二次電池で構成されている。蓄電装置150の出力電圧は、例えば300V前後に設定されている。
As shown in FIG. 1, a high-voltage
蓄電装置150は、第1MG110及び第2MG120によって発電される電力に加えて、車両外部の電源から供給される電力により充電可能に構成されている。
図1及び図3に示すように、プラグインハイブリッド車1には、フロントバンパーの近傍に、車両外部の電源から蓄電装置150へ充電電力を供給するための充電ケーブル300を接続する充電インレット270を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the plug-in
充電インレット270から車両の前側部に配線された交流電力線6aを介して、運転席2の下部に設置された充電装置151に交流電力が供給され、充電装置151から車両の中央部前後方向に配線された高圧の給電線6bを介して蓄電装置150に充電電力が供給される。
AC power is supplied from the charging
蓄電装置150の近傍にはシステムメインリレーRY2が設けられ、PIHV−ECU10は当該システムメインリレーRY2を制御する。
System main relay RY2 is provided in the vicinity of
充電装置151は、CHG−ECU20と、電力変換部20a等を備えている。電力変換部20aは、例えば、交流電圧を整流する整流回路と平滑コンデンサと、平滑コンデンサにより平滑された直流電圧を所定の直流電圧に変換するDC/DCコンバータを備えている。
The charging
尚、電力変換部20aは、上述した回路構成に限られるものではなく、適宜公知の技術を用いて構成してもよい。
The
充電装置151に組み込まれたCHG−ECU20は、電力変換部20aを制御して、蓄電装置150への充電電流を調整する。CHG−ECU20は、PIHV−ECU10から出力されるPWM信号のデューティ比に対応して電力変換部20aから出力される充電電流を制御する。
CHG-
CHG−ECU20は、電力変換部20aからの出力電圧を調整することにより、電力変換部20aから目標充電電流が出力されるように制御する。
The CHG-
充電ケーブル300は、一端側に家屋に設けられた電源コンセントと接続するプラグ320を備え、他端側に充電インレット270と接続するコネクタ330を備えている。
The charging
充電ケーブル300には、外部電源から車両に給電可能な定格電流に対応する周波数及びデューティ比のパルス信号(以下、「コントロールパイロット信号」または「CPLT信号」と記す。)を生成する信号生成部と、給電用のリレーが組み込まれたCCID(Charging Circuit Interrupt Device)360が設けられている。
The charging
CPLT信号のデューティ比は、外部電源から充電ケーブル300を介して車両へ供給可能な電流容量に基づいて設定される値で、充電ケーブル毎に予め設定されている。例えば、電流容量が12Aの場合には20%、電流容量が24Aの場合には40%に設定されている。
The duty ratio of the CPLT signal is a value set based on the current capacity that can be supplied from the external power supply to the vehicle via the charging
図4に示すように、CCIDに組み込まれた信号発信部362には、外部電源から供給される電力によって動作するCPU、ROM、RAM及び、コントロールパイロット信号を生成する発振部363とコントロールパイロット信号の信号レベルを検出する電圧検知部364等を備えている。
As shown in FIG. 4, the
コネクタ330には、一端が接地されたスイッチSW3が抵抗R3と直列接続された充電ケーブル接続検知回路331が組み込まれ、充電ケーブル接続検知回路331の出力がケーブル接続信号PISWとしてPIHV−ECU10に備えられたマイクロコンピュータ11の入力端子IP2に入力されている。
The
スイッチSW3は、充電インレット270に対するコネクタ330のロック機構を解除操作するレバーに連動して開閉するように構成されている。コネクタ330は、充電インレット270に装着された状態でスイッチSW3は閉じている。
The switch SW3 is configured to open and close in conjunction with a lever for releasing the locking mechanism of the
PIHV−ECU10には、CPLT信号の信号レベルを低下させる抵抗R1とスイッチSW1でなる第一降圧回路と、抵抗R2とスイッチSW2でなる第二降圧回路を備えている。
The PIHV-
図4、図5及び図9に示すように、イグニッションスイッチIGSWがオフされた後、マイクロコンピュータ11が待機状態に移行している場合に、時刻t0で充電ケーブル300が充電用インレット270に装着され、時刻t1で外部電源のコンセントにプラグ320が接続されると、信号発信部362から所定レベルの直流電圧V1(例えば、+12V)を示すCPLT信号が出力される。
As shown in FIGS. 4, 5, and 9, after the ignition switch IGSW is turned off, the charging
CPLT信号の立ち上がりエッジがマイクロコンピュータ11の割込端子INT2に入力されると(SA1)、マイクロコンピュータ11は待機状態から通常の動作状態に復帰して(SA2)、電源リレーRY1を閉じて、第二給電系統181へ給電して充電装置151を立ち上げる(SA3)。
When the rising edge of the CPLT signal is input to the interrupt terminal INT2 of the microcomputer 11 (SA1), the microcomputer 11 returns from the standby state to the normal operation state (SA2), closes the power relay RY1, Power is supplied to the dual
続いて、マイクロコンピュータ11は、A/D変換入力端子IP1に入力される直流電圧V1のCPLT信号がV1であることを検出すると、時刻t2で、第二降圧回路のスイッチSW2をオンしてCPLT信号の電圧レベルをV1からV2(例えば、+9V)に降圧する(SA4)。 Subsequently, when the microcomputer 11 detects that the CPLT signal of the DC voltage V1 input to the A / D conversion input terminal IP1 is V1, the microcomputer 11 turns on the switch SW2 of the second step-down circuit at time t2. The voltage level of the signal is lowered from V1 to V2 (for example, + 9V) (SA4).
信号発信部362は、CPLT信号がV1からV2に低下したことを電圧検知部364により検出すると、時刻t3で、発振部363から所定のデューティ比で所定周波数(例えば1KHz)のパルス信号を生成して出力するように制御する。当該パルス信号の信号レベルは±V1であるが、上限レベルは第二降圧回路により降圧されている。
When the
マイクロコンピュータ11は、CPLT信号のデューティ比を検出して充電ケーブル300の電流容量を認識すると(SA5)、時刻t4で、さらに第一降圧回路のスイッチSW1をオンして、CPLT信号の電圧レベルをV2からV3(例えば、+6V)に降圧する(SA6)。 When the microcomputer 11 detects the duty ratio of the CPLT signal and recognizes the current capacity of the charging cable 300 (SA5), the microcomputer 11 further turns on the switch SW1 of the first step-down circuit at time t4 to set the voltage level of the CPLT signal. The voltage is lowered from V2 to V3 (for example, + 6V) (SA6).
信号発信部362は、CPLT信号の信号レベルがV2からV3に低下したことを検出すると、CCID360に備えられたリレーを閉じて車両側に電力ケーブル310から交流電力を供給する。また、マイクロコンピュータ11は、システムメインリレーRY2をオンする(SA7)。
When detecting that the signal level of the CPLT signal has dropped from V2 to V3, the
マイクロコンピュータ11は、充電ケーブル300の電流容量に基づいて蓄電装置150のSOCを目標SOCまで充電するための充電電流を設定し、CHG−ECU20に充電指令であるPWM信号を出力する(SA8)。つまり、蓄電装置150の充電状態が目標充電状態になるように充電電流を制御する充電処理が実行される。
Microcomputer 11 sets a charging current for charging the SOC of
充電指令を受けたCHG−ECU20は、電力変換部20aから所定の充電電流が出力されるように制御して蓄電装置150を充電する。
The CHG-
マイクロコンピュータ11は、蓄電装置150への充電電流と電圧と温度をモニタして蓄電装置150のSOCを算出し、時刻t5で、目標とするSOCになると充電が終了したと判定し(SA9)、CHG−ECU20に充電終了指令を出力するとともに、システムメインリレーRY2を開放して(SA10)、第一降圧回路のスイッチSW1をオフして、電圧レベルをV3からV2に昇圧する(SA11)。
The microcomputer 11 calculates the SOC of the
信号発信部362は、CPLT信号がV3からV2に上昇したことを検出すると、CCID360に備えられたリレーを開放して電力ケーブル310を介した車両側への交流電力の供給を停止する。
When the
マイクロコンピュータ11は、時刻t6で、第二降圧回路のスイッチSW2をオフして、CPLT信号のレベルを当初のV1に戻し(SA12)、CPLT信号がV1になったことを検知すると、電源リレーRY1を開放して第二給電系統181への給電を停止し(SA13)、その後待機状態に戻る(SA14)。 At time t6, the microcomputer 11 turns off the switch SW2 of the second step-down circuit, returns the level of the CPLT signal to the original V1 (SA12), and detects that the CPLT signal has become V1, the power relay RY1 Is released to stop power supply to the second power supply system 181 (SA13), and then returns to the standby state (SA14).
尚、マイクロコンピュータ11は、ケーブル接続信号PISWをモニタしており、充電制御中にケーブル接続信号PISWがHレベルに変わると、充電ケーブル300が車両から引き抜かれたと判断して、上述した時刻t5以降の充電終了処理を実行する。
The microcomputer 11 monitors the cable connection signal PISW. When the cable connection signal PISW changes to H level during the charging control, the microcomputer 11 determines that the charging
図6に示すように、商用電力は送電線及び電力メータを介して一般家屋に設置された電源装置としての分電盤410に供給される。分電盤410には、主幹ブレーカ420と、複数に分岐した電力線440、441毎に設けられる分岐ブレーカ430、435(以下、「ブレーカ」と記す。)を備えている。
As shown in FIG. 6, commercial power is supplied to a
電力線440には複数の電源コンセント450,451,452が接続され、各電源コンセント450,451,452に電気機器や照明機器等の負荷の電源プラグが挿入されることにより、当該電気機器や照明機器等に給電される。
A plurality of
尚、図6に示すブレーカの内部配線は単相二線式配線であるが、単相三線式配線などに対応するように構成されるものであってもよい。 The internal wiring of the breaker shown in FIG. 6 is a single-phase two-wire wiring, but may be configured to correspond to a single-phase three-wire wiring or the like.
ブレーカ430には、JIS規格(JIS C 8370、以下、「JIS規格」と記す。)等の規格に準じて、定格電流を上回る電流に対して通電回路を遮断する引外し装置としての機能が備えられている。
The
例えば、熱動電磁式ブレーカには、過電流が流れることにより回路を遮断する過電流引外し素子としてバイメタルと電磁コイルが備えられている。 For example, a thermal electromagnetic breaker is provided with a bimetal and an electromagnetic coil as an overcurrent tripping element that interrupts the circuit when an overcurrent flows.
定格電流を超過した過電流により温度上昇すると回路が遮断される熱動式動作がバイメタルによって具現化され、過電流が流れると回路を遮断する電磁式動作が電磁コイルによって具現化される。 When the temperature rises due to overcurrent exceeding the rated current, a thermal operation that cuts off the circuit is realized by bimetal, and when overcurrent flows, an electromagnetic operation that cuts off the circuit is realized by an electromagnetic coil.
図7には、周囲基準温度が40℃のときのブレーカの動作時間特性図が示されている。定格電流値に対する供給電流値の比率が横軸に定義され、通電回路を遮断するまでのブレーカの動作時間が縦軸に定義されている。実線Aが電磁式動作時の通電回路遮断までのブレーカ動作時間であり、実線Bが熱動式動作時の通電回路遮断までのブレーカ動作時間である。 FIG. 7 shows an operating time characteristic diagram of the breaker when the ambient reference temperature is 40.degree. The ratio of the supply current value to the rated current value is defined on the horizontal axis, and the operation time of the breaker until the energization circuit is cut off is defined on the vertical axis. The solid line A is the breaker operation time until the energization circuit is cut off during the electromagnetic operation, and the solid line B is the breaker operation time until the energization circuit is cut off during the thermal operation.
例えば、定格電流10Aのブレーカにおいて、ブレーカ温度が40℃で、総電流供給量が10A(100%)であった場合、通電回路が遮断されることはないが、総電流供給量が20A(200%)であった場合、熱動式動作によって約30秒程度で通電回路が遮断される。 For example, in a breaker having a rated current of 10 A, when the breaker temperature is 40 ° C. and the total current supply amount is 10 A (100%), the energization circuit is not interrupted, but the total current supply amount is 20 A (200 %), The energization circuit is cut off in about 30 seconds by the thermal operation.
図8には、ブレーカの温度による動作時間特性図が示されている。周囲基準温度40℃に対して、ブレーカ温度が高温になるに従い、通電回路を遮断するまでのブレーカの動作時間が短縮される特性である。 FIG. 8 shows an operating time characteristic diagram according to the temperature of the breaker. With respect to the ambient reference temperature of 40 ° C., as the breaker temperature becomes higher, the operation time of the breaker until the energization circuit is cut off is shortened.
従って、ブレーカ温度に基づいて図7に示す実線Bの特性を補正することにより、熱動式動作による正確な遮断特性が得られる。 Therefore, by correcting the characteristic of the solid line B shown in FIG. 7 based on the breaker temperature, an accurate cutoff characteristic by the thermal operation can be obtained.
ブレーカの動作時間特性、温度による動作時間特性は、ブレーカの仕様により異なるが、このような特性とブレーカを通流する総電流値及びブレーカ温度を把握することにより、ブレーカの遮断時期を予測することができる。 Breaker operating time characteristics and temperature operating time characteristics vary depending on the circuit breaker specifications, but it is necessary to predict the breaker shut-off time by grasping these characteristics, the total current flowing through the breaker, and the breaker temperature. Can do.
図6に戻り、ブレーカ430には、ブレーカ430の温度を検出するための温度センサ431が備えられ、電力線440には、ブレーカ430に供給されているブレーカ総電流値を計測する電流計434が備えられている。
Returning to FIG. 6, the
また、分電盤410には、上述のブレーカ温度と、ブレーカ総電流値を検知するブレーカ情報監視部432と、ブレーカ情報監視部432により検知された総電流値を外部に送信する送信部433を備えている。
Further, the
送信部433は、充電ケーブル300がコンセント452に挿入されると、充電ケーブル300を介して車両との間でデータ通信する電力線通信インタフェースである。
The
ブレーカ情報監視部432及び送信部433には、CPUと、CPUで実行されるプログラムが格納されたROMと、制御情報が格納されCPUのワーキングエリアとして使用されるRAM等が備えられている。当該ROMには、ブレーカの型式コードが記憶されている。
The breaker
また、ブレーカ情報監視部432と送信部433間には、夫々の制御部での通信を可能にする通信ラインが備えられている。
In addition, a communication line is provided between the breaker
つまり、分電盤410と分電盤410に組み込まれたブレーカ430と、ブレーカ情報監視部432と、送信部433等によって本発明の電源装置が構成されている。
That is, the power distribution device of the present invention is configured by the
図3に示すように、充電装置151は、充電時に外部電源から供給される充電電流を計測するための電流計155が設けられ、充電インレット270と充電装置151との間には、分電盤410に設けた送信部433との間で充電ケーブル300を介して通信する電力線通信部156を備えている。
As shown in FIG. 3, the charging
電力線通信部156は、送信部433から送信された総電流値を受信する受信部と、PIHV−ECU10にブレーカの動作特性情報等を送信する送信部を備えている。
The power
電力線通信部156が受信した、電源装置410から入力され、ブレーカ430を介して供給される総電流値は、PIHV−ECU10に備えられた記憶部としてのRAMに記憶される。
The total current value received by the power
尚、電力線通信部156はPIHV−ECU10に組み込まれるものであってもよいし、充電装置151に組み込まれるものであってもよい。
The power
PIHV−ECU10により充電制御が開始された後に、他のコンセント450、451へ接続された電気機器へ供給される電流と、蓄電装置150へ供給される電流の合計である総電流値がブレーカ430の容量を超過すると、ブレーカ430が作動して、充電制御が中断される虞がある。
After the charge control is started by the PIHV-
そこで、本発明による制御装置としてのPIHV−ECU10は、ブレーカ430の特性情報等を取得して、定格電流値を超過しない電流範囲での供給をするように制御する。
Therefore, the PIHV-
図4、図5及び図10に示すように、PIHV−ECU10は、図5に示す時刻t4でシステムメインリレーRY2をオンした後に(SB1)、電力線通信部156を介して、ブレーカ430の送信部433からブレーカ430の型式コードを受信する(SB2)。
As shown in FIGS. 4, 5, and 10, the PIHV-
PIHV−ECU10に備えたROMには、複数の型式コードに対応した図7及び図8に示すブレーカの動作特性データが格納されており、PIHV−ECU10は受信した型式コードに対応するブレーカの動作特性データを特定する(SB3)。
The ROM provided in the PIHV-
PIHV−ECU10は、充電処理を開始した後、所定時間間隔、例えば100msec.間隔で電力線通信部156を介してブレーカ温度と総電流値を受信してRAMに記憶し、ブレーカ温度により補正したブレーカ430の動作特性データとRAMに記憶した総電流値に基づいて、ブレーカの遮断を予測するブレーカ遮断予測処理を実行する(SB4)。
After starting the charging process, the PIHV-
PIHV−ECU10は、ブレーカ遮断予測処理を実行する際に、総電流値がブレーカ430の動作特性データに基づくブレーカ遮断電流に近づくと、電力線通信部156との通信間隔を短くなるように設定してもよい。例えば、95%程度の閾値を設定し、総電流値が閾値を超えると、50msec.間隔で電力線通信部156からブレーカ温度と総電流値を受信するように、通信間隔を切り替えるのである。急激な総電流値の変動に対応するためである。
When the PIHV-
PIHV−ECU10は、ブレーカ遮断予測処理の結果、ブレーカ430の作動が予測される場合に(SB5)、現在の総電流値が定格電流値を超えない充電電流値となるように調整する必要がある。従って、CHG−ECU20に出力する充電指令値であるPWM信号のデューティ比を調整して、ブレーカ430が遮断されないように充電電流値が小さくなるよう制御する(SB6)。
When the operation of the
上述した交流電流値を算出する処理を簡素化するため、充電電流を交流入力電流に換算する換算式をPIHV−ECU10のROMに備え、PIHV−ECU10が換算式に基づいて交流の充電電流値を算出するように構成すればよい。
In order to simplify the process of calculating the AC current value described above, a conversion formula for converting the charging current into the AC input current is provided in the ROM of the PIHV-
例えば、ブレーカ430及び充電ケーブル300の容量が10Aの場合には、PWM信号のデューティ比0%から100%の間を、充電電流0Aから昇降圧コンバータ200が入力電流値に対して出力可能な最大電流値に割り付けて、充電電流値が規定される。
For example, when the capacities of the
このとき、充電指令値が10Aに設定され、総電流値が10Aを超過していると、PIHV−ECU10によってブレーカが遮断されるまでの時間が予測され、その時間内に、総電流値が10A以下に収まるようにPWM信号のデューティ比を小さく設定する充電電流調整処理が実行されるのである。尚、ブレーカが遮断されるまでの予測時間内であれば、現在の充電電流を維持することも可能である。また、予測時間は通信による遅延時間を加味して判断される。
At this time, if the charge command value is set to 10 A and the total current value exceeds 10 A, the time until the breaker is shut off by the PIHV-
つまり、充電電流調整処理とは、ブレーカ遮断予測処理により、ブレーカの作動が予測される場合に、充電処理による充電電流を可変に調整する処理である。 That is, the charging current adjustment process is a process of variably adjusting the charging current by the charging process when the breaker operation is predicted by the breaker cutoff prediction process.
また、PIHV−ECU10は、総電流値が10Aを下回り、ブレーカが作動する虞が無い場合には、充電可能な最大値で充電するようにPWM信号のデューティ比を調整する(SB7)。
In addition, when the total current value is less than 10 A and there is no possibility that the breaker will operate, the PIHV-
尚、ブレーカ遮断予測処理で採用される充電電流値は、PIHV−ECU10から出力される充電指令値、CHG−ECU20から入力される充電電流値の何れを用いてもよいが、双方の値が異なる場合には、大きい方の値を採用すればよい。
Note that the charging current value employed in the breaker cutoff prediction process may be either the charging command value output from the PIHV-
さらに、充電電流を供給するために電力変換部20aへの交流の入力電流値を採用するものであってもよい。この場合には、電力変換部20aに交流電流計を設けて、その値をCHG−ECU20からPIHV−ECU10に送信するように構成すればよい。
Further, an AC input current value to the
上述においては、PIHV−ECU10は、充電電流値の初期値として充電可能な最大値に設定し、ブレーカの作動が予測される場合に、ブレーカが作動する虞の無い充電電流値まで減少させ、ブレーカの作動する虞が無くなると充電可能な最大値に戻して充電する構成を説明したが、以下のような構成であってもよい。
In the above description, the PIHV-
例えば深夜時間において、PIHV−ECU10は、充電開始時刻から電気料金が安価である深夜電力時間帯の終了時刻までを充電可能時間として算出し、充電可能時間内で目標充電状態までの充電が可能となる平均値として算出した充電電流値を初期値として設定して充電制御するように、CHG−ECU20に充電指令を出力する構成でもよい。
For example, at midnight time, the PIHV-
また、ユーザーが充電開始時刻、及び充電完了時刻の何れかを指定し、充電開始時刻から充電完了時刻までを充電可能時間として、上述と同様に算出した充電電流値を初期値として設定し、充電制御を実行する構成でもよい。 In addition, the user designates either the charging start time or the charging completion time, sets the charging current value calculated in the same manner as described above as an initial value from the charging start time to the charging completion time, and sets the charging It may be configured to execute control.
この時に、上述した充電可能時間内に、同一給電系統の他の電気機器の消費電流量が増加して、車両の充電電流値を減少させる場合がある。そこで、再び他の電気機器の消費電流量が減少した時に、車両が充電電流値を増加することが可能な時刻から深夜電力時間帯の終了時刻までを充電可能時間として再度算出し、上述と同様に充電電流値を設定して充電制御を実行すればよい。 At this time, the consumed current amount of other electric devices in the same power feeding system may increase within the above-described chargeable time, and the charging current value of the vehicle may be decreased. Therefore, when the amount of current consumption of other electrical devices decreases again, the time from when the vehicle can increase the charging current value to the end time of the midnight power time zone is calculated again as the chargeable time, and the same as above The charging current value may be set to, and charging control may be executed.
更に、充電時に総電流値と充電電流値を充電時間帯毎で分割してRAMに記憶する処理を所定期間(例えば、1週間)継続し、充電時間帯を例えば1時間毎に分割して、充電電流値、または総電流値と充電電流値の差分値を平均値として算出し、メモリに記憶する学習処理を実行し、次回の充電開始時に当該学習結果に基づいて、時間毎の充電電流の平均値、または定格電流値から総電流値と充電電流値の差分の平均値を充電電流値として設定し、上述したような充電制御を実行する構成であってもよい。 Furthermore, the process of dividing the total current value and the charging current value for each charging time zone and storing them in the RAM at the time of charging is continued for a predetermined period (for example, one week), and the charging time zone is divided, for example, every hour, The charging current value or the difference value between the total current value and the charging current value is calculated as an average value, a learning process stored in the memory is executed, and the charging current for each hour is calculated based on the learning result at the start of the next charging. The average value or the average value of the difference between the total current value and the charging current value from the rated current value may be set as the charging current value, and the above-described charging control may be executed.
尚、上述の平均値には、例えば1時間毎に平均化した値を充電処理毎に算出し平均化した値でもよいし、所定時間内における最低値を充電処理毎に記憶して平均化した値、または所定時間内にサンプリングされた任意の値を平均化した値であってもよい。また、上述したメモリは、不揮発メモリや、常時電源が供給されるメモリであればよい。 The above average value may be, for example, a value averaged every hour and calculated and averaged for each charging process, or the lowest value within a predetermined time is stored and averaged for each charging process. It may be a value or a value obtained by averaging arbitrary values sampled within a predetermined time. The memory described above may be a non-volatile memory or a memory to which power is constantly supplied.
前述した目標充電状態までの充電を優先させて充電電流値を設定する構成では、突発的な総電流値の増加によってブレーカ430が遮断される可能性が高くなるのに対し、上述した学習処理を実行するように構成されていれば、ブレーカ430が遮断する虞が低減し、より安全に車両に搭載された蓄電装置150への充電を実行することができる。
In the configuration in which the charging current value is set by giving priority to the charging up to the target charging state described above, there is a high possibility that the
PIHV−ECU10に備えたROMに、複数の型式コードに対応したブレーカの動作特性データを格納する構成に替えて、複数の型式コードに対応したブレーカの動作特性データを格納するデータベースを外部のデータセンタに設置し、PIHV−ECU10が電源装置の送信部433から受信した型式コードに対応するブレーカの動作特性データを、携帯電話に搭載されているBluetooth(ブルートゥース:商標登録)を経由した携帯電話回線網や、公衆回線網、インタネット等の通信ネットワークを介して、データセンタからダウンロードし、PIHV−ECU10に備えたSRAMに格納するように構成してもよい。
In place of storing the operation characteristic data of the breaker corresponding to the plurality of model codes in the ROM provided in the PIHV-
携帯電話回線網を利用する場合には、携帯電話に搭載されているBluetooth(ブルートゥース:商標登録)を経由して通信するインタフェースを設ければよく、電力線通信部156を介してインタネットに接続するように構成してもよい。
When using a cellular phone network, an interface for communicating via Bluetooth (registered trademark) mounted on the cellular phone may be provided, and the Internet may be connected via the power
さらに、ブレーカ情報監視部432または送信部433に、ブレーカ430の動作特性データを格納したROMを組み込み、PIHV−ECU10が、充電処理のためにシステムメインリレーRY2をオンした後に、電力線通信部156を介して電源装置から動作特性データを入手して、SRAMに格納するように構成してもよい。
Further, a ROM storing operation characteristic data of the
つまり、PIHV−ECU10によって、車両外部の電源装置410から充電ケーブル300を介して供給される電力により車両に搭載された蓄電装置150を充電制御する制御装置であって、電源装置410に組み込まれるブレーカ430の動作特性データが格納される記憶部と、蓄電装置150の充電状態が目標充電状態になるように充電電流を制御する充電処理と、記憶部に記憶された動作特性データと、電源装置410から入力され、ブレーカを介して供給される総電流値に基づいて、ブレーカ430の遮断を予測するブレーカ遮断予測処理と、ブレーカ遮断予測処理により、ブレーカ430の作動が予測される場合に、充電処理による充電電流を可変に調整する充電電流調整処理とを実行する制御部とを備えている制御装置が構成されている。
In other words, the PIHV-
また、PIHV−ECU10と電源装置410によって、車両外部の電源装置410から充電ケーブル300を介して供給される電力により車両に搭載された蓄電装置150を充電制御する制御システムであって、ブレーカ430と、ブレーカ430を通流する総電流値を外部に送信する送信部433が組み込まれた電源装置410と、送信部433から送信された総電流値を受信する受信部156と、ブレーカ430の動作特性データが格納される記憶部と、蓄電装置150の充電状態を目標充電状態になるように充電電流を制御する充電処理と、記憶部に記憶された動作特性データと、受信部156で受信された総電流値に基づいて、ブレーカ430の遮断を予測するブレーカ遮断予測処理と、ブレーカ遮断予測処理により、ブレーカ430の遮断が予測される場合に、充電処理による充電電流を可変に調整する充電電流調整処理と、を実行する制御部とを備えた制御装置とから構成される制御システムが構成されている。
The PIHV-
上述における充電電流調整処理では、PIHV−ECU10からCHG−ECU20へ送信されるPWM信号のデューティー比に対応して電力変換部20aから出力される充電電流値を制御する構成を説明したが、PIHV−ECU10は、電圧を充電指定値とし、充電電圧を調整して制御することで充電電流調整処理を実行する構成でもよい。
In the charging current adjustment process described above, the configuration for controlling the charging current value output from the
また、ブレーカ430及び充電ケーブル300の電流容量が一致していない虞もあるが、その場合には最小の電流容量値を採用することにより、正常に充電を実行することが可能となる。
In addition, there is a possibility that the current capacities of the
上述したPIHV−ECU10は、単一のマイクロコンピュータが組み込まれて構成された場合を説明したが、PIHV−ECU10に複数のマイクロコンピュータを組み込んでもよい。例えば、第一給電系統180に接続され、常時給電される第一のマイクロコンピュータと、第二給電系統181に接続され、第一のマイクロコンピュータにより制御される電源リレーRY1によって給電される第二のマイクロコンピュータを備え、二つのマイクロコンピュータがローカルの通信ラインで接続される構成でもよい。
The above-described PIHV-
つまり、第一のマイクロコンピュータは、ケーブル接続信号PISWの検出により待機状態から復帰し、電源リレーRY1を制御して第二給電系統181への給電を制御することで、第二のマイクロコンピュータを起動するとともに、充電可能であることを上述の通信ラインを介して報知する。
That is, the first microcomputer returns from the standby state upon detection of the cable connection signal PISW, and controls the power supply relay RY1 to control power supply to the second
第二のマイクロコンピュータは、充電可能であることを検知すると、上述処理と同様にCPLT信号をモニタして充電処理を制御し、充電が完了すれば第二のマイクロコンピュータに充電が完了したことを通信ラインを介して報知し、各ECUと自身のシャットダウン処理を行い、第一のマイクロコンピュータは第二のマイクロコンピュータのシャットダウン処理が完了すれば、電源リレーRY1をオフし、待機状態に移行すればよい。 When the second microcomputer detects that charging is possible, it monitors the CPLT signal in the same way as the above process and controls the charging process. When the charging is completed, the second microcomputer confirms that the charging is completed. When the first microcomputer completes the shutdown process of the second microcomputer, the power supply relay RY1 is turned off and the standby state is entered. Good.
このように構成すれば、待機中の消費電力を一層低減できる。 With this configuration, power consumption during standby can be further reduced.
また、上述した記憶部は、ROM、またはRAMとして説明したが、マイクロコンピュータ内部や外部に備えられたメモリを使用するものでもよい。また、不揮発性メモリや、常時電源が供給されているメモリであっても、データを記憶できる媒体であれば構わない。 Further, although the above-described storage unit has been described as a ROM or a RAM, a memory provided inside or outside the microcomputer may be used. Further, a non-volatile memory or a memory to which power is constantly supplied may be any medium that can store data.
上述した実施形態では、いずれもプラグインハイブリッド車について説明したが、本発明は、その他の形式のハイブリッド車にも適用可能である。 In the above-described embodiments, the plug-in hybrid vehicle has been described. However, the present invention can also be applied to other types of hybrid vehicles.
例えば、第一MG110を駆動するためにのみエンジン100を用い、第二MG120のみで車両の駆動力を発生する、所謂シリーズ型のハイブリッド車や、エンジン100で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車や、エンジン100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車等にも、本発明は適用可能である。
For example, a so-called series-type hybrid vehicle that uses the
さらに、エンジン100を備えずに電力で走行するモータのみを備えた電気自動車や、燃料電池を搭載した車両であっても、さらに蓄電装置を備えている燃料電池車であっても、プラグイン車両であれば本発明を適用することができる。
Furthermore, even if it is an electric vehicle provided only with a motor that does not have the
上述の実施形態は何れも一具体例であり、各部の具体的な回路構成、制御構成は、本発明の作用効果を奏する範囲で適宜変更設計可能である。 Each of the above-described embodiments is a specific example, and the specific circuit configuration and control configuration of each unit can be appropriately changed and designed within the scope of the effects of the present invention.
1:プラグインハイブリッド車
150:蓄電装置
151:充電装置
156:電力線通信部(受信部)
10:システム制御部(PIHV−ECU)
20:充電ECU(CHG−ECU)
300:充電ケーブル
410:電源装置(分電盤)
430:ブレーカ
433:送信部
PISW:接続信号(ケーブル接続信号)
IGSW:システムスイッチ(イグニッションスイッチ)
RY1:電源リレー回路(電源リレー)
RY2:システムメインリレー
1: Plug-in hybrid vehicle 150: power storage device 151: charging device 156: power line communication unit (reception unit)
10: System control unit (PIHV-ECU)
20: Charging ECU (CHG-ECU)
300: Charging cable 410: Power supply device (distribution panel)
430: Breaker 433: Transmitter PISW: Connection signal (cable connection signal)
IGSW: System switch (ignition switch)
RY1: Power relay circuit (power relay)
RY2: System main relay
Claims (5)
電源装置に組み込まれるブレーカの動作特性データが格納される記憶部と、
蓄電装置の充電状態が目標充電状態になるように充電電流を制御する充電処理と、
記憶部に記憶された動作特性データと、電源装置から入力され、ブレーカを介して供給される総電流値に基づいて、ブレーカの遮断を予測するブレーカ遮断予測処理と、
ブレーカ遮断予測処理により、ブレーカの作動が予測される場合に、充電処理による充電電流を可変に調整する充電電流調整処理と、
を実行する制御部と、
を備えている制御装置。 A control device that controls charging of a power storage device mounted on a vehicle with electric power supplied from a power supply device outside the vehicle via a charging cable,
A storage unit for storing operation characteristic data of a breaker incorporated in the power supply device;
A charging process for controlling the charging current so that the charging state of the power storage device becomes the target charging state;
Breaker cutoff prediction processing for predicting breaker cutoff based on the operating characteristic data stored in the storage unit and the total current value input from the power supply device and supplied via the breaker;
A charge current adjustment process that variably adjusts the charge current by the charge process when the breaker operation is predicted by the breaker cutoff prediction process,
A control unit for executing
A control device comprising:
ブレーカと、ブレーカを通流する総電流値を外部に送信する送信部が組み込まれた電源装置と、
送信部から送信された総電流値を受信する受信部と、ブレーカの動作特性データが格納される記憶部と、蓄電装置の充電状態を目標充電状態になるように充電電流を制御する充電処理と、記憶部に記憶された動作特性データと、受信部で受信された総電流値に基づいて、ブレーカの遮断を予測するブレーカ遮断予測処理と、ブレーカ遮断予測処理により、ブレーカの遮断が予測される場合に、充電処理による充電電流を可変に調整する充電電流調整処理と、を実行する制御部とを備えた制御装置と、
から構成される制御システム。 A control system that controls charging of a power storage device mounted on a vehicle with power supplied from a power supply device outside the vehicle via a charging cable,
A power supply device incorporating a breaker and a transmission unit for transmitting a total current value flowing through the breaker to the outside;
A receiving unit that receives the total current value transmitted from the transmitting unit, a storage unit that stores operation characteristic data of the breaker, and a charging process that controls the charging current so that the charging state of the power storage device becomes the target charging state; Based on the operating characteristic data stored in the storage unit and the total current value received by the receiving unit, the breaker cutoff prediction process for predicting the breaker cutoff and the breaker cutoff prediction process are predicted. A control device including a control unit that executes a charging current adjustment process for variably adjusting a charging current by the charging process, and
A control system consisting of
電源装置に組み込まれるブレーカの動作特性データを記憶部に記憶する動作特性記憶処理と、
蓄電装置の充電状態が目標充電状態になるように充電電流を制御する充電処理と、
記憶部に記憶された動作特性データと、電源装置から供給され、ブレーカを介して供給される総電流値に基づいて、ブレーカの遮断を予測するブレーカ遮断予測処理と、
ブレーカ遮断予測処理により、ブレーカの作動が予測される場合に、充電処理による充電電流を可変に調整する充電電流調整処理と、
を実行する制御方法。 A control method for controlling charging of a power storage device mounted on a vehicle with electric power supplied via a charging cable from a power supply device outside the vehicle,
Operation characteristic storage processing for storing operation characteristic data of a breaker incorporated in the power supply device in a storage unit;
A charging process for controlling the charging current so that the charging state of the power storage device becomes the target charging state;
Breaker cut-off prediction processing for predicting breaker cut-off based on the operation characteristic data stored in the storage unit and the total current value supplied from the power supply device and supplied through the breaker;
A charge current adjustment process that variably adjusts the charge current by the charge process when the breaker operation is predicted by the breaker cutoff prediction process,
Control method to execute.
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