JP2014138536A - 車両電源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の駐車時間に応じて、複数の蓄電装置を有する車両の一の蓄電装置から他の蓄電装置への充電を行うための蓄電量を確保することが可能な車両電源装置を提供する。
【解決手段】本車両電源装置は、2以上の蓄電装置を備えた車両の一の蓄電装置が給電可能蓄電状態である場合には、前記一の蓄電装置から他の蓄電装置に充電を行うことができる、車両電源装置であって、過去の駐車時間の履歴に基づいて、前記車両の平均駐車時間を算出する第1の手段と、前記平均駐車時間に応じて、前記一の蓄電装置の蓄電割合の制御を行う第2の手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図4
【解決手段】本車両電源装置は、2以上の蓄電装置を備えた車両の一の蓄電装置が給電可能蓄電状態である場合には、前記一の蓄電装置から他の蓄電装置に充電を行うことができる、車両電源装置であって、過去の駐車時間の履歴に基づいて、前記車両の平均駐車時間を算出する第1の手段と、前記平均駐車時間に応じて、前記一の蓄電装置の蓄電割合の制御を行う第2の手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図4
Description
本発明は、複数の蓄電装置を有する車両電源装置に関する。
例えば、ハイブリッド自動車または電気自動車では、駆動モータはメインバッテリから供給される電力により稼動される。そして、駆動モータ以外にランプ、ターンシグナル、ワイパーなど補機と呼ばれる装置が備えられている。これら補機は、低い電圧で稼動するので、駆動モータ用のメインバッテリとは別に、低電圧の電力を供給する補機用バッテリが備えられているのが通例である。また、例えば、内燃機関のみを動力源とする車両でも、燃費改善等を目的として、回生制動手段を備える場合があり、回生制動時の回生電力を効率よく蓄電するために、補機バッテリとは別に、回生用のバッテリが備えられているものもある。
従来から、これらの二つの蓄電装置を有する車両では、一つの蓄電装置から、必要な場合には、DCDCコンバータ等の電圧変換装置を通して、他の蓄電装置に充電が行われる場合がある(例えば、特許文献1参照)。
例えば、ハイブリッド自動車では、休日のみ利用されることが多い場合、駐車時間が長くなるため、駐車中の待機電力による補機バッテリの過放電を防止する目的で、所定時間以上の駐車時間を経過するとメインバッテリから補機バッテリへの充電が行われる場合がある。
しかしながら、上述した場合において、一つの蓄電装置に十分な蓄電量がない場合には、他の蓄電装置への充電を行うことはできない。例えば、ハイブリッド自動車において、駆動モータによる走行が頻繁に行われると、メインバッテリの蓄電量が大きく減少するため、その後、長期間駐車したとしてもメインバッテリから補機バッテリへの充電を行うことができない場合がある。
また、予め長時間駐車される場合を想定して、一つの蓄電装置の蓄電量が多めになるように制御することも考えられるが、この場合、駐車時間の短いユーザの車両については、一つの蓄電装置の蓄電割合が高めで制御されることによる弊害を生じる場合がある。例えば、ハイブリッド自動車において、メインバッテリの蓄電割合が高いと回生制動時の回生電力を受電する効率が落ちるため、燃費性能が悪化することになる。
そこで、上記課題に鑑み、車両の駐車時間に応じて、複数の蓄電装置を有する車両の一の蓄電装置から他の蓄電装置への充電を行うための蓄電量を確保することが可能な車両電源装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、実施の形態において、本車両電源装置は、
2以上の蓄電装置を備えた車両の一の蓄電装置が給電可能蓄電状態である場合には、前記一の蓄電装置から他の蓄電装置に充電を行うことができる、車両電源装置であって、
過去の駐車時間の履歴に基づいて、前記車両の平均駐車時間を算出する第1の手段と、
前記平均駐車時間に応じて、前記一の蓄電装置の蓄電割合の制御を行う第2の手段と、
を有することを特徴とする。
2以上の蓄電装置を備えた車両の一の蓄電装置が給電可能蓄電状態である場合には、前記一の蓄電装置から他の蓄電装置に充電を行うことができる、車両電源装置であって、
過去の駐車時間の履歴に基づいて、前記車両の平均駐車時間を算出する第1の手段と、
前記平均駐車時間に応じて、前記一の蓄電装置の蓄電割合の制御を行う第2の手段と、
を有することを特徴とする。
本実施の形態によれば、車両の駐車時間に応じて、一の蓄電装置から他の蓄電装置への充電するための蓄電量を確保することが可能な車両電源装置を提供することができる。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
[第1の実施形態]
図1は第1の実施形態に係る車両電源装置を備えるハイブリッド自動車のブロック図である。
図1は第1の実施形態に係る車両電源装置を備えるハイブリッド自動車のブロック図である。
図1を参照するに、車両電源装置100は、車両電源装置ECU101、駐車時間ECU102、一の蓄電装置としてのメインバッテリ(主バッテリ)103、電圧変換装置104、他の蓄電装置としての補機バッテリ105を有する。
なお、メインバッテリ103は、別々に蓄電量等の制御が行われる複数のメインバッテリで構成することも可能であり、補機バッテリ105についても同様である。
なお、メインバッテリ103は、別々に蓄電量等の制御が行われる複数のメインバッテリで構成することも可能であり、補機バッテリ105についても同様である。
ハイブリッド自動車が一般に備える要素としては、駆動装置110、エンジン120、ジェネレータ(発電機)130、発電用インバータ140、駆動モータ150、駆動用インバータ160、イグニッションスイッチ170、補機180、外部電源190等がある。
車両電源装置ECU101には、メインバッテリ103、補機バッテリ105等からの信号、例えば、メインバッテリ103、補機バッテリ105の蓄電割合等の信号が入力される。
そして、車両電源装置ECU101は、メインバッテリ103、補機バッテリ105、エンジン120、ジェネレータ130、駆動モータ150等に制御信号を出力し、メインバッテリ103の蓄電割合の制御やメインバッテリ103から補機バッテリ105への充電の制御等を行う。
そして、車両電源装置ECU101は、メインバッテリ103、補機バッテリ105、エンジン120、ジェネレータ130、駆動モータ150等に制御信号を出力し、メインバッテリ103の蓄電割合の制御やメインバッテリ103から補機バッテリ105への充電の制御等を行う。
具体的には、走行中のメインバッテリ103の蓄電割合が所定の目標値となるように、駆動モータ150への電力の流出、ジェネレータ130からの発電電力の流入、回生制動時の駆動モータ150からの回生電力の流入等の電力の出入を制御する。
これは、蓄電割合を目標値に保つことにより、駆動モータ150を稼動する蓄電量を確保しつつ、回生制動時の回生電力をより多く受電し、燃費性能を向上させることができるためである。
ここで、回生制動とは、駆動装置110が駆動モータ150を稼動することにより、駆動モータ150が発電機として機能し、車両の運動エネルギーを駆動モータ150の発電による電気エネルギーに変換することで、車両の制動が行われることをいう。具体的には、駆動モータ150が発電するときの回転抵抗が制動力として利用される。
なお、車両電源装置ECU101は、後述する第2の実施形態に係る電気自動車の場合と同様に、メインバッテリ103の蓄電割合が所定の上限値以下になるように制御することも行う。
加えて、メインバッテリ103が給電可能蓄電状態である場合には、メインバッテリ103から補機バッテリ105への充電をする等の制御を行う。なお、給電可能蓄電状態とは、メインバッテリ103の蓄電量が所定の割合以上である状態をいう。
なお、車両電源装置ECU101は、例えば、ハイブリッド自動車全体を制御するECUで構成することも可能である。また、車両電源装置ECU101は、メインバッテリ103、電圧変換装置104、補機バッテリ105等を個別に制御するECUとの組み合わせで構成することも可能である。
これは、蓄電割合を目標値に保つことにより、駆動モータ150を稼動する蓄電量を確保しつつ、回生制動時の回生電力をより多く受電し、燃費性能を向上させることができるためである。
ここで、回生制動とは、駆動装置110が駆動モータ150を稼動することにより、駆動モータ150が発電機として機能し、車両の運動エネルギーを駆動モータ150の発電による電気エネルギーに変換することで、車両の制動が行われることをいう。具体的には、駆動モータ150が発電するときの回転抵抗が制動力として利用される。
なお、車両電源装置ECU101は、後述する第2の実施形態に係る電気自動車の場合と同様に、メインバッテリ103の蓄電割合が所定の上限値以下になるように制御することも行う。
加えて、メインバッテリ103が給電可能蓄電状態である場合には、メインバッテリ103から補機バッテリ105への充電をする等の制御を行う。なお、給電可能蓄電状態とは、メインバッテリ103の蓄電量が所定の割合以上である状態をいう。
なお、車両電源装置ECU101は、例えば、ハイブリッド自動車全体を制御するECUで構成することも可能である。また、車両電源装置ECU101は、メインバッテリ103、電圧変換装置104、補機バッテリ105等を個別に制御するECUとの組み合わせで構成することも可能である。
駐車時間ECU102は、車載LAN(不図示)を経由して、イグニッションスイッチ170の信号を検出し、イグニッションオフ後から次回のイグニッションオンまでの時間を計時し、この時間を駐車時間として履歴的に不揮発性記憶装置(不図示)等に記憶させる。
そして、駐車時間ECU102は、イグニッションオン後に、不揮発性記憶装置等に記憶された過去の駐車時間の履歴に基づいて、後述する平均駐車時間を算出し、車両電源装置ECU101に出力する。
なお、過去の駐車時間の履歴が利用でき、それに基づいて、前記平均駐車時間が算出可能な構成であれば、駐車時間ECU102を有する構成には限られない。例えば、車両と車両外に設けられたサーバ(不図示)とが通信可能な構成において、イグニッションオフとイグニッションオンの時刻をサーバが前記自動車との通信により取得可能で、それらの時刻の差を駐車時間としてサーバが履歴的に記憶する構成等にしてもよい。
そして、駐車時間ECU102は、イグニッションオン後に、不揮発性記憶装置等に記憶された過去の駐車時間の履歴に基づいて、後述する平均駐車時間を算出し、車両電源装置ECU101に出力する。
なお、過去の駐車時間の履歴が利用でき、それに基づいて、前記平均駐車時間が算出可能な構成であれば、駐車時間ECU102を有する構成には限られない。例えば、車両と車両外に設けられたサーバ(不図示)とが通信可能な構成において、イグニッションオフとイグニッションオンの時刻をサーバが前記自動車との通信により取得可能で、それらの時刻の差を駐車時間としてサーバが履歴的に記憶する構成等にしてもよい。
メインバッテリ103は、駆動モータ150を稼動する高電圧(一般に100V以上)の蓄電装置であり、回生制動時には駆動モータ150の回生電力を充電する。
また、メインバッテリ103は、給電可能蓄電状態、すなわち、蓄電量が所定の割合以上である場合には、補機バッテリ105に電流を供給することができる。所定の割合以上にするのは、駆動モータ150を稼動する蓄電量を確保すること、比較的劣化が進行しやすい領域までメインバッテリ103の蓄電量が低下するのを防止すること等のためである。
なお、メインバッテリ103は、二次電池、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等であるが、これらに限定されるものではない。
また、メインバッテリ103は、給電可能蓄電状態、すなわち、蓄電量が所定の割合以上である場合には、補機バッテリ105に電流を供給することができる。所定の割合以上にするのは、駆動モータ150を稼動する蓄電量を確保すること、比較的劣化が進行しやすい領域までメインバッテリ103の蓄電量が低下するのを防止すること等のためである。
なお、メインバッテリ103は、二次電池、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等であるが、これらに限定されるものではない。
電圧変換装置104は、例えば、DCDCコンバータ等であり、高電圧のメインバッテリ103から低電圧(一般に12V)の補機バッテリに充電するため、電圧を降圧する。
補機バッテリ105は、補機180を稼動させるための低電圧の蓄電装置である。
なお、補機バッテリ105は、二次電池、例えば、鉛バッテリ等であるが、これに限定されるものではない。
なお、補機バッテリ105は、二次電池、例えば、鉛バッテリ等であるが、これに限定されるものではない。
駆動装置110は、エンジン120および/または駆動モータ150からの動力を元にして車両を駆動させる装置であり、例えば、減速機、車軸、タイヤ等を含むものである。
ジェネレータ130は、エンジン120により稼動される発電機であり、発電電力はメインバッテリ103に充電される。
発電用インバータ140は、ジェネレータ130で発電された交流電力をメインバッテリ103に充電する場合に直流へ変換する。
駆動モータ150は、駆動装置110を介して、車両を駆動するモータであり、メインバッテリ103から供給される電力により稼動される。また、回生制動時には、発電機として回生電力を発生し、メインバッテリ103に充電をする。
駆動用インバータ160は、メインバッテリ103から駆動モータ150に電力が供給される場合に直流を交流に変換し、逆に、回生制動時に駆動モータ110で発生した回生電力がメインバッテリ103に充電される場合に交流を直流に変換をする。
イグニッションスイッチ170は、イグニッションオンまたはオフの信号を出力する。
補機180は、補機バッテリにより稼動し、例えば、ヘッドランプ、エアコン、カーナビ、ワイパー、ターンシグナル、ハザード等である。
外部電源190は、前記自動車がプラグインハイブリッド自動車である場合に、メインバッテリ103に車両の外部から充電可能な電源である。
次に、車両電源装置ECU101および駐車時間ECU102で行われる制御ステップ、特に過去の駐車時間の履歴に基づく制御ステップを図4のフローチャートを用いて説明する。
なお、この制御ステップは、イグニッションオンのたびに繰り返し実行される。
なお、この制御ステップは、イグニッションオンのたびに繰り返し実行される。
ステップS1では、イグニッションオンにより、制御が開始される。
ステップS2では、前記過去の駐車時間の履歴に基づいて、前記自動車の平均駐車時間を算出する。
ステップS2について、具体的に説明をする。
不揮発性記憶装置(不図示)等に記憶された過去の駐車時間の履歴から駐車時間ECU102が平均駐車時間を算出する。
不揮発性記憶装置(不図示)等に記憶された過去の駐車時間の履歴から駐車時間ECU102が平均駐車時間を算出する。
平均駐車時間は、過去の駐車時間の履歴の平均値であるが、過去の駐車時間の履歴のうち、所定の条件を満たす履歴の平均値とすることもできる。
所定の条件を用いる場合としては、以下の例が挙げられる。
(1)α1未満の駐車時間は、買い物等による短時間の駐車時間として、平均値取得の計算から除外し、過去の駐車時間の履歴のうち、α1以上の駐車時間の履歴の平均値とする。これにより、長期間駐車するが、使用するときは、様々な場所を回って駐車回数が多いようなユーザの前記自動車について、実態に即した長期間の駐車時間として平均駐車時間を算出することができる。
(2)α2以上の駐車時間が経過した場合に、駐車時間中のメインバッテリ103から補機バッテリ105への充電を行う制御をする場合、過去の駐車時間の履歴のうち、α2以上の駐車時間の履歴の平均値とする。これにより、充電が必要とされる長期間の駐車を行う可能性のあるユーザの前記自動車について、長期間の駐車が行われる場合の平均駐車時間を算出することができる。
(3)前記自動車がプラグインハイブリッド自動車である場合に、過去の駐車時間の履歴のうち、駐車中に外部電源190からの充電を行っていない履歴の平均値とする。これにより、外部からの電源供給がない状況での平均駐車時間を算出することができる。
所定の条件を用いる場合としては、以下の例が挙げられる。
(1)α1未満の駐車時間は、買い物等による短時間の駐車時間として、平均値取得の計算から除外し、過去の駐車時間の履歴のうち、α1以上の駐車時間の履歴の平均値とする。これにより、長期間駐車するが、使用するときは、様々な場所を回って駐車回数が多いようなユーザの前記自動車について、実態に即した長期間の駐車時間として平均駐車時間を算出することができる。
(2)α2以上の駐車時間が経過した場合に、駐車時間中のメインバッテリ103から補機バッテリ105への充電を行う制御をする場合、過去の駐車時間の履歴のうち、α2以上の駐車時間の履歴の平均値とする。これにより、充電が必要とされる長期間の駐車を行う可能性のあるユーザの前記自動車について、長期間の駐車が行われる場合の平均駐車時間を算出することができる。
(3)前記自動車がプラグインハイブリッド自動車である場合に、過去の駐車時間の履歴のうち、駐車中に外部電源190からの充電を行っていない履歴の平均値とする。これにより、外部からの電源供給がない状況での平均駐車時間を算出することができる。
また、平均値は単純な加算平均ではなく、新しい履歴の駐車時間に重みを付けた加重平均値とすることもできる。
これにより、例えば、最近になって、長期間の駐車が行われるようになった場合に、新しい状況に即した長期間の平均駐車時間を算出することができる。
これにより、例えば、最近になって、長期間の駐車が行われるようになった場合に、新しい状況に即した長期間の平均駐車時間を算出することができる。
ステップS3では、ステップS2で算出された前記平均駐車時間に応じて、車両電源装置ECU101がメインバッテリ103の蓄電割合の制御をする。
ステップS3について、具体的に説明する。
前述のとおり、車両電源装置ECU101は、走行中のメインバッテリ103の蓄電割合が所定の目標値となるように制御する。
例えば、前記平均駐車時間が長い場合には、蓄電割合の目標値を高めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をし、前記平均駐車時間が短い場合には、蓄電割合の目標値を低めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をする。
加えて、例えば、蓄電割合の目標値が高く設定されている前記自動車では、前記平均駐車時間が短いほど、蓄電割合の目標値を低めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をすることができる。
さらに、例えば、蓄電割合の目標値が低く設定されている前記自動車では、前記平均駐車時間が長いほど、蓄電割合の目標値を高めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をすることができる。
これらにより、駐車時間が長い前記自動車では、長期間の駐車中にメインバッテリ103から補機バッテリ105への充電が可能な蓄電量を確保することができる。一方、駐車時間が短い前記自動車では、低い蓄電割合の目標値でメインバッテリ103の制御を行うため、燃費性能の維持または向上等を図ることができる。
前述のとおり、車両電源装置ECU101は、走行中のメインバッテリ103の蓄電割合が所定の目標値となるように制御する。
例えば、前記平均駐車時間が長い場合には、蓄電割合の目標値を高めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をし、前記平均駐車時間が短い場合には、蓄電割合の目標値を低めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をする。
加えて、例えば、蓄電割合の目標値が高く設定されている前記自動車では、前記平均駐車時間が短いほど、蓄電割合の目標値を低めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をすることができる。
さらに、例えば、蓄電割合の目標値が低く設定されている前記自動車では、前記平均駐車時間が長いほど、蓄電割合の目標値を高めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をすることができる。
これらにより、駐車時間が長い前記自動車では、長期間の駐車中にメインバッテリ103から補機バッテリ105への充電が可能な蓄電量を確保することができる。一方、駐車時間が短い前記自動車では、低い蓄電割合の目標値でメインバッテリ103の制御を行うため、燃費性能の維持または向上等を図ることができる。
また、前記平均駐車時間の間に補機バッテリ105が放電する放電量に応じて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御することもできる。
前記放電量をメインバッテリ103から補機バッテリ105に充電させることができれば、前記平均駐車時間の間、駐車されたと仮定しても、この充電によって、補機バッテリ105の充電状態を駐車前の状態に戻すことができるからである。
なお、前記放電量は、温度等の環境条件によっても変化するが、ある所定の前提条件下、前記平均駐車時間に基づいて、補機バッテリ105を含む回路の抵抗等から算出することが可能である。
例えば、前記放電量が多い場合には、蓄電割合の目標値を高めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をし、前記放電量が少ない場合には、蓄電割合の目標値を低めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をする。
加えて、例えば、蓄電割合の所定の目標値が高く設定されている前記自動車では、前記放電量が少ないほど、蓄電割合の目標値を低めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をすることができる。
さらに、例えば、蓄電割合の所定の目標値が低く設定されている前記自動車では、前記放電量が多いほど、蓄電割合の目標値を高めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をすることができる。
前記放電量をメインバッテリ103から補機バッテリ105に充電させることができれば、前記平均駐車時間の間、駐車されたと仮定しても、この充電によって、補機バッテリ105の充電状態を駐車前の状態に戻すことができるからである。
なお、前記放電量は、温度等の環境条件によっても変化するが、ある所定の前提条件下、前記平均駐車時間に基づいて、補機バッテリ105を含む回路の抵抗等から算出することが可能である。
例えば、前記放電量が多い場合には、蓄電割合の目標値を高めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をし、前記放電量が少ない場合には、蓄電割合の目標値を低めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をする。
加えて、例えば、蓄電割合の所定の目標値が高く設定されている前記自動車では、前記放電量が少ないほど、蓄電割合の目標値を低めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をすることができる。
さらに、例えば、蓄電割合の所定の目標値が低く設定されている前記自動車では、前記放電量が多いほど、蓄電割合の目標値を高めて、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をすることができる。
図5に前記放電量に応じて、蓄電割合の目標値を高めて、メインバッテリ103を制御する一例を示す。
前記平均駐車時間に対応した前記放電量は、予め準備された対応表等から導出されているものとする。
メインバッテリ103の蓄電割合の所定の目標値がB%である場合に、前記放電量に対応した蓄電割合の目標値の増加分β%を予め準備された対応表等から導出し、蓄電割合の目標値を(B+β)%として、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をする。
なお、この例では前記平均駐車時間から前記放電量を導出した上で、導出した前記放電量から蓄電割合の目標値の増加分を導出しているが、2つの導出過程を一つにまとめて、前記平均駐車時間から蓄電割合の目標値の増加分を導出してもよい。
これにより、長期間の駐車中にメインバッテリ103から補機バッテリ105への充電が可能な蓄電量をメインバッテリ103に確保することと、燃費性能等とのバランスの点から、さらに緻密な制御を行うことができるので、より適している。
前記平均駐車時間に対応した前記放電量は、予め準備された対応表等から導出されているものとする。
メインバッテリ103の蓄電割合の所定の目標値がB%である場合に、前記放電量に対応した蓄電割合の目標値の増加分β%を予め準備された対応表等から導出し、蓄電割合の目標値を(B+β)%として、メインバッテリ103の蓄電割合の制御をする。
なお、この例では前記平均駐車時間から前記放電量を導出した上で、導出した前記放電量から蓄電割合の目標値の増加分を導出しているが、2つの導出過程を一つにまとめて、前記平均駐車時間から蓄電割合の目標値の増加分を導出してもよい。
これにより、長期間の駐車中にメインバッテリ103から補機バッテリ105への充電が可能な蓄電量をメインバッテリ103に確保することと、燃費性能等とのバランスの点から、さらに緻密な制御を行うことができるので、より適している。
[第2の実施形態]
次いで、第2の実施形態について説明する。
次いで、第2の実施形態について説明する。
図2は、第2の実施形態に係る車両電源装置を備える電気自動車のブロック図である。
図2を参照するに、第1の実施形態に係る図1のエンジン120、ジェネレータ130、および発電用インバータ140を有しない以外は、第1の実施形態と同様の構成であるため、第1の実施形態と異なる部分を中心にして説明する。
なお、メインバッテリ203は、別々に蓄電量等の制御が行われる複数のメインバッテリで構成することも可能であり、補機バッテリ205についても同様である。
なお、メインバッテリ203は、別々に蓄電量等の制御が行われる複数のメインバッテリで構成することも可能であり、補機バッテリ205についても同様である。
車両電源装置ECU201は、メインバッテリ203の蓄電割合の制御やメインバッテリ203から補機バッテリ205への充電の制御等を行う。
具体的には、走行中のメインバッテリ203の蓄電割合が所定の上限値以下となるように、駆動モータ250への電力の流出、回生制動時の駆動モータ250からの回生電力の流入等の電力の出入を制御する。
加えて、外部電源290から充電する場合にも、メインバッテリ203の蓄電割合が所定の上限値以下で充電するように制御を行う。
蓄電割合の上限値を設定して制御を行うのは、比較的劣化が進行しやすい領域までメインバッテリ203の蓄電量が高くなるのを防止する必要があるので、耐久性能の観点からである。
なお、電気自動車は、第1の実施形態に係るハイブリッド自動車とは異なり、走行中に発電する手段を有していないため、走行中のメインバッテリ203の蓄電量は、回生制動時に一時的に増加することはあっても、通常、減少を続ける。よって、電気自動車では、通常、蓄電割合の目標値を設定した制御が行われることは少ない。
加えて、メインバッテリ203が給電可能蓄電状態である場合には、メインバッテリ203から補機バッテリ205への充電をする等の制御を行う。なお、給電可能蓄電状態とは、メインバッテリ203の蓄電量が所定の割合以上である状態をいう。また、所定の割合以上にするのは、第1の実施形態と同様の理由からである。
加えて、外部電源290から充電する場合にも、メインバッテリ203の蓄電割合が所定の上限値以下で充電するように制御を行う。
蓄電割合の上限値を設定して制御を行うのは、比較的劣化が進行しやすい領域までメインバッテリ203の蓄電量が高くなるのを防止する必要があるので、耐久性能の観点からである。
なお、電気自動車は、第1の実施形態に係るハイブリッド自動車とは異なり、走行中に発電する手段を有していないため、走行中のメインバッテリ203の蓄電量は、回生制動時に一時的に増加することはあっても、通常、減少を続ける。よって、電気自動車では、通常、蓄電割合の目標値を設定した制御が行われることは少ない。
加えて、メインバッテリ203が給電可能蓄電状態である場合には、メインバッテリ203から補機バッテリ205への充電をする等の制御を行う。なお、給電可能蓄電状態とは、メインバッテリ203の蓄電量が所定の割合以上である状態をいう。また、所定の割合以上にするのは、第1の実施形態と同様の理由からである。
次に、車両電源装置ECU201および駐車時間ECU202で行われる制御ステップ、特に過去の駐車時間の履歴に基づく制御ステップを図4のフローチャートを用いて説明する。
制御ステップ自体は第1の実施形態と同様であるため、具体例等、第1の実施形態と異なる部分を中心にして説明する
なお、この制御ステップは、イグニッションオンのたびに繰り返し実行される。
制御ステップ自体は第1の実施形態と同様であるため、具体例等、第1の実施形態と異なる部分を中心にして説明する
なお、この制御ステップは、イグニッションオンのたびに繰り返し実行される。
ステップS1では、イグニッションオンにより、制御が開始される。
ステップS2では、前記過去の駐車時間の履歴に基づいて、前記自動車の平均駐車時間を算出する。
ステップS2について、具体的に説明をする。
不揮発性記憶装置(不図示)等に記憶された過去の駐車時間の履歴から駐車時間ECU202が平均駐車時間を算出する。
不揮発性記憶装置(不図示)等に記憶された過去の駐車時間の履歴から駐車時間ECU202が平均駐車時間を算出する。
平均駐車時間は、過去の駐車時間の履歴の平均値であるが、過去の駐車時間の履歴のうち、所定の条件を満たす履歴の平均値とすることもできる。
所定の条件を用いる場合としては、第1の実施形態の具体例と同様である。
所定の条件を用いる場合としては、第1の実施形態の具体例と同様である。
また、平均値は単純な加算平均ではなく、新しい履歴の駐車時間に重みを付けた加重平均値とすることができることも、第1の実施形態と同様である。
ステップS3では、ステップS2で算出された前記平均駐車時間に応じて、車両電源装置ECU201がメインバッテリ203の蓄電割合の制御をする。
ステップS3について、具体的に説明する。
前述のとおり、車両電源装置ECU201は、走行中のメインバッテリ203の蓄電割合が所定の上限値以下となるように制御する。
例えば、前記平均駐車時間が長い場合には、蓄電割合の上限値を高めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をし、前記平均駐車時間が短い場合には、蓄電割合の上限値を低めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をする。
加えて、例えば、蓄電割合の所定の上限値が高く設定されている前記自動車では、前記平均駐車時間が短いほど、蓄電割合の上限値を低めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をすることができる。
さらに、例えば、蓄電割合の所定の上限値が低く設定されている前記自動車では、前記平均駐車時間が長いほど、蓄電割合の上限値を高めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をすることができる。
これらにより、駐車時間が長い前記自動車では、長期間の駐車中にメインバッテリ203から補機バッテリ205への充電が可能な蓄電量を確保することができる。一方、駐車時間が短い前記自動車では、低い蓄電割合の上限値でメインバッテリ203の制御を行うため、メインバッテリ203の耐久性能の維持または向上等を図ることができる。
前述のとおり、車両電源装置ECU201は、走行中のメインバッテリ203の蓄電割合が所定の上限値以下となるように制御する。
例えば、前記平均駐車時間が長い場合には、蓄電割合の上限値を高めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をし、前記平均駐車時間が短い場合には、蓄電割合の上限値を低めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をする。
加えて、例えば、蓄電割合の所定の上限値が高く設定されている前記自動車では、前記平均駐車時間が短いほど、蓄電割合の上限値を低めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をすることができる。
さらに、例えば、蓄電割合の所定の上限値が低く設定されている前記自動車では、前記平均駐車時間が長いほど、蓄電割合の上限値を高めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をすることができる。
これらにより、駐車時間が長い前記自動車では、長期間の駐車中にメインバッテリ203から補機バッテリ205への充電が可能な蓄電量を確保することができる。一方、駐車時間が短い前記自動車では、低い蓄電割合の上限値でメインバッテリ203の制御を行うため、メインバッテリ203の耐久性能の維持または向上等を図ることができる。
また、前記平均駐車時間の間に補機バッテリ205が放電する放電量に応じて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御することもできる。
前記放電量をメインバッテリ203から補機バッテリ205に充電させることができれば、前記平均駐車時間の間、駐車されたと仮定しても、この充電によって、補機バッテリ205の充電状態を駐車前の状態に戻すことができるからである。
なお、前記放電量は、温度等の環境条件によっても変化するが、ある所定の前提条件下、前記平均駐車時間に基づいて、補機バッテリ205を含む回路の抵抗等から算出することが可能である。
例えば、前記放電量が多い場合には、蓄電割合の上限値を高めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をし、前記放電量が少ない場合には、蓄電割合の上限値を低めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をする。
加えて、例えば、蓄電割合の所定の上限値が高く設定されている前記自動車では、前記放電量が少ないほど、蓄電割合の上限値を低めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をすることができる。
さらに、例えば、蓄電割合の所定の上限値が低く設定されている前記自動車では、前記放電量が多いほど、蓄電割合の上限値を高めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をすることができる。
前記放電量をメインバッテリ203から補機バッテリ205に充電させることができれば、前記平均駐車時間の間、駐車されたと仮定しても、この充電によって、補機バッテリ205の充電状態を駐車前の状態に戻すことができるからである。
なお、前記放電量は、温度等の環境条件によっても変化するが、ある所定の前提条件下、前記平均駐車時間に基づいて、補機バッテリ205を含む回路の抵抗等から算出することが可能である。
例えば、前記放電量が多い場合には、蓄電割合の上限値を高めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をし、前記放電量が少ない場合には、蓄電割合の上限値を低めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をする。
加えて、例えば、蓄電割合の所定の上限値が高く設定されている前記自動車では、前記放電量が少ないほど、蓄電割合の上限値を低めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をすることができる。
さらに、例えば、蓄電割合の所定の上限値が低く設定されている前記自動車では、前記放電量が多いほど、蓄電割合の上限値を高めて、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をすることができる。
図6に前記放電量に応じて、蓄電割合の上限値を高めて、メインバッテリ203を制御する一例を示す。
前記平均駐車時間に対応した前記放電量は、予め準備された対応表等から導出されているものとする。
メインバッテリ203の蓄電割合の上限値がC%である場合に、前記放電量に対応した蓄電割合の上限値の増加分γ%を予め準備された対応表等から導出し、蓄電割合の上限値を(C+γ)%として、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をする。
なお、この例では前記平均駐車時間から前記放電量を導出した上で、導出した前記放電量から蓄電割合の上限値の増加分を導出しているが、2つの導出過程を一つにまとめて、前記平均駐車時間から蓄電割合の上限値の増加分を導出してもよい。
これにより、長期間の駐車中にメインバッテリ203から補機バッテリ205への充電が可能な蓄電量をメインバッテリ203に確保することと、メインバッテリ203の耐久性能等とのバランスの点から、さらに緻密な制御を行うことができるので、より適している。
前記平均駐車時間に対応した前記放電量は、予め準備された対応表等から導出されているものとする。
メインバッテリ203の蓄電割合の上限値がC%である場合に、前記放電量に対応した蓄電割合の上限値の増加分γ%を予め準備された対応表等から導出し、蓄電割合の上限値を(C+γ)%として、メインバッテリ203の蓄電割合の制御をする。
なお、この例では前記平均駐車時間から前記放電量を導出した上で、導出した前記放電量から蓄電割合の上限値の増加分を導出しているが、2つの導出過程を一つにまとめて、前記平均駐車時間から蓄電割合の上限値の増加分を導出してもよい。
これにより、長期間の駐車中にメインバッテリ203から補機バッテリ205への充電が可能な蓄電量をメインバッテリ203に確保することと、メインバッテリ203の耐久性能等とのバランスの点から、さらに緻密な制御を行うことができるので、より適している。
[第3の実施形態]
次いで、第3の実施形態について説明する。
次いで、第3の実施形態について説明する。
図3は、第3の実施形態に係る車両電源装置を備える回生制動手段を有する車両のブロック図である。
図3を参照するに、車両電源装置300の構成要素は、第1の実施形態に係る図1のメインバッテリ103が回生用バッテリ303に変更されている以外は、第1の実施形態と同様であるため、第1の実施形態と異なる部分を中心にして説明をする。
なお、回生用バッテリ303は、別々に蓄電量等の制御が行われる複数の回生用バッテリで構成することも可能であり、補機バッテリ305についても同様である。
また、電圧変換装置304は、回生用バッテリ303と補機バッテリ305の電圧が同じである場合、必要はない。
なお、回生用バッテリ303は、別々に蓄電量等の制御が行われる複数の回生用バッテリで構成することも可能であり、補機バッテリ305についても同様である。
また、電圧変換装置304は、回生用バッテリ303と補機バッテリ305の電圧が同じである場合、必要はない。
回生制動手段を有する車両が一般に備える要素としては、駆動装置310、エンジン320、オルタネータ330、イグニッションスイッチ370、補機380を有する。
車両電源装置ECU301には、回生用バッテリ303、補機バッテリ305等からの信号、例えば、回生用バッテリ303、補機バッテリ305の蓄電割合等の信号が入力される。
そして、車両電源装置ECU301は、回生用バッテリ303、補機バッテリ305、エンジン320、オルタネータ330等に制御信号を出力し、回生用バッテリ303の蓄電割合の制御や回生用バッテリ303から補機バッテリ305への充電の制御等を行う。
そして、車両電源装置ECU301は、回生用バッテリ303、補機バッテリ305、エンジン320、オルタネータ330等に制御信号を出力し、回生用バッテリ303の蓄電割合の制御や回生用バッテリ303から補機バッテリ305への充電の制御等を行う。
具体的には、走行中の回生用バッテリ303の蓄電割合が所定の目標値となるように、補機を稼動する電力の流出、補機バッテリ305を充電する電力の流出、オルタネータ330からの発電電力の流入、回生制動時のオルタネータ330からの回生電力の流入等の電力の出入を制御する。
これは、蓄電割合を目標値に保つことにより、補機バッテリ305の充電および/または補機380の稼動のための蓄電量を確保しつつ、回生制動時の回生電力をより多く受電し、燃費性能を向上させることができるためである。
加えて、回生用バッテリ303が給電可能蓄電状態である場合には、回生用バッテリ303から補機バッテリ305への充電をする等の制御を行う。なお、給電可能蓄電状態とは、回生用バッテリ303の蓄電量が所定の割合以上である状態をいう。
これは、蓄電割合を目標値に保つことにより、補機バッテリ305の充電および/または補機380の稼動のための蓄電量を確保しつつ、回生制動時の回生電力をより多く受電し、燃費性能を向上させることができるためである。
加えて、回生用バッテリ303が給電可能蓄電状態である場合には、回生用バッテリ303から補機バッテリ305への充電をする等の制御を行う。なお、給電可能蓄電状態とは、回生用バッテリ303の蓄電量が所定の割合以上である状態をいう。
回生用バッテリ303は、回生制動時にオルタネータ330の回生電力を充電し、電圧変換装置304を介して、補機380を稼動する。
また、回生用バッテリ303は、給電可能蓄電状態、すなわち、蓄電量が所定の割合以上である場合には、電圧変換装置304を介して、補機バッテリ305に電流を供給することができる。所定の割合以上にするのは、補機380を稼動する蓄電量を確保する必要があること、比較的劣化が進行しやすい領域まで回生バッテリ303の蓄電量が低下するのを防止すること等のためである。
なお、回生用バッテリ303は、二次電池、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等であるが、これらに限定されるものではない。
また、回生用バッテリ303は、給電可能蓄電状態、すなわち、蓄電量が所定の割合以上である場合には、電圧変換装置304を介して、補機バッテリ305に電流を供給することができる。所定の割合以上にするのは、補機380を稼動する蓄電量を確保する必要があること、比較的劣化が進行しやすい領域まで回生バッテリ303の蓄電量が低下するのを防止すること等のためである。
なお、回生用バッテリ303は、二次電池、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等であるが、これらに限定されるものではない。
オルタネータ330は、交流発電機と交流を直流に変換する整流器を有し、エンジン320が稼動して発電を行い、整流器で直流に変換したものを回生用バッテリ303に供給する。また、回生制動時には、回生電力を発生し、回生用バッテリ303に充電する。
次に、車両電源装置ECU301および駐車時間ECU302で行われる制御ステップ、特に過去の駐車時間の履歴に基づく制御ステップを図4のフローチャートを用いて説明する。
制御ステップ自体は第1の実施形態と同様であるため、具体例等、第1の実施形態と異なる部分を中心にして説明する。
なお、この制御ステップは、イグニッションオンのたびに繰り返し実行される。
制御ステップ自体は第1の実施形態と同様であるため、具体例等、第1の実施形態と異なる部分を中心にして説明する。
なお、この制御ステップは、イグニッションオンのたびに繰り返し実行される。
ステップS1では、イグニッションオンにより、制御が開始される。
ステップS2では、前記過去の駐車時間の履歴に基づいて、前記自動車の平均駐車時間を算出する。
ステップS2について、具体的に説明をする。
不揮発性記憶装置(不図示)等に記憶された過去の駐車時間の履歴から駐車時間ECU302が平均駐車時間を算出する。
不揮発性記憶装置(不図示)等に記憶された過去の駐車時間の履歴から駐車時間ECU302が平均駐車時間を算出する。
平均駐車時間は、過去の駐車時間の履歴の平均値であるが、過去の駐車時間の履歴のうち、所定の条件を満たす履歴の平均値とすることもできる。
所定の条件を用いる場合としては、第1の実施形態の具体例と同様である。
所定の条件を用いる場合としては、第1の実施形態の具体例と同様である。
また、平均値は単純な加算平均ではなく、新しい履歴の駐車時間に重みを付けた加重平均値とすることができることも、第1の実施形態と同様である。
ステップS3では、ステップS2で算出された前記平均駐車時間に応じて、車両電源装置ECU301が回生用バッテリ303の蓄電割合の制御をする。
ステップS3について、具体的に説明する。
前述のとおり、車両電源装置ECU301は、走行中の回生用バッテリ303の蓄電割合が所定の目標値となるように制御する。
前記平均駐車時間に応じて、この目標値を高めたり、低めたり、変更して制御する具体例は、第1の実施形態のメインバッテリ103が回生用バッテリ303に変更されている以外は、第1の実施形態と同様である。
これらにより、駐車時間が長い前記自動車では、長期間の駐車中に回生用バッテリ303から補機バッテリ305への充電が可能な蓄電量を確保することができる。一方、駐車時間が短い前記自動車では、低い蓄電割合の目標値で回生用バッテリ303の制御を行うため、燃費性能の維持または向上等を図ることができる。
前述のとおり、車両電源装置ECU301は、走行中の回生用バッテリ303の蓄電割合が所定の目標値となるように制御する。
前記平均駐車時間に応じて、この目標値を高めたり、低めたり、変更して制御する具体例は、第1の実施形態のメインバッテリ103が回生用バッテリ303に変更されている以外は、第1の実施形態と同様である。
これらにより、駐車時間が長い前記自動車では、長期間の駐車中に回生用バッテリ303から補機バッテリ305への充電が可能な蓄電量を確保することができる。一方、駐車時間が短い前記自動車では、低い蓄電割合の目標値で回生用バッテリ303の制御を行うため、燃費性能の維持または向上等を図ることができる。
また、前記平均駐車時間の間に補機バッテリ305が放電する放電量に応じて、回生用バッテリ303の蓄電割合の制御することもできる。
この点についても、第1の実施形態のメインバッテリ103が回生用バッテリ303に変更されている以外は、第1の実施形態と同様である。
これにより、長期間の駐車中に回生用バッテリ303から補機バッテリ305への充電が可能な蓄電量を回生用バッテリ303に確保することと、燃費性能等とのバランスの点から、さらに緻密な制御を行うことができるので、より適している。
この点についても、第1の実施形態のメインバッテリ103が回生用バッテリ303に変更されている以外は、第1の実施形態と同様である。
これにより、長期間の駐車中に回生用バッテリ303から補機バッテリ305への充電が可能な蓄電量を回生用バッテリ303に確保することと、燃費性能等とのバランスの点から、さらに緻密な制御を行うことができるので、より適している。
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
100、200、300 車両電源装置
103、203 メインバッテリ
105、205、305 補機バッテリ
150、250 駆動モータ
180、280、380 補機
303 回生用バッテリ
103、203 メインバッテリ
105、205、305 補機バッテリ
150、250 駆動モータ
180、280、380 補機
303 回生用バッテリ
Claims (8)
- 2以上の蓄電装置を備えた車両の一の蓄電装置が給電可能蓄電状態である場合には、前記一の蓄電装置から他の蓄電装置に充電を行うことができる、車両電源装置であって、
過去の駐車時間の履歴に基づいて、前記車両の平均駐車時間を算出する第1の手段と、
前記平均駐車時間に応じて、前記一の蓄電装置の蓄電割合の制御を行う第2の手段と、
を有することを特徴とする車両電源装置。 - 前記平均駐車時間は、過去の駐車時間の履歴のうち、所定の条件を満たす履歴の平均値である、
請求項1に記載の車両電源装置。 - 前記所定の条件は、少なくとも駐車時間が所定の時間を超えていることである、
請求項2に記載の車両電源装置。 - 前記平均値は、新しい履歴の駐車時間に重みを付けた加重平均値である、
請求項2または3に記載の車両電源装置。 - 前記第2の手段は、
前記平均駐車時間の間に前記他の蓄電装置が放電する放電量に応じて、
前記一の蓄電装置の蓄電割合の制御を行う、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の車両電源装置。 - 前記車両はハイブリッド自動車または電気自動車であり、
前記一の蓄電装置は、前記自動車の駆動モータを稼動させる蓄電装置であり、
前記他の蓄電装置は、前記自動車の補機を稼動させる蓄電装置である、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の車両電源装置。 - 前記車両は、回生制動手段を有し、
前記一の蓄電装置は、回生制動時に回生電力を蓄電する蓄電装置であり、
前記他の蓄電装置は、前記車両の補機を稼動させる蓄電装置である、
請求項1乃至5に記載のいずれか一項に記載の車両電源装置。 - 2以上の蓄電装置を備えた車両の一の蓄電装置が給電可能蓄電状態である場合には、前記一の蓄電装置から他の蓄電装置に充電を行うことができる、車両電源装置の制御方法であって、
過去の駐車時間の履歴に基づいて、前記車両の平均駐車時間を算出するステップと、
前記平均駐車時間に応じて、前記一の蓄電装置の蓄電割合を制御するステップと
を有することを特徴とする制御方法。
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