JP2014143842A - Power supply unit for vehicle and vehicle provided therewith - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両の電源装置およびそれを備える車両に関し、特に、車両外部の電源による蓄電装置の充電が可能な車両の電源装置およびそれを備える車両に関する。 The present invention relates to a vehicle power supply device and a vehicle including the same, and more particularly to a vehicle power supply device capable of charging a power storage device with a power supply external to the vehicle and a vehicle including the same.
特開２０１０−４７００号公報（特許文献１）は、複数の直流電源と、直流電源の電圧を昇圧して電気機器に供給可能な昇圧コンバータとを備える電源装置を開示している。この電源装置は、昇圧コンバータのリアクトルに流れる電流を検出するリアクトル電流センサと、直流電源に流れる電流を検出する電源電流センサとをさらに備え、リアクトル電流センサの検出値を電源電流センサの検出値に基づいて補正する（特許文献１参照）。 Japanese Patent Laying-Open No. 2010-4700 (Patent Document 1) discloses a power supply device including a plurality of DC power supplies and a boost converter capable of boosting the voltage of the DC power supply and supplying the boosted voltage to an electrical device. The power supply apparatus further includes a reactor current sensor that detects a current flowing through the reactor of the boost converter, and a power supply current sensor that detects a current flowing through the DC power supply, and the detected value of the reactor current sensor is used as a detected value of the power supply current sensor. Correction based on this (see Patent Document 1).
上記のような電源装置において、一方の直流電源を充電する場合、外部電源からの電力を、昇圧コンバータを介して一方の直流電源へ供給することが考えられる。このとき、他方の直流電源は、昇圧コンバータに対して外部電源と並列に接続されることで、電力変動を吸収するためのバッファとして機能する。 In the power supply device as described above, when one DC power supply is charged, it is conceivable to supply power from an external power supply to one DC power supply via a boost converter. At this time, the other DC power supply functions as a buffer for absorbing power fluctuations by being connected in parallel with the external power supply to the boost converter.
上記の場合において、昇圧コンバータによる直流電源への充電電力の制御には、リアクトル電流センサが用いられる必要がある。しかしながら、リアクトル電流センサは、走行用に用いられるセンサであるため、充電電力の制御に用いられるときには検出精度が十分ではないという問題がある。このため、リアクトル電流センサの特性ずれに起因する直流電源の過充電が生じる可能性がある。 In the above case, a reactor current sensor needs to be used for controlling the charging power to the DC power supply by the boost converter. However, since the reactor current sensor is a sensor used for running, there is a problem that the detection accuracy is not sufficient when used for controlling charging power. For this reason, the DC power supply may be overcharged due to the characteristic deviation of the reactor current sensor.
それゆえに、この発明の目的は、車両外部の電源による蓄電装置の充電の精度を向上することである。 Therefore, an object of the present invention is to improve the accuracy of charging the power storage device by a power supply external to the vehicle.
この発明によれば、車両の電源装置は、第１の蓄電装置と、コンバータと、第２の蓄電装置と、充電装置と、第１の検出部と、第２の検出部と、第３の検出部と、制御装置とを備える。コンバータは、第１の蓄電装置と電気負荷との間に設けられ、双方向に電圧変換可能である。第２の蓄電装置は、電気負荷に対してコンバータと並列に接続される。充電装置は、車両外部の電源から受電可能に構成され、コンバータに対して第２の蓄電装置と並列に接続される。第１の検出部は、コンバータに流れる電力を検出する。第２の検出部は、第２の蓄電装置の出力電力を正値として第２の蓄電装置の入出力電力を検出する。第３の検出部は、充電装置に流れる電力を検出する。制御装置は、充電装置およびコンバータを制御することによって、電源により充電装置およびコンバータを介して第１の蓄電装置を充電するための充電制御を実行する。制御装置は、第２の検出部によって検出された電力値および第３の検出部によって検出された電力値の合計値と、第１の検出部によって検出された電力値との偏差を学習値として算出し、コンバータを制御するための制御信号を上記学習値により補正する。 According to the present invention, a power supply device for a vehicle includes a first power storage device, a converter, a second power storage device, a charging device, a first detection unit, a second detection unit, and a third A detection unit and a control device are provided. The converter is provided between the first power storage device and the electric load, and can perform voltage conversion in both directions. The second power storage device is connected in parallel with the converter with respect to the electric load. The charging device is configured to be able to receive power from a power source outside the vehicle, and is connected in parallel to the second power storage device with respect to the converter. The first detection unit detects power flowing through the converter. The second detection unit detects input / output power of the second power storage device with the output power of the second power storage device as a positive value. A 3rd detection part detects the electric power which flows into a charging device. The control device executes charging control for charging the first power storage device via the charging device and the converter by the power source by controlling the charging device and the converter. The control device uses a deviation between the power value detected by the second detection unit and the total power value detected by the third detection unit and the power value detected by the first detection unit as a learning value. The control signal for calculating and controlling the converter is corrected by the learning value.
好ましくは、車両は、コンバータに対して第１の蓄電装置と並列に接続される補機負荷を含む。 Preferably, the vehicle includes an auxiliary load connected in parallel to the first power storage device with respect to the converter.
好ましくは、制御装置は、コンバータの出力電力が予め定められた値よりも大きいときに偏差を学習する。 Preferably, the control device learns the deviation when the output power of the converter is larger than a predetermined value.
好ましくは、第１の蓄電装置の出力パワー定格は、第２の蓄電装置の出力パワー定格よりも大きい。第２の蓄電装置の蓄積エネルギ定格は、第１の蓄電装置の蓄積エネルギ定格よりも大きい。 Preferably, the output power rating of the first power storage device is greater than the output power rating of the second power storage device. The stored energy rating of the second power storage device is greater than the stored energy rating of the first power storage device.
好ましくは、制御装置は、偏差をローパスフィルタ処理した値に基づいて学習する。
好ましくは、第１の検出部の検出精度は、第２および第３の検出部の検出精度よりも低い。
Preferably, the control device learns the deviation based on a value obtained by low-pass filtering.
Preferably, the detection accuracy of the first detection unit is lower than the detection accuracy of the second and third detection units.
また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの電源装置を備える。 According to the invention, the vehicle includes any one of the power supply devices described above.
この発明においては、第２の検出部によって検出された電力値および第３の検出部によって検出された電力値の合計値と、第１の検出部によって検出された電力値との偏差を学習値として算出し、コンバータを制御するための制御信号が上記学習値により補正される。これにより、第２および第３の検出部によって第１の検出部の検出誤差の影響を低減することができる。したがって、この発明によれば、車両外部の電源による蓄電装置の充電精度を向上することができる。 In this invention, the learning value is a deviation between the total value of the power value detected by the second detection unit and the power value detected by the third detection unit and the power value detected by the first detection unit. And the control signal for controlling the converter is corrected by the learning value. Thereby, the influence of the detection error of the first detection unit can be reduced by the second and third detection units. Therefore, according to the present invention, the charging accuracy of the power storage device by the power supply outside the vehicle can be improved.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図１は、この発明の実施の形態による電源装置が適用される車両の全体構成を示すブロック図である。本実施の形態における車両は、たとえば、エンジンとモータジェネレータとを駆動源とするハイブリッド車両を一例として説明するが、特にエンジンとモータジェネレータとを駆動源とするハイブリッド車両に限定されるものではなく、たとえば、モータジェネレータのみを駆動源とするハイブリッド車両あるいは電動車両であってもよい。 FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a vehicle to which a power supply device according to an embodiment of the present invention is applied. The vehicle in the present embodiment will be described as an example of a hybrid vehicle using an engine and a motor generator as drive sources, but is not limited to a hybrid vehicle using an engine and a motor generator as drive sources. For example, a hybrid vehicle or an electric vehicle using only a motor generator as a drive source may be used.
図１を参照して、車両１は、エンジン２と、第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する。）３と、動力分割装置４と、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する。）５と、車輪６と、インバータ８と、コンバータ１０と、第１バッテリ５０と、第１システムメインリレー（以下、第１ＳＭＲと記載する。）５２と、第２バッテリ６０と、第２システムメインリレー（以下、第２ＳＭＲと記載する。）６２と、充電リレー（以下、ＣＨＲと記載する）７２と、制御装置１００と、電流センサ３０２，４５２，５０２，６０２と、電圧センサ３０４，３０６，４５４，５０４，６０４と、温度センサ３０８，３１０と、充電装置４５０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、ダイオードＤ３と、正極ラインＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４と、負極ラインＮＬ１，ＮＬ２，ＮＬ３と、補機負荷８０２とを含む。
Referring to FIG. 1,
車両１は、エンジン２および第２ＭＧ５を動力源として走行する。動力分割装置４は、エンジン２と第１ＭＧ３と第２ＭＧ５とに結合されて、これらの間で動力を分割する。動力分割装置４は、たとえばサンギヤ、キャリアおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構からなり、この３つの回転軸がエンジン２、第１ＭＧ３および第２ＭＧ５の回転軸にそれぞれ接続される。
なお、第１ＭＧ３のロータを中空にして、その中心にエンジン２のクランク軸を通すことにより、エンジン２、第１ＭＧ３および第２ＭＧ５を動力分割装置４に機械的に接続することができる。また、第２ＭＧ５の回転軸は、図示されない減速ギヤあるいは差動ギヤによって車輪６に結合される。第１ＭＧ３は、エンジン２によって駆動される発電機として動作し、かつエンジン２の始動を行ない得る電動機として動作するものとして、車両１に組込まれる。第２ＭＧ５は、車輪６を駆動する電動機として車両１に組込まれる。
It is noted that
エンジン２は、ガソリン等の燃料を燃焼させることにより、第２ＭＧ５と並列的に、あるいはそれのみで車両１を走行させることができる。
The
第１バッテリ５０および第２バッテリ６０の各々は充放電可能な蓄電装置であり、たとえばニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。なお、第１バッテリ５０および第２バッテリ６０のうちのいずれか、あるいは、すべてに代えて大容量のキャパシタを用いてもよい。
Each of
第１バッテリ５０は、車両１の駆動時にコンバータ１０へ電力を供給し、また電力回生時にはコンバータ１０から電力が供給されて充電される。第１バッテリ５０とコンバータ１０とは、正極ラインＰＬ１と負極ラインＮＬ１とによって接続される。
The
正極ラインＰＬ１の一方端は、第１バッテリ５０の正極端子に接続される。正極ラインＰＬ１の他方端は、コンバータ１０に接続される。負極ラインＮＬ１の一方端は、第１バッテリ５０の負極端子に接続される。負極ラインＮＬ１の他方端は、コンバータ１０を経由してインバータ８に接続される。第１バッテリ５０とコンバータ１０との間の、正極ラインＰＬ１および負極ラインＮＬ１上の所定の位置には、第１ＳＭＲ５２が設けられる。
One end of positive electrode line PL1 is connected to the positive terminal of
第１ＳＭＲ５２は、制御装置１００から受信する信号に応じて、第１バッテリ５０とコンバータ１０との間を導通状態（オン状態）および非導通状態（オフ状態）のうちのいずれか一方の状態から他方の状態に切り換える。
In response to a signal received from
第１ＳＭＲ５２がオン状態になると、第１バッテリ５０とコンバータ１０との間で正極ラインＰＬ１および負極ラインＮＬ１を経由した電力の授受が可能な状態になる。一方、第１ＳＭＲ５２がオフ状態になると、第１バッテリ５０がコンバータ１０から切り離されることにより、第１バッテリ５０とコンバータ１０との間で電力の授受が不可能な状態になる。
When
第１ＳＭＲ５２は、第１ＳＭＲＢ５４と、第１ＳＭＲＰ５６と、第１ＳＭＲＧ５８と、制限抵抗ＲＡとを含む。第１ＳＭＲＢ５４は、正極ラインＰＬ１に設けられ、正極ラインＰＬ１を導通状態および非導通状態のうちの少なくともいずれか一方の状態から他方の状態に切り換える。第１ＳＭＲＧ５８は、負極ラインＮＬ１に設けられ、負極ラインＮＬ１を導通状態および非導通状態のうちの少なくともいずれか一方の状態から他方の状態に切
り換える。第１ＳＭＲＰ５６は、制限抵抗ＲＡと直列に接続される。第１ＳＭＲＰ５６および制限抵抗ＲＡは、負極ラインＮＬ１に対して第１ＳＭＲＧ５８に並列に接続される。
The
第１ＳＭＲ５２がオフ状態からオン状態に切り換えられる場合には、第１ＳＭＲ５２がオン状態になった直後に大電流が流れて第１ＳＭＲ５２の構成部品に溶着が発生することを防止するために、まず、第１ＳＭＲＢ５４と第１ＳＭＲＰ５６との各々がオフ状態からオン状態になるように切り換えられる。第１ＳＭＲＢ５４および第１ＳＭＲＰ５６の各々がオン状態になることにより第１バッテリ５０からコンバータ１０への出力電流が生じる。
In the case where the
このとき、第１ＳＭＲＰ５６に直列に接続される制限抵抗ＲＡによって出力電流が過大となることが抑制される。このため、コンデンサＣ２の端子間の電圧ＶＬは、徐々に上昇することとなる。電圧ＶＬが上昇して第１バッテリ５０の電圧とほぼ等しくなると、第１ＳＭＲＰがオフ状態になるように切り換えられるとともに第１ＳＭＲＧ５８がオン状態になるように切り換えられる。第１ＳＭＲ５２がオン状態からオフ状態に切り換えられる場合には、第１ＳＭＲＢ５４および第１ＳＭＲＧ５８の各々がオン状態からオフ状態に切り換えられる。
At this time, an excessive output current is suppressed by the limiting resistor RA connected in series to the
第２バッテリ６０は、電気負荷（インバータ８、第１ＭＧ３および第２ＭＧ５）に対してコンバータ１０と並列に接続される。電気負荷とコンバータ１０とは、正極ラインＰＬ２と負極ラインＮＬ１とによって接続される。
第２バッテリ６０の正極端子には、正極ラインＰＬ３の一方端が接続される。正極ラインＰＬ３の他方端は、正極ラインＰＬ２上に位置する第１接続ノードａに接続される。第２バッテリ６０の負極端子には、負極ラインＮＬ２の一方端が接続される。負極ラインＮＬ２の他方端は、負極ラインＮＬ１上に位置する第２接続ノードｂに接続される。正極ラインＰＬ３および負極ラインＮＬ２上の所定の位置には、第２ＳＭＲ６２が設けられる。
One end of positive line PL3 is connected to the positive terminal of
第２ＳＭＲ６２は、制御装置１００から受信する信号に応じて第２バッテリ６０と第１接続ノードａおよび第２接続ノードｂとの間を導通状態（オン状態）および非導通状態（オフ状態）のうちのいずれか一方の状態から他方の状態に切り換える。
The
第２ＳＭＲ６２がオン状態になると、第２バッテリ６０と第１接続ノードａおよび第２接続ノードｂとの間で正極ラインＰＬ３および負極ラインＮＬ２を経由した電力の授受が可能な状態になる。
When the
一方、第２ＳＭＲ６２がオフ状態になると、第２バッテリ６０が第１接続ノードａおよび第２接続ノードｂから切り離されて、第２バッテリ６０と第１接続ノードａおよび第２接続ノードｂとの間で電力の授受が不可能な状態になる。
On the other hand, when the
第２ＳＭＲ６２は、第２ＳＭＲＢ６４と、第２ＳＭＲＧ６６とを含む。第１ＳＭＲＢ６４は、正極ラインＰＬ３に設けられ、正極ラインＰＬ３を導通状態および非導通状態のうちの少なくともいずれか一方の状態から他方の状態に切り換える。第２ＳＭＲＧ６６は、負極ラインＮＬ２に設けられ、負極ラインＮＬ２を導通状態および非導通状態のうちの少なくともいずれか一方の状態から他方の状態に切り換える。
The
第２ＳＭＲ６２がオフ状態からオン状態に切り換えられる場合には、第２ＳＭＲＢ６４と第２ＳＭＲＧ６６とがいずれもオン状態なるように切り換えられる。また、第２ＳＭＲ６２がオン状態からオフ状態に切り換えられる場合には、第２ＳＭＲＢ６４と第２ＳＭＲＧ６６とがいずれもオフ状態になるように切り換えられる。
When the
ダイオードＤ３は、第１接続ノードａと第２ＳＭＲＢ６４との間に設けられる。ダイオ
ードＤ３のアノードは、第２ＳＭＲＢ６４に接続される。ダイオードＤ３のカソードは、第１接続ノードａに接続される。ダイオードＤ３は、コンバータ１０あるいは電気負荷側から第２バッテリ６０への電力供給を抑制する。
The diode D3 is provided between the first connection node a and the
第１バッテリ５０と第２バッテリ６０とは、たとえば同時使用することによって電気負荷（インバータ８および第２ＭＧ５）に許容された最大パワーを出力可能になるように、各々の放電可能容量が設定される。これによりエンジン２を使用しないＥＶ（Electric Vehicle）走行において最大パワーの走行が可能である。
The
第２バッテリ６０に蓄積された電力が消費されてしまったら第１バッテリ５０の電力に加えてエンジン２の動力を使用することによって第２バッテリ６０を使用しなくとも最大パワーの走行を可能とすることができる。
When the power stored in the
ここで、第１バッテリ５０は、第２バッテリ６０よりも出力パワーが高い、いわゆる高出力型バッテリである。これにより、必要に応じて第１バッテリ５０から第２ＭＧ５へ高パワーを供給することができ、ユーザのアクセル操作に対応した加速性能を速やかに確保することができる。
Here, the
一方、第２バッテリ６０は、第１バッテリ５０よりも蓄積エネルギが高い、いわゆる高容量型バッテリである。これにより、高容量の第２バッテリ６０に蓄積されたエネルギを長時間に亘って使用することができ、電気エネルギによる走行距離を延ばすことができる。
On the other hand, the
このように第１バッテリ５０および第２バッテリ６０を用いることによって、高容量かつ高出力の直流電源を構成することができる。また、第２バッテリ６０の電圧は、第１バッテリ５０の電圧よりも高い。
By using the
コンバータ１０は、ＭＧ−ＥＣＵ３００から受信する指令信号に基づいて第１バッテリ５０から供給される電力の電圧レベルを目標レベルまで昇圧し、目標レベルまで昇圧した電圧を正極ラインＰＬ２へ出力する。また、コンバータ１０は、インバータ８から正極ラインＰＬ２を経由して供給される回生電力、あるいは、第２バッテリ６０または充電装置４５０から正極ラインＰＬ３，ＰＬ２を経由して供給される充電電力の電圧レベルを、ＭＧ−ＥＣＵ３００から受信する指令信号に基づいて第１バッテリ５０の電圧レベルまで降圧し、第１バッテリ５０を充電する。
さらに、コンバータ１０は、ＭＧ−ＥＣＵ３００から動作停止を示す指令信号を受信するとスイッチング動作を停止させる。さらに、コンバータ１０は、ＭＧ−ＥＣＵ３００から上アームをオン状態にする指令信号を受けると、コンバータ１０に含まれる上アームおよび下アームをオン状態およびオフ状態にそれぞれ固定する。
Further,
コンバータ１０は、電力用半導体スイッチング素子（以下の説明においては、単にスイッチング素子と記載する。）Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬ１とを含む。
本実施の形態において、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が適用されるものとするが、指令信号によってオン・オ
フ制御が可能であれば任意のスイッチング素子を適用可能である。たとえば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）あるいはバイポーラトランジスタ等も適用可能である。
In the present embodiment, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) are applied as the switching elements Q1 and Q2, but any switching element can be applied as long as on / off control is possible by a command signal. is there. For example, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or a bipolar transistor can be applied.
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、正極ラインＰＬ２と負極ラインＮＬ１との間に直列に接続される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に逆並列に接続される。リアクトルＬ１の一方端は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードに接続され、リアクトルＬ１の他方端は、正極ラインＰＬ１に接続される。スイッチング素子Ｑ１がコンバータ１０の上アームに対応し、スイッチング素子Ｑ２がコンバータ１０の下アームに対応する。
Switching elements Q1, Q2 are connected in series between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL1. Diodes D1 and D2 are connected in antiparallel to switching elements Q1 and Q2, respectively. Reactor L1 has one end connected to a connection node between switching elements Q1 and Q2, and the other end of reactor L1 is connected to positive electrode line PL1. Switching element Q1 corresponds to the upper arm of
コンバータ１０は、チョッパ回路により構成される。コンバータ１０は、ＭＧ−ＥＣＵ３００から受信する指令信号に基づいて、正極ラインＰＬ１の電圧を、リアクトルＬ１を用いて昇圧し、その昇圧した電圧を正極ラインＰＬ２へ出力する。
このとき、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、スイッチング素子Ｑ１および／またはスイッチング素子Ｑ２のオン・オフ期間比（デューティ）を制御することによって、第１バッテリ５０からの出力電圧の昇圧比を制御する。
At this time, MG-
一方、コンバータ１０は、ＭＧ−ＥＣＵ３００から受信する指令信号に基づいて、正極ラインＰＬ２の電圧を降圧し、その降圧した電圧を正極ラインＰＬ１へ出力する。
On the other hand,
このとき、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、スイッチング素子Ｑ１および／またはスイッチング素子Ｑ２のオン・オフ期間比（デューティ）を制御することによって、正極ラインＰＬ２の電圧の降圧比を制御する。
At this time, MG-
コンデンサＣ１は、正極ラインＰＬ２と負極ラインＮＬ１との間に接続され、正極ラインＰＬ２と負極ラインＮＬ１との間の電圧変動を平滑化する。コンデンサＣ２は、正極ラインＰＬ１と負極ラインＮＬ１との間に接続され、正極ラインＰＬ１と負極ラインＮＬ１との間の電圧変動を平滑化する。 Capacitor C1 is connected between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL1, and smoothes voltage fluctuations between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL1. Capacitor C2 is connected between positive electrode line PL1 and negative electrode line NL1, and smoothes voltage fluctuations between positive electrode line PL1 and negative electrode line NL1.
インバータ８は、第１ＭＧ３の駆動時には、ＭＧ−ＥＣＵ３００から受信する指令信号に基づいて正極ラインＰＬ２からの直流電圧を三相交流電圧に変換し、その変換した交流電圧を第１ＭＧ３へ出力する。
また、インバータ８は、第１ＭＧ３の発電時には、ＭＧ−ＥＣＵ３００から受信する指令信号に基づいて、エンジン２の動力を用いて第１ＭＧ３が発電した三相交流電圧を、直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を正極ラインＰＬ２へ出力する。
Further, the
インバータ８は、さらに、ＥＶ走行時には、ＭＧ−ＥＣＵ３００から受信する指令信号に基づいて正極ラインＰＬ２からの直流電圧を三相交流電圧に変換し、その変換した交流電圧を第２ＭＧ５へ出力する。
また、インバータ８は、車両１の回生制動時には、ＭＧ−ＥＣＵ３００から受信する指令信号に基づいて車輪６から入力される回転力によって第２ＭＧ５が発生させる三相交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を正極ラインＰＬ２へ出力する。
In addition, the
第１ＭＧ３および第２ＭＧ５の各々は三相交流回転電機であり、たとえば三相交流同期電動発電機からなる。第１ＭＧ３は、エンジン２の動力を用いて発電した三相交流電圧をインバータ８へ出力する。また、第１ＭＧ３は、エンジン２の始動時にインバータ８によって駆動させられて、エンジン２をクランキングする。
Each of the first MG3 and the second MG5 is a three-phase AC rotating electric machine, for example, a three-phase AC synchronous motor generator.
第２ＭＧ５は、インバータ８によって駆動されて、車両１を駆動するための駆動力を発生する。また、第２ＭＧ５は、車両１の回生制動時に、車輪６から受ける回転力を用いて発電した三相交流電圧をインバータ８へ出力する。
電流センサ３０２は、コンバータ１０のリアクトルＬ１に流れる電流ＩＬを検出してＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。電圧センサ３０４は、コンデンサＣ２の端子間の電圧ＶＬを検出してＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。電圧センサ３０６は、コンデンサＣ１の端子間の電圧ＶＨを検出してＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。ＭＧ−ＥＣＵ３００は、電流ＩＬに電圧ＶＬを乗算することによってコンバータ１０の出力電力Ｐｏｕｔを取得する。
温度センサ３０８は、コンバータ１０の温度（以下、コンバータ温度と記載する。）ＣＴを検出して、検出されたコンバータ温度ＣＴをＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。コンバータ温度ＣＴは、たとえば、リアクトルＬ１を除く、スイッチング素子Ｑ１またはＱ２等のコンバータ１０を構成する構成要素の温度である。温度センサ３１０は、リアクトルＬ１の温度（以下、リアクトル温度と記載する。）ＬＴを検出して、検出されたリアクトル温度ＬＴをＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。
電流センサ４５２は、正極ラインＰＬ４に流れる電流Ｉｃｈｇを検出して充電装置４５０およびＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。電圧センサ４５４は、正極ラインＰＬ４と負極ラインＮＬ３との間の電圧Ｖｃｈｇを検出して充電装置４５０およびＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。ＭＧ−ＥＣＵ３００は、電流Ｉｃｈｇに電圧Ｖｃｈｇを乗算することによって充電装置４５０の出力電力Ｐｃを取得する。電圧センサ４５８は、充電装置４５０に入力される交流電圧ＶＡＣを検出して充電装置４５０へ出力する。充電装置４５０は、受信した検出結果を制御装置１００に出力する。
電流センサ５０２は、正極ラインＰＬ１に流れる電流ＩＢ１を検出してＢ１監視ユニット５００へ出力する。電圧センサ５０４は、第１バッテリ５０の電圧ＶＢ１を検出してＢ１監視ユニット５００へ出力する。
電流センサ６０２は、正極ラインＰＬ３に流れる電流ＩＢ２を検出してＢ２監視ユニット６００およびＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。電圧センサ６０４は、第２バッテリ６０の電圧ＶＢ２を検出してＢ２監視ユニット６００およびＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。ＭＧ−ＥＣＵ３００は、電流ＩＢ２に電圧ＶＢ２を乗算することによって第２バッテリ６０の入出力電力ＰＢ２を取得する。なお、入出力電力ＰＢ２は、第２バッテリ６０から電力が出力される方向を正方向とする。
正極ラインＰＬ１および負極ラインＮＬ１には、補機負荷８０２が接続される。補機負荷８０２は、ＤＣ／ＤＣコンバータおよび電動エアコンなどである。ＤＣ／ＤＣコンバータは、制御装置１００から受信する信号に応じて正極ラインＰＬ１の直流電圧を降圧して補機バッテリを充電する。補機バッテリは、車両１に搭載される補機に対して電力を供給する。補機は、たとえば、ヘッドライト、時計、オーディオ機器、各種ＥＣＵ等であるが、その種類は限定されるものではない。補機バッテリは、充放電可能な蓄電装置であり、たとえば鉛蓄電池である。
An
充電装置４５０は、コンバータ１０に対して第２バッテリ６０と並列に接続される。充電装置４５０の正極端子には、正極ラインＰＬ４の一方端が接続される。正極ラインＰＬ４の他方端は、正極ラインＰＬ３上に位置する第３接続ノードｃに接続される。充電装置４５０の負極端子には、負極ラインＮＬ３の一方端が接続される。負極ラインＮＬ３の他方端は、負極ラインＮＬ２上に位置する第４接続ノードｄに接続される。
充電装置４５０は、制御装置１００から受信する指令信号に応じて、車両１の外部の電源（以下の説明において外部電源と記載する。）７１０から供給される電力を用いて第１バッテリ５０および第２バッテリ６０のうちの少なくともいずれか一方を充電したり、その充電を停止したりする。
In response to a command signal received from
充電装置４５０には、インレット４５６が接続される。インレット４５６は、車両１の側部に設けられ、充電ケーブル７００の一方端に設けられるコネクタ７０２と接続可能な形状を有する。充電ケーブル７００の他方端には、プラグ７０６が設けられる。プラグ７０６は、外部電源７１０に設けられるコンセント７０８が接続される。
An
外部電源７１０は、たとえば、交流電源である。交流電源は、たとえば、電力会社から家屋に供給される商用電源である。
The
インレット４５６と外部電源７１０とが充電ケーブル７００によって接続される場合に、外部電源７１０の交流電力が充電装置４５０に供給可能な状態になる。外部電源７１０
から供給される交流電力は、充電装置４５０によって直流電力に変換されて正極ラインＰＬ４および負極ラインＮＬ３に出力される。
When the
AC power supplied from is converted to DC power by charging
コネクタ７０２には、スイッチが設けられる。コネクタ７０２がインレット４５６に接続されるとスイッチが閉じた状態となる。このとき、スイッチが閉じた状態であることを示す信号がスイッチから制御装置１００に送信される。制御装置１００は、スイッチが閉じた状態であることを示す信号を受信することによって、インレット４５６にコネクタ７０２が接続された状態であると判定する。なお、スイッチは、インレット４５６に接続された状態でコネクタ７０２の位置を制限する制限部材に連動して開閉する。
The
プラグ７０６は、家屋に設けられるコンセント７０８に接続可能な形状を有する。コンセント７０８には、外部電源７１０からの交流電力が供給される。
The
充電ケーブル７００は、コネクタ７０２およびプラグ７０６に加えてＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）７０４をさらに含む。
Charging
ＣＣＩＤ７０４は、リレーおよびコントロールパイロット回路を有する。リレーが開いた状態では、外部電源７１０からインレット４５６への電力を供給する経路が遮断される。リレーが閉じた状態では、外部電源７１０からインレット４５６へ電力が供給可能になる。リレーの状態は、コネクタ７０２がインレット４５６に接続された状態で制御装置１００により制御される。
The
コントロールパイロット回路は、プラグ７０６がコンセント７０８に接続され、かつコネクタ７０２がインレット４５６に接続された状態において、コントロールパイロット線にパイロット信号（方形波信号）ＣＰＬＴを送る。コントロールパイロット回路内に設けられた発信器によって、パイロット信号ＣＰＬＴは周期的に変化する。
The control pilot circuit sends a pilot signal (square wave signal) CPLT to the control pilot line in a state where the
プラグ７０６がコンセント７０８に接続され、かつ、コネクタ７０２がインレット４５６に接続されると、コントロールパイロット回路は、予め定められたパルス幅（デューティサイクル）のパイロット信号ＣＰＬＴを生成する。パイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅は、充電ケーブルの種類毎に定められる。
When
生成されたパイロット信号ＣＰＬＴは、ＨＶ−ＥＣＵ２００に送信される。パイロット信号ＣＰＬＴは、たとえば、ＣＣＩＤ７０４からコネクタ７０２、充電装置４５０および充電装置マイコンを経由してＨＶ−ＥＣＵ２００に送信されてもよい。ＨＶ−ＥＣＵ２００は、受信したパイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅により、充電ケーブル７００から車両１に対して供給可能な電流容量を判定する。
The generated pilot signal CPLT is transmitted to the HV-
ＣＨＲ７２は、正極ラインＰＬ４および負極ラインＮＬ３に設けられる。ＣＨＲ７２は、制御装置１００から受信する信号に応じて充電装置４５０と第３接続ノードｃおよび第４接続ノードｄとの間を導通状態（オン状態）および遮断状態（オフ状態）のうちの少なくともいずれか一方の状態から他方の状態に切り換える。
CHR72 is provided in positive electrode line PL4 and negative electrode line NL3. The
インレット４５６と外部電源７１０とが充電ケーブル７００によって接続された状態において、ＣＨＲ７２がオン状態になると、外部電源７１０から供給された電力がインレット４５６および充電装置４５０を経由して正極ラインＰＬ４およぶ負極ラインＮＬ３間に出力可能な状態になる。ＣＨＲ７２がオフ状態になると、充電装置４５０の正極端子および負極端子と第３接続ノードｃおよび第４接続ノードｄとの間がぞれぞれ電力遮断状態になる。
When the
ＣＨＲ７２は、第１ＳＭＲ５２と同様の構成を有する。すなわち、上述の第１ＳＭＲ５２の構成における第１バッテリ５０を充電装置４５０に置き換え、第１ＳＭＲＢ５４，第１ＳＭＲＰ５６，第１ＳＭＲＧ５８および制限抵抗ＲＡをＣＨＲＢ７４，ＣＨＲＰ７６，ＣＨＲＧ７８および制限抵抗ＲＣにそれぞれ置き換えた構成がＣＨＲ７２の構成に対応する。
The
ＣＨＲ７２がオフ状態からオン状態に切り換えられる場合には、ＣＨＲＢ７４とＣＨＲＰ７６との各々がオフ状態からオン状態になるように切り換えられる。その後に、ＣＨＲＰ７６がオン状態からオフ状態に切り換えられるとともに、ＣＨＲＧ７８がオフ状態からオン状態に切り換えられる。
When
制御装置１００は、インバータ８、コンバータ１０、第１ＳＭＲ５２、第２ＳＭＲ６２、ＣＨＲ７２および充電装置４５０を制御するための指令信号を生成して、制御対象となる機器に対して生成した指令信号を出力する。制御装置１００は、ＨＶ−ＥＣＵ２００と、ＭＧ−ＥＣＵ３００と、充電装置マイコン４００と、Ｂ１監視ユニット５００と、Ｂ２監視ユニット６００とを含む。
Ｂ１監視ユニット５００は、電流センサ５０２からの電流ＩＢ１の検出値と、電圧センサ５０４からの電圧ＶＢ１の検出値とを受信する。Ｂ１監視ユニット５００は、これらの検出値をＨＶ−ＥＣＵ２００に送信する。また、Ｂ１監視ユニット５００は、たとえば、これらの検出値から第１バッテリ５０の残存容量を示すＳＯＣ（State Of Charge）を
算出し、算出されたＳＯＣをＨＶ−ＥＣＵ２００に送信してもよい。
The
ＳＯＣは、たとえば蓄電装置が満充電状態であるときに１００％であると定義され、蓄電装置が完全に放電した状態であるときに０％であると定義される。なお、残存容量は、蓄電装置の電圧や充放電電流、蓄電装置の温度などを用いて種々の公知の手法により算出することができるので、ここでは詳細な説明を行なわない。以下の説明においては、第１バッテリ５０のＳＯＣをＳＯＣ１と記載し、第２バッテリ６０のＳＯＣをＳＯＣ２と記載する。
For example, the SOC is defined as 100% when the power storage device is fully charged, and is defined as 0% when the power storage device is completely discharged. Note that the remaining capacity can be calculated by various known methods using the voltage of the power storage device, the charge / discharge current, the temperature of the power storage device, and the like, and thus will not be described in detail here. In the following description, the SOC of the
Ｂ１監視ユニット５００は、たとえば、ＳＯＣ１、電流ＩＢ１、電圧ＶＢ１、第１バッテリ５０の電池温度あるいは外気温度等から第１バッテリ５０の充電電力の制限値Ｗｉｎ１（以下、単にＷｉｎ１とも記載する。）および第１バッテリ５０の放電電力の制限値Ｗｏｕｔ１（以下、単にＷｏｕｔ１とも記載する。）を算出し、算出されたＷｉｎ１およびＷｏｕｔ１をＨＶ−ＥＣＵ２００に送信してもよい。なお、ＳＯＣ１、Ｗｉｎ１およびＷｏｕｔ１は、たとえば、ＨＶ−ＥＣＵ２００によって算出されてもよい。
The
Ｂ２監視ユニット６００は、電流センサ６０２からの電流ＩＢ２の検出値と、電圧センサ６０４からの電圧ＶＢ２の検出値とを受信する。Ｂ２監視ユニット６００はこれらの検出値をＨＶ−ＥＣＵ２００に送信する。また、Ｂ２監視ユニット６００は、たとえば、これらの検出値からＳＯＣ２を算出し、算出されたＳＯＣ２をＨＶ−ＥＣＵ２００に送信してもよい。
The
Ｂ２監視ユニット６００は、たとえば、ＳＯＣ２、電流ＩＢ２、電圧ＶＢ２、第２バッテリ６０の電池温度あるいは外気温度等から第２バッテリ６０の充電電力の制限値Ｗｉｎ２（以下、単にＷｉｎ２と記載する。）および第２バッテリ６０の放電電力の制限値Ｗｏｕｔ２（以下、単にＷｏｕｔ２と記載する。）を算出し、算出されたＷｉｎ２およびＷｏｕｔ２をＨＶ−ＥＣＵ２００に送信してもよい。なお、ＳＯＣ２、Ｗｉｎ２およびＷｏｕｔ２は、たとえば、ＨＶ−ＥＣＵ２００によって算出されてもよい。
The
以上のような構成において、制御装置１００は、外部電源７１０からの電力を、コンバータ１０を介して第１バッテリ５０へ供給することによって、第１バッテリ５０を充電する充電制御を実行する。以下、この充電制御の内容を説明する。
In the configuration as described above,
図２は、図１に示す制御装置１００が実行する充電制御における電力の流れを説明する図である。図２を参照して、充電制御においては、矢印Ａ３で示される充電装置４５０から出力される電力と、矢印Ａ２で示される第２バッテリ６０から出力される電力との合計電力がコンバータ１０へ入力される。そして、矢印Ａ１で示される電力がコンバータ１０から出力されることによって、第１バッテリ５０が充電される。ここで、矢印Ａ１〜Ａ３で示される各電力は、コンバータ１０および充電装置４５０によって制御される。
FIG. 2 is a diagram illustrating the flow of power in the charging control executed by
再び図１を参照して、充電制御が開始されると、ＨＶ−ＥＣＵ２００は、Ｂ１監視ユニット５００およびＢ２監視ユニット６００から受信する第１バッテリ５０および第２バッテリ６０の情報に基づいて、充電装置４５０の制御要求量Ｐｃｈｇ（すなわち、充電装置４５０からの充電電力の要求量）およびコンバータ１０の制御要求量Ｐｒｅｑ（すなわち、コンバータ１０の要求出力電力）を算出する。なお、ＨＶ−ＥＣＵ２００は、制御要求量Ｐｃｈｇおよび制御要求量Ｐｒｅｑを補機負荷８０２の消費電力とは独立して設定することによって、通信遅れや応答遅れなどに起因する電力制御の制御干渉を回避することができる。
Referring to FIG. 1 again, when the charging control is started, HV-
なお、制御要求量Ｐｃｈｇが制御要求量Ｐｒｅｑよりも小さいときは、第２バッテリ６０からコンバータ１０へ不足分の電力が供給される。一方、制御要求量Ｐｃｈｇが制御要求量Ｐｒｅｑよりも大きいときは、充電装置４５０からの余剰電力によって第２バッテリ６０が充電される。制御要求量Ｐｃｈｇが制御要求量Ｐｒｅｑに等しいときは、第２バッテリ６０は充放電されない。このように、外部電源７１０によって第１バッテリ５０が充電されるときに、第２バッテリ６０は、充電電力の変動を吸収するバッファとして機能する。
Note that when the control request amount Pchg is smaller than the control request amount Preq, the insufficient power is supplied from the
なお、第１バッテリ５０を充電する場合において、ＨＶ−ＥＣＵ２００は、第２バッテリ６０の充電電力の許容値を超えないように充電装置４５０を制御することができる。さらに、ＨＶ−ＥＣＵ２００は、第２バッテリ６０の放電電力の許容値を超えないようにコンバータ１０を制御することができる。
When charging the
ＨＶ−ＥＣＵ２００は、算出された充電装置４５０の制御要求量Ｐｃｈｇを充電装置マイコン４００に送信する。ＨＶ−ＥＣＵ２００は、算出されたコンバータ１０の制御要求量ＰｒｅｑをＭＧ−ＥＣＵ３００に送信する。
The HV-
充電装置マイコン４００は、ＨＶ−ＥＣＵ２００から受信する制御要求量Ｐｃｈｇに基づいて充電装置４５０を制御するための指令信号を生成し、生成した指令信号を充電装置４５０に送信する。
ＭＧ−ＥＣＵ３００は、ＨＶ−ＥＣＵ２００から受信するコンバータ１０の制御要求量Ｐｒｅｑに基づいてコンバータ１０を制御するための指令信号Ｃｍｄを生成し、コンバータ１０に送信する。具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、電圧ＶＬに電流ＩＬを乗算して得られた電力Ｐｏｕｔが制御要求量Ｐｒｅｑに近づくように指令信号Ｃｍｄを算出する。
MG-
ここで、電圧ＶＬを検出する電圧センサ３０４および電流ＩＬを検出する電流センサ３０２に特性ずれがあると、これらに基づいて算出される電力Ｐｏｕｔに検出誤差が発生する。これにより、第１バッテリ５０の充電電力の制御精度が悪化する。この制御精度の悪化により、第１バッテリ５０が過充電される可能性がある。
Here, if there is a characteristic deviation between the
特に、電圧センサ３０４および電流センサ３０２は、車両１の走行時に出力される大電力を検出することができるように、広い検出範囲を有するように設定される。一方、充電制御時における充電電力は、車両１の走行時に出力される電力も小さい。このため、充電制御時における小電力を検出するときには、電圧センサ３０４および電流センサ３０２の特性ずれの影響が大きくなる。
In particular, the
一方、第２バッテリ６０の入出力電力ＰＢ２を検出するための電圧センサ６０４および電流センサ６０２、ならびに充電装置４５０の出力電力Ｐｃを検出するための電圧センサ４５４および電流センサ４５２は、電圧センサ３０４および電流センサ３０２に比べて検出精度が高いという特性がある。すなわち、出力電力Ｐｃおよび入出力電力ＰＢ２は、出力電力Ｐｏｕｔよりも精度良く検出される。しかしながら、出力電力Ｐｏｕｔは、出力電力Ｐｃおよび入出力電力ＰＢ２よりも検出の応答性が高い。
On the other hand,
そこで、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、第２バッテリ６０の入出力電力ＰＢ２（図２の矢印Ａ２）および充電装置４５０の出力電力Ｐｃ（図２の矢印Ａ３）の合計値と、コンバータ１０の出力電力Ｐｏｕｔ（図２の矢印Ａ１）との偏差に基づいて学習値Ｌｎを算出し、コンバータ１０を制御するための指令信号Ｃｍｄを、算出された学習値に基づいて補正する。
Therefore, MG-
より具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、次式に基づいて偏差ｄＰを算出する。
ｄＰ＝Ｐｏｕｔ−（Ｐｃ＋ＰＢ２＋Ｌｎ） …（１）
ＭＧ−ＥＣＵ３００は、算出された偏差ｄＰになまし処理を施すことによってなまし値を取得する。ＭＧ−ＥＣＵ３００は、取得されたなまし値が零に近づくように学習値Ｌｎを更新する。なお、なまし処理とは、予め定められた時定数をもつローパスフィルタによって処理することである。ＭＧ−ＥＣＵ３００は、学習値Ｌｎに基づいて指令信号Ｃｍｄを補正する。
More specifically, MG-
dP = Pout− (Pc + PB2 + Ln) (1)
The MG-
このように、出力電力Ｐｃおよび入出力電力ＰＢ２を用いることによって、コンバータ１０による充電制御に用いられる出力電力Ｐｏｕｔの検出誤差の影響を抑制することができる。したがって、第１バッテリ５０を精度良く充電することができる。
Thus, by using the output power Pc and the input / output power PB2, the influence of the detection error of the output power Pout used for the charging control by the
図３および図４は、図１に示す制御装置１００が実行する充電制御の動作を示すタイミングチャートである。図３においては、コンバータ１０の出力電力Ｐｏｕｔが実際の出力電力よりも大きく検出される場合が示される。図４においては、コンバータ１０の出力電力Ｐｏｕｔが実際の出力電力よりも小さく検出される場合が示される。なお、図３および図４に示す例においては、制御装置１００は、充電装置４５０の出力電力がコンバータ１０の出力電力に一致するように（すなわち、第２バッテリ６０の入出力電力が零となるように）コンバータ１０を制御しているものとする。
3 and 4 are timing charts showing the operation of the charging control executed by the
図３および図４においては、横軸には時間が示され、縦軸には充電装置４５０の出力電力Ｐｃ、第２バッテリ６０の入出力電力ＰＢ２、コンバータ１０への入力電力Ｐｉｎ、コンバータ１０の出力電力Ｐｏｕｔ、偏差ｄＰ、学習値Ｌｎ、指令信号Ｃｍｄが上から順に示される。なお、第２バッテリ６０が放電する場合に、入出力電力ＰＢ２が正の値となり、第２バッテリ６０が充電される場合に、入出力電力ＰＢ２が負の値となるものとする。
3 and 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the output power Pc of the
入力電力Ｐｉｎは、出力電力Ｐｃと入出力電力ＰＢ２との合計値を示す。すなわち、入力電力Ｐｉｎは、出力電力Ｐｃおよび入出力電力ＰＢ２に基づいて算出されるコンバータ１０への入力電圧である。
The input power Pin indicates the total value of the output power Pc and the input / output power PB2. That is, input power Pin is an input voltage to
偏差ｄＰの破線は、上記式（１）に従って得られる値を示す。偏差ｄＰの実線は、上記式（１）に従って得られた値になまし処理を施して得られる値を示す。指令信号Ｃｍｄの実線は、学習値Ｌｎに基づいて指令信号Ｃｍｄが補正された値を示す。指令信号Ｃｍｄの一点鎖線は、学習値Ｌｎに基づいて指令信号Ｃｍｄが補正されない値を示す。 A broken line of the deviation dP indicates a value obtained according to the above equation (1). The solid line of the deviation dP indicates a value obtained by subjecting the value obtained according to the above equation (1) to a smoothing process. The solid line of the command signal Cmd indicates a value obtained by correcting the command signal Cmd based on the learning value Ln. A one-dot chain line of the command signal Cmd indicates a value that the command signal Cmd is not corrected based on the learning value Ln.
図３を参照して、第１バッテリ５０への充電が実行されている場合において、学習値の算出処理が開始される（時刻Ｔ０）。この時点では、入力電力Ｐｉｎが出力電力Ｐｏｕｔよりも小さい値となっている。すなわち、出力電力Ｐｏｕｔが制御要求量Ｐｒｅｑに一致するようにコンバータ１０が制御されるが、センサ誤差に起因して、実際には制御要求量Ｐｒｅｑよりも小さい電力がコンバータ１０から出力されている。言い換えると、コンバータ１０の出力が要求電力に対して不足している状態である。このため、充電装置４５０からの余剰電力によって第２バッテリ６０が充電される。
Referring to FIG. 3, when the
制御装置１００は、時刻Ｔ０において初期値を零として偏差ｄＰのなまし処理を開始する。時刻Ｔ０から所定時間が経過した時刻Ｔ１において、制御装置１００は、なまし処理によって得られたなまし値が学習値Ｌｎに加算される。すなわち、学習値Ｌｎは、所定時間毎に更新される。学習値Ｌｎが更新されると、制御装置１００は、初期値を零として再びなまし処理を開始する。
At time T0,
制御装置１００は、更新された学習値Ｌｎに基づいて指令信号Ｃｍｄを補正する。具体的には、制御装置１００は、学習値Ｌｎに所定のゲインを乗算して得られた値を指令信号Ｃｍｄに加算することによって、指令信号Ｃｍｄを補正することができる。
The
制御装置１００は、補正された指令信号Ｃｍｄをコンバータ１０へ出力する。すると、指令信号Ｃｍｄが上昇することによって、コンバータ１０の出力電力が上昇する。これにより、実際のコンバータ１０の出力電力が制御要求量Ｐｒｅｑに近づくこととなる。
同様に、時刻Ｔ１から所定時間が経過した時刻Ｔ２において、制御装置１００は、再び学習値Ｌｎを更新し、更新された学習値Ｌｎに基づいて指令信号Ｃｍｄを補正する。すると、指令信号Ｃｍｄが再び上昇することによって、コンバータ１０の出力電力がさらに上昇する。これにより、実際のコンバータ１０の出力電力が制御要求量Ｐｒｅｑにさらに近づくこととなる。これにより、第２バッテリ６０の入出力電力が目標である零に近づく。
Similarly, at time T2 when a predetermined time has elapsed from time T1,
このように、所定時間毎に学習値Ｌｎの更新を繰り返すことによって、実際のコンバータ１０の出力電力が制御要求量Ｐｒｅｑに徐々に一致する。これにより、制御装置１００は、実際にコンバータ１０から出力される電力が制御要求量Ｐｒｅｑに一致するようにコンバータ１０を制御することができる。したがって、第１バッテリ５０の充電精度を向上することができる。なお、上記所定時間およびゲインの少なくとも一方を適宜設定することによって、学習値Ｌｎが過学習されることを防止することができる。
As described above, the actual output power of the
図４を参照して、第１バッテリ５０への充電が実行されている場合において、学習値の算出処理が開始される（時刻Ｔ３）。この時点では、図３に示される場合とは反対に、入力電力Ｐｉｎが出力電力Ｐｏｕｔよりも大きい値となっている。すなわち、センサ誤差に起因して、実際には制御要求量Ｐｒｅｑよりも大きい電力がコンバータ１０から出力されている。言い換えると、コンバータ１０の出力が過多な状態である。このため、不足する電力が第２バッテリ６０から出力される。
Referring to FIG. 4, when the charging of
制御装置１００は、時刻Ｔ３において初期値を零として偏差ｄＰのなまし処理を開始する。時刻Ｔ３から所定時間が経過した時刻Ｔ４において、制御装置１００は、なまし処理によって得られたなまし値が学習値Ｌｎに加算される。学習値Ｌｎが更新されると、制御装置１００は、初期値を零として再びなまし処理を開始する。
At time T3,
制御装置１００は、学習値Ｌｎに基づいて指令信号Ｃｍｄを補正する。制御装置１００は、補正された指令信号Ｃｍｄをコンバータ１０へ出力する。すると、指令信号Ｃｍｄが低下することによって、コンバータ１０の出力電力が低下する。これにより、実際のコンバータ１０の出力電力が制御要求量Ｐｒｅｑに近づくこととなる。
The
同様に、時刻Ｔ４から所定時間が経過した時刻Ｔ５において、制御装置１００は、再び学習値Ｌｎを更新し、更新された学習値Ｌｎに基づいて指令信号Ｃｍｄを補正する。すると、指令信号Ｃｍｄが再び低下することによって、コンバータ１０の出力電力がさらに低下する。これにより、実際のコンバータ１０の出力電力が制御要求量Ｐｒｅｑにさらに近づくこととなる。これにより、第２バッテリ６０の入出力電力が目標である零に近づく。
Similarly, at time T5 when a predetermined time has elapsed from time T4,
図５は、図１に示す制御装置１００の充電制御に関する機能ブロック図である。図５を参照して、制御装置１００は、接続判定部２０２と、充電制御部２０４と、学習部２０６とを含む。
FIG. 5 is a functional block diagram relating to charging control of the
接続判定部２０２は、充電ケーブル７００のコネクタ７０２がインレット４５６に接続されたか否かを判定する。接続判定部２０２は、コネクタ７０２がインレット４５６に接続されているか否かを示す信号を充電制御部２０４へ出力する。
充電制御部２０４は、コネクタ７０２がインレット４５６に接続されている場合に、第１バッテリ５０の充電を開始する。具体的には、充電装置４５０の制御要求量Ｐｃｈｇおよびコンバータ１０の制御要求量Ｐｒｅｑを算出する。そして、充電制御部２０４は、制御要求量Ｐｃｈｇに基づいて充電装置４５０を制御するための指令信号を生成し、生成した指令信号を充電装置４５０に送信する。さらに、充電制御部２０４は、制御要求量Ｐｒｅｑに基づいてコンバータ１０を制御するための指令信号Ｃｍｄを生成し、コンバータ１０に送信する。
The charging
学習部２０６は、充電が開始されて充電状態が安定すると、偏差ｄＰのなまし処理を開始する。学習部２０６は、なまし処理を開始してから所定時間が経過すると、学習値Ｌｎを更新する。学習部２０６は、更新された学習値Ｌｎを充電制御部２０４へ出力する。
The
充電制御部２０４は、学習部２０６から受けた学習値Ｌｎに基づいて指令信号Ｃｍｄを補正する。充電制御部２０４は、補正された指令信号Ｃｍｄをコンバータ１０へ出力する。
図６は、図１に示す制御装置１００が実行する充電制御に関する処理の制御構造を示すフローチャートである。なお、図６に示されるフローチャート中の各ステップについては、制御装置１００に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期もしくは所定の条件が成立したことに応答して実行されることによって実現される。あるいは、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a control structure of processing related to charge control executed by
図６を参照して、制御装置１００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、充電ケーブル７００のコネクタ７０２がインレット４５６に接続されたか否かを判定する。コネクタ７０２がインレット４５６に接続されていないと判定された場合は（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。
Referring to FIG. 6,
コネクタ７０２がインレット４５６に接続されたと判定された場合は（Ｓ１００にてＹＥＳ）、制御装置１００は、ＣＨＲ７２をオフ状態からオン状態に切り換える（Ｓ１０２）。
If it is determined that
続いてＳ１０４にて、制御装置１００は、第１バッテリ５０の充電を開始する。具体的には、制御装置１００は、充電装置４５０の制御要求量Ｐｃｈｇおよびコンバータ１０の制御要求量Ｐｒｅｑを算出する。そして、制御装置１００は、制御要求量Ｐｃｈｇに基づいて充電装置４５０を制御するための指令信号を生成し、生成した指令信号を充電装置４５０に送信する。さらに、制御装置１００は、制御要求量Ｐｒｅｑに基づいてコンバータ１０を制御するための指令信号Ｃｍｄを生成し、コンバータ１０に送信する。
Subsequently, in S <b> 104,
続いてＳ１０６にて、制御装置１００は、充電状態が安定しているか否かを判定する。具体的には、第１バッテリ５０の充電を開始してから所定時間が経過したとき、または充電装置４５０およびコンバータ１０によって充電電力が制御されているときなどに、制御装置１００は、充電状態が安定していると判定する。充電状態が安定していないと判定された場合は（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１０６に戻される。
Subsequently, in S106,
充電状態が安定していると判定された場合は（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、制御装置１００は、偏差ｄＰのなまし処理を開始する（Ｓ１０８）。
When it is determined that the state of charge is stable (YES in S106),
続いてＳ１１０にて、制御装置１００は、なまし処理を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する。なまし処理を開始してから所定時間が経過していないと判定された場合は（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１０に戻される。
Subsequently, in S110,
なまし処理を開始してから所定時間が経過したと判定された場合は（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、制御装置１００は、学習値Ｌｎを更新する（Ｓ１１２）。制御装置１００は、更新された学習値Ｌｎに基づいて指令信号Ｃｍｄを補正する。制御装置１００は、補正された指令信号Ｃｍｄをコンバータ１０へ出力する。
If it is determined that a predetermined time has elapsed since the start of the annealing process (YES in S110),
続いてＳ１１４にて、制御装置１００は、充電終了条件が成立したか否かを判定する。具体的には、第１バッテリ５０のＳＯＣが所定値を上回ったときに、制御装置１００は、充電終了条件が成立したと判定する。充電終了条件が成立していないと判定された場合は（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に戻される。
Subsequently, in S <b> 114,
充電終了条件が成立したと判定された場合は（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、制御装置１００は、第１バッテリ５０の充電を終了する（Ｓ１１６）。具体的には、制御装置１００は、コンバータ１０および充電装置４５０の動作を停止するとともに、ＣＨＲ７２をオフ状態にする。
When it is determined that the charging end condition is satisfied (YES in S114),
以上のように、この実施の形態においては、入出力電力ＰＢ２および出力電力Ｐｃの合計値と、出力電力Ｐｃとの偏差に基づいて学習値Ｌｎが算出される。そして、コンバータ１０を制御するための制御信号が学習値Ｌｎにより補正される。これにより、電流センサ３０２および電圧センサ３０４の検出誤差の影響を抑制することができる。したがって、この実施の形態によれば、第１バッテリ５０の充電の精度を向上することができる。なお、学習値Ｌｎによる上記制御信号の補正は、指令信号Ｃｍｄを補正することによって実行されるが、コンバータ１０を制御するためのセンサ値を補正することにより実行されてもよい。
As described above, in this embodiment, the learning value Ln is calculated based on the deviation between the total value of the input / output power PB2 and the output power Pc and the output power Pc. Then, a control signal for controlling
また、この実施の形態においては、補機負荷８０２は、コンバータ１０に対して第１バッテリ５０と並列に接続される。これにより、補機負荷８０２が電力を消費する場合であっても、外部電源７１０によって第１バッテリ５０を精度良く充電することができる。
In this embodiment,
なお、この実施の形態においては、コンバータ１０の出力電力が予め定められた値よりも大きいときに、学習値Ｌｎを更新してもよい。この場合、出力電力の低下による誤差の拡大を抑制することができる。
In this embodiment, learning value Ln may be updated when the output power of
なお、この実施の形態においては、第１バッテリ５０の押し込み充電が実行されているとき、または車両に搭載された電動エアコンが作動しているときに、学習値の更新を停止してもよい。この場合、出力電力の低下および変動による誤差の拡大を抑制することができる。
In this embodiment, the update of the learning value may be stopped when the
なお、この実施の形態においては、所定時間毎に学習値を更新するものとしたが、なまし値が所定値を上回ったときに学習値を更新するものとしてもよい。 In this embodiment, the learning value is updated every predetermined time. However, the learning value may be updated when the annealing value exceeds the predetermined value.
なお、上記において、第１バッテリ５０は、この発明における「第１の蓄電装置」に対応し、第２バッテリ６０は、この発明における「第２の蓄電装置」に対応する。また、電流センサ３０２および電圧センサ３０４は、この発明における「第１の検出部」に対応し、電流センサ６０２および電圧センサ６０４は、この発明における「第２の検出部」に対応する。また、電流センサ４５２および電圧センサ４５４は、この発明における「第３の検出部」に対応する。
In the above,
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.
１ 車両、２ エンジン、３ 第１ＭＧ、４ 動力分割装置、５ 第２ＭＧ、６ 車輪、８ インバータ、１０ コンバータ、５０ 第１バッテリ、６０ 第２バッテリ、５２ 第１システムメインリレー、６２ 第２システムメインリレー、１００ 制御装置、３０２，４５２，５０２，６０２ 電流センサ、３０４，３０６，４５４，４５８，５０４，６０４ 電圧センサ、３０８，３１０ 温度センサ、４００ 充電装置マイコン、４５０ 充電装置、４５６ インレット、７００ 充電ケーブル、７０２ コネクタ、７０６ プラグ、７０８ コンセント、７１０ 外部電源、８０２ 補機負荷、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ３ ダイオード、Ｌ１ リアクトル、ＮＬ１〜ＮＬ３ 負極ライン、ＰＬ１〜ＰＬ４ 正極ライン、Ｑ１，Ｑ２ スイッチング素子、ＲＡ，ＲＣ 制限抵抗。 1 vehicle, 2 engine, 3 1st MG, 4 power split device, 5 2nd MG, 6 wheels, 8 inverter, 10 converter, 50 1st battery, 60 2nd battery, 52 1st system main relay, 62 2nd system main Relay, 100 Control device, 302, 452, 502, 602 Current sensor, 304, 306, 454, 458, 504, 604 Voltage sensor, 308, 310 Temperature sensor, 400 Charging device microcomputer, 450 Charging device, 456 inlet, 700 Charging Cable, 702 connector, 706 plug, 708 outlet, 710 External power supply, 802 Auxiliary load, C1, C2 capacitor, D1-D3 diode, L1 reactor, NL1-NL3 negative line, PL1-PL4 positive line, Q1, Q2 switch Grayed element, RA, RC-limiting resistor.
Claims (7)
前記第１の蓄電装置と電気負荷との間に設けられ、双方向に電圧変換可能なコンバータと、
前記電気負荷に対して前記コンバータと並列に接続される第２の蓄電装置と、
車両外部の電源から受電可能に構成され、前記コンバータに対して前記第２の蓄電装置と並列に接続される充電装置と、
前記コンバータに流れる電力を検出するための第１の検出部と、
前記第２の蓄電装置の出力電力を正値として前記第２の蓄電装置の入出力電力を検出するための第２の検出部と、
前記充電装置に流れる電力を検出するための第３の検出部と、
前記充電装置および前記コンバータを制御することによって、前記電源により前記充電装置および前記コンバータを介して前記第１の蓄電装置を充電するための充電制御を実行する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第２の検出部によって検出された電力値および前記第３の検出部によって検出された電力値の合計値と、前記第１の検出部によって検出された電力値との偏差を学習値として算出し、前記コンバータを制御するための制御信号を前記学習値により補正する、車両の電源装置。 A first power storage device;
A converter provided between the first power storage device and the electric load and capable of bidirectional voltage conversion;
A second power storage device connected in parallel to the converter with respect to the electrical load;
A charging device configured to be able to receive power from a power source external to the vehicle and connected in parallel to the second power storage device with respect to the converter;
A first detector for detecting power flowing in the converter;
A second detector for detecting input / output power of the second power storage device with a positive value of the output power of the second power storage device;
A third detector for detecting the power flowing through the charging device;
A control device for controlling the charging device and the converter to perform charging control for charging the first power storage device via the charging device and the converter by the power source;
The control device includes a deviation between a power value detected by the second detection unit and a total value of power values detected by the third detection unit and a power value detected by the first detection unit. Is calculated as a learning value, and a control signal for controlling the converter is corrected by the learning value.
前記第２の蓄電装置の蓄積エネルギ定格は、前記第１の蓄電装置の蓄積エネルギ定格よりも大きい、請求項１に記載の車両の電源装置。 The output power rating of the first power storage device is greater than the output power rating of the second power storage device,
2. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein a stored energy rating of the second power storage device is larger than a stored energy rating of the first power storage device.
A vehicle comprising the power supply device according to claim 1.
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