JP2014150684A - Vehicular control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池と走行用モータとが搭載される車両を制御する車両用制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device that controls a vehicle on which a secondary battery and a travel motor are mounted.
従来技術として、エンジンを駆動源として走行する車両ではエンジンの制御装置(エンジンECU)が送風ファンを駆動し、エンジン冷却用のラジエータを冷却している。近年増加傾向にあるハイブリッド車両(HV)においては、従来のエンジンECUが転用できる為、送風ファンの駆動はそのままエンジンECUに行わせている構成が一般的である。また送風ファンは、ラジエータの他、車両用空調装置の冷媒を冷却するためのコンデンサ、およびハイブリッド車両における主機インバータ用ラジエータの冷却にも用いられる。 As a conventional technique, in a vehicle that travels using an engine as a drive source, an engine control device (engine ECU) drives a blower fan to cool a radiator for cooling the engine. In a hybrid vehicle (HV), which has been increasing in recent years, a conventional engine ECU can be diverted, and therefore, the configuration in which the blower fan is driven as it is is generally performed. In addition to the radiator, the blower fan is also used for cooling a condenser for cooling the refrigerant of the vehicle air conditioner and a radiator for the main inverter in the hybrid vehicle.
特許文献1に記載の暖機装置では、エンジンECUではなく、主機インバータを制御して走行用モータを駆動するHV−ECU(ハイブリッド用電子制御ユニット)にて送風ファンを駆動する構成が示されている。
In the warming-up device described in
特許文献2に記載の冷却ファンの制御装置では、アクセル開度などのドライバー要求やバッテリ状態等に基づいて車両が所望の運転状態となるように機器類を制御するHV−ECUにて、送風ファンを駆動する構成が示されている。 In the cooling fan control device described in Patent Document 2, the HV-ECU that controls the devices so that the vehicle is in a desired driving state based on a driver request such as an accelerator opening degree, a battery state, and the like. A configuration for driving is shown.
エンジンECUで送風ファンを駆動するハイブリッド車両の場合、エンジンを駆動する必要が無いのにも関わらず送風ファンを駆動させるためだけにエンジンECUを起動しなくてはならないケースがあり、エンジンECUの電力消費に無駄が生じるという問題がある。上記ケースとは、例えば、乗車前に車内を快適な温度にするために二次電池の電力を用いてエアコンを作動させるときのコンデンサへの送風や、エンジンを停止してモータのみで走行(EV走行)している時の主機インバータ用ラジエータへの送風などが挙げられる。後者のケースは、特にエンジンを発電のみに利用して常時EV走行するシリーズハイブリッドあるいはレンジエクステンダーに分類される車両で起こるケースである。また今後二次電池の性能が向上してEV走行可能距離が拡大した場合において、走行時にエンジンECUが必要となるシーンが更に限定されることになるため、上記のエンジンECUの電力消費の無駄がより顕著となるおそれがある。 In the case of a hybrid vehicle in which the blower fan is driven by the engine ECU, there is a case where the engine ECU has to be started only to drive the blower fan even though it is not necessary to drive the engine. There is a problem of wasteful consumption. For example, the case described above refers to blowing air to the condenser when operating the air conditioner using the power of the secondary battery to bring the interior of the vehicle to a comfortable temperature before boarding, or running only with a motor by stopping the engine (EV For example, blowing air to the main inverter radiator when the vehicle is running. The latter case is a case that occurs particularly in a vehicle classified as a series hybrid or a range extender that uses the engine only for power generation and always travels EV. Further, when the performance of the secondary battery is improved and the EV travelable distance is expanded, the scene where the engine ECU is required during travel is further limited. May become more prominent.
また、外部電源を接続して二次電池の充電(プラグイン充電)が可能なプラグインハイブリッド車両(PHV)においては、充電中に使用する車載充電器やコンバータ、および二次電池が発熱するため、これらを冷却するために送風ファンを駆動することも考えられる。プラグイン充電中にエンジンを動かす必要は無いため、このケースにおいても従来構成ではエンジンECUの電力消費に無駄が生じる。 Moreover, in a plug-in hybrid vehicle (PHV) that can be charged (plug-in charging) by connecting an external power supply, the on-vehicle charger and converter used during charging and the secondary battery generate heat. It is also conceivable to drive the blower fan in order to cool them. Since it is not necessary to move the engine during plug-in charging, the power consumption of the engine ECU is wasted even in this case in the conventional configuration.
また、エンジンを搭載しない電気自動車(EV)ではエンジンECUが不要となるが、二次電池の充放電制御や状態監視、主機インバータ制御などはHVと共通であるため、エンジンECU以外の制御装置をHVからEVへ転用することが考えられる。しかし、前述の従来構成の場合、エンジンECUから送風ファンの制御と駆動を行う仕組みを、別の制御装置に移し変えるか、新たな制御装置として実装する必要があり、同じハードウェア構成のままEVへ転用できないといった問題がある。 An electric vehicle (EV) that does not have an engine does not require an engine ECU. However, since charge / discharge control, state monitoring, main motor inverter control, and the like of the secondary battery are common to the HV, a control device other than the engine ECU is required. It is conceivable to divert from HV to EV. However, in the above-described conventional configuration, the mechanism for controlling and driving the blower fan from the engine ECU must be transferred to another control device or mounted as a new control device. There is a problem that it cannot be diverted.
さらに前述の特許文献1および特許文献2に記載のHV−ECUで送風ファンを駆動する構成においても、HV−ECUは主にインバータ制御などの走行に必要な機能を担当する制御装置であるため、非走行時は電源を切っておくことが望ましい。しかし、非走行時に送風ファンの駆動が必要となるケースにおいてはHV−ECUを起動させなくてはならず、HV−ECUの電力消費に無駄が生じるという問題がある。
Further, even in the configuration in which the HV-ECU described in the above-mentioned
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、送風手段の制御に起因して、電力消費が増加することを抑制することができる車両用制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device that can suppress an increase in power consumption due to the control of the air blowing means. To do.
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。 The present invention employs the following technical means in order to achieve the aforementioned object.
本発明では、制御手段は、切替手段を遮断状態に制御している場合には、送風手段の駆動を停止するように制御し、制御手段に供給される電力は、切替手段が遮断状態に制御されている場合には、切替手段が接続状態に制御されている場合に比べて、小さくなるように制御されていることを特徴としている。 In the present invention, the control means controls the driving of the blower means to be stopped when the switching means is controlled to be in the cut-off state, and the power supplied to the control means is controlled so that the switch means is turned off. In this case, the switching means is controlled to be smaller than that in the connected state.
このような本発明に従えば、制御手段は、送風手段および切替手段を制御する。送風手段は、負荷を冷却するために駆動するので、二次電池から電力が供給されて発熱している負荷を冷却することができる。そして切替手段は、二次電池と負荷との電気的接続状態を接続状態と遮断状態とにわたって切替えるので、制御手段が切替手段を接続状態に制御している場合であって、負荷を冷却する必要があるときには送風手段が送風するように制御する。逆に、切替手段を遮断状態に制御している場合には、送風手段も送風する必要がないので、送風手段の駆動を停止するように制御する。したがって切替手段の制御と送風手段の制御とは連動する制御であるので、送風手段の動作が必要でないとき(遮断状態のとき)は、制御手段に供給される電力が小さくても問題がない。これによって制御手段の電力消費を小さくすることができ、電力消費の増加を抑制することができる。 According to such this invention, a control means controls a ventilation means and a switching means. Since the air blowing means is driven to cool the load, it is possible to cool the load that is supplied with power from the secondary battery and generates heat. Since the switching means switches the electrical connection state between the secondary battery and the load between the connected state and the disconnected state, the control means is controlling the switching means to the connected state, and the load needs to be cooled. When there is, the blower is controlled to blow. On the contrary, when the switching means is controlled to be in the shut-off state, it is not necessary to blow the air blowing means, so that the driving of the air blowing means is controlled to stop. Therefore, since the control of the switching means and the control of the blower means are interlocked control, there is no problem even if the power supplied to the control means is small when the operation of the blower means is not necessary (in the shut-off state). As a result, the power consumption of the control means can be reduced, and an increase in power consumption can be suppressed.
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each above-mentioned means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。 Hereinafter, a plurality of embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In some embodiments, portions corresponding to the matters described in the preceding embodiments may be given the same reference numerals, or one letter may be added to the preceding reference numerals, and overlapping descriptions may be omitted. In addition, when a part of the configuration is described in each embodiment, the other parts of the configuration are the same as those of the embodiment described in advance. In addition to the combination of parts specifically described in each embodiment, the embodiments may be partially combined as long as the combination does not hinder the combination.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に関して、図1〜図6を用いて説明する。図1では、第1実施形態のハイブリッド車両10の構成部品の一部と、それら構成部品の電気的な接続関係の一例を示している。図1に示すハイブリッド車両10は、電気的構成として、車両用制御装置11、二次電池12、補機用バッテリ13、主機インバータ14、エアコン用電動コンプレッサ15、DCDCコンバータ(以下、単に「コンバータ」という)16、エアコンECU17、HV−ECU18、エンジンECU19、走行用モータ20、および各種リレー51〜55を含んで構成される。また図1に示すハイブリッド車両10は、機械的構成として、送風ファン30、エンジン用ラジエータ31、インバータ用ラジエータ32、エアコン冷媒用コンデンサ33、およびエンジン34を含んで構成される。図1では、理解を容易にするために、アース線は省略し、信号線の接続は制御対象および監視対象との接続を示し、実際に必要な信号の種類と数と信号線の数とは関係ない。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an example of some of the components of the
二次電池12は、高圧のバッテリであり、その端子電圧が高圧となるように設定されている。二次電池12は、充放電可能に構成された電池であり、たとえばニッケル水素電池、リチウムイオン電池などを使用することができる。
The
コンバータ16は、二次電池12の充放電を制御するために用いられる機器である。コンバータ16は、ハイブリッド車両10の走行用モータ20等の高負荷に電力授受可能に接続された二次電池12を含む高圧電源系と、低圧負荷に電力を供給する補機用バッテリ13を含む低圧電源系との間に設けられる電子部品である。コンバータ16は、二次電池12からの直流電力の電圧を降下し、電池ECU21、HV−ECU18、エンジンECU19、エアコンECU17および送風ファン30へ電力を供給するとともに、補機用バッテリ13を充電することができる。
The
補機用バッテリ13は、端子電圧が二次電池12よりも低い低電圧バッテリである。補機用バッテリ13は、二次電池12を電力供給源としており、二次電池12の電圧がコンバータ16によって降下されて、降下された出力電圧が引加されるようになっている。
The
したがって主機インバータ14、エアコン用電動コンプレッサ15およびコンバータ16は、二次電池12に並列に接続され、二次電池12の電力を消費する二次電池負荷である。また図1に示す電池ECU21、HV−ECU18、エンジンECU19、エアコンECU17および送風ファン30は、補機用バッテリ13からの電力またはコンバータ16によって電圧降下されて電力を消費する補機負荷である。
Therefore,
主機インバータ14は、二次電池12と走行用モータ20との間において電力形態の変換および電力量を調整する電力変換部である。主機インバータ14は、二次電池12の直流電力を交流電力に変換(DC/AC変換)するとともに、走行用モータ20に必要とされる電力量を調整する。また、主機インバータ14は、減速時において車両の駆動輪からの駆動力によって生じる交流の回生電力が得られたときには、交流の回生電力を直流電力に変換(AC/DC変換)して二次電池12に供給し充電する。このように主機インバータ14は、双方向の電力変換を可能としている。
The
送風ファン30は、主機インバータ14、エンジン34、エアコン冷媒を冷却するための送風手段である。エンジン用ラジエータ31は、エンジン冷却水と空気とを熱交換して、エンジン34を冷却するための熱交換器である。インバータ用ラジエータ32は、インバータ冷却水と空気とを熱交換して、主機インバータ14を冷却するための熱交換器である。エアコン冷媒用コンデンサ33は、エアコン冷媒と空気とを熱交換して、冷媒を放熱するための熱交換器である。これらの送風ファン30は、これらの熱交換器に送風することによって、空気との熱交換対称物(冷却水、冷媒)との熱交換を促進し、冷却する。
The
次に、車両用制御装置11に関して説明する。車両用制御装置11は、接続回路41、第1リレー51および電池電子制御装置(Electronic Control Unit:略称ECU)21を含んで構成される。車両用制御装置11は、ハイブリッド車両10の各部を制御する制御装置である。
Next, the
接続回路41は、二次電池12と二次電池負荷との電気的接続状態を、接続状態と遮断状態とにわたって切替える切替手段である。換言すると、接続回路41は、二次電池12と、二次電池12の電力を使用する負荷とを電気的に接続/遮断することができる継電器である。接続回路41で二次電池負荷を遮断する目的は、車両衝突時や車両整備時に漏電を防ぐため、システム異常時に電流を自動で遮断するため、および暗電流を低減するためである。二次電池12と二次電池負荷との電気的接続状態が接続状態にある場合には、二次電池12からの二次電池負荷への電力供給を許可する許可状態である。また二次電池12と二次電池負荷との電気的接続状態が遮断状態にある場合には、二次電池12からの二次電池負荷への電力供給を禁止する禁止状態である。
The
接続回路41は、具体的には、第1システムメインリレー(以下、「SMR」という)42、第2SMR43、第3SMR44、接続用抵抗45を含んで構成される。第1SMR42と第2SMR43とは、一方の端子が二次電池12の正電極に接続され、他方の端子が二次電池負荷に接続される。したがって第1SMR42と第2SMR43とは、並列に接続される。また接続用抵抗45は、第1SMR42と直接に接続され、接続用抵抗45も第2SMR43と並列に接続される。第3SMR44は、一方の端子が二次電池12の負電極に接続され、他方の端子が二次電池負荷に接続される。各SMR42〜44の接続状態は、電池ECU21によって制御される。
Specifically, the
電池ECU21は、接続回路41と送風ファン30の駆動を行う制御手段であるとともに、二次電池12の電圧、電流および温度のうちの少なくともいずれか1つを監視する監視機能を有する。電池ECU21は、二次電池12の状態(電圧・電流・温度など)を検出し、残存容量や許容される充放電量を演算する機能を有する。電池ECU21の監視機能は、接続回路41が接続状態にある場合、二次電池負荷が動作している際に二次電池12を安全な状態に保つために必要である。
The
また電池ECU21は、送風ファン30の駆動とも動作シーン(動作タイミング)が一致しているので、送風ファン30を動作させるためだけに電池ECU21が起動されることは無く、無駄な電力消費を抑えることができる。
Further, since the operation scene (operation timing) of the
図1に示すように、主機インバータ14、エアコン用電動コンプレッサ15およびコンバータ16は、第2SMR43と第3SMR44とを接続することにより二次電池12から電力が供給され作動することが可能な状態になる。したがって電池ECU21は、主機インバータ14、エアコン用電動コンプレッサ15およびコンバータ16への電力供給状態を制御する。
As shown in FIG. 1, the
また電池ECU21は、第2リレー52、第3リレー53、第4リレー54および第5リレー55の接続状態を制御する。第2リレー52は、HV−ECU18への電力供給を切り替えるリレーである。第3リレー53は、エンジンECU19への電力供給を切り替えるリレーである。第4リレー54は、エアコンECU17への電力供給を切り替えるリレーである。第5リレー55は、送風ファン30への電力供給を切り替えるリレーである。電池ECU21は、各リレー52〜55を接続状態にすることによって、補機用バッテリ13からの各部への電力供給状態を制御する。
The
また第1リレー51は、電池ECU21への電力供給を切り替えるリレーである。第1リレー51は、別のECUによって、電池ECU21の起動が必要なタイミングでON/OFFが制御される。電池ECU21の起動が必要なタイミングは、たとえばドライバーが走行要求を出したとき(イグニッションキー操作、あるいはプッシュ式のボタン操作など)、外部電源が接続されたとき(プラグイン充電)、およびエアコンがONされたときなどである。
The
HV−ECU18は、ドライバーの走行要求を検出し、エンジン34と走行用モータ20の駆動トルク配分を演算して、エンジンECU19へエンジン34の駆動トルク要求を送る。またHV−ECU18は、主機インバータ14へ走行用モータ20の駆動トルク要求を送る。エンジンECU19は、HV−ECU18からの駆動トルク要求に基づきエンジン34を駆動する。エアコンECU17は、車室内温度、外気温等に基づきエアコン用電動コンプレッサ15を駆動して車室内を乗員が所望する温度に制御する。エアコン用電動コンプレッサ15は、車室内を空調するための冷媒を圧縮する電動の圧縮機である。
The HV-
次に、電池ECU21の構成および動作に関して図2を用いてさらに説明する。電池ECU21は、図2に示すように、マイコン39、プリドライバ35および2つのMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)36,37を含んで構成される。一方のMOSFET36は第2SMR43に接続され、他方のMOSFET37は第5リレー55に接続される。各MOSFET36,37のゲート端子には、プリドライバ35が接続される。
Next, the configuration and operation of the
マイコン39は、各スイッチング素子である各MOSFET36,37のゲート端子にプリドライバ35を介して昇圧された電圧を印加する。これによって第2SMR43および第5リレー55の各駆動端子にBAT電源が通電されて、各接点が駆動される構成になっている。第5リレー55が接続されると、送風ファン30に電源が供給される。この状態で電池ECU21が送風ファン駆動信号を出力することによって、送風ファン30が駆動される。また第1SMR42および第3SMR44も、第2SMR43と同様の構成であり、全く同じ原理で駆動されるので説明は省略する。
The
次に、電池ECU21の制御に関して図3を用いて説明する。図3に示す処理は、電池ECU21が電源投入状態の場合に、短時間に繰り返し実行される。
Next, control of the
処理が開始されて、ステップS1では、入力情報が取得され、ステップS2に移る。入力情報は、たとえば電源ポジション、スタートボタンの操作状態、シフトポジション、エアコンの動作要求の有無、エアコンのスイッチ状態および車速などである。 The process is started, input information is acquired in step S1, and the process proceeds to step S2. The input information includes, for example, a power position, a start button operation state, a shift position, presence / absence of an air conditioner operation request, an air conditioner switch state, and a vehicle speed.
ステップS2では、入力情報に基づいて、二次電池負荷の使用要求の有無を判断し、使用要求がある場合、すなわち接続回路41の接続要求がある場合には、ステップS3に移り、ない場合には、ステップS12に移る。たとえばエアコンスイッチ状態がONであれば乗員がエアコンを使用するために接続要求があると判定する。ステップS12では、接続要求がないので接続回路41を遮断して、送風ファン30を駆動せずに、本フローを終了する。したがってステップS12では、二次電池負荷の使用要求が無く、車速やシフトポジションに基づいて接続回路41を遮断しても問題無いことが確認されたので、第1SMR42〜第3SMR44を開放して、接続回路41を遮断する。
In step S2, based on the input information, the presence / absence of a use request for the secondary battery load is determined. If there is a use request, that is, if there is a connection request for the
ステップS3では、接続要求があるので、第1SMR42を接続するように制御し、ステップS4に移る。ステップS4では、第3SMR44を接続するように制御し、ステップS5に移る。
In step S3, since there is a connection request, control is performed to connect the
ステップS5では、主機インバータ14内の平滑コンデンサ(図示せず)のプリチャージが完了したか否かを判断し、プリチャージが完了した場合には、ステップS6に移り、プリチャージが完了するまで、ステップS5の処理を繰返す。
In step S5, it is determined whether or not the precharge of the smoothing capacitor (not shown) in the
ステップS6では、プリチャージが完了したので、第2SMR43を接続し、ステップS7に移る。ステップS7では、第1SMR42を開放し、ステップS8に移る。
In step S6, since the precharge is completed, the
ステップS3〜ステップS7までの一連の処理は、主機インバータ14内には大容量の平滑コンデンサが備えられているため、第2SMR43および第3SMR44を単に接続すると、接続時に突入電流が流れる場合がある。このような突入電流が流れることを防止するために、プリチャージをしている。したがって突入電流を防ぐために、接続用抵抗45が取り付けられた第1SMR42のルートから平滑コンデンサを充電し(プリチャージ)、ステップS5で充電が完了した後に、ステップS6およびステップS7で第2SMR43を接続して第1SMR42を開放する。これによって突入電流が流れることを防止することができる。
In the series of processing from step S3 to step S7, since a large-capacity smoothing capacitor is provided in the
ステップS8では、後述するインバータ用ラジエータ冷却処理を実施し、ステップS9に移る。ステップS8では、主機インバータ14の稼働状態などから、送風ファン30の駆動要求を決定する。
In step S8, an inverter radiator cooling process to be described later is performed, and the process proceeds to step S9. In step S8, a drive request for the
ステップS9では、後述するエンジン用ラジエータ冷却処理を実施し、ステップS10に移る。ステップS9では、エンジン34の稼働状態などから、送風ファン30の駆動要求を決定する。
ステップS10では、後述するエアコン冷却用コンデンサ冷却処理を実施し、ステップS11に移る。ステップS10では、エアコン用電動コンプレッサ15の稼働状態などから、送風ファン30の駆動要求を決定する。
In step S9, an engine radiator cooling process to be described later is performed, and the process proceeds to step S10. In step S <b> 9, a drive request for the
In step S10, a condenser cooling process for cooling the air conditioner described later is performed, and the process proceeds to step S11. In step S10, the drive request for the
ステップS11では、ステップS8〜ステップS10によって決定された送風ファン30の駆動要求に基づいて、送風ファン30の駆動信号を決定し、決定した駆動信号を送風ファン30に出力し、本フローを終了する。これによって発熱体が動作しており冷却が必要な場合に、必要な送風量にて送風ファン30を電池ECU21によって駆動することができる。
In step S11, based on the drive request for the
次に、インバータ用ラジエータ冷却処理(図3のステップS8)に関して、図4を用いて説明する。図4に示す処理は、図3にてステップS8に移ると開始される。 Next, the inverter radiator cooling process (step S8 in FIG. 3) will be described with reference to FIG. The process shown in FIG. 4 is started when the process proceeds to step S8 in FIG.
ステップS81では、車両状態を取得し、ステップS82に移る。車両状態とは、エンジン34で走行しているか、走行用モータ20で走行しているかなどの車両の走行状態のことである。
In step S81, the vehicle state is acquired, and the process proceeds to step S82. The vehicle state is a traveling state of the vehicle such as traveling by the
ステップS82では、車両状態に基づいて、走行用モータ20で走行可能状態であるか否かを判断し、走行可能である場合は、ステップS83に移り、走行可能状態でない場合には、ステップS83に移る。
In step S82, it is determined whether or not the traveling
ステップS83では、走行用モータ20で走行可能であるので、入力情報を取得し、ステップS84に移る。入力情報は、たとえば主機インバータ14の冷却水温度および主機インバータ14の温度である。
In step S83, since it can drive | work with the
ステップS84では、入力情報に基づき、送風ファン30の駆動要求を決定し、本フローを終了する。本フローが終了すると、図3のステップS9に移る。
In step S84, a drive request for the
このように図4に示す処理では、走行用モータ20で走行可能な場合には主機インバータ14が動作するが、主機インバータ14を好適に冷却するための送風ファン30の駆動要求を決定することができる。
As described above, in the process shown in FIG. 4, the
次に、エンジン用ラジエータ冷却処理(図3のステップS9)に関して、図5を用いて説明する。図5に示す処理は、図3にてステップS9に移ると開始される。 Next, the engine radiator cooling process (step S9 in FIG. 3) will be described with reference to FIG. The process shown in FIG. 5 is started when the process proceeds to step S9 in FIG.
ステップS91では、エンジン回転数を検出し、ステップS92に移る。ステップS92では、エンジン回転数に基づいて、エンジン34が動作中であるか否かを判断し、動作中である場合は、ステップS93に移り、動作中でない場合には、本フローを終了する。
In step S91, the engine speed is detected, and the process proceeds to step S92. In step S92, it is determined whether or not the
ステップS93では、エンジン34が動作中であるので、入力情報を取得し、ステップS94に移る。入力情報は、たとえばエンジン34の冷却水温度、スロットル開度および車速である。
In step S93, since the
ステップS94では、エンジン冷却水温度が設定値以上であるか否かを判断し、エンジン冷却水温度が設定値以上である場合には、ステップS97に移り、エンジン冷却水温度が設定値以上でない場合には、ステップS95に移る。 In step S94, it is determined whether or not the engine coolant temperature is equal to or higher than the set value. If the engine coolant temperature is equal to or higher than the set value, the process proceeds to step S97, and the engine coolant temperature is not equal to or higher than the set value. Then, the process proceeds to step S95.
ステップS95では、スロットル開度が設定値以上であるか否かを判断し、スロットル開度が設定値以上である場合には、ステップS97に移り、スロットル開度が設定値以上でない場合には、ステップS96に移る。 In step S95, it is determined whether or not the throttle opening is greater than or equal to a set value. If the throttle opening is greater than or equal to the set value, the process proceeds to step S97, and if the throttle opening is not greater than or equal to the set value, The process moves to step S96.
ステップS96では、冷却水温度が設置値以上でなく、スロットル開度も設定値以上でないので、送風ファン30による冷却が必要ないと判断し、送風ファン30に駆動要求をせずに、本フローを終了する。
In step S96, since the cooling water temperature is not equal to or higher than the installation value and the throttle opening is not equal to or higher than the set value, it is determined that cooling by the
ステップS97では、冷却水温度が設置値以上であるか、スロットル開度が設定値以上であるので、送風ファン30による冷却が必要と判断し、入力情報に基づいて送風ファン30の駆動要求を決定し、本フローを終了する。本フローが終了すると、図3のステップS10に移る。
In step S97, since the cooling water temperature is equal to or higher than the installation value or the throttle opening is equal to or higher than the set value, it is determined that cooling by the
このように図5に示す処理では、エンジン34が動作中で冷却が必要な場合には、エンジン34を好適に冷却するための送風ファン30の駆動要求を決定することができる。
As described above, in the process shown in FIG. 5, when the
次に、エアコン冷却用コンデンサ冷却処理(図3のステップS10)に関して、図6を用いて説明する。図6に示す処理は、図3にてステップS10に移ると開始される。 Next, the condenser cooling process for air-conditioner cooling (step S10 in FIG. 3) will be described with reference to FIG. The process shown in FIG. 6 is started when the process proceeds to step S10 in FIG.
ステップS101では、エアコンのスイッチ状態を検出し、ステップS102に移る。ステップS102では、スイッチ状態に基づいて、エアコンが動作中であるか否かを判断し、動作中である場合は、ステップS103に移り、動作中でない場合には、本フローを終了する。 In step S101, the switch state of the air conditioner is detected, and the process proceeds to step S102. In step S102, it is determined whether or not the air conditioner is operating based on the switch state. If the air conditioner is operating, the process proceeds to step S103, and if not, the flow ends.
ステップS103では、エアコンが動作中であるので、入力情報を取得し、ステップS104に移る。入力情報は、たとえば冷媒温度、冷媒圧力、エアコン設定温度である。 In step S103, since the air conditioner is operating, input information is acquired, and the process proceeds to step S104. The input information is, for example, the refrigerant temperature, the refrigerant pressure, and the air conditioner set temperature.
ステップS104では、入力情報に基づき、送風ファン30の駆動要求を決定し、本フローを終了する。本フローが終了すると、図3のステップS11に移る。
In step S104, a drive request for the
このように図4に示す処理では、エアコン冷却用コンデンサ冷却処理が動作中の場合には、エアコン冷媒を好適に冷却するための送風ファン30の駆動要求を決定することができる。
As described above, in the process shown in FIG. 4, when the condenser cooling process for air-conditioner cooling is in operation, it is possible to determine the drive request for the
以上説明したように本実施形態の電池ECU21(制御手段)は、送風ファン30(送風手段)および接続回路41(切替手段)を制御する。送風ファン30は、少なくとも二次電池負荷を冷却するために駆動するので、二次電池12から電力が供給されて発熱している二次電池負荷を冷却することができる。そして接続回路41は、二次電池12と二次電池負荷との電気的接続状態を接続状態と遮断状態とにわたって切替えるので、電池ECU21が接続回路41を接続状態に制御している場合であって、二次電池負荷を冷却する必要があるときには送風ファン30が送風するように制御する。逆に、接続回路41を遮断状態に制御している場合には、送風ファン30も送風する必要がないので、送風ファン30の駆動が停止するように制御する。したがって接続回路41の制御と送風ファン30の制御とは連動する制御であるので、送風ファン30の動作が必要でないとき(遮断状態のとき)は、電池ECU21に供給する電力が小さくても問題ない。これによって送風ファン30を制御するためだけに電池ECU21を無駄に動作させる必要がないので、電力消費の増加を抑制することができる。
As described above, the battery ECU 21 (control unit) of the present embodiment controls the blower fan 30 (blower unit) and the connection circuit 41 (switching unit). Since the
また本実施形態では、接続回路41を制御する制御手段は、電池ECU21であり、二次電池12の電圧、電流および温度のうちの少なくともいずれか1つを監視する監視機能を有する。電池ECU21は、二次電池12が搭載される車両では必要であり、イグニッションがON状態では駆動される制御手段である。このような制御手段が送風ファン30も制御することによって、送風ファン30だけのために制御手段を駆動することを防ぐことができる。
In the present embodiment, the control means for controlling the
換言すると、本実施形態では、二次電池負荷が動作している間、二次電池負荷を発熱から保護するため、または二次電池負荷の機能を実現するために送風ファン30の駆動が必要となる。また、二次電池負荷が動作している間、二次電池負荷へ電力を供給するために接続回路41を接続する必要がある。つまり、送風ファン30の駆動が必要なときは必ず接続回路41を駆動する電池ECU21が起動しているため、電池ECU21が送風ファン30の駆動機能を備えているので、送風ファン30の駆動のためだけに必要の無い機能まで起動されることが無くなる。これによって無駄な電力消費を抑えることができる。
In other words, in the present embodiment, it is necessary to drive the
送風ファン30の動作シーンとして、エンジン34のみで走行している時のエンジン用ラジエータ31への送風が挙げられるが、ハイブリッド車両10の場合、従来エンジン34の駆動力を利用して実現していた冷却水の循環等が電動化されている。したがってコンベ車(従来のエンジン車両)に比べて補機の電力消費が大きく、走行用モータ20を使っていなくても補機類へ電力を供給する必要がある。したがってエンジン34のみで走行している場合でも、コンバータ16が作動している構成が一般的であり、そのために接続回路41の接続が必要である。
As an operation scene of the
したがって本実施形態では、送風ファン30と同じシーンで動作し、かつEVにも転用可能なシステムメインリレーの駆動機能と、送風ファン30の駆動機能を同じ制御装置に搭載することで、無駄な電力消費の削減と、同じハードウェア構成のままEVへ制御装置を転用できるようにしたことに特徴を有する。
Therefore, in this embodiment, wasteful electric power is provided by mounting the drive function of the system main relay that operates in the same scene as the
また送風ファン30の駆動は電池ECU21が行うので、HV−ECU18は車両走行時だけ起動していれば良く、非走行時は第2リレー52を開放することによって無駄な電力消費を避けることができる。さらにエンジンECU19およびエアコンECU17も同様に、送風ファン30の駆動に依存せず、第3リレー53、第4リレー54を用いて必要な時にだけ起動することができるので、無駄な電力消費を避けることができる。
Further, since the
本実施形態における電池ECU21の機能はEVにおいても利用できるため、接続回路41と送風ファン30の駆動回路はそのまま転用できる。図1に示したエンジンECU19を除くその他のECUも、EVにおけるハードウェア構成は殆ど同じである為、本実施形態はエンジンECU19と第3リレー53を取り除くだけで容易にEVへのシステム転用が可能である。
Since the function of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に関して、図7を用いて説明する。本実施形態では、電池ECU21Aと送風ファン30とを直接接続する信号線がない点に特徴を有する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that there is no signal line that directly connects the
本実施形態の電池ECU21Aでは、送風ファン駆動信号が目標回転数に応じたパルス信号などではなく、駆動する/しないに応じたHigh/Lowのデジタル信号である。このような場合には、図7に示す第5リレー55の接続によって送風ファン30を駆動する構成とした方が配線数を削減できて良い。これによって電池ECU21Aの構成を簡略化することができる。
In the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に関して、図8を用いて説明する。本実施形態では、電池ECU21Bを構成するMOSFET38が1つである点に特徴を有する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that there is one
電池ECU21Bは、接続回路41および送風ファン30を制御するための1つのスイッチング素子として1つのMOSFET38を備える。そして電池ECU21Bは、接続回路41の遮断状態から接続状態へ切替える接続指令と、送風ファン30を停止状態から起動状態へ切替える起動指令とを、1つのMOSFET38を介して接続回路41と送風ファン30とに同時に与える。
The
具体的には、第2SMR43の切替と送風ファン30への電源供給の切替が全く同タイミングで良い場合は、図8に示すように、1つのMOSFET38から、第2SMR43および第5リレー55の各駆動端子にBAT電源が通電されて、各接点が同時に駆動される構成になっている。このようにMOSFET37を共用して電池ECU21Bの部品点数を削減することができる。
Specifically, when the switching of the
(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。 The structure of the said embodiment is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to the range of these description. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
前述の第1実施形態では、ハイブリッド車両10への適用例を示したが、二次電池12と走行用モータ20とエンジン34を備える車両であれば同様の効果が見込めるため、適用車両はプラグインハイブリッド車両(PHV)でもレンジエクステンダーでも良い。外部電源を接続して二次電池12の充電(プラグイン充電)が可能なPHVに適用する場合には、二次電池負荷には外部電源からの交流電力を二次電池12に充電するために直流電力に変換する充電器が含まれる。車載充電器は外部AC電源を、二次電池12に充電可能なDC電源へと変換する装置であり、動作中は発熱する。接続回路41を介してプラグイン充電を行う車両の場合、車載充電器動作中は、接続回路41も送風ファン30も駆動する必要がある。したがって前述の第1実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。
In the first embodiment described above, the application example to the
また前述の第1実施形態では、各リレーを用いて各ECUの電源状態をコントロールする構成を示したが、リレーを使わずに、BAT電源に常時接続し、外部からの信号やECU自身の判断で、通常動作モードと省電力モードを切り替える構成でもよい。 In the above-described first embodiment, the configuration in which the power state of each ECU is controlled using each relay is shown. However, the relay is always connected to the BAT power source without using the relay, and an external signal or ECU's own judgment is made. Thus, the normal operation mode and the power saving mode may be switched.
また前述の第1実施形態では接続回路41の駆動と送風ファン30の駆動を行う制御装置として既存の電池ECU21を利用する構成を示したが、本案は電池ECU21以外の制御装置で実施することも可能である。例えば、イグニッションキー(あるいはスタートボタン)やエアコンスイッチなどのユーザインタフェース状態を検出して各制御装置や補機類の電源状態を一括して管理しているECUで実施しても良い。また接続回路41と送風ファン30のみを駆動するECUとしても良い。
In the first embodiment described above, the configuration in which the existing
また前述の第1実施形態では、送風ファン30の駆動要求を決定するために図4〜図6に示すような処理を行う必要があり、そのためには図4〜図6に記載のエンジン冷却水温度などの入力情報が必要である。しかしながら入力情報の取得と駆動要求の決定処理をどのECUで実施するかは限定しない。例えば図5に示すようなエンジン用ラジエータ31の冷却処理を実施する場合、エンジンECU19が冷却水温度などに基づいて送風ファン駆動要求を決定し、CANなどの通信経路を通じてエンジンECU19から送られてきた駆動要求に基づき電池ECU21が送風ファン30を駆動しても良い。またエンジンECU19から送られてきた冷却水温度を用いて電池ECU21が駆動要求を決定しても良い。
Further, in the first embodiment described above, it is necessary to perform processing as shown in FIGS. 4 to 6 in order to determine the drive request for the
また前述の第1実施形態では、冷却対象の発熱体に二次電池12が含まれていないが、二次電池12を発熱体に含ませてもよい。二次電池12も充放電中は発熱するため冷却の必要があり、充放電中は接続回路41が接続されるため、二次電池12を発熱体に含めても送風ファン30と接続回路41の動作シーンは同じである。したがって前述の第1実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。さらに発熱体に走行用モータ20を含んでもよい。走行用モータ20は、主機インバータ14と動作シーンが同じであるため、第1実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。さらに発熱体にコンバータ16を含んでもよい。コンバータ16は主機インバータ14と動作シーンが同じであるため、第1実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。
In the first embodiment described above, the
10…ハイブリッド車両(車両) 11…車両用制御装置
12…二次電池 14…主機インバータ(負荷,インバータ)
15…エアコン用電動コンプレッサ(負荷,圧縮機)
16…コンバータ(負荷) 20…走行用モータ
21…電池ECU(制御手段) 30…送風ファン(送風手段)
38…MOSFET(スイッチング素子)
41…接続回路(切替手段) 42…第1SMR
43…第2SMR 44…第3SMR
45…接続用抵抗
DESCRIPTION OF
15 ... Electric compressor for air conditioner (load, compressor)
16 ... Converter (load) 20 ... Motor for traveling 21 ... Battery ECU (control means) 30 ... Blower fan (blower means)
38 ... MOSFET (switching element)
41 ... Connection circuit (switching means) 42 ... First SMR
43 ...
45. Resistance for connection
Claims (5)
前記二次電池と前記二次電池から供給される電力を消費する負荷(14,15,16)との電気的接続状態を、接続状態と遮断状態とにわたって切替える切替手段(41)と、
前記送風手段および前記切替手段を制御する制御手段(21)と、を含み、
前記送風手段は、少なくとも前記負荷を冷却するために駆動し、
前記制御手段は、前記切替手段を遮断状態に制御している場合には、前記送風手段の駆動を停止するように制御し、
前記制御手段に供給される電力は、前記切替手段が前記遮断状態に制御されている場合には、前記切替手段が前記接続状態に制御されている場合に比べて、小さくなるように制御されていることを特徴とする車両用制御装置。 A vehicle control device (11) mounted on a vehicle (10) including a secondary battery (12), a traveling motor (20), and a blowing means (30),
Switching means (41) for switching an electrical connection state between the secondary battery and a load (14, 15, 16) that consumes power supplied from the secondary battery between a connection state and a cutoff state;
Control means (21) for controlling the blowing means and the switching means,
The blowing means is driven to cool at least the load;
When the control means is controlling the switching means to be in a shut-off state, the control means controls to stop driving the air blowing means,
The power supplied to the control means is controlled to be smaller when the switching means is controlled to the cut-off state than when the switching means is controlled to the connected state. A vehicle control device.
前記制御手段は、前記切替手段の遮断状態から接続状態へ切替える接続指令と、前記送風手段を停止状態から起動状態へ切替える起動指令とを、前記スイッチング素子を介して前記切替手段と前記送風手段とに同時に与えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の車両用制御装置。 The control means includes one switching element (38) for controlling the switching means and the air blowing means,
The control means transmits a connection command for switching the switching means from a shut-off state to a connection state, and a start command for switching the blower means from a stop state to a start state, and the switching means and the blower means via the switching element. The vehicle control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the vehicle control device is provided simultaneously.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (3)
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JP2016147517A (en) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle |
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