JP2017061217A - Charging equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力源として電動モータを備える車両に搭載される補機用バッテリを充電する充電装置に関する。 The present invention relates to a charging device that charges an auxiliary battery mounted on a vehicle including an electric motor as a power source.
車両は、補機に電力を供給する補機用バッテリを備えており、この補機用バッテリを充電するための充電手段を備えている。特に、動力源として電動モータを備える車両の場合、電動モータに電力を供給する高電圧バッテリの電圧を降圧して補機用バッテリに充電する充電手段も備えているものもある。このように複数の充電手段を備える場合、所定の条件に基づいて充電手段を切り替えている。例えば、特許文献1には、一方のバッテリの蓄電量が所定の基準値を下回った場合、他方のバッテリの蓄電量が一方のバッテリへの充電を行ってもシステム維持の保証ができる場合には他方のバッテリから一方のバッテリにバッテリ間充電を行う複数バッテリシステムが開示されている。 The vehicle includes an auxiliary battery that supplies electric power to the auxiliary machine, and includes charging means for charging the auxiliary battery. In particular, in the case of a vehicle including an electric motor as a power source, some vehicles include a charging unit that steps down the voltage of a high-voltage battery that supplies electric power to the electric motor and charges the auxiliary battery. When a plurality of charging means are provided as described above, the charging means are switched based on a predetermined condition. For example, in Patent Document 1, when the storage amount of one battery falls below a predetermined reference value, the system maintenance can be guaranteed even if the storage amount of the other battery is charged to one battery. A multiple battery system that performs inter-battery charging from the other battery to one battery is disclosed.
複数の充電手段を備える車両においては、充電手段を切り替えるために切替手段を備えている。この切替手段に異常がある場合、切替手段によって充電手段を切り替えることができない。この場合、補機用バッテリに充電できなくなるので、補機用バッテリがあがり、補機に電力を供給できない虞がある。特許文献1には、このような切替手段に異常がある場合の対処については開示されていない。 In a vehicle including a plurality of charging means, a switching means is provided to switch the charging means. When this switching means is abnormal, the charging means cannot be switched by the switching means. In this case, since it becomes impossible to charge the battery for auxiliary machines, there exists a possibility that the battery for auxiliary machines will rise and cannot supply electric power to an auxiliary machine. Patent Document 1 does not disclose how to deal with such an abnormality in the switching means.
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、補機用バッテリの充電の切替手段に異常がある場合でも補機用バッテリあがりを抑制できる充電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a charging device that can suppress the auxiliary battery from rising even when the auxiliary battery charging switching means is abnormal. To do.
本発明に係る充電装置は、動力源として電動モータを備える車両に搭載される補機用バッテリを充電する充電装置であって、電動モータに電力を供給する電動モータ用バッテリと、電動モータ用バッテリの電圧を降圧して補機用バッテリに充電する第1充電手段と、第1充電手段と異なる方法で補機用バッテリを充電する第2充電手段と、第1充電手段と第2充電手段とを切り替える切替手段と、電動モータ用バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、切替手段の異常を検知する異常検知手段と、蓄電量検出手段が検出した蓄電量が許可蓄電量まで低下した場合に切替手段に対して第1充電手段から第2充電手段に切り替える切替制御を行う制御手段と、を備え、制御手段は、異常検知手段が異常を検知した場合に電動モータ用バッテリの蓄電量が許可蓄電量よりも低い異常時許可蓄電量に低下するまで第1充電手段に充電を行わせることを特徴とする。 A charging device according to the present invention is a charging device for charging an auxiliary battery mounted on a vehicle including an electric motor as a power source, the electric motor battery supplying electric power to the electric motor, and the electric motor battery A first charging means for stepping down the voltage of the auxiliary battery and charging the auxiliary battery, a second charging means for charging the auxiliary battery by a method different from the first charging means, a first charging means and a second charging means, Switching means for switching, storage amount detection means for detecting the storage amount of the electric motor battery, abnormality detection means for detecting abnormality of the switching means, and the storage amount detected by the storage amount detection means has decreased to the permitted storage amount Control means for performing switching control for switching the switching means from the first charging means to the second charging means, and the control means includes a battery for the electric motor when the abnormality detecting means detects an abnormality. Charged amount is characterized in that to perform charging in the first charging means until drops lower abnormal allowed storage quantity than permitted amount of charge.
本発明に係る充電装置によれば、切替手段が正常の場合、電動モータ用バッテリの蓄電量が許可蓄電量まで低下すると切替手段によって第1充電手段から第2充電手段に切り替えることで、電動モータ用バッテリの電力消費を抑えることができる。これにより、電動モータ用バッテリから電動モータに電力を安定供給できる。また、本発明に係る充電装置によれば、切替手段に異常がある場合、許可蓄電量よりも低い蓄電量まで第1充電手段に充電を行わせることで、切替手段が正常な場合よりも低い蓄電量まで電動モータ用バッテリを使用して補機用バッテリを充電できる。これにより、本発明に係る充電装置によれば、切替手段に異常がある場合でも補機用バッテリあがりを抑制できる。 According to the charging device of the present invention, when the switching unit is normal, the electric motor is switched by the switching unit from the first charging unit to the second charging unit when the storage amount of the electric motor battery decreases to the permitted storage amount. Power consumption of the battery can be reduced. Thereby, electric power can be stably supplied from the battery for electric motors to the electric motor. Further, according to the charging device of the present invention, when the switching unit is abnormal, the first charging unit is charged up to a storage amount lower than the permitted storage amount, thereby lowering the switching unit than normal. The auxiliary battery can be charged using the electric motor battery up to the charged amount. Thereby, according to the charging device which concerns on this invention, even when there exists abnormality in a switching means, the battery rise for auxiliary machines can be suppressed.
本発明に係る充電装置では、ジェネレータと、ジェネレータによって充電されるジェネレータ用バッテリと、を備え、第2充電手段は、ジェネレータによって充電されたジェネレータ用バッテリから補機用バッテリに充電する構成としてもよい。このように構成することにより、車両に搭載されたジェネレータを利用して第2充電手段を構成でき、補機用バッテリを充電できる。 The charging device according to the present invention may include a generator and a generator battery charged by the generator, and the second charging unit may charge the auxiliary battery from the generator battery charged by the generator. . By comprising in this way, a 2nd charging means can be comprised using the generator mounted in the vehicle, and the battery for auxiliary machines can be charged.
本発明に係る充電装置では、ジェネレータ用バッテリの電圧を検出する第1電圧検出手段と、補機用バッテリの電圧を検出する第2電圧検出手段と、を備え、異常検知手段は、切替制御を開始後に第1電圧検出手段が検出した電圧と第2電圧検出手段が検出した電圧とを比較することによって異常を検知する構成としてもよい。このように構成することにより、2個のバッテリの電圧を比較するだけで切替手段の異常を簡単に検知できる。 The charging device according to the present invention includes first voltage detection means for detecting the voltage of the generator battery and second voltage detection means for detecting the voltage of the auxiliary battery, and the abnormality detection means performs switching control. It is good also as a structure which detects abnormality by comparing the voltage which the 1st voltage detection means detected after the start with the voltage which the 2nd voltage detection means detected. With this configuration, it is possible to easily detect an abnormality in the switching means simply by comparing the voltages of the two batteries.
本発明に係る充電装置では、動力源としてエンジンを備え、ジェネレータは、エンジンのスターター兼用のジェネレータであることが好ましい。このようにすれば、エンジンのスターター兼用のジェネレータを利用して第2充電手段を構成できる。 The charging device according to the present invention preferably includes an engine as a power source, and the generator is a generator that also serves as a starter of the engine. If it does in this way, the 2nd charge means can be constituted using the generator which serves as a starter of an engine.
本発明に係る充電装置では、異常検知手段が異常を検知した場合に電動モータによる駆動力を制限することが好ましい。このようにすれば、切替手段に異常がある場合には電動モータによる駆動力を制限することで、切替手段が正常な場合よりも低い蓄電量まで補機用バッテリの充電に使用される電動モータ用バッテリの電力消費を抑制できる。 In the charging device according to the present invention, it is preferable that the driving force by the electric motor is limited when the abnormality detection unit detects an abnormality. In this way, when the switching means is abnormal, the electric motor used for charging the auxiliary battery to a lower storage amount than when the switching means is normal by limiting the driving force by the electric motor. Power consumption of the battery can be suppressed.
本発明に係る充電装置では、異常検知手段が異常を検知した場合には車両の乗員に対して異常に関する情報を提供することが好ましい。このようにすれば、車両の乗員に異常を知らせることで、乗員(特に、運転者)に対して電動モータ用バッテリの電力消費の抑制を促すことができる。 In the charging device according to the present invention, it is preferable to provide information relating to the abnormality to the vehicle occupant when the abnormality detection means detects the abnormality. In this way, by notifying the vehicle occupant of the abnormality, the occupant (especially the driver) can be urged to suppress the power consumption of the electric motor battery.
本発明によれば、補機用バッテリの充電の切替手段に異常がある場合でも補機用バッテリあがりを抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when there exists abnormality in the switching means of charge of an auxiliary battery, an auxiliary battery rise can be suppressed.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1を参照して、実施形態に係る充電装置1について説明する。図1は、実施形態に係る充電装置1の構成を示すブロック図である。この実施形態では、充電装置1を搭載する車両として、1モータのハイブリッド車両(HEV(Hybrid Electric Vehicle))に適用した場合を例にして説明する。 With reference to FIG. 1, the charging device 1 which concerns on embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a charging device 1 according to the embodiment. In this embodiment, a case where the present invention is applied to a one-motor hybrid vehicle (HEV (Hybrid Electric Vehicle)) will be described as an example of a vehicle on which the charging device 1 is mounted.
充電装置1を搭載するハイブリッド車両は、動力源としてエンジン2と、電動モータ3と、を備えている。エンジン2は、どのような形式のものでもよいが、例えば、水平対向型の4気筒ガソリンエンジンである。電動モータ3は、電動機として機能し、例えば、三相交流タイプの交流同期モータである。電動モータ3は、発電機としても機能するモータジェネレータである。
A hybrid vehicle equipped with the charging device 1 includes an
充電装置1は、電気系統として、ISG(Integrated Starter Generator)4(特許請求の範囲に記載のジェネレータに相当)と、ISG用バッテリ5(特許請求の範囲に記載のジェネレータ用バッテリに相当)と、インバータ6と、高電圧バッテリ7(特許請求の範囲に記載の電動モータ用バッテリに相当)と、DC−DCコンバータ8と、補機用バッテリ9(特許請求の範囲に記載の補機用バッテリに相当)と、を備えている。 The charging device 1 includes, as an electrical system, an ISG (Integrated Start Generator) 4 (corresponding to the generator described in the claims), an ISG battery 5 (corresponding to the generator battery described in the claims), and Inverter 6, high-voltage battery 7 (corresponding to the battery for an electric motor described in the claims), DC-DC converter 8, and auxiliary battery 9 (for the auxiliary battery described in the claims) Equivalent).
ISG4は、エンジン2を始動するスターターであり、電動機として機能する。また、ISG4は、エンジン2の回転エネルギーを電気エネルギーとして変換する発電機として機能する。この変換された電気エネルギーは、ISG用バッテリ5に蓄えられる。ISG4は、エンジンECU(Electronic Control Unit)(図示せず)によって制御される。ISG4は、直流モータでもよいし、交流モータでもよい。なお、ISG4が交流モータの場合、例えば、ISG4が電動機として機能するときはISG用バッテリ5の直流電力を交流電力に変換し、発電機として機能するときはISG4で発電した交流電力を直流電力に変換するISG用インバータも備えており、このISG用インバータがエンジンECUによって制御される。
The ISG 4 is a starter that starts the
ISG用バッテリ5は、ISG4に電力を供給するバッテリである。また、ISG用バッテリ5は、ISG4で発電した電気エネルギーを蓄えるバッテリである。ISG用バッテリ5は、12Vのバッテリである。ISG用バッテリ5は、例えば、鉛バッテリである。
The
インバータ6は、高電圧バッテリ7の直流電力を交流電力に変換し、その交流電力を電動モータ3に供給する。また、インバータ6は、電動モータ3で発電した交流電力を直流電力に変換する。この変換される電気エネルギーは、高電圧バッテリ7に蓄えられる。インバータ6は、後述するモータECU26によって制御される。 The inverter 6 converts the DC power of the high voltage battery 7 into AC power and supplies the AC power to the electric motor 3. The inverter 6 converts AC power generated by the electric motor 3 into DC power. The converted electric energy is stored in the high voltage battery 7. The inverter 6 is controlled by a motor ECU 26 described later.
高電圧バッテリ7は、電動モータ3に電力を供給するバッテリである。また、高電圧バッテリ7は、電動モータ3で発電した電気エネルギーを蓄えるバッテリである。高電圧バッテリ7は、ISG用バッテリ5や補機用バッテリ9よりも高電圧のバッテリであり、例えば、数100Vのバッテリである。高電圧バッテリ7は、例えば、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリである。
The high voltage battery 7 is a battery that supplies electric power to the electric motor 3. The high voltage battery 7 is a battery that stores electrical energy generated by the electric motor 3. The high voltage battery 7 is a battery having a higher voltage than the
DC−DCコンバータ8は、高電圧バッテリ7の直流の高電圧を降圧する。この降圧された電気エネルギーは、補機用バッテリ9に蓄えられる。DC−DCコンバータ8は、後述するHEV−ECU27によって制御される。
The DC-DC converter 8 steps down the DC high voltage of the high voltage battery 7. The stepped-down electrical energy is stored in the auxiliary battery 9. The DC-DC converter 8 is controlled by the HEV-
補機用バッテリ9は、ハイブリッド車両に搭載される補機に電力を供給するバッテリである。補機用バッテリ9は、12Vのバッテリである。補機用バッテリ9は、例えば、鉛バッテリである。補機用バッテリ9は、以下に示す2つの充電手段11,12が所定の条件で切り替えられて充電される。 The auxiliary battery 9 is a battery that supplies electric power to an auxiliary machine mounted on the hybrid vehicle. The auxiliary battery 9 is a 12V battery. The auxiliary battery 9 is, for example, a lead battery. The auxiliary battery 9 is charged by switching the following two charging means 11 and 12 under a predetermined condition.
補機用バッテリ9は、DC−DCコンバータ8で高電圧バッテリ7の高電圧を降圧した電気エネルギーが供給されることで、充電される。この高電圧バッテリ7とDC−DCコンバータ8により、第1充電手段11が構成される。また、補機用バッテリ9は、ISG4で発電した電気エネルギーを蓄えるISG用バッテリ5と電気的に接続されることで、充電される。但し、補機用バッテリ9のほうがISG用バッテリ5よりも電圧が高い場合、ISG用バッテリ5が補機用バッテリ9により充電される。このISG4とISG用バッテリ5により、第2充電手段12が構成される。なお、ISG4が交流モータの場合、第2充電手段12にはISG用インバータも含まれる。
The auxiliary battery 9 is charged by being supplied with electric energy obtained by stepping down the high voltage of the high voltage battery 7 by the DC-DC converter 8. The high voltage battery 7 and the DC-DC converter 8 constitute a
充電装置1は、制御系統として、電圧センサ20(特許請求の範囲に記載の第1電圧検出手段に相当)と、電圧センサ21(特許請求の範囲に記載の第2電圧検出手段に相当)と、電圧センサ22と、電流センサ23と、切替リレー24(特許請求の範囲に記載の切替手段に相当)と、表示装置25と、モータECU26と、HEV−ECU27(特許請求の範囲に記載の制御手段に相当)と、BCU(Battery Control Unit)28と、を備えている。なお、各ECU26,27及びBCU28は、例えば、CAN(Controller Area Network)(図示せず)を介して相互に通信可能に接続されている。
The charging device 1 includes, as control systems, a voltage sensor 20 (corresponding to first voltage detection means described in claims) and a voltage sensor 21 (corresponding to second voltage detection means described in claims). ,
電圧センサ20は、ISG用バッテリ5の電圧を検出するセンサである。電圧センサ20は、HEV−ECU27に接続されており、検出したISG用バッテリ5の電圧をHEV−ECU27に出力する。
The
電圧センサ21は、補機用バッテリ9の電圧を検出するセンサである。電圧センサ21は、HEV−ECU27に接続されており、検出した補機用バッテリ9の電圧をHEV−ECU27に出力する。
The
電圧センサ22は、高電圧バッテリ7の電圧を検出するセンサである。電圧センサ22は、BCU28に接続されており、検出した高電圧バッテリ7の電圧をBCU28に出力する。電流センサ23は、高電圧バッテリ7の電流を検出するセンサである。電流センサ23は、BCU28に接続されており、検出した高電圧バッテリ7の電流をBCU28に出力する。なお、この高電圧バッテリ7の電圧と電流を用いて高電圧バッテリ7のSOC(State Of Charge)(蓄電量)が導出され、このSOCがHEV−ECU27で用いられる。SOCの導出は、BCU28で行われてもよいし、あるいは、HEV−ECU27で行われてもよい。BCU28でSOCの導出が行われる場合には高電圧バッテリ7のSOCがBCU28からHEV−ECU27に出力され、HEV−ECU27でSOCの導出が行われる場合には高電圧バッテリ7の電圧と電流がBCU28からHEV−ECU27に出力される。したがって、この実施形態では、電圧センサ22と、電流センサ23と、BCU28又はHEV−ECU27とにより、特許請求の範囲に記載の蓄電量検出手段が構成される。
The
切替リレー24は、補機用バッテリ9を充電するための第1充電手段11と第2充電手段12とを切り替えるリレーである。切替リレー24は、直流12V仕様のリレーである。切替リレー24は、例えば、電磁式のリレーである。切替リレー24は、ISG用バッテリ5のプラス端子と補機用バッテリ9のプラス端子とを接続するプラス側の接続ライン24aに設けられ、この接続ライン24aを接続/遮断する。ISG用バッテリ5のマイナス端子と補機用バッテリ9のマイナス端子とは、マイナス側の接続ラインで接続されている。切替リレー24の開閉は、HEV−ECU27によって制御される。
The switching
切替リレー24は、例えば、ノーマルオープンの場合、HEV−ECU27によって電磁式リレーのコイルに通電されると閉じ、通電されないと開く。切替リレー24が閉じると、ISG用バッテリ5と補機用バッテリ9とが電気的に接続される。これにより、ISG用バッテリ5の電圧が補機用バッテリ9の電圧よりも高い場合にはISG用バッテリ5から補機用バッテリ9に充電し(第2充電手段12による充電)、補機用バッテリ9の電圧がISG用バッテリ5の電圧よりも高い場合には補機用バッテリ9からISG用バッテリ5に充電する。そして、IGS用バッテリ5の電圧と補機用バッテリ9の電圧とが略同じ電圧になる。切替リレー24が開くと、ISG用バッテリ5と補機用バッテリ9とが電気的に切り離される。この切替リレー24が開いているときに、第1充電手段11による充電が行われる。
For example, in the case of normally open, the switching
なお、切替リレー24に異常がある場合(例えば、HEV−ECU27から通電されているにもかかわらず、切替リレー24が閉じない場合)、ISG用バッテリ5と補機用バッテリ9とを電気的に接続できないので、第2充電手段12による充電ができない。この場合、補機によって補機用バッテリ9に蓄えられている電力が消費され続けると、補機用バッテリ9があがり、補機に電力を供給できない虞がある。また、この場合、ISG用バッテリ5と補機用バッテリ9とが電気的に接続されないので、IGS用バッテリ5の電圧と補機用バッテリ9の電圧とが略同じ電圧にならない。なお、切替リレー24に異常がある場合、フェールセーフとして電動モータ3による駆動力のみで走行する退避走行に移行する。
When the switching
表示装置25は、各種情報等を表示する装置である。表示装置25は、例えば、コンビネーションメーター内に設けられる表示装置、カーナビゲーション用の表示装置である。特に、表示装置25は、HEV−ECU27から表示信号を受信すると、表示信号に示される画像を表示する。なお、表示装置25を制御するコントロールユニットが別途にある場合、HEV−ECU27からこのコントロールユニットに表示信号が送信されて、このコントロールユニットによる制御により表示装置25が画像を表示する。
The
モータECU26は、HEV−ECU27からの指令に応じて、インバータ6を制御することで電動モータ3を制御するコントロールユニットである。モータECU26は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するROM、演算結果等の各種データを記憶するRAM、その記憶内容が保持されるバックアップRAM、及び入出力I/F等を有して構成されている。モータECU26は、例えば、HEV−ECU27から電動モータ3に対するモータ制御信号を受信すると、このモータ制御信号に示される要求トルク等に基づいてインバータ6に対するスイッチング制御を行う。
The
HEV−ECU27は、ハイブリッド車両の動力源であるエンジン2及び電動モータ3等を統括的に制御するコントロールユニットである。HEV−ECU27は、モータECU26と同様に、マイクロプロセッサ、ROM、RAM、バックアップRAM、入出力I/F等を有して構成されている。HEV−ECU27は、例えば、アクセルペダル開度(運転者の要求)、ハイブリッド車両の運転状態、高電圧バッテリ7のSOC等に基づいてエンジン2に対する要求出力、電動モータ3に対する要求トルク等を求め、エンジンECUに要求出力等を示すエンジン制御信号を送信し、モータECU26に要求トルク等を示すモータ制御信号を送信する。
The HEV-
特に、HEV−ECU27は、補機用バッテリ9の第1充電手段11と第2充電手段12とを切り替える切替制御を行う。具体的には、HEV−ECU27は、BCU28から高電圧バッテリ7のSOCを入力するか、あるいは、BCU28から入力した高電圧バッテリ7の電圧と電流を用いて高電圧バッテリ7のSOCを導出する。そして、HEV−ECU27は、高電圧バッテリ7のSOCが許可SOC以下か否かを判定する。許可SOCは、切替リレー24が正常の場合に高電圧バッテリ7を補機用バッテリ9の充電に使用できるSOCの下限値である。許可SOCは、例えば、高電圧バッテリ7、電動モータ3等の仕様に基づいて設定される。
In particular, the HEV-
高電圧バッテリ7のSOCが許可SOCまで低下していない場合、HEV−ECU27は、第1充電手段11によって補機用バッテリ9を充電するために、切替リレー24を開く制御を行う(例えば、切替リレー24のコイルに通電しない)と共に、DC−DCコンバータ8を作動させる制御を行う。高電圧バッテリ7のSOCが許可SOC以下に低下した場合、HEV−ECU27は、第2充電手段12によって補機用バッテリ9を充電するために、切替リレー24を閉じる制御を行う(例えば、切替リレー24のコイルに通電する)と共に、DC−DCコンバータ8の作動を停止させる制御を行う。なお、補機用バッテリ9が十分に充電されている場合、HEV−ECU27は、第1充電手段11及び第2充電手段12の両方の手段で充電を行わないように制御するようにしてもよい。
When the SOC of the high-voltage battery 7 has not decreased to the permitted SOC, the HEV-
HEV−ECU27は、切替リレー24の閉制御を開始した後に、電圧センサ20から取得したISG用バッテリ5の電圧と電圧センサ21から取得した補機用バッテリ9の電圧とを比較する。この比較のタイミングは、閉制御を開始してから所定時間経過後に行うとよい。この所定時間は、例えば、切替リレー24が正常に閉じた場合に、ISG用バッテリ5の電圧と補機用バッテリ9の電圧とが略同じ電圧になるまでに要する十分な時間である。HEV−ECU27は、ISG用バッテリ5の電圧と補機用バッテリ9の電圧とが異なる電圧の場合には切替リレー24が異常と判定し、ISG用バッテリ5の電圧と補機用バッテリ9の電圧とが略同じ電圧の場合には切替リレー24が正常と判定する。なお、この実施形態では、電圧センサ20と、電圧センサ21と、HEV−ECU27とにより、特許請求の範囲に記載の異常検知手段が構成される。
The HEV-
切替リレー24が異常と判定した場合(第2充電手段12による充電ができない場合)、HEV−ECU27は、正常時の許可SOCを異常時許可SOCに代え、高電圧バッテリ7のSOCが異常時許可SOCに低下するまで第1充電手段11によって補機用バッテリ9を充電させるために、異常時許可SOCに低下するまでDC−DCコンバータ8を作動させる制御を行う。異常時許可SOCは、切替リレー24が異常の場合に高電圧バッテリ7を補機用バッテリ9の充電に使用できるSOCの下限値である。異常時許可SOCは、許可SOCよりも低いSOCが設定される。高電圧バッテリ7のSOCが異常時許可SOC以下に低下した場合、HEV−ECU27は、DC−DCコンバータ8の作動を停止させる制御を行う。なお、切替リレー24が異常と判定した場合、HEV−ECU27は、電動モータ3による駆動力のみで走行する退避走行モードに移行する。
When it is determined that the switching
さらに、切替リレー24が異常と判定した場合、HEV−ECU27は、車両の乗員(特に、運転者)に対して警告するために、警告メッセージを示す画像情報等からなる表示信号を表示装置25に送信する。この警告メッセージは、例えば、車両に異常(特に、バッテリ関連の異常)があることを知らせるメッセージである。警告メッセージとしては、上述したメッセージに以下に示すメッセージを加えてもよく、例えば、モータのみで走行(EV走行)することを知らせるメッセージ、電力の消費を抑えることを促すメッセージ、加速を控えることを促すメッセージ、車両を安全な場所に停車させることを促すメッセージである。また、HEV−ECU27は、電動モータ3による駆動力を制限するために、ハイブリッド車両の通常の運転状態のときよりも制限した要求トルク等を示すモータ制御信号をモータECU26に送信する。この駆動力制御制御では、例えば、要求トルクの上限値が設定され、この上限値以下の要求トルクが設定される。なお、切替リレー24に異常がある場合、正常な場合よりも低いSOCになるまで高電圧バッテリ7が補機用バッテリ9の充電に使用されるので、高電圧バッテリ7の電力消費を抑えるために、これらの警告表示制御や駆動力制限制御が行われる。
Further, when the switching
図1を参照して、充電装置1の動作の流れについて説明する。特に、切替リレー24の異常時の動作については図2のフローチャートに沿って説明する。図2は、実施形態に係る充電装置1の動作の流れを示すフローチャートである。
With reference to FIG. 1, the flow of operation of the charging apparatus 1 will be described. In particular, the operation when the switching
HEV−ECU27は、高電圧バッテリ7のSOCが許可SOC以下か否かを判定する。高電圧バッテリ7のSOCが許可SOCより高いと判定した場合、HEV−ECU27は、切替リレー24の開制御を行うと共に、DC−DCコンバータ8の作動制御を行う。この制御により、切替リレー24が開き、ISG用バッテリ5と補機用バッテリ9とが電気的に切り離される。また、DC−DCコンバータ8は、高電圧バッテリ7の高電圧を降圧して、補機用バッテリ9を充電する。このように、高電圧バッテリ7のSOCが許可SOCに低下するまで、第1充電手段11によって補機用バッテリ9が充電される。
The HEV-
一方、高電圧バッテリ7のSOCが許可SOC以下と判定した場合、HEV−ECU27は、切替リレー24の閉制御を行うと共に、DC−DCコンバータ8の作動停止制御を行う。この制御により、切替リレー24は閉じ(ただし、切替リレー24が正常な場合)、ISG用バッテリ5と補機用バッテリ9とが電気的に接続される。これにより、補機用バッテリ9の電圧がISG用バッテリ5の電圧よりも低い場合、ISG用バッテリ5から補機用バッテリ9に充電される。このISG用バッテリ5には、ISG4によって発電された電気エネルギーが蓄えられている。また、DC−DCコンバータ8は、作動停止する。このように、高電圧バッテリ7のSOCが許可SOC以下まで低下すると、第1充電手段11から切り替わった第2充電手段12によって補機用バッテリ9が充電される。
On the other hand, when it is determined that the SOC of the high voltage battery 7 is equal to or lower than the permitted SOC, the HEV-
切替リレー24の閉制御を開始後、HEV−ECU27は、ISG用バッテリ5の電圧と補機用バッテリ9との電圧を比較することで切替リレー24に異常があるか否かを判定する(S10)。S10の判定にてISG用バッテリ5の電圧と補機用バッテリ9の電圧とが略同じ電圧で、切替リレー24が正常(No)と判定した場合、HEV−ECU27は、処理を終了する。この場合、切替リレー24が閉じており、第2充電手段12によって補機用バッテリ9が充電されている。
After starting the closing control of the switching
S10の判定にてISG用バッテリ5の電圧と補機用バッテリ9の電圧とが異なる電圧で、切替リレー24が異常(Yes)と判定した場合(第2充電手段12による充電ができない場合)、HEV−ECU27は、高電圧バッテリ7を補機用バッテリ9の充電に使用できる許可SOCを異常時許可SOCに引き下げ、高電圧バッテリ7のSOCが異常時許可SOCになるまでDC−DCコンバータ8の作動制御を行う(S12)。この制御により、高電圧バッテリ7のSOCが異常時許可SOCになるまで、DC−DCコンバータ8は、高電圧バッテリ7の高電圧を降圧して、補機用バッテリ9を充電する(S12)。このように、切替リレー24に異常がある場合には高電圧バッテリ7のSOCが正常な場合よりも低い異常時許可SOCに低下するまで、第1充電手段11によって補機用バッテリ9が充電される。なお、高電圧バッテリ7のSOCが異常時許可SOC以下まで低下すると、DC−DCコンバータ8が作動停止され、補機用バッテリ9の充電が停止される。
When it is determined in S10 that the voltage of the
さらに、HEV−ECU27は、警告メッセージを表示するための表示信号を表示装置25に送信する(S14)。表示装置25は、この表示信号を受信すると、警告メッセージを表示する(S14)。車両の乗員(特に、運転者)は、この警告メッセージを見ることで、例えば、加速を控えたり、安全な場所に停止させたり、ディーラや修理工場等に向かったりする。
Further, the HEV-
また、HEV−ECU27は、正常時よりも制限した要求トルク等を示すモータ制御信号をモータECU26に送信する(S16)。モータECU26は、このモータ制御信号を受信すると、このモータ制御信号に示される要求トルク等に基づいてインバータ6に対するスイッチング制御を行う(S16)。インバータ6では、このスイッチング制御に応じて高電圧バッテリ7の直流電力を交流電力に変換し、電動モータ3に交流電力を供給する(S16)。電動モータ3は、正常時よりも制限された駆動力を発生する(S16)。これにより、電動モータ3で使われる電力が抑えられるので、高電圧バッテリ7での電力消費が抑えられる。
Further, the HEV-
実施形態に係る充電装置1によれば、切替リレー24に異常がある場合、正常時の許可SOCよりも低い異常時許可SOCまで第1充電手段11に充電を行わせることで、切替リレー24が正常な場合よりも低いSOCまで高電圧バッテリ7を使用して補機用バッテリ9を充電できる。これにより、切替リレー24に異常がある場合(第2充電手段12による充電ができない場合)でも、補機用バッテリ9のバッテリあがりを抑制でき、バッテリあがりによって車両が走行不能になることを防止できる。
According to the charging device 1 according to the embodiment, when there is an abnormality in the switching
実施形態に係る充電装置1によれば、ISG4によって充電されるISG用バッテリ5と補機用バッテリ9とを切替リレー24を介して電気的に接続可能とすることにより、車両に搭載されたISG4を利用して第2充電手段12を構成でき、補機用バッテリ9を充電できる。また、実施形態に係る充電装置1によれば、ISG用バッテリ5と補機用バッテリ9の各電圧を検出し、この検出した2つの電圧を比較することにより切替リレー24の異常を簡単に検知できる。
According to the charging device 1 according to the embodiment, the
実施形態に係る充電装置1によれば、切替リレー24の異常を検知した場合に電動モータ3による駆動力を制限することにより、高電圧バッテリ7の電力消費を抑制できる。また、実施形態に係る充電装置1によれば、切替リレー24の異常を検知した場合に車両の乗員に対して異常を知らせる警告を行うことにより、乗員(特に、運転者)に対して高電圧バッテリ7の電力消費の抑制を促すことができる。これらにより、切替リレー24が正常な場合よりも低い異常時許可SOCまで補機用バッテリ9の充電に使用される高電圧バッテリ7の電力消費を抑えて、電動モータ3による退避走行の走行可能距離を延ばすことができる。
According to the charging device 1 according to the embodiment, when the abnormality of the switching
実施形態に係る充電装置1によれば、切替リレー24が正常の場合、高電圧バッテリ7のSOCが許可SOCまで低下すると切替リレー24によって第1充電手段11から第2充電手段12に切り替えることで、高電圧バッテリ7の電力消費を抑えることができる。これにより、高電圧バッテリ7から電動モータ3に電力を安定供給できる。
According to the charging device 1 according to the embodiment, when the switching
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では1モータのハイブリッド車に適用したが、2モータのハイブリッド車にも適用可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to a one-motor hybrid vehicle, but the present invention is also applicable to a two-motor hybrid vehicle.
上記実施形態ではエンジンのスターター兼用のISGを利用して第2充電手段を構成したが、第2充電手段としてはオルタネータ(ACジェネレータ)等の他のジェネレータを用いる構成としてもよい。 In the above-described embodiment, the second charging unit is configured by using the ISG that is also used as the starter of the engine. However, another generator such as an alternator (AC generator) may be used as the second charging unit.
上記実施形態では異常検知手段として補機用バッテリとISG用バッテリの各電圧を電圧センサでそれぞれ検出し、この2つのバッテリの電圧を比較する構成としたが、異常検知手段としては切替リレー自体にセンサを設ける等の他の方法で検知してもよい。 In the above embodiment, each voltage of the auxiliary battery and the ISG battery is detected by the voltage sensor as the abnormality detection means, and the voltage of the two batteries is compared. However, as the abnormality detection means, the switching relay itself is used as the abnormality detection means. You may detect by other methods, such as providing a sensor.
上記実施形態では制御手段としてHEV−ECUにより各制御を行う構成としたが、バッテリECU等の他のコントロールユニットで各制御を行ってもよい。 In the above-described embodiment, each control is performed by the HEV-ECU as a control unit, but each control may be performed by another control unit such as a battery ECU.
上記実施形態では切替リレーの異常が検知された場合に車両の乗員への警告表示や電動モータの駆動力制限を行う構成としたが、この警告表示と駆動力制限の少なくとも一方を行わない構成としてもよいし、また、乗員に警告する場合の情報提供方法としては警告灯の点灯、警告メッセージの音声出力等の他の方法で行ってもよい。 In the above embodiment, when an abnormality of the switching relay is detected, a warning is displayed to the vehicle occupant and the driving force of the electric motor is limited. However, at least one of the warning and driving power is not limited. In addition, as a method of providing information when warning the occupant, other methods such as turning on a warning light or outputting a warning message may be used.
1 充電装置
2 エンジン
3 電動モータ
4 ISG(ジェネレータ)
5 ISG用バッテリ(ジェネレータ用バッテリ)
7 高電圧バッテリ(電動モータ用バッテリ)
8 DC−DCコンバータ
9 補機用バッテリ
11 第1充電手段
12 第2充電手段
20 電圧センサ(第1電圧検出手段)
21 電圧センサ(第2電圧検出手段)
22 電圧センサ
23 電流センサ
24 切替リレー(切替手段)
26 モータECU
27 HEV−ECU(制御手段)
28 BCU
1
5 ISG battery (generator battery)
7 High voltage battery (battery for electric motor)
8 DC-DC converter 9
21 Voltage sensor (second voltage detection means)
22
26 Motor ECU
27 HEV-ECU (control means)
28 BCU
Claims (6)
前記電動モータに電力を供給する電動モータ用バッテリと、
前記電動モータ用バッテリの電圧を降圧して前記補機用バッテリに充電する第1充電手段と、
前記第1充電手段と異なる方法で前記補機用バッテリを充電する第2充電手段と、
前記第1充電手段と前記第2充電手段とを切り替える切替手段と、
前記電動モータ用バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
前記切替手段の異常を検知する異常検知手段と、
前記蓄電量検出手段が検出した前記蓄電量が許可蓄電量まで低下した場合に前記切替手段に対して前記第1充電手段から前記第2充電手段に切り替える切替制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記異常検知手段が前記異常を検知した場合に前記電動モータ用バッテリの蓄電量が前記許可蓄電量よりも低い異常時許可蓄電量に低下するまで前記第1充電手段に充電を行わせることを特徴とする充電装置。 A charging device for charging an auxiliary battery mounted on a vehicle including an electric motor as a power source,
An electric motor battery for supplying electric power to the electric motor;
First charging means for stepping down the voltage of the electric motor battery and charging the auxiliary battery;
Second charging means for charging the auxiliary battery in a different manner from the first charging means;
Switching means for switching between the first charging means and the second charging means;
A storage amount detecting means for detecting a storage amount of the battery for the electric motor;
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the switching means;
Control means for performing switching control for switching the switching means from the first charging means to the second charging means when the charged amount detected by the charged amount detecting means is reduced to a permitted charged amount;
With
When the abnormality detection unit detects the abnormality, the control unit charges the first charging unit until the storage amount of the electric motor battery decreases to a permitted storage amount at the time of abnormality lower than the permitted storage amount. A charging device characterized by being made to perform.
前記ジェネレータによって充電されるジェネレータ用バッテリと、
を備え、
前記第2充電手段は、前記ジェネレータによって充電された前記ジェネレータ用バッテリから前記補機用バッテリに充電することを特徴とする請求項1に記載の充電装置。 Generator,
A generator battery charged by the generator;
With
2. The charging device according to claim 1, wherein the second charging unit charges the auxiliary battery from the generator battery charged by the generator.
前記補機用バッテリの電圧を検出する第2電圧検出手段と、
を備え、
前記異常検知手段は、前記切替制御を開始後に前記第1電圧検出手段が検出した電圧と前記第2電圧検出手段が検出した電圧とを比較することによって前記異常を検知することを特徴とする請求項2に記載の充電装置。 First voltage detecting means for detecting the voltage of the generator battery;
Second voltage detection means for detecting the voltage of the auxiliary battery;
With
The abnormality detection unit detects the abnormality by comparing the voltage detected by the first voltage detection unit with the voltage detected by the second voltage detection unit after the switching control is started. Item 3. The charging device according to Item 2.
前記ジェネレータは、前記エンジンのスターター兼用のジェネレータであることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の充電装置。 An engine as the power source;
The charging device according to claim 2, wherein the generator is a generator that also serves as a starter of the engine.
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