JP2019062711A - On-vehicle auxiliary machine device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は車載用補機装置に関する。 The present disclosure relates to an on-vehicle accessory device.
車両には、例えば補助空調用ヒーターのような車載用補機装置が搭載される。車載用補機装置は蓄電装置を備えており、蓄電装置からヒーター等の補機に電流を供給することにより補機を動作させる。また、蓄電装置から補機に供給される電力の大きさは、スイッチング素子等からなるスイッチング部の開閉動作によって調整される。例えば下記特許文献1に記載の電気ヒーターでは、複数のスイッチを所定の順序で開閉させることにより、発熱素子に流れる電流の大きさを調整している。 The vehicle is equipped with an on-vehicle accessory device such as a heater for auxiliary air conditioning. The in-vehicle accessory device includes a power storage device, and operates the accessory by supplying current from the power storage device to the accessory such as a heater. Further, the magnitude of the power supplied from the power storage device to the auxiliary device is adjusted by the opening / closing operation of the switching unit formed of a switching element or the like. For example, in the electric heater described in Patent Document 1 below, the magnitude of the current flowing through the heating element is adjusted by opening and closing the plurality of switches in a predetermined order.
蓄電装置への充電が行われる際には、蓄電装置に供給される電流の値が取得され、取得された電流値が所定の上限値を超えないように充電の制御が行われる。これにより、蓄電装置が所謂過充電の状態となってしまうことが防止される。尚、ノイズの影響を低減するために、電流値の取得はローパスフィルタを介して行われることが多い。 When the storage device is charged, the value of the current supplied to the storage device is acquired, and the charge control is performed so that the acquired current value does not exceed a predetermined upper limit value. This prevents the power storage device from becoming a so-called overcharged state. In order to reduce the influence of noise, acquisition of the current value is often performed via a low pass filter.
蓄電装置への充電は、補機の動作中においても行われることがある。この場合、スイッチング部の開閉動作に伴って補機に供給される電流値が変動するが、ローパスフィルタを介して取得される電流値は、実際の電流値よりも緩やかに変動することとなる。その結果、蓄電装置に供給される電流の値が正確には取得されないことがある。蓄電装置に供給される電流の値が、実際の電流値よりも小さい値として取得されてしまうと、当該電流値を増加させる制御が行われる可能性がある。その結果、電流値が上記の上限値を超えてしまい、蓄電装置が過充電の状態となってしまうおそれがある。 Charging of the storage device may also be performed during operation of the accessory. In this case, although the current value supplied to the accessory fluctuates along with the opening / closing operation of the switching unit, the current value acquired through the low pass filter fluctuates more gradually than the actual current value. As a result, the value of the current supplied to the power storage device may not be accurately obtained. If the value of the current supplied to the power storage device is obtained as a value smaller than the actual current value, control may be performed to increase the current value. As a result, the current value may exceed the upper limit described above, and the power storage device may be in an overcharged state.
本開示は、蓄電装置に供給される電流の値を正確に取得し、過充電を防止することのできる車載用補機装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide an on-vehicle accessory device that can accurately obtain the value of current supplied to a power storage device and prevent overcharging.
本開示に係る車載用補機装置(10)は、蓄電装置(20)と、蓄電装置から電力の供給を受ける補機(31,32)と、補機に供給される電力の大きさを、開閉動作することにより調整するスイッチング部(41,42)と、蓄電装置に電流を供給し充電を行う供給装置(60)と、蓄電装置に供給される電流の値を検知する電流検知部(81)と、スイッチング部の開閉動作を制御するスイッチング制御部(92)と、を備える。スイッチング制御部は、蓄電装置への充電が行われているときにおいて、電流検知部により検知される電流の値が一定となる期間が所定期間以上となるように、スイッチング部の開閉動作を調整する制御、であるスイッチング調整制御を行う。 According to the present disclosure, a vehicle-mounted auxiliary device (10) includes a power storage device (20), an auxiliary device (31, 32) that receives power supply from the power storage device, and powers supplied to the auxiliary device. A switching unit (41, 42) that adjusts by opening / closing operation, a supply device (60) that supplies current to the storage device for charging, and a current detection unit (81 for detecting the value of the current supplied to the storage device) And a switching control unit (92) that controls the switching operation of the switching unit. The switching control unit adjusts the open / close operation of the switching unit such that the period in which the value of the current detected by the current detection unit is constant is equal to or longer than a predetermined period when the storage device is being charged. Control is the switching adjustment control.
このような構成の車載用補機装置では、蓄電装置への充電が行われているときにスイッチング調整制御が行われる。スイッチング調整制御とは、電流検知部により検知される電流の値が一定となる期間が所定期間以上となるように、スイッチング部の開閉動作(例えば動作周期)を調整する制御である。 In the on-vehicle accessory device having such a configuration, the switching adjustment control is performed when the storage device is being charged. The switching adjustment control is control for adjusting the opening / closing operation (for example, the operation cycle) of the switching unit such that the period in which the value of the current detected by the current detection unit is constant is equal to or longer than a predetermined period.
スイッチング部の開閉が切り換わった直後においては、電流検知部により検知される電流値は増加又は減少する。スイッチング調整制御が行われているときには、増加又は減少した電流値が一定となるまで次の開閉動作が行われず、且つ電流値が一定となる期間が所定期間以上確保される。少なくとも当該期間に取得された電流値は、蓄電装置に供給されている電流値と一致する。 Immediately after the switching of the switching unit is switched, the current value detected by the current detection unit increases or decreases. When the switching adjustment control is being performed, the next switching operation is not performed until the increased or decreased current value becomes constant, and a period in which the current value becomes constant is ensured for a predetermined period or more. The current value acquired at least in the period coincides with the current value supplied to the power storage device.
このように、上記構成の車載用補機装置では、補機への電流供給を行いながらも、蓄電装置に供給される電流の値を正確に取得することができる。これにより、蓄電装置が過充電となってしまうことが防止される。 As described above, in the on-vehicle accessory device configured as described above, the value of the current supplied to the power storage device can be accurately acquired while the current is supplied to the accessory device. This prevents the power storage device from being overcharged.
本開示によれば、蓄電装置に供給される電流の値を正確に取得し、過充電を防止することのできる車載用補機装置が提供される。 According to the present disclosure, there is provided an on-vehicle accessory device that can accurately acquire the value of the current supplied to the power storage device and prevent overcharging.
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the attached drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same constituent elements in the drawings are denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
図1を参照しながら、第1実施形態に係る車載用補機装置10の構成について説明する。車載用補機装置10は不図示の車両に搭載される装置であって、補機であるヒーター31によって空気を直接又は間接的に(例えば水を介して)加熱し、車室内の暖房を補助するための装置として構成されている。車載用補機装置10は、蓄電装置20と、ヒーター装置30と、駆動回路40と、コンデンサ50と、供給装置60と、リレーシステム70と、検出回路81、82と、バッテリECU91と、ヒーターECU92と、上位ECU93と、を備えている。
The configuration of the on-
蓄電装置20は、電力の充放電を行うための装置であって、本実施形態ではリチウムイオンバッテリーである。蓄電装置20は、後述のヒーター装置30に電流を供給し、これによりヒーター31を動作(つまり発熱)させる。蓄電装置20に蓄えられている電力は、後述の供給装置60から供給されたものである。蓄電装置20の充放電は、後述のバッテリECU91によって制御される。
The
ヒーター装置30は、ヒーター31の発熱によって空気を加熱するための装置である。ヒーター31は、蓄電装置20から電力の供給を受けて発熱するものであり、車載用補機装置10の「補機」に該当する。本実施形態では、ヒーター装置30には単一のヒーター31が備えられているのであるが、ヒーター31の個数は特に限定されない。ヒーター31に供給される電力の大きさは、次に述べる駆動回路40によって調整される。これにより、ヒーター31における発熱量が調整される。
The
駆動回路40は、補機であるヒーター31に供給される電力の大きさを、スイッチング素子41の開閉動作によって調整するものである。本実施形態では、スイッチング素子41としてIGBTが用いられている。スイッチング素子41は、蓄電装置20から電流が供給される経路上において、ヒーター31に対して直列となる位置に配置されている。このため、スイッチング素子41が閉状態になると、ヒーター31には蓄電装置20からの電力が供給される。また、スイッチング素子41が開状態になると、ヒーター31に対する電力の供給が停止される。駆動回路40は、スイッチング素子41が繰り返し開閉動作する際のデューティを調整することにより、ヒーター31に供給される電力の大きさを調整する。スイッチング素子41の開閉動作はヒーターECU92によって制御される。スイッチング素子41は、本実施形態における「スイッチング部」に該当するものである。
The
コンデンサ50は、所謂「平滑コンデンサ」として機能するものである。コンデンサ50は、ヒーター31に対して並列となる位置に配置されている。
The
供給装置60は、蓄電装置20に電流を供給し充電を行うための装置である。本実施形態では、車両に搭載されたモータージェネレータが供給装置60として用いられている。図1に示されるように、供給装置60から蓄電装置20へと電力を出力するための一対の線は、コンデンサ50の両端となる位置にそれぞれ接続されている。供給装置60から蓄電装置20に供給される(つまり充電される)電流の大きさは、バッテリECU91が行う制御によって調整される。
リレーシステム70は、蓄電装置20とヒーター装置30との間における開閉を切り換える安全装置である。リレーシステム70はリレー71とリレー73とを有しており、これらが、蓄電装置20とヒーター装置30とを繋ぐ電流経路上に配置されている。また、リレー71が配置されている電流経路は途中で分岐しており、この分岐した経路上にはリレー72と抵抗74とが直列に並ぶように配置されている。
The
通常時においては、リレーシステム70は閉状態とされている。このとき、リレー71とリレー73とは閉状態となっており、リレー72は開状態となっている。車載用補機装置10において何らかの異常が生じた際には、リレー71、72、73のいずれもが開状態に切り換えられる。これにより、ヒーター装置30への電力の供給が遮断される。
Under normal conditions, the
リレーシステム70が開状態から閉状態に切り換わる際には、リレー71を開状態のままとした上で、先ずリレー72とリレー73とが閉状態とされる。その後、リレー72が開状態とされ、同時にリレー71が閉状態とされる。このような制御が行われると、先ず抵抗74を介して電流が供給され始めることとなるので、ヒーター装置30に大きな突入電流が流れてしまうことが防止される。
When the
検出回路81は、蓄電装置20で充電又は放電される電流、蓄電装置20の端子間電圧、及び蓄電装置20の温度等を検出するための回路である。検出回路81は、蓄電装置20の周囲に設けられた各種のセンサ(不図示)からの信号に基づいて、上記の電流値等を検出する。検出回路81によって検出された電流値等はバッテリECU91により取得される。このような検出回路81は、蓄電装置20に供給される電流の値を検知する「電流検知部」に該当する。尚、蓄電装置20に供給される電流の値は、ローパスフィルタ83を介して検出回路81により検知される。これにより、電流値の取得におけるノイズの影響が除去される。
また、検出回路81は、蓄電装置20における充電率(所謂「SOC」)を検知することも可能となっている。このような検出回路81は、本実施形態における「充電率検知部」にも該当するものである。
The
検出回路82は、ヒーター31を流れる電流、ヒーター31に印加されている電圧、ヒーター31の温度等を検出するための回路である。検出回路82は、ヒーター31の周囲に設けられた各種のセンサ(不図示)からの信号に基づいて、上記の電流値等を検出する。検出回路82によって検出された電流値等はヒーターECU92により取得される。
The
バッテリECU91は、蓄電装置20の充放電を制御するための制御装置である。バッテリECU91は、CPU、ROM、RAM等を有するコンピュータシステムとして構成されている。後に説明するヒーターECU92、及び上位ECU93についても同様である。既に述べたように、バッテリECU91は、検出回路81によって検知された蓄電装置20の各種情報(電流値等)を取得することもできる。
The
バッテリECU91は、蓄電装置20からの電流によってヒーター31の発熱が行われているときにおいても、供給装置60の制御を行い、供給装置60からの電流を蓄電装置20に充電することができる。このようなバッテリECU91は、蓄電装置20への充電を制御する「充電制御部」に該当する。
The
上位ECU93からの充電要求信号を受信すると、バッテリECU91は、蓄電装置20への充電を開始する。このとき、バッテリECU91は、検出回路81(電流検知部)により検知される電流の値が所定の電流上限値を越えないように、蓄電装置20に設けられた不図示の電力変換器の動作を制御する。「電流上限値」とは、蓄電装置20が過充電とならないように設定される電流の上限値であって、蓄電装置20の充電率に応じて都度設定されるものである。
When receiving the charge request signal from the
ヒーターECU92は、スイッチング素子41の開閉動作を制御し、これによりヒーター31の発熱量を調整するための制御装置である。ヒーターECU92は、駆動回路40に制御信号を送信することにより、スイッチング素子41の開閉動作におけるデューティを調整する。ヒーターECU92は、ヒーター31における発熱量が、上位ECU93から送信される要求熱量に一致するように、上記のようなデューティの調整を行う。このようなヒーターECU92は、本実施形態における「スイッチング制御部」に該当するものである。
The
上位ECU93は、車載用補機装置10の全体の動作を統括制御するための制御装置である。既に述べたように、上位ECU93は、バッテリECU91に向けて充電要求信号を送信し、蓄電装置20への充電を開始させる処理を行う。また、上位ECU93は、ヒーターECU92に向けて要求熱量を送信し、ヒーター31における発熱量を調整させる処理を行う。更に、上位ECU93は、バッテリECU91とヒーターECU92との間において、両者の間の通信を媒介する処理も行うことが可能となっている。
The
尚、以上のような制御装置の構成はあくまでも一例である。例えば、バッテリECU91、ヒーターECU92、及び上位ECU93が、3つの装置に分かれているのではなく、全体が一つのコンピュータシステムとして構成されているような態様であってもよい。また、バッテリECU91、ヒーターECU92、及び上位ECU93のうちの少なくとも一部が、車両に搭載された他のECUの一部として構成されているような態様であってもよい。
The configuration of the control device as described above is merely an example. For example, the
バッテリECU91により行われる処理のうち、蓄電装置20に供給される電流の値を取得するために行われる処理の概要について、図2を参照しながら説明する。図2の線L11に示されるのは、蓄電装置20に実際に供給される電流値の時間変化を示すグラフである。当該電流値は、スイッチング素子41の開閉動作に伴って、図2に示されるように矩形波状に変動している。スイッチング素子41が開状態となっている期間TM1においては、ヒーター31に電流が流れないため、蓄電装置20に供給される電流の値はI20まで増加している。一方、スイッチング素子41が閉状態となっている期間TM2においては、ヒーター31に電流が流れることにより、蓄電装置20に供給される電流の値はI10まで低下している。
Among the processes performed by the
図2に示される例では、上記の期間TM1と期間TM2とが交互に繰り返されており、スイッチング素子41の開閉動作におけるデューティは50%となっている。尚、ここでいう「デューティ」とは、スイッチング素子41の開閉動作の1周期の長さに対して、スイッチング素子41が閉状態となっている期間の長さが占める割合のことである。以下の説明においても同様である。デューティが100%に近づく程、ヒーター31における発熱量は大きくなる。
In the example shown in FIG. 2, the period TM1 and the period TM2 are alternately repeated, and the duty in the switching operation of the switching
図2の線L12に示されるのは、ローパスフィルタ83を介して検出回路81に入力される電流値、の時間変化を示すグラフである。ローパスフィルタ83を介することにより、線L12に示される波形は、線L11のように矩形波状の波形とはならず、緩やかに上昇及び下降する波形となっている。図2に示される例では、スイッチング素子41の開閉動作の周期が比較的短い。このため、期間TM1においては、線L12はI20よりも低い値までしか増加しない。同様に、期間TM2においては、線L12はI10よりも高い値までしか減少しない。このように、検出回路81に入力される電流値は、蓄電装置20に実際に供給される電流の値とは異なる値となっている。
A line L12 in FIG. 2 is a graph showing a time change of the current value input to the
図2において示される複数の点Pは、バッテリECU91によって電流値がサンプリングされるタイミングを示している。このように、バッテリECU91は、検出回路81に入力される電流値を連続的に取得するのではなく、所定のサンプリング周期が経過する毎に電流値を離散的に取得する。その結果、バッテリECU91によって取得される電流の最大値は、検出回路81に入力される電流値の最大値よりも更に低い値となっている。
A plurality of points P shown in FIG. 2 indicate timings at which the
バッテリECU91による電流値の取得が以上のような方法で行われているときには、バッテリECU91は、蓄電装置20に実際に供給される電流値(つまりI20やI10)を正確に測定することができない。このため、バッテリECU91は、検出回路81により検知される電流値が電流上限値を越えないように制御を行っているのであるが、実際には電流値が電流上限値を超えてしまうこともある。
When acquisition of the current value by the
蓄電装置20の充電率が比較的低いときにおいては、電流値が電流上限値を超えてしまっても、蓄電装置20が過充電となってしまう可能性は小さい。しかしながら、蓄電装置20の充電率が100%に近づいているときに、電流値が電流上限値を超えてしまうと、蓄電装置20が過充電となってしまう可能性が高くなる。そこで、本実施形態に係る車載用補機装置10では、スイッチング制御部であるヒーターECU92が必要に応じて「スイッチング調整制御」を行うことにより、一時的に電流値の検出精度を高めている。
When the charging rate of
スイッチング調整制御の概要について、図3を参照しながら説明する。図3の線L21に示されるのは、スイッチング調整制御が行われている際において、蓄電装置20に実際に供給される電流値の時間変化を示すグラフである。図3の線L22に示されるのは、スイッチング調整制御が行われている際において、ローパスフィルタ83を介して検出回路81に入力される電流値、の時間変化を示すグラフである。
The outline of the switching adjustment control will be described with reference to FIG. A line L21 in FIG. 3 is a graph showing a time change of the current value actually supplied to
スイッチング調整制御では、スイッチング素子41が開状態とされる期間TM1の長さ、及び、スイッチング素子41が閉状態とされる期間TM2の長さが、図2に示される通常時に比べていずれも長くなっている。その結果、スイッチング素子41の開閉動作周期は通常時(図2)よりも長くなっている。
In the switching adjustment control, the length of the period TM1 in which the
このため、期間TM1においては、検出回路81に入力される電流値は、最大値であるI20まで増加している。また、電流値がI20まで増加し一定値となっている期間の長さは、バッテリECU91によりサンプリングが行われる周期(つまり点Pの間隔)以上となっている。換言すれば、電流値が一定(I20)となる期間の長さがサンプリング周期以上となるように、スイッチング制御部であるヒーターECU92は、スイッチング素子41の開閉動作の周期を調整している。
Therefore, in the period TM1, the current value input to the
期間TM2においても同様である。期間TM2においては、検出回路81に入力される電流値は、最小値であるI10まで減少している。また、電流値がI10まで減少し一定値となっている期間の長さは、バッテリECUによりサンプリングが行われる周期以上となっている。換言すれば、電流値が一定(I10)となる期間の長さもサンプリング周期以上となるように、スイッチング制御部であるヒーターECU92は、スイッチング素子41の開閉動作の周期を調整している。
The same applies to the period TM2. In the period TM2, the current value input to the
ヒーターECU92によって以上のようなスイッチング調整制御が行われる結果、それぞれの点Pにおいて取得される電流値には、最小値であるI10、及び最大値であるI20の両方が含まれている。バッテリECU91は、蓄電装置20に供給される電流値を正確に把握することができるので、当該電流値が電流上限値を超えてしまうことはない。その結果、蓄電装置20が過充電となってしまうことが確実に防止される。
As a result of the above-described switching adjustment control being performed by the
尚、図3に示される例でも、スイッチング素子41の開閉動作におけるデューティは、図2に示される例と同様の50%となっている。つまり、本実施形態におけるスイッチング調整制御では、スイッチング素子41の開閉動作周期を通常時よりも長くなるように変化させる一方で、開閉動作におけるデューティは変化させない。これにより、ヒーター31における発熱量を、上位ECU93からの要求発熱量に対して引き続き一致させることができる。
Also in the example shown in FIG. 3, the duty in the switching operation of the switching
以上のような制御を実現するために、ヒーターECU92によって実行される処理の流れについて、図4を参照しながら説明する。図4に示される一連の処理は、所定の制御周期が経過する毎に、ヒーターECU92によって繰り返し実行されるものである。
A flow of processing executed by the
最初のステップS01では、上位ECU93から、要求発熱量を含む各種の情報が取得される。当該情報には、蓄電装置20が充電中であるか否かを示す情報や、蓄電装置20の充電率等が含まれる。このような蓄電装置20の状態を示す情報は、バッテリECU91から上位ECU93へと予め送信されたものである。
In the first step S01, various types of information including the required heat generation amount are acquired from the
ステップS01に続くステップS02では、蓄電装置20が充電中であり、且つ、蓄電装置20の充電率が所定の充電閾値以上であるか否かが判定される。「充電閾値」とは、蓄電装置20の性能が低下するような限界値(例えば80%)よりも低めの値(例えば60%)として予め設定された閾値である。ステップS02の判定が否定であった場合には、ステップS03に移行する。
In step S02 following step S01, it is determined whether or not
ステップS03では、図2を参照しながら説明した通常時の制御が行われる。すなわち、比較的短い周期でスイッチング素子41に開閉動作を行わせる制御、がヒーターECU92によって行われる。これと並行して、蓄電装置20に充放電される電流値を測定する処理がバッテリECU91によって行われる。
In step S03, the normal control described with reference to FIG. 2 is performed. That is, the control for causing the switching
ステップS02の判定が肯定であった場合には、ステップS04に移行する。ステップS04では、図3を参照しながら説明したスイッチング調整制御が行われる。すなわち、通常時よりも長い周期でスイッチング素子41に開閉動作を行わせる制御、がヒーターECU92によって行われる。これと並行して、蓄電装置20に供給される電流値を測定する処理がバッテリECU91によって行われる。
When determination of step S02 is affirmation, it transfers to step S04. In step S04, the switching adjustment control described with reference to FIG. 3 is performed. That is, the control for causing the switching
以上のように、本実施形態に係る車載用補機装置10のヒーターECU92は、蓄電装置20への充電が行われているときにおいて、検出回路81により検知される電流の値が一定となる期間が所定期間以上となるように、スイッチング素子41の開閉動作を調整する制御、であるスイッチング調整制御を行う。これにより、ヒーター31への電流供給が行われている状況でも、蓄電装置20に供給される電流の値を正確に取得することが可能となっている。
As described above, the
また、ヒーターECU92は、蓄電装置20への充電が行われているときであって、且つ、蓄電装置20の充電率が所定の充電閾値以上となったときにのみ、上記のスイッチング調整制御を行うように構成されている。電流値の測定精度があまり問題とならない状況においては、スイッチング調整制御を行わないことによりスイッチング素子41の動作周期は短いままとなる。これにより、最適な動作周期で温度制御を行うことが可能となる。
Further,
第2実施形態について説明する。以下では、第1実施形態と異なる点について主に説明し、第1実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。本実施形態では、ヒーターECU92によって行われるスイッチング調整制御の態様においてのみ第1実施形態と異なっている。
The second embodiment will be described. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of points in common with the first embodiment will be omitted as appropriate. The present embodiment is different from the first embodiment only in the aspect of the switching adjustment control performed by the
本実施形態におけるスイッチング調整制御では、スイッチング素子41が一時的に閉状態に固定される。その結果、ヒーター31には一定の電流が流れ続けるので、蓄電装置20に供給される電流値は一定(I10)となる。このような状態は、少なくとも、バッテリECU91によるサンプリングの周期よりも長い期間だけ維持される。
In the switching adjustment control in the present embodiment, the switching
図5の線L31に示されるのは、スイッチング調整制御が行われている際において、蓄電装置20に実際に供給される電流値の時間変化を示すグラフである。図5の線L32に示されるのは、スイッチング調整制御が行われている際において、ローパスフィルタ83を介して検出回路81に入力される電流値、の時間変化を示すグラフである。本実施形態では、蓄電装置20に供給される電流値が、スイッチング調整制御の期間中において常に一定となり変動しないので、線L31と線L32とは互いに同一となっている。このため、バッテリECU91では、正確な電流値がサンプリングされる。
A line L31 in FIG. 5 is a graph showing a time change of the current value actually supplied to
尚、スイッチング調整制御が行われている際には、上記のようにスイッチング素子41が閉状態に固定されてもよいが、開状態に固定されることとしてもよい。この場合でも、蓄電装置20に供給される電流値は一定(I20)となる。
When the switching adjustment control is performed, the switching
このように、スイッチング調整制御としては、スイッチング素子41の開閉状態を、閉状態又は開状態のいずれかに固定する制御が行われてもよい。このような態様であっても、第1実施形態において説明したものと同様の効果が得られる。
Thus, as the switching adjustment control, control may be performed to fix the open / close state of the switching
第3実施形態について説明する。以下では、第1実施形態と異なる点について主に説明し、第1実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。図6に示されるように、本実施形態に係る車載用補機装置10では、ヒーター装置30が2つのヒーター31、32を有している。また、駆動回路40が2つのスイッチング素子41、42を有している。
A third embodiment will be described. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of points in common with the first embodiment will be omitted as appropriate. As shown in FIG. 6, in the in-
ヒーター32は、ヒーター31に対して並列となる位置に配置されている。また、スイッチング素子42は、スイッチング素子41に対して並列となる位置であり、且つヒーター32に対して直列となる位置に配置されている。ヒーター32は、ヒーター31と共に、車載用補機装置10の補機に該当するものである。
The
スイッチング素子42が閉状態になると、ヒーター32には蓄電装置20からの電流が供給される。また、スイッチング素子42が開状態になると、ヒーター32に対する電力の供給が停止される。駆動回路40は、スイッチング素子42が繰り返し開閉動作する際のデューティを調整することにより、ヒーター32に供給される電力の大きさを調整する。スイッチング素子42の開閉動作はヒーターECU92によって制御される。スイッチング素子42は、スイッチング素子41と共に、本実施形態における「スイッチング部」に該当するものである。
When the switching
このように、本実施形態に係る車載用補機装置10は、補機(ヒーター)とスイッチング部(スイッチング素子)を2組備えている。このような態様に換えて、補機とスイッチング部とを3組以上備えているような態様であってもよい。本実施形態では、ヒーター31の発熱量とヒーター32の発熱量との合計が、上位ECU93から送信される要求熱量に一致するように制御が行われることとなる。
As described above, the in-
本実施形態において実行される制御の態様を説明するに先立ち、比較例として実行される制御の態様について説明する。図13(A)に示されるのは、ヒーター31に供給される電流の時間変化を示すグラフである。図13(B)に示されるのは、ヒーター32に供給される電流の時間変化を示すグラフである。図13(C)に示されるのは、ヒーター装置30に供給される全電流の時間変化を示すグラフである。つまり、ヒーター31に供給される電流と、ヒーター32に供給される電流と、の合計値の時間変化を示すグラフである。
Prior to describing an aspect of control executed in the present embodiment, an aspect of control executed as a comparative example will be described. FIG. 13A is a graph showing the time change of the current supplied to the
図13(A)に示されるように、この例におけるヒーター31には、デューティが25%となるように電流が供給されている。また、図13(B)に示されるように、ヒーター32にも、デューティが25%となるように電流が供給されている。ヒーター31に供給される電流の位相は、ヒーター32に供給される電流の位相に対して180度ずれている。その結果、図13(C)に示されるように、ヒーター装置30には、実質的にデューティが50%の電流が供給されている状態となっている。
As shown in FIG. 13A, current is supplied to the
図13に示される例において、電流値が最大値(I30)となっている期間の長さは、バッテリECU91が、蓄電装置20に供給される電流値を正確に取得し得るような長さの下限値となっているものと仮定する。このような状況においては、図13(C)に示される波形のデューティを50%よりも小さくすると、電流値がI30となる期間の長さが短くなり過ぎるので、当該期間において蓄電装置20に供給される電流値を正確に取得することができなくなる。逆に、図13(C)に示される波形のデューティを50%よりも大きくすると、電流値が0となる期間の長さが短くなり過ぎるので、当該期間において蓄電装置20に供給される電流値を正確に取得することができなくなる。
In the example shown in FIG. 13, the length of the period in which the current value is the maximum value (I30) is such that
尚、図13(C)に示されるデューティ50%の波形を実現するためには、ヒーター31、32のそれぞれに供給される電流のデューティを25%とすることに換えて、75%とすることもできる。
In order to realize the waveform with a duty of 50% shown in FIG. 13C, the duty of the current supplied to each of the
図14(A)に示されるのは、図13(A)と同様に、ヒーター31に供給される電流の時間変化を示すグラフであって、デューティを75%とした場合の例である。図14(B)に示されるのは、図13(B)と同様に、ヒーター32に供給される電流の時間変化を示すグラフであって、デューティを75%とした場合の例である。この例でも、ヒーター31に供給される電流の位相は、ヒーター32に供給される電流の位相に対して180度ずれている。図14(C)に示されるのは、図13(C)と同様に、ヒーター装置30に供給される全電流の時間変化を示すグラフである。
Similar to FIG. 13A, FIG. 14A is a graph showing the time change of the current supplied to the
図14(C)に示されるように、ヒーター装置30に供給される電流の波形は、I40からI50までの範囲において、デューティ50%で変動するような波形となる。I40は、ヒーター31、32のそれぞれを流れる電流の最大値であり、I50は、I40の2倍に等しい電流値である。
As shown in FIG. 14C, the waveform of the current supplied to the
以上の例では、スイッチング素子41、42の開閉動作周期を変更することなく、ヒーター31、32のいずれかにおけるデューティを変化させようとすると、バッテリECU91が、蓄電装置20に供給される電流の値を正確に測定することができなくなってしまう。このため、ヒーター31、32のデューティについては、図13のように両方を25%とするか、図14のように両方を75%とするか、の2通りしか選択肢が無いことになる。
In the above example, when changing the duty in any of the
本実施形態では、スイッチング調整制御の態様を工夫することにより、上記のような制約を無くしている。本実施形態におけるスイッチング調整制御の具体的な態様について、図7乃至12を参照しながら説明する。それぞれの図において(A)に示されるのは、図13(A)と同様に、ヒーター31に供給される電流の時間変化を示すグラフである。また、それぞれの図において(B)に示されるのは、図13(B)と同様に、ヒーター32に供給される電流の時間変化を示すグラフである。更に、それぞれの図において(C)に示されるのは、図13(C)と同様に、ヒーター装置30に供給される全電流の時間変化を示すグラフである。
In the present embodiment, the above limitation is eliminated by devising the aspect of the switching adjustment control. Specific modes of the switching adjustment control in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 12. What is shown in (A) in each figure is a graph showing a time change of the current supplied to the
図7に示されるように、本実施形態では、スイッチング調整制御が行われる際に、一方のヒーター31に供給される電流が0に固定され、他方のヒーター32には矩形波状の電流が供給される。つまり、本実施形態におけるヒーターECU92(スイッチング制御部)は、スイッチング素子41を開状態に固定し、スイッチング素子42を所定のデューティで開閉動作させるように、駆動回路40の制御を行う。図7の例では当該デューティが25%となっており、図8の例では当該デューティが75%となっている。
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, when switching adjustment control is performed, the current supplied to one
本実施形態では、ヒーター31に供給される電流値が上記のように0に固定されている。このため、ヒーター装置30に供給される電流のデューティは、ヒーター32に供給される電流のデューティと同じになる。従って、当該デューティを25%から75%の間で変化させても、蓄電装置20に供給される電流値が一定(最大値又は最小値)となる期間の一部が短くなり過ぎてしまうことが無い。つまり、蓄電装置20に供給される電流値が一定となる期間の長さを、ヒーターECU92による電流値のサンプリング期間よりも長く確保しながらも、デューティを25%から75%までの範囲で調整し、ヒーター装置30の発熱量を調整することが可能となっている。
In the present embodiment, the current value supplied to the
このように、本実施形態におけるヒーターECU92は、一つのスイッチング素子41の開閉状態を固定し、もう一つのスイッチング素子42の開閉動作を調整することにより、スイッチング調整制御を行うように構成されている。これにより、第1実施形態で説明したものと同様の効果を奏する。
Thus, the
スイッチング調整制御では、スイッチング素子41を開状態に固定するのではなく、閉状態に固定することとしてもよい。このような制御が行われた場合の例を、図9及び図10に示している。ヒーター32を流れる電流のデューティは、図9の例では25%となっており、図10の例では75%となっている。この例においても、ヒーター装置30に供給される電流のデューティを25%から75%の間で変化させても、蓄電装置20に供給される電流値が一定(最大値又は最小値)となる期間の一部が短くなり過ぎてしまうことが無い。尚、スイッチング素子41を開状態及び閉状態のいずれに固定するかは、上位ECU93からの要求熱量に応じて適宜選択されることとすればよい。
In the switching adjustment control, the switching
ところで、図7、8に示される例のように、スイッチング素子41を開状態に固定した場合には、ヒーター31では発熱が行われない。このため、スイッチング素子42のデューティを25%から75%の範囲内においてのみ調整した場合には、ヒーター装置30全体の発熱量が、上位ECU93からの要求熱量に対して不足してしまう場合がある。
By the way, when the switching
図11に示される例では、時刻t10までの期間においては、スイッチング素子42のデューティが75%とされている。これにより、ヒーター装置30全体の発熱量が、上位ECU93からの要求熱量に一致した状態となっている。
In the example shown in FIG. 11, the duty of the switching
時刻t10以降は、上位ECU93からの要求熱量が、それまでよりも高めの値に変更されている。これに対応するため、ヒーターECU92は、開閉状態が固定されていない方のスイッチング素子42を、75%のデューティ(第1デューティ)で開閉動作させる制御(第1制御)と、75%よりも大きいデューティ(第2デューティ)で開閉動作させる制御(第2制御)とを、時刻t10以降において交互に実行している。図11では、上記の第1制御が実行されている期間が期間TM3として示されており、上記の第2制御が実行されている期間が期間TM4として示されている。
After time t10, the required heat amount from the
第1制御と第2制御とが交互に実行されることにより、ヒーター装置30に供給される電流のデューティは、実質的に75%よりも大きくなっている。このような制御が行われても、蓄電装置20に供給される電流値が一定(最大値又は最小値)となる期間の一部が短くなり過ぎてしまうことが無い。このため、上位ECU93からの要求熱量に応じた発熱をヒーター装置30において行いながらも、蓄電装置20に供給される電流値をバッテリECU91により正確に取得することができる。このように、ヒーター32に流れる電流のデューティを75%としても、発熱量が要求熱量に満たない場合には、上記の第1制御と第2制御とを交互に実行することで、発熱量を要求熱量に一致させることができる。
By alternately executing the first control and the second control, the duty of the current supplied to the
尚、要求熱量が更に大きい場合には、第2制御が実行されている期間において、スイッチング素子42を100%のデューティで開閉動作させることとしてもよい。つまり、スイッチング素子42を閉状態に維持することとしてもよい。図12には、このような制御が行われた場合における各電流の時間変化が示されている。図12に示される期間TM5が、上記のようにスイッチング素子42を100%のデューティで開閉動作させる期間となっている。
When the required heat amount is further large, the switching
尚、スイッチング素子とヒーターとを3組以上備えているような態様である場合には、スイッチング素子41のように開状態又は閉状態に固定されるスイッチング素子の数を、2つ以上としてもよい。同様に、デューティの調整が行われる(又は図12(B)のように閉状態に維持される)スイッチング素子の数を、2つ以上としてもよい。
In the case of an aspect in which three or more sets of switching elements and heaters are provided, the number of switching elements fixed in the open state or the closed state as in switching
以上においては、車載用補機装置10が備える補機が、電力の供給を受けて発熱するヒーター31、32である場合の例について説明した。このような態様に換えて、補機がヒーター以外の装置であるような態様としてもよい。
In the above, the example in case the auxiliary machine with which the vehicle-mounted
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 The present embodiment has been described above with reference to the specific example. However, the present disclosure is not limited to these specific examples. Those appropriately modified in design by those skilled in the art are also included in the scope of the present disclosure as long as the features of the present disclosure are included. The elements included in the above-described specific examples, and the arrangement, conditions, and shapes thereof are not limited to those illustrated, but can be appropriately modified. The elements included in the above-described specific examples can be appropriately changed in combination as long as no technical contradiction arises.
10:車載用補機装置
20:蓄電装置
31,32:ヒーター
41,42:スイッチング素子
60:供給装置
81,82:検出回路
92:ヒーターECU
10: Automotive auxiliary equipment 20:
Claims (9)
蓄電装置(20)と、
前記蓄電装置から電力の供給を受ける補機(31,32)と、
前記補機に供給される電力の大きさを、開閉動作することにより調整するスイッチング部(41,42)と、
前記蓄電装置に電流を供給し充電を行う供給装置(60)と、
前記蓄電装置に供給される電流の値を検知する電流検知部(81)と、
前記スイッチング部の開閉動作を制御するスイッチング制御部(92)と、を備え、
前記スイッチング制御部は、
前記蓄電装置への充電が行われているときにおいて、前記電流検知部により検知される電流の値が一定となる期間が所定期間以上となるように、前記スイッチング部の開閉動作を調整する制御、であるスイッチング調整制御を行う車載用補機装置。 An on-vehicle accessory device (10),
A power storage device (20),
Auxiliary units (31, 32) that receive power supply from the storage device;
A switching unit (41, 42) for adjusting the magnitude of the power supplied to the auxiliary device by opening and closing operations;
A supply device (60) for supplying a current to the storage device for charging;
A current detection unit (81) for detecting the value of the current supplied to the power storage device;
And a switching control unit (92) that controls the switching operation of the switching unit,
The switching control unit
Control for adjusting the open / close operation of the switching unit such that a period in which the value of the current detected by the current detection unit is constant is equal to or longer than a predetermined period when the storage device is being charged. An on-vehicle accessory device that performs switching adjustment control.
前記充電制御部は、前記電流検知部により検知される電流の値が所定の電流上限値を越えないように制御を行う、請求項1に記載の車載用補機装置。 It further comprises a charge control unit (91) that controls charging of the storage device,
The in-vehicle accessory device according to claim 1, wherein the charge control unit performs control such that the value of the current detected by the current detection unit does not exceed a predetermined current upper limit value.
前記スイッチング制御部は、
前記蓄電装置への充電が行われているときであって、且つ、前記充電率が所定の充電閾値以上となったときにのみ、前記スイッチング調整制御を行う、請求項2に記載の車載用補機装置。 It further comprises a charging rate detection unit (81) for detecting the charging rate in the power storage device,
The switching control unit
The vehicle-mounted auxiliary according to claim 2, wherein the switching adjustment control is performed only when the storage device is being charged and the charging rate is equal to or higher than a predetermined charging threshold. Machine equipment.
前記スイッチング制御部は、
少なくとも一つの前記スイッチング部の開閉状態を固定し、それ以外の前記スイッチング部の開閉動作を調整することにより、前記スイッチング調整制御を行う、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の車載用補機装置。 A plurality of sets of the accessory and the switching unit are provided,
The switching control unit
The vehicle-mounted according to any one of claims 1 to 3, wherein the switching adjustment control is performed by fixing the open / close state of at least one of the switching units and adjusting the open / close operation of the other switching units. Auxiliary equipment.
開閉状態が固定されていない前記スイッチング部、の開閉動作を制御する際に、
当該スイッチング部を第1デューティで開閉動作させる第1制御と、
当該スイッチング部を、前記第1デューティよりも大きい第2デューティで開閉動作させる第2制御と、を交互に実行する、請求項6に記載の車載用補機装置。 The switching control unit
When controlling the open / close operation of the switching unit whose open / close state is not fixed,
First control for opening and closing the switching unit at a first duty;
The vehicle-mounted auxiliary device according to claim 6, wherein a second control for opening and closing the switching unit at a second duty that is larger than the first duty is alternately performed.
開閉状態が固定されていない前記スイッチング部、の開閉動作を制御する際に、
当該スイッチング部のうちの少なくとも一部を閉状態に維持する、請求項6に記載の車載用補機装置。 The switching control unit
When controlling the open / close operation of the switching unit whose open / close state is not fixed,
The in-vehicle accessory device according to claim 6, wherein at least a part of the switching unit is maintained in a closed state.
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