JP2022014677A - 車両制御装置、方法、プログラム、及び車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1バッテリーと、第2バッテリーと、第2バッテリーを電源とする補機負荷と、第1バッテリーから第2バッテリー及び補機負荷の少なくとも一方への電力供給を行うDCDCコンバーターとを備えた、車両に搭載される車両制御装置であって、DCDCコンバーターの動作及び補機負荷の動作を制御する動作制御部と、車両の始動用スイッチの状態及び乗車の状態を判断する判断部と、第2バッテリーの電圧を取得する取得部と、を備え、動作制御部は、判断部において始動用スイッチがオフ状態かつユーザーが車内にいると推定できる非始動乗車状態であると判断された場合、第2バッテリーの電圧に基づいて、DCDCコンバーターの駆動と補機負荷の駆動との順序を決定する。
【選択図】図1
Description
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
<構成>
図1は、本開示の一実施形態に係る車両制御装置200とその周辺部の機能ブロック図である。図1に例示した機能ブロックは、高圧バッテリー110と、高圧メインリレー120と、DCDCコンバーター(DDC)130と、補機バッテリー140と、バッテリーセンサー150と、第1補機負荷160と、第2補機負荷170と、車両制御装置200と、高圧系制御装置300と、を備えている。なお、図1では、電力用の信号線を実線で、制御/通信用の信号線を破線でそれぞれ示している。
図2乃至図7をさらに参照して、本開示の一実施形態に係る車両制御装置200が実行する制御を説明する。
図2は、車両制御装置200の各構成が行う第1制御の処理手順を示すフローチャートである。図3は、第1制御に基づく各構成の動作タイミングの一例を示す図である。図3は、ユーザーが車両に乗車するときの例であり、車両のイグニッションがオフ状態において、ユーザーが車内に乗り込んだ後、すぐにユーザーがイグニッションをオン状態に切り替えない場合の制御を説明するものである。
判断部220は、ユーザーが乗車中であると推定され、かつ、イグニッションがオフ状態(非始動乗車状態)であるか否かを判断する。乗車時では、例えば、車両ドアが開錠された後に車両ドアを開扉して閉扉する一連の扉操作があったことで、ユーザーが車両に乗車したと推定することができる。また、イグニッションがオフ状態であることは、IG-ON信号の有無によって確認することができる。ユーザーが推定乗車中かつイグニッションがオフ状態の非始動乗車状態である場合は(ステップS201、はい)、ステップS202に処理が進み、それ以外の場合は(ステップS201、いいえ)、ステップS201の判断を繰り返す。
取得部230は、バッテリーセンサー150から入力する補機バッテリー140の電圧値から導出される補機バッテリー140の蓄電率(SOC)が、第1閾値以上であるか否かを判断する。この第1閾値は、第2補機負荷170を駆動するために必要な電力に基づいて設定される。より具体的には、DCDCコンバーター130が駆動して高圧バッテリー110から電力が供給されるまでの間、補機バッテリー140だけで第2補機負荷170が消費する電力の供給を維持することができる蓄電率以上の任意の値に設定される。補機バッテリー140の蓄電率は、SOC-OCV特性などを用いた周知の手法で導出することができる。補機バッテリー140の蓄電率が第1閾値以上である場合は(図3のt1:(h)実線)(ステップS202、はい)、ステップS203に処理が進む。一方、補機バッテリー140の蓄電率が第1閾値未満である場合は(図3のt1:(h)破線)(ステップS202、いいえ)、ステップS207に処理が進む。
動作制御部210は、第2補機負荷170に対して駆動を要求する。この要求は、第2補機負荷170に駆動要求信号を出力することで可能である。これによって、第2補機負荷170が駆動を開始する(図3のt2:(c)実線)。また、第2補機負荷170の駆動に伴って、補機バッテリー140から流出する放電電流が生じる(図3のt2~t3:(g)実線)。第2補機負荷170の駆動が要求されると、ステップS204に処理が進む。
動作制御部210は、高圧系制御装置300に対して駆動を要求する。この要求は、高圧系制御装置300に駆動要求信号を出力することで可能である。これによって、高圧系制御装置300が駆動を開始すると共に、高圧メインリレー120が電気的に導通した接続状態となる(図3のt3:(d))。また、高圧系制御装置300の駆動に伴って、補機バッテリー140から流出する放電電流が増加する(図3のt3~t4:(g)実線)。高圧系制御装置300の駆動が要求されると、ステップS205に処理が進む。
動作制御部210は、高圧系制御装置300の駆動が完了したか否かを判断する。この判断は、駆動要求信号に対応して高圧系制御装置300から返信される駆動完了信号を受信することで可能である。高圧系制御装置300の駆動が完了した場合は(ステップS205、はい)、ステップS206に処理が進み、それ以外の場合は(ステップS205、いいえ)、ステップS205の判断を繰り返す。
動作制御部210は、DCDCコンバーター(DDC)130を駆動させる。具体的には、動作制御部210は、第2補機負荷170に電力を供給できる電圧指示値を設定した駆動信号を、DCDCコンバーター130に出力する(図3のt4:(e))。この制御により、DCDCコンバーター130が駆動し(図3のt4:(f))、高圧バッテリー110から第2補機負荷170へ電力が供給される。なお、本実施形態では、DCDCコンバーター130から補機バッテリー140へは、充電するための電力は供給されない。このため、DCDCコンバーター130の駆動に伴って、補機バッテリー140から流出する放電電流がなくなる(図3のt4:(g)実線)。DCDCコンバーター130が駆動されると、本第1制御が終了する。
動作制御部210は、高圧系制御装置300に対して駆動を要求する。この要求は、高圧系制御装置300に駆動要求信号を出力することで可能である。これによって、高圧系制御装置300が駆動を開始すると共に、高圧メインリレー120が電気的に導通した接続状態となる(図3のt3:(d))。また、高圧系制御装置300の駆動に伴って、補機バッテリー140から流出する電流が生じる(図3のt3~t4:(g)破線)。高圧系制御装置300の駆動が要求されると、ステップS208に処理が進む。
動作制御部210は、高圧系制御装置300の駆動が完了したか否かを判断する。この判断は、駆動要求信号に対応して高圧系制御装置300から返信される駆動完了信号を受信することで可能である。高圧系制御装置300の駆動が完了した場合は(ステップS208、はい)、ステップS209に処理が進み、それ以外の場合は(ステップS208、いいえ)、ステップS208の判断を繰り返す。
動作制御部210は、DCDCコンバーター(DDC)130に対して駆動を指示する。具体的には、動作制御部210は、第2補機負荷170に電力を供給できる電圧指示値を設定した駆動信号を、DCDCコンバーター130に出力する(図3のt4:(e))。本実施形態では、DCDCコンバーター130から補機バッテリー140へは、充電するための電力は供給されない。DCDCコンバーター130の駆動が指示されると、ステップS210に処理が進む。
動作制御部210は、DCDCコンバーター130の駆動が完了したか否かを判断する。この判断は、DCDCコンバーター130の駆動が完了する前に第2補機負荷170を駆動させてしまうことを回避するために行われる。DCDCコンバーター130の駆動が完了することによって(図3のt4:(f))、高圧バッテリー110から第2補機負荷170へ電力が供給される。また、本実施形態では、DCDCコンバーター130から補機バッテリー140へは、充電するための電力は供給されないため、DCDCコンバーター130の駆動に伴って、補機バッテリー140から流出する放電電流がなくなる(図3のt4:(g)破線)。DCDCコンバーター130の駆動が完了すると、ステップS211に処理が進む。
動作制御部210は、第2補機負荷170に対して駆動を要求する。この要求は、第2補機負荷170に駆動要求信号を出力することで可能である。これによって、第2補機負荷170が駆動を開始する(図3のt5:(c)破線)。第2補機負荷170の駆動が要求されると、本第1制御が終了する。
図4は、車両制御装置200の各構成が行う第2制御の処理手順を示すフローチャートである。図5は、第2制御に基づく各構成の動作タイミングの一例を示す図である。図5は、ユーザーが車両に乗車するときの例であり、車両のイグニッションがオフ状態において、ユーザーが車内に乗り込んだ後、すぐにユーザーがイグニッションをオン状態に切り替えない場合の制御を説明するものである。
判断部220は、ユーザーが乗車中であると推定され、かつ、イグニッションがオフ状態(非始動乗車状態)であるか否かを判断する。乗車時では、例えば、車両ドアが開錠された後に車両ドアを開扉して閉扉する一連の扉操作があったことで、ユーザーが車両に乗車したと推定することができる。また、イグニッションがオフ状態であることは、IG-ON信号の有無によって確認することができる。ユーザーが推定乗車中かつイグニッションがオフ状態の非始動乗車状態である場合は(ステップS401、はい)、ステップS402に処理が進み、それ以外の場合は(ステップS401、いいえ)、ステップS401の判断を繰り返す。
取得部230は、バッテリーセンサー150から入力する補機バッテリー140の電圧値、電流値、及び温度値から導出される補機バッテリー140の推定低下電圧が、第2閾値以上であるか否かを判断する。この推定低下電圧とは、ユーザーが乗車中であると推定され、かつ、イグニッションがオフ状態(非始動乗車状態)の第1期間において第2補機負荷170が消費すると推定される電流(推定消費電流)を補機バッテリー140だけで供給した場合に、流出電流によって降下すると推定される補機バッテリー140の電圧値である。この第1期間は、第2補機負荷170の消費電流が補機バッテリー140だけで供給される期間であり、通常の処理シーケンスによって非始動乗車状態が判断されてから高圧系制御装置300によってDCDCコンバーター130が駆動されるまでの期間とすることができる。
Vb_est = Vb_now -(Rb×IL) … [1]
動作制御部210は、第2補機負荷170に対して駆動を要求する。この要求は、第2補機負荷170に駆動要求信号を出力することで可能である。これによって、第2補機負荷170が駆動を開始する(図5のt2:(c)実線)。また、第2補機負荷170の駆動に伴って、補機バッテリー140から流出する放電電流が生じて補機バッテリー140の電圧が低下する(図5のt2~t3:(g),(h)実線)。第2補機負荷170の駆動が要求されると、ステップS404に処理が進む。
動作制御部210は、高圧系制御装置300に対して駆動を要求する。この要求は、高圧系制御装置300に駆動要求信号を出力することで可能である。これによって、高圧系制御装置300が駆動を開始すると共に、高圧メインリレー120が電気的に導通した接続状態となる(図5のt3:(d))。また、高圧系制御装置300の駆動に伴って、補機バッテリー140から流出する放電電流が増加して補機バッテリー140の電圧がさらに低下する(図5のt3~t4:(g),(h)実線)。高圧系制御装置300の駆動が要求されると、ステップS405に処理が進む。
動作制御部210は、高圧系制御装置300の駆動が完了したか否かを判断する。この判断は、駆動要求信号に対応して高圧系制御装置300から返信される駆動完了信号を受信することで可能である。高圧系制御装置300の駆動が完了した場合は(ステップS405、はい)、ステップS406に処理が進み、それ以外の場合は(ステップS405、いいえ)、ステップS405の判断を繰り返す。
動作制御部210は、DCDCコンバーター(DDC)130を駆動させる。具体的には、動作制御部210は、第2補機負荷170に電力を供給できる電圧指示値を設定した駆動信号を、DCDCコンバーター130に出力する(図5のt4:(e))。この制御により、DCDCコンバーター130が駆動し(図5のt4:(f))、高圧バッテリー110から第2補機負荷170へ電力が供給される。なお、本実施形態では、DCDCコンバーター130から補機バッテリー140へは、充電するための電力は供給されない。このDCDCコンバーター130の駆動に伴って、補機バッテリー140から流出する放電電流がなくなり、補機バッテリー140の電圧が徐々に回復する(図5のt4以降:(g),(h)実線)。DCDCコンバーター130が駆動されると、本第2制御が終了する。
動作制御部210は、高圧系制御装置300に対して駆動を要求する。この要求は、高圧系制御装置300に駆動要求信号を出力することで可能である。これによって、高圧系制御装置300が駆動を開始すると共に、高圧メインリレー120が電気的に導通した接続状態となる(図5のt3:(d))。また、高圧系制御装置300の駆動に伴って、補機バッテリー140から流出する電流が生じて補機バッテリー140の電圧が低下する(図5のt3~t4:(g),(h)破線)。高圧系制御装置300の駆動が要求されると、ステップS408に処理が進む。
動作制御部210は、高圧系制御装置300の駆動が完了したか否かを判断する。この判断は、駆動要求信号に対応して高圧系制御装置300から返信される駆動完了信号を受信することで可能である。高圧系制御装置300の駆動が完了した場合は(ステップS408、はい)、ステップS409に処理が進み、それ以外の場合は(ステップS408、いいえ)、ステップS408の判断を繰り返す。
動作制御部210は、DCDCコンバーター(DDC)130に対して駆動を指示する。具体的には、動作制御部210は、第2補機負荷170に電力を供給できる電圧指示値を設定した駆動信号を、DCDCコンバーター130に出力する(図5のt4:(e))。本実施形態では、DCDCコンバーター130から補機バッテリー140へは、充電するための電力は供給されない。DCDCコンバーター130の駆動が指示されると、ステップS410に処理が進む。
動作制御部210は、DCDCコンバーター130の駆動が完了したか否かを判断する。この判断は、DCDCコンバーター130の駆動が完了する前に第2補機負荷170を駆動させてしまうことを回避するために行われる。DCDCコンバーター130の駆動が完了することによって(図5のt4:(f))、高圧バッテリー110から第2補機負荷170へ電力が供給される。また、本実施形態では、DCDCコンバーター130から補機バッテリー140へは、充電するための電力は供給されないため、DCDCコンバーター130の駆動に伴って、補機バッテリー140から流出する放電電流がなくなり、補機バッテリー140の電圧が徐々に回復する(図5のt4以降:(g),(h)破線)。DCDCコンバーター130の駆動が完了すると、ステップS411に処理が進む。
動作制御部210は、第2補機負荷170に対して駆動を要求する。この要求は、第2補機負荷170に駆動要求信号を出力することで可能である。これによって、第2補機負荷170が駆動を開始する(図5のt5:(c)破線)。なお、この第2補機負荷170の消費電力は、高圧バッテリー110から供給されるため、補機バッテリー140の電圧は低下しない。第2補機負荷170の駆動が要求されると、本第2制御が終了する。
以上のように、本実施形態に係る車両制御装置200によれば、ユーザーが乗車中であると推定される状態であり、かつ、車両のイグニッションがオフ状態であると判断したときに、補機バッテリー140の蓄電率(SOC)又は推定低下電圧が第2補機負荷170を駆動するために必要な所定の閾値を満たさなければ、第2補機負荷170の駆動よりも高圧系制御装置300、高圧メインリレー120、及びDCDCコンバーター130の駆動を優先させて実施する。
120 高圧メインリレー
130 DCDCコンバーター
140 補機バッテリー
150 バッテリーセンサー
160 第1補機負荷
170 第2補機負荷
200 車両制御装置
210 動作制御部
220 判断部
230 取得部
300 高圧系制御装置
Claims (9)
- 第1バッテリーと、第2バッテリーと、前記第2バッテリーを電源とする補機負荷と、前記第1バッテリーから前記第2バッテリー及び前記補機負荷の少なくとも一方への電力供給を行うDCDCコンバーターとを備えた、車両に搭載される車両制御装置であって、
前記DCDCコンバーターの動作及び前記補機負荷の動作を制御する動作制御部と、
車両の始動用スイッチの状態及び乗車の状態を判断する判断部と、
前記第2バッテリーの電圧を取得する取得部と、を備え、
前記動作制御部は、前記判断部において前記始動用スイッチがオフ状態かつユーザーが車内にいると推定できる非始動乗車状態であると判断された場合、前記第2バッテリーの電圧に基づいて、前記DCDCコンバーターの駆動と前記補機負荷の駆動との順序を決定する、
車両制御装置。 - 前記取得部は、前記第2バッテリーの電圧に基づいて、前記第2バッテリーの蓄電率を導出し、
前記動作制御部は、前記非始動乗車状態において、
前記蓄電率が第1閾値以上である場合は、前記補機負荷を駆動させた後に前記DCDCコンバーターを駆動させ、
前記蓄電率が前記第1閾値未満である場合は、前記DCDCコンバーターを駆動させた後に前記補機負荷を駆動させる、
請求項1に記載の車両制御装置。 - 前記取得部は、
前記第2バッテリーの電圧及び温度に基づいて、前記第2バッテリーの内部抵抗を導出し、
前記第2バッテリーの電圧、前記第2バッテリーの内部抵抗、及び前記非始動乗車状態における第1期間に前記補機負荷が消費すると推定される推定消費電流に基づいて、前記非始動乗車状態の前記第1期間が経過した後の前記第2バッテリーの電圧である推定低下電圧を導出し、
前記動作制御部は、前記非始動乗車状態において、
前記推定低下電圧が第2閾値以上である場合、前記補機負荷を駆動させた後に前記DCDCコンバーターを駆動させ、
前記推定低下電圧が前記第2閾値未満である場合、前記DCDCコンバーターを駆動させた後に前記補機負荷を駆動させる、
請求項1に記載の車両制御装置。 - 前記取得部は、前記第2バッテリーの電圧に基づいて求められる前記第2バッテリーの蓄電率と前記第2バッテリーの温度とに基づいて、前記第2バッテリーの内部抵抗を導出する、
請求項3に記載の車両制御装置。 - 前記取得部は、前記第2バッテリーの内部抵抗と前記推定消費電流との乗算によって求められる電圧降下分を、前記非始動乗車状態と判断した直後の前記第2バッテリーの電圧から減算することによって、前記推定低下電圧を導出する、
請求項3に記載の車両制御装置。 - 前記動作制御部は、前記DCDCコンバーターを駆動させる前に、前記第1バッテリーと前記DCDCコンバーターとの電気的な導通状態を切り替えるリレーを、接続状態に制御する、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の車両制御装置。 - 第1バッテリーと、第2バッテリーと、前記第2バッテリーを電源とする補機負荷と、前記第1バッテリーから前記第2バッテリー及び前記補機負荷の少なくとも一方への電力供給を行うDCDCコンバーターとを備えた、車両に搭載される車両制御装置のコンピューターが実行する制御方法であって、
車両の始動用スイッチの状態及び乗車の状態を判断するステップと、
前記第2バッテリーの電圧を取得するステップと、
前記始動用スイッチがオフ状態かつユーザーが車内にいると推定できる非始動乗車状態であると判断した場合、前記第2バッテリーの状態に基づいて、前記DCDCコンバーターの駆動と前記補機負荷の駆動との順序を決定するステップと、を含む、
制御方法。 - 第1バッテリーと、第2バッテリーと、前記第2バッテリーを電源とする補機負荷と、前記第1バッテリーから前記第2バッテリー及び前記補機負荷の少なくとも一方への電力供給を行うDCDCコンバーターとを備えた、車両に搭載される車両制御装置のコンピューターに実行させる制御プログラムであって、
車両の始動用スイッチの状態及び乗車の状態を判断するステップと、
前記第2バッテリーの電圧を取得するステップと、
前記始動用スイッチがオフ状態かつユーザーが車内にいると推定できる非始動乗車状態であると判断した場合、前記第2バッテリーの状態に基づいて、前記DCDCコンバーターの駆動と前記補機負荷の駆動との順序を決定するステップと、を含む、
制御プログラム。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の車両制御装置を搭載した車両。
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