JP2023160626A - Control device, vehicle, and control program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、制御装置、車両、及び制御プログラムに関する。 The present disclosure relates to a control device, a vehicle, and a control program.
特許文献1には、バッテリからSMR(System Main Relay)を介してPCU(Power Control Unit)に送電する車両の制御装置が記載されている。また、SMR-B(正極側リレー)、SMR-G(負極側リレー)、及びSMR-P(プリチャージリレー)等の複数のSMRを備える構成が知られている。
SMR-B及びSMR-PをON状態にしてプリチャージを行い、その後、SMR-GをON状態にして車両が走行可能なReady ON状態とする際に、外気温が極低温でSMR-Gが氷結していると、SMR-Gの断線を誤検出してしまう場合があった。 When SMR-B and SMR-P are turned ON to perform precharging, and then SMR-G is turned ON to bring the vehicle into the Ready ON state, when the outside temperature is extremely low and SMR-G is If it was frozen, there were cases where a disconnection of the SMR-G was incorrectly detected.
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、SMR-Gが氷結した際に、SMR-Gの断線が誤検出されることを防止することができる制御装置、車両、及び制御プログラムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and provides a control device, a vehicle, and a control program that can prevent disconnection of the SMR-G from being erroneously detected when the SMR-G freezes. The purpose is to provide.
本開示に係る制御装置は、充放電可能なバッテリからの電力を、モータジェネレータを制御する電力制御部に送電する第1SMR、及び前記電力制御部からの電力を前記バッテリに送電する第2SMRをON状態としてプリチャージし、前記第1SMR、及び前記電力制御部からの電力を前記バッテリに送電する第3SMRをON状態としつつ、前記第2SMRをOFF状態として所定時間待機し、前記所定時間待機後に取得した前記電力制御部の電圧が待機開始時に取得した前記電力制御部の電圧より低い場合、前記第3SMRが氷結していると判定するように構成されたプロセッサを備える。 The control device according to the present disclosure turns on a first SMR that transmits power from a chargeable/dischargeable battery to a power control unit that controls a motor generator, and a second SMR that transmits power from the power control unit to the battery. Precharge as a state, turn on the first SMR and a third SMR that transmits power from the power control unit to the battery, and wait for a predetermined time with the second SMR in an OFF state, and acquire after waiting for the predetermined time. The apparatus includes a processor configured to determine that the third SMR is frozen if the voltage of the power control unit acquired at the time of starting standby is lower than the voltage of the power control unit acquired at the start of standby.
本開示に係る車両は、モータジェネレータと、前記モータジェネレータを制御する電力制御部と、充放電可能なバッテリと、前記バッテリからの電力を前記電力制御部に送電する第1SMRと、前記電力制御部からの電力を前記バッテリに送電する第2SMR及び第3SMRと、前記電力制御部における電圧を取得する電圧取得部と、前記第1SMR及び前記第2SMRをON状態としてプリチャージし、前記第1SMR及び前記第3SMRをON状態としつつ、前記第2SMRをOFF状態として所定時間待機し、前記所定時間待機後に取得した前記電力制御部の電圧が待機開始時に取得した前記電力制御部の電圧より低い場合、前記第3SMRが氷結していると判定するように構成されるプロセッサと、を備える。 A vehicle according to the present disclosure includes a motor generator, a power control unit that controls the motor generator, a chargeable and dischargeable battery, a first SMR that transmits power from the battery to the power control unit, and a power control unit that controls the motor generator. a second SMR and a third SMR that transmit power from the battery to the battery; a voltage acquisition unit that acquires the voltage in the power control unit; When the third SMR is in the ON state and the second SMR is in the OFF state and is on standby for a predetermined period of time, and the voltage of the power control unit obtained after the predetermined period of standby is lower than the voltage of the power control unit obtained at the start of standby, the a processor configured to determine that the third SMR is frozen.
本開示に係る制御プログラムは、プロセッサに、充放電可能なバッテリからの電力を、モータジェネレータを制御する電力制御部に送電する第1SMR、及び前記電力制御部からの電力を前記バッテリに送電する第2SMRをON状態としてプリチャージし、前記第1SMR、及び前記電力制御部からの電力を前記バッテリに送電する第3SMRをON状態としつつ、前記第2SMRをOFF状態として所定時間待機し、前記所定時間待機後に取得した前記電力制御部の電圧が待機開始時に取得した前記電力制御部の電圧より低い場合、前記第3SMRが氷結していると判定することを実行させる。 A control program according to the present disclosure includes a first SMR that transmits power from a chargeable/dischargeable battery to a power control unit that controls a motor generator, and a first SMR that transmits power from the power control unit to the battery. 2SMR is precharged in an ON state, and while the first SMR and a third SMR that transmits power from the power control unit to the battery are in an ON state, the second SMR is set in an OFF state and stands by for a predetermined period of time; If the voltage of the power control unit acquired after standby is lower than the voltage of the power control unit acquired at the start of standby, determining that the third SMR is frozen is performed.
本開示によれば、SMR-Gが氷結した際に、SMR-Gの断線が誤検出されることを防止することができる。 According to the present disclosure, when the SMR-G freezes, it is possible to prevent a disconnection of the SMR-G from being erroneously detected.
本開示の実施形態に係る制御装置、車両、及び制御プログラムについて、図面を参照しながら説明する。なお、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 A control device, a vehicle, and a control program according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Note that the constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art, or those that are substantially the same.
(実施の形態)
図1は、実施の形態に係る制御装置を含む車両の構成図である。実施形態に係る制御装置は、電気自動車(BEV:Battery Electric Vehicle)、ハイブリッド車(HEV:Hybrid Electric Vehicle)、又はプライグインハイブリッド車(PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle)等の電池を搭載した車両1に適用される。
(Embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle including a control device according to an embodiment. The control device according to the embodiment is a battery such as a battery electric vehicle (BEV), a hybrid electric vehicle (HEV), or a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV). vehicle equipped with 1 applies.
車両1は、車両1は、バッテリ11と、SMR(System Main Relay)12と、DCDCコンバータ13と、補機14と、電力制御部としてのPCU(Power Control Unit)15と、モータジェネレータ(MG)16、17と、電圧取得部としての電圧センサ21~23と、プロセッサとしてのECU(Electronic Control Unit)30などを備えている。
The
バッテリ11は、高電圧バッテリとして充放電可能な蓄電池である。バッテリ11としては、例えば、リチウムイオン組電池、ニッケル水素組電池の他、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池等を用いることができる。
The
SMR12は、第1SMRとしてのSMR-B121、第2SMRとしてのSMR-P122、第3SMRとしてのSMR-G123、及び、リアクトルR1などによって構成されている。なお、SMR-B121の「B」は、バッテリ11の正極側に接続されることを意味する。SMR-P122の「P」は、プリチャージに用いられることを意味する。SMR-G123の「G」は、バッテリ11の負極側に接続されることを意味する。
The
SMR-B121は、バッテリ11の正極側に接続されており、バッテリ11からの電力をPCU15に送電する。SMR-B121は、ECU30からの制御信号を受けることにより、ON状態とOFF状態との間で切り替わる。
The SMR-
SMR-P122及びリアクトルR1は、SMR-G123と並列に接続されており、PCU15からの電力をバッテリ11に送電する。SMR-P122とリアクトルR1とは、直列に接続されている。SMR-P122は、ECU30からの制御信号を受けることにより、ON状態とOFF状態との間で切り替わる。リアクトルR1は、バッテリ11をPCU15と接続するときに、突入電流が流れるのを抑制するために用いられる。
SMR-P 122 and
SMR-G123は、バッテリ11の負極側に接続されており、PCU15からの電力をバッテリ11に送電する。SMR-G123は、ECU30からの制御信号を受けることにより、ON状態とOFF状態との間で切り替わる。
The SMR-
SMR-B121、SMR-G123をOFF状態からON状態に切り替えることにより、バッテリ11とPCU15とを接続し、MG16、17の駆動を開始して車両1が走行可能なReady ON状態にすることができる。このとき、バッテリ11からPCU15の平滑コンデンサC1に突入電流が流れてしまう。そこで、SMR-B121、SMR-G123をON状態とする前に、SMR-B121、SMR-P122をON状態とし、補機14から出力された電力を用いて、平滑コンデンサC1をプリチャージする。
By switching the SMR-
DCDCコンバータ13は、バッテリ11の電圧を降圧し、補機14に送電する。
DCDC converter 13 steps down the voltage of
補機14は、車両1において走行以外で電力を消費する負荷であり、例えば、車両1の空調装置(エアコンのインバータやモータ等)、AV機器、車室内の照明装置、ヘッドライト等の電力消費機器である。また、補機14は、鉛蓄電池やニッケル水素電池などの二次電池を含み、平滑コンデンサC1をプリチャージすることができる。
The auxiliary equipment 14 is a load that consumes power in the
PCU15は、平滑コンデンサC1、昇圧回路151、抵抗R2、平滑コンデンサC2、及び、インバータ152、153などによって構成されている。
The PCU 15 includes a smoothing capacitor C1, a
平滑コンデンサC1は、バッテリ11と昇圧回路151との間の電圧を平化するコンデンサとして設けられている。
The smoothing capacitor C1 is provided as a capacitor that smoothes the voltage between the
昇圧回路151は、バッテリ11の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ152、153に出力したり、インバータ152、153の出力電圧を降圧して降圧後の電力をバッテリ11に出力したりすることができる。
The
平滑コンデンサC2は、昇圧回路151とインバータ152、153との間の電圧を平滑化するコンデンサとして設けられている。
Smoothing capacitor C2 is provided as a capacitor that smoothes the voltage between
インバータ152、153は、バッテリ11からの直流電力を交流電力に変換してMG16、17に供給する。このインバータ152、153は、MG16、17の三相コイルにそれぞれ三相の電流を通電できるように複数のスイッチング素子を備えたインバータ回路により構成されている。インバータ回路は相ごと(U相、V相、W相)に各スイッチング素子がスイッチング動作することによって直流電力を交流電力に変換する電気回路である。インバータ152、153は、それぞれ6つのスイッチング素子と6つのダイオードとを有する。スイッチング素子は、PNラインの正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるように2個ずつペアで配置されている。ダイオードは、それぞれに対応するスイッチング素子に逆方向に並列接続されている。さらに、インバータ152、153では、対となるスイッチング素子同士の接続点の各々にMG16、17の三相コイルの各々が接続されている。
MG16、17は、駆動軸に接続され、PCU15によって回転駆動されて走行駆動力を生成する。また、MG16、17は、車両の制動時等には、駆動軸から受ける回転力を用いて発電する。MG16、17によって発電された電力は、PCU15により直流電力に変換されてバッテリ11に充電される。MG16、17は、たとえばロータ内に永久磁石が設けられた三相交流同期モータで構成される。
The MGs 16 and 17 are connected to a drive shaft and are rotationally driven by the PCU 15 to generate running driving force. Further, the
電圧センサ21は、バッテリ11の電圧VBを検出し、検出結果である電圧VBをECU30に出力する。
電圧センサ22は、平滑コンデンサC1の電圧VLを検出し、検出結果である電圧VLをECU30に出力する。
Voltage sensor 22 detects voltage VL of smoothing capacitor C1, and outputs voltage VL as a detection result to
電圧センサ23は、平滑コンデンサC2の電圧VHを検出し、検出結果である電圧VHをECU30に出力する。
ECU30は、具体的には、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等からなるプロセッサと、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等からなるメモリ(主記憶部)と、を備えている。
Specifically, the
ECU30は、電圧センサ21~23からの検出値に基づいて、バッテリ11のSOC(State Of Charge)や満充電容量を算出してバッテリ11の状態を管理するとともに、バッテリ11の充放電動作、SMR12をON状態/OFF状態に切り替える動作、昇圧回路151の駆動制御、インバータ152、153の駆動制御を行う。
The
また、ECU30は、電圧センサ22が取得したPCU15の電圧VLによりプリチャージが完了したか否かを判定する。
Further, the
また、ECU30は、SMR-B121及びSMR-G123をON状態としつつ、SMR-P122をOFF状態として、SMR-B121又はSMR-G123の励磁がない場合、SMR-B121又はSMR-G123の結線異常と判定する。
In addition, the
また、ECU30は、SMR-B121及びSMR-P122として平滑コンデンサC1をプリチャージし、SMR-B121及びSMR-G123をON状態としつつ、SMR-P122をOFF状態として所定時間待機し、所定時間待機後に電圧センサ22又は23が取得したPCU15の電圧VL又はVHが待機開始時に電圧センサ22又は23が取得したPCU15の電圧VL又はVHより低く、PCU15の電圧VL又はVHが低下したと判定した場合、SMR-G123が氷結していると判定する。一方、ECU30は、所定時間待機後に電圧センサ22又は23が取得したPCU15の電圧VL又はVHと待機開始時に電圧センサ22又は23が取得したPCU15の電圧VL又はVHとの差が閾値以下であり、PCU15の電圧VL又はVHが低下していないと判定した場合、MG16、17の駆動を開始可能なReady ON状態とする。
Further, the
なお、ECU30は、PCU15の電圧VL又は電圧VHのいずれかが低下した場合、SMR-G123が氷結していると判定してもよい。換言すると、ECU30は、PCU15における複数の個所の電圧を取得し、複数の個所のいずれかにおいて電圧が低下した場合、SMR-G123が氷結していると判定してもよい。また、ECU30は、バッテリ11の電圧VBとPCU15の電圧VL又は電圧VHとを比較して、SMR-G123が氷結しているか否かを判定してもよい。
Note that the
次に、ECU30が実行する処理について説明する。図2は、実施の形態に係る制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。図3は、実施の形態に係る制御装置が実行する処理を示すタイミングチャートである。
Next, the processing executed by the
まず、図3に示す時間T=T1において、ユーザが車両1のイグニッションスイッチを押下すると、所定のIG信号が送信され、IG-ON状態となる。すると、ECU30は、時間T=T2において、ST信号を送信し、SMR-B121をON状態とする(ステップS1)。
First, at time T=T1 shown in FIG. 3, when the user presses the ignition switch of the vehicle 1 , a predetermined IG signal is transmitted and the IG-ON state is established. Then, at time T= T2 , the
さらに、ECU30は、時間T=T3にSMR-P122をON状態とする(ステップS2)。
Further, the
その後、ECU30は、電圧センサ22が取得したPCU15の電圧VLによりプリチャージが完了したか否かを判定する(ステップS3)。
After that, the
ECU30が、プリチャージが完了したと判定した場合(ステップS3:Yes)、時間T=T4において、ECU30は、SMR-G123をON状態とする(ステップS4)。
If the
さらに、時間T=T5において、ECU30は、SMR-P122をOFF状態とする(ステップS5)。
Furthermore, at time T= T5 , the
そして、ECU30は、SMR-B121及びSMR-G123の励磁があるか否かを判定する(ステップS6)。
Then, the
ECU30が、SMR-B121及びSMR-G123の励磁があると判定した場合(ステップS6:Yes)、ECU30は、時間T=T5~T6まで、一定時間待機する(ステップS7)。
When the
一定時間待機後の時間T=T6において、ECU30は、電圧センサ22が取得したPCU15の電圧VLの低下がないか否かを判定する(ステップS8)。
At time T= T6 after waiting for a certain period of time, the
そして、ECU30が、電圧VLの低下がないと判定した場合(ステップS8:Yes)、時間T=T6において、ECU30は、MG16、17の駆動を開始可能なReady ON状態とする。図3の線L1に示すように、SMR-G123が氷結しておらず、SMR-B121及びSMR-G123がON状態となり、バッテリ11とPCU15とが正常に接続された場合、PCU15の電圧VLは低下しない。このとき、ECU30は、車両1をReady ON状態に移行させる(ステップS9)。
If the
ステップS3において、ECU30が、プリチャージが完了していないと判定した場合(ステップS3:No)、ECU30は、プリチャージ異常と判定する(ステップS10)。
In step S3, if the
ステップS6において、ECU30が、SMR-B121又はSMR-G123の励磁がないと判定した場合(ステップS6:No)、ECU30は、SMR-B121又はSMR-G123の断線等の部品故障を示す結線異常と判定する(ステップS11)。
In step S6, if the
ステップS8において、ECU30が、電圧VLの低下があると判定した場合(ステップS8:No)、ECU30は、SMR-G123が氷結していると判定する(ステップS12)。図3の線L2に示すように、SMR-G123が氷結している場合、PCU15の電圧VLが低下する。このとき、ECU30は、SMR-G123が氷結していると判定する。
In step S8, if the
以上説明した実施の形態によれば、プリチャージ後にSMR-B121及びSMR-G123をON状態とし、SMR-P122をOFF状態として所定時間待機し、PCU15の電圧VLが低下した場合、SMR-G123が氷結していると判定するため、SMR-G123が氷結した際に、SMR-G123の断線が誤検出されることを防止することができる。その結果、SMR-G123の断線の誤検出により、部品の誤交換が行われることを防止することができる。さらに、SMR-G123が氷結している際に、SMR-G123が氷結していることを確認できるとともに、車両1が走行可能な状態とならないため、安全性が維持される。
According to the embodiment described above, after precharging, SMR-B121 and SMR-G123 are turned on, SMR-P122 is turned off, and a predetermined period of standby is performed, and when the voltage VL of
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表わしかつ記述した特定の詳細及び代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付のクレーム及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further advantages and modifications can be easily deduced by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various changes may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
1 車両
11 バッテリ
12 SMR
13 DCDCコンバータ
14 補機
15 PCU
16、17 MG
21、22、23 電圧センサ
30 ECU
121 SMR-B
122 SMR-P
123 SMR-G
151 昇圧回路
152、153 インバータ
1
13 DCDC converter 14
16, 17 MG
21, 22, 23
121 SMR-B
122 SMR-P
123 SMR-G
151
Claims (8)
前記第1SMR、及び前記電力制御部からの電力を前記バッテリに送電する第3SMRをON状態としつつ、前記第2SMRをOFF状態として所定時間待機し、
前記所定時間待機後に取得した前記電力制御部の電圧が待機開始時に取得した前記電力制御部の電圧より低い場合、前記第3SMRが氷結していると判定するように構成されたプロセッサ
を備える制御装置。 A first SMR that transmits power from a chargeable/dischargeable battery to a power control unit that controls a motor generator, and a second SMR that transmits power from the power control unit to the battery are turned on and precharged,
waiting for a predetermined period of time with the second SMR in the OFF state while the first SMR and the third SMR that transmits power from the power control unit to the battery are in the ON state;
A control device comprising: a processor configured to determine that the third SMR is frozen if the voltage of the power control unit acquired after waiting for the predetermined period of time is lower than the voltage of the power control unit acquired at the start of standby. .
前記所定時間待機後に取得した前記電力制御部の電圧と待機開始時に取得した前記電力制御部の電圧との差が閾値以下である場合、前記モータジェネレータの駆動を開始可能な状態とする請求項1に記載の制御装置。 The processor includes:
Claim 1: When a difference between the voltage of the power control unit acquired after waiting for the predetermined period of time and the voltage of the power control unit acquired at the start of standby is less than or equal to a threshold value, driving of the motor generator can be started. The control device described in .
前記電力制御部における複数の個所の電圧を取得し、前記複数の個所のいずれかにおいて電圧が低下した場合、前記第3SMRが氷結していると判定する請求項1に記載の制御装置。 The processor includes:
The control device according to claim 1, wherein voltages at a plurality of locations in the power control unit are acquired, and when the voltage decreases at any of the locations, it is determined that the third SMR is frozen.
前記バッテリの電圧と前記電力制御部の電圧とを比較して、前記第3SMRが氷結しているか否かを判定する請求項1に記載の制御装置。 The processor includes:
The control device according to claim 1, wherein the control device determines whether or not the third SMR is frozen by comparing the voltage of the battery and the voltage of the power control unit.
前記電力制御部の電圧により前記プリチャージが完了したか否かを判定する請求項1に記載の制御装置。 The processor includes:
The control device according to claim 1, wherein it is determined whether the precharging is completed based on the voltage of the power control section.
前記第1SMR及び前記第3SMRをON状態としつつ、前記第2SMRをOFF状態として、前記第1SMR又は前記第3SMRの励磁がない場合、前記第1SMR又は前記第3SMRの結線異常と判定する請求項1に記載の制御装置。 The processor includes:
Claim 1: When the first SMR and the third SMR are turned on, the second SMR is turned off, and the first SMR or the third SMR is not excited, it is determined that the first SMR or the third SMR has a connection abnormality. The control device described in .
前記モータジェネレータを制御する電力制御部と、
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリからの電力を前記電力制御部に送電する第1SMRと、
前記電力制御部からの電力を前記バッテリに送電する第2SMR及び第3SMRと、
前記電力制御部における電圧を取得する電圧取得部と、
前記第1SMR及び前記第2SMRをON状態としてプリチャージし、前記第1SMR及び前記第3SMRをON状態としつつ、前記第2SMRをOFF状態として所定時間待機し、前記所定時間待機後に取得した前記電力制御部の電圧が待機開始時に取得した前記電力制御部の電圧より低い場合、前記第3SMRが氷結していると判定するように構成されるプロセッサと、
を備える車両。 a motor generator;
a power control unit that controls the motor generator;
A chargeable and dischargeable battery,
a first SMR that transmits power from the battery to the power control unit;
a second SMR and a third SMR that transmit power from the power control unit to the battery;
a voltage acquisition unit that acquires the voltage in the power control unit;
The first SMR and the second SMR are precharged in an ON state, the first SMR and the third SMR are in an ON state, and the second SMR is kept in an OFF state and waited for a predetermined time, and the power control is obtained after waiting for the predetermined time. a processor configured to determine that the third SMR is frozen if the voltage of the third SMR is lower than the voltage of the power control unit acquired at the start of standby;
A vehicle equipped with
充放電可能なバッテリからの電力を、モータジェネレータを制御する電力制御部に送電する第1SMR、及び前記電力制御部からの電力を前記バッテリに送電する第2SMRをON状態としてプリチャージし、
前記第1SMR、及び前記電力制御部からの電力を前記バッテリに送電する第3SMRをON状態としつつ、前記第2SMRをOFF状態として所定時間待機し、
前記所定時間待機後に取得した前記電力制御部の電圧が待機開始時に取得した前記電力制御部の電圧より低い場合、前記第3SMRが氷結していると判定する
ことを実行させる制御プログラム。 to the processor,
A first SMR that transmits power from a chargeable/dischargeable battery to a power control unit that controls a motor generator, and a second SMR that transmits power from the power control unit to the battery are turned on and precharged;
waiting for a predetermined time with the second SMR in the OFF state while the first SMR and the third SMR that transmits power from the power control unit to the battery are in the ON state;
If the voltage of the power control unit acquired after waiting for the predetermined period of time is lower than the voltage of the power control unit acquired at the start of standby, it is determined that the third SMR is frozen. A control program that causes the third SMR to determine that it is frozen.
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JP2022071100A JP2023160626A (en) | 2022-04-22 | 2022-04-22 | Control device, vehicle, and control program |
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