JP6620520B2 - Charger - Google Patents

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Description

本発明は充電装置に関し、より特定的には、車両に搭載された蓄電装置を車両外部の電源により充電するための車載用の充電装置に関する。   The present invention relates to a charging device, and more particularly to an in-vehicle charging device for charging a power storage device mounted on a vehicle with a power source external to the vehicle.

車両外部の電源(外部電源)から供給される電力を用いて、車両に搭載されたバッテリを充電する外部充電が可能に構成された車両が知られている。このような車両においては、外部電源から供給される電力を変換してバッテリに出力する電力変換部(たとえばAC/DCコンバータ)における発熱により、電力変換部の温度が上昇し得る。電力変換部の過度の温度上昇から電力変換部を保護するために、電力変換部を冷却することが考えられる。たとえば特開2015−61391号公報(特許文献1)は、冷却ファンを用いてAC/DC回路およびDC/DC回路を冷却する構成を開示する。   2. Description of the Related Art There is known a vehicle configured to be able to perform external charging for charging a battery mounted on a vehicle using electric power supplied from a power source outside the vehicle (external power source). In such a vehicle, the temperature of the power conversion unit can rise due to heat generation in a power conversion unit (for example, an AC / DC converter) that converts electric power supplied from an external power source and outputs it to the battery. In order to protect the power conversion unit from an excessive temperature rise of the power conversion unit, it is conceivable to cool the power conversion unit. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2015-61391 (Patent Document 1) discloses a configuration for cooling an AC / DC circuit and a DC / DC circuit using a cooling fan.

特開2015−61391号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-61391

上記のように、外部充電時に電力変換部の温度が上昇した場合には、電力変換部を保護するために、冷却ファンを用いて電力変換部の温度上昇を抑制することが望ましい。しかしながら、冷却ファンの回転速度を上昇させるに従って冷却ファンにより生じる騒音が大きくなるので、外部充電中の車室内にユーザがいる状態においては、ユーザの快適性が損なわれる可能性がある。その一方で、冷却ファンの回転速度を過度に小さい値に設定すると、電力変換部の温度上昇を抑制することができず、電力変換部を十分に保護できない可能性がある。   As described above, when the temperature of the power converter increases during external charging, it is desirable to suppress the temperature increase of the power converter using a cooling fan in order to protect the power converter. However, since the noise generated by the cooling fan increases as the rotation speed of the cooling fan is increased, the comfort of the user may be impaired in a state where the user is in the vehicle compartment being externally charged. On the other hand, if the rotation speed of the cooling fan is set to an excessively small value, the temperature increase of the power conversion unit cannot be suppressed, and the power conversion unit may not be sufficiently protected.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両に搭載された蓄電装置を車両外部の電源により充電するための車載用の充電装置において、車室内にユーザがいる場合に、電力変換部を保護しつつ、冷却ファンによる騒音を低減することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is an in-vehicle charging device for charging a power storage device mounted on a vehicle with a power source external to the vehicle, and a user is present in the vehicle interior. In some cases, the noise caused by the cooling fan is reduced while protecting the power conversion unit.

本発明のある局面に従う充電装置は、車両に搭載された蓄電装置を車両外部の電源により充電するための車載用の充電装置である。充電装置は、上記電源から供給される電力を変換して蓄電装置に出力する電力変換部と、電力変換部を冷却可能に構成された冷却ファンと、電力変換部および冷却ファンを制御する制御部とを備える。制御部は、車両の室内にユーザがいる場合には、冷却ファンの回転速度を小さい値にし、かつ、電力変換部からの出力電力の上限値を小さい値にする。   A charging device according to an aspect of the present invention is an in-vehicle charging device for charging a power storage device mounted on a vehicle with a power supply external to the vehicle. The charging device includes a power conversion unit that converts power supplied from the power source and outputs the power to the power storage device, a cooling fan configured to cool the power conversion unit, and a control unit that controls the power conversion unit and the cooling fan With. When the user is in the vehicle interior, the control unit sets the rotation speed of the cooling fan to a small value and sets the upper limit value of the output power from the power conversion unit to a small value.

単に冷却ファンの回転速度を小さい値に設定すると、冷却ファンによる騒音を低減することはできるものの、電力変換部の温度が低下しにくくなる。その結果、電力変換部の温度を許容温度範囲内に維持して電力変換部を保護することができなくなる可能性がある。上記構成によれば、電力変換部からの出力電力の上限値を小さい値に設定することにより、電力変換部における発熱が抑制される。これにより、冷却ファンの回転速度を小さい値に設定したとしても電力変換部の温度上昇を抑制することができる。したがって、電力変換部を保護しつつ、冷却ファンによる騒音を低減することができる。   If the rotational speed of the cooling fan is simply set to a small value, noise due to the cooling fan can be reduced, but the temperature of the power conversion unit is hardly lowered. As a result, there is a possibility that the power conversion unit cannot be protected by maintaining the temperature of the power conversion unit within the allowable temperature range. According to the said structure, the heat_generation | fever in a power converter part is suppressed by setting the upper limit of the output power from a power converter part to a small value. Thereby, even if it sets the rotation speed of a cooling fan to a small value, the temperature rise of a power conversion part can be suppressed. Therefore, it is possible to reduce noise caused by the cooling fan while protecting the power conversion unit.

本発明によれば、車両に搭載された蓄電装置を車両外部の電源により充電するための車載用の充電装置において、車室内にユーザがいる場合に、電力変換部を保護しつつ、冷却ファンによる騒音を低減することができる。   According to the present invention, in a vehicle-mounted charging device for charging a power storage device mounted on a vehicle with a power source external to the vehicle, when a user is in the vehicle compartment, the cooling fan is used while protecting the power conversion unit. Noise can be reduced.

本実施の形態に係る充電装置を搭載した車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the whole structure of the vehicle carrying the charging device which concerns on this Embodiment. 各外部充電モードについて、AC/DCコンバータの温度と冷却ファンの回転速度との対応関係を示すマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map which shows the correspondence of the temperature of an AC / DC converter, and the rotational speed of a cooling fan about each external charging mode. 各外部充電モードについて、AC/DCコンバータの温度と充電装置からの出力電力上限値との対応関係を示すマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map which shows the correspondence of the temperature of an AC / DC converter, and the output power upper limit value from a charging device about each external charging mode. 本実施の形態における外部充電制御を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the external charge control in this Embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

以下に示す実施の形態においては、本発明に係る充電装置が、外部充電が可能に構成されたハイブリッド車(いわゆるプラグインハイブリッド車)に搭載される構成例について説明する。しかし、本発明に係る充電装置が適用可能な車両は外部充電が可能であればこれに限定されるものではなく、エンジンを搭載しない電気自動車または燃料電池車であってもよい。   In the embodiment described below, a configuration example in which the charging device according to the present invention is mounted on a hybrid vehicle (so-called plug-in hybrid vehicle) configured to be externally chargeable will be described. However, the vehicle to which the charging device according to the present invention can be applied is not limited to this as long as external charging is possible, and may be an electric vehicle or a fuel cell vehicle not equipped with an engine.

図1は、本実施の形態に係る充電装置を搭載した車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。図1を参照して、車両1は、エンジン100と、モータジェネレータ10,20と、動力分割機構30と、駆動輪40と、バッテリ150と、システムメインリレー(SMR:System Main Relay)160と、電力制御装置(PCU:Power Control Unit)200と、電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)250と、充電装置300とを備える。   FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a vehicle equipped with a charging apparatus according to the present embodiment. Referring to FIG. 1, vehicle 1 includes an engine 100, motor generators 10 and 20, a power split mechanism 30, a drive wheel 40, a battery 150, a system main relay (SMR) 160, A power control unit (PCU) 200, an electronic control unit (ECU) 250, and a charging device 300 are provided.

エンジン100は、たとえばガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関である。モータジェネレータ10およびモータジェネレータ20の各々は、たとえば三相交流回転電機である。   The engine 100 is an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine. Each of motor generator 10 and motor generator 20 is, for example, a three-phase AC rotating electric machine.

モータジェネレータ10は、動力分割機構30を介してエンジン100のクランク軸に連結される。モータジェネレータ10は、エンジン100を始動する際にバッテリ150の電力を用いてエンジン100のクランク軸を回転させる。また、モータジェネレータ10はエンジン100の動力を用いて発電することも可能である。モータジェネレータ10で発電された交流電力は、PCU200により直流電力に変換されてバッテリ150に充電される。なお、モータジェネレータ10で発電された交流電力は、モータジェネレータ20に供給される場合もある。   Motor generator 10 is coupled to the crankshaft of engine 100 via power split mechanism 30. The motor generator 10 rotates the crankshaft of the engine 100 using the power of the battery 150 when starting the engine 100. The motor generator 10 can also generate power using the power of the engine 100. The AC power generated by the motor generator 10 is converted into DC power by the PCU 200 and charged to the battery 150. Note that the AC power generated by the motor generator 10 may be supplied to the motor generator 20.

モータジェネレータ20は、バッテリ150からの電力およびモータジェネレータ10で発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動軸を回転させる。また、モータジェネレータ20は、回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ20で発電された交流電力は、PCU200により直流電力に変換されてバッテリ150に充電される。   Motor generator 20 rotates the drive shaft using at least one of the electric power from battery 150 and the electric power generated by motor generator 10. The motor generator 20 can also generate electric power by regenerative braking. The AC power generated by the motor generator 20 is converted into DC power by the PCU 200 and charged to the battery 150.

動力分割機構30は、たとえば遊星歯車機構であり、エンジン100が発生させた動力を、駆動輪40に伝達される動力と、モータジェネレータ10に伝達される動力とに分割する。   Power split mechanism 30 is, for example, a planetary gear mechanism, and splits power generated by engine 100 into power transmitted to drive wheels 40 and power transmitted to motor generator 10.

バッテリ(蓄電装置)150は、充放電が可能に構成された直流電源であり、代表的にはリチウムイオン電池もしくはニッケル水素電池などの二次電池、または電気二重層キャパシタなどのキャパシタを含んで構成される。バッテリ150は、車両1の運転時には、車両1の駆動力を発生させるための電力をPCU200に供給する一方で、車両1の回生制動時には、モータジェネレータ10またはモータジェネレータ20によって発電された電力を蓄える。   The battery (power storage device) 150 is a direct current power source configured to be chargeable / dischargeable, and typically includes a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel hydride battery, or a capacitor such as an electric double layer capacitor. Is done. The battery 150 supplies electric power for generating the driving force of the vehicle 1 to the PCU 200 during operation of the vehicle 1, while storing electric power generated by the motor generator 10 or the motor generator 20 during regenerative braking of the vehicle 1. .

SMR160は、バッテリ150とPCU200との間に電気的に接続される。SMR160の閉成/開放は、ECU250からの制御信号に応じて制御される。   SMR 160 is electrically connected between battery 150 and PCU 200. The closing / opening of the SMR 160 is controlled according to a control signal from the ECU 250.

PCU200は、バッテリ150から供給された直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータ10およびモータジェネレータ20に供給する。また、PCU200は、モータジェネレータ10またはモータジェネレータ20で発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ150に供給する。   The PCU 200 converts the DC power supplied from the battery 150 into AC power and supplies the AC power to the motor generator 10 and the motor generator 20. Further, the PCU 200 converts AC power generated by the motor generator 10 or the motor generator 20 into DC power and supplies it to the battery 150.

ECU250は、図示しない各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両1が所望の走行状態となるように各機器を制御する。   ECU 250 controls each device so that vehicle 1 is in a desired running state based on signals from sensors and devices (not shown) and a map and program stored in memory.

充電装置300は、外部充電時に外部電源500から充電ケーブル400を介して供給される電力を用いてバッテリ150を充電する。充電装置300は、インレット310と、AC/DCコンバータ320と、充電リレー(CHR:Charge Relay)330と、温度センサ340と、冷却ファン350と、ルームスイッチ360と、充電ECU370とを備える。充電ケーブル400は、プラグ410と、コネクタ420と、電線430とを含む。   Charging device 300 charges battery 150 using power supplied from external power supply 500 via charging cable 400 during external charging. Charging device 300 includes an inlet 310, an AC / DC converter 320, a charge relay (CHR) 330, a temperature sensor 340, a cooling fan 350, a room switch 360, and a charge ECU 370. Charging cable 400 includes a plug 410, a connector 420, and an electric wire 430.

外部電源500は、典型的には商用交流電源を含んで構成される。外部充電時においては、充電ケーブル400のプラグ410が外部電源500のコンセント510に接続されるとともに、充電ケーブル400のコネクタ420が車両1のインレット310に接続される。電線430は、プラグ410とコネクタ420とを電気的に接続する。   The external power source 500 is typically configured to include a commercial AC power source. During external charging, the plug 410 of the charging cable 400 is connected to the outlet 510 of the external power supply 500 and the connector 420 of the charging cable 400 is connected to the inlet 310 of the vehicle 1. The electric wire 430 electrically connects the plug 410 and the connector 420.

AC/DCコンバータ320は、外部電源500から供給される交流電力を直流電力に変換しバッテリ150に出力する。   The AC / DC converter 320 converts AC power supplied from the external power supply 500 into DC power and outputs the DC power to the battery 150.

CHR330は、バッテリ150とAC/DCコンバータ320との間に電気的に接続される。CHR330の閉成/開放は、充電ECU370からの制御信号に応じて制御される。   CHR 330 is electrically connected between battery 150 and AC / DC converter 320. The closing / opening of the CHR 330 is controlled according to a control signal from the charging ECU 370.

温度センサ340は、AC/DCコンバータ320の温度(以下「充電器温度」とも称する)Tcを検出し、その検出結果を充電ECU370に出力する。   Temperature sensor 340 detects the temperature of AC / DC converter 320 (hereinafter also referred to as “charger temperature”) Tc, and outputs the detection result to charging ECU 370.

冷却ファン350は、充電ECU370からの制御信号に応答して回転駆動され、AC/DCコンバータ320に送風する。これにより、外部充電時に発生したジュール熱によって温度上昇したAC/DCコンバータ320を冷却することができる。より具体的には、冷却ファン350は、PWM(Pulse Width Modulation)制御可能なモータ(図示せず)を含んで構成される。充電ECU370は、PWM制御信号のデューティを調整することによって、冷却ファン350の回転速度(以下「ファン回転速度」とも称する)Nfを目標値に制御する。   Cooling fan 350 is rotationally driven in response to a control signal from charging ECU 370 and blows air to AC / DC converter 320. Thereby, AC / DC converter 320 whose temperature has risen due to Joule heat generated during external charging can be cooled. More specifically, cooling fan 350 is configured to include a motor (not shown) capable of PWM (Pulse Width Modulation) control. Charging ECU 370 controls the rotational speed of cooling fan 350 (hereinafter also referred to as “fan rotational speed”) Nf to a target value by adjusting the duty of the PWM control signal.

車両1は、外部充電時の制御モード(外部充電モード)として、「通常モード」および「室内モード」を有する。以下に説明するように、通常モードは、車室内(車両1の図示しない室内)にユーザがいない状態で外部充電を行なう制御モードである。室内モードは、車室内にユーザがいる状態で外部充電を行なう制御モードである。室内モードでは、外部電源500から供給される電力を用いて、空調装置およびコンセントに接続された様々な電気機器(いずれも図示せず)を駆動することができる。   The vehicle 1 has a “normal mode” and an “indoor mode” as control modes (external charging mode) during external charging. As described below, the normal mode is a control mode in which external charging is performed without a user in the vehicle interior (the interior of the vehicle 1 (not shown)). The indoor mode is a control mode in which external charging is performed with the user in the vehicle compartment. In the indoor mode, various electric devices (none of which are shown) connected to the air conditioner and the outlet can be driven using electric power supplied from the external power source 500.

ルームスイッチ360は、車室内にいるユーザの操作を受け付ける。外部充電に際し、ルームスイッチ360がユーザによりオン操作された場合、ルームスイッチ360は、車室内にユーザがいることを示す信号を充電ECU370に出力する。充電ECU370は、上記信号に応答して、車両1の外部充電モードを室内モードに設定する。一方、充電ECU370は、ルームスイッチ360がオフの場合には、車両1の外部充電モードを通常モードに設定する。   Room switch 360 receives an operation of a user in the vehicle interior. When the room switch 360 is turned on by the user during external charging, the room switch 360 outputs a signal indicating that the user is in the vehicle compartment to the charging ECU 370. In response to the signal, charging ECU 370 sets the external charging mode of vehicle 1 to the indoor mode. On the other hand, when room switch 360 is off, charging ECU 370 sets the external charging mode of vehicle 1 to the normal mode.

充電ECU370は、いずれも図示しないが、CPU(Central Processing Unit)と、メモリと、バッファとを含む。充電ECU370は、メモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサからの信号を用いた演算処理を実行し、演算処理結果に応じた制御信号を出力する。なお、充電ECU370の一部あるいは全部は、電子回路等のハードウェアにより演算処理を実行するように構成されてもよい。   Although not shown, charging ECU 370 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, and a buffer. The charging ECU 370 executes arithmetic processing using signals from each sensor based on the map and program stored in the memory, and outputs a control signal according to the arithmetic processing result. Note that part or all of the charging ECU 370 may be configured to execute arithmetic processing by hardware such as an electronic circuit.

充電ECU370により実行される主要な制御として、冷却ファン350を用いたAC/DCコンバータ320の冷却制御と、AC/DCコンバータ320からバッテリ150への出力電力の制御とが挙げられる。より具体的には、充電ECU370は、所定のマップ(図2参照)に従って、充電器温度Tcが許容温度範囲内に維持されるように冷却ファン350を制御する。また、充電ECU370は、所定のマップ(図3参照)に従って、出力電力上限値Poutを上回らない範囲の電力が出力されるようにAC/DCコンバータ320を制御する。   The main control executed by the charging ECU 370 includes cooling control of the AC / DC converter 320 using the cooling fan 350 and control of output power from the AC / DC converter 320 to the battery 150. More specifically, charging ECU 370 controls cooling fan 350 according to a predetermined map (see FIG. 2) so that charger temperature Tc is maintained within the allowable temperature range. Further, charging ECU 370 controls AC / DC converter 320 so that electric power in a range not exceeding output power upper limit Pout is output according to a predetermined map (see FIG. 3).

以上のように構成された車両1において、AC/DCコンバータ320での発熱により充電器温度Tcが上昇すると、冷却ファン350を用いて充電器温度Tcの過度の上昇を抑制することが求められる。しかしながら、車室内にユーザがいる状態でファン回転速度Nfを過度に上昇させると、冷却ファン350により生じる騒音が大きくなり、ユーザの快適性が損なわれる可能性がある。そのため、充電ECU370は、以下に説明するように、外部充電モードが通常モードか室内モードかに応じて、ファン回転速度Nfを制御するためのマップを切り替える。   In the vehicle 1 configured as described above, when the charger temperature Tc rises due to heat generated by the AC / DC converter 320, it is required to suppress an excessive rise in the charger temperature Tc using the cooling fan 350. However, if the fan rotation speed Nf is excessively increased in a state where the user is in the passenger compartment, noise generated by the cooling fan 350 increases, and the user's comfort may be impaired. Therefore, as described below, charging ECU 370 switches a map for controlling fan rotation speed Nf depending on whether the external charging mode is the normal mode or the indoor mode.

図2は、各外部充電モードについて、充電器温度Tcとファン回転速度Nfとの対応関係を示すマップの一例を示す図である。図2において、横軸は充電器温度Tcを示し、縦軸はファン回転速度Nf(単位:rpm)を示す。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a map showing a correspondence relationship between the charger temperature Tc and the fan rotation speed Nf for each external charging mode. In FIG. 2, the horizontal axis represents the charger temperature Tc, and the vertical axis represents the fan rotation speed Nf (unit: rpm).

通常モード時にはNnormalに示すように、充電器温度TcがT1以下の範囲ではファン回転速度NfはN1にて一定に維持される。充電器温度TcがT1を上回ると、充電器温度Tcの上昇に伴い、ファン回転速度NfはN1から最大値Nmaxまで単調に上昇する。   In the normal mode, as indicated by Nnormal, the fan rotation speed Nf is kept constant at N1 when the charger temperature Tc is equal to or lower than T1. When the charger temperature Tc exceeds T1, the fan rotation speed Nf increases monotonously from N1 to the maximum value Nmax as the charger temperature Tc increases.

一方、室内モード時にはNroomに示すように、充電器温度TcがT1よりも高いT2以下の範囲において、ファン回転速度NfはN1にて一定に維持される。つまり、充電器温度TcがT1を上回っても充電器温度TcがT2を上回るまではファン回転速度Nfの上昇が抑制される。充電器温度TcがT2を上回ると、充電器温度Tcの上昇に伴い、ファン回転速度NfはN1から最大値Nmaxまで単調に上昇する。   On the other hand, in the indoor mode, as indicated by Nroom, the fan rotation speed Nf is kept constant at N1 in the range where the charger temperature Tc is equal to or lower than T2 higher than T1. That is, even if the charger temperature Tc exceeds T1, the increase in the fan rotation speed Nf is suppressed until the charger temperature Tc exceeds T2. When the charger temperature Tc exceeds T2, the fan rotation speed Nf increases monotonously from N1 to the maximum value Nmax as the charger temperature Tc increases.

なお、図2において、温度T2は、出力電力上限値PoutをP1に制限した場合であっても、AC/DCコンバータ320での発熱による充電器温度Tcの上昇量の方が、ファン回転速度Nf=N1での冷却による充電器温度Tcの低下量よりも大きい温度である。   In FIG. 2, even if the temperature T2 is the case where the output power upper limit value Pout is limited to P1, the increase amount of the charger temperature Tc due to the heat generated in the AC / DC converter 320 is higher than the fan rotation speed Nf. = Temperature higher than the amount of decrease in charger temperature Tc due to cooling at N1.

このように、室内モード時には、通常モード時と比べて、同一の充電器温度Tcにおけるファン回転速度Nfが小さい値(または同一の値)に設定される。これにより、充電器温度TcがT1とT2との間の温度範囲において、冷却ファン350の回転駆動により生じる騒音を低減することができるので、ユーザの快適性を確保することができる。   Thus, in the indoor mode, the fan rotation speed Nf at the same charger temperature Tc is set to a smaller value (or the same value) than in the normal mode. As a result, noise caused by rotational driving of the cooling fan 350 can be reduced in the temperature range between the charger temperature Tc and T1, and user comfort can be ensured.

その一方で、ファン回転速度Nfの上昇が抑制されることで、AC/DCコンバータ320での発熱による充電器温度Tcの上昇量に対して、冷却ファン350を用いた冷却による充電器温度Tcの低下量が不十分になり得る。その結果、充電器温度Tcの上昇が抑制されず、AC/DCコンバータ320を十分に保護できない可能性がある。   On the other hand, by suppressing the increase in fan rotation speed Nf, the charger temperature Tc due to cooling using the cooling fan 350 is increased with respect to the increase in charger temperature Tc due to heat generation in the AC / DC converter 320. The amount of reduction can be insufficient. As a result, an increase in charger temperature Tc is not suppressed, and there is a possibility that AC / DC converter 320 cannot be sufficiently protected.

そこで、本実施の形態においては、室内モード時には、通常モード時と比べて、AC/DCコンバータ320からの出力電力上限値Poutを小さい値(または同一の値)に設定する構成を採用する。   Therefore, in the present embodiment, a configuration is adopted in which the output power upper limit value Pout from AC / DC converter 320 is set to a smaller value (or the same value) in the indoor mode than in the normal mode.

図3は、各外部充電モードについて、充電器温度TcとAC/DCコンバータ320からの出力電力上限値Poutとの対応関係を示すマップの一例を示す図である。図3において、横軸は充電器温度Tcを示し、縦軸は出力電力上限値Pout(単位:kW)を示す。   FIG. 3 is a diagram showing an example of a map showing a correspondence relationship between the charger temperature Tc and the output power upper limit value Pout from the AC / DC converter 320 for each external charging mode. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the charger temperature Tc, and the vertical axis indicates the output power upper limit value Pout (unit: kW).

通常モード時にはPnormalに示すように、充電器温度TcがT4以下の範囲では出力電力上限値Poutは最大値Pmaxである。充電器温度TcがT4を上回ると、AC/DCコンバータ320の発熱による充電器温度Tcの上昇量に対して、冷却ファン350の回転駆動による充電器温度Tcの低下量が不十分になり、充電器温度Tcを許容温度範囲内に維持することができない可能性がある。したがって、充電器温度TcがT4以上になると、出力電力上限値Poutの制限が強化される。すなわち、充電器温度Tcの上昇に伴い、出力電力上限値PoutはPmaxからP1まで単調に低下するように設定される。   As indicated by Pnormal in the normal mode, the output power upper limit Pout is the maximum value Pmax when the charger temperature Tc is in the range of T4 or less. When the charger temperature Tc exceeds T4, the amount of decrease in the charger temperature Tc due to the rotational driving of the cooling fan 350 becomes insufficient with respect to the amount of increase in the charger temperature Tc due to heat generation of the AC / DC converter 320, and charging is performed. The vessel temperature Tc may not be maintained within the allowable temperature range. Therefore, when charger temperature Tc is equal to or higher than T4, the limit on output power upper limit Pout is strengthened. That is, the output power upper limit value Pout is set so as to monotonously decrease from Pmax to P1 as the charger temperature Tc increases.

これに対し、室内モード時にはProomに示すように、充電器温度TcがT4よりも低いT3を上回った時点で出力電力上限値Poutの制限が強化される。すなわち、充電器温度TcがT3を上回ると、充電器温度Tcの上昇に伴い、出力電力上限値PoutはPmaxからP1まで単調に低下するように設定される。同一の充電器温度Tcで比較した場合に、室内モード時の出力電力上限値Poutは、通常モード時の出力電力上限値Pout以下に設定される。これにより、AC/DCコンバータ320での発熱量が低減されるので、充電器温度Tcの上昇を抑制することができる。したがって、図2にて説明したように室内モード時にファン回転速度Nfを小さい値に設定したとしても、充電器温度Tcを許容温度範囲内に維持し、AC/DCコンバータ320を適切に保護することができる。   On the other hand, in the indoor mode, as indicated by Proom, when the charger temperature Tc exceeds T3 lower than T4, the limit on the output power upper limit Pout is strengthened. That is, when the charger temperature Tc exceeds T3, the output power upper limit value Pout is set to monotonously decrease from Pmax to P1 as the charger temperature Tc increases. When compared at the same charger temperature Tc, the output power upper limit value Pout in the indoor mode is set to be equal to or lower than the output power upper limit value Pout in the normal mode. Thereby, since the calorific value in AC / DC converter 320 is reduced, the rise in charger temperature Tc can be suppressed. Therefore, even if the fan rotation speed Nf is set to a small value in the indoor mode as described with reference to FIG. 2, the charger temperature Tc is maintained within the allowable temperature range, and the AC / DC converter 320 is appropriately protected. Can do.

なお、図3において、温度Taは、AC/DCコンバータ320の周囲温度が常温である場合に、出力電力上限値Pout=P1でのAC/DCコンバータ320での発熱による充電器温度Tcの上昇量と、ファン回転速度Nf=N1での冷却による充電器温度Tcの低下量とが釣り合う温度である。   In FIG. 3, the temperature Ta is an increase amount of the charger temperature Tc due to heat generation in the AC / DC converter 320 at the output power upper limit Pout = P1 when the ambient temperature of the AC / DC converter 320 is normal temperature. And the amount of decrease in the charger temperature Tc due to cooling at the fan rotation speed Nf = N1.

また、図3に示すマップでは、通常モードおよび室内モードの両方で出力電力上限値PoutをP1まで低下させる例について説明した。しかし、出力電力上限値Poutの低下の態様はこれに限定されるものではなく、室内モード時には出力電力上限値PoutをP1よりも小さい値に減少させてもよい。   In the map shown in FIG. 3, the example in which the output power upper limit value Pout is decreased to P1 in both the normal mode and the indoor mode has been described. However, the manner in which the output power upper limit value Pout decreases is not limited to this, and the output power upper limit value Pout may be decreased to a value smaller than P1 in the indoor mode.

図4は、本実施の形態における外部充電制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、所定の条件成立時または所定の制御周期毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。なお、図4に示すフローチャートの各ステップは、基本的には充電ECU370によるソフトウェア処理によって実現されるが、充電ECU370内に作製された専用のハードウェア(図示しない電子回路)によって実現されてもよい。   FIG. 4 is a flowchart for explaining the external charging control in the present embodiment. This flowchart is called from the main routine and executed when a predetermined condition is satisfied or every predetermined control cycle. Each step of the flowchart shown in FIG. 4 is basically realized by software processing by charging ECU 370, but may be realized by dedicated hardware (electronic circuit not shown) created in charging ECU 370. .

S10において、充電ECU370は、ECU250から外部充電を開始すべき旨の指示があるか否かを判定する。ECU250は、たとえば、車両1のインレット310に充電ケーブル400のコネクタ420が接続されたことを示す接続信号(図示せず)を充電ケーブル400から受けた場合に、充電ECU370に外部充電の開始を指示する。外部充電の指示を受けていない場合(S10においてNO)、充電ECU370は、以降処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。外部充電の指示を受けた場合(S10においてYES)、充電ECU370は処理をS20に進める。   In S10, charging ECU 370 determines whether or not there is an instruction from ECU 250 to start external charging. For example, when ECU 250 receives a connection signal (not shown) indicating that connector 420 of charging cable 400 is connected to inlet 310 of vehicle 1 from charging cable 400, ECU 250 instructs charging ECU 370 to start external charging. To do. If an external charging instruction has not been received (NO in S10), charging ECU 370 skips the subsequent processing and returns the processing to the main routine. When receiving an instruction for external charging (YES in S10), charging ECU 370 advances the process to S20.

S20において、充電ECU370は、車室内にユーザがいるか否かを判定する。車室内にユーザがいるか否かは、上述のようにルームスイッチ360のオン/オフにより判定することも可能であるし、車両1との無線通信機能を有するキー(いわゆるインテリジェントキー)が車室内にあるか否かにより判定することも可能である。   In S20, charging ECU 370 determines whether or not there is a user in the passenger compartment. Whether or not there is a user in the passenger compartment can be determined by turning on / off the room switch 360 as described above, and a key (so-called intelligent key) having a wireless communication function with the vehicle 1 is provided in the passenger compartment. It is also possible to determine based on whether or not there is.

ルームスイッチ360がオフである場合(S20においてNO)、充電ECU370は、車室内にユーザはいないとして、通常モードのファン回転速度マップ(図2のNnormal参照)を選択するとともに(S30)、通常モードの出力電力制限マップ(図3のPnormal参照)を選択する(S40)。そして、充電ECU370は、ファン回転速度Nfが、Nnormal上での現在の充電器温度Tcに対応する値になるように冷却ファン350を制御する。また、充電ECU370は、出力電力上限値Poutが、Nroom上での現在の充電器温度Tcに対応する値になるようにAC/DCコンバータ320を制御する。   When room switch 360 is off (NO in S20), charging ECU 370 selects the normal mode fan rotation speed map (see Normal in FIG. 2) and assumes that there is no user in the vehicle compartment (S30), and normal mode Output power limit map (see Pnormal in FIG. 3) is selected (S40). Then, the charging ECU 370 controls the cooling fan 350 so that the fan rotation speed Nf becomes a value corresponding to the current charger temperature Tc on Nnormal. Further, charging ECU 370 controls AC / DC converter 320 such that output power upper limit value Pout becomes a value corresponding to current charger temperature Tc on Nroom.

これに対し、ルームスイッチ360がオンである場合(S20においてYES)、充電ECU370は、車室内にユーザがいるとして、室内モードのファン回転速度マップ(図2のNroom参照)を選択するとともに(S50)、室内モードの出力電力制限マップ(図3のProom参照)を選択する(S60)。そして、充電ECU370は、ファン回転速度Nfが、Nroom上での現在の充電器温度Tcに対応する値になるように冷却ファン350を制御する。また、充電ECU370は、出力電力上限値Poutが、Proom上での現在の充電器温度Tcに対応する値になるようにAC/DCコンバータ320を制御する。S40またはS60の処理が終了すると、充電ECU370は処理をメインルーチンへと戻す。   On the other hand, when room switch 360 is on (YES in S20), charging ECU 370 selects the indoor mode fan rotation speed map (see Nroom in FIG. 2) and assumes that the user is in the vehicle compartment (S50). ), The output power limit map for indoor mode (see Proom in FIG. 3) is selected (S60). Then, charging ECU 370 controls cooling fan 350 so that fan rotation speed Nf becomes a value corresponding to current charger temperature Tc on Nroom. Further, charging ECU 370 controls AC / DC converter 320 such that output power upper limit value Pout becomes a value corresponding to current charger temperature Tc on Proom. When the process of S40 or S60 ends, the charging ECU 370 returns the process to the main routine.

以上のように、本実施の形態によれば、車室内にユーザがいる場合には、車室内にユーザがいない場合と比べて、ファン回転速度Nfが小さい値に設定され、かつ、出力電力上限値Poutが小さい値に設定される。出力電力上限値Poutを小さい値に設定することでAC/DCコンバータ320での発熱量が抑制されるので、ファン回転速度Nfを小さい値に設定したとしても、AC/DCコンバータ320の過度の温度上昇を防止することができる。したがって、AC/DCコンバータ320を保護しつつ、冷却ファン350による騒音を低減することができる。   As described above, according to the present embodiment, when the user is in the vehicle interior, the fan rotation speed Nf is set to a smaller value than when there is no user in the vehicle interior, and the output power upper limit is set. The value Pout is set to a small value. By setting the output power upper limit value Pout to a small value, the amount of heat generated by the AC / DC converter 320 is suppressed, so even if the fan rotational speed Nf is set to a small value, the excessive temperature of the AC / DC converter 320 The rise can be prevented. Therefore, it is possible to reduce the noise caused by the cooling fan 350 while protecting the AC / DC converter 320.

なお、本実施の形態において、AC/DCコンバータ320が本発明に係る「電力変換部」に相当する。ただし、「電力変換部」の構成はこれに限定されるものではなく、AC/DCコンバータ320により生成された直流電圧を昇圧または降圧するDC/DCコンバータをさらに含んでもよい。   In the present embodiment, AC / DC converter 320 corresponds to a “power converter” according to the present invention. However, the configuration of the “power converter” is not limited to this, and may further include a DC / DC converter that boosts or lowers the DC voltage generated by the AC / DC converter 320.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

1 車両、10,20 モータジェネレータ、30 動力分割機構、40 駆動輪、100 エンジン、150 バッテリ、160 システムメインリレー(SMR)、200 電力制御装置(PCU)、250 電子制御装置(ECU)、300 充電スイッチ、310 インレット、320 AC/DCコンバータ、330 充電リレー(CHR)、340 冷却ファン、350 温度センサ、360 ルームスイッチ、370 充電ECU、400 充電ケーブル、410 プラグ、420 コネクタ、430 電線、500 外部電源、510 コンセント。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle, 10, 20 Motor generator, 30 Power split mechanism, 40 Drive wheel, 100 Engine, 150 Battery, 160 System main relay (SMR), 200 Electric power control unit (PCU), 250 Electronic control unit (ECU), 300 Charging Switch, 310 inlet, 320 AC / DC converter, 330 charging relay (CHR), 340 cooling fan, 350 temperature sensor, 360 room switch, 370 charging ECU, 400 charging cable, 410 plug, 420 connector, 430 electric wire, 500 external power supply , 510 outlet.

Claims (1)

車両に搭載された蓄電装置を車両外部の電源により充電するための車載用の充電装置であって、
前記電源から供給される電力を変換して前記蓄電装置に出力する電力変換部と、
前記電力変換部の温度を検出し、その検出結果を出力する温度センサと、
前記電力変換部を冷却可能に構成された冷却ファンと、
前記電力変換部の温度検出結果に基づいて前記電力変換部および前記冷却ファンを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電力変換部の温度が同じ条件下において、前記車両の室内にユーザがいる場合には、前記車両の室内に前記ユーザがいない場合と比べて、前記冷却ファンの回転速度を小さい値にし、かつ、前記電力変換部からの出力電力の上限値を小さい値にする、充電装置。
An in-vehicle charging device for charging a power storage device mounted on a vehicle with a power source outside the vehicle,
A power converter that converts the power supplied from the power source and outputs the power to the power storage device;
A temperature sensor that detects the temperature of the power converter and outputs the detection result;
A cooling fan configured to cool the power conversion unit;
A controller that controls the power converter and the cooling fan based on the temperature detection result of the power converter;
The controller controls the rotation speed of the cooling fan when the user is in the vehicle room and the user is not in the vehicle room under the same temperature of the power converter. The charging apparatus which makes it a small value and makes the upper limit of the output power from the said power converter a small value.
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