JP2010226776A - Device and method for controlling power supply circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源回路制御装置、及び電源回路制御方法に関するものである。 The present invention relates to a power supply circuit control device and a power supply circuit control method.
ハイブリッド車両に関して、特許文献1に記載された従来技術がある。
この従来技術は、車輪を駆動するモータと、エンジンを始動するモータと、各モータに電力を供給する高電圧バッテリと、他の電装品に電力を供給する低電圧バッテリと、高電圧バッテリの電力を降圧して低電圧バッテリに供給するDC‐DCコンバータと、を備えている。そして、高電圧バッテリで出力できる電力が、各モータ、及びDC‐DCコンバータの総消費電力を下回ったときには、消費電力の大きい順に、電力を優先して供給している。なお、DC‐DCコンバータの消費電力は、電流値を検出することで算出したり、又は予め設定した所定値を用いたりしている。
Regarding a hybrid vehicle, there is a conventional technique described in Patent Document 1.
This prior art includes a motor for driving wheels, a motor for starting an engine, a high voltage battery for supplying electric power to each motor, a low voltage battery for supplying electric power to other electrical components, and electric power of the high voltage battery. And a DC-DC converter that steps down the voltage and supplies it to a low-voltage battery. When the power that can be output by the high voltage battery falls below the total power consumption of each motor and the DC-DC converter, the power is preferentially supplied in descending order of power consumption. Note that the power consumption of the DC-DC converter is calculated by detecting a current value, or a predetermined value set in advance is used.
しかしながら、車両電源を投入した直後は、多くの電装品が起動するので、低電圧バッテリの電力需要に対して、高電圧バッテリからの電力供給が不足し、低電圧バッテリの充電状態(SOC:State Of Charge)が低下してしまう可能性がある。
本発明の課題は、車両電源を投入したときに、低電圧バッテリにおける充電状態の低下を抑制することである。
However, immediately after the vehicle power supply is turned on, many electrical components are activated, so that the power supply from the high voltage battery is insufficient for the power demand of the low voltage battery, and the state of charge of the low voltage battery (SOC: State Of Charge) may be reduced.
The subject of this invention is suppressing the fall of the charge condition in a low voltage battery, when a vehicle power supply is turned on.
本発明に係る電源回路制御装置は、車輪を駆動するモータとの間で電力を授受する高電圧バッテリと、低電圧電装系に電力を供給する低電圧バッテリと、高電圧バッテリの起電力を降圧して低電圧バッテリに供給可能なDC−DCコンバータと、を備え、低電圧バッテリの充電要求に応じてDC−DCコンバータを作動させてDC−DCコンバータの出力電圧を低電圧バッテリに供給すると共に、車両電源が投入されたときには、DC−DCコンバータの出力電圧を増加補正する。 A power supply circuit control device according to the present invention includes a high-voltage battery that transfers power to and from a motor that drives wheels, a low-voltage battery that supplies power to a low-voltage electrical system, and a step-down voltage of the high-voltage battery. And a DC-DC converter capable of supplying a low-voltage battery, and operating the DC-DC converter in response to a charge request of the low-voltage battery to supply the output voltage of the DC-DC converter to the low-voltage battery. When the vehicle power is turned on, the output voltage of the DC-DC converter is corrected to be increased.
本発明によれば、車両電源を投入したときに、通常時よりもDC−DCコンバータの出力電圧を増加させるので、多くの電装品が起動しても、低電圧バッテリにおける充電状態の低下を抑制することができる。 According to the present invention, when the vehicle power supply is turned on, the output voltage of the DC-DC converter is increased more than usual, so even if many electrical components are activated, the reduction in the state of charge in the low voltage battery is suppressed. can do.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《実施形態》
《構成》
図1は、ハイブリッド車両の概略構成である。
エンジン1及びモータ2は、何れか一方又は双方で、動力分割機構を備えたトランスミッション3を介して前輪4FL・4FRを駆動する。トランスミッション3は、有段変速機でも無段変速機でもよい。なお、エンジン1の駆動力は、トランスミッション3を介してモータ2にも伝達でき、この駆動力によってモータ2は、発電運転することもできる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Embodiment>
"Constitution"
FIG. 1 is a schematic configuration of a hybrid vehicle.
Either one or both of the engine 1 and the
前輪4FL・4FR、後輪4RL・4RRには、ホイールシリンダを有するブレーキ機構5を備え、ブレーキアクチュエータ6から供給される油圧に応じた制動力を発生する。
モータ2は、力行運転時は、インバータ11を介して供給される高電圧バッテリ12の電力によって前輪4FL・4FRを駆動し、発電運転時は、前輪4FL・4FRの回転、又はエンジン1の回転によって発電し、インバータ11を介して高電圧バッテリ12に充電する。
The front wheels 4FL and 4FR and the rear wheels 4RL and 4RR are provided with a
The
DC‐DCコンバータ13は、高電圧バッテリ12の電力を12V程度に降圧して低電圧バッテリ14に供給する。低電圧バッテリ14は、コントローラ15、及び他の電装品に電力を供給する。
コントローラ15は、高電圧バッテリ12の充電状態(SOC:State Of Charge)や温度、劣化状態を検出し、インバータ11、エンジン1、DC‐DCコンバータ13を制御する。なお、発進時を含め、車速が低い場合は、モータ2のみで駆動し、車速が高い場合には、エンジン1による駆動をモータ2でアシストする。また、モータ2を発電運転する際には、その回生トルク分だけブレーキ機構5の制動力を低減するために、ブレーキアクチュエータ6を駆動制御する。
The DC-
The
図2は、電源回路制御処理を示すフローチャートである。
図3は、コンバータ出力の算出に用いる経過時間t用のマップである。
図4は、コンバータ出力の算出に用いるエンジン状態用のマップである。
図5は、コンバータ出力の算出に用いるSOC用のマップである。
図6は、コンバータ出力の算出に用いる回生電力用のマップである。
FIG. 2 is a flowchart showing power supply circuit control processing.
FIG. 3 is a map for the elapsed time t used for calculating the converter output.
FIG. 4 is a map for the engine state used for calculating the converter output.
FIG. 5 is a map for SOC used for calculation of the converter output.
FIG. 6 is a map for regenerative power used for calculation of the converter output.
次に、コントローラ15で実行する電源回路制御処理について、図2のフローチャートに従って説明する。
先ずステップS1では、下記1〜4の条件の何れかを満たすか否かを判定する。
1.車両電源(イグニッションスイッチ)を投入してからの経過時間tが所定時間t1内である。この所定時間t1は、各種電装品を起動してから、その消費電力が安定するまでの所要時間に相当する。
2.エンジン1が運転状態である。
3.高電圧バッテリ12のSOCが所定値th1より高い。この所定値th1は、モータ2の最大消費電力と、低電圧バッテリ14の最大要求電力とを加算した値に相当する。
4.モータ2が発電運転状態である。
Next, power supply circuit control processing executed by the
First, in step S1, it is determined whether or not any of the following conditions 1 to 4 is satisfied.
1. The elapsed time t after turning on the vehicle power supply (ignition switch) is within the predetermined time t1. The predetermined time t1 corresponds to a required time from the start of various electrical components until the power consumption is stabilized.
2. The engine 1 is in an operating state.
3. The SOC of the
4). The
上記1〜4の何れも満たさなければ、高電圧バッテリ12の出力増加は適切ではないと判断してステップS2に移行する。一方、上記1〜4の何れかを満たせば、高電圧バッテリ12の出力増加は可能であると判断してステップS3に移行する。
ステップS2では、DC‐DCコンバータ13の電圧出力を通常状態として所定のメインプログラムに復帰する。
ステップS3では、低電圧バッテリ14の充電要求があるか否か、つまり低電圧バッテリ14のSOCが所定値th2より小さいか否かを判定する。所定値thは、気温や低電圧バッテリ14の劣化状態に応じて可変とする。ここで、SOCが所定値th2よりも大きければ、DC−DCコンバータ13の出力増加は不要であると判断して前記ステップS2に移行する。一向、SOCが所定値th2よりも小さければ、DC−DCコンバータ13の出力増加が必要であると判断してステップS4に移行する。
If none of the above 1 to 4 is satisfied, it is determined that the output increase of the
In step S2, the voltage output of the DC-
In step S3, it is determined whether or not there is a request for charging the low voltage battery 14, that is, whether or not the SOC of the low voltage battery 14 is smaller than a predetermined value th2. The predetermined value th is variable according to the temperature and the deterioration state of the low-voltage battery 14. Here, if the SOC is larger than the predetermined value th2, it is determined that the output increase of the DC-
ステップS4では、下記1〜5の少なくとも一つの方法に従って、DC−DCコンバータ13の出力電圧を増加補正して所定のメインプログラムに復帰する。
1.図3のマップを参照し、車両電源をONにしてからの経過時間tに応じて、通常よりも増加させたDC−DCコンバータ13の出力を算出する。このマップは、経過時間tが短いほど、DC−DCコンバータ13の出力が、通常値Typから最大値Maxの間で大きくなるように設定されている。
In step S4, the output voltage of the DC-
1. With reference to the map of FIG. 3, the output of the DC-
2.図4のマップを参照し、エンジン1の運転/停止に応じて、DC−DCコンバータ13の出力を算出する。このマップは、エンジン1が運転状態にあれば、DC−DCコンバータ13の出力が最大値Maxとなり、エンジン1が停止状態にあれば、DC−DCコンバータ13の出力が通常値Typとなるように設定されている。
3.図5のマップを参照し、高電圧バッテリ12のSOCに応じて、DC−DCコンバータ13の出力を算出する。このマップは、SOCが所定値th1より小さいときには、DC−DCコンバータ13の出力が0を維持し、SOCが所定値th1より大きい場合には、このSOCが大きいほど、DC−DCコンバータ13の出力が、通常値Typから最大値Maxの間で大きくなるように設定されている。
2. With reference to the map of FIG. 4, the output of the DC-
3. With reference to the map of FIG. 5, the output of the DC-
4.図6のマップを参照し、モータ2の回生電力に応じて、DC−DCコンバータ13の出力を算出する。このマップは、回生電力が大きいほど、DC−DCコンバータ13の出力が、通常値Typから最大値Maxの間で大きくなるように設定されている。
5.上記1〜4の複数の方法を組み合わせる。この場合、各方法で算出した値を平均したり、夫々に重み付けをして加算したりして算出する。
4). With reference to the map of FIG. 6, the output of the DC-
5). A plurality of methods 1 to 4 are combined. In this case, the values calculated by the respective methods are averaged or weighted and added to each other.
《作用》
車両電源を投入した直後は、多くの電装品が起動するので、低電圧バッテリ14の電力需要に対して、高電圧バッテリ12からの電力供給が不足し、低電圧バッテリ14のSOCが低下する可能性がある。特に、エアコンなどは電力消費量が高い。
そこで、本実施形態では、車両電源を投入した直後で(ステップS1の判定が“Yes”)、且つ低電圧バッテリ14の充電要求があるときには(ステップS3の判定が“Yes”)、DC−DCコンバータ13の出力電圧を増加補正する(ステップS4)。このとき、車両電源を投入してからの経過時間tが短いほど、DC−DCコンバータ13の出力電圧を大きく増加補正する。
<Action>
Immediately after the vehicle power is turned on, many electrical components are activated, so that the power supply from the
Therefore, in this embodiment, immediately after the vehicle power is turned on (determination in step S1 is “Yes”) and when there is a request for charging the low voltage battery 14 (determination in step S3 is “Yes”), DC-DC The output voltage of the
これにより、多くの電装品が起動しても、低電圧バッテリにおける充電状態の低下を抑制することができる。
そして、車両電源を投入してから所定時間が経過したら(ステップS1の判定が“No”)、DC−DCコンバータ13の出力電圧の増加補正を終了し、通常の出力電圧に戻す(ステップS2)。
これにより、各種電装品を起動してから、その消費電力が既に安定しているのに、不必要にDC−DCコンバータ13の出力電圧を増加させるといった事態を回避することができる。
Thereby, even if many electrical components start, the fall of the charge condition in a low voltage battery can be suppressed.
When a predetermined time elapses after the vehicle power is turned on (determination in step S1 is “No”), the correction of the increase in the output voltage of the DC-
As a result, it is possible to avoid a situation in which the output voltage of the DC-
そして、低電圧バッテリ14の充電要求が解除されたときには(ステップS3の判定が“No”)、低電圧バッテリ14への電力供給を終了する。これにより、低電圧バッテリ14の過充電、及び早期劣化を防止することができる。
また、エンジン1が運転状態にあるときにも(ステップS1の判定が“Yes”)、DC−DCコンバータ13の出力電圧を増加補正する。すなわち、エンジン1が運転状態にあれば、モータ2による発電運転が可能となるからである。
When the charge request for the low voltage battery 14 is canceled (determination in step S3 is “No”), the power supply to the low voltage battery 14 is terminated. Thereby, the overcharge of the low voltage battery 14 and early deterioration can be prevented.
Even when the engine 1 is in an operating state (determination in step S1 is “Yes”), the output voltage of the DC-
また、高電圧バッテリ12のSOCが所定値th2よりも多いときにも(ステップS1の判定が“Yes”)、DC−DCコンバータ13の出力電圧を増加補正する。このとき、高電圧バッテリ12のSOCが高いほど、DC−DCコンバータ13の出力電圧を大きく増加補正する。
これにより、高電圧バッテリ12の過放電、及び早期劣化を防止することができる。
また、回生制動により、モータ2が発電運転状態にあるときにも(ステップS1の判定が“Yes”)、DC−DCコンバータ13の出力電圧を増加補正する。このとき、回生電力が大きいほど、DC−DCコンバータ13の出力電圧を増加補正する。
これにより、回生電力を有効利用することができる。
Even when the SOC of the
Thereby, the overdischarge of the
Further, the output voltage of the DC-
Thereby, regenerative electric power can be used effectively.
《応用例》
なお、本実施形態では、モータ2だけで力行運転と発電運転を行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、モータ2とは別に、エンジン1によって駆動される発電機を備え、この発電機で発電した電力を、インバータ11とは異なる別のインバータを介して高電圧バッテリ12に充電する構成としてもよい。
また、本実施形態では、ステップS1の処理で、1〜4の条件の何れかを満たしたときに、ステップS3に移行しているが(OR条件)、これに限定されるものではなく、優先度の高い例えば1、3の条件などは、AND条件で、ステップS3に移行するようにしてもよい。
《Application example》
In the present embodiment, the case where the power running operation and the power generation operation are performed only by the
Further, in the present embodiment, when any of the conditions 1 to 4 is satisfied in the process of step S1, the process proceeds to step S3 (OR condition), but is not limited to this, and priority is given. For example,
《効果》
以上より、モータ2が「モータ」に対応し、高電圧バッテリ12が「高電圧バッテリ」に対応し、コントローラ15が「低電圧電装系」に含まれ、低電圧バッテリが「低電圧バッテリ14」に対応する。また、DC−DCコンバータ13が「DC−DCコンバータ」に対応し、ステップS1〜S4の処理が「制御手段」に対応し、エンジン1が「エンジン」に対応する。
"effect"
From the above, the
(1)車輪との間で動力を伝達するモータと、該モータとの間で電力を授受する高電圧バッテリと、低電圧電装系に電力を供給する低電圧バッテリと、前記高電圧バッテリの起電力を降圧して前記低電圧バッテリに供給可能なDC−DCコンバータと、前記低電圧バッテリの充電要求に応じて前記DC−DCコンバータを作動させて当該DC−DCコンバータの出力電圧を前記低電圧バッテリに供給する制御手段と、を備え、前記制御手段は、車両電源が投入されたら、前記DC−DCコンバータの出力電圧を増加補正する。
このように、車両電源を投入したときに、通常時よりもDC−DCコンバータの出力電圧を増加させるので、多くの電装品が起動しても、低電圧バッテリにおける充電状態の低下を抑制することができる。
(1) A motor that transmits power to and from the wheels, a high-voltage battery that transfers power to and from the motor, a low-voltage battery that supplies power to a low-voltage electrical system, and a startup of the high-voltage battery A DC-DC converter capable of stepping down power to be supplied to the low-voltage battery, and operating the DC-DC converter in response to a charge request of the low-voltage battery, and reducing the output voltage of the DC-DC converter to the low voltage Control means for supplying to the battery, and the control means increases and corrects the output voltage of the DC-DC converter when the vehicle power is turned on.
In this way, when the vehicle power is turned on, the output voltage of the DC-DC converter is increased more than usual, so even if many electrical components are activated, the reduction in the state of charge in the low voltage battery is suppressed. Can do.
(2)前記制御手段は、車両電源が投入されてからの経過時間が長いほど、前記DC−DCコンバータの出力電圧の増加補正量を小さくする。
これにより、DC−DCコンバータの出力電圧を最適化することができる。
(3)前記制御手段は、車両電源が投入されてから所定時間が過ぎたら、前記DC−DCコンバータの出力電圧の増加補正を終了する。
これにより、各種電装品を起動してから、その消費電力が既に安定しているのに、不必要にDC−DCコンバータの出力電圧を増加させるといった事態を回避することができる。
(2) The control means decreases the increase correction amount of the output voltage of the DC-DC converter as the elapsed time after the vehicle power is turned on is longer.
Thereby, the output voltage of the DC-DC converter can be optimized.
(3) The control means ends the increase correction of the output voltage of the DC-DC converter when a predetermined time has passed since the vehicle power supply was turned on.
As a result, it is possible to avoid a situation in which the output voltage of the DC-DC converter is unnecessarily increased even though the power consumption is already stable after starting various electrical components.
(4)車輪に動力を伝達するエンジンを備え、前記制御手段は、前記エンジンが車輪を駆動しているときに、前記DC−DCコンバータの出力電圧を増加補正する。
これにより、車輪の動力によってモータを発電運転することができ、高電圧バッテリへの電力供給が可能となる。したがって、高電圧バッテリから低電圧バッテリへの電力供給も可能になる。
(5)前記制御手段は、前記車輪の動力によって前記モータが発電しているときに、前記DC−DCコンバータの出力電圧を増加補正する。
これにより、高電圧バッテリに充電された電力を、低電圧バッテリへと供給することができる。
(4) An engine for transmitting power to the wheel is provided, and the control means increases and corrects the output voltage of the DC-DC converter when the engine is driving the wheel.
As a result, the motor can be driven to generate power by the power of the wheels, and power can be supplied to the high-voltage battery. Therefore, power can be supplied from the high voltage battery to the low voltage battery.
(5) The control means increases and corrects the output voltage of the DC-DC converter when the motor is generating power by the power of the wheels.
Thereby, the electric power charged in the high voltage battery can be supplied to the low voltage battery.
(6)前記制御手段は、前記モータの発電量が多いほど、前記DC−DCコンバータの出力電圧の増加補正量を大きくする。
これにより、DC−DCコンバータの出力電圧を最適化することができる。
(7)前記制御手段は、前記高電圧バッテリの充電量が所定量より多いときに、前記DC−DCコンバータの出力電圧を増加補正する。
これにより、高電圧バッテリの過放電、及び早期劣化を防止することができる。
(8)前記制御手段は、前記高電圧バッテリの充電量が多いほど、前記DC−DCコンバータの出力電圧の増加補正量を大きくする。
これにより、DC−DCコンバータの出力電圧を最適化することができる。
(6) The control means increases the increase correction amount of the output voltage of the DC-DC converter as the power generation amount of the motor increases.
Thereby, the output voltage of the DC-DC converter can be optimized.
(7) The control means increases and corrects the output voltage of the DC-DC converter when the charge amount of the high voltage battery is larger than a predetermined amount.
Thereby, the overdischarge of a high voltage battery and early deterioration can be prevented.
(8) The control means increases the increase correction amount of the output voltage of the DC-DC converter as the charge amount of the high voltage battery increases.
Thereby, the output voltage of the DC-DC converter can be optimized.
(9)車輪を駆動するモータとの間で電力を授受する高電圧バッテリと、低電圧電装系に電力を供給する低電圧バッテリと、前記高電圧バッテリの起電力を降圧して前記低電圧バッテリに供給可能なDC−DCコンバータと、があって、前記低電圧バッテリの充電要求に応じて前記DC−DCコンバータを作動させて当該DC−DCコンバータの出力電圧を前記低電圧バッテリに供給すると共に、車両電源が投入されたときには、前記DC−DCコンバータの出力電圧を増加補正することを特徴とする電源回路制御方法。
このように、車両電源を投入したときに、通常時よりもDC−DCコンバータの出力電圧を増加させるので、多くの電装品が起動しても、低電圧バッテリにおける充電状態の低下を抑制することができる。
(9) A high-voltage battery that exchanges power with a motor that drives wheels, a low-voltage battery that supplies power to a low-voltage electrical system, and the low-voltage battery that steps down the electromotive force of the high-voltage battery A DC-DC converter that can be supplied to the low-voltage battery, operates the DC-DC converter in response to a request for charging the low-voltage battery, and supplies the output voltage of the DC-DC converter to the low-voltage battery. A power supply circuit control method characterized in that when the vehicle power supply is turned on, the output voltage of the DC-DC converter is corrected to be increased.
In this way, when the vehicle power is turned on, the output voltage of the DC-DC converter is increased more than usual, so even if many electrical components are activated, the reduction in the state of charge in the low voltage battery is suppressed. Can do.
1 エンジン
2 モータ
3 トランスミッション
4FL・3FR 前輪
5 ブレーキ機構
6 ブレーキアクチュエータ
11 インバータ
12 高電圧バッテリ
13 DC−DCコンバータ
14 低電圧バッテリ
15 コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記制御手段は、車両電源が投入されたら、前記DC−DCコンバータの前記充電要求に応じた出力電圧を増加補正することを特徴とする電源回路制御装置。 A motor that transmits power to and from the wheels; a high-voltage battery that transfers power to and from the motor; a low-voltage battery that supplies power to a low-voltage electrical system; and an electromotive force of the high-voltage battery A DC-DC converter capable of stepping down the voltage and supplying it to the low-voltage battery; Control means for supplying to,
The power supply circuit controller according to claim 1, wherein when the vehicle power supply is turned on, the control means increases and corrects an output voltage corresponding to the charge request of the DC-DC converter.
前記制御手段は、前記エンジンが車輪を駆動しているときに、前記DC−DCコンバータの出力電圧を増加補正することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の電源回路制御装置。 Equipped with an engine that transmits power to the wheels,
The power supply circuit control according to any one of claims 1 to 3, wherein the control means corrects the output voltage of the DC-DC converter while the engine is driving a wheel. apparatus.
前記低電圧バッテリの充電要求に応じて前記DC−DCコンバータを作動させて当該DC−DCコンバータの出力電圧を前記低電圧バッテリに供給すると共に、車両電源が投入されたら、前記DC−DCコンバータの出力電圧を増加補正することを特徴とする電源回路制御方法。 A high-voltage battery that transfers power to and from the motor that drives the wheels, a low-voltage battery that supplies power to the low-voltage electrical system, and steps down the electromotive force of the high-voltage battery and supplies it to the low-voltage battery There is a possible DC-DC converter,
The DC-DC converter is operated in response to a request for charging the low-voltage battery to supply the output voltage of the DC-DC converter to the low-voltage battery, and when the vehicle power is turned on, the DC-DC converter A method of controlling a power supply circuit, wherein the output voltage is increased and corrected.
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