JP2018207658A - Power generation controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電制御装置に関する。 The present invention relates to a power generation control device.
特許文献1には、移動体の蓄電池へ充電を開始する際に、オルタネータの発電電圧を上昇させるにあたり予め推定した蓄電池のパラメータに基づいて発電電圧上昇率に上限を設けたオルタネータの制御装置が記載されている。 Patent Document 1 describes an alternator control device in which an upper limit is set for a power generation voltage increase rate based on a storage battery parameter preliminarily estimated for increasing the power generation voltage of an alternator when charging a storage battery of a mobile body. Has been.
ところで、発電機制御装置において、エンジン始動時に発電を開始する場合、エンジンが完爆状態になってエンジン回転数が安定するまでは発電機がエンジンの負荷とならないように発電電圧をバッテリ電圧よりも小さい値に制御し、その後、バッテリに充電されるよう発電電圧を上昇させる制御を行うことがある。 By the way, in the generator control device, when power generation is started when the engine is started, the generated voltage is set to be higher than the battery voltage so that the generator does not become a load on the engine until the engine is completely exploded and the engine speed is stabilized. There is a case where control is performed so that the generated voltage is increased so that the battery is charged.
このような制御を行う場合、バッテリ電圧よりも充分低い値から上昇を開始させた発電電圧がバッテリ電圧を上回るまではバッテリに電流が流れないため、バッテリへの充電が遅れてしまう。 When such control is performed, current does not flow through the battery until the power generation voltage, which has started to rise from a value sufficiently lower than the battery voltage, exceeds the battery voltage, so that charging of the battery is delayed.
また、発電機によるバッテリへの充電を行う際には、エンジンの始動や運転を妨げることがないようにすることが望ましい。 Further, when charging the battery by the generator, it is desirable not to disturb the start and operation of the engine.
上述の特許文献1に記載のオルタネータの制御装置にあっては、発電電圧上昇率に上限を設けているが、エンジンの始動や運転を妨げることなく、バッテリへの充電を素早く開始することに関して考慮されていない。 In the alternator control device described in Patent Document 1 described above, an upper limit is set for the rate of increase in power generation voltage, but consideration is given to quickly starting charging the battery without interfering with engine start-up and operation. It has not been.
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、エンジンの始動及び運転を妨げることなく、バッテリへの充電を素早く開始することができる発電制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power generation control device that can quickly start charging a battery without hindering engine start-up and operation.
本発明は、上記目的を達成するため、エンジンによって駆動され、バッテリに電力を供給する発電機を制御する発電制御装置であって、前記発電機の発電電圧を制御する発電電圧制御部を備え、前記発電電圧制御部は、前記発電機による発電を開始する際、前記発電電圧が所定の変化率切替電圧閾値以下である場合に第1の変化率で前記発電電圧を上昇させ、前記発電電圧が所定の変化率切替電圧閾値よりも大きい場合に前記第1の変化率よりも小さい第2の変化率で前記発電電圧を上昇させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a power generation control device that controls a power generator that is driven by an engine and supplies power to a battery, and includes a power generation voltage control unit that controls a power generation voltage of the power generator, The power generation voltage control unit increases the power generation voltage at a first change rate when the power generation voltage is equal to or lower than a predetermined change rate switching voltage threshold when starting power generation by the generator, The power generation voltage is increased at a second change rate smaller than the first change rate when the change rate is larger than a predetermined change rate switching voltage threshold.
本発明によれば、エンジンの始動及び運転を妨げることなく、バッテリへの充電を素早く開始することができる発電制御装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power generation control apparatus which can start charge to a battery rapidly can be provided, without preventing starting and driving | operation of an engine.
本発明の一実施の形態に係る発電制御装置は、エンジンによって駆動され、バッテリに電力を供給する発電機を制御する発電制御装置であって、発電機の発電電圧を制御する発電電圧制御部を備え、発電電圧制御部は、発電機による発電を開始する際、発電電圧が所定の変化率切替電圧閾値以下である場合に第1の変化率で発電電圧を上昇させ、発電電圧が所定の変化率切替電圧閾値よりも大きい場合に第1の変化率よりも小さい第2の変化率で発電電圧を上昇させることを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る発電制御装置は、エンジンの始動及び運転を妨げることなく、バッテリへの充電を素早く開始することができる。 A power generation control device according to an embodiment of the present invention is a power generation control device that controls a power generator that is driven by an engine and supplies power to a battery, and includes a power generation voltage control unit that controls a power generation voltage of the power generator. The power generation voltage control unit increases the power generation voltage at the first rate of change when the power generation voltage is equal to or lower than a predetermined change rate switching voltage threshold when starting power generation by the generator, The power generation voltage is raised at a second rate of change smaller than the first rate of change when larger than the rate switching voltage threshold. As a result, the power generation control device according to the embodiment of the present invention can quickly start charging the battery without hindering the starting and operation of the engine.
以下、本発明の一実施例に係る発電制御装置によって制御される発電機を搭載した車両について図面を参照して説明する。 Hereinafter, a vehicle equipped with a generator controlled by a power generation control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、車両1は、内燃機関としてのエンジン2と、エンジン2を制御するECM(Engine Control Module)11と、BMS(Battery Management System)15とを含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the vehicle 1 includes an
エンジン2には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン2は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程を行うように構成されている。エンジン2から出力された回転は、図示しないトランスミッションによって変速されて駆動輪に伝達される。
The
エンジン2には、ISG(Integrated Starter Generator)20と、スタータ21とが連結されている。ISG20は、ベルト22などを介してエンジン2のクランクシャフトに連結されている。ISG20は、電力が供給されることにより回転することでエンジン2を回転駆動させる電動機の機能と、クランクシャフトから入力された回転力を電力に変換する発電機の機能とを有する。本実施例におけるISG20は、本発明に係る発電機を構成する。
The
本実施例では、ISG20は、電動機として機能することで、エンジン2をアイドリングストップ機能による停止状態から再始動させるようになっている。ISG20は、電動機として機能することで、車両1の走行をアシストすることもできる。
In the present embodiment, the
スタータ21は、図示しないモータとピニオンギヤとを含んで構成されている。スタータ21は、モータを回転させることにより、クランクシャフトを回転させて、エンジン2に始動時の回転力を与えるようになっている。このように、エンジン2は、スタータ21によって始動され、アイドリングストップ機能による停止状態からISG20によって再始動される。
The
車両1は、バッテリとしての第1蓄電装置30と、第2蓄電装置31と、ケーブル36とを備えている。第1蓄電装置30及び第2蓄電装置31は、充電可能な二次電池から構成されている。第1蓄電装置30は鉛電池からなる。
The vehicle 1 includes a first
第2蓄電装置31は、第1蓄電装置30よりも高出力かつ高エネルギー密度な蓄電装置である。第2蓄電装置31は、第1蓄電装置30と比較して短い時間で充電が可能である。本実施例では、第2蓄電装置31はリチウムイオン電池からなる。なお、第2蓄電装置31はニッケル水素蓄電池であってもよい。
The second
第1蓄電装置30及び第2蓄電装置31は、約12Vの出力電圧を発生するようにセルの個数等が設定されたバッテリである。
The first
車両1には、電気負荷としての一般負荷37及び被保護負荷38が設けられている。一般負荷37及び被保護負荷38は、スタータ21及びISG20以外の電気負荷である。
The vehicle 1 is provided with a
被保護負荷38は、常に安定した電力供給が要求される電気負荷である。この被保護負荷38は、車両1の横滑りを防止するスタビリティ制御装置、操舵輪の操作力を電気的にアシストする電動パワーステアリング制御装置、及びヘッドライトを含んでいる。なお、被保護負荷38は、図示しないインストルメントパネルのランプ類及びメータ類並びにカーナビゲーションシステムも含んでいる。
The protected
一般負荷37は、被保護負荷38と比較して安定した電力供給が要求されず、一時的に使用される電気負荷である。一般負荷37には、例えば、図示しないワイパー、及び、エンジン2に冷却風を送風する電動クーリングファンが含まれる。
The
第1蓄電装置30及び第2蓄電装置31は、ケーブル36を介して、スタータ21と、ISG20と、電気負荷としての一般負荷37及び被保護負荷38とに電力を供給可能に接続されている。被保護負荷38に対しては、第1蓄電装置30と第2蓄電装置31とが並列に電気的に接続されている。
The first
第2蓄電装置31と被保護負荷38との間のケーブル36には、スイッチ40が設けられている。第1蓄電装置30と被保護負荷38との間のケーブル36には、スイッチ41が設けられている。
A
BMS15は、後述するECM11から指示信号を受信する機能を有しており、原則受信した指示信号に応じてスイッチ40、41を開閉制御する。ただし、第2蓄電装置31の保護や、非保護負荷38の安定作動を目的として、ECM11からの指示信号とは異なる動作を行うこともある。
The
BMS15は、スイッチ40、41の開閉を制御することで、第2蓄電装置31の充放電及び被保護負荷38への電力供給を制御している。BMS15は、アイドリングストップによりエンジン2が停止しているときは、スイッチ40を閉じてスイッチ41を開くことで、高出力かつ高エネルギー密度な第2蓄電装置31から被保護負荷38に電力を供給するようになっている。
The
BMS15は、エンジン2をスタータ21によって始動するとき、及び、アイドリングストップ制御によって停止しているエンジン2をISG20によって再始動するときに、スイッチ40を閉じてスイッチ41を開くことで、第1蓄電装置30からスタータ21又はISG20に電力を供給するようになっている。スイッチ40を閉じてスイッチ41を開いた状態では、第1蓄電装置30から一般負荷37にも電力が供給される。
The BMS 15 closes the
このように、第1蓄電装置30は、エンジン2を始動する始動装置としてのスタータ21及びISG20に少なくとも電力を供給するようになっている。第2蓄電装置31は、一般負荷37及び被保護負荷38に少なくとも電力を供給するようになっている。
As described above, the first
第2蓄電装置31は、一般負荷37と被保護負荷38の両方に電力を供給可能に接続されているが、常に安定した電力供給が要求される被保護負荷38に優先的に電力を供給するようにスイッチ40、41がBMS15により制御される。
The second
BMS15は、第1蓄電装置30及び第2蓄電装置31の充電状態(充電残量)、並びに、一般負荷37及び被保護負荷38への作動要求を考慮し、被保護負荷38が安定して作動することを優先して、スイッチ40、41を上述した例と異なるように制御することがある。
The
ECM11及びBMS15は、それぞれCPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
Each of the ECM 11 and the
これらのコンピュータユニットのROMには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをECM11及びBMS15としてそれぞれ機能させるためのプログラムが格納されている。
The ROMs of these computer units store various constants, various maps, etc., and programs for causing the computer units to function as the ECM 11 and the
すなわち、CPUがRAMを作業領域としてROMに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施例におけるECM11及びBMS15としてそれぞれ機能する。
That is, when the CPU executes a program stored in the ROM using the RAM as a work area, these computer units function as the ECM 11 and the
本実施例において、ECM11は、アイドリングストップ制御を実行するようになっている。このアイドリングストップ制御において、ECM11は、所定の停止条件の成立時にエンジン2を停止させ、所定の再始動条件の成立時にISG20を駆動してエンジン2を再始動させるようになっている。このため、エンジン2の不要なアイドリングが行われなくなり、車両1の燃費を向上させることができる。
In this embodiment, the ECM 11 performs idling stop control. In the idling stop control, the ECM 11 stops the
車両1には、CAN(Controller Area Network)等の規格に準拠した車内LAN(Local Area Network)を形成するためのCAN通信線49が設けられている。ECM11及びBMS15は、CAN通信線49に接続され、CAN通信線49を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行う。
The vehicle 1 is provided with a
ECM11には、電流センサ、電圧センサ及びバッテリ温度センサなどにより構成されるバッテリセンサ32が接続されている。ECM11は、バッテリセンサ32の出力により第1蓄電装置30の充放電電流(以下「Pbバッテリ電流」という)、第1蓄電装置30の端子間電圧(以下「Pbバッテリ電圧」という)及び第1蓄電装置30の温度(以下「バッテリ温度」という)を検知できるようになっている。
A
ECM11は、第1蓄電装置30の放電容量に対する放電量の比を表す放電深度(以下「DOD(Depth of Discharge)」という)[%]を算出するDOD算出部11Aとしての機能を有する。ECM11は、放電中の第1蓄電装置30の放電電流の積算値と第1蓄電装置30の放電容量とに基づきDODを算出する。具体的には、ECM11は、算出式「DOD[%]=100−第1蓄電装置30のSOC(State of Charge)[%]」に基づきDODを算出する。
The ECM 11 has a function as a DOD calculation unit 11 </ b> A that calculates a discharge depth (hereinafter referred to as “DOD (Depth of Discharge)”) [%] that represents a ratio of a discharge amount to a discharge capacity of the first
ECM11は、図示しないISG20を制御するためのコントローラを介して、ISG20の発電電圧を制御する発電電圧制御部11Bとしての機能を有する。ECM11は、後述する発電指示電圧上昇制御を実行することにより、ISG20による発電を開始する際に、異なる複数の変化率で発電電圧を上昇させるようになっている。本実施例における発電電圧は、ECM11からISG20に対して指示される発電指示電圧を意味する。
The ECM 11 has a function as a power generation
本実施例においては、発電指示電圧を上昇させる際の発電指示電圧の変化率ΔVとして、発電指示電圧の上昇度合いが急な第1の変化率ΔV1と、第1の変化率ΔV1よりも小さい、すなわち第1の変化率ΔV1よりも発電指示電圧の上昇度合いが緩やかな第2の変化率ΔV2とを用いる。 In the present embodiment, the change rate ΔV of the power generation instruction voltage when raising the power generation instruction voltage is smaller than the first change rate ΔV1 where the increase degree of the power generation instruction voltage is abrupt and the first change rate ΔV1. In other words, the second change rate ΔV2 in which the power generation instruction voltage rises more slowly than the first change rate ΔV1 is used.
第1の変化率ΔV1及び第2の変化率ΔV2は、予め実験的に求められてECM11のROMに記憶された固定値であってもよいし、第1蓄電装置30の状態やエンジン回転速度等に応じて変動する値であってもよい。
The first change rate ΔV1 and the second change rate ΔV2 may be fixed values obtained experimentally in advance and stored in the ROM of the ECM 11, or may be the state of the first
第1の変化率ΔV1と第2の変化率ΔV2とは、発電指示電圧を上昇させる際に、発電指示電圧が所定の変化率切替電圧閾値Va以下であるのか、所定の変化率切替電圧閾値Vaよりも大きいかによって切り替えられるようになっている。 The first change rate ΔV1 and the second change rate ΔV2 indicate whether the power generation command voltage is equal to or lower than a predetermined change rate switching voltage threshold Va when the power generation command voltage is increased, or a predetermined change rate switching voltage threshold Va. It can be switched depending on whether it is larger.
ECM11は、ISG20による発電を開始する際に、発電指示電圧が所定の変化率切替電圧閾値Va以下である場合には発電指示電圧の変化率ΔVとして第1の変化率ΔV1を設定する。ECM11は、ISG20による発電を開始する際に、発電指示電圧が所定の変化率切替電圧閾値Vaよりも大きい場合には発電指示電圧の変化率ΔVとして第2の変化率ΔV2を設定する。
When starting the power generation by the
これにより、ECM11は、ISG20による発電を開始する際に、発電指示電圧が所定の変化率切替電圧閾値Va以下である場合に第1の変化率ΔV1で発電指示電圧を上昇させ、発電指示電圧が所定の変化率切替電圧閾値Vaよりも大きい場合に第2の変化率ΔV2で発電指示電圧を上昇させることができる。
Thereby, when the power generation instruction voltage is equal to or lower than the predetermined change rate switching voltage threshold Va when the ECM 11 starts power generation by the
ECM11は、第1蓄電装置30のDODとバッテリ温度とに基づいて図2に示す設定マップを参照して第1の変化率切替電圧閾値V1を算出するようになっている。図2に示す設定マップにおいては、DODが大きく、かつバッテリ温度が低いほど第1の変化率切替電圧閾値V1の値が小さくなり、またDODが小さく、かつバッテリ温度が高いほど第1の変化率切替電圧閾値V1の値が大きくなるように規定されている。
The ECM 11 calculates the first change rate switching voltage threshold V1 with reference to the setting map shown in FIG. 2 based on the DOD of the first
ECM11は、Pbバッテリ電圧とバッテリ温度とに基づいて第2の変化率切替電圧閾値V2を算出するようになっている。具体的には、ECM11は、第1蓄電装置30のバッテリ温度に基づき図3の設定マップを参照してマージン電圧Vmgを算出する。図3の設定マップにおいては、バッテリ温度が高いほどマージン電圧Vmgの値が小さくなるように規定されている。
The ECM 11 calculates the second change rate switching voltage threshold V2 based on the Pb battery voltage and the battery temperature. Specifically, the ECM 11 calculates the margin voltage Vmg with reference to the setting map of FIG. 3 based on the battery temperature of the first
ECM11は、Pbバッテリ電圧からマージン電圧Vmgを差し引いた値を第2の変化率切替電圧閾値V2として算出する。したがって、第2の変化率切替電圧閾値V2は、バッテリ温度が高いほど大きな値として算出される。 The ECM 11 calculates a value obtained by subtracting the margin voltage Vmg from the Pb battery voltage as the second change rate switching voltage threshold V2. Therefore, the second change rate switching voltage threshold value V2 is calculated as a larger value as the battery temperature is higher.
ECM11は、上述のように算出した第1の変化率切替電圧閾値V1と第2の変化率切替電圧閾値V2とのうち小さい方の値を所定の変化率切替電圧閾値Vaとして設定するようになっている。ECM11は、第1の変化率切替電圧閾値V1と第2の変化率切替電圧閾値V2とが同一の場合は、第1の変化率切替電圧閾値V1を所定の変化率切替電圧閾値Vaとして設定する。 The ECM 11 sets the smaller one of the first change rate switching voltage threshold V1 and the second change rate switching voltage threshold V2 calculated as described above as the predetermined change rate switching voltage threshold Va. ing. The ECM 11 sets the first change rate switching voltage threshold V1 as the predetermined change rate switching voltage threshold Va when the first change rate switching voltage threshold V1 and the second change rate switching voltage threshold V2 are the same. .
次に、図4から図6を参照して、本実施例に係る発電制御装置によって実行される発電電圧制御における発電指示電圧上昇制御について説明する。発電電圧制御は、ECM11によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。発電電圧制御が開始されると、発電電圧は第1蓄電装置31が充電される程度の所定の値になるよう制御されるが、このときの発電電圧を所定の値にするまでの間の上昇のさせ方を、図4に示す発電指示電圧上昇制御によって制御する。すなわち、発電指示電圧上昇制御は、ECM11によって実行されるものであり、発電電圧制御の一部分のことを示す。
Next, power generation instruction voltage increase control in power generation voltage control executed by the power generation control apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The generated voltage control is repeatedly executed by the ECM 11 at predetermined time intervals. When the power generation voltage control is started, the power generation voltage is controlled to be a predetermined value to the extent that the first
図4に示すように、ECM11は、エンジン始動直後か否かを判定する(ステップS1)。具体的には、ECM11は、エンジン始動が完了してからの時間(以下、「始動後時間」という)が所定時間以内であるか否かを判定する。ECM11は、始動後時間が所定時間以内である場合にエンジン始動直後であると判定する。ECM11は、エンジン2が自立運転可能な完爆判定エンジン回転速度まで実際のエンジン回転速度が達した場合、すなわちエンジン完爆判定が成立した場合に、エンジン始動が完了したと判断する。
As shown in FIG. 4, the ECM 11 determines whether or not it is immediately after the engine is started (step S1). Specifically, the ECM 11 determines whether or not the time after the engine start is completed (hereinafter referred to as “time after start”) is within a predetermined time. The ECM 11 determines that the engine has just started when the time after startup is within a predetermined time. The ECM 11 determines that the engine start has been completed when the actual engine rotational speed has reached the complete explosion determination engine rotational speed at which the
ECM11は、ステップS1においてエンジン始動直後でないと判定した場合には、発電指示電圧上昇制御を終了する。ECM11は、ステップS1においてエンジン始動直後であると判定した場合には、発電指示電圧を所定値に維持する(ステップS2)。本ステップにおける「所定値」は、発電指示電圧の最小値であり、例えば10.6V程度である。なお、所定値は、発電指示電圧の最小値に限られない。 If the ECM 11 determines in step S1 that it is not immediately after starting the engine, it ends the power generation instruction voltage increase control. If the ECM 11 determines in step S1 that the engine has just been started, it maintains the power generation instruction voltage at a predetermined value (step S2). The “predetermined value” in this step is the minimum value of the power generation instruction voltage, and is about 10.6V, for example. The predetermined value is not limited to the minimum value of the power generation instruction voltage.
次いで、ECM11は、エンジン始動が完了した後、所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS3)。ECM11は、エンジン始動が完了した後、所定時間が経過してないと判定した場合には、処理をステップS2に戻す。 Next, the ECM 11 determines whether or not a predetermined time has elapsed after the engine start is completed (step S3). If the ECM 11 determines that the predetermined time has not elapsed after the engine start is completed, the ECM 11 returns the process to step S2.
ECM11は、エンジン始動が完了した後、所定時間が経過したと判定した場合には、処理をステップS4に移行する。これにより、発電指示電圧は、エンジン始動が完了した後、所定時間の間、所定値に維持される。 If the ECM 11 determines that a predetermined time has elapsed after the engine start is completed, the ECM 11 proceeds to step S4. Thus, the power generation instruction voltage is maintained at a predetermined value for a predetermined time after the engine start is completed.
ステップS3における「所定時間」は、エンジン始動が完了してからエンジン回転速度が安定するまでの時間に相当し、本実施例では例えば2秒程度とされる。これにより、ISG20による発電による発電負荷がエンジン始動完了直後のエンジン回転速度の安定化を妨げることがない。なお、所定時間は、車両やエンジンの諸元等により異なり、2秒に限られない。
The “predetermined time” in step S3 corresponds to the time from when the engine start is completed until the engine rotation speed is stabilized, and is set to about 2 seconds in this embodiment, for example. Thus, the power generation load generated by the power generation by the
ステップS4において、ECM11は、図5に示す変化率決定処理を実行する。本ステップでは、後述するステップS5において発電指示電圧を徐々に上昇させる際の発電指示電圧の変化率ΔVが決定される。 In step S4, the ECM 11 executes the change rate determination process shown in FIG. In this step, the change rate ΔV of the power generation instruction voltage when the power generation instruction voltage is gradually increased in step S5 described later is determined.
次いで、ECM11は、ステップS4の変化率決定処理で決定された発電指示電圧の変化率ΔVで、ISG20に対する発電指示電圧を徐々に上昇させる(ステップS5)。
Next, the ECM 11 gradually increases the power generation instruction voltage for the
その後、ECM11は、Pbバッテリ電圧が所望のPbバッテリ電圧に達したか否かを判定する(ステップS6)。所望のPbバッテリ電圧は、第1蓄電装置30に継続して充電することができる電圧であり、満充電時のPbバッテリ電圧よりも高い値である。本実施例においては例えば14Vから15V程度である。
Thereafter, the ECM 11 determines whether or not the Pb battery voltage has reached a desired Pb battery voltage (step S6). The desired Pb battery voltage is a voltage at which the first
ECM11は、Pbバッテリ電圧が所望のPbバッテリ電圧に達していないと判定した場合には、処理をステップS4に戻す。ECM11は、Pbバッテリ電圧が所望のPbバッテリ電圧に達したと判定した場合には、発電指示電圧上昇制御を終了する。 If the ECM 11 determines that the Pb battery voltage has not reached the desired Pb battery voltage, the ECM 11 returns the process to step S4. If the ECM 11 determines that the Pb battery voltage has reached the desired Pb battery voltage, the ECM 11 ends the power generation instruction voltage increase control.
次に、図5に示す変化率決定処理について説明する。変化率決定処理は、上述した通り、図4に示す発電指示電圧上昇制御のステップS4において実行される処理である。 Next, the change rate determination process shown in FIG. 5 will be described. As described above, the change rate determination process is a process executed in step S4 of the power generation instruction voltage increase control shown in FIG.
図5に示すように、ECM11は、ステップS11において図6に示す変化率切替閾値算出処理を実行する。本ステップでは、後述するステップS12の判定で用いられる変化率切替閾値Vaが算出される。 As shown in FIG. 5, the ECM 11 executes the change rate switching threshold value calculation process shown in FIG. 6 in step S11. In this step, a change rate switching threshold Va used in the determination in step S12 described later is calculated.
次いで、ECM11は、発電指示電圧がステップS11の変化率切替閾値算出処理で算出された変化率切替閾値Va以下であるか否かを判定する(ステップS12)。 Next, the ECM 11 determines whether or not the power generation instruction voltage is equal to or less than the change rate switching threshold Va calculated by the change rate switching threshold calculation processing in step S11 (step S12).
ECM11は、発電指示電圧が変化率切替閾値Va以下であると判定した場合には、第1の変化率ΔV1を発電指示電圧の変化率ΔVとして決定し(ステップS13)、変化率決定処理を終了する。 If the ECM 11 determines that the power generation instruction voltage is less than or equal to the change rate switching threshold Va, the ECM 11 determines the first change rate ΔV1 as the power generation instruction voltage change rate ΔV (step S13), and ends the change rate determination process. To do.
ECM11は、発電指示電圧が変化率切替閾値Va以下でないと判定した場合には、第2の変化率ΔV2を発電指示電圧の変化率ΔVとして決定し(ステップS14)、変化率決定処理を終了する。 If the ECM 11 determines that the power generation instruction voltage is not equal to or less than the change rate switching threshold Va, the ECM 11 determines the second change rate ΔV2 as the power generation instruction voltage change rate ΔV (step S14), and ends the change rate determination process. .
次に、図6に示す変化率切替閾値算出処理について説明する。変化率切替閾値算出処理は、上述した通り、図5に示す変化率決定処理のステップS11において実行される処理である。 Next, the change rate switching threshold value calculation process shown in FIG. 6 will be described. As described above, the change rate switching threshold value calculation process is a process executed in step S11 of the change rate determination process shown in FIG.
図6に示すように、ECM11は、ステップS21において、第1蓄電装置30のDODとバッテリ温度とに基づいて図2に示す設定マップを参照して第1の変化率切替電圧閾値V1を算出する。
As shown in FIG. 6, in step S21, the ECM 11 calculates the first change rate switching voltage threshold V1 with reference to the setting map shown in FIG. 2 based on the DOD of the first
次いで、ECM11は、Pbバッテリ電圧とバッテリ温度とに基づいて第2の変化率切替電圧閾値V2を算出する(ステップS22)。具体的には、ECM11は、Pbバッテリ電圧からマージン電圧Vmgを差し引いた値を第2の変化率切替電圧閾値V2として算出する。 Next, the ECM 11 calculates a second change rate switching voltage threshold V2 based on the Pb battery voltage and the battery temperature (step S22). Specifically, the ECM 11 calculates a value obtained by subtracting the margin voltage Vmg from the Pb battery voltage as the second change rate switching voltage threshold V2.
次いで、ECM11は、第1の変化率切替電圧閾値V1が第2の変化率切替電圧閾値V2以下であるか否かを判定する(ステップS23)。 Next, the ECM 11 determines whether or not the first change rate switching voltage threshold V1 is equal to or less than the second change rate switching voltage threshold V2 (step S23).
ECM11は、第1の変化率切替電圧閾値V1が第2の変化率切替電圧閾値V2以下であると判定した場合には、第1の変化率切替電圧閾値V1を所定の変化率切替電圧閾値Vaとして設定して(ステップS24)、変化率切替閾値算出処理を終了する。 When the ECM 11 determines that the first change rate switching voltage threshold V1 is equal to or lower than the second change rate switching voltage threshold V2, the ECM 11 sets the first change rate switching voltage threshold V1 to the predetermined change rate switching voltage threshold Va. (Step S24), and the change rate switching threshold value calculation process is terminated.
ECM11は、第1の変化率切替電圧閾値V1が第2の変化率切替電圧閾値V2以下でないと判定した場合には、第2の変化率切替電圧閾値V2を所定の変化率切替電圧閾値Vaとして設定して(ステップS25)、変化率切替閾値算出処理を終了する。 When the ECM 11 determines that the first change rate switching voltage threshold V1 is not equal to or less than the second change rate switching voltage threshold V2, the ECM 11 sets the second change rate switching voltage threshold V2 as the predetermined change rate switching voltage threshold Va. After setting (step S25), the change rate switching threshold value calculation process is terminated.
ここで、上述した所定の変化率切替電圧閾値Vaは、Pbバッテリ電圧以下である。ISG20の発電指示電圧がPbバッテリ電圧を超えると、第1蓄電装置30への充電が開始される。このとき、ISG20の駆動は、エンジン2の負荷となる。このため、第1蓄電装置30への充電が開始される際には、小さい変化率で発電指示電圧を上昇させてエンジン2に急激な負荷がかからないようにするのが好ましい。
Here, the predetermined change rate switching voltage threshold Va described above is equal to or less than the Pb battery voltage. When the power generation instruction voltage of
本実施例では、第1蓄電装置30への充電が開始される際にエンジン2に急激な負荷がかからないように、第1蓄電装置30への充電が開始される際には小さい変化率で発電指示電圧を上昇させる。一方で、第1蓄電装置30への充電が開始されるまでは、発電指示電圧を大きな変化率で上昇させて速やかに第1蓄電装置30への充電が開始されるようにしている。
In this embodiment, when charging to the first
したがって、発電指示電圧を大きな変化率で上昇させている状態から発電指示電圧を小さな変化率で上昇させる状態に切り替えるタイミングは、少なくとも第1蓄電装置30への充電が開始される前であるのが好ましい。このため、本実施例では、発電指示電圧の変化率ΔVが第1の変化率ΔV1から第2の変化率ΔV2に切り替わる基準となる所定の変化率切替電圧閾値VaがPbバッテリ電圧以下に設定される。
Therefore, the timing for switching from the state in which the power generation instruction voltage is increased at a large change rate to the state in which the power generation instruction voltage is increased at a small change rate is at least before the charging of the first
次に、図7及び図8を参照して、本実施例のエンジン始動時のタイムチャートについて、発電指示電圧上昇制御が実行されない比較例と比較して説明する。図7及び図8は、いずれもISGによるエンジン再始動時のタイムチャートである。 Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, the time chart at the time of engine start of this embodiment will be described in comparison with a comparative example in which the power generation instruction voltage increase control is not executed. 7 and 8 are time charts when the engine is restarted by ISG.
図7に示すように、本実施例では、時刻t1でエンジン完爆判定が成立してエンジン始動が完了すると、その後、時刻t2までの所定時間P1の間、発電指示電圧が例えば最小値に維持される。所定時間P1は、エンジン始動が完了してからエンジン回転速度が安定するまでの時間に相当する。 As shown in FIG. 7, in this embodiment, when the engine complete explosion determination is established at time t1 and the engine start is completed, the power generation instruction voltage is maintained at a minimum value, for example, for a predetermined time P1 until time t2. Is done. The predetermined time P1 corresponds to a time from when the engine start is completed until the engine rotation speed is stabilized.
その後、本実施例では、時刻t2から発電指示電圧の上昇が開始される。このときの発電指示電圧の変化率は、上昇度合いが急な第1の変化率ΔV1である。 Thereafter, in this embodiment, the power generation instruction voltage starts increasing from time t2. The rate of change of the power generation instruction voltage at this time is the first rate of change ΔV1 with a sharp increase.
その後、第1の変化率ΔV1で上昇する発電指示電圧が時刻t3で変化率切替閾値Vaを超えると、発電指示電圧の変化率が第1の変化率ΔV1から、第1の変化率ΔV1よりも上昇度合いが緩やかな第2の変化率ΔV2に切り替えられる。これにより、時刻t3から第2の変化率ΔV2で発電指示電圧が上昇する。 Thereafter, when the power generation instruction voltage that rises at the first change rate ΔV1 exceeds the change rate switching threshold Va at time t3, the change rate of the power generation instruction voltage is changed from the first change rate ΔV1 to the first change rate ΔV1. The rate of change is switched to the second change rate ΔV2 with a moderate increase. As a result, the power generation instruction voltage increases at the second rate of change ΔV2 from time t3.
その後、発電指示電圧は、時刻t4でPbバッテリ電圧を超える。時刻t4において、発電指示電圧がPbバッテリ電圧を超えると、第1蓄電装置30にPbバッテリ電流として充電電流が流れ、第1蓄電装置30への充電が開始される。これにより、時刻t4からPbバッテリ電圧の上昇が開始される。
Thereafter, the power generation instruction voltage exceeds the Pb battery voltage at time t4. When the power generation instruction voltage exceeds the Pb battery voltage at time t4, a charging current flows as a Pb battery current in the first
時刻t4までは、発電指示電圧がPbバッテリ電圧を超えないため、ECM11はISG20に対して発電指示を出力しない。したがって、時刻t4までは、ISG発電トルクも生じない。
Until time t4, since the power generation instruction voltage does not exceed the Pb battery voltage, the ECM 11 does not output a power generation instruction to the
その後、時刻t5において、Pbバッテリ電圧が所望のPbバッテリ電圧に達し、発電指示電圧上昇制御が終了する。すなわち、発電電圧の上昇が終了し、一定の値となるよう制御される。発電指示電圧上昇制御が終了した後は、第1蓄電装置30の残容量に応じて充電が継続される。充電が継続される際の発電電圧は、上述した所望のPbバッテリ電圧に制御される。
Thereafter, at time t5, the Pb battery voltage reaches the desired Pb battery voltage, and the power generation instruction voltage increase control is terminated. That is, the control is performed so that the rise of the generated voltage ends and becomes a constant value. After the power generation instruction voltage increase control ends, charging is continued according to the remaining capacity of the first
これに対し、図8に示すように、比較例では、エンジン始動完了後、所定時間P1経過後の時刻t12から発電指示電圧の上昇が開始されるが、このときの発電指示電圧の変化率は本実施例と比べて緩やかな変化率である。 On the other hand, as shown in FIG. 8, in the comparative example, after the engine start is completed, the power generation instruction voltage starts increasing from time t12 after the predetermined time P1 has elapsed. Compared to the present embodiment, the change rate is moderate.
このため、比較例では、発電指示電圧の上昇を開始してから発電指示電圧がPbバッテリ電圧を超えるまで、比較的長い時間を要する。すなわち、比較例では、時刻t12から時刻t13までの時間P3が比較的長い。 For this reason, in the comparative example, it takes a relatively long time from when the generation instruction voltage starts to rise until the generation instruction voltage exceeds the Pb battery voltage. That is, in the comparative example, the time P3 from time t12 to time t13 is relatively long.
これに対して、本実施例では、図7に示すように、まず上昇度合いが急な第1の変化率ΔV1で発電指示電圧を上昇させ、その後、上昇度合いが緩やかな第2の変化率ΔV2で発電指示電圧を上昇させる。このため、本実施例では、比較例と比較して、発電指示電圧の上昇を開始してから発電指示電圧がPbバッテリ電圧を超えるまでの時間P2が大幅に短縮される。 On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the power generation instruction voltage is first increased at the first change rate ΔV1 with a steep increase, and then the second change rate ΔV2 with a moderate increase. Increase the power generation command voltage. For this reason, in the present embodiment, as compared with the comparative example, the time P2 from when the generation instruction voltage starts to rise until the generation instruction voltage exceeds the Pb battery voltage is significantly shortened.
以上のように、本実施例に係る発電制御装置は、ISG20による発電を開始する際、発電指示電圧が変化率切替閾値Vaに達するまでは変化率の大きな第1の変化率ΔV1で発電指示電圧を上昇させる。
As described above, when the power generation control device according to the present embodiment starts power generation by the
このため、本実施例に係る発電制御装置は、発電指示電圧がPbバッテリ電圧を超えるまでの時間P2(図7参照)を短くすることができ、第1蓄電装置30への充電を速やかに開始することができる。第1蓄電装置30への充電を速やかに開始できれば、例えば長い充電時間を確保することができ、第1蓄電装置30の充電量を増やすことができる。
For this reason, the power generation control device according to the present embodiment can shorten the time P2 (see FIG. 7) until the power generation instruction voltage exceeds the Pb battery voltage, and quickly starts charging the first
また、本実施例に係る発電制御装置は、ISG20による発電を開始する際、発電指示電圧が変化率切替閾値Vaを超えた後は第1の変化率ΔV1よりも小さい第2の変化率ΔV2で発電指示電圧を上昇させる。
In addition, when the power generation control device according to the present embodiment starts power generation by the
このため、本実施例に係る発電制御装置は、第1蓄電装置30への充電が開始される際には発電指示電圧の上昇度合いを緩やかにすることができる。これにより、本実施例に係る発電制御装置は、第1蓄電装置30への充電が開始される際に、エンジン2に急激な負荷がかからないようにすることができる。したがって、本実施例に係る発電制御装置は、ISG20による発電開始によってエンジン2の始動及び運転が妨げられることを防止することができる。
For this reason, the power generation control device according to the present embodiment can moderate the increase degree of the power generation instruction voltage when charging of the first
また、本実施例に係る発電制御装置は、第1の変化率切替電圧閾値V1と第2の変化率切替電圧閾値V2とのうち小さい方の値を変化率切替電圧閾値Vaとして設定する。このため、本実施例に係る発電制御装置は、例えばDODの算出に誤差が生じたり、Pbバッテリ電圧が誤検出されたりした場合であっても、Pbバッテリ電圧を超える変化率切替電圧閾値Vaが設定されることを防止することができる。 Further, the power generation control device according to the present embodiment sets the smaller value of the first change rate switching voltage threshold value V1 and the second change rate switching voltage threshold value V2 as the change rate switching voltage threshold value Va. For this reason, the power generation control device according to the present embodiment has a rate-of-change switching voltage threshold Va that exceeds the Pb battery voltage even if, for example, an error occurs in the calculation of DOD or the Pb battery voltage is erroneously detected. Setting can be prevented.
なお、本実施例に係る発電制御装置においては、図4に示すように、エンジン始動直後に発電指示電圧上昇制御が実行される例について説明したが、ISG20に対する発電指示電圧を上昇させるような状況であれば、エンジン始動直後に限らず発電指示電圧上昇制御を実行してもよい。
In the power generation control device according to the present embodiment, as illustrated in FIG. 4, the example in which the power generation instruction voltage increase control is executed immediately after the engine is started has been described. However, the power generation instruction voltage for the
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 While embodiments of the invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.
1 車両
2 エンジン
11 ECM
11A DOD算出部
11B 発電電圧制御部
15 BMS
20 ISG(発電機)
30 第1蓄電装置(バッテリ)
31 第2蓄電装置
32 バッテリセンサ
ΔV 変化率
ΔV1 第1の変化率
ΔV2 第2の変化率
Va 変化率切替電圧閾値
V1 第1の変化率切替電圧閾値
V2 第2の変化率切替電圧閾値
Vmg マージン電圧
1
11A
20 ISG (generator)
30 First power storage device (battery)
31 Second
Claims (3)
前記発電機の発電電圧を制御する発電電圧制御部を備え、
前記発電電圧制御部は、
前記発電機による発電を開始する際、前記発電電圧が所定の変化率切替電圧閾値以下である場合に第1の変化率で前記発電電圧を上昇させ、
前記発電電圧が所定の変化率切替電圧閾値よりも大きい場合に前記第1の変化率よりも小さい第2の変化率で前記発電電圧を上昇させることを特徴とする発電制御装置。 A power generation control device for controlling a generator driven by an engine and supplying power to a battery,
A power generation voltage control unit for controlling the power generation voltage of the generator;
The generated voltage controller is
When starting the power generation by the generator, if the generated voltage is below a predetermined change rate switching voltage threshold, the generated voltage is increased at a first change rate,
The power generation control device, wherein when the generated voltage is larger than a predetermined change rate switching voltage threshold, the generated voltage is increased at a second change rate smaller than the first change rate.
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