JP6583009B2 - Vehicle charging / discharging device - Google Patents

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Description

本発明は、車両の充放電装置に関する。   The present invention relates to a charging / discharging device for a vehicle.

ハイブリッドシステムを搭載した車両には、EV走行モードにおいて車両の駆動力を発生するモータジェネレータへの電力供給用バッテリと、車両に搭載された電気負荷への電力供給用バッテリの少なくとも2系統のバッテリが搭載されている。さらに電気負荷用のバッテリとして2種類のバッテリが搭載される場合もある。   A vehicle equipped with a hybrid system has at least two types of batteries: a battery for supplying power to a motor generator that generates driving force for the vehicle in the EV traveling mode, and a battery for supplying power to an electric load mounted on the vehicle. It is installed. Furthermore, two types of batteries may be mounted as batteries for electric loads.

特許文献1では、電気負荷に対する電力供給を好適に実施するために、2種類のバッテリと両バッテリ間の導通状態を切り替えるスイッチを備えた構成が記されている。   Patent Document 1 describes a configuration including two types of batteries and a switch that switches a conduction state between the two batteries in order to suitably perform power supply to an electric load.

特開2014−033571号公報JP 2014-033571 A

特許文献1に記された構成において、両バッテリ間が切替えスイッチによって遮断された状態では、個々のバッテリ単独でそれぞれの電気負荷へ電力供給するため、バッテリ間の電圧に差が生じる。電圧の差が大きいと、両バッテリが接続された際に2つのバッテリ電圧が同電圧になるため、電圧が急激に変化する。   In the configuration described in Patent Document 1, in a state where both batteries are blocked by the changeover switch, power is supplied to each electric load by each battery alone, so that a difference occurs in the voltage between the batteries. When the voltage difference is large, the two battery voltages become the same voltage when both batteries are connected, and thus the voltage changes rapidly.

バッテリ電圧が変化すると電気負荷に対する供給電圧も変化するので、灯器類の輝度及びファンの駆動音が変化する。この変化によっては、乗員に違和感を与える可能性がある。   When the battery voltage changes, the supply voltage to the electric load also changes, so that the brightness of the lamps and the driving sound of the fan change. Depending on this change, the passenger may feel uncomfortable.

本発明は、バッテリの充電状態や放電状態を制御することにより、バッテリに接続された灯器類の輝度及びファンの駆動音の変化を抑制し、乗員に与える違和感を抑制することを目的とする。   It is an object of the present invention to suppress a change in brightness of a lamp connected to a battery and a driving sound of a fan by controlling a charging state and a discharging state of the battery, thereby suppressing a sense of incongruity given to an occupant. .

上記課題を解決する本発明に係る車両の充放電装置の一態様は、充電特性が異なる2つのバッテリを備える車両の充放電装置であって、前記2つのバッテリの少なくとも一方にかかる電気負荷量を制御する負荷量制御部と、前記2つのバッテリを電気的に接続又は遮断させる接続スイッチと、を備え、前記負荷量制御部は、前記2つのバッテリの電圧の差が所定値を超えた状態で前記2つのバッテリを電気的に接続する場合には、前記2つのバッテリの電圧の差が所定値未満に収まるように前記電気負荷量を段階的に変化させてから、前記2つのバッテリを接続する。   One aspect of the charging / discharging device for a vehicle according to the present invention that solves the above problem is a charging / discharging device for a vehicle including two batteries having different charging characteristics, and an electric load applied to at least one of the two batteries is determined. A load amount control unit for controlling, and a connection switch for electrically connecting or disconnecting the two batteries, wherein the load amount control unit is in a state where a voltage difference between the two batteries exceeds a predetermined value. When the two batteries are electrically connected, the electric load amount is changed stepwise so that the voltage difference between the two batteries is less than a predetermined value, and then the two batteries are connected. .

本発明は、乗員に与える違和感を抑制することができる車両の充放電装置を提供することができる。   The present invention can provide a vehicle charging / discharging device that can suppress a sense of incongruity given to an occupant.

図1は、本発明の実施の形態に係る車両の充放電装置を適用した車両の要部を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a main part of a vehicle to which a vehicle charging / discharging device according to an embodiment of the present invention is applied. 図2は、本発明の実施の形態に係る車両の充放電装置のバッテリ接続動作を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a battery connection operation of the vehicle charge / discharge device according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態に係る車両の充放電装置の充電動作を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a charging operation of the vehicle charging / discharging device according to the embodiment of the present invention. 図4は、図2に示すバッテリ接続動作の作用を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the battery connection operation shown in FIG. 図5は、図3に示す充電動作の作用を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the charging operation shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態に係る車両の充放電装置を適用した車両について図面を参照して説明する。   Hereinafter, a vehicle to which a vehicle charge / discharge device according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、車両1は、内燃機関型のエンジン2と、ISG(Integrated Starter Generator)3と、一般負荷4と、被保護負荷5と、鉛電池6と、バッテリパック7と、ECM(Engine Control Module)8とを含んで構成される。   As shown in FIG. 1, a vehicle 1 includes an internal combustion engine 2, an ISG (Integrated Starter Generator) 3, a general load 4, a protected load 5, a lead battery 6, a battery pack 7, and an ECM. (Engine Control Module) 8.

エンジン2には、複数の気筒が形成されている。本実施の形態において、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。   The engine 2 is formed with a plurality of cylinders. In the present embodiment, the engine 2 is configured to perform a series of four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke for each cylinder.

ISG3は、ベルトなどを介してエンジン2の出力軸に連結されている。ISG3は、電力が供給されることで回転する電動機として機能し、図示しない駆動輪又はエンジン2によって回転させられることで後述する2つのバッテリを充電する電力を発電する発電機として機能する。   The ISG 3 is connected to the output shaft of the engine 2 via a belt or the like. The ISG 3 functions as an electric motor that rotates by being supplied with electric power, and functions as a generator that generates electric power for charging two batteries, which will be described later, by being rotated by drive wheels (not shown) or the engine 2.

一般負荷4は、供給される電力の変動を許容する負荷であり、例えば、空調装置用のブロワファン10、エンジン2の冷却水を冷却するためのラジエタファン11、エンジン2の冷却水を循環させるための電動水ポンプ12、制動装置を補助する負圧を生成する電動負圧ポンプ13、及び、室内灯14などを含む。   The general load 4 is a load that allows fluctuations in supplied power. For example, the blower fan 10 for an air conditioner, the radiator fan 11 for cooling the cooling water of the engine 2, and the cooling water of the engine 2 are circulated. For example, an electric water pump 12 for generating a negative pressure to assist the braking device, and an indoor lamp 14.

被保護負荷5は、安定した電力の供給が要求される負荷であり、例えば、ナビゲーションシステム20、オーディオ装置21、メータ類22、空調パネル23、ヘッドランプ24、ステアリング角センサ25及び車載カメラ26などを含む。   The protected load 5 is a load that requires stable power supply. For example, the navigation system 20, the audio device 21, the meters 22, the air conditioning panel 23, the headlamp 24, the steering angle sensor 25, and the in-vehicle camera 26 are used. including.

鉛電池6は、充電可能な12Vの二次電池であり、一般負荷4に常に電力を供給するように設けられている。鉛電池6は、電動機として機能しているISG3に電力を供給する一方で、発電機として機能しているISG3によって充電される。   The lead battery 6 is a rechargeable 12 V secondary battery and is provided so as to always supply power to the general load 4. The lead battery 6 is charged by the ISG 3 functioning as a generator while supplying electric power to the ISG 3 functioning as an electric motor.

バッテリパック7は、リチウムイオン電池30と、スイッチ31ないし33と、接続スイッチ34と、BMS(Battery Management System)35とを含んで構成される。バッテリパック7は、入力端部36と、出力端部37とを有する。   The battery pack 7 includes a lithium ion battery 30, switches 31 to 33, a connection switch 34, and a BMS (Battery Management System) 35. The battery pack 7 has an input end portion 36 and an output end portion 37.

入力端部36は、ヒューズ38を介してISG3、一般負荷4及び鉛電池6に接続されている。出力端部37は、被保護負荷5に接続されている。出力端部37は、スイッチ31がオンにされた状態で、被保護負荷5に接続される第1端子37aと、スイッチ31及びスイッチ32がオンにされた状態で、被保護負荷5に接続される第2端子37bと、スイッチ31及びスイッチ33がオンにされた状態で、被保護負荷5に接続される第3端子37cとを含む。   The input end 36 is connected to the ISG 3, the general load 4, and the lead battery 6 through the fuse 38. The output end portion 37 is connected to the protected load 5. The output end 37 is connected to the protected load 5 with the first terminal 37a connected to the protected load 5 with the switch 31 turned on, and with the switch 31 and the switch 32 turned on. And a third terminal 37c connected to the protected load 5 in a state where the switch 31 and the switch 33 are turned on.

リチウムイオン電池30は、充電可能な12Vの二次電池である。車両1には、図示しないモータジェネレータが設けられている。モータジェネレータへ電力供給するバッテリは、図示しない100Vのリチウムイオン電池である。   The lithium ion battery 30 is a rechargeable 12V secondary battery. The vehicle 1 is provided with a motor generator (not shown). The battery that supplies power to the motor generator is a 100 V lithium ion battery (not shown).

以下、鉛電池6及びリチウムイオン電池30を総称して「2つのバッテリ」ともいう。リチウムイオン電池30には、電圧センサ39が設けられている。   Hereinafter, the lead battery 6 and the lithium ion battery 30 are collectively referred to as “two batteries”. The lithium ion battery 30 is provided with a voltage sensor 39.

スイッチ31は、BMS35の制御によりオン又はオフにされる。スイッチ31がオフにされると、リチウムイオン電池30は、入力端部36及び出力端部37から完全に遮断された状態となる。スイッチ31がオンにされると、リチウムイオン電池30は、入力端部36及び出力端部37に接続される状態となる。   The switch 31 is turned on or off under the control of the BMS 35. When the switch 31 is turned off, the lithium ion battery 30 is completely disconnected from the input end portion 36 and the output end portion 37. When the switch 31 is turned on, the lithium ion battery 30 is connected to the input end portion 36 and the output end portion 37.

スイッチ32は、アクセサリスイッチ(以下、単に「ACC」と記す)40の状態に応じたBMS35の制御によりオン又はオフにされる。スイッチ31又はスイッチ32がオフにされると、リチウムイオン電池30は、第2端子37bから完全に遮断された状態となる。   The switch 32 is turned on or off by the control of the BMS 35 according to the state of an accessory switch (hereinafter simply referred to as “ACC”) 40. When the switch 31 or the switch 32 is turned off, the lithium ion battery 30 is completely disconnected from the second terminal 37b.

スイッチ31及びスイッチ32がオンにされると、リチウムイオン電池30は、第2端子37bに接続された状態となり、ACC40がオンにされたときに作動する被保護負荷5に電力が供給される。   When the switch 31 and the switch 32 are turned on, the lithium ion battery 30 is connected to the second terminal 37b, and power is supplied to the protected load 5 that operates when the ACC 40 is turned on.

スイッチ33は、イグニッションスイッチ(以下、単に「IG」と記す)41の状態に応じたBMS35の制御によりオン又はオフにされる。スイッチ31又はスイッチ33がオフにされると、リチウムイオン電池30は、第3端子37cから完全に遮断された状態となる。   The switch 33 is turned on or off by the control of the BMS 35 according to the state of an ignition switch (hereinafter simply referred to as “IG”) 41. When the switch 31 or the switch 33 is turned off, the lithium ion battery 30 is completely disconnected from the third terminal 37c.

スイッチ31及びスイッチ33がオンにされると、リチウムイオン電池30は、第3端子37cに接続された状態となり、IG41がオンにされたときに作動する被保護負荷5に電力が供給される。   When the switch 31 and the switch 33 are turned on, the lithium ion battery 30 is connected to the third terminal 37c, and power is supplied to the protected load 5 that operates when the IG 41 is turned on.

接続スイッチ34は、充電特性が異なる2つのバッテリを電気的に接続又は遮断する。接続スイッチ34は、ECM8からの指示に応じたBMS35の制御によりオン又はオフにされる。   The connection switch 34 electrically connects or disconnects two batteries having different charging characteristics. The connection switch 34 is turned on or off under the control of the BMS 35 according to an instruction from the ECM 8.

スイッチ31又は接続スイッチ34がオフにされると、鉛電池6とリチウムイオン電池30とは、完全に遮断された状態となる。スイッチ31及び接続スイッチ34がオンにされると、鉛電池6とリチウムイオン電池30とは、並列に接続された状態となる。なお、本実施の形態においては、スイッチ31は、常にオンになっているものとして説明する。   When the switch 31 or the connection switch 34 is turned off, the lead battery 6 and the lithium ion battery 30 are completely cut off. When the switch 31 and the connection switch 34 are turned on, the lead battery 6 and the lithium ion battery 30 are connected in parallel. In the present embodiment, description will be made assuming that the switch 31 is always on.

BMS35は、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、ネットワークモジュール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。   The BMS 35 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory for storing backup data, an input port, an output port, a network module, It is comprised by the computer unit provided with.

こ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BMS35として機能させるためのプログラムが格納されている。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、当該コンピュータユニットは、本実施の形態におけるBMS35として機能する。   The ROM of this computer unit stores a program for causing the computer unit to function as the BMS 35 along with various constants, various maps, and the like. That is, when the CPU executes a program stored in the ROM using the RAM as a work area, the computer unit functions as the BMS 35 in the present embodiment.

BMS35は、ネットワークモジュールに接続されたCAN(Controller Area Network)又はフレックスレイ等の規格に準拠した車内LAN(Local Area Network)を介してECM8などの他のコントローラと相互に通信を行う。   The BMS 35 communicates with other controllers such as the ECM 8 via an in-vehicle LAN (Local Area Network) conforming to a standard such as CAN (Controller Area Network) or FlexRay connected to the network module.

本実施の形態において、BMS35は、ACC40、IG41の状態及びECM8からの指示などに応じて、スイッチ31ないし33及び接続スイッチ34の各状態をオン又はオフに制御するようになっている。   In the present embodiment, the BMS 35 controls each of the switches 31 to 33 and the connection switch 34 to be turned on or off in accordance with the states of the ACC 40 and IG 41 and the instruction from the ECM 8.

ECM8は、CPUと、RAMと、ROM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、ネットワークモジュール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。   The ECM 8 is configured by a computer unit that includes a CPU, a RAM, a ROM, a flash memory for storing backup data, an input port, an output port, and a network module.

こ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ECM8として機能させるためのプログラムが格納されている。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、当該コンピュータユニットは、本実施の形態におけるECM8として機能する。ECM8は、ネットワークモジュールに接続された車内LANを介してBMS35などの他のコントローラと相互に通信を行う。   The ROM of the computer unit stores various constants, various maps, and the like, and a program for causing the computer unit to function as the ECM8. That is, when the CPU executes a program stored in the ROM using the RAM as a work area, the computer unit functions as the ECM 8 in the present embodiment. The ECM 8 communicates with other controllers such as the BMS 35 via an in-vehicle LAN connected to the network module.

本実施の形態において、ECM8の入力ポートには、エンジン2及びISG3に設けられたセンサ類が接続されている。ECM8の出力ポートには、エンジン2の各部、ISG3及び一般負荷4を含む各種制御対象類が接続されている。   In the present embodiment, sensors provided in the engine 2 and the ISG 3 are connected to the input port of the ECM 8. Various control objects including each part of the engine 2, the ISG 3 and the general load 4 are connected to the output port of the ECM 8.

ECM8は、各種センサ類と、BMS35などの他コントローラとから得られる情報に基づいて、各種制御対象類と、BMS35などの他コントローラとを制御するようになっている。   The ECM 8 controls various control objects and other controllers such as the BMS 35 based on information obtained from various sensors and other controllers such as the BMS 35.

本実施の形態において、ECM8は、鉛電池6の電圧を検出する電圧センサ50としての機能と、2つのバッテリの電気負荷量を制御する負荷量制御部51としての機能とを有する。   In the present embodiment, the ECM 8 has a function as the voltage sensor 50 that detects the voltage of the lead battery 6 and a function as the load amount control unit 51 that controls the electric load amounts of the two batteries.

ECM8は、2つのバッテリの電圧の差が所定値を超えた状態で2つのバッテリを電気的に接続する場合には、2つのバッテリの電圧の差が所定値THv未満に収まるように電気負荷量を段階的に変化させてから、2つのバッテリを接続する。所定値THvは、予め実験的に定められた適合値である。   When the two batteries are electrically connected in a state where the voltage difference between the two batteries exceeds a predetermined value, the ECM 8 has an electric load amount so that the voltage difference between the two batteries is less than the predetermined value THv. Is changed in stages, and then the two batteries are connected. The predetermined value THv is an adaptive value that is experimentally determined in advance.

モータジェネレータのみの動力で車両1を駆動しているときには、エンジン2が停止しており、2つのバッテリ間の接続も遮断される。この間、一般負荷4と被保護負荷5は、鉛電池6及びリチウムイオン電池30によって、それぞれ電力が供給される。   When the vehicle 1 is driven by the power of only the motor generator, the engine 2 is stopped and the connection between the two batteries is also cut off. During this time, the general load 4 and the protected load 5 are respectively supplied with electric power by the lead battery 6 and the lithium ion battery 30.

鉛電池6若しくはリチウムイオン電池30の残容量の低下、空調装置の駆動又は暖機などの要因によって、エンジン2が再始動されると、ISG3により発電し、2つのバッテリ間を接続する。ECM8は、2つのバッテリ間の充電状態の差が、所定値THv以上であれば、電圧が高いバッテリに繋がる電気負荷の負荷量を段階的に増加させることで、他方のバッテリの電圧に近づける。このときに、ECM8は、乗員に与える違和感を与えない範囲で負荷量を徐々に上げる。この範囲は、ECM8のROMに事前に記憶されている。   When the engine 2 is restarted due to factors such as a decrease in the remaining capacity of the lead battery 6 or the lithium ion battery 30, driving of the air conditioner, or warm-up, the ISG 3 generates power and connects the two batteries. If the difference in the state of charge between the two batteries is equal to or greater than the predetermined value THv, the ECM 8 approaches the voltage of the other battery by gradually increasing the load amount of the electric load connected to the battery having a high voltage. At this time, the ECM 8 gradually increases the load amount in a range that does not give the passenger a sense of discomfort. This range is stored in advance in the ROM of the ECM8.

例えば、ECM8は、電圧センサ50の検出値と電圧センサ39の検出値との差、すなわち、2つのバッテリの間の電圧の差が所定値THv以上であるか否かを判断する。ECM8は、2つのバッテリの間の電圧の差が所定値THv未満となるまで、ラジエタファン11、電動水ポンプ12及び電動負圧ポンプ13などの一般負荷4の駆動量を段階的に変化させることにより、鉛電池6にかかる電気負荷を上げる。   For example, the ECM 8 determines whether or not the difference between the detection value of the voltage sensor 50 and the detection value of the voltage sensor 39, that is, the voltage difference between the two batteries is equal to or greater than a predetermined value THv. The ECM 8 changes the drive amount of the general load 4 such as the radiator fan 11, the electric water pump 12, and the electric negative pressure pump 13 in a stepwise manner until the voltage difference between the two batteries becomes less than the predetermined value THv. Thus, the electrical load applied to the lead battery 6 is increased.

ECM8は、2つのバッテリの間の電圧の差が所定値THv未満に収まったことを契機として、接続スイッチ34をオンにするようにBMS35に指示をする。   The ECM 8 instructs the BMS 35 to turn on the connection switch 34 when the voltage difference between the two batteries falls below a predetermined value THv.

ECM8は、ISG3の発電トルクを制御する発電制御部52としての機能を有する。ECM8は、ISG3によって発電する際は、発電トルクの増加率を所定値以内に収めながら周期的に変化させる。   The ECM 8 has a function as a power generation control unit 52 that controls the power generation torque of the ISG 3. When generating power with the ISG 3, the ECM 8 periodically changes the rate of increase in power generation torque within a predetermined value.

2つのバッテリ間が接続された後には、ISG3の発電により2つのバッテリが充電される。ECM8は、鉛電池6及びリチウムイオン電池30の電圧が目標値となるまで、電圧の変化率が小さい期間と、電圧の変化率が大きい期間とを、周期的に組み合わせながら発電トルクを上昇させる。ECM8は、乗員に与える違和感を与えない範囲で負荷量を変化させる。この範囲は、ECM8のROMに事前に記憶されている。   After the two batteries are connected, the two batteries are charged by the power generation of ISG3. The ECM 8 increases the power generation torque while periodically combining a period in which the voltage change rate is low and a period in which the voltage change rate is high until the voltages of the lead battery 6 and the lithium ion battery 30 reach the target values. The ECM 8 changes the load amount in a range that does not give the passenger a sense of discomfort. This range is stored in advance in the ROM of the ECM8.

例えば、ECM8は、2つのバッテリの残容量が目標量となるまで、第1期間T1と、第1期間T1よリ長い第2期間T2とに1つの周期を分けて、ISG3の発電トルクを周期的に増加させる。   For example, the ECM 8 divides the power generation torque of the ISG 3 by dividing one cycle into the first period T1 and the second period T2 longer than the first period T1 until the remaining capacity of the two batteries reaches the target amount. Increase.

ECM8は、第1期間T1におけるISG3の発電トルクが増加率d1で上昇し、第2期間T2におけるISG3の発電トルクが増加率d1より低い増加率d2で上昇するように制御する。第1期間T1、第2期間T2、増加率d1及び増加率d2は、それぞれ予め定められた値である。   The ECM 8 performs control so that the power generation torque of the ISG 3 in the first period T1 increases at an increase rate d1, and the power generation torque of the ISG 3 in the second period T2 increases at an increase rate d2 lower than the increase rate d1. The first period T1, the second period T2, the increase rate d1, and the increase rate d2 are predetermined values, respectively.

以上のように構成された本発明の実施の形態に係る車両の充放電装置のバッテリ接続動作について図2を参照して説明する。なお、以下に説明するバッテリ接続動作は、エンジン2が再始動してから2つのバッテリの接続が完了するまで、繰り返し実行される。   The battery connection operation of the vehicle charging / discharging device according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. The battery connection operation described below is repeatedly executed until the connection of the two batteries is completed after the engine 2 is restarted.

まず、ステップS1において、ECM8は、2つのバッテリの間の電圧の差が所定値THv以上であるか否かを判断する。すなわち、ECM8は、電圧センサ50の検出値(以下、「Pb電池電圧」ともいう)から電圧センサ39の検出値(以下、「Li電池電圧」ともいう)を引いた値が所定値THv以上であるか否かを判断する。   First, in step S1, the ECM 8 determines whether or not the voltage difference between the two batteries is equal to or greater than a predetermined value THv. That is, the ECM 8 has a value obtained by subtracting a detection value of the voltage sensor 39 (hereinafter also referred to as “Li battery voltage”) from a detection value of the voltage sensor 50 (hereinafter also referred to as “Pb battery voltage”) equal to or greater than a predetermined value THv. Judge whether there is.

Pb電池電圧からLi電池電圧を引いた値が所定値THv以上であると判断した場合には、ECM8は、バッテリ接続動作をステップS2に進める。Pb電池電圧からLi電池電圧を引いた値が所定値THv以上でないと判断した場合には、ECM8は、バッテリ接続動作をステップS3に進める。   If the ECM 8 determines that the value obtained by subtracting the Li battery voltage from the Pb battery voltage is equal to or greater than the predetermined value THv, the ECM 8 advances the battery connection operation to step S2. If it is determined that the value obtained by subtracting the Li battery voltage from the Pb battery voltage is not equal to or greater than the predetermined value THv, the ECM 8 advances the battery connection operation to Step S3.

ステップS2において、ECM8は、鉛電池6にかかる電気負荷を上げる。ステップS2の処理を実行した後、ECM8は、バッテリ接続動作を終了する。ステップS3において、ECM8は、2つのバッテリを接続する。ステップS3の処理を実行した後、ECM8は、バッテリ接続動作を終了する。   In step S <b> 2, the ECM 8 increases the electrical load applied to the lead battery 6. After executing the process of step S2, the ECM 8 ends the battery connection operation. In step S3, the ECM 8 connects two batteries. After executing the process of step S3, the ECM 8 ends the battery connection operation.

本発明の実施の形態に係る車両の充放電装置の充電動作について図3を参照して説明する。なお、以下に説明する充電動作は、バッテリ接続動作によって2つのバッテリが接続された後に、2つのバッテリの充電が開始されてから2つのバッテリの充電が完了するまで、繰り返し実行される。   A charging operation of the vehicle charging / discharging device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the charging operation described below is repeatedly executed after the two batteries are connected by the battery connecting operation until the charging of the two batteries is completed after the charging of the two batteries is started.

まず、ステップS11において、ECM8は、ISG3が発電を開始していなければ、ISG3が発電を開始するように制御する。ステップS11の処理を実行した後、ECM8は、充電動作をステップS12に進める。   First, in step S11, the ECM 8 controls the ISG 3 to start power generation if the ISG 3 has not started power generation. After executing the process of step S11, the ECM 8 advances the charging operation to step S12.

ステップS12において、ECM8は、第1期間T1であるか否かを判断する。第1期間T1であると判断した場合には、ECM8は、バッテリ接続動作をステップS13に進める。第1期間T1でない、すなわち、第2期間T2であると判断した場合には、ECM8は、バッテリ接続動作をステップS14に進める。   In step S12, the ECM 8 determines whether or not it is the first period T1. If it is determined that it is the first period T1, the ECM 8 advances the battery connection operation to step S13. If it is determined that it is not the first period T1, that is, the second period T2, the ECM 8 advances the battery connection operation to step S14.

ステップS13において、ECM8は、ISG3の発電トルクを増加率d1で上昇させる。ステップS13の処理を実行した後、ECM8は、充電動作を終了する。ステップS14において、ECM8は、ISG3の発電トルクを増加率d2で上昇させる。ステップS14の処理を実行した後、ECM8は、充電動作を終了する。   In step S13, the ECM 8 increases the power generation torque of the ISG 3 at an increase rate d1. After executing the process of step S13, the ECM 8 ends the charging operation. In step S14, the ECM 8 increases the power generation torque of the ISG 3 at an increase rate d2. After executing the process of step S14, the ECM 8 ends the charging operation.

リチウムイオン電池は、鉛電池より内部抵抗が低いので、充電性能が高いことが特徴の1つであり、リチウムイオン電池と鉛電池を接続した状態で充電すると、先にリチウムイオン電池の充電が完了する。   Lithium-ion batteries have a lower internal resistance than lead-acid batteries, so one of the features is that the charging performance is high. When charging with lithium-ion batteries and lead-acid batteries connected, the lithium-ion batteries are charged first To do.

したがって、上述した充電動作において、ECM8は、リチウムイオン電池30の充電が完了した場合には、接続スイッチ34をオフにするようにBMS35に指示する。その後、鉛電池6の充電が完了した場合には、ISG3に発電を停止させる。   Therefore, in the above-described charging operation, the ECM 8 instructs the BMS 35 to turn off the connection switch 34 when the charging of the lithium ion battery 30 is completed. Thereafter, when charging of the lead battery 6 is completed, the ISG 3 stops power generation.

以上で説明したバッテリ接続動作の作用について図4を参照して説明する。図4において、横軸は、時刻を表し、縦軸は、上から、エンジン2の作動状態と、接続スイッチ34の状態と、鉛電池6(図中、「Pb」と記す)及びリチウムイオン電池30(図中、「Li」と記す)の電圧と、一般負荷4の負荷量とを表している。   The operation of the battery connection operation described above will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the operating state of the engine 2, the state of the connection switch 34, the lead battery 6 (indicated as “Pb” in the figure), and the lithium ion battery from the top. 30 (denoted as “Li” in the figure) and the load amount of the general load 4 are shown.

時刻t1において、エンジン2が停止され、モータジェネレータのみの動力で車両1が駆動される。時刻t2において、鉛電池6又はリチウムイオン電池30の少なくとも一方の充電が必要になると、ECM8は、2つのバッテリの電圧の差が所定値THv未満に収まるように一般負荷4の駆動量を段階的に変化させる。   At time t1, the engine 2 is stopped and the vehicle 1 is driven by the power of only the motor generator. When charging of at least one of the lead battery 6 or the lithium ion battery 30 becomes necessary at time t2, the ECM 8 steps the drive amount of the general load 4 in a stepwise manner so that the voltage difference between the two batteries is less than a predetermined value THv. To change.

時刻t3において、エンジン2が作動する。時刻t4において、2つのバッテリの電圧の差が所定値THv未満になると、ECM8によって制御されたBMS35により接続スイッチ34がオンにされ、鉛電池6とリチウムイオン電池30とが接続される。   At time t3, the engine 2 operates. When the voltage difference between the two batteries becomes less than the predetermined value THv at time t4, the connection switch 34 is turned on by the BMS 35 controlled by the ECM 8, and the lead battery 6 and the lithium ion battery 30 are connected.

以上で説明した充電動作の作用について図5を参照して説明する。図5において、横軸は、時刻を表し、縦軸は、上から、エンジン2の作動状態と、接続スイッチ34の状態と、ISG3の発電トルクと、鉛電池6(図中、「Pb」と記す)及びリチウムイオン電池30(図中、「Li」と記す)の電圧とを表している。   The operation of the charging operation described above will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents from the top the operating state of the engine 2, the state of the connection switch 34, the power generation torque of the ISG 3, and the lead battery 6 (“Pb” in the figure). And the voltage of the lithium ion battery 30 (denoted as “Li” in the figure).

時刻t4において、鉛電池6とリチウムイオン電池30とが接続され、時刻t5において、鉛電池6とリチウムイオン電池30との充電が開始される。時刻t5から第1期間T1が経過する時刻t6までは、ISG3の発電トルクが増加率d1で上昇する。時刻t6から第2期間T2が経過する時刻t7までは、ISG3の発電トルクが増加率d2で上昇する。   At time t4, lead battery 6 and lithium ion battery 30 are connected, and at time t5, charging of lead battery 6 and lithium ion battery 30 is started. From time t5 to time t6 when the first period T1 elapses, the power generation torque of the ISG 3 increases at an increase rate d1. From time t6 to time t7 when the second period T2 elapses, the power generation torque of the ISG 3 increases at an increase rate d2.

時刻t7から第1期間T1が経過する時刻t8までは、ISG3の発電トルクが増加率d1で上昇する。時刻t8から第2期間T2が経過する時刻t9までは、ISG3の発電トルクが増加率d2で上昇する。   From time t7 to time t8 when the first period T1 elapses, the power generation torque of the ISG 3 increases at an increase rate d1. From time t8 to time t9 when the second period T2 elapses, the power generation torque of the ISG 3 increases at an increase rate d2.

このように、ISG3の発電トルクは、増加率を所定範囲内に収めながら周期的に変化する。その後、リチウムイオン電池30の充電が完了した場合には、接続スイッチ34がオフにされ、鉛電池6の充電が完了した場合には、ISG3による発電が停止する。   As described above, the power generation torque of the ISG 3 periodically changes while keeping the increase rate within a predetermined range. Thereafter, when charging of the lithium ion battery 30 is completed, the connection switch 34 is turned off, and when charging of the lead battery 6 is completed, power generation by the ISG 3 is stopped.

以上のように、本実施の形態は、2つのバッテリを電気的に接続するときに、電気負荷にかかる電圧が急激に変化することを防止できる。したがって、本実施の形態は、灯器類の輝度及びファンの駆動音の変化を抑制し、乗員に与える違和感を抑制することができる。   As described above, the present embodiment can prevent the voltage applied to the electric load from changing abruptly when two batteries are electrically connected. Therefore, this Embodiment can suppress the change of the brightness | luminance of lamps, and the drive sound of a fan, and can suppress the discomfort given to a passenger | crew.

また、本実施の形態は、発電トルクの増加率を周期的に変化させながら増加させることで、より短時間で目標の発電量に到達させることができる。   In addition, in the present embodiment, the target power generation amount can be reached in a shorter time by increasing the power generation torque increase rate while periodically changing it.

また、本実施の形態は、発電トルクの増加率を一定範囲内に収めることで、灯器類の輝度及びファンの駆動音の変化を乗員に感じさせない程度に抑えることができる。   Further, in the present embodiment, by keeping the rate of increase of the power generation torque within a certain range, it is possible to suppress the brightness of the lamps and the change in the driving sound of the fan from being felt to the passenger.

なお、本実施の形態において、2つのバッテリの電圧の差が所定値THv以上である例として、Pb電池電圧がLi電池電圧よりも高い場合について説明したが、Pb電池電圧がLi電池電圧よりも低い場合がある。この場合には、ECM8は、ISG3の駆動量を増加させることで、Pb電池電圧を上昇させていく。   In the present embodiment, the case where the Pb battery voltage is higher than the Li battery voltage has been described as an example in which the voltage difference between the two batteries is equal to or greater than the predetermined value THv. However, the Pb battery voltage is higher than the Li battery voltage. May be low. In this case, the ECM 8 increases the Pb battery voltage by increasing the drive amount of the ISG 3.

また、本実施の形態において、本発明に係る発電機としてISGを適用した例について説明したが、オルタネータなど発電が可能なものであれば、本発明に係る発電機として適用することができる。   In the present embodiment, an example in which ISG is applied as a generator according to the present invention has been described. However, any generator such as an alternator that can generate power can be applied as a generator according to the present invention.

以上、本発明の実施の形態について開示したが、本発明の範囲を逸脱することなく本実施の形態に変更を加えられ得ることは明白である。本発明の実施の形態は、このような変更が加えられた等価物が特許請求の範囲に記載された発明に含まれることを前提として開示されている。   As mentioned above, although embodiment of this invention was disclosed, it is clear that a change can be added to this embodiment, without deviating from the scope of the present invention. The embodiments of the present invention are disclosed on the assumption that equivalents to which such changes are made are included in the invention described in the claims.

1 車両
3 ISG(発電機)
4 一般負荷(電気負荷)
6 鉛電池(バッテリ)
34 接続スイッチ
39 電圧センサ
50 電圧センサ
51 負荷量制御部
52 発電制御部
1 Vehicle 3 ISG (generator)
4 General load (electric load)
6 Lead battery (battery)
34 connection switch 39 voltage sensor 50 voltage sensor 51 load amount control unit 52 power generation control unit

Claims (2)

充電特性が異なる2つのバッテリを備える車両の充放電装置であって、
前記2つのバッテリの少なくとも一方にかかる電気負荷量を制御する負荷量制御部と、
前記2つのバッテリを電気的に接続又は遮断させる接続スイッチと、を備え、
前記負荷量制御部は、前記2つのバッテリの電圧の差が所定値を超えた状態で前記2つのバッテリを電気的に接続する場合には、前記2つのバッテリの電圧の差が所定値未満に収まるように前記電気負荷量を段階的に変化させてから、前記2つのバッテリを接続することを特徴とする車両の充放電装置。
A charging / discharging device for a vehicle including two batteries having different charging characteristics,
A load control unit for controlling an electrical load applied to at least one of the two batteries;
A connection switch for electrically connecting or disconnecting the two batteries,
In the case where the two batteries are electrically connected in a state where the voltage difference between the two batteries exceeds a predetermined value, the load amount control unit causes the voltage difference between the two batteries to be less than the predetermined value. The vehicle charging / discharging device, wherein the two batteries are connected after the electric load is changed stepwise so as to be accommodated.
前記2つのバッテリを充電する電力を発電する発電機と、
前記発電機の発電トルクを制御する発電制御部と、を備え、
前記発電制御部は、前記発電機によって発電する場合には、発電トルクの増加率を所定値以内に収めながら周期的に変化させることを特徴とする請求項1に記載の車両の充放電装置。
A generator for generating electric power for charging the two batteries;
A power generation control unit for controlling the power generation torque of the generator,
2. The vehicle charge / discharge device according to claim 1, wherein the power generation control unit periodically changes the increase rate of the power generation torque within a predetermined value when generating power with the generator. 3.
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