JP7373113B2 - Vehicle power control device - Google Patents

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Description

本発明は、車両用電源制御装置に関し、特に、車両に搭載される電源の制御装置に関する。 The present invention relates to a power supply control device for a vehicle, and particularly to a control device for a power supply installed in a vehicle.

特開２０１６－１１８１２６号公報（特許文献１）には、エンジンの停止制御装置が記載されている。このエンジンの停止制御装置には、第１蓄電部と第２蓄電部が備えられており、エンジンの始動に必要な始動電力量以上の電力が第２蓄電部に貯蔵されていない場合には、発電機に第２蓄電部を蓄電させ、所要の電力が貯蔵された後にエンジンが停止される。また、このエンジンの停止制御装置においては、第１蓄電部と第２蓄電部の充電状態に応じてＤＣ－ＤＣコンバータを作動させ、高圧の第２蓄電部に蓄積された電力を降圧して低圧の第１蓄電部に充電するように構成されている。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-118126 (Patent Document 1) describes an engine stop control device. This engine stop control device is equipped with a first power storage unit and a second power storage unit, and when the second power storage unit does not store electric power equal to or greater than the amount of starting power required to start the engine, The generator is caused to store electricity in the second power storage unit, and after the required power is stored, the engine is stopped. In addition, in this engine stop control device, the DC-DC converter is operated according to the state of charge of the first power storage unit and the second power storage unit, and the electric power stored in the high voltage second power storage unit is reduced to a low voltage. The first power storage unit is configured to be charged.

特許文献１記載の発明のように、作動する電圧が異なる２つの蓄電部を備え、それらの充電状態に応じてＤＣ－ＤＣコンバータを作動させて、各蓄電部に蓄積されている電力を移し替え、効率的に電力を使用しようとする車両用の電源制御装置が知られている。例えば、第１、第２の蓄電部として、高電圧バッテリと低電圧バッテリを備えた車両用の電源装置や、キャパシタと低電圧バッテリである鉛バッテリを備えた車両用の電源装置が知られている。これらの電源装置において、高電圧の蓄電部に蓄積された電力やモータジェネレータで生成された電力の一部をＤＣ－ＤＣコンバータで降圧して、鉛バッテリや、各種電気負荷に供給することが行われている。 As in the invention described in Patent Document 1, two power storage units operating at different voltages are provided, and a DC-DC converter is operated according to their charging states to transfer the electric power stored in each power storage unit. 2. Description of the Related Art Power control devices for vehicles that attempt to use power efficiently are known. For example, there are known power supply devices for vehicles that include a high-voltage battery and a low-voltage battery as the first and second power storage units, and power supply devices for vehicles that include a capacitor and a lead battery that is a low-voltage battery. There is. In these power supply devices, part of the power stored in the high-voltage power storage unit or the power generated by the motor generator can be stepped down by a DC-DC converter and then supplied to a lead-acid battery or various electrical loads. It is being said.

特開２０１６－１１８１２６号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-118126

しかしながら、複数の蓄電部の充電状態を正確に把握することは困難であり、発電機等によって生成された電力の一部が無駄にされているという問題がある。例えば、各蓄電部に専用の電流センサを設けることにより、各蓄電部の充電状態を検出することも可能であるが、各々の蓄電部に専用の電流センサを設けたのではコスト高になるという問題がある。このため、低電圧の蓄電部として鉛バッテリを使用した場合、充電状態に関わらず、高圧側からＤＣ－ＤＣコンバータを介して常に充電が継続され、電力の一部が無駄にされているのが現状である。 However, it is difficult to accurately grasp the state of charge of the plurality of power storage units, and there is a problem in that a part of the electric power generated by the generator or the like is wasted. For example, it is possible to detect the state of charge of each power storage unit by providing a dedicated current sensor for each power storage unit, but providing a dedicated current sensor for each power storage unit would be costly. There's a problem. For this reason, when a lead-acid battery is used as a low-voltage power storage unit, charging is always continued from the high-voltage side via the DC-DC converter regardless of the state of charge, and a portion of the power is wasted. This is the current situation.

従って、本発明は、低電圧の蓄電部に流入する電流を検出するための専用のセンサを設けることなく、低電圧の蓄電部の充電状態を正確に判定することができる車両用電源制御装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention provides a vehicle power supply control device that can accurately determine the state of charge of a low-voltage power storage unit without providing a dedicated sensor for detecting the current flowing into the low-voltage power storage unit. is intended to provide.

上述した課題を解決するために、本発明は、車両に搭載される電源の制御装置であって、電力を生成する発電機と、この発電機によって生成された電力を蓄積する高電圧バッテリと、この高電圧バッテリよりも公称電圧が低い低電圧バッテリと、高電圧バッテリからの出力電圧を降圧するための電圧変換器と、この電圧変換器から出力され、低電圧バッテリに流れる電流と、低電圧電気負荷に流れる電流の合計である出力電流を検出するための電流センサと、電圧変換器を制御する制御ユニットと、を有し、電圧変換器は、高電圧バッテリからの出力電圧を降圧して低電圧バッテリに充電すると共に、低電圧バッテリ及び電圧変換器に接続された低電圧電気負荷に電力を供給するように構成され、制御ユニットは、低電圧電気負荷の使用状態及び電流センサによって検出された出力電流のみに基づいて低電圧バッテリの充電状態を判定するように構成されると共に、車両に搭載されたエンジンが運転されているときは、低電圧バッテリの満充電の判定を実行せず、車両に搭載されたエンジンが停止しているとき、電流センサによって検出された出力電流が所定の第１電流以下に低下すると、低電圧バッテリが満充電にされたことを判定する一方、低電圧バッテリが満充電状態ではなくなったことは、エンジンの運転中においても電流センサによって検出された出力電流に基づいて判定することを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a control device for a power supply installed in a vehicle, which includes: a generator that generates electric power; a high-voltage battery that stores the electric power generated by the generator; A low-voltage battery whose nominal voltage is lower than this high-voltage battery, a voltage converter to step down the output voltage from the high-voltage battery, a current output from this voltage converter and flowing to the low-voltage battery, and a low-voltage battery. It has a current sensor for detecting the output current, which is the sum of the current flowing through the electrical load, and a control unit for controlling the voltage converter, and the voltage converter steps down the output voltage from the high voltage battery. The control unit is configured to charge the low-voltage battery and power a low-voltage electrical load connected to the low-voltage battery and the voltage converter, and the control unit detects the usage status of the low-voltage electrical load and the current sensor. The low voltage battery is configured to determine the state of charge of the low voltage battery based only on the output current, and does not determine whether the low voltage battery is fully charged when the engine mounted on the vehicle is operating. When the engine installed in the vehicle is stopped, if the output current detected by the current sensor drops below a predetermined first current, it is determined that the low voltage battery is fully charged , and the low voltage battery The fact that the battery is no longer fully charged is determined based on the output current detected by the current sensor even while the engine is running.

このように構成された本発明においては、発電機によって生成された電力が高電圧バッテリに蓄積される。また、電圧変換器は、高電圧バッテリからの出力電圧を降圧して、高電圧バッテリよりも公称電圧が低い低電圧バッテリに充電すると共に、低電圧バッテリ及び電圧変換器に接続された低電圧電気負荷に電力を供給する。制御ユニットは、電圧変換器の出力電流を検出する電流センサによって検出された電流に基づいて、低電圧バッテリが満充電にされたことを、エンジンが停止しているとき判定する。 In the present invention configured in this way, the electric power generated by the generator is stored in the high voltage battery. The voltage converter also steps down the output voltage from the high-voltage battery to charge the low-voltage battery, which has a nominal voltage lower than the high-voltage battery, and also connects the low-voltage battery and the voltage converter to the low-voltage battery. Provides power to the load. The control unit determines when the engine is stopped that the low voltage battery is fully charged based on the current detected by the current sensor that detects the output current of the voltage converter.

低電圧バッテリの充電状態は、低電圧バッテリに流入する電流を検出する専用の電流センサを使用せず、低電圧バッテリ及び低電圧電気負荷に接続された電圧変換器の出力電流を検出する電流センサの検出電流に基づいて推定することも考えられる。しかしながら、車両に搭載されたエンジンが運転されている場合においては、エンジンのインジェクタや点火プラグに常にパルス状の電流が供給されており、これにより電気系統には大きなノイズが混入してしまい、低電圧バッテリの充電状態を正確に推定できないことが本件発明者により見出された。上記のように構成された本発明によれば、制御ユニットは、エンジンが停止しているとき、電流センサによって検出された出力電流が所定の第１電流以下に低下すると、低電圧バッテリが満充電にされたことを判定する。このため、エンジンが発生する電気的なノイズを回避することができ、電圧変換器の出力電流を検出する電流センサによって、低電圧バッテリが満充電にされたことを正確に判定することができる。
また、低電圧バッテリに蓄積された電力が著しく低下すると、エンジンや車載電気機器に十分な電力を供給することができなくなり、それらの作動に支障を来す場合がある。上記のように構成された本発明によれば、電流センサによって検出された出力電流に基づいて、低電圧バッテリが満充電状態ではなくなったことが、エンジンの運転中において判定されるので、低電圧バッテリの蓄電量の低下を、蓄電量が著しく低下する前に判定することができる。これにより、低電圧バッテリの蓄電量の過剰な低下を確実に回避することができる。 The state of charge of a low-voltage battery can be determined by using a current sensor that detects the output current of a voltage converter connected to the low-voltage battery and low-voltage electrical load, instead of using a dedicated current sensor that detects the current flowing into the low-voltage battery. It is also conceivable to estimate based on the detected current. However, when the engine installed in a vehicle is running, pulsed current is constantly supplied to the engine's injectors and spark plugs, which introduces a large amount of noise into the electrical system and reduces the The inventor has discovered that the state of charge of a voltage battery cannot be accurately estimated. According to the present invention configured as described above, when the output current detected by the current sensor decreases to a predetermined first current or less while the engine is stopped, the control unit causes the low voltage battery to become fully charged. Determine whether it has been done. Therefore, electrical noise generated by the engine can be avoided, and it is possible to accurately determine whether the low voltage battery is fully charged by the current sensor that detects the output current of the voltage converter.
Furthermore, if the power stored in the low-voltage battery decreases significantly, it may become impossible to supply sufficient power to the engine or on-vehicle electrical equipment, which may impede their operation. According to the present invention configured as described above, it is determined that the low voltage battery is no longer in a fully charged state based on the output current detected by the current sensor while the engine is operating. A decrease in the amount of electricity stored in the battery can be determined before the amount of electricity stored in the battery decreases significantly. Thereby, it is possible to reliably avoid an excessive decrease in the amount of electricity stored in the low voltage battery.

本発明において、好ましくは、制御ユニットは、低電圧バッテリが満充電にされたことを判定すると、電圧変換器の目標出力電圧を低下させる。
このように構成された本発明においては、低電圧バッテリが満充電にされたことが判定されると、電圧変換器の目標出力電圧が低下されるので、電圧変換器から低電圧バッテリに流入する電流が実質的にゼロとなる。これにより、満充電とされた低電圧バッテリに供給される電流を抑制することができ、高電圧バッテリに蓄積された電力を効率良く活用することができる。 In the present invention, preferably, the control unit reduces the target output voltage of the voltage converter when determining that the low voltage battery is fully charged.
In the present invention configured in this manner, when it is determined that the low voltage battery is fully charged, the target output voltage of the voltage converter is lowered, so that the voltage flows from the voltage converter to the low voltage battery. The current becomes essentially zero. Thereby, the current supplied to the fully charged low voltage battery can be suppressed, and the electric power stored in the high voltage battery can be efficiently utilized.

本発明において、好ましくは、制御ユニットは、所定のアイドリングストップ条件が成立したとき、アイドリングストップを実行するように構成され、制御ユニットは、アイドリングストップによりエンジンが停止しているとき、低電圧バッテリが満充電状態であるか否かを判定する。 In the present invention, preferably, the control unit is configured to execute idling stop when a predetermined idling stop condition is satisfied, and the control unit is configured to perform idling stop when the engine is stopped due to idling stop, and the control unit is configured to Determine whether the battery is fully charged.

一般に、走行途中のアイドリングストップ状態では低電圧バッテリが満充電状態になっている場合が多く、また、低電圧バッテリの満充電を判定する十分な時間も確保することができる。上記のように構成された本発明によれば、アイドリングストップによりエンジンが停止しているとき、低電圧バッテリが満充電状態であるか否かが判定されるので、確実且つ効果的に低電圧バッテリの満充電を判定することができる。 Generally, the low voltage battery is often fully charged in the idling stop state while the vehicle is running, and sufficient time can be secured to determine whether the low voltage battery is fully charged. According to the present invention configured as described above, when the engine is stopped due to idling stop, it is determined whether or not the low voltage battery is fully charged, so that the low voltage battery can be reliably and effectively charged. It is possible to determine whether the battery is fully charged.

本発明の車両用電源制御装置によれば、低電圧バッテリに流入する電流を検出するための専用のセンサを設けることなく、低電圧バッテリの充電状態を正確に判定することができる。 According to the vehicle power supply control device of the present invention, the state of charge of the low voltage battery can be accurately determined without providing a dedicated sensor for detecting the current flowing into the low voltage battery.

本発明の実施形態による車両用電源制御装置が適用されたハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a hybrid vehicle to which a vehicle power control device according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明の実施形態による車両用電源制御装置の電気的構成を概略的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing the electrical configuration of a vehicle power supply control device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による車両用電源制御装置の作用を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the operation of the vehicle power supply control device according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による車両用電源制御装置において、ＤＣ－ＤＣコンバータから出力される電流と、低電圧バッテリ、低電圧電気負荷に流れる電流の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the current output from the DC-DC converter and the current flowing through the low-voltage battery and the low-voltage electric load in the vehicle power supply control device according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による車両用電源制御装置において、低電圧バッテリの充電状態と、ＤＣ－ＤＣコンバータからの出力電流の関係を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing the relationship between the charging state of a low-voltage battery and the output current from a DC-DC converter in a vehicle power supply control device according to an embodiment of the present invention.

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両用電源制御装置を説明する。 Next, a vehicle power supply control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

［装置構成］
まず、本発明の実施形態による車両用電源制御装置に関する装置構成について説明する。図１は、本発明の実施形態による車両用電源制御装置が適用されたハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、ハイブリッド車両１は、主に、エンジン１１と、ギヤ駆動式スタータ１２と、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）１３と、リチウムイオン電池１４と、電圧変換器であるＤＣ－ＤＣコンバータ１７と、鉛蓄電池１９と、高電圧電気負荷２０と、低電圧電気負荷２１と、を有する。以下では、リチウムイオン電池１４の電圧（公称電圧）が鉛蓄電池１９の電圧（公称電圧）よりも高いことから、リチウムイオン電池１４を適宜「高電圧バッテリ１４」と呼び、鉛蓄電池１９を適宜「低電圧バッテリ１９」と呼ぶ。 [Device configuration]
First, the configuration of a vehicle power supply control device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a hybrid vehicle to which a vehicle power control device according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle 1 mainly includes an engine 11, a gear-driven starter 12, an ISG (Integrated Starter Generator) 13, a lithium-ion battery 14, and a DC-DC converter that is a voltage converter. 17, a lead acid battery 19, a high voltage electrical load 20, and a low voltage electrical load 21. In the following, since the voltage (nominal voltage) of the lithium ion battery 14 is higher than the voltage (nominal voltage) of the lead acid battery 19, the lithium ion battery 14 will be appropriately referred to as the "high voltage battery 14", and the lead acid battery 19 will be appropriately referred to as "the high voltage battery 14". low voltage battery 19.

エンジン１１は、ハイブリッド車両１の駆動力を発生する内燃機関（ガソリンエンジンやディーゼルエンジン）である。エンジン１１の駆動力は、出力軸９、トランスミッション２、減速機３及び駆動軸４を介して、車輪５に伝達される。エンジン１１の出力軸９には、ギヤを介してギヤ駆動式スタータ１２が連結されている。ギヤ駆動式スタータ１２は、ユーザによりイグニッションスイッチ（図示省略）がオンにされると、低電圧バッテリ１９から供給される電力を用いて、エンジン１１を始動する。また、ハイブリッド車両１は、ドライバによるブレーキペダルの操作に応じた制動力を車両１に付与するためのブレーキシステム７を有する。このブレーキシステム７は、例えば電動ブレーキにより構成される。 The engine 11 is an internal combustion engine (gasoline engine or diesel engine) that generates driving force for the hybrid vehicle 1. The driving force of the engine 11 is transmitted to the wheels 5 via the output shaft 9, the transmission 2, the reduction gear 3, and the drive shaft 4. A gear-driven starter 12 is connected to the output shaft 9 of the engine 11 via a gear. The gear-driven starter 12 starts the engine 11 using electric power supplied from the low-voltage battery 19 when an ignition switch (not shown) is turned on by the user. Further, the hybrid vehicle 1 includes a brake system 7 for applying a braking force to the vehicle 1 according to the operation of the brake pedal by the driver. This brake system 7 is constituted by, for example, an electric brake.

ＩＳＧ１３は、エンジン１１により駆動されて発電する発電機能と、ハイブリッド車両１の駆動力を発生する電動機能とを備えるモータジェネレータである。ＩＳＧ１３は、ベルト８を介してエンジン１１の出力軸９に連結されている。また、ＩＳＧ１３は、抵抗器６ａ及びスイッチ素子６ｂ、６ｃを介して、高電圧バッテリ１４に電気的に接続されるようになっている。これらのスイッチ素子６ｂ、６ｃは、高電圧バッテリ１４とＤＣ－ＤＣコンバータ１７の接続、非接続を切り替えるリレー装置として機能する。ＩＳＧ１３と高電圧バッテリ１４とを最初に接続する際には、抵抗器６ａが設けられた側のスイッチ素子６ｂをオンにして、突入電流による電子部品などの破損を防止している。そして、この後にスイッチ素子６ｃをオンにして、ＩＳＧ１３と高電圧バッテリ１４との接続を維持するようになっている。 ISG 13 is a motor generator that is driven by engine 11 and has a power generation function to generate electricity, and an electric function to generate driving force for hybrid vehicle 1 . ISG 13 is connected to output shaft 9 of engine 11 via belt 8 . Further, the ISG 13 is electrically connected to a high voltage battery 14 via a resistor 6a and switch elements 6b and 6c. These switch elements 6b and 6c function as a relay device that switches between connecting and disconnecting the high voltage battery 14 and the DC-DC converter 17. When the ISG 13 and the high voltage battery 14 are connected for the first time, the switch element 6b on the side where the resistor 6a is provided is turned on to prevent damage to electronic components etc. due to rush current. Thereafter, the switch element 6c is turned on to maintain the connection between the ISG 13 and the high voltage battery 14.

また、ＩＳＧ１３は、発電機能により動作する際は、エンジン１１の出力軸９と連動して回転するロータを磁界中で回転させることにより発電を行う発電機として機能する。ＩＳＧ１３は、整流器（図示省略）を内蔵しており、この整流器を用いて、発電した交流電力を直流電力に変換する。ＩＳＧ１３の発電により生成された電力は、高電圧バッテリ１４に供給されて充電されたり、高電圧電気負荷２０に供給されたりする。他方で、ＩＳＧ１３は、電動機能により動作する際は、高電圧バッテリ１４に充電された電力を用いて、ベルト８を介してエンジン１１の出力軸９を駆動する。なお、ＩＳＧ１３における発電機能による動作と電動機能による動作との切り替え時などにおいてベルト８のテンションを調整するために、振り子式可変張力テンショナー（デカップリング・オルタネータ・テンショナー）をベルト８に適用するのがよい。 Furthermore, when the ISG 13 operates with a power generation function, it functions as a generator that generates power by rotating a rotor that rotates in conjunction with the output shaft 9 of the engine 11 in a magnetic field. The ISG 13 has a built-in rectifier (not shown), and uses this rectifier to convert the generated AC power into DC power. The electric power generated by the ISG 13 is supplied to the high voltage battery 14 for charging, or is supplied to the high voltage electric load 20. On the other hand, when the ISG 13 operates by electric function, it drives the output shaft 9 of the engine 11 via the belt 8 using the electric power charged in the high voltage battery 14 . In addition, in order to adjust the tension of the belt 8 when switching between operation using the power generation function and operation using the electric function in the ISG 13, it is recommended to apply a pendulum type variable tension tensioner (decoupling alternator tensioner) to the belt 8. good.

高電圧バッテリ１４は、直列接続された複数のリチウムイオン電池を含み、低電圧バッテリ１９は、直列接続された複数の鉛蓄電池を含む。例えば、高電圧バッテリ１４の公称電圧はＤＣ２４Ｖであり、低電圧バッテリ１９の公称電圧はＤＣ１２Ｖである。これら高電圧バッテリ１４及び低電圧バッテリ１９は、化学反応によって電気エネルギーを蓄えるものであるため、急速な充放電には不向きであるが、充電容量を確保し易いため、比較的多量の電力を蓄えることができるという特性を有する。 High voltage battery 14 includes a plurality of lithium ion batteries connected in series, and low voltage battery 19 includes a plurality of lead acid batteries connected in series. For example, the nominal voltage of the high voltage battery 14 is 24V DC, and the nominal voltage of the low voltage battery 19 is 12V DC. These high-voltage batteries 14 and low-voltage batteries 19 store electrical energy through chemical reactions, so they are not suitable for rapid charging and discharging, but they can store a relatively large amount of electric power because it is easy to secure a charging capacity. It has the characteristic of being able to

ＤＣ－ＤＣコンバータ１７は、高電圧バッテリ１４と低電圧バッテリ１９との間に設けられている。ＤＣ－ＤＣコンバータ１７は、例えば、内蔵するスイッチング素子のオンオフスイッチングによって入力電圧を変化させて出力する。具体的には、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７は、高電圧バッテリ１４の出力電圧を降圧して低電圧バッテリ１９側へ供給し、低電圧バッテリ１９に充電する。例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７は、高電圧バッテリ１４側から供給されるＤＣ２４Ｖ程度の電圧をＤＣ１２Ｖ程度に降圧して低電圧バッテリ１９側へと出力する。また、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力側には、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７からの出力電流を検出するための電流センサであるコンバータ出力電流センサ１８が接続されている。このコンバータ出力電流センサ１８には、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７から低電圧バッテリ１９、低電圧電気負荷２１等に供給される電流が流れ、これらの電流の合計値を測定することができる。 DC-DC converter 17 is provided between high voltage battery 14 and low voltage battery 19. The DC-DC converter 17 changes the input voltage by, for example, turning on and off a built-in switching element and outputs the input voltage. Specifically, the DC-DC converter 17 steps down the output voltage of the high voltage battery 14 and supplies it to the low voltage battery 19 side, thereby charging the low voltage battery 19. For example, the DC-DC converter 17 steps down a voltage of approximately 24 V DC supplied from the high voltage battery 14 side to approximately 12 V DC, and outputs the voltage to the low voltage battery 19 side. Further, a converter output current sensor 18, which is a current sensor for detecting the output current from the DC-DC converter 17, is connected to the output side of the DC-DC converter 17. Current supplied from the DC-DC converter 17 to the low voltage battery 19, low voltage electrical load 21, etc. flows through the converter output current sensor 18, and the total value of these currents can be measured.

高電圧電気負荷２０は、例えばＤＣ２４Ｖ程度の電圧で動作する電気負荷であり、低電圧電気負荷２１は、高電圧電気負荷２０よりも低い、例えばＤＣ１２Ｖ程度の電圧で動作する電気負荷である。高電圧電気負荷２０には、ＩＳＧ１３の発電により生成された電力及び高電圧バッテリ１４に充電された電力の少なくともいずれかが供給される。また、低電圧電気負荷２１には、ＩＳＧ１３の発電により生成されて高電圧バッテリ１４に充電され、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７により降圧された電力、及び低電圧バッテリ１９に充電された電力の少なくともいずれかが供給される。１つの例では、高電圧電気負荷２０は、ヒータ（シートヒータなど）などを含み、低電圧電気負荷２１は、電動式パワーステアリング機構（ＥＡＰＳ）やエアコンやオーディオ機器などを含む。 The high-voltage electrical load 20 is an electrical load that operates at a voltage of, for example, about 24 VDC, and the low-voltage electrical load 21 is an electrical load that operates at a voltage lower than the high-voltage electrical load 20, for example, about 12 VDC. The high voltage electrical load 20 is supplied with at least one of the power generated by the ISG 13 and the power charged in the high voltage battery 14 . Furthermore, the low voltage electrical load 21 includes at least one of the power generated by the power generation of the ISG 13, charged to the high voltage battery 14, and stepped down by the DC-DC converter 17, and the power charged to the low voltage battery 19. is supplied. In one example, the high voltage electrical load 20 includes a heater (such as a seat heater), and the low voltage electrical load 21 includes an electric power steering mechanism (EAPS), an air conditioner, audio equipment, and the like.

次に、図２を参照して、本発明の実施形態による車両用電源制御装置の電気的構成を説明する。図２は、本発明の実施形態による車両用電源制御装置の電気的構成を概略的に示すブロック図である。 Next, with reference to FIG. 2, the electrical configuration of the vehicle power supply control device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a block diagram schematically showing the electrical configuration of the vehicle power supply control device according to the embodiment of the present invention.

本実施形態においては、ハイブリッド車両１は、図２に示すような制御ユニットである制御器１０によって制御される。この制御器１０は、１つ以上のプロセッサ、当該プロセッサ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。 In this embodiment, the hybrid vehicle 1 is controlled by a controller 10, which is a control unit as shown in FIG. This controller 10 includes one or more processors, various programs that are interpreted and executed on the processor (including basic control programs such as an OS, and application programs that are started on the OS and realize specific functions), and programs. The computer is equipped with an internal memory such as ROM or RAM for storing information and various data.

具体的には、図２に示すように、制御器１０は、主に、コンバータ入力電圧センサ３０、バッテリ電圧センサ３４、バッテリ温度センサ３５、ＩＳＧ温度センサ３６、コンバータ出力電流センサ１８、及びボンネットセンサ３８のそれぞれによって検出されたパラメータに対応する検出信号が入力される。コンバータ入力電圧センサ３０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の入力電圧を検出する。バッテリ電圧センサ３４は、低電圧バッテリ１９の端子電圧を検出する。バッテリ温度センサ３５は、低電圧バッテリ１９の温度を検出する。ＩＳＧ温度センサ３６は、ＩＳＧ１３の温度を検出する。 Specifically, as shown in FIG. 2, the controller 10 mainly includes a converter input voltage sensor 30, a battery voltage sensor 34, a battery temperature sensor 35, an ISG temperature sensor 36, a converter output current sensor 18, and a bonnet sensor. Detection signals corresponding to the parameters detected by each of 38 are input. Converter input voltage sensor 30 detects the input voltage of DC-DC converter 17. Battery voltage sensor 34 detects the terminal voltage of low voltage battery 19 . Battery temperature sensor 35 detects the temperature of low voltage battery 19 . The ISG temperature sensor 36 detects the temperature of the ISG 13.

コンバータ出力電流センサ１８は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７から出力される電流を検出する。このコンバータ出力電流センサ１８には、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７から低電圧バッテリ１９、低電圧電気負荷２１等に供給される電流が流れ、これらの電流の合計値を測定することができる。ボンネットセンサ３８は、車両１のボンネットが、開状態にあるか、閉状態にあるかを示す検出信号を出力するように構成されている。 Converter output current sensor 18 detects the current output from DC-DC converter 17. Current supplied from the DC-DC converter 17 to the low voltage battery 19, low voltage electrical load 21, etc. flows through the converter output current sensor 18, and the total value of these currents can be measured. The hood sensor 38 is configured to output a detection signal indicating whether the hood of the vehicle 1 is in an open state or a closed state.

また、制御器１０は、上述した各センサ１８、３０、３３、３４、３５、３６からの検出信号に基づき、ＩＳＧ１３、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７、ギヤ駆動式スタータ１２、スイッチ素子６ｂ、６ｃ、高電圧電気負荷２０及び低電圧電気負荷２１のそれぞれに対して制御信号を出力する。こうして、制御器１０は、ＩＳＧ１３の発電動作及び電動動作と、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７による降圧動作と、高電圧電気負荷２０、低電圧電気負荷２１及びギヤ駆動式スタータ１２の駆動及び停止と、スイッチ素子６ｂ、６ｃのオンオフと、を制御する。 The controller 10 also controls the ISG 13, the DC-DC converter 17, the gear drive starter 12, the switch elements 6b, 6c, and the A control signal is output to each of the voltage electrical load 20 and the low voltage electrical load 21. In this way, the controller 10 controls the power generation operation and electric operation of the ISG 13, the step-down operation of the DC-DC converter 17, the driving and stopping of the high-voltage electrical load 20, the low-voltage electrical load 21, and the gear-driven starter 12, and the switching Controls on/off of elements 6b and 6c.

典型的には、制御器１０は、燃費の改善などを目的としてハイブリッド車両１の運転状態に応じて規定された複数の制御を、少なくともＩＳＧ１３を用いて実行するよう構成されている。この複数の制御は、ハイブリッド車両１が加速するときに、ＩＳＧ１３から動力を発生させてエンジン１１による加速をアシストするための加速アシスト制御と、ハイブリッド車両１が減速するときに、ＩＳＧ１３を回生発電させる減速回生制御と、所定条件が成立したときに（例えばＩＳＧ１３の発電によるエンジン１１の負荷の増加を抑制すべき状況など）、高電圧電気負荷２０や低電圧電気負荷２１に電力を供給するためのＩＳＧ１３の発電を禁止する無発電制御と、ハイブリッド車両１が停止したときにエンジン１１を自動停止させ、この後にハイブリッド車両１が発進するときにＩＳＧ１３から動力を発生させてエンジン１１を再始動させるアイドリングストップ制御と、を含む。 Typically, the controller 10 is configured to use at least the ISG 13 to execute a plurality of controls prescribed according to the operating state of the hybrid vehicle 1 for the purpose of improving fuel efficiency and the like. These multiple controls include an acceleration assist control for generating power from the ISG 13 to assist acceleration by the engine 11 when the hybrid vehicle 1 accelerates, and an acceleration assist control for causing the ISG 13 to generate regenerative power when the hybrid vehicle 1 decelerates. deceleration regeneration control and supplying power to the high voltage electrical load 20 and the low voltage electrical load 21 when a predetermined condition is satisfied (for example, a situation in which an increase in the load on the engine 11 due to power generation by the ISG 13 should be suppressed). Non-power generation control that prohibits the ISG 13 from generating electricity, and idling that automatically stops the engine 11 when the hybrid vehicle 1 stops and then restarts the engine 11 by generating power from the ISG 13 when the hybrid vehicle 1 starts. and a stop control.

更に、制御器１０は、高電圧電気負荷２０及び低電圧電気負荷２１のそれぞれを動作させるための制御を行う。具体的には、制御器１０は、高電圧電気負荷２０を動作させる場合には、ＩＳＧ１３の発電により生成された電力及び高電圧バッテリ１４に充電された電力の少なくともいずれかを高電圧電気負荷２０に供給するための制御を行う。また、制御器１０は、低電圧電気負荷２１を動作させる場合には、高電圧バッテリ１４に充電され、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７によって降圧された電力、及び低電圧バッテリ１９に充電された電力の少なくともいずれかを低電圧電気負荷２１に供給するための制御を行う。 Furthermore, the controller 10 performs control to operate each of the high voltage electrical load 20 and the low voltage electrical load 21. Specifically, when operating the high-voltage electric load 20, the controller 10 supplies at least one of the electric power generated by the power generation of the ISG 13 and the electric power charged in the high-voltage battery 14 to the high-voltage electric load 20. control to supply the Further, when operating the low voltage electrical load 21, the controller 10 uses at least the power charged in the high voltage battery 14 and stepped down by the DC-DC converter 17, and the power charged in the low voltage battery 19. Control is performed to supply either one to the low voltage electrical load 21.

なお、本発明の実施形態による「車両用電源制御装置」は、主に、「発電機」としてのＩＳＧ１３と、高電圧バッテリ１４と、低電圧バッテリ１９と、「電圧変換器」としてのＤＣ－ＤＣコンバータ１７と、「電流センサ」としてのコンバータ出力電流センサ１８と、「制御ユニット」としての制御器１０と、によって構成される。 The "vehicle power supply control device" according to the embodiment of the present invention mainly includes an ISG 13 as a "generator," a high voltage battery 14, a low voltage battery 19, and a DC-DC as a "voltage converter." It is composed of a DC converter 17, a converter output current sensor 18 as a "current sensor", and a controller 10 as a "control unit".

次に、図３乃至図５を参照して、本発明の実施形態による車両用電源制御装置の作用を説明する。
図３は、本発明の実施形態による車両用電源制御装置の作用を示すフローチャートである。図４は、ＤＣ－ＤＣコンバータから出力される電流と、低電圧バッテリ、低電圧電気負荷に流れる電流の関係を示す図である。図５は、低電圧バッテリの充電状態と、ＤＣ－ＤＣコンバータからの出力電流の関係を模式的に示す図である。 Next, the operation of the vehicle power supply control device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the vehicle power control device according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the current output from the DC-DC converter and the current flowing through the low voltage battery and the low voltage electrical load. FIG. 5 is a diagram schematically showing the relationship between the charging state of the low voltage battery and the output current from the DC-DC converter.

図３は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の目標出力電圧を設定するために、制御器１０において実行される処理を示すフローチャートである。
まず、図３のステップＳ１においては、各センサの検出信号が制御器１０に読み込まれる。具体的には、ステップＳ１においては、コンバータ入力電圧センサ３０によって検出されたＤＣ－ＤＣコンバータ１７の入力電圧、バッテリ電圧センサ３４によって検出された低電圧バッテリ１９の端子電圧、バッテリ温度センサ３５によって検出された低電圧バッテリ１９の温度、及び、ＩＳＧ温度センサ３６によって検出されたＩＳＧ１３の温度が、制御器１０に読み込まれる。さらに、ステップＳ１においては、コンバータ出力電流センサ１８によって検出されたＤＣ－ＤＣコンバータ１７から出力される電流も制御器１０に読み込まれる。 FIG. 3 is a flowchart showing the process executed by the controller 10 in order to set the target output voltage of the DC-DC converter 17.
First, in step S1 of FIG. 3, detection signals from each sensor are read into the controller 10. Specifically, in step S1, the input voltage of the DC-DC converter 17 detected by the converter input voltage sensor 30, the terminal voltage of the low voltage battery 19 detected by the battery voltage sensor 34, and the terminal voltage of the low voltage battery 19 detected by the battery temperature sensor 35 are determined. The temperature of the low voltage battery 19 and the temperature of the ISG 13 detected by the ISG temperature sensor 36 are read into the controller 10. Further, in step S1, the current output from the DC-DC converter 17 detected by the converter output current sensor 18 is also read into the controller 10.

次に、ステップＳ２においては、エンジン１１がアイドリングストップ中であるか否かが判断される。本実施形態において、制御器１０は、所定のアイドリングストップ条件が成立すると、エンジン１１に制御信号を送信し、アイドリングストップを実行するように構成されている。従って、図３のフローチャートにおける処理は、制御器１０がアイドリングストップを実行している場合にはステップＳ３に進み、アイドリングストップを実行していない場合にはステップＳ１に戻る。 Next, in step S2, it is determined whether or not the engine 11 is under idling stop. In this embodiment, the controller 10 is configured to transmit a control signal to the engine 11 and execute the idling stop when a predetermined idling stop condition is satisfied. Therefore, the process in the flowchart of FIG. 3 proceeds to step S3 if the controller 10 is executing the idling stop, and returns to step S1 if the idling stop is not being executed.

即ち、エンジン１１が運転されている状態では、インジェクタや、点火プラグ等（図示せず）に電流が供給されるため、ハイブリッド車両１の電源システムには大きなパルス性の電流が流れる。これにより、コンバータ出力電流センサ１８によって検出される電流値には、大きなノイズが含まれることになる。このように、エンジン１１が運転されている場合には、コンバータ出力電流センサ１８による検出値が安定しないため、ステップＳ３以下の満充電の判定は実行されない。ステップＳ２においてアイドリングストップ中でない場合には、フローチャートにおける処理はステップＳ１に戻り、以降、アイドリングストップが実行されるまでステップＳ１、Ｓ２の処理が繰り返される。 That is, when the engine 11 is operating, current is supplied to the injector, spark plug, etc. (not shown), so a large pulsed current flows through the power system of the hybrid vehicle 1. As a result, the current value detected by converter output current sensor 18 includes large noise. As described above, when the engine 11 is being operated, the detection value by the converter output current sensor 18 is not stable, so the determination of full charge in step S3 and subsequent steps is not executed. If the idling stop is not in progress in step S2, the process in the flowchart returns to step S1, and thereafter, the processes in steps S1 and S2 are repeated until the idling stop is executed.

次に、アイドリングストップ中である場合にはステップＳ３に進み、ステップＳ３においては、消費電流の大きい低電圧電気負荷２１が使用されているか否かが判断される。消費電流の大きい低電圧電気負荷２１が使用されていない場合にはステップＳ４に進み、消費電流の大きい低電圧電気負荷２１が使用されている場合には、処理はステップＳ１に戻る。 Next, if the idling stop is in progress, the process advances to step S3, and in step S3, it is determined whether or not the low voltage electrical load 21 with large current consumption is being used. If the low voltage electrical load 21 with large current consumption is not in use, the process proceeds to step S4, and if the low voltage electrical load 21 with large current consumption is in use, the process returns to step S1.

即ち、図４に示すように、高電圧バッテリ１４から供給され、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７によって降圧された電流は、低電圧電気負荷２１に供給されると共に、低電圧バッテリ１９の充電にも使用される。ここで、コンバータ出力電流センサ１８によって検出される電流Ｉdcout［Ａ］は、低電圧電気負荷２１に供給される電流Ｉcar［Ａ］と、低電圧バッテリ１９への充電電流Ｉbat［Ａ］の合計の電流である。従って、コンバータ出力電流センサ１８によっては、低電圧バッテリ１９への充電電流Ｉbatを直接測定することはできないが、低電圧電気負荷２１に供給される電流Ｉcarが小さい場合には、低電圧バッテリ１９への充電電流Ｉbatを推定することができる。このため、消費電流の大きい電装品（低電圧電気負荷２１）が使用されていない場合にはステップＳ４に進み、使用されている場合には、低電圧バッテリ１９が満充電であるか否かの判定は実行せず、ステップＳ１に戻る。 That is, as shown in FIG. 4, the current supplied from the high voltage battery 14 and stepped down by the DC-DC converter 17 is supplied to the low voltage electrical load 21 and is also used to charge the low voltage battery 19. Ru. Here, the current I dcout [A] detected by the converter output current sensor 18 is the current I car [A] supplied to the low voltage electrical load 21 and the charging current I bat [A] to the low voltage battery 19 is the total current of Therefore, depending on the converter output current sensor 18, it is not possible to directly measure the charging current I bat to the low voltage battery 19, but when the current I car supplied to the low voltage electrical load 21 is small, the low voltage battery The charging current I bat to 19 can be estimated. Therefore, if the electrical component (low-voltage electrical load 21) with large current consumption is not in use, the process advances to step S4, and if it is in use, it is determined whether the low-voltage battery 19 is fully charged or not. No determination is made and the process returns to step S1.

次に、ステップＳ４においては、コンバータ出力電流センサ１８によって検出されたＤＣ－ＤＣコンバータ１７からの出力電流Ｉdcoutが所定の第１電流以下であるか否かが判断される。ＤＣ－ＤＣコンバータ１７からの出力電流Ｉdcoutが所定の第１電流以下である場合には、低電圧バッテリ１９が「満充電にされている」と判定して、ステップＳ５に進み、所定の第１電流未満である場合には、「満充電ではない」と判定して、ステップＳ１に戻る。 Next, in step S4, it is determined whether the output current I dcout from the DC-DC converter 17 detected by the converter output current sensor 18 is less than or equal to a predetermined first current. If the output current I dcout from the DC-DC converter 17 is less than or equal to the predetermined first current, it is determined that the low voltage battery 19 is "fully charged" and the process proceeds to step S5, where the predetermined first current If the current is less than 1 current, it is determined that the battery is not fully charged, and the process returns to step S1.

即ち、低電圧バッテリ１９が満充電にされている状態では、低電圧バッテリ１９へ流れる充電電流Ｉbatは僅かであり、主としてガッシングに消費され、この電流が低電圧バッテリ１９に電気エネルギーとして蓄積されることはない。また、消費電流の大きい低電圧電気負荷２１が使用されていない状態では、低電圧電気負荷２１に供給される電流Ｉcarも比較的小さく、ほぼ一定の値となる。このため、消費電流の大きい低電圧電気負荷２１が使用されていない状態で、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７からの出力電流Ｉdcoutが所定の第１電流以下である場合には、低電圧バッテリ１９が「満充電にされている」と判定することができる。なお、本実施形態においては、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７からの出力電流が１２．５［Ａ］以下である場合に、低電圧バッテリ１９が「満充電にされている」と判定される。 That is, when the low voltage battery 19 is fully charged, the charging current I bat flowing to the low voltage battery 19 is small and is mainly consumed for gassing, and this current is stored in the low voltage battery 19 as electrical energy. It never happens. Furthermore, when the low voltage electrical load 21, which consumes a large amount of current, is not in use, the current I car supplied to the low voltage electrical load 21 is also relatively small and has a substantially constant value. Therefore, if the output current I dcout from the DC-DC converter 17 is less than or equal to the predetermined first current while the low-voltage electrical load 21 with a large current consumption is not in use, the low-voltage battery 19 is It can be determined that the battery is fully charged. In this embodiment, when the output current from the DC-DC converter 17 is 12.5 [A] or less, it is determined that the low voltage battery 19 is "fully charged."

図５は、この関係を模式的に図示したものである。図５は、消費電流の大きい低電圧電気負荷２１が使用されていない場合におけるＤＣ－ＤＣコンバータ１７からの出力電流Ｉdcoutを縦軸に、低電圧バッテリ１９の充電状態を横軸に示した図である。また、図５においては、エンジン１１が運転されていない場合の出力電流Ｉdcoutを実線で、エンジン１１が運転されていない場合の出力電流Ｉdcoutを一点鎖線で示している。 FIG. 5 schematically illustrates this relationship. FIG. 5 is a diagram in which the vertical axis represents the output current I dcout from the DC-DC converter 17 when the low-voltage electric load 21 with large current consumption is not used, and the horizontal axis represents the state of charge of the low-voltage battery 19. It is. Further, in FIG. 5, the output current I dcout when the engine 11 is not operating is shown by a solid line, and the output current I dcout when the engine 11 is not operating is shown by a dashed-dotted line.

図５の実線に示すように、低電圧バッテリ１９が満充電でない（充電不足）場合には比較的大きな充電電流Ｉbatが流れるため、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７からの出力電流Ｉdcoutは比較的大きく、満充電状態に近づくにつれて出力電流Ｉdcoutは小さくなる。低電圧バッテリ１９が満充電の状態では、低電圧バッテリ１９の充電電流Ｉbatは非常に小さくなるため、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７からの出力電流Ｉdcoutは、低電圧電気負荷２１に供給される電流Ｉcarとほぼ等しくなる。本実施形態においては、この電流が約１２．５［Ａ］であり、出力電流Ｉdcoutが１２．５［Ａ］以下になると、満充電状態であると判定される。換言すれば、低電圧バッテリ１９が満充電ではなく、実質的に充電電流Ｉbatが流れている状態では、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７からの出力電流Ｉdcoutが約１２．５［Ａ］以下に低下することはない。 As shown by the solid line in FIG. 5, when the low voltage battery 19 is not fully charged (insufficient charge), a relatively large charging current I bat flows, so the output current I dcout from the DC-DC converter 17 is relatively large. , the output current I dcout becomes smaller as the fully charged state approaches. When the low voltage battery 19 is fully charged, the charging current I bat of the low voltage battery 19 becomes very small, so the output current I dcout from the DC-DC converter 17 is equal to the current supplied to the low voltage electrical load 21. It is almost equal to I car . In this embodiment, this current is approximately 12.5 [A], and when the output current I dcout becomes 12.5 [A] or less, it is determined that the battery is in a fully charged state. In other words, when the low voltage battery 19 is not fully charged and the charging current I bat is substantially flowing, the output current I dcout from the DC-DC converter 17 decreases to about 12.5 [A] or less. There's nothing to do.

このように、図３のステップＳ４において、出力電流Ｉdcoutが所定の第１電流（１２．５［Ａ］）以下と判定され、低電圧バッテリ１９が「満充電である」と判定された場合には、ステップＳ５において、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の目標出力電圧が低下される。即ち、制御器１０がＤＣ－ＤＣコンバータ１７に制御信号を送り、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７が高電圧バッテリ１４の電圧を降圧して出力する電圧の目標値を低下させる。本実施形態においては、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の目標出力電圧が１３．８５［Ｖ］から１３．５［Ｖ］に低下される。 In this way, in step S4 of FIG. 3, when it is determined that the output current I dcout is equal to or less than the predetermined first current (12.5 [A]) and the low voltage battery 19 is determined to be "fully charged" In step S5, the target output voltage of the DC-DC converter 17 is lowered. That is, the controller 10 sends a control signal to the DC-DC converter 17, and the DC-DC converter 17 steps down the voltage of the high voltage battery 14 to lower the target value of the output voltage. In this embodiment, the target output voltage of the DC-DC converter 17 is reduced from 13.85 [V] to 13.5 [V].

このようにＤＣ－ＤＣコンバータ１７の目標出力電圧を低下させることにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７から低電圧バッテリ１９に流れ、ガッシングに消費されていた充電電流Ｉbatがほぼゼロとなり、電流の浪費を抑制することができる。なお、上記の目標出力電圧は、バッテリ温度センサ３５によって検出された低電圧バッテリ１９のバッテリ液の温度が３０℃の場合の値であり、目標出力電圧は、予め設定されたマップ（図示せず）等を使用して、温度に基づいて変更することが好ましい。 By lowering the target output voltage of the DC-DC converter 17 in this way, the charging current I bat that flows from the DC-DC converter 17 to the low-voltage battery 19 and was consumed for gassing becomes almost zero, reducing wasted current. Can be suppressed. Note that the above target output voltage is a value when the temperature of the battery fluid of the low voltage battery 19 detected by the battery temperature sensor 35 is 30°C, and the target output voltage is determined based on a preset map (not shown). ) etc. and preferably change based on temperature.

次に、ステップＳ６においては、再び、各センサの検出信号が制御器１０に読み込まれる。ステップＳ６における処理は、上述したステップＳ１と同様であるため、説明を省略する。 Next, in step S6, the detection signals of each sensor are read into the controller 10 again. The processing in step S6 is the same as step S1 described above, so the explanation will be omitted.

さらに、ステップＳ７においては、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉdcoutがゼロよりも大きいか否かが判断される。通常の状態においては、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉdcoutはゼロよりも大きく（ＤＣ－ＤＣコンバータ１７から電流が流出する）なるが、何らかの原因でＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力電圧が低下した場合には、出力電流Ｉdcoutがゼロよりも小さくなる（ＤＣ－ＤＣコンバータ１７に電流が流入する）。出力電流Ｉdcoutがゼロよりも大きい場合には、ステップＳ８に進み、出力電流Ｉdcoutがゼロ、又はゼロよりも小さい場合には、ステップＳ１０に進んで、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の目標出力電圧を上昇させる。 Furthermore, in step S7, it is determined whether the output current I dcout of the DC-DC converter 17 is greater than zero. Under normal conditions, the output current I dcout of the DC-DC converter 17 is greater than zero (current flows out from the DC-DC converter 17), but if the output voltage of the DC-DC converter 17 drops for some reason. In this case, the output current I dcout becomes smaller than zero (current flows into the DC-DC converter 17). If the output current I dcout is greater than zero, the process advances to step S8, and if the output current I dcout is zero or less than zero, the process advances to step S10 to set the target output voltage of the DC-DC converter 17. raise.

次に、ステップＳ８においては、バッテリ電圧センサ３４によって検出された低電圧バッテリ１９の端子間電圧が、所定電圧よりも高いか否かが判断される。即ち、低電圧バッテリ１９が過放電状態となると、端子間電圧が著しく低下するので、この場合には、ステップＳ１０に進んで、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力電圧を上昇させる。本実施形態においては、低電圧バッテリ１９の端子間電圧が約１１［Ｖ］よりも低くなった場合には、過放電と判断し、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力電圧が上昇される。なお、ステップＳ８が実行される時点では、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の目標出力電圧は１３．５［Ｖ］に設定されている（ステップＳ５）が、過放電となった場合等は、低電圧バッテリ１９の端子間電圧は、目標出力電圧よりも著しく低下する。一方、低電圧バッテリ１９の端子間電圧が所定電圧よりも高い場合には、ステップＳ９に進む。 Next, in step S8, it is determined whether the voltage between the terminals of the low voltage battery 19 detected by the battery voltage sensor 34 is higher than a predetermined voltage. That is, when the low voltage battery 19 becomes over-discharged, the voltage between the terminals drops significantly, so in this case, the process proceeds to step S10, and the output voltage of the DC-DC converter 17 is increased. In this embodiment, when the voltage between the terminals of the low voltage battery 19 becomes lower than about 11 [V], it is determined that over-discharge has occurred, and the output voltage of the DC-DC converter 17 is increased. Note that at the time when step S8 is executed, the target output voltage of the DC-DC converter 17 is set to 13.5 [V] (step S5), but in the case of overdischarge, etc., the low voltage battery The voltage across terminals 19 is significantly lower than the target output voltage. On the other hand, if the inter-terminal voltage of the low voltage battery 19 is higher than the predetermined voltage, the process proceeds to step S9.

次いで、ステップＳ９においては、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉdcoutが所定の第２電流以上であるか否かが判断される。なお、本実施形態においては、ステップＳ９における出力電流Ｉdcoutの判定は、エンジン１１が運転されている状態で実行され、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉdcoutが２２．０［Ａ］以上である場合には、低電圧バッテリ１９が「満充電状態ではなくなった」と判定する。 Next, in step S9, it is determined whether the output current I dcout of the DC-DC converter 17 is equal to or higher than a predetermined second current. In the present embodiment, the determination of the output current I dcout in step S9 is performed while the engine 11 is being operated, and the output current I dcout of the DC-DC converter 17 is 22.0 [A] or more. In some cases, it is determined that the low voltage battery 19 is "no longer fully charged."

図５の一点鎖線には、この状態が示されている。即ち、エンジン１１が運転されている状態では、エンジン１１の付属機器によって電力が消費されているため、低電圧バッテリ１９が満充電であっても、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉdcoutは、約１９．５［Ａ］程度となる。これに対し、低電圧バッテリ１９が満充電状態でなくなる（充電不足になる）と、低電圧バッテリ１９へ充電電流Ｉbatが流れ始めるため、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉdcoutが大きくなる。本実施形態においては、エンジン１１の運転中における平均的な出力電流Ｉdcoutである約１９．５［Ａ］に対して、約２．５［Ａ］出力電流Ｉdcoutが増加し、２２．０［Ａ］以上になると、低電圧バッテリ１９は満充電状態ではないと判定される。 This state is shown by the dashed line in FIG. That is, when the engine 11 is in operation, power is consumed by the attached equipment of the engine 11, so even if the low voltage battery 19 is fully charged, the output current I dcout of the DC-DC converter 17 is It is approximately 19.5 [A]. On the other hand, when the low voltage battery 19 is no longer fully charged (undercharged), the charging current I bat begins to flow to the low voltage battery 19, so the output current I dcout of the DC-DC converter 17 increases. In this embodiment, the output current I dcout increases by about 2.5 [A] to 22.0 [A] compared to the average output current I dcout of about 19.5 [A] during operation of the engine 11. When the voltage exceeds [A], it is determined that the low voltage battery 19 is not fully charged.

このように、本実施形態においては、低電圧バッテリ１９が「満充電状態ではなくなった」ことが、エンジン１１の運転中において判定されるため、低電圧バッテリ１９が満充電状態ではなくなったか否かの判定を頻繁に実行することができる。このため、判定が実行されない状態でハイブリッド車両１が長時間運転され、低電圧バッテリ１９が過放電に陥るのを防止することができる。また、上述したように、エンジン１１の運転中においては大きなノイズが発生するため、電流を正確に検出することは困難である。しかしながら、仮に、ノイズにより「満充電状態ではなくなった」ことが誤判定された場合でも、低電圧バッテリ１９が過放電に陥るのを確実に回避することができ、安全側である。 As described above, in the present embodiment, it is determined that the low voltage battery 19 is "no longer in a fully charged state" while the engine 11 is operating, so whether or not the low voltage battery 19 is no longer in a fully charged state is determined. judgments can be performed frequently. Therefore, it is possible to prevent the hybrid vehicle 1 from being driven for a long time in a state where the determination is not performed and the low voltage battery 19 from being over-discharged. Further, as described above, since large noise is generated while the engine 11 is operating, it is difficult to accurately detect the current. However, even if it is erroneously determined that the low voltage battery 19 is no longer in a fully charged state due to noise, it is possible to reliably prevent the low voltage battery 19 from falling into overdischarge, which is on the safe side.

また、本実施形態においては、低電圧バッテリ１９が満充電状態ではなくなったか否かの判定が、エンジン１１の運転中において実行されるが、変形例として、この判定をエンジン１１の停止中にも実行することができる。この場合には、低電圧バッテリ１９が「満充電状態ではなくなった」ことを判定する所定の第２電流を、「満充電である」ことを判定する第１電流よりも高く設定するのが良い。例えば、第２電流を、第１電流（１２．５［Ａ］）よりも約２．５［Ａ］多く設定し、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉdcoutが１５［Ａ］以上となったとき、「満充電状態ではなくなった」と判定することができる。 Furthermore, in the present embodiment, the determination as to whether the low voltage battery 19 is no longer fully charged is performed while the engine 11 is running; however, as a modification, this determination may also be performed while the engine 11 is stopped. can be executed. In this case, it is preferable to set the predetermined second current that determines that the low-voltage battery 19 is "no longer fully charged" to be higher than the first current that determines that it is "fully charged." . For example, the second current is set approximately 2.5 [A] more than the first current (12.5 [A]), and the output current I dcout of the DC-DC converter 17 becomes 15 [A] or more. When the battery is no longer fully charged, it can be determined that the battery is no longer fully charged.

次いで、ステップＳ１０においては、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の目標出力電圧を１３．５［Ｖ］から１３．８５［Ｖ］に上昇させる。即ち、ステップＳ９において「満充電状態ではなくなった」と判定された場合や、ステップＳ８において「過放電である」と判定された場合には、目標出力電圧を上昇させることにより、低電圧バッテリ１９に十分な充電電流Ｉbatを流すことができ、早期に充電不足を解消することができる。また、ステップＳ７において、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉdcoutがマイナスであると判定された場合にも、目標出力電圧を上昇させることによりＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力電圧を上昇させ、電流の逆流を回避することができる。なお、ステップＳ１０における目標出力電圧の設定も、ステップＳ５における処理と同様に、低電圧バッテリ１９の液温に応じて変更するのが良い。 Next, in step S10, the target output voltage of the DC-DC converter 17 is increased from 13.5 [V] to 13.85 [V]. That is, if it is determined in step S9 that the battery is no longer fully charged, or if it is determined that it is over-discharged in step S8, the low voltage battery 19 is increased by increasing the target output voltage. A sufficient charging current I bat can be passed through the battery, and insufficient charging can be resolved at an early stage. Furthermore, even if it is determined in step S7 that the output current I dcout of the DC-DC converter 17 is negative, the output voltage of the DC-DC converter 17 is increased by increasing the target output voltage, and the current Backflow can be avoided. Note that the setting of the target output voltage in step S10 is also preferably changed in accordance with the liquid temperature of the low voltage battery 19, similar to the process in step S5.

ステップＳ１０においてＤＣ－ＤＣコンバータ１７の目標出力電圧を上昇させた後、図３のフローチャートにおける処理はステップＳ１に戻り、以降、ステップＳ４において、満充電になったことが判定されるまで、ステップＳ１～Ｓ４の処理が繰り返し実行される。 After increasing the target output voltage of the DC-DC converter 17 in step S10, the process in the flowchart of FIG. The processes from S4 to S4 are repeatedly executed.

本発明の実施形態の車両用電源制御装置によれば、制御器１０は、エンジン１１が停止しているとき（図３のステップＳ２→Ｓ３）、コンバータ出力電流センサ１８によって検出された出力電流Ｉdcoutが所定の第１電流（１２．５［Ａ］）以下に低下すると、低電圧バッテリ１９が満充電にされたことを判定する（図３のステップＳ４→Ｓ５）。このため、エンジン１１が発生する電気的なノイズを回避することができ、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力電流を検出するコンバータ出力電流センサ１８によって、低電圧バッテリ１９が満充電にされたことを正確に判定することができる。 According to the vehicle power supply control device of the embodiment of the present invention, when the engine 11 is stopped (steps S2→S3 in FIG. 3), the controller 10 detects the output current I detected by the converter output current sensor 18. When dcout falls below a predetermined first current (12.5 [A]), it is determined that the low voltage battery 19 is fully charged (steps S4→S5 in FIG. 3). Therefore, electrical noise generated by the engine 11 can be avoided, and the converter output current sensor 18 that detects the output current of the DC-DC converter 17 can accurately detect that the low voltage battery 19 is fully charged. can be determined.

また、本実施形態の車両用電源制御装置によれば、低電圧バッテリ１９が満充電にされたことが判定されると、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の目標出力電圧が低下される（図３のステップＳ５）ので、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７から低電圧バッテリ１９に流入する電流が実質的にゼロとなる。これにより、満充電とされた低電圧バッテリ１９に供給される電流を抑制することができ、高電圧バッテリ１４に蓄積された電力を効率良く活用することができる。 Further, according to the vehicle power supply control device of the present embodiment, when it is determined that the low voltage battery 19 is fully charged, the target output voltage of the DC-DC converter 17 is reduced (step S5), the current flowing from the DC-DC converter 17 to the low voltage battery 19 becomes substantially zero. Thereby, the current supplied to the fully charged low voltage battery 19 can be suppressed, and the electric power stored in the high voltage battery 14 can be efficiently utilized.

さらに、本実施形態の車両用電源制御装置によれば、コンバータ出力電流センサ１８によって検出された出力電流Ｉdcoutに基づいて、低電圧バッテリ１９が満充電状態ではなくなったことが、エンジン１１の運転中において判定される（図３のステップＳ９→Ｓ１０）。このため、低電圧バッテリ１９の蓄電量の低下が頻繁に判定されるため、蓄電量が著しく低下する前に満充電状態ではなくなったことを判定することができる。これにより、低電圧バッテリ１９の蓄電量の過剰な低下（過放電）を確実に回避することができる。 Further, according to the vehicle power supply control device of the present embodiment, it is determined that the low voltage battery 19 is no longer in a fully charged state based on the output current I dcout detected by the converter output current sensor 18 . It is determined in the middle (steps S9→S10 in FIG. 3). Therefore, it is determined frequently that the amount of stored power in the low voltage battery 19 has decreased, and it can be determined that the low voltage battery 19 is no longer in a fully charged state before the amount of stored power decreases significantly. Thereby, an excessive decrease in the amount of electricity stored in the low voltage battery 19 (over-discharge) can be reliably avoided.

また、本実施形態の車両用電源制御装置によれば、アイドリングストップによりエンジンが停止しているとき、低電圧バッテリ１９が満充電状態であるか否かが判定される（図３のステップＳ２→Ｓ３）。このため、コンバータ出力電流センサ１８により、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７の出力電流をノイズの少ない状態で検出することができ、確実且つ効果的に低電圧バッテリ１９の満充電を判定することができる。 Further, according to the vehicle power control device of this embodiment, when the engine is stopped due to idling stop, it is determined whether the low voltage battery 19 is fully charged (step S2 in FIG. 3→ S3). Therefore, the converter output current sensor 18 can detect the output current of the DC-DC converter 17 with less noise, and it is possible to reliably and effectively determine whether the low voltage battery 19 is fully charged.

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、ハイブリッド車両に本発明の車両用電源制御装置が適用されていたが、ハイブリッド車両以外の車両に本発明を適用することもできる。また、上述した実施形態においては、エンジンがアイドリングストップ中である場合に、「低電圧バッテリが満充電状態である」ことを判定していたが、それ以外の場合にも判定を行うことができる。例えば、変形例として、車両のイグニッションスイッチがオンにされた後、クランキングが実行される前（エンジンの運転が開始される前）にも、低電圧バッテリが満充電状態であることが判定されるように本発明を構成することもできる。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above, various changes can be made to the embodiments described above. In particular, in the embodiments described above, the vehicle power control device of the present invention is applied to a hybrid vehicle, but the present invention can also be applied to vehicles other than hybrid vehicles. Furthermore, in the embodiment described above, it is determined that "the low voltage battery is fully charged" when the engine is in idling stop mode, but the determination can also be made in other cases. . For example, as a modification, it is determined that the low voltage battery is fully charged after the ignition switch of the vehicle is turned on and before cranking is performed (before the engine starts operating). The present invention can also be configured in such a way that

１ ハイブリッド車両
２ トランスミッション
３ 減速機
４ 駆動軸
５ 車輪
６ａ 抵抗器
６ｂ、６ｃ スイッチ素子（リレー装置）
７ ブレーキシステム
８ ベルト
９ 出力軸
１０ 制御器（制御ユニット）
１１ エンジン
１２ ギヤ駆動式スタータ
１３ ＩＳＧ（発電機）
１４ 高電圧バッテリ
１７ ＤＣ－ＤＣコンバータ（電圧変換器）
１８ コンバータ出力電流センサ（電流センサ）
１９ 低電圧バッテリ
２０ 高電圧電気負荷
２１ 低電圧電気負荷
３０ コンバータ入力電圧センサ
３４ バッテリ電圧センサ
３５ バッテリ温度センサ
３６ ＩＳＧ温度センサ
３８ ボンネットセンサ 1 Hybrid vehicle 2 Transmission 3 Reducer 4 Drive shaft 5 Wheel 6a Resistor 6b, 6c Switch element (relay device)
7 Brake system 8 Belt 9 Output shaft 10 Controller (control unit)
11 Engine 12 Gear-driven starter 13 ISG (generator)
14 High voltage battery 17 DC-DC converter (voltage converter)
18 Converter output current sensor (current sensor)
19 Low voltage battery 20 High voltage electrical load 21 Low voltage electrical load 30 Converter input voltage sensor 34 Battery voltage sensor 35 Battery temperature sensor 36 ISG temperature sensor 38 Bonnet sensor

Claims (3)

車両に搭載される電源の制御装置であって、
電力を生成する発電機と、
この発電機によって生成された電力を蓄積する高電圧バッテリと、
この高電圧バッテリよりも公称電圧が低い低電圧バッテリと、
上記高電圧バッテリからの出力電圧を降圧するための電圧変換器と、
この電圧変換器から出力され、上記低電圧バッテリに流れる電流と、低電圧電気負荷に流れる電流の合計である出力電流を検出するための電流センサと、
上記電圧変換器を制御する制御ユニットと、
を有し、
上記電圧変換器は、上記高電圧バッテリからの出力電圧を降圧して上記低電圧バッテリに充電すると共に、上記低電圧バッテリ及び上記電圧変換器に接続された上記低電圧電気負荷に電力を供給するように構成され、
上記制御ユニットは、上記低電圧電気負荷の使用状態及び上記電流センサによって検出された出力電流のみに基づいて上記低電圧バッテリの充電状態を判定するように構成されると共に、上記車両に搭載されたエンジンが運転されているときは、上記低電圧バッテリの満充電の判定を実行せず、
上記車両に搭載されたエンジンが停止しているとき、上記電流センサによって検出された出力電流が所定の第１電流以下に低下すると、上記低電圧バッテリが満充電にされたことを判定する一方、
上記低電圧バッテリが満充電状態ではなくなったことは、上記エンジンの運転中においても上記電流センサによって検出された出力電流に基づいて判定することを特徴とする車両用電源制御装置。 A control device for a power source installed in a vehicle,
a generator that generates electricity;
a high-voltage battery that stores the power generated by this generator;
A low voltage battery whose nominal voltage is lower than this high voltage battery,
a voltage converter for stepping down the output voltage from the high voltage battery;
a current sensor for detecting an output current that is the sum of the current output from the voltage converter and flowing to the low-voltage battery and the current flowing to the low-voltage electric load;
a control unit that controls the voltage converter;
has
The voltage converter steps down the output voltage from the high voltage battery to charge the low voltage battery, and supplies power to the low voltage electrical load connected to the low voltage battery and the voltage converter. It is configured as follows,
The control unit is configured to determine the state of charge of the low voltage battery based only on the usage state of the low voltage electrical load and the output current detected by the current sensor, and is configured to When the engine is running, the determination of whether the low voltage battery is fully charged is not performed;
When the engine mounted on the vehicle is stopped and the output current detected by the current sensor drops below a predetermined first current, it is determined that the low voltage battery is fully charged ;
A power supply control device for a vehicle, characterized in that whether the low voltage battery is no longer in a fully charged state is determined based on an output current detected by the current sensor even while the engine is operating. 上記制御ユニットは、上記低電圧バッテリが満充電にされたことを判定すると、上記電圧変換器の目標出力電圧を低下させる請求項１記載の車両用電源制御装置。 The vehicle power supply control device according to claim 1, wherein the control unit reduces the target output voltage of the voltage converter when determining that the low voltage battery is fully charged. 上記制御ユニットは、所定のアイドリングストップ条件が成立したとき、アイドリングストップを実行するように構成され、上記制御ユニットは、アイドリングストップにより上記エンジンが停止しているとき、上記低電圧バッテリが満充電状態であるか否かを判定する請求項１又は２に記載の車両用電源制御装置。 The control unit is configured to perform idling stop when a predetermined idling stop condition is satisfied, and the control unit is configured to perform idling stop when the engine is stopped due to idling stop, and the low voltage battery is in a fully charged state. The vehicle power supply control device according to claim 1 or 2, wherein the vehicle power control device determines whether or not.
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