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JP2006180665A - Charger for hybrid vehicle - Google Patents

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JP2006180665A
JP2006180665A JP2004373456A JP2004373456A JP2006180665A JP 2006180665 A JP2006180665 A JP 2006180665A JP 2004373456 A JP2004373456 A JP 2004373456A JP 2004373456 A JP2004373456 A JP 2004373456A JP 2006180665 A JP2006180665 A JP 2006180665A
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voltage
voltage battery
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battery
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JP2004373456A
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武蔵 山口
Hiroshi Iwano
岩野  浩
Hideaki Watanabe
英明 渡辺
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller capable of starting an engine quickly within a range not causing overcharge of a high voltage battery. <P>SOLUTION: When an engine cannot be started, internal resistance of a high voltage battery is estimated from discharge state thereof during cranking period (S304), an output and energy required for starting the engine are calculated (S305), a first voltage V1 for ensuring the required output energy thus calculated is determined (S306), a second voltage V2 satisfying the first voltage V1 in the open circuit voltage of the high voltage battery is calculated (S307), and charging is carried out from a low voltage power supply until the high voltage battery reaches the second voltage V2 only in the state of charge required for next time engine start. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッド車両等の車両用電源装置に関し、特に、外部電源による充電に好適な充電装置に関するものである。   The present invention relates to a power supply device for a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, and more particularly to a charging device suitable for charging with an external power source.

従来から車両駆動用モータへの電力を供給する高電圧バッテリと車両補機類への電力を供給する低電圧バッテリとを備える車両用電源装置が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a vehicle power supply device that includes a high voltage battery that supplies electric power to a vehicle drive motor and a low voltage battery that supplies electric power to vehicle accessories.

そして、エンジンが始動不能となった場合、自車両外部の低電圧バッテリを電源として高電圧バッテリへの充電電力を生成し、高電圧バッテリを充電する手段を備えたハイブリッド車両の制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−339803号公報
Then, when the engine cannot be started, a hybrid vehicle control device including means for generating charging power for the high voltage battery using a low voltage battery outside the host vehicle as a power source and charging the high voltage battery is proposed. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2001-339803 A

上記従来例は、充電開始から設定時間が経過した場合に充電を終了する。また、上記従来例以外にも充電中に電圧を設定して、所定の電圧になるまで充電した際に充電を終了するものがある。   In the conventional example, the charging is terminated when the set time has elapsed from the start of charging. In addition to the conventional example, there is a battery that sets a voltage during charging and terminates charging when charging is performed until a predetermined voltage is reached.

しかしながら、上記前者の従来例では、設定時間内に十分な充電が行われなかった場合、また後者の例では端子電圧をモニタして所定の電圧になったことを判定するため、高電圧バッテリが劣化などにより内部抵抗が増大していた場合には、エンジンの始動に必要なレベルまで高電圧バッテリを充電できず、再始動ができない場合があった。   However, in the former conventional example, when sufficient charging is not performed within the set time, and in the latter example, the terminal voltage is monitored to determine that the predetermined voltage has been reached. When the internal resistance has increased due to deterioration or the like, the high voltage battery cannot be charged to a level necessary for starting the engine, and restarting may not be possible.

そこで、本発明は上記の問題点に鑑み、自車両外部の低電圧電源の電力で高電圧バッテリを充電するハイブリッド車両において、高電圧バッテリを過充電しない範囲で、速やかにエンジン始動を可能とする制御装置を提供するものである。   Therefore, in view of the above problems, the present invention enables a quick start of an engine in a hybrid vehicle in which a high voltage battery is charged with electric power of a low voltage power source outside the host vehicle without overcharging the high voltage battery. A control device is provided.

本発明は、高電圧バッテリによってエンジンの始動を行う電動機を有して、高電圧バッテリの放電によりエンジンが始動不能となった場合に、自車両外部の低電圧電源の電力により前記高電圧バッテリを充電するハイブリッド車両の充電装置であって、エンジンが始動不能となった際に、クランキング期間の高電圧バッテリの放電状態から、高電圧バッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段と、エンジンの始動に必要な出力とエネルギーを算出する必要出力・エネルギー算出手段と、算出した必要出力・エネルギーを確保可能な第1の電圧V1を求める第1の電圧算出手段と、高電圧バッテリの開放電圧において第1の電圧V1を満足する第2の電圧V2を算出する第2の電圧算出手段と、高電圧バッテリが第2の電圧V2となるまで低電圧電源からの充電を行う充電手段とを備え、次回のエンジン始動に必要な充電量のみを充電する。   The present invention has an electric motor that starts an engine with a high-voltage battery, and when the engine cannot be started due to discharge of the high-voltage battery, the high-voltage battery is A charging device for a hybrid vehicle to be charged, the internal resistance estimating means for estimating the internal resistance of the high voltage battery from the discharge state of the high voltage battery during the cranking period when the engine becomes unstartable, A required output / energy calculating means for calculating an output and energy required for starting, a first voltage calculating means for obtaining a first voltage V1 capable of securing the calculated required output / energy, and an open voltage of a high-voltage battery A second voltage calculating means for calculating a second voltage V2 that satisfies the first voltage V1, and until the high-voltage battery reaches the second voltage V2. And a charging means for charging from the voltage source to charge only the charge amount required for the next engine start.

したがって、本発明によれば、エンジン始動不能となった際のクランキング中における高電圧バッテリの放電状態から内部抵抗を推定し、推定した内部抵抗に基づいてエンジンの始動に必要な出力・エネルギーを供給可能な第2の電圧V2を算出する。そして、自車両外部の低電圧電源から高電圧バッテリを充電する際に、第2の電圧V2まで充電することとしたので、高電圧バッテリを過充電しない範囲で、速やかにエンジン始動を可能として、前記従来例と比較して充電時間を短縮することが可能となる。   Therefore, according to the present invention, the internal resistance is estimated from the discharge state of the high-voltage battery during cranking when the engine cannot be started, and the output and energy necessary for starting the engine are calculated based on the estimated internal resistance. A second voltage V2 that can be supplied is calculated. And, when charging the high voltage battery from the low voltage power source outside the host vehicle, it is decided to charge up to the second voltage V2, so that the engine can be started quickly without overcharging the high voltage battery. Compared to the conventional example, the charging time can be shortened.

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明を適用した車両用電源装置を備えるハイブリッド車両のシステム構成図で、図2は車両用電源装置のブロック図を示す。   FIG. 1 is a system configuration diagram of a hybrid vehicle including a vehicle power supply device to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a block diagram of the vehicle power supply device.

図1において、ハイブリッド車両の駆動系は、エンジン22、ジェネレータ23、モータ24および遊星歯車25等からなり、モータ24が出力側となってデファレンシャルギヤ26および車軸27を経由して駆動車輪28に接続される。ジェネレータ23およびモータ24を駆動するインバータ30と、インバータ30への入出力電力を蓄電する電源装置1を備える。ここで、電源装置1には図2で示すように、高電圧バッテリ1と、定電圧バッテリ3を備える。   In FIG. 1, the drive system of the hybrid vehicle includes an engine 22, a generator 23, a motor 24, a planetary gear 25, and the like, and the motor 24 becomes an output side and is connected to a drive wheel 28 via a differential gear 26 and an axle 27. Is done. An inverter 30 that drives the generator 23 and the motor 24 and a power supply device 1 that stores input / output power to the inverter 30 are provided. Here, the power supply device 1 includes a high voltage battery 1 and a constant voltage battery 3 as shown in FIG.

図1の駆動系は、例えば、遊星歯車装置5の3要素(サン、キャリア、リング)の一つにエンジン22の出力軸を連結し、別の一要素にエンジン駆動の発電機、スタータモータ、回生制動用発電機として作動可能なジェネレータ3を連結し、残りの一要素にトルクアシスト用のモータ4を連結する。そして、遊星歯車機構5の出力側をデファレンシャルギヤ26に連結する。   The drive system of FIG. 1 connects the output shaft of the engine 22 to one of the three elements (sun, carrier, ring) of the planetary gear unit 5 and the engine drive generator, starter motor, A generator 3 operable as a regenerative braking generator is connected, and a torque assist motor 4 is connected to the remaining one element. Then, the output side of the planetary gear mechanism 5 is connected to the differential gear 26.

インバータ30は、高電圧バッテリ1から直流電力を入力して交流電力に変換してモータ4に供給し、また、ジェネレータ23からの交流電力を入力して直流電力に変換して高電圧バッテリ1に充電するインバータ回路を含んでおり、車両用コントローラ32によりインバータ回路が制御される。   The inverter 30 inputs DC power from the high voltage battery 1 and converts it into AC power and supplies it to the motor 4. Also, the inverter 30 inputs AC power from the generator 23 and converts it into DC power to be converted into the high voltage battery 1. An inverter circuit for charging is included, and the inverter circuit is controlled by the vehicle controller 32.

次に、図2の電源装置のブロック図において、高電圧バッテリ1は、モータ24等の電気負荷12に対して電力を供給する電源であり、例えば350[V]の電圧を供給する。   Next, in the block diagram of the power supply apparatus in FIG. 2, the high voltage battery 1 is a power source that supplies power to the electric load 12 such as the motor 24 and supplies a voltage of, for example, 350 [V].

低電圧バッテリ3は高電圧バッテリECU13などその他のコントロールユニットやアクセサリなどの電源として使用され、例えば12[V]の電圧を供給する。   The low voltage battery 3 is used as a power source for other control units such as the high voltage battery ECU 13 and accessories, and supplies a voltage of, for example, 12 [V].

高電圧バッテリ1には、高電圧バッテリを保護、管理を行う高電圧バッテリECU13が接続される。   A high voltage battery ECU 13 that protects and manages the high voltage battery is connected to the high voltage battery 1.

また、高電圧バッテリ1には、外部の低電圧電源2から高電圧バッテリ1へ電力を供給する充電制御装置9が接続されている。充電装置9と高電圧バッテリ1との間には、高電圧バッテリ13からの電力供給を選択的に遮断するリレー10が介装される。   The high voltage battery 1 is connected to a charge control device 9 that supplies power from an external low voltage power source 2 to the high voltage battery 1. Between the charging device 9 and the high voltage battery 1, a relay 10 that selectively cuts off the power supply from the high voltage battery 13 is interposed.

充電制御装置9は、高電圧系回路部7と充電制御部8、車両の外部から低電圧電源を入力するためのリレー6と、外部の低電圧電源2と接続するためのコネクタ41から構成される。   The charging control device 9 includes a high voltage system circuit unit 7, a charging control unit 8, a relay 6 for inputting a low voltage power source from the outside of the vehicle, and a connector 41 for connecting to an external low voltage power source 2. The

高電圧系回路部7は、リレー6のリレー接点を介して供給される充電用の直流電源をスイッチング回路で高周波の交流電圧に変換し、変換した交流電圧を昇圧してから整流することにより充電に必要な高電圧を発生し、リレー10を介して高電圧バッテリ1に充電電流を供給する。   The high voltage system circuit unit 7 converts the charging DC power supplied via the relay contact of the relay 6 into a high frequency AC voltage by a switching circuit, boosts the converted AC voltage, and then rectifies A high voltage necessary for the generation is generated, and a charging current is supplied to the high voltage battery 1 via the relay 10.

充電制御部8は、リレー6のリレー接点からの充電用電力供給ライン4と、充電作業の起動スイッチ5が接続されている。また、リレー6のリレーコイルとリレー10のリレーコイルがインターフェイスを介して充電制御部8に接続され、高電圧バッテリECU13と通信インターフェイスを介して接続されている。高電圧バッテリECU13と充電制御部8は相互に通信を行って、高電圧バッテリ1の充電状態を制御する。   The charging control unit 8 is connected to a charging power supply line 4 from a relay contact of the relay 6 and a start switch 5 for charging work. Further, the relay coil of the relay 6 and the relay coil of the relay 10 are connected to the charging control unit 8 via an interface, and are connected to the high voltage battery ECU 13 via a communication interface. The high voltage battery ECU 13 and the charge control unit 8 communicate with each other to control the charge state of the high voltage battery 1.

充電制御部8は、起動スイッチ5のスイッチONを検出し、リレー6とリレー10の開閉を制御するとともに、高電圧バッテリ1の充電状態を監視し、異常を検出した場合には速やかに充電を終了する。   The charging control unit 8 detects the switch ON of the start switch 5, controls the opening and closing of the relay 6 and the relay 10, and monitors the charging state of the high voltage battery 1, and quickly charges the battery when an abnormality is detected. finish.

高電圧バッテリECU13は、高電圧バッテリ1の充放電状態を管理するものであり、外部の低電圧電源2から充電する際には充電可能であるか否かを判断し、その判断結果は通信インターフェイスを介して充電制御部8に送信される。   The high voltage battery ECU 13 manages the charge / discharge state of the high voltage battery 1, and determines whether or not charging is possible when charging from the external low voltage power source 2, and the determination result is a communication interface. Is transmitted to the charging control unit 8.

また、図示はしないが、高電圧バッテリECU13は、高電圧バッテリ1の電圧を測定する電圧センサと、高電圧バッテリ1の電流を測定する電流センサを備えている。   Although not shown, the high voltage battery ECU 13 includes a voltage sensor that measures the voltage of the high voltage battery 1 and a current sensor that measures the current of the high voltage battery 1.

さらに、高電圧バッテリECU13は、エンジン22の運転状態を監視するため、クランク角センサ14からのエンジン回転速度Neと、水温センサ15からのエンジン水温Twが入力される。   Further, the high voltage battery ECU 13 receives the engine rotation speed Ne from the crank angle sensor 14 and the engine water temperature Tw from the water temperature sensor 15 in order to monitor the operating state of the engine 22.

外部からの低電圧電源2から高電圧バッテリ1に充電する以外においては、リレー10のリレー接点は開放され、高電圧バッテリ1と充電装置9は切り離されており、高電圧バッテリ1からモータ24等の電気負荷12へ電力が供給される。また、高電圧バッテリ1は、高電圧バッテリECU13によって蓄電量が一定範囲内に収まるよう充電量が管理される。   Except for charging the high-voltage battery 1 from the low-voltage power supply 2 from the outside, the relay contact of the relay 10 is opened, the high-voltage battery 1 and the charging device 9 are disconnected, and the motor 24 and the like from the high-voltage battery 1 Electric power is supplied to the electrical load 12. Further, the charge amount of the high voltage battery 1 is managed by the high voltage battery ECU 13 so that the charged amount is within a certain range.

以上のような構成により、車両の運転状態が所定の状態になると、車両用コントローラ32はジェネレータ23を駆動してエンジン22のクランキングを行い、エンジン22を始動する。   With the configuration described above, when the driving state of the vehicle reaches a predetermined state, the vehicle controller 32 drives the generator 23 to crank the engine 22 and start the engine 22.

図3は、高電圧バッテリECU13で行われる処理の一例を示すフローチャートで、エンジン22のクランキング時に実行されるものである。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing performed by the high voltage battery ECU 13 and is executed when the engine 22 is cranked.

S301では、クランキング開始時の高電圧バッテリ1の放電状態を検出する。放電状態としては、高電圧バッテリ1に流れる電流、電圧を各々高電圧バッテリECU13に設けた電流センサ、電圧センサにより検出し、さらに蓄電状態(SOC)を推定し、クランキング開始から所定時間内における電流、電圧、SOCの各データを高電圧バッテリECU13の図示しない記憶装置(メモリなど)に記憶しておく。   In S301, the discharge state of the high voltage battery 1 at the start of cranking is detected. As the discharge state, the current and voltage flowing in the high voltage battery 1 are detected by current sensors and voltage sensors provided in the high voltage battery ECU 13, respectively, and the storage state (SOC) is estimated, and within a predetermined time from the start of cranking. The current, voltage, and SOC data are stored in a storage device (such as a memory) (not shown) of the high voltage battery ECU 13.

S302では、クランキング後にエンジン22が始動できたか否かを判定する。エンジン22の始動の判定には、クランキング開始から所定時間後にエンジン回転速度が所定のアイドル目標回転数以上になっていることや、アイドル回転数以上で運転している継続時間、力行してエンジンをクランキングさせたモータがエンジントルクを吸収し回生したことなどを受けて、エンジン22の始動が完了したことを判定する。エンジン22の始動が完了しない場合にはS303へ進み、エンジン22の始動が完了した場合には充電処理を行わずに処理を終了する。   In S302, it is determined whether or not the engine 22 has been started after cranking. The engine 22 is started by determining whether the engine speed has exceeded a predetermined target idling speed after a predetermined time from the start of cranking, the duration of operation at an idling speed or higher, and powering the engine. In response to the fact that the motor that has cranked the engine absorbs the engine torque and regenerates, it is determined that the start of the engine 22 has been completed. If the start of the engine 22 is not completed, the process proceeds to S303, and if the start of the engine 22 is completed, the process is terminated without performing the charging process.

S302においてエンジン始動不能と判断された場合には、S303において充電制御装置9の起動スイッチ5がONであるか否かを判定する。   If it is determined in S302 that the engine cannot be started, it is determined in S303 whether or not the start switch 5 of the charge control device 9 is ON.

S303において充電制御装置9の起動スイッチ5がONであると判定された場合には、S304において高電圧バッテリ1の内部抵抗を推定する。   If it is determined in S303 that the start switch 5 of the charging control device 9 is ON, the internal resistance of the high voltage battery 1 is estimated in S304.

高電圧バッテリ1の内部抵抗の推定には、上記S301において記憶した電流、電圧、SOCの各データを用いる。   For estimation of the internal resistance of the high-voltage battery 1, the current, voltage, and SOC data stored in S301 are used.

図4は、エンジン22のクランキング時に記憶した各データの推移の一例を示したものであり、高電圧バッテリECU13の処理が開始されてからデータ取得を開始し、時刻t1においてクランキングを開始、エンジン始動不能と判断されるまでの各データを記憶している。SOCは前回の車両停止時における値を記憶しておき、その値を初期値として電流積算することにより求めることができる。また、開放電圧は予め実験によりSOCに対応する開放電圧値を求め、テーブルを作成しておき、SOCの初期値から開放電圧をテーブル検索より求めることができる。   FIG. 4 shows an example of transition of each data stored at the time of cranking of the engine 22, data acquisition is started after the processing of the high voltage battery ECU 13 is started, and cranking is started at time t1. Each data until it is determined that the engine cannot be started is stored. The SOC can be obtained by storing a value at the time of the previous vehicle stop and integrating the current as an initial value. As for the open circuit voltage, an open circuit voltage value corresponding to the SOC is obtained in advance by experiments, a table is prepared, and the open circuit voltage can be obtained from the initial value of the SOC by table search.

内部抵抗Rの推定値は、次式により算出する。   The estimated value of the internal resistance R is calculated by the following equation.

Figure 2006180665
ここで、R[Ω]は内部抵抗、Vo[V]は開放電圧、Vt[V]は端子電圧、I[A]は電流を示す。なお、電流I[A]は放電側を正としている。
Figure 2006180665
Here, R [Ω] is an internal resistance, Vo [V] is an open circuit voltage, Vt [V] is a terminal voltage, and I [A] is a current. The current I [A] is positive on the discharge side.

クランキング期間中で内部抵抗Rを推定すると、サンプリング周期毎について推定値が図4で示すように求められるが、最終的に処理に用いる内部抵抗Re[Ω]はクランキング期間中の推定値を平均化した値を用いる。   When the internal resistance R is estimated during the cranking period, an estimated value is obtained for each sampling period as shown in FIG. 4, but the internal resistance Re [Ω] used for the process is finally an estimated value during the cranking period. Use averaged values.

また、高電圧バッテリ1を流れる電流が小さな状況においては電流センサから検出される誤差が内部抵抗の推定に大きく影響するため、所定のしきい値(図4参照)以上の電流が流れた際に推定した内部抵抗の平均値を用いることで、より精度の高い値を得ることができる。   In addition, when the current flowing through the high voltage battery 1 is small, the error detected by the current sensor greatly affects the estimation of the internal resistance. Therefore, when a current exceeding a predetermined threshold value (see FIG. 4) flows. By using the estimated average value of the internal resistance, a more accurate value can be obtained.

S305では、エンジン始動に必要な出力・エネルギーを算出する。これらの値はエンジン22の始動性に関係するため、エンジン22の水温に代表されるエンジン始動性をもとに求めることにする。各出力・エネルギーは予めエンジン水温とエンジン始動可能であった場合の最大出力とエネルギーを実験により求め、エンジン水温Twと最大出力及びエネルギーのテーブルを作成しておき、検出したエンジン水温Twからテーブルを検索することで最大出力とエネルギーを求めることができる。なお、エンジン始動に必要な出力・エネルギーは、エンジン水温Twが低いほど必要出力・エネルギーを大きな値とする。   In S305, the output and energy required for starting the engine are calculated. Since these values relate to the startability of the engine 22, the values are determined based on the engine startability represented by the water temperature of the engine 22. For each output and energy, obtain the engine water temperature and the maximum output and energy when the engine can be started in advance by experiment, create a table of engine water temperature Tw, maximum output and energy, and calculate the table from the detected engine water temperature Tw. The maximum output and energy can be obtained by searching. The output / energy required for starting the engine is set to a larger value as the engine water temperature Tw is lower.

S306では、S305において求めた必要出力・エネルギーを供給可能な第1の電圧V1[V]を求める。この電圧は、高電圧バッテリ1の使用可能電圧範囲の下限値に達するまでに、上記の必要出力・エネルギーの双方を満たすことができるよう求めれば良い。   In S306, a first voltage V1 [V] that can supply the necessary output and energy obtained in S305 is obtained. What is necessary is just to obtain | require this voltage so that both said required output and energy may be satisfy | filled before reaching the lower limit of the usable voltage range of the high voltage battery 1.

S307では、S306において求めた第1の電圧V1を開放電圧Voにおいて満たすことが可能な第2の電圧V2[V]を求める。ここでは、充電制御装置9への充電電流Ic[A]を適切な値に設定し、次式により求めることができる。   In S307, a second voltage V2 [V] that can satisfy the first voltage V1 obtained in S306 at the open circuit voltage Vo is obtained. Here, the charging current Ic [A] to the charging control device 9 can be set to an appropriate value and obtained by the following equation.

Figure 2006180665
また、この第2の電圧はV2[V]は、高電圧バッテリ1の使用可能範囲の上限値とセレクトローすることとし、第1の電圧V1を開放電圧Voにおいて満たすことが可能な第2の電圧V2と高電圧バッテリ1の使用可能範囲の上限電圧のうち、低い方を第2の電圧とする。これにより、充電電圧が過大になるのを防いで高電圧バッテリ1の過充電を防止する。
Figure 2006180665
The second voltage V2 [V] is selected to be low with the upper limit of the usable range of the high voltage battery 1, and the second voltage that can satisfy the first voltage V1 at the open voltage Vo. Of the upper limit voltage of the usable range of the voltage V2 and the high voltage battery 1, the lower one is set as the second voltage. As a result, the charging voltage is prevented from becoming excessive, and overcharging of the high voltage battery 1 is prevented.

S308では、外部低電圧電源2からの充電が可能か否かを判断する。ここでは、充電制御装置9が正常に動作することと、高電圧バッテリ1を監視する高電圧バッテリECU13から高電圧バッテリ1が故障していないことを受けて充電可能であることを判定すれば良い。また、コネクタ41を介して充電制御装置9に外部低電圧電源2が接続されているものとする。   In S308, it is determined whether or not charging from the external low-voltage power supply 2 is possible. Here, it is only necessary to determine that charging is possible in response to the normal operation of the charging control device 9 and the fact that the high voltage battery ECU 13 that monitors the high voltage battery 1 has not failed. . In addition, it is assumed that the external low voltage power source 2 is connected to the charging control device 9 via the connector 41.

S308において充電可能であると判断された場合には、S309において充電制御装置9を動作させ外部低電圧電源2から高電圧バッテリ1の充電を開始する。   If it is determined that charging is possible in S308, the charging control device 9 is operated in S309 to start charging the high-voltage battery 1 from the external low-voltage power source 2.

一方、上記S308において充電不可能であると判断された場合には、充電処理を終了する。   On the other hand, if it is determined in S308 that charging is not possible, the charging process is terminated.

S310では、電圧センサで検出した高電圧バッテリ1の電圧が、第2の電圧V2以上であるか否かを判定する。検出した電圧が、第2の電圧V2以上であると判断された場合には、充電制御装置9においてリレー6、リレー10を開放させ、充電処理を終了する。   In S310, it is determined whether or not the voltage of the high voltage battery 1 detected by the voltage sensor is equal to or higher than the second voltage V2. When it is determined that the detected voltage is equal to or higher than the second voltage V2, the charging control device 9 opens the relay 6 and the relay 10 and ends the charging process.

また、検出した電圧が第2の電圧V2未満であると判断された場合には、S308の処理に戻って、充電処理を継続する。   When it is determined that the detected voltage is less than the second voltage V2, the process returns to S308 and the charging process is continued.

以上の処理により、エンジン始動不能となった際のクランキング中における高電圧バッテリ1の放電状態から内部抵抗Rを推定し、推定した内部抵抗Rをもとにエンジン22の始動に必要な出力・エネルギーを供給可能な第2の電圧V2を算出する。そして、自車両外部の低電圧電源2から高電圧バッテリ1を充電する際に、第2の電圧V2まで充電することとしたので、従来例と比較して充電時間を短縮し、且つ次回のエンジン始動を確実に行うことが可能となる。   With the above processing, the internal resistance R is estimated from the discharge state of the high-voltage battery 1 during cranking when the engine cannot be started, and the output / output required for starting the engine 22 based on the estimated internal resistance R. A second voltage V2 that can supply energy is calculated. When charging the high voltage battery 1 from the low voltage power supply 2 outside the host vehicle, the charging is performed up to the second voltage V2, so that the charging time is shortened compared to the conventional example, and the next engine It is possible to reliably start the engine.

また、クランキング中における放電状態として、高電圧バッテリ1に流れる電流、電圧の検出値と、推定したSOCを用いることで、クランキング中の高電圧バッテリ1の内部抵抗Rを推定することができる。   In addition, the internal resistance R of the high-voltage battery 1 during cranking can be estimated by using the detected value of the current and voltage flowing through the high-voltage battery 1 and the estimated SOC as the discharge state during cranking. .

また、内部抵抗Rの推定は高電圧バッテリ1に流れる電流値が所定値以上である場合に行うので、電流センサの検出誤差によって発生する内部抵抗の推定精度の悪化を抑制することができる。このため、エンジン始動を可能とする電圧である第2の電圧V2を精度良く算出でき、次回のエンジン始動を確実に完了させることができる。   Moreover, since the estimation of the internal resistance R is performed when the value of the current flowing through the high voltage battery 1 is greater than or equal to a predetermined value, it is possible to suppress the deterioration of the estimation accuracy of the internal resistance caused by the detection error of the current sensor. Therefore, the second voltage V2, which is a voltage that enables the engine to be started, can be accurately calculated, and the next engine start can be completed with certainty.

また、エンジン始動に必要な出力・エネルギーをエンジン水温に基づいて算出し、水温が低いほど大きな出力・エネルギーを必要とするとした。このため、エンジン冷機時における始動性の悪化を考慮した第2の電圧を算出することができるので、次回のエンジン始動を確度確実に完了することができる。   The output and energy required for starting the engine are calculated based on the engine water temperature. The lower the water temperature, the greater the output and energy required. For this reason, since the second voltage can be calculated in consideration of deterioration of startability when the engine is cold, the next engine start can be completed with certainty.

また、第2の電圧V2が高電圧バッテリ1における使用可能電圧範囲の上限値を上回った場合には、第2の電圧V2を使用可能電圧範囲の上限値とするので、高電圧バッテリ1の過充電を防止することができる。   Further, when the second voltage V2 exceeds the upper limit value of the usable voltage range in the high voltage battery 1, the second voltage V2 is set to the upper limit value of the usable voltage range. Charging can be prevented.

また、第2の電圧V2が高電圧バッテリ1における使用可能電圧範囲の上限値を上回った場合にはドライバに警告を促す警告表示器16(図2参照)を備えてもよく、警告表示器16の作動により、ドライバに高電圧バッテリ1の充電によってエンジン始動できる可能性が低いことを提示することができる。また、この警告は、表示に限定されるものではなく、音声や振動等で警告を報知するようにしても良い。   In addition, when the second voltage V2 exceeds the upper limit value of the usable voltage range in the high voltage battery 1, a warning indicator 16 (see FIG. 2) for urging the driver to warn may be provided. With this operation, it is possible to indicate to the driver that the possibility that the engine can be started by charging the high voltage battery 1 is low. The warning is not limited to display, and the warning may be notified by voice or vibration.

なお、上記実施形態においては、高電圧バッテリECU13で上記図3の制御を行ったが、充電制御部装置9で行うようにしても良い。   In the above embodiment, the control of FIG. 3 is performed by the high voltage battery ECU 13, but may be performed by the charge control unit device 9.

以上のように、本発明に係る充電装置では、エンジンの始動可能な充電量まで迅速に高電圧バッテリへ充電を行うことができるので、ハイブリッド車両に適用することができる。   As described above, in the charging device according to the present invention, the high-voltage battery can be charged quickly up to the charge amount that allows the engine to be started, and thus can be applied to a hybrid vehicle.

本発明の実施形態を示す駆動系のブロック図。The block diagram of the drive system which shows embodiment of this invention. 同じく電源装置のブロック図。The block diagram of a power supply device similarly. 高電圧バッテリECUで行われる処理の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the process performed by high voltage battery ECU. クランキング期間中の高電圧バッテリの電圧、電流、SOC、内部抵抗推定値と時間の関係を示すグラフ。The graph which shows the voltage of the high voltage battery during a cranking period, electric current, SOC, an internal resistance estimated value, and the relationship of time.

符号の説明Explanation of symbols

1 高電圧バッテリ
2 外部低電圧電源
9 充電制御装置
13 高電圧バッテリECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High voltage battery 2 External low voltage power supply 9 Charge control apparatus 13 High voltage battery ECU

Claims (6)

高電圧バッテリによってエンジンの始動を行う電動機を有し、前記高電圧バッテリの放電によりエンジンが始動不能となった場合に備え、自車両外部の低電圧電源の電力により前記高電圧バッテリを充電可能なハイブリッド車両の充電装置において、
前記エンジンが始動不能となった際に、クランキング時の高電圧バッテリの放電状態から、高電圧バッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段と、
前記エンジンの始動に必要な出力とエネルギーを算出する必要出力・エネルギー算出手段と、
前記必要出力・エネルギーを確保可能な第1の電圧を求める第1の電圧算出手段と、
高電圧バッテリの開放電圧において第1の電圧を満足する第2の電圧を算出する第2の電圧算出手段と、
前記高電圧バッテリが第2の電圧となるまで低電圧電源からの充電を行う充電手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の充電装置。
It has an electric motor that starts the engine with a high-voltage battery, and can charge the high-voltage battery with electric power from a low-voltage power supply outside the host vehicle in case the engine cannot be started due to discharge of the high-voltage battery In a charging device for a hybrid vehicle,
An internal resistance estimating means for estimating the internal resistance of the high-voltage battery from the discharge state of the high-voltage battery at the time of cranking when the engine cannot be started;
Required output / energy calculating means for calculating output and energy required for starting the engine;
First voltage calculating means for obtaining a first voltage capable of securing the required output and energy;
Second voltage calculating means for calculating a second voltage that satisfies the first voltage in the open voltage of the high-voltage battery;
Charging means for charging from a low voltage power source until the high voltage battery is at a second voltage;
A charging device for a hybrid vehicle, comprising:
前記内部抵抗推定手段は、高電圧バッテリに流れる電流、電圧及び充電状態に基づいて前記内部抵抗を推定することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の充電装置。   2. The hybrid vehicle charging device according to claim 1, wherein the internal resistance estimating unit estimates the internal resistance based on a current flowing through a high-voltage battery, a voltage, and a state of charge. 前記内部抵抗推定手段は、前記高電圧バッテリに流れる電流が所定値以上の場合に内部抵抗を推定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のハイブリッド車両の充電装置。   3. The hybrid vehicle charging device according to claim 1, wherein the internal resistance estimating unit estimates an internal resistance when a current flowing through the high-voltage battery is equal to or greater than a predetermined value. 4. 前記必要出力・エネルギー算出手段は、エンジンの水温を検出するエンジン水温検出手段を備え、エンジン水温が低いほど必要出力・エネルギーを大きな値とすること特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の充電装置。   The charging of the hybrid vehicle according to claim 1, wherein the required output / energy calculating means includes an engine water temperature detecting means for detecting an engine water temperature, and the required output / energy is increased as the engine water temperature is lower. apparatus. 前記第2の電圧算出手段は、前記高電圧バッテリの開放電圧において第1の電圧を満足する第2の電圧が、高電圧バッテリにおける使用可能電圧範囲の所定の上限値を上回った場合には、前記使用可能電圧範囲の上限値を第2の電圧とすることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかひとつに記載のハイブリッド車両の充電装置。   When the second voltage that satisfies the first voltage in the open voltage of the high-voltage battery exceeds a predetermined upper limit of the usable voltage range in the high-voltage battery, the second voltage calculation means 5. The hybrid vehicle charging device according to claim 1, wherein an upper limit value of the usable voltage range is a second voltage. 6. 前記第2の電圧算出手段は、前記第2の電圧が高電圧バッテリにおける使用可能電圧範囲の所定の上限値を上回った場合には、警告を促す警告手段を有することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかひとつに記載のハイブリッド車両の充電装置。   The said 2nd voltage calculation means has a warning means which urges | urges a warning, when the said 2nd voltage exceeds the predetermined | prescribed upper limit of the usable voltage range in a high voltage battery, The warning means which urges | urges a warning is characterized by the above-mentioned. The charging device for a hybrid vehicle according to any one of claims 5 to 6.
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