JP2010246344A - Power supply device, method of controlling the same, and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源装置およびその制御方法並びに車両に関する。 The present invention relates to a power supply device, a control method thereof, and a vehicle.
従来、この種の電源装置としては、バッテリ(主蓄電装置)と、2つのバッテリ(副蓄電装置)と、主蓄電装置にリレーを介して接続されると共にモータを駆動するインバータに給電を行なう給電ラインに接続されスイッチング素子のスイッチングによって主蓄電装置と給電ラインとの間で電圧変換を行なう第1の昇圧コンバータと、2つの副蓄電装置にそれぞれリレーを介して接続されると共に給電ラインに接続されスイッチング素子のスイッチングによって2つの副蓄電装置のうち接続されている副蓄電装置と給電ラインとの間で電圧変換を行なう第2の昇圧コンバータと、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、現在使用中の副蓄電装置の充電状態が所定の閾値より小さくなったときに、第2の昇圧コンバータのスイッチングを停止させている。 Conventionally, as this type of power supply device, a battery (main power storage device), two batteries (sub power storage device), and a power supply that supplies power to an inverter that is connected to the main power storage device via a relay and that drives a motor. The first step-up converter that is connected to the line and performs voltage conversion between the main power storage device and the power supply line by switching of the switching element, and the two sub power storage devices are connected to each other via a relay and connected to the power supply line. Among the two sub power storage devices by switching of the switching element, a device including a second boost converter that performs voltage conversion between a connected sub power storage device and a power supply line has been proposed (for example, Patent Literature 1). 1). In this device, the switching of the second boost converter is stopped when the charging state of the currently used sub power storage device becomes smaller than a predetermined threshold value.
こうした電源装置では、リレーがオフされて副蓄電装置と第2の昇圧コンバータとが切り離されるときには、副蓄電装置に電流が流れないように第2の昇圧コンバータを制御する必要がある。このため、指令値に基づいて第2の昇圧コンバータを制御する場合、リレーがオフされるときに、第2の昇圧コンバータを適正に制御するために、第2の昇圧コンバータの制御に用いる指令値をより適正なものとすることが望まれる。 In such a power supply device, when the relay is turned off and the sub power storage device and the second boost converter are disconnected, it is necessary to control the second boost converter so that no current flows through the sub power storage device. Therefore, when the second boost converter is controlled based on the command value, the command value used for controlling the second boost converter in order to properly control the second boost converter when the relay is turned off. It is desirable to make more appropriate.
本発明の電源装置およびその制御方法並びに車両は、蓄電装置がリレーを介して接続された低電圧系の電力ラインと高電圧系の電力ラインとに接続されリレーがオンのときに蓄電装置からの電力を昇圧して機器側に供給可能な電圧変換回路の制御に用いる指令値をより適正なものとすることを主目的とする。 The power supply device, the control method thereof, and the vehicle according to the present invention are connected to the low voltage system power line and the high voltage system power line to which the power storage device is connected via the relay, and when the relay is on, The main purpose is to make the command value used for controlling the voltage conversion circuit capable of boosting power and supplying it to the equipment side more appropriate.
本発明の電源装置およびその制御方法並びに車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The power supply apparatus, the control method thereof, and the vehicle of the present invention employ the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の電源装置は、
充放電可能な第1の蓄電手段と、充放電可能な第2の蓄電手段と、前記第1の蓄電手段が接続された第1の低電圧系の電力ラインと電力により作動する機器が接続された高電圧系の電力ラインとに接続され前記第1の蓄電手段からの電力を昇圧して前記機器側に供給可能な第1の電圧変換手段と、前記第2の蓄電手段がリレーを介して接続された第2の低電圧系の電力ラインと前記高電圧系の電力ラインとに接続され前記リレーがオンのときに前記第2の蓄電手段からの電力を昇圧して前記機器側に供給可能な第2の電圧変換手段と、を備える電源装置であって、
前記リレーがオンのときには前記高電圧系の電圧が前記機器の作動に要する目標電圧になるよう前記第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に前記第1の蓄電手段および前記第2の蓄電手段から前記機器の作動に要する機器用電力が前記機器側に供給されるよう前記第2の電圧変換手段の電力指令を設定し、前記リレーがオフのときには前記高電圧系の電圧が前記目標電圧になるよう前記第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に前記第2の電圧変換手段の電力指令に値0を設定する指令値設定手段と、
前記設定された電圧指令に基づいて前記第1の電圧変換手段を制御すると共に前記設定された電力指令に基づいて前記第2の電圧変換手段を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The power supply device of the present invention is
The first power storage means capable of charging / discharging, the second power storage means capable of charging / discharging, the first low-voltage power line to which the first power storage means is connected, and a device that operates with power are connected. A first voltage converting means connected to a high-voltage power line and capable of boosting power from the first power storage means and supplying the boosted power to the device side; and the second power storage means via a relay Connected to the connected second low voltage system power line and the high voltage system power line, the power from the second power storage means can be boosted and supplied to the device side when the relay is on A second voltage conversion means, and a power supply device comprising:
When the relay is on, the voltage command of the first voltage converting means is set so that the voltage of the high voltage system becomes the target voltage required for the operation of the device, and the first power storage means and the second power storage A power command for the second voltage converting means is set so that the power for the equipment required for the operation of the equipment is supplied from the means to the equipment side, and the voltage of the high voltage system is set to the target voltage when the relay is off. Command value setting means for setting the voltage command of the first voltage conversion means so as to become 0 and setting the
Control means for controlling the first voltage conversion means based on the set voltage command and controlling the second voltage conversion means based on the set power command;
It is a summary to provide.
この本発明の電源装置では、リレーがオンのときには、高電圧系の電圧が機器の作動に要する目標電圧になるよう第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に第1の蓄電手段および第2の蓄電手段から機器の作動に要する機器用電力が高電圧系に供給されるよう第2の電圧変換手段の電力指令を設定し、設定した電圧指令に基づいて第1の電圧変換手段を制御すると共に電力指令に基づいて第2の電圧変換手段を制御する。一方、リレーがオフのときには、高電圧系の電圧が目標電圧になるよう第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に第2の電圧変換手段の電力指令に値0を設定し、設定した電圧指令に基づいて第1の電圧変換手段を制御すると共に電力指令に基づいて第2の電圧変換手段を制御する。これにより、リレーがオフのときに、第2の電圧変換手段の制御に用いる電力指令をより適正なものとし、第2の電圧変換手段をより適正に制御することができる。
In the power supply device of the present invention, when the relay is on, the voltage command of the first voltage conversion means is set so that the high voltage system voltage becomes the target voltage required for the operation of the equipment, and the first power storage means and the first power storage means The power command of the second voltage conversion means is set so that the device power required for the operation of the device is supplied from the second power storage means to the high voltage system, and the first voltage conversion means is controlled based on the set voltage command At the same time, the second voltage conversion means is controlled based on the power command. On the other hand, when the relay is off, the voltage command of the first voltage conversion means is set so that the high voltage system voltage becomes the target voltage, and the
こうした本発明の電源装置において、前記指令値設定手段は、前記リレーがオンのときには前記第1の蓄電手段から前記高電圧系の電力ラインに供給する電力と前記第2の蓄電手段から前記高電圧系の電力ラインに供給する電力との和に対する前記第2の蓄電手段から前記高電圧系の電力ラインに供給する電力の割合である分配比を前記第1の蓄電手段の蓄電量と前記第2の蓄電手段の蓄電量とに基づいて設定すると共に該設定した分配比と前記機器用電力とに基づいて目標電力を設定し、前記リレーがオフのときには前記分配比を値0として前記目標電力を設定し、該設定した目標電力に基づいて前記第2の電圧変換手段の電力指令を設定する手段である、ものとすることもできる。この態様の本発明の電源装置において、前記指令値設定手段は、前記リレーがオフのときには、前記設定した目標電力に拘わらず前記電力指令に値0を設定する手段である、ものとすることもできる。 In such a power supply device of the present invention, the command value setting means includes the power supplied from the first power storage means to the high-voltage power line when the relay is on, and the high voltage from the second power storage means. The distribution ratio, which is the ratio of the power supplied from the second power storage means to the high-voltage power line with respect to the sum of the power supplied to the system power line, is calculated as the amount of power stored in the first power storage means and the second And the target power is set based on the set distribution ratio and the device power, and when the relay is off, the distribution ratio is set to 0 and the target power is set to It may be a means for setting and setting a power command for the second voltage conversion means based on the set target power. In the power supply device of this aspect of the present invention, the command value setting means may be means for setting a value of 0 to the power command regardless of the set target power when the relay is off. it can.
また、本発明の電源装置において、前記第2の低電圧系に第2のリレーを介して接続され充放電可能な第3の蓄電手段を備え、前記指令値設定手段は、前記リレーおよび前記第2のリレーが共にオフのときに前記第2の電力変換手段の電力指令に値0を設定する手段である、ものとすることもできる。ここで、前記リレーおよび前記第2のリレーが共にオフのときには、前記リレーがオンで前記第2のリレーがオフの第1の状態から前記リレーがオフで前記第2のリレーがオンの第2の状態に切り替えるときが含まれる。 The power supply device of the present invention further includes a third power storage unit that is connected to the second low-voltage system via a second relay and is chargeable / dischargeable. The command value setting unit includes the relay and the first It may be a means for setting a value of 0 to the power command of the second power conversion means when both of the two relays are off. Here, when both the relay and the second relay are off, the relay is off and the second relay is off from the first state where the relay is on and the second relay is off. This includes when switching to the state.
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の電源装置、即ち、基本的には、充放電可能な第1の蓄電手段と、充放電可能な第2の蓄電手段と、前記第1の蓄電手段が接続された第1の低電圧系の電力ラインと電力により作動する機器が接続された高電圧系の電力ラインとに接続され前記第1の蓄電手段からの電力を昇圧して前記機器側に供給可能な第1の電圧変換手段と、前記第2の蓄電手段がリレーを介して接続された第2の低電圧系の電力ラインと前記高電圧系の電力ラインとに接続され前記リレーがオンのときに前記第2の蓄電手段からの電力を昇圧して前記機器側に供給可能な第2の電圧変換手段と、を備える電源装置であって、前記リレーがオンのときには前記高電圧系の電圧が前記機器の作動に要する目標電圧になるよう前記第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に前記第1の蓄電手段および前記第2の蓄電手段から前記機器の作動に要する機器用電力が前記機器側に供給されるよう前記第2の電圧変換手段の電力指令を設定し、前記リレーがオフのときには前記高電圧系の電圧が前記目標電圧になるよう前記第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に前記第2の電圧変換手段の電力指令に値0を設定する指令値設定手段と、前記設定された電圧指令に基づいて前記第1の電圧変換手段を制御すると共に前記設定された電力指令に基づいて前記第2の電圧変換手段を制御する制御手段と、を備える電源装置と、前記機器として走行用の動力を出力する電動機と、を搭載したことを要旨とする。 The vehicle of the present invention is the power supply device of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically the first power storage means capable of charge / discharge, the second power storage means capable of charge / discharge, The first low voltage system power line to which one power storage unit is connected and the high voltage system power line to which a device that operates by power is connected are boosted to increase the power from the first power storage unit. The first voltage conversion means that can be supplied to the device side, and the second power storage means are connected to a second low voltage system power line and the high voltage system power line connected via a relay. And a second voltage conversion unit capable of boosting the electric power from the second power storage unit when the relay is on and supplying the second power conversion unit to the device side, and when the relay is on, The high voltage system voltage becomes the target voltage required for the operation of the equipment. The second voltage setting means sets the voltage command of the first voltage conversion means and supplies the device power required for the operation of the device from the first power storage device and the second power storage device to the device side. A power command for the voltage conversion means is set, and when the relay is off, the voltage command for the first voltage conversion means is set so that the voltage of the high voltage system becomes the target voltage, and the second voltage conversion means Command value setting means for setting a value of 0 to the power command of the power supply, and controlling the first voltage conversion means based on the set voltage command and the second voltage conversion based on the set power command. The gist of the present invention is that a power supply device including control means for controlling the means and an electric motor that outputs motive power for traveling are mounted as the equipment.
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の電源装置を搭載するから、本発明の電源装置が奏する効果、例えば、リレーがオフのときに、第2の電圧変換手段の制御に用いる電力指令をより適正なものとし、第2の電圧変換手段をより適正に制御することができる効果などと同様の効果を奏することができる。 Since the vehicle according to the present invention is equipped with the power supply device according to any one of the above-described aspects, the effect of the power supply device according to the present invention, for example, control of the second voltage conversion means when the relay is off. The power command used in the above can be made more appropriate, and the same effects as the effect that the second voltage conversion means can be controlled more appropriately can be obtained.
本発明の電源装置の制御方法は、
充放電可能な第1の蓄電手段と、充放電可能な第2の蓄電手段と、前記第1の蓄電手段が接続された第1の低電圧系の電力ラインと電力により作動する機器が接続された高電圧系の電力ラインとに接続され前記第1の蓄電手段からの電力を昇圧して前記機器側に供給可能な第1の電圧変換手段と、前記第2の蓄電手段がリレーを介して接続された第2の低電圧系の電力ラインと前記高電圧系の電力ラインとに接続され前記リレーがオンのときに前記第2の蓄電手段からの電力を昇圧して前記機器側に供給可能な第2の電圧変換手段と、を備える電源装置の制御方法であって、
(a)前記リレーがオンのときには前記高電圧系の電圧が前記機器の作動に要する目標電圧になるよう前記第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に前記第1の蓄電手段および前記第2の蓄電手段から前記機器の作動に要する機器用電力が前記機器側に供給されるよう前記第2の電圧変換手段の電力指令を設定し、前記リレーがオフのときには前記高電圧系の電圧が前記目標電圧になるよう前記第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に前記第2の電圧変換手段の電力指令に値0を設定し、
(b)前記設定された電圧指令に基づいて前記第1の電圧変換手段を制御すると共に前記設定された電力指令に基づいて前記第2の電圧変換手段を制御する、
ことを要旨とする。
The control method of the power supply device of the present invention is as follows:
The first power storage means capable of charging / discharging, the second power storage means capable of charging / discharging, the first low-voltage power line to which the first power storage means is connected, and a device that operates with power are connected. A first voltage converting means connected to a high-voltage power line and capable of boosting power from the first power storage means and supplying the boosted power to the device side; and the second power storage means via a relay Connected to the connected second low voltage system power line and the high voltage system power line, the power from the second power storage means can be boosted and supplied to the device side when the relay is on A second voltage conversion means, and a control method of a power supply device comprising:
(A) When the relay is on, the voltage command of the first voltage conversion means is set so that the voltage of the high voltage system becomes a target voltage required for the operation of the equipment, and the first power storage means and the first power storage means The power command of the second voltage conversion means is set so that the device power required for the operation of the device is supplied from the two power storage means to the device side, and the voltage of the high voltage system is set when the relay is off. Setting the voltage command of the first voltage conversion means to the target voltage and setting the
(B) controlling the first voltage converter based on the set voltage command and controlling the second voltage converter based on the set power command;
This is the gist.
この本発明の電源装置の制御方法では、リレーがオンのときには、高電圧系の電圧が機器の作動に要する目標電圧になるよう第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に第1の蓄電手段および第2の蓄電手段から機器の作動に要する機器用電力が高電圧系に供給されるよう第2の電圧変換手段の電力指令を設定し、設定した電圧指令に基づいて第1の電圧変換手段を制御すると共に電力指令に基づいて第2の電圧変換手段を制御する。一方、リレーがオフのときには、高電圧系の電圧が目標電圧になるよう第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に第2の電圧変換手段の電力指令に値0を設定し、設定した電圧指令に基づいて第1の電圧変換手段を制御すると共に電力指令に基づいて第2の電圧変換手段を制御する。これにより、リレーがオフのときに、第2の電圧変換手段の制御に用いる電力指令をより適正なものとし、第2の電圧変換手段をより適正に制御することができる。
In the control method of the power supply device of the present invention, when the relay is on, the voltage command of the first voltage conversion means is set and the first power storage is performed so that the high voltage system voltage becomes the target voltage required for the operation of the device. The power command of the second voltage conversion means is set so that the device power required for the operation of the device is supplied from the means and the second power storage means to the high voltage system, and the first voltage conversion is performed based on the set voltage command The second voltage conversion means is controlled based on the power command while controlling the means. On the other hand, when the relay is off, the voltage command of the first voltage conversion means is set so that the high voltage system voltage becomes the target voltage, and the
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としての電源装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン22と、エンジン22を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24と、エンジン22のクランクシャフト26にキャリアが接続されると共に駆動輪39a,39bにデファレンシャルギヤ38を介して連結された駆動軸32にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されたモータMG1と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸32に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するためのインバータ41,42と、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、リチウムイオン二次電池として構成されたマスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62と、マスタバッテリ50がシステムメインリレー56を介して接続された電力ライン(以下、第1低電圧系電力ラインという)59とインバータ41,42が接続された電力ライン(以下、高電圧系電力ラインという)54とに接続されマスタバッテリ50からの電力を昇圧してインバータ41,42側に供給可能なマスタ側昇圧回路55と、スレーブバッテリ60,62がそれぞれシステムメインリレー66,67を介して接続された電力ライン(以下、第2低電圧系電力ラインという)69と高電圧系電力ライン54とに接続されスレーブバッテリ60,62のうち第2低電圧系電力ライン69に接続されているスレーブバッテリ(以下、接続側スレーブバッテリという)からの電力をインバータ41,42側に供給可能なスレーブ側昇圧回路65と、マスタバッテリ50とスレーブバッテリ60,62とを管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52と、第1低電圧系電力ライン59にDC/DCコンバータ96を介して接続された低圧バッテリ98と、第2低電圧系電力ライン69に接続された充電器90と、充電器90に接続されると共に車外の電源である交流の外部電源(例えば、家庭用電源(AC100V)など)100に接続された外部電源側コネクタ102を接続可能に形成された車両側コネクタ92と、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信して車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70と、を備える。ここで、充電器90は、第2低電圧系電力ライン69と車両側コネクタ92との接続や接続の解除を行なう充電用リレーや、外部電源100からの交流電力を直流電力に変換するAC/DCコンバータ,AC/DCコンバータにより変換した直流電力の電圧を変換して第2低電圧系に供給するDC/DCコンバータなどを備える。以下、説明の都合上、マスタ側昇圧回路55およびスレーブ側昇圧回路65よりインバータ41,42側を高電圧系といい、マスタ側昇圧回路55よりマスタバッテリ50側を第1低電圧系といい、スレーブ側昇圧回路65よりスレーブバッテリ60,62側を第2低電圧系という。なお、実施例の電源装置としては、主として、マスタバッテリ50とスレーブバッテリ60,62とマスタ側昇圧回路55とスレーブ側昇圧回路65とシステムメインリレー56,66,67とハイブリッド用電子制御ユニット70とが相当する。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
バッテリECU52には、マスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62を管理するのに必要な信号、例えば、マスタバッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの端子間電圧Vb1,マスタバッテリ50の正極側の出力端子に取り付けられた電流センサ51bからの充放電電流Ib1,マスタバッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tb1,スレーブバッテリ60,62の各々の端子間に設置された電圧センサ61a,63aからの端子間電圧Vb2,Vb3,スレーブバッテリ60,62の各々の正極側の出力端子に取り付けられた電流センサ61b,63bからの充放電電流Ib2,Ib3,スレーブバッテリ60,62にそれぞれ取り付けられた温度センサ61c,63cからの電池温度Tb2,Tb3などが入力されており、必要に応じてマスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52は、マスタバッテリ50を管理するために、電流センサ51bにより検出された充放電電流Ib1の積算値に基づいて蓄電量SOC1を演算したり、演算した蓄電量SOC1と電池温度Tb1とに基づいてマスタバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win1,Wout1を演算したりすると共に、スレーブバッテリ60,62を管理するために、電流センサ61b,63bにより検出された充放電電流Ib2,Ib3の積算値に基づいて蓄電量SOC2,SOC3を演算したり、演算した蓄電量SOC2,SOC3と電池温度Tb2,Tb3とに基づいてスレーブバッテリ60,62の入出力制限Win2,Wout2,Win3,Wout3を演算したりしている。なお、マスタバッテリ50の入出力制限Win1,Wout1は、電池温度Tb1に基づいて入出力制限Win1,Wout1の基本値を設定し、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win1,Wout1の基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。スレーブバッテリ60,62の入出力制限Win2,Wout2,Win3,Wout3は、マスタバッテリ50の入出力制限Win1,Wout1と同様に設定することができる。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、高電圧系電力ライン54の正極母線と負極母線とに接続された平滑用のコンデンサ57の端子間に取り付けられた電圧センサ57aからの電圧(高電圧系の電圧)VHや、第1低電圧系電力ライン59の正極母線と負極母線とに接続された平滑用のコンデンサ58の端子間に取り付けられた電圧センサ58aからの電圧(第1低電圧系の電圧)VL1,第2低電圧系電力ライン69の正極母線と負極母線とに接続された平滑用のコンデンサ68の端子間に取り付けられた電圧センサ68aからの電圧(第2低電圧系の電圧)VL2,スレーブ側昇圧回路65の高電圧系電力ライン54側の端子に取り付けられた電流センサ65aからの電流Icon2,イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、マスタ側昇圧回路55のスイッチング素子へのスイッチング制御信号や、スレーブ側昇圧回路65のスイッチング素子へのスイッチング制御信号,システムメインリレー56,66,67への駆動信号,充電器90への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、自宅や予め設定された充電ポイントで車両をシステム停止した後に外部電源側コネクタ102と車両側コネクタ92とが接続されると、充電器90内の充電用リレーをオンとし、システムメインリレー56,66,67のオンオフと充電器90内のAC/DCコンバータやDC/DCコンバータの制御とにより、外部電源100からの電力を用いてマスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62を満充電や満充電より低い所定の充電状態(例えば、蓄電量SOC1,SOC2,SOC3が80%や85%の状態)にする。このようにしてマスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62が充分に充電されている状態でシステム起動(イグニッションオン)されて走行する際には、マスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62からの電力を用いて、モータMG2から入出力される動力だけを用いて走行するモータ運転モードである程度の距離(時間)を走行することが可能となる。しかも、実施例のハイブリッド自動車20では、マスタバッテリ50に加えてスレーブバッテリ60,62を備えるから、マスタバッテリ50だけを備えるものに比してモータ運転モードでの走行距離(走行時間)を長くすることができる。
In the
また、実施例のハイブリッド自動車20では、外部電源100からの電力を用いてマスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62が充分に充電されている状態でシステム起動(イグニッションオン)されたときには、システムメインリレー56をオンとしてマスタバッテリ50とマスタ側昇圧回路55とを接続すると共にシステムメインリレー66をオンとしてスレーブバッテリ60とスレーブ側昇圧回路65とを接続する(以下、この状態を第1接続状態という)。そして、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1に比してスレーブバッテリ60の蓄電量SOC2が迅速に低下するようマスタ側昇圧回路55とスレーブ側昇圧回路65とを制御しながら、モータMG2から入出力される動力だけを用いて走行するモータ運転モードとエンジン22からの動力の出力を伴って走行するハイブリッド運転モードとのうちモータ運転モードを優先して走行し、スレーブバッテリ60の蓄電量SOC2が所定値Sref2(例えば、25%や30%,35%など)以下になると、システムメインリレー66をオフとしてスレーブバッテリ60とスレーブ側昇圧回路65とを切り離してからシステムメインリレー67をオンとしてスレーブバッテリ62とスレーブ側昇圧回路65とを接続し(以下、この状態を第2接続状態という)、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1が所定値Sref1(例えば、30%や35%,40%など)以下になると共にスレーブバッテリ62の蓄電量SOC3が所定値Sref3(例えば、25%や30%,35%など)以下になるタイミングが揃うようマスタ側昇圧回路55とスレーブ側昇圧回路65とを制御しながらモータ運転モードを優先して走行する。そして、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1が所定値Sref1以下になると共にスレーブバッテリ62の蓄電量SOC3が所定値Sref3以下になると、システムメインリレー67をオフとしてスレーブバッテリ62とスレーブ側昇圧回路65とを切り離すと共にその後はマスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62のうちマスタバッテリ50だけを用いて車両に要求される要求パワーに基づいてエンジン22を間欠運転しながら走行する。以下、第1接続状態から第2接続状態に切り替える際にシステムメインリレー66,67が共にオフとなる状態や、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1が所定値Sref1以下になると共にスレーブバッテリ62の蓄電量SOC3が所定値Sref3以下になってシステムメインリレー67をオフとした状態をスレーブ切り離し状態という。
Further, in the
さらに、実施例のハイブリッド自動車20では、モータ運転モードで走行する際には、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、エンジン22を運転停止する運転停止信号をエンジンECU24に送信し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共にアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ88からの車速Vとに応じて設定される要求トルクTr*を後述する制御用入出力制限Win,Woutの範囲内でモータMG2のトルク指令Tm2*として設定し、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。運転停止信号を受信したエンジンECU24は、エンジン22を運転停止し、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*,Tm2*でモータMG1,MG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子をスイッチング制御する。一方、ハイブリッド運転モードで走行する際には、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、要求トルクTr*に駆動軸32の回転数(モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じた回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーPr*を計算すると共に計算した走行用パワーPr*からマスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62が要求する充放電要求パワーPb*(放電側を正、充電側を負とする)を減じてエンジン22に要求される要求パワーPe*を計算し、要求パワーPe*を効率よくエンジン22から出力可能なエンジン22の回転数とトルクとの関係としての動作ライン(例えば燃費最適動作ライン)と要求パワーPe*とに基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定し、制御用入出力制限Win,Woutの範囲内で、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*になるようにするための回転数フィードバック制御によりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定すると共にモータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときにプラネタリギヤ30を介して駆動軸32に作用するトルクを要求トルクTr*から減じたものをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定し、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについてはエンジンECU24に送信し、トルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とからなる運転ポイントでエンジン22が運転されるようエンジン22の吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを実行し、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*,Tm2*でモータMG1,MG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子をスイッチング制御する。ハイブリッド運転モードで走行する際における充放電要求パワーPb*は、実施例では、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1と接続側スレーブバッテリ(第1接続状態のときにはスレーブバッテリ60、第2接続状態のときにはスレーブバッテリ62)の蓄電量とに基づいて設定するものとした。また、モータ運転モードやハイブリッド運転モードで走行する際における制御用入出力制限Win,Woutは、第1接続状態のときにはマスタバッテリ50の入力制限Win1とスレーブバッテリ60の入力制限Win2との和を制御用入力制限Winとして設定すると共にマスタバッテリ50の出力制限Wout1とスレーブバッテリ60の出力制限Wout2との和を制御用出力制限Woutとして設定し、第2接続状態のときにはマスタバッテリ50の入力制限Win1とスレーブバッテリ62の入力制限Win3との和を制御用入力制限Winとして設定すると共にマスタバッテリ50の出力制限Wout1とスレーブバッテリ62の出力制限Wout3との和を制御用出力制限Woutとして設定し、スレーブ切り離し状態のときにはマスタバッテリ50の入出力制限Win1,Wout1を制御用入出力制限Win,Woutとして設定するものとした。
Further, in the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、マスタ側昇圧回路55とスレーブ側昇圧回路65との制御について説明する。図2は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される昇圧回路制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
昇圧回路制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*や回転数Nm1,Nm2,マスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC2,ΔSOC3,電圧センサ57aからの高電圧系の電圧VH,電流センサ65aからの電流Icon2,スレーブ切り離しフラグF1,第1接続状態フラグF2など制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*は、図示しない駆動制御ルーチンにより設定されたものを入力するものとした。また、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。マスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC2,ΔSOC3は、それぞれマスタバッテリ50の蓄電量SOC1と所定値Sref1との差,スレーブバッテリ60のSOC2と所定値Sref2との差,スレーブバッテリ62の蓄電量SOC3と所定値Sref3との差として計算したものを入力するものとした。なお、マスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62の蓄電量SOC1,SOC2,SOC3は、電流センサにより検出された充放電電流Ib1,Ib2,Ib3の積算値に基づいてそれぞれ演算されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。スレーブ切り離しフラグF1は、第1接続状態や第2接続状態のときに値0が設定され、第1接続状態や第2接続状態からスレーブ切り離し状態に移行するとき(第1接続状態から第2接続状態に切り替えるためにシステムメインリレー66をオフするときに値1が設定され、システムメインリレー67をオンとして第2接続状態になったときに値0が設定され、第2接続状態でシステムメインリレー67をオフとするときに値1が設定される。第1接続状態フラグF2は、第1接続状態のときに値1が設定され、第1接続状態でないときに値0が設定される。
When the step-up circuit control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力したモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*と回転数Nm1,Nm2とに基づいて高電圧系電力ライン54の目標電圧VHtagを設定すると共に(ステップS110)、高電圧系の電圧VHが目標電圧VHtagになるようにするための電圧フィードバック制御によりマスタ側昇圧回路55の制御に用いる電圧指令VH*を設定する(ステップS120)。ここで、目標電圧VHtagは、実施例では、モータMG1の目標動作点(トルク指令Tm1*,回転数Nm1)でモータMG1を駆動できる電圧とモータMG2の目標動作点(トルク指令Tm2*,回転数Nm2)でモータMG2を駆動できる電圧とのうち大きい方の電圧を設定するものとした。
When the data is input in this way, the target voltage VHtag of the high voltage
続いて、スレーブ切り離しフラグF1の値を調べ(ステップS130)、スレーブ切り離しフラグF1が値0のときには、第1接続状態フラグF2の値を調べる(ステップS140)。そして、第1接続状態フラグF2が値1のときには、第1接続状態であると判断し、マスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC2,ΔSOC3に基づいて、マスタバッテリ50からモータMG1,MG2側に供給する電力とスレーブバッテリ60からモータMG1,MG2側に供給する電力との和に対するスレーブバッテリ60からモータMG1,MG2側に供給する電力の割合である分配比Drを次式(1)により計算し(ステップS150)、第1接続状態フラグF2が値0のときには、第2接続状態であると判断し、マスタバッテリ50,スレーブバッテリ62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC3に基づいて分配比Drを式(2)により計算する(ステップS160)。このように分配比Drを計算するのは、第2接続状態のときに、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1が所定値Sref1以下になるタイミングとスレーブバッテリ62の蓄電量SOC3が所定値Sref3以下になるタイミングとを揃えるようにするためである。
Subsequently, the value of the slave disconnection flag F1 is checked (step S130). When the slave disconnection flag F1 is 0, the value of the first connection state flag F2 is checked (step S140). When the first connection state flag F2 is a value 1, it is determined that the first connection state is present, and the
Dr=(ΔSOC2+ΔSOC3)/(ΔSOC1+ΔSOC2+ΔSOC3) (1)
Dr=ΔSOC3/(ΔSOC1+ΔSOC3) (2)
Dr = (ΔSOC2 + ΔSOC3) / (ΔSOC1 + ΔSOC2 + ΔSOC3) (1)
Dr = ΔSOC3 / (ΔSOC1 + ΔSOC3) (2)
そして、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*と回転数Nm1,Nm2を用いて次式(3)により得られるモータMG1,MG2の消費電力の和Pmに分配比Drを乗じることにより接続側スレーブバッテリからモータMG1,MG2側に供給すべきスレーブ側目標電力Pbstagを計算し(ステップS180)、計算したスレーブ側目標電力Pbstagが接続側スレーブバッテリの入出力制限の範囲内になると共にモータMG1,MG2の消費電力の和Pmからスレーブ側目標電力Pbstagを減じたものがマスタバッテリ50の入出力制限Win1,Wout1の範囲内になるよう必要に応じてスレーブ側目標電力Pbstagを補正する(ステップS190)。このスレーブ側目標電力Pbstagの補正は、例えば、スレーブ側目標電力Pbstagを接続側スレーブバッテリの入出力制限で制限したり、スレーブ側目標電力Pbstagが接続側スレーブバッテリの入出力制限の範囲内になると共にモータMG1,MG2の消費電力の和Pmからスレーブ側目標電力Pbstagを減じたもの(以下、マスタ側想定電力Pbmtagという)がマスタバッテリ50の入出力制限Win1,Wout1の範囲内になるようにスレーブ側目標電力Pbstagとマスタ側想定電力Pbmtagとの分配を調整したりする処理である。
Then, using the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 and the rotational speeds Nm1 and Nm2, the connection is made by multiplying the sum Pm of the power consumption of the motors MG1 and MG2 obtained by the following equation (3) by the distribution ratio Dr. The slave side target power Pbstag to be supplied from the side slave battery to the motors MG1 and MG2 is calculated (step S180), and the calculated slave side target power Pbstag falls within the input / output limit range of the connection side slave battery and the motor MG1. , The slave side target power Pbstag is corrected as necessary so that the value obtained by subtracting the slave side target power Pbstag from the sum Pm of the power consumption of MG2 is within the range of the input / output limits Win1, Wout1 of the master battery 50 (step S190). ). The slave-side target power Pbstag is corrected, for example, by limiting the slave-side target power Pbstag by the input / output limit of the connection-side slave battery, or the slave-side target power Pbstag is within the range of the input-output limit of the connection-side slave battery. At the same time, the slave is set such that the sum of the power consumption Pm of the motors MG1 and MG2 minus the slave side target power Pbstag (hereinafter referred to as the master side assumed power Pbmttag) is within the range of the input / output limits Win1 and Wout1 of the
Pm=Tm1*・Nm1+Tm2*・Nm2 (3) Pm = Tm1 * ・ Nm1 + Tm2 * ・ Nm2 (3)
そして、スレーブ切り離しフラグF1の値を調べ(ステップS200)、いま、スレーブ切り離しフラグF1が値0のときを考えているから、高電圧系の電圧VHと電流Icon2との積として得られる接続側スレーブバッテリからモータMG1,MG2側に供給される電力(以下、スレーブ側電力という)Pbsが必要に応じて補正したスレーブ側目標電力Pbstagになるようにするための電力フィードバック制御によりスレーブ側昇圧回路65の制御に用いるスレーブ側電力指令Pbs*に設定し(ステップS210)、高電圧系電力ライン54の電圧VHが目標電圧VHtagになるよう電圧指令VH*を用いてマスタ側昇圧回路55を制御すると共に(ステップS230)、スレーブ側電力Pbsがスレーブ側目標電力Pbstagになるようスレーブ側電力指令Pbs*を用いてスレーブ側昇圧回路65を制御して(ステップS240)、昇圧回路制御ルーチンを終了する。こうした制御により、高電圧系電力ライン54の電圧VHの調整や、マスタバッテリ50からインバータ41,42側に供給される電力や接続側スレーブバッテリからインバータ41,42側に供給される電力を調整することができる。
Then, the value of the slave disconnection flag F1 is checked (step S200). Since it is considered that the slave disconnection flag F1 is 0, the connection-side slave obtained as the product of the voltage VH of the high voltage system and the current Icon2 is obtained. The power of the slave
ステップS120でスレーブ切り離しフラグF1が値1のときには、分配比Drに値0を設定し(ステップS170)、モータMG1,MG2の消費電力の和Pmに分配比Drを乗じてスレーブ側目標電力Pbstagを計算し(ステップS180)、必要に応じてスレーブ側目標電力Pbstagを補正し(ステップS190)、スレーブ切り離し状態フラグF1の値を調べ(ステップS200)、いま、スレーブ切り離しフラグF1が値1のときを考えているから、スレーブ側電力指令Pbs*に値0を設定し(ステップS220)、電圧指令VH*を用いてマスタ側昇圧回路55を制御すると共に(ステップS230)、スレーブ側電力指令Pbs*(この場合、値0)を用いてスレーブ側昇圧回路65を制御して(ステップS240)、昇圧回路制御ルーチンを終了する。この場合、第2低電圧系電力ライン69とインバータ41,42側との間で電力がやりとりされないよう、スレーブ側昇圧回路65を駆動停止する。このように値0を設定したスレーブ側電力指令Pbs*に基づいてスレーブ側昇圧回路65を制御することにより、第2低電圧系電力ライン69とインバータ41,42側との間で電力がやりとりされないようにすることができる。通常、こうしたハイブリッド自動車20では、エンジン22やモータMG1,MG2,マスタ側昇圧回路55,スレーブ側昇圧回路65などは指令値に基づいて制御されるものであり、また、各種指令値(例えば、分配比Drや電力指令Pbs*など)は図示しない他の制御(例えば、指令値と検出値や実際の値との差を用いた異常判定処理など)に用いられることがあるため、各種指令値自体をより適正な値としておくことが望ましい。実施例では、このことを考慮して、スレーブ切り離しフラグF1が値1のときには、分配比Drに値0を設定すると共に電力指令Pbs*に値0を設定するものとした。これにより、スレーブ側電力指令Pbs*をより適正なものとしてスレーブ側昇圧回路65の制御をより適正に行なうことができる。しかも、実施例では、ステップS170の処理で分配比Drに値0を設定したとしてもステップS190の処理によって電力指令Pbs*が値0にならない可能性があることを考慮して、電力指令Pbs*自体に値0を設定し、これを用いてスレーブ側昇圧回路65を制御するものとした。これにより、電力指令Pbs*をより確実に値0としてスレーブ側昇圧回路65の制御に用いることができる。
When the slave disconnection flag F1 is 1 in step S120, the distribution ratio Dr is set to 0 (step S170), and the slave side target power Pbstag is obtained by multiplying the sum Pm of the power consumption of the motors MG1 and MG2 by the distribution ratio Dr. Calculate (step S180), correct the slave-side target power Pbstag as necessary (step S190), and check the value of the slave disconnection state flag F1 (step S200). Therefore, the slave side power command Pbs * is set to 0 (step S220), the master
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、マスタバッテリ50がインバータ41,42側に接続されスレーブバッテリ60,62の両方がインバータ41,42側から切り離されるスレーブ切り離し状態では、高電圧系の電圧VHがモータMG1,MG2の目標動作点(回転数,トルク)から得られる目標電圧VHtagになるようマスタ側昇圧回路55の制御に用いる電圧指令VH*を設定し、スレーブ側昇圧回路65の制御に用いるスレーブ側電力指令Pbs*に値0を設定し、設定した電圧指令VH*を用いてマスタ側昇圧回路55を制御すると共に設定したスレーブ側電力指令Pbs*を用いてスレーブ側昇圧回路65を制御するから、スレーブ切り離し状態のときに、スレーブ側昇圧回路65の制御に用いるスレーブ側電力指令Pbs*をより適正なものとし、スレーブ側昇圧回路65をより適正に制御することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、スレーブ切り離しフラグF1が値1のときには、分配比Drに値0を設定し、その後に、スレーブ側電力指令Pbs*に値0を設定するものとしたが、分配比については値0を設定せず、スレーブ側電力指令Pbs*に値0を設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、マスタバッテリ50とマスタ側昇圧回路55とスレーブバッテリ60,62とスレーブ側昇圧回路65とを備えるものとしたが、スレーブバッテリは2つに限られず、1つまたは3以上備えるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ30を介して駆動輪39a,39bに接続された駆動軸32に出力すると共にモータMG2からの動力を駆動軸32に出力するものとしたが、図3の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ30を介して駆動輪39a,39bに接続された駆動軸32に出力すると共にモータMG2からの動力を駆動軸32が接続された車軸(駆動輪39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(車輪39c,39dが接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ30を介して駆動輪39a,39bに接続された駆動軸32に出力すると共にモータMG2からの動力を駆動軸32に出力するものとしたが、図4の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、駆動輪39a,39bに接続された駆動軸に変速機230を介してモータMGを取り付け、モータMGの回転軸にクラッチ228を介してエンジン22を接続する構成とし、エンジン22からの動力をモータMGの回転軸と変速機230とを介して駆動軸に出力すると共にモータMGからの動力を変速機230を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。
In the
実施例では、駆動軸32にプラネタリギヤ30を介して接続されたエンジン22およびモータMG1と、駆動軸32に接続されたモータMG2と、を備えるハイブリッド自動車20に適用するものとしたが、図5の変形例の電気自動車320に例示するように、走行用の動力を出力するモータMGを備える単純な電気自動車に適用するものとしてもよい。
In the embodiment, the present invention is applied to the
また、こうした自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に搭載される電源装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた電源装置の形態としても構わない。さらに、こうした電源装置の制御方法の形態としてもよい。 Moreover, it is not limited to what is applied to such a motor vehicle, The form of the power supply device mounted in moving bodies, such as vehicles other than a motor vehicle, a ship, and an aircraft, and the power supply device incorporated in the equipment which does not move, such as construction facilities It does not matter as the form. Furthermore, it is good also as a form of the control method of such a power supply device.
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、マスタバッテリ50が「第1の蓄電手段」に相当し、スレーブバッテリ60が「第2の蓄電手段」に相当し、マスタ側昇圧回路55が「第1の電圧変換手段」に相当し、スレーブ側昇圧回路65が「第2の電圧変換手段」に相当し、マスタバッテリ50とスレーブバッテリ60とがインバータ41,42側に接続されている第1接続状態やマスタバッテリ50とスレーブバッテリ62とがインバータ41,42側に接続されている第2接続状態では、高電圧系の電圧VHがモータMG1,MG2の目標動作点(回転数、トルク)から得られる目標電圧VHtagになるようマスタ側昇圧回路55の制御に用いる電圧指令VH*を設定し、マスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC2,ΔSOC3に基づいて設定した分配比DrとモータMG1,MG2の消費電力の和Pmとからスレーブ側目標電力Pbstagを設定すると共にスレーブ側電力Pbsがスレーブ側目標電力Pbstagになるようスレーブ側昇圧回路65の制御に用いるスレーブ側電力指令Pbs*を設定し、マスタバッテリ50がインバータ41,42側に接続されスレーブバッテリ60,62の両方がインバータ41,42側から切り離されるスレーブ切り離し状態では、高電圧系の電圧VHがモータMG1,MG2の目標動作点(回転数,トルク)から得られる目標電圧VHtagになるようマスタ側昇圧回路55の制御に用いる電圧指令VH*を設定し、スレーブ側昇圧回路65の制御に用いるスレーブ側電力指令Pbs*に値0を設定する図2の昇圧回路制御ルーチンのステップS110〜S220の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「指令値設定手段」に相当し、設定した電圧指令VH*を用いてマスタ側昇圧回路55を制御すると共に設定したスレーブ側電力指令Pbs*を用いてスレーブ側昇圧回路65を制御する図2の昇圧回路制御ルーチンのステップS230,S240の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「制御手段」に相当する。また、スレーブバッテリ62が「第3の蓄電手段」に相当し、モータMG2が「機器」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
ここで、「第1の蓄電手段」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたマスタバッテリ50に限定されるものではなく、ニッケル水素電池や鉛蓄電池,キャパシタなど、充放電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「第2の蓄電手段」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたスレーブバッテリ60に限定されるものではなく、ニッケル水素電池や鉛蓄電池,キャパシタなど、充放電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「第1の電圧変換手段」としては、マスタ側昇圧回路55に限定されるものではなく、第1の蓄電手段が接続された第1の低電圧系の電力ラインと電力により作動する機器が接続された高電圧系の電力ラインとに接続され第1の蓄電手段からの電力を昇圧して機器側に供給可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「第2の電圧変換手段」としては、スレーブ側昇圧回路65に限定されるものではなく、第2の蓄電手段がリレーを介して接続された第2の低電圧系の電力ラインと高電圧系の電力ラインとに接続されリレーがオンのときに第2の蓄電手段からの電力を昇圧して機器側に供給可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「指令値設定手段」としては、マスタバッテリ50とスレーブバッテリ60とがインバータ41,42側に接続されている第1接続状態やマスタバッテリ50とスレーブバッテリ62とがインバータ41,42側に接続されている第2接続状態では、高電圧系の電圧VHがモータMG1,MG2の目標動作点(回転数、トルク)から得られる目標電圧VHtagになるようマスタ側昇圧回路55の制御に用いる電圧指令VH*を設定し、マスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC2,ΔSOC3に基づいて設定した分配比DrとモータMG1,MG2の消費電力の和Pmとからスレーブ側目標電力Pbstagを設定すると共にスレーブ側電力Pbsがスレーブ側目標電力Pbstagになるようスレーブ側昇圧回路65の制御に用いるスレーブ側電力指令Pbs*を設定し、マスタバッテリ50がインバータ41,42側に接続されスレーブバッテリ60,62の両方がインバータ41,42側から切り離されるスレーブ切り離し状態では、高電圧系の電圧VHがモータMG1,MG2の目標動作点(回転数,トルク)から得られる目標電圧VHtagになるようマスタ側昇圧回路55の制御に用いる電圧指令VH*を設定し、スレーブ側昇圧回路65の制御に用いるスレーブ側電力指令Pbs*に値0を設定するものに限定されるものではなく、リレーがオンのときには高電圧系の電圧が機器の作動に要する目標電圧になるよう第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に第1の蓄電手段および第2の蓄電手段から機器の作動に要する機器用電力が機器側に供給されるよう第2の電圧変換手段の電力指令を設定し、リレーがオフのときには高電圧系の電圧が目標電圧になるよう第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に第2の電圧変換手段の電力指令に値0を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、設定した電圧指令VH*を用いてマスタ側昇圧回路55を制御すると共に設定したスレーブ側電力指令Pbs*を用いてスレーブ側昇圧回路65を制御するものに限定されるものではなく、電圧指令に基づいて第1の電圧変換手段を制御すると共に電力指令に基づいて第2の電圧変換手段を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「第3の蓄電手段」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたスレーブバッテリ62に限定されるものではなく、ニッケル水素電池や鉛蓄電池,キャパシタなど、充放電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「機器」としては、モータMG2に限定されるものではなく、電力により作動するものであれば如何なるものとしても構わない。
Here, the “first power storage means” is not limited to the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、電源装置や車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the power supply device and vehicle manufacturing industries.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 プラネタリギヤ、32 駆動軸、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、39c,39d 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、50 マスタバッテリ、51,61,63 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 高電圧系電力ライン、55 マスタ側昇圧回路、56,66,67 システムメインリレー、57,58,68 コンデンサ、57a,58a,68a 電圧センサ、59 第1低電圧系電力ライン、60,62 スレーブバッテリ、65 スレーブ側昇圧回路、69 第2低電圧系電力ライン、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、90 充電器、92 車両側コネクタ、96 DC/DCコンバータ、98 低圧バッテリ、100 外部電源、102 外部電源側コネクタ、228 クラッチ、230 変速機、320 電気自動車、MG1,MG2,MG モータ。 20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 planetary gear, 32 drive shaft, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 39c, 39d wheel 40, motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 50 master battery, 51, 61, 63 temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 high voltage system power line, 55 master side Booster circuit, 56, 66, 67 System main relay, 57, 58, 68 capacitor, 57a, 58a, 68a Voltage sensor, 59 First low voltage system power line, 60, 62 Slave battery, 65 Slave booster circuit, 69 2 Low voltage system power line, 70 Hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, 90 Battery charger, 92 Vehicle side connector, 96 DC / DC converter, 98 Low voltage battery, 100 External power source, 102 External power source side connector, 228 Clutch, 230 Transmission, 320 Electric vehicle, MG1, MG2, MG motor.
Claims (5)
前記リレーがオンのときには前記高電圧系の電圧が前記機器の作動に要する目標電圧になるよう前記第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に前記第1の蓄電手段および前記第2の蓄電手段から前記機器の作動に要する機器用電力が前記機器側に供給されるよう前記第2の電圧変換手段の電力指令を設定し、前記リレーがオフのときには前記高電圧系の電圧が前記目標電圧になるよう前記第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に前記第2の電圧変換手段の電力指令に値0を設定する指令値設定手段と、
前記設定された電圧指令に基づいて前記第1の電圧変換手段を制御すると共に前記設定された電力指令に基づいて前記第2の電圧変換手段を制御する制御手段と、
を備える電源装置。 The first power storage means capable of charging / discharging, the second power storage means capable of charging / discharging, the first low-voltage power line to which the first power storage means is connected, and a device that operates with power are connected. A first voltage converting means connected to a high-voltage power line and capable of boosting power from the first power storage means and supplying the boosted power to the device side; and the second power storage means via a relay Connected to the connected second low voltage system power line and the high voltage system power line, the power from the second power storage means can be boosted and supplied to the device side when the relay is on A second voltage conversion means, and a power supply device comprising:
When the relay is on, the voltage command of the first voltage converting means is set so that the voltage of the high voltage system becomes the target voltage required for the operation of the device, and the first power storage means and the second power storage A power command for the second voltage converting means is set so that the power for the equipment required for the operation of the equipment is supplied from the means to the equipment side, and the voltage of the high voltage system is set to the target voltage when the relay is off. Command value setting means for setting the voltage command of the first voltage conversion means so as to become 0 and setting the value 0 to the power command of the second voltage conversion means;
Control means for controlling the first voltage conversion means based on the set voltage command and controlling the second voltage conversion means based on the set power command;
A power supply device comprising:
前記指令値設定手段は、前記リレーがオンのときには前記第1の蓄電手段から前記高電圧系の電力ラインに供給する電力と前記第2の蓄電手段から前記高電圧系の電力ラインに供給する電力との和に対する前記第2の蓄電手段から前記高電圧系の電力ラインに供給する電力の割合である分配比を前記第1の蓄電手段の蓄電量と前記第2の蓄電手段の蓄電量とに基づいて設定すると共に該設定した分配比と前記機器用電力とに基づいて目標電力を設定し、前記リレーがオフのときには前記分配比を値0として前記目標電力を設定し、該設定した目標電力に基づいて前記第2の電圧変換手段の電力指令を設定する手段である、
電源装置。 The power supply device according to claim 1,
The command value setting means includes power supplied from the first power storage means to the high voltage power line and power supplied from the second power storage means to the high voltage power line when the relay is on. The distribution ratio, which is the ratio of the power supplied from the second power storage means to the high-voltage power line with respect to the sum of the above and the power storage amount of the first power storage means, And setting a target power based on the set distribution ratio and the device power, and setting the target power with the distribution ratio set to 0 when the relay is off. Is a means for setting a power command of the second voltage conversion means based on
Power supply.
前記第2の低電圧系に第2のリレーを介して接続され充放電可能な第3の蓄電手段を備え、
前記指令値設定手段は、前記リレーおよび前記第2のリレーが共にオフのときに前記第2の電力変換手段の電力指令に値0を設定する手段である、
電源装置。 The power supply device according to claim 1 or 2,
A third power storage means connected to the second low voltage system via a second relay and chargeable / dischargeable;
The command value setting means is means for setting a value of 0 to the power command of the second power conversion means when both the relay and the second relay are off.
Power supply.
(a)前記リレーがオンのときには前記高電圧系の電圧が前記機器の作動に要する目標電圧になるよう前記第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に前記第1の蓄電手段および前記第2の蓄電手段から前記機器の作動に要する機器用電力が前記機器側に供給されるよう前記第2の電圧変換手段の電力指令を設定し、前記リレーがオフのときには前記高電圧系の電圧が前記目標電圧になるよう前記第1の電圧変換手段の電圧指令を設定すると共に前記第2の電圧変換手段の電力指令に値0を設定し、
(b)前記設定された電圧指令に基づいて前記第1の電圧変換手段を制御すると共に前記設定された電力指令に基づいて前記第2の電圧変換手段を制御する、
電源装置の制御方法。 The first power storage means capable of charging / discharging, the second power storage means capable of charging / discharging, the first low-voltage power line to which the first power storage means is connected, and a device that operates with power are connected. A first voltage converting means connected to a high-voltage power line and capable of boosting power from the first power storage means and supplying the boosted power to the device side; and the second power storage means via a relay Connected to the connected second low voltage system power line and the high voltage system power line, the power from the second power storage means can be boosted and supplied to the device side when the relay is on A second voltage conversion means, and a control method of a power supply device comprising:
(A) When the relay is on, the voltage command of the first voltage conversion means is set so that the voltage of the high voltage system becomes a target voltage required for the operation of the equipment, and the first power storage means and the first power storage means The power command of the second voltage conversion means is set so that the device power required for the operation of the device is supplied from the two power storage means to the device side, and the voltage of the high voltage system is set when the relay is off. Setting the voltage command of the first voltage conversion means to the target voltage and setting the value 0 to the power command of the second voltage conversion means;
(B) controlling the first voltage converter based on the set voltage command and controlling the second voltage converter based on the set power command;
Control method of power supply.
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---|---|---|---|
JP2009095161A JP2010246344A (en) | 2009-04-09 | 2009-04-09 | Power supply device, method of controlling the same, and vehicle |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022011977A (en) * | 2020-06-30 | 2022-01-17 | エナックス株式会社 | Hybrid battery system, feeding and charging management device, and electric vehicle |
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2009
- 2009-04-09 JP JP2009095161A patent/JP2010246344A/en active Pending
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