JP6488995B2 - Control device for in-vehicle power supply system - Google Patents
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Description
第1蓄電池及び第2蓄電池から、車両の電気負荷に対して電力供給を行う車載電源システムの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an in-vehicle power supply system that supplies power to an electric load of a vehicle from a first storage battery and a second storage battery.
特許文献1において、電力効率の高いリチウムイオン蓄電池(第1蓄電池)と、安価な鉛蓄電池(第2蓄電池)とを並列接続し、車両に搭載する構成が提案されている。この構成では、回生発電により生じた電力をリチウムイオン蓄電池に優先的に充電することで、電力効率を向上させるとともに、暗電流供給を鉛蓄電池が実施することで、電源システムとしてのコストの低下を実現している Patent Document 1 proposes a configuration in which a lithium ion storage battery (first storage battery) with high power efficiency and an inexpensive lead storage battery (second storage battery) are connected in parallel and mounted on a vehicle. In this configuration, the lithium ion storage battery is preferentially charged with the power generated by regenerative power generation to improve power efficiency and the lead storage battery performs dark current supply, thereby reducing the cost of the power supply system. Realized
上述した2つの蓄電池を車両に搭載する電源システムにおいて、第2蓄電池の接続外れなどに起因して、第2蓄電池が使用不可能になる状況が想定される。第2蓄電池が使用不可能になることで、例えば、車両に搭載されている発電機が外部励磁方式であり、第2蓄電池の電力を利用して励磁している場合や、発電機自体が故障している場合に、発電機における回生発電が不可能になる。このような場合、車両を安全に停止するまでの間に車両の電気負荷に対する電力供給は、第1蓄電池が行うことになる。 In the power supply system in which the two storage batteries described above are mounted on the vehicle, a situation is assumed in which the second storage battery becomes unusable due to disconnection of the second storage battery or the like. When the second storage battery becomes unusable, for example, when the generator mounted on the vehicle is an external excitation system and is excited using the power of the second storage battery, or the generator itself fails. In this case, regenerative power generation in the generator becomes impossible. In such a case, the first storage battery supplies power to the electric load of the vehicle before the vehicle is safely stopped.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、2つの蓄電池を並列接続して車両に搭載する電源システムにおいて、第2の蓄電池が使用不可能になった場合における車両の安全性を向上させることを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a power supply system in which two storage batteries are connected in parallel and mounted on a vehicle, the safety of the vehicle when the second storage battery becomes unusable is improved. The main purpose is to
第1の構成は、第1蓄電池(10)と、その第1蓄電池に並列接続される第2蓄電池(41)と、を備え、前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池から、車両の電気負荷(45)に対して電力供給を行う車載電源システムの制御装置(20)であって、前記電気負荷において、前記車両の所定の退避走行時に前記車両が停止されるまでの間に消費される消費容量に基づいて、前記第1蓄電池の充電容量の最小値である最小容量を設定する設定部と、前記第1蓄電池の充電容量が前記最小容量未満になることを禁止する禁止部と、を備えることを特徴とする。 The first configuration includes a first storage battery (10) and a second storage battery (41) connected in parallel to the first storage battery, from the first storage battery and the second storage battery, an electric load ( 45) A control device (20) for an in-vehicle power supply system that supplies power to the electric load, and in the electric load, a consumed capacity that is consumed until the vehicle is stopped during a predetermined evacuation travel of the vehicle A setting unit that sets a minimum capacity, which is a minimum value of a charging capacity of the first storage battery, and a prohibiting unit that prohibits the charging capacity of the first storage battery from being less than the minimum capacity. It is characterized by.
車両が停止されるまでの間に電気負荷において消費される消費電力に基づいて、第1蓄電池の最小容量を設定する構成とした。このような構成にすることで、第2蓄電池が使用不可能になった場合であっても、車両が停止するまでに、電気負荷を継続して動作させることが可能になる。このため、車両の安全性を向上させることができる。 The minimum capacity of the first storage battery is set based on the power consumption consumed in the electric load until the vehicle is stopped. With such a configuration, even when the second storage battery becomes unusable, the electric load can be operated continuously until the vehicle stops. For this reason, the safety | security of a vehicle can be improved.
第2の構成は、第1蓄電池(10)と、その第1蓄電池に並列接続される第2蓄電池(41)と、前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池に接続され、発電することで、前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池を充電する発電機(40)と、を備え、前記第1蓄電池、前記第2蓄電池、及び、前記発電機から、車両の電気負荷(45)に対して電力供給を行う車載電源システムの制御装置(20)であって、前記発電機は、励磁電流を供給されて発電を行う外部励磁方式の発電機であり、前記発電機を外部励磁可能な電力量に基づいて、前記第1蓄電池の充電容量の最小値である最小容量を設定する設定部と、前記第1蓄電池の充電容量が前記最小容量未満になることを禁止する禁止部と、を備えることを特徴とする。 A 2nd structure is connected to the 1st storage battery (10), the 2nd storage battery (41) connected in parallel to the 1st storage battery, the 1st storage battery, and the 2nd storage battery, and generates the electric power, A generator (40) for charging the first storage battery and the second storage battery, and supplying electric power from the first storage battery, the second storage battery, and the generator to an electric load (45) of a vehicle A control device (20) for an in-vehicle power supply system that performs the above-described generation, wherein the generator is an external excitation type generator that generates power by being supplied with an excitation current, and is based on the amount of electric power that can externally excite the generator. And a setting unit that sets a minimum capacity, which is a minimum value of the charging capacity of the first storage battery, and a prohibiting unit that prohibits the charging capacity of the first storage battery from being less than the minimum capacity. And
電源システムが、外部励磁方式の発電機を含む場合に、発電機を外部励磁可能な電力量に基づいて、第1蓄電池の最小容量を設定する構成とした。このような構成にすることで、第2蓄電池が使用不可能になった場合であっても、発電機における回生発電が実施可能となる。このため、車両が停止するまでに、電気負荷を継続して動作させることが可能になり、車両の安全性を向上させることができる。 When the power supply system includes a generator of an external excitation system, the minimum capacity of the first storage battery is set based on the amount of power that allows the generator to be externally excited. With such a configuration, regenerative power generation in the generator can be performed even when the second storage battery becomes unusable. For this reason, it becomes possible to operate the electric load continuously until the vehicle stops, and the safety of the vehicle can be improved.
(第1実施形態)
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の車載電源システムが搭載される車両は、エンジン(内燃機関)を駆動源として走行するものであり、いわゆるアイドリングストップ機能を有している。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. A vehicle on which the in-vehicle power supply system of this embodiment is mounted travels using an engine (internal combustion engine) as a drive source, and has a so-called idling stop function.
図1に示すように、本電源システムは、リチウムイオン蓄電池10(第1蓄電池)、MOSスイッチ15、SMRスイッチ16、回転電機40、鉛蓄電池41(第2蓄電池)、スタータ44、各種の電気負荷45を備えている。このうち、リチウムイオン蓄電池10と各スイッチ15,16とは、図示しない筐体(収容ケース)に収容されることで一体化され、電池ユニットUとして構成されている。また、電池ユニットUは、車載電源システムの制御を行う制御装置20を有しており、各スイッチ15,16と制御装置20とは同一の基板に実装された状態で筐体内に収容されている。
As shown in FIG. 1, the power supply system includes a lithium ion storage battery 10 (first storage battery), a
電池ユニットUには外部端子として第1端子T1、第2端子T2が設けられており、第1端子T1には鉛蓄電池41とスタータ44と電気負荷45とが接続され、第2端子T2には回転電機40が接続されている。なお、端子T1,T2はいずれも回転電機40の入出力の電流が流れる大電流入出力端子となっている。
The battery unit U is provided with a first terminal T1 and a second terminal T2 as external terminals. A
回転電機40の回転軸は、図示しないエンジン出力軸に対してベルト等により駆動連結されており、エンジン出力軸の回転によって回転電機40の回転軸が回転する一方、回転電機40の回転軸の回転によってエンジン出力軸が回転する。この場合、回転電機40は、エンジン出力軸や車軸の回転により発電(回生発電)を行う発電機能と、エンジン出力軸に回転力を付与する動力出力機能とを備え、ISG(Integrated Starter Generator)を構成するものとなっている。
The rotating shaft of the rotating
鉛蓄電池41とリチウムイオン蓄電池10とは回転電機40に対して並列に電気接続されており、回転電機40の発電電力により各蓄電池10,41の充電が可能となっている。また、回転電機40は、各蓄電池10,41からの給電により駆動されるものとなっている。
The
鉛蓄電池41は周知の汎用蓄電池である。これに対し、リチウムイオン蓄電池10は、鉛蓄電池41に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。
The
鉛蓄電池41の構成として具体的には、正極活物質が二酸化鉛(PbO2)、負極活物質が鉛(Pb)、電解液が硫酸(H2SO4)である。そして、これらの電極から構成された複数の電池セルを直列接続して構成されている。なお本実施形態では、鉛蓄電池41の充電容量がリチウムイオン蓄電池10の充電容量よりも大きくなるような設定がなされている。
Specifically, the
一方、リチウムイオン蓄電池10の正極活物質には、リチウムを含む酸化物(リチウム金属複合酸化物)が用いられており、具体例としては、LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiFePO4等が挙げられる。リチウムイオン蓄電池10の負極活物質には、カーボン(C)やグラファイト、チタン酸リチウム(例えばLixTiO2)、Si又はSnを含有する合金等が用いられている。リチウムイオン蓄電池10の電解液には有機電解液が用いられている。そして、これらの電極から構成された複数の電池セルを直列接続して構成されている。
On the other hand, an oxide containing lithium (lithium metal composite oxide) is used for the positive electrode active material of the lithium
なお、図1中の符号12,43は、リチウムイオン蓄電池10及び鉛蓄電池41の電池セル集合体を表し、符号11,42はリチウムイオン蓄電池10及び鉛蓄電池41の内部抵抗を表している。
In addition, the codes |
電気負荷45には、供給電力の電圧が概ね一定、又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求負荷が含まれる。定電圧要求負荷の具体例としてはナビゲーション装置やオーディオ装置が挙げられる。この場合、電圧変動が抑えられていることで、上記各装置の安定動作が実現可能となっている。仮に、定電圧要求負荷に入力されている電圧が変動した場合、定電圧要求負荷の動作が停止した後、再起動することになる。
The
その他、電気負荷45には、ヘッドライト、フロントウインドシールド等のワイパ、空調装置の送風ファン、リヤウインドシールドのデフロスタ用ヒータ等が挙げられる。これらヘッドライト、ワイパ及び送風ファン等については、供給電力の電圧が変化するとヘッドライトの明滅、ワイパの作動速度変化、送風ファンの回転速度変化(送風音変化)が生じてしまうので、供給電力の電圧を一定にすることが要求される。
In addition, examples of the
電池ユニットUには、ユニット内電気経路として、各端子T1,T2及びリチウムイオン蓄電池10を相互に接続する接続経路21,22が設けられている。そして、このうち第1端子T1と第2端子T2とを接続する第1接続経路21にMOSスイッチ15が設けられ、第1接続経路21上の接続点N1(電池接続点)とリチウムイオン蓄電池10とを接続する第2接続経路22にSMRスイッチ16が設けられている。これら各スイッチ15,16は、いずれも2×n個のMOSFET(半導体スイッチ)を備え、その2つ一組のMOSFETの寄生ダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続されている。この寄生ダイオードによって、各スイッチ15,16をオフ状態とした場合にそのスイッチが設けられた経路に流れる電流が完全に遮断される。
The battery unit U is provided with
また、本電源システムでは、MOSスイッチ15を介さずに鉛蓄電池41と回転電機40とを接続可能にするバイパス経路23が設けられている。具体的には、バイパス経路23は、電池ユニットUを迂回して、第1端子T1に接続される電気経路(鉛蓄電池41等に接続される経路)と第2端子T2に接続される電気経路(回転電機40に接続される経路)とを電気接続するように設けられている。そのバイパス経路23上には、鉛蓄電池41側と回転電機40側との間の接続を遮断状態又は導通状態にするバイパススイッチ24が設けられている。バイパススイッチ24は常閉式のリレースイッチである。なお、バイパス経路23及びバイパススイッチ24を、電池ユニットU内においてMOSスイッチ15を迂回するように設けることも可能である。
Further, in the present power supply system, a
制御装置20は、各スイッチ15,16のオン(閉鎖)とオフ(開放)との切り替えを実施する。この場合、制御装置20は、電気負荷45に対して電力供給を行う放電時(負荷駆動時)であるか、回転電機40からの電力供給により充電される充電時であるか、アイドリングストップ制御でのエンジン停止状態で回転電機40によりエンジンを自動再始動させる再始動時であるかに応じて、MOSスイッチ15のオンオフを制御する。なお、SMRスイッチ16は、車両走行時は基本的にオン(閉鎖)状態で維持され、電池ユニットUや回転電機40等で何らかの異常が発生した場合にオフ(開放)されるようになっている。
The
また、制御装置20には、電池ユニット外のECU30が接続されている。つまり、これら制御装置20及びECU30は、CAN等の通信ネットワークにより接続されて相互に通信可能となっており、制御装置20及びECU30に記憶される各種データが互いに共有できるものとなっている。ECU30は、アイドリングストップ制御を実施する機能を有する電子制御装置である。アイドリングストップ制御とは、周知のとおり所定の自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、かつその自動停止状態下で所定の再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるものである。
The
回転電機40は、エンジン出力軸の回転エネルギにより発電するものである。具体的には、回転電機40においてロータがエンジン出力軸により回転すると、ロータコイルに流れる励磁電流に応じてステータコイルに交流電流が誘起され、図示しない整流器により直流電流に変換される。そして、回転電機40においてロータコイルに流れる励磁電流がレギュレータにより調整されることで、発電された直流電流の電圧が所定の調整電圧Vregとなるよう調整される。
The rotating
回転電機40で発電した電力は、電気負荷45に供給されるとともに、リチウムイオン蓄電池10及び鉛蓄電池41に供給される。エンジンの駆動が停止して回転電機40で発電されていない時には、リチウムイオン蓄電池10及び鉛蓄電池41から電気負荷45に電力供給される。リチウムイオン蓄電池10及び鉛蓄電池41から電気負荷45への放電量、及び回転電機40からの充電量は、SOC(満充電容量に対する実際の充電量の割合、充電率)が過充放電とならない範囲(SOC使用領域)となるよう適宜調整される。
The electric power generated by the rotating
この場合、制御装置20は、リチウムイオン蓄電池10のSOCを所定の使用領域にすべく、リチウムイオン蓄電池10への充電量を制限して過充電保護するとともに、リチウムイオン蓄電池10からの放電量を制限して過放電保護するよう保護制御を実施する。具体的には、制御装置20は、電流センサ25(電流検出部)からリチウムイオン蓄電池10の充放電電流I(入出力電流)の検出値を常時取得するとともに、電圧センサ26(電圧検出部)からリチウムイオン蓄電池10の端子間電圧Vの検出値を常時取得する。そして、制御装置20は、その端子間電圧V及び充放電電流Iの検出値に基づいて、保護制御を実施する。
In this case, the
制御装置20は、リチウムイオン蓄電池10の端子間電圧Vが下限電圧よりも低下した場合に、回転電機40からの充電により、リチウムイオン蓄電池10の過放電保護を図るようにする。前記下限電圧は、SOC使用領域の下限値に対応する電圧に基づき設定されるとよい。また、制御装置20は、調整電圧Vregの可変設定を指示することにより、リチウムイオン蓄電池10の端子間電圧Vが上限電圧よりも上昇しないようにして過充電保護を実施する。前記上限電圧は、SOC使用領域の上限値に対応する電圧に基づき設定されるとよい。
When the voltage V between terminals of the lithium
なお、鉛蓄電池41については、図示しない別の電池制御装置により同様の保護制御が実施される。制御装置20は、鉛蓄電池41を制御する電池制御装置から鉛蓄電池41の充放電電流(入出力電流)の検出値を取得する。なお、制御装置20は、鉛蓄電池41の充放電電流を検出する電流センサから検出値を取得する構成であってもよい。
In addition, about the
また、本実施形態では、車両の回生エネルギにより回転電機40を発電させて、両蓄電池10,41(主にはリチウムイオン蓄電池10)に充電させる、減速回生を行っている。この減速回生は、車両が減速状態であること、エンジンへの燃料噴射をカットしていること、等の条件が成立した時に実施される。
Further, in the present embodiment, the decelerating regeneration is performed in which the rotating
本実施形態では、両蓄電池10,41のうちリチウムイオン蓄電池10を優先的に用いて充放電を行うようにしている。具体的には、回転電機40の回生発電時において、制御装置20がMOSスイッチ15をオフ状態にするとともに、SMRスイッチ16をオン状態とすることで、回転電機40における発電電力が優先的にリチウムイオン蓄電池10に充電される。また、回転電機40の駆動時において、制御装置20がMOSスイッチ15をオフ状態にするとともに、SMRスイッチ16をオン状態とすることで、回転電機40の消費電力が優先的にリチウムイオン蓄電池10から放電される。
In this embodiment, charging / discharging is performed by using the lithium
ここで、車両の停車中や走行中において、鉛蓄電池41と電気負荷45及び端子T1(接続点N2)との接続が外れることが懸念される。鉛蓄電池41と接続点N2との接続外れは、車両の走行に伴う振動による接続の緩みや、ワイヤーハーネスの断線や、車両の整備中における人為的な瑕疵などに起因するものである。ECU30は、鉛蓄電池41とリチウムイオン蓄電池10及び電気負荷45との接続が外れたことを条件として、車両を退避走行状態に設定する。
Here, there is a concern that the
車両において、エンジンを停止した惰性走行を実施している場合、エンジン出力軸に接続されている回転電機40の動作も停止している。回転電機40は励磁電流が流れることで発電を開始する外部励磁型の発電機である。鉛蓄電池41の接続外れが生じている場合、回転電機40に対する励磁電流をリチウムイオン蓄電池10から出力することになる。しかしながら、リチウムイオン蓄電池10は、図2に示すように、SOCが低いほど開放端電圧(OCV)が低くなるという特徴を有する。このため、回転電機40の発電開始に必要なだけの励磁電流を、リチウムイオン蓄電池10から供給できないことが懸念される。また回転電機40に故障が生じており、回転電機40における回生発電が実施できない状況も懸念される。
In the vehicle, when coasting with the engine stopped, the operation of the rotating
そこで、本実施形態では、車両が退避走行モードに設定され、車両が停止されるまでの間に電気負荷45において消費される消費容量を予め算出する。そして、その消費容量に基づいて、リチウムイオン蓄電池10の最小容量(図2参照)を設定し、リチウムイオン蓄電池10の充電容量が最小容量未満となることを禁止する。このような制御を実施することで、鉛蓄電池41に接続外れが生じた場合であっても車両を安全に停止させることができる。
Therefore, in the present embodiment, the consumed capacity consumed in the
図3に本実施形態における最小容量設定処理を表すフローチャートを示す。本処理は、制御装置20によって所定周期ごとに実施される。
FIG. 3 is a flowchart showing the minimum capacity setting process in the present embodiment. This process is performed by the
ステップS01において、ECU30から車速を取得する。ECUは車速センサから入力される車速信号に基づいて、車速を取得する。ステップS02において、車速に基づいて、退避走行時に車両が停止するまでの時間を算出する。具体的には、制御装置20は、車速と停止時間との対応関係を表すマップ(図4)を備えており、車速と図4に示すマップとに基づいて、車両の停止時間を算出する。例えば、車速が100km/hの場合、停止時間を120secとして算出する。
In step S01, the vehicle speed is acquired from the
ステップS03において、電気負荷45における負荷電流の合計値(消費電流)を算出する。具体的には、回転電機40の停止中では、リチウムイオン蓄電池10の入出力電流と、鉛蓄電池41の入出力電流との和を電気負荷45における消費電流として算出する。また、回転電機40の駆動中では、リチウムイオン蓄電池10の入出力電流と、鉛蓄電池41の入出力電流との和から、回転電機40の入力電流を引いた値を、電気負荷45における消費電流として算出する。また、回転電機40の回生発電中では、リチウムイオン蓄電池10の入出力電流と、鉛蓄電池41の入出力電流との和に対し、回転電機40の出力電流を足した値を、電気負荷45における負荷電流として算出する。
In step S03, the total value (consumption current) of the load current in the
ステップS04において、ステップS02において算出された車両の停止時間と、ステップS03において算出された電気負荷45の消費電流との積を、車両停止までに電気負荷45において消費される消費容量[Ah]として算出する。ステップS05において算出された消費容量を、リチウムイオン蓄電池10の最小容量に設定し、処理を終了する。ステップS02〜S04の処理が「設定部」に相当する。
In step S04, the product of the vehicle stop time calculated in step S02 and the current consumption of the
図5に本実施形態におけるリチウムイオン蓄電池10の放電禁止処理を表すフローチャートを示す。本処理は、制御装置20によって所定周期ごとに実施される。
FIG. 5 is a flowchart showing the discharge prohibiting process of the lithium
ステップS11において、回生発電中であるか否かを判定する。回生発電中の場合(S11:YES)、ステップS12において、SMRスイッチ16をオン状態として処理を終了する。回生発電中でない場合(S11:NO)、ステップS13において、リチウムイオン蓄電池10の充電容量Ah(Li)が最小容量以上であるか否かを判定する。リチウムイオン蓄電池10の充電容量Ah(Li)が最小容量以上である場合(S13:YES)、処理を終了する。リチウムイオン蓄電池10の充電容量Ah(Li)が最小容量未満である場合(S13:NO)、ステップS14において、SMRスイッチ16をオフ状態とすることで、リチウムイオン蓄電池10における放電を禁止し、処理を終了する。ステップS13,S14の処理が、「禁止部」に相当する。
In step S11, it is determined whether or not regenerative power generation is being performed. If regenerative power generation is being performed (S11: YES), in step S12, the
以下、本実施形態の効果を述べる。 The effects of this embodiment will be described below.
車両が停止されるまでの間に電気負荷45において消費される消費電力に基づいて、リチウムイオン蓄電池10の最小容量を設定する構成とした。このような構成にすることで、鉛蓄電池41が使用不可能になった場合であっても、車両が停止するまでに、電気負荷45を継続して動作させることが可能になる。このため、車両の安全性を向上させることができる。
The minimum capacity of the lithium
具体的には、車両の走行中において、電気負荷45に対して流れている消費電流に基づいて、消費電力を推定し、その推定値に基づいて、最小容量を設定する。このように最小容量を設定することで、車両の安全性を確保しつつ、リチウムイオン蓄電池10のSOC使用領域のうち電源システムが正常である場合に使用可能な領域(図2の使用領域であって、最小容量でない領域)を拡げ、電源システムの電力効率を向上させることが可能になる。
Specifically, while the vehicle is traveling, the power consumption is estimated based on the current consumption flowing to the
さらに、車速に基づいて、退避走行を完了するまでに要する停止時間を推定し、その停止時間の推定値に基づいて、消費容量を推定し、その推定値に基づいて、最小容量を設定する構成とした。これにより、車両の高速走行時においても、車両が停止するまでに、電気負荷45を継続して動作させることが可能になる。より具体的には、負荷電流の現在値と、停止時間の推定値との積を消費容量として算出し、さらに、最小容量を消費容量と等しい値に設定する。
Furthermore, a configuration is used in which the stop time required to complete the retreat travel is estimated based on the vehicle speed, the consumed capacity is estimated based on the estimated value of the stop time, and the minimum capacity is set based on the estimated value It was. Thereby, even when the vehicle is traveling at high speed, the
制御装置20は、鉛蓄電池41の接続外れを条件として、車両の状態を退避走行状態とする。この制御により、鉛蓄電池41の接続外れが生じている状況で、車両が継続して走行することを抑制しつつ、車両を安全に停止させることができる。
The
本実施形態では、「第1蓄電池」として、リチウムイオン蓄電池10を用い、「第2蓄電池」として、鉛蓄電池41を用いる構成としている。ここで、リチウムイオン蓄電池10の満充電容量を、鉛蓄電池41の満充電容量より小さく設定することで、電源システム全体のコストを低減することができる。さらに、リチウムイオン蓄電池10に最小容量を確保する構成とすることで、鉛蓄電池41に接続外れが生じた場合であっても、退避走行が完了するまでの電力を確保することが可能になる。
In the present embodiment, the
本実施形態のリチウムイオン蓄電池10は、SOCの低下に伴って開放端電圧が低下する。このため、リチウムイオン蓄電池10のSOCが低い値となっている場合に、リチウムイオン蓄電池10から回転電機40に対して励磁電流を出力し、回転電機40における回生発電を開始することが困難である。そこで、リチウムイオン蓄電池10のSOCが低い値となっている場合、鉛蓄電池41の接続外れが生じていない状況では、鉛蓄電池41から回転電機40に対して励磁電流を出力する。
As for the lithium
しかしながら、鉛蓄電池41の接続外れが生じている状況では、鉛蓄電池41から回転電機40に対する励磁電流の出力が不可能になる。そこで、リチウムイオン蓄電池10に最小容量を確保する構成とすることで、鉛蓄電池41に接続外れが生じ、さらに、回生発電が不可能な場合であっても、退避走行が完了するまでの電力を確保することが可能になる。
However, in a situation where the
(第2実施形態)
本実施形態の車載電源システムは、第1実施形態と同じ電気的構成(図1)を有する。第1実施形態では、電気負荷45において、車両の所定の退避走行時に車両が停止されるまでの間に消費される消費容量に基づいて、リチウムイオン蓄電池10の最小容量を設定する構成とした。第2実施形態では、これを変更し、「設定部」としての制御装置20が、回転電機40を外部励磁可能な電力量に基づいて、リチウムイオン蓄電池10の充電量の最小値である最小容量を設定する構成とした。
(Second Embodiment)
The in-vehicle power supply system of this embodiment has the same electrical configuration (FIG. 1) as that of the first embodiment. In 1st Embodiment, it was set as the structure which sets the minimum capacity | capacitance of the lithium
つまり、電源システムが、外部励磁方式の発電機である回転電機40を含む場合に、回転電機40を外部励磁可能な電力量に基づいて、リチウムイオン蓄電池10の最小容量を設定する構成とした。このような構成にすることで、鉛蓄電池41が使用不可能になった場合であっても、回転電機40における回生発電が実施可能となる。このため、車両が停止するまでに、電気負荷45を継続して動作させることが可能になり、車両の安全性を向上させることができる。
That is, when the power supply system includes the rotating
(他の実施形態)
・第1実施形態では、リチウムイオン蓄電池10、鉛蓄電池41及び回転電機40の入出力電流の和を負荷電流として算出する構成とした。これを変更し、負荷電流として、現在値に変えて、予め設定された所定値を用いてもよい。
(Other embodiments)
-In 1st Embodiment, it was set as the structure which calculates the sum of the input-output current of the lithium
また、回転電機40が停止中であることを条件として、リチウムイオン蓄電池10の入出力電流と鉛蓄電池41の入出力電流との和を消費電流として算出する構成としてもよい。
Moreover, it is good also as a structure which calculates the sum of the input / output current of the lithium
・上記実施形態では、鉛蓄電池41とリチウムイオン蓄電池10及び電気負荷45との接続が外れたことを条件として、車両の状態を退避走行の状態に設定する構成としたが、これを変更し、他の条件により車両の状態を退避走行の状態に設定する構成であってもよい。
-In the above-mentioned embodiment, it was set as the composition which sets the state of a vehicle to the state of retreating on condition that connection with
・停止時間として、車速に基づくものでなく、予め設定された所定値を用いてもよい。また、車速が所定値以上である場合に、停止時間を第1停止時間に設定し、車速がその所定値未満の場合に、停止時間を第1停止時間より短い第2停止時間に設定するような構成であってもよい。 As the stop time, a predetermined value set in advance may be used instead of the vehicle speed. Further, when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value, the stop time is set to the first stop time, and when the vehicle speed is less than the predetermined value, the stop time is set to the second stop time shorter than the first stop time. It may be a simple configuration.
・第1蓄電池をリチウムイオン蓄電池10とし、第2蓄電池を鉛蓄電池41とする構成としたが、これを変更してもよい。例えば、第1蓄電池及び第2蓄電池をともに鉛蓄電池とする構成であってもよい。また、第1蓄電池として、ニッケル水素蓄電池などを用いてもよい。
-Although the 1st storage battery was set as the lithium
・スイッチ15,16のうち一方のみを備える構成としてもよい。MOSスイッチ15のみを備える構成の場合、MOSスイッチ15をオフ状態とすることで、リチウムイオン蓄電池10の放電を禁止することができる。また、SMRスイッチ16のみを備える構成の場合、SMRスイッチ16をオフ状態とすることで、リチウムイオン蓄電池10の放電を禁止することができる。
-It is good also as a structure provided only with one of the
10…リチウムイオン蓄電池(第1蓄電池)、20…制御装置、41…鉛蓄電池(第2蓄電池)、40…回転電機(発電機)、45…電気負荷。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記電気負荷において、前記車両の所定の退避走行時に前記車両が停止されるまでの間に消費される消費容量に基づいて、前記第1蓄電池の充電容量の最小値である最小容量を設定する設定部と、
前記第1蓄電池の充電容量が前記最小容量未満になることを禁止する禁止部と、を備え、
前記設定部は、前記車両の走行中において、前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池から前記電気負荷に対して流れている負荷電流の合計値を算出する算出部と、前記負荷電流の合計値に基づいて、前記消費容量を推定し、その消費容量の推定値に基づいて、前記最小容量を設定する容量設定部と、を備えることを特徴とする制御装置。 A first storage battery (10) and a second storage battery (41) connected in parallel to the first storage battery, and from the first storage battery and the second storage battery to the electric load (45) of the vehicle A control device (20) for an in-vehicle power supply system that performs supply,
A setting for setting a minimum capacity, which is a minimum value of the charge capacity of the first storage battery, based on a consumed capacity of the electric load until the vehicle is stopped during a predetermined retreat of the vehicle. And
A prohibition unit for prohibiting the charge capacity of the first storage battery from being less than the minimum capacity ,
The setting unit includes a calculation unit that calculates a total value of load currents flowing from the first storage battery and the second storage battery to the electric load while the vehicle is traveling, and a total value of the load currents. And a capacity setting unit configured to estimate the consumed capacity based on the estimated value of the consumed capacity and set the minimum capacity based on the estimated value of the consumed capacity .
前記電気負荷において、前記車両の所定の退避走行時に前記車両が停止されるまでの間に消費される消費容量に基づいて、前記第1蓄電池の充電容量の最小値である最小容量を設定する設定部と、A setting for setting a minimum capacity, which is a minimum value of the charge capacity of the first storage battery, based on a consumed capacity of the electric load until the vehicle is stopped during a predetermined retreat of the vehicle. And
前記第1蓄電池の充電容量が前記最小容量未満になることを禁止する禁止部と、を備え、A prohibition unit for prohibiting the charge capacity of the first storage battery from being less than the minimum capacity,
前記設定部は、前記車両の速度に基づいて、前記所定の退避走行時に前記車両が停止されるまでに要する停止時間を推定する推定部と、前記停止時間の推定値に基づいて、前記消費容量を推定し、その消費容量の推定値に基づいて、前記最小容量を設定する容量設定部と、を備えることを特徴とする制御装置。The setting unit is configured to estimate a stop time required until the vehicle is stopped during the predetermined retreat travel based on the speed of the vehicle, and based on the estimated value of the stop time, the consumption capacity And a capacity setting unit that sets the minimum capacity based on the estimated value of the consumed capacity.
前記電気負荷において、前記車両の所定の退避走行時に前記車両が停止されるまでの間に消費される消費容量に基づいて、前記第1蓄電池の充電容量の最小値である最小容量を設定する設定部と、A setting for setting a minimum capacity, which is a minimum value of the charge capacity of the first storage battery, based on a consumed capacity of the electric load until the vehicle is stopped during a predetermined retreat of the vehicle. And
前記第1蓄電池の充電容量が前記最小容量未満になることを禁止する禁止部と、を備え、A prohibition unit for prohibiting the charge capacity of the first storage battery from being less than the minimum capacity,
前記設定部は、前記車両の走行中において、前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池から前記電気負荷に対して流れている負荷電流の合計値を算出する算出部と、前記車両の速度に基づいて、前記所定の退避走行を実施する際に前記車両が停止されるまでに要する停止時間を推定する推定部と、前記負荷電流の合計値と、前記停止時間の推定値との積に基づいて、前記消費容量を推定し、その消費容量の推定値に基づいて、前記最小容量を設定する容量設定部と、を備えることを特徴とする制御装置。The setting unit is based on a calculation unit that calculates a total value of load currents flowing from the first storage battery and the second storage battery to the electric load while the vehicle is traveling, and the speed of the vehicle. , Based on a product of an estimation unit that estimates a stop time required until the vehicle is stopped when the predetermined retreat travel is performed, a total value of the load current, and an estimate value of the stop time, And a capacity setting unit configured to estimate the consumed capacity and set the minimum capacity based on the estimated value of the consumed capacity.
前記発電機は、励磁電流を供給されて発電を行う外部励磁方式の発電機であることを特徴とする請求項8に記載の制御装置。 The in-vehicle power supply system includes a generator (40) that is connected to the first storage battery and the second storage battery and generates power, thereby charging the first storage battery and the second storage battery,
The control device according to claim 8 , wherein the generator is an external excitation type generator that generates power by being supplied with an excitation current.
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