JP2019088110A - POWER SUPPLY CONTROL DEVICE AND POWER SUPPLY SYSTEM - Google Patents
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Abstract
【課題】過剰な発電電力から蓄電池を保護できる電源制御装置、及び当該電源制御装置を備える電源システムを提供する。【解決手段】エンジンの動力で発電する発電機と、発電機の発電電力が供給される蓄電池と、発電機及び蓄電池から電力が供給される負荷と、発電機、蓄電池及び負荷を互いに接続する電気経路に設けられ、発電機、蓄電池及び負荷の互いの電気的な接続状態を切り替えるスイッチと、を備える電源システムに適用され、発電機が発電している発電状態下で、発電機及び蓄電池を接続する前記電気経路である電力供給経路が、所定以上の発電電力が供給される異常経路となる異常状態となっているかを判定する異常判定部と、異常状態であることが判定された場合に、負荷での消費電力量を増加させるように負荷の運転状態を制御する負荷制御部と、を備える。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply control device capable of protecting a storage battery from excessive generated power, and a power supply system including the power supply control device. SOLUTION: A generator that generates power by an engine, a storage battery to which the generated power of the generator is supplied, a load to which power is supplied from the generator and the storage battery, and electricity for connecting the generator, the storage battery, and the load to each other. It is applied to a power supply system provided in the path and equipped with a switch for switching the electrical connection state of the generator, the storage battery and the load with each other, and connects the generator and the storage battery under the power generation state in which the generator is generating power. An abnormality determination unit that determines whether the power supply path, which is the electric path, is in an abnormal state that is an abnormal path in which generated power of a predetermined value or more is supplied, and when it is determined that the power supply path is in an abnormal state. It is provided with a load control unit that controls the operating state of the load so as to increase the power consumption of the load. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、車両に搭載される電源制御装置、及び当該電源制御装置を備える電源システムに関する。 The present invention relates to a power supply control device mounted on a vehicle, and a power supply system including the power supply control device.
車両に搭載される電源システムとして、エンジンの動力で発電する発電機と、発電機の発電電力で充電される蓄電池と、発電機及び蓄電池から電力が供給される負荷と、これらを互いに接続する電気経路上に設けられ、発電機、蓄電池及び負荷の互いの電気的な接続状態を切り替えるスイッチを備えるものが知られている(特許文献1参照)。 As a power supply system mounted on a vehicle, a generator that generates electricity by the power of an engine, a storage battery that is charged by the generated power of the generator, a load to which power is supplied from the generator and the storage battery, and electricity that connects these There is known one provided with a switch provided on a path, which switches an electrical connection state of a generator, a storage battery, and a load (see Patent Document 1).
この種の電源システムにおいて、発電機に異常が生じたり、発電機と蓄電池との電気的な接続状態を切り替えるスイッチに異常が生じたりすると、蓄電池に対して過剰に発電電力が供給されてしまう異常状態となり、蓄電池に何等かの不具合を生じさせてしまうおそれがある。 In this type of power supply system, if an abnormality occurs in the generator or an abnormality occurs in a switch that switches the electrical connection between the generator and the storage battery, the generated power is excessively supplied to the storage battery. It becomes a state and there is a possibility that the storage battery may cause any trouble.
そこで、蓄電池に対して過剰に発電電力が供給される異常状態となった場合に、発電機の発電を停止したり、発電機及び蓄電池を接続する電気経路上のスイッチをオフにしたりする停止処理を行うことが考えられる。しかし、そもそも発電機やスイッチに異常がある場合には、このような停止処理を正しく実行できないおそれがある。また仮に停止処理を正しく実行できたとしても、異常状態となってから停止処理が実行されるまでの間に、蓄電池に対して過剰な発電電力が供給されるおそれがある。更には、一旦停止処理が正しく実行されたとしても、発電機やスイッチの異常に起因して、その後に停止処理が正しく実行できなくなるおそれもある。 Therefore, stop processing is performed to stop the power generation of the generator or to turn off the switch on the electrical path connecting the generator and the storage battery in the abnormal state where the generated power is excessively supplied to the storage battery. It is conceivable to do However, when there is an abnormality in the generator or switch in the first place, there is a possibility that such stop processing can not be performed correctly. In addition, even if the shutdown process can be executed correctly, there is a possibility that excessive generated power may be supplied to the storage battery before the shutdown process is executed after the abnormal state. Furthermore, even if the stop processing is correctly executed, there is a possibility that the stop processing can not be correctly executed thereafter due to the abnormality of the generator or the switch.
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、過剰な発電電力から蓄電池を保護できる電源制御装置、及び電源システムを提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and has as its main object to provide a power supply control device and a power supply system capable of protecting a storage battery from excessive generated power.
第1の手段では、エンジンの動力で発電する発電機(10)と、前記発電機の発電電力が供給される蓄電池(11,12)と、前記発電機及び前記蓄電池から電力が供給される負荷(20,30)と、前記発電機、前記蓄電池及び前記負荷を互いに接続する電気経路(L1〜L6)に設けられ、前記発電機、前記蓄電池及び前記負荷の互いの電気的な接続状態を切り替えるスイッチ(41〜46)と、備える電源システムに適用され、前記発電機が発電している発電状態下で、前記発電機及び前記蓄電池を接続する前記電気経路である電力供給経路が、所定以上の発電電力が供給される異常経路となる異常状態となっているかを判定する異常判定部(103)と、前記異常状態であることが判定された場合に、前記負荷での消費電力量を増加させるように当該負荷の運転状態を制御する負荷制御部(104)と、を備えている。 In the first means, a generator (10) that generates electric power by the power of the engine, a storage battery (11, 12) to which power generated by the generator is supplied, and a load to which power is supplied from the generator and the storage battery (20, 30) provided on an electrical path (L1 to L6) connecting the generator, the storage battery, and the load to each other, and switching the electrical connection state of the generator, the storage battery, and the load with each other The present invention is applied to a power supply system including switches (41 to 46), and an electric power supply path which is the electric path connecting the generator and the storage battery under a power generation state generated by the generator is a predetermined power or more. An abnormality determination unit (103) that determines whether or not there is an abnormal state that is an abnormal route to which the generated power is supplied; and when it is determined that the abnormal state is present, the power consumption at the load is increased And it includes a load control unit that controls the operating state of the load (104), a such that.
エンジンの動力で発電する発電機と、発電機の発電電力が供給される蓄電池と、発電機及び蓄電池から電力が供給される負荷と、これらを互いに接続する電気経路に設けられ、発電機、蓄電池及び負荷の互いの電気的な接続状態を切り替えるスイッチと、を備える電源システムにおいて、発電機に異常が生じたり、発電機及び蓄電池の電気的な接続状態を切り替えるスイッチに異常が生じたりすると、発電機から蓄電池へと過剰に発電電力が供給されてしまい、蓄電池に何等かの不具合を生じさせてしまうおそれがある。 A generator, a storage battery to which power generated by the generator is supplied, a load to which power is supplied from the generator and the storage battery, and an electric path connecting these to each other are provided. And a switch for switching the electrical connection of the load with one another, in the power supply system, when an abnormality occurs in the generator or an abnormality occurs in the switch switching the electrical connection between the generator and the storage battery, power generation occurs. The generated power is excessively supplied from the machine to the storage battery, which may cause some problems in the storage battery.
そこで発電機が発電している発電状態下で、発電機及び蓄電池を接続する電気経路である電力供給経路が、所定以上の発電電力が供給される異常経路となる異常状態となっているかを判定する。そして異常状態であると判定した場合には、負荷での消費電力量を増加させるように負荷の運転状態を制御するようにした。 Therefore, under the power generation state where the generator is generating, it is determined whether the power supply path, which is an electric path connecting the generator and the storage battery, is in an abnormal state where the generated power is more than a predetermined amount. Do. When it is determined that the load is in an abnormal state, the operating state of the load is controlled to increase the amount of power consumed by the load.
この処理を行うことで、異常経路の発電電力のうち、負荷への供給量が増加され、蓄電池への供給量が減少することとなる。よって過剰な発電電力から蓄電池を保護することができる。 By performing this process, the amount of power supplied to the load among the generated power of the abnormal path is increased, and the amount of power supplied to the storage battery is decreased. Therefore, the storage battery can be protected from excessive generated power.
なお、発電機から蓄電池に対して過剰に発電電力が供給される状況となった場合に、発電機の発電を停止したり、発電機及び蓄電池を接続する電気経路上(電力供給経路上)のスイッチをオフにしたりする停止処理を行うことが考えられる。しかし、そもそも発電機やスイッチに異常がある場合には、このような停止処理を正しく実行できない可能性がある。また仮に停止処理が正しく実行できたとしても、異常状態が発生してから停止処理が実行されるまでの間に、蓄電池に対して過剰な発電電力が供給されるおそれがある。更には、一旦停止処理を正しく実行できたとしても、発電機やスイッチの異常に起因して、その後に停止処理を正しく実行できなくなるおそれもある。 In the case where the generated power is excessively supplied from the generator to the storage battery, the generation of the generator may be stopped, or on the electrical path (on the power supply path) connecting the generator and the storage battery. It is conceivable to perform stop processing to turn off the switch. However, if there is an abnormality in the generator or switch in the first place, there is a possibility that such stop processing can not be performed correctly. Further, even if the stop processing can be executed correctly, there is a possibility that excessive generated power may be supplied to the storage battery after the occurrence of the abnormal state until the stop processing is executed. Furthermore, even if the stop processing can be executed correctly, there is a possibility that the stop processing can not be executed correctly thereafter due to the abnormality of the generator or the switch.
この場合においても、停止処理と共に、負荷での消費電力量を増加させるように負荷の運転状態が制御されていれば、異常状態が発生してから停止処理が実行されるまでの間においても、過剰な発電電力から蓄電池を保護することができる。また停止処理が正しく実行されなかったとしても、負荷の消費電力量を増加されることに伴って、蓄電池への発電電力の供給量が減らされているため、この場合にも過剰な発電電力から蓄電池を保護することができる。 Also in this case, if the operating condition of the load is controlled to increase the power consumption at the load as well as the stop processing, even after the occurrence of the abnormal state until the stop processing is executed, The storage battery can be protected from excessive power generation. Also, even if the stop processing is not executed correctly, the supply of generated power to the storage battery is reduced along with the increase in the amount of power consumption of the load. The storage battery can be protected.
第2の手段では、前記負荷は、前記電源システム及び当該電源システムに付随するシステムにおいて制御を実施する制御装置である第1負荷(20)と、その制御装置以外の第2負荷(30)とを含み、前記負荷制御部は、前記異常状態であることが判定された場合には、前記第1負荷及び前記第2負荷のうち前記第2負荷について消費電力量を増加させるように当該負荷の運転状態を制御する。 In the second means, the load includes a first load (20) which is a control device for performing control in the power supply system and a system associated with the power supply system, and a second load (30) other than the control device. And the load control unit is configured to increase power consumption of the second load among the first load and the second load when it is determined that the abnormal state is the abnormal state. Control the operating condition.
負荷として、電源システム及び当該電源システムに付随するシステムにおいて制御を実施する制御装置である第1負荷と、その制御装置以外の第2負荷とのうち、第2負荷について消費電力量を増加させるように負荷の運転状態を制御することとしたため、電源システムの動作に対する影響を回避しつつ、過剰な電力供給から蓄電池を保護することができる。 As a load, the power consumption is increased for the second load of the power supply system and a first load that is a control device that performs control in the system associated with the power supply system and a second load other than the control device Therefore, it is possible to protect the storage battery from excessive power supply while avoiding the influence on the operation of the power supply system.
第3の手段では、前記負荷は、前記エンジンが搭載された車両の走行状態を変えるための走行系負荷(21)と、それ以外の非走行系負荷(22)とを含み、前記負荷制御部は、前記異常状態であることが判定された場合には、前記走行系負荷及び前記非走行系負荷のうち、前記非走行系負荷について消費電力量を増加させるように当該負荷の運転状態を制御する。 In the third means, the load includes a traveling system load (21) for changing a traveling state of a vehicle on which the engine is mounted, and a non-traveling system load (22) other than the traveling system load (21). Controls the operating state of the non-traveling system load so as to increase the power consumption of the non-traveling system load among the traveling system load and the non-traveling system load when it is determined that the abnormal state is present Do.
エンジンが搭載された車両の走行状態を変えるための走行系負荷と、それ以外の非走行系負荷とのうち、非走行系負荷について消費電力量を増加させるようにしたため、車両の走行状態への影響を回避しつつ、電力供給経路に供給される発電電力のうち負荷へ供給される発電電力を増加させることができる。よって車両走行への影響を回避しつつ、過剰な電力供給から蓄電池を保護することができる。 Of the traveling system load for changing the traveling state of the vehicle equipped with the engine and the other non-traveling system load, the amount of power consumption is increased for the non-traveling system load. Among the generated power supplied to the power supply path, the generated power to be supplied to the load can be increased while avoiding the influence. Therefore, the storage battery can be protected from excessive power supply while avoiding the influence on the traveling of the vehicle.
第4の手段では、前記負荷制御部は、前記異常経路の前記発電電力に応じて、前記負荷による消費電力量の増加量が調整されるように当該負荷の運転状態を制御する。 In the fourth means, the load control unit controls the operating state of the load such that the amount of increase in the amount of power consumption by the load is adjusted according to the generated power of the abnormal path.
過剰な発電電力から蓄電池を保護するために負荷の消費電力量を増加させることは、エンジンにおいては燃料の消費量の増加に繋がる。そこで、異常経路の発電電力に応じて、負荷による消費電力量の増加量を調整するようにした。以上により、負荷の消費電力量の増加量を必要分に抑えつつ、過剰な電力供給から蓄電池を保護することができる。 Increasing the power consumption of the load to protect the storage battery from excessive generated power leads to an increase in fuel consumption in the engine. Therefore, the amount of increase in power consumption due to the load is adjusted according to the power generated in the abnormal path. As described above, the storage battery can be protected from excessive power supply while suppressing the increase in the amount of power consumption of the load to a necessary amount.
第5の手段では、前記異常判定部は、異常箇所が前記発電機及び前記スイッチのいずれであるかを特定する特定部(103a)を備え、前記負荷制御部は、前記異常箇所が前記発電機である場合には、前記異常箇所が前記スイッチである場合に比べて、異常発生時における前記負荷の消費電力量の増加量が大きくなるように、前記負荷の運転状態を制御する。 In the fifth means, the abnormality determination unit includes a specification unit (103a) that specifies which one of the generator and the switch is the abnormal part, and the load control unit is configured to detect the abnormal part as the generator. In this case, the operating condition of the load is controlled such that the amount of increase in the amount of power consumption of the load at the time of occurrence of an abnormality is larger than when the abnormal point is the switch.
発電機に異常が生じた場合には、スイッチに異常が生じた場合と比べると、異常発生時に電気経路に供給される発電電力が急増する可能性が高くなることが考えられる。そこで、異常箇所が発電機及びスイッチのいずれであるかを特定し、異常箇所が発電機である場合には、異常箇所がスイッチである場合に比べて、異常発生時における負荷の消費電力量の増加量が大きくなるように、負荷の運転状態を制御するようにした。このような処理によって、異常箇所に応じて、過剰な発電電力から蓄電池をより適切に保護することができる。 When an abnormality occurs in the generator, there is a high possibility that the generated power supplied to the electrical path may rapidly increase when the abnormality occurs, as compared with the case where the abnormality occurs in the switch. Therefore, it is specified whether the abnormal part is a generator or a switch, and if the abnormal part is a generator, compared with the case where the abnormal part is a switch, the power consumption of the load when the abnormality occurs The operating condition of the load was controlled to increase the amount of increase. Such a process can more appropriately protect the storage battery from excessive generated power according to the abnormal point.
第6の手段では、前記蓄電池は、当該蓄電池の蓄電量が所定の下限電圧及び所定の上限電圧の範囲内となるようにその充電状態が制御されるものであり、前記蓄電池の前記蓄電量を認識する充電認識部(102a)と、前記充電認識部が認識した前記蓄電量と、前記上限電圧の際の前記蓄電量との差から、前記蓄電池の充電可能量を求める充電可能量算出部(102c)と、を備え、前記負荷制御部は、前記蓄電池の充電可能量を控除しつつ、前記負荷による消費電力量の増加量が調整されるように当該負荷の運転状態を制御する。
In the sixth means, the storage state of the storage battery is controlled so that the storage amount of the storage battery falls within a range of a predetermined lower limit voltage and a predetermined upper limit voltage, and the storage amount of the storage battery is And a chargeable amount calculation unit for obtaining the chargeable amount of the storage battery from a difference between the charge recognition unit (102a) to be recognized, the storage amount recognized by the charge recognition unit, and the storage amount at the
蓄電池の充電が可能である場合には、その充電に必要となる電力量を確保した上で、負荷の消費電力量の増加量を調整するようにした。このような処理によって、発電電力を有効に活用しつつ、過剰な発電電力から蓄電池を保護することができる。 When the storage battery can be charged, the amount of increase in power consumption of the load is adjusted after securing the amount of power necessary for the charging. Such processing can protect the storage battery from excessive generated power while effectively using the generated power.
第7の手段では、前記負荷制御部は、前記異常経路の発電電力よりも、前記異常経路に接続される前記蓄電池の充電可能量が大きくなる場合には、前記負荷の消費電力量を増加させる処理を行わない。 In the seventh means, the load control unit increases the power consumption of the load when the chargeable amount of the storage battery connected to the abnormal path is larger than the generated power of the abnormal path. Do not process.
異常判定部によって異常状態であると判定されたとしても、異常経路の発電電力よりも、異常経路に接続される蓄電池の充電可能量が大きければ、負荷の消費電力量を増加させる処理を行わないようにしたため、蓄電池の保護のために不要に燃料の消費量が増加されることを抑えつつ、過剰な発電電力から蓄電池を保護することができる。 Even if it is determined that the abnormal state is the abnormal state by the abnormality determination unit, if the chargeable amount of the storage battery connected to the abnormal path is larger than the generated power of the abnormal path, the process of increasing the power consumption of the load is not performed. Thus, the storage battery can be protected from excessive generated power while suppressing unnecessary increase in fuel consumption for protection of the storage battery.
第8の手段では、前記蓄電池の電池温度を認識する温度認識部(102b)を備え、前記負荷制御部は、前記温度認識部が認識した前記電池温度が高くなるほど、前記負荷での消費電力量の増加量が大きくなるように当該負荷の運転状態を制御する。 The eighth means includes a temperature recognition unit (102b) for recognizing the battery temperature of the storage battery, and the load control unit uses the amount of power consumed by the load as the battery temperature recognized by the temperature recognition unit becomes higher. The operating condition of the load is controlled to increase the increase amount of
蓄電池の電池温度が高くなる程、蓄電池の劣化が加速する等の影響が大きくなる。そこで、異常状態であると判定され、かつ異常箇所が特定された後は、蓄電池の電池温度が高くなるほど、負荷の消費電力量の増加量が大きくなるように負荷の運転状態を制御するようにした。以上により、蓄電池の電池温度を考慮しない場合と比べて、蓄電池を保護する効果を高めることができる。 As the battery temperature of the storage battery becomes higher, the effects such as acceleration of deterioration of the storage battery become greater. Therefore, after the abnormal state is determined and the abnormal point is identified, the operating condition of the load is controlled so that the amount of increase in the consumed energy of the load increases as the battery temperature of the storage battery increases. did. As described above, the effect of protecting the storage battery can be enhanced as compared to the case where the battery temperature of the storage battery is not considered.
第9の手段では、前記電気経路には、消費電力の最大値の異なる複数種類の前記負荷が設けられており、前記負荷制御部は、前記異常判定部によって前記異常状態であることが判定された場合には、前記異常経路の前記発電電力に応じて、前記消費電力量を増加させる前記負荷を選択する。 In the ninth means, the electric path is provided with a plurality of types of loads having different maximum values of power consumption, and the load control unit is determined by the abnormality determination unit to be in the abnormal state. In this case, the load for which the power consumption is increased is selected according to the generated power of the abnormal path.
異常経路の発電電力に応じて、消費電力量を増加させる負荷を選択するようにしたため、負荷の消費電力量の増加量に過不足が生じること等を抑えることができる。 Since the load for increasing the power consumption is selected according to the power generation of the abnormal path, it is possible to suppress the occurrence of excess or deficiency in the increase in the power consumption of the load.
第10の手段では、前記負荷は、当該負荷の運転状態を乗員が認識することができる認識負荷(25)と、それ以外の非認識負荷(26)とを含み、前記負荷制御部は、前記異常状態であることが判定された場合に、前記認識負荷及び前記非認識負荷のうち前記非認識負荷について優先的に消費電力量を増加させるように当該負荷の運転状態を制御する。 In the tenth means, the load includes a recognition load (25) by which the occupant can recognize the driving state of the load, and a non-recognition load (26) other than the recognition load, and the load control unit When it is determined that the load is in an abnormal state, the operating state of the load is controlled to preferentially increase the amount of power consumption of the unrecognized load among the recognized load and the unrecognized load.
負荷として、負荷の運転状態を乗員が認識することができる認識負荷と、それ以外の非認識負荷とがある場合に、それらのうち非認識負荷について優先的に消費電力量を増加させることとしたため、乗員への影響を配慮しつつ、負荷の消費電力量を増加させることができる。 When there is a recognition load with which the occupant can recognize the driving state of the load and a non-recognition load other than that as the load, the power consumption is preferentially increased for the non-recognition load among them. The power consumption of the load can be increased while considering the influence on the occupants.
第11の手段では、前記負荷は、通電により加熱作動する熱負荷(23)と、それ以外の非熱負荷(24)とを含み、前記負荷制御部は、前記異常状態であることが判定された場合に、前記熱負荷及び前記非熱負荷のうち前記熱負荷の消費電力量について優先的に増加させるように当該負荷の運転状態を制御する。 In an eleventh means, the load includes a thermal load (23) that is heated and operated by energization and a non-thermal load (24) other than that, and the load control unit is determined to be in the abnormal state. In this case, the operating condition of the load is controlled to preferentially increase the power consumption of the heat load among the heat load and the non-heat load.
負荷として、通電により加熱作動する熱負荷と、それ以外の非熱負荷とがある場合において、熱負荷は、それ以外の非熱負荷に比べると消費電力量の最大値が大きい傾向がある。そこで熱負荷及び非熱負荷とのうち熱負荷の消費電力量を優先的に増加させるようにしたため、より効率よく負荷の消費電力量を増加させることができる。 In the case where there is a thermal load that heats and operates by energization and another non-thermal load as the load, the thermal load tends to have a larger maximum value of power consumption as compared to the other non-thermal loads. Therefore, since the power consumption of the thermal load among the thermal load and the non-thermal load is preferentially increased, the power consumption of the load can be more efficiently increased.
第12の手段では、前記スイッチとして、前記発電機及び前記蓄電池を接続する前記電気経路である前記電力供給経路上に設けられた第1スイッチ(42等)と、前記電力供給経路及び前記負荷を接続する前記電気経路上に設けられた第2スイッチ(43等)と、を備えており、前記スイッチのオンとオフとを切り替えるスイッチ制御部(101)を備え、前記スイッチ制御部は、前記異常状態であることが判定された場合には、前記第1スイッチをオフ、前記第2スイッチをオンにするスイッチ制御を行い、前記負荷制御部は、前記スイッチ制御が行われた状態で、前記負荷での消費電力量を増加させるように当該負荷の運転状態を制御する。 In a twelfth means, as the switch, a first switch (42 etc.) provided on the power supply path which is the electric path connecting the generator and the storage battery, the power supply path and the load And a second switch (43 or the like) provided on the electrical path to be connected, the switch control unit (101) for switching between on and off of the switch, the switch control unit including the abnormality When it is determined that the state is, the switch control is performed to turn off the first switch and turn on the second switch, and the load control unit performs the load control while the switch control is performed. Control the operating condition of the load so as to increase the amount of power consumption.
異常状態であることが判定された場合に、発電機及び蓄電池を接続する電力供給経路(異常経路)の第1スイッチをオフ、異常経路及び負荷を接続する電気経路上の第2スイッチをオンにする。その上で、負荷での消費電力量を増加させるように負荷の運転状態を制御するようにしたため、過剰な発電電力から蓄電池を保護するための構成を二重化することができる。 If it is determined that an abnormal state is present, the first switch of the power supply path (abnormal path) connecting the generator and the storage battery is turned off, and the second switch on the electrical path connecting the abnormal path and the load is turned on. Do. Furthermore, since the operating state of the load is controlled to increase the amount of power consumption at the load, the configuration for protecting the storage battery from excessive generated power can be duplicated.
すなわち、異常状態となった場合において、スイッチ制御を行った際に、異常経路上の第1スイッチが正常であれば、第1スイッチがオフに切り替えられることで、蓄電池に対する発電電力の供給経路を遮断できる。また、第1スイッチの異常に起因して、スイッチ制御によって第1スイッチの状態が正しく切り替えられなかったとしても、発電電力のうち負荷への供給量の増加に伴い、蓄電池への供給量が減少しているため、過剰な発電電力から蓄電池が保護されることとなる。 That is, when the switch control is performed in the abnormal state, if the first switch on the abnormal path is normal, the first switch is switched off to supply the generated power supply path to the storage battery. It can be shut off. Further, even if the state of the first switch is not properly switched by the switch control due to the abnormality of the first switch, the amount of supplied power to the storage battery decreases with the increase of the amount of generated power supplied to the load. Therefore, the storage battery is protected from excessive generated power.
第13の手段では、前記蓄電池として、前記発電機に対して並列接続される第1蓄電池(Pb)及び第2蓄電池(Li)を備える電源システムに適用され、前記電気経路に設けられるスイッチとして、前記発電機及び前記第1蓄電池を接続する第1電力供給経路に設けられる第1スイッチ(41等)と、前記発電機及び前記第2蓄電池を接続する第2電力供給経路に設けられた第2スイッチ(42等)と、を備えており、前記異常判定部は、前記発電機が発電している発電状態下で、前記第1電力供給経路及び前記第2電力供給経路のいずれかにおいて前記異常状態となっているかを判定し、前記負荷制御部は、前記第1電力供給経路及び前記第2電力供給経路のいずれかにおいて異常状態であることが判定された場合に、前記負荷での消費電力量を増加させるように前記負荷の運転状態を制御する。 The thirteenth means is applied to a power supply system including, as the storage battery, a first storage battery (Pb) and a second storage battery (Li) connected in parallel to the generator, as a switch provided in the electric path. A first switch (41 or the like) provided in a first power supply path connecting the generator and the first storage battery, and a second switch provided in a second power supply path connecting the generator and the second storage battery A switch (42 or the like), and the abnormality determination unit determines the abnormality in any one of the first power supply path and the second power supply path under a power generation state in which the generator is generating power. If the load control unit determines that any one of the first power supply path and the second power supply path is in an abnormal state, consumption by the load is determined. Controlling the operating state of the load so as to increase the force.
蓄電池として、発電機に対して並列接続される第1蓄電池及び第2蓄電池といった2電源が設けられた電源システムでは、異常判定部は、発電機及び第1蓄電池を接続する電気経路(第1電力供給経路)、発電機及び第2蓄電池を接続する電気経路(第2電力供給経路)のそれぞれにおいて異常状態であるかを判定する。そして負荷制御部は、いずれかの電力供給経路において、異常状態であることが判定された場合に、負荷での消費電力量を増加させるように負荷の運転状態を制御するようにした。以上により、発電機に対して複数の蓄電池が並列接続されている構成においては、各蓄電池を過剰な発電電力から個別に保護することができる。 In a power supply system provided with two power sources such as a first storage battery and a second storage battery connected in parallel to a generator as storage batteries, the abnormality determination unit includes an electrical path (first electric power connecting the generator and the first storage battery) It is determined whether or not there is an abnormal state in each of an electric path (second power supply path) connecting the power supply path, the generator and the second storage battery. Then, the load control unit controls the operating state of the load so as to increase the amount of power consumed by the load when it is determined that the power supply path is in an abnormal state in any of the power supply paths. As described above, in the configuration in which a plurality of storage batteries are connected in parallel to the generator, each storage battery can be individually protected from excessive generated power.
第14の手段では、前記各蓄電池は、当該各蓄電池の蓄電量が所定の下限電圧及び上限電圧の範囲内となるようにその充電状態が制御されるものであり、前記各蓄電池の蓄電量を認識する充電認識部(102a)と、前記認識部が認識した前記蓄電量と、前記上限電圧の際の前記蓄電量との差から、前記各蓄電池の充電可能量を求める充電可能量算出部(102c)と、を備え、前記負荷制御部は、前記異常判定部によって前記異常状態であることが判定されており、前記各蓄電池が前記異常経路に接続される第3蓄電池と、前記異常経路以外の前記電気経路に接続される第4蓄電池とである場合において、前記第4蓄電池の充電が可能である場合には、前記第4蓄電池の前記充電可能量を控除しつつ、前記負荷での消費電力量を増加させるように当該負荷の運転状態を制御する。
In the fourteenth means, the state of charge of each storage battery is controlled such that the storage amount of each storage battery falls within a range between a predetermined lower limit voltage and an upper limit voltage, and the storage amount of each storage battery is And a chargeable amount calculation unit for obtaining the chargeable amount of each storage battery from a difference between the charge recognition unit (102a) to be recognized, the storage amount recognized by the recognition unit, and the storage amount at the
発電機に対して複数個の蓄電池が並列接続される構成において、一方の蓄電池と発電機とを接続する電力供給経路が異常状態であるが、他方の蓄電池と発電機とを接続する電力供給経路が異常状態でなければ、その異常状態ではない電力供給経路に接続する蓄電池に対して発電電力を供給すれば、異常経路に接続される蓄電池への発電電力の供給量を減らすことができる。またこの場合には、発電電力を蓄電池の充電に利用できる。以上により、異常状態であると判定された電力供給経路の発電電力を有効活用しつつ、過剰な発電電力から蓄電池を保護することができる。 In a configuration in which a plurality of storage batteries are connected in parallel to a generator, the power supply path connecting one storage battery and the generator is in an abnormal state, but the power supply path connecting the other storage battery and the generator If the generated power is supplied to the storage battery connected to the power supply path not in the abnormal state, the supply amount of the generated power to the storage battery connected to the abnormal path can be reduced. Also, in this case, the generated power can be used to charge the storage battery. As described above, the storage battery can be protected from excessive generated power while effectively utilizing the generated power of the power supply path determined to be in the abnormal state.
第15の手段では、電源システムは、第1〜第14の手段に記載の電源制御装置と、前記発電機と、前記発電電力が供給される蓄電池と、前記発電機及び前記蓄電池から電力が供給される前記負荷と、前記発電機、前記蓄電池及び前記負荷を互いに接続する電気経路と、前記電気経路に設けられ、前記発電機、前記蓄電池及び前記負荷の互いの電気的な接続状態を切り替えるスイッチと、を備えている。 In a fifteenth means, the power supply system supplies power from the power supply control device according to any one of the first to fourteenth means, the generator, the storage battery to which the generated power is supplied, the generator, and the storage battery. Switch which is provided in the electrical path, and switches between the electrical connection state of the generator, the storage battery and the load, and the electrical path connecting the load, the generator, the storage battery, and the load to each other And have.
第16の手段では、前記電源制御装置は、上位制御装置(200)から作動指令を入力し、当該作動指令に基づいて前記負荷に対する通電を行わせるものであって、前記負荷制御部は、異常状態であることが判定された場合には、前記上位制御装置からの前記作動指令に関わらず、前記負荷の前記消費電力量を増加させるための指令信号を前記負荷に対して出力する。 In the sixteenth means, the power supply control device inputs an operation command from the host control device (200) and performs energization to the load based on the operation command, and the load control unit is abnormal. When it is determined that the load is in the state, a command signal for increasing the power consumption of the load is output to the load regardless of the operation command from the host controller.
電源制御装置は、上位制御装置からの作動指令を入力し、その作動指令に基づいて負荷に対する通電を行わせるものである場合において、負荷制御部は、異常状態であると判定された場合には、上位制御装置からの作動指令に関わらず、負荷の消費電力量を増加させるための指令信号を出力させるようにしたため、負荷の消費電力量をより迅速に増加させることができる。 In the case where the power supply control device inputs an operation command from the host control device and causes the load to be energized based on the operation command, the load control unit is determined to be in an abnormal state. Since the command signal for increasing the power consumption of the load is output regardless of the operation command from the host controller, the power consumption of the load can be increased more quickly.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。以下の各実施形態では、エンジンの動力及び車両の運動エネルギーの少なくとも一方を駆動源として走行する車両に搭載される電源システムを開示している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings. The following embodiments disclose a power supply system mounted on a vehicle traveling with at least one of engine power and vehicle kinetic energy as a drive source.
図1に示すように、電源システムは、発電機10、第1蓄電池である鉛蓄電池11、第2蓄電池であるリチウムイオン蓄電池12、スタータ13、負荷20(第1負荷)、負荷30(第2負荷)、スイッチ41〜44、制御部100を備えている。
As shown in FIG. 1, the power supply system includes a
鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12は発電機10に対して電気的に並列接続されている。そのため、発電機10の発電で発生する電力(発電電力W)は、両蓄電池11,12に供給することができる。また、両蓄電池11,12からの給電で発電機10を駆動することもできる。
The
鉛蓄電池11は周知の汎用蓄電池である。これに対して、リチウムイオン蓄電池12は、鉛蓄電池11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ー密度が高い高密度蓄電池である。すなわち鉛蓄電池11は、充電状態(SOC:State of Charge)の変動に対する電圧変動が小さい特性を有している。なおSOCとは、満充電時の充電量に対する実際の充電量の割合を言う。これに対して、リチウムイオン蓄電池12は、SOCの変動に対する電圧変動範囲が大きく、内部抵抗が小さい特性を有している。また、鉛蓄電池11に比べると、リチウムイオン蓄電池12は、サイクル特性に優れており、充放電による劣化が比較的に穏やかな特性を有している。なお両蓄電池11,12には、図示を略す電圧センサ、電流センサ及び温度センサが設けられている。
The
図1では、上記構成のうち、リチウムイオン蓄電池12、スイッチ41〜44及び制御部100を筐体(収容ケース)に収容することで一体化し、電池ユニットUを構成している。なおこれらのうち、各スイッチ41〜44及び制御部100は同一基板に実装されている(図示略)。
In FIG. 1, the lithium
電池ユニットUには、外部端子として第1端子P1、第2端子P2及び第3端子P3が設けられている。これらのうち第1端子P1には、鉛蓄電池11、スタータ13及び負荷20が接続されている。第2端子P2には発電機10が接続されている。第3端子P3には負荷30が接続されている。
The battery unit U is provided with a first terminal P1, a second terminal P2 and a third terminal P3 as external terminals. Among these, the
電池ユニットU内には、ユニット内電気経路として、各端子P1〜P3及びリチウムイオン蓄電池12を相互に接続する複数の電気経路L1〜L4が設けられている。そして各電気経路L1〜L4上にはスイッチ41〜44が設けられている。
In the battery unit U, a plurality of electric paths L1 to L4 which mutually connect the terminals P1 to P3 and the lithium
詳しく説明すると、電気経路L1は、第1端子P1及び第2端子P2を接続する経路であり、その経路上にはスイッチ41が設けられている。スイッチ41と第1端子P1との間には接続点N1が形成されており、スイッチ41と第2端子P2との間には接続点N2が形成されている。電気経路L2は、電気経路L1の接続点N2及びリチウムイオン蓄電池12を接続する経路であり、その経路上にはスイッチ42が設けられている。スイッチ42とリチウムイオン蓄電池12との間には接続点N3が形成されている。電気経路L3は、電気経路L2の接続点N3及び第3端子P3を接続する経路であり、その経路上にはスイッチ43が設けられている。スイッチ43と第3端子P3との間には接続点N4が形成されている。電気経路L4は、電気経路L1の接続点N1及び電気経路L3の接続点N4を接続する経路であり、その経路上にはスイッチ44が設けられている。
Describing in detail, the electric path L1 is a path connecting the first terminal P1 and the second terminal P2, and the
従って、電気経路L1を介して、発電機10と、鉛蓄電池11、スタータ13及び負荷20とが互いに電気的に接続されることとなる。または、電気経路L2〜L4を介して、発電機10と、鉛蓄電池11、スタータ13及び負荷20とを互いに電気的に接続することもできる。
Therefore, the
また電気経路L2を介して、発電機10とリチウムイオン蓄電池12とが互いに電気的に接続されることとなる。または、電気経路L1,L4,L3を介して、発電機10とリチウムイオン蓄電池12とを互いに電気的に接続することもできる。
Further, the
また電池ユニットU内において、各電気経路L1〜L4上には、各電気経路L1〜L4を流れる電流を検出するための電流センサI1〜I4が個別に設けられている。これらのうち、例えば電気経路L1に設けられた電流センサI1によって、発電機10と鉛蓄電池11との間の電流を検出することができる。また電気経路L2に設けられた電流センサI2によって、発電機10とリチウムイオン蓄電池12との間の電流を検出することができる。なお各スイッチ41〜44に個別に電流センサが設けられている場合には、その電流センサを用いて各電気経路L1〜L4の電流を検出することができる。
In the battery unit U, current sensors I1 to I4 for detecting the current flowing through the electric paths L1 to L4 are individually provided on the electric paths L1 to L4. Among these, the current between the
スイッチ41〜44は、いずれも2×n個の半導体スイッチ(MOSFET)を用いて構成されている。詳しく説明すると、まず2個の半導体スイッチを直列接続して直列接続体を構成する。この際、互いの寄生ダイオードが逆向きとなるように接続する。このような構成とすることで、スイッチ41〜44をオフとした際には、MOSFETの寄生ダイオードを介して流れる電気経路についても遮断することができる。そして、2つの直列接続体を並列接続することで各スイッチ41〜44を構成している。このように半導体スイッチを並列接続して各スイッチ41〜44を構成することで、電気経路L1〜L4に供給可能な許容電流量を大きくすることができる。
The
各スイッチ41〜44のオン(導通状態、閉状態)とオフ(非導通状態、開状態)とは制御部100によって切り替えられる。制御部100が行う処理の詳細は後述する。なお、スイッチ41〜44は、少なくとも一つの半導体スイッチを用いて構成されていればよく、各スイッチ41〜44は、機械スイッチで構成することもできる。
The
負荷20は、スタータ13以外の一般的な負荷である。これに対して、負荷30は、供給電力の電圧が概ね一定であるか、電圧変動が所定範囲内であり安定していることが要求される定電圧要求負荷である。よって負荷20は、負荷30に比べると入力電圧の変動がある程度許容される非保護負荷であるともいえる。
The
負荷20は、電気経路L1において、スイッチ41を介して発電機10とは反対の側に接続されている。また負荷20は、電気経路L2〜L4において、スイッチ42〜44を介して発電機10とは反対の側に設けられているということもできる。
The
負荷30は、電気経路L2,L3において、スイッチ42,43を介して発電機10とは反対の側に設けられている。また負荷30は、電気経路L1,L4において、スイッチ41,44を介して発電機10とは反対の側に設けられているということもできる。
The
これらの負荷20,30に対しては、両蓄電池11,12からの給電が可能である。すなわち鉛蓄電池11と接続される負荷20は、鉛蓄電池11から給電されるだけでなく、電気経路L3,L4を介してリチウムイオン蓄電池12と電気的に接続されることで、リチウムイオン蓄電池12からの給電が可能となる。ただし本実施形態では、負荷20への電力供給は、主に鉛蓄電池11が分担することとしている。
Power can be supplied from both
一方、負荷30は、電気経路L3を介してリチウムイオン蓄電池12と電気的に接続されることにより、リチウムイオン蓄電池12から給電される。また、電気経路L4を介して鉛蓄電池11と電気的に接続されることにより、鉛蓄電池11から給電される。ただし本実施形態では、定電圧要求負荷である負荷30への電力供給は、主にリチウムイオン蓄電池12が分担することとしている。
On the other hand, the
各負荷20,30は、制御部100と通信可能に接続されている。制御部100は、電池ユニットU外のECU200(上位制御装置)と通信可能に接続されており、ECU200からの指令信号(作動指令)を入力し、その作動指令に基づいて各負荷20,30に対する通電を行わせたり、出力レベルを調整したりする。なお負荷の出力レベルは、負荷の種類ごとに、段階的に切り替えたり、リニアに変更したりすることができる。
The
なお図1において、各負荷20,30は、少なくとも一つの負荷から構成されていればよく、各負荷20,30は、異なる種類の複数個の負荷から構成されていてもよい。
In FIG. 1, each of the
負荷20に含まれるものとしては、例えばヘッドライト、ストップランプ、フォグランプ、ウィンカ、フロントウィンドシールド等のワイパ、空調装置の送風ファン、車室の照明装置、座席暖房装置(シートヒータ)、エンジン冷却装置(ラジエータ)、デフォッガー等が挙げられる。なおデフォッガーには、空調装置の除湿・温風機能を利用して結露を取り除くもの(主にフロントウィンドウやサイドウィンドウに使用)、電熱線を用いて結露を取り除くもの(主にリアウィンドウやサイドミラーに使用)がある。
The
これ以外にも、負荷20には、所定の駆動条件が成立することで停止状態から駆動状態に移行し、その条件が成立しなくなると停止状態に戻る駆動負荷が含まれていてもよい。なお駆動負荷は、パワーステアリング、パワーウィンドウ等である。これ以外にも負荷20には、電源システム及び当該電源システムに付随するシステムにおいて制御を実施する各種制御装置以外の負荷が含まれることとなる。
In addition to this, the
これに対して、負荷30に含まれるものとしては、例えば車載ナビゲーション装置、車載オーディオ装置やメータ装置が挙げられる。これ以外にも負荷30には、電源システム及び当該電源システムに付随するシステムにおいて制御を実施する各種制御装置が含まれることとなる。
On the other hand, examples of the
ところで、図1に示す負荷20が、異なる種類の複数個の負荷から構成されている場合には、それらの各負荷は様々な観点から分類することができる。例えば図2(a)に示すように、負荷20を車両の走行状態を変えるための走行系負荷21と、それ以外の負荷であって、車両の走行状態を変えることに関与しない非走行系負荷22とに分類することができる。例えば走行系負荷21には、ヘッドライト、ストップランプ、フォグランプ、ウィンカ、ワイパ、エンジン冷却装置(ラジエータ)、駆動装置等が該当する。非走行系負荷22には、車室の照明装置、座席暖房装置、デフォッガー、空調装置等が該当する。
By the way, when the
また図2(b)に示すように、負荷20は通電により加熱動作する熱負荷23と、それ以外の非熱負荷24とに分類することもできる。すなわち熱負荷23は、主に発熱を目的として用いられる負荷であり、非熱負荷24は、発熱以外を目的として用いられる負荷であるとも言える。例えば非走行系負荷22のうち、熱負荷23としては、車室内を暖房する空調装置、座席暖房装置等が該当する。非熱負荷24としては、ヘッドライト、車室の照明装置、駆動負荷、空調装置(ラジエータ)、デフォッガー等が該当する。
Further, as shown in FIG. 2B, the
また図2(c)に示すように、負荷20はその運転状態を乗員が認識することができる認識負荷25と、それ以外の非認識負荷26とに分類することもできる。例えば非走行系負荷22において、認識負荷25としては、座席暖房装置、車室の照明装置、空調装置等が該当する。非認識負荷26としては、ヘッドライト、デフォッガー、駆動負荷、エンジン冷却装置(ラジエータ)等が該当する。
Further, as shown in FIG. 2C, the
なお負荷30についても、異なる種類の複数個の負荷から構成される場合には、負荷20の場合と同様に、それらの各負荷は様々な観点で分類することができる。
In the case where the
図1の説明に戻り、発電機10は、図示しないエンジンのクランク軸とベルト等を介して連結されており、発電機10の運転状態を検出するための各種センサ(電圧、電流、温度センサ等)が設けられている。発電機10は、車両の走行時及び減速時には発電機として機能する。具体的には、車両の走行時にはエンジンの動力を利用して発電する。車両の減速時は車両の運動エネルギー(駆動輪の回転により生じるエネルギー)を利用して発電する。発電機10が発電した電力は、図示を略す整流器でA/D変換された後、負荷20,30、蓄電池11,12へと供給されることとなる。なお発電機10による発電は、ECU200からの指令信号に基づき、発電機10の制御部(図示略)によって制御される。
Returning to the explanation of FIG. 1, the
また発電機10は、アイドリングストップ制御によるエンジンの停止状態から再始動する際には、電動機として機能する。すなわち発電機10は、アイドリングストップ制御によるエンジンの停止状態において、各蓄電池11、12から供給される電力で回転され、これによりエンジンが再始動する。このような発電機10としては、スタータ及びオルタネータの機能を統合したISG(Integrated Starter Generator)、モータジェネレータ等、発電機能及び電動機能を備える周知の回転機を用いることができる。
Moreover, the
電池ユニットU内に設けられる制御部100は、CPU、ROM、RAM,I/Oインタフェース等を備えるマイコンを用いて構成されており、電源システムに搭載された各種センサからの信号が入力されるようになっている。図1の例では、電気経路L1〜L4に設けられた電流センサI1〜I4、両蓄電池11,12に設けられた電圧,電流,温度センサからの信号が入力されるようになっている。
The
電池ユニットU外に設けられるECU200は、CPU、ROM、RAM、I/Oインタフェース等を備えるマイコンを用いて構成されており、電源システムや電源システムに付随するシステムが有する各種センサからの信号が入力されるようになっている。
The
なお上述したように、制御部100及びECU200は、CAN等の通信ネットワークを介して相互に通信可能に接続されている。よって制御部100及びECU200に記憶される各種データは互いに共有できるものとなっている。なお制御部100は、主に電源システムの制御を行う。これに対してECU200は、電源システム及び電源システムに付随するシステムを含む各種車載機器を制御する。
As described above, the
まず、ECU200が行う各種制御の具体例を説明すると、ECU200は、発電機10による発電を制御する。詳しく説明すると、ECU200は、各蓄電池11,12の電圧センサによる端子間電圧の検出結果を用いて、発電機10の出力電圧を目標電圧とするための指令信号を生成する。
First, a specific example of various controls performed by the
ところで、発電機10の発電電力による蓄電池の充電や、発電電力による負荷への電力供給は、発電機10の出力電圧が蓄電池の端子間電圧よりも大きいときに行われる。そして、この際の発電機10による発電電力は、発電機10の出力電圧と蓄電池の端子間電圧との電位差に依存する。そこでECU200は、蓄電池の端子間電圧と発電機10の出力電圧との電位差に基づき目標電圧を設定する。
By the way, charging of the storage battery by the generated power of the
一方、発電機10側においては、ECU200からの指令信号を受信すると、発電機10の制御部(図示略)が、発電機10が備える半導体スイッチング素子(図示略)のPWM(Pulse Width Modulation)制御を行う。これにより、発電機10の出力電圧が目標電圧となるように発電電力の供給量を制御する。なお発電機10による発電電力の供給量、すなわち蓄電池の充電量、負荷への電力の供給量は、PWM制御のデューティ比が高いほど増加し、デューティ比が低いほど減少することとなる。
On the other hand, on the
またECU200は、各負荷20,30の出力レベル(消費電力量CP)を調整したり、各負荷20,30のオンオフを切り替えるための指令信号(作動指令)を出力したりする。更にECU200は、イグニッションスイッチがオンの状態で、所定の自動停止条件が成立した際にはエンジンを自動停止させたり、自動停止状態下で所定の再始動条件が成立した場合には、エンジンを再始動させたりするための指令信号を出力する。
Further, the
図3に示すように、制御部100は、スイッチ制御部101、電池状態認識部102、異常判定部103、負荷制御部104の各機能を備えている。なお、これらの各機能はCPUがROMに格納されているプログラムを実行することで実現される。
As shown in FIG. 3, the
スイッチ制御部101は、電池状態認識部102が認識する蓄電池の状態、異常判定部103による異常状態の判定結果に基づいて、各スイッチ41〜44のオンとオフを制御する。
The
詳しく説明すると、電池状態認識部102は、充電認識部102a、温度認識部102b、充電可能量算出部102c、放電可能量算出部102dを備えている。充電認識部102aは、各蓄電池11,12の蓄電量としてのSOCを認識するものである。具体的には、各蓄電池11,12に設けられた電圧センサを用いて認識される蓄電池の端子間電圧、電流センサを用いて認識される電流積算値に基づいて、SOCを算出し認識する。なおSOCの算出方法は周知であるため詳述は省略する。温度認識部102bは、温度センサの検出結果に基づき電池温度を認識する。
Specifically, the battery
充電可能量算出部102cは、充電認識部102aが認識したSOCと、蓄電池が上限電圧VHの際のSOCとの差から、蓄電池の充電可能量を算出する。放電可能量算出部102dは、充電認識部102aが認識したSOCと、蓄電池が下限電圧VLの際のSOCとの差から、蓄電池の放電可能量を算出する。
Chargeable
そしてスイッチ制御部101は、蓄電池の充電をする際には、各蓄電池11,12の電池温度が所定の上限温度以下であることを条件に、算出した充電可能量に基づいて、各蓄電池11,12のSOCが所定の上限電圧VHを超えないように、各スイッチ41〜44のオンオフを切り替えるスイッチ制御をする。同様に蓄電池の放電を行う際には、算出した放電可能量に基づいて、各蓄電池11,12のSOCが所定の下限電圧VLよりも低下しないように、各スイッチ41〜44のオンオフを切り替えるスイッチ制御をする。以上により、各蓄電池11,12のSOCが過充放電とならない範囲(SOC許容範囲)となるように調整する。
Then, when charging the storage batteries,
詳しく説明すると、スイッチ制御部101は、発電機10の発電電力Wを鉛蓄電池11に供給する場合には、発電機10と鉛蓄電池11とを電気的に接続すべく、その経路上のスイッチ(例えばスイッチ41)をオンにする。一方、鉛蓄電池11への発電電力Wの供給を遮断する場合には、発電機10と鉛蓄電池11とを電気的に非接続にすべく、その経路上のスイッチ(例えばスイッチ41)をオフにする。
Specifically, when the
同様に、発電機10の発電電力Wでリチウムイオン蓄電池12を充電する場合には、発電機10とリチウムイオン蓄電池12とを電気的に接続すべく、その電気経路上のスイッチ(例えばスイッチ42)をオンにする。一方、リチウムイオン蓄電池12への発電電力Wの供給を遮断する場合には、発電機10とリチウムイオン蓄電池12とを電気的に非接続にすべく、その電気経路上のスイッチ(例えばスイッチ42)をオフにする。
Similarly, in the case where the lithium
またスイッチ制御部101は、両蓄電池11,12の間で充放電を行う場合には、各蓄電池11,12を互いに電気的に接続すべく、その電気経路上のスイッチ(例えばスイッチ43及びスイッチ44)をオンにする。
In addition, when charging and discharging between both
更にスイッチ制御部101は、各蓄電池11,12を放電する際には、基本的には鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の接続を遮断するように各スイッチ41〜44のオンオフを制御する。この場合、鉛蓄電池11からリチウムイオン蓄電池12への電流、及びリチウムイオン蓄電池12から鉛蓄電池11に対する電流が抑制されるため、両蓄電池間で電流が流れることに伴う電力損失を抑制できる。
Furthermore, when discharging each of the
ところで、電源システムにおいては、蓄電池に対して過剰に発電電力が供給されてしまう異常状態となることがある。例えば発電機において、半導体スイッチング素子のスイッチング動作が正しく行われなかったり、発電機による発電を正しく停止できなかったりする等の異常が生じた場合に、異常状態となるおそれがある。また、発電機と各蓄電池とを接続する電気経路上のスイッチにオン故障等が生じ、発電機から蓄電池への発電電力の供給経路を遮断できなくなる場合にも、異常状態となるおそれがある。そして各蓄電池に対して、SOC許容範囲を超えて過剰に発電電力が供給され続けることは、蓄電池における劣化や損傷の進行に繋がる。 By the way, in the power supply system, there may be an abnormal state in which the generated power is excessively supplied to the storage battery. For example, in the generator, when an abnormality such as switching operation of the semiconductor switching element is not correctly performed or power generation by the generator can not be correctly stopped, an abnormal state may occur. In addition, when a switch on the electrical path connecting the generator and each storage battery causes an on failure or the like, and the supply path of the generated power from the generator to the storage battery can not be shut off, an abnormal state may occur. Then, excessive supply of generated power exceeding the SOC allowable range for each storage battery leads to the progress of deterioration and damage in the storage battery.
そこで、発電機から蓄電池に対して過剰に発電電力が供給される状況となった場合に、発電機の発電を停止したり、発電機及び蓄電池を接続する電気経路(電力供給経路)のスイッチをオフにしたりする停止処理を行うことが考えられる。しかし、そもそも発電機やスイッチに異常がある場合には、このような停止処理を正しく実行できない可能性がある。また仮に停止処理を正しく実行できたとしても、異常状態が発生してから停止処理が実施されるまでの間に、蓄電池に対して過剰な発電電力が供給されるおそれがある。更には、一旦停止処理を正しく実行できたとしても、発電機やスイッチの異常に起因して、その後に停止処理を実行できなくなるおそれがある。 Therefore, when it becomes a condition where the generated power is excessively supplied from the generator to the storage battery, the switch of the electric path (power supply path) connecting the generator and the storage battery is stopped or the generator is stopped. It is conceivable to perform stop processing to turn off. However, if there is an abnormality in the generator or switch in the first place, there is a possibility that such stop processing can not be performed correctly. In addition, even if the stop processing can be performed correctly, there is a possibility that excessive generated power may be supplied to the storage battery after the occurrence of the abnormal state until the stop processing is performed. Furthermore, even if the stop processing can be executed correctly, there is a possibility that the stop processing can not be executed thereafter due to the abnormality of the generator or the switch.
すなわち、発電機に異常が生じているが、発電機と蓄電池とを接続する電気経路上のスイッチが正常であれば、停止処理によって、そのスイッチをオフにすれば、発電機から蓄電池への発電電力の供給を一旦は遮断することができる。しかしスイッチをオフにしたとしても、そのスイッチに対して発電機からの過剰な発電電力(耐圧以上の発電電力)が供給され続けることにより、その後にスイッチが故障に至るおそれがある。なお、発電機の異常に付随してスイッチが故障することを回避するために、高耐圧のスイッチを採用することも考えられるが、電源システムを構築するためのコストの増加や、システムの大型化を招いてしまう。 That is, if an abnormality occurs in the generator, but the switch on the electrical path connecting the generator and the storage battery is normal, if the switch is turned off by stop processing, power generation from the generator to the storage battery Power supply can be interrupted once. However, even if the switch is turned off, there is a risk that the switch may subsequently fail as the excess generated power (generated power over the withstand voltage) from the generator is continuously supplied to the switch. In addition, in order to avoid that a switch breaks down accompanying a malfunction of a generator, it is also possible to adopt a high withstand voltage switch, but the cost increase for constructing a power supply system and the system upsizing Invite you.
そこで異常判定部103は、発電機10が発電している発電状態下で、発電機10と各蓄電池11,12とを接続する電気経路である電力供給経路PLに所定以上の発電電力Wが供給される異常経路となる異常状態であるかを判定する。例えば異常判定部103は、各電気経路L1〜L4に設けられた電流センサI1〜I4の検出結果に基づき、電力供給経路PLにおける電流の積算値(蓄電池へ供給される電流の積算値)を求める。そして、その電流の積算値が、所定の制御上限値を超える場合に、電力供給経路PLが異常経路となる異常状態であると判定する。なお制御上限値は、各電気経路L1〜L4に供給できる発電電力Wの最大値として予め設定することができる。
Therefore, the
そしてスイッチ制御部101は、異常判定部103によって異常状態であると判定された場合には、スイッチ制御として、異常経路のスイッチをオフ、その異常経路と負荷20とを接続する電気経路(異常状態であることが判定されていない電気経路)のスイッチをオンにする。
When the
例えば、発電機10とリチウムイオン蓄電池12とを接続する電気経路L2(電力供給経路PL)が異常経路であると判定された場合には、その電気経路L2(接続点N3)と負荷20とを接続する電気経路L3,L4のスイッチ43,44をそれぞれオンにする。以上により、電気経路L2の発電電力Wが負荷20に供給されるようにする。
For example, when it is determined that the electrical path L2 (power supply path PL) connecting the
一方、負荷制御部104は、異常判定部103によって異常状態であると判定された場合には、ECU200からの作動指令に関わらず、負荷20の消費電力量CPを増加させるように負荷の運転状態を制御するフェール制御を行う。例えばフェール制御では、異常状態であると判定される前に負荷20が停止状態であれば、負荷20の運転(通電)を開始させるための指令信号を出力する。また異常状態であると判定される前に負荷20が運転(通電)されていれば、その出力レベルを高めるための指令信号を出力する。
On the other hand, when the
このようなフェール制御の実施により、負荷20の消費電力量CPを増加させることで、発電機10と蓄電池とを接続する電力供給経路PLに供給される発電電力Wのうち、蓄電池への供給量を減少させることができる。
The amount of power consumption CP of the
なお、スイッチ制御部101によって、異常経路のスイッチをオフ、負荷20と異常経路とを接続する電気経路のスイッチをオンにするスイッチ制御を行う場合には、既存のシステムを利用して、蓄電池の保護の多重化が図られることとなる。すなわち異常経路のスイッチが正常であれば、スイッチが正しくオフに切り替えられるため、これにより蓄電池への過剰な発電電力Wの供給経路が遮断される。一方、異常経路のスイッチが故障していたり、異常経路のスイッチが当初正常であったが過剰な発電電力の供給が継続されていたりすることで、その後に故障に至ったとしても、負荷20と異常経路とを接続する電気経路を介して、負荷20の消費電力量が増加された状態となっていることで、蓄電池に対して過剰な発電電力が供給されることを回避できる。
When the
ところで、スイッチのオン故障に起因して異常状態であると判定された場合には、上述のように、停止処理として異常経路上のスイッチをオフにする処理を行ったとしても、この処理が正しく行われないこととなる。このような状況下で、ECU200を経由して負荷20にフェール制御の指令信号を出力することを想定すると、異常発生から停止処理が実行されるまでの間に、発電機10から蓄電池に対して過剰な発電電力が供給されるおそれがある。
By the way, when it is determined that the abnormal state is caused by the ON failure of the switch, as described above, even if the process of turning off the switch on the abnormal path is performed as the stop process, this process is correct. It will not be done. Under such circumstances, assuming that a command signal for fail control is output to the
これに対して、制御部100(負荷制御部104)から負荷20に対してフェール制御のための指令信号を直接出力する場合には、ECU200を経由してフェール制御のための指令信号を間接的に出力する場合と比べると、負荷20の消費電力量CPをより迅速に増加することができる。よって異常発生から停止処理が実行されるまでの間においても、過剰な発電電力から蓄電池を保護することができる。
On the other hand, when the control unit 100 (load control unit 104) directly outputs a command signal for fail control to the
なお本実施形態では、フェール制御として、負荷20(一般負荷)及び負荷30(定電圧要求負荷)のうち、負荷20の消費電力量CPを増加させることで、負荷30への影響を回避しつつ、消費電力量CPを増加させるようにしている。
In the present embodiment, among the load 20 (general load) and the load 30 (constant voltage required load) as the fail control, the power consumption CP of the
ところで、異常箇所に応じて、異常発生時における電気経路の発電電力Wの増加の仕方が異なることが考えられる。すなわち、異常箇所がスイッチの場合は、発電機10側で発電電力が調整できる可能性がある。これに対して、異常箇所が発電機10の場合には、発電電力の調整自体が困難となる可能性が高い。よって異常箇所が発電機10の場合には、異常箇所がスイッチの場合と比べると、異常発生時における発電電力が瞬時に大きくなるおそれがある。また、エンジンの動力を利用して発電を行う際にフェール制御を行うことは、エンジン駆動のための燃料の消費量を増加させていることに繋がる。
By the way, it is conceivable that the manner of increase of the generated power W of the electrical path at the time of occurrence of abnormality differs depending on the abnormal point. That is, when the abnormal point is a switch, there is a possibility that the generated power can be adjusted on the
そこで図3に示すように、本実施形態の異常判定部103は、異常箇所が発電機10であるかスイッチであるかを特定する特定部103aを備えている。例えば特定部103aは、制御部100が各スイッチ41〜44に対して指令信号を出力した際に、その指令信号に対して適切な処理がなされたか否かの検出結果に基づいて、異常箇所を特定する。具体的には、特定部103aは、スイッチ制御部101が各スイッチ41〜44のオンオフを切り替えるスイッチ制御を行った際に、そのスイッチ制御の実行結果として、各スイッチを介して流れる電流の大きさの整合が取れているか否かに基づいて異常箇所を特定する。すなわち、スイッチ制御の実行結果として、スイッチを介して流れる電流の大きさの整合が取れていれば、スイッチは正常であるため、異常箇所は発電機10であることを特定することができる。一方、スイッチ制御の実行結果として、スイッチを介して流れる電流の整合が取れていなければ、異常箇所はスイッチであると特定することができる。
Therefore, as shown in FIG. 3, the
別の例としては、特定部103aは、ECU200が発電機10に対して指令信号を出力した際、その指令信号に対して適切な処理がなされたか否かの結果がECU200から入力されることで、異常箇所を特定することができる。すなわち特定部103aは、発電機10の発電電力を増減させる旨の指令信号が出力された場合に、その指令信号に従って発電機10の発電電力が正しく調整されていれば、発電機10は正常であるため、異常箇所はスイッチであると特定することができる。一方、指令信号に従って発電機10の発電電力が正しく調整されていなければ、異常箇所は発電機10であることを特定することができる。なお異常箇所を特定するための各種検出値は、発電機10、各スイッチ41〜44や各電気経路L1〜L4に設けられた各種センサの検出結果から取得できる。
As another example, when
そして負荷制御部104は、異常発生時には、特定部103aが特定した異常箇所に応じて、負荷の消費電力量CPの増加量を個別に初期設定する。例えば、異常箇所が発電機10の場合には、負荷20の消費電力量CPが最大値(MAX)となるように初期設定する。一方、異常箇所がスイッチの場合には、負荷の消費電力量CPを所定量ΔCP増加させるように初期設定する。すなわち異常箇所がスイッチの場合には、異常箇所が発電機10の場合と比べて、異常発生時における負荷20の消費電力量CPの増加量が抑えられるようにする。このように、異常箇所に応じて、負荷20の消費電力量CPの増加の仕方を個別に設定することで、異常箇所に応じて蓄電池を保護しつつ、フェール制御に伴う燃料消費量の増加を必要最小限に抑えることができる。
Then, when an abnormality occurs, the
また負荷制御部104は、フェール制御の実施中は、蓄電池に対して供給される発電電力Wのうちの余剰分(余剰電力ΔW)に応じて、消費電力量CPの増加量を調整する。すなわち負荷制御部104は、異常経路の発電電力Wから、充電可能量算出部102cが算出した充電可能量を控除することで余剰電力ΔWを算出する。そしてこの余剰電力ΔWに応じて、負荷における消費電力量CPの増加量が調整されるように、負荷の運転状態を制御する。すなわち、余剰電力ΔWが大きくなるほど負荷の消費電力量CPの増加量が大きくなるように負荷の運転状態を制御する。また、余剰電力ΔWが小さくなるほど負荷の消費電力量CPの増加量が小さくなるように負荷の運転状態を制御する。
Further, the
このような処理を行うことで、フェール制御の実施に伴う燃料消費量の増加を抑えつつ、過剰な発電電力から蓄電池を保護することができるだけでなく、蓄電池の充電が可能である場合には、発電電力を蓄電池の充電に有効に活用することができる。 By performing such processing, it is possible not only to protect the storage battery from excessive generated power while suppressing an increase in fuel consumption accompanying the execution of the fail control, but also when the storage battery can be charged, The generated power can be effectively used to charge the storage battery.
また、負荷20として複数種類のものが設けられている場合には、各種条件に応じて、消費電力量CPを増加させる負荷と、消費電力量CPを増加させない負荷とが選択されるとよい。また負荷20として複数種類のものが用意されている場合には、消費電力量CPを増加させる負荷の優先順位付けがされていてもよい。
When a plurality of types of loads are provided as the
そこで本実施形態では、車両走行への影響に配慮して、走行系負荷21及び非走行系負荷22のうち、非走行系負荷22の消費電力量CPを優先的に増加させるように負荷20の運転状態を制御する。
Therefore, in the present embodiment, of the
またこの際、認識負荷25及び非認識負荷26のうち、非認識負荷26の消費電力量CPを優先的に増加させるように負荷の運転状態を制御する。すなわち、非認識負荷26の消費電力量CPを増加させることが可能であれば、非認識負荷26の消費電力量CPを増加させるようにする。そして非認識負荷26の消費電力量CPが最大値となっても、更に消費電力量CPが増加されることが求められる場合には、認識負荷25の消費電力量CPについても増加させるようにする。
Further, at this time, the operating state of the load is controlled so as to preferentially increase the power consumption CP of the
この際、認識負荷25や非認識負荷26として、それぞれ複数種類のものが用意されており、それらのうちで消費電力量CPを増加させるものの優先順位付けがされているとよい。本実施形態では、複数種類の負荷が用意されている場合には、消費電力量CPの最大値の大きいものから順次、消費電力量CPが増加されるように設定されているとする。なおこの優先順位付けは、各種条件に応じて変更することができる。
At this time, it is preferable that a plurality of types of load are prepared as the
次に上記処理の詳細を図4〜図6のフローチャートを用いて説明する。なお図4〜図6の各処理は、電源システムの運転状態において制御部100が所定周期で繰り返し実施する。
Next, the details of the above process will be described using the flowcharts of FIGS. 4 to 6 is repeatedly performed by the
図4の異常判定処理のフローチャートが開始されると、まず発電機10の発電中であるか否かを判定する(S11)。例えば、車両の走行時及び減速時のいずれかにおいて、発電機10の出力電圧が各蓄電池11,12の端子間電圧よりも高くなる場合に発電中であると判定する。発電中でないと判定した場合には処理を終了する(S11:NO)。発電中であると判定した場合には(S11:YES)、異常状態であるか否かを判定する(S12)。例えば、各電気経路L1〜L4に設けられた電流センサI1〜I4によって検出される電流の積算値が、所定の制御上限値を超える場合に異常状態であると判定する。または、各蓄電池11,12に設けた電流,電圧センサの検出結果に基づいて、各蓄電池11,12においてSOC許容範囲の上限値を超えて更に発電電力Wが供給されるおそれがある場合に、異常状態であると判定することができる。
When the flowchart of the abnormality determination process of FIG. 4 is started, first, it is determined whether or not the
異常状態でないと判定した場合には(S12:NO)、処理を終了する。この場合には、フェール制御は行われないこととなる。一方、異常状態であると判定した場合には(S12:YES)、フェール制御を行う(S13)。 If it is determined that the state is not abnormal (S12: NO), the process ends. In this case, fail control will not be performed. On the other hand, if it is determined that the vehicle is in the abnormal state (S12: YES), fail control is performed (S13).
すなわち図5のフェール制御のサブルーチンにおいて、まずスイッチ制御を行う(S20)。すなわち、異常状態であることが判定された電気経路(異常経路)上のスイッチをオフにするとともに、異常経路と負荷20とを接続する電気経路上のスイッチをオンにする。そして、消費電力量CPを増加させる負荷を選択する負荷選択処理を行う(S21)。
That is, in the failure control subroutine of FIG. 5, first, switch control is performed (S20). That is, the switch on the electrical path (abnormal path) determined to be in the abnormal state is turned off, and the switch on the electrical path connecting the abnormal path and the
すなわち図6の負荷選択処理のサブルーチンにおいて、負荷20のうち、非走行系負荷22の消費電力量CPが最大値MAXであるか否かを判定する(S31)。本処理では、非走行系負荷22として設けられている全ての負荷の消費電力量CPの総和が最大値である場合に肯定する。例えば非走行系負荷22として、座席暖房装置、車室の照明装置、空調装置、ヘッドライト、デフォッガー、駆動負荷、エンジン冷却装置が設けられている場合には、これらの全ての負荷の消費電力量CPの総和が最大値である場合に肯定する。
That is, in the load selection processing subroutine of FIG. 6, it is determined whether the power consumption CP of the
非走行系負荷22の消費電力量CPが最大値MAXでなければ(S31:NO)、非走行系負荷22のうち、非認識負荷26の消費電力量CPが最大値MAXであるか否かを判定する(S32)。例えば非認識負荷26として、ヘッドライト、デフォッガー、駆動負荷、エンジン冷却装置が設けられている場合には、これらの全ての負荷の消費電力量CPの総和が最大値である場合に肯定する。
If the power consumption CP of the
非認識負荷26の消費電力量CPが最大値MAXでなければ(S32:NO)、フェール制御で消費電力量CPを増加させる負荷として、非認識負荷26を選択する(S33)。一方、非認識負荷26の消費電力量CPが最大値MAXの場合には(S32:YES)、認識負荷25の消費電力量CPが最大値MAXではないことが判定される(S34)。この場合には、フェール制御で消費電力量CPを増加させる負荷として認識負荷25を選択する(S35)。
If the power consumption CP of the
以上の負荷選択処理によって、消費電力量CPを増加させる負荷が選択されると、図5のサブルーチンに戻り、異常発生時であるか否かを判定する(S22)。異常発生時であれば(S22:YES)、異常箇所を判定する(S23)。ここで異常箇所が発電機10であると判定した場合には、負荷選択処理で選択した負荷の消費電力量CPが最大値(MAX)となるように初期設定する(S24)。異常箇所がスイッチであると判定した場合には、負荷選択処理で選択した負荷の消費電力量CPを所定量ΔCP増加させるように初期設定する(S25)。
When the load for which the power consumption amount CP is to be increased is selected by the above load selection processing, the process returns to the subroutine of FIG. 5 to determine whether or not an abnormality has occurred (S22). If an abnormality occurs (S22: YES), an abnormal part is determined (S23). Here, when it is determined that the abnormal part is the
一方、異常発生時でなければ(S22:NO)、蓄電池の充電状態を認識する(S26)。本処理では蓄電池のSOC,充電可能量、温度等を認識する。そして認識した充電状態に基づき、余剰電力ΔWを算出する(S27)。なお余剰電力ΔWは、異常経路の発電電力Wから充電可能量を控除することで算出できる。 On the other hand, when an abnormality has not occurred (S22: NO), the charge state of the storage battery is recognized (S26). In this process, the SOC of the storage battery, the chargeable amount, the temperature, etc. are recognized. Then, based on the recognized state of charge, surplus power ΔW is calculated (S27). The surplus power ΔW can be calculated by subtracting the chargeable amount from the generated power W of the abnormal path.
そして余剰電力ΔWが閾値Th1よりも大きければ(S28:YES)、余剰電力ΔWに応じて、負荷20の消費電力量CPの増加量を設定(調整)する(S29)。なお閾値Th1は予め実験などに基づきゼロ以上の値に設定することができる。一方、余剰電力ΔWが閾値Th1よりも小さければ(S28:NO)、処理を終了する。なおこの場合には、異常状態であることが判定されているが、負荷20の消費電力量CPを増加させる処理は行われないこととなる。
If the surplus power ΔW is larger than the threshold Th1 (S28: YES), the amount of increase in the power consumption CP of the
次に上記処理の実行例について図7を用いて説明する。なお以下の各処理においてフェール制御の実行前に、非認識負荷26の消費電力量CPは最大値ではないとしている。
Next, an execution example of the above process will be described with reference to FIG. In each of the following processes, the power consumption CP of the
(A)発電機10によるリチウムイオン蓄電池12の充電時に、発電機10に異常が生じた場合。
(A) When an abnormality occurs in the
発電機10によるリチウムイオン蓄電池12の充電時に、発電機10に異常が生じ、発電電力Wを調整できなくなると、電気経路L2(電力供給経路PL)に供給される発電電力Wが大きくなりフェール制御が実施される。この場合、スイッチ制御として、電気経路L2のスイッチ42がオフ、電気経路L3,L4のスイッチ43,44がそれぞれオンに切り替えられることで、発電機10(リチウムイオン蓄電池12)と負荷20とが電気的に接続される。
At the time of charging of the lithium
また負荷選択処理において、負荷20のうち、非認識負荷26の消費電力量CPが最大値MAXに引き上げるように初期設定される。例えば非認識負荷26として、ヘッドライト、デフォッガー、駆動負荷、エンジン冷却装置が設けられているとする。この場合に、これらの全ての負荷の消費電力量CPを最大値に引き上げられる。これにより図示の矢印Aで示される発電電力Wのうち負荷20への供給量が増加する。これに伴って図示の矢印Bで示される発電電力Wのうちリチウムイオン蓄電池12への供給量が減少することとなる。
Further, in the load selection process, the power consumption CP of the
そして初期設定後は、発電電力Wの余剰電力ΔWに応じて、非認識負荷26の消費電力量CPが調整されることとなる。すなわち余剰電力ΔWに比べて消費電力量CPの増加量が多い場合には、消費電力量CPの上乗せ量を減少させる。一方、余剰電力ΔWに比べて消費電力量CPの増加量に不足がある場合には、消費電力量CPを更に増加させるように負荷の運転状態を制御する。そして、非認識負荷26の消費電力量CPが最大値となっても、余剰電力ΔWに不足がある場合には、認識負荷25の消費電力量CPについても増加させるようにする。
After the initial setting, the power consumption CP of the
(B)発電機10によるリチウムイオン蓄電池12の充電時にスイッチ43が故障した場合。
(B) When the
発電機10によるリチウムイオン蓄電池12の充電時において、スイッチ42に異常が生じると、リチウムイオン蓄電池12の充電が不要であり、スイッチ42がオフに切り替えられるべき状況で、スイッチ42がオンの状態が継続されることとなる。そしてこの状況において、電気経路L2(電力供給経路PL)の発電電力Wが所定以上となるとフェール制御が実施される。この場合、スイッチ制御として、電気経路L2のスイッチ42がオフ、電気経路L3,L4のスイッチ43,44がそれぞれオンに切り替えられることで、発電機10(リチウムイオン蓄電池12)と負荷20とが電気的に接続される。
At the time of charging of the lithium
また負荷選択処理において、負荷20のうち、非認識負荷26の消費電力量CPが所定量ΔCP増加させるように初期設定される。例えば非認識負荷26として、ヘッドライト、デフォッガー、駆動負荷、エンジン冷却装置が設けられているとする。この場合に、いずれかの負荷の消費電力量CPを所定量増加させる。または、これらの複数個の負荷の消費電力量CPの増加量の総和が所定量ΔCPとなるように、各負荷の消費電力量CPが一様に増加されてもよい。これにより図示の矢印Aで示される発電電力Wのうち負荷20への供給量が増加する。これに伴って図示の矢印Bに示される発電電力Wのうちリチウムイオン蓄電池12への供給量が減少することとなる。
Further, in the load selection process, the power consumption amount CP of the
そして初期設定後は、発電電力Wの余剰電力ΔWに応じて、非認識負荷26の消費電力量CPが調整されることとなる。すなわち、余剰電力ΔWに比べて消費電力量CPの増加量が多い場合には、消費電力量CPの上乗せ量を減少させる。一方、余剰電力ΔWに比べて消費電力量CPの増加量に不足がある場合には、消費電力量CPを更に増加させるように負荷の運転状態を制御する。そして、非認識負荷26の消費電力量CPが最大値となっても、余剰電力ΔWに不足がある場合には、認識負荷25の消費電力量CPについても増加させるようにする。
After the initial setting, the power consumption CP of the
上記によれば以下の優れた作用効果を奏することができる。 According to the above, the following excellent effects can be achieved.
・エンジンの動力で発電する発電機10と、発電機10の発電電力Wが供給される蓄電池(鉛蓄電池11、リチウムイオン蓄電池12)と、発電機10及び蓄電池から電力が供給される負荷20,30と、これらを互いに接続する電気経路L1〜L4に設けられ、発電機10、蓄電池及び負荷20,30の互いの電気的な接続状態を切り替えるスイッチ41〜44と、を備える電源システムにおいて、発電機10に異常が生じたり、発電機10及び蓄電池の電気的な接続状態を切り替えるスイッチ41〜44に異常が生じたりすると、発電機10から蓄電池へと過剰に発電電力Wが供給されてしまい、蓄電池に何等かの不具合を生じさせてしまうおそれがある。
· A
そこで発電機10が発電している発電状態下で、発電機10及び蓄電池を接続する電気経路である電力供給経路PLが、所定以上の発電電力Wが供給される異常経路となる異常状態となっているかを判定する。そして異常状態であると判定した場合には、負荷20,30での消費電力量CPを増加させるように負荷の運転状態を制御するようにした。
Therefore, under the power generation state where the
この処理を行うことで、異常経路の発電電力Wのうち、負荷20,30への供給量が増加され、蓄電池への供給量が減少することとなる。よって過剰な電力供給から蓄電池を保護することができる。
By performing this process, the amount of power supplied to the
なお、発電機10から蓄電池に対して過剰に発電電力Wが供給される状況となった場合に、発電機10の発電を停止したり、発電機10及び蓄電池を接続する電気経路(電力供給経路PL)のスイッチをオフにしたりする停止処理を行うことが考えられる。しかし、そもそも発電機10やスイッチに異常がある場合には、このような停止処理を正しく実行できない可能性がある。また仮に停止処理が正しく実行できたとしても、異常状態が発生してから停止処理が実行されるまでの間に、蓄電池に対して過剰な発電電力Wが供給されるおそれがある。更には、一旦停止処理を正しく実行できたとしても、発電機10やスイッチの異常に起因して、その後に停止処理を正しく実行できなくなるおそれもある。
It should be noted that when the power generation W is excessively supplied from the
この場合においても、停止処理と共に、負荷20,30での消費電力量CPを増加させるように負荷20,30の運転状態が制御されていれば、異常状態が発生してから停止処理が実行されるまでの間においても、過剰な発電電力Wから蓄電池を保護することができる。また停止処理が正しく実行されなかったとしても、負荷20,30の消費電力量CPを増加されることに伴って、蓄電池への発電電力Wの供給量が減らされているため、この場合にも過剰な発電電力Wから蓄電池を保護することができる。
Also in this case, if the operating states of the
・負荷として、電源システム及び当該電源システムに付随するシステムにおいて制御を実施する制御装置である負荷30と、その制御装置以外の負荷20とのうち、負荷20について消費電力量CPを増加させるように負荷20の運転状態を制御することとしたため、電源システムの動作に対する影響を回避しつつ、過剰な電力供給から蓄電池11,12を保護することができる。
-As the load, among the
・エンジンが搭載された車両の走行状態を変えるための走行系負荷21と、それ以外の非走行系負荷22とのうち、非走行系負荷22について消費電力量CPを増加させるようにしたため、車両の走行状態への影響を回避しつつ、電力供給経路PLに供給される発電電力Wのうち負荷20へ供給される発電電力Wを増加させることができる。よって車両走行への影響を回避しつつ、過剰な電力供給から蓄電池11、12を保護することができる。
Of the traveling
・過剰な発電電力Wから蓄電池を保護するために負荷の消費電力量CPを増加させることは、エンジンにおいては燃料の消費量の増加に繋がる。そこで、異常経路の発電電力Wに応じて、負荷による消費電力量CPの増加量を調整するようにした。以上により、負荷の消費電力量CPの増加量を必要分に抑えつつ、過剰な発電電力Wから蓄電池を保護することができる。 -Increasing the power consumption CP of the load to protect the storage battery from excessive generated power W leads to an increase in fuel consumption in the engine. Therefore, the amount of increase of the consumed power amount CP due to the load is adjusted in accordance with the generated power W of the abnormal path. As described above, it is possible to protect the storage battery from excessive generated power W while suppressing the increase amount of the power consumption amount CP of the load to a necessary amount.
・発電機10に異常が生じた場合には、スイッチに異常が生じた場合と比べると、異常発生時に電気経路に供給される発電電力Wが急増する可能性が高くなることが考えられる。そこで、異常箇所が発電機及びスイッチのいずれであるかを特定し、異常箇所が発電機10である場合には、異常箇所がスイッチである場合に比べて、異常発生時における負荷の消費電力量CPの増加量が大きくなるように、負荷の運転状態を制御するようにした。このような処理によって、異常箇所に応じて、過剰な発電電力Wから蓄電池をより適切に保護することができる。
In the case where an abnormality occurs in the
・蓄電池の充電が可能である場合には、その充電に必要となる電力量を確保した上で、負荷の消費電力量CPの増加量を調整するようにした。このような処理によって、発電電力Wを有効に活用しつつ、過剰な発電電力Wから蓄電池を保護することができる。 -When the storage battery can be charged, the amount of increase in power consumption CP of the load is adjusted after securing the amount of power necessary for the charging. By such processing, the storage battery can be protected from excess generated power W while effectively using the generated power W.
・異常判定部103によって異常状態であると判定されたとしても、異常経路の発電電力Wよりも、異常経路に接続される蓄電池の充電可能量が大きければ、負荷の消費電力量CPを増加させる処理を行わないようにしたため、蓄電池の保護のための燃料消費量の増加量を抑えつつ、過剰な発電電力Wから蓄電池を保護することができる。
-Even if it is determined by the
・蓄電池の電池温度が高くなる程、蓄電池の劣化が加速する等の影響が大きくなる。そこで、異常状態であると判定され、かつ異常箇所が特定された後は、蓄電池の電池温度が高くなるほど、負荷の消費電力量CPの増加量が大きくなるように負荷の運転状態を制御するようにした。以上により、蓄電池の電池温度を考慮しない場合と比べて、蓄電池を保護する効果を高めることができる。 -As the battery temperature of the storage battery becomes higher, the effects of accelerating the deterioration of the storage battery become greater. Therefore, after the abnormal state is determined and the abnormal point is identified, the operating condition of the load is controlled so that the increase amount of the power consumption amount CP of the load becomes larger as the battery temperature of the storage battery becomes higher. I made it. As described above, the effect of protecting the storage battery can be enhanced as compared to the case where the battery temperature of the storage battery is not considered.
・異常経路の発電電力Wに応じて、消費電力量CPを増加させる負荷を選択するようにしたため、負荷の消費電力量CPの増加量に過不足が生じること等を抑えることができる。 -Since the load for increasing the power consumption CP is selected according to the generated power W of the abnormal path, it is possible to suppress the occurrence of excess or deficiency in the increase in the power consumption CP of the load.
・負荷として、負荷の運転状態を乗員が認識することができる認識負荷25と、それ以外の非認識負荷26とがある場合に、それらのうち非認識負荷26について優先的に消費電力量CPを増加させることとしたため、乗員への影響を配慮しつつ、負荷の消費電力量CPを増加させることができる。
-When there is a
・負荷として、通電により加熱作動する熱負荷23と、それ以外の非熱負荷24とがある場合において、熱負荷23は、非熱負荷24に比べると消費電力量CPの最大値が大きい傾向がある。そこで熱負荷23及び非熱負荷24のうち熱負荷23の消費電力量CPを優先的に増加させるようにしたため、より効率よく負荷の消費電力量CPを増加させることができる。
· In the case where there is a
・異常状態であることが判定された場合に、発電機10及び蓄電池を接続する電力供給経路PL(異常経路)のスイッチ(第1スイッチ)をオフ、異常経路及び負荷を接続する電気経路上のスイッチ(第2スイッチ)をオンにする。その上で、負荷での消費電力量CPを増加させるように負荷の運転状態を制御するようにしたため、過剰な発電電力Wから蓄電池11,12を保護するための構成を二重化することができる。
-When it is determined that an abnormal state is present, the switch (first switch) of the power supply path PL (abnormal path) connecting the
すなわち、異常状態となった場合において、スイッチ制御を行った際に、異常経路上の第1スイッチが正常であれば、第1スイッチがオフに切り替えられることで、蓄電池に対する発電電力Wの供給経路を遮断できる。また、第1スイッチの異常に起因して、スイッチ制御によって第1スイッチの状態が正しく切り替えられなかったとしても、発電電力Wのうち負荷への供給量の増加に伴い、蓄電池への供給量が減少しているため、過剰な発電電力Wから蓄電池が保護されることとなる。 That is, when the switch control is performed in the abnormal state, if the first switch on the abnormal path is normal, the first switch is switched off to supply the generated power W to the storage battery. Can block Further, even if the state of the first switch is not properly switched by the switch control due to the abnormality of the first switch, the amount of power supplied to the storage battery is increased as the amount of generated power W supplied to the load increases. Since it is decreasing, the storage battery is protected from excessive generated power W.
・蓄電池として、発電機10に対して並列接続される鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12といった2つの電源が設けられた電源システムでは、異常判定部103は、発電機10及び鉛蓄電池を接続する電力供給経路PL(第1電力供給経路)、発電機10及びリチウムイオン蓄電池12を接続する電力供給経路PL(第2電力供給経路)のそれぞれにおいて異常状態であるかを判定する。そして負荷制御部104は、いずれかの電力供給経路PLにおいて、異常状態であることが判定された場合に、負荷での消費電力量CPを増加させるように負荷の運転状態を制御するようにした。
-In a power supply system provided with two power supplies such as
以上により、発電機10に対して複数の蓄電池が並列接続されている構成において、各蓄電池を過剰な発電電力Wから個別に保護することができる。
As described above, in the configuration in which a plurality of storage batteries are connected in parallel to the
・発電機10に対して複数個の蓄電池(鉛蓄電池11,リチウムイオン蓄電池12)が並列接続される構成において、一方の蓄電池と発電機10とを接続する電力供給経路PLが異常状態であるが、他方の蓄電池と発電機10とを接続する電力供給経路PLが異常状態でなければ、その異常状態ではない電力供給経路PLに接続する蓄電池に対して発電電力Wを供給すれば、異常経路に接続される蓄電池への発電電力Wの供給量を減らすことができる。またこの場合には、発電電力Wを蓄電池の充電に利用できる。以上により、異常状態であると判定された電力供給経路PLの発電電力Wを有効活用しつつ、過剰な発電電力Wから蓄電池を保護することができる。
· In the configuration in which a plurality of storage batteries (lead
・電源制御装置は、上位制御装置であるECU200からの作動指令を入力し、その作動指令に基づいて負荷に対する通電を行わせるものである場合において、負荷制御部104は、異常状態であると判定された場合には、ECU200からの作動指令に関わらず、負荷の消費電力量CPを増加させるための指令信号を出力させるようにしたため、負荷の消費電力量CPをより迅速に増加させることができる。
The
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。なお以下の説明において上記と同様の構成には同じ図番号を付し詳述は省略する。また各実施形態は相互に組み合わせたり、択一的に選択して用いたりすることができる。 The present invention is not limited to the contents described in the above embodiment, and may be implemented as follows. In the following description, the same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted. The embodiments can be combined with each other or alternatively selected and used.
・上記では、フェール制御として負荷20,30のうち、負荷20の消費電力量CPを増加させるとしたが、フェール制御として負荷30の消費電力量CPを増加させてもよい。図1を参照しつつ具体例を説明すると、発電機10によるリチウムイオン蓄電池12の充電時に電気経路L2が異常状態であることが判定された場合には、電気経路L2と負荷30とを接続する電気経路L3上のスイッチ43をオンにする。これにより、発電機10(リチウムイオン蓄電池12)及び負荷30を電気的に接続した状態で、負荷30の消費電力量CPを増加させるように負荷の運転状態を制御してもよい。
In the above description, the power consumption CP of the
・上記において、フェール制御として、負荷20及び負荷30の両方の消費電力量CPを増加させてもよい。図1を参照しつつ具体例を説明すると、発電機10によるリチウムイオン蓄電池12の充電時に電気経路L2が異常状態であることが判定された場合には、電気経路L2と負荷30とを接続する電気経路L3上のスイッチ43をオンにして、負荷30と発電機10(リチウムイオン蓄電池12)とを電気的に接続する。これに加えて、電気経路L2と負荷20とを接続する電気経路L1上のスイッチ41をオンにして、負荷20と発電機10とを電気的に接続する。そして負荷20及び負荷30の両方の消費電力量CPを増加させるようにしてもよい。
In the above, the power consumption amount CP of both the
・上記では、発電機10とリチウムイオン蓄電池12とを接続する電気経路が異常状態となる例を説明したが、発電機10と鉛蓄電池11とを接続する電気経路が異常状態となった場合においても同様のフェール制御を行えば、過剰な発電電力から鉛蓄電池11を保護することができる。具体例を説明すると、発電機10による鉛蓄電池11の充電時に、発電機10及び鉛蓄電池11を接続する電気経路L1が異常状態であると判定されたとする。この場合には、電気経路L2,L3のスイッチ42,43をそれぞれオンにして、負荷30と発電機10とを電気的に接続する。この状態で、負荷30の消費電力量CPを増加させることにより、鉛蓄電池11への発電電力Wの供給量を低減することができる。よって過剰な発電電力Wから鉛蓄電池11を保護することができる。
-Although the example which the electric path which connects the
・上記の図5では、電気経路において異常状態であることが判定された場合には、フェール制御として、その異常経路上のスイッチをオフに切り替えるスイッチ制御を行うこととしたが、この処理を任意としてもよい。すなわち図5においてS20の処理を省略してもよい。この場合、例えば電気経路L2が異常状態であることが判定された場合には、電気経路L2上のスイッチの状態に関わらず、電気経路L3,L4上のスイッチ43,44をオンに切り替えるようにしてもよい。この場合にも、負荷20の消費電力量CPが増加されることで、リチウムイオン蓄電池12への発電電力の供給量を減少させることができる。
In the above-mentioned FIG. 5, when it is determined that the electrical path is in the abnormal state, the switch control to switch off the switch on the abnormal path is performed as fail control, but this process is optional It may be That is, the process of S20 may be omitted in FIG. In this case, for example, when it is determined that the electrical path L2 is in an abnormal state, the
・上記の図5では、異常発生時におけるフェール制御の初期設定を、異常箇所に応じて個別に行っているが、異常発生時におけるフェール制御の初期設定は、異常箇所に関わらず一様に行われてもよい。すなわち図5において、S23〜S25の各処理を省略してもよい。なお、この場合には異常発生時であることが判定された場合(S22:YES)には、異常箇所に関わらず、負荷の消費電力量CPを所定量増加させたり、負荷の消費電力量CPが最大値となるように設定したりすればよい。 In the above-mentioned FIG. 5, although the initial setting of fail control at the time of abnormality occurrence is individually performed according to the abnormal part, the initial setting of fail control at the time of abnormality occurrence is uniformly performed regardless of the abnormal part. It may be That is, in FIG. 5, each process of S23 to S25 may be omitted. In this case, when it is determined that an abnormality has occurred (S22: YES), the power consumption amount CP of the load is increased by a predetermined amount regardless of the abnormal part, or the power consumption amount CP of the load is increased. Should be set so as to be the maximum value.
・上記の図5では、S26〜S29では、発電電力Wの余剰電力ΔWに応じて負荷20の消費電力量CPを調整しているが、これらの各処理を省略してもよい。すなわち、異常発生時には、一様に負荷の消費電力量CPが増加するように負荷の運転状態が制御されるようにしてもよい。
In the above-described FIG. 5, the power consumption amount CP of the
・上記の図5において、蓄電池の電池温度を加味してフェール制御が実施されるとよい。すなわち図5のS26で蓄電池の電池温度を認識した場合に、その電池温度に応じて負荷の消費電力量CPの増加量が可変設定されてもよい。例えば、蓄電池の電池温度が高くなるほど、負荷の消費電力量CPの増加量が大きくなるようにする。このような処理を行うことで、過剰な発電電力Wから蓄電池を保護しつつ、電池温度の上昇に伴う電池の劣化からも蓄電池を保護することができる。 In FIG. 5 described above, it is preferable that fail control be performed in consideration of the battery temperature of the storage battery. That is, when the battery temperature of the storage battery is recognized in S26 of FIG. 5, the increase amount of the power consumption amount CP of the load may be variably set according to the battery temperature. For example, as the battery temperature of the storage battery becomes higher, the increase amount of the power consumption amount CP of the load is made larger. By performing such processing, it is possible to protect the storage battery from excessive power generation W while protecting the storage battery from the deterioration of the battery accompanying the rise of the battery temperature.
・上記の図5のS29の処理では、特定の負荷20の消費電力量CPを増減させる他、電源システムが備える複数個の負荷における消費電力量CPの増加量の総和が余剰電力ΔWに対応するように制御してもよい。この場合には、フェール制御に伴う個々の負荷の消費電力量CPの変化量を抑えることができる。
In the process of S29 in FIG. 5 above, in addition to increasing or decreasing the power consumption CP of the
・上記の図6において、非走行系負荷22の消費電力量CPが最大値であると判定した場合には(S31:YES)、走行系負荷21の消費電力量CPを増加してもよい。この場合には、特定の負荷における影響が大きくなることを避けるために、走行系負荷21に属する複数種類の負荷において、消費電力量CPの増加量が分散されるとよい。または走行系負荷21のうち、車両走行への影響の少ない種類の負荷の消費電力量CPが優先的に増加されてもよい。
-In FIG. 6 described above, when it is determined that the power consumption CP of the
・上記の図6では、非走行系負荷22を認識負荷25及び非認識負荷26に分類した場合に、非認識負荷26の消費電力量CPを優先的に増加する例を示した。これ以外にも、非走行系負荷22を熱負荷23及び非熱負荷24に分類した場合に、熱負荷23の消費電力量CPを優先的に増加させてもよい。そして、熱負荷23の消費電力量CPを増加させたとしても、電気経路の発電電力Wを低減することに不足がある場合には、更に非熱負荷24の消費電力量CPを増加させるようにしてもよい。すなわち、図6において、「非認識負荷」を「熱負荷」、「認識負荷」を「非熱負荷」に置換してもよい。
In FIG. 6 described above, when the
・上記の図6において、非走行系負荷22を認識負荷25及び非認識負荷26に分類するとともに、熱負荷23及び非熱負荷24にそれぞれ分類する。そしてこれらを組わせて、異常状態であることが判定された際に消費電力量CPを増加させる負荷の優先順位付けがされてもよい。例えば、非認識負荷26であり且つ熱負荷23に分類される負荷については、消費電力量CPを優先増加させる際の順位を高くする。一方、認識負荷25であり且つ非熱負荷24である負荷については、消費電力量CPを増加させる際の優先順位を低くする。
In FIG. 6 described above, the
・上記の図6において、異常箇所に応じて消費電力量CPを増加させる負荷の優先順位づけがされるとよい。すなわち、異常箇所が発電機10の場合には、消費電力量CPの最大値が大きい負荷の消費電力量CPを優先的に増加する。一方、異常箇所がスイッチの場合には、消費電力量CPの最大値が小さい負荷の消費電力量CPを優先的に増加させるようにする。このようにすることで、異常の発生箇所に応じて、より適切に負荷の消費電力量CPを増加させることができる。
In FIG. 6 described above, it is preferable to prioritize the loads for increasing the power consumption amount CP according to the abnormal point. That is, when the abnormal point is the
・これ以外も各種条件に応じて、消費電力量CPを増加させる負荷の優先順位を設定することができる。例えば、車室環境に応じて負荷20のうち優先順位が設定されてもよい。例えば車室内で暖房が使用されている状況においては、負荷20のうち熱負荷23の消費電力量CPを優先的に増加させる。一方、車室内で冷房が使用されている場合には、負荷20のうち非熱負荷24の消費電力量CPを優先的に増加させる。
The priority of the load for increasing the power consumption CP can be set according to various conditions other than the above. For example, the priority among the
・上記の図4において、蓄電池のSOCを加味して異常状態が判定されてもよい。すなわち図4のS12では、電力供給経路PLの発電電力が所定以上であり、かつ蓄電池のSOCがSOC許容範囲の上限を超える場合に、異常状態であると判定してもよい。 In FIG. 4 described above, the abnormal state may be determined in consideration of the SOC of the storage battery. That is, in S12 of FIG. 4, when the generated power of the power supply path PL is equal to or more than a predetermined value and the SOC of the storage battery exceeds the upper limit of the SOC allowable range, it may be determined as an abnormal state.
・上記の図1に示すように、発電機10に対して複数個の蓄電池が並列接続されており、各蓄電池間で充放電が可能な構成である場合において、一方の蓄電池に接続される電気経路が異常状態であると判定された際に、他方の蓄電池が充電可能な状態であれば、フェール制御を行う前に、その他方の負荷の充電を行うようにしてもよい。この場合には、発電電力Wを有効に活用しつつ、過剰な発電電力から蓄電池を保護することができる。
-As shown in FIG. 1 described above, in the case where a plurality of storage batteries are connected in parallel to the
・上記の図1において、電源オフ時に要求される各負荷20,30への暗電流を確保するためのバイパス経路が設けられてもよい。具体的には図1において、スイッチ41に対して並列接続されるように第1バイパス経路を設ける。またスイッチ41及びスイッチ44、並びにスイッチ43及びスイッチ43に対して並列接続されるように、第2バイパス経路を設ける。なお各バイパス経路には、コイルの通電により導通と非導通が切り替えられるバイパスリレーが設けられる。このように各バイパス経路を設けることで、各スイッチ41〜44がオフであったとしても、各蓄電池11,12から各負荷20,30に対して暗電流が供給されることで、各負荷20,30を待機状態とすることができる。
In FIG. 1 described above, a bypass path may be provided to ensure the dark current to each of the
・上記の図1では、発電機10に対して2つの蓄電池が並列接続された構成の電源システムの例を示した。これ以外にも上記の各実施形態は、発電機10と少なくとも一つの蓄電池とが電気経路で接続されている構成を備える電源システムに適用することができる。
-In above-mentioned FIG. 1, the example of the power supply system of the structure by which two storage batteries were connected in parallel with respect to the
図8に変容例の電源システムを示す。電源システムは、発電機10、鉛蓄電池11、リチウムイオン蓄電池12、スタータ13、負荷20,30、スイッチ45,46、制御部100を備えている。そしてこれらのうち、リチウムイオン蓄電池12、スイッチ45,46、制御部100は筐体に収容されて一体化し、電池ユニットUを構成している。なおこれらのうち、スイッチ45,46及び制御部100は同一基板に実装されている(図示略)。電池ユニットUは、外部端子として第1端子P1,第2端子P2が設けられている。これらのうち第1端子P1には、鉛蓄電池11、スタータ13及び負荷20,30が接続されている。第2端子P2には発電機10が接続されている。また電池ユニットU内には、ユニット内電気経路として、各端子P1,P2及びリチウムイオン蓄電池12を相互に接続する複数の電気経路L5,L6が設けられている。そして各電気経路L5,L6にはスイッチ45,46が設けられている。
FIG. 8 shows a power supply system of a modified example. The power supply system includes a
詳しく説明すると、電気経路L5は、第1端子P1及び第2端子P2を接続する経路であり、その経路上にはスイッチ45が設けられている。スイッチ45と第2端子P2との間には接続点N5が形成されている。電気経路L6は、電気経路L5の接続点N5及び蓄電池16を接続する経路であり、その経路上にはスイッチ46が設けられている。従って、電気経路L5を介して発電機10と、鉛蓄電池11及び各負荷20,30等が接続される。また電気経路L6を介して発電機10及びリチウムイオン蓄電池12が接続されることとなる。
Describing in detail, the electric path L5 is a path connecting the first terminal P1 and the second terminal P2, and the
以上の構成において、発電機10の発電電力でリチウムイオン蓄電池12の充電を行う際に、制御部100の異常判定部103により、電力供給経路PLである電気経路L6に所定以上の発電電力Wが供給される異常状態であることが判定されると、スイッチ制御部101は、スイッチ45をオンにして、発電機10及び各負荷20,30を接続する。この状態で、負荷制御部104は、負荷20,30のうち、少なくともいずれかの消費電力量CPを増加させる。このような処理によって、異常状態であると判定された電気経路L6に供給される発電電力Wのうち、負荷20,30への供給量が増加され、これに伴って、リチウムイオン蓄電池12への供給量を減少させることができる。よって、図8の構成においても、過剰な発電電力Wからリチウムイオン蓄電池12を保護することができる。
In the above configuration, when charging the lithium
・上記では、発電機と蓄電池とを接続する電気経路が異常状態となった場合に、その異常経路上のスイッチ及び蓄電池の間と、負荷との間に設けられる電気経路のスイッチをオンにすることで、負荷と蓄電池とを電気的に接続する例を示した。具体的には図1において、リチウムイオン蓄電池12の充電を行う際に、電力供給経路PLである電気経路L2が異常経路となった場合には、スイッチ42とリチウムイオン蓄電池12との間の接続点N3と、負荷20との間の電気経路L3,L4に設けられるスイッチ43,44をそれぞれオンにすることで、負荷20とリチウムイオン蓄電池12とを電気的に接続している。これ以外にも、発電機と蓄電池とを接続する電気経路が異常状態となった場合に、発電機及び異常経路のスイッチの間と、負荷との間に設けられる電気経路上のスイッチをオンにして、発電機10と負荷とが電気的に接続されるようにしてもよい。具体的には図1において、リチウムイオン蓄電池12の充電を行う際に、電力供給経路PLである電気経路L2が異常経路となった場合には、発電機10とスイッチ42との間の接続点N2と、負荷20とに接続される電気経路L1のスイッチ41をオンにすることで、電気経路L1を介して発電機10及び負荷20とが直接接続されるようにする。この場合にも負荷20の消費電力量CPが増加するように負荷20の運転状態を制御すれば、リチウムイオン蓄電池12への発電電力Wの供給量を減らすことができる。
-In the above, when the electrical path connecting the generator and the storage battery becomes abnormal, the switch of the electrical path provided between the switch and the storage battery on the abnormal path and the load is turned on Thus, an example has been shown in which the load and the storage battery are electrically connected. Specifically, in FIG. 1, when charging the lithium
10…発電機、11…鉛蓄電池、12…リチウムイオン蓄電池、16…蓄電池、20…負荷、30…負荷、41〜46…スイッチ、103…異常判定部、104…負荷制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記発電機の発電電力が供給される蓄電池(11,12)と、
前記発電機及び前記蓄電池から電力が供給される負荷(20,30)と、
前記発電機、前記蓄電池及び前記負荷を互いに接続する電気経路(L1〜L6)に設けられ、前記発電機、前記蓄電池及び前記負荷の互いの電気的な接続状態を切り替えるスイッチ(41〜46)と、
を備える電源システムに適用され、
前記発電機が発電している発電状態下で、前記発電機及び前記蓄電池を接続する前記電気経路である電力供給経路が、所定以上の発電電力が供給される異常経路となる異常状態となっているかを判定する異常判定部(103)と、
前記異常状態であることが判定された場合に、前記負荷での消費電力量を増加させるように当該負荷の運転状態を制御する負荷制御部(104)と、
を備える電源制御装置。 A generator (10) that generates electricity from the power of the engine,
Storage batteries (11, 12) to which the power generated by the generator is supplied;
A load (20, 30) to which power is supplied from the generator and the storage battery;
A switch (41 to 46) provided on an electrical path (L1 to L6) connecting the generator, the storage battery, and the load to each other, and switching the electrical connection state of the generator, the storage battery, and the load to each other ,
Applied to the power supply system provided with
Under the power generation state where the generator is generating, the power supply path, which is the electric path connecting the generator and the storage battery, becomes an abnormal state where the generated power of a predetermined level or more is an abnormal path. An abnormality determination unit (103) that determines the presence or absence of
A load control unit (104) that controls the operating state of the load so as to increase the amount of power consumed by the load when it is determined that the abnormal state is present;
Power control device comprising:
前記負荷制御部は、前記異常状態であることが判定された場合には、前記第1負荷及び前記第2負荷のうち前記第2負荷について消費電力量を増加させるように当該負荷の運転状態を制御する請求項1に記載の電源制御装置。 The load includes a first load (20) that is a control device that performs control in the power supply system and a system associated with the power supply system, and a second load (30) other than the control device.
When it is determined that the load control unit is in the abnormal state, the load control unit is configured to increase the power consumption of the second load among the first load and the second load. The power supply control device according to claim 1 which controls.
前記負荷制御部は、前記異常状態であることが判定された場合には、前記走行系負荷及び前記非走行系負荷のうち、前記非走行系負荷について消費電力量を増加させるように当該負荷の運転状態を制御する請求項1又は2に記載の電源制御装置。 The load includes a traveling system load (21) for changing a traveling state of a vehicle equipped with the engine, and other non-traveling system loads (22).
The load control unit is configured to increase the power consumption of the non-traveling system load among the traveling system load and the non-traveling system load when it is determined that the abnormal state is present. The power supply control device according to claim 1, which controls an operating state.
前記負荷制御部は、前記異常箇所が前記発電機である場合には、前記異常箇所が前記スイッチである場合に比べて、異常発生時における前記負荷の消費電力量の増加量が大きくなるように、前記負荷の運転状態を制御する請求項1〜4のいずれか1項に記載の電源制御装置。 The abnormality determination unit includes a specification unit (103a) that specifies which one of the generator and the switch is the abnormality point.
When the abnormal part is the generator, the load control unit is configured to increase the amount of increase in power consumption of the load when an abnormality occurs, as compared to when the abnormal part is the switch. The power supply control device according to any one of claims 1 to 4, which controls an operation state of the load.
前記蓄電池の前記蓄電量を認識する充電認識部(102a)と、
前記充電認識部が認識した前記蓄電量と、前記上限電圧の際の前記蓄電量との差から、前記蓄電池の充電可能量を求める充電可能量算出部(102c)と、を備え、
前記負荷制御部は、前記蓄電池の充電可能量を控除しつつ、前記負荷による消費電力量の増加量が調整されるように当該負荷の運転状態を制御する請求項1〜5のいずれか1項に記載の電源制御装置。 The storage state of the storage battery is controlled such that the storage amount of the storage battery falls within a range of a predetermined lower limit voltage and a predetermined upper limit voltage,
A charge recognition unit (102a) that recognizes the storage amount of the storage battery;
And a chargeable amount calculation unit (102c) for obtaining the chargeable amount of the storage battery from the difference between the storage amount recognized by the charge recognition unit and the storage amount at the upper limit voltage;
The said load control part controls the driving | running state of the said load so that the increase amount of the power consumption by the said load may be adjusted, deducting the chargeable amount of the said storage battery. The power supply control device according to.
前記負荷制御部は、前記温度認識部が認識した前記電池温度が高くなるほど、前記負荷での消費電力量の増加量が大きくなるように当該負荷の運転状態を制御する請求項1〜7のいずれか1項に記載の電源制御装置。 A temperature recognition unit (102b) that recognizes the battery temperature of the storage battery;
8. The load control unit according to any one of claims 1 to 7, wherein the load control unit controls the operating state of the load such that the amount of increase in power consumption at the load increases as the battery temperature recognized by the temperature recognition unit increases. The power supply control device according to any one of the preceding claims.
前記負荷制御部は、前記異常判定部によって前記異常状態であることが判定された場合には、前記異常経路の前記発電電力に応じて、前記消費電力量を増加させる前記負荷を選択する請求項1〜8のいずれか1項に記載の電源制御装置。 The electrical path is provided with a plurality of types of loads having different maximum values of power consumption,
The load control unit is configured to select the load for which the power consumption is increased according to the generated power of the abnormal path when the abnormality determination unit determines that the abnormal state is present. The power supply control device according to any one of 1 to 8.
前記負荷制御部は、前記異常状態であることが判定された場合に、前記認識負荷及び前記非認識負荷のうち前記非認識負荷について優先的に消費電力量を増加させるように当該負荷の運転状態を制御する請求項1〜9のいずれか1項に記載の電源制御装置。 The load includes a recognition load (25) by which the occupant can recognize the driving state of the load, and a non-recognition load (26) other than the recognition load.
The load control unit is configured to increase the power consumption of the unrecognized load among the recognized load and the unrecognized load when the load control unit is determined to be in the abnormal state. The power supply control device according to any one of claims 1 to 9, which controls
前記負荷制御部は、前記異常状態であることが判定された場合に、前記熱負荷及び前記非熱負荷のうち前記熱負荷の消費電力量について優先的に増加させるように当該負荷の運転状態を制御する請求項1〜10のいずれか1項に記載の電源制御装置。 The load includes a thermal load (23) heated by energization and other non-thermal loads (24).
The load control unit is configured to, when it is determined that the abnormal state is present, the operating state of the load to preferentially increase the power consumption of the heat load among the heat load and the non-heat load. The power supply control device according to any one of claims 1 to 10 which controls.
前記スイッチのオンとオフとを切り替えるスイッチ制御部(101)を備え、
前記スイッチ制御部は、前記異常状態であることが判定された場合には、前記第1スイッチをオフ、前記第2スイッチをオンにするスイッチ制御を行い、
前記負荷制御部は、前記スイッチ制御が行われた状態で、前記負荷での消費電力量を増加させるように当該負荷の運転状態を制御する請求項1〜11のいずれか1項に記載の電源制御装置。 As the switch, a first switch (42 or the like) provided on the power supply path, which is the electric path connecting the generator and the storage battery, and the electrical path connecting the power supply path and the load And a second switch (43 or the like) provided on the
A switch control unit (101) for switching on and off of the switch;
The switch control unit performs switch control to turn off the first switch and turn on the second switch when it is determined that the abnormal state is present,
The power supply according to any one of claims 1 to 11, wherein the load control unit controls an operating state of the load so as to increase power consumption at the load in a state where the switch control is performed. Control device.
前記電気経路に設けられるスイッチとして、前記発電機及び前記第1蓄電池を接続する第1電力供給経路に設けられる第1スイッチ(41等)と、前記発電機及び前記第2蓄電池を接続する第2電力供給経路に設けられた第2スイッチ(42等)と、を備えており、
前記異常判定部は、前記発電機が発電している発電状態下で、前記第1電力供給経路及び前記第2電力供給経路のいずれかにおいて前記異常状態となっているかを判定し、
前記負荷制御部は、前記第1電力供給経路及び前記第2電力供給経路のいずれかにおいて異常状態であることが判定された場合に、前記負荷での消費電力量を増加させるように前記負荷の運転状態を制御する請求項1〜12のいずれか1項に記載の電源制御装置。 The present invention is applied to a power supply system including, as the storage battery, a first storage battery (Pb) and a second storage battery (Li) connected in parallel to the generator.
As a switch provided in the electric path, a first switch (41 or the like) provided in a first power supply path connecting the generator and the first storage battery, and a second connecting the generator and the second storage battery And a second switch (42 or the like) provided in the power supply path,
The abnormality determination unit determines whether the abnormal state is in any one of the first power supply path and the second power supply path under a power generation state in which the generator is generating power;
The load control unit is configured to increase the power consumption of the load when it is determined that the load control unit is in an abnormal state in any of the first power supply path and the second power supply path. The power supply control device according to any one of claims 1 to 12, which controls an operating state.
前記各蓄電池の蓄電量を認識する充電認識部(102a)と、
前記認識部が認識した前記蓄電量と、前記上限電圧の際の前記蓄電量との差から、前記各蓄電池の充電可能量を求める充電可能量算出部(102c)と、を備え、
前記負荷制御部は、前記異常判定部によって前記異常状態であることが判定されており、前記各蓄電池が前記異常経路に接続される第3蓄電池と、前記異常経路以外の前記電気経路に接続される第4蓄電池とである場合において、前記第4蓄電池の充電が可能である場合には、前記第4蓄電池の前記充電可能量を控除しつつ、前記負荷での消費電力量を増加させるように当該負荷の運転状態を制御する請求項13に記載の電源制御装置。 The storage state of each storage battery is controlled so that the storage amount of the storage battery falls within a predetermined lower limit voltage range and an upper limit voltage range,
A charge recognition unit (102a) for recognizing the storage amount of each storage battery;
And a chargeable amount calculation unit (102c) for calculating the chargeable amount of each storage battery from the difference between the storage amount recognized by the recognition unit and the storage amount at the upper limit voltage;
The load control unit is determined by the abnormality determination unit to be in the abnormal state, and the storage batteries are connected to a third storage battery connected to the abnormal path, and the electrical path other than the abnormal path. When the fourth storage battery can be charged, the power consumption at the load is increased while subtracting the chargeable amount of the fourth storage battery. The power supply control device according to claim 13, which controls an operating state of the load.
前記発電機と、
前記発電電力が供給される蓄電池と、
前記発電機及び前記蓄電池から電力が供給される前記負荷と、
前記発電機、前記蓄電池及び前記負荷を互いに接続する電気経路と、
前記電気経路に設けられ、前記発電機、前記蓄電池及び前記負荷の互いの電気的な接続状態を切り替えるスイッチと、
を備えることを特徴とする電源システム。 The power supply control device according to any one of claims 1 to 14,
The generator;
A storage battery to which the generated power is supplied;
The load to which power is supplied from the generator and the storage battery;
An electrical path connecting the generator, the storage battery and the load together;
A switch provided in the electrical path to switch the electrical connection state of the generator, the storage battery and the load with each other;
A power supply system comprising:
前記負荷制御部は、異常状態であることが判定された場合には、前記上位制御装置からの前記作動指令に関わらず、前記負荷の前記消費電力量を増加させるための指令信号を前記負荷に対して出力する請求項15に記載の電源システム。 The power supply control device inputs an operation command from the host control device (200), and causes the load to be energized based on the operation command.
When it is determined that the load control unit is in an abnormal state, the load control unit sends a command signal for increasing the power consumption of the load to the load regardless of the operation command from the host control device. The power supply system according to claim 15, wherein the power supply system outputs the data.
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