JP2017100472A - Charge control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両の充電制御装置に関する。 The present invention relates to a charging control device for a hybrid vehicle.
内燃機関と、バッテリから供給される電力で駆動するモータジェネレータとを駆動源として走行するハイブリッド車両にあっては、内燃機関の始動時等の状況下において、バッテリの負荷が大きいと、バッテリに接続された電気負荷に対して一時的な電力供給の低下や電源の瞬断が発生する可能性がある。 In a hybrid vehicle that travels using an internal combustion engine and a motor generator driven by power supplied from a battery as a drive source, the battery is connected to the battery when the load on the battery is large, such as when the internal combustion engine is started. There is a possibility that a temporary decrease in power supply or a momentary power interruption may occur with respect to the electrical load.
従来のハイブリッド車両の制御装置としては、内燃機関の始動処理中に二次電池の負荷が大きいと判断されると、内燃機関の始動に必要な放電電力を確保して二次電池に接続された電気部品を保護するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional hybrid vehicle control device, when it is determined that the load of the secondary battery is large during the start-up process of the internal combustion engine, the discharge power necessary for starting the internal combustion engine is secured and connected to the secondary battery. What protects an electrical component is known (for example, refer patent document 1).
しかしながら、このような従来のハイブリッド車両の制御装置にあっては、二次電池の温度特性により放電能力が低下することや、二次電池に接続される電気部品の負荷が高くなること等に起因して、二次電池に接続された電気部品への電力供給が低下する可能性については、対策がなされていない。 However, in such a conventional hybrid vehicle control device, the discharge capacity is reduced due to the temperature characteristics of the secondary battery, and the load on the electrical components connected to the secondary battery is increased. Thus, no countermeasure has been taken for the possibility that the power supply to the electrical components connected to the secondary battery is reduced.
本発明は、第2蓄電装置に接続される電気負荷に供給される電力が低下することを防止できるハイブリッド車両の充電制御装置を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a charging control device for a hybrid vehicle that can prevent power supplied to an electric load connected to a second power storage device from decreasing.
本発明は、内燃機関を始動させる始動装置と、少なくとも前記始動装置を駆動させるための電力を供給する第1蓄電装置と、電気負荷を作動するための電力を供給する第2蓄電装置と、前記内燃機関の動力に基づいて発電する発電装置と、モータジェネレータとを備え、前記内燃機関と前記モータジェネレータの少なくとも一方を駆動源として走行するハイブリッド車両の充電制御装置であって、前記第2蓄電装置の充電状態と前記第2蓄電装置の温度とに基づいて前記第2蓄電装置の放電能力を推定する放電能力推定部と、前記電気負荷の電気負荷量から前記電気負荷の電力消費量を推定する電力消費量推定部と、前記放電能力推定部により推定される放電能力と前記電力消費量推定部により推定される電力消費量とに基づいて前記内燃機関を始動させるか否かを判定し、当該判定結果に基づいて前記始動装置により前記内燃機関を始動する内燃機関始動制御部とを含んで構成される。 The present invention includes a starting device for starting an internal combustion engine, a first power storage device that supplies power for driving at least the starting device, a second power storage device that supplies power for operating an electric load, A charge control device for a hybrid vehicle, comprising: a power generation device that generates power based on power of an internal combustion engine; and a motor generator, wherein the second power storage device is a hybrid vehicle that travels using at least one of the internal combustion engine and the motor generator as a drive source. A discharge capacity estimating unit that estimates the discharge capacity of the second power storage device based on the state of charge of the battery and the temperature of the second power storage device, and estimating the power consumption of the electric load from the amount of electric load of the electric load The internal combustion engine based on a power consumption estimation unit, a discharge capability estimated by the discharge capability estimation unit, and a power consumption estimated by the power consumption estimation unit It determines whether to start the configured to include an internal combustion engine start control unit for starting the internal combustion engine by the starting device based on the determination result.
本発明によれば、第2蓄電装置に接続される電気負荷に供給される電力が低下することを防止できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can prevent that the electric power supplied to the electrical load connected to a 2nd electrical storage apparatus falls.
以下、本発明に係るハイブリッド車両の充電制御装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図1〜図3は、本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の充電制御装置を示す図である。
Embodiments of a charging control device for a hybrid vehicle according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 3 are diagrams showing a charge control device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
まず、構成を説明する。
図1において、ハイブリッド車両(以下、単に車両という)1は、内燃機関としてのエンジン2と、トランスミッション3と、モータジェネレータ4と、駆動輪5と、車両1を総合的に制御する車両制御部としてのHCU(Hybrid Control Unit)10と、エンジン2を制御するECM(Engine Control Module)11と、トランスミッション3を制御するTCM(Transmission Control Module)12と、ISGCM(Integrated Starter Generator Control Module)13と、INVCM(Invertor Control Module)14と、低電圧BMS(Battery Management System)15と、高電圧BMS16とを含んで構成される。
First, the configuration will be described.
In FIG. 1, a hybrid vehicle (hereinafter simply referred to as a vehicle) 1 is an engine 2 as an internal combustion engine, a transmission 3, a motor generator 4, drive wheels 5, and a vehicle control unit that comprehensively controls the vehicle 1. HCM (Hybrid Control Unit) 10, ECM (Engine Control Module) 11 for controlling the engine 2, TCM (Transmission Control Module) 12 for controlling the transmission 3, ISGCM (Integrated Starter Generator Control Module) 13, and INVCM (Invertor Control Module) 14, a low voltage BMS (Battery Management System) 15, and a high voltage BMS 16 are included.
エンジン2には、複数の気筒が形成されている。本実施の形態において、エンジン2は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の4行程を行うように構成されている。 The engine 2 is formed with a plurality of cylinders. In the present embodiment, the engine 2 is configured to perform a series of four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke for each cylinder.
エンジン2には、ISG(Integrated Starter Generator)20と、スタータ21とが連結されている。ISG20は、ベルト22等を介してエンジン2のクランクシャフト18に連結されている。ISG20は、電力が供給されることにより回転することでエンジン2を始動させる電動機の機能と、クランクシャフト18から入力された回転力を電力に変換する発電機の機能とを有する。 The engine 2 is connected with an ISG (Integrated Starter Generator) 20 and a starter 21. The ISG 20 is connected to the crankshaft 18 of the engine 2 via a belt 22 or the like. The ISG 20 has a function of an electric motor that starts the engine 2 by rotating when supplied with electric power, and a function of a generator that converts rotational force input from the crankshaft 18 into electric power.
本実施の形態において、ISG20は、ISGCM13の制御により、電動機として機能することで、エンジン2をアイドリングストップ機能による停止状態から再始動させる。ISG20は、電動機として機能することで、車両1の走行をアシストする。本実施の形態のISG20は、本発明の発電装置および始動装置を構成する。 In this embodiment, the ISG 20 restarts the engine 2 from a stop state by the idling stop function by functioning as an electric motor under the control of the ISGCM 13. The ISG 20 assists the traveling of the vehicle 1 by functioning as an electric motor. The ISG 20 of the present embodiment constitutes the power generator and starter of the present invention.
スタータ21は、図示しないモータとピニオンギヤとを含んで構成されている。スタータ21は、モータを回転させることにより、クランクシャフト18を回転させて、エンジン2に始動時の回転力を与える。このように、エンジン2は、スタータ21によって始動され、アイドリングストップ機能による停止状態からISG20によって再始動される。 The starter 21 includes a motor and a pinion gear (not shown). The starter 21 rotates the crankshaft 18 by rotating the motor, and gives the engine 2 a starting torque. As described above, the engine 2 is started by the starter 21 and restarted by the ISG 20 from the stop state by the idling stop function.
トランスミッション3は、エンジン2から出力された回転を変速し、ドライブシャフト23を介して駆動輪5を駆動する。トランスミッション3は、平行軸歯車機構からなる常時噛合式の変速機構25と、乾式単板クラッチによって構成されるクラッチ26と、ディファレンシャル機構27と、図示しないアクチュエータとを備えている。 The transmission 3 shifts the rotation output from the engine 2 and drives the drive wheels 5 via the drive shaft 23. The transmission 3 includes a constantly meshing transmission mechanism 25 composed of a parallel shaft gear mechanism, a clutch 26 constituted by a dry single-plate clutch, a differential mechanism 27, and an actuator (not shown).
トランスミッション3は、いわゆるAMT(Automated Manual Transmission)として構成されており、TCM12により制御されたアクチュエータにより変速機構25における変速段の切換えとクラッチ26の断続を行う自動変速機として機能する。ディファレンシャル機構27は、変速機構25によって出力された動力をドライブシャフト23に伝達する。 The transmission 3 is configured as a so-called AMT (Automated Manual Transmission), and functions as an automatic transmission that switches gears in the transmission mechanism 25 and engages / disengages the clutch 26 by an actuator controlled by the TCM 12. The differential mechanism 27 transmits the power output by the speed change mechanism 25 to the drive shaft 23.
モータジェネレータ4は、ディファレンシャル機構27に対して、チェーン等の動力伝達機構28を介して連結されている。すなわち、モータジェネレータ4は、トランスミッション3から駆動輪5までの動力伝達経路に連結されている。
モータジェネレータ4は、電動機として機能し、第3蓄電装置33から供給される電力で駆動する。
The motor generator 4 is connected to the differential mechanism 27 via a power transmission mechanism 28 such as a chain. That is, the motor generator 4 is connected to a power transmission path from the transmission 3 to the drive wheels 5.
The motor generator 4 functions as an electric motor and is driven by electric power supplied from the third power storage device 33.
このように、車両1は、エンジン2とモータジェネレータ4の両方の動力を車両の駆動に用いることが可能なパラレルハイブリッドシステムを構成している。車両1は、エンジン2およびモータジェネレータ4の少なくとも一方が発生する動力により走行する。 Thus, the vehicle 1 forms a parallel hybrid system that can use the power of both the engine 2 and the motor generator 4 for driving the vehicle. The vehicle 1 travels with power generated by at least one of the engine 2 and the motor generator 4.
車両1は、エンジン2が発生するエンジントルクのみによる走行と、モータジェネレータ4が発生するモータトルクのみによる走行(EV走行)と、モータジェネレータ4を力行運転してエンジン2のエンジントルクをアシストする走行(アシスト走行)とが可能である。このように、車両1は、EV走行機能とアシスト走行機能とを備えている。 The vehicle 1 travels using only the engine torque generated by the engine 2, travels using only the motor torque generated by the motor generator 4 (EV travel), and travel that assists the engine torque of the engine 2 by powering the motor generator 4. (Assist driving) is possible. Thus, the vehicle 1 has an EV traveling function and an assist traveling function.
モータジェネレータ4は、発電機としても機能し、車両1の走行によって発電を行う。なお、モータジェネレータ4は、エンジン2から駆動輪5までの動力伝達経路の何れかの箇所に動力伝達可能に連結されていればよく、必ずしもディファレンシャル機構27に連結される必要はない。 The motor generator 4 also functions as a generator, and generates power when the vehicle 1 travels. The motor generator 4 may be connected to any part of the power transmission path from the engine 2 to the drive wheel 5 so as to be able to transmit power, and is not necessarily connected to the differential mechanism 27.
車両1は、第1蓄電装置30と、第2蓄電装置31を含む低電圧パワーパック32と、第3蓄電装置33を含む高電圧パワーパック34と、高電圧ケーブル35と、低電圧ケーブル36とを備えている。 The vehicle 1 includes a first power storage device 30, a low voltage power pack 32 including a second power storage device 31, a high voltage power pack 34 including a third power storage device 33, a high voltage cable 35, and a low voltage cable 36. It has.
第1蓄電装置30、第2蓄電装置31および第3蓄電装置33は、充電可能な二次電池から構成されている。第1蓄電装置30は鉛電池からなる。第2蓄電装置31は、第1蓄電装置30よりも高出力かつ高エネルギー密度な蓄電装置である。 The first power storage device 30, the second power storage device 31, and the third power storage device 33 are composed of rechargeable secondary batteries. First power storage device 30 is formed of a lead battery. The second power storage device 31 is a power storage device with higher output and higher energy density than the first power storage device 30.
第2蓄電装置31は、第1蓄電装置30と比較して短い時間で充電が可能である。本実施の形態において、第2蓄電装置31は、リチウムイオン電池からなる。なお、第2蓄電装置31は、ニッケル水素蓄電池であってもよい。 The second power storage device 31 can be charged in a shorter time than the first power storage device 30. In the present embodiment, second power storage device 31 is formed of a lithium ion battery. The second power storage device 31 may be a nickel hydride storage battery.
第1蓄電装置30および第2蓄電装置31は、約12Vの出力電圧を発生するようにセルの個数等が設定された低電圧バッテリである。第3蓄電装置33は、例えば、リチウムイオン電池からなる。 The first power storage device 30 and the second power storage device 31 are low voltage batteries in which the number of cells and the like are set so as to generate an output voltage of about 12V. The 3rd electrical storage apparatus 33 consists of a lithium ion battery, for example.
第3蓄電装置33は、第1蓄電装置30および第2蓄電装置31より高電圧を発生するようにセルの個数等が設定された高電圧バッテリである。第3蓄電装置33の残容量等の状態は、高電圧BMS16によって管理される。
車両1には、電気負荷としての一般負荷37および被保護負荷38が設けられている。一般負荷37および被保護負荷38は、スタータ21およびISG20以外の電気負荷である。
The third power storage device 33 is a high voltage battery in which the number of cells and the like are set so as to generate a higher voltage than the first power storage device 30 and the second power storage device 31. The state such as the remaining capacity of the third power storage device 33 is managed by the high voltage BMS 16.
The vehicle 1 is provided with a general load 37 and a protected load 38 as electric loads. The general load 37 and the protected load 38 are electric loads other than the starter 21 and the ISG 20.
被保護負荷38は、常に安定した電力供給が要求される電気負荷である。被保護負荷38は、車両の横滑りを防止するスタビリティ制御装置38A、駆動輪5の操作力を電気的にアシストする電動パワーステアリング制御装置38Bおよびヘッドライト38Cを含んでいる。なお、被保護負荷38は、図示しないインストルメントパネルのランプ類およびメータ類並びにカーナビゲーションシステム等も含んでいる。本実施の形態の被保護負荷38は、発明の電気負荷を構成している。 The protected load 38 is an electric load that always requires a stable power supply. The protected load 38 includes a stability control device 38A that prevents a side slip of the vehicle, an electric power steering control device 38B that electrically assists the operating force of the drive wheels 5, and a headlight 38C. The protected load 38 also includes instrument panel lamps and meters (not shown), a car navigation system, and the like. The protected load 38 of the present embodiment constitutes an electrical load of the invention.
一般負荷37は、被保護負荷38と比較して安定した電力供給が要求されず、一時的に使用される電気負荷である。一般負荷37には、例えば、図示しないワイパーおよびエンジン2に冷却風を送風する電動クーリングファン等が含まれる。 The general load 37 is an electric load that is temporarily used without requiring stable power supply as compared with the protected load 38. The general load 37 includes, for example, an unillustrated wiper and an electric cooling fan that blows cooling air to the engine 2.
低電圧パワーパック32は、第2蓄電装置31に加えて、スイッチ40、41と、低電圧BMS15とを有している。第1蓄電装置30および第2蓄電装置31は、低電圧ケーブル36を介して、スタータ21と、ISG20と、電気負荷としての一般負荷37および被保護負荷38とに電力を供給可能に接続されている。被保護負荷38に対しては、第1蓄電装置30と第2蓄電装置31とが並列に電気的に接続されている。 The low voltage power pack 32 includes switches 40 and 41 and a low voltage BMS 15 in addition to the second power storage device 31. First power storage device 30 and second power storage device 31 are connected to starter 21, ISG 20, general load 37 as an electrical load, and protected load 38 via low voltage cable 36 so as to be able to supply power. Yes. The first power storage device 30 and the second power storage device 31 are electrically connected in parallel to the protected load 38.
スイッチ40は、第2蓄電装置31と被保護負荷38との間の低電圧ケーブル36に設けられている。スイッチ41は、第1蓄電装置30と被保護負荷38との間の低電圧ケーブル36に設けられている。 The switch 40 is provided in the low voltage cable 36 between the second power storage device 31 and the protected load 38. The switch 41 is provided in the low voltage cable 36 between the first power storage device 30 and the protected load 38.
低電圧BMS15は、スイッチ40、41の開閉を制御することで、第2蓄電装置31の充放電および被保護負荷38への電力供給を制御している。 The low voltage BMS 15 controls charging / discharging of the second power storage device 31 and power supply to the protected load 38 by controlling opening and closing of the switches 40 and 41.
低電圧BMS15は、アイドリングストップによりエンジン2が停止しているときは、スイッチ40を閉じてスイッチ41を開くことで、高出力かつ高エネルギー密度な第2蓄電装置31から被保護負荷38に電力を供給する。 When the engine 2 is stopped due to idling stop, the low voltage BMS 15 closes the switch 40 and opens the switch 41, so that power is supplied from the second power storage device 31 having high output and high energy density to the protected load 38. Supply.
低電圧BMS15は、エンジン2をスタータ21によって始動するとき、および、アイドリングストップ制御によって停止しているエンジン2をISG20によって始動するときに、スイッチ40を閉じた後にスイッチ41を開くことで、第1蓄電装置30からスタータ21またはISG20に電力を供給する。スイッチ40を閉じてスイッチ41を開いた状態では、第1蓄電装置30から一般負荷37にも電力が供給される。 When the engine 2 is started by the starter 21 and when the engine 2 stopped by the idling stop control is started by the ISG 20, the low voltage BMS 15 opens the switch 41 after closing the switch 40. Electric power is supplied from the power storage device 30 to the starter 21 or the ISG 20. In a state where the switch 40 is closed and the switch 41 is opened, power is also supplied from the first power storage device 30 to the general load 37.
このように、第1蓄電装置30は、エンジン2を始動するISG20およびスタータ21に電力を供給する。第2蓄電装置31は、一般負荷37および被保護負荷38に電力を供給する。 Thus, the first power storage device 30 supplies power to the ISG 20 and the starter 21 that start the engine 2. The second power storage device 31 supplies power to the general load 37 and the protected load 38.
第2蓄電装置31は、一般負荷37と被保護負荷38の両方に電力を供給可能に接続されているが、常に安定した電力供給が要求される被保護負荷38に優先的に電力を供給するようにスイッチ40、41が低電圧BMS15により制御される。 The second power storage device 31 is connected so as to be able to supply power to both the general load 37 and the protected load 38. However, the second power storage device 31 preferentially supplies power to the protected load 38 that always requires stable power supply. Thus, the switches 40 and 41 are controlled by the low voltage BMS 15.
低電圧BMS15は、第1蓄電装置30および第2蓄電装置31の充電状態(SOC:State Of Charge、充電残量、充電容量ともいう)、並びに、一般負荷37および被保護負荷38への作動要求を考慮しつつ、被保護負荷38が安定して作動することを優先して、スイッチ40、41を上述した例と異なるように制御することがある。 The low voltage BMS 15 is a charge state of the first power storage device 30 and the second power storage device 31 (also referred to as SOC: State Of Charge, remaining charge amount or charge capacity), and an operation request to the general load 37 and the protected load 38. In consideration of the above, the switches 40 and 41 may be controlled differently from the above-described example in order to prioritize that the protected load 38 operates stably.
高電圧パワーパック34は、第3蓄電装置33に加えて、インバータ45と、INVCM14と、高電圧BMS16とを有している。高電圧パワーパック34は、高電圧ケーブル35を介して、モータジェネレータ4に電力を供給可能に接続されている。 The high voltage power pack 34 includes an inverter 45, INVCM 14, and high voltage BMS 16 in addition to the third power storage device 33. The high voltage power pack 34 is connected to the motor generator 4 via a high voltage cable 35 so that electric power can be supplied.
インバータ45は、INVCM14の制御により、高電圧ケーブル35にかかる交流電力と、第3蓄電装置33にかかる直流電力とを相互に変換する。例えば、INVCM14は、モータジェネレータ4を力行させるときには、第3蓄電装置33が放電した直流電力をインバータ45により交流電力に変換させてモータジェネレータ4に供給する。 The inverter 45 mutually converts AC power applied to the high voltage cable 35 and DC power applied to the third power storage device 33 under the control of the INVCM 14. For example, when powering the motor generator 4, the INVCM 14 converts the DC power discharged by the third power storage device 33 into AC power by the inverter 45 and supplies the AC power to the motor generator 4.
INVCM14は、モータジェネレータ4を回生させるときには、モータジェネレータ4が発電した交流電力をインバータ45により直流電力に変換させて第3蓄電装置33に充電する。 When the motor generator 4 is regenerated, the INVCM 14 converts the AC power generated by the motor generator 4 into DC power by the inverter 45 and charges the third power storage device 33.
HCU10、ECM11、TCM12、ISGCM13、INVCM14、低電圧BMS15および高電圧BMS16は、それぞれCPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、バックアップ用のデータ等を保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。 HCU10, ECM11, TCM12, ISGCM13, INVCM14, low voltage BMS15 and high voltage BMS16 are respectively CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), backup data, etc. The computer unit includes a flash memory to be stored, an input port, and an output port.
これらのコンピュータユニットのROMには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをHCU10、ECM11、TCM12、ISGCM13、INVCM14、低電圧BMS15および高電圧BMS16としてそれぞれ機能させるためのプログラムが格納されている。 ROMs of these computer units store various constants, various maps, and the like, and programs for causing the computer units to function as the HCU 10, ECM 11, TCM 12, ISGCM 13, INVCM 14, low voltage BMS 15 and high voltage BMS 16, respectively. .
すなわち、CPUがRAMを作業領域としてROMに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施の形態におけるHCU10、ECM11、TCM12、ISGCM13、INVCM14、低電圧BMS15および高電圧BMS16としてそれぞれ機能する。 That is, when the CPU executes a program stored in the ROM using the RAM as a work area, these computer units are used as the HCU 10, ECM 11, TCM 12, ISGCM 13, INVCM 14, low voltage BMS 15 and high voltage BMS 16 in the present embodiment. Each functions.
本実施の形態において、ECM11は、アイドリングストップ制御を実行する。このアイドリングストップ制御において、ECM11は、例えば、所定の停止条件の成立時にエンジン2を停止させ、所定の再始動条件の成立時にISGCM13を介してISG20を駆動してエンジン2を再始動させる。このため、エンジン2の不要なアイドリングが行われなくなり、車両1の燃費を向上させることができる。
このように、車両1は、所定の条件下でアイドリングストップを行うIS(Idling Stop)機能を備えている。
In the present embodiment, the ECM 11 performs idling stop control. In the idling stop control, for example, the ECM 11 stops the engine 2 when a predetermined stop condition is satisfied, and restarts the engine 2 by driving the ISG 20 via the ISGCM 13 when the predetermined restart condition is satisfied. For this reason, unnecessary idling of the engine 2 is not performed, and the fuel consumption of the vehicle 1 can be improved.
As described above, the vehicle 1 has an IS (Idling Stop) function for performing idling stop under a predetermined condition.
車両1には、CAN(Controller Area Network)等の規格に準拠した車内LAN(Local Area Network)を形成するためのCAN通信線48、49が設けられている。
HCU10は、INVCM14および高電圧BMS16にCAN通信線48によって接続されている。HCU10、INVCM14および高電圧BMS16は、CAN通信線48を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行う。
The vehicle 1 is provided with CAN communication lines 48 and 49 for forming an in-vehicle LAN (Local Area Network) conforming to a standard such as CAN (Controller Area Network).
The HCU 10 is connected to the INVCM 14 and the high voltage BMS 16 by a CAN communication line 48. The HCU 10, INVCM 14 and high voltage BMS 16 mutually transmit and receive signals such as control signals via the CAN communication line 48.
HCU10は、ECM11、TCM12、ISGCM13および低電圧BMS15にCAN通信線49によって接続されている。HCU10、ECM11、TCM12、ISGCM13および低電圧BMS15は、CAN通信線49を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行う。HCU10は、制御信号等の信号の送受信によって、エンジン2、TCM12、モータジェネレータ4を制御する。 The HCU 10 is connected to the ECM 11, the TCM 12, the ISGCM 13 and the low voltage BMS 15 by a CAN communication line 49. The HCU 10, ECM 11, TCM 12, ISGCM 13, and low voltage BMS 15 mutually transmit and receive signals such as control signals via the CAN communication line 49. The HCU 10 controls the engine 2, the TCM 12, and the motor generator 4 by transmitting and receiving signals such as control signals.
図2において、車両1には温度検出部55、充電状態検出部56および負荷量検出部57が設けられている。
温度検出部55は、第2の第2蓄電装置31の温度を検出し、検出結果をECM11に出力する。
In FIG. 2, the vehicle 1 is provided with a temperature detection unit 55, a charge state detection unit 56, and a load amount detection unit 57.
The temperature detection unit 55 detects the temperature of the second second power storage device 31 and outputs the detection result to the ECM 11.
充電状態検出部56は、第2蓄電装置31の充電状態を検出して、検出結果をECM11に出力する。充電状態検出部56は、第2蓄電装置31の端子間電圧を検出すること、または第2蓄電装置31の入出力電流を検出することで、第2蓄電装置31の充電状態を検出する。 The charging state detection unit 56 detects the charging state of the second power storage device 31 and outputs the detection result to the ECM 11. The charging state detection unit 56 detects the charging state of the second power storage device 31 by detecting the voltage between the terminals of the second power storage device 31 or by detecting the input / output current of the second power storage device 31.
負荷量検出部57は、被保護負荷38の電気負荷量を検出し、検出結果をECM11に出力する。電気負荷量は、被保護負荷38に印加される電流値である。
被保護負荷38の電気負荷量は、車両1の走行状態に依存する。例えば、駆動輪5の操作力を電気的にアシストする電動パワーステアリング制御装置38Bにおいては、車両1の直線走行時に比べて蛇行走行時の電気負荷量が大きくなる。
The load amount detection unit 57 detects the electrical load amount of the protected load 38 and outputs the detection result to the ECM 11. The electrical load amount is a current value applied to the protected load 38.
The electrical load amount of the protected load 38 depends on the traveling state of the vehicle 1. For example, in the electric power steering control device 38B that electrically assists the operating force of the drive wheels 5, the amount of electric load during meandering travel is greater than when the vehicle 1 is traveling straight.
ECM11は、放電能力推定部58、電力消費量推定部59およびエンジン始動制御部60として機能する。
放電能力推定部58は、充電状態検出部56から取得した第2蓄電装置31の充電状態と温度検出部55から取得した第2蓄電装置31の温度情報とに基づいて第2蓄電装置31の放電能力を推定する。放電能力推定部58は、例えば、第2蓄電装置31の充電状態と第2蓄電装置31の温度情報とが関連付けられたマップ等に参照して、第2蓄電装置31の放電能力を推定する。
The ECM 11 functions as a discharge capacity estimation unit 58, a power consumption estimation unit 59, and an engine start control unit 60.
The discharge capacity estimation unit 58 discharges the second power storage device 31 based on the charge state of the second power storage device 31 acquired from the charge state detection unit 56 and the temperature information of the second power storage device 31 acquired from the temperature detection unit 55. Estimate ability. For example, the discharge capacity estimation unit 58 estimates the discharge capacity of the second power storage device 31 with reference to a map or the like in which the state of charge of the second power storage device 31 and the temperature information of the second power storage device 31 are associated.
電力消費量推定部59は、負荷量検出部57から入力した被保護負荷38の電気負荷量から被保護負荷38の電力消費量を推定する。
エンジン始動制御部60は、放電能力推定部58により推定される放電能力と電力消費量推定部59により推定される電力消費量とに基づいてエンジン2を再始動させるか否かを判定する。
The power consumption estimation unit 59 estimates the power consumption of the protected load 38 from the electrical load amount of the protected load 38 input from the load amount detection unit 57.
The engine start control unit 60 determines whether or not to restart the engine 2 based on the discharge capacity estimated by the discharge capacity estimation unit 58 and the power consumption estimated by the power consumption estimation unit 59.
さらに、エンジン始動制御部60は、エンジン2を再始動させるものと判定したことを条件として、ISG20を駆動してエンジン2を再始動させる。
具体的には、ECM11は、電力消費量推定部59により推定される電力消費量が放電能力推定部58により推定される放電能力を超えたら、ISG20を駆動してエンジン2を再始動させる。本実施の形態のエンジン始動制御部60は、本発明の内燃機関始動制御部を構成する。また、本実施の形態のECM11は、本発明の充電制御装置を構成する。
Further, the engine start control unit 60 drives the ISG 20 to restart the engine 2 on the condition that it is determined that the engine 2 is restarted.
Specifically, when the power consumption estimated by the power consumption estimation unit 59 exceeds the discharge capability estimated by the discharge capability estimation unit 58, the ECM 11 drives the ISG 20 to restart the engine 2. The engine start control unit 60 of the present embodiment constitutes an internal combustion engine start control unit of the present invention. Further, the ECM 11 of the present embodiment constitutes the charge control device of the present invention.
電力消費量推定部59には被保護負荷38の電力消費量に基づいて決定される閾値が記憶されている。エンジン始動制御部60は、放電能力推定部58により推定される放電能力が被保護負荷38の電力消費量に基づいて決定される閾値を下回ったら、ISG20を駆動してエンジン2を始動させる。
なお、電力消費量に基づいて決定される閾値は、負荷量検出部57が検出する被保護負荷38の電気負荷量が高くなるにつれて高くなるように設定されてもよい。
The power consumption estimation unit 59 stores a threshold that is determined based on the power consumption of the protected load 38. The engine start control unit 60 drives the ISG 20 to start the engine 2 when the discharge capacity estimated by the discharge capacity estimation unit 58 falls below a threshold value determined based on the power consumption of the protected load 38.
Note that the threshold value determined based on the power consumption amount may be set to increase as the electrical load amount of the protected load 38 detected by the load amount detection unit 57 increases.
次に、作用を説明する。
図3は、車両1の充電制御処理のフローチャートであり、この充電制御処理は、ECM11に記憶される充電制御処理プログラムによって実行される。
Next, the operation will be described.
FIG. 3 is a flowchart of the charge control process of the vehicle 1, and this charge control process is executed by a charge control process program stored in the ECM 11.
図3において、ECM11は、充電状態検出部56からの検出情報に基づいて第2蓄電装置31の充電状態を取得し、温度検出部55の検出情報に基づいて第2蓄電装置31の温度情報を取得する(ステップS1)。 In FIG. 3, the ECM 11 acquires the charge state of the second power storage device 31 based on the detection information from the charge state detection unit 56, and uses the temperature information of the second power storage device 31 based on the detection information of the temperature detection unit 55. Obtain (step S1).
次いで、ECM11は、第2蓄電装置31の充電状態と温度情報とに基づいて第2蓄電装置31の放電能力を推定する(ステップS2)。次いで、ECM11は、負荷量検出部57の検出情報に基づいて被保護負荷38の電気負荷量を取得し(ステップS3)、この電気負荷量に基づいて被保護負荷38の電力消費量を推定する(ステップS4)。 Next, the ECM 11 estimates the discharge capacity of the second power storage device 31 based on the state of charge of the second power storage device 31 and the temperature information (step S2). Next, the ECM 11 acquires the electrical load amount of the protected load 38 based on the detection information of the load amount detection unit 57 (step S3), and estimates the power consumption amount of the protected load 38 based on this electrical load amount. (Step S4).
次いで、ECM11は、第2蓄電装置31の放電能力と被保護負荷38の電力消費量とを比較し(ステップS5)、第2蓄電装置31の放電能力が被保護負荷38の電力消費量以上に大きいものであると判断した場合には、被保護負荷38の電力消費量に対して第2蓄電装置31に蓄電される電力が十分であるものと判断して(ステップS6)、今回の処理を終了する。 Next, the ECM 11 compares the discharge capacity of the second power storage device 31 with the power consumption of the protected load 38 (step S5), and the discharge capacity of the second power storage device 31 is greater than or equal to the power consumption of the protected load 38. If it is determined that the power is large, it is determined that the power stored in the second power storage device 31 is sufficient with respect to the power consumption of the protected load 38 (step S6), and the current process is performed. finish.
ステップS5において、ECM11は、第2蓄電装置31の放電能力が被保護負荷38の電力消費量よりも小さいものと判断した大きい場合には、第2蓄電装置31に蓄電されている電力が不足しているものと判断する(ステップS7)。なお、ステップ5において、ECM11は、第2蓄電装置31の放電能力が電力消費量に基づいて決定される閾値を下回ったら、第2蓄電装置31に蓄電されている電力が不足しているものと判断する。 In step S5, if the ECM 11 determines that the discharge capacity of the second power storage device 31 is smaller than the power consumption of the protected load 38, the power stored in the second power storage device 31 is insufficient. (Step S7). In step 5, if the discharge capacity of the second power storage device 31 falls below a threshold determined based on the power consumption, the ECM 11 has a shortage of power stored in the second power storage device 31. to decide.
ECM11は、第2蓄電装置31に蓄電される電力が不足しているものと判断した場合には、エンジン2が停止中であるか否かを判別し(ステップS8)、エンジン2が停止中でないものと判断した場合には今回の処理を終了する。なお、エンジン2が停止中において、車両1は、モータジェネレータ4が発生するモータトルクのみによるEV走行に移行している。 If the ECM 11 determines that the power stored in the second power storage device 31 is insufficient, the ECM 11 determines whether or not the engine 2 is stopped (step S8), and the engine 2 is not stopped. If it is determined that it is, the current process is terminated. Note that while the engine 2 is stopped, the vehicle 1 is shifted to EV traveling only by the motor torque generated by the motor generator 4.
一方、ECM11は、エンジン2が停止中であるものと判断した場合には、ISG20を駆動してエンジン2を再始動させた後(ステップS9)、今回の処理を終了する。エンジン2を再始動する場合には、低電圧BMS15により、スイッチ40が閉じられた後に、スイッチ41が開かれることで、第1蓄電装置30からISG20に電力が供給される。
そして、エンジン2の始動後には低電圧BMS15により、スイッチ41が閉じられることにより、ISG20から第1蓄電装置30、31に電力が供給される。
On the other hand, if the ECM 11 determines that the engine 2 is stopped, the ISG 20 is driven to restart the engine 2 (step S9), and then the current process is terminated. When the engine 2 is restarted, power is supplied from the first power storage device 30 to the ISG 20 by the switch 41 being opened after the switch 40 is closed by the low voltage BMS 15.
Then, after starting the engine 2, the switch 41 is closed by the low voltage BMS 15, whereby electric power is supplied from the ISG 20 to the first power storage devices 30 and 31.
このように本実施の形態の車両1のECM11は、第2蓄電装置31の放電能力と被保護負荷38の電力消費量とに基づいてエンジン2を再始動させるか否かを判定し、被保護負荷38の電力消費量が第2蓄電装置31の放電能力を超えたら、ISG20を駆動してエンジン2を再始動させる。 As described above, the ECM 11 of the vehicle 1 according to the present embodiment determines whether or not to restart the engine 2 based on the discharge capacity of the second power storage device 31 and the power consumption of the protected load 38, and is protected. When the power consumption of the load 38 exceeds the discharge capacity of the second power storage device 31, the ISG 20 is driven to restart the engine 2.
これにより、エンジン2の再始動時において、第2蓄電装置31に接続される被保護負荷38に供給される電力が低下することを防止できる。駆動輪5の操作力を電気的にアシストする電動パワーステアリング制御装置38Bにおいては、車両1の直線走行時に比べて蛇行走行時の電気負荷量が大きくなるので、車両1の蛇行走行時に電動パワーステアリング制御装置38Bに電力を安定して供給することができる。 Thereby, at the time of restart of the engine 2, it can prevent that the electric power supplied to the protected load 38 connected to the 2nd electrical storage apparatus 31 falls. In the electric power steering control device 38B that electrically assists the operating force of the drive wheels 5, the electric load amount during meandering travel is larger than when the vehicle 1 travels linearly. Electric power can be stably supplied to the control device 38B.
また、ECM11は、第2蓄電装置31の放電能力が被保護負荷38の電力消費量に基づいて決定される閾値を下回ったら、ISG20を駆動してエンジン2を再始動しているので、エンジン2の再始動時において、第2蓄電装置31に接続される被保護負荷38に供給される電力が低下することをより効果的に防止できる。 Further, since the ECM 11 drives the ISG 20 and restarts the engine 2 when the discharge capacity of the second power storage device 31 falls below a threshold value determined based on the power consumption of the protected load 38, the engine 2 is restarted. At the time of restarting, it is possible to more effectively prevent the power supplied to the protected load 38 connected to the second power storage device 31 from being lowered.
さらに、ECM11は、被保護負荷38の電気負荷量が高くなるにつれて電力消費量に基づいて決定される閾値を高くすれば、被保護負荷38の電気負荷量が高いときに、より早いタイミングでエンジン2を再始動させてISG20による発電を早期に行うことができる。 Furthermore, the ECM 11 can increase the engine timing at an earlier timing when the electrical load amount of the protected load 38 is high by increasing the threshold value determined based on the power consumption as the electrical load amount of the protected load 38 increases. 2 can be restarted and power generation by the ISG 20 can be performed at an early stage.
これにより、エンジン2の再始動時において、第2蓄電装置31に接続される被保護負荷38に供給される電力が低下することをより効果的に防止できる。 Thereby, at the time of restart of the engine 2, it can prevent more effectively that the electric power supplied to the to-be-protected load 38 connected to the 2nd electrical storage apparatus 31 falls.
例えば、電動パワーステアリング制御装置38Bにおいては、車両1の直線走行時の電気負荷量に比べて蛇行走行時の電気負荷量が大きいので、車両1の蛇行走行時の被保護負荷38の電力消費量が大きくなる。 For example, in the electric power steering control device 38B, since the electric load amount during meandering is larger than the electric load amount during straight running of the vehicle 1, the power consumption of the protected load 38 when the vehicle 1 meanders. Becomes larger.
したがって、被保護負荷38の電気負荷量が高くなるにつれて電力消費量に基づいて決定される閾値を高くすれば、ISG20による発電をより早期に行うことが可能となる。
なお、本実施の形態の車両1は、発電装置としてISG20を用いているが、発電装置としては、オルタネータを用いてもよい。
Therefore, if the threshold value determined based on the power consumption is increased as the electrical load amount of the protected load 38 is increased, power generation by the ISG 20 can be performed earlier.
In addition, although the vehicle 1 of this Embodiment uses ISG20 as a power generator, you may use an alternator as a power generator.
本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 While embodiments of the invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.
1...ハイブリッド車両、2...エンジン(内燃機関)、4...モータジェネレータ、10...ECM(充電制御装置)、20...ISG(始動装置、発電装置)、30...第1蓄電装置、31...第2蓄電装置、38...被保護負荷(電気負荷)、55...温度検出部、56...充電状態検出部、57...負荷量検出部、58...放電能力推定部、59...電力消費量推定部、60...エンジン始動制御部(内燃機関始動制御部) 1 ... hybrid vehicle, 2 ... engine (internal combustion engine), 4 ... motor generator, 10 ... ECM (charge control device), 20 ... ISG (starting device, power generation device), 30. ..First power storage device, 31 ... second power storage device, 38 ... protected load (electric load), 55 ... temperature detection unit, 56 ... charge state detection unit, 57 ... load Quantity detection unit, 58 ... Discharge capacity estimation unit, 59 ... Electricity consumption estimation unit, 60 ... Engine start control unit (internal combustion engine start control unit)
Claims (4)
前記内燃機関と前記モータジェネレータの少なくとも一方を駆動源として走行するハイブリッド車両の充電制御装置であって、
前記第2蓄電装置の充電状態と前記第2蓄電装置の温度とに基づいて前記第2蓄電装置の放電能力を推定する放電能力推定部と、
前記電気負荷の電気負荷量から前記電気負荷の電力消費量を推定する電力消費量推定部と、
前記放電能力推定部により推定される放電能力と前記電力消費量推定部により推定される電力消費量とに基づいて前記内燃機関を始動させるか否かを判定し、当該判定結果に基づいて前記始動装置を駆動して前記内燃機関を始動させる内燃機関始動制御部とを含んで構成されることを特徴とするハイブリッド車両の充電制御装置。 A starting device for starting the internal combustion engine, a first power storage device that supplies at least electric power for driving the starting device, a second power storage device that supplies electric power for operating an electric load, and the power of the internal combustion engine A power generator that generates power based on the motor generator,
A charge control device for a hybrid vehicle that travels using at least one of the internal combustion engine and the motor generator as a drive source,
A discharge capacity estimating unit that estimates a discharge capacity of the second power storage device based on a charge state of the second power storage device and a temperature of the second power storage device;
A power consumption estimation unit that estimates the power consumption of the electrical load from the electrical load of the electrical load;
It is determined whether to start the internal combustion engine based on the discharge capacity estimated by the discharge capacity estimation unit and the power consumption estimated by the power consumption estimation unit, and based on the determination result, the start A charging control device for a hybrid vehicle, comprising: an internal combustion engine start control unit that drives the device to start the internal combustion engine.
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