JP6332117B2 - Control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、蓄電装置の充放電制御に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle, and more particularly to charge / discharge control for a power storage device.
近年、環境に配慮した車両としてエンジンと電動機によって走行するハイブリッド車両が多く用いられている。特に、エンジンと電動機とを用いて走行するハイブリッド走行と、エンジンを停止して電動機のみを用いて走行する電動走行とが可能なハイブリッド車両が多く用いられるようになってきている。更に、このようなハイブリッド車両ではできる限り電動走行を行うことが望まれている。 In recent years, hybrid vehicles that travel with an engine and an electric motor are often used as environmentally friendly vehicles. In particular, hybrid vehicles capable of performing hybrid traveling that travels using an engine and an electric motor and electric traveling that travels using only the electric motor while the engine is stopped are increasingly used. Furthermore, it is desired that such a hybrid vehicle be electrically driven as much as possible.
そこで、ハイブリッド車両において、電動機およびエンジンを用いたハイブリッド走行よりもエンジンを停止して電動機のみを用いて走行する電動走行を優先させて蓄電装置の残存容量を維持することなく走行するＣＤ（Charge Depleting）モードまたは、蓄電装置の残存容量を所定の目標に維持するように電動機およびエンジンを用いてハイブリッド走行するＣＳ（Charge Sustaining）モードを選択可能とし、ＣＤモードを選択した場合にはＣＳモードの場合よりも電動走行を拡大する方法が用いられている。この場合、エンジン動作時およびＣＳモード時においてはエンジン等の熱により電気部品への熱負荷が多くなる一方、ＣＤモードでエンジンが停止している場合には、エンジン等の熱による電気部品ヘの熱負荷の増加はないものの電動機のみでは走行パワーが不足する場合がある。そこで、走行モードがＣＤモードでエンジンが停止している場合に、走行モードがＣＤモードでエンジンが動作している場合或いは走行モードがＣＳモードの場合よりも蓄電装置の放電許容電力を拡大するようにして、電動走行中の走行パワーを確保し、かつ、エンジン動作時およびＣＳモード時においては電気部品への熱負荷の増加を抑えるようにして、電気部品に対する熱負荷に配慮しつつ電動走行を拡大することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, in a hybrid vehicle, a CD (Charge Depleting) that travels without maintaining the remaining capacity of the power storage device by giving priority to the electric travel that travels using only the electric motor while stopping the engine over the hybrid travel using the electric motor and the engine. ) Mode or CS (Charge Sustaining) mode in which hybrid driving is performed using an electric motor and an engine so as to maintain the remaining capacity of the power storage device at a predetermined target, and the CD mode is selected when the CD mode is selected. Instead, a method of expanding electric travel is used. In this case, during engine operation and CS mode, the heat load on the electrical components increases due to the heat of the engine and the like, while when the engine is stopped in the CD mode, the heat is applied to the electrical components due to the heat of the engine and the like. Although there is no increase in thermal load, the running power may be insufficient with only the electric motor. Therefore, when the driving mode is the CD mode and the engine is stopped, the allowable discharge power of the power storage device is increased more than when the driving mode is the CD mode and the engine is operating or when the driving mode is the CS mode. In this way, it is possible to secure the driving power during electric driving and to suppress the increase of the heat load on the electric parts during engine operation and CS mode, so that the electric driving can be performed while considering the heat load on the electric parts. It has been proposed to enlarge (see, for example, Patent Document 1).
また、蓄電装置の充放電時に検出される電流値に基づいて、蓄電装置に電気的に接続される通電部品の温度状態に関わる評価値を算出し、この評価値に基づいて蓄電装置の充放電電力を制限することで、通電部品の過熱を防止する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。 In addition, based on the current value detected during charging / discharging of the power storage device, an evaluation value related to the temperature state of the energized component electrically connected to the power storage device is calculated, and charging / discharging of the power storage device is performed based on the evaluation value. There has also been proposed a method for preventing overheating of energized components by limiting electric power (see, for example, Patent Document 2).
ところで、蓄電装置に電気的に接続される通電部品の温度は、エンジンの運転時の発熱による通電部品周囲の雰囲気温度の影響と通電部品に流れる電流値の影響とを同時に受けるので、雰囲気温度が高くなった場合或いは、通電電流値が高くなった場合のいずれの場合にも通電部品の温度が高くなる。 By the way, the temperature of the current-carrying component that is electrically connected to the power storage device is simultaneously affected by the influence of the ambient temperature around the current-carrying component due to heat generation during engine operation and the value of the current flowing through the current-carrying component. The temperature of the energized component increases in any case where the current value becomes higher or the current value becomes higher.
特許文献１に記載された従来技術は、走行モードがＣＤモードでエンジンが停止している場合に、蓄電装置の充放電許容電力を拡大するものであり、通電部品に流れる電流値の影響を考慮していないので、通電部品の通電電流値が高い場合に通電部品の過熱保護が適切に行われない虞がある。また、特許文献２では、通電部品周囲の雰囲気温度を考慮することなく、通電部品に流れる電流値だけを考慮して、通電部品の温度状態に関わる評価値を算出して蓄電装置の充放電電力を制限している。そのため、エンジンの運転時の発熱により通電部品の温度が高くなっても、蓄電装置の充放電電力が制限されずに、通電部品の過熱保護が行われない虞がある。
The prior art described in
そこで、本発明は、通電部品周囲の雰囲気温度の影響と通電部品に流れる電流値とを考慮して通電部品の過熱保護を適切に行うことを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to appropriately perform overheat protection of the energized component in consideration of the influence of the ambient temperature around the energized component and the current value flowing through the energized component.
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、車両駆動力を発生させるエンジンと、充放電可能な蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受けて車両駆動力を発生する電動機と、蓄電装置に電気的に接続される通電部品とを含み、電動機およびエンジンを用いたハイブリッド走行よりも電動機のみを用いた電動走行を優先させて蓄電装置の残存容量を維持することなく走行するＣＤモードで走行可能なハイブリッド車両に搭載される制御装置であり、蓄電装置の電流値に基づいて、通電部品の温度状態に関わる評価値であって通電部品に流れる電流値が大きいほど大きくなる評価値を算出し、算出した評価値の増加に対して、蓄電装置の充電電力または放電電力の上限値を制限し、評価値を算出する際に、エンジンが駆動されている場合には、エンジンの作動状態と作動期間とに基づいて通電部品の雰囲気温度を推定し、その後、エンジンが間欠停止した場合で、且つ、ＣＤモードで走行している場合には、エンジン停止の際の通電部品の雰囲気温度とエンジンの停止期間とに基づいて通電部品の雰囲気温度を推定し、推定した雰囲気温度が所定の閾値よりも低い場合には、推定した雰囲気温度が所定の閾値よりも高い場合よりも評価値を小さくすることを特徴とする。 A control device for a hybrid vehicle according to the present invention includes an engine that generates a vehicle driving force, a chargeable / dischargeable power storage device, an electric motor that receives a supply of electric power from the power storage device and generates a vehicle driving force, and an electric power supply to the power storage device. It is possible to run in a CD mode that runs without maintaining the remaining capacity of the power storage device by giving priority to the electric running using only the electric motor over the hybrid running using the electric motor and the engine. A control device mounted on a hybrid vehicle, and based on the current value of the power storage device, calculates an evaluation value related to the temperature state of the energized component and increases as the current value flowing through the energized component increases. When the engine is driven when calculating the evaluation value by limiting the upper limit value of the charging power or discharging power of the power storage device against the increase in the evaluation value The ambient temperature of the live parts is estimated based on the operating state and the operating period of the engine, then, if the engine is intermittently stopped, and, when the vehicle is traveling in the CD mode, the live parts during engine stop If the estimated ambient temperature is lower than a predetermined threshold, the estimated ambient temperature is higher than the predetermined threshold. The evaluation value is reduced.
本発明は、通電部品周囲の雰囲気温度の影響と通電部品に流れる電流値とを考慮して、通電部品の過熱保護を適切に行うことができるという効果を奏する。 The present invention provides an effect that the overheat protection of the energized component can be appropriately performed in consideration of the influence of the ambient temperature around the energized component and the current value flowing through the energized component.
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態に係る制御装置を備えるハイブリッド車両の駆動システムの構成例を示す図である。蓄電装置１は、充放電可能な直流電源として設けられており、電気的に直列に接続された複数の単電池１０を有する。単電池１０としては、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池が用いられる。蓄電装置１は、正極ライン（正極ケーブル）ＰＬ及び負極ライン（負極ケーブル）ＮＬを介してインバータ２４に電気的に接続される。正極ラインＰＬ及び負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがそれぞれ設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐ及び電流制限抵抗Ｒが並列に接続され、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐ及び電流制限抵抗Ｒは互いに直列に接続されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a drive system for a hybrid vehicle including a control device according to an embodiment of the present invention. The
コントローラ３０には、車両のイグニッションスイッチのオン／オフ（ＩＧ−ＯＮ／ＩＧ−ＯＦＦ）に関する情報が入力され、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わることに応じて、ＥＣＵを起動する。ＥＣＵが起動されると、コントローラ３０は、蓄電装置１とインバータ２４に接続する。コントローラ３０は、まずシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂをオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これによって、電流制限抵抗Ｒに電流が流れ、突入電流を抑制することができる。次に、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。これによって、蓄電装置１とインバータ２４の接続が完了し、システムが起動状態（Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ）となる。
The
一方、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったとき、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。これによって、蓄電装置１とインバータ２４の接続が遮断され、ＥＣＵが停止され、システムは停止状態（Ｒｅａｄｙ−Ｏｆｆ）となる。
On the other hand, when the ignition switch is switched from on to off, the
インバータ２４は、蓄電装置１から出力された直流電力を交流に変換する。モータジェネレータ（回転電機）ＭＧ２は、インバータ２４から出力された交流電力を受けて、車両を走行させるための動力を生成する。モータジェネレータＭＧ２の動力が変速機ＴＭを介して駆動輪２５に伝達されることで、蓄電装置１の電力を用いた車両の走行が可能である。
エンジン２７は、燃料を燃焼させることで動力を生成する。エンジン２７の燃焼後の排気は排気浄化触媒２８で浄化される。動力分割機構２６は、エンジン２７の動力を、駆動輪２５に伝達したり、モータジェネレータ（回転電機）ＭＧ１に伝達したりする。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２７の動力を受けて発電する。モータジェネレータＭＧ１が生成した電力（交流電力）は、インバータ２４を介して、モータジェネレータＭＧ２に供給されたり、蓄電装置１に供給されたりする。モータジェネレータＭＧ１が生成した電力をモータジェネレータＭＧ２に供給すれば、モータジェネレータＭＧ２が生成する動力によって、駆動輪２５を駆動することができる。モータジェネレータＭＧ１が生成した電力を蓄電装置１に供給すれば、蓄電装置１を充電することができる。
The
車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータジェネレータＭＧ２は、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する（駆動輪２５の動力を交流電力に変換する）。インバータ２４は、モータジェネレータＭＧ２が生成した交流電力を直流に変換して蓄電装置１に出力する。これによって、蓄電装置１は回生電力を蓄えることができる。
When the vehicle is decelerated or stopped, motor generator MG2 converts the kinetic energy of the vehicle into electric energy (converts the power of
上記構成の、蓄電装置１、蓄電装置１に電気的に接続される通電部品（例えば正極ケーブルＰＬ、負極ケーブルＮＬ、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐ、電流制限抵抗Ｒ等）、インバータ２４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２、動力分割機構２６、エンジン２７、及び排気浄化触媒２８は、ハイブリッド車両に搭載される。
ハイブリッド車両では、車両走行モードとして、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン２７を用いたハイブリッド走行よりもエンジン２７を停止してモータジェネレータＭＧ２のみを用いて走行する電動走行を優先させて蓄電装置１の残存容量（ＳＯＣ）を維持することなく走行するＣＤ（Charge Depleting）モードまたは、蓄電装置１の残存容量（ＳＯＣ）を所定の目標に維持するようにモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン２７を用いてハイブリッド走行するＣＳ（Charge Sustaining）モードを選択可能である。コントローラ３０は、例えば蓄電装置１の残存容量ＳＯＣに基づいて、ＣＤモードとＣＳモードの切り替えを行う。蓄電装置１の残存容量ＳＯＣについては、例えば蓄電装置１の電流及び電圧から算出可能である。
In the hybrid vehicle, as the vehicle travel mode, the electric power travel that travels using only the motor generator MG2 by stopping the
なお、ＣＤモードでも、運転者によりアクセルペダルが大きく踏み込まれた時、エンジン駆動タイプのエアコン動作時やエンジン暖機時等は、エンジン２７の動作が許容される。このＣＤモードは、蓄電装置１の残存容量ＳＯＣを維持することなく、基本的に蓄電装置１に蓄えられた電力をエネルギー源として車両を走行させる走行モードである。このＣＤモードの間は、結果的に充電よりも放電の割合の方が相対的に大きくなることが多い。一方、ＣＳモードは、蓄電装置１の残存容量ＳＯＣを所定の目標に維持するために、必要に応じてエンジン２７を動作させてモータジェネレータＭＧ１により発電を行う走行モードであり、エンジン２７を常時動作させての走行に限定されるものではない。この場合、走行モードがＣＤモードであっても、アクセルペダルが大きく踏み込まれて大きな車両パワーが要求されればエンジン２７は動作する。また、走行モードがＣＳモードであっても、蓄電装置１の残存容量ＳＯＣが目標値を上回っていればエンジン２７は停止する。
Even in the CD mode, the operation of the
コントローラ３０は、信号処理或いは演算処理を行うＣＰＵ３２とメモリ３４とを含むコンピュータで、インバータ２４の駆動制御により蓄電装置１の充放電制御を行う制御装置である。コントローラ３０には、電流センサ２１で検出された蓄電装置１の充放電時の電流値Ｉを示す信号、及び温度センサ２２で検出された蓄電装置１の温度Ｔｂを示す信号が入力される。
The
以下、図２を参照しながらコントローラ３０の動作について説明する。図２のフローチャートによる処理は、所定時間ΔＴ毎に繰り返し実行される。図２のステップＳ１０１に示すように、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオンであるか否かを判定する。イグニッションスイッチがオフである場合（ステップＳ１０１の判定結果がＮｏの場合）は、本処理を終了し、イグニッションスイッチがオンである場合（ステップＳ１０１の判定結果がＹｅｓの場合）は、ステップＳ１０２に進み、繰り返し演算カウンタＮ及び、エンジン運転継続カウンタＭに１をセットして初期化する。
Hereinafter, the operation of the
ステップＳ１０３に示すように、コントローラ３０は、電流センサ２１の出力信号に基づいて、蓄電装置１の放電時または充電時の電流値Ｉを取得する。次に、コントローラ３０は、ステップＳ１０４で評価値Ｆ（Ｎ）を算出するためのなまし係数Ｋを算出処理する。なまし係数Ｋは、通電部品の温度状態に応じて設定される１以上の係数であり、通電部品の雰囲気温度が高い場合には小さい値に設定され、通電部品の雰囲気温度が低い場合には大きな値に設定される。なまし係数Ｋの算出処理については後述する。ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で取得された電流値ＩとステップＳ１０４で算出されたなまし係数Ｋに基づいて（１）式により評価値Ｆ（Ｎ）を算出する。ここで、通電部品の温度状態（温度上昇）の評価に用いられる値である評価値Ｆは、通電部品の温度に相関するように、通電部品に流れる電流値Ｉが大きいほど大きく設定される。
As shown in step S <b> 103, the
評価値Ｆ（Ｎ）＝［（Ｋ―１）×Ｆ（Ｎ―１）+（Ｉ（Ｎ−１））２］／Ｋ （１）
Evaluation value F (N) = [(K−1) × F (N−1) + (I (N−1) ) 2 ] / K (1)
（１）式において、Ｎは、図２に示すフローチャートによる繰り返し演算回数であり、評価値Ｆ（Ｎ）は前回（Ｎ−１）回目の演算で計算した評価値Ｆ（Ｎ−１）になまし係数Ｋから１を引いたもの（Ｋ−１）を掛け、それに前回の演算で検出した電流値Ｉ（Ｎ−１）の二乗（［Ｉ（Ｎ−１）］２）を加えたものをなまし係数Ｋで割ったものである。図２のフローチャートに示す演算は、時間ΔＴ毎に繰り返されるので、Ｎ回目の演算結果の評価値Ｆ（Ｎ）は、イグニッションスイッチがオンとされてからＮ×ΔＴ時間後の評価値Ｆとなる。なお、前回算出された評価値Ｆ（Ｎ−１）が存在しない場合は、所定の初期値を用いる。 In the equation (1), N is the number of repeated calculations according to the flowchart shown in FIG. 2, and the evaluation value F (N) is the evaluation value F (N−1) calculated in the previous (N−1) th calculation. Multiplying the coefficient K minus 1 (K-1) and adding the square of the current value I (N-1) detected in the previous calculation ([I (N-1) ] 2 ) Divided by the annealing factor K. Since the calculation shown in the flowchart of FIG. 2 is repeated every time ΔT, the evaluation value F (N) of the Nth calculation result becomes the evaluation value F N × ΔT time after the ignition switch is turned on. . In addition, when the evaluation value F (N−1) calculated last time does not exist, a predetermined initial value is used.
先に述べたように、なまし係数Ｋは、通電部品の温度状態に応じて設定される１以上の係数であるから、（１）式の（Ｋ−１）は常に正であり、電流値Ｉ（Ｎ−１）の二乗（［Ｉ（Ｎ−１）］２）も常に正となるから、評価値Ｆ（Ｎ）は繰り返し数が多い程、或いは、イグニッションスイッチがオンとなってからの経過時間が長い程増加していく（図３（ａ）の直線、一点鎖線のカーブ参照）。また、後で詳細に説明するように、なまし係数Ｋは、通電部品の雰囲気温度が高い場合には小さい値に設定され、通電部品の雰囲気温度が低い場合には大きな値に設定される。従って、同じ電流値Ｉの条件では、なまし係数Ｋが大きくなる通電部品の雰囲気温度が低い場合には、評価値の増加分Ｆ（Ｎ）−Ｆ（Ｎ−１）が小さくなり評価値Ｆ（Ｎ）の増加が遅くなる（図３（ａ）の一点鎖線のカーブ参照）、一方、なまし係数Ｋが小さくなる通電部品の雰囲気温度が高い場合には評価値の増加分Ｆ（Ｎ）−Ｆ（Ｎ−１）が大きくなり、評価値Ｆ（Ｎ）の増加が早くなる（図３（ａ）の直線のカーブ参照）。 As described above, since the annealing coefficient K is a coefficient of 1 or more set in accordance with the temperature state of the energized component, (K-1) in the equation (1) is always positive and the current value Since the square of I (N−1) ([I (N−1) ] 2 ) is always positive, the evaluation value F (N) increases as the number of repetitions increases or after the ignition switch is turned on. It increases as the elapsed time increases (see the straight line and the dashed line curve in FIG. 3A). Further, as will be described in detail later, the annealing coefficient K is set to a small value when the ambient temperature of the energized component is high, and is set to a large value when the ambient temperature of the energized component is low. Therefore, under the condition of the same current value I, when the ambient temperature of the energized component where the smoothing coefficient K increases, the evaluation value increase F (N) −F (N−1) decreases and the evaluation value F (N) increases slowly (see the dashed line curve in FIG. 3A). On the other hand, when the ambient temperature of the current-carrying component where the smoothing coefficient K is small is high, the evaluation value increase F (N) -F (N-1) increases and the evaluation value F (N) increases faster (see the straight curve in FIG. 3A).
図２のステップＳ１０６に示すように、コントローラ３０は、評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ２より大きいか否かを判定する。閾値Ｆｔａｇ２は、例えば通電部品の通電電流許容値に基づいて設定される。Ｆ（Ｎ）≦Ｆｔａｇ２の場合（ステップＳ１０６の判定結果がＮｏの場合）、コントローラ３０は、蓄電装置１の充電電力が許容入力電力ＳＷ＿ｉｎを超えないように充電電力を制御する。許容入力電力ＳＷ＿ｉｎは、例えば、蓄電装置１の温度Ｔｂ及び残存容量ＳＯＣに基づいて、コントローラ３０が計算する蓄電装置１に充電される電力の最大値である。
As shown in step S106 of FIG. 2, the
一方、Ｆ（Ｎ）＞Ｆｔａｇ２の場合（図２に示すステップＳ１０６の判定結果がＹｅｓの場合）は、ステップＳ１０７に示すように、コントローラ３０は、蓄電装置１の充電電力が充電電力上限値Ｗ＿ｉｎを超えないように充電電力を制限する。ここでの充電電力上限値Ｗ＿ｉｎは、許容入力電力ＳＷ＿ｉｎより小さい値に設定され、さらに、評価値Ｆ（Ｎ）の増加に対して小さくなるように設定される。例えば以下の（２）式により充電電力上限値Ｗ＿ｉｎを算出することが可能である。（２）式において、Ｋ＿ｉｎは正の係数である。
On the other hand, when F (N)> Ftag2 (when the determination result in step S106 shown in FIG. 2 is Yes), as shown in step S107, the
Ｗ＿ｉｎ＝ＳＷ＿ｉｎ＋Ｋ＿ｉｎ×（Ｆｔａｇ２−Ｆ（Ｎ）） （２） W_in = SW_in + K_in × (Ftag2−F (N)) (2)
次に、図２のステップＳ１０８に示すように、コントローラ３０は、評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ１より大きいか否かを判定する。閾値Ｆｔａｇ１は、例えば通電部品の通電電流許容値に基づいて設定される。Ｆ（Ｎ）≦Ｆｔａｇ１の場合（図２に示すステップＳ１０８の判定結果がＮｏの場合）、コントローラ３０は、蓄電装置１の放電電力が許容出力電力ＳＷ＿ｏｕｔを超えないように放電電力を制限する。ここで、許容出力電力ＳＷ＿ｏｕｔは、例えば、蓄電装置１の温度Ｔｂ及び残存容量ＳＯＣに基づいて、コントローラ３０が計算する蓄電装置１から放電される電力の最大値である。
Next, as shown in step S108 of FIG. 2, the
一方、Ｆ（Ｎ）＞Ｆｔａｇ１の場合（図２に示すステップＳ１０８の判定結果がＹｅｓの場合）は、ステップＳ１０９において、蓄電装置１の放電電力が放電電力上限値Ｗ＿ｏｕｔを超えないように放電電力を制限する。ここでの放電電力上限値Ｗ＿ｏｕｔは、許容出力電力ＳＷ＿ｏｕｔより小さい値に設定され、さらに、評価値Ｆ（Ｎ）の増加に対して小さくなるように設定される。例えば以下の（３）式により放電電力上限値Ｗ＿ｏｕｔを算出することが可能である。（３）式において、Ｋ＿ｏｕｔは正の係数である。
On the other hand, when F (N)> Ftag1 (when the determination result of step S108 shown in FIG. 2 is Yes), in step S109, the discharge power is set so that the discharge power of
Ｗ＿ｏｕｔ＝ＳＷ＿ｏｕｔ＋Ｋ＿ｏｕｔ×（Ｆｔａｇ１−Ｆ（Ｎ）） （３） W_out = SW_out + K_out × (Ftag1-F (N)) (3)
評価値Ｆ（Ｎ）と蓄電装置１の入出力制限値との関係の一例を図３（ａ）、図３（ｂ）に示す。図３（ａ）に示すように、蓄電装置１に電流が流れると時間経過に伴って、（１）式による評価値Ｆ（Ｎ）が増大する。図３（ｂ）に示すように、評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ２を超えるまでは、許容入力電力ＳＷ＿ｉｎを入力制限値として蓄電装置１の充電電力が制限される。一方、評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ２を超えると、充電電力上限値Ｗ＿ｉｎ（＜ＳＷ＿ｉｎ）を入力制限値として蓄電装置１の充電電力が制限され、評価値Ｆ（Ｎ）の増加に対して充電電力上限値Ｗ＿ｉｎが小さくなる。また、図３（ｂ）に示すように、評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ１を超えるまでは、許容出力電力ＳＷ＿ｏｕｔを出力制限値として蓄電装置１の放電電力が制限される。一方、評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ１を超えると、放電電力上限値Ｗ＿ｏｕｔ（＜ＳＷ＿ｏｕｔ）を出力制限値として蓄電装置１の放電電力が制限され、評価値Ｆ（Ｎ）の増加に対して放電電力上限値Ｗ＿ｏｕｔが小さくなる。
An example of the relationship between the evaluation value F (N) and the input / output limit value of the
次に、コントローラ３０は、図２のステップＳ１１０に示すように、イグニッションスイッチがオフとなっているかどうかを判定する。そして、イグニッションスイッチがオフとなっていない場合（図２のステップＳ１１０でＮｏと判定した場合）には、図２のステップＳ１１１に進み、演算繰り返し時間間隔である所定時間ΔＴが経過するまで待機する。そして、所定時間ΔＴが経過したら図２に示すステップＳ１１２に進み、繰り返し演算カウンタＮを１だけインクリメントして図２に示すステップＳ１０３に戻り、次の回の演算を行う。このように、演算は、所定時間ΔＴ毎に繰り返し実行される。
Next, as shown in step S110 of FIG. 2, the
次に、図４〜６を参照しながら、図２のステップＳ１０４のなまし係数Ｋの算出処理ルーチンについて説明する。 Next, the calculation processing routine for the smoothing coefficient K in step S104 in FIG. 2 will be described with reference to FIGS.
図４のステップＳ２０１に示すように、コントローラ３０は、エンジン２７の運転中であるか否かを判定する。エンジン２７の運転中である場合（図４に示すステップＳ２０１の判定結果がＹｅｓの場合）は、ステップＳ２０２に進む。一方、エンジン２７の停止中である場合（ステップＳ２０１の判定結果がＮｏの場合）は、ステップＳ２０９に進む。
As shown in step S201 of FIG. 4, the
図４のステップＳ２０２に進んだ場合、コントローラ３０は、エンジン２７の運転継続カウンタＭを１だけインクリメントさせる。次に、コントローラ３０は、図４のステップＳ２０３に示すように、エンジン２７の運転継続時間Ｔｅを計算する。図２に示すフローチャートは、所定時間ΔＴ毎に繰り返し演算されるので、エンジン２７の運転継続時間Ｔｅは、Ｔｅ＝ΔＴ×Ｍ、となる。次に、コントローラ３０は、図４のステップＳ２０４に示すように、ステップＳ２０３で計算したエンジン２７の運転継続時間Ｔｅと平均吸気量（平均吸入空気量）と平均エンジン回転数と、コントローラ３０のメモリ３４に予め記憶された、図５（ａ）〜（ｃ）に示すようなエンジン運転継続時間Ｔｅと平均吸入空気量と平均エンジン回転数に対する排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃの関係を表す特性マップを用いて、図２に示す演算の第Ｎ回目における排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）を推定する。図５の特性マップによれば、同じ平均吸入空気量及び平均エンジン回転数に対して、エンジン２７の運転継続時間Ｔｅが長くなるほど、排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）が高くなる。コントローラ３０は、図４のステップＳ２０５に示すように、図４のステップＳ２０４で計算した排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）をエンジン停止時の排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｏｆｆに格納して、図４のステップＳ２０６に進む。
When the process proceeds to step S202 in FIG. 4, the
コントローラ３０は、図４のステップＳ２０６に示すように、排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）が閾値Ｔ＿ｔａｇより大きいか否かを判定する。Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）≦Ｔ＿ｔａｇの場合（ステップＳ２０６の判定結果がＮｏの場合）は、エンジン２７や排気浄化触媒２８の近くに配置された通電部品（例えば正極ケーブルＰＬ及び負極ケーブルＮＬ）の雰囲気温度が低温環境であると判定される。その場合、コントローラ３０は、ステップＳ２０８に進み、図６に示す低温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｌｏｗ）を用いて電流値Ｉに対応するなまし係数Ｋを算出する。
The
一方、図４のステップＳ２０６でＴ＿ｃｃ（Ｎ）＞Ｔ＿ｔａｇの場合（ステップＳ２０６の判定結果がＹｅｓの場合）、コントローラ３０はエンジン２７や排気浄化触媒２８の近くに配置された通電部品（例えば正極ケーブルＰＬ及び負極ケーブルＮＬ）の雰囲気温度が高温環境であると判定し、図４のステップＳ２０７に進み、図６に示す高温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｈｉｇｈ）を用いて電流値Ｉに対応するなまし係数Ｋを算出する。高温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｈｉｇｈ）を用いて算出される電流値Ｉに対応するなまし係数Ｋは、低温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｌｏｗ）を用いて算出される電流値Ｉに対応するなまし係数Ｋよりも大きな値である。
On the other hand, if T_cc (N)> T_tag in step S206 in FIG. 4 (when the determination result in step S206 is Yes), the
図６になまし係数Ｋを計算するためのマップの一例を示す。本実施形態では、通電部品の雰囲気温度が低温環境である場合と、通電部品の雰囲気温度が高温環境である場合とで、なまし係数Ｋを算出するためのマップを異ならせている。図６に示すように、通電部品に電流Ｉｂが流れるとき、高温環境下では通電可能時間がｔｂであるが、低温環境下では通電可能時間がｔｂよりも長いｔａとなる。図６の実線で示す低温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｌｏｗ）は、低温環境に基づくなまし係数Ｋを算出するためのカーブであり、電流値Ｉとその電流値Ｉでの通電可能時間に基づいて規定されている。一方、図６の一点鎖線で示す高温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｈｉｇｈ）は、高温環境に基づくなまし係数Ｋを算出するためのカーブであり、電流値Ｉとその電流値Ｉでの通電可能時間に基づいて規定されている。低温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｌｏｗ）及び高温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｈｉｇｈ）は、電流値Ｉが大きくなるほど、通電可能時間が小さくなるように設定されている。さらに、同じ電流値Ｉに対して低温雰囲気の場合の方が高温雰囲気の場合よりも通電可能時間が大きくなるように設定されている。これら低温雰囲気温度（Ｋ＿ｌｏｗ）マップ及び高温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｈｉｇｈ）は、環境温度を変えてそれぞれ実験等によって求め、コントローラ３０のメモリ３４に予め記憶しておくことが可能である。
FIG. 6 shows an example of a map for calculating the annealing coefficient K. In the present embodiment, the maps for calculating the smoothing coefficient K are different between the case where the ambient temperature of the energized component is a low temperature environment and the case where the ambient temperature of the energized component is a high temperature environment. As shown in FIG. 6, when the current Ib flows through the energized component, the energizable time is tb in a high temperature environment, but the energizable time is ta longer than tb in a low temperature environment. The low temperature ambient temperature map (K_low) indicated by the solid line in FIG. 6 is a curve for calculating the annealing coefficient K based on the low temperature environment, and is defined based on the current value I and the energization possible time at the current value I. ing. On the other hand, the high temperature ambient temperature map (K_high) shown by the one-dot chain line in FIG. 6 is a curve for calculating the annealing coefficient K based on the high temperature environment, and is based on the current value I and the energization possible time at the current value I. It is prescribed. The low temperature ambient temperature map (K_low) and the high temperature ambient temperature map (K_high) are set such that the energizable time decreases as the current value I increases. Furthermore, for the same current value I, the energized time is set longer in the low temperature atmosphere than in the high temperature atmosphere. These low temperature ambient temperature (K_low) map and high temperature ambient temperature map (K_high) can be obtained by experiments or the like while changing the environmental temperature, and can be stored in the
また、コントローラ３０は、図４のステップＳ２０１でエンジン２７が停止中である場合（ステップＳ２０１の判定結果がＮｏの場合）は、ステップＳ２０９に進み、エンジン継続運転カウンタＭを１にリセットした後、図４のステップＳ２１０に示すように、同一トリップでのエンジン２７の運転履歴があるか否かを判定する。同一トリップでのエンジン２７の運転履歴がある場合（ステップＳ２１０の判定結果がＹｅｓの場合）は、ステップＳ２１１に進む。一方、同一トリップでのエンジン２７の運転履歴がない場合（ステップＳ２１０の判定結果がＮｏの場合）は、エンジン２７や排気浄化触媒２８の近くに配置された通電部品（例えば正極ケーブルＰＬ及び負極ケーブルＮＬ）の雰囲気温度が低温環境であると判定され、ステップＳ２０８に進む。
Further, when the
図４のステップＳ２１１に進んだ場合、コントローラ３０は、図２のフローチャートに示す演算間隔時間である所定時間ΔＴの間、エンジン２７が停止した場合の排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）を以下の（４）式を用いて推定する。（４）式において、Ｔ＿ｃｃ＿ｏｆｆは図４のステップＳ２０５で設定したエンジン２７を停止させたときの排気浄化触媒２８の温度［Ｋ］、Ｔ＿ｃｃ（Ｎ−１）は、前回の演算の際の排気浄化触媒２８の温度［Ｋ］、Ｔ＿ａｍｂは外気温度［Ｋ］、Ａは伝熱面積［ｍ２］、ｈは熱伝達率［Ｗ／（ｍ２・Ｋ・ｋｍ／ｈ）］、ｓｐｄは計算単位時間あたりの平均車速［ｋｍ／ｈ］、ΔＴは所定時間［ｓ］、ｑは排気浄化触媒２８の熱容量［Ｊ／Ｋ］である。つまり、（４）式は、前回の演算の際の排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ−１）と外気温度Ｔ＿ａｍｂの差に伝熱面積Ａ、熱伝達率ｈ、平均車速ｐｓｄ、所定時間ΔＴを掛けて所定時間ΔＴの間の触媒からの放熱量を求め、これを排気浄化触媒２８の熱容量ｑで割って、所定時間ΔＴ当たりの排気浄化触媒２８の温度低下を求め、これを、エンジン２７を停止させた際の排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ＿ｏｆｆから引くことにより、エンジン停止後ΔＴ時間後の排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）を計算するものである。なお、Ｔ＿ｃｃ＿ｏｆｆが設定されていない場合には、予め設定した初期値を用いるようにしてもよい。
When the process proceeds to step S211 in FIG. 4, the
Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）
＝Ｔ＿ｏｆｆ
−［（Ｔ＿ｃｃ（Ｎ−１）−Ｔ＿ａｍｂ）×Ａ×ｈ×ｓｐｄ×ΔＴ／ｑ］
------- （４）
T_cc (N)
= T_off
− [(T_cc (N−1) −T_amb) × A × h × spd × ΔT / q]
------- (4)
また、繰り返し演算で、エンジン２７が停止中の排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）の２回目以降の計算においては、（４）式のＴ＿ｏｆｆをＴ＿ｃｃ（Ｎ−１）とした下記の（５）式により排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）を計算する。この（５）式は、（４）式と同様の計算により所定時間ΔＴ後における前回計算した排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ−１）からの温度低下分を計算し、前回計算した排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ−１）からその温度低下分を差し引いて今回演算の排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）とするものである。
Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）
＝Ｔ＿ｃｃ（Ｎ−１）
−［（Ｔ＿ｃｃ（Ｎ−１）−Ｔ＿ａｍｂ）×Ａ×ｈ×ｓｐｄ×ΔＴ／ｑ］
------- （５）
In addition, in the second and subsequent calculations of the temperature T_cc (N) of the
T_cc (N)
= T_cc (N-1)
− [(T_cc (N−1) −T_amb) × A × h × spd × ΔT / q]
------- (5)
コントローラ３０は、図４のステップＳ２１１で排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）を計算したら、図４のステップＳ２１２に進み、ハイブリッド車両の走行モードがＣＤモード中であるか否かを判定する。ＣＤモード中である場合（図４のステップＳ２１２の判定結果がＹｅｓの場合）は、図４のステップＳ２０６に進み、排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）が閾値Ｔ＿ｔａｇを超えるかどうかを判定し、閾値Ｔ＿ｔａｇを超える場合には、図４に示すステップＳ２０７に進み高温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｈｉｇｈ）を用いてなまし係数Ｋを計算し、排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）が閾値未満の場合には、図４のステップＳ２０８に進み、低温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｈｉｇｈ）を用いてなまし係数Ｋを計算する。
After calculating the temperature T_cc (N) of the
また、コントローラ３０は、図４のステップＳ２１２において、ハイブリッド車両の走行モードがＣＤモード中でない場合には（図４のステップＳ２１２の判定結果がＮｏの場合）、走行モードはＣＳモードであると判定し、コントローラ３０は、図４のステップＳ２１３に示すように、排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）をＴ＿ｃｃ＿ｈｏｔに設定する。ここでのＴ＿ｃｃ＿ｈｏｔは、閾値Ｔ＿ｔａｇより大きい値に設定され、図４に示すステップＳ２０６に進む。
Further, in step S212 in FIG. 4, the
図４のステップＳ２１３で設定されたＴ＿ｃｃ＿ｈｏｔは、閾値Ｔ＿ｔａｇより大きい値であるため、コントローラ３０は、図４のステップＳ２１２でＣＤモード中ではない（ＣＳモード中）と判定した場合に、図４のステップＳ２０６の判定においては必ず、Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）＞Ｔ＿ｔａｇと判定して図４のステップＳ２０７に進み、高温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｈｉｇｈ）を用いて電流値Ｉに対応するなまし係数Ｋを算出する。これは、ＣＳモードでは、エンジン２７の運転頻度が高いため、排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）が閾値Ｔ＿ｔａｇより高くなる場合が多いため、デフォルト設定として高温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｈｉｇｈ）を用いて電流値Ｉに対応するなまし係数Ｋを算出するようにしたためである。
Since T_cc_hot set in step S213 in FIG. 4 is larger than the threshold value T_tag, the
以上説明したように、コントローラ３０は、その演算回数Ｎにおける排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）を推定し、Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）≦Ｔ＿ｔａｇの場合（ステップＳ２０６の判定結果がＮｏの場合）は、エンジン２７や排気浄化触媒２８の近くに配置された通電部品（例えば正極ケーブルＰＬ及び負極ケーブルＮＬ）の雰囲気温度が低温環境であると判定して低温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｌｏｗ）を用いて電流値Ｉに対応するなまし係数Ｋを算出し、Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）＞Ｔ＿ｔａｇの場合（ステップ２０６の判定結果がＹｅｓの場合）は、エンジン２７や排気浄化触媒２８の近くに配置された通電部品（例えば正極ケーブルＰＬ及び負極ケーブルＮＬ）の雰囲気温度が高温環境であると判定して高温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｈｉｇｈ）を用いて電流値Ｉに対応するなまし係数Ｋを算出する。また、コントローラ３０は、ハイブリッド車両がＣＤモード中でない場合（ＣＳモード中）と判定した場合は、排気浄化触媒２８の温度Ｔ＿ｃｃ（Ｎ）をＴ＿ｃｃ＿ｈｏｔ（＞Ｔ＿ｔａｇ）と設定し、高温雰囲気温度マップ（Ｋ＿ｈｉｇｈ）を用いて電流値Ｉに対応するなまし係数Ｋを算出する。
As described above, the
以上説明した本実施形態によれば、エンジン２７の運転頻度を考慮して評価値Ｆ（Ｎ）を算出することで、通電部品に流れる電流値Ｉだけでなく、エンジン２７の運転時の発熱による通電部品周囲の雰囲気温度の影響も考慮して評価値Ｆ（Ｎ）を算出することができる。また、エンジン２７の運転頻度が低く、通電部品周囲の雰囲気温度が高くなりにくいＣＤモードでは、評価値Ｆ（Ｎ）の上昇率が低くなることで、蓄電装置１の入出力制限値を減少させるタイミングを遅らせることができる。したがって、ＣＤモードにおいて、蓄電装置１の電力を過剰に制限することなくモータジェネレータＭＧ２の動力によりＥＶ（Electric Vehicle）走行を行うことができ、その結果、エンジン２７の運転頻度を更に減らすことができる。一方、エンジン２７の運転頻度が高く、通電部品周囲の雰囲気温度が高くなりやすいＣＳモードでは、評価値Ｆ（Ｎ）の上昇率が高くなる。そのため、蓄電装置１の入出力制限値を減少させるタイミングを早めることができ、通電部品の過熱を早期に防止して車両の走行を行うことができる。このように、本実施形態のコントローラ３０は、通電部品周囲の雰囲気温度の影響と通電部品に流れる電流値とを考慮して通電部品の過熱保護を適切に行うことができる。
According to the present embodiment described above, the evaluation value F (N) is calculated in consideration of the operation frequency of the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.
１ 蓄電装置、１０ 単電池、２１ 電流センサ、２２ 温度センサ、２４ インバータ、２５ 駆動輪、２６ 動力分割機構、２７ エンジン、２８ 排気浄化触媒、３０ コントローラ、３２ ＣＰＵ、３４ メモリ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＮＬ 負極ライン（負極ケーブル）、ＰＬ 正極ライン（正極ケーブル）、Ｒ 電流制限抵抗、ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐ システムメインリレー、ＴＭ トランスミッション。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
ハイブリッド車両は、車両駆動力を発生させるエンジンと、充放電可能な蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受けて車両駆動力を発生する電動機と、蓄電装置に電気的に接続される通電部品とを含み、電動機およびエンジンを用いたハイブリッド走行よりも電動機のみを用いた電動走行を優先させて蓄電装置の残存容量を維持することなく走行するＣＤモードで走行可能であり、
制御装置は、
蓄電装置の電流値に基づいて、通電部品の温度状態に関わる評価値であって通電部品に流れる電流値が大きいほど大きくなる評価値を算出し、算出した評価値の増加に対して、蓄電装置の充電電力または放電電力の上限値を制限し、
評価値を算出する際に、
エンジンが駆動されている場合には、エンジンの作動状態と作動期間とに基づいて通電部品の雰囲気温度を推定し、
その後、エンジンが間欠停止した場合で、且つ、ＣＤモードで走行している場合には、エンジン停止の際の通電部品の雰囲気温度とエンジンの停止期間とに基づいて通電部品の雰囲気温度を推定し、
推定した雰囲気温度が所定の閾値よりも低い場合には、推定した雰囲気温度が所定の閾値よりも高い場合よりも評価値を小さくする制御装置。 A control device for a hybrid vehicle,
The hybrid vehicle includes an engine that generates a vehicle driving force, a chargeable / dischargeable power storage device, an electric motor that generates a vehicle driving force when power is supplied from the power storage device, and a current-carrying component that is electrically connected to the power storage device. And can run in a CD mode that runs without maintaining the remaining capacity of the power storage device by giving priority to electric running using only an electric motor over hybrid running using an electric motor and an engine.
The control device
Based on the current value of the power storage device, an evaluation value related to the temperature state of the current-carrying component is calculated, and the evaluation value increases as the current value flowing through the current-carrying component increases. Limit the charge or discharge power upper limit of
When calculating the evaluation value,
When the engine is driven, the ambient temperature of the energized parts is estimated based on the operating state and operating period of the engine,
Thereafter, when the engine is intermittently stopped and the vehicle is traveling in the CD mode, the ambient temperature of the energized component is estimated based on the ambient temperature of the energized component when the engine is stopped and the engine stop period. ,
A control device that lowers the evaluation value when the estimated ambient temperature is lower than a predetermined threshold value than when the estimated atmospheric temperature is higher than the predetermined threshold value.
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