JP6493252B2 - Hybrid car - Google Patents
Hybrid car Download PDFInfo
- Publication number
- JP6493252B2 JP6493252B2 JP2016041933A JP2016041933A JP6493252B2 JP 6493252 B2 JP6493252 B2 JP 6493252B2 JP 2016041933 A JP2016041933 A JP 2016041933A JP 2016041933 A JP2016041933 A JP 2016041933A JP 6493252 B2 JP6493252 B2 JP 6493252B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- battery
- engine
- charging
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリを備えるハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly, to a hybrid vehicle including a battery configured as a lithium ion secondary battery.
従来、この種のハイブリッド自動車として、エンジンと、モータと、バッテリと、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。エンジンおよびモータは、走行用の動力を出力している。バッテリは、リチウムイオン二次電池として構成され、モータと電力をやりとりしている。このハイブリッド自動車では、アクセルオフされた場合に、バッテリが所定温度未満であるときには、モータの回生制御を禁止して、バッテリの充電を禁止している。 Conventionally, as this type of hybrid vehicle, a vehicle including an engine, a motor, and a battery has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The engine and the motor output driving power. The battery is configured as a lithium ion secondary battery, and exchanges electric power with the motor. In this hybrid vehicle, when the accelerator is turned off, if the battery is below a predetermined temperature, the regenerative control of the motor is prohibited, and charging of the battery is prohibited.
ところで、エンジンと、第1モータと、エンジンと第1モータと車軸に連結された駆動軸とに3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、駆動軸に接続された第2モータと、リチウムイオン二次電池として構成され第1モータおよび第2モータと電力をやりとりするバッテリと、を備えるハイブリッド自動車では、アクセル開度や車速などに基づく走行用パワーと充電要求パワーとの和のパワーをエンジンから出力し、許容充電電力の範囲内の電力でバッテリを充電しながら走行用パワーで走行するようエンジンと第1,第2モータとを制御している。この自動車では、走行用パワーが小さいときに、エンジンをより高効率で運転するために、充電要求パワーを大きくしてエンジンから出力されるパワーを大きくし、許容充電電力範囲内でバッテリをより大きな電力で充電する場合がある。リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリでは、比較的大きな電流で充電されたり、継続して充電されると、負極に金属リチウムが析出して劣化が進んでしまう。こうした劣化を抑制するために、バッテリの充電電流や充電の継続時間に応じて許容充電電力を低下させてバッテリの充電を抑制している。許容充電電力が低下すると、次に許容充電電力がある程度大きくなるまで、第2モータによる回生制御が制限されたり禁止されたりして、エネルギ効率が低下してしまう場合がある。 By the way, an engine, a first motor, a planetary gear having three rotating elements connected to a drive shaft coupled to the engine, the first motor, and an axle, a second motor connected to the drive shaft, and a lithium ion battery In a hybrid vehicle comprising a battery configured as a secondary battery and exchanging electric power with the first motor and the second motor, the sum of the driving power based on the accelerator opening, the vehicle speed, etc. and the required charging power is output from the engine. Then, the engine and the first and second motors are controlled so as to travel with the traveling power while charging the battery with the power within the allowable charging power range. In this automobile, when the driving power is small, in order to drive the engine with higher efficiency, the charging request power is increased to increase the power output from the engine, and the battery is increased within the allowable charging power range. May be charged with electricity. In a battery configured as a lithium ion secondary battery, when charged with a relatively large current or continuously charged, metallic lithium is deposited on the negative electrode and the deterioration proceeds. In order to suppress such deterioration, the charging of the battery is suppressed by reducing the allowable charging power according to the charging current of the battery and the duration of the charging. When the allowable charging power decreases, the regenerative control by the second motor may be restricted or prohibited until the allowable charging power increases to some extent, and energy efficiency may decrease.
本発明のハイブリッド自動車は、エネルギ効率の低下を抑制することを主目的とする。 The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to suppress a decrease in energy efficiency.
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
第1モータと、
前記エンジンと前記第1モータと車軸に連結された駆動軸とに3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に接続された第2モータと、
リチウムイオン二次電池として構成され、前記第1モータおよび前記第2モータと電力をやりとりするバッテリと、
前記エンジンを効率良く運転するための前記バッテリの充電要求がなされたときには、走行に要求される走行用パワーと、前記バッテリの蓄電割合を目標範囲内にするための目標充電パワーに補正量を加えた充電要求パワーと、の和のパワーを前記エンジンから出力し、少なくとも前記バッテリの蓄電割合に基づいて設定される許容充電ベース電力を前記バッテリの充電履歴に基づいて設定される電力制限で制限した許容充電電力の範囲内の電力で前記バッテリを充電しながら、前記走行用パワーにより走行するように前記エンジンと前記第1モータと前記第2モータとを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、
前記充電要求がなされた場合において、前記許容充電ベース電力が所定値より小さいときには、
前記電力制限に基づいて充電要求制限値を設定し、
前記走行用パワーと、前記充電要求パワーを前記充電要求制限値で制限したパワーと、の和のパワーが出力されるように前記エンジンを制御する、
ことを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
Engine,
A first motor;
A planetary gear having three rotating elements connected to the engine, the first motor, and a drive shaft connected to an axle;
A second motor connected to the drive shaft;
A battery configured as a lithium ion secondary battery, and exchanging power with the first motor and the second motor;
When a request for charging the battery for operating the engine efficiently is made, a correction amount is added to the driving power required for driving and the target charging power for setting the storage ratio of the battery within the target range. Output power from the engine, and the allowable charge base power set based on at least the storage ratio of the battery is limited by the power limit set based on the charge history of the battery. Control means for controlling the engine, the first motor, and the second motor so as to run with the running power while charging the battery with power within a range of allowable charging power;
A hybrid vehicle comprising:
The control means includes
When the charge request is made and the allowable charge base power is smaller than a predetermined value,
Set a charge request limit value based on the power limit,
Controlling the engine so that the sum of the driving power and the power required for charging with the charge request limit value is output.
This is the gist.
この本発明のハイブリッド自動車では、エンジンを効率良く運転するためのバッテリの充電要求がなされたときには、走行に要求される走行用パワーと、バッテリの蓄電割合を目標範囲内にするための目標充電パワーに補正量を加えた充電要求パワーと、の和のパワーをエンジンから出力し、少なくともバッテリの蓄電割合に基づいて設定される許容充電ベース電力をバッテリの充電履歴に基づいて設定される電力制限で制限した許容充電電力の範囲内の電力でバッテリを充電しながら、走行用パワーにより走行するようにエンジンと第1モータと第2モータとを制御する。そして、充電要求がなされた場合において、許容充電ベース電力が所定値より小さいときには、電力制限に基づいて充電要求制限値を設定し、走行用パワーと、充電要求パワーを充電要求制限値で制限したパワーと、の和のパワーが出力されるようにエンジンを制御する。これにより、バッテリの充電が抑制されるから、バッテリの蓄電割合の増加が抑制される。そのため、その後の走行で、バッテリの蓄電割合が比較的早期に小さくなり、バッテリの充電電流や充電の継続時間に応じた許容充電電力の低下を抑制することができ、早期に大きな回生電力でバッテリを充電することが可能となる。この結果、エネルギ効率の低下を抑制することができる。 In the hybrid vehicle according to the present invention, when a battery charging request for efficiently operating the engine is made, the driving power required for driving and the target charging power for keeping the battery charge ratio within the target range The power required by adding the correction amount to the output power is output from the engine, and the allowable charge base power set based on at least the battery charge ratio is set to the power limit set based on the battery charge history. The engine, the first motor, and the second motor are controlled so as to travel with the traveling power while charging the battery with the power within the range of the limited allowable charging power. When the charge request is made and the allowable charge base power is smaller than the predetermined value, the charge request limit value is set based on the power limit, and the driving power and the charge request power are limited by the charge request limit value. The engine is controlled so that the sum of the power and the power is output. Thereby, since charge of a battery is suppressed, the increase in the electrical storage ratio of a battery is suppressed. Therefore, the battery charge ratio of the battery becomes relatively early in the subsequent travel, and the decrease in the allowable charging power according to the charging current and charging duration of the battery can be suppressed. Can be charged. As a result, a decrease in energy efficiency can be suppressed.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図1に示すように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、バッテリ50と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24によって運転制御されている。
The
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。 Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes, in addition to the CPU, a ROM that stores a processing program, a RAM that temporarily stores data, an input / output port, and a communication port. .
エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24から出力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動制御信号
・燃料噴射弁への駆動制御信号
・イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの駆動制御信号
Various control signals for controlling the operation of the
・ Drive control signal to throttle motor to adjust throttle valve position ・ Drive control signal to fuel injection valve ・ Drive control signal to ignition coil integrated with igniter
エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、HVECU70からの制御信号によってエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをHVECU70に出力する。エンジンECU24は、クランクポジションセンサからのクランク角θcrに基づいて、クランクシャフト26の角速度および回転数、即ち、回転数Neを演算している。
The engine ECU 24 is connected to the HVECU 70 via a communication port, controls the operation of the
プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36が接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、ダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
The
モータMG1は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸36に接続されている。インバータ41,42は、モータMG1,MG2を駆動するのに用いられる。
The motor MG1 is configured as, for example, a synchronous generator motor, and the rotor is connected to the sun gear of the
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。 Although not shown, the motor ECU 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. .
モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータECU40に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2
・モータMG1,MG2の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流
Signals from various sensors necessary for driving and controlling the motors MG1, MG2 are input to the motor ECU 40 via the input port. Examples of signals input to the motor ECU 40 include the following.
Rotational positions θm1, θm2 from rotational
-Phase current from current sensor that detects current flowing in each phase of motor MG1, MG2.
モータECU40からは、インバータ41,42の図示しない複数のトランジスタへのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
From the
モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、HVECU70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の駆動状態に関するデータをHVECU70に出力する。モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいて、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。
The
バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン54に接続されている。このバッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。
The
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。
Although not shown, the
バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリECU52に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・バッテリ50の端子間に取り付けられた電圧センサ51aからの電池電圧Vb
・バッテリ50の出力端子に取り付けられた電流センサ51bからの電池電流Ib(バッテリ50から放電するときが正の値)
・バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tb
Signals from various sensors necessary for managing the
The battery voltage Vb from the voltage sensor 51a attached between the terminals of the
Battery current Ib from the
The battery temperature Tb from the
バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータをHVECU70に出力する。バッテリECU52は、電流センサ51bからの電池電流Ibの積算値に基づいて蓄電割合SOCを演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ50の全容量に対するバッテリ50から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリECU52は、演算した蓄電割合SOCと、温度センサ51cからの電池温度Tbと、に基づいて許容充電電力Winのベース値である許容充電ベース電力Winbと許容放電電力Woutとを演算している。許容充電ベース電力Winbは、値0以下の範囲内で設定され、電池温度Tbが低いときに高いときよりも大きくなり(充電側の値として小さくなり)且つ蓄電割合SOCが大きいときに小さいときよりも大きくなる(充電側の値として小さくなる)ように、具体的には、電池温度Tbが低いほど大きくなり且つ蓄電割合SOCが大きいほど大きくなるよう(充電側の値としては小さくなるように)に設定される。許容放電電力Woutは、バッテリ50から放電してもよい許容放電電力である。この許容放電電力Woutは、値0以上の範囲内で設定され、電池温度Tbが低いときに高いときよりも小さくなり且つ蓄電割合SOCが小さいときに大きいときよりも小さくなるように、具体的には、電池温度Tbが低いほど小さくなり且つ蓄電割合SOCが小さいほど小さくなるように設定される。これらは、二次電池としてのバッテリ50の温度特性,蓄電割合特性に基づいてバッテリ50を保護するためのものである。
The
バッテリECU52は、電流センサ51bからの電池電流Ibの履歴やバッテリ50の充電が継続している時間に基づいて、電力制限Iwinを演算している。電力制限Iwinは、バッテリ50の充電が継続している時間が長いほど、電池電流Ibの充電電流としての値が大きいほど、小さく設定される。バッテリ50は、負極の電位がLi(リチウム)金属基準電位の0Vを下回ると、負極の表面に金属Li(リチウム)が析出する。負極の電位は、電池電流Ibが充電電流として大きくなったりバッテリ50の充電が継続している時間が長くなったりしてバッテリ50の蓄電割合SOCが大きくなるほどLi(リチウム)金属基準電位の0Vに近づくことから、電池電流Ibが充電電流として大きいほど、バッテリ50の充電が継続している時間が長いほど、負極に金属Li(リチウム)が析出しやすくなる。電力制限Iwinは、こうした金属Li(リチウム)の析出が抑制されるように、比較的大きい充電電流で充電されたり、比較的長い時間継続して充電された段階でバッテリ50の充電が制限されるように、バッテリ温度Tbおよび残容量SOCに基づく許容充電ベース電力Winbの値を制限するためのものである。バッテリECU52は、次式(1)に従って所定時間毎に電力制限Iwinを算出する。そして、バッテリECU52は、次式(2)に従って、許容充電ベース電力Winbと電力制限Iwinとのうちの大きいほうと、予め定められた値0に比較的近い負の値または値0である限界値Winrefとのうちの小さいほうを許容充電電力Winとして設定する。上記式(1)中の右辺第1項は、前回算出された電力制限Iwinであり、初期値として予め定められた絶対値が比較的大きい負の値が用いられる。また、式(1)中の右辺第2項は、電流センサにより検出される電池電流Ibに予め定められた係数k1を乗じて得られるものである。更に、式(1)中の右辺第3項は、電流センサにより検出される電池電流Ibと、バッテリ50を長時間継続して充電してもバッテリ50の劣化を生じさせない負の値として予め定められた基準電流値Ibref(負の値)との差に、係数k2を乗じて得られるものである。したがって、電力制限Iwinは、バッテリ50が大電流で充電されるほど(電池電流Ibが負側に大きくなるほど)正側に大きくなる(絶対値が小さくなる)と共にバッテリ50の充電が長時間継続されるほど正側に大きくなる。
The
Iwin=前回Iwin-k1・Ib-k2・(Ib-Ibref) …(1)
Win=min(Winref,max(Winb,Iwin)) …(2)
Iwin = previous Iwin-k1, Ib-k2, (Ib-Ibref) (1)
Win = min (Winref, max (Winb, Iwin)) (2)
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。
Although not shown, the
HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。HVECU70に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号
・シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP
・アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc
・ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP
・車速センサ88からの車速V
Signals from various sensors are input to the
-Ignition signal from the ignition switch 80-Shift position SP from the
Accelerator opening degree Acc from the accelerator
-Brake pedal position BP from brake
・ Vehicle speed V from
HVECU70は、上述したように、エンジンECU24,モータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24,モータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
As described above, the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、ハイブリッド走行モード(HV走行モード),電動走行モード(EV走行モード)などの走行モードによって走行する。HV走行モードは、エンジン22の運転とモータMG1,MG2の駆動とを伴って走行する走行モードである。EV走行モードは、エンジン22を運転停止すると共にモータMG2を駆動して走行する走行モードである。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22を効率良く運転するためにエンジン22から出力するパワーを大きくしてバッテリ50を充電する充電要求がなされる場合がある。こうした充電要求がなされる場合としては、エンジン22が負荷運転されており、且つ、アクセルペダルが踏み込まれており、且つ、エンジン22の浄化触媒を暖機するためのエンジン22の暖機運転が実行中ではない場合や、エンジン22を暖機運転する場合、車両が停止している状態でバッテリ50の蓄電割合SOCが低下しているときにバッテリ50を充電するためにエンジン22を運転する場合などがある。こうした充電要求がなされたときには、HVECU70は、以下の処理を実行する。
In the
HVECU70は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ88からの車速Vとに基づいて、走行に要求される(駆動軸36に出力すべき)要求トルクTr*を設定する。
First, the
続いて、要求トルクTr*に駆動軸36の回転数Npを乗じて、走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算する。ここで、駆動軸36の回転数Npとしては、モータMG2の回転数Nm2,車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数などを用いることができる。車両が停止している場合には、走行用パワーPdrv*に値0が設定される。
Subsequently, the required power Trd * is calculated by multiplying the required torque Tr * by the rotational speed Np of the
そして、走行用パワーPdrv*から、目標充電パワーPbtagに補正量ΔPb(充電側が負の値)を加えた充電要求パワーPb*(負の値)を減じて(走行用パワーPdrv*に充電要求パワーPb*の絶対値を加えて)、車両に要求される要求パワーPe*を計算する。目標充電パワーPbtagは、バッテリ50の蓄電割合SOCを予め定めれた制御中心割合Srefを中心とした所定範囲内に保たれるようにバッテリ50を充電するためにエンジン22から出力すべきパワーであり、負の値に設定されている。
Then, the required charging power Pb * (negative value) obtained by adding the correction amount ΔPb (negative value on the charging side) to the target charging power Pbtag is subtracted from the traveling power Pdrv * (the charging required power is reduced to the traveling power Pdrv *). By adding the absolute value of Pb *), the required power Pe * required for the vehicle is calculated. The target charging power Pbtag is the power to be output from the
次に、バッテリ50の許容充電ベース電力Winb(負の値)と電力制限Iwin(負の値)とのうち大きいほうの電力(充電側の値としては小さいほうの電力)を許容充電電力Winに設定し(許容充電ベース電力Winbを電力制限Iwinで制限したパワーを許容充電電力Winに設定し)、要求パワーPe*がエンジン22から出力されると共に許容充電電力Winの範囲内でバッテリ50を充電しながら要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようにエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定する。続いて、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECU24に送信すると共に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。エンジンECU24は、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*を受信すると、受信した目標回転数Ne*および目標トルクTe*に基づいてエンジン22が運転されるように、吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行なう。モータECU40は、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信すると、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようにインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
Next, of the allowable charging base power Winb (negative value) and the power limit Iwin (negative value) of the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、エンジン22を効率良く運転するための充電要求がなされてバッテリ50を充電する際の動作について説明する。図2は、実施例のハイブリッド自動車20によって実行される充放電要求パワー設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン22を効率良く運転するためにエンジン22から出力するパワーを大きくしてバッテリ50を充電する充電要求がなされたときに、所定時間毎(例えば、数msec毎)に実行される。
Next, the operation of the
本ルーチンが実行されると、HVECU70は、充放電要求パワーPb*やバッテリ50の蓄電割合SOC,許容充電ベース電力Winb,電力制限Iwinを入力する処理を実行する(ステップS100)。充放電要求パワーPb*は、上述したように設定したものを入力している。蓄電割合SOC,許容充電ベース電力Winb,電力制限Iwinは、バッテリECU52により演算されたものを通信により入力している。
When this routine is executed, the
続いて、許容充電ベース電力Winbの絶対値が所定値Winrefの絶対値未満であるか否かを判定する(ステップS110)。所定値Winrefは、モータMG2による回生電力でバッテリ50の充電することを許可できる程度にバッテリ50に充電に対する余裕があるか否かを判定するための閾値であり、例えば、−4kW,−5kW,−6kWなどに設定されている。
Subsequently, it is determined whether or not the absolute value of the allowable charging base power Winb is less than the absolute value of the predetermined value Winref (step S110). The predetermined value Winref is a threshold value for determining whether or not the
許容充電ベース電力Winbの絶対値が所定値Winrefの絶対値以上であるときには、バッテリ50に充電に対する余裕が十分にあると判断して、充電要求制限値Lpbに参照値Lpbrefを設定し(ステップS120)、ステップS100で入力した充電要求パワーPb*を充電要求制限値Lpbで制限した値を充放電要求パワーPb*に再設定して(ステップS140)、本ルーチンを終了する。参照値Lpbrefは、ステップS140の処理で、充電要求パワーPb*を制限することがない程度に小さな値(絶対値としては大きな値)に設定されている。したがって、ステップS140の処理は、充電要求パワーPb*をそのまま充電要求パワーPb*に再設定する処理となっている。こうして充放電要求パワーPb*を再設定したら、上述したように、走行用パワーPdrv*から充電要求パワーPb*(負の値)を減じて、要求パワーPe*を計算し、許容充電ベース電力Winb(負の値)と電力制限Iwin(負の値)とのうち大きいほうの電力(充電側の値としては小さいほうの値)を許容充電電力Winに設定し、要求パワーPe*がエンジン22から出力されると共に許容充電電力Winの範囲内でバッテリ50を充電しながら要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようにエンジン22とモータMG1,MG2とを制御する。こうした処理により、エンジン22から要求パワーPe*として走行用パワーPdrv*から目標充電パワーPbtagを減じたパワーを出力するものと比較すると、エンジン22の負荷を大きくしてエンジン22をより効率良く運転しながらバッテリ50を充電している。
When the absolute value of the allowable charging base power Winb is equal to or larger than the absolute value of the predetermined value Winref, it is determined that the
許容充電ベース電力Winbの絶対値が所定値Winrefの絶対値未満であるときには、バッテリ50に充電に対する余裕がないと判断して、電力制限Iwinに基づいて充電要求制限値Lpbを設定し(ステップS130)、充電要求パワーPb*を充電要求制限値Lpbで制限した値を充放電要求パワーPb*に再設定して(ステップS140)、本ルーチンを終了する。ステップS130の処理では、電力制限Iwinと充電要求制限値Lpbとの関係を予め制限値設定用マップとして、HVECU70の図示しないROMに記憶し、電力制限Iwinが与えられると制限値設定用マップから対応する充電要求制限値Lpbを導出して設定する。図3は、制限値設定用マップの一例を示す説明図である。充電要求制限値Lpbは、図示するように、電力制限Iwinが大きくなると(充電側の値としては小さくなると)ステップ状に変化して大きくなるように(充電側の値としては小さくなるように)設定される。このように設定された充電要求制限値Lpbを用いて充放電要求パワーPb*を設定することにより、バッテリ50が比較的大きな電流で充電されたり、長時間継続して充電されたりするほど、充電要求パワーPb*は大きく(充電側の値としては小さく)設定される。これにより、バッテリ50の充電電流や充電の継続時間に応じた許容充電電力Winの低下を抑制できる。したがって、許容充電電力Winが大きくなるから、早期に大きな回生電力でバッテリ50を充電することが可能となる。この結果、エネルギ効率の低下を抑制することができる。
When the absolute value of the allowable charging base power Winb is less than the absolute value of the predetermined value Winref, it is determined that the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、充電要求がなされた場合において、許容充電ベース電力Winbの絶対値が所定値Winbrefの絶対値未満であるときには、電力制限Iwinに基づいて充電要求制限値Lpbを設定し、走行用パワーPdrv*と、充電要求パワーPb*を充電要求制限値Lpbで制限したパワーと、の和のパワーが出力されるようにエンジン22を制御することにより、エネルギ効率の低下を抑制することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、ステップS130の処理で、充電要求制限値Pbを、電力制限Iwinが大きくなると(充電側の値としては小さくなると)ステップ状に変化して大きくなるように(充電側の値としては小さくなるように)設定している。充電要求制限値Pbは、電力制限Iwinが大きくなると(充電側の値としては小さくなると)大きくなる傾向に(充電側の値としては小さくなる傾向に)設定すればよいから、電力制限Iwinが大きくなると(充電側の値としては小さくなると)所定のレートで大きくなるように(充電側の値としては小さくなるように)設定してもよい。
In the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG1が「第1モータ」に相当し、プラネタリギヤ30が「プラネタリギヤ」に相当し、モータMG2が「第2モータ」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当し、エンジンECU24とモータECU40とバッテリECU52とHVECU70とが「制御手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. In other words, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problem. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、82 シフトポジションセンサ、84 アクセルペダルポジションセンサ、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、MG1,MG2 モータ。 20 hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 37 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 40 electronic control unit for motor (motor) ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 battery, 51a Voltage sensor, 51b Current sensor, 51c Temperature sensor, 52 Battery electronic control unit (battery ECU), 54 Power line, 70 Hybrid electronics Control unit (HVECU), 80 ignition switch, 82 shift position sensor, 84 accelerator pedal position sensor, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, MG1 MG2 motor.
Claims (1)
第1モータと、
前記エンジンと前記第1モータと車軸に連結された駆動軸とに3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に接続された第2モータと、
リチウムイオン二次電池として構成され、前記第1モータおよび前記第2モータと電力をやりとりするバッテリと、
前記エンジンを効率良く運転するための前記バッテリの充電要求がなされたときには、走行に要求される走行用パワーと、前記バッテリの蓄電割合を目標範囲内にするための目標充電パワーに補正量を加えた充電要求パワーと、の和のパワーを前記エンジンから出力し、少なくとも前記バッテリの蓄電割合に基づいて設定される許容充電ベース電力を前記バッテリの充電履歴に基づいて設定される電力制限で制限した許容充電電力の範囲内の電力で前記バッテリを充電しながら、前記走行用パワーにより走行するように前記エンジンと前記第1モータと前記第2モータとを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、
前記充電要求がなされた場合において、前記許容充電ベース電力が所定値より小さいときには、
前記電力制限に基づいて充電要求制限値を設定し、
前記走行用パワーと、前記充電要求パワーを前記充電要求制限値で制限したパワーと、の和のパワーが出力されるように前記エンジンを制御する、
ハイブリッド自動車。 Engine,
A first motor;
A planetary gear having three rotating elements connected to the engine, the first motor, and a drive shaft connected to an axle;
A second motor connected to the drive shaft;
A battery configured as a lithium ion secondary battery, and exchanging power with the first motor and the second motor;
When a request for charging the battery for operating the engine efficiently is made, a correction amount is added to the driving power required for driving and the target charging power for setting the storage ratio of the battery within the target range. Output power from the engine, and the allowable charge base power set based on at least the storage ratio of the battery is limited by the power limit set based on the charge history of the battery. Control means for controlling the engine, the first motor, and the second motor so as to run with the running power while charging the battery with power within a range of allowable charging power;
A hybrid vehicle comprising:
The control means includes
When the charge request is made and the allowable charge base power is smaller than a predetermined value,
Set a charge request limit value based on the power limit,
Controlling the engine so that the sum of the driving power and the power required for charging with the charge request limit value is output.
Hybrid car.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016041933A JP6493252B2 (en) | 2016-03-04 | 2016-03-04 | Hybrid car |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016041933A JP6493252B2 (en) | 2016-03-04 | 2016-03-04 | Hybrid car |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017154688A JP2017154688A (en) | 2017-09-07 |
JP6493252B2 true JP6493252B2 (en) | 2019-04-03 |
Family
ID=59807954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016041933A Active JP6493252B2 (en) | 2016-03-04 | 2016-03-04 | Hybrid car |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6493252B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5310487B2 (en) * | 2009-11-03 | 2013-10-09 | トヨタ自動車株式会社 | vehicle |
JP2011240757A (en) * | 2010-05-17 | 2011-12-01 | Toyota Motor Corp | Hybrid vehicle |
JP5810879B2 (en) * | 2011-12-13 | 2015-11-11 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid car |
JP2014201245A (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle |
-
2016
- 2016-03-04 JP JP2016041933A patent/JP6493252B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017154688A (en) | 2017-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6380304B2 (en) | Hybrid car | |
JP6332172B2 (en) | Hybrid car | |
JP6439722B2 (en) | Hybrid car | |
JP6350208B2 (en) | Automobile | |
JP2019156007A (en) | Control device for hybrid vehicle | |
JP6354713B2 (en) | Hybrid car | |
JP2019108060A (en) | Hybrid vehicle | |
JP6176226B2 (en) | Hybrid car | |
JP6332173B2 (en) | Hybrid car | |
JP5556586B2 (en) | Hybrid car | |
JP2016132263A (en) | Hybrid automobile | |
JP5672054B2 (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
JP2019131027A (en) | Hybrid vehicle | |
JP6036546B2 (en) | Hybrid car | |
JP6493252B2 (en) | Hybrid car | |
JP6791070B2 (en) | Hybrid car | |
JP2017128212A (en) | Hybrid vehicle | |
JP2017178013A (en) | Hybrid automobile | |
JP2016083988A (en) | Hybrid vehicle | |
JP2016060321A (en) | Hybrid automobile | |
JP2019155940A (en) | Hybrid automobile | |
JP6747375B2 (en) | Hybrid car | |
JP2011152819A (en) | Hybrid vehicle | |
JP2016144973A (en) | Hybrid vehicle | |
JP6769147B2 (en) | Hybrid car |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180420 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181225 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190205 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190218 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6493252 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |