JP2004104937A

JP2004104937A - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP2004104937A
Application number: JP2002265546A
Authority: JP
Inventors: Yoshiji Ishikura; 石倉　誉士; Koichiro Ozawa; 小沢　浩一郎; Masashi Sawa; 澤　正士; Kazuhiko Yagi; 八木　一彦
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】運転者に与える加速感の低下を抑えつつ、バッテリの発熱を抑えることができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】車両の推進力を出力するエンジンと、このエンジンの出力を補助するモータと、モータへ電力を供給するバッテリとを備えたハイブリッド車両の制御装置において、加速要求があった場合にバッテリ温度Ｔｂａｔｔに応じてバッテリからモータに供給される電力のアシスト時間の最大値Ｔｍａｘを制御する出力制限手段（ステップＳ１０）を設けたことを特徴とする。
【選択図】　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、加速感の低下による違和感を軽減しつつ、蓄電装置の発熱を抑えることできるハイブリッド車両の制御装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電気自動車において、走行用のバッテリの温度がある程度上昇した場合に、バッテリのそれ以上の温度上昇を抑制するために、出力を制限する技術が知られている（特許文献１参照）。
このようにバッテリの出力を制限することで内部抵抗により発生するジュール熱を抑えてバッテリを熱による劣化から保護することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２２４６９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように出力を制限すると運転者がアクセルペダルを踏み込む加速要求があった場合に、出力が減少している分だけ、アクセルペダルを踏み込んだ瞬間から予想していた加速感が得られず違和感のある制御になってしまう。
また、このような技術を加速時にエンジンの出力をモータで補助するようなハイブリッド車両に適用した場合にもモータの出力が制限されることがあり、出力制限されない時と出力制限される時で加速感が異なってしまい運転者に違和感を与える原因となる。
そこで、この発明は、運転者に与える加速感の低下による違和感を軽減しつつ、蓄電装置の発熱を抑えることができるハイブリッド車両の制御装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、車両（例えば、実施形態における車両１）の推進力を出力するエンジン（例えば、実施形態におけるエンジン４）と、このエンジンの出力を補助するモータ（例えば、実施形態におけるモータ５）と、モータへ電力を供給する蓄電装置（例えば、実施形態におけるバッテリ８）とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、加速要求があった場合に蓄電装置の温度（例えば、実施形態におけるバッテリ温度Ｔｂａｔｔ）に応じて蓄電装置からモータに供給される電力の供給時間（例えば、実施形態におけるアシスト時間の最大値Ｔｍａｘ）を制御する出力制限手段（例えば、実施形態におけるステップＳ１０）を設けたことを特徴とする。
このように構成することで、蓄電装置からモータに供給される電力の供給時間を制限するので、蓄電装置の内部抵抗により発生するジュール熱を抑え蓄電装置の温度上昇を抑えることが可能であり、加速感の低下による違和感を軽減できる。
【０００６】
請求項２に記載した発明は、出力制限手段は、蓄電装置の温度に応じて出力上限値（例えば、実施形態におけるバッテリ出力Ｐ）を設定する（例えば、実施形態におけるステップＳ０８）と共に、出力上限値を出力時間の経過に応じて徐々に小さくする出力補正手段（例えば、実施形態におけるステップＳ０９）を備えていることを特徴とする。
このように構成することで、加速初期においては出力上限値で蓄電装置から出力が得られるため、運転者の加速要求に応えることができ、その後は徐々に出力上限値を減少させて蓄電装置の温度上昇を抑制することが可能となる。
【０００７】
請求項３に記載した発明は、加速初期からエンジンの過渡応答時間（例えば、実施形態におけるエンジンの過渡応答時間Ｔｍｉｎ）が経過するまでは、出力制限手段により設定された出力上限値で蓄電装置から出力がなされることを特徴とする。
このように構成することで、最も加速感に影響を与えるエンジンの過渡応答時間内で運転者に違和感を与えることがなく、かつ、エンジンにかかる負荷が大きい過渡応答時間におけるエンジンの負荷を軽減することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１に概略的に示すように、この発明の実施形態のハイブリッド車両は車両１の推進力を出力しトランスミッション（Ｔ）２を介して駆動輪３を駆動するエンジン（Ｅ）４と、このエンジン４の出力を駆動補助すると共に減速時等に発電機として機能するモータ（Ｍ）５を備えている。モータ５の駆動及び発電機としての作動は、コントロールユニットであるＥＣＵ６からの制御指令を受けてパワードライブユニット（ＰＤＵ）７により行われる。パワードライブユニット７にはモータ５と電気エネルギーの授受を行う蓄電装置としてのニッケル水素バッテリ（ＢＡＴＴ）８が接続されている。
【０００９】
バッテリ８にはバッテリ温度Ｔｂａｔｔを検出する温度センサ（ＴＳ）９が設けられ、温度センサ９は他の各種センサと共にＥＣＵ６に接続されている。１０はアクセルペダルを示し、アクセルペダル１０にはアクセルペダル開度を検出するアクセルペダル開度センサ（ＡＰＳ）１１が設けられ、このアクセルペダル開度センサ１１も前記各センサと同様にＥＣＵ６に接続されている。
【００１０】
次に、図２のフローチャートに基づいてバッテリの出力制限処理について説明する。
アクセルペダル１０が踏み込まれモータ５によりエンジン４を駆動補助とき、バッテリ８からモータ５を駆動するために電気エネルギーが供給されるため、バッテリ８の内部抵抗によるジュール熱が発生してバッテリ温度Ｔｂａｔｔが上昇する。
このバッテリ温度Ｔｂａｔｔが、バッテリ８が許容できる温度である場合には問題ないが、一定の温度以上となるとバッテリ８の劣化の原因となるため温度上昇を抑制しなければならない。そこで、ＥＣＵ６により以下のようなバッテリ８の出力制限処理を行いバッテリ８を温度上昇による劣化から保護している。
【００１１】
ステップＳ０１において運転者から加速要求があったか否かをアクセルペダルがＯＮとなったか否かで判定する。判定結果が「ＹＥＳ」である場合はステップＳ０２に進み、判定結果が「ＮＯ」である場合は処理を終了する。
ステップＳ０２においては、バッテリ温度Ｔｂａｔｔが予め設定された判定温度（例えば５０℃）より小さいか否かを判定する。バッテリ温度Ｔｂａｔｔが判定温度以上になるとバッテリの劣化が進むからである。判定結果が「ＹＥＳ」でバッテリ温度Ｔｂａｔｔが判定温度より小さい場合はステップＳ０８に進み、判定結果が「ＮＯ」でバッテリ温度Ｔｂａｔｔが判定温度以上である場合はステップＳ０３に進む。
【００１２】
ステップＳ０８においては、バッテリ出力（出力上限値）Ｐに要求出力Ｐｒｅｑを設定して処理を終了する。バッテリ温度Ｔｂａｔｔは高くないためバッテリ出力Ｐを制限する必要がないからである。
ステップＳ０３ではタイムカウンターをスタートしてステップＳ０４に進む。
ステップＳ０４では、図３に示すバッテリ温度Ｔｂａｔｔに対して設定されるアシスト時間の最大値Ｔｍａｘテーブルによって、バッテリ温度Ｔｂａｔｔからアシスト時間の最大値Ｔｍａｘを検索してステップＳ０５に進む。
【００１３】
このバッテリ温度Ｔｂａｔｔに対し設定されるアシスト時間の最大値Ｔｍａｘテーブルは、あるバッテリ温度Ｔｂａｔｔまではアシスト時間の最大値Ｔｍａｘは一定であり、その温度を超えるとアシスト時間の最大値Ｔｍａｘが徐々に短くなって、バッテリ温度Ｔｂａｔｔが７０℃でアシスト時間の最大値Ｔｍａｘが「０」となるように設定されているテーブルである。尚、図中Ｔｍｉｎはエンジンの過渡応答時間を示す定数で、例えば、０．２〜１ｓｅｃである。
【００１４】
ステップＳ０５ではタイムカウンター値Ｔがエンジン過渡応答時間Ｔｍｉｎより小さいか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」、つまりタイムカウンター値Ｔがエンジン過渡応答時間Ｔｍｉｎより小さい場合はステップＳ０８に進み、判定結果が「ＮＯ」、つまりタイムカウンター値Ｔがエンジン過渡応答時間Ｔｍｉｎ以上である場合はステップＳ０６に進む。これによりエンジン過渡応答時間Ｔｍｉｎまでの間はステップＳ０８において要求出力Ｐｒｅｑが制限されずにバッテリ出力Ｐとして設定されるため、運転者はアクセルペダルを踏み込んだ際に思い通りの加速感が得られ違和感がなくなり、バッテリの出力を一律に制限した場合に比較して商品性を高められる。
【００１５】
ステップＳ０６ではタイムカウンター値Ｔがアシスト時間の最大値Ｔｍａｘより小さいか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」、つまりタイムカウンター値Ｔがアシスト時間の最大値Ｔｍａｘより小さい場合はステップＳ０７に進み、判定結果が「ＮＯ」、つまりタイムカウンター値Ｔがアシスト時間の最大値Ｔｍａｘ以上である場合はステップＳ０１０に進む。
【００１６】
ステップＳ０７においては、アシスト制限係数αを求めてステップＳ０９（出力補正手段）に進む。具体的には、アシスト制限係数α＝（Ｔｍａｘ−Ｔ）／（Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）である。このαを求めるのは、図４に示すように、タイムカウンター値Ｔがエンジンの過渡応答時間Ｔｍｉｎからアシスト時間の最大値Ｔｍａｘまで移行する間に要求出力Ｐｒｅｑをスムーズに減少させアシスト時間の最大値Ｔｍａｘで「０」とするために、タイムカウンター値Ｔがエンジンの過渡応答時間Ｔｍｉｎからアシスト時間の最大値Ｔｍａｘまでの間にある場合にバッテリの出力Ｐを算出する必要があるからである。
そして、ステップＳ０９では、求められたアシスト制限係数αにエンジンの過渡応答時間Ｔｍｉｎでの要求出力Ｐｒｅｑを乗算してバッテリ出力Ｐを求めて処理を終了する。
ステップＳ１０では、バッテリ出力Ｐに「０」を設定してバッテリによる出力を停止し、ステップＳ１１でタイムカウンター値Ｔに「０」をセットしてタイマーをリセットして処理を終了する。
【００１７】
したがって、この実施形態によれば、運転者がアクセルペダル１１を踏み込むと、バッテリ８の温度Ｔｂａｔｔが読み込まれ、バッテリ８の温度Ｔｂａｔｔが判定温度５０℃より小さい場合には、図５に示すようにアシスト開始からエンジン過渡応答時間Ｔｍｉｎまでの区間（実線で示す）は勿論のことそれ以降の破線で示す区間においてもバッテリ８は制限されない一定のアシスト出力（この実施形態では１０ｋＷ）でモータ５を駆動してエンジン４を駆動補助する。
【００１８】
また、バッテリ８の温度Ｔｂａｔｔが判定温度５０℃以上である場合は、図５に示すようにエンジン過渡応答時間Ｔｍｉｎまでは制限されない一定のアシスト出力（判定温度５０℃より小さい場合の出力と同様出力）でモータ５を駆動補助するが、それ以降はバッテリ温度Ｔｂａｔｔからテーブル検索（ステップＳ０４）されたアシスト時間の最大値Ｔｍａｘまでバッテリ出力Ｐを徐々に減少させてエンジン４を駆動補助する。
このとき、図３のテーブルに応じてバッテリ温度Ｔｂａｔｔが低いほどアシスト時間は長くなる。つまり、図５に実線で示すバッテリ温度Ｔｂａｔｔ＝６５℃の場合よりも鎖線で示すバッテリ温度Ｔｂａｔｔ＝５５℃の場合の方がアシスト時間を長くしているのである。
そして、アシスト時間がアシスト時間の最大値Ｔｍａｘを超えるとアシスト出力が０、つまりバッテリ出力Ｐ＝０となる。
【００１９】
よって、バッテリ出力Ｐをエンジン４の過渡応答時間Ｔｍｉｎで変化させることなく、それ以降で制限するためにアシスト時間の最大値Ｔｍａｘを設けることで、全体としてのバッテリ８から放電される電気エネルギーを制限してバッテリ８の内部抵抗により発生するジュール熱を抑えバッテリ８の温度上昇を抑えることができる。その結果、運転者に違和感を与える可能性のあるエンジン４の過渡応答時間でのバッテリ８の出力はそのまま維持して商品性を確保した上でバッテリ８の寿命を延ばすことができる。
【００２０】
バッテリ温度Ｔｂａｔｔが高ければ高いほどアシスト時間の最大値Ｔｍａｘを短くしてバッテリ８の温度上昇を抑制することが可能となるため、バッテリ８の温度状態に応じて最適な温度上昇抑制制御を行うことができる。
また、エンジン４にかかる負荷が大きいエンジン４の過渡応答時間における負荷を軽減することで燃費向上を図ることができる。
【００２１】
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、図５に示すバッテリ温度Ｔｂａｔｔ＝５５℃の場合のラインを、バッテリ温度Ｔｂａｔｔ＝６５℃のラインと同一の傾きに設定するべく図６に示すようにアシスト出力１０ｋＷのラインを延長する出力特性とすることができる。このようにアシスト出力の減少傾向をバッテリ温度Ｔｂａｔｔに係わらず一定にすることで、アシスト出力の減少度がバッテリ温度Ｔｂａｔｔに左右されなくなるので、更に運転者に与える違和感をなくすことができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、出力時間を制限し全体として蓄電装置から出力される電気エネルギーを制限して蓄電装置の内部抵抗により発生するジュール熱を抑え蓄電装置の温度上昇を抑えることが可能となるため、出力の大きさで制限を加えた場合に比較してエンジンの過渡応答時間でのエンジンの出力はそのまま確保するなど、商品性を確保した上で蓄電装置の寿命を延ばすことができる効果がある。
【００２３】
請求項２に記載した発明によれば、加速初期においては蓄電装置の温度に応じて定められた出力上限値で蓄電装置から出力が得られ運転者の加速要求に応えることができ、その後は徐々に出力上限値を減少させて蓄電装置の温度上昇を抑制することが可能となるため、蓄電装置の温度状態に応じた最適な温度上昇抑制制御を行うことができる効果がある。
【００２４】
請求項３に記載した発明によれば、最も加速感に影響を与えるエンジンの過渡応答時間内で運転者に違和感を与えることがなく商品性を向上することができると共に、エンジンにかかる負荷が大きい過渡応答時間におけるエンジンの負荷を軽減することで燃費向上を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態のハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】この発明の実施形態のフローチャート図である。
【図３】バッテリ温度とアシスト時間の関係を示すテーブル図である。
【図４】時間と要求出力を示すグラフ図である。
【図５】アシスト時間とアシスト出力を示すグラフ図である。
【図６】他の実施形態の図５に相当するグラフ図である。
【符号の説明】
１　車両
４　エンジン
５　モータ
８　バッテリ（蓄電装置）
Ｐ　バッテリ出力（出力上限値）
Ｔｂａｔｔ　バッテリ温度（蓄電装置の温度）
Ｔｍａｘ　アシスト時間の最大値（電力の供給時間）
Ｔｍｉｎ　エンジンの過渡応答時間
ステップＳ０４　上限値設定手段
ステップＳ０９　出力補正手段
ステップＳ１０　出力制限手段

Claims

車両の推進力を出力するエンジンと、このエンジンの出力を補助するモータと、モータへ電力を供給する蓄電装置とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、加速要求があった場合に蓄電装置の温度に応じて蓄電装置からモータに供給される電力の供給時間を制御する出力制限手段を設けたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
出力制限手段は、蓄電装置の温度に応じて出力上限値を設定すると共に、出力上限値を出力時間の経過に応じて徐々に小さくする出力補正手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
加速初期からエンジンの過渡応答時間が経過するまでは、出力制限手段により設定された出力上限値で蓄電装置から出力がなされることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。