JP2005080330A - Controller of electric storage mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電機構の制御装置に関し、特に、蓄電機構の容量目標値を変更する蓄電機構の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a power storage mechanism, and more particularly to a control device for a power storage mechanism that changes a target capacity value of the power storage mechanism.
従来より、モータからの駆動力により走行するハイブリッド自動車や、燃料電池自動車、電気自動車が知られている。これらのような車両には、モータに供給する電力を蓄えるバッテリやキャパシタなどの蓄電機構が搭載されている。この蓄電機構は、必要に応じて即座に電力を供給できるように、ある程度の電力を蓄えておく必要がある。一方、回生制動時には、モータが発電した電力を充電できるようにしておく必要がある。そのため、一般的に、蓄電機構の残存容量が容量目標値(たとえば満充電時の60[%])となるように、蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電が制御される。ところで、車両はその時々の道路環境や、運転者の癖などにより、放電が頻繁に行なわれたり、逆に充電が頻繁に行なわれたりするなど、多様な運転状態の下で使用される。したがって、容量目標値が固定されていたのでは、多様な運転状態に応じて効率よく蓄電機構を使用することができない。そこで、車両の運転状態に応じて容量目標値を変更する技術が提案されている。 Conventionally, a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle, and an electric vehicle that travel with a driving force from a motor are known. Such vehicles are equipped with a power storage mechanism such as a battery or a capacitor for storing electric power to be supplied to the motor. This power storage mechanism needs to store a certain amount of power so that power can be supplied immediately as needed. On the other hand, at the time of regenerative braking, it is necessary to be able to charge the electric power generated by the motor. Therefore, generally, charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism are controlled so that the remaining capacity of the power storage mechanism becomes a capacity target value (for example, 60 [%] at full charge). By the way, the vehicle is used under various driving conditions such as frequent discharge or reverse charging due to the road environment and the driver's habit. Therefore, if the capacity target value is fixed, the power storage mechanism cannot be used efficiently according to various operating conditions. Therefore, a technique for changing the capacity target value according to the driving state of the vehicle has been proposed.
特開平10−150701号公報(特許文献1)は、予測される走行条件に基づいて蓄電機構の目標状態を設定する動力出力装置を開示する。特許文献1に記載の動力出力装置は、車両に搭載され、駆動軸に動力を出力する動力出力装置である。この動力出力装置は、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、原動機と、原動機から出力される動力の少なくとも一部を電気エネルギに変換可能な発電機と、発電機により変換された電気エネルギの充電と、電動機の駆動に必要な電気エネルギの供給とが可能な蓄電機構と、蓄電機構の状態を検出する状態検出部と、車両の走行条件を予測する走行条件予測部と、予測された走行条件に基づいて蓄電機構の目標状態を設定する目標状態設定部と、状態検出部により検出された蓄電機構の状態が目標状態設定部により設定された目標状態となるよう原動機と発電機とを制御する充放電制御部とを含む。
Japanese Patent Laid-Open No. 10-150701 (Patent Document 1) discloses a power output apparatus that sets a target state of a power storage mechanism based on a predicted traveling condition. The power output device described in
この公報に開示された発明によると、予測された走行条件に基づいて蓄電機構の目標状態を設定し、蓄電機構の状態がこの目標状態となるよう制御することができる。この結果、電動機によって回生される電気エネルギが大きい走行条件を予測したときには、十分な充電が可能となるよう蓄電機構の目標状態を低い値に設定して制御し、電動機によって消費される電力が大きい走行条件を予測したときには、十分な電力の放電が可能となるよう蓄電機構の目標状態を高い値に制御することにより、装置全体としてのエネルギ効率を向上させることができる。また、電動機によって回生される電気エネルギが小さい走行条件を予測したときや電動機によって消費される電力が小さい走行条件を予測したときには、蓄電機構の目標状態を充放電効率が高い状態に設定することにより、装置全体のエネルギ効率をより高くすることができる。
しかしながら、上記の公報に記載の動力出力装置においては、車両の走行条件を予測するため、別途、センサやプログラムが必要となり、それだけ、部品点数が増加したり、コンピュータが行なう処理が増え、複雑な構成となってしまうという問題があった。また、予測された走行条件に対応して目標状態を設定した場合、設定された目標状態で、実際に十分な充電および放電が可能となるようにするには、精度よく走行条件を予測し、その走行条件と確実に対応した目標状態を設定しなければならない。そのため、走行条件と、その走行条件において車両が必要とする充放電電力を正確に求める必要がある。したがって、それだけ開発コストが必要となる。さらに、そのようにして設定した目標状態であっても、蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電が、実際の運転状態において満足できるものであるとは限らない。 However, in the power output apparatus described in the above publication, a separate sensor and program are required to predict the traveling condition of the vehicle, and accordingly, the number of parts increases and the processing performed by the computer increases, resulting in complicated There was a problem of becoming a configuration. In addition, when the target state is set corresponding to the predicted driving condition, the driving condition is accurately predicted in order to enable sufficient charging and discharging in the set target state. It is necessary to set a target state that reliably corresponds to the driving condition. For this reason, it is necessary to accurately obtain the running conditions and the charge / discharge power required by the vehicle under the running conditions. Therefore, the development cost is required accordingly. Furthermore, even in the target state set in such a manner, charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism are not always satisfactory in the actual operation state.
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、容量目標値を簡易な構成で変更することができ、かつ、実際の運転状態における充放電の要求を満たすことができる蓄電機構の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to change the capacity target value with a simple configuration and satisfy the charge / discharge requirements in the actual operation state. Another object of the present invention is to provide a control device for a power storage mechanism.
第1の発明に係る蓄電機構の制御装置は、車両に搭載された蓄電機構を制御する。このの制御装置は、蓄電機構の残存容量が容量目標値と一致するように、蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電を制御するための制御手段と、予め定められた条件に基づいて、蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電の少なくともいずれか一方を制限するための制限手段と、制限手段による制限に関する情報に基づいて、容量目標値を変更するための変更手段とを含む。 A power storage mechanism control device according to a first aspect of the present invention controls a power storage mechanism mounted on a vehicle. This control device is based on control means for controlling charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism so that the remaining capacity of the power storage mechanism matches the capacity target value, and a predetermined condition. Limiting means for limiting at least one of charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism, and changing means for changing the target capacity value based on information on the limitation by the limiting means.
第1の発明によると、たとえば、車両の走行中、制限手段により蓄電機構への充電が制限される頻度(所定時間あたりの制限回数)がしきい値を超えると、変更手段により容量目標値が低くなるように変更される。制御手段は、変更された容量目標値と蓄電機構の残存容量が一致するように、蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電を制御する。これにより、蓄電機構の残存容量は、低く変更された容量目標値付近で推移することになる。そのため、蓄電機構への充電ができなくなる残存容量となるまでに、蓄電機構に充電できる電力が増え、蓄電機構への充電が制限されにくくなる。したがって、充電が頻繁に行なわれ、蓄電機構への充電が実際に求められる運転状態において、その要求を満たすようにより多くの回生エネルギを電力として蓄えることができる。また、逆に、制限手段により、蓄電機構からの放電が制限された頻度がしきい値を超えると、変更手段により容量目標値が高くなるように変更される。制御手段は、変更された容量目標値と蓄電機構の残存容量が一致するように、蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電を制御する。これにより、蓄電機構の残存容量は、高く変更された容量目標値付近で推移することになる。そのため、蓄電機構からの放電ができなくなる残存容量となるまでに、蓄電機構が放電できる電力が増え、蓄電機構からの放電が制限されにくくなる。したがって、放電が頻繁に行なわれ、蓄電機構からの放電が実際に求めらる運転状態において、その要求を満たすようにより長く、あるいはより大きい出力でモータを駆動させて車両を走行させることができる。その結果、従来のように複雑な構成やプログラムを必要とせず、制限回数をカウントしておいて、その頻度に基づいて、蓄電機構の容量目標値を変更することができ、蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電が制限されにくくなり、実際の運転状態における充放電の要求を満たすことができる蓄電機構の制御装置を提供することができる。 According to the first aspect of the invention, for example, when the frequency at which charging to the power storage mechanism is restricted by the restricting means while the vehicle is traveling exceeds the threshold value, the capacity target value is set by the changing means. Changed to be lower. The control means controls charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism so that the changed capacity target value matches the remaining capacity of the power storage mechanism. As a result, the remaining capacity of the power storage mechanism changes in the vicinity of the target capacity value that has been changed to a low value. For this reason, the amount of electric power that can be charged to the power storage mechanism is increased before the remaining capacity becomes impossible to charge the power storage mechanism, and charging to the power storage mechanism is hardly restricted. Therefore, in an operating state where charging is frequently performed and charging of the power storage mechanism is actually required, more regenerative energy can be stored as electric power so as to satisfy the request. Conversely, when the frequency at which discharge from the power storage mechanism is limited by the limiting means exceeds a threshold value, the capacity target value is changed to be higher by the changing means. The control means controls charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism so that the changed capacity target value matches the remaining capacity of the power storage mechanism. Thereby, the remaining capacity of the power storage mechanism changes in the vicinity of the capacity target value that has been changed to a high level. As a result, the amount of power that can be discharged by the power storage mechanism increases until the remaining capacity becomes incapable of discharging from the power storage mechanism, making it difficult to limit the discharge from the power storage mechanism. Therefore, in an operating state where the discharge is frequently performed and the discharge from the power storage mechanism is actually required, the vehicle can be driven by driving the motor with a longer or larger output so as to satisfy the request. As a result, it is possible to change the target capacity value of the power storage mechanism based on the frequency by counting the limit number of times without requiring a complicated configuration or program as in the prior art. In addition, it is difficult to restrict the discharge from the power storage mechanism, and it is possible to provide a control device for the power storage mechanism that can satisfy the charge / discharge requirements in the actual operation state.
第2の発明に係る蓄電機構の制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、変更手段は、蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電の少なくともいずれか一方を制限した回数に基づいて、容量目標値を変更するための手段を含む。 In the power storage mechanism control device according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the changing means is based on the number of times at least one of charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism is limited. And means for changing the capacity target value.
第2の発明によると、蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電の少なくともいずれか一方を制限した回数に基づいて、容量目標値を変更することができる。 According to the second invention, the capacity target value can be changed based on the number of times that at least one of charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism is limited.
第3の発明に係る蓄電機構の制御装置においては、第2の発明の構成に加えて、変更手段は、予め定められた時間内に蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電の少なくともいずれか一方を制限した回数に基づいて、容量目標値を変更するための手段を含む。 In the control device for the power storage mechanism according to the third invention, in addition to the configuration of the second invention, the changing means includes at least one of charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism within a predetermined time. Means for changing the capacity target value based on the number of times of limiting one is included.
第3の発明によると、予め定められた時間内に蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電の少なくともいずれか一方を制限した回数に基づいて、容量目標値を変更することができる。このため、予め定められた時間内における車両の運転状態を反映させて容量目標値を変更することができる。したがって、一時的に充電および放電の少なくともいずれか一方が制限されることにより、不必要に容量目標値が変更されることを防止し、適切に容量目標値を変更することができる。 According to the third invention, the capacity target value can be changed based on the number of times that at least one of charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism is limited within a predetermined time. For this reason, the capacity target value can be changed by reflecting the driving state of the vehicle within a predetermined time. Therefore, by temporarily limiting at least one of charging and discharging, the target capacity value can be prevented from being changed unnecessarily, and the target capacity value can be changed appropriately.
第4の発明に係る蓄電機構の制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、変更手段は、蓄電機構への充電が制限された場合に、容量目標値を低くするように変更するための手段と、蓄電機構からの放電が制限された場合に、容量目標値を高くするように変更するための手段とを含む。 In the control apparatus for the power storage mechanism according to the fourth invention, in addition to the configuration of the first invention, the changing means changes the capacity target value to be lower when charging to the power storage mechanism is restricted. And means for changing the capacity target value to be higher when discharge from the power storage mechanism is restricted.
第4の発明によると、蓄電機構への充電が制限された場合に、容量目標値を低くするように変更することができ、蓄電機構からの放電が制限された場合に、容量目標値を高くするように変更することができる。 According to the fourth invention, when the charging to the power storage mechanism is restricted, the capacity target value can be changed to be low, and when the discharge from the power storage mechanism is restricted, the capacity target value is increased. Can be changed to.
第5の発明に係る蓄電機構の制御装置においては、第3の発明の構成に加えて、蓄電機構の制御装置は、予め定められた時間内に蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電の少なくともいずれか一方を制限した回数に基づく情報であって、蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電の少なくともいずれか一方についての傾向に関する情報を記憶するための手段をさらに含み、変更手段は、傾向に関する情報に基づいて、容量目標値を変更するための手段を含む。 In the control device for the power storage mechanism according to the fifth invention, in addition to the configuration of the third invention, the control device for the power storage mechanism can charge and discharge the power storage mechanism within a predetermined time. The information is based on the number of times at least one of which is limited, and further includes means for storing information on a tendency regarding at least one of charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism, and the changing means includes: Means for changing the capacity target value based on the information regarding the trend is included.
第5の発明によると、予め定められた時間内に蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電の少なくともいずれか一方を制限した回数に基づく情報であって、蓄電機構の充電および放電の少なくともいずれか一方についての傾向に関する情報を記憶し、この傾向に関する情報に基づいて、容量目標値を変更することができる。これにより、たとえば、傾向に関する情報として、制限した回数に加えて、制限しなかったという情報も記憶すれば、より詳細に、蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電の少なくともいずれか一方についての傾向に関する情報を記憶し、この傾向に関する情報に基づいて、より適切に容量目標値を変更することができる。 According to the fifth invention, the information is based on the number of times that at least one of charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism is restricted within a predetermined time, and at least one of charging and discharging of the power storage mechanism Information regarding the trend for either of these can be stored, and the capacity target value can be changed based on the information regarding this trend. As a result, for example, if information on not being restricted is stored in addition to the restricted number of times as information relating to the trend, more specifically, at least one of charging to the storage mechanism and discharging from the storage mechanism Information on the trend can be stored, and the capacity target value can be changed more appropriately based on the information on the trend.
第6の発明に係る蓄電機構の制御装置においては、第1ないし第5の発明の構成に加えて、予め定められた条件は、蓄電機構の残存容量に関する条件である。 In the power storage mechanism control device according to the sixth invention, in addition to the configurations of the first to fifth inventions, the predetermined condition is a condition relating to the remaining capacity of the power storage mechanism.
第6の発明によると、蓄電機構の残存容量に関する条件に基づいて、蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電の少なくともいずれか一方を制限することができる。 According to the sixth invention, it is possible to limit at least one of charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism based on the condition regarding the remaining capacity of the power storage mechanism.
第7の発明に係る蓄電機構の制御装置においては、第1ないし第5の発明の構成に加えて、予め定められた条件は、蓄電機構の残存容量および温度に関する条件である。 In the power storage mechanism control device according to the seventh aspect of the invention, in addition to the configurations of the first to fifth aspects, the predetermined condition is a condition relating to the remaining capacity and temperature of the power storage mechanism.
第7の発明によると、蓄電機構の残存容量および温度に関する条件に基づいて、蓄電機構への充電および蓄電機構からの放電の少なくともいずれか一方を制限することができる。 According to the seventh aspect, it is possible to limit at least one of charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism based on conditions regarding the remaining capacity and temperature of the power storage mechanism.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るバッテリの制御装置について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, a battery control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1を参照して、本実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両は、エンジン100と、発電機200と、PCU(Power Control Unit)300と、バッテリ400、モータ500と、これらの全てに接続されたハイブリッドECU(Electronic Control Unit)600とを含む。本発明の実施の形態に係る制御装置は、ハイブリッドECU600により実現される。
Referring to FIG. 1, a hybrid vehicle equipped with a control device according to the present embodiment includes an
エンジン100が発生する動力は、動力分配機構700により、2経路に分割される。一方は減速機800を介して車輪900を駆動する経路である。もう一方は、発電機200を駆動させて発電する経路である。
The power generated by the
発電機200は、動力分配機構700により分配されたエンジン100の動力により発電するが、発電機200により発電された電力は、車両の運転状態や、バッテリ400のSOC(State Of Charge)の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時や急加速時では、発電機200により発電された電力はそのままモータ500を駆動させる電力となる。一方、バッテリ400のSOCが予め定められた値よりも低い場合、発電機200により発電された電力は、PCU300のインバータ302により交流から直流に変換され、コンバータ304により電圧が調整された後、バッテリ400に蓄えられる。このバッテリ400は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。
The
モータ500は、バッテリ400に蓄えられた電力および発電機200により発電された電力の少なくともいずれか一方の電力により駆動する。モータ500の駆動力は、減速機800を介して車輪900に伝えられる。これにより、モータ500はエンジン100をアシストしたり、モータ500からの駆動力により車両を走行させたりする。
The
一方、ハイブリッド車両が回生制動時には、減速機800を介して車輪900によりモータ500が駆動され、モータ500が発電機として作動させられる。これによりモータ500は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作用することになる。モータ500により発電された電力は、インバータ302を介してバッテリ400に蓄えられる。
On the other hand, when the hybrid vehicle is in regenerative braking, the
ハイブリッドECU600は、CPU(Central Processing Unit)602と、メモリ604と、カウンタ606とを含む。CPU602は、車両の運転状態や、アクセル開度、ブレーキペダルの踏み量、シフトポジション、バッテリ400のSOC、メモリ604に保存されたマップおよびプログラム等に基づいて演算処理を行なう。これにより、ハイブリッドECU600は、車両が所望の運転状態となるように、車両に搭載された機器類を制御することになる。
図2に示すように、ハイブリッドECU600には、バッテリ400の充放電電圧値を検知する電圧計610と、充放電電流値を検知する電流計612と、バッテリ温度Tを検知するバッテリ温度センサ614とが接続されている。ハイブリッドECU600は、電圧計610が検知した充放電電圧値と電流計612が検知した充放電電流値より、バッテリ400の充放電電力値を算出するとともに、充放電電流値を積算して、バッテリ400のSOCを算出する。
As shown in FIG. 2,
ここで、ハイブリッドECU600は、図3に示すエンジン出力要求マップに従い、バッテリ400のSOCが、目標SOC(図中X[%])と一致するように機器類を制御する。具体的には、バッテリ400のSOCがY[%]である場合、車両の走行に必要な出力から放電要求値A[kW]を減算した出力でエンジン100を駆動させるとともに、A[kW]の電力をバッテリ400から放電させ、モータ500を駆動させる。一方、バッテリ400のSOCがZ[%]である場合、車両の走行に必要な出力に充電要求値B[kW]を加算した出力でエンジン100を駆動させるとともに、B[kW]の電力を発電機200に発電させ、バッテリ400を充電させる。
Here,
なお、エンジン出力要求マップは、車両の走行に必要な出力のうちバッテリ400が負担する出力、および車両の走行に必要な出力に加えてエンジン100が負担する出力を決定するために用いられるマップである。したがって、このエンジン出力要求マップのみにより、バッテリ400への充電電力値およびバッテリ400からの放電電力値が決定されるものではない。すなわち、バッテリ400のS0CがY[%]の状態でバッテリ400への充電が行なわれる場合もあり、バッテリ400のS0CがZ[%]の状態でバッテリ400からの放電が行なわれる場合もありうる。
The engine output request map is a map used to determine the output borne by the
また、ハイブリッドECU600は、バッテリ400が充電、または放電する電力の制限値である充電電力制限値(以下、「充電電力制限値」をW(IN)と表す)、および放電電力制限値(以下、「放電電力制限値」をW(OUT)と表す)を設定し、バッテリ400への充電電力値、およびバッテリ400からの放電電力値が、このW(IN)およびW(OUT)を超えないように制限する。
W(IN)を設定するために、ハイブリッドECU600は、第1充電電力制限値(以下、「第1充電電力制限値」をSW(IN)と表す)、第1放電電力制限値(以下、「第1放電電力制限値」をSW(OUT)と表す)、第2充電電力制限値(以下、「第2充電電力制限値」をAW(IN)と表す)、第2放電電力制限値(以下、「第2放電電力制限値」をAW(OUT)と表す)、第3充電電力制限値(以下、「第3充電電力制限値」をηW(IN)と表す)を設定する。ハイブリッドECU600は、SW(IN)、AW(IN)、ηW(IN)のうち、最大のものを、W(IN)として設定する。また、SW(OUT)およびAW(OUT)のうち、最小のものを、W(OUT)として設定する。
In order to set W (IN), the
なお、本実施の形態において、W(IN)、SW(IN)、AW(IN)、ηW(IN)は負の値である。また、W(OUT)、SW(OUT)、AW(OUT)は正の値である。 In the present embodiment, W (IN), SW (IN), AW (IN), and ηW (IN) are negative values. W (OUT), SW (OUT), and AW (OUT) are positive values.
SW(IN)およびSW(OUT)は、図4(A)に示すマップに従い、バッテリ温度Tに基づいて、設定される。このマップにおいて、バッテリ温度TがT(1)[℃]またはT(2)[℃]である場合、SW(IN)およびSW(OUT)は、バッテリ400の充放電を停止させるように充放電電力を制限する値となる。なお、本実施の形態において、SW(IN)は負の値、SW(OUT)は正の値である。
SW (IN) and SW (OUT) are set based on the battery temperature T according to the map shown in FIG. In this map, when the battery temperature T is T (1) [° C.] or T (2) [° C.], SW (IN) and SW (OUT) are charged and discharged so as to stop charging and discharging of the
AW(IN)およびAW(OUT)は、図4(B)に示すマップに従い、バッテリ400のSOCに基づいて設定される。このマップにおいて、バッテリ400のSOCがW(2)[%]である場合、AW(IN)は、バッテリ400への充電を停止させるように充電電力を制限する値となる。また、バッテリ400のSOCがW(3)[%]である場合、AW(OUT)は、バッテリ400の放電を停止させるように放電電力を制限する値となる。なお、本実施の形態において、AW(IN)は負の値、AW(OUT)は正の値である。
AW (IN) and AW (OUT) are set based on the SOC of
ηW(IN)は、図4(C)に示すマップに従い、バッテリ温度Tおよびバッテリ400のSOCに基づいて設定される。このマップにおいて、ηW(IN)は、バッテリ400のSOCがW(1)[%]である場合に、バッテリ400の充放電を停止させるように充放電電力を制限する値となる。また、バッテリ温度TがT(3)[℃]である場合(図中実線で示す)と、T(4)[℃](T(3)<T(4))である場合(図中破断線で示す)とを比較すると、T(4)[℃]である場合の方が、バッテリ400のSOCが低い値からηW(IN)が大きくなり、充電が制限される。なお、本実施の形態において、ηW(IN)は負の値である。
ηW (IN) is set based on battery temperature T and SOC of
図3および図4に示したマップは一例であって、本発明はこれらのマップに限定されるものではない。W(IN)およびW(OUT)を設定するために用いられるパラメータは、バッテリ温度T、バッテリ400のSOC以外にも、その他バッテリ400の電圧などを用いてもよく、それらを組合わせてもよい。また、バッテリ400の充電電力および放電電力を制限する方法は、その他、周知一般的な技術を用いてもよく、ここではそれらについての詳細な説明は繰返さない。
The maps shown in FIGS. 3 and 4 are examples, and the present invention is not limited to these maps. The parameters used to set W (IN) and W (OUT) may use the voltage of the
ハイブリッドECU600のカウンタ606は、予め定められた時間内に、バッテリ400への充電電力、およびバッテリ400からの放電電力が制限されなかった場合は、図5(A)に示すように、W(IN)およびW(OUT)のそれぞれについてポイントを1つ加算する。(図5(A)は、ポイントが3つたまった状態を示す。)このポイントには上限がもうけられている。すなわち、W(IN)に関しては、ポイントを6ポイントまでためることができ、W(OUT)に関しては8ポイントまでためることができる。
When the charging power to the
一方、充電電力および放電電力が制限された場合は、図5(B)に示すように、カウンタ606が記憶していたポイントを減算する(図5(B)は、予め定められた時間内にバッテリ400への充電が2回制限された場合を示す)。このように、ポイントが加減算されることにより、ハイブリッドECU600は、バッテリ400への充電、およびバッテリ400からの放電についての傾向に関する情報を記憶することになる。
On the other hand, when the charge power and the discharge power are limited, as shown in FIG. 5B, the point stored in the
なお、予め定められた時間は、バッテリ400への充電、およびバッテリ400からの放電についての傾向が把握できる程度の時間であればよく、2,3日や、1週間など、適宜設定すればよい。また、時間に変えて、走行距離などでポイントを加減算するようにしてもよい。また、ポイントは1つずつ加減算してもよく、複数のポイントを加減算してもよい。さらに、バッテリ400からの放電が制限された場合は、バッテリ400への充電が制限された場合に比べて、多くポイントを減算するようにし、バッテリ400からの放電とバッテリ400への充電とで重み付けが異なるようにしてもよい。
The predetermined time may be a time that allows the tendency of charging and discharging from the
図5(C)に示すように、記憶されていたポイントがマイナスになった場合(図5(C)は、図5(A)の状態から、予め定められた時間内にバッテリ400への充電が4回制限された場合を示す)、ハイブリッドECU600は、目標SOCを変更するように、上述のエンジン出力要求マップをシフトする。このとき、バッテリ400への充電に関するポイントがマイナスになった場合、ハイブリッドECU600は、目標SOCを低くするように変更する。逆に、バッテリ400からの放電に関するポイントがマイナスになった場合、ハイブリッドECU600は、目標SOCを高くするように変更する。
As shown in FIG. 5C, when the stored point becomes negative (in FIG. 5C, the
図6を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるハイブリッドECU600が実行するプログラムの制御構造について説明する。
With reference to FIG. 6, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ハイブリッドECU600は、電圧計610が検知した充放電電圧値と電流計612が検知した充放電電流値より、バッテリ400の充放電電力値を算出する。
In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100,
S200にて、ハイブリッドECU600は、バッテリ400の充放電電力が制限されたか否かを判別する。バッテリ400の充放電電力が制限された場合(S200にてYES)、処理はS300に移される。そうでない場合(S200にてNO)、処理はS800に移される。
In S200,
S300にて、ハイブリッドECU600は、制限フラグをセットする。S400にて、ハイブリッドECU600は、ポイントを減算する。S500にて、ハイブリッドECU600は、カウンタ606に記憶されているポイントがマイナスになったか否かを判別する。ポイントがマイナスになった場合(S500にてYES)、処理はS600に移される。そうでない場合(S500にてNO)処理は、S800に移される。
In S300,
S600にて、ハイブリッドECU600は、目標SOCを変更する。このとき、バッテリ400への充電に関するポイントがマイナスになった場合、ハイブリッドECU600は、目標SOCを低くするように変更する。一方、バッテリ400からの放電に関するポイントがマイナスになった場合、ハイブリッドECU600は、目標SOCを高くするように変更する。
In S600,
S700にて、ハイブリッドECU600は、制限フラグをリセットするとともに、カウンタ606に記憶されているポイントをリセットする。
In S700,
S800にて、ハイブリッドECU600は、目標SOC変更ルーチンの処理が開始されてから予め定められた時間が経過したか否かを判別する。予め定められた時間が経過した場合(S800にてYES)、処理はS900に移される。そうでない場合(S800にてNO)、処理はS100に戻される。なお、予め定められた時間は、バッテリ400への充電、およびバッテリ400からの放電についての傾向が把握できる程度の時間であればよく、2,3日や、1週間など、適宜設定可能である。また、時間に変えて、走行距離などでポイントを加減算するようにしてもよい。
In S800,
S900にて、ハイブリッドECU600は、制限フラグがセットされているか否かを判別する。制限フラグがセットされている場合(S900にてYES)、処理はS1000に移される。そうでない場合(S900にてNO)、処理はS1100に移される。
In S900,
S1000にて、ハイブリッドECU600は、制限フラグをリセットする。S1100にて、ハイブリッドECU600は、ポイントを加算する。S1200にて、ハイブリッドECU600は、目標SOCを維持する。
In S1000,
以上のような構造、およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるハイブリッドECU600の動作について、予め定められた時間内に、充放電電力が制限された場合と制限されなかった場合に分けて説明する。 About operation | movement of hybrid ECU600 which is a control apparatus which concerns on this Embodiment based on the above structures and flowcharts, when charging / discharging electric power is restrict | limited within the predetermined time, and when it is not restrict | limited Separately described.
[充放電電力が制限された場合]
目標SOC変更ルーチンが開始されると、電圧計610が検知した充放電電圧値と電流計612が検知した充放電電流値より、バッテリ400の充放電電力値が算出され(S100)、バッテリ400の充放電電力が制限されたか否かが判別される(S200)。
[When charge / discharge power is limited]
When the target SOC change routine is started, the charge / discharge power value of the
ここで、バッテリ400の充放電電力が制限されたので(S200にてYES)、制限フラグがセットされ(S300)、カウンタ606に記憶されているポイントが減算される(S400)。
Here, since the charge / discharge power of
ポイントが減算されると(S400)、カウンタ606に記憶されているポイントがマイナスになったか否かが判別される(S500)。このとき、バッテリ400への充電に関するポイントがマイナスになった場合(S500にてYES)、図7の破断線で示すように、目標SOCがX(A)[%]からX(B)[%]に変更されて低くなるように、エンジン出力要求マップがシフトされる(S600)。このとき、目標SOCには下限値X(C)[%]が設定されており、目標SOCが、下限値X(C)[%]よりも低い値に変更されることはない。
When the points are subtracted (S400), it is determined whether or not the points stored in the
一方、バッテリ400からの放電に関するポイントがマイナスになった場合(S500にてYES)、図7の一点鎖線で示すように、目標SOCがX(A)[%]からX(D)[%]に変更されて高くなるように、エンジン出力要求マップがシフトされる(S600)。このとき、目標SOCには上限値X(E)[%]が設定されており、目標SOCが、上限値X(E)[%]よりも高い値に変更されることはない。目標SOCが変更されると(S600)、制限フラグ、およびカウンタ606に記憶されているポイントはリセットされる(S700)。
On the other hand, when the point related to the discharge from
一方、ポイントが減算されても(S400)、カウンタ606に記憶されているポイントがマイナスでなければ(S500にてNO)、目標SOC変更ルーチンが開始されてから、予め定められた時間が経過したか否かが判別される(S800)。
On the other hand, even if the points are subtracted (S400), if the points stored in
予め定められた時間が経過していなければ(S800にてNO)、S100以降の処理が繰返される。予め定められた時間が経過すれば(S800にてYES)、制限フラグがセットされているので(S900にてYES)、制限フラグがリセットされて(S1000)、目標SOCが維持される(S1200)。 If the predetermined time has not elapsed (NO in S800), the processes after S100 are repeated. If the predetermined time has elapsed (YES in S800), the limit flag is set (YES in S900), the limit flag is reset (S1000), and the target SOC is maintained (S1200). .
[充放電電力が制限されなかった場合]
目標SOC変更ルーチンが開始されると、電圧計610が検知した充放電電圧値と電流計612が検知した充放電電流値より、バッテリ400の充放電電力値が算出され(S100)、バッテリ400の充放電電力が制限されたか否かが判別される(S200)。
[When charge / discharge power is not limited]
When the target SOC change routine is started, the charge / discharge power value of the
ここで、バッテリ400の充放電電力が制限されなかったので(S200にてNO)、目標SOC変更ルーチンが開始されてから、予め定められた時間が経過したか否かが判別される(S800)。
Here, since the charge / discharge power of
予め定められた時間が経過していなければ(S800にてNO)、S100以降の処理が繰返される。予め定められた時間が経過すれば(S800にてYES)、制限フラグがセットされていないので(S900にてNO)、ポイントが加算されて(S1100)、目標SOCが維持される(S1200)。 If the predetermined time has not elapsed (NO in S800), the processes after S100 are repeated. If the predetermined time has elapsed (YES in S800), the limit flag is not set (NO in S900), so points are added (S1100), and the target SOC is maintained (S1200).
以上のように、本実施の形態にかかる制御装置であるハイブリッドECUは、バッテリへの充電が制限され、充電に関するポイントがマイナスになった場合、目標SOCを低くするように変更する。これにより、バッテリのSOCが、低くされた目標SOC付近で推移することになる。そのため、バッテリへの充電ができなくなるSOCとなるまでに、バッテリに充電できる電力が増えることになる。したがって、バッテリへの充電が制限されにくくなり、充電が頻繁に行なわれる運転状態において、より多くの回生エネルギを電力として蓄えることができる。このとき、バッテリへの充電が制限されれば目標SOCを低くするように変更するので、バッテリへの充電が実際に求められる運転状態において、その要求を満たすように目標SOCを変更することができる。 As described above, the hybrid ECU that is the control device according to the present embodiment changes the target SOC to be lower when charging to the battery is restricted and the point related to charging becomes negative. Thereby, the SOC of the battery changes in the vicinity of the lowered target SOC. For this reason, the power that can be charged to the battery increases before the SOC becomes impossible to charge the battery. Therefore, charging of the battery is less likely to be restricted, and more regenerative energy can be stored as electric power in an operating state where charging is frequently performed. At this time, if the charging to the battery is restricted, the target SOC is changed so as to be lowered. Therefore, the target SOC can be changed so as to satisfy the request in the operation state where the charging to the battery is actually required. .
また、逆に、バッテリからの放電が制限され、放電に関するポイントがマイナスになった場合、目標SOCを高くするように変更する。これにより、バッテリのSOCは、高くされた目標SOC付近で推移することになる。そのため、バッテリのSOCからの放電ができなくなるSOCとなるまでに、バッテリが放電できる電力が増えることになる。したがって、バッテリからの放電が制限されにくくなり、放電が頻繁に行なわれる運転状態において、より長く、あるいはより大きい出力でモータを駆動させて車両を走行させることができる。このとき、バッテリからの放電が制限されれば目標SOCを高くするように変更するので、バッテリからの放電が実際に求められる運転状態において、その要求を満たすように目標SOCを変更することができる。 Conversely, when the discharge from the battery is restricted and the point related to the discharge becomes negative, the target SOC is changed to be higher. As a result, the SOC of the battery changes in the vicinity of the increased target SOC. For this reason, the power that can be discharged by the battery increases before the SOC reaches the level at which the battery cannot be discharged from the SOC. Therefore, it becomes difficult to limit the discharge from the battery, and the vehicle can be driven by driving the motor with a longer or larger output in an operation state where the discharge is frequently performed. At this time, if the discharge from the battery is restricted, the target SOC is changed to be higher. Therefore, the target SOC can be changed so as to satisfy the request in the operation state where the discharge from the battery is actually required. .
なお、バッテリへの充電およびバッテリからの放電が制限された回数をカウントする方法は、上述の方法に限られず、その他、車両や運転者などの特性に合わせて適宜設定してもよい。たとえば、同一期間(区間)内で複数回制限された場合は、1回としてカウントしてもよい。また、複数期間(区間)で連続して制限された場合は、ポイントの状態に関わらず、目標SOCを変更するようにしてもよい。 Note that the method of counting the number of times that charging and discharging from the battery is limited is not limited to the above-described method, and may be set as appropriate according to the characteristics of the vehicle, the driver, and the like. For example, when the number of times is limited within the same period (section), it may be counted as one time. Moreover, when it restrict | limits continuously in multiple periods (section), you may make it change target SOC irrespective of the state of a point.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
400 バッテリ、600 ハイブリッドECU、602 CPU、604 メモリ、606 カウンタ、610 電圧計、612 電流計、614 バッテリ温度センサ。 400 battery, 600 hybrid ECU, 602 CPU, 604 memory, 606 counter, 610 voltmeter, 612 ammeter, 614 battery temperature sensor.
Claims (7)
前記蓄電機構の残存容量が容量目標値と一致するように、前記蓄電機構への充電および前記蓄電機構からの放電を制御するための制御手段と、
予め定められた条件に基づいて、前記蓄電機構への充電および前記蓄電機構からの放電の少なくともいずれか一方を制限するための制限手段と、
前記制限手段による前記制限に関する情報に基づいて、前記容量目標値を変更するための変更手段とを含む、蓄電機構の制御装置。 A power storage mechanism control device mounted on a vehicle,
Control means for controlling charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism so that a remaining capacity of the power storage mechanism matches a capacity target value;
Limiting means for limiting at least one of charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism based on a predetermined condition;
A control device for a power storage mechanism, comprising: changing means for changing the target capacity value based on information on the restriction by the restricting means.
前記蓄電機構への充電が制限された場合に、前記容量目標値を低くするように変更するための手段と、
前記蓄電機構からの放電が制限された場合に、前記容量目標値を高くするように変更するための手段とを含む、請求項1に記載の蓄電機構の制御装置。 The changing means is
Means for changing to lower the target capacity value when charging to the power storage mechanism is restricted;
The power storage mechanism control device according to claim 1, further comprising: a unit configured to change the capacity target value to be higher when discharge from the power storage mechanism is restricted.
前記変更手段は、前記傾向に関する情報に基づいて、前記容量目標値を変更するための手段を含む、請求項3に記載の蓄電機構の制御装置。 The control device of the power storage mechanism is information based on the number of times of limiting at least one of charging to the power storage mechanism and discharging from the power storage mechanism within a predetermined time, and charging the power storage mechanism And means for storing information relating to a trend for at least one of the discharges from the power storage mechanism,
The power storage mechanism control device according to claim 3, wherein the changing unit includes a unit for changing the target capacity value based on information on the tendency.
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