JP2006347239A - ハイブリッド車両のバッテリ保護制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 エンジン305と発電機304と強電バッテリ301を有し、低温及び高温条件にて前記強電バッテリ301への入力制限値を低く設定するバッテリ保護制御手段を備えたハイブリッド車両のバッテリ保護制御装置において、前記バッテリ保護制御手段は、前記強電バッテリ301への入力制限値が低いとき、前記エンジン305の応答遅れ分を考慮し、前記発電機304による発電量を減じる手段とした。
【選択図】 図2
Description
前記バッテリ保護制御手段は、前記強電バッテリへの入力制限値が低いとき、前記エンジンの応答遅れ分を考慮し、前記発電機による発電量を減じることを特徴とする。
図1は実施例1のバッテリ保護制御装置が適用されたハイブリッド車両を示す全体システム図である。
実施例1のハイブリッド車両は、図1に示すように、CPU101と、補助バッテリ102と、強電バッテリ301と、インバータ302と、モータ303と、発電機304と、エンジン305と、動力分割機構306と、デフ機構309と、アクセルセンサ401と、ブレーキセンサ402と、DC/DCコンバータ403と、を備えている。
図2は実施例1のCPU101にて実行されるバッテリ保護制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する(バッテリ保護制御手段)。
具体的には、図6のハッチングに示す強電バッテリ301の入力制限値が入力制限閾値以下の領域に該当する場合は、制御適用範囲とし、ステップS3以下へ進む。すなわち、図6は、強電バッテリ301の性能劣化・出力特性を考慮し、常温範囲下限(ここでは、-10℃程度)から保証温度範囲下限(ここでは、-30℃程度)、及び保証温度範囲上限(ここでは、+60℃程度)付近で制限値を適用する、一般的な特性を示す。
ここで、エンジン305及び発電機304が正常に作動しているか否かは、自己診断により異常なダイアグコードの検出の有無を確認することにより判断する。なお、「ダイアグコード」とは、「ダイアグノーシスコード」の略称であり、「故障コード」とも呼ばれる。
ここで、エンジン回転数による発電機トルク指令時定数τaの設定は、図3に示すように、エンジン回転数が低いほど、応答遅れに程度が大きくなることを考慮し、発電機トルク指令時定数τaをエンジン回転数が高くなるほど徐々に低下する特性により与える。
また、エンジン水温による発電機トルク指令時定数τbの設定は、図4に示すように、エンジン水温によりエンジン305のメカフリクションを推定し、発電機トルク指令時定数τbを、エンジン水温が設定温度Te1までは急な勾配により低下し、設定温度Te1より高い温度になるほど低い時定数レベル域で緩やかに低下する特性により与える。
ここで、発電機トルク指令上限値の設定は、まず、図3及び図4にて設定された発電機トルク指令時定数τa,τbに基づき、図5に示すマップを用いて制御へと適用する時定数τを設定し、この時定数τにより決めたゲインkと、図7に示すマップを用いて発電機トルク要求値に対する発電機トルク指令上限値を設定する。ここで、発電機トルク指令上限値の算出式は、
発電機トルク指令上限値=k×発電機トルク要求値
但し、0≦k<1
となり、ゲインkは、時定数τが大きいほど小さな値にて与える。
すなわち、発電機トルク指令上限値は、発電機トルク要求値に対して時定数τが大きいほど、つまり、エンジン応答遅れが大きいほど減じた値となる。
ここで、図5に示す時定数τは、発電機トルクが発電機トルク指令上限値まで到達する応答時間を示し、時定数τが高いほど応答良く発電機トルク指令上限値に到達する変化勾配による指令が出力される。
なお、この場合、特に規定しないが、エンジン305と発電機304のうち少なくとも一方が異常であるため、フェールセーフモードへと移行する。
強電バッテリ301の温度が低温もしくは高温であることにより、強電バッテリ301への入力に制限がかかった場合であって、発電機304及びエンジン305が正常に作動しているときには、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6へと進む流れが繰り返される。そして、ステップS4において、エンジン回転数・水温によりエンジン305の応答遅れを示す発電機トルク指令時定数τa,τbが設定され、ステップS5において、発電機トルク指令時定数τa,τbに基づき制御へと適用する時定数τを設定し、この時定数τと発電機トルク要求値により発電機トルク指令上限値が設定され、ステップS6において、時定数τを応答速度とし、発電機トルク指令上限値を得る発電機トルク指令が出力される。
図8のタイムチャートは、エンジン水温が高い状態で、バッテリ温度の高まりにより、図6のA→Bへと進み、バッテリ入力制限が絞られた時のエンジントルク出力例を示す。
時刻t1にて強電バッテリ301の入力制限ポイントa(図6参照)に達すると、時刻t1以降は、入力制限設定マップでの入力制限特性に沿って徐々に強電バッテリ301の入力が制限され、発電機トルクも強電バッテリ301の入力制限に応じて緩やかに低下する特性を示す。この時刻t1以降において、エンジン水温が高くメカフリクションの小さいエンジントルクは、発電機トルクの低下により負荷が低くなることから、発電機トルクの低下特性に呼応して遅れなく応答良く立ち上がる。
そして、時刻t4において、本制御の適用ポイントbに達する前で、強電バッテリ301の温度上昇が収まると、強電バッテリ301の入力制限特性、エンジントルク特性、発電機トルク特性は、何れも温度上昇が収まった時点での値を維持する。
したがって、強電バッテリ301の温度上昇が保証温度範囲上限までの場合は、発電機304を駆動させるエンジン305の応答性が高く、発電機304の発電量が強電バッテリ301の入力制限値を超過することがない。
時刻t1にて強電バッテリ301の入力制限ポイントc(図6参照)に達すると、時刻t1以降は、入力制限設定マップでの入力制限特性に沿って徐々に強電バッテリ301の入出力が制限され、発電機トルクも強電バッテリ301の入力制限に応じて緩やかに低下する特性を示す。この時刻t1以降において、エンジン水温が低くメカフリクションの大きいエンジントルクは、発電機トルクの低下により負荷が低くなっても、応答遅れにより、時刻t2まではトルクの上昇がみられず、時刻t2を経過後、発電機トルクの低下に応じて徐々に立ち上がる。
そして、時刻t3において、本制御の適用ポイントdに達すると、エンジン回転数とエンジン水温とに応じて時定数τが設定される。時定数τは、エンジン回転数が上昇している時刻t4までは徐々に低くなる値で与えられ、時刻t4以降はエンジン回転数及びエンジン水温が一定であることで、一定値により与えられる。そして、時刻t3以降においては、発電機トルクは、時定数τと発電機トルク要求値により決まる発電機トルク指令上限値に向かって、時定数τにより決まる応答速度により低下する特性を示す。これに伴い、エンジントルクは、応答遅れはあるものの、発電機トルクの低下に伴って時刻t3から少し遅れて目標値まで立ち上がる。
これに対し、実施例1のように、強電バッテリ301の入力制限値が低い条件では、エンジン305の応答遅れ分を考慮して、発電機304への発電指令値(発電トルク)を減じるようにしたため、発電機304の発電量が強電バッテリ301の入力制限値を超過することがなくなり、強電バッテリ301の劣化を抑制することができる。
実施例1のハイブリッド車両のバッテリ保護制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
102 補助バッテリ
301 強電バッテリ
302 インバータ
303 モータ
304 発電機
305 エンジン
306 動力分割機構
401 アクセルセンサ
402 ブレーキセンサ
403 DC/DCコンバータ
Claims (5)
- エンジンと発電機と強電バッテリを有し、低温及び高温条件にて前記強電バッテリへの入力制限値を低く設定するバッテリ保護制御手段を備えたハイブリッド車両のバッテリ保護制御装置において、
前記バッテリ保護制御手段は、前記強電バッテリへの入力制限値が低いとき、前記エンジンの応答遅れ分を考慮し、前記発電機による発電量を減じることを特徴とするハイブリッド車両のバッテリ保護制御装置。 - 請求項1に記載されたハイブリッド車両のバッテリ保護制御装置において、
前記バッテリ保護制御手段は、エンジン回転数が低いほど、前記発電機による発電量を減じる制限量を増すことを特徴とするハイブリッド車両のバッテリ保護制御装置。 - 請求項1または2に記載されたハイブリッド車両のバッテリ保護制御装置において、
前記バッテリ保護制御手段は、エンジン水温が低いほど、前記発電機による発電量を減じる制限量を増すことを特徴とするハイブリッド車両のバッテリ保護制御装置。 - 請求項1乃至3の何れか1項に記載されたハイブリッド車両のバッテリ保護制御装置において、
前記バッテリ保護制御手段は、前記発電機による発電量を減じる場合、目標とする制限量となるまで指令値を徐々に変化させることを特徴とするハイブリッド車両のバッテリ保護制御装置。 - 請求項1乃至4の何れか1項に記載されたハイブリッド車両のバッテリ保護制御装置において、
前記バッテリ保護制御手段は、前記強電バッテリへの入力制限値が低いという条件は成立するが、エンジンまたは発電機のうち少なくとも一方が異常であるとき、前記発電機による発電量を減じる制御を禁止することを特徴とするハイブリッド車両のバッテリ保護制御装置。
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