JP2012006525A - ハイブリッド車の回生制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】走行駆動が要求されると駆動輪を駆動する一方で、回生駆動が要求されると回生制動を行なって発電電力を発生する走行用モータ1と、エンジンに連結されてエンジンによる回転力で発電するモータジェネレータ3と、走行用モータ1への電力供給を行なう走行用バッテリ7と、走行用バッテリ7への充電を規制すべきか否かを判定する判定手段11とを備えたハイブリッド車であって、判定手段11により走行用バッテリ7への充電を規制すべきであると判定された際に、回生制動による発電電力を用いてモータジェネレータ3を作動させてエンジンを駆動させるように制御する制御手段とをそなえる。
【選択図】図1
Description
このような課題に関し、特許文献1には、エンジンの出力トルクを、遊星歯車機構でなる動力分割機構を介して駆動輪及びジェネレータに伝達する、いわゆるスプリット方式のハイブリッド車において、モータジェネレータに回生制動が要求されたときに、回生制動により発生する電力が前記バッテリの前記充電許可電力を超える場合に、余剰電力が空調装置で消費されるように空調制御装置に電力制御指令を出力して、モータジェネレータを回生制動制御する技術が提案されている。
特許文献1では、回生制動制御の状態の継続時間は短時間であるので、空調装置が設定温度と異なる状態が継続したとしても、乗員に不快感を与える等の可能性は低いとしているが、長い下り坂などでは回生制動制御の状態が長く継続する場合も想定され、この場合、乗員に不快感を与えるおそれがある。
前記エンジン駆動力を前記駆動輪へ伝達する伝達経路に、前記駆動力を断接する摩擦係合要素をそなえ、前記制御手段は、前記摩擦係合要素を駆動力遮断状態に制御することが好ましい。
前記判定手段は、前記バッテリの温度状態が予め設定された温度上限値よりも大きい場合、及び/又は、前記バッテリの温度状態が予め設定された温度下限値よりも小さい場合に、前記バッテリへの充電を規制すべきであると判定することが好ましい。
エンジンと駆動輪との間に動力を断接する摩擦係合要素をそなえたハイブリッド車の場合、このクラッチを動力遮断状態にした上で、モータジェネレータによるエンジンで回生制動による発電電力を消費すれば、車両の走行に支障なく回生制御を行なうことができる。
<構成>
まず、本実施形態にかかるハイブリッド車の駆動系を説明する。
図1に示すように、本ハイブリッド車の駆動系は、走行用モータ(走行用電動機)1と、エンジン(内燃機関)2と、モータジェネレータ(ジェネレータ)3と、摩擦係合要素(動力断接クラッチ)4と、駆動輪5と、インバータ6と、走行用バッテリ(高圧電源)7と、をそなえ、走行用モータ1及びジェネレータ3は、走行用バッテリ7との間に介装されたインバータ6を通じて作動を制御される。また、インバータ6、エンジン2、動力断接クラッチ4はECU(電子制御ユニット)10によって制御される。
また、ドライバがアクセルを開放するとこれがアクセル開度センサ21により検知され、走行用モータ1はジェネレータとして機能し、回生制動を実施する。つまり、駆動輪5からの回転トルクを受けて発電しこの発電負荷を車両の制動力として発揮する。この時には、クラッチ4を切り離し、エンジン2によるエンジンブレーキを与えないようにして、エンジンブレーキ相当の制動力を可能な限り回生制動により賄うようにすることが好ましい。
一方、エンジン2に走行駆動力が要求されない場合には、クラッチ4を動力遮断にする。この状態では、走行用バッテリ7のSOCが基準領域内にある限り、エンジン2は停止されるが、走行用バッテリ7のSOCが基準領域以下となり走行用バッテリ7の充電が必要になると、エンジン2が作動してジェネレータ3を駆動する。
そこで、セル温度Tが上限値Taを超えると上昇するのにしたがって走行用バッテリ7の充放電を規制し、下限値Ta未満になると下降するのにしたがって走行用バッテリ7の充放電を規制するように、マップM1,M2を設定している。
充電規制判定手段11では、回生時には、回生電力演算部13で演算された回生電力と、目標電池入力電力演算部16で演算された目標電池入力電力と、を比較して、回生電力が目標電池入力電力よりも大であれば、回生電力による走行用バッテリ7の充電を規制すると判定し、回生電力が目標電池入力電力以下であれば、回生電力による走行用バッテリ7の充電を規制しないと判定する。
充放電制御手段12は、演算部14〜18の機能要素を備え、充電規制判定手段11において、走行用バッテリ7の充電を規制すると判定した場合に、ジェネレータ目標回転数演算部18により算出されたジェネレータ目標回転数を制御パラメータとして出力して、ジェネレータ3がジェネレータ目標回転数によりエンジン2を駆動するように、エンジン回転数センサ(又は、ジェネレータ回転数センサ)24の検出値に基づいて回転数フィードバック制御を実施する。
本発明の一実施形態にかかるハイブリッド車の回生制御装置は、上述のように構成されているので、回生制御時には、図3に示すように、ジェネレータ3が制御される。
つまり、まず、充電状態検出回路22により検出される走行用バッテリ7のSOCに基づいて走行用バッテリ7へ入力可能な電力(電池入力電力)を演算する(ステップS10)。
そして、充電規制判定手段11により、回生電力演算部13で演算された回生電力と、目標電池入力電力演算部16で演算された目標電池入力電力とを比較して、回生電力が目標電池入力電力よりも大か否かを判定する(ステップS60)。回生電力が目標電池入力電力よりも大であれば、回生電力による走行用バッテリ7の充電を規制すると判定し、ステップS70に進むが、回生電力が目標電池入力電力以下であれば、回生電力による走行用バッテリ7の充電規制制御は行なわない。
回生制動時には、このような制御が行なわれるので、例えば、回生電力が目標電池入力電力よりも小さければ、図4(a)に示すように、回生エネルギ(回生電力)を全て走行用バッテリ7の充電にあてがい、走行用バッテリ7の充電規制制御は行なわない。また、回生電力が目標電池入力電力よりも大きいが、走行用バッテリ7のSOCは上限値に達していない場合、図4(b)に示すように、回生エネルギ(回生電力)の一部を走行用バッテリ7の充電にあてがい、残りの回生エネルギ(回生電力)をジェネレータ3によるエンジン2の駆動にあてがう。また、走行用バッテリ7のSOCが上限値に達していて、又は補正係数が0になって、目標電池入力電力が0となった場合、図4(c)に示すように、回生エネルギ(回生電力)を全てジェネレータ3によるエンジン2の駆動にあてがう。このとき、エンジン2はジェネレータ3の負荷として作用する。
また、このようにジェネレータ3によりエンジン2を駆動する場合、予め、クラッチ4によりエンジン2が動力系と切り離されるので、駆動されるエンジン2が車両の制動フィーリングに影響を及ぼすこともなく、良好な制動フィーリングを維持することができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、かかる実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して実施することができる。
また、バッテリ温度に応じた充電規制については、図3のステップS20〜S50の処理を、単一のマップを用いた1ステップの処理に変更することもできる。この場合の単一のマップとは、マップM1とマップM2とを統合し、セル温度Tが下限値Ta以上で上限値Ta以下の領域を全て補正係数1とするものである。
また、回生電力の演算については、ECU10にてアクセル開度センサ21の検出値から演算されるトルクとモータ回転数とにより、回生電力を予測しても良い。
この場合、例えば図5に示すように、上記実施形態のECU10(図1)に、アクセル開度センサ21の検出値から回生時のモータトルク(発電トルク)を演算し、この演算したトルクで回生作動するようにモータジェネレータ3を制御するトルク制御手段19を設けて、図6に示すように、回生電力演算部13で、この回生時のモータトルク指示値とモータ回転数とから回生電力を演算するように構成することができる。なお、図5において図1と同符号は同様のものを示し、図6において図2と同符号は同様のものを示している。
2 エンジン(内燃機関)
3 モータジェネレータ(ジェネレータ)
4 摩擦係合要素(動力断接クラッチ)
5 駆動輪
6 インバータ
7 走行用バッテリ(高圧電源)
10 ECU(電子制御ユニット)
11 判定手段(充電規制判定手段)
12 制御手段(充放電制御手段)
13 回生電力演算部
14 電池入力電力演算部
15 補正係数演算部
16 目標電池入力電力演算部
17 ジェネレータ消費電力演算部
18 ジェネレータ目標回転数演算部
21 アクセル開度センサ
22 充電状態検出回路
23 温度センサ
24 エンジン回転数センサ(ジェネレータ回転数センサ)
Claims (5)
- 走行駆動が要求されると駆動輪を駆動する一方で、回生駆動が要求されると回生制動を行なって発電電力を発生する走行用モータと、エンジンに連結されて前記エンジンによる回転力で発電するモータジェネレータと、前記走行用モータへの電力供給を行なう走行用バッテリと、前記走行用バッテリへの充電を規制すべきか否かを判定する判定手段とを備えたハイブリッド車の回生制御装置であって、
前記判定手段により前記走行用バッテリへの充電を規制すべきであると判定された際に、前記回生制動による発電電力を用いて前記モータジェネレータを作動させて前記エンジンを駆動させるように制御する制御手段とをそなえている
ことを特徴とする、ハイブリッド車の回生制御装置。 - 前記制御手段は、前記回生制動による発電電力から前記走行用バッテリへ充電する電力を減じた電力分を用いて前記モータジェネレータを作動させる
ことを特徴とする、請求項1記載のハイブリッド車の回生制御装置。 - 前記エンジンの駆動力を前記駆動輪へ伝達する伝達経路に、前記駆動力を断接する摩擦係合要素をそなえ、
前記制御手段は、前記摩擦係合要素を駆動力遮断状態に制御する
ことを特徴とする、請求項1又は2記載のハイブリッド車の回生制御装置。 - 前記判定手段は、前記走行用バッテリの充電状態が予め設定された充電上限値よりも大きいと前記走行用バッテリへの充電を規制すべきであると判定する
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載のハイブリッド車の回生制御装置。 - 前記判定手段は、前記走行用バッテリの温度状態が予め設定された温度上限値よりも大きい場合、及び/又は、前記走行用バッテリの温度状態が予め設定された温度下限値よりも小さい場合に、前記走行用バッテリへの充電を規制すべきであると判定する
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載のハイブリッド車の回生制御装置。
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