JP2015104926A - Hybrid vehicle and control method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はハイブリッド車両及びその制御方法に関し、更に詳しくは、従来よりも低い製造コストでバッテリーを冷却することができるバイブリッド車両及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle and a control method thereof, and more particularly to a hybrid vehicle capable of cooling a battery at a manufacturing cost lower than that of a conventional vehicle and a control method thereof.
近年、燃費向上と環境対策などの観点から、トラックやバスなどの大型車両においても、エンジンが発生する駆動力の一部を、強電圧のバッテリーを電源とする電動発電機で代替するハイブリッドシステムの導入が進められている。それらのハイブリッドシステムを搭載した大型車両では、積載スペースを確保するために、バッテリーを車体下面などに配置されたボックス内に収容している。 In recent years, a hybrid system that replaces part of the driving force generated by the engine with a motor generator that uses a high-voltage battery as a power source for large vehicles such as trucks and buses from the viewpoint of improving fuel efficiency and environmental measures. Introduction is in progress. In a large vehicle equipped with such a hybrid system, a battery is accommodated in a box arranged on the lower surface of the vehicle body in order to secure a loading space.
この強電圧のバッテリーには、一般にリチウムイオンバッテリーが用いられるが、走行中の充放電に伴う加熱化学反応によりバッテリー本体が高温(例えば、約40℃以上)になると、劣化しやすくなるという問題がある。そのため、ボックスに専用の電動ファンを設置して、バッテリーを空冷することが行われている(例えば、特許文献1を参照)。 A lithium ion battery is generally used as the high voltage battery. However, when the battery body becomes high temperature (for example, about 40 ° C. or more) due to a heating chemical reaction accompanying charging / discharging during traveling, there is a problem that the battery tends to deteriorate. is there. Therefore, a dedicated electric fan is installed in the box to cool the battery by air (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、このように専用の電動ファンを設置すると、ハイブリッド車両の製造コストが増加してしまうという問題があった。 However, when the dedicated electric fan is installed in this way, there is a problem that the manufacturing cost of the hybrid vehicle increases.
本発明の目的は、従来よりも製造コストを増加させることなく、バッテリーを冷却することができるバイブリッド車両及びその制御方法を提供することにある。 The objective of this invention is providing the hybrid vehicle which can cool a battery, and its control method, without increasing manufacturing cost conventionally.
上記の目的を達成する第1発明のハイブリッド車両は、エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を、バッテリーを電源とする電動発電機で代替可能なハイブリッド車両において、前記バッテリーに車両前方側から対向するように配置されたシャッタと、該バッテリーの温度を測定するバッテリー温度センサと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記バッテリー温度センサの測定値が予め設定されたしきい温度超である場合には、前記シャッタを開状態にする一方で、該測定値が該しきい温度以下である場合には、該シャッタを閉状態にすることを特徴とするものである。 The hybrid vehicle of the first invention that achieves the above object is a hybrid vehicle in which at least a part of the driving force generated by the engine can be replaced by a motor generator using a battery as a power source. A shutter, a battery temperature sensor for measuring the temperature of the battery, and a control means, wherein the control means has a measured value of the battery temperature sensor exceeding a preset threshold temperature. In this case, the shutter is opened, and when the measured value is equal to or lower than the threshold temperature, the shutter is closed.
上記の目的を達成する第2発明のハイブリッド車両は、エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を、バッテリーを電源とする電動発電機で代替可能なハイブリッド車両において、前記バッテリーに車両前方側から対向するように配置されたシャッタと、該バッテリーの温度を測定するバッテリー温度センサと、前記ハイブリッド車両の車速を測定する車速センサと、該ハイブリッド車両の外気温を測定する外気温度センサと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記バッテリー温度センサ、車速センサ及び外気温度センサのそれぞれの測定値と、予め設定されたマップデータとに基づいて、前記シャッタの開度を制御することを特徴とするものである。 The hybrid vehicle of the second invention that achieves the above object is a hybrid vehicle in which at least a part of the driving force generated by the engine can be replaced by a motor generator using a battery as a power source, and faces the battery from the front side of the vehicle. A shutter arranged so as to perform the measurement, a battery temperature sensor for measuring the temperature of the battery, a vehicle speed sensor for measuring the vehicle speed of the hybrid vehicle, an outside air temperature sensor for measuring the outside air temperature of the hybrid vehicle, and a control means, And the control means controls the opening degree of the shutter based on the measured values of the battery temperature sensor, the vehicle speed sensor, and the outside air temperature sensor, and preset map data. Is.
上記の目的を達成する第1発明のハイブリッド車両の制御方法は、エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を、バッテリーを電源とする電動発電機で代替可能なハイブリッド車両の制御方法であって、前記バッテリーの温度を測定し、その測定値を予め設定されたしきい温度と比較し、その測定値が前記しきい温度超である場合には、前記バッテリーに車両前方側から対向するように配置されたシャッタを開状態にする一方で、該測定値が該しきい温度以下である場合には、前記シャッタを閉状態にすることを特徴とするものである。 The hybrid vehicle control method of the first invention that achieves the above object is a hybrid vehicle control method in which at least part of the driving force generated by the engine can be replaced by a motor generator using a battery as a power source. The temperature of the battery is measured, the measured value is compared with a preset threshold temperature, and when the measured value exceeds the threshold temperature, the battery is arranged to face the vehicle from the front side. When the measured value is equal to or lower than the threshold temperature, the shutter is closed.
上記の目的を達成する第2発明のハイブリッド車両の制御方法は、エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を、バッテリーを電源とする電動発電機で代替可能なハイブリッド車両の制御方法であって、前記バッテリーの温度、前記ハイブリッド車両の車速及び該ハイブリッド車両の外気温を測定し、それらの測定値を予め設定されたマップデータと照合し、その照合した結果に基づいて、前記バッテリーに車両前方側から対向するように配置されたシャッタの開度を制御することを特徴とするものである。 The hybrid vehicle control method of the second invention that achieves the above object is a hybrid vehicle control method in which at least part of the driving force generated by the engine can be replaced by a motor generator using a battery as a power source, The temperature of the battery, the vehicle speed of the hybrid vehicle and the outside air temperature of the hybrid vehicle are measured, and these measured values are collated with preset map data. The opening degree of the shutter arranged so as to oppose is controlled.
本発明のバイブリッド車両及びその制御方法によれば、従来の専用の電動ファンに比べて簡易な構造であって、電動ファンのような継続的かつ大きな駆動力を必要としないシャッタを通過した走行風を利用してバッテリーを冷却するようにしたので、従来よりも製造コストを増加させることなく、バッテリーを冷却することができる。 According to the hybrid vehicle and the control method thereof of the present invention, the vehicle travels through a shutter that has a simpler structure than a conventional dedicated electric fan and does not require a continuous and large driving force like an electric fan. Since the battery is cooled by using the wind, the battery can be cooled without increasing the manufacturing cost as compared with the prior art.
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態からなるハイブリッド車両を示す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention.
このハイブリッド車両(以下「HEV」という。)1Aは、大型車両であるトラックであり、左右一対の駆動輪2、2に駆動力を伝達する出力軸3に、変速機4を介して連結するディーゼルエンジン5及び電動発電機6と、その電動発電機6にインバータ7を通じて電気的に接続するバッテリー8とを有するハイブリッドシステム9を備えている。このバッテリー8には、リチウムイオンバッテリーなどの高電圧バッテリーが好ましく用いられる。また、変速機4とディーゼルエンジン5との間には、湿式多板クラッチ10及び流体継手11が順に介設されている。
This hybrid vehicle (hereinafter referred to as “HEV”) 1A is a truck that is a large vehicle, and is a diesel that is connected to an
なお、ハイブリッドシステム9は、上記の構成に限定されるものではなく、例えばディーゼルエンジン5と電動発電機6とを直列に接続した構成や、電動発電機6を一対の駆動輪2、2にそれぞれ直接的に接続した構成などでもよい。
The
バッテリー8及びインバータ7は、例えば図2に示すように、HEV1Aの車体12下面の側方に配置された、車体12の長手方向に延びる略直方体状のユニットボックス13内に収納されている。
For example, as shown in FIG. 2, the
HEV1Aの制御手段であるECU14は、HEV1Aの走行時に出力軸3に加わる負荷等に応じて、ディーゼルエンジン5の駆動力を電動発電機6によりアシストする制御を行う。また、HEV1Aの通常走行時における余剰エネルギーや制動時における回生エネルギーを、電動発電機6を発電機として用いることで電力として回収し、インバータ7を通じてバッテリー8に充電する制御を行う。
The
このようなHEV1Aにおいて、ユニットボックス13における車両前方側(進行方向側)の端面13aには、シャッタ15が設置されているとともに、その端面13aに対向する端面13bには通気口16が形成されている。
In
このシャッタ15は、図3に示すように、板状のフレーム17に上縁部を回動可能に支持された矩形平板状の複数のベーン18(この例では7枚)を並設することで構成されている。シャッタ15の開閉は、ECU14に遠隔操作されるアクチュエータ(図示せず)により、図4に示すように、各ベーン18を前方へ向けて同時に所定の開度だけ回動させることにより行われる。
As shown in FIG. 3, the
また、バッテリー8には、その本体温度を測定するバッテリー温度センサ19が取り付けられており、信号線(一点鎖線で示す)を通じてECU14に接続されている。
A
HEV1Aにおけるバッテリー8の冷却に係る制御方法を図5に基づいて以下に説明する。
A control method for cooling the
ECU14は、バッテリー温度センサ19の測定値Tを入力し(S10)、その測定値Tが予め定められたしきい温度Tp超であるか否かを判定する(S12)。このしきい温度Tpとしては、バッテリー8がリチウムイオンバッテリーである場合には、30〜50℃の範囲の値、好ましくは40℃が用いられる。
The
測定値Tがしきい温度Tpよりも大きい場合には、バッテリー8の冷却が必要であると判断して、シャッタ15を開状態(例えば、全開状態)にする(S14)。これにより、HEV1Aの走行風Aがシャッタ15を通じてユニットボックス13内に導入されてバッテリー8が空冷される。
If the measured value T is larger than the threshold temperature Tp, it is determined that the
一方で、測定値Tがしきい温度Tp以下である場合には、シャッタ15を閉状態にして(S16)、走行風Aのユニットボックス13内への侵入を防ぐとともに、走行抵抗を減少させる。
On the other hand, when the measured value T is equal to or lower than the threshold temperature Tp, the
HEV1Aの運転中は、上記のステップS10〜S16を繰り返し実施する。
During the operation of
以上のように、従来の専用の電動ファンに比べて簡易な構造であって、電動ファンのような継続的かつ大きな駆動力を必要としないシャッタ15を用いることで、走行風Aを利用してバッテリー8を冷却するようにしたので、従来よりもHEV1Aの製造コストを増加させることなく、バッテリー8を冷却することができるのである。
As described above, the traveling wind A is used by using the
また、電動ファンを駆動する必要がなくなるため、オルタネータによる発電が減少してディーゼルエンジン5の負荷が減るので、HEV1Aの燃費を向上することもできる。
Further, since it is not necessary to drive the electric fan, the power generation by the alternator is reduced and the load on the
なお、ユニットボックス13の端面13aの周縁部に、前方斜め外側に拡がる笠状のスカート20を設けることで、より大量の走行風Aを集約してバッテリー8の冷却効率を高めることができる。
In addition, by providing the cap-
図6は、本発明の第2の実施形態からなるハイブリッド車両を示す。なお、図6においては、図1と同じ部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 6 shows a hybrid vehicle according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same parts as those in FIG.
このHEV1Bは、HEV1Bの車速を測定する車速センサ21と、外気温を測定する外気温度センサ22を備えており、それらは信号線を通じてECU14に接続している。
The
このようなHEV1Bにおけるバッテリー8の冷却に係る制御方法を図7に基づいて以下に説明する。
A control method for cooling the
ECU14は、バッテリー温度センサ19、車速センサ21及び外気温度センサ22の測定値をそれぞれ入力し(S20)、それら3つの測定値を予め設定されたマップデータと照合する(S22)。マップデータは、バッテリー温度、車速、外気温度及びシャッタ15のベーン18の開度の相互関係を、予め実験又は計算により設定したものである。このマップデータにおいては、基本的にベーン18の開度は、バッテリー温度及び外気温とは正の相関となる一方で、車速とは負の相関になる。
The
そして、マップデータからバッテリー8がしきい温度Tp以下の適切な温度範囲、例えばバッテリー8の性能が最適になる30〜40℃の範囲に維持されるようにシャッタ15のベーン18を回動させて開度を調整する(S24)。
Then, the
HEV1Bの運転中は、上記のステップS20〜S24を繰り返し実施する。
While the
以上のように、HEV1Bの運転状態に応じてシャッタ15の開度を適切に制御して、バッテリー8を冷却する走行風Aの風量を調整するようにしたので、従来よりも製造コストを増加させることなく、かつより効率的にバッテリー8を冷却することができるのである。
As described above, the opening amount of the
1A、1B HEV
5 ディーゼルエンジン
6 電動発電機
8 バッテリー
13 ユニットボックス
13a、13b 端面
14 ECU
15 シャッタ
19 バッテリー温度センサ
21 車速センサ
22 外気温度センサ
1A, 1B HEV
5
15
Claims (6)
前記バッテリーに車両前方側から対向するように配置されたシャッタと、該バッテリーの温度を測定するバッテリー温度センサと、制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記バッテリー温度センサの測定値が予め設定されたしきい温度超である場合には、前記シャッタを開状態にする一方で、該測定値が該しきい温度以下である場合には、該シャッタを閉状態にすることを特徴とするハイブリッド車両。 In a hybrid vehicle in which at least a part of the driving force generated by the engine can be replaced by a motor generator using a battery as a power source,
A shutter arranged to face the battery from the front side of the vehicle, a battery temperature sensor for measuring the temperature of the battery, and a control means,
When the measured value of the battery temperature sensor exceeds a preset threshold temperature, the control means opens the shutter while the measured value is equal to or lower than the threshold temperature. Is a hybrid vehicle characterized in that the shutter is closed.
前記バッテリーに車両前方側から対向するように配置されたシャッタと、該バッテリーの温度を測定するバッテリー温度センサと、前記ハイブリッド車両の車速を測定する車速センサと、該ハイブリッド車両の外気温を測定する外気温度センサと、制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記バッテリー温度センサ、車速センサ及び外気温度センサのそれぞれの測定値と、予め設定されたマップデータとに基づいて、前記シャッタの開度を制御することを特徴とするハイブリッド車両。 In a hybrid vehicle in which at least a part of the driving force generated by the engine can be replaced by a motor generator using a battery as a power source,
A shutter arranged to face the battery from the front side of the vehicle, a battery temperature sensor for measuring the temperature of the battery, a vehicle speed sensor for measuring the vehicle speed of the hybrid vehicle, and an outside temperature of the hybrid vehicle An outside air temperature sensor and a control means;
The hybrid vehicle characterized in that the control means controls the opening degree of the shutter based on measured values of the battery temperature sensor, vehicle speed sensor, and outside air temperature sensor, and preset map data.
前記バッテリーの温度を測定し、その測定値を予め設定されたしきい温度と比較し、その測定値が前記しきい温度超である場合には、前記バッテリーに車両前方側から対向するように配置されたシャッタを開状態にする一方で、該測定値が該しきい温度以下である場合には、前記シャッタを閉状態にすることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 A method for controlling a hybrid vehicle in which at least a part of driving force generated by an engine can be replaced by a motor generator using a battery as a power source,
The temperature of the battery is measured, the measured value is compared with a preset threshold temperature, and when the measured value exceeds the threshold temperature, the battery is arranged to face the vehicle from the front side. A control method for a hybrid vehicle, wherein, when the measured shutter is opened, and the measured value is equal to or lower than the threshold temperature, the shutter is closed.
前記バッテリーの温度、前記ハイブリッド車両の車速及び該ハイブリッド車両の外気温を測定し、それらの測定値を予め設定されたマップデータと照合し、その照合した結果に基づいて、前記バッテリーに車両前方側から対向するように配置されたシャッタの開度を制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 A method for controlling a hybrid vehicle in which at least a part of driving force generated by an engine can be replaced by a motor generator using a battery as a power source,
The temperature of the battery, the vehicle speed of the hybrid vehicle and the outside air temperature of the hybrid vehicle are measured, and these measured values are collated with preset map data. A control method for a hybrid vehicle, comprising: controlling an opening degree of a shutter disposed so as to oppose to each other.
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