JP2017100638A - Hybrid vehicle and control method therefor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid vehicle and a control method therefor capable of stably supplying a vehicular electric component with power.SOLUTION: A hybrid vehicle includes: a motor-generator 21 connected to an output shaft 13 of an engine 10, a high-voltage battery 32 electrically connected to the motor-generator; and a control apparatus 80 for controlling a hybrid system. Further, in the case of operating a high-output vehicular electric component 36A, the control apparatus 80 uses a DC-DC converter 33 to execute control for increasing output power to the high-output vehicular electric component 36A from the high-voltage battery 32.SELECTED DRAWING: Figure 1

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、車両電装品に安定的に電力を供給するハ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 that stably supplies electric power to vehicle electrical components and a control method thereof.

近年、燃費向上及び環境対策などの観点から、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）が注目されている。このＨＥＶにおいては、車両の加速時や発進時には、モータージェネレーターによる駆動力のアシストが行われる一方で、慣性走行時や制動時にはモータージェネレーターによる回生発電が行われる（例えば、特許文献１を参照）。   In recent years, a hybrid vehicle (hereinafter referred to as “HEV”) including a hybrid system having an engine and a motor generator that are controlled in combination according to the driving state of the vehicle has attracted attention from the viewpoint of improving fuel efficiency and environmental measures. Yes. In the HEV, when the vehicle is accelerated or started, the driving force is assisted by the motor generator, while regenerative power generation is performed by the motor generator during inertia traveling or braking (see, for example, Patent Document 1).

モータージェネレーターには、インバーター、高電圧バッテリー、ＤＣ／ＤＣコンバーター及び低電圧バッテリーが電気的に順に接続されている。低電圧バッテリーは、ＤＣ／ＤＣコンバーターを通じて高電圧バッテリーにより充電され、ＨＥＶに装備されている種々の車両電装品に電力を供給する役割を有している。そのため、低電圧バッテリーが十分に充電されていない状態で、高出力（高負荷）の車両電装品（例えば、電動パワーステアリングや電動ブレーキなど）が作動すると、電力を安定的に供給することができなくなるおそれがある。   An inverter, a high voltage battery, a DC / DC converter, and a low voltage battery are electrically connected to the motor generator in this order. The low voltage battery is charged by the high voltage battery through a DC / DC converter, and has a role of supplying electric power to various vehicle electrical components equipped in the HEV. For this reason, when a high-power (high load) vehicle electrical component (for example, an electric power steering or an electric brake) is operated in a state where the low-voltage battery is not sufficiently charged, electric power can be stably supplied. There is a risk of disappearing.

特開２００２−２３８１０５号公報JP 2002-238105 A

本発明の目的は、車両電装品に安定的に電力を供給することができるハ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。   An object of the present invention is to provide a hybrid vehicle that can stably supply electric power to vehicle electrical components and a control method thereof.

上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両は、エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、前記モータージェネレーターに電気的に順に接続された高電圧バッテリー及びＤＣ／ＤＣコンバーターと、前記ＤＣ／ＤＣコンバーターに互いに並列に電気的に接続された低電圧バッテリー及び高出力の車両電装品と、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、前記制御装置は、前記高出力の車両電装品が作動したことを検知したときは、前記ＤＣ／ＤＣコンバーターを用いて、前記高電圧バッテリーから該高出力の車両電装品への出力電力を増加させる制御を行うように構成されていることを特徴とするものである。   The hybrid vehicle of the present invention that achieves the above object includes a hybrid system having a motor generator connected to an output shaft that transmits engine power, a high-voltage battery electrically connected to the motor generator in sequence, and a DC / DC In a hybrid vehicle comprising a DC converter, a low-voltage battery and a high-output vehicle electrical component that are electrically connected in parallel to the DC / DC converter, and a control device, the control device includes the high-output When the vehicle electrical component is detected to be activated, the DC / DC converter is used to control to increase the output power from the high-voltage battery to the high-power vehicle electrical component. It is characterized by being.

また、上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両の制御方法は、エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、前記モータージェネレーターに電気的に順に接続された高電圧バッテリー及びＤＣ／ＤＣコンバーターと、前記ＤＣ／ＤＣコンバーターに互いに並列に電気的に接続された低電圧バッテリー及び高出力の車両電装品と、を備えたハイブリッド車両の制御方法であって、前記高出力の車両電装品が作動したか否かを検知し、前記高出力の車両電装品が作動したことを検知したときは、前記ＤＣ／ＤＣコンバーターを用いて、前記高電圧バッテリーから該高出力の車両電装品への出力電力を増加させることを特徴とするものである。   In addition, the hybrid vehicle control method of the present invention that achieves the above object includes a hybrid system having a motor generator connected to an output shaft that transmits engine power, and a high-speed electrical connection to the motor generator in turn. A control method for a hybrid vehicle, comprising: a voltage battery and a DC / DC converter; and a low-voltage battery and a high-power vehicle electrical component electrically connected in parallel to each other to the DC / DC converter. When it is detected whether or not the high-powered vehicle electrical component is activated, and when it is detected that the high-powered vehicle electrical component is activated, the DC / DC converter is used to output the high-powered vehicle electrical component from the high-voltage battery. It is characterized by increasing the output power to the vehicle electrical component.

本発明のハイブリッド車両及びその制御方法によれば、高出力の車両電装品が作動したときには、ＤＣ／ＤＣコンバーターを用いて、高電圧バッテリーから高出力の車両電装品への出力電力を増加させるようにしたので、車両電装品に安定的に電力を供給することができる。   According to the hybrid vehicle and its control method of the present invention, when a high-power vehicle electrical component is activated, the output power from the high-voltage battery to the high-power vehicle electrical component is increased using a DC / DC converter. As a result, electric power can be stably supplied to the vehicle electrical components.

本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の構成図である。It is a block diagram of the hybrid vehicle which consists of embodiment of this invention. 本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の制御方法を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the control method of the hybrid vehicle which consists of embodiment of this invention.

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 an embodiment of the present invention.

このハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）は、普通乗用車のみならず、バスやトラックなどを含む車両であり、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン１０及びモータージェネレーター３１を有するハイブリッドシステム３０を備えている。   This hybrid vehicle (hereinafter referred to as “HEV”) is a vehicle including not only a normal passenger car but also a bus, a truck, etc., and has an engine 10 and a motor generator 31 that are controlled in combination according to the driving state of the vehicle. A hybrid system 30 is provided.

エンジン１０においては、エンジン本体１１に形成された複数（この例では４個）の気筒１２内における燃料の燃焼により発生した熱エネルギーにより、クランクシャフト１３が回転駆動される。このエンジン１０には、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンが用いられる。クランクシャフト１３の回転動力は、クランクシャフト１３の一端部に接続するクラッチ１４（例えば、湿式多板クラッチなど）を通じてトランスミッション２０に伝達される。   In the engine 10, the crankshaft 13 is rotationally driven by thermal energy generated by the combustion of fuel in a plurality (four in this example) of cylinders 12 formed in the engine body 11. The engine 10 is a diesel engine or a gasoline engine. The rotational power of the crankshaft 13 is transmitted to the transmission 20 through a clutch 14 (for example, a wet multi-plate clutch) connected to one end of the crankshaft 13.

トランスミッション２０には、ＨＥＶの運転状態と予め設定されたマップデータとに基づいて決定された目標変速段へ、変速用アクチュエーター２１を用いて自動的に変速するＡＭＴ又はＡＴが用いられている。なお、トランスミッション２０は、ＡＭＴのような自動変速式に限るものではなく、ドライバーが手動で変速するマニュアル式であってもよい。   The transmission 20 uses an AMT or an AT that automatically shifts to a target shift speed determined based on the HEV operating state and preset map data using the shift actuator 21. The transmission 20 is not limited to an automatic transmission type such as AMT, and may be a manual type in which a driver manually changes gears.

トランスミッション２０で変速された回転動力は、プロペラシャフト２２を通じてデファレンシャル２３に伝達され、一対の駆動輪２４にそれぞれ駆動力として分配される。   The rotational power changed by the transmission 20 is transmitted to the differential 23 through the propeller shaft 22 and distributed to each of the pair of drive wheels 24 as drive power.

ハイブリッドシステム３０は、モータージェネレーター３１と、そのモータージェネレーター３１に順に電気的に接続するインバーター３５、高電圧バッテリー３２、ＤＣ／ＤＣコンバーター３３及び低電圧バッテリー３４とを有している。   The hybrid system 30 includes a motor generator 31, an inverter 35, a high voltage battery 32, a DC / DC converter 33, and a low voltage battery 34 that are electrically connected to the motor generator 31 in order.

高電圧バッテリー３２としては、リチウムイオンバッテリーやニッケル水素バッテリーなどが好ましく例示される。また、低電圧バッテリー３４には鉛バッテリーが用いられる。   Preferred examples of the high voltage battery 32 include a lithium ion battery and a nickel metal hydride battery. The low voltage battery 34 is a lead battery.

ＤＣ／ＤＣコンバーター３３は、高電圧バッテリー３２と低電圧バッテリー３４との間における充放電の方向及び出力電圧を制御する機能を有している。また、低電圧バッテリー３４は、各種の車両電装品３６に電力を供給する。   The DC / DC converter 33 has a function of controlling the charge / discharge direction and the output voltage between the high voltage battery 32 and the low voltage battery 34. The low voltage battery 34 supplies power to various vehicle electrical components 36.

車両電装品３６は、その出力の程度により２つに大別される。高出力の車両電装品３６Ａとしては、電動パワーステアリング、電動ブレーキ、空調用ブロワファン及びラジエーターファンなどが例示される。また、低出力の車両電装品３６Ｂとしては、各種のコントローラー、オーディオ機器、ヘッドライトを除く灯火類などが例示される。   The vehicle electrical components 36 are roughly divided into two types according to the degree of output. Examples of the high-output vehicle electrical component 36A include an electric power steering, an electric brake, an air-conditioning blower fan, and a radiator fan. Further, examples of the low-power vehicle electrical component 36B include various controllers, audio devices, and lights other than headlights.

このハイブリッドシステム３０における種々のパラメータ、例えば、電流値、電圧値やＳＯＣなどは、ＢＭＳ３９により検出される。   Various parameters in the hybrid system 30 such as a current value, a voltage value, and an SOC are detected by the BMS 39.

モータージェネレーター３１は、回転軸３７に取り付けられた第１プーリー１５とエンジン本体１１の出力軸であるクランクシャフト１３の他端部に取り付けられた第２プーリー１６との間に掛け回された無端状のベルト状部材１７を介して、エンジン１０との間で動力を伝達する。なお、２つのプーリー１５、１６及びベルト状部材１７の代わりに、ギヤボックスなどを用いて動力を伝達することもできる。また、モータージェネレーター３１に接続するエンジン本体１１の出力軸は、クランクシャフト１３に限るものではなく、例えばエンジン本体１１とトランスミッション２０との間の伝達軸やプロペラシャフト２２であっても良い。   The motor generator 31 is an endless shape wound around a first pulley 15 attached to the rotating shaft 37 and a second pulley 16 attached to the other end of the crankshaft 13 which is an output shaft of the engine body 11. Power is transmitted to and from the engine 10 via the belt-shaped member 17. Note that power can be transmitted using a gear box or the like instead of the two pulleys 15 and 16 and the belt-like member 17. Further, the output shaft of the engine main body 11 connected to the motor generator 31 is not limited to the crankshaft 13, and may be a transmission shaft or the propeller shaft 22 between the engine main body 11 and the transmission 20, for example.

このモータージェネレーター３１は、エンジン本体１１を始動するスターターモーター（図示せず）の代わりに、クランキングを行う機能も有している。   The motor generator 31 has a function of cranking instead of a starter motor (not shown) that starts the engine body 11.

これらのエンジン１０及びハイブリッドシステム３０は、制御装置８０により制御される。具体的には、ＨＥＶの発進時や加速時には、ハイブリッドシステム３０は高電圧バッテリー３２から電力を供給されたモータージェネレーター３１により駆動力の少なくとも一部をアシストする一方で、慣性走行時や制動時においては、モータージェネレーター３１による回生発電を行い、余剰の運動エネルギーを電力に変換して高電圧バッテリー３２を充電する。   The engine 10 and the hybrid system 30 are controlled by the control device 80. Specifically, at the time of HEV start or acceleration, the hybrid system 30 assists at least a part of the driving force by the motor generator 31 supplied with power from the high voltage battery 32, while at the time of inertia traveling or braking. Performs regenerative power generation by the motor generator 31, converts surplus kinetic energy into electric power, and charges the high voltage battery 32.

このようなＨＥＶの制御方法を、制御装置８０の機能として図２に基づいて以下に説明する。なお、制御装置８０は、信号線（一点鎖線で示す）を通じて、各部と接続している。   Such a HEV control method will be described below as a function of the control device 80 with reference to FIG. In addition, the control apparatus 80 is connected with each part through the signal wire | line (it shows with a dashed-dotted line).

最初に、制御装置８０は、高出力の車両電装品３６Ａが作動したか否かを判定する（Ｓ１０）。この高出力の車両電装品３６Ａの作動の判定は、その車両電装品３６Ａに付属するコントローラーからの信号、あるいは車両電装品３６Ａへ流れる電流値の大きさに基づいて行うことができる。   First, the control device 80 determines whether or not the high-power vehicle electrical component 36A is activated (S10). The determination of the operation of the high-power vehicle electrical component 36A can be made based on the signal from the controller attached to the vehicle electrical component 36A or the magnitude of the current value flowing to the vehicle electrical component 36A.

そして、制御装置８０は、高出力の車両電装品３６Ａが作動していることを検知したときは、ＤＣ／ＤＣコンバーター３３を調節して、高電圧バッテリー３２から高出力の車両電装品３６Ａへの出力電力（出力電圧又は制限電流）を増加させる（Ｓ２０）。この出力電圧を増加させる程度は、それぞれの高出力の車両電装品３６Ａごとに予め設定される。   When the control device 80 detects that the high-power vehicle electrical component 36A is operating, the control device 80 adjusts the DC / DC converter 33 to transfer the high-voltage battery 32 to the high-power vehicle electrical component 36A. The output power (output voltage or limit current) is increased (S20). The degree to which the output voltage is increased is set in advance for each high-output vehicle electrical component 36A.

最後に、制御装置８０は、高出力の車両電装品３６Ａが停止したか否かを判定し（Ｓ３０）、停止したことを検知したときは、ＤＣ／ＤＣコンバーターを調節して、高電圧バッテリー３２からの低電圧バッテリー３４への出力電力を通常のレベルに復帰させる（Ｓ４０）。   Finally, the control device 80 determines whether or not the high-power vehicle electrical component 36A has stopped (S30), and when detecting that it has stopped, adjusts the DC / DC converter to control the high-voltage battery 32. The output power to the low voltage battery 34 is returned to the normal level (S40).

このように、高出力の車両電装品３６Ａが作動したときには、ＤＣ／ＤＣコンバーター３３によって、高電圧バッテリー３２から車両電装品３６Ａへの出力電力を増加させるようにしたので、車両電装品３６に安定的に電力を供給することができるのである。   As described above, when the high-power vehicle electrical component 36A is activated, the DC / DC converter 33 increases the output power from the high-voltage battery 32 to the vehicle electrical component 36A. Therefore, electric power can be supplied.

また、低電圧バッテリー３４も同時に充電されるので、その劣化を抑制することが可能である。   Further, since the low voltage battery 34 is also charged at the same time, it is possible to suppress the deterioration thereof.

１０ エンジン
３０ ハイブリッドシステム
３１ モータージェネレーター
３２ 高電圧バッテリー
３３ ＤＣ／ＤＣコンバーター
３４ 低電圧バッテリー
８０ 制御装置 10 Engine 30 Hybrid system 31 Motor generator 32 High voltage battery 33 DC / DC converter 34 Low voltage battery 80 Control device

Claims (4)

エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、前記モータージェネレーターに電気的に順に接続された高電圧バッテリー及びＤＣ／ＤＣコンバーターと、前記ＤＣ／ＤＣコンバーターに互いに並列に電気的に接続された低電圧バッテリー及び高出力の車両電装品と、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、
前記制御装置は、前記高出力の車両電装品が作動したことを検知したときは、前記ＤＣ／ＤＣコンバーターを用いて、前記高電圧バッテリーから該高出力の車両電装品への出力電力を増加させる制御を行うように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両。 A hybrid system having a motor generator connected to an output shaft for transmitting engine power, a high-voltage battery and a DC / DC converter electrically connected to the motor generator in sequence, and the DC / DC converter in parallel with each other In a hybrid vehicle comprising an electrically connected low-voltage battery and a high-power vehicle electrical component, and a control device,
When the control device detects that the high-power vehicle electrical component is activated, the control device uses the DC / DC converter to increase output power from the high-voltage battery to the high-power vehicle electrical component. A hybrid vehicle configured to perform control. 前記制御装置は、前記高出力の車両電装品が停止したことを検知したときは、前記出力電力の増加を停止する制御を行うように構成されている請求項１に記載のハイブリッド車両。   The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the control device is configured to perform control to stop the increase in the output power when detecting that the high-power vehicle electrical component has stopped. 前記高出力の車両電装品が、電動パワーステアリング、電動ブレーキ、空調用ブロワファン又はラジエーターファンである請求項１又は２に記載のハイブリッド車両。   The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the high-power vehicle electrical component is an electric power steering, an electric brake, an air-conditioning blower fan, or a radiator fan. エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、前記モータージェネレーターに電気的に順に接続された高電圧バッテリー及びＤＣ／ＤＣコンバーターと、前記ＤＣ／ＤＣコンバーターに互いに並列に電気的に接続された低電圧バッテリー及び高出力の車両電装品と、を備えたハイブリッド車両の制御方法であって、
前記高出力の車両電装品が作動したか否かを検知し、
前記高出力の車両電装品が作動したことを検知したときは、前記ＤＣ／ＤＣコンバーターを用いて、前記高電圧バッテリーから該高出力の車両電装品への出力電力を増加させることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 A hybrid system having a motor generator connected to an output shaft for transmitting engine power, a high-voltage battery and a DC / DC converter electrically connected to the motor generator in sequence, and the DC / DC converter in parallel with each other A control method for a hybrid vehicle comprising a low voltage battery and a high output vehicle electrical component electrically connected,
Detecting whether the high-powered vehicle electrical components are activated,
When it is detected that the high-power vehicle electrical component is activated, the DC / DC converter is used to increase output power from the high-voltage battery to the high-power vehicle electrical component. Control method of hybrid vehicle.
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