JP2017140984A - Automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車に関し、詳しくは、モータと変速機とバッテリとを備える自動車に関する。 The present invention relates to an automobile, and more particularly, to an automobile including a motor, a transmission, and a battery.
従来、この種の自動車としては、走行用のモータと、モータと電力をやりとりする電池と、電池の電圧を検出する監視ユニットと、電池の電流を検出する電流センサと、を備える構成において、電池の電流と電圧との関係を複数プロットし、複数のプロット点に基づいて近似直線を設定し、この近似直線の傾きを電池の内部抵抗として求めるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of automobile includes a traveling motor, a battery that exchanges power with the motor, a monitoring unit that detects battery voltage, and a current sensor that detects battery current. There is proposed a method in which a plurality of relations between the current and voltage are plotted, an approximate line is set based on a plurality of plot points, and the slope of the approximate line is obtained as the internal resistance of the battery (for example, see Patent Document 1). ).
電池の電流(検出値)と電圧(検出値)との関係を示す各プロット点は、監視ユニットや電流センサの検出誤差の影響によって、実際(本来)の関係に対してある程度ばらつく。そして、電池の電流の絶対値が比較的小さいプロット点は、電池の電流の絶対値が比較的大きいプロット点に比して、近似直線の傾きに与える影響が大きくなりやすい。したがって、定常走行時などモータのトルク(バッテリの電流)の絶対値がある程度の時間に亘って比較的小さいときには、上述の検出誤差の影響によって、近似直線の傾き、即ち、電池の内部抵抗の推定精度が比較的低くなることがある。 Each plot point indicating the relationship between the battery current (detected value) and the voltage (detected value) varies to some extent from the actual (original) relationship due to the influence of the detection error of the monitoring unit and the current sensor. A plot point having a relatively small absolute value of the battery current is likely to have a greater influence on the slope of the approximate line than a plot point having a relatively large absolute value of the battery current. Therefore, when the absolute value of the motor torque (battery current) is relatively small over a certain period of time, such as during steady running, the inclination of the approximate line, that is, the internal resistance of the battery is estimated due to the influence of the detection error described above. Accuracy may be relatively low.
本発明の自動車は、バッテリの内部抵抗の推定精度が低下するのを抑制することを主目的とする。 The main object of the automobile of the present invention is to suppress a decrease in the estimation accuracy of the internal resistance of the battery.
本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The automobile of the present invention has taken the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の自動車は、
モータと、
前記モータの回転軸と車軸に連結された駆動軸との間で変速段の変更を伴って動力を伝達する変速機と、
前記モータと電力をやりとりするバッテリと、
前記バッテリの電流および電圧を検出する検出手段と、
前記変速機を制御すると共に、前記駆動軸に要求される要求トルクと前記変速機の変速段とに応じたトルクが前記モータから出力されるように前記モータを制御する制御手段と、
を備える自動車であって、
前記電流と前記電圧との複数の組み合わせにおける前記電流の分散が閾値以上のときに、前記複数の組み合わせから得られる近似直線を用いて前記バッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段を備え、
前記制御手段は、前記複数の組み合わせにおける前記電流の分散が所定時間に亘って前記閾値未満のときには、前記変速機がアップシフトされるように前記変速機を制御する、
ことを要旨とする。
The automobile of the present invention
A motor,
A transmission for transmitting power with a change in gear between a rotating shaft of the motor and a drive shaft connected to an axle;
A battery that exchanges power with the motor;
Detection means for detecting current and voltage of the battery;
Control means for controlling the motor so as to output a torque corresponding to a required torque required for the drive shaft and a gear position of the transmission from the motor, while controlling the transmission;
A car equipped with
An internal resistance estimating means for estimating an internal resistance of the battery using an approximate straight line obtained from the plurality of combinations when a variance of the current in a plurality of combinations of the current and the voltage is equal to or greater than a threshold
The control means controls the transmission such that the transmission is upshifted when the current distribution in the plurality of combinations is less than the threshold over a predetermined time.
This is the gist.
この本発明の自動車では、バッテリの電流と電圧との複数の組み合わせにおける電流の分散が閾値以上のときに、複数の組み合わせから得られる近似直線を用いてバッテリの内部抵抗を推定する。そして、複数の組み合わせにおける電流の分散が所定時間に亘って閾値未満のときには、変速機がアップシフトされるように変速機を制御する。変速機をアップシフトする(変速段を大きくする)と、変速機の減速比(変速機の入力軸の回転数/出力軸の回転数)が小さくなるから、同一の要求トルクに対してモータからのトルク(電流)が大きくなり、バッテリの電流の絶対値が大きくなる。これにより、複数の組み合わせにおける電流の分散を大きくすることができ、近似直線の設定精度が低下するのを抑制することができる。この結果、バッテリの内部抵抗の推定精度が低下するのを抑制することができる。 In the automobile of the present invention, when the current dispersion in the plurality of combinations of the battery current and the voltage is equal to or greater than the threshold value, the internal resistance of the battery is estimated using an approximate straight line obtained from the plurality of combinations. When the current distribution in the plurality of combinations is less than the threshold value over a predetermined time, the transmission is controlled so that the transmission is upshifted. Upshifting the transmission (increasing the gear position) reduces the transmission reduction ratio (the number of rotations of the input shaft of the transmission / the number of rotations of the output shaft). Torque (current) increases, and the absolute value of the battery current increases. Thereby, the dispersion | distribution of the electric current in a some combination can be enlarged, and it can suppress that the setting precision of an approximate straight line falls. As a result, it can suppress that the estimation precision of the internal resistance of a battery falls.
本発明の自動車において、エンジンと、発電機と、前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸と前記モータの回転軸との3軸に3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、を備え、前記制御手段は、前記複数の組み合わせにおける前記電流の分散が前記所定時間に亘って前記閾値未満のときには、前記変速機がアップシフトされるように前記変速機を制御するのに加えて、前記エンジンおよび前記発電機のトルクが固定されるように前記エンジンと前記発電機とを制御する、ものとしてもよい。こうすれば、要求トルクの変動に応じてエンジンおよび発電機のトルクが変動する場合に比して、要求トルクが変動したときに、モータのトルクをより変動しやすくすることができる。 The automobile of the present invention comprises an engine, a generator, and a planetary gear in which three rotating elements are connected to three axes of an output shaft of the engine, a rotating shaft of the generator, and a rotating shaft of the motor, The control means controls the transmission so that the transmission is upshifted when the current distribution in the plurality of combinations is less than the threshold over the predetermined time, and the engine The engine and the generator may be controlled so that the torque of the generator is fixed. By so doing, it is possible to make the motor torque more easily fluctuate when the required torque fluctuates than when the torque of the engine and the generator fluctuates according to the fluctuation of the required torque.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、変速機60と、バッテリ50と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24によって運転制御されている。
The
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、クランクポジションセンサ23からのクランク角θcrなどが入力ポートから入力されている。エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23からのクランク角θcrに基づいて、クランクシャフト26の回転数、即ち、エンジン22の回転数Neを演算している。
Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes, in addition to the CPU, a ROM that stores a processing program, a RAM that temporarily stores data, an input / output port, and a communication port. . The engine ECU 24 receives signals from various sensors necessary for controlling the operation of the
プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、変速機60の入力軸61が接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、ダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
The
モータMG1は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が変速機60の入力軸61に接続されている。インバータ41,42は、モータMG1,MG2と接続されると共に電力ライン54を介してバッテリ50と接続されている。モータMG1,MG2は、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によって、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
The motor MG1 is configured as, for example, a synchronous generator motor, and the rotor is connected to the sun gear of the
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2などが入力ポートを介して入力されている。モータECU40からは、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。モータECU40は、回転位置検出センサからのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。
Although not shown, the motor ECU 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. . The motor ECU 40 receives signals from various sensors necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, for example, rotational positions θm1 from rotational
変速機60は、例えば4段変速機として構成されており、プラネタリギヤ30のリングギヤおよびモータMG2の回転子(回転軸)に接続された入力軸61と、駆動輪39a,39bにデファレンシャルギヤ38を介して連結された駆動軸36に接続された出力軸62と、複数の遊星歯車機構と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素(クラッチ,ブレーキ)と、を有する。この変速機60は、入力軸61と出力軸62との間で4段階に変速して動力を伝達する。
The
バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン54を介してインバータ41,42と接続されている。このバッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。
The battery 50 is configured as, for example, a lithium ion secondary battery or a nickel hydride secondary battery, and is connected to the
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号、例えば、バッテリ50の出力端子に取り付けられた電流センサ51aからの電流Ib,バッテリ50の端子間に取り付けられた電圧センサ51bからの電圧Vbなどが入力ポートを介して入力されている。バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。バッテリECU52は、電流センサからの電池電流Ibの積算値に基づいて蓄電割合SOCを演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ50の全容量に対するバッテリ50から放電可能な電力の容量の割合である。
Although not shown, the
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。HVECU70に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・駆動軸36(変速機60の出力軸62)に取り付けられた回転数センサ69からの駆動軸36の回転数Np
・イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号
・シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP
・アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc
・ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP
・車速センサ88からの車速V
Although not shown, the
The rotational speed Np of the
-Ignition signal from the ignition switch 80-Shift position SP from the
Accelerator opening degree Acc from the accelerator
-Brake pedal position BP from the brake
・ Vehicle speed V from
HVECU70からは、変速機60への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。HVECU70は、上述したように、エンジンECU24,モータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されている。
A control signal or the like to the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、ハイブリッド走行(HV走行)モードや電動走行(EV走行)モードによって走行する。ここで、HV走行モードは、エンジン22からの動力とモータMG1,MG2からの動力とによって走行するモードである。EV走行モードは、エンジン22を運転停止すると共にモータMG2からの動力によって走行するモードである。HV走行モードやEV走行モードでは、エンジン22,プラネタリギヤ30,モータMG1,MG2,インバータ41,42,バッテリ50などのハイブリッド部と、変速機60と、を制御する。
The
HV走行モードでのハイブリッド部の制御としては、HVECU70は、まず、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36(変速機60の出力軸62)に要求される要求トルクTout*を設定する。続いて、モータMG2の回転数Nm2(変速機60の入力軸の回転数)を駆動軸36の回転数Noutで除して変速機60のギヤ比Grを計算する。そして、駆動軸36の要求トルクTout*を変速機60のギヤ比Grで除して変速機60の入力軸61に要求される要求トルクTin*を計算する。さらに、変速機60入力軸61の要求トルクTin*にモータMG2の回転数Nm2(変速機60の入力軸61の回転数)を乗じて変速機60の入力軸61に入力される要求パワーPin*を計算し、計算した要求パワーPin*からバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じてエンジン22に要求される要求パワーPe*を計算する。
As control of the hybrid unit in the HV traveling mode, the
次に、要求パワーPe*とエンジン22の動作ライン(例えば燃費動作ライン)とを用いてエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定する。続いて、式(1)に示すように、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する。式(1)中、「ρ」は、プラネタリギヤ30のギヤ比(サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)である。式(1)において、右辺第1項は、フィードフォワード項であり、右辺第2項,第3項は、フィードバック項の比例項,積分項である。右辺第1項は、エンジン22から出力されてプラネタリギヤ30を介してモータMG1の回転軸に作用するトルクをモータMG1によって受け止めるためのトルクである。右辺第2項の「kp」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「ki」は積分項のゲインである。
Next, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+kp・(Ne*-Ne)+ki・∫(Ne*-Ne)dt (1) Tm1 * =-ρ ・ Te * / (1 + ρ) + kp ・ (Ne * -Ne) + ki ・ ∫ (Ne * -Ne) dt (1)
次に、式(2)に示すように、モータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときにモータMG1から出力されてプラネタリギヤ30を介して駆動軸36に作用するトルク(−Tm1*/ρ)を、変速機60の入力軸61の要求トルクTin*から減じて、モータMG2のトルク指令Tm2*を計算する。
Next, as shown in the equation (2), when the motor MG1 is driven with the torque command Tm1 *, the torque (−Tm1 * / ρ) output from the motor MG1 and acting on the
Tm2*=Tin*+Tm1*/ρ (2) Tm2 * = Tin * + Tm1 * / ρ (2)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*とモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*とを設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECU24に送信すると共にモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。エンジンECU24は、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*を受信すると、エンジン22が目標回転数Ne*および目標トルクTe*に基づいて運転されるようにエンジン22の吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行なう。モータECU40は、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信すると、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようにインバータ41,42の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
When the target rotational speed Ne * and target torque Te * of the
EV走行モードでのハイブリッド部の制御としては、HVECU70は、まず、上述したのと同様に、駆動軸36(変速機60の出力軸62)の要求トルクTout*,変速機60のギヤ比Gr,変速機60の入力軸61の要求トルクTin*を設定する。そして、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共に変速機60の入力軸61の要求トルクTin*をモータMG2のトルク指令Tm2*に設定し、設定したモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。モータECU40は、上述のようにインバータ41,42の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
As for the control of the hybrid unit in the EV traveling mode, the
変速機60の制御としては、HVECU70は、上述したのと同様に駆動軸36(変速機60の出力軸62)の要求トルクTout*を設定し、車速Vと駆動軸36の要求トルクTout*とに基づいて基本変速段Gstmpを設定し、その基本変速段Gstmpを変速機60の目標変速段Gs*に設定する。そして、変速機60の変速段Gsが目標変速段Gs*となるように変速機60を制御する。
For the control of the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、HV走行モードでバッテリ50の内部抵抗Rbを推定する際の動作について説明する。図2は、実施例のHVECU70によって実行される内部抵抗推定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。
Next, the operation of the
図2の内部抵抗推定ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、バッテリ50の電流Ib,電圧Vbの組み合わせとしてのIVデータを所定時間T1(例えば、25sec,30sec,35secなど)に亘ってサンプリングする(ステップS100)。実施例では、所定時間T2(例えば、80msec,100msec,120msecなど)毎に電流センサ51a,電圧センサ51bによって検出されたバッテリ50の電流Ib,電圧Vbの組み合わせをIVデータとしてバッテリECU52から通信によって入力する処理を所定時間T1に亘って行なうことによって、所定数n(=T1/T2)のIVデータをサンプリングするものとした。所定時間T1を30secとすると共に所定時間T2を100msecとした場合、所定数nは300となる。
When the internal resistance estimation routine of FIG. 2 is executed, the
続いて、所定数nのIVデータにおけるバッテリ50の電流Ibの分散Viを計算し(ステップS110)、計算したバッテリ50の電流Ibの分散Viを閾値Virefと比較する(ステップS120)。ここで、閾値Virefは、所定数のIVデータを用いてバッテリ50の内部抵抗Rbを精度よく推定できるか否かを判定するための閾値であり、電流センサ51a,電圧センサ51bの誤差として、例えば、90A2,100A2,110A2などを用いることができる。
Subsequently, the variance Vi of the current Ib of the battery 50 in a predetermined number n of IV data is calculated (step S110), and the calculated variance Vi of the current Ib of the battery 50 is compared with a threshold value Viref (step S120). Here, the threshold value Viref is a threshold value for determining whether or not the internal resistance Rb of the battery 50 can be accurately estimated using a predetermined number of IV data. As an error of the
そして、バッテリ50の電流Ibの分散Viが閾値Viref以上のときには、所定数のIVデータから得られる近似直線の傾きkを用いてバッテリ50の内部抵抗Rbを推定し(ステップS130)、抵抗推定完了フラグF1に値1を設定する(ステップS140)。一方、バッテリ50の電流Ibの分散Viが閾値Viref未満のときには、バッテリ50の内部抵抗Rbを推定せず、抵抗推定完了フラグF1に値0を設定する(ステップS150)。ここで、推定完了フラグF1は、今回の本ルーチンの実行時にバッテリ50の内部抵抗Rbを推定したか否かを示すフラグである。
When the variance Vi of the current Ib of the battery 50 is equal to or greater than the threshold value Viref, the internal resistance Rb of the battery 50 is estimated using the slope k of the approximate line obtained from a predetermined number of IV data (step S130), and the resistance estimation is completed. A
図3は、バッテリ50の内部抵抗Rbの推定方法を説明するための説明図である。実施例では、所定数nのIVデータを縦軸を電流Ib,横軸を電圧Vbとするマップにプロットし(図3中、白丸印参照)、プロットした所定数nのIVデータ(プロット点)を用いて最小二乗法によって近似直線を設定し、その近似直線の傾きkをバッテリ50の内部抵抗Rbとして推定するものとした。ここで、各IVデータは、電流センサ51a,電圧センサ51bの検出誤差によってある程度ばらつく。この検出誤差によって近似直線の傾きkがばらつく。そして、電流Ibの絶対値の小さいIVデータ(プロット点)は、電流Ibの絶対値の大きいIVデータに比して、近似直線の傾きkに与える影響が大きくなりやすい。このため、バッテリ50の電流Ibの分散Viが比較的小さいときには、近似直線の傾きkのばらつきが比較的大きくなることによって、バッテリ50の内部抵抗Rbの推定精度が比較的低くなりやすい。したがって、実施例では、バッテリ50の電流Ibの分散Viが閾値Viref以上のときに、バッテリ50の内部抵抗Rbを推定するものとした。これにより、バッテリ50の内部抵抗Rbを精度よく推定することができる。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a method of estimating the internal resistance Rb of the battery 50. In the embodiment, a predetermined number n of IV data is plotted on a map in which the vertical axis represents current Ib and the horizontal axis represents voltage Vb (see white circles in FIG. 3), and the predetermined number n of plotted IV data (plot points). An approximate straight line is set by the least square method, and the slope k of the approximate straight line is estimated as the internal resistance Rb of the battery 50. Here, each IV data varies to some extent due to detection errors of the
次に、抵抗推定用処理フラグF2の値を調べる(ステップS160)。ここで、抵抗推定用変速フラグF2は、バッテリ50の内部抵抗Rbの推定用に通常とは異なる推定用処理(後述のステップS190,S200の処理)を行なっているか否かを示すフラグである。 Next, the value of the resistance estimation process flag F2 is checked (step S160). Here, the resistance estimation shift flag F2 is a flag that indicates whether or not estimation processing (processing in steps S190 and S200 described later) is being performed for estimation of the internal resistance Rb of the battery 50.
ステップS160で抵抗推定用処理フラグF2が値0のときには、推定用処理を行なっていないと判断し、抵抗推定完了フラグF1の値を調べる(ステップS170)。そして、抵抗推定完了フラグF1が値1のときには、今回の本ルーチンの実行時にバッテリ50の内部抵抗Rbを推定したと判断し、抵抗推定用処理フラグF2に値0を設定して(ステップS220)、本ルーチンを終了する。
When the resistance estimation process flag F2 is 0 in step S160, it is determined that the estimation process is not being performed, and the value of the resistance estimation completion flag F1 is checked (step S170). Then, when the resistance estimation completion flag F1 is 1, it is determined that the internal resistance Rb of the battery 50 has been estimated during the current execution of this routine, and the
ステップS170で抵抗推定完了フラグF1が値0のときには、今回の本ルーチンの実行時にバッテリ50の内部抵抗Rbを推定していないと判断し、抵抗推定完了フラグF1が値0での継続時間を所定時間T3と比較する(ステップS180)。ここで、抵抗推定完了フラグF1が値0での継続時間は、バッテリ50の電流Ibの分散Viが閾値Viref未満の時間、即ち、バッテリ50の内部抵抗Rbを推定していない時間を意味する。所定時間T3は、例えば、400sec,500sec,600secなどを用いることができる。 When the resistance estimation completion flag F1 is 0 in step S170, it is determined that the internal resistance Rb of the battery 50 has not been estimated at the current execution of this routine, and the duration when the resistance estimation completion flag F1 is 0 is determined in advance. Compare with time T3 (step S180). Here, the duration when the resistance estimation completion flag F1 is 0 means a time during which the variance Vi of the current Ib of the battery 50 is less than the threshold Viref, that is, a time during which the internal resistance Rb of the battery 50 is not estimated. For the predetermined time T3, for example, 400 sec, 500 sec, 600 sec, etc. can be used.
ステップS180で、抵抗推定完了フラグF1が値0での継続時間が所定時間T3未満のときには、バッテリ50の電流Ibの分散Viが閾値Viref未満の時間がそれほど長く継続していないと判断し、抵抗推定用処理フラグF2に値0を設定して(ステップS220)、本ルーチンを終了する。
In step S180, when the duration when the resistance estimation completion flag F1 is 0 is less than the predetermined time T3, it is determined that the time during which the variance Vi of the current 50 of the battery 50 is less than the threshold Viref has not continued so long. A
ステップS180で、抵抗推定完了フラグF1が値0での継続時間が所定時間T3以上のときには、バッテリ50の電流Ibの分散Viが閾値Viref未満の時間がある程度継続したと判断し、エンジン22の目標トルクTe*およびモータMG1のトルク指令Tm1*を固定すると共に(ステップS190)、変速機60の目標変速段Gs*を上述の基本変速段Gstmpから抵抗推定用変速段Gsrに変更し(ステップS200)、抵抗推定用処理フラグF2に値1を設定して(ステップS210)、本ルーチンを終了する。ここで、エンジン22の目標トルクTe*およびモータMG1のトルク指令Tm1*は、その直前の値で固定するものとした。また、抵抗推定用変速段Gsrは、バッテリ50の内部抵抗Rbの推定用の変速機60の変速段であり、実施例では、基本変速段Gstmpが最も高車速側の変速段(4段変速機における前進第4速段)以外のときには、最も高車速側の変速段を設定し、基本変速段Gstmpが最も高車速側の変速段のときには、基本変速段Gstmpと同一の変速段を設定するものとした。こうして変速機60目標変速段Gs*を基本変速段Gstmpから抵抗推定用変速段Gsrに変更すると、基本変速段Gstmpが最も高車速側の変速段でないときには、変速機60を最も高車速側の変速段にアップシフトすることになる。
In step S180, when the duration when the resistance estimation completion flag F1 is 0 is equal to or longer than the predetermined time T3, it is determined that the time during which the variance Vi of the current 50 of the battery 50 is less than the threshold Viref has continued to some extent, and the target of the
変速機60をアップシフトすると、変速機60のギヤ比Gr(=Nm2/Nout)が小さくなるから、同一の要求トルクTout*に対して、要求トルクTin*が大きくなり、モータMG2のトルク指令Tm2*の絶対値が大きくなる(上述の式(2)参照)。モータMG2のトルク指令Tm2*の絶対値が大きくなると、モータMG2に供給する電流の絶対値が大きくなるから、バッテリ50の電流Ibの絶対値が大きくなる。また、エンジン22の目標トルクTe*およびモータMG1のトルク指令Tm1*を固定することにより、要求トルクTout*(要求トルクTin*)が変動したときに、モータMG2のトルク指令Tm2*が変動しやすくなる(上述の式(1)参照)。これらより、次回に本ルーチンを実行したときに、ステップS120で、所定数nのIVデータにおけるバッテリ50の電流Ibの分散Viが閾値Viref以上になりやすくなる。そして、ステップS120でバッテリ50の電流Ibの分散Viが閾値Viref以上のときには、所定数のIVデータを用いてバッテリ50の内部抵抗Rbを推定して抵抗推定完了フラグF1に値1を設定する(ステップS130,S140)。こうした一連の処理により、近似直線の設定精度が低下するのを抑制することができ、近似直線の傾きkひいてはバッテリ50の内部抵抗Rbの推定精度が低下するのを抑制することができる。なお、ステップS120でバッテリ50の電流Ibの分散Viが閾値Viref未満のときには、バッテリ50の内部抵抗Rbを推定せず、抵抗推定完了フラグF1に値0を設定する(ステップS150)。
When the
ステップS160で抵抗推定用処理フラグF2が値1のときには、推定用処理を行なっていると判断し、抵抗推定完了フラグF1の値を調べる(ステップS230)。そして、抵抗推定完了フラグF1が値0のときには、今回の本ルーチンの実行時にバッテリ50の内部抵抗Rbを推定していないと判断し、本ルーチンを終了する。 When the resistance estimation process flag F2 is 1 in step S160, it is determined that the estimation process is being performed, and the value of the resistance estimation completion flag F1 is checked (step S230). When the resistance estimation completion flag F1 is 0, it is determined that the internal resistance Rb of the battery 50 is not estimated at the time of execution of this routine, and this routine is terminated.
ステップS230で抵抗推定完了フラグF1が値1のときには、今回の本ルーチンの実行時にバッテリ50の内部抵抗Rbを推定したと判断し、エンジン22の目標トルクTe*およびモータMG1のトルク指令Tm1*の固定を解除し(ステップS240)、変速機60の目標変速段Gs*を抵抗推定用変速段Gsrから基本変速段Gstmpに変更し(ステップS250)、抵抗推定用処理フラグF2に値0を設定して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。
When the resistance estimation completion flag F1 is 1 in step S230, it is determined that the internal resistance Rb of the battery 50 has been estimated when this routine is executed, and the target torque Te * of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50の電流Ibと電圧Vbとの所定数nのIVデータにおける電流Ibの分散Viが閾値Viref以上のときに、所定数nのIVデータから得られる近似直線の傾きkを用いてバッテリ50の内部抵抗Rbを推定する。そして、バッテリ50の電流Ibの分散Viが閾値Viref未満の時間、即ち、バッテリ50の内部抵抗Rbを推定していない時間が所定時間T3以上のときには、変速機60がアップシフトされるように変速機60を制御する。これにより、モータMG2のトルク指令Tm2*(電流)の絶対値を大きくすることができ、バッテリ50の電流Ibの絶対値が大きくすることができ、バッテリ50の電流Ibの分散Viを大きくすることができる。この結果、近似直線の設定精度が低下するのを抑制することができ、近似直線の傾きkひいてはバッテリ50の内部抵抗Rbの推定精度が低下するのを抑制することができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、抵抗推定用変速段Gsrは、基本変速段Gstmpが最も高車速側の変速段以外のときには、最も高車速側の変速段を設定し、基本変速段Gstmpが最も高車速側の変速段のときには、基本変速段Gstmpと同一の変速段を設定するものとした。しかし、抵抗推定用変速段Gsrは、基本変速段Gstmpが最も高車速側の変速段よりも2段低車速側またはそれよりも更に低車速側の変速段(4段変速機における前進第2速段,前進第1速段)の場合、基本変速段Gstmpよりも高車速側の変速段であれば、最も高車速側の変速段以外の変速段を設定するものとしてもよい。この場合、バッテリ50の電流Ibの分散Viが閾値Viref以上になると想定される範囲内における最も低車速側の変速段を抵抗推定用変速段Gsrに設定することが考えられる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、抵抗推定完了フラグF1が値0での継続時間が所定時間T3以上のときには、エンジン22の目標トルクTe*およびモータMG1のトルク指令Tm1*を固定すると共に、変速機60の目標変速段Gs*を上述の基本変速段Gstmpから抵抗推定用変速段Gsrに変更するものとした。しかし、抵抗推定完了フラグF1が値0での継続時間が所定時間T3以上のときには、エンジン22の目標トルクTe*およびモータMG1のトルク指令Tm1*を固定せずに、変速機60の目標変速段Gs*を上述の基本変速段Gstmpから抵抗推定用変速段Gsrに変更するものとしてもよい。即ち、図2の内部抵抗推定ルーチンのステップS190,S240の処理を行なわないものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、HV走行モードでバッテリ50の内部抵抗Rbを推定する際の動作について説明した。EV走行モードでバッテリ50の内部抵抗Rbを推定する際には、図2の内部抵抗推定ルーチンのステップS190,S240の処理を行なわないものとして、実施例と同様に考えればよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、変速機60は、4段変速機を用いるものとした。しかし、3段変速機,5段変速機,6段変速機などを用いるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、プラネタリギヤ30のリングギヤおよびモータMG2の回転軸と駆動軸36との間に変速機60を設けるものとした。しかし、プラネタリギヤ30のリングギヤと駆動軸36とを直結し、モータMG2の回転軸とプラネタリギヤ30のリングギヤおよび駆動軸36との間に変速機を設けるものとしてもよい。
In the
実施例では、エンジン22とプラネタリギヤ30とモータMG1,MG2と変速機60とバッテリ50とを備えるハイブリッド自動車20の構成について説明した。しかし、エンジンと1つのモータと変速機とバッテリとを備えるいわゆる1モータハイブリッド自動車の構成としてもよい。また、エンジンを備えず、モータと変速機とバッテリとを備える電気自動車の構成としてもよい。
In the embodiment, the configuration of the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータMG2が「モータ」に相当し、変速機60が「変速機」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当し、電圧センサ51b,電流センサ51aが「検出手段」に相当し、HVECU70とモータECU40とが「制御手段」に相当し、HVECU70が「内部抵抗推定手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the motor MG2 corresponds to a “motor”, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the automobile manufacturing industry.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 クランクポジションセンサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51a 電流センサ、51b 電圧センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 変速機、61 入力軸、62 出力軸、69 回転数センサ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、MG1,MG2 モータ。 20 hybrid vehicle, 22 engine, 23 crank position sensor, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 40 for motor Electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 battery, 51a Current sensor, 51b Voltage sensor, 52 Battery electronic control unit (battery ECU), 54 Power line, 60 Transmission , 61 input shaft, 62 output shaft, 69 rpm sensor, 70 hybrid electronic control unit (HVECU), 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 a Serupedaru, 84 an accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 a brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, MG1, MG2 motor.
Claims (1)
前記モータの回転軸と車軸に連結された駆動軸との間で変速段の変更を伴って動力を伝達する変速機と、
前記モータと電力をやりとりするバッテリと、
前記バッテリの電流および電圧を検出する検出手段と、
前記変速機を制御すると共に、前記駆動軸に要求される要求トルクと前記変速機の変速段とに応じたトルクが前記モータから出力されるように前記モータを制御する制御手段と、
を備える自動車であって、
前記電流と前記電圧との複数の組み合わせにおける前記電流の分散が閾値以上のときに、前記複数の組み合わせから得られる近似直線を用いて前記バッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段を備え、
前記制御手段は、前記複数の組み合わせにおける前記電流の分散が所定時間に亘って前記閾値未満のときには、前記変速機がアップシフトされるように前記変速機を制御する、
自動車。 A motor,
A transmission for transmitting power with a change in gear between a rotating shaft of the motor and a drive shaft connected to an axle;
A battery that exchanges power with the motor;
Detection means for detecting current and voltage of the battery;
Control means for controlling the motor so as to output a torque corresponding to a required torque required for the drive shaft and a gear position of the transmission from the motor, while controlling the transmission;
A car equipped with
An internal resistance estimating means for estimating an internal resistance of the battery using an approximate straight line obtained from the plurality of combinations when a variance of the current in a plurality of combinations of the current and the voltage is equal to or greater than a threshold
The control means controls the transmission such that the transmission is upshifted when the current distribution in the plurality of combinations is less than the threshold over a predetermined time.
Automobile.
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- 2016-02-12 JP JP2016024787A patent/JP2017140984A/en active Pending
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