JP2019156086A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ハイブリッド車に関し、特に、ハイブリッド車から車両外部へ電力を供給する技術に関する。 The present disclosure relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a technique for supplying electric power from a hybrid vehicle to the outside of the vehicle.
ハイブリッド車は、内燃機関から出力される動力と、バッテリに蓄えられた電力で駆動される電動機から出力される動力との両方を用いて、走行可能に構成される。車両外部へ電力を供給する給電(以下、「外部給電」と称する)を行なうハイブリッド車が、たとえば特開2015−174629号公報(特許文献1)に開示されている。このハイブリッド車における外部給電は、バッテリに蓄えられた電力(以下、「蓄電電力」と称する場合がある)と、内燃機関から出力される動力を利用して発電された電力(以下、「エンジン発電電力」と称する場合がある)との少なくとも一方を用いて行なわれる。以下、内燃機関から出力される動力を利用した発電を、「エンジン発電」と称する場合がある。 The hybrid vehicle is configured to be able to travel using both the power output from the internal combustion engine and the power output from the electric motor driven by the electric power stored in the battery. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2015-174629 (Patent Document 1) discloses a hybrid vehicle that performs power feeding (hereinafter referred to as “external power feeding”) for supplying power to the outside of the vehicle. External power feeding in this hybrid vehicle is performed using electric power stored in a battery (hereinafter sometimes referred to as “accumulated electric power”) and electric power generated using power output from an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine power generation”). And may be referred to as “electric power”). Hereinafter, power generation using power output from the internal combustion engine may be referred to as “engine power generation”.
特許文献1に記載される車両では、外部給電実行時において、外気温が低く、かつ、内燃機関の燃料残量が少ないときに、内燃機関の駆動(ひいては、エンジン発電)を制限している。外部給電のためのエンジン発電を制限することによって、外部給電終了後に内燃機関を暖機するための燃料を内燃機関に残すようにしている。 In the vehicle described in Patent Document 1, driving of the internal combustion engine (and thus engine power generation) is limited when the external temperature is low and the remaining amount of fuel in the internal combustion engine is low when external power feeding is performed. By limiting engine power generation for external power feeding, fuel for warming up the internal combustion engine is left in the internal combustion engine after the end of external power feeding.
特許文献1に記載される車両では、外部給電実行時において、外気温が低く、かつ、内燃機関の燃料残量が少ないときには、エンジン発電が制限され、主にバッテリの蓄電電力が車両外部へ供給される。しかし、主にバッテリの蓄電電力を用いて外部給電を行なう場合には、バッテリの出力電力(放電電力)が大きくなる。外部給電中にバッテリの放電電力が大きくなると、外部給電におけるバッテリのSOC(State Of Charge)の低下が速くなり、外部給電を途中で(給電完了前に)停止せざるを得なくなることがある。また、バッテリのSOCが過剰に低下すると、バッテリの劣化が進行しやすくなる。 In the vehicle described in Patent Document 1, when the external temperature is low and the outside air temperature is low and the remaining amount of fuel in the internal combustion engine is low, engine power generation is limited, and the stored power of the battery is mainly supplied to the outside of the vehicle. Is done. However, when external power feeding is performed mainly using the stored power of the battery, the output power (discharge power) of the battery is increased. When the discharge power of the battery increases during external power feeding, the SOC (State Of Charge) of the battery during external power feeding decreases rapidly, and external power feeding may have to be stopped halfway (before power feeding is completed). Further, when the SOC of the battery is excessively lowered, the deterioration of the battery is likely to proceed.
本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、外部給電における蓄電装置のSOCの過剰な低下を抑制することである。 The present disclosure has been made to solve such a problem, and an object thereof is to suppress an excessive decrease in the SOC of the power storage device in external power feeding.
本開示のハイブリッド車は、以下に説明する蓄電装置と内燃機関と発電装置と制御装置とを備える。 The hybrid vehicle of the present disclosure includes a power storage device, an internal combustion engine, a power generation device, and a control device described below.
発電装置は、内燃機関から出力される動力を利用して発電を行なうように構成される。制御装置は、車両内部又は車両外部に設けられた給電装置を制御して、蓄電装置に蓄えられた電力と発電装置により発電された電力との少なくとも一方を用いて車両外部へ電力を供給する外部給電を行なうように構成される。 The power generator is configured to generate power using power output from the internal combustion engine. The control device controls an electric power supply device provided inside the vehicle or outside the vehicle, and supplies electric power to the outside of the vehicle using at least one of electric power stored in the power storage device and electric power generated by the power generation device. It is configured to supply power.
また、上記の制御装置は、上記の外部給電の実行中において、以下に示す要件A〜Cを成立に必要な要件(必要条件)とする所定条件(以下、「減量条件」と称する)が成立する場合には、減量条件が成立しない場合よりも、外部給電による車両外部への電力供給量が少なくなるように給電装置を制御する。 In addition, during the execution of the external power supply, the control device satisfies a predetermined condition (hereinafter referred to as a “weight reduction condition”) that satisfies the following requirements A to C (requirements). In this case, the power feeding device is controlled so that the amount of power supplied to the outside of the vehicle by external power feeding is smaller than when the weight reduction condition is not satisfied.
要件A:発電装置により上記の発電(エンジン発電)が行なわれていること。
要件B:蓄電装置のSOCが所定値よりも低いこと。
Requirement A: The above power generation (engine power generation) is performed by the power generation device.
Requirement B: The SOC of the power storage device is lower than a predetermined value.
要件C:内燃機関の出力低下が生じていること。
なお、内燃機関の出力低下が生じている状況としては、内燃機関の暖機が要求されているとき、空気密度の低い高所で内燃機関が運転されているとき、及び内燃機関の出力が制限されているときが含まれる。
Requirement C: Output reduction of the internal combustion engine has occurred.
The output reduction of the internal combustion engine occurs when the internal combustion engine is required to be warmed up, when the internal combustion engine is operated at a high place where the air density is low, and when the output of the internal combustion engine is limited. Is included.
内燃機関の暖機が要求されるときは、内燃機関は暖機不十分の状態であり、内燃機関の性能が低下しているため、内燃機関の出力低下が生じる。また、冷間時に無理に内燃機関の出力を大きくしようとすると、排気エミッション(排気ガス中の汚染物質)が増加するなどの問題が生じ得る。このため、内燃機関の暖機運転中は、内燃機関の出力が制限される。このように、内燃機関の暖機が要求されるとき(ひいては、内燃機関の暖機運転中)は、内燃機関の出力低下が生じている。 When the internal combustion engine is required to be warmed up, the internal combustion engine is in a state of insufficient warm-up, and the performance of the internal combustion engine is reduced, so that the output of the internal combustion engine is reduced. In addition, if the output of the internal combustion engine is forcibly increased when it is cold, problems such as an increase in exhaust emissions (contaminants in the exhaust gas) may occur. For this reason, during the warm-up operation of the internal combustion engine, the output of the internal combustion engine is limited. As described above, when the internal combustion engine is required to be warmed up (and thus during the warm-up operation of the internal combustion engine), the output of the internal combustion engine is reduced.
内燃機関の出力低下が生じている状態でエンジン発電を行なうと、エンジン発電によって得られるエンジン発電電力が少なくなる。これにより、車両外部へ供給できるエンジン発電電力の量が少なくなる。要求される電力供給量をエンジン発電電力だけで賄うことができない場合には、不足分をバッテリの蓄電電力で補う必要がある。 When engine power generation is performed in a state where the output of the internal combustion engine is reduced, the engine generated power obtained by engine power generation is reduced. This reduces the amount of engine generated power that can be supplied to the outside of the vehicle. When the required amount of power supply cannot be covered only by engine generated power, the shortage needs to be compensated by the stored power of the battery.
要求される電力供給量に対してエンジン発電電力の不足する分が多い場合には、バッテリの出力電力(放電電力)が大きくなる。外部給電においてバッテリの放電電力が大きくなると、外部給電におけるバッテリのSOCの低下が速くなる。外部給電中にバッテリの蓄電電力が不足すると、外部給電を途中で停止せざるを得なくなる。また、バッテリのSOCが過剰に低下すると、バッテリの劣化が進行しやすくなる。 When the amount of engine generated power is insufficient with respect to the required power supply amount, the output power (discharge power) of the battery increases. When the discharge power of the battery increases in the external power supply, the SOC of the battery in the external power supply decreases rapidly. If the battery's stored power is insufficient during external power supply, external power supply must be stopped halfway. Further, when the SOC of the battery is excessively lowered, the deterioration of the battery is likely to proceed.
そこで、本開示のハイブリッド車では、上記の減量条件が成立する場合には、この減量条件が成立しない場合よりも、外部給電による車両外部への電力供給量が少なくなるように給電装置を制御する。こうすることで、車両外部への電力供給量に対してエンジン発電電力が不足する分が少なくなり、バッテリの放電電力を小さくする(又は、バッテリの放電を不要にする)ことが可能になる。これにより、外部給電におけるバッテリの放電電力の過剰な増加が抑制され、ひいてはバッテリのSOCの過剰な低下が抑制されるようになる。 Therefore, in the hybrid vehicle of the present disclosure, when the above-described weight reduction condition is satisfied, the power supply device is controlled so that the amount of power supplied to the outside of the vehicle by external power supply is smaller than when the weight reduction condition is not satisfied. . By doing so, the amount of engine generated power shortage with respect to the amount of power supplied to the outside of the vehicle is reduced, and the discharged power of the battery can be reduced (or the battery is not required to be discharged). Thereby, an excessive increase in the discharged power of the battery in the external power feeding is suppressed, and consequently an excessive decrease in the SOC of the battery is suppressed.
なお、バッテリのSOCが十分高い場合(要件Bを満たさない場合)には、内燃機関の出力低下が生じていても、上記のバッテリの電力不足や劣化が直ちに生じるわけではないため、通常の電力供給量(たとえば、供給可能な最大の電力量)で外部給電を行なう。そして、こうした外部給電を行なうことによってバッテリのSOCが低下し、バッテリのSOCが所定値に達したとき(すなわち、要件Bを満たしたとき)に他の要件も満たしている(すなわち、減量条件が成立する)場合には、通常の電力供給量よりも少ない電力供給量で外部給電が行なわれるようになる。 Note that when the SOC of the battery is sufficiently high (when the requirement B is not satisfied), even if the output of the internal combustion engine is reduced, the above-mentioned battery power shortage or deterioration does not occur immediately. External power feeding is performed with a supply amount (for example, the maximum amount of power that can be supplied). Then, by performing such external power supply, the SOC of the battery decreases, and when the SOC of the battery reaches a predetermined value (that is, when the requirement B is satisfied), other requirements are also satisfied (that is, the weight reduction condition is satisfied). If established, external power feeding is performed with a power supply amount smaller than the normal power supply amount.
本開示によれば、外部給電における蓄電装置のSOCの過剰な低下を抑制することが可能になる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress an excessive decrease in the SOC of the power storage device in external power feeding.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、本開示の実施の形態に係る車両の構成を示す図である。図1を参照して、車両100は、バッテリ10と、エンジン20と、モータジェネレータ(以下、「MG(Motor Generator)」と称する)21,22と、トランスアスクル(以下、「T/A」と称する)23と、電力制御ユニット(以下、「PCU(Power Control Unit)」と称する)30と、インレット40と、電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)50とを備える。この実施の形態に係るバッテリ10は、本開示に係る「蓄電装置」の一例に相当する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a vehicle according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 1,
エンジン20は、空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する内燃機関である。MG21,22は、交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。車両100は、エンジン20から出力される動力と、バッテリ10に蓄えられた電力で駆動されるMG21,22から出力される動力との両方を用いて走行可能に構成されるハイブリッド車である。
The
T/A23は、動力分割装置を含んで構成される。動力分割装置は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車機構を含む。動力分割装置は、エンジン20から出力される動力を、MG21を駆動する動力と、車両100の駆動輪(図示せず)を駆動する動力とに分割する。
The T /
MG21は、主として、T/A23を経由してエンジン20により駆動される発電機として用いられる。MG21が発電した電力(エンジン発電電力)は、PCU30を介して、バッテリ10又はインレット40に供給される。この実施の形態に係るMG21は、本開示に係る「発電装置」の一例に相当する。
The MG 21 is mainly used as a generator driven by the
MG22は、主として電動機として動作し、車両100の駆動輪を駆動する。MG22は、バッテリ10からの電力とMG21の発電電力との少なくとも一方を受けて駆動される。一方、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、MG22は、発電機として動作して回生発電を行なう。MG22が発電した電力は、PCU30を介してバッテリ10に供給される。
PCU30は、MG21,22に対応して設けられる2つのインバータ31,32(第1インバータ及び第2インバータ)と、各インバータに供給される直流電圧をバッテリ10の電圧以上に昇圧する昇圧コンバータ33とを含んで構成される。昇圧コンバータ33とバッテリ10とは、互いに電力線PL1(たとえば、高圧線)を介して接続されている。PCU30は、ECU50からの制御信号に従って電力変換を行なう。PCU30にはバッテリ10からの電力が入力される。また、PCU30はバッテリ10及び後述するインレット40へ電力を出力する。
The
PCU30は、バッテリ10とMG21,22との間で双方向の電力変換を実行する。PCU30は、MG21,22の状態をそれぞれ別々に制御可能に構成されており、たとえば、MG21を回生(発電)状態にしつつ、MG22を力行状態にすることができる。
The
エンジン20の冷却系(図示せず)は、エンジン20の周囲を冷却水が循環することによってエンジン20が冷却されるように構成される。エンジン20の冷却水の温度はエンジン20の温度に応じて変化する。エンジン20には水温センサ24が設けられており、水温センサ24は、エンジン20の冷却水の温度(冷却水温)を検出して、その検出結果をECU50に出力する。
A cooling system (not shown) of the
エンジン20の排気系は、エンジン20の燃焼室(図示せず)に接続された排気管25と、排気管25内に配置された触媒26(排気浄化用触媒)とを含んで構成される。エンジン20の燃焼室から排出される排気ガスは、排気管25内を通って、触媒26によって浄化されてから大気中に排出される。触媒26の温度が活性化温度になることで、触媒作用が強くなり、触媒26による排気ガスの浄化率が高くなる。たとえば、エンジン20の燃焼室から排出される排気ガスの熱などによって触媒26の温度を活性化温度まで上昇させることができる。排気管25には温度センサ27が設けられており、温度センサ27は、触媒26の温度(触媒床温)を検出して、その検出結果をECU50に出力する。触媒26としては、たとえば白金、パラジウム、及びロジウムを主成分とする三元触媒を採用できる。
The exhaust system of the
バッテリ10は、再充電可能な直流電源である。バッテリ10の定格電圧は、たとえば100V〜400Vである。バッテリ10は、たとえば二次電池(再充電可能な電池)を含んで構成される。二次電池としては、たとえばリチウムイオン電池を採用できる。バッテリ10は、直列及び/又は並列に接続された複数の二次電池(たとえば、リチウムイオン電池)から構成される組電池を含んでいてもよい。なお、バッテリ10を構成する二次電池は、リチウムイオン電池に限られず、他の二次電池(たとえば、ニッケル水素電池)を採用してもよい。電解液式二次電池を採用してもよいし、全固体式二次電池を採用してもよい。また、バッテリ10としては、大容量のキャパシタなども採用可能である。
The
なお、バッテリ10の電流経路には、ECU50からの制御信号に基づいてバッテリ10の電流経路の接続/遮断を切り替えるシステムメインリレー(図示せず)が設けられている。また、バッテリ10に対しては、バッテリ10の状態(電圧、電流、温度等)を監視する監視ユニット(図示せず)が設けられている。ECU50は、監視ユニットの出力に基づいてバッテリ10の状態(SOC等)を推定するように構成される。
A system main relay (not shown) that switches connection / cutoff of the current path of the
ECU50は、HV(ハイブリッド)制御部51と、エンジン制御部52と、給電制御部53とを含み、車両100が所望の状態となるように、各センサの信号を用いて各機器を制御する。ECU50において、HV制御部51、エンジン制御部52、及び給電制御部53は、相互に通信可能に接続されている。
The
ECU50に含まれる各制御部(HV制御部51、エンジン制御部52、給電制御部53)は、演算装置としてのCPU(Central Processing Unit)と、記憶装置と、各種信号を入出力するための入出力ポートと(いずれも図示せず)を含んで構成される。記憶装置は、作業用メモリとしてのRAM(Random Access Memory)と、保存用ストレージ(ROM(Read Only Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ等)とを含む。記憶装置に記憶されているプログラムをCPUが実行することで、各種制御が実行される。ただし、ECU50が行なう各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で処理することも可能である。
Each control unit (
HV制御部51は、エンジン20に対する出力要求値と、MG21,22に対する出力要求値(たとえば、トルク要求値)とを算出する。そして、HV制御部51は、エンジン20に対する出力要求値をエンジン制御部52へ送信するとともに、MG21,22に対する出力要求値に基づいて、MG21,22に対する電力の供給(ひいては、MG21,22の出力トルク)を制御する。HV制御部51は、PCU30等を制御することにより、MG21,22へ供給される電力の大きさ(振幅)及び周波数等を制御することができる。また、HV制御部51は、PCU30やシステムメインリレー等を制御することにより、バッテリ10の充放電制御を行なう。
エンジン制御部52は、HV制御部51からエンジン20に対する出力要求値を受信し、その出力要求値に対応する運動エネルギーがエンジン20で発生するように、エンジン20の運転制御(燃料噴射制御、点火制御、吸入空気量調節制御等)を行なう。また、エンジン制御部52は、各種センサ(水温センサ24や温度センサ27等)の検出値を受信し、各検出値をHV制御部51へ送信する。
The
また、エンジン制御部52は、エンジン20の暖機要求があった場合に、エンジン20の暖機要求が生じている旨を示す信号(以下、「暖機要求あり信号」と称する)を給電制御部53へ送信しつつ、エンジン20を制御してエンジン20の暖機を行なう。エンジン20の暖機は、エンジン20で熱を発生させる処理であり、エンジン20本体(シリンダブロックやシリンダヘッド等)の温度を上昇させる処理や、エンジン20の排気温を上昇させる処理を含む。エンジン20の燃焼室内で空気と燃料との混合気を燃焼させることによって、エンジン20本体の温度や排気温が上昇する。エンジン20の暖機は、エンジン20を安定して性能を発揮できる状態にするためのほか、たとえばエンジン20で発生した熱を利用する装置(以下、「熱利用装置」と称する)のために行なわれる。この実施の形態では、エンジン20で発生した熱を触媒活性に利用する触媒26が、熱利用装置に相当する。
In addition, when there is a warm-up request for the
エンジン20の暖機要求は、エンジン20の暖機が不十分である場合に発生し得る。エンジン20の暖機が不十分である場合には、エンジン20の性能が低下しているため、エンジン20の出力低下が生じる。この実施の形態では、内燃機関の暖機が不十分であり、かつ、触媒26の温度が所定値以下である場合に、触媒26の温度を活性化温度まで上昇させるための暖機要求が発生する。エンジン20の暖機が不十分であるか否かは、たとえばエンジン20の温度に相関するパラメータ(冷却水温等)に基づいて判断できる。この実施の形態では、水温センサ24によって検出される冷却水温が所定値以下である場合に、エンジン20の暖機が不十分であると判断される。
The warm-up request for the
給電制御部53は、外部給電の要求があった場合に、車両100の外部に設けられた給電装置70を制御して、バッテリ10に蓄えられた電力とMG21により発電された電力(エンジン発電電力)との少なくとも一方を用いて外部給電を行なう。外部給電では、車両100から車両外部の電気負荷200へ電力が供給される。外部給電の要求は、たとえば外部給電が可能な状態(たとえば、車両100が電気負荷200に接続された状態)でECU50に対して外部給電の実行が指示されることによって発生する。外部給電の実行指示は、ユーザの指示であってもよいし、所定条件の成立(タイマーによる給電開始時刻の到来等)であってもよい。
When there is a request for external power supply, the power
なお、給電制御部53には、ユーザからの指示を受け付ける入力装置(図示せず)が設けられている。入力装置は、たとえばタッチパネルである。この入力装置に対する入力によってユーザが外部給電の開始及び終了等を給電制御部53に指示することができる。入力装置は音声認識機能を有していてもよい。また、所定の携帯機器(スマートフォンやノートパソコン等)から給電制御部53に指示できるようにしてもよい。
The power
インレット40は、外部給電を行なうときに車両100から車両外部に向けて電力が出力される部分であり、インレット40には電力ケーブル60のコネクタ61が接続される。PCU30の昇圧コンバータ33とインレット40とは、互いに電力線PL1を介して接続されている。また、バッテリ10とインレット40も、互いに電力線PL1を介して接続されている。車両100が電気負荷200に対する外部給電を行なうときには、バッテリ10とPCU30との少なくとも一方からインレット40に電力が供給される。車両100のインレット40と電気負荷200とが、以下に説明する態様で接続されることによって、車両100から電気負荷200へ電力を供給することが可能になる。
The
電気負荷200は電力線PL3(たとえば、高圧線)を介して給電装置70に接続されており、給電装置70には電力ケーブル60が接続されている。給電装置70に接続された電力ケーブル60のコネクタ61がインレット40に接続されることにより、車両100は、電力ケーブル60、給電装置70、及び電力線PL3を介して電気負荷200に接続される。
The
電力ケーブル60は電力線PL2(たとえば、高圧線)を含み、電力ケーブル60のコネクタ61がインレット40に接続されることにより、電力線PL1が電力線PL2に接続される。給電装置70とインレット40とが電力ケーブル60を介して接続されることで、バッテリ10及びPCU30からインレット40に供給された電力は電力線PL2を通じて給電装置70に供給されるようになる。給電装置70に供給された電力は、電力線PL3を通じて電気負荷200に供給される。
また、図示は割愛しているが、車両100は、インレット40と給電制御部53とを結ぶ通信線を含み、上記の電力ケーブル60は通信線をさらに含んで構成される。給電装置70とインレット40とが電力ケーブル60を介して接続されることで、給電装置70と給電制御部53とが上記の通信線を介して通信可能に接続される。なお、電力ケーブル60中の電力線を通信線としても利用できる場合には、電力ケーブル60中に通信線を別途設けなくてもよい。また、給電制御部53と給電装置70との通信方式は有線に限られず無線でもよい。
Although not shown, the
給電装置70は、図示しない給電リレー及び電力変換装置等を含んで構成される。バッテリ10等からインレット40に供給された電力は、電力変換装置に供給される。電力変換装置は、たとえばインバータを含んで構成される。給電リレーは、開閉状態に応じて電力出力経路の接続/遮断を切り替える。給電リレーが閉成されることで、電力変換装置から出力された電力が電気負荷200に供給されるようになる。給電装置70は、給電制御部53からの制御信号に基づいて制御される。車両100は、給電装置70において電力変換を行なうことにより給電用電力を得て、得られた給電用電力を電気負荷200へ供給する。
The
電気負荷200の例としては、V2H(Vehicle to Home)スタンド、電化製品(アウトドアで使用される調理器具や照明等)、他の車両の蓄電装置が挙げられる。V2Hスタンドは、車両100と家屋(図示せず)との間で適切に電力のやりとりをするための装置である。車両100は、V2Hスタンドを通じて家屋に電力を供給することができる。
Examples of the
車両100においてエンジン発電を行なう場合、生成されたエンジン発電電力はバッテリ10及びインレット40の少なくとも一方に供給される。エンジン発電電力は、たとえば、エンジン20によりMG21が駆動されることによって、MG21において発電された電力である。以下、図2〜図4を用いて、車両100の状況ごとのエンジン発電制御及びバッテリ充放電制御について説明する。
When engine power generation is performed in
図2は、外部給電が行なわれていないときのエンジン発電制御及びバッテリ充放電制御を説明するための図である。図2を参照して、図中に矢印で示すように、外部給電が行なわれていないときにはエンジン発電電力がPCU30から出力されてバッテリ10に供給される。供給された電力によってバッテリ10は充電される。
FIG. 2 is a diagram for explaining engine power generation control and battery charge / discharge control when external power feeding is not performed. Referring to FIG. 2, as indicated by an arrow in the drawing, engine generated power is output from
図3は、電気負荷200への電力供給量が少ない外部給電が行なわれているときのエンジン発電制御及びバッテリ充放電制御を説明するための図である。図3を参照して、この例では、エンジン発電で生成されたエンジン発電電力が、電気負荷200への電力供給量よりも多いため、エンジン発電電力がインレット40及びバッテリ10の両方に供給される。エンジン発電電力の一部(電力供給量に対応する電力)は、インレット40に供給され、インレット40から給電装置70を通じて電気負荷200に供給される。残りのエンジン発電電力はバッテリ10に供給される。
FIG. 3 is a diagram for explaining engine power generation control and battery charge / discharge control when external power feeding is performed with a small amount of power supplied to the
図4は、電気負荷200への電力供給量が多い外部給電が行なわれているときのエンジン発電制御及びバッテリ充放電制御を説明するための図である。図4を参照して、この例では、エンジン発電で生成されたエンジン発電電力が、電気負荷200への電力供給量よりも少ないため、エンジン発電電力だけでなく、バッテリ10に蓄えられた電力もインレット40に供給される。これらの電力は、給電装置70を通じて電気負荷200に供給される。
FIG. 4 is a diagram for explaining engine power generation control and battery charge / discharge control when external power feeding with a large amount of power supplied to the
外部給電における電気負荷200への電力供給量を多くすることで、短時間で多くの電力を電気負荷200に供給することができる。しかし、図4に示したように、要求される電力供給量をエンジン発電電力だけで賄うことができない場合には、不足分をバッテリ10の蓄電電力で補う必要がある。
By increasing the amount of power supplied to the
また、エンジン20の出力低下が生じている状態でエンジン発電を行ないながら、生成されたエンジン発電電力を用いて外部給電を行なうと、エンジン発電によって得られるエンジン発電電力が少なくなるため、要求される電力供給量に対してエンジン発電電力の不足する分が多くなる。そして、こうした不足分を補うために、バッテリの出力電力(放電電力)が大きくなる。
Further, if engine power generation is performed in a state where the output of the
上記のように外部給電においてバッテリ10の放電電力が大きくなると、外部給電におけるバッテリ10のSOCの低下が速くなる。外部給電中にバッテリ10の蓄電電力が不足すると、外部給電を途中で停止せざるを得なくなる。また、バッテリ10のSOCが過剰に低下すると、バッテリ10の劣化が進行しやすくなる。
As described above, when the discharge power of the
そこで、この実施の形態に係る車両100では、給電制御部53が、以下に説明する減量条件が成立する場合には、この減量条件が成立しない場合よりも、外部給電による車両外部への電力供給量(以下、「外部給電量」とも称する)が少なくなるように給電装置70を制御する。より具体的には、給電制御部53は、上記の減量条件が成立しない場合には、通常モードで外部給電を行ない、減量条件が成立する場合には、通常モードよりも外部給電量が少ない減量モードで外部給電を行なう。
Therefore, in the
上記の減量条件は、MG21によりエンジン発電が行なわれていること(要件A)と、バッテリ10のSOCが所定値よりも低いこと(要件B)と、エンジン20の出力低下が生じていること(要件C)とを、必要条件として含む。
The above weight reduction conditions are that engine power generation is performed by the MG 21 (requirement A), that the SOC of the
以下、図5を用いて、ECU50が行なう外部給電における電力供給量制御(以下、「外部給電量制御」とも称する)について詳述する。図5は、ECU50(特に、給電制御部53)により実行される外部給電量制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、以下に説明する外部給電の実行中において所定時間経過毎にメインルーチンから呼び出されて繰り返し実行される。 Hereinafter, the power supply amount control in the external power supply performed by the ECU 50 (hereinafter, also referred to as “external power supply amount control”) will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of external power supply amount control executed by the ECU 50 (particularly, the power supply control unit 53). The processing shown in this flowchart is repeatedly executed by being called from the main routine every elapse of a predetermined time during the execution of external power supply described below.
ECU50は、外部給電の要求があった場合に外部給電を実行する。外部給電の実行中においては、ECU50が、エンジン20及びPCU30等を制御して、エンジン20により駆動されるMG21でエンジン発電を行ないながら、生成されたエンジン発電電力を電気負荷200に供給する。また、エンジン発電によって生成されるエンジン発電電力が外部給電量に対して不足する場合には、ECU50が、給電装置70等を制御して、不足分に対応する電力をバッテリ10から出力して、エンジン発電電力と併せて電気負荷200へ供給する。すなわち、外部給電の実行中においては、前述の要件Aが満たされる。
The
図5を参照して、給電制御部53は、ステップS11及びS12の判断結果に基づいてステップS21及びS22のいずれかに進む。
Referring to FIG. 5, power
ステップS11では、給電制御部53が、バッテリ10のSOCが所定の閾値Th以下であるか否かを判断する。このステップS12の判断は、前述の要件Bを満たすか否かの判断に相当する。バッテリ10のSOCが閾値Th以下である場合には、要件Bを満たす(ステップS11においてYES)と判断される。
In step S11, the power
SOCは、蓄電残量を示し、たとえば、満充電状態の蓄電量に対する現在の蓄電量の割合を0〜100%で表わしたものである。上記の閾値Thは、外部給電中にバッテリ10の蓄電電力が不足したり過放電によってバッテリ10の劣化が促進されたりしない程度に高く設定される。閾値Thは、固定値であってもよいし、バッテリ10の状態(電池温度等)に応じて可変であってもよい。また、SOCの測定方法としては、たとえば、電流値積算(クーロンカウント)による手法、又は開放電圧(OCV:Open Circuit Voltage)の推定による手法など、種々の公知の手法を採用できる。
The SOC indicates the remaining amount of power storage. For example, the ratio of the current power storage amount to the fully charged power storage amount is expressed as 0 to 100%. The threshold value Th is set high to such an extent that the stored power of the
ステップS12では、エンジン20の暖機が要求されているか否かを判断する。より具体的には、エンジン20の暖機要求が発生すると、エンジン制御部52から給電制御部53へ暖機要求あり信号が送信される。給電制御部53は、この暖機要求あり信号を受信しているときに、エンジン20の暖機が要求されている(ステップS12においてYES)と判断する。エンジン20の暖機が要求されるときは、エンジン20は暖機不十分の状態であり、エンジン20の性能が低下しているため、エンジン20の出力低下が生じる。すなわち、ステップS12の判断は、前述の要件Cを満たすか否かの判断に相当する。
In step S12, it is determined whether or not warming up of the
この実施の形態では、水温センサ24によって検出される冷却水温が所定値以下であり、かつ、温度センサ27によって検出される触媒26の温度が所定値以下である場合に、触媒26の温度を活性化温度まで上昇させるためのエンジン20の暖機要求が発生し、ステップS12においてYES(要件Cを満たす)と判断されるようになる。
In this embodiment, the temperature of the
ステップS11及びS12のいずれかにおいてNOと判断された場合には、給電制御部53は、通常モードで外部給電を行なう(ステップS22)。この実施の形態では、通常モードにおける外部給電量を、給電装置70によって供給可能な最大の電力量(固定値)とする。
When it is determined NO in either step S11 or S12, the power
なお、通常モードにおける外部給電量は、上記に限られず、バッテリ10の状態(SOCや電池温度等)に応じて可変であってもよい。また、通常モードにおける外部給電量は、外部給電を受ける電気負荷200から要求される電力供給量、又はエンジン20の出力低下が生じていない状態でのエンジン発電量に合わせて設定された電力供給量などであってもよい。
The external power supply amount in the normal mode is not limited to the above, and may be variable depending on the state of the battery 10 (SOC, battery temperature, etc.). Further, the external power supply amount in the normal mode is the power supply amount that is set according to the power supply amount required from the
他方、ステップS11及びS12の両方においてYESと判断された場合には、給電制御部53は、減量モードで外部給電を行なう(ステップS21)。減量モードでは、給電制御部53が、通常モードよりも外部給電量が少なくなるように給電装置70(電力変換装置等)を制御する。すなわち、減量モードでは、給電装置70の出力電力が制限される。
On the other hand, when it is determined YES in both steps S11 and S12, the power
エンジン発電電力を用いて外部給電を行なっているときに上記図5の処理が実行されることによって、外部給電中において、バッテリ10のSOCが所定の閾値Th以下であり、かつ、エンジン20の暖機が要求されているときには、減量モードで外部給電が行なわれるようになる。減量モードでは、電気負荷200への電力供給量が少なくなる。こうした減量モードで外部給電が行なわれる場合には、電気負荷200への電力供給量に対してエンジン発電電力の不足する分が少なくなり、主にエンジン発電電力が電気負荷200へ供給されるようになるため、バッテリの放電電力を小さくする(又は、バッテリ10の放電を不要にする)ことが可能になる。これにより、外部給電におけるバッテリ10の放電電力の過剰な増加、ひいてはバッテリ10のSOCの過剰な低下が抑制される。このため、外部給電中にバッテリ10の蓄電電力が不足したり過放電によってバッテリ10の劣化が促進されたりすることが抑制される。
When the external power feeding is performed using the engine generated power, the processing of FIG. 5 is executed, so that the SOC of the
上記図5の処理では、バッテリ10のSOCが十分高い場合(ステップS11においてNO)には、暖機実行に伴うエンジン20の出力低下が生じていても、通常モードで外部給電が行なわれる(ステップS22)。バッテリ10のSOCが十分高ければ、バッテリ10の蓄電電力を電気負荷200に供給しても、バッテリ10の電力不足や劣化が生じる可能性は低いからである。しかし、エンジン20の暖機運転中において通常モードで外部給電を行なうと、バッテリ10のSOCの低下が速くなるため、外部給電中にバッテリ10のSOCが閾値Th以下になることがある。こうした場合には、ステップS11及びS12の両方においてYESと判断されるため、モードが切り替わり、減量モードで外部給電が行なわれるようになる(ステップS21)。
In the process of FIG. 5 described above, when the SOC of
上記実施の形態では、外部給電中においては常にエンジン発電電力が電気負荷200に供給される。しかしこれに限られず、外部給電の実行中に所定の発電条件が成立したときにエンジン発電(ひいては、電気負荷200に対するエンジン発電電力の供給)を開始するようにしてもよい。
In the above embodiment, engine generated power is always supplied to the
図6は、図5に示した外部給電制御の変形例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、以下に説明する外部給電の実行中において所定時間経過毎にメインルーチンから呼び出されて繰り返し実行される。 FIG. 6 is a flowchart illustrating a modification of the external power supply control illustrated in FIG. The processing shown in this flowchart is repeatedly executed by being called from the main routine every elapse of a predetermined time during the execution of external power supply described below.
ECU50は、外部給電の要求があった場合に外部給電を実行する。外部給電の実行中においてエンジン発電が行なわれていない場合(たとえば、エンジン20の停止中)には、バッテリ10の蓄電電力だけが電気負荷200に供給される。この場合、外部給電中にバッテリ10の蓄電電力が不足すると、外部給電の強制停止が実行され、給電の完了を待たずに外部給電が停止される。他方、外部給電の実行中においてエンジン発電が行なわれている場合には、エンジン発電電力が優先的に電気負荷200に供給され、外部給電量に対するエンジン発電電力の不足分を補うだけの電力が、バッテリ10から電気負荷200に供給される。エンジン発電電力だけで外部給電量を賄うことができる場合には、バッテリ10の放電は行なわれない。
The
図6を参照して、ステップS11では、上記実施の形態(図5参照)と同様、給電制御部53が、バッテリ10のSOCが所定の閾値Th以下であるか否かを判断する。そして、バッテリ10のSOCが所定の閾値Th以下であると判断された場合(ステップS11においてYES)には、ECU50が、ステップS31においてエンジン20を起動して、エンジン20により駆動されるMG21でエンジン発電を行なう。生成されたエンジン発電電力は電気負荷200に供給される。これにより、前述の要件A及びBが満たされる。その後、処理はステップS12に進む。
Referring to FIG. 6, in step S <b> 11, as in the above embodiment (see FIG. 5), power
他方、バッテリ10のSOCが所定の閾値Thよりも高いと判断された場合(ステップS11においてNO)には、ECU50が、ステップS32においてエンジン20を停止させる。これにより、エンジン発電が行なわれなくなる。すなわち、前述の要件Aも要件Bも満たさなくなる。その後、処理はステップS22に進む。
On the other hand, when it is determined that the SOC of
図6において、ステップS31,S32以外のステップは、上記実施の形態(図5参照)と同じであるため、説明を割愛する。 In FIG. 6, steps other than steps S31 and S32 are the same as those in the above-described embodiment (see FIG. 5), and thus description thereof is omitted.
外部給電中に上記図6の処理が実行されることによっても、前述の要件A〜Cを満たす場合には、減量モードで外部給電が行なわれるようになる。これにより、外部給電におけるバッテリ10の放電電力の過剰な増加、ひいてはバッテリ10のSOCの過剰な低下が抑制される。
Even when the processing of FIG. 6 is performed during external power feeding, when the above-described requirements A to C are satisfied, external power feeding is performed in the weight reduction mode. As a result, an excessive increase in the discharge power of the
上記実施の形態(図5参照)及びその変形例(図6参照)では、前述の要件A〜Cを満たす場合に減量条件が成立して、減量モードで外部給電が行なわれるようになる。すなわち、前述の要件A〜Cが、減量条件の成立に必要な要件(必要条件)であり、かつ、減量条件の成立に十分な要件(十分条件)となっている。しかしこれに限られず、前述の要件A〜Cに加えて他の要件も満たさなければ、減量条件が成立しない(すなわち、通常モードで外部給電が行なわれる)ようにしてもよい。 In the above-described embodiment (see FIG. 5) and its modification (see FIG. 6), the weight reduction condition is satisfied when the above-described requirements A to C are satisfied, and external power feeding is performed in the weight reduction mode. That is, the above-mentioned requirements A to C are requirements (necessary conditions) necessary for establishment of the weight reduction condition, and are sufficient requirements (sufficient conditions) for establishment of the weight reduction condition. However, the present invention is not limited to this, and if other requirements are not satisfied in addition to the above-described requirements A to C, the weight reduction condition may not be satisfied (that is, external power feeding is performed in the normal mode).
たとえば、災害発生時などにおいては、ユーザは、必ずしもバッテリ10の劣化抑制を最優先に考えるとは限らない。バッテリ10が劣化するとしても短時間でより多くの電力を車両100から取得したいと考えるユーザも存在し得る。このため、車両100が災害発生地域に存在するか否かを判断し、車両100が災害発生地域に存在すると判断される場合には、上記の減量条件が成立しないようにしてもよい。なお、車両100が災害発生地域に存在するか否かを示す情報は、たとえば地図情報や災害情報等を提供する公知のサービス(気象庁や、IT企業、通信会社等によって提供されるサービス)やGPS(Global Positioning System)を利用することによって取得することができる。
For example, when a disaster occurs, the user does not always consider the suppression of deterioration of the
上記実施の形態及びその変形例では、触媒26(熱利用装置)で利用する熱をエンジン20で発生させるために暖機要求を発生させている。しかしこれに限られず、触媒26以外の熱利用装置で利用する熱をエンジン20で発生させるために暖機要求を発生させてもよい。熱利用装置の例としては、排気ガスを浄化する触媒26以外に、車内(たとえば、車室内)の暖房を行なう暖房装置、車両100の駆動系で使用される潤滑油を温めるオイル加温装置などが挙げられる。たとえば、ユーザから暖房の実行を指示(たとえば、暖房装置のスイッチがオン)されたときに、暖房装置で使用する熱を発生させるための暖機要求を発生させてもよい。
In the said embodiment and its modification, in order to generate the heat | fever utilized with the catalyst 26 (heat utilization apparatus) with the
上記実施の形態及びその変形例では、エンジン20の暖機が要求されているときに、前述の要件Cが満たされる。しかし、エンジン20の出力低下が生じている状況は、エンジン20の暖機が要求されているときに限られない。たとえば、エンジン20に燃料を残すことなどを目的としてエンジン20の出力が制限されているときに、前述の要件Cが満たされるようにしてもよい。また、空気密度の低い高所でエンジン20が運転されているときに、前述の要件Cが満たされるようにしてもよい。車両100の位置が高所であるか否かを示す情報は、カーナビゲーションシステムや気圧センサなどを用いて取得することができる。
In the said embodiment and its modification, when the warming-up of the
車両の構成は、図1に示した構成に限られず適宜変更可能である。たとえば、車両は、スプリット方式のハイブリッド車に限られず、シリーズ方式のハイブリッド車であってもよい。また、給電装置70は車両100の内部に設けられてもよい。また、外部給電方式も任意であり、たとえばケーブルを介さずに非接触で外部へ電力の供給を行なう方式(ワイヤレス給電方式)であってもよい。
The configuration of the vehicle is not limited to the configuration shown in FIG. 1 and can be changed as appropriate. For example, the vehicle is not limited to a split-type hybrid vehicle, and may be a series-type hybrid vehicle. In addition, the
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
10 バッテリ、20 エンジン、21,22 MG、23 T/A、24 水温センサ、25 排気管、26 触媒、27 温度センサ、30 PCU、31,32 インバータ、33 昇圧コンバータ、40 インレット、51 HV制御部、52 エンジン制御部、53 給電制御部、60 電力ケーブル、61 コネクタ、70 給電装置、100 車両、200 電気負荷。 10 battery, 20 engine, 21, 22 MG, 23 T / A, 24 water temperature sensor, 25 exhaust pipe, 26 catalyst, 27 temperature sensor, 30 PCU, 31, 32 inverter, 33 boost converter, 40 inlet, 51 HV control unit , 52 engine control unit, 53 power supply control unit, 60 power cable, 61 connector, 70 power supply device, 100 vehicle, 200 electric load.
Claims (1)
内燃機関と、
前記内燃機関から出力される動力を利用して発電を行なう発電装置と、
車両内部又は車両外部に設けられた給電装置を制御して、前記蓄電装置に蓄えられた電力と前記発電装置により発電された電力との少なくとも一方を用いて車両外部へ電力を供給する外部給電を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記外部給電の実行中において、所定条件が成立する場合には、前記所定条件が成立しない場合よりも、前記外部給電による車両外部への電力供給量が少なくなるように前記給電装置を制御し、
前記所定条件は、
前記発電装置により前記発電が行なわれていることと、
前記蓄電装置のSOCが所定値よりも低いことと、
前記内燃機関の出力低下が生じていることと、
を必要条件として含む、ハイブリッド車。 A power storage device;
An internal combustion engine;
A power generation device that generates power using power output from the internal combustion engine;
External power supply that controls a power supply device provided inside or outside the vehicle and supplies power to the outside of the vehicle using at least one of the power stored in the power storage device and the power generated by the power generation device. A control device to perform,
When the predetermined condition is satisfied during execution of the external power supply, the control device causes the power supply so that the amount of power supplied to the outside of the vehicle by the external power supply is smaller than when the predetermined condition is not satisfied. Control the device,
The predetermined condition is:
The power generation by the power generation device;
The SOC of the power storage device is lower than a predetermined value;
A decrease in output of the internal combustion engine has occurred;
Hybrid vehicle including
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