JP2020104646A - Power generation control device - Google Patents

Power generation control device Download PDF

Info

Publication number
JP2020104646A
JP2020104646A JP2018244295A JP2018244295A JP2020104646A JP 2020104646 A JP2020104646 A JP 2020104646A JP 2018244295 A JP2018244295 A JP 2018244295A JP 2018244295 A JP2018244295 A JP 2018244295A JP 2020104646 A JP2020104646 A JP 2020104646A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
temperature
engine
power generation
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018244295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
郁 大塚
Iku Otsuka
郁 大塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2018244295A priority Critical patent/JP2020104646A/en
Publication of JP2020104646A publication Critical patent/JP2020104646A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Landscapes

  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

To provide a power generation control device which is improved so as to effectively bring out performance of a battery having temperature dependency of charging and discharging power.SOLUTION: A low temperature battery temperature rising control processing can repeat charging and discharging of a battery 12 alternately within a range between a preset battery dischargeable power quantity (that is, Wout) and a preset battery chargeable power quantity (that is, Win) when a temperature of a battery 12 is lower than a first standard temperature α. Thereby, a temperature of the battery 12 can be raised quickly. When the temperature of the battery 12 is higher than a second standard temperature β according to high temperature battery temperature suppression control processing, an engine 10 is set as a preset quasi-stationary operation. The quasi-stationary operation is such an operation as to moderate a transient operation of the engine 10 and, thereby, to moderate charging/discharging of the battery 12. According to the high temperature battery temperature suppression control processing, it can be suppressed that battery temperature becomes excessively higher.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、発電制御装置に関するものである。 The present invention relates to a power generation control device.

従来、例えば特開平10−14296号公報に記載されているように、バッテリ保護動作を備えたハイブリッドシステムが知られている。上記公報にかかる技術は、シリーズ型ハイブリッドシステムで、通常発電時とバッテリ保護時とで場合分けがされ、それぞれの場合に応じて制御が実施される。 Conventionally, a hybrid system having a battery protection operation is known as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-14296. The technology according to the above publication is a series-type hybrid system, which is divided into cases of normal power generation and battery protection, and control is performed according to each case.

通常発電時は、発電機の発電量をモータ出力に追従させることが必要であれば発電機を定トルク制御とすることで、エンジン回転速度に基づいて発電量を制御する。バッテリ保護時には、バッテリの充放電を禁止する一方で、エンジンを定回転制御とすることで、発電機をモータ要求出力に応じた発電量にする。 During normal power generation, if it is necessary to make the power generation amount of the power generator follow the motor output, the power generation amount is controlled based on the engine rotation speed by setting the power generator to constant torque control. At the time of battery protection, charging/discharging of the battery is prohibited, while the engine is controlled to a constant speed, so that the power generation amount of the generator is set according to the required output of the motor.

特開平10−14296号公報JP, 10-14296, A

しかしながら、上記従来の技術では、バッテリ温度を検出して保護が必要であればバッテリ充放電を禁止するにすぎない。また、バッテリ温度の上昇と下降の速度はその時点の成り行きになってしまう。また、バッテリが低温の場合については、上記公報には言及がない。このように、従来の技術は、充放電電力の温度依存性を持つバッテリの性能を有効に引き出すという観点から未だ改善の余地を残すものであった。 However, in the above-mentioned conventional technique, the battery charge is only prohibited if the battery temperature is detected and protection is required. Also, the rate of rise and fall of the battery temperature will be the consequence of that point. Further, the above publication does not refer to the case where the battery is at a low temperature. As described above, the conventional technique still leaves room for improvement from the viewpoint of effectively drawing out the performance of the battery having the temperature dependence of the charge/discharge power.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、充放電電力の温度依存性を持つバッテリの性能を有効に引き出せるように改良された発電制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an improved power generation control device capable of effectively drawing out the performance of a battery having temperature dependence of charge/discharge power. To do.

本発明にかかる発電制御装置は、
エンジンと発電機とバッテリとを備えるハイブリッドシステムを制御する発電制御装置であって、
予め定めた第一基準温度よりも前記バッテリの温度が低い場合には、予め設定されたバッテリ放電電力量と予め設定されたバッテリ充電電力量との範囲内において前記バッテリの充電と放電とを交互に繰り返す低温制御手段と、
前記第一基準温度よりも高く予め定めた第二基準温度よりも前記バッテリの温度が高い場合には、前記エンジンを予め定めた所定運転とし、前記所定運転は前記バッテリの充放電変動量を抑制するように前記エンジンの発電量を調整する運転である高温制御手段と、
を備える。
The power generation control device according to the present invention,
A power generation control device for controlling a hybrid system including an engine, a generator, and a battery,
When the temperature of the battery is lower than a predetermined first reference temperature, charging and discharging of the battery are alternately performed within a range of a preset battery discharge power amount and a preset battery charge power amount. Low temperature control means to repeat
When the temperature of the battery is higher than the second reference temperature which is higher than the first reference temperature and the temperature of the battery is higher than the first reference temperature, the engine is set to a predetermined predetermined operation, and the predetermined operation suppresses the charge/discharge fluctuation amount of the battery. High temperature control means that is an operation of adjusting the amount of power generation of the engine so that
Equipped with.

本発明によれば、低温時にバッテリ温度を早期に昇温できるとともに、高温時にバッテリ温度の上昇を抑制することができる。その結果、バッテリ温度を適正範囲内に留めることで充放電可能範囲を確保することができ、バッテリの性能を有効に引き出すことができる。 According to the present invention, the battery temperature can be raised early at low temperatures, and the rise in battery temperature at high temperatures can be suppressed. As a result, the chargeable/dischargeable range can be secured by keeping the battery temperature within the proper range, and the battery performance can be effectively brought out.

実施の形態にかかる発電制御装置が搭載されるハイブリッド車両の構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of a hybrid vehicle equipped with a power generation control device according to an embodiment. バッテリ出力可能範囲とバッテリ温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a battery output possible range and battery temperature. 実施の形態にかかる発電制御装置が実施する動作を説明するためのグラフである。5 is a graph for explaining an operation performed by the power generation control device according to the embodiment. 実施の形態にかかる発電制御装置が実施する動作を説明するためのタイムチャートである。6 is a time chart for explaining an operation performed by the power generation control device according to the embodiment. バッテリ入出力電力量とバッテリ温度との関係で生ずる問題を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem which arises with the relationship between a battery input/output electric energy and a battery temperature. 実施の形態にかかる発電制御装置が実施する動作を説明するためのタイムチャートである。6 is a time chart for explaining an operation performed by the power generation control device according to the embodiment. 実施の形態にかかる発電制御装置が実施する動作を説明するためのグラフである。5 is a graph for explaining an operation performed by the power generation control device according to the embodiment. 実施の形態にかかる発電制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。3 is a flowchart of a routine executed by the power generation control device according to the embodiment. 実施の形態にかかる発電制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。3 is a flowchart of a routine executed by the power generation control device according to the embodiment. 実施の形態にかかる発電制御装置におけるエンジン動作点を説明するためのグラフである。3 is a graph for explaining an engine operating point in the power generation control device according to the embodiment. 実施の形態にかかる発電制御装置におけるエンジン動作点を説明するためのグラフである。3 is a graph for explaining an engine operating point in the power generation control device according to the embodiment. 実施の形態にかかる発電制御装置が実施する動作を説明するためのグラフである。5 is a graph for explaining an operation performed by the power generation control device according to the embodiment.

図1は、実施の形態にかかる発電制御装置が搭載されるハイブリッド車両の構成を示す図である。図1は、SHEV(シリーズハイブリッド電気自動車)のシステム構成を模式的に示した説明図である。図1に示すように、SHEVは、発電機11を駆動するためのエンジン10と、エンジン10によって駆動して電力を発電する発電機11と、電気エネルギを蓄積及び供給するバッテリ12と、車両の駆動及び減速時のエネルギ回生に用いられる駆動のためのモータ13と、モータ13の回転を駆動輪15に伝える変速機、減速機等の駆動系14と、エンジン10や発電機11やモータ13等を制御する制御部16とから構成されている。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a hybrid vehicle equipped with a power generation control device according to an embodiment. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the system configuration of a SHEV (series hybrid electric vehicle). As shown in FIG. 1, the SHEV includes an engine 10 for driving a generator 11, a generator 11 driven by the engine 10 to generate electric power, a battery 12 for storing and supplying electric energy, and a vehicle A motor 13 for driving that is used for energy regeneration during driving and deceleration, a drive system 14 such as a transmission that transmits the rotation of the motor 13 to the driving wheels 15, a speed reducer, an engine 10, a generator 11, a motor 13, etc. And a control unit 16 for controlling the.

制御部16は、各種センサ値などの入力値に基づいて、各種制御を実施する。制御部16に入力される入力値には、車速を検知する車速センサ(図示せず)から読み込んだ車速、バッテリ12に付加された電圧センサ(図示せず)から読み込んだバッテリ電圧、バッテリ12に付加された温度センサ(図示せず)から読み込んだバッテリ12の温度、エンジン10からのクランク角信号、発電機11からの発電機トルク、アクセル(図示せず)からのアクセル開度、および変速機からのシフト位置信号等が含まれる。制御部16が実施する各種制御には、モータ13の入出力、バッテリ12の充放電、発電機11の出力、及び発電機11を駆動するためのエンジン10の始動、停止、およびスロットルバルブによる回転速度等の制御が含まれる。 The control unit 16 executes various controls based on input values such as various sensor values. The input value input to the control unit 16 includes a vehicle speed read from a vehicle speed sensor (not shown) that detects the vehicle speed, a battery voltage read from a voltage sensor (not shown) added to the battery 12, and a battery 12 The temperature of the battery 12 read from an additional temperature sensor (not shown), the crank angle signal from the engine 10, the generator torque from the generator 11, the accelerator opening from the accelerator (not shown), and the transmission. From the shift position signal and the like. Various controls performed by the control unit 16 include input/output of the motor 13, charge/discharge of the battery 12, output of the generator 11, start/stop of the engine 10 for driving the generator 11, and rotation by a throttle valve. Control of speed etc. is included.

図2は、バッテリ入出力可能範囲とバッテリ12の温度との関係を示すグラフである。図2の縦軸はバッテリ入出力可能範囲を表すためのものであり、バッテリ電力入出力がないゼロを基準として、図2上方のプラス側に出力つまり放電の電力量が、図2下方のマイナス側に充電の電力量が、それぞれ指し示されている。図2の横軸はバッテリ12の温度であり、図2左側が極低温であり、図2右側へいくほど高温となる。 FIG. 2 is a graph showing the relationship between the battery input/output possible range and the temperature of the battery 12. The vertical axis of FIG. 2 is for indicating the battery input/output possible range, and the output, that is, the amount of electric discharge for the plus side in the upper part of FIG. The amount of charging power is indicated on each side. The horizontal axis of FIG. 2 is the temperature of the battery 12, the left side of FIG. 2 is the extremely low temperature, and the higher the right side of FIG. 2, the higher the temperature.

図2には、バッテリ12の温度に応じたバッテリ放電可能電力量Woutを示す実線グラフと、バッテリ12の温度に応じたバッテリ充電可能電力量Winを示す実線グラフとが示されている。この2本のグラフによって挟まれる範囲が、バッテリ入出力可能な電力範囲となる。つまりある特定のバッテリ温度においてWoutとWinとで挟まれる範囲内で、バッテリへの適正な電力入出力範囲が決まる。 FIG. 2 shows a solid line graph showing the battery dischargeable power amount Wout according to the temperature of the battery 12 and a solid line graph showing the battery chargeable power amount Win according to the temperature of the battery 12. The range sandwiched between these two graphs is the range of power that can be input/output by the battery. That is, an appropriate power input/output range to/from the battery is determined within a range between Wout and Win at a specific battery temperature.

図2から明らかな通り、極低温領域と高温領域とでは、WoutおよびWinがゼロ電力値に収束している。その結果、極低温領域と高温領域とではバッテリ入出力可能な電力範囲が極めて狭いという問題がある。ハイブリッドシステムにおいて、バッテリ12の低温時または高温時に、バッテリ充電可能電力量Winまたはバッテリ放電可能電力量Woutに制限がかかることで、十分な発電が困難となるおそれがある。 As is clear from FIG. 2, in the extremely low temperature region and the high temperature region, Wout and Win converge to zero power value. As a result, there is a problem that the battery input/output power range is extremely narrow between the extremely low temperature region and the high temperature region. In the hybrid system, when the battery 12 is at a low temperature or a high temperature, the battery chargeable power amount Win or the battery dischargeable power amount Wout is limited, which may cause difficulty in sufficient power generation.

なお、シリーズ型ハイブリッドシステム車両では、エンジン10、走行用のモータ13およびバッテリ12の間における電気の流れをより自由に設定変更することができる。エンジン10の出力が駆動輪に直接には関与しないので、ドライバビリティへの影響がないからである。特にバッテリ温度を上げたり下げたりするコントロール自体も、エンジン10による発電と充放電とにより制御が可能である。その結果、効果的な発電制御を実現しやすい利点がある。 In the series hybrid system vehicle, the flow of electricity between the engine 10, the traveling motor 13 and the battery 12 can be more freely set and changed. This is because the output of the engine 10 does not directly relate to the drive wheels, and thus the drivability is not affected. In particular, the control itself for raising or lowering the battery temperature can also be controlled by power generation and charging/discharging by the engine 10. As a result, there is an advantage that effective power generation control can be easily realized.

バッテリ12の温度が高温であるときに、エンジン10による発電エネルギを駆動用のモータ13に使用し、バッテリ充放電には使用しない。これによりバッテリ12の劣化を抑制することもできる。 When the temperature of the battery 12 is high, the energy generated by the engine 10 is used for the driving motor 13 and is not used for charging and discharging the battery. Thereby, the deterioration of the battery 12 can be suppressed.

上記の制御が働くまで、運転条件によってはバッテリ12の温度が上昇し続けることで、バッテリ12の温度が保護温度に達してしまう可能性がある。問題の発生原因の一つは、バッテリ12の温度を検出してその後に保護機能(つまり充放電禁止機能)が作動するからである。保護を必要とするほどにバッテリ12の温度が高くなったことが検出されてからバッテリ充放電を禁止するという動作がなされるので、バッテリ12が高温のときには遅れが生じる問題がある。また、バッテリ12の温度の上昇と下降の速度はその時点の成り行きになってしまうので、この場合も遅れが生じる原因となる。 Until the above control is activated, the temperature of the battery 12 may continue to rise depending on the operating conditions, and the temperature of the battery 12 may reach the protection temperature. One of the causes of the problem is that the temperature of the battery 12 is detected and then the protection function (that is, the charge/discharge inhibition function) is activated. Since the operation of prohibiting battery charging/discharging is performed after it is detected that the temperature of the battery 12 is high enough to require protection, there is a problem that a delay occurs when the battery 12 is at a high temperature. Further, the rate of rise and fall of the temperature of the battery 12 depends on the time point, which also causes a delay.

効率的にバッテリ12のエネルギを利用できない問題もある。図2に示すように、極低温時と高温時とにおいて、バッテリ充電可能電力量Winとバッテリ放電可能電力量Woutとの間の幅が狭くなる。これによりバッテリ温度の極低温時と高温時とにおいてバッテリ電力入出力量に制約が生じるので、常温時には可能であったはずの動力性能および応答性を極低温時と高温時とで実現することが困難であるという問題もある。極低温時および高温時にはバッテリ入出力可能範囲が狭いことから車両要求パワーをエンジン10のパワーで実現しなければならず、エンジン10を定点で運転できない問題もあった。 There is also a problem that the energy of the battery 12 cannot be used efficiently. As shown in FIG. 2, the width between the battery chargeable power amount Win and the battery dischargeable power amount Wout becomes narrow between the extremely low temperature and the high temperature. This limits the amount of battery power input/output at extremely low and high battery temperatures, making it difficult to achieve power performance and responsiveness that would have been possible at room temperature at extremely low and high temperatures. There is also the problem that Since the battery input/output range is narrow at extremely low temperatures and high temperatures, the vehicle required power must be realized by the power of the engine 10, and there is also a problem that the engine 10 cannot be operated at a fixed point.

そこで、実施の形態では、図3に示す二つのアプローチによって、上記の問題に対処する。図3は、実施の形態にかかる発電制御装置が実施する動作を説明するためのグラフである。図3に2つの矢印で示すように、バッテリ12が極低温であれば早くバッテリ12の温度を上昇させるとともに、バッテリ12が高温であればそれ以上温度が上昇しないようにする。特に、バッテリ12の温度が高温の保護温度THに到達しないようにすることが好ましい。これにより、バッテリ12の劣化を防ぎつつバッテリ12を有効かつ効率的に使用することができる。 Therefore, in the embodiment, the above problem is dealt with by the two approaches shown in FIG. FIG. 3 is a graph for explaining the operation performed by the power generation control device according to the embodiment. As indicated by two arrows in FIG. 3, if the battery 12 is extremely low, the temperature of the battery 12 is raised quickly, and if the battery 12 is high, the temperature is prevented from further increasing. Particularly, it is preferable that the temperature of the battery 12 does not reach the high protection temperature TH. As a result, the battery 12 can be used effectively and efficiently while preventing deterioration of the battery 12.

図4は、実施の形態にかかる発電制御装置が実施する動作を説明するためのタイムチャートである。図4は、バッテリ12の温度を早く上昇させるための低温時バッテリ12の温度上昇制御処理を説明するための図である。 FIG. 4 is a time chart for explaining the operation performed by the power generation control device according to the embodiment. FIG. 4 is a diagram for explaining a temperature rise control process of the low-temperature battery 12 for quickly raising the temperature of the battery 12.

バッテリ充放電は、エンジントルクの発生とモータリングとを交互に繰り返すことで実現できる。このとき、エンジン回転速度およびスロットル開度を一定にすることで、空燃比制御性の大きな悪化を回避することもできる。 Battery charging/discharging can be realized by alternating generation of engine torque and motoring. At this time, by making the engine speed and the throttle opening constant, it is possible to avoid a great deterioration of the air-fuel ratio controllability.

図4で時間が経過するにつれてバッテリ12の温度が上昇することで、バッテリ充電可能電力量Winとバッテリ放電可能電力量Woutとの間隔が拡大している。実施の形態にかかる低温処理制御によれば、実線で示すように、バッテリ充電可能電力量Winとバッテリ放電可能電力量Woutとの間隔を早期に拡大することができる。図4に矩形波状に示すように、エンジン10においてFC(燃料カット)と噴射及び点火とが所定周期で交互に繰り返されることによる周期的なバッテリ充放電が行われる。 In FIG. 4, the temperature of the battery 12 rises as time passes, so that the interval between the battery chargeable power amount Win and the battery dischargeable power amount Wout is expanded. According to the low temperature processing control according to the embodiment, as shown by the solid line, the interval between the battery chargeable power amount Win and the battery dischargeable power amount Wout can be expanded at an early stage. As shown by the rectangular wave in FIG. 4, in the engine 10, FC (fuel cut) and injection and ignition are alternately repeated at a predetermined cycle to perform periodic battery charge/discharge.

なお、図4に点線で示すグラフは、比較例であり、実施の形態にかかる低温処理制御を未実施の場合のWinとWoutである。この比較例の場合には、バッテリ入出力可能範囲が拡大してバッテリ12を有効利用できるまでに時間がかかる。 The graph shown by the dotted line in FIG. 4 is a comparative example, and is Win and Wout when the low temperature processing control according to the embodiment is not executed. In the case of this comparative example, it takes time until the battery input/output range is expanded and the battery 12 can be effectively used.

図5は、バッテリ入出力電力量とバッテリ温度との関係で生ずる問題を説明するための図である。図5において、zはバッテリ入出力電力量である。xは駆動要求つまり駆動モータの出力である。yはエンジン発電量である。z=x+yの関係がある。 FIG. 5 is a diagram for explaining a problem caused by the relationship between the battery input/output electric energy and the battery temperature. In FIG. 5, z is the battery input/output electric energy. x is a drive request, that is, the output of the drive motor. y is the engine power generation amount. There is a relationship of z=x+y.

バッテリ入出力電力の変化が大きいと、バッテリ温度が上昇してしまう。バッテリ温度が上昇することで、図2などで説明したとおり、WoutとWinとの間の間隔が狭まる。図5の丸枠Qで指摘しているように、バッテリ入出力電力量が、一部、Woutを超えてしまうことがある。 If the change in the battery input/output power is large, the battery temperature will rise. As the battery temperature rises, the interval between Wout and Win becomes narrower as described with reference to FIG. As pointed out by the circular frame Q in FIG. 5, the battery input/output electric energy may partially exceed Wout.

図5の白抜星印P1で示す時点ではバッテリ温度が高くなりすぎており、この時点から「駆動要求=エンジン要求」というシステム運転状態になってバッテリ入出力がゼロとなっている。このような「駆動要求=エンジン出力」というシステム運転状態は、エンジンの過渡運転が多くなり、空燃比制御性が悪化し、エミッションおよび燃費悪化を招く。その結果、シリーズハイブリッドシステムのメリットが損なわれてしまう。 The battery temperature has become too high at the time point indicated by the white star P1 in FIG. 5, and from this time point, the system operation state of “drive request=engine request” is entered and the battery input/output is zero. In such a system operating state of "drive request=engine output", the transient operation of the engine is increased, the air-fuel ratio controllability is deteriorated, and emission and fuel consumption are deteriorated. As a result, the advantages of the series hybrid system are lost.

図6は、実施の形態にかかる発電制御装置が実施する動作を説明するためのタイムチャートである。図6は、バッテリ12の温度の上昇を抑制するための高温時バッテリ温度抑制制御処理を説明するための図である。図6においても、図5と同様にx,y,zのグラフが図示されており、z=x+yの関係が成り立っている。 FIG. 6 is a time chart for explaining the operation performed by the power generation control device according to the embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining a high temperature battery temperature suppression control process for suppressing an increase in the temperature of the battery 12. Also in FIG. 6, a graph of x, y, z is shown similarly to FIG. 5, and the relationship of z=x+y is established.

実施の形態では、バッテリ温度上昇推定によって、バッテリ温度が保護温度に達する前に、エンジンを定常運転から「準定常運転」とする。準定常運転の開始時点は、図6において黒星印P2で表現されている。準定常運転は、エンジンの出力変化が最小で、バッテリ入出力(充放電)を緩和し、バッテリ温度の上昇を緩和する運転である。 In the embodiment, the engine is changed from the steady operation to the “quasi-steady operation” before the battery temperature reaches the protection temperature by the battery temperature increase estimation. The start point of the quasi-steady operation is represented by a black star P2 in FIG. The quasi-steady operation is an operation in which the output change of the engine is minimum, the battery input/output (charging/discharging) is mitigated, and the rise in the battery temperature is mitigated.

図5と図6を比較してみる。図5では、バッテリ入出力電力量(バッテリ充放電電力量)を示すグラフzの変動幅が大きく、その一方でエンジン発電量yは、白抜星印P1にいたるまでの固定である。これとは対象的に、図6の黒星印P2から開始された準定常運転においては、バッテリ入出力電力量(バッテリ充放電電力量)を示すグラフzの変動幅が小さく抑制されており、その一方でエンジン発電量yが変動させられている。 Compare FIG. 5 and FIG. In FIG. 5, the graph z showing the battery input/output power amount (battery charge/discharge power amount) has a large fluctuation range, while the engine power generation amount y is fixed up to the white star P1. Contrary to this, in the quasi-steady operation started from the black star P2 in FIG. 6, the fluctuation range of the graph z showing the battery input/output power amount (battery charge/discharge power amount) is suppressed to be small, and On the other hand, the engine power generation amount y is changed.

準定常運転とは、「駆動要求=エンジン要求」とするのではなく、「過渡を緩和した運転」である。その結果、動力性能の保証、バッテリ劣化防止、およびエミッション悪化抑制を両立させることができる。空燃比制御性が大きく悪化することがないので、エミッションおよび燃費への悪影響を抑制することができる。従ってシリーズハイブリッドシステムのメリットが損なわれない利点がある。 Quasi-steady operation does not mean “drive request=engine request”, but “transient-relieved operation”. As a result, the guarantee of power performance, prevention of battery deterioration, and suppression of emission deterioration can be achieved at the same time. Since the air-fuel ratio controllability does not deteriorate significantly, it is possible to suppress adverse effects on emissions and fuel efficiency. Therefore, there is an advantage that the advantages of the series hybrid system are not impaired.

次に、実施の形態において制御部16が実施する具体的制御を説明する。図7は、実施の形態にかかる発電制御装置が実施する動作を説明するためのグラフである。図8および図9は、実施の形態にかかる発電制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。図8および図9のルーチンは、制御部16において実行される。 Next, specific control performed by the control unit 16 in the embodiment will be described. FIG. 7 is a graph for explaining the operation performed by the power generation control device according to the embodiment. 8 and 9 are flowcharts of a routine executed by the power generation control device according to the embodiment. The routines of FIGS. 8 and 9 are executed by the control unit 16.

図8のルーチンでは、まずバッテリ12の温度が推定される(ステップS100)。図8のルーチンにより、バッテリ12の温度が、図7に示す極低温、常温、および高温の何れの領域に該当するかが判定される。極低温、常温、および高温は、予め定めた第一基準温度αおよび第二基準温度βによって規定される。まず、バッテリ12の温度が予め定めた第一基準温度α以下であるか否かが判定される(ステップS101)。 In the routine of FIG. 8, first, the temperature of the battery 12 is estimated (step S100). By the routine of FIG. 8, it is determined whether the temperature of the battery 12 corresponds to the extremely low temperature, the normal temperature, or the high temperature shown in FIG. 7. The extremely low temperature, the room temperature, and the high temperature are defined by a first reference temperature α and a second reference temperature β that are set in advance. First, it is determined whether the temperature of the battery 12 is equal to or lower than a predetermined first reference temperature α (step S101).

バッテリ12の温度が第一基準温度α以下であれば、バッテリ12の温度が極低温であると判定され、Battemp_mdフラグに1がセットされる(ステップS102)。バッテリ12の温度が第一基準温度αを超えていれば、次に、バッテリ12の温度が予め定めた第二基準温度β以下であるか否かが判定される(ステップS103)。βはαよりも高く設定された値であり、高温判定のための基準温度である。 If the temperature of the battery 12 is equal to or lower than the first reference temperature α, it is determined that the temperature of the battery 12 is extremely low, and 1 is set in the Battemp_md flag (step S102). If the temperature of the battery 12 exceeds the first reference temperature α, then it is determined whether or not the temperature of the battery 12 is equal to or lower than the predetermined second reference temperature β (step S103). β is a value set higher than α and is a reference temperature for high temperature determination.

バッテリ12の温度が第二基準温度β以下であれば、バッテリ12の温度が常温であると判定され、Battemp_mdフラグとBattemp_hフラグに0がセットされる(ステップS104)。バッテリ12の温度が第二基準温度βを超えていれば、Battemp_hフラグに1がセットされる(ステップS105)。ステップS102,S104,S105の何れかの実行後、図8のルーチンが終了する。 If the temperature of the battery 12 is equal to or lower than the second reference temperature β, it is determined that the temperature of the battery 12 is the normal temperature, and 0 is set to the Battemp_md flag and the Battemp_h flag (step S104). If the temperature of the battery 12 exceeds the second reference temperature β, the Battemp_h flag is set to 1 (step S105). After execution of any of steps S102, S104, and S105, the routine of FIG. 8 ends.

図9のルーチンでは、まず、バッテリ12が極低温かどうかの判定をするために、Battemp_mdフラグに1がセットされているかどうかが判定される(ステップS200)。Battemp_mdフラグが1であれば、図4で説明したようにバッテリ12の温度上昇制御が実施される(ステップS201)。 In the routine of FIG. 9, first, it is determined whether or not the Battemp_md flag is set to 1 in order to determine whether or not the battery 12 has an extremely low temperature (step S200). If the Battemp_md flag is 1, the temperature rise control of the battery 12 is performed as described in FIG. 4 (step S201).

Battemp_mdフラグが1でなければ、続いて、バッテリ12が常温かどうかの判定をするために、Battemp_hフラグに1がセットされているかどうかが判定される(ステップS202)。 If the Battemp_md flag is not 1, then it is determined whether or not the Battemp_h flag is set to 1 in order to determine whether the battery 12 is at room temperature (step S202).

(定常運転)
Battemp_hdフラグが1でなければ、通常のシリーズハイブリッド制御を行うための「定常運転」が実施される(ステップS203)。ステップS203では、図10に模式的に図示した定常エンジン要求PEが算出される。図10は、実施の形態にかかる発電制御装置におけるエンジン10の動作点を説明するためのグラフである。これはシリーズハイブリッドシステムの基本的な制御である。SOCなどの各種条件に応じて、図10の星印Aおよび星印Bのような定点運転条件を算出し、その定点運転条件でエンジン10の定常運転が行われる。
(Steady operation)
If the Battemp_hd flag is not 1, "steady operation" for performing normal series hybrid control is performed (step S203). In step S203, the steady engine request PE schematically shown in FIG. 10 is calculated. FIG. 10 is a graph for explaining operating points of the engine 10 in the power generation control device according to the embodiment. This is the basic control of a series hybrid system. According to various conditions such as SOC, fixed point operating conditions such as star A and star B in FIG. 10 are calculated, and the steady operation of the engine 10 is performed under the fixed point operating conditions.

(準定常運転)
Battemp_hdフラグが1であれば、図5および図6で説明したように「準定常運転」が実施される(ステップS204)。ステップS204では、図11に模式的に図示した準定常エンジン要求PEが算出される。図11は、実施の形態にかかる発電制御装置におけるエンジン10の動作点を説明するためのグラフである。高温判定時において、温度係数θによってエンジン要求PEを算出する。
(Quasi steady operation)
If the Battemp_hd flag is 1, the “quasi-steady operation” is performed as described with reference to FIGS. 5 and 6 (step S204). In step S204, the quasi-steady engine request PE schematically shown in FIG. 11 is calculated. FIG. 11 is a graph for explaining operating points of the engine 10 in the power generation control device according to the embodiment. At the time of high temperature determination, the engine request PE is calculated by the temperature coefficient θ.

図12は、実施の形態にかかる発電制御装置が実施する動作を説明するためのグラフである。準定常運転と関連して、図12には温度係数θと温度推定値との関係の一例が示されている。0から1.0の範囲内でθが決定され、温度推定値が高いほど温度係数θが高く算出される。準定常PE要求は、駆動力要求(車両要求パワー)に温度係数θを乗算したものである。 FIG. 12 is a graph for explaining the operation performed by the power generation control device according to the embodiment. In relation to the quasi-steady operation, FIG. 12 shows an example of the relationship between the temperature coefficient θ and the estimated temperature value. Θ is determined within the range of 0 to 1.0, and the higher the estimated temperature value is, the higher the temperature coefficient θ is calculated. The quasi-steady PE request is the driving force request (vehicle required power) multiplied by the temperature coefficient θ.

準定常運転では、図11に示すように、星印Cの動作点とその両隣の矢印に示すように燃費ライン(燃費等高線)から外れない範囲でエンジン回転速度が決定される。ステップS201,S230,S204の何れかの実行後、図9のルーチンが終了する。 In the quasi-steady operation, as shown in FIG. 11, the engine rotation speed is determined within a range that does not deviate from the fuel consumption line (fuel consumption contour line) as indicated by the operating point of the star C and the arrows on both sides thereof. After execution of any of steps S201, S230, and S204, the routine of FIG. 9 ends.

以上説明したように、実施の形態にかかる低温時バッテリ温度上昇制御処理は、第一基準温度αよりもバッテリ12の温度が低い場合には、予め設定されたバッテリ放電可能電力量(つまりWout)と予め設定されたバッテリ充電可能電力量(つまりWin)との範囲内において、バッテリ12の充電と放電とを交互に繰り返すことができる。これによりバッテリ12の温度を速やかに上昇させることができる。 As described above, in the low temperature battery temperature increase control process according to the embodiment, when the temperature of the battery 12 is lower than the first reference temperature α, the preset battery dischargeable electric energy (that is, Wout) is set. The charging and discharging of the battery 12 can be alternately repeated within the range of the battery chargeable electric energy (that is, Win) set in advance. Thereby, the temperature of the battery 12 can be raised quickly.

さらに、実施の形態によれば、高温時バッテリ温度抑制制御処理によって第二基準温度βよりもバッテリ12の温度が高い場合には、エンジン10を予めた準定常運転とする。準定常運転は、エンジン10の過渡運転を緩和させることでバッテリ12の充放電を緩和する運転である。高温時バッテリ温度抑制制御処理によって、バッテリ温度が過剰に高くなることを抑制することができる。 Further, according to the embodiment, when the temperature of the battery 12 is higher than the second reference temperature β by the high temperature battery temperature suppression control process, the engine 10 is set to the quasi-steady operation in advance. The quasi-steady operation is an operation in which the charge/discharge of the battery 12 is eased by mitigating the transient operation of the engine 10. The battery temperature suppression control process at high temperature can suppress the battery temperature from becoming excessively high.

10 エンジン
11 発電機
12 バッテリ
13 モータ
14 駆動系
15 駆動輪
16 制御部
Win バッテリ充電可能電力量
Wout バッテリ放電可能電力量
α 第一基準温度
β 第二基準温度
TH 保護温度
10 engine 11 generator 12 battery 13 motor 14 drive system 15 drive wheels 16 control unit Win battery chargeable power amount Wout battery dischargeable power amount α first reference temperature β second reference temperature TH protection temperature

Claims (1)

エンジンと発電機とバッテリとを備えるハイブリッドシステムを制御する発電制御装置であって、
予め定めた第一基準温度よりも前記バッテリの温度が低い場合には、予め設定されたバッテリ放電電力量と予め設定されたバッテリ充電電力量との範囲内において前記バッテリの充電と放電とを交互に繰り返す低温制御手段と、
前記第一基準温度よりも高く予め定めた第二基準温度よりも前記バッテリの温度が高い場合には、前記エンジンを予め定めた所定運転とし、前記所定運転は前記バッテリの充放電変動量を抑制するように前記エンジンの発電量を調整する運転である高温制御手段と、
を備える発電制御装置。
A power generation control device for controlling a hybrid system including an engine, a generator, and a battery,
When the temperature of the battery is lower than a predetermined first reference temperature, charging and discharging of the battery are alternately performed within a range of a preset battery discharge power amount and a preset battery charge power amount. Low temperature control means to repeat
When the temperature of the battery is higher than the second reference temperature which is higher than the first reference temperature and the temperature of the battery is higher than the first reference temperature, the engine is set to a predetermined predetermined operation, and the predetermined operation suppresses the charge/discharge fluctuation amount of the battery. High temperature control means that is an operation of adjusting the amount of power generation of the engine so that
A power generation control device.
JP2018244295A 2018-12-27 2018-12-27 Power generation control device Pending JP2020104646A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018244295A JP2020104646A (en) 2018-12-27 2018-12-27 Power generation control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018244295A JP2020104646A (en) 2018-12-27 2018-12-27 Power generation control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020104646A true JP2020104646A (en) 2020-07-09

Family

ID=71450397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018244295A Pending JP2020104646A (en) 2018-12-27 2018-12-27 Power generation control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020104646A (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1014296A (en) * 1996-06-25 1998-01-16 Nissan Motor Co Ltd Power generation controller for hybrid vehicle
JPH11187577A (en) * 1997-10-13 1999-07-09 Toyota Motor Corp Charge/discharge controller for secondary battery
JP2000092614A (en) * 1998-09-07 2000-03-31 Toyota Motor Corp Hybrid vehicle charging/discharging state controller
JP2010023588A (en) * 2008-07-16 2010-02-04 Toyota Motor Corp Power output device, vehicle mounted thereon, and control method of motive power output device
JP2010093871A (en) * 2008-10-03 2010-04-22 Denso Corp Temperature rise controller for battery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1014296A (en) * 1996-06-25 1998-01-16 Nissan Motor Co Ltd Power generation controller for hybrid vehicle
JPH11187577A (en) * 1997-10-13 1999-07-09 Toyota Motor Corp Charge/discharge controller for secondary battery
JP2000092614A (en) * 1998-09-07 2000-03-31 Toyota Motor Corp Hybrid vehicle charging/discharging state controller
JP2010023588A (en) * 2008-07-16 2010-02-04 Toyota Motor Corp Power output device, vehicle mounted thereon, and control method of motive power output device
JP2010093871A (en) * 2008-10-03 2010-04-22 Denso Corp Temperature rise controller for battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107878443B (en) Control apparatus for hybrid vehicle
CN107878444B (en) Control apparatus for hybrid vehicle
US11518363B2 (en) Method and device for controlling hybrid vehicle
JP6950601B2 (en) Hybrid vehicle control device
WO2014087501A1 (en) Control device of hybrid vehicle
JP6561490B2 (en) Drive control device
JP5212749B2 (en) Control device and control method for hybrid vehicle
JP6390100B2 (en) Control device for plug-in hybrid vehicle
JP6252320B2 (en) Idle learning control device
JP2020104646A (en) Power generation control device
JP6409735B2 (en) Control device for hybrid vehicle
CN111114531B (en) Limp-home method and control system of hybrid power system based on P2 structure
JP2014217112A (en) Control device of vehicle
JP7211254B2 (en) vehicle controller
JP2012111426A (en) Vehicle
JP2005278239A (en) Drive controller for hybrid vehicle
JP5826477B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP2020075653A (en) Engine start control device for hybrid vehicle
JP2009142068A (en) Vehicle and method of controlling the same
JP6435804B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP6459889B2 (en) Vehicle drive control device
JP2013075623A (en) Drive control device of motor for power generation
KR101600711B1 (en) Apparatus for determine the operation of the generator in range extended electric vehicle and method thereof
JP5900381B2 (en) Alternator control device
JP2017206045A (en) vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211125

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220517