JP5664456B2 - vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関と、当該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機と、当該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備えた車両に関する。 The present invention relates to a vehicle including an internal combustion engine, an electric motor capable of generating electric power using at least a part of power from the internal combustion engine, and a power storage device capable of exchanging electric power with the electric motor.
従来、ハイブリッド自動車用の二次電池の入出力制御装置として、二次電池の充電率(SOC)と予め設定されたSOC−入出力可能パワー相関とを用いて入出力可能パワーを算出し、算出した入出力可能パワーに基づいて二次電池の入出力を制御するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この入出力制御装置では、二次電池が大電流で充放電された後、当該二次電池が入力状態(充電状態)にある場合には充電率(SOC)が大きいほど大きい正の値をとると共に、二次電池が出力状態(放電状態)にある場合には充電率(SOC)が小さいほど小さな負の値をとるように設定された電池状態遷移係数が積算され、その積算値の絶対値が大電流入出力に起因する二次電池の電池状態の変化を定量的に表す指標として用いられる。そして、当該指標が所定値以上であると判定されると、入力可能パワーは充電率(SOC)が大きければ大きいほど小さくなるように補正され、出力可能パワーは充電率(SOC)が小さければ小さいほど小さくなるように補正される。これにより、二次電池が大電流で充放電された後に充電または放電が継続して行われることで二次電池の内部抵抗が変化し、当該内部抵抗の変化に起因して二次電池の充電率(SOC)と入出力可能パワーとの相関が上述の予め定められたSOC−入出力可能パワー相関から変化したとしても、当該相関の実際の変化に対応するように二次電池の入出力可能パワーが補正される。従って、比較的高い電流値で二次電池の充電が継続して行われたとしても、二次電池の劣化を抑制しつつ充放電を安定化させることができる。 Conventionally, as an input / output control device for a secondary battery for a hybrid vehicle, an input / output possible power is calculated by using a secondary battery charge rate (SOC) and a preset SOC-input / output possible power correlation. A battery that controls input / output of a secondary battery based on the input / output available power is known (see, for example, Patent Document 1). In this input / output control device, when the secondary battery is in the input state (charged state) after the secondary battery is charged and discharged with a large current, the larger the charging rate (SOC), the larger the positive value. In addition, when the secondary battery is in the output state (discharge state), the battery state transition coefficient set so as to take a smaller negative value as the charging rate (SOC) becomes smaller is integrated, and the absolute value of the integrated value Is used as an index that quantitatively represents the change in the battery state of the secondary battery caused by the large current input / output. When it is determined that the index is equal to or greater than a predetermined value, the input possible power is corrected to be smaller as the charging rate (SOC) is larger, and the output possible power is smaller as the charging rate (SOC) is smaller. It is corrected so as to become smaller. As a result, the internal resistance of the secondary battery changes due to the continuous charging or discharging after the secondary battery is charged and discharged with a large current, and the secondary battery is charged due to the change in the internal resistance. Even if the correlation between the rate (SOC) and the input / output power is changed from the above-described predetermined SOC-input / output possible power correlation, the secondary battery can be input / output so as to correspond to the actual change of the correlation. Power is corrected. Therefore, even if the secondary battery is continuously charged at a relatively high current value, charging and discharging can be stabilized while suppressing deterioration of the secondary battery.
上述のように、二次電池を充電すべきときに上記指標の値に基づいて入力可能パワーが制限されると、制限された入力可能パワーの範囲内での充電が行われることになる。しかしながら、このように制限された入力可能パワーの範囲内での充電が継続されると、上記指標(上記積算値の絶対値)が小さくならず、入力可能パワーの制限がますます解除され難くなることから制限された充電が更に継続されてしまう。このように、二次電池の充電が制限されているにも拘わらず充電が継続されてしまうのは二次電池の劣化を抑制する上で好ましいことではなく、二次電池の充電の制限が継続される間には、例えば電動機により回生された電力を有効に利用し得なくなってエネルギ効率を悪化させてしまうおそれがある。一方、入力可能パワーが制限されないようにするためには、二次電池の充電と放電とを適宜切り替えることが考えられるが、二次電池の充放電電力を頻繁に変更すると、車両全体に要求されるパワーすなわちエンジンに要求されるパワーが変動することから、エンジン音の変動によりNV特性が悪化してしまうおそれがある。 As described above, when the input power is limited based on the value of the index when the secondary battery is to be charged, charging is performed within the range of the limited input power. However, if charging is continued within the range of input power that is limited in this way, the above index (the absolute value of the integrated value) does not decrease, and the input power limit becomes more difficult to be released. Therefore, the limited charging is further continued. As described above, it is not preferable to suppress the deterioration of the secondary battery even though the charging of the secondary battery is limited, and the charging of the secondary battery is continuously limited. During this time, for example, the electric power regenerated by the electric motor cannot be effectively used, and the energy efficiency may be deteriorated. On the other hand, in order to prevent the input power from being restricted, it is conceivable to appropriately switch between charging and discharging of the secondary battery. However, if the charging / discharging power of the secondary battery is changed frequently, it is required for the entire vehicle. Therefore, the NV characteristic may be deteriorated due to fluctuations in engine sound.
そこで、本発明は、車両のNV特性を良好に維持しつつ、連続充電に起因した蓄電装置の劣化を抑制すると共にエネルギ効率を向上させることを主目的とする。 In view of the above, the main object of the present invention is to suppress deterioration of a power storage device due to continuous charging and improve energy efficiency while maintaining a good NV characteristic of a vehicle.
本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採っている。 The vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の車両は、
内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置と、前記蓄電装置の充電割合に基づいて該蓄電装置の目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、前記蓄電装置の状態に基づいて該蓄電装置の許容充電電力を設定する許容充電電力設定手段と、前記蓄電装置が前記目標充放電電力に基づいて前記許容充電電力の範囲内で充放電されるように前記内燃機関および前記電動機を制御する制御手段とを備えた車両において、
前記蓄電装置の充電が継続されるほど前記許容充電電力設定手段により設定された前記許容充電電力を充電電力として小さく制限する許容充電電力制限手段と、
前記許容充電電力制限手段により前記許容充電電力が制限されており、かつ前記蓄電装置の充電継続時間が判定閾値以上になった場合に、所定の解除条件が成立するまで少なくとも前記蓄電装置の充電が停止されるように前記目標充放電電力を補正する目標充放電電力補正手段とを備え、
前記判定閾値は、車速が所定の高車速域に含まれるときに、前記車速が前記高車速域よりも低速側の低車速域に含まれるときに比べて短く設定されることを特徴とする。
The vehicle of the present invention
An internal combustion engine, an electric motor capable of generating electric power using at least part of the power from the internal combustion engine, an electric storage device capable of exchanging electric power with the electric motor, and a target charge of the electric storage device based on a charging rate of the electric storage device Target charge / discharge power setting means for setting discharge power, allowable charge power setting means for setting allowable charge power of the power storage device based on the state of the power storage device, and the power storage device based on the target charge / discharge power In a vehicle comprising a control means for controlling the internal combustion engine and the electric motor so as to be charged / discharged within a range of the allowable charging power,
Allowable charging power limiting means for limiting the allowable charging power set by the allowable charging power setting means as charging power as charging of the power storage device continues, and
When the allowable charging power is limited by the allowable charging power limiting means and the charging duration of the power storage device is equal to or greater than a determination threshold, at least the power storage device is charged until a predetermined release condition is satisfied. A target charge / discharge power correcting means for correcting the target charge / discharge power so as to be stopped,
The determination threshold is set shorter when the vehicle speed is included in a predetermined high vehicle speed range than when the vehicle speed is included in a low vehicle speed range lower than the high vehicle speed range.
この車両では、蓄電装置の充電が継続されるほど許容充電電力制限手段によって許容充電電力が充電電力として小さく制限される。また、許容充電電力制限手段により許容充電電力が制限されており、かつ蓄電装置の充電継続時間が判定閾値以上になった場合、所定の解除条件が成立するまで少なくとも蓄電装置の充電が停止されるように目標充放電電力が補正される。そして、判定閾値は、車速が所定の高車速域に含まれるときに、車速が当該高車速域よりも低速側の低車速域に含まれるときに比べて短く設定される。これにより、目標充放電電力の変動に応じた内燃機関の動作音の変化が顕在化しにくい高車速域では、判定閾値を短くして蓄電装置の充電の継続を早めに断つことにより、NV特性を良好に維持しつつ、許容充電電力すなわち蓄電装置の充電の制限をできるだけ速やかに解除することができる。また、目標充放電電力の変動に応じた内燃機関の動作音の変化が顕在化しやすい低車速域では、蓄電装置の劣化を抑制可能な範囲内で判定閾値を長くすることで、目標充放電電力の変動に応じた内燃機関の動作音の変化を抑制してNV特性を良好に維持することができる。従って、この車両では、NV性能を良好に維持しつつ、連続充電に起因した蓄電装置の劣化を抑制すると共にエネルギ効率を向上させることが可能となる。 In this vehicle, as the charging of the power storage device continues, the allowable charging power is limited as charging power by the allowable charging power limiting means. Further, when the allowable charging power is limited by the allowable charging power limiting means and the charging duration time of the power storage device exceeds the determination threshold, charging of the power storage device is stopped at least until a predetermined release condition is satisfied. Thus, the target charge / discharge power is corrected. The determination threshold is set shorter when the vehicle speed is included in a predetermined high vehicle speed range than when the vehicle speed is included in a low vehicle speed range lower than the high vehicle speed range. As a result, in high vehicle speed regions where changes in the operating sound of the internal combustion engine in response to fluctuations in the target charge / discharge power are difficult to manifest, the NV characteristic is reduced by shortening the determination threshold and interrupting the continuation of charging of the power storage device early. While maintaining good, the limit of allowable charging power, that is, charging of the power storage device, can be released as quickly as possible. Also, in a low vehicle speed range where changes in the operating sound of the internal combustion engine in response to fluctuations in the target charge / discharge power are likely to become obvious, the target charge / discharge power can be increased by increasing the determination threshold within a range where deterioration of the power storage device can be suppressed. It is possible to maintain the NV characteristic satisfactorily by suppressing the change of the operation sound of the internal combustion engine in accordance with the fluctuation of. Therefore, in this vehicle, it is possible to suppress deterioration of the power storage device due to continuous charging and improve energy efficiency while maintaining good NV performance.
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、本発明の実施例に係る車両であるハイブリッド自動車20の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車20は、ガソリンや軽油等を燃料とするエンジン22と、エンジン22を制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続されたプラネタリキャリア34を有するプラネタリギヤ30と、プラネタリギヤ30のサンギヤ31に接続されてエンジン22からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能なモータMG1と、プラネタリギヤ30のリングギヤ32に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに連結された減速ギヤ35と、この減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに接続されたモータMG2と、リングギヤ軸32aにギヤ機構37およびディファレンシャルギヤ38を介して接続された駆動輪39a,39bと、モータMG1と電力ライン54との間に介設されたインバータ41と、モータMG2と電力ライン54との間に介設されたインバータ42と、インバータ41,42を介してモータMG1およびMG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40と、電力ライン54に接続されたバッテリ50と、バッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52と、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52と通信しながら車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「ハイブリッドECU」という)70とを備える。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
バッテリ50は、実施例ではリチウムイオン二次電池として構成されている。また、バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50に取り付けられた図示しない温度センサからのバッテリ温度Tb、バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に設置された図示しない電流センサからの充放電電流Ib(以下、バッテリ50からの放電電流が正の値を示すと共にバッテリ50の充電電流が負の値を示すものとする)等が入力される。また、バッテリECU52は、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッドECU70やエンジンECU24に出力する。更に、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づいて残容量(充電割合)SOCを算出したり、残容量SOCとバッテリ温度Tbとに基づいてバッテリ50の充電許容電力としての入力制限Win(実施例では負の値)と、バッテリ50の放電許容電力としての出力制限Wout(実施例では正の値)とを算出する。バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、設定した基本値にバッテリ50の残容量(SOC)に基づく補正係数を乗じることにより設定することができる。
The
更に、バッテリECU52は、残容量SOCに基づいてバッテリ50の充放電要求パワーPb*を設定する。実施例では、残容量SOCと充放電要求パワーPb*との関係が充放電要求パワー設定用マップとして予め定められてバッテリECU52の図示しないROMに記憶されており、バッテリECU52は、残容量SOCに対応する充放電要求パワーPb*を充放電要求パワー設定用マップから導出して設定する。充放電要求パワー設定用マップは、例えば、バッテリ50の残容量SOCが予め定められた制御中心(目標充電割合)SOC*よりも小さいときには、バッテリ50が充電されるように充放電要求パワーPb*を負の一定値Pcに設定すると共に、残容量SOCが制御中心SOC*よりも大きいときには、バッテリ50が放電されるように充放電要求パワーPb*を正の一定値Pdに設定するように定められる。
Furthermore,
上述のように構成されるハイブリッド自動車20においてイグニッションスイッチ80がオンされると、ハイブリッドECU70は、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、車速センサ88からの車速Vに基づいて要求トルクTr*を設定すると共に、設定した要求トルクTr*やバッテリ50の充放電要求パワーPb*に基づいてエンジン22に要求される要求パワーPe*を設定する。そして、ハイブリッドECU70は、要求パワーPe*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定すると共に、目標トルクTe*等に基づいて入力制限Winおよび出力制限Woutの範囲内で要求トルクTr*に応じたトルクが得られるようにモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定し、設定した指令値をエンジンECU24やモータECU40に送信する。ハイブリッドECU70から目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受け取ったエンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とからなる運転ポイントでエンジン22が運転されるようエンジン22における吸入空気量調節制御や燃料噴射制御、点火制御等の制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受け取ったモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング制御を行なう。これにより、エンジン22およびモータMG1,MG2は、バッテリ50が入力制限Winおよび出力制限Woutの範囲内で充放電要求パワーPb*に基づいて充放電されると共に要求トルクTr*に応じたトルクが得られるように制御される。
When the
ここで、リチウムイオン二次電池等の蓄電装置は、大電流で継続して充電されると劣化しがちであり、特に充電電流の値(絶対値)が大きいほど、また充電時間が長いほど劣化する傾向を有する。このため、実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50の劣化を抑制するために、比較的大きい充電電流で充電されたり、比較的長い時間継続して充電されたりした段階でバッテリ50の充電が制限されるように、バッテリ温度Tbおよび残容量SOCに基づく入力制限Winの値がバッテリECU52によって制限(補正)される。具体的には、実施例のバッテリECU52は、バッテリ温度Tbおよび残容量SOCに基づいて設定した入力制限Winに対する制限値Winlimを次式(1)に従って所定時間毎に算出する。そして、バッテリECU52は、次式(2)に従い、入力制限Winと制限値Winlimとの大きい方と、予め定められた値0に比較的近い負の値あるいは値0である限界値Winrefとの小さい方を最終的な入力制限Winとして設定(再設定)する。以下、バッテリ温度Tbおよび残容量SOCに基づいて設定されると共に上記式(2)に従って補正される前の入力制限Winを適宜「制限前入力制限Winb」という。
Here, a power storage device such as a lithium ion secondary battery tends to deteriorate when continuously charged with a large current, and particularly deteriorates as the charging current value (absolute value) increases and the charging time increases. Have a tendency to For this reason, in the
Winlim=前回Winlim-k1・Ib-k2・(Ib-Ibref) …(1)
Win=min(Winref,max(Win,Winlim)) …(2)
Winlim = previous Winlim-k1, Ib-k2, (Ib-Ibref) (1)
Win = min (Winref, max (Win, Winlim)) (2)
上記式(1)中の右辺第1項は、前回算出された直近の制限値Winlimであり、初期値として予め定められた絶対値が比較的大きい負の値が用いられる。また、式(1)中の右辺第2項は、電流センサにより検出される充放電電流Ibに予め定められた係数k1を乗じて得られるものである。更に、式(1)中の右辺第3項は、電流センサにより検出される充放電電流Ibと、バッテリ50を長時間継続して充電してもバッテリ50の劣化を生じさせない負の値として予め定められた基準電流値Ibref(負の値)との差に、係数k2を乗じて得られるものである。従って、制限値Winlimは、バッテリ50が大電流で充電されるほど(充放電電流Ibが負側に大きくなるほど)正側に大きくなる(絶対値が小さくなる)と共にバッテリ50の充電が長時間継続されるほど正側に大きくなる。また、制限値Winlimは、バッテリ50が大電流で放電されるほど(充放電電流Ibが正側に大きくなるほど)負側に大きくなる(絶対値が大きくなる)と共にバッテリ50の放電が長時間継続されるほど負側に大きくなる。
The first term on the right side in the above equation (1) is the latest limit value Winlim calculated last time, and a negative value having a relatively large absolute value set in advance as an initial value is used. Further, the second term on the right side in the equation (1) is obtained by multiplying the charge / discharge current Ib detected by the current sensor by a predetermined coefficient k1. Further, the third term on the right side of the equation (1) is preliminarily set as a charge / discharge current Ib detected by the current sensor and a negative value that does not cause deterioration of the
そして、式(2)に従ってバッテリ温度Tbおよび残容量SOCに基づく入力制限Win(制限前入力制限Winb)が制限(補正)されることにより、制限値Winlimの変動幅が少ないときには制限前入力制限Winbがそのまま最終的な入力制限Winとして設定されることになる。また、バッテリ50が大電流で充電されたり、長時間継続して充電されたりして制限値Winlimの値が正側が大きくなり(絶対値が小さくなり)、バッテリ温度Tbおよび残容量SOCに基づく入力制限Winよりも大きくなると、制限値Winlimと限界値Winrefとの小さい方(絶対値の大きい方)が最終的な入力制限Winとして設定される。
Then, the input limit Win based on the battery temperature Tb and the remaining capacity SOC (pre-limit input limit Winb) is limited (corrected) according to the equation (2), so that when the variation range of the limit value Winlim is small, the pre-limit input limit Winb Is set as the final input restriction Win as it is. Further, when the
これにより、図2において破線で示すように、最終的な入力制限Winは、予め定められた充電側の閾値である限界値Winrefを限界として、バッテリ50が大電流で充電されたり長時間継続して充電されたりするほど充電電力として小さく制限される。すなわち、制限値Winlimの値がバッテリ温度Tbおよび残容量SOCに基づく入力制限Win(制限前入力制限Winb)よりも大きくなると入力制限Winの制限が開始され、制限値Winlimが限界値Winrefに達するまで制限値Winlimが最終的な入力制限Winとして設定されると共に、制限値Winlimが限界値Winrefよりも大きくなると限界値Winrefが最終的な入力制限Winとして設定される。なお、制限値Winlimは、上述のようにバッテリ50が大電流で放電されたり放電が長時間継続されたりすると負側に変化する。従って、バッテリ50が大電流で充電されたり長時間継続して充電されたりしても、充電後の放電量に応じて上述の入力制限Winの制限すなわちバッテリ50の充電の制限は解除されることになる。
Thereby, as indicated by a broken line in FIG. 2, the final input limit Win is limited to a limit value Winref which is a predetermined threshold value on the charging side, and the
また、実施例のハイブリッド自動車20では、充放電要求パワーPb*が負の値に設定されてバッテリ50の充電が要求されているときには、上述のように設定されるバッテリ50の入力制限Winの範囲内で、すなわち入力制限Winよりも大きい(絶対値が小さい)電力でバッテリ50が充電されるようにモータMG1およびMG2が制御される。従って、例えばバッテリ50の充電が継続されたこと等によりバッテリ50の入力制限Winが制限値Winlimにより制限され始め(図2における時刻t10)、制限値Winlimが最終的な入力制限Winとして設定されていくと、バッテリ50に印加される電力(充電電力)も入力制限Winにより制限され始める(図2における時刻t20)。そして、制限値Winlimが限界値Winrefよりも大きくなったことにより限界値Winrefが最終的な入力制限Winとして設定され始めると(図2における時刻t30)、それ以後にバッテリ50の充電が要求されていれば、限界値Winref以上の電力によるバッテリ50の充電が継続されることになる。
Further, in the
ただし、限界値Winref以上の比較的小さい電力によるバッテリ50の充電が継続されると、上述の制限値Winlimの値は更に正側に大きくなっていくことから、入力制限Winとして限界値Winrefが設定され続けることになり、制限された充電電力での充電すなわちバッテリ50の充電の制限がなかなか解除されないことになる。そして、バッテリ50の充電が制限されているにも拘わらず充電が継続されてしまうのはバッテリ50の劣化を抑制する上で好ましいことではない。また、バッテリ50の充電制限が継続される間には、モータMG2により回生された電力を有効利用し得なくなってエネルギ効率を悪化させてしまうおそれがある。このため、実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50をより適正に充放電させることで、バッテリ50の劣化を抑制すると共に入力制限Winの制限の継続を解除してエネルギ効率を向上させるべく、残容量SOCに基づいて設定されるバッテリ50の充放電要求パワーPb*がバッテリECU52により適宜補正される。
However, if the charging of the
図3は、充放電要求パワーPb*を設定するためにバッテリECU52により所定時間毎に繰り返し実行される充放電要求パワー設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。同図に示す充放電要求パワー設定ルーチンの開始に際して、バッテリECU52は、車速Vや、バッテリ50のバッテリ温度Tb、残容量SOC、充電継続時間t1、制限前入力制限Winb(上記式(2)に従って補正される前のもの)、入力制限Win(上記式(2)に従って設定されたもの)、暖房フラグFhの値といった充放電要求パワーPb*の設定および補正に必要なデータを入力する(ステップS100)。なお、車速Vは、車速センサ88から直接入力されてもよく、ハイブリッドECU70から通信により入力されてもよい。また、充電継続時間t1は、バッテリ50が充電されている間、すなわちバッテリ50の充電が開始されてから停止されるまでに図示しないt1タイマにより計測されるものである。更に、暖房フラグFhは、図示しない空調装置を制御する空調用電子制御装置(図示省略)により、図示しない車室内を暖房していないときに値0に設定されると共に車室内を暖房しているときに値1に設定されるものであり、当該空調用電子制御装置から通信により入力される。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a charge / discharge required power setting routine that is repeatedly executed by the
ステップS100のデータ入力処理の後、バッテリECU52は、上述の充放電要求パワー設定用マップから残容量SOCに対応した充放電要求パワーPb*を導出・設定する(ステップS110)。次いで、バッテリECU52は、暖房フラグFhの値に基づいて車室内を暖房をしているか否かを判定した上で(ステップS120)、判定結果に応じた充電継続時間閾値(判定閾値)tref1および充電制限時間閾値(第2の判定閾値)tref2を設定する(ステップS130,S140)。すなわち、車室内を暖房していない場合、バッテリECU52は、暖房非実行時用の第1閾値設定マップからステップS100にて入力した車速Vおよびバッテリ温度Tbに対応した充電継続時間閾値tref1を導出・設定すると共に、暖房非実行時用の第2閾値設定マップからステップS100にて入力した車速Vおよび残容量SOCに対応した充電制限時間閾値tref2を導出・設定する(ステップS130)。また、車室内を暖房している場合、バッテリECU52は、暖房実行時用の第1閾値設定マップからステップS100にて入力した車速Vおよびバッテリ温度Tbに対応した充電継続時間閾値tref1を導出・設定すると共に、暖房実行時用の第2閾値設定マップからステップS100にて入力した車速Vおよび残容量SOCに対応した充電制限時間閾値tref2を導出・設定する(ステップS140)。
After the data input process of step S100, the
実施例において、暖房非実行時用および暖房実行時用の第1閾値設定マップは、例えばバッテリ温度Tbが所定値以下であるときにバッテリ温度Tbが低いほど(バッテリ50の入力制限Winの絶対値が小さいほど)充電継続時間閾値tref1を短くすると共に、図4に例示するように、予め定められた基準車速Vref(例えば20〜30km/h程度)以上の高車速域における充電継続時間閾値tref1を基準車速Vrefよりも低速側の低車速域における充電継続時間閾値tref1よりも短くするように予め作成される。そして、暖房実行時用の第1閾値設定マップは、図4に例示するように、同一車速に対応した充電継続時間閾値tref1を暖房非実行時用の第1閾値設定マップに比べて短くするように予め作成される。なお、実施例において、充電継続時間閾値tref1は、制限値Winlimが初期値である状態から上記(2)式に従って入力制限Winが制限されるまでの想定時間よりも長い時間とされる。また、暖房非実行時用および暖房実行時用の第1閾値設定マップは、車速Vが高いほど充電継続時間閾値tref1を短くするように作成されてもよい。 In the embodiment, the first threshold setting map for when heating is not performed and when heating is performed is, for example, when the battery temperature Tb is lower than a predetermined value, the lower the battery temperature Tb (the absolute value of the input limit Win of the battery 50). The charging duration threshold value tref1 is shortened and the charging duration threshold value tref1 in a high vehicle speed range equal to or higher than a predetermined reference vehicle speed Vref (for example, about 20 to 30 km / h) is set as illustrated in FIG. It is created in advance so as to be shorter than the charging duration threshold value tref1 in the low vehicle speed range on the lower speed side than the reference vehicle speed Vref. And the 1st threshold value setting map for the heating execution time makes the charging duration threshold value tref1 corresponding to the same vehicle speed shorter than the first threshold value setting map for the heating non-execution time as illustrated in FIG. Created in advance. In the embodiment, the charging duration threshold value tref1 is set to a time longer than the estimated time from when the limit value Winlim is the initial value until the input limit Win is limited according to the above equation (2). Further, the first threshold setting map for the heating non-execution time and the heating execution time may be created so that the charging duration threshold value tref1 is shortened as the vehicle speed V increases.
また、実施例において、暖房非実行時用および暖房実行時用の第2閾値設定マップは、例えば残容量SOCが所定値以下であるときに残容量SOCが低いほどバッテリ50の放電が抑制されるように充電制限時間閾値tref2を短くすると共に、基準車速Vref(例えば20〜30km/h程度)以上の高車速域における充電制限時間閾値tref2を基準車速Vrefよりも低速側の低車速域における充電制限時間閾値tref2よりも短くするように予め作成される(図4参照)。そして、暖房実行時用の第2閾値設定マップは、同一車速に対応した充電制限時間閾値tref2を暖房非実行時用の第2閾値設定マップに比べて短くするように予め作成される。なお、実施例において、充電制限時間閾値tref2は、後述のステップS170の処理が実行されることにより上記(2)式による入力制限Winの制限が解除されるまでの想定時間よりも長い時間とされる。また、暖房非実行時用および暖房実行時用の第2閾値設定マップも、車速Vが高いほど充電制限時間閾値tref2を短くするように作成されてもよい。
In the embodiment, the second threshold setting map for when heating is not performed and for when heating is performed, for example, when the remaining capacity SOC is equal to or less than a predetermined value, the discharge of the
ステップS130またはS140にて充電継続時間閾値tref1および充電制限時間閾値tref2を設定した後、バッテリECU52は、入力制限Winが制限されており、かつステップS100にて入力したバッテリ50の充電継続時間t1がステップS130またはS140にて設定した充電継続時間閾値tref1以上であるか否かを判定する(ステップS150)。なお、実施例のステップS150では、ステップS100にて入力した制限前入力制限WinbよりもステップS100にて入力した入力制限Winが大きければ(絶対値が小さければ)、入力制限Winが制限されていると判断され、制限前入力制限Winbと入力制限Winとが同一であれば、入力制限Winが制限されていないと判断される。そして、ステップS150にて入力制限Winが制限されており、かつバッテリ50の充電継続時間t1が充電継続時間閾値tref1以上であると判断した場合、バッテリECU52は、所定のフラグFを値1に設定すると共にt1タイマをリセットし、更に図示しないt2タイマをオンした上で(ステップS160)、充放電要求パワーPb*を例えば予め定められた正の値に再設定することでステップS110にて設定した充放電要求パワーPb*を補正し(ステップS170)、本ルーチンを一旦終了させる。
After setting the charging duration threshold value tref1 and the charging limitation time threshold value tref2 in step S130 or S140, the
一方、ステップS150にて、入力制限Winが制限されていないか、あるいはバッテリ50の充電継続時間t1が充電継続時間閾値tref1未満であると判断した場合、バッテリECU52は、フラグFが値1である否かを判定する(ステップS180)。そして、フラグFが値1である場合、バッテリECU52は、入力制限Winが制限されておらず、かつt2タイマにより計測される時間(充電制限時間)t2がステップS130またはS140にて設定した充電制限時間閾値tref2以上であるか否かを判定する(ステップS190)。ステップS190にて、入力制限Winが制限されているか、あるいはt2タイマにより計測される時間t2が充電制限時間閾値tref2未満であると判断した場合、バッテリECU52は、ステップS170にて充放電要求パワーPb*を補正し、本ルーチンを一旦終了させる。これに対して、ステップS190にて、入力制限Winが制限されておらず、かつt2タイマにより計測される時間t2が充電制限時間閾値tref2以上であると判断した場合、バッテリECU52は、フラグFを値0に設定すると共にt2タイマをリセットした上で(ステップS200)、充放電要求パワーPb*を補正することなく本ルーチンを一旦終了させる。また、ステップS180にてフラグFが値0であると判断した場合にも、バッテリECU52は、充放電要求パワーPb*を補正することなく本ルーチンを一旦終了させる。
On the other hand, when it is determined in step S150 that the input restriction Win is not restricted or the charging duration time t1 of the
上述のような充放電要求パワー設定ルーチンが実行される結果、バッテリ50が大電流で継続して充電されることにより、図5に示すように、入力制限Winが上記(2)式に従って制限されると共にバッテリ50の充電継続時間t1が充電継続時間閾値tref1以上になった場合(ステップS150)、残容量SOCに基づいて充放電要求パワーPb*が充電側の値(負の値)に一旦設定されたとしても(ステップS110)、当該充放電要求パワーPb*は放電側の値(正の値)に再設定(補正)される(ステップS170)。そして、このような充放電要求パワーPb*の補正は、ステップS190にて入力制限Winの制限が解除され、かつt2タイマにより計測される時間(充電制限時間)t2が充電制限時間閾値tref2以上になったと判断されるまで実行される。これにより、実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50が大電流で継続して充電されることにより入力制限Winが上記(2)式に従って制限されても、図5に示すように、充電を強制的に停止させてバッテリ50を放電させることで入力制限Winの制限を解除することができる。
As a result of executing the charge / discharge required power setting routine as described above, the
ここで、車速Vが上述の低車速域に含まれると共に車室内を暖房していない場合には、走行音が比較的低く、かつ空調装置(ブロワ)の動作音が無いことから、充放電要求パワーPb*の変動に応じたエンジン22の動作音の変化が顕在化しやすい。従って、車速Vが上記低車速域に含まれると共に車室内を暖房していない場合に、バッテリ50の劣化を抑制可能な範囲内で上記実施例のように充電継続時間閾値tref1および充電制限時間閾値tref2を比較的長くすることで、充放電要求パワーPb*の補正によりエンジン22に対する要求パワーPe*が短い周期で大きく変動するのを抑制することができる。これにより、車速Vが低車速域に含まれると共に車室内を暖房していない場合には、図5に示すようにバッテリ50の実際の充電電力が上記(2)式に従って制限された入力制限Winにより制限されてしまうおそれがあるものの、充放電要求パワーPb*の変動に応じたエンジン22の動作音の変化を抑制してNV特性を良好に維持することができる。
Here, when the vehicle speed V is included in the above-mentioned low vehicle speed range and the vehicle interior is not heated, the traveling sound is relatively low and there is no operation sound of the air conditioner (blower). Changes in the operating sound of the
これに対して、車速Vが上述の高車速域に含まれる場合には、車速Vが上記低車速域に含まれる場合に比べて充電継続時間閾値tref1および充電制限時間閾値tref2が短く設定される(ステップS130またはS140)。これにより、充放電要求パワーPb*の変動に応じたエンジン22の動作音の変化が走行音等の存在により顕在化しにくい高車速域では、充電継続時間閾値tref1を短くしてバッテリ50の充電の継続を早めに断つと共に充電制限時間閾値tref2を短くしてバッテリ50の充放電周期を短くすることにより、NV特性を良好に維持しつつ、入力制限Winの制限をできるだけ速やかに解除することができる。また、車室内を暖房している場合には、車室内を暖房していない場合に比べて充電継続時間閾値tref1および充電制限時間閾値tref2が短く設定される(ステップS140)。これにより、充放電要求パワーPb*の変動に応じたエンジン22の動作音の変化が空調装置(ブロワ)の動作音等の存在により顕在化しにくい車室暖房時には、充電継続時間閾値tref1を短くしてバッテリ50の充電の継続を早めに断つと共に充電制限時間閾値tref2を短くしてバッテリ50の充放電周期を短くすることにより、NV特性を良好に維持しつつ、入力制限Winの制限をできるだけ速やかに解除することができる。
On the other hand, when the vehicle speed V is included in the above-described high vehicle speed range, the charging duration threshold value tref1 and the charging limit time threshold value tref2 are set shorter than when the vehicle speed V is included in the low vehicle speed range. (Step S130 or S140). As a result, in a high vehicle speed range where changes in the operating sound of the
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50の充電が継続されるほど上記(2)式に従って入力制限Winが充電電力として小さく制限される。また、上記(2)式に従って入力制限Winが制限されており、かつバッテリ50の充電継続時間t1が充電継続時間閾値tref1以上になった場合(ステップS150)、ステップS190にて解除条件が成立するまでバッテリ50の充電が停止されてバッテリ50が放電されるように目標充放電電力としての充放電要求パワーPb*が補正される(ステップS170)。そして、判定閾値としての充電継続時間閾値tref1は、車速Vが上記高車速域に含まれるときに、車速Vが当該高車速域よりも低速側の低車速域に含まれるときに比べて短く設定される(ステップS130,S140)。これにより、充放電要求パワーPb*の変動に応じたエンジン22の動作音の変化が顕在化しにくい高車速域では、充電継続時間閾値tref1を短くしてバッテリ50の充電の継続を早めに断つことにより、NV特性を良好に維持しつつ、入力制限Winすなわちバッテリ50の充電の制限をできるだけ速やかに解除することができる。また、充放電要求パワーPb*の変動に応じたエンジン22の動作音の変化が顕在化しやすい低車速域では、バッテリ50の劣化を抑制可能な範囲内で充電継続時間閾値tref1を長くすることで、充放電要求パワーPb*の変動に応じたエンジン22の動作音の変化を抑制してNV特性を良好に維持することができる。従って、実施例のハイブリッド自動車20では、NV性能を良好に維持しつつ、連続充電に起因したバッテリ50の劣化を抑制すると共にエネルギ効率を向上させることが可能となる。
As described above, in the
なお、制限値Winlimを設定するための上記(1)式は、上述のものに限られず、例えばバッテリ50の充電が停止されてから充電が再開されるまでの経過時間に応じて増加する回復項を含むものであってもよい。この場合、バッテリ50の充電が停止されると制限値Winlimが負側に増加することから、図3のステップS170では、充放電要求パワーPb*を値0に設定してもよい。また、目標充放電電力としての充放電要求パワーPb*の補正手順は、上述したものに限られるものではない。すなわち、上述のステップS150にて肯定判断がなされてから充放電要求パワーPb*をなまし処理やレート処理等により予め定められた正の値あるいは値0まで緩変化させてもよく、上述のステップS190にて肯定判断がなされてから充放電要求パワーPb*をなまし処理やレート処理等によりステップS110にて設定された値まで緩変化させてもよい。更に、上記実施例のハイブリッド自動車20は、モータMG1およびモータMG2(第2の電動機)を備えた、いわゆる2モータ式のハイブリッド車両であるが、本発明の適用対象はこれに限られるものではない。すなわち、本発明は、エンジン(内燃機関)および当該エンジンからの動力の少なくとも一部を用いて発電可能なモータ(電動機)を備えた、いわゆるシリーズ式のハイブリッド車両や、エンジン(内燃機関)および当該エンジンからの動力の少なくとも一部を用いて発電可能であると共に走行用の動力と回生制動力を出力可能なモータ(電動機)を備えた、いわゆる1モータ式のハイブリッド車両に適用され得ることはいうまでもない。
Note that the above equation (1) for setting the limit value Winlim is not limited to the above-described one, and, for example, a recovery term that increases in accordance with an elapsed time from when the
ここで、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。すなわち、上記実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG1が「電動機」に相当し、モータMG1と電力をやり取り可能なバッテリ50が「蓄電装置」に相当し、ステップS110の処理を実行するバッテリECU52が「目標充放電電力設定手段」に相当し、バッテリ50の状態に基づいて制限前入力制限Winbを設定するバッテリECU52が「許容充電電力設定手段」に相当し、バッテリ50が充放電要求パワーPb*に基づいて入力制限Winの範囲内で充放電されるようにエンジン22およびモータMG1,MG2を制御するハイブリッドECU70、エンジンECU24およびモータECU40が「制御手段」に相当し、上記(2)式に従って入力制限Winを制限するバッテリECU52が「許容充電電力制限手段」に相当し、ステップS120〜S200の処理を実行するバッテリECU52が「目標充放電電力補正手段」に相当する。
Here, 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. That is, in the above embodiment, the
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。 The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say.
本発明は、車両の製造産業において利用可能である。 The present invention can be used in the vehicle manufacturing industry.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジンECU、30 プラネタリギヤ、40 モータECU、41,42 インバータ、50 バッテリ、52 バッテリECU、70 ハイブリッドECU、MG1,MG2 モータ。 20 hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine ECU, 30 planetary gear, 40 motor ECU, 41, 42 inverter, 50 battery, 52 battery ECU, 70 hybrid ECU, MG1, MG2 motor.
Claims (1)
前記蓄電装置の充電が継続されるほど前記許容充電電力設定手段により設定された前記許容充電電力を充電電力として小さく制限する許容充電電力制限手段と、
前記許容充電電力制限手段により前記許容充電電力が制限されており、かつ前記蓄電装置の充電継続時間が判定閾値以上になった場合に、所定の解除条件が成立するまで少なくとも前記蓄電装置の充電が停止されるように前記目標充放電電力を補正する目標充放電電力補正手段とを備え、
前記判定閾値は、車速が所定の高車速域に含まれるときに、前記車速が前記高車速域よりも低速側の低車速域に含まれるときに比べて短く設定されることを特徴とする車両。 An internal combustion engine, an electric motor capable of generating electric power using at least part of the power from the internal combustion engine, an electric storage device capable of exchanging electric power with the electric motor, and a target charge of the electric storage device based on a charging rate of the electric storage device Target charge / discharge power setting means for setting discharge power, allowable charge power setting means for setting allowable charge power of the power storage device based on the state of the power storage device, and the power storage device based on the target charge / discharge power In a vehicle comprising a control means for controlling the internal combustion engine and the electric motor so as to be charged / discharged within a range of the allowable charging power,
Allowable charging power limiting means for limiting the allowable charging power set by the allowable charging power setting means as charging power as charging of the power storage device continues, and
When the allowable charging power is limited by the allowable charging power limiting means and the charging duration of the power storage device is equal to or greater than a determination threshold, at least the power storage device is charged until a predetermined release condition is satisfied. A target charge / discharge power correcting means for correcting the target charge / discharge power so as to be stopped,
The determination threshold is set shorter when the vehicle speed is included in a predetermined high vehicle speed range than when the vehicle speed is included in a low vehicle speed range lower than the high vehicle speed range. .
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