JP5835095B2 - Hybrid vehicle and control method of hybrid vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法に関し、特に、電動機が発電した電力を蓄える蓄電装置を備えるハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle and a hybrid vehicle control method, and more particularly to a hybrid vehicle including a power storage device that stores electric power generated by an electric motor and a hybrid vehicle control method.
再充電可能な蓄電装置を備えるハイブリッド車両において、蓄電装置の保護の観点から、蓄電装置の高温時に蓄電装置の充電電力を制限する技術が知られている。 In a hybrid vehicle including a rechargeable power storage device, a technique for limiting the charging power of the power storage device at a high temperature of the power storage device is known from the viewpoint of protecting the power storage device.
たとえば、特開2011−79447号公報(特許文献1)は、充電池を搭載したハイブリッド走行システムを開示している。このハイブリッド走行システムは、充電池の充放電電流に対して、複数の期間とそれに対応する閾値をもち、その期間の電流の総和または電流の2乗の総和が対応する閾値以下になるように、充電池の充放電電流を制限する。これにより、充電池の内部抵抗の上昇を抑制することができる(特許文献1参照)。 For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2011-79447 (Patent Document 1) discloses a hybrid travel system equipped with a rechargeable battery. This hybrid traveling system has a plurality of periods and threshold values corresponding to the charging / discharging current of the rechargeable battery, so that the sum of currents in the period or the sum of squares of currents is equal to or less than the corresponding threshold value. Limit the charge / discharge current of the rechargeable battery. Thereby, the raise of the internal resistance of a rechargeable battery can be controlled (refer to patent documents 1).
上記のようなハイブリッド車両において、蓄電装置の充電電力は、内燃機関の動作に伴なって生成される発電電力と、ハイブリッド車両の制動に伴なって生成される回生電力とから成る。 In the hybrid vehicle as described above, the charging power of the power storage device is composed of the generated power generated with the operation of the internal combustion engine and the regenerative power generated with the braking of the hybrid vehicle.
しかしながら、蓄電装置の高温時に発電電力および回生電力が一律に制限されると、内燃機関の効率的な運転が阻害されるという問題がある。たとえば、上記発電電力が制限されると、内燃機関によって効率よく発電できる動作点にて内燃機関を運転できない場合がある。また、内燃機関の始動時に発電を伴なうハイブリッド車両において、上記発電電力が制限されることにより、内燃機関の間欠運転を行える運転範囲が狭くなる場合がある。 However, if the generated power and regenerative power are uniformly restricted when the power storage device is at a high temperature, there is a problem that efficient operation of the internal combustion engine is hindered. For example, when the generated power is limited, the internal combustion engine may not be operated at an operating point where the internal combustion engine can efficiently generate power. Further, in a hybrid vehicle that generates power when the internal combustion engine is started, there is a case where the operating range in which the internal combustion engine can be intermittently operated is narrowed due to the generated power being limited.
それゆえに、この発明の目的は、蓄電装置の温度が高いときに内燃機関の効率的な運転が阻害されることを抑制するハイブリッド車両を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle that suppresses the inhibition of the efficient operation of the internal combustion engine when the temperature of the power storage device is high.
また、この発明の別の目的は、蓄電装置の温度が高いときに内燃機関の効率的な運転が阻害されることを抑制するハイブリッド車両の制御方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a control method for a hybrid vehicle that suppresses the inhibition of efficient operation of the internal combustion engine when the temperature of the power storage device is high.
この発明によれば、ハイブリッド車両は、内燃機関と、少なくとも一つの電動機と、蓄電装置と、制御装置とを備える。少なくとも一つの電動機は、発電機能と、回生機能とを有する。発電機能は、内燃機関の動作に伴なって電力を発生する機能である。回生機能は、ハイブリッド車両の制動に伴なって電力回生を行う機能である。蓄電装置は、発電電力および回生電力を受けて充電される。発電電力は、発電機能により生成される電力である。回生電力は、回生機能により生成される電力である。制御装置は、発電電力および回生電力を制御するための装置である。制御装置は、蓄電装置の充電電力が抑制される蓄電装置の高温時、発電電力の抑制量よりも回生電力の抑制量を大きくする。 According to this invention, the hybrid vehicle includes an internal combustion engine, at least one electric motor, a power storage device, and a control device. At least one electric motor has a power generation function and a regeneration function. The power generation function is a function that generates electric power as the internal combustion engine operates. The regeneration function is a function for performing power regeneration along with braking of the hybrid vehicle. The power storage device is charged by receiving generated power and regenerative power. The generated power is power generated by the power generation function. The regenerative power is power generated by the regenerative function. The control device is a device for controlling generated power and regenerative power. The control device increases the suppression amount of the regenerative power more than the suppression amount of the generated power at a high temperature of the power storage device where the charging power of the power storage device is suppressed.
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の温度が高いほど、発電電力の抑制量と回生電力の抑制量との差を大きくする。 Preferably, the control device increases the difference between the suppression amount of the generated power and the suppression amount of the regenerative power as the temperature of the power storage device is higher.
好ましくは、ハイブリッド車両は、3軸式の動力分割装置をさらに備える。3軸式の動力分割装置は、内燃機関からの動力を分割するための装置である。電動機は、第1電動機と、第2電動機とを含む。第1電動機は、発電機能を有する。第2電動機は、回生機能を有する。動力分割装置は、内燃機関の出力軸、第1電動機の出力軸および第2電動機の出力軸の3軸が機械的に連結される。動力分割装置は、ハイブリッド車両が前進する場合において、内燃機関の始動に伴なって第1電動機の回転数の絶対値が減少方向に変化するように構成される。発電電力は、内燃機関を始動するときに内燃機関を回転させるために第1電動機が発電する電力である。 Preferably, the hybrid vehicle further includes a three-axis power split device. The triaxial power split device is a device for splitting power from an internal combustion engine. The electric motor includes a first electric motor and a second electric motor. The first electric motor has a power generation function. The second electric motor has a regeneration function. In the power split device, three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the output shaft of the first motor, and the output shaft of the second motor are mechanically coupled. The power split device is configured such that when the hybrid vehicle moves forward, the absolute value of the rotational speed of the first electric motor changes in a decreasing direction as the internal combustion engine starts. The generated electric power is electric power generated by the first electric motor in order to rotate the internal combustion engine when starting the internal combustion engine.
好ましくは、発電電力は、内燃機関が発生する動力により電動機が発電する電力である。 Preferably, the generated electric power is electric power generated by the electric motor by power generated by the internal combustion engine.
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の温度に基づいて、回生電力の制限値を設定する。制御装置は、回生電力の制限値と電動機の回転数とに基づいて、電動機が出力する回生トルクの制限値を設定する。 Preferably, the control device sets a regenerative power limit value based on the temperature of the power storage device. The control device sets a limit value for the regenerative torque output by the motor based on the limit value for the regenerative power and the rotation speed of the motor.
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の温度と蓄電装置を冷却するための冷却風の温度とに基づいて、回生電力の制限値を設定する。制御装置は、回生電力の制限値と電動機の回転数とに基づいて、電動機が出力する回生トルクの制限値を設定する。 Preferably, the control device sets a limit value for regenerative power based on the temperature of the power storage device and the temperature of the cooling air for cooling the power storage device. The control device sets a limit value for the regenerative torque output by the motor based on the limit value for the regenerative power and the rotation speed of the motor.
また、この発明によれば、ハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関と、少なくとも一つの電動機と、蓄電装置とを含むハイブリッド車両の制御方法である。少なくとも一つの電動機は、発電機能と、回生機能とを有する。発電機能は、内燃機関の動作に伴なって電力を発生する機能である。回生機能は、ハイブリッド車両の制動に伴なって電力回生を行う機能である。蓄電装置は、発電電力および回生電力を受けて充電される。発電電力は、発電機能により生成される電力である。回生電力は、回生機能により生成される電力である。制御方法は、蓄電装置の温度を取得するステップと、蓄電装置の充電電力が抑制される蓄電装置の高温時、発電電力の抑制量よりも回生電力の抑制量を大きくするように電動機を制御するステップとを含む。 According to the invention, the hybrid vehicle control method is a hybrid vehicle control method including an internal combustion engine, at least one electric motor, and a power storage device. At least one electric motor has a power generation function and a regeneration function. The power generation function is a function that generates electric power as the internal combustion engine operates. The regeneration function is a function for performing power regeneration along with braking of the hybrid vehicle. The power storage device is charged by receiving generated power and regenerative power. The generated power is power generated by the power generation function. The regenerative power is power generated by the regenerative function. The control method includes a step of acquiring the temperature of the power storage device, and controlling the electric motor so that the suppression amount of the regenerative power is larger than the suppression amount of the generated power at a high temperature of the power storage device where the charging power of the power storage device is suppressed. Steps.
好ましくは、制御するステップは、蓄電装置の温度が高いほど、発電電力の抑制量と回生電力の抑制量との差が大きくなるように電動機を制御するステップを含む。 Preferably, the step of controlling includes a step of controlling the electric motor so that the difference between the suppression amount of the generated power and the suppression amount of the regenerative power increases as the temperature of the power storage device increases.
好ましくは、ハイブリッド車両は、3軸式の動力分割装置をさらに含む。3軸式の動力分割装置は、内燃機関からの動力を分割するための装置である。電動機は、第1電動機と、第2電動機とを有する。第1電動機は、発電機能を有する。第2電動機は、回生機能を有する。動力分割装置は、内燃機関の出力軸、第1電動機の出力軸および第2電動機の出力軸の3軸が機械的に連結される。動力分割装置は、ハイブリッド車両が前進する場合において、内燃機関の始動に伴なって第1電動機の回転数の絶対値が減少方向に変化するように構成される。発電電力は、内燃機関を始動するときに内燃機関を回転させるために第1電動機が発電する電力である。 Preferably, the hybrid vehicle further includes a three-shaft power split device. The triaxial power split device is a device for splitting power from an internal combustion engine. The electric motor has a first electric motor and a second electric motor. The first electric motor has a power generation function. The second electric motor has a regeneration function. In the power split device, three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the output shaft of the first motor, and the output shaft of the second motor are mechanically coupled. The power split device is configured such that when the hybrid vehicle moves forward, the absolute value of the rotational speed of the first electric motor changes in a decreasing direction as the internal combustion engine starts. The generated electric power is electric power generated by the first electric motor in order to rotate the internal combustion engine when starting the internal combustion engine.
好ましくは、発電電力は、内燃機関が発生する動力により電動機が発電する電力である。 Preferably, the generated electric power is electric power generated by the electric motor by power generated by the internal combustion engine.
好ましくは、制御するステップは、蓄電装置の温度に基づいて、回生電力の制限値を設定するステップと、回生電力の制限値と電動機の回転数とに基づいて、電動機が出力する回生トルクの制限値を設定するステップとを含む。 Preferably, the controlling step includes a step of setting a limit value of the regenerative power based on the temperature of the power storage device, and a limit of the regenerative torque output by the motor based on the limit value of the regenerative power and the rotation speed of the motor. Setting a value.
好ましくは、制御するステップは、蓄電装置の温度と蓄電装置を冷却するための冷却風の温度とに基づいて、回生電力の制限値を設定するステップと、回生電力の制限値と電動機の回転数とに基づいて、電動機が出力する回生トルクの制限値を設定するステップとを含む。 Preferably, the controlling step includes a step of setting a limit value of the regenerative power based on a temperature of the power storage device and a temperature of cooling air for cooling the power storage device, a limit value of the regenerative power and the rotation speed of the motor And setting a limit value of the regenerative torque output by the electric motor based on the above.
この発明においては、ハイブリッド車両の制御装置は、蓄電装置の充電電力が抑制される蓄電装置の高温時、内燃機関の動作に伴なって発生される発電電力の抑制量よりもハイブリッド車両の制動に伴なって生成される回生電力の抑制量を大きくする。これにより、蓄電装置の温度が高いときに、回生電力を選択的に制限して内燃機関の動作に伴なって発生される発電電力の許容量を確保することができる。よって、内燃機関の運転が上記発電電力の許容量によって制約されることを抑制することができる。したがって、この発明によれば、蓄電装置の温度が高いときに内燃機関の効率的な運転が阻害されることを抑制するハイブリッド車両を提供することができる。 In this invention, the control device for the hybrid vehicle can brake the hybrid vehicle at a high temperature of the power storage device in which the charging power of the power storage device is suppressed, rather than the suppression amount of the generated power generated by the operation of the internal combustion engine. Increase the amount of regenerative power that is generated. As a result, when the temperature of the power storage device is high, the regenerative power can be selectively limited to ensure an allowable amount of generated power generated with the operation of the internal combustion engine. Therefore, it is possible to suppress the operation of the internal combustion engine from being restricted by the allowable amount of the generated power. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a hybrid vehicle that suppresses inhibition of efficient operation of the internal combustion engine when the temperature of the power storage device is high.
以下、本発明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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1によるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a hybrid vehicle according to Embodiment 1 of the present invention.
図1を参照して、ハイブリッド車両1は、前輪20R,20Lと、後輪22R,22Lと、エンジン2と、プラネタリギヤ16と、デファレンシャルギヤ18と、ギヤ4,6と、電池12と、昇圧ユニット32と、インバータ36と、モータジェネレータMG1と、モータジェネレータMG2とを含む。
Referring to FIG. 1, hybrid vehicle 1 includes
ハイブリッド車両1は、温度センサ24と、電圧センサ26と、電流センサ25と、車速センサ33と、冷却ファン13と、吸気温度センサ34と、ハイブリッド用電子制御ユニット14とをさらに含む。以下では、ハイブリッド用電子制御ユニット14を「HVECU14」とも称する。
Hybrid vehicle 1 further includes a
エンジン2は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関であって、スロットル開度(吸気量)や燃料供給量、点火時期などの運転状態をHVECU14によって電気的に制御可能に構成されている。
The
プラネタリギヤ16は、第1〜第3の回転軸を有する。第1の回転軸は、エンジン2に接続される。第2の回転軸は、モータジェネレータMG1に接続される。第3の回転軸は、モータジェネレータMG2に接続される。
この第3の回転軸には、ギヤ4が取付けられる。このギヤ4は、ギヤ6を駆動することによりデファレンシャルギヤ18に動力を伝達する。デファレンシャルギヤ18は、ギヤ6から受ける動力を前輪20R,20Lに伝達する。デファレンシャルギヤ18は、前輪20R,20Lの回転力をギヤ6,4を介してプラネタリギヤ16の第3の回転軸に伝達する。
A gear 4 is attached to the third rotating shaft. The gear 4 transmits power to the
プラネタリギヤ16は、エンジン2の動力を、前輪20R,20Lと、モータジェネレータMG1,MG2とに分割するように構成される。プラネタリギヤ16の3つの回転軸のうちの2つの回転軸の回転が定まれば、残る1つの回転軸の回転は自ずと定められる。このような構成において、エンジン2が最も効率のよい領域で動作するように、モータジェネレータMG1の発電量およびモータジェネレータMG2の駆動力が制御される。このようにして、全体としてエネルギー効率のよい自動車が実現される。
より具体的には、プラネタリギヤ16は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと噛合う。キャリアは、ピニオンギヤが自転可能であるように支持する。サンギヤは、モータジェネレータMG1の回転軸に連結される。キャリアは、エンジン2のクランクシャフトに連結される。リングギヤは、モータジェネレータMG2の回転軸およびギヤ4に連結される。
More specifically,
図2は、エンジン2のクランキングを開始するときのプラネタリギヤ16の共線図を示す図である。図2に示すように、エンジン2、モータジェネレータMG1,MG2の回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。よって、エンジン2を停止するとともに、モータジェネレータMG2の駆動力のみでハイブリッド車両1が前進する場合、モータジェネレータMG2の出力軸回転数が正になるとともに、モータジェネレータMG1の出力軸回転数が負になる。
FIG. 2 is a diagram showing a collinear diagram of the
エンジン2を始動する場合、モータジェネレータMG1の駆動力を用いてエンジン2の回転数が正方向に変化するようにクランキングが実行される。このとき、モータジェネレータMG1の回転数は、負から正の方向に遷移するとともに、モータジェネレータMG1のトルクは、正の方向(図2の矢印Aの方向)に作用する。したがって、モータジェネレータMG1の回転数が負である間に、モータジェネレータMG1は発電する。エンジン2のクランキングを開始するときにモータジェネレータMG1により発電される電力は、エンジン2のクランキングを開始するときのモータジェネレータMG1の出力軸回転数とトルクとの積として算出される。
When starting
図3は、エンジン2の完爆後のプラネタリギヤ16の共線図を示す図である。図3に示すように、モータジェネレータMG1は、エンジン2の完爆後(始動後)にエンジン2の出力軸回転数を目標の回転数に維持するためのトルクを出力する。このとき、モータジェネレータMG1の回転数は、正であり、モータジェネレータMG1のトルクは、負の方向(図3の矢印Bの方向)に作用する。このとき、モータジェネレータMG1は発電する。エンジン2の目標回転数およびトルクは、エンジン2が出力するパワーが効率よく出力されるように選択される。
FIG. 3 is a collinear diagram of the
再び図1を参照して、電池12は、直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池などの二次電池である。電池12は、直流電力を昇圧ユニット32に供給するとともに、昇圧ユニット32からの直流電力によって充電される。
Referring to FIG. 1 again, the
冷却ファン13は、電池12を冷却するために送風するファンである。吸気温度センサ34は、冷却ファン13の吸気温を測定するセンサである。
The cooling
昇圧ユニット32は、電池12から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧された直流電圧をインバータ36に供給する。インバータ36は、供給された直流電圧を交流電圧に変換する。エンジン2の始動時に、インバータ36は、モータジェネレータMG1の駆動力を制御する。モータジェネレータMG1が発電した交流電力は、インバータ36によって直流電力に変換される。変換された直流電力は、電池12を充電するために昇圧ユニット32によって電池12の充電に適切な電圧に変換される。
インバータ36は、モータジェネレータMG2を駆動する。モータジェネレータMG2は、前輪20R,20Lを駆動する駆動力を発生する。一方、ハイブリッド車両1の制動時に、モータジェネレータMG2は、前輪20R,20Lの回転エネルギーを電気エネルギーに変換する回生運転を行なう。このとき得られる電気エネルギーによって、インバータ36および昇圧ユニット32を経由して電池12が充電される。
昇圧ユニット32と電池12との間には、システムメインリレー28,30が設けられる。システムメインリレー28,30は、車両非運転時に高電圧回路を遮断する。電池12は、組電池であり、直列に接続された複数の電池ユニットB0〜Bnを含む。
System
温度センサ24は、電池12の温度Tを検知してHVECU14に送信する。電圧センサ26は、電池ユニットB0〜Bnのそれぞれの端子間電圧V0〜Vnを検知してHVECU14に送信する。電流センサ25は、電池12を流れる電流IBを検知してHVECU14に送信する。
The
HVECU14は、車速センサ33、吸気温度センサ34、温度センサ24、電圧センサ26および電流センサ25の各出力に応じてエンジン2、インバータ36および昇圧ユニット32を制御する。なお、その制御については、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。
The
HVECU14は、電池12を保護するために電池12に入力される充電電力の上限値を設定する。電池12の温度Tが高いときに、充電電力の上限値は低くなるように設定される。充電電力の上限値を低くすることで充電電流を抑制することができ、充電電流による電池12の発熱を抑制することができる。これにより、電池12が高温になることによる電池12の劣化を抑制することができる。HVECU14は、充電電力の上限値に基づいてエンジン2の始動、停止およびモータジェネレータMG1の発電量を制御することで、エンジン2の動作に伴なって発生される発電電力を制御する。電池12の温度Tが高くなると、HVECU14は、充電電力の上限値を低くしてエンジン2の動作に伴なって発生される発電電力を抑制する。
The
具体的には、HVECU14は、エンジン2の停止を禁止する領域の境界を示す車速しきい値X0を設定する。HVECU14は、車速センサ33が検出した車速が車速しきい値X0を超えると、エンジン2を始動させた後エンジン2の停止を禁止する。これにより、HVECU14は、エンジン2を始動する際にモータジェネレータMG1が発電する発電量を車速が車速しきい値X0のときにエンジン2を始動する際の発電量以下に抑えることができる。
Specifically, the
HVECU14は、電池12のSOC(State Of Charge)に基づいて、モータジェネレータMG1の発電量を制御する。HVECU14は、モータジェネレータMG1が所望の発電量を得るためにエンジン2が効率よく動作する目標回転数およびトルクを設定する。このとき、エンジン2の目標回転数およびトルクを設定できる範囲は、モータジェネレータMG1の発電量の許容量により制限される。そして、モータジェネレータMG1の発電量の許容量は、電池12の温度Tが高くなると充電電力の上限値の低下に伴ない低く設定される。よって、電池12の温度Tが高くなると、HVECU14は、モータジェネレータMG1の発電量の許容量の低下に基づいて、エンジン2の目標回転数およびトルクを設定できる範囲を制限する。
このように、HVECU14は、エンジン2の始動、停止およびモータジェネレータMG1の発電量を制御することにより、エンジン2の動作に伴なって発生する発電電力を制御する。
In this way, the
ハイブリッド車両1は、ブレーキペダルセンサ60と、ブレーキECU65とをさらに含む。ブレーキペダルセンサ60は、運転者がブレーキペダルを操作した量を検知する。ブレーキペダルセンサ60は、検知した操作量をブレーキECU65に送信する。
Hybrid vehicle 1 further includes a
ブレーキECU65は、ブレーキペダルセンサ60から受信した操作量に基づいて、ハイブリッド車両1に要求される総制動力を算出する。さらに、ブレーキECU65は、算出された総制動力に基づいて、油圧ブレーキによる要求トルクと回生ブレーキによる要求トルクとを算出する。ブレーキECU65は、回生ブレーキによる要求トルクをHVECU14に送信する。
The
HVECU14は、ブレーキECU65から受信した回生ブレーキによる要求トルクに基づいて、以下に説明する回生ブレーキトルク制御を実行する。
The
図4は、図1におけるHVECU14が実行する回生ブレーキトルク制御に関する機能ブロック図である。図4を参照して、HVECU14は、制限パワー算出部110と、トルク設定部120と、制御部130とを含む。
FIG. 4 is a functional block diagram relating to regenerative braking torque control executed by the
制限パワー算出部110は、電池12の温度Tに基づいて、モータジェネレータMG2が出力する回生ブレーキパワーの制限値を算出する。具体的には、制限パワー算出部110は、温度センサ24が検知した電池12の温度Tを受信する。
Limit
図5は、電池12の温度Tと回生ブレーキパワー制限値との関係を示した図である。制限パワー算出部110は、受信した電池12の温度Tに基づいて、電池12の温度Tと回生ブレーキパワー制限値との関係が記憶されたマップを参照することにより回生ブレーキパワーの制限値を算出する。電池12の温度Tと回生ブレーキパワー制限値との関係は、電池12の温度Tが高いほど、回生ブレーキパワーの制限値が低くなる関係である。このため、電池12の温度Tが高いときに、モータジェネレータMG2が生成する回生電力が抑制されると、充電電力が低下する。なお、図5に示す電池12の温度Tと回生ブレーキパワー制限値との関係は一例であって、その形状に限定されない。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the temperature T of the
このとき、制限パワー算出部110は、電池12の充電電力が抑制される電池12の高温時、エンジン2の動作に伴なって発生される発電電力の抑制量よりも、ハイブリッド車両1の制動に伴なって生成される回生電力の抑制量を大きくするように回生ブレーキパワーの制限値を設定する。
At this time, the limited
エンジン2の動作に伴なって発生される発電電力は、エンジン2を始動するときにエンジン2を回転させるためにモータジェネレータMG1が発電する電力またはエンジン2が発生する動力によりモータジェネレータMG1が発電する電力である。ハイブリッド車両1の制動に伴なって生成される回生電力は、回生ブレーキ時にモータジェネレータMG2が発電する電力である。
The power generated by the operation of the
なお、制限パワー算出部110は、電池12の温度Tが高いほど、発電電力の抑制量と回生電力の抑制量との差が大きくなるように回生ブレーキパワーの制限値を設定してもよい。
The limit
再び図4を参照して、トルク設定部120は、モータジェネレータMG2が出力する回生ブレーキトルクを設定する。具体的には、トルク設定部120は、制限パワー算出部110から受けた回生ブレーキパワーの制限値とモータジェネレータMG2の回転数とに基づいて、回生ブレーキトルクの制限値を算出する。トルク設定部120は、ブレーキECU65から受けた回生ブレーキによる要求トルクよりも回生ブレーキトルクの制限値が小さい場合に、回生ブレーキトルクの制限値を回生ブレーキトルクとして設定する。一方、トルク設定部120は、ブレーキECU65から受けた回生ブレーキによる要求トルクが回生ブレーキトルクの制限値以下の場合に、回生ブレーキによる要求トルクを回生ブレーキトルクとして設定する。
Referring to FIG. 4 again,
制御部130は、トルク設定部120が設定した回生ブレーキトルクをモータジェネレータMG2が出力するようにインバータ36および昇圧ユニット32に制御信号を送信する。また、制御部130は、モータジェネレータMG2が出力する実回生ブレーキトルク値をブレーキECU65に送信する。ブレーキECU65は、制御部130から受信した実回生ブレーキトルク値を受け、運転者が要求する制動力が出力されるように油圧ブレーキによる制動力を制御する。これにより、HVECU14が回生ブレーキパワーを制限することによってブレーキECU65が要求する回生ブレーキトルクが出力されなかった場合に、ブレーキECU65は、油圧ブレーキによって制動力を補うことができる。よって、回生ブレーキパワーが制限された場合にも、運転者が要求する制動力を発生することができる。
図6は、図1におけるHVECU14が実行する回生ブレーキトルク制御に関する処理の制御構造を示すフローチャートである。以下に説明する処理は、ソフトウェア、ハードウェア、またはソフトウェアとハードウェアとの協働により実行される。
FIG. 6 is a flowchart showing a control structure of processing related to regenerative braking torque control executed by
図6を参照して、まず処理が開始されると、ステップ(以下、ステップをSと記載する)10にて、HVECU14は、ブレーキECU65からの回生ブレーキ要求があるか否かを判定する。具体的には、HVECU14は、ブレーキECU65から受信する回生ブレーキによる要求トルクが零である場合に、回生ブレーキ要求がないと判定する。一方、HVECU14は、ブレーキECU65から受信する回生ブレーキによる要求トルクが零でない場合に、回生ブレーキ要求があると判定する。この処理で否定的な判断がなされると(S10にてNO)、処理がS20に進められる。S20にて、HVECU14は、電池12の温度Tに基づいて、モータジェネレータMG2が出力する回生ブレーキパワーの制限値を算出する。
Referring to FIG. 6, when the process is first started,
一方、S10にて肯定的な判断がなされると(S10にてYES)、処理がS30に進められる。S30にて、HVECU14は、S20にて算出されて記憶されていた回生ブレーキパワーの制限値とモータジェネレータMG2の回転数とに基づいて、回生ブレーキトルクの制限値を算出する。
On the other hand, if a positive determination is made in S10 (YES in S10), the process proceeds to S30. At S30,
続いてS40にて、HVECU14は、ブレーキECU65から受けた回生ブレーキによる要求トルクよりもS30にて算出した回生ブレーキトルクの制限値が小さい場合に、回生ブレーキトルクの制限値を回生ブレーキトルクとして設定する。一方、HVECU14は、ブレーキECU65から受けた回生ブレーキによる要求トルクがS30にて算出された回生ブレーキトルクの制限値以下の場合に、回生ブレーキによる要求トルクを回生ブレーキトルクとして設定する。
Subsequently, at S40, the
続いてS50にて、HVECU14は、S40にて設定された回生ブレーキトルクをモータジェネレータMG2が出力するようにインバータ36および昇圧ユニット32を制御する。
Subsequently, at S50, the
続いてS60にて、HVECU14は、モータジェネレータMG2が出力する実回生ブレーキトルク値をブレーキECU65に送信する。
Subsequently, at S60, the
このように、HVECU14は、ブレーキECU65から回生ブレーキ要求を受けていないときに回生ブレーキパワー制限値を算出し、ブレーキECU65から回生ブレーキ要求を受けたときに算出された回生ブレーキパワー制限値に基づいて回生ブレーキトルクを設定する。これにより、ブレーキECU65から回生ブレーキ要求を受けている間に、回生ブレーキパワー制限値は更新されないため、回生ブレーキパワーが制限されるときの回生ブレーキトルクの変動を抑えることができる。よって、ドライバビリティを損なうことなく、回生ブレーキトルクを制限することができる。
As described above, the
以上のように、この実施の形態1においては、HVECU14は、電池12の充電電力が抑制される電池12の高温時、エンジン2の動作に伴なって発生される発電電力の抑制量よりもハイブリッド車両1の制動に伴なって生成される回生電力の抑制量を大きくする。これにより、電池12の温度Tが高いときに、回生電力を選択的に制限してエンジン2の動作に伴なって発生される発電電力の許容量を確保することができる。よって、エンジン2の運転が発電電力の許容量によって制約されることを抑制することができる。したがって、この実施の形態1によれば、電池12の温度が高いときにエンジン2の効率的な運転が阻害されることを抑制できる。
As described above, in the first embodiment, the
また、この実施の形態1においては、HVECU14は、電池12の温度Tが高いほど、発電電力の抑制量と回生電力の抑制量との差が大きくなるようにモータジェネレータMG1,MG2を制御する。これにより、電池12の温度Tが高いほど、回生電力を抑制することができる。よって、電池12の温度Tが高いときに、エンジン2の動作に伴なって発生される発電電力の許容量が減少することを抑制することができる。
In Embodiment 1,
また、この実施の形態1においては、ハイブリッド車両1は、エンジン2からの動力を分割するためのプラネタリギヤ16と、発電機能を有するモータジェネレータMG1と、回生機能を有するモータジェネレータMG2とを含む。プラネタリギヤ16は、エンジン2の出力軸、モータジェネレータMG1の出力軸およびモータジェネレータMG2の出力軸の3軸に機械的に連結される。プラネタリギヤ16は、ハイブリッド車両1が前進する場合において、エンジン2の始動に伴なってモータジェネレータMG1の回転数の絶対値が減少方向に変化するように構成される。発電電力は、エンジン2を始動するときにエンジン2を回転させるためにモータジェネレータMG1が発電する電力である。よって、HVECU14は、電池12の充電電力が抑制される電池12の高温時、エンジン2を始動するときの発電電力の抑制量よりもハイブリッド車両1の制動に伴なって生成される回生電力の抑制量を大きくする。このため、エンジン2を始動するときの発電電力の許容量を確保することができる。したがって、エンジン2の運転を停止できる機会が減少することを抑制することができる。
In the first embodiment, hybrid vehicle 1 includes a
また、この実施の形態1においては、発電電力は、エンジン2が発生する動力によりモータジェネレータMG1が発電する電力である。よって、HVECU14は、電池12の充電電力が抑制される電池12の高温時、エンジン2が発生する動力によりモータジェネレータMG1が発電する電力よりもハイブリッド車両1の制動に伴なって生成される回生電力の抑制量を大きくする。このため、モータジェネレータMG1が発電する電力の制限によってエンジン2の出力範囲が制限されることを抑制することができる。したがって、エンジン2を効率のよい動作点で運転することができる。
In the first embodiment, the generated power is the power generated by motor generator MG1 by the power generated by
また、この実施の形態1においては、HVECU14は、電池12の温度Tに基づいて、回生電力の制限値を設定する。HVECU14は、回生電力の制限値とモータジェネレータMG2の回転数とに基づいて、モータジェネレータMG2が出力する回生トルクの制限値を設定する。これにより、電池12が高温となった場合に、電池12を流れる電流による発熱量に即して回生電力を制限することができる。したがって、電池12の温度上昇に対する保護を適切に行なうことができる。
In the first embodiment,
[実施の形態2]
この発明の実施の形態2は、実施の形態1と比較して、回生ブレーキパワー制限値の算出方法が異なる。具体的には、実施の形態2では、電池12の温度Tと電池12を冷却するための冷却風の温度とに基づいて、回生ブレーキパワー制限値を算出する。これにより、回生電力が過度に制限されることを防ぐことができる。
[Embodiment 2]
The second embodiment of the present invention differs from the first embodiment in the method for calculating the regenerative brake power limit value. Specifically, in the second embodiment, the regenerative brake power limit value is calculated based on the temperature T of the
図7は、この発明の実施の形態2による回生ブレーキトルク制御に関する処理の制御構造を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a control structure of processing relating to regenerative braking torque control according to
図7を参照して、S10,S30〜S60については、実施の形態1と同様であるので説明を繰り返さない。 Referring to FIG. 7, S10 and S30 to S60 are the same as those in the first embodiment, and therefore description thereof will not be repeated.
S120にて、HVECU14は、電池12の温度Tと電池12を冷却するための冷却風の温度とに基づいて、モータジェネレータMG2が出力する回生ブレーキパワーの制限値を算出する。HVECU14は、吸気温度センサ34によって検知された温度を受信する。吸気温度センサ34によって検知された温度は、電池12を冷却するための冷却風の温度である。
In S120,
図8は、電池12の温度Tと吸気温度と回生ブレーキパワー制限値との関係を示した図である。図8に示すように、冷却風の温度が低い場合に、冷却風の温度が高い場合に比べて電池12の温度Tが同じ場合に回生ブレーキパワー制限値が高くなるようにマップが設定されている。HVECU14は、このマップを参照することにより、回生ブレーキパワーの制限値を算出する。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship among the temperature T of the
以上のように、この実施の形態2においては、HVECU14は、電池12の温度Tと電池12を冷却するための冷却風の温度とに基づいて、回生電力の制限値を設定する。これにより、電池12の温度Tが高い場合であっても、冷却風の温度が低く電池12の冷却能力が高いときには、回生ブレーキパワーの制限を抑制することができる。したがって、この実施の形態2によれば、電池12の状態に対して、回生電力が過度に制限されることを防ぐことができる。
As described above, in the second embodiment, the
なお、上記の実施の形態では、昇圧ユニット32を備えるハイブリッド車両1について説明したが、昇圧ユニット32を備えない構成であってもよい。
In the above embodiment, the hybrid vehicle 1 including the boosting
なお、上記の実施の形態では、電池12を用いて説明したが、電池12に代えて、キャパシタを用いてもよい。
In the above embodiment, the
なお、上記の実施の形態においては、プラネタリギヤ16によりエンジン2の動力を前輪20R,20LとモータジェネレータMG1,MG2とに分割して伝達可能なシリーズ/パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータMG1を駆動するためにのみエンジン2を用い、モータジェネレータMG2でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジン2が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両などにもこの発明は適用可能である。
In the above embodiment, the series / parallel type hybrid vehicle has been described in which the power of the
この場合も、電池12の温度Tが高いときに、回生電力を選択的に制限してエンジン2の動作に伴なって発生される発電電力の許容量を確保することができる。よって、エンジン2の運転が発電電力の許容量によって制約されることを抑制することができる。したがって、電池12の温度が高いときにエンジン2の効率的な運転が阻害されることを抑制できる。
Also in this case, when the temperature T of the
なお、上記において、エンジン2は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、モータジェネレータは、この発明における「電動機」の一実施例に対応する。また、モータジェネレータMG1は、この発明における「第1電動機」の一実施例に対応し、モータジェネレータMG2は、この発明における「第2電動機」の一実施例に対応する。また、電池12は、この発明における「蓄電装置」の一実施例に対応し、HVECU14は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。また、プラネタリギヤ16は、この発明における「動力分割装置」の一実施例に対応する。
In the above description,
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.
1 ハイブリッド車両、2 エンジン、4,6 ギヤ、12 電池、13 冷却ファン、14 HVECU、16 プラネタリギヤ、18 デファレンシャルギヤ、20R,20L 前輪、24 温度センサ、28,30 システムメインリレー、32 昇圧ユニット、33 車速センサ、34 吸気温度センサ、36 インバータ、60 ブレーキペダルセンサ、65 ブレーキECU。 1 Hybrid vehicle, 2 engine, 4, 6 gear, 12 battery, 13 cooling fan, 14 HVECU, 16 planetary gear, 18 differential gear, 20R, 20L front wheel, 24 temperature sensor, 28, 30 system main relay, 32 boost unit, 33 Vehicle speed sensor, 34 Intake air temperature sensor, 36 Inverter, 60 Brake pedal sensor, 65 Brake ECU.
Claims (10)
前記内燃機関の動作に伴なって電力を発生する発電機能と、ハイブリッド車両の制動に伴なって電力回生を行う回生機能とを有する少なくとも一つの電動機と、
前記発電機能により生成される発電電力および前記回生機能により生成される回生電力を受けて充電される蓄電装置と、
前記発電電力および前記回生電力を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の充電電力が抑制される前記蓄電装置の高温時、前記発電電力の抑制量よりも前記回生電力の抑制量を大きくし、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が高いほど、前記発電電力の抑制量と前記回生電力の抑制量との差を大きくする、ハイブリッド車両。 An internal combustion engine;
At least one electric motor having a power generation function for generating electric power with the operation of the internal combustion engine and a regeneration function for performing electric power regeneration with braking of the hybrid vehicle;
A power storage device charged by receiving the generated power generated by the power generation function and the regenerative power generated by the regenerative function;
A control device for controlling the generated power and the regenerative power;
The control device is configured to increase the suppression amount of the regenerative power more than the suppression amount of the generated power at a high temperature of the power storage device in which charging power of the power storage device is suppressed .
The control device is a hybrid vehicle that increases a difference between the suppression amount of the generated power and the suppression amount of the regenerative power as the temperature of the power storage device is higher .
前記電動機は、
前記発電機能を有する第1電動機と、
前記回生機能を有する第2電動機とを含み、
前記動力分割装置は、前記内燃機関の出力軸、前記第1電動機の出力軸および前記第2電動機の出力軸の3軸が機械的に連結されるとともに、前記ハイブリッド車両が前進する場合において、前記内燃機関の始動に伴なって前記第1電動機の回転数の絶対値が減少方向に変化するように構成され、
前記発電電力は、前記内燃機関を始動するときに前記内燃機関を回転させるために前記第1電動機が発電する電力である、請求項1に記載のハイブリッド車両。 A three-shaft power split device for splitting power from the internal combustion engine;
The motor is
A first electric motor having the power generation function;
A second electric motor having the regeneration function,
In the power split device, the output shaft of the internal combustion engine, the output shaft of the first electric motor, and the output shaft of the second electric motor are mechanically connected, and when the hybrid vehicle moves forward, The absolute value of the rotational speed of the first electric motor changes in a decreasing direction as the internal combustion engine starts,
The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the generated electric power is electric power generated by the first electric motor to rotate the internal combustion engine when starting the internal combustion engine.
前記ハイブリッド車両は、
内燃機関と、
前記内燃機関の動作に伴なって電力を発生する発電機能と、前記ハイブリッド車両の制動に伴なって電力回生を行う回生機能とを有する少なくとも一つの電動機と、
前記発電機能により生成される発電電力および前記回生機能により生成される回生電力を受けて充電される蓄電装置とを含み、
前記制御方法は、
前記蓄電装置の温度を取得するステップと、
前記蓄電装置の充電電力が抑制される前記蓄電装置の高温時、前記発電電力の抑制量よりも前記回生電力の抑制量が大きくなるように前記電動機を制御するステップとを含み、
前記制御するステップは、前記蓄電装置の温度が高いほど、前記発電電力の抑制量と前記回生電力の抑制量との差が大きくなるように前記電動機を制御するステップを含む、ハイブリッド車両の制御方法。 A control method for a hybrid vehicle,
The hybrid vehicle
An internal combustion engine;
At least one electric motor having a power generation function for generating electric power with the operation of the internal combustion engine and a regeneration function for performing electric power regeneration with braking of the hybrid vehicle;
A power storage device charged by receiving the generated power generated by the power generation function and the regenerative power generated by the regenerative function;
The control method is:
Obtaining a temperature of the power storage device;
At a high temperature of the power storage device is charging power is suppressed of the electric storage device, it viewed including the steps of controlling the motor so that the amount of suppression of the regenerative power is larger than the suppression quantity of the generated power,
The control step includes a step of controlling the electric motor such that a difference between the suppression amount of the generated power and the suppression amount of the regenerative power increases as the temperature of the power storage device increases. .
前記電動機は、
前記発電機能を有する第1電動機と、
前記回生機能を有する第2電動機とを有し、
前記動力分割装置は、前記内燃機関の出力軸、前記第1電動機の出力軸および前記第2電動機の出力軸の3軸が機械的に連結されるとともに、前記ハイブリッド車両が前進する場合において、前記内燃機関の始動に伴なって前記第1電動機の回転数の絶対値が減少方向に変化するように構成され、
前記発電電力は、前記内燃機関を始動するときに前記内燃機関を回転させるために前記第1電動機が発電する電力である、請求項6に記載のハイブリッド車両の制御方法。 The hybrid vehicle further includes a three-shaft power split device for splitting power from the internal combustion engine,
The motor is
A first electric motor having the power generation function;
A second electric motor having the regeneration function,
In the power split device, the output shaft of the internal combustion engine, the output shaft of the first electric motor, and the output shaft of the second electric motor are mechanically connected, and when the hybrid vehicle moves forward, The absolute value of the rotational speed of the first electric motor changes in a decreasing direction as the internal combustion engine starts,
The hybrid vehicle control method according to claim 6 , wherein the generated electric power is electric power generated by the first electric motor to rotate the internal combustion engine when starting the internal combustion engine.
前記蓄電装置の温度に基づいて、前記回生電力の制限値を設定するステップと、
前記回生電力の制限値と前記電動機の回転数とに基づいて、前記電動機が出力する回生トルクの制限値を設定するステップとを含む、請求項6〜8のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御方法。 The controlling step includes
Setting a limit value of the regenerative power based on the temperature of the power storage device;
The hybrid vehicle according to any one of claims 6 to 8 , further comprising a step of setting a limit value of a regenerative torque output by the electric motor based on a limit value of the regenerative electric power and a rotation speed of the electric motor. Control method.
前記蓄電装置の温度と前記蓄電装置を冷却するための冷却風の温度とに基づいて、前記回生電力の制限値を設定するステップと、
前記回生電力の制限値と前記電動機の回転数とに基づいて、前記電動機が出力する回生トルクの制限値を設定するステップとを含む、請求項6〜8のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御方法。 The controlling step includes
Setting a limit value for the regenerative power based on the temperature of the power storage device and the temperature of cooling air for cooling the power storage device;
The hybrid vehicle according to any one of claims 6 to 8 , further comprising a step of setting a limit value of a regenerative torque output by the electric motor based on a limit value of the regenerative electric power and a rotation speed of the electric motor. Control method.
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