JP6432534B2 - Hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド車両に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle.
ハイブリッド車両は、エンジンと、バッテリから供給される電力で駆動するモータジェネレータとを駆動源として備えており、エンジンまたはモータジェネレータの少なくとも一方の動力により走行する。 The hybrid vehicle includes an engine and a motor generator that is driven by electric power supplied from a battery as a drive source, and travels by the power of at least one of the engine or the motor generator.
従来のハイブリッド車両としては、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に記載のハイブリッド車両は、発電機に対して鉛電池とリチウムイオン電池が並列に接続されており、これらの電池間の導通状態を切替え、かつ、発電機の発電電圧を調整することで、電気負荷に対する電力供給を好適に実施できるようになっている。
As a conventional hybrid vehicle, one described in
ここで、EV走行が可能なハイブリッド車両は、EV走行が可能なEV状態(EV走行モード)のときは、エンジンが停止しており、燃料を消費しなくなることに加えて、エンジンの騒音が発生しないため、快適性、静粛性および燃費向上を達成できる。このため、EV走行モードを実行する時間を拡大することが望ましい。EV走行モードを実行するには、車両システムに電力を供給するバッテリの充電状態が良好である必要がある。 Here, in a hybrid vehicle capable of EV traveling, in an EV state in which EV traveling is possible (EV traveling mode), the engine is stopped, and in addition to not consuming fuel, engine noise is generated. Therefore, comfort, quietness and fuel efficiency can be improved. For this reason, it is desirable to extend the time for executing the EV traveling mode. In order to execute the EV traveling mode, it is necessary that the state of charge of the battery that supplies power to the vehicle system is good.
しかしながら、特許文献1に記載のハイブリッド車両は、EV走行をより長く維持させることを考慮していない。このため、EV走行モードの滞在時間を延ばしたり、燃費を向上させることができないという問題があった。
However, the hybrid vehicle described in
本発明は、EV走行モード中の電気負荷への電力供給用に設置された2つのバッテリを電気的に切り離し、電圧の高いバッテリから電圧の低いバッテリへの電気の流れ込みを防ぐことで、EV走行モードの滞在時間を延ばし、燃費を向上させることを目的としている。 The present invention electrically disconnects two batteries installed for supplying electric power to an electric load during the EV traveling mode, and prevents the flow of electricity from a battery having a high voltage to a battery having a low voltage. The purpose is to extend the mode stay time and improve fuel economy.
上記課題を解決するハイブリッド車両の発明の一態様は、エンジンとモータジェネレータとを駆動源として備え、前記エンジンと前記モータジェネレータの少なくとも一方が出力する動力により走行するハイブリッド車両であって、特性が互いに異なる第1バッテリおよび第2バッテリと、2種類の電気負荷に対して前記第1バッテリおよび前記第2バッテリが並列接続される第1接続状態と、前記電気負荷の一方に対して前記第1バッテリが接続され、かつ、前記電気負荷の他方に対して前記第2バッテリが接続されるように前記並列接続が切断される第2接続状態と、の何れかを形成する接続スイッチと、前記接続スイッチの接続状態を制御する接続スイッチ制御部と、を備え、前記接続スイッチ制御部は、前記モータジェネレータが出力する動力により走行可能なEV走行モードの実施中は、前記接続スイッチを第2接続状態にすることを特徴とする。 One aspect of the invention of a hybrid vehicle that solves the above-described problems is a hybrid vehicle that includes an engine and a motor generator as drive sources, and that travels by power output from at least one of the engine and the motor generator. different from the first battery and the second battery, two first connection state in which the relative electric load the first battery and the second battery are connected in parallel, the first battery to one of said electric load And a connection switch that forms any one of a second connection state in which the parallel connection is disconnected so that the second battery is connected to the other of the electrical loads, and the connection switch A connection switch control unit that controls a connection state of the motor generator. During implementation of the travelable EV drive mode by the power that is characterized by the connection switch to the second connection state.
本発明によれば、EV走行モードの滞在時間を延ばし、燃費を向上させることできる。 According to the present invention, the staying time in the EV traveling mode can be extended and the fuel consumption can be improved.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態に係る駆動制御装置を搭載した車両について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Hereinafter, a vehicle equipped with a drive control device according to an embodiment of the present invention will be described.
図1に示すように、ハイブリッド車両1は、内燃機関としてのエンジン2と、変速機3と、モータジェネレータ4と、駆動輪5と、ハイブリッド車両1を総合的に制御するHCU(Hybrid Control Unit)10と、エンジン2を制御するECM(Engine Control Module)11と、変速機3を制御するTCM(Transmission Control Module)12と、ISGCM(Integrated Starter Generator Control Module)13と、INVCM(Invertor Control Module)14と、低電圧BMS(Battery Management System)15と、高電圧BMS16とを含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the
エンジン2には、複数の気筒が形成されている。本実施形態において、エンジン2は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程を行うように構成されている。
The
エンジン2には、ISG(Integrated Starter Generator)20と、スタータ21とが連結されている。ISG20は、ベルト22などを介してエンジン2のクランクシャフト18に連結されている。ISG20は、電力が供給されることにより回転することでエンジン2を始動させる電動機の機能と、クランクシャフト18から入力された回転力を電力に変換する発電機の機能とを有する。
The
本実施形態では、ISG20は、ISGCM13の制御により、電動機として機能することで、エンジン2をアイドリングストップ機能による停止状態から再始動させるようになっている。ISG20は、電動機として機能することで、ハイブリッド車両1の走行をアシストすることもできる。
In this embodiment, the
スタータ21は、図示しないモータとピニオンギヤとを含んで構成されている。スタータ21は、モータを回転させることにより、クランクシャフト18を回転させて、エンジン2に始動時の回転力を与えるようになっている。このように、エンジン2は、スタータ21によって始動され、アイドリングストップ機能による停止状態からISG20によって再始動される。
The
変速機3は、エンジン2から出力された回転を変速し、ドライブシャフト23を介して駆動輪5を駆動するようになっている。変速機3は、平行軸歯車機構からなる常時噛合式の変速機構25と、乾式単板クラッチによって構成されるクラッチ26と、ディファレンシャル機構27と、クラッチアクチュエータ51と、シフトアクチュエータ52と、を備えている。
The transmission 3 shifts the rotation output from the
クラッチアクチュエータ51は、TCM12の制御によってクラッチ26の断続(切断と接続)を行うようになっている。シフトアクチュエータ52は、TCM12の制御によって変速機構25の図示しないシフトスリーブを移動して、変速段の切換を行うようになっている。以下、クラッチ26を切断して変速段の切換を行うことを単に変速ともいう。
The
このように、変速機3は、TCM12の制御により自動で変速を行うことが可能な、AMT(Automated Manual Transmission)と称される自動変速機として構成されている。ディファレンシャル機構27は、変速機構25によって出力された動力をドライブシャフト23に伝達するようになっている。
As described above, the transmission 3 is configured as an automatic transmission called AMT (Automated Manual Transmission) that can automatically shift gears under the control of the
モータジェネレータ4は、ディファレンシャル機構27に対して、チェーン等の動力伝達機構28を介して連結されている。モータジェネレータ4は、電動機として機能する。
The motor generator 4 is connected to the
このように、ハイブリッド車両1は、エンジン2とモータジェネレータ4の両方の動力を車両の駆動に用いることが可能なパラレルハイブリッドシステムを構成している。ハイブリッド車両1は、エンジン2及びモータジェネレータ4の少なくとも一方が発生する動力により走行する。
Thus, the
ハイブリッド車両1は、エンジン2が発生するエンジントルクのみによる走行と、モータジェネレータ4が発生するモータトルクのみによる走行(EV走行)と、モータトルクをアシストトルクとして用いてエンジン2のエンジントルクをアシストする走行(アシスト走行)が可能である。このように、ハイブリッド車両1は、EV走行機能とアシスト走行機能を備えている。
The
モータジェネレータ4は、発電機としても機能し、ハイブリッド車両1の走行によって発電を行うようになっている。なお、モータジェネレータ4は、変速機3から駆動輪5までの動力伝達経路の何れかの箇所に動力伝達可能に連結されていればよく、必ずしもディファレンシャル機構27に連結される必要はない。
The motor generator 4 also functions as a generator and generates power when the
ハイブリッド車両1は、第1蓄電装置30と、第2蓄電装置31を含む低電圧パワーパック32と、第3蓄電装置33を含む高電圧パワーパック34と、高電圧ケーブル35と、低電圧ケーブル36とを備えている。
The
第1蓄電装置30、第2蓄電装置31及び第3蓄電装置33は、充電可能な二次電池から構成されている。第1蓄電装置30は鉛電池からなる。第2蓄電装置31は、第1蓄電装置30よりも高出力かつ高エネルギー密度な蓄電装置である。
The 1st
第2蓄電装置31は、第1蓄電装置30と比較して短い時間で充電が可能である。本実施形態では、第2蓄電装置31はリチウムイオン電池からなる。なお、第2蓄電装置31はニッケル水素蓄電池であってもよい。
The second
第1蓄電装置30及び第2蓄電装置31は、約12Vの出力電圧を発生するようにセルの個数等が設定された低電圧バッテリである。第3蓄電装置33は、例えば、ニッケル水素蓄電池またはリチウムイオン電池からなる。
The first
第3蓄電装置33は、第1蓄電装置30及び第2蓄電装置31より高電圧を発生するようにセルの個数等が設定された高電圧バッテリであり、例えば、100Vの出力電圧を発生させる。第3蓄電装置33の残容量などの状態は、高電圧BMS16によって管理される。
The third
ハイブリッド車両1には、2種類の電気負荷として、一般負荷37及び被保護負荷38が設けられている。一般負荷37及び被保護負荷38は、スタータ21及びISG20以外の電気負荷である。
The
被保護負荷38は、常に安定した電力供給が要求される電気負荷である。この被保護負荷38は、車両の横滑りを防止するスタビリティ制御装置38A、操舵輪の操作力を電気的にアシストする電動パワーステアリング制御装置38B、及びヘッドライト38Cを含んでいる。なお、被保護負荷38は、図示しないインストルメントパネルのランプ類及びメータ類並びにカーナビゲーションシステムも含んでいる。
The protected
一般負荷37は、被保護負荷38と比較して安定した電力供給が要求されず、一時的に使用される電気負荷である。一般負荷37には、例えば、図示しないワイパー、及び、エンジン2に冷却風を送風する電動クーリングファンが含まれる。
The
低電圧パワーパック32は、第2蓄電装置31に加えて、スイッチ40、41と、低電圧BMS15とを有している。第1蓄電装置30及び第2蓄電装置31は、低電圧ケーブル36を介して、スタータ21と、ISG20と、電気負荷としての一般負荷37及び被保護負荷38とに電力を供給可能に接続されている。被保護負荷38に対しては、第1蓄電装置30と第2蓄電装置31とが並列に電気的に接続されている。
The low
スイッチ40は、第2蓄電装置31と被保護負荷38との間の低電圧ケーブル36に設けられている。スイッチ41は、第1蓄電装置30と被保護負荷38との間の低電圧ケーブル36に設けられている。
The
低電圧BMS15は、スイッチ40、41の開閉を制御することで、第2蓄電装置31の充放電及び被保護負荷38への電力供給を制御している。低電圧BMS15は、アイドリングストップによりエンジン2が停止しているときは、スイッチ40を閉じるとともにスイッチ41を開くことで、高出力かつ高エネルギー密度な第2蓄電装置31から被保護負荷38に電力を供給するようになっている。
The
低電圧BMS15は、エンジン2をスタータ21によって始動するとき、及び、アイドリングストップ制御によって停止しているエンジン2をISG20によって再始動するときに、スイッチ40を閉じるとともにスイッチ41を開くことで、第1蓄電装置30からスタータ21又はISG20に電力を供給するようになっている。スイッチ40を閉じるとともにスイッチ41を開いた状態では、第1蓄電装置30から一般負荷37にも電力が供給される。
When the
このように、第1蓄電装置30は、エンジン2を始動する始動装置としてのスタータ21及びISG20に少なくとも電力を供給するようになっている。第2蓄電装置31は、一般負荷37及び被保護負荷38に少なくとも電力を供給するようになっている。
As described above, the first
第2蓄電装置31は、一般負荷37と被保護負荷38の両方に電力を供給可能に接続されているが、常に安定した電力供給が要求される被保護負荷38に優先的に電力を供給するようにスイッチ40、41が低電圧BMS15により制御される。
The second
低電圧BMS15は、第1蓄電装置30及び第2蓄電装置31の充電状態(SOC:State Of Charge、蓄電状態、充電残量、充電容量ともいう)、並びに、一般負荷37及び被保護負荷38への作動要求を考慮しつつ、被保護負荷38の安定した作動することを優先して、スイッチ40、41を上述した例と異なるように制御することがある。
The
高電圧パワーパック34は、第3蓄電装置33に加えて、インバータ45と、INVCM14と、高電圧BMS16とを有している。高電圧パワーパック34は、高電圧ケーブル35を介して、モータジェネレータ4に電力を供給可能に接続されている。
The high
インバータ45は、INVCM14の制御により、高電圧ケーブル35にかかる交流電力と、第3蓄電装置33にかかる直流電力とを相互に変換するようになっている。例えば、INVCM14は、モータジェネレータ4を力行させるときには、第3蓄電装置33が放電した直流電力をインバータ45により交流電力に変換させてモータジェネレータ4に供給する。
The
INVCM14は、モータジェネレータ4を回生させるときには、モータジェネレータ4が発電した交流電力をインバータ45により直流電力に変換させて第3蓄電装置33に充電する。
When the motor generator 4 is regenerated, the INVCM 14 converts the AC power generated by the motor generator 4 into DC power by the
HCU10、ECM11、TCM12、ISGCM13と、INVCM14、低電圧BMS15及び高電圧BMS16は、それぞれCPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。 HCU10, ECM11, TCM12, ISGCM13, INVCM14, low voltage BMS15 and high voltage BMS16 are respectively CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), backup data, etc. Is constituted by a computer unit having a flash memory for storing, an input port, and an output port.
これらのコンピュータユニットのROMには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをHCU10、ECM11、TCM12、ISGCM13と、INVCM14、低電圧BMS15及び高電圧BMS16としてそれぞれ機能させるためのプログラムが格納されている。
The ROMs of these computer units store various constants and maps, and programs for causing the computer units to function as the
すなわち、CPUがRAMを作業領域としてROMに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施形態におけるHCU10、ECM11、TCM12、ISGCM13と、INVCM14、低電圧BMS15及び高電圧BMS16としてそれぞれ機能する。
That is, when the CPU executes a program stored in the ROM using the RAM as a work area, these computer units are referred to as the
本実施形態において、ECM11は、アイドリングストップ制御を実行するようになっている。このアイドリングストップ制御において、ECM11は、所定の停止条件の成立時にエンジン2を停止させ、所定の再始動条件の成立時にISGCM13を介してISG20を駆動してエンジン2を再始動させるようになっている。このため、エンジン2の不要なアイドリングが行われなくなり、ハイブリッド車両1の燃費を向上させることができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、ECM11は、車両停止状態(車速がゼロである)であることを所定の停止条件としてエンジン2を停止させるようになっている。このように、ハイブリッド車両1は、車両停車時にアイドリングストップを行う停車IS(Idling Stop)機能を備えている。路面状態が傾斜した登坂路において、前記アイドリングストップによる車両停止を実施した場合には、車両の停止状態を維持するためにモータジェネレータ4の電動機機能が用いられる。このモータジェネレータ4による車両の停止状態維持は、第3蓄電装置33の電力を用いて実施される。
In the present embodiment, the
ハイブリッド車両1には、CAN(Controller Area Network)等の規格に準拠した車内LAN(Local Area Network)を形成するためのCAN通信線48、49が設けられている。
The
HCU10は、INVCM14及び高電圧BMS16にCAN通信線48によって接続されている。HCU10、INVCM14及び高電圧BMS16は、CAN通信線48を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行う。
The
HCU10は、ECM11、TCM12、ISGCM13及び低電圧BMS15にCAN通信線49によって接続されている。HCU10、ECM11、TCM12、ISGCM13及び低電圧BMS15は、CAN通信線49を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行う。
The
本実施形態のハイブリッド車両1は、ギャップフィリング機能を備えている。ギャップフィリング機能とは、変速機3の変速中にモータジェネレータ4を駆動し、モータジェネレータ4のトルクを駆動輪5に付与する機能である。
The
HCU10は、ギャップフィリング制御動作を動作許可時に実行することで、ギャップフィリング機能を実現する。変速機3の変速中は、クラッチ26が切断されており、エンジン2から駆動輪5にエンジントルクを伝達できない。このため、HCU10は、ギャップフィリング制御動作において、モータジェネレータ4を力行運転して発生したモータトルク(アシストトルク)を駆動輪5に付与する。このギャップフィリング機能により、変速中のクラッチ26の切断による減速感が抑制され、車両の走行性能を向上できる。
The
図2において、ハイブリッド車両1は、第1充電状態検出部61を備えており、この第1充電状態検出部61は、第1蓄電装置30の充電状態を検出し、検出信号をHCU10に出力する。第1充電状態検出部61は、第1蓄電装置30の近傍に設けられており、第1蓄電装置30の端子間電圧や第1蓄電装置30への入出力電流を検出することにより、第1蓄電装置30の充電状態を検出する。
In FIG. 2, the
また、ハイブリッド車両1は、第2充電状態検出部62を備えており、この第2充電状態検出部62は、第2蓄電装置31の充電状態を検出し、検出信号をHCU10に出力する。第2充電状態検出部62は、第2蓄電装置31の近傍に設けられており、第2蓄電装置31の端子間電圧や第2蓄電装置31への入出力電流を検出することにより、第2蓄電装置31の充電状態を検出する。第2充電状態検出部62は、低電圧BMS15を介して検出信号をHCU10に出力する。
The
低電圧ケーブル36は、第1蓄電装置30と第2蓄電装置31との間で2つに分岐している。低電圧ケーブル36の分岐部の一方には前述のスイッチ41とフューズが設けられている。低電圧ケーブル36の分岐部の他方には、スイッチ42とフューズが設けられている。ここで、後述するようにスイッチ41とスイッチ42の開閉状態は互いに等しく制御される。例えば、スイッチ41が閉状態にされるときはスイッチ42も閉状態にされる。このため、図1では、スイッチ42を省略している。
The
一般負荷37は、前述したワイパー、電動クーリングファンに加えて、例えば、ブロアファン、ラジエータファン、電動水ポンプ、電動負圧ポンプ、室内燈、等を含んでいる。
The
被保護負荷38は、前述したスタビリティ制御装置38A、電動パワーステアリング制御装置38B、ヘッドライト38Cに加えて、ナビ(カーナビゲーションシステム)、オーディオ、メータ、空調パネル、ステアリング角センサ、ステレオカメラ、等を含んでいる。
The protected
ここで、前述のスイッチ40、41、42の全てが接続状態(閉状態)のときに、第1接続状態を形成する。この第1接続状態は、電気負荷である一般負荷37および被保護負荷38に対して第1蓄電装置30および第2蓄電装置31が並列接続される状態である。
Here, the first connection state is formed when all of the
また、スイッチ40、41、42のうち、スイッチ40が接続状態(閉状態)で、スイッチ41、42が切断状態(開状態)のときに、第2接続状態を形成する。この第2接続状態は、電気負荷の一方の一般負荷37に対して第1蓄電装置30が接続され、かつ、電気負荷の他方の被保護負荷38に対して第2蓄電装置31が接続される状態である。
Further, among the
この第2接続状態では、スイッチ41、42が切断状態(開状態)であるため、第2蓄電装置30と第2蓄電装置31の並列接続が切断されている。スイッチ40、41、42は、本発明における接続スイッチを構成している。また、第1蓄電装置30は本発明における第1バッテリを構成し、第2蓄電装置31は本発明における第2バッテリを構成している。
In this second connection state, since the
ここで、鉛電池からなる第1蓄電装置30と、リチウムイオン電池からなる第2蓄電装置31とのバッテリ特性の違いについて詳しく説明する。
Here, the difference in battery characteristics between the first
第1蓄電装置30と第2蓄電装置31との間には以下のような特性の違いがある。
There are the following characteristic differences between the first
満充電時のバッテリ電圧に関しては、鉛電池からなる第1蓄電装置30よりも、リチウムイオン電池からなる第2蓄電装置31の方が低いという特性の違いがある。
Regarding the battery voltage at the time of full charge, there is a difference in characteristics that the second
バッテリの内部抵抗に関しては、鉛電池からなる第1蓄電装置30よりも、リチウムイオン電池からなる第2蓄電装置31の方が低いという特性の違いがある。
Regarding the internal resistance of the battery, there is a difference in characteristics that the second
このため、満充電までに要する時間に関しては、鉛電池からなる第1蓄電装置30よりも、リチウムイオン電池からなる第2蓄電装置31の方が短い(早い)という特性の違いがある。
For this reason, regarding the time required for full charge, the second
したがって、第1蓄電装置30と第2蓄電装置31をISG20に対して並列に接続した状態で同時に充電を開始した場合、第2蓄電装置31の方が、第1蓄電装置30より先に満充電になる。
Therefore, when charging starts simultaneously with the first
また、リチウムイオン電池は、単セルの電圧が2.3V(下限電圧1.5V、上限電圧3.3V)であるため、4セルの組電池とした場合の電圧は、9.2Vとなり、車両の12V電源電圧範囲(6V〜14V)に最も近くなる。また、4セルの組電池とした場合、上電電圧と下限電圧はそれぞれ13.5V、9.2Vとなる。このように、第1蓄電装置30と第2蓄電装置31は、満充電時の電圧等、特性が互いに異なっている。
Moreover, since the voltage of a single cell of a lithium ion battery is 2.3V (lower limit voltage 1.5V, upper limit voltage 3.3V), the voltage in the case of a 4-cell assembled battery is 9.2V, The 12V power supply voltage range (6V to 14V) is the closest. Moreover, when it is set as a 4 cell assembled battery, an upper voltage and a minimum voltage will be 13.5V and 9.2V, respectively. As described above, the first
一方、EV走行モード中は、エンジン2が停止しておりISG20が発電を行うことができないため、一般負荷37および被保護負荷38への電力供給は、第1蓄電装置30および第2蓄電装置31が担う必要がある。
On the other hand, since the
このため、EV走行モードを実施するためには、第1蓄電装置30および第2蓄電装置31の充電状態が良好である必要がある。
For this reason, in order to implement EV drive mode, the charge condition of the 1st
前述のように第1蓄電装置30と第2蓄電装置31は特性が異なるため、EV走行モードが許可される充電状態は、第1蓄電装置30と第2蓄電装置31とで異なる値に設定されている。
As described above, since the first
本実施形態では、HCU10は接続スイッチ制御部10Aを備えており、この接続スイッチ制御部10Aは、スイッチ40、41、42の接続状態を制御する。
In the present embodiment, the
そして、接続スイッチ制御部10Aは、モータジェネレータ4が出力する動力により走行可能なEV走行モードの実施中は、スイッチ40、41、42を第2接続状態にするようになっている。
Then, the connection
なお、これらのスイッチ40、41、42の実際の切替えは、HCU10の接続スイッチ制御部10Aから低電圧BMS15への切替え要求に応じて、低電圧BMS15が行う。また、接続スイッチ制御部10Aは、HCU10に代えてECM30に設けられていてもよい。
Note that the actual switching of the
以上のように構成されたハイブリッド車両において実行されるスイッチ切替動作について、図3に示すフローチャートを参照して説明する。このスイッチ切替動作作では、スイッチ40は常に接続状態(閉状態)にされており、スイッチ41、42の切替えが行われる。
The switch switching operation executed in the hybrid vehicle configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In this switch switching operation, the
図3において、HCU10は、EV走行モードの実施によりエンジン2が自動停止中であるか否かを判別する(ステップS1)。
In FIG. 3, the
ステップS1でエンジン2が自動停止中ではないと判別した場合、HCU10は、図3のフローチャートの1回のルーチンを終了する。
When it is determined in step S1 that the
ステップS1でエンジン2が自動停止中であると判別した場合、HCU10は、第1蓄電装置30(図中、鉛電池と記す)の電圧が第2蓄電装置31(図中、リチウムイオン電池と記す)の電圧より高いか否かを判別する(ステップS2)。
When it is determined in step S1 that the
ステップS2で第1蓄電装置30の電圧が第2蓄電装置31の電圧より高いと判別した場合、HCU10は、スイッチ41、42(図中、接続スイッチと記す)を開いて第1蓄電装置30と第2蓄電装置31とを遮断する(ステップS3)。
When it is determined in step S2 that the voltage of the first
このように、EV走行モードの実施中は、第1蓄電装置30と第2蓄電装置31から一般負荷37と被保護負荷38に放電を行うため、ステップS3の実施により、第1蓄電装置30と第2蓄電装置31とを電気的に遮断している。これにより、第1蓄電装置30から第2蓄電装置31に電気が流れ込むことが防止される。このため、第1蓄電装置30の充電状態が低下してEV走行モードが禁止されてしまうことを防止できるので、EV走行モードをより長く維持できる。
As described above, during the execution of the EV traveling mode, the first
一方、ステップS2で第1蓄電装置30の電圧が第2蓄電装置31の電圧より高くないと判別した場合、HCU10は、第1蓄電装置30と第2蓄電装置31の電圧がそれぞれEV走行モードを実施可能な電圧以上か否かを判別する(ステップS4)。
On the other hand, if it is determined in step S2 that the voltage of the first
ステップS4でEV走行モードを実施可能な電圧以上であると判別した場合、HCU10は、エアコンの駆動のため、またはアクセルペダルが踏み込まれた等のためにエンジン2の始動が必要か否かを判別する(ステップS5)。
When it is determined in step S4 that the voltage is higher than the voltage at which the EV driving mode can be performed, the
ステップS5でエンジン2の再始動が必要と判別した場合、HCU10は、エンジン2を再始動させる(ステップS6)。
When it is determined in step S5 that the
ステップS5でエンジン2の再始動が必要ではないと判別した場合、HCU10は、図3のフローチャートの1回のルーチンを終了する。
When it is determined in step S5 that the restart of the
ステップS6の後、HCU10は、スイッチ41、42を閉状態(接続状態)にして第1蓄電装置30と第2蓄電装置31とを電気的に接続し(ステップS7)、図3のフローチャートの1回のルーチンを終了する。
After step S6, the
一方、ステップS4でEV走行モードを実施可能な電圧以上ではないと判別した場合、HCU10は、エンジン2を再始動させる(ステップS8)。
On the other hand, when it is determined in step S4 that the voltage is not higher than the voltage at which the EV traveling mode can be performed, the
ステップS8の後、HCU10は、スイッチ41、42を閉状態(接続状態)にして第1蓄電装置30と第2蓄電装置31とを電気的に接続し(ステップS9)、図3のフローチャートの1回のルーチンを終了する。
After step S8, the
このように、エンジン2の再始動によりISG20から第1蓄電装置30および第2蓄電装置31への充電が可能な状態では、ステップS7またはステップS9の実施により、ISG20に対して第1蓄電装置30と第2蓄電装置31が並列に接続される状態を形成する。これにより、第1蓄電装置30と第2蓄電装置31の両方に充電を行うことができる。
Thus, in a state where charging from the
図3のスイッチ切替動作が実行されたときのタイミングチャートを図4に示す。図4において、時刻t1以前の期間は、エンジン2が作動中であり、スイッチ41、42(図中、切替えスイッチと記す)が閉状態(接続状態)にされている。そして、エンジン2を動力源としてISG20が発電動作を行い、ISG20から第1蓄電装置30(図中、鉛電池と記す)と第2蓄電装置31(図中、Li電池と記す)の両方に充電が行われている。
FIG. 4 shows a timing chart when the switch switching operation of FIG. 3 is executed. In FIG. 4, during a period before time t1, the
時刻t1以前の期間でリチウムイオン電池からなる第2蓄電装置31の電圧が満充電電圧に到達したことに応じて、時刻t1でスイッチ41、42が開状態(遮断状態)にされる。これにより、第2蓄電装置31がISG20から電気的に遮断されるため、第2蓄電装置31への充電が停止され、第1蓄電装置30への充電が継続される。
In response to the fact that the voltage of the second
その後、鉛電池からなる第1蓄電装置30の電圧が満充電電圧に到達したことに応じて、時刻t2でエンジン2が停止される。これにより、第1蓄電装置30への充電が停止される。また、時刻t2でEV走行モードが実施される。
Thereafter,
時刻t2以降は、第1蓄電装置30の電圧および第2蓄電装置31の電圧が漸次低下し続ける。そして、時刻t3で第1蓄電装置30の電圧が第2蓄電装置31の満充電電圧未満となり、時刻t4で第2蓄電装置31の電圧が第2蓄電装置31の下限電圧閾値未満となる。
After time t2, the voltage of the first
時刻t2から時刻t3の間では、第2蓄電装置31の過充電を防止しつつ第1蓄電装置30を充電要求に応じて充電するため、エンジン2を再始動して発電を開始しても、スイッチ41は開状態(切断状態)に維持される。この期間では、スイッチ41が開状態に維持されることで、ISG20から第1蓄電装置30へのみ充電が行われる。
Between time t2 and time t3, in order to charge the first
時刻t3から時刻t4の間では、エアコンの駆動やアクセルペダルの踏み込み等の、充電要求以外の要因によりエンジン2を再始動した場合は、エンジン2の再始動後にスイッチ41が閉状態(接続状態)にされる。この期間では、スイッチ41が閉状態(接続状態)にされることで、ISG20から第1蓄電装置30と第2蓄電装置31の両方に充電が行われる。
Between time t3 and time t4, when the
時刻t4以降は、第1蓄電装置30または第2蓄電装置31が過放電になることを防止するため、第1蓄電装置30または第2蓄電装置31のうち、電圧が下限電圧閾値未満となった方へ充電すべく、エンジン2を再始動し、スイッチ41を閉状態(接続状態)にする。この期間では、スイッチ41が閉状態(接続状態)にされることで、ISG20から第1蓄電装置30と第2蓄電装置31の両方に充電が行われる。
After time t4, in order to prevent the first
以上のように説明した本実施形態のハイブリッド車両の作用効果について説明する。本実施形態のハイブリッド車両1は、特性が互いに異なる第1蓄電装置30および第2蓄電装置31を備える。
The effects of the hybrid vehicle according to the present embodiment described above will be described. The
また、ハイブリッド車両1は、一般負荷37および被保護負荷38に対して第1蓄電装置30および第2蓄電装置31が並列接続される第1接続状態と、一般負荷37に対して第1蓄電装置30が接続され、かつ、被保護負荷38に対して第2蓄電装置31が接続されるように、並列接続が切断される第2接続状態と、の何れかを形成するスイッチ40、41、42を備える。
The
また、ハイブリッド車両1は、接続スイッチの接続状態を制御する接続スイッチ制御部10Aを備える。
Further, the
そして、接続スイッチ制御部10Aは、モータジェネレータ4が出力する動力により走行可能なEV走行モードの実施中は、スイッチ40、41、42を第2接続状態にするようになっている。
Then, the connection
この構成により、EV走行モードの実施中は、スイッチ40、41、42を第2接続状態にすることで、第1蓄電装置30と第2蓄電装置31との間の接続を遮断しつつ、電気負荷に電力を供給できる。
With this configuration, during the EV travel mode, the
このため、第1蓄電装置30から第2蓄電装置31に電気が流れることを防止できる。これにより、第1蓄電装置30と第2蓄電装置31の一方が下限電圧まで低下してEV走行モードの実施条件を満たさなくなってしまうことを防止できる。この結果、EV走行モードを長く継続できる。この結果、EV走行モードの滞在時間を延ばし、燃費を向上させることできる。
For this reason, electricity can be prevented from flowing from the first
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 While embodiments of the invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.
1 ハイブリッド車両
2 エンジン
4 モータジェネレータ
10A 接続スイッチ制御部
30 第1蓄電装置(第1バッテリ)
31 第2蓄電装置(第2バッテリ)
37 一般負荷(電気負荷、電気負荷の一方)
38 被保護負荷(電気負荷、電気負荷の他方)
40、41、42 スイッチ(接続スイッチ)
DESCRIPTION OF
31 Second power storage device (second battery)
37 General load (Electrical load or Electric load)
38 Protected load (electric load, the other of electric load)
40, 41, 42 switch (connection switch)
Claims (1)
特性が互いに異なる第1バッテリおよび第2バッテリと、
2種類の電気負荷に対して前記第1バッテリおよび前記第2バッテリが並列接続される第1接続状態と、前記電気負荷の一方に対して前記第1バッテリが接続され、かつ、前記電気負荷の他方に対して前記第2バッテリが接続されるように前記並列接続が切断される第2接続状態と、の何れかを形成する接続スイッチと、
前記接続スイッチの接続状態を制御する接続スイッチ制御部と、を備え、
前記接続スイッチ制御部は、前記モータジェネレータが出力する動力により走行可能なEV走行モードの実施中は、前記接続スイッチを第2接続状態にすることを特徴とするハイブリッド車両。 A hybrid vehicle that includes an engine and a motor generator as drive sources, and that travels by power output from at least one of the engine and the motor generator,
A first battery and a second battery having different characteristics;
A first connection state in which the first battery and the second battery are connected in parallel to two types of electric loads; the first battery is connected to one of the electric loads; and A connection switch that forms any one of a second connection state in which the parallel connection is disconnected so that the second battery is connected to the other;
A connection switch control unit for controlling a connection state of the connection switch,
The hybrid switch according to claim 1, wherein the connection switch control unit sets the connection switch to a second connection state during execution of an EV traveling mode in which the vehicle can travel with power output from the motor generator.
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