JP2004022384A

JP2004022384A - Hybrid vehicle

Info

Publication number: JP2004022384A
Application number: JP2002176860A
Authority: JP
Inventors: Eiji Kadouchi; 門内　英治; Kanji Takada; 高田　寛治
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2004-01-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein some patterns of travel cause a deficiency of travel assist capacity and a reduction in capacity for regenerative power, in a hybrid vehicle whose input/output is controlled as a constant charge state of a battery is maintained and regenerative power and discharge power are predicted. <P>SOLUTION: A hybrid automobile has setting means for setting at least two states out of a state of maintaining a high charge state of a battery, a state of maintaining a lower level, and an intermediate state. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンを主たる駆動力源としモーターより補助的な駆動力を得るハイブリッド自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モーターにより補助的な駆動力を得るハイブリッド自動車に搭載された蓄電池は、一般的に、なるべく一定の充電状態を維持しつつ電池が受け入れ可能な回生電力、放電電力を予測しながら入出力を制御する。
【０００３】
例えば、特開平１１−１２１０４８号公報に示されるように、該一定の充電状態として５０％前後の値を採用するのが一般的である。これは電池の充電状態（以降ｓ．ｏ．ｃ．と呼ぶ）が概ね２０％以下では十分なアシスト力が得られず、ｓ．ｏ．ｃ．が８０％以上であると制動時の回生電力を電池が受け入れることが出来なくなるので上下限より均等に離れている５０％前後を管理の中心としているためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような制御では走行時の走行パターンによっては、走行アシスト能力が不足したり、回生電力を受け入れる能力が低下する場合がある。これは車両に搭載される電池が、体積、重量、コストの点で容量が規制される為と、走行パターンによってはアシストや回生が短時間に集中しｓ．ｏ．ｃ．が大きく低下または上昇する為である。
【０００５】
さらに、電池温度が低下した場合や、電池が劣化した場合には、このような傾向はより顕著なものとなる。特に、ｓ．ｏ．ｃ．が低下している状況で高速登坂走行時の追い越し加速等を行うと、アシスト力が不足する問題が生じていた。このような加速性能の低下は車両を安全に運行する上で大きな問題となる。
【０００６】
また、高速道路から離れて料金所へ向かう場合等は、大きな回生電力を得ることが可能だが、ｓ．ｏ．ｃ．が上昇していた場合、回生電力を蓄電池が受け入れる事が出来ず、本来回収できるエネルギーをメカニカルブレーキで熱に代えて捨てることとなり、燃費に悪影響を及ぼしていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決する為に、本発明は、ハイブリッド自動車において、蓄電池の充電状態を高めに維持する状態と、低めに維持する状態と、それらの中間的な状態のうち少なくとも２つ以上の状態を設定する設定手段を有するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、駆動力源と、モーターと、発電機と蓄電池から構成され、駆動力源からの出力の一部と回生電力の少なくとも一方で該蓄電池を充電し、該蓄電池を放電することによって駆動力を得るハイブリッド自動車において、蓄電池の充電状態を高めに維持する状態と、低めに維持する状態と、それらの中間的な状態のうち少なくとも２つ以上の状態を設定する設定手段を有するものであって、、予めｓ．ｏ．ｃ．とアシスト性能や回生受け入れ性能を種々の条件で調べておき必要とされるｓ．ｏ．ｃ．を求め、それに基いて運転の状況に応じた蓄電池のｓ．ｏ．ｃ．を任意に設定することによって、充電状態を高めに設定した場合では駆動力を優先させ、充電状態を低めに設定した場合では燃費を優先させることができ、効率的な走行が可能となる。なお、発電機を兼ねるモーターを使用しても同様の効果を得ることができる。
【０００９】
例えば高速度で追い越しを行う場合には予めｓ．ｏ．ｃ．を高めに設定し、実際に蓄電池のｓ．ｏ．ｃ．が設定レベルにあることを確認した後、追い越し操作を行えば、期待通りのアシスト性能で追い越しを完了する事が可能となる。また、高速道路の料金所の手前など大きな回生エネルギーの発生が予測される場合はｓ．ｏ．ｃ．を予め低めに設定し、効率良く回生電力を受け入れることも可能となる。
【００１０】
また本発明は、設定手段が運転手の操作可能な部位に設置されており、さらには、蓄電池の充電状態を表示する表示手段を有することによって、運転者が容易に操作、視認することが可能となる。
【００１１】
また本発明は、選択される状態が燃費優先状態から駆動力を優先する状態まで連続的に設定可能であるものであって、よりきめ細かく運転手が充電状態を設定することが可能となる。
【００１２】
また本発明は、蓄電池の充電状態が設定手段と、電池温度もしくは／及び車速もしくは／及び電池の劣化状況により決定されるものであって、正確な駆動力の確保や燃費の向上を達成することが可能となる。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
【００１４】
まず一般的なハイブリッド電気自動車の構成を図１に示す。動作としてはエンジン４を主たる駆動力源とし、モーター６と組電池システム２によりエンジン出力のアシストや回生制動のエネルギー回収を行う。エンジン４は変速機５を介してモーター６に接続され、さらにデファレンシャルギヤ８を介して車輪７に動力を伝達する。また、加速時は組電池システム２よりインバーター３を介してモーター６に電力が供給され、エンジン出力をアシストし、減速時は逆にモーター６で制動力を発生しながら発電を行い、発電した電力をインバーター３を介して組電池システム２に戻す。
【００１５】
制御ＥＣＵ１は、アクセル開度情報やその他車両情報、エンジン４からの情報、電池ＥＣＵ９からの情報に基き、エンジン４及びインバータ３を制御すると共にバッテリーの過充電や過放電、過負荷等を防止する。
【００１６】
電池ＥＣＵ９は、制御ＥＣＵ１より信号を受けて、車両が走行中、駐車中あるいは停車中かを判断し、各状態に応じて制御ＥＣＵ１は組電池システム２からの情報に基きエンジン４やインバータ３、モーター６を制御する。これは電池を過充電や過放電から守るためである。
【００１７】
なお、本実施例での組電池システムは一般的なＬｉイオン二次電池容量６Ａｈ、公称電圧３．６Ｖを８０セル直列に構成したものであり、本車両は車体重量が１．２ｔである。
【００１８】
図２には本実施例の組電池システムの詳細図が示されており、Ｃ１〜Ｃ８０は該Ｌｉイオン二次電池８０セルであり、個々の電池毎にｓ．ｏ．ｃ．バラツキ補正用の抵抗Ｒ１〜Ｒ８０が備えられ、またスイッチ１１および表示器１２も備えられている。
【００１９】
なお、スイッチ１１を操作することにより制御ＥＣＵ１に充電状態を高めに維持する状態か、充電状態を低めに維持する状態か、それらの中間的な状態いずれを選択したか伝達する。
【００２０】
また、表示器１２は電池が設定した状態になったことを運転手に連絡する手段である。
【００２１】
なお、スイッチ１１及び表示器１２は運転席１０に搭乗した運転者が容易に操作、視認出来る位置に取り付けられる。
【００２２】
電池ＥＣＵ９は電圧検出手段１５、温度検出手段１６、電流検出手段１７からの電池電圧情報、電池温度情報、充放電電流情報を得て制御ＥＣＵへ充電許可信号、放電許可信号、推奨処置に関する情報を出力する。充電許可信号とは組電池が充電可能な状態であることを示す信号であり電池電圧が３２０Ｖ以下の時に出力される。また、放電許可信号とは組電池が放電可能な状態に有ることを示す信号であり電池電圧が２００Ｖ以上の時に出力される。また、推奨処置とは管理目標のｓ．ｏ．ｃ．に対し現在のｓ．ｏ．ｃ．が低い場合は充電を、高い場合は放電を指示する情報である。
【００２３】
更に本発明では制御ＥＣＵからスイッチ１１の設定に関する情報を得て表示器１２に出力する信号を制御ＥＣＵへ出力する。
【００２４】
次いで、図３（ａ）に本実施例で使用した組電池２の使用開始初期の電池温度毎のｓ．ｏ．ｃ．に対するアシスト能力をアシスト可能電力量として、図３（ｂ）に本実施例で使用した組電池２の５万ｋｍ走行後の電池温度毎のｓ．ｏ．ｃ．に対するアシスト能力をアシスト可能電力量として、図４（ａ）に本実施例で使用した組電池２の使用開始初期の電池温度毎のｓ．ｏ．ｃ．に対する回生能力を回生可能電力量として、図４（ｂ）に本実施例で使用した組電池２の５万ｋｍ走行後のｓ．ｏ．ｃ．に対する回生能力を回生可能電力量として示す。
【００２５】
アシスト能力は、各々の電池温度、充電状態においてモーターの最大負荷３０ｋＷ一定電力で放電を行い電池電圧が２００Ｖ以下にならず電池温度が５０℃を越えない電力量を最大電力量として求めた。なお、２００Ｖは単セル当たりに換算すると２．５ＶでありＬｉイオン電池の場合には、これ以下の電圧まで放電すると負極の腐食等、電池寿命上好ましくない現象が生じる。
【００２６】
一方、回生能力は、最大回生能力２４ｋＷ定電力で充電を行い３２０Ｖを越えず、電池温度が５０℃を越えない電力量を最大電力量として求めた。なお、３２０Ｖは単セル当たりに換算すると４Ｖであり、Ｌｉイオンの場合にはこの電圧を越えると電解液の分解反応など電池寿命に好ましくない現象が起きる。
【００２７】
また、上限温度５０℃は電池の構成部品の熱劣化を防止すると共に活物質が電解液と反応して電池が発火するのを防止するために設けた温度上限であり、定電力放電３０ｋＷと定電力充電２４ｋＷは車両の駆動モーター、インバーターにより決定される値である。
【００２８】
これら上限電圧や下限電圧、上限温度は電池設計によって変化する値であり、また充放電の電力はモーターやインバーターの設計によって決まるものであるが、本実施例では上述の値を採用した。
【００２９】
また図３に示されたアシスト能力は駆動力を優先する場合に必要とされるものであり、図４に示された回生能力は燃費優先とした場合に必要とされるものである。
【００３０】
次に駆動力を優先した場合に必要とされるアシスト能力、燃費を優先させた場合に必要とされる回生能力を求めた根拠について説明する。本実施例で用いたハイブリッド車の車両重量は１．２ｔエンジン出力は６０ｋＷ、モーター出力は３０ｋＷである。
【００３１】
ここで、低速から時速１００ｋｍ／ｈまで加速した場合、モーター出力は３０ｋＷであり加速に２０秒要すると仮定すると、アシストが必要なのは２０秒×３０ｋＷで１６６Ｗｈとなり、モーターの最大能力を２０秒間維持する為には２０秒間で１６６Ｗｈの出力が必要となる。
【００３２】
一方、減速の場合は（減速時間を十分に長く取れば）モーターの回生出力は約２４ｋＷである。ここで、車両の運動エネルギー１．３ｋＷの２０％程度（２６０ｗｈ）は回生が可能であることから、回生出力が２４ｋＷであれば４０秒かけて減速する状況となる。なお、回生されないエネルギーは熱に変換される。
【００３３】
この様にして、駆動力を優先する状態では２０秒で１６６Ｗｈのアシスト能力、燃費を優先するモードでは４０秒間で２６０Ｗｈの回生能力が必要とされる。
【００３４】
次に、このようなｓ．ｏ．ｃ．毎、電池温度毎、電池の劣化状態毎のアシスト能力、回生能力に関する情報を基に、駆動力を優先する状態でのアシスト能力を確保する方法、および燃費を優先する状態での回生能力を確保する方法について述べる。
【００３５】
図２に示した通り電池ＥＣＵ９は走行中に電圧検出手段１５より電池電圧情報を、温度検出手段１６より電池温度情報を、電流検出手段１７より充放電電流情報を得ることによって電池ｓ．ｏ．ｃ．、電池劣化の状況を推定し、電池温度情報、ｓ．ｏ．ｃ．推定値、電池劣化に関する推定値を用いてｓ．ｏ．ｃ．を制御する。
【００３６】
具体的には、例えば図３（ａ）の電池が劣化していない状態で電池温度２０℃、駆動力優先の場合ｓ．ｏ．ｃ．は５５％付近に設定する必要がある。ここで、運転手が燃費と駆動力を調和させる状態から駆動力を優先する状態にスイッチ１１を切り替えた場合、電池ＥＣＵ９はその情報を制御ＥＣＵ１から受け取り状態の変更を認識する。
【００３７】
次に電池ＥＣＵ９はそれらに先立って車両の走行距離、電池の電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性の変化、電池温度、負荷電流、充放電電量の積算量から電池の劣化状態、推定ｓ．ｏ．ｃ．を求める。この場合劣化はほとんどなく電池温度は２０℃なので図３（ａ）が適用され目標ｓ．ｏ．ｃ．は５５％となる。
【００３８】
電池ＥＣＵはその時点の推定ｓ．ｏ．ｃ．と目標ｓ．ｏ．ｃ．を比較して目標が低い場合には制御ＥＣＵに充電を推奨する信号を出し、推定ｓ．ｏ．ｃ．が目標ｓ．ｏ．ｃ．を上回る場合は表示器１２により駆動優先状態に有ることを運転手に伝達する。以上が駆動優先の場合の具体的な動作であるが、燃費優先の場合も同様に達成できる。
【００３９】
次に０℃、２０℃において車両が余り走行していない初期状態と５万ｋｍ走行した状態での本発明による駆動力優先状態、燃費優先状態と従来例としてｓ．ｏ．ｃ．を５０％に固定した状態での回生能力、アシスト能力を示す。
【００４０】
ここで、図５は２０℃、初期の、図６は２０℃、５万ｋｍ走行後の、図７は０℃、初期の、図８は０℃、５万ｋｍの本発明による駆動力優先の状態、燃費優先の状態および従来例として燃費と駆動性を調和させた状態を示す。
【００４１】
これらの図からも明らかな様に駆動力と燃費を調和させた状態に比べ、本発明による駆動力優先ではアシスト能力の確保が確実に達成され、本発明による燃費優先では回生能力の確保が確実に達成されている。
【００４２】
なお、上記の条件では必要な回生能力やアシスト能力を確保するｓ．ｏ．ｃ．が存在したのでこうした結果となったが、−２０℃などの条件下で必要な回生能力やアシスト能力を確保するｓ．ｏ．ｃ．が存在しない場合には、表示装置により条件が達成されていないことを運転手は知ることが可能である。
【００４３】
一方、従来例ではｓ．ｏ．ｃ．を５０％に維持する為、電池温度や電池の劣化状況によりアシスト能力や回生能力が変動して一定とならず、更に現在のアシスト能力や回生能力を知る手段を有しておらず、また、ｓ．ｏ．ｃ．５０％に維持する制御を行っているが、回生が集中した場合やアシストが集中した場合には、ｓ．ｏ．ｃ．のずれが生じるものの、それらによるアシスト力の低下や回生能力の低下を知る手段を有していない。
【００４４】
更に従来例と本実施例の燃費優先モードでの燃費の比較を表１に示す。なお、燃費評価は気温５℃、市街地の走行を１０ｋｍ、都市高速の走行を４０ｋｍ、山岳道の走行を１５ｋｍとして行った。
【００４５】
【表１】

【００４６】
表１から明らかなように、優先的に回生エネルギーを利用することにより燃費向上を達成できる。なお、この評価では燃費優先の状態で計測したが運転者の判断で適宜駆動優先と切りかえることにより駆動性能と燃費向上を両立させることが可能である。
【００４７】
また、本実施例では駆動力優先状態、燃費優先状態の２ポジションを有するものとしたが、回生能力とアシスト能力が２６０：１６６になる点を燃費と駆動を両立する点として加えて３ポジションとしても良い。なお、この比率は任意に設定が可能である。
【００４８】
また、設定スイッチをスライド式のボリュームにして、回生能力を任意に設定できる機能や、アシスト能力を任意に設定できる機能により、利便性をより高めることが可能である。
【００４９】
さらに加速が完了して高速走行に入った場合、加速性能を要求する確率が減るため、車速に基いてアシスト優先から燃費優先へ自動的に切りかえる機能を付与することでより利便性を向上する。
【００５０】
【発明の効果】
このような構成により追い越し時のアシスト能力の確保と、運転手による確認、燃費の向上を達成でき、ハイブリッド自動車の利便性を改善することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のハイブリッド電気自動車の構成図
【図２】本実施例の組電池システムの構成図
【図３】（ａ）本実施例における組電池の初期のｓ．ｏ．ｃ．とアシスト能力の関係図
（ｂ）本実施例における組電池の５万ｋｍ走行後のｓ．ｏ．ｃ．とアシスト能力の関係図
【図４】（ａ）本実施例における組電池の初期の回生能力を示す図
（ｂ）本実施例における組電池の５万ｋｍ走行後の回生能力を示す図
【図５】２０℃、初期における本実施例及び従来例の回生能力とアシスト能力を示す図
【図６】２０℃、５万ｋｍ走行後における本実施例及び従来例の回生能力とアシスト能力を示す図
【図７】０℃、初期における本実施例及び従来例の回生能力とアシスト能力を示す図
【図８】０℃、５万ｋｍ走行後における本実施例及び従来例の回生能力とアシスト能力を示す図
【符号の説明】
１　　　　制御ＥＣＵ
２　　　　組電池システム
３　　　　インバーター
４　　　　エンジン
５　　　　変速機
６　　　　モーター
７　　　　車輪
８　　　　デファレンシャルギア
９　　　　電池ＥＣＵ
１０　　運転席
１１　　モード切り替えスイッチ
１２　　表示器
１３　　マルチプレクサ
１４　　抵抗放電器
１５　　電圧検出手段
１６　　温度検出手段
１７　　電流検出手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid vehicle that uses an engine as a main driving force source and obtains an auxiliary driving force from a motor.
[0002]
[Prior art]
A storage battery mounted on a hybrid vehicle that obtains an auxiliary driving force by a motor generally controls input and output while predicting regenerative power and discharge power that can be accepted by the battery while maintaining a constant charge state as much as possible. .
[0003]
For example, as shown in JP-A-11-112048, it is common to adopt a value of about 50% as the fixed state of charge. This is because a sufficient assist force cannot be obtained when the state of charge of the battery (hereinafter referred to as “soc”) is approximately 20% or less. o. c. Is 80% or more, the battery cannot accept the regenerative power at the time of braking. Therefore, the center of management is around 50%, which is evenly separated from the upper and lower limits.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such control, depending on a traveling pattern during traveling, the traveling assist capability may be insufficient, or the capability of receiving regenerative power may be reduced. This is because the capacity of the battery mounted on the vehicle is regulated in terms of volume, weight, and cost, and depending on the driving pattern, assist and regeneration are concentrated in a short time and s. o. c. Is greatly reduced or increased.
[0005]
Further, when the battery temperature is lowered or the battery is deteriorated, such a tendency becomes more remarkable. In particular, s. o. c. When overtaking acceleration or the like during high-speed uphill running is performed in a situation where the vehicle speed is decreasing, there has been a problem that the assist force is insufficient. Such a decrease in acceleration performance is a serious problem in safely operating the vehicle.
[0006]
In addition, when the vehicle leaves the expressway and goes to the tollgate, a large regenerative power can be obtained. o. c. If the battery power had risen, the regenerative power could not be received by the storage battery, and the originally recoverable energy would be discarded instead of heat by a mechanical brake, adversely affecting fuel economy.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the present invention provides a hybrid vehicle in which at least two or more of a state in which the state of charge of a storage battery is maintained at a high level, a state in which the state of charge is maintained at a low level, and an intermediate state therebetween It has setting means for setting a state.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention includes a driving power source, a motor, a generator, and a storage battery, and is driven by charging the storage battery and / or discharging the storage battery in at least one of a part of the output from the driving power source and regenerative power. A hybrid vehicle that obtains power has setting means for setting at least two or more of a state in which the state of charge of the storage battery is maintained at a high level, a state in which the state is maintained at a low level, and an intermediate state therebetween. And s. o. c. And the assist performance and regenerative receiving performance are examined under various conditions, and s. o. c. Is calculated, and based on this, the s. o. c. Arbitrarily, the driving force can be prioritized when the charging state is set higher, and the fuel efficiency can be prioritized when the charging state is set lower, so that efficient traveling can be achieved. The same effect can be obtained by using a motor that also serves as a generator.
[0009]
For example, when passing at a high speed, s. o. c. Is set higher, and s. o. c. If the overtaking operation is performed after confirming that is at the set level, the overtaking can be completed with the expected assist performance. If large regenerative energy is expected, such as just before a tollgate on an expressway, s. o. c. Can be set lower in advance, and the regenerative electric power can be efficiently received.
[0010]
Further, according to the present invention, the driver can be easily operated and visually recognized by providing the setting means at a position operable by the driver, and further including the display means for displaying the state of charge of the storage battery. It becomes.
[0011]
Further, according to the present invention, the state to be selected can be continuously set from a state in which fuel consumption is prioritized to a state in which driving force is prioritized, so that the driver can set the charging state more finely.
[0012]
According to the present invention, the state of charge of the storage battery is determined by the setting means and the battery temperature or / and the vehicle speed or / and the deterioration state of the battery. Becomes possible.
[0013]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
First, the configuration of a general hybrid electric vehicle is shown in FIG. In operation, the engine 4 is used as a main driving force source, and the motor 6 and the battery pack system 2 assist in engine output and recover energy for regenerative braking. The engine 4 is connected to a motor 6 via a transmission 5, and further transmits power to wheels 7 via a differential gear 8. Also, during acceleration, electric power is supplied from the assembled battery system 2 to the motor 6 via the inverter 3 to assist the engine output, and during deceleration, the motor 6 generates power while generating a braking force. Is returned to the battery pack system 2 via the inverter 3.
[0015]
The control ECU 1 controls the engine 4 and the inverter 3 based on accelerator opening information and other vehicle information, information from the engine 4, and information from the battery ECU 9, and also prevents overcharge, overdischarge, overload, and the like of the battery. .
[0016]
The battery ECU 9 receives a signal from the control ECU 1 and determines whether the vehicle is traveling, parked or stopped, and according to each state, the control ECU 1 controls the engine 4 and the inverter 3 based on information from the battery pack system 2. The motor 6 is controlled. This is to protect the battery from overcharge and overdischarge.
[0017]
Note that the assembled battery system in this embodiment has a general Li-ion secondary battery capacity of 6 Ah and a nominal voltage of 3.6 V in series with 80 cells, and the vehicle has a body weight of 1.2 t.
[0018]
FIG. 2 shows a detailed view of the battery pack system of the present embodiment. C1 to C80 are 80 cells of the Li-ion secondary battery, and each cell has an s. o. c. Resistors R1 to R80 for variation correction are provided, and a switch 11 and a display 12 are also provided.
[0019]
By operating the switch 11, the control ECU 1 is notified of whether the state of charge is maintained at a higher level, the state of charge is maintained at a lower level, or an intermediate state between them.
[0020]
The display 12 is a means for notifying the driver that the battery has been set.
[0021]
The switch 11 and the display 12 are mounted at a position where the driver in the driver's seat 10 can easily operate and visually recognize the switch.
[0022]
The battery ECU 9 obtains the battery voltage information, the battery temperature information, and the charge / discharge current information from the voltage detection means 15, the temperature detection means 16, and the current detection means 17, and sends a charge permission signal, a discharge permission signal, and information on a recommended action to the control ECU. Output. The charge permission signal is a signal indicating that the battery pack is in a chargeable state, and is output when the battery voltage is 320 V or less. The discharge permission signal is a signal indicating that the battery pack is in a dischargeable state, and is output when the battery voltage is 200 V or more. The recommended action is the management target s. o. c. For the current s. o. c. If the value is low, the information indicates the charge, and if the value is high, the information indicates the discharge.
[0023]
Further, in the present invention, information relating to the setting of the switch 11 is obtained from the control ECU, and a signal output to the display 12 is output to the control ECU.
[0024]
Next, FIG. 3A shows the s.c. for each battery temperature at the beginning of use of the battery pack 2 used in the present embodiment. o. c. FIG. 3 (b) shows the assist capability with respect to s.c. for each battery temperature after traveling 50,000 km of the battery pack 2 used in this embodiment. o. c. FIG. 4 (a) shows the assist capability for the battery pack 2 used in the present embodiment as s. o. c. FIG. 4B shows the regenerative capacity of the battery pack 2 used in the present embodiment as s. o. c. Is shown as the regenerable electric energy.
[0025]
The assist capability was determined as the maximum amount of power at which the battery was discharged at a constant power of 30 kW at the maximum load of the motor at each battery temperature and charge state, and the battery voltage did not fall below 200 V and the battery temperature did not exceed 50 ° C. Note that 200 V is 2.5 V when converted to a single cell. In the case of a Li-ion battery, discharging to a voltage lower than this causes undesirable phenomena such as corrosion of the negative electrode and the like, in terms of battery life.
[0026]
On the other hand, the regenerative capacity was determined by charging the battery with the maximum regenerative capacity of 24 kW constant power and not exceeding 320 V and the amount of power at which the battery temperature did not exceed 50 ° C. as the maximum amount of power. Note that 320 V is 4 V in terms of a single cell, and in the case of Li ions, when the voltage exceeds this voltage, a phenomenon unfavorable to battery life such as a decomposition reaction of an electrolytic solution occurs.
[0027]
The upper limit temperature of 50 ° C. is a temperature upper limit provided to prevent thermal degradation of battery components and to prevent the active material from reacting with the electrolytic solution to ignite the battery. The 24 kW power charge is a value determined by the drive motor and inverter of the vehicle.
[0028]
The upper limit voltage, the lower limit voltage, and the upper limit temperature are values that vary depending on the battery design, and the power for charging and discharging is determined by the design of the motor and the inverter. In the present embodiment, the above values are used.
[0029]
The assist ability shown in FIG. 3 is required when the driving force is prioritized, and the regenerative ability shown in FIG. 4 is required when the fuel efficiency is prioritized.
[0030]
Next, the grounds for obtaining the assist capability required when the driving force is prioritized and the regenerative capability required when the fuel efficiency is prioritized will be described. The hybrid vehicle used in this embodiment has a vehicle weight of 1.2 t, an engine output of 60 kW, and a motor output of 30 kW.
[0031]
Here, when accelerating from a low speed to 100 km / h per hour, assuming that the motor output is 30 kW and the acceleration takes 20 seconds, assistance is required at 166 Wh at 20 seconds × 30 kW, and the maximum capacity of the motor is maintained for 20 seconds. For this purpose, an output of 166 Wh is required for 20 seconds.
[0032]
On the other hand, in the case of deceleration (if the deceleration time is sufficiently long), the regenerative output of the motor is about 24 kW. Here, about 20% (260 wh) of the kinetic energy of 1.3 kW of the vehicle can be regenerated, and if the regenerative output is 24 kW, the vehicle decelerates in 40 seconds. Note that energy that is not regenerated is converted into heat.
[0033]
In this way, in the state where the driving force is prioritized, the assist capability of 166 Wh is required in 20 seconds, and in the mode in which the fuel efficiency is prioritized, the regenerative capability of 260 Wh is required in 40 seconds.
[0034]
Next, such an s. o. c. Based on information on assist capacity and regenerative capacity for each battery, battery temperature, and battery deterioration state, a method to secure assist capacity in a state where drive power is prioritized, and regenerative capacity in a state where fuel efficiency is prioritized How to do it.
[0035]
As shown in FIG. 2, the battery ECU 9 obtains battery voltage information from the voltage detecting means 15, battery temperature information from the temperature detecting means 16, and charge / discharge current information from the current detecting means 17 while the vehicle is running. o. c. , Estimating the state of battery deterioration, battery temperature information, s. o. c. Using the estimated value and the estimated value related to battery deterioration, s. o. c. Control.
[0036]
Specifically, for example, when the battery temperature is 20 ° C. and the driving force is prioritized in a state where the battery in FIG. o. c. Needs to be set to around 55%. Here, when the driver switches the switch 11 from the state in which the fuel efficiency and the driving force are harmonized to the state in which the driving force is prioritized, the battery ECU 9 receives the information from the control ECU 1 and recognizes the change in the state.
[0037]
Next, the battery ECU 9 determines the state of deterioration of the battery, the estimated s. o. c. Ask for. In this case, there is almost no deterioration and the battery temperature is 20 ° C., so that FIG. o. c. Is 55%.
[0038]
The battery ECU estimates the current s. o. c. And goal s. o. c. If the target is low, a signal recommending charging is sent to the control ECU, and the estimated s. o. c. Is the target s. o. c. In the case of exceeding, the display 12 informs the driver of the drive priority state. The above is the specific operation in the case of giving priority to driving, but the same can be achieved in the case of giving priority to fuel efficiency.
[0039]
Next, at 0 ° C. and 20 ° C., the driving force priority state and the fuel consumption priority state according to the present invention in the initial state where the vehicle does not travel much and the state where the vehicle has traveled 50,000 km are described as s. o. c. Shows the regenerative ability and assist ability in a state where is fixed at 50%.
[0040]
Here, FIG. 5 shows the initial driving force at 20 ° C., FIG. 6 shows the driving force after traveling at 50,000 km at 20 ° C., FIG. 7 shows the initial driving force at 0 ° C., and FIG. , A state in which fuel efficiency is prioritized, and a state in which fuel efficiency and driveability are harmonized as a conventional example.
[0041]
As is clear from these figures, as compared with the state in which the driving force and the fuel efficiency are harmonized, the securing of the assist capability is surely achieved with the priority of the driving force according to the present invention, and the securing of the regenerative capability is reliably secured with the priority of the fuel efficiency according to the present invention. Has been achieved.
[0042]
In addition, under the above conditions, necessary regenerative ability and assist ability are secured. o. c. However, these results were obtained because of the presence of the s.c., but the required regenerative and assisting abilities were secured under conditions such as −20 ° C. o. c. Does not exist, the driver can know that the condition has not been achieved by the display device.
[0043]
On the other hand, in the conventional example, s. o. c. Is maintained at 50%, the assist ability and the regenerative ability fluctuate depending on the battery temperature and the deterioration state of the battery, do not become constant, and further, there is no means for knowing the current assist ability and the regenerative ability. s. o. c. Although control is performed to maintain 50%, when regeneration is concentrated or assist is concentrated, s. o. c. However, there is no means for knowing a decrease in assist force or a decrease in regenerative ability due to the deviation.
[0044]
Further, Table 1 shows a comparison of fuel efficiency between the conventional example and the fuel efficiency priority mode according to the present embodiment. The fuel efficiency was evaluated at a temperature of 5 ° C., traveling 10 km in an urban area, traveling 40 km in an urban highway, and traveling 15 km on a mountain road.
[0045]
[Table 1]

[0046]
As is clear from Table 1, improvement in fuel efficiency can be achieved by using regenerative energy preferentially. In this evaluation, measurement was performed in a state of giving priority to fuel efficiency, but it is possible to achieve both drive performance and improvement in fuel efficiency by appropriately switching to drive priority at the driver's discretion.
[0047]
Further, in the present embodiment, two positions of the driving force priority state and the fuel consumption priority state are provided. However, a point where the regenerative ability and the assist ability become 260: 166 is added as a point at which both the fuel consumption and the driving are compatible. Is also good. This ratio can be set arbitrarily.
[0048]
In addition, the convenience can be further improved by the function of setting the regenerative power arbitrarily and the function of arbitrarily setting the assist power by setting the setting switch to a slide type volume.
[0049]
Further, when the vehicle enters high-speed driving after acceleration is completed, the probability of requesting acceleration performance is reduced. Therefore, the convenience is further improved by providing a function of automatically switching from assist priority to fuel efficiency priority based on the vehicle speed.
[0050]
【The invention's effect】
With such a configuration, it is possible to secure the assisting ability at the time of overtaking, confirm by the driver, and improve the fuel efficiency, thereby improving the convenience of the hybrid vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a hybrid electric vehicle according to an embodiment; FIG. 2 is a configuration diagram of an assembled battery system according to the embodiment; FIG. o. c. (B) Relationship between s.c. after running 50,000 km of the battery pack in this embodiment. o. c. FIG. 4A is a diagram showing the initial regenerative capacity of the battery pack in the present embodiment, and FIG. 4B is a diagram showing the regenerative capacity of the battery pack in the present embodiment after traveling 50,000 km. 5 is a diagram showing the regenerative ability and the assist ability of the present embodiment and the conventional example at 20 ° C. and the initial stage. FIG. 7 is a diagram showing the regenerative ability and the assist ability of the present embodiment and the conventional example at 0 ° C. and the initial stage. Diagrams [Description of symbols]
1 Control ECU
2 Battery pack system 3 Inverter 4 Engine 5 Transmission 6 Motor 7 Wheels 8 Differential gear 9 Battery ECU
Reference Signs List 10 Driver's seat 11 Mode changeover switch 12 Display 13 Multiplexer 14 Resistance discharger 15 Voltage detecting means 16 Temperature detecting means 17 Current detecting means

Claims

駆動力源と、モーターと、発電機と蓄電池から構成され、駆動力源からの出力の一部と回生電力の少なくとも一方で該蓄電池を充電し、該蓄電池を放電することによって駆動力を得るハイブリッド自動車において、蓄電池の充電状態を高めに維持する状態と、低めに維持する状態と、それらの中間的な状態のうち少なくとも２つ以上の状態を設定する設定手段を有するハイブリッド自動車。A hybrid that includes a driving power source, a motor, a generator, and a storage battery, and that charges the storage battery and / or discharges the storage battery to at least one of at least a part of output from the driving power source and regenerative power to obtain driving power. A hybrid vehicle having setting means for setting at least two or more of a state in which the state of charge of the storage battery is maintained at a higher level, a state in which the storage battery is maintained at a lower level, and an intermediate state therebetween.

設定手段が運転手の操作可能な部位に設置されている請求項１記載のハイブリッド自動車。The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the setting unit is provided at a position where the driver can operate.

蓄電池の充電状態を表示する表示手段を有する請求項１に記載のハイブリッド自動車。The hybrid vehicle according to claim 1, further comprising a display unit that displays a state of charge of the storage battery.

選択される状態が燃費優先状態から駆動力を優先する状態まで連続的に設定可能な請求項１記載のハイブリッド自動車。The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the selected state can be continuously set from a fuel efficiency priority state to a driving force priority state.

蓄電池の充電状態が設定手段と、電池温度もしくは／及び車速により決定される請求項１記載のハイブリッド自動車。2. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the state of charge of the storage battery is determined by the setting means and the battery temperature and / or the vehicle speed.