JP2021138153A - Control device of hybrid system - Google Patents

Control device of hybrid system Download PDF

Info

Publication number
JP2021138153A
JP2021138153A JP2020034457A JP2020034457A JP2021138153A JP 2021138153 A JP2021138153 A JP 2021138153A JP 2020034457 A JP2020034457 A JP 2020034457A JP 2020034457 A JP2020034457 A JP 2020034457A JP 2021138153 A JP2021138153 A JP 2021138153A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
power
power generation
battery
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020034457A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7424864B2 (en
Inventor
稜治 山本
Ryoji Yamamoto
稜治 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihatsu Motor Co Ltd filed Critical Daihatsu Motor Co Ltd
Priority to JP2020034457A priority Critical patent/JP7424864B2/en
Publication of JP2021138153A publication Critical patent/JP2021138153A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7424864B2 publication Critical patent/JP7424864B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

To provide a control device of a hybrid system which can enhance NV characteristics at charging time of a battery due to electric power generation of a power generation motor while securing a use range of SOC largely.SOLUTION: An operation point of an engine is moved so that engine rpm reduces as vehicle speed is low in a high efficient region in which engine torque is larger than an optimal fuel consumption line when a battery for driving is charged with electric power generation power of a power generation motor. First of all, the operation point of the engine is moved along an equal power line if reducing the engine rpm. The operation point of the engine is moved along the maximum torque line when reducing the engine rpm even after the engine torque reaches the maximum torque.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、車両に搭載されるハイブリッドシステムの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid system mounted on a vehicle.

従来、ハイブリッドシステムを駆動系に採用した車両、いわゆるハイブリッド車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）が知られている。たとえば、シリーズ方式のハイブリッド車では、エンジンの動力が発電用のモータで電力に変換され、その電力で駆動用のモータが駆動されて、駆動用のモータの動力が駆動輪に伝達される。 Conventionally, a vehicle using a hybrid system as a drive system, a so-called hybrid vehicle (HV), is known. For example, in a series hybrid vehicle, the power of the engine is converted into electric power by a motor for power generation, the driving motor is driven by the electric power, and the power of the driving motor is transmitted to the drive wheels.

ハイブリッド車には、駆動用のモータの駆動のための電力を蓄えるバッテリが備えられている。バッテリの充電状態（充電容量に対する充電残量の比率）を示すＳＯＣ（State Of Charge）がその使用範囲の下限値に近づくと、バッテリの保護のために、発電用のモータによりバッテリが強制的に充電される。この強制充電は、緊急的に行うものであるため、燃費よりも、モータからの高い出力（電力）での充電が優先される。そのため、エンジン回転数が高くなり、ＮＶ（ノイズバイブレーション）特性が悪化する。 Hybrid vehicles are equipped with a battery that stores electric power to drive a driving motor. When the SOC (State Of Charge), which indicates the state of charge of the battery (the ratio of the remaining charge to the charge capacity) approaches the lower limit of the usage range, the battery is forced by the power generation motor to protect the battery. It will be charged. Since this forced charging is performed urgently, charging with a high output (electric power) from the motor is prioritized over fuel efficiency. Therefore, the engine speed becomes high and the NV (noise vibration) characteristics deteriorate.

そこで、強制充電を開始する閾値、つまりＳＯＣの使用範囲の下限値を高めに設定して、強制充電時のモータ出力を低く制限することにより、強制充電中のＮＶを低減することが提案されている。しかし、強制充電を開始する閾値を高くすると、ＳＯＣの使用範囲が小さくなり、エンジンを停止してバッテリからの電力で駆動用のモータを駆動させて走行するＥＶ走行時間が短くなり、燃費が悪化する。 Therefore, it has been proposed to reduce the NV during forced charging by setting the threshold value for starting forced charging, that is, the lower limit of the SOC usage range to a high value, and limiting the motor output during forced charging to a low level. There is. However, if the threshold value for starting forced charging is increased, the usage range of the SOC becomes smaller, the EV running time when the engine is stopped and the driving motor is driven by the electric power from the battery is shortened, and the fuel consumption is deteriorated. do.

特開２００９−２４８９１３号公報JP-A-2009-248913

本発明の目的は、ＳＯＣの使用範囲を大きく確保しつつ、発電モータの発電によるバッテリの充電時のＮＶ特性の向上を図ることができる、ハイブリッドシステムの制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a control device for a hybrid system capable of improving NV characteristics at the time of charging a battery by power generation of a power generation motor while ensuring a large range of use of SOC.

前記の目的を達成するため、本発明に係るハイブリッドシステムの制御装置は、車両に搭載されて、バッテリと、エンジンと、前記エンジンの動力で発電する発電モータとを備えるハイブリッドシステムを制御する制御装置であって、前記エンジンの出力が等しくなる前記エンジンのエンジン回転数と前記エンジンのエンジントルクとの関係を示す等パワーライン、前記エンジントルクが最大となる前記エンジン回転数を示す最大トルクライン、ならびに、前記エンジンまたは前記ハイブリッドシステムのエネルギ効率が所定以上となる前記エンジン回転数および前記エンジントルクの組合せが含まれる高効率領域を記憶する記憶手段と、前記発電モータの発電による前記バッテリの充電時に、前記エンジンの駆動を制御して、前記エンジンの動作点を前記高効率領域で前記車両の状況に応じて移動させるエンジン制御手段と、を含み、前記エンジン制御手段は、前記エンジン回転数を低減させる場合、前記動作点を前記等パワーラインに沿って移動させ、前記エンジントルクが最大トルクに到達した後、前記エンジン回転数をさらに低減させる場合には、前記動作点を前記最大トルクラインに沿って移動させる。 In order to achieve the above object, the control device of the hybrid system according to the present invention is a control device mounted on a vehicle and controlling a hybrid system including a battery, an engine, and a power generation motor that generates power by the power of the engine. A power line indicating the relationship between the engine speed of the engine and the engine torque of the engine at which the outputs of the engines are equal, a maximum torque line indicating the engine speed at which the engine torque is maximized, and a maximum torque line indicating the engine speed at which the engine torque is maximized. A storage means for storing a high-efficiency region including a combination of the engine speed and the engine torque at which the energy efficiency of the engine or the hybrid system is equal to or higher than a predetermined value, and when the battery is charged by the power generation of the power generation motor. The engine control means includes an engine control means for controlling the drive of the engine to move the operating point of the engine in the high efficiency region according to the situation of the vehicle, and the engine control means reduces the engine rotation speed. In this case, when the operating point is moved along the isopower line and the engine speed is further reduced after the engine torque reaches the maximum torque, the operating point is moved along the maximum torque line. Move.

車両の状況は、たとえば、車両の車速であってもよいし、車両に設けられたアクセルペダル（スロットルバルブ）の開度であってもよいし、バッテリのＳＯＣであってもよいし、これらのうちの複数の組合せであってもよい。 The state of the vehicle may be, for example, the vehicle speed of the vehicle, the opening degree of the accelerator pedal (throttle valve) provided in the vehicle, the SOC of the battery, or these. It may be a combination of a plurality of them.

この構成によれば、記憶手段には、等パワーライン、最大トルクラインおよび高効率領域が記憶されている。等パワーラインは、エンジンの出力が等しくなるエンジン回転数とエンジントルクとの関係を示す特性線である。最大トルクラインは、エンジントルクが最大となるエンジン回転数を示す特性線である。高効率領域は、エンジンまたはハイブリッドシステムのエネルギ効率が所定以上となるエンジン回転数およびエンジントルクの組合せが含まれる領域である。 According to this configuration, the storage means stores the equal power line, the maximum torque line, and the high efficiency region. The equal power line is a characteristic line showing the relationship between the engine speed and the engine torque at which the output of the engine becomes equal. The maximum torque line is a characteristic line indicating the engine speed at which the engine torque is maximized. The high efficiency region is a region including a combination of engine speed and engine torque that makes the energy efficiency of the engine or hybrid system equal to or higher than a predetermined value.

発電モータの発電電力でバッテリが充電されるときには、高効率領域において、エンジンの動作点が車両の状況に応じて移動するように、エンジンの駆動が制御される。たとえば、車両の走行中は、車速が低いほどエンジン回転数が低下するように、エンジンの動作点を移動させることにより、バッテリの充電中のエンジン音をロードノイズ（走行による振動および騒音）でマスクすることができる。車速が低い場合でも、登坂などでアクセルペダルが踏み増しされている状況では、エンジン音が大きくてもユーザが気になりにくいので、エンジン回転数を高くすることにより、バッテリの充電残量を早期に回復させることができる。 When the battery is charged by the generated power of the power generation motor, the drive of the engine is controlled so that the operating point of the engine moves according to the situation of the vehicle in the high efficiency region. For example, by moving the operating point of the engine so that the engine speed decreases as the vehicle speed decreases while the vehicle is running, the engine noise during battery charging is masked by road noise (vibration and noise due to running). can do. Even when the vehicle speed is low, when the accelerator pedal is being stepped on due to climbing a slope, the user is less likely to notice even if the engine noise is loud, so by increasing the engine speed, the remaining charge of the battery can be shortened. Can be restored to.

また、エンジンの動作点が高効率領域に設定されることにより、燃費の向上を図ることができる。 Further, by setting the operating point of the engine in the high efficiency region, it is possible to improve the fuel efficiency.

エンジン回転数が低減される場合、まず、エンジンの動作点が等パワーラインに沿って移動される。これにより、発電モータの発電パワーを確保することができる。エンジントルクが最大トルクに達してもなお、エンジン回転数を低減させる場合は、エンジンの動作点が最大トルクラインに沿って移動される。これにより、発電モータの発電パワーを可能な限り大きく保持しつつ、エンジン回転をさらに低減させることができる。 When the engine speed is reduced, the operating point of the engine is first moved along the equipower line. As a result, the power generation power of the power generation motor can be secured. Even if the engine torque reaches the maximum torque, if the engine speed is reduced, the operating point of the engine is moved along the maximum torque line. As a result, the engine speed can be further reduced while maintaining the generated power of the power generation motor as large as possible.

よって、発電モータの発電電力によるバッテリの充電時に、車両の状況に応じてエンジンの動作点を移動させて、ユーザがエンジン音を気にならないようにすることにより、ＮＶ特性の向上を図ることができる。その結果、バッテリのＳＯＣの使用範囲の下限値を高く設定する必要がないので、ＳＯＣの使用範囲を大きく確保して、燃費の向上を図ることができる。 Therefore, when charging the battery with the generated power of the power generation motor, the operating point of the engine can be moved according to the vehicle conditions so that the user does not mind the engine sound, thereby improving the NV characteristics. can. As a result, since it is not necessary to set a high lower limit value of the SOC usage range of the battery, it is possible to secure a large SOC usage range and improve fuel efficiency.

本発明によれば、ＳＯＣの使用範囲を大きく確保しつつ、発電モータの発電によるバッテリの充電時のＮＶ特性の向上を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the NV characteristics at the time of charging the battery by the power generation of the power generation motor while ensuring a large range of use of the SOC.

本発明の一実施形態に係るハイブリッドシステムが搭載された電動車両の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric vehicle which mounted the hybrid system which concerns on one Embodiment of this invention. 駆動用バッテリのＳＯＣの時間変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change of SOC of a drive battery. エンジンの等パワーライン、最大トルクラインおよび最適燃費線を示す図である。It is a figure which shows the equal power line, the maximum torque line and the optimum fuel consumption line of an engine.

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

＜電動車両＞
図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッドシステム２が搭載された電動車両１の構成を示すブロック図である。 <Electric vehicle>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electric vehicle 1 equipped with a hybrid system 2 according to an embodiment of the present invention.

電動車両１は、シリーズ方式のハイブリッドシステム２を搭載している。ハイブリッドシステム２には、エンジン（ＥＮＧ）１１、発電モータ（ＭＧ１）１２、駆動モータ（ＭＧ２）１３、駆動用バッテリ１４およびＰＣＵ（Power Control Unit：パワーコントロールユニット）１５が含まれる。 The electric vehicle 1 is equipped with a series-type hybrid system 2. The hybrid system 2 includes an engine (ENG) 11, a power generation motor (MG1) 12, a drive motor (MG2) 13, a drive battery 14, and a PCU (Power Control Unit) 15.

エンジン１１は、たとえば、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンである。エンジン１１のクランクシャフト２１には、エンジン出力ギヤ２２がクランクシャフト２１と一体に回転するように設けられている。 The engine 11 is, for example, a gasoline engine or a diesel engine. The crankshaft 21 of the engine 11 is provided so that the engine output gear 22 rotates integrally with the crankshaft 21.

発電モータ１２は、たとえば、永久磁石同期モータからなる。発電モータ１２の回転軸２３には、発電モータギヤ２４が一体に回転するように設けられている。発電モータギヤ２４は、エンジン出力ギヤ２２と噛合している。発電モータ１２は、エンジン１１の停止時に、エンジン１１をクランキングさせるスタータモータとして使用される。エンジン１１の始動後、発電モータ１２は、エンジン１１の動力を電力に変換する発電機として機能する。 The power generation motor 12 includes, for example, a permanent magnet synchronous motor. The rotating shaft 23 of the power generation motor 12 is provided so that the power generation motor gear 24 rotates integrally. The power generation motor gear 24 meshes with the engine output gear 22. The power generation motor 12 is used as a starter motor for cranking the engine 11 when the engine 11 is stopped. After starting the engine 11, the power generation motor 12 functions as a generator that converts the power of the engine 11 into electric power.

駆動モータ１３は、たとえば、発電モータ１２よりも大型の永久磁石同期モータからなる。駆動モータ１３の回転軸２５には、モータ出力ギヤ２６が回転軸２５と一体回転するように設けられている。 The drive motor 13 is composed of, for example, a permanent magnet synchronous motor larger than the power generation motor 12. The rotary shaft 25 of the drive motor 13 is provided so that the motor output gear 26 rotates integrally with the rotary shaft 25.

モータ出力ギヤ２６は、電動車両１に搭載されている動力伝達機構３に結合されている。動力伝達機構３には、カウンタ軸３１、カウンタギヤ３２、出力ギヤ３３およびデファレンシャルギヤ３４が含まれる。カウンタ軸３１は、駆動モータ１３の回転軸２５と平行に設けられている。カウンタギヤ３２および出力ギヤ３３は、カウンタ軸３１に一体に回転するように設けられている。出力ギヤ３３は、デファレンシャルギヤ３４のリングギヤ３５と噛合している。モータ出力ギヤ２６は、カウンタギヤ３２と噛合している。 The motor output gear 26 is coupled to a power transmission mechanism 3 mounted on the electric vehicle 1. The power transmission mechanism 3 includes a counter shaft 31, a counter gear 32, an output gear 33, and a differential gear 34. The counter shaft 31 is provided in parallel with the rotating shaft 25 of the drive motor 13. The counter gear 32 and the output gear 33 are provided so as to rotate integrally with the counter shaft 31. The output gear 33 meshes with the ring gear 35 of the differential gear 34. The motor output gear 26 meshes with the counter gear 32.

駆動モータ１３の動力は、モータ出力ギヤ２６、カウンタギヤ３２および出力ギヤ３３を介して、デファレンシャルギヤ３４に伝達される。そして、デファレンシャルギヤ３４に伝達された動力は、電動車両１の左右のドライブシャフト４を介して、左右の駆動輪５に伝達される。これにより、左右の駆動輪５が回転し、電動車両１が前進または後進走行する。 The power of the drive motor 13 is transmitted to the differential gear 34 via the motor output gear 26, the counter gear 32, and the output gear 33. Then, the power transmitted to the differential gear 34 is transmitted to the left and right drive wheels 5 via the left and right drive shafts 4 of the electric vehicle 1. As a result, the left and right drive wheels 5 rotate, and the electric vehicle 1 travels forward or backward.

駆動用バッテリ１４は、複数の二次電池（たとえば、リチウムイオン電池）を組み合わせた組電池である。駆動用バッテリ１４は、たとえば、約２００〜３５０Ｖ（ボルト）の直流電力を出力する。 The drive battery 14 is an assembled battery in which a plurality of secondary batteries (for example, a lithium ion battery) are combined. The drive battery 14 outputs, for example, DC power of about 200 to 350 V (volts).

ＰＣＵ１５は、発電モータ１２および駆動モータ１３の駆動を制御するためのユニットであり、第１インバータ（ＭＧ１ ＩＮＶ）４１、第２インバータ（ＭＧ２ ＩＮＶ）４２および昇圧コンバータ（ＢｓｔＣＯＮＶ）４３を備えている。 The PCU 15 is a unit for controlling the drive of the power generation motor 12 and the drive motor 13, and includes a first inverter (MG1 INV) 41, a second inverter (MG2 INV) 42, and a boost converter (BstCONV) 43.

電動車両１の加速走行時には、駆動モータ１３が力行運転されて、駆動モータ１３が力行のための動力を発生する。このとき、駆動用バッテリ１４から出力される直流電力が昇圧コンバータ４３により必要に応じて昇圧されて、昇圧コンバータ４３から出力される直流電力が第２インバータ４２で交流電力に変換され、その交流電力が駆動モータ１３に供給される。これにより、駆動用バッテリ１４の電力が消費される。 When the electric vehicle 1 is accelerating, the drive motor 13 is power-running, and the drive motor 13 generates power for power-running. At this time, the DC power output from the drive battery 14 is boosted as necessary by the boost converter 43, and the DC power output from the boost converter 43 is converted into AC power by the second inverter 42, and the AC power is converted into AC power. Is supplied to the drive motor 13. As a result, the power of the drive battery 14 is consumed.

また、エンジン１１の始動時には、駆動用バッテリ１４から出力される直流電力が昇圧コンバータ４３により昇圧されて、昇圧された直流電力が第１インバータ４１で交流電力に変換され、交流電力が発電モータ１２に供給される。これにより、発電モータ１２がモータリング運転されて、エンジン１１が発電モータ１２によりモータリングされる。このモータリングによりエンジン１１のクランクシャフトが回転し、その回転数が始動に必要な回転数まで上昇すると、エンジン１１の点火プラグがスパークされて、エンジン１１が始動される。 Further, when the engine 11 is started, the DC power output from the drive battery 14 is boosted by the boost converter 43, the boosted DC power is converted into AC power by the first inverter 41, and the AC power is converted into AC power by the power generation motor 12. Is supplied to. As a result, the power generation motor 12 is motorized, and the engine 11 is motorized by the power generation motor 12. This motoring causes the crankshaft of the engine 11 to rotate, and when the rotation speed rises to the rotation speed required for starting, the spark plug of the engine 11 is sparked and the engine 11 is started.

エンジン１１が動作している状態で、発電モータ１２が発電運転されることにより、発電モータ１２が交流電力を発生する。発電モータ１２が発電する交流電力は、第１インバータ４１により、直流電力に変換される。そして、第１インバータ４１から出力される直流電力が第２インバータ４２で交流電力に変換され、交流電力が駆動モータ１３に供給される。また、駆動モータ１３への電力の供給が不要なときには、第１インバータ４１から出力される直流電力が昇圧コンバータ４３で降圧されて、降圧後の直流電力が駆動用バッテリ１４に供給されることにより、駆動用バッテリ１４が充電される。 When the power generation motor 12 is operated to generate power while the engine 11 is operating, the power generation motor 12 generates AC power. The AC power generated by the power generation motor 12 is converted into DC power by the first inverter 41. Then, the DC power output from the first inverter 41 is converted into AC power by the second inverter 42, and the AC power is supplied to the drive motor 13. When it is not necessary to supply the electric power to the drive motor 13, the DC power output from the first inverter 41 is stepped down by the boost converter 43, and the DC power after the step-down is supplied to the drive battery 14. , The drive battery 14 is charged.

電動車両１の減速走行時には、駆動モータ１３が回生運転されて、駆動輪５から駆動モータ１３に伝達される動力が交流電力に変換される。このとき、駆動モータ１３が走行駆動系の抵抗となり、その抵抗が電動車両１を制動する制動力（回生制動力）として作用する。駆動モータ１３が発生する交流電力は、第２インバータ４２により、直流電力に変換される。そして、第２インバータ４２から出力される直流電力が昇圧コンバータ４３で降圧されて、降圧後の直流電力が駆動用バッテリ１４に供給されることにより、駆動用バッテリ１４が充電される。 When the electric vehicle 1 decelerates, the drive motor 13 is regeneratively operated, and the power transmitted from the drive wheels 5 to the drive motor 13 is converted into AC power. At this time, the drive motor 13 becomes a resistance of the traveling drive system, and the resistance acts as a braking force (regenerative braking force) for braking the electric vehicle 1. The AC power generated by the drive motor 13 is converted into DC power by the second inverter 42. Then, the DC power output from the second inverter 42 is stepped down by the boost converter 43, and the DC power after the step-down is supplied to the drive battery 14, so that the drive battery 14 is charged.

また、電動車両１には、マイコン（マイクロコントローラユニット）５１を含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）６が備えられている。マイコン５１には、たとえば、ＣＰＵ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリおよびＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリが内蔵されている。図１には、１つのＥＣＵ６のみが示されているが、電動車両１には、各部を制御するため、ＥＣＵ６と同様の構成を有する複数のＥＣＵが搭載されている。ＥＣＵ６を含む複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。 Further, the electric vehicle 1 is provided with an ECU (Electronic Control Unit) 6 having a configuration including a microcomputer (microcontroller unit) 51. The microcomputer 51 contains, for example, a non-volatile memory such as a CPU and a flash memory, and a volatile memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory). Although only one ECU 6 is shown in FIG. 1, the electric vehicle 1 is equipped with a plurality of ECUs having the same configuration as the ECU 6 in order to control each part. A plurality of ECUs including the ECU 6 are connected so as to be capable of bidirectional communication by a CAN (Controller Area Network) communication protocol.

＜強制充電＞
図２は、駆動用バッテリ１４のＳＯＣの時間変化の一例を示す図である。 <Forced charging>
FIG. 2 is a diagram showing an example of a time change of the SOC of the drive battery 14.

電動車両１のイグニッションスイッチがオンである間、ＥＣＵ６により、駆動用バッテリ１４の充電状態（充電容量に対する充電残量の比率）を示すＳＯＣ（State Of Charge）が監視されている。 While the ignition switch of the electric vehicle 1 is on, the ECU 6 monitors the SOC (State Of Charge) indicating the charge state (ratio of the remaining charge amount to the charge capacity) of the drive battery 14.

駆動用バッテリ１４には、その使用範囲がＳＯＣの範囲として設定されている。たとえば、エンジン１１を停止して駆動用バッテリ１４からの電力で駆動モータ１３を駆動させて走行するＥＶ走行が続くと、駆動用バッテリ１４のＳＯＣ（実ＳＯＣ）が低下する。駆動用バッテリ１４のＳＯＣが駆動用バッテリ１４の使用範囲の下限である下限ＳＯＣまで低下すると、駆動用バッテリ１４の保護のために、駆動用バッテリ１４の強制充電が開始される（時刻Ｔ１）。 The range of use of the drive battery 14 is set as the SOC range. For example, if the engine 11 is stopped and the drive motor 13 is driven by the electric power from the drive battery 14 to continue the EV traveling, the SOC (actual SOC) of the drive battery 14 decreases. When the SOC of the drive battery 14 drops to the lower limit SOC which is the lower limit of the usage range of the drive battery 14, forced charging of the drive battery 14 is started to protect the drive battery 14 (time T1).

強制充電では、エンジン１１が始動されて、発電モータ１２が発電運転されることにより、発電モータ１２の発電電力で駆動用バッテリ１４が充電される。駆動用バッテリ１４の充電が進み、駆動用バッテリ１４のＳＯＣが駆動用バッテリ１４の使用範囲の中央である制御中央ＳＯＣまで上昇すると、発電モータ１２の発電運転が停止され、駆動用バッテリ１４の強制充電が終了される（時刻Ｔ３）。発電モータ１２の発電運転の停止に伴い、エンジン１１も停止される。 In the forced charging, the engine 11 is started and the power generation motor 12 is operated to generate power, so that the drive battery 14 is charged by the power generated by the power generation motor 12. When the charging of the drive battery 14 progresses and the SOC of the drive battery 14 rises to the control center SOC which is the center of the usage range of the drive battery 14, the power generation operation of the power generation motor 12 is stopped and the drive battery 14 is forced. Charging is completed (time T3). When the power generation operation of the power generation motor 12 is stopped, the engine 11 is also stopped.

＜強制充電時のエンジン制御＞
図３は、エンジン１１の等パワーライン、最大トルクラインおよび最適燃費線を示す図である。 <Engine control during forced charging>
FIG. 3 is a diagram showing an equal power line, a maximum torque line, and an optimum fuel consumption line of the engine 11.

エンジン１１は、最良の熱効率が達成されるエンジン回転数とエンジントルクとの関係を有している。燃費の観点からは、駆動用バッテリ１４の強制充電時には、その最良の熱効率が達成される高効率点Ｐでエンジン１１が動作するように、エンジン１１が制御されることが好ましい。図３には、等燃費消費率におけるエンジン１１の回転数（エンジン回転数）とエンジン１１のトルク（エンジントルク）の位置をプロットした等高線である等燃料消費率線が併せて示されている。 The engine 11 has a relationship between the engine speed and the engine torque in which the best thermal efficiency is achieved. From the viewpoint of fuel efficiency, it is preferable that the engine 11 is controlled so that the engine 11 operates at the high efficiency point P where the best thermal efficiency is achieved when the drive battery 14 is forcibly charged. FIG. 3 also shows an equal fuel consumption rate line, which is a contour line plotting the positions of the engine 11 rotation speed (engine rotation speed) and the engine 11 torque (engine torque) in the equal fuel consumption rate.

しかし、高効率点Ｐでは、エンジン回転数が高いため、電動車両１の車速によっては、ＮＶ（ノイズバイブレーション）特性が悪化する。 However, at the high efficiency point P, since the engine speed is high, the NV (noise vibration) characteristics deteriorate depending on the vehicle speed of the electric vehicle 1.

そこで、ＥＣＵ６は、駆動用バッテリ１４の強制充電時のエンジン１１の制御において、車速に応じたエンジン１１の動作点を設定し、その動作点でエンジン１１が動作するように、エンジン１１を制御する。エンジン１１の動作線の設定には、等パワーラインおよびエンジン最大トルクラインが用いられる。 Therefore, in the control of the engine 11 at the time of forced charging of the drive battery 14, the ECU 6 sets the operating point of the engine 11 according to the vehicle speed, and controls the engine 11 so that the engine 11 operates at the operating point. .. An equal power line and an engine maximum torque line are used to set the operation line of the engine 11.

ＥＣＵ６のマイコン５１に内蔵されている不揮発性メモリには、等パワーライン、エンジン最大トルクラインおよび最適燃費線がそれぞれマップの形態で記憶されている。等パワーラインは、エンジン１１の出力が等しくなるエンジン回転数とエンジントルクとの関係を示す特性線である。エンジン最大トルクラインは、エンジントルクが最大となるエンジン回転数を示す特性線である。最適燃費線は、最良の熱効率が達成されるエンジン回転数とエンジントルクとの関係を示す特性線である。 The non-volatile memory built in the microcomputer 51 of the ECU 6 stores the equal power line, the maximum engine torque line, and the optimum fuel consumption line in the form of a map. The equal power line is a characteristic line showing the relationship between the engine speed and the engine torque at which the outputs of the engines 11 are equal. The engine maximum torque line is a characteristic line indicating the engine speed at which the engine torque is maximized. The optimum fuel consumption line is a characteristic line showing the relationship between the engine speed and the engine torque in which the best thermal efficiency is achieved.

ＥＣＵ６は、最適燃費線よりもエンジントルクが大きい高効率領域において、車速が低いほどエンジン回転数が低下するように、エンジン１１の動作点を移動させる。具体的には、エンジン１１の動作点を等パワーラインに沿って移動させ、エンジントルクが最大トルクに到達した後、エンジン回転数をさらに低減させる場合には、動作点を最大トルクラインに沿って移動させる。 The ECU 6 moves the operating point of the engine 11 so that the engine speed decreases as the vehicle speed decreases in the high efficiency region where the engine torque is larger than the optimum fuel consumption line. Specifically, when the operating point of the engine 11 is moved along the equal power line and the engine speed is further reduced after the engine torque reaches the maximum torque, the operating point is moved along the maximum torque line. Move it.

＜作用効果＞
以上のように、ＥＣＵ６のマイコン５１には、等パワーラインおよび最大トルクラインが記憶されている。また、ＥＣＵ６のマイコン５１には、高効率領域を区画する最適燃費線が記憶されている（実質的に、高効率領域が記憶されている）。 <Effect>
As described above, the microcomputer 51 of the ECU 6 stores the equal power line and the maximum torque line. Further, the microcomputer 51 of the ECU 6 stores the optimum fuel consumption line for partitioning the high efficiency region (substantially, the high efficiency region is stored).

発電モータ１２の発電電力で駆動用バッテリ１４が充電されるときには、最適燃費線よりもエンジントルクが大きい高効率領域において、車速が低いほどエンジン回転数が低下するように、エンジン１１の動作点が移動される。これにより、駆動用バッテリ１４の充電中のエンジン音をロードノイズ（走行による振動および騒音）でマスクすることができる。 When the drive battery 14 is charged by the generated power of the power generation motor 12, the operating point of the engine 11 is set so that the engine speed decreases as the vehicle speed decreases in the high efficiency region where the engine torque is larger than the optimum fuel consumption line. Will be moved. As a result, the engine noise during charging of the drive battery 14 can be masked by road noise (vibration and noise due to running).

また、エンジン１１の動作点が高効率領域に設定されることにより、燃費の向上を図ることができる。 Further, by setting the operating point of the engine 11 in the high efficiency region, it is possible to improve the fuel efficiency.

エンジン回転数を低下させる場合、まず、エンジン１１の動作点が等パワーラインに沿って移動される。これにより、発電モータ１２の発電パワーを確保することができる。エンジントルクが最大トルクに達してもなお、エンジン回転数を低減させる場合は、エンジン１１の動作点が最大トルクラインに沿って移動される。これにより、発電モータ１２の発電パワーを可能な限り大きく保持しつつ、エンジン回転をさらに低減させることができる。 When lowering the engine speed, first, the operating point of the engine 11 is moved along the equal power line. As a result, the power generation power of the power generation motor 12 can be secured. Even if the engine torque reaches the maximum torque, if the engine speed is to be reduced, the operating point of the engine 11 is moved along the maximum torque line. As a result, the engine rotation can be further reduced while maintaining the generated power of the power generation motor 12 as large as possible.

よって、発電モータ１２の発電電力による駆動用バッテリ１４の強制充電時に、電動車両１の車速に応じてエンジンの動作点を移動させて、ユーザがエンジン音を気にならないようにすることにより、ＮＶ特性の向上を図ることができる。その結果、駆動用バッテリ１４のＳＯＣの使用範囲の下限値を高く設定する必要がないので、ＳＯＣの使用範囲を大きく確保して、燃費の向上を図ることができる。 Therefore, when the drive battery 14 is forcibly charged by the generated power of the power generation motor 12, the operating point of the engine is moved according to the vehicle speed of the electric vehicle 1 so that the user does not mind the engine sound. The characteristics can be improved. As a result, since it is not necessary to set a high lower limit value of the SOC usage range of the drive battery 14, it is possible to secure a large SOC usage range and improve fuel efficiency.

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。 <Modification example>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can also be implemented in other embodiments.

たとえば、前述の実施形態では、駆動用バッテリ１４の強制充電時に、電動車両１の車速に応じてエンジン１１の動作点を移動させるとしたが、車速を含めて、電動車両１の状況に応じてエンジン１１の動作点を移動させるとよい。車速が低い場合でも、登坂などでアクセルペダルが踏み込まれてアクセル開度が比較的大きい状況では、エンジン音が大きくてもユーザが気になりにくいので、エンジン回転数を高くなる動作点でエンジン１１を動作させることにより、駆動用バッテリ１４の充電残量を早期に回復させることができる。 For example, in the above-described embodiment, the operating point of the engine 11 is moved according to the vehicle speed of the electric vehicle 1 when the drive battery 14 is forcibly charged, but the operating point of the engine 11 is moved according to the situation of the electric vehicle 1 including the vehicle speed. It is advisable to move the operating point of the engine 11. Even when the vehicle speed is low, in a situation where the accelerator pedal is depressed and the accelerator opening is relatively large, such as when climbing a slope, the user is less likely to notice even if the engine noise is loud. By operating the above, the remaining charge of the drive battery 14 can be recovered at an early stage.

また、駆動用バッテリ１４の強制充電時に、駆動用バッテリ１４のＳＯＣが下限ＳＯＣと制御中央ＳＯＣとの間に設定される所定のＳＯＣまで回復した段階で、発電モータ１２の発電電力を減少させて、エンジン回転数を低く抑えてもよい。これにより、ユーザがエンジン音を一層気にならないようにすることができる。 Further, when the drive battery 14 is forcibly charged, the generated power of the power generation motor 12 is reduced when the SOC of the drive battery 14 recovers to a predetermined SOC set between the lower limit SOC and the control central SOC. , The engine speed may be kept low. This makes it possible for the user to be less concerned about the engine noise.

前述の実施形態では、シリーズ方式のハイブリッドシステム２を搭載した電動車両１を取り上げたが、本発明は、シリーズ・パラレル方式など、シリーズ方式以外の方式のハイブリッドシステムを搭載した電動車両に適用可能である。シリーズ・パラレル方式のハイブリッドシステムでは、たとえば、エンジンおよびモータが遊星歯車機構に接続されており、エンジンからの動力を分割してモータおよび駆動輪に振り分けることができ、エンジンからの動力およびモータからの動力を合成して駆動輪に伝達することができる。 In the above-described embodiment, the electric vehicle 1 equipped with the series system hybrid system 2 is taken up, but the present invention can be applied to an electric vehicle equipped with a hybrid system of a system other than the series system such as a series parallel system. be. In a series-parallel hybrid system, for example, the engine and motor are connected to a planetary gear mechanism, and the power from the engine can be split and distributed to the motor and drive wheels, and the power from the engine and from the motor. Power can be combined and transmitted to the drive wheels.

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made to the above-mentioned configuration within the scope of the matters described in the claims.

１：電動車両（車両）
２：ハイブリッドシステム
６：ＥＣＵ（制御装置、記憶手段、エンジン制御手段）
１１：エンジン
１２：発電モータ
１４：駆動用バッテリ（バッテリ）
５１：マイコン（記憶手段、エンジン制御手段） 1: Electric vehicle (vehicle)
2: Hybrid system 6: ECU (control device, storage means, engine control means)
11: Engine 12: Power generation motor 14: Drive battery (battery)
51: Microcomputer (storage means, engine control means)

Claims (1)

車両に搭載されて、バッテリと、エンジンと、前記エンジンの動力で発電する発電モータとを備えるハイブリッドシステムを制御する制御装置であって、
前記エンジンの出力が等しくなる前記エンジンのエンジン回転数と前記エンジンのエンジントルクとの関係を示す等パワーライン、前記エンジントルクが最大となる前記エンジン回転数を示す最大トルクライン、ならびに、前記エンジンまたは前記ハイブリッドシステムのエネルギ効率が所定以上となる前記エンジン回転数および前記エンジントルクの組合せが含まれる高効率領域を記憶する記憶手段と、
前記発電モータの発電による前記バッテリの充電時に、前記エンジンの駆動を制御して、前記エンジンの動作点を前記高効率領域で前記車両の状況に応じて移動させるエンジン制御手段と、を含み、
前記エンジン制御手段は、前記エンジン回転数を低減させる場合、前記動作点を前記等パワーラインに沿って移動させ、前記エンジントルクが最大トルクに到達した後、前記エンジン回転数をさらに低減させる場合には、前記動作点を前記最大トルクラインに沿って移動させる、制御装置。 A control device mounted on a vehicle that controls a hybrid system including a battery, an engine, and a power generation motor that generates electricity with the power of the engine.
An equal power line showing the relationship between the engine speed of the engine and the engine torque of the engine at which the outputs of the engines are equal, a maximum torque line showing the engine speed at which the engine torque is maximized, and the engine or A storage means for storing a high-efficiency region including a combination of the engine speed and the engine torque at which the energy efficiency of the hybrid system is equal to or higher than a predetermined value.
Includes an engine control means that controls the drive of the engine to move the operating point of the engine in the high efficiency region according to the situation of the vehicle when the battery is charged by the power generation of the power generation motor.
When the engine control means reduces the engine speed, the operating point is moved along the isopower line, and after the engine torque reaches the maximum torque, the engine speed is further reduced. Is a control device that moves the operating point along the maximum torque line.
JP2020034457A 2020-02-28 2020-02-28 Hybrid system control device Active JP7424864B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020034457A JP7424864B2 (en) 2020-02-28 2020-02-28 Hybrid system control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020034457A JP7424864B2 (en) 2020-02-28 2020-02-28 Hybrid system control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021138153A true JP2021138153A (en) 2021-09-16
JP7424864B2 JP7424864B2 (en) 2024-01-30

Family

ID=77667477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020034457A Active JP7424864B2 (en) 2020-02-28 2020-02-28 Hybrid system control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7424864B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7448892B2 (en) 2021-10-01 2024-03-13 ダイハツ工業株式会社 Control device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004036581A1 (en) 2004-07-28 2006-03-23 Robert Bosch Gmbh Method for operating a hybrid drive and apparatus for carrying out the method
JP5691997B2 (en) 2011-10-25 2015-04-01 トヨタ自動車株式会社 Hybrid car

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7448892B2 (en) 2021-10-01 2024-03-13 ダイハツ工業株式会社 Control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP7424864B2 (en) 2024-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003219564A (en) Controller for storage device in vehicle
JP5598555B2 (en) Vehicle and vehicle control method
JP2019069679A (en) Hybrid vehicle
US11358581B2 (en) Control system for hybrid vehicle
JP2007055473A (en) Hybrid vehicle and control method therefor
JP3841052B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP7309293B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP7424864B2 (en) Hybrid system control device
JP5617691B2 (en) Vehicle and vehicle control method
JP2012224215A (en) Hybrid vehicle
JP3894159B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE
JP2022073408A (en) Electric vehicle control device
JP7418912B2 (en) Hybrid system control device
JP7497124B2 (en) Electric vehicle control device
JP7433712B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP3925462B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE
JP2022084429A (en) Control device for hybrid vehicle
JP2011218854A (en) Start control device
CN114103927B (en) Control method of double-motor series-parallel hybrid electric vehicle
JP7087999B2 (en) Driving force control device for hybrid vehicles
JP2023059093A (en) Control device
JP7258417B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP7184459B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP5360585B2 (en) Hybrid vehicle
JP2022158519A (en) Control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221104

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230810

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230816

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231013

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240116

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240118

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7424864

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150