JP4175322B2 - vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、入出力制御装置および車両に関し、特に二次電池を搭載する車両に関する。 The present invention relates to an input / output control device and a vehicle, and particularly to a vehicle equipped with a secondary battery.
近年、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車等のように、車両推進用の駆動源としてモータを採用し、このモータを駆動する電力を蓄積する大容量の電池を搭載する自動車が登場している。 In recent years, vehicles such as electric vehicles, hybrid vehicles, and fuel cell vehicles that employ a motor as a driving source for vehicle propulsion and have a large-capacity battery that stores electric power for driving the motor have appeared. .
特開2000−2758号公報(特許文献1)には、電池の最大入出力電力を正確に推定でき、電池の寿命に悪影響を及ぼすことなく電池の使用範囲を拡大するための電池の最大入出力電力推定装置が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2758 (Patent Document 1) discloses a battery maximum input / output for accurately estimating the maximum input / output power of the battery and expanding the use range of the battery without adversely affecting the battery life. A power estimation apparatus is disclosed.
この最大入出力電力推定装置は、単に回生電流又は放電電流と電池の電圧特性との関係から最大入出力電力を推定するのではなく、電池の充電状態(SOC)から求めた開放電圧と電池の内部抵抗による電圧変動分及び充放電電流の変動に基づく動的な電圧変動分とを考慮して電池電圧を推定し、この電池電圧が所定時間内に電池の最大許容電圧又は最小許容電圧に到達するための充放電電流値を推定して、この値から電池の最大入出力電力を推定している。すなわち、充放電電流の変動に伴う電池電圧の動的変動分まで考慮しているので、ハイブリッド車のように充放電電流が激しく変動するような使用環境においても最大入出力電力を正確に推定することができる。従って、そのぶん安全側の余裕代を小さくできるので、電池の寿命に悪影響を及ぼすことなく電池の使用範囲を拡大することができる。
しかしながら、特開2000−2758号公報(特許文献1)では、動的変動分として電池電圧変動幅は考慮されているが電池電圧の変化の速度つまり電圧の時間変化の傾きが考慮されていないので、フィードバック制御の目標下限電圧を設定するばあい、電池の寿命を損なう使用下限電圧に対して十分な余裕をもって設定する必要がある。このため、電池の性能を十分に引き出すことができない。 However, in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2758 (Patent Document 1), the battery voltage fluctuation range is considered as a dynamic fluctuation amount, but the rate of change of the battery voltage, that is, the slope of the time change of the voltage is not taken into consideration. When setting the target lower limit voltage of the feedback control, it is necessary to set it with a sufficient margin with respect to the use lower limit voltage that impairs the battery life. For this reason, the performance of a battery cannot fully be drawn out.
このため所定の性能を達成するには電池の容量を増やす必要があり、車両の重量が重く、価格が高くなってしまう。 For this reason, in order to achieve a predetermined performance, it is necessary to increase the capacity of the battery, which increases the weight of the vehicle and the price.
この発明の目的は、電池の性能をより有効に引き出すことが可能な入出力制御装置およびその結果性能が向上した車両を提供することである。 An object of the present invention is to provide an input / output control device capable of more effectively extracting the performance of a battery and a vehicle with improved performance as a result.
この発明は、要約すると、入出力制御装置であって、二次電池の電池電圧を検知する電圧検知部と、電圧検知部で検知された電池電圧を受け、電池電圧および電池電圧の変化速度に基づいて二次電池に対する入出力制限値を設定する設定部とを備える。 In summary, the present invention is an input / output control device that receives a battery voltage detected by a voltage detector and a voltage detector that detects a battery voltage of a secondary battery, and changes the battery voltage and the battery voltage. And a setting unit for setting an input / output limit value for the secondary battery.
好ましくは、設定部は、少なくとも所定の電池電圧の範囲において、電池電圧が等しい場合の入出力制限値を変化速度の絶対値が大きいほど小さく設定する。 Preferably, the setting unit sets the input / output limit value when the battery voltages are equal at least within a predetermined battery voltage range as the absolute value of the change speed increases.
好ましくは、二次電池は、複数の電池ユニットを含む組電池である。電圧検知部は、複数の電池ユニットにそれぞれ対応する複数の正負極間電圧を検知する。設定部は、複数の正負極間電圧のうちの最小値を基準電圧として選択し、基準電圧および基準電圧の変化速度に基づいて二次電池に対する入出力制限値を設定する。 Preferably, the secondary battery is an assembled battery including a plurality of battery units. The voltage detector detects a plurality of positive and negative voltages corresponding to the plurality of battery units, respectively. The setting unit selects the minimum value among the plurality of positive and negative voltages as the reference voltage, and sets the input / output limit value for the secondary battery based on the reference voltage and the change speed of the reference voltage.
好ましくは、二次電池は、複数の電池ユニットを含む組電池である。電圧検知部は、複数の電池ユニットにそれぞれ対応する複数の正負極間電圧を検知する。設定部は、複数の正負極間電圧のうちの最大値を基準電圧として選択し、基準電圧および基準電圧の変化速度に基づいて二次電池に対する入出力制限値を設定する。 Preferably, the secondary battery is an assembled battery including a plurality of battery units. The voltage detector detects a plurality of positive and negative voltages corresponding to the plurality of battery units, respectively. The setting unit selects the maximum value among the plurality of positive and negative voltages as the reference voltage, and sets the input / output limit value for the secondary battery based on the reference voltage and the change speed of the reference voltage.
好ましくは、入出力制御装置は、二次電池の電池温度を検知する温度検知部をさらに備える。設定部は、さらに電池温度に基づいて二次電池に対する入出力制限値を設定する。 Preferably, the input / output control device further includes a temperature detection unit that detects a battery temperature of the secondary battery. The setting unit further sets an input / output limit value for the secondary battery based on the battery temperature.
この発明の他の局面に従うと、車両であって、二次電池と、二次電池の電池電圧を検知する電圧検知部と、電圧検知部で検知された電池電圧を受け、電池電圧および電池電圧の変化速度に基づいて二次電池に対する入出力制限値を設定する制御装置とを備える。 According to another aspect of the present invention, the vehicle is a secondary battery, a voltage detection unit that detects a battery voltage of the secondary battery, a battery voltage detected by the voltage detection unit, a battery voltage and a battery voltage And a control device that sets an input / output limit value for the secondary battery based on the change rate of the secondary battery.
好ましくは、制御装置は、少なくとも所定の電池電圧の範囲において、電池電圧が等しい場合の入出力制限値を変化速度の絶対値が大きいほど小さく設定する。 Preferably, the control device sets the input / output limit value when the battery voltages are equal at least in a predetermined battery voltage range to be smaller as the absolute value of the change speed is larger.
好ましくは、二次電池は、複数の電池ユニットを含む組電池である。電圧検知部は、複数の電池ユニットにそれぞれ対応する複数の正負極間電圧を検知する。制御装置は、複数の正負極間電圧のうちの最小値を基準電圧として選択し、基準電圧および基準電圧の変化速度に基づいて二次電池に対する入出力制限値を設定する。 Preferably, the secondary battery is an assembled battery including a plurality of battery units. The voltage detector detects a plurality of positive and negative voltages corresponding to the plurality of battery units, respectively. The control device selects the minimum value among the plurality of positive and negative voltages as the reference voltage, and sets the input / output limit value for the secondary battery based on the reference voltage and the change speed of the reference voltage.
好ましくは、二次電池は、複数の電池ユニットを含む組電池である。電圧検知部は、複数の電池ユニットにそれぞれ対応する複数の正負極間電圧を検知する。制御装置は、複数の正負極間電圧のうちの最大値を基準電圧として選択し、基準電圧および基準電圧の変化速度に基づいて二次電池に対する入出力制限値を設定する。 Preferably, the secondary battery is an assembled battery including a plurality of battery units. The voltage detector detects a plurality of positive and negative voltages corresponding to the plurality of battery units, respectively. The control device selects a maximum value among a plurality of positive and negative voltages as a reference voltage, and sets an input / output limit value for the secondary battery based on the reference voltage and the change speed of the reference voltage.
好ましくは、車両は、二次電池の電池温度を検知する温度検知部をさらに備える。制御装置は、さらに電池温度に基づいて二次電池に対する入出力制限値を設定する。 Preferably, the vehicle further includes a temperature detection unit that detects a battery temperature of the secondary battery. The control device further sets an input / output limit value for the secondary battery based on the battery temperature.
好ましくは、車両は、二次電池と電力を授受するインバータと、インバータによって制御される回転電機とをさらに備える。制御装置は、入出力制限値に基づきインバータの動作を制限する。 Preferably, the vehicle further includes an inverter that exchanges power with the secondary battery, and a rotating electrical machine controlled by the inverter. The control device limits the operation of the inverter based on the input / output limit value.
本発明によれば、電池の蓄電性能や放電性能を十分引き出すことができ、電池の搭載量も最適化でき、コストと性能のバランスの取れた車両を実現することができる。 According to the present invention, the battery storage performance and discharge performance of the battery can be sufficiently obtained, the amount of the battery mounted can be optimized, and a vehicle with a balance between cost and performance can be realized.
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.
図1は、実施の形態1のハイブリッド自動車1の構成を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a
図1を参照して、ハイブリッド自動車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とを含む。
Referring to FIG. 1,
ハイブリッド自動車1は、さらに、車両後方に配置されるバッテリ12と、バッテリ12の出力する直流電力を昇圧する昇圧ユニット32と、昇圧ユニット32との間で直流電力を授受するインバータ36と、プラネタリギヤ16を介してエンジン2の動力を受けて発電を行なうモータジェネレータMG1と、回転軸がプラネタリギヤ16に接続されるモータジェネレータMG2とを含む。インバータ36はモータジェネレータMG1,MG2に接続され交流電力と昇圧回路からの直流電力との変換を行なう。
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に接続され第2の回転軸はモータジェネレータMG1に接続され第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、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に伝達するとともに、前輪20R,20Lの回転力をギヤ6,4を介してプラネタリギヤの第3の回転軸に伝達する。
A
プラネタリギヤ16はエンジン2,モータジェネレータMG1,MG2の間で動力を分割する役割を果たす。すなわちプラネタリギヤ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。したがって、エンジン2を最も効率のよい領域で動作させつつ、モータジェネレータMG1の発電量を制御してモータジェネレータMG2を駆動させることにより車速の制御を行ない、全体としてエネルギ効率のよい自動車を実現している。
直流電源であるバッテリ12は、たとえば、ニッケル水素またはリチウムイオンなどの二次電池からなり、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。
The
昇圧ユニット32はバッテリ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してエンジン始動時にはモータジェネレータMG1を駆動制御する。また、エンジン始動後には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によって直流に変換されて昇圧ユニット32によってバッテリ12の充電に適切な電圧に変換されバッテリ12が充電される。
また、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はエンジン2を補助して前輪20R,20Lを駆動する。制動時には、モータジェネレータは回生運転を行ない、車輪の回転エネルギを電気エネルギに変換する。得られた電気エネルギは、インバータ36および昇圧ユニット32を経由してバッテリ12に戻される。
昇圧ユニット32とバッテリ12との間にはシステムメインリレー28,30が設けられ車両非運転時には高電圧が遮断される。
System
バッテリ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。
The
ハイブリッド自動車1は、さらに、バッテリ12に取付けられる温度センサ24および電圧センサ26と、温度センサ24および電圧センサ26の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を制御する制御部14とを含む。温度センサ24は、バッテリの温度を検知して制御部14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を検知して制御部14に送信する。
The
制御部14は、電圧センサ26で検知された電池電圧を受け、電池電圧および電池電圧の変化速度に基づいてバッテリ12に対する入出力制限値を設定する。
The
制御部14は、少なくとも所定の電池電圧の範囲において、電池電圧が等しい場合の入出力制限値を電池電圧の変化速度の絶対値が大きいほど小さく設定する。つまり、放電時には放電量が多く電圧降下が急速に起こる場合にはバッテリ12の出力制限値を小さくし電圧降下が急速に起こるのを妨げる。逆に、充電時には、充電量が多く電圧上昇が急速に起こる場合にはバッテリ12の入力制限値を小さくし電圧上昇が急速に起こるのを妨げる。これにより制御目標範囲電圧内に良好に電池電圧を管理することができる。
The
図2は、図1における制御部14が行なう制限値の設定を説明するためのフローチャートである。メインルーチンからこのフローチャートの処理ルーチンが、一定時間毎あるいは所定条件を満たすごとに実行される。
FIG. 2 is a flowchart for explaining setting of limit values performed by
図1、図2を参照して、制限値設定処理が開始されると、まずステップS1において制御部14は温度センサ24の出力を読込み電池温度の測定を行なう。
1 and 2, when the limit value setting process is started, first, in step S1,
続いてステップS2において、制御部は電圧センサ26の出力を読込み電池ユニットB0〜Bnのそれぞれの端子間電圧V0〜Vnの測定を行なう。
Subsequently, in step S2, the control unit reads the output of the
その後ステップS3において測定した電圧V0〜Vnのうちの最小値Vminを算出する。そしてステップS4において、前回このルーチンを実行したときに得ていた電圧V0〜Vnのうちの最小値Vminと、今回このルーチンを実行したときに得た電圧V0〜Vnのうちの最小値Vminとを用いて電圧Vminの傾きつまり時間あたりの変化量を求める。なお、このd/dt(Vmin)は、前回と今回のVminだけでなく今回までに得ていたVminの履歴をさらに参照して求めても良い。 Thereafter, a minimum value Vmin among the voltages V0 to Vn measured in step S3 is calculated. In step S4, the minimum value Vmin of the voltages V0 to Vn obtained when the routine was executed last time and the minimum value Vmin of the voltages V0 to Vn obtained when the routine was executed this time are obtained. Using this, the slope of the voltage Vmin, that is, the amount of change per time is obtained. The d / dt (Vmin) may be obtained by further referring to not only the previous and current Vmin but also the Vmin history obtained so far.
続いてステップS5において予め制御部14が内蔵するメモリに記憶されているd/dt(Vmin)に対応するマップを参照して、電池電圧に対応するそのときの制限値を求める。
Subsequently, in step S5, a map corresponding to d / dt (Vmin) stored in advance in a memory built in the
図3は、図2のステップS5で用いられる出力制限値の設定に用いられるマップの例を示した図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a map used for setting the output limit value used in step S5 of FIG.
図3を参照して、放電時の電池電圧の低下速度がdV/dt=−20(V/sec)であった場合には、電池電圧がVO1に低下するまでは出力制限値はPOに制限されているが、電池電圧がVO1を下回ると、W1に示すように電池電圧が低下するにつれて出力制限値もPOから次第に低下する。これにより目標下限電圧VL1を下限とするように電池電圧が制御される。これにより、電池電圧が使用下限値VL0を下回らないように電池が保護される。 Referring to FIG. 3, when the battery voltage decrease rate during discharge is dV / dt = −20 (V / sec), the output limit value is limited to PO until the battery voltage decreases to VO1. However, when the battery voltage falls below VO1, the output limit value gradually decreases from PO as the battery voltage decreases as indicated by W1. As a result, the battery voltage is controlled so that the target lower limit voltage VL1 is the lower limit. As a result, the battery is protected so that the battery voltage does not fall below the use lower limit value VL0.
一方、放電時の電池電圧の低下速度がdV/dt=−100(V/sec)の場合には、VO1よりも高い電圧値VO2までは出力制限値はPOに制限されているが、電池電圧がこれを越えて下回ると、W2に示すように電池電圧が低下するにつれて出力制限値もPOから次第に低下する。目標下限電圧VL1が下限になるように電池電圧を制御するには、電池の電圧降下速度が大きい場合には、早めに出力制限値を絞って電池電圧が急速に低下するのを防ぐ。 On the other hand, when the battery voltage drop rate during discharge is dV / dt = -100 (V / sec), the output limit value is limited to PO up to a voltage value VO2 higher than VO1, but the battery voltage When the value exceeds this value, the output limit value gradually decreases from PO as the battery voltage decreases as indicated by W2. In order to control the battery voltage so that the target lower limit voltage VL1 becomes the lower limit, when the voltage drop speed of the battery is large, the output limit value is narrowed early to prevent the battery voltage from rapidly decreasing.
制御部14は、電圧センサ26で検知された電池電圧を受け、電池電圧および電池電圧の低下速度に基づいてバッテリ12に対する出力制限値を図3で示したマップに基づき設定する。制御部14は、目標下限電圧VL1付近では少なくとも所定の電池電圧の範囲において、電池電圧が等しい場合の出力制限値を電池電圧の変化速度の絶対値が大きいほど小さく設定する。図3でわかるように、低下速度がdV/dt=−20(V/sec)の場合より低下速度がdV/dt=−100(V/sec)の場合のほうが出力制限値は小さく設定される。
The
出力値の制限値がPOよりも小さく設定される場合には、たとえば、エンジン2を使用せずにMG2のみで走行するいわゆるEV走行を行なう時間を出力制限値がPOであった場合よりも少なくするように制御が行なわれる。また他の例としては、たとえば、加速性をよくするためにエンジン2をMG2で補助するアシスト走行の頻度を出力制限値がPOであった場合よりも少なくする等の制御が行なわれる。
When the limit value of the output value is set to be smaller than PO, for example, the time for performing the so-called EV travel in which only the MG2 is used without using the
図4は、図3の出力制限値の設定が適用された場合の効果を説明するための波形図である。 FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the effect when the setting of the output limit value of FIG. 3 is applied.
図4を参照して、波形W3は、制御目標下限値をVL1とし単にオン/オフ制御を行った場合の電圧の変化を示した波形である。このような制御では時刻t2において電圧が制御目標下限値VL1より下回ったら出力が急速に制限され電圧がその後回復する。しかし制御目標下限値VL1に対して電池電圧の波形にはアンダーシュートが生じてしまう。また、このアンダーシュート分を考慮して電池の使用下限電圧VL0に対するマージンを考慮して余裕をもって制御目標下限値VL1を定めなければならず電池の性能を十分引き出すことができない。 Referring to FIG. 4, waveform W3 is a waveform showing a change in voltage when the control target lower limit value is set to VL1 and ON / OFF control is simply performed. In such control, when the voltage falls below the control target lower limit value VL1 at time t2, the output is rapidly limited and the voltage is recovered thereafter. However, an undershoot occurs in the waveform of the battery voltage with respect to the control target lower limit value VL1. In addition, the control target lower limit value VL1 must be determined with a margin in consideration of the margin with respect to the battery use lower limit voltage VL0 in consideration of this undershoot, and the battery performance cannot be sufficiently extracted.
これに対し、波形W4は図3で説明した出力制限値の設定が適用された場合の電池電圧の変化を示した波形である。この場合は、時刻t1から出力制限値は電池電圧が低下するにつれて次第に低下する。このため、制御目標下限値VL1に対して電池電圧の波形にアンダーシュートを生じさせないようにすることが可能となる。このため電池の使用下限電圧VL0に対するマージン小さくして制御目標下限値VL1を定めることができ、電池の性能を十分引き出すことができる。 On the other hand, the waveform W4 is a waveform showing a change in the battery voltage when the setting of the output limit value described in FIG. 3 is applied. In this case, the output limit value gradually decreases as the battery voltage decreases from time t1. For this reason, it is possible to prevent the battery voltage waveform from causing an undershoot relative to the control target lower limit value VL1. Therefore, the control target lower limit value VL1 can be determined by reducing the margin with respect to the battery use lower limit voltage VL0, and the performance of the battery can be sufficiently obtained.
図5は、図2のステップS5で用いられる入力制限値の設定に用いられるマップの例を示した図である。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a map used for setting the input limit value used in step S5 of FIG.
図5を参照して、充電時の電池電圧の上昇速度がdV/dt=20(V/sec)であった場合には、電池電圧がVI3に上昇するまでは入力制限値はPIに制限されているが、電池電圧がVI3を上回ると、W5に示すように電池電圧が上昇するにつれて入力制限値もPIから次第に低下する。これにより目標上限電圧VU1を上限とするように電池電圧が制御される。これにより、電池電圧が使用上限値VU0を上回らないように電池が保護される。 Referring to FIG. 5, when the battery voltage rise rate during charging is dV / dt = 20 (V / sec), the input limit value is limited to PI until the battery voltage rises to VI3. However, when the battery voltage exceeds VI3, the input limit value gradually decreases from PI as the battery voltage increases as indicated by W5. Thus, the battery voltage is controlled so that the target upper limit voltage VU1 is set as the upper limit. Thereby, the battery is protected so that the battery voltage does not exceed the use upper limit value VU0.
一方、充電時の電池電圧の上昇速度がdV/dt=200(V/sec)の場合には、VI3よりも低い電圧値VI4までは入力制限値はPIに制限されているが、電池電圧がこれを越えて上回ると、W6に示すように電池電圧が上昇するにつれて入力制限値もPIから次第に低下する。目標上限電圧VU1が下限になるように電池電圧を制御するには、電池の電圧上昇速度が大きい場合には早めに入力制限値を絞って電池電圧が急速に上昇するのを防ぐ。 On the other hand, when the battery voltage rise rate during charging is dV / dt = 200 (V / sec), the input limit value is limited to PI up to a voltage value VI4 lower than VI3, but the battery voltage is When the value exceeds this value, the input limit value gradually decreases from PI as the battery voltage increases as indicated by W6. In order to control the battery voltage so that the target upper limit voltage VU1 becomes the lower limit, when the battery voltage rise rate is large, the input limit value is narrowed early to prevent the battery voltage from rising rapidly.
制御部14は、電圧センサ26で検知された電池電圧を受け、電池電圧および電池電圧の低下速度に基づいてバッテリ12に対する入力制限値を図5で示したマップに基づき設定する。制御部14は、目標上限電圧VU1付近では少なくとも所定の電池電圧の範囲において、電池電圧が等しい場合の入力制限値を電池電圧の変化速度の絶対値が大きいほど小さく設定する。図5でわかるように、上昇速度がdV/dt=20(V/sec)の場合より上昇速度がdV/dt=200(V/sec)の場合のほうが入力制限値は小さく設定される。
The
入力制限値がPIよりも小さく設定される場合には、たとえば、車両制動時に図1のMG2で回収される回生ブレーキによる電力が通常よりも少ない値に制御される。この場合、同じ制動力を得るためには、油圧による図示しない摩擦ブレーキの制動力に占める比率は、入力制限値がPIであった場合よりも大きくなるように制御される。この場合は燃費が少し低下するが電池の保護が良好になされ電池寿命が一層延びることになる。 When the input limit value is set smaller than PI, for example, the electric power by the regenerative brake collected by MG2 in FIG. 1 during vehicle braking is controlled to a value smaller than usual. In this case, in order to obtain the same braking force, the ratio of the hydraulic brake to the braking force of a friction brake (not shown) is controlled to be larger than when the input limit value is PI. In this case, the fuel consumption is slightly reduced, but the battery is well protected and the battery life is further extended.
図6は、図5の入力制限値の設定が適用された場合の効果を説明するための波形図である。 FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the effect when the input limit value setting of FIG. 5 is applied.
図6を参照して、波形W7は、制御目標上限値をVU1とし単にオン/オフ制御を行った場合の電圧の変化を示した波形である。このような制御では時刻t4において電圧が制御目標上限値VU1より下回ったら入力が急速に制限され電圧がその後元に戻る。しかし制御目標上限値VU1に対して電池電圧の波形にはオーバーシュートが生じてしまう。また、このオーバーシュート分を考慮して電池の使用上限電圧VU0に対するマージンを考慮して余裕をもって制御目標上限値VU1を定めなければならない。 Referring to FIG. 6, waveform W7 is a waveform showing a change in voltage when the control target upper limit value is VU1 and the on / off control is simply performed. In such control, when the voltage falls below the control target upper limit value VU1 at time t4, the input is rapidly limited, and the voltage is then restored. However, overshoot occurs in the waveform of the battery voltage with respect to the control target upper limit value VU1. In addition, the control target upper limit value VU1 must be determined with a margin in consideration of the margin for the use upper limit voltage VU0 of the battery in consideration of this overshoot.
これに対し、波形W8は図5で説明した入力制限値の設定が適用された場合の電池電圧の変化を示した波形である。この場合は、時刻t3から入力制限値は電池電圧が上昇するにつれて次第に低下する。このため、制御目標上限値VU1に対して電池電圧の波形にオーバーシュートを生じさせないようにすることが可能となる。このため電池の使用上限電圧VU0に対するマージン小さくして制御目標上限値VU1を定めることができ、電池の蓄電性能を十分引き出すことができる。 On the other hand, the waveform W8 is a waveform showing a change in the battery voltage when the input limit value setting described in FIG. 5 is applied. In this case, the input limit value gradually decreases as the battery voltage increases from time t3. For this reason, it is possible to prevent the battery voltage waveform from overshooting with respect to the control target upper limit value VU1. For this reason, the control target upper limit value VU1 can be determined by reducing the margin with respect to the upper limit voltage VU0 of the battery, and the battery storage performance can be sufficiently obtained.
[他の変形例]
図3や図5のマップでは電池電圧の経時変化の波形の傾きつまり電池電圧変化速度をパラメータとして用いたが、電流や電力の傾きを用いても良い。電池から大電流を流したり、大電力を消費したりすると一般に電圧降下の速度も大きくなるので、同様な理由から早めに制御を開始することにより電圧波形のオーバーシュートやアンダーシュートが生じにくくなる。そうすれば、電池の蓄電性能や放電性能を十分引き出すことができ、電池の搭載量も最適化でき、コストと性能のバランスの取れた自動車を実現することができる。
[Other variations]
In the maps of FIGS. 3 and 5, the slope of the battery voltage change over time, that is, the battery voltage change speed is used as a parameter, but the slope of current or power may be used. When a large current is flowed from a battery or a large amount of power is consumed, the speed of voltage drop generally increases. Therefore, by starting control for the same reason, overshoot and undershoot of the voltage waveform are less likely to occur. If it does so, the electrical storage performance and discharge performance of a battery can fully be drawn out, the loading amount of a battery can also be optimized, and the motor vehicle with which cost and performance could be balanced can be implement | achieved.
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 ハイブリッド自動車、2 エンジン、4,6 ギヤ、12 バッテリ、14 制御部、16 プラネタリギヤ、18 デファレンシャルギヤ、20R,20L 前輪、22R,22L 後輪、24 温度センサ、26 電圧センサ、28,30 システムメインリレー、32 昇圧ユニット、36 インバータ、MG1,MG2 モータジェネレータ。 1 hybrid vehicle, 2 engine, 4, 6 gear, 12 battery, 14 control unit, 16 planetary gear, 18 differential gear, 20R, 20L front wheel, 22R, 22L rear wheel, 24 temperature sensor, 26 voltage sensor, 28, 30 system main Relay, 32 boost unit, 36 inverter, MG1, MG2 motor generator.
Claims (6)
前記二次電池の電池電圧を検知する電圧検知部と、
前記二次電池と電力を授受するインバータと、
前記インバータによって制御される回転電機と、
前記電圧検知部で検知された前記電池電圧を受け、前記電池電圧および前記電池電圧の変化速度に基づいて前記二次電池に対する入出力制限値を設定する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記二次電池の放電時には、前記二次電池の電圧の低下速度が第1の値である場合に比べて、前記低下速度が前記第1の値よりも急速な低下を示す第2の値である場合には、二次電池に対する出力制限値を小さく設定し、前記二次電池の充電時には、前記二次電池の電圧の上昇速度が第3の値である場合に比べて、前記上昇速度が前記第3の値よりも急速な上昇を示す第4の値である場合には、二次電池に対する入力制限値を小さく設定し、
前記制御装置は、前記入出力制限値に基づき前記インバータの動作を制限する、車両。 A secondary battery,
A voltage detector for detecting a battery voltage of the secondary battery;
An inverter that exchanges power with the secondary battery;
A rotating electrical machine controlled by the inverter;
A controller that receives the battery voltage detected by the voltage detector and sets an input / output limit value for the secondary battery based on the battery voltage and a change rate of the battery voltage ;
The control device shows that when the secondary battery is discharged, the rate of decrease of the voltage of the secondary battery decreases more rapidly than the first value compared to a case where the rate of decrease of the voltage of the secondary battery is a first value. In the case of the second value, the output limit value for the secondary battery is set to be small, and when the secondary battery is charged, the voltage increase rate of the secondary battery is set to the third value. In the case where the rising speed is the fourth value indicating a faster rise than the third value, the input limit value for the secondary battery is set small,
The control device limits the operation of the inverter based on the input / output limit value .
前記電圧検知部は、前記複数の電池ユニットにそれぞれ対応する複数の正負極間電圧を検知し、
前記制御装置は、前記複数の正負極間電圧のうちの最小値を基準電圧として選択し、前記基準電圧および前記基準電圧の変化速度に基づいて前記二次電池に対する入出力制限値を設定する、請求項1または2に記載の車両。 The secondary battery is an assembled battery including a plurality of battery units,
The voltage detector detects a plurality of positive and negative voltages corresponding to the plurality of battery units,
The control device selects a minimum value among the plurality of positive and negative voltages as a reference voltage, and sets an input / output limit value for the secondary battery based on the reference voltage and a change rate of the reference voltage. The vehicle according to claim 1 or 2 .
前記電圧検知部は、前記複数の電池ユニットにそれぞれ対応する複数の正負極間電圧を検知し、
前記制御装置は、前記複数の正負極間電圧のうちの最大値を基準電圧として選択し、前記基準電圧および前記基準電圧の変化速度に基づいて前記二次電池に対する入出力制限値を設定する、請求項1または2に記載の車両。 The secondary battery is an assembled battery including a plurality of battery units,
The voltage detector detects a plurality of positive and negative voltages corresponding to the plurality of battery units,
The control device selects a maximum value among the plurality of positive and negative voltages as a reference voltage, and sets an input / output limit value for the secondary battery based on the reference voltage and a change rate of the reference voltage. The vehicle according to claim 1 or 2 .
前記制御装置は、さらに前記電池温度に基づいて前記二次電池に対する入出力制限値を設定する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両。 A temperature detector for detecting a battery temperature of the secondary battery;
The vehicle according to any one of claims 1 to 4 , wherein the control device further sets an input / output limit value for the secondary battery based on the battery temperature.
前記二次電池の電池電圧を検知する電圧検知部と、A voltage detector for detecting a battery voltage of the secondary battery;
前記電圧検知部で検知された前記電池電圧を受け、前記電池電圧および前記電池電圧の変化速度に基づいて前記二次電池に対する入出力制限値を設定する制御装置とを備え、A controller that receives the battery voltage detected by the voltage detector and sets an input / output limit value for the secondary battery based on the battery voltage and a change rate of the battery voltage;
前記二次電池は、複数の電池ユニットを含む組電池であり、The secondary battery is an assembled battery including a plurality of battery units,
前記電圧検知部は、前記複数の電池ユニットにそれぞれ対応する複数の正負極間電圧を検知し、The voltage detector detects a plurality of positive and negative voltages corresponding to the plurality of battery units,
前記制御装置は、前記複数の正負極間電圧のうちの最大値を基準電圧として選択し、前記基準電圧および前記基準電圧の変化速度に基づいて前記二次電池に対する入出力制限値を設定する、車両。The control device selects a maximum value among the plurality of positive and negative voltages as a reference voltage, and sets an input / output limit value for the secondary battery based on the reference voltage and a change rate of the reference voltage. vehicle.
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