JP6515858B2 - 車両 - Google Patents
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Description
[ハイブリッド車両の構成]
図1は、この発明の実施の形態1に従う車両の構成を示すブロック図である。図1を参照して、ハイブリッド車両1は、エンジン150と、負荷135(モータジェネレータ140,145を含む。)と、動力分割装置155と、伝達ギヤ160と、駆動輪170と、電源システム10と、補機400と、メモリ500と、ECU(Electronic Control Unit)600とを備える。ハイブリッド車両1は、エンジン150及びモータジェネレータ140の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行可能である。
上記のハイブリッド車両1において、DCDCコンバータ300作動時のエネルギー効率を高くするために、DCDCコンバータ300の入力電力に対する出力電力の割合(変換効率)が最大となるように、DCDCコンバータ300を制御することが考えられる。
図2は、電源システム10と、負荷135と、補機400との関係を示す図である。図2を参照して、上記マップのうち、エンジン150の停止中に用いられるマップを作成するための指標について説明する。ここで説明する指標は、単にDCDCコンバータ300の変換効率(出力電力/入力電力)を示すものではなく、メインバッテリ100及び補機バッテリ200の内部抵抗における電力消費を考慮した、電源システム10全体の効率を示すものである。
この式(1)では、分母において、メインバッテリ100の内部抵抗における電力消費分(Pb1loss)が含まれ、分子において、補機バッテリ200の内部抵抗における電力消費分(Pb2loss)が含まれている。すなわち、この式(1)によれば、メインバッテリ100及び補機バッテリ200の内部抵抗における電力消費が考慮された電源システム10全体のエネルギー効率を示すことができる。この実施の形態1においては、ηeを用いて、エンジン150の停止中のためのマップが作成される。
この式(2)では、分母において、エンジン150及び負荷135における損失分が含まれ、分子において、メインバッテリ100及び補機バッテリ200の内部抵抗における電力消費分が含まれている。すなわち、この式(2)によれば、メインバッテリ100及び補機バッテリ200の内部抵抗における電力損失、並びに、エンジン150及び負荷135における損失が考慮された電源システム10全体のエネルギー効率を示すことができる。この実施の形態1においては、ηe_engを用いて、エンジン150の作動中のためのマップが作成される。
図4は、エンジン150がオフ状態で、かつ、メインバッテリ100の充電時における、電源システム10と、負荷135と、補機400との関係を示す図である。図4を参照して、たとえば、DCDCコンバータ300の入力電圧が200Vであり、出力電圧が10Vであり、Pload1が−20000W(負荷135からの出力電力が20000W)であるとする。この場合には、負荷135の電流(Iload1)は、−100Aとなる(負荷135からの出力電流が100A)。Pload2を200Wとし、補機400の電流(Iload2)を20Aとする。メインバッテリ100の内部抵抗を0.1Ωとし、補機バッテリ200の内部抵抗を0.01Ωとする。
図7は、エンジン150がオフ状態で、かつ、メインバッテリ100の放電時における、電源システム10と、負荷135と、補機400との関係を示す図である。図7を参照して、たとえば、DCDCコンバータ300の入力電圧が200Vであり、出力電圧が10Vであり、Pload1が20000W(負荷135への入力電力が20000W)であるとする。この場合には、負荷135の電流(Iload1)は100Aとなる(負荷135への入力電流が100A)。Pload2を200Wとし、補機400の電流(Iload2)を20Aとする。メインバッテリ100の内部抵抗を0.1Ωとし、補機バッテリ200の内部抵抗を0.01Ωとする。
図10は、エンジン150がオン状態で、かつ、メインバッテリ100の充電時における、電源システム10と、負荷135と、補機400と、エンジン150との関係を示す図である。図10を参照して、たとえば、DCDCコンバータ300の入力電圧が200Vであり、出力電圧が10Vであるとする。Pload1を−20000Wとし(負荷135からの出力電力が20000W)、負荷135の電流(Iload1)を−100Aとする(負荷135からの出力電流が100A)。Pload2を200Wとし、補機400の電流(Iload2)を20Aとする。メインバッテリ100の内部抵抗を0.1Ωとし、補機バッテリ200の内部抵抗を0.01Ωとする。そして、負荷135における駆動パワー(Pv)を3500Wとし、負荷135における損失(Pvloss)を500Wとする。
図13は、この実施の形態1におけるDCDCコンバータ300の制御に用いられるマップについて説明するための図である。図13を参照して、メモリ500には、マップ510,520が記憶されている。
図14は、実施の形態1におけるDCDCコンバータ300の制御処理手順を説明するためのフローチャートである。図14を参照して、このフローチャートに示される処理は、ECU600により所定のサイクルで実行される。
実施の形態1に従うハイブリッド車両1において、マップ510,520は、ηe_eng又はηeが最大となる場合の、メインバッテリ100及び補機バッテリ200の電圧比と、メインバッテリ100及び補機400の電流と、補機バッテリ200の電流との関係を示した。しかしながら、補機400の電流は、エンジン150が作動中か否かにより大体予測することができる。そこで、この実施の形態2におけるマップは、補機400の電流を省略し、メインバッテリ100及び補機バッテリ200の電圧比と、メインバッテリ100の電流と、補機バッテリ200の電流との関係を示す。これにより、この実施の形態2においては、実施の形態1における電流センサ410を設けなくてもよい。以下、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図1を参照して、この実施の形態2に従うハイブリッド車両1Aは、メモリ500Aと、ECU600Aとを備える。なお、この実施の形態2においては、電流センサ410を取り除くことができる。他の構成については、実施の形態1と同様である。
図15は、この実施の形態2におけるDCDCコンバータ300の制御に用いられるマップについて説明するための図である。図15を参照して、メモリ500Aには、マップ510A,520Aが記憶されている。
図16は、実施の形態2におけるDCDCコンバータ300の制御処理手順を説明するためのフローチャートである。図16を参照して、このフローチャートに示される処理は、ECU600Aにより所定のサイクルで実行される。このフローチャートは、図14のフローチャートと比較して、ステップS100A,S120A,S130Aの処理が異なる。ここでは、図14と異なる点を中心に説明する。
実施の形態1,2に従うハイブリッド車両1,1Aの各々においては、各種マップを用いることによって、ηe又はηe_engが最大となるようにDCDCコンバータ300が制御された。この実施の形態3に従うハイブリッド車両1Bにおいては、実施の形態1,2のようなマップを用いることなく、DCDCコンバータ300が制御される。
図1を参照して、この実施の形態3に従うハイブリッド車両1Bは、メモリ500Bと、ECU600Bとを備える。他の構成については、実施の形態1と同様である。
上述の通り、メインバッテリ100の放電時にDCDCコンバータ300の出力電力を増加させると、メインバッテリ100の出力電力が増加するため、メインバッテリ100の内部抵抗における電力損失は大きくなる。その結果、電源システム10全体のエネルギー効率は低下する。
上述の所定の式は、以下の式(3)(4)で示される。
B=vb2/(η・vb1)・・・(4)
ここで、Rはメインバッテリ100の内部抵抗であり、rは補機バッテリ200の内部抵抗であり、vactは分極電圧であり、vb1はメインバッテリ100の電圧であり、vb2は補機バッテリ200の電圧であり、ηはDCDCコンバータ300の変換効率である。
図17は、実施の形態3におけるDCDCコンバータ300の制御処理手順を説明するためのフローチャートである。図17を参照して、このフローチャートに示される処理は、ECU600Bにより所定のサイクルで実行される。
以上のように、この発明の実施の形態として実施の形態1〜3を説明した。しかしながら、この発明は必ずしもこの実施の形態1〜3に限定されない。ここでは、他の実施の形態の一例について説明する。
Claims (3)
- 車両の走行駆動力を生成するモータと、
前記モータに供給される電力を蓄えるメインバッテリと、
補機と、
前記補機に供給される電力を蓄える補機バッテリと、
前記メインバッテリと前記補機バッテリとの間に接続されるコンバータと、
前記メインバッテリの電流を示す第1の電流を検知する第1の電流センサと、
前記補機の電流を示す第2の電流を検知する第2の電流センサと、
前記メインバッテリの電圧を示す第1の電圧を検知する第1の電圧センサと、
前記補機バッテリの電圧を示す第2の電圧を検知する第2の電圧センサと、
前記メインバッテリ、前記補機バッテリ、及び前記コンバータを含む電源システムの効率が最大となる場合の、前記第1及び第2の電圧の比と、前記第1及び第2の電流と、前記補機バッテリの電流との関係を示すマップを記憶するメモリと、
前記補機バッテリの電流が、前記第1及び第2の電流センサの出力、前記第1及び第2の電圧センサの出力、及び前記マップから求められる値になるように前記コンバータを制御する制御装置とを備える、車両。 - エンジンと、
車両の走行駆動力を生成するモータと、
前記モータに供給される電力を蓄えるメインバッテリと、
補機と、
前記補機に供給される電力を蓄える補機バッテリと、
前記メインバッテリと前記補機バッテリとの間に接続されるコンバータと、
前記メインバッテリの電流を検知する電流センサと、
前記メインバッテリの電圧を示す第1の電圧を検知する第1の電圧センサと、
前記補機バッテリの電圧を示す第2の電圧を検知する第2の電圧センサと、
第1及び第2のマップを記憶するメモリと、
前記コンバータを制御する制御装置とを備え、
前記第1のマップは、前記メインバッテリ、前記補機バッテリ、及び前記コンバータを含む電源システムの効率が前記エンジンの作動中に最大となる場合の、前記第1及び第2の電圧の比と、前記メインバッテリの電流と、前記補機バッテリの電流との関係を示し、
前記第2のマップは、前記電源システムの効率が前記エンジンの停止中に最大となる場合の、前記第1及び第2の電圧の比と、前記メインバッテリの電流と、前記補機バッテリの電流との関係を示し、
前記制御装置は、
前記エンジンの作動中には、前記補機バッテリの電流が、前記電流センサの出力、前記第1及び第2の電圧センサの出力、及び前記第1のマップから求められる値になるように前記コンバータを制御する一方、
前記エンジンの停止中には、前記補機バッテリの電流が、前記電流センサの出力、前記第1及び第2の電圧センサの出力、及び前記第2のマップから求められる値になるように前記コンバータを制御する、車両。 - 車両の走行駆動力を生成するモータと、
前記モータに供給される電力を蓄えるメインバッテリと、
補機と、
前記補機に供給される電力を蓄える補機バッテリと、
前記メインバッテリと前記補機バッテリとの間に接続されるコンバータと、
前記メインバッテリの電流を検知する電流センサと、
前記メインバッテリの電圧を示す第1の電圧を検知する第1の電圧センサと、
前記補機バッテリの電圧を示す第2の電圧を検知する第2の電圧センサと、
前記コンバータを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記メインバッテリの放電時には、前記コンバータを停止させ、
前記メインバッテリの充電時には、前記補機バッテリの電流が、予め準備された所定の式から求められる値になるように前記コンバータを制御し、
前記所定の式は、前記メインバッテリ及び前記補機バッテリの電力損失が最小となる場合の、前記第1及び第2の電圧の比と、前記メインバッテリの電流と、前記コンバータの変換効率と、前記補機バッテリの電流との関係を示す、車両。
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