JP7235173B2 - ハイブリッド車の制御装置 - Google Patents
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Description
特に、高速走行時において例えばドライバがアクセルを踏み込んで更なる加速を要求した場合に、車載電池からの出力が比較的高い状態から更に出力を増加させると、電池温度がすぐに許容値に達する可能性があり、車載電池の出力が抑制され、十分な加速感が得られない虞がある。そして、エンジンを駆動して発電しつつ駆動用モータのみで走行駆動する所謂シリーズモードにおいては、このような車載電池の出力抑制による加速性能の低下が顕著に表れてしまうといった問題点がある。
そして、この電池上限出力値及び所定時間が車速に基づいて変更されることで、低速走行時と高速走行時の夫々の加速要求時に適した車載電池からの電力出力を可能にすることができる。
これにより、高車速時に加速走行をする際に、低車速時における加速走行時よりも電池上限出力値を低く抑えて車載電池の温度上昇を抑えるとともに、電池上限出力値を長時間基準値よりも増加させて長時間の加速を可能とすることができ、加速走行時におけるドライバビリティを向上させることができる。
これにより、出力抑制緩和制御により電池上限出力値を高く設定した状態から基準値に低下させる際に、電池上限出力値を細かく変化させて、車載電池の温度上昇を抑制しつつ加速性能をより向上させることができる。
これにより、車載電池の温度が低温の時ほど電池上限出力値を細かく変化させて、車載電池の温度上昇を抑制しつつ加速性能の向上をより適切に可能にすることができる。
これにより、車両の運転モードに応じて出力抑制緩和制御における電池上限出力値を適切に設定して加速性能を適切に得ることができる。
例えば、高車速時には低車速時よりも電池上限出力値を低下させるとともに、所定時間、即ち電池上限出力値を基準値よりも増加させる継続時間を長くすることで、比較的抑えた出力で長時間の出力上昇を可能にすることができる。一方、低車速時には、短時間高出力を可能にし、加速性能を向上させることができる。
図1は、本発明の一実施形態に係るプラグインハイブリッド車(以下、車両1という)の概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態の電池出力制御システム(制御装置)を備えた車両1は、エンジン2の出力によって前輪3(走行輪)を駆動して走行可能であるとともに、前輪3を駆動する電動のフロントモータ4及び後輪5(走行輪)を駆動する電動のリヤモータ6を備えた四輪駆動車である。
フロントモータ4は、フロントインバータ10を介して、車両1に搭載された車載電池11及びモータジェネレータ9から高電圧の電力を供給されて駆動し、減速機7を介して前輪3の駆動軸8を駆動する。減速機7には、エンジン2の出力軸と前輪3の駆動軸8との間の動力の伝達を断接切換え可能なクラッチ7aが内蔵されている。
モータジェネレータ9によって発電された電力は、フロントインバータ10を介して車載電池11を充電可能であるとともに、フロントモータ4及びリヤモータ6に電力を供給可能である。
フロントインバータ10は、ハイブリッドECU20からの制御信号に基づきフロントモータ4の出力を制御するとともに、ハイブリッドECU20からの制御信号に基づきモータジェネレータ9の出力を制御する機能を有する。
車両1には、エンジン2を駆動制御するエンジンECU22と、車載電池11を外部電源によって充電する図示しない充電機が備えられている。
ハイブリッドECU20は、車両1の走行制御を行うための総合的な制御装置であり、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)、タイマ等を含んで構成されている。また、エンジンECU22も、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)、タイマ等を含んで構成されている。
そして、ハイブリッドコントロールユニット20は、アクセル開度センサ40、車速センサ41、モード選択スイッチ42等の上記各種検出量及び各種操作情報に基づいて、車両1の走行駆動に必要とする車両要求出力、駆動トルクを演算し、エンジンコントロールユニット22、フロントインバータ10、リヤインバータ12、減速機7に制御信号を送信して、走行モード((EVモード:電気自動車モード)、シリーズモード、パラレルモード)の切換え、エンジン2とフロントモータ4とリヤモータ6の出力、モータジェネレータ9の出力を制御する。
シリーズモードでは、減速機7のクラッチ7aを切断し、エンジン2によりモータジェネレータ9を作動させる。そして、モータジェネレータ9により発電された電力及び車載電池11から供給される電力によりフロントモータ4やリヤモータ6を駆動して走行させる。また、シリーズモードでは、エンジン2の回転速度を所定の回転速度に設定し、余剰電力を車載電池11に供給して車載電池11を充電する。
ハイブリッドコントロールユニット20は、高速領域のように、エンジン2の効率のよい領域では、走行モードをパラレルモードとする。また、パラレルモードを除く領域、即ち中低速領域では、車両1の駆動トルク及び車載電池11の充電率SOCに基づいてEVモードとシリーズモードとの間で切換える。
本実施形態の電池出力制御システム51は、充放電コントロールユニット50と、ハイブリッドECU20に備えられた車両要求出力演算部52及び走行モード判定部53と、電池上限出力値設定部54と、を有している。
車両要求出力演算部52は、前述のようにアクセル開度や車速V等に基づいて車両要求出力を演算する。
電池上限出力値設定部54は、ハイブリッドECU20の走行モード判定部53において、上記のようにアクセル操作量、車速V等に基づいて判定された走行モード(EVモード、シリーズモード、パラレルモード)を入力するとともに、車速センサ41から車速V、モニタリングユニット11aから車載電池11の温度(電池温度T)、及びモード選択スイッチ42からドライバ選択モード(運転モード)を入力する。
電池上限出力値設定部54は、シリーズモードにおいて、車両要求出力演算部52によって演算された車両要求出力が抑制緩和閾値Pr(所定値)未満の低出力要求時(通常時)には電池上限出力値Pmaxを基準値P1に設定する。そして、車両1の要求出力が抑制緩和閾値Pr以上の高出力要求がされたときに、電池上限出力値Pmaxを基準値P1より高い値に設定し、所定時間(ta、またはta+tb)経過後に基準値P1に戻す出力抑制緩和制御を行う。
更に、本実施形態において電池上限出力値設定部54は、シリーズモードにおける出力抑制緩和制御開始時の車速V、電池温度T、ドライバ選択モードに基づいて、電池上限出力値Pmaxを変更する。
図3、図4は、電池上限出力値Pmaxの設定例を示すグラフであり、出力抑制緩和制御における電池上限出力値Pmaxの設定値の推移を示すグラフである。図3は、電池温度Tが所定温度Ta未満の低温状態での電池上限出力値Pmaxを示し、実線が所定車速V2以上の高車速時、破線が所定車速V2未満の低車速時を示す。図4は、電池温度Tが所定温度Ta以上の高温状態での電池上限出力値Pmaxを示す。
一方、図4に示すように、電池温度Tが所定温度Ta以上の高温状態である場合(T≧Ta)には、車速Vに拘わらず、高出力要求開始直後に設定される電池上限出力値Pmaxを、低温状態における電池上限出力値P4、P5よりも低い設定値P3に設定し、所定時間ta維持する。所定時間ta経過後については、上記の低温低速状態と同様に、電池上限出力値Pmaxは基準値P1に設定される。
図5は、車速V及びドライバ選択モードに応じた電池上限出力値Pmaxの設定例を示すグラフである。
なお、いずれのドライバ選択モードにおいても、高出力要求開始から所定時間ta経過後に設定される電池上限出力値Pmaxは、車速Vが中高速と高速で同一の設定値P2に設定される。
図6の左側の図に示すように、電池温度Tが所定温度Ta~Tbの範囲である場合では、EVモードからアクセルを開操作することで電池出力が増加して車速Vが増加し、車速Vがエンジン始動閾値Vs以上になると、エンジン2が始動して、シリーズモードに遷移ずる(図6中<1>)。ここで、車両要求出力が抑制緩和閾値Pr以上である場合には、出力抑制緩和制御が行われ、電池上限出力値Pmaxを増加状態(=P5)として所定時間ta維持する。なお、出力抑制緩和制御開始時の車速VはV2未満の低速状態であるので、所定時間ta経過後には、電池上限出力値Pmaxが基準値P1に低下する。
このように電池上限出力値Pmaxが変化し、これに伴い実電池出力も制限されるが、シリーズモードにおいては発電機からの出力が加えられて車両要求出力が満たされる。
一方、図6の右側の図に示すように、シリーズモードにおいて、電池温度Tが所定温度Ta以上の高温状態(T≧Ta)であって、車両要求出力が抑制緩和閾値Pr以上となり出力抑制緩和制御が行われた際には、車速Vに拘わらず、電池上限出力値Pmaxは低温状態である場合より低く設定されるとともに、低速状態と同様に所定時間ta経過後に基準値P1に1段で低下させる。
本実施形態では、出力緩和制御開始時の車速Vが4段階に区分けされ、車速Vが低くなるに伴って出力抑制緩和制御開始直後の電池上限出力値Pmaxが増加するので、低速状態から迅速に加速させることが可能になる。一方、高車速時においては低車速時よりも出力抑制緩和制御開始直後の電池上限出力値Pmaxが抑えられるので、電池上限出力値Pmaxを基準値P1よりも高く設定する時間を長く確保することができる。したがって、高車速時における加速を長時間可能にすることができる。
例えば、上記実施形態では、出力抑制緩和制御において初期に電池上限出力値Pmaxを上昇させる所定時間taを電池温度Tや車速Vに拘わらず一定の値に設定しているが、電池温度Tや車速Vに応じて変更してもよい。例えば、電池温度Tが低くなるに伴って所定時間taを増加させたり、車速Vが低くなるに伴って所定時間taを増加させたりすればよい。
また、上記実施形態の車両1は、四輪駆動のプラグインハイブリッド車であるが、二輪駆動車であってもよいし、プラグインタイプでないハイブリッド車でも本発明を適用可能である。本発明は、シリーズモードが可能なハイブリッド車に広く適用することができる。
2 エンジン
4 フロントモータ(モータ)
6 リヤモータ(モータ)
9 モータジェネレータ(発電機)
11 車載電池
11a モニタリングユニット(電池温度検出部)
20 ハイブリッドコントロールユニット
41 車速センサ(車速検出部)
42 モード選択スイッチ(運転モード選択部)
50 充放電コントロールユニット
51 電池出力制御システム(制御装置)
52 車両要求出力演算部
53 走行モード判定部
54 電池上限出力値設定部
Claims (5)
- 車載電池、エンジン、前記エンジンによって駆動されて発電する発電機、前記車載電池又は前記発電機から供給された電力により駆動して車両の走行輪を駆動するモータと、を有し、前記エンジンを駆動して前記発電機によって発電しつつ、前記モータで走行駆動するシリーズモードが可能なハイブリッド車の制御装置であって、
前記シリーズモードにおいて、前記車載電池からの出力電力の上限値である電池上限出力値を所定の基準値に設定する電池上限出力値設定部と、
前記車両の車速を検出する車速検出部と、
車両走行用の要求出力を演算する要求出力演算部と、を備え、
前記電池上限出力値設定部は、前記シリーズモードにおいて、前記要求出力が所定値以上の高出力要求時には前記電池上限出力値を前記基準値よりも所定時間高く設定する出力抑制緩和制御を行い、
前記電池上限出力値及び前記所定時間は、前記車速に基づいて変更され、
前記電池上限出力値設定部は、前記出力抑制緩和制御において、前記車速が所定速度以上の高車速時には、前記所定速度未満の低車速時よりも前記電池上限出力値を低く、かつ前記基準値よりも高く設定するとともに前記所定時間を長く設定することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。 - (削除)
- 前記電池上限出力値設定部は、前記出力抑制緩和制御において、前記所定時間経過後に前記電池上限出力値を前記基準値より高い値から段階的に前記基準値に低下させることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車の制御装置。
- 前記車載電池の温度を検出する電池温度検出部を備え、
前記電池上限出力値設定部は、前記出力抑制緩和制御において、前記車載電池の温度に基づいて、前記温度が低温であるほど前記電池上限出力値を前記基準値に低下させる段階数を増加させることを特徴とする請求項3に記載のハイブリッド車の制御装置。 - 車両の加速性能の異なる運転モードを選択する運転モード選択部を備え、
前記電池上限出力値設定部は、前記出力抑制緩和制御において、選択された前記運転モードに基づいて前記電池上限出力値を変更することを特徴とする請求項1、3、および4のいずれか1項に記載のハイブリッド車の制御装置。
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