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JP2016112932A - Power source protection device for hybrid vehicle - Google Patents

Power source protection device for hybrid vehicle Download PDF

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JP2016112932A
JP2016112932A JP2014251191A JP2014251191A JP2016112932A JP 2016112932 A JP2016112932 A JP 2016112932A JP 2014251191 A JP2014251191 A JP 2014251191A JP 2014251191 A JP2014251191 A JP 2014251191A JP 2016112932 A JP2016112932 A JP 2016112932A
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JP
Japan
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battery
motor
engine
driving force
vehicle
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Pending
Application number
JP2014251191A
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Japanese (ja)
Inventor
享 鈴木
Susumu Suzuki
享 鈴木
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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.)
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Publication date
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/62Hybrid vehicles

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power source protection device of a hybrid vehicle capable of preventing over-charging of a battery, to avoid a state in which a battery assembly must be replaced.SOLUTION: When SOC of a battery reaches an over-charge prevention threshold value S3 which is higher than an upper limit value S1 in a normal usable range but lower than a charge tolerable limit value S2, a driving force on a positive side is generated by a motor for discharging of the battery, and a driving force on a negative side is generated by an engine to absorb the driving force on the positive side generated by the motor.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ハイブリッド車両の電源制御装置に係り、詳しくはバッテリの過充電を防止する技術に関する。   The present invention relates to a power supply control device for a hybrid vehicle, and more particularly to a technique for preventing overcharging of a battery.

近年、環境保護の観点から、環境に配慮した自動車として、車両の駆動源にエンジンと走行用モータ(電動機)とを利用するハイブリッド電気自動車(以下ハイブリッド車両という)が知られている。このようなハイブリッド車両では、降坂路走行時にモータを発電機として使用する回生運転を行うことで、バッテリを充電することができる(特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art In recent years, from the viewpoint of environmental protection, a hybrid electric vehicle (hereinafter referred to as a hybrid vehicle) that uses an engine and a traveling motor (electric motor) as a vehicle drive source is known as an environment-friendly vehicle. In such a hybrid vehicle, the battery can be charged by performing a regenerative operation in which the motor is used as a generator during traveling downhill (see Patent Document 1).

特開2012−131292号公報JP 2012-131292 A

しかしながら、例えば、モータのゼロトルクの設定が充電側にオフセットされるような不具合が生じていると、モータに対する要求トルクがゼロであるにも関わらず充電が行われてしまう。また、モータを制御する制御ユニットに不具合があり、モータに対する要求トルクが常に充電側になっているような場合も同様である。又は制御ユニットやセンサ等と接続しているCAN等の通信異常によりモータへの要求トルクが充電側となって、バッテリが充電され続ける場合もある。さらに、バッテリとモータとの間のインバータに不具合が生じてモータに対する要求トルクが常に充電側になる場合もある。   However, for example, if there is a problem that the setting of the zero torque of the motor is offset to the charging side, charging is performed even though the required torque for the motor is zero. The same applies to the case where there is a problem with the control unit that controls the motor, and the required torque for the motor is always on the charging side. Or, there may be a case where the required torque to the motor becomes the charging side due to a communication abnormality such as CAN connected to the control unit or sensor, and the battery is continuously charged. Further, a problem may occur in the inverter between the battery and the motor, and the required torque for the motor may always be on the charging side.

このようなハイブリッドシステムの不具合により、バッテリが過充電された場合に、バッテリの発火等を防ぐため、バッテリの制御ユニットがバッテリの電気回路に組み込まれているコンタクタを強制的にオープンにする。しかしながら、コンタクタがオープンになると、それ以降はバッテリを一切使用できなくなり、バッテリのアセンブリを交換しなければならないという問題が生じる。   When the battery is overcharged due to such a malfunction of the hybrid system, the battery control unit forcibly opens the contactor incorporated in the electric circuit of the battery in order to prevent ignition of the battery. However, when the contactor is opened, the battery can no longer be used and the battery assembly must be replaced.

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、バッテリの過充電を防止し、バッテリアセンブリを交換しなければならない事態を回避することのできるハイブリッド車両の電源保護装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle capable of preventing overcharging of a battery and avoiding a situation where a battery assembly must be replaced. It is to provide a power protection device.

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.

本適用例に係るハイブリッド車両の電源保護装置は、車両の駆動源であるエンジンと、前記車両の駆動源であり発電も可能な電動機と、前記電動機を駆動するための電力の供給及び当該電動機により発電された電力の蓄電が可能なバッテリと、前記バッテリの充電量を検出する充電量検出手段と、前記充電量検出手段により検出される前記バッテリの充電量が、予め設定された通常使用可能範囲の上限値より高い限界閾値に達した場合に、前記バッテリの電気回路を遮断する安全手段と、前記充電量検出手段により検出される前記バッテリの充電量が、前記通常使用可能範囲の上限値より高く前記限界閾値よりも低い所定閾値に達した場合に、前記モータにより正側の駆動力を生じさせて前記バッテリを放電させるとともに、前記エンジンにより負側の駆動力を生じさせて前記モータによる正側の駆動力を吸収させる電源保護制御手段と、を備える。   A power source protection device for a hybrid vehicle according to this application example includes an engine that is a drive source of the vehicle, an electric motor that is the drive source of the vehicle and can generate power, supply of electric power for driving the electric motor, and the electric motor A battery capable of storing the generated electric power, a charge amount detection means for detecting the charge amount of the battery, and a charge amount of the battery detected by the charge amount detection means is set in a preset normal usable range. When the limit threshold value higher than the upper limit value is reached, the safety means for cutting off the electric circuit of the battery and the charge amount of the battery detected by the charge amount detection means are higher than the upper limit value of the normal usable range. When a predetermined threshold value that is higher and lower than the limit threshold value is reached, a positive driving force is generated by the motor to discharge the battery, and the engine Ri and cause negative side of the driving force and a power protection control means for absorbing the positive side of the driving force by the motor.

上記手段を用いる本発明によれば、バッテリの過充電を防止し、バッテリアセンブリを交換しなければならない事態を回避することができる。   According to the present invention using the above means, it is possible to prevent the battery from being overcharged and avoid the situation where the battery assembly has to be replaced.

本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の電源保護装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a power supply protection device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. 電源保護制御を実行した場合の各種パラメータの推移の一例を表したタイムチャートである。It is a time chart showing an example of change of various parameters at the time of performing power supply protection control.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施形態におけるハイブリッド車両の電源保護装置の概略構成図であり、同図に基づき説明する。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power source protection device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, which will be described with reference to FIG.

ハイブリッド車両1はいわゆるパラレル型ハイブリッドのトラックとして構成されており、以下の説明では、単に車両とも称する。   The hybrid vehicle 1 is configured as a so-called parallel hybrid truck, and is simply referred to as a vehicle in the following description.

車両1には走行用動力源としてディーゼルエンジン(以下、エンジンという)2、及び例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能なモータ3が搭載されている。エンジン2の出力軸にはクラッチ4が連結され、クラッチ4にはモータ3の回転軸を介して変速機5の入力側が連結されている。変速機5の出力側にはプロペラシャフト6を介して差動装置7が連結され、差動装置7には駆動軸8を介して左右の駆動輪9が連結されている。   A vehicle 1 is equipped with a diesel engine (hereinafter referred to as an engine) 2 as a driving power source and a motor 3 that can also operate as a generator such as a permanent magnet synchronous motor. A clutch 4 is connected to the output shaft of the engine 2, and an input side of the transmission 5 is connected to the clutch 4 via a rotating shaft of the motor 3. A differential device 7 is connected to the output side of the transmission 5 via a propeller shaft 6, and left and right drive wheels 9 are connected to the differential device 7 via a drive shaft 8.

変速機5は一般的な手動式変速機をベースとしてクラッチ4の断接操作及び変速段の切換操作を自動化したものであり、本実施形態では、前進6速後退1速の変速段を有している。当然ながら、変速機5の構成はこれに限るものではなく任意に変更可能であり、例えば手動式変速機として具体化してもよいし、2系統の動力伝達系を備えたいわゆるデュアルクラッチ式自動変速機として具体化してもよい。   The transmission 5 is based on a general manual transmission and automates the engagement / disengagement operation of the clutch 4 and the switching operation of the shift stage. In this embodiment, the transmission 5 has six forward speeds and one reverse speed. ing. Of course, the configuration of the transmission 5 is not limited to this, and can be arbitrarily changed. For example, the transmission 5 may be embodied as a manual transmission, or a so-called dual clutch automatic transmission having two power transmission systems. It may be embodied as a machine.

モータ3にはインバータ10を介してバッテリ11が接続されている。バッテリ11に蓄えられた直流電力はインバータ10により交流電力に変換されてモータ3に供給され、モータ3が発生した駆動力は変速機5で変速された後に駆動輪9に伝達されて車両1を走行させる(これを力行運転という)。また、例えば車両1の減速時や降坂路での走行時には、駆動輪9側からの逆駆動によりモータ3が発電機として作動する。モータ3が発生した負側の駆動力は制動力として駆動輪9側に伝達されると共に、モータ3が発電した交流電力がインバータ10で直流電力に変換されてバッテリ11に充電される(これを回生運転という)。   A battery 11 is connected to the motor 3 via an inverter 10. The DC power stored in the battery 11 is converted into AC power by the inverter 10 and supplied to the motor 3, and the driving force generated by the motor 3 is transmitted to the driving wheels 9 after being shifted by the transmission 5. Run (this is called power running). For example, when the vehicle 1 decelerates or travels on a downhill road, the motor 3 operates as a generator by reverse driving from the drive wheel 9 side. The negative driving force generated by the motor 3 is transmitted to the driving wheel 9 side as a braking force, and the AC power generated by the motor 3 is converted into DC power by the inverter 10 and charged to the battery 11 (this is This is called regenerative operation).

また、エンジン2が発生する駆動力によりモータ3を回転させて発電させ、バッテリ11に積極的に充電を行うことも可能である(これをエンジン発電という)。逆に、モータ3に正側の駆動力を発生させる一方で、余剰となる正側の駆動力をエンジン2の負側の駆動力で吸収させることで、バッテリ11を強制的に放電させることも可能である(これを強制放電という)。なお、エンジン2の負側の駆動力は、例えばエンジン2のフリクションから生じるエンジンブレーキの他、リターダ、圧縮開放ブレーキ等の補助ブレーキにより生じさせる。   In addition, the motor 3 can be rotated by the driving force generated by the engine 2 to generate power, and the battery 11 can be actively charged (this is called engine power generation). Conversely, the battery 3 can be forcibly discharged by causing the motor 3 to generate a positive driving force while absorbing the excess positive driving force with the negative driving force of the engine 2. It is possible (this is called forced discharge). The negative driving force of the engine 2 is generated by an auxiliary brake such as a retarder or a compression release brake, in addition to an engine brake caused by the friction of the engine 2, for example.

このようなモータ3が発生する駆動力は上記クラッチ4の断接状態に関わらず駆動輪9側に伝達され、これに対してエンジン2が発生する駆動力はクラッチ4の接続時に限って駆動輪9側に伝達される。従って、クラッチ4の切断時には、上記のようにモータ3が発生する正側または負側の駆動力が駆動輪9側に伝達されて車両1が走行する。また、クラッチ4の接続時には、エンジン2及びモータ3の駆動力が駆動輪9側に伝達されたり、或いはモータ3の駆動力を0とすることでエンジン2の駆動力のみが駆動輪側に伝達されたりして車両1が走行する。   The driving force generated by the motor 3 is transmitted to the driving wheel 9 regardless of the state of connection / disconnection of the clutch 4, and the driving force generated by the engine 2 is driven only when the clutch 4 is connected. 9 side. Therefore, when the clutch 4 is disengaged, the positive or negative driving force generated by the motor 3 as described above is transmitted to the driving wheel 9 side, and the vehicle 1 travels. When the clutch 4 is connected, the driving force of the engine 2 and the motor 3 is transmitted to the driving wheel 9 side, or only the driving force of the engine 2 is transmitted to the driving wheel side by setting the driving force of the motor 3 to zero. Or the vehicle 1 travels.

車両1には、車両全体を統合制御するための制御回路である車両ECU20が搭載されている。車両ECU20には、図示はしないがクラッチ4を断接操作するアクチュエータ、及び変速機5を変速操作するアクチュエータなどが接続されると共に、エンジン制御用のエンジンECU21、モータ制御用のモータECU22、及びバッテリ11を管理するバッテリECU23が接続されている。その他、車両ECU20には、図示しないがアクセル操作量を検出するアクセルセンサ等の各種センサが接続されている。   The vehicle 1 is equipped with a vehicle ECU 20 that is a control circuit for integrated control of the entire vehicle. Although not shown, the vehicle ECU 20 is connected to an actuator for connecting / disconnecting the clutch 4, an actuator for shifting the transmission 5, and the like, and an engine ECU 21 for engine control, a motor ECU 22 for motor control, and a battery 11 is connected. In addition, although not shown, various sensors such as an accelerator sensor that detects an accelerator operation amount are connected to the vehicle ECU 20.

そして、車両ECU20は、各種ECUや各種センサから情報を取得する。例えば、車両ECU20はエンジンECU21からはエンジン回転数を、モータECU22からモータ回転数を、バッテリECU23からバッテリ11のSOC(充電量:State Of Charge)等の情報を取得する。   And vehicle ECU20 acquires information from various ECUs and various sensors. For example, the vehicle ECU 20 acquires information such as the engine speed from the engine ECU 21, the motor speed from the motor ECU 22, and SOC (State Of Charge) of the battery 11 from the battery ECU 23.

車両ECU20は、運転者によるアクセル操作量などに基づき車両1を走行させるために必要な要求トルクを算出し、その要求トルクやバッテリ11のSOC(充電量:State Of Charge)などに基づき車両1の走行モードを選択する。本実施形態では走行モードとして、エンジン走行モード、モータ走行モード、ハイブリッド走行モード、エンジン発電モード、強制放電走行モードがある。   The vehicle ECU 20 calculates a required torque required for the vehicle 1 to travel based on the accelerator operation amount by the driver, and the vehicle 1 based on the required torque and the SOC (State Of Charge) of the battery 11. Select the driving mode. In the present embodiment, there are an engine travel mode, a motor travel mode, a hybrid travel mode, an engine power generation mode, and a forced discharge travel mode as travel modes.

エンジン走行モードは例えばバッテリ11のSOC値が下限にあり、モータ3を使用できない場合などでエンジン2の駆動力のみを用いて走行する走行モードであり、モータ走行モードはモータ3の駆動力のみを用いて走行する走行モードである。ハイブリッド走行モードは、エンジン2及びモータ3の駆動力を共に用いて走行する走行モードである。エンジン発電走行モードは、エンジン2の駆動力を用いての走行を行いつつエンジン2の駆動力を用いてモータ3を回転させて発電を行う走行モードである。強制放電走行モードは、モータ3の駆動力を用いての走行を行いつつエンジン2に負の駆動力を発生させてバッテリ11を強制放電させる走行モードである。車両ECU20は、これらの走行モードのうちの何れかの走行モードを選択し、選択した走行モードに応じてエンジンECU21を介してエンジン2を、モータECU22を介してモータ3を制御する。   The engine travel mode is a travel mode in which, for example, when the SOC value of the battery 11 is at the lower limit and the motor 3 cannot be used, the motor travel mode travels using only the driving force of the engine 2. This is a travel mode in which the travel is performed. The hybrid travel mode is a travel mode in which travel is performed using both the driving force of the engine 2 and the motor 3. The engine power generation travel mode is a travel mode in which power is generated by rotating the motor 3 using the driving force of the engine 2 while traveling using the driving force of the engine 2. The forced discharge traveling mode is a traveling mode in which the battery 11 is forcibly discharged by generating a negative driving force in the engine 2 while traveling using the driving force of the motor 3. The vehicle ECU 20 selects one of these travel modes, and controls the engine 2 via the engine ECU 21 and the motor 3 via the motor ECU 22 according to the selected travel mode.

具体的には、車両ECU20は選択した走行モードに基づき、要求トルクをエンジン2やモータ3が出力すべきトルク指令値に換算する。例えばハイブリッド走行モードでは要求トルクをエンジン2側及びモータ3側に配分した上で、その時点の変速段に基づきエンジン2及びモータ3のトルク指令値を算出する。また、エンジン走行モードでは要求トルクを変速段に基づきエンジン2へのトルク指令値に換算し、モータ走行モードでは要求トルクを変速段に基づきモータ3へのトルク指令値に換算する。さらにエンジン発電走行モードでは、要求トルクとモータ3による発電に要するトルクとを合わせた値をエンジン2のトルク指令値として算出する。強制放電走行モードでは、正側の駆動力をモータ3のトルク指令として算出するとともに、余剰となる正側の駆動力を吸収すべく負側の駆動力をエンジン2のトルク指令値として算出する。このときモータ3の余剰となる正側の駆動力は、エンジン2によって負側の駆動力として吸収可能な範囲内で設定される。   Specifically, the vehicle ECU 20 converts the required torque into a torque command value that the engine 2 and the motor 3 should output based on the selected travel mode. For example, in the hybrid travel mode, the required torque is distributed to the engine 2 side and the motor 3 side, and torque command values for the engine 2 and the motor 3 are calculated based on the gear position at that time. In the engine travel mode, the required torque is converted into a torque command value for the engine 2 based on the gear position, and in the motor travel mode, the required torque is converted into a torque command value for the motor 3 based on the gear speed. Further, in the engine power generation travel mode, a value obtained by combining the required torque and the torque required for power generation by the motor 3 is calculated as a torque command value for the engine 2. In the forced discharge travel mode, the positive driving force is calculated as a torque command for the motor 3, and the negative driving force is calculated as a torque command value for the engine 2 to absorb the surplus positive driving force. At this time, the surplus positive driving force of the motor 3 is set within a range that can be absorbed by the engine 2 as a negative driving force.

そして、車両ECU20は選択した走行モードを実行すべく、モータ走行モードでは上記クラッチ4を切断し、エンジン走行モード、ハイブリッド走行モード、エンジン発電走行モード、及び強制放電走行モードではクラッチ4を接続した上で、エンジンECU21及びモータECU22にトルク指令値を適宜出力する。また、車両1の走行中において車両ECU20は、アクセル操作量や車速などに基づき図示しないシフトマップから目標変速段を算出し、この目標変速段を達成すべく、アクチュエータによりクラッチ4の断接操作及び変速段の切換操作を実行する。   Then, the vehicle ECU 20 disconnects the clutch 4 in the motor travel mode to execute the selected travel mode, and connects the clutch 4 in the engine travel mode, the hybrid travel mode, the engine power generation travel mode, and the forced discharge travel mode. Thus, torque command values are appropriately output to the engine ECU 21 and the motor ECU 22. Further, during traveling of the vehicle 1, the vehicle ECU 20 calculates a target shift stage from a shift map (not shown) based on the accelerator operation amount, the vehicle speed, and the like, and the actuator 4 connects and disconnects the clutch 4 to achieve this target shift stage. A gear change operation is executed.

一方、エンジンECU21は、車両ECU20において選択された走行モードに基づくトルク指令値を達成するように噴射量制御や噴射時期制御を実行する。例えばエンジン走行モード、ハイブリッド走行モード及びエンジン発電走行モードでは、正側のトルク指令値に対してエンジン2に駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してエンジンブレーキ等を発生させる。また、モータ走行モードの場合には、燃料噴射の中止によりエンジン2を停止保持するか、アイドル運転状態とする。   On the other hand, the engine ECU 21 executes injection amount control and injection timing control so as to achieve a torque command value based on the travel mode selected by the vehicle ECU 20. For example, in the engine travel mode, the hybrid travel mode, and the engine power generation travel mode, a driving force is generated in the engine 2 with respect to the positive torque command value, and an engine brake or the like is generated with respect to the negative torque command value. In the case of the motor travel mode, the engine 2 is stopped or held by stopping the fuel injection or is set in an idle operation state.

また、モータECU22は、車両ECU20において選択された走行モードに基づくトルク指令値を達成するように、インバータ10を介してモータ3を駆動制御する。例えばモータ走行モード、ハイブリッド走行モード、及び強制放電走行モードでは、正側のトルク指令値に対してモータ3を力行制御して正側の駆動力を発生させる。一方、モータ走行モード及びハイブリッド走行モードでは、負側のトルク指令値に対してはモータ3を回生制御して負側の駆動力を発生させる。また、エンジン走行モードの場合には、モータ3の駆動力を0に制御する。さらにエンジン発電走行モードの場合には、エンジン2の駆動力を受けて発電を行う。   Further, the motor ECU 22 drives and controls the motor 3 via the inverter 10 so as to achieve a torque command value based on the travel mode selected in the vehicle ECU 20. For example, in the motor travel mode, the hybrid travel mode, and the forced discharge travel mode, the motor 3 is subjected to power running control with respect to the positive torque command value to generate the positive drive force. On the other hand, in the motor travel mode and the hybrid travel mode, the motor 3 is regeneratively controlled to generate a negative drive force with respect to the negative torque command value. In the case of the engine running mode, the driving force of the motor 3 is controlled to zero. Further, in the case of the engine power generation travel mode, power is generated by receiving the driving force of the engine 2.

また、バッテリECU23は、バッテリ11の温度、バッテリ11の電圧、インバータ10とバッテリ11との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ11のSOCを算出し、このSOCを検出結果と共に車両ECU20に出力する(充電量検出手段)。   Further, the battery ECU 23 detects the temperature of the battery 11, the voltage of the battery 11, the current flowing between the inverter 10 and the battery 11, etc., calculates the SOC of the battery 11 from these detection results, and detects this SOC. It outputs to vehicle ECU20 with a result (charge amount detection means).

バッテリ11は、通常に使用可能なSOCの範囲(以下、通常使用可能範囲という)が予め定められている。また、過度に充電されると発火等のおそれがあるため、バッテリ11には、バッテリ11の電気回路に組み込まれたコンタクタを遮断状態(オープン)して充放電できなくする安全装置12(安全手段)が取り付けられている。バッテリECU23は、バッテリ11のSOCを監視し、通常使用可能範囲の上限値S1よりも高い値に設定されている充電許容限界値S2(限界閾値)を超えた場合には安全装置12によりバッテリ11の電気回路を遮断する。   For the battery 11, a normally usable SOC range (hereinafter referred to as a normal usable range) is predetermined. Further, since there is a risk of ignition or the like when overcharged, the battery 11 includes a safety device 12 (safety means) that prevents the contactor built in the electric circuit of the battery 11 from being disconnected (opened) to be charged / discharged. ) Is attached. The battery ECU 23 monitors the SOC of the battery 11, and when the charge allowable limit value S <b> 2 (limit threshold value) set to a value higher than the upper limit value S <b> 1 of the normal usable range is exceeded, the safety device 12 causes the battery 11. Shut off the electrical circuit.

車両ECU20はバッテリ11のSOCが充電許容限界値を超える前に、過充電を防止するための電源保護制御を行う。詳しくは、車両ECU20は、上記通常使用可能範囲の上限値S1より高く上記充電許容限界値S2よりも低い値の過充電防止閾値S3を設定し、SOCが当該過充電防止閾値S3に達したときには上記強制放電走行モードに切り替えることで、バッテリ11のSOCを消費させる。また、車両ECU20には、電源保護制御に用いる警告灯13が接続されている。例えば、車両ECU20は強制放電走行モードに切り替えると同時に、警告灯13を点灯することで運転者に異常を知らせ、車両1の整備点検を促す。   The vehicle ECU 20 performs power source protection control for preventing overcharging before the SOC of the battery 11 exceeds the allowable charging limit value. Specifically, the vehicle ECU 20 sets an overcharge prevention threshold value S3 that is higher than the upper limit value S1 of the normal usable range and lower than the allowable charge limit value S2, and when the SOC reaches the overcharge prevention threshold value S3. By switching to the forced discharge travel mode, the SOC of the battery 11 is consumed. The vehicle ECU 20 is connected with a warning lamp 13 used for power supply protection control. For example, the vehicle ECU 20 switches to the forced discharge travel mode, and at the same time turns on the warning lamp 13 to notify the driver of the abnormality and prompts the vehicle 1 to perform maintenance and inspection.

ここで、図2を参照すると、図2には電源保護制御を実行した場合の各種パラメータの推移の一例を表したタイムチャートが示されており、以下同図に基づき本実施形態の作用、効果について説明する。   Here, referring to FIG. 2, FIG. 2 shows a time chart showing an example of the transition of various parameters when the power protection control is executed, and the operation and effect of the present embodiment will be described below based on FIG. Will be described.

図2のタイムチャート開始時においては、例えば車両1が降坂路をモータ走行モードによりモータ3へのトルク指令値(以下、モータトルクという)が負側、即ち回生運転を行っている。このため、バッテリ11のSOCは徐々に上昇している。なお、このときクラッチ4は切断状態にあり、エンジン2へのトルク指令値(以下、エンジントルクという)は0である。   At the time of starting the time chart of FIG. 2, for example, the vehicle 1 is on a downhill road and the torque command value (hereinafter referred to as “motor torque”) to the motor 3 is on the negative side, that is, regenerative operation is performed. For this reason, the SOC of the battery 11 gradually increases. At this time, the clutch 4 is in a disconnected state, and a torque command value (hereinafter referred to as engine torque) to the engine 2 is zero.

図2のt1時点で、バッテリ11のSOCは通常使用可能範囲の上限値S1を超え、これ以上バッテリを充電させないため、ここで車両ECU20は運転モードをモータ走行モードからエンジン走行モードに切り替える。従ってt1時点から、車両ECU20はモータトルクを0とし、負の要求トルクに対してエンジンブレーキを生じさせる。   At time t1 in FIG. 2, the SOC of the battery 11 exceeds the upper limit value S1 of the normal usable range, and the battery is not charged any more, so the vehicle ECU 20 switches the operation mode from the motor travel mode to the engine travel mode. Therefore, from time t1, the vehicle ECU 20 sets the motor torque to 0 and causes engine braking with respect to the negative required torque.

それでもハイブリッドシステム上の不具合等によりSOCが上昇して、t2時点にてSOCが過充電防止閾値S3に達すると、車両ECU20は運転モードを強制放電走行モードに切り替える。具体的には、車両ECU20は、正側の駆動力をモータトルクとして発生させる一方、このモータトルクを吸収する負側の駆動力をエンジン2により生じさせる。つまり、エンジンブレーキやリターダを使用してエンジンの負荷を増し、その分モータトルクを上昇させる。また、車両ECU20は強制放電走行モード時には警告灯13を点灯させて運転者に点検や整備を促す。   Still, when the SOC increases due to a malfunction or the like on the hybrid system and the SOC reaches the overcharge prevention threshold S3 at time t2, the vehicle ECU 20 switches the operation mode to the forced discharge travel mode. Specifically, the vehicle ECU 20 generates a positive driving force as motor torque, while the engine 2 generates a negative driving force that absorbs the motor torque. That is, the engine load is increased by using the engine brake and the retarder, and the motor torque is increased accordingly. In addition, the vehicle ECU 20 lights the warning lamp 13 in the forced discharge travel mode to urge the driver to perform inspection or maintenance.

このようにしてモータ3が正側の駆動力を発生させることでバッテリ11は放電を行い、SOCが消費される。   Thus, when the motor 3 generates the positive driving force, the battery 11 is discharged and the SOC is consumed.

そして図2のt3時点のように、SOCが通常使用可能範囲の上限値S1にまで低下すると、車両ECU20は運転モードをエンジン走行モードに戻す。具体的には、引き続き下り坂の場合、車両ECU20はモータトルクを0とし、エンジンブレーキにより負の要求トルクを満たすようにする。ここで図示はされないが、平坦路や上り坂を走行する場合であれば、モータトルクを0より大きくして、通常通りハイブリッド走行モードまたはモータ走行モードでバッテリを放電し、SOCを消費してもよい。   When the SOC decreases to the upper limit value S1 of the normal usable range as at time t3 in FIG. 2, the vehicle ECU 20 returns the operation mode to the engine travel mode. Specifically, in the case of the downhill, the vehicle ECU 20 sets the motor torque to 0 and satisfies the negative required torque by engine braking. Although not shown here, if the vehicle is traveling on a flat road or an uphill, the motor torque is set larger than 0, the battery is discharged in the hybrid travel mode or the motor travel mode as usual, and the SOC is consumed. Good.

また図2のt4時点のように、再度SOCが上昇して過充電防止閾値S3に到達すると、車両ECU20は再度強制放電走行モードに切り替える。   Further, when the SOC rises again and reaches the overcharge prevention threshold value S3 as at time t4 in FIG. 2, the vehicle ECU 20 switches to the forced discharge travel mode again.

以上のように、車両ECU20は、バッテリ11のSOCが過充電防止閾値S3に達すると、強制放電走行モードに切り替え、モータ3を使用してバッテリ11を放電させる。従って、モータ3のゼロトルクが充電側にオフセットされていたり、モータ3に対する要求トルク、モータECUからモータへのトルク指令値、通信異常等によりモータ3への指示が常に充電側になっている場合でも、SOCが過充電防止閾値S3に達したことに対して強制放電を行うことで、実SOCが充電許容限界値S2にまで上昇することはない。つまり、安全装置12の使用を回避することができる。   As described above, when the SOC of the battery 11 reaches the overcharge prevention threshold S <b> 3, the vehicle ECU 20 switches to the forced discharge travel mode and uses the motor 3 to discharge the battery 11. Therefore, even when the zero torque of the motor 3 is offset to the charging side, or when the instruction to the motor 3 is always on the charging side due to the required torque for the motor 3, the torque command value from the motor ECU to the motor, communication abnormality, etc. By performing the forced discharge in response to the SOC reaching the overcharge prevention threshold S3, the actual SOC does not rise to the charge allowable limit value S2. That is, the use of the safety device 12 can be avoided.

このように本実施形態におけるハイブリッド車両の電源保護装置によれば、バッテリ11の過充電を防止し、安全装置12の使用によりバッテリアセンブリを交換しなければならない事態を回避することができる。   As described above, according to the power supply protection device for a hybrid vehicle in the present embodiment, it is possible to prevent the battery 11 from being overcharged and to avoid a situation where the battery assembly must be replaced by using the safety device 12.

以上で本発明に係るハイブリッド車両の電源保護装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。   Although the description of the embodiment of the power supply protection device for a hybrid vehicle according to the present invention has been completed above, the embodiment is not limited to the above embodiment.

上記実施形態では、強制放電走行モードを実行する際に、警告灯13を点灯することで運転者に異常を知らせているが、運転者に警告を行う手段はこれに限られるものではなく、例えば文字を表示したり音声により警告を行ってもよい。   In the above embodiment, when the forced discharge travel mode is executed, the warning lamp 13 is turned on to notify the driver of the abnormality, but means for warning the driver is not limited to this, for example, A warning may be given by displaying characters or by voice.

1 車両
2 エンジン
3 モータ(電動機)
4 クラッチ
5 変速機
10 インバータ
11 バッテリ
12 安全装置(安全手段)
13 警告灯
20 車両ECU(電源保護制御手段)
21 エンジンECU
22 モータECU
23 バッテリECU(充電量検出手段)
1 Vehicle 2 Engine 3 Motor (electric motor)
4 Clutch 5 Transmission 10 Inverter 11 Battery 12 Safety device (safety means)
13 Warning light 20 Vehicle ECU (power protection control means)
21 Engine ECU
22 Motor ECU
23 battery ECU (charge amount detection means)

Claims (1)

車両の駆動源であるエンジンと、
前記車両の駆動源であり発電も可能な電動機と、
前記電動機を駆動するための電力の供給及び当該電動機により発電された電力の蓄電が可能なバッテリと、
前記バッテリの充電量を検出する充電量検出手段と、
前記充電量検出手段により検出される前記バッテリの充電量が、予め設定された通常使用可能範囲の上限値より高い限界閾値に達した場合に、前記バッテリの電気回路を遮断する安全手段と、
前記充電量検出手段により検出される前記バッテリの充電量が、前記通常使用可能範囲の上限値より高く前記限界閾値よりも低い所定閾値に達した場合に、前記電動機により正側の駆動力を生じさせて前記バッテリを放電させるとともに、前記エンジンにより負側の駆動力を生じさせて前記電動機による正側の駆動力を吸収させる電源保護制御手段と、
を備えるハイブリッド車両の電源保護装置。
An engine that is a driving source of the vehicle;
An electric motor that is a drive source of the vehicle and can generate power;
A battery capable of supplying electric power for driving the electric motor and storing electric power generated by the electric motor;
Charge amount detecting means for detecting the charge amount of the battery;
Safety means for cutting off the electric circuit of the battery when the charge amount of the battery detected by the charge amount detection means reaches a limit threshold value higher than a preset upper limit value of the normal usable range;
When the charge amount of the battery detected by the charge amount detection means reaches a predetermined threshold value that is higher than the upper limit value of the normal usable range and lower than the limit threshold value, a positive driving force is generated by the electric motor. A power source protection control means for discharging the battery and generating a negative driving force by the engine to absorb a positive driving force by the electric motor;
A power protection device for a hybrid vehicle comprising:
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