JP7707790B2 - Regenerative control method and regenerative control device for hybrid vehicle - Google Patents
Regenerative control method and regenerative control device for hybrid vehicleInfo
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Description
この発明は、降坂路において効率よく電力回生を行うハイブリッド車両の回生制御技術に関する。 This invention relates to a regenerative control technology for hybrid vehicles that efficiently regenerates power on downhill roads.
駆動輪をモータジェネレータによって駆動するハイブリッド車両においては、降坂路を走行する際に電力の回生が行われ、バッテリに充電される。バッテリには過充電による劣化を回避するために使用上限となるSOC(state of charge)が定められており、回生中にSOCが使用上限に達すると、それ以上の充電はなされず、何らかの形で回生電力が消費される。 In hybrid vehicles, where the drive wheels are driven by a motor generator, power is regenerated when traveling downhill and charged into the battery. To prevent deterioration due to overcharging, the battery has a set SOC (state of charge) that sets an upper limit for usage. If the SOC reaches the upper limit during regeneration, no further charging will occur and the regenerated power will be consumed in some way.
特許文献1には、降坂路走行によるエネルギ回収をできるだけ大きくするために、予定される経路上に降坂路がある場合に、降坂路にさしかかる前にモータ走行等を行ってSOCを積極的に低下させておく技術が開示されている。SOCを予め低下させておくことで、使用上限までの余裕が大となり、降坂路での効率的なエネルギ回収が図れる。 Patent Document 1 discloses a technique for actively lowering the SOC by running the vehicle on the motor before approaching a downhill road when there is a downhill road on the planned route, in order to maximize the amount of energy recovered when traveling downhill. By lowering the SOC in advance, the margin up to the upper limit of use is increased, allowing for efficient energy recovery on downhill roads.
寒冷地などでバッテリの温度が低い場合、基本的に、バッテリの性能低下により降坂路での回生によるSOCの回復が低下しがちとなる。 When the battery temperature is low in cold regions, the battery's performance generally declines, which tends to reduce the recovery of SOC through regeneration on downhill roads.
また、一般に、バッテリ温度が極端に低いときに、過大な電流の入出力によるバッテリの劣化を回避する目的で、バッテリコントローラによって入出力電流が制限される。このような場合には、バッテリの低温時に、電流制限に起因して、降坂路での回生によるSOCの上昇が相対的に小さくなる。 In addition, when the battery temperature is extremely low, the battery controller generally limits the input and output current to avoid battery degradation due to excessive current input and output. In such cases, when the battery temperature is low, the increase in SOC due to regeneration on downhill roads becomes relatively small due to the current limit.
従って、バッテリ温度が低いときにバッテリ温度が高いときと同様に降坂路前にSOCを低下させてしまうと、降坂路終了段階でSOCが十分に回復しないことが生じる。 Therefore, if the SOC is lowered before going downhill when the battery temperature is low, just as it is when the battery temperature is high, the SOC may not recover sufficiently by the time the downhill section ends.
特許文献1には、このようなバッテリ温度が低いときの対応についての記載はない。 Patent document 1 does not mention how to respond when the battery temperature is low.
この発明は、車両の走行経路にある降坂路を予め検出し、降坂路の開始前に降坂路での回生に備えてバッテリのSOCを予め低下させるSOC低下制御を行うハイブリッド車両の回生制御において、
バッテリの温度を検出ないし推定により求め、このバッテリ温度が低いほどSOC低下制御におけるSOC低下量を少なくする。
The present invention relates to a regeneration control for a hybrid vehicle, which detects a downhill road in a travel route of the vehicle in advance, and performs SOC reduction control to reduce the SOC of a battery in advance in preparation for regeneration on the downhill road before the vehicle starts traveling downhill,
The temperature of the battery is detected or estimated, and the lower the battery temperature is, the smaller the amount of SOC reduction in the SOC reduction control is made.
この発明によれば、バッテリ温度が低いときに、降坂路の開始前にバッテリのSOCを予め低下させるSOC低下制御によって過度にSOCを低下させてしまうことがなくなり、降坂路終了時点でのSOCを適切なものとすることができる。 According to this invention, when the battery temperature is low, the SOC is not excessively reduced by the SOC reduction control that reduces the battery SOC in advance before the start of the downhill road, and the SOC at the end of the downhill road can be made appropriate.
図1は、この発明が適用されるハイブリッド車両の一例としてシリーズハイブリッド車両の構成を概略的に示している。シリーズハイブリッド車両は、主に発電機として動作する発電用モータジェネレータ1と、この発電用モータジェネレータ1を電力要求に応じて駆動する発電用内燃機関として用いられる内燃機関2と、主にモータとして動作して駆動輪3を駆動する走行用モータジェネレータ4と、発電した電力を一時的に蓄えるバッテリ5と、を備えて構成されている。一実施例では、発電用モータジェネレータ1はギヤ列10を介して内燃機関2によって駆動される。また駆動輪3はギヤ列11を介して走行用モータジェネレータ4によって駆動される。内燃機関2が発電用モータジェネレータ1を駆動することによって得られた電力は、図示しないインバータ装置を介してバッテリ5に蓄えられる。走行用モータジェネレータ4は、バッテリ5の電力を用いて駆動制御される。走行用モータジェネレータ4の回生時の電力は、やはり図示しないインバータ装置を介してバッテリ5に蓄えられる。 Figure 1 shows a schematic configuration of a series hybrid vehicle as an example of a hybrid vehicle to which the present invention is applied. The series hybrid vehicle is configured to include a power generating motor generator 1 that mainly operates as a generator, an internal combustion engine 2 used as a power generating internal combustion engine that drives the power generating motor generator 1 in response to a power demand, a running motor generator 4 that mainly operates as a motor to drive the drive wheels 3, and a battery 5 that temporarily stores the generated power. In one embodiment, the power generating motor generator 1 is driven by the internal combustion engine 2 via a gear train 10. The drive wheels 3 are driven by the running motor generator 4 via a gear train 11. The power obtained by the internal combustion engine 2 driving the power generating motor generator 1 is stored in the battery 5 via an inverter device (not shown). The running motor generator 4 is driven and controlled using the power of the battery 5. The power generated by the running motor generator 4 during regeneration is stored in the battery 5 via an inverter device (not shown).
モータジェネレータ1,4の動作やバッテリ5の充放電および内燃機関2の運転は、コントローラ6によって制御される。コントローラ6は、モータジェネレータ1,4を制御するモータコントローラ7や、内燃機関2を制御するエンジンコントローラ8、バッテリ5を管理するバッテリコントローラ9など、互いに通信可能なように接続された複数のコントローラによって構成されている。コントローラ6には、アクセルペダル13の開度(踏込量)やブレーキペダル14の操作量、車速検出手段15により検出される車速、等の情報が入力される。またバッテリコントローラ9は、バッテリ5の電圧・電流に基づいてバッテリ5のSOCを求める。基本的には、SOCが所定の下限レベルまで低下したときに、エンジンコントローラ8を介して内燃機関2が始動され、発電が行われる。そして、SOCが所定レベルに達したら内燃機関2が停止する。このようなシリーズハイブリッド車両の運転モードとしては、内燃機関2の燃焼運転を伴わずにバッテリ5の電力でもって走行するEVモードと、内燃機関2の燃焼運転による発電を行いながら走行を行うHEVモードと、があるが、SOCが下限レベル以上であっても、車両の要求駆動力が比較的大きいときには、HEVモードでの走行となる。 The operation of the motor generators 1 and 4, the charging and discharging of the battery 5, and the operation of the internal combustion engine 2 are controlled by the controller 6. The controller 6 is composed of multiple controllers connected to each other so that they can communicate with each other, such as the motor controller 7 that controls the motor generators 1 and 4, the engine controller 8 that controls the internal combustion engine 2, and the battery controller 9 that manages the battery 5. The controller 6 receives information such as the opening (depression amount) of the accelerator pedal 13, the operation amount of the brake pedal 14, and the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means 15. The battery controller 9 also calculates the SOC of the battery 5 based on the voltage and current of the battery 5. Basically, when the SOC falls to a predetermined lower limit level, the internal combustion engine 2 is started via the engine controller 8 to generate electricity. Then, when the SOC reaches a predetermined level, the internal combustion engine 2 is stopped. The driving modes of such a series hybrid vehicle include an EV mode in which the vehicle runs on the power of the battery 5 without the combustion operation of the internal combustion engine 2, and an HEV mode in which the vehicle runs while generating electricity through the combustion operation of the internal combustion engine 2. However, even if the SOC is above the lower limit level, the vehicle will run in the HEV mode when the required driving force of the vehicle is relatively large.
バッテリ5はバッテリ温度を検出するための温度センサ16を備えている。バッテリ5に含まれるバッテリモジュールそのものの温度や、複数のバッテリモジュールを収容したパックケース内の雰囲気温度、などがバッテリ温度として用いられ得る。そのほか、温度センサを用いた検出によらずに、充放電量の監視などによりバッテリ温度を推定するようにしてもよい。 The battery 5 is equipped with a temperature sensor 16 for detecting the battery temperature. The temperature of the battery module itself included in the battery 5, the ambient temperature inside a pack case that houses multiple battery modules, etc., can be used as the battery temperature. In addition, the battery temperature may be estimated by monitoring the charge/discharge amount, without relying on detection using a temperature sensor.
バッテリコントローラ9は、バッテリ温度が低いときに過大な電流が充放電されることによるバッテリ5の劣化を抑制するために、バッテリ温度に応じた充電電流および放電電流の制限を行う。例えば、バッテリ温度がある所定温度よりも低い場合に、バッテリ温度が低いほど、許容される充電電流および放電電流がそれぞれ低い値に設定される。 The battery controller 9 limits the charging current and discharging current according to the battery temperature in order to suppress deterioration of the battery 5 caused by excessive charging and discharging current when the battery temperature is low. For example, when the battery temperature is lower than a certain predetermined temperature, the allowable charging current and discharging current are set to lower values as the battery temperature decreases.
また、一実施例の車両は、比較的に高精度な地図情報およびGPSシステムを用いたナビゲーションシステム17を備えている。このナビゲーションシステム17の地図情報は、道路の三次元的な情報つまり道路の勾配情報を含んでいる。この地図情報は、ナビゲーションシステム17のハードディスク等の記憶装置に格納されているものであってもよく、例えば5G通信等を介して車両の外部から走行中にナビゲーションシステム17に与えられるものであってもよい。このナビゲーションシステム17により、車両の走行経路にある降坂路を予め検出することが可能であり、さらには、その降坂路の勾配や降坂路の長さ等の情報を取得することができる。なお、ナビゲーションシステム17に目的地が登録されていない場合であっても、現在走行中の走行経路の先にある降坂路の検出ないし予測は可能である。 The vehicle of the embodiment is also equipped with a navigation system 17 that uses relatively high-precision map information and a GPS system. The map information of the navigation system 17 includes three-dimensional information of roads, i.e., road gradient information. The map information may be stored in a storage device such as a hard disk of the navigation system 17, or may be provided to the navigation system 17 from outside the vehicle while the vehicle is traveling, for example, via 5G communication. The navigation system 17 can detect in advance any downhill roads on the vehicle's travel route, and can also obtain information such as the gradient and length of the downhill road. Note that even if a destination is not registered in the navigation system 17, it is possible to detect or predict downhill roads ahead on the currently traveled travel route.
次に、上記のように構成されたシリーズハイブリッド車両の降坂路に対する回生制御およびSOC低下制御について説明する。降坂路においては、走行用モータジェネレータ4が駆動輪3によって駆動されることで、回生がなされる。回生中にバッテリ5のSOCが許容される使用上限を越えることは望ましくないので、降坂路走行によるエネルギ回収をできるだけ大きくするために、予定される経路上に降坂路がある場合には、降坂路にさしかかる前にEVモード走行等を行ってSOCを積極的に低下させておくSOC低下制御が実行される。降坂路の勾配および降坂路の長さ、あるいは、降坂路の始点と終点との標高差、などの条件から降坂路走行で期待される回生量が求められるので、これに対応して、降坂路終点でSOCが使用上限SOCとなるように降坂路の始点での目標のSOCが定められる。 Next, the regeneration control and SOC reduction control for a downhill road of the series hybrid vehicle configured as described above will be described. On a downhill road, the driving motor generator 4 is driven by the drive wheels 3 to perform regeneration. Since it is undesirable for the SOC of the battery 5 to exceed the allowable upper limit during regeneration, in order to maximize the energy recovery by driving on a downhill road, if there is a downhill road on the planned route, SOC reduction control is executed to actively reduce the SOC by driving in EV mode before approaching the downhill road. The expected regeneration amount when driving on a downhill road is calculated from conditions such as the gradient and length of the downhill road, or the elevation difference between the start and end points of the downhill road, and accordingly, a target SOC at the start point of the downhill road is determined so that the SOC at the end point of the downhill road is the upper limit SOC.
ここで、本実施例では、基本的に、バッテリ温度が低いほどSOC低下制御におけるSOC低下量を少なくする。つまり、寒冷地などでバッテリ温度が低いときには、バッテリ温度が高いときに比較して、降坂路の始点での目標のSOCが相対的に高く保たれる。これは、上述したようにバッテリ温度が低いときには降坂路での回生時にバッテリ5への入力電流(充電電流)が相対的に小さく制限されることから、降坂路での回生によるSOC増加量(回復量)が少なくなることを考慮したものである。 Here, in this embodiment, the lower the battery temperature, the smaller the SOC reduction amount in the SOC reduction control is. In other words, when the battery temperature is low, such as in cold regions, the target SOC at the start of a downhill road is kept relatively high compared to when the battery temperature is high. This is because, as described above, when the battery temperature is low, the input current (charging current) to the battery 5 during regeneration on a downhill road is limited to a relatively small value, so that the SOC increase (recovery amount) due to regeneration on a downhill road is small.
図2は、降坂路が予測されたときにコントローラ6によって実行されるSOC低下制御の第1実施例の処理の流れを示すフローチャートである。降坂路が予測されたときにルーチンが開始し、最初のステップ1では、バッテリ温度がある閾値温度よりも低いかどうかを判定する。閾値温度は、上述したバッテリ温度に基づく入力電流の制限を行うか否かの境界となる温度であり、閾値温度以上であれば入力電流の制限は行わず、閾値温度よりも低いときは温度に応じた入力電流の制限がなされる。換言すれば、ステップ1では、入力電流の制限が行われるような低温状態であるかどうかを判定する。入力電流の制限を開始する温度閾値が何らかのパラメータで変化する場合には、これに応じてステップ1の判定閾値も変化する。 Figure 2 is a flowchart showing the flow of processing of a first embodiment of the SOC reduction control executed by the controller 6 when a downhill road is predicted. When a downhill road is predicted, the routine starts, and in the first step 1, it is determined whether the battery temperature is lower than a certain threshold temperature. The threshold temperature is the temperature that is the boundary between whether or not to limit the input current based on the battery temperature described above. If the temperature is equal to or higher than the threshold temperature, the input current is not limited, and if the temperature is lower than the threshold temperature, the input current is limited according to the temperature. In other words, in step 1, it is determined whether the temperature is low enough to limit the input current. If the temperature threshold at which the input current limit is started changes due to some parameter, the judgment threshold in step 1 also changes accordingly.
ステップ1でNOであれば、ステップ2へ進み、予測された降坂路で期待される回生量を算出する。換言すれば降坂路走行によって上昇することとなるバッテリSOCの増加量を算出する。ここでは、バッテリ温度が通常温度である場合の通常の入力電流の制限に基づいて算出を行う。 If the answer is NO in step 1, proceed to step 2 and calculate the amount of regeneration expected on the predicted downhill road. In other words, calculate the increase in battery SOC that will increase when driving on a downhill road. Here, the calculation is performed based on the normal input current limit when the battery temperature is at a normal temperature.
そして、ステップ5へ進み、降坂路で期待される回生量(SOC増加量)に基づき、降坂路の直前位置(つまり降坂路の始点)における目標SOCを決定する。 Then, proceed to step 5 and determine the target SOC at the position just before the downhill road (i.e., the start point of the downhill road) based on the amount of regeneration (increase in SOC) expected on the downhill road.
このようにして決定された目標SOCに沿って、例えば車両のEVモードでの走行や適当な補機の駆動などによりバッテリ5のSOCの低下を行うことで、降坂路直前位置では、バッテリ5のSOCが目標SOC付近まで低下していることとなる。そのため、その後の降坂路走行では、バッテリ5の使用上限SOCを越えることなく最大限のエネルギ回収が図れる。 By lowering the SOC of the battery 5 according to the target SOC determined in this way, for example by driving the vehicle in EV mode or by driving appropriate accessories, the SOC of the battery 5 will have dropped to close to the target SOC just before the downhill road. Therefore, when driving downhill thereafter, maximum energy recovery can be achieved without exceeding the upper usage SOC of the battery 5.
一方、ステップ1でバッテリ温度が閾値温度よりも低いと判定した場合は、ステップ1からステップ3へ進み、バッテリコントローラ9により行われるバッテリ温度に基づく入力電流の制限のデータを読み込む。この入力電流の制限は、上述したように温度が低いほど最大入力電流が小さくなるように設定される。 On the other hand, if it is determined in step 1 that the battery temperature is lower than the threshold temperature, the process proceeds from step 1 to step 3, where data on the input current limit based on the battery temperature performed by the battery controller 9 is read. As described above, this input current limit is set so that the maximum input current is smaller as the temperature is lower.
次に、ステップ4において、ステップ2と同様に、予測された降坂路で期待される回生量を算出する。換言すれば降坂路走行によって上昇することとなるバッテリSOCの増加量を算出する。ここでは、ステップ3で読み込んだバッテリ温度に応じた入力電流の制限に基づいて算出を行う。従って、バッテリ温度が低いほど、降坂路で期待される回生量は小さくなる。 Next, in step 4, as in step 2, the amount of regeneration expected on the predicted downhill road is calculated. In other words, the increase in battery SOC that will increase when driving on a downhill road is calculated. Here, the calculation is performed based on the input current limit according to the battery temperature read in step 3. Therefore, the lower the battery temperature, the smaller the amount of regeneration expected on a downhill road.
そして、ステップ5へ進み、降坂路で期待される回生量(SOC増加量)に基づき、降坂路の直前位置(つまり降坂路の始点)における目標SOCを決定する。バッテリ温度が低いときには、降坂路で期待される回生量が小さいことから、目標SOCは相対的に高い値となる。つまり、SOC低下制御におけるSOC低下量は、バッテリ温度が低いほど小さくなる。 Then, proceed to step 5, and determine the target SOC at the position just before the downhill road (i.e., the start point of the downhill road) based on the amount of regeneration (increase in SOC) expected on the downhill road. When the battery temperature is low, the amount of regeneration expected on the downhill road is small, so the target SOC is a relatively high value. In other words, the amount of SOC reduction in the SOC reduction control is smaller the lower the battery temperature.
図4は、(a)走行経路の標高変化、(b)走行用モータジェネレータ4の電力消費量/回生量、(c)バッテリ5のSOCの変化、について、(A)バッテリ温度が通常温度(つまり上述した閾値温度以上)の場合と、(B)バッテリ温度が低温(上述した閾値温度よりも低い温度)の場合と、で対比して示した特性図である。 Figure 4 is a characteristic diagram showing (a) the change in altitude of the driving route, (b) the amount of power consumed/regenerated by the driving motor generator 4, and (c) the change in the SOC of the battery 5, comparing (A) the case where the battery temperature is normal (i.e., equal to or higher than the threshold temperature described above) with (B) the case where the battery temperature is low (lower than the threshold temperature described above).
降坂路の条件つまり勾配や長さは(A),(B)のいずれも同じである。(A)の場合は、(b)に示すように降坂路での回生量が比較的に大きい。従って、(c)に示すように降坂路直前の目標SOCが低く設定される。このように十分にSOCを低下させておくことで、降坂路において最大限のエネルギ回収が可能である。 The conditions of the downhill road, i.e. the gradient and length, are the same for both (A) and (B). In the case of (A), the amount of regeneration on the downhill road is relatively large, as shown in (b). Therefore, the target SOC just before the downhill road is set low, as shown in (c). By lowering the SOC sufficiently in this way, it is possible to recover the maximum amount of energy on the downhill road.
一方、バッテリ温度が低い(B)の場合は、バッテリ温度に基づく入力電流の制限により(b)に示すように降坂路での回生量が比較的小さい。従って、(c)に示すように降坂路直前の目標SOCが相対的に高く設定される。このように降坂路前に過度にSOCを低下させないことで、降坂路終了段階で適当なレベルにSOCを保つことができる。なお、図4の(B)の例では、バッテリ温度が低いことに関連して降坂路終点で到達するSOCが使用上限SOCよりも低く設定されているが、(A)の場合と同じく使用上限SOCに達するようにしてもよい。 On the other hand, when the battery temperature is low (B), the amount of regeneration on the downhill road is relatively small as shown in (b) due to the input current limit based on the battery temperature. Therefore, the target SOC immediately before the downhill road is set relatively high as shown in (c). By not lowering the SOC excessively before the downhill road in this way, the SOC can be maintained at an appropriate level at the end of the downhill road. Note that in the example of (B) in Figure 4, the SOC reached at the end of the downhill road is set lower than the upper limit SOC due to the low battery temperature, but it may be set to reach the upper limit SOC as in the case of (A).
次に、図3は、第2実施例のフローチャートを示す。第2実施例は、走行中のバッテリ温度の上昇をも考慮したものである。すなわち、ある時点で走行経路にある降坂路を検出してSOC低下制御を開始するとした場合に、この時点から降坂路の始点に至るまでのSOC低下制御を伴う走行中、ならびに、回生を伴う降坂路走行中に、主にバッテリ5の充放電に伴い、バッテリ温度の変化が生じ得る。降坂路での回生によってバッテリ5のSOCが使用上限に接近するのは降坂路の終点近くであるから、仮に上記のある時点でバッテリ温度が低いと判断しても降坂路終点までにバッテリ温度の上昇が見込まれる場合には、降坂路走行で期待される回生量が相対的に大きくなる(換言すれば、バッテリ温度が通常の温度である場合の回生量に近付く)。この場合は、降坂路検出時点でバッテリ温度が低いと判断しても、バッテリ温度に基づくSOC低下量の縮小を抑制することが好ましい。従って、第2実施例では、このような走行中のバッテリ温度の上昇をも考慮して、バッテリ温度に応じたSOC低下量の設定を行うのである。 Next, FIG. 3 shows a flowchart of the second embodiment. The second embodiment also takes into consideration the rise in battery temperature during driving. That is, if a downhill road is detected on the driving route at a certain point in time and SOC reduction control is started, during driving with SOC reduction control from this point to the start point of the downhill road, and during driving on the downhill road with regeneration, the battery temperature may change mainly due to charging and discharging of the battery 5. Since the SOC of the battery 5 approaches the upper limit of use due to regeneration on the downhill road near the end point of the downhill road, even if the battery temperature is determined to be low at the above-mentioned certain point in time, if the battery temperature is expected to rise by the end point of the downhill road, the regeneration amount expected during driving on the downhill road will be relatively large (in other words, it will approach the regeneration amount when the battery temperature is at a normal temperature). In this case, even if the battery temperature is determined to be low at the time of detecting the downhill road, it is preferable to suppress the reduction in the SOC reduction amount based on the battery temperature. Therefore, in the second embodiment, the SOC reduction amount according to the battery temperature is set taking into consideration such a rise in battery temperature during driving.
降坂路が予測されたときにルーチンが開始し、第1実施例と同じく、最初のステップ1で、バッテリ温度がある閾値温度よりも低いかどうかを判定する。閾値温度は、上述したバッテリ温度に基づく入力電流の制限を行うか否かの境界となる温度である。 The routine starts when a downhill road is predicted, and in the same way as in the first embodiment, the first step 1 is to determine whether the battery temperature is lower than a certain threshold temperature. The threshold temperature is the temperature that is the boundary between whether or not to limit the input current based on the battery temperature as described above.
ステップ1でNOであれば、ステップ2へ進み、予測された降坂路で期待される回生量を算出する。換言すれば降坂路走行によって上昇することとなるバッテリSOCの増加量を算出する。ここでは、バッテリ温度が通常温度である場合の通常の入力電流の制限に基づいて算出を行う。 If the answer is NO in step 1, proceed to step 2 and calculate the amount of regeneration expected on the predicted downhill road. In other words, calculate the increase in battery SOC that will increase when driving on a downhill road. Here, the calculation is performed based on the normal input current limit when the battery temperature is at a normal temperature.
そして、ステップ5へ進み、降坂路で期待される回生量(SOC増加量)に基づき、降坂路の直前位置(つまり降坂路の始点)における目標SOCを決定する。 Then, proceed to step 5 and determine the target SOC at the position just before the downhill road (i.e., the start point of the downhill road) based on the amount of regeneration (increase in SOC) expected on the downhill road.
このようにして決定された目標SOCに沿って、例えば車両のEVモードでの走行や適当な補機の駆動などによりバッテリ5のSOCの低下が行われる。 The SOC of the battery 5 is reduced in accordance with the target SOC determined in this manner, for example, by driving the vehicle in EV mode or by operating appropriate accessories.
一方、ステップ1でバッテリ温度が閾値温度よりも低いと判定した場合は、ステップ1からステップ3Aへ進み、この先の走行によるバッテリ温度の上昇を予測する。バッテリ温度の上昇は、主にバッテリ5の充放電によって生じるので、充放電の予測に基づいてバッテリ温度の上昇を予測することができる。例えば、現時点から降坂路においてバッテリ5のSOCが使用上限SOCに到達すると予測される地点(例えば降坂路終点)までの区間におけるバッテリ5の入出力電流を地図情報等に基づいて予測し、この入出力電流の積算値に応じてバッテリ温度の上昇を予測することができる。 On the other hand, if it is determined in step 1 that the battery temperature is lower than the threshold temperature, the process proceeds from step 1 to step 3A, where a rise in battery temperature due to future driving is predicted. Since a rise in battery temperature is mainly caused by charging and discharging the battery 5, the rise in battery temperature can be predicted based on the prediction of charging and discharging. For example, the input/output current of the battery 5 in the section from the current time to a point on a downhill road where the SOC of the battery 5 is predicted to reach the upper usage SOC (e.g. the end of the downhill road) can be predicted based on map information, etc., and the rise in battery temperature can be predicted according to the integrated value of this input/output current.
なお、現時点から降坂路始点までの走行区間(SOC低下制御を伴う走行区間)と、降坂路始点から降坂路終点までの回生を伴う走行区間と、に区分して各々のバッテリ温度上昇を算出し、両者から全区間でのバッテリ温度上昇を求めるようにしてもよい。 In addition, the battery temperature rise for each section may be calculated by dividing the driving section into a section from the current time to the start of the downhill road (a driving section involving SOC reduction control) and a section involving regeneration from the start of the downhill road to the end of the downhill road, and the battery temperature rise for the entire section may be calculated from the two.
降坂路始点までのSOC低下制御を伴う走行区間でのバッテリ温度上昇に関しては、例えば、現時点のSOCと降坂路始点(つまり降坂路直前)での目標SOCとの差を求め、この差に基づいて予測することができる。つまり、SOC差が大であるほど放電量が大となり、バッテリ5の温度が上昇する。なお、現時点のSOCおよび目標SOCの双方とも時間経過に伴って変化するパラメータであるので、この演算は、例えば微小時間毎に繰り返し実行される。 Regarding the rise in battery temperature in a driving section involving SOC reduction control up to the start of a downhill road, for example, a difference between the current SOC and the target SOC at the start of the downhill road (i.e., immediately before the downhill road) can be calculated and a prediction can be made based on this difference. In other words, the larger the SOC difference, the greater the discharge amount and the higher the temperature of the battery 5. Note that since both the current SOC and the target SOC are parameters that change over time, this calculation is repeatedly performed, for example, every small period of time.
次にステップ3Bへ進み、バッテリ温度に基づく入力電流の制限を求める。ここでは、バッテリ温度として、ステップ3Aにおける走行中のバッテリ温度上昇を考慮したバッテリ温度を用い、このバッテリ温度に対応した入力電流の制限を演算する。この入力電流の制限は、第1実施例と同様にバッテリ温度が低いほど最大入力電流が小さくなるように設定されるが、走行中のバッテリ温度上昇を考慮することで、予測される入力電流の制限は相対的に緩くなる。つまり、通常温度の温度の下での入力電流の制限に近付く。 Next, proceed to step 3B to determine the input current limit based on the battery temperature. Here, the battery temperature that takes into account the battery temperature rise during driving in step 3A is used as the battery temperature, and the input current limit corresponding to this battery temperature is calculated. As in the first embodiment, this input current limit is set so that the maximum input current is smaller the lower the battery temperature, but by taking into account the battery temperature rise during driving, the predicted input current limit is relatively relaxed. In other words, it approaches the input current limit under normal temperatures.
次に、ステップ4において、ステップ2と同様に、予測された降坂路で期待される回生量を算出する。換言すれば降坂路走行によって上昇することとなるバッテリSOCの増加量を算出する。ここでは、ステップ3Bで求めたバッテリ温度に応じた入力電流の制限に基づいて算出を行う。従って、予測される最終的なバッテリ温度が低いほど、降坂路で期待される回生量は小さくなる。 Next, in step 4, as in step 2, the predicted amount of regeneration expected on a downhill road is calculated. In other words, the increase in battery SOC that will increase as a result of driving on a downhill road is calculated. Here, the calculation is performed based on the input current limit according to the battery temperature determined in step 3B. Therefore, the lower the predicted final battery temperature, the smaller the amount of regeneration expected on a downhill road.
そして、ステップ5へ進み、降坂路で期待される回生量(SOC増加量)に基づき、降坂路の直前位置(つまり降坂路の始点)における目標SOCを決定する。バッテリ温度が低いときには、降坂路で期待される回生量が小さいことから、目標SOCは相対的に高い値となる。但し、走行中のバッテリ温度上昇を考慮することで、目標SOCは、走行中のバッテリ温度上昇を考慮しない場合よりも相対的に低い値となる。つまりSOC低下制御における低下量は、走行中のバッテリ温度上昇が見込まれる場合には、相対的に大きくなる方向に修正される。 Then, proceed to step 5, and determine the target SOC at the position just before the downhill road (i.e., the start of the downhill road) based on the amount of regeneration (increase in SOC) expected on the downhill road. When the battery temperature is low, the amount of regeneration expected on the downhill road is small, so the target SOC is a relatively high value. However, by taking into account the increase in battery temperature while driving, the target SOC is a relatively lower value than when the increase in battery temperature while driving is not taken into account. In other words, the amount of reduction in the SOC reduction control is revised to be relatively larger when an increase in battery temperature while driving is expected.
従って、図4の例では、降坂路があると予測した時点のバッテリ温度が低くても走行中のバッテリ温度上昇が大である場合には、図4(A)に近い特性となる。 Therefore, in the example of Figure 4, even if the battery temperature is low when a downhill road is predicted, if the battery temperature rises significantly while driving, the characteristics will be closer to those of Figure 4 (A).
なお、上述した走行中のバッテリ温度上昇の予測を繰り返し実行する場合には、ステップ3B,4,5の演算も繰り返し実行される。従って、SOC低下制御の目標SOCは逐次変化することとなる。 When the above-mentioned prediction of the battery temperature rise during driving is repeatedly performed, the calculations of steps 3B, 4, and 5 are also repeatedly performed. Therefore, the target SOC for the SOC reduction control changes successively.
以上、この発明の一実施例を詳細に説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、この発明はシリーズハイブリッド車に限らず、シリーズ・パラレルハイブリッド車やプラグインハイブリッド車など、降坂路での回生が可能なハイブリッド車両に広く適用が可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiment and various modifications are possible. For example, the present invention is not limited to series hybrid vehicles, but can be widely applied to hybrid vehicles capable of regenerating on downhill roads, such as series-parallel hybrid vehicles and plug-in hybrid vehicles.
1…発電用モータジェネレータ
2…内燃機関
4…走行用モータジェネレータ
5…バッテリ
6…コントローラ
16…温度センサ
REFERENCE SIGNS LIST 1...power generating motor generator 2...internal combustion engine 4...traveling motor generator 5...battery 6...controller 16...temperature sensor
Claims (7)
バッテリの温度を検出ないし推定により求め、このバッテリ温度が低いほどSOC低下制御におけるSOC低下量を少なくする、
ハイブリッド車両の回生制御方法。 A regeneration control method for a hybrid vehicle including a motor generator connected to drive wheels of the vehicle and a battery, the regeneration control method detecting a downhill road in a travel route of the vehicle in advance and performing SOC reduction control to reduce the SOC of the battery in advance in preparation for regeneration on the downhill road before the vehicle starts traveling downhill,
The temperature of the battery is detected or estimated, and the lower the battery temperature is, the smaller the SOC reduction amount in the SOC reduction control is.
A method for controlling regeneration in a hybrid vehicle.
予測される降坂路での回生によるバッテリのSOC増加量を、この入力電流の制限を考慮して算出し、
このSOC増加量に対応してSOC低下制御におけるSOC低下量を決定する、
請求項1に記載のハイブリッド車両の回生制御方法。 Calculate the limit of the battery input current corresponding to the above battery temperature,
A predicted increase in the battery's SOC due to regeneration on a downhill road is calculated taking into account the input current limit.
A SOC reduction amount in the SOC reduction control is determined in response to the SOC increase amount.
The regenerative control method for a hybrid vehicle according to claim 1 .
この予測されるバッテリ温度の上昇が大であるほど最終的なSOC低下量が大きくなる方向に修正を加える、
請求項1または2に記載のハイブリッド車両の回生制御方法。 A rise in battery temperature during driving accompanied by SOC reduction control until a downhill road is reached is predicted;
The greater the predicted increase in battery temperature, the greater the final SOC decrease amount is corrected.
3. A regenerative control method for a hybrid vehicle according to claim 1.
この予測されるバッテリ温度の上昇が大であるほど最終的なSOC低下量が大きくなる方向に修正を加える、
請求項1~3のいずれかに記載のハイブリッド車両の回生制御方法。 Predicts the rise in battery temperature while driving downhill with regeneration,
The greater the predicted increase in battery temperature, the greater the final SOC decrease amount is corrected.
The regenerative control method for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3.
この入出力電流の積算値が大であるほど最終的なSOC低下量が大きくなる方向に修正を加える、
請求項1または2に記載のハイブリッド車両の回生制御方法。 Predicting input/output currents of the battery in a section from the current time to a point on a downhill road where the SOC of the battery is predicted to reach a predetermined upper limit SOC;
The larger the integrated value of the input/output current is, the larger the final SOC decrease amount is corrected.
3. A regenerative control method for a hybrid vehicle according to claim 1.
請求項3に記載のハイブリッド車両の回生制御方法。 The prediction of the increase in the battery temperature is performed based on the difference between the current SOC and a target SOC immediately before the downhill section based on the SOC reduction control.
The regenerative control method for a hybrid vehicle according to claim 3.
車両の走行経路にある降坂路を予め検出する降坂路検出部と、
バッテリの温度を検出ないし推定により求めるバッテリ温度検出部と、
降坂路の開始前に降坂路での回生に備えてバッテリのSOCを予め低下させるSOC低下制御を、バッテリ温度が低いほどSOC低下量を少なくして実行する制御部と、
を備えるハイブリッド車両の回生制御装置。 A regenerative control device for a hybrid vehicle including a motor generator connected to a drive wheel of the vehicle and a battery,
a downhill road detection unit that detects in advance a downhill road on a travel route of the vehicle;
a battery temperature detection unit for detecting or estimating the temperature of the battery;
a control unit that executes an SOC reduction control for reducing the SOC of the battery in advance in preparation for regeneration on a downhill road before the start of a downhill road, the SOC reduction amount being reduced as the battery temperature is lower;
A regenerative control device for a hybrid vehicle comprising:
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