JP7750197B2 - Hybrid vehicles - Google Patents
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Description
本開示は、ハイブリッド車に関する。 This disclosure relates to hybrid vehicles.
従来、この種のハイブリッド車としては、電気加熱触媒が排気系に取り付けられた走行用のエンジンと、走行用のモータと、モータと電力をやり取り可能なバッテリと、バッテリから電気加熱触媒に供給する電力を調整する電力調整部とを備え、CD(Charge Depleting)モードとCS(Charge Sustaining)モードとを切り替えて走行するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド車では、触媒の暖機が未完了でCDモードの場合、バッテリのSOCが所定SOCに低下するまで電気加熱触媒に電力を供給しないように電力調整部を制御すると共にSOCが所定SOCに低下すると電気加熱触媒に電力を供給するように電力調整部を制御し、触媒の暖機が未完了でCSモードの場合、電気加熱触媒に電力を供給するように電力調整部を制御する。 Conventionally, this type of hybrid vehicle has been proposed as comprising a driving engine with an electrically heated catalyst attached to the exhaust system, a driving motor, a battery that can exchange power with the motor, and a power adjustment unit that adjusts the power supplied from the battery to the electrically heated catalyst, and running by switching between CD (Charge Depleting) mode and CS (Charge Sustaining) mode (see, for example, Patent Document 1). In this hybrid vehicle, when catalyst warm-up is incomplete and the vehicle is in CD mode, the power adjustment unit is controlled to not supply power to the electrically heated catalyst until the battery's SOC drops to a predetermined SOC, and when the SOC drops to the predetermined SOC, the power adjustment unit is controlled to supply power to the electrically heated catalyst. When catalyst warm-up is incomplete and the vehicle is in CS mode, the power adjustment unit is controlled to supply power to the electrically heated catalyst.
上述のハイブリッド車において、CDモードでSOCが所定SOCよりも大きいときに、エンジンの停止およびバッテリの高出力が継続すると、複数の電池セルを有するバッテリにおける少なくとも1つの電池セルで分極による電圧急低下が生じ、バッテリの出力低下が生じ得る。このときに、バッテリの出力低下による走行用パワーの低下をエンジンの動力により補おうとすると、電気加熱触媒が未活性のためにエミッションの悪化を招くおそれがある。 In the hybrid vehicle described above, if the engine is stopped and high battery output continues while the SOC is greater than the predetermined SOC in CD mode, a sudden voltage drop due to polarization may occur in at least one battery cell in the battery, resulting in a drop in battery output. If the engine's power is then used to compensate for the drop in driving power caused by the drop in battery output, this could result in a deterioration in emissions due to the electrically heated catalyst being inactive.
本開示のハイブリッド車は、エミッションの悪化を抑制することを主目的とする。 The primary purpose of the hybrid vehicle disclosed herein is to suppress the deterioration of emissions.
本開示のハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle disclosed herein employs the following measures to achieve the above-mentioned primary objective.
[1]本開示のハイブリッド車は、
電気加熱触媒が排気系に取り付けられた走行用のエンジンと、
走行用のモータと、
直列に接続された複数の電池セルを有し、前記モータと電力をやり取り可能なバッテリと、
前記バッテリからの電力を前記電気加熱触媒に供給可能な電力供給部と、
CD(Charge Depleting)モードとCS(Charge Sustaining)モードとを切り替えて走行要求パワーにより走行するように前記エンジンと前記モータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車であって、
前記制御装置は、前記CDモードで且つ前記電気加熱触媒が非活性で且つ前記複数の電池セルのうち少なくとも1つの前記電池セルの分極が予測されるときには、前記電力供給部を作動させる、
ことを要旨とする。
[1] The hybrid vehicle of the present disclosure is
an engine for driving in which an electrically heated catalyst is attached to an exhaust system;
A driving motor;
a battery having a plurality of battery cells connected in series and capable of exchanging power with the motor;
a power supply unit capable of supplying power from the battery to the electrically heated catalyst;
a control device that controls the engine and the motor by switching between a CD (Charge Depleting) mode and a CS (Charge Sustaining) mode so that the vehicle travels at a required power level;
A hybrid vehicle comprising:
the control device activates the power supply unit when the CD mode is in effect, the electrically heated catalyst is inactive, and polarization of at least one of the plurality of battery cells is predicted.
The gist of this is as follows.
本開示のハイブリッド車では、CDモードで且つ電気加熱触媒が非活性で且つ複数の電池セルのうち少なくとも1つの電池セルの分極が予測されるときには、電力供給部を作動させる。これにより、CDモードで、複数の電池セルのうち少なくとも1つの電池セルの分極による電圧急低下に伴うバッテリの出力低下が生じるときに、電気加熱触媒が未活性であるのを抑制することができる。この結果、CDモードで、複数の電池セルのうち少なくとも1つの電池セルの分極による電圧急低下に伴うバッテリの出力低下が生じていて、走行用パワーをエンジンの動力により補おうとしたときに、電気加熱触媒が未活性のためにエミッションの悪化を招く、という事象が生じるのを抑制することができる。 In the hybrid vehicle disclosed herein, when the electrically heated catalyst is inactive in CD mode and polarization of at least one of the multiple battery cells is predicted, the power supply unit is activated. This prevents the electrically heated catalyst from being inactive when a drop in battery output occurs in CD mode due to a sudden drop in voltage caused by polarization of at least one of the multiple battery cells. As a result, it is possible to prevent a situation in which a drop in battery output occurs in CD mode due to a sudden drop in voltage caused by polarization of at least one of the multiple battery cells and emissions deteriorate when driving power is supplemented by engine power due to an inactive electrically heated catalyst.
[2]本開示のハイブリッド車(上述の[1]に記載のハイブリッド車)において、前記制御装置は、前記CDモードで且つ前記電気加熱触媒が非活性で、前記走行要求パワーが前記複数の電池セルのそれぞれの分極の予測に関する分極予測指標の総和よりも大きいとき、または、少なくとも1つの前記電池セルについて電圧が電圧低下時の変曲点電圧よりも高い閾値電圧未満のときに、前記複数の電池セルのうち少なくとも1つの前記電池セルの分極が予測されると判定するものとしてもよい。 [2] In the hybrid vehicle of the present disclosure (the hybrid vehicle described in [1] above), the control device may determine that polarization of at least one of the plurality of battery cells is predicted when the vehicle is in the CD mode, the electrically heated catalyst is inactive, and the required running power is greater than the sum of polarization prediction indices related to the polarization prediction of each of the plurality of battery cells, or when the voltage of at least one of the battery cells is less than a threshold voltage that is higher than the inflection point voltage when the voltage drops.
[3]この場合(上述の[2]記載のハイブリッド車)において、前記電池セルの前記分極予測指標は、前記電池セルの電圧を前記閾値電圧以上の範囲内で維持可能な前記電池セルの最大許容出力であるものとしてもよい。 [3] In this case (the hybrid vehicle described in [2] above), the polarization prediction index of the battery cell may be the maximum allowable output of the battery cell that can maintain the voltage of the battery cell within a range equal to or greater than the threshold voltage.
[4]本開示のハイブリッド車(上述の[1]または[2]に記載のハイブリッド車)において、前記電力供給部は、前記バッテリから前記電気加熱触媒に供給する電力を調整可能であり、前記制御装置は、前記電力供給部を作動させる際には、前記複数の電池セルのそれぞれの分極の予兆に関する分極予兆指標の総和から前記走行要求パワーと前記電気加熱触媒に供給する供給電力とを減じた値が値0以上となるように前記電力供給部を制御するものとしてもよい。こうすれば、複数の電池セルのうち少なくとも1つの電池セルで分極による電圧急低下が生じるのを抑制する(遅らせる)ことができる。 [4] In a hybrid vehicle of the present disclosure (a hybrid vehicle described in [1] or [2] above), the power supply unit may be capable of adjusting the power supplied from the battery to the electrically heated catalyst, and when operating the power supply unit, the control device may control the power supply unit so that the value obtained by subtracting the required driving power and the power supplied to the electrically heated catalyst from the sum of polarization sign indicators related to signs of polarization of each of the plurality of battery cells is equal to or greater than 0. In this way, it is possible to suppress (delay) a sudden voltage drop due to polarization in at least one of the plurality of battery cells.
[5]この場合(上述の[4]記載のハイブリッド車)において、前記電池セルの前記分極予兆指標は、前記電池セルの電圧を電圧低下時の変曲点電圧以上の範囲内で維持可能な前記電池セルの最大許容出力であるものとしてもよい。 [5] In this case (the hybrid vehicle described in [4] above), the polarization predictor indicator of the battery cell may be the maximum allowable output of the battery cell that can maintain the voltage of the battery cell within a range equal to or greater than the inflection point voltage when the voltage drops.
次に、本開示を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, we will explain the form for implementing this disclosure using examples.
図1は、本開示の一実施例としてのハイブリッド車20の概略構成図である。実施例のハイブリッド車20は、図示するように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、バッテリ50と、充電器60と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70とを備える。 Figure 1 is a schematic diagram of a hybrid vehicle 20 according to one embodiment of the present disclosure. As shown, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22, a planetary gear 30, motors MG1 and MG2, inverters 41 and 42, a battery 50, a charger 60, and a hybrid electronic control unit (hereinafter referred to as "HVECU") 70.
エンジン22は、ガソリンや軽油などの燃料を用いて動力を出力する内燃機関として構成されている。エンジン22のクランクシャフト23は、プラネタリギヤ30のキャリヤに接続されている。エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)28により運転制御される。 The engine 22 is configured as an internal combustion engine that outputs power using fuel such as gasoline or diesel. The crankshaft 23 of the engine 22 is connected to the carrier of the planetary gear 30. The operation of the engine 22 is controlled by an engine electronic control unit (hereinafter referred to as the "engine ECU") 28.
エンジン22からの排気は、浄化装置25を介して外気に排出される。浄化装置25は、電気加熱触媒(EHC:Electrically Heated Catalyst)26を備えており、電気加熱触媒26は、触媒26aおよびヒータ26bを有する。触媒26aは、排気中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する。ヒータ26bは、通電に伴って発熱する発熱部材として構成されており、触媒26aを担持する。また、ヒータ26bは、電力供給回路27を介して電力ライン54に接続されている。電力供給回路27は、バッテリ50(電力ライン54)から電気加熱触媒26(ヒータ26b)に供給する電力を調整できるように構成されており、エンジンECU28により制御される。 Exhaust from the engine 22 is discharged into the outside air via a purification device 25. The purification device 25 is equipped with an electrically heated catalyst (EHC) 26, which has a catalyst 26a and a heater 26b. The catalyst 26a purifies harmful components in the exhaust, such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx). The heater 26b is configured as a heat-generating element that generates heat when electricity is applied, and supports the catalyst 26a. The heater 26b is also connected to a power line 54 via a power supply circuit 27. The power supply circuit 27 is configured to adjust the power supplied from the battery 50 (power line 54) to the electrically heated catalyst 26 (heater 26b) and is controlled by the engine ECU 28.
エンジンECU28は、CPU、ROM、RAM、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。このエンジンECU28は、クランクセンサ23aからのエンジン22のクランク角θcr、水温センサからのエンジン22の冷却水温Tw、エアフローメータからのエンジン22の吸入空気量Qa、温度センサ26cからの触媒26aの温度Tcなどを入力する。エンジンECU28は、スロットルバルブ、燃料噴射弁、点火プラグなどに制御信号を出力する。エンジンECU28は、クランク角θcrに基づいてエンジン22の回転数Neを演算したり、吸入空気量Qaと回転数Neとに基づいてエンジン22の負荷率(エンジン22の1サイクルあたりの行程容積に対する1サイクルで実際に吸入される空気の容積の比)KLを演算したりする。エンジンECU28は、HVECU70と通信を行なう。 The engine ECU 28 includes a microcomputer with a CPU, ROM, RAM, flash memory, input/output ports, and communication ports. The engine ECU 28 receives inputs such as the crank angle θcr of the engine 22 from the crank sensor 23a, the coolant temperature Tw of the engine 22 from the water temperature sensor, the intake air volume Qa of the engine 22 from the air flow meter, and the temperature Tc of the catalyst 26a from the temperature sensor 26c. The engine ECU 28 outputs control signals to the throttle valve, fuel injection valve, spark plug, and other components. The engine ECU 28 calculates the engine 22 rotation speed Ne based on the crank angle θcr, and calculates the engine 22 load factor KL (the ratio of the volume of air actually taken in per cycle to the stroke volume per cycle of the engine 22) based on the intake air volume Qa and the engine 22 rotation speed Ne. The engine ECU 28 communicates with the HV ECU 70.
プラネタリギヤ30は、シングルピニオンタイプの遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤは、モータMG1の回転子に接続され、リングギヤは、駆動軸37に接続され、キャリヤは、エンジン22のクランクシャフト23に接続されている。駆動軸37は、駆動輪39a,39bにデファレンシャルギヤ38を介して連結されている。 Planetary gear 30 is configured as a single-pinion planetary gear mechanism. The sun gear of planetary gear 30 is connected to the rotor of motor MG1, the ring gear is connected to drive shaft 37, and the carrier is connected to crankshaft 23 of engine 22. Drive shaft 37 is connected to drive wheels 39a, 39b via differential gear 38.
モータMG1,MG2は、例えば同期発電電動機として構成されている。モータMG1の回転子は、プラネタリギヤ30のサンギヤに接続され、モータMG2の回転子は、駆動軸37に接続されている。インバータ41,42は、モータMG1,MG2の駆動に用いられると共に電力ライン54を介してバッテリ50に接続されている。モータMG1,MG2は、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によってインバータ41,42の複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。 Motors MG1 and MG2 are configured, for example, as synchronous generator motors. The rotor of motor MG1 is connected to the sun gear of planetary gear 30, and the rotor of motor MG2 is connected to drive shaft 37. Inverters 41 and 42 are used to drive motors MG1 and MG2 and are connected to battery 50 via power line 54. Motor MG1 and MG2 are driven and rotated by motor electronic control unit (hereinafter referred to as "motor ECU") 40 controlling the switching of multiple switching elements of inverters 41 and 42.
モータECU40は、CPU、ROM、RAM、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。このモータECU40は、回転位置センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2などを入力する。モータECU40は、インバータ41,42に制御信号を出力する。モータECU40は、回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算する。モータECU40は、HVECU70と通信を行なう。 The motor ECU 40 is equipped with a microcomputer having a CPU, ROM, RAM, flash memory, input/output ports, and communication ports. The motor ECU 40 receives inputs such as the rotational positions θm1 and θm2 of the rotors of motors MG1 and MG2 from rotational position sensors 43 and 44. The motor ECU 40 outputs control signals to inverters 41 and 42. The motor ECU 40 calculates the rotational speeds Nm1 and Nm2 of motors MG1 and MG2 based on the rotational positions θm1 and θm2. The motor ECU 40 communicates with the HVECU 70.
バッテリ50は、直列に接続されたn(n≧2)個の電池セル50[1]~50[n]を備える。電池セル50[1]~50[n]は、それぞれリチウムイオン二次電池として構成されている。実施例では、電池セル50[1]~50[n]は、同一仕様(定格電圧などが同一)のものが用いられる。バッテリ50は、電力ライン54を介してインバータ41,42に接続されている。このバッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52により管理されている。 Battery 50 comprises n (n≧2) battery cells 50[1] to 50[n] connected in series. Each of battery cells 50[1] to 50[n] is configured as a lithium-ion secondary battery. In this embodiment, battery cells 50[1] to 50[n] have the same specifications (same rated voltage, etc.). Battery 50 is connected to inverters 41 and 42 via power line 54. Battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as "battery ECU") 52.
バッテリECU52は、CPU、ROM、RAM、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。バッテリECU52は、電圧センサ51vからのバッテリ50の電圧Vb、電圧センサ51v[1]~51v[n]からの電池セル50[1]~50[n]の電圧Vc[1]~Vc[n]、電流センサ51iからのバッテリ50の電流Ib(放電側が正の値)、温度センサ51tからのバッテリ50の温度Tbなどを入力する。バッテリECU52は、電流Ibの積算値に基づいてバッテリ50の蓄電割合SOCを演算したり、蓄電割合SOC、電圧Vc[1]~Vc[n]、温度Tbに基づいてバッテリ50の許容入出力電力である入出力制限Win,Woutを演算したりする。バッテリECU52は、HVECU70と通信を行なう。 The battery ECU 52 is equipped with a microcomputer having a CPU, ROM, RAM, flash memory, input/output ports, and communication ports. The battery ECU 52 receives inputs such as the battery 50 voltage Vb from the voltage sensor 51v, the voltages Vc[1] to Vc[n] of the battery cells 50[1] to 50[n] from the voltage sensors 51v[1] to 51v[n], the battery 50 current Ib (the discharge side is a positive value) from the current sensor 51i, and the battery 50 temperature Tb from the temperature sensor 51t. The battery ECU 52 calculates the battery 50's power storage percentage SOC based on the integrated value of the current Ib, and calculates the input/output limits Win and Wout, which are the allowable input/output power of the battery 50, based on the power storage percentage SOC, the voltages Vc[1] to Vc[n], and the temperature Tb. The battery ECU 52 communicates with the HVECU 70.
充電器60は、電力ライン54に接続されている。この充電器60は、電源プラグ62が家庭用電源や商用電源などの外部電源に接続されているときに、外部電源からの電力を用いてバッテリ50を充電できるように構成されており、HVECU70により制御される。 The charger 60 is connected to the power line 54. This charger 60 is configured to charge the battery 50 using power from an external power source when the power plug 62 is connected to an external power source such as a household power source or commercial power source, and is controlled by the HVECU 70.
HVECU70は、CPU、ROM、RAM、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。HVECU70は、スタートスイッチ80からのスタート信号や、シフトポジションセンサ82からのシフトレバー81の操作位置であるシフトポジションSP、アクセルペダルセンサ84からのアクセルペダル83の踏込量であるアクセル開度Acc、ブレーキペダルセンサ86からのブレーキペダル85の踏込量であるブレーキペダルポジションBP、車速センサ87からの車速Vなどを入力する。HVECU70は、充電器60に制御信号を出力する。HVECU70は、エンジンECU28やモータECU40、バッテリECU52と通信を行なう。 The HVECU 70 is equipped with a microcomputer having a CPU, ROM, RAM, flash memory, input/output ports, and communication ports. The HVECU 70 receives inputs such as a start signal from the start switch 80, a shift position SP indicating the operating position of the shift lever 81 from the shift position sensor 82, an accelerator opening Acc indicating the amount of depression of the accelerator pedal 83 from the accelerator pedal sensor 84, a brake pedal position BP indicating the amount of depression of the brake pedal 85 from the brake pedal sensor 86, and a vehicle speed V from the vehicle speed sensor 87. The HVECU 70 outputs a control signal to the charger 60. The HVECU 70 communicates with the engine ECU 28, motor ECU 40, and battery ECU 52.
実施例のハイブリッド車20では、自宅や充電ステーションなどの充電ポイントでシステム停止して停車しているときに、電源プラグ62が外部電源に接続されると、外部電源からの電力を用いてバッテリ50が充電されるように充電器60を制御する。そして、バッテリ50の充電後にシステム起動したときには、ハイブリッド車20は、バッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Shv以下に至る前は、CDモード(Charge Depleting)で走行し、蓄電割合SOCが閾値Shv以下に至った以降は、システム停止するまでCS(Charge Sustaining)モードで走行する。 In the hybrid vehicle 20 of this embodiment, when the power plug 62 is connected to an external power source while the system is stopped and the vehicle is parked at a charging point such as at home or a charging station, the charger 60 is controlled so that the battery 50 is charged using power from the external power source. Then, when the system is started after charging the battery 50, the hybrid vehicle 20 runs in CD mode (Charge Depleting) until the battery 50's power storage percentage SOC falls below the threshold value Shv, and after the power storage percentage SOC falls below the threshold value Shv, the hybrid vehicle runs in CS (Charge Sustaining) mode until the system is stopped.
CDモードは、バッテリ50の蓄電割合SOCを減少させるように電動走行(EV走行)をハイブリッド走行(HV走行)に比して優先させるモードであり、CSモードは、バッテリ50の蓄電割合SOCを目標割合SOC*(例えば、閾値Shv)を含む管理範囲内で維持するようにEV走行とHV走行とを併用するモードである。EV走行は、エンジン22の停止を伴う走行であり、HV走行は、エンジン22の運転を伴う走行である。 CD mode is a mode in which electric driving (EV driving) is prioritized over hybrid driving (HV driving) so as to reduce the battery 50's power storage ratio SOC, and CS mode is a mode in which EV driving and HV driving are used in combination so as to maintain the battery 50's power storage ratio SOC within a control range including the target ratio SOC* (e.g., threshold value Shv). EV driving is driving with the engine 22 stopped, and HV driving is driving with the engine 22 operating.
HV走行では、HVECU70は、アクセル開度Accおよび車速Vに基づいて走行に要求される(駆動軸37に要求される)走行要求トルクTusを設定し、設定した走行要求トルクTusに駆動軸37の回転数Nd(モータMG2の回転数Nm2)を乗じて走行要求パワーPusを演算する。続いて、走行要求パワーPusからバッテリ50の充放電要求パワーPb*(放電側が正の値)を減じて車両に要求される(エンジン22に要求される)車両要求パワーPe*を設定する。充放電要求パワーPb*は、例えば、CDモードのときには出力制限Woutが用いられ、CSモードのときには蓄電割合SOCと目標割合SOC*との差分が小さくなるように設定されたパワーが用いられる。そして、エンジン22から車両要求パワーPe*が出力されると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で走行要求トルクTus(走行要求パワーPus)が駆動軸37に出力されるように、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定する。さらに、目標回転数Ne*や目標トルクTe*をエンジンECU28に送信すると共にトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。エンジンECU28は、エンジン22が目標回転数Ne*および目標トルクTe*に基づいて運転されるようにエンジン22の運転制御(具体的には、吸入空気量制御、燃料噴射制御、点火制御など)を行なう。モータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようにモータMG1,MG2の駆動制御(具体的には、インバータ41,42の複数のスイッチング素子のスイッチング制御)を行なう。HV走行では、エンジン22の停止条件が成立したときに、エンジン22を停止してEV走行に移行する。停止条件は、CDモードのときに、CSモードのときに比して成立しやすくなる(EV走行に移行しやすくなる)ように設定されている。 During HV driving, the HV ECU 70 sets the required driving torque Tus (required from the drive shaft 37) required for driving based on the accelerator pedal position Acc and the vehicle speed V, and calculates the required driving power Pus by multiplying the set required driving torque Tus by the rotation speed Nd of the drive shaft 37 (rotation speed Nm2 of the motor MG2). Next, the required vehicle power Pe* (required from the engine 22) is set by subtracting the required charging/discharging power Pb* (the discharging side is a positive value) of the battery 50 from the required driving power Pus. For example, the required charging/discharging power Pb* uses the output limit Wout in CD mode, and uses a power set to minimize the difference between the storage percentage SOC and the target percentage SOC* in CS mode. Then, the target rotation speed Ne* and target torque Te* of the engine 22 and torque commands Tm1* and Tm2* of the motors MG1 and MG2 are set so that the vehicle power requirement Pe* is output from the engine 22 and the running torque requirement Tus (running power requirement Pus) is output to the drive shaft 37 within the range of the input/output limits Win and Wout of the battery 50. Furthermore, the target rotation speed Ne* and target torque Te* are sent to the engine ECU 28, and the torque commands Tm1* and Tm2* are sent to the motor ECU 40. The engine ECU 28 performs operation control of the engine 22 (specifically, intake air amount control, fuel injection control, ignition control, etc.) so that the engine 22 operates based on the target rotation speed Ne* and the target torque Te*. Motor ECU 40 controls the drive of motors MG1, MG2 (specifically, controls the switching of multiple switching elements of inverters 41, 42) so that motors MG1, MG2 are driven by torque commands Tm1*, Tm2*. In HV driving, when engine 22 stop conditions are met, engine 22 is stopped and the vehicle transitions to EV driving. The stop conditions are set so that they are more likely to be met in CD mode than in CS mode (making it easier to transition to EV driving).
EV走行では、HVECU70は、HV走行と同様に走行要求トルクTusおよび走行要求パワーPusを設定し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で走行要求トルクTus(走行要求パワーPus)が駆動軸37に出力されるようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する。そして、トルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。モータECU40によるモータMG1,MG2の駆動制御については上述した。EV走行では、エンジン22の始動条件が成立したときに、エンジン22を始動してHV走行に移行する。始動条件は、CDモードのときに、CSモードのときに比して成立しにくくなる(HV走行に移行しにくくなる)ように設定されている。 In EV driving, the HV ECU 70 sets the required driving torque Tus and required driving power Pus in the same way as in HV driving, sets the torque command Tm1* for motor MG1 to a value of 0, and sets the torque command Tm2* for motor MG2 so that the required driving torque Tus (required driving power Pus) is output to the drive shaft 37 within the input/output limits Win, Wout of the battery 50. The torque commands Tm1* and Tm2* are then sent to the motor ECU 40. The drive control of motors MG1 and MG2 by the motor ECU 40 has been described above. In EV driving, when the start conditions for the engine 22 are met, the engine 22 is started and the vehicle transitions to HV driving. The start conditions are set so that they are less likely to be met in CD mode than in CS mode (making it more difficult to transition to HV driving).
次に、実施例のハイブリッド車20の動作、特に、CDモードのときの浄化装置25の電気加熱触媒26(触媒26a)の加熱処理について説明する。図2は、エンジンECU28により実行される触媒加熱ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、CDモードのときに繰り返し実行される。 Next, we will explain the operation of the hybrid vehicle 20 of this embodiment, particularly the heating process of the electrically heated catalyst 26 (catalyst 26a) of the purification device 25 in CD mode. Figure 2 is a flowchart showing an example of a catalyst heating routine executed by the engine ECU 28. This routine is executed repeatedly in CD mode.
図2の触媒加熱ルーチンが実行されると、エンジンECU28は、最初に、触媒26aの温度Tcや、電池セル50[i](i:1~n)の電圧Vc[i]、バッテリ50の電流Ib、走行要求パワーPusなどのデータを入力される(ステップS100)。ここで、触媒26aの温度Tcは、温度センサ26cにより検出された値が入力される。なお、触媒26aの温度Tcは、エンジン22の回転数Neや負荷率KL、冷却水温Twなどに基づいて推定された値が入力されるものとしてもよい。電池セル50[i]の電圧Vc[i]は、電圧センサ51v[i]により検出された値がバッテリECU52からHVECU70を介して通信により入力される。バッテリ50の電流Ibは、電流センサ51iにより検出された値がバッテリECU52からHVECU70を介して通信により入力される。走行要求パワーPusは、アクセルペダルセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ87からの車速Vとに基づく走行要求トルクTusに駆動軸37の回転数Nd(モータMG2の回転数Nm2)を乗じて演算され、更に、HVECU70から通信により入力される。 When the catalyst heating routine of FIG. 2 is executed, the engine ECU 28 first receives data such as the temperature Tc of the catalyst 26a, the voltage Vc[i] of the battery cell 50[i] (i: 1 to n), the current Ib of the battery 50, and the required driving power Pus (step S100). Here, the temperature Tc of the catalyst 26a is input as a value detected by the temperature sensor 26c. The temperature Tc of the catalyst 26a may also be input as a value estimated based on the engine 22 rotation speed Ne, load factor KL, coolant temperature Tw, etc. The voltage Vc[i] of the battery cell 50[i] is input as a value detected by the voltage sensor 51v[i] from the battery ECU 52 via the HVECU 70 through communication. The current Ib of the battery 50 is input as a value detected by the current sensor 51i from the battery ECU 52 via the HVECU 70 through communication. The required driving power Pus is calculated by multiplying the required driving torque Tus, which is based on the accelerator pedal opening Acc from the accelerator pedal sensor 84 and the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 87, by the rotation speed Nd of the drive shaft 37 (rotation speed Nm2 of the motor MG2), and is further input via communication from the HVECU 70.
続いて、触媒26aの温度Tcに基づいて、触媒26aが活性であるか非活性であるかを判定する(ステップS110)。この判定は、例えば、触媒26aの温度Tcを活性温度Tcrefと比較することにより行なわれる。触媒26aが活性であると判定したときには、電力供給回路27を停止して(ステップS170)、本ルーチンを終了する。なお、電力供給回路27の停止には、作動から停止だけでなく、停止の継続も含まれる。 Next, it is determined whether the catalyst 26a is active or inactive based on the temperature Tc of the catalyst 26a (step S110). This determination is made, for example, by comparing the temperature Tc of the catalyst 26a with the activation temperature Tcref. If it is determined that the catalyst 26a is active, the power supply circuit 27 is stopped (step S170) and this routine ends. Note that stopping the power supply circuit 27 includes not only stopping it from operation, but also keeping it stopped.
ステップS110で触媒26aが非活性であると判定したときには、電池セル50[i]の分極予兆指標TWoutip[i]および分極予測指標TWoutth[i]を演算する(ステップS120,S130)。ここで、電池セル50[i]の分極予兆指標TWoutip[i]は、電池セル50[i]の分極の予兆に関する指標である。電池セル50[i]の分極予測指標TWoutth[i]は、電池セル50[i]の分極の予測に関する指標である。 If it is determined in step S110 that the catalyst 26a is inactive, the polarization sign index TWoutip[i] and polarization prediction index TWoutth[i] of the battery cell 50[i] are calculated (steps S120, S130). Here, the polarization sign index TWoutip[i] of the battery cell 50[i] is an index related to a sign of polarization of the battery cell 50[i]. The polarization prediction index TWoutth[i] of the battery cell 50[i] is an index related to a prediction of polarization of the battery cell 50[i].
図3は、ハイブリッド車20の運転継続時間と電池セル50[i]の電圧Vc[i]との関係を模式的に示す説明図である。図3では、CDモードでバッテリ50の電流Ibが一定の場合を模式的に示した。図中、「Vcip[i]」および「Vcth[i]」は、電池セル50[i]の電圧低下時の変曲点電圧およびそれよりもある程度高い閾値電圧である。実施例では、電池セル50[i]は、同一仕様のものが用いられるから、変曲点電圧Vcip[i]、閾値電圧Vcth[i]は、電池セル50[i]に拘わらずに同一の値が用いられる。図示するように、ハイブリッド車20の運転継続時間(CDモードの継続時間)が長くなるにつれて電池セル50[i]の電圧Vc[i]が低下する。このとき、バッテリ50の電流Ibが大きいほど電池セル50[i]の電圧Vc[i]が迅速に低下する。また、電池セル50[i]の電圧Vc[i]が変曲点電圧Vcip[i]未満のときには、電池セル50[i]の電圧Vc[i]が変曲点電圧Vcip[i]以上のときに比して、同一のバッテリ50の電流Ibに対する電池セル50[i]の電圧Vc[i]の単位時間当たりの低下量が大きくなる。電池セル50[i]の電圧Vc[i]の急低下は、電池セル50[i]の分極に起因すると考えられる。 Figure 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the operating time of the hybrid vehicle 20 and the voltage Vc[i] of the battery cell 50[i]. Figure 3 shows the case where the current Ib of the battery 50 is constant in CD mode. In the figure, "Vcip[i]" and "Vcth[i]" represent the inflection point voltage when the voltage of the battery cell 50[i] drops, and a threshold voltage somewhat higher than that. In the embodiment, the battery cells 50[i] have the same specifications, so the inflection point voltage Vcip[i] and the threshold voltage Vcth[i] are the same values regardless of the battery cell 50[i]. As shown in the figure, the voltage Vc[i] of the battery cell 50[i] decreases as the operating time of the hybrid vehicle 20 (the duration of CD mode) increases. At this time, the greater the current Ib of the battery 50, the more rapidly the voltage Vc[i] of the battery cell 50[i] decreases. Furthermore, when the voltage Vc[i] of the battery cell 50[i] is less than the inflection point voltage Vcip[i], the amount of decrease per unit time of the voltage Vc[i] of the battery cell 50[i] for the current Ib of the same battery 50 is greater than when the voltage Vc[i] of the battery cell 50[i] is equal to or greater than the inflection point voltage Vcip[i]. The sudden decrease in the voltage Vc[i] of the battery cell 50[i] is thought to be due to polarization of the battery cell 50[i].
こうしたバッテリ50の特性を踏まえて、電池セル50[i]の分極予兆指標TWoutip[i]および分極予測指標TWoutth[i]が定義される。電池セル50[i]の分極予兆指標TWoutip[i]は、電池セル50[i]の電圧Vc[i]を変曲点電圧Vcip[i]以上の範囲内で維持可能な電池セル50[i]の最大許容出力として定義される。電池セル50[i]の分極予測指標TWoutth[i]は、電池セル50[i]の電圧Vc[i]を閾値電圧Vcth[i]以上の範囲内で維持可能な電池セル50[i]の最大許容出力として定義される。 Taking these battery 50 characteristics into consideration, the polarization sign index TWoutip[i] and polarization prediction index TWoutth[i] of battery cell 50[i] are defined. The polarization sign index TWoutip[i] of battery cell 50[i] is defined as the maximum allowable output of battery cell 50[i] that can maintain the voltage Vc[i] of battery cell 50[i] within a range equal to or greater than the inflection point voltage Vcip[i]. The polarization prediction index TWoutth[i] of battery cell 50[i] is defined as the maximum allowable output of battery cell 50[i] that can maintain the voltage Vc[i] of battery cell 50[i] within a range equal to or greater than the threshold voltage Vcth[i].
実施例では、電池セル50[i]の分極予兆指標TWoutip[i]は、電池セル50[i]の電圧Vc[i]および内部抵抗Rc[i]とバッテリ50の電流Ibと変曲点電圧Vcip[i]とを用いて式(1)により演算される。電池セル50[i]の分極予測指標TWoutth[i]は、電池セル50[i]の電圧Vc[i]および内部抵抗Rc[i]とバッテリ50の電流Ibと閾値電圧Vcth[i]とを用いて式(2)により演算される。実施例では、電池セル50[i]は、同一仕様のものが用いられるから、電池セル50[i]の内部抵抗Rc[i]は、電池セル50[i]に拘わらずに同一の値が用いられる。式(1)および式(2)中、“Vc[i]+Ib×Rc[i]”は、電池セル50[i]の開放電圧Vcoc[i]を意味し、{}内は、電池セル50[i]の最大許容電流Imax[i]を意味する。閾値電圧Vcth[i]が変曲点電圧Vcip[i]よりも高いため、分極予測指標TWoutth[i]は、分極予兆指標Twoutip[i]よりも小さくなる。 In the embodiment, the polarization prediction index TWoutip[i] of the battery cell 50[i] is calculated using the voltage Vc[i] and internal resistance Rc[i] of the battery cell 50[i], the current Ib of the battery 50, and the inflection point voltage Vcip[i] according to equation (1). The polarization prediction index TWoutth[i] of the battery cell 50[i] is calculated using the voltage Vc[i] and internal resistance Rc[i] of the battery 50[i], the current Ib of the battery 50, and the threshold voltage Vcth[i] according to equation (2). In the embodiment, because the battery cells 50[i] have the same specifications, the same value is used for the internal resistance Rc[i] of the battery cell 50[i] regardless of the battery cell 50[i]. In equations (1) and (2), "Vc[i] + Ib × Rc[i]" represents the open-circuit voltage Vcoc[i] of the battery cell 50[i], and the value in brackets { } represents the maximum allowable current Imax[i] of the battery cell 50[i]. Because the threshold voltage Vcth[i] is higher than the inflection point voltage Vcip[i], the polarization prediction index TWoutth[i] is smaller than the polarization sign index Twooutip[i].
TWoutip[i]=Vcip[i]×[(Vc[i]+Ib×Rc[i]-Vcip[i])/Rc[i]] (1)
TWoutth[i]=Vcth[i]×[(Vc[i]+Ib×Rc[i]-Vcth[i])/Rc[i]] (2)
TWoutip[i]=Vcip[i]×[(Vc[i]+Ib×Rc[i]−Vcip[i])/Rc[i]] (1)
TWoutth[i]=Vcth[i]×[(Vc[i]+Ib×Rc[i]−Vcth[i])/Rc[i]] (2)
続いて、電池セル50[i]の分極予測指標TWoutth[i]の総和(ΣTWoutth[i])と走行要求パワーPusとを比較する(ステップS140)。この処理は、電池セル50[i]のうち少なくとも1つで分極が予測されるか否かを判定する処理である。電池セル50[i]の分極予測指標TWoutth[i]の総和(ΣTWoutth[i])が走行要求パワーPus以上のときには、電池セル50[i]の全てで分極が予測されないと判定し、電力供給回路27を停止して(ステップS170)、本ルーチンを終了する。 Next, the sum (ΣTWoutth[i]) of the polarization prediction indices TWoutth[i] of the battery cells 50[i] is compared with the required running power Pus (step S140). This process determines whether polarization is predicted for at least one of the battery cells 50[i]. If the sum (ΣTWoutth[i]) of the polarization prediction indices TWoutth[i] of the battery cells 50[i] is equal to or greater than the required running power Pus, it is determined that polarization is not predicted for any of the battery cells 50[i], the power supply circuit 27 is stopped (step S170), and this routine is terminated.
ステップS140で電池セル50[i]の分極予測指標TWoutth[i]の総和(ΣTWoutth[i])が走行要求パワーPus未満のときには、電池セル50[i]のうち少なくとも1つで分極が予測されると判定し、電力供給回路27を作動させる(ステップS150)。実施例では、予め定められた所定電力が電気加熱触媒26(ヒータ26b)に供給されるように電力供給回路27を制御する。電力供給回路27の作動により、触媒26aが加熱される。 If, in step S140, the sum (ΣTWoutth[i]) of the polarization prediction indicators TWoutth[i] of the battery cells 50[i] is less than the required driving power Pus, it is determined that polarization is predicted in at least one of the battery cells 50[i], and the power supply circuit 27 is activated (step S150). In this embodiment, the power supply circuit 27 is controlled so that a predetermined amount of power is supplied to the electrically heated catalyst 26 (heater 26b). Activation of the power supply circuit 27 heats the catalyst 26a.
続いて、触媒26aが活性であるか非活性であるかを判定し(ステップS160)、触媒26aが非活性であると判定したときには、ステップS150に戻る。こうしてステップS150~S160の処理を繰り返し実行して、触媒26aが活性になるのを待つ。そして、ステップS160で触媒26aが活性であると判定すると、電力供給回路27を停止して(ステップS170)、本ルーチンを終了する。上述の電池セル50[i]の閾値電圧Vcth[i]は、電池セル50[i]の電圧Vc[i]が変曲点電圧Vcip[i]に至るまでに、触媒26aが加熱により活性になるように設定される。こうした制御により、CDモードで、電池セル50[i]のうち少なくとも1つの電池セルの分極による電圧急低下に伴うバッテリ50の出力低下が生じる前に、触媒26aを活性にすることができる。これにより、CDモードで、電池セル50[i]のうち少なくとも1つの電池セルの分極による電圧急低下に伴うバッテリ50の出力低下が生じていて、走行用パワーPusをエンジン22の動力により補おうとしたときに、触媒26aが未活性のためにエミッションの悪化を招く、という事象が生じるのを抑制することができる。 Next, the system determines whether the catalyst 26a is active or inactive (step S160). If it determines that the catalyst 26a is inactive, the system returns to step S150. Steps S150 through S160 are repeatedly executed until the catalyst 26a becomes active. If it determines in step S160 that the catalyst 26a is active, the system shuts down the power supply circuit 27 (step S170) and terminates this routine. The threshold voltage Vcth[i] of the battery cell 50[i] described above is set so that the catalyst 26a becomes active by heating before the voltage Vc[i] of the battery cell 50[i] reaches the inflection point voltage Vcip[i]. This control allows the catalyst 26a to be activated in CD mode before a drop in battery 50 output occurs due to a sudden voltage drop caused by polarization of at least one of the battery cells 50[i]. This prevents the catalyst 26a from being inactive and causing emissions to deteriorate when, in CD mode, a drop in battery 50 output occurs due to a sudden drop in voltage caused by polarization of at least one of the battery cells 50[i] and driving power Pus is supplemented by power from the engine 22.
以上説明した実施例のハイブリッド車20では、CDモードで且つ触媒26aが非活性で且つ電池セル50[1]~50[n]のうち少なくとも1つで分極が予測されるときには、電力供給回路27を作動させることにより、電気加熱触媒26(ヒータ26b)に電力を供給し、触媒26aを加熱して活性にする。これにより、CDモードで、電池セル50[1]~50[n]のうち少なくとも1つの電池セルの分極による電圧急低下に伴うバッテリ50の出力低下が生じていて、走行用パワーPusをエンジン22の動力により補おうとしたときに、触媒26aが未活性のためにエミッションの悪化を招く、という事象が生じるのを抑制することができる。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when the vehicle is in CD mode, the catalyst 26a is inactive, and polarization is predicted in at least one of the battery cells 50[1] to 50[n], the power supply circuit 27 is activated to supply power to the electrically heated catalyst 26 (heater 26b), heating and activating the catalyst 26a. This prevents a situation in which, in CD mode, a drop in battery 50 output occurs due to a sudden drop in voltage caused by polarization in at least one of the battery cells 50[1] to 50[n], and the driving power Pus is attempted to be supplemented by power from the engine 22, resulting in a deterioration in emissions due to an inactive catalyst 26a.
実施例では、エンジンECU28は、図2の触媒加熱ルーチンを実行するものとした。しかし、これに代えて、図4の触媒加熱ルーチンを実行するものとしてもよい。図4のルーチンは、ステップS150の処理がステップS152,S152の処理に置き換えられた点で、図2のルーチンとは異なる。したがって、図4のルーチンのうち図2のルーチンと同一の処理については、同一のステップ番号を付し、詳細な説明を省略する。 In the embodiment, the engine ECU 28 executes the catalyst heating routine of Figure 2. However, instead, it may execute the catalyst heating routine of Figure 4. The routine of Figure 4 differs from the routine of Figure 2 in that the processing of step S150 is replaced by the processing of steps S152 and S152. Therefore, the processing of the routine of Figure 4 that is the same as the routine of Figure 2 is assigned the same step number, and detailed description will be omitted.
図4のルーチンでは、ステップS140で電池セル50[i]の分極予測指標TWoutth[i]の総和(ΣTWoutth[i])が走行要求パワーPus未満のときには、電池セル50[i]のうち少なくとも1つで分極が予測されると判定し、電気加熱触媒26(ヒータ26b)に供給するための目標電力Phcを設定し(ステップS152)、設定した目標電力Phcが電気加熱触媒26(ヒータ26b)に供給されるように電力供給回路27を制御する(ステップS154)。ここで、目標電力Phcは、電池セル50[i]の分極予兆指標TWoutip[i]の総和(ΣTWoutip[i])から走行要求パワーPusと目標電力Phcとを減じた値が値0以上となるように、即ち、電池セル50[i]の分極予兆指標TWoutip[i]の総和(ΣTWoutip[i])から走行要求パワーPusを減じた値以下の範囲内で設定される。これにより、電池セル50[i]のうち少なくとも1つの電池セルで分極による電圧急低下が生じるのを抑制する(遅らせる)ことができる。 In the routine of Figure 4, when the sum (ΣTWoutth[i]) of the polarization prediction indicators TWoutth[i] of the battery cells 50[i] is less than the required driving power Pus in step S140, it is determined that polarization is predicted in at least one of the battery cells 50[i], a target power Phc to be supplied to the electrically heated catalyst 26 (heater 26b) is set (step S152), and the power supply circuit 27 is controlled so that the set target power Phc is supplied to the electrically heated catalyst 26 (heater 26b) (step S154). Here, the target power Phc is set so that the value obtained by subtracting the required running power Pus and the target power Phc from the sum (ΣTWoutip[i]) of the polarization predictor indicators TWoutip[i] of the battery cells 50[i] is equal to or greater than 0; that is, within a range equal to or less than the value obtained by subtracting the required running power Pus from the sum (ΣTWoutip[i]) of the polarization predictor indicators TWoutip[i] of the battery cells 50[i]. This makes it possible to suppress (delay) a sudden voltage drop due to polarization in at least one of the battery cells 50[i].
図2や図4の触媒加熱ルーチンでは、電池セル50[i]の分極予測指標TWoutth[i]の総和が走行要求パワーPus未満のときに、電池セル50[i]のうち少なくとも1つの電池セルで分極が予測されると判定するものとした。しかし、これに代えて、少なくとも1つの電池セル50[i]について電圧Vc[i]が閾値電圧Vcth[i]未満のときに、電池セル50[i]のうち少なくとも1つの電池セルで分極が予測されると判定するものとしてもよい。 In the catalyst heating routines of Figures 2 and 4, it is determined that polarization is predicted in at least one of the battery cells 50[i] when the sum of the polarization prediction indicators TWoutth[i] of the battery cells 50[i] is less than the required driving power Pus. However, instead of this, it may be determined that polarization is predicted in at least one of the battery cells 50[i] when the voltage Vc[i] for at least one battery cell 50[i] is less than the threshold voltage Vcth[i].
図2や図4の触媒加熱ルーチンでは、電池セル50[i]の閾値電圧Vcth[i]は、バッテリ50の電流Ib(平均電流)に拘わらずに一定値が用いられるものとした。しかし、バッテリ50の電流Ib(平均電流)が大きいほど高くなる値が用いられるものとしてもよい。これは、バッテリ50の電流Ib(平均電流)が大きいほど、電池セル50[i]の電圧Vc[i]が閾値電圧Vcth[i]に至ってから変曲点電圧Vcip[i]に至るまでの時間が短くなりやすいためである。 In the catalyst heating routines of Figures 2 and 4, a constant value is used for the threshold voltage Vcth[i] of the battery cell 50[i], regardless of the current Ib (average current) of the battery 50. However, a value that increases as the current Ib (average current) of the battery 50 increases may also be used. This is because the larger the current Ib (average current) of the battery 50, the shorter the time it takes for the voltage Vc[i] of the battery cell 50[i] to reach the threshold voltage Vcth[i] and then the inflection point voltage Vcip[i].
実施例では、ハイブリッド車20は、エンジンECU28とモータECU40とバッテリECU52とHVECU70とを備えるものとした。しかし、これらのうちの少なくとも2つは、一体に構成されるものとしてもよい。 In the embodiment, the hybrid vehicle 20 is equipped with an engine ECU 28, a motor ECU 40, a battery ECU 52, and an HV ECU 70. However, at least two of these may be configured as an integrated unit.
実施例では、駆動輪39a,39bに連結された駆動軸37にプラネタリギヤ30を介して接続されたエンジン22およびモータMG1と、駆動軸37に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2と電力をやり取り可能なバッテリ50と、を備えるハイブリッド車20の構成とした。しかし、これに限定されるものではなく、電気加熱触媒が排気系に取り付けられた走行用のエンジンと、走行用のモータと、直列に接続された複数の電池セルを有すると共にモータと電力をやり取り可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車の構成であればよい。例えば、駆動輪に連結された駆動軸に変速機を介して接続されたモータと、モータにクラッチを介して接続されたエンジンと、モータと電力をやり取り可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車の構成としてもよい。 In this embodiment, the hybrid vehicle 20 is configured to include an engine 22 and motor MG1 connected via a planetary gear 30 to a drive shaft 37 connected to drive wheels 39a, 39b, a motor MG2 connected to drive shaft 37, and a battery 50 capable of exchanging power with motors MG1, MG2. However, this is not limited to this, and any hybrid vehicle configuration may be used that includes a running engine with an electrically heated catalyst attached to the exhaust system, a running motor, and a battery with multiple battery cells connected in series and capable of exchanging power with the motor. For example, the hybrid vehicle may be configured to include a motor connected via a transmission to a drive shaft connected to the drive wheels, an engine connected to the motor via a clutch, and a battery capable of exchanging power with the motor.
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG2が「モータ」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当し、電力供給回路27が「電力供給部」に相当し、エンジンECU28とモータECU40とハイブリッドECU70とが「制御装置」に相当する。 The following explains the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the "Means for Solving the Problem" section. In the embodiment, the engine 22 corresponds to the "engine," the motor MG2 corresponds to the "motor," the battery 50 corresponds to the "battery," the power supply circuit 27 corresponds to the "power supply unit," and the engine ECU 28, motor ECU 40, and hybrid ECU 70 correspond to the "control device."
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the Examples and the main elements of the invention described in the "Means for Solving the Problem" section does not limit the elements of the invention described in the "Means for Solving the Problem" section, as the Examples are examples used to specifically explain the form for implementing the invention described in the "Means for Solving the Problem" section. In other words, the interpretation of the invention described in the "Means for Solving the Problem" section should be based on the description in that section, and the Examples are merely specific examples of the invention described in the "Means for Solving the Problem" section.
以上、本開示を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本開示はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The above describes the forms for implementing this disclosure using examples, but the disclosure is not limited to these examples in any way, and it goes without saying that the disclosure can be implemented in various forms without departing from the spirit of the disclosure.
本開示は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。 This disclosure can be used in the hybrid vehicle manufacturing industry, etc.
20 ハイブリッド車、22 エンジン、23 クランクシャフト、23a クランクセンサ、25 浄化装置、26 電気加熱触媒、26a 触媒、26b ヒータ、26c 温度センサ、27 電力供給回路、28 エンジンECU、30 プラネタリギヤ、37 駆動軸、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、40 モータECU、41,42 インバータ、43,44 回転位置センサ、50 バッテリ、51i 電流センサ、51v,51v[1]~51v[n] 電圧センサ、51t 温度センサ、52 バッテリECU、54 電力ライン、60 充電器、62 電源プラグ、70 HVECU、80 スタートスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルセンサ、87 車速センサ。 20 Hybrid vehicle, 22 Engine, 23 Crankshaft, 23a Crank sensor, 25 Purification device, 26 Electrically heated catalyst, 26a Catalyst, 26b Heater, 26c Temperature sensor, 27 Power supply circuit, 28 Engine ECU, 30 Planetary gear, 37 Drive shaft, 38 Differential gear, 39a, 39b Drive wheels, 40 Motor ECU, 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotational position sensor, 50 Battery, 51i Current sensor, 51v, 51v[1] to 51v[n] Voltage sensor, 51t Temperature sensor, 52 Battery ECU, 54 Power line, 60 Charger, 62 Power plug, 70 HV ECU, 80 Start switch, 81 Shift lever, 82 Shift position sensor, 83 Accelerator pedal, 84 Accelerator pedal sensor, 85 Brake pedal, 86 brake pedal sensor, 87 vehicle speed sensor.
Claims (4)
走行用のモータと、
直列に接続された複数の電池セルを有し、前記モータと電力をやり取り可能なバッテリと、
前記バッテリからの電力を前記電気加熱触媒に供給可能な電力供給部と、
CD(Charge Depleting)モードとCS(Charge Sustaining)モードとを切り替えて走行要求パワーにより走行するように前記エンジンと前記モータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車であって、
前記制御装置は、前記CDモードで且つ前記電気加熱触媒が非活性で且つ前記複数の電池セルのうち少なくとも1つの前記電池セルの分極が予測されるときには、前記電力供給部を作動させ、
前記制御装置は、前記CDモードで且つ前記電気加熱触媒が非活性で、前記走行要求パワーが前記複数の電池セルのそれぞれの分極の予測に関する分極予測指標の総和よりも大きいとき、または、少なくとも1つの前記電池セルについて電圧が電圧低下時の変曲点電圧よりも高い閾値電圧未満のときに、前記複数の電池セルのうち少なくとも1つの前記電池セルの分極が予測されると判定する、
ハイブリッド車。 an engine for driving in which an electrically heated catalyst is attached to an exhaust system;
A driving motor;
a battery having a plurality of battery cells connected in series and capable of exchanging power with the motor;
a power supply unit capable of supplying power from the battery to the electrically heated catalyst;
a control device that controls the engine and the motor by switching between a CD (Charge Depleting) mode and a CS (Charge Sustaining) mode so that the vehicle travels at a required power level;
A hybrid vehicle comprising:
the control device activates the power supply unit when the CD mode is in effect, the electrically heated catalyst is inactive, and polarization of at least one of the plurality of battery cells is predicted ;
the control device determines that polarization of at least one of the plurality of battery cells is predicted when the vehicle is in the CD mode, the electrically heated catalyst is inactive, and the required running power is greater than the sum of polarization prediction indexes related to the prediction of polarization of each of the plurality of battery cells, or when the voltage of at least one of the battery cells is less than a threshold voltage that is higher than an inflection point voltage when a voltage drop occurs.
Hybrid car.
前記電池セルの前記分極予測指標は、前記電池セルの電圧を前記閾値電圧以上の範囲内で維持可能な前記電池セルの最大許容出力である、
ハイブリッド車。 The hybrid vehicle according to claim 1 ,
the polarization prediction index of the battery cell is a maximum allowable output of the battery cell that can maintain a voltage of the battery cell within a range equal to or greater than the threshold voltage;
Hybrid car.
前記電力供給部は、前記バッテリから前記電気加熱触媒に供給する電力を調整可能であり、
前記制御装置は、前記電力供給部を作動させる際には、前記複数の電池セルのそれぞれの分極の予兆に関する分極予兆指標の総和から前記走行要求パワーと前記電気加熱触媒に供給する供給電力とを減じた値が値0以上となるように前記電力供給部を制御する、
ハイブリッド車。 The hybrid vehicle according to claim 1,
the power supply unit is capable of adjusting the power supplied from the battery to the electrically heated catalyst;
When activating the power supply unit, the control device controls the power supply unit so that a value obtained by subtracting the required driving power and the supply power supplied to the electrically heated catalyst from a sum of polarization sign indicators related to signs of polarization of each of the plurality of battery cells is equal to or greater than 0.
Hybrid car.
前記電池セルの前記分極予兆指標は、前記電池セルの電圧を電圧低下時の変曲点電圧以上の範囲内で維持可能な前記電池セルの最大許容出力である、
ハイブリッド車。
4. The hybrid vehicle according to claim 3 ,
the polarization predictor index of the battery cell is a maximum allowable output of the battery cell that can maintain the voltage of the battery cell within a range equal to or higher than an inflection point voltage when the voltage drops;
Hybrid car.
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