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JP5762092B2 - Hybrid vehicle - Google Patents

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JP5762092B2 JP2011081100A JP2011081100A JP5762092B2 JP 5762092 B2 JP5762092 B2 JP 5762092B2 JP 2011081100 A JP2011081100 A JP 2011081100A JP 2011081100 A JP2011081100 A JP 2011081100A JP 5762092 B2 JP5762092 B2 JP 5762092B2
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康雄 桑原
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Description

本発明は、ハイブリッド車両に関するものである。   The present invention relates to a hybrid vehicle.

従来、複数の動力源を有するハイブリッド車両として、シリーズハイブリッド方式が知られている。シリーズハイブリッド方式は、エンジンで発電機を駆動し、その発電電力を走行モータの駆動源として活用して走行する方式である。すなわち、この方式では、車輪を回すのは走行モータだけであり、エンジンは発電機を駆動するためにだけ使用される。   Conventionally, a series hybrid system is known as a hybrid vehicle having a plurality of power sources. The series hybrid system is a system in which a generator is driven by an engine and the generated power is used as a drive source for a travel motor. That is, in this system, only the traveling motor turns the wheels, and the engine is used only to drive the generator.

このようなシリーズハイブリッド方式の車両においては、エンジンにより発電機が駆動されることにより発生した交流の発電電力は、コンバータにより直流電力に変換され、この直流電力が双方向インバータにより再び交流電力に変換されて走行モータに供給される。上記コンバータと双方向インバータとは高圧直流電力線により接続されており、この高圧直流電力線には高圧バッテリ(例えば、端子電圧300V以上600V以下)や複数の負荷(車載機器)などが接続されている。   In such a series hybrid type vehicle, AC generated power generated by driving a generator by an engine is converted into DC power by a converter, and this DC power is converted back to AC power by a bidirectional inverter. And supplied to the traveling motor. The converter and the bidirectional inverter are connected by a high-voltage DC power line, and a high-voltage battery (for example, a terminal voltage of 300 V or more and 600 V or less) and a plurality of loads (vehicle equipment) are connected to the high-voltage DC power line.

走行モータの力行時には、例えば、発電電力および高圧バッテリからの直流電力が双方向インバータにより交流電力に変換されて走行モータに供給され、走行モータの回生時には交流電力である回生電力が双方向インバータにより直流電力に変換されて高圧バッテリに充電される構成とされている。   When the traveling motor is powered, for example, the generated power and the DC power from the high-voltage battery are converted into AC power by the bidirectional inverter and supplied to the traveling motor. When the traveling motor is regenerated, the regenerative power that is AC power is converted by the bidirectional inverter. The high-voltage battery is charged by being converted to DC power.

ところで、走行モータの回生時において、高圧バッテリの充電率が高い場合、回生電力が高圧バッテリに充電できる電力を上回るおそれがある。このような状態では、双方向インバータから出力される直流電圧が過度に上昇し、双方向インバータとバッテリとをつなぐ高圧直流電力線に接続された機器の耐圧を超えてしまい、機器を故障させてしまう可能性がある。従来、この対策として、例えば、高圧直流電力線に過電圧保護用の抵抗を接続し、抵抗により回生電力の過剰分を消費させることが提案されている(特許文献1参照)。   By the way, at the time of regeneration of a traveling motor, when the charging rate of a high voltage battery is high, there exists a possibility that regenerative electric power may exceed the electric power which can charge a high voltage battery. In such a state, the DC voltage output from the bidirectional inverter rises excessively, exceeds the withstand voltage of the device connected to the high-voltage DC power line connecting the bidirectional inverter and the battery, and damages the device. there is a possibility. Conventionally, as a countermeasure, for example, it has been proposed to connect a resistor for overvoltage protection to a high-voltage DC power line so that an excessive amount of regenerative power is consumed by the resistor (see Patent Document 1).

特開平7−222498号公報JP-A-7-222498

しかしながら、高圧直流電力線に過電圧保護用の抵抗を設置する方法では、コスト面、車載性の面で好ましくない。   However, the method of installing an overvoltage protection resistor on the high-voltage DC power line is not preferable in terms of cost and in-vehicle performance.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、過電圧保護用の抵抗を設けることなく、高圧直流電力線における過度の電圧上昇を防止することのできるハイブリッド車両を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a hybrid vehicle capable of preventing an excessive voltage increase in a high-voltage DC power line without providing a resistance for overvoltage protection. And

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、エンジンと、走行モータと、前記エンジンに接続される発電電動機と、前記発電電動機の発電電力を直流電力に変換して出力するとともに、直流電力を交流電力に変換して前記発電電動機に供給する第1電力変換手段と、前記第1電力変換手段と高圧直流電力線により接続され、前記高圧直流電力線により伝送される直流電力を交流電力に変換して前記走行モータに出力するとともに、前記走行モータの回生電力を直流電力に変換して前記高圧直流電力線に出力する第2電力変換手段と、前記高圧直流電力線に直接的に接続される主バッテリと、前記高圧直流電力線の電圧が予め設定されている第1閾値を超えた場合に、前記発電電動機を力行動作させて前記主バッテリの充電余剰分を消費させる制御手段とを具備し、前記制御手段は、前記高圧直流電力線の電圧を予め設定されている力行時の目標電圧に一致させるための力行トルク指令を決定する力行トルク指令決定手段と、前記力行トルク指令を補正する力行トルク指令補正手段とを備え、前記力行トルク指令補正手段は、前記主バッテリの充電率と車速とに基づいて補正係数を決定する補正係数決定手段と、前記補正係数決定手段により決定された補正係数とブレーキペダルの操作量とに基づいてトルク補正値を決定するトルク補正値決定手段と、前記トルク補正値を用いて前記力行トルク指令を補正する補正手段とを有し、前記トルク補正値により補正された前記力行トルク指令に基づいて前記第1電力変換手段が動作するハイブリッド車両を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention provides an engine, a traveling motor, a generator motor connected to the engine, and converts the generated power of the generator motor into DC power for output, and also converts the DC power into AC power for the generator motor. A first power conversion means for supplying to the first power conversion means, connected to the first power conversion means by a high-voltage DC power line, converting DC power transmitted by the high-voltage DC power line into AC power and outputting the AC power to the traveling motor; Second power conversion means for converting regenerative power of the travel motor to DC power and outputting it to the high-voltage DC power line, a main battery directly connected to the high-voltage DC power line, and a voltage of the high-voltage DC power line are preset. if it exceeds the first threshold value being, and control means to consume the charge surplus before Symbol generator motor the main battery by the power-running operation, said control hand Includes a power running torque command determining means for determining a power running torque command for matching the voltage of the high-voltage DC power line with a preset target voltage during power running, and a power running torque command correcting means for correcting the power running torque command. The power running torque command correcting means includes a correction coefficient determining means for determining a correction coefficient based on a charging rate and a vehicle speed of the main battery, a correction coefficient determined by the correction coefficient determining means, and an operation of a brake pedal. A torque correction value determining means for determining a torque correction value based on the amount; and a correction means for correcting the power running torque command using the torque correction value, wherein the power running torque corrected by the torque correction value is provided. A hybrid vehicle in which the first power conversion means operates based on a command is provided.

上記ハイブリッド車両によれば、高圧電流電力線の電圧が予め設定されている第1閾値を超えた場合に、発電電動機により走行モータの回生電力を消費させるので、高圧電流電力線に過電圧保護用の抵抗などを別途設ける必要がなく、簡素な構成により、高圧直流電力線における過度の電圧上昇を防止することができる。
また、車速およびブレーキペダルの操作量は、走行モータの回生動作に関係しており、車速またはブレーキ操作量を把握することで、回生電力が高圧直流電力線に出力されることを早期に検知できる。また、主バッテリの充電率を把握することで、高圧直流電力線の電圧上昇を早期に予測することができる。したがって、これらの情報に基づいて力行トルク指令を補正することで、高圧直流電力線の電圧が上昇することを見越して、力行トルク指令を先行的に制御することが可能となる。更に、ブレーキペダルの操作量は、車速およびバッテリの充電率に比べ、走行モータの回生の有無に直接的に関係する情報であり、回生電力を早期に検出できるとともに、トルク補正値を決める際に重要な情報となる。したがって、力行トルク指令補正手段を、サブ的な情報である充電率と車速とに基づいて補正係数を決定する補正係数決定手段と、この補正係数とブレーキペダルの操作量とに基づいてトルク補正値を決定するトルク補正値決定手段とに分けることとしている。また、走行モータの回生トルクとブレーキ操作量とを対応付けたテーブルが車両の制御において用いられている場合においては、補正係数とブレーキペダルの操作量とに基づいてトルク補正値を決定することにより、両者の情報の整合を取りやすくすることができる。更に、例えば、車両制御ソフトウェアに実装することを考慮すると、ブレーキペダルの操作量、車速およびバッテリの充電率からなる3つの変数をもつテーブルなどは複雑なことから、トルク補正値を算出する過程を上記のように2段階に分けることで、ソフトウェア実装し易くすることが可能となる。
According to the hybrid vehicle described above, when the voltage of the high-voltage current power line exceeds a preset first threshold value, the regenerative power of the traveling motor is consumed by the generator motor. Need not be provided separately, and an excessive voltage rise in the high-voltage DC power line can be prevented with a simple configuration.
Further, the vehicle speed and the operation amount of the brake pedal are related to the regenerative operation of the traveling motor, and it is possible to detect early that the regenerative power is output to the high-voltage DC power line by grasping the vehicle speed or the brake operation amount. Further, by grasping the charging rate of the main battery, the voltage increase of the high-voltage DC power line can be predicted at an early stage. Therefore, by correcting the power running torque command based on these pieces of information, the power running torque command can be controlled in advance in anticipation of an increase in the voltage of the high-voltage DC power line. Furthermore, the amount of operation of the brake pedal is information directly related to the presence or absence of regeneration of the travel motor compared to the vehicle speed and the battery charging rate, and it is possible to detect regenerative power early and determine the torque correction value. It becomes important information. Accordingly, the power running torque command correction means is configured to change the correction coefficient determination means for determining a correction coefficient based on the charging rate and the vehicle speed, which are sub-information, and the torque correction value based on the correction coefficient and the operation amount of the brake pedal. Is divided into torque correction value determining means for determining Further, when a table in which the regenerative torque of the travel motor and the brake operation amount are associated is used in vehicle control, the torque correction value is determined based on the correction coefficient and the brake pedal operation amount. Therefore, it is possible to make it easy to match the information of both. Furthermore, for example, considering that it is implemented in vehicle control software, a table having three variables including brake pedal operation amount, vehicle speed, and battery charge rate is complicated. By dividing into two stages as described above, it is possible to facilitate software implementation.

上記ハイブリッド車両において、前記力行時の目標電圧は前記第1閾値とほぼ同じ値であってもよい。 In the hybrid vehicle, a target voltage before Symbol power running may me almost equal der and the first threshold value.

このように第1電力変換手段を制御することで、高圧直流電力線の電圧を第1閾値と略同じ値の目標電圧で一定とすることが可能となる。ここで、第1閾値と略同じとは、第1閾値と同値であるか、第1閾値に所定のマージンを加算した値をいう。マージンの持たせ方は設計により決定できるものとし、また、目標電圧は高圧直流電力線に接続されている主バッテリや負荷の耐圧以下に設定される。   By controlling the first power conversion means in this way, the voltage of the high-voltage DC power line can be made constant at a target voltage that is substantially the same value as the first threshold value. Here, “substantially the same as the first threshold value” means the same value as the first threshold value or a value obtained by adding a predetermined margin to the first threshold value. It is assumed that the margin can be determined by design, and the target voltage is set to be equal to or lower than the withstand voltage of the main battery or the load connected to the high-voltage DC power line.

上記ハイブリッド車両において、前記主バッテリの状態に応じて前記第1閾値が決定されることとしてもよい。   In the hybrid vehicle, the first threshold value may be determined according to a state of the main battery.

例えば、高圧直流電力線の電圧が同じであっても、主バッテリに流れる電流は、バッテリの充電率や温度などのバッテリの状態に応じて変化する。したがって、主バッテリに流れる電流が上限値を超えないような高圧直流電力線の電圧を、そのときの主バッテリの状態に応じて決定することで、第1閾値をより適切な値に設定することができ、主バッテリに、より多くの電力を充電することが可能となり、主バッテリを有効に利用することができる。   For example, even if the voltage of the high-voltage DC power line is the same, the current flowing through the main battery varies depending on the state of the battery such as the battery charging rate and temperature. Accordingly, the first threshold value can be set to a more appropriate value by determining the voltage of the high-voltage DC power line so that the current flowing through the main battery does not exceed the upper limit value according to the state of the main battery at that time. It is possible to charge the main battery with more electric power, and the main battery can be used effectively.

上記ハイブリッド車両において、前記制御手段は、車速、ブレーキペダルの操作量、および前記主バッテリの状態の少なくともいずれか一つに基づいて、前記発電電動機を力行動作させるタイミングを決定することとしてもよい。 In the hybrid vehicle, the control means, vehicle speed, amount of operation of the blanking Rekipedaru, and the main based on at least one of the state of the battery, the generator motor may determine the timing for the power-running operation.

車速およびブレーキペダルの操作量は、走行モータの回生動作に関係しており、車速およびブレーキ操作量を把握することで、回生電力が高圧直流電力線に出力されることを早期に検知できる。また、主バッテリの充電率を把握しておくことで、高圧直流電力線の電圧上昇を早期に予測することができる。したがって、これらの情報に基づいて高圧直流電力線の電圧が上昇することを見越して、発電電動機を先行的に力行動作させることにより、高圧直流電力線の電圧上昇が急激に過度に上昇することを防止することができる。
例えば、前記制御手段は、前記高圧直流電力線の電圧が予め設定されている第1閾値以下の状態において、前記トルク補正値決定手段によって決定されるトルク補正値が所定の値を超えた場合に、前記発電電動機を力行動作させることとしてもよい。
The vehicle speed and the operation amount of the brake pedal are related to the regenerative operation of the traveling motor, and it is possible to detect early that the regenerative power is output to the high-voltage DC power line by grasping the vehicle speed and the brake operation amount. In addition, by grasping the charging rate of the main battery, the voltage increase of the high-voltage DC power line can be predicted at an early stage. Therefore, in anticipation that the voltage of the high-voltage DC power line rises based on these information, the voltage rise of the high-voltage DC power line is prevented from abruptly rising excessively by operating the generator motor in advance. be able to.
For example, in the state where the voltage of the high-voltage DC power line is equal to or lower than a first threshold value set in advance, the control means, when the torque correction value determined by the torque correction value determination means exceeds a predetermined value, The generator motor may be operated in a powering manner.

上記ハイブリッド車両は、前記高圧直流電力線に変圧手段を介して接続される副バッテリを有し、前記制御手段は、前記高圧直流電力線の電圧が予め設定されている第1閾値を超えた場合に、前記変圧手段を作動させて前記走行モータの回生電力の一部を前記副バッテリに充電させることとしてもよい。   The hybrid vehicle has a sub-battery connected to the high-voltage DC power line via a transformer, and the control means, when the voltage of the high-voltage DC power line exceeds a preset first threshold, The sub-battery may be charged with a part of the regenerative power of the traveling motor by operating the transformer.

このように、副バッテリにも回生電圧を充電させることにより、回生電力の受入先を増やすことができ、回生電力による直流電圧の過度の上昇をより確実に抑制することができる。   In this way, by charging the secondary battery with the regenerative voltage, it is possible to increase the number of receiving destinations of the regenerative power, and it is possible to more reliably suppress an excessive increase in the DC voltage due to the regenerative power.

上記ハイブリッド車両において、メカブレーキと、ブレーキペダルの操作量に基づいて決定される制動トルクを予め設定されている分配比率に基づいて前記走行モータと前記メカブレーキとに分配する制動トルク分配手段と、前記高圧直流電力線の電圧が予め設定されている所定の閾値を超えた場合、または、前記主バッテリの充電率が予め設定されている所定の閾値を超えた場合に、前記メカブレーキの分配比率が大きくなるように前記走行モータの制動トルク指令および前記メカブレーキの制動トルク指令を補正する制動トルク補正手段とを具備することとしてもよい。   In the hybrid vehicle, a mechanical brake and a braking torque distribution unit that distributes a braking torque determined based on an operation amount of a brake pedal to the travel motor and the mechanical brake based on a preset distribution ratio; When the voltage of the high-voltage DC power line exceeds a predetermined threshold value set in advance, or when the charging rate of the main battery exceeds a predetermined threshold value set in advance, the distribution ratio of the mechanical brake is A braking torque correction unit that corrects the braking torque command of the travel motor and the braking torque command of the mechanical brake so as to increase may be provided.

高圧直流電力線の電圧が所定の閾値を超えた場合には、メカブレーキの分配比率を増加させ、走行モータの分配比率を低減させるので、走行モータによる回生電力自体を抑制することができる。これにより、高圧直流電力線に流入する回生電力を低減させることができ、高圧直流電力線の過度の電圧上昇を更に確実にかつ効率的に抑制することが可能となる。また、発電電動機などによる消費電力を少なくすることができる。   When the voltage of the high-voltage DC power line exceeds a predetermined threshold value, the distribution ratio of the mechanical brake is increased and the distribution ratio of the traveling motor is decreased, so that the regenerative power itself by the traveling motor can be suppressed. As a result, regenerative power flowing into the high-voltage DC power line can be reduced, and an excessive voltage rise in the high-voltage DC power line can be more reliably and efficiently suppressed. Further, power consumption by a generator motor or the like can be reduced.

本発明によれば、過電圧保護用の抵抗を設けることなく、高圧直流電力線における過度の電圧上昇を防止することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to prevent an excessive voltage increase in the high-voltage DC power line without providing an overvoltage protection resistor.

本発明の第1実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示した図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法の概略を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline of the control method of the hybrid vehicle which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る車両制御装置が備える機能のうち、第1電力変換装置に関する制御要素を展開して示した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which expanded and showed the control element regarding a 1st power converter device among the functions with which the vehicle control apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention is equipped. 図3に示した各部によって実行される処理を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the process performed by each part shown in FIG. 直流電圧、バッテリ電流、およびバッテリ充電率の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between a DC voltage, a battery current, and a battery charging rate. 本発明の第2実施形態に係る車両制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the vehicle control apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 補正係数テーブルの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the correction coefficient table. 補正値テーブルの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the correction value table. 車両制御装置が備える種々の機能のうち、ブレーキペダルが操作された場合に関係する構成要素を示した概略機能ブロック図である。It is a schematic functional block diagram showing components related to a case where a brake pedal is operated among various functions provided in the vehicle control device.

〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態に係るハイブリッド車両について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示した図である。図1に示すように、ハイブリッド車両1は、エンジン2と、走行モータ3とを有している。エンジン2には発電電動機4が接続されており、この発電電動機4は第1電力変換装置5により制御される。具体的には、第1電力変換装置5は、発電電動機4の発電電力を直流電力に変換して高圧直流電力線L1に出力するとともに、高圧直流電力線L1を伝送される直流電力を交流電力に変換して発電電動機4に供給する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle 1 has an engine 2 and a travel motor 3. A generator motor 4 is connected to the engine 2, and the generator motor 4 is controlled by a first power converter 5. Specifically, the first power converter 5 converts the generated power of the generator motor 4 into DC power and outputs it to the high-voltage DC power line L1, and also converts DC power transmitted through the high-voltage DC power line L1 into AC power. And supplied to the generator motor 4.

高圧直流電力線L1には、走行モータ3を制御する第2電力変換装置6が接続されている。換言すると、第1電力変換装置5と第2電力変換装置6とは高圧直流電力線L1により接続されている。
第2電力変換装置6は、高圧直流電力線L1により伝送される直流電力を交流電力に変換して走行モータ3に出力するとともに、走行モータ3の回生電力を直流電力に変換して高圧直流電力線L1に出力する。走行モータ3は直接または、減速機・ディファレンシャルギア等の機械的な接続装置を介して車輪に接続されている。
高圧直流電力線L1には主バッテリ7が直接的に、すなわち、主バッテリ7の充放電電流などを制御するための電力変換装置などを介さずに、接続されている。
また、高圧直流電力線L1には、負荷8が接続されているとともに、DC−DCコンバータ(変圧手段)9を介して、車載の補機(負荷)などに電力を供給するための副バッテリ10が接続されている。
A second power converter 6 that controls the traveling motor 3 is connected to the high-voltage DC power line L1. In other words, the first power converter 5 and the second power converter 6 are connected by the high-voltage DC power line L1.
The second power converter 6 converts the DC power transmitted by the high-voltage DC power line L1 into AC power and outputs it to the traveling motor 3, and also converts the regenerative power of the traveling motor 3 into DC power to convert the high-voltage DC power line L1. Output to. The travel motor 3 is connected to the wheels directly or via a mechanical connection device such as a reduction gear or a differential gear.
The main battery 7 is connected directly to the high-voltage DC power line L1, that is, without going through a power converter for controlling the charge / discharge current of the main battery 7 or the like.
In addition, a load 8 is connected to the high-voltage DC power line L1, and a sub-battery 10 for supplying power to a vehicle-mounted auxiliary machine (load) or the like via a DC-DC converter (transformer means) 9 is provided. It is connected.

このような構成において、エンジン2、第1電力変換装置5、第2電力変換装置6、主バッテリ7、およびDC−DCコンバータ9は、車両制御装置11と通信可能に構成されている。また、高圧直流電力線L1には電圧を検出するための電圧検出回路12が設けられており、この電圧検出回路12により所定の時間間隔で検出される電圧検出値が車両制御装置11に出力されるようになっている。また、車両制御装置11は、車両のアクセルペダル(図示略)やブレーキペダル(図示略)と通信可能な構成とされており、運転手によってアクセルペダルやブレーキペダルが操作された場合に、その操作量が検出されて車両制御装置11に通知されるようになっている。   In such a configuration, the engine 2, the first power conversion device 5, the second power conversion device 6, the main battery 7, and the DC-DC converter 9 are configured to be able to communicate with the vehicle control device 11. The high voltage DC power line L1 is provided with a voltage detection circuit 12 for detecting a voltage, and a voltage detection value detected at a predetermined time interval by the voltage detection circuit 12 is output to the vehicle control device 11. It is like that. The vehicle control device 11 is configured to be able to communicate with an accelerator pedal (not shown) or a brake pedal (not shown) of the vehicle. When the accelerator pedal or the brake pedal is operated by the driver, the operation is performed. The amount is detected and notified to the vehicle control device 11.

このようなハイブリッド車両1においては、高圧直流電力線L1の電圧に基づいて第1電力変換装置5、第2電力変換装置6などが車両制御装置11により制御される。以下、図2を参照して、本実施形態に係る制御方法について簡単に説明する。   In such a hybrid vehicle 1, the first power conversion device 5, the second power conversion device 6, and the like are controlled by the vehicle control device 11 based on the voltage of the high-voltage DC power line L1. Hereinafter, the control method according to the present embodiment will be briefly described with reference to FIG.

まず、アクセルペダルが運転手によって踏み込まれることにより、走行開始の指示が出されると、最初に主バッテリ7からの直流電力が第2電力変換装置6によって交流電力に変換されて走行モータ3に供給される(図2の時刻t1からt2の期間)。主バッテリ7から供給する電力が増加すると、これに伴い高圧直流電力線L1の電圧(以下、「直流電圧」という。)も低下する。そして、直流電圧が予め設定されている所定の電圧Aに到達すると(図2の時刻t2)、主バッテリ7からの放電だけでは賄いきれないと判断して、エンジン2および第1電力変換装置5の作動を開始させ、エンジン2により発電電動機4が回転させられることにより発電し、この発電電力が第1電力変換装置5により直流電力に変換されて高圧直流電力線L1に出力される。   First, when an instruction to start traveling is issued by depressing the accelerator pedal by the driver, first, DC power from the main battery 7 is converted into AC power by the second power converter 6 and supplied to the traveling motor 3. (Period from time t1 to t2 in FIG. 2). As the power supplied from the main battery 7 increases, the voltage of the high-voltage DC power line L1 (hereinafter referred to as “DC voltage”) also decreases. Then, when the DC voltage reaches a predetermined voltage A set in advance (time t2 in FIG. 2), it is determined that the discharge from the main battery 7 alone cannot cover the engine 2 and the first power converter 5. The generator motor 4 is rotated by the engine 2 to generate power, and the generated power is converted into DC power by the first power converter 5 and output to the high-voltage DC power line L1.

このように、主バッテリ7からの放電電力が、走行モータ3の要求電力量に対して不足する場合には、その不足分が発電電動機4の発電電力によって補われることとなる。また、このとき、車両制御装置11は、直流電圧が電圧Aと同値に設定されている目標電圧あるいは電圧Aよりも多少低めに設定されている目標電圧に一致するように第1電力変換装置5を制御する。これにより、直流電圧は目標電圧で一定に維持される。   As described above, when the discharge power from the main battery 7 is insufficient with respect to the required power amount of the traveling motor 3, the shortage is supplemented by the generated power of the generator motor 4. Further, at this time, the vehicle control device 11 causes the first power conversion device 5 so that the DC voltage matches the target voltage set to the same value as the voltage A or the target voltage set slightly lower than the voltage A. To control. Thereby, the DC voltage is kept constant at the target voltage.

次に、ブレーキペダルが踏まれることにより、減速が指示されると、走行モータ3が制動動作を行い、回生電力を発生する(図2の時刻t3)。回生電力は、第2電力変換装置5により直流電力に変換されて、高圧直流電力線L1に出力され、主バッテリ7が徐々に充電される。ブレーキ操作により充電される電力が増加するにつれて、直流電圧は上昇する。そして、直流電圧が予め設定されている電圧Aを超えると、車両制御装置11は、第1電力変換装置5を停止させる。これにより、高圧直流電力線L1への発電電力の出力は停止される。   Next, when the deceleration is instructed by depressing the brake pedal, the traveling motor 3 performs a braking operation and generates regenerative power (time t3 in FIG. 2). The regenerative power is converted into DC power by the second power converter 5 and output to the high-voltage DC power line L1, and the main battery 7 is gradually charged. As the electric power charged by the brake operation increases, the DC voltage increases. When the DC voltage exceeds a preset voltage A, the vehicle control device 11 stops the first power conversion device 5. Thereby, the output of the generated power to the high-voltage DC power line L1 is stopped.

そして、回生電力による主バッテリへの充電電流が増加し、直流電圧が電圧B(第1閾値)に達すると(図2の時刻t4)、車両制御装置11は、主バッテリ7の電圧が高く、これ以上の主バッテリ7への充電が困難であると判断して、第1電力変換装置5を作動させ、発電電動機4を回生動作させる。これにより、直流電圧が電圧Bを超える領域では、発電電動機4により回生電力の余剰分が消費されることとなる(図2の時刻t4からt5の期間)。また、このときエンジン2は停止またはガバナ開度が絞られた状態となる。そして、回生電力が徐々に低下し、直流電圧が電圧B以下となると(図2の時刻t5)、車両制御装置11は第1電力変換装置5の動作を停止させる。そして、その後においても、車速が徐々に低下することに伴い回生電力も低下し、これにより、主バッテリ7への充電電流が低下することによって直流電圧が低下する(図2の時刻t5からt6の期間)。   When the charging current to the main battery due to regenerative power increases and the DC voltage reaches the voltage B (first threshold) (time t4 in FIG. 2), the vehicle control device 11 has a high voltage of the main battery 7, It is judged that charging to the main battery 7 beyond this is difficult, the 1st power converter device 5 is operated, and the generator motor 4 is regenerated. As a result, in the region where the DC voltage exceeds the voltage B, the surplus regenerative power is consumed by the generator motor 4 (period from time t4 to time t5 in FIG. 2). At this time, the engine 2 is stopped or the governor opening is reduced. Then, when the regenerative power gradually decreases and the DC voltage becomes equal to or lower than the voltage B (time t5 in FIG. 2), the vehicle control device 11 stops the operation of the first power conversion device 5. After that, the regenerative power also decreases as the vehicle speed gradually decreases, and as a result, the DC voltage decreases as the charging current to the main battery 7 decreases (from time t5 to t6 in FIG. 2). period).

次に、上述した力行時、回生時における車両制御装置11の制御方法について図を参照して詳細に説明する。図3は、本実施形態に係る車両制御装置11が備える機能のうち、第1電力変換装置5に関する制御要素を展開して示した機能ブロック図である。   Next, the control method of the vehicle control device 11 during powering and regeneration described above will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a functional block diagram in which control elements related to the first power conversion device 5 among the functions provided in the vehicle control device 11 according to the present embodiment are developed.

車両制御装置11は、トルク指令決定部(トルク指令決定手段)21と、トルク指令切替部22とを有している。トルク指令決定部21は、発電電動機4が発電機として作動する発電時におけるトルク指令である発電トルク指令を決定する第1処理部31と、発電電動機4が電動機として作動する力行時におけるトルク指令である力行トルク指令を決定する第2処理部32と、発電電動機4が非動作のときの非動作トルク指令をゼロとして出力する第3処理部33とを備えている。   The vehicle control device 11 includes a torque command determination unit (torque command determination means) 21 and a torque command switching unit 22. The torque command determination unit 21 is a first processing unit 31 that determines a power generation torque command that is a torque command at the time of power generation when the generator motor 4 operates as a power generator, and a torque command at the time of powering that the power generator motor 4 operates as a motor. A second processing unit 32 that determines a certain power running torque command, and a third processing unit 33 that outputs a non-operation torque command when the generator motor 4 is not operating as zero are provided.

第1処理部31は、発電時目標電圧A´と直流電圧との差分を算出する減算部41と、減算部41からの出力にPI制御を行い発電トルク指令を生成するPI制御部42と、PI制御部42の出力を予め設定されている上下限範囲内に制限して出力するリミッタ43とを備えている。ここで、発電時目標電圧A´は、電圧Aと同値であってもよいし、電圧Aに所定のマージンを持たせた値でもよい。この場合、電圧A>発電時目標電圧A´とする。マージンをどの程度持たせるかについては任意に設定できるものとする。電圧Aにマージンを持たせた値を発電時目標電圧A´とすることにより、発電と非動作とが頻繁に切り替えられるハンチングを抑制することができる。   The first processing unit 31 includes a subtraction unit 41 that calculates a difference between the power generation target voltage A ′ and the DC voltage, a PI control unit 42 that performs PI control on the output from the subtraction unit 41 and generates a power generation torque command, And a limiter 43 for limiting the output of the PI control unit 42 within a preset upper and lower limit range. Here, the power generation target voltage A ′ may be the same value as the voltage A, or may be a value obtained by giving a predetermined margin to the voltage A. In this case, voltage A> power generation target voltage A ′. It is possible to arbitrarily set how much margin is provided. By setting the voltage A with a margin as the power generation target voltage A ′, hunting that frequently switches between power generation and non-operation can be suppressed.

第2処理部32は、力行時目標電圧B´と直流電圧との差分を算出する減算部45と、減算部45からの出力にPI制御を行い力行トルク指令を生成するPI制御部46と、PI制御部46の出力を予め設定されている上下限範囲内に制限して出力するリミッタ47とを備えている。ここで、力行時目標電圧B´は、電圧Bと同値であってもよいし、電圧Bに所定のマージンを持たせた値でもよい。この場合、電圧B<力行時目標電圧B´とする。マージンをどの程度持たせるかについては任意に設定できるものとする。電圧Bにマージンを持たせた値を力行時目標電圧B´とすることにより、非動作と力行とが頻繁に切り替えられるハンチングを抑制することができる。
トルク指令決定部21によって決定された発電トルク指令、力行トルク指令、非動作トルク指令は、トルク指令切替部22に出力される。
The second processing unit 32 includes a subtracting unit 45 that calculates a difference between the power running target voltage B ′ and the DC voltage, a PI control unit 46 that performs PI control on the output from the subtracting unit 45 and generates a power running torque command, And a limiter 47 for limiting and outputting the output of the PI control unit 46 within a preset upper and lower limit range. Here, the powering target voltage B ′ may be the same value as the voltage B, or may be a value obtained by giving a predetermined margin to the voltage B. In this case, voltage B <power running target voltage B ′. It is possible to arbitrarily set how much margin is provided. By setting the value obtained by giving a margin to the voltage B as the power running target voltage B ′, it is possible to suppress hunting that frequently switches between non-operation and power running.
The power generation torque command, the power running torque command, and the non-operation torque command determined by the torque command determination unit 21 are output to the torque command switching unit 22.

トルク指令切替部22は、直流電圧に基づいて、上記発電トルク指令、力行トルク指令、非動作トルク指令を切り替え、発電電動機トルク指令として第1電力変換装置5に出力する。具体的には、トルク指令切替部22は、電圧A(例えば、650V)と電圧B(例えば、750V)とを有し、直流電圧が電圧A以下の場合には、上記発電トルク指令を選択して発電電動機4に発電動作を行わせ、直流電圧が電圧Bを超えた場合には、上記力行トルク指令を選択して発電電動機4に力行動作を行わせ、直流電圧が電圧Aよりも大きく電圧B以下の場合には非動作トルク指令を選択して発電電動機4を非動作、すなわち、停止させる。   The torque command switching unit 22 switches the power generation torque command, the power running torque command, and the non-operation torque command based on the DC voltage, and outputs them to the first power conversion device 5 as a generator motor torque command. Specifically, the torque command switching unit 22 has a voltage A (for example, 650 V) and a voltage B (for example, 750 V), and selects the power generation torque command when the DC voltage is equal to or lower than the voltage A. When the generator motor 4 performs a power generation operation and the DC voltage exceeds the voltage B, the power running torque command is selected to cause the generator motor 4 to perform the power running operation, and the DC voltage is larger than the voltage A. In the case of B or less, the non-operation torque command is selected and the generator motor 4 is not operated, that is, stopped.

図4は、図3に示した各部によって実行される処理を示したフローチャートである。まず、直流電圧が電圧Bを超えるか否かを判定し(ステップSA1)、電圧Bを超える場合には、直流電圧と力行時目標電圧B´との差分を計算し(ステップSA2)、この差分にPI制御を行うことにより力行トルク指令を決定し(ステップSA3)、この力行トルク指令が所定の上下限範囲内とする制限をかけ、発電電動機トルク指令として出力する(ステップSA4)。一方、ステップSA1において、直流電圧が電圧Bを超えていなかった場合には、直流電圧が電圧Aを超えているか判定する(ステップSA5)。この結果、直流電圧が電圧Aを超えていた場合には、発電電動機トルク指令としてゼロである非動作トルク指令を出力する(ステップSA6)。これにより、発電電動機4は動作停止される。   FIG. 4 is a flowchart showing processing executed by each unit shown in FIG. First, it is determined whether or not the direct current voltage exceeds the voltage B (step SA1). If the direct current voltage exceeds the voltage B, the difference between the direct current voltage and the target voltage B ′ during powering is calculated (step SA2). Then, a power running torque command is determined by performing PI control (step SA3), the power running torque command is limited within a predetermined upper and lower limit range, and is output as a generator motor torque command (step SA4). On the other hand, if the DC voltage does not exceed the voltage B in step SA1, it is determined whether the DC voltage exceeds the voltage A (step SA5). As a result, when the DC voltage exceeds the voltage A, a non-operation torque command that is zero is output as the generator motor torque command (step SA6). As a result, the operation of the generator motor 4 is stopped.

また、ステップSA5において、直流電圧が電圧Aを超えていなかった場合には、直流電圧と発電時目標電圧A´との差分を計算し(ステップSA7)、この差分にPI制御を行うことにより発電トルク指令を決定し(ステップSA8)、この発電トルク指令が所定の上下限範囲内とする制限をかけ、発電電動機トルク指令として出力する(ステップSA9)。
そして、車両のスタータキーがオフされることにより、車両制御装置11が停止されるまで、上記処理を所定の時間間隔で繰り返し実施する(ステップSA10)。
If the DC voltage does not exceed the voltage A in step SA5, the difference between the DC voltage and the generation target voltage A ′ is calculated (step SA7), and PI control is performed on this difference to generate power. A torque command is determined (step SA8), the generated torque command is restricted within a predetermined upper and lower limit range, and is output as a generator motor torque command (step SA9).
Then, when the starter key of the vehicle is turned off, the above processing is repeatedly performed at predetermined time intervals until the vehicle control device 11 is stopped (step SA10).

以上説明してきたように、本実施形態に係るハイブリッド車両1によれば、高圧電流電力線L1の直流電圧が予め設定されている電圧B(第1閾値)を超えた場合に、第1電力変換装置5を作動させ、発電電動機4により走行モータの回生電力を消費させる。このように、発電電動機4の力行動作により回生電力を消費させるので、高圧電流電力線L1に過電圧保護用の抵抗などを別途設ける必要がなく、簡素な構成により、高圧直流電力線L1における過度の電圧上昇を防止することができる。   As described above, according to the hybrid vehicle 1 according to the present embodiment, when the DC voltage of the high-voltage current power line L1 exceeds the preset voltage B (first threshold), the first power conversion device. 5 is activated, and the regenerative electric power of the traveling motor is consumed by the generator motor 4. As described above, since regenerative power is consumed by the power running operation of the generator motor 4, it is not necessary to separately provide an overvoltage protection resistor or the like in the high-voltage current power line L1, and an excessive voltage rise in the high-voltage DC power line L1 is achieved with a simple configuration. Can be prevented.

なお、本実施形態において、電圧A、電圧Bを主バッテリ7の状態に応じて変更することとしてもよい。主バッテリ7の状態としては、例えば、バッテリ温度、バッテリ充電率などが挙げられる。   In the present embodiment, the voltage A and the voltage B may be changed according to the state of the main battery 7. Examples of the state of the main battery 7 include battery temperature and battery charge rate.

例えば、電圧Bは、主バッテリ7に流れるバッテリ電流の上限値、すなわち、主バッテリ7を構成する二次電池(セル)の特性に基づいて決定されている。ここで、バッテリ電流と直流電圧との関係は、図5に示すように、主バッテリ7の充電率に応じて変化する。すなわち、充電率が高いほど、同じ電流値に対する直流電圧が高くなる。したがって、主バッテリ7の特性から決まる電流上限値に対応する直流電圧を図5に示した充電率とバッテリ電流と直流電圧との関係から求めることにより、上記電圧Bを決定することとしてもよい。図5に例示されている特性では、充電率が低い場合には、電圧Bは値αに、充電率が高い場合には電圧Bは値β(α<β)に設定される。   For example, the voltage B is determined based on the upper limit value of the battery current flowing through the main battery 7, that is, the characteristics of the secondary battery (cell) constituting the main battery 7. Here, the relationship between the battery current and the DC voltage varies depending on the charging rate of the main battery 7 as shown in FIG. That is, the higher the charging rate, the higher the DC voltage for the same current value. Therefore, the voltage B may be determined by obtaining the DC voltage corresponding to the current upper limit value determined from the characteristics of the main battery 7 from the relationship between the charging rate, the battery current, and the DC voltage shown in FIG. In the characteristics illustrated in FIG. 5, when the charging rate is low, the voltage B is set to the value α, and when the charging rate is high, the voltage B is set to the value β (α <β).

また、バッテリ温度やバッテリの劣化度合いが異なると、図5に示した特性の傾きが変化することとなる。この場合も上記充電率の場合と同様に、それぞれの特性において電流上限値に対応する直流電圧を電圧Bとして設定することとしてもよい。   Further, when the battery temperature or the degree of deterioration of the battery is different, the slope of the characteristic shown in FIG. 5 is changed. In this case as well, as in the case of the charging rate, a DC voltage corresponding to the current upper limit value may be set as the voltage B in each characteristic.

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態に係るハイブリッド車両について図を参照して説明する。
図6は、本実施形態に係る車両制御装置の機能ブロック図である。図6に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両が上述した第1実施形態と異なる点は、車両制御装置における力行動作の切替タイミングが車速、ブレーキペダルの操作量、主バッテリの状態に応じて決められる点と、第2処理部32´のPI制御部46から出力される力行トルク指令が車速、ブレーキペダルの操作量、および主バッテリの状態に基づいて決定される補正量により補正される点である。
[Second Embodiment]
Next, a hybrid vehicle according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a functional block diagram of the vehicle control device according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the hybrid vehicle according to the present embodiment is different from the first embodiment described above in that the switching timing of the power running operation in the vehicle control device depends on the vehicle speed, the operation amount of the brake pedal, and the state of the main battery. The power running torque command output from the PI control unit 46 of the second processing unit 32 ′ is corrected by a correction amount determined based on the vehicle speed, the brake pedal operation amount, and the state of the main battery. Is a point.

以下、図6から図8を参照して、本実施形態に係るハイブリッド車両について詳しく説明する。
図6に示すように、本実施形態に係る車両制御装置は、車速、運転車によるブレーキペダルの操作量(以下「ブレーキ操作量」という。)および主バッテリ7の状態に基づいて力行トルク指令を補正する力行トルク指令補正部(力行トルク指令補正手段)60を有している。
Hereinafter, the hybrid vehicle according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 8.
As shown in FIG. 6, the vehicle control device according to the present embodiment provides a power running torque command based on the vehicle speed, the amount of operation of the brake pedal by the driving vehicle (hereinafter referred to as “brake operation amount”), and the state of the main battery 7. A power running torque command correcting unit (power running torque command correcting means) 60 for correcting the power running torque is provided.

力行トルク指令補正部60は、主バッテリ7の充電率と車速とに基づいて補正係数を決定する補正係数決定部(補正係数決定手段)61と、補正係数決定部61により決定された補正係数とブレーキペダルの操作量とに基づいて補正値を決定するトルク補正値決定部(トルク補正値決定手段)62と、補正値を第2処理部32´のPI制御部46から出力される力行トルク指令に加算する加算部63を備えている。   The power running torque command correction unit 60 includes a correction coefficient determination unit (correction coefficient determination unit) 61 that determines a correction coefficient based on the charging rate of the main battery 7 and the vehicle speed, and the correction coefficient determined by the correction coefficient determination unit 61. A torque correction value determination unit (torque correction value determination means) 62 that determines a correction value based on the operation amount of the brake pedal, and a power running torque command that outputs the correction value from the PI control unit 46 of the second processing unit 32 ′. Is provided with an adder 63 for adding to.

補正係数決定部61は、例えば、図7に示すように、車速と充電率SOCと補正係数Kとが対応付けられた補正係数テーブルを有している。車速が大きいほど、また、充電率SOCが高いほど、補正係数Kは大きな値に設定される。補正係数決定部61は、車速と充電率とに対応する補正係数を図7に示した補正係数テーブルから取得し、取得した補正係数をトルク補正値決定部62に出力する。   For example, as shown in FIG. 7, the correction coefficient determination unit 61 has a correction coefficient table in which the vehicle speed, the charging rate SOC, and the correction coefficient K are associated with each other. The correction coefficient K is set to a larger value as the vehicle speed is higher and the charging rate SOC is higher. The correction coefficient determination unit 61 acquires a correction coefficient corresponding to the vehicle speed and the charging rate from the correction coefficient table shown in FIG. 7 and outputs the acquired correction coefficient to the torque correction value determination unit 62.

トルク補正値決定部62は、例えば、図8に示すように、ブレーキ操作量と補正係数とトルク補正値とが対応付けられた補正値テーブルを有しており、補正係数決定部61から入力された補正係数とブレーキ操作量とに対応するトルク補正値を図8に示した補正値テーブルから取得する。取得したトルク補正値は、加算部63に出力され、第2処理部32´のPI制御部46の出力である力行トルク指令に加算される。補正後の力行トルク指令は、リミッタ47を介してトルク指令切替部22´に出力される。   For example, as shown in FIG. 8, the torque correction value determination unit 62 has a correction value table in which a brake operation amount, a correction coefficient, and a torque correction value are associated with each other, and is input from the correction coefficient determination unit 61. The torque correction value corresponding to the correction coefficient and the brake operation amount is acquired from the correction value table shown in FIG. The acquired torque correction value is output to the adding unit 63 and added to the power running torque command that is the output of the PI control unit 46 of the second processing unit 32 ′. The corrected power running torque command is output to the torque command switching unit 22 ′ via the limiter 47.

また、トルク補正値決定部62は、補正値テーブルから取得したトルク補正値が予め設定されている所定の閾値(例えば、10Nm)以上であった場合には、オンである補正力行信号を、トルク補正値が所定の閾値未満であった場合には、オフである補正力行信号をトルク指令切替部22´に出力する。
トルク指令切替部22´は、オンである補正力行信号が入力された場合には、力行トルク指令を発電電動機トルク指令として第1電力変換装置5に出力する。これにより、例えば、直流電圧が電圧B以下であるために、発電電動機4を力行動作させていないような場合であっても、オンである補正力行信号が入力された場合には、発電電動機4の力行動作を開始させることができる。また、オフである補正力行信号が入力された場合には、トルク指令切替部22´は、上述した第1実施形態と同様、直流電圧に基づいて力行動作、非動作、発電動作を切り替える。
In addition, the torque correction value determination unit 62 converts the correction power running signal that is on to the torque when the torque correction value acquired from the correction value table is equal to or greater than a predetermined threshold (for example, 10 Nm). If the correction value is less than the predetermined threshold, a correction power running signal that is off is output to the torque command switching unit 22 ′.
When the correction power running signal that is ON is input, the torque command switching unit 22 ′ outputs the power running torque command to the first power conversion device 5 as a generator motor torque command. Thus, for example, even when the generator motor 4 is not in a power running operation because the DC voltage is equal to or lower than the voltage B, the generator motor 4 is not activated when a correction power running signal that is on is input. Can be started. In addition, when a correction power running signal that is off is input, the torque command switching unit 22 ′ switches between the power running operation, the non-operation, and the power generation operation based on the DC voltage, as in the first embodiment described above.

以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両によれば、車速、ブレーキ操作量、バッテリ状態などに基づいて、力行トルク指令を補正するとともに、力行動作を開始させるタイミングを決定する。すなわち、車速およびブレーキ操作量は、走行モータの回生動作に関係しており、車速およびブレーキ操作量を把握することで、回生電力が高圧直流電力線L1に出力されることが早期に検知できる。また、主バッテリ7の充電率を把握しておくことで、高圧直流電力線L1の電圧上昇を予測することができる。したがって、これらの情報に基づいて直流電圧が上昇することを見越して、力行トルク指令が大きくなる方向に補正するとともに、発電電動機4を先行的に力行動作させることにより、高圧直流電力線L1の電圧上昇が急激に過度に上昇することを防止することができる。   As described above, according to the hybrid vehicle according to the present embodiment, the power running torque command is corrected and the timing for starting the power running operation is determined based on the vehicle speed, the brake operation amount, the battery state, and the like. That is, the vehicle speed and the brake operation amount are related to the regenerative operation of the travel motor, and it can be detected at an early stage that the regenerative power is output to the high-voltage DC power line L1 by grasping the vehicle speed and the brake operation amount. In addition, by grasping the charging rate of the main battery 7, it is possible to predict a voltage increase of the high-voltage DC power line L1. Therefore, in anticipation of the DC voltage rising based on these information, the power running torque command is corrected in the direction of increasing, and the generator motor 4 is powered in advance, thereby increasing the voltage of the high-voltage DC power line L1. Can be prevented from rising rapidly and excessively.

〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3実施形態に係るハイブリッド車両について説明する。上述した第1実施形態では、主バッテリ7に充電できなくなった回生電力の余剰分を、発電電動機を力行動作させることにより消費していた。本実施形態においては、更に、DC−DCコンバータ(変圧手段)9を作動させて、余剰回生電力を副バッテリ10へ充電させることとしている。
すなわち、直流電力が電圧Bを超えた場合には、発電電動機4を力行動作させるとともに、DC−DCコンバータ9を作動させて、副バッテリ10の充電を行う。これにより、回生電力の受入先を増やすことができ、回生電力による直流電圧の過度の上昇をより確実に抑制することができる。
[Third Embodiment]
Next, a hybrid vehicle according to a third embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, surplus regenerative power that can no longer be charged to the main battery 7 is consumed by performing a power running operation of the generator motor. In the present embodiment, the DC-DC converter (transformer means) 9 is further operated to charge the secondary battery 10 with the extra regenerative power.
That is, when the direct-current power exceeds the voltage B, the generator motor 4 is powered and the DC-DC converter 9 is operated to charge the sub battery 10. Thereby, the receiving destination of regenerative electric power can be increased and the excessive raise of the DC voltage by regenerative electric power can be suppressed more reliably.

〔第4実施形態〕
次に、本発明の第4実施形態に係るハイブリッド車両について図9を参照して説明する。本実施形態に係るハイブリッド車両は、上記第1から第3のいずれかの実施形態に加えて、走行モータ3による回生ブレーキに併設されるメカブレーキ(図示略)の制動トルクの比率を増加させることにより、回生出力を低下させる。
以下、本実施形態に係るハイブリッド車両について、上記第1から第3実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a hybrid vehicle according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition to any of the first to third embodiments, the hybrid vehicle according to the present embodiment increases the ratio of the braking torque of a mechanical brake (not shown) provided along with the regenerative brake by the travel motor 3. This reduces the regenerative output.
Hereinafter, with respect to the hybrid vehicle according to the present embodiment, description of points that are common to the first to third embodiments will be omitted, and different points will be mainly described.

図9は、車両制御装置が備える種々の機能のうち、ブレーキペダルが操作された場合に関係する構成要素を示した概略機能ブロック図である。図9に示すように、車両制御装置は、制動トルク分配部(制動トルク分配手段)71と、制動トルク補正部(制動トルク補正手段)72とを備えている。
制動トルク分配部71は、ブレーキペダルの操作量に基づいて車両として要求される制動トルク指令を決定し、この制動トルク指令を予め設定されている分配比率に基づいて走行モータ3とメカブレーキ(図示略)とに分配する。
FIG. 9 is a schematic functional block diagram showing components related to a case where the brake pedal is operated among various functions provided in the vehicle control device. As shown in FIG. 9, the vehicle control device includes a braking torque distribution unit (braking torque distribution unit) 71 and a braking torque correction unit (braking torque correction unit) 72.
The braking torque distribution unit 71 determines a braking torque command required for the vehicle based on the operation amount of the brake pedal, and the braking motor command and the mechanical brake (illustrated) based on the distribution ratio set in advance. Abbreviation).

制動トルク補正部72は、高圧直流電力線L1の電圧が予め設定されている所定の閾値Cを超えた場合に、メカブレーキの比率が大きくなるように、走行モータ3およびメカブレーキのそれぞれに決定された制動トルク指令を補正する。例えば、制動トルク補正部72は、走行モータ3およびメカブレーキのそれぞれについて、直流電圧と補正係数とが対応付けられた制動トルク補正テーブルを有している。走行モータ3の補正テーブルでは、直流電圧が所定の電圧Cを超えた場合に補正係数K1が所定の割合で徐々に低下するように設定され、メカブレーキの補正テーブルでは、直流電圧が所定の電圧Cを超えた場合に補正係数K2が所定の割合で徐々に増加するように設定されている。   The braking torque correction unit 72 is determined for each of the traveling motor 3 and the mechanical brake so that the ratio of the mechanical brake increases when the voltage of the high-voltage DC power line L1 exceeds a predetermined threshold C set in advance. Correct the braking torque command. For example, the braking torque correction unit 72 has a braking torque correction table in which a DC voltage and a correction coefficient are associated with each other for the traveling motor 3 and the mechanical brake. In the correction table of the travel motor 3, the correction coefficient K1 is set so as to gradually decrease at a predetermined rate when the DC voltage exceeds the predetermined voltage C. In the mechanical brake correction table, the DC voltage is set to the predetermined voltage. When C is exceeded, the correction coefficient K2 is set to gradually increase at a predetermined rate.

このような構成によれば、制動トルク分配部71から出力された走行モータ3およびメカブレーキのそれぞれ制動トルク指令に、直流電圧に応じたそれぞれの補正係数K1、K2が乗じられることにより、各制動トルク指令が補正され、補正後の制動トルク指令がメカブレーキおよび走行モータ3のそれぞれに出力される。   According to such a configuration, each braking torque command of the traveling motor 3 and the mechanical brake output from the braking torque distribution unit 71 is multiplied by the respective correction coefficients K1 and K2 corresponding to the DC voltage, whereby each braking is performed. The torque command is corrected, and the corrected braking torque command is output to each of the mechanical brake and the traveling motor 3.

以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両によれば、直流電圧が上昇し、所定の閾値Cを超えた場合には、メカブレーキの分配比率を増加させ、走行モータ3の分配比率を低減させる。これにより、直流電圧が増加してきた場合には、走行モータ3による回生電力を抑制でき、高圧直流電力線L1に出力される回生電力を低減させることができる。この結果、高圧直流電力線L1の過度の電圧上昇を更に確実にかつ効率的に抑制することが可能となる。   As described above, according to the hybrid vehicle of the present embodiment, when the DC voltage increases and exceeds the predetermined threshold C, the distribution ratio of the mechanical brake is increased and the distribution ratio of the travel motor 3 is increased. Reduce. Thereby, when the DC voltage increases, the regenerative power by the traveling motor 3 can be suppressed, and the regenerative power output to the high-voltage DC power line L1 can be reduced. As a result, it is possible to more reliably and efficiently suppress an excessive voltage increase of the high-voltage DC power line L1.

なお、上記例では、直流電圧に基づいて補正係数K1、K2を決定していたが、これに代えて、主バッテリ7の充電率に基づいて補正係数K1、K2を決定することとしてもよい。この場合に用いられる制動トルク補正テーブルは、図9に示した制動トルク補正テーブルにおいて、横軸を主バッテリの充電率にしたものとなる。例えば、高圧直流電力線L1の直流電圧は、ふらつきが大きい場合があるが、主バッテリの充電率は比較的緩やかに変化し、ふらつきが少ないため、主バッテリの充電率に基づいて分配比率の補正係数を決定することで、制動トルクの配分精度を高めることができる。   In the above example, the correction coefficients K1 and K2 are determined based on the DC voltage. Instead, the correction coefficients K1 and K2 may be determined based on the charging rate of the main battery 7. The braking torque correction table used in this case is the braking torque correction table shown in FIG. 9 with the horizontal axis representing the charging rate of the main battery. For example, the DC voltage of the high-voltage DC power line L1 may have a large fluctuation, but the charging rate of the main battery changes relatively slowly and the fluctuation is small. Therefore, a correction coefficient for the distribution ratio based on the charging rate of the main battery By determining this, it is possible to improve the distribution accuracy of the braking torque.

なお、上記第1から第4実施形態に係るハイブリッド車両の技術的特徴は、任意に組み合わせることが可能である。   The technical features of the hybrid vehicle according to the first to fourth embodiments can be arbitrarily combined.

1 ハイブリッド車両
2 エンジン
3 走行モータ
4 発電電動機
5 第1電力変換装置
6 第2電力変換装置
7 主バッテリ
9 DC−DCコンバータ
10 副バッテリ
11 車両制御装置
21 トルク指令決定部
22,22´ トルク指令切替部
31 第1処理部
32 第2処理部
33 第3処理部
41,45 減算部
42,46 PI制御部
43,47 リミッタ
60 力行トルク指令補正部
61 補正係数決定部
62 トルク補正値決定部
63 加算部
71 制動トルク分配部
72 制動トルク補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hybrid vehicle 2 Engine 3 Traveling motor 4 Generator motor 5 1st power converter 6 Second power converter 7 Main battery 9 DC-DC converter 10 Sub battery 11 Vehicle control device 21 Torque command determination part 22,22 'Torque command switching Unit 31 First processing unit 32 Second processing unit 33 Third processing unit 41, 45 Subtraction unit 42, 46 PI control unit 43, 47 Limiter 60 Power running torque command correction unit 61 Correction coefficient determination unit 62 Torque correction value determination unit 63 Addition Unit 71 braking torque distribution unit 72 braking torque correction unit

Claims (6)

エンジンと、
走行モータと、
前記エンジンに接続される発電電動機と、
前記発電電動機の発電電力を直流電力に変換して出力するとともに、直流電力を交流電力に変換して前記発電電動機に供給する第1電力変換手段と、
前記第1電力変換手段と高圧直流電力線により接続され、前記高圧直流電力線により伝送される直流電力を交流電力に変換して前記走行モータに出力するとともに、前記走行モータの回生電力を直流電力に変換して前記高圧直流電力線に出力する第2電力変換手段と、
前記高圧直流電力線に直接的に接続される主バッテリと、
前記高圧直流電力線の電圧が予め設定されている第1閾値を超えた場合に、前記発電電動機を力行動作させて前記主バッテリの充電余剰分を消費させる制御手段と
を具備し、
前記制御手段は、前記高圧直流電力線の電圧を予め設定されている力行時の目標電圧に一致させるための力行トルク指令を決定する力行トルク指令決定手段と、
前記力行トルク指令を補正する力行トルク指令補正手段と
を備え、
前記力行トルク指令補正手段は、
前記主バッテリの充電率と車速とに基づいて補正係数を決定する補正係数決定手段と、
前記補正係数決定手段により決定された補正係数とブレーキペダルの操作量とに基づいてトルク補正値を決定するトルク補正値決定手段と、
前記トルク補正値を用いて前記力行トルク指令を補正する補正手段と
を有し、
前記トルク補正値により補正された前記力行トルク指令に基づいて前記第1電力変換手段が動作するハイブリッド車両。
Engine,
A traveling motor;
A generator motor connected to the engine;
First power conversion means for converting the generated power of the generator motor into DC power and outputting it, and converting the DC power into AC power and supplying it to the generator motor;
Connected to the first power conversion means by a high-voltage DC power line, converts the DC power transmitted by the high-voltage DC power line into AC power and outputs it to the traveling motor, and converts the regenerative power of the traveling motor into DC power Second power conversion means for outputting to the high-voltage DC power line;
A main battery directly connected to the high-voltage DC power line;
Wherein when the voltage of the high voltage DC power line exceeds a first preset threshold, the pre-Symbol generator motor by power-running operation and a control means for consuming the charge surplus of the main battery,
The control means is a power running torque command determining means for determining a power running torque command for matching the voltage of the high-voltage DC power line with a preset target voltage during power running;
Power running torque command correcting means for correcting the power running torque command;
With
The power running torque command correction means is
Correction coefficient determining means for determining a correction coefficient based on the charging rate of the main battery and the vehicle speed;
Torque correction value determining means for determining a torque correction value based on the correction coefficient determined by the correction coefficient determining means and the operation amount of the brake pedal;
Correction means for correcting the power running torque command using the torque correction value;
Have
A hybrid vehicle in which the first power conversion means operates based on the power running torque command corrected by the torque correction value.
記力行時の目標電圧は前記第1閾値とほぼ同じ値であ請求項1に記載のハイブリッド車両。 The hybrid vehicle according to claim 1 target voltage before Symbol power running is Ru almost equal der and the first threshold value. 前記主バッテリの状態に応じて前記第1閾値が決定される請求項1または請求項2に記載のハイブリッド車両。   The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the first threshold value is determined according to a state of the main battery. 前記制御手段は、車速、ブレーキペダルの操作量、および前記主バッテリの状態の少なくともいずれか一つに基づいて、前記発電電動機を力行動作させるタイミングを決定する請求項1から請求項のいずれかに記載のハイブリッド車両。 The control means, the vehicle speed, blanking operation amount of Rekipedaru, and based on at least one of the state of the main battery, claim 3 said generator motor claims 1 to determine when to power-running operation The hybrid vehicle described in 1. 前記高圧直流電力線に変圧手段を介して接続される副バッテリを有し、
前記制御手段は、前記高圧直流電力線の電圧が予め設定されている第1閾値を超えた場合に、前記変圧手段を作動させて前記走行モータの回生電力の一部を前記副バッテリに充電させる請求項1から請求項のいずれかに記載のハイブリッド車両。
A secondary battery connected to the high-voltage DC power line via a transformer;
The control means operates the transformer means to charge the sub battery with a part of the regenerative power of the traveling motor when the voltage of the high-voltage DC power line exceeds a preset first threshold value. The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4 .
メカブレーキと、
ブレーキペダルの操作量に基づいて決定される制動トルクを予め設定されている分配比率に基づいて前記走行モータと前記メカブレーキとに分配する制動トルク分配手段と、
前記高圧直流電力線の電圧が予め設定されている所定の閾値を超えた場合、または、前記主バッテリの充電率が予め設定されている所定の閾値を超えた場合に、前記メカブレーキの分配比率が大きくなるように前記走行モータの制動トルク指令および前記メカブレーキの制動トルク指令を補正する制動トルク補正手段と
を具備する請求項1から請求項のいずれかに記載のハイブリッド車両。
Mechanical brakes,
Braking torque distribution means for distributing a braking torque determined based on an operation amount of a brake pedal to the travel motor and the mechanical brake based on a preset distribution ratio;
When the voltage of the high-voltage DC power line exceeds a predetermined threshold value set in advance, or when the charging rate of the main battery exceeds a predetermined threshold value set in advance, the distribution ratio of the mechanical brake is The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 5 , further comprising braking torque correction means for correcting the braking torque command of the travel motor and the braking torque command of the mechanical brake so as to increase.
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