JP2008030559A - Battery charging / discharging system for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジンの自律始動技術を用いて、高電圧バッテリの完全放電を実行し、メモリ効果による出力電圧低下を回復させることである。
【解決手段】ハイブリッド車両のバッテリ充放電システム10は、エンジン14とモータ・ジェネレータ16と、高電圧バッテリ22と低電圧バッテリ24と、SOC監視部26と、放電回路28と、充放電制御部40と、HVCPU30を含んで構成される。充放電制御部40は、前回の完全放電からの経過時間等を監視する完全放電後経過監視モジュール42と、完全放電後経過が所定の基準に達したときに高電圧バッテリ22の完全放電を指令する完全放電指令モジュール44と、完全放電後にエンジン14の再始動要求がある場合に、HVCPU30に対しエンジン14を自律始動させ充電を行うことを要求する自律始動充電要求モジュール46とを含んで構成される。
【選択図】図1A self-discharge technology of an engine is used to completely discharge a high-voltage battery to recover the output voltage drop due to the memory effect.
A battery charging / discharging system 10 for a hybrid vehicle includes an engine 14, a motor / generator 16, a high voltage battery 22, a low voltage battery 24, an SOC monitoring unit 26, a discharging circuit 28, and a charging / discharging control unit 40. And the HVCPU 30 is configured. The charging / discharging control unit 40 instructs a complete discharge of the high-voltage battery 22 when the elapsed time after the complete discharge reaches a predetermined reference, and a progress monitoring module 42 that monitors the elapsed time from the previous complete discharge. And an autonomous start charge request module 46 that requests the HVCPU 30 to start the engine 14 autonomously and perform charging when there is a restart request of the engine 14 after complete discharge. The
[Selection] Figure 1
Description
本発明はハイブリッド車両のバッテリ充放電システムに係り、特に、高電圧バッテリの完全放電を含むハイブリッド車両のバッテリ充放電システムに関する。 The present invention relates to a battery charge / discharge system for a hybrid vehicle, and more particularly to a battery charge / discharge system for a hybrid vehicle including a complete discharge of a high-voltage battery.
ハイブリッド車両に搭載され、モータ・ジェネレータに駆動エネルギを供給し、また制動エネルギを回生するために用いられるバッテリとしては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池のように充電が可能な2次電池が用いられる。そして車両用電源として必要な電圧と電流容量を確保するため、これらの単電池を組み合わせて組電池とし、所定の高電圧バッテリとして用いられる。この充電が可能な高電圧バッテリは、SOC(State of Charge)と呼ばれる電池の充放電状態を監視して、負荷への放電によってSOCが低下しすぎないように、適宜充電が行われる。 As a battery mounted on a hybrid vehicle and used to supply driving energy to a motor / generator and regenerate braking energy, a rechargeable secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery is used. . And in order to ensure the voltage and current capacity which are required as a power supply for vehicles, these single cells are combined into an assembled battery and used as a predetermined high voltage battery. The chargeable high voltage battery is appropriately charged so that the state of charge / discharge of the battery called SOC (State of Charge) is monitored and the SOC is not lowered too much due to discharge to the load.
このように、高電圧バッテリは充放電を繰り返すので、例えばニッケル水素電池またはニッケルカドミウム電池において、主に使用したSOC領域において、出力電圧が低下するというメモリ効果が生じる。一例を上げると、SOCが40%から70%の範囲で充放電を制御する場合、充放電を繰り返すことでそのSOC領域における出力電圧が次第に低下し、極端な場合、公称値から約10%も低下することが生じ得る。このメモリ効果による出力電圧低下現象を回復するには、完全放電と完全充電を数回繰り返せばよいことが知られている。 Thus, since a high voltage battery repeats charging / discharging, for example, in a nickel metal hydride battery or a nickel cadmium battery, a memory effect is produced in which the output voltage decreases mainly in the SOC region used. As an example, when controlling charging / discharging in the range of 40% to 70% SOC, the output voltage in the SOC region gradually decreases by repeating charging / discharging, and in extreme cases, about 10% from the nominal value. It can happen that it falls. In order to recover the output voltage drop phenomenon due to the memory effect, it is known that complete discharge and complete charge are repeated several times.
例えば、特許文献1には、ハイブリッド車両の蓄電装置のメモリ効果による蓄電容量の低下を防止するため、2つの蓄電部を設け、一方の蓄電部を完全放電させる際に、その蓄電量SOCが所定値MC1以下になると、他方の蓄電部の蓄電量SOCを所定値MC2以上に維持しつつ、それ以後の一方の蓄電部の放電が実行される構成が開示されている。
For example, in
ところで、完全放電を行うと、高電圧バッテリは充電電力を有していないので、モータ・ジェネレータによるエンジンの始動が困難になる。そこで、モータ・ジェネレータによる始動援助を受けずに、エンジンの燃料噴射と点火によって自律的に始動する技術が注目される。なお、自律始動の場合でも、着火の際に電気エネルギを用いるが、これは低電圧バッテリ、例えば12Vバッテリの電力で十分である。高電圧バッテリの完全放電とは直接関係がないが、エンジンの自律始動技術として、以下の技術が知られている。 By the way, when complete discharge is performed, the high voltage battery does not have charging power, so that it is difficult to start the engine by the motor / generator. Therefore, attention is paid to a technique for autonomously starting the engine by fuel injection and ignition without receiving the starting assistance from the motor / generator. Even in the case of autonomous start, electric energy is used for ignition, but the power of a low-voltage battery, for example, a 12V battery is sufficient. Although it is not directly related to the complete discharge of the high voltage battery, the following techniques are known as autonomous engine starting techniques.
例えば、特許文献2には、アイドリング時等に自動的にエンジンを一旦停止させた後に自動的に再始動させるときの始動性を向上させる方法として、エンジン停止時に排気行程にある気筒の排気弁を閉じた状態とし、これに燃料を供給し強制着火してピストンを逆転させ、またエンジン停止時に膨張行程にある気筒に対し燃料を供給し、上記逆転の後強制着火、燃焼させてピストンを正転させ、その後の行程で膨張行程となる気筒に燃料供給、着火、燃焼を行わせて始動させることが開示されている。
For example,
また、特許文献3では、筒内噴射型内燃機関において迅速で静寂な始動を行う方法として、スタータによりクランクシャフトを逆回転させ、エンジンの始動前に膨張行程後半にあった気筒の燃焼室を圧縮し燃焼させることが開示されている。
Also, in
また、特許文献4には、エンジンの停止位置がばらついたとしても膨張行程気筒点火時に十分な燃焼トルクを得る方法として、再始動条件が成立したときに膨張行程にある4番気筒のピストンがATDC90°の位置から排気バルブ開位置までの間で停止しているか、ATDC90°の位置よりも手前で停止しているかを区別して制御を行うことが開示されている。前者の状態のときは、膨張行程にある気筒は燃焼室の容積が比較的大きく十分な空気を有しているのでその気筒に点火して大きな燃焼トルクを得られ、エンジンを正回転させて始動できる。後者の状態のときは、燃焼室の容積が比較的小さいので、そのときに圧縮行程にある3番気筒に点火してエンジンを逆転させて4番気筒の燃焼室を圧縮した後にその気筒に点火する。これにより大きな燃焼トルクを得ることができ、始動できる、と述べられている。
Further, in
高電圧バッテリのメモリ効果による出力電圧の低下を回復するために、完全放電を実行すると、車両の運行システムとしては、そのままではエンジン再始動に対応できない。したがって、特許文献1では、2つの蓄電部を設けている。また、特許文献2から4は、エンジンの始動性の改善を目的としており、自律始動を高電圧バッテリの完全放電と結び付ける技術思想がない。
If a complete discharge is performed in order to recover the output voltage drop due to the memory effect of the high voltage battery, the vehicle operation system cannot cope with the engine restart as it is. Therefore, in
本発明の目的は、エンジンの自律始動技術を用いて、高電圧バッテリの完全放電を含むハイブリッド車両のバッテリ充放電システムを提供することである。他の目的は、高電圧バッテリを1つしか備えていない場合にその完全放電を含むハイブリッド車両のバッテリ充放電システムを提供することである。以下の手段は、これらの目的の少なくとも1つに貢献する。 An object of the present invention is to provide a battery charging / discharging system for a hybrid vehicle including a complete discharge of a high-voltage battery using an engine autonomous starting technology. Another object is to provide a battery charging / discharging system for a hybrid vehicle that includes a complete discharge when only one high voltage battery is provided. The following means contribute to at least one of these purposes.
本発明に係るハイブリッド車両のバッテリ充放電システムは、駆動源としてのエンジンと回転電機と、車両用電源としての高電圧バッテリと低電圧バッテリと、高電圧バッテリの充放電を制御する制御部と、を備え、制御部は、高電圧バッテリが前回の完全放電の後からの経過時間又は走行距離を監視し、規定値以上の時間又は距離を経過したときに完全放電を指令する手段と、完全放電が完了後に、エンジンの再始動要求を受け取った場合に、低電圧バッテリによる着火を用いてエンジンの自律始動を実行するエンジン始動手段と、始動したエンジンによって高電圧バッテリの充電を行う充電手段と、を有することを特徴とする。 A battery charging / discharging system for a hybrid vehicle according to the present invention includes an engine and a rotating electrical machine as a drive source, a high voltage battery and a low voltage battery as a power source for the vehicle, and a control unit that controls charging / discharging of the high voltage battery, The control unit monitors the elapsed time or mileage since the last high discharge of the high voltage battery, and instructs the complete discharge when the time or distance exceeding the specified value has passed. When the engine restart request is received after completion of the engine, engine starting means for performing autonomous start of the engine using ignition by the low voltage battery, charging means for charging the high voltage battery by the started engine, It is characterized by having.
また、本発明に係るハイブリッド車両のバッテリ充放電システムにおいて、エンジン始動手段は、SOCが所定値以下のときにエンジンの自律始動を実行することが好ましい。 In the battery charging / discharging system for a hybrid vehicle according to the present invention, it is preferable that the engine starting means performs an autonomous start of the engine when the SOC is a predetermined value or less.
また、本発明に係るハイブリッド車両のバッテリ充放電システムにおいて、エンジン始動手段は、エンジン停止時に排気行程にある気筒の排気弁を閉じた状態とし、これに燃料を供給し低電圧バッテリによって強制着火してピストンを逆転させ、またエンジン停止時に膨張行程にある気筒に対し燃料を供給し、上記逆転の後低電圧バッテリによって強制着火、燃焼させてピストンを正転させ、その後の行程で膨張行程となる気筒に燃料供給、低電圧バッテリによる着火、燃焼を行わせて始動させることが好ましい。 In the battery charging / discharging system for a hybrid vehicle according to the present invention, the engine starting means closes the exhaust valve of the cylinder in the exhaust stroke when the engine is stopped, supplies fuel thereto, and forcibly ignites by the low voltage battery. The piston is rotated in the reverse direction, and fuel is supplied to the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped. After the reverse rotation, the low-voltage battery forcibly ignites and burns to cause the piston to rotate forward, and the expansion stroke is performed in the subsequent stroke. It is preferable to start the cylinder with fuel supply, ignition with a low voltage battery, and combustion.
上記構成により、高電圧バッテリが前回の完全放電の後からの経過時間又は走行距離を監視し、規定値以上の時間又は距離を経過したときに完全放電を指令し、完全放電が完了後に、エンジンの再始動要求を受け取った場合に、低電圧バッテリによる着火を用いてエンジンの自律始動を実行し、始動したエンジンによって高電圧バッテリの充電を行う。これにより、完全放電後にエンジンの再始動要求があっても、高電圧バッテリの電力を用いずに、低電圧バッテリの着火を用いたエンジンの自律始動を行える。したがって、高電圧バッテリを1つしか備えていない場合であっても、その高電圧バッテリを完全放電でき、メモリ効果の回復を図ることができる。 With the above configuration, the high voltage battery monitors the elapsed time or mileage since the last complete discharge, commands complete discharge when the time or distance exceeds the specified value, and after complete discharge, When the restart request is received, the engine is autonomously started using ignition by the low voltage battery, and the high voltage battery is charged by the started engine. Thereby, even if there is a request for restarting the engine after complete discharge, the engine can be autonomously started using ignition of the low-voltage battery without using the power of the high-voltage battery. Therefore, even when only one high voltage battery is provided, the high voltage battery can be completely discharged, and the memory effect can be recovered.
また、SOCが所定値以下のときにエンジンの自律始動を実行する。所定値としては、回転電機による走行は無理でもエンジンの始動が可能であるSOC値を選ぶことが好ましい。これによって、高電圧バッテリによる始動が可能となる。 Further, the engine is autonomously started when the SOC is equal to or less than a predetermined value. As the predetermined value, it is preferable to select an SOC value at which the engine can be started even if traveling by the rotating electrical machine is impossible. This allows starting with a high voltage battery.
また、エンジンの自律始動として、エンジン停止時に排気行程にある気筒の排気弁を閉じた状態とし、これに燃料を供給し低電圧バッテリによって強制着火してピストンを逆転させ、またエンジン停止時に膨張行程にある気筒に対し燃料を供給し、上記逆転の後低電圧バッテリによって強制着火、燃焼させてピストンを正転させ、その後の行程で膨張行程となる気筒に燃料供給、低電圧バッテリによる着火、燃焼を行わせて始動させる方法を実行する。これにより、完全放電後にエンジンの再始動要求があっても、高電圧バッテリの電力を用いずに、低電圧バッテリの着火を用いたエンジンの自律始動を行うことができる。 In addition, as an autonomous start of the engine, the exhaust valve of the cylinder in the exhaust stroke is closed when the engine is stopped, fuel is supplied to this, and the piston is reversed by forcibly igniting with a low voltage battery, and the expansion stroke when the engine is stopped Fuel is supplied to the cylinder in the cylinder, and after the reverse rotation, the low-voltage battery forcibly ignites and burns the piston so that the piston rotates in the forward direction. Then, fuel is supplied to the cylinder that becomes the expansion stroke in the subsequent stroke. Execute the method of starting by doing. Thereby, even if there is a restart request for the engine after complete discharge, the engine can be autonomously started using the ignition of the low-voltage battery without using the power of the high-voltage battery.
以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、エンジンの自律始動方法として、上記特許文献2に従い、低電圧バッテリによって着火を行うものを説明するが、これは1例であって、それ以外の方法であっても、回転電機の始動援助を用いずにエンジンを始動させるものであればよい。例えば、特許文献3,4等の技術に基づいて、低電圧バッテリによって着火を行って自律始動が可能な方法を用いてもよい。また、エンジンの自律始動方法においては、上記特許文献2に従う関係で4気筒4サイクルエンジンについて説明するが、自律始動が可能な構成を有していれば、それ以外の方式のエンジンであっても構わない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, an autonomous engine starting method will be described in which ignition is performed by a low-voltage battery in accordance with
また、以下では、回転電機として、電動機と発電機の2つの機能を併せ持つモータ・ジェネレータを説明するが、これ以外に、電動機のみの機能を有するものとしてもよい。また、高電圧バッテリとして、ニッケル水素組電池を説明するが、それ以外の高電圧2次電池であって、メモリ効果が認められるものであってもよい。 In the following, a motor / generator having both functions of an electric motor and a generator will be described as a rotating electric machine. However, other than this, a motor / generator function may be provided. Moreover, although a nickel metal hydride assembled battery will be described as the high voltage battery, other high voltage secondary batteries may be used that have a memory effect.
図1は、ハイブリッド車両のバッテリ充放電システム10の構成を示す図である。ハイブリッド車両のバッテリ充放電システム10は、駆動源12としてのエンジン14とモータ・ジェネレータ16と、車両用電源としての高電圧バッテリ22と低電圧バッテリ24と、高電圧バッテリ22の充放電状態としてのSOCを監視するSOC監視部26と、高電圧バッテリ22を完全放電させるための放電回路28と、充放電を制御する充放電制御部40と、ハイブリッド車両全体の動作を制御するハイブリッドCPU(HVCPU)30を含んで構成される。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a battery charge /
高電圧バッテリ22は、ハイブリッド車両に搭載される高電圧2次電池で、具体的には、ニッケル水素単電池を複数組み合わせて組電池としたものである。例えば、ニッケル水素単電池を100個以上積層し、約200V程度の高電圧ニッケル水素組電池としたものを用いることができる。高電圧バッテリ22は、モータ・ジェネレータ16が発電機として機能するときに生成される電気エネルギを充電によって蓄え、モータ・ジェネレータ16が電動機として機能するときに駆動エネルギとして放電により電気エネルギを供給する。
The high-
SOC監視部26は、高電圧バッテリ22の充電電流値と放電電流値等を逐次取得し、その充放電状態としてのSOC値を監視し、SOC値を充放電制御部40に伝送する機能を有する。なお、適当なSOC値の範囲としては、例えば40%から70%等が用いられる。
The
放電回路28は、高電圧バッテリ22を放電するための回路で、一般的には組電池を構成する各単電池の充放電状態を均等化するために用いられるが、ここでは、特に完全放電を実行するために用いられる。すなわち、ニッケル水素電池はメモリ効果を有することが知られているので、充放電制御部40の制御の下で、適当な間隔で、放電回路28により高電圧バッテリ22の完全放電が実行される。
The
低電圧バッテリ24は、例えば12Vバッテリである。低電圧バッテリ24は、高電圧バッテリ22の電力から、例えばDC/DCコンバータ等の手段を用いて変換された低電圧直流電力が充電される。低電圧バッテリ24は、車両のエアコンディショナ等の補機用の電源として用いられるが、ここでは特に、エンジン14の着火電源として用いられる。
The
充放電制御部40は、高電圧バッテリ22のSOC値を監視し、所定のSOC値の範囲に充放電状態が入るように充放電を制御する機能を有する。具体的には、SOC監視部26から高電圧バッテリ22のSOC値を取得し、取得されたSOC値に基づいてHVCPU30に高電圧バッテリ22の充電または放電の必要性を知らせる。HVCPU30は、充放電制御部40からの情報に応じて、モータ・ジェネレータ16の駆動、または回生を指示し、それによってSOC値が所定の範囲、例えば上記の例で40%から70%の範囲に収まるように制御する。
The charge /
また、充放電制御部40は、特に、エンジン14の自律始動を用いて、高電圧バッテリ22の完全放電を含む充放電の制御を行う機能を有する。すなわち、完全放電を定期的に実行するために前回の完全放電からの経過時間等を監視する完全放電後経過監視モジュール42と、前回の完全放電からの経過時間等が所定の基準に達したときに放電回路28に対し高電圧バッテリ22の完全放電を指令する完全放電指令モジュール44と、完全放電後にエンジン14の再始動要求がある場合に、HVCPU30に対しエンジン14を自律始動させ充電を行うことを要求する自律始動充電要求モジュール46とを含んで構成される。
In addition, the charge /
かかる充放電制御部40は、制御回路又はコンピュータで構成でき、その機能を車両に搭載される他の制御装置の機能と統合することもできる。例えばHVCPU30の機能に充放電制御部40の機能を含ませるものとすることができる。また、充放電制御部40の各機能は、ソフトウェアで実現でき、具体的には、対応するバッテリ充放電制御プログラムを実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。
The charge /
HVCPU30は、上記のようにハイブリッド車両全体の動作を制御する機能を有するが、充放電制御部40との関係で、上記のSOC値の情報に従ってモータ・ジェネレータ16の駆動と回生とを制御する機能を有する。そして、特に自律始動モジュール32の機能を有し、充放電制御部40のエンジン自律始動の要求に従ったエンジン14の自律始動を制御する。以下に、エンジン14の自律始動の方法について説明する。
The
図2は、4気筒4サイクルエンジンにおいて通常に動作している場合の各気筒の行程と燃焼動作を模式的に説明する図である。図2において、紙面に縦方向に4つの気筒を、No.1からNo.4として並べ、紙面の横方向に行程の時間変化を示している。例えば、No.1の気筒が圧縮行程にあるとき、No.2の気筒は膨張行程にある。同様にそのときNo.3の気筒は吸気行程にあり、No.4の気筒は排気行程にある。そして、各気筒とも、時間経過と共に、・・圧縮−膨張−排気−吸気−圧縮−膨張−排気・・の行程を繰り返す。行程にあわせ、吸気弁の開くタイミングと排気弁の開くタイミングも示してある。図2において、T,Bと示してあるのは、クランクの上死点と下死点の位置である。また、燃料噴射タイミング50について斜線を付した矩形パターンで示し、着火タイミング52を火花パターンで示してある。このように、通常の動作では、燃料噴射タイミング50は、吸気弁が開いている吸気行程の上死点からやや過ぎた時点に設定され、着火タイミング52は、圧縮行程の終り又は膨張行程の開始の時点に設定されている。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the stroke and combustion operation of each cylinder when the four-cylinder four-cycle engine is normally operating. In FIG. 2, four cylinders in the vertical direction on the paper surface are designated No. 1 to No. These are arranged as 4, and the time change of the stroke is shown in the horizontal direction of the drawing. For example, no. When one cylinder is in the compression stroke, no. The second cylinder is in the expansion stroke. Similarly, at that time, no. The third cylinder is in the intake stroke. The fourth cylinder is in the exhaust stroke. Each cylinder repeats the process of compression-expansion-exhaust-intake-compression-expansion-exhaust as time elapses. In accordance with the stroke, the opening timing of the intake valve and the opening timing of the exhaust valve are also shown. In FIG. 2, T and B indicate the positions of the top dead center and the bottom dead center of the crank. In addition, the fuel injection timing 50 is indicated by a hatched rectangular pattern, and the
図3は、図2で説明した4気筒4サイクルエンジンについて自律始動を実行する場合の排気弁、燃料噴射、着火等のタイミング制御を説明する図である。ここでは、エンジンがアイドル停止しているものとし、その状態は、図2の最初の状態であるとする。すなわち、No.1気筒が圧縮行程、No.2気筒が膨張行程、No.3気筒が吸気行程、No.4気筒が排気行程にあるものとする。この状態からエンジンを自律始動させるには、次の手順による。図3ではその手順を時系列に沿って紙面の縦方向に並べてある。 FIG. 3 is a diagram for explaining timing control such as an exhaust valve, fuel injection, and ignition when autonomous start is executed for the four-cylinder four-cycle engine described in FIG. Here, it is assumed that the engine is idlingly stopped, and the state is the first state in FIG. That is, no. One cylinder is in the compression stroke. Two cylinders are in the expansion stroke. 3 cylinder is the intake stroke, No. Assume that 4 cylinders are in the exhaust stroke. To start the engine autonomously from this state, the following procedure is used. In FIG. 3, the procedures are arranged in the vertical direction on the paper surface in time series.
まずエンジン停止時に排気行程にある気筒を特定する。ここではNo.4気筒である。そのとき、排気弁は開いている(S30)ので、これを閉じる(S32)。これにより、No.4気筒は圧縮気筒化されるので、そこで燃料噴射を行い、低電圧バッテリによって着火する(S34)。これによって、エンジンは逆転する(S36)。 First, the cylinder in the exhaust stroke when the engine is stopped is specified. Here, no. 4 cylinders. At that time, since the exhaust valve is open (S30), it is closed (S32). As a result, no. Since the four cylinders are made into compression cylinders, fuel is injected there and ignited by a low voltage battery (S34). As a result, the engine reverses (S36).
また、エンジン停止時に膨張行程にある気筒を特定する。ここではNo.2気筒である。この気筒に燃料を噴射し(S38)、S36によるエンジン逆転の後に、低電圧バッテリによって着火する(S40)。これにより、エンジンは再び正転する(S42)。 Further, the cylinder in the expansion stroke is specified when the engine is stopped. Here, no. Two cylinders. Fuel is injected into this cylinder (S38), and the engine is ignited by the low voltage battery after the engine reverse rotation at S36 (S40). As a result, the engine rotates forward again (S42).
そして、エンジン停止時を基準として、次のサイクルで膨張行程にある気筒を特定する。この気筒はエンジン停止時において圧縮行程にあるものであるから、ここでは、No.1気筒である。この気筒に、燃料を噴射し(S44)、S42の正転で膨張行程の開始のタイミング、すなわち通常動作と同じタイミングで着火を低電圧バッテリによって行う(S46)。これによって、図2で説明した通常動作の着火タイミングと同じになったので、その後は通常運転と同じタイミングで燃料噴射と着火を行えば、始動の後順調にエンジンが動作する。こうして、電気エネルギとしては低電圧バッテリの着火のみを用いて、エンジンがモータ・ジェネレータの始動援助を受けることなく、自律的に始動することができる。 Then, the cylinder in the expansion stroke is specified in the next cycle with reference to the time when the engine is stopped. This cylinder is in the compression stroke when the engine is stopped. One cylinder. Fuel is injected into this cylinder (S44), and ignition is performed by the low voltage battery at the timing of starting the expansion stroke by the normal rotation of S42, that is, at the same timing as the normal operation (S46). As a result, the ignition timing of the normal operation described with reference to FIG. 2 is the same. After that, if fuel injection and ignition are performed at the same timing as that of the normal operation, the engine operates smoothly after starting. Thus, the electric energy can be started autonomously using only the ignition of the low-voltage battery as the electric energy, without receiving the starting assistance of the motor / generator.
上記構成の作用、特に充放電制御部の各機能について図4のフローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明中の各要素については、図1で用いた符号を用いるものとする。図4は、ハイブリッド車両のバッテリ充放電の各手順を示すフローチャートで、各手順は、対応するバッテリ充放電プログラムの各処理手順に相当する。 The operation of the above configuration, particularly each function of the charge / discharge control unit will be described with reference to the flowchart of FIG. In addition, the code | symbol used in FIG. 1 shall be used about each element in the following description. FIG. 4 is a flowchart showing each procedure of battery charging / discharging of the hybrid vehicle, and each procedure corresponds to each processing procedure of the corresponding battery charging / discharging program.
最初に、エンジン14が停止していることを確認する。そして次に、前回の完全放電の時点から現在の時点までどの程度経過しているかを判断する(S10)。この機能は、充放電制御部40の完全放電後経過監視モジュール42によって実行される。経過の判断は、いくつかの方法を用いて行うことができる。1つは前回の完全放電からの走行時間である。ハイブリッド車両において、走行時間は、充放電の頻度の目安として用いることができるからである。この場合の経過の判断は、前回の完全放電から現在時点までの走行距離が予め定めておいた走行距離基準値以上か否かで行うことができる。走行距離基準値としては、例えば5000km等と設定することができる。他の方法は、前回の完全放電から現在時点までの時間経過である。ハイブリッド車両の運行が安定した頻度で行われているときは、経過時間も充放電の頻度の目安として用いることができるからである。
First, it is confirmed that the
S10において、完全放電後の経過が基準値以上であると判断されると、完全放電指令が出される(S12)。この機能は、充放電制御部40の完全放電指令モジュール44によって実行される。具体的には放電回路28に指示して、高電圧バッテリ22について完全放電を実行させる。最も簡便な完全放電は、各ニッケル水素単電池のそれぞれについて一斉に短絡することである。一般的には適当な制限抵抗を用いて放電させ、その制限抵抗の値を順次小さくする等の手順で放電を行うことができる。そして、完全放電が完了するまで放電処理が継続される(S14)。
If it is determined in S10 that the progress after complete discharge is equal to or greater than the reference value, a complete discharge command is issued (S12). This function is executed by the complete
完全放電が完了すると、エンジン14について再始動指令が出されるまで待機する(S16)。エンジン再始動指令が出されたと判断されると、そのときのSOC値を確認する。完全放電が実行されると、SOC値はゼロとなるはずであるが、何かの理由でSOC値がゼロでないことがある。ここでは、SOC値が予め定めておいた所定値A以下か否かを判断する(S18)。所定値Aは、モータ・ジェネレータ16によって車両を運行するほどのSOC値ではないが、エンジン14をモータ・ジェネレータ16によって始動することはできる程度のSOC値として設定することができる。S18において、SOC値が所定値Aを超えるときは、S22へ移行し、エンジン14が通常通り始動される。すなわち、モータ・ジェネレータ16によって始動される。始動されたエンジン14によってモータ・ジェネレータ16が駆動され、これによって生成される電気エネルギは、高電圧バッテリ22を充電する(S24)。
When the complete discharge is completed, the process waits until a restart command is issued for the engine 14 (S16). If it is determined that an engine restart command has been issued, the SOC value at that time is confirmed. When full discharge is performed, the SOC value should be zero, but for some reason the SOC value may not be zero. Here, it is determined whether or not the SOC value is equal to or less than a predetermined value A (S18). The predetermined value A is not an SOC value that allows the motor /
S18において、SOC値が所定値A以下であるときは、エンジン14の自律始動が要求される(S20)。この機能は、充放電制御部40の自律始動充電要求モジュール46によって実行される。具体的には、HVCPU30にエンジン自律始動の要求が出され、HVCPU30の自律始動モジュール32の機能により、図3で説明した排気弁、燃料噴射、低電圧バッテリ24による着火等のタイミング指令がエンジン14に対して実行される。
When the SOC value is equal to or smaller than the predetermined value A in S18, the
エンジンが自律始動した後は、エンジン14によってモータ・ジェネレータ16が駆動され、これによって生成される電気エネルギは、高電圧バッテリ22を充電する(S24)。そして車両は走行等を続け(S26)、S10に戻って、S14の完全放電からの経過が監視され、以後S12以下の工程が繰り返される。このようにして、エンジンの自律始動を利用して、高電圧バッテリの完全放電が実行され、高電圧バッテリの充放電の繰り返しによって生じるメモリ効果、すなわち出力電圧の低下を定期的に回復させることができる。
After the engine starts autonomously, the motor /
10 ハイブリッド車両のバッテリ充放電システム、12 駆動源、14 エンジン、16 モータ・ジェネレータ、22 高電圧バッテリ、24 低電圧バッテリ、26 SOC監視部、28 放電回路、30 HVCPU、32 自律始動モジュール、40 充放電制御部、42 完全放電後経過監視モジュール、44 完全放電指令モジュール、46 自律始動充電要求モジュール、50 燃料噴射タイミング、52 着火タイミング。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
車両用電源としての高電圧バッテリと低電圧バッテリと、
高電圧バッテリの充放電を制御する制御部と、
を備え、
制御部は、
高電圧バッテリが前回の完全放電の後からの経過時間又は走行距離を監視し、規定値以上の時間又は距離を経過したときに完全放電を指令する手段と、
完全放電が完了後に、エンジンの再始動要求を受け取った場合に、低電圧バッテリによる着火を用いてエンジンの自律始動を実行するエンジン始動手段と、
始動したエンジンによって高電圧バッテリの充電を行う充電手段と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両のバッテリ充放電システム。 An engine and a rotating electric machine as drive sources;
A high voltage battery and a low voltage battery as a power source for vehicles;
A control unit that controls charging and discharging of the high-voltage battery;
With
The control unit
Means for monitoring the elapsed time or distance traveled since the last complete discharge of the high-voltage battery, and commanding complete discharge when the time or distance exceeding a specified value has elapsed;
Engine starting means for performing autonomous start of the engine using ignition by a low voltage battery when an engine restart request is received after complete discharge is completed;
Charging means for charging the high-voltage battery by the started engine;
A battery charging / discharging system for a hybrid vehicle characterized by comprising:
エンジン始動手段は、
SOCが所定値以下のときにエンジンの自律始動を実行することを特徴とするハイブリッド車両のバッテリ充放電システム。 In the battery charging / discharging system of the hybrid vehicle according to claim 1,
The engine starting means
A battery charging / discharging system for a hybrid vehicle, wherein the engine is autonomously started when the SOC is equal to or less than a predetermined value.
エンジン始動手段は、
エンジン停止時に排気行程にある気筒の排気弁を閉じた状態とし、これに燃料を供給し低電圧バッテリによって強制着火してピストンを逆転させ、またエンジン停止時に膨張行程にある気筒に対し燃料を供給し、上記逆転の後低電圧バッテリによって強制着火、燃焼させてピストンを正転させ、その後の行程で膨張行程となる気筒に燃料供給、低電圧バッテリによる着火、燃焼を行わせて始動させることを特徴とするハイブリッド車両のバッテリ充放電システム。 In the battery charging / discharging system of the hybrid vehicle according to claim 1,
The engine starting means
When the engine is stopped, the exhaust valve of the cylinder that is in the exhaust stroke is closed, fuel is supplied to this, and the piston is reversely ignited by a low-voltage battery, and fuel is supplied to the cylinder that is in the expansion stroke when the engine is stopped Then, after the reverse rotation, the low-voltage battery forcibly ignites and burns the piston so that the piston rotates in the forward direction, and the cylinder that becomes the expansion stroke in the subsequent stroke is supplied with fuel, ignited and burned by the low-voltage battery, and started. A battery charging / discharging system for a hybrid vehicle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006204563A JP2008030559A (en) | 2006-07-27 | 2006-07-27 | Battery charging / discharging system for hybrid vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2006204563A JP2008030559A (en) | 2006-07-27 | 2006-07-27 | Battery charging / discharging system for hybrid vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008030559A true JP2008030559A (en) | 2008-02-14 |
Family
ID=39120434
Family Applications (1)
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| JP2006204563A Pending JP2008030559A (en) | 2006-07-27 | 2006-07-27 | Battery charging / discharging system for hybrid vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008030559A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010023659A (en) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Mazda Motor Corp | Method and device for controlling hybrid car |
| JP2010023660A (en) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Mazda Motor Corp | Method and device for controlling hybrid car |
| CN102529950A (en) * | 2010-12-31 | 2012-07-04 | 上海汽车集团股份有限公司 | Engine start control method after automatic halt of hybrid power vehicle |
| KR101326813B1 (en) | 2011-07-28 | 2013-11-07 | 기아자동차 주식회사 | Discharging system of remained high-voltage in hybrid vehicle and method thereof |
| KR101523460B1 (en) * | 2012-02-15 | 2015-05-27 | 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 | Charge/discharge control device for electric accumulator, charge/discharge control method for electric accumulator, and hybrid work machine provided with charge/discharge control device for electric accumulator |
-
2006
- 2006-07-27 JP JP2006204563A patent/JP2008030559A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010023659A (en) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Mazda Motor Corp | Method and device for controlling hybrid car |
| JP2010023660A (en) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Mazda Motor Corp | Method and device for controlling hybrid car |
| CN102529950A (en) * | 2010-12-31 | 2012-07-04 | 上海汽车集团股份有限公司 | Engine start control method after automatic halt of hybrid power vehicle |
| KR101326813B1 (en) | 2011-07-28 | 2013-11-07 | 기아자동차 주식회사 | Discharging system of remained high-voltage in hybrid vehicle and method thereof |
| KR101523460B1 (en) * | 2012-02-15 | 2015-05-27 | 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 | Charge/discharge control device for electric accumulator, charge/discharge control method for electric accumulator, and hybrid work machine provided with charge/discharge control device for electric accumulator |
| US9045044B2 (en) | 2012-02-15 | 2015-06-02 | Komatsu Ltd. | Battery charge/discharge control device, battery charge/discharge control method, and hybrid working machine with battery charge/discharge control device |
| US9260032B2 (en) | 2012-02-15 | 2016-02-16 | Komatsu Ltd. | Battery charge/discharge control device, battery charge/discharge control method, and hybrid working machine with battery charge/discharge control device |
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