JP2010064499A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ハイブリッド車両に関し、より特定的には、内燃機関および回転電機を動力源として備えたハイブリッド車両の走行制御に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more specifically to travel control of a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a rotating electric machine as power sources.
近年、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド車両が注目されている。ハイブリッド車両は、従来のエンジンに加え、電動機(回転電機)によっても車両走行駆動力を発生することが可能な自動車である。すなわち、ハイブリッド車両では、エンジンのみによる走行、電動機のみによる走行、および電動機およびエンジンによる走行を運転状況において適宜実行することによって消費燃料の低減を図っている。代表的には、車両発進時に代表される低速走行等のエンジン効率の悪い運転領域では、電動機出力のみで走行(EV走行)する一方で、車速が上昇した時点でエンジンを始動して、エンジンおよび電動機の両方の走行パワーを使用可能な走行(HV走行)が選択される走行制御が行なわれている。 In recent years, hybrid vehicles have attracted attention as environmentally friendly vehicles. A hybrid vehicle is an automobile capable of generating a vehicle driving force by an electric motor (rotary electric machine) in addition to a conventional engine. That is, in the hybrid vehicle, fuel consumption is reduced by appropriately executing, in the driving state, traveling using only the engine, traveling using only the electric motor, and traveling using the electric motor and the engine. Typically, in an operation region with low engine efficiency such as low-speed driving represented by starting the vehicle, the vehicle travels only with the electric motor output (EV traveling), while the engine is started when the vehicle speed increases, and the engine and Travel control is performed in which travel (HV travel) in which both travel powers of the electric motor can be used is selected.
また、このようなEV走行およびHV走行の選択には、電動機の駆動電力を蓄積する、蓄電装置(代表的には二次電池)の残存容量(SOC:State of Charge)が影響を及ぼす。たとえば、SOCが所定以下へ低下した場合には、低車速領域においてもバッテリ充電のためにエンジンが始動されることとなる。ハイブリッド車両では、上記のように走行モードを運転状況に応じて適切に選択することにより、燃料の利用効率を向上して燃費向上を図ることを特徴としている。 In addition, selection of such EV traveling and HV traveling is influenced by a remaining capacity (SOC: State of Charge) of a power storage device (typically a secondary battery) that accumulates driving power of the electric motor. For example, when the SOC decreases below a predetermined value, the engine is started for battery charging even in the low vehicle speed region. The hybrid vehicle is characterized in that fuel usage efficiency is improved and fuel efficiency is improved by appropriately selecting the driving mode according to the driving situation as described above.
また、ハイブリッド車両のエネルギ効率を向上させるために、蓄電装置(バッテリ)のSOCを車両走行中に適切に制御することが行なわれている。たとえば、特開2008−87516号公報(特許文献1)には、低SOC領域で内部損失が増大する特性を有する蓄電装置を搭載したハイブリッド車両について、蓄電装置を充電可能な所定地点までの残走行距離と、所定距離よりも短くなったときに、蓄電装置のSOC目標値を低下させることによってEV走行モードを選択する走行制御が記載されている。また、特開2001−169408号公報(特許文献2)には、車両の現在地情報、道路情報、バッテリSOCに基づき、走行経路の最高高度点においてSOCが最小値となるように制御することが記載されている。 Further, in order to improve the energy efficiency of the hybrid vehicle, the SOC of the power storage device (battery) is appropriately controlled while the vehicle is traveling. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2008-87516 (Patent Document 1) describes a remaining travel to a predetermined point where a power storage device can be charged for a hybrid vehicle equipped with a power storage device having a characteristic of increasing internal loss in a low SOC region. The distance and the traveling control for selecting the EV traveling mode by lowering the SOC target value of the power storage device when the distance becomes shorter than the predetermined distance are described. Japanese Patent Laid-Open No. 2001-169408 (Patent Document 2) describes that control is performed so that the SOC becomes the minimum value at the highest altitude point of the travel route based on the vehicle current location information, road information, and battery SOC. Has been.
また、特開平9−163506号公報(特許文献3)には、目的地までの経路検索によって予測された走行パターンに基づき、経路上の各地点におけるバッテリ残量の中間値を予め設定するとともに、設定された中間値と実際のバッテリ残量との比較基づいて、内燃機関とモータとの間のトルク分担を制御する構成が記載されている。さらに、特開2006−327247号公報(特許文献4)には、バッテリを充電可能な発電機および太陽電池を備えた車両において、車両目的地での太陽電池の発電電力予測に基づいて、発電機の駆動を制御することが記載されている。
上述のように、低速走行となる車両発進時には、電動機出力のみで走行することが好ましい一方で、触媒暖機のためにエンジンを作動せざるを得ない場面が生じる。しかしながら、このような場面で蓄電装置が満充電状態であると、エンジン出力を蓄電装置の充電に用いることができなくなり、車両エネルギ効率が低下するので、燃費が悪化することになる。 As described above, when the vehicle starts at low speed, it is preferable to travel only with the electric motor output, but there is a situation where the engine has to be operated to warm up the catalyst. However, if the power storage device is in a fully charged state in such a situation, the engine output cannot be used for charging the power storage device, and the vehicle energy efficiency is reduced, resulting in a deterioration in fuel consumption.
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、車両運転開始時の触媒暖機のための内燃機関の出力を確実に回収することによって車両燃費を向上させることである。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to reliably recover the output of an internal combustion engine for catalyst warm-up at the start of vehicle operation. It is to improve fuel consumption.
この発明によるハイブリッド車両は、車両駆動力を発生する内燃機関と、内燃機関の排気系に設けられた触媒装置と、蓄電装置と、第1および第2の回転電機と、ハイブリッド車両の走行を制御する制御装置とを備える。第1の回転電機は、内燃機関の出力によって蓄電装置の充電電力を発電可能に構成される。第2の回転電機は、蓄電装置からの電力を用いて内燃機関と独立に車両駆動力を発生可能に構成される。ナビゲーション装置は、車両位置を検出可能であるとともに、ユーザにより指定された目的地への走行経路案内機能を有するように構成される。制御装置は、触媒暖機制御部と、走行可能距離推定部と、走行距離予測部と、走行モード判定部とを含む。触媒暖機制御部は、触媒装置の温度が所定以下であるときに、ハイブリッド車両の走行状態にかかわらず内燃機関を作動させるように構成される。走行可能距離推定部は、蓄電装置の残存容量に基づいて、蓄電装置の蓄積電力を用いた第2の回転電機からの車両駆動力による走行可能距離を推定するように構成される。走行距離予測部は、ナビゲーション装置によって走行経路案内がなされているときに、目的地までの予測走行距離を求めるように構成される。走行モード判定部は、走行可能距離が予測走行距離より短いときに、内燃機関を停止させるとともに第2の回転電機によって車両駆動力を発生させる所定の走行モードを選択するように構成される。 A hybrid vehicle according to the present invention controls an internal combustion engine that generates vehicle driving force, a catalyst device provided in an exhaust system of the internal combustion engine, a power storage device, first and second rotating electric machines, and traveling of the hybrid vehicle. And a control device. The first rotating electrical machine is configured to be able to generate the charging power of the power storage device by the output of the internal combustion engine. The second rotating electrical machine is configured to be able to generate a vehicle driving force independently of the internal combustion engine using electric power from the power storage device. The navigation device is configured to detect a vehicle position and to have a function of guiding a route to a destination designated by the user. The control device includes a catalyst warm-up control unit, a travelable distance estimation unit, a travel distance prediction unit, and a travel mode determination unit. The catalyst warm-up control unit is configured to operate the internal combustion engine when the temperature of the catalyst device is equal to or lower than a predetermined value regardless of the traveling state of the hybrid vehicle. The travelable distance estimation unit is configured to estimate a travelable distance based on the vehicle driving force from the second rotating electrical machine using the accumulated power of the power storage device based on the remaining capacity of the power storage device. The travel distance prediction unit is configured to obtain a predicted travel distance to the destination when travel route guidance is provided by the navigation device. The travel mode determination unit is configured to select a predetermined travel mode in which the internal combustion engine is stopped and the vehicle driving force is generated by the second rotating electrical machine when the travelable distance is shorter than the predicted travel distance.
上記ハイブリッド車両によれば、ナビゲーション装置による走行経路案内を伴う車両走行時に、所定の走行モード(EV走行モード)の選択によって、目的地到着時における蓄電装置の残存容量を適切に低下させることができる。これにより、目的地到着後の次回の車両運転開始時において、触媒暖機のための内燃機関出力を蓄電装置の充電電力の発電(第1の回転電機)に確実に用いることができる。この結果、触媒暖機のための内燃機関出力を確実にエネルギ回収することができるので、車両燃費を向上させることができる。 According to the hybrid vehicle, the remaining capacity of the power storage device at the time of arrival at the destination can be appropriately reduced by selecting a predetermined travel mode (EV travel mode) during vehicle travel with travel route guidance by the navigation device. . Thus, at the start of the next vehicle operation after arrival at the destination, the output of the internal combustion engine for warming up the catalyst can be reliably used for the generation of the charging power of the power storage device (first rotating electrical machine). As a result, the energy of the internal combustion engine output for warming up the catalyst can be reliably recovered, so that the vehicle fuel consumption can be improved.
好ましくは、制御装置は、走行学習部をさらに含む。走行学習部は、所定の走行モードの選択時に、蓄電装置の電力消費量に対するハイブリッド車両の走行距離の比率を学習するように構成される。そして、走行可能距離推定部は、走行学習部による学習結果と、蓄電装置の残存容量とに基づいて、走行可能距離を推定する。 Preferably, the control device further includes a travel learning unit. The travel learning unit is configured to learn the ratio of the travel distance of the hybrid vehicle to the power consumption of the power storage device when a predetermined travel mode is selected. Then, the travelable distance estimation unit estimates the travelable distance based on the learning result by the travel learning unit and the remaining capacity of the power storage device.
このようにすると、所定の走行モード(EV走行モード)を適切に開始するため判定に用いる、蓄電装置の蓄積電力を用いた第2の回転電機からの車両駆動力による走行可能距離(EV走行可能距離)を、過去の走行実績を用いて高精度に予測できる。この結果、EV走行モードの選択を適切に開始することによって、目的地到着時における蓄電装置の残存容量を意図するレベルに制御できる。 In this way, the travelable distance (EV travel possible) by the vehicle driving force from the second rotating electrical machine using the stored power of the power storage device, which is used for the determination to appropriately start the predetermined travel mode (EV travel mode). Distance) can be predicted with high accuracy using past driving performance. As a result, by appropriately starting selection of the EV travel mode, the remaining capacity of the power storage device upon arrival at the destination can be controlled to an intended level.
さらに好ましくは、走行可能距離推定部は、残存容量の現在値と下限管理値との差と、走行学習部によって学習された比率との積に従って、走行可能距離を推定する。 More preferably, the travelable distance estimation unit estimates the travelable distance according to the product of the difference between the current value of the remaining capacity and the lower limit management value and the ratio learned by the travel learning unit.
このようにすると、ハイブリッド車両の運転終了時における蓄電装置の残存容量を、次回の運転開始時における触媒暖機のためのエンジン出力を回収可能なレベルに確実に設定できる。 In this way, the remaining capacity of the power storage device at the end of the operation of the hybrid vehicle can be reliably set to a level at which the engine output for catalyst warm-up at the start of the next operation can be recovered.
この発明によると、車両運転開始時の触媒暖機のための内燃機関の出力を確実に回収することによって車両燃費を向上できる。 According to the present invention, vehicle fuel efficiency can be improved by reliably recovering the output of the internal combustion engine for warming up the catalyst at the start of vehicle operation.
図1は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体概略構成を説明するブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall schematic configuration of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
図1を参照して、ハイブリッド車両100は、車輪2と、動力分割機構3と、エンジン4と、モータジェネレータMG1,MG2とを備える。また、ハイブリッド車両100は、蓄電装置Bと、昇圧コンバータ10と、インバータ20,30と、ナビゲーション装置75と、コンデンサC1,C2と、正極線PL1,PL2と、負極線NL1,NL2とをさらに備える。
Referring to FIG. 1,
さらに、ハイブリッド車両100は、車両搭載機器の電子制御ユニット(ECU)として、ハイブリッドシステム全体を制御するHVECU200と、モータジェネレータMG1,MG2ならびにおよび昇圧コンバータ10およびインバータ20,30を制御するMGECU210と、蓄電装置Bの充放電状態を管理制御するバッテリECU220と、エンジン4の動作状態を制御するエンジンECU230とを含む。各ECU間は相互にデータ・情報を授受可能に接続される。なお、図1の例示では、各ECUを別個のユニットで構成しているが、2個以上のECUを統合したECUとして構成してもよい。
Further,
動力分割機構3は、エンジン4とモータジェネレータMG1,MG2とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構3としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車を用いることができる。この3つの回転軸がエンジン4およびモータジェネレータMG1,MG2の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータMG1のロータを中空としてその中心にエンジン4のクランク軸を通すことで動力分割機構3にエンジン4とモータジェネレータMG1,MG2とを機械的に接続することができる。 Power split device 3 is coupled to engine 4 and motor generators MG1 and MG2 to distribute power between them. For example, as the power split mechanism 3, a planetary gear having three rotation shafts of a sun gear, a planetary carrier, and a ring gear can be used. These three rotating shafts are connected to the rotating shafts of engine 4 and motor generators MG1, MG2, respectively. For example, engine 4 and motor generators MG1 and MG2 can be mechanically connected to power split mechanism 3 by making the rotor of motor generator MG1 hollow and passing the crankshaft of engine 4 through its center.
エンジン4は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の燃料の燃焼によって車両駆動力を発生する「内燃機関」で構成される。エンジン4の排気系には、排気ガス中の有害成分を除去するための触媒コンバータ5(代表的には、三元触媒コンバータ)が配置されている。周知のように、触媒コンバータ5による排気清浄効果を得るためには触媒が活性化されている必要があるため、エンジン始動時に触媒温度が低下している場合には、エンジン排気による触媒暖機の必要がある。 The engine 4 is composed of an “internal combustion engine” that generates vehicle driving force by combustion of fuel such as a gasoline engine or a diesel engine. The exhaust system of the engine 4 is provided with a catalytic converter 5 (typically a three-way catalytic converter) for removing harmful components in the exhaust gas. As is well known, in order to obtain the exhaust purification effect by the catalytic converter 5, the catalyst needs to be activated. Therefore, when the catalyst temperature is reduced at the time of engine start, the catalyst warm-up by the engine exhaust is prevented. There is a need.
モータジェネレータMG1,MG2は、3相交流電動機であり、たとえば3相交流同期電動機から成る。すなわち、モータジェネレータMG1は、図示されないY結線された3相コイルをステータコイルとして含み、3相ケーブルを介してインバータ20に接続される。モータジェネレータMG2も、図示されないY結線された3相コイルをステータコイルとして含み、3相ケーブルを介してインバータ30に接続される。 Motor generators MG1 and MG2 are three-phase AC motors, for example, three-phase AC synchronous motors. That is, motor generator MG1 includes a Y-connected three-phase coil (not shown) as a stator coil, and is connected to inverter 20 via a three-phase cable. Motor generator MG2 also includes a Y-connected three-phase coil (not shown) as a stator coil, and is connected to inverter 30 via a three-phase cable.
モータジェネレータMG1は、エンジン4によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン4の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両100に組込まれ、モータジェネレータMG2は、駆動輪である車輪2を駆動する電動機としてハイブリッド車両100に組込まれる。すなわち、モータジェネレータMG1は、「第1の回転電機」および「第2の回転電機」にそれぞれ対応する。
Motor generator MG1 operates as a generator driven by engine 4 and is incorporated in
蓄電装置Bの正極は、正極線PL1に接続され、蓄電装置Bの負極は、負極線NL1に接続される。コンデンサC1は、正極線PL1と負極線NL1との間に接続される。昇圧コンバータ10は、正極線PL1および負極線NL1と正極線PL2および負極線NL2との間に接続される。コンデンサC2は、正極線PL2と負極線NL2との間に接続される。インバータ20は、正極線PL2および負極線NL2とモータジェネレータMG1との間に接続される。インバータ30は、正極線PL2および負極線NL2とモータジェネレータMG2との間に接続される。
The positive electrode of power storage device B is connected to positive electrode line PL1, and the negative electrode of power storage device B is connected to negative electrode line NL1. Capacitor C1 is connected between positive electrode line PL1 and negative electrode line NL1.
蓄電装置Bは、充電可能な直流電源であり、直流電力を昇圧コンバータ10へ出力する。また、蓄電装置Bは、昇圧コンバータ10から出力される電力を受けて充電される。蓄電装置Bは、代表的には、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池により構成される。このため、以下では、蓄電装置Bを単にバッテリBとも称する。なお、蓄電装置Bとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。
Power storage device B is a rechargeable DC power source and outputs DC power to boost
バッテリBには、温度センサ51、電圧センサ52および電流センサ53が設けられる。これらのセンサにより検出されたバッテリ温度Tb、バッテリ出力電圧(以下、単にバッテリ電圧と称する)Vbおよびバッテリ入出力電流(以下、単にバッテリ電流と称する)Ibは、バッテリECU220へ入力される。バッテリECU220は、これらのセンサ検出値に基づき、バッテリBの残存容量であるSOC(以下、バッテリSOCもと称する)を算出する。算出されたバッテリSOCは、HVECU200へ伝送される。
The battery B is provided with a temperature sensor 51, a voltage sensor 52, and a
コンデンサC1は、正極線PL1と負極線NL1との間の電圧変動を平滑化する。コンデンサC1の両端電圧、すなわち昇圧コンバータ10の入力側(バッテリ側)電圧は、電圧センサ54により検出され、検出値はMGECU210へ入力される。
Capacitor C1 smoothes voltage fluctuation between positive electrode line PL1 and negative electrode line NL1. The voltage across capacitor C1, that is, the input side (battery side) voltage of
昇圧コンバータ10は、MGECU210からの信号PWCに基づいて、蓄電装置Bから出力される直流電圧を昇圧して正極線PL2へ出力する。また、昇圧コンバータ10は、信号PWCに基づいて、インバータ20,30から出力される直流電圧を蓄電装置Bの電圧レベルに降圧して蓄電装置Bを充電する。昇圧コンバータ10は、たとえば、昇降圧型のチョッパ回路によって構成される。
コンデンサC2は、正極線PL2と負極線NL2との間の電圧変動を平滑化する。コンデンサC2の両端電圧、すなわちインバータ20,30の入力側(直流側)電圧は、電圧センサ56により検出され、検出値はMGECU210へ入力される。
Capacitor C2 smoothes voltage fluctuation between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL2. The voltage across the capacitor C2, that is, the input side (DC side) voltage of the
MGECU210は、昇圧コンバータ10を駆動するための信号PWCおよびインバータ20,30をそれぞれ駆動するための信号PWI1,PWI2を生成し、その生成した信号PWC,PWI1,PWI2をそれぞれ昇圧コンバータ10およびインバータ20,30へ出力する。
インバータ20は、MGECU210からの信号PWI1に基づいて、正極線PL2から受ける直流電圧を3相交流電圧に変換してモータジェネレータMG1へ出力する。これ
により、モータジェネレータMG1は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ20は、エンジン4の動力を用いてモータジェネレータMG1が発電した3相交流電圧を信号PWI1に基づいて直流電圧に変換して正極線PL2へ出力する。電流センサ58は、インバータ20からモータジェネレータMG1へ供給される電流(相電流)を検知する。電流検出値は、MGECU220へ入力される。
インバータ30は、MGECU210からの信号PWI2に基づいて、正極線PL2から受ける直流電圧を3相交流電圧に変換してモータジェネレータMG2へ出力する。これにより、モータジェネレータMG2は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ30は、車両の回生制動時、車輪2からの回転力を受けてモータジェネレータMG2が発電した3相交流電圧を信号PWI2に基づいて直流電圧に変換して正極線PL2へ出力する。電流センサ59は、インバータ30からモータジェネレータMG2へ供給される電流(相電流)を検知する。電流検出値は、MGECU220へ入力される。
モータジェネレータMG1は、エンジン4の動力を用いて発電することによって3相交流電圧を発生し、その発生した3相交流電圧をインバータ20へ出力する。また、モータジェネレータMG1は、インバータ20から受ける3相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン4の始動を行なう。モータジェネレータMG2は、インバータ30から受ける3相交流電圧によって車両駆動力走行パワーを発生する。また、モータジェネレータMG2は、ハイブリッド車両100の回生制動時、3相交流電圧を発生してインバータ30へ出力する。
Motor generator MG <b> 1 generates a three-phase AC voltage by generating electric power using the power of engine 4, and outputs the generated three-phase AC voltage to
HVECU200には、ハイブリッド車両100の車速、運転者によるアクセル/ブレーキ操作量あるいは走行路の勾配等を示す車両運転状況を示す情報が入力され、HVECU200は、これらの車両運転状況に基づき、車両全体で必要とされるトータルパワーを算出する。
The
HVECU200は、ハイブリッド車両100が最も効率よく運行できるようにエンジン4およびモータジェネレータMG2の間の出力分担を決定し、この出力分担に従った走行パワーがエンジン4およびモータジェネレータMG2から出力されるように、動作指令を生成する。エンジンECU230およびMGECU210は、エンジン4およびモータジェネレータMG2がこの動作指令に従って作動するように制御する。
The
基本的には、エンジン4およびモータジェネレータMG2の間の出力分担は、ハイブリッド車両100が最も効率よく走行できるように決定される。たとえば、エンジン4の効率が低い低速領域では、モータジェネレータMG2からの走行パワーのみを用いた走行(以下、EV走行とも称する)が行なわれる。そして、車速が上昇した通常運転状態では、エンジン4を始動させてエンジン4およびモータジェネレータMG2の両方からの出力を用いた走行(以下、HV走行とも称する)が行なわれる。この際に、エンジン4の運転点を高効率領域とした上で、トータルパワーとエンジン出力パワーとの差分をモータジェネレータMG2によって出力するように出力分担を制御することによって、車両全体でのエネルギ効率のよい、すなわち燃費のよい走行が実現される。
Basically, the output sharing between engine 4 and motor generator MG2 is determined so that
一方、エンジン始動時に触媒暖機が必要である場合には、上記のような車両運転状況に関らず、エンジン4が作動される。同様に、バッテリSOCが所定レベル(たとえば、下限管理値)よりも低くなった場合にも、モータジェネレータMG1での発電に用いる動力を発生するために、車両運転状況に関らずエンジン4が作動される。 On the other hand, when the catalyst needs to be warmed up at the time of starting the engine, the engine 4 is operated regardless of the vehicle operating condition as described above. Similarly, even when the battery SOC becomes lower than a predetermined level (for example, the lower limit control value), the engine 4 is operated regardless of the vehicle operating condition in order to generate power used for power generation by the motor generator MG1. Is done.
また、ハイブリッド車両100の走行モードとして、車両運転状況に応じてEV走行およびHV走行を選択する「HV走行モード」と、固定的にEV走行を選択する「EV走行モード」とが設けられている。EV走行モードは、バッテリSOCが所定レベル以上確保されている場合に、ユーザ要求や、走行条件に基づく自動要求に従って、HVECU200により選択される。すなわち、HVECU200は、「制御装置」に対応する。
In addition, as a travel mode of the
ナビゲーション装置75は、GPSアンテナ77を用いてハイブリッド車両100の車両位置(走行位置)を検出可能である。さらに、ナビゲーション装置75は、ユーザの操作に従って各種の案内を行なう。代表的には、運転者により目的地が設定されたときに、登録された道路マップに基づくルート案内が行われる。ナビゲーション装置75によるルート案内については周知の技術を適用できる。ナビゲーション装置75からの情報は、HVECU200へ与えられる。
The
図2は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の走行制御を説明する概略ブロック図である。 FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating travel control of the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention.
図2を参照して、触媒暖機制御部550は、触媒コンバータ5の温度情報に基づいて、触媒暖機のためのエンジン作動を要求する制御信号WRMを生成する。触媒コンバータ5の温度情報としては、触媒コンバータ5に設置された温度センサの出力を用いてもよく、エンジン4の運転状態から推定される排気量および排気温度と、触媒コンバータ5の熱容量とから演算される温度推定値を用いてもよい。制御信号WRMが生成されると、エンジンECU230によりエンジン4が作動される。上述のように、車両全体でのエネルギ効率からはエンジン4が停止されるべき場面であっても、制御信号WRMが生成されると、エンジン4は始動される。なお、触媒暖機時には、エンジン4において、点火時期の遅角化などによって排気温度を上昇させるような燃焼条件が設定されることが好ましい。なお、触媒暖機制御部550の機能は、エンジンECU230またはHVECU200が予め格納された所定プログラムを所定周期で実行することによって実現できる。
Referring to FIG. 2, catalyst warm-up
残走行距離予測部510は、目的地が設定されたルート案内がナビゲーション装置75によって実行されているときに、ハイブリッド車両100の現在の走行位置と、道路マップ上の目的地との位置関係に基づき、所定地点までの予測走行距離Dsを逐次予測する。残走行距離予測部510による機能は、ナビゲーション装置75からのナビゲーション情報に基づいて、HVECU200が予め格納された所定プログラムを所定周期で実行することによって実現できる。あるいは、ナビゲーション装置75によって予測走行距離Dsを逐次演算するとともに、その演算結果をHVECU200へ伝達してもよい。
The remaining travel distance prediction unit 510 is based on the positional relationship between the current travel position of the
EV走行可能距離予測部520は、現在のバッテリBの蓄積電力を用いてハイブリッド車両100がEV走行モードによって走行可能な距離である、EV走行可能距離Devを予測する。EV走行可能距離Devは、現在のバッテリSOCに基づいて、たとえば、(1)式に従って求められる。
EV travelable
Dev=CSav・(SOC−SOClm) ・・・(1)
(1)式において、SOClm(%)は、触媒暖機のためにエンジン4を作動した際に、エンジン出力を用いたモータジェネレータMG1の発電電力がバッテリBによって受入れられるような値に予め設定される。たとえば、SOClmは、エンジン4の作動による充電要求が発せられるSOCの下限管理値に対応して設定することができる。また、CSav(km/%)は、ハイブリッド車両100の1km走行当たりの平均消費SOCの逆数を示す。
Dev = CSav · (SOC-SOClm) (1)
In the equation (1), SOClm (%) is set in advance to such a value that the generated power of the motor generator MG1 using the engine output is received by the battery B when the engine 4 is operated for warming up the catalyst. The For example, SOClm can be set corresponding to the lower limit management value of the SOC at which a charge request is issued by the operation of engine 4. CSav (km /%) represents the reciprocal of the average consumption SOC per 1 km travel of the
EV走行学習部530は、ハイブリッド車両100の走行時におけるSOC実績に基づいてCSavを学習する。このように、車両走行時の実績を学習することにより、EV走行可能距離Devの予測精度を向上することができる。
EV traveling
走行モード判定部540は、残走行距離予測部510による予測走行距離Dsと、EV走行可能距離予測部520によるEV走行可能距離Devとに基づいて、Ds<Devのときには、EV走行モードの選択を指示するフラグFEVをオンする。フラグFEVがオンされると、HVECU320は、エンジン4を停止してモータジェネレータMG2からの車両駆動力のみで走行(EV走行)するように、ハイブリッド車両100を制御する。
The travel
EV走行可能距離予測部520、EV走行学習部530、および、走行モード判定部540の機能は、たとえば、HVECU200が予め格納された所定プログラムを所定周期で実行することによって実現される。
The functions of the EV travelable
図3は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の走行制御を実現する制御処理手順を説明するフローチャートである。HVECU320は、図3に示したフローチャートに従う制御処理を実行するためのプログラムを、所定周期で繰り返し実行する。 FIG. 3 is a flowchart illustrating a control processing procedure for realizing traveling control of the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention. The HVECU 320 repeatedly executes a program for executing the control process according to the flowchart shown in FIG. 3 at a predetermined cycle.
図3を参照して、HVECU320は、ステップS100により、ナビゲーション装置75からの情報に基づいて、ユーザによって目的地が設定された車両走行中である「ルート案内中」であるか否かを判定する。ルート案内中でない場合(S100のNO判定時)には、HVECU320が以下の処理をスキップするので、本実施の形態による走行制御は実行されない。
Referring to FIG. 3, HVECU 320 determines, based on information from
HVECU320は、ルート案内中のとき(S100のYES判定時)には、ステップS110に処理を進めて、目的地までの予測走行距離Dsを算出する。予測走行距離Dsについては。ナビゲーション装置75で算出した結果をHVECU320で取得する処理手順としてもよい。すなわち、S110による処理は、図3の残走行距離予測部510の機能に対応する。
When route guidance is being performed (when YES is determined in S100), the HVECU 320 proceeds to step S110 to calculate the predicted travel distance Ds to the destination. About the predicted travel distance Ds. It is good also as a process sequence which acquires the result calculated in the
さらに、HVECU320は、ステップS120により、現在のバッテリ状態(SOC)に基づいて、EV走行可能距離Devを算出する。ステップS120による処理は、EV走行可能距離予測部520と同様である。
Further, in step S120, HVECU 320 calculates EV travelable distance Dev based on the current battery state (SOC). The process by step S120 is the same as that of the EV travelable
HVECU320は、ステップS130により、ステップS110で求めた予測走行距離Dsと、ステップS120で求めたEV走行可能距離Devとを比較する。そして、予測走行距離DsがEV走行可能距離Devより短いときには(S130のYES判定時)、HVECU320は、ステップS140に処理を進めて、固定的にEV走行を実行するEV走行モードを選択する。 In step S130, the HVECU 320 compares the predicted travel distance Ds obtained in step S110 with the EV travelable distance Dev obtained in step S120. When the predicted travel distance Ds is shorter than the EV travelable distance Dev (when YES is determined in S130), the HVECU 320 proceeds to the process in step S140 and selects the EV travel mode in which the EV travel is fixedly performed.
一方、Ds≧Devのときには(S130のNO判定時)には、積極的にEV走行を選択することなく、車両運転状態に応じてエンジン4およびモータジェネレータMG2の間での出力分担が調整されるHV走行モードが適用される(ステップS150)。なお、ステップS140によりEV走行モードが選択された場合であっても、バッテリSOCの低下等、EV走行が実行できない条件が成立している場合には、HV走行モードが選択され得る点について、確認的に記載する。 On the other hand, when Ds ≧ Dev (when NO is determined in S130), output sharing between engine 4 and motor generator MG2 is adjusted according to the vehicle operating state without actively selecting EV traveling. The HV traveling mode is applied (step S150). It should be noted that even if the EV travel mode is selected in step S140, it is confirmed that the HV travel mode can be selected if a condition in which EV travel cannot be performed, such as a decrease in the battery SOC, is satisfied. To be described.
以上説明したように、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の走行制御によれば、運転終了地点を予測可能であるルート案内走行時には、運転終了前の適切な時点からEV走行モードを選択することによって、次回の運転開始時にバッテリBに充電余力を生じさせるように、運転終了時のバッテリSOCを低下させることができる。この結果、次回の運転開始時に触媒暖機制御を行なった際に、触媒暖機のためのエンジン出力を、モータジェネレータMG1によるバッテリBの充電電力の発電に確実に用いることができる。すなわち、触媒暖機のためのエンジン出力を確実にエネルギ回収することによって、車両全体でのエネルギ効率を高めて、燃費を向上させることができる。 As described above, according to the travel control of the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention, the EV travel mode is selected from an appropriate time point before the end of the operation in the route guidance travel where the end point of the operation can be predicted. Thus, the battery SOC at the end of the operation can be reduced so that the battery B has a surplus charging capacity at the start of the next operation. As a result, when the catalyst warm-up control is performed at the start of the next operation, the engine output for the catalyst warm-up can be reliably used for generating the charging power of the battery B by the motor generator MG1. That is, by reliably recovering the engine output for warming up the catalyst, the energy efficiency of the entire vehicle can be improved and the fuel efficiency can be improved.
なお図1に示したハイブリッド車両の構成は例示に過ぎず、本発明は、蓄電装置の電力によって走行パワーを発生する電動機と、それ以外の駆動力源(代表的にはエンジン)とを搭載し、かつ、触媒暖機制御を実行するハイブリッド車両であれば、車両構成を特に限定することなく適用可能である点について確認的に記載する。 The configuration of the hybrid vehicle shown in FIG. 1 is merely an example, and the present invention is equipped with an electric motor that generates traveling power by the electric power of the power storage device and another driving force source (typically an engine). In addition, the hybrid vehicle that executes the catalyst warm-up control will be described in terms of confirmation that the vehicle configuration can be applied without any particular limitation.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
2 車輪、3 動力分割機構、4 エンジン、5 触媒コンバータ、10 昇圧コンバータ、20,30 インバータ、51 温度センサ、52,54,56 電圧センサ、53,58,59 電流センサ、75 ナビゲーション装置、77 GPSアンテナ、100 ハイブリッド車両、510 残走行距離予測部、520 EV走行可能距離予測部、530 走行学習部、540 走行モード判定部、550 触媒暖機制御部、B 蓄電装置(バッテリ)、C1,C2 コンデンサ、Dev EV走行可能距離、Ds 予測走行距離、200 HVECU、210 MGECU、220 バッテリECU、230 エンジンECU、FEV フラグ(EV走行モード)、MG1,MG2 モータジェネレータ、PWC,PWI1,PWI2 信号、WRM 制御信号(触媒暖機要求)。 2 wheel, 3 power split mechanism, 4 engine, 5 catalytic converter, 10 boost converter, 20, 30 inverter, 51 temperature sensor, 52, 54, 56 voltage sensor, 53, 58, 59 current sensor, 75 navigation device, 77 GPS Antenna, 100 hybrid vehicle, 510 remaining travel distance prediction unit, 520 EV travelable distance prediction unit, 530 travel learning unit, 540 travel mode determination unit, 550 catalyst warm-up control unit, B power storage device (battery), C1, C2 capacitors , Dev EV travelable distance, Ds predicted travel distance, 200 HVECU, 210 MGECU, 220 battery ECU, 230 engine ECU, FEV flag (EV travel mode), MG1, MG2 motor generator, PWC, PWI1, PWI2 signal, WRM control Signal (catalyst warm-up request).
Claims (3)
前記内燃機関の排気系に設けられた触媒装置と、
蓄電装置と、
前記内燃機関の出力によって前記蓄電装置の充電電力を発電可能に構成された第1の回転電機と、
前記蓄電装置からの電力を用いて前記内燃機関と独立に車両駆動力を発生可能に構成された第2の回転電機と、
車両位置を検出可能であるとともに、ユーザにより指定された目的地への走行経路案内機能を有するナビゲーション装置と、
前記ハイブリッド車両の走行を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記触媒装置の温度が所定以下であるときに、前記ハイブリッド車両の走行状態にかかわらず前記内燃機関を作動させる触媒暖機制御部と、
前記蓄電装置の残存容量に基づいて、前記蓄電装置の蓄積電力を用いた前記第2の回転電機からの車両駆動力による走行可能距離を推定する走行可能距離推定部と、
前記ナビゲーション装置によって前記走行経路案内がなされているときに、前記目的地までの予測走行距離を求める走行距離予測部と、
前記走行可能距離が前記予測走行距離より短いときに、前記内燃機関を停止させるとともに前記第2の回転電機によって車両駆動力を発生させる所定の走行モードを選択する走行モード判定部とを含む、ハイブリッド車両。 An internal combustion engine for generating vehicle driving force;
A catalyst device provided in an exhaust system of the internal combustion engine;
A power storage device;
A first rotating electrical machine configured to be able to generate charging power of the power storage device by an output of the internal combustion engine;
A second rotating electrical machine configured to be able to generate a vehicle driving force independently of the internal combustion engine using electric power from the power storage device;
A navigation device capable of detecting a vehicle position and having a function of guiding a route to a destination designated by a user;
A control device for controlling the traveling of the hybrid vehicle,
The control device includes:
A catalyst warm-up control unit that operates the internal combustion engine regardless of the traveling state of the hybrid vehicle when the temperature of the catalyst device is equal to or lower than a predetermined value;
Based on the remaining capacity of the power storage device, a travelable distance estimation unit that estimates a travelable distance by a vehicle driving force from the second rotating electrical machine using the stored power of the power storage device;
A travel distance prediction unit for obtaining a predicted travel distance to the destination when the travel route guidance is provided by the navigation device;
A hybrid including a travel mode determination unit that selects a predetermined travel mode that stops the internal combustion engine and generates a vehicle driving force by the second rotating electrical machine when the travelable distance is shorter than the predicted travel distance. vehicle.
前記所定の走行モードの選択時に、前記蓄電装置の電力消費量に対する前記ハイブリッド車両の走行距離の比率を学習する走行学習部をさらに含み、
前記走行可能距離推定部は、前記走行学習部による学習結果と、前記蓄電装置の残存容量とに基づいて、前記走行可能距離を推定する、請求項1記載のハイブリッド車両。 The control device includes:
A travel learning unit that learns a ratio of a travel distance of the hybrid vehicle to a power consumption amount of the power storage device when the predetermined travel mode is selected;
The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the travelable distance estimation unit estimates the travelable distance based on a learning result by the travel learning unit and a remaining capacity of the power storage device.
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