JP2012183952A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関と、該内燃機関からの動力により発電が可能な発電機と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な二次電池とを備えるハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine, a generator capable of generating electric power using power from the internal combustion engine, an electric motor capable of outputting driving power, and a secondary battery capable of exchanging electric power with the generator and the electric motor. And a hybrid vehicle comprising:
従来、この種のハイブリッド自動車としては、走行用の動力を出力可能なエンジンおよび回転電機とこの回転電機と電力をやり取りする蓄電装置とを備え、回転電機のみを動力源として走行するEVモードとエンジンと回転電機とを動力源として走行するHVモードとの切り替えが可能なハイブリッド自動車において、エンジンが運転されている最中には、蓄電装置の現在のSOC(蓄電割合)を取得すると共に蓄電装置の充放電を制御する際の制御中心となる制御中心SOCを設定し、現在のSOCが制御中心SOCよりも大きいときには蓄電装置の放電要求を行ない、現在のSOCが制御中心SOCよりも小さいときには蓄電装置の充電要求を行なうものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of hybrid vehicle, an EV mode and an engine that include an engine and a rotating electrical machine that can output power for traveling and a power storage device that exchanges power with the rotating electrical machine, and travel using only the rotating electrical machine as a power source. In a hybrid vehicle that can be switched between the HV mode that travels with a rotating electrical machine as a power source, while the engine is being operated, the current SOC (power storage ratio) of the power storage device is acquired and the power storage device A control center SOC serving as a control center for controlling charge / discharge is set, and when the current SOC is larger than the control center SOC, a discharge request for the power storage device is made. When the current SOC is smaller than the control center SOC, the power storage device Have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
上述したタイプのハイブリッド自動車では、エンジン停止中に蓄電装置の充電要求がなされると、EVモードからHVモードへ切り替えられ、エンジンからの動力を用いて発電して蓄電装置を充電することになるが、こうした動作は運転者の意図とは無関係に行なわれるため、運転者がEVモードを意図しても、その意図が適切に反映されない場合が生じる。 In a hybrid vehicle of the type described above, when a request for charging the power storage device is made while the engine is stopped, the EV mode is switched to the HV mode, and power is generated using the power from the engine to charge the power storage device. Since such an operation is performed regardless of the driver's intention, even if the driver intends the EV mode, the intention may not be appropriately reflected.
本発明のハイブリッド自動車は、運転者による電動走行の意図をより適切に反映させることを主目的とする。 The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to more appropriately reflect the intention of the electric driving by the driver.
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、該内燃機関からの動力により発電が可能な発電機と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な二次電池とを備えるハイブリッド自動車であって、
運転者による操作が可能な操作手段と、
走行に要求される走行要求動力を設定する走行要求動力設定手段と、
前記二次電池の全容量に対する蓄電量の割合を演算する蓄電割合演算手段と、
前記操作手段により第1の操作がなされたときには前記二次電池の目標蓄電割合として第1の蓄電割合を設定し、前記操作手段により第2の操作がなされたときには前記目標蓄電割合として前記第1の蓄電割合よりも低い第2の蓄電割合を設定する目標蓄電割合設定手段と、
前記二次電池の蓄電割合が前記設定された目標蓄電割合に近づくと共に前記設定された走行要求動力により走行するように、前記設定された目標蓄電割合に対する前記演算された二次電池の蓄電割合の過不足に基づく前記内燃機関の間欠運転を伴って前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
A hybrid comprising an internal combustion engine, a generator capable of generating electric power using power from the internal combustion engine, an electric motor capable of outputting driving power, and a secondary battery capable of exchanging electric power with the generator and the electric motor Car,
Operation means that can be operated by the driver;
Travel demand power setting means for setting travel demand power required for travel;
A power storage ratio calculating means for calculating a ratio of a power storage amount to a total capacity of the secondary battery;
When the first operation is performed by the operation means, the first power storage ratio is set as the target power storage ratio of the secondary battery, and when the second operation is performed by the operation means, the first power storage ratio is set as the first power storage ratio. Target power storage ratio setting means for setting a second power storage ratio lower than the power storage ratio of
The calculated storage ratio of the secondary battery with respect to the set target storage ratio so that the storage ratio of the secondary battery approaches the set target storage ratio and travels with the set travel request power. The gist of the present invention is to include control means for controlling the internal combustion engine, the generator, and the electric motor with intermittent operation of the internal combustion engine based on excess or deficiency.
この本発明のハイブリッド自動車では、操作手段により第1の操作がなされたときには二次電池の目標蓄電割合として第1の蓄電割合を設定し、操作手段により第2の操作がなされたときには目標蓄電割合として第1の蓄電割合よりも低い第2の蓄電割合を設定し、二次電池の蓄電割合が設定された目標蓄電割合に近づくと共に走行要求動力により走行するように、設定された目標蓄電割合に対する演算された蓄電割合の過不足に基づく内燃機関の間欠運転を伴って内燃機関と発電機と電動機とを制御する。これにより、運転者による電動走行の意図をより適切に反映させて走行することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, when the first operation is performed by the operating means, the first power storage ratio is set as the target power storage ratio of the secondary battery, and when the second operation is performed by the operating means, the target power storage ratio is set. As a second power storage ratio lower than the first power storage ratio, so that the power storage ratio of the secondary battery approaches the set target power storage ratio and travels with the travel required power, with respect to the set target power storage ratio. The internal combustion engine, the generator, and the motor are controlled with intermittent operation of the internal combustion engine based on the excess or deficiency of the calculated power storage ratio. Thereby, it can drive | work reflecting the intention of the electric drive by a driver more appropriately.
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記演算された二次電池の蓄電割合と前記設定された目標蓄電割合とに基づいて前記二次電池が要求する充放電要求電力を設定し、該設定した充放電要求電力と前記設定された走行要求動力とに基づいて車両全体で要求される車両要求パワーを設定し、前記内燃機関が停止している状態で前記設定した車両要求パワーが始動用閾値以上のときには前記内燃機関を始動して前記二次電池が前記充放電要求電力により充放電すると共に前記設定された走行要求動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記内燃機関が運転している状態で前記設定した車両要求パワーが停止用閾値未満のときには前記内燃機関を停止して前記設定された走行要求動力により走行するよう前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、走行要求動力をより確実に出力することができる。 In such a hybrid vehicle of the present invention, the control means sets the charge / discharge required power required by the secondary battery based on the calculated storage ratio of the secondary battery and the set target storage ratio, Based on the set required charge / discharge power and the set required travel power, the required vehicle power required for the entire vehicle is set, and the set required vehicle power is started while the internal combustion engine is stopped. The internal combustion engine is started and the secondary battery is charged / discharged by the required charge / discharge power and travels with the set required travel power, when the internal combustion engine, the generator, and the motor are And when the internal combustion engine is operating and the set vehicle request power is less than a stop threshold, the internal combustion engine is stopped and the set travel request is set. It may be assumed to be a unit that controls the electric motor to run by the force. If it carries out like this, driving | running | working request | requirement power can be output more reliably.
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記目標蓄電割合設定手段は、前記操作手段により第1の操作がなされたときには、前記第1の蓄電割合よりも高い第3の蓄電割合を前記目標蓄電割合として設定し、前記演算された蓄電割合が前記第3の蓄電割合近傍に至った後に前記第2の蓄電割合を前記目標蓄電割合として設定する手段であるものとすることもできるし、前記操作手段は、前記第1の操作として2段階の操作が可能なスイッチであり、前記目標蓄電割合設定手段は、前記操作手段により第1の操作がなされたとき、第1段階の操作で前記第1の蓄電割合よりも高い第3の蓄電割合を前記目標蓄電割合として設定し、第2段階の操作で前記第2の蓄電割合を前記目標蓄電割合として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より長時間に亘って電動走行を継続させることができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, when the first operation is performed by the operation unit, the target power storage ratio setting unit sets a third power storage ratio higher than the first power storage ratio as the target power storage ratio. It is possible to set and set the second power storage ratio as the target power storage ratio after the calculated power storage ratio reaches the vicinity of the third power storage ratio. , A switch that can be operated in two stages as the first operation, and the target power storage ratio setting means performs the first power storage in the first stage operation when the first operation is performed by the operating means. A third power storage ratio higher than a ratio may be set as the target power storage ratio, and the second power storage ratio may be set as the target power storage ratio in a second stage operation. . In this way, the electric running can be continued for a longer time.
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、3つの回転要素がそれぞれ前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結された駆動軸とに接続された遊星歯車機構を備え、前記電動機は、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機であるものとすることもできる。 Furthermore, in the hybrid vehicle of the present invention, each of the three rotating elements includes a planetary gear mechanism connected to an output shaft of the internal combustion engine, a rotating shaft of the generator, and a drive shaft connected to the axle, and the electric motor includes: In addition, the motor can be an electric motor that can input and output power to the drive shaft.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、炭化水素系の燃料の燃焼により動力を出力する内燃機関としてのエンジン22と、サンギヤ31とリングギヤ32と複数のピニオンギヤ33とキャリア34とにより構成されエンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介してキャリア34が接続された遊星歯車機構としての3軸式の動力分配統合機構30と、例えば周知の同期発電電動機として構成されロータが動力分配統合機構30のサンギヤ31に接続されたモータMG1と、例えば周知の同期発電電動機として構成されロータが動力分配統合機構30のリングギヤ32に連結されたリングギヤ軸32aに減速ギヤ35を介して接続されると共にギヤ機構37およびデファレンシャルギヤ38を介して駆動輪39a,39bに接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するの駆動回路として構成されたインバータ41,42と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されインバータ41,42を介してモータMG1,MG2と電力をやり取りするバッテリ50と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention. The hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an
エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24によりその燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御がなされている。エンジンECU24には、エンジン22の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力されており、エンジンECU24からは、図示しないスロットルバルブや燃料噴射弁,点火プラグ,可変バルブタイミング機構などへの駆動制御信号が出力されている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、エンジンECU24は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン回転数Neも演算している。
The
モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
The motors MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40. The
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの端子間電圧Vb,バッテリ50の正極側の出力端子に取り付けられた電流センサ51bからの充放電電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために、電流センサ51bにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づいてバッテリ50から放電可能な蓄電量の全容量に対する割合としての蓄電割合SOCを演算したり、演算した蓄電割合SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算したりする。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図2に電池温度Tbと入出力制限Win,Woutの基本値との関係の一例を示し、図3に蓄電割合SOCと補正係数との関係の一例を示す。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、運転者により後述するモータ走行モードによる電動走行を優先させる指示を行なうためのEVスイッチ60からのEVスイッチ信号やイグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するモードであるから、以下、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。
The hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured calculates the required torque to be output to the
次に、実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、運転者によりEVスイッチ60が操作されたときの動作について説明する。図4は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment, particularly the operation when the
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の蓄電割合SOC,バッテリ50の入出力制限Win,Wout,バッテリ50の充放電要求パワーPb*など制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ50の蓄電割合SOCは、電流センサ51bにより検出されたバッテリ50の充放電電流Ibの積算値に基づいて演算されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の蓄電割合SOCとに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。また、バッテリ50の充放電要求パワーPb*は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により図5の充放電要求パワー設定ルーチンを実行することにより設定されたものを入力するものとした。図5の充放電要求パワー設定ルーチンでは、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、バッテリ50の蓄電割合SOCとEVスイッチ60からEVスイッチ信号とを入力し(ステップS400)、EVスイッチ60がオンか否かを判定する(ステップS410)。EVスイッチ60がオフのときには、制御中心SOC*に第1の蓄電割合SOC1(例えば、60%など)を設定し(ステップS420)、EVスイッチ60がオンのときには、制御中心SOC*に第1の蓄電割合SOC1よりも低い第2の蓄電割合SOC2(例えば、50%など)を設定し(ステップS430)、設定した制御中心SOC*と入力した蓄電割合SOCとに基づいてバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*を設定して(ステップS440)、充放電要求パワー設定ルーチンを終了する。ここで、充放電要求パワーPb*の設定は、実施例では、制御中心SOC*毎に現在のバッテリ50の蓄電割合SOCと充放電要求パワーPb*との関係である充放電要求パワー設定用マップを予め作成してROM74に記憶しておき、制御中心SOC*と現在の蓄電割合SOCとが与えられると、制御中心SOC*に基づいて対応する充放電要求パワー設定用マップを選択すると共に現在の蓄電割合SOCに基づいて選択した充放電要求パワー設定用マップから対応する充放電要求パワーPb*を導出することにより行なうものとした。図6に制御中心SOC*を第1の蓄電割合SOC1としたときの充放電要求パワー設定用マップの一例を示し、図7に制御中心SOC*を第2の蓄電割合SOC2としたときの充放電要求パワー設定用マップの一例を示す。充放電要求パワー設定用マップは、バッテリ50の蓄電割合SOCが制御中心SOC*に近づくように、現在の蓄電割合SOCが制御中心SOC*よりも高いときには放電側の正のパワーが設定され、現在の蓄電割合SOCが制御中心SOC*よりも低いときには充電側の負のパワーが設定される。なお、EVスイッチ60がオンされたときに制御中心SOC*に第2の蓄電割合SOC2を設定する理由については後述する。
When the drive control routine is executed, first, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪39a,39bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*と走行に要求されるパワーである走行用パワーPdrvと車両全体に要求されるパワーである要求パワーP*とを設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図8に要求トルク設定用マップの一例を示す。走行用パワーPdrvは、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものに損失としてのロスLossを加えたものとして計算することができる。要求パワーP*は、走行用パワーPdrvから充放電要求パワーPb*を減じたものとして計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じること(Nr=k・V)によって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ること(Nr=Nm2/Gr)によって求めることができる。
When the data is input in this way, the required torque Tr * to be output to the
続いて、エンジン22が運転中であるか否かを判定し(ステップS120)、エンジン22が運転中でないときには、エンジン22が始動中(クランキング中)であるか否かを判定する(ステップS130)。エンジン22が始動中でない、即ち、エンジン22が運転停止中のときには、要求パワーP*が始動閾値Pstart以下であるか否かを判定し(ステップS140)、要求パワーP*が始動閾値Pstart以下であるときには、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定し(ステップS150)、要求トルクTr*を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ることによりモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクTm2tmpを計算し(ステップS160)、バッテリ50の入出力制限Win,WoutをモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを計算すると共に(ステップS170)、設定した仮モータトルクTm2tmpを式(1)によりトルク制限Tmin,Tmaxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し(ステップS180)、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS190)、本ルーチンを終了する。トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*(値0)でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。これにより、モータMG2からリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*をバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で出力して電動走行することができる。
Subsequently, it is determined whether or not the
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tmax),Tmin) (1) Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tmax), Tmin) (1)
ステップS140で要求パワーP*が始動閾値Pstartより大きいと判定されると、エンジン22を始動すべきと判断し、始動時のトルクマップとエンジン22の始動開始からの経過時間tとに基づいてエンジン22をクランキングするためのモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する(ステップS200)。実施例のトルクマップは、図示しないが、エンジン22の回転数Neが共振回転数帯を素早く通過するよう比較的大きなトルクをトルク指令Tm1*に設定するものとした。そして、エンジン22の回転数Neが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Nref(例えば、1000rpmなど)以上に至っているか否かを判定する(ステップS210)。いま、エンジン22の始動開始時を考えているから、エンジン22の回転数Neは小さく、回転数Nrefには至っていない。このため、この判定では否定的な結論がなされ、燃料噴射制御や点火制御は開始されない。続いて、要求トルクTr*に設定したトルク指令Tm1*を動力分配統合機構30のギヤ比ρで割ったものを加えて更に減速ギヤ35のギヤ比Grで除してモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクTm2tmpを次式(2)により計算し(ステップS230)、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと設定したトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを次式(3)および式(4)により計算すると共に(ステップS240)、設定した仮モータトルクTm2tmpを式(1)によりトルク制限Tmin,Tmaxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し(ステップS250)、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。このように、エンジン22のクランキングの最中も要求トルクTr*がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG2の駆動制御が行なわれる。即ち、モータMG2から出力すべきトルクは、要求トルクTr*をリングギヤ軸32aに出力するためのトルクとエンジン22をクランキングする際にリングギヤ軸32aに作用するトルクをキャンセルするためのトルクとの和のトルクとなる。エンジン22の始動が開始されると、ステップS130でエンジン22が始動中と判定されるから、ステップS200〜S260の処理が繰り返される。ステップS210でエンジン22の回転数Neが回転数Nref以上と判定されると、燃料噴射制御と点火制御とが開始されるよう制御信号をエンジンECU24に送信する(ステップS220)。
If it is determined in step S140 that the required power P * is greater than the start threshold value Pstart, it is determined that the
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (2)
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (2)
Tmin = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
Tmax = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
エンジン22を始動すると、ステップS120でエンジン22が運転中と判定されるから、要求パワーP*を始動閾値Pstartからマージンとしての所定パワーαを減じた値である停止閾値(Pstart−α)と比較する(ステップS270)。ここで、所定パワーαは、要求パワーP*が閾値Pstart近傍のときにエンジン22の始動と停止とが頻繁に生じないようにヒステリシスを持たせるためのものであり、適宜設定することができる。要求パワーP*が停止閾値(Pstar−α)以上のときには、エンジン22の運転を継続すべきと判断し、要求パワーP*をエンジン22に要求されるパワーであるエンジン要求パワーPe*として設定すると共に(ステップS280)、設定したエンジン要求パワーPe*とエンジン22を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン22を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS290)。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図9に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。
When the
続いて、エンジン22の目標回転数Ne*とモータMG2の回転数Nm2と動力分配統合機構30のギヤ比(サンギヤ31の歯数/リングギヤ32の歯数)ρとを用いて次式(5)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と入力したモータMG1の回転数Nm1とに基づいて式(6)によりモータMG1から出力すべきトルク指令Tm1*を計算する(ステップS300)。ここで、式(5)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン22からパワーを出力しながら走行しているときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図10に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。なお、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸32aに作用するトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。式(5)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式(6)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(6)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。
Subsequently, using the target rotational speed Ne * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (5)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (6)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / ρ (5)
Tm1 * = ρ ・ Te * / (1 + ρ) + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (6)
そして、入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*がリングギヤ軸32aに出力されるよう、要求トルクTr*に設定したトルク指令Tm1*を動力分配統合機構30のギヤ比ρで割ったものを加えて更に減速ギヤ35のギヤ比Grで除して仮モータトルクTm2tmpを計算し、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと設定したトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりトルク制限Tmin,Tmaxを計算すると共に、設定した仮モータトルクTm2tmpをトルク制限Tmin,Tmaxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、設定した目標トルクTe*と目標回転数Ne*とをエンジンECU24に送信し、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS310〜S340)、本ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24はエンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とからなる運転ポイント(目標運転ポイント)で運転されるようエンジン22の燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などを行ない、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*,Tm2*のトルクがモータMG1,MG2から出力されるようインバータ41,42のスイッチング素子をスイッチング制御する。ここで、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とからなる運転ポイントで運転されている場合を考えると、走行用パワーPdrvから充放電要求パワーPb*を減じたパワーをエンジン22から出力するため、充放電要求パワーPb*に相当する電力をもってバッテリ50を充放電しながら、リングギヤ軸32aに走行用パワーPdrvを出力して走行することになる。
Then, the torque command Tm1 * set to the required torque Tr * is divided by the gear ratio ρ of the power distribution and
ここで、エンジン22の始動の判定は要求パワーP*が始動閾値Pstartよりも大きいか否かを判定することにより行なわれ、要求パワーP*は走行用パワーPdrvから充放電要求パワーPb*を減じたものとして計算されるから、走行用パワーPdrvの大きさにもよるが、充放電要求パワーPb*が大きいほど(放電側のパワーが大きいほど)エンジン22は始動され難く、充放電要求パワーPb*が小さいほど(充電側のパワーが大きいほど)エンジン22は始動され易い傾向にある。一方、上述したように、充放電要求パワーPb*は、蓄電割合SOCが制御中心SOC*よりも高いときに放電側の正のパワーが設定され、蓄電割合SOCが制御中心SOC*よりも低いときに充電側の負のパワーが設定されるため、制御中心SOC*を低くするほど、充放電要求パワーPb*(放電側のパワー)が大きくなる結果、要求パワーP*が小さくなり、エンジン22が始動され難くなる。したがって、EVスイッチ60がオンされたときに制御中心SOC*に第1の蓄電割合SOC1よりも低い第2の蓄電割合SOC2を設定することにより、エンジン22を始動され難くし、電動走行を比較的長時間に亘って継続できるようにしているのである。EVスイッチ60がオンされたときに制御中心SOC*を第2の蓄電割合SOC2を設定するのはこうした理由に基づいている。
Here, the determination of the start of the
ステップS270で要求パワーP*が停止閾値(Pstart−α)未満と判定されたときには、エンジン22の運転を停止し(ステップS350)、電動走行するようモータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共に要求トルクTr*を減速ギヤ35のギヤ比Grで割って得られる仮モータトルクTm2tmpをトルク制限Tmin,Tmaxで制限したものをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定し、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS150〜S190)、本ルーチンを終了する。
When it is determined in step S270 that the required power P * is less than the stop threshold value (Pstart-α), the operation of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、EVスイッチ60がオフのときにはバッテリ50の制御中心SOC*に第1の蓄電割合SOC1を設定し、EVスイッチ60がオンのときには制御中心SOC*に第1の蓄電割合SOC1よりも低い第2の蓄電割合SOC2を設定し、バッテリ50の蓄電割合SOCが制御中心SOC*に近づくようバッテリ50が充放電すべき充放電要求パワーPb*を設定し、走行に要求される走行用パワーPdrvから充放電要求パワーPb*を減じたものを車両全体に要求される要求パワーP*に設定し、エンジン22を停止して電動走行しているときに要求パワーP*が始動閾値Pstartよりも大きいときにはエンジン22を始動して要求パワーP*がエンジン22から出力されると共に走行用パワーPdrvにより走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御し、要求パワーP*が始動閾値Pstart以下のときには走行用パワーPdrvにより走行するようモータMG2を制御して電動走行を継続するから、運転者によるEVスイッチ60のオン操作により電動走行を優先させた走行を行なうことができる。この結果、運転者による電動走行の意図をより適切に反映させることができる。もとより、運転者によるアクセルペダル83の踏み込みにより走行用パワーPdrvが大きくなると、要求パワーP*が始動閾値Pstartよりも大きくなる結果、エンジン22を始動するから、より確実に走行用パワーPdrvを出力することができる。
According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, the first storage ratio SOC1 is set in the control center SOC * of the
実施例のハイブリッド自動車20では、EVスイッチ60がオフのときにはバッテリ50の制御中心SOC*に第1の蓄電割合SOC1を設定し、EVスイッチ60がオンのときには制御中心SOC*に第1の蓄電割合SOC1よりも低い第2の蓄電割合SOC2を設定するものとしたが、EVスイッチ60がオンされたときには一旦制御中心SOC*に第1の蓄電割合SOC1よりも高い第3の蓄電割合SOC3(例えば、65%など)を設定し、その後に、第2の蓄電割合SOC2を設定するものとしてもよい。これにより、バッテリ50の蓄電割合SOCが第1の蓄電割合SOC1よりも高い第3の蓄電割合SOC3付近から第2の蓄電割合SOC2に至るまで充放電要求パワーPb*に放電側のパワーが設定されるから、電動走行をより長時間に亘って継続させることができる。なお、この場合、EVスイッチ60として2段階のオン操作が可能なスイッチ、例えば、ダイヤルスイッチなどが用いられる。図11は、変形例の充放電要求パワー設定ルーチンを示すフローチャートである。なお、図11の充放電要求パワー設定ルーチンでは、図5の充放電要求パワー設定ルーチンと同一の処理については同一のステップ番号を付すものとし、その詳細については重複するから省略する。図11の充放電要求パワー設定ルーチンでは、ステップS410でEVスイッチ60がオンされると、オン操作が1段目であるか否かを判定する(ステップS500)。オン操作が1段目のときには制御中心SOC*に第1の蓄電割合SOC1よりも高い第3の蓄電割合SOC3を設定し(ステップS510)、オン操作が1段目でない即ち2段目のときには制御中心SOC*に第2の蓄電割合SOC2を設定する(ステップS430)。図12に、制御中心SOC*を第3の蓄電割合SOC3としたときの充放電要求パワー設定用マップの一例を示す。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the
上述した変形例では、EVスイッチ60がオンされたときに1段目のオン操作では制御中心SOC*に第3の蓄電割合SOC3を設定し2段目のオン操作で制御中心SOC*に第2の蓄電割合SOC2を設定するものとしたが、EVスイッチ60がオンされたときにバッテリ50の蓄電割合SOCが第3の蓄電割合SOC3近傍に至るまで制御中心SOC*に第3の蓄電割合SOC3を設定し、その後に、制御中心SOC*に第2の蓄電割合SOC2を設定するものとしてもよい。この場合の変形例の充放電要求パワー設定ルーチンを図13に示す。図13の充放電要求パワー設定ルーチンでは、ステップS410でEVスイッチ60がオンされると、EV開始フラグFの値を調べる(ステップS600)。ここで、EV開始フラグFは、EVスイッチ60のオン操作による電動走行の開始を示すフラグであり、初期値としては値0が設定されている。EV開始フラグFが値0のときには、ステップS400で入力した蓄電割合SOCが第3の蓄電割合SOC3の近傍にあるか否か(例えば、第3の蓄電割合SOC3よりも若干小さい値以上か否か)を判定し(ステップS610)、蓄電割合SOCが第3の蓄電割合SOC3の近傍にないときには、制御中心SOC*に第3の蓄電割合SOC3を設定し(ステップS620)、蓄電割合SOCが第3の蓄電割合SOC3の近傍にあるときには、EV開始フラグFに値1を設定すると共に(ステップS630)、制御中心SOC*に第2の蓄電割合SOC2に設定する(ステップS640)。ステップS600でEV開始フラグFが値1と判定されると、制御中心SOC*に第2の蓄電割合SOC2が設定される(ステップS640)。
In the above-described modification, when the
また、上述した変形例の他、EVスイッチ60がオンされたときに予め定めた所定時間(例えば、5分や10分など)に亘って制御中心SOC*に第3の蓄電割合SOC3を設定し所定時間が経過したときに制御中心SOC*に第2の蓄電割合SOC2を設定するものとしてもよい。
In addition to the above-described modification, the third storage ratio SOC3 is set in the control center SOC * over a predetermined time (for example, 5 minutes, 10 minutes, etc.) when the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図14の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図14における車輪39c,39dに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is changed by the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪39a,39bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すると共にモータMG2からの動力を減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図15の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、駆動輪39a,39bに接続された駆動軸に変速機230を介してモータMGを取り付け、モータMGの回転軸にクラッチ229を介してエンジン22を接続する構成とし、エンジン22からの動力をモータMGの回転軸と変速機230とを介して駆動軸に出力すると共にモータMGからの動力を変速機230を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図16の変形例のハイブリッド自動車320に例示するように、エンジン22からの動力を変速機330を介して駆動輪39a,39bに接続された車軸に出力すると共にモータMGからの動力を駆動輪39a,39bが接続された車軸とは異なる車軸(図16における車輪39c,39dに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。即ち、走行用の動力を出力する内燃機関と内燃機関からの動力により発電する発電機と走行用の動力を出力する電動機とを備えるものであれば、内燃機関からの動力により発電する発電機として機能すると共に走行用の動力を出力する電動機としても機能する一つの発電電動機を備えるハイブリッド自動車も含めて、如何なるタイプのハイブリッド自動車としてもよいのである。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power from the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG1が「発電機」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「二次電池」に相当し、EVスイッチ60が「操作手段」に相当し、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定すると共に設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものに損失としてのロスLossを加えた値として走行用パワーPdrvを設定する図4の駆動制御ルーチンのステップS110の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「走行要求動力設定手段」に相当し、EVスイッチ60がオフのときには制御中心SOC*に第1の蓄電割合SOC1を設定しEVスイッチ60がオンのときには制御中心SOC*に第2の蓄電割合SOC2を設定し、設定した制御中心SOC*と現在の蓄電割合SOCとに基づいてバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*を設定する図5の充放電要求パワー設定ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「目標蓄電割合設定手段」に相当し、エンジン22の運転停止中に走行用パワーPdrvから充放電要求パワーPb*を減じた要求パワーP*が始動閾値Pstart以下のときには、エンジン22の停止を維持して値0をモータMG1のトルク指令Tm1*に設定すると共に要求トルクTr*がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信し、要求パワーP*が始動閾値Pstartよりも大きいときにエンジン22を始動して要求パワーP*をエンジン22から効率良く出力するためのエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*とモータMG1のトルク指令Tm1*とを設定すると共に要求トルクTr*がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECU24に送信しモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信するステップS120〜S350の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70と、目標回転数Ne*および目標トルクTe*に基づいてエンジン22を制御するエンジンECU24と、トルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御するモータECU40と、が「制御手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関からの動力により発電可能なものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。また、「操作手段」としては、オンとオフとが可能なEVスイッチ60に限定されるものではなく、例えば、ダイヤル式のつまみを操作して無段階に目標(制御中心SOC*)を設定するものなど、操作者により操作が可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「走行要求動力設定手段」としては、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定すると共に設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものに損失としてのロスLossを加えた値として走行用パワーPdrvを設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Accだけに基づいて要求トルクを設定すると共にこの要求トルクに基づいて走行用パワーを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定すると共にこの要求トルクに基づいて走行用パワーを設定するものなど、走行に要求される走行要求動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン22の運転停止中に走行用パワーPdrvから充放電要求パワーPb*を減じた要求パワーP*が始動閾値Pstart以下のときには、エンジン22の停止を維持して値0をモータMG1のトルク指令Tm1*に設定すると共に要求トルクTr*がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信し、要求パワーP*が始動閾値Pstartよりも大きいときにエンジン22を始動して要求パワーP*をエンジン22から効率良く出力するためのエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*とモータMG1のトルク指令Tm1*とを設定すると共に要求トルクTr*がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、目標回転数Ne*および目標トルクTe*に基づいてエンジン22を制御すると共にトルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御するものに限定されるものではなく、二次電池の蓄電割合が目標蓄電割合に近づくと共に走行要求動力により走行するよう、目標蓄電割合に対する二次電池の蓄電割合の過不足に基づく内燃機関の間欠運転を伴って内燃機関と発電機と電動機とを制御するものであれば如何なるものであっても構わない。
Here, the “internal combustion engine” is not limited to an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil, but may be a hydrogen engine or the like that can output driving power. Any type of internal combustion engine may be used. The “generator” is not limited to the motor MG1 configured as a synchronous generator motor, and any type of generator can be used as long as it can generate electric power from an internal combustion engine, such as an induction motor. I do not care. The “motor” is not limited to the motor MG2 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor as long as it can output power for traveling, such as an induction motor. Further, the “operation means” is not limited to the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、37 ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、39c,39d 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、60 EVスイッチ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、MG1,MG2,MG モータ。
20 hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution and integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 reduction gear , 37 gear mechanism, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 39c, 39d wheel, 40 electronic control unit for motor (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery,
Claims (5)
運転者による操作が可能な操作手段と、
走行に要求される走行要求動力を設定する走行要求動力設定手段と、
前記二次電池の全容量に対する蓄電量の割合を演算する蓄電割合演算手段と、
前記操作手段により第1の操作がなされたときには前記二次電池の目標蓄電割合として第1の蓄電割合を設定し、前記操作手段により第2の操作がなされたときには前記目標蓄電割合として前記第1の蓄電割合よりも低い第2の蓄電割合を設定する目標蓄電割合設定手段と、
前記二次電池の蓄電割合が前記設定された目標蓄電割合に近づくと共に前記設定された走行要求動力により走行するように、前記設定された目標蓄電割合に対する前記演算された二次電池の蓄電割合の過不足に基づく前記内燃機関の間欠運転を伴って前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と
を備えるハイブリッド自動車。 A hybrid comprising an internal combustion engine, a generator capable of generating electric power using power from the internal combustion engine, an electric motor capable of outputting driving power, and a secondary battery capable of exchanging electric power with the generator and the electric motor Car,
Operation means that can be operated by the driver;
Travel demand power setting means for setting travel demand power required for travel;
A power storage ratio calculating means for calculating a ratio of a power storage amount to a total capacity of the secondary battery;
When the first operation is performed by the operation means, the first power storage ratio is set as the target power storage ratio of the secondary battery, and when the second operation is performed by the operation means, the first power storage ratio is set as the first power storage ratio. Target power storage ratio setting means for setting a second power storage ratio lower than the power storage ratio of
The calculated storage ratio of the secondary battery with respect to the set target storage ratio so that the storage ratio of the secondary battery approaches the set target storage ratio and travels with the set travel request power. A hybrid vehicle comprising: control means for controlling the internal combustion engine, the generator, and the electric motor with intermittent operation of the internal combustion engine based on excess or deficiency.
前記制御手段は、前記演算された二次電池の蓄電割合と前記設定された目標蓄電割合とに基づいて前記二次電池が要求する充放電要求電力を設定し、該設定した充放電要求電力と前記設定された走行要求動力とに基づいて車両全体で要求される車両要求パワーを設定し、前記内燃機関が停止している状態で前記設定した車両要求パワーが始動用閾値以上のときには前記内燃機関を始動して前記二次電池が前記充放電要求電力により充放電すると共に前記設定された走行要求動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記内燃機関が運転している状態で前記設定した車両要求パワーが停止用閾値未満のときには前記内燃機関を停止して前記設定された走行要求動力により走行するよう前記電動機を制御する手段であるハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 1,
The control means sets charge / discharge required power required by the secondary battery based on the calculated storage ratio of the secondary battery and the set target storage ratio, and the set charge / discharge request power Based on the set travel demand power, a vehicle demand power required for the entire vehicle is set, and the internal combustion engine is set when the set vehicle demand power is equal to or greater than a starting threshold value when the internal combustion engine is stopped. To control the internal combustion engine, the generator, and the electric motor so that the secondary battery is charged / discharged by the charge / discharge required power and travels by the set travel request power, and the internal combustion engine is operated. When the set required vehicle power is less than the stop threshold in the running state, the internal combustion engine is stopped and the electric motor is controlled to run with the set required travel power. Hybrid car is.
前記目標蓄電割合設定手段は、前記操作手段により第1の操作がなされたときには、前記第1の蓄電割合よりも高い第3の蓄電割合を前記目標蓄電割合として設定し、前記演算された蓄電割合が前記第3の蓄電割合近傍に至った後に前記第2の蓄電割合を前記目標蓄電割合として設定する手段である
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
When the first operation is performed by the operation unit, the target power storage ratio setting unit sets a third power storage ratio higher than the first power storage ratio as the target power storage ratio, and the calculated power storage ratio Is a means for setting the second power storage ratio as the target power storage ratio after reaching the vicinity of the third power storage ratio.
前記操作手段は、前記第1の操作として2段階の操作が可能なスイッチであり、
前記目標蓄電割合設定手段は、前記操作手段により第1の操作がなされたとき、第1段階の操作で前記第1の蓄電割合よりも高い第3の蓄電割合を前記目標蓄電割合として設定し、第2段階の操作で前記第2の蓄電割合を前記目標蓄電割合として設定する手段である
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
The operation means is a switch capable of a two-stage operation as the first operation,
The target power storage ratio setting means sets, as the target power storage ratio, a third power storage ratio that is higher than the first power storage ratio in the first-stage operation when the first operation is performed by the operating means. A hybrid vehicle, which is means for setting the second power storage ratio as the target power storage ratio in a second stage operation.
3つの回転要素がそれぞれ前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結された駆動軸とに接続された遊星歯車機構を備え、
前記電動機は、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機である
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4,
Three rotating elements each include a planetary gear mechanism connected to an output shaft of the internal combustion engine, a rotating shaft of the generator, and a drive shaft connected to an axle,
The electric motor is an electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft.
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