JP2012254763A - Control device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の制御装置に関し、特に、外部の電源から供給された電力を蓄えるバッテリが搭載され、エンジンおよび電動モータのうちの少なくともいずれか一方を駆動源として用いて走行する車両を制御する技術に関する。 The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly, to control a vehicle that is mounted with a battery that stores electric power supplied from an external power source and that uses at least one of an engine and an electric motor as a drive source. Regarding technology.
エンジンおよび電動モータを駆動源として搭載したハイブリッド車が知られている。ハイブリッド車には、電動モータに供給する電力を蓄えるバッテリなどの蓄電装置が搭載されている。バッテリには、エンジンによって駆動される発電機が発電した電力および車両の減速時に電動モータを用いて回生された電力などが充電される。プラグインハイブリッド車とも呼ばれるハイブリッド車では、車両の外部の電源から供給されたバッテリを充電可能である。 Hybrid vehicles equipped with an engine and an electric motor as drive sources are known. A hybrid vehicle is equipped with a power storage device such as a battery for storing electric power supplied to the electric motor. The battery is charged with electric power generated by a generator driven by an engine, electric power regenerated using an electric motor when the vehicle is decelerated, and the like. A hybrid vehicle, also called a plug-in hybrid vehicle, can charge a battery supplied from a power supply external to the vehicle.
プラグインハイブリッド車においては、バッテリを満充電状態にすることが可能である。したがって、比較的長い時間、電動モータのみを用いて走行することが可能である。このような特性を利用した方法の1つとして、特開2011−915号公報(特許文献1)に記載されているように、電力コストと燃料コストに応じて、電動モータのみで走行するEV走行領域を増減することが提案されている。 In a plug-in hybrid vehicle, the battery can be fully charged. Therefore, it is possible to travel using only the electric motor for a relatively long time. As one of the methods using such characteristics, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-915 (Patent Document 1), EV traveling that travels only with an electric motor according to electric power cost and fuel cost. It has been proposed to increase or decrease the area.
しかしながら、電動モータのみで走行可能な距離には限りがあり、バッテリの残存容量が低下すると、エンジンを駆動しなければならない。したがって、たとえば長距離を走行する必要がある場合には、バッテリの残存容量が低下した状態でエンジンを駆動することは避けられない。バッテリの残存容量が低下した状態では、エンジンを電動モータでアシストするために十分な電力を電動モータに供給できないこともあり得る。この場合、エンジンの効率が悪い運転状態においてもエンジンを駆動しなければならない。したがって、総合的なエネルギ効率が悪化し得る。 However, the distance that can be traveled by only the electric motor is limited, and the engine must be driven when the remaining capacity of the battery decreases. Therefore, for example, when it is necessary to travel over a long distance, it is inevitable to drive the engine with the remaining capacity of the battery lowered. In a state where the remaining capacity of the battery is reduced, it is possible that sufficient electric power cannot be supplied to the electric motor to assist the engine with the electric motor. In this case, the engine must be driven even in an operating state where the engine is inefficient. Thus, overall energy efficiency can be degraded.
本発明は上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両のエネルギ効率を良好にすることである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to improve the energy efficiency of a vehicle.
外部の電源から供給された電力を蓄えるバッテリが搭載され、エンジンおよび電動モータのうちの少なくともいずれか一方を駆動源として用いて走行する車両の制御装置は、走行パワー、および車速をパラメータとして有し、少なくともエンジンの効率を考慮して定めたマップに従って、前記エンジンを駆動する走行モードと、前記エンジンを停止する走行モードとを切り替える制御手段とを備える。 A control device for a vehicle that is mounted with a battery that stores electric power supplied from an external power source and that uses at least one of an engine and an electric motor as a drive source has travel power and vehicle speed as parameters. And a control means for switching between a travel mode for driving the engine and a travel mode for stopping the engine according to a map determined in consideration of at least engine efficiency.
この構成によれば、エンジンの効率を考慮して、たとえばエンジンの効率がよい走行状態ではエンジンを駆動して、バッテリの残存容量の低下速度を遅くすることができる。そのため、比較的長い距離において、電動モータを用いて車両を走行させるのに必要な電力をバッテリに残すことができる。そのため、エンジンの効率が悪い運転状態ではエンジンを停止させ、電動モータを用いて車両を走行させることが可能な走行距離を長くすることができる。その結果、総合的な車両のエネルギ効率を良好にすることができる。 According to this configuration, in consideration of the engine efficiency, the engine can be driven in a traveling state where the engine efficiency is good, for example, and the rate of decrease in the remaining capacity of the battery can be reduced. Therefore, electric power necessary for running the vehicle using the electric motor can be left in the battery over a relatively long distance. Therefore, the engine can be stopped in an operating state where the efficiency of the engine is low, and the travel distance that allows the vehicle to travel using the electric motor can be increased. As a result, overall vehicle energy efficiency can be improved.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
<第1の実施の形態>
図1を参照して、プラグインハイブリッド車には、エンジン100と、第1モータジェネレータ110と、第2モータジェネレータ120と、動力分割機構130と、減速機140と、バッテリ150とが搭載される。
<First Embodiment>
Referring to FIG. 1, an
エンジン100、第1モータジェネレータ110、第2モータジェネレータ120、バッテリ150は、ECU(Electronic Control Unit)170により制御される。ECU170は複数のECUに分割するようにしてもよい。
この車両は、エンジン100および第2モータジェネレータ120のうちの少なくともいずれか一方からの駆動力により走行する。すなわち、エンジン100および第2モータジェネレータ120のうちのいずれか一方もしくは両方が、運転状態に応じて駆動源として自動的に選択される。
This vehicle travels by driving force from at least one of
たとえばアクセル開度が小さい場合および車速が低い場合などには、第2モータジェネレータ120のみを駆動源としてプラグインハイブリッド車が走行する。この場合、エンジン100が停止される。ただし、発電などのためにエンジン100が駆動する場合がある。
For example, when the accelerator opening is small and the vehicle speed is low, the plug-in hybrid vehicle runs using only the
また、アクセル開度が大きい場合、車速が高い場合、バッテリ150の残存容量(SOC:State Of Charge)が小さい場合などには、エンジン100が駆動される。この場合、エンジン100のみ、もしくはエンジン100および第2モータジェネレータ120の両方を駆動源としてプラグインハイブリッド車が走行する。
Further, when the accelerator opening is large, the vehicle speed is high, or the remaining capacity (SOC: State Of Charge) of
さらに、この車両は、CS(Charge Sustaining)モードとCD(Charge Depleting)モードと、長距離運転モードとのうちのいずれかの制御モードで制御される。たとえば、運転者がスイッチ172をオンにすると、長距離運転モードが選択される。スイッチ172がオフであると、CSモードとCDモードとが自動で切替えられる。
Further, the vehicle is controlled in one of a control mode of a CS (Charge Sustaining) mode, a CD (Charge Depleting) mode, and a long-distance driving mode. For example, when the driver turns on the
CSモードでは、バッテリ150に蓄えられた電力を所定の目標値に維持しながら、プラグインハイブリッド車が走行する。
In the CS mode, the plug-in hybrid vehicle travels while maintaining the electric power stored in the
CDモードでは、走行用としてバッテリ150に蓄えられた電力を維持せず、電力を用いて、主に第2モータジェネレータ120の駆動力のみでプラグインハイブリッド車が走行する。ただし、CDモードでは、アクセル開度が高い場合および車速が高い場合などには、駆動力を補うためにエンジン100が駆動され得る。
In the CD mode, the plug-in hybrid vehicle travels mainly using only the driving force of the
長距離運転モードでは、第2モータジェネレータ120を駆動して走行しつつ、エンジン100の効率が良い走行状態ではエンジン100を駆動し、効率が悪い走行状態ではエンジン100を停止する。
In the long distance operation mode, the
CSモードは、HVモードと記載される場合もある。同様に、CDモードは、EVモードと記載される場合もある。なお、CSモード、CDモードおよび長距離運転モードについては後でさらに説明する。 The CS mode may be described as the HV mode. Similarly, the CD mode may be described as an EV mode. The CS mode, the CD mode, and the long distance operation mode will be further described later.
エンジン100は、内燃機関である。燃料と空気の混合気が燃焼室内で燃焼することよって、出力軸であるクランクシャフトが回転する。エンジン100から排出される排気ガスは、触媒102によって浄化された後、車外に排出される。触媒102は、温度が所定の活性温度まで増大されることによって浄化作用を発揮する。触媒102の暖機は、排気ガスの熱を利用して行なわれる。触媒102は、たとえば三元触媒である。
The
排気ガスから、エンジン100の空燃比が空燃比センサ104により検出される。また、エンジン100の冷却水の温度は、温度センサ106により検出される。空燃比センサ104の出力および温度センサ106の出力は、ECU170に入力される。
The air-fuel ratio of the
エンジン100、第1モータジェネレータ110および第2モータジェネレータ120は、動力分割機構130を介して接続されている。エンジン100が発生する動力は、動力分割機構130により、2経路に分割される。一方は減速機140を介して前輪160を駆動する経路である。もう一方は、第1モータジェネレータ110を駆動させて発電する経路である。
第1モータジェネレータ110は、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルを備える、三相交流回転電機である。第1モータジェネレータ110は、動力分割機構130により分割されたエンジン100の動力により発電する。第1モータジェネレータ110により発電された電力は、車両の走行状態や、バッテリ150の残存容量の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時では、第1モータジェネレータ110により発電された電力はそのまま第2モータジェネレータ120を駆動させる電力となる。一方、バッテリ150のSOCが予め定められた値よりも低い場合、第1モータジェネレータ110により発電された電力は、後述するインバータにより交流から直流に変換される。その後、後述するコンバータにより電圧が調整されてバッテリ150に蓄えられる。
第1モータジェネレータ110が発電機として作用している場合、第1モータジェネレータ110は負のトルクを発生している。ここで、負のトルクとは、エンジン100の負荷となるようなトルクをいう。第1モータジェネレータ110が電力の供給を受けてモータとして作用している場合、第1モータジェネレータ110は正のトルクを発生する。ここで、正のトルクとは、エンジン100の負荷とならないようなトルク、すなわち、エンジン100の回転をアシストするようなトルクをいう。なお、第2モータジェネレータ120についても同様である。
When
第2モータジェネレータ120は、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルを備える、三相交流回転電機である。第2モータジェネレータ120は、バッテリ150に蓄えられた電力および第1モータジェネレータ110により発電された電力のうちの少なくともいずれかの電力により駆動する。
第2モータジェネレータ120の駆動力は、減速機140を介して前輪160に伝えられる。これにより、第2モータジェネレータ120はエンジン100をアシストしたり、第2モータジェネレータ120からの駆動力により車両を走行させたりする。なお、前輪160の代わりにもしくは加えて後輪を駆動するようにしてもよい。
The driving force of the
プラグインハイブリッド車の回生制動時には、減速機140を介して前輪160により第2モータジェネレータ120が駆動され、第2モータジェネレータ120が発電機として作動する。これにより第2モータジェネレータ120は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。第2モータジェネレータ120により発電された電力は、バッテリ150に蓄えられる。
During regenerative braking of the plug-in hybrid vehicle, the
動力分割機構130は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から構成される。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤが自転可能であるように支持する。サンギヤは第1モータジェネレータ110の回転軸に連結される。キャリアはエンジン100のクランクシャフトに連結される。リングギヤは第2モータジェネレータ120の回転軸および減速機140に連結される。
Power split
エンジン100、第1モータジェネレータ110および第2モータジェネレータ120が、遊星歯車からなる動力分割機構130を介して連結されることで、エンジン100、第1モータジェネレータ110および第2モータジェネレータ120の回転数は、図2で示すように、共線図において直線で結ばれる関係になる。
The
図1に戻って、バッテリ150は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。バッテリ150の電圧は、たとえば200V程度である。バッテリ150には、第1モータジェネレータ110および第2モータジェネレータ120の他、車両の外部の電源から供給される電力が充電される。なお、バッテリ150の代わりにもしくは加えてキャパシタを用いるようにしてもよい。
Returning to FIG. 1, the
図3を参照して、プラグインハイブリッド車の電気システムについてさらに説明する。プラグインハイブリッド車には、コンバータ200と、第1インバータ210と、第2インバータ220と、SMR(System Main Relay)230と、充電器240と、インレット250とが設けられる。
With reference to FIG. 3, the electrical system of the plug-in hybrid vehicle will be further described. The plug-in hybrid vehicle is provided with a
コンバータ200は、リアクトルと、二つのnpn型トランジスタと、二つダイオードとを含む。リアクトルは、各バッテリの正極側に一端が接続され、2つのnpn型トランジスタの接続点に他端が接続される。
2つのnpn型トランジスタは、直列に接続される。npn型トランジスタは、ECU170により制御される。各npn型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードがそれぞれ接続される。
Two npn-type transistors are connected in series. The npn transistor is controlled by the
なお、npn型トランジスタとして、たとえば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を用いることができる。npn型トランジスタに代えて、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)等の電力スイッチング素子を用いることができる。 For example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can be used as the npn transistor. Instead of the npn type transistor, a power switching element such as a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) can be used.
バッテリ150から放電された電力を第1モータジェネレータ110もしくは第2モータジェネレータ120に供給する際、電圧がコンバータ200により昇圧される。逆に、第1モータジェネレータ110もしくは第2モータジェネレータ120により発電された電力をバッテリ150に充電する際、電圧がコンバータ200により降圧される。
When the electric power discharged from the
コンバータ200と、各インバータとの間のシステム電圧VHは、電圧センサ180により検出される。電圧センサ180の検出結果は、ECU170に送信される。
System voltage VH between
第1インバータ210は、U相アーム、V相アームおよびW相アームを含む。U相アーム、V相アームおよびW相アームは並列に接続される。U相アーム、V相アームおよびW相アームは、それぞれ、直列に接続された2つのnpn型トランジスタを有する。各npn型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各npn型トランジスタの接続点は、第1モータジェネレータ110の各コイルの中性点112とは異なる端部にそれぞれ接続される。
第1インバータ210は、バッテリ150から供給される直流電流を交流電流に変換し、第1モータジェネレータ110に供給する。また、第1インバータ210は、第1モータジェネレータ110により発電された交流電流を直流電流に変換する。
第2インバータ220は、U相アーム、V相アームおよびW相アームを含む。U相アーム、V相アームおよびW相アームは並列に接続される。U相アーム、V相アームおよびW相アームは、それぞれ、直列に接続された2つのnpn型トランジスタを有する。各npn型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各npn型トランジスタの接続点は、第2モータジェネレータ120の各コイルの中性点122とは異なる端部にそれぞれ接続される。
第2インバータ220は、バッテリ150から供給される直流電流を交流電流に変換し、第2モータジェネレータ120に供給する。また、第2インバータ220は、第2モータジェネレータ120により発電された交流電流を直流電流に変換する。
コンバータ200、第1インバータ210および第2インバータ220は、ECU170により制御される。
SMR230は、バッテリ150と充電器240との間に設けられる。SMR230は、バッテリ150と電気システムとを接続した状態および遮断した状態を切換えるリレーである。SMR230が開いた状態であると、バッテリ150が電気システムから遮断される。SMR230が閉じた状態であると、バッテリ150が電気システムに接続される。
すなわち、SMR230が開いた状態であると、バッテリ150が、コンバータ200および充電器240などから電気的に遮断される。SMR230が閉じた状態であると、バッテリ150が、コンバータ200および充電器240などと電気的に接続される。
That is, when
SMR230の状態は、ECU170により制御される。たとえば、ECU170が起動すると、SMR230が閉じられる。ECU170が停止する際、SMR230が開かれる。
The state of
充電器240は、バッテリ150とコンバータ200との間に接続される。図4に示すように、充電器240は、AC/DC変換回路242と、DC/AC変換回路244と、絶縁トランス246と、整流回路248とを含む。
AC/DC変換回路242は、単相ブリッジ回路から成る。AC/DC変換回路242は、ECU170からの駆動信号に基づいて、交流電力を直流電力に変換する。また、AC/DC変換回路242は、コイルをリアクトルとして用いることにより電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路としても機能する。
The AC /
DC/AC変換回路244は、単相ブリッジ回路から成る。DC/AC変換回路244は、ECU170からの駆動信号に基づいて、直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス246へ出力する。
The DC /
絶縁トランス246は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれDC/AC変換回路244および整流回路248に接続される。絶縁トランス246は、DC/AC変換回路244から受ける高周波の交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧レベルに変換して整流回路248へ出力する。整流回路248は、絶縁トランス246から出力される交流電力を直流電力に整流する。
AC/DC変換回路242とDC/AC変換回路244との間の電圧(平滑コンデンサの端子間電圧)は、電圧センサ182により検出され、検出結果を表わす信号がECU170に入力される。また、充電器240の出力電流は、電流センサ184により検出され、検出結果を表わす信号がECU170に入力される。さらに、充電器240の温度は、温度センサ186により検出され、検出結果を表わす信号がECU170に入力される。
A voltage (voltage between terminals of the smoothing capacitor) between AC /
インレット250は、たとえばプラグインハイブリッド車の側部に設けられる。インレット250には、プラグインハイブリッド車と外部の電源402とを連結する充電ケーブル300のコネクタ310が接続される。
充電ケーブル300のプラグ320は、家屋に設けられたコンセント400に接続される。コンセント400には、プラグインハイブリッド車の外部の電源402から交流電力が供給される。
Plug 320 of charging
充電ケーブル300によりプラグインハイブリッド車と外部の電源402とが連結された状態において、外部の電源402から供給された電力がバッテリ150に充電される。バッテリ150の充電時には、SMR230が閉じられる。
In a state where the plug-in hybrid vehicle and the
以下、CSモード、CDモードおよび長距離運転モードについてさらに説明する。たとえば、長距離運転モードが選択されていなければ、図5に示すように、バッテリ150のSOCがしきい値以下である場合、CSモードが選択される。バッテリ150のSOCがしきい値よりも大きい場合、CDモードが選択される。CSモードおよびCDモードの選択方法は、これに限定されない。
Hereinafter, the CS mode, the CD mode, and the long distance operation mode will be further described. For example, if the long-distance operation mode is not selected, the CS mode is selected when the SOC of the
CSモードおよびCDモードでは、エンジン100および第2モータジェネレータ120のうちの少なくともいずれか一方からの駆動力によりプラグインハイブリッド車が走行する。
In the CS mode and the CD mode, the plug-in hybrid vehicle travels by the driving force from at least one of the
図6に示すように、プラグインハイブリッド車の走行パワーがエンジン始動しきい値より小さいと、第2モータジェネレータ120の駆動力のみを用いてプラグインハイブリッド車が走行する。したがって、エンジン始動しきい値以上であった走行パワーが、エンジン始動しきい値まで低下すると、エンジン100を停止すべく、点火およびエンジン100への燃料供給(燃料噴射)が停止される。
As shown in FIG. 6, when the traveling power of the plug-in hybrid vehicle is smaller than the engine start threshold, the plug-in hybrid vehicle travels using only the driving force of the
一方、プラグインハイブリッド車の走行パワーがエンジン始動しきい値以上になると、エンジン100が駆動される。これにより、第2モータジェネレータ120の駆動力に加えて、もしくは代わりに、エンジン100の駆動力を用いてプラグインハイブリッド車が走行する。また、エンジン100の駆動力を用いて第1モータジェネレータ110が発電した電力が第2モータジェネレータ120に直接供給される。
On the other hand, when the traveling power of the plug-in hybrid vehicle exceeds the engine start threshold value,
図6から明らかなように、CSモードでプラグインハイブリッド車が制御される領域は、エンジン100が停止される領域と、エンジン100が駆動される領域とを含む。同様に、CDモードでプラグインハイブリッド車が制御される領域は、エンジン100が停止される領域と、エンジン100が駆動される領域とを含む。
As apparent from FIG. 6, the region where the plug-in hybrid vehicle is controlled in the CS mode includes a region where
走行パワーは、たとえば、ドライバにより操作されるアクセルペダルの開度(アクセル開度)および車速などをパラメータに有するマップに従ってECU170により算出される。なお、走行パワーを算出する方法はこれに限らない。
The traveling power is calculated by the
CDモードにおけるエンジン始動しきい値は、CSモードにおけるエンジン始動しきい値よりも大きい。すなわち、CDモードにおいてエンジン100が停止し、第2モータジェネレータ120の駆動力のみでプラグインハイブリッド車が走行する領域は、CSモードにおいてエンジン100が停止し、第2モータジェネレータ120の駆動力のみでプラグインハイブリッド車が走行する領域よりも大きい。よって、CDモードでは、エンジン100を停止し、主に第2モータジェネレータ120の駆動力のみでプラグインハイブリッド車が走行するように制御される。一方、CSモードにおいてエンジン100が駆動する頻度は、CDモードにおいてエンジン100が駆動する頻度よりも高い。そのため、CSモードでは、エンジン100および第2モータジェネレータ120の両方を用いて効率よくプラグインハイブリッド車が走行するように制御される。
The engine start threshold value in the CD mode is larger than the engine start threshold value in the CS mode. That is, the
以下、CSモードにおけるエンジン始動しきい値を第1エンジン始動パワーとも記載する。CDモードにおけるエンジン始動しきい値を第2エンジン始動パワーとも記載する。図6に示すように、第2エンジン始動パワーは、第1エンジン始動パワーよりも大きい。 Hereinafter, the engine start threshold value in the CS mode is also referred to as first engine start power. The engine start threshold value in the CD mode is also referred to as the second engine start power. As shown in FIG. 6, the second engine start power is larger than the first engine start power.
CDモードにおいてバッテリ150に充電される電力は、CSモードにおいてバッテリ150に充電される電力に比べて小さくされる。具体的には、CSモードでは、バッテリ150の充電電力がバッテリ150のSOCに応じて定められる。エンジン100は、定められた充電電力に相当する電力を、第1モータジェネレータ110を用いて発電できるように駆動される。一方、CDモードでは、通常、バッテリ150の充電電力が零に定められる。すなわち、CDモードでは、回生制動により得られた電力はバッテリ150に充電されるが、バッテリ150を充電することを目的としたエンジン100の駆動は行なわれない。
The electric power charged in the
したがって、CDモードでは、バッテリ150に蓄えられた電力、特に、プラグインハイブリッド車の外部の電源402から供給された電力が積極的に消費される。その結果、CDモードでは、CSモードに比べて、エンジン100を停止すべく、点火およびエンジン100への燃料供給(燃料噴射)が頻繁に停止され得る。すなわち、CDモードでは、CSモードに比べて、エンジン100の運転の機会が制限される。
Therefore, in the CD mode, the power stored in the
図7に示すように、エンジン100の動作点、すなわちエンジン回転数NEおよび出力トルクTEは、出力パワーと最適燃費ラインとの交点により定まる。出力パワーは、等パワー線によって示される。最適燃費ラインは、エンジン100の効率がよい動作点を結ぶ曲線である。最適燃費ラインは、実験およびシミュレーションの結果に基づいて、開発者により予め定められる。
As shown in FIG. 7, the operating point of the
長距離運転モードが選択された場合、走行パワーおよび車速をパラメータとして有する最適効率動作点マップを用いて、エンジン100、第1モータジェネレータ110および第2モータジェネレータ120が制御される。
When long-distance operation mode is selected,
最適効率動作点マップは、エンジン100の効率、種々の損失等を考慮して、ハイブリッド車の総合的な効率が最も良くなる動作点として、実験およびシミュレーション等の結果に基づいて開発者により予め作成される。
The optimum efficiency operating point map is created in advance by the developer based on the results of experiments and simulations as the operating point at which the overall efficiency of the hybrid vehicle is the best considering the efficiency of the
長距離運転モードにおいては、最適効率動作点マップに従って、エンジン100の動作点(たとえば出力パワーおよび回転数)と、バッテリ150の動作点(たとえばパワー)すなわち第2モータジェネレータ120の動作点(たとえばパワー)が決定される。ただし、上述したCDモードとは異なり、走行パワーが正の場合、バッテリ150のパワーは正となる。したがって、バッテリ150から電力が放電され、第2モータジェネレータ120が駆動する。
In the long-distance operation mode, the operating point (for example, output power and rotation speed) of
最適効率動作点マップに従ってエンジン100の動作点を定めた結果、長距離運転モードにおいては、エンジン100を停止した場合よりも運転した場合の方がハイブリッド車の総合的な効率がよい走行状態(走行パワーと車速との組合せ)では、エンジン100が運転される。逆に、エンジン100を運転した場合よりも停止した場合の方がハイブリッド車の総合的な効率がよい走行状態では、エンジン100が停止される。
As a result of determining the operating point of the
したがって、図8に示すように、走行パワーが増大すると、CDモードでは第2モータジェネレータ120へ供給される電力が増大することに起因してバッテリ150のSOCが急減する一方で、長距離運転モードではエンジン100が運転される結果、第2モータジェネレータ120へ供給される電力の増大量が抑制され、CDモードに比べてSOCの低下速度が抑制される。
Therefore, as shown in FIG. 8, when the traveling power increases, in the CD mode, the SOC supplied to the
そのため、より長距離にわたって、第2モータジェネレータ120のみで車両を走行させるのに必要な電力をバッテリ150に蓄えておくことができる。よって、エンジン100の効率が悪い運転状態ではエンジン100を停止し、第2モータジェネレータ120を用いて車両を走行させることが可能な走行距離を長くすることができる。したがって、総合的な車両のエネルギ効率を良好にすることができる。
Therefore, it is possible to store in the
なお、CDモードでの航続距離と、長距離運転モードでの航続距離との関係は、各モードでの航続距離を記憶することにより把握できるため、CDモードでの航続距離に加えて、長距離運転モードでの航続距離をメータ等に表示するようにしてもよい。さらに、長距離運転モードでの走行可能距離を実態に応じて学習するようにしてもよい。 Since the relationship between the cruising distance in the CD mode and the cruising distance in the long-distance driving mode can be grasped by storing the cruising distance in each mode, in addition to the cruising distance in the CD mode, the long distance The cruising distance in the operation mode may be displayed on a meter or the like. Further, the travelable distance in the long distance driving mode may be learned according to the actual situation.
<第2の実施の形態>
以下、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図9に示すように、長距離運転モードでの走行可能距離が、ユーザが入力した走行予定距離よりも長い場合は、走行可能距離と走行予定距離との差に応じて、バッテリ150から放電される電力(パワー)を増大するとともに、エンジン100の出力パワーを低減する点で、前述の第1の実施の形態と相違する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, a second embodiment will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 9, when the travelable distance in the long-distance driving mode is longer than the planned travel distance input by the user, according to the difference between the travelable distance and the planned travel distance. The second embodiment is different from the first embodiment in that the power discharged from the
走行可能距離は、バッテリ150のSOC、SOCの低下率、車速、アクセル開度などをパラメータとして有し、予め開発者により作成されたマップに基づいてECU170が算出する。走行可能距離を算出する方法はこれに限定されない。ユーザの使用状況を考慮して走行可能距離を学習するようにしてもよい。
The travelable distance includes the SOC of the
走行予定距離は、入力インターフェースなどを利用してユーザが手動で入力する。携帯電話等を利用することにより走行予定距離を入力するようにしてもよい。ナビゲーションシステムに登録された目的地までの距離を走行予定距離として用いてもよい。 The estimated travel distance is manually input by the user using an input interface or the like. The estimated travel distance may be input by using a mobile phone or the like. The distance to the destination registered in the navigation system may be used as the planned travel distance.
バッテリ150から放電される電力(すなわち第2モータジェネレータ120のパワー)は、たとえば図10に示すマップに従って定められる定数を、第1の実施の形態において説明した最適効率動作点マップに従って決定されたバッテリ150のパワーに乗算することにより増大される。なお、定数は図10に示すものに限定されない。 For the electric power discharged from battery 150 (that is, the power of second motor generator 120), for example, a constant determined according to the map shown in FIG. 10 is determined according to the optimum efficiency operating point map described in the first embodiment. Increased by multiplying 150 powers. The constants are not limited to those shown in FIG.
図10に示すように、定数を定めたマップは、少なくとも、走行可能距離と走行予定距離との差と、SOCとをパラメータとして有する。所定の定数を最適効率動作点マップに従って決定されたバッテリ150のパワーに加算するようにしてもよい。
As shown in FIG. 10, the map in which the constants are defined includes at least a difference between the travelable distance and the planned travel distance and SOC as parameters. A predetermined constant may be added to the power of the
バッテリ150のパワーを増大した分だけ、エンジン100の出力パワーが低減される。エンジン100の出力パワーが低減されることに起因して、エンジン100の動作点は、燃費最適ラインに沿って変化する。
The output power of
このようにすれば、目的地に到着した際にバッテリ150に残っている、車両の外部の電源402によって充電された電力を低減することができる。そのため、外部の電源402によって充電された電力を無駄なく消費できる。
In this way, it is possible to reduce the electric power remaining in the
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.
100 エンジン、102 触媒、110 第1モータジェネレータ、120 第2モータジェネレータ、130 動力分割機構、140 減速機、150 バッテリ、160 前輪、170 ECU、172 スイッチ、200 コンバータ、210 第1インバータ、220 第2インバータ、240 充電器、242 AC/DC変換回路、244 DC/AC変換回路、246 絶縁トランス、248 整流回路、250 インレット、300 充電ケーブル、310 コネクタ、320 プラグ、400 コンセント、402 電源。 100 Engine, 102 Catalyst, 110 First motor generator, 120 Second motor generator, 130 Power split mechanism, 140 Reducer, 150 Battery, 160 Front wheel, 170 ECU, 172 Switch, 200 Converter, 210 First inverter, 220 Second Inverter, 240 charger, 242 AC / DC conversion circuit, 244 DC / AC conversion circuit, 246 insulation transformer, 248 rectifier circuit, 250 inlet, 300 charging cable, 310 connector, 320 plug, 400 outlet, 402 power supply.
Claims (1)
走行パワー、および車速をパラメータとして有し、少なくともエンジンの効率を考慮して定めたマップに従って、前記エンジンを駆動する走行モードと、前記エンジンを停止する走行モードとを切り替える制御手段とを備える、車両の制御装置。 A control device for a vehicle that is mounted with a battery that stores electric power supplied from an external power source and that uses at least one of an engine and an electric motor as a drive source,
Vehicle having a running power and a vehicle speed as parameters, and a control means for switching between a running mode for driving the engine and a running mode for stopping the engine according to a map determined in consideration of at least engine efficiency Control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011130142A JP2012254763A (en) | 2011-06-10 | 2011-06-10 | Control device of vehicle |
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US11267364B2 (en) * | 2019-04-24 | 2022-03-08 | Hyundai Motor Company | SOC control method and apparatus for improving fuel efficiency of hybrid vehicle |
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JP2009161134A (en) * | 2008-01-10 | 2009-07-23 | Toyota Motor Corp | Hybrid vehicle and method of controlling the same |
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- 2011-06-10 JP JP2011130142A patent/JP2012254763A/en active Pending
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