JP2013154718A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関と電動機とを駆動源として搭載したハイブリッド車両に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and an electric motor as drive sources.
ハイブリッド車両の一つは、内燃機関の運転を停止して電動機の出力のみを用いた走行(以下、「電動走行」と称呼する。)と、内燃機関及び電動機の両方の出力を用いた走行(以下、「ハイブリッド走行」と称呼する。)と、を行うことができる。ハイブリッド車両は、電動機に電力を供給可能であり且つ充電可能である蓄電装置(例えば、バッテリ)を搭載している。 One of the hybrid vehicles is a travel using only the output of the electric motor with the operation of the internal combustion engine stopped (hereinafter referred to as “electric travel”), and a travel using the output of both the internal combustion engine and the motor ( Hereinafter, it is referred to as “hybrid driving”. The hybrid vehicle is equipped with a power storage device (for example, a battery) that can supply electric power to the electric motor and can be charged.
更に、近年において、蓄電装置を車両の外部から供給される電力により充電することができるハイブリッド車両(所謂「プラグイン・ハイブリッド車両」)が開発されて来ている。以下、車両の外部から供給される電力による蓄電装置の充電を「外部充電」とも称呼する。 Furthermore, in recent years, hybrid vehicles (so-called “plug-in hybrid vehicles”) that can charge the power storage device with electric power supplied from outside the vehicle have been developed. Hereinafter, charging of the power storage device with electric power supplied from the outside of the vehicle is also referred to as “external charging”.
外部充電が行われると、蓄電装置は満充電状態に近い状態となることが多いので、蓄電装置の残容量は大きい。そのため、ハイブリッド車両は、外部充電後に電動走行をハイブリッド走行よりも優先する。但し、ハイブリッド車両は、急加速時や登坂走行時などの大きな走行駆動力が要求される場合等において内燃機関を作動する。より具体的に述べると、ハイブリッド車両は、電動走行中に「ユーザにより変更されるアクセル操作量と車速とに応じて変化する車両要求パワー」が「機関始動パワー閾値」以上になると、ハイブリッド走行を開始する(例えば、特許文献1を参照。)。 When external charging is performed, the power storage device is often in a fully charged state, so the remaining capacity of the power storage device is large. Therefore, the hybrid vehicle gives priority to electric traveling over hybrid traveling after external charging. However, the hybrid vehicle operates the internal combustion engine when a large traveling driving force is required, such as during rapid acceleration or traveling uphill. More specifically, when the hybrid vehicle is in electric driving and the “required vehicle power that changes according to the accelerator operation amount and vehicle speed changed by the user” is equal to or greater than the “engine starting power threshold value”, Start (see, for example, Patent Document 1).
加えて、ハイブリッド車両は、蓄電装置の容量低下防止及び電気系部品の保護等を目的として、電動走行中に車速が機関始動車速閾値以上になった場合にも、内燃機関を始動してハイブリッド走行へと移行する。 In addition, for the purpose of preventing the capacity of the power storage device from decreasing and protecting the electrical components, the hybrid vehicle starts the internal combustion engine and performs hybrid travel even when the vehicle speed exceeds the engine start vehicle speed threshold during electric travel. Migrate to
ところで、あるユーザはアクセル操作量を比較的穏やかに変更しながら車両を運転し、別のユーザはアクセル操作量を比較的頻繁且つ激しく変更しながら車両を運転する。例えば、あるユーザは、図1の(B)に示したように、アクセル操作量を比較的穏やかに変更しながら、図1の(A)に示した車速にて車両を走行させる。別のユーザは、図1の(C)に示したように、アクセル操作量を頻繁且つ激しく増減しながら、図1の(A)に示した車速にて車両を走行させる。 By the way, a certain user drives the vehicle while changing the accelerator operation amount relatively gently, and another user drives the vehicle while changing the accelerator operation amount relatively frequently and violently. For example, as shown in FIG. 1B, a certain user drives the vehicle at the vehicle speed shown in FIG. 1A while changing the accelerator operation amount relatively gently. As shown in FIG. 1C, another user runs the vehicle at the vehicle speed shown in FIG. 1A while frequently and violently increasing and decreasing the accelerator operation amount.
外部充電後において電動走行が行われている場合、アクセル操作量が比較的穏やかに変更されると、「ユーザにより変更されるアクセル操作量と車速とに応じて変化する車両要求パワー」が「機関始動パワー閾値」以上となる可能性は低い。従って、外部充電後において機関が一度も始動されることなく電動走行が継続しているのであれば、そのユーザの電動走行への期待は高いと考えることができる。換言すると、そのユーザは電動走行が継続することを望んでいると考えることができる。よって、このようなユーザ(アクセル操作量を穏やかに変更するユーザ)の期待に応えるためには、上述した機関始動車速閾値は、内燃機関が始動し難いように、高めの値に設定されていることが好ましい。 When electric travel is performed after external charging, if the accelerator operation amount is changed relatively gently, “the vehicle required power that changes according to the accelerator operation amount and the vehicle speed changed by the user” becomes “engine It is unlikely that the starting power threshold will be exceeded. Therefore, if the electric running is continued without starting the engine once after the external charging, it can be considered that the user has high expectation for the electric running. In other words, it can be considered that the user wants electric driving to continue. Therefore, in order to meet the expectation of such a user (a user who changes the accelerator operation amount gently), the engine start vehicle speed threshold described above is set to a high value so that the internal combustion engine is difficult to start. It is preferable.
これに対し、電動走行中においてアクセル操作量が急に増加に増加されると、一時的にアクセル操作量が非常に大きくなる場合がある。その場合、車両要求パワーは機関始動パワー閾値以上となるので、内燃機関が始動され、ハイブリッド車両は電動走行からハイブリッド走行へと走行状態を変更する。 On the other hand, if the accelerator operation amount is suddenly increased during electric travel, the accelerator operation amount may become very large temporarily. In this case, since the vehicle required power is equal to or greater than the engine start power threshold, the internal combustion engine is started, and the hybrid vehicle changes the travel state from electric travel to hybrid travel.
即ち、電動走行中に機関を始動させるアクセル操作を行うユーザは加速性を重視した運転を望み、そのユーザの電動走行への期待は低いと考えることができる。換言すると、外部充電後に電動走行が行われている状況において内燃機関が一度でも始動されたのであれば、ユーザは電動走行を継続したいとの要求を持っていない可能性が高いと考えることができる。 That is, it can be considered that a user who performs an accelerator operation for starting the engine during electric traveling desires driving with an emphasis on acceleration, and the user's expectation for electric driving is low. In other words, if the internal combustion engine has been started even once in a situation where electric driving is performed after external charging, it can be considered that the user is not likely to have a request to continue electric driving. .
このようなユーザ(アクセル操作量を頻繁に変更するユーザ)がハイブリッド車両を運転している場合、機関始動車速閾値が高めの値に設定されていると、アクセル操作量が頻繁且つ急変させられながらも車速が「その機関始動車速閾値よりも低いが比較的高い車速」に維持されることがある。 When such a user (a user who frequently changes the accelerator operation amount) is driving a hybrid vehicle, if the engine start vehicle speed threshold is set to a higher value, the accelerator operation amount is frequently and suddenly changed. However, the vehicle speed may be maintained at “a vehicle speed that is lower than the engine start vehicle speed threshold but relatively high”.
図2は、蓄電装置からの電流(バッテリ電流)IB及びその時間(継続時間)と、ハイブリッド車両の電気部品の熱的許容境界と、の関係の一例を示したグラフである。破線Lがその熱的許容境界を示す。破線Lから理解されるように、バッテリ電流IBが大きいほど、そのバッテリ電流IBを継続的に流すことができる時間は減少する。即ち、電気部品が十分に長い期間に渡って耐久性が低下しないようにするためには、「バッテリ電流IBとその継続時間」が破線Lに関して原点側の領域に存在することが望ましい。 FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between the current (battery current) IB from the power storage device and its time (duration) and the thermal allowable boundary of the electric components of the hybrid vehicle. A broken line L indicates the thermal tolerance boundary. As understood from the broken line L, as the battery current IB increases, the time during which the battery current IB can flow continuously decreases. That is, it is desirable that the “battery current IB and its duration” exist in the region on the origin side with respect to the broken line L so that the durability of the electrical component does not deteriorate for a sufficiently long period.
更に、図2において、線C1はアクセル操作量を比較的穏やかに変更しながらハイブリッド車両を種々の車速にて運転した場合の「バッテリ電流IBとその時間との関係(以下、「電流−時間関係」と称呼する。)」を示し、線C2はアクセル操作量を頻繁に変更しながらハイブリッド車両を種々の車速にて運転した場合の「電流−時間関係」を示す。点Pv1及び点Qv1は、車速が値v1(例えば、80km/h)であるときの電流−時間関係である。点Pv2及び点Qv2は、車速が「値v1よりも高い値v2(例えば、100km/h)」であるときの電流−時間関係である。 Further, in FIG. 2, a line C <b> 1 indicates “the relationship between the battery current IB and its time (hereinafter, the“ current-time relationship ”) when the hybrid vehicle is operated at various vehicle speeds while changing the accelerator operation amount relatively gently. The line C2 indicates the “current-time relationship” when the hybrid vehicle is driven at various vehicle speeds while frequently changing the accelerator operation amount. The points Pv1 and Qv1 are current-time relationships when the vehicle speed is a value v1 (for example, 80 km / h). The point Pv2 and the point Qv2 are current-time relationships when the vehicle speed is “a value v2 higher than the value v1 (for example, 100 km / h)”.
図2の点Pv1及び点Qv1から理解されるように、車速が値v1である場合、アクセル操作量の変化の仕方に依らず、「電流−時間関係」は破線Lに関して原点側の領域に存在する。これに対し、点Pv2及び点Qv2から理解されるように、車速が値v2である場合、アクセル操作量を比較的穏やかに変更している場合の「電流−時間関係」は破線Lに関して原点側の領域に存在するが、アクセル操作量を頻繁に変更している場合の「電流−時間関係」は破線Lに関して原点側と反対の領域に存在する。 As can be understood from the point Pv1 and the point Qv1 in FIG. 2, when the vehicle speed is the value v1, the “current-time relationship” exists in the region on the origin side with respect to the broken line L regardless of how the accelerator operation amount changes. To do. On the other hand, as understood from the point Pv2 and the point Qv2, when the vehicle speed is the value v2, the “current-time relationship” when the accelerator operation amount is changed relatively gently is the origin side with respect to the broken line L. However, the “current-time relationship” in the case where the accelerator operation amount is frequently changed exists in a region opposite to the origin side with respect to the broken line L.
従って、アクセル操作量がどのように変更されても「電流−時間関係」が破線Lに関して原点側の領域に存在するようにするためには、車速が値v2の近傍またはそれ以上の車速となった場合に蓄電装置から電動機へと供給する瞬時電力Woutの上限を低下させる等の対策が必要となる。この結果、車速が値v2であるとき、アクセル操作量を頻繁に変更している場合のみならず、本来は瞬時電力Woutの上限を低下させる必要のないアクセル操作量を比較的穏やかに変更している場合にも、電動機のパワーが僅かではあるが不足する傾向となる。 Therefore, in order for the “current-time relationship” to be present in the region on the origin side with respect to the broken line L regardless of how the accelerator operation amount is changed, the vehicle speed becomes a vehicle speed in the vicinity of the value v2 or higher. In such a case, it is necessary to take measures such as lowering the upper limit of the instantaneous power Wout supplied from the power storage device to the electric motor. As a result, when the vehicle speed is the value v2, not only when the accelerator operation amount is frequently changed, but also by changing the accelerator operation amount that originally does not need to lower the upper limit of the instantaneous power Wout relatively gently. Even in such a case, the power of the electric motor tends to be insufficient, although it is slight.
従って、機関始動車速閾値を一定値に設定している場合、電動走行を期待するユーザの要求に応え、且つ、特に高い車速にて電動走行している場合の良好な運転性を確保することは難しい。 Therefore, when the engine start vehicle speed threshold is set to a constant value, it is possible to meet the demand of a user who expects electric travel and to ensure good drivability particularly when electric travel is performed at a high vehicle speed. difficult.
加えて、図3は、電動走行時における車速と電費との関係を示したグラフである。ここで、電費は、ハイブリッド車両が単位距離を走行する際に消費する電力量であり、従って、電費の単位はWh/kmである。 In addition, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the vehicle speed and the power consumption during electric travel. Here, the power consumption is the amount of power consumed when the hybrid vehicle travels a unit distance, and therefore the unit of the power consumption is Wh / km.
図3から明らかなように、電費は車速がある高車速を超えると急激に悪化する傾向にある。即ち、車速が上記v2である場合の電費は、車速が上記v1である場合の電費に対して悪化する。従って、電費の観点からは、機関始動車速閾値を値v1と値v2との間に設定することが好ましい。しかしながら、このように機関始動車速閾値を一定値に設定すると、アクセル操作量を比較的穏やかに変更するユーザの電動走行への期待に応えることができない。 As is clear from FIG. 3, the power consumption tends to deteriorate rapidly when the vehicle speed exceeds a certain high vehicle speed. That is, the power consumption when the vehicle speed is v2 is worse than the power consumption when the vehicle speed is v1. Therefore, from the viewpoint of power consumption, it is preferable to set the engine start vehicle speed threshold value between the value v1 and the value v2. However, if the engine start vehicle speed threshold value is set to a constant value in this way, it cannot meet the user's expectation of electric travel that changes the accelerator operation amount relatively gently.
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものである。
本発明のハイブリッド車両は、内燃機関と電動機とを駆動源として搭載した車両であって、
前記電動機を駆動する電力を前記電動機に供給可能であり且つ充電可能な蓄電装置と、
前記ハイブリッド車両の外部から供給される電力を前記蓄電装置に供給することにより前記蓄電装置を充電する外部充電を実行する外部充電部と、
駆動制御部と、
を備える。
The present invention has been made in view of the above-described problems.
The hybrid vehicle of the present invention is a vehicle equipped with an internal combustion engine and an electric motor as drive sources,
A power storage device capable of supplying electric power for driving the electric motor to the electric motor and being rechargeable;
An external charging unit that performs external charging for charging the power storage device by supplying electric power supplied from the outside of the hybrid vehicle to the power storage device;
A drive control unit;
Is provided.
前記駆動制御部は、
(A)「ユーザにより変更されるアクセル操作量と車速とに応じて変化する車両要求パワー」が機関始動パワー閾値よりも小さく、且つ、車速が機関始動車速閾値よりも小さい場合、内燃機関を作動させることなく電動機をアクセル操作量に基づいて制御し、それによって前記車両を走行させるためのパワーを前記車両要求パワーに一致させながら前記車両を電動走行させ、
(B)前記電動走行中に前記車両要求パワーが前記機関始動パワー閾値以上となった場合、及び、前記車速が前記機関始動車速閾値以上となった場合、内燃機関を作動させるとともに電動機及び内燃機関をアクセル操作量に基づいて制御し、それによって前記車両を走行させるためのパワーを前記車両要求パワーに一致させながら前記車両をハイブリッド走行させる。
The drive control unit
(A) When the “vehicle required power that changes according to the accelerator operation amount changed by the user and the vehicle speed” is smaller than the engine start power threshold and the vehicle speed is smaller than the engine start vehicle speed threshold, the internal combustion engine is operated Without controlling the electric motor based on the amount of accelerator operation, thereby causing the vehicle to run electrically while matching the power required for running the vehicle to the vehicle required power,
(B) When the vehicle required power becomes equal to or higher than the engine start power threshold during the electric running, and when the vehicle speed exceeds the engine start vehicle speed threshold, the internal combustion engine is operated and the electric motor and the internal combustion engine are operated. Is controlled based on the accelerator operation amount, thereby causing the vehicle to travel hybridly while making the power required for traveling the vehicle coincide with the vehicle required power.
更に、前記駆動制御部は、
前記外部充電が行われた後に前記内燃機関が始動させられる時点まで前記機関始動車速閾値を高側閾値に設定するとともに、前記外部充電が行われた後に前記内燃機関が始動させられた時点から前記機関始動車速閾値を前記高側閾値よりも小さい低側閾値に設定するように構成されている。
Further, the drive control unit
The engine starting vehicle speed threshold is set to a high side threshold until the internal combustion engine is started after the external charging is performed, and the internal combustion engine is started after the external charging is performed. The engine starting vehicle speed threshold is set to a low threshold that is smaller than the high threshold.
前記外部充電が行われた後であって前記内燃機関が始動させられる時点までの期間においては、内燃機関は一度も始動されていないのであるから、ユーザの電動走行に対する期待は高いと考えられる。従って、本発明は、上記のように機関始動車速閾値を高側閾値に設定することにより、車速が機関始動車速閾値を超える可能性を低減する。その結果、そのようなユーザの期待に応えることができる。 Since the internal combustion engine has never been started in the period after the external charging is performed and until the internal combustion engine is started, it is considered that the user's expectation for electric travel is high. Therefore, the present invention reduces the possibility that the vehicle speed exceeds the engine start vehicle speed threshold by setting the engine start vehicle speed threshold to the high side threshold as described above. As a result, it is possible to meet such user expectations.
これに対し、外部充電が行われた後であって前記内燃機関が始動させられた後の時点においては、ユーザの電動走行に対する期待は高くないと考えられ、しかも、そのようなユーザは「アクセル操作量を頻繁かつ急激に変更するユーザ」である可能性が高いので、電流−時間関係が図2の破線Lに関して原点側と反対の領域に突入する可能性がある。加えて、図3から理解されるように、機関始動車速閾値を高側閾値に設定したままであると電費も悪化する。 On the other hand, at the point in time after the external charging is performed and the internal combustion engine is started, it is considered that the user's expectation for electric driving is not high. Since it is highly likely that the user is a user who frequently and suddenly changes the operation amount, there is a possibility that the current-time relationship enters a region opposite to the origin side with respect to the broken line L in FIG. In addition, as understood from FIG. 3, if the engine start vehicle speed threshold value is set to the high side threshold value, the power consumption also deteriorates.
そこで、本発明は、上記のように機関始動車速閾値を低側閾値に設定することにより、内燃機関を始動し易くする。これにより、内燃機関が始動すれば電動機が必要とする電流が低減するので、仮にアクセル操作量が頻繁且つ激しく増減されたとしても、電流−時間関係が図2の破線Lに関して原点側と反対の領域に突入する可能性を低減できる。更に、電費も良好となるので、結果として、ハイブリッド車両の燃費も向上することができる。 Therefore, the present invention makes it easy to start the internal combustion engine by setting the engine start vehicle speed threshold value to the low side threshold value as described above. As a result, since the current required by the electric motor is reduced when the internal combustion engine is started, the current-time relationship is opposite to the origin side with respect to the broken line L in FIG. The possibility of entering the area can be reduced. Furthermore, since the power consumption is also improved, the fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved as a result.
本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。 Other objects, other features and attendant advantages of the present invention will be readily understood from the description of the embodiments of the present invention described with reference to the following drawings.
以下、本発明の実施形態に係る車両について図面を参照しながら説明する。図4に示したように、本発明の実施形態に係る車両10はハイブリッド車両(プラグイン・ハイブリッド車両)である。車両10は、後述する「EVモード(第1走行モード)及びHVモード(第2走行モード)」の何れかのモードにて走行することができる。
Hereinafter, a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 4, the
(構成)
車両10は、発電電動機MG1、発電電動機MG2、内燃機関20、動力分配機構30、動力伝達機構50、第1インバータ61、第2インバータ62、昇圧コンバータ63、蓄電装置としてのバッテリ64、コンビネーションメータ70、パワーマネジメントECU80、バッテリECU81、メータECU82、モータECU83及びエンジンECU84等を備えている。
(Constitution)
The
なお、ECUは、エレクトリックコントロールユニットの略称であり、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM(又は不揮発性メモリ)及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。バックアップRAMは車両10の図示しないイグニッション・キー・スイッチがオン状態にあるかオフ状態にあるかに関わらずデータを保持することができる。
The ECU is an abbreviation for an electric control unit, and is an electronic control circuit having a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM (or nonvolatile memory), an interface, and the like as main components. The backup RAM can hold data regardless of whether an ignition key switch (not shown) of the
発電電動機(モータジェネレータ)MG1は、発電機及び電動機の何れとしても機能することができる同期発電電動機である。発電電動機MG1は、便宜上、第1発電電動機MG1とも称呼される。第1発電電動機MG1は、出力軸(以下、「第1シャフト」とも称呼する。)41を備えている。 The generator motor (motor generator) MG1 is a synchronous generator motor that can function as both a generator and a motor. The generator motor MG1 is also referred to as a first generator motor MG1 for convenience. The first generator motor MG1 includes an output shaft (hereinafter also referred to as “first shaft”) 41.
発電電動機(モータジェネレータ)MG2は、第1発電電動機MG1と同様、発電機及び電動機の何れとしても機能することができる同期発電電動機である。発電電動機MG2は、便宜上、第2発電電動機MG2とも称呼される。第2発電電動機MG2は、出力軸(以下、「第2シャフト」とも称呼する。)42を備えている。 The generator motor (motor generator) MG2 is a synchronous generator motor that can function as either a generator or a motor, like the first generator motor MG1. The generator motor MG2 is also referred to as a second generator motor MG2 for convenience. The second generator motor MG2 includes an output shaft (hereinafter also referred to as “second shaft”) 42.
内燃機関(機関)20は、4サイクル・火花点火式・多気筒・内燃機関である。機関20は、周知のエンジンアクチュエータ21を備えている。例えば、エンジンアクチュエータ21には、燃料噴射弁を含む燃料供給装置、点火プラグを含む点火装置、スロットル弁開度変更用アクチュエータ及び可変吸気弁制御装置(VVT)等が含まれる。機関20は、スロットル弁アクチュエータにより図示しない吸気通路に配設されたスロットル弁の開度を変更することによって吸入空気量を変更すること、及び、その吸入空気量に応じて燃料噴射量を変更したりすること等により、機関20の発生するトルク及び機関回転速度(従って、機関出力)を変更することができるように構成されている。機関20は、機関20の出力軸であるクランクシャフト25にトルクを発生する。
The internal combustion engine (engine) 20 is a four-cycle / spark ignition / multi-cylinder / internal combustion engine. The
動力分配機構30は周知の遊星歯車装置31を備えている。遊星歯車装置31はサンギア32と、複数のプラネタリギア33と、リングギア34と、を含んでいる。
The
サンギア32は第1発電電動機MG1の第1シャフト41に接続されている。従って、第1発電電動機MG1とサンギア32とはトルク伝達可能に連結されている。
The
複数のプラネタリギア33のそれぞれは、サンギア32と噛合するとともにリングギア34と噛合している。プラネタリギア33の回転軸(自転軸)はプラネタリキャリア35に設けられている。プラネタリキャリア35はサンギア32と同軸に回転可能となるように保持されている。従って、プラネタリギア33は、サンギア32の外周を自転しながら公転することができる。プラネタリキャリア35は機関20のクランクシャフト25に接続されている。よって、プラネタリギア33は、クランクシャフト25からプラネタリキャリア35に入力されるトルクによって回転駆動され得る。
Each of the plurality of
リングギア34は、サンギア32と同軸に回転可能となるように保持されている。
The
上述したように、プラネタリギア33はサンギア32及びリングギア34と噛合している。即ち、プラネタリギア33とサンギア32とはトルク伝達可能に連結されている。更に、プラネタリギア33とリングギア34とはトルク伝達可能に連結されている。
As described above, the
リングギア34はリングギアキャリア36を介して第2発電電動機MG2の第2シャフト42に接続されている。従って、第2発電電動機MG2とリングギア34とはトルク伝達可能に連結されている。
The
更に、リングギア34はリングギアキャリア36を介して出力ギア37に接続されている。従って、出力ギア37とリングギア34とはトルク伝達可能に連結されている。
Further, the
動力伝達機構50は、ギア列51、ディファレンシャルギア52及び駆動軸(ドライブシャフト)53を含んでいる。
The
ギア列51は、出力ギア37とディファレンシャルギア52とをトルク伝達可能に接続している。ディファレンシャルギア52は駆動軸53に取り付けられている。駆動軸53の両端には駆動輪54が取り付けられている。従って、出力ギア37からのトルクはギア列51、ディファレンシャルギア52、及び、駆動軸53を介して駆動輪54に伝達される。この駆動輪54に伝達されたトルクにより車両10は走行することができる。
The
このように、動力分配機構30及び動力伝達機構50により、内燃機関20と駆動軸53とはトルク伝達可能に接続され、且つ、第2発電電動機MG2と駆動軸53とはトルク伝達可能に接続されている。
As described above, the
第1インバータ61は、第1発電電動機MG1及び昇圧コンバータ63に電気的に接続されている。従って、第1発電電動機MG1が発電しているとき、第1発電電動機MG1が発生した電力は、第1インバータ61及び昇圧コンバータ63を介してバッテリ64に供給される。逆に、第1発電電動機MG1は昇圧コンバータ63及び第1インバータ61を介してバッテリ64から供給される電力によって回転駆動させられる。
The
第2インバータ62は、第2発電電動機MG2及び昇圧コンバータ63に電気的に接続されている。従って、第2発電電動機MG2が発電しているとき、第2発電電動機MG2が発生した電力は、第2インバータ62及び昇圧コンバータ63を介してバッテリ64に供給される。逆に、第2発電電動機MG2は昇圧コンバータ63及び第2インバータ62を介してバッテリ64から供給される電力によって回転駆動させられる。
The
更に、第1発電電動機MG1の発生する電力は第2発電電動機MG2に直接供給可能であり、且つ、第2発電電動機MG2の発生する電力は第1発電電動機MG1に直接供給可能である。 Furthermore, the electric power generated by the first generator motor MG1 can be directly supplied to the second generator motor MG2, and the electric power generated by the second generator motor MG2 can be directly supplied to the first generator motor MG1.
バッテリ64は、蓄電装置であり、本例においてリチウムイオン電池である。但し、バッテリ64は放電及び充電が可能な蓄電装置であればよく、ニッケル水素電池及び他の二次電池であってもよい。 The battery 64 is a power storage device, and is a lithium ion battery in this example. However, the battery 64 may be a power storage device that can be discharged and charged, and may be a nickel metal hydride battery or another secondary battery.
コンビネーションメータ70は、速度表示器71、電動走行可能距離表示器(走行可能距離表示器)72、残容量表示器73及びEVモード表示ランプ74等を含んでいる。
The
速度表示器71はハイブリッド車両10の速度(車速)を表示するディスプレイ装置である。
電動走行可能距離表示器72は電動走行可能距離を表示するためのディスプレイ装置である。
残容量表示器73は、バッテリ64の残容量SOCを示すための情報を表示するディスプレイ装置である。
EVモード表示ランプ74は、車両10がEVモードにて運転されている場合に点灯され、HVモードにて運転されている場合に消灯されるランプである。
The
The electric
The remaining
The EV
パワーマネジメントECU80(以下、「PMECU80」と表記する。)は、バッテリECU81、メータECU82、モータECU83及びエンジンECU84等と通信により情報交換可能に接続されている。
The power management ECU 80 (hereinafter referred to as “
PMECU80は、パワースイッチ91、シフトポジションセンサ92、アクセル操作量センサ93、ブレーキスイッチ94、車速センサ95及びEVスイッチ96等と接続され、これらのセンサ類が発生する出力信号を入力するようになっている。
The
パワースイッチ91は車両10のシステム起動用スイッチである。PMECU80は、何れも図示しない車両キーがキースロットに挿入され且つブレーキペダルが踏み込まれているときにパワースイッチ91が操作されると、システムを起動する状態、即ち、レディオン状態(Ready−On状態)となるように構成されている。
The power switch 91 is a system activation switch for the
シフトポジションセンサ92は、車両10の運転席近傍に運転者により操作可能に設けられた図示しないシフトレバーによって選択されているシフトポジションを表す信号を発生するようになっている。
The
アクセル操作量センサ93は、運転者により操作可能に設けられた図示しないアクセルペダルの操作量(アクセル操作量AP)を表す出力信号を発生するようになっている。
ブレーキスイッチ94は、運転者により操作可能に設けられた図示しないブレーキペダルが操作されたときに、ブレーキペダルが操作された状態(即ち、車両10の制動装置が作動された状態)にあることを示す出力信号を発生するようになっている。
車速センサ95は、車両10の車速SPDを表す出力信号を発生するようになっている。
EVスイッチ96は、EVモードの選択及び解除を希望する運転者により操作可能に設けられた手動スイッチである。
The accelerator
The
The
The
PMECU80は、バッテリECU81により推定・算出される「バッテリ64の残容量SOC(State Of Charge)」を入力するようになっている。この残容量SOCは、バッテリ64に流出入する電流の積算値及びバッテリ64の電圧等に基づいて周知の手法に従って算出される。残容量SOCは、バッテリ64が新品であって且つ満充電の場合の放電可能電力を100%と定義し、バッテリ64が完全に放電した場合の放電可能電力を0%と定義した場合において、バッテリ64が新品且つ満充電の場合の放電可能電力に対する現時点のバッテリ64の放電可能電力の比を「百分率(%)」にて表した量である。なお、残容量SOCは残容量の絶対値(単位は「Wh(ワット時)」)により表されてもよい。
The
PMECU80は、モータECU83を介して、第1発電電動機MG1の回転速度(以下、「第1MG回転速度Nm1」と称呼する。)を表す信号及び第2発電電動機MG2の回転速度(以下、「第2MG回転速度Nm2」と称呼する。)を表す信号を入力するようになっている。
The
第1MG回転速度Nm1は、「第1発電電動機MG1に設けられ且つ第1発電電動機MG1のロータの回転角度に対応する出力値を出力するレゾルバ97の出力値」に基づいてモータECU83により算出されている。同様に、第2MG回転速度Nm2は、「第2発電電動機MG2に設けられ且つ第2発電電動機MG2のロータの回転角度に対応する出力値を出力するレゾルバ98の出力値」に基づいてモータECU83により算出されている。
The first MG rotation speed Nm1 is calculated by the
PMECU80は、エンジンECU84を介して、エンジン状態量センサ99により検出されるエンジン状態を表す出力信号を入力するようになっている。このエンジン状態を表す出力信号には、機関回転速度Ne、スロットル弁開度TA及び機関の冷却水温THW等が含まれている。
The
PMECU80は、AC/DCコンバータを含む充電器102とも接続され、充電器102に指示信号を送出するようになっている。充電器102はインレット101と電力線を介して接続されている。更に、充電器102の出力電力線は、昇圧コンバータ63とバッテリ64との間に接続されている。インレット101は、車体の側面に露呈可能となっていて、図示しない「外部電源に接続された電力ケーブル」のコネクタが接続されるようになっている。インレット101に電力ケーブルのコネクタが接続された状態において、PMECU80が充電器102を制御することにより、バッテリ64は外部電源から電力ケーブルを通して供給される電力により充電(外部充電)されるようになっている。即ち、充電器102は、インレット101に供給される外部電源からの交流電力を所定の電圧の直流電圧へと変換してバッテリ64へ供給するようになっている。
The
バッテリECU81は、バッテリ64の状態を監視し、前述したように残容量SOCを算出するようになっている。更に、バッテリECU81は、周知の手法に従って、バッテリ64の瞬時出力可能電力Woutを推定(算出)するようになっている。瞬時出力可能電力Woutは残容量SOCが大きくなるほど大きくなる値である。
The
メータECU82は、メータECU82は、速度表示器71、電動走行可能距離表示器72、残容量表示器73及びEVモード表示ランプ74等に指示信号を送出し、これらの表示内容を制御するようになっている。
The
モータECU83は、第1インバータ61、第2インバータ62及び昇圧コンバータ63に接続され、PMECU80からの指令に基づいて、これらに指示信号を送出するようになっている。これにより、モータECU83は、第1インバータ61及び昇圧コンバータ63を用いて第1発電電動機MG1を制御し、且つ、第2インバータ62及び昇圧コンバータ63を用いて第2発電電動機MG2を制御するようになっている。
The
エンジンECU84は、PMECU80からの指令及びエンジン状態量センサ99からの信号に基づいてエンジンアクチュエータ21に指示信号を送出することにより、機関20を制御するようになっている。
The
(車両の走行モードと、EVモードにおける機関運転条件)
次に、車両10の2つの走行モードについて説明する。一つの走行モードはEVモード(第1走行モード)であり、他の一つの走行モードはHVモード(第2走行モード)である。これらのモードは周知であり、例えば、特開2011−57115号公報及び特開2011−57116号公報に記載されている。各モードに応じた「内燃機関20、第1発電電動機MG1及び第2発電電動機MG2」の制御は、駆動制御部を構成するPMECU80により実現される。
(Vehicle travel mode and engine operating conditions in EV mode)
Next, two traveling modes of the
EVモードは、外部電源から供給されてバッテリ64に蓄積されている電力をハイブリッド車両10の走行に積極的に使用するモードである。EVモードは「CD(Charge Depleting)モード」とも称呼される。EVモードは、外部充電後において残容量SOCがモード切替閾値SOCEVtoHVよりも大きい場合に実施される。EVモードにおいては、後述する「EVモード機関始動条件」が成立しない限り、機関20は停止され、ハイブリッド車両10は第2発電電動機MG2の発生する出力トルクのみにより走行する。即ち、ハイブリッド車両10は電動走行する。
The EV mode is a mode in which the electric power supplied from the external power source and stored in the battery 64 is actively used for running the
前述したEVモード機関始動条件は、ユーザ(運転者)により車両の走行のために要求されるトルク(ユーザ要求トルクTu)と車速との積である車両要求パワーに係る条件と、車速に係る条件とからなる。車両要求パワーは、「ユーザ要求出力」又は「車両要求出力」とも称呼される。 The EV mode engine start condition described above includes a condition relating to a vehicle required power, which is a product of a torque (user required torque Tu) required by a user (driver) to travel the vehicle and a vehicle speed, and a condition relating to the vehicle speed. It consists of. The vehicle request power is also referred to as “user request output” or “vehicle request output”.
ユーザ要求トルクTuは、一般にアクセル操作量APと車速SPDとに基づいて図5に示したように決定される。図5から明らかなように、アクセル操作量APが一定値に維持されている場合、車速SPDが大きいほどユーザ要求トルクTuは小さくなるように決定される。 The user request torque Tu is generally determined as shown in FIG. 5 based on the accelerator operation amount AP and the vehicle speed SPD. As is apparent from FIG. 5, when the accelerator operation amount AP is maintained at a constant value, the user request torque Tu is determined so as to decrease as the vehicle speed SPD increases.
EVモード機関始動条件の車両要求パワーに係る条件は、ユーザ要求トルクTuと車速SPDとによって決まる車両動作点が、図6に線PWにより示したパワー閾値よりも大きくなったとき(車両動作点がパワー閾値に関して原点と反対側の領域に入ったとき、即ち、パワー要件が満足されたとき)に成立する。パワー閾値は、バッテリ64の瞬時出力可能電力Woutに対応して定められる。換言すると、パワー閾値は、バッテリ64が供給可能な電力の総てを第2発電電動機MG2に供給した場合に得られるトルクと車速との関係を表す値である。従って、パワー閾値は、バッテリ64が第2発電電動機MG2に供給できる瞬時電力により変動する。このパワー要件が満足されると、内燃機関20が始動され、第2発電電動機MG2の出力のみでは車両10の走行に不足する出力が内燃機関20の出力によって補われる。
The EV mode engine start condition is related to the vehicle required power when the vehicle operating point determined by the user required torque Tu and the vehicle speed SPD is greater than the power threshold indicated by the line PW in FIG. It is established when the region on the opposite side of the origin with respect to the power threshold is entered, that is, when the power requirement is satisfied. The power threshold is determined corresponding to the instantaneous output possible power Wout of the battery 64. In other words, the power threshold is a value representing the relationship between the torque and the vehicle speed obtained when all of the electric power that can be supplied by the battery 64 is supplied to the second generator motor MG2. Therefore, the power threshold varies depending on the instantaneous power that the battery 64 can supply to the second generator motor MG2. When this power requirement is satisfied, the
パワー閾値は、図7の線PWにより示したように、車速SPDとパワーとの関係で表すこともでき、便宜上、「パワー要件出力閾値」と称呼される。 The power threshold value can also be represented by the relationship between the vehicle speed SPD and the power, as indicated by the line PW in FIG. 7, and is referred to as “power requirement output threshold value” for convenience.
EVモード機関始動条件の車両要求パワーに係る条件は、ユーザ要求トルクTuと車速SPDとによって決まる車両動作点が、図6に線TQにより示したトルク閾値よりも大きくなったとき(車両動作点がトルク閾値に関して原点と反対側の領域に入ったとき、即ち、トルク要件が満足されたとき)にも成立する。トルク閾値は、第2発電電動機MG2が出力するトルクの上限値に対応して定められる。トルク閾値は、車速SPDが「トルク閾値とパワー閾値とが交差する点の車速である車速SPDth」以下(実際には、車速SPDthよりも大きい所定車速SPD1以下)であるとき、一定トルクTQ1となる。トルク要件が満足されると、内燃機関20が運転され、第2発電電動機MG2の出力トルクのみでは車両10の走行に不足するトルクが内燃機関20の出力トルクによって補われる。
The EV mode engine start condition is related to the vehicle required power when the vehicle operating point determined by the user required torque Tu and the vehicle speed SPD is larger than the torque threshold indicated by the line TQ in FIG. This is also true when the region on the opposite side of the origin with respect to the torque threshold is entered, that is, when the torque requirement is satisfied. The torque threshold value is determined corresponding to the upper limit value of the torque output from the second generator motor MG2. The torque threshold is constant torque TQ1 when the vehicle speed SPD is equal to or less than “vehicle speed SPDth, which is the vehicle speed at the point where the torque threshold and the power threshold intersect” (actually, the predetermined vehicle speed SPD1 that is greater than the vehicle speed SPDth). . When the torque requirement is satisfied, the
トルク閾値は、図7の線TQにより示したように、車速SPDとパワーとの関係で表すこともでき、便宜上、「トルク要件出力閾値」と称呼される。 The torque threshold value can also be expressed by the relationship between the vehicle speed SPD and the power, as indicated by the line TQ in FIG. 7, and is referred to as “torque requirement output threshold value” for convenience.
以上から理解されるように、EVモード機関始動条件は、図6及び図7に太い実線Pegthにより示した機関始動パワー閾値Pegthにより定まる。従って、電動走行中に車両要求出力が「図7に太い実線により示した機関始動パワー閾値Pegth」以上になると、内燃機関20が始動され、ハイブリッド車両10はハイブリッド走行を行う。
As understood from the above, the EV mode engine start condition is determined by the engine start power threshold value Pegth indicated by the thick solid line Pegth in FIGS. Therefore, when the vehicle required output becomes equal to or higher than “the engine start power threshold Pegth indicated by the thick solid line in FIG. 7” during the electric travel, the
EVモード機関始動条件の車速SPDに係る条件は、車両SPDが機関始動車速閾値SPDuplmt以上となったとき成立する。 The condition relating to the vehicle speed SPD of the EV mode engine start condition is established when the vehicle SPD is equal to or higher than the engine start vehicle speed threshold value SPPDlmmt.
従って、車両10がEVモードにおいて電動走行を行っている場合、車両要求パワーPvが「トルク要件出力閾値とパワー要件出力閾値との小さい方である機関始動パワー閾値Pegth」以上となるか、又は、車両SPDが機関始動車速閾値SPDuplmt以上となったとき、車両10は内燃機関20を始動し、内燃機関20及び第2発電電動機MG2の両方の出力を用いたハイブリッド走行を開始する。
Therefore, when the
HVモードは、バッテリ64の電力を使用することにより発生する第2発電電動機MG2の出力トルクと機関20を運転することにより発生する機関20の出力トルクとを車両10の走行に使用するモードである。
The HV mode is a mode in which the output torque of the second generator motor MG2 generated by using the electric power of the battery 64 and the output torque of the
更に、HVモードにおいては、残容量SOCが目標残容量に近づくように内燃機関20及び第1発電電動機MG1が制御され、内燃機関20の発生するエネルギーによりバッテリ64が充電される。換言すると、HVモードは蓄電装置のエネルギー(即ち、残容量)を維持するモードであるので、「CS(Charge Sustaining)モード」とも称呼される。但し、HVモードにおいても、ユーザ要求トルクが小さいために機関20を効率的に運転できなくなるとき、及び/又は、残容量SOCが目標残容量に対して所定値以上大きくなってバッテリ64を充電する必要がないとき等において、車両10は機関20の運転を一時的に停止し、第2発電電動機MG2の発生する出力トルクのみにより走行することもある。
Further, in the HV mode, the
なお、第1発電電動機MG1、第2発電電動機MG2及び内燃機関20の制御内容は、例えば、特開2009−126450号公報(米国公開特許番号 US2010/0241297)、及び、特開平9−308012号公報(米国出願日1997年3月10日の米国特許第6,131,680号)等に詳細に記載されている。これらは、参照することにより本願明細書に組み込まれる。
Note that the control contents of the first generator motor MG1, the second generator motor MG2, and the
バッテリ64が外部充電され、その外部充電後のレディオン状態時に残容量SOCが図8に示したモード切替閾値SOCEVtoHV以上である場合、ハイブリッド車両10は「残容量SOCがモード切替閾値SOCEVtoHV以下となる時点」までEVモードにて運転される。
When the battery 64 is externally charged and the remaining capacity SOC is equal to or higher than the mode switching threshold SOCEVtoHV shown in FIG. 8 in the ready-on state after the external charging, the
残容量SOCがモード切替閾値SOCEVtoHVを一旦下回ると、ハイブリッド車両10はHVモードにて運転される。ハイブリッド車両10がHVモードにて運転されている状態において、例えば降坂路を走行する等の場合において回生制御がなされ、それによって残容量SOCが「モード切替閾値SOCEVtoHVよりも大きい第1所定値SOC1」にまで回復すると、ハイブリッド車両10は自動的にEVモードにて運転されるようになる。更に、残容量SOCが「モード切替閾値SOCEVtoHVよりも大きく且つ第1所定値SOC1よりも小さい第2所定値SOC2」以上にまで回復した場合に、運転者がEVスイッチ96に対して所定の操作を行うと、ハイブリッド車両10はEVモードにて運転されるようになる。これらの「EVモードを許可する条件」は「EVモード許可条件」とも総称される。
Once remaining capacity SOC falls below mode switching threshold SOCEV to HV,
加えて、ハイブリッド車両10がEVモードにて走行している場合に、運転者がEVスイッチ96に対して所定の操作を行うと、ハイブリッド車両10はHVモードにて運転されるようになる。
In addition, when the
このように、EVモードは、外部充電後において残容量がモード切替閾値よりも大きい場合(残容量SOCがモード切替閾値SOCEVtoHVよりも大きい場合)等において実行されるモードであり、「内燃機関20を運転することなく第2発電電動機MG2を駆動することにより車両10の駆動力の全部を第2発電電動機MG2から発生させる第1運転状態(即ち、電動走行)」を、「内燃機関20を運転するとともに第2発電電動機MG2を駆動することにより車両10の駆動力を内燃機関20及び第2発電電動機MG2の両方から発生させる第2運転状態(即ち、ハイブリッド走行)」よりも優先させて車両10を走行させるモードである。
Thus, the EV mode is a mode that is executed when the remaining capacity is greater than the mode switching threshold after external charging (when the remaining capacity SOC is greater than the mode switching threshold SOCEV to HV). “The first driving state (that is, electric driving) in which all of the driving force of the
また、HVモードは、EVモード走行中に残容量がモード切替閾値よりも小さくなった場合(残容量SOCがモード切替閾値SOCEVtoHVよりも小さくなった場合)等において実行されるモードであり、EVモードと比較して、前記第2運転状態を前記第1運転状態よりも優先させて車両10を走行させるモードである。
The HV mode is a mode that is executed when the remaining capacity becomes smaller than the mode switching threshold during EV mode traveling (when the remaining capacity SOC becomes smaller than the mode switching threshold SOCEVtoHV) or the like. Compared to the first driving state, the second driving state is given priority over the first driving state, and the
(実際の作動)
次に、本実施形態の作動について説明する。
(Actual operation)
Next, the operation of this embodiment will be described.
・機関始動履歴フラグXrirekiの設定
PMECU80のCPU(以下、「CPU」と称呼する。)は、所定時間が経過する毎に図9にフローチャートにより示した「機関始動履歴取得ルーチン」を実行するようになっている。従って、CPUは適当なタイミングにて図9のステップ900から処理を開始し、ステップ910に進んで「現時点が外部充電中であるか否か」を判定する。即ち、CPUは、インレット101に電力線のコネクタが接続され、ハイブリッド車両10の外部の電源からバッテリ64へ電力が供給されている状態にあるか否か(プラグイン充電中であるか否か)を判定する。
Setting of the engine start history flag Xrireki The CPU of the PM ECU 80 (hereinafter referred to as “CPU”) executes the “engine start history acquisition routine” shown in the flowchart of FIG. 9 every time a predetermined time elapses. It has become. Therefore, the CPU starts the process from
現時点が外部充電中であるとき、CPUはステップ910にて「Yes」と判定してステップ920に進み、EVモード走行中機関始動履歴フラグXrireki(以下、「機関始動履歴フラグXrireki」と称呼する。)の値を「0」に設定し、その後、ステップ930に進む。これに対し、現時点が外部充電中でなければ、CPUは910にて「No」と判定してステップ930に直接進む。
When the current time is during external charging, the CPU makes a “Yes” determination at
CPUはステップ930にて「EVモードでの走行中に内燃機関20が始動されたか否か」を判定する。内燃機関20は、ハイブリッド車両10がEVモードで走行している場合に前述したEVモード機関始動条件が成立したとき始動される。なお、後述するように、機関始動車速閾値SPDuplmtは、機関始動履歴フラグXrirekiの値が「0」であるとき高側閾値SPDHiに設定され、機関始動履歴フラグXrirekiの値が「1」であるとき低側閾値SPDLoに設定されている。低側閾値SPDLoは高側閾値SPDHiよりも小さい。
In
EVモードでの走行中に内燃機関20が始動されていると、CPUはステップ930にて「Yes」と判定してステップ940に進み、機関始動履歴フラグXrirekiの値を「1」に設定する。その後、CPUはステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、EVモードでの走行中に内燃機関20が始動されていなければ、CPUはステップ930にて「No」と判定してステップ995に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。
If the
このように、機関始動履歴フラグXrirekiの値は、外部充電がなされたときに「0」に設定され、その後において一度でも内燃機関20が始動されると「1」に設定される。即ち、機関始動履歴フラグXrirekiの値は最新の外部充電後における機関始動履歴を示す。
As described above, the value of the engine start history flag Xrireki is set to “0” when external charging is performed, and is set to “1” when the
・機関始動車速閾値の設定
CPUは、所定時間が経過する毎に図10にフローチャートにより示した「機関始動車速閾値設定ルーチン」を実行するようになっている。従って、CPUは適当なタイミングにて図10のステップ1000から処理を開始し、ステップ1010に進んで「現時点にてハイブリッド車両10がEVモードで走行中であるか否か」を判定する。
Setting of engine start vehicle speed threshold value The CPU executes the “engine start vehicle speed threshold value setting routine” shown in the flowchart of FIG. 10 every time a predetermined time elapses. Accordingly, the CPU starts the process from
現時点のモードがEVモードであると(即ち、現時点にてハイブリッド車両10がEVモードで走行していると)、CPUはステップ1010にて「Yes」と判定してステップ1020に進み、機関始動履歴フラグXrirekiの値が「1」であるか否かを判定する。
When the current mode is the EV mode (that is, when the
機関始動履歴フラグXrirekiの値が「1」でなければ、CPUはステップ1020にて「No」と判定してステップ1030に進み、機関始動車速閾値SPDuplmtを「高側閾値SPDHi」に設定する。その後、CPUはステップ1095に進んで本ルーチンを一旦終了する。
If the value of the engine start history flag Xrireki is not “1”, the CPU makes a “No” determination at
これに対し、機関始動履歴フラグXrirekiの値が「1」であると、CPUはステップ1020にて「Yes」と判定してステップ1040に進み、機関始動車速閾値SPDuplmtを「高側閾値SPDHiよりも小さい低側閾値SPDLo」に設定する。その後、CPUはステップ1095に進んで本ルーチンを一旦終了する。
On the other hand, if the value of the engine start history flag Xrireki is “1”, the CPU makes a “Yes” determination at
なお、CPUがステップ1010の処理を実行する時点において、現時点のモードがEVモードでなければ(即ち、現時点にてハイブリッド車両10がHVモードで走行していると)、CPUはそのステップ1010にて「No」と判定してステップ1050に進み、機関始動車速閾値SPDuplmtの値をHVモード用車速閾値SPDhvに設定する。その後、CPUはステップ1095に進んで本ルーチンを一旦終了する。
If the current mode is not the EV mode at the time when the CPU executes the process of step 1010 (that is, if the
・機関始動車速閾値の設定
CPUは、所定時間が経過する毎に図11にフローチャートにより示した「EVモード許可フラグXEV設定ルーチン」を実行するようになっている。従って、CPUは適当なタイミングにて図11のステップ1100から処理を開始し、ステップ1110に進んで「現時点が外部充電を終了した直後のレディオン状態であるか否か」を判定する。
Setting of the engine start vehicle speed threshold value The CPU executes the “EV mode permission flag XEV setting routine” shown in the flowchart of FIG. 11 every time a predetermined time elapses. Therefore, the CPU starts processing from
現時点が外部充電を終了した直後のレディオン状態であると、CPUは残容量SOCがモード切替閾値SOCEVtoHVと見做し、ステップ1110にて「Yes」と判定してステップ1120に進んで、EVモード許可フラグXEVの値を「1」に設定する。その後、CPUはステップ1130に進む。これに対し、現時点が外部充電を終了した直後のレディオン状態でなければ、CPUはステップ1110にて「No」と判定してステップ1130に直接進む。なお、CPUは、前述したEVモード許可条件が成立したときにもEVモード許可フラグXEVの値を「1」に設定する。
If the current state is the ready-on state immediately after the external charging is finished, the CPU regards the remaining capacity SOC as the mode switching threshold SOCEV to HV, determines “Yes” in
CPUはステップ1130にて、EVモード許可フラグXEVの値が「1」であるか否かを判定する。EVモード許可フラグXEVの値が「1」でなければ、CPUはステップ1130にて「No」と判定し、ステップ1195に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
In
これに対し、EVモード許可フラグXEVの値が「1」であると、CPUはステップ1130にて「Yes」と判定してステップ1140に進み、残容量SOCがモード切替閾値SOCEVtoHV以下であるか否かを判定する。残容量SOCがモード切替閾値SOCEVtoHV以下でなければ、CPUはステップ1140にて「No」と判定し、ステップ1195に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
On the other hand, if the value of the EV mode permission flag XEV is “1”, the CPU makes a “Yes” determination at
これに対し、CPUがステップ1140の処理を実行する時点において、残容量SOCがモード切替閾値SOCEVtoHV以下であると、CPUはステップ1140にて「Yes」と判定してステップ1150に進み、EVモード許可フラグXEVの値を「0」に設定する。その後、CPUはステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。
On the other hand, if the remaining capacity SOC is equal to or less than the mode switching threshold SOCEV to HV at the time when the CPU executes the process of
・EVモード時制御
CPUは、所定時間が経過する毎に図12にフローチャートにより示した「EVモード時制御ルーチン」を実行するようになっている。従って、CPUは適当なタイミングにて図12のステップ1200から処理を開始し、ステップ1210に進んでEVモード許可フラグXEVの値が「1」であるか否かを判定する。EVモード許可フラグXEVの値が「1」でなければ、CPUはステップ1210にて「No」と判定し、ステップ1295に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。この場合、CPUは図示しないHVモード時制御ルーチンを実行し、ハイブリッド車両10をHVモードにて走行させる。
EV mode control The CPU executes the “EV mode control routine” shown in the flowchart of FIG. 12 every time a predetermined time elapses. Therefore, the CPU starts processing from
これに対し、EVモード許可フラグXEVの値が「1」であると、CPUはステップ1210にて「Yes」と判定してステップ1220に進み、図5に示したルックアップテーブルMapTu(AP,SPD)に実際の「アクセル操作量AP及び車速SPD」を適用することによりユーザ要求トルクTuを取得する。次に、CPUはステップ1230に進み、ユーザ要求トルクTuに車速SPDを乗じることにより車両要求パワーPv(ユーザ要求出力Pu)を取得する。
On the other hand, if the value of the EV mode permission flag XEV is “1”, the CPU makes a “Yes” determination at
次に、CPUはステップ1240に進み、車両要求パワーPvが図7に示した機関始動パワー閾値Pegth以上であるか否かを判定する。車両要求パワーPvが機関始動パワー閾値Pegth以上であれば、CPUはステップ1240にて「Yes」と判定してステップ1260に進む。
Next, the CPU proceeds to step 1240 to determine whether or not the vehicle required power Pv is equal to or greater than the engine start power threshold value Pegth shown in FIG. If vehicle required power Pv is equal to or greater than engine start power threshold value Pegth, the CPU makes a “Yes” determination at
これに対し、車両要求パワーPvが機関始動パワー閾値Pegth以上でなければ、CPUはステップ1240にて「No」と判定してステップ1250に進み、車速SPDが機関始動車速閾値SPDuplmt以上であるか否かを判定する。機関始動車速閾値SPDuplmtは前述した図10に示したルーチンにより高側閾値SPDHi又は低側閾値SPDLoに設定されている。このとき、車速SPDが機関始動車速閾値SPDuplmt以上であれば、CPUはステップ1250にて「Yes」と判定してステップ1260に進む。
On the other hand, if the vehicle required power Pv is not equal to or greater than the engine start power threshold value Pegth, the CPU makes a “No” determination at
これに対し、車速SPDが機関始動車速閾値SPDuplmt以上でなければ、CPUはステップ1250にて「No」と判定してステップ1290に進み、車両要求パワーPvを満たすように第2発電電動機MG2を制御する。この結果、ハイブリッド車両10は、第2発電電動機MG2の出力のみを用いた走行(即ち、電動走行)を行う。
On the other hand, if the vehicle speed SPD is not equal to or higher than the engine start vehicle speed threshold value SPDuplmt, the CPU makes a “No” determination at
一方、CPUがステップ1260に進んだ場合、CPUはそのステップ1260にて内燃機関20が(運転を)停止しているか否かを判定する。内燃機関20が運転を停止していると、CPUはステップ1260にて「Yes」と判定してステップ1270に進み、内燃機関20を始動させ、その後、ステップ1280に進む。これに対し、CPUがステップ1260の処理を実行する時点において、内燃機関20が運転されていると、CPUはステップ1260にて「No」と判定してステップ1280に直接進む。
On the other hand, when the CPU proceeds to step 1260, the CPU determines whether or not the
CPUはステップ1280に進むと、車両要求パワーPvを満たすように「内燃機関20及び第2発電電動機MG2」を制御する。この結果、ハイブリッド車両10は、内燃機関20及び第2発電電動機MG2の両方の出力のみを用いた走行(即ち、ハイブリッド走行)を行う。その後、CPUはステップ1295に進み、本ルーチンを一旦終了する。
When the CPU proceeds to step 1280, the CPU controls “the
以上、説明したように、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両10は、
第2発電電動機MG2を駆動する電力を第2発電電動機MG2に供給可能であり且つ充電可能な蓄電装置としてのバッテリ64と、
ハイブリッド車両10の外部から供給される電力をバッテリ64に供給することによりバッテリ64を充電する(外部充電する)外部充電部(パワーマネジメントECU80、充電器102及びインレット101等)と、
駆動制御部と、
を備える。
As described above, the
A battery 64 as a power storage device capable of supplying power for driving the second generator motor MG2 to the second generator motor MG2 and being rechargeable;
An external charging unit (
A drive control unit;
Is provided.
前記駆動制御部は、
(1)ユーザにより変更されるアクセル操作量APと車速SPDとに応じて変化する車両要求パワー(Pv=Tu・SPD=MapTu(AP,SPD)・SPD)が機関始動パワー閾値Pegthよりも小さく(図12のステップ1240での「No」との判定を参照。)、且つ、車速SPDが機関始動車速閾値SPDuplmtよりも小さい場合(図12のステップ1250での「No」との判定を参照。)、内燃機関20を作動させることなく第2発電電動機MG2を「アクセル操作量APに応じて変化するユーザ要求トルクTu又は車両要求パワーPv」に基づいて制御することによって、車両10を走行させるためのパワーを車両要求パワーに一致させながら車両10を電動走行させ(図12のステップ1290を参照。)、
(2)電動走行中に車両要求パワーPvが機関始動パワー閾値Pegth以上となった場合(図12のステップ1240での「Yes」との判定を参照。)、及び、車速SPDが機関始動車速閾値SPDuplmt以上となった場合(図12のステップ1250での「Yes」との判定を参照。)、内燃機関20を作動させるとともに、第2発電電動機MG2及び内燃機関20を「アクセル操作量APに応じて変化するユーザ要求トルクTu又は車両要求パワーPv」に基づいて制御することによって、車両10を走行させるためのパワーを車両要求パワーPvに一致させながら車両10をハイブリッド走行させる(図12のステップ1280を参照。)。
The drive control unit
(1) The vehicle required power (Pv = Tu · SPD = MapTu (AP, SPD) · SPD) that changes according to the accelerator operation amount AP and the vehicle speed SPD changed by the user is smaller than the engine start power threshold value Pegth ( If the vehicle speed SPD is smaller than the engine start vehicle speed threshold value SPDuplmt (see the determination of “No” in
(2) When the vehicle required power Pv becomes equal to or greater than the engine start power threshold value Pegth during electric travel (see the determination of “Yes” in
更に、前記駆動制御部は、
外部充電が行われた後に前記内燃機関が始動させられる時点まで(即ち、機関始動履歴フラグXrirekiの値が「0」である場合、図9のルーチンを参照。)、機関始動車速閾値SPDuplmtを高側閾値SPDHiに設定するとともに(図10のステップ1020及びステップ1030を参照。)、前記外部充電が行われた後に内燃機関20が始動させられた時点から(即ち、機関始動履歴フラグXrirekiの値が「1」に設定された場合、図9のルーチンを参照。)、機関始動車速閾値SPDuplmtを「高側閾値SPDHiよりも小さい低側閾値SPDLo」に設定する(図10のステップ1020及びステップ1040を参照。)。
Further, the drive control unit
Until the time when the internal combustion engine is started after external charging is performed (that is, when the value of the engine start history flag Xrireki is “0”, refer to the routine of FIG. 9), the engine start vehicle speed threshold value SPDuplmt is increased. Is set to the side threshold value SPHi (see
従って、電動走行を期待するユーザの要望に応えるとともに、電気部品等の耐久性を向上することができ、更には、電費及びハイブリッド車両の燃費を改善することもできる。 Therefore, it is possible to meet the demands of users who expect electric running, to improve the durability of electric parts and the like, and to improve the power consumption and the fuel consumption of the hybrid vehicle.
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、図11のステップ1110において、CPUは「現時点が外部充電を終了した直後のレディオン状態であり、且つ、残容量SOCがモード切替閾値SOCEVtoHVよりも大きいか否か」を判定してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be employed within the scope of the present invention. For example, in
10…ハイブリッド車両、20…内燃機関、30…動力分配機構、31…遊星歯車装置、37…出力ギア、50…動力伝達機構、52…ディファレンシャルギア、53…駆動軸、64…バッテリ(蓄電装置)、70…コンビネーションメータ、95…車速センサ、101…インレット、102…充電器、MG1…第1発電電動機、MG2…第2発電電動機。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記電動機を駆動する電力を前記電動機に供給可能であり且つ充電可能な蓄電装置と、
前記ハイブリッド車両の外部から供給される電力を前記蓄電装置に供給することにより前記蓄電装置を充電する外部充電を実行する外部充電部と、
ユーザにより変更されるアクセル操作量と車速とに応じて変化する車両要求パワーが機関始動パワー閾値よりも小さく且つ前記車速が機関始動車速閾値よりも小さい場合に前記内燃機関を作動させることなく前記電動機を前記アクセル操作量に基づいて制御することによって前記車両を走行させるためのパワーを前記車両要求パワーに一致させながら前記車両を電動走行させ、前記電動走行中に前記車両要求パワーが前記機関始動パワー閾値以上となった場合及び前記車速が前記機関始動車速閾値以上となった場合に前記内燃機関を作動させるとともに前記電動機及び前記内燃機関を前記アクセル操作量に基づいて制御することによって前記車両を走行させるためのパワーを前記車両要求パワーに一致させながら前記車両をハイブリッド走行させる駆動制御部と、
を備えるハイブリッド車両において、
前記駆動制御部は、
前記外部充電が行われた後に前記内燃機関が始動させられる時点まで前記機関始動車速閾値を高側閾値に設定するとともに、前記外部充電が行われた後に前記内燃機関が始動させられた時点から前記機関始動車速閾値を前記高側閾値よりも小さい低側閾値に設定するように構成されたハイブリッド車両。 A hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and an electric motor as drive sources,
A power storage device capable of supplying electric power for driving the electric motor to the electric motor and being rechargeable;
An external charging unit that performs external charging for charging the power storage device by supplying electric power supplied from the outside of the hybrid vehicle to the power storage device;
The electric motor without operating the internal combustion engine when the required vehicle power that changes according to the accelerator operation amount and the vehicle speed changed by the user is smaller than the engine start power threshold and the vehicle speed is smaller than the engine start vehicle speed threshold. Is controlled based on the accelerator operation amount so that the power required for running the vehicle coincides with the vehicle required power while the vehicle is electrically driven, and the vehicle required power is the engine start power during the electric travel. The vehicle is driven by operating the internal combustion engine and controlling the electric motor and the internal combustion engine based on the accelerator operation amount when the vehicle speed exceeds a threshold value and when the vehicle speed exceeds the engine start vehicle speed threshold value. The vehicle travels in a hybrid manner while matching the power required for the vehicle to the vehicle required power. A drive control unit that,
In a hybrid vehicle comprising:
The drive control unit
The engine starting vehicle speed threshold is set to a high side threshold until the internal combustion engine is started after the external charging is performed, and the internal combustion engine is started after the external charging is performed. A hybrid vehicle configured to set an engine start vehicle speed threshold value to a low-side threshold value that is smaller than the high-side threshold value.
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