JP2015214262A - vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンおよびモータジェネレータを備え、エンジンおよびモータジェネレータの少なくとも一方の動力で走行可能な車両に関する。 The present invention relates to a vehicle that includes an engine and a motor generator, and that can travel with the power of at least one of the engine and the motor generator.
特開2011−189889号公報(特許文献1)には、エンジンと、モータジェネレータと、モータジェネレータとの間で電力を充放電するバッテリと、ユーザによって操作される加速ボタンとを備えるハイブリッド車両が開示されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 2011-189889 (Patent Document 1) discloses a hybrid vehicle including an engine, a motor generator, a battery that charges and discharges electric power between the motor generator, and an acceleration button operated by a user. Has been.
このハイブリッド車両は、加速ボタンが押された場合、加速ボタンが押された時点のバッテリの蓄電量(以下「SOC」ともいう)がしきい値以上であるときはは、モータジェネレータの出力(すなわちバッテリの放電電力)を通常よりも増加させる強力アシストモードを実行する。一方、加速ボタンが押された時点のSOCがしきい値未満であるときは、強力アシストモードを実行する前にSOCがしきい値以上になるまでバッテリを予め充電し、SOCがしきい値以上になった後に強力アシストモードを実行する。 In this hybrid vehicle, when the acceleration button is pressed, if the battery charge amount (hereinafter also referred to as “SOC”) at the time when the acceleration button is pressed is equal to or greater than a threshold value, the output of the motor generator (that is, The powerful assist mode is executed to increase the battery discharge power). On the other hand, when the SOC when the acceleration button is pressed is less than the threshold value, the battery is precharged until the SOC exceeds the threshold value before the strong assist mode is executed, and the SOC is equal to or higher than the threshold value. Execute the powerful assist mode after
特許文献1に開示されたハイブリッド車両において、強力アシストモードを実行すると、強力アシストモードの実行前よりも多くのバッテリの電力が消費される。そのため、強力アシストモードの終了直後は、強力アシストモードの実行前よりもSOCが低下している。そのため、強力アシストモードの終了後においては、SOCが回復するまでの間、ユーザが要求する運転を実現できなくなるおそれがある。したがって、強力アシストモードの終了後は、SOCを早期に回復させることが望ましい。しかしながら、特許文献1には、このような課題およびその課題を解決する手段について何ら言及されていない。
In the hybrid vehicle disclosed in
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、エンジン、モータジェネレータおよびバッテリを備えた車両において、モータジェネレータの出力を一時的に増加させる一時加速制御の実行を終了した後に、バッテリの蓄電量を早期に回復させることである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to execute temporary acceleration control for temporarily increasing the output of a motor generator in a vehicle including an engine, a motor generator, and a battery. Is to recover the amount of power stored in the battery early.
この発明に係る車両は、エンジンおよびモータジェネレータを備え、エンジンおよびモータジェネレータの少なくとも一方の動力で走行可能な車両であって、モータジェネレータとの間で電力を充放電するバッテリと、ユーザによって操作される一時加速スイッチと、一時加速スイッチが操作された場合、モータジェネレータの出力を一時的に増加させる一時加速制御を実行する制御装置とを備える。制御装置は、一時加速制御の実行が終了した後の所定期間内にバッテリを充電する場合、バッテリの蓄電量とバッテリの充電電力との対応関係を、バッテリの充電電力が増加するように変更する。 A vehicle according to the present invention includes an engine and a motor generator, is a vehicle that can be driven by at least one of the engine and the motor generator, and is operated by a user and a battery that charges and discharges electric power to and from the motor generator. A temporary acceleration switch, and a control device that executes temporary acceleration control for temporarily increasing the output of the motor generator when the temporary acceleration switch is operated. When charging the battery within a predetermined period after the execution of the temporary acceleration control is finished, the control device changes the correspondence relationship between the amount of charge of the battery and the charge power of the battery so that the charge power of the battery increases. .
このような構成によれば、一時加速制御の実行が終了した後の所定期間内は、一時加速制御の実行前よりも、バッテリの充電電力が増加される。そのため、一時加速制御の実行が終了した後に、バッテリの蓄電量を早期に回復させることができる。 According to such a configuration, the charging power of the battery is increased within a predetermined period after the execution of the temporary acceleration control is completed, compared to before the execution of the temporary acceleration control. Therefore, after the execution of the temporary acceleration control is completed, the amount of power stored in the battery can be recovered early.
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じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 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.
本明細書において「電力」という用語は、狭義の電力(仕事率)を意味する場合と、広義の電力である電力量(仕事量)または電気エネルギを意味する場合とがあり、その用語が使用される状況に応じて弾力的に解釈される。 In this specification, the term “electric power” may mean electric power (work rate) in a narrow sense, and may mean electric energy (work amount) or electric energy, which is electric power in a broad sense, and the term is used. It is interpreted elastically according to the situation to be done.
図1は、本実施の形態による車両1の全体ブロック図である。車両1は、エンジン10と、第1モータジェネレータ(以下「第1MG」ともいう)20と、第2モータジェネレータ(以下「第2MG」ともいう)30と、動力分割装置40と、PCU(Power Control Unit)50と、バッテリ60と、駆動輪80と、ECU(Electronic Control Unit)100とを備える。
FIG. 1 is an overall block diagram of a
車両1は、エンジン10の動力および第2MG30の動力(すなわちバッテリ60の電力)の少なくとも一方によって走行するハイブリッド車両である。
The
エンジン10が発生する動力は、動力分割装置40によって、駆動輪80へ伝達される経路と、第1MG20へ伝達される経路とに分割される。
The power generated by the
第1MG20および第2MG30は、PCU50によって駆動される三相交流回転電機である。第1MG20は、動力分割装置40によって分割されたエンジン10の動力を用いて発電する。第1MG20は、車両1の減速時に動力分割装置40を経由して駆動輪80から伝達される車両1の運動エネルギを用いて発電することも可能である。
First MG 20 and second MG 30 are three-phase AC rotating electric machines driven by PCU 50. First MG 20 generates power using the power of
第2MG30は、バッテリ60に蓄えられた電力および第1MG20により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて車両1の駆動力を発生する。また、第2MG30は、車両1の減速時に駆動輪80から伝達される車両1の運動エネルギを用いて発電する。第2MG30は、動力分割装置40を経由して伝達されるエンジン10の動力を用いて発電することも可能である。
Second MG 30 generates driving force for
以下では、第1MG20および第2MG30の少なくとも一方がエンジン10の動力を用いて発電する電力を「エンジン発電電力」ともいう。さらに、第1MG20および第2MG30の少なくとも一方が車両1の減速時に車両1の運動エネルギを用いて発電する電力を「回生発電電力」ともいう。
Hereinafter, the power generated by at least one of the first MG 20 and the second MG 30 using the power of the
動力分割装置40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機構である。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤの各々と噛み合う。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン10のクランク軸に連結される。サンギヤは、第1MG20の回転軸に連結される。リングギヤは、第2MG30の回転軸および駆動輪80に連結される。
PCU50は、バッテリ60に蓄えられた直流電力を第1MG20および第2MG30を駆動可能な交流電力に変換する。また、PCU50は、第1MG20および第2MG30で発電された交流電力をバッテリ60に充電可能な直流電力に変換する。
PCU 50 converts the DC power stored in
バッテリ60は、PCU50を介して第1MG20および第2MG30に電気的に接続され、第1MG20および第2MG30との間で電力を充放電する。
車両1には、一時加速スイッチ2が備えられる。ユーザが一時加速スイッチ2を押す操作を行なうと、一時加速スイッチ2は、車両1を一時的に加速させることを要求する信号(以下「一時加速要求信号」という)をECU100に出力する。
The
さらに、図示していないが、車両1には、アクセル開度(ユーザによるアクセルペダル操作量)を検出するセンサ、車速を検出する車速センサ、バッテリ60の状態(電圧、電流、温度など)を検出する監視センサなど、車両1の制御に必要なさまざまな物理量を検出するための複数のセンサを備える。これらの各センサは検出結果をECU100に出力する。
Further, although not shown, the
ECU100は、図示しないCPU(Central Processing Unit)およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて所定の演算処理を実行する。ECU100は、演算処理の結果に基づいて車両1に搭載される各機器を制御する。
The
ECU100は、バッテリ60の状態(監視センサの検出結果)に基づいて、バッテリ60の蓄電量(State Of Charge、以下「SOC」という)を算出する。SOCの算出方法としては、バッテリ60の電圧とSOCとの関係を用いて算出する方法や、電流の積算値を用いて算出する方法等、種々の公知の手法を用いることができる。なお、SOCは、一般的に、バッテリ60の最大容量を100%とする百分率で表される。
ECU 100 calculates the amount of charge (State Of Charge, hereinafter referred to as “SOC”) of
ECU100は、走行負荷などに応じて、エンジン10および第2MG30の双方の出力を用いた走行(以下「HV走行」という)、およびエンジン10を停止させて第2MG30の出力を用いた走行(以下「EV走行」ともいう)のどちらかを選択的に行なう。たとえば、ECU100は、走行負荷が大きくエンジン10を効率よく運転できる場合には、HV走行を行なう。一方、ECU100は、停車時や低速走行時のように走行負荷が小さくエンジン10を効率よく運転できない場合には、EV走行を行なう。
The ECU 100 travels using the outputs of both the
ECU100は、SOCが所定の制御範囲(制御下限値から制御上限値までの範囲)に含まれるように、バッテリ60の充放電を制御する。
SOCが制御範囲に含まれる場合、ECU100は、通常充電によってバッテリ60を充電する。通常充電中、ECU100は、SOCに基づいてバッテリ60に入力すべき電力(以下「要求充電電力」という)を算出し、HV走行時(エンジン10を運転している時)のエンジン発電電力あるいは減速時の回生電力が要求充電電力となるように、エンジン10およびPCU50を制御する。したがって、通常充電中においては、HV走行時あるいは減速時に、要求充電電力に相当する電力でバッテリ60が充電される。なお、要求充電電力の算出方法については後に詳述する。
When the SOC is included in the control range,
一方、SOCが制御下限値未満になった場合、ECU100は、強制充電によってバッテリ60を充電する。強制充電中、ECU100は、たとえ走行負荷が小さくエンジン10の効率が低いとしても、SOCが制御下限値よりも所定値大きい値に回復するまでエンジン10を強制的に運転してエンジン発電電力でバッテリ60を充電する。
On the other hand, when the SOC becomes less than the control lower limit value,
ECU100は、一時加速スイッチ2から一時加速要求信号を受信した場合、第2MG30の出力を一時的に増加させる制御(以下「一時加速制御」ともいう)を実行する。
When the
以上のような構成を有する車両1において、ECU100は、一時加速スイッチ2から一時加速要求信号を受信した場合、上述したように、第2MG30の出力を一時的に増加させる一時加速制御を実行する。
In the
一時加速制御の実行中は、第2MG30の消費電力(すなわちバッテリ60の放電電力)が一時的に増加するため、一時加速制御を実行しない場合に比べて、SOCの低下率が大きくなる。そのため、一時加速制御の実行が終了した直後は、一時加速制御の実行前よりもSOCがかなり低下している。したがって、一時加速制御の実行が終了した後においては、SOCが回復するまでの間、ユーザが要求する運転を実現できなくなるおそれがある。たとえば、ユーザの要求するEV走行可能距離を満足できなかったり、続けてユーザが一時加速スイッチ2を押しても一時加速制御を実行することができなくなったりするおそれがある。 During the execution of the temporary acceleration control, the power consumption of the second MG 30 (that is, the discharged power of the battery 60) temporarily increases, and therefore the SOC reduction rate becomes larger than when the temporary acceleration control is not executed. For this reason, immediately after the execution of the temporary acceleration control is completed, the SOC is considerably lower than before the execution of the temporary acceleration control. Therefore, after the execution of the temporary acceleration control is completed, there is a possibility that the operation requested by the user cannot be realized until the SOC is recovered. For example, the EV travelable distance requested by the user may not be satisfied, or the temporary acceleration control may not be executed even if the user subsequently presses the temporary acceleration switch 2.
さらに、一時加速制御の終了後にEV走行などによってSOCがさらに低下すると、SOCが制御下限値未満となり上述した強制充電が開始されるおそれがある。強制充電中は、走行負荷が小さくエンジン10の効率が低い状態であってもエンジン10が強制的に運転されるため、燃費が悪化するおそれがある。
Furthermore, if the SOC further decreases due to EV traveling or the like after the end of the temporary acceleration control, the SOC becomes less than the control lower limit value, and the above-described forced charging may be started. During forced charging, since the
そこで、本実施の形態によるECU100は、一時加速制御終了後の所定期間内は、通常充電に用いられるSOCと要求充電電力との対応関係を、要求充電電力が増加するように変更する制御(以下「要求充電電力増加制御」という)を実行する。これにより、SOCを早期に回復させる。
Therefore, the
図2は、ECU100が行なう処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of processing performed by the
ステップ(以下、ステップを「S」と略す)10にて、ECU100は、一時加速スイッチが押された(オンされた)か否かを判定する。一時加速スイッチが押されていない場合(S10にてNO)、ECU100は、処理を終了する。
In step (hereinafter, step is abbreviated as “S”) 10,
一時加速スイッチが押された場合(S10にてYES)、ECU100は、処理をS11に移し、上述の一時加速制御(第2MG30の出力を一時的に増加させる制御)を実行する。
If the temporary acceleration switch is pressed (YES in S10),
S12にて、ECU100は、アクセル開度がしきい値よりも小さいか否かを判定する。この処理は、一時加速制御の終了条件が成立したか否かを判定するための処理である。
In S12,
アクセル開度がしきい値よりも大きい場合(S12にてNO)、ECU100は、一時加速制御の終了条件が成立していないとして、処理をS11に戻し、一時加速制御の実行を継続する。
If the accelerator opening is larger than the threshold value (NO in S12),
一方、アクセル開度がしきい値よりも小さい場合(S12にてYES)、ECU100は、一時加速制御の終了条件が成立したとして、処理をS13に移し、一時加速制御の実行を終了する。
On the other hand, when the accelerator opening is smaller than the threshold value (YES in S12),
一時加速制御の実行を終了した後、ECU100は、S20にて、経過時間を計測するためのカウンタを始動させ、S21にて上述の要求充電電力増加制御を実行する。
After completing the execution of the temporary acceleration control, the
図3は、通常充電に用いられるSOCと要求充電電力との対応関係の一例を示す図である。ECU100は、図3に示す対応関係を予め記憶しており、通常充電中にこの対応関係を参照して現在のSOCに対応する要求充電電力を決定する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between the SOC used for normal charging and the required charging power. The
要求充電電力増加制御を実行していない場合、ECU100は、図3の一点鎖線で示された対応関係を参照して、現在のSOCに対応する要求充電電力を決定する。SOCが制御範囲の中心(SOC制御中心)よりも低い領域にある場合、要求充電電力は、SOCが低いほど大きい値に設定される。なお、SOCがSOC制御中心よりも高い領域にある場合、要求充電電力はマイナス(放電側)の値に設定される。
When the required charging power increase control is not executed,
一方、要求充電電力増加制御の実行中は、ECU100は、図3の実線で示された対応関係を参照して、現在のSOCに対応する要求充電電力を決定する。図3の実線で示された対応関係は、図3の一点鎖線で示された対応関係に比べて、同じSOCに対して要求充電電力がより大きい値に設定されている。すなわち、要求充電電力増加制御とは、SOCと要求充電電力との対応関係を、要求充電電力が増加するように変更する制御である。要求充電電力増加制御の実行中は、要求充電電力増加制御を実行していない場合に比べて、バッテリ60の充電電力が増加される。これにより、SOCが早期に回復される。
On the other hand, during execution of the required charging power increase control,
図2に戻って、S22にて、ECU100は、カウンタが所定値以上であるか否か(すなわち一時加速制御終了後からの経過時間が所定値を超えたか否か)を判定する。
Returning to FIG. 2, in S22,
カウンタが所定値未満である場合(S22にてNO)、ECU100は、処理をS21に戻し、要求充電電力増加制御の実行を継続する。
If the counter is less than the predetermined value (NO in S22),
カウンタが所定値以上である場合(S22にてYES)、ECU100は、処理をS23に移し、要求充電電力増加制御の実行を終了する。すなわち、ECU100は、再び図3の一点鎖線で示された対応関係を参照して要求充電電力を決定する。
If the counter is equal to or greater than the predetermined value (YES in S22),
図4は、一時加速スイッチ2が押された場合のSOCの変化態様の一例を示す図である。時刻t1にて一時加速スイッチ2が押されると、一時加速制御が開始される。これに伴い、第2MG30の出力(バッテリ60の放電電力)が増加されるため、SOCが低下し始める。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a change state of the SOC when the temporary acceleration switch 2 is pressed. When the temporary acceleration switch 2 is pressed at time t1, temporary acceleration control is started. Along with this, the output of the second MG 30 (discharge power of the battery 60) is increased, so that the SOC starts to decrease.
時刻t2にてアクセル開度がしきい値未満となると、一時加速制御の実行が終了されるとともに、カウンタが始動される。 When the accelerator opening becomes less than the threshold value at time t2, the execution of the temporary acceleration control is terminated and the counter is started.
一時加速制御の実行が終了された時刻t2からカウンタが設定値に達する時刻t3までの期間では、要求充電電力増加制御が実行される。そのため、要求充電電力増加制御を実行しない場合(一点鎖線参照)に比べて、SOCを早期に回復させることができる。 In the period from time t2 when the execution of the temporary acceleration control is ended to time t3 when the counter reaches the set value, the required charging power increase control is executed. Therefore, the SOC can be recovered earlier than in the case where the required charging power increase control is not executed (see the one-dot chain line).
時刻t3以降においては、要求充電電力増加制御によってSOCが回復しているため、一時加速制御実行前と同様、ユーザの要求する運転を実現し易い状態となる。たとえば、ユーザの要求するEV走行可能距離を満足できるようになり、また、続けて一時加速制御を実行することも可能となる。 After time t3, since the SOC is recovered by the required charging power increase control, the operation requested by the user is easily realized as before the execution of the temporary acceleration control. For example, the EV travelable distance requested by the user can be satisfied, and the temporary acceleration control can be continuously executed.
さらに、本実施の形態においては、一時加速制御の終了後において、通常充電中の要求充電電力を増加することによってSOCを回復させるため、強制充電が実行されるのを回避でき、燃費の悪化を抑制することができる。すなわち、強制充電によってSOCを回復させる場合は、走行負荷が小さくエンジン10の効率が低い時(たとえば車両停止時)においてもエンジン10が強制的に運転されるため、通常充電によってSOCを回復させる場合に比べて燃費が悪化する傾向にある。しかしながら、本実施の形態においては、通常充電によってSOCを回復させるため、強制充電によってSOCを回復させる場合に比べて、燃費の悪化を抑制することができる。
Furthermore, in the present embodiment, after the temporary acceleration control is finished, the SOC is recovered by increasing the required charging power during normal charging, so that forced charging can be avoided and fuel consumption is deteriorated. Can be suppressed. That is, when the SOC is recovered by forced charging, the
以上のように、本実施の形態によるECU100は、一時加速制御終了後の所定期間内は、通常充電に用いられるSOCと要求充電電力との対応関係を、要求充電電力が増加するように変更する(図3参照)。これにより、一時加速制御終了後において、SOCを早期に回復させることができる。
As described above,
なお、上述の実際の形態においては、エンジンと2つのモータジェネレータ(第1MG20、第2MG30)を備える、いわゆるスプリット方式のハイブリッド車両に本発明を適用する場合について説明したが、本発明が適用可能な車両は上述の実施の形態で示した方式のハイブリッド車両に限定されない。たとえば、エンジンと1つのモータジェネレータとを備える一般的なシリーズ方式あるいはパラレル方式のハイブリッド車両にも本発明は適用可能である。
In the above-described actual embodiment, the case where the present invention is applied to a so-called split-type hybrid vehicle including an engine and two motor generators (
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.
1 車両、2 一時加速スイッチ、10 エンジン、20 第1MG、30 第2MG、40 動力分割装置、60 バッテリ、80 駆動輪、100 ECU。 1 vehicle, 2 temporary acceleration switch, 10 engine, 20 1st MG, 30 2nd MG, 40 power split device, 60 battery, 80 driving wheel, 100 ECU.
Claims (1)
前記モータジェネレータとの間で電力を充放電するバッテリと、
ユーザによって操作される一時加速スイッチと、
前記一時加速スイッチが操作された場合、前記モータジェネレータの出力を一時的に増加させる一時加速制御を実行する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記一時加速制御の実行が終了した後の所定期間内に前記バッテリを充電する場合、前記バッテリの蓄電量と前記バッテリの充電電力との対応関係を、前記バッテリの充電電力が増加するように変更する、車両。 A vehicle comprising an engine and a motor generator, capable of traveling with the power of at least one of the engine and the motor generator,
A battery that charges and discharges power to and from the motor generator;
A temporary acceleration switch operated by the user;
A controller for executing temporary acceleration control for temporarily increasing the output of the motor generator when the temporary acceleration switch is operated;
When charging the battery within a predetermined period after the execution of the temporary acceleration control is completed, the control device indicates a correspondence relationship between the storage amount of the battery and the charging power of the battery, and the charging power of the battery A vehicle that changes to increase.
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