JP2007062589A - ハイブリッド型車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】 蓄電装置を搭載し、エネルギ効率が改善されたハイブリッド型車両を提供する。
【解決手段】 ハイブリッド型車両100は、蓄電装置であるバッテリユニットBUと、蓄電装置に車外から充電するためのコネクタ50と、蓄電装置から電力供給を受けて車輪2を駆動するトルクを発生するモータジェネレータMG2と、モータジェネレータMG2と併用されて車輪2を駆動するトルクを発生するエンジン4と、車速検知部と、定速走行指示するクルーズコントロールスイッチ53と、蓄電装置の充電状態を含む車両状態が第1の条件を満たすときに、内燃機関を停止させた状態でモータジェネレータMG2によって車輪を駆動させるEV走行を行なうように車両を制御する制御装置60とを備える。制御装置60は、定速走行の指示があった場合には、車両状態が第1の条件とは独立して定められる第2の条件を満たすときに、EV走行を行なうように車両100を制御する。
【選択図】 図1
【解決手段】 ハイブリッド型車両100は、蓄電装置であるバッテリユニットBUと、蓄電装置に車外から充電するためのコネクタ50と、蓄電装置から電力供給を受けて車輪2を駆動するトルクを発生するモータジェネレータMG2と、モータジェネレータMG2と併用されて車輪2を駆動するトルクを発生するエンジン4と、車速検知部と、定速走行指示するクルーズコントロールスイッチ53と、蓄電装置の充電状態を含む車両状態が第1の条件を満たすときに、内燃機関を停止させた状態でモータジェネレータMG2によって車輪を駆動させるEV走行を行なうように車両を制御する制御装置60とを備える。制御装置60は、定速走行の指示があった場合には、車両状態が第1の条件とは独立して定められる第2の条件を満たすときに、EV走行を行なうように車両100を制御する。
【選択図】 図1
Description
この発明は、ハイブリッド型車両に関し、特に、車両外部からバッテリを充電可能なハイブリッド型車両に関する。
近年、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車(Hybrid Vehicle)が大きく注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、蓄電装置(バッテリ)とインバータとインバータによって駆動される電動機(モータ)とを動力源とする自動車である。
特開平8−154307号公報(特許文献1)は、外部充電機能を備えたハイブリッド自動車を開示する。このハイブリッド自動車は、外部充電器により充電し得るバッテリと、バッテリからの電力により車輪を駆動する電動機と、電動機の作動を制御する制御手段と、車輪の駆動のために直接的または間接的に使用される内燃機関と、外部充電器によりバッテリの充電が行なわれてからの走行時間に関係する量を算出する走行時間関係量算出手段とを備える。そして、制御手段は、走行時間関係量算出手段によって算出された走行時間関係量が所定量に達すると、電動機の出力を制限する。
このハイブリッド自動車においては、外部充電を行なわないで長時間走行すると電動機の出力が制限され、ドライバは外部充電を行なうように促される。したがって、このハイブリッド自動車によれば、内燃機関への依存度を低減させることができる。
特開平8−154307号公報
特開2003−343305号公報
特開2000−204996号公報
しかしながら、特開平8−154307号公報(特許文献1)では外部充電器を設ける必要がある。
ある地点に外部充電器を固定設置する場合は自動車をその場所に移動させ、充電を行なう必要がある。すなわち、固定設置した場合、外部充電器が固定設置された場所以外では充電が行なえないという欠点がある。
しかしながら、商用電源から蓄電池に充電可能な直流電圧を発生させる充電装置を車載する場合は、車両重量が増加するという問題があった。
また、外部から蓄電池に充電を行なって走行するようにしても、従前のハイブリッド自動車と同様の制御を行なったのでは、蓄電池に充電しておいたエネルギが有効活用されず、エンジンが始動してガソリンが消費されてしまうという場合も考えられる。
この発明の目的は、蓄電装置を搭載し、エネルギ効率が改善されたハイブリッド型車両を提供することである。
この発明は、要約すると、ハイブリッド型車両であって、蓄電装置と、蓄電装置に車外から充電するための接続部と、蓄電装置から電力供給を受けて車輪を駆動するトルクを発生する第1の回転電機と、第1の回転電機と併用されて車輪を駆動するトルクを発生する内燃機関と、車速検知部と、定速走行指示部と、蓄電装置の充電状態を含む車両状態が第1の条件を満たすときに、内燃機関を停止させた状態で第1の回転電機によって車輪を駆動させるEV走行を行なうように車両を制御する制御装置とを備える。制御装置は、定速走行指示部から定速走行の指示があった場合には、車両状態が第1の条件とは独立して定められる第2の条件を満たすときに、EV走行を行なうように車両を制御する。
好ましくは、制御装置は、車両始動後に定速走行指示部から定速走行の指示を一旦受けると、定速走行指示部から定速走行の解除指示を受けた後にも第2の条件でEV走行を行なうか否かの判定を行なう。
好ましくは、ハイブリッド型車両は、内燃機関を用いた走行よりもEV走行を優先させるEVドライブスイッチをさらに備える。制御装置は、EVドライブスイッチによる優先指示を受けた場合には、車両状態が第1、第2の条件とはとは独立して定められる第3の条件を満たすときに、EV走行を行なうように車両を制御する。
好ましくは、第1の条件は、蓄電装置の充電状態が第1のしきい値よりも大きいという条件を含み、第2の条件は、蓄電装置の充電状態が第2のしきい値よりも大きいという条件を含み、第2のしきい値は、第1のしきい値よりも小さい。
好ましくは、第1の条件は、車速が第1の制限車速値よりも小さいという条件を含み、第2の条件は、車速が第2の制限車速値よりも小さいという条件を含み、第2の制限車速値は、第1の制限車速値よりも大きい。
好ましくは、蓄電装置は、第1の蓄電装置と、第2の蓄電装置とを含む。車両は、第1、第2の蓄電装置の一方を選択して第1の回転電機に接続する選択スイッチをさらに備える。制御装置は、第1、第2の蓄電装置の充電状態に応じて選択スイッチの切換を制御する。第1または第2の条件中の蓄電状態に関する条件は、第1、第2の蓄電装置にそれぞれ対応する条件が適用される。
より好ましくは、第1の蓄電装置よりも第2の蓄電装置のほうが蓄電容量が大きい。
より好ましくは、第2の蓄電装置よりも第1の蓄電装置のほうが充電可能最大電力が大きい。
より好ましくは、第2の蓄電装置よりも第1の蓄電装置のほうが充電可能最大電力が大きい。
好ましくは、車両は、第1の回転電機に対応して設けられる第1のインバータと、第2の回転電機と、第2の回転電機に対応して設けられる第2のインバータと、第1、第2のインバータの制御を行なう制御装置をさらに備える。接続部は、第1の回転電機に接続される第1の端子と、第2の回転電機に接続される第2の端子とを含む。制御装置は、第1、第2の端子間に与えられる交流電力が直流電力に変換されて第2の蓄電装置に与えられるように第1、第2のインバータに対して制御を行なう。
好ましくは、第1の回転電機の回転軸は、車輪の回転軸と機械的に結合され、内燃機関のクランク軸は、第2の回転電機の回転軸に機械的に結合される。
本発明によれば、走行中にバッテリに蓄積された電力が積極的に消費されて、外出先から自宅に帰ってきた場合にはバッテリへ多くの電力量を充電することができる。結果としてガソリンの消費が抑えられ燃料補給の回数を減らすことができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
図1は、この発明の実施の形態に係る車両の概略ブロック図である。
図1を参照して、この車両100は、バッテリユニットBUと、昇圧コンバータ10と、インバータ20,30と、電源ラインPL1,PL2と、接地ラインSLと、U相ラインUL1,UL2と、V相ラインVL1,VL2と、W相ラインWL1,WL2と、モータジェネレータMG1,MG2と、エンジン4と、動力分配機構3と、車輪2とを含む。
図1を参照して、この車両100は、バッテリユニットBUと、昇圧コンバータ10と、インバータ20,30と、電源ラインPL1,PL2と、接地ラインSLと、U相ラインUL1,UL2と、V相ラインVL1,VL2と、W相ラインWL1,WL2と、モータジェネレータMG1,MG2と、エンジン4と、動力分配機構3と、車輪2とを含む。
この車両100は、車輪の駆動にモータとエンジンとを併用するハイブリッド自動車(Hybrid Vehicle)である。
動力分配機構3は、エンジン4とモータジェネレータMG1,MG2に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分配機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。この3つの回転軸がエンジン4、モータジェネレータMG1,MG2の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータMG1のロータを中空としてその中心にエンジン4のクランク軸を通すことで動力分配機構3にエンジン4とモータジェネレータMG1,MG2とを機械的に接続することができる。
なお、モータジェネレータMG2の回転軸は車輪2に図示しない減速ギヤや作動ギヤによって結合されている。また動力分配機構3の内部にモータジェネレータMG2の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。
そして、モータジェネレータMG1は、エンジンによって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド自動車に組み込まれ、モータジェネレータMG2は、ハイブリッド自動車の駆動輪を駆動する電動機としてハイブリッド自動車に組み込まれる。
モータジェネレータMG1,MG2は、たとえば、3相交流同期電動機である。モータジェネレータMG1はU相コイルU1、V相コイルV1、W相コイルW1からなる3相コイルをステータコイルとして含む。モータジェネレータMG2はU相コイルU2、V相コイルV2、W相コイルW2からなる3相コイルをステータコイルとして含む。
そして、モータジェネレータMG1は、エンジン出力を用いて3相交流電圧を発生し、その発生した3相交流電圧をインバータ20へ出力する。また、モータジェネレータMG1は、インバータ20から受ける3相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジンの始動を行なう。
モータジェネレータMG2は、インバータ30から受ける3相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータMG2は、車両の回生制動時、3相交流電圧を発生してインバータ30へ出力する。
バッテリユニットBUは、負極が接地ラインSLに共に接続された蓄電装置であるバッテリB1およびB2と、バッテリB1およびB2の一方を選択して車両負荷に接続する選択スイッチRY0と、バッテリB1およびB2の電圧をそれぞれ測定する電圧センサ70,71と、バッテリB1およびB2の電流をそれぞれ測定する電流センサ84,83とを含む。車両負荷は、モータジェネレータMG1,MG2と、インバータ20,30と、インバータ20,30に昇圧した電圧を供給する昇圧コンバータ10とを含む。
バッテリユニットBUにおいては、バッテリB2のほうがバッテリB1よりも蓄電容量が大きく、その代わりにバッテリB1のほうがバッテリB2よりも出力可能最大電力が大きくなるようにバッテリB1,B2の組合せが選択される。また、この場合バッテリB1のほうがバッテリB2よりも充電可能最大電力も大きいのが普通であり、たとえばバッテリB1が最大20kWの電力を充電可能でありこれに対しバッテリB2は最大5kWの電力を充電可能である。
バッテリB1は、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池を用いることができる。この場合には、バッテリB2としては、安価で大容量の鉛蓄電池を用いることができる。
また、バッテリB1に代えて大容量の電気二重層コンデンサを用いることができる。この場合には、バッテリB2としてはそれよりも出力可能最大電力が小さいが蓄電容量が大きいバッテリを用いることができる。この場合はニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池をバッテリB2として用いることができる。
つまり、バッテリB1とバッテリB2の組合せは、蓄電装置の性能の向上に伴い種々に変更して用いることができる。2つの特性の異なる蓄電装置を組み合わせて用いることにより、蓄電量が大きくかつ出力性能の高い車両用電源装置を実現することができる。
バッテリユニットBUは、バッテリB1またはB2から出力される直流電圧を昇圧コンバータ10へ出力する。また、昇圧コンバータ10から出力される直流電圧によってバッテリユニットBU内部のバッテリB1またはB2が充電される。
選択スイッチRY0は、バッテリB1の正電極とバッテリB2の正電極の短絡が生じないように、いずれか一方のバッテリを電源ラインPL1に接続しているときはかならず他方のバッテリは電源ラインPL1から切離されるように構成されている。バッテリB1,B2は特性が異なりまた充電状態(SOC)も異なる場合があるので、一方から他方のバッテリに過大な電流が流れることを防止するため正極同士を直接接続することは避ける必要があるからである。
昇圧コンバータ10は、リアクトルLと、npn型トランジスタQ1,Q2と、ダイオードD1,D2とを含む。リアクトルLは、電源ラインPL1に一端が接続され、npn型トランジスタQ1,Q2の接続点に他端が接続される。npn型トランジスタQ1,Q2は、電源ラインPL2と接地ラインSLとの間に直列に接続され、制御装置60からの信号PWCをベースに受ける。そして、各npn型トランジスタQ1,Q2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D1,D2がそれぞれ接続される。
なお、上記のnpn型トランジスタおよび以下の本明細書中の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、また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もちいることができる。
インバータ20は、U相アーム22、V相アーム24およびW相アーム26を含む。U相アーム22、V相アーム24およびW相アーム26は、電源ラインPL2と接地ラインSLとの間に並列に接続される。
U相アーム22は、直列に接続されたnpn型トランジスタQ11,Q12を含み、V相アーム24は、直列に接続されたnpn型トランジスタQ13,Q14を含み、W相アーム26は、直列に接続されたnpn型トランジスタQ15,Q16を含む。各npn型トランジスタQ11〜Q16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D11〜D16がそれぞれ接続される。そして、各相アームにおける各npn型トランジスタの接続点は、U,V,W各相ラインUL1,VL1,WL1を介してモータジェネレータMG1の各相コイルの中性点N1と異なるコイル端にそれぞれ接続される。
インバータ30は、U相アーム32、V相アーム34およびW相アーム36を含む。U相アーム32、V相アーム34およびW相アーム36は、電源ラインPL2と接地ラインSLとの間に並列に接続される。
U相アーム32は、直列に接続されたnpn型トランジスタQ21,Q22を含み、V相アーム34は、直列に接続されたnpn型トランジスタQ23,Q24を含み、W相アーム36は、直列に接続されたnpn型トランジスタQ25,Q26を含む。各npn型トランジスタQ21〜Q26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D21〜D26がそれぞれ接続される。そして、インバータ30においても、各相アームにおける各npn型トランジスタの接続点は、U,V,W各相ラインUL2,VL2,WL2を介してモータジェネレータMG2の各相コイルの中性点N2と異なるコイル端にそれぞれ接続される。
車両100は、さらに、コンデンサC1,C2と、リレー回路40と、コネクタ50と、制御装置60と、ACラインACL1,ACL2と、電圧センサ72〜74と、電流センサ80,82とを含む。
コンデンサC1は、電源ラインPL1と接地ラインSLとの間に接続され、電圧変動に起因するバッテリB1および昇圧コンバータ10への影響を低減する。電源ラインPL1と接地ラインSLとの間の電圧VLは、電圧センサ73で測定される。
コンデンサC2は、電源ラインPL2と接地ラインSLとの間に接続され、電圧変動に起因するインバータ20,30および昇圧コンバータ10への影響を低減する。電源ラインPL2と接地ラインSLとの間の電圧VHは、電圧センサ72で測定される。
昇圧コンバータ10は、バッテリユニットBUから電源ラインPL1を介して供給される直流電圧を昇圧して電源ラインPL2へ出力する。より具体的には、昇圧コンバータ10は、制御装置60からの信号PWCに基づいて、npn型トランジスタQ2のスイッチング動作に応じて流れる電流をリアクトルLに磁場エネルギを蓄積し、その蓄積したエネルギをnpn型トランジスタQ2がOFFされたタイミングに同期してダイオードD1を介して電源ラインPL2へ電流を流すことによって放出することにより昇圧動作を行なう。
また、昇圧コンバータ10は、制御装置60からの信号PWCに基づいて、電源ラインPL2を介してインバータ20および30のいずれか一方または両方から受ける直流電圧をバッテリユニットBUの電圧レベルに降圧してバッテリユニットBU内部のバッテリを充電する。
インバータ20は、制御装置60からの信号PWM1に基づいて、電源ラインPL2から供給される直流電圧を3相交流電圧に変換してモータジェネレータMG1を駆動する。
これにより、モータジェネレータMG1は、トルク指令値TR1によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ20は、エンジンからの出力を受けてモータジェネレータMG1が発電した3相交流電圧を制御装置60からの信号PWM1に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインPL2へ出力する。
インバータ30は、制御装置60からの信号PWM2に基づいて、電源ラインPL2から供給される直流電圧を3相交流電圧に変換してモータジェネレータMG2を駆動する。
これにより、モータジェネレータMG2は、トルク指令値TR2によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ30は、車両100が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、駆動軸からの回転力を受けてモータジェネレータMG2が発電した3相交流電圧を制御装置60からの信号PWM2に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインPL2へ出力する。
なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをOFFすることで回生発電をさせながら車両を減速(または加速の中止)させることを含む。
リレー回路40は、リレーRY1,RY2を含む。リレーRY1,RY2としては、たとえば、機械的な接点リレーを用いることができるが、半導体リレーを用いてもよい。リレーRY1は、ACラインACL1とコネクタ50との間に設けられ、制御装置60からの制御信号CNTLに応じてON/OFFされる。リレーRY2は、ACラインACL2とコネクタ50との間に設けられ、制御装置60からの制御信号CNTLに応じてON/OFFされる。
このリレー回路40は、制御装置60からの制御信号CNTLに応じて、ACラインACL1,ACL2とコネクタ50との接続/切離しを行なう。すなわち、リレー回路40は、制御装置60からH(論理ハイ)レベルの制御信号CNTLを受けると、ACラインACL1,ACL2をコネクタ50と電気的に接続し、制御装置60からL(論理ロー)レベルの制御信号CNTLを受けると、ACラインACL1,ACL2をコネクタ50から電気的に切離す。
コネクタ50は、モータジェネレータMG1,MG2の中性点N1,N2間に外部から交流電圧を入力するための端子である。この交流電圧としては、たとえば、家庭用商用電力線から交流100Vを入力することができる。ACラインACL1,ACL2の線間電圧VACは、電圧センサ74で測定され測定値が制御装置60に送信される。
電圧センサ70は、バッテリB1のバッテリ電圧VB1を検出し、その検出したバッテリ電圧VB1を制御装置60へ出力する。電圧センサ71は、バッテリB2のバッテリ電圧VB2を検出し、その検出したバッテリ電圧VB2を制御装置60へ出力する。
電圧センサ73は、コンデンサC1の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ10の入力電圧VLを検出し、その検出した電圧VLを制御装置60へ出力する。電圧センサ72は、コンデンサC2の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ10の出力電圧VH(インバータ20,30の入力電圧に相当する。以下同じ。)を検出し、その検出した電圧VHを制御装置60へ出力する。
電圧センサ73は、コンデンサC1の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ10の入力電圧VLを検出し、その検出した電圧VLを制御装置60へ出力する。電圧センサ72は、コンデンサC2の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ10の出力電圧VH(インバータ20,30の入力電圧に相当する。以下同じ。)を検出し、その検出した電圧VHを制御装置60へ出力する。
電流センサ80は、モータジェネレータMG1に流れるモータ電流MCRT1を検出し、その検出したモータ電流MCRT1を制御装置60へ出力する。電流センサ82は、モータジェネレータMG2に流れるモータ電流MCRT2を検出し、その検出したモータ電流MCRT2を制御装置60へ出力する。
制御装置60は、外部に設けられるECU(Electronic Control Unit)から出力されたモータジェネレータMG1,MG2のトルク指令値TR1,TR2およびモータ回転数MRN1,MRN2、電圧センサ73からの電圧VL、ならびに電圧センサ72からの電圧VHに基づいて、昇圧コンバータ10を駆動するための信号PWCを生成し、その生成した信号PWCを昇圧コンバータ10へ出力する。
また、制御装置60は、電圧VHならびにモータジェネレータMG1のモータ電流MCRT1およびトルク指令値TR1に基づいて、モータジェネレータMG1を駆動するための信号PWM1を生成し、その生成した信号PWM1をインバータ20へ出力する。さらに、制御装置60は、電圧VHならびにモータジェネレータMG2のモータ電流MCRT2およびトルク指令値TR2に基づいて、モータジェネレータMG2を駆動するための信号PWM2を生成し、その生成した信号PWM2をインバータ30へ出力する。
ここで、制御装置60は、イグニッションスイッチ(またはイグニッションキー)からの信号IGおよびバッテリB2の充電状態SOC2に基づいて、モータジェネレータMG1,MG2の中性点N1,N2間に与えられる商用電源用の交流電圧からバッテリB2に対する充電が行なわれるようにインバータ20,30を制御するための信号PWM1,PWM2を生成する。
さらに、制御装置60は、バッテリB2の充電状態SOC2に基づいて、外部から充電可能かを判断し、充電可能と判断したときは、Hレベルの制御信号CNTLをリレー回路40へ出力する。一方、制御装置60は、バッテリB2がほぼ満充電状態であり、充電可能でないと判断したときは、Lレベルの制御信号CNTLをリレー回路40へ出力し、信号IGが停止状態を示す場合にはインバータ20および30を停止させる。
車両100は、さらに、EVドライブスイッチ52と、クルーズコントロールスイッチ53と、ストップランプスイッチ54と、アクセルセンサ56とを含む。
EVドライブスイッチ52は、EVドライブモードに設定するためのスイッチであり、深夜や早朝の住宅密集地での低騒音化や、屋内駐車場や車庫内での排気ガス低減化を目的としてエンジン作動を低減しモータのみで走行可能なEVドライブモードに設定するためのスイッチである。
このEVドライブモードは、EVドライブスイッチ52がオフ状態にセットされるか、バッテリの充電状態が規定値以下か、車速が約55km/h以上かまたはアクセル開度が規定値以上となった場合に自動的に解除される。
クルーズコントロールスイッチ53は、定速走行を指定するためのスイッチである。クルーズコントロールスイッチを用いて定速走行の指定と解除および目標速度の設定ができる。
定速走行が指定されると、制御装置60は、モータジェネレータMG2およびエンジン4の駆動力を最適に組み合わせて走行車速を一定に保つとともに、エンジン4に設けられている図示しないスロットルコントロールモータを制御してアクセルコントロールを滑らかに行なう。
なお定速走行制御中にブレーキペダルが踏まれてストップランプスイッチ54がオン状態となったか、クルーズコントロールスイッチ53によって定速走行の解除が指定されたか、または図示しないシフトレバーのポジションが走行ポジション以外にセットされた場合に定速走行制御は解除される。
ハイブリッド型車両100の特徴をまとめると、ハイブリッド型車両100は、蓄電装置であるバッテリユニットBUと、蓄電装置に車外から充電するためのコネクタ50と、蓄電装置から電力供給を受けて車輪2を駆動するトルクを発生するモータジェネレータMG2と、モータジェネレータMG2と併用されて車輪2を駆動するトルクを発生するエンジン4と、車速検知部と、定速走行指示するクルーズコントロールスイッチ53と、蓄電装置の充電状態を含む車両状態が第1の条件を満たすときに、内燃機関を停止させた状態でモータジェネレータMG2によって車輪を駆動させるEV走行を行なうように車両を制御する制御装置60とを備える。制御装置60は、定速走行の指示があった場合には、車両状態が第1の条件とは独立して定められる第2の条件を満たすときに、EV走行を行なうように車両100を制御する。
図2は、図1に示した制御装置60の機能ブロック図である。
図2を参照して、制御装置60は、コンバータ制御部61と、第1のインバータ制御部62と、第2のインバータ制御部63と、AC入力制御部64とを含む。コンバータ制御部61は、バッテリ電圧VB1,VB2、電圧VH、トルク指令値TR1,TR2、およびモータ回転数MRN1,MRN2に基づいて昇圧コンバータ10のnpn型トランジスタQ1,Q2をON/OFFするための信号PWCを生成し、その生成した信号PWCを昇圧コンバータ10へ出力する。
図2を参照して、制御装置60は、コンバータ制御部61と、第1のインバータ制御部62と、第2のインバータ制御部63と、AC入力制御部64とを含む。コンバータ制御部61は、バッテリ電圧VB1,VB2、電圧VH、トルク指令値TR1,TR2、およびモータ回転数MRN1,MRN2に基づいて昇圧コンバータ10のnpn型トランジスタQ1,Q2をON/OFFするための信号PWCを生成し、その生成した信号PWCを昇圧コンバータ10へ出力する。
第1のインバータ制御部62は、モータジェネレータMG1のトルク指令値TR1およびモータ電流MCRT1ならびに電圧VHに基づいてインバータ20のnpn型トランジスタQ11〜Q16をON/OFFするための信号PWM1を生成し、その生成した信号PWM1をインバータ20へ出力する。
第2のインバータ制御部63は、モータジェネレータMG2のトルク指令値TR2およびモータ電流MCRT2ならびに電圧VHに基づいてインバータ30のnpn型トランジスタQ21〜Q26をON/OFFするための信号PWM2を生成し、その生成した信号PWM2をインバータ30へ出力する。
AC入力制御部64は、トルク指令値TR1,TR2およびモータ回転数MRN1,MRN2に基づいてモータジェネレータMG1,MG2の駆動状態を判定し、信号IGとバッテリB1,B2のSOCに応じて、インバータ2つを協調制御して外部から与えられる交流電圧を直流に変換すると共に昇圧し、バッテリへの充電を行なう。
ここで、Hレベルの信号IGは、車両100が搭載されたハイブリッド自動車が起動されたことを意味する信号であり、Lレベルの信号IGは、ハイブリッド自動車が停止されたことを意味する信号である。
そして、AC入力制御部64は、モータジェネレータMG1,MG2の駆動状態が停止状態であり、信号IGもハイブリッド自動車が停止していることを示している場合には、バッテリB1、B2のSOCが所定レベルよりも低ければ充電動作を行なわせる。具体的には、信号CNTLによってリレーRY1,RY2を導通させ、電圧VACの入力があればこれに応じて制御信号CTL1を生成しインバータ20,30を協調制御して外部から与えられる交流電圧を直流に変換すると共に昇圧し、バッテリへの充電を行なわせる。
一方、AC入力制御部64は、モータジェネレータMG1,MG2の駆動状態が稼動状態であるかまたは信号IGがハイブリッド自動車の運転中を示している場合、および、バッテリB1、B2のSOCが所定レベルよりも高い場合には、充電動作を行なわせない。具体的には、信号CNTLによってリレーRY1,RY2を開放させ、制御信号CTL0を生成して、昇圧コンバータ10とインバータ20,30に車両運転時の通常動作を行なわせる。
図3は、図2に示したコンバータ制御部61の機能ブロック図である。
図3を参照して、コンバータ制御部61は、インバータ入力電圧指令演算部112と、フィードバック電圧指令演算部114と、デューティー比演算部116と、PWM信号変換部118とを含む。
図3を参照して、コンバータ制御部61は、インバータ入力電圧指令演算部112と、フィードバック電圧指令演算部114と、デューティー比演算部116と、PWM信号変換部118とを含む。
インバータ入力電圧指令演算部112は、トルク指令値TR1,TR2およびモータ回転数MRN1,MRN2に基づいてインバータ入力電圧の最適値(目標値)、すなわち電圧指令VH_comを演算し、その演算した電圧指令VH_comをフィードバック電圧指令演算部114へ出力する。
フィードバック電圧指令演算部114は、電圧センサ72によって検出される昇圧コンバータ10の出力電圧VHと、インバータ入力電圧指令演算部112からの電圧指令VH_comとに基づいて、出力電圧VHを電圧指令VH_comに制御するためのフィードバック電圧指令VH_com_fbを演算し、その演算したフィードバック電圧指令VH_com_fbをデューティー比演算部116へ出力する。
デューティー比演算部116は、電圧センサ70からのバッテリ電圧VB1,VB2と、フィードバック電圧指令演算部114からのフィードバック電圧指令VH_com_fbとに基づいて、昇圧コンバータ10の出力電圧VHを電圧指令VH_comに制御するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をPWM信号変換部118へ出力する。
PWM信号変換部118は、デューティー比演算部116から受けたデューティー比に基づいて昇圧コンバータ10のnpn型トランジスタQ1,Q2をON/OFFするためのPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成し、その生成したPWM信号を信号PWCとして昇圧コンバータ10のnpn型トランジスタQ1,Q2へ出力する。
なお、昇圧コンバータ10の下アームのnpn型トランジスタQ2のONデューティーを大きくすることによりリアクトルLにおける電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上アームのnpn型トランジスタQ1のONデューティーを大きくすることにより電源ラインPL2の電圧が下がる。そこで、npn型トランジスタQ1,Q2のデューティー比を制御することで、電源ラインPL2の電圧をバッテリB1の出力電圧以上の任意の電圧に制御することができる。
さらに、PWM信号変換部118は、制御信号CTL1が活性化しているときは、デューティー比演算部116の出力に拘わらず、npn型トランジスタQ1を導通状態とし、npn型トランジスタQ2を非導通状態とする。これにより、電源ラインPL2から電源ラインPL1に向けて充電電流を流すことが可能となる。
図4は、図2に示した第1および第2のインバータ制御部62,63の機能ブロック図である。
図4を参照して、第1および第2のインバータ制御部62,63の各々は、モータ制御用相電圧演算部120と、PWM信号変換部122とを含む。
モータ制御用相電圧演算部120は、インバータ20,30の入力電圧VHを電圧センサ72から受け、モータジェネレータMG1(またはMG2)の各相に流れるモータ電流MCRT1(またはMCRT2)を電流センサ80(または82)から受け、トルク指令値TR1(またはTR2)をECUから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部120は、これらの入力値に基づいて、モータジェネレータMG1(またはMG2)の各相コイルに印加する電圧を演算し、その演算した各相コイル電圧をPWM信号変換部122へ出力する。
PWM信号変換部122は、AC入力制御部64から制御信号CTL0を受けると、モータ制御用相電圧演算部120から受ける各相コイル電圧指令に基づいて、実際にインバータ20(または30)の各npn型トランジスタQ11〜Q16(またはQ21〜Q26)をON/OFFする信号PWM1_0(信号PWM1の一種)(またはPWM2_0(信号PWM2の一種))を生成し、その生成した信号PWM1_0(またはPWM2_0)をインバータ20(または30)の各npn型トランジスタQ11〜Q16(またはQ21〜Q26)へ出力する。
このようにして、各npn型トランジスタQ11〜Q16(またはQ21〜Q26)がスイッチング制御され、モータジェネレータMG1(またはMG2)が指令されたトルクを出力するようにモータジェネレータMG1(またはMG2)の各相に流す電流が制御さ
れる。その結果、トルク指令値TR1(またはTR2)に応じたモータトルクが出力される。
れる。その結果、トルク指令値TR1(またはTR2)に応じたモータトルクが出力される。
また、PWM信号変換部122は、AC入力制御部64から制御信号CTL1を受けると、モータ制御用相電圧演算部120の出力に拘わらず、インバータ20(または30)のU相アーム22(または32)、V相アーム24(または34)およびW相アーム26(または36)に同位相の交流電流を流すようにnpn型トランジスタQ11〜Q16(またはQ21〜Q26)をON/OFFする信号PWM1_1(信号PWM1の一種)(またはPWM2_1(信号PWM2の一種))を生成し、その生成した信号PWM1_1(またはPWM2_1)をインバータ20(または30)のnpn型トランジスタQ11〜Q16(またはQ21〜Q26)へ出力する。
U,V,Wの各相コイルに同位相の交流電流が流れる場合には、モータジェネレータMG1,MG2には回転トルクは発生しない。そしてインバータ20および30が協調制御されることにより交流の電圧VACが直流の充電電圧に変換される。
次に、車両100において商用電源用の交流電圧VACから直流の充電電圧を発生する方法について説明する。
図5は、図1の回路図を充電に関する部分に簡略化して示した図である。
図5では、図1のインバータ20および30のうちのU相アームが代表として示されている。またモータジェネレータの3相コイルのうちU相コイルが代表として示されている。U相について代表的に説明すれば各相コイルには同相の電流が流されるので、他の2相の回路もU相と同じ動きをする。図5を見ればわかるように、U相コイルU1とU相アーム22の組、およびU相コイルU2とU相アーム32の組はそれぞれ昇圧コンバータ10と同様な構成となっている。したがって、たとえば100Vの交流電圧を直流電圧に変換するだけでなく、さらに昇圧してたとえば200V程度のバッテリ充電電圧に変換することが可能である。
図5では、図1のインバータ20および30のうちのU相アームが代表として示されている。またモータジェネレータの3相コイルのうちU相コイルが代表として示されている。U相について代表的に説明すれば各相コイルには同相の電流が流されるので、他の2相の回路もU相と同じ動きをする。図5を見ればわかるように、U相コイルU1とU相アーム22の組、およびU相コイルU2とU相アーム32の組はそれぞれ昇圧コンバータ10と同様な構成となっている。したがって、たとえば100Vの交流電圧を直流電圧に変換するだけでなく、さらに昇圧してたとえば200V程度のバッテリ充電電圧に変換することが可能である。
図6は、充電時のトランジスタの制御状態を示した図である。
図5、図6を参照して、まず電圧VAC>0すなわちラインACL1の電圧VM1がラインACL2の電圧VM2よりも高い場合には、昇圧コンバータのトランジスタQ1はON状態とされ、トランジスタQ2はOFF状態とされる。これにより昇圧コンバータ10は電源ラインPL2から電源ラインPL1に向けて充電電流を流すことができるようになる。
図5、図6を参照して、まず電圧VAC>0すなわちラインACL1の電圧VM1がラインACL2の電圧VM2よりも高い場合には、昇圧コンバータのトランジスタQ1はON状態とされ、トランジスタQ2はOFF状態とされる。これにより昇圧コンバータ10は電源ラインPL2から電源ラインPL1に向けて充電電流を流すことができるようになる。
そして第1のインバータではトランジスタQ12が電圧VACに応じた周期およびデューティー比でスイッチングされ、トランジスタQ11はOFF状態またはダイオードD11の導通に同期して導通されるスイッチング状態に制御される。このとき第2のインバータではトランジスタQ21はOFF状態とされ、トランジスタQ22はON状態に制御される。
電圧VAC>0ならば、トランジスタQ12のON状態において電流がコイルU1→トランジスタQ12→ダイオードD22→コイルU2の経路で流れる。このときコイルU1,U2に蓄積されたエネルギはトランジスタQ12がOFF状態となると放出され、ダイオードD11を経由して電流が電源ラインPL2に流れる。ダイオードD11による損失を低減させるためにダイオードD11の導通期間に同期させてトランジスタQ11を導通させても良い。電圧VACおよび電圧VHの値に基づいて、昇圧比が求められトランジスタQ12のスイッチングの周期およびデューティー比が定められる。
次に、電圧VAC<0すなわちラインACL1の電圧VM1がラインACL2の電圧VM2よりも低い場合には、昇圧コンバータのトランジスタQ1はON状態とされ、トランジスタQ2はOFF状態とされる。これにより昇圧コンバータ10は電源ラインPL2から電源ラインPL1に向けて充電電流を流すことができるようになる。
そして第2のインバータではトランジスタQ22が電圧VACに応じた周期およびデューティー比でスイッチングされ、トランジスタQ21はOFF状態またはダイオードD21の導通に同期して導通されるスイッチング状態に制御される。このとき第1のインバータではトランジスタQ11はOFF状態とされ、トランジスタQ12はON状態に制御される。
電圧VAC<0ならば、トランジスタQ22のON状態において電流がコイルU2→トランジスタQ22→ダイオードD12→コイルU1の経路で流れる。このときコイルU1,U2に蓄積されたエネルギはトランジスタQ22がOFF状態となると放出され、ダイオードD21を経由して電流が電源ラインPL2に流れる。ダイオードD21による損失を低減させるためにダイオードD21の導通期間に同期させてトランジスタQ21を導通させても良い。このときも電圧VACおよび電圧VHの値に基づいて、昇圧比が求められトランジスタQ22のスイッチングの周期およびデューティー比が定められる。
図7は、図1の制御装置60が行なう充電開始の判断に関するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。
図1、図7を参照して、まずステップS1において制御装置60は、信号IGがOFF状態であるか否かを判断する。ステップS1で信号IGがOFF状態でなければ、充電ケーブルを車両に接続して充電を行なわせるのは不適切であるのでステップS6に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。
ステップS1において、信号IGがOFF状態である場合には、充電を行なうのに適切であると判断されステップS2に処理が進む。ステップS2ではリレーRY1およびRY2が非導通状態から導通状態に制御され、電圧センサ74によって電圧VACが測定される。そして、交流電圧が観測されない場合には、充電ケーブルがコネクタ50のソケットに接続されていないと考えられるため充電処理を行なわずにステップS6に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。
一方、ステップS2において電圧VACとして交流電圧が観測されたら処理はステップS3に進む。ステップS3ではバッテリB2の充電状態SOC(B2)が満充電状態を表すしきい値Sth(F2)より小さいか否かが判断される。
SOC(B2)<Sth(F2)が成立すれば充電可能状態であるため処理はステップS4に進む。ステップS4では、制御装置60は、2つのインバータを協調制御してバッテリB2に充電を行なう。
ステップS3においてSOC(B2)<Sth(F2)が成立しないときは、バッテリB2は、満充電状態であるので充電を行なう必要がなく、ステップS5に処理が進む。ステップS5では、充電停止処理が行なわれる。具体的には、インバータ20及び30は停止され、リレーRY1,RY2は開放されて交流電力の車両100への入力は遮断される。そして処理はステップS6に進み制御はメインルーチンに戻される。
図8は、図1のバッテリB1,B2の特性の違いについて説明するための概念図である。
先に説明したように、バッテリユニットBUにおいては、バッテリB2のほうがバッテリB1よりも蓄電容量が大きく、その代わりにバッテリB1のほうがバッテリB2よりも出力可能最大電力が大きくなるようにバッテリB1,B2の組合せが選択される。
バッテリB1として、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池を用い、バッテリB2としては、安価で大容量の鉛蓄電池を用いる場合には、図8に示すように各バッテリの使用範囲が設定される。
バッテリB1の使用範囲は、SOCがSth(C)である状態を標準状態として、最低でSth(E1)、最高でSth(F1)の範囲内に納まるように管理される。たとえば、Sth(C)=60%、Sth(E1)=40%、Sth(F1)=80%である。ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池はSOCをこのように中間の値に管理すると、長期間充電性能を発揮することができる。
これに対し、バッテリB2の使用範囲は、最低でSth(E2)、最高でSth(F2)の範囲内に納まるように管理される。ここで、図8に示されるように、Sth(E2)<Sth(E1)かつSth(F2)>Sth(F1)であり、たとえば、Sth(E2)=10%、Sth(F2)=90%である。
図9は、図1の制御装置60が行なう走行モードの判定に関するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼出されて実行される。
図1、図9を参照して、制御装置60は、ステップS11において現在使用中のバッテリがバッテリB1であるか否かを判断する。使用バッテリがバッテリB1である場合にはステップS12に進みバッテリB1用走行モード判定処理が実行される。
一方、ステップS11において使用バッテリがB1でないと判断された場合には、使用バッテリはB2であるのでステップS13においてバッテリB2用の走行モード判定処理が実行される。
ステップS12またはS13の処理が終了するとステップS14に進み、制御はメインルーチンに戻される。
図10は、図9のバッテリB1用の走行モード判定条件の一例を説明するための図である。
図10を参照して、オートクルーズモードやEVドライブモードに設定されていない通常走行時においては、SOC>60%かつ車速<30km/hかつアクセル開度<θth0である場合にエンジンを停止したEV走行が行なわれる。
一方、オートクルーズモードにセットされた場合には、SOC>40%かつ車速<100km/hかつアクセル開度<θth1が成立した場合にEV走行が行なわれる。
また、オートクルーズモードが選択されていないEVドライブモードの場合には、SOC>40%かつ車速<55km/hかつアクセル開度<θth2が成立した場合にEV走行が実行される。
このようなオートクルーズモードにおいてEV走行判定を行なう条件と、EVドライブモードや通常走行時のEV走行判定を行なう条件は、独立して設定されている。したがって、独立して設定された結果として、SOC、車速、アクセル開度の判定条件は3つのモードあるいは2つのモードで同じに設定される場合があってもよい。
図11は、図9のステップS12の処理の詳細を示したフローチャートである。
図1、図11を参照して、まずステップS101において制御装置60はフラグFEVCCが1であるか否かを判定する。このフラグFEVCCは定速走行が指定された状態においてEV走行の条件が一旦満たされた場合に“1”に制御装置60中の内部メモリに設定されるフラグである。
図1、図11を参照して、まずステップS101において制御装置60はフラグFEVCCが1であるか否かを判定する。このフラグFEVCCは定速走行が指定された状態においてEV走行の条件が一旦満たされた場合に“1”に制御装置60中の内部メモリに設定されるフラグである。
ステップS101においてFEVCC=“1”が成立した場合にはステップS107に処理が進み、成立しない場合にはステップS102に処理が進む。
ステップS102においてはクルーズコントロールスイッチ53によって、定速走行の指定がオフ状態つまり定速走行が指定されていない状態から、オン状態つまり定速走行が指定された状態に変更されたか否かが判定される。
定速走行でない状態から定速走行が指定された状態への遷移が検知された場合にはステップS103に処理が進み、この遷移が検知されない場合すなわち従来から定速走行の指定がされていた場合または定速走行が従来から指定されていない場合には処理はステップS107に進む。
ステップS103においてはEVドライブスイッチ52がオン状態であるか否かが検知される。EVドライブスイッチがオン状態である場合には処理はステップS104に進み、オン状態でない場合には処理はステップS112に進む。
ステップS104ではバッテリB1の充電状態についてSOC(B1)>Sth(E1)が成立するか否かが判断される。しきい値Sth(E1)は、たとえば図10に示されるように40%である。ステップS104の条件が成立した場合にはステップS105に処理が進み、成立しない場合にはステップS114に処理が進む。
ステップS105においては車速V<55km/hが成立するか否かが判断される。ステップS105の条件が成立した場合には処理はステップS106に進み、成立しない場合には処理はステップS114に進む。
ステップS106においてはアクセル開度θAcc<θth2が成立するか否かが判断される。なおθth2は所定のしきい値である。
ステップS106の条件が成立した場合にはステップS113に進み、成立しない場合には処理はステップS114に進む。
またステップS103からステップS112に処理が進んだ場合には図10に示すように通常走行時の判定条件が出されるか否かが判断される。この条件はたとえばSOC>60%かつ車速V<30km/hかつアクセル開度θAcc<θth0である。ステップS112の条件が満たされた場合には処理はステップS113に進み、満たされなかった場合には処理はステップS114に進む。
次にステップS101またはステップS102からステップS107に処理が進んだ場合について説明する。ステップS107においてはバッテリB1の充電状態ついてSOC(B1)>Sth(E1)が成立するか否かが判断される。図10に示した例ではたとえばしきい値Sth(E1)は40%である。
ステップS107の条件が成立した場合にはステップS108に処理が進み、成立しない場合にはステップS111に処理が進む。
ステップS108においては車速V<100km/hが成立するか否かが判断される。ステップS108の条件が成立した場合にはステップS109に処理は進み、この条件が成立しなかった場合にはステップS111に処理が進む。
ステップS109においてはアクセル開度θAcc<θth1が成立するか否かが判断される。θth1は所定のしきい値である。
ステップS109の条件が成立した場合には処理はステップS110に進み、ステップS109の条件が成立しなかった場合には処理はステップS111に進む。
ステップS110では、フラグFEVCCが“1”にセットされる。このフラグFEVCCはステップS102においてクルーズコントロールに一旦セットされてかつステップS107〜109のEV走行条件が成立した場合に“1”にセットされる。一方ステップS111においてはクルーズコントロール中のEV走行条件であるステップS107〜S109のいずれかの条件が成立しなかった場合にフラグFEVCCが解除されて“0”にセットされる。
以上説明した条件による判定が行なわれた後にステップS113においてはエンジンを停止させたEV走行が行なわれ、ステップS114ではエンジンを稼働させた状態のHV走行が行なわれる。HV走行ではエンジンのトルクをモータのトルクに併用して車輪の回転に用いる場合もあるし、エンジンのトルクを用いて発電機を回してこの発電機の電力をモータの駆動に用いる場合もある。
ステップS113またはステップS114の処理が実行された後にはステップS115に進み制御はメインルーチンに戻される。
図12は、図9のステップS13の処理の詳細を示したフローチャートである。
図1、図12を参照して、まずステップS201において制御装置60はフラグFEVCCが1であるか否かを判定する。このフラグFEVCCは定速走行が指定された状態においてEV走行の条件が一旦満たされた場合に“1”に制御装置60中の内部メモリに設定されるフラグである。
図1、図12を参照して、まずステップS201において制御装置60はフラグFEVCCが1であるか否かを判定する。このフラグFEVCCは定速走行が指定された状態においてEV走行の条件が一旦満たされた場合に“1”に制御装置60中の内部メモリに設定されるフラグである。
ステップS201においてFEVCC=“1”が成立した場合にはステップS207に処理が進み、成立しない場合にはステップS202に処理が進む。
ステップS202においてはクルーズコントロールスイッチ53によって、定速走行の指定がオフ状態つまり定速走行が指定されていない状態から、オン状態つまり定速走行が指定された状態に変更されたか否かが判定される。
定速走行でない状態から定速走行が指定された状態への遷移が検知された場合にはステップS203に処理が進み、この遷移が検知されない場合すなわち従来から定速走行の指定がされていた場合または定速走行が従来から指定されていない場合には処理はステップS207に進む。
ステップS203においてはEVドライブスイッチ52がオン状態であるか否かが検知される。EVドライブスイッチがオン状態である場合には処理はステップS204に進み、オン状態でない場合には処理はステップS212に進む。
ステップS204ではバッテリB2の充電状態についてSOC(B2)>Sth(E2)が成立するか否かが判断される。しきい値Sth(E2)は、たとえば図10に示されるように40%である。ステップS204の条件が成立した場合にはステップS205に処理が進み、成立しない場合にはステップS214に処理が進む。
ステップS205においては車速V<55km/hが成立するか否かが判断される。ステップS205の条件が成立した場合には処理はステップS206に進み、成立しない場合には処理はステップS214に進む。
ステップS206においてはアクセル開度θAcc<θth2が成立するか否かが判断される。なおθth2は所定のしきい値である。
ステップS206の条件が成立した場合にはステップS213に進み、成立しない場合には処理はステップS214に進む。
またステップS203からステップS212に処理が進んだ場合には図10に示すように通常走行時の判定条件が出されるか否かが判断される。この条件はたとえばSOC>60%かつ車速V<30km/hかつアクセル開度θAcc<θth0である。ステップS212の条件が満たされた場合には処理はステップS213に進み、満たされなかった場合には処理はステップS214に進む。
次にステップS201またはステップS202からステップS207に処理が進んだ場合について説明する。ステップS207においてはバッテリB2の充電状態ついてSOC(B2)>Sth(E2)が成立するか否かが判断される。図10に示した例ではたとえばしきい値Sth(E2)は40%である。
ステップS207の条件が成立した場合にはステップS208に処理が進み、成立しない場合にはステップS211に処理が進む。
ステップS208においては車速V<100km/hが成立するか否かが判断される。ステップS208の条件が成立した場合にはステップS209に処理は進み、この条件が成立しなかった場合にはステップS212に処理が進む。
ステップS209においてはアクセル開度θAcc<θth1が成立するか否かが判断される。θth1は所定のしきい値である。
ステップS209の条件が成立した場合には処理はステップS210に進み、ステップS209の条件が成立しなかった場合には処理はステップS211に進む。
ステップS210では、フラグFEVCCが“1”にセットされる。このフラグFEVCCはステップS202においてクルーズコントロールに一旦セットされてかつステップS207〜109のEV走行条件が成立した場合に“1”にセットされる。一方ステップS211においてはクルーズコントロール中のEV走行条件であるステップS207〜S209のいずれかの条件が成立しなかった場合にフラグFEVCCが解除されて“0”にセットされる。
以上説明した条件による判定が行なわれた後にステップS213においてはエンジンを停止させたEV走行が行なわれ、ステップS214ではエンジンを稼働させた状態のHV走行が行なわれる。HV走行ではエンジンのトルクをモータのトルクに併用して車輪の回転に用いる場合もあるし、エンジンのトルクを用いて発電機を回してこの発電機の電力をモータの駆動に用いる場合もある。
ステップS213またはステップS214の処理が実行された後にはステップS215に進み制御はメインルーチンに戻される。
以上説明したように、外部から充電可能に構成されたハイブリッド自動車では、低出力電力時は積極的に充電された電力を消費するのが望ましい。しかし通常のEV走行モードは車速が高速になると解除されてエンジンが稼働してしまう。したがって定速走行中のように加速が少なく高回転における大きなトルクが必要でないような条件では、車速による制限を緩和してバッテリに蓄えた電池を積極的に消費させるようにする。
このようにすれば、走行中にバッテリに蓄積された電力が積極的に消費されて、外出先から自宅に帰ってきた場合にはバッテリへ多くの電力量を充電することができる。結果としてガソリンの消費が抑えられ燃料補給の回数を減らすことができる。
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。
2 車輪、3 動力分配機構、4 エンジン、10 昇圧コンバータ、20,30 インバータ、22,32 U相アーム、24,34 V相アーム、26,36 W相アーム、40 リレー回路、50 コネクタ、52 EVドライブスイッチ、53 クルーズコントロールスイッチ、54 ストップランプスイッチ、56 アクセルセンサ、60 制御装置、61 コンバータ制御部、62,63 インバータ制御部、64 入力制御部、70〜74 電圧センサ、80,82〜84 電流センサ、100 ハイブリッド型車両、112 インバータ入力電圧指令演算部、114 フィードバック電圧指令演算部、116 デューティー比演算部、118,122 PWM信号変換部、120 モータ制御用相電圧演算部、ACL1,ACL2 ACライン、B1,B2 バッテリ、BU バッテリユニット、C1,C2 コンデンサ、D1,D2,D11〜D16,D21〜D26 ダイオード、L リアクトル、MG1,MG2 モータジェネレータ、MRN1,MRN2 モータ回転数、PL1,PL2 電源ライン、Q1,Q2,Q11〜Q16,Q21〜Q26 トランジスタ、RY0 選択スイッチ、RY1,RY2 リレー、SL 接地ライン、U1,U2 U相コイル、UL1,UL2 U相ライン、V1,V2 V相コイル、VL1,VL2 V相ライン、W1,W2 W相コイル、WL1,WL2 W相ライン。
Claims (10)
- 蓄電装置と、
前記蓄電装置に車外から充電するための接続部と、
前記蓄電装置から電力供給を受けて車輪を駆動するトルクを発生する第1の回転電機と、
前記第1の回転電機と併用されて車輪を駆動するトルクを発生する内燃機関と、
車速検知部と、
定速走行指示部と、
前記蓄電装置の充電状態を含む車両状態が第1の条件を満たすときに、前記内燃機関を停止させた状態で前記第1の回転電機によって前記車輪を駆動させるEV走行を行なうように車両を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記定速走行指示部から定速走行の指示があった場合には、前記車両状態が前記第1の条件とは独立して定められる第2の条件を満たすときに、前記EV走行を行なうように車両を制御する、ハイブリッド型車両。 - 前記制御装置は、車両始動後に前記定速走行指示部から定速走行の指示を一旦受けると、前記定速走行指示部から定速走行の解除指示を受けた後にも前記第2の条件で前記EV走行を行なうか否かの判定を行なう、請求項1に記載のハイブリッド型車両。
- 前記内燃機関を用いた走行よりも前記EV走行を優先させるEVドライブスイッチをさらに備え、
前記制御装置は、前記EVドライブスイッチによる優先指示を受けた場合には、前記車両状態が前記第1、第2の条件とはとは独立して定められる第3の条件を満たすときに、前記EV走行を行なうように車両を制御する、請求項1に記載のハイブリッド型車両。 - 前記第1の条件は、
前記蓄電装置の充電状態が第1のしきい値よりも大きいという条件を含み、
前記第2の条件は、
前記蓄電装置の充電状態が第2のしきい値よりも大きいという条件を含み、
前記第2のしきい値は、前記第1のしきい値よりも小さい、請求項1に記載のハイブリッド型車両。 - 前記第1の条件は、
車速が第1の制限車速値よりも小さいという条件を含み、
前記第2の条件は、
車速が第2の制限車速値よりも小さいという条件を含み、
前記第2の制限車速値は、前記第1の制限車速値よりも大きい、請求項1に記載のハイブリッド型車両。 - 前記蓄電装置は、
第1の蓄電装置と、
第2の蓄電装置とを含み、
前記車両は、
前記第1、第2の蓄電装置の一方を選択して前記第1の回転電機に接続する選択スイッチをさらに備え、
前記制御装置は、前記第1、第2の蓄電装置の充電状態に応じて前記選択スイッチの切換を制御し、
前記第1または第2の条件中の前記蓄電状態に関する条件は、前記第1、第2の蓄電装置にそれぞれ対応する条件が適用される、請求項1に記載のハイブリッド型車両。 - 前記第1の蓄電装置よりも前記第2の蓄電装置のほうが蓄電容量が大きい、請求項6に記載のハイブリッド型車両。
- 前記第2の蓄電装置よりも前記第1の蓄電装置のほうが充電可能最大電力が大きい、請求項6に記載のハイブリッド型車両。
- 前記車両は、
前記第1の回転電機に対応して設けられる第1のインバータと、
第2の回転電機と、
前記第2の回転電機に対応して設けられる第2のインバータと、
前記第1、第2のインバータの制御を行なう制御装置をさらに備え、
前記接続部は、
前記第1の回転電機に接続される第1の端子と、
前記第2の回転電機に接続される第2の端子とを含み、
前記制御装置は、前記第1、第2の端子間に与えられる交流電力が直流電力に変換されて前記第2の蓄電装置に与えられるように前記第1、第2のインバータに対して制御を行なう、請求項1に記載のハイブリッド型車両。 - 前記第1の回転電機の回転軸は、前記車輪の回転軸と機械的に結合され、
前記内燃機関のクランク軸は、前記第2の回転電機の回転軸に機械的に結合される、請求項9に記載のハイブリッド型車両。
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