JP2008074253A - ハイブリッド電気自動車の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】補機の作動状態にかかわらず発電機駆動用のエンジンで所望の運転特性を維持できるようにしたハイブリッド電気自動車の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン2により駆動されてバッテリ8を充電する発電機4と、バッテリ8から供給される電力を受けて車両の駆動輪18を駆動するモータ10と、エンジン2によって駆動される補機20とを備え、バッテリ8の充電時に、エンジン2の動作点が所定動作点となるようにエンジン2及び発電機4を制御し、エンジン2に対する補機20の負荷が増大したときには、補機20の負荷が増大する前より発電機4の発電電力が減少するように発電機4を制御する。
【選択図】図1
【解決手段】エンジン2により駆動されてバッテリ8を充電する発電機4と、バッテリ8から供給される電力を受けて車両の駆動輪18を駆動するモータ10と、エンジン2によって駆動される補機20とを備え、バッテリ8の充電時に、エンジン2の動作点が所定動作点となるようにエンジン2及び発電機4を制御し、エンジン2に対する補機20の負荷が増大したときには、補機20の負荷が増大する前より発電機4の発電電力が減少するように発電機4を制御する。
【選択図】図1
Description
本発明はハイブリッド電気自動車の制御装置に関し、特にエンジンを発電専用とし、発電機で発電した電力をバッテリに蓄えると共に、発電機又はバッテリから供給される電力で作動するモータにより駆動輪を駆動するようにしたシリーズ式ハイブリッド電気自動車の制御装置に関する。
従来より、エンジンを専ら発電機の駆動に用いて発電機の発電電力をバッテリに蓄え、バッテリの電力をモータに供給してモータの駆動力により車両の駆動輪を駆動するようにした、いわゆるシリーズ式ハイブリッド電気自動車が開発され実用化されている。
このようなシリーズ式ハイブリッド電気自動車では、バッテリの充電率が低下した場合にエンジンを運転して発電機を駆動し、発電機が発生した所定の発電電力をバッテリに充電して充電率が過度に低下しないようにしている。
このようなシリーズ式ハイブリッド電気自動車では、バッテリの充電率が低下した場合にエンジンを運転して発電機を駆動し、発電機が発生した所定の発電電力をバッテリに充電して充電率が過度に低下しないようにしている。
このときのエンジンの動作点は、例えばエンジン回転数と出力トルクとによって規定され、所定の発電電力を得る際には様々なエンジン回転数と出力トルクとの組合せが考えられることから、エンジンが有する様々な特性のいずれかを優先した動作点でエンジンの運転制御を行うことが考えられる。
特許文献1には、このような動作点を規定するものとしてエンジンの燃費を最善にする基本動作点を設定し、エンジンの排気を浄化するための触媒の温度に応じてエンジンの動作点を基本動作点から移行するようにしたシリーズ式ハイブリッド電気自動車が提案されている。
特許文献1には、このような動作点を規定するものとしてエンジンの燃費を最善にする基本動作点を設定し、エンジンの排気を浄化するための触媒の温度に応じてエンジンの動作点を基本動作点から移行するようにしたシリーズ式ハイブリッド電気自動車が提案されている。
また、エンジンの燃費を優先する代わりにエンジンの排出ガス特性を優先し、エンジンの排出ガス特性が最善となるように動作点を設定することが考えられる。
特開平11−82093号公報
しかしながら、ハイブリッド電気自動車には空調装置のクーラコンプレッサや、パワーステアリング装置の油圧ポンプ等のほか、ハイブリッド電気自動車がバスであるような場合にはエアコンプレッサのような補機類が搭載され、これらの補機がエンジンによって駆動されるものがある。
そして、このような補機の作動状態によってエンジンに対する負荷の大きさが変化するため、所定の発電電力を発電機から得る際に、上述のようにエンジンの特性が最善となるような動作点でエンジンを運転しようとしても、補機による負荷変動によってエンジンの実際の動作点がずれてしまうことになる。この結果、エンジン特性が最善となるような動作点でエンジンを運転を行うことができなくなるという問題が生じる。
そして、このような補機の作動状態によってエンジンに対する負荷の大きさが変化するため、所定の発電電力を発電機から得る際に、上述のようにエンジンの特性が最善となるような動作点でエンジンを運転しようとしても、補機による負荷変動によってエンジンの実際の動作点がずれてしまうことになる。この結果、エンジン特性が最善となるような動作点でエンジンを運転を行うことができなくなるという問題が生じる。
例えば、エンジンによって駆動される補機が空調装置のクーラコンプレッサである場合には、クーラコンプレッサの電磁クラッチが接続されてエンジンによりクーラコンプレッサが作動する状態と、電磁クラッチが切断されてクーラコンプレッサが作動しない状態とがある。
そして、クーラコンプレッサの非作動時に、エンジン特性として排出ガス特性が最善となるような動作点でエンジンを運転して発電機から所定の発電電力を得るようにすると、クーラコンプレッサの作動時には所定発電電力分のエンジン出力に対してクーラコンプレッサの負荷の分だけエンジン出力を増大させることになるため、エンジンの動作点は排出ガス特性が最善となるような動作点から外れてしまうことになる。この結果、このような場合にはエンジンの排出ガス特性が悪化するという問題が生じる。特に、バスのような大きな客室空間を有する車両においては、クーラコンプレッサの負荷が大きく、このような問題が顕著に表れる。
そして、クーラコンプレッサの非作動時に、エンジン特性として排出ガス特性が最善となるような動作点でエンジンを運転して発電機から所定の発電電力を得るようにすると、クーラコンプレッサの作動時には所定発電電力分のエンジン出力に対してクーラコンプレッサの負荷の分だけエンジン出力を増大させることになるため、エンジンの動作点は排出ガス特性が最善となるような動作点から外れてしまうことになる。この結果、このような場合にはエンジンの排出ガス特性が悪化するという問題が生じる。特に、バスのような大きな客室空間を有する車両においては、クーラコンプレッサの負荷が大きく、このような問題が顕著に表れる。
また、排出ガス特性に代えてエンジンの燃費を対象としてエンジンの特性を考える場合には、このようなクーラコンプレッサの作動に伴う動作点の移動により、エンジンの燃費が悪化するという問題が生じることになる。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、補機の作動状態にかかわらず発電機駆動用のエンジンで所望の運転特性を維持できるようにしたハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することにある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、補機の作動状態にかかわらず発電機駆動用のエンジンで所望の運転特性を維持できるようにしたハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、エンジンと、上記エンジンにより駆動される発電機と、上記発電機の出力により充電されるバッテリと、上記バッテリから供給される電力を受けて作動し、車両の駆動輪を駆動するモータと、上記エンジンによって駆動される補機と、上記バッテリの充電時に、上記エンジンの動作点が所定動作点となるように上記エンジン及び発電機を制御し、上記エンジンに対する上記補機の負荷が増大したときには上記発電機の発電電力が減少するように上記発電機を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする(請求項1)。
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、バッテリからモータに電力が供給されることにより、モータが駆動輪を駆動して車両の走行が行われると共に、エンジンが駆動する発電機の発電電力がバッテリに充電される。また、補機がエンジンによって駆動される。
そして、発電機の発電電力でバッテリの充電を行う際には、エンジンの動作点が所定動作点となるようにエンジン及び発電機が制御され、エンジンに対する補機の負荷が増大したときには発電機の発電電力を減少させるように発電機が制御される。
そして、発電機の発電電力でバッテリの充電を行う際には、エンジンの動作点が所定動作点となるようにエンジン及び発電機が制御され、エンジンに対する補機の負荷が増大したときには発電機の発電電力を減少させるように発電機が制御される。
この結果、エンジンに対する補機の負荷増大分の一部又は全部が発電機の発電電力の減少によって相殺される。
また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、上記エンジンの出力トルクを検出するトルク検出手段とを更に備え、上記制御手段は、エンジンの所定回転数及び所定出力トルクによって上記所定動作点を規定し、上記回転数検出手段が検出した上記エンジンの回転数と上記トルク検出手段が検出した上記エンジンの出力トルクとに基づき、上記エンジンの出力が上記所定動作点に対応した出力となるように上記発電機の発電電力を制御すると共に、上記エンジンの動作点が上記所定動作点となるように上記エンジンの回転数及び出力トルクを制御することを特徴とする(請求項2)。
また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、上記エンジンの出力トルクを検出するトルク検出手段とを更に備え、上記制御手段は、エンジンの所定回転数及び所定出力トルクによって上記所定動作点を規定し、上記回転数検出手段が検出した上記エンジンの回転数と上記トルク検出手段が検出した上記エンジンの出力トルクとに基づき、上記エンジンの出力が上記所定動作点に対応した出力となるように上記発電機の発電電力を制御すると共に、上記エンジンの動作点が上記所定動作点となるように上記エンジンの回転数及び出力トルクを制御することを特徴とする(請求項2)。
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、発電機の発電電力でバッテリの充電を行う際に、実際のエンジンの回転数と出力トルクとに基づき、エンジンの出力が所定動作点を規定するエンジンの所定回転数及び所定出力トルクに対応した出力となるように発電機の発電電力が制御されると共に、エンジンの動作点が上記所定動作点となるようにエンジンの回転数及び出力トルクが制御される。
エンジンの出力は発電機の発電電力の大きさによって変動するが、このように発電機の発電電力を制御することにより、エンジンの出力はエンジンに対する補機の負荷の変動にかかわらず、所定動作点を規定する所定回転数及び所定出力トルクに対応したほぼ一定の出力となる。従って、エンジンに対する補機の負荷が増大すればその分だけ発電機の発電電力が減少する方向に制御される。
そして、このようにしてエンジンの出力が所定動作点を規定する所定回転数及び所定出力トルクに対応したほぼ一定の出力となった状態で、実際のエンジンの回転数と出力トルクとに基づきエンジンの回転数及び出力トルクを制御することにより、エンジンの動作点は所定動作点とほぼ一致する。
或いは、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記補機は作動と非作動とを切り換え可能であって、上記制御手段は、上記補機の非作動時よりも作動時の方が上記発電機の発電電力が予め定められた所定電力だけ少なくなるように上記発電機を制御することを特徴とする(請求項3)。
或いは、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記補機は作動と非作動とを切り換え可能であって、上記制御手段は、上記補機の非作動時よりも作動時の方が上記発電機の発電電力が予め定められた所定電力だけ少なくなるように上記発電機を制御することを特徴とする(請求項3)。
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、補機が作動するとエンジンに対する補機の負荷が増大することになるが、このとき発電機の発電電力が予め定められた所定電力だけ補機の作動前より少なくなるように発電機が制御されることにより、エンジンに対する補機の負荷増大分が相殺され、エンジンの動作点は所定動作点とほぼ一致する。
また、以上のようなハイブリッド電気自動車の制御装置のいずれかにおいて、上記バッテリの充電率を検出する充電率検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記充電率検出手段が検出した上記バッテリの充電率が所定充電率より低い場合は、上記補機の負荷の増大に伴う上記発電電力の減少を中止することを特徴とする(請求項4)。
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、バッテリの充電率が所定充電率より低い場合は、補機の負荷増大に伴う発電電力の減少が中止される。
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、バッテリの充電率が所定充電率より低い場合は、補機の負荷増大に伴う発電電力の減少が中止される。
更に、以上のようなハイブリッド電気自動車の制御装置のいずれかにおいて、上記制御手段は、上記モータに対する要求出力が所定出力より大きい場合は、上記補機の負荷の増大に伴う上記発電電力の減少を中止することを特徴とする(請求項5)。
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、駆動輪に駆動力を供給するためのモータに対する要求出力が所定出力より大きい場合は、補機の負荷増大に伴う発電電力の減少が中止される。
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、駆動輪に駆動力を供給するためのモータに対する要求出力が所定出力より大きい場合は、補機の負荷増大に伴う発電電力の減少が中止される。
本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、発電機の発電電力でバッテリの充電を行う際には、エンジンの動作点が所定動作点となるようにエンジン及び発電機が制御され、エンジンに対する補機の負荷が増大したときには発電機の発電電力を減少させるように発電機が制御される。
従って、エンジンに対する補機の負荷増大分の一部又は全部を発電機の発電電力の減少によって相殺し、エンジンに対する補機の負荷の変動が生じても、エンジンの動作点を所定動作点とほぼ一致、或いは近づけることが可能となる。
従って、エンジンに対する補機の負荷増大分の一部又は全部を発電機の発電電力の減少によって相殺し、エンジンに対する補機の負荷の変動が生じても、エンジンの動作点を所定動作点とほぼ一致、或いは近づけることが可能となる。
この結果、エンジンに対する補機の負荷変動にかかわらず、所定動作点で得られるエンジンの特性をほぼ維持することが可能となる。
従って、例えば排出ガス特性や燃費などのエンジン特性が最善となるように所定動作点を定めた場合には、エンジンに対する補機の負荷変動にかかわらず、これら排出ガス特性や燃費などのエンジン特性をほぼ最善な状態に保持することが可能となる。
従って、例えば排出ガス特性や燃費などのエンジン特性が最善となるように所定動作点を定めた場合には、エンジンに対する補機の負荷変動にかかわらず、これら排出ガス特性や燃費などのエンジン特性をほぼ最善な状態に保持することが可能となる。
また、請求項2のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、発電機の発電電力でバッテリの充電を行う際に、実際のエンジンの回転数と出力トルクとに基づき、エンジンの出力が所定動作点を規定するエンジンの所定回転数及び所定出力トルクに対応した出力となるように発電機の発電電力が制御されると共に、エンジンの動作点が上記所定動作点となるようにエンジンの回転数及び出力トルクが制御される。
従って、エンジンに対する補機の負荷変動にかかわらずエンジンの動作点を所定動作点とほぼ一致させることが可能となり、所定動作点領域で得られるエンジンの特性を精度良く維持することが可能となる。
更に、補機の作動状態を直接的に検知しながら制御を行うわけではなく、実際のエンジンの回転数と出力トルクとに基づいて制御を行うため、エンジンによって駆動される補機の数や、どの補機で負荷変動が発生するかにかかわらず、補機の負荷変動があってもエンジンの動作点を所定動作点領域内に確実に保持することが可能となる。
更に、補機の作動状態を直接的に検知しながら制御を行うわけではなく、実際のエンジンの回転数と出力トルクとに基づいて制御を行うため、エンジンによって駆動される補機の数や、どの補機で負荷変動が発生するかにかかわらず、補機の負荷変動があってもエンジンの動作点を所定動作点領域内に確実に保持することが可能となる。
また、請求項3のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、補機が作動及び非作動のいずれかに切り換え可能である場合に、補機が作動してエンジンに対する補機の負荷が増大すると、発電機の発電電力が予め定められた所定電力だけ補機の作動前より少なくなるように発電機が制御される。
従って、エンジンに対する補機の負荷の増大分を発電機の発電電力の減少によって相殺し、エンジンの動作点を所定動作点とほぼ一致させることが可能となる。この結果、補機の作動及び非作動にかかわらず、所定動作点領域で得られるエンジンの特性を精度良く維持することが可能となる。
従って、エンジンに対する補機の負荷の増大分を発電機の発電電力の減少によって相殺し、エンジンの動作点を所定動作点とほぼ一致させることが可能となる。この結果、補機の作動及び非作動にかかわらず、所定動作点領域で得られるエンジンの特性を精度良く維持することが可能となる。
また、請求項4のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、バッテリの充電率が所定充電率より低い場合は、補機の負荷増大に伴う発電電力の減少を中止するようにしたので、バッテリの充電率の回復を優先し、バッテリが過放電となることを防止すると共に、バッテリの充電率を速やかに回復させることが可能となる。
また、請求項5のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、車両走行用のモータに対する要求出力が所定出力より大きい場合は、補機の負荷増大に伴う発電電力の減少を中止するようにしたので、バッテリから大きな電力がモータに供給されてバッテリの充電率が過度に低下してしまうような事態を防止することができる。
また、請求項5のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、車両走行用のモータに対する要求出力が所定出力より大きい場合は、補機の負荷増大に伴う発電電力の減少を中止するようにしたので、バッテリから大きな電力がモータに供給されてバッテリの充電率が過度に低下してしまうような事態を防止することができる。
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る制御装置が搭載されたシリーズ式ハイブリッド電気自動車1の要部構成図である。
ディーゼルエンジンであるエンジン2の出力軸は発電機4の回転軸に連結され、エンジン2によって駆動される発電機4の発電電力は、インバータ6を介してバッテリ8に蓄えられるようになっている。
図1は、本発明の一実施形態に係る制御装置が搭載されたシリーズ式ハイブリッド電気自動車1の要部構成図である。
ディーゼルエンジンであるエンジン2の出力軸は発電機4の回転軸に連結され、エンジン2によって駆動される発電機4の発電電力は、インバータ6を介してバッテリ8に蓄えられるようになっている。
インバータ6は、発電機4から供給される電力によりバッテリ8が適正に充電されるよう、発電機4とバッテリ8との間に流れる電流を調整する。
また、発電機4はエンジン2が停止しているときにバッテリ8からインバータ6を介して電力が供給されることによりモータとして作動し、エンジン2をクランキングする機能も有している。
また、発電機4はエンジン2が停止しているときにバッテリ8からインバータ6を介して電力が供給されることによりモータとして作動し、エンジン2をクランキングする機能も有している。
一方、このハイブリッド電気自動車1には走行用のモータ10が搭載されており、モータ10の出力軸は、減速装置12、差動装置14及び1対の駆動軸16を介して左右の駆動輪18に連結されている。
モータ10にはインバータ6を介してバッテリ8又は発電機4の電力が供給され、インバータ6によりモータ10に供給される電力を調整することによって、モータ10から駆動輪18に伝達される駆動力を調整することができるようになっている。
モータ10にはインバータ6を介してバッテリ8又は発電機4の電力が供給され、インバータ6によりモータ10に供給される電力を調整することによって、モータ10から駆動輪18に伝達される駆動力を調整することができるようになっている。
また、車両制動時には、モータ10が発電機として作動し、駆動輪18の回転による運動エネルギがモータ10に伝達されて交流電力に変換されることにより回生制動トルクを発生する。そして、この交流電力はインバータ6によって直流電力に変換された後、バッテリ8に充電され、駆動輪18の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。
エンジン2の回転軸には車両の空調装置(図示せず)に用いられる冷媒を圧縮するためのクーラコンプレッサ(補機)20が、その内部に設けられた電磁クラッチ(図示せず)を介して連結されている。このクーラコンプレッサ20は、バッテリ8の充電のためにエンジン2が発電機4を駆動しているとき、電磁クラッチが接続されるとエンジン2の駆動力により駆動されて冷媒の圧縮を行う。更に、エンジン2が発電機4を駆動していない場合であっても、空調装置の作動時に冷媒の圧力維持などの必要に応じてエンジン2の始動が行われた後、電磁クラッチを接続することによりエンジン2によって駆動され、冷媒の圧縮を行うようになっている。
HEV−ECU(制御手段)22は、エンジン2、発電機4、インバータ6及びモータ10や車両の運転状態、ならびにエンジンECU24、バッテリECU26及びクーラECU28からの情報などに応じ、エンジン2、発電機4、インバータ6及びモータ10が適正に作動するよう統合制御を行う。
即ち、HEV−ECU22にはアクセルペダル30の操作量を検出するアクセル開度センサ32が接続されており、アクセル開度センサ32が検出したアクセルペダル30の操作量に応じてインバータ6を制御することにより、運転者の要求に応じてモータ10から駆動輪18に伝達される駆動力を調整する。
即ち、HEV−ECU22にはアクセルペダル30の操作量を検出するアクセル開度センサ32が接続されており、アクセル開度センサ32が検出したアクセルペダル30の操作量に応じてインバータ6を制御することにより、運転者の要求に応じてモータ10から駆動輪18に伝達される駆動力を調整する。
また車両制動時には、HEV−ECU22はインバータ6を制御することにより、発電機として作動するモータ10からバッテリ8に供給される電力を調整して、モータ10が発生する回生制動力の制御を行う。
更に、HEV−ECU22は、バッテリ8を充電する必要が生じたときに、エンジン2が所定の動作点で運転するようエンジンECU24に指令を送ってエンジン2により発電機4を駆動させ、発電機4から所定の発電電力を発生させることによってバッテリ8が適正に充電されるようインバータ6を介して発電機4を制御する。
更に、HEV−ECU22は、バッテリ8を充電する必要が生じたときに、エンジン2が所定の動作点で運転するようエンジンECU24に指令を送ってエンジン2により発電機4を駆動させ、発電機4から所定の発電電力を発生させることによってバッテリ8が適正に充電されるようインバータ6を介して発電機4を制御する。
なお、HEV−ECU22は、エンジン2が停止中であるときに空調装置の冷媒圧力確保などのためにクーラコンプレッサ20を作動させる必要が生じた場合にも、同様にしてエンジン2の始動を行う。
エンジンECU(トルク検出手段)24はエンジン2の運転制御全般を行うために設けられており、エンジン2の回転数を検出する回転数センサ(回転数検出手段)34など、エンジン2に設けられた各種センサからの情報が入力される。そして、これらセンサからの情報及びHEV−ECU22からの指令に基づき、発電機4の駆動のためのエンジン2の始動・停止制御や、発電機4からバッテリ8の充電に必要な発電電力を得るためのエンジン2の運転制御などを行って、エンジン2の燃料の噴射量や噴射時期などを調整する。
エンジンECU(トルク検出手段)24はエンジン2の運転制御全般を行うために設けられており、エンジン2の回転数を検出する回転数センサ(回転数検出手段)34など、エンジン2に設けられた各種センサからの情報が入力される。そして、これらセンサからの情報及びHEV−ECU22からの指令に基づき、発電機4の駆動のためのエンジン2の始動・停止制御や、発電機4からバッテリ8の充電に必要な発電電力を得るためのエンジン2の運転制御などを行って、エンジン2の燃料の噴射量や噴射時期などを調整する。
また、エンジンECU24は、エンジン2への燃料供給量と回転数センサ34によって検出されたエンジン2の回転数とに基づいてエンジン2の出力トルクを求め、この出力トルクのほか、回転数センサ34によって検出されたエンジン2の回転数などエンジン2の各種センサからの情報情報をHEV−ECU22に送っている。
バッテリECU(充電率検出手段)26は、バッテリ8の温度や、バッテリ8の電圧、インバータ6とバッテリ8との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ18の充電率を求め、求めた充電率を上記検出結果と共にHEV−ECU22に送っている。
バッテリECU(充電率検出手段)26は、バッテリ8の温度や、バッテリ8の電圧、インバータ6とバッテリ8との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ18の充電率を求め、求めた充電率を上記検出結果と共にHEV−ECU22に送っている。
更に、クーラECU28は、空調装置の全般的な制御を行うと共に、空調装置の冷媒圧力が低下したときにクーラコンプレッサ20の電磁クラッチを接続してエンジン2の駆動力でクーラコンプレッサ20を駆動し、冷媒の圧縮を行う。また、クーラECU28は空調装置やクーラコンプレッサ20の作動状態などの情報をHEV−ECU22に送出すると共に、HEV−ECU22が有する各種情報が入力されるようになっている。
このように構成されたシリーズ式ハイブリッド電気自動車1において運転者がアクセルペダルを踏み込むと、HEV−ECU22はアクセル開度センサ32が検出したアクセルペダル30の操作量と、図示しない走行速度センサが検出した車両走行速度とに基づき、駆動輪18に伝達すべき駆動トルクを求め、モータ10がこの駆動トルクに対応した要求出力を発生するようにインバータ6を制御する。
これによりバッテリ24の電力がインバータ6を介してモータ10に供給され、モータ10が発生する駆動トルクが減速機12、差動装置14及び駆動軸16を介して左右の駆動輪18に伝達されて車両が走行する。
モータ10への電力供給によってバッテリ8の充電率が所定下限充電率に低下したことがバッテリECU26によって検出されると、HEV−ECU22はバッテリECU26からの情報を受けてバッテリ8の充電が必要と判断し、発電機4をモータとして作動させるようインバータ6を制御すると共に、エンジン2を始動するべく燃料の供給を開始するようにエンジンECU24に指令を送る。
モータ10への電力供給によってバッテリ8の充電率が所定下限充電率に低下したことがバッテリECU26によって検出されると、HEV−ECU22はバッテリECU26からの情報を受けてバッテリ8の充電が必要と判断し、発電機4をモータとして作動させるようインバータ6を制御すると共に、エンジン2を始動するべく燃料の供給を開始するようにエンジンECU24に指令を送る。
こうして発電機4がモータとして作動することによりエンジン2をクランキングすると共に、エンジンECU24がHEV−ECU22からの指令を受けてエンジン2への燃料供給を開始することにより、エンジン2が始動する。
エンジン2の始動が完了すると、エンジンECU24はエンジン2の始動が完了した旨の情報をHEV−ECU22に送り、HEV−ECU22はこの情報を受けて発電機4が発電機として作動するようインバータ6に制御信号を送出する。更に、HEV−ECU22はエンジン2が所定動作点で運転されるよう、発電機4の発電電力を設定してインバータ6を制御すると共に、エンジンECU24に指示を行う。
エンジン2の始動が完了すると、エンジンECU24はエンジン2の始動が完了した旨の情報をHEV−ECU22に送り、HEV−ECU22はこの情報を受けて発電機4が発電機として作動するようインバータ6に制御信号を送出する。更に、HEV−ECU22はエンジン2が所定動作点で運転されるよう、発電機4の発電電力を設定してインバータ6を制御すると共に、エンジンECU24に指示を行う。
発電機4の発電電力によりバッテリ8が充電され、バッテリ8の充電率が所定上限充電率まで回復したことがバッテリECU26によって検出されると、HEV−ECU22はバッテリECU26からの情報を受けて発電機4による発電を中止するようインバータ6を制御すると共に、エンジン2を停止するべく燃料の供給を中止するようにエンジンECU24に指令を送る。
そして、エンジンECU24がHEV−ECU22からの指令を受けてエンジン2への燃料供給を中止することによりエンジン2が停止し、発電機4によるバッテリ8の充電が完了する。
このようなバッテリ8の充電制御は、エンジン2の始動が完了した後、図2に示すフローチャートに従って、HEV−ECU22により所定の制御周期で行われる。
このようなバッテリ8の充電制御は、エンジン2の始動が完了した後、図2に示すフローチャートに従って、HEV−ECU22により所定の制御周期で行われる。
即ち、充電制御が開始されると、まずバッテリECU26が求めたバッテリ8の充電率SOCが所定の充電率K1以上であるか否かをステップS1で判定する。この所定充電率K1は、バッテリ8の充電制御の開始を判断するための所定下限充電率よりは高く、バッテリ8の充電制御の終了を判断するための所定上限充電率よりは低い値となっている。
そして、ステップS1で充電率SOCが所定充電率K1より低いと判定した場合は、バッテリ8の充電を優先すべきであるとしてステップS2に進み、制御Aを実行する。
そして、ステップS1で充電率SOCが所定充電率K1より低いと判定した場合は、バッテリ8の充電を優先すべきであるとしてステップS2に進み、制御Aを実行する。
この制御Aは、バッテリ8の充電を優先して行うために発電機4の発電電力を所定発電電力Waに保持するものである。
この所定発電電力Waは、クーラコンプレッサ20の電磁クラッチが切断されてクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されていない状態において、エンジン2の排出ガス特性である単位時間あたりのNOx排出量を最少とするような動作点でエンジン2を運転した場合に、発電機4が発生可能な発電電力である。
この所定発電電力Waは、クーラコンプレッサ20の電磁クラッチが切断されてクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されていない状態において、エンジン2の排出ガス特性である単位時間あたりのNOx排出量を最少とするような動作点でエンジン2を運転した場合に、発電機4が発生可能な発電電力である。
制御Aでは、このような所定発電電力Waを発電機4が発生するようにインバータ6及びエンジン2が制御される。
図3は、エンジン2の回転数とエンジン2の出力トルクとをパラメータとしたときの単位時間あたりの等NOx排出量線を実曲線により示すものであって、図中の矢印D1で示す方向に移行する、即ち内側に移行するほどNOx排出量が減少するようになっている。
図3は、エンジン2の回転数とエンジン2の出力トルクとをパラメータとしたときの単位時間あたりの等NOx排出量線を実曲線により示すものであって、図中の矢印D1で示す方向に移行する、即ち内側に移行するほどNOx排出量が減少するようになっている。
そして、動作点(所定動作点)aがエンジン2の単位時間あたりのNOx排出量を最少とする動作点となり、所定発電電力Waに対応するエンジン2の等出力線Lは図3に一点鎖線で示すように動作点aを通るようになっている。
制御Aでは、上述したように発電機4の発電電力を所定発電電力Waに保持するようにインバータ6を介して発電機4の制御が行われ、更にエンジン2の回転数が動作点aの回転数Naとなるようにエンジン2が制御される。従って、クーラコンプレッサ20の電磁クラッチが切断されてクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されていない場合には、エンジン2が動作点aで運転されることになり、エンジン2の単位時間あたりのNOx排出量を最小限に抑えることができる。
制御Aでは、上述したように発電機4の発電電力を所定発電電力Waに保持するようにインバータ6を介して発電機4の制御が行われ、更にエンジン2の回転数が動作点aの回転数Naとなるようにエンジン2が制御される。従って、クーラコンプレッサ20の電磁クラッチが切断されてクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されていない場合には、エンジン2が動作点aで運転されることになり、エンジン2の単位時間あたりのNOx排出量を最小限に抑えることができる。
即ち本実施形態では、発電機4による発電の際に最善にすべきエンジン2の特性としてエンジン2の排出ガス特性を対象とし、この場合の排出ガス特性として特に単位時間あたりのNOx排出量を採用しているのである。
一方、クーラコンプレッサ20の電磁クラッチが接続されてクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されるようになった場合にも、発電機4の発電電力は所定発電電力Waに制御され、エンジン2の回転数は動作点aの回転数Naに制御される。
一方、クーラコンプレッサ20の電磁クラッチが接続されてクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されるようになった場合にも、発電機4の発電電力は所定発電電力Waに制御され、エンジン2の回転数は動作点aの回転数Naに制御される。
このため、エンジン2の動作点はエンジン2に対するクーラコンプレッサ20の負荷の分だけ動作点aから高トルク側に外れ、エンジン2の単位時間あたりのNOx排出量は増大することになる。
しかしながら、制御Aが行われるのは上述したようにバッテリ8の充電率SOCが所定充電率K1より低くなった場合であり、このような場合にはエンジン2の排出ガス特性よりもバッテリ8の充電を優先し、引き続き発電機4の発電電力を所定発電電力Waに維持して、できるだけ速やかにバッテリ8の充電率を回復させるようにしているのである。
しかしながら、制御Aが行われるのは上述したようにバッテリ8の充電率SOCが所定充電率K1より低くなった場合であり、このような場合にはエンジン2の排出ガス特性よりもバッテリ8の充電を優先し、引き続き発電機4の発電電力を所定発電電力Waに維持して、できるだけ速やかにバッテリ8の充電率を回復させるようにしているのである。
また、ステップS1で充電率SOCが所定充電率K1以上であると判定した場合は、速やかに回復させなければならないほどバッテリ8の充電率が低下していないものとしてステップS3に進む。
ステップS3では、HEV−ECU22がアクセルペダル30の操作量と車両の走行速度とに基づいて求めたモータ10の要求出力Poを所定出力K2と比較し、要求出力Poが所定出力K2以下であるか否かを判定する。
ステップS3では、HEV−ECU22がアクセルペダル30の操作量と車両の走行速度とに基づいて求めたモータ10の要求出力Poを所定出力K2と比較し、要求出力Poが所定出力K2以下であるか否かを判定する。
そして、ステップS3でモータ10の要求出力Poが所定出力K2より大であると判定した場合は、バッテリ8からモータ10に供給する電力が大きく、バッテリ8の過放電を防止するためにバッテリ8の充電を優先すべきであるとしてステップS2に進み、前述した制御Aを実行する。
即ち、モータ10の要求出力Poが所定出力K2より大である場合にも、発電機4の発電電力を所定発電電力Waに保持するようにエンジン2が制御されると共にインバータ6を介して発電機4が制御される。
即ち、モータ10の要求出力Poが所定出力K2より大である場合にも、発電機4の発電電力を所定発電電力Waに保持するようにエンジン2が制御されると共にインバータ6を介して発電機4が制御される。
このため、クーラコンプレッサ20の電磁クラッチが切断されてクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されていない場合には、エンジン2が図3の動作点aで運転されることになり、エンジン2のNOx排出量を最小限に抑えることができる。
一方、クーラコンプレッサ20の電磁クラッチが接続されてクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されるようになった場合にも、発電機4の発電電力は所定発電電力Waに制御される。このため、エンジン2の動作点はクーラコンプレッサ20の負荷の分だけ動作点aから外れ、エンジン2のNOx排出量は増大することになる。
一方、クーラコンプレッサ20の電磁クラッチが接続されてクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されるようになった場合にも、発電機4の発電電力は所定発電電力Waに制御される。このため、エンジン2の動作点はクーラコンプレッサ20の負荷の分だけ動作点aから外れ、エンジン2のNOx排出量は増大することになる。
しかしながら、制御Aが行われるのはモータ10の要求出力Poが所定出力K2より大きく、バッテリ8の過放電を防止する必要がある場合であり、このような場合にはエンジン2の排出ガス特性よりもバッテリ8の充電を優先し、引き続き発電機4の発電電力を所定発電電力Waに維持して、できるだけ速やかにバッテリ8の充電率を回復させるようにしているのである。
また、ステップS3でモータ10の要求出力Poが所定出力K2以下であると判定した場合には、ステップS4に進んで制御Bが実行され、その制御周期が終了する。
この制御Bは、エンジン2の出力が図3の動作点aを通る等出力線Lに対応した出力に維持されるようにインバータ6を介して発電機4の発電電力を制御すると共に、エンジン2の回転数及び出力トルクが動作点aにおけるエンジン回転数Na及び出力トルクTaに維持されるようにエンジン2を制御するものである。
この制御Bは、エンジン2の出力が図3の動作点aを通る等出力線Lに対応した出力に維持されるようにインバータ6を介して発電機4の発電電力を制御すると共に、エンジン2の回転数及び出力トルクが動作点aにおけるエンジン回転数Na及び出力トルクTaに維持されるようにエンジン2を制御するものである。
即ち、HEV−ECU22は、クーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されているか否かにかかわらず、エンジン2の出力が図3の等出力線Lに対応した出力となるようにインバータ6を介して発電機4の発電電力を制御する。更にこのとき、エンジンECU24が保有するエンジン2の回転数及び出力トルクの情報に基づき、エンジン2の回転数が図3の動作点aにおける回転数Naとなると共に、エンジン2の出力トルクが動作点aにおける出力トルクTaとなるよう、エンジンECU24にエンジン2の制御を指示する。
そして、エンジンECU24はHEV−ECU22からの指示を受けてエンジン2を制御し、エンジン2は動作点aで運転する。
このように制御Bを実行することにより、例えばクーラコンプレッサ20が作動していない状態でエンジン2が動作点aにおいて運転しているときに、電磁クラッチの接続によりクーラコンプレッサ20が作動すると、エンジン2に対する負荷の増大によりエンジン2の回転数が一時的に低下方向に変動することから、HEV−ECU22はこのようなエンジン回転数を低下に応じて、発電機4の発電電力を減少させるようインバータ6を制御する。
このように制御Bを実行することにより、例えばクーラコンプレッサ20が作動していない状態でエンジン2が動作点aにおいて運転しているときに、電磁クラッチの接続によりクーラコンプレッサ20が作動すると、エンジン2に対する負荷の増大によりエンジン2の回転数が一時的に低下方向に変動することから、HEV−ECU22はこのようなエンジン回転数を低下に応じて、発電機4の発電電力を減少させるようインバータ6を制御する。
この結果、クーラコンプレッサ20の作動開始後もエンジン2の出力は図3の等出力線Lに対応した出力に維持される。そして、HEV−ECU22がエンジン2の回転数及び出力トルクを動作点aの回転数Na及び出力トルクTaとするようエンジンECU24に指示することにより、クーラコンプレッサ20の作動開始後もエンジン2は動作点aで運転されることになる。
従って、制御Aではクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されているか否かにかかわらず、エンジン2の単位時間あたりのNOx排出量は最少に維持されることになる。
このようにして充電制御が行われることにより、バッテリ8の充電率が低い場合や、モータ10の要求出力が大きく、バッテリ8が過放電となる可能性がある場合を除き、クーラコンプレッサ20の作動/非作動にかかわらず、エンジン2の出力が動作点aに対応した出力となるようにインバータ6を介して発電機4が制御されると共に、エンジン2の回転数と出力トルクがそれぞれ動作点aの回転数Na及び出力トルクTaに制御されてエンジン2が動作点aで運転される。
このようにして充電制御が行われることにより、バッテリ8の充電率が低い場合や、モータ10の要求出力が大きく、バッテリ8が過放電となる可能性がある場合を除き、クーラコンプレッサ20の作動/非作動にかかわらず、エンジン2の出力が動作点aに対応した出力となるようにインバータ6を介して発電機4が制御されると共に、エンジン2の回転数と出力トルクがそれぞれ動作点aの回転数Na及び出力トルクTaに制御されてエンジン2が動作点aで運転される。
この結果、クーラコンプレッサ20の作動/非作動にかかわらず、エンジンの単位時間あたりのNOx排出量を最少としてエンジン2の排出ガス特性を最善の状態に維持することが可能となる。
一方、バッテリ8の充電率が低い場合や、モータ10の要求出力が大きく、バッテリ8が過放電となる可能性がある場合には、バッテリ8の充電を優先すべきであるとして、クーラコンプレッサ20の作動/非作動にかかわらず、発電機4の発電電力を所定発電電力Waに保持するようにエンジン2が制御されると共にインバータ6を介して発電機4が制御される。
一方、バッテリ8の充電率が低い場合や、モータ10の要求出力が大きく、バッテリ8が過放電となる可能性がある場合には、バッテリ8の充電を優先すべきであるとして、クーラコンプレッサ20の作動/非作動にかかわらず、発電機4の発電電力を所定発電電力Waに保持するようにエンジン2が制御されると共にインバータ6を介して発電機4が制御される。
そして、クーラコンプレッサ20が作動していなければ、エンジン2の出力は図3の動作点aを通過する等出力線Lと等しくなり、エンジン2の制御によってエンジン2の回転数及び出力トルクが動作点aの値に維持されるので、この場合にもエンジンの単位時間あたりのNOx排出量を最少としてエンジン2の排出ガス特性を最善の状態に維持することが可能となる。
また、バッテリ8の充電を優先すべき場合には、クーラコンプレッサ20が作動しても発電機4の発電電力が所定発電電力Waに保持され、バッテリ8の過放電を確実に防止することが可能となる。
なお、本実施形態では、電磁クラッチの接続及び切断によりクーラコンプレッサ20が作動する場合及び非作動となる場合の2段階の状態に対応するものとして充電制御を説明したが、電磁クラッチが接続されてクーラコンプレッサ20が作動しているときに、エンジン2に対するクーラコンプレッサ20の負荷が変動する場合であっても、上述した充電制御により同様の効果を得ることができる。
なお、本実施形態では、電磁クラッチの接続及び切断によりクーラコンプレッサ20が作動する場合及び非作動となる場合の2段階の状態に対応するものとして充電制御を説明したが、電磁クラッチが接続されてクーラコンプレッサ20が作動しているときに、エンジン2に対するクーラコンプレッサ20の負荷が変動する場合であっても、上述した充電制御により同様の効果を得ることができる。
即ち、バッテリ8の充電を優先する必要がない場合には、エンジン2の出力が動作点aに対応した出力となるようにインバータ6を介して発電機4が制御されるので、エンジン2に対するクーラコンプレッサ20の負荷の変動に応じ、その負荷変動を相殺するように発電機4の発電電力が変更されることになる。そしてこのとき、エンジン2の回転数と出力トルクがそれぞれ動作点aの回転数Na及び出力トルクTaとなるようにエンジン2が制御されてエンジン2が動作点aで運転される。この結果、エンジン2の単位時間あたりのNOx排出量を最少としてエンジン2の排出ガス特性を最善の状態に維持することができる。
一方、バッテリ8の充電を優先する必要がある場合には、発電機4の発電電力を所定発電電力Waに保持するようにエンジン2が制御されると共にインバータ6を介して発電機4が制御されるので、作動中のクーラコンプレッサ20の負荷が変動しても、発電機4の発電電力が所定発電電力Waに保持され、バッテリ8の過放電を確実に防止することができる。
また、本実施形態では、クーラコンプレッサ20のみをエンジン2によって駆動される補機として示したが、同様の補機として例えばパワーステアリング装置の油圧ポンプや、エアコンプレッサなどがある。そして、クーラコンプレッサ20に加えてこれらの補機がエンジン2によって駆動される場合や、クーラコンプレッサ20以外の補機のみがエンジン2によって駆動される場合であっても、充電制御には補機の情報を直接的に使用するものではないため、補機の種類にかかわらず同様に上述したような充電制御を行って同様の効果を得ることができる。
更に、本実施形態ではエンジン2の特性として排出ガス特性を対象とし、特に単位時間あたりのNOx排出量を最善にするように充電制御を行っており、これはエンジン2がディーゼルエンジンである場合に特に効果的である。しかし、例えばCO(一酸化炭素)やHC(炭化水素)などNOx以外の成分の排出量をエンジン2の排出ガス特性として用いるようにしてもよく、エンジン2の種類や使用燃料、或いは運転環境などに応じて対象とする排出ガス特性を設定してもよい。
また、排出ガス特性以外の特性を対象として充電制御を行うようにしてもよく、エンジン2の特性として燃費を対象としたものを本実施形態の第1の変形例として以下に説明する。
第1の変形例ではエンジン2の特性として燃費を対象とすることから、エンジン2により発電機4を駆動してバッテリ8を充電する際の動作点が上記実施形態の場合とは異なったものとなる。
第1の変形例ではエンジン2の特性として燃費を対象とすることから、エンジン2により発電機4を駆動してバッテリ8を充電する際の動作点が上記実施形態の場合とは異なったものとなる。
図4は、エンジン2の回転数とエンジン2の出力トルクとをパラメータとしたときの単位時間あたりの等燃費線を実曲線により示すものであって、図中の矢印D2で示す方向に移動するほど燃費が良好となるようになっている。
そして、動作点(所定動作点)bがエンジン2の単位時間あたりの燃費を最良とする動作点となり、所定発電電力Wbに対応するエンジン2の等出力線Lは図4に一点鎖線で示すように動作点bを通るようになっている。
そして、動作点(所定動作点)bがエンジン2の単位時間あたりの燃費を最良とする動作点となり、所定発電電力Wbに対応するエンジン2の等出力線Lは図4に一点鎖線で示すように動作点bを通るようになっている。
バッテリ8の充電率が低下して充電が必要となったときのエンジン2の始動方法及び実行される充電制御のフローチャートは上記実施形態と同様であり、充電制御におけるエンジン2の動作点が上記実施形態と異なっている。
即ち、バッテリ8の充電率SOCが所定充電率K1より低い場合や、モータ10の要求出力Poが所定出力K2より大きく、バッテリ8が過放電となる可能性がある場合には、バッテリ8の充電を優先して制御Aが行われる一方、バッテリ8の充電率SOCが所定充電率K1以上であって、モータ10の要求出力Poが所定出力K2以下の場合には、制御Bが行われる。
即ち、バッテリ8の充電率SOCが所定充電率K1より低い場合や、モータ10の要求出力Poが所定出力K2より大きく、バッテリ8が過放電となる可能性がある場合には、バッテリ8の充電を優先して制御Aが行われる一方、バッテリ8の充電率SOCが所定充電率K1以上であって、モータ10の要求出力Poが所定出力K2以下の場合には、制御Bが行われる。
制御Aでは、クーラコンプレッサ20の作動/非作動にかかわらず、発電機4の発電電力を所定発電電力Wbに保持するようにインバータ6を介して発電機4の制御が行われ、更にエンジン2の回転数が動作点bの回転数Nbとなるようにエンジン2が制御される。従って、クーラコンプレッサ20の電磁クラッチが切断されてクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されていない場合には、エンジン2が動作点bで運転されることになり、エンジン2の燃費を最良の状態に維持することが可能となる。
一方、クーラコンプレッサ20の電磁クラッチが接続されてクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されるようになった場合にも、発電機4の発電電力は所定発電電力Wbに制御され、エンジン2の回転数は動作点bの回転数Nbに制御される。
このため、エンジン2の動作点はエンジン2に対するクーラコンプレッサ20の負荷の分だけ動作点bから高トルク側に外れ、エンジン2の燃費は悪化することになる。
このため、エンジン2の動作点はエンジン2に対するクーラコンプレッサ20の負荷の分だけ動作点bから高トルク側に外れ、エンジン2の燃費は悪化することになる。
このように、バッテリ8の充電率SOCが所定充電率K1より低くなった場合や、モータ10の要求出力Poが所定出力K2より大きく、バッテリ8が過放電となる可能性がある場合には、エンジン2の燃費よりもバッテリ8の充電を優先し、発電機4の発電電力を所定発電電力Wbに維持することにより、できるだけ速やかにバッテリ8の充電率を回復させことが可能となる。
また制御Bでは、エンジン2の出力が図4の動作点bを通る等出力線Lに対応した出力に維持されるようにインバータ6を介して発電機4の発電電力を制御すると共に、エンジン2の回転数及び出力トルクが動作点bにおけるエンジン回転数Nb及び出力トルクTbに維持されるようにエンジン2を制御するものである。
即ち、HEV−ECU22は、クーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されているか否かにかかわらず、エンジン2の出力が図4の等出力線Lに対応した出力となるようにインバータ6を介して発電機4の発電電力を制御する。更にこのとき、エンジンECU24が保有するエンジン2の回転数及び出力トルクの情報に基づき、エンジン2の回転数が図4の動作点bにおける回転数Nbとなると共に、エンジン2の出力トルクが動作点bにおける出力トルクTbとなるよう、エンジンECU24にエンジン2の制御を指示する。
即ち、HEV−ECU22は、クーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されているか否かにかかわらず、エンジン2の出力が図4の等出力線Lに対応した出力となるようにインバータ6を介して発電機4の発電電力を制御する。更にこのとき、エンジンECU24が保有するエンジン2の回転数及び出力トルクの情報に基づき、エンジン2の回転数が図4の動作点bにおける回転数Nbとなると共に、エンジン2の出力トルクが動作点bにおける出力トルクTbとなるよう、エンジンECU24にエンジン2の制御を指示する。
そして、エンジンECU24はHEV−ECU22からの指示を受けてエンジン2を制御し、エンジン2は動作点bで運転する。
このように制御Bを実行することにより、クーラコンプレッサ20が作動開始した場合や、作動中のクーラコンプレッサ20のエンジン2に対する負荷の変動が生じた場合であっても、インバータ6を介した発電機4の発電電力の制御により、エンジン2の出力は図4の等出力線Lに対応した出力に維持される。そして、HEV−ECU22がエンジン2の回転数及び出力トルクを動作点bの回転数Nb及び出力トルクTbとするようエンジンECU24に指示することにより、クーラコンプレッサ20の作動開始後もエンジン2は動作点bで運転されることになる。
このように制御Bを実行することにより、クーラコンプレッサ20が作動開始した場合や、作動中のクーラコンプレッサ20のエンジン2に対する負荷の変動が生じた場合であっても、インバータ6を介した発電機4の発電電力の制御により、エンジン2の出力は図4の等出力線Lに対応した出力に維持される。そして、HEV−ECU22がエンジン2の回転数及び出力トルクを動作点bの回転数Nb及び出力トルクTbとするようエンジンECU24に指示することにより、クーラコンプレッサ20の作動開始後もエンジン2は動作点bで運転されることになる。
従って、制御Bではクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されているか否かにかかわらず、エンジン2の燃費を最良の状態に維持することが可能となる。
なお、上記第1の変形例ではエンジン2の特性として燃費を対象とし、エンジン2の燃費が最良となるように充電制御を行ったが、対象とするエンジン2の特性はこれに限られるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。
なお、上記第1の変形例ではエンジン2の特性として燃費を対象とし、エンジン2の燃費が最良となるように充電制御を行ったが、対象とするエンジン2の特性はこれに限られるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。
即ち、例えばエンジン2の燃費と単位時間あたりのNOx排出量との両方を考慮し、図3の動作点aと図4の動作点bとの中間点を所定動作点として、同様に充電制御を行うようにしても良い。このように、選択したエンジン2の特性について所望の状態を満足する動作点を所定動作点として定め、同様に充電制御を行うようにすればよい。
また、上記実施形態及び第1の変形例では、バッテリ8の充電を優先する必要のない場合に、制御Bによって、エンジン2の出力が所定動作点に対応した出力に維持されるようにインバータ6を介して発電機4の発電電力が制御されると共に、エンジン2の回転数及び出力トルクが所定動作点におけるエンジン回転数及び出力トルクに維持されるようにエンジン2が制御された。
また、上記実施形態及び第1の変形例では、バッテリ8の充電を優先する必要のない場合に、制御Bによって、エンジン2の出力が所定動作点に対応した出力に維持されるようにインバータ6を介して発電機4の発電電力が制御されると共に、エンジン2の回転数及び出力トルクが所定動作点におけるエンジン回転数及び出力トルクに維持されるようにエンジン2が制御された。
しかしながら、これに代えてクーラコンプレッサ20が作動したときと非作動であるときとで、発電機4の発電電力をステップ状に切り換えるようにしてもよい。
このように発電機4の発電電力をり換えるようにしたものを、上記実施形態の第2の変形例として以下に説明する。
第2の変形例において、バッテリ8の充電率が低下して充電が必要となったときのエンジン2の始動は上記実施形態と同様であり、このとき実行される充電制御のフローチャートが上記実施形態と異なる。
このように発電機4の発電電力をり換えるようにしたものを、上記実施形態の第2の変形例として以下に説明する。
第2の変形例において、バッテリ8の充電率が低下して充電が必要となったときのエンジン2の始動は上記実施形態と同様であり、このとき実行される充電制御のフローチャートが上記実施形態と異なる。
図5は、第2の変形例で実行される充電制御のフローチャートであり、エンジン2が始動されて充電制御が開始されると、バッテリ8の充電が完了してエンジン2が停止するまでの間、所定の制御周期で繰り返し実行されるようになっている。
ステップS11は上記実施形態の充電制御におけるステップS1と同様のものであり、バッテリECU26が求めたバッテリ8の充電率SOCが所定の充電率K1以上であるか否かを判定する。
ステップS11は上記実施形態の充電制御におけるステップS1と同様のものであり、バッテリECU26が求めたバッテリ8の充電率SOCが所定の充電率K1以上であるか否かを判定する。
そして、ステップS11で充電率SOCが所定充電率K1より低いと判定した場合は、バッテリ8の充電を優先すべきであるとしてステップS14に進み、発電機4の目標発電電力Gtを電力W1として今回の制御周期を終了する。
この電力W1は、クーラコンプレッサ20が作動していないときに、予め選択したエンジン2の特性を最良とするような所定動作点で得られるエンジン2の出力に対応するものである。
この電力W1は、クーラコンプレッサ20が作動していないときに、予め選択したエンジン2の特性を最良とするような所定動作点で得られるエンジン2の出力に対応するものである。
即ち、例えばエンジン2の特性として単位時間あたりのNOx排出量を対象とする場合には、クーラコンプレッサ20が作動していないときに図3の動作点aで得られるエンジン2の出力に対応した所定発電電力Waが電力W1となる。
また、例えばエンジン2の特性として燃費を対象とする場合には、クーラコンプレッサ20が作動していないときに図4の動作点bで得られるエンジン2の出力に対応した所定電力Wbが電力W1となる。
また、例えばエンジン2の特性として燃費を対象とする場合には、クーラコンプレッサ20が作動していないときに図4の動作点bで得られるエンジン2の出力に対応した所定電力Wbが電力W1となる。
以下では、エンジン2の特性として単位時間あたりのNOx排出量を対象とする場合について代表的に説明するが、エンジン2の特性として燃費を対象とする場合も同様であって、上記実施形態に関する説明でも述べたとおり、対象とするエンジン2の特性は適宜選択可能である。
ステップS14で発電機の目標発電電力Gtが発電電力W1、即ち動作点aに対応した発電電力Waに設定されると、HEV-ECU22は発電機4の発電電力が目標発電電力Gtである発電電力Waとなるようにインバータ6を介して発電機4を制御する。また、エンジン2は、HEV-ECU22からの指令に基づきエンジンECU24によって図3の動作点aの回転数Naを維持するように制御される。
ステップS14で発電機の目標発電電力Gtが発電電力W1、即ち動作点aに対応した発電電力Waに設定されると、HEV-ECU22は発電機4の発電電力が目標発電電力Gtである発電電力Waとなるようにインバータ6を介して発電機4を制御する。また、エンジン2は、HEV-ECU22からの指令に基づきエンジンECU24によって図3の動作点aの回転数Naを維持するように制御される。
従って、このときクーラコンプレッサ20が作動していなければ、エンジン2が動作点aで運転されることになり、エンジン2の単位時間あたりのNOx排出量を最少とすることができる。
一方、クーラコンプレッサ20が作動している場合にも、HEV-ECU22は発電機4の発電電力が目標発電電力Gtである発電電力Waとなるようにインバータ6を介して発電機4を制御し、エンジン2は動作点aの回転数Naを維持するように制御される。
一方、クーラコンプレッサ20が作動している場合にも、HEV-ECU22は発電機4の発電電力が目標発電電力Gtである発電電力Waとなるようにインバータ6を介して発電機4を制御し、エンジン2は動作点aの回転数Naを維持するように制御される。
このため、エンジン2の動作点はエンジン2に対するクーラコンプレッサ20の負荷の分だけ動作点aから高トルク側に外れ、エンジン2の単位時間あたりのNOx排出量は増大することになる。
しかしながら、ステップS11からステップS14に処理が進んだのは、バッテリ8の充電率SOCが所定充電率K1より低いためであり、このような場合にはエンジン2の排出ガス特性よりもバッテリ8の充電を優先し、引き続き発電機4の発電電力を目標発電電力Gtである発電電力Waに維持して、できるだけ速やかにバッテリ8の充電率を回復させるようにしている。
しかしながら、ステップS11からステップS14に処理が進んだのは、バッテリ8の充電率SOCが所定充電率K1より低いためであり、このような場合にはエンジン2の排出ガス特性よりもバッテリ8の充電を優先し、引き続き発電機4の発電電力を目標発電電力Gtである発電電力Waに維持して、できるだけ速やかにバッテリ8の充電率を回復させるようにしている。
一方、ステップS11で充電率SOCが所定充電率K1以上であると判定した場合はステップS12に進み、上記実施形態の充電制御におけるステップS3と同様に、HEV−ECU22がアクセルペダル30の操作量と車両の走行速度とに基づいて求めたモータ10の要求出力Poが所定出力K2以下であるか否かを判定する。
そして、ステップS3でモータ10の要求出力Poが所定出力K2より大であると判定した場合は、バッテリ8からモータ10に供給する電力が大きく、バッテリ8の過放電を防止するためにバッテリ8の充電を優先すべきであるとしてステップS14に進み、前述したように発電機の目標発電電力Gtを図3の動作点aに対応した発電電力Waとする。
そして、ステップS3でモータ10の要求出力Poが所定出力K2より大であると判定した場合は、バッテリ8からモータ10に供給する電力が大きく、バッテリ8の過放電を防止するためにバッテリ8の充電を優先すべきであるとしてステップS14に進み、前述したように発電機の目標発電電力Gtを図3の動作点aに対応した発電電力Waとする。
即ち、モータ10の要求出力Poが所定出力K2より大である場合にも、発電機4の発電電力を目標発電電力Gtである発電電力Waに保持するようにインバータ6を介して発電機4が制御されると共に、エンジン2の回転数がNaとなるようにエンジン2が制御される。
このため、クーラコンプレッサ20の電磁クラッチが切断されてクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されていない場合には、エンジン2が図3の動作点aで運転されることになり、エンジン2のNOx排出量を最小限に抑えることができる。
このため、クーラコンプレッサ20の電磁クラッチが切断されてクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されていない場合には、エンジン2が図3の動作点aで運転されることになり、エンジン2のNOx排出量を最小限に抑えることができる。
一方、クーラコンプレッサ20の電磁クラッチが接続されてクーラコンプレッサ20がエンジン2によって駆動されるようになった場合にも、発電機4の発電電力は目標発電電力Gtである発電電力Waに制御される。このため、エンジン2の動作点はエンジン2に対するクーラコンプレッサ20の負荷の分だけ動作点aから高トルク側に外れ、エンジン2のNOx排出量は増大することになる。
しかしながら、ステップS12からステップS14に処理が進んだのは、モータ10の要求出力Poが所定出力K2より大きく、バッテリ8の過放電を防止する必要があるからてあって、このような場合にはエンジン2の排出ガス特性よりもバッテリ8の充電を優先し、引き続き発電機4の発電電力を目標発電電力Gtである発電電力Waに維持して、できるだけ速やかにバッテリ8の充電率を回復させるようにしている。
また、ステップS12でモータ10の要求出力Poが所定出力K2以下であると判定した場合にはステップS13に進み、クーラECU28からの情報に基づき、電磁クラッチが接続されてクーラコンプレッサ20が作動しているか否かを判定する。
そして、クーラコンプレッサ20が作動していないと判定した場合にはステップS14に進み、前述したように発電機の目標発電電力Gtを図3の動作点aに対応した発電電力Waとして今回の制御周期を終了する。
そして、クーラコンプレッサ20が作動していないと判定した場合にはステップS14に進み、前述したように発電機の目標発電電力Gtを図3の動作点aに対応した発電電力Waとして今回の制御周期を終了する。
即ち、発電機4の発電電力を目標発電電力Gtである発電電力Waに保持するようにインバータ6を介して発電機4が制御されると共に、エンジン2の回転数がNaとなるようにエンジン2が制御される。
この場合にはクーラコンプレッサ20が作動していないので、エンジン2の動作点は図3の動作点aとなり、エンジン2のNOx排出量を最小限に抑えることができる。
この場合にはクーラコンプレッサ20が作動していないので、エンジン2の動作点は図3の動作点aとなり、エンジン2のNOx排出量を最小限に抑えることができる。
一方、ステップS13でクーラコンプレッサ20が作動していると判定した場合にはステップS15に進み、発電機の目標発電電力Gtを、図3の動作点aで得られるエンジン2の出力に対応した発電電力Waからエンジン2に対するクーラコンプレッサ20の負荷に相当する発電電力だけ減少させた発電電力W2として今回の制御周期を終了する。
即ち、発電機4の発電電力を目標発電電力Gtである発電電力W2に保持するようにインバータ6を介して発電機4が制御されると共に、エンジン2の回転数がNaとなるようにエンジン2が制御される。
即ち、発電機4の発電電力を目標発電電力Gtである発電電力W2に保持するようにインバータ6を介して発電機4が制御されると共に、エンジン2の回転数がNaとなるようにエンジン2が制御される。
この結果、エンジン2の出力は発電電力W2に相当する分と、クーラコンプレッサ20の負荷に相当する分の合計、即ち発電電力Waに相当するものとなる。従って、エンジン2は図3の動作点aで運転されることになり、この場合もエンジン2のNOx排出量を最小限に抑えることができる。
このようにして充電制御が行われることにより、バッテリ8の充電率が低い場合や、モータ10の要求出力が大きく、バッテリ8が過放電となる可能性がある場合を除き、クーラコンプレッサ20の作動時は、クーラコンプレッサ20の非作動時より発電機4の発電電力が、エンジン2に対するクーラコンプレッサ20の負荷の分だけ減少されるので、クーラコンプレッサ20の作動/非作動にかかわらず、エンジン2の動作点を動作点aに維持することができる。
このようにして充電制御が行われることにより、バッテリ8の充電率が低い場合や、モータ10の要求出力が大きく、バッテリ8が過放電となる可能性がある場合を除き、クーラコンプレッサ20の作動時は、クーラコンプレッサ20の非作動時より発電機4の発電電力が、エンジン2に対するクーラコンプレッサ20の負荷の分だけ減少されるので、クーラコンプレッサ20の作動/非作動にかかわらず、エンジン2の動作点を動作点aに維持することができる。
この結果、クーラコンプレッサ20の作動/非作動にかかわらず、エンジンの単位時間あたりのNOx排出量を最少としてエンジン2の排出ガス特性を最善の状態に維持することが可能となる。
一方、バッテリ8の充電率が低い場合や、モータ10の要求出力が大きく、バッテリ8が過放電となる可能性がある場合には、クーラコンプレッサ20の作動/非作動にかかわらず、発電機4の発電電力を動作点aに対応した発電電力Waに保持するようにエンジン2が制御されると共にインバータ6を介して発電機4が制御される。
一方、バッテリ8の充電率が低い場合や、モータ10の要求出力が大きく、バッテリ8が過放電となる可能性がある場合には、クーラコンプレッサ20の作動/非作動にかかわらず、発電機4の発電電力を動作点aに対応した発電電力Waに保持するようにエンジン2が制御されると共にインバータ6を介して発電機4が制御される。
そして、クーラコンプレッサ20が作動していなければ、エンジン2の動作点は動作点aに維持され、この場合にもエンジンの単位時間あたりのNOx排出量を最少としてエンジン2の排出ガス特性を最善の状態に維持することが可能となる。
また、クーラコンプレッサ20が作動しても、バッテリ8の充電を優先して、発電機4の発電電力が発電電力Waに保持され、この場合はバッテリ8の過放電を確実に防止することが可能となる。
また、クーラコンプレッサ20が作動しても、バッテリ8の充電を優先して、発電機4の発電電力が発電電力Waに保持され、この場合はバッテリ8の過放電を確実に防止することが可能となる。
なお、上記第2の変形例では、作動と非作動とに切り換え可能な補機をクーラコンプレッサ20としたが、このような補機はクーラコンプレッサ20に限られるものではない。
以上で本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態及びその変形例に限定されるものではない。
例えば、前述したように、対象となるエンジン2の特性は単位時間あたりのNOx排出量や燃費に限られるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。
以上で本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態及びその変形例に限定されるものではない。
例えば、前述したように、対象となるエンジン2の特性は単位時間あたりのNOx排出量や燃費に限られるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。
また、上記実施形態及び変形例では、エンジン2をディーゼルエンジンとしたが、エンジン2の形式はこれに限られるものではなく、ガソリンエンジンなど他の形式のものでもよい。
2 エンジン
4 発電機
8 バッテリ
10 モータ
18 駆動輪
20 クーラコンプレッサ(補機)
22 HEV−ECU(制御手段)
24 エンジンECU(トルク検出手段)
26 バッテリECU(充電率検出手段)
34 回転数センサ(回転数検出手段)
4 発電機
8 バッテリ
10 モータ
18 駆動輪
20 クーラコンプレッサ(補機)
22 HEV−ECU(制御手段)
24 エンジンECU(トルク検出手段)
26 バッテリECU(充電率検出手段)
34 回転数センサ(回転数検出手段)
Claims (5)
- エンジンと、
上記エンジンにより駆動される発電機と、
上記発電機の出力により充電されるバッテリと、
上記バッテリから供給される電力を受けて作動し、車両の駆動輪を駆動するモータと、
上記エンジンによって駆動される補機と、
上記バッテリの充電時に、上記エンジンの動作点が所定動作点となるように上記エンジン及び発電機を制御し、上記エンジンに対する上記補機の負荷が増大したときには上記発電機の発電電力が減少するように上記発電機を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。 - 上記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
上記エンジンの出力トルクを検出するトルク検出手段とを更に備え、
上記制御手段は、エンジンの所定回転数及び所定出力トルクによって上記所定動作点を規定し、上記回転数検出手段が検出した上記エンジンの回転数と上記トルク検出手段が検出した上記エンジンの出力トルクとに基づき、上記エンジンの出力が上記所定動作点に対応した出力となるように上記発電機の発電電力を制御すると共に、上記エンジンの動作点が上記所定動作点となるように上記エンジンの回転数及び出力トルクを制御することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。 - 上記補機は作動と非作動とを切り換え可能であって、
上記制御手段は、上記補機の非作動時よりも作動時の方が上記発電機の発電電力が予め定められた所定電力だけ少なくなるように上記発電機を制御することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。 - 上記バッテリの充電率を検出する充電率検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記充電率検出手段が検出した上記バッテリの充電率が所定充電率より低い場合は、上記補機の負荷の増大に伴う上記発電電力の減少を中止することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。 - 上記制御手段は、上記モータに対する要求出力が所定出力より大きい場合は、上記補機の負荷の増大に伴う上記発電電力の減少を中止することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006255861A JP2008074253A (ja) | 2006-09-21 | 2006-09-21 | ハイブリッド電気自動車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006255861A JP2008074253A (ja) | 2006-09-21 | 2006-09-21 | ハイブリッド電気自動車の制御装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2008074253A true JP2008074253A (ja) | 2008-04-03 |
Family
ID=39346761
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JP2006255861A Withdrawn JP2008074253A (ja) | 2006-09-21 | 2006-09-21 | ハイブリッド電気自動車の制御装置 |
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JP (1) | JP2008074253A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010023659A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Mazda Motor Corp | ハイブリッド自動車の制御方法及びその装置 |
JP2010023660A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Mazda Motor Corp | ハイブリッド自動車の制御方法及びその装置 |
JP2010193556A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Sharp Corp | 電気自動車 |
JP2016000536A (ja) * | 2014-06-11 | 2016-01-07 | マツダ株式会社 | エンジンの燃料噴射制御装置 |
-
2006
- 2006-09-21 JP JP2006255861A patent/JP2008074253A/ja not_active Withdrawn
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---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20091201 |