JP2009292259A - Hybrid vehicle and its control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle and a control method thereof.
従来から、車両外部からバッテリを充電可能に構成された、いわゆるプラグイン式のハイブリッド自動車が知られている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド自動車では、イグニッションキーがONされると、自宅等の充電可能地点への到着時刻が予測され、到着予想時刻が夜間になると判定された場合には、HV走行重視モード用のSOC制御上下限値よりも低いEV走行重視モード用のSOC制御上下限値に基づいてバッテリの残容量が制御される。また、この種のハイブリッド自動車としては、バッテリおよびモータジェネレータのみを走行用動力の発生源として走行するEVモードのもとでの走行中にHVモード移行スイッチがオン操作されると、エンジンをも走行用動力の発生源として用いるHVモードへと走行モードを移行させるものも知られている(例えば、特許文献2参照)。
上述のようなプラグイン式のハイブリッド自動車においては、走行開始前に外部電源からの電力によりバッテリを予め充電しておくことができる。従って、プラグイン式のハイブリッド自動車では、できるだけバッテリからの電力の利用(消費)を促進させてエネルギ効率を向上させるべく、内燃機関の運転が停止されると共に電動機のみから走行用の動力が出力される電動走行を優先的に実行させるモード(電動走行優先モード)をデフォルトとすると共に、運転者の要求に応じて電動走行優先モードの選択を解除可能にするとよい。ただし、このように電動走行優先モードの選択を解除可能にした場合には、運転者により電動走行優先モードの選択がどのようなタイミングで解除されたとしても、バッテリの状態を適正に維持できるようにしておく必要がある。 In the plug-in hybrid vehicle as described above, the battery can be charged in advance with the electric power from the external power source before the start of traveling. Therefore, in a plug-in hybrid vehicle, the operation of the internal combustion engine is stopped and the driving power is output only from the electric motor in order to improve the energy efficiency by promoting the use (consumption) of the electric power from the battery as much as possible. It is preferable that the mode (electric travel priority mode) for preferentially executing the electric travel to be performed is set as a default and the selection of the electric travel priority mode can be canceled according to a driver's request. However, when the selection of the electric travel priority mode can be canceled as described above, the state of the battery can be properly maintained regardless of the timing when the selection of the electric travel priority mode is canceled by the driver. It is necessary to keep it.
そこで、本発明は、外部電源からの電力により充電可能に構成された蓄電手段を備えたハイブリッド自動車において、電動走行優先モードの選択が解除されているときに蓄電手段の状態をより適正に保つことを主目的とする。 Therefore, the present invention maintains a more appropriate state of the power storage means when the selection of the electric driving priority mode is canceled in the hybrid vehicle including the power storage means configured to be able to be charged by the electric power from the external power source. The main purpose.
本発明によるハイブリッド自動車およびその制御方法は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。 The hybrid vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve the main object.
本発明によるハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、走行用の動力を出力可能な電動機とを有するハイブリッド自動車であって、
前記発電手段および前記電動機と電力をやり取り可能であると共に外部電源からの電力により充電可能に構成された蓄電手段と、
前記内燃機関の運転が停止されると共に前記電動機のみから走行用の動力が出力される電動走行を優先的に実行させる電動走行優先モードの選択および該選択の解除を運転者に許容するモード選択手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記電動走行優先モードの選択が解除されると共に前記内燃機関の運転が停止されているときには、該電動走行優先モードの選択が解除されたときの前記蓄電手段の残容量である解除時残容量を中心とした所定範囲内に該蓄電手段の残容量が保たれると共に前記設定された要求駆動力に基づく走行用の動力が得られるように前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記電動走行優先モードの選択が解除されると共に前記内燃機関が運転されているときには、前記蓄電手段の残容量が前記解除時残容量を中心とした所定範囲の下限値よりも大きい機関運転時下限値以上になると共に前記設定された要求駆動力に基づく走行用の動力が得られるように前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
The hybrid vehicle according to the present invention is
A hybrid vehicle having an internal combustion engine capable of outputting power for traveling, power generation means capable of generating electric power using at least part of the power from the internal combustion engine, and an electric motor capable of outputting power for traveling,
Power storage means configured to be able to exchange power with the power generation means and the electric motor and to be charged with power from an external power source;
Mode selection means for allowing the driver to select an electric travel priority mode for preferentially executing an electric travel in which the driving power is output only from the electric motor while the operation of the internal combustion engine is stopped. When,
A required driving force setting means for setting a required driving force required for traveling;
When the selection of the electric travel priority mode is canceled and the operation of the internal combustion engine is stopped, the remaining capacity at the time of release, which is the remaining capacity of the power storage means when the selection of the electric travel priority mode is canceled The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that the remaining capacity of the power storage means is maintained within a predetermined range centered and traveling power based on the set required driving force is obtained. When the selection of the electric travel priority mode is canceled and the internal combustion engine is operating, the remaining capacity of the power storage means is larger than a lower limit value of a predetermined range centered on the remaining capacity at the time of cancellation. Control means for controlling the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor so as to obtain driving power based on the set required driving force while being equal to or higher than a lower limit value;
Is provided.
このハイブリッド自動車では、電動走行優先モードの選択が解除されると共に内燃機関の運転が停止されているときには、電動走行優先モードの選択が解除されたときの蓄電手段の残容量である解除時残容量を中心とした所定範囲内に該蓄電手段の残容量が保たれると共に要求駆動力に基づく走行用の動力が得られるように内燃機関と発電手段と電動機とが制御される。また、電動走行優先モードの選択が解除されると共に内燃機関が運転されているときには、蓄電手段の残容量が解除時残容量を中心とした上記所定範囲の下限値よりも大きい機関運転時下限値以上になると共に要求駆動力に基づく走行用の動力が得られるように内燃機関と発電手段と電動機とが制御される。すなわち、このハイブリッド自動車では、内燃機関が運転されていれば、電動走行優先モードの選択が解除された後の比較的早い段階から発電手段が内燃機関からの動力を用いて発電するようになり、得られた電力で蓄電手段を充電することができる。これにより、例えば電動走行の継続よりも蓄電手段の残容量確保を希望する運転者が電動走行優先モードの選択を解除したような場合に、より速やかに蓄電手段の残容量を回復させることが可能となり、電動走行優先モードの選択が解除されているときに蓄電手段の状態をより適正に保つことができる。 In this hybrid vehicle, when the selection of the electric travel priority mode is canceled and the operation of the internal combustion engine is stopped, the remaining capacity at the time of release that is the remaining capacity of the power storage means when the selection of the electric travel priority mode is canceled The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that the remaining capacity of the power storage means is maintained within a predetermined range centered on the power source and traveling power based on the required driving force is obtained. When the selection of the electric travel priority mode is canceled and the internal combustion engine is operated, the engine operating lower limit value is larger than the lower limit value of the predetermined range with the remaining capacity of the power storage means centered on the remaining capacity at the time of release. In addition to the above, the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that traveling power based on the required driving force can be obtained. That is, in this hybrid vehicle, if the internal combustion engine is operated, the power generation means generates power using the power from the internal combustion engine from a relatively early stage after the selection of the electric travel priority mode is cancelled. The power storage means can be charged with the obtained electric power. This makes it possible to recover the remaining capacity of the power storage means more quickly when, for example, a driver who wants to secure the remaining capacity of the power storage means rather than continuing the electric travel cancels the selection of the electric travel priority mode. Thus, the state of the power storage means can be kept more appropriate when the selection of the electric travel priority mode is cancelled.
また、前記制御手段は、前記電動走行優先モードが選択されると共に前記内燃機関の運転が停止されているときに、前記蓄電手段の残容量がそれぞれ予め定められた固定値である下限残容量から上限残容量までの範囲内に保たれると共に前記設定された要求駆動力に基づく走行用の動力が得られるように前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記電動走行優先モードが選択されると共に前記内燃機関が運転されているときに、前記蓄電手段の残容量が前記下限残容量よりも大きい所定値以上になると共に前記設定された要求駆動力に基づく走行用の動力が得られるように前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御するものであってもよい。 In addition, when the electric travel priority mode is selected and the operation of the internal combustion engine is stopped, the control means determines the remaining capacity of the power storage means from a lower limit remaining capacity that is a predetermined fixed value. The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so as to obtain power for traveling based on the set required driving force while being maintained within the range up to the upper limit remaining capacity, and the electric traveling priority mode And when the internal combustion engine is in operation, the remaining capacity of the power storage means becomes equal to or greater than a predetermined value larger than the lower limit remaining capacity, and driving power based on the set required driving force is obtained. The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor may be controlled so as to be obtained.
更に、前記機関運転時下限値は、前記下限残容量未満にならないように設定されてもよい。これにより、機関運転時下限値を蓄電手段の残容量の早期回復により適した値とすることが可能となる。 Further, the lower limit value during engine operation may be set so as not to be less than the lower limit remaining capacity. As a result, the lower limit value during engine operation can be set to a value more suitable for early recovery of the remaining capacity of the power storage means.
また、前記ハイブリッド自動車は、前記内燃機関の機関軸と駆動輪に動力を伝達する所定の車軸と所定の回転軸との3軸に接続され、これら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配統合手段を更に備えてもよく、前記発電手段は、前記所定の回転軸に動力を入出力可能であると共に前記蓄電手段と電力をやり取りすることができる発電用電動機であってもよく、前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能であってもよい。この場合、前記動力分配統合手段は、前記内燃機関の機関軸に接続される第1要素と、前記発電用電動機の回転軸に接続される第2要素と、前記所定の車軸に接続される第3要素とを有すると共にこれら3つの要素が互いに差動回転できるように構成された遊星歯車機構であってもよい。 The hybrid vehicle is connected to three shafts of a predetermined axle for transmitting power to the engine shaft and driving wheels of the internal combustion engine and a predetermined rotating shaft, and input / output is performed on any two of these three shafts. Power distribution and integration means for inputting / outputting power based on the generated power to / from the remaining shafts may be further provided, and the power generation means can input / output power to / from the predetermined rotating shaft and supply power to the power storage means. It may be a generator motor that can communicate, and the motor may be able to input and output power to the axle or another axle different from the axle. In this case, the power distribution and integration means includes a first element connected to the engine shaft of the internal combustion engine, a second element connected to the rotating shaft of the generator motor, and a first element connected to the predetermined axle. It may be a planetary gear mechanism having three elements and configured so that these three elements can be differentially rotated with respect to each other.
本発明によるハイブリッド自動車の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力をやり取り可能であると共に外部電源からの電力により充電可能に構成された蓄電手段と、前記内燃機関の運転が停止されると共に前記電動機のみから走行用の動力が出力される電動走行を優先的に実行させる電動走行優先モードの選択および該選択の解除を運転者に許容するモード選択手段とを有するハイブリッド自動車の制御方法であって、
前記電動走行優先モードの選択が解除されると共に前記内燃機関の運転が停止されているときには、該電動走行優先モードの選択が解除されたときの前記蓄電手段の残容量である解除時残容量を中心とした所定範囲内に該蓄電手段の残容量が保たれると共に走行に要求される要求駆動力に基づく走行用の動力が得られるように前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記電動走行優先モードの選択が解除されると共に前記内燃機関が運転されているときには、前記蓄電手段の残容量が前記解除時残容量を中心とした所定範囲の下限値よりも大きい機関運転時下限値以上になると共に前記要求駆動力に基づく走行用の動力が得られるように前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御するステップ、
を含むものである。
The hybrid vehicle control method according to the present invention includes:
An internal combustion engine capable of outputting power for traveling; power generation means capable of generating power using at least part of the power from the internal combustion engine; an electric motor capable of outputting power for travel; the power generation means and the electric motor; Priority is given to power storage means configured to be able to exchange electric power and to be charged by electric power from an external power source, and electric driving in which driving of the internal combustion engine is stopped and driving power is output only from the electric motor And a mode selection means for allowing the driver to select the electric driving priority mode to be executed and to cancel the selection,
When the selection of the electric travel priority mode is canceled and the operation of the internal combustion engine is stopped, the remaining capacity at the time of release, which is the remaining capacity of the power storage means when the selection of the electric travel priority mode is canceled The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that the remaining capacity of the power storage means is maintained within a predetermined range centered and traveling power based on the required driving force required for traveling is obtained. When the selection of the electric travel priority mode is canceled and the internal combustion engine is operated, the engine operation is such that the remaining capacity of the power storage means is larger than a lower limit value of a predetermined range centered on the remaining capacity at the time of cancellation Controlling the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor so as to obtain driving power based on the required driving force while being equal to or greater than a time lower limit value;
Is included.
この方法によれば、内燃機関が運転されていれば、電動走行優先モードの選択が解除された後の比較的早い段階から発電手段が内燃機関からの動力を用いて発電するようになり、得られた電力で蓄電手段を充電することができる。これにより、例えば電動走行の継続よりも蓄電手段の残容量確保を希望する運転者が電動走行優先モードの選択を解除したような場合に、より速やかに蓄電手段の残容量を回復させることが可能となり、電動走行優先モードの選択が解除されているときに蓄電手段の状態をより適正に保つことができる。 According to this method, if the internal combustion engine is in operation, the power generation means generates power using the power from the internal combustion engine from a relatively early stage after the selection of the electric travel priority mode is canceled. The power storage means can be charged with the generated electric power. This makes it possible to recover the remaining capacity of the power storage means more quickly when, for example, a driver who wants to secure the remaining capacity of the power storage means rather than continuing the electric travel cancels the selection of the electric travel priority mode. Thus, the state of the power storage means can be kept more appropriate when the selection of the electric travel priority mode is cancelled.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の実施例に係る車両としてのハイブリッド自動車20の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車20は、エンジン22と、エンジン22のクランクシャフト(機関軸)26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された車軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに接続されたモータMG2と、ハイブリッド自動車20の全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「ハイブリッドECU」という)70等とを備えるものである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
エンジン22は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24による燃料噴射制御や点火時期制御、吸気制御等を受けている。エンジンECU24には、例えばエンジン冷却水の温度(冷却水温Tw)を検出する図示しない水温センサといったエンジン22に対して設けられて当該エンジン22の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンECU24は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッドECU70に出力する。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。第1要素としてのキャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、第2要素としてのサンギヤ31にはモータMG1が、第3要素としてのリングギヤ32には車軸としてのリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、動力分配統合機構30は、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側とにそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構37およびデファレンシャルギヤ38を介して最終的に駆動輪である車輪39a,39bに伝達される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやり取りを行う。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ50は、モータMG1,MG2の何れかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになり、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されないことになる。モータMG1,MG2は、何れもモータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流等が入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号等が出力される。モータECU40は、回転位置検出センサ43,44から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータMG1,MG2の回転子の回転数Nm1,Nm2を計算している。また、モータECU40は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70からの制御信号等に基づいてモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッドECU70に出力する。
Both the motor MG1 and the motor MG2 are configured as well-known synchronous generator motors that operate as generators and can operate as motors, and exchange power with the
バッテリ50は、実施例ではニッケル水素二次電池あるいはリチウムイオン二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理される。また、実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50が例えば外部電源としての家庭用電源(AC100V)に接続される車外の充電器100からの電力により充電され得るように構成されている。このため、バッテリ50には、充電器100のコネクタ101と結合可能なコネクタ58や、図示しない変圧器、AC/DCコンバータ等を含むと共にバッテリECU52により制御される充電回路59が接続されている。これにより、ハイブリッド自動車20の走行開始前に充電器100を用いてバッテリ50を充電しておくことにより、バッテリ50を満充電状態にした状態でハイブリッド自動車20の走行を開始することが可能となる。そして、バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からのバッテリ温度Tb、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に設置された図示しない電流センサからの充放電電流等が入力される。また、バッテリECU52は、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッドECU70やエンジンECU24に出力する。更に、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量SOCを算出したり、残容量SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Winとバッテリ50の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Woutとを算出したりする。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定すると共に、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定可能である。
The
ハイブリッドECU70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74や、データを一時的に記憶するRAM76、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドECU70には、イグニッションスイッチ(スタートスイッチ)80からのイグニッション信号、シフトレバー81の操作位置であるシフトポジションSPを検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP、アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ86からのブレーキペダルストロークBS、車速センサ87からの車速V等が入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドECU70は、上述したように、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52等と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。
The
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車20では、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクが計算され、この要求トルクに基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにエンジン22とモータMG1とモータMG2とが制御される。また、エンジン22の運転を停止すると共にバッテリ50からの電力を利用してモータMG2のみから要求トルクに見合う動力がリングギヤ軸32aに出力されるようにエンジン22とモータMG1およびモータMG2を制御することにより、ハイブリッド自動車20をモータ走行(電動走行)させることが可能である。そして、実施例のハイブリッド自動車20では、走行開始前に車外の充電器100を用いてバッテリ50を満充電状態としておくことができることから、できるだけエンジン22の運転を停止させて当該エンジン22の燃費を向上させるべく、モータ走行を優先的に実行させるEVモード(電動走行優先モード)がデフォルトとされている。かかるEVモードのもとで、ハイブリッドECU70は、できるだけ長時間にわたりモータ走行が実行されるように定められたEVモード用の各種制御手順に従ってモータMG2等を制御する。ただし、ハイブリッド自動車20の走行状態や走行環境等によっては、運転者がバッテリ50の残容量確保や動力性能を優先するケースがあることを踏まえて、実施例のハイブリッド自動車20には、図1に示すように、EVモードの選択およびその解除を可能とするEVモードキャンセルスイッチ(モード選択手段)88が備えられている。実施例において、EVモードキャンセルスイッチ88は、図示しない車室内のスイッチパネルあるいはステアリングパッド等に配置されている。このEVモードキャンセルスイッチ88からのオン/オフ信号は、ハイブリッドECU70に入力され、ハイブリッドECU70は、EVモードキャンセルスイッチ88がオンされてEVモードの選択が解除されると、EVモードキャンセルスイッチ88のオフ時に値0に設定されるEVモードキャンセルフラグFevcを値1に設定すると共に、EVモードの選択解除時用すなわち予め定められたノーマルモード用の各種制御手順に従ってエンジン22やモータMG1およびMG2等を制御する。
In the
なお、EVモードおよびノーマルモードのもとでエンジン22が運転されるときのエンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御モードとしては、要求トルクに見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクとバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求トルクに応じたトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびMG2を駆動制御する充放電運転モード等がある。
Note that, as the operation control mode of the
次に、上述のように構成されるハイブリッド自動車20の動作について説明する。図2は、イグニッションスイッチ80がオンされてハイブリッド自動車20の走行が開始されてから実施例のハイブリッドECU70により所定時間毎(例えば、数msec毎)に実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
図2の駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドECU70のCPU72は、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ87からの車速V、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2、バッテリ50の残容量SOCや入出力制限Win,Wout、バッテリ温度Tb、冷却水温Tw、EVモードキャンセルフラグFevcの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、モータECU40から通信により入力するものとした。また、残容量SOCやバッテリ50の入出力制限Win,Wout、バッテリ温度Tbは、バッテリECU52から通信により入力するものとし、冷却水温Twは、エンジンECU24から通信により入力するものとした。更に、EVモードキャンセルフラグFevcの値は、EVモードキャンセルスイッチ88の操作状態に応じて別途設定されて所定の記憶領域に格納されるものである。
At the start of the drive control routine of FIG. 2, the
ステップS100のデータ入力処理の後、バッテリ50を充電すべき電力またはバッテリ50から放電すべき電力の目標値である充放電要求パワー(目標充放電電力)Pb*等を設定する(ステップS110)。図3に示すように、ステップS110では、まずステップS100にて入力したEVモードキャンセルフラグFevcが値1であるか否かを判定し(ステップS1100)、EVモードキャンセルフラグFevcが値0であってEVモードがキャンセルされていない場合には、比較的小さい既定値S0(例えば40%程度の値)をバッテリ50の残容量SOCとして確保されるべき目標範囲の中心値である制御中心Sccとして設定する(ステップS1105)。一方、ステップS1100にてEVモードキャンセルフラグFevcが値1であると判断された場合には、更にEVモードキャンセルフラグFevcの前回値(本ルーチンの前回実行時にステップS100にて入力された値、初期値0)が値0であるか否かを判定する(ステップS1110)。ステップS1110にてEVモードキャンセルフラグFevcの前回値が値0であると判断された場合、すなわち運転者によりEVモードキャンセルスイッチ88がオンされてEVモードの選択が解除された直後には、ステップS100にて入力した残容量SOCの値を制御中心Sccとして設定する(ステップS1115)。また、ステップS1110にてEVモードキャンセルフラグFevcの前回値が値0ではないと(値1であると)判断された場合には、制御中心Sccの前回値を今回の制御中心Sccとして設定する(ステップS1120)。これにより、実施例のハイブリッド自動車20では、イグニッションスイッチ80がオンされてEVモードのもとでの走行が開始されると、既定値S0がバッテリ50の制御中心Sccとして設定され、EVモードのもとでの走行中に運転者によりEVモードキャンセルスイッチ88がオンされてEVモードの選択が解除されると、EVモードの選択が解除されたとき(EVモードキャンセルスイッチ88がオンされたとき)の残容量SOC(解除時残容量)が制御中心Sccとして設定されることになる。また、EVモードキャンセルスイッチ88がオンされてEVモードの選択が解除された後、EVモードキャンセルスイッチ88がオフされて再度EVモードが選択されると、その場合には、既定値S0がバッテリ50の制御中心Sccとして設定されることになる。
After the data input process of step S100, charge / discharge required power (target charge / discharge power) Pb *, which is a target value of the power to be charged or discharged from the
ステップS1105,S1115またはS1120の処理の後、強制充電閾値Sfcおよび強制放電閾値Sfdを設定する(ステップS1125)。ステップS1125では、ステップS1105,S1115またはS1120にて設定された制御中心Sccから所定値α(例えば10%程度の正の値)を減じた値と予め定められた下限残容量Sllとの大きい方を強制充電閾値Sfcとして設定すると共に、ステップS1105,S1115またはS1120にて設定された制御中心Sccに所定値αを加算した値と予め定められた上限残容量Sulとの小さい方を強制放電閾値Sfdとして設定する。実施例において、下限残容量Sllは上述の既定値S0(例えば40%)から所定値α(例えば10%)を減じた固定値(例えば30%)とされ、上限残容量Sulは上述の既定値S0に所定値αを加算した固定値(例えば50%)とされる。従って、実施例では、ステップS1105にて既定値S0が制御中心Sccとして設定された場合、制御中心Sccから所定値αを減じた値が下限残容量Sllと一致すると共に制御中心Sccに所定値αを加算した値が上限残容量Sulと一致し、この場合、下限残容量Sllが強制充電閾値Sfcとして設定されると共に上限残容量Sulが強制放電閾値Sfdとして設定される。また、ステップS1115またはS1120にてEVモードの選択解除時の残容量SOCが制御中心Sccとして設定された場合、EVモードの選択解除時の残容量SOCが既定値S0よりも大きければ、制御中心Sccから所定値αを減じた値が強制充電閾値Sfcとして設定されると共に制御中心Sccに所定値αを加算した値が強制放電閾値Sfdとして設定され、EVモードの選択解除時の残容量SOCが既定値S0以下であれば、下限残容量Sllが強制充電閾値Sfcとして設定されると共に上限残容量Sulが強制放電閾値Sfdとして設定される。 After the process of step S1105, S1115 or S1120, the forced charge threshold value Sfc and the forced discharge threshold value Sfd are set (step S1125). In step S1125, the larger of a value obtained by subtracting a predetermined value α (eg, a positive value of about 10%) from the control center Scc set in step S1105, S1115, or S1120 and a predetermined lower limit remaining capacity Sll is determined. The forced charging threshold value Sfc is set, and the smaller one of the value obtained by adding the predetermined value α to the control center Scc set in step S1105, S1115, or S1120 and the predetermined upper limit remaining capacity Sul is set as the forced discharging threshold value Sfd. Set. In the embodiment, the lower limit remaining capacity Sll is a fixed value (for example, 30%) obtained by subtracting a predetermined value α (for example, 10%) from the above-described predetermined value S0 (for example, 40%), and the upper limit remaining capacity Sul is the above-described predetermined value. A fixed value (for example, 50%) obtained by adding a predetermined value α to S0. Therefore, in the embodiment, when the predetermined value S0 is set as the control center Scc in step S1105, the value obtained by subtracting the predetermined value α from the control center Scc coincides with the lower limit remaining capacity Sll, and the predetermined value α is applied to the control center Scc. Is equal to the upper limit remaining capacity Sul. In this case, the lower limit remaining capacity Sll is set as the forced charge threshold Sfc and the upper limit remaining capacity Sul is set as the forced discharge threshold Sfd. In addition, if the remaining capacity SOC at the time of EV mode selection cancellation is set as the control center Scc in step S1115 or S1120, if the remaining capacity SOC at the time of EV mode selection cancellation is larger than the predetermined value S0, the control center Scc. A value obtained by subtracting the predetermined value α from is set as the forced charging threshold value Sfc, and a value obtained by adding the predetermined value α to the control center Scc is set as the forced discharging threshold value Sfd. The remaining capacity SOC when the EV mode is deselected is predetermined. If it is equal to or less than the value S0, the lower limit remaining capacity Sll is set as the forced charge threshold Sfc, and the upper limit remaining capacity Sul is set as the forced discharge threshold Sfd.
次いで、ステップS100にて入力した冷却水温Twとバッテリ温度Tbとに基づいてバッテリ50を保護すべく当該バッテリ50を昇温させる必要があるか否かを判定し(ステップS1130)、バッテリ50を昇温させる必要がない場合には、更にエンジン22が運転されているか否かを判定する(ステップS1135)。そして、ステップS1135にてエンジン22の運転が停止されていると判断された場合には、ステップS1125にて設定した強制充電閾値Sfcを充放電要求パワー設定用の下限側判定閾値Srlとして設定すると共に、ステップS1125にて設定した強制放電閾値Sfdを充放電要求パワー設定用の上限側判定閾値Sruとして設定する(ステップS1140)。これに対して、ステップS1135にてエンジン22が運転されていると判断された場合には、ステップS1105,S1115またはS1120にて設定された制御中心Sccから上記所定値αよりも小さい所定値β(例えば5%程度の正の値)を減じた値Saと下限残容量Sllとの大きい方(両者が一致する場合、下限残容量Sll)を充放電要求パワー設定用の下限側判定閾値Srlとして設定すると共に、ステップS1125にて設定した強制放電閾値Sfdを充放電要求パワー設定用の上限側判定閾値Sruとして設定する(ステップS1145)。
Next, based on the coolant temperature Tw and the battery temperature Tb input in step S100, it is determined whether or not the
また、実施例のステップS1130では、例えばバッテリ温度Tbが予め定められた下限バッテリ温度(例えば−30℃)未満である場合や、バッテリ温度Tbが予め定められた下限バッテリ温度以上であっても冷却水温Twが所定温度未満である場合に、バッテリ50を昇温させる必要があると判断される。そして、ステップS1130にてバッテリ50を昇温させる必要があると判断された場合には、ステップS1105,S1115またはS1120にて設定された制御中心Sccから上記所定値βを減じた値Saと下限残容量Sllとの大きい方(両者が一致する場合、下限残容量Sll)を充放電要求パワー設定用の下限側判定閾値Srlとして設定すると共に、ステップS1105,S1115またはS1120にて設定された制御中心Sccに上記所定値βを加算した値Sbと上限残容量Sulとの小さい方(両者が一致する場合、上限残容量Sul)を充放電要求パワー設定用の上限側判定閾値Sruとして設定する(ステップS1150)。なお、実施例では、ステップS1145およびS1150にて同一の値βを用いて下限側判定閾値Srl等を設定しているが、例えばステップS1145にて制御中心Sccから値αや値βとは異なる値γを減じた値を用いて下限側判定閾値Srlを設定してもよい。
In step S1130 of the embodiment, for example, cooling is performed even when the battery temperature Tb is lower than a predetermined lower limit battery temperature (for example, −30 ° C.) or when the battery temperature Tb is equal to or higher than the predetermined lower limit battery temperature. When the water temperature Tw is lower than the predetermined temperature, it is determined that the
こうしてステップS1140,S1145またはS1150にて充放電要求パワー設定用の下限側判定閾値Srlおよび上限側判定閾値Sruを設定したならば、ステップS100にて入力した残容量SOCが下限側判定閾値Srl以上であるか否かを判定する(ステップS1155)。ステップS1155にて残容量SOCが下限側判定閾値Srl未満であると判断された場合には、予め負の固定値として定められた充電電力Pcを充放電要求パワーPb*として設定する(ステップS1160)。また、ステップS1155にて残容量SOCが下限側判定閾値Srl以上であると判断された場合には、更にステップS100にて入力した残容量SOCが上限側判定閾値Sru以下であるか否かを判定する(ステップS1165)。ステップS1165にて残容量SOCが上限側判定閾値Sruを上回っていると判断された場合には、予め正の固定値として定められた放電電力Pdを充放電要求パワーPb*として設定する(ステップS1170)。そして、ステップS1165にて残容量SOCが上限側判定閾値Sru以下である判断された場合、すなわち残容量SOCが下限側判定閾値Srlから上限側判定閾値Sruまでの範囲内に含まれている場合には、バッテリ50の充放電要求パワーPb*を前回値に設定する(ステップS1175)。
Thus, if the lower limit determination threshold value Srl and the upper limit determination threshold value Sru for setting the charge / discharge required power are set in step S1140, S1145 or S1150, the remaining capacity SOC input in step S100 is equal to or greater than the lower limit determination threshold value Srl. It is determined whether or not there is (step S1155). If it is determined in step S1155 that the remaining capacity SOC is less than the lower limit determination threshold value Srl, the charging power Pc determined in advance as a negative fixed value is set as the charge / discharge request power Pb * (step S1160). . If it is determined in step S1155 that the remaining capacity SOC is equal to or greater than the lower limit determination threshold value Srl, it is further determined whether or not the remaining capacity SOC input in step S100 is equal to or less than the upper limit determination threshold value Sru. (Step S1165). If it is determined in step S1165 that the remaining capacity SOC exceeds the upper limit determination threshold value Sru, the discharge power Pd that is set in advance as a positive fixed value is set as the charge / discharge request power Pb * (step S1170). ). When it is determined in step S1165 that the remaining capacity SOC is equal to or less than the upper limit determination threshold Sru, that is, when the remaining capacity SOC is included in the range from the lower limit determination threshold Srl to the upper determination threshold Sru. Sets the charge / discharge required power Pb * of the
このように、実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50の残容量SOCが下限側判定閾値Srlから上限側判定閾値Sruまでの範囲内に保たれるように、残容量SOCが一旦下限側判定閾値Srl未満になると残容量SOCが上限側判定閾値Sruを上回るまで所定の充電電力Pcが充放電要求パワーPb*として設定されると共に残容量SOCが一旦上限側判定閾値Sruを上回ると残容量SOCが下限側判定閾値Srl未満になるまで所定の放電電力Pdが充放電要求パワーPb*として設定されることになる。すなわち、バッテリ50を昇温させる必要がなく、かつエンジン22の運転が停止されている場合には、バッテリ50の残容量SOCがそれぞれ制御中心Sccに基づく強制充電閾値Sfcから強制放電閾値Sfdまでの範囲内(図4における破線および実線参照)に保たれるように、残容量SOCが強制充電閾値Sfc未満になると残容量SOCが強制放電閾値Sfdを上回るまで所定の充電電力Pcが充放電要求パワーPb*として設定されると共に残容量SOCが強制放電閾値Sfdを上回ると残容量SOCが強制充電閾値Sfc未満になるまで所定の放電電力Pdが充放電要求パワーPb*として設定されることになる。また、バッテリ50を昇温させる必要がなく、かつエンジン22が運転されている場合には、機関運転時下限値としての下限側判定閾値Srlが制御中心Sccから正の所定値βを減じて得られる値Saと下限残容量Sllとの大きい方に設定され、基本的には強制充電閾値Sfc(下限残容量Sll)よりも大きい値Saから強制放電閾値Sfd(上限側判定閾値Sru)までの範囲内(図4における一点鎖線および実線参照)に残容量SOCが保たれるように充放電要求パワーPb*が設定されることになる。更に、実施例のハイブリッド自動車20では、極低温環境下等のもとでバッテリ50を昇温させる必要がある場合、下限側判定閾値Srlが制御中心Sccから正の所定値βを減じて得られる値Saと下限残容量Sllとの大きい方に設定されると共に上限側判定閾値Sruが制御中心Sccに正の所定値βを加算して得られる値Sbと上限残容量Sulとの小さい方に設定され、基本的には強制充電閾値Sfcよりも大きな値として定められる値Saから強制放電閾値Sfdよりも小さな値として定められる値Sbまでの範囲内(図4における一点鎖線および二点鎖線参照)すなわち強制充電閾値Sfcから強制放電閾値Sfdまでの範囲よりも狭い範囲内に保たれるように充放電要求パワーPb*が設定されることになる。そして、ハイブリッド自動車20において、制御中心SccがEVモードの選択状態に応じて既定値S0またはEVモードの選択解除時点での残容量SOCとの何れかに設定されるのは上述のとおりである。なお、ここまで説明したステップS110の処理は、例えばバッテリECU52により図2の駆動制御ルーチンとは独立に別途実行されてもよい。
Thus, in the
さて、ステップS110にて充放電要求パワーPb*等を設定したならば、ステップS100にて入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動輪である車輪39a,39bに動力を伝達する車軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*を設定した上で、車両全体に要求される要求パワーP*を設定する(ステップS120)。実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶されており、要求トルクTr*としては、与えられたアクセル開度Accと車速Vとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図5に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、実施例において、要求パワーP*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとロスLossとの和からステップS110(ステップS1160,S1170またはS1175)にて設定された充放電要求パワーPb*を減じることにより計算される。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除するか、あるいは車速Vに換算係数kを乗じることによって求めることができる。
If the charge / discharge required power Pb * and the like are set in step S110, the axle for transmitting power to the
次いで、エンジン22の運転が停止されているか否かを判定し(ステップS130)、エンジン22の運転が停止されている場合には、ステップS100にて入力した残容量SOCがステップS110(ステップS1125)にて設定された強制充電閾値Sfcを上回っているか否かを判定する(ステップS140)。残容量SOCが強制充電閾値Sfcを上回っていれば、ステップS100にて入力した車速Vが所定の間欠禁止車速Vref未満であるか否かを判定する(ステップS150)。間欠禁止車速Vrefは、例えばエンジン22の運転が必要となって間欠運転を禁止すべき車速域の下限値として設定され、バッテリ50の状態やエンジン22の状態、ハイブリッド自動車20の走行状態等に応じて変化するように設定されてもよいものである。車速Vが間欠禁止車速Vref未満であれば、更にステップS120にて設定した要求パワーP*が所定のエンジン始動判定閾値P1未満であるか否かを判定する(ステップS160)。そして、ステップS160にて要求パワーP*がエンジン始動判定閾値P1未満であると判断された場合には、エンジン22の運転停止状態を継続させるべく、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をそれぞれ値0に設定すると共に(ステップS170)、モータMG1に対するトルク指令Tm1*を値0に設定する(ステップS180)。
Next, it is determined whether or not the operation of the
次いで、バッテリ50の入出力制限Win,WoutとモータMG1に対するトルク指令Tm1*とモータMG1,MG2の現在の回転数Nm1,Nm2とを用いてモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを次式(1)および式(2)に従い計算する(ステップS190)。更に、要求トルクTr*とトルク指令Tm1*と動力分配統合機構30のギヤ比ρと減速ギヤ35のギヤ比Grとを用いてモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクTm2tmpを次式(3)に従い計算する(ステップS200)。そして、モータMG2に対するトルク指令Tm2*をトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2tmpを制限した値に設定する(ステップS210)。このようにしてモータMG2に対するトルク指令Tm2*を設定することにより、リングギヤ軸32aに出力するトルクをバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内に制限することができる。こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*、モータMG1,MG2に対するトルク指令Tm1*,Tm2*を設定したならば、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS220)、再度ステップS100以降の処理を実行する。なお、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*に従ってモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*に従ってモータMG2が駆動されるようにインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
Next, the upper and lower limits of the torque that may be output from the motor MG2 using the input / output limits Win and Wout of the
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(1)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(2)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(3)
Tmin = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (1)
Tmax = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (2)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (3)
また、ステップS140にて残容量SOCが強制充電閾値Sfc以下であると判断された場合には、モータMG1により発電される電力でバッテリ50を充電するためにエンジン22を始動させる必要があることから、エンジン22が始動されるようにエンジン始動フラグをオンし(ステップS230)、本ルーチンを終了させる。すなわち、ステップS140にて残容量SOCが強制充電閾値Sfc以下であると判断されると、ステップS150およびS160の判定処理が実行されることなく(判定結果に拘わらず)、エンジン始動フラグがオンされる。同様に、ステップS140にて残容量SOCが強制充電閾値Sfcを上回っていると判断された後にステップS150にて車速Vが間欠禁止車速Vref以上であると判断されるか、あるいはステップS160にて要求パワーP*がエンジン始動判定閾値P1以上であると判断された場合にも、エンジン22が始動されるようにエンジン始動フラグをオンし(ステップS230)、本ルーチンを終了させる。こうしてエンジン始動フラグがオンされて図2の駆動制御ルーチンが終了した場合には、ハイブリッドECU70により図示しないエンジン始動時駆動制御ルーチンが実行される。エンジン始動時駆動制御ルーチンは、モータMG1によりエンジン22をクランキングしながらエンジン22を始動させると共に、エンジン22のクランキングに伴ってリングギヤ軸32aに作用する駆動トルクに対する反力としてのトルクをキャンセルしつつ要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにモータMG2を駆動制御する処理であり、かかるエンジン始動時駆動制御ルーチンが終了するとエンジン始動フラグがオフされることになる。そして、エンジン始動フラグがオフされると、ハイブリッドECU70により再度本ルーチンが実行されることになる。
If it is determined in step S140 that the remaining capacity SOC is equal to or less than the forced charging threshold value Sfc, it is necessary to start the
一方、ステップS130にてエンジン22が運転されていると判断された場合には、ステップS100にて入力した車速Vが間欠禁止車速Vref未満であるか否かを判定し(ステップS240)、車速Vが間欠禁止車速Vref未満であれば、更にステップS120にて設定した要求パワーP*が所定のエンジン停止判定閾値P0以上であるか否かを判定する(ステップS250)。ステップS240にて車速Vが間欠禁止車速Vref以上であると判断された場合や、ステップS250にて要求パワーP*がエンジン停止判定閾値P0以上であると判断された場合には、ステップS120にて設定された要求パワーP*のすべてをエンジン22によりまかなうものとして、要求パワーP*に基づいてエンジン22の目標運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS260)。実施例では、エンジン22が効率よく運転されるときの回転数およびトルクを要求パワーに対応して規定する運転ポイント設定制約としての動作ラインが予め作成されてROM74に記憶されており、ステップS260では、この動作ラインと要求パワーP*とに基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定するものとした。図6に、エンジン22の動作ラインと回転数NeとトルクTeとの相関曲線とを例示する。同図に示すように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、上記動作ラインと要求パワーP*(Ne*×Te*)が一定となることを示す相関曲線との交点として求めることができる。
On the other hand, when it is determined in step S130 that the
続いて、目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(Nm2/Gr)と動力分配統合機構30のギヤ比ρ(サンギヤ31の歯数/リングギヤ32の歯数)とを用いて次式(4)に従いモータMG1の目標回転数Nm1*を計算した上で、計算した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とを用いて次式(5)に従いモータMG1に対するトルク指令Tm1*を設定する(ステップS270)。ここで、式(4)は、動力分配統合機構30の回転要素における力学的な関係式である。図7に動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を例示する。図中、左側のS軸はモータMG1の回転数Nm1に一致するサンギヤ31の回転数を示し、中央のC軸はエンジン22の回転数Neに一致するキャリア34の回転数を示し、右側のR軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。また、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1にトルクTm1を出力させたときにこのトルク出力によりリングギヤ軸32aに作用するトルクと、モータMG2にトルクTm2を出力させたときに減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。モータMG1の目標回転数Nm1*を求めるための式(4)は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。また、ステップS200にて用いられる式(3)も図7の共線図から容易に導出することができる。更に、式(5)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(5)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。こうしてモータMG1に対するトルク指令Tm1*を設定したならば、上述のステップS190〜S220の処理を実行した上で、再度ステップS100以降の処理を実行する。この場合、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とが得られるように図示しないスロットルバルブの開度制御や燃料噴射制御、点火時期制御等を実行する。
Subsequently, using the target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr (Nm2 / Gr) of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …(4)
Tm1*=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …(5)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ)… (4)
Tm1 * =-ρ / (1 + ρ) ・ Te * + k1 ・ (Nm1 * -Nm1) + k2 ・ ∫ (Nm1 * -Nm1) dt (5)
これに対して、ステップS130にてエンジン22が運転されていると判断されると共にステップS240にて車速Vが間欠禁止車速Vref未満であると判断された後、ステップS250にて要求パワーP*がエンジン停止判定閾値P0未満であると判断された場合には、所定のエンジン停止フラグがオンされ(ステップS280)、本ルーチンが終了することになる。こうしてエンジン停止フラグがオンされた場合には、ハイブリッドECU70により図示しないエンジン停止制御ルーチンが実行される。エンジン停止制御ルーチンは、エンジン22に対する燃料供給を停止した状態で、例えばエンジン22の回転数Neが所定の停止直前回転数に達するまでエンジン22の回転を抑制するための負のトルクをモータMG1に対するトルク指令Tm1*として設定すると共に、回転数Neが停止直前回転数に達したタイミングでピストンを保持するための正のトルクをモータMG1に対するトルク指令Tm1*として設定し、更に要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する処理であり、かかるエンジン停止制御ルーチンが終了するとエンジン停止フラグがオフされることになる。そして、エンジン停止フラグがオフされると、ハイブリッドECU70により再度本ルーチンが実行されることになる。
On the other hand, after it is determined in step S130 that the
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車20は、走行用の動力を出力可能なモータMG2と電力をやり取り可能であると共に車外の充電器100からの電力により充電可能に構成されたバッテリ50を備えるものであり、EVモードキャンセルスイッチ88がオンされていなければ、モータ走行を優先的に実行させるEVモード(電動走行優先モード)のもとで走行するように制御される。そして、ハイブリッド自動車20では、EVモードキャンセルスイッチ88がオフされてEVモードが選択されていると、バッテリ50の残容量SOCとして確保されるべき目標範囲の中心値である制御中心Sccが既定値S0に設定され、基本的に、残容量SOCが制御中心Scc(既定値S0)から所定値αを減じた値と制御中心Scc(既定値S0)に所定値αを加算した値との間の範囲、すなわち予め定められた固定値である下限残容量Sllから上限残容量Sulまでの範囲内に保たれるようにバッテリ50の目標充放電電力としての充放電要求パワーPb*が設定される(ステップS1105,S1140,S1155〜S1175)。また、EVモードが選択されると共にエンジン22の運転が停止されているときにバッテリ50の残容量SOCが下限残容量Sllに一致する強制充電閾値Sfc以下になるとエンジン22を始動させるべきと判断され(ステップS140,S230)、エンジン22の始動後には、充放電要求パワーPb*として設定される充電電力Pdでバッテリ50が充電され、かつ要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにエンジン22とモータMG1およびMG2とが制御される(ステップS100〜S130,S240〜S270,S190〜S220)。これにより、下限残容量Sllを比較的小さい値に設定しておくことにより、EVモードが選択されているときにバッテリ50の残容量SOCとの関係でエンジン22が始動され難くなるようにしてモータ走行が実行される機会を増やすことができる。
As described above, the
これに対して、EVモードキャンセルスイッチ88がオンされてEVモードの選択が解除されているときには、当該EVモードの選択解除時(EVモードキャンセルスイッチ88がオンされたとき)のバッテリ50の残容量SOC(解除時残容量)が制御中心Sccとして設定され、基本的に、残容量SOCが制御中心Sccから所定値αを減じた値である強制充電閾値Sfcと制御中心Sccに所定値αを加算した値である強制放電閾値Sfdとの間の範囲、すなわち当該制御中心Sccを中心とした目標範囲(制御中心Scc±α)内に保たれるようにバッテリ50の目標充放電電力としての充放電要求パワーPb*が設定される(ステップS1115またはS1120,S1140,S1155〜S1175)。また、EVモードの選択が解除されると共にエンジン22の運転が停止されているときにバッテリ50の残容量SOCが強制充電閾値Sfcすなわち解除時残容量を中心とした目標範囲の下限値(Scc−α)以下になるとエンジン22を始動させるべきと判断され(ステップS140,S230)、エンジン22の始動後には、充放電要求パワーPb*として設定される充電電力Pdでバッテリ50が充電され、かつ要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにエンジン22とモータMG1およびMG2とが制御される(ステップS100〜S130,S240〜S270,S190〜S220)。これにより、EVモードキャンセルスイッチ88がオンされてEVモードの選択が解除されている場合には、バッテリ50の残容量SOCがEVモードの選択が解除されたときの残容量SOC(解除時残容量)から値αだけ低下した段階でエンジン22が始動され、モータMG1により発電された電力でバッテリ50を充電することが可能となる。この結果、例えばモータ走行の継続よりもバッテリ50の残容量SOCの確保を希望する運転者がEVモードキャンセルスイッチ88をオンしてEVモードの選択を解除したような場合に、EVモードの選択解除後(EVモードキャンセルスイッチ88がオンされた後)に比較的長い時間が経過してもバッテリ50の充電が開始されないということがないようにして(比較的短時間でバッテリ50の充電が開始されるようにして)バッテリ50の残容量SOCを解除時残容量を中心とした目標範囲内に確保することが可能となる。そして、EVモードの選択が解除された後に、解除時残容量を中心とした目標範囲内に残容量SOCを保つことで、バッテリ50が必要以上に充電されないようにすることもできる。従って、実施例のハイブリッド自動車20では、EVモードの選択が解除されているときにバッテリ50の蓄電状態をより適正に保つことが可能となる。
On the other hand, when the EV mode cancel
また、上記実施例のように、バッテリ50を昇温させる必要がなく、かつエンジン22の運転が停止されている場合に、バッテリ50の残容量SOCが下限残容量Sllまたは解除時残容量を中心とした目標範囲の下限値(Scc−α)である強制充電閾値Sfc未満になると充放電要求パワーPb*を充電側の値Pcに設定し、バッテリ50の残容量SOCが上限残容量Sulまたは解除時残容量SOCを中心とした所定範囲の上限値(Scc+α)を上回ると放電側の値Pdに設定することにより、残容量SOCを下限残容量Sllから上限残容量Sulまでの範囲あるいは強制充電閾値Sfcから強制放電閾値Sfdまでの範囲内に良好に保つことができる。そして、EVモードが解除されたときに強制充電閾値Sfcすなわち解除時残容量を中心とした所定範囲の下限値(Scc−α)を下限残容量Sll未満にならないように設定すれば(ステップS1125)、EVモードの選択が解除されているときにバッテリ50の残容量SOCが極端に低下してしまうことを良好に抑制することができる。
Further, as in the above-described embodiment, when the temperature of the
更に、実施例のハイブリッド自動車20では、EVモードキャンセルスイッチ88がオンされてEVモードの選択が解除されると共にエンジン22の運転が停止されているときに、EVモードの選択解除時のバッテリ50の残容量SOC(解除時残容量)である制御中心Sccを中心とした目標範囲(制御中心Scc±α)内に残容量SOCが保たれるように充放電要求パワーPb*が設定されると共に(ステップS1115またはS1120,S1140,S1155〜S1175)、要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにエンジン22とモータMG1とモータMG2とが制御される(ステップS100〜S220)。これに対して、EVモードキャンセルスイッチ88がオンされてEVモードの選択が解除されると共にエンジン22が運転されているときには、機関運転時下限値としての下限側判定閾値Srlが制御中心Scc(解除時残容量)から正の所定値βを減じて得られる値Saと下限残容量Sllとの大きい方に設定され、残容量SOCが上記目標範囲の下限値(制御中心Scc−α)よりも大きい値Sa以上に保たれるように充放電要求パワーPb*が設定されると共に(ステップS1115またはS1120,S1145,S1155〜S1175)、要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにエンジン22とモータMG1とモータMG2とが制御される(ステップS100〜S130,S240〜S270,S190〜S220)。すなわち、ハイブリッド自動車20では、エンジン22が運転されていれば、EVモードの選択が解除された後の比較的早い段階からモータMG1がエンジン22からの動力を用いて発電するようになり、得られた電力でバッテリ50を充電することができる。これにより、例えばモータ走行の継続よりもバッテリ50の残容量SOCの確保を希望する運転者がEVモードの選択を解除したような場合に、より速やかにバッテリ50の残容量SOCを回復させることが可能となり、EVモードの選択が解除されているときにバッテリ50の蓄電状態をより適正に保つことができる。そして、機関運転時下限値としての下限側判定閾値Srlを下限残容量Sll未満にならないように設定すれば(ステップS1145)、下限側判定閾値Srlをバッテリ50の残容量SOCの早期回復により適した値とすることが可能となる。
Further, in the
また、実施例のハイブリッド自動車20では、EVモードの選択が解除されると共にバッテリ50を昇温させる必要があると判断されているときに、下限側判定閾値SrlがEVモードの選択解除時の残容量SOC(解除時残容量)から正の所定値βを減じて得られる値Saと下限残容量Sllとの大きい方に設定されると共に上限側判定閾値Sruが解除時残容量に正の所定値βを加算して得られる値Sbと上限残容量Sulとの小さい方に設定され、EVモードの選択が解除されると共にバッテリ50を昇温させる必要がないと判断されているときの残容量SOCの目標範囲(解除時残容量±α)よりも狭い昇温時範囲(値Sa〜値Sb)内に残容量SOCが保たれるように充放電要求パワーPb*が設定される(ステップS1115またはS1120,S1150,S1155〜S1175)。これにより、EVモードの選択が解除されているときにバッテリ50を昇温させる必要があれば、EVモードの選択が解除された後の比較的早い段階からバッテリ50の充放電を促進させることができるので、それによりバッテリ50を強制的に昇温させてその劣化を抑制することが可能となる。従って、このハイブリッド自動車では、EVモードの選択が解除されているときにバッテリ50の状態をより適正に保つことができる。更に、昇温時範囲の下限値としての下限側判定閾値Srlを下限残容量Sll未満にならないように設定すれば(ステップS1150)、当該下限側判定閾値Srlをバッテリ50の早期昇温により適した値とすることが可能となる。また、実施例のハイブリッド自動車20では、EVモードが選択されると共にバッテリ50を昇温させる必要があると判断されているときに、下限側判定閾値Srlが既定値S0から正の所定値βを減じて得られる値に設定されると共に上限側判定閾値Sruが既定値S0に正の所定値βを加算して得られる値に設定され、バッテリ50の残容量SOCが下限残容量Sllから上限残容量Sulまでの範囲よりも狭い既定値S0を中心とした範囲内に保たれるように充放電要求パワーPb*が設定される(ステップS1105,S1150,S1155〜S1175)。これにより、EVモードが選択されると共にバッテリ50を昇温させる必要があるときにも、バッテリ50の充放電を促進させることができるので、それによりバッテリ50を強制的に昇温させてその劣化を抑制することが可能となる。そして、実施例のハイブリッド自動車20では、要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとロスLossとの和から充放電要求パワーPb*を減じることにより計算される要求パワーP*がエンジン始動判定閾値P1以上になると、運転停止されていたエンジン22が始動される。従って、上記値βを比較的小さい値として定めておくことにより、エンジン22の運転が停止されると共にバッテリ50を昇温させる必要があるときに充放電要求パワーPb*が早期に充電電力Pcに設定されるようにし、それにより、速やかにエンジン22を始動させてモータMG1に発電を実行させ、得られた電力でバッテリ50を充電することで当該バッテリ50を昇温させることができる。
Further, in the
なお、下限残容量Sllおよび上限残容量Sulとしては任意の値を採用可能である。すなわち、下限残容量Sllおよび上限残容量Sulは、既定値S0を中心とした範囲の下限値および上限値以外の値とされてもよく、このような場合には、EVモードが選択されているときに、バッテリ50の残容量SOCが下限残容量Sllから上限残容量Sulまでの範囲内に保たれるように充放電要求パワーPb*を設定すればよい。また、ステップS1175では、バッテリ50の充放電要求パワーPb*を前回値に設定する代わりに、充放電要求パワーPb*を値0に設定したり、例えば残容量SOCに応じて線形的に変化するように充放電要求パワーPb*を設定したりしてもよい。同様に、ステップS1160やS1170では、充放電要求パワーPb*を一定の充電電力Pcまたは一定の放電電力Pdに設定する代わりに、例えば残容量SOCに応じて線形的に変化するように充放電要求パワーPb*を設定してもよい。更に、EVモードの選択が解除されているときにバッテリ50の残容量SOCが上限側判定閾値Sru(強制放電閾値Sfd)を上回った場合には、エンジン22が始動され難くなるようにエンジン始動判定閾値P1を変更したり、エンジン22が停止されやすくなるようにエンジン停止判定閾値P0を変更したりしてもよい。加えて、EVモードが選択されている場合、図3のステップS1145の処理は実行されなくてもよい。また、上記ハイブリッド自動車20では、車軸としてのリングギヤ軸32aとモータMG2とがモータMG2の回転数を減速してリングギヤ軸32aに伝達する減速ギヤ35を介して連結されているが、減速ギヤ35の代わりに、例えばHi,Loの2段の変速段あるいは3段以上の変速段を有し、モータMG2の回転数を変速してリングギヤ軸32aに伝達する変速機を採用してもよい。更に、上記ハイブリッド自動車20は、モータMG2の動力を減速ギヤ35により減速してリングギヤ軸32aに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものではない。すなわち、本発明は、図8に示す変形例としてのハイブリッド自動車120のように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aに接続された車軸(駆動輪である車輪39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図8における車輪39c,39dに接続された車軸)に出力するものに適用されてもよい。
Note that any value can be adopted as the lower limit remaining capacity Sll and the upper limit remaining capacity Sul. That is, the lower limit remaining capacity Sll and the upper limit remaining capacity Sul may be values other than the lower limit value and the upper limit value in the range centered on the predetermined value S0. In such a case, the EV mode is selected. Sometimes, the charge / discharge required power Pb * may be set so that the remaining capacity SOC of the
ここで、上記実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明しておく。すなわち、上記実施例においては、リングギヤ軸32aに動力を出力可能なエンジン22が「内燃機関」に相当し、エンジン22からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能なモータMG1が「発電手段」や「発電用電動機」に相当し、リングギヤ軸32aに動力を出力可能なモータMG2が「電動機」に相当し、モータMG1およびMG2と電力をやり取り可能であると共に車外の充電器100からの電力により充電可能に構成されたバッテリ50が「蓄電手段」に相当し、エンジン22の運転が停止されると共にモータMG2のみから走行用の動力が出力されるモータ走行を優先的に実行させるEVモードの選択および当該選択の解除を運転者に許容するEVモードキャンセルスイッチ88が「モード選択手段」に相当し、図2のステップS120の処理を実行するハイブリッドECU70が「要求駆動力設定手段」に相当し、EVモードの選択が解除されているときに当該EVモードの選択解除時のバッテリ50の残容量SOC(解除時残容量)である制御中心Sccを中心とした目標範囲(制御中心Scc±α)内に残容量SOCが保たれると共に要求トルクTr*に基づくトルクが車軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるようにエンジン22とモータMG1およびMG2とを制御し、EVモードの選択が解除されると共にエンジン22が運転されているときにバッテリ50の残容量SOCが上記目標範囲の下限値(Scc−α)よりも大きい制御中心Sccから正の所定値βを減じて得られる値Saである機関運転時下限値としての下限側判定閾値Srl以上になると共に要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにエンジン22とモータMG1およびMG2とを制御するハイブリッドECU70,エンジンECU24およびモータECU40の組み合わせが「制御手段」に相当し、動力分配統合機構30が「動力分配統合手段」や「遊星歯車機構」に相当する。
Here, the correspondence between the main elements of the above-described embodiments and modifications and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. That is, in the above embodiment, the
ただし、「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン22に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「発電手段」や「電動機」、「発電用電動機」は、モータMG1,MG2のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、バッテリ50のような二次電池に限られず、発電手段や電動機と電力をやり取り可能であると共に外部電源からの電力により充電可能なものであれば、他の如何なる形式のものであっても構わない。「モード選択手段」は、EVモードキャンセルスイッチ88に限られず、電動走行優先モードの選択および当該選択の解除を運転者に許容するものであれば他の如何なる形式のものであっても構わない。「要求駆動力設定手段」は、アクセル開度と車速とに基づいて要求駆動力としての要求トルクを設定するハイブリッドECU70に限られず、例えばアクセル開度のみに基づいて要求駆動力を設定するもののような他の如何なる形式のものであっても構わない。「制御手段」は、単一の電子制御ユニットといったようなハイブリッドECU70とエンジンECU24とモータECU40との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「動力分配統合手段」は、内燃機関の機関軸と駆動輪に動力を伝達する所定の車軸と所定の回転軸との3軸に接続されてこれら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力するものであれば、シングルピニオン式遊星歯車機構である動力分配統合機構30に限られず、ダブルピニオン式遊星歯車機構やデファレンシャルギヤといった他の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
However, the “internal combustion engine” is not limited to the
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。 The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業等において利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20,120 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、37 ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a〜39d 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、58,101 コネクタ、59 充電回路、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(ハイブリッドECU)、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルストロークセンサ、87 車速センサ、88 EVモードキャンセルスイッチ、100 充電器、MG1,MG2 モータ。 20, 120 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 electronic control unit (engine ECU) for engine, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 Reduction gear, 37 gear mechanism, 38 differential gear, 39a-39d wheels, 40 electronic control unit for motor (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 for battery Electronic control unit (battery ECU), 58, 101 connector, 59 charging circuit, 70 Hybrid electronic control unit (hybrid ECU), 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 Ignition Yonsuitchi, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 an accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 a brake pedal stroke sensor, 87 vehicle speed sensor, 88 EV mode cancel switch, 100 charger, MG1, MG2 motor.
Claims (6)
前記発電手段および前記電動機と電力をやり取り可能であると共に外部電源からの電力により充電可能に構成された蓄電手段と、
前記内燃機関の運転が停止されると共に前記電動機のみから走行用の動力が出力される電動走行を優先的に実行させる電動走行優先モードの選択および該選択の解除を運転者に許容するモード選択手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記電動走行優先モードの選択が解除されると共に前記内燃機関の運転が停止されているときには、該電動走行優先モードの選択が解除されたときの前記蓄電手段の残容量である解除時残容量を中心とした所定範囲内に該蓄電手段の残容量が保たれると共に前記設定された要求駆動力に基づく走行用の動力が得られるように前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記電動走行優先モードの選択が解除されると共に前記内燃機関が運転されているときには、前記蓄電手段の残容量が前記解除時残容量を中心とした所定範囲の下限値よりも大きい機関運転時下限値以上になると共に前記設定された要求駆動力に基づく走行用の動力が得られるように前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle having an internal combustion engine capable of outputting power for traveling, power generation means capable of generating electric power using at least part of the power from the internal combustion engine, and an electric motor capable of outputting power for traveling,
Power storage means configured to be able to exchange power with the power generation means and the electric motor and to be charged with power from an external power source;
Mode selection means for allowing the driver to select an electric travel priority mode for preferentially executing an electric travel in which the driving power is output only from the electric motor while the operation of the internal combustion engine is stopped. When,
A required driving force setting means for setting a required driving force required for traveling;
When the selection of the electric travel priority mode is canceled and the operation of the internal combustion engine is stopped, the remaining capacity at the time of release, which is the remaining capacity of the power storage means when the selection of the electric travel priority mode is canceled The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that the remaining capacity of the power storage means is maintained within a predetermined range centered and traveling power based on the set required driving force is obtained. When the selection of the electric travel priority mode is canceled and the internal combustion engine is operating, the remaining capacity of the power storage means is larger than a lower limit value of a predetermined range centered on the remaining capacity at the time of cancellation. Control means for controlling the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor so as to obtain driving power based on the set required driving force while being equal to or higher than a lower limit value;
A hybrid car with
前記制御手段は、前記電動走行優先モードが選択されると共に前記内燃機関の運転が停止されているときに、前記蓄電手段の残容量がそれぞれ予め定められた固定値である下限残容量から上限残容量までの範囲内に保たれると共に前記設定された要求駆動力に基づく走行用の動力が得られるように前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記電動走行優先モードが選択されると共に前記内燃機関が運転されているときに、前記蓄電手段の残容量が前記下限残容量よりも大きい所定値以上になると共に前記設定された要求駆動力に基づく走行用の動力が得られるように前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御するハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 1,
When the electric travel priority mode is selected and the operation of the internal combustion engine is stopped, the control means is configured such that the remaining capacity of the power storage means is lower than the lower limit remaining capacity, which is a predetermined fixed value. The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that the driving power based on the set required driving force can be obtained while being maintained within the range up to the capacity, and the electric driving priority mode is selected. When the internal combustion engine is in operation, the remaining capacity of the power storage means becomes equal to or greater than a predetermined value larger than the lower limit remaining capacity, and traveling power based on the set required driving force is obtained. A hybrid vehicle that controls the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor.
前記機関運転時下限値は、前記下限残容量未満にならないように設定されるハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 2,
The hybrid vehicle is set so that the lower limit value during engine operation is not less than the lower limit remaining capacity.
前記内燃機関の機関軸と駆動輪に動力を伝達する所定の車軸と所定の回転軸との3軸に接続され、これら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配統合手段を更に備え、
前記発電手段は、前記所定の回転軸に動力を入出力可能であると共に前記蓄電手段と電力をやり取りすることができる発電用電動機であり、
前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能であるハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
Connected to three shafts of a predetermined axle for transmitting power to the engine shaft and drive wheels of the internal combustion engine and a predetermined rotating shaft, and power based on power input / output to / from any two of these three shafts. It further comprises power distribution and integration means for inputting and outputting to the remaining shaft,
The power generation means is a power generation motor that can input and output power to the predetermined rotating shaft and can exchange power with the power storage means.
The electric motor is a hybrid vehicle capable of inputting and outputting power to the axle or another axle different from the axle.
前記動力分配統合手段は、前記内燃機関の機関軸に接続される第1要素と、前記発電用電動機の回転軸に接続される第2要素と、前記所定の車軸に接続される第3要素とを有すると共にこれら3つの要素が互いに差動回転できるように構成された遊星歯車機構であるハイブリッド自動車。 In the hybrid vehicle according to claim 4,
The power distribution and integration means includes a first element connected to the engine shaft of the internal combustion engine, a second element connected to the rotating shaft of the generator motor, and a third element connected to the predetermined axle. And a hybrid vehicle which is a planetary gear mechanism configured such that these three elements can be differentially rotated with respect to each other.
前記電動走行優先モードの選択が解除されると共に前記内燃機関の運転が停止されているときには、該電動走行優先モードの選択が解除されたときの前記蓄電手段の残容量である解除時残容量を中心とした所定範囲内に該蓄電手段の残容量が保たれると共に走行に要求される要求駆動力に基づく走行用の動力が得られるように前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記電動走行優先モードの選択が解除されると共に前記内燃機関が運転されているときには、前記蓄電手段の残容量が前記解除時残容量を中心とした所定範囲の下限値よりも大きい機関運転時下限値以上になると共に前記要求駆動力に基づく走行用の動力が得られるように前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御するステップ、
を含むハイブリッド自動車の制御方法。 An internal combustion engine capable of outputting power for traveling; power generation means capable of generating power using at least part of the power from the internal combustion engine; an electric motor capable of outputting power for travel; the power generation means and the electric motor; Priority is given to power storage means configured to be able to exchange electric power and to be charged by electric power from an external power source, and electric driving in which driving of the internal combustion engine is stopped and driving power is output only from the electric motor And a mode selection means for allowing the driver to select the electric driving priority mode to be executed and to cancel the selection,
When the selection of the electric travel priority mode is canceled and the operation of the internal combustion engine is stopped, the remaining capacity at the time of release, which is the remaining capacity of the power storage means when the selection of the electric travel priority mode is canceled The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that the remaining capacity of the power storage means is maintained within a predetermined range centered and traveling power based on the required driving force required for traveling is obtained. When the selection of the electric travel priority mode is canceled and the internal combustion engine is operated, the engine operation is such that the remaining capacity of the power storage means is larger than a lower limit value of a predetermined range centered on the remaining capacity at the time of cancellation Controlling the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor so as to obtain driving power based on the required driving force while being equal to or greater than a time lower limit value;
Control method of hybrid vehicle including
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