JP2009298269A - Control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、モータのみを動力源とする電気車両モードと、内燃機関を動力源として利用するハイブリッド車両モードとを切り換える機能を有するハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle control apparatus, and more particularly to a hybrid vehicle control apparatus having a function of switching between an electric vehicle mode using only a motor as a power source and a hybrid vehicle mode using an internal combustion engine as a power source.
従来、下記特許文献1に開示されるように、動力源として、内燃機関とモータを備えるハイブリッド車両が知られている。この車両では、モータのみを動力源とする電気車両モードでは、内燃機関の燃焼停止が求められる。この際、上記従来の車両では、内燃機関への燃料供給が停止されると共に、モータにより、内燃機関を所望の機関回転数で連れ回す制御が行われる。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 1 below, a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a motor is known as a power source. In this vehicle, the combustion stop of the internal combustion engine is required in the electric vehicle mode using only the motor as a power source. At this time, in the conventional vehicle, the fuel supply to the internal combustion engine is stopped, and the motor is controlled to rotate the internal combustion engine at a desired engine speed.
電気車両モードでの走行中に、例えば加速要求が生ずると、内燃機関を動力源として利用するハイブリッド車両モードへの移行が求められる。その移行の際に、内燃機関が適当な回転数で作動していると、内燃機関が停止している場合に比して、加速の応答性が良好となり、また、ノイズや振動を低減させることができる。このため、上記従来のハイブリッド車両によれば、スムーズに、かつ、良好な応答性をもって、電気車両モードからハイブリッド車両モードへの切換を行うことができる。 For example, when an acceleration request is generated during traveling in the electric vehicle mode, a shift to the hybrid vehicle mode using the internal combustion engine as a power source is required. If the internal combustion engine is operating at an appropriate speed during the transition, acceleration response will be better and noise and vibration will be reduced compared to when the internal combustion engine is stopped. Can do. Therefore, according to the conventional hybrid vehicle, it is possible to switch from the electric vehicle mode to the hybrid vehicle mode smoothly and with good responsiveness.
ところで、モータによる内燃機関の連れ回しには、電力消費が伴う。このため、このような連れ回しは、バッテリの充電状態を考慮したうえで行うことが望ましい。更に、上記の連れ回しは、電気車両モードからハイブリッド車両モードへの切り替わりがあって初めて効果を生ずる。このため、内燃機関の連れ回しは、そのような切り替わりの頻度を考慮して行うことが望ましい。 By the way, accompanying the internal combustion engine with a motor involves power consumption. For this reason, it is desirable to perform such rotation in consideration of the state of charge of the battery. In addition, the above-mentioned turn is not effective until there is a switch from the electric vehicle mode to the hybrid vehicle mode. For this reason, it is desirable to rotate the internal combustion engine in consideration of the frequency of such switching.
しかしながら、上記従来のハイブリッド車両では、バッテリの充電状態や、モードの切換頻度を考慮することなく内燃機関の連れ回りが行われている。この点、この車両は、内燃機関の連れ回しに関して、未だ改良の余地を有するものであった。 However, in the conventional hybrid vehicle described above, the internal combustion engine is rotated without considering the state of charge of the battery and the frequency of mode switching. In this regard, this vehicle still has room for improvement with regard to the rotation of the internal combustion engine.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バッテリの充電状態や、モードの切換頻度を考慮して内燃機関の連れ回しを行うハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a control device for a hybrid vehicle that rotates the internal combustion engine in consideration of the state of charge of the battery and the frequency of mode switching. Objective.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関とモータとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記モータとの間で電力を授受することのできるバッテリと、
前記内燃機関への燃料供給を停止した状態で前記モータに駆動トルクを発生させる電気車両モードを実現するEV実現手段と、
前記内燃機関に駆動トルクを発生させるハイブリッド車両モードを実現するHV実現手段と、
前記電気車両モードの下で機関回転数を可変とする機関回転数可変手段と、
前記バッテリの充電状態を検知する充電状態検知手段と、
前記電気車両モードの下で、前記機関回転数可変手段を、前記バッテリの充電状態に基づいて制御する連れ回り回転数制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a motor,
A battery capable of transferring power to and from the motor;
EV realizing means for realizing an electric vehicle mode in which a driving torque is generated in the motor in a state where fuel supply to the internal combustion engine is stopped;
HV realization means for realizing a hybrid vehicle mode for generating a driving torque in the internal combustion engine;
Engine speed changing means for changing the engine speed under the electric vehicle mode;
Charge state detection means for detecting the charge state of the battery;
Under the electric vehicle mode, the engine speed changing means for controlling the engine speed changing means based on the state of charge of the battery; and
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、前記機関回転数可変手段は、前記内燃機関のクランク軸と前記モータの回転軸との間に介在するギヤ比可変のギヤ機構を備え、
前記連れ回り回転数制御手段は、前記バッテリの充電状態に基づいて、前記ギヤ比を制御することを特徴とする。
In a second aspect based on the first aspect, the engine speed varying means includes a gear ratio variable gear mechanism interposed between a crankshaft of the internal combustion engine and a rotation shaft of the motor,
The accompanying rotation speed control means controls the gear ratio based on a state of charge of the battery.
また、第3の発明は、第1の発明において、前記機関回転数可変手段は、前記内燃機関のクランク軸と前記モータの回転軸との間に介在するクラッチ機構を備え、
前記連れ回り回転数制御手段は、前記バッテリの充電状態に基づいて、前記クラッチ機構の連結状態と非連結状態を切り換えることを特徴とする。
In a third aspect based on the first aspect, the engine speed varying means includes a clutch mechanism interposed between a crankshaft of the internal combustion engine and a rotation shaft of the motor.
The follow-up rotation speed control means switches between a connected state and a non-connected state of the clutch mechanism based on the state of charge of the battery.
また、第4の発明は、第1の発明において、前記充電状態検知手段は、前記バッテリの充電量を検知する充電量検知手段を備え、
前記連れ回り回転数制御手段は、前記充電量が所定値以上の場合に、前記充電量が前記所定値に満たない場合に比して、前記電気車両モードの下での機関回転数が高くなるように、前記機関回転数可変手段を制御することを特徴とする。
In a fourth aspect based on the first aspect, the charge state detection means includes a charge amount detection means for detecting a charge amount of the battery.
When the charge amount is greater than or equal to a predetermined value, the accompanying rotation speed control means has a higher engine speed under the electric vehicle mode than when the charge amount is less than the predetermined value. Thus, the engine speed variable means is controlled.
また、第5の発明は、第1又は第4の発明において、前記充電状態検知手段は、前記バッテリの充電量の変化傾向を検知する充電量変化傾向検知手段を備え、
前記連れ回り回転数制御手段は、前記充電量の変化傾向が、判定基準より増加側である場合に、前記変化傾向が前記判定基準より減少側である場合に比して、前記電気車両モードの下での機関回転数が高くなるように、前記機関回転数可変手段を制御することを特徴とする。
Further, a fifth aspect of the invention is the first or fourth aspect of the invention, wherein the charge state detection means includes a charge amount change tendency detection means for detecting a change tendency of the charge amount of the battery,
The follow-up rotation speed control means is more effective in the electric vehicle mode when the change tendency of the charge amount is on the increase side than the determination criterion, compared with the case where the change tendency is on the decrease side with respect to the determination criterion. The engine speed changing means is controlled so that the engine speed below increases.
また、第6の発明は、第1、第4及び第5の発明の何れかにおいて、前記電気車両モードの下で前記内燃機関を所望の回転数で回転させるのに要する連れ回り電力を取得する連れ回り電力取得手段を備え、
前記連れ回り回転数制御手段は、前記連れ回り電力が所定値以下である場合に、前記連れ回り電力が前記所定値を超える場合に比して、前記電気車両モードの下での機関回転数が高くなるように、前記機関回転数可変手段を制御することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the invention, in any one of the first, fourth and fifth aspects of the invention, the accompanying electric power required to rotate the internal combustion engine at a desired speed under the electric vehicle mode is acquired. Equipped with accompaniment power acquisition means,
When the accompanying power is less than or equal to a predetermined value, the accompanying rotation speed control means has an engine speed under the electric vehicle mode as compared with a case where the accompanying power exceeds the predetermined value. The engine speed variable means is controlled so as to be higher.
また、第7の発明は、内燃機関とモータとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関への燃料供給を停止した状態で前記モータに駆動トルクを発生させる電気車両モードを実現するEV実現手段と、
前記内燃機関に駆動トルクを発生させるハイブリッド車両モードを実現するHV実現手段と、
前記電気車両モードの下で機関回転数を可変とする機関回転数可変手段と、
前記電気車両モードから前記ハイブリッド車両モードへの切換頻度を検知する切換頻度検知手段と、
前記切換頻度が所定値以上の場合に、前記切換頻度が前記所定値に満たない場合に比して、前記電気車両モードの下での機関回転数が高くなるように、前記機関回転数可変手段を制御する連れ回り回転数制御手段と、
を備えることを特徴とする。
A seventh invention is a control device for a hybrid vehicle comprising an internal combustion engine and a motor,
EV realizing means for realizing an electric vehicle mode in which a driving torque is generated in the motor in a state where fuel supply to the internal combustion engine is stopped;
HV realization means for realizing a hybrid vehicle mode for generating a driving torque in the internal combustion engine;
Engine speed changing means for changing the engine speed under the electric vehicle mode;
Switching frequency detection means for detecting the switching frequency from the electric vehicle mode to the hybrid vehicle mode;
When the switching frequency is equal to or higher than a predetermined value, the engine speed variable means is configured so that the engine speed under the electric vehicle mode is higher than when the switching frequency is less than the predetermined value. A rotation speed control means for controlling
It is characterized by providing.
また、第8の発明は、第7の発明において、前記切換頻度検知手段は、過去所定期間における、前記電気車両モードから前記ハイブリッド車両モードへの切換履歴に基づいて、前記切換頻度を算出することを特徴とする。 According to an eighth aspect based on the seventh aspect, the switching frequency detection means calculates the switching frequency based on a switching history from the electric vehicle mode to the hybrid vehicle mode in a past predetermined period. It is characterized by.
また、第9の発明は、第7の発明において、前記電気車両モードから前記ハイブリッド車両モードへの切換頻度を予測する切換頻度予測手段を備え、
前記連れ回り回転数制御手段は、前記切換頻度の検知結果と予測結果のそれぞれに基づいて、前記機関回転数可変手段を制御することを特徴とする。
Further, a ninth invention comprises a switching frequency predicting means for predicting a switching frequency from the electric vehicle mode to the hybrid vehicle mode in the seventh invention,
The accompanying rotation speed control means controls the engine speed variable means based on the detection result and the prediction result of the switching frequency.
また、第10の発明は、第9の発明において、車両の走行環境に関する情報を取得するナビゲーション装置を備え、
前記切換頻度予測手段は、前記走行環境に基づいて、前記切換頻度を予測することを特徴とする。
Further, a tenth aspect of the invention is the ninth aspect of the invention, comprising a navigation device that acquires information relating to the traveling environment of the vehicle,
The switching frequency predicting means predicts the switching frequency based on the traveling environment.
第1の発明によれば、電気車両モードの下で内燃機関に与えられる機関回転数を、バッテリの充電状態に基づいて制御することができる。このため、本発明によれば、バッテリの充電状態を不当に悪化させることのない範囲で、ハイブリッド車両モードへの切換に備えた連れ回りを生じさせることができる。 According to the first aspect, the engine speed given to the internal combustion engine under the electric vehicle mode can be controlled based on the state of charge of the battery. For this reason, according to the present invention, it is possible to cause a follow-up in preparation for switching to the hybrid vehicle mode within a range that does not unduly deteriorate the state of charge of the battery.
第2の発明によれば、内燃機関のクランク軸とモータの回転軸との間に介在するギヤ機構のギヤ比を変えることにより、電気車両モードの下で内燃機関に与えられる機関回転数を制御することができる。 According to the second invention, the engine speed applied to the internal combustion engine under the electric vehicle mode is controlled by changing the gear ratio of the gear mechanism interposed between the crankshaft of the internal combustion engine and the rotation shaft of the motor. can do.
第3の発明によれば、内燃機関のクランク軸とモータの回転軸との間に介在するクラッチ機構の連結/非連結を切り換えることにより、内燃機関が連れ回される状態と、内燃機関の連れ回りが生じない状態とを切り換えることができる。 According to the third aspect of the present invention, by switching connection / disconnection of the clutch mechanism interposed between the crankshaft of the internal combustion engine and the rotation shaft of the motor, It is possible to switch to a state where no rotation occurs.
第4の発明によれば、バッテリの充電量と、内燃機関の連れ回り回転数とを対応させることにより、充電量が少ない状況下で、内燃機関の連れ回しによって多大な電力が消費されるのを防ぐことができる。 According to the fourth aspect of the invention, by associating the charge amount of the battery with the rotational speed of the internal combustion engine, a large amount of electric power is consumed by the rotation of the internal combustion engine under a situation where the charge amount is small. Can be prevented.
第5の発明によれば、バッテリの充電量の変化傾向と、内燃機関の連れ回り回転数とを対応させることにより、充電量が大きく減っている状況下で、内燃機関の連れ回しによって多大な電力が消費されるのを防ぐことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, by causing the change in the charge amount of the battery to correspond to the rotational speed of the internal combustion engine, a large amount of rotation is caused by the rotation of the internal combustion engine in a situation where the charge amount is greatly reduced. It is possible to prevent power consumption.
第6の発明によれば、内燃機関を連れ回すのに必要な連れ回り電力が少ない場合には、その電力が多い場合に比して、電気車両モード中に、高い連れ回り回転数を内燃機関に与えることができる。上記の処理によれば、連れ回り電力が少ない状況下で、不必要に連れ回りが制限されてしまうのを防ぐことができる。 According to the sixth aspect of the invention, when the accompanying electric power required to rotate the internal combustion engine is small, a high accompanying rotational speed is set to the internal combustion engine during the electric vehicle mode as compared with the case where the electric power is large. Can be given. According to the above processing, it is possible to prevent the accompanying rotation from being unnecessarily restricted under a situation where the accompanying power is low.
第7の発明によれば、電気車両モードからハイブリッド車両モードへの切換頻度が高い場合に、電気車両モード中に高い連れ回り回転数を内燃機関に与えることができる。このため、本発明によれば、内燃機関の連れ回すことによるメリットがさほど得られない状況下で、内燃機関が無駄に連れ回されるのを避けることができる。 According to the seventh aspect, when the frequency of switching from the electric vehicle mode to the hybrid vehicle mode is high, a high rotational speed can be given to the internal combustion engine during the electric vehicle mode. For this reason, according to the present invention, it is possible to avoid the internal combustion engine from being unnecessarily rotated in a situation where the merit of the internal combustion engine cannot be obtained so much.
第8の発明によれば、過去所定期間における切換履歴に基づいて切換頻度を算出することにより、現実に生じている切換頻度を、連れ回し制御の内容に正確に反映させることができる。 According to the eighth aspect, by calculating the switching frequency based on the switching history in the past predetermined period, it is possible to accurately reflect the actual switching frequency in the contents of the follow-up control.
第9の発明によれば、電気車両モードからハイブリッド車両モードへの切換頻度の検知結果を連れ回し制御の内容に反映させることができるのに加えて、その切換頻度の予測結果も、連れ回し制御の内容に反映させることができる。 According to the ninth aspect of the invention, in addition to being able to reflect the detection result of the switching frequency from the electric vehicle mode to the hybrid vehicle mode in the contents of the turning control, the prediction result of the switching frequency is also sent to the turning control. Can be reflected in the contents of
第10の発明によれば、電気車両モードからハイブリッド車両モードへの切換頻度を、ナビゲーション装置によって取得する走行環境から、制度良く予測することができる。 According to the tenth aspect, the switching frequency from the electric vehicle mode to the hybrid vehicle mode can be predicted with good accuracy from the traveling environment acquired by the navigation device.
実施の形態1.
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1のハイブリッド車両の構成を説明するための図である。図1において、各構成要素は、4種類の線により結ばれている。それらの線のうち、細線は「信号線」を、黒塗りの太線は「動力伝達経路」を、直線とサインカーブの組み合わせは「交流電力線」を、また、白抜き二重線は「直流電力線」を、それぞれ示している。
Embodiment 1 FIG.
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for illustrating a configuration of a hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, each component is connected by four types of lines. Of these lines, the thin line is the “signal line”, the solid black line is the “power transmission path”, the combination of the straight line and the sine curve is the “AC power line”, and the white double line is the “DC power line” Are shown respectively.
本実施形態のシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10のクランク軸は、動力分配機構12の第1回転系に連結されている。動力分配機構12は、3つの回転系を有している。それらの回転系は、動力分配機構12の内部で、ギヤ機構を介して、互いに連結されている。
The system of this embodiment includes an
動力分配機構12の第2回転系には、モータジェネレータ(以下「MG」とする)14の回転軸が連結されている。MG14は、外部から電力供給を受けるとモータとして機能し、他方、その回転軸にトルクが与えられると、ジェネレータとして機能する。
A rotation shaft of a motor generator (hereinafter referred to as “MG”) 14 is connected to the second rotation system of the
動力分配機構12の第3回転系には、モータ16の回転軸が連結されている。モータ16の回転軸は、また、減速機18の動力取り出しギヤにも連結されている。減速機18は、その内部にギヤ機構を有しており、そのギヤ機構を介して、上記の動力取り出しギヤと車輪軸20を連結させている。
A rotation shaft of the
車輪軸20には、その両端に、それぞれ車輪22が固定されている。車輪22の近傍には、車輪22の回転速度に応じた信号を発生する車輪速センサ24が配置されている。
MG14及びモータ16は、それぞれ、交流電力線を介してインバータ26に接続されている。インバータ26には、直流電力線を介して昇圧コンバータ28が接続されている。更に、昇圧コンバータ28には、ハイブリッド車両(HV)バッテリ30が接続されている。MG14及びモータ16は、それぞれ、インバータ26及び昇圧コンバータ28を介して、HVバッテリ30との間で電力を授受することができる。
本実施形態のシステムは、ECU(Electric Control Unit)40を備えている。ECU40は、MG14、モータ16、インバータ26、昇圧コンバータ28及びHVバッテリ30と、それぞれ信号線を介して接続されている。ECU40は、それらの信号線から取得する情報に基づいて、HVバッテリ30の充電量SOC、MG14やモータ16が内燃機関10に駆動されることにより生ずる発電量、並びにMG14やモータ16が車輪22側から駆動されることにより生ずる回生量を検知することができる。
The system of the present embodiment includes an ECU (Electric Control Unit) 40. The
ECU40には、更に、車輪速センサ24、アクセル開度センサ42、及びナビゲーション装置43等が接続されている。ECU40は、車輪速センサ24の出力に基づいて車速SPDを検知することができ、また、アクセル開度センサ42の出力に基づいて、車両の運転者によって、アクセルペダルがどのように操作されているかを検知することができる。そして、ECU40は、ナビゲーション装置43からの情報により、車両の走行環境、例えば、市街地/高速情報、カーブ情報、坂道情報、渋滞情報等を検知することができる。
The
図2は、図1に示す動力伝達経路を詳細に説明するための図である。図2において、一点鎖線で取り囲まれた領域は、動力分配機構12を示す。動力分配機構12は、リングギヤ44を備えている。リングギヤ44の内側には、2つのピニオンギヤ46が配置されている。また、それらのピニオンギヤ46に挟まれるように、リングギヤ44の中央には、サンギヤ48が配置されている。
FIG. 2 is a diagram for explaining the power transmission path shown in FIG. 1 in detail. In FIG. 2, a region surrounded by a one-dot chain line indicates the
サンギヤ48には、サンギヤ軸50が固定されている。サンギヤ軸50は、また、MG14のロータ52に固定されている。つまり、図2の構成において、ロータ52とサンギヤ48とは、一体化されている。ロータ52の周囲には、MG14のステータ54が配置されている。ロータ52は、ステータ54の内側で回転することができる。
A
MG14のロータ52、並びにサンギヤ軸50は、その中心に貫通孔を有する中空構造とされている。その中空部には、内燃機関10のクランク軸56が、回動可能に保持されている。このため、クランク軸56と、ロータ52並びにサンギヤ48とは、相対的に回転することができる。
The
ピニオンギヤ46の回転軸は、何れもクランク軸56に連結されている。このため、クランク軸56が、サンギヤ48に対して回転すると、ピニオンギヤ46は、クランク軸56と一緒に、サンギヤ48の周囲を公転する。
All the rotation shafts of the pinion gears 46 are connected to the
図2において、最も左側には、モータ16が示されている。モータ16は、ステータ58を備えている。ステータ58の内側には、ロータ60が回動可能に配置されている。ロータ60の中心には、リングギヤ軸62が固定されている。リングギヤ軸62は、中空構造を有しており、その内部にクランク軸56を回動可能に保持している。このため、ロータ60とクランク軸56とは、相対的に回転することができる。
In FIG. 2, the
ロータ60に固定されているリングギヤ軸62は、その一方で、リングギヤ44にも連結されている。つまり、本実施形態のシステムでは、モータ16のロータ60が、リングギヤ44と一体化されている。このため、ロータ60とクランク軸56とが相対的に回転すると、リングギヤ44とピニオンギヤ46との間に、その相対的な回転で伝達される。
On the other hand, the
図2において、動力分配機構12とMG14との間には、減速機18の動力取り出しギヤ64が配置されている。動力取り出しギヤ64は、リングギヤ44に連結された状態で、サンギヤ軸50の周囲に回動可能に支持されている。このため、動力取り出しギヤ64は、モータ16のロータ60並びにリングギヤ44と一体となって、サンギヤ軸50及びクランク軸56に対して回動することができる。
In FIG. 2, a power take-
動力取り出しギヤ64には、チェーン66を介して動力伝達ギヤ68が連結されている。動力伝達ギヤ68は、図1に示す車輪軸20に連結されている。動力伝達ギヤ68と車輪軸20との間には、図示しない変速機構が介在しているが、ここでは、便宜上、その変速機構のギヤ比は一定であるものとして以下の説明を行う。
A
以上説明した通り、図2に示すシステムには、以下に示す3つの回転系が含まれている。
第1回転系:クランク軸56と、ピニオンギヤ46を含む系
第2回転系:MG14のロータ52と、サンギヤ48を含む系
第3回転系:モータ16のロータ60、リングギヤ44、及び減速機18(車輪22)を含む系
As described above, the system shown in FIG. 2 includes the following three rotating systems.
First rotation system:
上述した3つの回転系は、動力分配機構12において互いに連結している。すなわち、第1回転系のピニオンギヤ46と、第2回転系のサンギヤ48は、それぞれ外周面にギヤの刃を有しており、互いに噛み合っている。また、第3回転系のリングギヤ44は、内周面にギヤの刃を有しており、ピニオンギヤ46と噛み合っている。上述した3つの回転系は、それらのギヤに拘束された状態で相対的に回転することができる。
The three rotation systems described above are connected to each other in the
[EVモードとHVモード]
次に、図3を参照して、本実施形態のシステムが実現する電気車両モード(EVモード)と、ハイブリッド車両モード(HVモード)について説明する。ここで、「EVモード」とは、内燃機関10での燃焼を停止させた状態で、電力のみで駆動トルクを発生させるモードを指すものとする。また、「HVモード」とは、内燃機関10がトルクを発生する全ての走行モードを指すものとする。
[EV mode and HV mode]
Next, an electric vehicle mode (EV mode) and a hybrid vehicle mode (HV mode) realized by the system of the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, the “EV mode” refers to a mode in which driving torque is generated only by electric power while combustion in the
図3は、上述した3つの回転系の回転数の関係を説明するための図である。図3中に実線で示した2本の直線70,72は、それぞれ、EVモード下で成立する回転数の関係の例示している。また、図3中に破線で示した直線74は、HVモード下で成立する回転数の関係を例示している。
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the rotational speeds of the three rotary systems described above. Two
図3中、左側の縦軸は、第2回転系の回転数、つまり、MG14の回転数を示す。中央の軸は、第1回転系の回転数、つまり、機関回転数を示す。そして、右側の縦軸は、第3回転系、つまり、モータ16並びに車輪22の回転数を示す。また、ここでは、「0」を付して示す基準線より上の領域が正回転の領域であり、その基準線より下の領域が逆回転の領域である。
In FIG. 3, the left vertical axis indicates the rotation speed of the second rotation system, that is, the rotation speed of the
図2を参照して説明した構成では、ピニオンギヤ46の回転軸がクランク軸56に連結されている。このため、機関回転数が0であれば、ピニオンギヤ46の中心位置は静止した状態となる。この場合、サンギヤ48とリングギヤ44との間では、回転が反転して伝達され、かつ、回転数が比例的に伝達される。
In the configuration described with reference to FIG. 2, the rotation shaft of the
換言すると、本実施形態のシステムでは、図3の実線70,72が示すように、MG14の回転数を適切に制御すれば、機関回転数を「0」に維持しながら、モータ16及び車輪22の回転数を適宜、所望の値に変化させることができる。つまり、本実施形態のシステムでは、MG14の回転数とモータ16の回転数との関係を、機関回転数が「0」となるように制御することで、内燃機関10を停止させた状態でのEVモードを実現することができる。
In other words, in the system of the present embodiment, as indicated by the
加速時など、大きなトルクが要求される場面では、車両の走行モードが、EVモードから、内燃機関10にトルクを発生させるモード、つまり、HVモードに切り換えられる。図3の破線74が示すように、HVモードでは、機関回転数が目標回転数まで持ち上げられる。この場合、ピニオンギヤ46は、その目標回転数でサンギヤ48の回りを公転し、更に自転しながら、MG14の回転数と車輪22の回転数をバランスさせる。この際、例えば、内燃機関10とモータ16にトルクを発生させて、MG14を連れ回すこととすれば、走行トルクを確保しながら、MG14によりHVバッテリ30を充電することができる。また、MG14にもトルクを発生させることとすれば、より大きな走行トルクを得ることができる。本実施形態のシステムは、車両における様々な要求に合わせて、適宜それらの状態を切り換えることができる。
In a scene where a large torque is required, such as during acceleration, the traveling mode of the vehicle is switched from the EV mode to a mode in which the
[内燃機関の連れ回し]
図4は、EVモードの下で内燃機関10を連れ回すことにより実現される回転数の関係を説明するための図である。図4中に示す実線76,78は、それぞれ、内燃機関10での燃焼は停止させた状態で、MG14及びモータ16を、それぞれ図示される回転数に制御した場合に実現される関係を示している。
[Rotating internal combustion engine]
FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the rotational speeds realized by rotating the
例えば、実線78の関係では、MG14とモータ16が、ほぼ同じ速度NE1で正転方向に回転している。この場合、本実施形態のシステムでは、サンギヤ48とリングギヤ44も、ほぼ同じ速度NE1で正転する。この際、ピニオンギヤ46は、殆ど自転することなく、回転数NE1で正転方向に公転する。その結果、ピニオンギヤ46に連結されているクランク軸56が回転数NE1で回転する。
For example, in the relationship of the
このように、本実施形態のシステムでは、MG14の回転数、及びモータ16の回転数を適切に制御することにより、内燃機関10の燃焼を止めたまま、内燃機関10に連れ回りを生じさせることができる。つまり、本実施形態のシステムでは、内燃機関10の連れ回りを伴うEVモードを実現することが可能である。
Thus, in the system of the present embodiment, by appropriately controlling the rotational speed of the
EVモードにおいて内燃機関10に連れ回りが生じていると、内燃機関10が停止している場合に比して、HVモードへの切り換え後に、機関回転数をより速やかに目標回転数に到達させることができる。また、EVモードにおいて内燃機関10に連れ回りが生じていると、内燃機関10が停止している場合に比して、HVモードへの切り換えに伴うノイズや振動を抑制することができる。このため、EVモードからHVモードへの切り換え時の特性を改善するうえでは、EVモードの下で内燃機関10に連れ回りを生じさせておくことが望ましい。
When the
しかしながら、内燃機関10の連れ回りには、フリクションによるロスが伴う。このため、内燃機関10を連れ回すEVモードでは、内燃機関10を停止状態とするEVモードに比して、上記のロス分だけ多くの電力を要する。他方、ハイブリッド車両においては、EVモードが多用されるような環境下では、電力に余裕がなく、できる限り消費電力を抑えることが望ましい。また、このような環境下では、HVモードへの切り換え頻度が少ないため、モード切り換え時の特性改善が、さほど重要ではない。
However, the accompanying rotation of the
そこで、本実施形態のシステムは、電力に余裕があるか否かを判断したうえで、その判断が肯定された場合には、EVモードの実行中に内燃機関10を連れ回すこととし、他方、電力に余裕がないと判断された場合には、内燃機関10を停止させた状態でEVモードを実行することとした。
Therefore, the system according to the present embodiment determines whether or not there is a margin in electric power, and if the determination is affirmed, the
[走行パターンと電力環境]
図5(A)〜図5(F)は、ハイブリッド車両の走行パターンと、車両上の電力環境との関係を説明するための図である。図5(A)は、具体的には、車速SPDの時間的変化を示す。ここでは、時刻t1〜t2にかけて車両が低速で走行し、その後、時刻t3まで高速走行が行われ、時刻t3以後、時刻t4にかけて車両が停止状態に至る例を示している。
[Driving pattern and power environment]
FIGS. 5A to 5F are diagrams for explaining the relationship between the traveling pattern of the hybrid vehicle and the power environment on the vehicle. Specifically, FIG. 5A shows a temporal change in the vehicle speed SPD. Here, an example is shown in which the vehicle travels at a low speed from time t1 to t2, and then travels at a high speed until time t3, and after time t3, the vehicle reaches a stop state at time t4.
図5(B)に示すように、車両の低速走行中(時刻t1〜t2)、及び減速中(時刻t3〜t4)は、大トルクが不要であるためEVモードが選択される。他方、高速領域への加速中、及び高速走行中(時刻t2〜t3)は、大トルクを得るため、HVモードが採用される。 As shown in FIG. 5B, during the low-speed traveling of the vehicle (time t1 to t2) and during deceleration (time t3 to t4), the EV mode is selected because large torque is unnecessary. On the other hand, during acceleration to a high speed region and during high speed travel (time t2 to t3), the HV mode is adopted to obtain a large torque.
本実施形態のシステムは、車両の減速時に、減速エネルギを、MG14により回収する(MG14に代えて、又はMG14と共に、モータ16によりエネルギ回収を行ってもよい)。図5(C)は、時刻t3〜t4にかけて、MG14が回生電力を発生している様子を示している。このようにして生成された回生電力は、HVバッテリ30に送られて充電される。
The system of this embodiment collects deceleration energy by the
また、本実施形態のシステムは、内燃機関10が稼働するHVモードにおいて、必要であれば、MG14を発電機として機能させる(MG14に代えて、又はMG14と共に、モータ16により発電を行ってもよい)。図5(D)は、時刻t2〜t3にかけて、MG14が、内燃機関10のトルクを受けて発電を行っている様子を示している。このようにして生成された電力は、HVバッテリ30に送られて充電される。
In the HV mode in which the
図5(E)は、車両の走行に伴って消費される電力の時間的変化を示す。EVモードで車両が走行する期間中は、MG14及びモータ16の少なくとも一方に対して電力が供給される。また、HVモードでも、MG14やモータ16に出力トルクが求められる場合は、それらにおいて電力が消費される。図5(E)には、EVモードからHVモードへの切り換え後に、消費電力が僅かに増えた例を示している。
FIG. 5E shows a temporal change in electric power consumed as the vehicle travels. While the vehicle is traveling in the EV mode, power is supplied to at least one of the
図5(F)は、HVバッテリ30の充電量SOCの時間的変化を示す。本実施形態のシステムでは、車両の走行状態に応じて、HVバッテリ30の電力がMG14及びモータ16により消費される(図5(E)参照)。他方、HVバッテリ30には、MG14やモータ16で生成される電力が充電される(図5(C)及び図5(D)参照)。HVバッテリ30の充電量SOCは、それらの収支に応じた増減を示す。ここには、EVモードでの走行中にSOCが減少し(時刻t1〜t2)、HVモードでの収支がプラスであることによりSOCが増加し(時刻t2〜t3)、また、減速時(時刻t3〜t4)の回生電力に伴ってSOCが増加している様子を例示している。
FIG. 5F shows a temporal change in the charge amount SOC of the
図6は、所定期間(t分間)に渡る充電量SOCの変化の例を示している。SOCの長期的な変化の傾向は、EVモードとHVモードの実行比率や、エアコンディショナー等による電力消費量などに応じて、つまり、電力収支を決める車両の運転状況に応じて変化する。SOCの絶対量が少ない状況下では、そもそも、消費電力を抑える必要性が高いため、内燃機関10の連れ回しは行わないことが適切である。加えて、SOCが大きく減少している状況下では、SOCの絶対量に関わらず、更なる電力消費の増加は避けることが望ましい。このため、本実施形態では、SOCが十分に存在しており、かつ、SOCの減少傾向が、不当に急ではない場合に限り、EVモードにおいて内燃機関10の連れ回しを行うこととした。
FIG. 6 shows an example of a change in the charge amount SOC over a predetermined period (t minutes). The long-term change tendency of the SOC changes according to the execution ratio of the EV mode and the HV mode, the power consumption by the air conditioner or the like, that is, the driving condition of the vehicle that determines the power balance. Under circumstances where the absolute amount of SOC is small, there is a high need to reduce power consumption in the first place, so it is appropriate not to rotate the
[実施の形態1における具体的処理]
図7は、EVモード中に内燃機関10を連れ回すか否かを決めるためにECU40が実行する処理のフローチャートである。図7に示すルーチンでは、先ず、HVバッテリ30の充電量SOCが所定の判定値以上であるか否かが判別される(ステップ100)。ECU40は、上述した通り、HVバッテリ30等から供給される情報に基づいてSOCを検知することができる。ここでは、具体的には、SOCが、最大充電量の60%以上である場合に、SOCが判定値以上であると判断される。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 7 is a flowchart of a process executed by the
上記ステップ100において、SOCが判定値に満たないと判断された場合は、電力消費を抑える必要があると判断できる。この場合、EVモードで、内燃機関10を切り離すための処理が行われる(ステップ102)。この処理が実行されると、ECU40は、以後、EVモードにおいて、機関回転数が「0」となるようにMG14の回転数とモータ16(車輪22)の回転数との関係を制御する(図3参照)。その結果、内燃機関10が停止状態となり、EVモードにおける電力消費が抑制される。
If it is determined in
他方、上記ステップ100において、SOCが判定値以上であると判別された場合は、次に、回生量、及びHVモード中の発電量により、SOCが適当なレベルの維持可能かが判別される(ステップ104)。より具体的には、ここでは、過去1分間のSOC平均値(SOCAVtとする)の、その前の1分間のSOC平均値(SOCAVt-1とする)に対する減少率が、判定値を超えていないかが判別される。
On the other hand, if it is determined in
SOCAVtの減少率が判定値を超えていない場合は、EVモードにおいて内燃機関10を連れ回しても、SOCを適正レベルに維持できると判断することができる。このため、上記の判定がなされた場合は、次に、EVモードで内燃機関10を連れ回すための処理が行われる(ステップ106)。この処理が実行されると、ECU40は、以後、EVモードにおいて、機関回転数が「NE1」となるようにMG14の回転数とモータ16(車輪22)の回転数との関係を制御する(図4参照)。その結果、HVモードへの切り換えに適した状態が形成される。
When the decrease rate of SOCAVt does not exceed the determination value, it can be determined that the SOC can be maintained at an appropriate level even if the
上記ステップ104において、現在の回生量及び発電量では、SOCが適正レベルに維持できない、と判断された場合は、次に、内燃機関10の連れ回しに要する電力が、判定値より少ないかが判別される(ステップ108)。
If it is determined in
ECU40は、ここでは、先ず、過去の運転履歴に基づいて、内燃機関の連れ回しに要する単位時間当たりの平均電力を計算する。ECU40は、内燃機関10の運転状態と、連れ回しに伴うフリクションとの関係を定めたマップを記憶している。ECU40は、過去の運転履歴に基づいて、そのマップから、あるタイミングでのフリクションを読み出す(内燃機関10が停止していればフリクションは0)。読み出したフリクションに、そのタイミングでの機関回転数と、サンプリング間隔を掛け合わせる。このようにして算出した値を、過去の一定期間に渡って積算する。その結果得られた積算値を単位時間当たりの値に規格化することで、内燃機関10の連れ回しに要する単位時間当たりの電力を算出する。その後、算出した電力が、判定値より小さいか否かが判断される。
Here, the
上記ステップ108において、連れ回しに要する電力が判定値より小さいと判別された場合は、EVモードで内燃機関10を連れ回しても、電力環境はさほど悪化しないと判断できる。ECU40は、この場合、モード切り換え時の特性改善を優先して、以後、ステップ106の処理を行う。
If it is determined in
カーブが連続する登り坂を走行しているような場合は、カーブを旋回する期間中は要求トルクが下がってEVモードとなる。カーブを過ぎると、加速要求が生じてHVモードでの高負荷走行が開始される。山道登坂時には、このようなモードの切り換えが繰り返し行われる。この場合、全体として高負荷走行が求められるため、MG14やモータ16での消費電力も大きくなり、SOCは減少傾向となる。一方で、EVモードの実行時間は短く、内燃機関10を連れ回すこととしても、それによる消費電力量はさほど多くならない。他方、このような状況下では、EVモードからHVモードへの切換時における応答性の改善は、車両のドライバビリティを著しく高める。上記ステップ108の処理によれば、SOCが大きく減少していても、連れ回りに要する電力が少なければ連れ回りを要求することができるため、このような状況下でのドライバビリティを有効に改善することができる。
When traveling on an uphill with a continuous curve, the required torque decreases during the period of turning on the curve, and the EV mode is set. When the vehicle passes the curve, an acceleration request is generated and high load running in the HV mode is started. Such mode switching is repeatedly performed when climbing a mountain road. In this case, since high-load running is required as a whole, power consumption by the
車両が平坦路を定速走行しているような場合は、EVモードの比率が高くなるためSOCが大きく減少し易い。この場合、EVモードの比率が高いことから、内燃機関10の連れ回し期間も長くなり、その連れ回しに要する電力も多くなる。他方、HVモードへの切り換え頻度は低いため、その切換時の特性改善は大きなメリットにはならない。上記ステップ108の処理によれば、このような状況下では、適切に連れ回りを禁止して、無駄な電力消費を抑えることができる。
When the vehicle is traveling on a flat road at a constant speed, the ratio of the EV mode is high, so the SOC is likely to be greatly reduced. In this case, since the ratio of the EV mode is high, the accompanying period of the
以上説明した通り、本実施形態のシステムによれば、内燃機関10の連れ回しを行っても、電力環境が不当に悪化しない状況下に限り、その連れ回しを行うこととしている。このため、本実施形態のシステムによれば、内燃機関10の連れ回しが行われることにより、車両の電力環境が不当に悪化して、その結果として車両のエネルギ効率が悪化するような事態を有効に避けることができる。
As described above, according to the system of the present embodiment, even if the
ところで、上述した実施の形態1では、車両の電力環境の良否に応じて、内燃機関10の連れ回しを行うか否かを切り換えることとしているが、この発明は、そのような切り換えに限定されるものではない。すなわち、内燃機関10の連れ回しに要する電力は、連れ回し回転数の高低に応じて変化する。このため、本発明においては、電力環境の良否に応じて、連れ回し回転数の高低を調整することとしてもよい。更には、連れ回しの実行/禁止の切換と、連れ回し回転数の高低調整とを組み合わせて行うこととしてもよい。
In the first embodiment described above, whether to rotate the
また、上述した実施の形態1では、3軸式の動力分配機構12を用いるハイブリッドシステムが前提とされているが、本発明の適用が可能なシステムは、このようなシステムに限定されるものではない。例えば、内燃機関のクランク軸とモータの回転軸との間にクラッチ機構を介在させるシステムにも、本発明は適用が可能である。この場合、クラッチの連結/非連結を切り換えることにより、内燃機関を連れ回す状態と、その連れ回しを禁止する状態とを切り換えることができる。更には、本発明は、内燃機関のクランク軸とモータの回転軸との間にギヤ比の可変なギヤ機構を備えるシステムにも適用が可能である。この場合、車両の電力環境の良否に応じて上記ギヤ機構のギヤ比を変えることにより、電力環境に応じた連れ回し回転数を実現することができる。この点は、以下に説明する実施の形態2においても同様である。
In the first embodiment described above, a hybrid system using the three-shaft
また、上述した実施の形態1では、SOC自体に関する判断(ステップ100)、SOCの変化傾向に関する判断(ステップ104)、及び連れ回しに要する電力に関する判断(ステップ106)を、組み合わせて実行することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、内燃機関10を連れ回すか否か、或いは内燃機関10の連れ回し回転数は、それらの判断の少なくとも1つに基づいて決定することとしてもよい。この点は、以下に説明する実施の形態2においても同様である。
In Embodiment 1 described above, the determination regarding the SOC itself (step 100), the determination regarding the change tendency of the SOC (step 104), and the determination regarding the electric power required for carrying (step 106) are executed in combination. However, the present invention is not limited to this. That is, whether or not the
尚、上述した実施の形態1においては、ECU40が、内燃機関10への燃料供給を停止した状態でMG14及びモータ16の回転数制御を行うことにより前記第1の発明における「EV実現手段」が実現されている。また、ECU40が、内燃機関10に燃料を供給しながらMG14及びモータ16の回転数制御を行うことにより前記第1の発明における「HV実現手段」が実現されている。また、ここでは、図2に示す機構が、前記第1の発明における「機関回転数可変手段」に相当し、ECU40が、上記ステップ100及び104の処理を実行することにより前記第1の発明における「充電状態検知手段」が実現されている。そして、ECU40が、ステップ102及び106の処理を行うことにより前記第1の発明における「連れ回り回転数制御手段」が実現されている。
In the first embodiment described above, the
また、上述した実施の形態1においては、内燃機関10のクランク軸56とモータ16の回転軸との間にギヤ比の可変なギヤ機構を配置することにより、前記第2の発明における「ギヤ機構」を実現することができる。更に、内燃機関10のクランク軸56とモータ16の回転軸との間にクラッチ機構を介在させることにより、前記第3の発明における「クラッチ機構」を実現することができる。
In the first embodiment described above, the gear mechanism having a variable gear ratio is disposed between the
また、上述した実施の形態1においては、ECU40が、SOCを検知することにより前記第4の発明における「充電量検知手段」が実現されている。そして、ECU40が、ステップ100に続いてステップ106の処理を行うことにより前記第4の発明における「連れ回り回転数制御手段」が実現されている。
In the first embodiment described above, the “charge amount detection means” in the fourth aspect of the present invention is realized by the
また、上述した実施の形態1においては、ECU40が、ステップ104の処理を実行することにより前記第5の発明における「充電量変化傾向検知手段」が実現されている。そして、ECU40が、ステップ104に続いてステップ106の処理を行うことにより前記第5の発明における「連れ回り回転数制御手段」が実現される。
Further, in the first embodiment described above, the “charge amount change tendency detecting means” in the fifth aspect of the present invention is realized by the
また、上述した実施の形態1においては、ECU40が、ステップ108の処理を実行することにより前記第6の発明における「連れ回り電力取得手段」が実現されている。そして、ECU40が、ステップ108に続いてステップ106の処理を行うことにより、前記第6の発明における「連れ回り回転数制御手段」が実現されている。
In the first embodiment described above, the “accompanying power acquisition means” according to the sixth aspect of the present invention is implemented by the
実施の形態2.
次に、図8を参照して本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態のシステムは、上述した実施の形態1のシステムにおいて、ECU40に、上記図7に示すルーチンに代えて以下に説明する図8に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The system of the present embodiment can be realized by causing the
上述した実施の形態1のシステムは、車両における電力環境に余裕がある場合には、EVモードにおいて、内燃機関10を連れ回すこととしている。ところで、EVモードにおいて内燃機関10を連れ回す目的は、HVモードへの切り換え時のドライバビリティを改善することである。つまり、EVモードにおいて内燃機関10を連れ回しても、HVモードへの切り換えが生じなければ、何らメリットを享受することはできない。そこで、本実施形態のシステムは、EVモードで内燃機関10を連れ回すか否かを、EVモードからHVモードへの切り換え頻繁をも考慮して決定することとした。
The system of the first embodiment described above rotates the
[実施の形態2における具体的処理]
図8は、本実施形態において、ECU40が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図8において、上記図7に示すステップと同一のステップについては、共通する符号を付してその説明を省略する。
[Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 8 is a flowchart of a routine executed by the
図8に示すルーチンでは、先ず、HVモードとEVモードの切り換え頻度が、所定の判定値以上であるかが判別される(ステップ110)。ここでは、具体的には、過去最新の所定期間内に、EVモードからHVモードへの切り換えが、判定値以上の回数行われて居るか否かが判別される。その結果、切り換え回数が判定値以上であると判別された場合は、内燃機関10を連れ回す価値があると判断され、以後、ステップ106の処理が行われる。
In the routine shown in FIG. 8, first, it is determined whether the switching frequency between the HV mode and the EV mode is equal to or higher than a predetermined determination value (step 110). Here, specifically, it is determined whether or not switching from the EV mode to the HV mode has been performed a number of times equal to or more than the determination value within the latest past period. As a result, if it is determined that the number of times of switching is equal to or greater than the determination value, it is determined that the
他方、EVモードからHVモードへの切り換え頻度が低いと判断された場合は、次に、HVモードの比率が所定値以上であるかが判別される(ステップ112)。HVモードの比率が所定値以上である場合は、発電環境に余裕があると判断できる。また、この場合は、EVモードの時間が短いため、EVモードで内燃機関10を連れ回したとしても、そのために要する電力は少ないと判断できる。このような環境下では、切り換え頻度が低くても、EVモードでは、HVモードへの切り換えに備えて内燃機関10を連れ回して置くことが望ましい。このため、本ステップ112の処理により、HVモードの比率が所定値以上であると判断された場合は、以後、ステップ106において、連れ回しのための処理が行われる。
On the other hand, if it is determined that the frequency of switching from the EV mode to the HV mode is low, it is then determined whether the ratio of the HV mode is equal to or greater than a predetermined value (step 112). When the ratio of the HV mode is equal to or greater than a predetermined value, it can be determined that there is a margin in the power generation environment. In this case, since the EV mode time is short, even if the
これに対して、上記ステップ112において、HVモードの比率が低いと判断された場合は、過去最新の所定期間の走行パターンが、内燃機関10の連れ回しによって大きなメリットが得られるパターンではなく、かつ、内燃機関10の連れ回しに大きな電力を要する(EVモードの期間が長いため)パターンであると判断できる。ECU40は、この場合、次に、以後の走行パターンを予測して、その予測の結果に基づいて連れ回りの有無を判断する(ステップ114)。
On the other hand, if it is determined in
ステップ114では、先ず、ナビゲーション装置43から取得する情報に基づいて、以後の走行において、HVモードへの切り換えが頻繁に生ずる可能性があるかが判断される。例えば、ここでは、現在の走行路が、市街地、カーブ、坂道、渋滞露の何れかに該当するかが判別される。現在の走行路が、それらの何れかに該当する場合は、以後の走行において加減速が繰り返される可能性が高いと判断できる。このため、上記の判断が肯定された場合は、次に、ステップ106の処理が実行される。
In
ステップ114では、更に、車両の走行履歴に基づいて、追い越しが頻繁に行われているかが判断される。追い越しが行われたか否かは、車速SPDとアクセル開度に基づいて判断することができる。その頻度が高い場合は、以後の走行においても、追い越しが行われる可能性が高いと判断できる。追い越しの際には、EVモードからHVモードへの切り換えが生じやすい。このため、ECU40は、追い越し頻度が高いと判断された場合も、以後、ステップ106の処理を行う。
In
上記ステップ114において、現在の走行路が市街地等に該当せず、また、走行履歴における追い越し頻度も高くないと判断された場合は、以後の走行において、EVモードからHVモードへの切換が頻繁には起こらないと判断できる。この場合は、EVモードにおいて内燃機関10を連れ回すメリットが小さいため、以後、ステップ102の処理が実行される。
If it is determined in
以上説明した通り、本実施形態のシステムによれば、EVモードにおいて内燃機関10を連れ回す場面を、十分な効果が予測される場面に限ることができる。つまり、本実施形態のシステムによれば、電力環境に余裕があっても、十分なメリットが得られない場面では、内燃機関10の連れ回しを禁止することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、実施の形態1の場合に比して、車両のエネルギ効率を、更に改善することができる。
As described above, according to the system of the present embodiment, the scene where the
ところで、上述した実施の形態2では、HVモードへの切り換え頻度に応じて、内燃機関10の連れ回しを行うか否かを切り換えることとしているが、この発明は、そのような切り換えに限定されるものではない。すなわち、上記の切換頻度に応じて、連れ回し回転数の高低を調整することとしてもよい。更には、連れ回しの実行/禁止の切換と、連れ回し回転数の高低調整とを組み合わせて行うこととしてもよい。
In the second embodiment described above, whether or not the
また、上述した実施の形態2では、3軸式の動力分配機構12を用いるハイブリッドシステムが前提とされているが、本発明の適用が可能なシステムは、このようなシステムに限定されるものではない。例えば、内燃機関のクランク軸とモータの回転軸との間にクラッチ機構を介在させるシステムにも、本発明は適用が可能である。この場合、クラッチの連結/非連結を切り換えることにより、内燃機関を連れ回す状態と、その連れ回しを禁止する状態とを切り換えることができる。更には、本発明は、内燃機関のクランク軸とモータの回転軸との間にギヤ比の可変なギヤ機構を備えるシステムにも適用が可能である。この場合、車両の電力環境の良否に応じて上記ギヤ機構のギヤ比を変えることにより、電力環境に応じた連れ回し回転数を実現することができる。
In the second embodiment described above, a hybrid system using the three-shaft
また、上述した実施の形態1では、SOC自体に関する判断(ステップ100)、SOCの変化傾向に関する判断(ステップ104)、及び連れ回しに要する電力に関する判断(ステップ106)を、組み合わせて実行することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、内燃機関10を連れ回すか否か、或いは内燃機関10の連れ回し回転数は、それらの判断の少なくとも1つに基づいて決定することとしてもよい。
In Embodiment 1 described above, the determination regarding the SOC itself (step 100), the determination regarding the change tendency of the SOC (step 104), and the determination regarding the electric power required for carrying (step 106) are executed in combination. However, the present invention is not limited to this. That is, whether or not the
尚、上述した実施の形態2においては、ECU40が、上記ステップ110の処理を実行することにより前記第7の発明における「切換頻度検知手段」が実現されている。また、ECU40が、ステップ110に続いてステップ106の処理を実行することにより前記第7の発明における「連れ回り回転数制御手段」が実現されている。
In the second embodiment described above, the “switching frequency detecting means” according to the seventh aspect of the present invention is realized by the
また、上述した実施の形態2においては、ECU40が、上記ステップ114の処理を実行することにより前記第9の発明における「切換頻度予測手段」が実現されている。また、ECU40が、ステップ110及び114に続いてステップ102及び106の処理を行うことにより前記第9の発明における「連れ回り回転数制御手段」が実現されている。
In the second embodiment described above, the “switching frequency predicting means” according to the ninth aspect of the present invention is implemented when the
10 内燃機関
12 動力分配機構
14 モータジェネレータ(MG)
16 モータ
18 減速機
40 ECU(Electric Control Unit)
HV ハイブリッド車両
EV 電気車両
DESCRIPTION OF
16
HV Hybrid vehicle EV Electric vehicle
Claims (10)
前記モータとの間で電力を授受することのできるバッテリと、
前記内燃機関への燃料供給を停止した状態で前記モータに駆動トルクを発生させる電気車両モードを実現するEV実現手段と、
前記内燃機関に駆動トルクを発生させるハイブリッド車両モードを実現するHV実現手段と、
前記電気車両モードの下で機関回転数を可変とする機関回転数可変手段と、
前記バッテリの充電状態を検知する充電状態検知手段と、
前記電気車両モードの下で、前記機関回転数可変手段を、前記バッテリの充電状態に基づいて制御する連れ回り回転数制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 A control device for a hybrid vehicle comprising an internal combustion engine and a motor,
A battery capable of transferring power to and from the motor;
EV realizing means for realizing an electric vehicle mode in which a driving torque is generated in the motor in a state where fuel supply to the internal combustion engine is stopped;
HV realization means for realizing a hybrid vehicle mode for generating a driving torque in the internal combustion engine;
Engine speed changing means for changing the engine speed under the electric vehicle mode;
Charge state detection means for detecting the charge state of the battery;
Under the electric vehicle mode, the engine speed changing means for controlling the engine speed changing means based on the state of charge of the battery; and
A control apparatus for a hybrid vehicle, comprising:
前記連れ回り回転数制御手段は、前記バッテリの充電状態に基づいて、前記ギヤ比を制御することを特徴とする請求項1記載のハイブリッド車両の制御装置。 The engine speed varying means includes a gear mechanism with a variable gear ratio interposed between a crankshaft of the internal combustion engine and a rotating shaft of the motor,
2. The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the accompanying rotation speed control means controls the gear ratio based on a state of charge of the battery.
前記連れ回り回転数制御手段は、前記バッテリの充電状態に基づいて、前記クラッチ機構の連結状態と非連結状態を切り換えることを特徴とする請求項1記載のハイブリッド車両の制御装置。 The engine speed variable means includes a clutch mechanism interposed between a crankshaft of the internal combustion engine and a rotation shaft of the motor,
2. The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the follow-up rotation speed control means switches between a connected state and a non-connected state of the clutch mechanism based on a state of charge of the battery.
前記連れ回り回転数制御手段は、前記充電量が所定値以上の場合に、前記充電量が前記所定値に満たない場合に比して、前記電気車両モードの下での機関回転数が高くなるように、前記機関回転数可変手段を制御することを特徴とする請求項1記載のハイブリッド車両の制御装置。 The charge state detection means includes a charge amount detection means for detecting a charge amount of the battery,
When the charge amount is greater than or equal to a predetermined value, the accompanying rotation speed control means has a higher engine speed under the electric vehicle mode than when the charge amount is less than the predetermined value. The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the engine speed variable means is controlled as described above.
前記連れ回り回転数制御手段は、前記充電量の変化傾向が、判定基準より増加側である場合に、前記変化傾向が前記判定基準より減少側である場合に比して、前記電気車両モードの下での機関回転数が高くなるように、前記機関回転数可変手段を制御することを特徴とする請求項1又は4記載のハイブリッド車両の制御装置。 The charge state detection means includes a charge amount change tendency detection means for detecting a change tendency of the charge amount of the battery,
The follow-up rotation speed control means is more effective in the electric vehicle mode when the change tendency of the charge amount is on the increase side than the determination criterion, compared with the case where the change tendency is on the decrease side with respect to the determination criterion. 5. The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the engine speed changing means is controlled so that the engine speed underneath becomes high.
前記連れ回り回転数制御手段は、前記連れ回り電力が所定値以下である場合に、前記連れ回り電力が前記所定値を超える場合に比して、前記電気車両モードの下での機関回転数が高くなるように、前記機関回転数可変手段を制御することを特徴とする請求項1、4及び5の何れか1項記載のハイブリッド車両の制御装置。 The accompanying power acquisition means for acquiring the accompanying power required to rotate the internal combustion engine at a desired rotational speed under the electric vehicle mode,
When the accompanying power is less than or equal to a predetermined value, the accompanying rotation speed control means has an engine speed under the electric vehicle mode as compared with a case where the accompanying power exceeds the predetermined value. 6. The control device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the engine speed changing means is controlled so as to be high.
前記内燃機関への燃料供給を停止した状態で前記モータに駆動トルクを発生させる電気車両モードを実現するEV実現手段と、
前記内燃機関に駆動トルクを発生させるハイブリッド車両モードを実現するHV実現手段と、
前記電気車両モードの下で機関回転数を可変とする機関回転数可変手段と、
前記電気車両モードから前記ハイブリッド車両モードへの切換頻度を検知する切換頻度検知手段と、
前記切換頻度が所定値以上の場合に、前記切換頻度が前記所定値に満たない場合に比して、前記電気車両モードの下での機関回転数が高くなるように、前記機関回転数可変手段を制御する連れ回り回転数制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 A control device for a hybrid vehicle comprising an internal combustion engine and a motor,
EV realizing means for realizing an electric vehicle mode in which a driving torque is generated in the motor in a state where fuel supply to the internal combustion engine is stopped;
HV realization means for realizing a hybrid vehicle mode for generating a driving torque in the internal combustion engine;
Engine speed changing means for changing the engine speed under the electric vehicle mode;
Switching frequency detection means for detecting the switching frequency from the electric vehicle mode to the hybrid vehicle mode;
When the switching frequency is equal to or higher than a predetermined value, the engine speed variable means is configured so that the engine speed under the electric vehicle mode is higher than when the switching frequency is less than the predetermined value. A rotation speed control means for controlling
A control apparatus for a hybrid vehicle, comprising:
前記連れ回り回転数制御手段は、前記切換頻度の検知結果と予測結果のそれぞれに基づいて、前記機関回転数可変手段を制御することを特徴とする請求項7記載のハイブリッド車両の制御装置。 Switching frequency prediction means for predicting switching frequency from the electric vehicle mode to the hybrid vehicle mode,
8. The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 7, wherein the accompanying rotation speed control means controls the engine speed variable means based on each of the detection result and prediction result of the switching frequency.
前記切換頻度予測手段は、前記走行環境に基づいて、前記切換頻度を予測することを特徴とする請求項9記載のハイブリッド車両の制御装置。 A navigation device that acquires information about the driving environment of the vehicle;
The hybrid vehicle control device according to claim 9, wherein the switching frequency predicting unit predicts the switching frequency based on the traveling environment.
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