JP2010241396A - Power supply system for hybrid vehicle - Google Patents

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信 堀田
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Toyota Motor Corp
トヨタ自動車株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure output power from a power storage device when a hybrid vehicle is in a mode where vehicle drive power is generated by preferentially using the power of the power storage device. <P>SOLUTION: In the hybrid vehicle, CD (Charge Depleting) mode where the power of the power storage device is preferentially used for traveling, or CS (Charge Sustaining) mode where an SOC (State of Charge) of the power storage device is controlled within a predetermined control range by internal charging using output of an internal combustion engine, is selected according to a vehicle state. A forcible charging period of the power storage device is provided independently of SOC management when the mode shifts from the CS mode to the CD mode by satisfaction of a predetermined condition, there by increasing discharge power of the power storage device as soon as CD mode transfer is set. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、ハイブリッド車両の電源システムに関し、より特定的には、ハイブリッド車両に搭載された蓄電装置の充放電制御に関する。   The present invention relates to a power supply system for a hybrid vehicle, and more particularly to charge / discharge control of a power storage device mounted on the hybrid vehicle.
ハイブリッド自動車の一態様として、二次電池に代表される蓄電装置から駆動電力の供給を受ける電動機と、燃料燃焼によって出力を発生する内燃機関との両方によって車両駆動パワーを発生可能な車両構成が知られている。ハイブリッド車両では、蓄電装置の過充電あるいは過放電が発生しないように、ハイブリッド車両全体における内燃機関と電動機との間の出力配分を設定する必要となる。一般的には、蓄電装置の残容量を示すSOC(State of Charge)や電池温度等に基づいて、蓄電装置の充放電可能電力を設定し、当該充放電可能電力の範囲内で、蓄電装置が充放電されるように上記出力分担が設定される。   As one aspect of a hybrid vehicle, a vehicle configuration that can generate vehicle drive power by both an electric motor that receives supply of drive power from a power storage device represented by a secondary battery and an internal combustion engine that generates output by fuel combustion is known. It has been. In the hybrid vehicle, it is necessary to set the output distribution between the internal combustion engine and the electric motor in the entire hybrid vehicle so that the power storage device is not overcharged or overdischarged. In general, the chargeable / dischargeable power of the power storage device is set based on the SOC (State of Charge) indicating the remaining capacity of the power storage device, the battery temperature, etc., and within the range of the chargeable / dischargeable power, The output sharing is set so as to be charged and discharged.
このような駆動力配分について、特開2006−42497号公報(特許文献1)には、電流積算等に基づく蓄電装置(二次電池)全体での平均的なSOCである全体SOCだけでなく、二次電池内部のイオン濃度の分布状態によって出力特性が異なってくる点についても考慮して、駆動力配分制御を適正化することが記載されている。具体的には、全体SOCが同じレベルであっても、二次電池内部でのイオン濃度分布推定に基づくローカルSOCが全体のSOCよりも低い場合には、モータ出力パワー上限値を通常よりも低い値とすることが記載されている。   Regarding such driving force distribution, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-42497 (Patent Document 1) describes not only the overall SOC, which is an average SOC of the entire power storage device (secondary battery) based on current integration and the like, It is described that the driving force distribution control is optimized in consideration of the fact that the output characteristics vary depending on the distribution state of the ion concentration inside the secondary battery. Specifically, even if the overall SOC is the same level, if the local SOC based on the estimation of the ion concentration distribution inside the secondary battery is lower than the overall SOC, the motor output power upper limit value is lower than normal. It is described as a value.
特開2006−42497号公報JP 2006-42497 A
特許文献1に記載されたように、蓄電装置として適用された二次電池が長期間放電を継続すると、二次電池内部でのイオン濃度の分布の偏りが発生することによって、二次電池から出力可能な電力が低下する傾向にある。   As described in Patent Document 1, when a secondary battery applied as a power storage device continues to discharge for a long period of time, an uneven distribution of ion concentration occurs in the secondary battery, resulting in an output from the secondary battery. The possible power tends to decrease.
一方、内燃機関の出力を用いて蓄電装置の充電電力を走行中に発生可能なハイブリッド車両では、蓄電装置に蓄えられた電力を優先的に用いて主に電動機のみで走行する走行モード(CD(Charge Depleting)モード)と、蓄電装置の残容量を所定の制御範囲内に維持して走行する走行モード(CS(Charge Sustaining)モード)とを選択して走行可能な構成が知られている。   On the other hand, in a hybrid vehicle that can generate charging power of the power storage device while traveling using the output of the internal combustion engine, the traveling mode (CD ( 2. Description of the Related Art There is known a configuration capable of traveling by selecting a charge depleting (CS) mode and a traveling mode (CS (Charge Sustaining) mode) for traveling while maintaining the remaining capacity of the power storage device within a predetermined control range.
このようなハイブリッド車両では、CDモードの選択時には、基本的には蓄電装置の電力のみを用いて走行することとなるので、特にCDモードへの切換直後において、電動機による出力パワーを確保可能なように、蓄電装置からの放電可能電力が低下しないように考慮する必要がある。また、CSモードにおいても、蓄電装置からの放電可能電力を確保できるような充放電制御を車両状態に応じて実行することが好ましい。   In such a hybrid vehicle, when the CD mode is selected, the vehicle basically travels using only the electric power of the power storage device, so that the output power from the electric motor can be secured particularly immediately after switching to the CD mode. In addition, it is necessary to consider so that the dischargeable power from the power storage device does not decrease. Also in the CS mode, it is preferable to execute charge / discharge control that can secure the dischargeable power from the power storage device according to the vehicle state.
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、蓄電装置の電力を優先的に使用することによって車両駆動パワーを発生させる走行モードを有するハイブリッド車両において、蓄電装置からの出力可能電力が確保されるように、走行モードの選択に対応させて蓄電装置の充放電制御を適切に行うことである。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a hybrid having a traveling mode in which vehicle driving power is generated by preferentially using the power of the power storage device. In the vehicle, charge / discharge control of the power storage device is appropriately performed in accordance with the selection of the travel mode so that the outputable power from the power storage device is ensured.
この発明によるハイブリッド車両の電源システムは、動力源として内燃機関および電動機を搭載するハイブリッド車両の電源システムであって、電動機に対して電力を入出力可能に構成された蓄電装置と、内燃機関の出力によって蓄電装置の充電電力を発生するための発電部と、蓄電装置の状態検出値に基づいて蓄電装置の残容量を推定するように構成された充放電制御部と、走行モード選択部と、ハイブリッド制御部とを備える。走行モード選択部は、蓄電装置の残容量を所定の制御範囲内に維持して走行するように内燃機関および電動機を使用する第1の走行モードと、蓄電装置の電力を用いて主に電動機によって走行するように内燃機関および電動機を使用する第2の走行モードとの一方を選択するように構成される。ハイブリッド制御部は、走行モード選択部による選択結果に基づいて内燃機関および電動機を制御するように構成される。そして、ハイブリッド制御部は、第1の走行モードから第2の走行モードへの遷移に際して、蓄電装置の放電可能電力を復帰させるための復帰充電のために内部充電の実行を指示するように構成される。   A power supply system for a hybrid vehicle according to the present invention is a power supply system for a hybrid vehicle in which an internal combustion engine and an electric motor are mounted as a power source, and a power storage device configured to be able to input and output electric power to the electric motor, and an output of the internal combustion engine A power generation unit for generating charging power of the power storage device, a charge / discharge control unit configured to estimate a remaining capacity of the power storage device based on a state detection value of the power storage device, a traveling mode selection unit, and a hybrid And a control unit. The travel mode selection unit uses a first travel mode in which the internal combustion engine and the electric motor are used to travel while maintaining the remaining capacity of the power storage device within a predetermined control range, and the electric motor mainly uses the electric power of the power storage device. It is configured to select one of the second traveling mode using the internal combustion engine and the electric motor to travel. The hybrid control unit is configured to control the internal combustion engine and the electric motor based on a selection result by the traveling mode selection unit. The hybrid control unit is configured to instruct execution of internal charging for return charging for returning the dischargeable power of the power storage device upon transition from the first travel mode to the second travel mode. The
上記ハイブリッド車両の電源システムによれば、第1の走行モード(CSモード)から第2の走行モード(CDモード)への移行の際に復帰充電を実行することにより、蓄電装置の放電可能電力が確実に回復された状態で、主に電動機出力による車両走行を行うCDモードを開始することができる。この結果、CDモードにおいて、蓄電装置の保護を図りつつ、蓄電装置からの電力によって対応可能な車両駆動パワーを拡大できる。   According to the hybrid vehicle power supply system described above, the return charge is performed at the time of transition from the first travel mode (CS mode) to the second travel mode (CD mode). The CD mode in which the vehicle travels mainly by the electric motor output can be started in a state of being reliably recovered. As a result, in the CD mode, the vehicle driving power that can be handled by the electric power from the power storage device can be expanded while protecting the power storage device.
さらに好ましくは、ハイブリッド制御部は、残容量の推定値にかかわらず、復帰充電のために内部充電の実行を指示する。   More preferably, the hybrid control unit instructs execution of internal charging for return charging regardless of the estimated value of the remaining capacity.
このようにすると、蓄電装置の残容量(SOC)の管理とは切り離して、蓄電装置の放電可能電力(Wout)確保のための復帰充電の機会を設けることができる。   In this way, it is possible to provide an opportunity for return charging to secure the dischargeable power (Wout) of the power storage device separately from the management of the remaining capacity (SOC) of the power storage device.
好ましくは、ハイブリッド車両は、当該車両の自車位置情報と、道路地図情報および車両外部からの外部情報の少なくとも一方の情報とを取得可能に構成されたナビゲーション装置をさらに備える。そして、走行モード選択部は、自車位置情報と少なくとも一方の情報との関係に基づいて、第1および第2の走行モードの一方を選択するように構成される。ハイブリッド制御部は、第1の走行モードの選択時において、第2の走行モードへの切換条件よりも先に成立されるように設定された所定の切換予備条件の成立時に、復帰充電のために内部充電の実行を指示する。   Preferably, the hybrid vehicle further includes a navigation device configured to be able to acquire own vehicle position information of the vehicle and at least one of road map information and external information from outside the vehicle. The travel mode selection unit is configured to select one of the first and second travel modes based on the relationship between the vehicle position information and at least one information. The hybrid control unit, when selecting the first travel mode, for return charging when a predetermined switching precondition set to be satisfied before the switching condition to the second travel mode is satisfied. Instructs execution of internal charging.
このようにすると、ナビゲーション装置からの情報に基づいてCSモードおよびCDモードを選択するハイブリッド車両において、CDモードへの移行前に確実に復帰充電の機会を設けることができる。たとえば、自宅到着時までに蓄電装置の電力を使い切るための走行モード選択や、市街地通行時に排気ガス出力を回避(内燃機関停止)した走行を指向する走行モード選択を行うときに、上記のような制御を適用できる。   In this way, in the hybrid vehicle that selects the CS mode and the CD mode based on the information from the navigation device, an opportunity for return charging can be provided with certainty before shifting to the CD mode. For example, when performing a travel mode selection for using up the power of the power storage device by the time of arrival at the home, or a travel mode selection directed to travel that avoids exhaust gas output (passage of the internal combustion engine) during city traffic Control can be applied.
さらに好ましくは、ハイブリッド制御部は、第1の走行モードから第2の走行モードへの遷移に際して、蓄電装置の状態に応じて復帰充電の要否をさらに判断する。   More preferably, at the time of transition from the first travel mode to the second travel mode, the hybrid control unit further determines whether or not return charging is necessary according to the state of the power storage device.
このようにすると、蓄電装置の放電可能電力(Wout)が低下していないときには、無用に復帰充電の機会を設けることがないので、CDモードでの燃費低下を防止できる。   In this way, when the dischargeable power (Wout) of the power storage device is not lowered, there is no need for an unnecessary return charging, and therefore a reduction in fuel consumption in the CD mode can be prevented.
好ましくは、ハイブリッド制御部は、さらに、第2の走行モードの選択時において、残容量の推定値にかかわらず、車両状態が所定条件を満たしたときに、復帰充電のために内部充電の実行を指示する。さらに好ましくは、ハイブリッド制御部は、第2の走行モードの選択時において、復帰充電とは異なる要求によって内燃機関が始動される場合に、ハイブリッド車両の走行のための全体要求パワーが、内燃機関の出力最大値よりも低いときに、内燃機関の出力を増大させることによって内部充電の実行を指示する。   Preferably, the hybrid control unit further performs internal charging for return charging when the vehicle state satisfies a predetermined condition regardless of the estimated value of the remaining capacity when the second traveling mode is selected. Instruct. More preferably, when the internal combustion engine is started by a request different from the return charge when the second travel mode is selected, the hybrid control unit determines that the total required power for traveling of the hybrid vehicle is equal to that of the internal combustion engine. When the output is lower than the maximum output value, execution of internal charging is instructed by increasing the output of the internal combustion engine.
このようにすると、第1の走行モード(CSモード)の選択時において、復帰充電用に内燃機関の始動を新たに要求することなく、他の要因によって始動された内燃機関の出力を嵩上げすることによって、復帰充電のための内燃機関出力を確保することができる。この結果、CSモードの選択中に、内燃機関の作動機会を無用に増加させることなく、蓄電装置の復帰充電の機会を設けることができる。   In this way, when the first traveling mode (CS mode) is selected, the output of the internal combustion engine started by other factors is raised without newly requesting the start of the internal combustion engine for return charging. Thus, it is possible to ensure the output of the internal combustion engine for return charging. As a result, it is possible to provide an opportunity for return charging of the power storage device without unnecessarily increasing the operation opportunity of the internal combustion engine during the selection of the CS mode.
また、さらに好ましくは、ハイブリッド制御部は、第2の走行モードの選択時において、内燃機関が停止された停車状態でブレーキペダルがオン状態からオフ状態に遷移すると、内燃機関の始動あるいは出力増加によって、復帰充電のための内部充電の実行を指示する。   More preferably, the hybrid control unit is configured to start or increase the output of the internal combustion engine if the brake pedal changes from the on state to the off state while the internal combustion engine is stopped when the second travel mode is selected. Instructing execution of internal charging for return charging.
このようにすると、車両の停止状態からの発進時に、ユーザからの加速要求が発生することを予測して、当該加速要求の際における蓄電装置からの放電可能電力を確実に確保できる。この結果、運転快適性を向上することができる。   If it does in this way, when starting from the stop state of a vehicle, it will be predicted that the acceleration demand from a user will occur, and it can secure surely the electric power which can be discharged from the power storage device at the time of the acceleration demand concerned. As a result, driving comfort can be improved.
さらに好ましくは、ハイブリッド制御部は、第2の走行モードの選択時において、蓄電装置の状態に応じて復帰充電の要否をさらに判断する。   More preferably, the hybrid control unit further determines whether or not return charging is necessary according to the state of the power storage device when the second travel mode is selected.
このようにすると、蓄電装置の放電可能電力(Wout)が低下していないときには、無用に復帰充電の機会を設けることがないので、CDモードでの燃費低下を防止できる。   In this way, when the dischargeable power (Wout) of the power storage device is not lowered, there is no need for an unnecessary return charging, and therefore a reduction in fuel consumption in the CD mode can be prevented.
好ましくは、ハイブリッド車両の電源システムは、車両外部の電源によって蓄電装置を充電するように構成された充電器をさらに備える。   Preferably, the power supply system for the hybrid vehicle further includes a charger configured to charge the power storage device with a power supply external to the vehicle.
このようにすると、CDモードおよびCSモードの間で走行モードがより柔軟に選択される、蓄電装置を外部充電可能なハイブリッド車両において、蓄電装置の充放電制御を適切に行うことによって、蓄電装置からの出力可能電力を確保することができる。   In this way, in the hybrid vehicle in which the driving mode is more flexibly selected between the CD mode and the CS mode and the power storage device can be externally charged, by appropriately performing charge / discharge control of the power storage device, Can be secured.
この発明によれば、蓄電装置の電力を優先的に使用することによって車両駆動パワーを発生させる走行モードを有するハイブリッド車両において、走行モードの選択に対応させて蓄電装置の充放電制御を適切に行うことによって、蓄電装置からの出力可能電力を確保することができる。   According to the present invention, in a hybrid vehicle having a travel mode that generates vehicle drive power by preferentially using the power of the power storage device, charge / discharge control of the power storage device is appropriately performed in accordance with the selection of the travel mode. As a result, it is possible to secure power that can be output from the power storage device.
本発明の実施の形態による電源システムを搭載したハイブリッド車両の構成を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the structure of the hybrid vehicle carrying the power supply system by embodiment of this invention. 図1に示したハイブリッド車両における走行モード選択に係る走行制御を説明するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating travel control related to travel mode selection in the hybrid vehicle illustrated in FIG. 1. 走行モード選択と蓄電装置のSOC推移との関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between driving mode selection and SOC transition of an electrical storage apparatus. ハイブリッド車両の自車位置に応じて走行モードが選択される例を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the example in which driving modes are selected according to the own vehicle position of a hybrid vehicle. CSモードからCDモードへの切換例を説明する第1の概念図である。It is a 1st conceptual diagram explaining the example of switching from CS mode to CD mode. CSモードからCDモードへの切換例を説明する第2の概念図である。It is a 2nd conceptual diagram explaining the example of a switch from CS mode to CD mode. 二次電池の充放電動作と出力電力上限値の推移との関係を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the relationship between charging / discharging operation | movement of a secondary battery, and transition of an output power upper limit. CSモード選択中に復帰充電の機会を設けるための車両制御の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the vehicle control for providing the opportunity of a return charge during CS mode selection. CDモード選択中に復帰充電の機会を設けるための車両制御の処理手順を示す第1のフローチャートである。It is a 1st flowchart which shows the process sequence of the vehicle control for providing the opportunity of a return charge during CD mode selection. 図9のフローチャートに従う復帰充電に伴う出力パワーの推移を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining transition of the output power accompanying the return charge according to the flowchart of FIG. CDモード選択中に復帰充電の機会を設けるための車両制御の処理手順を示す第2のフローチャートである。It is a 2nd flowchart which shows the process sequence of the vehicle control for providing the opportunity of return charge during CD mode selection.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さないものとする。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
図1は、本発明の実施の形態による電源システムを搭載したハイブリッド車両の構成を説明する機能ブロック図である。   FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a configuration of a hybrid vehicle equipped with a power supply system according to an embodiment of the present invention.
図1を参照して、ハイブリッド車両100は、エンジン202と、動力分割機構204と、モータジェネレータ206,210と、伝達ギヤ208と、駆動軸212と、車輪214とを備える。また、ハイブリッド車両100は、蓄電装置216と、電力変換器218,220と、燃料タンク222と、充電器224と、ECU(Electronic Control Unit)250と、燃料補給口260と、充電コネクタ270と、ナビゲーション装置300とを備える。   Referring to FIG. 1, hybrid vehicle 100 includes an engine 202, a power split mechanism 204, motor generators 206 and 210, a transmission gear 208, a drive shaft 212, and wheels 214. Hybrid vehicle 100 also includes power storage device 216, power converters 218 and 220, fuel tank 222, charger 224, ECU (Electronic Control Unit) 250, fuel supply port 260, charging connector 270, And a navigation device 300.
動力分割機構204は、エンジン202、モータジェネレータ206および伝達ギヤ208に結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車を動力分割機構204として用いることができ、この3つの回転軸がエンジン202、モータジェネレータ206および伝達ギヤ208の回転軸にそれぞれ接続される。   Power split device 204 is coupled to engine 202, motor generator 206, and transmission gear 208 to distribute power among them. For example, a planetary gear having three rotation shafts of a sun gear, a planetary carrier, and a ring gear can be used as the power split mechanism 204, and these three rotation shafts are connected to the rotation shafts of the engine 202, the motor generator 206, and the transmission gear 208, respectively. Is done.
エンジン202が発生する運動エネルギは、動力分割機構204によってモータジェネレータ206と伝達ギヤ208とに分配される。すなわち、エンジン202は、駆動軸212に動力を伝達する伝達ギヤ208を駆動するとともに、モータジェネレータ206を駆動する動力源としてハイブリッド車両100に組込まれる。モータジェネレータ206は、エンジン202によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン202の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両100に組込まれる。また、モータジェネレータ210は、駆動軸212に動力を伝達する伝達ギヤ208を駆動する動力源としてハイブリッド車両100に組込まれる。   Kinetic energy generated by the engine 202 is distributed to the motor generator 206 and the transmission gear 208 by the power split mechanism 204. That is, engine 202 is incorporated in hybrid vehicle 100 as a power source for driving motor generator 206 while driving transmission gear 208 that transmits power to drive shaft 212. The motor generator 206 is incorporated in the hybrid vehicle 100 so as to operate as a generator driven by the engine 202 and to operate as an electric motor that can start the engine 202. Motor generator 210 is incorporated in hybrid vehicle 100 as a power source for driving transmission gear 208 that transmits power to drive shaft 212.
蓄電装置216は、充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池により構成される。蓄電装置216は、電力変換器218,220へ電力を供給する。また、蓄電装置216は、モータジェネレータ206および/または210の発電時、電力変換器218および/または220から電力を受けて充電される。   The power storage device 216 is a rechargeable DC power source, and is configured by a secondary battery such as nickel hydride or lithium ion, for example. The power storage device 216 supplies power to the power converters 218 and 220. Power storage device 216 is charged by receiving power from power converters 218 and / or 220 when motor generators 206 and / or 210 generate power.
さらに、蓄電装置216は、充電コネクタ270が、充電ケーブル280を介して、充電スタンドに代表される車両外部の充電設備(図示せず)と接続される外部充電時には、充電設備からの外部電力を蓄電装置216の充電電力に変換する充電器224から電力を受けて充電される。   Furthermore, the power storage device 216 receives external power from the charging facility when the charging connector 270 is connected to a charging facility (not shown) outside the vehicle represented by a charging stand via the charging cable 280. Charging is performed by receiving electric power from a charger 224 that converts the electric power into the charging power of the power storage device 216.
蓄電装置216の出力電圧VB、入出力電流IBおよび温度TBは、図示されないセンサによって検出され、その検出値はECU250へ送出される。また、蓄電装置216は、二次電池のみに限定されず、電気二重層キャパシタ等によって構成されてもよい。   Output voltage VB, input / output current IB, and temperature TB of power storage device 216 are detected by a sensor (not shown), and the detected values are sent to ECU 250. In addition, the power storage device 216 is not limited to a secondary battery, and may be configured by an electric double layer capacitor or the like.
電力変換器218は、ECU250からの信号PWM1に基づいて、モータジェネレータ206により発電された電力を直流電力に変換して蓄電装置216へ出力する。電力変換器220は、ECU250からの信号PWM2に基づいて、蓄電装置216から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ210へ出力する。なお、電力変換器218は、エンジン202の始動時、信号PWM1に基づいて、蓄電装置216から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ206へ出力する。また、電力変換器220は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、信号PWM2に基づいて、モータジェネレータ210により発電された電力を直流電力に変換して蓄電装置216へ出力する。   Based on signal PWM 1 from ECU 250, power converter 218 converts the power generated by motor generator 206 into DC power and outputs it to power storage device 216. Power converter 220 converts DC power supplied from power storage device 216 into AC power based on signal PWM 2 from ECU 250 and outputs the AC power to motor generator 210. Power converter 218 converts DC power supplied from power storage device 216 into AC power and outputs it to motor generator 206 based on signal PWM 1 when engine 202 is started. In addition, power converter 220 converts the power generated by motor generator 210 into DC power based on signal PWM 2 and outputs it to power storage device 216 when the vehicle is braked or when acceleration is reduced on a downward slope.
モータジェネレータ206,210は、交流電動機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ206は、エンジン202により生成された運動エネルギを電気エネルギに変換して電力変換器218へ出力する。また、モータジェネレータ206は、電力変換器218から受ける三相交流電力によって駆動パワーを発生し、エンジン202の始動を行う。   Motor generators 206 and 210 are AC motors, for example, three-phase AC synchronous motors in which a permanent magnet is embedded in a rotor. Motor generator 206 converts the kinetic energy generated by engine 202 into electrical energy and outputs it to power converter 218. Motor generator 206 generates driving power by the three-phase AC power received from power converter 218 and starts engine 202.
モータジェネレータ210は、電力変換器220から受ける三相交流電力によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータ210は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、運動エネルギや位置エネルギとして車両に蓄えられた力学的エネルギを電気エネルギに変換して電力変換器220へ出力する。   Motor generator 210 generates vehicle driving torque by the three-phase AC power received from power converter 220. Motor generator 210 also converts mechanical energy stored in the vehicle as kinetic energy or positional energy into electrical energy and outputs it to power converter 220 when braking the vehicle or reducing acceleration on a downward slope.
エンジン202は、燃料の燃焼による熱エネルギをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギに変換し、その変換された運動エネルギを動力分割機構204へ出力する。たとえば、運動子がピストンであり、その運動が往復運動であれば、いわゆるクランク機構を介して往復運動が回転運動に変換され、ピストンの運動エネルギが動力分割機構204に伝達される。なお、エンジン202の燃料としては、ガソリンや軽油、エタノール、液体水素、天然ガスなどの炭化水素系燃料、または、液体もしくは気体の水素燃料が好適である。   Engine 202 converts thermal energy generated by fuel combustion into kinetic energy of a moving element such as a piston or a rotor, and outputs the converted kinetic energy to power split mechanism 204. For example, if the motion element is a piston and the motion is a reciprocating motion, the reciprocating motion is converted into a rotational motion via a so-called crank mechanism, and the kinetic energy of the piston is transmitted to the power split mechanism 204. The fuel for the engine 202 is preferably a hydrocarbon fuel such as gasoline, light oil, ethanol, liquid hydrogen, natural gas, or a liquid or gaseous hydrogen fuel.
燃料タンク222は、燃料補給口260から供給される燃料を貯蔵し、その貯蔵された燃料をエンジン202へ供給する。なお、燃料タンク222内の燃料残量FLは、図示されないセンサによって検出され、その検出値がECU250へ出力される。   The fuel tank 222 stores the fuel supplied from the fuel supply port 260 and supplies the stored fuel to the engine 202. The remaining fuel amount FL in the fuel tank 222 is detected by a sensor (not shown), and the detected value is output to the ECU 250.
充電器224は、ECU250からの信号PWM3に基づいて、充電コネクタ270へ与えられる外部電源からの電力を蓄電装置216の充電電力に変換して蓄電装置216へ出力する。   Based on signal PWM 3 from ECU 250, charger 224 converts electric power from an external power source supplied to charging connector 270 into charging power for power storage device 216 and outputs the power to power storage device 216.
ECU250は、各センサから送信された信号、ROM(Read Only Memory)252に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて演算処理を行ない、ハイブリッド車両100が所望の運転状態となるように、機器類を制御する。あるいは、ECU250の少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。   ECU 250 performs arithmetic processing based on a signal transmitted from each sensor, a map stored in a ROM (Read Only Memory) 252 and a program, and controls devices so that hybrid vehicle 100 is in a desired driving state. To do. Alternatively, at least a part of the ECU 250 may be configured to execute predetermined numerical / logical operation processing by hardware such as an electronic circuit.
具体的には、ECU250は、電力変換器218,220をそれぞれ駆動するための信号PWM1,PWM2を生成し、その生成した信号PWM1,PWM2をそれぞれ電力変換器218,220へ出力する。また、ECU250は、充電器224による蓄電装置216の充電を要求する信号REQを受けると、充電器224を駆動するための信号PWM3を生成し、その生成した信号PWM3を充電器224へ出力する。   Specifically, ECU 250 generates signals PWM1 and PWM2 for driving power converters 218 and 220, respectively, and outputs the generated signals PWM1 and PWM2 to power converters 218 and 220, respectively. When ECU 250 receives signal REQ requesting charging of power storage device 216 by charger 224, ECU 250 generates signal PWM 3 for driving charger 224, and outputs the generated signal PWM 3 to charger 224.
なお、ハイブリッド車両100の外部充電のための構成は、図1の例示に限定されるものではなく、駐車中に、充電設備(図示せず)からの電力を蓄電装置216の充電電力に変換可能であれば、任意の構成を適用できる。たとえば、外部充電専用の充電器224の配置を省略して、電力変換器218,220によって、充電コネクタ270へ与えられる外部電源からの電力を蓄電装置216の充電電力に変換する構成としてもよい。   The configuration for external charging of hybrid vehicle 100 is not limited to the example shown in FIG. 1, and power from a charging facility (not shown) can be converted into charging power for power storage device 216 during parking. Any configuration can be applied. For example, the arrangement of the charger 224 dedicated to external charging may be omitted, and power from the external power source supplied to the charging connector 270 may be converted into charging power for the power storage device 216 by the power converters 218 and 220.
あるいは、充電ケーブル280を用いることなく、充電設備(図示せず)とハイブリッド車両100とを非接触のまま電磁的に結合して電力を供給する構成、具体的には外部電源側に一次コイルを設けるとともに、車両側(充電コネクタ270)に二次コイルを設け、一次コイルと二次コイルとの間の相互インダクタンスを利用して電力供給を行う構成によって、外部充電を行ってもよい。   Alternatively, without using the charging cable 280, a charging facility (not shown) and the hybrid vehicle 100 are electromagnetically coupled in a non-contact manner to supply power, specifically, a primary coil is provided on the external power supply side. While being provided, external charging may be performed by a configuration in which a secondary coil is provided on the vehicle side (charging connector 270) and electric power is supplied using mutual inductance between the primary coil and the secondary coil.
さらに、ECU250は、走行制御の一環として、ハイブリッド車両100の走行モードを選択する。具体的には、エンジン202を停止してモータジェネレータ210のみを用いたEV走行(電気走行)を主に適用することによって、蓄電装置216の電力を優先的に使用するCDモードと、エンジン202を動作させたHV走行(ハイブリッド走行)によって蓄電装置216の残容量(SOC)を一定範囲に維持しようとするCSモードの一方が選択される。   Further, ECU 250 selects a travel mode of hybrid vehicle 100 as part of travel control. Specifically, the engine 202 is stopped and the EV mode (electricity drive) using only the motor generator 210 is mainly applied, whereby the CD mode in which the electric power of the power storage device 216 is preferentially used, and the engine 202 One of the CS modes in which the remaining capacity (SOC) of the power storage device 216 is maintained in a certain range by the operated HV traveling (hybrid traveling) is selected.
また、さらに、ECU250は、燃料タンク222の燃料残量FLならびに蓄電装置216の電圧VBおよび電流IBの各検出値に基づいて、あるいは、図示しない他の情報にさらに基づいて、電力を用いた走行に関する情報や燃費に関する情報を生成、管理して、図示しない表示部等へ表示することもできる。また、ECU250およびナビゲーション装置300の間では、走行モードの選択に関連する情報INF等が送受信される。   Further, ECU 250 travels using electric power based on the remaining fuel amount FL of fuel tank 222 and the detected values of voltage VB and current IB of power storage device 216, or further based on other information not shown. It is also possible to generate and manage information on fuel consumption and information on fuel consumption and display them on a display unit (not shown). In addition, between the ECU 250 and the navigation device 300, information INF related to the selection of the travel mode is transmitted and received.
図2は、図1に示したハイブリッド車両における走行モード選択に係る走行制御を説明するブロック図である。図2に示された各機能ブロックについては、当該ブロックに相当する機能を有する回路(ハードウェア)をECU250内に構成してもよいし、予め設定されたプログラムに従ってECU250がソフトウェア処理を実行することにより実現してもよい。   FIG. 2 is a block diagram illustrating travel control related to travel mode selection in the hybrid vehicle shown in FIG. For each functional block shown in FIG. 2, a circuit (hardware) having a function corresponding to the block may be configured in the ECU 250, or the ECU 250 executes software processing according to a preset program. May be realized.
図2を参照して、ECU250は、走行モード選択部251と、ハイブリッド制御部252と、バッテリ制御部254と、エンジン制御部256とを含む。   Referring to FIG. 2, ECU 250 includes a travel mode selection unit 251, a hybrid control unit 252, a battery control unit 254, and an engine control unit 256.
走行モード選択部251は、ハイブリッド車両100の車両状態に応じて、CDモードおよびCSモードの一方を選択する。ハイブリッド車両100にモード選択スイッチ145が設置されている場合には、走行モード選択部251は、モード選択スイッチ145へのユーザ入力に従って、CDモードおよびCSモードの一方を強制的に選択してもよい。モード選択スイッチ145への入力は、いずれか一方の走行モードを強制的に指定あるいは禁止する態様によって行なる。   Traveling mode selection unit 251 selects one of the CD mode and the CS mode according to the vehicle state of hybrid vehicle 100. When the mode selection switch 145 is installed in the hybrid vehicle 100, the traveling mode selection unit 251 may forcibly select one of the CD mode and the CS mode in accordance with a user input to the mode selection switch 145. . The input to the mode selection switch 145 is performed in such a manner that any one of the travel modes is forcibly designated or prohibited.
図3には、走行モードの選択と、蓄電装置216の残容量(SOC)の推移との関係を示す概念図が示される。   FIG. 3 is a conceptual diagram showing the relationship between the selection of the travel mode and the transition of the remaining capacity (SOC) of power storage device 216.
図3には、出発時(走行距離L=0)からL=L1までの期間、L=L2〜L3の期間、およびL=L4〜L5の期間ではCDモードが選択され、L=L1〜L2の期間、L=L3〜L4の期間およびL>L5の期間ではCSモードが選択された例が示される。   In FIG. 3, the CD mode is selected in the period from departure (travel distance L = 0) to L = L1, the period L = L2 to L3, and the period L = L4 to L5, and L = L1 to L2 An example in which the CS mode is selected is shown in the period of L = L3 to L4 and the period of L> L5.
図3に示されるように、CDモードの選択中においては、ハイブリッド制御部252(図2)は、基本的にはエンジン202を停止して、モータジェネレータ210の出力のみによって車両駆動パワーを確保するように、エンジン202およびモータジェネレータ206,210を制御する。すなわち、CDモードでは、蓄電装置216に対する内部充電が制限されるので、基本的に、エンジン202の出力によるモータジェネレータ206での発電動作は行なわれない。この結果、蓄電装置216のSOCは走行に応じて低下する。   As shown in FIG. 3, during selection of the CD mode, hybrid control unit 252 (FIG. 2) basically stops engine 202 and ensures vehicle drive power only by the output of motor generator 210. Thus, the engine 202 and the motor generators 206 and 210 are controlled. In other words, in the CD mode, internal charging of power storage device 216 is restricted, and basically, power generation operation by motor generator 206 by the output of engine 202 is not performed. As a result, the SOC of power storage device 216 decreases as the vehicle travels.
これに対して、CSモードの選択中には、蓄電装置216のSOCが予め定められた所定の制御範囲内に維持されるように、モータジェネレータ206による内部充電が制御される。すなわち、SOCが所定の制御範囲から外れて低下すると、モータジェネレータ206による内部充電の開始に応じて、エンジン202も作動を開始する。なお、エンジン202の作動によって生じる駆動パワーの一部はハイブリッド車両100の走行に用いられてもよい。   In contrast, during the CS mode selection, internal charging by motor generator 206 is controlled such that SOC of power storage device 216 is maintained within a predetermined control range. That is, when the SOC falls outside the predetermined control range, the engine 202 also starts to operate in response to the start of internal charging by the motor generator 206. A part of the driving power generated by the operation of engine 202 may be used for running hybrid vehicle 100.
一方で、SOCが所定の制御範囲を外れて上昇すると、積極的に蓄電装置216の電力を使用した車両走行が指向される。この結果、CSモード中におけるSOCは、所定の制御範囲内に維持されるように推移する。   On the other hand, when the SOC rises out of the predetermined control range, vehicle traveling that actively uses the electric power of power storage device 216 is directed. As a result, the SOC during the CS mode changes so as to be maintained within a predetermined control range.
再び、図2を参照して、バッテリ制御部254は、蓄電装置216の出力電圧VB,入出力電流IBおよび温度TBに基づいて、蓄電装置216のSOCを算出するとともに、蓄電装置216の充放電可能電力を示す、出力電力上限値Woutおよび入力電力上限値Winを設定する。たとえば、SOCは、入出力電流IB(充放電電流)に基づいて算出できる。あるいは、出力電圧VBや温度TBをさらに反映してSOCを求めてもよい。出力電力上限値Woutおよび入力電力上限値Winは、所定の関係式やマップ等に従って、主に、蓄電装置216のSOCおよび温度に基づいて設定することができる。   Referring to FIG. 2 again, battery control unit 254 calculates the SOC of power storage device 216 based on output voltage VB, input / output current IB, and temperature TB of power storage device 216, and also charges / discharges power storage device 216. An output power upper limit value Wout and an input power upper limit value Win that indicate possible power are set. For example, the SOC can be calculated based on the input / output current IB (charge / discharge current). Alternatively, the SOC may be obtained by further reflecting the output voltage VB and the temperature TB. Output power upper limit value Wout and input power upper limit value Win can be set mainly based on the SOC and temperature of power storage device 216 according to a predetermined relational expression, a map, or the like.
エンジン制御部256は、エンジン202のスロットル制御を行うとともに、エンジン202のエンジン回転数Neを検出してハイブリッド制御部252に送信する。   The engine control unit 256 performs throttle control of the engine 202, detects the engine speed Ne of the engine 202, and transmits it to the hybrid control unit 252.
ハイブリッド制御部252は、アクセルポジションセンサ142の出力信号Accと車速センサ144で検出された車速Vとに基づいて、車両全体でのトータル要求パワーを算出する。このトータル要求パワーには、モータジェネレータ206による蓄電装置216の充電電力発生のために要求されるパワー(エンジン出力)も含まれ得る。   The hybrid control unit 252 calculates the total required power for the entire vehicle based on the output signal Acc of the accelerator position sensor 142 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 144. This total required power may also include power (engine output) required for generating charging power for power storage device 216 by motor generator 206.
そして、ハイブリッド制御部252は、算出されたトータル要求パワーに従って、蓄電装置216の充放電電力が出力電力上限値Wout〜入力電力上限値Winの範囲内に収まるように管理した上で、エンジン202およびモータジェネレータ210間での出力パワー分担を決定するとともに、この分担結果に従って、エンジン202およびモータジェネレータ206,210の各々について要求回転数および要求パワー(トルク)をさらに設定する。   Hybrid control unit 252 manages engine 202 so that charging / discharging power of power storage device 216 falls within the range of output power upper limit value Wout to input power upper limit value Win according to the calculated total required power. The output power sharing between the motor generators 210 is determined, and the required rotation speed and the required power (torque) are further set for each of the engine 202 and the motor generators 206 and 210 according to the sharing result.
この出力パワー分担には、上述の走行モードが反映される。たとえば、CDモードの選択時には、トータル要求パワーが蓄電装置216の出力電力上限値Wout以下であるときには、ハイブリッド制御部252は、トータル要求パワーがモータジェネレータ210によって出力されるようにモータジェネレータ210のトルク指令を設定する一方で、エンジン202の停止を指示する。   The above-mentioned traveling mode is reflected in this output power sharing. For example, when the CD mode is selected, if the total required power is equal to or less than the output power upper limit value Wout of power storage device 216, hybrid control unit 252 causes motor generator 210 to output torque so that total required power is output by motor generator 210. While setting the command, the engine 202 is instructed to stop.
一方で、トータル要求パワーが出力電力上限値Woutより大きいときには、ハイブリッド制御部252は、エンジン202によって出力が得られるように、出力パワー分担を決定する。このように、CDモードは、エンジン202を停止状態に維持して燃料消費率を向上させることを目的としているが、ユーザからの急加速などの駆動力要求が与えられた場合には、エンジン202が始動される。あるいは、触媒暖機時や空調要求などの駆動力要求とは無関係なエンジン始動要求が発せられた場合にも、ハイブリッド制御部252は、エンジン202を作動させる。   On the other hand, when the total required power is larger than the output power upper limit value Wout, the hybrid control unit 252 determines the output power sharing so that the engine 202 can obtain an output. As described above, the CD mode is intended to improve the fuel consumption rate by maintaining the engine 202 in a stopped state. However, when a driving force request such as sudden acceleration is given from the user, the engine 202 Is started. Alternatively, the hybrid control unit 252 operates the engine 202 even when an engine start request that is not related to a driving force request such as a catalyst warm-up or an air conditioning request is issued.
これに対して、CSモードの選択時には、ハイブリッド制御部252は、総合的な燃費が最適化されるように出力パワー分担を決定する。   On the other hand, when the CS mode is selected, the hybrid control unit 252 determines the output power sharing so that the overall fuel efficiency is optimized.
ハイブリッド制御部252は、エンジン制御部256に要求回転数と要求パワーとを送信し、エンジン制御部256にエンジン202のスロットル制御を行わせる。さらに、ハイブリッド制御部252は、モータジェネレータ210の出力パワーが上記分担に従うように、モータジェネレータ206,210を制御する電力変換器218,220の制御指令(図1の信号PWM1,PWM2)を生成する。   The hybrid control unit 252 transmits the required rotation speed and the required power to the engine control unit 256, and causes the engine control unit 256 to perform throttle control of the engine 202. Furthermore, hybrid control unit 252 generates control commands (signals PWM1 and PWM2 in FIG. 1) for power converters 218 and 220 that control motor generators 206 and 210 so that the output power of motor generator 210 follows the above sharing. .
ナビゲーション装置300は、ナビゲーション制御部310と、GPSアンテナ320と、ビーコン受信部330と、ジャイロセンサ340と、表示部350と、インタフェース部360と、記憶部370とを含む。   The navigation device 300 includes a navigation control unit 310, a GPS antenna 320, a beacon receiving unit 330, a gyro sensor 340, a display unit 350, an interface unit 360, and a storage unit 370.
ナビゲーション制御部310は、代表的には、ECU250と同様の電子制御ユニット(ECU)で構成されて、目的地までの走行経路を設定する経路案内を行う。代表的には、ナビゲーション制御部310は、タッチディスプレイを含む表示部350から、ユーザによって設定された目的地の情報を得る。なお、本実施の形態を通じて、一旦設定された目的地までの走行経路の探索手法については、周知の任意の手法を適用することが可能であるので、詳細な説明は行なわない。   The navigation control unit 310 is typically configured by an electronic control unit (ECU) similar to the ECU 250, and performs route guidance for setting a travel route to the destination. Typically, the navigation control unit 310 obtains information on the destination set by the user from the display unit 350 including a touch display. It should be noted that, through the present embodiment, any known method can be applied as a method for searching for a travel route to a once set destination, and therefore detailed description will not be given.
また、ナビゲーション制御部310は、インタフェース部360を介して、CD(Compact Disk),DVD(Digital Versatile Disk)等の記録媒体355に記録された道路地図情報(データ)を読み込む。なお、道路地図データは、ハイブリッド車両100を外部充電するための充電設備(充電スタンド)に関する情報、たとえば、その位置や充電能力(特に充電速度)を示す情報を含むことが好ましい。記憶部370は、たとえばHDD(Hard Disk Drive)であり、道路地図データを不揮発的に記憶することができる。なお、記憶部370は設けられていなくてもよい。   Further, the navigation control unit 310 reads road map information (data) recorded on a recording medium 355 such as a CD (Compact Disk) and a DVD (Digital Versatile Disk) via the interface unit 360. The road map data preferably includes information on charging facilities (charging stations) for externally charging the hybrid vehicle 100, for example, information indicating its position and charging capability (particularly charging speed). Storage unit 370 is an HDD (Hard Disk Drive), for example, and can store road map data in a nonvolatile manner. Note that the storage unit 370 may not be provided.
さらに、ナビゲーション制御部310は、ビーコン受信部330によって受信された、路上に設置されたビーコンからの外部情報を受ける。たとえば、ビーコンからの外部情報によって、渋滞情報、所要時間、工事情報、速度・車線規制情報、駐車場の位置・空車情報等を取得できる他、排気ガス出力が規制される所定区域への接近についても認識することができる。あるいは、上記道路地図データ上に予め所定区域を示す情報が格納されていてもよい。   Further, the navigation control unit 310 receives external information received from the beacon receiving unit 330 from the beacons installed on the road. For example, traffic information, required time, construction information, speed / lane regulation information, parking lot position / empty vehicle information, etc. can be acquired by external information from beacons, and access to a predetermined area where exhaust gas output is regulated Can also be recognized. Alternatively, information indicating a predetermined area may be stored in advance on the road map data.
ナビゲーション制御部310は、GPSアンテナ320およびジャイロセンサ340を用いて、あるいは、車速センサ144の出力(V)をさらに用いて、自車位置情報、すなわち、車両の現在位置および進行方向を把握する。すなわち、GPSアンテナ320、ジャイロセンサ340、および、車速センサ144、あるいはこれらの一部によって、自車位置情報」を取得することができる。   The navigation control unit 310 uses the GPS antenna 320 and the gyro sensor 340 or further uses the output (V) of the vehicle speed sensor 144 to grasp the vehicle position information, that is, the current position and the traveling direction of the vehicle. That is, "the vehicle position information" can be acquired by the GPS antenna 320, the gyro sensor 340, the vehicle speed sensor 144, or a part thereof.
そして、ナビゲーション制御部310は、把握した自車位置を、道路地図データに重ねて表示部350に表示する。さらに、ナビゲーション制御部310は、ユーザによって目的地が設定された場合には、現在位置から目的地までの走行経路を探索するとともに、表示部350により経路案内を行う。周知の様に、経路案内の一環として、自車位置と探索した走行経路との関係に基づいて、音声ガイダンスが行なわれてもよい。   Then, the navigation control unit 310 displays the grasped vehicle position on the display unit 350 so as to overlap the road map data. Further, when the destination is set by the user, the navigation control unit 310 searches for a travel route from the current position to the destination and performs route guidance using the display unit 350. As is well known, as part of route guidance, voice guidance may be performed based on the relationship between the vehicle position and the searched travel route.
以下では、図4〜図6を用いて、ナビゲーション装置300の出力(図1での情報INFに相当)に基づいて、ハイブリッド車両100の自車位置に応じて走行モードが選択される例を説明する。なお、走行モード選択部251による走行モードの選択は、以下の例に限定されるものではなく、自車位置以外の情報、たとば、蓄電装置216のSOCに応じて、あるいは、複数の情報の組み合わせによってCSモードおよびCDモードの選択が実行されてもよい。   Hereinafter, an example in which the travel mode is selected according to the own vehicle position of the hybrid vehicle 100 based on the output of the navigation device 300 (corresponding to the information INF in FIG. 1) will be described with reference to FIGS. To do. Note that the selection of the driving mode by the driving mode selection unit 251 is not limited to the following example, and information other than the vehicle position, for example, depending on the SOC of the power storage device 216 or a plurality of information Depending on the combination, the selection of the CS mode and the CD mode may be performed.
図4を参照して、ハイブリッド車両100は、特定の走行区域505,510の通過を走行経路500中に含む。たとえば、走行区域505,510は市街地に相当し、走行区域505,510外の領域は郊外に相当する。   Referring to FIG. 4, hybrid vehicle 100 includes a passage of specific travel areas 505 and 510 in travel route 500. For example, the traveling areas 505 and 510 correspond to urban areas, and the area outside the traveling areas 505 and 510 corresponds to suburbs.
走行区域505,510については、環境対策等によって、排気ガス出力を伴うエンジンによる走行が禁止あるいは課金される区域であってもよい。走行区域505,510は、道路地図情報(データ)上で定義されてもよく、車両外部からの外部情報(ビーコン等)に基づいて走行区域505,510への接近・進入・離脱を検知してもよい。また、このような、市街地走行での排気ガスの出力を抑制するモードについては、ユーザによって選択可能としてもよい。   The traveling areas 505 and 510 may be areas where traveling by an engine with exhaust gas output is prohibited or charged due to environmental measures or the like. The travel areas 505 and 510 may be defined on the road map information (data), and detect the approach / entry / leaving to the travel areas 505 and 510 based on external information (beacons, etc.) from the outside of the vehicle. Also good. Moreover, about the mode which suppresses the output of the exhaust gas at the time of driving | running | working in an urban area, you may make it selectable by a user.
ハイブリッド車両100は、走行区域505,510では、CDモードを選択することによって排気ガスの出力を抑制した走行を行う一方で、走行区域505,510外では、CSモードを選択して走行する。   The hybrid vehicle 100 travels with the output of exhaust gas suppressed by selecting the CD mode in the travel areas 505 and 510, while the CS mode is selected and travels outside the travel areas 505 and 510.
図5を参照して、ハイブリッド車両100の走行距離L=L2となった地点で、走行区域505に進入することに応答して、走行モードはCSモードからCDモードへ切換えられる。上述のように、CDモードでは、エンジン202を停止して蓄電装置216の電力を使用した車両走行が行われるので、SOCは徐々に低下する。なお、図5中に点線で示されるように、CDモードの選択中にSOCが管理下限値SOClまで低下した場合には、蓄電装置216の過放電を防止するために走行モードをCSモードへ自動的に切換えてもよい。このようにすると、エンジン202の始動を伴う内部充電を行って、SOCを回復できる。   Referring to FIG. 5, the driving mode is switched from the CS mode to the CD mode in response to entering the driving area 505 at the point where the driving distance L of the hybrid vehicle 100 becomes L2. As described above, in the CD mode, since the vehicle travels using the electric power of power storage device 216 with engine 202 stopped, the SOC gradually decreases. As indicated by a dotted line in FIG. 5, when the SOC decreases to the control lower limit SOCl during the CD mode selection, the travel mode is automatically switched to the CS mode to prevent overdischarge of the power storage device 216. May be switched automatically. If it does in this way, internal charge accompanying starting of engine 202 can be performed, and SOC can be recovered.
あるいは、再び図4を参照して、走行経路500が、外部充電のための充電設備を備えた自宅等の充電ポイント530を目的地とする場合には、充電ポイント530への到着時(走行距離L=Lm)に蓄電装置216の電力を使い切るように、充電ポイント530までの走行距離に応じて、CDモードおよびCSモードを選択することも可能である。   Alternatively, referring to FIG. 4 again, when the travel route 500 has a charging point 530 such as a home equipped with a charging facility for external charging as the destination, the arrival time at the charging point 530 (travel distance) It is also possible to select the CD mode and the CS mode according to the travel distance to the charging point 530 so that the electric power of the power storage device 216 is used up for L = Lm).
この場合には、図6に示されるように、蓄電装置216のSOCに基づいて、蓄電装置216の電力のみによる走行可能距離Lrsを推定するとともに、走行距離L=L4(ただし、Lm−L4=Lrs)となった時点から、CDモードを選択することができる。   In this case, as shown in FIG. 6, based on the SOC of power storage device 216, travelable distance Lrs based only on the power of power storage device 216 is estimated and travel distance L = L4 (where Lm−L4 = The CD mode can be selected from the time when Lrs) is reached.
このようにすると、充電ポイント530への到着時にSOC=SOCl(管理下限値)とできるので、蓄電装置216の電力を有効に使い切ることによってハイブリッド車両100の燃費を向上させることができる。   In this way, since SOC = SOCl (management lower limit value) can be obtained upon arrival at the charging point 530, the fuel consumption of the hybrid vehicle 100 can be improved by effectively using the power of the power storage device 216.
上述のように、本実施の形態によるハイブリッド車両では、CDモードの選択時には、基本的には蓄電装置216からの出力電力のみによって車両駆動パワー(走行パワー)が確保されるので、蓄電装置216の放電可能電力が確保されていることが好ましい。   As described above, in the hybrid vehicle according to the present embodiment, when the CD mode is selected, vehicle driving power (running power) is basically secured only by the output power from power storage device 216. It is preferable that dischargeable power is secured.
一方で、蓄電装置216を構成する二次電池が継続的に放電されると、二次電池内部でのイオン濃度分布の偏りによって、出力可能な電力が低下するおそれがあり、かつ、このような現象は、特に、リチウムイオン二次電池で顕著となることが発明者らにより発見されている。   On the other hand, when the secondary battery constituting the power storage device 216 is continuously discharged, the output power may be reduced due to the bias of the ion concentration distribution inside the secondary battery. It has been discovered by the inventors that the phenomenon is particularly prominent in lithium ion secondary batteries.
図7には、二次電池の充放電動作と出力電力上限値の推移との関係を示す波形図である。   FIG. 7 is a waveform diagram showing the relationship between the charging / discharging operation of the secondary battery and the transition of the output power upper limit value.
図7を参照して、IB>0による放電が継続することによって、二次電池内部でのイオン濃度勾配が徐々に変化する。これによって、放電の継続による蓄積電力(SOC)の減少の他に、二次電池の出力電力が低下する現象が発生する。バッテリ制御部254は、このような現象を反映して、出力電力上限値Woutを、継続的な放電時には低下させるように構成されている。なお、上述したイオン濃度勾配の偏りによる出力電力の低下は、SOC管理の面からは、放電中止や充電要求が必要とされない場合にも起こり得るものである。   With reference to FIG. 7, the ion concentration gradient inside the secondary battery gradually changes as the discharge with IB> 0 continues. As a result, a phenomenon occurs in which the output power of the secondary battery decreases in addition to the decrease in the stored power (SOC) due to the continued discharge. The battery control unit 254 is configured to reflect the above phenomenon so as to lower the output power upper limit value Wout during continuous discharge. Note that the reduction in output power due to the above-described deviation in ion concentration gradient can also occur from the viewpoint of SOC management even when discharge stop or charge request is not required.
このような現象が発生すると、放電を中止して充電期間を設けることにより、二次電池内部に逆方向のポテンシャルを与えることによって、イオン濃度勾配の偏りを解消することができる。これにより、二次電池の出力電力(出力電力上限値Wout)についても回復させることができる。この際には、SOCを回復するための比較的長期間の充電とは異なり、充電期間そのものを短期間設けることによって、二次電池の出力電力を回復することができる。   When such a phenomenon occurs, it is possible to eliminate the bias of the ion concentration gradient by giving a reverse potential to the inside of the secondary battery by stopping the discharge and providing a charging period. Thereby, it is possible to recover the output power (output power upper limit Wout) of the secondary battery. At this time, unlike the relatively long-term charging for recovering the SOC, the output power of the secondary battery can be recovered by providing the charging period itself for a short period.
したがって、以下では、一定期間の継続的な放電動作による放電可能電力(出力電力上限値Wout)を回復するための、一定期間の蓄電装置216の充電について、「復帰充電」とも称することとする。この復帰充電は、SOCの値に直接的に基づいて要求されるものではなく、SOC管理の面から発生される充電要求とは別個のものである。   Therefore, in the following, charging of power storage device 216 for a certain period for recovering dischargeable power (output power upper limit value Wout) by continuous discharging operation for a certain period will also be referred to as “recovery charging”. This return charge is not requested directly based on the SOC value, but is separate from the charge request generated from the aspect of SOC management.
本実施の形態によるハイブリッド車両の電源システムでは、図7に示したような復帰充電の機会を、走行モード選択と関連させて適切に設けることを特徴としている。   The hybrid vehicle power supply system according to the present embodiment is characterized in that an opportunity for return charging as shown in FIG. 7 is appropriately provided in association with selection of the driving mode.
図8には、本実施の形態によるハイブリッド車両の電源システムにおけるCSモード選択中に復帰充電の機会を設けるための車両制御の処理手順が示される。図8に示すフローチャートに従う制御処理は、ECU250により所定周期毎に実行される。   FIG. 8 shows a vehicle control processing procedure for providing an opportunity for return charging during CS mode selection in the hybrid vehicle power supply system according to the present embodiment. Control processing according to the flowchart shown in FIG. 8 is executed by ECU 250 at predetermined intervals.
図8を参照して、ECU250は、ステップS100により、走行モードがCSモードであるか否かを判定し、CSモードのとき(S100のYES判定時)に、以下のステップS110〜S160の処理を実行する。   Referring to FIG. 8, ECU 250 determines in step S100 whether or not the traveling mode is the CS mode. When the driving mode is the CS mode (YES in S100), the following processing in steps S110 to S160 is performed. Execute.
ECU250は、ステップS110では、図4〜図6に説明した走行モード選択に従って、自車位置情報に基づいて、CSモードからCDモードの切換条件が成立しているかを判定する。そして、切換条件の非成立時(S110のNO判定時)には、ECU50は、ステップS120に処理を進めて、CSモードからCDモードへの切換予備条件が成立しているかどうかを判定する。   In step S110, ECU 250 determines whether the switching condition from the CS mode to the CD mode is satisfied based on the own vehicle position information in accordance with the travel mode selection described in FIGS. When the switching condition is not satisfied (NO determination in S110), ECU 50 proceeds to step S120 to determine whether a switching preliminary condition from the CS mode to the CD mode is satisfied.
ステップS120による切換予備条件は、ステップS110での切換条件の成立よりも先に成立するように予め設定された条件である。たとえば、走行区域505,510(図4)への進入時にS110での切換条件が成立したと判定する一方で、走行区域505,510への進入までの残り距離が所定以下となったときに、ステップS120での切換予備条件が成立したと判定することができる。   The switching preliminary condition in step S120 is a condition set in advance so as to be satisfied before the switching condition is satisfied in step S110. For example, when it is determined that the switching condition in S110 is satisfied when entering the traveling area 505, 510 (FIG. 4), the remaining distance until entering the traveling area 505, 510 is equal to or less than a predetermined value. It can be determined that the switching preliminary condition in step S120 is satisfied.
あるいは、図6において、目的地である充電ポイント530(図4)への残走行距離が、蓄電装置216の電力のみによる走行可能距離Lrsより短くなったときに、ステップS110での切換条件が成立したと判定させる一方で、残走行距離が、Lrsよりも長く設定された判定値を下回ったときに、ステップS120での切換予備条件が成立したと判定することができる。   Alternatively, in FIG. 6, when the remaining travel distance to the destination charging point 530 (FIG. 4) is shorter than the travelable distance Lrs using only the power of the power storage device 216, the switching condition in step S <b> 110 is established. On the other hand, when the remaining travel distance falls below the determination value set longer than Lrs, it can be determined that the switching preliminary condition in step S120 is satisfied.
そして、切換予備条件の成立時(S120のYES判定時)には、ECU250は、ステップS140により、エンジン202による蓄電装置216の充電要求を発生し、ステップS150によりCSモードを維持する。ステップS140での充電要求は、図7に説明したように、SOCを回復するための充電ではなく、一定時間(代表的には数秒程度のパルス充電が考えられる)蓄電装置216の充電期間を確保するためのものである。   When the switching precondition is satisfied (YES in S120), ECU 250 generates a charge request for power storage device 216 by engine 202 in step S140, and maintains the CS mode in step S150. The charging request in step S140 is not charging for recovering the SOC, as described with reference to FIG. 7, but secures a charging period for the power storage device 216 for a certain period of time (typically, pulse charging of several seconds is considered). Is to do.
なお、ECU250は、ステップS140の実行に先立って、ステップS130により、蓄電装置216が、復帰充電を必要とする状態であるかどうかをさらに判定してもよい。ステップS130による判定は、蓄電装置216の現時点までの充放電状態や、それが反映された出力電力上限値Woutの推移、あるいは蓄電装置216の温度TB等、蓄電装置216の状態に基づいて実行できる。   Prior to execution of step S140, ECU 250 may further determine whether or not power storage device 216 is in a state requiring return charging in step S130. The determination in step S130 can be executed based on the state of the power storage device 216, such as the state of charge / discharge of the power storage device 216 up to the present time, the transition of the output power upper limit value Wout reflecting this, or the temperature TB of the power storage device 216. .
たとえば、出力電力上限値Woutが所定値を下回っているときや、蓄電装置216の充電が所定時間以上継続しているとき、あるいは電池温度が低温であるときといった、予め定めた所定条件が成立するときに、ステップS130をYES判定として復帰充電を実行する一方で、当該所定条件がいずれも不成立のときには、ステップS130をNO判定としてステップS140をスキップしてもよい。   For example, predetermined predetermined conditions such as when the output power upper limit Wout is below a predetermined value, when the power storage device 216 continues to be charged for a predetermined time, or when the battery temperature is low are satisfied. When step S130 is determined as YES and return charging is executed, if none of the predetermined conditions is satisfied, step S130 may be determined as NO and step S140 may be skipped.
このようにすると、蓄電装置216が復帰充電不要な状態であるときには、エンジン202を始動する必要がなくなるので、燃費の無用な低下を防止できる。   In this way, when the power storage device 216 is in a state that does not require return charging, it is not necessary to start the engine 202, so that unnecessary reduction in fuel consumption can be prevented.
これに対して、ECU250は、ステップS110のYES判定時には、ステップS160に処理を進めて、走行モードをCDモードへ切換える。上述のような、S110のNO判定時におけるS120〜S140の処理によって、CSモードからCDモードへの切換の際に復帰充電の機会を設けることによって、CDモードへの切換直後においても蓄電装置216の出力電力が十分確保できる。   On the other hand, when YES is determined in step S110, ECU 250 proceeds to step S160 and switches the traveling mode to the CD mode. By providing the opportunity for return charging when switching from the CS mode to the CD mode by the processing of S120 to S140 at the time of NO determination of S110 as described above, the power storage device 216 can be operated immediately after switching to the CD mode. Sufficient output power can be secured.
この結果、蓄電装置216の放電可能電力(出力電力上限値Wout)が確実に回復された状態でCDモードを開始することができる。この結果、CDモードにおいて、蓄電装置216の保護を図りつつ、エンジン202の停止を維持した上で対応可能な車両駆動パワーを拡大できる。   As a result, the CD mode can be started in a state where the dischargeable power (output power upper limit value Wout) of the power storage device 216 is reliably recovered. As a result, in the CD mode, the vehicle driving power that can be dealt with can be increased while maintaining the stop of the engine 202 while protecting the power storage device 216.
なお、SOCに基づいて走行モードを選択する場合には、切換条件(S110)と切換予備条件(S120)とで段階的にSOC判定値を設定することにより、上記と同様の処理手順が実現できる。また、切換条件の成立を予見することが困難であるような走行モード選択を行う場合には、切換条件の成立時に復帰充電を要求し(S130,S140)、復帰充電の完了後に、走行モードを実際にCDモードへ切換える処理手順としても、図8と同様に、CSモードからCDモードへの切換の際に復帰充電の機会を設けることができる。   When selecting the travel mode based on the SOC, the same processing procedure as described above can be realized by setting the SOC determination value step by step in the switching condition (S110) and the switching preliminary condition (S120). . Further, when selecting a travel mode in which it is difficult to foresee the establishment of the switching condition, a return charge is requested when the switch condition is satisfied (S130, S140), and the travel mode is changed after the completion of the return charge. As a processing procedure for actually switching to the CD mode, as in FIG. 8, an opportunity for return charging can be provided when switching from the CS mode to the CD mode.
次に、図9〜図11を用いて、本実施の形態によるハイブリッド車両の電源システムにおけるCDモード選択中の復帰充電について説明する。なお、図9,11に示すフローチャートに従う制御処理は、ECU250により所定周期毎に実行される。   Next, return charging during CD mode selection in the power supply system of the hybrid vehicle according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The control processing according to the flowcharts shown in FIGS. 9 and 11 is executed by the ECU 250 at predetermined intervals.
上述のように、CDモードにおいては、基本的にはエンジン202は停止されるため、復帰充電のためにエンジン202の作動機会を新たに設けることは好ましくない。このため、不必要にエンジン202の作動機会を増やすことがないように、復帰充電を行う必要がある。   As described above, in the CD mode, the engine 202 is basically stopped. Therefore, it is not preferable to newly provide an operation opportunity of the engine 202 for return charging. For this reason, it is necessary to perform return charging so as not to increase the operation opportunity of the engine 202 unnecessarily.
図9を参照して、ECU250は、ステップS200により、走行モードがCDモードであるか否かを判定し、CDモードのとき(S200のYES判定時)に、以下のステップS210〜S240の処理を実行する。   Referring to FIG. 9, ECU 250 determines in step S200 whether or not the running mode is the CD mode, and when in the CD mode (when YES is determined in S200), the following processing in steps S210 to S240 is performed. Execute.
ECU250は、ステップS220では、エンジン202が既に始動中であるか、あるいは復帰充電とは異なる要因、たとえば、ユーザからの駆動力要求、あるいは、駆動力要求とは異なる触媒暖機要求や車室内の暖房要求等によりエンジン202に始動要求が出されているかどうかを判定する。   In step S220, the ECU 250 determines whether the engine 202 has already been started or a factor different from the return charge, such as a driving force request from the user or a catalyst warm-up request or a vehicle interior request different from the driving force request. It is determined whether a start request is issued to the engine 202 due to a heating request or the like.
そして、エンジン202が始動中、あるいは、エンジン202の始動要求があるとき(S210のYES判定時)には、ECU250は、ステップS230により、車両全体のトータル要求パワーppがエンジンの出力最大パワーpemaxよりも小さいかどうかを判定する。そして、pp<pemaxのとき(S230のYES判定時)には、ECU250は、ステップS240に処理を進めて、エンジン202の出力パワーを本来必要な値から増加させる。そして。この増加分パワーによって、蓄電装置216の復帰充電を行うための、エンジン出力が確保される。   When engine 202 is starting or when there is a request to start engine 202 (YES in S210), ECU 250 causes total required power pp of the entire vehicle to be greater than engine maximum output power pemax in step S230. Is also determined whether it is too small. When pp <pemax (YES in S230), ECU 250 advances the process to step S240 to increase the output power of engine 202 from the originally required value. And then. With this increased power, engine output for performing return charging of the power storage device 216 is secured.
ステップS240による復帰充電のためのエンジン出力は、図10に示すように確保される。   The engine output for return charging in step S240 is ensured as shown in FIG.
図10を参照して、時刻taよりも以前の時点で、エンジン202は既に始動されており、図9のステップS220がYES判定になったと想定する。この場面で、トータル要求パワーppがエンジン202の出力最大パワーpemaxよりも低いときには、図10に点線で示すように、本来のトータル要求パワー値(pp=p1)に対して、復帰充電用の出力パワーΔpを上乗せするようにトータル要求パワーppを設定する。   Referring to FIG. 10, it is assumed that engine 202 has already been started at a time prior to time ta and step S220 of FIG. 9 has been determined to be YES. In this situation, when the total required power pp is lower than the maximum output power pemax of the engine 202, as shown by the dotted line in FIG. 10, the output for return charging with respect to the original total required power value (pp = p1). The total required power pp is set so that the power Δp is added.
このトータル要求パワーの追加分Δpは、エンジン202の出力要求パワーに反映される。そして、Δpによるモータジェネレータ206の発電によって、復帰充電のための充電電流IB=−I1を発生することができる。   This additional amount Δp of the total required power is reflected in the output required power of the engine 202. A charging current IB = −I1 for return charging can be generated by power generation of the motor generator 206 by Δp.
そして、時刻taからユーザのアクセルペダル操作によってpp>pemaxとなると、エンジン202ではトータル要求パワーppの全部を賄うことができないため、車両駆動パワーを確保するために、蓄電装置216から電力が出力される(IB>0)。   When pp> pemax is satisfied by the user's accelerator pedal operation from time ta, the engine 202 cannot cover all of the total required power pp. Therefore, in order to secure vehicle driving power, power is output from the power storage device 216. (IB> 0).
本実施の形態によれば、時刻ta以前での復帰充電によって、時刻tb以降での蓄電装置216の出力電力(Wout)を確保し易くなる。これにより、図10に点線(復帰充電有)と実線(復帰充電無)との比較から理解されるように、蓄電装置216からの出力電力をより確保しやすくなる。この結果、ユーザの駆動パワー要求(加速要求)に十分に反応できるので運転快適性を向上できる。   According to the present embodiment, it is easy to ensure the output power (Wout) of power storage device 216 after time tb by return charging before time ta. Thereby, as understood from the comparison between the dotted line (with return charging) and the solid line (without return charging) in FIG. 10, it becomes easier to secure the output power from the power storage device 216. As a result, it is possible to sufficiently respond to the user's driving power request (acceleration request), so that driving comfort can be improved.
再び図9を参照して、ステップS220〜S240による復帰充電の制御とともに、図8のステップS130と同様のステップS210を実行することによって、蓄電装置216が、復帰充電を必要とする状態であるかどうかをさらに判定してもよい。   Referring to FIG. 9 again, whether or not power storage device 216 is in a state requiring return charge by executing step S210 similar to step S130 in FIG. 8 together with the control of return charge in steps S220 to S240. You may further determine whether.
このようにすると、蓄電装置216が復帰充電不要な状態であるとき(S210のNO判定時)には、エンジン202が復帰充電以外の要因で始動中あるいは始動要求中であっても、不必要な復帰充電を非実行とできる。これにより、エンジン202の出力が無用に増大することを防止できるので、燃費の改善を図ることができる。   In this way, when the power storage device 216 is in a state that does not require return charging (NO in S210), it is unnecessary even if the engine 202 is being started or requested to start due to a factor other than return charging. Return charging can be disabled. As a result, it is possible to prevent the output of the engine 202 from being increased unnecessarily, so that fuel efficiency can be improved.
あるいは、CDモード選択時においては、図11に示すように、ユーザからの加速要求の発生を予測して復帰充電を予め実行するようにしてもよい。   Alternatively, when the CD mode is selected, as shown in FIG. 11, it is possible to predict the occurrence of an acceleration request from the user and execute return charging in advance.
図11には、エンジン202が停止された停車状態からの車両発進時において、必要に応じて復帰充電の機会を確保するための制御処理手順が示される。   FIG. 11 shows a control processing procedure for securing an opportunity for return charging as required when the vehicle starts from a stop state in which the engine 202 is stopped.
図11を参照して、ECU250は、ステップS200により、走行モードがCDモードであるか否かを判定し、CDモードのとき(S200のYES判定時)に、以降のステップの処理を実行する。   Referring to FIG. 11, ECU 250 determines in step S200 whether or not the running mode is the CD mode, and executes the processing of the subsequent steps when in the CD mode (when YES is determined in S200).
ECU250は、ステップS250により、車両停車中であるかを判定し、車両停車時(S250のYES判定時)には、ステップS260により、ブレーキペダル(図示せず)がオン状態からオフ状態に変化したか否かを判定する。ステップS260では、前回の制御周期でのブレーキペダル踏力との比較等に従って、踏み込まれていたブレーキペダルが踏み離されたことを検知できる。   In step S250, ECU 250 determines whether or not the vehicle is stopped. When the vehicle is stopped (YES in S250), the brake pedal (not shown) is changed from the on state to the off state in step S260. It is determined whether or not. In step S260, it can be detected that the brake pedal that has been depressed is released according to a comparison with the brake pedal depression force in the previous control cycle.
そして、ECU250は、S260のYES判定時には、ステップS270に処理を進めて、停止されたエンジン202を始動することによって、あるいは、エンジン202が作動中であればその出力をΔp増加させることによって、蓄電装置216の復帰充電を行う。このようにすると、停車からの車両発進時にブレーキペダルが離された瞬間から、以降のアクセルペダルの踏込に備えて、蓄電装置216の出力電力(Wout)を確保することができる。すなわち、アクセルペダルの踏込による加速要求に対応する蓄電装置216からの出力電力不足を未然に防止することによって、運転快適性を向上できる。   Then, when YES is determined in S260, ECU 250 advances the process to step S270 to start engine 202 that has been stopped, or increases the output by Δp if engine 202 is in operation. The device 216 is recharged. If it does in this way, the output electric power (Wout) of the electrical storage apparatus 216 can be ensured in preparation for the subsequent depression of the accelerator pedal from the moment when the brake pedal is released when the vehicle starts from the stop. In other words, driving comfort can be improved by preventing a shortage of output power from the power storage device 216 corresponding to the acceleration request due to depression of the accelerator pedal.
なお、ステップS250,S260のいずれかがNO判定であるときには、上述のような、直後にユーザによる加速要求の発生が予測される車両状態ではないため、ステップS270はスキップされて復帰充電は非実行とされる。   When any of steps S250 and S260 is NO, the vehicle state is not predicted to cause an acceleration request by the user immediately as described above. Therefore, step S270 is skipped and return charging is not executed. It is said.
あるいは、ステップSS250,S260に先立って、図9と同様のステップS210をさらに実行して、蓄電装置216が、復帰充電を必要とする状態であるかどうかをさらに判定してもよい。   Alternatively, prior to steps SS250 and S260, step S210 similar to FIG. 9 may be further executed to further determine whether or not power storage device 216 is in a state that requires a return charge.
このようにすると、蓄電装置216が復帰充電不要な状態であるとき(S210のNO判定時)には、直後にユーザによる加速要求の発生が予測される車両状態であっても、不必要な復帰充電を非実行とできる。これにより、エンジン202が復帰充電の目的によって無用に始動されることを防止できるので、燃費の改善を図ることができる。   In this way, when the power storage device 216 is in a state that does not require return charging (when NO is determined in S210), an unnecessary return is required even in a vehicle state in which an acceleration request from the user is predicted to be generated immediately thereafter. Charging can be disabled. As a result, it is possible to prevent the engine 202 from being started unnecessarily for the purpose of return charging, so that fuel consumption can be improved.
以上説明したように、本実施の形態によれば、CSモードおよびCDモードを含む走行モード選択を行うように構成されたハイブリッド車両において、CSモードからCDモードへの移行の際にSOC管理とは独立させて復帰充電を実行することにより、蓄電装置216の放電可能電力(Wout)が確実に回復された状態で、主に電動機出力による車両走行を行うCDモードを開始することができる。また、CDモードでの走行時にも、エンジン202の作動機会をいたずらに増大させることなく、適切に復帰充電の機会を設けることができる。   As described above, according to the present embodiment, in the hybrid vehicle configured to perform the driving mode selection including the CS mode and the CD mode, the SOC management is performed at the time of transition from the CS mode to the CD mode. By executing the return charging independently, the CD mode in which the vehicle travels mainly by the motor output can be started in a state where the dischargeable power (Wout) of the power storage device 216 is reliably recovered. In addition, even when traveling in the CD mode, it is possible to appropriately provide a return charging opportunity without unnecessarily increasing the operation opportunity of the engine 202.
この結果、ハイブリッド車両100では、CDモードでの走行において、蓄電装置216の保護を図りつつ、蓄電装置216からの電力によって対応可能な車両駆動パワーを拡大できる。   As a result, in hybrid vehicle 100, the vehicle drive power that can be handled by the electric power from power storage device 216 can be increased while protecting power storage device 216 during traveling in the CD mode.
なお、本実施の形態では、ハイブリッド車両100(図1)について、車両外部の充電設備によって充電可能な構成を例示したが、本発明の適用は、かかる構成のハイブリッド車両に限定されるものではない。すなわち、ハイブリッド車両100において、充電器224(図1)に代表される外部充電のための構成は必須ではなく、CSモードおよびCDモードの間で走行モードを選択する、特に、CSモードからCDモードへの遷移を有するハイブリッド車両であれば、蓄電装置216を外部充電可能な構成を具備していなくても、本発明の適用が可能である点について確認的に記載する。   In the present embodiment, for hybrid vehicle 100 (FIG. 1), a configuration that can be charged by a charging facility outside the vehicle is illustrated, but application of the present invention is not limited to the hybrid vehicle having such a configuration. . That is, in hybrid vehicle 100, the configuration for external charging represented by charger 224 (FIG. 1) is not essential, and the driving mode is selected between the CS mode and the CD mode. In the case of a hybrid vehicle having a transition to, the fact that the present invention can be applied even if the power storage device 216 is not configured to be externally charged will be described in a confirming manner.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
この発明は、CDモードおよびCSモード間の走行モード選択を行うハイブリッド車両に適用することができる。   The present invention can be applied to a hybrid vehicle that selects a traveling mode between a CD mode and a CS mode.
100 ハイブリッド車両、142 アクセルポジションセンサ、144 車速センサ、145 モード選択スイッチ、202 エンジン、204 動力分割機構、206,210 モータジェネレータ、208 伝達ギヤ、212 エンジン、214 車輪、216 蓄電装置、218,220 電力変換器、222 燃料タンク、224 充電器、251 走行モード選択部、252 ハイブリッド制御部、254 バッテリ制御部、256 エンジン制御部、260 燃料補給口、270 充電コネクタ、280 充電ケーブル、300 ナビゲーション装置、310 ナビゲーション制御部、320 アンテナ、330 ビーコン受信部、340 ジャイロセンサ、350 表示部、355 記録媒体、360 インタフェース部、370 記憶部、500 走行経路、505,510 走行区域、530 充電ポイント、FL 燃料残量、IB 入出力電流(蓄電装置)、INS 情報(走行モード選択)、L 走行距離、Lrs 走行可能距離(EV)、Ne エンジン回転数、pemax エンジン出力最大パワー、pp トータル要求パワー、PWM1,PWM2,PWM3 信号、SOCl SOC管理下限値、TB 温度(蓄電装置)、V 車速、VB 出力電圧(蓄電装置)、Win 入力電力上限値、Wout 出力電力上限値、Δp 出力パワー追加分(復帰充電)。   100 hybrid vehicle, 142 accelerator position sensor, 144 vehicle speed sensor, 145 mode selection switch, 202 engine, 204 power split mechanism, 206, 210 motor generator, 208 transmission gear, 212 engine, 214 wheel, 216 power storage device, 218, 220 power Converter, 222 Fuel tank, 224 Charger, 251 Driving mode selection unit, 252 Hybrid control unit, 254 Battery control unit, 256 Engine control unit, 260 Fuel supply port, 270 Charging connector, 280 Charging cable, 300 Navigation device, 310 Navigation control unit, 320 antenna, 330 beacon receiving unit, 340 gyro sensor, 350 display unit, 355 recording medium, 360 interface unit, 370 storage unit, 50 Traveling path, 505, 510 Traveling area, 530 Charging point, FL Fuel remaining amount, IB input / output current (power storage device), INS information (traveling mode selection), L traveling distance, Lrs Travelable distance (EV), Ne engine rotation Number, pemax engine output maximum power, pp total required power, PWM1, PWM2, PWM3 signal, SOCI SOC management lower limit value, TB temperature (power storage device), V vehicle speed, VB output voltage (power storage device), Win input power upper limit value, Wout Output power upper limit, Δp Additional output power (return charge).

Claims (9)

  1. 動力源として内燃機関および電動機を搭載するハイブリッド車両の電源システムであって、
    前記電動機に対して電力を入出力可能に構成された蓄電装置と、
    前記内燃機関の出力によって前記蓄電装置の充電電力を発生するための発電部と、
    前記蓄電装置の状態検出値に基づいて前記蓄電装置の残容量を推定するように構成された充放電制御部と、
    前記蓄電装置の残容量を所定の制御範囲内に維持して走行するように前記内燃機関および前記電動機を使用する第1の走行モードと、前記蓄電装置の電力を用いて主に前記電動機によって走行するように前記内燃機関および前記電動機を使用する第2の走行モードとの一方を選択するように構成された走行モード選択部と、
    前記走行モード選択部による選択結果に基づいて前記内燃機関および前記電動機を制御するように構成されたハイブリッド制御部とを備え、
    前記ハイブリッド制御部は、前記第1の走行モードから前記第2の走行モードへの遷移に際して、前記蓄電装置の放電可能電力を復帰させるための復帰充電のために前記内部充電の実行を指示するように構成される、ハイブリッド車両の電源システム。
    A power supply system for a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and an electric motor as a power source,
    A power storage device configured to be able to input and output power to the motor;
    A power generation unit for generating charging power of the power storage device by an output of the internal combustion engine;
    A charge / discharge control unit configured to estimate a remaining capacity of the power storage device based on a state detection value of the power storage device;
    A first traveling mode in which the internal combustion engine and the electric motor are used so as to travel while maintaining the remaining capacity of the power storage device within a predetermined control range, and traveling mainly by the motor using the power of the power storage device. A travel mode selection unit configured to select one of the internal combustion engine and the second travel mode using the electric motor;
    A hybrid control unit configured to control the internal combustion engine and the electric motor based on a selection result by the travel mode selection unit;
    The hybrid control unit instructs the execution of the internal charging for return charging for returning the dischargeable power of the power storage device upon transition from the first driving mode to the second driving mode. A hybrid vehicle power system.
  2. 前記ハイブリッド制御部は、前記残容量の推定値にかかわらず、前記復帰充電のために前記内部充電の実行を指示する、請求項1記載のハイブリッド車両の電源システム。   The hybrid vehicle power supply system according to claim 1, wherein the hybrid control unit instructs execution of the internal charging for the return charging regardless of the estimated value of the remaining capacity.
  3. 前記ハイブリッド車両は、前記ハイブリッド車両の自車位置情報と、道路地図情報および車両外部からの外部情報の少なくとも一方の情報とを取得可能に構成されたナビゲーション装置をさらに備え、
    前記走行モード選択部は、前記自車位置情報と前記少なくとも一方の情報との関係に基づいて、前記第1および前記第2の走行モードの一方を選択するように構成され、
    前記ハイブリッド制御部は、前記第1の走行モードの選択時において、前記第2の走行モードへの切換条件よりも先に成立されるように設定された所定の切換予備条件の成立時に、前記復帰充電のために前記内部充電の実行を指示する、請求項1または2に記載のハイブリッド車両の電源システム。
    The hybrid vehicle further includes a navigation device configured to be able to acquire own vehicle position information of the hybrid vehicle and at least one of road map information and external information from outside the vehicle,
    The travel mode selection unit is configured to select one of the first and second travel modes based on the relationship between the vehicle position information and the at least one information,
    The hybrid control unit, when the first traveling mode is selected, returns when the predetermined switching preliminary condition set to be satisfied before the switching condition to the second traveling mode is satisfied. The power supply system for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein execution of the internal charging is instructed for charging.
  4. 前記ハイブリッド制御部は、前記第1の走行モードから前記第2の走行モードへの遷移に際して、前記蓄電装置の状態に応じて前記復帰充電の要否をさらに判断する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の電源システム。   The hybrid control unit further determines whether or not the return charging is necessary in accordance with a state of the power storage device at the time of transition from the first travel mode to the second travel mode. The power supply system of the hybrid vehicle of Claim 1.
  5. 前記ハイブリッド制御部は、さらに、前記第2の走行モードの選択時において、前記残容量の推定値にかかわらず、車両状態が所定条件を満たしたときに、前記復帰充電のために前記内部充電の実行を指示する、請求項1記載のハイブリッド車両の電源システム。   The hybrid control unit further performs the internal charging for the return charging when the vehicle condition satisfies a predetermined condition regardless of the estimated value of the remaining capacity when the second traveling mode is selected. The power supply system for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein execution is instructed.
  6. 前記ハイブリッド制御部は、前記第2の走行モードの選択時において、前記復帰充電とは異なる要求によって前記内燃機関が始動される場合に、前記ハイブリッド車両の走行のための全体要求パワーが、前記内燃機関の出力最大値よりも低いときに、前記内燃機関の出力を前記要求による出力よりも増大させることによって前記内部充電の実行を指示する、請求項5記載のハイブリッド車両の電源システム。   When the internal combustion engine is started by a request different from the return charge when the second travel mode is selected, the hybrid control unit determines that the total required power for travel of the hybrid vehicle is the internal combustion engine 6. The power supply system for a hybrid vehicle according to claim 5, wherein when the engine output is lower than a maximum output value of the engine, execution of the internal charging is instructed by increasing the output of the internal combustion engine from the output according to the request.
  7. 前記ハイブリッド制御部は、前記第2の走行モードの選択時において、前記内燃機関が停止された停車状態でブレーキペダルがオン状態からオフ状態に遷移すると、前記内燃機関の始動あるいは出力増加によって、前記前記復帰充電のための前記内部充電の実行を指示する、請求項5記載のハイブリッド車両の電源システム。   The hybrid control unit, when the second traveling mode is selected, when the brake pedal transitions from an on state to an off state in a stopped state where the internal combustion engine is stopped, by the start of the internal combustion engine or an increase in output, The power supply system for a hybrid vehicle according to claim 5, wherein execution of the internal charging for the return charging is instructed.
  8. 前記ハイブリッド制御部は、前記第2の走行モードの選択時において、前記蓄電装置の状態に応じて前記復帰充電の要否をさらに判断する、請求項5〜7のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の電源システム。   The hybrid according to any one of claims 5 to 7, wherein the hybrid control unit further determines whether or not the return charging is necessary according to a state of the power storage device when the second traveling mode is selected. Vehicle power system.
  9. 車両外部の電源によって前記蓄電装置を充電するように構成された充電器をさらに備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の電源システム。   The power supply system for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 8, further comprising a charger configured to charge the power storage device with a power supply external to the vehicle.
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