JP2011218843A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle.
従来、この種のハイブリッド自動車としては、車軸に連結された駆動軸とエンジンの出力軸と第1モータの回転軸とを遊星歯車機構の3つの回転要素に接続すると共に第2モータの回転軸を駆動軸に接続したハイブリッド自動車において、エンジンの運転を停止して電動機からの動力で走行するEV走行モードで走行している最中に空調要求がなされたとき、空調要求が車室内の温度を調整するために空調装置を作動するための要求であるときにはEV走行モードによる走行を継続し、空調要求がウィンドウの曇りを取るためのデフロスタを作動するための要求であるときにはエンジンを始動してEV走行モードを解除するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この自動車では、こうした制御により、空調要求がなされたときに頻繁にエンジンが始動されることによるエネルギ効率の低下を抑制している。 Conventionally, in this type of hybrid vehicle, a drive shaft connected to an axle, an output shaft of an engine, and a rotation shaft of a first motor are connected to three rotation elements of a planetary gear mechanism and a rotation shaft of a second motor is used. In a hybrid vehicle connected to the drive shaft, when the air conditioning request is made while the vehicle is running in the EV traveling mode in which the engine is stopped and the vehicle is driven by the power from the electric motor, the air conditioning request adjusts the temperature in the passenger compartment. Therefore, when the air conditioner is a request for operating the air conditioner, the travel in the EV travel mode is continued, and when the air condition request is a request for operating the defroster for defrosting the window, the engine is started and the EV travel is performed. A device for canceling the mode has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this automobile, such control suppresses a decrease in energy efficiency due to frequent start of the engine when an air conditioning request is made.
上述のハイブリッド自動車では、冷間時にエンジンの運転を停止して停車している状態で乗員室内を暖房するための空調要求がなされたときには、エンジンの負荷運転を開始してエンジンを暖機する制御が行なわれている。エンジンを負荷運転すると、第1モータによる発電電力でバッテリが充電されるが、バッテリが既に満充電に近い状態であるときには第1モータによる発電電力でバッテリを充電することができなくなるためエンジンを自立運転させるため、エネルギ効率が低下してしまう場合がある。よって、より長くエンジンの負荷運転を継続して、エネルギ効率の向上を図ることが望ましい。 In the above-described hybrid vehicle, when an air conditioning request for heating the passenger compartment is made in a state where the engine operation is stopped and the vehicle is stopped when it is cold, control for starting engine load operation and warming up the engine is performed. Has been done. When the engine is loaded, the battery is charged with the power generated by the first motor. However, when the battery is already near full charge, the battery cannot be charged with the power generated by the first motor, so the engine is independent. In order to operate, energy efficiency may fall. Therefore, it is desirable to improve the energy efficiency by continuing the engine load operation for a longer time.
本発明のハイブリッド自動車は、冷間時のエネルギ効率の向上を図ることを主目的とする。 The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to improve energy efficiency during cold weather.
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と駆動輪に連結された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能なバッテリと、前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房する暖房装置と、前記バッテリに蓄えられている蓄電容量の全容量に対する割合としての蓄電割合を検出する蓄電割合検出手段と、前記検出された蓄電割合が予め定められた目標蓄電割合範囲内になるよう前記内燃機関の間欠運転を伴って走行に要求される要求動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車において、
地図情報を記憶する記憶媒体を有し該記憶媒体に記憶されている地図情報と車両の現在位置と操作者により設定された目的位置とを用いて前記現在位置から前記設定された目的位置までの経路案内を実行するナビゲーションシステムと、
外気温を検出する温度センサと、
前記ナビゲーションシステムに記憶されている地図情報と車両の現在位置と前記設定された目的位置とを用いて前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機からの動力を用いて前記現在位置から前記設定された目的位置まで走行するのに必要な走行用必要蓄電割合を設定すると共に前記内燃機関を始動するために必要な前記バッテリの蓄電割合として予め定められた始動用必要蓄電割合に前記設定された走行用必要蓄電割合を加えたものを総必要蓄電割合として設定する総必要蓄電割合設定手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記ナビゲーションシステムにより経路案内が実行されている最中に前記温度センサにより検出された外気温が前記乗員室内の暖房を促進するために前記内燃機関を運転する暖房用運転要求がなされる温度範囲の上限として予め定められた所定温度以下であるとき、前記バッテリの蓄電割合が前記総必要蓄電割合未満であるときに前記バッテリの蓄電割合が前記目標蓄電割合範囲内になるよう前記内燃機関の間欠運転を伴って前記要求動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記バッテリの蓄電割合が前記総必要蓄電割合以上であるときには前記バッテリの蓄電量が前記目標蓄電割合範囲内にあるか否かに拘わらず前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機から動力を出力しながら前記要求動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する手段である
ことを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
A planet in which three rotating elements are connected to three axes of an internal combustion engine, a generator capable of inputting / outputting power, an output shaft of the internal combustion engine, a rotating shaft of the generator, and a driving shaft connected to driving wheels. A gear mechanism, an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft, a battery capable of exchanging electric power with the generator and the electric motor, a heating device for heating a passenger compartment using the internal combustion engine as a heat source, and the battery Storage ratio detecting means for detecting a storage ratio as a ratio of the storage capacity stored in the battery to the total capacity, and intermittent operation of the internal combustion engine so that the detected storage ratio falls within a predetermined target storage ratio range In a hybrid vehicle comprising: a control means for controlling the internal combustion engine, the generator, and the electric motor so as to travel with required power required for traveling with
From the current position to the set target position using the map information stored in the storage medium, the current position of the vehicle, and the target position set by the operator A navigation system for performing route guidance;
A temperature sensor for detecting the outside air temperature;
Using the map information stored in the navigation system, the current position of the vehicle, and the set target position, the setting from the current position is performed using the power from the electric motor while the operation of the internal combustion engine is stopped. The required power storage ratio for traveling required to travel to the target position is set, and is set to the required power storage ratio for starting that is predetermined as the power storage ratio of the battery required to start the internal combustion engine. A total required power storage ratio setting means for setting a total required power storage ratio by adding the required power storage ratio for traveling;
With
The control means has a heating operation request for operating the internal combustion engine so that the outside air temperature detected by the temperature sensor during route guidance by the navigation system promotes heating of the passenger compartment. The battery storage rate is within the target power storage rate range when the battery storage rate is less than the total required power storage rate when the temperature is below a predetermined temperature as an upper limit of the temperature range to be made The internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled so as to travel with the required power accompanied by intermittent operation of the internal combustion engine, and when the storage ratio of the battery is equal to or greater than the total required storage ratio, the storage amount of the battery Output power from the electric motor in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped regardless of whether or not the electric power is within the target power storage ratio range. And summarized in that a means for controlling said electric motor and said internal combustion engine and the generator to traveling by the power demand.
この本発明のハイブリッド自動車では、検出された蓄電割合が予め定められた目標蓄電割合範囲内になるよう内燃機関の間欠運転を伴って走行に要求される要求動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。これにより、バッテリの蓄電割合を目標蓄電割合範囲内にしながら要求動力により走行することができる。そして、ナビゲーションシステムにより経路案内が実行されている最中に温度センサにより検出された外気温が乗員室内の暖房を促進するために内燃機関を運転する暖房用運転要求がなされる温度範囲の上限として予め定められた所定温度以下であるとき、バッテリの蓄電割合が総必要蓄電割合未満であるときにバッテリの蓄電割合が目標蓄電割合範囲内になるよう内燃機関の間欠運転を伴って要求動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。
これにより、バッテリの蓄電割合を目標蓄電割合範囲内にしながら要求動力により走行することができる。そして、バッテリの蓄電割合が総必要蓄電割合以上であるときにはバッテリの蓄電量が目標蓄電割合範囲内にあるか否かに拘わらず内燃機関の運転を停止した状態で電動機から動力を出力しながら要求動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。バッテリの蓄電割合を始動用必要蓄電割合程度にした状態で目的位置に到着することができるから、次にシステム起動されて乗員室内の暖房を促進するために内燃機関を運転する暖房用運転要求がなされたときには、より長く内燃機関を負荷運転することができる。これにより、エネルギ効率の向上を図ることができる。
In the hybrid vehicle of the present invention, the internal combustion engine and the generator are driven so as to travel with the required power required for traveling with intermittent operation of the internal combustion engine so that the detected power storage ratio is within a predetermined target power storage ratio range. And the motor. As a result, the vehicle can travel with the required power while keeping the storage ratio of the battery within the target storage ratio range. Then, the outside temperature detected by the temperature sensor while the route guidance is being executed by the navigation system is used as the upper limit of the temperature range in which the heating operation request for operating the internal combustion engine is made to promote the heating of the passenger compartment. When the temperature is below a predetermined temperature set in advance, the battery is driven by the requested power with intermittent operation of the internal combustion engine so that the battery storage ratio is within the target storage ratio range when the battery storage ratio is less than the total required storage ratio. The internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled to do so.
As a result, the vehicle can travel with the required power while keeping the storage ratio of the battery within the target storage ratio range. When the battery storage ratio is equal to or greater than the total required storage ratio, the request is made while outputting power from the electric motor while the operation of the internal combustion engine is stopped regardless of whether or not the battery storage capacity is within the target storage ratio range. The internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled so as to travel by power. Since it is possible to arrive at the target position in a state where the storage ratio of the battery is about the required storage ratio for starting, there is a heating operation request for operating the internal combustion engine in order to promote the heating of the passenger compartment when the system is next started. When done, the internal combustion engine can be operated for a longer time. Thereby, energy efficiency can be improved.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の第1実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン32と、エンジン32の冷却水の温度を検出する温度センサ33からの冷却水温度Twなどの種々の検出値や制御値を入力してエンジン32を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット36と、エンジン32のクランクシャフト34にキャリアが接続されると共に駆動輪26a,26bにデファレンシャルギヤ24を介して連結された駆動軸22にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ38と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ38のサンギヤに接続されたモータ41と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸22に接続されたモータ42と、モータ41,42を駆動するためのインバータ43,44と、インバータ43,44の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータ41,42を駆動制御するモータ用電子制御ユニット46と、インバータ43,44を介してモータ41,42と電力をやりとりするバッテリ48と、地図データやルート検索プログラムが記憶されたハードディスクなどの記録媒体を内蔵し車両の現在位置に関する情報を取得すると共に車両の現在位置と目的地と地図データとを用いて現在位置から目的地までの走行ルートを探索して図示しないディスプレイに表示出力するナビゲーションシステム60と、乗員室内の温度が設定された設定温度Tsetより低いときにエンジン32を冷却する図示しない冷却水の熱を用いて乗員室内を設定温度まで暖房する暖房装置62と、バッテリ48の温度を検出する温度センサ49からのバッテリ温度Tbやシフトレバーのポジションを検出するシフトポジションセンサ52からのシフトポジション,アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ54からのアクセル開度,ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ56からのブレーキポジション,車速センサ58からの車速V,車外の気温を検出する外気温センサ64からの外気温Tatを入力すると共にエンジン用電子制御ユニット36やモータ用電子制御ユニット46,ナビゲーションシステム60,暖房装置62と通信して車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット50と、を備える。なお、ナビゲーションシステム60に内蔵される記憶媒体には、地図データとしては、サービス情報(観光情報や駐車場など)や予め定められた走行区間毎の道路情報がデータベース化して記憶されており、こうした道路情報としては、道路周辺の地域情報(山岳地,市街地,郊外など)や道路の種別情報(一般道路,高速道路など),道路の勾配情報(平坦,緩やか,急など)が記憶されている。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
実施例のハイブリッド自動車20では、基本的には、ハイブリッド用電子制御ユニット50によって実行される以下に説明する駆動制御によりエンジン32の間欠運転を伴って走行する。以下、説明の都合上、エンジン32から出力される動力とモータ42から入出力される動力とを用いた走行をハイブリッド走行といい、モータ42から入出力される動力だけを用いた走行を電動走行という。ハイブリッド用電子制御ユニット50は、まず、アクセルペダルポジションセンサ54からのアクセル開度と車速センサ58からの車速Vとに応じて走行のために駆動軸22に要求される要求トルクを設定すると共に設定した要求トルクに駆動軸22の回転数(例えば、モータ42の回転数や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーを計算する。続いて、計算した走行用パワーからバッテリ48に蓄えられている蓄電量の全容量に対する割合である蓄電割合SOCに応じて得られるバッテリ48を充放電するための補正パワー(バッテリ48から放電するときが正の値)を減じてエンジン32から出力すべきパワーとしてのエンジン指令パワーを設定する。ここで、蓄電割合SOCは、バッテリ48を充放電する電流を検出し、充放電電流に基づいて算出したものを用いるものとした。また、補正パワーは、蓄電割合SOCが40%以上60%以下の通常目標SOC範囲内になるよう設定するものとした。そして、設定したエンジン指令パワーをエンジン32を始動するための始動用閾値やエンジン32の運転を停止するための停止用閾値と比較し、エンジン32の運転を停止しているときにエンジン指令パワーが始動用閾値を超えたときやエンジン32を運転しているときにエンジン指令パワーが停止用閾値以上のときには、エンジン32が運転を停止しているときにはエンジン32を始動し、エンジン32が運転されているときにはエンジン32の運転を継続する。ここで、始動用閾値は、エンジン32を効率よく運転することができるパワー領域の下限近傍のパワーとして予め定められたパワーを用いるものとし、停止用閾値は、始動用閾値より若干小さいパワーとして予め定められたパワーを用いるものとした。エンジン32の運転を継続しているときやエンジン32を始動した後は、エンジン指令パワーを効率よくエンジン32から出力することができるエンジン32の回転数とトルクとの関係としての動作ライン(例えば、燃費最適動作ライン)を用いてエンジン32の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定し、バッテリ48を充放電することができる最大電力としての入出力制限の範囲内で、エンジン32の回転数が目標回転数となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータ41から出力すべきトルクとしてのトルク指令を設定すると共にモータ41をトルク指令で駆動したときにプラネタリギヤ38を介して駆動軸22に作用するトルクを要求トルクから減じて得られるトルクをモータ42のトルク指令として設定する。そして、設定したエンジン32の目標回転数と目標トルクとについてはエンジン用電子制御ユニット36に送信し、モータ41,42のトルク指令についてはモータ用電子制御ユニット46に送信する。目標回転数と目標トルクとを受信したエンジン用電子制御ユニット36は、目標回転数と目標トルクとによってエンジン32が運転されるようエンジン32の吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを実行し、モータ41,42のトルク指令を受信したモータ用電子制御ユニット46は、モータ41,42がトルク指令で駆動されるようインバータ43,44のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、バッテリ48の蓄電割合SOCを通常目標SOC範囲内にしながらハイブリッド走行により走行することができる。
The
設定したエンジン指令パワーをエンジン32を始動するための始動用閾値やエンジン32の運転を停止するための停止用閾値と比較し、エンジン32を運転しているときにエンジン指令パワーが停止用閾値を下回ったときやエンジン32の運転を停止しているときにエンジン指令パワーが始動用閾値以下であるときには、エンジン32の運転を停止するようエンジン用電子制御ユニット36にエンジン運転停止指令を送信する。エンジン運転指令を受信したエンジン用電子制御ユニット36は、エンジン32が運転されているときにはエンジン32の運転を停止し、エンジン32の運転が停止しているときにエンジン32の運転の停止を継続する。エンジン32の運転停止を継続しているときやエンジン32の運転を停止した後は、モータ41のトルク指令に値0を設定すると共に要求トルクをモータ42のトルク指令に設定し、設定したモータ41,42のトルク指令をモータ用電子制御ユニット46に送信する。モータ41,42のトルク指令を受信したモータ用電子制御ユニット46は、モータ41,42がトルク指令で駆動されるようインバータ43,44のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、バッテリ48の蓄電割合SOCを通常目標SOC範囲内にしながら電動走行により走行することができる。
The set engine command power is compared with a start threshold value for starting the
また、実施例のハイブリッド自動車20では、システム起動してから継続してエンジン32の運転を停止して停車している場合、図2のシステム起動後処理ルーチンに例示するように、乗員室内の温度が設定温度Tsetより低いときなど暖房のためにエンジン32を暖機運転する暖房用運転要求がなされたときには(ステップS100)、エンジン32を負荷運転してエンジン32を暖機しながらバッテリ48を充電するエンジン暖機制御を実行する(ステップS110)。エンジン暖機制御が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット50は、最初に、予め定められたモータリングトルクをモータ41のトルク指令として設定して設定したモータ41のトルク指令をモータ用電子制御ユニット46に送信する。モータ41のトルク指令を受信したモータ用電子制御ユニット46は、エンジン32がモータ41によりモータリングされるようインバータ43のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうしてモータ41によりエンジン32をモータリングしている最中に、エンジン32の回転数がエンジン32を始動する際に始動用回転数以上となたっときにエンジン32の運転が開始されるよう運転開始指示をエンジン用電子制御ユニット36に送信する。運転開始指示を受信したエンジン用電子制御ユニット36は、エンジン32における燃料噴射制御や点火制御などエンジン32の運転を開始する処理を行なう。ここで、始動用回転数は、エンジン32を安定して運転可能な回転数の下限近傍の回転数として予め定められた回転数を用いるものとした。こうしてエンジン32の運転を開始したら、上述の始動用閾値をエンジン32の指令パワーに設定して、エンジン指令パワーを効率よくエンジン32から出力することができるエンジン32の回転数とトルクとの関係としての動作ライン(例えば、燃費最適動作ライン)を用いてエンジン32の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定し、バッテリ48を充放電することができる最大電力としての入出力制限の範囲内で、エンジン32の回転数を目標回転数にするための回転数フィードバック制御によりモータ41から出力すべきトルクとしてのトルク指令を設定すると共にモータ41をトルク指令で駆動したときにプラネタリギヤ38を介して駆動軸22に作用するトルクを要求トルクから減じて得られるトルクをモータ42のトルク指令として設定する。そして、設定したエンジン32の目標回転数と目標トルクとについてはエンジン用電子制御ユニット36に送信し、モータ41,42のトルク指令についてはモータ用電子制御ユニット46に送信する。目標回転数と目標トルクとを受信したエンジン用電子制御ユニット36は、目標回転数と目標トルクとによってエンジン32が運転されるようエンジン32の吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを実行し、モータ41,42のトルク指令を受信したモータ用電子制御ユニット46は、モータ41,42がトルク指令で駆動されるようインバータ43,44のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、システム起動してから継続してエンジン32の運転を停止している際に暖房用運転要求がなされたときには、エンジン32の運転を開始すると共にエンジン32から始動用閾値のパワーを出力してエンジン32を負荷運転するから、エンジン32を暖機することができると共にエンジン32からの動力でバッテリ48を充電することができる。
Further, in the
さらに、実施例のハイブリッド自動車20では、ナビゲーションシステム60による経路案内が実行されているときには、ハイブリッド用電子制御ユニット50によって実行される以下に説明する経路案内実行時駆動制御により走行する。図3は、ハイブリッド用電子制御ユニット50により実行される経路案内実行時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図示するように、ハイブリッド用電子制御ユニット50は、まず、外気温センサ64からの外気温Tatmと暖房要求用閾値Trefとを比較する処理を実行する(ステップS200)。ここで、暖房要求用閾値Trefは、暖房装置62により乗員室内を暖房するためにエンジン32を暖機運転する必要が生じる外気温の上限近傍の温度として予め定められた温度を用いるものとした。外気温Tatmが暖房要求用閾値Trefを超えているときには、目的地に到達して一旦ハイブリッド自動車がシャットダウンされた後システム起動する際に暖房のためにエンジン32を暖機運転する暖房用運転要求がなされることがないと判断して、上述したようにエンジン指令パワーに応じてバッテリ48の蓄電割合SOCを通常目標SOC範囲内にしながらハイブリッド走行または電動走行により走行するようエンジン32やモータ41,42を制御する(ステップS210)。こうした制御により、外気温Tatmが暖房要求用閾値Tref以上であるときには、バッテリ48の蓄電割合SOCを通常目標SOC範囲内にしながらエンジン32の間欠運転を伴って走行することができる。
Furthermore, in the
外気温Tatmが暖房要求用閾値Tref以下であるときには(ステップS200)、続いて、ナビゲーションシステム60から通信により入力したハイブリッド自動車20の現在地と目的地と地図データとを用いて、現在地から目的地までエンジン32の運転をせずに電動走行のみで走行することが十分可能な蓄電割合SOCである走行用必要蓄電割合にエンジン32の始動に際して最低限必要な蓄電割合である始動用必要蓄電割合を加えて総必要蓄電割合SOC1を算出する(ステップS220)。走行用必要蓄電割合は、ナビゲーションシステム60から入力した現在地から目的地に至るルートの道路情報や現在地から目的地までの距離を用いて算出するものとし、例えば、現在地から目的地に至るルート全体に対する山岳地域の割合が多いほど走行用必要蓄電割合が多くなり、目的地までの距離が長いほど走行用必要蓄電割合が多くなる傾向になるよう算出するものとした。また、始動用必要蓄電割合は、上述したようにエンジン32をモータ41でモータリングする際に必要な蓄電割合として予め実験や解析などで求めた値を用いるものとした。
When the outside air temperature Tatm is equal to or lower than the heating request threshold Tref (step S200), subsequently, from the current location to the destination using the current location, the destination, and the map data of the
こうして総必要蓄電割合SOC1を算出したら、続いて、現在の蓄電割合SOCと総必要蓄電割合SOC1とを比較し(ステップS230)、蓄電割合SOCが総必要蓄電割合SOC1未満であるときには、バッテリ48に蓄電されている電力量が十分ではないためエンジン32の運転をせずに電動走行のみでは目的地に到着することができないと判断して、エンジン指令パワーに応じてハイブリッド走行または電動走行により走行するようエンジン32の目標回転数や目標トルク,エンジン32の運転停止指令をエンジン用電子制御ユニット36に送信してエンジン32を制御すると共にモータ41,42のトルク指令を設定してモータ用電子制御ユニット46に送信してモータ41,42を制御する(ステップS210)。こうした制御により、外気温Tatmが暖房要求用閾値Tref以下であると共に蓄電割合SOCが総必要蓄電割合SOC1未満であるときには、目的地付近に到達して経路案内が終了するまでエンジン32の間欠運転を伴って走行することができる。
After calculating the total required power storage ratio SOC1, the current power storage ratio SOC and the total required power storage ratio SOC1 are compared (step S230). When the power storage ratio SOC is less than the total required power storage ratio SOC1, the
蓄電割合SOCが総必要蓄電割合SOC1以上であるときには(ステップS230)、バッテリ48に蓄電されている電力量が十分であるためエンジン32を運転せずに電動走行のみで目的地に到着することができると判断して、電動走行により走行するようエンジン32の運転停止指令をエンジン用電子制御ユニット36に送信してエンジン32を制御すると共にモータ41,42のトルク指令を設定してモータ用電子制御ユニット46に送信してモータ41,42を制御する(ステップS240)。このように、外気温Tatmが暖房要求用閾値Tref以下であると共に蓄電割合SOCが総必要蓄電割合SOC1以上であるときには、目的地付近に到達して経路案内が終了するまで電動走行により走行することができる。
When the power storage ratio SOC is equal to or greater than the total required power storage ratio SOC1 (step S230), the amount of power stored in the
図4は、こうした実施例のハイブリッド自動車20の走行状態および各走行状態におけるバッテリ48の蓄電割合SOCの一例を示す説明図である。外気温Tatmが暖房要求用閾値Tref以上であるときや蓄電割合SOCが総必要蓄電割合SOC1未満であるときには、エンジン32の間欠運転を伴ってハイブリッド走行または電動走行(図中、通常走行)により目的地付近に到達して経路案内が終了するまで走行するから、バッテリ48の蓄電割合SOCは通常目標SOC範囲内に維持される。外気温Tatmが暖房要求用閾値Tref未満で蓄電割合SOCが総必要蓄電割合SOC1以上であるとき(図中、冷間時バッテリ余裕あり)には、目的地付近に到達して経路案内が終了するまでバッテリ48の電力を使いながら電動走行により走行するから、目的地付近でバッテリ48の蓄電割合SOCが数%程度と低くなる。こうして目的地に到達して一旦ハイブリッド自動車20のシステムがシャットダウンされた後にシステム起動されると、外気温Tatmが暖房要求用閾値Tref未満であるときには、図2に例示したシステム起動後処理ルーチンで暖房運転要求がなされてエンジン32を暖機しながらバッテリ48が充電される機会が多いと考えられるが(ステップS100,S110)、システム起動時にバッテリ48の蓄電割合SOCが比較的低くなっているため、より多くの電力をバッテリ48への充電することができる。このように、外気温Tatmが暖房要求用閾値Tref未満であると共に蓄電割合SOCが総必要蓄電割合SOC1以上であるときには、目的地付近に到達して経路案内が終了するまで電動走行により走行することにより、バッテリ48の蓄電割合SOCを低くすることができ、次にシステム起動されたときより長くエンジン32を負荷運転してより多くの電力をバッテリ48に充電することができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the traveling state of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、外気温Tatmが暖房要求用閾値Tref以下であると共に蓄電割合SOCが総必要蓄電割合SOC1以上であるときには、目的地付近に到達して経路案内が終了するまで電動走行により走行することにより、バッテリ48の蓄電割合SOCを低くすることができ、次にシステム起動されたときにより長くエンジン32を負荷運転してより多くの電力をバッテリ48に充電することができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。
According to the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン32が「内燃機関」に相当し、モータ41が「発電機」に相当し、プラネタリギヤ38が「遊星歯車機構」に相当し、モータ42が「電動機」に相当し、バッテリ48が「バッテリ」に相当し、暖房装置62が「暖房装置」に相当し、バッテリ48を充放電する充放電電流に基づいて蓄電割合SOCを算出する処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット50が「蓄電割合検出手段」に相当し、ナビゲーションシステム60が「ナビゲーションシステム」に相当し、外気温センサ64が「温度センサ」に相当し、走行用必要蓄電割合に始動用必要蓄電割合を加えたものを総必要蓄電割合SOC1として設定する図3に例示した経路案内実行時駆動制御処理ルーチンのステップS220の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット50が「総必要蓄電割合設定手段」に相当し、蓄電割合SOCを通常目標SOC範囲内にしながらハイブリッド走行または電動走行により走行するようエンジン32の目標回転数や目標トルク、モータ41,42のトルク指令を設定してエンジン用電子制御ユニット36やモータ用電子制御ユニット46に送信する処理やエンジン32の運転停止指令をエンジン用電子制御ユニット36に送信する処理,ナビゲーションシステム60により経路案内が実行されているときに、外気温Tatが暖房要求用閾値Tref以下であるとき、バッテリ48の蓄電割合SOCが総必要蓄電割合SOC1未満であるときにバッテリ48の蓄電割合SOCが通常目標SOC範囲内になるようエンジン指令パワーに応じてハイブリッド走行または電動走行により走行するようエンジン32の目標回転数や目標トルク,エンジン32の運転停止指令をエンジン用電子制御ユニット36に送信すると共にモータ41,42のトルク指令を設定してモータ用電子制御ユニット46に送信する図3に例示した経路案内実行時駆動制御処理ルーチンのステップS200,S210,S230の処理,外気温Tatmが暖房要求用閾値Tref以下であると共に蓄電割合SOCが総必要蓄電割合SOC1以上であるときには、電動走行により走行するようエンジン32の運転停止指令をエンジン用電子制御ユニット36に送信すると共にモータ41,42のトルク指令を設定してモータ用電子制御ユニット46に送信するハイブリッド用電子制御ユニット50とエンジン32の目標回転数や目標トルク,エンジン32の運転停止指令に基づいてエンジン32を制御するエンジン用電子制御ユニット36とモータ41,42がトルク指令で駆動されるようインバータ43,44のスイッチング素子をスイッチング制御するモータ用電子制御ユニット46とが「制御手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20 ハイブリッド自動車、22 駆動軸、24 デファレンシャルギヤ、26a,26b 駆動輪、32 エンジン、33 温度センサ、34 クランクシャフト、36 エンジン用電子制御ユニット、38 プラネタリギヤ、41,42 モータ、43,44 インバータ、46 モータ用電子制御ユニット、48 バッテリ、49 温度センサ、50 ハイブリッド用電子制御ユニット、52 シフトポジションセンサ、54 アクセルペダルポジションセンサ、56 ブレーキペダルポジションセンサ、58 車速センサ、60 ナビゲーションシステム、62 暖房装置、64 外気温センサ。 20 hybrid vehicle, 22 drive shaft, 24 differential gear, 26a, 26b drive wheel, 32 engine, 33 temperature sensor, 34 crankshaft, 36 engine electronic control unit, 38 planetary gear, 41, 42 motor, 43, 44 inverter, 46 Electronic control unit for motor, 48 battery, 49 temperature sensor, 50 electronic control unit for hybrid, 52 shift position sensor, 54 accelerator pedal position sensor, 56 brake pedal position sensor, 58 vehicle speed sensor, 60 navigation system, 62 heating device, 64 Outside temperature sensor.
Claims (1)
地図情報を記憶する記憶媒体を有し該記憶媒体に記憶されている地図情報と車両の現在位置と操作者により設定された目的位置とを用いて前記現在位置から前記設定された目的位置までの経路案内を実行するナビゲーションシステムと、
外気温を検出する温度センサと、
前記ナビゲーションシステムに記憶されている地図情報と車両の現在位置と前記設定された目的位置とを用いて前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機からの動力を用いて前記現在位置から前記設定された目的位置まで走行するのに必要な走行用必要蓄電割合を設定すると共に前記内燃機関を始動するために必要な前記バッテリの蓄電割合として予め定められた始動用必要蓄電割合に前記設定された走行用必要蓄電割合を加えたものを総必要蓄電割合として設定する総必要蓄電割合設定手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記ナビゲーションシステムにより経路案内が実行されている最中に前記温度センサにより検出された外気温が前記乗員室内の暖房を促進するために前記内燃機関を運転する暖房用運転要求がなされる温度範囲の上限として予め定められた所定温度以下であるとき、前記バッテリの蓄電割合が前記総必要蓄電割合未満であるときに前記バッテリの蓄電割合が前記目標蓄電割合範囲内になるよう前記内燃機関の間欠運転を伴って前記要求動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記バッテリの蓄電割合が前記総必要蓄電割合以上であるときには前記バッテリの蓄電量が前記目標蓄電割合範囲内にあるか否かに拘わらず前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機から動力を出力しながら前記要求動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する手段である
ハイブリッド自動車。 A planet in which three rotating elements are connected to three axes of an internal combustion engine, a generator capable of inputting / outputting power, an output shaft of the internal combustion engine, a rotating shaft of the generator, and a driving shaft connected to driving wheels. A gear mechanism, an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft, a battery capable of exchanging electric power with the generator and the electric motor, a heating device for heating a passenger compartment using the internal combustion engine as a heat source, and the battery Storage ratio detecting means for detecting a storage ratio as a ratio of the storage capacity stored in the battery to the total capacity, and intermittent operation of the internal combustion engine so that the detected storage ratio falls within a predetermined target storage ratio range In a hybrid vehicle comprising: a control means for controlling the internal combustion engine, the generator, and the electric motor so as to travel with required power required for traveling with
From the current position to the set target position using the map information stored in the storage medium, the current position of the vehicle, and the target position set by the operator A navigation system for performing route guidance;
A temperature sensor for detecting the outside air temperature;
Using the map information stored in the navigation system, the current position of the vehicle, and the set target position, the setting from the current position is performed using the power from the electric motor while the operation of the internal combustion engine is stopped. The required power storage ratio for traveling required to travel to the target position is set, and is set to the required power storage ratio for starting that is predetermined as the power storage ratio of the battery required to start the internal combustion engine. A total required power storage ratio setting means for setting a total required power storage ratio by adding the required power storage ratio for traveling;
With
The control means has a heating operation request for operating the internal combustion engine so that the outside air temperature detected by the temperature sensor during route guidance by the navigation system promotes heating of the passenger compartment. The battery storage rate is within the target power storage rate range when the battery storage rate is less than the total required power storage rate when the temperature is below a predetermined temperature as an upper limit of the temperature range to be made The internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled so as to travel with the required power accompanied by intermittent operation of the internal combustion engine, and when the storage ratio of the battery is equal to or greater than the total required storage ratio, the storage amount of the battery Output power from the electric motor in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped regardless of whether or not the electric power is within the target power storage ratio range. The hybrid vehicle is a means for controlling the internal combustion engine and the generator and the electric motor so as to travel by the power demand.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2010
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