JP2013193587A - Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遊星歯車装置を介して連結されるエンジン、第1モータおよび第2モータを備えた車両に関する。 The present invention relates to an engine, a first motor, and a vehicle including a second motor that are connected via a planetary gear device.
特開2007−99155号公報(特許文献1)には、エンジンと、第1モータと、第2モータと、エンジンに連結されたキャリアと第1モータに連結されたサンギヤと第2モータに連結されたリングギヤとを有する遊星歯車装置とを備えたハイブリッド車両において、車速を所定速度以上に上げて走行する場合、エンジンの運転状態を熱効率最良状態よりも高回転かつ低トルク側へ移動させることによって、第2モータが発電した電力の一部が第1モータで消費される動力循環が生じることを回避することが示されている。 In JP 2007-99155 A (Patent Document 1), an engine, a first motor, a second motor, a carrier coupled to the engine, a sun gear coupled to the first motor, and a second motor are coupled. In a hybrid vehicle equipped with a planetary gear unit having a ring gear, when traveling at a vehicle speed higher than a predetermined speed, the engine operating state is moved to a higher rotation and lower torque side than the best thermal efficiency state, It has been shown to avoid the occurrence of power circulation in which part of the power generated by the second motor is consumed by the first motor.
しかしながら、特許文献1の方法では、動力循環状態が生じることを回避するためにエンジンの運転状態を熱効率最良状態よりも高回転かつ低トルク側へ移動させているため、動力の伝達効率は改善される一方でエンジンの熱効率(エンジンの燃費)は悪化してしまう。そのため、トータルのエネルギ効率(=エンジンの熱効率×動力の伝達効率)の向上代は比較的小さいものとなるおそれがあり、更なる改善の余地がある。
However, in the method of
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、遊星歯車装置を介して連結されるエンジン、第1モータおよび第2モータを備えた車両において、燃費を悪化させることなく動力循環状態を回避することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce fuel consumption in a vehicle including an engine, a first motor, and a second motor connected via a planetary gear device. It is to avoid the power circulation state without letting.
この発明に係る車両は、エンジンと、バッテリと、バッテリとの間で電力を授受する第1モータおよび第2モータと、エンジン、第1モータおよび第2モータを連結する遊星歯車装置と、エンジン、第1モータおよび第2モータを制御する制御装置とを備える。第2モータは、車両の駆動輪に結合される。制御装置は、第2モータが発電した電力の一部が第1モータで消費される動力循環が生じる可能性がある場合、ユーザが要求する走行要求パワーとバッテリに充電すべき充電要求パワーとの合計パワーをエンジンが出力するようにエンジンを燃費最良状態で運転したときの第1モータの予測回転速度を算出する。制御装置は、第1モータの予測回転速度が非動力循環領域に含まれる場合は合計パワーをエンジンが出力するようにエンジンを燃費最良状態で運転させてバッテリを充電しながら車両を走行させる充電走行を行ない、第1モータの予測回転速度が動力循環領域に含まれる場合はエンジンを停止して第2モータの動力で車両を走行させるモータ走行を行なう。 A vehicle according to the present invention includes an engine, a battery, a first motor and a second motor that transfer electric power between the battery, an engine, a planetary gear device that connects the first motor and the second motor, an engine, And a control device for controlling the first motor and the second motor. The second motor is coupled to the drive wheels of the vehicle. When there is a possibility that power circulation in which a part of the electric power generated by the second motor is consumed by the first motor may occur, the control device sets the travel request power requested by the user and the charge request power to be charged to the battery. The predicted rotational speed of the first motor when the engine is operated in the best fuel economy state so that the engine outputs the total power is calculated. When the predicted rotational speed of the first motor is included in the non-power circulation region, the control device operates the engine in the best fuel economy state so that the engine outputs the total power, and charges the battery to run the vehicle. If the predicted rotation speed of the first motor is included in the power circulation region, the engine is stopped and the motor is driven to run the vehicle with the power of the second motor.
好ましくは、遊星歯車装置は、第1モータに連結されたサンギヤと、第2モータに連結されたリングギヤと、サンギヤとリングギヤとに係合するピニオンギヤと、ピニオンギヤを自転可能に支持しエンジンに連結されたキャリアとを有する。非動力循環領域は、第1モータがエンジンの回転方向と同じ方向に回転する正回転(零回転を含む)領域である。動力循環領域は、第1モータがエンジンの回転方向と反対の方向に回転する負回転領域である。 Preferably, the planetary gear device is connected to the engine, the sun gear connected to the first motor, the ring gear connected to the second motor, the pinion gear engaged with the sun gear and the ring gear, the pinion gear rotatably supported. Have a good carrier. The non-power circulation region is a positive rotation (including zero rotation) region in which the first motor rotates in the same direction as the rotation direction of the engine. The power circulation region is a negative rotation region in which the first motor rotates in a direction opposite to the rotation direction of the engine.
好ましくは、制御装置は、合計パワーをエンジンが出力するようにエンジンを燃費最良状態で運転したときのエンジンの予測回転速度と実際の第2モータの回転速度とを用いて、遊星歯車装置の共線図の関係から、第1モータの予測回転速度を算出する。 Preferably, the control device uses the predicted rotational speed of the engine and the actual rotational speed of the second motor when the engine is operated at the best fuel economy so that the engine outputs the total power, and the planetary gear device is shared. The predicted rotation speed of the first motor is calculated from the relationship of the diagram.
好ましくは、制御装置は、走行要求パワーをエンジンが出力するようにエンジンを燃費最良状態で運転したときの第1モータの回転速度が動力循環領域に含まれる場合に、動力循環が生じる可能性があると判定する。 Preferably, the control device may cause power circulation when the rotation speed of the first motor when the engine is operated in the best fuel consumption state so that the engine outputs the required travel power is included in the power circulation region. Judge that there is.
好ましくは、制御装置は、バッテリの目標残容量と実残容量との差が大きいほど、充電要求パワーを大きい値にする。 Preferably, the control device increases the required charging power as the difference between the target remaining capacity and the actual remaining capacity of the battery increases.
本発明によれば、遊星歯車装置を介して連結されるエンジン、第1モータおよび第2モータを備えた車両において、燃費を悪化させることなく動力循環状態を回避することができる。 According to the present invention, in a vehicle including an engine, a first motor, and a second motor connected via a planetary gear device, a power circulation state can be avoided without deteriorating fuel consumption.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、本発明の実施の形態による車両1の全体ブロック図である。図1を参照して、この車両1は、エンジン10と、第1MG(Motor Generator)20と、第2MG30と、動力分割装置40と、減速機50と、PCU(Power Control Unit)60と、バッテリ70と、駆動輪80と、ECU(Electronic Control Unit)200とを備える。
FIG. 1 is an overall block diagram of a
エンジン10、第1MG20および第2MG30は、動力分割装置40を介して連結される。そして、この車両1は、エンジン10および第2MG30の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン10が発生する動力は、動力分割装置40によって2経路に分割される。すなわち、一方は減速機50を介して駆動輪80へ伝達される経路であり、もう一方は第1MG20へ伝達される経路である。
エンジン10、第1MG20および第2MG30は、ECU200からの制御信号によって制御される。第1MG20および第2MG30は、交流の回転電機であり、たとえば、三相交流同期モータである。
なお、図1には第2MG30の回転速度を減速するリダクションギヤを備えない構成が例示されているが、そのようなリダクションギヤを備える構成にも本発明は適用可能である。 1 illustrates a configuration that does not include a reduction gear that reduces the rotational speed of the second MG 30, but the present invention is also applicable to a configuration that includes such a reduction gear.
動力分割装置40は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン10のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第1MG20の回転軸に連結される。リングギヤは駆動軸41を介して第2MG30の回転軸および減速機50に連結される。このように、エンジン10、第1MG20および第2MG30が遊星歯車からなる動力分割装置40を介して連結されることで、エンジン回転速度Ne、第1MG回転速度Nm1および第2MG回転速度Nm2は、動力分割装置40の共線図において直線で結ばれる関係(2つの値が決まれば残りのもう1つの値も決まる関係)になる。
なお、本実施の形態では、第1MG20がエンジン10の回転方向と同じ方向に回転している正回転状態のときに第1MG回転速度Nm1が正の値となり、第1MG20がエンジン10の回転方向と反対の方向に回転している負回転状態のときに第1MG回転速度Nm1が負の値となるものとする。
In the present embodiment, the first MG rotation speed Nm1 is a positive value when the first MG 20 is rotating in the same direction as the rotation direction of the
PCU60は、バッテリ70に蓄えられた直流電力を第1MG20および第2MG30を駆動可能な交流電力に変換して第1MG20および/または第2MG30に出力する。これにより、バッテリ70に蓄えられた電力で第1MG20および/または第2MG30が駆動される。また、PCU60は、第1MG20および/または第2MG30によって発電された交流電力をバッテリ70を充電可能な直流電力に変換してバッテリ70へ出力する。これにより、第1MG20および/または第2MG30が発電した電力でバッテリ70が充電される。
PCU 60 converts the DC power stored in battery 70 into AC power that can drive first MG 20 and second MG 30 and outputs the converted AC power to first MG 20 and / or second MG 30. Thereby, first MG 20 and / or second MG 30 are driven by the electric power stored in battery 70. Further, the PCU 60 converts the AC power generated by the
バッテリ70は、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等を含む二次電池から成る。なお、バッテリ70として、大容量のキャパシタも採用可能である。 The battery 70 is composed of a secondary battery containing, for example, nickel metal hydride or lithium ions. Note that a large-capacity capacitor can also be used as the battery 70.
さらに、車両1は、回転速度センサ11、レゾルバ12,13、車速センサ14、アクセルポジションセンサ15、監視センサ16を備える。回転速度センサ11は、エンジン回転速度Neを検出する。レゾルバ12は、第1MG回転速度Nm1を検出する。レゾルバ13は、第2MG回転速度Nm2を検出する。車速センサ14は、車速Vを検出する。アクセルポジションセンサ15は、ユーザによるアクセルペダル操作量Aを検出する。監視センサ16は、バッテリ70の状態(バッテリ70の電圧、電流、温度など)を検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をECU200に送信する。
Further, the
ECU200は、図示しないCPU(Central Processing Unit)およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。
The
ECU200は、アクセルペダル操作量Aおよび車速Vなどに基づいてユーザが要求する走行パワー(以下「走行要求パワーPa」という)を算出し、この走行要求パワーPaに相当するパワーが駆動軸41に出力されるようにエンジン10、第1MG20、第2MG30を制御する。
The
車両1は、走行モードとして、通常走行モード、エンジン充電走行モード、モータ走行モードを有する。
The
通常走行モードでは、ECU200は、たとえば、走行要求パワーPaに相当するパワーがエンジン10から出力されるようにエンジン10を制御するとともに、エンジン10から出力されるパワーのほぼすべてが駆動軸41に出力されるように第1MG20および第2MG30を制御する。
In the normal travel mode, the
エンジン充電走行モードでは、ECU200は、バッテリ70に充電すべきパワー(以下「充電要求パワーPchg」という)を走行要求パワーPaに上乗せした合計パワーをエンジン10が出力するようにエンジン10を制御する。そして、ECU200は、エンジン10が出力するパワーのうち、充電要求パワーPchgに相当するパワーが第1MG20で電気エネルギに変換されてバッテリ70に充電され、残りの走行要求パワーPaに相当するパワーが駆動軸41に出力されるように、第1MG20および第2MG30を制御する。
In the engine charging travel mode, the
モータ走行モードでは、ECU200は、エンジン10を停止するとともに、走行要求パワーPaに相当するパワーが駆動軸41に出力されるように第1MG20および第2MG30を制御する。なお、モータ走行モードでは、第1MG20は引き摺り状態(トルクを出力しない状態)に制御される。
In the motor travel mode, the
以上のような構成を有する車両1において、車速Vが所定値よりも高い状態での走行(以下「高速巡航走行」ともいう)を行なう場合、第2MG30が発電した電力の一部が第1MG20によって消費されることによって一部のエネルギが動力(回転エネルギ)と電力(電気エネルギ)との間で循環する「動力循環」が生じる可能性がある。
In the
図2は、高速巡航走行時のエンジン10、第1MG20、第2MG30の状態を動力分割装置40の共線図上に示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing the states of the
動力分割装置40の共線図の関係により、エンジン回転速度Neが一定である場合は、第2MG回転速度Nm2(すなわち車速V)が高いほど第1MG回転速度Nm1は低い値となる。したがって、車速Vが高い高速巡航走行時には、図2に示すように、第1MG回転速度Nm1を負の値に制御しなければならない場合がある。このような場合、第1MG20は負回転力行状態(負回転領域でモータとして機能して負方向のトルクを出力する状態)に制御される。この際、エンジン10が出力するパワーと第1MG20が出力するパワーとの合計が駆動軸41に出力されるため、過剰なパワー出力を抑えるために第2MG30は正回転回生状態(正回転領域でジェネレータとして機能して負方向のトルクを出力する状態)に制御されることになる。このとき、エンジン10と第1MG20とから出力された回転エネルギの一部を第2MG30により電気エネルギとして回生し、この回生した電気エネルギを第1MG20により消費して回転エネルギとして出力することになり、上述の動力循環が生じる。こうした動力循環は、第1MG20や第2MG30の効率が何度も掛けられることになるから、車両1としてのエネルギ効率は低下してしまう。そのため、動力循環を回避することが望ましい。
When the engine speed Ne is constant due to the collinear diagram of the
動力循環を回避するための1つの検討例として、エンジンパワーPeを維持しつつエンジン10の運転状態(エンジン動作点)を燃費最良状態(熱効率最良状態)よりも高回転かつ低トルク側へ移動させることで、第1MG20を正回転状態にすることが考えられる。
As one example for avoiding power circulation, the operating state (engine operating point) of the
図3は、この検討例による動力循環回避手法を説明するための図である。図3(A)は検討例による第1MG回転速度Nm1の変化を共線図上に示したものであり、図3(B)は検討例によるエンジン動作点の変化を示したものである。 FIG. 3 is a diagram for explaining a power circulation avoidance technique according to this examination example. FIG. 3A shows the change in the first MG rotation speed Nm1 according to the study example on the alignment chart, and FIG. 3B shows the change in the engine operating point according to the study example.
図3(B)の矢印に示すように、この検討例では、エンジン動作点を燃費最良線上の点からPe一定曲線(Ne×Teが一定となる曲線)に沿って高回転かつ低トルク側の点に移動させる。 As shown by the arrow in FIG. 3B, in this examination example, the engine operating point is moved from a point on the fuel efficiency best line along a Pe constant curve (a curve in which Ne × Te becomes constant) at a high rotation and low torque side. Move to a point.
このようにすると、図3(A)に示すように、エンジンパワーPeを維持しつつ、エンジン回転速度Neを上昇させて第1MG20を正回転状態にすることができる。そのため、第1MG20を正回転回生状態(正回転領域でジェネレータとして機能して負方向のトルクを出力する状態)あるいは正回転引き摺り状態(正回転領域でトルクを出力しない状態)に制御することが可能となる。これにより、第1MG20が力行状態ではなくなるため、動力循環を回避することができる。
If it does in this way, as shown to FIG. 3 (A), while maintaining engine power Pe, engine rotational speed Ne can be raised and 1st MG20 can be made into a normal rotation state. Therefore, it is possible to control the
しかしながら、この検討例では、エンジン動作点を燃費最良線よりも高回転かつ低トルク側に移動させているため、動力の伝達効率が改善される一方でエンジンの燃費が低下してしまう。そのため、トータルのエネルギ効率(=エンジンの熱効率×動力の伝達効率)の向上幅はわずかな値となってしまう。 However, in this study example, the engine operating point is moved to a higher speed and lower torque side than the fuel efficiency best line, so that the power transmission efficiency is improved while the engine fuel efficiency is reduced. For this reason, the total energy efficiency (= engine thermal efficiency × power transmission efficiency) is slightly improved.
そこで、本実施の形態によるECU200は、動力循環が生じる可能性のある場合に、走行要求パワーPaと充電要求パワーPchgとの合計パワーをエンジン10が出力するようにエンジン10を燃費最良状態で運転させたときの第1MG回転速度Nm1の予測値を算出する。そして、第1MG回転速度Nm1の予測値が零回転を含む正回転領域(非動力循環領域)に含まれる場合、ECU200は、上述の「エンジン充電走行モード」で車両1を走行させる。すなわち、ECU200は、走行要求パワーPaと充電要求パワーPchgとの合計パワーをエンジン10が出力するようにエンジン10を燃費最良線上で運転させてバッテリ70を充電しながら車両1を走行させる。一方、第1MG回転速度Nm1の予測値が負回転領域(動力循環領域)に含まれる場合、ECU200は、上述の「モータ走行モード」で車両1を走行させる。すなわち、ECU200は、エンジン10を停止し、かつ走行要求パワーPaに相当するパワーが駆動軸41に出力されるように第2MG30を制御し、かつ第1MG20を引き摺り状態(トルクを出力しない状態)に制御する。このような手法で動力循環回避を回避する点が本実施の形態の最も特徴的な点である。
Therefore, the
図4は、本実施の形態による動力循環回避手法を説明するための図である。図4(A)は、本実施の形態による動力循環回避手法で「エンジン充電走行モード」が選択された場合の第1MG回転速度Nm1の変化を共線図上に示したものである。図4(B)は、本実施の形態による動力循環回避手法で「エンジン充電走行モード」が選択された場合のエンジン動作点の変化を示したものである。 FIG. 4 is a diagram for explaining a power circulation avoidance technique according to the present embodiment. FIG. 4A shows a change in the first MG rotation speed Nm1 on the nomograph when the “engine charging travel mode” is selected in the power circulation avoidance method according to the present embodiment. FIG. 4B shows changes in the engine operating point when the “engine charging travel mode” is selected in the power circulation avoidance method according to the present embodiment.
ECU200は、動力循環が生じる可能性のある場合に、エンジンパワーPeが走行要求パワーPaと充電要求パワーPchgとの合計パワーとなるようにエンジン10を燃費最良線上で運転させたときの第1MG回転速度Nm1の予測値を算出する。具体的には、ECU200は、Pe=Pa+Pchgで一定となる曲線と燃費最良線との交点P2(図4(B)参照)で定まるエンジン回転速度Neを算出し、算出されたエンジン回転速度Neと現在の第2MG回転速度Nm2(車速V)とに対応する第1MG回転速度Nm1を動力分割装置40の共線図の関係を用いて算出する。そして、ECU200は、図4(A)に示すように、算出された第1MG回転速度Nm1が正回転(零回転を含む)領域に含まれる場合(Nm1≧0の場合)、「エンジン充電走行モード」を選択し、実際にPe=Pa+Pchgとなるようにエンジン10を燃費最良線上で運転させてバッテリ70を充電しながら車両1を走行させる。これにより、第1MG20が正回転状態となり動力循環状態が回避されるだけでなく、エンジン10を燃費最良状態で運転しているため燃費悪化を回避できる。なお、上乗せされた充電要求パワーPchgは第1MG20で電気エネルギに変換してバッテリ70に充電しておくことが可能(第2MG30で走行パワーとして消費することが可能)である。そのため、エンジン10が出力するパワーを無駄なく有効に利用することができる。
The
一方、算出された第1MG回転速度Nm1が負回転領域に含まれる場合(Nm1<0の場合)、ECU200は、「モータ走行モード」を選択して、エンジン10を停止するとともに第1MG20を引き摺り状態に制御する。これにより、第1MG20は負回転状態となるが力行状態ではなくなるため動力循環状態は回避される。さらに、エンジン10を停止するためエンジン10の燃費悪化も回避できる。
On the other hand, when calculated first MG rotation speed Nm1 is included in the negative rotation region (when Nm1 <0),
図5は、本実施の形態による動力循環回避手法を実現するためのECU200の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of
ステップ(以下、ステップを「S」と略す)10にて、ECU200は、アクセルペダル操作量A、車速Vなどの車両情報を取得する。
In step (hereinafter, step is abbreviated as “S”) 10,
S11にて、ECU200は、走行要求パワーPaを算出する。たとえば、ECU200は、アクセルペダル操作量Aおよび車速Vと走行要求パワーPaとの対応関係を定めたマップを予め記憶しておき、このマップを用いて実際のアクセルペダル操作量Aおよび車速Vに対応する走行要求パワーPaを算出する。
In S11,
S12にて、ECU200は、充電要求パワーPchgを算出する。ECU200は、バッテリ70の目標残容量(以下「目標SOC」という)とバッテリ70の実残容量(以下「実SOC」という)との差が大きいほど、充電要求パワーPchgを大きい値にする。たとえば、ECU200は、下記の式(1)で充電要求パワーPchgを算出する。
In S12,
Pchg=K1×(目標SOC−実SOC) …(1)
ここで、「K1」は予め定められた係数(K1>0)である。「目標SOC」は、固定値としてもよいし可変値としてもよい。「実SOC」は、監視センサ16の検出結果を用いて算出できる。具体的な実SOCの算出方法としては、バッテリ70の開回路電圧(OCV)とSOCとの関係を用いて算出する方法や、バッテリ70の電流を積算して算出する方法等、種々の公知の手法を用いることができる。
Pchg = K1 × (target SOC−actual SOC) (1)
Here, “K1” is a predetermined coefficient (K1> 0). The “target SOC” may be a fixed value or a variable value. The “real SOC” can be calculated using the detection result of the
S13にて、ECU200は、動力循環が生じる可能性があるか否かを判定する。たとえば、ECU200は、Pe=Paとなる曲線と燃費最良線との交点P1(図4(B)参照)で定まるエンジン回転速度Neを算出し、算出されたエンジン回転速度Neと現在の第2MG回転速度Nm2(車速V)とに対応する第1MG回転速度Nm1を動力分割装置40の共線図の関係を用いて算出する。そして、ECU200は、算出された第1MG回転速度Nm1が負回転領域に含まれる場合(Nm1<0の場合)に動力循環が生じる可能性があると判定し、そうでない場合に動力循環が生じる可能性がないと判定する。
In S13,
動力循環が生じる可能性がない場合(S13にてNO)、この処理は終了される。なお、この場合には、たとえば通常走行モードが選択される。すなわち、Pe=Paとなるようにエンジン10が燃費最適線上で運転されるとともに、Paが駆動軸41に出力されるように第1MG20および第2MG30が制御される。
If there is no possibility of power circulation (NO in S13), this process is terminated. In this case, for example, the normal travel mode is selected. That is, the
一方、動力循環が生じる可能性がある場合(S13にてYES)、ECU200は、S14〜S16にて、エンジン充電走行モードで車両1を走行させたと仮定した場合(エンジン動作点を図4(B)に示す交点P2にした場合)の第1MG回転速度Nm1を予測する。具体的には、ECU200は、S14にて、要求されるエンジンパワーPeをPa+Pchgに設定し、S15にて、Pe=Pa+Pchgで一定となる曲線と燃費最良線との交点P2(図4(B)参照)で定まるエンジン回転速度Neを算出し、S16にて、算出されたエンジン回転速度Neと現在の第2MG回転速度Nm2(車速V)とに対応する第1MG回転速度Nm1を動力分割装置40の共線図の関係を用いて算出する。S16の処理で算出された第1MG回転速度Nm1が、エンジン充電走行モードで車両1を走行させたと仮定した場合の第1MG回転速度Nm1の予測値である。
On the other hand, if there is a possibility of power circulation (YES in S13),
そして、S17にて、ECU200は、第1MG回転速度Nm1の予測値が負回転領域に含まれるか否か(Nm1<0であるか否か)を判定する。
In S17,
第1MG回転速度Nm1の予測値が負回転領域に含まれる場合(S17にてYES)、ECU200は、処理をS18に移し、モータ走行モードで車両1を走行させる。これにより、第1MG20が引き摺り状態となる(力行状態ではなくなる)るため、動力循環状態が回避される。また、エンジン10を停止するためエンジン10の燃費悪化も回避できる。
When the predicted value of first MG rotation speed Nm1 is included in the negative rotation region (YES in S17),
一方、第1MG回転速度Nm1の予測値が正回転(零回転を含む)領域に含まれる場合(S17にてNO)、ECU200は、S19にて、第1MG回転速度Nm1の予測値が所定値α(α>0)よりも高いか否かを判定する。
On the other hand, when predicted value of first MG rotation speed Nm1 is included in the normal rotation (including zero rotation) region (NO in S17),
第1MG回転速度Nm1の予測値が所定値αよりも高い場合(S19にてYES)、ECU200は、処理をS20に移し、エンジン充電走行モードで車両1を走行させる。これにより、エンジン10を最適燃費線上で運転しつつ、第1MG20を正回転状態にして動力循環状態を回避することができる。また、エンジン10が出力するパワーのうち、走行要求パワーPaに相当するパワーは駆動軸41に出力されるとともに、充電要求パワーPchgに相当するパワーはバッテリ70に充電される。そのため、エンジン10が出力するパワーを無駄なく有効に利用することができる。
If the predicted value of first MG rotation speed Nm1 is higher than predetermined value α (YES in S19),
一方、第1MG回転速度Nm1の予測値が所定値αよりも低い場合(S19にてNO)、ECU200は、S21にて、現在の走行モードを保持する。なお、S19、S21の処理は、モータ走行モードとエンジン充電走行モードとの切替にヒステリシスを持たせるための処理である。したがって、ヒステリシスを持たせない場合には、S19、S21の処理を省略してもよい。
On the other hand, when predicted value of first MG rotation speed Nm1 is lower than predetermined value α (NO in S19),
図6は、高速巡航走行時に本実施の形態による動力循環回避手法を適用した場合の実SOCとエンジン回転速度Neとの変化の様子を模式的に示した図である。 FIG. 6 is a diagram schematically showing how the actual SOC and the engine rotational speed Ne change when the power circulation avoidance method according to the present embodiment is applied during high-speed cruise traveling.
時刻t1にてエンジン充電走行モードが選択されると、充電要求パワーPchg(=K1×(目標SOC−実SOC))に相当するパワーがバッテリ70に充電されるため、実SOCが増加して実SOCと目標SOCとの差が徐々に小さくなる。そのため、充電要求パワーPchgが低下し、Pe=Pa+Pchgも低下する。これに伴い、Pe=Pa+Pchgで一定となる曲線と燃費最良線との交点P2(図4(B)参照)で定まるエンジン回転速度Neが低下するため、第1MG回転速度Nm1の予測値も低下していく。そして、時刻t2で第1MG回転速度Nm1の予測値が負の値に変化すると、エンジン10が停止されてモータ走行モードに切り替えられる。
When the engine charging travel mode is selected at time t1, the battery 70 is charged with power corresponding to the charge required power Pchg (= K1 × (target SOC−actual SOC)), so that the actual SOC increases and is actually increased. The difference between the SOC and the target SOC is gradually reduced. Therefore, the required charging power Pchg is reduced, and Pe = Pa + Pchg is also reduced. Along with this, the engine rotational speed Ne determined at the intersection P2 (see FIG. 4B) between the curve that becomes constant at Pe = Pa + Pchg and the fuel efficiency best line decreases, so the predicted value of the first MG rotational speed Nm1 also decreases. To go. When the predicted value of the first MG rotation speed Nm1 changes to a negative value at time t2, the
モータ走行モードに切り替えられると、第2MG30の動力(バッテリ70の電力)で車両1が走行されるため、実SOCが比較的速く低下し、実SOCと目標SOCとの差が大きくなる。これに伴い、充電要求パワーPchgが増加し、Pe=Pa+Pchgも増加するため、第1MG回転速度Nm1の予測値も増加していく。そして、時刻t3で第1MG回転速度Nm1の予測値が再び正の値に変化すると、エンジン充電走行モードが再開される。
When switched to the motor travel mode, the
時刻t3以降も同様に、エンジン充電走行モードとモータ走行モードとが交互に繰り返される。これにより、動力循環状態を回避しつつ、実SOCを維持して燃費向上を図ることができる。 Similarly, after time t3, the engine charging travel mode and the motor travel mode are alternately repeated. Thereby, the actual SOC can be maintained and fuel consumption can be improved while avoiding the power circulation state.
以上のように、本実施の形態によるECU200は、動力循環が生じる可能性のある場合に、走行要求パワーPaと充電要求パワーPchgとの合計パワーをエンジン10が出力するようにエンジン10を燃費最良状態で運転させたときの第1MG回転速度Nm1の予測値を算出する。そして、ECU200は、第1MG回転速度Nm1の予測値が正回転(零回転を含む)領域に含まれる場合はエンジン充電走行モードで車両1を走行させ、第1MG回転速度Nm1の予測値が負回転領域に含まれる場合はモータ走行モードで車両1を走行させる。そのため、燃費を悪化させることなく動力循環状態を回避することができる。
As described above, the
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.
1 車両、10 エンジン、11 回転速度センサ、12,13 レゾルバ、14 車速センサ、15 アクセルポジションセンサ、16 監視センサ、20 第1MG、30 第2MG、40 動力分割装置、41 駆動軸、50 減速機、70 バッテリ、80 駆動輪、200 ECU。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
バッテリと、
前記バッテリとの間で電力を授受する第1モータおよび第2モータと、
前記エンジン、前記第1モータおよび前記第2モータを連結する遊星歯車装置と、
前記エンジン、前記第1モータおよび前記第2モータを制御する制御装置とを備え、
前記第2モータは、車両の駆動輪に結合され、
前記制御装置は、前記第2モータが発電した電力の一部が前記第1モータで消費される動力循環が生じる可能性がある場合、ユーザが要求する走行要求パワーと前記バッテリに充電すべき充電要求パワーとの合計パワーを前記エンジンが出力するように前記エンジンを燃費最良状態で運転したときの前記第1モータの予測回転速度を算出し、前記第1モータの予測回転速度が非動力循環領域に含まれる場合は前記合計パワーを前記エンジンが出力するように前記エンジンを前記燃費最良状態で運転させて前記バッテリを充電しながら車両を走行させる充電走行を行ない、前記第1モータの予測回転速度が動力循環領域に含まれる場合は前記エンジンを停止して前記第2モータの動力で車両を走行させるモータ走行を行なう、車両。 Engine,
Battery,
A first motor and a second motor that exchange electric power with the battery;
A planetary gear device connecting the engine, the first motor and the second motor;
A control device for controlling the engine, the first motor and the second motor;
The second motor is coupled to a drive wheel of the vehicle;
When there is a possibility that a power circulation in which a part of the electric power generated by the second motor is consumed by the first motor may occur, the control device may request a travel request power requested by a user and a charge to be charged to the battery. A predicted rotational speed of the first motor when the engine is operated in the best fuel economy state so that the engine outputs a total power with a required power, and the predicted rotational speed of the first motor is a non-power circulation region And the engine is operated in the best fuel consumption state so that the engine outputs the total power, and the vehicle is run while charging the battery, and the estimated rotational speed of the first motor is performed. When the vehicle is included in the power circulation region, the vehicle travels by a motor that stops the engine and causes the vehicle to travel with the power of the second motor.
前記非動力循環領域は、前記第1モータが前記エンジンの回転方向と同じ方向に回転する正回転領域であり、
前記動力循環領域は、前記第1モータが前記エンジンの回転方向と反対の方向に回転する負回転領域である、請求項1に記載の車両。 The planetary gear device includes a sun gear connected to the first motor, a ring gear connected to the second motor, a pinion gear that engages with the sun gear and the ring gear, and a pinion gear that rotatably supports the pinion gear. A carrier connected to the engine,
The non-power circulation region is a positive rotation region in which the first motor rotates in the same direction as the rotation direction of the engine,
The vehicle according to claim 1, wherein the power circulation region is a negative rotation region in which the first motor rotates in a direction opposite to a rotation direction of the engine.
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CN107972499A (en) * | 2016-10-21 | 2018-05-01 | 法乐第(北京)网络科技有限公司 | A kind of power battery management system and the electric automobile for including it |
CN108357374A (en) * | 2017-01-27 | 2018-08-03 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | System and method for managing battery charging state |
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