JP2014108641A - Control apparatus for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンと、当該エンジンに駆動されて発電を行うジェネレータと、発電された電力を充電するバッテリと、バッテリの充電電力又はジェネレータの発電電力を受けて作動するモータとを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle including an engine, a generator that is driven by the engine to generate electric power, a battery that charges the generated electric power, and a motor that operates by receiving the charging electric power of the battery or the electric power generated by the generator. The present invention relates to a control device.
一般に、ハイブリッド車両は、エンジン及びモータを備え、エンジンの出力又はモータの出力の少なくとも一方により走行するようになっている。 In general, a hybrid vehicle includes an engine and a motor, and is driven by at least one of an engine output or a motor output.
また、所謂シリーズ方式のハイブリッド車両では、エンジンの駆動によりジェネレータで発電が行われ、当該ジェネレータでの発電電力を受けてモータが作動する。また、ジェネレータでの発電電力はバッテリにも伝送され、モータには当該バッテリの充電電力も供給される。そして、車両は、当該モータの出力により走行するようになっている。 In a so-called series-type hybrid vehicle, power is generated by a generator by driving an engine, and the motor is operated by receiving the power generated by the generator. The power generated by the generator is also transmitted to the battery, and the charging power for the battery is also supplied to the motor. The vehicle is driven by the output of the motor.
一方、所謂パラレル方式のハイブリッド車両では、エンジンの駆動によりジェネレータ(ジェネレータとしての作動が可能なモータ、所謂モータジェネレータを含む)で発電が行われ、当該ジェネレータでの発電電力でバッテリが充電され、モータは専ら当該バッテリの充電電力を受けて作動する。そして、車両は、当該モータの出力及びエンジンの出力により走行するようになっている。 On the other hand, in a so-called parallel type hybrid vehicle, power is generated by a generator (including a motor capable of operating as a generator, a so-called motor generator) by driving an engine, and a battery is charged by the generated power from the generator. Operates exclusively upon receiving the charging power of the battery. The vehicle is driven by the output of the motor and the output of the engine.
例えば、特許文献1では、そのパラレル方式のハイブリッド車両において、バッテリの電力を優先して消費する走行モードと、基本的にエンジンで燃料を消費する走行モードとが車両の状態に応じて選択される技術が開示されている。
For example, in
また、一般に、ハイブリッド車両や電気自動車において、可能な限りバッテリの電力を消費して走行し、補助的にエンジンを使用して航続距離を延長しようとする方式(所謂レンジエクステンダ方式)も存在する。 In general, in hybrid vehicles and electric vehicles, there is a method (so-called range extender method) that travels while consuming battery power as much as possible and uses an engine to supplement the cruising distance.
ところで、エンジンの燃料消費を優先する走行モード(第1モードという)、又は、バッテリの電力消費を優先する走行モード(第2モードという)のいずれかを乗員の選択により、切り替え可能な車両が存在する。 By the way, there is a vehicle that can switch between a driving mode that prioritizes engine fuel consumption (referred to as a first mode) and a driving mode that prioritizes battery power consumption (referred to as a second mode) depending on the occupant's selection. To do.
このとき、例えばシリーズ方式のハイブリッド車両の場合、第1モードでは、主としてエンジンの駆動によるジェネレータでの発電電力を受けてモータが作動し、第2モードでは、主としてバッテリの充電電力を受けてモータが作動するような制御が考えられる。 At this time, for example, in the case of a series type hybrid vehicle, in the first mode, the motor operates mainly by receiving power generated by the generator driven by the engine, and in the second mode, the motor mainly receives charging power of the battery. Control that operates is conceivable.
また、パラレル方式のハイブリッド車両の場合、第1モードでは、例えば主としてエンジンの駆動により車両が走行し、第2モードでは、主としてバッテリの充電電力を受けてモータが作動して車両が走行するような制御が考えられる。 In the case of a parallel hybrid vehicle, in the first mode, for example, the vehicle travels mainly by driving the engine, and in the second mode, the motor operates mainly by receiving the charging power of the battery. Control can be considered.
ここで、一般にバッテリが搭載された車両では、減速時にモータをジェネレータとして作動させ、当該モータでの発電電力をバッテリに供給する、所謂減速回生(回生ブレーキ)と呼ばれる手法が用いられる。 Here, a vehicle generally equipped with a battery employs a so-called deceleration regeneration (regenerative braking) method in which a motor is operated as a generator during deceleration and electric power generated by the motor is supplied to the battery.
上記の第1モード又は第2モードを切り替え可能な車両で乗員が第1モードを選択している場合、バッテリの満充電状態又はこれに近い状態では、最大充電電圧を超えたバッテリの充電(過充電)を防止する観点から、上記の減速回生を利用することができない。これにより、航続距離の延長が妨げられるという問題が考えられる。 When the vehicle is capable of switching between the first mode and the second mode and the occupant has selected the first mode, the battery charge (excessive charge) exceeding the maximum charge voltage may occur in the fully charged state of the battery. From the viewpoint of preventing (charging), the above-described deceleration regeneration cannot be used. As a result, there is a problem that extension of the cruising distance is hindered.
さらに、減速回生を利用しながらバッテリの最大充電電圧を超えない範囲内でエンジンによる発電を行う場合、単位走行距離中のエンジン始動停止の回数が増加することがあり、このエンジン始動停止回数の増加が単位走行距離中に排出される窒素酸化物(以下、NOxという)量を増加させるという問題も考えられる。 In addition, when power is generated by the engine within the range that does not exceed the maximum charging voltage of the battery while using deceleration regeneration, the number of engine start / stop times per unit mileage may increase. There nitrogen oxides emitted in a unit travel distance (hereinafter, NO x hereinafter) is also considered the problem of increasing the amount.
そこで、本発明は、エンジンの燃料消費を優先する走行モード、又は、バッテリの電力消費を優先する走行モードのいずれかを乗員が切り替え可能な車両において、乗員がいずれの走行モードを選択した場合でも、航続距離の延長及びNOx排出量増加の抑制につながる制御を行うハイブリッド車両の制御装置を提供することを基本的な目的とする。 Therefore, the present invention provides a vehicle in which the occupant can switch between a travel mode that prioritizes engine fuel consumption or a travel mode that prioritizes battery power consumption, even when the occupant selects any travel mode. , the basic object of providing a control apparatus for a hybrid vehicle for controlling leading to extended and NO x emissions increased suppression of cruising distance.
この課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、次のように構成したことを特徴とする。 In order to solve this problem, a control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention is configured as follows.
まず、本願の請求項1に記載の発明は、
エンジンと、該エンジンに駆動されるジェネレータと、該ジェネレータで発電された電力を充電するバッテリと、該バッテリの充電電力又は前記ジェネレータの発電電力を受けて作動するモータと、前記エンジンの出力又は前記モータの出力の少なくとも一方により駆動される駆動輪とを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記エンジンの燃料消費を優先する第1モード、又は、前記バッテリの電力消費を優先する第2モードのいずれかの走行モードを選択して切り替え可能とする切替手段と、バッテリの充電量を検出する充電量検出手段と、前記切替手段にて前記第1モードが選択され、かつ、前記充電量検出手段により検出されたバッテリ充電量が第1所定値より高いときは、バッテリ充電量が前記第1所定値まで低下するように目標バッテリ充電量を設定し、前記エンジン、ジェネレータ及びバッテリの動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
First, the invention according to
An engine, a generator driven by the engine, a battery for charging electric power generated by the generator, a motor that operates by receiving charging power of the battery or generated electric power of the generator, an output of the engine, or the A control apparatus for a hybrid vehicle including drive wheels driven by at least one of motor outputs, wherein the first mode prioritizes fuel consumption of the engine or the second mode prioritizes power consumption of the battery. The switching means that can be switched by selecting one of the travel modes, the charge amount detection means that detects the charge amount of the battery, and the first mode is selected by the switch means, and the charge amount detection When the battery charge amount detected by the means is higher than the first predetermined value, the battery charge amount decreases to the first predetermined value. To set the target battery charge, and having a control means for controlling the operation of the engine, the generator and the battery.
ここで、前記第1所定値は、減速回生に伴う発電量を充電可能なバッテリ充電量である。また、前記ジェネレータは、所謂パラレル方式のハイブリッド車両の場合、モータとしての作動が可能なジェネレータを意味する。 Here, the first predetermined value is a battery charge amount capable of charging the power generation amount accompanying the deceleration regeneration. The generator means a generator capable of operating as a motor in the case of a so-called parallel type hybrid vehicle.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記ハイブリッド車両の制御装置は、前記エンジンの出力範囲を設定するエンジン出力範囲設定手段と、前記バッテリ充電量及び前記エンジン出力範囲に応じて単位走行距離中のエンジン始動停止回数を推定するエンジン始動停止回数推定手段とを有し、前記制御手段は、前記エンジン始動停止回数推定手段により推定されるエンジン始動停止回数が所定回数値を下回るように前記第1所定値を設定することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the invention according to
The hybrid vehicle control device includes an engine output range setting means for setting an output range of the engine, and an engine start / stop for estimating the number of engine start / stop times per unit travel distance according to the battery charge amount and the engine output range. The number of times estimation means is included, and the control means sets the first predetermined value so that the number of engine start / stops estimated by the engine start / stop number of times estimation means falls below a predetermined number of times value.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、
前記ハイブリッド車両の制御装置は、前記バッテリの温度を検出する温度検出手段を有し、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出されるバッテリ温度に応じて前記第1所定値を変化させることを特徴とする。
The invention according to
The control device of the hybrid vehicle has temperature detection means for detecting the temperature of the battery, and the control means changes the first predetermined value according to the battery temperature detected by the temperature detection means. Features.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、
前記制御手段は、前記切替手段にて前記第1モードが選択され、かつ、前記充電量検出手段により検出されたバッテリ充電量が前記第1所定値より低いときは、前記第1モード選択時のバッテリ充電量又は前記第1所定値を前記目標バッテリ充電量として設定し、バッテリ充電量が前記目標バッテリ充電量に維持されるように前記エンジン、ジェネレータ及びバッテリの動作を制御することを特徴とする。
Further, the invention according to claim 4 is the invention according to any one of
When the first mode is selected by the switching unit and the battery charge amount detected by the charge amount detection unit is lower than the first predetermined value, the control unit is configured to select the first mode. A battery charge amount or the first predetermined value is set as the target battery charge amount, and operations of the engine, the generator, and the battery are controlled so that the battery charge amount is maintained at the target battery charge amount. .
また、請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発明において、
前記制御手段は、前記切替手段にて前記第2モードが選択されているときは、バッテリ充電量が低下して第2所定値に至るまで前記第2モードを維持し、バッテリ充電量が前記第2所定値に至った後は、前記第2所定値を前記目標バッテリ充電量に設定して、車両が前記第1モードで走行すると共にバッテリ充電量が前記第2所定値に維持されるように、前記エンジン、ジェネレータ及びバッテリの動作を制御することを特徴とする。
The invention according to
When the second mode is selected by the switching means, the control means maintains the second mode until the battery charge amount decreases and reaches a second predetermined value, and the battery charge amount is 2 After reaching the predetermined value, the second predetermined value is set to the target battery charge amount so that the vehicle travels in the first mode and the battery charge amount is maintained at the second predetermined value. The operation of the engine, generator and battery is controlled.
ここで、前記第2所定値は、少なくとも、バッテリ充電量が当該第2所定値に至った後の車両の第1モードでの走行時に、乗員により最大駆動力が要求されても、バッテリが直ちに電欠状態とならないようなバッテリ充電量である。 Here, the second predetermined value is determined so that, even if the maximum driving force is requested by the occupant when the vehicle travels in the first mode after the battery charge amount reaches the second predetermined value, the battery immediately The amount of battery charge is such that there is no power shortage.
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、
前記第2所定値は、前記バッテリの充電可能容量又は充放電可能電力の少なくとも一方に基づいて決定された値であることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the invention according to
The second predetermined value is a value determined based on at least one of the chargeable capacity and chargeable / dischargeable power of the battery.
また、請求項7に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、
前記ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンの燃料残量を検出する燃料残量検出手段を有し、前記制御手段は、前記第1モードでの走行中に前記燃料残量検出手段により検出される燃料残量が低下して第1所定燃料残量に至ったときは、車両がエンジンの燃料及びバッテリの電力を共に消費して走行するように、前記エンジン、ジェネレータ及びバッテリの動作を制御することを特徴とする。
The invention according to
The control device of the hybrid vehicle has fuel remaining amount detecting means for detecting a fuel remaining amount of the engine, and the control means detects the fuel detected by the fuel remaining amount detecting means during traveling in the first mode. Controlling the operation of the engine, the generator and the battery so that the vehicle travels by consuming both the fuel of the engine and the electric power of the battery when the remaining amount decreases and reaches the first predetermined fuel remaining amount. Features.
ここで、上記のようにエンジンの燃料及びバッテリの電力を共に消費するときには、例えば、燃料残量が低下してエンプティ状態(空の状態)であると乗員に表示されるような燃料残量に至ったときに、充電切れであると表示されるようなバッテリ充電量(第3所定値)に至るようにすることができる。 Here, when both the fuel of the engine and the power of the battery are consumed as described above, for example, the remaining amount of fuel is such that the remaining amount of fuel is reduced and displayed to the occupant as being in an empty state (empty state). The battery charge amount (third predetermined value) that is displayed as being out of charge when it is reached can be reached.
また、請求項8に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、
前記ハイブリッド車両の制御装置は、前記バッテリの温度を検出する温度検出手段を有し、前記制御手段は、バッテリ充電量が前記第2所定値に至った後に前記温度検出手段により検出されるバッテリ温度が所定温度より低いときは、バッテリ温度が所定温度に上昇するまでの間、一時的にバッテリ充電量が前記第2所定値又は前記目標バッテリ充電量から低下するように、前記エンジン、ジェネレータ及びバッテリの動作を制御することを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the invention according to
The control device for the hybrid vehicle has temperature detection means for detecting the temperature of the battery, and the control means detects the battery temperature detected by the temperature detection means after the battery charge amount reaches the second predetermined value. Is lower than the predetermined temperature, the engine, the generator, and the battery so that the battery charge amount temporarily decreases from the second predetermined value or the target battery charge amount until the battery temperature rises to the predetermined temperature. It is characterized by controlling the operation.
また、請求項9に記載の発明は、請求項1〜8のいずれか1項に記載の発明において、
前記制御手段は、バッテリ充電量が低下して第4所定値に至ったときに、車両の走行が禁止された状態で、車両に前記エンジンの燃料が補給されたと判定したときは、停車状態においてバッテリ充電量が第5所定値まで上昇するように、前記エンジン、ジェネレータ及びバッテリの動作を制御することを特徴とする。
The invention according to
When the control unit determines that the fuel of the engine has been replenished to the vehicle in a state in which the vehicle is prohibited from traveling when the battery charge amount decreases to a fourth predetermined value, the vehicle is stopped. The operations of the engine, the generator, and the battery are controlled so that the battery charge amount rises to a fifth predetermined value.
また、請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の発明において、
前記第5所定値が第2所定値より低く、かつバッテリ充電量が前記第5所定値と第2所定値との間にあるときは、前記制御手段は、車両の第1モードでの走行によりバッテリ充電量が前記第5所定値から第2所定値まで上昇するように、前記エンジン、ジェネレータ及びバッテリの動作を制御することを特徴とする。
The invention described in
When the fifth predetermined value is lower than the second predetermined value and the battery charge amount is between the fifth predetermined value and the second predetermined value, the control means is caused by traveling in the first mode of the vehicle. The operations of the engine, the generator, and the battery are controlled such that the battery charge amount increases from the fifth predetermined value to the second predetermined value.
また、請求項11に記載の発明は、請求項1〜10のいずれか1項に記載の発明において、
前記制御手段は、燃料残量が第2所定燃料残量より高く、かつ、バッテリ充電量が前記第2所定値以下のときは、前記切替手段にて選択された走行モードに関わらず車両が第1モードで走行するように、前記エンジン、ジェネレータ及びバッテリの動作を制御することを特徴とする。
The invention according to
When the fuel remaining amount is higher than the second predetermined fuel remaining amount and the battery charge amount is less than or equal to the second predetermined value, the control means causes the vehicle to change to the first regardless of the travel mode selected by the switching means. The operation of the engine, the generator, and the battery is controlled so as to travel in one mode.
ここで、前記第2所定燃料残量は、例えばその値以下では、燃料残量がエンプティ状態である、と乗員に表示されるような燃料残量である。 Here, the second predetermined fuel remaining amount is, for example, a fuel remaining amount that is displayed to the occupant that the fuel remaining amount is in an empty state below that value.
また、請求項12に記載の発明は、請求項1〜11のいずれか1項に記載の発明において、
前記制御手段は、燃料残量が第2所定燃料残量以下のときは、前記切替手段にて選択された走行モードに関わらず車両が第2モードで走行するように、前記エンジン、ジェネレータ及びバッテリの動作を制御することを特徴とする。
The invention according to
When the fuel remaining amount is less than or equal to a second predetermined fuel remaining amount, the control means is configured to cause the vehicle to travel in the second mode regardless of the traveling mode selected by the switching means. It is characterized by controlling the operation.
また、請求項13に記載の発明は、請求項1〜12のいずれか1項に記載の発明において、
前記ハイブリッド車両の制御装置は、車両システムの終了時に選択されていた走行モード及び前記目標バッテリ充電量を車両システムの終了時に記憶する記憶装置を有することを特徴とする。
Further, the invention according to
The hybrid vehicle control device includes a storage device that stores the travel mode selected at the end of the vehicle system and the target battery charge amount at the end of the vehicle system.
また、請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の発明において、
前記制御手段は、車両システムの起動時に、前回のシステム終了時に記憶された走行モード及び前記目標バッテリ充電量を前記記憶装置から読み出すと共に、車両が走行可能な状態に入る前に前記切替手段にて前記第1モードが選択され、かつ前回のシステム終了時にも前記第1モードが選択されていた場合には、読み出された前記目標バッテリ充電量を現在選択している前記第1モードの前記目標バッテリ充電量に設定することを特徴とする。
Further, the invention according to
The control means reads the travel mode and the target battery charge stored at the end of the previous system from the storage device at the time of starting the vehicle system, and uses the switching means before the vehicle enters a travelable state. When the first mode is selected and the first mode is selected even at the end of the previous system, the target of the first mode in which the read target battery charge amount is currently selected The battery charge amount is set.
また、請求項15に記載の発明は、請求項13に記載の発明において、
前記制御手段は、車両システムの起動時に、前回のシステム終了時に記憶された走行モード及び前記目標バッテリ充電量を前記記憶装置から読み出すと共に、車両が走行可能な状態に入る前に前記切替手段にて前記第1モードが選択され、かつ前回のシステム終了時にも前記第1モードが選択されていた場合であって、現在時刻の前記バッテリ充電量と読み出された前記目標バッテリ充電量との差が所定バッテリ差分範囲から外れていた場合には、前記第1モード選択時の前記バッテリ充電量、前記第1所定値又は前記第2所定値のいずれかを前記目標バッテリ充電量に設定することを特徴とする。
The invention according to claim 15 is the invention according to
The control means reads the travel mode and the target battery charge stored at the end of the previous system from the storage device at the time of starting the vehicle system, and uses the switching means before the vehicle enters a travelable state. In the case where the first mode is selected and the first mode is selected even when the previous system is terminated, the difference between the battery charge amount at the current time and the read target battery charge amount is When the battery is out of a predetermined battery difference range, the battery charge amount, the first predetermined value, or the second predetermined value when the first mode is selected is set as the target battery charge amount. And
以上の構成により、前記各請求項の発明によれば、それぞれ次の効果が得られる。 With the above configuration, according to the invention of each claim, the following effects can be obtained.
まず、請求項1に記載の発明によれば、切替手段にて第2モードが選択されているときには、車両の走行時にバッテリの電力消費が優先される。また、切替手段にて第1モードが選択されているときであってバッテリ充電量が第1所定値より高いときには、バッテリ充電量が第1所定値まで低下する。また、この第1所定値は、減速回生に伴う発電量を充電可能なバッテリ充電量とすることができる。以上により、制御開始時にバッテリが満充電状態又はこれに近い状態にあるときに、いずれの走行モードが選択されている場合でも、減速回生に伴う発電量を充電するためのバッテリの空き容量が確保される。その結果、減速回生を行うことが可能となって、航続距離の延長が可能となる。 According to the first aspect of the present invention, when the second mode is selected by the switching means, priority is given to the power consumption of the battery when the vehicle is traveling. Further, when the first mode is selected by the switching means and the battery charge amount is higher than the first predetermined value, the battery charge amount is reduced to the first predetermined value. Further, the first predetermined value can be a battery charge amount capable of charging the power generation amount accompanying the deceleration regeneration. As described above, when the battery is in a fully charged state or a state close to this at the start of control, the available battery capacity for charging the amount of power generated by the deceleration regeneration is ensured regardless of which travel mode is selected. Is done. As a result, deceleration regeneration can be performed and the cruising distance can be extended.
また、請求項2に記載の発明によれば、エンジンの熱効率を考慮して設定可能なエンジンの出力範囲、及び、バッテリ充電量に基づいて単位走行距離中のエンジン始動停止の回数が推定され、この推定されたエンジン始動停止回数が所定回数値を下回るように第1所定値を設定することにより、エンジン始動停止回数の増加又はエンジン出力の増加によるNOx排出量の増加を抑えることができる。 According to the second aspect of the invention, the engine output range that can be set in consideration of the thermal efficiency of the engine, and the number of engine start / stops during the unit travel distance are estimated based on the battery charge amount, by this estimated engine start stop number to set the first predetermined value to below a predetermined frequency value, it is possible to suppress the increase of the NO x emissions increase of increase or engine power of the engine start and stop times.
また、請求項3に記載の発明によれば、バッテリが瞬時に、又は単位時間当たりに受け入れ可能な電力は温度特性を有するところ、バッテリ温度に応じて第1所定値が変化することにより、減速回生に伴う発電量を充電するための空き容量が確実に確保されることになる。 According to the third aspect of the present invention, the power that the battery can accept instantaneously or per unit time has a temperature characteristic, and the first predetermined value changes according to the battery temperature, so that the deceleration is achieved. A free capacity for charging the amount of power generated due to regeneration will be ensured.
また、請求項4に記載の発明によれば、バッテリ充電量が第1所定値より低いときに第1モードが選択されている場合には、第1所定値又は第1モードを選択した時のバッテリ充電量を目標バッテリ充電量として設定し、その目標バッテリ充電量にバッテリ充電量が維持されることで、航続距離の延長とNOx排出量増加の抑制とを両立しつつエンジンの燃料を優先する走行が可能になる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the first mode is selected when the battery charge amount is lower than the first predetermined value, the first predetermined value or the first mode is selected. the battery charge amount is set as the target battery charge, the by battery charge amount to the target battery charge is maintained, priority fuel engine while both the extension and NO x emissions increased suppression of cruising distance Can be run.
また、請求項5に記載の発明によれば、切替手段にて第2モードが選択されているときに、バッテリ充電量が低下して第2所定値に至るまでは、車両の走行時にバッテリの電力消費が優先される。また、第2所定値を適当な値とすることにより、バッテリ充電量が第2所定値に至った後に乗員による最大の要求駆動力が供給されても、バッテリが直ちに電欠状態とならないようにすることができる。即ち、可能な限り、第2モードを選択した乗員の意志に応じた走行をすることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the second mode is selected by the switching means, the battery charge is reduced when the vehicle travels until the battery charge amount decreases to the second predetermined value. Power consumption is prioritized. Further, by setting the second predetermined value to an appropriate value, even if the maximum required driving force by the occupant is supplied after the battery charge amount reaches the second predetermined value, the battery is not immediately short-circuited. can do. That is, as much as possible, the vehicle can travel according to the will of the passenger who has selected the second mode.
また、請求項6に記載の発明によれば、バッテリの充電可能容量又は充放電可能電力の少なくとも一方を考慮して、確実に、バッテリが直ちに電欠状態とならないようにすることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to ensure that the battery does not immediately run out of charge in consideration of at least one of the chargeable capacity or chargeable / dischargeable power of the battery.
また、請求項7に記載の発明によれば、車両がエンジンの燃料及びバッテリの充電電力を共に消費して走行することにより、例えば、エンプティ状態であると乗員に表示されるような燃料残量に至るときに、充電切れであると表示されるようなバッテリ充電量に至るようにすることができる。これにより、エンジンにより駆動されるジェネレータで発電される電力、及びバッテリから供給される電力の両方を並列的に使用可能な状態、即ち最大出力を確保できる状態を、燃料残量のエンプティ状態且つ充電切れの瞬間まで維持することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, when the vehicle travels by consuming both the fuel of the engine and the charging power of the battery, for example, the remaining fuel amount that is displayed to the occupant as being in an empty state. Can reach the amount of battery charge that is displayed as being out of charge. As a result, the state in which both the electric power generated by the generator driven by the engine and the electric power supplied from the battery can be used in parallel, that is, the state in which the maximum output can be secured, is in an empty state of the remaining fuel amount and charged. It can be maintained until the moment of cutting.
また、請求項8に記載の発明によれば、車両が第1モードでの走行を開始したとき、バッテリ温度が低いときには、一時的にバッテリの充電量よりも放電量が多くなるように走行させることによりバッテリ温度が上昇する。これにより、充放電能力の優れた状態でバッテリを使用することが可能になる。 According to the eighth aspect of the present invention, when the vehicle starts traveling in the first mode, when the battery temperature is low, the vehicle is temporarily traveled so that the amount of discharge is larger than the amount of charge of the battery. As a result, the battery temperature rises. Thereby, it becomes possible to use a battery in the state which was excellent in charging / discharging capability.
また、請求項9に記載の発明によれば、エンジンの燃料補給後に車両の走行が禁止された状態でバッテリ充電量が回復するため、走行開始後、早期に乗員の一定の要求駆動力に対応可能になる。 According to the ninth aspect of the present invention, since the battery charge amount is recovered in a state where the vehicle is prohibited from running after refueling the engine, it can respond to a constant required driving force of the occupant early after the start of running. It becomes possible.
また、請求項10に記載の発明によれば、車両の第1モードでの走行によりバッテリ充電量が回復するため、走行開始後、乗員の更なる要求駆動力に対応可能になる。 According to the tenth aspect of the invention, since the battery charge amount is recovered by traveling in the first mode of the vehicle, it is possible to cope with the further required driving force of the occupant after the start of traveling.
また、請求項11に記載の発明によれば、バッテリ充電量が低下している状態で、乗員の走行モードの切り替え要求に応じて車両が第2モードで走行すると、充電切れであると表示されるようなバッテリ充電量に至る。このとき、更に走行を続けるとバッテリの過放電に至りバッテリを劣化させてしまうおそれがあるが、車両は第1モードで走行するように制御が行われるため、充電切れ及び過放電によるバッテリの劣化を抑制することができ、車両の走行を継続することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, when the vehicle travels in the second mode in response to the occupant's travel mode switching request while the battery charge is low, it is displayed that the battery is out of charge. It reaches the amount of battery charge. At this time, if the vehicle continues to run, the battery may be overdischarged and the battery may be deteriorated. However, since the vehicle is controlled so as to run in the first mode, the battery is deteriorated due to out-of-charge and overdischarge. Can be suppressed, and the vehicle can continue to travel.
また、請求項12に記載の発明によれば、燃料残量が低下している状態で、乗員の走行モードの切り替え要求に応じて車両が第1モードで走行すると、燃料残量が完全に零になるおそれがあるが、車両は第2モードで走行するように制御が行われるため、燃料残量が完全に零にならず、車両が走行不可能になるのを防止することができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, when the vehicle travels in the first mode in response to an occupant's request for switching the travel mode while the fuel remaining amount is low, the fuel remaining amount is completely zero. However, since control is performed so that the vehicle travels in the second mode, the remaining amount of fuel does not become completely zero, and it is possible to prevent the vehicle from being unable to travel.
また、請求項13に記載の発明によれば、車両システムの起動時に、前回のシステム終了時に記憶された走行モードと、前回走行時に第1モードを選択していた場合にはその時に維持しようとしたバッテリ充電量と、を認識することが可能になる。
According to the invention described in
また、請求項14に記載の発明によれば、前回走行時に車両が第1モードを選択した状態で車両システムを終了させていて、かつ車両システムの起動後であって走行可能な状態に入る前に第1モードが選択された場合には、前回走行時の目標バッテリ充電量をそのまま継承することが可能になるため、車両システムの終了時と起動時とのバッテリ充電量変化に依存しないでバッテリ充電量を維持することができる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, the vehicle system is terminated in the state where the vehicle has selected the first mode during the previous traveling, and after the vehicle system is started and before the vehicle can enter the traveling state. When the first mode is selected, the target battery charge amount at the previous travel time can be inherited as it is, so that the battery does not depend on the change in the battery charge amount at the end of the vehicle system and at the start-up. The amount of charge can be maintained.
また、請求項15に記載の発明によれば、車両が所謂プラグインハイブリッド車である場合には、前回の車両システムの終了時の目標バッテリ充電量と車両システム起動時のバッテリ充電量とを比較することにより、車両システム終了中にプラグ充電が実施されたかどうか、又は長期放置がなされたかどうかを判定できるため、車両システムの起動後にそのような判定がなされた場合には、車両が第1モードを選択したとしても前回走行時の目標バッテリ充電量を継承しないようにすることができる。 According to the fifteenth aspect of the present invention, when the vehicle is a so-called plug-in hybrid vehicle, the target battery charge amount at the end of the previous vehicle system is compared with the battery charge amount at the start of the vehicle system. Thus, it is possible to determine whether plug charging has been performed during the vehicle system termination or whether the vehicle has been left for a long time. Therefore, when such a determination is made after the vehicle system is activated, the vehicle is in the first mode. Even if is selected, it is possible to prevent inheriting the target battery charge amount during the previous run.
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、図1を参照しながら、この実施形態に係る車両1の全体構成について説明する。
図1に示すように、車両1は、エンジン10と、このエンジン10の出力軸に連結されたジェネレータ20と、このジェネレータ20で発電された電力により充電される高電圧バッテリ(以下、バッテリという)40と、ジェネレータ20の発電電力又はバッテリ40の充電電力を受けて作動するモータ60とを備える。さらに、ジェネレータ20とバッテリ40との間には、インバータ30が設けられている。なお、ジェネレータ20はモータとしても作動可能である。
First, the overall configuration of the
As shown in FIG. 1, the
車両1の駆動源は専らモータ60である。このモータ60の駆動力は、デファレンシャル装置70を介して左右の駆動輪71,72に伝達され、これにより、車両1が走行する。また、モータ60は、ジェネレータとしての作動が可能であり、車両1の減速時にモータ60がジェネレータとして作動することで、モータ60においてエネルギー回生(減速回生)が行われる。
The drive source of the
エンジン10の駆動力は、ジェネレータ20の発電に用いられる。このエンジン10はロータリエンジンである。エンジン10には、水素タンク80に貯留されている気体燃料としての水素が供給される。
The driving force of the
また、車両1には、乗員が走行モードを選択するためのモードスイッチ101と、水素タンク80における水素の残量(水素残量)を検出する水素残量センサ102と、バッテリ40の残充電量(バッテリ残量)を検出するSOCセンサ103と、バッテリ40の温度を検出するバッテリ温度センサ104とが搭載されている。図2に示すように、これらのスイッチ101、センサ102〜104の各出力信号は、コントロールユニット100に入力される。
Further, the
モードスイッチ101は、特許請求の範囲における「切替手段」に相当し、水素残量センサ102は、特許請求の範囲における「燃料残量検出手段」に相当し、SOCセンサ103は、特許請求の範囲における「充電量検出手段」に相当し、バッテリ温度センサ104は、特許請求の範囲における「温度検出手段」に相当する。
The
なお、コントロールユニット100には、図示しないが、以上のスイッチ、センサの他に、減速回生を制御するためにブレーキペダルの踏み込みを検出するブレーキセンサなどの各種のセンサやスイッチからの信号も入力される。
In addition to the above switches and sensors, the
また、図2に示すように、コントロールユニット100は、ジェネレータ20に加えて、エンジン10に水素ガスを噴射するインジェクタ11、及び点火プラグ12に制御信号を出力し、エンジン10の出力、即ち水素の消費量などを制御する。また、コントロールユニット100は、インバータ30に制御信号を出力し、このインバータ30を介してモータ60及びジェネレータ20の出力を制御する。
In addition to the
コントロールユニット100は、このインバータ30と併せて、特許請求の範囲における「制御手段」を構成するものとする。
The
また、コントロールユニット100には、エンジン10の燃料消費を優先する走行モードであるH2モード(特許請求の範囲における第1モード)と、バッテリ40の電力消費を優先する走行モードであるEVモード(特許請求の範囲における第2モード)とが予め設定されている。このとき、車両1がいずれの走行モードで走行するかは、水素残量、バッテリ残量及び乗員の選択したモードにより決定される。
Further, the
さらに、図3のマップに示すように、コントロールユニット100には、水素残量及びバッテリ残量に応じて区分された領域A、領域B及び領域Cの3つの領域が設定されている。
Further, as shown in the map of FIG. 3, the
領域Aは、水素残量が後述する第2所定水素残量F2より高く、かつ、バッテリ残量が後述する第2充電量C2より高い領域である。この領域Aでは、モードスイッチ101で乗員が選択した走行モードで車両1が走行する。
Region A is a region where the remaining amount of hydrogen is higher than a second predetermined hydrogen remaining amount F2 described later and the remaining amount of battery is higher than a second charged amount C2 described later. In this area A, the
領域Bは、水素残量が第2水素残量F2より高く、かつ、バッテリ残量が第2充電量C2以下である領域である。この領域Bでは、モードスイッチ101で乗員が選択した走行モードに関わらず、車両1はH2モードで走行する。
Region B is a region where the remaining amount of hydrogen is higher than the second remaining amount of hydrogen F2 and the remaining amount of battery is equal to or less than the second charge amount C2. In this region B, regardless of the drive mode the rider has selected the
領域Cは、水素残量が第2水素残量F2以下の領域である。この領域Cでは、モードスイッチ101で乗員が選択した走行モードに関わらず、車両1はEVモードで走行する。
Region C is a region in which the remaining amount of hydrogen is equal to or less than the second remaining hydrogen amount F2. In this region C, the
図3では、コントロールユニット100の制御を規定する水素残量(第1水素残量F1,第2水素残量F2)、バッテリ残量(第1充電量C1〜第5充電量C5)について示されている。コントロールユニット100の制御については後で詳説するが、これらの例示的な値について下記の表に示す。また、下記の表及び図3に示すように、例えば水素残量が第2水素残量F2に至ったときに、エンプティ(Empty)状態である、と乗員に表示し、バッテリ残量が第3充電量C3に至ったときに、充電切れ状態である、と乗員に表示することができる。
FIG. 3 shows the remaining amount of hydrogen (first hydrogen remaining amount F1, second hydrogen remaining amount F2) and battery remaining amount (first charge amount C1 to fifth charge amount C5) that define the control of the
また、バッテリ40の過充電を防止するために、図3に示すように、100%より低い状態をバッテリ残量の上限(満充電状態)とし、バッテリ40の過放電を防止するために、0%より高い状態をバッテリ残量の下限(第4充電量C4)と設定することができる。また、水素残量についても、車両が走行不可能となるのを防止するために、エンプティに相当する第2水素残量F2を零よりも若干高い値としている。
Further, in order to prevent overcharge of the
次に、図4及び図5のフローチャートを参照しながら、コントロールユニット100で行われる制御動作の一例について説明する。
Next, an example of a control operation performed by the
また、以下で説明するフローチャートでは、モードスイッチ101、各センサ102〜104などからコントロールユニット100に入力される信号の読み込みについては説明を省略しているが、信号の読み込みは、制御開始時に加えて適時に行われるものとする。
In the flowchart described below, the description of reading of signals input to the
なお、以下の説明では、バッテリ残量が第1所定値C1に低下するように制御する、などの表現で記載しているが、コントロールユニット100は、予め目標バッテリ充電量を設定し、上記のように適時読み込まれるSOCセンサ103からのバッテリ残量に基づいて制御を行うものとする。
In the following description, the
図4を用いて、制御開始時に乗員がH2モードを選択している場合の制御について説明する。
まず、ステップS1で車両1が走行禁止状態にないことが確認され、次のステップS2で、制御開始時の水素残量及びバッテリ残量が領域A〜Cのいずれの状態であるかが判定される。
With reference to FIG. 4, the passenger will be described control when you select with H 2 mode at the start of control.
First, it is confirmed in step S1 that the
ステップS2で領域Aの状態であると判定されると、次のステップS3で、制御開始時のバッテリ残量が第1充電量C1より高いか否かが判定される。 If it is determined in step S2 that the state is the region A, it is determined in next step S3 whether or not the remaining battery level at the start of control is higher than the first charge amount C1.
ここで、第1充電量C1は、減速回生に伴うモータ(ジェネレータとして作動するモータ)60での発電量を充電可能なバッテリ残量である。 Here, the first charge amount C1 is a remaining battery level that can charge the amount of power generated by the motor 60 (motor that operates as a generator) that accompanies deceleration regeneration.
このステップS3でバッテリ残量が第1充電量C1より高いと判定されたときは、ステップS4で、バッテリ残量が第1充電量C1に至るまで、バッテリ40の電力消費に加えてエンジン10の燃料消費がされるように制御が行われる。
When it is determined in step S3 that the remaining battery level is higher than the first charge amount C1, in step S4, in addition to the power consumption of the
このとき、バッテリ残量の第1充電量C1は、バッテリ温度センサ104によって検出されるバッテリ温度に応じて変化させることが好ましい。例えば、図6に示すように、バッテリ温度が10℃以下のような低温時、又は、50℃以上のような高温時に、第1充電量C1を図のCHからCLまで低下させる。この理由について、図7を用いて説明する。なお、第1充電量C1をCHからCLまで連続的に変化させてもよい。
At this time, it is preferable to change the first charge amount C <b> 1 of the battery remaining amount in accordance with the battery temperature detected by the
図7の横軸は、バッテリ残量を、縦軸は、回生可能な電力、即ちバッテリ40が瞬時に、又は単位時間当たりに受け入れることができる電力を示す。横軸は、右に進むほど値が小さいとする。バッテリ温度が低いとバッテリ40の内部抵抗が大きくなるため、充電電流が小さくてもバッテリ端子電圧が許容上限値まで上がる場合がある。それゆえ、充電電流(充電電力)を小さく抑える必要がある。また、バッテリ温度が高いときにも、バッテリ40の劣化防止のために、バッテリ温度が上がり過ぎないように充電量及び放電量を抑制する方向に制御する必要がある。したがって、バッテリ温度が低いとき又は高いとき(一点鎖線)には、バッテリ残量がCHとなるように制御しても、25℃のとき(実線)ほど回生可能な電力は大きくない。
The horizontal axis of FIG. 7 indicates the remaining battery level, and the vertical axis indicates the power that can be regenerated, that is, the power that the
このとき、減速回生を実施しようとすると、例えば低温の場合には、高い内部抵抗値の影響でバッテリ端子電圧が許容上限値を超えるため、制御を中止する必要がある。それゆえ、減速回生を行わないように車両制御にてモータ減速トルクを制御する必要が生じる。 At this time, if it is attempted to perform the deceleration regeneration, for example, at a low temperature, the battery terminal voltage exceeds the allowable upper limit value due to the influence of the high internal resistance value, so it is necessary to stop the control. Therefore, it is necessary to control the motor deceleration torque by vehicle control so as not to perform deceleration regeneration.
そこで、バッテリ温度が低いとき又は高いときには、バッテリ残量がCHより低いCLとなるように制御することで、確実に、減速回生に伴う発電量を充電するためのバッテリ40の空き容量を確保することができる。
Therefore, when the battery temperature is low or high, the remaining capacity of the
ステップS4の実施によりバッテリ残量が第1充電量C1まで低下すると、ステップS3からステップS5に進み、車両1のH2モードでの走行が維持される。このH2モードでの走行時には、バッテリ残量を第1充電量C1に維持するように制御が行われる。このとき、制御開始時のバッテリ残量が第1充電量C1以下であれば、ステップS5では当該制御開始時のバッテリ残量に維持される。
When the remaining battery capacity by the implementation of step S4 is lowered to the first charge amount C1, the process proceeds from step S3 to step S5, traveling with H 2 mode of the
このH2モードでの走行中に、ステップS6で水素残量が第2水素残量F2に至ったと判定されたときは、水素残量及びバッテリ残量が図3の領域Cの状態になる。そして、ステップS7において、車両1がEVモードで走行するように制御が行われる。EVモードでの走行中に、ステップS8でバッテリ残量が第4充電量C4未満となった判定されると、ステップS9で車両1の走行が禁止される。
While running at the H 2 mode, the hydrogen remaining amount when it is determined that reaches the second hydrogen remaining amount F2, the remaining amount of hydrogen and the remaining battery capacity is in a state of the region C in FIG. 3 at step S6. In step S7, control is performed so that the
次に、図5を用いて、制御開始時に乗員がEVモードを選択している場合の制御について説明する。
まず、ステップS11、S12については前記のステップS1、S2と同じであり、説明を省略する。
Next, the control when the occupant has selected the EV mode at the start of control will be described with reference to FIG.
First, Steps S11 and S12 are the same as Steps S1 and S2, and description thereof is omitted.
ステップS12で水素残量及びバッテリ残量が領域Aの状態であると判定されると、次のステップS13で制御開始時のバッテリ残量が第2充電量C2より高いか否かが判定される。 If it is determined in step S12 that the remaining hydrogen amount and the remaining battery amount are in the region A, it is determined in the next step S13 whether or not the remaining battery amount at the start of control is higher than the second charge amount C2. .
ここで、第2充電量C2は、少なくとも、バッテリ充電量が第2所定値C2に至った後の車両1のH2モードでの走行時に、乗員により最大駆動力が要求されても、バッテリ40が直ちに電欠状態とならないようなバッテリ充電量である。
Here, the second charge amount C2 is at least at the time of traveling with H 2 mode of the
また、この第2充電量C2は、好ましくは、バッテリ40の充電可能容量又は充放電可能電力の少なくとも一方に基づいて決定される。これにより、確実に、バッテリ40が直ちに電欠状態とならないようにすることができる。
The second charge amount C2 is preferably determined based on at least one of the chargeable capacity or chargeable / dischargeable power of the
ステップS13でバッテリ残量が第2充電量C2より高いと判定されたときは、ステップS14で、バッテリ残量が第2充電量C2に至るまで、バッテリ車両1のEVモードでの走行が維持される。
When it is determined in step S13 that the remaining battery level is higher than the second charge amount C2, the travel of the
このEVモードでの走行により、バッテリ残量が第2充電量C2に至ると、図3の領域Bに入る。そして、ステップS15において、車両1がH2モードで走行するように制御が行われる。
When the remaining battery level reaches the second charge amount C2 by running in the EV mode, the vehicle enters the region B in FIG. Then, in step S15, the
このとき、次のステップS16で、バッテリ温度が所定温度T以上であるかが判定される。この所定温度Tは、バッテリ40の充放電能力の温度依存性を考慮して、例えば10℃に設定することができる。そして、バッテリ温度が所定温度T以上でないと判定されたときは、ステップS17で、一時的にバッテリ40からの供給電力が増加するように制御が行われる。このようにして、バッテリ温度が所定温度Tに至るまでバッテリ40の暖気が行われる。これにより、充放電能力の優れた状態でバッテリ40を使用することが可能になる。
At this time, it is determined in the next step S16 whether the battery temperature is equal to or higher than a predetermined temperature T. The predetermined temperature T can be set to 10 ° C., for example, in consideration of the temperature dependence of the charge / discharge capacity of the
ステップS16でバッテリ40の温度が所定温度T以上であると判定されると、次のステップS18で水素残量が第1水素残量F1より高いか否かが判定される。水素残量が第1水素残量F1より高いと判定されると、ステップS19に進み、水素残量が第1水素残量F1に至るまで、車両1はH2モードで走行する。このH2モードでの走行時には、バッテリ残量を第2充電量C2に維持するように制御が行われる。このとき、制御開始時のバッテリ残量が第2充電量C2以下であれば、バッテリ残量を第2充電量C2まで回復させた後、第2充電量C2に維持されるように制御する。
If it is determined in step S16 that the temperature of the
ステップS18で水素残量が第1水素残量F1以下であると判定されると、ステップS20に進み、水素残量が第2水素残量F2に至るまで、車両1はH2モードで走行する。ステップS20では、ステップS19で実施された制御と異なり、バッテリ残量は第2充電量C2から低下するように制御される。
When the remaining amount of hydrogen in step S18 is determined to be equal to or less than the first hydrogen remaining amount F1, the process proceeds to step S20, the hydrogen remaining amount up to the second hydrogen remaining amount F2, the
そして、次のステップS21で水素残量が第2水素残量F2以下となったと判定されると、水素残量及びバッテリ残量が図3の領域Cの状態になる。次のステップS22〜S24については前記のステップS7〜S9と同じであり、説明を省略する。 Then, when it is determined in the next step S21 that the remaining hydrogen amount is equal to or less than the second remaining hydrogen amount F2, the remaining hydrogen amount and the remaining battery amount are in the state of region C in FIG. The next steps S22 to S24 are the same as the above steps S7 to S9, and a description thereof will be omitted.
次に、図8を参照しながら、図4及び図5で説明した車両1の走行時における具体的な制御例について説明する。
Next, a specific example of control during travel of the
まず、制御開始時(走行開始時)に乗員がH2モードを選択していた場合について説明する(図8に点線で示す)。
図に示すように満充電状態かつ水素残量がフル(Full)の状態から走行を開始すると、符号aで示すように、バッテリ残量が第1充電量C1に至るまで、バッテリ40の充電電力と水素の両方を消費して車両1が走行する。これにより、乗員がブレーキを踏んだときには減速回生がされ、ジェネレータとして作動するモータ60の発電電力がバッテリ40に蓄えられることになる。
First, an occupant to the control at the start (traveling start) will be described when you have selected of H 2 mode (shown by the dotted line in FIG. 8).
As shown in the figure, when the vehicle starts running from the fully charged state and the full amount of hydrogen (Full), the charging power of the
バッテリ残量が第1充電量C1に至ると、その後、車両1は主に水素を消費して走行する。このとき、バッテリ残量は第1充電量C1に維持される。水素残量が第2水素残量F2に至ると、乗員には水素残量がエンプティと表示される。その後、車両1は主にバッテリ40の充電電力を消費して走行する。
When the remaining battery level reaches the first charge amount C1, the
そして、バッテリ残量が第4充電量C4に至ると、車両1の走行が禁止される。
Then, when the remaining battery level reaches the fourth charge amount C4, the traveling of the
次に、制御開始時(走行開始時)に乗員がEVモードを選択していた場合について説明する(図8に太線で示す)。
図に示すように満充電状態かつ水素残量がフルの状態から走行を開始すると、バッテリ残量が第2充電量C2に至るまで、車両1は主にバッテリ40の充電電力を消費して走行する。これにより、乗員による最大の要求駆動力が供給されてもバッテリ40が直ちに電欠状態とならない第2所定値C2まで、車両1はEVモードで走行する。即ち、EVモードを選択した乗員の意志に応じて、可能な限りバッテリ40の充電電力を消費した走行がされることになる。
Next, a case where the occupant has selected the EV mode at the start of control (at the start of traveling) will be described (indicated by a thick line in FIG. 8).
As shown in the figure, when the
またこのとき、乗員の要求駆動力に応じてエンジン10が駆動されるため、図中に符号bで示すように、ある程度の水素が消費されることになる。
At this time, since the
バッテリ残量が第2充電量C2に至ると、その後、車両1は主に水素を消費して走行する。このとき、バッテリ残量は第2充電量C2に維持される。ただし、バッテリ温度が所定温度Tより低いときは、図中に符号cで示すように、一次的にバッテリ40の充電電力が優先して消費され、バッテリ40の暖気が行われる。これにより、エネルギー効率の優れた状態でバッテリ40を使用することが可能になる。バッテリ温度が所定温度Tに達すると、車両1は再び主に水素を消費して走行し、バッテリ残量は第2充電量C2に維持される。
When the remaining battery level reaches the second charge amount C2, the
水素残量が第1水素残量F1に至ると、符号dで示すように、車両1は水素に加えてバッテリ40の充電電力を消費して走行する。このとき、水素残量が低下して第2水素残量F2に至ったときに、バッテリ残量が第3充電量C3に至るようにバッテリ40の充電電力が消費される。その後、車両1は充電電力を消費して走行する。
When the hydrogen remaining amount reaches the first hydrogen remaining amount F1, the
このとき、乗員には、水素残量はエンプティ状態であり、バッテリ残量は充電切れ状態であると表示されることになる。 At this time, the passenger is displayed that the remaining amount of hydrogen is empty and the remaining amount of battery is out of charge.
なお、符号dの部分の変形例として、バッテリ残量が第2充電量C2に至った直後(又はバッテリ40の暖気の後)に、車両1が水素に加えてバッテリ40の充電電力を消費して走行するように制御が行われてもよい。このときも、水素残量が第2水素残量F2に至ったときに、バッテリ残量が第3充電量C3に至るように制御が行われるようにする。これは、図5のフローチャートでは、ステップS18を実施せず、ステップS16の後にステップS20を実施することに対応する。
As a modified example of the portion denoted by reference sign d, the
そして、バッテリ残量が第4充電量C4に至ると、車両1の走行が禁止される。
Then, when the remaining battery level reaches the fourth charge amount C4, the traveling of the
次に、図9のフローチャートを参照しながら、コントロールユニット100で行われる走行禁止時の制御動作の一例について説明する。
図4のステップS1、図5のステップS11で、車両1が走行禁止状態であると判定されたときは、それぞれステップS10、ステップS25で、図9のステップS31に進む。このステップS31では、走行禁止状態にある車両1の水素タンク80に水素が補給されたか否かが判定され、補給されたと判定されるまで、ステップS32で車両1の走行は禁止される。
Next, an example of a control operation performed when the travel is prohibited performed by the
When it is determined in step S1 of FIG. 4 and step S11 of FIG. 5 that the
このとき、例えば水素が補給されて水素残量が第1水素残量F1まで回復したときに、水素が補給されたと判定することができる。 At this time, for example, when hydrogen is replenished and the remaining hydrogen amount is recovered to the first hydrogen remaining amount F1, it can be determined that the hydrogen has been replenished.
次に、ステップS33でバッテリ残量が第5充電量C5に回復するまで、ステップS34で、停車状態でエンジン10が駆動され、ジェネレータ20で発電が行われる。バッテリ残量が第5充電量C5まで回復すると、次のステップS35で車両1の走行禁止が解除される。
Next, until the remaining battery level is restored to the fifth charge amount C5 in step S33, the
なお、例示した第5充電量C5の値は第2充電量C2よりも低いが、逆に第5充電量C5が第2充電量C2より高い値でもよい。 The illustrated value of the fifth charge amount C5 is lower than the second charge amount C2, but conversely, the fifth charge amount C5 may be higher than the second charge amount C2.
この走行禁止時における具体的な制御例について、図10を用いて説明する。
図中に符号eで示すように、車両1の走行禁止中に水素が補給され、例えば水素残量が第1水素残量F1を超えると、エンジン10が駆動してバッテリ40の充電が行われる。そして、図中に符号fで示すように、バッテリ残量が第5充電量C5に回復するまで車両1の走行禁止状態が続く。これにより、走行禁止が解除されて車両1が走行を開始したときに、乗員の一定の要求駆動力にすぐに対応することができる。
A specific control example when the travel is prohibited will be described with reference to FIG.
As indicated by symbol e in the figure, hydrogen is replenished while the
バッテリ残量が第5充電量C5に至って走行禁止が解除されると、車両1はH2モードで走行することができる。このとき、フローチャートでは説明しなかったが、図中に符号gで示すように、車両1が水素を消費して走行するのと平行して、水素を消費してバッテリ残量が第2充電量C2に至るまでバッテリ40が充電される。これにより、走行禁止が解除されて車両1が走行を開始したときに、乗員の更なる要求駆動力に対応することができるようになる。なお、バッテリ残量が第2充電量C2を超えるまでバッテリ40が充電されてもよい。
When the battery remaining amount traveling prohibition is released reached the fifth charge amount C5, the
次に、図11及び図12のフローチャートを参照しながら、コントロールユニット100で行われる、乗員による走行モードの切り替え要求があった場合の制御動作の一例について説明する。
Next, an example of a control operation performed by the occupant when there is a request for switching the travel mode, which is performed by the
まず、図11を用いて、H2モードでの走行中にEVモードへの切り替え要求があった場合の制御について説明する。
ステップS41では、水素残量が第2水素残量F2より高いか否か、即ち水素残量及びバッテリ残量が領域Cにあるか否かがに判定される。水素残量が第2水素残量F2以下であるときは、領域Cの状態であるため、既に車両1はEVモードで走行している(ステップS42)が、確認的に判定が実施される。
First, with reference to FIG. 11, the control will be described when a switching request to the EV mode while traveling with H 2 mode.
In step S41, it is determined whether or not the remaining amount of hydrogen is higher than the second remaining hydrogen amount F2, that is, whether or not the remaining amount of hydrogen and the remaining amount of battery are in region C. When the hydrogen remaining amount is equal to or less than the second hydrogen remaining amount F2, since the vehicle is in the region C, the
ステップS41で水素残量が第2水素残量F2より高いと判定されると、次のステップS43で、バッテリ残量が第2充電量C2より高いか否か、即ち水素残量及びバッテリ残量が領域A又は領域Bのいずれにあるかが判定される。そして、バッテリ残量が第2充電量C2より高い、即ち水素残量及びバッテリ残量が領域Aにあると判定されると、ステップS44で切り替えが許可され、車両1はEVモードで走行する。
If it is determined in step S41 that the remaining hydrogen amount is higher than the second remaining hydrogen amount F2, whether or not the remaining battery amount is higher than the second charge amount C2 in the next step S43, that is, the remaining hydrogen amount and the remaining battery amount. Is in either region A or region B. When it is determined that the remaining battery level is higher than the second charge amount C2, that is, the remaining hydrogen level and the remaining battery level are in the region A, switching is permitted in step S44, and the
一方、バッテリ残量が第2充電量C2以下である、即ち水素残量及びバッテリ残量が領域Bにあると判定されると、ステップS45で切り替えは禁止され、車両1はH2モードで走行する。これにより、バッテリ40の過放電が防止される。
On the other hand, the remaining battery capacity is equal to or less than the second charge amount C2, that is, the remaining amount of hydrogen and the remaining battery capacity is determined to be in the region B, the switching is inhibited in step S45, the
次に、図12を用いて、EVモードでの走行中にH2モードへの切り替え要求があった場合の制御について説明する。
ステップS51では、ステップS41と同様に、水素残量が第2水素残量F2より高いか否かが判定される。そして、水素残量が第2水素残量F2以下であると判定されると、ステップS52で切り替えは禁止され、車両1はEVモードで走行する。これにより、燃料残量が完全に零になることはなく、車両1が走行不可能になることが防止される。
Next, with reference to FIG. 12, a description will be given of the control of when a switching request to the H 2 mode during traveling in the EV mode.
In step S51, as in step S41, it is determined whether the hydrogen remaining amount is higher than the second hydrogen remaining amount F2. If it is determined that the remaining amount of hydrogen is equal to or less than the second remaining hydrogen amount F2, switching is prohibited in step S52, and the
ステップS51で、水素残量が第2水素残量F2より高いと判定されると、次のステップS53で、ステップS43と同様に、バッテリ残量が第2充電量C2より高いか否かが判定される。水素残量が第2水素残量F2より高く、バッテリ残量が第2充電量C2以下のときは、領域Bの状態であるため、車両は既にH2モードで走行しているが(ステップS55)、確認的に判定が実施される。 If it is determined in step S51 that the remaining hydrogen amount is higher than the second hydrogen remaining amount F2, it is determined in the next step S53 whether the remaining battery amount is higher than the second charge amount C2 as in step S43. Is done. Remaining amount of hydrogen is higher than the second hydrogen remaining amount F2, the battery remaining amount when the following second charge amount C2, since the state of the region B, and the vehicle is already traveling with H 2 mode (step S55 ), The determination is carried out in a confirming manner.
ステップS53でバッテリ残量が第2充電量C2より高いと判定されると、ステップS54で切り替えが許可され、車両1はH2モードで走行する。
When the battery remaining amount in step S53 is determined to be higher than the second charge amount C2, it is permitted to switch at step S54, the
このように走行モードの切り替え要求があった場合の具体的な制御例について、図13を用いて説明する。 A specific control example when there is a request for switching the travel mode will be described with reference to FIG.
まず、制御開始時(走行開始時)に乗員がH2モードを選択していた場合について説明する。
図に示すように満充電状態かつ水素残量がフルの状態から走行を開始すると、バッテリ残量が第1充電量C1に至るまで、バッテリ40の充電電力と水素の両方を消費して車両1が走行し、バッテリ残量が第1充電量C1に至った後は、車両1は主に水素を消費して走行する。このとき、図中に符号hで示すように、乗員がモードスイッチ101で新たにEVモードを選択すると、車両1はバッテリ残量が第2充電量C2に至るまで、主にバッテリ40の充電電力を消費して走行する。その後の車両1の走行は、EVモードでの制御に従う。
First, description will be given of a case where the occupant to control the start (traveling start) has selected of H 2 mode.
As shown in the figure, when the vehicle starts running from the fully charged state and the remaining amount of hydrogen, the
次に、制御開始時(走行開始時)に乗員がEVモードを選択していた場合について説明する。
図に示すように満充電状態かつ水素残量がフルの状態から走行を開始すると、バッテリ残量が第2充電量C2に至るまで、車両1は主にバッテリ40の充電電力を消費して走行しようとする。このとき、図中に符号iで示すように、乗員がモードスイッチ101で新たにH2モードを選択すると、車両1は水素残量が第2水素残量F2に至るまで、主に水素を使用して走行する。このとき、バッテリ残量は切り替え要求があったときの値に維持される。その後の車両1の走行は、H2モードでの制御に従う。
Next, a case where the occupant has selected the EV mode at the start of control (at the start of traveling) will be described.
As shown in the figure, when the
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、所謂シリーズ方式のハイブリッド車両について説明したが、本発明は、シリーズ方式以外の方式、例えば所謂パラレル方式、或は所謂シリーズパラレル方式のハイブリッド車両にも適用することができる。さらに、車両1は、プラグ充電が行われる所謂プラグインハイブリッド車でもよい。
While the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, in the above-described embodiment, a so-called series-type hybrid vehicle has been described. However, the present invention can be applied to a system other than the series system, for example, a so-called parallel system or a so-called series-parallel hybrid vehicle. . Further, the
なお、パラレル方式のハイブリッド車両の場合、特許請求の範囲における「ジェネレータ」は、モータとしての作動が可能なジェネレータを意味する。 In the case of a parallel hybrid vehicle, “generator” in the claims means a generator capable of operating as a motor.
また、上述の実施形態では、水素を燃料とするロータリエンジンが搭載された車両について説明したが、水素以外の燃料、例えばガソリンを用いてもよい。また、水素とガソリンとが選択的に供給されるデュアルフューエルエンジンが搭載されてもよい。さらに、ロータリエンジンの代わりにレシプロエンジンが搭載されてもよい。 In the above-described embodiment, a vehicle equipped with a rotary engine using hydrogen as a fuel has been described. However, a fuel other than hydrogen, such as gasoline, may be used. A dual fuel engine to which hydrogen and gasoline are selectively supplied may be mounted. Furthermore, a reciprocating engine may be mounted instead of the rotary engine.
また、上述の実施形態では、第1充電量C1は、減速回生に伴うモータ60での発電量を充電可能な充電量であり、バッテリ温度に応じて変更することが好ましい、と説明した。さらに、この第1充電量C1を、エンジン10の出力及び始動停止回数に応じて変化するNOx排出量が所定排出量以下に抑えられるように設定してもよい。
Moreover, in the above-described embodiment, it has been described that the first charge amount C1 is a charge amount capable of charging the power generation amount in the
具体的には、エンジン10の出力範囲を設定するエンジン出力範囲設定手段(図示せず)と、バッテリ充電量及び設定されたエンジン出力範囲に応じて単位走行距離中のエンジン始動停止回数を推定するエンジン始動停止回数推定手段(図示せず)とがコントロールユニット100に接続される。このエンジン出力範囲は、一般にエンジン10の熱効率を考慮して設定可能である。そして、コントロールユニット100は、推定されたエンジン始動停止回数が所定回数値を下回るように、第1所定値C1を設定する。なお、エンジン出力範囲設定手段とエンジン始動停止回数推定手段とは、併せてCPU、メモリなどで構成することができる。
Specifically, an engine output range setting means (not shown) for setting the output range of the
また、上述の実施形態では、バッテリ残量が第1充電量C1以下で第2充電量C2以上のときにH2モードが選択された場合には、その選択時のバッテリ残量を充電量維持のための目標バッテリ充電量として設定しているところ、この目標バッテリ充電量と選択しているH2モード又はEVモードの情報とを車両システムの終了時に保存しておき、次回の車両システムの起動時にその情報を取り込む機能を付加してもよい。 In the aforementioned embodiment, when the battery remaining amount is H 2 mode is selected when the second charge amount C2 or below the first charge level C1, the charge maintenance dose remaining battery capacity at the time of selection target battery place which is set as the charge amount, the information and the target battery charge by selecting that with H 2 mode or EV mode to keep at the end of the vehicle system, starting the next vehicle systems for Sometimes a function of capturing the information may be added.
このとき、上記の目標バッテリ充電量及び走行モードの保存のために、車両システムの終了時に選択されていた走行モード及び目標バッテリ充電量を車両システムの終了時に記憶する記憶装置(図示せず)が、コントロールユニット100に接続される。この記憶装置は、例えばメモリで構成することができる。
At this time, in order to save the target battery charge amount and the travel mode, a storage device (not shown) that stores the travel mode and the target battery charge amount selected at the end of the vehicle system at the end of the vehicle system. , Connected to the
さらに、前回走行終了時のモードがH2モードで、かつ車両システムの起動後に走行可能な状態に入る前にH2モードが選択された場合には、取り込んでいる目標バッテリ充電量をそのまま目標値として継承して、その値にバッテリ残量を維持するように発電量を制御してもよい。 Furthermore, the last run end mode is H 2 mode, and when the H 2 mode is selected before entering the travelable state after the vehicle system is activated, as it target the target battery charge amount of capture And the power generation amount may be controlled to maintain the remaining battery level at that value.
また、例えば車両1がプラグインハイブリッド車であれば、取り込んでいる目標バッテリ充電量と現在時刻のバッテリ充電量との差が所定の範囲(特許請求の範囲の、所定バッテリ差分範囲)に収まっていない状態において、H2モードが選択された場合には、車両システムの終了中にプラグ充電は行われたか、又は長期放置がなされたものと判定して、H2モードが選択された時のバッテリ残量、第1充電量C1又は第2充電量C2にいずれかを目標バッテリ充電量に設定する機能を付加してもよい。
For example, if the
1 車両、 10 エンジン、 20 ジェネレータ、 30 インバータ、
40 バッテリ、 60 モータ、 71,72 駆動輪、
100 コントロールユニット、 101 モードスイッチ、 102 水素残量センサ
103 SOCセンサ、 104 バッテリ温度センサ。
1 vehicle, 10 engine, 20 generator, 30 inverter,
40 battery, 60 motor, 71, 72 drive wheel,
100
Claims (15)
該エンジンに駆動されるジェネレータと、
該ジェネレータで発電された電力を充電するバッテリと、
該バッテリの充電電力又は前記ジェネレータの発電電力を受けて作動するモータと、
前記エンジンの出力又は前記モータの出力の少なくとも一方により駆動される駆動輪とを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記エンジンの燃料消費を優先する第1モード、又は、前記バッテリの電力消費を優先する第2モードのいずれかの走行モードを選択して切り替え可能とする切替手段と、
バッテリの充電量を検出する充電量検出手段と、
前記切替手段にて前記第1モードが選択され、かつ、前記充電量検出手段により検出されたバッテリ充電量が第1所定値より高いときは、バッテリ充電量が前記第1所定値まで低下するように目標バッテリ充電量を設定し、前記エンジン、ジェネレータ及びバッテリの動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする、ハイブリッド車両の制御装置。 Engine,
A generator driven by the engine;
A battery for charging the power generated by the generator;
A motor that operates in response to charging power of the battery or generated power of the generator;
A control device for a hybrid vehicle comprising drive wheels driven by at least one of the output of the engine or the output of the motor,
Switching means for selecting and switching one of the driving modes of the first mode that prioritizes fuel consumption of the engine or the second mode that prioritizes power consumption of the battery;
Charge amount detection means for detecting the charge amount of the battery;
When the first mode is selected by the switching means and the battery charge amount detected by the charge amount detection means is higher than a first predetermined value, the battery charge amount is reduced to the first predetermined value. And a control means for controlling the operation of the engine, the generator, and the battery.
前記制御手段は、前記エンジン始動停止回数推定手段により推定されるエンジン始動停止回数が所定回数値を下回るように前記第1所定値を設定することを特徴とする、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The hybrid vehicle control device includes an engine output range setting means for setting an output range of the engine, and an engine start / stop for estimating the number of engine start / stop times per unit travel distance according to the battery charge amount and the engine output range. A frequency estimation means,
2. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the control unit sets the first predetermined value so that the engine start / stop number estimated by the engine start / stop number estimation unit is less than a predetermined number value. 3. Control device.
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出されるバッテリ温度に応じて前記第1所定値を変化させることを特徴とする、請求項1又は2に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The hybrid vehicle control device includes temperature detection means for detecting the temperature of the battery,
The control device for a hybrid vehicle according to claim 1 or 2, wherein the control means changes the first predetermined value in accordance with a battery temperature detected by the temperature detection means.
バッテリ充電量が前記第2所定値に至った後は、前記第2所定値を前記目標バッテリ充電量に設定して、車両が前記第1モードで走行すると共にバッテリ充電量が前記第2所定値に維持されるように、前記エンジン、ジェネレータ及びバッテリの動作を制御することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかの1項に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The control means, when the second mode is selected by the switching means, maintains the second mode until the battery charge amount decreases to reach a second predetermined value,
After the battery charge amount reaches the second predetermined value, the second predetermined value is set to the target battery charge amount so that the vehicle travels in the first mode and the battery charge amount is the second predetermined value. The hybrid vehicle control device according to claim 1, wherein operations of the engine, the generator, and the battery are controlled so as to be maintained.
前記制御手段は、前記第1モードでの走行中に前記燃料残量検出手段により検出される燃料残量が低下して第1所定燃料残量に至ったときは、車両がエンジンの燃料及びバッテリの電力を共に消費して走行するように、前記エンジン、ジェネレータ及びバッテリの動作を制御することを特徴とする、請求項5に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The control device of the hybrid vehicle has a fuel remaining amount detecting means for detecting a fuel remaining amount of the engine,
When the fuel remaining amount detected by the fuel remaining amount detecting means decreases and reaches the first predetermined fuel remaining amount while the vehicle is traveling in the first mode, the control means causes the engine fuel and battery to The hybrid vehicle control device according to claim 5, wherein operations of the engine, the generator, and the battery are controlled so that the vehicle travels while consuming the same electric power.
前記制御手段は、バッテリ充電量が前記第2所定値に至った後に前記温度検出手段により検出されるバッテリ温度が所定温度より低いときは、バッテリ温度が所定温度に上昇するまでの間、一時的にバッテリ充電量が前記第2所定値又は前記目標バッテリ充電量から低下するように、前記エンジン、ジェネレータ及びバッテリの動作を制御することを特徴とする、請求項5に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The hybrid vehicle control device includes temperature detection means for detecting the temperature of the battery,
When the battery temperature detected by the temperature detection unit is lower than the predetermined temperature after the battery charge amount reaches the second predetermined value, the control unit temporarily waits until the battery temperature rises to the predetermined temperature. 6. The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 5, wherein operation of the engine, the generator, and the battery is controlled so that a battery charge amount decreases from the second predetermined value or the target battery charge amount. .
車両の走行が禁止された状態で、車両に前記エンジンの燃料が補給されたと判定したときは、停車状態においてバッテリ充電量が第5所定値まで上昇するように、前記エンジン、ジェネレータ及びバッテリの動作を制御することを特徴とする、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制御装置。 When the battery charge amount decreases and reaches the fourth predetermined value, the control means
When it is determined that the fuel of the engine has been supplied to the vehicle while the vehicle is prohibited from running, the operation of the engine, the generator, and the battery so that the battery charge amount rises to a fifth predetermined value in the stopped state. The control device for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 8, wherein the control device is controlled.
車両が走行可能な状態に入る前に前記切替手段にて前記第1モードが選択され、かつ前回のシステム終了時にも前記第1モードが選択されていた場合には、読み出された前記目標バッテリ充電量を現在選択している前記第1モードの前記目標バッテリ充電量に設定することを特徴とする、請求項13にハイブリッド車両の制御装置。 The control means reads the travel mode and the target battery charge amount stored at the end of the previous system from the storage device when starting the vehicle system,
If the first mode is selected by the switching means before the vehicle enters a state where the vehicle can run, and the first mode is selected at the end of the previous system, the read target battery is read. 14. The hybrid vehicle control device according to claim 13, wherein a charge amount is set to the target battery charge amount in the first mode currently selected.
車両が走行可能な状態に入る前に前記切替手段にて前記第1モードが選択され、かつ前回のシステム終了時にも前記第1モードが選択されていた場合であって、現在時刻の前記バッテリ充電量と読み出された前記目標バッテリ充電量との差が所定バッテリ差分範囲から外れていた場合には、前記第1モード選択時の前記バッテリ充電量、前記第1所定値又は前記第2所定値のいずれかを前記目標バッテリ充電量に設定することを特徴とする、請求項13に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The control means reads the travel mode and the target battery charge amount stored at the end of the previous system from the storage device when starting the vehicle system,
When the first mode is selected by the switching means before the vehicle enters a state where the vehicle can run, and the first mode is selected at the time of the previous system termination, the battery charging at the current time When the difference between the amount and the read target battery charge amount is out of the predetermined battery difference range, the battery charge amount when the first mode is selected, the first predetermined value, or the second predetermined value The hybrid vehicle control device according to claim 13, wherein any one of the values is set as the target battery charge amount.
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