JP2014198495A - ハイブリッド車の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両の動力源としてエンジンとMG(モータジェネレータ)とを搭載したハイブリッド車のシステム全体の効率を向上させて燃費を効果的に向上させる。【解決手段】車両の走行動力とMG12や発電機17の発電電力とバッテリ18の放電電力とエンジン11の冷却水加熱量と温水回路23の冷却水放熱量とを用いてシステム効率関数を定義すると共に、バッテリ18の状態(例えばバッテリSOC等)と外気温と将来の走行情報と冷却水温のうちの少なくとも一つに基づいて、要求充放電エネルギ(要求充電エネルギ又は要求放電エネルギ)や要求蓄熱エネルギ等の要求エネルギを算出し、この要求エネルギを満たしながらシステム効率関数が最大値を含む所定範囲内になるようにエンジン出力を決定する。これにより、エンジン11、MG12、発電機17、バッテリ18等を含むシステム全体の効率が最大値付近になる動作点でエンジン11を動作させる。【選択図】図1

Description

本発明は、車両の動力源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド車の制御装置に関する発明である。
近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請から車両の動力源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド車が注目されている。このようなハイブリッド車においては、例えば、特許文献1(特許第3812134号公報)に記載されているように、バッテリのSOC(充電状態)を所定範囲に維持するように、車両の走行パワーとバッテリの充放電パワーとに基づいてエンジンのパワーを決定するようにしたものがある。
特許第3812134号公報
ハイブリッド車は、エンジンの効率が低下する低負荷走行時にエンジンを停止してモータの動力で走行するEV走行を行うことで燃費を向上させるようにしたものがある。しかし、EV走行を継続し過ぎると、バッテリのSOCが低下するため、EV走行を中断してエンジンの動力で走行せざるをえない状況になり、燃費を改善できなくなる。このため、バッテリのSOCがある程度低下すると、エンジンの動力で発電してバッテリに充電するのが一般的である。
しかし、例えば、走行負荷が高いときに、バッテリのSOCを早期に回復させるために発電量を大きく設定すると、エンジンや発電機やバッテリ等を含むシステム全体の効率が低下して、燃費を改善できない可能性がある。逆に、バッテリのSOCが目標値に近いため、発電量を小さく設定すると、システム全体の効率を十分に高められず、燃費を改善できない可能性がある。
従って、ハイブリッド車において、燃費を効果的に向上させるには、エンジンや発電機やバッテリ等を含むシステム全体の効率を向上させる必要がある。しかし、上記特許文献1の技術では、システム全体としての効率は考慮されておらず、単にバッテリのSOCを所定範囲に維持するようにエンジンのパワーを決定するだけであるため、システム全体の効率を向上させることは困難であり、燃費を効果的に向上させることができない。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、システム全体の効率を向上させることができ、燃費を効果的に向上させることができるハイブリッド車の制御装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、車両の動力源として搭載されたエンジン(11)及びモータ(12)と、エンジン(11)により駆動される発電機(12,17)と、充放電可能なバッテリ(18)とを備えたハイブリッド車の制御装置において、車両の走行動力と発電機(12,17)の発電電力とバッテリ(18)の放電電力とを用いてシステム効率関数を定義し、該システム効率関数が最大値又は該最大値を含む所定範囲内になるようにエンジン出力を決定する制御手段(33)を備えた構成としたものである。
この構成では、走行動力と発電電力と放電電力とを用いて定義したシステム効率関数が最大値又は該最大値を含む所定範囲内になるようにエンジン出力を決定することで、エンジンや発電機やバッテリ等を含むシステム全体の効率が最大値付近(最大値又はその付近)になる動作点でエンジンを動作させることができる。これにより、システム全体の効率を向上させることができ、燃費を効果的に向上させることができる。
図1は本発明の一実施例におけるハイブリッド車の制御システムの概略構成を示す図である。 図2はエンジン制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図3はエンジン動作線の一例を示す図である。 図4はエンジン高効率稼働領域の一例を示す図である。 図5は発生エンジン出力Pe1と実効エンジン出力Pe2を説明する図である、 図6はエンジン高効率稼働領域の設定方法を説明する図である。 図7は要求充電エネルギの算出方法を説明する図である。 図8は要求蓄熱エネルギ及び要求充電エネルギの算出方法を説明する図である。 図9は目標エンジン出力の決定方法を説明する図である。 図10は目標エンジン回転速度の算出方法を説明する図である。
以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図1に基づいてハイブリッド車の制御システムの概略構成を説明する。
車両の動力源として内燃機関であるエンジン11とモータジェネレータ(以下「MG」と表記する)12とが搭載されている。エンジン11の出力軸(クランク軸)の動力がMG12を介して変速機13に伝達され、この変速機13の出力軸の動力がデファレンシャルギヤ機構14や車軸15等を介して車輪16に伝達される。変速機13は、複数段の変速段の中から変速段を段階的に切り換える有段変速機であっても良いし、無段階に変速するCVT(無段変速機)であっても良い。
エンジン11の動力を車輪16に伝達する動力伝達経路のうちのエンジン11と変速機13との間に、MG12の回転軸が動力伝達可能に連結されている。尚、エンジン11とMG12との間(又はMG12と変速機13との間)に、動力伝達を断続するためのクラッチ(図示せず)を設けるようにしても良い。
エンジン11の動力で駆動される発電機17の発電電力がメインバッテリ18に充電される。また、MG12を駆動するインバータ19がメインバッテリ18に接続され、MG12がインバータ19を介してメインバッテリ18と電力を授受するようになっている。発電機17は、DC−DCコンバータ20を介して低圧バッテリ21に接続されている。メインバッテリ18と低圧バッテリ21は、いずれも充放電可能(充電や放電が可能)なバッテリである。
エンジン11の冷却水通路(図示せず)には、暖房用の温水回路23が接続されている。この温水回路23には、暖房用のヒータコア24と電動ウォータポンプ25が設けられている。電動ウォータポンプ25は、低圧バッテリ21の電力で駆動され、この電動ウォータポンプ25によりエンジン11とヒータコア24との間で冷却水(温水)を循環させるようになっている。また、ヒータコア24の近傍には、温風を発生させるブロアファン26が配置されている。
アクセルセンサ28によってアクセル開度(アクセルペダルの操作量)が検出され、シフトスイッチ29によってシフトレバーの操作位置が検出される。更に、ブレーキスイッチ30によってブレーキ操作(又はブレーキセンサによってブレーキ操作量)が検出され、車速センサ31によって車速が検出される。
ハイブリッドECU33は、車両全体を総合的に制御するコンピュータであり、上述した各種のセンサやスイッチの出力信号を読み込んで、車両の運転状態を検出する。このハイブリッドECU33は、エンジン11の運転を制御するエンジンECU34と、インバータ19を制御してMG12を制御すると共に発電機17を制御するMG−ECU35と、暖房装置(電動ウォータポンプ25やブロアファン26)を制御するエアコンECU36との間で制御信号やデータ信号等を送受信し、各ECU34〜36によって車両の運転状態に応じて、エンジン11、MG12、発電機17、暖房装置(電動ウォータポンプ25やブロアファン26)等を制御する。
ハイブリッド車は、エンジン11の効率が低下する低負荷走行時にエンジン11を停止してMG12の動力で走行するEV走行を行うことで燃費を向上させることができる。しかし、EV走行を継続し過ぎると、メインバッテリ18のSOC(充電状態)が低下するため、EV走行を中断してエンジン11の動力で走行せざるをえない状況になり、燃費を改善できなくなる。このため、メインバッテリ18のSOCがある程度低下すると、エンジン11の動力でMG12や発電機17を駆動して発電してメインバッテリ18に充電する。
しかし、例えば、走行負荷が高いときに、バッテリSOC(メインバッテリ18のSOC)を早期に回復させるために発電量を大きく設定すると、エンジン11、MG12、発電機17、メインバッテリ18等を含むシステム全体の効率が低下して、燃費を改善できない可能性がある。逆に、バッテリSOCが目標値に近いため、発電量を小さく設定すると、システム全体の効率を十分に高められず、燃費を改善できない可能性がある。
また、ハイブリッド車は、エンジン11の稼働頻度が低いために冬季の暖房時等に熱量不足となる可能性がある。そこで、エンジン11の動力で発電する発電量を増やすことでエンジン11の発熱量を増加させて熱量不足を早期に解消することが行われるが、この場合においても、発電量の決定にシステム全体の効率を考慮しないと燃費を十分に改善できない。
従って、ハイブリッド車において、燃費を効果的に向上させるには、エンジン11、MG12、発電機17、メインバッテリ18等を含むシステム全体の効率を向上させる必要がある。
そこで、本実施例では、ハイブリッドECU33により後述する図2のエンジン制御ルーチンを実行することで、車両の走行動力とMG12や発電機17の発電電力とメインバッテリ18の放電電力とエンジン11の冷却水加熱量とを用いてシステム効率関数を定義すると共に、メインバッテリ18の状態と外気温と将来の走行情報とエンジン11の冷却水温のうちの少なくとも一つに基づいて充放電と蓄熱のうちの少なくとも一方の要求エネルギを算出し、該要求エネルギを満たしながらシステム効率関数が最大値を含む所定範囲内になるようにエンジン出力を決定する。
以下、本実施例でハイブリッドECU33が実行する図2のエンジン制御ルーチンの処理内容を説明する。
図2に示すエンジン制御ルーチンは、ハイブリッドECU33の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、アクセル開度、車速、走行損失(例えば、走行抵抗、ギヤ損失)等に基づいて、車両の走行要求パワー(車両の走行に必要なパワー)をマップ又は数式等により算出する。
この後、ステップ102に進み、エンジン動作線(図3参照)のデータを読み込む。このエンジン動作線は、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ハイブリッドECU33のROMに記憶されている。
エンジン動作線は、次のようにして作成されている。まず、車両の走行動力とMG12や発電機17の発電電力とバッテリ18の放電電力とエンジン11の冷却水加熱量と温水回路23の冷却水放熱量とを用いてシステム効率関数を下記(1)式で定義する。
Figure 2014198495
ここで[−]は無次元数を意味する。
このシステム効率関数において、α=β=δ=0、γは任意の値に設定して、システム効率関数の等高線(図3参照)を作成する。この後、各エンジン出力毎にシステム効率関数が最大値となる動作点(エンジン回転速度とエンジントルクの組み合わせ)を結んでエンジン動作線(図3参照)を作成する。
この後、ステップ103に進み、走行要求パワーが与えられたとき(走行動力=走行要求パワーとしたとき)に、予め作成したエンジン動作線上で上記(1)式によりシステム効率関数を計算する(α、β、γ、δは任意の値に設定)。その結果、システム効率関数が最大値となる動作点付近(システム効率関数が最大値となる動作点を含む所定範囲内)をエンジン高効率稼働領域(図4参照)として設定する。
ここで、エンジン高効率稼働領域について補足する。
効率としては、発生エンジン出力Pe1(図5参照)から求めた発生効率や、実効エンジン出力Pe2(図5参照)から求めた実効効率がある。
発生効率[%]=発生エンジン出力Pe1[kW]/燃料消費熱量[kW]×100
実効効率[%]=実効エンジン出力Pe2[kW]/燃料消費熱量[kW]×100
システム効率関数は、損失分(MG12やインバータ19の損失、バッテリ18の損失、放熱量等)を考慮するため、実効エンジン出力Pe2(=発生エンジン出力Pe1−損失分)から求めた実行効率を意味する。そして、図6に示すように、エンジン高効率稼働領域は、実効効率(システム効率関数)が最大値K1 よりも所定値[%]だけ小さい値K2 以上となるエンジン出力領域とする。
この後、ステップ104に進み、メインバッテリ18の状態(例えば、バッテリSOC、バッテリ電圧、バッテリ温度等)と外気温と将来の走行情報とエンジン11の冷却水温のうちの少なくとも一つに基づいて、要求充放電エネルギ(要求充電エネルギ又は要求放電エネルギ)や要求蓄熱エネルギ等の要求エネルギを算出する。尚、運転者の操作(例えば空調設定等)や環境情報(例えば外気温等)に基づいて要求エネルギ(要求充放電エネルギや要求蓄熱エネルギ)を算出するようにしても良い。
[例1]
バッテリSOCが所定の閾値よりも低くなると、エンジン11を強制稼働して充電を実施するが、この場合、EV走行できなくなるため、バッテリSOCをできるだけ閾値よりも高くしたい。そこで、図7に示すように、ある時点において、バッテリSOCが所定の閾値よりも低い場合には、バッテリSOCを所定時間Tで閾値まで増加させるのに必要な充電エネルギA[J]に余裕分を加算して要求充電エネルギB[J]を求める。この要求充電エネルギBを発電効率(MG12とインバータ19とバッテリ18の特性から定めた発電効率)で除算することで、要求充電エネルギBを満たすのに必要な要求発電エネルギを求める。
[例2]
図8に示すように、ある時点において、冷却水温が所定の閾値よりも低く、バッテリSOCが閾値よりも高い場合には、冷却水温を所定時間Tで閾値まで上昇させるのに必要な要求蓄熱エネルギを求める。この要求蓄熱エネルギを満たすのに必要な要求充電エネルギを求め、この要求充電エネルギを発電効率で除算することで、要求蓄熱エネルギを満たすのに必要な要求発電エネルギを求める。更に、要求蓄熱エネルギを発熱効率(エンジン11と温水回路23の特性から定めた発熱効率)で除算して要求発熱エネルギを求め、この要求発熱エネルギを用いてエンジン動作線を補正するようにしても良い。
尚、要求エネルギの算出方法は、上記の例1や例2の方法に限定されず、適宜変更しても良く、例えば、ナビゲーション装置からの将来の走行情報(例えば将来の走行経路や走行距離等)に基づいて、走行経路に降坂路があるため車両の運動エネルギをMG12で電気エネルギに変換してバッテリ18に充電するエネルギ回生が期待できると判断した場合には、バッテリSOCとエネルギ回生による予想回生エネルギ量等の情報に基づいて要求放電エネルギを算出する。
この後、ステップ105に進み、走行要求パワーと要求エネルギ(要求充放電エネルギや要求蓄熱エネルギ)とに基づいて、要求エネルギを満たすようにエンジン高効率稼働領域内で目標エンジン出力を決定することで、要求エネルギを満たしながらシステム効率関数が最大値を含む所定範囲内になるように目標エンジン出力を決定する。
例えば、図9に示すように、要求充電エネルギを満たすのに必要な要求発電エネルギを実現するための要求発電電力の設定範囲を求め、この要求発電電力の設定範囲内で走行要求パワーに要求発電電力を加算して求めた目標エンジン出力(=走行要求パワー+要求発電電力)がエンジン高効率稼働領域内になるように目標エンジン出力を設定する。この場合、目標エンジン出力(=走行要求パワー+要求発電電力)がエンジン高効率稼働領域内になるという条件を満たす中で、要求発電電力が最小となるように目標エンジン出力を設定しても良いし、要求発電電力が最大となるように目標エンジン出力を設定しても良い。或は、要求発電電力が中間(最小と最大の間)となるように目標エンジン出力を設定しても良い。もし、エンジン高効率稼働領域内で目標エンジン出力を設定できない場合には、設定可能な中で実行効率(システム効率関数)が最大となる目標エンジン出力を選択する。
この後、ステップ106に進み、図10に示すように、エンジン動作線上で目標エンジン出力を満たすエンジン回転速度を目標エンジン回転速度として算出する。
以上説明した本実施例では、車両の走行動力とMG12や発電機17の発電電力とメインバッテリ18の放電電力とエンジン11の冷却水加熱量と温水回路23の冷却水放熱量とを用いてシステム効率関数を定義し、このシステム効率関数が最大値を含む所定範囲内になるように目標エンジン出力を決定するようにしたので、エンジン11、MG12、発電機17、メインバッテリ18等を含むシステム全体の効率が最大値付近(最大値又はその付近)になる動作点でエンジン11を動作させることができる。これにより、システム全体の効率を向上させることができ、燃費を効果的に向上させることができる。
しかも、本実施例では、走行動力と発電電力と放電電力に加えて冷却水加熱量及び冷却水放熱量も用いてシステム効率関数を定義するようにしたので、暖機時や暖房時における燃費も向上させることができる。
ところで、システム全体の効率が最大値になるようにエンジン11を動作させても、不要なエネルギ(電力や熱)を生成したのでは、燃費の向上効果が低下する可能性がある。
このような事情を考慮して、本実施例では、メインバッテリ18の状態と外気温と将来の走行情報とエンジン11の冷却水温のうちの少なくとも一つに基づいて、要求充放電エネルギや要求蓄熱エネルギ等の要求エネルギを算出し、この要求エネルギを満たしながらシステム効率関数が最大値を含む所定範囲内になるように目標エンジン出力を決定するようにしたので、必要なエネルギ(電力や熱)を生成しながらシステム全体の効率ができるだけ高くなる動作点でエンジン11を動作させることができる。これにより、不要なエネルギの生成を抑制して、燃費向上効果の低下を抑制することができる。
この場合、システム全体の効率が最大値になる動作点でエンジン11を稼働するのに必要なバッテリ18の充電可能な空き容量又は放電可能な残容量が十分に無い状況でも、最大効率ではなく若干低めの効率を許容することで、バッテリ18の空き容量や残容量の制約を回避しながら、エンジン効率をある程度高めることができる。これは、ハイブリッド車に使われるような高効率なエンジン11では、一般的に最大効率付近におけるエンジン出力に対する効率の変化が緩やかであるため、少しの効率減少を許容すれば、エンジン出力をある程度大きめに減少又は増加させることが可能という知見に基づいている。
尚、上記実施例では、システム効率関数が最大値を含む所定範囲内になるように目標エンジン出力を決定するようにしたが、これに限定されず、例えば、システム効率関数が最大値になるように目標エンジン出力を決定するようにしても良い。このようにすれば、システム全体の効率が最大値になる動作点でエンジン11を動作させることができ、燃費をより効果的に向上させることができる。この場合、バッテリ18に充電可能な空き容量又は放電可能な残容量があることを前提としており、システム全体の効率が最大値になるエンジン11の動作点が決まれば、充電量又は放電量を確定できるので、バッテリ18の空き容量又は残容量が十分かどうかを判定できる。
また、上記実施例では、走行動力と発電電力と放電電力に加えて冷却水加熱量及び冷却水放熱量も用いてシステム効率関数を定義するようにしたが、これに限定されず、例えば、冷却水加熱量及び冷却水放熱量を省略して、走行動力と発電電力と放電電力とを用いてシステム効率関数を定義するようにしても良い。
また、上記実施例では、ハイブリッドECUでエンジン制御ルーチンを実行するようにしたが、これに限定されず、ハイブリッドECU以外の他のECU(例えばエンジンECU等)でエンジン制御ルーチンを実行するようにしたり、或は、ハイブリッドECUと他のECUの両方でエンジン制御ルーチンを実行するようにしても良い。
その他、本発明は、図1に示す構成のハイブリッド車に限定されず、車両の動力源としてエンジンとモータジェネレータとを搭載した種々の構成のハイブリッド車(例えば複数のモータジェネレータを搭載したハイブリッド車)に適用して実施することができ、また、車両外部の電源からバッテリに充電可能なPHV車(プラグインハイブリッド車)にも適用して実施できる。
11…エンジン、12…MG(モータ,発電機)、17…発電機、18…メインバッテリ、33…ハイブリッドECU(制御手段)

Claims (4)

  1. 車両の動力源として搭載されたエンジン(11)及びモータ(12)と、前記エンジン(11)により駆動される発電機(12,17)と、充放電可能なバッテリ(18)とを備えたハイブリッド車の制御装置において、
    前記車両の走行動力と前記発電機(12,17)の発電電力と前記バッテリ(18)の放電電力とを用いてシステム効率関数を定義し、該システム効率関数が最大値又は該最大値を含む所定範囲内になるようにエンジン出力を決定する制御手段(33)を備えていることを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
  2. 前記制御手段(33)は、前記バッテリ(18)の状態と外気温と将来の走行情報のうちの少なくとも一つに基づいて充放電の要求エネルギを算出し、該要求エネルギを満たしながら前記システム効率関数が前記所定範囲内になるように前記エンジン出力を決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の制御装置。
  3. 前記制御手段(33)は、前記走行動力と前記発電電力と前記放電電力に加えて前記エンジン(11)の冷却水加熱量と温水回路(23)の冷却水放熱量も用いて前記システム効率関数を定義す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の制御装置。
  4. 前記制御手段(33)は、前記バッテリ(18)の状態と外気温と将来の走行情報と前記エンジン(11)の冷却水温のうちの少なくとも一つに基づいて充放電と蓄熱のうちの少なくとも一方の要求エネルギを算出し、該要求エネルギを満たしながら前記システム効率関数が前記所定範囲内になるように前記エンジン出力を決定することを特徴とする請求項3に記載のハイブリッド車の制御装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016124493A (ja) * 2015-01-07 2016-07-11 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
JP2016147629A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
JP2016150628A (ja) * 2015-02-17 2016-08-22 株式会社デンソー ハイブリッド車の制御装置
CN108068813A (zh) * 2016-11-16 2018-05-25 现代自动车株式会社 用于确定混合电动车辆的最佳操作点的方法
JP2019127223A (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018134901A (ja) * 2017-02-20 2018-08-30 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
KR102555905B1 (ko) * 2017-10-24 2023-07-17 현대자동차주식회사 전기 차량 및 이의 냉각 방법
GB2570475B (en) 2018-01-26 2020-04-08 Rolls Royce Plc Cabin blower system
CN108545075B (zh) * 2018-04-02 2019-07-23 吉林大学 一种行星式混联混合动力系统分层优化控制方法
CN113799760B (zh) * 2021-09-14 2023-05-26 上汽通用五菱汽车股份有限公司 汽车能量管理方法、装置、设备及计算机可读存储介质
CN114670804A (zh) * 2022-04-29 2022-06-28 重庆长安汽车股份有限公司 混合动力车辆智慧电量管理方法、系统、车辆及存储介质

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0998516A (ja) * 1995-07-24 1997-04-08 Toyota Motor Corp 車両用駆動制御装置
JP2000032608A (ja) * 1998-07-07 2000-01-28 Denso Corp ハイブリッド電気自動車の制御装置
JP2005198360A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Mitsubishi Motors Corp システム効率算出装置及びシステム効率向上装置
JP2006017448A (ja) * 2004-06-02 2006-01-19 Osaka Gas Co Ltd 圧縮式ヒートポンプシステム及びコージェネレーションシステム
JP2006123807A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Nissan Motor Co Ltd 車両制御装置
JP2009017733A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Sanoh Industrial Co Ltd バッテリ充放電制御装置
JP2010195362A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
JP2011213285A (ja) * 2010-04-01 2011-10-27 Hitachi Automotive Systems Ltd ハイブリッド車両制御装置
US20120271492A1 (en) * 2011-04-19 2012-10-25 Ford Global Technologies, Llc Transient Operation Energy Management Strategy for a Hybrid Electric Vehicle Powertrain

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6018694A (en) * 1996-07-30 2000-01-25 Denso Corporation Controller for hybrid vehicle
JP3233039B2 (ja) * 1996-08-28 2001-11-26 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置
JP3812134B2 (ja) 1998-04-08 2006-08-23 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車の充電制御方法
JP3622529B2 (ja) 1998-09-11 2005-02-23 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置、およびそれを搭載したハイブリッド車両並びに原動機の動作点制御方法
JP3894188B2 (ja) 2003-05-14 2007-03-14 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびその制御方法並びにこれを搭載する自動車
TWI346056B (en) * 2007-12-07 2011-08-01 Ind Tech Res Inst Mixed type vehicle power system and method of forming multidimentional data of fuel consumption

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0998516A (ja) * 1995-07-24 1997-04-08 Toyota Motor Corp 車両用駆動制御装置
JP2000032608A (ja) * 1998-07-07 2000-01-28 Denso Corp ハイブリッド電気自動車の制御装置
JP2005198360A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Mitsubishi Motors Corp システム効率算出装置及びシステム効率向上装置
JP2006017448A (ja) * 2004-06-02 2006-01-19 Osaka Gas Co Ltd 圧縮式ヒートポンプシステム及びコージェネレーションシステム
JP2006123807A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Nissan Motor Co Ltd 車両制御装置
JP2009017733A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Sanoh Industrial Co Ltd バッテリ充放電制御装置
JP2010195362A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
JP2011213285A (ja) * 2010-04-01 2011-10-27 Hitachi Automotive Systems Ltd ハイブリッド車両制御装置
US20120271492A1 (en) * 2011-04-19 2012-10-25 Ford Global Technologies, Llc Transient Operation Energy Management Strategy for a Hybrid Electric Vehicle Powertrain

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016124493A (ja) * 2015-01-07 2016-07-11 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
JP2016147629A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
JP2016150628A (ja) * 2015-02-17 2016-08-22 株式会社デンソー ハイブリッド車の制御装置
WO2016132710A1 (ja) * 2015-02-17 2016-08-25 株式会社デンソー ハイブリッド車の制御装置
CN108068813A (zh) * 2016-11-16 2018-05-25 现代自动车株式会社 用于确定混合电动车辆的最佳操作点的方法
CN108068813B (zh) * 2016-11-16 2022-05-27 现代自动车株式会社 用于确定混合电动车辆的最佳操作点的方法
JP2019127223A (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置

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