JP2015202806A - Vehicle control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばハイブリッド車両を制御する車両制御装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a vehicle control device that controls, for example, a hybrid vehicle.
走行用の動力源として内燃機関及び回転電機の双方を備えるハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両では、特許文献1から特許文献3に開示されているように、ハイブリッド車両の状態に基づいて、内燃機関や回転電機の動作状態が制御される。 A hybrid vehicle including both an internal combustion engine and a rotating electric machine is known as a power source for traveling. In such a hybrid vehicle, as disclosed in Patent Document 1 to Patent Document 3, the operating states of the internal combustion engine and the rotating electrical machine are controlled based on the state of the hybrid vehicle.
しかしながら、上述した特許文献1から特許文献3に開示されている制御方法では、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができるとは限らないという技術的問題点が生ずる。 However, the control methods disclosed in Patent Document 1 to Patent Document 3 described above have a technical problem that the fuel efficiency of the hybrid vehicle cannot always be improved.
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、好適に燃費を向上させるようにハイブリッド車両を制御することが可能な車両制御装置を提供することを課題とする。 Examples of problems to be solved by the present invention include the above. An object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of controlling a hybrid vehicle so as to preferably improve fuel efficiency.
<1>
上記課題を解決する車両制御装置は、内燃機関と、内燃機関の動力を用いて駆動することで、電力を蓄積可能な充電池を充電可能な回転電機とを備えるハイブリッド車両を制御する車両制御装置であって、(i)前記充電池に蓄積されている電力の単位電力量を蓄積するために要した前記内燃機関の燃料消費量を表す充電コストが、前記回転電機の動力を用いることなく前記内燃機関の動力を用いて前記ハイブリッド車両が走行する際に前記単位電力量に相当する単位走行出力を出力するために要する前記内燃機関の燃料消費量を表す機関コストよりも小さい場合に、前記ハイブリッド車両の走行モードが、前記内燃機関を始動することなく走行する電動モードとなり、(ii)前記充電コストが前記機関コストよりも大きい場合に、前記走行モードが、前記内燃機関の動力を用いて走行する機関モードとなるように前記ハイブリッド車両を制御するモード制御を行う第1制御手段と、前記ハイブリッド車両に要求されている要求出力を満たし且つ前記回転電機及び前記内燃機関からなる駆動源全体の駆動効率が最大となるように、前記回転電機及び前記内燃機関を制御する効率制御を行う第2制御手段とを備え、前記ハイブリッド車両に要求される特性が走行性能よりも燃費性能を重視する特性である場合には、前記第2制御手段によって前記効率制御が行われた後に前記第1制御手段によって前記モード制御が行われる。
<1>
A vehicle control device that solves the above-described problem is a vehicle control device that controls a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a rotating electrical machine that can be charged with a rechargeable battery that can store electric power by being driven using the power of the internal combustion engine. And (i) a charging cost representing a fuel consumption amount of the internal combustion engine required for accumulating a unit amount of electric power accumulated in the rechargeable battery is obtained without using the power of the rotating electrical machine. When the hybrid vehicle travels using the power of the internal combustion engine, the hybrid vehicle is less than the engine cost representing the fuel consumption of the internal combustion engine required to output a unit travel output corresponding to the unit power amount. When the vehicle travel mode is an electric mode in which the vehicle travels without starting the internal combustion engine, and (ii) the charge cost is greater than the engine cost, First control means for performing mode control for controlling the hybrid vehicle such that the mode becomes an engine mode that travels using the power of the internal combustion engine; and satisfying a required output required for the hybrid vehicle and the rotation A second control means for performing efficiency control for controlling the rotating electrical machine and the internal combustion engine so that the drive efficiency of the entire drive source comprising the electrical machine and the internal combustion engine is maximized, and characteristics required for the hybrid vehicle Is a characteristic in which fuel efficiency is more important than running performance, the mode control is performed by the first control unit after the efficiency control is performed by the second control unit.
車両制御装置は、内燃機関と回転電機とを備えるハイブリッド車両を制御することができる。内燃機関は、燃料を消費することで駆動することができる。回転電機は、内燃機関の動力を用いて駆動することができる。その結果、回転電機は、充電池を充電することができる。つまり、回転電機は、実質的には発電機として機能することができる。 The vehicle control device can control a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a rotating electric machine. An internal combustion engine can be driven by consuming fuel. The rotating electrical machine can be driven using the power of the internal combustion engine. As a result, the rotating electrical machine can charge the rechargeable battery. That is, the rotating electrical machine can substantially function as a generator.
ハイブリッド車両は、電動モードで走行することができる。更に、ハイブリッド車両は、機関モードで走行することができる。尚、「電動モード」とは、内燃機関が運転していない(つまり、内燃機関が駆動していない又は内燃機関が燃料を消費していない)状態を維持しながらハイブリッド車両が走行する走行モードである。この場合、ハイブリッド車両は、例えば、発電機として機能する回転電機とは異なる回転電機の動力又は発電機として機能する回転電機の動力を用いて走行してもよい。「機関モード」とは、内燃機関の動力を用いて走行する走行モードである。 The hybrid vehicle can travel in the electric mode. Furthermore, the hybrid vehicle can travel in the engine mode. The “electric mode” is a traveling mode in which the hybrid vehicle travels while maintaining the state where the internal combustion engine is not operating (that is, the internal combustion engine is not driven or the internal combustion engine is not consuming fuel). is there. In this case, the hybrid vehicle may travel using, for example, the power of a rotating electrical machine different from the rotating electrical machine that functions as a generator or the power of a rotating electrical machine that functions as a generator. The “engine mode” is a traveling mode in which traveling is performed using the power of the internal combustion engine.
このようなハイブリッド車両を制御する(特に、ハイブリッド車両の走行モードを切り替える)ために、車両制御装置は、第1制御手段を備えている。 In order to control such a hybrid vehicle (in particular, to switch the travel mode of the hybrid vehicle), the vehicle control device includes first control means.
第1制御手段は、充電コストと機関コストとの間の大小関係に応じてハイブリッド車両の走行モードを決定するモード制御を行う。具体的には、第1制御手段は、充電コストが機関コストよりも小さい場合には、ハイブリッド車両の走行モードが電動モードとなるようにハイブリッド車両を制御するモード制御を行う。一方で、第1制御手段は、機関コストが充電コストよりも小さい場合には、ハイブリッド車両の走行モードが機関モードとなるようにハイブリッド車両を制御するモード制御を行う。 The first control means performs mode control for determining the travel mode of the hybrid vehicle according to the magnitude relationship between the charging cost and the engine cost. Specifically, when the charging cost is lower than the engine cost, the first control means performs mode control for controlling the hybrid vehicle so that the traveling mode of the hybrid vehicle becomes the electric mode. On the other hand, the first control means performs mode control for controlling the hybrid vehicle so that the travel mode of the hybrid vehicle becomes the engine mode when the engine cost is lower than the charging cost.
ここで、「充電コスト」は、充電池に蓄積されている電力(言い換えれば、全電力)の単位電力量を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量を直接的に又は間接的に表す指標値である。言い換えれば、「充電コスト」は、充電池に蓄積されている電力(全電力)のうち単位電力量の電力を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量を直接的に又は間接的に表す指標値である。更に言い換えれば、「充電コスト」は、当該充電コストが算出される時点で充電池に蓄積されている電力(全電力)を蓄積するために要した“単位電力量当たりの内燃機関の燃料消費量”を直接的に又は間接的に表す指標値である。つまり、「充電コスト」とは、充電池に蓄積されている電力(全電力)を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量を単に表す指標値ではなく、充電池に蓄積されている電力を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量を、単位電力量の電力を蓄積するために要した燃料消費量(つまり、単位電力量当たりの数値)として直接的に又は間接的に表す指標値である。例えば、充電池に蓄積されている電力の総量が「X1」であり、且つ、充電池に蓄積されている「X1」の電力を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量が「Y1」である場合には、充電コストは、「Y1(つまり、燃料消費量)/X1(つまり、電力の総量)」という数値を直接的に又は間接的に表す指標値であってもよい。 Here, the “charging cost” directly or indirectly represents the fuel consumption of the internal combustion engine required to store the unit power amount of the power stored in the rechargeable battery (in other words, the total power). It is an index value. In other words, the “charging cost” directly or indirectly represents the fuel consumption of the internal combustion engine required to store the power of the unit power amount among the power (total power) stored in the rechargeable battery. It is an index value. Furthermore, in other words, “charging cost” means “fuel consumption of the internal combustion engine per unit of electric energy required to store electric power (total electric power) stored in the rechargeable battery at the time when the charging cost is calculated. "Is an index value that directly or indirectly represents" ". That is, the “charging cost” is not an index value simply representing the fuel consumption of the internal combustion engine required to store the electric power (total electric power) stored in the rechargeable battery, but the electric power stored in the rechargeable battery. An index that directly or indirectly represents the amount of fuel consumed by the internal combustion engine required to store the power as the amount of fuel consumed to store the power of the unit power (that is, a numerical value per unit of power) Value. For example, the total amount of power stored in the rechargeable battery is “X1”, and the fuel consumption of the internal combustion engine required to store the power of “X1” stored in the rechargeable battery is “Y1”. In this case, the charging cost may be an index value that directly or indirectly represents a numerical value of “Y1 (that is, fuel consumption) / X1 (that is, total amount of power)”.
一方で、「機関コスト」は、回転電機の動力を用いることなく内燃機関の動力を用いてハイブリッド車両が単位電力量に相当する単位走行出力を出力するために要する内燃機関の燃料消費量を直接的に又は間接的に示す指標値である。言い換えれば、「機関コスト」は、当該機関コストが算出される時点で回転電機の動力を用いることなく内燃機関の動力を用いてハイブリッド車両が走行するためにこれから要するであろうと推測される“単位走行出力当たりの内燃機関の燃料消費量”を直接的に又は間接的に示す指標値である。例えば、単位電力量に相当する単位走行出力が「X2」であり、且つ、「X2」という走行出力をハイブリッド車両が出力するためにこれから要するであろうと推測される内燃機関の燃料消費量が「Y2」である場合には、機関コストは、「Y2(つまり、燃料消費量)/X2(つまり、走行出力)」という数値を直接的に又は間接的に表す指標値であってもよい。或いは、例えば、ハイブリッド車両に要求されている走行出力が「X3」であり、且つ、「X3」という走行出力をハイブリッド車両が出力するためにこれから要するであろうと推測される内燃機関の燃料消費量が「Y3」である場合には、機関コストは、「Y3(つまり、燃料消費量)/X3(つまり、走行出力)」という数値を直接的に又は間接的に表す指標値であってもよい。 On the other hand, the “engine cost” directly represents the fuel consumption of the internal combustion engine required for the hybrid vehicle to output a unit travel output corresponding to the unit power amount using the power of the internal combustion engine without using the power of the rotating electrical machine. It is an index value that is indicated either indirectly or indirectly. In other words, the “engine cost” is assumed to be a “unit” that is estimated to be required for the hybrid vehicle to travel using the power of the internal combustion engine without using the power of the rotating electrical machine when the engine cost is calculated. This is an index value that directly or indirectly indicates “fuel consumption of the internal combustion engine per driving output”. For example, the unit travel output corresponding to the unit power amount is “X2”, and the fuel consumption amount of the internal combustion engine that is estimated to be required for the hybrid vehicle to output the travel output of “X2” is “ In the case of “Y2”, the engine cost may be an index value that directly or indirectly represents a numerical value “Y2 (ie, fuel consumption) / X2 (ie, travel output)”. Alternatively, for example, the travel output required for the hybrid vehicle is “X3”, and the fuel consumption of the internal combustion engine that is estimated to be required for the hybrid vehicle to output the travel output of “X3” from now on. Is “Y3”, the engine cost may be an index value that directly or indirectly represents a numerical value “Y3 (ie, fuel consumption) / X3 (ie, travel output)”. .
ここで、充電コストが充電池に蓄積されている単位電力量の電力を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量を表していることを考慮すれば、充電コストは、実質的には、充電池に蓄積されている電力を用いて駆動する回転電機の動力を用いてハイブリッド車両が単位走行出力を出力するために要する内燃機関の燃料消費量を表しているとも言える。つまり、充電コストは、ハイブリッド車両が電動モードで単位走行出力を出力するために要する内燃機関の燃料消費量を表しているとも言える。一方で、機関コストは、まさに、内燃機関の動力を用いてハイブリッド車両が単位走行出力を出力するために要する内燃機関の燃料消費量を表しているとも言える。つまり、機関コストは、ハイブリッド車両が機関モードで単位走行出力を出力するために要する内燃機関の燃料消費量を表しているとも言える。そうすると、充電コストが機関コストよりも小さいと判定される場合には、充電池に蓄積されている電力を用いて駆動する回転電機の動力を用いて単位走行出力を出力するために要する燃料消費量は、燃料を消費して駆動する内燃機関の動力を用いて単位走行出力を出力するために要する燃料消費量よりも少なくなる。つまり、充電コストが機関コストよりも小さいと判定される場合には、電動モードで単位走行出力を出力するハイブリッド車両の燃料消費量は、機関モードで単位走行出力を出力するハイブリッド車両の燃料消費量よりも少なくなる。一方で、充電コストが機関コストよりも大きいと判定される場合には、燃料を消費して駆動する内燃機関の動力を用いて単位走行出力を出力するために要する燃料消費量は、充電池に蓄積されている電力を用いて駆動する回転電機の動力を用いて単位走行出力を出力するために要する燃料消費量よりも少なくなる。つまり、充電コストが機関コストよりも大きいと判定される場合には、機関モードで単位走行出力を出力するハイブリッド車両の燃料消費量は、電動モードで単位走行出力を出力するハイブリッド車両の燃料消費量よりも少なくなる。 Here, considering that the charging cost represents the fuel consumption of the internal combustion engine required to store the power of the unit electric energy stored in the rechargeable battery, the charging cost is substantially It can also be said that it represents the fuel consumption of the internal combustion engine required for the hybrid vehicle to output the unit travel output using the power of the rotating electrical machine that is driven using the electric power stored in the rechargeable battery. That is, it can be said that the charging cost represents the fuel consumption of the internal combustion engine required for the hybrid vehicle to output the unit travel output in the electric mode. On the other hand, the engine cost can be said to represent the fuel consumption of the internal combustion engine that is required for the hybrid vehicle to output the unit travel output using the power of the internal combustion engine. That is, it can be said that the engine cost represents the fuel consumption of the internal combustion engine required for the hybrid vehicle to output the unit travel output in the engine mode. Then, if it is determined that the charging cost is lower than the engine cost, the fuel consumption required to output the unit travel output using the power of the rotating electrical machine that is driven using the electric power stored in the rechargeable battery Is less than the fuel consumption required to output the unit travel output using the power of the internal combustion engine driven by consuming the fuel. That is, when it is determined that the charging cost is lower than the engine cost, the fuel consumption of the hybrid vehicle that outputs the unit travel output in the electric mode is the fuel consumption of the hybrid vehicle that outputs the unit travel output in the engine mode. Less than. On the other hand, if it is determined that the charging cost is higher than the engine cost, the fuel consumption required to output the unit travel output using the power of the internal combustion engine that consumes and drives the fuel is charged to the rechargeable battery. This is less than the fuel consumption required to output the unit travel output using the power of the rotating electrical machine driven using the stored electric power. That is, when it is determined that the charging cost is larger than the engine cost, the fuel consumption of the hybrid vehicle that outputs the unit travel output in the engine mode is the fuel consumption of the hybrid vehicle that outputs the unit travel output in the electric mode. Less than.
このような充電コスト及び機関コストの大小関係と単位走行出力を出力するために要する燃料消費量の大小関係との関係性を考慮すると、制御手段は、ハイブリッド車両の走行モードが、単位走行出力を出力するために要する燃料消費量が少なくなる所望の走行モードになるように、ハイブリッド車両を制御していると言える。つまり、制御手段は、ハイブリッド車両の走行モードが、ハイブリッド車両の走行に要する燃料消費量が少なくなる所望の走行モードになるように、ハイブリッド車両を制御していると言える。 In consideration of the relationship between the magnitude relationship between the charging cost and the engine cost and the magnitude relationship between the fuel consumptions required to output the unit travel output, the control means determines that the travel mode of the hybrid vehicle has the unit travel output. It can be said that the hybrid vehicle is controlled so as to achieve a desired travel mode in which the fuel consumption required for output is reduced. That is, it can be said that the control means controls the hybrid vehicle so that the traveling mode of the hybrid vehicle becomes a desired traveling mode in which the fuel consumption required for traveling of the hybrid vehicle is reduced.
特に、充電コストが単位電力量当たりの燃料消費量を表しているがゆえに、充電コストには、充電池に電力を蓄積するために駆動した内燃機関の駆動効率(例えば、熱効率)が反映されている。具体的には、内燃機関の駆動効率によっては、同じ量の電力が充電池に蓄積されている場合であっても、その電力を蓄積するために要した燃料消費量は同一であるとは限らない。同様に、内燃機関の駆動効率によっては、同じ量の燃料が消費されることで電力が充電池に蓄積される場合であっても、蓄積される電力の総量が同一であるとは限らない。つまり、内燃機関の駆動効率によっては、充電池に蓄積されている電力の価値が同一であるとは限らない。このように電力の価値が同一であるとは限らない場合であっても、充電コストは、充電池に蓄積されている電力の総量と当該電力の蓄積に要した燃料消費量とに応じて(例えば、電力を蓄積した際の内燃機関の駆動効率に応じて)変動するがゆえに、電力の価値を適切に表していると言える。このため、車両制御装置は、充電池に蓄積されている電力の価値(言い換えれば、充電池に電力を蓄積するために駆動した内燃機関の駆動効率)を考慮した上で、ハイブリッド車両の走行モードが、単位走行出力を出力するために要する燃料消費量が少なくなる所望の走行モードになるように、ハイブリッド車両を制御することができる。 In particular, since the charging cost represents fuel consumption per unit electric energy, the charging cost reflects the driving efficiency (for example, thermal efficiency) of the internal combustion engine driven to store electric power in the rechargeable battery. Yes. Specifically, depending on the driving efficiency of the internal combustion engine, even when the same amount of power is stored in the rechargeable battery, the fuel consumption required to store the power is not always the same. Absent. Similarly, depending on the driving efficiency of the internal combustion engine, even when electric power is accumulated in the rechargeable battery due to consumption of the same amount of fuel, the total amount of accumulated electric power is not always the same. That is, depending on the driving efficiency of the internal combustion engine, the value of the electric power stored in the rechargeable battery is not always the same. Thus, even if the value of electric power is not necessarily the same, the charging cost depends on the total amount of electric power stored in the rechargeable battery and the fuel consumption required for the electric power storage ( For example, it can be said that the value of electric power is appropriately represented because it fluctuates (according to the driving efficiency of the internal combustion engine when electric power is accumulated). For this reason, the vehicle control device considers the value of the electric power stored in the rechargeable battery (in other words, the driving efficiency of the internal combustion engine driven to store the electric power in the rechargeable battery), and then the driving mode of the hybrid vehicle. However, it is possible to control the hybrid vehicle so as to achieve a desired travel mode in which the fuel consumption required for outputting the unit travel output is reduced.
単位走行出力を出力するために要する燃料消費量が少なくなることは、即ち、ハイブリッド車両の燃費(特に、ハイブリッド車両の走行全体で見た場合の燃費)の向上に繋がる。従って、車両制御装置は、燃費が良好になる所望の走行モードになるように、ハイブリッド車両を制御することができる。つまり、車両制御装置は、好適に燃費を向上させるようにハイブリッド車両を制御することができる。 A reduction in fuel consumption required to output the unit travel output leads to an improvement in the fuel consumption of the hybrid vehicle (particularly, the fuel consumption when viewed as a whole travel of the hybrid vehicle). Therefore, the vehicle control device can control the hybrid vehicle so as to be in a desired travel mode in which fuel efficiency is good. That is, the vehicle control device can control the hybrid vehicle so as to improve the fuel efficiency.
更には、車両制御装置は、充電池に蓄積されている全電力を対象とする充電コストを考慮した上で、ハイブリッド車両の走行モードが、単位走行出力を出力するために要する燃料消費量が少なくなる所望の走行モードになるように、ハイブリッド車両を制御することができる。つまり、車両制御装置は、充電池に新たに蓄積された電力のみを対象とする充電コストのみならず、充電池に既に蓄積されていた電力をも対象とする充電コストをも考慮した上で、単位走行出力を出力するために要する燃料消費量が少なくなる所望の走行モードになるように、ハイブリッド車両を制御することができる。つまり、車両制御装置は、充電池に新たに蓄積された電力のみを対象とする充電コストと機関コストとの間の大小関係に代えて、充電池に蓄積されている全電力を対象とする充電コストと機関コストとの間の大小関係に基づいてハイブリッド車両を制御する。従って、ハイブリッド車両の走行モードは、単位走行出力を出力するために要する燃料消費量が少なくなる(つまり、燃費が良好になる)走行モードになる。従って、車両制御装置は、単位走行出力を出力するために要する燃料消費量を少なくするように(つまり、好適に燃費を向上させるように)ハイブリッド車両を制御することができる。 Furthermore, the vehicle control device takes into account the charging cost for all the power stored in the rechargeable battery, and the fuel consumption required for the driving mode of the hybrid vehicle to output the unit driving output is small. The hybrid vehicle can be controlled so that the desired traveling mode is obtained. That is, the vehicle control device takes into consideration not only the charging cost for only the newly accumulated power in the rechargeable battery but also the charging cost for the power already accumulated in the rechargeable battery, The hybrid vehicle can be controlled so that a desired travel mode is achieved in which the amount of fuel consumed to output the unit travel output is reduced. In other words, the vehicle control device performs charging for all the power stored in the rechargeable battery instead of the magnitude relationship between the charging cost and the engine cost only for the power newly stored in the rechargeable battery. The hybrid vehicle is controlled based on the magnitude relationship between the cost and the engine cost. Accordingly, the travel mode of the hybrid vehicle is a travel mode in which the amount of fuel consumption required to output the unit travel output is reduced (that is, the fuel efficiency is improved). Therefore, the vehicle control apparatus can control the hybrid vehicle so as to reduce the fuel consumption required to output the unit travel output (that is, to improve the fuel efficiency suitably).
車両制御装置は更に、第1制御手段に加えて、第2制御手段を備えている。第2制御手段は、ハイブリッド車両に要求されている要求出力を満たすように、回転電機及び内燃機関を制御する効率制御を行う。 The vehicle control device further includes second control means in addition to the first control means. The second control means performs efficiency control for controlling the rotating electrical machine and the internal combustion engine so as to satisfy a required output required for the hybrid vehicle.
特に、第2制御手段は、回転電機及び内燃機関からなる駆動源全体の駆動効率が最大となるように、回転電機及び内燃機関を制御する効率制御を行う。例えば、回転電機及び内燃機関からなる駆動源全体の駆動効率は、回転電機の駆動効率と内燃機関の駆動効率とを掛け合わせることで得られる駆動効率であってもよい。この場合、第2制御手段は、回転電機の駆動効率と内燃機関の駆動効率とを掛け合わせることで得られる駆動効率が最大となるように、回転電機及び内燃機関を制御する効率制御を行ってもよい。 In particular, the second control means performs efficiency control for controlling the rotary electric machine and the internal combustion engine so that the drive efficiency of the entire drive source including the rotary electric machine and the internal combustion engine is maximized. For example, the drive efficiency of the entire drive source composed of the rotating electrical machine and the internal combustion engine may be a drive efficiency obtained by multiplying the drive efficiency of the rotary electrical machine and the drive efficiency of the internal combustion engine. In this case, the second control means performs efficiency control for controlling the rotary electric machine and the internal combustion engine so that the drive efficiency obtained by multiplying the drive efficiency of the rotary electric machine and the drive efficiency of the internal combustion engine is maximized. Also good.
ここで、例えば、ハイブリッド車両では、内燃機関の駆動効率が最大となるように回転電機及び内燃機関が制御されることが多い。しかしながら、内燃機関の駆動効率が最大となるように回転電機及び内燃機関が制御される場合には、回転電機の駆動効率が最大とならない又は良好とならない可能性がある。例えば、ハイブリッド車両が相対的に高い車速で走行しており且つ内燃機関の回転数が相対的に低い(つまり、出力が相対的に低い)場合には、エンジンの動力を用いて駆動する回転電機の駆動効率が良好でない場合もあり得る。この場合、回転電機の出力を調整することで回転電機の駆動効率が改善されるものの、回転電機の出力の調整に起因して内燃機関の駆動効率が逆に悪化してしまう可能性がある。しかるに、車両制御装置は、回転電機の出力を調整することで回転電機の駆動効率が改善される一方で内燃機関の駆動効率が悪化してしまう場合であっても、回転電機及び内燃機関からなる駆動源全体の駆動効率が最大となるように、回転電機及び内燃機関を制御することができる。従って、車両制御装置は、駆動源全体の駆動効率を最大に維持しつつ、回転電機の出力を任意に増減したり、内燃機関の出力を任意に増減したりすることができる。その結果、車両制御装置は、内燃機関の駆動効率が常に最大となるように回転電機及び内燃機関が制御される場合と比較して、ハイブリッド車両の燃費を極度に悪化させることなく、回転電機の駆動効率を向上させることができる。従って、ハイブリッド車両の燃費を極度に悪化させることなく、充電池の充電動作が効率的に行われるように回転電機が駆動することができる。 Here, for example, in a hybrid vehicle, the rotating electrical machine and the internal combustion engine are often controlled so that the drive efficiency of the internal combustion engine is maximized. However, when the rotating electrical machine and the internal combustion engine are controlled so that the driving efficiency of the internal combustion engine is maximized, the driving efficiency of the rotating electrical machine may not be maximized or improved. For example, when the hybrid vehicle is traveling at a relatively high vehicle speed and the rotational speed of the internal combustion engine is relatively low (that is, the output is relatively low), the rotating electrical machine that is driven using the power of the engine The driving efficiency may not be good. In this case, although the driving efficiency of the rotating electrical machine is improved by adjusting the output of the rotating electrical machine, there is a possibility that the driving efficiency of the internal combustion engine may deteriorate due to the adjustment of the output of the rotating electrical machine. However, the vehicle control device includes the rotating electrical machine and the internal combustion engine even when the driving efficiency of the internal combustion engine deteriorates while the driving efficiency of the rotating electrical machine is improved by adjusting the output of the rotating electrical machine. The rotating electrical machine and the internal combustion engine can be controlled so that the drive efficiency of the entire drive source is maximized. Therefore, the vehicle control apparatus can arbitrarily increase / decrease the output of the rotating electrical machine or arbitrarily increase / decrease the output of the internal combustion engine while maintaining the drive efficiency of the entire drive source at a maximum. As a result, the vehicle control device does not cause a serious deterioration in the fuel consumption of the hybrid vehicle compared to the case where the rotating electric machine and the internal combustion engine are controlled so that the drive efficiency of the internal combustion engine is always maximized. Drive efficiency can be improved. Therefore, the rotating electrical machine can be driven so that the charging operation of the rechargeable battery is performed efficiently without extremely deteriorating the fuel consumption of the hybrid vehicle.
特に、車両制御装置は、ハイブリッド車両に要求される特性が走行性能よりも燃費性能を重視する特性である場合には、第2制御手段による効率制御を行った後に、第1制御手段によるモード制御を行う。第2制御手段による効率制御が行われる結果、第2制御手段による効率制御が行われない場合と比較して、回転電機は、相対的に良好な駆動効率で駆動することができる可能性が高いことは上述したとおりである。つまり、第2制御手段による効率制御が行われる結果、充電コストが相対的に小さくなる可能性が高い。充電コストが相対的に小さくなると、充電コストが機関コストよりも小さいと判定される頻度が高くなる。つまり、充電コストが相対的に小さくなると、ハイブリッド車両が電動モードで走行する頻度が相対的に高くなる。その結果、ハイブリッド車両の燃費が向上する。このように、車両制御装置は、第2制御手段による効率制御を行うことで充電コストを相対的に小さくした後に、第1制御手段によるモード制御を行うことで、好適に燃費を向上させるようにハイブリッド車両を制御することができる。 In particular, the vehicle control device performs mode control by the first control means after performing the efficiency control by the second control means when the characteristic required for the hybrid vehicle is a characteristic in which fuel efficiency is more important than the driving performance. I do. As a result of the efficiency control by the second control means, the rotating electrical machine is likely to be able to be driven with relatively good driving efficiency as compared with the case where the efficiency control by the second control means is not performed. This is as described above. That is, as a result of performing the efficiency control by the second control means, there is a high possibility that the charging cost is relatively reduced. When the charging cost is relatively small, the frequency at which it is determined that the charging cost is smaller than the engine cost increases. That is, when the charging cost is relatively low, the frequency of the hybrid vehicle traveling in the electric mode is relatively high. As a result, the fuel efficiency of the hybrid vehicle is improved. As described above, the vehicle control device suitably improves the fuel consumption by performing the mode control by the first control unit after the charging cost is relatively reduced by performing the efficiency control by the second control unit. The hybrid vehicle can be controlled.
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から更に明らかにされる。 These effects and other advantages of the present invention will be further clarified from the embodiments described below.
以下、図面を参照して本発明の車両制御装置の実施形態について説明する。尚、以下では、本発明の車両制御装置の実施形態が適用されたハイブリッド車両10を用いて説明を進める。 Hereinafter, an embodiment of a vehicle control device of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, description will be given using the hybrid vehicle 10 to which the embodiment of the vehicle control device of the present invention is applied.
(1)ハイブリッド車両の構成
はじめに、図1を参照して、本実施形態のハイブリッド車両10の構成について説明する。ここに、図1は、本実施形態のハイブリッド車両10の構成の一例を示すブロック図である。
(1) Configuration of Hybrid Vehicle First, the configuration of the hybrid vehicle 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the hybrid vehicle 10 of the present embodiment.
図1に示すように、ハイブリッド車両10は、車軸11と、車輪12と、「車両制御装置」の一具体例であるECU(Electronic Control Unit)100と、「内燃機関」の一具体例であるエンジンENGと、「回転電機」の一具体例であるモータジェネレータMG1と、モータジェネレータMG2と、動力分割機構300と、インバータ400と、「蓄電池」の一具体例であるバッテリ500とを備える。
As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle 10 is a specific example of an
車軸11は、エンジンENG及びモータジェネレータMG2から出力された動力を車輪に伝達するための伝達軸である。車輪12は、後述する車軸11を介して伝達される動力を路面に伝達する手段である。
The
ECU100は、ハイブリッド車両10の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットである。本実施形態では特に、ECU100は、その内部に実現される論理的な又は物理的な処理ブロックとして、「第1制御手段」の一具体例である走行モード制御部101と、燃費率算出部102と、燃費率比較部103と、「第2制御手段」の一具体例である動作点制御部104とを備えている。
The
走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードを制御する。具体的には、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードが所望の走行モードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する。例えば、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードが、エンジンENGの動力を用いて走行するHV(Hybrid Vehicle)モードとなるように、ハイブリッド車両10を制御してもよい。例えば、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードが、エンジンENGを運転することなくモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2の少なくとも一方の動力を用いて走行するEV(Electric Vehicle)モードとなるように、ハイブリッド車両10を制御してもよい。
The travel
尚、EVモードでは、エンジンENGが運転していない(言い換えれば、エンジンENGが駆動していない、更に言い換えれば、エンジンENGが燃料を消費していない)。このため、EVモードでの走行頻度が多くなるほど、ハイブリッド車両10の燃費が向上する。 In the EV mode, the engine ENG is not operating (in other words, the engine ENG is not driven, in other words, the engine ENG is not consuming fuel). For this reason, the fuel efficiency of the hybrid vehicle 10 improves as the traveling frequency in the EV mode increases.
本実施形態では特に、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードが燃費率比較部103の比較結果に基づいて決定される走行モードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する。尚、燃費率比較部103の比較結果に基づいて決定される走行モードについては、後に詳述する(図3等参照)。
Particularly in the present embodiment, the travel
燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10の走行モードが決定される際に、燃費率比較部103による比較対象となる燃費率(具体的には、後述するバッテリ燃費率F及び走行時エンジン燃費率H)を算出する。尚、燃費率算出部102によるバッテリ燃費率F及び走行時エンジン燃費率Hの算出方法の詳細については、後に詳述する(図2等参照)。
The fuel consumption
燃費率比較部103は、燃費率算出部102が算出したバッテリ燃費率Fと走行時エンジン燃費率Hとを比較する。具体的には、燃費率比較部103は、バッテリ燃費率Fと走行時エンジン燃費率Hとの大小関係を判定する。燃費率比較部103は、比較結果(つまり、大小関係の判定結果)を走行モード制御部101に伝える。
The fuel consumption
動作点制御部104は、エンジンENGの動作点及びモータジェネレータMG1の動作点の夫々を制御する。例えば、動作点制御部104は、エンジンENGの回転数及びトルクのうちの少なくとも一方を制御することで、エンジンENGの動作点を制御してもよい。例えば、動作点制御部104は、モータジェネレータMG1の回転数及びトルクのうちの少なくとも一方を制御することで、モータジェネレータMG1の動作点を制御してもよい。本実施形態では特に、動作点制御部104は、エンジンENGの駆動効率(以降、適宜“エンジン効率”と称する)とモータジェネレータMG1の駆動効率(以降、適宜“MG1効率”と称する)とを掛け合わせることで得られるパラメータが最大となるように、エンジンENGの動作点及びモータジェネレータMG1の動作点の夫々を制御する。尚、動作点制御部104によるエンジンENGの動作点及びモータジェネレータMG1の動作点の夫々を制御する動作については、後に詳述する(図2等参照)。
The operating
エンジンENGは、ガソリンや軽油等の燃料を燃焼することで駆動する。エンジンENGは、ハイブリッド車両10の主たる動力源として機能する。加えて、エンジンENGは、後述するモータジェネレータMG1の回転軸を回転させる(言いかえれば、駆動する)ための動力源として機能する。 The engine ENG is driven by burning fuel such as gasoline or light oil. The engine ENG functions as a main power source of the hybrid vehicle 10. In addition, engine ENG functions as a power source for rotating (in other words, driving) a rotation shaft of motor generator MG1 described later.
モータジェネレータMG1は、バッテリ500を充電するための発電機として機能する。モータジェネレータMG1が発電機として機能する場合には、モータジェネレータMG1の回転軸は、エンジンENGの動力によって回転する。但し、モータジェネレータMG1は、バッテリ500に蓄積された電力を用いて駆動することで、ハイブリッド車両10の動力を供給する電動機として機能してもよい。
Motor generator MG1 functions as a generator for charging
モータジェネレータMG2は、バッテリ500に蓄積された電力を用いて駆動することで、ハイブリッド車両10の動力を供給する電動機として機能する。加えて、モータジェネレータMG2は、バッテリ500を充電するための発電機として機能してもよい。モータジェネレータMG2が発電機として機能する場合には、モータジェネレータMG2の回転軸は、車軸11からモータジェネレータMG2に伝達される動力によって回転する。
Motor generator MG <b> 2 functions as an electric motor that supplies power of hybrid vehicle 10 by being driven using electric power stored in
動力分割機構300は、図示せぬサンギア、プラネタリキャリア、ピニオンギア、及びリングギアを備えた遊星歯車機構である。サンギアの回転軸はモータジェネレータMG1の回転軸に連結されている。リングギアの回転軸は、モータジェネレータMG2の回転軸に連結されている。サンギアとリングギアの中間にあるプラネタリキャリアの回転軸はエンジンENGの回転軸(つまり、クランクシャフト)に連結されている。エンジンENGの回転は、プラネタリキャリア及びピニオンギアによって、サンギア及びリングギアに伝達される。つまり、エンジンENGの動力は、2系統に分割される。ハイブリッド車両10において、リングギアの回転軸は、ハイブリッド車両10における車軸11に連結されており、この車軸11を介して車輪12に駆動力が伝達される。
The
インバータ400は、バッテリ500から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2に供給する。更に、インバータ400は、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ500に供給する。尚、インバータ400は、所謂PCU(Power Control Unit)の一部として構成されていてもよい。
バッテリ500はモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2が駆動するための電力をモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2に供給する電力供給源である。バッテリ500は、充電可能な蓄電池である。
(2)ハイブリッド車両10の動作
続いて、図2及び図3を参照しながら、ハイブリッド車両10の動作(特に、エンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御した後に、ハイブリッド車両10の走行モードを制御する動作)について説明する。図2は、ハイブリッド車両10の動作(特に、エンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御する動作)の流れの一例を示すフローチャートである。図3は、ハイブリッド車両10の動作(特に、ハイブリッド車両10の走行モードを制御する動作)の流れの一例を示すフローチャートである。
(2) Operation of Hybrid Vehicle 10 Subsequently, referring to FIG. 2 and FIG. 3, the operation of the hybrid vehicle 10 (particularly, after the respective operating points of the engine ENG and the motor generator MG1 are controlled) The operation for controlling the mode will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of the flow of the operation of hybrid vehicle 10 (particularly, the operation for controlling the operating points of engine ENG and motor generator MG1). FIG. 3 is a flowchart showing an example of the flow of the operation of the hybrid vehicle 10 (particularly, the operation for controlling the travel mode of the hybrid vehicle 10).
図2に示すように、動作点制御部104は、MG1効率が第1閾値より小さいか否かを判定する(ステップS41)。尚、ステップS41の判定は、主として、MG1効率を向上させるためにモータジェネレータMG1の動作点を調整することが好ましいほどにMG1効率が小さいか否か(或いは、悪化しているか否か)の判定である。このため、第1閾値として、MG1効率を向上させるためにモータジェネレータMG1の動作点を調整することが好ましいか否かという観点からハイブリッド車両10の仕様に応じて定まる適切な値が用いられることが好ましい。
As shown in FIG. 2, the operating
MG1効率は、モータジェネレータMG1に入力されるエネルギーの総量に対する、モータジェネレータMG1が出力するエネルギーの総量の比を表す指標値である。例えば、上述したようにモータジェネレータMG1が発電機として機能する場合には、モータジェネレータMG1は、エンジンENGの動力を用いて駆動する。従って、この場合、MG1駆動効率は、エンジンENGからモータジェネレータMG1に入力されるエネルギーの総量に対する、当該エンジンENGから入力されるエネルギーを用いてモータジェネレータMG1が発電した電力のエネルギーの総量の比を表す指標値であってもよい。言い換えれば、MG1発電効率Pは、発電のためにモータジェネレータMG1に入力されるエネルギーの総量に対する、発電の結果モータジェネレータMG1が出力する電力のエネルギーの総量の比を表す指標値であってもよい。 The MG1 efficiency is an index value that represents the ratio of the total amount of energy output by the motor generator MG1 to the total amount of energy input to the motor generator MG1. For example, as described above, when motor generator MG1 functions as a generator, motor generator MG1 is driven using the power of engine ENG. Therefore, in this case, the MG1 drive efficiency is the ratio of the total amount of energy generated by the motor generator MG1 using the energy input from the engine ENG to the total amount of energy input from the engine ENG to the motor generator MG1. The index value to represent may be sufficient. In other words, MG1 power generation efficiency P may be an index value that represents a ratio of the total amount of power output from motor generator MG1 as a result of power generation to the total amount of energy input to motor generator MG1 for power generation. .
動作点制御部104は、モータジェネレータMG1の動作点(例えば、モージェネレータMG1のトルク及びモータジェネレータMG1の回転数によって特定される動作点)とMG1効率との対応関係を表すマップを参照することで、MG1効率を算出することが好ましい。
The operating
ステップS41の判定の結果、MG1効率が第1閾値より小さいと判定される場合には(ステップS41:Yes)、MG1効率を向上させるためにモータジェネレータMG1の動作点を調整することが好ましい。従って、動作点制御部104は、MG1効率を向上させるために、エンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御する。但し、バッテリ500のSOC(State Of Charge)が過度に小さい場合には、バッテリ500が優先的に充電(典型的には、急速充電)されることが好ましい。従って、動作点制御部104は、まずは、バッテリ500のSOCが所定の第2閾値よりも小さいか否かを判定する(ステップS42)。
As a result of the determination in step S41, when it is determined that the MG1 efficiency is smaller than the first threshold (step S41: Yes), it is preferable to adjust the operating point of the motor generator MG1 in order to improve the MG1 efficiency. Therefore, the operating
ステップS42の判定の結果、バッテリ500のSOCが第2閾値よりも小さくないと判定される場合には(ステップS43:No)、動作点制御部104は、MG1効率を向上させるために、エンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御する(ステップS42)。
As a result of the determination in step S42, when it is determined that the SOC of the
ここで、図4及び図5を参照しながら、図2のステップS42に示す「MG1効率を向上させるためにエンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御する」動作について更に詳細に説明する。図4は、モータジェネレータMG1及びMG2並びにエンジンENGの共線図である。図5は、エンジンENGの動作点とエンジン効率との関係を示すマップ及びモータジェネレータMG1の動作点とMG1効率との関係を示すマップである。尚、以下では、説明の簡略化のために、エンジンENGの回転数が相対的に低い(つまり、出力が相対的に低い)状態で相対的に高い車速で走行しているハイブリッド車両10を例に挙げて説明する。 Here, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the operation of “controlling the respective operating points of the engine ENG and the motor generator MG1 to improve the MG1 efficiency” shown in step S42 of FIG. 2 will be described in more detail. . FIG. 4 is a collinear diagram of motor generators MG1 and MG2 and engine ENG. FIG. 5 is a map showing the relationship between the operating point of engine ENG and engine efficiency, and a map showing the relationship between the operating point of motor generator MG1 and MG1 efficiency. In the following, for the sake of simplification of explanation, the hybrid vehicle 10 running at a relatively high vehicle speed in a state where the rotational speed of the engine ENG is relatively low (that is, the output is relatively low) is taken as an example. Will be described.
図4の太線で示すように、ハイブリッド車両10が相対的に高い車速で走行しており(図4の最上段のグラフ参照)且つエンジンENGの回転数が相対的に低い(図4の中段のグラフ中の動作点E1参照)場合には、モータジェネレータMG1の回転数は相対的に低く且つモータジェネレータMG1のトルクは相対的に高くなる(図4の最下段のグラフ中の動作点M1参照)。この場合、図5に示すように、MG1効率は相対的に低くなる。その結果、モータジェネレータMG1が発電機として機能する場合には、モータジェネレータMG1は、MG1効率が相対的に悪い状態で電力を発電することになる。 As shown by the thick line in FIG. 4, the hybrid vehicle 10 is traveling at a relatively high vehicle speed (see the uppermost graph in FIG. 4), and the engine ENG has a relatively low rotational speed (the middle stage in FIG. 4). In the case of the operating point E1 in the graph), the rotational speed of the motor generator MG1 is relatively low and the torque of the motor generator MG1 is relatively high (see the operating point M1 in the lowermost graph of FIG. 4). . In this case, as shown in FIG. 5, the MG1 efficiency is relatively low. As a result, when motor generator MG1 functions as a generator, motor generator MG1 generates power with a relatively poor MG1 efficiency.
そこで、MG1効率を向上させるための方法の一つとして、図5(a)に示すように、モータジェネレータMG1の回転数(或いは、出力)を増加させる方法が考えられる。しかしながら、モータジェネレータMG1の回転数を増加させることでMG1効率が増加するものの、モータジェネレータMG1の回転数の増加は、エンジンENGの動作点の変更に繋がる。例えば、図4に示すように、モータジェネレータMG1の回転数が増加することでモータジェネレータMG1の動作点がM1からM2にシフトした場合は、エンジンENGの動作点は、E1からE2にシフトする。その結果、図5(b)に示すように、モータジェネレータMG1の回転数を増加させることでMG1効率が増加するものの、エンジン効率が逆に悪化してしまう可能性がある。 Thus, as one method for improving the MG1 efficiency, a method of increasing the rotation speed (or output) of the motor generator MG1 as shown in FIG. However, although the MG1 efficiency is increased by increasing the rotation speed of the motor generator MG1, the increase in the rotation speed of the motor generator MG1 leads to a change in the operating point of the engine ENG. For example, as shown in FIG. 4, when the operating point of motor generator MG1 is shifted from M1 to M2 due to an increase in the rotational speed of motor generator MG1, the operating point of engine ENG is shifted from E1 to E2. As a result, as shown in FIG. 5B, although the MG1 efficiency is increased by increasing the rotation speed of the motor generator MG1, the engine efficiency may be deteriorated.
特に、バッテリ500のSOCが小さくなるほど、バッテリ500に入力するべき電力の総量が増加するがゆえに、バッテリ500を充電するために駆動するモータジェネレータMG1の出力(例えば、回転数)はより一層増加する傾向にある。従って、バッテリ500のSOCが小さくなるほど、エンジンENGの回転数もまたより一層増加する傾向にある。その結果、エンジン効率がより一層悪化してしまう可能性がある。
In particular, as the SOC of the
このような状況を鑑み、本実施形態では、動作点制御部104は、MG1効率を向上させるために、以下の態様でエンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御する(言い換えれば、調整する又は変更する)。
In view of such a situation, in the present embodiment, the operating
具体的には、MG1効率を増加させるためにはモータジェネレータMG1の出力(例えば、回転数)を増加させることが好ましいことを考慮すれば、動作点制御部104は、モータジェネレータMG1及びエンジンENGの出力(例えば、回転数)が増加するように、モータジェネレータMG1及びエンジンENGの動作点を制御する。
Specifically, considering that it is preferable to increase the output (for example, the rotational speed) of the motor generator MG1 in order to increase the MG1 efficiency, the operating
この際、動作点制御部104は、ハイブリッド車両10に要求されている要求出力が満たされるように、エンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御することは言うまでもない。つまり、動作点制御部104は、エンジンENGの出力+モータジェネレータMG1の出力=要求出力となるように、エンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御することは言うまでもない。
At this time, it goes without saying that the operating
更に、この際、動作点制御部104は、MG1効率とエンジン効率とを掛け合わせることで得られるパラメータ(つまり、MG1効率×エンジン効率)が最大となるようにエンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御する。言い換えれば、動作点制御部104は、モータジェネレータMG1及びエンジンENGを単一の駆動源とみなした場合の当該単一の駆動源の駆動効率が最大となるようにエンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御する。その結果、モータジェネレータMG1の回転数を増加させることでMG1効率が増加する一方でエンジン効率が逆に悪化してしまう可能性があるものの、ハイブリッド車両10全体としての効率が極度に悪化することは殆ど又は全くない。従って、モータジェネレータMG1は、MG1効率が相対的に良好な状態で電力を発電することができる。
Further, at this time, the operating
尚、動作点制御部104は、MG1効率とエンジン効率とを掛け合わせることで得られるパラメータが最大となるようにエンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御することに加えて、MG1効率が第1所定値以上となり且つエンジン効率が第2所定値以上となるようにエンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御してもよい。例えば、動作点制御部104は、MG1効率が90%以上となり且つエンジン効率が38%以上となるようにエンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御してもよい。その後、図3に示す動作(具体的には、図3の#1から続く動作)が行われる。
The operating
再び図2において、他方で、ステップS42の判定の結果、バッテリ500のSOCが第2閾値よりも小さいと判定される場合には(ステップS42:Yes)、動作点制御部104は、バッテリ500が充電(典型的には、急速充電)されるように、エンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御する(ステップS43)。例えば、動作点制御部104は、エンジンENGの出力が一定値以上になるようにエンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御してもよい。その後、図3に示す動作(具体的には、図3の#1から続く動作)が行われる。
In FIG. 2 again, on the other hand, when it is determined that the SOC of the
他方で、ステップS41の判定の結果、MG1効率が第1閾値より小さくないと判定される場合には(ステップS41:No)、動作点制御部104は、ステップS42又はステップS43に示す態様でエンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御しなくてもよい。この場合、動作点制御部104は、エンジン効率が最大となるように、エンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御してもよい。その後、図3に示す動作(具体的には、図3の#1から続く動作)が行われる。
On the other hand, as a result of the determination in step S41, when it is determined that the MG1 efficiency is not smaller than the first threshold value (step S41: No), the operating
その後、図3に示すように、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F、バッテリ電力積算量a及びバッテリ燃料消費量Jの夫々の初期値を設定する(ステップS11)。以下、バッテリ燃費率F、バッテリ電力積算量a及びバッテリ燃料消費量Jについて順に説明を進める。尚、バッテリ燃費率Fは、「充電コスト」の一具体例に相当する。
Thereafter, as shown in FIG. 3, the fuel consumption
バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている電力(全電力)を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表す指標値である。言い換えれば、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている電力のうち単位電力量の電力を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量を表す。更に言い換えれば、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている電力を蓄積する際に、単位電力量の電力を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量を表す。例えば、バッテリ500に「X4(但し、Xは0以上)」という量の電力が蓄積されており且つこの「X4」という量の電力を蓄積するために「Y4」という量の燃料がエンジンENGによって消費された場合には、バッテリ燃費率Fは、「Y4/X3」という数式によって特定される数値を表す指標値であってもよい。以下では、説明の便宜上、バッテリ燃費率Fの単位が「g/kWh」であるものとして説明を進める。
The battery fuel consumption rate F is an index value that represents the fuel consumption amount of the engine ENG per unit electric energy required for accumulating the electric power (total electric power) accumulated in the
燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10の車種又は仕様毎に予め定められた任意の固定値を、バッテリ燃費率Fの初期値に設定してもよい。この場合、固定値として、ハイブリッド車両10が特定の走行経路を走行したと仮定した場合のシミュレーションから算出されるバッテリ燃費率(例えば、280g/kWh)が採用されてもよい。或いは、燃費率算出部102は、図2に示す動作が前回終了した時点でのバッテリ燃費率Fを、バッテリ燃費率Fの初期値に設定してもよい。
The fuel consumption
バッテリ電力積算量aは、バッテリ500に蓄積されている電力の総量を表す。例えば、バッテリ電力積算量aは、SOCが100%となる場合にバッテリ500に蓄積可能な電力の総量に対して、実際のSOCを掛け合わせることで算出される値に相当していてもよい。以下では、説明の便宜上、バッテリ電力積算量aの単位が「kWh」であるものとして説明を進める。
The battery power integration amount a represents the total amount of power stored in the
燃費率算出部102は、SOCが一定値となる場合にバッテリ500に蓄積されている電力量に相当する固定値を、バッテリ電力積算量aの初期値に設定してもよい。或いは、燃費率算出部102は、図2に示す動作が前回終了した時点でのバッテリ電力積算量aを、バッテリ電力積算量aの初期値に設定してもよい。或いは、燃費率算出部102は、不図示のSOCセンサから出力されるSOCを参照することでバッテリ500に蓄積されている電力の総量を算出又は推測すると共に、当該算出又は推測した電力の総量を、バッテリ電力積算量aの初期値に設定してもよい。
The fuel consumption
バッテリ燃料消費量Jは、バッテリ500に蓄積されている電力(全電力)を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量(いわば、総量)を表す指標値である。バッテリ燃料所費量Jは、バッテリ燃費率F×バッテリ電力積算量aという数式から算出される。従って、燃費率算出部102は、上述した態様で設定されたバッテリ燃費率Fの初期値に対して上述した態様で設定されたバッテリ電力積算量aの初期値を掛け合わせることで算出される値を、バッテリ燃料消費量Jの初期値に設定してもよい。以下では、説明の便宜上、バッテリ燃料消費量Jの単位が「g」であるものとして説明を進める。
The battery fuel consumption amount J is an index value that represents the fuel consumption amount (in other words, the total amount) of the engine ENG required to store the electric power (total electric power) stored in the
その後、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに充電されたか否か(つまり、バッテリ500に新たに電力が入力されたか否か)を判定する(ステップS22)。
Thereafter, the fuel consumption
ステップS22の判定の結果、バッテリ500が新たに充電された(つまり、バッテリ500に新たに電力が入力された)と判定される場合には(ステップS22:Yes)、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに充電された後のバッテリ燃費率F’を算出する(ステップS23)。
As a result of the determination in step S22, when it is determined that the
具体的には、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに充電された後のバッテリ電力積算量a’を算出する(ステップS23)。バッテリ500が新たに充電された場合には、バッテリ電力積算量a’は、バッテリ500が新たに充電される前のバッテリ電力積算量aよりも、バッテリ500に新たに充電された電力の総量d(以降、“バッテリ入力電力量d”と称する)だけ増加しているはずである。従って、燃費率算出部102は、バッテリ電力積算量aに対してバッテリ入力電力量dを加算することで、バッテリ電力積算量a’を算出する。つまり、燃費率算出部102は、バッテリ電力積算量a’=バッテリ電力積算量a+バッテリ入力電力量dという数式を用いて、バッテリ電力積算量a’を算出する。
Specifically, the fuel consumption
加えて、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに充電された後のバッテリ燃料消費量J’を算出する(ステップS23)。バッテリ500が新たに充電された場合には、バッテリ燃料消費量J’は、バッテリ500が新たに充電される前のバッテリ燃料消費量Jよりも、バッテリ入力電力量dの電力を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量J(以降、“バッテリ入力燃料消費量j1”と称する)だけ増加しているはずである。そこで、燃費率算出部102は、バッテリ入力燃料消費量j1を算出すると共に、当該算出したバッテリ入力燃料消費量j1をバッテリ燃料消費量Jに加算することで、バッテリ燃料消費量J’を算出する。つまり、燃費率算出部102は、バッテリ燃料消費量J’=バッテリ燃料消費量J+バッテリ入力燃料消費量j1という数式を用いて、バッテリ燃料消費量J’を算出する。
In addition, the fuel consumption
燃費率算出部102は、バッテリ入力燃料消費量j1=発電時エンジン燃費率G×補正係数α×バッテリ入力電力量dという数式を用いて、バッテリ入力燃料消費量j1を算出してもよい。
The fuel consumption
発電時エンジン燃費率Gは、バッテリ入力電力量dの電力をバッテリ500に新たに蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表す指標値である。言い換えれば、発電時エンジン燃費率Gは、バッテリ入力電力量dの電力のうち単位電力量の電力をバッテリ500に蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量を表す。更に言い換えれば、発電時エンジン燃費率Gは、バッテリ入力電力量dの電力をバッテリ500に新たに蓄積する際に、単位電力量の電力をバッテリ500に蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量を表す。例えば、バッテリ入力電力量dの電力を蓄積するために「Y5」という量の燃料がエンジンENGによって消費された場合には、発電時エンジン燃費率Gは、「Y5/d」という数式によって特定される数値を表す指標値であってもよい。以下では、説明の便宜上、発電時エンジン燃費率Gの単位が「g/kWh」であるものとして説明を進める。
The engine fuel consumption rate G during power generation is an index value representing the fuel consumption amount of the engine ENG per unit power amount required for newly storing the battery input power amount d in the
燃費率算出部102は、エンジンENGの動作点(例えば、エンジンENGのトルク及びエンジンENGの回転数によって特定される動作点)とエンジン燃費率との対応関係を表すマップを参照することで、発電時エンジン燃費率Gを算出することが好ましい。
The fuel consumption
尚、バッテリ500は、典型的には、モータジェネレータMG1が発電機として機能することで新たに充電される。この場合、エンジンENGは、モータジェネレータMG1の回転軸を回転させる(言いかえれば、駆動する)ための動力源として機能している。従って、モータジェネレータMG1が発電機として機能する場合には、燃費率算出部102は、発電時エンジン燃費率Gを算出することが好ましい。
The
一方で、バッテリ500は、モータジェネレータMG2が発電機として機能することで新たに充電されることがある。つまり、バッテリ500は、いわゆる回生発電によって新たに充電されることがある。この場合、エンジンENGは、モータジェネレータMG2の回転軸を回転させる(言いかえれば、駆動する)ための動力源として機能しない。モータジェネレータMG2が発電機として機能する場合には、バッテリ入力電力量dの電力をバッテリ500に新たに蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量はゼロとなる。従って、モータジェネレータMG2が発電機として機能する場合には、燃費率算出部102は、発電時エンジン燃費率Gを0[g/kWh]に設定することが好ましい。
On the other hand,
補正係数αは、モータジェネレータMG1の発電効率P(以降、“MG1発電効率P”と称する)の逆数とバッテリ500の充電効率Q(以降、“バッテリ充電効率Q”と称する)の逆数とを掛け合わせることで算出される指標値である。 The correction coefficient α is multiplied by the reciprocal of the power generation efficiency P of the motor generator MG1 (hereinafter referred to as “MG1 power generation efficiency P”) and the reciprocal of the charging efficiency Q of the battery 500 (hereinafter referred to as “battery charging efficiency Q”). It is an index value calculated by combining them.
MG1発電効率Pが常に100%であり(つまり、エンジンENGからモータジェネレータMG1に入力されるエネルギーの全てが常にモータジェネレータMG1によって電力に変換され)且つバッテリ充電効率Qが常に100%である(つまり、モータジェネレータMG1が発電した電力の全てが常にバッテリ500に蓄積される)理想的なハイブリッド車両では、燃費率算出部102は、補正係数αを考慮することなく、上述した発電時エンジン燃費率Gに対してバッテリ入力電力量dを掛け合わせることで、バッテリ入力燃料消費量j1を算出することができる。しかしながら、実際のハイブリッド車両10では、MG1発電効率Pが100%未満であり(つまり、エンジンENGからモータジェネレータMG1に入力されるエネルギーの一部のみが電力に変換され)且つバッテリ充電効率Qが100%未満である(つまり、モータジェネレータMG1が発電した電力の一部のみがバッテリ500に蓄積される)ことが多い。つまり、実際のハイブリッド車両10では、エンジンENGからモータジェネレータMG1に入力されるエネルギーの一部が損失となり且つモータジェネレータMG1が発電した電力の一部が損失となることが多い。このような実際のハイブリッド車両10における損失の発生を考慮して、燃費率算出部102は、補正係数αを算出する。
MG1 power generation efficiency P is always 100% (that is, all energy input from engine ENG to motor generator MG1 is always converted into electric power by motor generator MG1) and battery charging efficiency Q is always 100% (that is, In an ideal hybrid vehicle in which all of the electric power generated by the motor generator MG1 is always stored in the battery 500), the fuel consumption
MG1発電効率Pは、上述したMG1効率のうちモータジェネレータMG1が発電機と機能している場合のMG1効率である。例えば、発電のためにモータジェネレータMG1に入力されるエネルギーの総量が「E1」であり且つ発電の結果モータジェネレータMG1が出力する電力のエネルギーの総量が「E2」である場合には、MG1発電効率Pは、E2/E1という数式によって特定される数値を表す指標値であってもよい。以下では、説明の便宜上、MG1発電効率Pの単位が「%」であるものとして説明を進める。 The MG1 power generation efficiency P is the MG1 efficiency when the motor generator MG1 functions as a generator among the MG1 efficiency described above. For example, when the total amount of energy input to the motor generator MG1 for power generation is “E1” and the total amount of power output from the motor generator MG1 as a result of power generation is “E2”, the MG1 power generation efficiency P may be an index value representing a numerical value specified by the mathematical expression E2 / E1. Hereinafter, for convenience of explanation, the description will be made assuming that the unit of the MG1 power generation efficiency P is “%”.
燃費率算出部102は、モータジェネレータMG1の動作点(例えば、モージェネレータMG1のトルク及びモータジェネレータMG1の回転数によって特定される動作点)とMG1発電効率Pとの対応関係を表すマップを参照することで、MG1発電効率Pを算出することが好ましい。
The fuel consumption
バッテリ充電効率Qは、モータジェネレータMG1が発電した電力のエネルギーの総量に対する、当該モータジェネレータMG1が発電したエネルギーをバッテリ500に入力した時のバッテリ500に実際に蓄積された電力のエネルギーの総量の比を表す指標値である。言い換えれば、バッテリ充電効率Qは、充電のためにバッテリ500に入力されるエネルギーの総量に対する、充電の結果バッテリ500に蓄積された電力のエネルギーの総量の比を表す指標値である。例えば、充電のためにバッテリ500に入力されるエネルギーの総量が「E3」であり且つ充電の結果バッテリ500に蓄積された電力のエネルギーの総量が「E4」である場合には、MG1発電効率Pは、E2/E1という数式によって特定される数値を表す指標値であってもよい。以下では、説明の便宜上、バッテリ充電効率Qの単位が「%」であるものとして説明を進める。
The battery charging efficiency Q is the ratio of the total amount of power energy actually stored in the
尚、バッテリ充電効率Qは、バッテリ500の内部抵抗等に依存して変動する。バッテリ500の内部抵抗等は、主として、バッテリ500の仕様によって定まる。従って、燃費率算出部102は。バッテリ500の仕様によって定まる固定値を、バッテリ充電効率Qに設定してもよい。或いは、バッテリ500の内部抵抗等が温度依存性等を有していることを考慮すれば、燃費率算出部102は、温度等のパラメータとバッテリ充電効率Qとの対応関係を表すマップを参照することで、バッテリ充電効率Qを算出してもよい。
The battery charging efficiency Q varies depending on the internal resistance of the
このように、燃費率算出部102は、発電時エンジン燃費率G及び補正係数αを算出することができる。その結果、燃費率算出部102は、バッテリ入力燃料消費量j1=発電時エンジン燃費率G×補正係数α×バッテリ入力電力量dという数式を用いて、バッテリ入力電力量dの電力をバッテリ500に蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量であるバッテリ入力燃料消費量j1を算出することができる。その結果、燃費率算出部102は、バッテリ燃料消費量J’=バッテリ燃料消費量J+バッテリ入力燃料消費量j1(=バッテリ燃料消費量J+発電時エンジン燃費率G×補正係数α×バッテリ入力電力量d)という数式を用いて、バッテリ燃料消費量J’を算出することができる。
As described above, the fuel consumption
その後、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに充電された後のバッテリ燃料消費量J’を、バッテリ500が新たに充電された後のバッテリ電力積算量a’で除算することで、バッテリ500が新たに充電された後のバッテリ燃費率F’を算出する(ステップS23)。つまり、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F’=バッテリ燃料消費量J’/バッテリ電力積算量a’という数式を用いて、バッテリ燃費率F’を算出する。
Thereafter, the fuel consumption
その後、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F、バッテリ電力積算量a及びバッテリ燃料消費量Jを更新する(ステップS26)。具体的には、燃費率算出部102は、ステップS23で算出したバッテリ燃費率F’を、新たなバッテリ燃費率Fに設定する。燃費率算出部102は、ステップS23で算出したバッテリ電力積算量a’を、新たなバッテリ電力積算量aに設定する。燃費率算出部102は、ステップS23で算出したバッテリ燃料消費量J’を、新たなバッテリ燃料消費量Jに設定する。
Thereafter, the fuel consumption
他方で、ステップS22の判定の結果、バッテリ500が新たに充電されていない(つまり、バッテリ500に新たに電力が入力されていない)と判定される場合には(ステップS22:No)、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに放電したか否か(つまり、バッテリ500から新たに電力が出力されたか否か)を判定する(ステップS24)。
On the other hand, as a result of the determination in step S22, when it is determined that the
ステップS24の判定の結果、バッテリ500が新たに放電した(つまり、バッテリ500から新たに電力が出力された)と判定される場合には(ステップS24:Yes)、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに放電した後のバッテリ燃費率F’を算出する(ステップS25)。
As a result of the determination in step S24, when it is determined that the
具体的には、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに放電した後のバッテリ電力積算量a’を算出する(ステップS25)。バッテリ500が新たに放電した場合には、バッテリ電力積算量a’は、バッテリ500が新たに放電する前のバッテリ電力積算量aよりも、バッテリ500が新たに放電した電力の総量c(以降、“バッテリ出力電力量c”と称する)だけ減少しているはずである。従って、燃費率算出部102は、バッテリ電力積算量aからバッテリ出力電力量cを減算することで、バッテリ電力積算量a’を算出する。つまり、燃費率算出部102は、バッテリ電力積算量a’=バッテリ電力積算量a−バッテリ出力電力量cという数式を用いて、バッテリ電力積算量a’を算出する。
Specifically, the fuel consumption
加えて、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに放電した後のバッテリ燃料消費量J’を算出する(ステップS25)。バッテリ500が新たに放電した場合には、バッテリ電力積算量a’がバッテリ電力積算量aよりも減少しているがゆえに、バッテリ燃料消費量J’は、バッテリ500が新たに放電する前のバッテリ燃料消費量Jよりも、バッテリ出力電力量cの電力を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量J(以降、“バッテリ出力燃料消費量j2”と称する)だけ減少しているはずである。そこで、燃費率算出部102は、バッテリ出力燃料消費量j2を算出すると共に、当該算出したバッテリ出力燃料消費量j2をバッテリ燃料消費量Jから減算することで、バッテリ燃料消費量J’を算出する。つまり、燃費率算出部102は、バッテリ燃料消費量J’=バッテリ燃料消費量J−バッテリ出力燃料消費量j2という数式を用いて、バッテリ燃料消費量J’を算出する。
In addition, the fuel consumption
燃費率算出部102は、バッテリ出力燃料消費量j2=バッテリ燃費率F×バッテリ出力電力量cという数式を用いて、バッテリ出力燃料消費量jを算出してもよい。というのも、バッテリ500が新たに放電したバッテリ出力電力量cの電力は、バッテリ500に蓄積されているバッテリ電力積算量aの電力の一部である。従って、バッテリ電力積算量cの電力を蓄積した際のバッテリ燃費率Fは、当然に、バッテリ電力積算量aの電力を蓄積した際のバッテリ燃費率Fと同じはずである。従って、バッテリ電力積算量aの一部であるバッテリ出力電力量cの電力を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量であるバッテリ出力燃料消費量j2は、バッテリ燃費率F×バッテリ出力電力量cという数式から算出される。
The fuel consumption
その後、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに放電した後のバッテリ燃料消費量J’を、バッテリ500が新たに放電した後のバッテリ電力積算量a’で除算することで、バッテリ500が新たに放電した後のバッテリ燃費率F’を算出する(ステップS25)。つまり、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F’=バッテリ燃料消費量J’/バッテリ電力積算量a’という数式を用いて、バッテリ燃費率F’を算出する。その後、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F、バッテリ電力積算量a及びバッテリ燃料消費量Jを更新する(ステップS26)。
Thereafter, the fuel consumption
他方で、ステップS24の判定の結果、バッテリ500が新たに放電していない(つまり、バッテリ500から新たに電力が出力されていない)と判定される場合には(ステップS24:Yes)、バッテリ500に蓄積されている電力の総量が変化していないと推定される。つまり、バッテリ燃費率F、バッテリ電力積算量a及びバッテリ燃料消費量Jが実質的には変化していないと推定される。従って、この場合には、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F’を算出しなくてもよい。言い換えれば、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F、バッテリ電力積算量a及びバッテリ燃料消費量Jを更新しなくてもよい。
On the other hand, as a result of the determination in step S24, when it is determined that the
その後、燃費率比較部103は、ステップS26で更新されたバッテリ燃費率Fが、燃費率算出部102によって算出される走行時エンジン燃費率Hよりも大きいか否かを判定する(ステップS31)。尚、走行時エンジン燃費率Hは、「機関コスト」の一具体例である。
Thereafter, the fuel consumption
走行時エンジン燃費率Hは、モータジェネレータMG1及びMG2の動力を用いない一方でエンジンENGの動力を用いてハイブリッド車両10が走行するために要するであろうと推測される単位走行出力当たりのエンジンENGの燃料消費量を表す指標値である。言い換えれば、走行時エンジン燃費率HGは、モータジェネレータMG1及びMG2の動力を用いない一方でエンジンENGの動力を用いてハイブリッド車両10が単位電力量(言い換えれば、バッテリ燃費率Fを規定する単位電力量)に相当する単位走行出力を出力するために要するであろうと推測されるエンジンENGの燃料消費量を表す。例えば、モータジェネレータMG1及びMG2の動力を用いない一方でエンジンENGの動力を用いてハイブリッド車両10が走行する際の走行出力が「X6」であり且つ当該「X6」という走行出力を出力するために「Y6」という量の燃料がエンジンENGによって消費されるであろうと推測される場合には、走行時エンジン燃費率Hは、「Y6/X6」という数式によって特定される数値を表す指標値であってもよい。以下では、説明の便宜上、走行時エンジン燃費率Hの単位が「g/kWh」であるものとして説明を進める。但し、走行時エンジン燃費率Hの単位は、バッテリ燃費率Fの単位と同一であることが好ましい。 The engine fuel consumption rate H at the time of travel is the engine ENG per unit travel output that is estimated to be required for the hybrid vehicle 10 to travel using the power of the engine ENG while not using the power of the motor generators MG1 and MG2. This is an index value representing the fuel consumption. In other words, the engine fuel consumption rate HG during travel is determined by the hybrid vehicle 10 not using the power of the motor generators MG1 and MG2 while using the power of the engine ENG. This represents the fuel consumption amount of the engine ENG that is estimated to be required to output a unit travel output corresponding to (quantity). For example, in order to output the travel output “X6” when the hybrid vehicle 10 travels using the power of the engine ENG while the power of the motor generators MG1 and MG2 is not used. When it is estimated that the amount of fuel “Y6” will be consumed by the engine ENG, the running engine fuel efficiency H is an index value representing a numerical value specified by the mathematical formula “Y6 / X6”. May be. Hereinafter, for convenience of explanation, the description will be made assuming that the unit of the engine fuel efficiency during running H is “g / kWh”. However, the unit of the engine fuel efficiency H during travel is preferably the same as the unit of the battery fuel efficiency F.
燃費率算出部102は、発電時エンジン燃費率Gと同様に、エンジンENGの動作点とエンジン燃費率との対応関係を表すマップを参照することで、走行時エンジン燃費率Hを算出することが好ましい。例えば、燃費率算出部102は、モータジェネレータMG1及びMG2の動力を用いない一方でエンジンENGの動力を用いてハイブリッド車両10が走行する際のエンジンENGの動作点のマップ上での位置を参照することで、走行時エンジン燃費率Hを算出する。
Similarly to the power generation engine fuel consumption rate G, the fuel consumption
ステップS31の判定の結果、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きいと判定される場合には(ステップS31:Yes)、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードがHVモードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する(ステップS11)。
As a result of the determination in step S31, when it is determined that the battery fuel consumption rate F is greater than the running engine fuel consumption rate H (step S31: Yes), the travel
一方で、ステップS31の判定の結果、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きいと判定される場合には(ステップS31:No)、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードがEVモードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する(ステップS13)。
On the other hand, as a result of the determination in step S <b> 31, when it is determined that the running engine fuel efficiency H is higher than the battery fuel efficiency F (step S <b> 31: No), the travel
但し、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きいと判定される場合であっても、バッテリ500のSOCが過度に低下している(例えば、所定閾値よりも小さい)場合には(ステップS12:Yes)、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードがHVモードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する(ステップS13)。その結果、エンジンENGの動力を用いてモータジェネレータMG1が発電機として機能することで、バッテリ500のSOCが回復する(つまり、増加する)。
However, even if it is determined that the running engine fuel efficiency H is greater than the battery fuel efficiency F, if the SOC of the
以上説明したように、本実施形態のハイブリッド車両10では、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きいか否かの判定結果に基づいてハイブリッド車両10の走行モードが決定される。その結果、ハイブリッド車両10は、好適に燃費を向上させることが可能な走行モードを選択しながら走行することができる。以下、その理由について説明する。 As described above, in the hybrid vehicle 10 of the present embodiment, the travel mode of the hybrid vehicle 10 is determined based on the determination result of whether or not the battery fuel consumption rate F is greater than the running engine fuel consumption rate H. As a result, the hybrid vehicle 10 can travel while selecting a travel mode that can suitably improve fuel efficiency. The reason will be described below.
まず、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表している。従って、バッテリ燃費率Gは、実質的には、バッテリ500に蓄積されている電力を用いてEVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量を表しているとも言える。言い換えれば、バッテリ燃費率Gは、実質的には、EVモードで単位走行出力を出力するハイブリッド車両10の燃料消費量を表しているとも言える。一方で、走行時エンジン燃費率Hは、まさに、エンジンENGの動力を用いてHVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量を表している。言い換えれば、走行時エンジン燃費率Hは、HVモードで単位走行出力を出力するハイブリッド車両10の燃料消費量を表しているとも言える。
First, the battery fuel consumption rate F represents the fuel consumption amount of the engine ENG per unit electric energy required for accumulating the electric power accumulated in the
従って、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きい場合には、EVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量(具体的には、単位走行出力当たりの燃料消費量)は、HVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量(具体的には、単位走行出力当たりの燃料消費量)よりも大きいと想定される。ここで、単位走行出力当たりの燃料消費量が大きくなることは、即ち、ハイブリッド車両10の燃費(特に、ハイブリッド車両10の走行全体で見た場合の燃費)の悪化に繋がる。従って、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きい場合には、EVモードで走行するハイブリッド車両10の燃費は、HVモードで走行するハイブリッド車両10の燃費よりも悪化していると想定される。 Therefore, when the battery fuel consumption rate F is larger than the running engine fuel consumption rate H, the fuel consumption amount (specifically, the fuel consumption amount per unit travel output) of the hybrid vehicle 10 traveling in the EV mode is HV. It is assumed that the fuel consumption of the hybrid vehicle 10 traveling in the mode (specifically, the fuel consumption per unit travel output) is larger. Here, the increase in the fuel consumption amount per unit travel output leads to the deterioration of the fuel consumption of the hybrid vehicle 10 (particularly, the fuel consumption when viewed from the entire travel of the hybrid vehicle 10). Therefore, when the battery fuel consumption rate F is larger than the running engine fuel consumption rate H, it is assumed that the fuel consumption of the hybrid vehicle 10 traveling in the EV mode is worse than the fuel consumption of the hybrid vehicle 10 traveling in the HV mode. Is done.
一方で、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きい場合には、HVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量(具体的には、単位走行出力当たりの燃料消費量)は、EVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量(具体的には、単位走行出力当たりの燃料消費量)よりも大きいと想定される。従って、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きい場合には、HVモードで走行するハイブリッド車両10の燃費は、EVモードで走行するハイブリッド車両10の燃費よりも悪化していると想定される。 On the other hand, when the running engine fuel efficiency H is larger than the battery fuel efficiency F, the fuel consumption (specifically, the fuel consumption per unit travel output) of the hybrid vehicle 10 traveling in the HV mode is: It is assumed that the fuel consumption of the hybrid vehicle 10 traveling in the EV mode (specifically, the fuel consumption per unit travel output) is larger. Therefore, when the running engine fuel consumption rate H is larger than the battery fuel consumption rate F, it is assumed that the fuel consumption of the hybrid vehicle 10 traveling in the HV mode is worse than the fuel consumption of the hybrid vehicle 10 traveling in the EV mode. Is done.
そこで、本実施形態では、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きい場合には、ハイブリッド車両10は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなるHVモードで走行する。一方で、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きい場合には、ハイブリッド車両10は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなるEVモードで走行する。その結果、本実施形態では、ハイブリッド車両10は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなる走行モードを適宜決定しながら走行することができる。ここで、単位走行出力当たりの燃料消費量が小さくなることは、即ち、ハイブリッド車両10の燃費(特に、ハイブリッド車両10の走行全体で見た場合の燃費)の向上に繋がる。従って、ハイブリッド車両10は、好適に燃費を向上させることが可能な走行モードを適宜決定しながら走行することができる。 Therefore, in the present embodiment, when the battery fuel consumption rate F is greater than the running engine fuel consumption rate H, the hybrid vehicle 10 travels in the HV mode in which the fuel consumption per unit travel output is relatively small. On the other hand, when the running engine fuel efficiency H is higher than the battery fuel efficiency F, the hybrid vehicle 10 travels in the EV mode in which the fuel consumption per unit travel output is relatively small. As a result, in the present embodiment, the hybrid vehicle 10 can travel while appropriately determining a travel mode in which the fuel consumption per unit travel output is relatively small. Here, the reduction in fuel consumption per unit travel output leads to an improvement in the fuel consumption of the hybrid vehicle 10 (particularly, the fuel consumption when viewed as a whole travel of the hybrid vehicle 10). Therefore, the hybrid vehicle 10 can travel while appropriately determining a travel mode that can suitably improve fuel consumption.
特に、本実施形態では、バッテリ燃費率Fは、単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表しているがゆえに、バッテリ燃費率Fには、バッテリ500に電力を蓄積するために駆動したエンジンENGの駆動効率(つまり、上述のエンジン効率)が反映されている。
In particular, in the present embodiment, the battery fuel consumption rate F represents the fuel consumption amount of the engine ENG per unit amount of electric power. Therefore, the battery fuel consumption rate F includes the engine driven to accumulate electric power in the
例えば、エンジン効率が相対的に悪い状態でエンジンENGが駆動することで所定量の電力がバッテリ500に蓄積された場合には、燃料消費量の総量が相対的に多くなるがゆえに、バッテリ燃費率Fが相対的に大きくなる。一方で、エンジン効率が相対的に良好な状態でエンジンENGが駆動することで同一の所定量の電力がバッテリ500に蓄積された場合には、燃料消費量の総量が相対的に少なくなるがゆえに、バッテリ燃費率Fが相対的に小さくなる。このように、同じ量の電力がバッテリ500に蓄積されている場合であっても、その電力を蓄積するために要した燃料消費量は同一であるとは限らない。つまり、同じ量の電力がバッテリ500に蓄積されている場合であっても、バッテリ500に蓄積されている電力の価値が同一であるとは限らない。このように、バッテリ燃費率Fは、同じ量の電力がバッテリ500に蓄積されている場合であっても、その電力を蓄積するために要した燃料消費量(言い換えれば、電力を蓄積した際のエンジンENGのエンジン効率)に応じて変動するがゆえに、電力の価値を適切に表していると言える。
For example, when a predetermined amount of electric power is accumulated in the
同様に、例えば、バッテリ500に電力を蓄積するためにエンジン効率が相対的に悪い状態でエンジンENGが所定量の燃料を消費する場合には、バッテリ500に蓄積される電力の総量が相対的に少なくなるがゆえに、バッテリ燃費率Fが相対的に大きくなる。一方で、バッテリ500に電力を蓄積するためにエンジン効率が相対的に良好な状態でエンジンENGが同一の所定量の燃料を消費する場合には、バッテリ500に蓄積される電力の総量が相対的に多くなるがゆえに、バッテリ燃費率Fが相対的に大きくなる。このように、エンジンENGが同じ量の燃料を消費することで電力がバッテリ500に蓄積される場合であっても、蓄積される電力の総量が同一であるとは限らない。つまり、エンジンENGが同じ量の燃料を消費することで電力がバッテリ500に蓄積される場合であっても、バッテリ500に蓄積されている電力の価値が同一であるとは限らない。このように、バッテリ燃費率Fは、エンジンENGが同じ量の燃料を消費することで電力がバッテリ500に蓄積される場合であっても、バッテリ500に蓄積される電力の総量(言い換えれば、電力を蓄積した際のエンジンENGのエンジン効率)に応じて変動するがゆえに、電力の価値を適切に表していると言える。
Similarly, for example, when the engine ENG consumes a predetermined amount of fuel while the engine efficiency is relatively poor in order to store power in the
このため、本実施形態は、ハイブリッド車両10は、このようなバッテリ500に蓄積されている電力の価値を考慮した上で、燃費が相対的に良好になる(或いは、最適となる)走行モードを適宜決定しながら走行することができる。従って、ハイブリッド車両10は、好適に燃費を向上させることが可能な走行モードを適宜決定しながら走行することができる。
For this reason, in the present embodiment, the hybrid vehicle 10 has a traveling mode in which the fuel efficiency is relatively good (or optimal) in consideration of the value of the electric power stored in the
加えて、本実施形態では、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている全電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表している。つまり、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に新たに蓄積された電力のみ(言い換えれば、バッテリ500に蓄積されている全電力のうちの一部のみ)を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表していない。従って、ハイブリッド車両10は、バッテリ500に新たに蓄積された電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量のみならず、バッテリ500に既に蓄積されていた電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量をも考慮した上で、燃費が相対的に良好になる(或いは、最適となる)走行モードを適宜決定しながら走行することができる。
In addition, in the present embodiment, the battery fuel consumption rate F represents the fuel consumption amount of the engine ENG per unit electric energy required to accumulate all the electric power accumulated in the
ここで、比較例として、例えば、バッテリ500に新たに蓄積された電力のみを蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表す比較例のバッテリ燃費率が走行時エンジン燃費率Hよりも小さい場合にEVモードで走行する比較例のハイブリッド車両を想定する。比較例のハイブリッド車両は、バッテリ500に既に蓄積されていた電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量の大小に依存することなく、比較例のバッテリ燃費率が走行時エンジン燃費率Hよりも小さい場合にEVモードで走行する。しかしながら、比較例のバッテリ燃費率が走行時エンジン燃費率Hよりも小さい場合であっても、バッテリ500に既に蓄積されていた電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量が相対的に大きい可能性がある。つまり、比較例のバッテリ燃費率が走行時エンジン燃費率Hよりも小さい一方で、バッテリ500に蓄積されている全電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表すバッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きくなる可能性がある。このような場合に、比較例のハイブリッド車両は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなるとは限らない(つまり、燃費が良好になるとは限らない)走行モード(この場合、EVモード)で走行する可能性がある。しかるに、本実施形態のハイブリッド車両10は、バッテリ500に新たに蓄積された電力のみを蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量に代えて、バッテリ500に蓄積されている全電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表すバッテリ燃費率Fに基づいて走行モードを決定する。従って、比較例のハイブリッド車両と比較して、本実施形態のハイブリッド車両10は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなる(つまり、燃費が相対的に良好になる又は最適となる)走行モードを適宜決定しながら走行することができる。従って、比較例のハイブリッド車両と比較して、本実施形態のハイブリッド車両10は、好適に燃費を向上させることが可能な走行モードを適宜決定しながら走行することができる。
Here, as a comparative example, for example, the battery fuel consumption rate of the comparative example representing the fuel consumption amount of the engine ENG per unit electric energy required for storing only the electric power newly stored in the
本実施形態では更に、動作点制御部104は、走行モード制御部103が走行モードを決定する前に、エンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御している。つまり、走行モード制御部103が走行モードを決定する前に、MG1効率(MG1発電効率P)が相対的に良好な値となる。ここで、MG1効率が相対的に良好な値になる場合には、バッテリ燃費率Fの初期値が相対的に小さくなる。なぜならば、MG1効率が相対的に良好な値になることで、同一量の電力をバッテリ500に蓄積するために要するエンジンENGの燃料消費量が少なくなるからである。更に、MG1効率(MG1発電効率P)が補正係数αの一部としてバッテリ燃料消費量J’の算出(言い換えれば、バッテリ燃料消費量Jの更新)に用いられていることを考慮すれば、MG1効率が相対的に良好な値になる(つまり、補正係数αが相対的に小さくなる)場合には、バッテリ燃料消費量Jが相対的に小さくなる。その結果、MG1効率が相対的に良好な値になる場合には、MG1効率が相対的に良好な値にならない場合と比較して、バッテリ燃費率Fが相対的に小さくなる。つまり、MG1効率が相対的に良好な値になる場合には、MG1効率が相対的に良好な値にならない場合と比較して、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きくなると判定されにくくなる。その結果、ハイブリッド車両10がEVモードで走行する頻度が相対的に高くなる。従って、ハイブリッド車両10の燃費が相対的に向上する。
Furthermore, in the present embodiment, the operating
但し、動作点制御部104は、走行モード制御部103が走行モードを決定した後に、エンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御してもよい。この場合であっても、動作点制御部104によるエンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点の制御の結果、MG1効率が相対的に良好な状態でモータジェネレータMG1が電力を発電することができることに変わりはない。
However, the operating
尚、走行モードが決定される前にエンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の出力が制御されることでハイブリッド車両10の燃費が相対的に向上ことを考慮すれば、燃費性能を重視する走行特性がハイブリッド車両10に要求されているか否かに応じて、走行モード制御部103が走行モードを決定するタイミングと、動作点制御部104がエンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の出力を制御するタイミングとが調整されてもよい。例えば、走行性能(走行レスポンス)よりも燃費性能を重視する走行特性がハイブリッド車両10に要求されている場合には、動作点制御部104は、走行モード制御部103が走行モードを決定する前に、図2に示す態様でエンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御してもよい。一方で、例えば、燃費性能よりも走行性能を重視する走行特性がハイブリッド車両10に要求されている場合には、動作点制御部104は、走行モード制御部103が走行モードを決定した後に、図2に示す態様でエンジンENG及びモータジェネレータMG1の夫々の動作点を制御してもよい。
In consideration of the fact that the fuel efficiency of the hybrid vehicle 10 is relatively improved by controlling the outputs of the engine ENG and the motor generator MG1 before the travel mode is determined, the travel characteristics with an emphasis on fuel efficiency performance are obtained. The timing at which the travel
尚、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両制御装置もまた本発明の技術思想に含まれる。 It should be noted that the present invention can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a vehicle control device that includes such a change is also included in the technical concept of the present invention. included.
10 ハイブリッド車両
100 ECU
101 走行モード制御部
102 燃費率算出部
103 燃費率比較部
104 動作点制御部
500 バッテリ
ENG エンジン
MG1、MG2 モータジェネレータ
F、F’ バッテリ燃費率
H エンジン燃費率
10
DESCRIPTION OF
Claims (1)
(i)前記充電池に蓄積されている電力の単位電力量を蓄積するために要した前記内燃機関の燃料消費量を表す充電コストが、前記回転電機の動力を用いることなく前記内燃機関の動力を用いて前記ハイブリッド車両が前記単位電力量に相当する単位走行出力を出力するために要する前記内燃機関の燃料消費量を表す機関コストよりも小さい場合に、前記ハイブリッド車両の走行モードが、前記内燃機関を運転することなく走行する電動モードとなり、(ii)前記充電コストが前記機関コストよりも大きい場合に、前記走行モードが、前記内燃機関の動力を用いて走行する機関モードとなるように前記ハイブリッド車両を制御するモード制御を行う第1制御手段と、
前記ハイブリッド車両に要求されている要求出力を満たし且つ前記回転電機及び前記内燃機関からなる駆動源全体の駆動効率が最大となるように、前記回転電機及び前記内燃機関を制御する効率制御を行う第2制御手段と
を備え、
前記ハイブリッド車両に要求される特性が走行性能よりも燃費性能を重視する特性である場合には、前記第2制御手段によって前記効率制御が行われた後に前記第1制御手段によって前記モード制御が行われる
ことを特徴とする車両制御装置。 A vehicle control device for controlling a hybrid vehicle comprising an internal combustion engine and a rotating electrical machine capable of charging a rechargeable battery capable of storing electric power by being driven using the power of the internal combustion engine,
(I) The charging cost representing the fuel consumption of the internal combustion engine required to store the unit electric energy of the electric power stored in the rechargeable battery is the power of the internal combustion engine without using the power of the rotating electrical machine. When the hybrid vehicle is smaller than the engine cost representing the fuel consumption of the internal combustion engine required for the hybrid vehicle to output a unit travel output corresponding to the unit power amount, the travel mode of the hybrid vehicle is the internal combustion engine. (Ii) when the charging cost is greater than the engine cost, the driving mode is an engine mode that uses the power of the internal combustion engine to drive the engine. First control means for performing mode control for controlling the hybrid vehicle;
The efficiency control is performed to control the rotating electrical machine and the internal combustion engine so that the required output required for the hybrid vehicle is satisfied and the driving efficiency of the entire drive source including the rotating electrical machine and the internal combustion engine is maximized. 2 control means,
When the characteristic required for the hybrid vehicle is a characteristic in which fuel efficiency is more important than driving performance, the mode control is performed by the first control unit after the efficiency control is performed by the second control unit. A vehicle control device characterized by that.
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2014
- 2014-04-15 JP JP2014083623A patent/JP2015202806A/en active Pending
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