JP2019111969A - Hybrid automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンからの動力を無段階に変速する無段変速装置と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、を備えるハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly, to a hybrid vehicle including a continuously variable transmission that steplessly changes the power from an engine and a motor capable of inputting and outputting driving power.
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンとモータと無段変速装置とを備えた車両において、ユーザによる加速要求があった場合に、車速上昇および加速要求があった時点からの時間経過の少なくとも一方に伴ってエンジン回転速度を増加させる加速感演出制御(回転速度増加制御)を行なうものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド自動車では、加速感演出制御によって生じるエンジン出力の過不足分をモータ出力で補正するが、加速感演出制御を開始する際にモータの駆動が制限されていない場合にはエンジン回転速度の初期値を基本初期値に設定し、モータの駆動が制限されている場合にはエンジン回転速度の初期値を基本初期値よりも所定値だけ大きい値に設定する。 Conventionally, as a hybrid vehicle of this type, in a vehicle provided with an engine, a motor and a continuously variable transmission, at least a lapse of time from the time when there is a vehicle speed increase and an acceleration request when there is an acceleration request by the user. There has been proposed one that performs an acceleration feeling effect control (rotational speed increase control) to increase the engine rotational speed along with one (see, for example, Patent Document 1). In this hybrid vehicle, the excess or deficiency of the engine output generated by the feeling of acceleration effect control is corrected by the motor output, but when the feeling of acceleration effect control is started, the engine rotational speed is initial when the drive of the motor is not limited. The value is set to the basic initial value, and when the drive of the motor is restricted, the initial value of the engine rotational speed is set to a value larger than the basic initial value by a predetermined value.
しかしながら、上述のハイブリッド自動車では、バッテリの蓄電割合が低いときにはバッテリから放電可能な電力が小さくなるため、エンジン出力の過不足分をモータから出力できない場合が生じる。この場合、エンジン回転速度の初期値を基本初期値よりも所定値だけ大きい値に設定することも考えられるが、モータ出力が期待できないため、ユーザによる加速要求を満たすことができない。また、エンジンの回転数はそのままにトルクを大きくしてエンジンからより大きなパワーを出力することも考えられるが、エンジンの効率が低下し、燃費が悪化してしまう。 However, in the above-described hybrid vehicle, when the storage ratio of the battery is low, the electric power that can be discharged from the battery is small, so there may be a case where the motor output can not be output from the motor. In this case, although it is conceivable to set the initial value of the engine rotational speed to a value which is larger by a predetermined value than the basic initial value, the motor output can not be expected, so the acceleration request by the user can not be satisfied. In addition, it is conceivable to increase the torque as it is and to output a larger power from the engine, but the efficiency of the engine is lowered and the fuel efficiency is deteriorated.
本発明のハイブリッド自動車は、良好な加速感と良好な燃費との両立を図ることを主目的とする。 The hybrid vehicle of the present invention has as its main object to achieve both good feeling of acceleration and good fuel consumption.
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention adopts the following means in order to achieve the above-mentioned main object.
本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
前記エンジンからの動力を無段階に変速して駆動輪に連結された駆動軸に出力する無段変速装置と、
走行用の動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電装置と、
加速時に車速の上昇に応じて前記エンジンの回転数が上昇するように前記エンジンと前記無段変速装置と前記電動機とを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、加速する際に、前記蓄電装置の蓄電割合の所定時間における変動幅が所定値以上のときには前記エンジンから出力するパワーを優先するエンジン優先制御を実行し、前記変動幅が前記所定値未満のときには前記蓄電装置から放電するパワーを優先する放電優先制御を実行する、
ことを特徴とする。
The hybrid vehicle of the present invention is
With the engine,
A continuously variable transmission which continuously shifts the power from the engine and outputs it to a drive shaft connected to drive wheels;
A motor capable of inputting and outputting driving power,
A storage device that exchanges power with the motor;
A control device configured to control the engine, the continuously variable transmission, and the electric motor such that the number of revolutions of the engine is increased according to the increase in vehicle speed at the time of acceleration;
A hybrid vehicle comprising
The control device executes, when accelerating, engine priority control that prioritizes the power output from the engine when the fluctuation range in the predetermined time of the storage ratio of the power storage device is a predetermined value or more, and the fluctuation range is the predetermined When it is less than the value, the discharge priority control which gives priority to the power discharged from the power storage device is executed,
It is characterized by
この本発明のハイブリッド自動車は、エンジンと、エンジンからの動力を無段階に変速して駆動輪に連結された駆動軸に出力する無段変速装置と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、電動機と電力のやりとりを行なう蓄電装置と、を備える。本発明のハイブリッド自動車では、加速時に車速の上昇に応じてエンジンの回転数が上昇するようにエンジンと無段変速装置と電動機とを制御する。これにより、運転者に良好な加速感を与えることができる。そして、加速する際に、蓄電装置の蓄電割合の所定時間における変動幅が所定値以上のときにはエンジンから出力するパワーを優先するエンジン優先制御を実行し、変動幅が所定値未満のときには蓄電装置から放電するパワーを優先する放電優先制御を実行する。蓄電装置の蓄電割合の所定時間における変動幅が所定値以上のときには、蓄電装置の蓄電割合が小さくなりやすいため、エンジンから出力するパワーを優先するエンジン優先制御を実行することにより、蓄電装置の蓄電割合の減少を抑制することができる。蓄電装置の蓄電割合の所定時間における変動幅が所定値未満のときには、蓄電装置の蓄電割合はある程度維持されるため、蓄電装置から放電するパワーを優先する放電優先制御を実行することにより、燃費を良好にすることができる。これらの結果、良好な加速感と良好な燃費との両立を図ることができる。 The hybrid vehicle according to the present invention includes an engine, a continuously variable transmission that continuously shifts power from the engine and outputs the power to a drive shaft connected to drive wheels, and an electric motor capable of inputting and outputting driving power. And a power storage device that exchanges electric power with the motor. In the hybrid vehicle of the present invention, the engine, the continuously variable transmission and the electric motor are controlled such that the number of revolutions of the engine is increased according to the increase of the vehicle speed at the time of acceleration. This can give the driver a good feeling of acceleration. Then, when accelerating, the engine priority control that prioritizes the power output from the engine is executed when the fluctuation range of the storage ratio of the storage device in a predetermined time is equal to or greater than the predetermined value. Discharge priority control is performed to prioritize power to be discharged. The storage ratio of the storage device tends to be small when the fluctuation range of the storage ratio of the storage device in a predetermined time is equal to or more than a predetermined value. Therefore, storage of the storage device is performed by executing engine priority control giving priority to the power output from the engine. It is possible to suppress the reduction of the rate. Since the storage ratio of the storage device is maintained to a certain extent when the fluctuation range of the storage ratio of the storage device in a predetermined time is less than the predetermined value, fuel efficiency can be achieved by executing discharge priority control giving priority to the power discharged from the storage device. It can be good. As a result, it is possible to achieve both good feeling of acceleration and good fuel consumption.
ここで、「車速の上昇に応じてエンジンの回転数が上昇する」ことは、例えば、車速が大きいほどエンジンの回転数が大きくなる傾向にエンジンの目標回転数を設定することだけでなく、車速が大きいほどエンジンの回転数が大きくなる傾向に且つアクセル開度が大きいほどエンジンの回転数が大きくなる傾向にエンジンの目標回転数を設定することも含まれる。「蓄電割合の所定時間における変動幅」は、例えば、瞬時の蓄電割合の所定時間における変動幅が含まれるだけでなく、単位時間における平均蓄電割合の所定時間における変動幅も含まれる。例えば、単位時間として1分、所定時間として5分を用いると、1分間の平均蓄電割合の5分間における変動幅となる。「放電優先制御」としては、例えば、燃費が良好となる燃費優先動作ライン上でエンジンを運転し、走行に要求されるパワーのうちエンジンから出力されるパワーでは過不足するパワーについては蓄電装置から出力する制御を用いることができる。一方、「エンジン優先制御」としては、例えば、同一回転数で燃費優先動作ラインよりも大きなパワーを出力するパワー優先動作ライン上エンジンを運転し、走行に要求されるパワーのうちエンジンから出力されるパワーでは過不足するパワーについては蓄電装置から出力する制御を用いることができる。 Here, "the engine speed of the engine increases with the increase of the vehicle speed" means, for example, setting the target engine speed of the engine to a tendency that the engine speed of the engine increases as the vehicle speed increases. Setting the target engine speed of the engine to a tendency that the engine speed of the engine tends to increase as the accelerator opening degree increases as the engine speed increases as the engine speed increases. The “variation range of the storage ratio in a predetermined time” not only includes, for example, the variation range of the instantaneous storage ratio in a predetermined time, but also includes the variation range in a predetermined time of the average storage ratio in unit time. For example, if one minute is used as the unit time and five minutes is used as the predetermined time, the fluctuation range in five minutes of the average charge ratio for one minute is obtained. As "discharge priority control", for example, the engine is operated on the fuel efficiency priority operation line where fuel efficiency is good, and among the power required for traveling, the power output from the engine is excessive or deficient from the power storage device Control to output can be used. On the other hand, as "engine priority control", for example, the engine is operated on a power priority operation line that outputs larger power than the fuel consumption priority operation line at the same rotation speed, and is output from the engine among the power required for traveling The control which is output from the power storage device can be used for the power which is excessive or deficient in power.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, modes for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、昇降圧コンバータ55と、蓄電装置としてのバッテリ50と、システムメインリレー56と、補機バッテリ60と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70と、を備える。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a
エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24によって運転制御されている。
The
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン22のクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ23からのクランク角θcrなどが入力ポートから入力されている。エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23からのクランク角θcrに基づいてエンジン22の回転数Neを演算している。
Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing processing programs, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. . The engine ECU 24 receives signals from various sensors necessary for operation control of the
プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、駆動輪39a,39bにデファレンシャルギヤ38を介して連結された駆動軸36が接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、ダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
The
モータMG1は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、モータMG1と同様に同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸36に接続されている。
The motor MG1 is configured as a synchronous generator motor having a rotor in which permanent magnets are embedded and a stator in which a three-phase coil is wound, and the rotor is connected to the sun gear of the
インバータ41は、高電圧側電力ライン54aに接続されており、6つのトランジスタと6つのダイオードとを有する周知のインバータ回路として構成されている。インバータ42は、インバータ41と同様に、高電圧側電力ライン54aに接続されており、6つのトランジスタと6つのダイオードとを有する周知のインバータ回路として構成されている。インバータ41,42は、電圧が作用しているときに、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によって、対となるトランジスタのオン時間の割合を調節することにより、モータMG1,MG2の三相コイルに回転磁界を形成し、モータMG1,MG2を回転駆動する。
The
昇降圧コンバータ55は、高電圧側電力ライン54aと低電圧側電力ライン54bとに接続されており、上アームおよび下アームを構成する2つのトランジスタおよび2つのダイオードとリアクトルとを有する周知の昇降圧コンバータ回路として構成されている。昇降圧コンバータ55は、モータECU40によって上アームおよび下アームを構成する2つのトランジスタのオン時間の割合が調節されることにより、低電圧側電力ライン54bの電力を昇圧して高電圧側電力ライン54aに供給したり、高電圧側電力ライン54aの電力を降圧して低電圧側電力ライン54bに供給したりする。高電圧側電力ライン54aの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ57が取り付けられており、低電圧側電力ライン54bの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ58が取り付けられている。
A buck-
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2や昇降圧コンバータ55を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータECU40に入力される信号としては、例えば、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2や、モータMG1,MG2の各相に流れる電流を検出する電流センサ45u,45v,46u,46vからの相電流Iu1,Iv1,Iu2,Iv2,モータMG1に取り付けられた温度センサ45tからのモータ温度tm1を挙げることができる。また、コンデンサ57の端子間に取り付けられた電圧センサ57aからのコンデンサ57(高電圧側電力ライン54a)の電圧VHや、コンデンサ58の端子間に取り付けられた電圧センサ58aからのコンデンサ58(低電圧側電力ライン54b)の電圧VLも挙げることができる。モータECU40からは、モータMG1,MG2や昇降圧コンバータ55を駆動制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。モータECU40から出力される信号としては、例えば、インバータ41,42のトランジスタへのスイッチング制御信号や昇降圧コンバータ55のトランジスタへのスイッチング制御信号を挙げることができる。モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の電気角θe1,θe2や回転数Nm1,Nm2を演算している。
Although not shown, the
バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧側電力ライン54bに接続されている。このバッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。
The battery 50 is configured as, for example, a lithium ion secondary battery or a nickel hydrogen secondary battery, and is connected to the low voltage
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリECU52に入力される信号としては、例えば、バッテリ50の端子間に取り付けられた電圧センサ51aからのバッテリ50の電圧Vbや、バッテリ50の出力端子に取り付けられた電流センサ51bからのバッテリ50の電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからのバッテリ50の温度Tbを挙げることができる。バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。バッテリECU52は、電流センサ51bからのバッテリ50の電流Ibの積算値に基づいて蓄電割合SOCを演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ50の全容量に対するバッテリ50から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリECU52は、温度センサ51cからのバッテリ50の温度Tbや蓄電割合SOCに基づいてバッテリ50の出力制限Woutや入力制限Winも演算している。出力制限Woutは、バッテリ50から放電してもよい許容最大電力(正の値の電力)である。入力制限Winは、バッテリ50を充電してもよい許容最大電力(負の値の電力)である。
Although not shown, the
システムメインリレー56は、低電圧側電力ライン54bにおけるコンデンサ58よりもバッテリ50側に設けられている。このシステムメインリレー56は、HVECU70によってオンオフ制御されることにより、バッテリ50と昇降圧コンバータ55側との接続および接続の解除を行なう。
The system main relay 56 is provided closer to the battery 50 than the
補機バッテリ60は、バッテリ50より低電圧の蓄電池、例えば鉛蓄電池として構成されており、補機系電力ライン64に接続されている。補機系電力ライン64は、DC/DCコンバータ62を介して低電圧側電力ライン54bに接続されており、DC/DCコンバータ62によって低電圧側電力ライン54b側の電力が低電圧に変換されて供給される。補機系電力ライン64には、操舵装置などの補機66が接続されている。
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。HVECU70に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号や、シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSPを挙げることができる。また、アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vも挙げることができる。HVECU70からは、システムメインリレー56への駆動制御信号やDC/DCコンバータ62への駆動制御信号などが出力ポートを介して出力されている。HVECU70は、上述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されている。
Although not shown, the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、ハイブリッド走行モード(HV走行モード)や電動走行モード(EV走行モード)などで走行する。HV走行モードは、エンジン22の運転とモータMG1,MG2の駆動とを伴って走行する走行モードである。EV走行モードは、エンジン22を運転停止すると共にモータMG2を駆動して走行する走行モードである。
The
EV走行モードでは、基本的には、以下のように走行する。HVECU70は、まず、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて走行に要求される要求トルクTd*を設定する。続いて、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共に、モータMG2の許容駆動範囲内で要求トルクTd*が駆動輪39a,39bに出力されるようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、モータMG1,MG2をトルク指令Tm1*,Tm2*で効率よく駆動することができるように高電圧側電力ライン54aの電圧VHの目標値としての目標電圧VH*を設定する。そして、設定したモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*や目標電圧VH*をモータECU40に送信する。モータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようにインバータ41,42の複数のトランジスタをスイッチング制御すると共に高電圧側電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*になるように昇降圧コンバータ55のトランジスタをスイッチング制御する。
In the EV travel mode, the vehicle travels basically as follows. The
HV走行モードでは、基本的には、以下のように走行する。HVECU70は、まず、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて走行に要求される要求トルクTd*を設定すると共に、設定した要求トルクTd*と車速Vとに基づいて運転者が走行に要求する要求パワーPd*を設定する。続いて、補機に必要な電力(補機電力)Phにバッテリ50の蓄電割合SOCが目標割合SOC*に近づくのに必要なパワーPsocなどを加算して得られる充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を設定する。そして、要求パワーPd*から充放電要求パワーPb*に効率ηを乗じた値を減じると共にエアコンに必要なパワーPacを加えて車両に要求される(エンジン22に要求される)要求パワーPe*を計算する。こうして要求パワーPe*を設定すると、エンジン22およびモータMG1,MG2の許容駆動範囲内で、エンジン22から要求パワーPe*が出力されると共に要求トルクTd*が駆動輪39a,39bに出力されるように、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*,高電圧側電力ライン54aの目標電圧VH*を設定する。エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*は、状況に応じてエンジン22を効率よく運転する燃費優先動作ラインやパワーを優先するパワー優先動作ラインに要求パワーPe*を適用することによってそれぞれ設定する。また、モータMG1のトルク指令Tm1*には、エンジン22を目標回転数Ne*で回転させるための回転数フィードバック制御によって演算した値を設定する。モータMG1のトルク指令Tm1*はエンジン22の回転数Neを押さえ込む方向のトルクとなることから、モータMG1の回転数Nm1が正のとき(モータMG1がエンジン22と同一方向に回転しているとき)には、モータMG1は回生駆動される(発電機として機能する)ことになる。モータMG2のトルク指令Tm2*には、要求トルクTd*からエンジン22の直達トルクTedを減じた値(Td*−Ted)を設定する。ここで、エンジン22の直達トルクTedは、モータMG1からのエンジン22の回転数Neを押さえ込む方向のトルクの出力を伴ってエンジン22からプラネタリギヤ30を介して駆動軸36に出力されるトルクである。そして、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECU24に送信すると共にモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*,目標電圧VH*をモータECU40に送信する。エンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*および目標トルクTe*で運転されるようにエンジン22の吸入空気量制御,燃料噴射制御,点火制御などを行なう。モータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようにインバータ41,42の複数のトランジスタをスイッチング制御すると共に高電圧側電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*になるように昇降圧コンバータ55のトランジスタをスイッチング制御する。
In the HV driving mode, basically, the vehicle travels as follows. The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、HV走行モードで加速感を良好にする加速感演出制御を実行しているときの動作について説明する。加速感演出制御は、加速時に運転者に与える加速感が良好となる制御であり、具体的には、車速Vの上昇に応じてエンジン22の回転数Neが上昇するようにエンジン22とモータMG1,MG2を駆動制御するものである。この場合、まず、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて走行に要求される要求トルクTd*を設定すると共に車速Vに基づいてエンジン22の目標回転数Ne*を設定する。続いて、燃費優先動作ラインまたはパワー優先動作ラインに目標回転数Ne*を適用してエンジン22の目標トルクTe*を設定する。そして、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*の目標運転ポイントで運転されると共に要求トルクTd*により走行するようにモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定する。モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*の設定は上述した。
Next, the operation of the
実施例では、HV走行モードで加速感演出制御を実行しているときに燃費優先動作ラインを用いるときの制御をバッテリ優先制御と称し、パワー優先動作ラインを用いるときの制御をエンジン優先制御と称する。次に、HV走行モードで加速感演出制御を実行している最中にバッテリ優先制御とエンジン優先制御とを切り替える動作について説明する。図2は、HVECU70により実行される優先制御切替処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、予め定めた繰り返し時間毎(例えば、10秒毎や20秒毎)に繰り返し実行される。
In the embodiment, the control when using the fuel efficiency prioritization line when performing the acceleration feeling effect control in the HV traveling mode is referred to as battery priority control, and the control when using the power priority action line is referred to as engine priority control . Next, an operation of switching between the battery priority control and the engine priority control while the acceleration feeling effect control is being executed in the HV traveling mode will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of the priority control switching process routine executed by the
優先制御切替処理ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、所定時間当たりの平均蓄電割合SOCの変動幅ΔSOCを計算する(ステップS100)。ここで、平均蓄電割合SOCは、単位時間当たりの蓄電割合SOCであり、例えば、1分間における蓄電割合SOCの平均値などを用いることができる。所定時間は、上述の単位時間より長い時間であり、例えば5分や7分などを用いることができる。いま、単位時間を1分とし、所定時間を5分とすれば、変動幅ΔSOCは、それまでの5分間における1分毎の蓄電割合SOCの平均値の変動幅となる。
When the priority control switching process routine is executed, the
次に、計算した変動幅ΔSOCが閾値Sref以上であるか否かを判定する(ステップS110)。閾値Srefは、平均消費燃料が最小となる変動幅ΔSOCを用いることができる。図3は、変動幅ΔSOCと平均消費燃料との関係の一例を示す説明図である。図示するように、変動幅ΔSOCと平均消費燃料との関係は、変動幅ΔSOCが小さくても大きくても平均消費燃料は大きくなり、平均消費燃料が最小となる変動幅を見いだすことができる。実施例では、この平均消費燃料が最小となる変動幅を閾値Srefとして用いている。図3に示すように、変動幅ΔSOCが小さい領域では、バッテリ50の充放電が比較的均等に行なわれている状態、例えば、市街地の走行のように加減速が頻繁に行なわれる状態であり、エンジン優先制御が多いために平均消費燃料が大きくなってしまう。一方、変動幅ΔSOCが大きい領域は、バッテリ50の充放電が比較的片寄って行なわれている状態、例えば、登坂走行を継続するときのように蓄電割合SOCが時間の経過に伴って減少する状態であり、バッテリ50の蓄電割合SOCの低下により強制充電のためにエンジン22が運転され、平均消費燃料が多くなってしまう。
Next, it is determined whether the calculated fluctuation range ΔSOC is equal to or larger than the threshold value Sref (step S110). As the threshold value Sref, it is possible to use a fluctuation range ΔSOC that minimizes the average fuel consumption. FIG. 3 is an explanatory view showing an example of the relationship between the fluctuation range ΔSOC and the average fuel consumption. As shown in the figure, the relationship between the fluctuation range ΔSOC and the average fuel consumption becomes large regardless of whether the fluctuation range ΔSOC is small or large, and the fluctuation range in which the average fuel consumption becomes minimum can be found. In the embodiment, the fluctuation range that minimizes the average fuel consumption is used as the threshold value Sref. As shown in FIG. 3, in a region where the fluctuation range ΔSOC is small, charging and discharging of the battery 50 are performed relatively uniformly, for example, acceleration and deceleration are frequently performed as in the case of traveling in a city area, The average fuel consumption will be large because there is much engine priority control. On the other hand, in a region where fluctuation range ΔSOC is large, charging and discharging of battery 50 are relatively shifted, for example, a state in which the storage ratio SOC decreases with the passage of time as when traveling uphill. Therefore, the
ステップS110で変動幅ΔSOCが閾値Sref以上であると判定したときには、エンジン優先カウンタCeをインクリメントすると共に(ステップS120)、バッテリ優先カウンタCbをデクリメントする(ステップS130)。ここで、エンジン優先カウンタCeとバッテリ優先カウンタCbは、初期値として一定の値(例えば100や200など)を有するカウンタである。続いて、エンジン優先カウンタCeが閾値Cref以上であるか否かを判定する(ステップS140)。閾値Crefは、ハンチングを抑止するためのものであり、優先制御切替処理ルーチンの実行頻度に基づいて予め定められるものである。エンジン優先カウンタCeが閾値Cref以上であると判定したときには、バッテリ50の充放電が比較的片寄って行なわれている状態が継続していると判断し、エンジン優先制御に切り替えて(ステップS150)、本ルーチンを終了する。図4および図5は、燃費優先動作ラインやパワー優先動作ラインを用いてエンジン22の運転ポイントを導出する様子を説明する説明図である。図4では、要求パワーP*に対して車速Vに基づいて設定した目標回転数Ne*を用いてエンジン22の目標トルクTe*を導出する様子を示しており、図5では、図4における要求パワーP*は同一であるが車速Vの上昇によって目標回転数Ne*が大きくなったときに同様にエンジン22の目標トルクTe*を導出する様子を示している。図4において、加速感演出制御を実行していないときには、通常は、要求パワーP*が一定の曲線(図中、曲線P*)と燃費優先動作ラインとの交点の回転数N0,トルクT0がエンジン22の目標回転数Ne*,目標トルクTe*として設定される。加速感演出制御を実行すると車速Vに応じた目標回転数Ne*が設定されるから、エンジン優先制御では、パワー優先動作ラインに設定した目標回転数Ne*を適用して得られるトルクTpwrを目標トルクTe*として設定する。この場合、要求パワーP*に不足するパワーPpwrはバッテリ50から出力される。一方、バッテリ優先制御では、燃費優先動作ラインに設定した目標回転数Ne*を適用して得られるトルクTecoを目標トルクTe*として設定する。この場合、要求パワーP*に不足するパワーPecoはバッテリ50から出力される。図示するように、Ppwr>Pecoとなる。車速Vの上昇に伴って目標回転数Ne*が大きくなると、図5に示すように、パワー優先動作ラインを用いると要求パワーP*よりパワーPpwrだけ過剰となり、このパワーPpwrによりバッテリ50が充電される。一方、燃費優先動作ラインを用いると要求パワーP*に対してパワーPecoだけ不足し、このパワーPecoはバッテリ50から出力される。図4および図5から解るように、パワー優先動作ラインを用いたときにバッテリ50から出力するパワーPpwrは、燃費優先動作ラインを用いたときにバッテリから出力するパワーPecoより小さいから、パワー優先動作ラインを用いた制御、即ちエンジン優先制御を実行することにより、変動幅ΔSOCを小さくすることができる。したがって、エンジン優先カウンタCeが閾値Cref以上であると判定したときにエンジン優先制御に切り替えることにより、変動幅ΔSOCを小さくして閾値Srefに近づけ、平均消費燃料を小さくすることができる。なお、ステップS140でエンジン優先カウンタCeが閾値Cref未満であると判定したときには、優先制御を切り替えることなく本ルーチンを終了する。
When it is determined in step S110 that the fluctuation range ΔSOC is equal to or greater than the threshold value Sref, the engine priority counter Ce is incremented (step S120) and the battery priority counter Cb is decremented (step S130). Here, the engine priority counter Ce and the battery priority counter Cb are counters having predetermined values (for example, 100 and 200) as initial values. Subsequently, it is determined whether the engine priority counter Ce is greater than or equal to the threshold Cref (step S140). The threshold Cref is for suppressing hunting, and is determined in advance based on the execution frequency of the priority control switching process routine. When it is determined that the engine priority counter Ce is equal to or higher than the threshold Cref, it is determined that the state in which charging and discharging of the battery 50 are relatively offset and continuing is continued, and switching to engine priority control (step S150) End this routine. FIG. 4 and FIG. 5 are explanatory diagrams for explaining how the driving point of the
ステップS110で変動幅ΔSOCが閾値Sref未満であると判定したときには、エンジン優先カウンタCeをデクリメントすると共に(ステップS160)、バッテリ優先カウンタCbをインクリメントする(ステップS170)。続いて、バッテリ優先カウンタCbが閾値Cref以上であるか否かを判定する(ステップS180)。バッテリ優先カウンタCbが閾値Cref以上であると判定したときには、バッテリ優先制御に切り替えて(ステップS190)、本ルーチンを終了する。図4および図5を用いて説明したように、バッテリ優先カウンタCbが閾値Cref以上であると判定したにバッテリ優先制御に切り替えることにより、変動幅ΔSOCを大きくして閾値Srefに近づけ、平均消費燃料を小さくすることができる。なお、ステップS180でバッテリ優先カウンタCbが閾値Cref未満であると判定したときには、優先制御を切り替えることなく本ルーチンを終了する。 When it is determined in step S110 that the fluctuation range ΔSOC is less than the threshold value Sref, the engine priority counter Ce is decremented (step S160), and the battery priority counter Cb is incremented (step S170). Subsequently, it is determined whether the battery priority counter Cb is greater than or equal to the threshold Cref (step S180). When it is determined that the battery priority counter Cb is greater than or equal to the threshold Cref, the control is switched to the battery priority control (step S190), and this routine is ended. As described with reference to FIGS. 4 and 5, by switching to the battery priority control when it is determined that the battery priority counter Cb is greater than or equal to the threshold Cref, the fluctuation range ΔSOC is increased to approach the threshold Sref, and the average fuel consumption is averaged. Can be made smaller. When it is determined in step S180 that the battery priority counter Cb is less than the threshold Cref, the present routine is ended without switching the priority control.
図6は、蓄電割合SOCの変動幅ΔSOCが比較的小さいときの蓄電割合SOCと変動幅ΔSOCと要求パワーP*の時間変化の一例を示す説明図であり、図7は、蓄電割合SOCの変動幅ΔSOCが比較的大きいときの蓄電割合SOCと変動幅ΔSOCと要求パワーP*の時間変化の一例を示す説明図である。図6に示すように、変動幅ΔSOCが比較的小さい状態としては、例えば信号待ちの多い市街地走行などを考えることができる。この市街地走行では、発進による加速時にバッテリ50から放電し、停車する際の制動時にバッテリ50が充電される。このため、変動幅ΔSOCは比較的小さくなる。変動幅ΔSOCが閾値Sref未満に至ってある程度の時間が経過し、バッテリ優先カウンタCbが閾値Cref以上に至った時間T1にエンジン優先制御に切り替えられる。このため、変動幅ΔSOCは大きくなって閾値Srefに近づき、平均消費燃料を小さくする。図7に示すように、変動幅ΔSOCが比較的大きい状態としては、例えば長い坂道を登坂している状態などを考えることができる。この登坂走行では、バッテリ50からの放電が多くなり、バッテリ50の蓄電割合SOCが大きく減少することにより変動幅ΔSOCが大きくなる。変動幅ΔSOCが閾値Sref以上に至ってある程度の時間が経過し、エンジン優先カウンタCeが閾値Cref以上に至った時間T2にバッテリ優先制御に切り替えられる。このため、変動幅ΔSOCは小さくなって閾値Srefに近づき、平均消費燃料を小さくする。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of temporal changes in the storage ratio SOC, the variation range ΔSOC, and the required power P * when the variation range ΔSOC of the storage ratio SOC is relatively small, and FIG. 7 is a variation of the storage ratio SOC FIG. 7 is an explanatory view showing an example of a time change of a storage ratio SOC, a fluctuation range ΔSOC, and a required power P * when the width ΔSOC is relatively large. As shown in FIG. 6, as the state where the fluctuation range ΔSOC is relatively small, it is possible to consider, for example, urban traveling in which there is a lot of signal waiting. In this city driving, the battery 50 is discharged at the time of acceleration due to the start, and the battery 50 is charged at the time of braking when the vehicle is stopped. Therefore, the fluctuation range ΔSOC is relatively small. The fluctuation range ΔSOC reaches less than the threshold Sref, and a certain amount of time elapses, and the engine priority control is switched to the time T1 when the battery priority counter Cb reaches the threshold Cref or more. Therefore, the fluctuation range ΔSOC becomes large and approaches the threshold value Sref, and the average fuel consumption is reduced. As shown in FIG. 7, as the state in which the fluctuation range ΔSOC is relatively large, for example, a state in which a long slope is being climbed can be considered. In this uphill traveling, the amount of discharge from the battery 50 is large, and the storage ratio SOC of the battery 50 is largely reduced, so that the fluctuation range ΔSOC is large. When the fluctuation range ΔSOC reaches the threshold Sref or more and a certain amount of time elapses, the control is switched to the battery priority control at the time T2 when the engine priority counter Ce reaches the threshold Cref or more. Therefore, the fluctuation range ΔSOC decreases and approaches the threshold value Sref, and the average fuel consumption is reduced.
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20では、加速感演出制御を実行している最中に、所定時間内の平均蓄電割合SOCの変動幅ΔSOCが閾値Sref以上のときには、エンジン優先カウンタCeを増加すると共にバッテリ優先カウンタCbを減少し、エンジン優先カウンタCeが閾値Cref以上に至ったときにエンジン優先制御を実行する。これにより、変動幅ΔSOCを小さくして閾値Srefに近づけて平均消費燃料を小さくすることができる。一方、加速感演出制御を実行している最中に、所定時間内の平均蓄電割合SOCの変動幅ΔSOCが閾値Sref未満のときには、エンジン優先カウンタCeを減少すると共にバッテリ優先カウンタCbを増加し、バッテリ優先カウンタCbが閾値Cref以上に至ったときにバッテリ優先制御を実行する。これにより、変動幅ΔSOCを大きくして閾値Srefに近づけて平均消費燃料を小さくすることができる。もとより、加速感演出制御を行なっているから、運転者に良好な加速感を与えることができる。これらの結果、良好な加速感と良好な燃費との両立を図ることができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG1とプラネタリギヤ30とを備えるものとしたが、モータMG1とプラネタリギヤ30とに代えて機械式の無段変速装置を備えるものとしてもよい。
The
実施例のハイブリッド自動車20では、蓄電装置として、バッテリ50を用いるものとしたが、蓄電可能な装置であればよく、キャパシタなどを用いるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、昇降圧コンバータ55を備えるものとしたが、これを備えないものとしてもよい。
Although the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジンECU24とモータECU40とバッテリECU52とHVECU70とを備えるものとしたが、これらのうちの少なくとも2つを単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。
The
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG1とプラネタリギヤ30とが「無段変速装置」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「蓄電装置」に相当し、HVECU70とエンジンECU24とモータECU40とバッテリECU52とが「制御装置」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the section of "Means for Solving the Problems" will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 In addition, the correspondence of the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the section of the means for solving the problem implements the invention described in the column of the means for solving the problem in the example. The present invention is not limited to the elements of the invention described in the section of “Means for Solving the Problems”, as it is an example for specifically explaining the mode for carrying out the invention. That is, the interpretation of the invention described in the section of the means for solving the problem should be made based on the description of the section, and the embodiment is an embodiment of the invention described in the section of the means for solving the problem. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all by these Examples, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it becomes various forms Of course it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention is applicable to the manufacturing industry of hybrid vehicles and the like.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 クランクポジションセンサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、45t 温度センサ、45u,45v,46u,46v 電流センサ、50 バッテリ、51a,57a,58a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54a 高電圧側電力ライン、54b 低電圧側電力ライン、55 昇圧コンバータ、56 システムメインリレー、57,58 コンデンサ、60 補機バッテリ、62 DC/DCコンバータ、64 補機系電力ライン、66 補機、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、MG1,MG2 モータ。 20 hybrid cars, 22 engines, 23 crank position sensors, 24 electronic control units for engines (engine ECU), 26 crankshafts, 28 dampers, 30 planetary gears, 36 drive shafts, 38 differential gears, 39a, 39b drive wheels, 40 motors Electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverters, 43, 44 rotational position detection sensors, 45t temperature sensors, 45u, 45v, 46u, 46v current sensors, 50 batteries, 51a, 57a, 58a voltage sensors, 51b current sensors, 51c temperature sensor, 52 electronic control unit for battery (battery ECU), 54a high voltage side power line, 54b low voltage side power line, 55 boost converter, 56 system main relays, 57, 58 Sensor, 60 auxiliary battery, 62 DC / DC converter, 64 auxiliary power line, 66 auxiliary, 70 electronic control unit (HVECU) for hybrid, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal , 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, MG1, MG2 motor.
Claims (1)
前記エンジンからの動力を無段階に変速して駆動輪に連結された駆動軸に出力する無段変速装置と、
走行用の動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電装置と、
加速時に車速の上昇に応じて前記エンジンの回転数が上昇するように前記エンジンと前記無段変速装置と前記電動機とを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、加速する際に、前記蓄電装置の蓄電割合の所定時間における変動幅が所定値以上のときには前記エンジンから出力するパワーを優先するエンジン優先制御を実行し、前記変動幅が前記所定値未満のときには前記蓄電装置から放電するパワーを優先する放電優先制御を実行する、
ことを特徴とするハイブリッド自動車。 With the engine,
A continuously variable transmission which continuously shifts the power from the engine and outputs it to a drive shaft connected to drive wheels;
A motor capable of inputting and outputting driving power,
A storage device that exchanges power with the motor;
A control device configured to control the engine, the continuously variable transmission, and the electric motor such that the number of revolutions of the engine is increased according to the increase in vehicle speed at the time of acceleration;
A hybrid vehicle comprising
The control device executes, when accelerating, engine priority control that prioritizes the power output from the engine when the fluctuation range in the predetermined time of the storage ratio of the power storage device is a predetermined value or more, and the fluctuation range is the predetermined When it is less than the value, the discharge priority control which gives priority to the power discharged from the power storage device is executed,
A hybrid car characterized by
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