JP2019119389A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両に関し、詳しくは、エンジンと、モータと、蓄電装置と、制御装置と、を備えるハイブリッド車両に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a hybrid vehicle including an engine, a motor, a power storage device, and a control device.
従来、この種のハイブリッド車両としては、エンジン(内燃機関)と、モータ(第2モータジェネレータ)と、蓄電装置(バッテリ)と、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 エンジンは、駆動輪を連結するための駆動軸に動力を出力する。モータは、駆動輪に動力を出力する。蓄電装置は、モータと電力をやりとりする。この車両では、各区間の区間情報に基づいて、エネルギ効率が向上するように、複数の区間を含む走行予定ルート(走行経路)の各区間の走行モードを、蓄電装置の電力を消費する第1モードまたは蓄電装置の蓄電量を維持する第2モードに設定する。そして、各区間を設定した走行モードで走行するようにエンジンとモータとを制御している。 Conventionally, as a hybrid vehicle of this type, one having an engine (internal combustion engine), a motor (second motor generator), and a power storage device (battery) has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The engine outputs power to a drive shaft for connecting the drive wheels. The motor outputs power to the drive wheels. The storage device exchanges power with the motor. In this vehicle, based on the section information of each section, the traveling mode of each section of the planned travel route (traveling route) including the plurality of sections is consumed to consume power of the storage device so that energy efficiency is improved. The mode is set to the second mode in which the storage amount of the storage device is maintained. Then, the engine and the motor are controlled to travel in the travel mode in which each section is set.
上述の車両では、一般に、エンジンに取り付けられた排気ガスを浄化する浄化装置の触媒を暖機するために、エンジンの運転が所定時間継続されるようにエンジンを制御する触媒暖機制御を実行する。そのため、走行モードが第2モードの区間で触媒暖機制御が実行されると、触媒暖機制御が終了するまでエンジンの運転が継続されるから、第2モードの区間の区間時間が区間情報に基づいて設定される時間より長くなってしまい、エネルギ効率が低下してしまう場合がある。こうしたエネルギ効率の低下を抑制する手法として、第2モードの区間の区間時間が所定時間より短いときには一律に走行モードを第1モードに変更する手法が考えられる。しかしながら、この手法では、第1モードでの走行により蓄電装置の電力の消費量が増加するから、蓄電装置の蓄電量が減少して第1モードでの走行が維持できなくなる場合がある。 In the above-described vehicle, generally, in order to warm up the catalyst of the purification device for purifying exhaust gas attached to the engine, catalyst warm-up control is performed to control the engine so that operation of the engine is continued for a predetermined time. . Therefore, when the catalyst warm-up control is executed in a section where the traveling mode is the second mode, the operation of the engine is continued until the catalyst warm-up control ends, so the section time of the second mode section is section information It may become longer than the time set based on this, and energy efficiency may be reduced. As a method of suppressing such a drop in energy efficiency, a method of uniformly changing the traveling mode to the first mode when the section time of the section of the second mode is shorter than a predetermined time can be considered. However, in this method, since the amount of power consumption of the power storage device is increased by traveling in the first mode, the amount of stored power of the power storage device may be reduced and traveling in the first mode may not be maintained.
本発明のハイブリッド車両は、各区間の区間情報に基づいて、複数の区間を含む走行予定ルート(走行経路)の各区間の走行モードを、蓄電装置の電力を消費する第1モードまたは蓄電装置の蓄電量を維持する第2モードに設定するものにおいて、第2モードでの走行時間が長くなることを抑制すると共に第1モードでの走行が維持できなくなることを抑制することを主目的とする。 The hybrid vehicle according to the present invention, based on the section information of each section, the travel mode of each section of the planned travel route (traveling route) including a plurality of sections in the first mode or power storage device consuming power of the power storage device. A main object of the present invention is to set the second mode in which the storage amount is maintained, and to prevent the traveling time in the second mode from becoming long and to prevent the traveling in the first mode from being maintained.
本発明のハイブリッド車両は、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車両は、
車軸に連結された駆動軸に動力を出力するエンジンと、
前記駆動軸に動力を入出力するモータと、
前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
複数の走行区間を含む走行予定ルートにおける各走行区間に関する区間情報に基づいて、前記各走行区間における走行モードを、前記蓄電装置の電力を消費させる第1モードまたは前記蓄電装置の蓄電量を保持する第2モードに設定し、設定した前記走行モードで走行するように前記エンジンと前記モータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、設定した前記走行モードが前記第2モードである第1区間の区間時間が所定時間未満であり、且つ、前記第1区間から前記第1区間の次に設定した前記走行モードが前記第2モードである第2区間までの前記蓄電装置の電力の消費量が所定量以下であるときには、前記第1区間の前記走行モードを前記第1モードに変更する、
ことを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention is
An engine that outputs power to a drive shaft connected to an axle;
A motor for inputting and outputting power to the drive shaft;
A storage device for exchanging power with the motor;
Based on section information on each travel section in a travel planned route including a plurality of travel sections, the travel mode in each travel section is the first mode for consuming the power of the power storage device or the storage amount of the power storage device A control device configured to control the engine and the motor so as to set the second mode and travel in the set travel mode;
A hybrid vehicle comprising
The control device is configured such that the section time of the first section in which the set travel mode is the second mode is less than a predetermined time, and the control mode set next to the first section from the first section is the control mode. The traveling mode of the first section is changed to the first mode when the power consumption of the power storage device to the second section which is the second mode is less than or equal to a predetermined amount.
Make it a gist.
この本発明のハイブリッド車両では、複数の走行区間を含む走行予定ルートにおける各走行区間に関する区間情報に基づいて、各走行区間における走行モードを、蓄電装置の電力を消費させる第1モードまたは蓄電装置の蓄電量を保持する第2モードに設定し、設定した走行モードで走行するようにエンジンとモータとを制御する。そして、設定した走行モードが第2モードである第1区間の区間時間が所定時間未満であり、且つ、第1区間から第1区間の次に設定した走行モードが第2モードである第2区間までの蓄電装置の電力の消費量が所定量以下であるときには、第1区間の走行モードを第1モードに変更する。
ここで、「所定時間」は、エンジンの触媒暖機制御を継続する時間として予め定められた時間である。「所定量」は、第1区間の走行モードを第2モードから第1モードへ変更することで、蓄電装置の蓄電量が低下して第1モードでの走行が維持できなくなるか否かを判定するための閾値である。これにより、区間時間が所定時間未満の区間について、エンジンの運転の抑制されるから、エンジンの触媒暖機制御の実行が抑制される。したがって、エンジンの触媒暖機制御の実行により、区間情報に基づいて走行モードが第2モードに設定される区間の区間時間が設定値より長くなることが抑制され、第2モードでの走行時間が長くなることが抑制される。さらに、第1区間から第2区間までの蓄電装置の電力の消費量が所定量以下であるときに、第1区間の走行モードを第1モードに変更する、すなわち、第1区間から第2区間までの蓄電装置の電力の消費量が所定量を超えているときには、第1区間の走行モードを第2モードから第1モードへ変更しないから、蓄電装置の蓄電量が低下して第1モードでの走行が維持できなくなることを抑制できる。この結果、各区間の区間情報に基づいて、複数の区間を含む走行予定ルートの各区間の走行モードを、蓄電装置の電力を消費する第1モードまたは蓄電装置の蓄電量を維持する第2モードに設定するものにおいて、第2モードでの走行時間が長くなることを抑制すると共に第1モードでの走行が維持できなくなることを抑制することができる。なお、「区間情報」としては、例えば、標高情報や勾配情報などの道路情報が含まれる。
In the hybrid vehicle according to the present invention, the traveling mode in each traveling section is consumed in the first mode or the storage device for consuming power of the power storage device based on section information on each traveling section in the planned travel route including the plurality of traveling sections. The second mode for holding the storage amount is set, and the engine and the motor are controlled to travel in the set travel mode. And the section time of the 1st section whose traveling mode is the 2nd mode is less than predetermined time, and the 2nd section whose traveling mode set next to the 1st section from the 1st section is the 2nd mode When the amount of power consumption of the power storage device up to the point is equal to or less than the predetermined amount, the traveling mode of the first section is changed to the first mode.
Here, the "predetermined time" is a time predetermined as a time for continuing the catalyst warm-up control of the engine. The "predetermined amount" changes the travel mode of the first section from the second mode to the first mode to determine whether the storage amount of the power storage device is reduced and the travel in the first mode can not be maintained. Threshold for As a result, the operation of the engine is suppressed in the section where the section time is less than the predetermined time, so the execution of the catalyst warm-up control of the engine is suppressed. Therefore, execution of catalyst warm-up control of the engine suppresses that the section time of the section in which the traveling mode is set to the second mode based on the section information is longer than the set value, and the traveling time in the second mode is Lengthening is suppressed. Furthermore, the traveling mode of the first section is changed to the first mode when the power consumption of the power storage device from the first section to the second section is less than or equal to the predetermined amount, that is, the first section to the second section When the power consumption of the storage device up to the point exceeds the predetermined amount, the travel mode of the first section is not changed from the second mode to the first mode, so the storage amount of the storage device decreases and the first mode It is possible to suppress the inability to maintain travel of the vehicle. As a result, based on the section information of each section, the travel mode of each section of the planned travel route including the plurality of sections is in the first mode for consuming the power of the storage device or the second mode for maintaining the storage amount of the storage device In addition, it is possible to prevent the traveling time in the second mode from being extended and to prevent the traveling in the first mode from being maintained. The “section information” includes, for example, road information such as altitude information and slope information.
こうした本発明のハイブリッド車両において、前記制御装置は、前記エンジンを運転している場合において、所定条件が成立したときには、前記エンジンが前記所定時間運転されることにより前記エンジンの触媒が暖機されるように前記エンジンを制御する触媒暖機制御を実行してもよい。 In the hybrid vehicle according to the present invention, when the engine is operated, when the predetermined condition is satisfied, the control device operates the engine for the predetermined time to warm up the catalyst of the engine. Catalyst warm-up control may be performed to control the engine.
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、バッテリ50と、充電器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。エンジン22は、エアクリーナによって清浄された空気をスロットルバルブを介して吸入すると共に燃料噴射弁から燃料を噴射して、空気とガソリンとを混合する。そして、この混合気を吸気バルブを介して燃焼室に吸入する。そして、エンジン22は、吸入した混合気を点火プラグによる電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギによって押し下げられるピストンの往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。燃焼室からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化触媒(三元触媒)27aを有する浄化装置27を介して外気へ排出される。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や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が入力ポートから入力されている。エンジンECU24に入力される信号としては、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やスロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度THなどを挙げることができる。
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. . Signals from various sensors necessary for operation control of the
エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための種々の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から出力される制御信号としては、スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの制御信号や燃料噴射弁への制御信号,イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号など、その他にも種々のものを挙げることができる。
Various control signals for controlling the operation of the
エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、HVECU70からの制御信号によってエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをHVECU70に出力する。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、クランクシャフト26の回転数、即ち、エンジン22の回転数Neを演算している。
The engine ECU 24 is connected to the HVECU 70 via a communication port, controls the operation 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38a,38bにデファレンシャルギヤ37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、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、例えば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、例えば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。インバータ41,42は、電力ライン54を介してバッテリ50と接続されている。モータMG1,MG2は、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、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
The motor MG1 is configured, for example, as a synchronous generator motor, and as described above, the rotor is connected to the sun gear of the
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や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、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を挙げることができる。また、モータMG1,MG2の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流も挙げることができる。
Although not shown, the
モータECU40からは、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、HVECU70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の駆動状態に関するデータをHVECU70に出力する。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の回転数Nm1,Nm2を演算している。
Switching control signals to the plurality of switching elements (not shown) of 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いる。このバッテリ50は、上述したように、電力ライン54を介してインバータ41,42と接続されている。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. The battery 50 is connected to the
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や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、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの電池電圧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からの電池電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tbなどを挙げることができる。
Although not shown, the
バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータをHVECU70に出力する。バッテリECU52は、電流センサ51bからの電池電流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、演算した蓄電割合SOCと、温度センサ51cからの電池温度Tbと、に基づいて入出力制限Win,Woutを演算している。入力制限Winは、バッテリ50を充電してもよい最大許容電力(負の値)であり、出力制限Woutは、バッテリ50から放電してもよい最大許容電力(正の値)である。
The
充電器60は、電力ライン54に接続されており、電源プラグ61が家庭用電源などの外部電源に接続されているときに、外部電源からの電力を用いてバッテリ50を充電することができるように構成されている。この充電器60は、AC/DCコンバータと、DC/DCコンバータと、を備える。AC/DCコンバータは、電源プラグ61を介して供給される外部電源からの交流電力を直流電力に変換する。DC/DCコンバータは、AC/DCコンバータからの直流電力の電圧を変換してバッテリ50側に供給する。この充電器60は、電源プラグ61が外部電源に接続されているときに、HVECU70によって、AC/DCコンバータとDC/DCコンバータとが制御されることにより、外部電源からの電力をバッテリ50に供給する。
The
ナビゲーション装置90は、地図情報などが記憶されたハードディスクなどの記憶媒体や入出力ポート、通信ポートを有する制御部が内蔵された本体92と、自車の現在地に関する情報を受信するGPSアンテナ94と、自車の現在地に関する情報や目的地までの走行予定ルートなどを表示すると共に操作者による指示を入力可能なタッチパネル式のディスプレイ96と、を備える。ここで、地図情報には、サービス情報(例えば、観光情報や駐車場など)や予め定められている各走行区間(例えば、信号機間や交差点間など)の道路情報などがデータベース化されて記憶されており、道路情報には、距離情報や、幅員情報、車線数情報、地域情報(市街地、郊外)、種別情報(一般道路、高速道路)、勾配情報、法定速度、信号機の数などが含まれる。ナビゲーション装置90は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。
The
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や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、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,車速センサ88からの車速V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も挙げることができる。
Although not shown, the
HVECU70からは、充電器60への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,モータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24,モータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
Control signals to 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(HV走行)で走行したり、電動走行(EV走行)で走行したりする。HV走行では、エンジン22の運転を伴って走行する。EV走行では、エンジン22を運転停止して走行する。
In the
HV走行での走行時には、基本的には以下のように走行制御を行なう。HVECU70は、まず、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と車速センサ88からの車速Vとに基づいて、走行に要求される(駆動軸36に出力すべき)要求トルクTd*を設定する。続いて、設定した要求トルクTd*に駆動軸36の回転数Ndを乗じて、運転者が走行に要求する走行要求パワーPd*を計算する。ここで、駆動軸36の回転数Ndとしては、モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数を用いることができる。そして、計算した走行要求パワーPd*からバッテリ50
の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じて、車両に要求されるエンジン要求パワーPe*を設定する。ここで、充放電要求パワーPb*は、バッテリ50の蓄電割合SOCと制御中心としての目標蓄電割合SOC*との差分ΔSOCに基づいて、差分ΔSOCの絶対値が小さくなるように設定する。次に、エンジン要求パワーPe*がエンジン22から出力されると共に要求トルクTd*が駆動軸36に出力されるように、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定する。エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについては、エンジンECU24に送信する。モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*については、モータECU40に送信する。エンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに基づいてエンジン22が運転されるように、エンジン22の吸入空気量制御や燃料噴射制御,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の各トランジスタのスイッチング制御を行なう。
In the case of traveling in HV traveling, traveling control is basically performed as follows. First, the
The required charge / discharge power Pb * (a positive value when discharging from the battery 50) is reduced to set the required engine power Pe * required for the vehicle. Here, charge / discharge required power Pb * is set so that the absolute value of difference ΔSOC becomes smaller based on the difference ΔSOC between the storage ratio SOC of battery 50 and the target storage ratio SOC * as the control center. Next, target engine speed Ne *, target torque Te *, and motors MG1 and MG2 of
EV走行での走行時には、基本的には以下のように走行制御を行なう。HVECU70は、まず、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と車速センサ88からの車速Vとに基づいて要求トルク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。そして、要求トルクTd*が駆動軸36に出力されるようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する。モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*については、モータECU40に送信する。モータECU40は、上述したように、インバータ41,42を制御する。
When traveling in EV travel, basically, travel control is performed as follows. The
実施例のハイブリッド自動車20では、自宅或いは予め設定された充電ポイントでシステムオフ中において、HVECU70は、接続検出センサから接続検出信号が入力されると(電源プラグ61が外部電源に接続されると)、外部電源からの電力を用いて、バッテリ50が満充電状態またはそれよりも若干低い所定充電状態となるように充電器60を制御する。そして、バッテリ50の充電後にシステム起動したときには、バッテリ50の電力を消費するCDモード(Charge Depletingモード)で走行したり、バッテリ50の蓄電量を保持するCSモード(Charge Sustainingモード)で走行したりする。
In the
CDモードは、バッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Shv(例えば25%や30%,35%など)以下に至るまでEV走行で走行し、バッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Shv以下に至ったときにはHV走行で走行する。なお、運転者によってアクセルペダル83が大きく踏み込まれる高負荷時や、エンジン22の暖機時などには、CDモード中であってもエンジン22を運転してHV走行で走行する。CSモードは、バッテリ50の蓄電割合SOCを閾値Shvより大きい目標値C1を中心する所定範囲内で維持するようにHV走行で走行する。なお、バッテリ50の蓄電割合が目標値C1を上まわるとEV走行で走行し、バッテリ50の蓄電割合が目標値C1以下となるとHV走行で走行する。
In the CD mode, the vehicle travels in the EV mode until the storage ratio SOC of the battery 50 reaches a threshold Shv (for example, 25%, 30%, 35%, etc.) or less. When the storage ratio SOC of the battery 50 reaches a threshold Shv or less, HV Run by traveling. In addition, at the time of a high load where the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22を運転しているときに、エンジン22の浄化触媒27aの温度が所定温度(例えば、350℃,400℃,450℃など)以下であるときには、エンジン22の運転停止を所定時間tref(例えば、55sec,60sec,65secなど)に亘り禁止して、エンジン22の点火時期を浄化触媒27aの温度が所定温度以上であるときの点火時期より遅くして、所定回転数且つ所定出力で所定時間trefエンジン22を運転するようにエンジン22を制御する触媒暖機制御を実行して、浄化触媒27aを暖機する。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、ナビゲーション装置90は、運転者により目的地が設定されたときには、地図情報と自車の現在地と目的地とに基づいて自車の現在地から目的地までの推奨ルートを検索し、検索した推奨ルートを走行予定ルートとしてディスプレイ96に出力してルート案内を行なう。また、走行予定ルートの走行中に、自車が走行予定ルートから外れたときには、自車の現在地から目的地までの推奨ルートを再検索し、走行予定ルートを再検索前の推奨ルートから再検索した推奨ルートに変更してルート案内を行なう。
In the
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車20の動作、特に、ナビゲーション装置90が設定した走行予定ルートを複数に分割した各走行区間の走行モードを設定する際の動作について説明する。図2は、HVECU70のCPUにより実行される走行モード設定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、ナビゲーション装置90により設定された走行予定ルートがHVECU70に入力されたときに実行される。
Next, the operation of the
本ルーチンが実行されると、HVECU70のCPUは、入力された走行予定ルートをn個の走行区間に分割し、各走行区間で消費が予測される予測消費電力の総和Esumを算出する処理を実行する(ステップS100)。走行区間は、実施例では、走行予定ルートの道路を等間隔に区切ったものである。なお、走行区間は、道路の勾配の変化点や曲率半径の変化点で区切った区間としてもよい。各走行区間での予測消費電力は、その走行区間の走行負荷に、走行区間の長さである区間長L(実施例では、全ての走行区間が同一の長さ)を乗じた値として算出される。走行負荷は、EV走行で走行した場合における単位距離当たりのバッテリ50の電力の消費量であり、各走行区間の区間情報(例えば、標高情報や勾配情報など)を用いて設定される。
When this routine is executed, the CPU of the
続いて、算出した総和Esumがバッテリ50から放電可能な最大電力量Emaxを超えているか否かを判定する(ステップS110)。最大電力量Emaxは、蓄電割合SOCにバッテリ50の全容量を乗じた電力量である。したがって、ステップS110は、走行予定ルートの全ての走行区間をEV走行で走行することが可能か否かを判定する処理となっている。 Subsequently, it is determined whether the calculated total sum Esum exceeds the maximum power amount Emax that can be discharged from the battery 50 (step S110). The maximum power amount Emax is a power amount obtained by multiplying the storage ratio SOC by the total capacity of the battery 50. Therefore, step S110 is processing to determine whether it is possible to travel by EV travel on all travel sections of the planned travel route.
ステップS110で総和Esumが最大放電電力量Emax以下であるときには、全ての走行区間を走行モードがCDモードであるCD区間に設定して(ステップS120),本ルーチンを終了する。このように全ての走行区間をCD区間とすることにより、走行区間を走行モードがCSモードであるCS区間に設定するものに比して、目的地に到着したときにバッテリ50に余剰な電力が蓄電されることを抑制している。 When the total sum Esum is equal to or less than the maximum discharge energy amount Emax in step S110, all the travel sections are set to the CD section in which the travel mode is the CD mode (step S120), and the present routine is ended. As described above, by setting all traveling sections as CD sections, excess power is stored in the battery 50 when arriving at the destination, as compared to setting the traveling sections to the CS section in which the traveling mode is CS mode. It controls that electricity is stored.
ステップS110で総和Esumが最大電力Emaxを超えているときには、全ての走行区間をEV走行で走行することができないと判断して、区間情報に基づいて、各走行区間をCD区間またはCS区間に設定する(ステップS130)。ここでは、各走行区間毎にEV走行で走行したときの区間消費電力を算出し、区間消費電力の総和が最大放電電力量Emax以下になる範囲内で走行負荷が小さい走行区間から順にCD区間として、残余の走行区間をCS区間とする。実施例では、n個の走行区間のうちm個がCS区間に設定され、最も現在地に近いCS区間から順に、CS区間[1],CS区間[2]・・・CS区間[m]とする。 When the total sum Esum exceeds the maximum power Emax in step S110, it is determined that all traveling sections can not be traveled by EV traveling, and each traveling section is set to the CD section or the CS section based on the section information (Step S130). Here, the section power consumption when traveling by EV travel is calculated for each traveling section, and the CD section is sequentially ordered from the traveling section with the smallest traveling load within the range where the total of the section power consumption is less than the maximum discharged energy Emax. , And the remaining travel section is the CS section. In the embodiment, m of the n traveling sections are set as CS sections, and CS sections [1], CS sections [2], ... CS sections [m] are sequentially arranged from the CS section closest to the current location. .
続いて、各CS区間について、各CS区間を走行する際の所要時間である区間時間tcs[i](i=1〜m)を算出する(ステップS140)。区間時間tcs[i]は、各CS区間の区間長L[i](実施例では、全てのCS区間で同一の長さ)を区間車速V[i]で除した値である。区間車速V[i]は、各CS区間での車速の平均値として区間情報に応じて予め実験や解析などにより求めたものである。 Subsequently, for each CS section, a section time tcs [i] (i = 1 to m) which is a required time for traveling each CS section is calculated (step S140). The section time tcs [i] is a value obtained by dividing the section length L [i] of each CS section (in the embodiment, the same length in all CS sections) by the section vehicle speed V [i]. The section vehicle speed V [i] is obtained in advance as a mean value of the vehicle speed in each CS section according to section information by experiment, analysis or the like.
続いて、区間時間tcs[1]が所定時間tref未満であるか否かと(ステップS150)、CS区間[1]から次のCS区間であるCS区間[2]までCDモードで走行したときにバッテリ50の放電電力が最大放電電力Emaxの所定割合R[1](Emax・R)を超えているか否かを判定する(ステップS160)。ここで、所定割合R[1]は、最大放電電力量EmaxのうちCS区間[1]から次のCS区間[2]までの間をCDモードで走行したときにバッテリ50の蓄電割合SOC(蓄電量)が閾値Shvを下回らない範囲内で放電可能なバッテリ50の電力の割合である。 Subsequently, whether or not the section time tcs [1] is less than the predetermined time tref (step S150), and when traveling in the CD mode from the CS section [1] to the CS section [2] which is the next CS section It is determined whether the 50 discharge powers exceed a predetermined ratio R [1] (Emax · R) of the maximum discharge power Emax (step S160). Here, predetermined ratio R [1] is the state of charge SOC of battery 50 when traveling in the CD mode between CS section [1] and the next CS section [2] of maximum discharge electric energy Emax. Is a ratio of the power of the battery 50 which can be discharged within the range where the amount does not fall below the threshold value Shv.
ステップS150で区間時間tcs[1]が所定時間tref以上であるときには、エンジン22の触媒暖機制御が実行されてもCS区間[1]の区間時間tcs[1]内にエンジン22の触媒暖機制御が終了すると判断して、ステップS180の処理へ進む。
When the section time tcs [1] is equal to or longer than the predetermined time tref in step S150, the catalyst warm-up of the
ステップS150で区間時間tcs[1]が所定時間tref未満であり、且つ、ステップS160で次のCS区間[2]までのバッテリ50の放電電力が最大放電電力Emaxの所定割合R[1](Emax・R[1])以下であるときには、エンジン22の触媒暖機制御が実行されるとCS区間[1]の区間時間tcs[1]内にエンジン22の触媒暖機制御が終了しないため区間時間tcs[1]を延長する必要が生じ、CS区間[1]をCDモードで走行してもバッテリ50の蓄電割合SOC(蓄電量)が閾値Shvを下回らないと判断して、CS区間[1]をCD区間へ変更して(ステップS170)、ステップS180へ進む。CS区間[1]をCD区間へ変更することにより、CSモードで走行する場合に比して、エンジン22の運転が抑制されるから、エンジン22の触媒暖機制御の実行が抑制される。したがって、エンジン22の触媒の実行するために区間時間tcs[1]を長くすることが抑制され、CSモードでの走行時間が長くなることが抑制される。また、CS区間[1]をCD区間へ変更しても、次のCS区間[2]までのバッテリ50の放電電力が最大放電電力Emaxの所定割合R[1](Emax・R[1])以下であるから、バッテリ50の蓄電量が低下してCDモードでの走行が維持できなくなることを抑制できる。
In step S150, the section time tcs [1] is less than the predetermined time tref, and in step S160, the discharge power of the battery 50 up to the next CS section [2] is a predetermined ratio R [1] of the maximum discharge power Emax (Emax When the catalyst warm-up control of the
ステップS150で区間時間tcs[1]が上述した所定時間tref未満であるが、ステップS160で次のCS区間であるCS区間[2]までのバッテリ50の放電電力が最大放電電力Emaxの所定割合R[1]を超えているときには、エンジン22の触媒暖機制御が実行されるとCS区間[1]の区間時間が延長される可能性があるが、CS区間[1]をCD区間へ変更するとCS区間[2]に到達する前にバッテリ50の蓄電割合SOC(蓄電量)が閾値Shvを下回りCDモードでの走行が維持できなくなると判断して、ステップS180の処理へ進む。こうした処理により、CDモードでの走行が維持できなくなることを抑制することができる。
Although the section time tcs [1] is less than the predetermined time tref described above in step S150, the discharge power of the battery 50 up to the CS section [2] which is the next CS section in step S160 is a predetermined ratio R of the maximum discharge power Emax. If the catalyst warm-up control of the
続いて、CS区間[2]について、ステップS150〜S170と同様の処理であるステップS180〜S200を実行する。すなわち、ステップS150,S160と同様に、区間時間tcs[2]が所定時間tref未満であるか否かと(ステップS180)、次のCS区間であるCS区間[3]までのバッテリ50の放電電力が最大放電電力Emaxの所定割合R[2](Emax・R[2])を超えているか否かを判定する(ステップS190)。 Subsequently, steps S180 to S200, which are the same processes as steps S150 to S170, are executed for the CS section [2]. That is, as in steps S150 and S160, whether or not the section time tcs [2] is less than the predetermined time tref (step S180) and the discharge power of the battery 50 up to the CS section [3] which is the next CS section It is determined whether or not a predetermined ratio R [2] (Emax · R [2]) of the maximum discharge power Emax is exceeded (step S190).
ステップS180で区間時間tcs[2]が所定時間tref以上であるときには、ステップS210以降へ進む。ステップS180で区間時間tcs[2]が所定時間tref未満であり、且つ、ステップS190で次のCS区間[3]までのバッテリ50の放電電力が最大放電電力Emaxの所定割合R[2]以下であるときには、CS区間[2]をCD区間へ変更して(ステップS200)、ステップS210へ進む。そして、ステップS180で区間時間tcs[1]が所定時間tref未満であるが、ステップS190で次のCS区間であるCS区間[2]までのバッテリ50の放電電力が最大放電電力Emaxの所定割合R[2]を超えているときには、ステップS210へ進む。これ以降のCS区間[3]〜[m]においても、順に、ステップS150〜S170と同様の処理を実行して、本ルーチンを終了する。 If it is determined in step S180 that the section time tcs [2] is equal to or longer than the predetermined time tref, the process proceeds to step S210. The section time tcs [2] is less than the predetermined time tref in step S180, and the discharge power of the battery 50 up to the next CS section [3] in step S190 is less than or equal to the predetermined ratio R [2] of the maximum discharge power Emax. If the CS section [2] is changed to the CD section (step S200), the process proceeds to step S210. Then, although the section time tcs [1] is less than the predetermined time tref in step S180, the discharge power of the battery 50 up to the CS section [2] which is the next CS section in step S190 is a predetermined ratio R of the maximum discharge power Emax. If it exceeds [2], the process proceeds to step S210. Also in the subsequent CS sections [3] to [m], the same processing as steps S150 to S170 is sequentially performed, and the present routine is ended.
図3は、各走行区間の区間時間とCS区間,CD区間の種別との関係の一例を示す説明図である。図示するように、CS区間のうち、区間時間が所定時間tref未満であるときに、次のCS区間までのバッテリ50の電力の消費量が所定量(Emax・R[i])以下であるときには、CS区間をCD区間に変更する。このように、CS区間[i](i=1〜m)の区間時間tcs[i]が所定時間tref未満であり、且つ、CS区間[i]からCS区間[i+1](ただし、iは、mを超えない)までのバッテリ50の電力の消費量が所定量(Emax・R[i])以下であるときには、CS区間[i]の走行モードをCDモードに変更することにより、CSモードでの走行時間が長くなることを抑制できると共にCDモードでの走行が維持できなくなることを抑制できる。 FIG. 3 is an explanatory view showing an example of the relationship between the section time of each traveling section and the type of the CS section and the CD section. As illustrated, when the interval time is less than the predetermined time tref in the CS interval, the consumption amount of the power of the battery 50 up to the next CS interval is equal to or less than the predetermined amount (Emax · R [i]). , CS section to CD section. Thus, the interval time tcs [i] of the CS interval [i] (i = 1 to m) is less than the predetermined time tref, and from the CS interval [i] to the CS interval [i + 1] (where i is In the CS mode, by changing the traveling mode of the CS section [i] to the CD mode, when the consumption of the power of the battery 50 up to not exceeding m) is equal to or less than the predetermined amount (Emax · R [i]) While being able to suppress that the traveling time of 3 is long, it can suppress that the driving | running | working in CD mode can not be maintained.
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、CS区間[i](i=1〜m)の区間時間tcs[i]が所定時間tref未満であり、且つ、CS区間[i]からCS区間[i+1](ただし、iは、mを超えない)までのバッテリ50の電力の消費量が所定量(Emax・R[1])以下であるときには、CS区間[i]の走行モードをCDモードに変更することにより、CSモードでの走行時間が長くなることを抑制できると共にCDモードでの走行が維持できなくなることを抑制できる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、ステップS150以降の処理を実行して、CS区間[i](i=1〜m)の区間時間tcs[i]が所定時間tref未満であり、且つ、CS区間[i]からCS区間[i+1](ただし、iは、mを超えない)までのバッテリ50の電力の消費量が所定量(Emax・R[1])以下であるときには、CS区間[i]の走行モードをCDモードに変更している。しかしながら、図4の変形例の走行モード設定ルーチンに例示するように、ステップS160とステップS170との間でステップS300の判定処理を実行したり、ステップS190とステップS200との間でステップS300と同様のステップS310の判定処理を実行してもよい。
In the
ステップS300では、CS区間[1]をCD区間に変更したときの効率改善指数αが、他のCS区間をCD区間に変更したときの効率改善指数αより大きいか否かを判定する。効率改善指数αは、その区間での平均車速とその区間での走行負荷とを用いて設定される。 In step S300, it is determined whether the efficiency improvement index α when changing the CS section [1] to the CD section is larger than the efficiency improvement index α when changing other CS sections to the CD section. The efficiency improvement index α is set using the average vehicle speed in the section and the traveling load in the section.
図5は、平均車速と走行負荷と効率改善指数αとの関係の一例を示す説明図である。効率改善指数αは、平均車速が大きいときには小さいときに比して大きくなり、走行負荷が大きいときには小さいときに比して大きくなるように、すなわち、平均車速が大きくなるほど大きくなり、走行負荷が大きくなるほど大きくなるように設定される。 FIG. 5 is an explanatory view showing an example of the relationship between the average vehicle speed, the traveling load, and the efficiency improvement index α. The efficiency improvement index α increases when the average vehicle speed is large compared to when it is small, and increases when the traveling load is large as compared to when it is small, that is, the larger the average vehicle speed, the larger the traveling load. It is set to be so large.
ステップS300でCS区間[1]をCD区間に変更したときの効率改善指数αが、他のCS区間をCD区間に変更したときの効率改善指数αより大きいときには、CS区間[1]をCD区間に変更する。ステップS300でCS区間[1]をCD区間に変更したときの効率改善指数αが、他のCS区間をCD区間に変更したときの効率改善指数α以下であるときには、ステップS180の処理へ進む。ステップS310では、ステップS300と同様の処理をCS区間[2]に対して適用する。このように、各CS区間に対して、ステップS300と同様の処理を適用することにより、CD区間へ変更するとエネルギ効率が向上するCS区間をCD区間へ変更することができる。これにより、よりエネルギ効率を向上させることができる。 When the efficiency improvement index α when the CS section [1] is changed to the CD section in step S300 is larger than the efficiency improvement index α when another CS section is changed to the CD section, the CS section [1] is changed to the CD section Change to When the efficiency improvement index α when the CS section [1] is changed to the CD section in step S300 is equal to or less than the efficiency improvement index α when another CS section is changed to the CD section, the process proceeds to step S180. In step S310, the same processing as step S300 is applied to the CS section [2]. As described above, by applying the same processing as step S300 to each CS section, it is possible to change the CS section in which the energy efficiency is improved by changing to the CD section to the CD section. This can further improve energy efficiency.
実施例のハイブリッド自動車20では、全てのCS走行区間についてステップS150〜S170と同様の処理を適用しているが、少なくとも1つのCS走行区間についてステップS150〜S170と同様の処理を適用すればよいから、一部のCS走行区間についてのみにステップS150〜S170と同様の処理を適用しても構わない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、蓄電装置として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たバッテリ50を用いるものとしたが、キャパシタなどの蓄電可能な装置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、駆動輪38a,38bに連結された駆動軸36にプラネタリギヤ30を介してエンジン22およびモータMG1を接続すると共に駆動軸36にモータMG2を接続する構成とした。しかし、駆動輪38a,38bに連結された駆動軸36に変速機を介して発電可能なモータを接続すると共にこのモータの回転軸にクラッチを介してエンジン22を接続する構成としてもよい。
In 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MG2が「モータ」に相当し、バッテリ50が「蓄電装置」に相当し、ナビゲーション装置90とエンジンECU24とモータECU50とバッテリECU52とHVECU70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、ハイブリッド車両の製造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、27 浄化装置、27a 浄化触媒、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 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、50 バッテリ、51a 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ECU52)、54 電力ライン、60 充電器、61 電源プラグ、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、90 ナビゲーション装置、92 本体、94 GPSアンテナ、96 ディスプレイ、MG1,MG2 モータ。
Claims (1)
前記駆動軸に動力を入出力するモータと、
前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
複数の走行区間を含む走行予定ルートにおける各走行区間に関する区間情報に基づいて、前記各走行区間における走行モードを、前記蓄電装置の電力を消費させる第1モードまたは前記蓄電装置の蓄電量を保持する第2モードに設定し、設定した前記走行モードで走行するように前記エンジンと前記モータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、設定した前記走行モードが前記第2モードである第1区間の区間時間が所定時間未満であり、且つ、前記第1区間から前記第1区間の次に設定した前記走行モードが前記第2モードである第2区間までの前記蓄電装置の電力の消費量が所定量以下であるときには、前記第1区間の前記走行モードを前記第1モードに変更する、
ハイブリッド車両。 An engine that outputs power to a drive shaft connected to an axle;
A motor for inputting and outputting power to the drive shaft;
A storage device for exchanging power with the motor;
Based on section information on each travel section in a travel planned route including a plurality of travel sections, the travel mode in each travel section is the first mode for consuming the power of the power storage device or the storage amount of the power storage device A control device configured to control the engine and the motor so as to set the second mode and travel in the set travel mode;
A hybrid vehicle comprising
The control device is configured such that the section time of the first section in which the set travel mode is the second mode is less than a predetermined time, and the control mode set next to the first section from the first section is the control mode. The traveling mode of the first section is changed to the first mode when the power consumption of the power storage device to the second section which is the second mode is less than or equal to a predetermined amount.
Hybrid vehicles.
Priority Applications (1)
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