JP2023096589A - Energy control method of vehicle and energy control device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両のエネルギ制御に関する。 The present invention relates to vehicle energy control.
特許文献1には車両の走行経路の上り坂情報に基づいて上り坂走行の際の消費エネルギ量を見越して効率指標を小さくし、バッテリの充電状態を高くしておく技術が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200001 discloses a technique for increasing the state of charge of a battery by reducing an efficiency index in anticipation of the amount of energy consumed during uphill travel based on uphill information on a travel route of a vehicle.
車両の走行シーンには走行中にも可能な限りバッテリ充電状態を高めることでようやく走破できる登坂路といった極めてシビアな走行シーンが存在する。このようなシーンでは、当該シーン到達前に予めバッテリ充電状態を高めることでは、当該シーンでの消費エネルギに対して十分なエネルギを確保できない虞がある。結果、当該シーンの走行中にバッテリ充電状態が過度に低下し、走破前に駆動モータのパワー制限や停車させた上でのバッテリ充電が必要になる虞がある。 In the driving scene of a vehicle, there is an extremely severe driving scene such as an uphill road that can be completed only by raising the battery charge state as much as possible. In such a scene, if the state of charge of the battery is increased in advance before reaching the scene, there is a possibility that sufficient energy cannot be secured for the energy consumption in the scene. As a result, the state of charge of the battery may drop excessively during driving in the scene, and it may be necessary to charge the battery after limiting the power of the drive motor or stopping the vehicle before running.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、シビアな走行シーンの走破性を向上させることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to improve running performance in severe driving scenes.
本発明のある態様の車両のエネルギ制御方法は、エンジンにより駆動されて発電する第1モータが発電可能な電力量を上回る電力消費量で走行する状態が継続する区間を含むシビア走行区間の走行開始の際にエンジンの出力を高めることを含む。また、この方法はシビア走行区間の走行中に第1モータの発電エネルギを駆動輪の駆動を行う第2モータに優先的に供給するとともに、第2モータで消費されない余剰分の発電エネルギを電気エネルギとしてバッテリに供給することを含む。 A vehicle energy control method according to an aspect of the present invention starts running in a severe running section including a section in which a first motor that is driven by an engine to generate power continues to run at an amount of electric power that exceeds the amount of electric power that can be generated. including increasing the power output of the engine when In addition, this method preferentially supplies the generated energy of the first motor to the second motor that drives the drive wheels while traveling in a severe driving section, and the surplus generated energy that is not consumed by the second motor is used as electrical energy. to the battery as
本発明の別の態様によれば、上記車両のエネルギ制御方法に対応する車両のエネルギ制御装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a vehicle energy control apparatus corresponding to the vehicle energy control method described above.
これらの態様によれば、シビア走行区間の走行開始の際にエンジンの出力を高めるとともに、シビア走行区間の走行中に発電エネルギを第2モータに優先的に供給する。このため、シビア走行区間の走行中でもバッテリ電力の消費を抑制できる。また、余剰分の発電エネルギは電気エネルギとしてバッテリに供給されるので、シビア走行区間の走行中でもバッテリ充電状態を極力高めることができる。結果、バッテリ充電状態の過度な低下が抑制され、駆動モータのパワー制限や停車状態でのバッテリ充電が必要とされ難くなるので、シビアな走行シーンの走破性が向上する。 According to these aspects, the output of the engine is increased when starting to travel in the severe travel section, and the generated energy is preferentially supplied to the second motor during travel in the severe travel section. Therefore, it is possible to suppress consumption of battery power even when traveling in a severe traveling section. Moreover, since the surplus generated energy is supplied to the battery as electrical energy, the state of charge of the battery can be increased as much as possible even when the vehicle is traveling in a severe traveling section. As a result, an excessive decrease in the state of charge of the battery is suppressed, and it becomes difficult to limit the power of the drive motor and charge the battery while the vehicle is stopped, thereby improving drivability in severe driving situations.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は車両Vの駆動システムの概略構成図である。車両Vは、内燃機関からなるエンジン1と、第1モータとしての第1モータジェネレータ2(以下、MG2という。)と、バッテリ3と、走行用駆動源としての第2モータとしての第2モータジェネレータ4(以下、MG4という。)と、インバータ5と、駆動輪6と、エンジン1とMG2との間で動力伝達を行う動力伝達機構としてのギア機構7と、MG4と駆動輪6との間で動力伝達を行う動力伝達機構としてのギア機構8と、制御装置としてのコントローラ10とを備える。本実施形態の車両Vはエンジン1の動力を発電のみに使用し、MG4の動力を駆動輪6の駆動と電力の回生に使用するシリーズ方式のハイブリッド車両である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a drive system of a vehicle V. As shown in FIG. A vehicle V includes an
MG2は発電機及び電動機として搭載された三相交流の永久磁石型同期モータである。具体的には、MG2はエンジン1からの回転動力を受けた場合には、発電機として機能する。また、MG2はバッテリ3から電力の供給を受けた場合には、エンジン1のスタータモータとしての機能やエンジン1を回転駆動させるモータリング運転としての機能を発揮することができる。
MG2 is a three-phase AC permanent magnet type synchronous motor mounted as a generator and an electric motor. Specifically, when the MG 2 receives rotational power from the
バッテリ3は、例えば、電解質として固体電解質を使用した全固体電池、半固体電池、あるいは、電解液を使用したリチウムイオン電池において導電助剤にグラフェンを用いて負極材料を改良することで充電速度を従来の2Cより6C程度まで高めた電池により構成される。電解液(有機溶媒)を使用したバッテリ、例えば、リチウムイオンバッテリは、安全のため、バッテリ電圧が充放電を安全に繰り返すことができる上限値に達した状態の充電容量(100%と仮定する)に対して、ある程度の安全率(例えば、10%程度)をみた充電容量(90%程度)を最大充電容量としている。これに対して、全固体電池、半固体電池、あるいは、上述の電解液を使用したリチウムイオン電池において充電速度を高めた電池では、バッテリ電圧が充放電を安全に繰り返すことができる上限値に達した状態の充電容量を略そのまま最大充電容量(100%)とすることができる。このため、バッテリ3として上述した電池を使用することにより、電池容量を最大限活用することができる。バッテリ3は、MG2によって発電された電力及びMG4によって回生された電力が充電されるとともに、充電された電力をMG4あるいはMG2に供給する。
The
バッテリ3のSOC(State Of Charge)はSOCセンサ3aによって検出され、コントローラ10に送信される。SOCはバッテリ充電状態であり、本実施形態では充電率Rによって表される。コントローラ10は、SOCやバッテリ3の温度などに基づいてバッテリ3の充電制御を行う。バッテリ3のSOCが充電制御の下限値まで低下すると、コントローラ10はエンジン1を駆動する。これにより、MG2が駆動し、MG2によって発電された電力がバッテリ3に供給され、バッテリ3が充電される。また、バッテリ3のSOCが充電制御の上限値まで上昇すると、コントローラ10はエンジン1を停止する。これにより、MG2が停止し、MG2による発電が停止する。
The SOC (State Of Charge) of the
MG4はバッテリ3を電源として駆動する三相交流の永久磁石型同期モータである。MG4は例えば巻線界磁型モータであってもよい。MG4はバッテリ3から供給される電力により駆動する。MG4による回転動力がギア機構8を介して駆動輪6に伝達されることで、車両Vは走行する。また、MG4は車両Vの減速時やブレーキ時に駆動輪6からの回転動力を受けた場合に、バッテリ3に充電する電力を発生させる回生機能を有する。
MG4 is a three-phase AC permanent magnet type synchronous motor driven by
インバータ5はMG2を制御する第1インバータとMG4を制御する第2インバータとを含み、MG2及びMG4とバッテリ3とを接続する。インバータ5は、バッテリ3の電力を三相交流に変換してMG2、MG4に供給する機能、MG2の発電電力、MG4の回生電力を直流に変換してバッテリ3に供給する機能、及びバッテリ3を介さずにMG2、MG4間で電力の授受を行う機能を有する。インバータ5はこれらの機能をコントローラ10からの指令に基づき発揮することで、バッテリ3、MG2及びMG4間の電力の授受を行う。
コントローラ10は中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えた1又は複数のコンピュータ(マイクロコンピュータ)で構成される。コントローラ10はROM又はRAMに格納されたプログラムをCPUによって実行することで、エンジン1、インバータ5(MG2、MG4)等を統合的に制御する。プログラムとしては、例えばCD-ROM等の非一過性の記憶媒体に記憶されたものが用いられてもよい。コントローラ10にはSOCセンサ3aからの出力信号のほか、回転速度センサ1aからの出力信号、MG4からの出力信号、ナビゲーションシステム(図示せず)からの情報等が入力される。エンジン1の回転速度Neは回転速度センサ1aの出力信号に基づき検出される。ナビゲーションシステムからの情報は車両Vの現在地の情報を含む。
The
車両Vの走行シーンには走行中にも可能な限りSOCを高めることでようやく走破できる登坂路といった極めてシビアな走行シーンが存在する。このようなシーンでは、当該シーン到達前に予めSOCを高めることでは、当該シーンでの消費エネルギに対して十分なエネルギを確保できないことが懸念される。結果、当該シーンの走行中にSOCが過度に低下し、当該シーンを走破する前にMG4のパワー制限や停車させた上でのバッテリ3の充電が必要になることが懸念される。
In the driving scene of the vehicle V, there is an extremely severe driving scene, such as an uphill road, in which the vehicle can finally run by raising the SOC as much as possible. In such a scene, there is a concern that if the SOC is increased in advance before reaching the scene, sufficient energy cannot be secured for the energy consumption in the scene. As a result, there is concern that the SOC will drop excessively while driving through the scene, and it will be necessary to charge the
このような事情に鑑み、本実施形態ではコントローラ10が次に説明する制御を行うようにプログラムされる。
In view of such circumstances, in this embodiment, the
図2はコントローラ10が行う制御の一例をフローチャートで示す図である。コントローラ10は図2に示すフローチャートの処理を繰り返し実行する。本フローチャートに係る制御はコントローラ10に予め記憶されたプログラムに基づいて行われる。後述する図3についても同様である。ステップS1で、コントローラ10はナビゲーションシステムからの情報に基づき車両Vの現在地を検出する。ステップS2で、コントローラ10はシビア走行区間を走行中か否かを判定する。シビア走行区間は、MG2が発電可能な電力量を上回る電力消費量で走行する状態が継続する区間を含み、ステップS2の判定は車両Vの現在地とシビア走行区間の情報とに基づき行うことができる。シビア走行区間は例えば次のように設定される。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of control performed by the
図3はシビア走行区間の設定方法の一例を示す図である。図3では例えば、走行経路途中に登坂路が存在する場合におけるMG4による消費電力Wの変化を示す。消費電力W1は、エンジン1(MG2)によって最大限発電した場合の電力と同じ値、つまり、最大限発電したときの電力との収支がゼロになる値である。MG4による消費電力WがW1以上の状態では、エンジン1(MG2)によって最大限発電しても、エンジン1(MG2)のみの発電電力では、MG4を駆動するための電力が不足する。この状態では、バッテリ3の電力を使用することになるので、バッテリ3の充電率Rが低下する。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a method for setting severe driving sections. FIG. 3 shows, for example, changes in power consumption W by MG4 when there is an uphill road in the middle of the travel route. The power consumption W1 is the same value as the maximum power generated by the engine 1 (MG2), that is, the balance with the maximum power generation is zero. When the power consumption W by MG4 is W1 or more, even if the maximum power is generated by engine 1 (MG2), the power generated by engine 1 (MG2) alone is insufficient to drive MG4. In this state, since the electric power of the
そこで、本実施形態では、MG4による消費電力WがW1以上の状態、言い換えると、MG2による発電可能な発電電力量を上回る電気消費量で車両Vが走行する状態が所定時間継続すると予測される場合には、その走行区間(地点C1とC4の間)をシビア走行区間と判定する。所定時間はシビア走行区間であることを判定するための判定値として予め設定できる。なお、図3に示すように、MG4による消費電力Wが一時的に(所定時間)W1を下回っても(地点C2とC3の間)、その後、一定時間MG4による消費がW1以上の状態が継続されることが予測される場合には、これらの走行区間もシビア走行区間と判定する。つまり、シビア走行区間は、MG2による発電可能な発電電力量を上回る電気消費量で車両Vが走行する状態が継続する走行区間である場合、及びそのような状態が継続する傾向を有する走行区間である場合を含む。また、ここでいう消費電力Wは、MG4のみの消費電力であってもよいが、車両Vを駆動するために必要な機器の消費電力の総量であってもよい。
Therefore, in the present embodiment, the state in which the power consumption W by MG4 is equal to or greater than W1, in other words, the state in which the vehicle V is traveling with an amount of electricity consumption exceeding the amount of power that can be generated by MG2 is predicted to continue for a predetermined period of time. Then, the travel section (between points C1 and C4) is determined as a severe travel section. The predetermined time can be set in advance as a judgment value for judging that it is a severe driving section. As shown in FIG. 3, even if the power consumption W by MG4 temporarily (predetermined time) falls below W1 (between points C2 and C3), the consumption by MG4 continues to be W1 or more for a predetermined time thereafter. If it is predicted that the vehicle will be driven, these travel sections are also determined to be severe travel sections. In other words, a severe driving section is a driving section in which the vehicle V continues to travel with an amount of electricity consumption exceeding the amount of electric power that can be generated by the
上記のようなシビア走行区間の予測、判定は例えば走行経路予測の際にナビゲーションシステムで行うことができる。シビア走行区間の予測ではシビア走行区間の位置のほか、消費電力Wや走行距離や走行時間もシビア走行区間の情報として予測される。シビア走行区間の情報は例えば、ナビゲーションシステムで予め設定されてもよい。シビア走行区間の情報はナビゲーションシステムのほか、例えばコントローラ10や無線通信を介して情報を取得可能な車両Vの外部サーバ等に格納されてもよい。シビア走行区間を走行中か否かの判定もナビゲーションシステム等で行われてもよい。この場合、コントローラ10はその判定結果に基づきシビア走行区間を走行中か否かを判定できる。コントローラ10は、シビア走行区間の予測及びシビア走行区間を走行しているかの判断をナビゲーションシステムからの情報ではなく、走行パターンの学習により行ってもよい。
Prediction and determination of a severe travel section as described above can be performed by a navigation system, for example, when predicting a travel route. In the severe travel section prediction, in addition to the position of the severe travel section, the power consumption W, travel distance, and travel time are also predicted as severe travel section information. The information on the severe driving section may be set in advance by the navigation system, for example. The information on the severe driving section may be stored in the navigation system, for example, in the
図2に戻り、ステップS1では現在地の代わりに例えばSOCが検出されてもよい。この場合、ステップS2ではSOCの低下度合い(単位時間当たりのSOCの低下量)が所定値を上回る状態が所定時間以上継続する場合に、シビア走行区間を走行中と判定できる。所定値はMG4の消費電力Wが最大限発電した場合のMG2の発電電力を上回っているか否かを判定するための判定値として、所定時間はシビア走行区間であることを判定するための判定値として予め設定される。この場合、ステップS2ではその後、SOCの低下度合いが所定値以下の状態が所定時間以上継続すると、シビア走行区間でない、つまりシビア走行区間を脱したと判定される。これにより、ナビゲーションシステムが使用できない場合であっても、シビア走行区間を走行中か否かを判定できる。シビア走行区間でないことを判定するための所定時間は、例えばシビア走行区間であることを判定する所定時間より長く設定するなど、当該所定時間と異なる値に設定できる。 Returning to FIG. 2, for example, the SOC may be detected instead of the current location in step S1. In this case, in step S2, it can be determined that the vehicle is traveling in a severe travel section when the state in which the degree of SOC decrease (the amount of decrease in SOC per unit time) exceeds a predetermined value continues for a predetermined time or longer. The predetermined value is a determination value for determining whether or not the power consumption W of the MG4 exceeds the power generated by the MG2 when the maximum power is generated, and the predetermined time is a determination value for determining that the driving section is severe. is preset as In this case, in step S2, if the degree of decrease in SOC continues for a predetermined time or longer, it is determined that the vehicle is not in the severe driving section, that is, the vehicle has exited the severe driving section. Thus, even if the navigation system cannot be used, it is possible to determine whether or not the vehicle is traveling in a severe travel section. The predetermined time for judging that it is not a severe driving section can be set to a value different from the predetermined time, such as setting it longer than the predetermined time for judging that it is a severe driving section.
ステップS1では現在地の代わりに車両Vの運転状態が検出されてもよい。車両Vの運転状態は例えばMG4の駆動力であり、この場合はMG4の駆動力が必要駆動力を上回る状態が所定時間以上継続する場合に、ステップS2でシビア走行区間を走行中と判定できる。必要駆動力は最大限発電した場合のMG2の発電電力により得られるMG4の駆動力とされ、所定時間はSOCを検出する場合と同様に設定できる。車両Vの運転状態は例えばMG4の消費電力Wであってもよく、この場合はステップS2でMG4の消費電力Wが最大限発電した場合のMG2の発電電力を上回る状態が所定時間以上継続したか否かを判定すればよい。 In step S1, the driving state of the vehicle V may be detected instead of the current location. The driving state of the vehicle V is, for example, the driving force of the MG4. In this case, if the driving force of the MG4 exceeds the required driving force for a predetermined time or longer, it can be determined in step S2 that the vehicle is traveling in a severe driving section. The required driving force is the driving force of MG4 obtained by the power generated by MG2 when the maximum power is generated, and the predetermined time can be set in the same manner as in the case of detecting the SOC. The driving state of the vehicle V may be, for example, the power consumption W of the MG4. In this case, in step S2, whether the power consumption W of the MG4 exceeds the power generated by the MG2 at maximum power generation has continued for a predetermined time or longer. It is sufficient to determine whether or not
ステップS2で肯定判定であれば処理はステップS3に進み、コントローラ10はSOC低下抑制制御を行う。ステップS2で否定判定であれば処理はステップS4に進み、コントローラ10は通常運転制御を行う。まず、通常運転制御について説明する。通常運転制御は通常走行区間(シビア走行区間以外の走行区間)で行われる運転制御つまりSOC低下抑制制御以外の運転制御であり、高充電制御を含む。高充電制御は車両Vがシビア走行区間の走行を開始する時点で、バッテリ3のSOCが最大限高まっているように、通常走行区間において行われるバッテリ3の充電制御である。
If the determination in step S2 is affirmative, the process proceeds to step S3, and the
図4は高充電制御を含む通常運転制御の一例をフローチャートで示す図である。なお、本実施形態での「100%」とはバッテリ3のバッテリ電圧が充放電を安全に繰り返すことができる上限値に達した状態の充電容量を100%としている。図4に示すように、ステップS11では、車両Vの走行経路を予測する。具体的には、コントローラ10は、車両Vに搭載されているナビゲーションシステムから、目的地までの経路情報を取得する。ステップS12では、バッテリ3の充電状態を検知する。具体的には、コントローラ10は、SOCセンサ3aによって検出されたバッテリ3の状態検出信号からバッテリ3のSOCを推定する。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of normal operation control including high charge control. It should be noted that "100%" in this embodiment means that the charge capacity is 100% when the battery voltage of the
ステップS13では、走行経路における車両Vの加減速を予測するとともに、走行経路を走行する間に回生される電力量(回生電力量)を予測する。具体的には、ナビゲーションシステム(図示せず)から取得した経路情報や車両Vが過去に走行した走行データの学習結果に基づいて、車両Vの加減速を予測するとともに、回生される電力量(回生電力量)を予測する。 In step S13, the acceleration/deceleration of the vehicle V on the travel route is predicted, and the amount of electric power regenerated while traveling on the travel route (regenerative electric power amount) is predicted. Specifically, based on route information acquired from a navigation system (not shown) and learning results of travel data of past travels of the vehicle V, the acceleration/deceleration of the vehicle V is predicted, and the amount of regenerated electric power ( regenerative electric energy).
ステップS14では、車両Vがシビア走行区間を走行予定か否かを判定する。具体的には、コントローラ10は、ナビゲーションシステムから取得した経路情報に基づいて、車両Vの現在位置からシビア走行区間までの距離Dが、所定値D1以下になったか否かを判定する。所定値D1は、車両Vがシビア走行区間の入口に到達したときに、バッテリ3の充電率Rを100%にできる距離に設定される。現在位置からシビア走行区間までの距離Dが所定値D1以下になっていると判定されれば、ステップS15に進む。一方、距離Dが所定値D1より大きいと判定されれば、ステップS17に進み、通常制御を行う。通常制御は通常走行区間で行われる高充電制御以外の制御であり、例えばSOCに応じた充電制御である。通常制御については後述する。
In step S14, it is determined whether or not the vehicle V is scheduled to travel in a severe travel section. Specifically, based on the route information acquired from the navigation system, the
ステップS15では、車両Vがシビア走行区間の走行を開始する時点(図3では、地点C1)での目標となるバッテリ3の充電率Rである目標充電率を充電率R1に設定する。充電率R1は、100%から所定の充電率Rの変動分Fを引いた値に設定される。車両Vが通常走行区間を走行している間も消費される電力と回生される電力によってバッテリ3の充電率Rは車両Vの走行状況によって変化するため、シビア走行区間の走行を開始する時点での充電率Rが想定される値とは異なることがある。しかしながら、車両Vが通常走行区間を走行している間、充電率Rの変動幅(変動分F)はおおよそ一定の範囲内に収まる。そこで、本実施形態では、目標とする充電率R1を、100%から予め想定された変動分F(固定値)を引いた値とする。これにより、車両Vがシビア走行区間に到達する前の通常走行区間を走行している間の消費電力W及び回生電力の想定された値と、実際の消費電力W及び回生電力の値との間に誤差が生じても、過充電になるなどの支障をきたすことがない。なお、変動分Fは、走行パターンなどを学習すること、あるいはあらかじめ行われた実験結果により設定される。
In step S15, the target charging rate R of the
ステップS16では、車両Vがシビア走行区間の走行を開始する時点において、バッテリ3の充電率Rが充電率R1となるように高充電制御を行う。具体的には、コントローラ10は、車両Vがシビア走行区間の走行を開始する時点においてバッテリ3の充電率Rが充電率R1となるように、エンジン1を駆動してMG2によって発電させるとともに、MG4の回生電力の制御を行う。
In step S16, high charging control is performed so that the charging rate R of the
このように高充電制御を行うことで、車両Vがシビア走行区間の走行を開始する時点において、バッテリ3の充電率Rを極力高めておくことができる。このため、シビア走行区間を走行している間にバッテリ3の充電が不足することを抑制できる。
By performing the high charge control in this manner, the charging rate R of the
シビア走行区間に到達すると、図2のステップS2で肯定判定され、ステップS4の通常運転制御が行われなくなる。結果、図4に示すフローチャートの処理は行われなくなる。ステップS4の通常運転制御は例えばSOCに応じた充電制御であってもよい。つまり、ステップS3のSOC低下抑制制御を行うにあたっては、必ずしもシビア走行区間の走行開始前に高充電制御が行われなくてもよい。その一方で、高充電制御によればシビア走行区間の走行開始時にバッテリ3の充電率Rを極力高めておくことができるので、次に説明するSOC低下抑制制御と組み合わせて用いることにより、極めてシビアな走行シーンを走破するにあたって効果的である。
When the vehicle reaches the severe driving section, an affirmative determination is made in step S2 in FIG. 2, and normal operation control in step S4 is no longer performed. As a result, the processing of the flowchart shown in FIG. 4 is no longer performed. The normal operation control in step S4 may be, for example, charging control according to the SOC. That is, when performing the SOC decrease suppression control in step S3, the high charging control does not necessarily have to be performed before the start of traveling in the severe traveling section. On the other hand, according to the high charge control, the charging rate R of the
次に、ステップS3で行われるSOC低下抑制制御について説明する。SOC低下抑制制御はシビア走行区間の走行開始の際にエンジン1の出力P_ICEを高め、MG2の発電エネルギをMG4に優先的に供給するとともに、MG4で消費されない余剰分の発電エネルギを電気エネルギとしてバッテリ3に供給する制御である。
Next, the SOC decrease suppression control performed in step S3 will be described. The SOC decrease suppression control increases the output P_ICE of the
シビア走行区間では、通常はMG4の消費電力WがMG2の発電電力を上回る。このため、通常はSOC低下抑制制御によりMG4に供給された発電エネルギはすべてMG4で消費され、バッテリ3からはそれでも不足する分のエネルギだけが電気エネルギとしてMG4に供給される。結果、バッテリ電力の消費が抑制されるので、SOCの低下が抑制される。その一方で、図3を用いて前述した地点C2、地点C3間の走行区間ではMG4の消費電力WがMG2の発電電力を下回る。このためこの場合は、MG4で消費されない余剰分の発電エネルギがSOC低下抑制制御により電気エネルギとしてバッテリ3に供給される。結果、シビア走行区間走行中でもSOCが極力高められる。優先的にとは、MG2の発電エネルギをバッテリ3に供給せずにMG4に供給する一方、MG4に発電エネルギを供給しても発電エネルギが余る場合には余剰分の発電エネルギを電気エネルギとしてバッテリ3に供給することを意味する。
In severe driving sections, the power consumption W of MG4 usually exceeds the power generated by MG2. Therefore, normally, all the generated energy supplied to MG4 by the SOC decrease suppression control is consumed by MG4, and only the insufficient energy is supplied from
SOC低下抑制制御ではSOCに関わらず出力P_ICEが高められる。SOC低下抑制制御ではSOCが過度に低下していないことを条件に、以下で説明する通常制御を行う場合と比べて出力P_ICEが高められる。SOCが過度に低下していないことを条件にとは、通常制御においてエンジン1を最大出力で運転する場合は除外されることを意味する。SOC低下抑制制御と通常制御とでは次のようにエンジン1の出力P_ICEが変化する。
In the SOC decrease suppression control, the output P_ICE is increased regardless of the SOC. Under the SOC decrease suppression control, the output P_ICE is increased compared to when the normal control described below is performed on condition that the SOC does not decrease excessively. The condition that the SOC does not excessively decrease means that the case where the
図5はシビア走行区間の走行開始時からのエンジン1の出力変化を示す図である。図6は比較例の場合のエンジン1の出力変化を示す図である。図6では比較例としてシビア走行区間の走行中に通常制御が行われる場合を示す。出力P_ICEXは比較例の場合の出力P_ICEを示す。
FIG. 5 is a diagram showing changes in the output of the
まず、図6について説明すると、通常制御ではSOCに応じた充電制御が行われ、SOCが低下するほど出力P_ICEXが高められる。SOCに対しては複数の閾値が設定されており、SOCが複数の閾値を上から順に下回る度に出力P_ICEXが段階的に高められる。経過時間がゼロ付近のシビア走行区間の走行開始の際には、SOCが高充電制御により極力高められている。このためこの際には出力P_ICEXは比較的小さいが、出力P_ICEXはSOCの低下に応じて最終的にはWOT(Wide Open Throttle)状態のエンジン1で得られる最大出力まで高められる。この例では、車両Vは極めてシビアな走行シーンを走行している。このため、出力P_ICEXを最大出力まで高めてもSOCは低下し続け、SOCの低下は最終的にはMG4のパワー制限により阻止されている。
First, referring to FIG. 6, in normal control, charging control is performed according to the SOC, and the lower the SOC, the higher the output P_ICEX. A plurality of thresholds are set for the SOC, and the output P_ICEX is increased stepwise each time the SOC falls below the plurality of thresholds in order from the top. At the start of running in a severe running section where the elapsed time is near zero, the SOC is increased as much as possible by high charging control. Therefore, the output P_ICEX is relatively small at this time, but the output P_ICEX is finally increased to the maximum output obtained by the
図5に示す本実施形態の場合、シビア走行区間の走行開始の際にSOC低下抑制制御によりWOT状態でのエンジン1の運転が開始され、出力P_ICEが最大出力まで高められている。ただし、必ずしも最大出力には限定されず、最大出力の半分以上の出力領域等、通常制御を行う場合と比べて高められていれば良い。SOC低下抑制制御では高められた出力P_ICEをシビア走行区間走行中に維持する。結果、本実施形態の場合はSOCの低下が比較例の場合よりも緩やかになり、MG4のパワー制限が必要になる前にシビア走行区間を走破できている。図5において出力P_ICEがいわばノイズ状に低下しているのは次の理由による。
In the case of the present embodiment shown in FIG. 5, the operation of the
ここで、走行路の勾配はシビア走行区間であっても一時的に下り勾配になることがある。この場合、MG4は回生を行うのでMG4への発電エネルギの供給は不要になる。このため、車両VではSOC低下抑制制御の実行中であっても発電が停止される結果、出力P_ICEが一時的にゼロになる。結果、出力P_ICEが一時的に低下し、このような出力P_ICEの低下が図5においていわばノイズ状に現れている。従って、出力P_ICEはシビア走行区間の走行中に少なくともMG4が電動機として機能している場合にSOC低下抑制制御により維持される。これにより、MG4への発電エネルギの供給が不要な場合は発電を停止して、必要以上に発電を行うことを抑制できる。 Here, the slope of the travel road may temporarily become a downward slope even in a severe travel section. In this case, since MG4 regenerates, there is no need to supply generated energy to MG4. Therefore, in the vehicle V, power generation is stopped even during execution of the SOC decrease suppression control, and as a result, the output P_ICE temporarily becomes zero. As a result, the output P_ICE temporarily drops, and such a drop in the output P_ICE appears as noise in FIG. Therefore, the output P_ICE is maintained by the SOC decrease suppression control at least when the MG4 is functioning as an electric motor during travel in the severe travel section. As a result, power generation is stopped when the supply of power generation energy to MG 4 is unnecessary, and it is possible to suppress power generation more than necessary.
その一方で、MG4が発電機として機能している場合であっても、出力P_ICEはSOC低下抑制制御により維持されてもよい。この場合、MG2の発電エネルギはすべて余剰となり、MG4の回生エネルギとともに電気エネルギとしてバッテリ3に供給されることになる。従ってこの場合は、例えばバッテリ3が過充電にならないように予め定められたSOCの設定範囲内で出力P_ICEを維持することで、シビア走行区間の走行中であってもSOCを極力高めることができる。なお、緩やかな上り勾配ではMG4の消費電力Wが最大限発電した場合のMG2の発電電力を下回る。このため、下り勾配で発電を停止する場合でも、余剰分の発電エネルギを電気エネルギとしてバッテリ3に供給することは可能である。
On the other hand, even when MG4 is functioning as a power generator, output P_ICE may be maintained by SOC decrease suppression control. In this case, all of the generated energy of MG2 becomes a surplus and is supplied to the
上述したようにSOC低下抑制制御では例えば、出力P_ICEをエンジン1の最大出力に設定できる。この場合、SOCの低下が極力抑制されるのでシビア走行区間の走破性が大きく高められる一方で、シビア走行区間を走破するにあたって必要以上に発電が行われ得るという側面もある。このことに照らし、出力P_ICEは例えば次のように設定することもできる。
As described above, in the SOC decrease suppression control, for example, the output P_ICE can be set to the maximum output of the
図7は出力P_ICEの第1の設定方法を説明する図である。SOCの変化は例えばエンジン1で発電運転を行っていない場合などエンジン1を同一条件で運転した場合の変化を示す。第1の設定方法ではシビア走行区間でのMG4のエネルギ消費率に基づき出力P_ICEを設定する。エネルギ消費率は単位時間当たりのMG4によるエネルギの消費量であり、図7ではSOCの低下度合いで表される。第1の設定方法ではエネルギ消費率が大きいほど出力P_ICEが高く設定される。このため、実線、一点鎖線、二点鎖線でエネルギ消費率が異なることを示す3つの例では、エネルギ消費率が最も大きい二点破線の場合に出力P_ICEが最も高く設定される。これにより、路面勾配等の走行負荷に応じた消費エネルギの違いを考慮して出力P_ICEを設定できるので、過不足のない発電によるシビア走行区間の走破を図ることができる。
FIG. 7 is a diagram for explaining the first method of setting the output P_ICE. A change in SOC indicates a change when the
第1の設定方法ではシビア走行区間の走行開始前にシビア走行区間のエネルギ消費率を予測し、予測されたエネルギ消費率に基づきSOC低下抑制制御で出力P_ICEを設定する。エネルギ消費率はシビア走行区間で消費される消費電力Wの予測値とシビア走行区間の走行時間の予測値に基づき予測できる。前述した図3を例に説明すると、この場合のエネルギ消費率は地点C1から地点C4までの消費電力Wの積算値を予め設定された走行時間で割ることにより予測される。このようにエネルギ消費率を予測すれば、走行負荷に応じた消費エネルギの違いを考慮してシビア走行区間で維持すべき出力P_ICEを設定できる。なお、予め設定された走行時間等のシビア走行区間の情報を取得することは、シビア走行区間の走行時間等を予測することに含まれる。 In the first setting method, the energy consumption rate of the severe travel section is predicted before the vehicle starts traveling in the severe travel section, and the output P_ICE is set by the SOC decrease suppression control based on the predicted energy consumption rate. The energy consumption rate can be predicted based on the predicted value of the power consumption W consumed in the severe travel section and the predicted value of the travel time in the severe travel section. Taking the aforementioned FIG. 3 as an example, the energy consumption rate in this case is predicted by dividing the integrated value of power consumption W from point C1 to point C4 by a preset running time. By estimating the energy consumption rate in this manner, it is possible to set the output P_ICE to be maintained in the severe driving section in consideration of the difference in energy consumption according to the road load. Acquiring the information of the severe travel section such as the preset travel time is included in predicting the travel time of the severe travel section.
図8は出力P_ICEの第2の設定方法を説明する図である。第2の設定方法では、シビア走行区間の走行距離に基づき出力P_ICEを設定する。走行距離が長いほど太い矢印で示すようにSOCが大きく低下するためである。第2の設定方法では走行距離が長いほど出力P_ICEが高く設定される。このため、実線、一点破線、二点破線で走行距離が異なることを示す3つの例では、走行距離が最も長い二点破線の場合に出力P_ICEが最も大きく設定される。これにより、走行距離に応じた消費エネルギの違いを考慮して出力P_ICEを設定できるので、過不足のない発電によるシビア走行区間の走破を図ることができる。また、走行距離に応じた消費エネルギの違いを考慮してシビア走行区間で維持すべき出力P_ICEを設定できる。 FIG. 8 is a diagram for explaining the second setting method of the output P_ICE. In the second setting method, the output P_ICE is set based on the travel distance of the severe travel section. This is because the longer the travel distance, the greater the drop in SOC as indicated by the thicker arrow. In the second setting method, the longer the traveling distance is, the higher the output P_ICE is set. Therefore, in the three examples showing that the distance traveled is different between the solid line, the one-dotted line, and the two-dotted dashed line, the maximum output P_ICE is set for the two-dotted dashed line, which indicates the longest traveled distance. As a result, it is possible to set the output P_ICE in consideration of the difference in energy consumption according to the travel distance, so that it is possible to drive the severe travel section with just enough power generation. In addition, it is possible to set the output P_ICE to be maintained in severe driving sections in consideration of the difference in energy consumption according to the driving distance.
第2の設定方法ではシビア走行区間の走行開始前にシビア走行区間の走行距離を予測し、予測された走行距離に基づきSOC低下抑制制御で出力P_ICEを設定する。走行距離は例えばナビゲーションシステム等に予め設定された走行距離を取得することにより予測できる。第2の設定方法は第1の設定方法とともに用いることができる。これにより走行負荷及び走行距離の違いを考慮できるので、過不足のない発電によるシビア走行区間の走破を図るにあたってより効果的である。 In the second setting method, the traveling distance of the severe traveling section is predicted before traveling of the severe traveling section is started, and the output P_ICE is set by the SOC decrease suppression control based on the predicted traveling distance. The mileage can be predicted by obtaining a mileage preset in a navigation system or the like, for example. The second setting method can be used with the first setting method. This makes it possible to take into consideration the difference in running load and running distance, which is more effective in driving the entire course of a severe running section with just enough power generation.
図9はシビアシーンの走行時間により効果を説明する図である。比較例1は高充電制御及びSOC低下抑制制御を行わない場合を示す。比較例2は高充電制御を行う一方、SOC低下抑制制御は行わない場合を示す。比較例2では高充電制御によりシビア走行区間の走行開始時のSOCが極力高められる。このため比較例2によれば、比較例1と比べてシビアシーンの走行時間を長く確保できる。本実施形態の場合、高充電制御だけでなくSOC低下抑制制御も行う。このため本実施形態によれば、比較例1だけでなく比較例2と比べてもシビアシーンの走行時間を長く確保できる。 FIG. 9 is a diagram for explaining the effect based on the running time of a severe scene. Comparative Example 1 shows a case where high charging control and SOC decrease suppression control are not performed. Comparative Example 2 shows a case where high charge control is performed, but SOC decrease suppression control is not performed. In Comparative Example 2, the high charging control maximizes the SOC at the start of running in a severe running section. Therefore, according to the comparative example 2, compared with the comparative example 1, it is possible to secure a longer running time in a severe scene. In the case of this embodiment, not only high charge control but also SOC decrease suppression control is performed. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to ensure a long running time in a severe scene not only in Comparative Example 1 but also in comparison with Comparative Example 2.
図10はバッテリ3の冷却要求により効果を説明する図である。比較例1の場合、高充電制御は行わないものの、SOC低下抑制制御も行わないので、シビア走行区間の走行中にMG4の駆動で消費される電力のすべてがバッテリ3からの電力により賄われる。このため、バッテリ3からの電力の持ち出しが大きくなる結果、バッテリ3が過熱し易くなり、バッテリ3の冷却要求も大きくなる。本実施形態の場合、高充電制御は行うものの、その後のシビア走行区間の走行中にはSOC低下抑制制御によりMG2の発電電力がMG4に供給される。このため、バッテリ3からの電力の持ち出しが小さくなる結果、バッテリ3が過熱し難くなり、バッテリ3の冷却要求を小さくすることができる。
10A and 10B are diagrams for explaining the effect of the cooling request for the
次に、本実施形態の主な作用効果について説明する。 Next, main effects of this embodiment will be described.
本実施形態にかかる車両Vのエネルギ制御方法は、エンジン1と、エンジン1によって駆動され発電するMG2、MG2によって充電されるバッテリ3と、バッテリ3から供給される電力又はMG2によって発電された電力によって駆動輪6を駆動するMG4とを有する車両Vで用いられる。この方法は、車両Vの走行状態としてMG2が発電可能な電力量を上回る電力消費量で走行する状態が継続する区間を含むシビア走行区間の走行開始の際に、エンジン1の出力P_ICEを高めることと、シビア走行区間の走行中にMG2の発電エネルギをMG4に優先的に供給すること、及びシビア走行区間の走行中にMG4で消費されない余剰分の発電エネルギを電気エネルギとしてバッテリ3に供給することを含む。
The energy control method for a vehicle V according to the present embodiment includes an
このような方法によれば、シビア走行区間の走行開始の際にエンジン1の出力P_ICEを高めるとともに、シビア走行区間の走行中に発電エネルギをMG4に優先的に供給するので、シビア走行区間の走行中でもバッテリ3の電力消費を抑制できる。また、余剰分の発電エネルギは電気エネルギとしてバッテリ3に供給されるので、シビア走行区間の走行中でもSOCを極力高めることができる。結果、SOCの過度な低下が抑制され、MG4のパワー制限や停車状態でのバッテリ3の充電が必要とされ難くなるので、シビアな走行シーンの走破性が向上する。
According to this method, the output P_ICE of the
本実施形態にかかる車両Vのエネルギ制御方法は、シビア走行区間の走行開始前にシビア走行区間でのMG4のエネルギ消費率を予測することをさらに含んでもよい。この場合、エンジン1の出力P_ICEは予測されたエネルギ消費率に基づき設定できる。このような方法によれば、路面勾配等の走行負荷に応じた消費エネルギの違いを考慮して出力P_ICEを設定できるので、過不足のない発電によるシビア走行区間の走破を図ることができる。また、走行負荷に応じた消費エネルギの違いを考慮してシビア走行区間で維持すべき出力P_ICEを設定できる。
The energy control method for the vehicle V according to the present embodiment may further include predicting the energy consumption rate of the MG4 in the severe travel section before starting travel in the severe travel section. In this case, the power P_ICE of the
本実施形態にかかる車両Vのエネルギ制御方法は、シビア走行区間の走行開始前にシビア走行区間の走行距離を予測することをさらに含んでもよい。この場合、エンジン1の出力P_ICEは、予測された走行距離に基づき設定できる。このような方法によれば、走行距離に応じた消費エネルギの違いを考慮して出力P_ICEを設定できるので、過不足のない発電によるシビア走行区間の走破を図ることができる。また、走行距離に応じた消費エネルギの違いを考慮してシビア走行区間で維持すべき出力P_ICEを設定できる。
The energy control method for the vehicle V according to the present embodiment may further include predicting the travel distance of the severe travel section before starting travel in the severe travel section. In this case, the output P_ICE of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments merely show a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the specific configurations of the above embodiments. do not have.
1 エンジン
2 MG(第1モータ)
3 バッテリ
4 MG(第2モータ)
5 インバータ
6 駆動輪
10 コントローラ
V 車両
1
3 battery 4 MG (second motor)
5 inverter 6
Claims (4)
前記第1モータが発電可能な電力量を上回る電力消費量で走行する状態が継続する区間を含むシビア走行区間の走行開始の際に、前記エンジンの出力を高めることと、
前記シビア走行区間の走行中に前記第1モータの発電エネルギを前記第2モータに優先的に供給すること、及び
前記シビア走行区間の走行中に前記第2モータで消費されない余剰分の前記発電エネルギを電気エネルギとして前記バッテリに供給すること、
を含むことを特徴とする車両のエネルギ制御方法。 an engine, a first motor driven by the engine to generate power, a battery charged by the first motor, and a power supplied from the battery or generated by the first motor to drive driving wheels. A method for energy control of a vehicle having two motors, comprising:
increasing the output of the engine when starting to travel in a severe travel section including a section in which the vehicle continues to travel with an amount of power consumption exceeding the amount of power that can be generated by the first motor;
preferentially supplying the generated energy of the first motor to the second motor during running in the severe running section; and surplus generated energy that is not consumed by the second motor during running in the severe running section. as electrical energy to the battery;
A vehicle energy control method comprising:
前記シビア走行区間の走行開始前に前記シビア走行区間での前記第2モータのエネルギ消費率を予測することをさらに含み、
前記エンジンの出力は、予測された前記エネルギ消費率に基づき設定する、
ことを特徴とする車両のエネルギ制御方法。 A vehicle energy control method according to claim 1,
further comprising predicting the energy consumption rate of the second motor in the severe travel section before starting travel in the severe travel section;
setting the output of the engine based on the predicted energy consumption rate;
A vehicle energy control method characterized by:
前記シビア走行区間の走行開始前に前記シビア走行区間の走行距離を予測することをさらに含み、
前記エンジンの出力は、予測された前記走行距離に基づき設定される、
ことを特徴とする車両のエネルギ制御方法。 The vehicle energy control method according to claim 1 or 2,
further comprising predicting the travel distance in the severe travel section before starting travel in the severe travel section;
The output of the engine is set based on the predicted mileage;
A vehicle energy control method characterized by:
前記第1モータが発電可能な電力量を上回る電力消費量で走行する状態が継続する区間を含むシビア走行区間の走行開始の際に前記エンジンの出力を高め、前記シビア走行区間の走行中に前記第1モータの発電エネルギを前記第2モータに優先的に供給するとともに、前記第2モータで消費されない余剰分の前記発電エネルギを電気エネルギとして前記バッテリに供給するSOC低下抑制制御を行うコントローラ、
を備えることを特徴とする車両のエネルギ制御装置。
an engine, a first motor driven by the engine to generate power, a battery charged by the first motor, and a power supplied from the battery or generated by the first motor to drive driving wheels. An energy control device for a vehicle having two motors,
The output of the engine is increased at the start of running in a severe running section including a section in which the first motor continues to run at an amount of power consumption that exceeds the amount of power that can be generated by the first motor. A controller that preferentially supplies the generated energy of the first motor to the second motor and performs SOC decrease suppression control to supply the surplus generated energy that is not consumed by the second motor to the battery as electrical energy;
A vehicle energy control device comprising:
Priority Applications (1)
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