JP3703409B2 - Driving control system for self-propelled vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンにて駆動される発電機及びバッテリーを有する電力供給源を備えさせて、その電力供給源からの電力にて走行用電動モータ及び補助機器を駆動させるように構成され、運転制御手段が、前記バッテリーの充電状態を検出する充電状態検出手段の情報に基づいて、前記バッテリーの充電のために前記エンジンの作動を制御するように構成されている自走車両の運転制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記構成の自走車両はいわゆるハイブリッド車両と称され、走行用電動モータを備えて車両を走行駆動させる構成としてエンジンの燃料消費量を極力抑制することができるようにしたものであるが、このような自走車両の運転制御装置においては、前記バッテリーの充電状態が高い状態であれば、バッテリーからの電力にて走行用電動モータ及び補助機器を駆動させることになるが、電力の消費に伴ってバッテリーの充電状態が低くなると、エンジンにて駆動される発電機によってバッテリーが充電されるようになっている。
【0003】
例えば、特開平11−299004号公報に示されるように、バッテリーの充電状態の検出値が予め設定した基準値を下回る状態では充電状態の検出値が低いほど大きくなるように、充電状態の検出値に対応させてエンジンに対して要求される充電用必要動力の変化特性が予め定められており、この変化特性に基づいてエンジンに対して要求される充電用必要動力を求めて、その充電用必要動力の情報に基づいてエンジンの作動を制御するようになっていた。
例えば、エンジンが作動している状態で車両が走行している場合であれば、走行に必要とされる動力よりも前記充電用必要動力分だけ高い動力でエンジンを運転して発電機による発電を行いバッテリーに充電させる構成となっている。又、車両の走行が停止している状態であれば、走行に必要とされる動力は零となるので、エンジンは前記充電用必要動力を出力することになる。
【0004】
そして、上記特性によれば、発電機によりバッテリーが充電されて、その充電状態の検出値が前記基準値にまで上昇すると、エンジンに対して要求される充電用必要動力が零になるように構成されていた。従って、車両が走行を停止している状態であれば走行に必要とされる動力が零であるから、充電用必要動力が零になればエンジンは作動を停止することになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したようにエンジンにて発電機を駆動してバッテリーに充電を行っているときには、発電機により発電される電力は、主にバッテリーへ充電用として供給されることは勿論であるが、このとき、バッテリー以外にも電力負荷としての補助機器にも供給されることになる(図13参照)。この補助機器とは、車両に備えられる電動モータ以外の電力消費機器であり、例えば、車両の前照灯等のランプ類、空調機器、その他の制御機器等が挙げられる。
【0006】
しかし、上記従来構成においては、バッテリーの充電状態の検出値が基準値を下回る状態においては、その検出値が低いほど大きくなるように、その検出値が取り得る全ての値に対応して連続的に変化するように予め定められた特性線に基づいて、エンジンに対して要求される充電用必要動力を求めて、その充電用必要動力の情報に基づいてエンジンの作動を制御するようになっていたので、次のような不都合が発生していた。
【0007】
つまり、発電機を駆動してバッテリーの充電が進むに連れて前記充電状態の検出値が上昇して前記基準値に近づくように変化するときに、その充電状態の変化に応じて求められる充電用必要動力が、前記補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値になると、発電機により発電されて出力される電力と補助機器による電力消費量とが同じになる。例えば、図17に示すように充電状態の変化に対して充電用必要動力が連続的に変化する場合において、図中のa点に至ると、充電用必要動力が補助機器による電力消費量と同じ値(Pa)になり、図13(ロ)に示すように、発電機から出力される電力が全て補助機器にて消費されて、発電機の発電出力と補助機器での電力消費量とがバランスして、バッテリーに対する充電電流がほぼ零になってしまうことがある。
このような状態になると、バッテリーの充電状態がその値から変化せず、エンジンに対して要求される充電用必要動力がいつまでも零にならず、実質的には充電用必要動力が必要では無い状態になっているにもかかわらず、エンジンに対して充電用必要動力を要求する状態が無用に継続してしまうという不利な面があった。
特に、車両が走行を停止してエンジンに対する走行用動力が不要になっているような場合には、上記したような電力バランス状態に陥ると、エンジンに対して要求される充電用必要動力は補助機器を駆動するだけの低い値となるので、エンジンが運転効率の低い低出力での運転状態を無用に長い時間にわたって継続することになりエンジンの運転効率の低下を招くおそれがあった。
【0008】
本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、発電機の発電電力と補助機器の電力消費量とがバランスして、バッテリーに対する充電が行えなくなるような状態に陥ることを未然に防止して、エンジンに対して充電用必要動力を要求する状態が不必要に長く継続することを防止することが可能となる自走車両の運転制御装置を提供する点にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1によれば、エンジンにて駆動される発電機及びバッテリーを有する電力供給源を備えさせて、その電力供給源からの電力にて走行用電動モータ及び補助機器を駆動させるように構成され、運転制御手段が、前記バッテリーの充電状態を検出する充電状態検出手段の情報に基づいて、前記バッテリーの充電のために前記エンジンの作動を制御するように構成されている自走車両の運転制御装置において、前記運転制御手段が、前記充電状態検出手段の検出値が予め設定した基準値を下回ると、その検出値が低いほど大きくなるように前記エンジンに対して要求される充電用必要動力を求めて、その充電用必要動力の情報に基づいてエンジンの作動を制御するように構成され、且つ、前記補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値として前記充電用必要動力が求められる前記検出値と同じ値又はそれよりも低めに充電停止用目標値を設定して、前記充電状態検出手段の検出値が前記充電停止用目標値よりも低い値から高い値に向けて上昇しているときに、前記検出値が前記充電停止用目標値以上になると、前記充電状態検出手段の検出値にかかわらず、前記充電用必要動力を、前記補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値として求められる前記充電用必要動力よりも大きい値にすることを、前記充電状態検出手段の検出値が前記基準値に上昇するまで実行するように構成されていることを特徴とする。
【0010】
すなわち、充電状態検出手段の検出値が予め設定した基準値を下回り、バッテリーの充電が必要な状態であれば、運転制御手段は、充電状態検出手段の検出値が低いほど大きくなるようにエンジンに対して要求される充電用必要動力を求めて、その充電用必要動力の情報に基づいてエンジンの作動を制御することになる。従って、エンジンにより発電機が駆動されてバッテリーを充電するために必要となる電力が発電される。
【0011】
一方、補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値として充電用必要動力が求められる検出値と同じ値又はそれよりも低めに充電停止用目標値が設定される。そして、充電状態検出手段の検出値が前記充電停止用目標値よりも低い値から高い値に向けて上昇しているときに、前記検出値が充電停止用目標値以上になると、充電状態検出手段の検出値にかかわらず、充電用必要動力を、前記補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値として求められる前記充電用必要動力よりも大きい値にすることを、充電状態検出手段の検出値が前記基準値に上昇するまで実行するのである。
【0012】
以下、図面を参照しながら具体例で説明を加える。図12に、充電状態の検出値SOCに対するエンジンの充電用必要動力の変化特性の一例を示している。尚、この例では、充電用必要動力を求めるための充電状態の検出値SOCとして所定間隔毎に変化する離散的な値を用いる構成としている。
この図12におけるa点での充電状態SOCの検出値X1が、補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値として充電用必要動力Paが求められる検出値とすると、検出値X1よりも低めの図12のb点での充電状態の検出値X2が前記充電停止用目標値として設定されることになる。又、充電状態検出手段の検出値SOCが、前記充電停止用目標値X2よりも低い値から高い値に向けて上昇しているとき、つまり、図において左側から右側に変化しているときに、検出値SOCが充電停止用目標値X2以上になると、充電用必要動力を前記充電用必要動力Paよりも大きい値にすることを、充電状態検出手段の検出値SOCが基準値X0に上昇するまで実行するのである。
【0013】
そのように前記充電用必要動力を大きい値にすることで、エンジンの出力が大きくなり、強制的にバッテリーへの充電が行われて、実質的なバッテリーの充電状態が高い値に向けて上昇して前記基準値になるのであり、検出値SOCが上昇しているときに充電用必要動力が図12のa点の値になることはない。
このようにして、充電用必要動力が補助機器を駆動するのに必要な必要動力と等しくなりバッテリーへの充電が行われない電力バランス状態になるのを回避できることになる。
上述の具体例では、前記充電停止用目標値として前記検出値X1よりも低めの検出値X2が設定されるようにしたが、前記充電停止用目標値としては、前記検出値X1と同じ値に設定するものでもよい。
【0014】
従って、発電機の発電電力と補助機器の電力消費量とがバランスして、バッテリーに対する充電が行えなくなるような状態に陥ることを未然に防止して、エンジンに対して充電用必要動力を要求する状態が不必要に長く継続することを防止することが可能となる自走車両の運転制御装置を提供できるに至った。
【0015】
請求項2によれば、エンジンにて駆動される発電機及びバッテリーを有する電力供給源を備えさせて、その電力供給源からの電力にて走行用電動モータ及び補助機器を駆動させるように構成され、運転制御手段が、前記バッテリーの充電状態を検出する充電状態検出手段の情報に基づいて、前記バッテリーの充電のために前記エンジンの作動を制御するように構成されている自走車両の運転制御装置において、前記運転制御手段が、前記充電状態検出手段の検出値が予め設定した基準値を下回ると、その検出値が低いほど大きくなるように前記エンジンに対して要求される充電用必要動力を求めて、その充電用必要動力の情報に基づいてエンジンの作動を制御するように構成され、且つ、前記補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値として前記充電用必要動力が求められる前記検出値と同じ値またはそれよりも低めに充電停止用目標値を設定して、前記充電状態検出手段の検出値が前記充電停止用目標値よりも低い値から高い値に向けて上昇しているときに、前記検出値が前記充電停止用目標値以上になると、前記充電用必要動力を零として求めるように構成されていることを特徴とする。
【0016】
すなわち、充電状態検出手段の検出値が予め設定した基準値を下回り、バッテリーの充電が必要な状態であれば、運転制御手段は、充電状態検出手段の検出値が低いほど大きくなるようにエンジンに対して要求される充電用必要動力を求めて、その充電用必要動力の情報に基づいてエンジンの作動を制御することになる。従って、エンジンにより発電機が駆動されてバッテリーを充電するために必要となる電力が発電される。
【0017】
一方、補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値として充電用必要動力が求められる検出値と同じ値又はそれよりも低めに充電停止用目標値が設定される。そして、充電状態検出手段の検出値が前記充電停止用目標値よりも低い値から高い値に向けて上昇しているときに、前記検出値が充電停止用目標値以上になると充電用必要動力を零として求めることになる。
【0018】
以下、請求項1と同じように、図面を参照しながら具体例で説明を加える。図12に、充電状態の検出値SOCに対するエンジンの充電用必要動力の変化特性の一例を示している。尚、この例では、充電用必要動力を求めるための充電状態の検出値SOCとして所定間隔毎に変化する離散的な値を用いる構成としている。
この図12におけるa点での充電状態SOCの検出値X1が、補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値として充電用必要動力Paが求められる検出値とすると、検出値X1よりも低めの図12のb点での充電状態の検出値X2が前記充電停止用目標値として設定されることになる。又、充電状態検出手段の検出値SOCが、前記充電停止用目標値X2よりも低い値から高い値に向けて上昇しているとき、つまり、図において左側から右側に変化しているときに、検出値SOCが充電停止用目標値X2以上になると、充電用必要動力が零となるのであり、検出値SOCが上昇しているとき、充電用必要動力が図12のa点の値になることはない。
このようにして、充電用必要動力が補助機器を駆動するのに必要な必要動力と等しくなりバッテリーへの充電が行われない電力バランス状態(図中のa点に相当するような状態)になるのを回避できることになる。
上述の具体例では、前記充電停止用目標値として前記検出値X1よりも低めの検出値X2が設定されるようにしたが、前記充電停止用目標値としては、前記検出値X1と同じ値に設定するものでもよい。
【0019】
従って、発電機の発電電力と補助機器の電力消費量とがバランスして、バッテリーに対する充電が行えなくなるような状態に陥ることを未然に防止して、エンジンに対して充電用必要動力を要求する状態が不必要に長く継続することを防止することが可能となる自走車両の運転制御装置を提供できるに至った。
【0020】
請求項3によれば、請求項1又は2において、前記エンジンが、走行用の動力を出力するように構成され、前記運転制御手段が、前記充電状態検出手段の検出値が前記基準値を下回ると、正側の値であって前記検出値が低いほど大きくなるように、且つ、前記充電状態検出手段の検出値が前記基準値以上になると、負側の値であって前記検出値が高いほど大きくなるように、前記充電用必要動力を求め、且つ、アクセル開度及び進行方向指示情報を含む走行駆動力調整情報に基づいて、前記エンジンの走行用必要動力を指示されている進行方向への走行駆動力であれば走行駆動力が大きいほど大きい正側の値として求め、進行方向とは反対方向への走行駆動力であれば走行駆動力が大きいほど大きい負側の値として求め、この走行用必要動力と前記充電用必要動力とからエンジンの総必要動力を求めて、この総必要動力が正の値であれば前記エンジンの出力がこの総必要動力になるように、且つ、総必要動力が負の値になるとエンジンの作動を停止するように、前記エンジンの運転を制御するように構成されていることを特徴とする。
【0021】
すなわち、エンジンは、走行用の動力を出力する構成であるから、発電機を駆動するための充電用必要動力とは別に走行用必要動力を出力させる必要がある。そこで、アクセル開度及び進行方向指示情報を含む走行駆動力調整情報に基づいて走行用必要動力を求め、充電用必要動力と走行用必要動力とを合わせて総必要動力を求めるのである。
【0022】
つまり、充電状態検出手段の検出値が前記基準値を下回ると、バッテリーに充電が必要であるから検出値が低いほど大きくなるようにエンジンの充電用必要動力を求める必要がある。前記検出値が基準値以上になると、バッテリーへの充電を行わずに電力負荷に電力を出力させることから、そのことを演算上、負側の値として求めるのである。例えば、エンジンの動力と電動モータの動力により走行駆動しているような場合、電動モータに対する電力供給を増加するためにエンジンの動力が減少するような場合があるからである。
【0023】
又、指示されている進行方向への走行駆動力であれば、エンジンにより走行駆動する必要があるために、走行駆動力が大きいほど大きい正側の値として走行用必要動力を求める。指示されている進行方向とは反対方向への走行駆動力であれば、エンジンによる駆動はできないが例えばエンジンの走行駆動力を減少させて電動モータによる回生制動を行わせる等の目的のために、演算上、負側の値として求めるのである。
そして、演算上で求めた総必要動力が正の値であればエンジンの出力がこの総必要動力になるように運転を制御し、総必要動力が負の値になるとエンジンの作動を停止させるのである。
【0024】
従って、電動モータ及びエンジンを動力源として走行駆動を行う構成において、走行用の要求動力に加えて充電用必要動力の情報を加味して、エンジンの運転を制御する構成とすることにより、バッテリーの充電状態を適正な状態に維持しながら、車両の走行駆動を適正に行うことが可能となり、請求項1又は2を実施するのに好適な手段が得られる。
【0025】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態〕
以下、本発明に係るハイブリッド車両の第1実施形態について図面に基づいて説明する。
図1に、ハイブリッド車両のシステム構成を示している。このハイブリッド車両は、後述するような遊星ギア機構1、エンジン2、制動装置31付きの発電機3、及び、電動モータ4等が一体的に組み付けられた駆動ユニットKが設けられ、この駆動ユニットKが、走行装置としての左右の前輪5を駆動する走行用駆動力を発生するように構成されている。
【0026】
次に駆動ユニットKの構成について説明する。
図2に示すように、エンジン2、電動モータ4、及び、発電機3は夫々、遊星ギア機構1を介して機械的に結合されており、遊星ギア機構1は、中央軸芯周りで回転するサンギア18、サンギア18の外周を係合して自転しながら中央軸芯周りで公転する3個の遊星ピニオンギア19、さらにその外周で各遊星ピニオンギア19に係合しながら回転するリングギア20が備えられ、前記3個の遊星ピニオンギア19はキャリア21にて軸支され一体的に中央軸芯周りで公転するように構成されている。
この遊星ギア機構1に対して、エンジン2の出力軸2aがキャリア21に結合され、発電機3の駆動軸3aがサンギア18に結合され、電動モータ4の駆動軸4aがカウンタギア22を介してリングギア20に結合されている。又、前記電動モータ4の駆動軸4aはカウンターギア22及びディファレンシャルギア23を介して左右の前輪5に結合されている。つまり、電動モータ4と各前輪5とは連動連結される状態であり常に同期して回転する状態となっている。
【0027】
上記構成の遊星ギア機構1では、前記各ギアに夫々結合されている3つの軸、つまり、エンジン2の出力軸2a、発電機3の駆動軸3a、及び、電動モータ4の駆動軸4aのうち、2つの軸の回転状態(回転速度や回転トルク等)が定まると、残りの1つの軸の回転状態は一義的に定まる特性を有している。
これらの間での回転速度の関係は、図4に示すような共線図で表すことができる。前記各ギアが回転を停止している状態であれば、図の特性線L1で示す状態となる。そして、エンジン2が停止している状態で電動モータ4のみにより走行駆動させるモータ走行状態では、図の特性線L2で示すように電動モータ4を前進方向側に回転駆動する。このとき、エンジン2は停止しており発電機3は自由回転状態となる。
前記モータ走行状態においてエンジン2を始動させるときには、図の特性線L3で示すように、発電機3を電動モータとして機能させて設定回転速度で駆動させてエンジン2を始動させる。エンジン2が始動すると、図の特性線L4で示すように、発電機3は回転速度が零となる状態に維持され、その後はエンジン2の動力と電動モータ4の動力により走行駆動される。
【0028】
車両走行中にバッテリー17の充電が必要なときは、図4の特性線L5で示すようにエンジン2の回転速度を上げて発電機3により発電させ、発電電力をバッテリーに充電させることができる。バッテリー17の充電は、車両走行中に限らず、走行を停止している状態にも行うことができる。つまり、図4の特性線L6で示すように、電動モータ4の駆動を停止させてエンジン2を作動させて発電機3により発電させることになる。
【0029】
このように、エンジン2の出力軸、発電機3の駆動軸、及び、電動モータ4の駆動軸の夫々の回転速度の関係は共線図上で常に一直線として規定されることになる。発電機3及び電動モータ4は、夫々、交流同期式の電動機で構成され、これらに対する駆動電流の供給方向と電流値を調節して回転方向や回転速度を制御することが可能であり、駆動ユニットKは無段階に走行速度を変更させることができる構成となっている。
【0030】
そして、このハイブリッド車両においては、図6に示すように、電力消費負荷として、走行用電動モータ4やそれ以外の電力負荷、例えば、車両の前照灯等のランプ類、オーディオ機器、空調機器、後述するような各制御部からなる制御機器等の車両用の補助機器DCがあるが、前記バッテリー17と発電機3とにより、これらの電力負荷に対して電力を供給する電力供給源DKが構成されることになる。
【0031】
次に、このハイブリッド車両における駆動ユニットKに対する制御構成について説明する。
図3にも示すように、車両全体の動作を統括して管理する車両制御部6、この車両制御部6からの制御情報に基づいて電動モータ4の動作を制御するモータ制御部7、車両制御部6からの制御情報に基づいて発電機3及び制動装置31の動作を制御する発電機制御部8、車両制御部6からの制御情報に基づいてエンジン2の出力、具体的には、電子スロットル弁9のスロットル開度及びインジェクタ(図示せず)の燃料噴射量を自動調節するエンジン制御部10夫々が備えられ、アクセル操作具11の操作量を検出するアクセル操作量検出センサS1、ブレーキ操作具13の操作量(操作圧)を検出するブレーキ操作量検出センサS2、シフトポジションレバー15の位置を検出するシフトポジションセンサS3、前輪5の車軸の回転速度に基づいて車速を検出する車速センサS4、及び、バッテリーの充電状態を検出するための充電状態検出部S5等による各種の検出情報が車両制御部6に入力される構成となっている。
【0032】
前記シフトポジションレバー15の位置としては、「P」(駐車位置)、「R」(後進走行位置)、「N」(中立位置)、「D」(前進走行位置)、「B」(制動力が大きめに作用する前進走行位置)があり、運転者により運転状況に応じて適宜、切り換え操作されることになる。
【0033】
前記電動モータ4、発電機3並びに前記各制御部に対する駆動電力は、バッテリー17から供給され、このバッテリー17は後述するように発電機3や電動モータ4からの発電電力によって充電される構成となっている。
【0034】
そして、前記車両制御部6が、アクセル操作具11の操作量の情報、ブレーキ操作具13の操作量の情報、シフトポジションレバー15の位置の情報、車速センサS4による検出情報等の走行用の駆動力調整情報、及び、充電状態検出部S5にて検出されるバッテリーの充電状態から求められる電池要求電力情報に基づいて、エンジンを始動させるか否かの判断処理や駆動ユニットKに対する要求駆動力を求める処理、駆動ユニットKにて要求駆動力を出力させる出力処理等を実行するように構成されている。出力処理においては、車両制御部6が、駆動ユニットKにて要求駆動力を出力させるように、モータ制御部7、発電機制御部8、及び、エンジン制御部10に制御情報を出力して、エンジン2、発電機3及び電動モータ4の作動を制御するようになっている。
【0035】
以下、車両が停車している状態から発進して走行し、その後、減速して停止するまでの各操作段階での夫々の運転モードにおける制御内容について簡単に説明する。
バッテリーが十分充電されており充電する必要がないときに、エンジン2、電動モータ4、及び、発電機3が回転を停止している停止状態(図4の特性線L1に対応)から、アクセルが踏み込み操作されると、先ず、エンジン2を停止した状態で電動モータ4に前進走行用の駆動トルクを発生させて車両を発進させる(図4の特性線L2に対応)。
走行速度が設定速度(約10km/h)を越えてエンジン2の駆動力が必要であると判別される場合には、発電機3を回転駆動させてエンジン2を始動させる(図4の特性線L3に対応)。つまり、車両制御部6がエンジン2の始動に必要な目標回転速度を求め、その目標回転速度の指令情報を発電機制御部8に指令し、発電機制御部8が、対応する目標回転速度になるように発電機3に対する駆動用の供給電流値を制御する。発電機制御部8により発電機3が駆動トルクを生じている状態から回生制動トルクを発生している状態になったことが判断されることによりエンジン2の始動が確認されると、制動装置31により発電機3の回転を止めて発電機3による駆動トルクの発生を停止させる。
【0036】
車両走行中において、充電状態検出部S5の検出情報に基づいてバッテリー17の充電状態が低下して充電が必要であると判断されると、エンジン2の動力により発電機3を駆動してバッテリー17を充電する(図4の特性線L5に対応)。又、車両走行停止中、すなわち、電動モータ4が駆動停止しているときであっても、バッテリー17の充電が必要であると判断されると、エンジン2を始動してエンジン2の動力により発電機3を駆動して発電する(図4の特性線L6に対応)。
【0037】
エンジン2が始動した後において、後で詳述するように、エンジン2に対するスロットル開度及び燃料噴射量は、エンジン2の回転速度の変化に対して運転効率が最も大きくなるような最適燃費ラインに沿って変化するように電子スロットル弁9やインジェクタを自動調節する構成となっている。
そして、車両走行中において、上記したような最適燃費ラインに基づくエンジンの駆動力では不足する走行駆動力を電動モータ4により出力するようになっている。走行中に下りの坂道等において走行に必要な要求駆動力が小さくなると、電動モータ4は回生制動力を発生させるように制御される。このとき、電動モータ4は発電機として機能し、発電した電力はバッテリ17に蓄電される構成となっている。
【0038】
上述したような駆動ユニットKに対する走行駆動力の調整処理によって車両の運転が管理されることになり、車両制御部6、モータ制御部7、発電機制御部8、エンジン制御部10の夫々により、車両の運転を管理する運転制御手段としての制御手段Hが構成される。
この制御手段Hの制御内容について図面を参照しながら説明を加えると、図5に示すように、先ず、アクセル操作量検出センサS1にて検出されるアクセル操作具11の操作量の情報、ブレーキ操作量検出センサS2にて検出されるブレーキ操作具13の操作量の情報、シフトポジションセンサS3にて検出されるシフトポジションレバー15の位置の情報、車速センサS4にて検出される車速検出情報、充電状態検出部S5にて検出されるバッテリー17の充電状態検出情報の夫々を取り込み、それらの各種の情報に基づいて、現在の車両の走行状態が上述したような各種の運転モードのうちのいずれの運転モードにあるかを判断する処理や、上記各種の検出情報に基づいて、前記要求駆動力から前記スロットル目標開度、モータトルク、発電機目標回転速度を演算にて求める目標値の演算処理、エンジン2を始動させたり、停止させたりする必要があるか否かの判断処理等を含む演算処理を実行する。
【0039】
そして、前記演算処理にて演算された結果に基づいて、運転モードに応じて必要とされる運転状態になるように発電機3の回転速度を調整する発電機出力処理、エンジン2を始動させるエンジン始動処理、上記したような各運転モードに応じて必要とされる駆動力になるように上記したような最適燃費ラインに従ってスロットル開度が調整される状態でエンジン2の出力を調整するエンジン出力処理、及び、上記したような各運転モードに応じて必要とされる運転状態になるように電動モータ4の出力を調整するモータ出力処理の夫々を実行するように構成されている。
【0040】
前記車両制御部6は、充電状態検出部S5の検出値SOCが予め設定した基準値を下回ると、その検出値が低いほど大きくなるようにエンジン2に対して要求される充電用必要動力を求めて、その充電用必要動力の情報に基づいてエンジンの作動を制御するように構成され、且つ、補助機器DCを駆動するのに必要となるエンジン2の必要動力と等しい値として充電用必要動力が求められる検出値よりも低めに充電停止用目標値を設定して、充電状態検出部S5の検出値が前記充電停止用目標値よりも低い値から高い値に向けて上昇しているときに検出値が充電停止用目標値以上になると、充電用必要動力を零として求めるように構成されている。しかも、充電停止用目標値よりも低めに充電開始用目標値を設定して、充電用必要動力を零としている状態で、前記充電状態検出部S5の検出値SOCが充電開始用目標値よりも高い値から低い値に向けて下降しているときに検出値が充電開始用目標値を下回ると、その後は、そのときの充電状態に応じてエンジンに要求される必要動力を、前記充電用必要動力として求めるように構成されている。
【0041】
説明を加えると、上記したような、補助機器DCを駆動するのに必要となるエンジン2の必要動力というのは、エンジン2にて発電機3だけを駆動している状態で、補助機器DCが消費する最大電力量を発電機3が発電している状態におけるエンジン2の動力のことであり、前記充電停止用目標値を設定するための基準となる前記検出値は、上記したようなエンジンの必要動力が充電用必要動力として求められるときの、充電状態検出部S5の検出値に対応している。
【0042】
ところで、このハイブリッド車両においては、エンジン2は発電機3を駆動する動力だけでなく車両走行用の動力も合わせて出力する必要があるが、車両走行用駆動力は、エンジン2と電動モータ4との両方の駆動力を合わせた駆動力であり、このような車両を走行駆動するために要求駆動力と、バッテリー17を充電するのに必要となる充電必要動力とからエンジン2に総合的に必要とされる動力を求める必要がある。
【0043】
そこで、次のようにして、エンジン2に総合的に必要とされる動力を求める構成としている。
つまり、充電状態検出部S5の検出値SOCが基準値を下回ると、正側の値であって検出値が低いほど大きくなるように、且つ、充電状態検出部S5の検出値SOCが基準値以上になると、負側の値であって検出値が高いほど大きくなるように、充電用必要動力を求め、且つ、アクセル開度及び進行方向指示情報を含む走行駆動力調整情報に基づいて、エンジン2の走行用必要動力を指示されている進行方向への走行駆動力であれば走行駆動力が大きいほど大きい正側の値として求め、指示されている進行方向とは反対方向への走行駆動力であれば走行駆動力が大きいほど負側の値として求め、この走行用必要動力と充電用必要動力とからエンジン2の総必要動力を求めて、この総必要動力が正の値であればエンジン2の出力がこの総必要動力になるように、且つ、総必要動力が負の値になるとエンジン2の作動を停止するように、エンジン2の運転を制御するように構成されている。
【0044】
次に、車両制御部6によるエンジン2、電動モータ4、発電機3を制御するときの制御目標値を演算する処理について具体的に説明する。
バッテリー17の充電状態が低下していたり、大きい走行駆動力を必要とする等、エンジン2を起動する必要がある場合には、図8に示すように予め設定されている変化特性から、前記エンジン要求出力に対して運転効率が最も大きくなるようなエンジン目標回転速度を求める。そして、図9に示すように、エンジン2の運転効率の高い点に沿うように予め設定されたエンジン2のエンジン目標回転速度に対する目標スロットル開度の変化特性、すなわち、最適燃費ラインが設定されており、前記エンジン目標回転速度とこの最適燃費ラインとからそのときの目標スロットル開度を求める。この求めた目標スロットル開度の情報はエンジン制御部10に指令される。
エンジン制御部10は、実際のスロットル開度が求めた目標スロットル開度になるように電子スロットル弁9の開度を調整する。尚、図示はしないが、吸入空気量とエンジン回転速度に対応する燃料噴射量も合わせて求められ、対応する燃料噴射量になるように自動調節されることになる。
一方、上記したようにして求めた前記エンジン目標回転速度とそのときの車速の情報とから発電機3の目標回転速度を求め、その目標回転速度になるように発電機制御部8に制御情報を指令する。
【0045】
車速の変化に対する電動モータ4とエンジン2とのトルク分配比率等を設定した車両の走行性能特性が予め設定されており、前記要求駆動力の情報や車速の情報と、走行性能特性から電動モータ4が出力すべきモータトルクを算出する。例えば、設定車速以下であればすべての駆動力を電動モータ4にて出力するように、又、設定車速を越えて走行しているときエンジン2の出力では要求駆動力に対して不足する動力を電動モータ4にて出力するように、必要なモータトルクが求められ、電動モータ4の駆動制御が行われることになる。
【0046】
そして、図10に示すように、例えばシフトポジションレバー15が「D」位置にあるときの車速の変化に対する駆動ユニットKに対する要求駆動力の変化特性が予め設定されており、前記車両制御部6がこの特性に基づいて走行用の要求駆動力を求める構成となっている。図10(イ)に示されるラインq1は、アクセル操作量が最大(全開)になったときの値に対応する車速の変化に対する要求駆動力の変化を示しており、アクセル操作量が変化した場合の要求駆動力の変化割合が図10(ロ)に示すような特性として予め設定されている。そして、これらの特性から、そのときの車速に対応する要求駆動力は、図10(イ)に示されるラインq1から求められる車速に対する値と、アクセル操作量の検出値に基づく変化割合(%)との積により求められることになる。
【0047】
図10に示す特性において、正(+)側は、目標走行方向が前進方向であること、すなわち、前進走行用の要求駆動力であることを示し、図において上側ほど前進走行用の要求駆動力が大となることを示している。又、負(−)側は、目標走行方向が前進方向とは逆方向の要求駆動力であることを示し、図において下側ほど逆向きの要求駆動力が大となることを示している。そして、図10のラインq2は、アクセル操作量が最小(全閉)で且つブレーキ操作量が最小になったときの要求駆動力の変化特性を示しており、又、図10のラインq3はブレーキ操作量が最大になったときの要求駆動力の変化特性を示している。
【0048】
アクセル操作具並びにブレーキ操作具が操作されていないときには、このラインq2を用いて走行用の要求駆動力が求められることになる。上記ラインq2より明らかなように、車速が設定車速より大でありアクセルが全閉であるとき負(−)側の要求駆動力、すなわち、指示されている進行方向とは逆向きの要求駆動力となることを示しており、ラインq2及びラインq3より明らかなように、ブレーキ操作量が大であるほど負(−)側の走行用の要求駆動力が大になるように設定されている。
【0049】
そして、図11に示すように、充電状態検出部S5にて検出されるバッテリー17の充電状態SOCに対するバッテリー17における充電すべき電力や放電すべき電力を規定する電池要求電力の変化特性が予め設定されており、充電状態検出部S5にて検出される現在のバッテリー17の充電状態SOCからそのときの電池要求電力Wを求め、その電池要求電力Wをエンジン2に対する要求動力、すなわち、充電用必要動力に換算した値と、前記アクセル操作量やブレーキ操作量等に基づいて求められる走行用の要求駆動力とを合算して最終的な要求駆動力を求める。尚、充電用必要動力は電池要求電力と比例関係にあり、電池要求電力に予め定められた計数を掛けることで求めることが可能である。
【0050】
図11において、電池要求電力Wが正(+)側は上方側ほどバッテリー17が大きな電力を放電させる必要があることを示し、負(−)側は下方側ほどバッテリー17の充電量を大きくさせる必要があることを示しており、電池要求電力Wが正(+)側であれば充電の必要はないのでエンジン2に対する要求動力は負側になり、電池要求電力Wが負(−)側であれば充電が必要であり、その値が大きいほどエンジン2に対する要求動力は正側で且つ大きくなる。
【0051】
前記充電状態検出部S5においては、バッテリー17における実際の充電状態の値は連続的に変化するアナログ情報として検出される実測値に対して、そのアナログ情報を図11に示すように検出可能領域を量子化処理した離散的な値として求めて、その値を充電状態の検出値SOCとして車両制御部6に出力させる構成としている。つまり、車両制御部6に与えられる情報は、所定幅(ΔSOC)づつ変化する離散的な値となる。
【0052】
車両制御部6では、充電状態検出部S5から与えられる量子化された検出値SOCに基づいて電池要求電力Wを求めるのであるが、電池要求電力Wが補助機器DCにおける最大電力と等しい値となる、すなわち、図11に示すように電池要求電力がaとなる検出値X1よりも低めの電池要求電力がbとなる検出値X2(これが充電停止用目標値に対応する)を設定して、この検出値X2と、電池要求電力がゼロ(c点)となる検出値X0との充電状態の変化量(ΔX)が、前記離散的な値の所定幅(ΔSOC)と同じか又はそれよりも小さい値になるように設定している。又、前記検出値X2よりも設定量だけ低めの検出値X3(これが充電開始用目標値に対応する)が設定されている。
【0053】
このような構成であれば、充電状態の検出値SOCが上記したような離散的な値を取りながら低い値から前記検出値X2にまで上昇して、更に上昇する場合には、前記検出値X2から次に検出値X0に移行することになり、電池要求電力W、即ち、図12に示すように、エンジン2に対する充電用必要動力が零になるのである。このとき検出値X1を通過することは無いので、発電機3の電力と補助機器DCの消費電力とがバランスしてバッテリー17に充電電流が流れなくなるといった不都合を未然に回避できる。検出値SOCが検出値X0を越えて上昇すると電池要求電力Wが正の値となり、充電用必要動力が零として求められて、エンジン2に対する充電用必要動力が不要な状態が維持される。
そして、このように充電用必要動力を零として求める状態から、充電状態の検出値SOCが高い値から減少して検出値X3よりも低くなると、その後は、充電状態検出部S5の検出値から求められる電池要求電力に対応する充電用必要動力を求める構成となっている。
【0054】
従って、前記電池要求出力が負(充電)側に大であってバッテリー17の充電状態の検出値SOCが充電開始用目標値X3より低下すると、充電に必要なエンジン2に対する充電用必要動力が求められて、走行用要求駆動力に充電に必要な駆動力が加算され、エンジン2の出力が増大し発電機が駆動されてバッテリー17に充電が行われる。バッテリー17への充電が行われて、充電状態の検出値SOCが充電停止用目標値以上にまで上昇すると、充電用必要動力が零となる。このとき、車両が走行停止中で走行用駆動力が零であればエンジン2は作動を停止することになる。充電が行われて、前記電池要求出力が正(放電)側に大であれば、エンジン2を始動しなくなり、バッテリー17の電力により電動モータ4が駆動され、バッテリー17から電力が放電されることになる。
【0055】
〔第2実施形態〕
次に、本発明に係るハイブリッド車両の第2実施形態について図面に基づいて説明する。
この実施形態では、前記充電状態検出部S5の検出値が前記充電停止用目標値よりも低い値から高い値に向けて上昇しているときに前記検出値が前記充電停止用目標値以上になったときに実行する制御内容を除く、その他の構成は、上記第1実施形態の場合と同様であるから、異なる構成についてのみ説明し、他の構成については説明は省略する。
【0056】
つまり、この第2実施形態においては、前記充電状態検出部S5の検出値SOCが前記充電停止用目標値よりも低い値から高い値に向けて上昇しているときに、前記検出値が前記充電停止用目標値以上になると、前記充電用必要動力を、前記補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値として求められる前記充電用必要動力よりも大きい値にするように構成される。
説明を加えると、充電状態検出部S5の検出値SOCが、低い値から充電停止用目標値に対応する前記検出値X2にまで上昇すると、そのとき、車両制御部6は、充電状態検出部S5の検出値SOCに基づいて充電用必要動力を求める処理に代えて、前記補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値として求められる前記充電用必要動力、すなわち、図11において電池要求電力がaとなるときの充電用必要動力よりも設定量だけ大きい値に設定する強制充電処理を実行するのである。
そうすると、エンジンの出力が増大して、発電機3の発電出力が補助機器DCの消費電力よりも大になり、図14に示すように、エンジンによる充電用必要動力が補助機器による電力消費量よりも設定量だけ多い値Pbになり、バッテリーに強制的に充電が行われて充電状態が高くなる。このときのバッテリーへの充電量は、大き過ぎると過充電のおそれもあるので少なめの値に設定されることになる。そして、充電状態検出部の検出値SOCが基準値にまで上昇したことが検出されると強制充電処理を停止して、充電状態検出部S5の検出値SOCに基づいて充電用必要動力を求める処理に戻る。
【0057】
その結果、バッテリーへの充電が行われて、充電状態検出部S5の検出値SOCが基準としての検出値X0を越えて上昇して電池要求電力Wが正の値となり、充電用必要動力が零として求められて、エンジン2に対する充電用必要動力が不要な状態が維持される。このようにして、発電機3の電力と補助機器DCの消費電力とがバランスしてバッテリー17に充電電流が流れなくなるといった不都合を未然に回避できるものとなる。
【0058】
尚、この第2実施形態では、第1実施形態のように、前記充電状態検出手段の検出値を量子化した離散的な値にて車両制御部に入力させる構成に限らず、図17に示すように、充電状態検出部の検出値SOCを連続変化するアナログ情報として入力する構成としてもよい。
【0059】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【0060】
(1)上記各実施形態では、前記補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値として前記充電用必要動力が求められる充電状態検出部の検出値X1よりも低めの検出値X2を前記充電停止用目標値として設定する構成としたが、このような構成に代えて、上記各実施形態の夫々において、前記充電停止用目標値として、検出値X1と同じ値を設定する構成としてもよい。
【0061】
(2)上記各実施形態では、補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力として、補助機器DCが消費する最大電力量を発電機3にて発電させるためのエンジンの必要動力に対応する場合を例示したが、このような構成に限らず、例えば、次のように構成してもよい。
例えば、図15、図16に示すように、補助機器DCにおける実際の電力消費量を検出する負荷検出手段S6を備えさせて、この負荷検出手段S6の検出情報に基づいて、そのときの電力消費量を発電機3にて発電させるためのエンジンの必要動力に対応するように設定するものでもよい。
すなわち、負荷検出手段S6の検出情報が制御手段Hに入力され、制御手段が、この負荷検出手段S6の検出情報に基づいて、図11中の検出値X1を求めて、この検出値X1よりも設定量だけ低めに充電停止用目標値(検出値X2)を求めるような構成としてもよい。この構成では、そのときの補助機器の電力使用量に応じて検出値X1が随時変化することになる。
【0062】
(3)上記各実施形態では、前記充電停止用目標値よりも低めに充電開始用目標値(図11の検出値X3)を設定して、充電用必要動力を零としている状態で、前記充電状態検出部S5の検出値SOCが充電開始用目標値よりも高い値から低い値に向けて下降しているときに検出値が充電開始用目標値を下回ると、そのときの充電状態に応じてエンジンに要求される必要動力を、前記充電用必要動力として求めるように構成したが、このような構成に代えて、次のように構成するものでもよい。
例えば、充電状態検出手段の検出値が前記充電停止用目標値を越えることにより、充電用必要動力を零としている状態において、前記検出値が前記充電停止用目標値を越えた時点から設定時間が経過すると、そのときの充電状態に応じてエンジンに要求される必要動力を充電用必要動力として求める元の状態に戻す構成としたり、あるいは、人為操作による解除指令に基づいて元の状態に戻す構成とする等、各種の形態で実施することができる。
【0063】
(4)上記第1実施形態では、前記充電状態検出手段の検出値が前記充電停止用目標値よりも低い値から高い値に向けて上昇しているときに、前記検出値が前記充電停止用目標値を越えると、その後は前記充電用必要動力を零として求めるように構成するものとして、充電状態検出部の検出値を量子化した離散的な値にて車両制御部に入力させる構成としたが、このような構成に限らず、充電状態検出部の検出値SOCを連続変化するアナログ値のまま入力させる構成として、前記検出値SOCが上昇して前記充電停止用目標値を越えると、電池要求電力の値にかかわらず充電用必要動力を零に強制的に補正するように制御する構成としてもよく、要するに、エンジンの充電用必要動力が補助機器を駆動するのに必要な電力を出力する値と等しい値となる点(図12にて充電状態が検出値X1となる点)を通過することを回避させればよく、具体構成としては適宜変更して実施してもよい。
【0064】
(5)上記各実施形態では、自走車両として、エンジン及び電動モータ双方の動力を車軸に伝達可能な、いわゆるパラレルハイブリッド方式のハイブリッド車両を例示したが、本発明は、この構成に限らず、エンジンは発電機を駆動するだけの構成とし、発電機にてバッテリーを充電し、バッテリーの電力にて車両走行駆動用の電動モータを駆動する、いわゆるシリーズハイブリッド方式のハイブリッド車両にも適用できる。
【0065】
(6)上記各実施形態では、駆動手段が前輪を駆動する構成としたが、これに限らず、後輪を駆動する構成や、4 輪すべてを駆動する構成でもよく、又、駆動手段として遊星ギア機構を備える構成を例示したが、このような構成に限定されるものではなく、各種の伝動機構を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】概略構成図
【図2】駆動ユニットを示す図
【図3】制御ブロック図
【図4】駆動ユニットの動作状態を示す共線図
【図5】制御動作のフローチャート
【図6】電力供給系統のブロック図
【図7】目標値の演算処理手順を示す図
【図8】エンジンの速度特性図
【図9】最適燃費ラインを示す図
【図10】走行用要求駆動力を示す図
【図11】電池要求電力の特性を示す図
【図12】充電用必要動力の特性を示す図
【図13】電力供給状態を示す図
【図14】第2実施形態の電力供給状態を示す図
【図15】別実施形態の電力供給系統のブロック図
【図16】別実施形態の制御ブロック図
【図17】充電用必要動力の連続的な変化特性を示す図
【符号の説明】
2 エンジン
4 電動モータ
17 バッテリー
DC 補助機器
DK 電力供給源
H 運転制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention comprises a power supply source having a generator driven by an engine and a battery, and is configured to drive a traveling electric motor and auxiliary equipment with power from the power supply source, and control the operation. The present invention relates to a driving control device for a self-propelled vehicle configured to control the operation of the engine for charging the battery based on information of a charging state detecting unit that detects a charging state of the battery.
[0002]
[Prior art]
The self-propelled vehicle having the above-described configuration is called a so-called hybrid vehicle, and is configured to include an electric motor for traveling to drive the vehicle so that the fuel consumption of the engine can be suppressed as much as possible. In such a driving control device for a self-propelled vehicle, if the state of charge of the battery is high, the electric motor for driving and the auxiliary device are driven by the electric power from the battery. When the state of charge of the battery becomes low, the battery is charged by a generator driven by the engine.
[0003]
For example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-299004, the state of charge detection value is such that the lower the state of charge detection value is, the larger the state of charge detection value is lower than a preset reference value. The required power for charging required for the engine is determined in advance corresponding to the engine, and the required power for charging required for the engine is obtained based on this changing characteristic, and the charging required The engine operation was controlled based on the power information.
For example, if the vehicle is running with the engine running, the engine is operated with a power that is higher than the power required for running by the required power for charging and the generator generates power. And the battery is charged. Further, if the vehicle is stopped, the power required for traveling is zero, and the engine outputs the necessary power for charging.
[0004]
According to the above characteristics, when the battery is charged by the generator and the detected value of the charged state rises to the reference value, the required power for charging required for the engine becomes zero. It had been. Accordingly, if the vehicle is stopped traveling, the power required for traveling is zero, so that the engine stops operating when the necessary power for charging is zero.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the battery is charged by driving the generator with the engine as described above, the power generated by the generator is naturally supplied to the battery for charging. At this time, in addition to the battery, it is also supplied to an auxiliary device as a power load (see FIG. 13). The auxiliary device is a power consuming device other than the electric motor provided in the vehicle, and examples thereof include lamps such as a vehicle headlamp, an air conditioning device, and other control devices.
[0006]
However, in the conventional configuration, in a state where the detected value of the state of charge of the battery is lower than the reference value, the detected value is continuously increased corresponding to all possible values so that the detected value becomes larger. The required power for charging required for the engine is obtained on the basis of a characteristic line determined in advance so that the engine operates, and the operation of the engine is controlled based on information on the required power for charging. Therefore, the following inconvenience occurred.
[0007]
In other words, when the generator is driven and the charging of the battery proceeds, the detected value of the charging state rises and changes so as to approach the reference value. When the required power becomes equal to the required power of the engine required to drive the auxiliary equipment, the power generated and output by the generator and the power consumption by the auxiliary equipment are the same. For example, as shown in FIG. 17, when the required power for charging continuously changes with respect to the change in the state of charge, the required power for charging is the same as the power consumption by the auxiliary device when reaching point a in the figure. As shown in FIG. 13 (b), all the power output from the generator is consumed by the auxiliary device, and the power generation output of the generator and the power consumption by the auxiliary device are balanced. Thus, the charging current for the battery may become almost zero.
In such a state, the state of charge of the battery does not change from that value, the required power for charging required for the engine will never become zero, and the necessary power for charging is not actually required In spite of this, there is a disadvantage that the state where the engine requires the required power for charging continues unnecessarily.
In particular, when the vehicle stops traveling and the driving power for the engine is no longer necessary, the required charging power required for the engine is supplemented when the power balance state described above is reached. Since the value is low enough to drive the equipment, the engine will continue to operate at a low output with low operating efficiency for a long time unnecessarily, leading to a decrease in engine operating efficiency.
[0008]
The present invention has been made paying attention to this point, and its purpose is to balance the power generated by the generator and the power consumption of the auxiliary equipment so that the battery cannot be charged. The object of the present invention is to provide a driving control device for a self-propelled vehicle which can be prevented in advance and prevent a state in which the required power for charging is required for the engine from continuing for an unnecessarily long time.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a power supply source having a generator driven by an engine and a battery is provided, and the electric motor for driving and the auxiliary device are driven by the power from the power supply source. The driving control unit is configured to control the operation of the engine for charging the battery based on the information of the charging state detecting unit that detects the charging state of the battery. In the apparatus, when the operation control means detects the required power for charging required for the engine so as to increase as the detection value decreases when the detection value of the charge state detection means falls below a preset reference value. Accordingly, the engine is configured to control the operation of the engine based on the information on the necessary power for charging, and the engine is required to drive the auxiliary equipment. A target value for stopping charging is set to a value equal to or lower than the detected value for obtaining the required power for charging as a value equal to power, and the detected value of the charging state detecting means is the target value for stopping charging When the detected value is equal to or higher than the target value for stopping charging when rising from a lower value to a higher value,Regardless of the detection value of the charging state detection means,The required power for charging is set to a value larger than the required power for charging obtained as a value equal to the required power of the engine required to drive the auxiliary device.Until the detection value of the charging state detection means rises to the reference valueIt is comprised as follows.
[0010]
That is, if the detection value of the charging state detection unit is below a preset reference value and the battery needs to be charged, the operation control unit sets the engine so that it increases as the detection value of the charging state detection unit decreases. On the other hand, the required power for charging required is obtained, and the operation of the engine is controlled based on the information on the required power for charging. Accordingly, the generator is driven by the engine to generate electric power necessary for charging the battery.
[0011]
On the other hand, the target value for stopping charging is set to a value equal to or lower than the detected value for obtaining the required power for charging as a value equal to the required power of the engine required to drive the auxiliary device. When the detection value of the charging state detection means increases from a value lower than the target value for stopping charging to a higher value, if the detected value becomes equal to or higher than the target value for stopping charging, the charging state detecting means Regardless of the detected value, the required power for charging is set to a value larger than the required power for charging obtained as a value equal to the required power of the engine required to drive the auxiliary equipment.Until the detection value of the state of charge detection means rises to the reference valueIt is.
[0012]
Hereinafter, specific examples will be described with reference to the drawings. FIG. 12 shows an example of a change characteristic of the required power for charging the engine with respect to the detected value SOC of the charging state. In this example, a discrete value that changes at predetermined intervals is used as the state-of-charge detection value SOC for obtaining the required power for charging.
If the detected value X1 of the state of charge SOC at the point a in FIG. 12 is a detected value for obtaining the necessary power Pa for charging as a value equal to the required power of the engine required to drive the auxiliary equipment, the detected value The detection value X2 of the charging state at the point b in FIG. 12 lower than X1 is set as the target value for stopping charging. Further, when the detection value SOC of the charging state detection means is rising from a value lower than the charging stop target value X2, that is, when changing from the left side to the right side in the figure, When the detected value SOC becomes equal to or higher than the charge stop target value X2, the required power for charging is set to a value larger than the required power Pa for charging.Is executed until the detection value SOC of the charge state detection means rises to the reference value X0.It is.
[0013]
By setting the required power for charging to a large value as described above, the engine output increases, the battery is forcibly charged, and the substantial state of charge of the battery increases toward a high value. Thus, the required power for charging does not become the value at point a in FIG. 12 when the detected value SOC is increasing.
In this way, it is possible to avoid a power balance state in which the necessary power for charging is equal to the necessary power necessary for driving the auxiliary device and the battery is not charged.
In the above-described specific example, the detection value X2 lower than the detection value X1 is set as the charge stop target value. However, the charge stop target value is set to the same value as the detection value X1. It may be set.
[0014]
Therefore, the power generated by the generator and the power consumption of the auxiliary device are balanced to prevent the battery from being charged, and the engine is required to have the necessary power for charging. It came to be able to provide the driving control device of the self-propelled vehicle which can prevent the state from continuing for an unnecessarily long time.
[0015]
According to
[0016]
That is, if the detection value of the charging state detection unit is below a preset reference value and the battery needs to be charged, the operation control unit sets the engine so that it increases as the detection value of the charging state detection unit decreases. On the other hand, the required power for charging required is obtained, and the operation of the engine is controlled based on the information on the required power for charging. Accordingly, the generator is driven by the engine to generate electric power necessary for charging the battery.
[0017]
On the other hand, the target value for stopping charging is set to a value equal to or lower than the detected value for obtaining the required power for charging as a value equal to the required power of the engine required to drive the auxiliary device. Then, when the detection value of the charging state detection means increases from a value lower than the target value for stopping charging to a higher value, if the detected value becomes equal to or higher than the target value for stopping charging, the necessary power for charging is increased. It will be calculated as zero.
[0018]
Hereinafter, as in
If the detected value X1 of the state of charge SOC at the point a in FIG. 12 is a detected value for obtaining the necessary power Pa for charging as a value equal to the required power of the engine required to drive the auxiliary equipment, the detected value The detection value X2 of the charging state at the point b in FIG. 12 lower than X1 is set as the target value for stopping charging. Further, when the detection value SOC of the charging state detection means is rising from a value lower than the charging stop target value X2, that is, when changing from the left side to the right side in the figure, When the detected value SOC becomes equal to or higher than the target value X2 for stopping charging, the required power for charging becomes zero. When the detected value SOC is increased, the required power for charging becomes the value at point a in FIG. There is no.
In this way, the required power for charging is equal to the required power required to drive the auxiliary equipment, and the battery is not charged, and a power balance state (a state corresponding to point a in the figure) is established. Can be avoided.
In the above-described specific example, the detection value X2 lower than the detection value X1 is set as the charge stop target value. However, the charge stop target value is set to the same value as the detection value X1. It may be set.
[0019]
Therefore, the power generated by the generator and the power consumption of the auxiliary device are balanced to prevent the battery from being charged, and the engine is required to have the necessary power for charging. It came to be able to provide the driving control device of the self-propelled vehicle which can prevent the state from continuing for an unnecessarily long time.
[0020]
According to a third aspect, in the first or second aspect, the engine is configured to output driving power, and the operation control means is configured such that the detection value of the charging state detection means is less than the reference value. When the detection value of the charging state detection means is greater than or equal to the reference value, the negative value and the detection value are high. The required power for charging is determined so as to increase, and the required power for traveling of the engine is directed in the traveling direction instructed based on traveling driving force adjustment information including accelerator opening and traveling direction instruction information. If the travel drive force is greater, the greater the travel drive force, the greater the positive value, and the greater the travel drive force in the direction opposite to the traveling direction, the greater the negative drive value. Required power for driving The total required power of the engine is obtained from the required power for charging, and if the total required power is a positive value, the output of the engine is the total required power, and the total required power is a negative value. Then, the operation of the engine is controlled so as to stop the operation of the engine.
[0021]
That is, since the engine is configured to output power for traveling, it is necessary to output the power for traveling separately from the power for charging for driving the generator. Therefore, the necessary driving power is obtained based on the travel driving force adjustment information including the accelerator opening and the traveling direction instruction information, and the total necessary power is obtained by combining the necessary charging power and the necessary traveling power.
[0022]
In other words, if the detected value of the charging state detecting means falls below the reference value, the battery needs to be charged. Therefore, it is necessary to obtain the necessary power for charging the engine so that the smaller the detected value, the larger the required power. When the detected value is equal to or higher than the reference value, the power is output to the power load without charging the battery, and this is calculated as a negative value. For example, when the vehicle is driven by the power of the engine and the power of the electric motor, the power of the engine may decrease in order to increase the power supply to the electric motor.
[0023]
Further, since the travel driving force in the instructed traveling direction needs to be travel driven by the engine, the greater the travel driving force, the greater the required power for travel is obtained. If the driving force is in the direction opposite to the instructed traveling direction, the engine cannot be driven, but for the purpose of reducing the driving force of the engine and causing regenerative braking by the electric motor, for example, In calculation, it is obtained as a negative value.
And if the total required power calculated in the calculation is a positive value, the operation is controlled so that the engine output becomes this total required power, and if the total required power becomes a negative value, the operation of the engine is stopped. is there.
[0024]
Therefore, in the configuration in which the driving is performed using the electric motor and the engine as a power source, the information on the necessary power for charging is added to the required power for driving, and the operation of the engine is controlled, whereby the operation of the battery is controlled. The vehicle can be properly driven while maintaining the charged state in an appropriate state, and a suitable means for carrying out the first or second aspect can be obtained.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of a hybrid vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a system configuration of the hybrid vehicle. This hybrid vehicle is provided with a drive unit K in which a
[0026]
Next, the configuration of the drive unit K will be described.
As shown in FIG. 2, the
For this
[0027]
In the
The relationship between the rotational speeds of these can be represented by a collinear chart as shown in FIG. If the respective gears are in a stopped state, a state indicated by a characteristic line L1 in the figure is obtained. Then, in a motor running state where the
When the
[0028]
When the
[0029]
Thus, the relationship among the rotational speeds of the output shaft of the
[0030]
In this hybrid vehicle, as shown in FIG. 6, as a power consumption load, the traveling
[0031]
Next, a control configuration for the drive unit K in this hybrid vehicle will be described.
As shown also in FIG. 3, a
[0032]
The position of the
[0033]
Driving power for the
[0034]
Then, the
[0035]
Hereinafter, the control contents in the respective operation modes in each operation stage from the state where the vehicle is stopped until the vehicle starts to run and then decelerates to stop will be briefly described.
When the battery is sufficiently charged and does not need to be charged, the accelerator is released from the stop state (corresponding to the characteristic line L1 in FIG. 4) in which the
When the traveling speed exceeds the set speed (about 10 km / h) and it is determined that the driving force of the
[0036]
When it is determined that charging is necessary because the charging state of the
[0037]
After the
During traveling of the vehicle, the
[0038]
The driving of the vehicle is managed by the adjustment processing of the driving force for the driving unit K as described above, and the
The control contents of the control means H will be described with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 5, information on the operation amount of the
[0039]
And based on the result calculated by the said calculation process, the generator output process which adjusts the rotational speed of the
[0040]
When the detection value SOC of the charging state detection unit S5 falls below a preset reference value, the
[0041]
In other words, the necessary power of the
[0042]
By the way, in this hybrid vehicle, the
[0043]
In view of the above, the power required for the
That is, when the detection value SOC of the charging state detection unit S5 falls below the reference value, the detection value SOC of the charging state detection unit S5 is greater than or equal to the reference value so as to increase as the detection value is a positive value and lower. Then, the required power for charging is determined so as to increase as the detected value is higher on the negative side, and based on the travel driving force adjustment information including the accelerator opening and the traveling direction instruction information, the
[0044]
Next, a process for calculating the control target value when the
When it is necessary to start up the
The
On the other hand, the target rotational speed of the
[0045]
Driving performance characteristics of the vehicle in which the torque distribution ratio between the
[0046]
As shown in FIG. 10, for example, a change characteristic of the required driving force for the drive unit K with respect to a change in the vehicle speed when the
[0047]
In the characteristics shown in FIG. 10, the positive (+) side indicates that the target traveling direction is the forward direction, that is, the required driving force for forward traveling, and the required driving force for forward traveling in the upper side in the figure. Indicates that it will be large. Further, the negative (−) side indicates that the target driving direction is the required driving force in the direction opposite to the forward direction, and the lower side in the figure indicates that the required driving force in the opposite direction increases. A line q2 in FIG. 10 shows a change characteristic of the required driving force when the accelerator operation amount is minimum (fully closed) and the brake operation amount is minimum, and a line q3 in FIG. The change characteristic of the required driving force when the operation amount becomes maximum is shown.
[0048]
When the accelerator operating tool and the brake operating tool are not operated, the required driving force for traveling is obtained using this line q2. As apparent from the line q2, when the vehicle speed is higher than the set vehicle speed and the accelerator is fully closed, the required driving force on the negative (−) side, that is, the required driving force in the direction opposite to the instructed traveling direction. As is apparent from the line q2 and the line q3, the required driving force for traveling on the negative (−) side increases as the brake operation amount increases.
[0049]
Then, as shown in FIG. 11, a change characteristic of battery required power that prescribes the power to be charged and the power to be discharged in the
[0050]
In FIG. 11, when the battery required power W is positive (+), the upper side indicates that the
[0051]
In the charge state detection unit S5, the actual charge state value in the
[0052]
The
[0053]
With such a configuration, when the detection value SOC of the state of charge rises from a low value to the detection value X2 while taking discrete values as described above, and further increases, the detection value X2 Then, the detected value X0 is shifted to, and the required battery power W, that is, the necessary power for charging the
Then, from the state where the required power for charging is determined as zero in this way, when the detected value SOC of the charged state decreases from a high value and becomes lower than the detected value X3, thereafter, it is determined from the detected value of the charged state detection unit S5. The required power for charging corresponding to the required battery power is obtained.
[0054]
Accordingly, when the battery required output is large on the negative (charging) side and the detected value SOC of the charged state of the
[0055]
[Second Embodiment]
Next, 2nd Embodiment of the hybrid vehicle which concerns on this invention is described based on drawing.
In this embodiment, when the detection value of the charging state detection unit S5 increases from a value lower than the target value for stopping charging to a higher value, the detected value becomes equal to or higher than the target value for stopping charging. Since the rest of the configuration excluding the control content executed at the same time is the same as in the case of the first embodiment, only different configurations will be described, and description of other configurations will be omitted.
[0056]
That is, in the second embodiment, when the detection value SOC of the charge state detection unit S5 increases from a value lower than the charge stop target value toward a higher value, the detection value is the charge. When it becomes equal to or greater than the target value for stopping, the required power for charging is set to a value larger than the required power for charging obtained as a value equal to the required power of the engine required to drive the auxiliary device Is done.
In other words, when the detection value SOC of the charging state detection unit S5 increases from a low value to the detection value X2 corresponding to the target value for stopping charging, the
Then, the output of the engine increases, the power generation output of the
[0057]
As a result, the battery is charged, the detection value SOC of the charge state detection unit S5 rises beyond the detection value X0 as a reference, the required battery power W becomes a positive value, and the required power for charging is zero. And the state where the necessary power for charging the
[0058]
The second embodiment is not limited to the configuration in which the detection value of the charging state detection unit is input to the vehicle control unit as a quantized discrete value as in the first embodiment, but is shown in FIG. As described above, the detection value SOC of the charge state detection unit is input as continuously changing analog information.Also good.
[0059]
[Another embodiment]
Hereinafter, other embodiments are listed.
[0060]
(1) In each of the above embodiments, the detection value is lower than the detection value X1 of the charge state detection unit in which the required power for charging is obtained as a value equal to the required power of the engine required to drive the auxiliary device. X2 is set as the target value for stopping charging. Instead of such a configuration, the same value as the detected value X1 is set as the target value for stopping charging in each of the above embodiments. It is good.
[0061]
(2) In each of the above embodiments, as the required power of the engine required to drive the auxiliary equipment, the maximum power consumed by the auxiliary equipment DC corresponds to the required power of the engine for generating power with the
For example, as shown in FIGS. 15 and 16, load detection means S6 for detecting the actual power consumption in the auxiliary equipment DC is provided, and the power consumption at that time is based on the detection information of the load detection means S6. The amount may be set so as to correspond to the required power of the engine for generating power with the
That is, the detection information of the load detection unit S6 is input to the control unit H, and the control unit obtains the detection value X1 in FIG. 11 based on the detection information of the load detection unit S6, and the detection value X1 is greater than the detection value X1. It is good also as a structure which calculates | requires the target value for charge stop (detection value X2) low by only the set amount. In this configuration, the detection value X1 changes as needed according to the power usage of the auxiliary device at that time.
[0062]
(3) In each of the above embodiments, the charge start target value (detected value X3 in FIG. 11) is set lower than the charge stop target value, and the charge required power for charging is set to zero. If the detected value SOC is lower than the target value for starting charging when the detected value SOC of the state detecting unit S5 is decreasing from a value higher than the target value for starting charging to a lower value, depending on the charging state at that time Although the required power required for the engine is obtained as the required power for charging, the following power may be used instead of such a structure.
For example, when the detection value of the charge state detection means exceeds the target value for stopping charging, the set time has elapsed from the time when the detected value exceeds the target value for stopping charging while the required power for charging is zero. A configuration in which the required power required for the engine is returned to the original state obtained as the required power for charging according to the charging state at that time, or the original state is returned based on a release command by human operation It can implement with various forms, such as.
[0063]
(4) In the first embodiment, when the detection value of the charging state detection means increases from a value lower than the target value for stopping charging to a higher value, the detected value is used for stopping charging. If the target value is exceeded, then the required power for charging is determined to be zero, and the detection value of the charging state detection unit is input to the vehicle control unit as a quantized discrete value. However, the present invention is not limited to such a configuration, and as a configuration in which the detection value SOC of the charge state detection unit is input as an analog value that continuously changes, if the detection value SOC rises and exceeds the charge stop target value, the battery It may be configured to forcibly correct the necessary power for charging to zero regardless of the value of the required power. In short, the necessary power for charging the engine outputs the power necessary to drive the auxiliary equipment. Value and etc. Point at which the have value it is sufficient to avoid passing through the (state of charge at 12 point at which the detected value X1), Specific configurations may be implemented appropriately changed.
[0064]
(5) In each of the above embodiments, as a self-propelled vehicle, a so-called parallel hybrid hybrid vehicle capable of transmitting the power of both the engine and the electric motor to the axle is illustrated, but the present invention is not limited to this configuration. The engine can be applied only to a so-called series hybrid type hybrid vehicle in which a generator is only driven, a battery is charged by the generator, and an electric motor for driving the vehicle is driven by the electric power of the battery.
[0065]
(6) In the above embodiments, the driving means drives the front wheels. However, the present invention is not limited to this, and the driving means may be configured to drive the rear wheels or drive all four wheels. Although the structure provided with the gear mechanism was illustrated, it is not limited to such a structure, Various transmission mechanisms can be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram.
FIG. 2 is a diagram showing a drive unit
FIG. 3 is a control block diagram.
FIG. 4 is a collinear diagram showing the operating state of the drive unit.
FIG. 5 is a flowchart of the control operation.
FIG. 6 is a block diagram of a power supply system
FIG. 7 is a diagram showing a target value calculation processing procedure;
[Fig. 8] Engine speed characteristics
FIG. 9 is a diagram showing an optimum fuel consumption line
FIG. 10 is a diagram showing a required driving force for traveling
FIG. 11 is a graph showing characteristics of battery required power
FIG. 12 is a diagram showing characteristics of necessary power for charging
FIG. 13 is a diagram showing a power supply state
FIG. 14 is a diagram showing a power supply state of the second embodiment.
FIG. 15 is a block diagram of a power supply system according to another embodiment.
FIG. 16 is a control block diagram according to another embodiment.
FIG. 17 is a diagram showing a continuous change characteristic of necessary power for charging;
[Explanation of symbols]
2 Engine
4 Electric motor
17 battery
DC auxiliary equipment
DK power supply
H Operation control means
Claims (3)
運転制御手段が、前記バッテリーの充電状態を検出する充電状態検出手段の情報に基づいて、前記バッテリーの充電のために前記エンジンの作動を制御するように構成されている自走車両の運転制御装置であって、
前記運転制御手段が、
前記充電状態検出手段の検出値が予め設定した基準値を下回ると、その検出値が低いほど大きくなるように前記エンジンに対して要求される充電用必要動力を求めて、その充電用必要動力の情報に基づいてエンジンの作動を制御するように構成され、且つ、
前記補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値として前記充電用必要動力が求められる前記検出値と同じ値又はそれよりも低めに充電停止用目標値を設定して、
前記充電状態検出手段の検出値が前記充電停止用目標値よりも低い値から高い値に向けて上昇しているときに、前記検出値が前記充電停止用目標値以上になると、前記充電状態検出手段の検出値にかかわらず、前記充電用必要動力を、前記補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値として求められる前記充電用必要動力よりも大きい値にすることを、前記充電状態検出手段の検出値が前記基準値に上昇するまで実行するように構成されている自走車両の運転制御装置。An electric power supply source having a generator and a battery driven by an engine is provided, and the electric motor for driving and auxiliary equipment are driven by electric power from the electric power supply source.
A driving control device for a self-propelled vehicle, wherein the driving control means is configured to control the operation of the engine for charging the battery based on information of the charging state detecting means for detecting the charging state of the battery. Because
The operation control means is
When the detected value of the charging state detecting means falls below a preset reference value, the required power for charging required for the engine is determined so as to increase as the detected value decreases, and the required power for charging is determined. Configured to control operation of the engine based on the information; and
The target value for stopping charging is set equal to or lower than the detected value in which the required power for charging is obtained as a value equal to the required power of the engine required to drive the auxiliary device,
When the detection value of the charge state detection means increases from a value lower than the target value for stopping charging to a higher value, and the detected value becomes equal to or higher than the target value for stopping charging , the charging state detection Regardless of the detected value of the means, the required power for charging is set to a value larger than the required power for charging obtained as a value equal to the required power of the engine required to drive the auxiliary device . An operation control device for a self-propelled vehicle configured to be executed until a detection value of the charging state detection means rises to the reference value .
運転制御手段が、前記バッテリーの充電状態を検出する充電状態検出手段の情報に基づいて、前記バッテリーの充電のために前記エンジンの作動を制御するように構成されている自走車両の運転制御装置であって、
前記運転制御手段が、
前記充電状態検出手段の検出値が予め設定した基準値を下回ると、その検出値が低いほど大きくなるように前記エンジンに対して要求される充電用必要動力を求めて、その充電用必要動力の情報に基づいてエンジンの作動を制御するように構成され、且つ、
前記補助機器を駆動するのに必要となるエンジンの必要動力と等しい値として前記充電用必要動力が求められる前記検出値と同じ値又はそれよりも低めに充電停止用目標値を設定して、
前記充電状態検出手段の検出値が前記充電停止用目標値よりも低い値から高い値に向けて上昇しているときに、前記検出値が前記充電停止用目標値以上になると、前記充電用必要動力を零として求めるように構成されている自走車両の運転制御装置。An electric power supply source having a generator and a battery driven by an engine is provided, and the electric motor for driving and auxiliary equipment are driven by electric power from the electric power supply source.
A driving control device for a self-propelled vehicle, wherein the driving control means is configured to control the operation of the engine for charging the battery based on information of the charging state detecting means for detecting the charging state of the battery. Because
The operation control means is
When the detected value of the charging state detecting means falls below a preset reference value, the required power for charging required for the engine is determined so as to increase as the detected value decreases, and the required power for charging is determined. Configured to control operation of the engine based on the information; and
The target value for stopping charging is set equal to or lower than the detected value in which the required power for charging is obtained as a value equal to the required power of the engine required to drive the auxiliary device,
When the detection value of the charging state detection means is rising from a value lower than the target value for stopping charging to a higher value, if the detected value is equal to or higher than the target value for stopping charging, the charging needs An operation control device for a self-propelled vehicle configured to obtain power as zero.
前記運転制御手段が、
前記充電状態検出手段の検出値が前記基準値を下回ると、正側の値であって前記検出値が低いほど大きくなるように、且つ、前記充電状態検出手段の検出値が前記基準値以上になると、負側の値であって前記検出値が高いほど大きくなるように、前記充電用必要動力を求め、且つ、
アクセル開度及び進行方向指示情報を含む走行駆動力調整情報に基づいて、前記エンジンの走行用必要動力を指示されている進行方向への走行駆動力であれば走行駆動力が大きいほど大きい正側の値として求め、進行方向とは反対方向への走行駆動力であれば走行駆動力が大きいほど負側の値として求め、
この走行用必要動力と前記充電用必要動力とからエンジンの総必要動力を求めて、この総必要動力が正の値であれば前記エンジンの出力がこの総必要動力になるように、且つ、総必要動力が負の値になるとエンジンの作動を停止するように、前記エンジンの運転を制御するように構成されている請求項1又は2記載の自走車両の運転制御装置。The engine is configured to output driving power;
The operation control means is
When the detection value of the charging state detection means falls below the reference value, the detection value of the charging state detection means is greater than the reference value so that it is a positive value and increases as the detection value is lower. Then, the required power for charging is determined so as to increase as the detected value is a negative value, and
Based on travel drive force adjustment information including accelerator opening and travel direction instruction information, the larger the travel drive force is, the larger positive the drive power is in the travel direction instructed for the required power for travel of the engine. If it is a driving force in the direction opposite to the traveling direction, the larger the driving force, the more negative the value,
The total required power of the engine is obtained from the required power for traveling and the required power for charging, and if the total required power is a positive value, the output of the engine becomes the total required power and The operation control device for a self-propelled vehicle according to claim 1 or 2, wherein the operation of the engine is controlled so that the operation of the engine is stopped when the required power becomes a negative value.
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