JP3786067B2

JP3786067B2 - Hybrid vehicle

Info

Publication number: JP3786067B2
Application number: JP2002267747A
Authority: JP
Inventors: 平伊良波; 竜哉尾関
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: JP2004112851A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両、特に、走行状況に合わせて、駆動源を変更するハイブリッド車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンを駆動させるための石油燃料の節約と、エンジンの騒音の低減、さらに石油燃料の燃焼により発生する排気ガスの低減を目的として、エンジン以外の異なる駆動源として、モータジェネレータを搭載したハイブリッド車両が提案されている。
【０００３】
この車両に用いられるモータジェネレータは、モータとして機能することにより、バッテリからの電力によりモータトルクを発生させ、車両発進時、加速時にエンジンのトルクアシストをする。またジェネレータとして機能することにより、エンジントルクにより発電を行い、バッテリを充電する。さらに、車両減速時には車輪から変速機を介して入力されるトルクを用いて回生充電する。
【０００４】
このように、車の走行条件に応じて、運転の安定性がより高く、燃費や排出ガスが抑えられるように、エンジンやモータジェネレータを制御している。
【０００５】
例えば、低速走行は、エンジン効率がよくない領域であるため、エンジンを停止して、モータジェネレータで走行する。
【０００６】
また、ハイブリッド車両では、運転状況に応じて４ＷＤ走行可能な車両を提供することが容易である。例えば、前輪の駆動源には、エンジンとフロントモータジェネレータが備えられ、後輪の駆動源には、リアモータジェネレータが備えられた車両では、より運転の安定性を向上させるために、次のような４ＷＤ制御が行われている。
【０００７】
すなわち、発進時は、駆動トルクを適切に前後輪に配分することで、発進性能を確保する。また、通常走行時は、燃費向上のため、基本的にはリアモータジェネレータは休止してフロントで駆動走行する。また、滑りやすい路面での加速、右左折、Ｕターンなどの小回りのときは前後駆動トルクを計算して、リアモータジェネレータをアシストモータとして機能させ、安定性を向上する制御を行う。
【０００８】
上述のような、運転制御は、通常走行時には、有効である。しかし、立体駐車場などの、低速で登板走行が続き、旋回などの小回りが多い場所では、モータジェネレータの負担が大きく、消費電力が大きい。したがって、充電状態が低くなってしまう。
【０００９】
また、車両の走行ルートから車両を制御する技術も開示されている。例えば、特開２０００ー１８８８０２号公報には、ナビゲーション装置を利用して、走行ルートに関する交通情報を解析し、バッテリの消費電力と回生電力を予測することで、エンジンとモータジェネレータを制御して、効率よく充電する技術が開示されている。
【特許文献１】
特開２０００ー１８８８０２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の技術でも、車の走行状況に応じて、運転の安定性が高く、燃費や排出ガスが抑えられるように、エンジンやモータジェネレータを制御している。しかし、立体駐車場などの低速旋回走行が続く場面での、バッテリのＳＯＣ（充電状態を示す値）低下を防ぐために、エンジンやモータジェネレータを適切に制御することは考慮されていなかった。
【００１１】
そこで、本発明は、立体駐車場などの低速旋回走行が続く状況での、ＳＯＣの低下を防止するために、エンジンやモータジェネレータを適切に制御するハイブリッド車両を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にかかるハイブリッド車両は、駆動源としてエンジンとモータジェネレータとを備え、走行状況に応じて前記駆動源を変更するハイブリッド車両であって、前記ハイブリッド車両が、一定時間連続して低速旋回走行中で、かつ、バッテリの充電状態が所定値以下のときに、バッテリの消費を抑える省電力モードに切り替える手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
このように構成されたハイブリッド車両では、バッテリの消費が多い、低速旋回走行で、ＳＯＣが所定値より下がった場合に、バッテリの消費を抑える省電力モードに切り替えることで、ＳＯＣの低下を防止することができる。
【００１４】
また、本発明にかかるハイブリッド車両は、駆動源としてエンジンとモータジェネレータとを備え、走行状況に応じて前記駆動源を変更するハイブリッド車両であって、前記ハイブリッド車両が、一定時間連続して低速旋回しながらの登坂走行中で、かつ、バッテリの充電状態が所定値以下のときに、バッテリの電力消費を抑える省電力モードに切り替える手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
このように構成されたハイブリッド車両では、バッテリの消費が多い、低速旋回登坂走行で、ＳＯＣが所定値より下がった場合に、バッテリの消費を抑える省電力モードに切り替えることで、ＳＯＣの低下を防止することができる。
【００１６】
さらに、本発明にかかるハイブリッド車両は、前記ハイブリッド車両が、一定時間連続して低速旋回走行中で、かつ、バッテリの充電状態が所定値以下のときに、バッテリの充電量を増加させる充電量増加モードに切り替える手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
このように構成されたハイブリッド車両では、一定時間連続して低速旋回走行を行い、ＳＯＣが所定値より下がった場合に、バッテリの充電量を増加させる充電量増加モードに切り替えることで、ＳＯＣの低下を防止することができる。
【００１８】
また、本発明にかかるハイブリッド車両は、駆動源としてエンジンとモータジェネレータとを備え、走行状況に応じて前記駆動源を変更するハイブリッド車両であって、前記ハイブリッド車両が、一定時間連続して低速旋回しながらの登坂走行中で、かつ、バッテリの充電状態が所定値以下のときに、バッテリの充電量を増加させる充電量増加モードに切り替える手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
このように構成されたハイブリッド車両では、一定時間連続して低速旋回登坂走行を行い、ＳＯＣが所定値より下がった場合に、バッテリの充電量を増加させる充電量増加モードに切り替えることで、ＳＯＣの低下を防止することができる。
【００２０】
また、本発明にかかるハイブリッド車両は、走行状況に応じて、前記モータジェネレータの駆動源を利用して４ＷＤ走行する４ＷＤ走行手段を備え、前記省電力モードは、前記４ＷＤ走行の禁止であることを特徴とする。
【００２１】
右左折や、Ｕターンなどの小回り走行をする際に、安定性を向上させるために、前後駆動トルクを調整して４ＷＤ走行する手段を備えたハイブリッド車両では、低速旋回走行でも、通常制御では、この４ＷＤ走行になる。
【００２２】
しかし、本発明のように構成されたハイブリッド車両では、低速旋回走行において、所定の条件を満たした場合に、４ＷＤ走行を禁止することで、モータジェネレータによる電力消費を抑え、ＳＯＣの低下を防止することができる。
【００２３】
さらに、本発明にかかるハイブリッド車両は、一定の基準速度になるとエンジンのみを駆動源とする車両であって、前記省電力モードは、基準速度を下げることで、モータジェネレータによる電力消費を抑えることであることを特徴とする。
【００２４】
このように構成されたハイブリッド車両では、消費電力が多い低速旋回走行等において、所定の条件を満たした場合に、モータジェネレータ走行からエンジン走行に切り替えるための基準となる速度を下げることで、モータジェネレータによる電力消費を抑えることができる。
【００２５】
また、本発明にかかるハイブリッド車両は、エンジンを始動するためのスタータジェネレータを備え、前記充電量増加モードは、エンジンのみ、もしくは、エンジンとモータジェネレータを駆動源として走行時に、前記スタータジェネレータによる充電を行うことであることを特徴とする。
【００２６】
このように構成されたハイブリッド車両では、消費電力が多い低速旋回走行等において、所定の条件を満たした場合に、スタータジェネレータで充電することで、ＳＯＣの低下を防止することができる。
【００２７】
さらに、前記ハイブリッド車両は、エンジントルクの所定比率をモータジェネレータによる充電にあてる車両であって、前記充電量増加モードは、エンジンのみを駆動源として走行時に、前記比率を上げて、モータジェネレータにあてるエンジントルクの割合を大きくして充電を増加させることであることを特徴とする。
【００２８】
このように構成されたハイブリッド車両では、消費電力が多い低速旋回走行等において、所定の条件を満たした場合に、モータジェネレータの充電に利用するエンジントルクの割合を大きくして、充電量を増加させることで、ＳＯＣの低下を防止することができる。
【００２９】
加えて、本発明にかかるハイブリッド車両は、サンギアと複数の遊星ギアとリングギアからなる遊星ギア機構が設けられ、前記サンギアにはエンジンの駆動軸が連結され、前記複数の遊星ギアを装着する遊星ギアホルダにはモータジェネレータの回転軸が連結され、前記リングギアには出力軸が連結されていて、前記充電量増加モードは、遊星ギアホルダの回転を前記モータジェネレータで抑制することで、前記出力軸へのエンジントルクの増幅を図ると共に前記モータジェネレータで充電を行う電気トルコンモードで発進することであることを特徴とする。
【００３０】
上記のような遊星ギア機構を有するハイブリッド車両では、モータジェネレータの回転数を制御することで、エンジントルクの増幅を図ると共にモータジェネレータで充電も可能である。この機能を利用して、本発明のように構成されたハイブリッド車両では、消費電力が多い低速旋回走行等において、所定の条件を満たした場合に、電気トルコンモードで発進することで、モータジェネレータにより、充電が可能なため、ＳＯＣの低下を防止することができる。
【００３１】
また、本発明にかかるハイブリッド車両では、エンジンを始動するためのスタータジェネレータを備え、上記電気トルコンモードで発進の際に、さらにスタータジェネレータで発電することを特徴とする。
【００３２】
このように構成されたハイブリッド車両では、消費電力が多い低速旋回走行等において、所定の条件を満たした場合に、電気トルコンモードによる充電に加えて、モータジェネレータによる充電も行うため、より充電量を増やすことができ、ＳＯＣの低下を防止することができる。
【００３３】
さらに、本発明にかかるハイブリッド車両は、タイヤのスリップ状態を検出する手段を備え、タイヤがスリップ状態でないときに、前記省電力モードもしくは前記充電量増加モードに切り替えることを特徴とする。
【００３４】
このように構成されたハイブリッド車両では、タイヤスリップ状態では、省電力モードや充電量増加モードには切り替えない。従って、その代わりに、スリップ状態に適した車両制御をすることができる。例えば、スリップ状態で、安定走行するのに有効な４ＷＤ走行を行うことなどがそれにあたる。
【００３５】
加えて、本発明にかかるハイブリッド車両において、一定時間連続した低速旋回走行は、立体駐車場での走行であることを特徴とする。
【００３６】
このように構成されたハイブリッド車両では、一定時間連続した低速旋回走行を立体駐車場の走行と限定することで、より正確に適切な場面で、省電力モードもしくは充電量増加モードに切り替えることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に従って説明する。
【００３８】
まず、本発明にかかる第一の実施の形態（以下、実施形態１）について、図１，２を用いて説明する。実施形態１では、車両が、低速旋回走行を続け、ＳＯＣが低下した際に、省電力モードに移行することを実現している。
【００３９】
省電力モードは、例えば、エンジン走行を通常より優先させ、モータジェネレータ走行を抑えることで実現させる。
【００４０】
図１は、実施形態１におけるハイブリッド車両のシステム構成図である。運転制御部１が、車両の走行状況に基づいて、エンジン２、モータジェネレータ３を制御している。モータジェネレータ３は、モータ又はジェネレータとして機能する。インバータ４は、バッテリ５の直流とモータジェネレータの交流の変換を行う電力変換装置である。
【００４１】
次に、実施形態１の実施フローを図２を参照しながら説明する。
【００４２】
運転制御部１が、車両が低速旋回走行中かを判定する（２０１）。低速旋回走行中であると判定した場合、その経過時間を運転制御部１にてカウントする（２０２）。所定時間経過した場合（２０３）、バッテリ５のＳＯＣが所定値以下かを判定する（２０４）。そして、ＳＯＣが所定値以下であれば、運転制御部１は、バッテリーの消費を抑える省電力モードに切り替える（２０５）。
【００４３】
上記各条件を満たさない場合には、経過時間カウンタをクリアして（２０６）、通常の走行制御を行う（２０７）。
【００４４】
このように、低速旋回走行中に、ＳＯＣが所定値以下になった場合、省電力モードに切り替えることで、モータジェネレータ等での電力消費をできるだけ少なくして、ＳＯＣの低下による駆動力の低下を防ぐことができる。
【００４５】
ここで、省電力モードに切り替わる条件を、低速旋回しながらの登坂走行中としてもよい。また、切り替わるモードを、モータジェネレータ等によるバッテリへの充電量を多くする充電量増加モードとしてもよい。
【００４６】
次に、本発明にかかる第二の実施の形態（以下、実施形態２）について説明する。実施形態２のハイブリッド車両は、前輪の駆動源として、エンジンとフロントモータジェネレータを有し、後輪の駆動源として、リヤモータジェネレータを備える。そして、このハイブリッド車両は、走行状況に応じて、リヤモータジェネレータを差動させて４ＷＤ走行する。４ＷＤ走行では、リヤモータジェネレータを使用するため、消費電力が大きくＳＯＣの低下を招く。そこで、実施形態２では、立体駐車場での登坂走行中に、４ＷＤ走行を禁止することで、省電力モードを実現させ、ＳＯＣの低下を防ぐことを実現している。
【００４７】
図３は、実施形態２におけるハイブリッド車両のシステム構成図である。また、図４は、実施形態２におけるハイブリッド車両に搭載されたエンジンや各モータジェネレータの配置を示したイメージ図である。
【００４８】
ステアリング舵角センサ８は、ステアリングの操舵角、操舵方向を検出する。そして、タイヤスリップセンサ９は、タイヤのスリップ状態を検出し、登板角度センサ１０は、車両の登板角度を検出する。さらに、ナビゲーションシステム１１は、立体駐車場の情報を含んだ地図情報と、自車位置とから、自車がどの位置に存在し、立体駐車場にいるかどうかを検出する。図１と同様な機能については、説明を省略する。
【００４９】
次に、このように構成されたハイブリッド車両において、走行状況に応じて行われる４ＷＤ走行について、説明する。まず、車両の発進時は、前駆動トルクを適切に前後輪に配分するように、運転制御部１が、各駆動源を制御して４ＷＤ走行を行う。また、通常走行時は、燃費向上のため、基本的には、リヤモータジェネレータ７は休止して前輪駆動で走行する。
【００５０】
さらに、右左折や、Ｕターンなどの小回りのときに、ステアリング舵角センサ８で検出した操舵角が所定値以上になった場合や、低μ路走行時にタイヤスリップセンサ９でタイヤのスリップを検出した場合、運転制御部１は、前後駆動トルクを計算して安定性を向上するために４ＷＤ走行を行う。
【００５１】
立体駐車場でも、低速で旋回走行が続くため、操舵角が所定値以上になり、上記の４ＷＤ走行が行われることがある。この場合、リヤモータジェネレータでの電力消費が増加し、ＳＯＣが低下してしまう。
【００５２】
このように、ＳＯＣが低下してしまうと、駆動力が低下する。従って、実施形態２では、ＳＯＣの低下を防ぐために、立体駐車場での上記４ＷＤ走行を禁止する制御を行う。図５の実施フロー図をもとに、実施形態２について説明する。
【００５３】
ナビゲーションシステム１１で、自車の現在位置情報を収集する（５０１）。そして、自車が立体駐車場に存在し、かつ、登板角度センサ１０にて、自車が登坂走行中であると判定した場合（５０２）、その経過時間を運転制御部１にてカウントする（５０３）。所定時間経過した場合（５０４）、自車は、立体駐車場で登坂走行中であると判定する（５０５）。さらに、バッテリ５のＳＯＣが所定値以下で、かつ、タイヤスリップセンサ９でタイヤのスリップ状態を検出しなかった場合（５０６）、運転制御部１は、操舵角が所定値以上になった際に行われる４ＷＤ走行を禁止する（５０７）。
【００５４】
上記各条件を満たさない場合には、経過時間カウンタをクリアして（５０８）、通常の走行制御を行う（５０９）。
【００５５】
このように、立体駐車場のように低速旋回し、登坂走行する場合に、電力消費が大きい４ＷＤ走行を禁止することで、バッテリのＳＯＣの低下を防止することができる。
【００５６】
実施形態２では、リヤモータジェネレータが、４ＷＤ走行時にアシストモータとして機能する形態で説明したが、フロントモータジェネレータがアシストモータとして機能する場合も可能である。
【００５７】
次に、本発明にかかる第三の実施の形態（以下、実施形態３）について説明する。実施形態３のハイブリッド車両では、フロントモータジェネレータ６を駆動源として駆動を開始し、基準速度に達するとエンジンに駆動源を変更する。実施形態３では、立体駐車場内で所定の条件を満たした場合に、上記の基準速度を下げることで、フロントモータジェネレータ６による電力消費を抑え、省電力モードを実現し、ＳＯＣの低下を防止している。
【００５８】
実施形態３でのハイブリッド車両のシステム構成図は、実施形態２と同様に図３でよい。
【００５９】
通常は、所定速度（１５ｋｍ／ｈから２０ｋｍ／ｈ）までは、モータジェネレータで走行し、その後速度が速くなると、エンジン走行に切り替わるように運転制御部１で制御する。実施形態３では、所定の走行条件を満たした場合に、上記所定速度を下げて、エンジン走行の開始速度を早めることで、モータジェネレータによる電力消費を抑える。これにより、省電力モードを実現する。
【００６０】
図６に、実施形態３のフロー図を示す。実施形態２の５０７の「４ＷＤ走行禁止」が、実施形態３では、「エンジン走行開始速度を早める」６０７に変更したのみで、フロー自体は実施形態２と同様であるため説明は割愛する。
【００６１】
続いて、モータジェネレータ走行時のエンジンを始動するのに使用するスタータジェネレータで、充電を行うことで、充電量増加モードを実現させる本発明の第四の実施の形態（以下、実施形態４）について説明する。
【００６２】
実施形態４において、ハイブリッド車両は、図４に示すように、エンジン２を始動するために、スタータジェネレータ１２が搭載されている。スタータジェネレータ１２は、所定の条件下で、充電の補助を行う。図７に、実施形態４のフロー図を示す。実施形態２の５０７の「４ＷＤ走行禁止」が、実施形態４では、「スタータジェネレータで発電する」７０７に変更したのみで、フロー自体は実施形態２と同様であるため説明は割愛する。
【００６３】
このように、スタータジェネレータで充電することで、充電量増加モードを実現させ、立体駐車場でのＳＯＣの低下を防ぐことができる。
【００６４】
次に、エンジン走行中に、フロントモータジェネレータに充電させるために利用されるエンジントルクの割合を通常よりも多くすることで、フロントモータジェネレータによる充電量を通常より多くし、充電量増加モードを実現している本発明にかかる第五の実施の形態（実施形態５）について、説明する。
【００６５】
図８に実施形態５のフロー図を示すが、実施形態３，４と同様に、５０７の「４ＷＤ走行禁止」が、「エンジン走行時のフロントモータジェネレータによる充電量を多くする」８０７に変更するのみのため、説明を省略する。
【００６６】
このように、フロントモータジェネレータによる充電を多くすることで、充電量増加モードを実現して、立体駐車場におけるＳＯＣの低下を防ぐことができる。
【００６７】
さらに、遊星ギア機構を利用して、エンジントルクの増幅を行うと共にモータジェネレータによって充電する電気トルコンモードを実施することで、充電量増加モードを実現して、ＳＯＣの低下を防止する本発明にかかる第六の実施形態（以下、実施形態６）について説明する。
【００６８】
まず、上記の電気トルコンモードについて、図９の遊星ギア機構の構成図をもとに説明する。
【００６９】
遊星ギア機構は、サンギア９１、ピニオンギアＮｏ１，Ｎｏ２（９２，９３）、リングギア９４とからなり、ピニオンギアＮｏ１，Ｎｏ２には、プラネタリキャリア９５が連結されている。そして、エンジン９６（表示せず）はサンギア９１と、モータジェネレータ９７はプラネタリキャリア９５に直結されている。リングギア９４には、出力軸９８が連結され、出力軸９８を通じて動力として出力される。
【００７０】
電気トルコンモードでは、プラネタリキャリア９５の回転をモータジェネレータ９７で抑制することで、エンジントルクの増幅を行う。この際に、モータジェネレータ９７は、充電も併せて行う。
【００７１】
実施形態６では、立体駐車場において所定の条件を満たした場合に、電気トルコンモードに移行する。
【００７２】
このように、実施形態６では、電気トルコンモードで発進することで、発進時に充電を行い、充電量増加モードを実現して、ＳＯＣの低下を防止させている。
【００７３】
図１０に実施形態６のフロー図を示すが、他の実施形態と同様に、５０７の「４ＷＤ走行禁止」が、「電気トルコンモードで発進する」１０７に変更するのみのため、説明を省略する。
【００７４】
この実施形態６は、例えば、立体駐車場内が混雑していて、発進と停止を繰り返すような場面を想定している。
【００７５】
実施形態６では、さらにスタータジェネレータでの充電も加えて、充電量のさらなる増加を図ってもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように、本発明にかかるハイブリッド車両では、立体駐車場などの低速旋回走行中のＳＯＣの低下を防ぐことができ、駆動力の低下を防止できる。
【００７７】
ＳＯＣの低下を防いでいるため、例えば、立体駐車場内での、降板走行時において、充電走行のためのエンジン始動が回避できる。したがって、モータジェネレータ走行で回生制動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１におけるハイブリッド車両のシステム構成図である。
【図２】実施形態１についての実施フロー図である。
【図３】実施形態２乃至６におけるハイブリッド車両のシステム構成図である。
【図４】実施形態２乃至６におけるハイブリッド車両のエンジン等の配置イメージ図である。
【図５】実施形態２についての実施フロー図である。
【図６】実施形態３についての実施フロー図である。
【図７】実施形態４についての実施フロー図である。
【図８】実施形態５についての実施フロー図である。
【図９】遊星ギア機構について説明するための図である。
【図１０】実施形態６についての実施フロー図である。
【符号の説明】
１運転制御部、２エンジン、３モータジェネレータ、４インバータ、５バッテリ、６フロントモータジェネレータ、７リアモータジェネレータ、８ステアリング舵角センサ、９タイヤスリップセンサ、１０登坂角度センサ、１１ナビゲーションシステム、１２スタータジェネレータ、９１サンギア、９２ピニオンギアＮｏ１、９３ピニオンギアＮｏ２、９４リングギア、９５プラネタリキャリア、９６エンジン、９７モータジェネレータ、９８出力軸。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly, to a hybrid vehicle that changes a drive source in accordance with a traveling situation.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a hybrid equipped with a motor generator as a different drive source other than the engine for the purpose of saving petroleum fuel to drive the engine, reducing engine noise, and reducing exhaust gas generated by combustion of petroleum fuel. Vehicles have been proposed.
[0003]
The motor generator used in the vehicle functions as a motor to generate motor torque by the electric power from the battery, and assists the engine torque when the vehicle starts and accelerates. Moreover, by functioning as a generator, it generates electric power with engine torque and charges the battery. Further, when the vehicle is decelerated, regenerative charging is performed using torque input from the wheels via the transmission.
[0004]
As described above, the engine and the motor generator are controlled in accordance with the driving conditions of the vehicle so that the driving stability is higher and fuel consumption and exhaust gas are suppressed.
[0005]
For example, since low-speed traveling is a region where engine efficiency is not good, the engine is stopped and the motor generator travels.
[0006]
Moreover, in the hybrid vehicle, it is easy to provide a vehicle capable of 4WD traveling according to the driving situation. For example, in a vehicle in which the front wheel drive source includes an engine and a front motor generator and the rear wheel drive source includes a rear motor generator, in order to further improve driving stability, the following is performed. 4WD control is performed.
[0007]
That is, at the time of start, the start performance is ensured by appropriately distributing the drive torque to the front and rear wheels. Further, during normal driving, the rear motor generator is basically stopped and driven at the front to improve fuel efficiency. In addition, when driving on a slippery road surface, turning right or left, or making a U turn, the front / rear drive torque is calculated, and the rear motor generator functions as an assist motor to perform control to improve stability.
[0008]
The operation control as described above is effective during normal traveling. However, in places such as multistory parking lots where climbing continues at low speed and there are many small turns such as turning, the burden on the motor generator is large and the power consumption is large. Therefore, the state of charge is lowered.
[0009]
Also disclosed is a technique for controlling a vehicle from the travel route of the vehicle. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-188802, a navigation device is used to analyze traffic information relating to a travel route, predict battery power consumption and regenerative power, and control the engine and motor generator. A technique for efficiently charging is disclosed.
[Patent Document 1]
JP 2000-188802 A [0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, even in the conventional technology, the engine and the motor generator are controlled so that the driving stability is high and the fuel consumption and exhaust gas are suppressed according to the traveling state of the vehicle. However, it has not been considered to appropriately control the engine and the motor generator in order to prevent a decrease in the SOC (value indicating the state of charge) of the battery in a scene where low-speed turning traveling such as a multilevel parking lot continues.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle that appropriately controls an engine and a motor generator in order to prevent a decrease in SOC in a situation where low-speed turning traveling such as a multilevel parking lot continues.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a hybrid vehicle according to the present invention includes an engine and a motor generator as drive sources, and changes the drive source in accordance with a driving situation, and the hybrid vehicle is fixed. It is characterized by comprising means for switching to a power saving mode that suppresses battery consumption when the vehicle is traveling at a low speed for a continuous time and the state of charge of the battery is below a predetermined value.
[0013]
In the hybrid vehicle configured as described above, when the battery is consumed at a low speed while the vehicle is traveling at a low speed and the SOC is lower than a predetermined value, switching to the power saving mode that suppresses the battery consumption prevents a decrease in the SOC. be able to.
[0014]
A hybrid vehicle according to the present invention is a hybrid vehicle that includes an engine and a motor generator as drive sources, and changes the drive source in accordance with traveling conditions, and the hybrid vehicle continuously turns at a low speed for a predetermined time. When the vehicle is traveling uphill, and when the state of charge of the battery is not more than a predetermined value, there is provided means for switching to a power saving mode that suppresses power consumption of the battery.
[0015]
In the hybrid vehicle configured as described above, when the SOC is low and the vehicle is running at a low speed turning uphill, the SOC is prevented from being lowered by switching to the power saving mode for suppressing the battery consumption when the SOC falls below a predetermined value. can do.
[0016]
Furthermore, the hybrid vehicle according to the present invention is configured to increase the amount of charge that increases the amount of charge of the battery when the hybrid vehicle is continuously traveling at a low speed for a predetermined time and the state of charge of the battery is equal to or less than a predetermined value. Means for switching to a mode is provided.
[0017]
In the hybrid vehicle configured as described above, the low-speed turning is continuously performed for a certain period of time, and when the SOC falls below a predetermined value, switching to the charge amount increase mode for increasing the charge amount of the battery reduces the SOC. Can be prevented.
[0018]
A hybrid vehicle according to the present invention is a hybrid vehicle that includes an engine and a motor generator as drive sources, and changes the drive source in accordance with traveling conditions, and the hybrid vehicle continuously turns at a low speed for a predetermined time. When the vehicle is traveling uphill, and when the state of charge of the battery is equal to or lower than a predetermined value, there is provided means for switching to a charge amount increase mode for increasing the charge amount of the battery.
[0019]
In the hybrid vehicle configured as described above, the low speed turning uphill traveling continuously for a certain time, and when the SOC falls below a predetermined value, switching to the charging amount increasing mode for increasing the charging amount of the battery, A decrease can be prevented.
[0020]
In addition, the hybrid vehicle according to the present invention includes 4WD traveling means for traveling 4WD using a drive source of the motor generator according to a traveling state, and the power saving mode is prohibited from the 4WD traveling. Features.
[0021]
In the case of a hybrid vehicle equipped with means for 4WD traveling by adjusting the front and rear driving torque in order to improve stability when making a small turn such as a right or left turn or a U turn, even in low-speed turning traveling, in normal control, This 4WD running.
[0022]
However, in the hybrid vehicle configured as in the present invention, when the predetermined condition is satisfied in the low-speed turning traveling, the 4WD traveling is prohibited, thereby suppressing the power consumption by the motor generator and preventing the SOC from being lowered. be able to.
[0023]
Furthermore, the hybrid vehicle according to the present invention is a vehicle that uses only the engine as a drive source at a constant reference speed, and the power saving mode reduces power consumption by the motor generator by lowering the reference speed. It is characterized by being.
[0024]
In the hybrid vehicle configured as described above, when a predetermined condition is satisfied in low-speed turning traveling with high power consumption, the motor generator is reduced by reducing a reference speed for switching from motor generator traveling to engine traveling. Power consumption due to can be suppressed.
[0025]
In addition, the hybrid vehicle according to the present invention includes a starter generator for starting the engine, and the charge amount increase mode is charged by the starter generator when the engine alone or the engine and the motor generator is used as a driving source. It is to do.
[0026]
In the hybrid vehicle configured as described above, when a predetermined condition is satisfied in low-speed turning traveling with high power consumption or the like, charging with a starter generator can prevent a decrease in SOC.
[0027]
Furthermore, the hybrid vehicle is a vehicle that applies a predetermined ratio of engine torque to charging by a motor generator, and in the charging amount increase mode, the ratio is increased and applied to the motor generator when traveling using only the engine as a drive source. It is characterized by increasing the ratio of engine torque to increase charging.
[0028]
In the hybrid vehicle configured as described above, when a predetermined condition is satisfied, for example, at low-speed turning with high power consumption, the ratio of engine torque used for charging the motor generator is increased to increase the amount of charge. Thus, it is possible to prevent the SOC from decreasing.
[0029]
In addition, the hybrid vehicle according to the present invention is provided with a planetary gear mechanism including a sun gear, a plurality of planetary gears, and a ring gear, and an engine drive shaft is connected to the sun gear, and the planetary gears on which the plurality of planetary gears are mounted. A rotation shaft of a motor generator is connected to the gear holder, and an output shaft is connected to the ring gear. In the charging amount increasing mode, the rotation of the planetary gear holder is suppressed by the motor generator, and the output shaft is connected. And starting with an electric torque converter mode in which charging is performed by the motor generator.
[0030]
In the hybrid vehicle having the planetary gear mechanism as described above, the engine torque can be amplified and the motor generator can be charged by controlling the rotation speed of the motor generator. By using this function, in a hybrid vehicle configured as in the present invention, when a predetermined condition is satisfied in low-speed turning with high power consumption, the motor generator starts by starting in the electric torque converter mode. Since charging is possible, it is possible to prevent a decrease in SOC.
[0031]
In addition, the hybrid vehicle according to the present invention includes a starter generator for starting the engine, and further generates power with the starter generator when starting in the electric torque converter mode.
[0032]
In the hybrid vehicle configured in this way, when a predetermined condition is satisfied in low-speed turning with high power consumption, in addition to charging by the electric torque converter mode, charging by the motor generator is also performed. It can increase and can prevent the SOC from decreasing.
[0033]
Furthermore, the hybrid vehicle according to the present invention includes means for detecting a slip state of the tire, and switches to the power saving mode or the charge amount increase mode when the tire is not in the slip state.
[0034]
In the hybrid vehicle configured as described above, in the tire slip state, switching to the power saving mode or the charge amount increasing mode is not performed. Therefore, vehicle control suitable for the slip state can be performed instead. For example, it is effective to perform 4WD traveling effective for stable traveling in a slip state.
[0035]
In addition, the hybrid vehicle according to the present invention is characterized in that the low-speed turning traveling continuously for a certain time is traveling in a multi-story parking lot.
[0036]
In the hybrid vehicle configured as described above, it is possible to more accurately switch to the power saving mode or the charge amount increasing mode in an appropriate scene by limiting low-speed turning traveling continuously for a certain period of time to traveling in a multi-story parking lot. .
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0038]
First, a first embodiment (hereinafter referred to as a first embodiment) according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, when the vehicle continues to turn at a low speed and the SOC decreases, the vehicle shifts to the power saving mode.
[0039]
The power saving mode is realized, for example, by giving priority to engine running over normal and suppressing motor generator running.
[0040]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a hybrid vehicle in the first embodiment. The operation control unit 1 controls the engine 2 and the motor generator 3 based on the traveling state of the vehicle. The motor generator 3 functions as a motor or a generator. The inverter 4 is a power converter that performs conversion between the direct current of the battery 5 and the alternating current of the motor generator.
[0041]
Next, the implementation flow of Embodiment 1 is demonstrated, referring FIG.
[0042]
The operation control unit 1 determines whether the vehicle is traveling at a low speed (201). If it is determined that the vehicle is traveling at a low speed, the operation control unit 1 counts the elapsed time (202). When the predetermined time has elapsed (203), it is determined whether the SOC of the battery 5 is equal to or less than a predetermined value (204). And if SOC is below a predetermined value, the operation control part 1 will switch to the power saving mode which suppresses consumption of a battery (205).
[0043]
If the above conditions are not satisfied, the elapsed time counter is cleared (206), and normal traveling control is performed (207).
[0044]
In this way, when the SOC becomes a predetermined value or less during low-speed turning, the power consumption in the motor generator or the like is reduced as much as possible by switching to the power saving mode, and the driving force is reduced due to the reduction in the SOC. Can be prevented.
[0045]
Here, the condition for switching to the power saving mode may be during uphill running while turning at a low speed. Further, the switching mode may be a charge amount increasing mode for increasing the charge amount of the battery by a motor generator or the like.
[0046]
Next, a second embodiment (hereinafter referred to as Embodiment 2) according to the present invention will be described. The hybrid vehicle of the second embodiment includes an engine and a front motor generator as front wheel drive sources, and a rear motor generator as a rear wheel drive source. The hybrid vehicle travels 4WD by making the rear motor generator differential according to the traveling state. In 4WD traveling, since the rear motor generator is used, the power consumption is large and the SOC is reduced. Therefore, in the second embodiment, the 4WD traveling is prohibited during the uphill traveling in the multilevel parking lot, thereby realizing the power saving mode and preventing the SOC from being lowered.
[0047]
FIG. 3 is a system configuration diagram of the hybrid vehicle in the second embodiment. FIG. 4 is an image diagram showing an arrangement of engines and motor generators mounted on the hybrid vehicle in the second embodiment.
[0048]
The steering angle sensor 8 detects the steering angle and direction of steering. The tire slip sensor 9 detects the slip state of the tire, and the climbing angle sensor 10 detects the climbing angle of the vehicle. Furthermore, the navigation system 11 detects whether the vehicle is present at the multilevel parking lot from the map information including the information on the multilevel parking lot and the own vehicle position. Description of functions similar to those in FIG. 1 is omitted.
[0049]
Next, 4WD traveling performed in accordance with the traveling state in the hybrid vehicle configured as described above will be described. First, when the vehicle starts, the operation control unit 1 performs 4WD traveling by controlling each drive source so that the front drive torque is appropriately distributed to the front and rear wheels. Further, during normal traveling, the rear motor generator 7 is basically stopped and travels by front wheel drive in order to improve fuel efficiency.
[0050]
Further, when the steering angle detected by the steering rudder angle sensor 8 exceeds a predetermined value during a small turn such as a right or left turn or U-turn, or when the tire slip sensor 9 travels on a low μ road, tire slip is detected. In this case, the operation control unit 1 performs 4WD traveling in order to improve the stability by calculating the front and rear driving torque.
[0051]
Even in a multi-story parking lot, turning at low speed continues, so the steering angle becomes equal to or greater than a predetermined value, and the above 4WD traveling may be performed. In this case, power consumption in the rear motor generator increases, and the SOC decreases.
[0052]
As described above, when the SOC decreases, the driving force decreases. Therefore, in Embodiment 2, in order to prevent a decrease in SOC, control for prohibiting the 4WD traveling in the multi-story parking lot is performed. The second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0053]
The navigation system 11 collects current vehicle position information (501). And when the own vehicle exists in the multistory parking lot and the climbing angle sensor 10 determines that the own vehicle is traveling uphill (502), the elapsed time is counted by the driving control unit 1 ( 503). When the predetermined time has elapsed (504), it is determined that the host vehicle is traveling uphill in the multilevel parking garage (505). Further, when the SOC of the battery 5 is equal to or less than a predetermined value and the tire slip sensor 9 does not detect the tire slip state (506), the operation control unit 1 determines that the steering angle becomes equal to or greater than the predetermined value. The 4WD running is prohibited (507).
[0054]
If the above conditions are not satisfied, the elapsed time counter is cleared (508), and normal traveling control is performed (509).
[0055]
As described above, when the vehicle turns at a low speed and travels uphill like a multilevel parking lot, it is possible to prevent a decrease in the SOC of the battery by prohibiting 4WD traveling that consumes a large amount of power.
[0056]
In the second embodiment, the rear motor generator functions as an assist motor during 4WD traveling. However, the front motor generator may function as an assist motor.
[0057]
Next, a third embodiment (hereinafter referred to as a third embodiment) according to the present invention will be described. In the hybrid vehicle of the third embodiment, driving is started using the front motor generator 6 as a driving source, and when the reference speed is reached, the driving source is changed to the engine. In the third embodiment, when a predetermined condition is satisfied in the multi-story parking lot, the power consumption by the front motor generator 6 is suppressed by reducing the reference speed, thereby realizing the power saving mode and preventing the SOC from being lowered. ing.
[0058]
The system configuration diagram of the hybrid vehicle in the third embodiment may be FIG. 3 as in the second embodiment.
[0059]
Normally, the vehicle is driven by a motor generator up to a predetermined speed (15 km / h to 20 km / h), and then the operation control unit 1 performs control so as to switch to engine running when the speed increases. In the third embodiment, when a predetermined traveling condition is satisfied, the predetermined speed is decreased to increase the engine traveling start speed, thereby suppressing power consumption by the motor generator. Thereby, the power saving mode is realized.
[0060]
FIG. 6 shows a flowchart of the third embodiment. The “4WD travel prohibition” of 507 in the second embodiment is changed to “increase the engine travel start speed” 607 in the third embodiment, and the flow itself is the same as that of the second embodiment, so the description is omitted.
[0061]
Next, a fourth embodiment of the present invention (hereinafter referred to as a fourth embodiment) that realizes a charge amount increase mode by charging with a starter generator used to start an engine during motor generator travel. explain.
[0062]
In the fourth embodiment, the hybrid vehicle is equipped with a starter generator 12 for starting the engine 2 as shown in FIG. The starter generator 12 assists charging under predetermined conditions. FIG. 7 shows a flowchart of the fourth embodiment. The “4WD travel prohibition” in 507 of the second embodiment is changed to “power generation by a starter generator” 707 in the fourth embodiment, and the flow itself is the same as that of the second embodiment, so the description is omitted.
[0063]
In this way, by charging with the starter generator, the charge amount increasing mode can be realized, and the reduction of the SOC in the multilevel parking lot can be prevented.
[0064]
Next, when the engine is running, the amount of engine torque used to charge the front motor generator is higher than usual, so that the amount of charge by the front motor generator is higher than normal and the charge amount increase mode is realized. The fifth embodiment (Embodiment 5) according to the present invention will be described.
[0065]
FIG. 8 shows a flowchart of the fifth embodiment. As in the third and fourth embodiments, “4WD travel prohibition” in 507 is changed to “increase the amount of charge by the front motor generator during engine travel” 807. Therefore, the description is omitted.
[0066]
Thus, by increasing the charging by the front motor generator, it is possible to realize the charging amount increase mode and prevent the SOC from decreasing in the multilevel parking lot.
[0067]
Furthermore, the present invention prevents the reduction of the SOC by realizing the charge amount increasing mode by performing the electric torque converter mode in which the engine torque is amplified and charged by the motor generator using the planetary gear mechanism. A sixth embodiment (hereinafter referred to as Embodiment 6) will be described.
[0068]
First, the electric torque converter mode will be described based on the configuration diagram of the planetary gear mechanism of FIG.
[0069]
The planetary gear mechanism includes a sun gear 91, pinion gears No. 1 and No. 2 (92, 93), and a ring gear 94. A planetary carrier 95 is connected to the pinion gears No. 1 and No. 2. The engine 96 (not shown) is directly connected to the sun gear 91 and the motor generator 97 is directly connected to the planetary carrier 95. An output shaft 98 is connected to the ring gear 94 and is output as power through the output shaft 98.
[0070]
In the electric torque converter mode, the rotation of the planetary carrier 95 is suppressed by the motor generator 97 to amplify the engine torque. At this time, the motor generator 97 also performs charging.
[0071]
In the sixth embodiment, when a predetermined condition is satisfied in the multilevel parking lot, the mode is changed to the electric torque converter mode.
[0072]
As described above, in the sixth embodiment, by starting in the electric torque converter mode, charging is performed at the time of starting, and the charge amount increasing mode is realized to prevent the SOC from being lowered.
[0073]
FIG. 10 shows a flowchart of the sixth embodiment. As in the other embodiments, the “4WD traveling prohibition” in 507 is merely changed to “start in electric torque converter mode” 107, and thus the description is omitted. .
[0074]
This Embodiment 6 assumes the scene where the inside of a three-dimensional parking lot is crowded and the start and stop are repeated, for example.
[0075]
In the sixth embodiment, the charging amount may be further increased by further charging with a starter generator.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, in the hybrid vehicle according to the present invention, it is possible to prevent a decrease in SOC during low-speed turning traveling such as a multilevel parking lot, and it is possible to prevent a decrease in driving force.
[0077]
Since the SOC is prevented from lowering, for example, when starting to get down in a multilevel parking lot, it is possible to avoid starting the engine for charging. Therefore, regenerative braking can be performed by running the motor generator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a hybrid vehicle in a first embodiment.
FIG. 2 is an implementation flowchart for the first embodiment.
3 is a system configuration diagram of a hybrid vehicle in Embodiments 2 to 6. FIG.
FIG. 4 is an arrangement image diagram of an engine and the like of the hybrid vehicle in the second to sixth embodiments.
FIG. 5 is an implementation flowchart for the second embodiment.
FIG. 6 is an implementation flowchart for the third embodiment.
FIG. 7 is an implementation flowchart for the fourth embodiment.
FIG. 8 is an implementation flowchart for the fifth embodiment.
FIG. 9 is a diagram for explaining a planetary gear mechanism.
FIG. 10 is an implementation flowchart for the sixth embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Operation control part, 2 engine, 3 motor generator, 4 inverter, 5 battery, 6 front motor generator, 7 rear motor generator, 8 steering rudder angle sensor, 9 tire slip sensor, 10 uphill angle sensor, 11 navigation system, 12 starter Generator, 91 sun gear, 92 pinion gear No. 1, 93 pinion gear No. 2, 94 ring gear, 95 planetary carrier, 96 engine, 97 motor generator, 98 output shaft.

Claims

A hybrid vehicle comprising an engine and a motor generator as drive sources, and changing the drive source in accordance with a traveling situation,
The hybrid vehicle comprising: means for switching to a power saving mode that suppresses battery consumption when the hybrid vehicle is traveling at a low speed for a certain period of time and the state of charge of the battery is equal to or less than a predetermined value. .

A hybrid vehicle comprising an engine and a motor generator as drive sources, and changing the drive source in accordance with a traveling situation,
The hybrid vehicle is provided with means for switching to a power saving mode for suppressing power consumption of the battery when the vehicle is traveling uphill while continuously turning at a low speed for a certain period of time and when the state of charge of the battery is not more than a predetermined value A featured hybrid vehicle.

A hybrid vehicle comprising an engine and a motor generator as drive sources, and changing the drive source in accordance with a traveling situation,
The hybrid vehicle is provided with means for switching to a charge amount increase mode for increasing the charge amount of the battery when the hybrid vehicle is traveling at a low speed continuously for a predetermined time and the charge state of the battery is a predetermined value or less. Hybrid vehicle.

A hybrid vehicle comprising an engine and a motor generator as drive sources, and changing the drive source in accordance with a traveling situation,
The hybrid vehicle includes means for switching to a charge amount increase mode for increasing the charge amount of the battery when the hybrid vehicle is traveling uphill while continuously turning at a low speed for a predetermined time and the charge state of the battery is not more than a predetermined value. A hybrid vehicle characterized by that.

In the hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
The hybrid vehicle includes 4WD traveling means that travels 4WD using a drive source of the motor generator according to a traveling state,
The hybrid vehicle characterized in that the power saving mode is prohibition of the 4WD traveling.

In the hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
The hybrid vehicle is a vehicle that uses only the engine as a drive source when a reference speed is exceeded,
The hybrid vehicle characterized in that the power saving mode is to reduce power consumption by a motor generator by lowering the reference speed.

In the hybrid vehicle according to claim 3 or 4,
The hybrid vehicle includes a starter generator used for engine start,
The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the charge amount increasing mode is charging by the starter generator during traveling using only the engine or the engine and the motor generator as drive sources.

In the hybrid vehicle according to claim 3 or 4,
The hybrid vehicle is a vehicle that applies a predetermined ratio of engine torque to charging by a motor generator,
In the hybrid vehicle, the charge amount increasing mode is to increase the charge by increasing the ratio and increasing the ratio of the engine torque applied to the motor generator when traveling using only the engine as a drive source.

In the hybrid vehicle according to claim 3 or 4,
The hybrid vehicle is provided with a planetary gear mechanism including a sun gear, a plurality of planetary gears, and a ring gear,
An engine drive shaft is connected to the sun gear, a planetary gear holder to which the plurality of planetary gears is mounted is connected to a rotation shaft of a motor generator, and an output shaft is connected to the ring gear,
The charging amount increase mode is to start in an electric torque converter mode in which rotation of the planetary gear holder is suppressed by the motor generator, thereby amplifying engine torque to the output shaft and charging by the motor generator. A hybrid vehicle characterized by

The hybrid vehicle according to claim 9,
The hybrid vehicle includes a starter generator for starting an engine,
The hybrid vehicle characterized in that the charge amount increase mode is charging by the starter generator while starting in the electric torque converter mode.

The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 10,
The hybrid vehicle includes means for detecting a slip state of a tire,
When the tire is not in a slip state, the hybrid vehicle is switched to the power saving mode or the charge amount increasing mode.

The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 11,
A hybrid vehicle characterized in that low-speed turning traveling continuously for a certain time is traveling in a multi-story parking lot.