JP3956929B2 - Constant speed travel control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、車両を設定された速度で定速走行させる定速走行制御システムに関し、特に、エンジンとモータとを駆動源として備えるハイブリッド車両の定速走行制御システムに関する。 The present invention relates to a constant speed travel control system that causes a vehicle to travel at a constant speed at a set speed, and more particularly to a constant speed travel control system for a hybrid vehicle including an engine and a motor as drive sources.
駆動源としてエンジンとモータとを備えるハイブリッド車両(以下、HEV車両と記す)において、車両停止時や、走行中であっても大きな駆動力要求がないとき等にエンジンを停止する、いわゆるアイドルストップ(以下、I/Sと記す)を行う技術は公知である。なお、I/S中の走行はモータによってのみ行なわれることになり、バッテリやモータのスペック、車両の構造等により、モータ走行が可能な車速が決まる。 In a hybrid vehicle (hereinafter referred to as HEV vehicle) having an engine and a motor as a drive source, the engine is stopped when the vehicle is stopped or when there is no large driving force request even when the vehicle is running. Hereinafter, a technique for performing I) is known. The traveling during the I / S is performed only by the motor, and the vehicle speed at which the motor can travel is determined by the specifications of the battery and the motor, the structure of the vehicle, and the like.
また、高速走行時等に、運転者がアクセル操作をしなくても車速を一定に保ち定速走行を行う、いわゆるオートクルーズ機能も公知の技術である。 In addition, a so-called auto-cruise function is also known that performs constant speed travel while keeping the vehicle speed constant even when the driver does not operate the accelerator during high speed travel.
上記の技術を組み合わせて、バッテリの充電量が十分にあってモータ走行が可能な場合には、定速走行中であってもI/Sを行うようにするとモータのみによる走行となり、定速走行中は原則としてアクセル操作が行なわれないため、駆動力要求が急激に変化することがなく、バッテリの充電量がI/S可能条件を満たさなくなり発電要求が出されるまでエンジンは始動しない。 Combining the above technologies, if the battery charge is sufficient and motor travel is possible, even if it is running at constant speed, if I / S is performed, it will travel only by the motor, and it will travel at constant speed. Since the accelerator operation is not performed in principle, the driving force request does not change abruptly, and the engine does not start until the battery charge amount does not satisfy the I / S possible condition and a power generation request is issued.
バッテリの充電量がたりなくなってエンジンが始動すると、エンジンの駆動力により発電が行われてバッテリは充電されるが、I/S可能な領域まで充電されると再度I/Sを行い、モータ走行となる。 When the battery starts to run out and the engine starts, power is generated by the driving force of the engine and the battery is charged. However, when the I / S is charged, the I / S is performed again to run the motor. It becomes.
エンジン始動時等にはショックが発生するので、運転者の操作とは無関係に行なわれる上記のようなエンジンの始動・停止が頻繁に行なわれると、運転者に不快感を与えることになる。 Since a shock is generated at the time of starting the engine or the like, if the engine is frequently started and stopped as described above regardless of the operation of the driver, the driver is uncomfortable.
そこで、特許文献1には、定速走行設定時にエンジン出力を一定に保持し、モータにより駆動力の調整を行うことによって、定速走行中の頻繁なエンジンの始動・停止を防止する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、定速走行の設定を行ったときがI/S中であった場合には、定速走行中にエンジンはI/Sしたままとなり、バッテリの充電量および電力使用量が不足して発電要求が出されるとエンジンを始動し、エンジンの駆動により走行するのに十分な電力が充電されると再びI/Sを行う。以降、このエンジンの始動・停止を繰り返すことになる。 However, in the method described in Patent Document 1, when the constant speed running is set during I / S, the engine remains I / S during constant speed running, and the amount of charge of the battery When the amount of power used is insufficient and a power generation request is issued, the engine is started, and I / S is performed again when sufficient power is charged to run by driving the engine. Thereafter, this engine is repeatedly started and stopped.
このエンジンの始動・停止の繰り返しは運転者の意思とは無関係に行なわれ、始動・停止の度に運転者および同乗者にとっては不快なショックを発生することになる。 The engine is repeatedly started and stopped regardless of the driver's intention, and an unpleasant shock is generated for the driver and passengers each time the engine is started and stopped.
そこで、本発明では定速走行中に頻繁にエンジンの始動・停止を繰り返すことがないハイブリッド車両用定速走行制御システムとすることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a constant speed traveling control system for a hybrid vehicle that does not repeatedly start and stop the engine during constant speed traveling.
本発明のハイブリッド車両用定速走行制御装置は、車両の駆動力としてエンジン出力とモータ出力のいずれか一方もしくは両方の利用が可能であり、前記エンジンにより駆動される発電機と、前記発電機により充電され、またモータの駆動源であるバッテリと、を備えるハイブリッド車両において、走行中に運転者の操作により車両の目標車速を設定する手段と、前記目標車速で定速走行を行うように前記エンジン出力およびモータ出力を制御する定速走行制御手段と、車両停止時、駆動力の小さい領域で、かつ前記バッテリの充電量が所定値以上のときにエンジンのアイドルストップを行うアイドルストップ制御手段と、エンジン出力による走行中に前記目標車速が設定された場合にはアイドルストップを禁止し、モータ出力のみによる走行中に前記目標車速が設定された場合にはアイドルストップを解除して前記エンジンを始動するアイドルストップ禁止手段と、を備え、前記アイドルストップ禁止手段は、所定時間後までの走行負荷の積算値とバッテリの充電量とからモータ出力のみによる走行可能時間を算出し、前記走行可能時間が前記所定時間より短い場合にはアイドルストップを禁止し、長い場合には定速走行制御中であってもアイドルストップを許可することを特徴とする。 The constant speed travel control device for a hybrid vehicle of the present invention can use either one or both of an engine output and a motor output as a driving force of the vehicle, and includes a generator driven by the engine, and the generator. In a hybrid vehicle comprising a battery that is charged and that is a motor drive source, means for setting a target vehicle speed of the vehicle by a driver's operation during traveling, and the engine so as to perform constant speed traveling at the target vehicle speed A constant speed travel control means for controlling the output and the motor output; an idle stop control means for performing an idle stop of the engine when the vehicle is stopped, in a region where the driving force is small, and when the charge amount of the battery is equal to or greater than a predetermined value; If the target vehicle speed is set during driving with engine output, idle stop is prohibited and driving with motor output alone is prohibited. And a idle stop prohibition means for starting the engine to cancel the idling stop when the target vehicle speed is set in the idle stop prohibition means includes integrated value of the travel load until after a predetermined time Calculates the travelable time based only on the motor output from the amount of charge of the battery. When the travelable time is shorter than the predetermined time, the idle stop is prohibited. It is characterized by allowing a stop .
本発明によれば、定速走行制御中には、モータ出力による走行が可能な車速領域であり、かつバッテリの充電量がアイドルストップを行うのに十分であってもアイドルストップを禁止するので、エンジンが運転者の意思とは関係なくバッテリ充電量の変動に応じて始動・停止を繰り返してショックを発生することを防止できる。 According to the present invention, during the constant speed traveling control, the vehicle speed region where traveling by the motor output is possible, and even if the charge amount of the battery is sufficient to perform the idle stop, the idle stop is prohibited. Regardless of the driver's intention, the engine can be prevented from being shocked by repeatedly starting and stopping in accordance with fluctuations in the battery charge amount.
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1はハイブリッド車両のシステム構成の一例を表す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system configuration of a hybrid vehicle .
1はエンジン、2はエンジン出力を車輪駆動用と発電機駆動用とに分割する出力分割機構、3は出力分割機構2を介して伝達されたエンジン出力を車輪に伝達するトランスアクスル、4は発電機としてのジェネレータ、5はジェネレータ4で発電された電力を駆動用モータ6やバッテリ7に伝達したり、バッテリ7の電力をモータ6に伝達したりするインバータ、8はエンジン1の点火時期や燃料噴射量、スロットル開度等を制御するエンジンコントローラ、9は定速走行の開始・終了の判定を行い、判定結果をエンジンコントローラ8に出力する定速走行制御部、10は車両の走行状態やバッテリ7の充電量等に基づいてジェネレータ4の駆動やインバータ5の制御を行うモータコントローラである。なお、モータ6は交流誘導型モータであり、トランスアクスル3に接続されて走行用に用いられる。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 is an engine, 2 is an output division mechanism which divides | segments an engine output for wheel drive and generator drive, 3 is a transaxle which transmits the engine output transmitted via the
上記のように構成されたシステムにおいて、エンジン1の出力は出力分割機構2で分割され、一方は車輪駆動用のエンジン出力としてトランスアクスル3に入力され、車輪軸を介して車輪に伝達される。他方は発電機駆動用として、発電機としてのジェネレータ4を駆動する。
In the system configured as described above, the output of the engine 1 is divided by the
ジェネレータ4で発電された電力は、インバータ5を介してモータ6の駆動やバッテリ7の充電に使用される。
The electric power generated by the generator 4 is used for driving the
定速走行制御部9には、車速を検知する車速センサ12、シフトレバーの位置から変速機の走行レンジを検知するシフト位置検知部13、定速走行開始時に運転者がONにする定速走行スイッチ14、ブレーキペダルが微少ストロークでも踏み込まれた場合にはONになるブレーキスイッチ15、バッテリ7の充電量(バッテリSOC)を検知するバッテリ残量検知部11からの検出信号が入力され、これに基づいて定速走行の開始・終了の判定を行う。例えば、車速が50〜110km/hの範囲にあるときに定速走行スイッチ14がONになると、そのときの車速を維持するようにエンジン出力等を制御する定速走行制御に入り、また、この定速走行制御中にシフト位置が変更されたり、ブレーキが踏み込まれたり、定速走行スイッチ14をOFFにしたりすると、定速走行制御を終了させる。
The constant speed
定速走行制御は車速が50〜110km/hで実行可能となっており、それ以外の車速時には定速走行スイッチ14をONにしても定速走行制御を行わないようになっている。
The constant speed traveling control can be executed at a vehicle speed of 50 to 110 km / h. At other vehicle speeds, the constant speed traveling control is not performed even if the constant
また、車両停止時、駆動力の小さい領域で、かつ前記バッテリの充電量が所定値以上のときには、エンジン1を停止させてアイドルストップを行ない、アイドルストップ条件が解除されると自動的にエンジン1を始動させる。ただし、定速走行制御中はアイドルストップを禁止するようエンジンコントローラ8に出力し、アイドルストップ中に定速走行制御が開始された場合にはアイドルストップを解除するようエンジンコントローラ8に出力する。
Further, when the vehicle is stopped, the engine 1 is stopped by performing an idle stop when the battery is charged in a region where the driving force is small and the charge amount of the battery is equal to or greater than a predetermined value. Start. However, it outputs to the
次に、定速走行制御部9が実行する制御について図2のフローチャートを参照して説明する。定速走行制御部9は上記のように車速センサ12、シフト位置検知部13等からの信号に基いて定速走行制御可能か否かを判断する。
Next, the control executed by the constant speed
ステップS10では定速走行スイッチ14がONであるか否かを判定し、ONの場合はステップS20に進み、OFFの場合はステップS80に進む。
In step S10, it is determined whether or not the constant
ステップS20では車速センサ12の検出値から車速が50〜110km/hであるか否かを判定し、前記範囲に入っていればステップS30に進み、前記範囲外の場合はステップS80に進む。
In step S20, it is determined from the detection value of the
ステップS30ではシフト位置検知部13の検出値から走行レンジがドライブレンジ(以下、Dレンジという)であるか否かを判定し、Dレンジである場合はステップS60に進み、定速走行制御を許可して、ステップS70でアイドルストップを禁止する。
In step S30, it is determined whether or not the travel range is a drive range (hereinafter referred to as D range) from the detection value of the
なお、アイドルストップ可能な状態であるにもかかわらずアイドルストップを禁止することになるので、アイドルストップを行う場合に比べて燃費が悪化する等、効率は低下してしまうが、定速走行制御時専用の出力配分マップを設定し、できるだけ効率の高いエンジン1とモータ6の出力配分を決定することとする。
Although idling stop is prohibited even though idling can be stopped, the efficiency is reduced compared to when idling is stopped. A dedicated output distribution map is set to determine the output distribution of the engine 1 and the
ステップS30でDレンジ以外であった場合はステップS80に進む。 If it is outside the D range in step S30, the process proceeds to step S80.
ステップS80では定速走行制御を禁止して、ステップS90でアイドルストップを許可する。 In step S80, constant speed traveling control is prohibited, and in step S90, idling stop is permitted.
上述した定速走行中に頻繁にエンジンの始動・停止を繰り返すことがないハイブリッド車両用定速走行制御と従来の制御とについて、図3、図4を用いて説明する。 The hybrid vehicle constant speed traveling control and the conventional control that do not frequently repeat the engine start / stop during the above-described constant speed traveling will be described with reference to FIGS.
図3、図4はともにバッテリ充電量(SOC)、定速走行制御の許可・禁止(ON・OFF)、エンジン1のON・OFFの時間変化を表すタイムチャートであり、図3が従来の制御、図4が本実施形態の制御を実行した場合である。 FIG. 3 and FIG. 4 are time charts showing battery charge amount (SOC), constant speed running control permission / prohibition (ON / OFF), and engine 1 ON / OFF time change, and FIG. 3 shows conventional control. FIG. 4 shows a case where the control of this embodiment is executed.
t0〜t1は図3、図4ともにエンジン1がOFFである。つまりバッテリ7の電力によりモータ6を駆動して走行している状態である。したがってバッテリSOCは減少し続けている。
From t0 to t1, the engine 1 is OFF in both FIGS. That is, the
t1で図3、図4ともに定速走行制御を開始する。この時従来の制御ではバッテリSOCがまだ発電要求レベルまで減少していないのでエンジンは停止したままである。上述したハイブリッド車両用定速走行制御では定速走行制御中のアイドルストップは禁止しているので、定速走行開始とともにエンジン1を始動している。また、上述したハイブリッド車両用定速走行制御では定速走行制御中の出力配分は、専用のマップを用いてバッテリSOCが一定値となるように決定する。そして、t7で定速走行スイッチ14がOFFにされるまでバッテリSOCは一定のまま、エンジン1は駆動したままとなる。
At t1, constant speed running control is started in both FIGS. At this time, in the conventional control, since the battery SOC has not yet been reduced to the power generation request level, the engine remains stopped. In the hybrid vehicle constant speed traveling control described above , idling stop during the constant speed traveling control is prohibited, so the engine 1 is started at the same time as the constant speed traveling is started. In the above-described constant speed traveling control for a hybrid vehicle , the output distribution during the constant speed traveling control is determined using a dedicated map so that the battery SOC becomes a constant value. Then, the battery SOC remains constant and the engine 1 remains driven until the constant
一方、従来の制御では、t2でバッテリSOCが発電要求レベルまで低下すると、エンジン1を始動して発電を行い、バッテリ7に充電する。t3でバッテリSOCがアイドルストップ可能レベルに達すると、エンジン1を停止してモータ6のみによる走行となる。
On the other hand, in the conventional control, when the battery SOC decreases to the power generation request level at t2, the engine 1 is started to generate electric power, and the
モータ6のみによる走行を行うことにより再びバッテリSOCが低下し、t4で発電要求レベルまで低下するとエンジン1を始動する。以下、定速走行スイッチ14がOFFになるt7まで同様にエンジン1の始動・停止を繰り返す。
The battery SOC is lowered again by running only with the
以上のように、従来の制御では定速走行中に運転者の意思とは無関係にエンジン1の始動・停止が繰り返してショックを発生するのに対して、上述したハイブリッド車両用定速走行制御では定速走行中のアイドルストップを禁止するので、当然、エンジン始動・停止に伴うショックは発生しない。 As described above, in the conventional control, the start and stop of the engine 1 are repeatedly generated regardless of the driver's intention during constant speed travel, whereas the above-described constant speed travel control for a hybrid vehicle is performed. Since idling stop during constant speed running is prohibited, naturally there is no shock associated with engine start / stop.
以上により、上述したハイブリッド車両用定速走行制御では、定速走行制御中にはアイドルストップを禁止するので、エンジン1の始動・停止に伴うショックを発生することがなく、運転者に不快感を与えることを防止できる。 As described above , in the above-described constant speed traveling control for a hybrid vehicle, idling stop is prohibited during constant speed traveling control, so that a shock associated with starting / stopping of the engine 1 does not occur and the driver feels uncomfortable. It can prevent giving.
定速走行制御中のエンジン1とモータ6の出力配分は専用のマップを用いて行なうので、定速走行制御中のアイドルストップ禁止による効率低下を最低限に抑えることが可能である。
Since the output distribution of the engine 1 and the
次に第1実施形態について説明する。 Next, a first embodiment will be described.
本実施形態はシステムの構成、制御ともに基本的には前述したハイブリッド車両用定速走行制御と同様であるが、図5のシステム図に示すように、定速走行制御部9に車両の位置、道路状況、渋滞情報等の情報を検知するカーナビゲーションシステムからの情報(ナビ情報)16が読込まれること、および図6の制御フローに示すように、図2のステップS30で変速機の走行レンジがDレンジに入っていると判定した後、ステップS40でアイドルストップ中であるか否かの判定をするまでの間にステップS31、S32を実行することが異なる。 In the present embodiment, both the system configuration and control are basically the same as the above-described constant-speed traveling control for hybrid vehicles . However, as shown in the system diagram of FIG. The information (navigation information) 16 from the car navigation system that detects information such as road conditions and traffic jam information is read, and as shown in the control flow of FIG. 6, the transmission range of the transmission in step S30 of FIG. Steps S31 and S32 are executed after it is determined that is in the D range and before it is determined in step S40 whether or not an idle stop is being performed.
ステップS31ではナビ情報16に基づいて、所定時間後までの走行負荷の積算値を演算する。ここで用いるナビ情報16とは、例えばカーナビゲーションシステムに設定されているルート上で、現在から任意に定めた所定時間後までに走行するルートの勾配や渋滞情報等である。
In step S31, based on the
ステップS32では、ステップS31で演算した走行負荷の積算値とバッテリ残量検知部11により検出されるバッテリSOCに基づいて、モータ6のみによる走行が可能な時間(モータ走行可能時間)を算出し、このモータ走行可能時間が前記所定時間より短いか否かの判定を行う。
In step S32, based on the integrated value of the travel load calculated in step S31 and the battery SOC detected by the battery remaining
モータ走行可能時間が所定時間より短い場合、つまり、バッテリSOCに余裕がない場合にはステップS40に進み、アイドルストップ中であるか否かの判定を行う。 When the motor travelable time is shorter than the predetermined time, that is, when the battery SOC has no margin, the process proceeds to step S40, and it is determined whether or not the idle stop is being performed.
モータ走行可能時間が所定時間より長い場合、つまり、バッテリSOCに余裕があり、しばらくの間はエンジン1を始動して発電する必要がない場合にはステップS90に進み、アイドルストップを許可する。 When the motor travelable time is longer than the predetermined time, that is, when the battery SOC has a margin and it is not necessary to start the engine 1 for a while to generate power, the process proceeds to step S90, and idle stop is permitted.
これにより、モータ走行可能時間が所定時間より長い場合には、定速走行制御に入ったら直ちにエンジン1のアイドルストップを禁止するのではなく、しばらくはアイドルストップを許可するので、定速走行中にエンジン1を駆動する時間を第1実施形態に比べて短くすることが可能となる。 Thus, when the motor travelable time is longer than the predetermined time, the idle stop of the engine 1 is not prohibited immediately after entering the constant speed travel control, but the idle stop is permitted for a while. The time for driving the engine 1 can be shortened compared to the first embodiment.
以上により本実施形態では、前述したハイブリッド車両用定速走行制御と同様の効果に加えてさらに、定速走行制御中にナビ情報、バッテリ残量検知部11により検出されるバッテリSOC等に基づいて今後の走行負荷積算値、およびモータ6による走行可能時間を推定し、この推定値に応じて定速走行制御中のアイドルストップの許可・禁止を決定するので、定速走行制御中のエンジン稼働時間を短くし、効率の悪化を抑えることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, in addition to the same effects as the above-described hybrid vehicle constant speed travel control, the navigation information, the battery SOC detected by the battery remaining
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.
本発明は、駆動源としてエンジンとモータを備えるハイブリッド車両に適用することが可能である。 The present invention can be applied to a hybrid vehicle including an engine and a motor as drive sources.
1 エンジン
2 出力分割機構
3 トランスアクスル
4 ジェネレータ
5 インバータ
6 モータ
7 バッテリ
8 エンジンコントローラ
9 定速走行制御部
10 モータコントローラ
11 バッテリ残量検知部
12 車速センサ
13 シフト位置検知部
14 定速走行スイッチ
15 ブレーキスイッチ
16 ナビ情報
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記エンジンにより駆動される発電機と、
前記発電機により充電され、またモータの駆動源であるバッテリと、を備えるハイブリッド車両において、
走行中に運転者の操作により車両の目標車速を設定する手段と、
前記目標車速で定速走行を行うように前記エンジン出力およびモータ出力を制御する定速走行制御手段と、
車両停止時、駆動力の小さい領域で、かつ前記バッテリの充電量が所定値以上のときに
エンジンのアイドルストップを行うアイドルストップ制御手段と、
エンジン出力による走行中に前記目標車速が設定された場合にはアイドルストップを禁止し、モータ出力のみによる走行中に前記目標車速が設定された場合にはアイドルストップを解除して前記エンジンを始動するアイドルストップ禁止手段と、を備え、
前記アイドルストップ禁止手段は、所定時間後までの走行負荷の積算値とバッテリの充電量とからモータ出力のみによる走行可能時間を算出し、前記走行可能時間が前記所定時間より短い場合にはアイドルストップを禁止し、長い場合には定速走行制御中であってもアイドルストップを許可することを特徴とするハイブリッド車両用の定速走行制御装置。 One or both of engine output and motor output can be used as the driving force of the vehicle,
A generator driven by the engine;
In a hybrid vehicle comprising a battery that is charged by the generator and that is a drive source of a motor,
Means for setting a target vehicle speed of the vehicle by a driver's operation during traveling;
Constant speed travel control means for controlling the engine output and motor output so as to perform constant speed travel at the target vehicle speed;
An idle stop control means for performing an idle stop of the engine when the vehicle is stopped, in a region where the driving force is small, and when the charge amount of the battery is a predetermined value or more;
When the target vehicle speed is set during traveling by engine output, idle stop is prohibited, and when the target vehicle speed is set by traveling only by motor output, idle stop is canceled and the engine is started. Idle stop prohibiting means ,
The idle stop prohibiting means calculates a travelable time based only on the motor output from the integrated value of the travel load until a predetermined time and the charge amount of the battery, and when the travelable time is shorter than the predetermined time, the idle stop And a constant speed travel control device for a hybrid vehicle, wherein idle stop is permitted even during constant speed travel control.
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