JP5362792B2 - ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 - Google Patents
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Description
第2総合燃料消費=(第1燃料消費量+第2燃料消費量)/(走行エネルギ+E V走行エネルギ) ……(A)
ここで、第1燃料消費量:充電走行モード中にハイブリッド車両の走行用に供給された 分の内燃機関の燃料量
第2燃料消費量:充電走行モード中に電動機による回生用に供給された分の内 燃機関の燃料量
走行エネルギ:充電走行モードにおけるハイブリッド車両の走行エネルギ
EV走行エネルギ:充電走行モード中に蓄電器に充電された電力をその後、電動 機に供給してハイブリッド車両を走行させたときのハイブリ ッド車両の走行エネルギの予測値
また、前述した構成によれば、充電走行モード中、変速段の選択が、上記式(A)で表される第2総合燃料消費が最小になるように行われる。上述した走行エネルギ、EV走行エネルギ、第1および第2燃料消費量のそれぞれの定義から明らかなように、第1燃料消費量は、充電走行モードにおいて走行エネルギを得るために供給された分の内燃機関の燃料量である。したがって、第1燃料消費量および走行エネルギは、互いに対応する関係にあり、前者と後者との比は、単位走行エネルギ当たりの内燃機関の燃料消費量に相当する。また、第2燃料消費量は、充電走行モード中に回生用に供給された分の内燃機関の燃料量であり、当該回生により蓄電器に充電された電力がその後、EV走行エネルギを得るために用いられる。したがって、第2燃料消費量およびEV走行エネルギは、互いに対応する関係にあり、前者と後者との比は、単位EV走行エネルギ当たりの内燃機関の燃料消費量に相当し、前述した仮想電力使用効率の逆数に相当する。
以上の関係の走行エネルギ、EV走行エネルギ、第1および第2燃料消費量を用いて式(A)により表される第2総合燃料消費は、ハイブリッド車両の最終的な走行エネルギ(蓄電器に充電され、その後出力されるエネルギを含む)に対する、この最終的な走行エネルギを得るために供給された燃料量の比を適切に表す。また、第2総合燃料消費には、仮想電力使用効率が良好に反映される。したがって、この第2総合燃料消費を用いて、ハイブリッド車両の総合燃料消費が最小になるように、変速段の選択を適切に行うことができる。
また、第1および第2変速機構の動力伝達効率が互いに異なる場合があり、その場合には、第1および第2変速機構のそれぞれの変速段ごとに適切に規定された第1および第2総合燃料消費を用いて、変速段の選択を適切に行うことができるので、上述した効果を有効に得ることができる。
第2総合燃料消費=(第1燃料消費量+第2燃料消費量)/(走行エネルギ+E V走行エネルギ) ……(B)
ここで、第1燃料消費量:充電走行モード中にハイブリッド車両の走行用に供給された 分の内燃機関の燃料量
第2燃料消費量:充電走行モード中に電動機による回生用に供給された分の内 燃機関の燃料量
走行エネルギ:充電走行モードにおけるハイブリッド車両の走行エネルギ
EV走行エネルギ:充電走行モード中に蓄電器に充電された電力をその後、電動 機に供給してハイブリッド車両を走行させたときのハイブリ ッド車両の走行エネルギの予測値
ENG走行モードは、エンジン3のみを動力源として用いる走行モードである。ENG走行モードでは、エンジン3の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン3の動力(以下「エンジン動力」という)が制御される。また、エンジン動力は、第1または第2変速機構11、31により変速され、駆動輪DWに伝達される。
EV走行モードは、モータ4のみを動力源として用いる走行モードである。EV走行モードでは、バッテリ52からモータ4に供給される電力を制御することによって、モータ4の動力(以下「モータ動力」という)が制御される。また、モータ動力が、第1変速機構11により1速段、3速段、5速段および7速段のうちの1つで変速され、駆動輪DWに伝達される。この場合、これらのいずれの変速段においても、第1および第2クラッチC1、C2を解放状態に制御することによって、クランク軸3aに対する第1および第2入力軸13、32の係合を解除する。これにより、モータ4および駆動輪DWとエンジン3との間が遮断されるので、モータ動力がエンジン3に無駄に伝達されることがない。また、第5シンクロクラッチS5の制御によって、リバース軸42に対するリバースギヤ43の係合を解除する。
アシスト走行モードは、エンジン3をモータ4でアシストする走行モードである。アシスト走行モードでは、基本的に、エンジン3の良好な燃費が得られるように、エンジン動力を制御する。また、運転者から駆動輪DWに要求されるトルク(以下「要求トルク」という)TRQと車速VPで定まる要求駆動力に対するエンジン動力の不足分が、モータ動力によって補われる。要求トルクTRQは、検出されたアクセル開度APに応じて算出される。
充電走行モードは、エンジン動力の一部をモータ4で電力に変換し、発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ52に充電する走行モードである。充電走行モードでは、基本的に、エンジン3の良好な燃費が得られるように、エンジン動力を制御する。また、車速VPおよび要求トルクTRQで定まる要求駆動力に対するエンジン動力の余剰分を用いて、モータ4による回生が行われる。
減速回生モードは、車両の減速走行中に、駆動輪DWの動力を用いてモータ4による回生を行う走行モードである。減速回生モードでは、第1および第2クラッチC1、C2は、EV走行モードの場合と同様にして制御される。また、駆動輪DWの動力は、ファイナルギヤFGや、ギヤ21a、出力軸21、第1変速機構11を介して、変速された状態でモータ4に伝達される。モータ4に伝達された駆動輪DWの動力は、電力に変換され、バッテリ52に充電される。それに伴い、モータ4から駆動輪DWに、発電した電力に応じた制動力が作用する。
TSFC2=(FC1+FC2)/(VE+VEEV) ……(1)
ここで、FC1:充電走行モード中にハイブリッド車両Vの走行用に供給された分のエ ンジン3の燃料量(以下「第1燃料消費量」という)
FC2:充電走行モード中にモータ4による回生用に供給された分のエンジン 3の燃料量(以下「第2燃料消費量」という)
VE:充電走行モードにおけるハイブリッド車両Vの走行エネルギ(以下 「走行エネルギ」という)
VEEV:充電走行モード中にバッテリ52に充電された電力をその後、モータ 4に供給してハイブリッド車両Vを走行させたときのハイブリッド車 両Vの走行エネルギの予測値(以下「EV走行エネルギ」という)
V’ ハイブリッド車両
DW 駆動輪
1 制御装置
2 ECU(予測手段)
3 エンジン
3a クランク軸(機関出力軸)
4 モータ
11 第1変速機構
13 第1入力軸
31 第2変速機構
32 第2入力軸
C1 第1クラッチ
C2 第2クラッチ
52 バッテリ(蓄電器)
66 カーナビゲーションシステム
71 変速機構
TRQ 要求トルク(要求駆動力)
VP 車速
TB バッテリ温度(蓄電器の温度)
SOC 充電状態(蓄電器の充電状態)
TSFC 総合燃料消費率(総合燃料消費)
TSFC1 第1総合燃料消費率(第1総合燃料消費)
TSFC2 第2総合燃料消費率(第2総合燃料消費)
Claims (7)
- 内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
前記内燃機関のみを前記動力源とし、前記内燃機関の動力を用いた前記電動機による回生を行わないENG走行モードにおける前記ハイブリッド車両の総合燃料消費である第1総合燃料消費を記憶する第1記憶手段と、
前記内燃機関を最適燃費線近傍で運転するとともに前記要求駆動力に対する前記内燃機関のトルクの余剰分を用いた前記電動機による回生を行う充電走行モードにおける前記ハイブリッド車両の総合燃料消費である第2総合燃料消費を記憶する第2記憶手段と、を備え、
前記第2総合燃料消費は、前記充電走行モード中に前記蓄電器に充電された電力をその後、前記電動機に供給して前記ハイブリッド車両を走行させたときの当該ハイブリッド車両の駆動効率の予測値である所定の仮想電力使用効率に応じて設定されており、
前記第1総合燃料消費と前記第2総合燃料消費との比較結果に基づいて、前記ENG走行モードおよび前記充電走行モードのうち、より小さい総合燃料消費が得られる走行モードを選択し、
前記第2総合燃料消費は、次式(A)で表され、前記充電走行モード中、前記第2総合燃料消費が最小になるように、前記変速段の選択を行うことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
第2総合燃料消費=(第1燃料消費量+第2燃料消費量)/(走行エネルギ+E V走行エネルギ) ……(A)
ここで、第1燃料消費量:充電走行モード中にハイブリッド車両の走行用に供給された 分の内燃機関の燃料量
第2燃料消費量:充電走行モード中に電動機による回生用に供給された分の内 燃機関の燃料量
走行エネルギ:充電走行モードにおけるハイブリッド車両の走行エネルギ
EV走行エネルギ:充電走行モード中に蓄電器に充電された電力をその後、電動 機に供給してハイブリッド車両を走行させたときのハイブリ ッド車両の走行エネルギの予測値 - 前記電動機および前記蓄電器の少なくとも一方の温度が、前記電動機および前記蓄電器の前記少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のときに、前記電動機の出力が制限されることを特徴とする、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記蓄電器の充電状態が所定値以下のときに、前記第1総合燃料消費と前記第2総合燃料消費との前記比較結果に基づく前記走行モードの選択に代えて、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生を強制的に行う強制回生モードが選択されることを特徴とする、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記充電走行モード中、前記第2変速機構により前記内燃機関の動力を変速した状態で前記ハイブリッド車両が走行しているときに、前記第1変速機構の変速段として、前記第2変速機構の変速段よりも低速側の変速段が選択されることを特徴とする、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記充電走行モード中、前記第2変速機構により前記内燃機関の動力を変速した状態で前記ハイブリッド車両が走行しているときに、前記第1変速機構の変速段として、前記電動機の発電効率が高くなるような変速段が選択されることを特徴とする、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記充電走行モード中、前記蓄電器の充電状態が所定値以下のときに、前記第1および第2変速機構の変速段として、前記電動機の発電効率が高くなるような変速段が選択されることを特徴とする、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御方法において、
前記内燃機関のみを前記動力源とし、前記内燃機関の動力を用いた前記電動機による回生を行わないENG走行モードにおける前記ハイブリッド車両の総合燃料消費である第1総合燃料消費を設定し、
前記内燃機関を最適燃費線近傍で運転するとともに前記要求駆動力に対する前記内燃機関のトルクの余剰分を用いた前記電動機による回生を行う充電走行モードにおける前記ハイブリッド車両の総合燃料消費である第2総合燃料消費を、前記充電走行モード中に前記蓄電器に充電された電力をその後、前記電動機に供給して前記ハイブリッド車両を走行させたときの当該ハイブリッド車両の駆動効率の予測値である所定の仮想電力使用効率に応じて設定し、
前記第1総合燃料消費と前記第2総合燃料消費との比較結果に基づいて、前記ENG走行モードおよび前記充電走行モードのうち、より小さい総合燃料消費が得られる走行モードを選択し、
前記第2総合燃料消費は、次式(B)で表され、前記充電走行モード中、前記第2総合燃料消費が最小になるように、前記変速段の選択を行うことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
第2総合燃料消費=(第1燃料消費量+第2燃料消費量)/(走行エネルギ+E V走行エネルギ) ……(B)
ここで、第1燃料消費量:充電走行モード中にハイブリッド車両の走行用に供給された 分の内燃機関の燃料量
第2燃料消費量:充電走行モード中に電動機による回生用に供給された分の内 燃機関の燃料量
走行エネルギ:充電走行モードにおけるハイブリッド車両の走行エネルギ
EV走行エネルギ:充電走行モード中に蓄電器に充電された電力をその後、電動 機に供給してハイブリッド車両を走行させたときのハイブリ ッド車両の走行エネルギの予測値
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