JP6210677B2 - Travel control device for hybrid electric vehicle - Google Patents
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Description
本発明はハイブリッド電気自動車の走行制御装置に係り、詳しくは走行用動力源としてエンジン及びモータを搭載したハイブリッド電気自動車の走行制御装置に関する。 The present invention relates to a travel control device for a hybrid electric vehicle, and more particularly to a travel control device for a hybrid electric vehicle equipped with an engine and a motor as a driving power source.
この種のハイブリッド電気自動車は、減速時や降坂路の走行時には、モータを回生制御することにより車両の運動エネルギを発電電力として回収してバッテリに充電している。また加速時や登坂路の走行時には、バッテリからの放電電力でモータを力行制御して駆動力を発生させ、これによりエンジンの負担を軽減して低燃費化を図っている。
バッテリの満充電時にはモータを回生制御できず、バッテリの過放電時にはモータを力行制御できず、また過度のバッテリの充放電は耐久性を低下させることにもつながる。このため、一般にバッテリを所定の充電率(SOC:State Of Charge)の範囲内で制御することにより、常にモータの力行制御や回生制御を実行できる余地を確保すると共に、バッテリの過度の充放電を防止している。
In this type of hybrid electric vehicle, at the time of deceleration or traveling on a downhill road, the motor is regeneratively controlled to collect the kinetic energy of the vehicle as generated power and charge the battery. Also, during acceleration and traveling on an uphill road, the motor is controlled by the power discharged from the battery to generate driving force, thereby reducing the burden on the engine and reducing fuel consumption.
When the battery is fully charged, the motor cannot be regeneratively controlled, and when the battery is overdischarged, the motor cannot be controlled for power running. Excessive charging / discharging of the battery also reduces durability. For this reason, in general, by controlling the battery within a predetermined SOC (State of Charge) range, it is possible to always secure a room for performing the power running control and the regenerative control of the motor, and to charge and discharge the battery excessively. It is preventing.
このようなハイブリッド電気自動車において、エンジン及びモータを効率的に運転するために種々の技術が提案されている。例えば特許文献1に開示された技術では、ナビゲーションシステムを用いて車両の予定走行路における走行条件(例えば起伏条件)を取得し、取得した走行条件に基づき将来のエンジン及びモータの運転量を試算してそれぞれを制御している。
In such a hybrid electric vehicle, various techniques have been proposed for efficiently operating the engine and the motor. For example, in the technique disclosed in
特許文献1の技術を端的に表現すると、予定走行路の走行条件に基づき登降坂路でのモータの力行制御や回生制御の機会を事前に把握することにより、エンジン及びモータを効率の良好な領域で運転して車両全体のエネルギ効率を向上するものである。しかしながら、モータの力行制御や回生制御に伴うバッテリ側の負担を考慮していないため、これに起因した不具合が生じる場合があった。
即ち、モータを高効率の領域で使用することは入出力が大の領域を多用することを意味し、必然的にバッテリの負担が増大して劣化を促進させてしまうという問題が生じる。
また、バッテリが充放電するときの電流には熱的な制限があり、限界を超えた充放電電流はバッテリの温度上昇に費やされて破損の要因になる。そこで、バッテリの充放電時の電流I及び充放電時間tに基づき、次式(1)から発熱量Hに相当する指標を算出し、発熱量指標Hが予め設定された上限許容値に達すると充放電電流を制限する対策が講じられている。
In other words, using the motor in a high-efficiency area means that an area with a large input / output is used frequently, which inevitably increases the burden on the battery and promotes deterioration.
In addition, there is a thermal limitation on the current when the battery is charged / discharged, and the charge / discharge current exceeding the limit is consumed for the temperature rise of the battery and causes damage. Therefore, based on the current I and charge / discharge time t of the battery, an index corresponding to the heat generation amount H is calculated from the following equation (1), and when the heat generation amount index H reaches a preset upper limit allowable value: Measures have been taken to limit the charge / discharge current.
従って、特許文献1の技術のようにモータを高効率の領域で使用しようとしても、発熱量指標Hに基づきバッテリの充放電電流が制限されてしまい、所期のエネルギ効率の向上効果が得られない場合もある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、バッテリの負担増大による耐久性の低下を未然に防止した上で、発熱量に基づくバッテリの充放電電流の制限を受け難くすることにより車両全体のエネルギ効率を向上して燃費節減を達成することができるハイブリッド電気自動車の走行制御装置を提供することにある。
Therefore, even if an attempt is made to use the motor in a highly efficient region as in the technique of
The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to prevent the deterioration of durability due to an increase in the burden on the battery and to charge / discharge the battery based on the heat generation amount. It is an object of the present invention to provide a travel control device for a hybrid electric vehicle that makes it possible to improve the energy efficiency of the entire vehicle and achieve fuel savings by making it less likely to be restricted by current.
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、走行用動力源としてエンジン及びモータを搭載し、エンジンの駆動力及びモータの力行制御による駆動力により走行し、降坂路ではモータを回生制御して発電電力をバッテリに充電するハイブリッド電気自動車の走行制御装置において、バッテリの充電率を予め設定された制御範囲に保ちながら、車両の走行中にエンジン及びモータの運転状態を制御する運転制御手段と、車両の前方に存在する登坂路と降坂路を含む走行区間である登降坂路を予測する登降坂路予測手段と、登降坂路予測手段により予測された登降坂路の区間におけるモータの力行制御または回生制御によるバッテリの充電率の変動パターンを推定する変動パターン推定手段と、登降坂路区間走行中における充電率の変動パターンの最大値を制御範囲の上限に略一致させるように充電率の変動パターンをオフセットするオフセット量を算出するオフセット量算出手段と、予測された登降坂路の区間内における充電率の変動パターンをオフセット量に基づき上限側にオフセットするオフセット手段とを備え、運転制御手段が、車両が登降坂路の区間内を走行しているときには、オフセット手段によるオフセット後の充電率の変動パターンに倣ってバッテリの充電率を変動させるようにエンジン及びモータの運転状態を制御するものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2の発明は、請求項1において、運転制御手段が、車両が登降坂路の開始地点に到達するまでの走行中にバッテリの充電率をオフセット相当分だけ増加させる一方、登降坂路の終了地点以降の走行中にはバッテリの充電率をオフセット相当分だけ低下させるものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the operation control means increases the battery charging rate by an amount corresponding to the offset while the vehicle travels until the vehicle reaches the starting point of the uphill / downhill road, while the end point of the uphill / downhill road During the subsequent running, the charging rate of the battery is reduced by an amount corresponding to the offset .
以上説明したように請求項1の発明のハイブリッド電気自動車の走行制御装置によれば、車両の前方に登降坂路が予測された場合に、登降坂路の区間でのモータの力行制御または回生制御によるバッテリの充電率の変動パターンを推定し、その変動パターンの最大値を充電率の制御範囲の上限に略一致させるようにオフセットし、登降坂路の区間内を走行中には、オフセット後の充電率の変動パターンに倣ってバッテリの充電率を変動させるようにした。
従って、制御範囲内の上限付近で充電率を制御することにより、バッテリの電圧が上昇して充放電電流が低減される。このためバッテリの負担が軽減すると共に、発熱量に基づく充放電電流の制限を受け難くなる。よって、充放電電流の増大によるバッテリの耐久性低下を未然に防止した上で、車両全体のエネルギ効率を向上して燃費節減を達成することができる。
As described above, according to the travel control device for a hybrid electric vehicle of the invention of
Therefore, by controlling the charging rate in the vicinity of the upper limit within the control range, the battery voltage rises and the charge / discharge current is reduced. For this reason, the burden on the battery is reduced, and it is difficult to be restricted by the charge / discharge current based on the heat generation amount. Accordingly, it is possible to improve the energy efficiency of the entire vehicle and achieve fuel savings while preventing the battery durability from being lowered due to an increase in charge / discharge current.
請求項2の発明のハイブリッド電気自動車の走行制御装置によれば、請求項1に加えて、車両が登降坂路の開始地点に到達するまでの走行中にバッテリの充電率をオフセット相当分だけ増加させ、登降坂路の終了地点以降の走行中には充電率をオフセット相当分だけ低下させるようにした。
従って、オフセット前とオフセット後とで充電率の変動パターンは相違するものの、充電率の収支を一致させることができる。
According to the traveling control apparatus for a hybrid electric vehicle of the invention of
Therefore, although the charging rate fluctuation patterns are different before and after the offset, the balance of the charging rate can be matched .
以下、本発明をハイブリッド型トラックの走行制御装置に具体化した実施形態を説明する。
図1は本実施形態の走行制御装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。
ハイブリッド型トラック1はいわゆるパラレル型ハイブリッド電気自動車として構成されており、以下の説明では、車両と称する場合もある。車両1には走行用動力源としてディーゼルエンジン(以下、エンジンという)2、及び例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能なモータ3が搭載されている。エンジン1の出力軸にはクラッチ4が連結され、クラッチ4にはモータ3の回転軸を介して自動変速機5の入力側が連結されている。自動変速機5の出力側にはプロペラシャフト6を介して差動装置7が連結され、差動装置7には駆動軸8を介して左右の駆動輪9が連結されている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a travel control device for a hybrid truck will be described.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a hybrid truck on which the travel control device of this embodiment is mounted.
The
自動変速機5は一般的な手動変速機をベースとしてクラッチ4の断接操作及び変速段の切換操作を自動化したものであり、本実施形態では、前進6速後退1速の変速段を有している。当然ながら、変速機5の構成はこれに限るものではなく任意に変更可能であり、例えば手動式変速機として具体化してもよいし、2系統の動力伝達系を備えたいわゆるデュアルクラッチ式自動変速機として具体化してもよい。
The automatic transmission 5 is based on a general manual transmission and automates the engagement / disengagement operation of the
モータ3にはインバータ10を介してバッテリ11が接続されている。バッテリ11に蓄えられた直流電力はインバータ10により交流電力に変換されてモータ3に供給され(力行制御)、モータ3が発生した駆動力は自動変速機5で変速された後に駆動輪9に伝達されて車両1を走行させる。また、例えば車両1の減速時や降坂路での回生走行時には、駆動輪9側からの逆駆動によりモータ3が発電機として作動する(回生制御)。モータ3が発生した負側の駆動力は制動力として駆動輪9側に伝達されると共に、モータ3が発電した交流電力がインバータ10で直流電力に変換されてバッテリ11に充電される。
A
このようなモータ3が発生する駆動力は上記クラッチ4の断接状態に関わらず駆動輪9側に伝達され、これに対してエンジン2が発生する駆動力はクラッチ4の接続時に限って駆動輪9側に伝達される。従って、クラッチ4の切断時には、上記のようにモータ3が発生する正側または負側の駆動力が駆動輪9側に伝達されて車両1が走行する。また、クラッチ4の接続時には、エンジン2及びモータ3の駆動力が駆動輪9側に伝達されたり、或いはエンジン2の駆動力のみが駆動輪側に伝達されたりして車両1が走行する。
The driving force generated by the
車両ECU13は車両全体を統合制御するための制御回路である。そのために車両ECU13には、アクセルペダル14の操作量θaccを検出するアクセルセンサ15、ブレーキペダル16の踏込操作を検出するブレーキスイッチ17、車両1の速度Vを検出する車速センサ18、エンジン2の回転速度Neを検出するエンジン回転速度センサ19、モータ3の回転速度Ntを検出するモータ回転速度センサ20、ナビゲーション装置31(登降坂路予測手段)及び通信装置32(登降坂路予測手段)などが接続されている。
また、車両ECU13には、図示はしないがクラッチ4を断接操作するアクチュエータ、及び自動変速機5を変速操作するアクチュエータなどが接続されると共に、エンジン制御用のエンジンECU22、インバータ制御用のインバータECU23、及びバッテリ11を管理するバッテリECU24が接続されている。
The vehicle ECU 13 is a control circuit for integrated control of the entire vehicle. For this purpose, the vehicle ECU 13 includes an
The vehicle ECU 13 is connected with an actuator (not shown) for connecting / disconnecting the
車両ECU13は、運転者によるアクセル操作量θaccなどに基づき車両1を走行させるために必要な要求トルクを算出し、その要求トルクやバッテリ11のSOCなどに基づき車両1の走行モードを選択する。本実施形態では走行モードとして、エンジン2の駆動力のみを用いるE/Gモード、モータ3の駆動力のみを用いるEVモード、及びエンジン2及びモータ3の駆動力を共に用いるHEVモードが設定されており、その何れかの走行モードを車両ECU13が選択するようになっている。
車両ECU13は選択した走行モードに基づき、要求トルクをエンジン2やモータ3が出力すべきトルク指令値に換算する。例えばHEVモードでは要求トルクをエンジン2側及びモータ3側に配分した上で、その時点の変速段に基づきエンジン2及びモータ3のトルク指令値を算出する。また、E/Gモードでは要求トルクを変速段に基づきエンジン2へのトルク指令値に換算し、EVモードでは要求トルクを変速段に基づきモータ3へのトルク指令値に換算する。
The
The
そして、車両ECU13は選択した走行モードを実行すべく、EVモードでは上記クラッチ4を切断し、E/Gモード及びHEVモードではクラッチ4を接続した上で、エンジンECU22及びインバータECU23にトルク指令値を適宜出力する。また、車両1の走行中において車両ECU13は、アクセル操作量θaccや車速Vなどに基づき図示しないシフトマップから目標変速段を算出し、この目標変速段を達成すべく、アクチュエータによりクラッチ4の断接操作及び変速段の切換操作を実行する。
Then, the
一方、エンジンECU22は、車両ECU13から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するようにエンジン2の噴射量制御や噴射時期制御を実行する。例えばE/GモードやHEVモードでは、正側のトルク指令値に対してエンジン2に駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してエンジンブレーキを発生させる。また、EVモードの場合には、燃料噴射の中止によりエンジン2を停止保持するか、或いはアイドル運転状態とする。
On the other hand, the
また、インバータECU23は、車両ECU13から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように、インバータ10を駆動制御する。例えばEVモードやHEVモードでは、正側のトルク指令値に対してモータ3を力行制御して正側の駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してはモータ3を力行制御して負側の駆動力を発生させる。また、E/Gモードの場合には、モータ3の駆動力を0に制御する。
また、バッテリECU24は、バッテリ11の温度、バッテリ11の電圧、インバータ10とバッテリ11との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ11のSOCを算出し、このSOCを検出結果と共に車両ECU13に出力する。
Further, the
Further, the
以上の制御により、車両1は常に要求トルクに応じたエンジン2やモータ3による駆動力で走行すると共に、バッテリ11のSOCが予め設定された制御範囲、本実施形態では30〜70%の制御範囲内に保たれる(運転制御手段)。
一方、ナビゲーション装置31は自己の記憶領域に記憶されている地図データ、及びアンテナを介して受信されるGPS情報などに基づき、車両1の走行中に地図上の自車位置を特定する。通信装置32は、路側に適宜設置されているデータセンタの路側通信システムとの間で路車間通信を行うと共に、周囲を走行中の他車との間で車々間通信を行う。
With the above control, the
On the other hand, the
通信対象となる情報としては、例えば自車が保有しない地図情報、或いは道路情報(道路のカーブや勾配など)や交通情報(渋滞情報、事故情報、工事情報など)などがある。通信装置32は、これらの情報を路側通信システムや他車から取得したり、逆にこれらの情報を他車に供給したりする。
車両ECU13はナビゲーション装置31により特定された自車位置、通信装置32により取得された道路情報などに基づき、自車の前方に登降坂路が存在するか否かを予測する。以下、本発明の登降坂路とは、単一の登坂路が連続する区間、単一の降坂路が連続する区間、及び登坂路と降坂路とが交互に連続する区間の何れも含むものと定義する。
Examples of information to be communicated include map information not owned by the own vehicle, road information (such as road curves and gradients), traffic information (such as traffic jam information, accident information, and construction information). The
The
そして、[発明が解決しようとする課題]で述べたように、特許文献1の技術では登降坂路を予測したときに、エンジン2及びモータ3を高効率の領域で運転させることを優先しているため、バッテリ11の負担が増大して耐久性が低下する懸念がある。また、モータ3を高効率の領域で使用しようとしても、上式(1)の発熱量指標Hに基づく充放電電流の制限により所期のエネルギ効率の向上効果が得られない場合もある。
As described in [Problems to be Solved by the Invention], the technique of
この問題点を鑑みて、本発明者はバッテリ11のSOCと電圧との関係に着目した。上記のようにバッテリ11のSOCは所定の制御範囲内に保たれているが、図2に示すように、その制御範囲内であってもSOCが高いほど電圧が上昇する特性を有する。このため、制御範囲内の上限付近でSOCを制御すれば、同一トルクを発生していてもバッテリ11の充放電電流を低減できる。充放電電流が低減すれば、バッテリ11の負担が軽減すると共に、発熱量指標Hに基づく充放電電流の制限を受け難くなることを意味する。
一方で、予め制御範囲はモータ3の力行制御や回生制御の余地を確保するため、及びバッテリ11の過度の充放電を防止するために設定されているが、制御範囲内であれば、一時的にバッテリ11のSOCを上限側に制御しても問題は生じない。
In view of this problem, the present inventor has focused on the relationship between the SOC of the
On the other hand, the control range is set in advance in order to secure room for powering control and regenerative control of the
以上の観点の下に、本実施形態では登降坂路の区間の走行中において、通常のSOC制御に比較してバッテリ11のSOCを制御範囲の上限側にオフセットしている。説明の便宜上、この制御を通常のSOC制御に対してSOCオフセット制御と称し、以下に説明する。
Under the above viewpoint, in the present embodiment, the SOC of the
図3は車両ECU13が実行するSOCオフセット制御ルーチンを示すフローチャート、図4は登降坂路を走行しているときのSOCオフセット制御の実行状況を示すタイムチャートである。図4では、登降坂路として登坂路と降坂路とが交互に連続した場合を示し、通常のSOCの制御状況を破線で示し、SOCオフセット制御状況を実線で示している。
車両ECU13は車両1の走行中に図3のルーチンを所定の制御インターバルで実行している。まず、ステップS2でナビゲーション装置31から自車位置を入力すると共に、通信装置32から道路情報を取得する。続くステップS4では、これらの情報に基づき自車の前方の所定距離以内に登降坂路が存在するか否かを予測し(登降坂路予測手段)、判定がNo(否定)のときには一旦ルーチンを終了する。
FIG. 3 is a flowchart showing an SOC offset control routine executed by the
The
また、ステップS4の判定がYes(肯定)のときにはステップS6に移行し、車速V及びバッテリ11のSOCを読み込む。続くステップS8では、登降坂路の区間及びその前後の区間(図4中のポイントAからポイントBまでの区間)を走行するために必要な走行エネルギを算出する。その後、走行エネルギや各登降坂路の勾配などの各種情報に基づき、ステップS10で以下の各要件1)〜7)を算出する。後述するが、これらの各要件は登降坂路の区間内でSOCオフセット制御を実行するためのものである。
When the determination in step S4 is Yes (positive), the process proceeds to step S6, and the vehicle speed V and the SOC of the
1)通常のSOC制御によるSOCの変動パターン
2)SOCの変動幅W
3)変動パターンの開始時期a
4)変動パターンの終了時期b
5)変動パターンのオフセット量Offset
6)先行SOC調整期間A-a
7)後続SOC調整期間b-B
要件1)のSOCの変動パターンは、通常のSOC制御を適用して登降坂路を走行した場合に、バッテリ11のSOCがどのように変化するかを推定したものである(変動パターン推定手段)。図4に破線で示すように、登坂路ではモータ3の力行制御が行われ、降坂路では回生制御が行われるため、登降坂路の区間内でSOCは路面勾配に応じて増減を繰り返すことになる。
1) SOC fluctuation pattern by normal SOC control 2) SOC fluctuation width W
3) Variation pattern start time a
4) Variation pattern end time b
5) Offset offset of fluctuation pattern Offset
6) Advance SOC adjustment period Aa
7) Subsequent SOC adjustment period b-B
The SOC fluctuation pattern of requirement 1) is an estimation of how the SOC of the
要件2)の変動幅Wは、要件1)により推定されたSOCの変動パターンの最大幅(=最大SOC−最小SOC)である。
要件3)の開始時期aは、登降坂路の開始地点に相当し、要件4)の終了時期bは、登降坂路の終了地点に相当するものである。
要件5)のオフセット量Offsetは、登降坂路の区間(ポイントa−b)内でのSOCの変動パターンを制御範囲の上限側にオフセットする際の移動量である。本実施形態では、通常のSOC制御の変動パターンの最大値が制御範囲の上限に一致するようにオフセット量Offsetが算出される(オフセット量算出手段)。但し、SOCの変動パターンを制御範囲の上限側にオフセットするものであれば、オフセット量Offsetはこれに限るものではない。
The variation width W of requirement 2) is the maximum width (= maximum SOC−minimum SOC) of the variation pattern of the SOC estimated according to requirement 1).
The start time a of requirement 3) corresponds to the start point of the uphill / downhill road, and the end time b of requirement 4) corresponds to the end point of the uphill / downhill road.
The offset amount Offset in requirement 5) is a movement amount when offsetting the SOC fluctuation pattern in the uphill / downhill section (point ab) to the upper limit side of the control range. In the present embodiment, the offset amount Offset is calculated so that the maximum value of the fluctuation pattern of normal SOC control matches the upper limit of the control range (offset amount calculation means) . However, the offset amount Offset is not limited to this as long as the SOC variation pattern is offset to the upper limit side of the control range.
要件6)の調整期間A-aは、開始時期aを基準としてポイントAを決定するためのものであり、通常のSOC制御に基づくSOCをオフセット後の値まで増加(オフセット量Offset相当)させるために必要な期間として算出される。また、要件7)の調整期間b-Bは、終了時期bを基準としてポイントBを決定するためのものであり、オフセット後のSOCを通常のSOC制御の値まで低下(同じくオフセット量Offset相当)させるために必要な期間として算出される。 The adjustment period A-a of requirement 6) is for determining the point A on the basis of the start time a, and for increasing the SOC based on the normal SOC control to a value after offset (corresponding to the offset amount Offset). It is calculated as the period required for. The adjustment period b-B of requirement 7) is for determining the point B with the end time b as a reference, and the offset SOC is reduced to the normal SOC control value (also equivalent to the offset amount Offset). It is calculated as the period required for
以上の各要件1)〜7)により、図4に実線で示す登降坂路を含むポイントA〜Bまでの区間内でのSOCの変動パターンが確定する。登降坂路の区間内では、オフセット量Offsetに基づき制御範囲の上限側にSOCの変動パターンがオフセットされることになる(オフセット手段)。
そして、車両ECU13はステップS12で各要件1)〜7)に基づきエンジン2及びモータ3を駆動制御し、その後にルーチンを終了する。これにより、車両がポイントA〜Bの区間で走行すると共に、バッテリ11のSOCが図4に実線で示す変動パターンに倣って変動する。
According to the above requirements 1) to 7), the SOC fluctuation pattern in the section from point A to point B including the uphill slope shown by the solid line in FIG. 4 is determined. In the uphill / downhill section, the SOC variation pattern is offset to the upper limit side of the control range based on the offset amount Offset (offset means).
Then, the
図4に基づきSOCオフセット制御による制御状況をより詳しく述べる。
まず、先行SOC調整期間A-aでは、モータ3の力行制御の中止(モータトルク=0)によりSOCが温存されることから、登降坂路に到達した時点(開始時期a)ではSOCがオフセット後の値に調整される。登降坂路の区間内では、SOCは制御範囲の上限側付近の領域で路面勾配に応じて増減を繰り返す。但し、モータトルクについては通常のSOC制御の場合と相違なく、登降坂路で車両を走行させるために必要な値が出力される。
登降坂路を終了した後の後続SOC調整期間b-Bでは、力行制御によるモータトルクが増加側に制御されることによりSOCが次第に低下し、ポイントBでは通常のSOC制御の値まで戻される。
よって、ポイントA〜bの区間内において、SOCオフセット制御では通常のSOC制御に比してSOCの変動パターンは相違するものの、ポイントA〜BまでのSOCの収支については一致することになる。具体的には、先行SOC調整期間A-aで温存したSOCが、後続SOC調整期間b-Bで無駄なく車両1の走行のために利用される。
The control status by the SOC offset control will be described in more detail based on FIG.
First, in the preceding SOC adjustment period Aa, since the SOC is preserved by stopping the power running control of the motor 3 (motor torque = 0), the SOC is offset after the offset when reaching the uphill / downhill road (starting time a). Adjusted to the value. In the section of the uphill / downhill road, the SOC repeatedly increases and decreases according to the road surface gradient in the region near the upper limit side of the control range. However, as for the motor torque, a value necessary for driving the vehicle on the uphill / downhill road is output, unlike the case of normal SOC control.
In the subsequent SOC adjustment period b-B after the end of the ascending / descending slope, the SOC is gradually decreased by controlling the motor torque by the power running control to the increasing side, and at the point B, the value is returned to the normal SOC control value.
Therefore, in the section of points A to b, the SOC offset pattern in the SOC offset control is different from that in the normal SOC control, but the SOC balance between points A and B is the same. Specifically, the SOC preserved in the preceding SOC adjustment period Aa is used for running the
そして、SOCオフセット制御によれば登降坂路の区間内でSOCを制御範囲の上限付近で制御しているため、バッテリ11の電圧は通常のSOC制御の場合に比して上昇する。必然的に同一の入出力(同一モータトルク)を発生させていても、バッテリ11の充放電電流が低減され、バッテリ11の負担を軽減して耐久性低下を未然に防止することができる。
また、バッテリ11の充放電電流の低減は、発熱量指標Hに基づく充放電電流の制限を受け難くなることを意味する。
According to the SOC offset control, since the SOC is controlled in the vicinity of the upper limit of the control range in the uphill / downhill section, the voltage of the
Moreover, the reduction of the charging / discharging current of the
図5はモータトルクを力行側及び回生側に周期的に変動させる試験を実施して、発熱量指標Hに基づく制限状況をSOCオフセット制御と通常のSOC制御とで比較したものである。同図では、SOCオフセット制御の場合を太線で示し、通常のSOC制御の場合を細線で示している。
モータ3の力行制御及び回生制御に応じて、バッテリ11の充放電電流は正側及び負側に変動している。力行制御に伴うバッテリ11からの放電電流(正側)の各変動値が不揃いであるのは、それぞれ発熱量指標Hに基づく制限を受けた結果であり、この制限によりSOCオフセット制御と通常のSOC制御との放電電流の変動値はほぼ一致している。但し、SOCオフセット制御の方がバッテリ11の電圧が高いため、よりモータトルクが増加して要求トルクに近い値が達成されていると推測できる。この傾向は、SOCオフセット制御の方がバッテリ11からの総放電電力が高いことからも判る。
FIG. 5 shows a test in which the motor torque is periodically varied between the power running side and the regeneration side, and the restriction status based on the heat generation amount index H is compared between the SOC offset control and the normal SOC control. In the figure, the case of SOC offset control is indicated by a thick line, and the case of normal SOC control is indicated by a thin line.
Depending on the power running control and regenerative control of the
また、回生制御によるバッテリ11への充電電流(負側)の各変動は、SOCオフセット制御でも通常のSOC制御と同様に発熱量指標Hに基づく制限を受けている。但し、SOCオフセット制御では電流値が低いため、例えば図5中の期間t相当だけ、発熱量指標Hに基づく制限を受け始めるタイミングが遅くなる。結果としてSOCオフセット制御では、より長い期間に亘って高い回生トルクを維持することができる。この傾向は、バッテリ11への総充電電力が高いことからも判る。
従って、SOCオフセット制御によれば、バッテリ11の放電側及び充電側で共に発熱量指標Hに基づく制限を受け難くなるため、より要求トルクに即したモータ制御を実現できる。このため、モータ3の回生制御時にはより多くの電力をバッテリ11に充電でき、力行制御時にはより高いモータトルクを出力してエンジン2の負担を軽減できる。よって、車両全体のエネルギ効率を向上して燃費節減に貢献することができる。
Further, each variation of the charging current (negative side) to the
Therefore, according to the SOC offset control, it is difficult to be restricted based on the calorific value index H on both the discharge side and the charge side of the
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ハイブリッド型トラック1の走行制御装置に具体化したが、これに限るものではなく、例えばハイブリッド型の乗用車やバスなどに具体化してもよい。
This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above-described embodiment, the present invention is embodied in the travel control device for the
2 エンジン
3 モータ
11 バッテリ
13 車両ECU
(運転制御手段、登降坂路予測手段、変動パターン推定手段、オフセット手段、
オフセット量算出手段)
31 ナビゲーション装置(登降坂路予測手段)
32 通信装置(登降坂路予測手段)
2
(Operation control means, uphill slope prediction means, fluctuation pattern estimation means, offset means ,
Offset amount calculation means )
31 Navigation device (uphill / downhill road prediction means)
32 Communication device (uphill slope prediction means)
Claims (2)
上記バッテリの充電率を予め設定された制御範囲に保ちながら、上記車両の走行中に上記エンジン及びモータの運転状態を制御する運転制御手段と、
上記車両の前方に存在する登坂路と降坂路を含む走行区間である登降坂路を予測する登降坂路予測手段と、
上記登降坂路予測手段により予測された登降坂路の区間における上記モータの力行制御または回生制御による上記バッテリの充電率の変動パターンを推定する変動パターン推定手段と、
上記登降坂路区間走行中における上記充電率の変動パターンの最大値を上記制御範囲の上限に略一致させるように該充電率の変動パターンをオフセットするオフセット量を算出するオフセット量算出手段と、
上記予測された登降坂路の区間内における充電率の変動パターンを上記オフセット量に基づき上限側にオフセットするオフセット手段と
を備え、
上記運転制御手段は、上記車両が上記登降坂路の区間内を走行しているときには、上記オフセット手段によるオフセット後の充電率の変動パターンに倣って上記バッテリの充電率を変動させるように上記エンジン及びモータの運転状態を制御することを特徴とするハイブリッド電気自動車の走行制御装置。 A hybrid electric vehicle equipped with an engine and a motor as a driving power source, driven by the driving force of the engine and the powering control of the motor, and regeneratively controlling the motor on a downhill road to charge the generated power to a battery In the travel control device of
Driving control means for controlling the operating state of the engine and motor while the vehicle is running, while maintaining the charging rate of the battery in a preset control range;
An ascending / descending slope prediction means for predicting an ascending / descending slope that is a traveling section including the ascending slope and the descending slope existing in front of the vehicle;
Fluctuation pattern estimation means for estimating a fluctuation pattern of the charging rate of the battery by powering control or regenerative control of the motor in the section of the climbing slope predicted by the climbing slope prediction means;
Offset amount calculation means for calculating an offset amount for offsetting the variation pattern of the charging rate so that the maximum value of the variation pattern of the charging rate during traveling on the ascending / descending slope section substantially matches the upper limit of the control range;
Offset means for offsetting the fluctuation pattern of the charging rate in the predicted uphill / downhill section to the upper limit side based on the offset amount, and
When the vehicle is traveling in the ascending / descending slope section, the operation control means is configured to change the charge rate of the battery according to the fluctuation pattern of the charge rate after offset by the offset means. A traveling control apparatus for a hybrid electric vehicle, characterized by controlling a driving state of a motor.
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