JP6273950B2 - Hybrid vehicle and control method of hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関と電動発電機を備え、電動発電機でアシスト可能なハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a motor generator, which can be assisted by the motor generator, and a hybrid vehicle control method.
内燃機関と電動発電機を備え、電動発電機でアシスト可能なハイブリッド車両では、内燃機関のみを動力源として走行するエンジン単独走行、電動発電機のみを動力源として力行走行するモータ単独走行、内燃機関と電動発電機の両方を動力源として走行するアシスト走行、ハイブリッド車両の制動力の回生エネルギーを利用して電動発電機で発電するモータ回生走行等の走行形態がある。 In a hybrid vehicle that includes an internal combustion engine and a motor generator and can be assisted by the motor generator, the engine runs alone using only the internal combustion engine as a power source, the motor runs independently using only the motor generator as a power source, and the internal combustion engine There are travel modes such as an assist travel that travels using both the motor and the motor generator as a power source, and a motor regenerative travel that generates electric power by the motor generator using the regenerative energy of the braking force of the hybrid vehicle.
一方、内燃機関においては、高度3000m級以上の高地では、主にターボ式過給機の問題から内燃機関に要求される負荷に対して平地よりも低い出力制限を設けた高地モードを採用している。 On the other hand, in high altitudes with an altitude of 3000 m or higher, an internal combustion engine adopts a high altitude mode in which a lower output limit is provided for the load required for the internal combustion engine due to the problem of turbochargers. Yes.
つまり、ターボ式過給機は、大気圧が低くなると、コンプレッサの前後の圧力比(過給圧/大気圧)が高くなってコンプレッサにおけるサージが発生し易くなったり、吸気量を確保するためにターボ式過給機の回転数を増加させる必要が生じたりして回転数が限界点を超え易くなり、また、燃焼温度が高いと熱膨張の割合が高くなりタービンの仕事量が増加して回転数が増加し限界点を超え易くなる等、ターボ式過給機の稼働状況が厳しくなり、構成機器が損傷を受け易くなるという問題が生じる。 In other words, when the atmospheric pressure decreases, the turbo-supercharger increases the pressure ratio before and after the compressor (supercharging pressure / atmospheric pressure), which makes it easier for surges to occur in the compressor and to secure the intake air amount. It becomes necessary to increase the rotation speed of the turbocharger, and the rotation speed tends to exceed the limit point. Also, if the combustion temperature is high, the rate of thermal expansion increases, and the work of the turbine increases, resulting in rotation. The operating condition of the turbocharger becomes severe, such as increasing the number and easily exceeding the limit point, and there arises a problem that the constituent devices are easily damaged.
そのため、大気圧を監視して、高地走行状態に入っている場合には、ターボ式過給機の保護のために内燃機関の出力を落とす必要があり、内燃機関の出力を制限している。つまり、内燃機関の高地走行状態での運転に対して高地出力制限を設けている。 Therefore, when the atmospheric pressure is monitored and the vehicle is in a high altitude traveling state, it is necessary to reduce the output of the internal combustion engine in order to protect the turbocharger, and the output of the internal combustion engine is limited. That is, the high altitude output restriction is provided for the operation of the internal combustion engine in the high altitude traveling state.
この高地での走行性能に関連して、高地での走行性能の低下をできる限り抑制可能にするために、大気圧の低下による内燃機関の出力低下を回転電機の反力トルクに反映し、その結果、回転電機の回転数制限およびそれに伴う内燃機関の出力制限が緩和されることにより、高地での走行性能の低下を抑制するように、気圧センサで検出される大気圧の低下に応じて、回転電機(モータ)の駆動を制御する駆動制御装置に与えられるシステム電圧を低下させると共に、内燃機関が出力可能な最大トルクに対する回転電機の反力トルクを算出し、その算出された反力トルクに基づいて回転電機の回転数を制御するハイブリッド車両が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In relation to this high-altitude driving performance, in order to be able to suppress as much as possible the decrease in high-level driving performance, the reduction in the output of the internal combustion engine due to the decrease in atmospheric pressure is reflected in the reaction torque of the rotating electrical machine. As a result, the rotational speed limit of the rotating electrical machine and the accompanying output limit of the internal combustion engine are relaxed, so as to suppress the decrease in traveling performance at high altitudes, according to the decrease in atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor, The system voltage applied to the drive control device that controls the drive of the rotating electrical machine (motor) is reduced, and the reaction force torque of the rotating electrical machine with respect to the maximum torque that can be output by the internal combustion engine is calculated. Based on this, a hybrid vehicle that controls the rotational speed of a rotating electrical machine has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、このハイブリッド車両では、高地でのシステム電圧の低下による回転電機の回転数制限が緩和されて、その結果、エンジンの出力制限が緩和されるとしており、高地におけるターボ式過給機の性能面からのエンジン出力制限に関するものではない。 However, in this hybrid vehicle, the rotational speed limit of the rotating electrical machine due to the system voltage drop at high altitude is relaxed, and as a result, the engine output limit is relaxed. It is not related to the engine output limit.
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関と電動発電機を備え、電動発電機でアシスト可能なハイブリッド車両において、高地走行状態においても、車両走行で要求される必要駆動力に対してできるだけ大きな駆動力を発生すべく、ハイブリッドシステムとしての高地用最大許容出力を内燃機関の高地制限出力よりも大きくすることができるハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle that includes an internal combustion engine and a motor generator and that can be assisted by the motor generator. Provided is a hybrid vehicle and a hybrid vehicle control method capable of making the maximum allowable output for a high altitude as a hybrid system larger than the high altitude limit output of an internal combustion engine so as to generate a driving force as large as possible with respect to the required driving force. There is to do.
上記の目的を達成するための本発明のハイブリッド車両は、内燃機関とターボ式過給機と電動発電機を備え、該電動発電機でアシスト可能なハイブリッド車両において、当該ハイブリッド車両を制御する制御装置が、当該ハイブリッド車両が高地にいる状態にあるか否かと、予め設定した第1期間内に前記ハイブリッド車両が高地にいる状態になるか否かを判定する高地走行判定手段を備え、該高地走行判定手段が、前記第1期間内に当該ハイブリッド車両が高地にいる状態になると判定した場合には、前記電動発電機の電力源となるバッテリの充電量を確保する充電量確保制御を、当該ハイブリッド車両が高地にいる状態にあると判定するまで行い、前記高地走行判定手段が、当該ハイブリッド車両が高地にいる状態にあると判定した場合には、前記内燃機関の出力を高地制限出力に制限するとともに、前記内燃機関の高地制限出力と前記電動発電機の最大許容出力との和を、車両走行のための高地用最大許容出力とする高地走行制御を行うように構成される。 In order to achieve the above object, a hybrid vehicle of the present invention includes an internal combustion engine, a turbocharger , and a motor generator, and controls the hybrid vehicle in a hybrid vehicle that can be assisted by the motor generator. but of whether the hybrid vehicle is in a state being in high altitude, comprising a high altitude travel determining means for determining whether the hybrid vehicle in a first period set in advance is in a state being in highlands, the high location traveling When the determination unit determines that the hybrid vehicle is in a high altitude state within the first period, the charge amount securing control for securing the charge amount of the battery serving as the power source of the motor generator is performed. When it is determined that the vehicle is in a high altitude, and the high altitude travel determination means determines that the hybrid vehicle is in a high altitude Highlands, while limiting the output of the internal combustion engine in the highlands limited output, the sum of the maximum allowable output of the motor generator and the high altitude limit output of the internal combustion engine, the highland maximum allowable output for the vehicle travel It is comprised so that traveling control may be performed.
この構成によれば、高地走行制御で、高地用最大許容出力を、内燃機関の高地制限出力ではなく、この内燃機関の高地制限出力に、電動発電機でアシストできる最大許容出力を加えた値にするので、車両走行で要求される、より大きな出力に対応できるようになる。なお、この電動発電機でアシストできる最大許容出力は、バッテリの充電状態及び放電可能量によって変化するので、バッテリの状態に対応させて変化することになる。 According to this configuration, in the highland travel control, the maximum allowable output for highland is not the highland limit output of the internal combustion engine, but a value obtained by adding the maximum allowable output that can be assisted by the motor generator to the highland limit output of the internal combustion engine. Therefore, it becomes possible to cope with a larger output required for vehicle travel. The maximum allowable output that can be assisted by the motor generator varies depending on the state of charge of the battery and the amount that can be discharged, and therefore varies according to the state of the battery.
また、内燃機関が高地走行状態に、第1期間内に入ると判定した第1時点から入っていると判定した第2時点までの間、充電量確保制御で、第2時点以降における電動発電機によるアシストのための電力量を、消費せずに、若しくは、随時充電することで確保しておくことができる。また、第2時点以降においては電動発電機によるアシスト分だけ、内燃機関の駆動力に上乗せすることができるので、ハイブリッドシステムでの出力を、内燃機関の高地制限出力よりも大きく設定することができる。 In addition, the motor generator at the second time and thereafter is controlled by the charge amount securing control until the second time point at which the internal combustion engine is in the high altitude traveling state from the first time point at which it is determined to be within the first period. It is possible to ensure the amount of power for assisting by charging without being consumed or by charging at any time. Further, after the second time point, the driving force of the internal combustion engine can be added by the amount of assistance from the motor generator, so that the output in the hybrid system can be set larger than the high altitude limit output of the internal combustion engine. .
上記のハイブリッド車両において、前記充電量確保制御が、前記電動発電機の電力源となるバッテリの放電を抑制する放電抑制制御、又は、前記内燃機関で発生する負荷量が予め設定した負荷量よりも小さい軽負荷運転のときに前記電動発電機による発電を行ってバッテリを充電する軽負荷時充電制御の少なくとも一方を含んで構成されると、次の効果を奏することができる。 In the hybrid vehicle, the charge amount securing control is a discharge suppression control that suppresses discharge of a battery that is a power source of the motor generator, or a load amount generated in the internal combustion engine is greater than a preset load amount. When it is configured to include at least one of the light load charge control for charging the battery by generating power by the motor generator during a small light load operation, the following effects can be obtained.
つまり、バッテリの放電を伴うような、電動発電機のアシスト、モータ単独走行、及び、バッテリを電源とする電力機器の使用を停止する等する放電抑制制御、又は、内燃機関が軽負荷運転で電動発電機による発電を行う余裕があるときに電動発電機による発電を行ってバッテリを充電する軽負荷時充電制御の少なくとも一方で、容易にバッテリの充電量を確保することができる。 In other words, assisting the motor / generator with battery discharge, discharge suppression control to stop the use of power equipment powered by the battery, or the internal combustion engine is electrically operated at light load operation. When at least one of the light load charge control is performed in which the power is generated by the motor generator and the battery is charged when there is room to generate power by the generator, the charge amount of the battery can be easily secured.
上記のハイブリッド車両において、前記高地走行判定手段は、大気圧の時系列のデータを基にして、前記大気圧が前記高地判定用大気圧を下回っている否かを判定するともに、前記大気圧が前記第1期間内に前記高地判定用大気圧を下回るか否かを判定するように構成されると、次の効果を奏することができる。 In the hybrid vehicle described above, the highland travel determination means determines whether the atmospheric pressure is lower than the highland determination atmospheric pressure based on time-series data of atmospheric pressure, and the atmospheric pressure is When configured to determine whether or not the atmospheric pressure for highland determination falls below the first period , the following effects can be obtained.
つまり、大気圧で内燃機関が高地走行状態に入っているか否かを容易に判定でき、また、この大気圧の時系列の下降傾向と、判定時点での大気圧とから、このままの車両の走行状態、言い換えれば、車両が走行する道路の傾斜状態が継続するとした場合に、大気圧が、高地判定用大気圧を下回る時期(タイミング)を容易に算定できるので、この下回る時期を予め設定した第1期間と比較することで、容易に、内燃機関が、第1期間内に高地走行状態に入るか否かを判定することができるようになる。 In other words, it can be easily determined whether or not the internal combustion engine is in a high altitude traveling state at atmospheric pressure, and the vehicle travels as it is from the time series downward trend of atmospheric pressure and the atmospheric pressure at the time of determination. State, in other words, when the slope of the road on which the vehicle runs continues, the time (timing) when the atmospheric pressure falls below the atmospheric pressure for highland determination can be easily calculated. By comparing with one period, it becomes possible to easily determine whether or not the internal combustion engine enters a high altitude traveling state within the first period.
そして、上記の目的を達成するための本発明のハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関とターボ式過給機と電動発電機を備え、該電動発電機でアシスト可能なハイブリッド車両の制御方法において、当該ハイブリッド車両が高地にいる状態にあるか否かと、予め設定した第1期間内に当該ハイブリッド車両が高地にいる状態になるか否かを判定し、前記第1期間内に当該ハイブリッド車両が高地にいる状態になると判定した場合には、前記電動発電機の電力源となるバッテリの充電量を確保する充電量確保制御を、当該ハイブリッド車両が高地にいる状態にあると判定するまで行い、更に、当該ハイブリッド車両が高地にいる状態にあると判定した場合には、前記内燃機関の出力を高地制限出力に制限するとともに、前記内燃機関の高地制限出力と前記電動発電機の最大許容出力との和を、車両走行のための高地用最大許容出力とする高地走行制御を行うことを特徴とする方法である。この方法によれば、上記のハイブリッド車両と同様の効果を奏することができる。 And the hybrid vehicle control method of the present invention for achieving the above object comprises a hybrid vehicle control method comprising an internal combustion engine, a turbocharger , and a motor generator, which can be assisted by the motor generator. It is determined whether the hybrid vehicle is in a high altitude state, whether the hybrid vehicle is in a high altitude state within a preset first period, and the hybrid vehicle is When it is determined that the hybrid vehicle is in a high altitude, the charge amount securing control for securing the charge amount of the battery serving as the power source of the motor generator is performed until it is determined that the hybrid vehicle is in a high altitude state. When it is determined that the hybrid vehicle is in a high altitude state, the output of the internal combustion engine is limited to a high altitude limited output, and the high altitude control of the internal combustion engine is limited. The sum of the output and the maximum allowable output of the motor generator, a method characterized by performing a high land driving control to highland maximum allowable output for vehicle running. According to this method, the same effect as the above hybrid vehicle can be obtained.
本発明のハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法によれば、内燃機関と電動発電機を備え、電動発電機でアシスト可能なハイブリッド車両において、高地走行状態に入っていると判定した場合には、高地走行制御で、高地用最大許容出力を、内燃機関の高地制限出力ではなく、この内燃機関の高地制限出力に、電動発電機でアシストできる最大許容出力を加えた値にするので、車両走行で要求される、より大きな出力に対応できるようになり、高地走行状態においても、ハイブリッドシステムとしての高地用最大許容出力を内燃機関の高地制限出力よりも大きくして、より大きな車両走行で要求される必要駆動力に対応できるようになる。 According to the hybrid vehicle and the hybrid vehicle control method of the present invention, in a hybrid vehicle that includes an internal combustion engine and a motor generator and can be assisted by the motor generator, In travel control, the maximum allowable output for high altitudes is not the high altitude limit output of the internal combustion engine, but the maximum allowable output that can be assisted by the motor generator is added to the high altitude limit output of the internal combustion engine. Therefore, even in high altitude driving conditions, the maximum allowable output for high altitudes as a hybrid system must be made larger than the high altitude limited output of the internal combustion engine and required for larger vehicle driving It becomes possible to cope with the driving force.
更に、高地走行制御を行う前に、電動発電機の電力源となるバッテリの充電量を確保する充電量確保制御を行うように構成すると、内燃機関が高地走行状態に入る時期を予測判定して、高地走行制御の前に充電量確保制御を行ってバッテリに十分な電力を蓄えておくことができるので、必要に応じて電動発電機でアシストする高地走行制御に移行した後には、バッテリに蓄えられた十分な電力量で電動発電機によりアシストすることができ、このアシストにより、内燃機関の高地制限出力より大きな出力を、ハイブリッドシステムとして十分出力することができるようになる。 Furthermore, before performing the high altitude travel control, if it is configured to perform the charge amount securing control that secures the charge amount of the battery serving as the power source of the motor generator, it is possible to predict and determine when the internal combustion engine enters the high altitude travel state. Because it is possible to store a sufficient amount of power in the battery by performing charge amount securing control before the high altitude travel control, store it in the battery after shifting to the high altitude travel control assisted by the motor generator as necessary. It is possible to assist the motor generator with a sufficient amount of electric power, and this assist makes it possible to sufficiently output an output larger than the highland limit output of the internal combustion engine as a hybrid system.
以下、本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両、及びハイブリッド車両の制御方法について、図面を参照しながら説明する。図1に示すように、この実施の形態のハイブリッド車両(HEV)1は、エンジン(内燃機関)10と電動発電機(走行用電動機兼発電機)20と変速機30を備え、エンジン10の動力と電動発電機20の動力を変速機30を介して車輪34に伝達する車両であり、エンジン10と電動発電機20の両方を走行用の動力源とすることができる車両である。
Hereinafter, a hybrid vehicle and a hybrid vehicle control method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a hybrid vehicle (HEV) 1 of this embodiment includes an engine (internal combustion engine) 10, a motor generator (running motor / generator) 20, and a
なお、ここでは、図1のパラレル型ハイブリッド車両を例にして説明するが、必ずしもパラレル型ハイブリッド車両でなくてもよく、電動発電機20で内燃機関10が発生する駆動力をアシスト(補助)することができる機能を有するハイブリッド車両であればよい。
Here, the parallel hybrid vehicle shown in FIG. 1 will be described as an example. However, the parallel hybrid vehicle is not necessarily required, and the driving force generated by the
図1に示すように、このエンジン10の動力は、エンジン10に接続するトルクコンバータ13、接続状態のエンジン走行用クラッチ14と変速機30とプロペラシャフト31を介して差動装置(デファレンシャルギア)32に伝達され、更に、車軸33を介して車輪34に伝達される。
As shown in FIG. 1, the power of the
一方、電動発電機20の動力は、バッテリ22に充電(蓄電)された電力がインバータ21を介して電動発電機20に供給されることで発生し、この動力は、接続状態のモータ走行用クラッチ23と変速機30とプロペラシャフト31を介して差動装置32に伝達され、更に、車軸33を介して車輪34に伝達される。
On the other hand, the motive power of the
これらにより、エンジン10の動力と電動発電機20の動力の一方又は両方が変速機30を介して、車輪34に伝達され、ハイブリッド車両1が走行する。
Accordingly, one or both of the power of the
この図1の構成では、エンジン走行用クラッチ14の接続及び断絶の切り替えにより、エンジン10の動力の車輪34への伝達と遮断を行い、また、モータ走行用クラッチ23の接続及び断絶の切り替えにより、電動発電機20の動力の車輪34への伝達と遮断を行うが、エンジン10の動力又は電動発電機20の動力の伝達と遮断を適宜切り替えることができればよく、必ずしも、エンジン走行用クラッチ14又はモータ走行用クラッチ23を設けなくてもよい。
In the configuration of FIG. 1, transmission and disconnection of the power of the
また、このエンジン10の吸気通路15にターボ式過給機12のコンプレッサ12aが設けられ、エンジン10の排気通路11にターボ式過給機12のタービン12bが設けられている。
In addition, a
そして、エンジン10と電動発電機20と変速機30を備えたハイブリッドシステム2、及び、ハイブリッド車両1の制御を行うための制御装置40が設けられ、この制御装置40により、エンジン10の全般の制御、インバータ21による電動発電機20の全般の制御、エンジン走行用クラッチ14の断接制御とモータ走行用クラッチ23の断接制御を含むハイブリッドシステム2の全般の制御を含むハイブリッド車両1の全般の制御等々を行う。
A
また、このハイブリッドシステム2を搭載するハイブリッド車両1を制御する制御装置40は、高地走行判定手段41を備えて構成される。この高地走行判定手段41は、大気圧Paの時系列のデータPa(i)(i=1,2・・・)を基にして、エンジン10が高地走行状態に入っているか否かと、予め設定した第1期間t1内にエンジン10が高地走行状態に入るか否かを判定する。この第1期間t1は、例えば、10分〜15分程度に設定される。
In addition, the
つまり、大気圧センサ(図示しない)で測定した、現時点での大気圧Pa(n)で、エンジン10が高地走行状態に入っているか否かを容易に判定でき、また、この大気圧Paの時系列Pa(i)(i=1,2・・・n)の下降傾向と、判定時点での大気圧Pa(n)とから、このままの車両の走行状態、言い換えれば、ハイブリッド車両1が走行する道路の傾斜状態が継続するとした場合に、大気圧Paが、高地判定用大気圧Pacを下回る時期(タイミング)txを容易に算定できるので、この下回る時期txを予め設定した第1期間t1と比較することで、容易に、エンジン10が、第1期間t1内に高地走行状態に入るか否かを判定することができる。
In other words, it is possible to easily determine whether or not the
例えば、経過時間をtとし、ある時間増分Δt内での大気圧Paの減少分を−ΔPaとすると、直前の時系列データPa(n−1)を用いてΔPa=Pa(n−1)−Pa(n)となり、微分値dPa/dt(=ΔPa/Δt)と、判定時点(i=n)での大気圧Pa(n)とから、このままのエンジン10の運転状態が継続するとした場合に、大気圧Paが、高地判定用大気圧Pacを下回る時期(タイミング)txを容易に算定できる。Pac=Pa(n)−tx×ΔPa/Δtなので、tx=(Pa(n)−Pac)/(ΔPa/Δt)となる。この下回る時期txを予め設定した第1期間t1と比較することで、容易に、エンジン10が第1期間t1内に高地走行状態に入るか否かを判定することができるようになる。
For example, if the elapsed time is t and the decrease in the atmospheric pressure Pa within a certain time increment Δt is −ΔPa, ΔPa = Pa (n−1) − using the immediately preceding time series data Pa (n−1). Pa (n), and when the operating state of the
なお、単に、判定時の大気圧Pa(n)と微分値dPa/dtだけでなく、その前の時系列データを用いて大気圧Pa(i)(i=1,2・・・)の推移を示す曲線を回帰分析などにより求めて、この曲線から大気圧Paが、高地判定用大気圧Pacを下回る時期(タイミング)txを算定することもできる。この場合はより正確に予測できることになり、より精度高い制御が可能となる。この高地判定用大気圧Pacは例えば、800hPa(約0.8気圧)〜900hPa(約0.9気圧)の間の大気圧に設定される。 Note that not only the atmospheric pressure Pa (n) and the differential value dPa / dt at the time of determination, but also the transition of the atmospheric pressure Pa (i) (i = 1, 2,...) Using the previous time series data. It is also possible to calculate a time (timing) tx when the atmospheric pressure Pa falls below the high altitude determination atmospheric pressure Pac from the curve obtained by regression analysis or the like. In this case, it is possible to predict more accurately and control with higher accuracy is possible. The high altitude determination atmospheric pressure Pac is set to an atmospheric pressure between 800 hPa (about 0.8 atm) and 900 hPa (about 0.9 atm), for example.
また、高地走行判定手段41は、大気圧Paの時系列のデータPa(i)(i=1,2・・・)に加えて、大気温度Taのデータを加味して、第1期間t1内エンジン10が高地走行状態に入るか否かを判定するように構成されることが好ましい。これにより、大気温度Taによっても、吸気量が異なり、ターボ式過給機の運転状況が異なってきて、エンジン10で制限される出力が異なってくるため、この大気温度Taのデータを加味することにより、より精度よくエンジン10の出力制限が必要な高地走行状態に入る時期txを推定できるようになる。つまり、大気温度Taが高いと、比較的、空気密度が小さくなり吸気量(重量換算)が減少し、エンジン10の出力制限が早まるので、第1期間t1を長くする。一方、大気温度Taが低いと、比較的、空気密度が大きくなり吸気量が増加し、エンジン10の出力制限が遅くなるので、第1期間t1を短くする。
Further, the high altitude travel determination means 41 takes into account the atmospheric temperature Ta data in addition to the time-series data Pa (i) (i = 1, 2,...) Of the atmospheric pressure Pa, and within the first period t1. Preferably, the
そして、制御装置40は、この高地走行判定手段41がハイブリッド車両1及びエンジン10が高地走行状態に入っていると判定した場合には、エンジン10の高地制限出力Qemaxに加えて電動発電機20の最大許容出力Qmmaxを、車両走行のための高地用最大許容出力Qhmax(=Qemax+Qmmax)とする高地走行制御を行うように構成される。
When the high altitude travel determination means 41 determines that the hybrid vehicle 1 and the
このエンジン10の高地制限出力Qemaxは、大気圧Paと大気温度Taなどからターボ式過給機を高地走行状態で安全に使用できる上限値として予め設定される値であり、低地で出力可能なエンジン出力より低く設定されている。また、この電動発電機20でアシストできる最大許容出力Qmmaxは、バッテリ22の充電状態及び放電可能量によって変化するので、バッテリ22の充電状態や放電可能量に密接な関係を持つバッテリ温度に対応して設定される。
The high altitude limit output Qemax of the
この高地走行制御は、第2時点tb以降で行われ、車両走行に必要な要求駆動力Qtが高地制限出力Qemax以下の場合は、エンジン10のモータ走行用クラッチ23を断絶状態にして、要求駆動力Qtをエンジン10で発生し、一方、車両走行に必要な要求駆動力Qtが高地制限出力Qemaxより大きい場合は、要求駆動力Qtが高地用最大許容出力Qhmaxを超えていなければ、そのままとし、超えていれば、要求駆動力Qtを高地用最大許容出力Qhmaxに設定し直して、エンジン10で高地制限出力Qemaxを発生しつつ、要求駆動力Qtと高地制限出力Qemaxの差ΔQtmを、エンジン10のモータ走行用クラッチ23を接続状態にして電動発電機20で発生する。つまり、この差ΔQtm分の駆動力Qmを発生してアシストする。これにより、電動発電機20によるアシスト分の駆動力Qmだけ、エンジン10の高地制限出力Qemaxより大きい駆動力(Qemax+Qm)を発生して、要求駆動力Qtに対応することができる。
This high altitude traveling control is performed after the second time point tb. When the required driving force Qt required for vehicle traveling is equal to or lower than the high altitude limit output Qemax, the
これにより、ハイブリッドシステム2で許容する高地用最大許容出力Qhmaxを、エンジン10の高地制限出力Qemaxではなく、このエンジン10の高地制限出力Qemaxに、電動発電機20でアシストできる最大許容出力Qmmaxを加えた値にするので、車両走行で要求される、より大きな出力に対応できるようになる。
As a result, the maximum allowable output for high altitude Qhmax allowed by the
そして、制御装置40は、この高地走行判定手段41が第1期間t1内にエンジン10が高地走行状態に入ると判定した場合には、電動発電機20の電力源となるバッテリ22の充電量を確保する充電量確保制御を、高地走行判定手段41が高地走行状態に入っていると判定するまで行う。
When the high altitude
これにより、エンジン10が高地走行状態に、第1期間t1内に入ると判定した第1時点taから入っていると判定した第2時点tbまでの間、充電量確保制御で、第2時点tb以降における電動発電機によるアシストのための電力量を、消費せずに、若しくは、随時充電することで確保しておくことができる。また、第2時点tb以降においては電動発電機20によるアシスト分だけ、エンジン10の駆動力に上乗せすることができるので、ハイブリッドシステム2での高地用最大許容出力Qhmaxを、エンジン10の高地制限出力Qemaxよりも大きく設定することができる。
As a result, the charging amount securing control is performed until the second time point tb until the second time point tb determined that the
そして、この充電量確保制御では、電動発電機20の電力源となるバッテリ22の放電を抑制する放電抑制制御、又は、エンジン10で発生する負荷量Qeaが予め設定した負荷量Qecよりも小さい軽負荷運転のときに電動発電機20による発電を行ってバッテリ22を充電する軽負荷時充電制御の少なくとも一方を行う。
In this charge amount securing control, the discharge suppression control for suppressing the discharge of the
この放電抑制制御では、モータ走行用クラッチ23を断絶状態にして、バッテリ22の放電を伴うような、電動発電機20のアシスト、モータ単独走行を停止し、それと共に、バッテリ22を電源とする、その他の電力機器、例えば、エアコン等の使用を停止する。これにより、第2時点tb以降における電動発電機20によるアシストのための電力量を消費せずに確保しておくことができる。
In this discharge suppression control, the
一方、軽負荷時充電制御では、エンジン10の出力の一部を使用して電動発電機20で発電してもエンジン10に余裕がある軽負荷運転のときに電動発電機20による発電を行ってバッテリ22を充電する。なお、この軽負荷運転であるか否かは、エンジン10で発生する負荷量Qeaが予め設定した負荷量Qecよりも小さいか否かで判定する。これにより、容易にバッテリ22の充電量を確保することができる。
On the other hand, in the light load charge control, even if a part of the output of the
次に、本発明の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法について、図2の制御フローを参照しながら説明する。この図2の制御フローは、ハイブリッド車両1の運転が開始されると、上級の制御フローから呼ばれて、通常のハイブリッド車両1の運転の制御と並行して実施され、ハイブリッド車両1の運転が停止されると、割り込みによりリターンに行って上級の制御フローに戻り、上級の制御フローと共に終了する制御フローとして示している。 Next, a hybrid vehicle control method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the control flow of FIG. The control flow of FIG. 2 is called from the advanced control flow when the operation of the hybrid vehicle 1 is started, and is performed in parallel with the control of the operation of the normal hybrid vehicle 1. When stopped, it is shown as a control flow that returns to an advanced control flow by interruption and ends with an advanced control flow.
この図2の制御フローが開始されると、ステップS11で、エンジン10が、予め設定した第1期間t1内に高地走行状態に入るか否かを判定する。この判定で、エンジン10が、第1期間t1内に高地走行状態に入らない場合は(NO)、通常のハイブリッド車両1の制御を他の制御フローで行い、予め設定した制御時間Δtiを経過した後、ステップS11に戻る。
When the control flow of FIG. 2 is started, in step S11, it is determined whether or not the
一方、このステップS11の判定で、エンジン10が、第1期間t1内に高地走行状態に入る場合は(YES)、ステップS12に行く。このステップS12では、エンジン10が、高地走行状態に入っているか否かを判定する。
On the other hand, if it is determined in step S11 that the
このステップS12の判定で、エンジン10が、高地走行状態に入っていない場合は(NO)、ステップS13に行き、電動発電機20の電力源となるバッテリ22の充電量を確保する充電量確保制御を、通常のハイブリッド車両1の制御よりも優先させて行い、予め設定した制御時間Δtiの間を経過した後、ステップS11に戻る。この充電量確保制御では、電動発電機20の電力源となるバッテリ22の放電を抑制する放電抑制制御、又は、エンジン10で発生する負荷量Qeaが予め設定した負荷量Qecよりも小さい軽負荷運転のときに電動発電機20による発電を行ってバッテリ22を充電する軽負荷時充電制御の少なくとも一方を行う。
If it is determined in step S12 that the
一方、ステップS12の判定で、エンジン10が、高地走行状態に入っている場合は(YES)、ステップS14に行き、エンジン10の高地制限出力Qemaxに加えて電動発電機20の最大許容出力Qmmaxを、車両走行のための高地用最大許容出力Qhmaxとする高地走行制御を,通常のハイブリッド車両1の制御よりも優先させて行い、予め設定した制御時間Δtiの間を経過した後、ステップS11に戻る。
On the other hand, if it is determined in step S12 that the
そして、ステップS11からステップS13又はステップS14を繰り返して実施し、ハイブリッド車両1の運転が停止されると、割り込みによりリターンに行き、上級の制御フローに戻って、この上級の制御フローの終了とともに、図2の制御フローも終了する。 Then, Step S11 to Step S13 or Step S14 are repeatedly performed, and when the operation of the hybrid vehicle 1 is stopped, the interruption is returned to return to the advanced control flow, and with the end of the advanced control flow, The control flow in FIG. 2 is also terminated.
また、図2の制御フローに従った制御によれば、エンジン10が高地走行状態に入っているか否かを判定し、高地走行状態に入っていると判定した場合には、エンジン10の高地制限出力Qemaxに加えて電動発電機20の最大許容出力Qmmaxを、車両走行のための高地用最大許容出力Qhmaxとする高地走行制御を行うことができる。
In addition, according to the control according to the control flow of FIG. 2, it is determined whether or not the
従って、上記のハイブリッド車両1及びハイブリッド車両の制御方法によれば、エンジン10と電動発電機20を備え、この電動発電機20でアシスト可能なハイブリッド車両1において、高地走行状態に入っていると判定した場合には、高地走行制御で、高地用最大許容出力Qhmaxを、エンジン10の高地制限出力Qemaxではなく、このエンジン10の高地制限出力Qemaxに、電動発電機20でアシストできる最大許容出力Qmmaxを加えた値にするので、車両走行で要求される、より大きな出力(要求駆動力)Qtに対応できるようになり、高地走行状態においても、ハイブリッドシステム2としての高地用最大許容出力Qhmaxをエンジン10の高地制限出力Qemaxよりも大きくして、より大きな車両走行で要求される必要駆動力Qtに対応できるようになる。
Therefore, according to the hybrid vehicle 1 and the hybrid vehicle control method, it is determined that the hybrid vehicle 1 that includes the
1 ハイブリッド車両(HEV)
2 ハイブリッドシステム
10 エンジン(内燃機関)
11 排気通路
12 ターボ式過給機
12a コンプレッサ
12b タービン
13 トルクコンバータ
14 エンジン走行用クラッチ
15 吸気通路
20 電動発電機(走行用電動機兼発電機)
21 インバータ
22 バッテリ
23 モータ走行用クラッチ
30 変速機
31 プロペラシャフト
32 差動装置(デファレンシャルギア)
33 車軸
34 車輪
40 制御装置
41 高地走行判定手段
G 排気ガス
Pa 大気圧
Pa(i) 大気圧の時系列のデータ(i=1,2・・・)
Pa(n) 制御時の大気圧
Pa(n−1) 大気圧の直前の時系列データ
Pac 高地判定用大気圧
Qea エンジンで発生する負荷量
Qec 予め設定した負荷量(軽負荷運転の判定用閾値)
Qemax エンジンの高地制限出力
Qhmax 車両走行のための高地用最大許容出力
Qm 電動発電機の駆動力
Qmmax 電動発電機の最大許容出力
Qt 車両走行に必要な要求駆動力
t 経過時間
t1 第1期間
ta 第1時点
tb 第2時点
tx 高地走行状態に入る時期(大気圧が高地判定用大気圧を下回る時期)
Ta 大気温度
ΔPa 大気圧Paの減少分の大きさ
ΔQtm 要求駆動力と高地制限出力の差
Δt 時間増分
Δti 制御時間
1 Hybrid vehicle (HEV)
2
11 Exhaust passage 12
21
33
Pa (n) Atmospheric pressure Pa (n-1) at the time of control Time series data Pac immediately before the atmospheric pressure Pac High altitude determination atmospheric pressure Qea Load amount Qec generated in the engine Preset load amount (threshold for light load operation determination) )
Qemax Engine high altitude limit output Qhmax Maximum altitude allowable output Qm for vehicle traveling Driving power Qmmax of motor generator Maximum allowable output Qt of motor generator Required driving force t required for vehicle traveling Elapsed time t1 First period ta First 1 point in time tb 2nd point in time tx Time to enter the highland running state (time when atmospheric pressure falls below atmospheric pressure for highland determination)
Ta Atmospheric temperature ΔPa Amount of decrease in atmospheric pressure Pa ΔQtm Difference between required driving force and high altitude limit output Δt Time increment Δti Control time
Claims (4)
当該ハイブリッド車両を制御する制御装置が、
当該ハイブリッド車両が高地にいる状態にあるか否かと、予め設定した第1期間内に前記ハイブリッド車両が高地にいる状態になるか否かを判定する高地走行判定手段を備え、
該高地走行判定手段が、前記第1期間内に当該ハイブリッド車両が高地にいる状態になると判定した場合には、前記電動発電機の電力源となるバッテリの充電量を確保する充電量確保制御を、当該ハイブリッド車両が高地にいる状態にあると判定するまで行い、
前記高地走行判定手段が、当該ハイブリッド車両が高地にいる状態にあると判定した場合には、前記内燃機関の出力を高地制限出力に制限するとともに、前記内燃機関の高地制限出力と前記電動発電機の最大許容出力との和を、車両走行のための高地用最大許容出力とする高地走行制御を行うように構成されることを特徴とするハイブリッド車両。 In a hybrid vehicle comprising an internal combustion engine, a turbocharger and a motor generator, which can be assisted by the motor generator,
A control device for controlling the hybrid vehicle includes:
High altitude travel determination means for determining whether the hybrid vehicle is in a high altitude state and whether the hybrid vehicle is in a high altitude state within a preset first period ;
When the high altitude travel determination means determines that the hybrid vehicle is in a high altitude state within the first period, charge amount securing control is performed to secure a charge amount of a battery that is a power source of the motor generator. Until you determine that the hybrid vehicle is in a high altitude,
When the high altitude traveling determination means determines that the hybrid vehicle is in a high altitude state, the output of the internal combustion engine is limited to a high altitude limited output, and the high altitude limited output of the internal combustion engine and the motor generator A hybrid vehicle configured to perform high altitude travel control using a sum of the maximum allowable output of the vehicle and the maximum allowable output for high altitude for vehicle travel.
当該ハイブリッド車両が高地にいる状態にあるか否かと、予め設定した第1期間内に当該ハイブリッド車両が高地にいる状態になるか否かを判定し、Determining whether the hybrid vehicle is in a high altitude state and whether the hybrid vehicle is in a high altitude state within a preset first period;
前記第1期間内に当該ハイブリッド車両が高地にいる状態になると判定した場合には、前記電動発電機の電力源となるバッテリの充電量を確保する充電量確保制御を、当該ハイブリッド車両が高地にいる状態にあると判定するまで行い、If it is determined that the hybrid vehicle is in a high altitude state within the first period, charge amount securing control for securing a charge amount of a battery that is a power source of the motor generator is performed on the hybrid vehicle. Until it is determined that
更に、当該ハイブリッド車両が高地にいる状態にあると判定した場合には、前記内燃機関の出力を高地制限出力に制限するとともに、前記内燃機関の高地制限出力と前記電動発電機の最大許容出力との和を、車両走行のための高地用最大許容出力とする高地走行制御を行うことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。Further, when it is determined that the hybrid vehicle is in a high altitude state, the output of the internal combustion engine is limited to a high altitude limit output, and the high altitude limit output of the internal combustion engine and the maximum allowable output of the motor generator are A control method for a hybrid vehicle, characterized in that highland travel control is performed with the sum of the above as a maximum allowable output for highland for vehicle travel.
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