JP6387804B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、例えばハイブリッド車両を制御する車両制御装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a vehicle control device that controls, for example, a hybrid vehicle.
走行用の動力源として内燃機関及び回転電機の双方を備えるハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両では、ハイブリッド車両の状態に基づいて、内燃機関や回転電機の動作状態が制御される。例えば、特許文献1には、電力消費状態に基づく充電池の残量の予測結果から充電池の残量が過剰又は不足すると推定される場合には、充電池の残量の不足を解消するように内燃機関の動作点を設定するハイブリッド車両が開示されている。特許文献2には、充電池の残容量から設定される出力補正係数に応じて回転電機の出力を補正するハイブリッド車両が開示されている。特許文献3には、所定距離(1km)走行する間の電気エネルギーの充電効率と所定距離走行する間の内燃機関の駆動エネルギー効率との比較結果に基づいて、内燃機関の駆動頻度を変更するハイブリッド車両が開示されている。
A hybrid vehicle including both an internal combustion engine and a rotating electric machine is known as a power source for traveling. In such a hybrid vehicle, the operating states of the internal combustion engine and the rotating electrical machine are controlled based on the state of the hybrid vehicle. For example, in
しかしながら、上述した特許文献1から特許文献3に開示されている制御方法では、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができるとは限らないという技術的問題点が生ずる。
However, the control methods disclosed in
例えば、特許文献1に開示されている制御方法では、内燃機関の動作点を最適燃費線上に設定する機会を増やすことで燃料消費量の増加を抑制するために、充電池の残量が過剰又は不足に至る前に一律に充電量が増減するように内燃機関の動作点が設定される。しかしながら、特許文献1に開示されている制御方法では、充電量を増減させる際の内燃機関の駆動効率や充電池に蓄積されている電力を蓄積した際の充電効率等が考慮されていない。このため、ハイブリッド車両の走行全体の燃費として見れば、充電量が過剰又は不足している状態を放置したまま走行する場合の燃費が、充電池の残量が過剰又は不足に至る前に一律に充電量が増減するように内燃機関の動作点が設定される場合の燃費よりも向上する可能性もある。従って、特許文献1に開示された制御方法は、場合によっては、燃費を向上させることができるとは限らない。
For example, in the control method disclosed in
例えば、特許文献2に開示されている制御方法は、充電池の残容量が低下した場合に内燃機関が駆動するシリーズ走行を行うハイブリッド車両を対象としている。このため、特許文献2に開示されている制御方法では、充電池の残容量に基づいて回転電機の出力が補正されるものの、充電池の残容量が低下した場合に一律に内燃機関が駆動することに変わりはない。従って、特許文献1と同様に、特許文献2に開示されている制御方法では、充電量を増減させる際の内燃機関の駆動効率や充電池に蓄積されている電力を蓄積した際の充電効率等が考慮されていない。このため、ハイブリッド車両の走行全体の燃費として見れば、充電池の残容量が低下した状態を放置したまま走行する場合の燃費が、充電池の残容量が低下した場合に一律に内燃機関が駆動する場合の燃費よりも向上する可能性もある。従って、特許文献2に開示された制御方法は、場合によっては、燃費を向上させることができるとは限らない。
For example, the control method disclosed in
例えば、特許文献3に開示されている制御手法では、所定距離だけ走行する間の駆動エネルギー効率が電気エネルギーの充電効率よりも高い場合には、内燃機関の駆動頻度が高まる。その結果、駆動エネルギー効率が充電効率よりも高い場合には内燃機関の相対的に高い効率が有効的に利用される一方で、充電効率が駆動エネルギー効率よりも高い場合には回転電機の相対的に高い効率が有効的に利用される。このため、ハイブリッド車両のエネルギー効率が向上する。しかしながら、特許文献3に開示されている制御方法では、所定距離走行する間に新たに蓄積された電気エネルギーの充電効率が考慮されているに過ぎず、所定距離走行する前に既に蓄積されていた電気エネルギーの充電効率は何ら考慮されない。このため、所定距離走行する間に新たに蓄積された電気エネルギーの充電効率が駆動エネルギー効率よりも高い場合であっても、所定距離走行する前に既に蓄積されていた電気エネルギーの充電効率が低ければ、回転電機は、効率が悪い態様で蓄積された電気エネルギーを用いて駆動するがゆえに、エネルギー効率を向上させることができるとは限らない。このため、特許文献3に開示されている制御方法は、場合によっては、燃費を向上させることができるとは限らない。
For example, in the control method disclosed in
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、好適に燃費を向上させるようにハイブリッド車両を制御することが可能な車両制御装置を提供することを課題とする。 Examples of problems to be solved by the present invention include the above. An object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of controlling a hybrid vehicle so as to preferably improve fuel efficiency.
上記課題を解決する車両制御装置は、内燃機関と、該内燃機関の動力を用いて駆動することで、電力を蓄積可能な充電池を充電可能な回転電機とを備えるハイブリッド車両を制御する車両制御装置であって、(i)前記充電池に蓄積されている電力の単位電力量を蓄積するために要した前記内燃機関の燃料消費量を表す充電コストが、(ii)前記回転電機の動力を用いることなく前記内燃機関の動力を用いて前記ハイブリッド車両が前記単位電力量に相当する単位走行出力を出力するために要する前記内燃機関の燃料消費量を表す機関コストよりも小さいか否かを判定する判定手段と、(i)前記充電コストが前記機関コストよりも小さいと判定される場合に、前記ハイブリッド車両の走行モードが、前記内燃機関を運転することなく走行する電動モードとなり、(ii)前記充電コストが前記機関コストよりも大きいと判定される場合に、前記走行モードが、前記内燃機関の動力を用いて走行する機関モードとなるように前記ハイブリッド車両を制御する制御手段と、前記ハイブリッド車両の加速による運動エネルギー増加分及び前記ハイブリッド車両の減速による運動エネルギー減少分を燃料量に換算したエネルギー燃料換算値を用いて、前記充電コストを算出する算出手段とを備える。 A vehicle control device that solves the above problems is a vehicle control that controls a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a rotating electrical machine that can be charged with a rechargeable battery that can store electric power by being driven using the power of the internal combustion engine. (Ii) a charging cost representing a fuel consumption amount of the internal combustion engine required for accumulating a unit amount of electric power accumulated in the rechargeable battery; (ii) power of the rotating electric machine; It is determined whether or not the hybrid vehicle is smaller than an engine cost that represents a fuel consumption amount of the internal combustion engine required for the hybrid vehicle to output a unit travel output corresponding to the unit power amount by using the power of the internal combustion engine. And (i) when it is determined that the charging cost is smaller than the engine cost, the driving mode of the hybrid vehicle travels without operating the internal combustion engine. (Ii) when the charging cost is determined to be larger than the engine cost, the hybrid vehicle is set so that the traveling mode is an engine mode that travels using the power of the internal combustion engine. Control means for controlling, calculation means for calculating the charging cost using an energy fuel conversion value obtained by converting a kinetic energy increase due to acceleration of the hybrid vehicle and a kinetic energy decrease due to deceleration of the hybrid vehicle into a fuel amount; Is provided.
車両制御装置は、内燃機関と回転電機とを備えるハイブリッド車両を制御することができる。内燃機関は、燃料を消費することで駆動することができる。回転電機は、内燃機関の動力を用いて駆動することができる。その結果、回転電機は、充電池を充電することができる。つまり、回転電機は、実質的には発電機として機能することができる。 The vehicle control device can control a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a rotating electric machine. An internal combustion engine can be driven by consuming fuel. The rotating electrical machine can be driven using the power of the internal combustion engine. As a result, the rotating electrical machine can charge the rechargeable battery. That is, the rotating electrical machine can substantially function as a generator.
ハイブリッド車両は、電動モードで走行することができる。更に、ハイブリッド車両は、機関モードで走行することができる。尚、「電動モード」とは、内燃機関が運転していない(つまり、内燃機関が駆動していない又は内燃機関が燃料を消費していない)状態を維持しながらハイブリッド車両が走行する走行モードである。この場合、ハイブリッド車両は、例えば、発電機として機能する回転電機とは異なる回転電機の動力又は発電機として機能する回転電機の動力を用いて走行してもよい。「機関モード」とは、内燃機関の動力を用いて走行する走行モードである。 The hybrid vehicle can travel in the electric mode. Furthermore, the hybrid vehicle can travel in the engine mode. The “electric mode” is a traveling mode in which the hybrid vehicle travels while maintaining the state where the internal combustion engine is not operating (that is, the internal combustion engine is not driven or the internal combustion engine is not consuming fuel). is there. In this case, the hybrid vehicle may travel using, for example, the power of a rotating electrical machine different from the rotating electrical machine that functions as a generator or the power of a rotating electrical machine that functions as a generator. The “engine mode” is a traveling mode in which traveling is performed using the power of the internal combustion engine.
このようなハイブリッド車両を制御する(特に、ハイブリッド車両の走行モードを切り替える)ために、車両制御装置は、判定手段と、制御手段と、算出手段とを備えている。 In order to control such a hybrid vehicle (in particular, to switch the travel mode of the hybrid vehicle), the vehicle control device includes a determination unit, a control unit, and a calculation unit.
判定手段は、充電コストが機関コストよりも小さいか否かを判定する。言い換えれば、判定手段は、充電コストと機関コストとを比較する。 The determination unit determines whether or not the charging cost is smaller than the engine cost. In other words, the determination unit compares the charging cost with the engine cost.
ここで、「充電コスト」は、充電池に蓄積されている電力(言い換えれば、全電力)の単位電力量を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量を直接的に又は間接的に表す指標値である。言い換えれば、「充電コスト」は、充電池に蓄積されている電力(全電力)のうち単位電力量の電力を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量を直接的に又は間接的に表す指標値である。更に言い換えれば、「充電コスト」は、当該充電コストが算出される時点で充電池に蓄積されている電力(全電力)を蓄積するために要した“単位電力量当たりの内燃機関の燃料消費量”を直接的に又は間接的に表す指標値である。つまり、「充電コスト」とは、充電池に蓄積されている電力(全電力)を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量を単に表す指標値ではなく、充電池に蓄積されている電力を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量を、単位電力量の電力を蓄積するために要した燃料消費量(つまり、単位電力量当たりの数値)として直接的に又は間接的に表す指標値である。例えば、充電池に蓄積されている電力の総量が「X1」であり、且つ、充電池に蓄積されている「X1」の電力を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量が「Y1」である場合には、充電コストは、「Y1(つまり、燃料消費量)/X1(つまり、電力の総量)」という数値を直接的に又は間接的に表す指標値であってもよい。 Here, the “charging cost” directly or indirectly represents the fuel consumption of the internal combustion engine required to store the unit power amount of the power stored in the rechargeable battery (in other words, the total power). It is an index value. In other words, the “charging cost” directly or indirectly represents the fuel consumption of the internal combustion engine required to store the power of the unit power amount among the power (total power) stored in the rechargeable battery. It is an index value. Furthermore, in other words, “charging cost” means “fuel consumption of the internal combustion engine per unit of electric energy required to store electric power (total electric power) stored in the rechargeable battery at the time when the charging cost is calculated. "Is an index value that directly or indirectly represents" ". That is, the “charging cost” is not an index value simply representing the fuel consumption of the internal combustion engine required to store the electric power (total electric power) stored in the rechargeable battery, but the electric power stored in the rechargeable battery. An index that directly or indirectly represents the amount of fuel consumed by the internal combustion engine required to store the power as the amount of fuel consumed to store the power of the unit power (that is, a numerical value per unit of power) Value. For example, the total amount of power stored in the rechargeable battery is “X1”, and the fuel consumption of the internal combustion engine required to store the power of “X1” stored in the rechargeable battery is “Y1”. In this case, the charging cost may be an index value that directly or indirectly represents a numerical value of “Y1 (that is, fuel consumption) / X1 (that is, total amount of power)”.
一方で、「機関コスト」は、回転電機の動力を用いることなく内燃機関の動力を用いてハイブリッド車両が単位電力量に相当する単位走行出力を出力するために要する内燃機関の燃料消費量を直接的に又は間接的に示す指標値である。言い換えれば、「機関コスト」は、当該機関コストが算出される時点で回転電機の動力を用いることなく内燃機関の動力を用いてハイブリッド車両が走行するためにこれから要するであろうと推測される“単位走行出力当たりの内燃機関の燃料消費量”を直接的に又は間接的に示す指標値である。例えば、単位電力量に相当する単位走行出力が「X2」であり、且つ、「X2」という走行出力をハイブリッド車両が出力するためにこれから要するであろうと推測される内燃機関の燃料消費量が「Y2」である場合には、機関コストは、「Y2(つまり、燃料消費量)/X2(つまり、走行出力)」という数値を直接的に又は間接的に表す指標値であってもよい。或いは、例えば、ハイブリッド車両に要求されている走行出力が「X3」であり、且つ、「X3」という走行出力をハイブリッド車両が出力するためにこれから要するであろうと推測される内燃機関の燃料消費量が「Y3」である場合には、機関コストは、「Y3(つまり、燃料消費量)/X3(つまり、走行出力)」という数値を直接的に又は間接的に表す指標値であってもよい。 On the other hand, the “engine cost” directly represents the fuel consumption of the internal combustion engine required for the hybrid vehicle to output a unit travel output corresponding to the unit power amount using the power of the internal combustion engine without using the power of the rotating electrical machine. It is an index value that is indicated either indirectly or indirectly. In other words, the “engine cost” is assumed to be a “unit” that is estimated to be required for the hybrid vehicle to travel using the power of the internal combustion engine without using the power of the rotating electrical machine when the engine cost is calculated. This is an index value that directly or indirectly indicates “fuel consumption of the internal combustion engine per driving output”. For example, the unit travel output corresponding to the unit power amount is “X2”, and the fuel consumption amount of the internal combustion engine that is estimated to be required for the hybrid vehicle to output the travel output of “X2” is “ In the case of “Y2”, the engine cost may be an index value that directly or indirectly represents a numerical value “Y2 (ie, fuel consumption) / X2 (ie, travel output)”. Alternatively, for example, the travel output required for the hybrid vehicle is “X3”, and the fuel consumption of the internal combustion engine that is estimated to be required for the hybrid vehicle to output the travel output of “X3” from now on. Is “Y3”, the engine cost may be an index value that directly or indirectly represents a numerical value “Y3 (ie, fuel consumption) / X3 (ie, travel output)”. .
尚、「充電コスト」は、典型的には、“単位電力量の電力を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量”が大きくなるほど大きくなる指標値であることが好ましい。同様に、「機関コスト」は、典型的には、“単位走行出力を出力するために要する内燃機関の燃料消費量”が大きくなるほど大きくなる指標値であることが好ましい。但し、“単位電力量の電力を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量”が大きくなるほど小さくなる指標値(例えば、充電効率)は、充電コストと反比例する関係にあるがゆえに、充電コストと一定の相関を有している。同様に、“単位走行出力を出力するために要する内燃機関の燃料消費量”が大きくなるほど小さくなる指標値(例えば、機関効率)は、機関コストと反比例する関係にあるがゆえに、機関コストと一定の相関を有している。従って、充電コストと機関コストとを比較する動作は、実質的には、充電コストと一定の相関を有している指標値(例えば、充電効率)と機関コストと一定の相関を有している指標値(例えば、機関効率)とを比較する動作を包含していると言える。例えば、充電コストが機関コストよりも小さいか否かを判定する動作は、実質的には、充電効率が機関効率よりも大きいか否か(言い換えれば、高いか否か)を比較する動作を包含していると言える。 Note that “charging cost” is preferably an index value that typically increases as “fuel consumption of the internal combustion engine required for accumulating electric power of unit electric power” increases. Similarly, the “engine cost” is preferably an index value that typically increases as the “fuel consumption of the internal combustion engine required to output the unit travel output” increases. However, since the index value (for example, charging efficiency) that becomes smaller as “the fuel consumption of the internal combustion engine required to store the electric power of the unit electric power” increases, the charging cost is inversely proportional to the charging cost. And has a certain correlation. Similarly, an index value (for example, engine efficiency) that decreases as the “fuel consumption of the internal combustion engine required to output the unit travel output” increases is constant with the engine cost because it is inversely proportional to the engine cost. Have a correlation. Therefore, the operation of comparing the charging cost and the engine cost has a constant correlation between the index value (for example, charging efficiency) having a certain correlation with the charging cost and the engine cost. It can be said that it includes an operation of comparing an index value (for example, engine efficiency). For example, the operation for determining whether or not the charging cost is lower than the engine cost substantially includes an operation for comparing whether or not the charging efficiency is higher than the engine efficiency (in other words, whether or not it is higher). I can say that.
制御手段は、判定手段の判定結果に基づいて、ハイブリッド車両の走行モードが所望の走行モードになるように、ハイブリッド車両を制御する。具体的には、充電コストが機関コストよりも小さいと判定される場合には、制御手段は、ハイブリッド車両の走行モードが電動モードとなるように、ハイブリッド車両を制御する。一方で、充電コストが機関コストよりも大きいと判定される場合には、制御手段は、ハイブリッド車両の走行モードが電動モードとなるように、ハイブリッド車両を制御する。 The control unit controls the hybrid vehicle based on the determination result of the determination unit so that the travel mode of the hybrid vehicle becomes a desired travel mode. Specifically, when it is determined that the charging cost is smaller than the engine cost, the control unit controls the hybrid vehicle so that the traveling mode of the hybrid vehicle becomes the electric mode. On the other hand, when it is determined that the charging cost is higher than the engine cost, the control unit controls the hybrid vehicle so that the traveling mode of the hybrid vehicle becomes the electric mode.
ここで、充電コストが充電池に蓄積されている単位電力量の電力を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量を表していることを考慮すれば、充電コストは、実質的には、充電池に蓄積されている電力を用いて駆動する回転電機の動力を用いてハイブリッド車両が単位走行出力を出力するために要する内燃機関の燃料消費量を表しているとも言える。つまり、充電コストは、ハイブリッド車両が電動モードで単位走行出力を出力するために要する内燃機関の燃料消費量を表しているとも言える。一方で、機関コストは、まさに、内燃機関の動力を用いてハイブリッド車両が単位走行出力を出力するために要する内燃機関の燃料消費量を表しているとも言える。つまり、機関コストは、ハイブリッド車両が機関モードで単位走行出力を出力するために要する内燃機関の燃料消費量を表しているとも言える。そうすると、充電コストが機関コストよりも小さいと判定される場合には、充電池に蓄積されている電力を用いて駆動する回転電機の動力を用いて単位走行出力を出力するために要する燃料消費量は、燃料を消費して駆動する内燃機関の動力を用いて単位走行出力を出力するために要する燃料消費量よりも少なくなる。つまり、充電コストが機関コストよりも小さいと判定される場合には、電動モードで単位走行出力を出力するハイブリッド車両の燃料消費量は、機関モードで単位走行出力を出力するハイブリッド車両の燃料消費量よりも少なくなる。一方で、充電コストが機関コストよりも大きいと判定される場合には、燃料を消費して駆動する内燃機関の動力を用いて単位走行出力を出力するために要する燃料消費量は、充電池に蓄積されている電力を用いて駆動する回転電機の動力を用いて単位走行出力を出力するために要する燃料消費量よりも少なくなる。つまり、充電コストが機関コストよりも大きいと判定される場合には、機関モードで単位走行出力を出力するハイブリッド車両の燃料消費量は、電動モードで単位走行出力を出力するハイブリッド車両の燃料消費量よりも少なくなる。 Here, considering that the charging cost represents the fuel consumption of the internal combustion engine required to store the power of the unit electric energy stored in the rechargeable battery, the charging cost is substantially It can also be said that it represents the fuel consumption of the internal combustion engine required for the hybrid vehicle to output the unit travel output using the power of the rotating electrical machine that is driven using the electric power stored in the rechargeable battery. That is, it can be said that the charging cost represents the fuel consumption of the internal combustion engine required for the hybrid vehicle to output the unit travel output in the electric mode. On the other hand, the engine cost can be said to represent the fuel consumption of the internal combustion engine that is required for the hybrid vehicle to output the unit travel output using the power of the internal combustion engine. That is, it can be said that the engine cost represents the fuel consumption of the internal combustion engine required for the hybrid vehicle to output the unit travel output in the engine mode. Then, if it is determined that the charging cost is lower than the engine cost, the fuel consumption required to output the unit travel output using the power of the rotating electrical machine that is driven using the electric power stored in the rechargeable battery Is less than the fuel consumption required to output the unit travel output using the power of the internal combustion engine driven by consuming the fuel. That is, when it is determined that the charging cost is lower than the engine cost, the fuel consumption of the hybrid vehicle that outputs the unit travel output in the electric mode is the fuel consumption of the hybrid vehicle that outputs the unit travel output in the engine mode. Less than. On the other hand, if it is determined that the charging cost is higher than the engine cost, the fuel consumption required to output the unit travel output using the power of the internal combustion engine that consumes and drives the fuel is charged to the rechargeable battery. This is less than the fuel consumption required to output the unit travel output using the power of the rotating electrical machine driven using the stored electric power. That is, when it is determined that the charging cost is larger than the engine cost, the fuel consumption of the hybrid vehicle that outputs the unit travel output in the engine mode is the fuel consumption of the hybrid vehicle that outputs the unit travel output in the electric mode. Less than.
このような充電コスト及び機関コストの大小関係と単位走行出力を出力するために要する燃料消費量の大小関係との関係性を考慮すると、制御手段は、ハイブリッド車両の走行モードが、単位走行出力を出力するために要する燃料消費量が少なくなる所望の走行モードになるように、ハイブリッド車両を制御していると言える。つまり、制御手段は、ハイブリッド車両の走行モードが、ハイブリッド車両の走行に要する燃料消費量が少なくなる所望の走行モードになるように、ハイブリッド車両を制御していると言える。 In consideration of the relationship between the magnitude relationship between the charging cost and the engine cost and the magnitude relationship between the fuel consumptions required to output the unit travel output, the control means determines that the travel mode of the hybrid vehicle has the unit travel output. It can be said that the hybrid vehicle is controlled so as to achieve a desired travel mode in which the fuel consumption required for output is reduced. That is, it can be said that the control means controls the hybrid vehicle so that the traveling mode of the hybrid vehicle becomes a desired traveling mode in which the fuel consumption required for traveling of the hybrid vehicle is reduced.
特に、充電コストが単位電力量当たりの燃料消費量を表しているがゆえに、充電コストには、充電池に電力を蓄積するために駆動した内燃機関の駆動効率(例えば、熱効率)が反映されている。具体的には、内燃機関の駆動効率によっては、同じ量の電力が充電池に蓄積されている場合であっても、その電力を蓄積するために要した燃料消費量は同一であるとは限らない。同様に、内燃機関の駆動効率によっては、同じ量の燃料が消費されることで電力が充電池に蓄積される場合であっても、蓄積される電力の総量が同一であるとは限らない。つまり、内燃機関の駆動効率によっては、充電池に蓄積されている電力の価値が同一であるとは限らない。このように電力の価値が同一であるとは限らない場合であっても、充電コストは、充電池に蓄積されている電力の総量と当該電力の蓄積に要した燃料消費量とに応じて(例えば、電力を蓄積した際の内燃機関の駆動効率に応じて)変動するがゆえに、電力の価値を適切に表していると言える。このため、車両制御装置は、充電池に蓄積されている電力の価値(言い換えれば、充電池に電力を蓄積するために駆動した内燃機関の駆動効率)を考慮した上で、ハイブリッド車両の走行モードが、単位走行出力を出力するために要する燃料消費量が少なくなる所望の走行モードになるように、ハイブリッド車両を制御することができる。 In particular, since the charging cost represents fuel consumption per unit electric energy, the charging cost reflects the driving efficiency (for example, thermal efficiency) of the internal combustion engine driven to store electric power in the rechargeable battery. Yes. Specifically, depending on the driving efficiency of the internal combustion engine, even when the same amount of power is stored in the rechargeable battery, the fuel consumption required to store the power is not always the same. Absent. Similarly, depending on the driving efficiency of the internal combustion engine, even when electric power is accumulated in the rechargeable battery due to consumption of the same amount of fuel, the total amount of accumulated electric power is not always the same. That is, depending on the driving efficiency of the internal combustion engine, the value of the electric power stored in the rechargeable battery is not always the same. Thus, even if the value of electric power is not necessarily the same, the charging cost depends on the total amount of electric power stored in the rechargeable battery and the fuel consumption required for the electric power storage ( For example, it can be said that the value of electric power is appropriately represented because it fluctuates (according to the driving efficiency of the internal combustion engine when electric power is accumulated). For this reason, the vehicle control device considers the value of the electric power stored in the rechargeable battery (in other words, the driving efficiency of the internal combustion engine driven to store the electric power in the rechargeable battery), and then the driving mode of the hybrid vehicle. However, it is possible to control the hybrid vehicle so as to achieve a desired travel mode in which the fuel consumption required for outputting the unit travel output is reduced.
単位走行出力を出力するために要する燃料消費量が少なくなることは、即ち、ハイブリッド車両の燃費(特に、ハイブリッド車両の走行全体で見た場合の燃費)の向上に繋がる。従って、車両制御装置は、燃費が良好になる所望の走行モードになるように、ハイブリッド車両を制御することができる。つまり、車両制御装置は、好適に燃費を向上させるようにハイブリッド車両を制御することができる。 A reduction in fuel consumption required to output the unit travel output leads to an improvement in the fuel consumption of the hybrid vehicle (particularly, the fuel consumption when viewed as a whole travel of the hybrid vehicle). Therefore, the vehicle control device can control the hybrid vehicle so as to be in a desired travel mode in which fuel efficiency is good. That is, the vehicle control device can control the hybrid vehicle so as to improve the fuel efficiency.
更には、車両制御装置は、充電池に蓄積されている全電力を対象とする充電コストを考慮した上で、ハイブリッド車両の走行モードが、単位走行出力を出力するために要する燃料消費量が少なくなる所望の走行モードになるように、ハイブリッド車両を制御することができる。つまり、車両制御装置は、充電池に新たに蓄積された電力のみを対象とする充電コストのみならず、充電池に既に蓄積されていた電力をも対象とする充電コストをも考慮した上で、単位走行出力を出力するために要する燃料消費量が少なくなる所望の走行モードになるように、ハイブリッド車両を制御することができる。つまり、車両制御装置は、充電池に新たに蓄積された電力のみを対象とする充電コストと機関コストとの間の大小関係に代えて、充電池に蓄積されている全電力を対象とする充電コストと機関コストとの間の大小関係に基づいてハイブリッド車両を制御する。従って、ハイブリッド車両の走行モードは、単位走行出力を出力するために要する燃料消費量が少なくなる(つまり、燃費が良好になる)走行モードになる。従って、車両制御装置は、単位走行出力を出力するために要する燃料消費量を少なくするように(つまり、好適に燃費を向上させるように)ハイブリッド車両を制御することができる。 Furthermore, the vehicle control device takes into account the charging cost for all the power stored in the rechargeable battery, and the fuel consumption required for the driving mode of the hybrid vehicle to output the unit driving output is small. The hybrid vehicle can be controlled so that the desired traveling mode is obtained. That is, the vehicle control device takes into consideration not only the charging cost for only the newly accumulated power in the rechargeable battery but also the charging cost for the power already accumulated in the rechargeable battery, The hybrid vehicle can be controlled so that a desired travel mode is achieved in which the amount of fuel consumed to output the unit travel output is reduced. In other words, the vehicle control device performs charging for all the power stored in the rechargeable battery instead of the magnitude relationship between the charging cost and the engine cost only for the power newly stored in the rechargeable battery. The hybrid vehicle is controlled based on the magnitude relationship between the cost and the engine cost. Accordingly, the travel mode of the hybrid vehicle is a travel mode in which the amount of fuel consumption required to output the unit travel output is reduced (that is, the fuel efficiency is improved). Therefore, the vehicle control apparatus can control the hybrid vehicle so as to reduce the fuel consumption required to output the unit travel output (that is, to improve the fuel efficiency suitably).
算出手段は、判定手段による比較対象である充電コストを算出する。即ち、算出手段による充電コストの算出は、判定手段による判定に先立って行われる。算出手段は、ハイブリッド車両の加速による運動エネルギー増加分、及びハイブリッド車両の減速による運動エネルギー減少分を燃料量に換算したエネルギー燃料換算値を用いて、充電コストを算出する。 The calculating means calculates a charging cost which is a comparison target by the determining means. That is, the calculation of the charging cost by the calculating means is performed prior to the determination by the determining means. The calculating means calculates the charging cost using an energy fuel conversion value obtained by converting a kinetic energy increase due to acceleration of the hybrid vehicle and a kinetic energy decrease due to deceleration of the hybrid vehicle into a fuel amount.
具体的には、算出手段は、ハイブリッド車両が加速されると、加速によるハイブリッド車両の運動エネルギーの増加分を燃料量に換算したエネルギー燃料換算値を算出する。加速時のエネルギー燃料換算値は、例えば内燃機関における燃料噴射量に対して、加速要求パワーと内燃機関の出力及び充電池の出力の合計との比率を乗ずることで求めることができる。 Specifically, when the hybrid vehicle is accelerated, the calculation means calculates an energy fuel conversion value obtained by converting an increase in kinetic energy of the hybrid vehicle due to the acceleration into a fuel amount. The energy fuel equivalent value at the time of acceleration can be obtained, for example, by multiplying the fuel injection amount in the internal combustion engine by the ratio of the acceleration required power and the sum of the output of the internal combustion engine and the output of the rechargeable battery.
他方で、算出手段は、ハイブリッド車両が減速されると、減速によるハイブリッド車両の運動エネルギーの減少分を燃料量に換算したエネルギー燃料換算値を算出する。加速時のエネルギー燃料換算値は、例えば減速前のエネルギー燃料換算値に対して、運動エネルギーの減少比率を乗ずることで求めることができる。 On the other hand, when the hybrid vehicle is decelerated, the calculation means calculates an energy-fuel conversion value obtained by converting a decrease in kinetic energy of the hybrid vehicle due to deceleration into a fuel amount. The energy fuel equivalent value at the time of acceleration can be obtained, for example, by multiplying the energy fuel equivalent value before deceleration by the reduction rate of kinetic energy.
上述した加速時のエネルギー燃料換算値から減速時のエネルギー燃料換算値を差し引くことで、ハイブリッド車両が加減速によって得た運動エネルギーに相当する燃料量を算出することができる。ここで、ハイブリッド車両が回生を行う際には運動エネルギーが原資となることを考慮すると、ハイブリッド車両が加減速によって得た運動エネルギーは、回生の原資となる運動エネルギーの変動量に相当する燃料量であると言える。 By subtracting the energy fuel equivalent value during deceleration from the energy fuel equivalent value during acceleration described above, the amount of fuel corresponding to the kinetic energy obtained by the hybrid vehicle by acceleration / deceleration can be calculated. Here, considering that kinetic energy is the source of funds when the hybrid vehicle is regenerating, the kinetic energy obtained by acceleration / deceleration of the hybrid vehicle is the amount of fuel corresponding to the amount of kinetic energy fluctuation that is the source of regeneration. It can be said that.
この結果、回生時の充電コストに上記エネルギー換算値を反映させることで、より正確な充電コストを得ることができる。即ち、回生の原資となる運動エネルギーを得るための燃料量が考慮されるため、「充電池に蓄積されている電力の単位電力量を蓄積するために要した内燃機関の燃料消費量」である充電コストを正確に算出できる。よって、充電コストと期間コストとの大小比較を適切に行うことができ、電動モードと機関モードとの切替が適切なタイミングで実行される。従って、ハイブリッド車両の燃費を好適に向上させることが可能である。 As a result, more accurate charging cost can be obtained by reflecting the energy conversion value on the charging cost during regeneration. That is, since the amount of fuel for obtaining the kinetic energy that is the source of regeneration is taken into account, it is “the amount of fuel consumed by the internal combustion engine required to store the unit amount of power stored in the rechargeable battery”. Charge cost can be calculated accurately. Therefore, the charge cost and the period cost can be appropriately compared, and the switching between the electric mode and the engine mode is executed at an appropriate timing. Therefore, the fuel consumption of the hybrid vehicle can be preferably improved.
逆に言えば、ハイブリッド車両の加減速による運動エネルギーの増減を考慮しなければ、充電コストが不正確な値として算出されるおそれがある。この場合、電動モードと機関モードとの切替制御を適切に行うことできず、燃費を十分に向上させることができない、或いは燃費が悪化してしまうという事態が生じ得る。本発明の車両制御装置は、このような状況を回避できるという有益な技術的効果を有している。 Conversely, if the increase or decrease in kinetic energy due to acceleration / deceleration of the hybrid vehicle is not taken into account, the charging cost may be calculated as an inaccurate value. In this case, the switching control between the electric mode and the engine mode cannot be appropriately performed, and the situation where the fuel consumption cannot be sufficiently improved or the fuel consumption deteriorates may occur. The vehicle control device of the present invention has a beneficial technical effect that such a situation can be avoided.
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から更に明らかにされる。 These effects and other advantages of the present invention will be further clarified from the embodiments described below.
以下、図面を参照して本発明の車両制御装置の実施形態について説明する。尚、以下では、本発明の車両制御装置の実施形態が適用されたハイブリッド車両10を用いて説明を進める。
Hereinafter, an embodiment of a vehicle control device of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, description will be given using the
(1)ハイブリッド車両の構成
はじめに、図1を参照して、本実施形態のハイブリッド車両10の構成について説明する。ここに、図1は、本実施形態のハイブリッド車両10の構成の一例を示すブロック図である。
(1) Configuration of Hybrid Vehicle First, the configuration of the
図1に示すように、ハイブリッド車両10は、車軸11と、車輪12と、「車両制御装置」の一具体例であるECU(Electronic Control Unit)100と、「内燃機関」の一具体例であるエンジンENGと、「回転電機」の一具体例であるモータジェネレータMG1と、モータジェネレータMG2と、動力分割機構300と、インバータ400と、「蓄電池」の一具体例であるバッテリ500とを備える。
As shown in FIG. 1, the
車軸11は、エンジンENG及びモータジェネレータMG2から出力された動力を車輪に伝達するための伝達軸である。車輪12は、車軸11を介して伝達される動力を路面に伝達する手段である。
The axle 11 is a transmission shaft for transmitting the power output from the engine ENG and the motor generator MG2 to the wheels. The
ECU100は、ハイブリッド車両10の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットである。本実施形態では特に、ECU100は、その内部に実現される論理的な又は物理的な処理ブロックとして、「制御手段」の一具体例である走行モード制御部101と、「算出手段」の一具体例である燃費率算出部102と、「判定手段」の一具体例である燃費率比較部103とを備えている。
The
走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードを制御する。具体的には、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードが所望の走行モードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する。例えば、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードが、エンジンENGの動力を用いて走行するHV(Hybrid Vehicle)モードとなるように、ハイブリッド車両10を制御してもよい。例えば、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードが、エンジンENGを運転することなくモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2の少なくとも一方の動力を用いて走行するEV(Electric Vehicle)モードとなるように、ハイブリッド車両10を制御してもよい。
The travel
尚、EVモードでは、エンジンENGが運転していない(言い換えれば、エンジンENGが駆動していない、更に言い換えれば、エンジンENGが燃料を消費していない)。このため、EVモードでの走行頻度が多くなるほど、ハイブリッド車両10の燃費が向上する。
In the EV mode, the engine ENG is not operating (in other words, the engine ENG is not driven, in other words, the engine ENG is not consuming fuel). For this reason, the fuel efficiency of the
本実施形態では特に、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードが燃費率比較部103の比較結果に基づいて決定される走行モードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する。尚、燃費率比較部103の比較結果に基づいて決定される走行モードについては、後に詳述する(図2等参照)。
Particularly in the present embodiment, the travel
燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10の走行モードが決定される際に、燃費率比較部103による比較対象となる燃費率(具体的には、後述するバッテリ燃費率F及び走行時エンジン燃費率H)を算出する。尚、燃費率算出部102によるバッテリ燃費率F及び走行時エンジン燃費率Hの算出方法の詳細については、後に詳述する(図4等参照)。
The fuel consumption
燃費率比較部103は、燃費率算出部102が算出したバッテリ燃費率Fと走行時エンジン燃費率Hとを比較する。具体的には、燃費率比較部103は、バッテリ燃費率Fと走行時エンジン燃費率Hとの大小関係を判定する。燃費率比較部103は、比較結果(つまり、大小関係の判定結果)を走行モード制御部101に伝える。
The fuel consumption
エンジンENGは、ガソリンや軽油等の燃料を燃焼することで駆動する。エンジンENGは、ハイブリッド車両10の主たる動力源として機能する。加えて、エンジンENGは、後述するモータジェネレータMG1の回転軸を回転させる(言いかえれば、駆動する)ための動力源として機能する。
The engine ENG is driven by burning fuel such as gasoline or light oil. The engine ENG functions as a main power source of the
モータジェネレータMG1は、バッテリ500を充電するための発電機として機能する。モータジェネレータMG1が発電機として機能する場合には、モータジェネレータMG1の回転軸は、エンジンENGの動力によって回転する。但し、モータジェネレータMG1は、バッテリ500に蓄積された電力を用いて駆動することで、ハイブリッド車両10の動力を供給する電動機として機能してもよい。
Motor generator MG1 functions as a generator for charging
モータジェネレータMG2は、バッテリ500に蓄積された電力を用いて駆動することで、ハイブリッド車両10の動力を供給する電動機として機能する。加えて、モータジェネレータMG2は、バッテリ500を充電するための発電機として機能してもよい。モータジェネレータMG2が発電機として機能する場合には、モータジェネレータMG2の回転軸は、車軸11からモータジェネレータMG2に伝達される動力によって回転する。
Motor generator MG <b> 2 functions as an electric motor that supplies power of
動力分割機構300は、図示せぬサンギア、プラネタリキャリア、ピニオンギア、及びリングギアを備えた遊星歯車機構である。サンギアの回転軸はモータジェネレータMG1の回転軸に連結されている。リングギアの回転軸は、モータジェネレータMG2の回転軸に連結されている。サンギアとリングギアの中間にあるプラネタリキャリアの回転軸はエンジンENGの回転軸(つまり、クランクシャフト)に連結されている。エンジンENGの回転は、プラネタリキャリア及びピニオンギアによって、サンギア及びリングギアに伝達される。つまり、エンジンENGの動力は、2系統に分割される。ハイブリッド車両10において、リングギアの回転軸は、ハイブリッド車両10における車軸11に連結されており、この車軸11を介して車輪12に駆動力が伝達される。
The
インバータ400は、バッテリ500から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2に供給する。更に、インバータ400は、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ500に供給する。尚、インバータ400は、所謂PCU(Power Control Unit)の一部として構成されていてもよい。
バッテリ500はモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2が駆動するための電力をモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2に供給する電力供給源である。バッテリ500は、充電可能な蓄電池である。
尚、バッテリ500は、ハイブリッド車両10の外部の電源から電力の供給を受けることで充電されてもよい。つまり、ハイブリッド車両10は、いわゆるプラグインハイブリッド車両であってもよい。
The
(2)ハイブリッド車両10の動作
続いて、図2を参照しながら、ハイブリッド車両10の動作(特に、ハイブリッド車両10の走行モードを制御する動作)について説明する。図2は、ハイブリッド車両10の動作(特に、ハイブリッド車両10の走行モードを制御する動作)の流れの一例を示すフローチャートである。
(2) Operation of
図2に示すように、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F、バッテリ電力積算量a、バッテリ燃料消費量J及びエネルギー燃料換算値fcの夫々の初期値を設定する(ステップS11)。以下、バッテリ燃費率F、バッテリ電力積算量a、バッテリ燃料消費量J及びエネルギー燃料換算値fcについて順に説明を進める。尚、バッテリ燃費率Fは、「充電コスト」の一具体例に相当する。
As shown in FIG. 2, the fuel consumption
バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている電力(全電力)を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表す指標値である。言い換えれば、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている電力のうち単位電力量の電力を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量を表す。更に言い換えれば、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている電力を蓄積する際に、単位電力量の電力を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量を表す。例えば、バッテリ500に「X4(但し、Xは0以上)」という量の電力が蓄積されており且つこの「X4」という量の電力を蓄積するために「Y4」という量の燃料がエンジンENGによって消費された場合には、バッテリ燃費率Fは、「Y4/X3」という数式によって特定される数値を表す指標値であってもよい。一例として、例えば、バッテリ500に「2kWh」の電力が蓄積されており且つ当該2kWhの電力を蓄積するために「560g」の燃料がエンジンENGによって消費された場合には、バッテリ燃費率Fは、560÷2=280g/kWhとなる。以下では、説明の便宜上、バッテリ燃費率Fの単位が「g/kWh」であるものとして説明を進める。
The battery fuel consumption rate F is an index value that represents the fuel consumption amount of the engine ENG per unit electric energy required for accumulating the electric power (total electric power) accumulated in the
燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10の車種又は仕様毎に予め定められた任意の固定値を、バッテリ燃費率Fの初期値に設定してもよい。この場合、固定値として、ハイブリッド車両10が特定の走行経路を走行したと仮定した場合のシミュレーションから算出されるバッテリ燃費率(例えば、280g/kWh)が採用されてもよい。或いは、燃費率算出部102は、図2に示す動作が前回終了した時点でのバッテリ燃費率Fを、バッテリ燃費率Fの初期値に設定してもよい。この場合、燃費率算出部102は、図2に示す動作が前回終了した時点でのバッテリ燃費率Fを内部パラメータとして記憶しておくことが好ましい。
The fuel consumption
バッテリ電力積算量aは、バッテリ500に蓄積されている電力の総量を表す。例えば、バッテリ電力積算量aは、SOC(State Of Charge)が100%となる場合にバッテリ500に蓄積可能な電力の総量に対して、実際のSOCを掛け合わせることで算出される値に相当していてもよい。以下では、説明の便宜上、バッテリ電力積算量aの単位が「kWh」であるものとして説明を進める。
The battery power integration amount a represents the total amount of power stored in the
燃費率算出部102は、SOCが一定値となる場合にバッテリ500に蓄積されている電力量に相当する固定値を、バッテリ電力積算量aの初期値に設定してもよい。というのも、バッテリ500の劣化を抑制するために、バッテリ500に対する電力の入力(つまり、充電)及び出力(つまり、放電)は、SOCが一定値(例えば、65%)を維持するように制御されることが多い。このため、バッテリ500のSOCが一定値となっている可能性が高い(つまり、バッテリ電力積算量aも固定値となっている可能性が高い)からである。或いは、燃費率算出部102は、図2に示す動作が前回終了した時点でのバッテリ電力積算量aを、バッテリ電力積算量aの初期値に設定してもよい。この場合、燃費率算出部102は、図2に示す動作が前回終了した時点でのバッテリ電力積算量aを内部パラメータとして記憶しておくことが好ましい。或いは、燃費率算出部102は、不図示のSOCセンサから出力されるSOCを参照することでバッテリ500に蓄積されている電力の総量を算出又は推測すると共に、当該算出又は推測した電力の総量を、バッテリ電力積算量aの初期値に設定してもよい。
The fuel consumption
バッテリ燃料消費量Jは、バッテリ500に蓄積されている電力(全電力)を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量(いわば、総量)を表す指標値である。バッテリ燃料所費量Jは、バッテリ燃費率F×バッテリ電力積算量aという数式から算出される。従って、燃費率算出部102は、上述した態様で設定されたバッテリ燃費率Fの初期値に対して上述した態様で設定されたバッテリ電力積算量aの初期値を掛け合わせることで算出される値を、バッテリ燃料消費量Jの初期値に設定してもよい。以下では、説明の便宜上、バッテリ燃料消費量Jの単位が「g」であるものとして説明を進める。
The battery fuel consumption amount J is an index value that represents the fuel consumption amount (in other words, the total amount) of the engine ENG required to store the electric power (total electric power) stored in the
エネルギー燃料換算値fcは、ハイブリッド車両10の加速による運動エネルギー増加分、及びハイブリッド車両10の減速による運動エネルギー減少分を燃料量に換算した値である。より具体的には、エネルギー燃料換算値fcは、ハイブリッド車両10が加速によって運動エネルギーを得るために消費する燃料量に相当する正の値、或いはハイブリッド車両10が減速によって失う運動エネルギーを得るために消費する燃料量に相当する負の値である。よって、エネルギー燃料換算値fcは、加速によって増加し、減速によって減少する。なお、エネルギー燃料換算値fcの初期値は、例えば“0”として与えられればよい。以下では、説明の便宜上、エネルギー燃料換算値fcの単位が「g」であるものとして説明を進める。
The energy fuel conversion value fc is a value obtained by converting the kinetic energy increase due to acceleration of the
上述した初期値の設定後、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率Fの算出を行う(ステップS22)。バッテリ燃費率Fの算出は、ハイブリッド車両10における各種条件に応じてリアルタイムに変動する値であるため、バッテリ燃費率Fは都度算出される。バッテリ燃費率Fの具体的な算出方法については後に詳述する(図4等参照)。
After setting the initial value described above, the fuel consumption
バッテリ燃費率Fが算出された後、燃費率比較部103は、バッテリ燃費率Fが、燃費率算出部102によって算出される走行時エンジン燃費率Hよりも大きいか否かを判定する(ステップS31)。尚、走行時エンジン燃費率Hは、「機関コスト」の一具体例である。
After the battery fuel consumption rate F is calculated, the fuel consumption
走行時エンジン燃費率Hは、モータジェネレータMG1及びMG2の動力を用いない一方でエンジンENGの動力を用いてハイブリッド車両10が走行するために要するであろうと推測される単位走行出力当たりのエンジンENGの燃料消費量を表す指標値である。言い換えれば、走行時エンジン燃費率Hは、モータジェネレータMG1及びMG2の動力を用いない一方でエンジンENGの動力を用いてハイブリッド車両10が単位電力量(言い換えれば、バッテリ燃費率Fを規定する単位電力量)に相当する単位走行出力を出力するために要するであろうと推測されるエンジンENGの燃料消費量を表す。例えば、モータジェネレータMG1及びMG2の動力を用いない一方でエンジンENGの動力を用いてハイブリッド車両10が走行する際の走行出力が「X6」であり且つ当該「X6」という走行出力を出力するために「Y6」という量の燃料がエンジンENGによって消費されるであろうと推測される場合には、走行時エンジン燃費率Hは、「Y6/X6」という数式によって特定される数値を表す指標値であってもよい。一例として、モータジェネレータMG1及びMG2の動力を用いない一方でエンジンENGの動力を用いてハイブリッド車両10が走行する際の走行出力が「0.5kWh」であり且つ当該0.5kWhの走行出力を出力するために「100g」の燃料がエンジンENGによって消費されるであろうと推測される場合には、走行時エンジン燃費率Hは、100÷0.5=200g/kWhとなる。以下では、説明の便宜上、走行時エンジン燃費率Hの単位が「g/kWh」であるものとして説明を進める。但し、走行時エンジン燃費率Hの単位は、バッテリ燃費率Fの単位と同一であることが好ましい。
The engine fuel consumption rate H at the time of travel is the engine ENG per unit travel output that is estimated to be required for the
ステップS31の判定の結果、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きいと判定される場合には(ステップS31:Yes)、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードがHVモードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する(ステップS11)。
As a result of the determination in step S31, when it is determined that the battery fuel consumption rate F is greater than the running engine fuel consumption rate H (step S31: Yes), the travel
一方で、ステップS31の判定の結果、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きいと判定される場合には(ステップS31:No)、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードがEVモードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する(ステップS13)。
On the other hand, as a result of the determination in step S <b> 31, when it is determined that the running engine fuel efficiency H is higher than the battery fuel efficiency F (step S <b> 31: No), the travel
但し、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きいと判定される場合であっても、バッテリ500のSOCが過度に低下している(例えば、所定閾値よりも小さい)場合には(ステップS12:Yes)、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードがHVモードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する(ステップS13)。その結果、エンジンENGの動力を用いてモータジェネレータMG1が発電機として機能することで、バッテリ500のSOCが回復する(つまり、増加する)。
However, even if it is determined that the running engine fuel efficiency H is greater than the battery fuel efficiency F, if the SOC of the
以上説明したように、本実施形態のハイブリッド車両10では、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きいか否かの判定結果に基づいてハイブリッド車両10の走行モードが決定される。その結果、ハイブリッド車両10は、好適に燃費を向上させることが可能な走行モードを選択しながら走行することができる。以下、図3を参照しながら、その理由について説明する。図3は、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きいか否かの判定結果に基づいて決定される走行モードを示すタイミングチャートである。
As described above, in the
図3において、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表している。従って、バッテリ燃費率Fは、実質的には、バッテリ500に蓄積されている電力を用いてEVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量を表しているとも言える。言い換えれば、バッテリ燃費率Fは、実質的には、EVモードで単位走行出力を出力するハイブリッド車両10の燃料消費量を表しているとも言える。一方で、走行時エンジン燃費率Hは、まさに、エンジンENGの動力を用いてHVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量を表している。言い換えれば、走行時エンジン燃費率Hは、HVモードで単位走行出力を出力するハイブリッド車両10の燃料消費量を表しているとも言える。
In FIG. 3, the battery fuel consumption rate F represents the fuel consumption amount of the engine ENG per unit electric energy required for accumulating the electric power accumulated in the
従って、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きい場合には、EVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量(具体的には、単位走行出力当たりの燃料消費量)は、HVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量(具体的には、単位走行出力当たりの燃料消費量)よりも大きいと想定される。ここで、単位走行出力当たりの燃料消費量が大きくなることは、即ち、ハイブリッド車両10の燃費(特に、ハイブリッド車両10の走行全体で見た場合の燃費)の悪化に繋がる。従って、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きい場合には、EVモードで走行するハイブリッド車両10の燃費は、HVモードで走行するハイブリッド車両10の燃費よりも悪化していると想定される。
Therefore, when the battery fuel consumption rate F is larger than the running engine fuel consumption rate H, the fuel consumption amount (specifically, the fuel consumption amount per unit travel output) of the
一方で、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きい場合には、HVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量(具体的には、単位走行出力当たりの燃料消費量)は、EVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量(具体的には、単位走行出力当たりの燃料消費量)よりも大きいと想定される。従って、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きい場合には、HVモードで走行するハイブリッド車両10の燃費は、EVモードで走行するハイブリッド車両10の燃費よりも悪化していると想定される。
On the other hand, when the running engine fuel efficiency H is larger than the battery fuel efficiency F, the fuel consumption (specifically, the fuel consumption per unit travel output) of the
そこで、本実施形態では、図3に示すように、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きい場合には、ハイブリッド車両10は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなるHVモードで走行する。一方で、図3に示すように、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きい場合には、ハイブリッド車両10は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなるEVモードで走行する。その結果、本実施形態では、ハイブリッド車両10は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなる走行モードを適宜決定しながら走行することができる。ここで、単位走行出力当たりの燃料消費量が小さくなることは、即ち、ハイブリッド車両10の燃費(特に、ハイブリッド車両10の走行全体で見た場合の燃費)の向上に繋がる。従って、ハイブリッド車両10は、好適に燃費を向上させることが可能な走行モードを適宜決定しながら走行することができる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, when the battery fuel consumption rate F is larger than the running engine fuel consumption rate H, the
特に、本実施形態では、バッテリ燃費率Fは、単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表しているがゆえに、バッテリ燃費率Fには、バッテリ500に電力を蓄積するために駆動したエンジンENGの駆動効率(例えば、熱効率であり、以下“エンジン効率”と称する)が反映されている。
In particular, in the present embodiment, the battery fuel consumption rate F represents the fuel consumption amount of the engine ENG per unit amount of electric power. Therefore, the battery fuel consumption rate F includes the engine driven to accumulate electric power in the
例えば、エンジン効率が相対的に悪い状態でエンジンENGが駆動することで所定量の電力がバッテリ500に蓄積された場合には、燃料消費量の総量が相対的に多くなるがゆえに、バッテリ燃費率Fが相対的に大きくなる。一方で、エンジン効率が相対的に良好な状態でエンジンENGが駆動することで同一の所定量の電力がバッテリ500に蓄積された場合には、燃料消費量の総量が相対的に少なくなるがゆえに、バッテリ燃費率Fが相対的に小さくなる。このように、同じ量の電力がバッテリ500に蓄積されている場合であっても、その電力を蓄積するために要した燃料消費量は同一であるとは限らない。つまり、同じ量の電力がバッテリ500に蓄積されている場合であっても、バッテリ500に蓄積されている電力の価値が同一であるとは限らない。このように、バッテリ燃費率Fは、同じ量の電力がバッテリ500に蓄積されている場合であっても、その電力を蓄積するために要した燃料消費量(言い換えれば、電力を蓄積した際のエンジンENGのエンジン効率)に応じて変動するがゆえに、電力の価値を適切に表していると言える。
For example, when a predetermined amount of electric power is accumulated in the
同様に、例えば、バッテリ500に電力を蓄積するためにエンジン効率が相対的に悪い状態でエンジンENGが所定量の燃料を消費する場合には、バッテリ500に蓄積される電力の総量が相対的に少なくなるがゆえに、バッテリ燃費率Fが相対的に大きくなる。一方で、バッテリ500に電力を蓄積するためにエンジン効率が相対的に良好な状態でエンジンENGが同一の所定量の燃料を消費する場合には、バッテリ500に蓄積される電力の総量が相対的に多くなるがゆえに、バッテリ燃費率Fが相対的に小さくなる。このように、エンジンENGが同じ量の燃料を消費することで電力がバッテリ500に蓄積される場合であっても、蓄積される電力の総量が同一であるとは限らない。つまり、エンジンENGが同じ量の燃料を消費することで電力がバッテリ500に蓄積される場合であっても、バッテリ500に蓄積されている電力の価値が同一であるとは限らない。このように、バッテリ燃費率Fは、エンジンENGが同じ量の燃料を消費することで電力がバッテリ500に蓄積される場合であっても、バッテリ500に蓄積される電力の総量(言い換えれば、電力を蓄積した際のエンジンENGのエンジン効率)に応じて変動するがゆえに、電力の価値を適切に表していると言える。
Similarly, for example, when the engine ENG consumes a predetermined amount of fuel while the engine efficiency is relatively poor in order to store power in the
このため、本実施形態は、ハイブリッド車両10は、このようなバッテリ500に蓄積されている電力の価値を考慮した上で、燃費が相対的に良好になる(或いは、最適となる)走行モードを適宜決定しながら走行することができる。従って、ハイブリッド車両10は、好適に燃費を向上させることが可能な走行モードを適宜決定しながら走行することができる。
For this reason, in the present embodiment, the
加えて、本実施形態では、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている全電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表している。つまり、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に新たに蓄積された電力のみ(言い換えれば、バッテリ500に蓄積されている全電力のうちの一部のみ)を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表していない。従って、ハイブリッド車両10は、バッテリ500に新たに蓄積された電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量のみならず、バッテリ500に既に蓄積されていた電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量をも考慮した上で、燃費が相対的に良好になる(或いは、最適となる)走行モードを適宜決定しながら走行することができる。
In addition, in the present embodiment, the battery fuel consumption rate F represents the fuel consumption amount of the engine ENG per unit electric energy required to accumulate all the electric power accumulated in the
ここで、比較例として、例えば、バッテリ500に新たに蓄積された電力のみを蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表す比較例のバッテリ燃費率が走行時エンジン燃費率Hよりも小さい場合にEVモードで走行する比較例のハイブリッド車両を想定する。比較例のハイブリッド車両は、バッテリ500に既に蓄積されていた電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量の大小に依存することなく、比較例のバッテリ燃費率が走行時エンジン燃費率Hよりも小さい場合にEVモードで走行する。しかしながら、比較例のバッテリ燃費率が走行時エンジン燃費率Hよりも小さい場合であっても、バッテリ500に既に蓄積されていた電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量が相対的に大きい可能性がある。つまり、比較例のバッテリ燃費率が走行時エンジン燃費率Hよりも小さい一方で、バッテリ500に蓄積されている全電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表すバッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きくなる可能性がある。このような場合に、比較例のハイブリッド車両は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなるとは限らない(つまり、燃費が良好になるとは限らない)走行モード(この場合、EVモード)で走行する可能性がある。しかるに、本実施形態のハイブリッド車両10は、バッテリ500に新たに蓄積された電力のみを蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量に代えて、バッテリ500に蓄積されている全電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表すバッテリ燃費率Fに基づいて走行モードを決定する。従って、比較例のハイブリッド車両と比較して、本実施形態のハイブリッド車両10は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなる(つまり、燃費が相対的に良好になる又は最適となる)走行モードを適宜決定しながら走行することができる。従って、比較例のハイブリッド車両と比較して、本実施形態のハイブリッド車両10は、好適に燃費を向上させることが可能な走行モードを適宜決定しながら走行することができる。
Here, as a comparative example, for example, the battery fuel consumption rate of the comparative example representing the fuel consumption amount of the engine ENG per unit electric energy required for storing only the electric power newly stored in the
尚、上述の説明では、ハイブリッド車両10は、単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を直接的に表すバッテリ燃費率Fと、単位走行出力当たりのエンジンENGの燃料消費量を直接的に表す走行時エンジン燃費率Hとの比較結果に基づいて、走行モードを決定している。しかしながら、ハイブリッド車両10は、バッテリ500に蓄積されている電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を間接的に表すパラメータと、モータジェネレータMG1及びMG2の動力を用いない一方でエンジンENGの動力を用いてハイブリッド車両10が走行するために要するであろうと推測される単位走行出力当たりのエンジンENGの燃料消費量を間接的に表すパラメータとの比較結果に基づいて、走行モードを決定してもよい。例えば、単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を間接的に表すパラメータ及び単位走行出力当たりのエンジンENGの燃料消費量を間接的に表すパラメータが、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きくなる状況を示している場合には、ハイブリッド車両10は、HVモードで走行してもよい。例えば、単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を間接的に表すパラメータ及び単位走行出力当たりのエンジンENGの燃料消費量を間接的に表すパラメータが、走行時エンジン燃費率がバッテリ燃費率Fよりも大きくなる状況を示している場合には、ハイブリッド車両10は、EVモードで走行してもよい。
In the above description, the
一例として、バッテリ500に蓄積されている電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量が増加するほど小さくなる充電パラメータ(例えば、効率の如きパラメータ)は、バッテリ燃費率Fと反比例する関係にある。同様に、モータジェネレータMG1及びMG2の動力を用いない一方でエンジンENGの動力を用いてハイブリッド車両10が走行するために要するであろうと推測される単位走行出力当たりのエンジンENGの燃料消費量が増加するほど小さくなるエンジンパラメータ(例えば、効率の如きパラメータ)は、走行時エンジン燃費率Hと反比例する関係にある。この場合、ハイブリッド車両10は、充電パラメータがエンジンパラメータよりも大きい場合にEVモードで走行してもよい。一方で、ハイブリッド車両10は、エンジンパラメータが充電パラメータよりも大きい場合にHVモードで走行してもよい。
As an example, a charging parameter (for example, a parameter such as efficiency) that decreases as the fuel consumption of the engine ENG per unit electric energy required to store the electric power stored in the
(3)バッテリ燃費率Fの算出方法
続いて、図4を参照しながら、上述した走行モードの制御に利用されるバッテリ燃費率Fの具体的な算出方法について説明する。図4は、バッテリ燃費率を算出する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
(3) Calculation Method for Battery Fuel Efficiency F Next, a specific calculation method for the battery fuel efficiency F used for the above-described control of the travel mode will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing an example of a process flow for calculating the battery fuel efficiency.
図4に示すように、バッテリ燃費率を算出する燃費率算出部102は、先ずハイブリッド車両10が加速しているか否か(即ち、車両加速要求パワーpaが正の値であるか否か)を判定する(ステップS41)。
As shown in FIG. 4, the fuel consumption
ステップS41の判定の結果、ハイブリッド車両10が加速している(つまり、pa>0)と判定される場合(ステップS41:Yes)、燃費率算出部102は、加速時のエネルギー燃料換算値fcを算出する(ステップS42)。以下では、図5を参照して、加速時のエネルギー燃料換算値fcの算出について具体的に説明する。図5は、加速時におけるエネルギー燃料換算値fcの積算値の時系列変化を示すグラフである。
As a result of the determination in step S41, when it is determined that the
図5に示すように、エネルギー燃料換算値fcの積算値は、ハイブリッド車両10の運動エネルギーに対応する値であるため、ハイブリッド車両10の加減速によって増減する。具体的には、エネルギー燃料換算値fcの積算値は、ハイブリッド車両10の加速によって増加し、減速によって減少する。
As shown in FIG. 5, the integrated value of the energy fuel conversion value fc is a value corresponding to the kinetic energy of the
ここで、加速時のエネルギー燃料換算値fc(i)は、加速によってハイブリッド車両が得た運動エネルギーに相当する燃料量である。よって、加速時のエネルギー燃料換算値fc(i)は、エンジン燃料噴射量車fcc[g/sec]、車両加速要求パワーpa[kw]、総エンジン出力pe[kw]、エンジン発電電力d[kw]、MG2アシスト電力量c[kwh]、及びEV走行電力量e[kwh]を用いて、以下の数式(1)で求めることができる。 Here, the energy fuel conversion value fc (i) at the time of acceleration is a fuel amount corresponding to the kinetic energy obtained by the hybrid vehicle by acceleration. Therefore, the energy fuel conversion value fc (i) at the time of acceleration includes the engine fuel injection amount vehicle fcc [g / sec], the vehicle acceleration required power pa [kw], the total engine output pe [kw], and the engine generated power d [kw]. ], MG2 assist power amount c [kwh], and EV travel power amount e [kwh] can be obtained by the following formula (1).
fc(i)=fcc×{pa/(pe−d)+(c+e)} ・・・(1) fc (i) = fcc × {pa / (pe−d) + (c + e)} (1)
即ち、加速時のエネルギー燃料換算値fc(i)は、エンジン燃料噴射量車fccに対して、車両加速要求パワーpaと、発電分を差し引いたエンジン出力(pe−d)及びバッテリ出力(c+e)との比率を乗ずることで求めることができる。 In other words, the energy fuel conversion value fc (i) at the time of acceleration is the engine output (pe-d) and the battery output (c + e) obtained by subtracting the vehicle acceleration required power pa, the power generation amount, from the engine fuel injection amount vehicle fcc. It can be obtained by multiplying the ratio.
図2に戻り、その後、燃費率算出部102は、直前のエネルギー燃料換算値の積算値fc(i−1)に対して、算出した加速時のエネルギー燃料換算値fc(i)を加算する(ステップS43)。このようにして求められるエネルギー燃料換算値fcは、加速による運動エネルギーの変動を考慮した積算値となる。また、燃費率算出部102は、直前のエネルギー燃料換算値の積算値fc(i−1)を、算出したエネルギー燃料換算値fcに置き換える(ステップS44)。
Returning to FIG. 2, thereafter, the fuel consumption
続いて、燃費率算出部102は、加速後のバッテリ燃費率F’を算出する(ステップS45)。
Subsequently, the fuel consumption
具体的には、燃費率算出部102は、先ず加速後のバッテリ燃料消費量J’[g]を算出する。加速後のバッテリ燃料消費量J’は、加速前のバッテリ燃料消費量J[g]、発電時のエンジン燃費率G[g/kwh]、エンジン発電電力d[kw]、加速前のバッテリ燃費率F[g/kwh]、MG2アシスト電力量c[kwh]、及びEV走行電力量e[kwh]を用いて、以下の数式(2)で求めることができる。
Specifically, the fuel consumption
J’=J+G×d−F×(c+e) ・・・(2) J ′ = J + G × d−F × (c + e) (2)
ここで、発電時エンジン燃費率Gは、バッテリ入力電力量dの電力をバッテリ500に新たに蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表す指標値である。言い換えれば、発電時エンジン燃費率Gは、バッテリ入力電力量dの電力のうち単位電力量の電力をバッテリ500に蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量を表す。更に言い換えれば、発電時エンジン燃費率Gは、バッテリ入力電力量dの電力をバッテリ500に新たに蓄積する際に、単位電力量の電力をバッテリ500に蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量を表す。例えば、バッテリ入力電力量dの電力を蓄積するために「Y5」という量の燃料がエンジンENGによって消費された場合には、発電時エンジン燃費率Gは、「Y5/d」という数式によって特定される数値を表す指標値であってもよい。一例として、バッテリ入力電力量dが「0.5kWh」であり且つ当該0.5kWhの電力をバッテリ500に新たに蓄積するために「100g」の燃料がエンジンENGによって消費された場合には、発電時エンジン燃費率Gは、100÷0.5=200g/kWhとなる。以下では、説明の便宜上、発電時エンジン燃費率Gの単位が「g/kWh」であるものとして説明を進める。
Here, the engine fuel consumption rate G during power generation is an index value that represents the fuel consumption amount of the engine ENG per unit electric energy required to newly accumulate the electric power of the battery input electric energy d in the
燃費率算出部102は、エンジンENGの動作点(例えば、エンジンENGのトルク及びエンジンENGの回転数によって特定される動作点)とエンジン燃費率との対応関係を表すマップを参照することで、発電時エンジン燃費率Gを算出することが好ましい。
The fuel consumption
ここで、図6を参照しながら、エンジンENGの動作点とエンジン燃費率との対応関係を表すマップについて説明する。図6は、エンジンENGの動作点とエンジン燃費率との対応関係を表すマップを示すグラフである。 Here, a map representing the correspondence between the operating point of the engine ENG and the engine fuel efficiency will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a graph showing a map representing the correspondence between the operating point of the engine ENG and the engine fuel consumption rate.
図6に示すように、エンジンENGの動作点とエンジン燃費率との対応関係を表すマップが規定されているとする。この場合、燃費率算出部102は、バッテリ入力電力量dの電力をバッテリ500に新たに蓄積する際のエンジンENGの動作点のマップ上での位置を参照することで、発電時エンジン燃費率Gを算出する。例えば、バッテリ入力電力量dの電力をバッテリ500に新たに蓄積する際のエンジンENGの動作点がK1である場合には、燃費率算出部102は、k4[g/kWh]という発電時エンジン燃費率Gを算出する。例えば、バッテリ入力電力量dの電力をバッテリ500に新たに蓄積する際のエンジンENGの動作点がK2である場合には、燃費率算出部102は、k5[g/kWh]という発電時エンジン燃費率Gを算出する。
As shown in FIG. 6, it is assumed that a map representing the correspondence between the operating point of the engine ENG and the engine fuel efficiency is defined. In this case, the fuel consumption
このようなマップを参照することで発電時エンジン燃費率Gを算出するがゆえに、燃費率算出部102は、エンジンENGの動作点を特定するための情報(例えば、動作点を指示するECU100の制御信号や、エンジンENGの回転数を表す情報や、エンジンENGのトルクを表す情報)を取得することが好ましい。
Since the engine fuel consumption rate G during power generation is calculated by referring to such a map, the fuel consumption
但し、燃費率算出部102は、エンジンENGの動作点とエンジン燃費率との対応関係を表すマップを参照する方法とは異なる方法を用いて、発電時エンジン燃費率Gを算出してもよい。
However, the fuel consumption
尚、バッテリ500は、典型的には、モータジェネレータMG1が発電機として機能することで新たに充電される。この場合、エンジンENGは、モータジェネレータMG1の回転軸を回転させる(言いかえれば、駆動する)ための動力源として機能している。このため、エンジンENGの動作点は、図6に示すマップ上にプロットされる。従って、モータジェネレータMG1が発電機として機能する場合には、燃費率算出部102は、図6に示すマップを参照することで、発電時エンジン燃費率Gを算出することが好ましい。
The
一方で、バッテリ500は、モータジェネレータMG2が発電機として機能することで新たに充電されることがある。つまり、バッテリ500は、いわゆる回生発電によって新たに充電されることがある。この場合、エンジンENGは、モータジェネレータMG2の回転軸を回転させる(言いかえれば、駆動する)ための動力源として機能しない。このため、モータジェネレータMG2が発電機として機能する場合には、バッテリ入力電力量dの電力をバッテリ500に新たに蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量はゼロとなる。従って、モータジェネレータMG2が発電機として機能する場合には、燃費率算出部102は、発電時エンジン燃費率Gを0[g/kWh]に設定することが好ましい。
On the other hand,
再び図2に戻り、燃費率算出部102は更に、加速後のバッテリ電力積算量a’ [kwh]を算出する。加速後のバッテリ電力積算量a’は、加速前のバッテリ電力積算量a[kwh]、エンジン発電電力d[kw]、回生エネルギーr[kw]、MG2アシスト電力量c[kwh]、及びEV走行電力量e[kwh]を用いて、以下の数式(3)で求めることができる。
Returning to FIG. 2 again, the fuel consumption
a’=a+(d+r)−(c+e) ・・・(3) a '= a + (d + r)-(c + e) (3)
その後、燃費率算出部102は、加速後のバッテリ燃料消費量J’を、加速後のバッテリ電力積算量a’で除算することで、加速後のバッテリ燃費率F’を算出する。つまり、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F’を以下の数式(4)を用いて算出する。
Thereafter, the fuel consumption
F’=J’/a’ ・・・(4) F ′ = J ′ / a ′ (4)
その後、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F、バッテリ電力積算量a及びバッテリ燃料消費量Jを更新する(ステップS61)。具体的には、燃費率算出部102は、ステップ45で算出したバッテリ燃費率F’を、新たなバッテリ燃費率Fに設定する。燃費率算出部102は、ステップS45で算出したバッテリ電力積算量a’を、新たなバッテリ電力積算量aに設定する。燃費率算出部102は、ステップS45で算出したバッテリ燃料消費量J’を、新たなバッテリ燃料消費量Jに設定する。
Thereafter, the fuel consumption
他方で、ステップS41の判定の結果、ハイブリッド車両10が加速していない(つまり、pa≦0)と判定される場合には(ステップS41:No)、燃費率算出部102は、回生が行われているか否か(つまり、回生エネルギーrが正の値であるか否か)を判定する(ステップS51)。
On the other hand, as a result of the determination in step S41, when it is determined that the
ステップS51の判定の結果、回生が行われている(即ち、r>0)と判定される場合(ステップS51:Yes)、燃費率算出部102は、回生エネルギーの燃料換算値gr[g]を算出する(ステップS52)。以下では、図7を参照して、回生エネルギーの燃料換算値grの算出について具体的に説明する。図7は、減速時におけるエネルギー燃料換算値の積算値の時系列変化を示すグラフである。
As a result of the determination in step S51, when it is determined that regeneration is being performed (that is, r> 0) (step S51: Yes), the fuel consumption
図7に示すように、エネルギー燃料換算値fcの積算値は、ハイブリッド車両10の減速によって減少する。ここで、ハイブリッド車両10の重さをm[kg]、減速前のハイブリッド車両10の速度をV1[km/h]、減速後のハイブリッド車両10の速度をV2[km/h]とすると、減速前のハイブリッド車両10の運動エネルギーは、1/2×mV12、減速後のハイブリッド車両10の運動エネルギーは、1/2×mV22となる。そし更に、減速前のエネルギー燃料換算値をfc1、減速前のエネルギー燃料換算値をfc2とすると、上述したハイブリッド車両10の運動エネルギーと、エネルギー燃料換算値との間には、以下の数式(5)の関係が成立する。
As shown in FIG. 7, the integrated value of the energy fuel conversion value fc decreases as the
1/2×mV12:1/2×mV22=fc1:fc2 ・・・(5) 1/2 × mV1 2 : 1/2 × mV2 2 = fc1: fc2 (5)
この関係を利用すれば、減速後のエネルギー燃料換算値fc2を、以下の数式(6)で求めることができる。 If this relationship is utilized, the energy fuel conversion value fc2 after deceleration can be obtained by the following formula (6).
fc2=fc1×(V22/V12) ・・・(6) fc2 = fc1 × (V2 2 / V1 2 ) (6)
ここで、回生エネルギーの燃料換算値grは、減速前後でのエネルギー燃料換算値の変動量である。よって、ハイブリッド車両10の速度がV1からV2に減速された場合の回生エネルギーの燃料換算値gr1は、減速前のエネルギー燃料換算値fc2から、減速前のエネルギー燃料換算値fc1を差し引いたものとして求めることができる。従って、回生エネルギーの燃料換算値gr1は、以下の数式(7)で求めることができる。
Here, the fuel conversion value gr of regenerative energy is the amount of change in the energy fuel conversion value before and after deceleration. Therefore, the fuel conversion value gr1 of regenerative energy when the speed of the
gr1=fc1−fc1×(V22/V12) ・・・(7) gr1 = fc1-fc1 × (V2 2 / V1 2 ) (7)
なお、ハイブリッド車両10が時速V2から更に減速され、時速V3となる場合を考えると、この場合の回生エネルギーの燃料換算値gr2は、更なる減速後のエネルギー燃料換算値fc3を用いて、以下の数式(8)で求めることができる。
In consideration of the case where the
gr2=fc2−fc2×(V32/V22) ・・・(8) gr2 = fc2−fc2 × (V3 2 / V2 2 ) (8)
以上の結果、回生エネルギーの燃料換算値grは、減速前のエネルギー燃料換算値fc(t−1)、減速後のエネルギー燃料換算値fc(t)、減速前のハイブリッド車両10の速度V(t)、及び減速後のハイブリッド車両10の速度V(t)を用いて、以下の数式(9)で求めることができる。
As a result, the fuel conversion value gr of the regenerative energy is the energy fuel conversion value fc (t−1) before deceleration, the energy fuel conversion value fc (t) after deceleration, and the speed V (t of the
gr=fc(t)−fc(t)×(V(t)2/V(t−1)2) ・・・(8) gr = fc (t) −fc (t) × (V (t) 2 / V (t−1) 2 ) (8)
再び図2に戻り、回生エネルギーの燃料換算値grを算出すると、燃費率算出部102は、現在のエネルギー燃料換算値fc(t)を、fc(t−1)−gr(即ち、減速前のエネルギー燃料換算値から回生エネルギーの燃料換算値を差し引いた値)に置き換える(ステップS53)。
Returning to FIG. 2 again, when the fuel conversion value gr of regenerative energy is calculated, the fuel consumption
その後、燃費率算出部102は、算出した回生エネルギーの燃料換算値grを利用して、減速後のバッテリ燃費率F’を算出する。具体的には、燃費率算出部102は、以下の数式(9)を用いて、減速後のバッテリ燃費率F’を算出する。
Thereafter, the fuel consumption
F’=(J+gr)/(a+r) ・・・(9) F ′ = (J + gr) / (a + r) (9)
ここで、数式(9)を見ても分かるように、減速後のバッテリ燃費率F’の分子には、回生エネルギーの燃料換算値grが加算されている。本実施形態では、このようにバッテリ燃料消費量Jに対し回生エネルギーの燃料換算値grを加算することで、回生の原資となる運動エネルギーを上昇させるために消費した燃料量を反映させている。よって、より正確にバッテリ燃費率F’を算出することができる。 Here, as can be seen from Equation (9), the fuel conversion value gr of regenerative energy is added to the numerator of the battery fuel consumption rate F ′ after deceleration. In the present embodiment, by adding the fuel conversion value gr of the regenerative energy to the battery fuel consumption amount J in this way, the amount of fuel consumed to increase the kinetic energy that is the source of regeneration is reflected. Therefore, the battery fuel consumption rate F ′ can be calculated more accurately.
これに対し、仮に回生エネルギーの燃料換算値grを加算しないとすると、回生時にはバッテリ燃費率F’の分母のみが増加することになる。即ち、回生時には分子のバッテリ燃料消費量Jが変動しないのに対し、分母は回生エネルギーrの増大により増加する。この結果、回生時にはバッテリ燃費率F’が低下し続けることになり、正確な燃費率の判定が行えなくなるおそれがある。本実施形態に係る車両制御装置は、このような状況を回避できるという有益な技術的効果を有している。 On the other hand, if the fuel conversion value gr of the regenerative energy is not added, only the denominator of the battery fuel consumption rate F ′ increases during regeneration. That is, the battery fuel consumption J of the numerator does not fluctuate during regeneration, whereas the denominator increases as the regeneration energy r increases. As a result, the battery fuel consumption rate F 'continues to decrease during regeneration, and there is a possibility that accurate fuel consumption rate determination cannot be performed. The vehicle control device according to the present embodiment has a beneficial technical effect that such a situation can be avoided.
以上説明したように、本実施形態のハイブリッド車両10では、エネルギー燃料換算値fcを利用することで、エネルギーの循環を考慮した正確なバッテリ燃費率Fが算出される。その結果、ハイブリッド車両10は、好適に燃費を向上させることが可能な走行モードを選択しながら走行することができる。
As described above, in the
また、上述の説明では、ハイブリッド車両10が、いわゆるスプリット(動力分割)方式のハイブリッドシステム(例えば、THS:Toyota Hybrid System)を採用する例について説明している。しかしながら、ハイブリッド車両10がパラレル方式のハイブリッドシステムを採用する場合であっても、上述した態様で走行モードが制御されてもよい。その結果、ハイブリッド車両10がパラレル方式のハイブリッドシステムを採用する場合であっても、上述した各種効果が好適に享受される。
Further, in the above description, an example is described in which the
尚、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両制御装置もまた本発明の技術思想に含まれる。 It should be noted that the present invention can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a vehicle control device that includes such a change is also included in the technical concept of the present invention. included.
10 ハイブリッド車両
100 ECU
101 走行モード制御部
102 燃費率算出部
103 燃費率比較部
500 バッテリ
ENG エンジン
MG1、MG2 モータジェネレータ
F、F’ バッテリ燃費率
H エンジン燃費率
a、a’ バッテリ電力積算量
J、J’ バッテリ燃料消費量
fc エネルギー燃料換算値
gr 回生エネルギーの燃料換算値
c MG2アシスト電力
d エンジン発電電力
e EV走行電力量
fcc エンジン燃料噴射量
G 発電時エンジン燃費率
r 回生エネルギー
pa 車両加速要求パワー
pe エンジン総出力
V1,V2 速度
10
DESCRIPTION OF
Claims (1)
(i)前記充電池に蓄積されている電力の単位電力量を蓄積するために要した前記内燃機関の燃料消費量を表す充電コストが、(ii)前記回転電機の動力を用いることなく前記内燃機関の動力を用いて前記ハイブリッド車両が前記単位電力量に相当する単位走行出力を出力するために要する前記内燃機関の燃料消費量を表す機関コストよりも小さいか否かを判定する判定手段と、
(i)前記充電コストが前記機関コストよりも小さいと判定される場合に、前記ハイブリッド車両の走行モードが、前記内燃機関を運転することなく走行する電動モードとなり、(ii)前記充電コストが前記機関コストよりも大きいと判定される場合に、前記走行モードが、前記内燃機関の動力を用いて走行する機関モードとなるように前記ハイブリッド車両を制御する制御手段と、
前記ハイブリッド車両の加速による運動エネルギー増加分及び前記ハイブリッド車両の減速による運動エネルギー減少分を燃料量に換算したエネルギー燃料換算値を用いて、前記充電コストを算出する算出手段と
を備えることを特徴とする車両制御装置。 A vehicle control device that controls a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a rotating electrical machine that can charge a rechargeable battery capable of storing electric power by being driven using the power of the internal combustion engine,
(I) a charging cost representing a fuel consumption amount of the internal combustion engine required to store a unit amount of electric power stored in the rechargeable battery is (ii) the internal combustion engine without using power of the rotating electrical machine Determination means for determining whether or not the hybrid vehicle is smaller than an engine cost representing a fuel consumption amount of the internal combustion engine required for the hybrid vehicle to output a unit travel output corresponding to the unit power amount by using engine power;
(I) When it is determined that the charging cost is smaller than the engine cost, the traveling mode of the hybrid vehicle is an electric mode for traveling without operating the internal combustion engine, and (ii) the charging cost is Control means for controlling the hybrid vehicle so that the traveling mode is an engine mode that travels using the power of the internal combustion engine when it is determined that the engine cost is greater than the engine cost;
And a calculating means for calculating the charging cost using an energy fuel conversion value obtained by converting a kinetic energy increase due to acceleration of the hybrid vehicle and a kinetic energy decrease due to deceleration of the hybrid vehicle into a fuel amount. Vehicle control device.
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