JPH0819112A - シリーズハイブリッド車の制御装置 - Google Patents
シリーズハイブリッド車の制御装置Info
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- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
起因する違和感を軽減する。 【構成】 モータ回転数NM の絶対値が所定のしきい値
NSTOP未満となる場合(118)、電池の充電状態等に
応じて決定されるエンジン回転数指令NE に係数αを常
時、エンジン回転数指令NE を低減させる(124)。
低減されたエンジン回転数指令NE に相当する界磁電流
を発電機に出力すると(112)、発電機の発電出力が
発電出力指令PGEN 相当の値より小さくなり、エンジン
の回転数が低くなる。
Description
車に搭載される制御装置に関する。
行用モータの他にエンジンを搭載するハイブリッド車が
知られており、ハイブリッド車としては例えばシリーズ
ハイブリッド車が知られている。シリーズハイブリッド
車においては、エンジンによって発電機が駆動され、発
電機の発電出力は走行用モータに駆動電力として供給さ
れまた電池に充電電力として供給される。走行用モータ
は、発電機の発電出力の他、電池の放電電力によっても
駆動され、回生時には回生電力により電池を充電する。
従って、シリーズハイブリッド車におけるエネルギー収
支は、専ら、発電機の発電出力によるモータの駆動、発
電機の発電出力による電池の充電、電池の放電出力によ
るモータの駆動、モータの回生電力による電池の充電と
いう4種類のエネルギー供給経路により決定される。特
開平5−328523号には、電池充電のため発電機の
発電出力を制御する構成が開示されている。
イブリッド車に搭載可能な電池は、その充電状態(SO
C:state of charge )が極端に劣化したりあるいは過
充電状態になったりすると、寿命が短縮されるという特
性を有している。すなわち、電池の寿命を確保するため
には、そのSOCを所定の範囲、例えば満充電に対して
70〜90%の範囲に目標制御するのが好ましい。一
方、エンジンの燃料やエミッションを良好な状態に保つ
ためには、エンジンをこれらが良好な回転数領域にて運
転するとともに、できるだけ回転数を変化させないのが
好ましい。
たっては、第1に走行用モータの出力を概ね賄えるよう
な発電出力を発生させること(すなわち電池の充放電効
率の影響を受けないように発電出力を直接走行用モータ
に供給しエネルギ効率を向上させること)、第2に電池
のSOCを所定範囲に維持することが可能な発電出力を
発生させること、第3に走行用モータの出力変動のうち
短時間で大きく変動するもの又は発電機の最大出力値を
越えるものは電池により賄わせること、が必要である。
池のSOCが低い状態で車両が停止した場合に、車両が
停止しているにもかかわらずエンジンの回転数が高い回
転数に維持される。これは、エンジンの負荷である発電
機の出力が電池の容量を回復させるべく大きな値に制御
され、エンジン回転数が高められるためである。従っ
て、SOCが低い場合等において大きな値を目標とした
発電出力制御が行われると、車両の停止状態いかんにか
かわらずエンジン回転数が高い回転数になる。これは、
エンジンのみによって駆動される車両において車両停止
時にエンジン回転数が低い回転数(アイドル回転数)と
なるのと著しく相違している。従って、エンジンのみの
車両に慣れている操縦者にとっては、シリーズハイブリ
ッド車のエンジン回転数が停止時でも高いことは違和感
を感じさせる。無論、停止中にエンジン回転数が高いと
車内の騒音としても大きく感じられ不快感につながる。
とを課題としてなされたものであり、電池の充電制御に
よって車両停止時の違和感をなくしまた騒音を低減する
ことを目的とする。また、本発明は、車両停止時のフィ
ーリングをエンジンのみの車両に近付けることを目的と
する。本発明は、さらに、車両走行再開直後に電池を迅
速に充電することを目的とする。本発明は、そして、電
池のSOCを確保することを目的とする。
るために、本発明は、負荷の低減に伴い回転数が低くな
るエンジンと、該負荷に対応する発電出力を制御可能で
エンジンによって駆動される発電機と、発電機の発電出
力により充電可能な電池と、発電機の発電出力及び電池
の放電出力により駆動可能な走行用モータと、を有する
シリーズハイブリッド車に搭載された制御装置におい
て、車両として消費した電力に応じて目標を定め発電機
の発電出力を制御する発電制御手段と、搭載に係るシリ
ーズハイブリッド車が停止していることを検出する停止
検出手段と、停止が検出された場合に、上記目標をより
低い値に変更する回転数低減手段と、を備えることを特
徴とする。
ジンの回転数が一律アイドル回転数となるよう上記目標
を変更することを特徴とする。
イブリッド車が走行を再開したことを検出する走行再開
検出手段と、走行の再開が検出された場合に、所定時間
に亘って上記目標をより高い値に変更する回転数増大手
段と、を備えることを特徴とする。
度未満に劣化している場合に、回転数低減手段による目
標の変更を禁止する充電確保手段を備えることを特徴と
する。
応じて発電出力の制御目標が決定され、決定された目標
に従い発電機の発電出力が制御される。その際に搭載に
係るシリーズハイブリッド車が停止していることが検出
されると、発電出力の制御目標がより低い値に変更さ
れ、変更後の目標に従い制御が行われる。ここに、発電
機はエンジンの負荷であり、またエンジンの回転数は負
荷の軽減に伴い低くなる。従って、変更後の目標に従い
制御が行われると、エンジンの負荷が軽減される結果そ
の回転数が低くなる。このように、搭載に係るシリーズ
ハイブリッド車が停止している場合にエンジンの回転数
が低くなるため、停止時のエンジン高回転に起因した違
和感が軽減され、また騒音も低減される。
リーズハイブリッド車が停止している場合にエンジンの
回転数が一律アイドル回転数となるよう発電出力の制御
目標が変更される。従って、エンジンのみによって駆動
される車両と全く同様のフィーリングが実現される。ま
た、停止時においてエンジンの回転数が変動しないた
め、その面でもフィーリングが良好になる。
せた場合、電池のエネルギー収支が一時的に放電側に偏
る。本発明においては、このような状況を克服すべく、
搭載に係るシリーズハイブリッド車が走行を再開した場
合に、発電出力の制御目標が所定時間に亘りより高い値
に変更される。すなわち、停止期間における発電出力の
低減が走行再開直後の発電出力の増大により補われる。
度未満に劣化している場合に、回転数低減手段による目
標の変更が禁止される。すなわち、電池のSOCが劣化
している状態で発電出力を低減させ充電を抑制するのは
電池の寿命延長等の面で好ましくないから、SOCに応
じた発電出力の目標制御が継続される。
基づき説明する。
テム構成が示されている。この図に示されるシステム
は、走行用モータ10の駆動電力を電池12の放電電力
及び発電機14の発電出力により賄い、また発電機14
をエンジン16によって駆動するシリーズハイブリッド
車である。
り、その駆動電力はインバータ18を介し電池12及び
発電機14から供給される。インバータ18は、電池1
2の放電電力及び発電機14の発電出力を、EV−EC
U20の制御の下に、三相交流電力に変換する手段であ
る。インバータ18により得られる三相交流電力はモー
タ10に供給される。モータ10がこの電力により駆動
されると、その機械出力は減速機22を介し駆動輪24
に伝達される。なお、発電機14として交流発電機を使
用した場合にはその後段に整流器を設ける。
10から得られるよう、インバータ18を制御する。例
えば車両操縦者がアクセルペダルを踏み込んだ場合に
は、EV−ECU20は、アクセルペダルの踏込み量に
基づきトルク指令値を算出する。EV−ECU20は、
算出したトルク指令値及び回転センサ26により検出さ
れるモータ10の回転数(以下、モータ回転数という)
NM に基づき、インバータ18に電流指令を出力し、モ
ータ10の電流をベクトル制御する。これにより、アク
セルペダルの踏込み量に応じた出力が、モータ10から
得られる。車両操縦者がブレーキペダルを踏み込んだ場
合も、同様にして回生制動に係る出力トルクを発生させ
る。
ECU28及び発電機ECU30によって制御される。
発電機ECU30は、電池ECU32によって検出され
るSOC等の数値や、EV−ECU20から報知される
モータ10の平均出力PM に基づき、モータ10の駆
動、電池12の充電等の要請が満たされるよう、発電出
力指令PGEN を決定する。発電機ECU30は、決定し
た発電出力指令PGEN を目標として発電機14の発電出
力を制御し、エンジン16の起動時にはスタータ34を
制御する。EFI−ECU28は、エンジン16のEF
I(燃料噴射装置)36を制御し、エンジン16の回転
数(以下、エンジン回転数という)NE *を検出して発
電機ECU30に帰還する。
は、良好な燃費を確保し低いエミッションを維持すべ
く、原則としてWOT(wide open throttle)にて運転
されるエンジンである。すなわち、エンジン16のスロ
ットル38は、原則として全開状態に維持される。従っ
て、エンジン16の負荷が定まるとその回転数は一意に
定まり、発電機14の発電出力が増大するとエンジン1
6の負荷が増大しその回転数が増大する。また、発電機
14の発電出力は、その界磁電流If により制御でき
る。そこで、発電機ECU30は、発電機14の発電出
力を制御する際、まず発電出力指令PGEN を決定した上
で、決定した発電出力指令PGEN により例えば図2に示
される関係を参照し、エンジン回転数指令NE を決定す
る。発電機ECU30は、決定したエンジン回転数指令
NE に基づき、かつEFI−ECU28から帰還される
エンジン回転数NE * を監視しながら、発電機14の界
磁電流If を制御し、これにより発電機14の発電出力
を発電出力指令PGEN の値に制御する。発電機ECU3
0は、エンジン16のスロットル38を通常全開に維持
するが、全開としない方が高効率が得られる場合等には
スロットル38の開度に関する指令、すなわちエンジン
スロットル開度指令θthを適宜決定し、スロットル38
を制御する。図2の例では、発電出力が6〜18kWの
領域ではスロットル38は全開に制御され、6kW以下
の領域ではエンジン16の回転数NE * が1200rp
mとなるようスロットル38が制御される。
機ECU30の動作の流れが示されている。
ッチをオンするとこれに応じ発電機ECU30がイニシ
ャル処理、すなわち各種フラグ、カウンタのリセット等
を実行する(100)。発電機ECU30は、続いて、
スタータ34に信号を供給しエンジン16を起動させる
(102)。
30は、まずモータ10の平均出力PM を示す信号をE
V−ECU20から、電池12のSOCを示す信号を電
池ECU32から、それぞれ入力し、モータ10の駆動
及び電池12の充電という要請を満たせるよう、これら
に基づき発電出力指令PGEN を演算により決定する(1
04)。発電機ECU30は、決定した発電出力指令P
GEN を実現するためのエンジン回転数指令NE 及びエン
ジンスロットル開度指令θthを、図2の関係に基づき決
定する(106)。
入力したSOCを所定のSOC低下判定しきい値SOC
MIN と比較する(108)。その時点でSOC<SOC
MINとなっていた場合、電池12のSOCが劣化してい
ると見なすことができるため、発電機ECU30はステ
ップ110を経てステップ112を実行し、ステップ1
06にて決定した各指令を出力する。すなわち、決定し
たエンジン回転数指令NE に相当する界磁電流If を発
電機14に供給し、またスロットル38の開度を決定し
たエンジンスロットル開度指令θthに制御する。この時
点でキースイッチがオフしていなければ発電機ECU3
0は引き続きステップ104以降の処理を実行し(11
4)、オフしていれば所定の終了処理を実行して動作を
終了する(116)。
目標制御されているため、通常は、ステップ108にお
いてSOC≧SOCMIN が成り立つ。この場合、発電機
ECU30は、モータ回転数NM の絶対値を所定の停止
判定しきい値NSTOPと比較する(118)。停止判定し
きい値NSTOPは、車速に換算して2km/h程度の値に
設定する。なお、図1のシステム構成においてはモータ
10と駆動輪24の間にクラッチ、変速機等は設けられ
ていないため、モータ回転数NM を車速として扱うこと
ができる。
18において|NM |≧NSTOPが成り立つ。この場合、
発電機ECU30はステップ120を実行する。ステッ
プ120においては、発電機ECU30は車両操縦者が
アクセルペダルを踏んだか否かを判定する。アクセルが
踏まれている場合(図ではオン)、発電機ECU30は
後述の停止フラグfが1であるか否かを判定する(12
2)。ステップ100又は110実行後車両がまだ停止
したことがない場合、停止フラグは0であるから、発電
機ECU30の動作はステップ112に移行する。アク
セルが踏まれていない場合(図ではオフ)、発電機EC
U30の動作はただちにステップ112に移行する。
ると、ステップ118において|NM |<NSTOPが成り
立つ。この場合、発電機ECU30は、ステップ106
において決定したエンジン回転数指令NE にエンジン回
転数指令変更係数αを乗じその結果を新たにエンジン回
転数指令NE に設定する(124)。このαは0<α<
1に設定されており、従ってステップ124によりエン
ジン回転数指令NE は低減補正される。発電機ECU3
0は、このエンジン回転数指令NE をエンジンアイドル
回転数NI と比較し(126)、エンジン回転数指令N
E がエンジンアイドル回転数NI に満たない場合にはエ
ンジンアイドル回転数NI をエンジン回転数指令NE に
設定する(128)。すなわち、エンジン回転数指令N
E の下限をエンジンアイドル回転数NI とする。発電機
ECU30は、停止フラグfに1を設定し(130)、
停止時間カウンタKに1を加算する(132)。発電機
ECU30は、エンジン回転数指令変更係数αにより低
減補正されたエンジン回転数指令NE をステップ112
において出力させる。
するとエンジン回転数NE *が低くなる。すなわち、ス
テップ124又は128において低減されたエンジン回
転数指令NE に相当する界磁電流If が発電機14に供
給されると、発電出力はモータ10の駆動に必要な電力
と電池12のSOCの管理・維持に必要な電力の合計よ
り小さな値となり、その結果エンジン16の負荷が減っ
て回転数NE *が下がる。この結果、操縦者にとっての
違和感が軽減されまた騒音も低減される。
両が停止している状態が続いた場合、ステップ124〜
132が繰返し実行される。ある時点で例えば操縦者が
アクセルを踏み車両が走行し始めると、ステップ118
にて|NM |≧NSTOPが成り立つ。この場合、ステップ
120を経てステップ122が実行される。ステップ1
22において判定の対象となる停止フラグは前回ステッ
プ130を実行した時点で1に設定されているから、発
電機ECU30の動作はステップ134に移行する。
は、停止時間カウンタKの値が停止時間判定しきい値K
MAX 以上となったか否かを判定する。停止時間カウンタ
Kの値が停止時間判定しきい値KMAX 未満である場合に
は、車両が走行し始めるまでに経過した停止時間が比較
的短いと見なすことができ、逆に停止時間カウンタKの
値が停止時間判定しきい値KMAX 以上である場合には、
車両が走行し始めるまでに経過した停止時間が比較的長
いと見なすことができる。停止時間が短い場合にはステ
ップ110が実行され、停止フラグf、停止時間カウン
タK及び後述するエンジン回転数増大時間カウンタJが
0にリセットされる。
0は、エンジン回転数指令NE にエンジン回転数指令変
更係数β(β>1)を乗じ、エンジン回転数指令NE を
増大補正する(136)。この補正の結果エンジン回転
数指令NE が所定のエンジン回転数最大値NEMAXに至っ
た場合(138)、発電機ECU30はエンジン回転数
指令NE をエンジン回転数最大値NEMAXに制限する(1
40)。このようにして得られるエンジン回転数指令N
E は、ステップ142等を経てステップ112にて出力
され、発電機14の発電出力が増大する。このような制
御を行うのは、停止時において発電出力を低減させたこ
とに伴う電池12の放電を補うためである。発電機EC
U30は、発電機14の発電出力を増大させる期間を管
理・制限すべく、ステップ138又は140実行後にエ
ンジン回転数増大時間カウンタJに1を加算し(14
2)、エンジン回転数増大時間カウンタJの値が所定の
エンジン回転数増大時間判定しきい値JMAX に至るまで
はステップ136等を通過するルーチンを繰返し実行さ
せ(144)、エンジン回転数増大時間カウンタJの値
が所定のエンジン回転数増大時間判定しきい値JMAX に
至った後はステップ110を実行する。
上述のようにステップ124等が実行され、発電機14
の発電出力が減少する。この状態で、電池12から電力
供給を受ける電気的補機、例えばエアコンディショナ等
が動作し続けると電池12のSOCが劣化していく。そ
こで、本実施例では、SOCの劣化を防ぐべくステップ
108を実行する。すなわち、SOC<SOCMIN が成
り立っている場合にはステップ124等は実行せず、ス
テップ104において決定した発電出力指令PGEN によ
る走行時と同様の制御を実行する。
電機ECU30の動作の一部が示されている。この実施
例においては、ステップ118において|NM |<N
STOPと判定された場合、エンジン回転数指令NE にエン
ジンアルドル回転数NI が設定される(146)。ステ
ップ146実行後はステップ130に移行する。従っ
て、この実施例においては、車両が停止した場合にエン
ジン回転数NE * がエンジンアイドル回転数NI に制御
されることとなるため、エンジンのみによって駆動され
る車両と全く同様のフィーリングが得られる。また、こ
の実施例においては、車両が停止している時点でステッ
プ112において出力されるエンジン回転数指令NE の
値が、ステップ106において決定されるエンジン回転
数指令NE の値に依存しない。従って、例えば車両の電
気的補機により電池12の電池12の電力が消費されそ
のSOCが低下した場合であっても、ステップ112に
おいて出力されるエンジン回転数指令NE の値が変化せ
ず、この面でも、車両操縦者の違和感を軽減することが
できる。
電機ECU30の動作の一部が示されている。この実施
例においては、図示しないが前述のステップ108が省
略されるのに代え、ステップ118において|NM |<
NSTOPと判定された場合にステップ148が実行され
る。ステップ148においては、発電機ECU30は、
停止時間カウンタKの値を所定のSOC低下判定しきい
値KSOC と比較する。この比較の結果、K≧KSOC とさ
れた場合には、ステップ124移行の動作を実行せずに
直ちにステップ112の動作が実行される。従って、こ
の実施例においては、電池12のSOCの検出及び判定
を行うことなく、電池12のSOCの劣化の度合いが判
定されることになる。
るか否かの判定をモータ回転数NMに基づき行ってい
る。このような処理が可能となるのは、モータ10の出
力軸が変速機等を介さずに駆動輪24に連結されている
ためである。モータ10と駆動輪24の間に減速機等が
介在している場合には、モータ回転数NM に加え減速比
を考慮にいれた処理を行うか、あるいは車速センサによ
り検出される車速に基づき処理を行うのが好ましい。ま
た、車両が停止しているか否かの判定は、これらの情報
以外の情報を用いて実行することもできる。例えば、モ
ータ10の平均出力PM を監視したり、あるいはEV−
ECU20において決定されるトルク指令を監視しても
構わない。
搭載に係るシリーズハイブリッド車が停止している場合
に発電出力の制御目標をより低い値に変更し、エンジン
の回転数を低くするようにしたため、停止時のエンジン
高回転に起因した違和感を軽減できかつ騒音も少ないシ
リーズハイブリッド車を実現できる。
ズハイブリッド車が停止している場合にエンジンの回転
数がアイドル回転数となるよう発電出力の制御目標を変
更するようにしたため、エンジンのみによって駆動され
る車両と全く同様のフィーリングを実現できる。また、
停止時においてエンジンの回転数が変動しないため、そ
の面でもフィーリングが良好になる。
ーズハイブリッド車が走行を再開した場合に発電出力の
制御目標を所定時間に亘りより高い値に変更するように
したため、停止期間における発電出力の低減が走行再開
直後の発電出力の増大により補われ、電池のエネルギー
収支の偏りを防ぐことができる。
所定程度未満に劣化している場合に回転数低減手段によ
る目標の変更を禁止するようにしたため、電池のSOC
が劣化している状態で発電出力が低減され充電が抑制さ
れることがなく、電池のSOCを好適な範囲に維持する
ことができる。
成を示すブロック図である。
例を示す図である。
作を示すフローチャートである。
作の要部を示すフローチャートである。
作の要部を示すフローチャートである。
Claims (4)
- 【請求項1】 負荷の軽減に伴い回転数が低くなるエン
ジンと、該負荷に対応する発電出力を制御可能でエンジ
ンによって駆動される発電機と、発電機の発電出力によ
り充電可能な電池と、発電機の発電出力及び電池の放電
出力により駆動可能な走行用モータと、を有するシリー
ズハイブリッド車に搭載された制御装置において、 車両として消費した電力に応じて目標を定め発電機の発
電出力を制御する発電制御手段と、 搭載に係るシリーズハイブリッド車が停止していること
を検出する停止検出手段と、 停止が検出された場合に、上記目標をより低い値に変更
する回転数低減手段と、 を備えることを特徴とする制御装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の制御装置において、 回転数低減手段が、エンジンの回転数が一律アイドル回
転数となるよう上記目標を変更することを特徴とする制
御装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の制御装置におい
て、 搭載に係るシリーズハイブリッド車が走行を再開したこ
とを検出する走行再開検出手段と、 走行の再開が検出された場合に、所定時間に亘って上記
目標をより高い値に変更する回転数増大手段と、 を備えることを特徴とする制御装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3記載の制御装置におい
て、 電池の充電状態が所定程度未満に劣化している場合に、
回転数低減手段による目標の変更を禁止する充電確保手
段を備えることを特徴とする制御装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP6148374A JP3047737B2 (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | シリーズハイブリッド車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6148374A JP3047737B2 (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | シリーズハイブリッド車の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0819112A true JPH0819112A (ja) | 1996-01-19 |
JP3047737B2 JP3047737B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
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Family Applications (1)
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-
1994
- 1994-06-29 JP JP6148374A patent/JP3047737B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
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