KR20180129658A - 하이브리드 차량 - Google Patents

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KR20180129658A
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유키 오가와
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도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

하이브리드 차량(1)은, 내연 기관(10)과, 회전 전기 기기(20, 30)와, 상기 회전 전기 기기(20, 30)에 전기적으로 접속되는 축전 장치(60)와, 상기 축전 장치(60)의 축전량의 제어 모드를 CD 모드와 CS 모드 중 어느 쪽으로 설정 가능하게 구성된 제어 장치(100)를 구비한다. 상기 제어 장치(100)는, 상기 하이브리드 차량(1)의 주행 예정 경로의 예측 부하를 사용하여 상기 CD 모드와 상기 CS 모드의 전환을 자동적으로 행하는 제1 전환 제어 중인 경우, 상기 제1 전환 제어 중이 아닌 경우보다, 상기 CS 모드 중에 허용되는 상기 축전량의 변동 폭을 확대하도록 구성된다.

Description

하이브리드 차량 {HYBRID VEHICLE}
본 발명은, 하이브리드 차량에 관한 것이다. 특히, 주행용 전력을 축적하는 축전 장치를 구비한 하이브리드 차량에 관한 것이다. 더 상세하게는, 축전 장치의 축전량을 제어하는 모드를 CD(Charge Depleting) 모드와 CS(Charge Sustaining) 모드 중 어느 쪽으로 설정 가능하게 구성된 하이브리드 차량에 관한 것이다.
일본 특허 공개 제2016-215838호에는, 엔진과, 엔진의 동력을 사용하여 발전 가능한 제1 모터 제너레이터와, 구동륜에 접속되는 제2 모터 제너레이터와, 주행용 전력을 축적하는 배터리를 구비한 하이브리드 차량이 개시되어 있다. 이 하이브리드 차량에 있어서는, SOC 제어 모드가 배터리의 SOC(State Of Charge)에 따라서 전환된다. 구체적으로는, SOC가 소정의 하한값으로 저하될 때까지(SOC를 다 사용할 때까지)는, 연비 향상의 관점에서, SOC 제어 모드가 Charge Depleting mode(이하, CD 모드라고 칭함)로 설정된다. 한편, 배터리의 SOC가 상기한 하한값으로 저하된 후(SOC를 다 사용한 후)는, 배터리 보호의 관점에서, SOC 제어 모드가 Charge Sustaining mode(이하, CS 모드라고 칭함)로 설정된다.
CD 모드라 함은, 가능한 한 엔진을 작동시키지 않고 배터리의 방전 전력을 사용하여 주행함으로써, 배터리의 SOC를 소비하는 제어 모드이다. CS 모드라 함은, CD 모드보다 엔진을 작동하기 쉽게 하여 배터리의 방전을 억제하거나 배터리의 충전을 행하거나 함으로써, 배터리의 SOC를 가능한 한 유지하는 제어 모드이다.
일본 특허 공개 제2016-215838호에 개시되어 있는 CS 모드는, SOC를 가능한 한 유지하도록 배터리의 충방전량이 조정되기 때문에, SOC 변동 폭이 작은 값으로 제한된다. 그 결과, 상기 관련 기술의 CS 모드에 있어서는, SOC 요건에 의해 엔진의 운전 상태가 제약되기 쉬운 경향이 있다.
한편, 예를 들어 차량의 목적지가 설정되어 있고, 당해 목적지까지의 주행 예정 경로의 주행 부하를 예측할 수 있는 경우에는, 목적지 도착 시에 배터리의 SOC를 다 사용하도록, 주행 예정 경로의 예측 부하에 따라서 CD 모드와 CS 모드를 자동적으로 전환하는 제어(이하,「제1 전환 제어」라고도 함)를 실행하는 것도 가능하다.
그러나 제1 전환 제어에 의해 설정된 CS 모드 중에 있어서, 상기 관련 기술에 관한 CS 모드와 마찬가지로, SOC를 가능한 한 유지하도록 제어하면, SOC가 SOC 제어 중심으로부터 벗어났을 때에 연비에 최적의 충방전을 할 수 없게 되어, 연비가 악화될 것이 우려된다.
본 발명의 일 양태는, 상기한 제1 전환 제어에 의해 설정된 CS 모드 중에 있어서 연비 악화를 억제할 수 있는 하이브리드 차량을 제공한다.
하이브리드 차량은, 내연 기관과, 상기 내연 기관 및 구동륜 중 적어도 한쪽에 접속되는 회전 전기 기기와, 상기 회전 전기 기기에 전기적으로 접속되는 축전 장치와, 상기 축전 장치의 축전량의 제어 모드를 CD 모드와 CS 모드 중 어느 쪽으로 설정 가능하게 구성된 제어 장치를 구비한다. 상기 제어 장치는, 상기 하이브리드 차량의 주행 예정 경로의 예측 부하를 사용하여 상기 CD 모드와 상기 CS 모드의 전환을 자동적으로 행하는 제1 전환 제어 중인 경우, 상기 제1 전환 제어 중이 아닌 경우보다, 상기 CS 모드 중에 허용되는 상기 축전 장치의 축전량의 변동 폭을 확대하도록 구성된다.
이 구성에 의하면, 제1 전환 제어 중인 경우는, 그렇지 않은 경우보다, CS 모드 중에 허용되는 축전량의 변동 폭이 확대된다. 그 때문에, 제1 전환 제어에 의해 설정된 CS 모드 중에 있어서는, 내연 기관의 열효율에 따라서 내연 기관의 운전 상태를 결정하기 쉬워진다. 그 결과, 제1 전환 제어에 의해 설정된 CS 모드 중에 있어서 연비 악화를 억제할 수 있다.
상기 양태에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 제1 전환 제어 중인 경우이고, 또한 상기 축전량이 상기 CD 모드에서의 주행이 가능한 하한량보다 큰 경우, 상기 제1 전환 제어 중이 아닌 경우보다, 상기 CS 모드 중에 허용되는 상기 축전량의 변동 폭을 확대하도록 구성되어도 된다.
이 구성에 의하면, 제1 전환 제어 중인 경우이고, 또한 축전 장치의 축전량이 하한량보다 큰 경우(즉, 축전 장치를 보호할 필요성이 낮은 경우)에, CS 모드 중에 허용되는 축전량의 변동 폭이 확대된다. 그 때문에, 제1 전환 제어에 의해 설정된 CS 모드 중에 있어서, 배터리를 보호할 필요성이 낮음에도 불구하고 불필요하게 연비가 악화되는 것을 억제할 수 있다.
상기 양태에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 축전 장치의 충방전 요구 파워를 상하한 가드값의 범위 내로 제한하는 가드 처리를 행함으로써 상기 축전량이 기준값으로부터 괴리되는 것을 억제하도록 구성되어도 된다. 상기 제어 장치는, 상기 가드 처리에 의한 상기 충방전 요구 파워의 제한을 무효화 혹은 완화함으로써, 상기 CS 모드 중에 허용되는 상기 축전량의 변동 폭을 확대하도록 구성된다.
이 구성에 의하면, 가드 처리에 의한 충방전 요구 파워의 제한을 무효화 혹은 완화한다고 하는 간이한 처리에 의해, CS 모드 중에 허용되는 축전량의 변동 폭을 확대할 수 있다.
상기 양태에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 내연 기관의 작동 중에 요구 파워가 정지 역치 미만으로 저하된 경우에 상기 내연 기관을 정지하도록 구성되어도 되고, 상기 제어 장치는, 상기 제1 전환 제어 중인 경우이고, 또한 차속이 고차속 영역에 포함되는 경우, 상기 제1 전환 제어 중이 아닌 경우보다, 상기 정지 역치를 작게 함으로써 상기 CS 모드 중에 허용되는 상기 축전량의 상승 폭을 확대하도록 구성되어도 된다.
이 구성에 의하면, 제1 전환 제어에 의해 설정된 CS 모드 중에 있어서, 차속이 고차속 영역에 포함되는 경우에는, 정지 역치를 작게 함으로써, 허용되는 축전량의 증가 폭이 확대된다. 이에 의해, 엔진 열효율이 좋은 고차속 영역에 있어서, 엔진이 정지하기 어려워져, 엔진이 작동 상태로 유지되기 쉬워진다. 그 결과, 엔진 열효율이 좋은 상태에서 엔진을 작동시키기 쉽게 할 수 있어, 연비를 향상시킬 수 있다.
상기 양태에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 내연 기관의 정지 중에 상기 내연 기관에 대한 요구 파워가 시동 역치를 초과한 경우에 상기 내연 기관을 시동하도록 구성되어도 되고, 상기 제어 장치는, 상기 제1 전환 제어 중인 경우이고, 또한 차속이 저차속 영역에 포함되는 경우, 상기 제1 전환 제어 중이 아닌 경우보다, 상기 시동 역치를 크게 함으로써 상기 CS 모드 중에 허용되는 상기 축전량의 저하 폭을 확대하도록 구성되어도 된다.
이 구성에 의하면, 제1 전환 제어에 의해 설정된 CS 모드 중에 있어서, 차속이 저차속 영역에 포함되는 경우에는, 시동 역치를 크게 함으로써, 허용되는 축전량의 저하 폭이 확대된다. 이에 의해, 엔진 열효율이 나쁜 저차속 영역에 있어서, 엔진이 시동되기 어려워져, 엔진이 정지 상태로 유지되기 쉬워진다. 그 결과, 엔진 열효율이 나쁜 상태에서 엔진을 작동시키기 어렵게 할 수 있어, 연비 악화를 더 적절하게 억제할 수 있다.
상기 양태에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 내연 기관의 작동 중에 요구 파워가 정지 역치 미만으로 저하된 경우에 상기 내연 기관을 정지하도록 구성되어도 되고, 상기 제어 장치는, 상기 제1 전환 제어 중인 경우이고, 또한 상기 내연 기관이 작동 중인 경우, 상기 제1 전환 제어 중이 아닌 경우에 비해, 상기 정지 역치를 작게 함으로써 상기 CS 모드 중에 허용되는 상기 축전량의 상승 폭을 확대하도록 구성되어도 된다.
이 구성에 의하면, 제1 전환 제어에 의해 설정된 CS 모드 중에 있어서, 내연 기관이 작동 중인 경우에는, 정지 역치를 작게 함으로써, 허용되는 축전량의 증가 폭이 확대된다. 이에 의해, 엔진이 정지하기 어려워지고, 그만큼, 엔진의 시동 횟수가 저감된다. 그 결과, 운전 용이성을 향상시킬 수 있다.
상기 양태에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 축전 장치의 축전량의 변동 폭의 확대 중에 목적지까지의 잔여 거리가 임계 거리보다 짧아진 경우, 허용되는 상기 축전량의 상승 폭을 축소하도록 구성되어도 된다.
제1 전환 제어에 의해 설정된 CS 모드 중에 있어서, 목적지가 가까움에도 불구하고 축전량의 변동 폭(증가 폭)을 확대한 채로 두면, 목적지 도착 시에 축전량이 상정보다 많이 남아 버릴 것이 우려된다.
그래서 상기한 구성에 있어서는, 축전량의 변동 폭의 확대 중에 목적지까지의 잔여 거리가 임계 거리보다 짧아진 경우, 허용되는 축전량의 상승 폭이 축소된다. 이에 의해, 목적지 도착 시에 축전량이 상정보다 많이 남아 버리는 것을 억제할 수 있다.
상기 양태에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 축전 장치의 축전량의 변동 폭의 확대 중에 상기 축전량이 역치보다 작아진 경우, 허용되는 상기 축전량의 저하 폭을 축소하도록 구성되어도 된다.
제1 전환 제어에 의해 설정된 CS 모드 중에 있어서, 축전량이 하한량에 가까움에도 불구하고 축전량의 변동 폭(저하 폭)을 확대한 채로 두면, 목적지 도착 전에 축전량이 하한량으로 저하되어 제1 전환 제어가 상정보다 조기에 종료되어 버릴 것이 우려된다.
그래서, 상기한 구성에 있어서는, 축전량의 변동 폭의 확대 중에 축전량이 역치보다 작아진 경우, 허용되는 축전량의 저하 폭이 축소된다. 이에 의해, 목적지 도착 전에 축전량이 하한량으로 저하되어 제1 전환 제어가 상정보다 조기에 종료되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 의의는 유사 요소들을 유사 도면 부호로 나타낸 첨부 도면을 참조로 하여 후술될 것이다.
도 1은 차량의 전체 구성도이다.
도 2는 HV-ECU, 각종 센서 및 내비게이션 장치의 상세한 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 HV-ECU의 처리 순서의 일례를 나타내는 흐름도(그것의 1)이다.
도 4는 제2 CD/CS 전환 제어가 행해지는 경우의 축전 장치의 SOC 및 제어 모드의 변화의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 제1 CD/CS 전환 제어가 행해지는 경우의 축전 장치의 SOC 및 제어 모드의 변화의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 HV-ECU의 처리 순서의 일례를 나타내는 흐름도(그것의 2)이다.
도 7은 HV-ECU의 처리 순서의 일례를 나타내는 흐름도(그것의 3)이다.
도 8은 HV-ECU의 처리 순서의 일례를 나타내는 흐름도(그것의 4)이다.
도 9는 HV-ECU의 처리 순서의 일례를 나타내는 흐름도(그것의 5)이다.
도 10은 HV-ECU의 처리 순서의 일례를 나타내는 흐름도(그것의 6)이다.
도 11은 HV-ECU의 처리 순서의 일례를 나타내는 흐름도(그것의 7)이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.
도 1은, 본 실시 형태에 의한 차량(1)의 전체 구성도이다. 차량(1)은, 이른바 플러그인 하이브리드 차량이다. 차량(1)은, 엔진(10)과, 제1 모터 제너레이터(이하, 「제1 MG」라고 칭함)(20)와, 제2 모터 제너레이터(이하, 「제2 MG」라고 칭함)(30)와, 동력 분할 장치(40)와, PCU(Power Control Unit)(50)와, 축전 장치(60)와, 인렛(62)과, 충전기(63)와, 구동륜(80)을 구비한다.
엔진(10)은, 공기와 연료의 혼합기를 연소시켰을 때에 발생하는 연소 에너지를 피스톤이나 로터 등의 운동자의 운동 에너지로 변환함으로써 동력을 출력하는 내연 기관이다. 동력 분할 장치(40)는, 예를 들어 선 기어, 캐리어, 링 기어의 3개의 회전축을 갖는 유성 기어 기구를 포함한다. 동력 분할 장치(40)는, 엔진(10)으로부터 출력되는 동력을, 제1 MG(20)를 구동하는 동력과, 구동륜(80)을 구동하는 동력으로 분할한다.
제1 MG(20) 및 제2 MG(30)는, 교류 회전 전기 기기이며, 예를 들어 로터에 영구 자석이 매설된 삼상 교류 동기 전동기이다. 제1 MG(20)는, 주로, 동력 분할 장치(40)를 경유하여 엔진(10)에 의해 구동되는 발전기로서 사용된다. 제1 MG(20)가 발전한 전력은, PCU(50)를 통해 제2 MG(30) 또는 축전 장치(60)에 공급된다.
제2 MG(30)는, 주로 전동기로서 동작하고, 구동륜(80)을 구동한다. 제2 MG(30)는, 축전 장치(60)로부터의 전력 및 제1 MG(20)의 발전 전력 중 적어도 한쪽을 받아 구동되고, 제2 MG(30)의 구동력은 구동륜(80)에 전달된다. 한편, 차량(1)의 제동 시나 내리막길에서의 가속도 저감 시에는, 제2 MG(30)는, 발전기로서 동작하여 회생 발전을 행한다. 제2 MG(30)가 발전한 전력은, PCU(50)를 통해 축전 장치(60)에 회수된다.
또한, 도 1에 도시한 차량(1)은 엔진(10)과 2개의 모터 제너레이터(제1 MG(20) 및 제2 MG(30))를 구동원으로서 구비하는 타입의 하이브리드 차량이지만, 본 발명이 적용 가능한 차량은 도 1에 도시한 차량(1)에 한정되지 않는다. 예를 들어, 엔진과 하나의 모터 제너레이터를 구비하는 하이브리드 차량에도 본 발명은 적용 가능하다.
PCU(50)는, 축전 장치(60)로부터 받는 직류 전력을, 제1 MG(20) 및 제2 MG(30)를 구동하기 위한 교류 전력으로 변환한다. 또한, PCU(50)는, 제1 MG(20) 및 제2 MG(30)에 의해 발전된 교류 전력을, 축전 장치(60)를 충전하기 위한 직류 전력으로 변환한다. PCU(50)는, 예를 들어 제1 MG(20) 및 제2 MG(30)에 대응하여 설치되는 2개의 인버터와, 각 인버터에 공급되는 직류 전압을 축전 장치(60)의 전압 이상으로 승압하는 컨버터를 포함하여 구성된다.
축전 장치(60)는, 재충전 가능한 직류 전원이며, 예를 들어 리튬 이온 전지나 니켈 수소 전지 등의 이차 전지를 포함하여 구성된다. 축전 장치(60)는, 제1 MG(20) 및 제2 MG(30) 중 적어도 한쪽이 발전한 전력을 받아 충전된다. 그리고 축전 장치(60)는, 그 축적된 전력을 PCU(50)에 공급한다. 또한, 축전 장치(60)로서 전기 이중층 커패시터 등도 채용 가능하다.
축전 장치(60)에는, 감시 유닛(61)이 설치된다. 감시 유닛(61)에는, 축전 장치(60)의 전압, 입출력 전류 및 온도를 각각 검출하는 전압 센서, 전류 센서 및 온도 센서(모두 도시하지 않음)가 포함된다. 감시 유닛(61)은, 각 센서의 검출값(축전 장치(60)의 전압, 입출력 전류 및 온도)을 BAT-ECU(110)에 출력한다.
인렛(62)은, 차량 외부의 급전 설비(도시하지 않음)와 접속 가능하게 구성된다. 충전기(63)는, 인렛(62)과 축전 장치(60) 사이에 설치된다. 충전기(63)는, HV-ECU(100)로부터의 제어 신호에 의해 제어되고, 차량 외부의 급전 설비로부터 입력되는 외부 전력을 축전 장치(60)에 충전 가능한 전력으로 변환하고, 변환된 전력을 축전 장치(60)에 출력한다. 이하, 외부 전력을 사용한 축전 장치(60)의 충전을 「외부 충전」이라고도 한다.
차량(1)은 또한, HV-ECU(Electronic Control Unit)(100)와, BAT-ECU(110)와, 각종 센서(120)와, 내비게이션 장치(130)와, HMI(Human Machine Interface) 장치(140)를 구비한다.
도 2는, 도 1에 도시한 HV-ECU(100), 각종 센서(120) 및 내비게이션 장치(130)의 상세한 구성을 도시하는 블록도이다. HV-ECU(100), BAT-ECU(110), 내비게이션 장치(130) 및 HMI 장치(140)는, CAN(Controller Area Network)(150)을 통해 서로 통신 가능하게 구성되어 있다.
각종 센서(120)는, 예를 들어 액셀러레이터 페달 센서(122), 차속 센서(124), 브레이크 페달 센서(126)를 포함한다. 액셀러레이터 페달 센서(122)는, 유저에 의한 액셀러레이터 페달 조작량(이하, 「액셀러레이터 개방도」라고도 함)(ACC)을 검출한다. 차속 센서(124)는, 차량(1)의 차속(VS)을 검출한다. 브레이크 페달 센서(126)는, 유저에 의한 브레이크 페달 조작량(BP)을 검출한다. 이들 각 센서는, 검출 결과를 HV-ECU(100)에 출력한다.
HV-ECU(100)는, CPU(Central Processing Unit), 처리 프로그램 등을 기억하는 ROM(Read Only Memory), 데이터를 일시적으로 기억하는 RAM(Random Access Memory), 각종 신호를 입출력하기 위한 입출력 포트(도시하지 않음) 등을 포함하고, 메모리(ROM 및 RAM)에 기억된 정보, 각종 센서(120)로부터의 정보, BAT-ECU(110)로부터의 정보에 기초하여 소정의 연산 처리를 실행한다. 그리고 HV-ECU(100)는, 연산 처리의 결과에 기초하여, 엔진(10), PCU(50), HMI 장치(140) 등의 각 기기를 제어한다.
BAT-ECU(110)도, CPU, ROM, RAM, 입출력 포트 등을 포함한다(모두 도시하지 않음). BAT-ECU(110)는, 감시 유닛(61)으로부터의 축전 장치(60)의 입출력 전류 및/또는 전압의 검출값에 기초하여 축전 장치(60)의 축전량을 나타내는 SOC를 산출한다. SOC는, 예를 들어 축전 장치(60)의 만충전 용량에 대한 현재의 축전량을 백분율로 나타낸다. 그리고 BAT-ECU(110)는, 산출된 SOC를 HV-ECU(100)에 출력한다. 또한, HV-ECU(100)에 있어서 SOC를 산출해도 된다.
또한, BAT-ECU(110)는, 감시 유닛(61)에 의한 축전 장치(60)의 온도의 검출값을, HV-ECU(100)에 출력한다.
내비게이션 장치(130)는, 내비게이션 ECU(132)와, 지도 정보 데이터베이스(DB)(134)와, GPS(Global Positioning System) 수신부(136)와, 교통 정보 수신부(138)를 포함한다.
지도 정보 DB(134)는, 하드디스크 드라이브(HDD) 등에 의해 구성되고, 지도 정보를 기억하고 있다. 지도 정보는, 교차점이나 막다른 길 등의 「노드」, 노드끼리를 접속하는 「링크」 및 링크를 따라 있는 「시설」(건물이나 주차장 등)에 관한 데이터를 포함한다. 또한, 지도 정보는, 각 노드의 위치 정보, 각 링크의 거리 정보, 각 링크에 포함되는 도로 종별 정보(시가지, 고속도로, 일반도로 등의 정보), 각 링크의 구배 정보 등을 포함한다.
GPS 수신부(136)는, GPS 위성(도시하지 않음)으로부터의 신호(전파)에 기초하여 차량(1)의 현재 위치를 취득하고, 차량(1)의 현재 위치를 나타내는 신호를 내비게이션 ECU(132)에 출력한다.
교통 정보 수신부(138)는, FM 다중 방송 등에 의해 제공되고 있는 도로 교통 정보(예를 들어, VICS(등록상표) 정보)를 수신한다. 이 도로 교통 정보는, 적어도 정체 정보를 포함하고, 그 밖에 도로 규제 정보나 주차장 정보 등도 포함할 수 있다. 이 도로 교통 정보는, 예를 들어 5분 간격으로 갱신된다.
내비게이션 ECU(132)는, CPU, ROM, RAM, 입출력 포트(도시하지 않음) 등을 포함하고, 지도 정보 DB(134), GPS 수신부(136) 및 교통 정보 수신부(138)로부터 받는 각종 정보나 신호에 기초하여, 차량(1)의 현재 위치, 그리고 그 주변의 지도 정보 및 정체 정보 등을 HMI 장치(140) 및 HV-ECU(100)에 출력한다.
또한, 내비게이션 ECU(132)는, HMI 장치(140)에 있어서 유저에 의해 차량(1)의 목적지가 입력되면, 차량(1)의 현재 위치로부터 목적지까지의 주행 예정 경로를 지도 정보 DB(134)에 기초하여 탐색한다. 이 주행 예정 경로는, 차량(1)의 현재 위치로부터 목적지까지의 노드 및 링크의 집합에 의해 구성된다. 그리고 내비게이션 ECU(132)는, 차량(1)의 현재 위치로부터 목적지까지의 탐색 결과(노드 및 링크의 집합)를 HMI 장치(140)에 출력한다.
또한, 내비게이션 ECU(132)는, HV-ECU(100)로부터의 요구에 따라서, 차량(1)의 현재 위치로부터 목적지까지의 주행 예정 경로에 있어서의 지도 정보 및 도로 교통 정보(이하, 「예측 경로 정보」라고도 함)를 HV-ECU(100)에 출력한다. 또한, 예측 경로 정보는, 후술하는 「제1 CD/CS 전환 제어」에 사용된다.
HMI 장치(140)는, 차량(1)의 운전을 지원하기 위한 정보를 유저에게 제공하는 장치이다. HMI 장치(140)는, 대표적으로는, 차량(1)의 실내에 설치된 디스플레이이며, 스피커 등도 포함된다. HMI 장치(140)는, 시각 정보(도형 정보, 문자 정보)나 청각 정보(음성 정보, 소리 정보) 등을 출력함으로써 다양한 정보를 유저에게 제공한다.
HMI 장치(140)는, 내비게이션 장치(130)의 디스플레이로서 기능한다. 즉, HMI 장치(140)는, 차량(1)의 현재 위치, 그리고 그 주변의 지도 정보 및 정체 정보 등을 내비게이션 장치(130)로부터 CAN(150)을 통해 수신하고, 차량(1)의 현재 위치를 그 주변의 지도 정보 및 정체 정보와 함께 표시한다.
또한, HMI 장치(140)는, 유저가 조작 가능한 터치 패널로서도 작동하고, 유저는, 터치 패널에 접촉함으로써, 예를 들어 표시되어 있는 지도의 축척을 변경하거나, 차량(1)의 목적지를 입력하거나 할 수 있다. HMI 장치(140)에 있어서 목적지가 입력되면, 그 목적지의 정보가 CAN(150)을 통해 내비게이션 장치(130)로 송신된다.
상술한 바와 같이, 내비게이션 ECU(132)는, HV-ECU(100)로부터의 요구에 따라서 「예측 경로 정보」를 HV-ECU(100)에 출력한다.
HV-ECU(100)는, 축전 장치(60)의 SOC를 제어하는 모드(이하, 단순히 「SOC 제어 모드」라고도 함)를, CD 모드와 CS 모드 중 어느 쪽으로 설정하고, 설정된 제어 모드에 따라서 엔진(10), 제1 MG(20) 및 제2 MG(30)를 제어한다.
CD 모드라 함은, 가능한 한 엔진(10)을 작동시키지 않고 축전 장치(60)의 방전 전력을 사용하여 주행함으로써, 축전 장치(60)의 SOC(축전량)를 소비하는 모드이다. CS 모드라 함은, CD 모드보다 엔진(10)을 작동하기 쉽게 하여 축전 장치(60)의 방전을 억제하거나 축전 장치(60)의 충전을 행하거나 함으로써, 축전 장치(60)의 SOC를 가능한 한 유지하는 모드이다.
HV-ECU(100)는, 유저가 CS 모드를 요구하는 조작을 행한 경우(예를 들어, 유저가 도시하지 않은 CS 모드 선택 스위치를 누른 경우)에는, SOC 제어 모드를 CS 모드로 설정한다.
HV-ECU(100)는, 유저가 CS 모드를 요구하는 조작을 행하고 있지 않은 경우에는, CD 모드와 CS 모드의 전환을 자동적으로 행한다. 이때, HV-ECU(100)는, 차량(1)의 주행 예정 경로가 설정되어 있는지 여부에 따라서, CD 모드와 CS 모드의 자동 전환 양태를 변경한다.
구체적으로는, HV-ECU(100)는, 주행 예정 경로가 설정되어 있지 않은 경우에는, SOC에 따라서 CD 모드와 CS 모드의 전환을 행하는 「제2 CD/CS 전환 제어」(통상 CD/CS 전환 제어)를 행한다.
한편, HV-ECU(100)는, 주행 예정 경로가 설정되어 있는 경우에는, 주행 예정 경로의 예측 부하를 사용하여 CD 모드와 CS 모드의 전환을 자동적으로 행하는 「제1 CD/CS 전환 제어」를 행한다.
<주행 제어>
CD/CS 전환 제어(제2 CD/CS 전환 제어 및 제1 CD/CS 전환 제어)의 상세한 설명에 앞서, 먼저, HV-ECU(100)에 의해 실행되는 차량(1)의 주행 제어에 대해 설명한다.
도 3은, HV-ECU(100)에 의해 실행되는 주행 제어의 처리 순서의 일례를 나타내는 흐름도이다. 이 흐름도에 나타난 일련의 처리는, 예를 들어 차량(1)의 시스템 스위치가 온 되어 있는 경우에 소정 시간마다 반복 실행된다.
HV-ECU(100)는, 액셀러레이터 페달 센서(122) 및 차속 센서(124)로부터 각각 액셀러레이터 개방도(ACC) 및 차속(VS)의 검출값을 취득함과 함께, 축전 장치(60)의 SOC를 BAT-ECU(110)로부터 취득한다(스텝 S10).
이어서, HV-ECU(100)는, 취득된 액셀러레이터 개방도(ACC) 및 차속(VS)의 검출값에 기초하여, 차량(1)에 대한 요구 토크(Tr)를 산출한다(스텝 S12). 그리고 HV-ECU(100)는, 산출된 요구 토크(Tr)에 차속(VS)을 승산함으로써, 차량(1)에 대한 주행 파워(Pd)(요구값)를 산출한다(스텝 S14).
계속해서, HV-ECU(100)는, 현재의 SOC 제어 모드가 CS 모드인지 여부를 판정한다(스텝 S20).
스텝 S20에 있어서 현재의 SOC 제어 모드가 CS 모드라고 판정된 경우(스텝 S20에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, 연비 최적 맵을 사용하여, 축전 장치(60)의 충방전 요구 파워(Pb)를 산출한다(스텝 S30). 충방전 요구 파워(Pb)가 양의 값일 때에는, 축전 장치(60)에 대해 충전이 요구되고 있는 것을 나타내고, 충방전 요구 파워(Pb)가 음의 값일 때에는, 축전 장치(60)에 대해 방전이 요구되고 있는 것을 나타낸다.
연비 최적 맵은, 엔진(10)을 작동시키는 경우에 엔진(10)의 열효율이 최적이 되는 충방전 요구 파워(Pb)를, 주행 파워(Pd) 및 차속(VS)을 파라미터로서 규정한 맵이다.
이어서, HV-ECU(100)는, 상하한 맵을 사용하여, 충방전 요구 파워(Pb)의 상하한 가드값(상한 가드값 및 하한 가드값)을 산출한다(스텝 S32). 상하한 맵은, SOC 및 차속(VS)을 파라미터로 하여, SOC가 기준값(SOC 목표값)으로부터 지나치게 괴리되지 않도록 충방전 요구 파워(Pb)의 상하한 가드값을 규정한 맵이다. 따라서, SOC가 기준값(목표값)으로부터 어긋난 경우에 있어서, SOC가 기준값에 추종하는 속도(이하, 단순히 「SOC 추종 속도」라고도 함)는, 상하한 맵을 사용하여 산출되는 상하한 가드값에 의해 결정되게 된다.
이어서, HV-ECU(100)는, 스텝 S30에 있어서 연비 최적 맵을 사용하여 산출된 충방전 요구 파워(Pb)를, 스텝 S32에 있어서 상하한 맵을 사용하여 산출된 상하한 가드값을 사용하여 제한하는 「가드 처리」를 행한다(스텝 S34). 가드 처리에 의해 제한된 후의 충방전 요구 파워(Pb)는, SOC가 기준값으로부터 지나치게 괴리되지 않는 범위에서 엔진(10)의 열효율이 양호해지도록 엔진(10)을 운전 가능한 충방전 요구 파워가 된다.
이어서, HV-ECU(100)는, 다음 식(1)로 표현된 바와 같이, 스텝 S14에 있어서 산출된 주행 파워(Pd)와, 스텝 S30 내지 S34에 있어서 산출된 충방전 요구 파워(Pb)의 합계값을, 엔진(10)에 대해 요구되는 엔진 요구 파워(Pe)로서 산출한다(스텝 S36).
Figure pat00001
이어서, HV-ECU(100)는, 엔진(10)이 정지 중인지 여부를 판정한다(스텝 S38).
스텝 S38에 있어서 엔진(10)이 정지 중이라고 판정된 경우(스텝 S38에 있어서 "예"), 엔진 요구 파워(Pe)가 소정의 엔진 시동 역치(Pstart)보다 큰지 여부를 판정한다(스텝 S40).
스텝 S40에 있어서 엔진 요구 파워(Pe)가 엔진 시동 역치(Pstart)보다 크다고 판정된 경우(스텝 S40에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, 엔진(10)을 시동한다(스텝 S42). 그리고 HV-ECU(100)는, 엔진(10) 및 제2 MG(30)의 양쪽으로부터의 출력을 사용하여 차량(1)이 주행하도록 엔진(10) 및 PCU(50)를 제어한다. 즉, 차량(1)은 엔진(10) 및 제2 MG(30)의 출력을 사용한 하이브리드 주행(HV 주행)을 행한다(스텝 S46).
한편, 스텝 S40에 있어서 엔진 요구 파워(Pe)가 엔진 시동 역치(Pstart)보다 크다고 판정되지 않은 경우(스텝 S40에 있어서, "아니오"), HV-ECU(100)는, 엔진(10)을 정지한 채, 제2 MG(30)의 출력만을 사용하여 차량(1)을 주행시키는 모터 주행(EV 주행)을 행한다(스텝 S52).
스텝 S38에 있어서 엔진(10)이 정지 중이라고 판정되지 않은 경우(스텝 S38에 있어서 "아니오"), 즉, 엔진(10)이 작동 중인 경우, 엔진 요구 파워(Pe)가 소정의 엔진 정지 역치(Pstop)보다 작은지 여부를 판정한다(스텝 S48).
스텝 S48에 있어서 엔진 요구 파워(Pe)가 엔진 정지 역치(Pstop)보다 작다고 판정된 경우(스텝 S48에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, 엔진(10)을 정지하고(스텝 S50), EV 주행을 행한다(스텝 S52).
한편, 스텝 S48에 있어서 엔진 요구 파워(Pe)가 엔진 정지 역치(Pstop)보다 작다고 판정되지 않은 경우(스텝 S48에 있어서 "아니오"), HV-ECU(100)는, 엔진(10)을 작동 상태로 한 채 HV 주행을 행한다(스텝 S46).
스텝 S20에 있어서 CS 모드라고 판정되지 않은 경우(스텝 S20에 있어서 "아니오"), 즉, CD 모드인 경우, HV-ECU(100)는, 스텝 S14에 있어서 산출된 주행 파워(Pd)가 소정 파워(Pth)보다 큰지 여부를 판정한다(스텝 S54).
스텝 S54에 있어서 주행 파워(Pd)가 소정 파워(Pth)보다 크다고 판정되지 않은 경우(스텝 S54에 있어서 "아니오"), HV-ECU(100)는, 엔진(10)을 정지하고 EV 주행을 행한다(스텝 S56).
한편, 스텝 S54에 있어서 주행 파워(Pd)가 소정 파워(Pth)보다 크다고 판정된 경우(스텝 S54에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, 엔진(10)을 작동하여 HV 주행을 행한다(스텝 S58).
<제2 CD/CS 전환 제어(통상 CD/CS 전환 제어)>
후술하는 제1 CD/CS 전환 제어의 상세를 설명을 하기 전에, 먼저, 제2 CD/CS 전환 제어의 상세에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 제2 CD/CS 전환 제어를 「통상 CD/CS 전환 제어」라고도 기재한다.
제2 CD/CS 전환 제어 중에 있어서는, HV-ECU(100)는, SOC가 소정값(Sth)으로 저하될 때까지는, SOC 제어 모드를 CD 모드로 설정한다. 이에 의해, 엔진(10)의 연료보다, 축전 장치(60)에 축적되어 있는 외부 전력이 우선적으로 소비되기 때문에, 연비 향상이 도모된다. 한편, SOC가 소정값(Sth)으로 저하된 후에는, 축전 장치(60)의 보호의 관점에서, SOC 제어 모드를 CS 모드로 설정한다. 여기서, 「소정값(Sth)」은, CD 모드에서의 주행이 가능한 SOC의 하한값이며, 개발자 등에 의해 미리 정해져 있다.
이하에서는, 제2 CD/CS 전환 제어에 의해 설정된 CS 모드를 「제2 CS 모드」라고도 기재한다.
도 4는, 제2 CD/CS 전환 제어가 행해지는 경우의 축전 장치(60)의 SOC 및 제어 모드의 변화의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 4에 있어서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 SOC를 나타낸다.
제2 CD/CS 전환 제어 중에 있어서, HV-ECU(100)는, SOC가 소정값(Sth)으로 저하되는 시각 t0까지는, SOC 제어 모드를 CD 모드로 설정한다. CD 모드 중에 있어서는, SOC를 유지하기 위해서는 엔진(10)은 작동하지 않는다. 따라서, 제2 MG(30)의 회생 전력 등에 의해 일시적으로 SOC가 증가하는 경우가 있기는 하지만, 전체적으로는 SOC가 사용 개시 시의 초기값으로부터 서서히 감소한다.
그리고 HV-ECU(100)는, SOC가 소정값(Sth)으로 저하된 시각 t0 이후에 있어서는, SOC 제어 모드를 제2 CS 모드(통상 CS 모드)로 설정한다. 제2 CS 모드 중에 있어서는, CS 모드 전환 직후의 SOC(도 4에 나타낸 예에서는 소정값(Sth))를 기준값으로 하여, SOC가 기준값으로부터 괴리되는 것을 억제하도록 축전 장치(60)의 충방전량(엔진(10)의 동력을 사용한 제1 MG(20)의 발전량 등)이 적절하게 조정된다. 그 결과, 제2 CS 모드에 있어서는, SOC가 기준값을 포함하는 소정의 범위 내에서 변동될 수 있지만, SOC 변동 폭은 축전 장치(60)의 보호의 관점에서 비교적 작은 값으로 제한된다.
<제1 CD/CS 전환 제어>
다음으로, 제1 CD/CS 전환 제어의 상세에 대해 설명한다.
제2 CS 모드는 SOC를 다 사용한 후(SOC가 소정값(Sth)으로 저하된 후)에 설정되기 때문에, 제2 CS 모드에 있어서는, 허용되는 SOC 변동 폭이 축전 장치(60)의 보호의 관점에서 비교적 작은 값으로 제한된다. 즉, SOC가 크게는 변동되지 않도록, 축전 장치(60)의 충방전량(엔진(10)에 의한 제1 MG(20)의 발전량 등)이 조정된다. 이 영향에 의해, 제2 CS 모드로 설정된 후에 있어서는, SOC 요건에 의해 엔진(10)의 운전 상태(작동 및 정지, 그리고 작동 중의 출력 파워 등)가 제약되기 쉬워져, 연비가 악화될 것이 우려된다.
그래서 HV-ECU(100)는, 차량(1)의 주행 예정 경로가 설정되어 있는 경우에는, 상술한 「제2 CD/CS 전환 제어(통상 CD/CS 전환 제어)」가 아닌, 「제1 CD/CS 전환 제어」를 실행한다. 제1 CD/CS 전환 제어라 함은, 차량(1)의 목적지까지의 주행 예정 경로의 주행 부하를 내비게이션 장치(130)로부터의 예측 경로 정보를 사용하여 예측하고, 목적지 도착 시에 SOC를 다 사용하도록 CD 모드와 CS 모드를 예측 부하에 따라서 자동적으로 전환하는 제어이다.
제1 CD/CS 전환 제어 중에 있어서는, SOC를 다 사용하기 전(SOC가 소정값(Sth)으로 저하되기 전)에 CS 모드가 설정되게 된다. 그 때문에, 제1 CD/CS 전환 제어에 의해 설정된 CS 모드(이하 「제1 CS 모드」라고도 함) 중에 있어서는, SOC를 유지하여 축전 장치(60)를 보호할 필요성이 낮다. 그럼에도 불구하고, 제2 CS 모드와 마찬가지로 SOC 변동 폭을 작은 값으로 제한한 채로 두면, 엔진(10)의 운전 상태가 불필요하게 제약되어 버릴 것이 우려된다. 예를 들어, 엔진(10)의 열효율이 좋은 고부하 구간(고속도로 구간, 오르막 구배 구간 등)이라도, SOC를 저하시키기 위해 엔진(10)을 정지시킬 수밖에 없는 상황이 발생하기 쉬워진다. 또한, 엔진(10)의 열효율이 나쁜 저부하 구간(시가지 구간, 정체 구간 등)이라도, SOC를 증가시키기 위해 엔진(10)을 작동시킬 수밖에 없는 상황이 발생하기 쉬워지거나, 엔진(10)의 출력 파워를 최적 파워로 할 수 없는 상황이 발생하기 쉬워지거나 한다. 그 결과, 축전 장치(60)를 보호할 필요성이 낮음에도 불구하고, 연비가 불필요하게 악화될 것이 우려된다.
상기한 점에 비추어, 본 실시 형태에 의한 HV-ECU(100)는, 제1 CS 모드 중에 허용되는 SOC 변동 폭을, 제2 CS 모드 중에 허용되는 SOC 변동 폭보다 확대한다.
도 5는, 제1 CD/CS 전환 제어가 행해지는 경우의 축전 장치(60)의 SOC 및 제어 모드의 변화의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 5에 있어서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 SOC를 나타낸다.
제1 CD/CS 전환 제어 중에 있어서, HV-ECU(100)는, 예측 경로 정보에 기초하여 제1 CS 모드와 CD 모드의 전환을 행한다. 도 5에 나타낸 예에서는, 시각 t1 내지 t2의 기간 및 시각 t3 내지 t4의 기간에 있어서 SOC 제어 모드가 제1 CS 모드로 설정되고, 그 밖의 기간에 있어서 SOC 제어 모드가 CD 모드로 설정되어 있다.
본 실시 형태에 의한 HV-ECU(100)는, 제1 CS 모드 중에 허용되는 SOC 변동 폭을, 제2 CS 모드 중에 허용되는 SOC 변동 폭보다 확대한다. 이에 의해, 제1 CS 모드 중에 있어서는, 제2 CS 모드 중보다, 엔진(10)의 운전 상태(작동 및 정지, 그리고 작동 중의 출력 파워 등)가 SOC 요건에 의해서는 제약되기 어려워지고, 그만큼, 엔진(10)의 열효율을 고려하여 엔진(10)의 운전 상태를 정하기 쉬워진다. 그 결과, 제1 CS 모드 중의 연비 악화를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의한 HV-ECU(100)는, 제1 CS 모드에 허용되는 SOC 변동 폭을, 유저의 수동 조작에 의해 설정되는 CS 모드(이하, 「수동 CS 모드」라고도 함) 중에 허용되는 SOC 변동 폭보다 확대한다. 이에 의해, 제1 CS 모드 중에 있어서는, 수동 CS 모드 중보다, 엔진(10)의 운전 상태가 SOC 요건에 의해서는 제약되기 어려워지고, 그만큼, 연비 악화를 억제할 수 있다.
도 6은, HV-ECU(100)가 제1 CS 모드를 행하는 구간(이하, 「제1 CS 구간」이라고도 함)을 설정하는 처리 순서의 일례를 나타내는 흐름도이다. 이 흐름도는 소정 주기로 반복하여 실행된다.
HV-ECU(100)는, 차량(1)의 주행 예정 경로가 설정되어 있는지 여부를 판정한다(스텝 S60). 주행 예정 경로가 설정되어 있지 않은 경우(스텝 S60에 있어서 "아니오"), 앞으로의 주행 부하를 예측할 수는 없기 때문에, HV-ECU(100)는, 이후의 처리를 건너뛰고(제1 CS 구간을 설정하는 일 없이) "복귀"로 처리를 이행한다.
주행 예정 경로가 설정되어 있는 경우(스텝 S60에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, 주행 예정 경로에 있어서의 예측 경로 정보를 내비게이션 장치(130)로부터 취득한다(스텝 S62). 또한, 예측 경로 정보에는, 주행 예정 경로에 포함되는 복수의 구간(링크)(i), 각 구간(i)의 구배 정보, 도로 종별 정보(시가지, 고속도로, 일반 도로 등의 정보) 및 도로 교통 정보(정체 정보 등) 등이 포함된다.
이어서, HV-ECU(100)는, 예측 경로 정보에 포함되는 각 구간(i)의 구배 정보, 도로 종별 정보 및 도로 교통 정보 등에 기초하여, 각 구간의 소비 에너지(Ei)를 산출한다(스텝 S64).
이어서, HV-ECU(100)는, 각 구간(i)의 소비 에너지(Ei)의 합계를 총 소비 에너지(Esum)로서 산출한다(스텝 S66).
이어서, HV-ECU(100)는, 스텝 S66에서 산출된 총 소비 에너지(Esum)가 현재의 SOC(이하, 단순히 「현 SOC」라고도 함)보다 큰지 여부를 판정한다(스텝 S68). 이 처리는, 주행 예정 경로를 CD 모드에서만 주행 가능한지 여부를 판정하기 위한 처리이다.
총 소비 에너지(Esum)가 현 SOC보다 크다고 판정되지 않은 경우(스텝 S68에 있어서 "아니오"), 주행 예정 경로를 CD 모드에서만 주행 가능하여 제1 CS 구간을 설정할 필요가 없기 때문에, HV-ECU(100)는, 이후의 처리를 건너뛰고 "복귀"로 처리를 이행한다.
총 소비 에너지(Esum)가 현 SOC보다 크다고 판정된 경우(스텝 S68에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, 주행 예정 경로에 포함되는 복수의 구간 중의 주행 부하가 낮은 구간으로부터 차례로, CD 모드를 행하는 구간(이하 「CD 구간」이라고도 함)에 할당한다(스텝 S70). 이때, HV-ECU(100)는, CD 구간의 소비 에너지의 합계가 현 SOC를 초과할 때까지, CD 구간의 할당을 순차 행한다.
CD 구간의 할당이 완료되면, HV-ECU(100)는, 주행 예정 경로에 포함되는 복수의 구간 중, CD 구간에 할당되어 있지 않은 나머지 구간을, 제1 CS 구간에 할당한다(스텝 S72).
도 7은, HV-ECU(100)가 CD 모드와 CS 모드의 전환을 행할 때에 실행하는 처리 순서의 일례를 나타내는 흐름도이다. 이 흐름도는 소정 주기로 반복하여 실행된다.
HV-ECU(100)는, 상술한 도 6의 스텝 S72의 처리에서 설정된 제1 CS 구간이 있는지 여부를 판정한다(스텝 S80).
제1 CS 구간이 없는 경우(스텝 S80에 있어서 "아니오"), HV-ECU(100)는, 상술한 「제2 CD/CS 전환 제어」를 행한다. 구체적으로는, HV-ECU(100)는, 금회의 트립(차량(1)의 제어 시스템이 기동하고 나서 다음에 정지될 때까지의 기간)에 있어서, SOC가 소정값(Sth) 미만으로 저하되었던 이력이 있는지 여부를 판정한다(스텝 S82). SOC가 소정값(Sth) 미만으로 저하되었던 이력이 없는 경우(스텝 S82에 있어서 "아니오"), HV-ECU(100)는, SOC 제어 모드를 CD 모드로 설정한다(스텝 S84). SOC가 소정값(Sth) 미만으로 저하되었던 이력이 있는 경우(스텝 S82에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, SOC 제어 모드를 CS 모드로 설정한다(스텝 S86).
한편, 제1 CS 구간이 있는 경우(스텝 S80에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, 금회의 트립에 있어서, SOC가 소정값(Sth) 미만으로 저하되었던 이력이 있는지 여부를 판정한다(스텝 S88).
SOC가 소정값(Sth) 미만으로 저하되었던 이력이 있는 경우(스텝 S88에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, 축전 장치(60)의 보호를 위해, SOC 제어 모드를 제2 CS 모드로 설정한다(스텝 S86).
SOC가 소정값(Sth) 미만으로 저하되었던 이력이 없는 경우(스텝 S88에 있어서 "아니오"), HV-ECU(100)는, 상술한 「제1 CD/CS 전환 제어」를 행한다. 구체적으로는, HV-ECU(100)는, 현재 주행하고 있는 구간(현 구간)이 제1 CS 구간인지 여부를 판정한다(스텝 S90). 현 구간이 제1 CS 구간이 아닌 경우(스텝 S90에 있어서 "아니오"), HV-ECU(100)는, SOC 제어 모드를 CD 모드로 설정한다(스텝 S84). 현 구간이 제1 CS 구간인 경우(스텝 S90에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, SOC 제어 모드를 제1 CS 모드로 설정한다(스텝 S92).
그리고 HV-ECU(100)는, 제1 CS 모드 중에 허용되는 SOC 변동 폭을, 제2 CS 모드 중에 허용되는 SOC 변동 폭보다 확대한다(스텝 S94). SOC 변동 폭의 확대 방법으로서는, 다양한 방법을 생각할 수 있다.
본 실시 형태에 의한 HV-ECU(100)는, 주행 제어에 있어서 엔진 요구 파워(Pe)의 산출에 사용되는 「충방전 요구 파워(Pb)」를 조정함으로써, SOC 변동 폭을 확대한다. 구체적으로는, HV-ECU(100)는, 상술한 도 3의 스텝 S34에 있어서의 가드 처리를 무효화한다(가드 처리를 실행하지 않는다). 이에 의해, 엔진 요구 파워(Pe)의 산출에 사용되는 충방전 요구 파워(Pb)가, 연비 최적 맵을 사용하여 산출된 충방전 요구 파워, 즉, SOC를 가미하는 일 없이 엔진(10)의 열효율만을 가미한 충방전 요구 파워가 된다. 이에 의해, SOC 추종 속도가 저하되어 SOC가 기준값에 추종하기 어려워지기 때문에, 결과적으로 SOC 변동 폭이 확대되게 된다. 이와 같이, 본 실시 형태에 의한 HV-ECU(100)는, 충방전 요구 파워(Pb)의 가드 처리를 무효화한다고 하는 간이한 처리에 의해, 제1 CS 모드 중에 허용되는 SOC 변동 폭을 확대한다.
또한, SOC 변동 폭이 확대되도록 충방전 요구 파워(Pb)를 조정하는 방법은, 가드 처리를 무효화하는 방법에 한정되지 않는다. 예를 들어, 가드 처리를 완전히 무효화하는 것이 아니라, 가드 처리에 의한 제한을 완화하도록 해도 된다. 구체적으로는, SOC 추종 속도가 더 저하되도록, 상술한 도 3의 스텝 S32에 있어서 상하한 가드값의 산출에 사용되는 「상하한 맵」을 변경하도록 해도 된다. 또한, 예를 들어 SOC 추종 속도가 더 저하되도록, 상술한 도 3의 스텝 S30에 있어서 충방전 요구 파워(Pb)의 산출에 사용되는 「연비 최적 맵」을 치환하도록 해도 된다. 이들 방법에 의해서도, SOC 변동 폭이 확대되도록 충방전 요구 파워(Pb)를 조정할 수 있다.
또한, SOC 변동 폭의 확대 방법은, 충방전 요구 파워(Pb)를 조정하는 방법에 한정되지 않는다. 예를 들어, 주행 제어에 있어서 엔진(10)을 시동할지 여부의 판정(도 3의 스텝 S40)에 사용되는 「엔진 시동 역치(Pstart)」를 변경하거나, 엔진(10)을 정지할지 여부의 판정(도 3의 스텝 S50)에 사용되는 「엔진 정지 역치(Pstop)」를 변경하거나 하도록 해도 된다. 또한, SOC를 상한 SOC와 하한 SOC 사이로 제어함으로써 SOC 변동 폭을 직접적으로 제한하고 있는 경우에는, 상한 SOC를 증가시키거나 하한 SOC를 저하시키거나 함으로써 SOC 변동 폭을 확대하도록 해도 된다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 의한 HV-ECU(100)는, 차량(1)의 주행 예정 경로가 설정되어 있는 경우에는, 제1 CD/CS 전환 제어를 실행한다. 이때, HV-ECU(100)는, 제1 CD/CS 전환 제어에 의해 설정되는 「제1 CS 모드」중에 허용되는 SOC 변동 폭을, 그 밖의 CS 모드(제2 CS 모드 혹은 수동 CS 모드) 중에 허용되는 SOC 변동 폭보다 확대한다. 이에 의해, 제1 CS 모드 중에 있어서는, 그 밖의 CS 모드 중보다, 엔진(10)의 운전 상태가 SOC 요건에 의해서는 제약되기 어려워지고, 그만큼, 엔진(10)을 효율적으로 운전하는 것이 가능해진다. 그 결과, 제1 CS 모드 중의 연비 악화를 억제할 수 있다.
특히, 본 실시 형태에 의한 HV-ECU(100)는, SOC가 소정값(Sth)보다 큰 경우(즉, 축전 장치(60)를 보호할 필요성이 낮은 경우)에, 제1 CS 모드를 설정하고, 당해 CS 모드 중에 있어서의 SOC 변동 폭을 확대한다. 그 때문에, 제1 CS 모드 중에 있어서, 축전 장치(60)를 보호할 필요성이 낮음에도 불구하고 불필요하게 연비가 악화되는 것을 억제할 수 있다.
<변형예 1>
상술한 실시 형태에 있어서는, 제1 CS 모드 중에 허용되는 SOC 변동 폭을 차속(VS)에 상관없이 확대하는 예를 나타냈다. 이에 대해, 제1 CS 모드 중에 있어서 허용되는 SOC 변동 폭을 차속(VS)에 따라서 확대하도록 해도 된다.
도 8은, 본 변형예 1에 의한 HV-ECU(100)가 CD 모드와 CS 모드의 전환을 행할 때에 실행하는 처리 순서의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 8의 흐름도는, 상술한 도 7의 흐름도에 있어서의 스텝 S94의 처리 대신에, 스텝 S95 내지 S98의 처리를 추가한 것이다. 그 밖의 스텝(상술한 도 7에 나타낸 스텝과 동일한 번호를 붙이고 있는 스텝)에 대해서는 이미 설명하였으므로, 상세한 설명은 여기서는 반복하지 않는다.
스텝 S92에 있어서 SOC 제어 모드가 제1 CS 모드로 설정된 후, HV-ECU(100)는, 차속(VS)이 고속 역치보다 높은 고차속 영역에 포함되는지 여부를 판정한다(스텝 S95).
차속(VS)이 고차속 영역에 포함되는 경우(스텝 S95에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, 도 3의 스텝 S50에 있어서 사용되는 「엔진 정지 역치(Pstop)」를 차속(VS)이 고차속 영역에 포함되지 않는 경우보다 저하시킴으로써, 제1 CS 모드 중에 허용되는 SOC 증가 폭을 확대한다(스텝 S96).
이에 의해, 제1 CS 모드 중의 고차속 영역에 있어서의 SOC 증가 폭이 확대된다. 그 때문에, 엔진(10)의 열효율이 좋은 고차속 영역에 있어서, 엔진(10)이 정지하기 어려워져, 엔진(10)이 작동 상태로 유지되기 쉬워진다. 그 결과, 엔진(10)을 더 효율적으로 운전하는 것이 가능해져, 연비를 향상시킬 수 있다.
한편, 차속(VS)이 고차속 영역에 포함되지 않는 경우(스텝 S95에 있어서 "아니오"), HV-ECU(100)는, 차속(VS)이 저속 역치보다 낮은 저차속 영역에 포함되는지 여부를 판정한다(스텝 S97).
차속(VS)이 저차속 영역에 포함되는 경우(스텝 S97에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, 도 3의 스텝 S40에 있어서 사용되는 「엔진 시동 역치(Pstart)」를 차속(VS)이 저차속 영역에 포함되지 않는 경우보다 증가시킴으로써, 제1 CS 모드 중에 허용되는 SOC 저하 폭을 확대한다(스텝 S98).
이에 의해, 제1 CS 모드 중의 저차속 영역에 있어서의 SOC 저하 폭이 확대된다. 그 때문에, 엔진(10)의 열효율이 나쁜 저차속 영역에 있어서, 엔진(10)이 시동되기 어려워져, 엔진(10)이 정지 상태로 유지되기 쉬워진다. 그 결과, 엔진(10)을 열효율이 나쁜 상태에서 작동시키기 어렵게 할 수 있어, 연비 악화를 더 적절하게 억제할 수 있다.
이와 같이, 제1 CS 모드 중에 있어서, 고차속인 경우는 허용되는 SOC 증가 폭을 확대하고, 저차속인 경우는 허용되는 SOC 저하 폭을 확대하도록 해도 된다.
<변형예 2>
상술한 변형예 1에 있어서는, 제1 CS 모드 중에 있어서, 고차속인 경우는 허용되는 SOC 증가 폭을 확대하고, 저차속인 경우는 허용되는 SOC 저하 폭을 확대하는 예를 나타냈다. 이에 대해, 제1 CS 모드 중에 있어서, 엔진(10)이 작동 중인 경우에, 허용되는 SOC 변동 폭을 확대하도록 해도 된다.
도 9는, 본 변형예 2에 의한 HV-ECU(100)가 CD 모드와 CS 모드의 전환을 행할 때에 실행하는 처리 순서의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 9의 흐름도는, 상술한 도 7의 흐름도에 있어서의 스텝 S94의 처리 대신에, 스텝 S99 및 스텝 S100의 처리를 추가한 것이다. 그 밖의 스텝(상술한 도 7에 나타낸 스텝과 동일한 번호를 붙이고 있는 스텝)에 대해서는 이미 설명하였으므로, 상세한 설명은 여기서는 반복하지 않는다.
스텝 S92에 있어서 SOC 제어 모드가 제1 CS 모드로 설정된 후, HV-ECU(100)는, 엔진(10)이 작동 중인지 여부를 판정한다(스텝 S99). 엔진(10)이 작동 중이 아닌 경우(스텝 S99에 있어서 "아니오"), HV-ECU(100)는, 이후의 처리를 건너뛰고 "복귀"로 처리를 이행한다.
엔진(10)이 작동 중인 경우(스텝 S99에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, 도 3의 스텝 S50에 있어서 사용되는 「엔진 정지 역치(Pstop)」를 엔진(10)이 작동 중이 아닌 경우보다 저하시킴으로써, 제1 CS 모드 중에 허용되는 SOC 증가 폭을 확대한다(스텝 S100).
이에 의해, 제1 CS 모드에 있어서 엔진(10)이 작동 중인 경우에는, 엔진(10)이 정지하기 어려워져, 그만큼, 엔진(10)의 시동 횟수가 저감된다. 그 결과, 운전 용이성을 향상시킬 수 있다.
<변형예 3>
상술한 실시 형태에 있어서는, 제1 CS 모드 중에 허용되는 SOC 변동 폭이 확대된다. 그러나 제1 CD/CS 전환 제어에 있어서는, 목적지 도착 시에 SOC를 다 사용하도록 CD 구간과 제1 CS 구간이 할당되어 있으므로, 목적지가 가까움에도 불구하고, 제1 CS 구간에서의 SOC 변동 폭(SOC 증가 폭)을 확대한 채로 두면, 목적지 도착 시에 SOC가 상정보다 많이 남아 버릴 것이 우려된다.
상기한 점에 비추어, 본 변형예 3에 의한 HV-ECU(100)는, 제1 CS 모드 중에 허용되는 SOC 변동 폭의 확대 중에 목적지까지의 잔여 거리가 임계 거리(Dth)보다 짧아진 경우, 허용되는 SOC 증가 폭을 축소한다. 이에 의해, 목적지 도착 시에 SOC가 상정보다 많이 남아 버리는 것을 억제할 수 있다.
허용되는 SOC 증가 폭을 축소하는 방법은, 다양한 방법을 생각할 수 있다. 예를 들어, 목적지까지의 잔여 거리에 따라서 충방전 요구 파워(Pb)의 상하한 가드값을 변경하도록 해도 된다. 또한, SOC 제어 모드를 제2 CS 모드로 설정함으로써, SOC 변동 폭(SOC 증가 폭 및 SOC 저하 폭의 양쪽)을 제2 CS 모드의 레벨로 복귀시키도록 해도 된다. 또한, SOC 저하 폭을 확대한 채 SOC 증가 폭을 축소하도록 해도 된다.
이하에서는, SOC 제어 모드를 제2 CS 모드로 설정함으로써, SOC 변동 폭(SOC 증가 폭 및 SOC 저하 폭의 양쪽)을 제2 CS 모드의 레벨로 복귀시키는 예에 대해 설명한다.
도 10은, 본 변형예 3에 의한 HV-ECU(100)가 CD 모드와 CS 모드의 전환을 행할 때에 실행하는 처리 순서의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 10의 흐름도는, 상술한 도 7의 흐름도에 대해 스텝 S110의 처리를 추가한 것이다. 그 밖의 스텝(상술한 도 7에 나타낸 스텝과 동일한 번호를 붙이고 있는 스텝)에 대해서는 이미 설명하였으므로, 상세한 설명은 여기서는 반복하지 않는다.
스텝 S90에 있어서 현 구간이 제1 CS 구간이라고 판정된 경우(스텝 S90에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, 목적지까지의 잔여 거리가 임계 거리(Dth)보다 짧은지 여부를 판정한다(스텝 S110).
목적지까지의 잔여 거리가 임계 거리(Dth)보다 짧다고 판정되지 않은 경우(스텝 S110에 있어서 "아니오"), HV-ECU(100)는, SOC 제어 모드를 제1 CS 모드로 설정하고(스텝 S92), 허용되는 SOC 변동 폭을 제2 CS 모드보다 확대한다(스텝 S94).
한편, 목적지까지의 잔여 거리가 임계 거리(Dth)보다 짧다고 판정된 경우(스텝 S110에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, SOC 제어 모드를 제1 CS 모드가 아닌 제2 CS 모드로 설정한다(스텝 S86). 이에 의해, 목적지까지의 잔여 거리가 임계 거리(Dth)보다 짧은 경우에는, 제1 CS 모드로 유지되는 경우보다, 허용되는 SOC 증가 폭이 축소된다. 이에 의해, 목적지 도착 시에 SOC가 상정보다 많이 남아 버리는 것을 억제할 수 있다.
<변형예 4>
상술한 실시 형태에 있어서는, 제1 CS 모드 중에 허용되는 SOC 변동 폭이 확대된다.
그러나 제1 CS 모드 중에 있어서, SOC가 소정값(Sth)에 가까운 값(소정값(Sth)보다 약간 큰 값)까지 저하되어 있음에도 불구하고 SOC 변동 폭(SOC 저하 폭)을 확대한 채로 두면, 목적지 도착 전에 SOC가 소정값(Sth)으로 저하되어 제1 CD/CS 전환 제어가 상정보다 조기에 종료되어 버릴 것이 우려된다.
상기한 점에 비추어, 본 변형예 4에 의한 HV-ECU(100)는, 제1 CS 모드 중에 허용되는 SOC 변동 폭의 확대 중에 SOC가 역치(S1(S1＞Sth))보다 작아진 경우에는, 허용되는 SOC 저하 폭을 축소한다. 이에 의해, 목적지 도착 전에 SOC가 소정값(Sth)으로 저하되어 제1 CD/CS 전환 제어가 상정보다 조기에 종료되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
허용되는 SOC 저하 폭을 축소하는 방법은, 다양한 방법을 생각할 수 있다. 예를 들어, SOC 변동 폭(SOC 증가 폭 및 SOC 저하 폭의 양쪽)을 제2 CS 모드의 레벨로 복귀시키도록 해도 된다. 또한, SOC 증가 폭을 확대한 채 SOC 저하 폭을 축소하도록 해도 된다.
이하에서는, SOC 제어 모드를 제2 CS 모드로 설정함으로써, SOC 변동 폭(SOC 증가 폭 및 SOC 저하 폭의 양쪽)을 제2 CS 모드의 레벨로 복귀시키는 예에 대해 설명한다.
도 11은, 본 변형예 4에 의한 HV-ECU(100)가 CD 모드와 CS 모드의 전환을 행할 때에 실행하는 처리 순서의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 11의 흐름도는, 상술한 도 7의 흐름도에 대해 스텝 S120의 처리를 추가한 것이다. 그 밖의 스텝(상술한 도 7에 나타낸 스텝과 동일한 번호를 붙이고 있는 스텝)에 대해서는 이미 설명하였으므로, 상세한 설명은 여기서는 반복하지 않는다.
스텝 S90에 있어서 현 구간이 제1 CS 구간이라고 판정된 경우(스텝 S90에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, 현 SOC가 역치(S1)보다 작은지 여부를 판정한다(스텝 S120). 여기서, 역치(S1)는, 소정값(Sth)보다 약간 큰 값으로 설정된다.
현 SOC가 역치(S1)보다 작다고 판정되지 않은 경우(스텝 S120에 있어서 "아니오"), HV-ECU(100)는, SOC 제어 모드를 제1 CS 모드로 설정하고(스텝 S92), 허용되는 SOC 변동 폭을 제2 CS 모드보다 확대한다(스텝 S94).
한편, 현 SOC가 역치(S1)보다 작다고 판정된 경우(스텝 S120에 있어서 "예"), HV-ECU(100)는, SOC 제어 모드를 제1 CS 모드가 아닌 제2 CS 모드로 설정한다(스텝 S86). 이에 의해, 현 SOC가 역치(S1)보다 작은 경우에는, 제1 CS 모드로 유지되는 경우보다 허용되는 SOC 저하 폭이 축소된다. 이에 의해, 목적지 도착 전에 SOC가 소정값(Sth)으로 저하되어 제1 CD/CS 전환 제어가 상정보다 조기에 종료되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
상술한 실시 형태 및 그 변형예 1-4에 대해서는, 기술적으로 모순이 발생하지 않는 범위에서 적절하게 조합하는 것도 가능하다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아닌 청구범위에 의해 나타나고, 청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (8)

  1. 하이브리드 차량(1)에 있어서,
    내연 기관(10)과,
    상기 내연 기관(10) 및 구동륜(80) 중 적어도 한쪽에 접속되는 회전 전기 기기(20, 30)와,
    상기 회전 전기 기기(20, 30)에 전기적으로 접속되는 축전 장치(60)와,
    상기 축전 장치(60)의 축전량의 제어 모드를 CD 모드와 CS 모드 중 어느 쪽으로 설정 가능하게 구성된 제어 장치(100)를 포함하고,
    상기 제어 장치(100)는, 상기 하이브리드 차량(1)의 주행 예정 경로의 예측 부하를 사용하여 상기 CD 모드와 상기 CS 모드의 전환을 자동적으로 행하는 제1 전환 제어 중인 경우, 상기 제1 전환 제어 중이 아닌 경우보다, 상기 CS 모드 중에 허용되는 상기 축전 장치(60)의 축전량의 변동 폭을 확대하도록 구성되는, 하이브리드 차량(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치(100)는, 상기 제1 전환 제어 중인 경우이고, 또한 상기 축전량이 상기 CD 모드에서의 주행이 가능한 하한량보다 큰 경우, 상기 제1 전환 제어 중이 아닌 경우보다, 상기 CS 모드 중에 허용되는 상기 축전량의 변동 폭을 확대하도록 구성되는, 하이브리드 차량(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치(100)는, 상기 축전 장치(60)의 충방전 요구 파워를 상하한 가드값의 범위 내로 제한하는 가드 처리를 행함으로써 상기 축전량이 기준값으로부터 괴리되는 것을 억제하도록 구성되고,
    상기 제어 장치(100)는, 상기 가드 처리에 의한 상기 충방전 요구 파워의 제한을 무효화 혹은 완화함으로써, 상기 CS 모드 중에 허용되는 상기 축전량의 변동 폭을 확대하도록 구성되는, 하이브리드 차량(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치(100)는, 상기 내연 기관(10)의 작동 중에 요구 파워가 정지 역치 미만으로 저하된 경우에 상기 내연 기관(10)을 정지하도록 구성되고,
    상기 제어 장치(100)는, 상기 제1 전환 제어 중인 경우이고, 또한 차속이 고차속 영역에 포함되는 경우, 상기 제1 전환 제어 중이 아닌 경우보다 상기 정지 역치를 작게 함으로써 상기 CS 모드 중에 허용되는 상기 축전량의 상승 폭을 확대하도록 구성되는, 하이브리드 차량(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치(100)는, 상기 내연 기관(10)의 정지 중에 상기 내연 기관(10)에 대한 요구 파워가 시동 역치를 초과한 경우에 상기 내연 기관(10)을 시동하도록 구성되고,
    상기 제어 장치(100)는, 상기 제1 전환 제어 중인 경우이고, 또한 차속이 저차속 영역에 포함되는 경우, 상기 제1 전환 제어 중이 아닌 경우보다 상기 시동 역치를 크게 함으로써 상기 CS 모드 중에 허용되는 상기 축전량의 저하 폭을 확대하도록 구성되는, 하이브리드 차량(1).
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치(100)는, 상기 내연 기관(10)의 작동 중에 요구 파워가 정지 역치 미만으로 저하된 경우에 상기 내연 기관(10)을 정지하도록 구성되고,
    상기 제어 장치(100)는, 상기 제1 전환 제어 중인 경우이고, 또한 상기 내연 기관(10)이 작동 중인 경우, 상기 제1 전환 제어 중이 아닌 경우에 비해, 상기 정지 역치를 작게 함으로써 상기 CS 모드 중에 허용되는 상기 축전량의 상승 폭을 확대하도록 구성되는, 하이브리드 차량(1).
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치(100)는, 상기 축전 장치(60)의 축전량의 변동 폭의 확대 중에 목적지까지의 잔여 거리가 임계 거리보다 짧아진 경우, 허용되는 상기 축전량의 상승 폭을 축소하도록 구성되는, 하이브리드 차량(1).
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치(100)는, 상기 축전 장치(60)의 축전량의 변동 폭의 확대 중에 상기 축전량이 역치보다 작아진 경우, 허용되는 상기 축전량의 저하 폭을 축소하도록 구성되는, 하이브리드 차량(1).
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