WO2007026941A1 - ハイブリッド自動車およびその制御方法 - Google Patents

ハイブリッド自動車およびその制御方法 Download PDF

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WO2007026941A1
WO2007026941A1 PCT/JP2006/317600 JP2006317600W WO2007026941A1 WO 2007026941 A1 WO2007026941 A1 WO 2007026941A1 JP 2006317600 W JP2006317600 W JP 2006317600W WO 2007026941 A1 WO2007026941 A1 WO 2007026941A1
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power storage
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PCT/JP2006/317600
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English (en)
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Hichirosai Oyobe
Makoto Nakamura
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a hybrid vehicle capable of charging a battery from the outside of the vehicle.
  • a hybrid vehicle In addition to conventional engines, a hybrid vehicle is a vehicle that uses a power storage device (battery), an inverter, and an electric motor (motor) driven by the inverter as a power source.
  • a power storage device battery
  • an inverter inverter
  • an electric motor motor driven by the inverter
  • a hybrid vehicle having an external charging function for charging a battery using an external power source is known.
  • a hybrid vehicle equipped with an external charging function for example, if the battery can be charged from a commercial power supply for home use, the number of times that the user has to go to the gas station to refuel can be reduced. It is done.
  • Japanese Laid-Open Patent Publication No. 8-155 4307 discloses a hybrid vehicle having such an external charging function.
  • This hybrid vehicle includes a battery that can be charged by an external charger, an electric motor that drives a wheel by electric power from the battery, a control means that controls the operation of the electric motor, and direct or indirect for driving the wheel. And a travel time related amount calculating means for calculating an amount related to the travel time after the battery is charged by the external charger. Then, the control means limits the output of the electric motor when the travel time related quantity calculated by the travel time related quantity calculation means reaches a predetermined amount.
  • the output of the electric motor is limited if the vehicle runs for a long time without external charging, and the output of the electric motor is necessarily limited if the vehicle continues to run while using fuel by the internal combustion engine. So the driver will charge the external You are prompted to do it. Therefore, according to this hybrid vehicle, the dependence on the internal combustion engine can be reduced.
  • the hybrid vehicle disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-15 4 3 0 7 reduces the dependence on the internal combustion engine. In other words, the electric power charged from the outside is more positive. It is what is used.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-15 4 3 0 7 does not particularly take into consideration the power cost when charging from the outside, and it is important to reduce the power cost in a hybrid vehicle having an external charging function. It will be a fruit. '' Electricity charges are generally cheap in the late-night electricity hours when the amount of electricity used is low, and charging can be reduced if charging is carried out during such inexpensive hours. Conversely, when it is necessary to charge at a time when the electricity rate is relatively high, it is preferable from the viewpoint of cost reduction to suppress the charge amount as much as possible. Disclosure of the invention
  • an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle that can charge a battery from the outside of the vehicle and can reduce power costs. That is.
  • a hybrid vehicle is a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and a rotating electrical machine as a power source, and is a chargeable / dischargeable power storage device for supplying power to the rotating electrical machine, and power supplied from outside the vehicle.
  • a power input unit for receiving and charging the power storage device, generating power using the output of the internal combustion engine, supplying the generated power to the power storage device, and within a predetermined control range or a control target value
  • a control unit for controlling the state of charge (SOC) of the power storage device and an input device for switching a predetermined control range or control target value are provided.
  • the power storage device can be charged by receiving electric power applied from the outside of the vehicle to the electric power input unit. Further, when the SOC of the power storage device decreases during traveling, the power storage device can be charged by driving the internal combustion engine and the power generation device. On the other hand, the SOC of the power storage device is controlled within a predetermined control range or a control target value by the control unit. Specifically, the SOC of power storage devices will decrease. Then, the control device drives the internal combustion engine and the power generation device to charge the power storage device.
  • a predetermined control range or control target value can be switched by an input device, so that a chargeable point (for example, midnight power hours) can be charged in an E1 temple zone (for example, midnight power hours) where the power rate is low.
  • a predetermined control range or control target value can be set lower than usual by the input device.
  • the electric power charged in the power storage device is actively used in traveling to the point where charging is possible, and the amount of charge from the external power source at the point where charging is possible can be increased. Electricity can be used for charging.
  • the hybrid vehicle of the present invention it is possible to reduce the power cost when charging the power storage device from the outside of the vehicle.
  • the input device positively drives the internal combustion engine and the power generation device in a first mode (HV travel-oriented mode) and actively stops the internal combustion engine and the power generation device and stores the electric power stored in the power storage device. It is possible to switch to the second mode (EV driving emphasis mode) used for.
  • the control unit sets a predetermined control range or control target value lower when the second mode is selected by the input device than when the first mode is selected by the input device.
  • the second mode is selected by the input device when it is likely to arrive at a rechargeable point at a time when the electricity rate is low
  • a predetermined control range is obtained compared to when the first driving mode is selected.
  • the control target value is set low.
  • the hybrid vehicle is a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and a rotating electric machine as a power source, and is provided with a chargeable / dischargeable power storage device that supplies electric power to the rotating electric machine and from outside the vehicle.
  • the power input unit for receiving the generated electric power and charging the power storage device, and the output of the internal combustion engine.
  • a power generation device that supplies power to the power storage device, a control unit that controls the state of charge of the power storage device within a predetermined control range or a control target value, and predicts a time at which the power storage device can be charged from the power input unit
  • a prediction unit When the arrival time predicted by the prediction unit is included in the predetermined time zone, the control unit sets the predetermined control range or the control target value lower than when the arrival time is not included in the predetermined time zone.
  • the predetermined time zone includes a late-night power hour zone where the power rate is low.
  • the power storage device can be charged by receiving electric power supplied from outside the vehicle to the electric power input unit. Further, when the SOC of the power storage device decreases during traveling, the internal combustion engine and the power generation device can be driven to charge the power storage device. On the other hand, the SOC of the power storage device is controlled within a predetermined control range or a control target value by the control unit. Specifically, when the SOC of the power storage device decreases, the control device drives the internal combustion engine and the power generation device to charge the power storage device.
  • a prediction unit that predicts the time of arrival at a chargeable point (for example, a home having a charging facility) is provided, and the control unit includes a time when the expected arrival time is included in a predetermined time zone.
  • the predetermined control range or control target value is set lower than when the estimated arrival time is not included in the predetermined time zone. Then, the electric power charged in the power storage device is actively used in traveling until it reaches the charging point, and the amount of charge from the external power source at the charging point can be increased. By setting it to nighttime, it is possible to use more of the low-cost late-night power for charging.
  • the hybrid vehicle of the present invention it is possible to reduce the power cost when charging the power storage device from the outside of the vehicle. Further, since the predetermined control range or control target value is automatically switched based on the estimated arrival time predicted by the prediction unit, the switching operation by the driver is unnecessary.
  • the hybrid vehicle further includes an input device for setting a travel schedule of the vehicle.
  • an input device for setting a travel schedule of the vehicle When the time difference between the arrival time predicted by the prediction unit and the scheduled next start time of travel determined based on the travel schedule set by the input device is shorter than the predetermined time, the control unit Stop setting the target value too low. If you leave immediately after arriving at a chargeable point, you will not be able to fully charge the battery.
  • this hybrid vehicle is provided with an input device for setting the travel schedule of the vehicle.
  • the control unit Even when the estimated arrival time is included in the predetermined time zone, setting the predetermined control range or control target value low is stopped, so the SOC of the power storage device for the next run is secured. Therefore, according to this hybrid vehicle, it is possible to avoid a situation where the SOC of the power storage device is unnecessarily lowered.
  • the hybrid vehicle further includes a learning unit that learns a vehicle travel schedule based on a vehicle travel pattern.
  • the control unit Stop setting the range or control target value low.
  • This hybrid vehicle is provided with a learning unit that learns a vehicle travel schedule based on a daily vehicle travel pattern.
  • the control unit Even if the expected time is included in the predetermined time zone, setting the predetermined control range or control target value low is stopped, so S 0C of the power storage device for the next run is secured. . Therefore, according to this hybrid vehicle, it is possible to avoid a situation where the SOC of the power storage device is unnecessarily lowered.
  • the driving schedule learned by the learning unit is used, it is not necessary for the driver to set a driving schedule.
  • the power generation device includes another rotating electric machine having a rotating shaft mechanically coupled to a crankshaft of the internal combustion engine.
  • the hybrid vehicle includes a first inverter provided corresponding to the rotating electric machine, a second inverter provided corresponding to the other rotating electric machine, and an inverter control unit that controls the first and second inverters.
  • the rotating electrical machine and the other rotating electrical machine are the first and second The three-phase coil is included as a stator coil.
  • the power input unit includes a first terminal connected to the neutral point of the first three-phase coil and a second ′ terminal connected to the neutral point of the second three-phase coil.
  • the inverter control unit controls the first and second inverters such that the AC power supplied between the first and second terminals is converted into DC power and supplied to the power storage device.
  • a rotating electrical machine as a power source As a power source, another rotating electrical machine included in the power generation device, first and second inverters provided corresponding to each of them, and an inverter control unit are provided. By using it, charging to the electricity storage device from the outside is realized. Therefore, according to this hybrid vehicle, there is no need to separately provide an external charging device, and fuel efficiency can be improved by reducing the size and weight of the vehicle.
  • FIG. 1 is an overall block diagram of a hybrid vehicle according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the control device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the converter control unit shown in FIG.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the first and second inverter control units shown in FIG.
  • FIG. 5 is a simplified diagram of the block diagram of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing the control state of the transistor during charging. .
  • FIG. 7 is a flowchart showing a control structure of a program related to determination of charging start by the control device shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing a change in battery SOC when the HV driving emphasis mode is selected by the mode switching switch shown in FIG.
  • Fig. 9 shows that the EV driving emphasis mode is selected by the mode switching switch shown in Fig. 1. It is a figure which shows the change of s0c of the battery when '.
  • Figure '10 is a flowchart showing the program control structure for setting the SOC control range by the controller shown in Figure 1.
  • FIG. 11 is an overall block diagram of a hybrid vehicle according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a program control structure related to setting of the SOC control range by the control device shown in FIG.
  • FIG. 13 is an overall block diagram of a hybrid vehicle according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a control structure of a program relating to setting of the SOC control range by the control device shown in FIG.
  • FIG. 15 is a flowchart showing a control structure of a program related to learning of a travel schedule by the control device in the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the control structure of the program relating to the setting of the control range of SOC by the control device in the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is an overall block diagram of a hybrid vehicle according to Embodiment 1 of the present invention.
  • hybrid vehicle 100 is configured as follows: Notter B, boost converter 10, inverters 20 and 30, power supply lines PL 1 and PL 2, ground line SL, and U-phase line UL 1 and UL 2, V-phase lines VL 1 and VL 2, W-phase lines WL 1 and WL 2, motor generators MG 1 and MG 2, engine 4, power distribution mechanism 3, and wheels 2.
  • the power distribution mechanism 3 is a mechanism that is coupled to the engine 4 and the motor generators MG 1 and MG 2 and distributes the power between them.
  • the power distribution mechanism 3 includes a planetary gear having three rotating shafts: a sun gear, a planetary carrier, and a ring gear.
  • a gear mechanism can be used. These three rotating shafts are connected to the rotating shafts of engine 4 and motor generators MG 1 and MG 2, respectively.
  • the rotor of motor generator MG 1 is hollow and the crankshaft of engine 4 is passed through the center of the rotor to mechanically connect engine 4 and motor generators MG 1 and MG 2 to power distribution mechanism 3. Can do.
  • the rotating shaft of motor generator MG 2 is coupled to wheel 2 by a reduction gear and an operation gear (not shown). Further, a reduction gear for the rotation shaft of motor generator MG 2 may be further incorporated in power distribution mechanism 3.
  • Motor generator MG 1 operates as a generator driven by engine 4 and is incorporated in hybrid vehicle 100 as an electric motor that can start engine 4, and motor generator MG 2 It is installed in hybrid vehicles as a motor that drives wheels 2 as drive wheels.
  • Motor generators MG 1 and MG 2 are three-phase AC motors, for example, three-phase AC synchronous motors.
  • Motor generator MG 1 includes, as a stator coil, a three-phase coil including U-phase coiner Ul, V-phase coil V 1 and W-phase coinor W 1.
  • Motor generator MG 2 includes a three-phase coil ⁇ / consisting of a U-phase coil U 2, a V-phase coil V 2 and a W-phase coil W 2 as a stator coil.
  • Motor generator MG 1 generates a three-phase AC voltage using the output of engine 4, and outputs the generated three-phase AC voltage to inverter 20. Motor generator MG 1 generates driving force by the three-phase AC voltage received from inverter 20, and starts engine 4.
  • Motor generator MG 2 generates vehicle driving torque by the three-phase AC voltage received from inverter 30. Motor generator MG 2 generates a three-phase AC voltage and outputs it to inverter 30 during regenerative braking of the vehicle.
  • the battery B is a DC power supply that can be charged and discharged, and is composed of, for example, a secondary battery such as a nickel / rehydrogen ion. Battery B outputs DC power to boost converter 10. Also, the battery B is charged by the DC voltage output from the boost converter 10. Note that a large capacity capacitor is used as battery B. Good.
  • Boost converter 10 includes a rear tuttle L, npn transistors Q1 and Q2, and diodes Dl and D2.
  • One end of the reactor L is connected to the power supply line P L 1, and the other end is connected to the connection point of the n pn transistors Ql and Q 2.
  • n p n-type transistors Q l and Q2 are connected in series between the power supply line P L 2 and the ground line SL, and receive the signal PWC from the control device 60 as a base.
  • Diodes D 1 and D 2 are respectively connected between the collector emitters of the n p n type transistors Q l and Q 2 so that current flows from the emitter lj to the collector side.
  • an IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • a power MOSFET Metal
  • Power switching elements such as Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor
  • Inverter 20 includes a U-phase arm 22, a V-phase arm 24 and a W-phase arm 26.
  • U-phase arm 22, V-phase arm 24 and W-phase arm 26 are connected in parallel between power supply line P L 2 and ground line S L.
  • the U-phase arm 22 includes npn transistors Q 11 and Q 12 connected in series
  • the V-phase arm 24 includes np n-type transistors Q 13 and Q 14 connected in series
  • the W-phase arm 26 includes Includes npn transistors Q15 and Q16 connected in series.
  • Diodes D 1 1 to ⁇ > 16 that flow current from the emitter side to the collector side are connected between the collector and emitter emitters of the npn transistors Q 11 to Q 16, respectively.
  • the connection point of each ⁇ ⁇ ⁇ type transistor in each phase arm is the neutral point N 1 of each phase coil of the motor generator MG 1 via the U, V, W phase lines UL 1, VL 1, WL 1. Are connected to different coin ends.
  • Inverter 30 includes a U-phase arm 32, a V-phase arm 34 and a W-phase arm 36.
  • U-phase arm 32, V-phase arm 34, and W-phase arm 36 are connected in parallel between power supply line P L 2 and ground line S L.
  • U-phase arm 32 includes np n-type transistors Q 21 and Q 22 connected in series
  • V-phase arm 34 includes npn-type transistors Q 23 and Q 2 connected in series
  • 4 and the W-phase arm 36 includes npn transistors Q 25 and Q 26 connected in series.
  • diodes D21 to D26 that flow current from the emitter side to the collector side are respectively connected.
  • the connection point of each npn-type transistor in each phase arm is the neutral of each phase coil of the motor generator MG 2 via the U, V, W phase lines UL 2, VL 2, WL 2. It is connected to a coil end different from point N2.
  • Hybrid vehicle 100 further includes capacitors CI, C 2, relay circuit 40, connector 50, mode switching switch 52, control device 60, AC line ACL 1, ACL 2, and voltage sensors 71 to 74.
  • Current sensors 80 and 82 are provided.
  • Capacitor C 1 is connected between power line PL 1 and ground line S L to reduce the influence on battery B and boost converter 10 due to voltage fluctuation. Voltage VL between power line PL 1 and ground line SL is measured by voltage sensor 73.
  • Capacitor C 2 is connected between power supply line PL 2 and ground line SL, and reduces the influence on inverters 20 and 30 and boost converter 10 due to voltage fluctuations.
  • the voltage VH between the power line PL 2 and the ground line S L is measured by the voltage sensor 7 2.
  • Boost converter 10 boosts a DC voltage supplied from battery B via power supply line P L 1 and outputs the boosted voltage to power supply line PL 2. More specifically, based on the signal PWC from the control device 60, the boosting comparator 10 accumulates the current that flows according to the switching operation of the npn transistor Q2 as magnetic field energy in the reactor L, and The stored energy is released by flowing current to the power supply line PL 2 via the diode D 1 in synchronization with the timing when the npn transistor Q 2 is turned off, thereby performing a boosting operation.
  • Boost converter 10 steps down DC voltage received from one or both of inverters 20 and 30 through power line PL 2 to voltage level of battery B based on signal PWC from control device 60.
  • Inverter 20 converts DC voltage supplied from power supply line PL 2 into three-phase AC voltage based on signal PWM 1 from control device 60 to drive motor generator MG 1.
  • motor generator MG 1 is driven so as to generate torque specified by torque command value TR 1.
  • Inverter 20 receives the output from engine 4 and converts the three-phase AC voltage generated by motor generator MG 1 into a DC voltage based on signal PWM1 from controller 60. Output to line PL 2.
  • Inverter 30 converts a DC voltage supplied from power supply line P L 2 into a three-phase AC voltage based on signal PWM2 from control device 60, and drives motor generator MG2. As a result, motor generator MG 2 is driven so as to generate the torque specified by 'torque command value TR 2. Further, the inverter 30 converts the three-phase AC voltage generated by the motor generator MG 2 in response to the rotational force from the drive shaft to the DC voltage based on the signal P WM 2 from the control device 60 during the regenerative braking of the vehicle. Then, the converted DC voltage is output to the power supply line PL2.
  • regenerative braking here refers to braking with regenerative power generation when the driver of the hybrid vehicle 100 operates the foot brake, or the foot brake is not operated, but the accelerator pedal is turned off while driving. This includes decelerating (or stopping acceleration) the vehicle while generating regenerative power.
  • Relay circuit 40 includes relays RY1 and RY2.
  • the relays RY1 and RY2 for example, a mechanical contact relay can be used, but a semiconductor relay may be used.
  • Relay RY1 is provided between AC line ACL 1 and connector 50, and is turned ON / OF according to signal CNTL from control device 60.
  • the relay RY2 is provided between the AC line ACL 2 and the connector 50, and is turned ON according to the signal CNTL from the control device 60.
  • the relay circuit 40 disconnects the Z connection between the AC lines ACL 1 and ACL 2 and the connector 50 in accordance with the signal CNTL from the control device 60. That is, when the relay circuit 40 receives the H (logic high) level signal CNTL from the control device 60, the relay circuit 40 electrically connects the AC lines ACL 1 and AC L 2 to the connector 50, and AC line ACL when L (logic low) level signal CNTL is received 1, Electrically disconnect ACL 2 from connector 50.
  • Connector 50 includes first and second terminals (not shown) for receiving AC power from commercial power supply 55 outside the vehicle.
  • the first and second terminals are connected to relays RY1 and RY2 of relay circuit 40, respectively.
  • Line voltage V AC of AC lines ACL 1 and ACL 2 is measured by voltage sensor 74, and the measured value is transmitted to control device 60.
  • the mode switching switch 52 is a switch for the driver to select either the HV driving priority mode or the EV driving priority mode.
  • the HV driving priority mode is the HV driving mode that assumes regenerative power generation by the engine 4 and the motor generator MG 1, and the engine 4 and the motor generator MG 1 are stopped and only the battery B is used as the energy source. This mode emphasizes the EV driving mode.
  • the EV driving emphasis mode is a mode in which the EV driving mode is more important than the HV driving mode. Details will be described later.
  • the mode switching switch 52 outputs an H level signal to the control device 60 when the HV driving emphasis mode is selected, and outputs an L level signal when the EV driving emphasis mode is selected. Output to 60.
  • Voltage sensor 71 detects a voltage VB of battery B and outputs the detected voltage VB to control device 60.
  • Voltage sensor 73 detects the voltage across capacitor C 1, that is, the input voltage VL of boost converter 10, and outputs the detected voltage VL to control device 60.
  • the voltage sensor 72 detects the voltage across the capacitor C 2, that is, the output voltage VH of the boost converter 10 (corresponding to the input voltage of the inverters 20 and 30; the same shall apply hereinafter) and detects the detected voltage VH. Output to control device 60.
  • Current sensor 80 detects motor current MCRT 1 flowing through motor generator MG 1 and outputs the detected motor current MCRT 1 to control device 60.
  • Current sensor 82 detects motor current MCRT 2 flowing in motor generator MG 2 and outputs the detected motor current MCRT 2 to control device 60.
  • the control device 60 is configured to output torque command values TR 1 and TR 2 of motor generators MG 1 and MG 2 output from an HV—electronic control unit (ECU) (not shown). Based on the motor speed MRN 1 and MRN2, the voltage VL from the voltage sensor 73, and the voltage VH from the voltage sensor 72, a signal PWC for driving the boost converter 10 is generated, and the generated signal PWC is Output to boost converter 10.
  • ECU electronic control unit
  • control device 60 generates signal PWM1 for driving motor generator MG 1 based on voltage VH, motor current MCRT 1 of motor generator MG 1 and torque command value TR 1, and generates the generated signal PWM1. Is output to inverter 20. Further, control device 60 generates a signal PWM 2 for driving motor generator MG 2 based on voltage VH, motor current MCRT 2 of motor generator MG 2 and torque command value TR 2, and generates the generated signal PWM 2. Output the signal PWM 2 to the inverter 30.
  • control device 60 uses the signal IG from an ignition key not shown (or an ignition switch, the same shall apply hereinafter) and the neutral point N1, motor generator MG1, MG2 based on the SOC of battery B.
  • Signals PWM1 and PWM2 for controlling inverters 20 and 30 are generated so that AC power from commercial power source 55 applied between N2 is converted to DC power and battery B is charged.
  • control device 60 determines whether or not charging is possible from the outside of the vehicle based on the SOC of the battery B. When it is determined that charging is possible, the control device 60 outputs an H level signal CNTL to the re-I / circuit 40. On the other hand, when the control device 60 determines that the battery B is almost fully charged and cannot be charged, the control device 60 outputs the L level signal CNTL to the relay circuit 40, and the signal IG indicates the stopped state. Inverter 20 and 30 are stopped.
  • control device 60 controls the SOC of the battery B within a predetermined control range. Specifically, control device 60 drives and controls engine 4 and motor generator MG 1 that generates electric power using the output of engine 4 (including stopping engine 4 and motor generator MG 1), and a battery. Control B's SOC.
  • control device 60 receives a signal from the mode switching switch 52, and If it is determined that the EV driving priority mode is selected based on the received signal, it is determined that the battery B's SO C is higher than when the HV driving priority mode is selected by the mode switch 52 according to the method described later. Set a low control range.
  • selecting either the HV driving priority mode or the EV driving priority mode with the mode switching switch 52 corresponds to switching the predetermined control range of the SOC of the battery B.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the control device 60 shown in FIG. Referring to FIG. 2, control device 60 includes a converter control unit 61, a first inverter control unit 62, a second inverter control unit 63, and an AC input control unit 64.
  • the converter control unit 61 turns ON / OFF the npn transistors Q1 and Q2 of the boost converter 10 based on the voltage VB, the voltage VH, the torque command values TR1 and TR2, and the motor rotation speeds MRN1 and MRN2.
  • the signal PWC is generated, and the generated signal PWC is output to the boost converter 10.
  • the first inverter control unit 62 is a signal for turning ON / OFF the npn transistors Q 1 1 to Q 16 of the inverter 20 based on the torque command value TR 1 of the motor generator MG 1, the motor current MCRT 1 and the voltage VH. P WM 1 is generated, and the generated signal PWM 1 is output to the inverter 20.
  • the second inverter control unit 63 generates a signal P for turning ON / OFF the npn transistors Q 21 to Q 26 of the inverter 30 based on the torque command value TR 2 of the motor generator MG 2, the motor current MCRT 2 and the voltage VH. WM 2 is generated, and the generated signal PWM 2 is output to the inverter 30.
  • the AC input control unit 64 determines the driving state of the motor generators MG 1 and MG 2 based on the torque command values TR 1 and TR 2 and the motor rotational speeds MRN 1 and MRN 2, and determines the signal IG and the battery B SOC Based on this, the two inverters 20 and 30 are coordinated to convert the AC voltage applied to the connector 50 into DC. Boost the voltage and charge battery B.
  • the AC input control unit 64 has the motor generators MG 1 and MG 2 in a stopped state and the ignition key is turned to the OFF position based on the signal IG. If it is determined, the charging operation is performed if the SOC of battery B is lower than a predetermined level. Specifically, AC input control unit 64 outputs relays RY1 and RY2 by outputting H level signal CNTL to relay circuit 40. Then, if there is an input of voltage VAC, AC input control unit 64 generates control signal C TL 1 according to this, and controls inverters 20 and 30 to convert the AC voltage applied to connector 50 to DC. Boost the voltage at the same time to charge battery B.
  • AC input control unit 64 determines that motor generators MG1 and MG2 are in the drive state or the ignition key is turned to the ON position based on signal IG, and battery B If the SOC is higher than the specified level, the charging operation is not performed. Specifically, AC input control unit 64 outputs relay signal RY 1 and RY 2 by outputting L level signal CNTL to relay circuit 40 and generates control signal CTL 0 to generate boost converter 10 and inverter 20. , 30 to perform normal operation during vehicle operation.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of converter control unit 61 shown in FIG.
  • converter control unit 61 includes an inverter input voltage command calculation unit 1 1 2, a feedback voltage command calculation unit 1 14, a duty ratio calculation unit 1 16, and a PWM signal conversion unit 118. .
  • the inverter input voltage command calculation unit 1 12 calculates the optimum value (target value) of the inverter input voltage, that is, the voltage command VH—com, based on the torque command value TR 1, D R 2 and the motor speed MRN1, MRN 2. Then, the calculated voltage command VH 1 com is output to the feedback voltage command calculation unit 114.
  • the feedback voltage command calculation unit 1 14 outputs the voltage based on the output voltage VH of the boost converter 10 detected by the voltage sensor 72 and the voltage command VH—com from the inverter input voltage command calculation unit 1 12. Calculate feedback voltage command VH—c om— fb to control voltage VH to voltage command VH—c om The calculated feedback voltage command VH—c om_f b is output to the duty ratio calculator 1 1 6.
  • Duty ratio calculation unit 1 16 calculates the output voltage VH of boost converter 1 ⁇ based on voltage VB from voltage sensor 71 and feedback voltage command VH—com_fb from feedback voltage command calculation unit 1 14. Calculates the duty ratio to control to command VH—com and outputs the calculated duty ratio to PWM signal converter 118.
  • PWM signal converter 1 18 is a PWM (Pulse Width Modulation) for turning off npn transistors Q 1 and Q 2 of boost converter 10 based on the duty ratio received from duty ratio calculator 1 16 A signal is generated, and the generated PWM signal is output as a signal PWC to the npn transistors Q 1 and Q 2 of the boost converter 10.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • n pn transistor Q 2 in the lower arm of boost converter 10 increases the power storage in rear tuttle L, so that a higher voltage output can be obtained.
  • increasing the ON duty of the upper arm npn transistor Q 1 lowers the voltage on the power line PL 2. Therefore, by controlling the duty ratio of the npn transistors Q 1 and Q 2, the voltage of the power line P L 2 can be controlled to an arbitrary voltage higher than the output voltage of the battery B.
  • the P WM signal conversion unit 118 sets the npn-type transistor Q 1 in the conductive state regardless of the output of the duty ratio calculation unit 1 16, and sets the np-type transistor Q 2. Non-conducting state. As a result, a charging current can flow from the power line 1 P L 2 toward the power line P L 1.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of first and second inverter control units 62 and 63 shown in FIG. Referring to FIG. 4, each of first and second inverter control units 62, 63 includes a motor control phase voltage calculation unit 120 and a PWM signal conversion unit 122.
  • the motor control phase voltage calculator 120 calculates the input voltage VH of inverters 20 and 30. Receives motor current MCRT 1 (or MCRT2) from voltage sensor 72 and flows in each phase of motor generator MG 1 (or MG2) from current sensor 80 (or 8 2), and receives torque command value TR 1 (or TR2) as HV — Receive from ECU. Then, based on these input values, motor control phase voltage calculation unit 120 calculates a voltage to be applied to each phase coil of motor generator MG 1 (or MG 2), and calculates the calculated phase coil voltage. Output to PWM signal converter 122.
  • the P WM signal conversion unit 122 When receiving the control signal CTL 0 from the AC input control unit 64, the P WM signal conversion unit 122 actually uses the inverter 20 (or 30) based on each phase coin voltage command received from the motor control phase voltage calculation unit 120. Npn transistors Q 1 1 to Q 16 (or ⁇ 321 to (226) ON / OFF signal P WM 1 __0 (a kind of signal PW Ml) (or PWM2_0 (a kind of signal PWM 2))] Then, the generated signal PWM1__0 (or PWM2—0) is output to each npn transistor Q 1 1 to Q 16 (or Q 21 to Q 26) of inverter 20 (or 30).
  • each np n-type transistor Ql 1 to Q 16 (or Q21 to Q
  • the P WM signal conversion unit 122 receives the control signal CTL 1 from the U-phase arm of the inverter 20 (or 30) regardless of the output of the motor control phase voltage calculation unit 120.
  • Np n- type transistors Q 1 1 to Q 16 so that alternating current of the same phase flows through 22 (or 32), V phase arm 24 (or 3 4) and W phase arm 26 (or 36) ON / OFF signal PWM1_1 (a type of signal PWM 1) (or PWM2_1 (a type of signal PWM 2)) is generated and the generated signal PWM 1—1 (or PWM2—1) is converted to inverter 20 (or 30) Npn transistor Q 1 1 to Q 1 6 (or Q 21 to Q 26).
  • Rotators MG1 and MG2 do not generate rotational torque.
  • the inverters 20 and 30 are coordinated to convert the AC voltage VAC into a DC charging voltage.
  • FIG. 5 is a simplified diagram of the block diagram of FIG.
  • the U-phase arm of inverters 20 and 30 in FIG. 1 is shown as a representative.
  • the U-phase coil is shown as a representative.
  • a typical explanation of the U phase is that the same phase current flows through each phase coil, so the other two-phase circuits behave the same as the U phase.
  • the set of U-phase coil U 1 and U-phase arm 22 and the set of U-phase coil U 2 and U-phase arm 32 each have the same configuration as that of boost converter 10. Therefore, for example, it is possible not only to convert an AC voltage of 100V into a DC voltage, but also to convert it into a charging voltage of about 200V if boosted further.
  • FIG. 6 is a diagram showing the control state of the transistor during charging. Referring to FIGS. 5 and 6, first, when voltage VAC> 0, that is, voltage V 1 of line AC L 1 is higher than voltage V 2 of line AC L 2, npn transistor Q of boost converter 10 1 is turned on, and npn transistor Q2 is turned off. Thus, boost converter 10 can flow a charging current from power supply line P L 2 toward power supply line P L 1.
  • the npn transistor Q12 is switched with a period and a duty ratio corresponding to the voltage VAC, and the npn transistor Ql1 is synchronized with the OFF state or the conduction of the diode D11. The switching state is controlled to be conducted.
  • the npn transistor Q21 is turned off and the npn transistor Q22 is controlled to be turned on.
  • the current flows in the path of coinolette U l ⁇ npn transistor Q 12 ⁇ diode D 22 ⁇ coil U 2 while the npn transistor Q 12 is in the ON state.
  • the energy stored in the coils Ul, U 2 is npn type
  • the transistor Q l 2 is released when it is turned off, and a current flows through the power supply line PL 2 via the diode D l 1.
  • the npn transistor Q11 may be turned on in synchronization with the conduction period of the diode D11.
  • the step-up ratio is determined based on the values of voltage VAC and voltage VH, and the switching period and duty ratio of npn transistor Q12 are determined. -Next, when the voltage VAC is 0, that is, when the voltage V 1 of the line AC L 1 is lower than the voltage V 2 of the line AC L 2, the npn transistor Q 1 of the boost converter is turned on, and the npn transistor Q 2 is turned off. Thus, boost converter 10 can flow a charging current from power supply line PL 2 toward power supply line PL 1.
  • the npn transistor Q 22 is switched with a period and duty ratio corresponding to the voltage VAC, and the npn transistor Q 21 is turned on in synchronization with the FF state or the conduction of diode D 21.
  • the switching state is controlled.
  • the npn transistor Q11 is set to the OFF state, and the npn transistor Q12 is controlled to be in the ON state.
  • the current flows in the path of coil U 2 ⁇ n p n-type transistor Q 22 ⁇ diode D 1 2 ⁇ coil U 1 in the ON state of n p n-type transistor Q 22.
  • the energy stored in the coils Ul and U 2 is released when the n pn transistor Q 22 enters the OF F state, and a current flows to the power supply line PL 2 via the diode D 21.
  • the npn transistor Q21 may be turned on in synchronization with the conduction period of the diode D21.
  • the step-up ratio is obtained based on the values of the voltage VAC and the voltage VH, and the switching period and the duty ratio of the n n-type transistor Q 22 are determined.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a control structure of a program related to determination of charging start by control device 60 shown in FIG.
  • the processing in this flowchart is called from the main routine and executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is met. It is.
  • control device 60 determines whether or not the idle key has been turned to the OFF position based on signal IG from the regeneration key (step S1). If control device 60 determines that the ignition key has not been turned to the OFF position (NO in step S1), it is inappropriate to connect the charging cable to the vehicle and perform charging, and therefore to step S6. Processing proceeds and control is transferred to the main routine.
  • step S 1 If it is determined in step S 1 that the ignition key has been turned to the OFF position (YES in step S 1), it is determined that charging is appropriate, and the process proceeds to step S 2.
  • step S2 relays RY1 and RY2 are controlled from the non-conductive state to the conductive state, and voltage VAC is measured by voltage sensor 74. If no AC voltage is observed, it is considered that the charging cape / recorder is not connected to the socket of connector 50. Therefore, the process proceeds to step S6 without performing the charging process, and the control is transferred to the main routine. Moved.
  • step S3 it is determined whether or not the SOC of battery B is smaller than a threshold value S t h (F) indicating a fully charged state.
  • step S4 control device & 0 charges battery B by cooperatively controlling the two inverters.
  • step S5 a charge stop process is performed. Specifically, the inverters 20 and 30 are stopped, the relays RY1 and RY2 are opened, and the AC power input to the hybrid vehicle 100 is cut off. Then, the process proceeds to step S6, and the control is returned to the main routine.
  • FIG. 8 is a diagram showing the change in S0C of battery B when the HV driving priority mode is selected by mode switching switch 52 shown in FIG. Refer to Figure 8 When the HV driving priority mode is selected by mode switching switch 52, control device 60 sets the control range of NOT B to the upper limit value SU1 and lower limit value SL1. SC 1 represents the center value of the control range of SOC when the HV traveling priority mode is selected.
  • the hybrid vehicle 100 starts running from the state where the battery B is fully charged. Until the SOC of battery B falls below the upper limit SU 1 at time t1, motor generator MG 1 using the output of engine 4 will not generate electricity, and it will run using the electric power stored in battery B. EV running Is done.
  • the traveling mode is switched from the EV traveling mode to the HV traveling mode on the assumption that the engine 4 and motor generator MG1 are driven.
  • Engine 4 and motor generator MG 1 are started and stopped according to SOC of battery B, and S B of battery B is controlled between upper limit value SU 1 and lower limit value SL 1. Is done.
  • FIG. 9 is a diagram showing a change in SOC of battery B when the EV traveling priority mode is selected by mode switching switch 52 shown in FIG. Referring to FIG. 9.
  • control device 60 sets the control range of battery B SCO to upper limit value SU 2 and lower limit value S L 2.
  • SC2 represents the center value of the control range of SOC when the EV traveling importance mode is selected.
  • the upper limit value S U 2 and the lower limit value S L 2 are lower than the upper limit i straight SU 1 and the lower limit its L 1 shown in FIG. 8, respectively. That is, when the EV driving emphasis mode is selected by the mode switching switch 52, the control device 60 controls the SOC control range of the battery B more than when the HV driving emphasis mode is selected by the mode switching switch 52. Set low.
  • the traveling mode is switched from the EV traveling mode to the HV traveling mode on the assumption that the engine 4 and motor generator MG 1 are driven.
  • Engine 4 and motor generator MG 1 are started and stopped in accordance with the SOC of battery B, and the SOC of battery B is controlled between upper limit value S U 2 and lower limit value S L 2.
  • the EV driving mode is selected more than when the HV driving emphasis mode is selected by the mode switching switch 52.
  • the period becomes longer. In other words, EV driving is more important than HV driving.
  • the BOC of Notteri B is controlled to a lower level than when the HV driving mode is selected.
  • the EV driving mode is switched to the HV driving mode at an earlier stage than when the EV driving priority mode is selected by the mode switching switch 52. .
  • HV driving is more important than EV driving.
  • the SOC of battery B is controlled to a higher level than when EV driving mode is selected.
  • this mode switching switch 52 the power cost when charging battery B from commercial power source 55 outside the vehicle can be reduced. That is, when charging is performed during a day when the electricity rate is relatively low (for example, late-night power hours) (for example, the charging equipment is at home and the return home is at night) In this case, the driver selects the EV driving priority mode using the mode switching switch 52. As a result, the electric power stored in battery B is actively used, and when returning home, S0C of battery B is at a lower level than when HV driving priority mode is selected. Therefore, it is possible to allocate more low-priced late-night power to the charging of the battery B, and to reduce the power cost.
  • the electricity rate for example, late-night power hours
  • S0C of battery B is at a lower level than when HV driving priority mode is selected. Therefore, it is possible to allocate more low-priced late-night power to the charging of the battery B, and to reduce the power cost.
  • the driver selects the HV driving emphasis mode using the mode switching switch 52. Keep it. Then, the SOC of battery B at the start of charging is Since this level is higher than when EV driving priority mode is selected, it is possible to reduce the amount of charge due to expensive daytime electricity and reduce the total power cost.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a control structure of a program related to setting of the SOC control range by the control device 60 shown in FIG. The process shown in this flowchart is called from the main routine and executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied.
  • control device 60 determines whether or not the ignition key has been turned to the ON position based on signal IG from the ignition key (step S10). If control device 60 determines that the ignition key has not been turned to the ON position (NO in step S10), it ends a series of processing and returns control to the main routine (step S70).
  • step S10 If it is determined in step S10 that the ignition key has been turned to the ON position (YES in step S10), the control device 60 acquires a signal from the mode switching switch 52 (step S20). Next, based on the signal from the mode switching switch 52, the control device 60 determines whether the HV traveling priority mode is selected by the mode switching switch 52 or the EV traveling priority mode is selected (step) S 30).
  • control device 60 determines that the signal from mode switching switch 52 is at the H level and the HV driving emphasis mode is selected (YES in step S30). If control device 60 determines that the HV driving emphasis mode is selected. Set the lower limit (Step S40). That is, control device 60 sets upper limit value SU 1 and lower limit value S L 1 shown in FIG.
  • control device 60 determines that the signal from mode switching switch 52 is at the L level and EV driving priority mode is selected (NO in step S30), SOC control for EV driving priority mode is selected.
  • Set the upper and lower limit values step S50). That is, control device 60 sets upper limit value SU 2 and lower limit value S L 2 shown in FIG. 9 as the upper and lower limit values of the SOC of battery B.
  • control device 60 controls the SOC of the battery B within the control range based on the set control upper and lower limit values (step S 60). Then, the control device 60 ends a series of processes, and the control is returned to the main routine (step S 70).
  • the control range of the SOC of the battery B can be switched by the mode switching switch 52, the point having the charging facility in the midnight power hours where the power rate is low. If you are likely to arrive at your home (for example, at home), select the EV driving priority mode using the mode switch 5 2, and the battery B will be more effective than when the normal HV driving priority mode is selected.
  • the control range of S0C can be set low. If you do so, the power charged in battery B will be actively used when you travel to your home, and you will be able to increase the amount of charge from the external power source at home. Electricity can be used for charging. Therefore, the power cost for charging battery B from the outside of the vehicle can be reduced.
  • FIG. 11 is an overall block diagram of a hybrid vehicle according to Embodiment 2 of the present invention. Referring to FIG. 11, this hybrid vehicle 10 OA does not include mode switching switch 52 in the configuration of hybrid vehicle 10 0 according to the first embodiment shown in FIG. Instead, a control device 6 OA is provided. The other configurations of the hybrid vehicle 10 O A are the same as the hybrid vehicle 100.
  • Control device 6 OA determines whether to use EV driving priority mode or HV driving priority mode from the viewpoint of reducing power costs when charging battery B from commercial power supply 55 outside the vehicle, using the method described below. Then, based on the judgment result, the SOC control range of battery B is set.
  • Fig. 12 is a 1 "flow chart showing the control structure of the program related to the setting of the SOC control range by the control device 60 A shown in Fig. 11. The process shown in this flowchart is also shown in Fig. 12. , The main time every fixed time or every time a predetermined condition is met Called from a routine and executed.
  • this control structure includes steps S 1 10 and S 120 in place of steps S 20 and S 30 in the control structure shown in FIG.
  • the control device 6 OA receives a battery from the commercial power supply 55 outside the vehicle.
  • the arrival time at a point where B can be charged is predicted (step S 110).
  • the arrival time can be predicted using, for example, position information from a car navigation device (not shown).
  • control device 6 OA determines whether or not the estimated arrival time at the rechargeable point is included in a predetermined time zone indicating night (step S 120). If control device 6 OA determines that the estimated arrival time at the point where charging is possible is not included in the predetermined time zone (that is, the estimated arrival time is noon) (NO in step S120), it proceeds to step S40. Go ahead and set the SOC control upper and lower limits for HV driving priority mode. On the other hand, when control device 60A determines that the estimated arrival time at the chargeable point is included in the predetermined time zone (that is, the estimated arrival time is at night) (YES in step S120), step S50 is performed. To set the SOC control upper and lower limit values for EV driving priority mode.
  • control device 60A is the same as that of control device 60 in the first embodiment.
  • the EV driving emphasis mode is selected when it is determined by the control device 60A that the estimated arrival time is night.
  • the above predetermined time zone may be freely set according to fluctuations in the power rate.
  • Embodiment 2 when the estimated arrival time at the charging point is night, The line-oriented mode is selected, but if the charging time cannot be secured sufficiently, a situation may occur in which the next driving cannot be sufficiently secured (for example, when the fuel level of engine 4 is low). The next run will be started with both fuel and S0C lowered. Therefore, in the third embodiment, even if it is determined that the estimated arrival time at the charging point is night, if sufficient charging time cannot be secured, the HV driving priority mode is selected.
  • FIG. 13 is an overall block diagram of a hybrid vehicle according to Embodiment 3 of the present invention.
  • this hybrid vehicle 100 B further includes a schedule setting unit 54 in the configuration of the hybrid vehicle 10 OA according to the second embodiment shown in FIG. 11, and includes a control device. 6 A control device 60B is provided instead of OA.
  • the other configuration of the hybrid vehicle 1 0 0 B is the same as that of the hybrid vehicle 1 0 0 A.
  • the schedule setting unit 54 is an input device for the driver to set the travel schedule of the vehicle.
  • the driver can set the vehicle travel schedule including the next scheduled start time of travel from the schedule setting unit 54. Then, schedule setting unit 54 outputs the travel schedule set by the driver to control device 60 B.
  • the control device 60B receives the travel schedule set by the driver from the schedule setting unit 54. Then, according to the method described later, the control device 6 OB should be in the HV driving emphasis mode based on the estimated arrival time at the charging point and the driving schedule of the schedule setting unit 54 or the like.
  • the control range of the battery B SOC is set based on the determination result.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a control structure of a program relating to setting of the SOC control range by control device 60 B shown in FIG.
  • the processing shown in this flow chart is also called from the main routine and executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied.
  • this control structure further includes steps S 1 30 to S 1 5 0 in the control structure shown in FIG. That is, in step S 1 2 0, the estimated arrival time at the charging point is included in the predetermined time zone (ie, the estimated arrival time). If it is determined that the time is at night (YES in step S120), the controller 6OB obtains the travel schedule set by the driver in the schedule control setting unit 54 from the schedule setting unit 54 (step S). 130).
  • control device 60 B extracts the next scheduled travel start time based on the travel schedule from the schedule setting unit 54, and predicts the arrival at the rechargeable point, the time and the next travel start predicted in step S110.
  • a time difference ⁇ T from the scheduled time is calculated (step S140).
  • control device 60B determines whether or not the calculated time difference ⁇ T is equal to or longer than minimum time T hh necessary for sufficiently charging battery B (step S150).
  • control device 60 B determines that time difference ⁇ T is equal to or greater than minimum time T th (YES in step S 150), control device 60 B determines that battery B can be sufficiently charged using midnight power at a chargeable point. Then, proceed to step S50 to set the upper and lower limits of SOC control for EV driving priority mode.
  • step S 150 determines that the time difference ⁇ is smaller than the minimum time T th (NO in step S 150)
  • control device 60B determines that battery B cannot be sufficiently charged, and step S 4 Proceed to Q to set the upper and lower limits of SOC control for HV driving priority mode.
  • control device 60 B is the same as that of control device 60 A in the second embodiment.
  • the schedule setting unit 54 sets the vehicle travel schedule. However, the schedule setting unit 54 may directly set the next scheduled start time of travel.
  • the time difference ⁇ T between the estimated arrival time and the scheduled next travel start time determined based on the travel schedule set by the schedule setting unit 54 is less than the minimum time T th. If it is too short, even if the estimated arrival time is night, setting the SOC control range low will be stopped (that is, the HV driving priority mode will be selected). Secured. Therefore, it is possible to avoid a situation where the SOC of battery B is unnecessarily lowered. [Embodiment 4]
  • a schedule setting unit 54 is provided, and the setting of the travel schedule is left to the driver.
  • the driving schedule is learned based on the daily driving pattern, and the setting of the driving schedule is automated.
  • the hybrid vehicle 100 C according to the fourth embodiment is In the configuration of the hybrid vehicle 10 OA according to the second embodiment, a control device 60 C is provided instead of the control device 6 OA.
  • the other configurations of the hybrid vehicle 100 C are the same as the hybrid vehicle 10 OA.
  • the control device 60 C learns the travel schedule of the hybrid vehicle 100 C based on the daily travel time. Then, based on the estimated arrival time at the rechargeable point and the learned travel schedule, the control device 60 C determines whether the HV traveling emphasis mode should be selected or the EV traveling emphasis mode, and the determination result is Based on this, set the S ⁇ C control range of battery B.
  • FIG. 15 is a flowchart showing a control structure of a program related to learning of a travel schedule by control device 60 C in the fourth embodiment. The process shown in this flowchart is also called from the main routine and executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied.
  • control device 60 C determines whether or not the ignition key has been turned to the ON position based on signal IG from the ignition key (step S 210).
  • control device 60 C determines that the ignition key has been turned to the ON position (YES in step S 210)
  • the vehicle system is activated (step S 220).
  • control device 60 C stores the system activation time in a RAM (Random Access Memory) (not shown) as the travel start time (step S 230). Thereafter, the control device .60 C ends the series of processes, and the control is returned to the main routine (step S280).
  • RAM Random Access Memory
  • step S210 If it is determined in step S210 that the ignition key is not turned to the ON position (NO in step S210), the control device 60C determines whether the ignition key is turned to the OFF position. (Step S 24 0). Control device 60C does not have the ignition key turned to the OFF position. If NO is determined (NO in step S240), the series of processing is terminated, and control is returned to the main routine (step S280).
  • step S 240 if it is determined in step S 240 that the ignition key has been turned to the OFF position (YES in step S 240), the control device 60 C reads the travel start time stored in the RAM in step S 230 from the RAM. Obtain (step S 250). Then, the control device 60 C reads the learning data of the travel schedule stored in a non-illustrated readable / writable nonvolatile memory, and the travel start time and the ignition key in this trip are turned to the OFF position. The travel schedule is learned based on the travel end time (step S 260). When the travel schedule is learned in step S 260 and the learned data of the travel schedule after learning is written in the nonvolatile memory, the vehicle system Is stopped (step S270). Thereafter, the control device 60C ends a series of processes, and the control is returned to the main routine (step S280).
  • FIG. 16 is a flowchart showing a control structure of a program relating to setting of the SOC control range by control device 60C in the fourth embodiment.
  • the processing shown in this flowchart is also called from the main routine and executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied.
  • this control structure includes step S 1 35 in place of step S 1 30 in the control structure shown in FIG.
  • the control is performed.
  • the device 60C obtains the learning data of the travel schedule learned by the process shown in FIG. 15 from the nonvolatile memory in which it is stored (step S 1
  • control device 60B proceeds to step S140, 'calculates the next scheduled travel start time based on the acquired travel schedule learning data, and predicts the arrival time at the chargeable point and the next planned travel start time.
  • the time difference ⁇ T from the time is calculated.
  • control device 60 C is the same as that of control device 60 B in the third embodiment.
  • the vehicle travel schedule is learned.
  • the planned travel start time may be directly learned.
  • the same effect as in the third embodiment can be obtained.
  • the vehicle travel schedule is learned based on the daily vehicle travel pattern, it is not necessary to set the travel schedule by the driver, which is necessary in the third embodiment. become.
  • control devices 60, 6OA to 60C have the SOC of the battery B within a predetermined control range, that is, between the upper limit value SC1 and the lower limit value SL1.
  • the force notch B controlled to be controlled between the upper limit SC 2 and the lower limit SL 2 may be controlled to a predetermined control target value (for example, the center value SC 1 or SC 2).
  • the SOC control range is set more than when the HV driving priority mode is selected.
  • EV driving weight mode only the SOC lower limit value SL equal to or lower than the SOC control lower limit value SL 1 when selecting HV driving priority mode is set, and the lower limit value is set. If it falls below, you can switch from EV mode to HV mode.
  • AC power from the commercial power source 55 is applied between the neutral points 1 ⁇ 1 and N 2 of the motor generators MG 1 and 1 ⁇ 0 2, and the motor generators MG 1 and MG 2 It is assumed that battery B is charged using phase coil op inverters 20 and 30.
  • the present invention is also applied to a hybrid vehicle equipped with a separate external charging device (AC / DC converter) inside or outside the vehicle. Can do.
  • AC / DC converter AC / DC converter
  • engine 4 corresponds to “internal combustion engine” in the present invention
  • motor generator MG 2 corresponds to “rotating electric machine” in the present invention
  • Battery B corresponds to “power storage device” in the present invention
  • connector 50 corresponds to “power input unit” in the present invention
  • motor generator MG 1 and inverter 20 form a “power generation device” in the present invention
  • control device 6 0, 6 0 A to 60 C correspond to the “control unit” in the present invention.
  • the mode switching switch 52 corresponds to the “input device” in the present invention and corresponds to the steps S 1 1 0 executed by the control devices 60 A to 60 C according to the second to fourth embodiments.
  • the processing corresponds to the processing executed by the “prediction unit” in the present invention.
  • the schedule setting unit 54 corresponds to the “input device” in the present invention, and includes steps S 2 10 to S 2 70 executed by the control device 60 C according to the fourth embodiment.
  • the processing corresponds to the processing executed by the “learning unit” in the present invention.
  • motor generator MG 1 corresponds to “another rotating electric machine” in the present invention
  • inverters 20 and 30 are respectively “second inverter” and “first inverter” in the present invention.
  • the first and second inverter control units 6 2 and 6 3 and the AC input control unit 64 form an “inverter control unit” in the present invention.

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Abstract

 イグニッションキーがONされると(S10でYES)、制御装置は、充電可能地点(自宅など)への到着時刻を予測する(S110)。そして、制御装置は、到着予想時刻が夜になると判定すると(S120でYES)、HV走行重視モード用のSOC制御上下限値よりも低いEV走行重視モード用のSOC制御上下限値を設定し(S50)、その上下限値に基づいてバッテリ(B)のSOCを制御する(S60)。

Description

明細書 ハイブリツド自動車およ.びその制御方法 技 分野
この発明は、 ハイブリッド自動車に関し、 特に、 車両外部からバッテリを充電 可能なハイプリッド自動車に関する。 背景技術
近年、 環境に配慮した自動車として、 ハイプリッド自動車 (Hybrid Vehicle) が大きく注目されている。 ハイブリッド自動車は、 従来のエンジンに加え、 蓄電 装置 (パッテリ) とインバータとインバータによって駆動される電動機 (モー タ) とを動力源とする自動車である。
このようなハイプリッド自動車において、 外部電源を用いてバッテリを充電す る外部充電機能を備えたハイプリッド自動車が知られている。 外部充電機能を備 えたハイブリッド自動車によれば、 たとえば家庭用の商用電¾¾からバッテリの充 電を行なうことができれば、 燃料補給のためにガソリンスタンドに行かなければ ならない回数が減るといったメリットなどが得られる。
特開平 8— 1 5 4 3 0 7号公報は、 そのような外部充電機能を備えたハイプリ ッド自動車を開示する。 このハイブリッド自動車は、 外部充電器により充電し得 るバッテリと、 バッテリからの電力により車輪を駆動する電動機と、 電動機の作 動を制御する制御手段と、 車輪の駆動のために直接的または間接的に使用される 内燃機関と、 外部充電器によりバッテリの充電が行なわれてからの走行時間に関 係する量を算出する走行時間関係量算出手段とを備える。 そして、 制御手段は、 走行時間関係量算出手段によって算出された走行時間関係量が所定量に達すると、 電動機の出力を制限する。
このハイプリッド自動車においては、 外部充電を行なわないで長時間走行する と電動機の出力が制限され、 必然的に内燃機関により燃料を使用しながらの走行 を続けると電動機の出力が制限されることになるので、 ドライバは、 外部充電を 行なうように促される。 したがって、 このハイブリッド自動車によれば、 内燃機 関への依存度を低減させることができる。
上記の特開平 8— 1 5 4 3 0 7号公報に開示されるハイプリッド自動車は、 内 燃機関への依存度を低減させるものであり、 言い換えれば、 外部から充電される 電力をより積極的に用いるものである。 しかしながら、 特開平 8— 1 5 4 3 0 7 号公報では、 外部から充電する際の電力コストについては特に考慮されておらず、 外部充電機能を備えたハイプリッド自動車においては、 電力コストの低減が重要 な果題となる。 ' 電力料金は、 電力使用量の少ない深夜電力時間帯が一般的に安価であり、 その ような電力料金の安価な時間帯に充電を行なえば、 電力コストを低減することが できる。 逆に、 相対的に電力料金の高い時間帯に充電しなければならないときは、 できるだけ充電量を抑えることがコスト低減の観点からは好ましい。 発明の開示
そこで、 この発明は、 かかる課題を解決するためになされたものであり、 その 目的は、 車両外部からバッテリを充電可能であり、 かつ、 電力コストの低減を図 ることができるハイブリッド自動車を提供することである。
この発明によれば、 ハイプリッド自動車は、 動力源として内燃機関および回転 電機を搭載するハイプリッド自動車であって、 回転電機に電力を供給する充放電 .可能な蓄電装置と、 車両外部から与えられる電力を受けて蓄電装置を充電するた めの電力入力部と、 内燃機関の出力を用いて発電し、 その発電した電力を蓄電装 置に供給する発電装置と、 所定の制御範囲内または制御目標値に蓄電装置の充電 '状態 (State of Charge: S O C ) を制御する制御部と、 所定の制御範囲または 制御目標値を切換えるための入力装置とを備える。
この発明によるハイブリッド自動車においては、 電力入力部に車両外部から与 えられる電力を受けて蓄電装置を充電することができる。 また、 走行中に蓄電装 置の S O Cが低下したときは、 内燃機関および発電装置を駆動させて蓄電装置を 充電することができる。 一方、 蓄電装置の S O Cは、 制御部によって所定の制御 範囲内または制御目標値に制御される。 具体的には、 蓄電装置の S O Cが低下す ると、 制御装置は、 内燃機関および発電装置を駆動させて蓄電装置を充電する。 ここで、 このハイブリッド自動車においては、 所定の制御範囲または制御目標値 を入力装置によって切換えることができるので、 電力料金が安価な E1寺間帯 (たと えば深夜電力時間帯) に充電可能地点 (たとえば充電設備を有する自宅) に着き そうな場合には、 所定の制御範囲または制御目標値を入力装置によって通常より も低く設定することができる。 そうすると、 充電可能地点に着くまでの走行にお いて蓄電装置に充電されている電力が積極的に使用され、 充電可能地点での外部 電源からの充電量を増やすことができるので、 より多くの安価電力を充電に充て ることができる。
したがって、 この発明によるハイブリッド自動車によれば、 車両外部から蓄電 装置を充電する際の電力コストを低減することができる。
好ましくは、 入力装置は、 内燃機関および発電装置を積極的に駆動させる第 1 のモード (HV走行重視モード) と、 内燃機関および発電装置を停止させて蓄電 装置に蓄えられている電力を積極的に使用する第 2のモード (E V走行重視モー ド) とを切換可能である。 制御部は、 入力装置により第 2のモードが選択されて いるとき、 入力装置により第 1のモードが選択されているときよりも所定の制御 範囲または制御目標値を低く設定する。
このハイプリッド自動車においては、 電力料金が安価な時間帯に充電可能地点 に着きそうな場合、 第 2のモードを入力装置によって選択すれば、 第 1の走行モ 一ド選択時よりも所定の制御範囲または制御目標値が低く設定される。 そうする ' と、 充電可能地点に着くまでの走行において蓄電装置に充電されている電力が積 極的に使用され、 充電可能地点での外部電源からの充電量を増やすことができる ので、 より多くの安価電力を充電に充てることができる。 したがって、 このハイ プリッド自動車によれば、 車両外部から蓄電装置を充電する際の電力コストを低 減することができる。
また、 この発明によれば、 ハイブリッド自動車は、 動力源として内燃機関およ び回転電機を搭載するハイブリッド自動車であって、 回転電機に電力を供給する 充放電可能な蓄電装置と、 車両外部から与えられる電力を受けて蓄電装置を充電 するための電力入力部と、 内燃機関の出力を用いて発電し、 その発電した電力を 蓄電装置に供給する発電装置と、 所定の制御範囲内または制御目標値に蓄電装置 の充電状態を制御する制御部と、 電力入力部から蓄電装置を充電可能な地点に到 着する時刻を予測する予測部とを備える。 制御部は、 予測部により予測される到 着時刻が所定の時間帯に含まれるとき、 到着時刻が所定の時間帯に含まれないと きよりも所定の制御範囲または制御目標値を低く設定する。
好ましくは、 所定の時間帯は、 電力料金が安価な深夜電力時間帯を含む。
この発明によるハイプリッド自動車においては、 電力入力部に車両外部から与 えられる電力を受けて蓄電装置を充電することができる。 また、 走行中に蓄電装 置の S O Cが低下したときは、 内燃機関および発電装置を駆動させて蓄電装置を 充電することができる。 一方、 蓄電装置の S O Cは、 制御部によって所定の制御 範囲内または制御目標値に制御される。 具体的には、 蓄電装置の S O Cが低下す ると、 .制御装置は、 内燃機関および発電装置を駆動させて蓄電装置を充電する。 ここで、 このハイブリッド自動車においては、 充電可能地点 (たとえば充電設備 を有する自宅) に到着する時刻を予測する予測部が備えられ、 制御部は、 到着予 想時刻が所定の時間帯に含まれるとき、 到着予想時刻がその所定の時間帯に含ま れないときよりも所定の制御範囲または制御目標値を低く設定する。 そうすると、 充電可能地点に着くまでの走行において蓄電装置に充電されている電力が積極的 に使用され、 充電可能地点での外部電源からの充電量を増やすことができるので、 たとえば所定の時間帯を夜間とすることによって、 電力料金の安価な深夜電力を より多く充電に充てることができる。
したがって、 この発明によるハイブリッド自動車によれば、 車両外部から蓄電 装置を充電する際の電力コストを低減することができる。 また、 予測部によって 予測された到着予想時刻に基づレ、て所定の制御範囲または制御目標値が自動的に ' 切換えられるので、 運転者による切換操作は不要である。
好ましくは、 ハイブリッド自動車は、 車両の走行スケジュールを設定するため の入力装置をさらに備える。 制御部は、 予測部により予測される到着時刻と入力 装置から設定される走行スケジュールに基づいて決定される次回走行開始予定時 刻との時間差が所定時間よりも短いとき、 所定の制御範囲または制御目標値を低 く設定することを中止する。 充電可能地点に到着後、 すぐに出発する場合には、 蓄電装置を十分に充電する ことができない。 そこで、 このハイブリッド自動車においては、 車両の走行スケ ■ ジュールを設定するための入力装置が備えられる。 そして、 予測部により予測さ れる到着予想時刻と入力装置から設定される走行スケジュールに基づレ、て決定さ れる次回走行開始予定時刻との時間差が所定時間よりも短いときは、 制御部は、 到着予想時刻が所定の時間帯に含まれる場合であっても、 所定の制御範囲または 制御目標値を低く設定することを中止するので、 次回走行用の蓄電装置の S O C が確保される。 したがって、 このハイブリッド自動車によれば、 蓄電装置の S O Cが不必要に低下する事態を回避することができる。 '
また、 好ましくは、 ハイブリッド自動車は、 車両の走行パターンに基づいて車 両の走行スケジュールを学習する学習部をさらに備える。 制御部は、 予測部によ り予測される到着時刻と学習部により学習された走行スケジュールに基づいて決 定される次回走行開始予定時刻との時間差が所定時間よりも短いとき、 所定の制 御範囲または制御目標値を低く設定することを中止する。
このハイブリッド自動車においては、 日々の車両の走行パターンに基づいて車 両の走行スケジュールを学習する学習部が備えられる。 そして、 予測部により予 測される到着予想時刻と学習部により学習された走行スケジュールに基づいて決 定される次回走行開始予定時刻との時間差が所定時間よりも短いときは、 制御部 は、 到着予想時刻が所定の時間帯に含まれる場合であっても、 所定の制御範囲ま たは制御目標値を低く設定することを中止するので、 次回走行用の蓄電装置の S 〇Cが確保される。 したがって、 このハイブリッド自動車によれば、 蓄電装置の S〇Cが不必要に低下する事態を回避することができる。 また、 学習部によって 学習された走行スケジュ一ルが用いられるので、 運転者による走行スケジュール の 定が不要になる。
好ましくは、 発電装置は、 内燃機関のクランク軸に回転軸が機械的に結合され たもう 1つの回転電機を含む。 当該ハイブリッド自動車は、 回転電機に対応して 設けられる第 1のインバータと、 もう 1つの回転電機に対応して設けられる第 2 のィンバータと、 第 1および第 2のィンバータを制御するインバータ制御部とを さらに備える。 回転電機およびもう 1つの回転電機は、 それぞれ第 1および第 2 の 3相コイルをステータコイルとして含む。 電力入力部は、 第 1の 3相コイルの 中性点に接続される第 1の端子と、 第 2の 3相コイルの中性点に接続される第 2 'の端子とを含む。 インバータ制御部は、 第 1および第 2の端子間に与えられる交 流電力が直流電力に変換されて蓄電装置に与えられるように第 1および第 2のィ ンバータを制御する。
このハイプリッド自動車においては、 動力源としての回転電機と、 発電装置に 含まれるもう 1つの回転電機と、 それらにそれぞれ対応して設けられる第 1およ び第 2のインバータと、 インバータ制御部とを用いることによって、 外部から蓄 電装置への充電が実現される。 したがって、 このハイブリッド自動車によれば、 外部充電装置を別途備える必要がなく、 車両の小型化、 および軽量化による燃費 向上を実現することができる。
以上のように、 この発明によれば、 車両外部から蓄電装置を充電する際の電力 コストを低減することができる。 また、 蓄電装置の S O Cが不必要に低下する事 態を回避することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 この発明の実施の形態 1によるハイプリッド自動車の全体ブロック図 である。
図 2は、 図 1に示す制御装置の機能ブロック図である。
図 3は、 図 2に示すコンバータ制御部の機能プロック図である。
図 4は、 図 2に示す第 1および第 2のインバータ制御部の機能ブロック図であ る。
図 5は、 図 1のプロック図を充電に関する部分に簡略化して示した図である。 図 6は、 充電時のトランジスタの制御状態を示す図である。 .
図 7は、 図 1に示す制御装置による充電開始の判断に関するプログラムの制御 構造を示すフローチャートである。
図 8は、 図 1に示すモード切換スィツチにより HV走行重視モードが選択され ているときのバッテリの S O Cの変化を示す図である。
図 9は、 図 1に示すモード切換スィツチにより E V走行重視モードが選択され ' ているときのバッテリの s〇cの変化を示す図である。
図' 10は、 図 1に示す制御装置による S OCの制御範囲の設定に関するプログ ラムの制御構造を示すフローチヤ一トである。
図 11は、 この発明の実施の形態 2によるハイブリッド自動車の全体プロック 図である。
図 12は、 図 1 1に示す制御装置による S O Cの制御範囲の設定に関するプロ グラムの制御構造を示すフローチャートである。
図 13は、 この発明の実施の形態 3によるハイプリッド自動車の全体ブロック 図である。
図 14は、 図 13に示す制御装置による S OCの制御範囲の設定に関するプロ グラムの制御構造を示すフローチャートである。
図 15は、 この実施の形態 4における制御装置による走行スケジュールの学習 に関するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
図 16は、 この実施の形態 4における制御装置による S〇 Cの制御範囲の設定 に関するプログラムの制御構造を示すフローチヤ一トである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について、 図面を参照しながら詳細に説明する。 な お、 図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
[実施の形態 1]
図 1は、 この発明の実施の形態 1によるハイブリツド自動車の全体ブロック図 である。 図 1を参照して、 ハイブリッド自動車 100は、 ノ ッテリ Bと、 昇圧コ ンバータ 10と、 インバータ 20, 30と、 電源ライン PL 1, PL 2と、 接地 ライン S Lと、 U相ライン UL 1, UL 2と、 V相ライン VL 1, VL 2と、 W 相ライン WL 1, WL2と、 モータジェネレータ MG 1 , MG2と、 エンジン 4 と、 動力分配機構 3と、 車輪 2とを備える。
動力分配機構 3は、 エンジン 4とモータジェネレータ MG 1 , MG2とに結合 されてこれらの間で動力を分配する機構である。 たとえば、 動力分酉己機構 3とし ては、 サンギヤ、 プラネタリ.キヤリャ、 リングギヤの 3つの回転軸を有する遊星 歯車機構を用いることができる。 この 3つの回転軸がエンジン 4、 モータジエネ レータ MG 1 , MG 2の各回転軸にそれぞれ接続される。 たとえば、 モータジェ ネレ一タ MG 1のロータを中空としてその中心にエンジン 4のクランク軸を通す ことで動力分配機構 3にエンジン 4とモータジ.エネレータ MG 1 , MG 2とを機 械的に接続することができる。
なお、 モータジェネレータ MG 2の回転軸は、 図示されない減速ギヤや作動ギ ャによって車輪 2に結合されている。 また、 動力分配機構 3の内部にモータジェ ネレータ MG 2の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。
そして、 モータジェネレータ MG 1は、 エンジン 4によって駆動される発電機 として動作し、 かつ、 エンジン 4の始動を行ない得る電動機として動作するもの としてハイブリッド自動車 1 0 0に組み込まれ、 モータジェネレータ MG 2は、 駆動輪である車輪 2を駆動する電動機としてハイプリッド自動車 1 0 0に組み込 まれる。
モータジェネレータ MG 1 , MG 2は、 3相交流電動機であり、 たとえば、 3 相交流同期電動機である。 モータジェネレータ MG 1は、 U相コィノレ U l 、 V相 コイル V 1および W相コィノレ W 1からなる 3相コイルをステータコイルとして含 む。 モータジェネレータ MG 2は、 U相コイル U 2、 V相コイル V 2および W相 コイスレ W 2からなる 3相コイ^/をステータコィノレとして含む。
そして、 モータジェネレータ MG 1は、 エンジン 4の出力を用いて 3相交流電 圧を発生し、 その発生した 3相交流電圧をインバータ 2 0へ出力する。 また、 モ ータジェネレータ MG 1は、インバータ 2 0から受ける 3相交流電圧によって駆 動力を発生し、 エンジン 4の始動を行なう。
モータジェネレータ MG 2は、 インバータ 3 0から受ける 3相交流電圧によつ て車両の駆動トルクを発生する。 また、 モータジェネレータ MG 2は、 車両の回 生制動時、 3相交流電圧を発生してインバータ 3 0へ出力する。
ノ ッテリ Bは、 充放電可能な直流電源であり、 たとえば、 ニッケ /レ水素ゃリチ ゥムイオン等の二次電池からなる。 バッテリ Bは、 直流電力を昇圧コンバータ 1 0へ出力する。 また、 ノ ッテリ Bは、 昇圧コンバータ 1 0から出力される直流電 圧によって充電される。 なお、 バッテリ Bとして、 大容量のキャパシタを用いて あよい。
昇圧コンバータ 10は、 リアタトル Lと、 n p n型トランジスタ Q 1, Q2と. ダイオード D l, D2とを含む。 リアクトル Lの一端は電源ライン P L 1に接続 され、 n p n型トランジスタ Ql, Q 2の接続点に他端が接続される。 n p n型 トランジスタ Q l, Q2は、 電源ライン P L 2と接地ライン SLとの間に直列に 接続され、 制御装置 60からの信号 PWCをベースに受ける。 そして、 各 n p n 型トランジスタ Q l, Q 2のコレクターェミッタ間には、 ェミッタ俱 ljからコレク タ側へ電流を流すようにダイォード D 1 , D 2がそれぞれ接続される。
なお、 上記の n p n型トランジスタおよび以下の本明細書中の n p n型トラン ジスタとして、 たとえば、 I GBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) を 用いることができ、 また、 n p n型トランジスタに代えて、 パワー MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) 等の電力スィッチン グ素子を用 、ることができる。
インバータ 20は、 U相アーム 22、 V相アーム 24および W相アーム 26を 含む。 U相アーム 22、 V相アーム 24および W相アーム 26は、 電源ライン P L 2と接地ライン S Lとの間に並列に接続される。
U相アーム 22は、 直列に接続された n p n型トランジスタ Q 11, Q12を 含み、 V相アーム 24は、 直列に接続された np n型トランジスタ Q13, Q 1 4を含み、 W相アーム 26は、 直列に接続された n p n型トランジスタ Q15, Q 16を含む。 各 n p n型トランジスタ Q 1 1〜Q 16のコレクタ一ェミッタ間 には、 ェミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイォード D 1 1〜Π> 16がそれ ぞれ接続される。 そして、 各相アームにおける各 η ρ η型トランジスタの接続点 は、 U, V, W各相ライン UL 1, VL 1 , WL 1を介してモータジェネレータ MG 1の各相コイルの中性点 N 1と異なるコィノレ端にそれぞれ接続される。
インバータ 30は、 U相アーム 32、 V相アーム 34および W相アーム 36を 含む。 U相アーム 32、 V相アーム 34および W相アーム 36は、 電源ライン P L 2と接地ライン S Lとの間に並列に接続される。
U相アーム 32は、 直列に接続された np n型トランジスタ Q 21, Q22を 含み、 V相アーム 34は、 直列に接続された n p n型トランジスタ Q 23, Q 2 4を含み、 W相アーム 36は、 直列に接続された n p n型トランジスタ Q 25, Q 26を含む。 各 n p n型トランジスタ Q 21〜Q26のコレクタ一エミッタ間 には、 ェミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイォード D 21〜D 26がそれ ぞれ接続される。 そして、 インバータ 30においても、 各相アームにおける各 n p n型トランジスタの接続点は、 U, V, W各相ライン UL 2, VL 2, WL 2 を介してモータジェネレータ MG 2の各相コイルの中性点 N 2と異なるコイル端 にそれぞれ接続される。
ハイブリッド自動車 100は、 さらに、 コンデンサ C I, C 2と、 リレー回路 40と、 コネクタ 50と、 モード切換スィツチ 52と、 制御装置 60と、 ACラ イン ACL 1, ACL 2と、 電圧センサ 71〜74と、 電流センサ 80, 82と を備える。
コンデンサ C 1は、 電¾^、ライン PL 1と接地ライン S Lとの間に接続され、 電 圧変動に起因するバッテリ Bおよび昇圧コンバータ 10への影響を低減する。 電 源ライン PL 1と接地ライン SLとの間の電圧 VLは、 電圧センサ 73で測定さ れる。
コンデンサ C 2は、 電源ライン PL 2と接地ライン SLとの間に接続され、 電 圧変動に起因するインバータ 20, 30および昇圧コンバータ 10への影響を低 減する。 電源ライン PL 2と接地ライン S Lとの間の電圧 VHは、 電圧センサ 7 2で測定される。
昇圧コンバータ 10は、 バッテリ Bから電源ライン P L 1を介して供給される 直流電圧を昇圧して電源ライン; PL 2へ出力する。 より具体的には、 昇圧コンパ ータ 10は、 制御装置 60からの信号 PWCに基づいて、 n p n型トランジスタ Q 2のスィツチング動作に応じて流れる電流をリアクトル Lに磁場エネルギーと' して蓄積し、 その蓄積したエネルギーを n p n型トランジスタ Q 2が OFFされ たタイミングに同期してダイォード D 1を介して電源ライン P L 2へ電流を流す ことによって放出することにより昇圧動作を行なう。
また、 昇圧コンバータ 10は、 制御装置 60からの信号 PWCに基づいて、 電 源ライン P L 2を介してインバータ 20および 30のいずれか一方または両方か ら受ける直流電圧をバッテリ Bの電圧レベルに降圧してバッテリ Bを充電する。 インバータ 20は、 制御装置 60からの信号 PWM1に基づいて、 電源ライン P L 2から供給される直流電圧を 3相交流電圧に変換してモータジェネレータ M G 1を駆動する。 これにより、 モータジェネレータ MG 1は、 トルク指令値 TR 1によって指定されたトルクを発生するように駆動される。 また、 インバータ 2 0は、 エンジン 4からの出力を受けてモータジェネレータ MG 1が発電した 3相 交流電圧を制御装置 60からの信号 PWM1に基づいて直流電圧に変換し、 その 変換した直流電圧を電源ライン P L 2へ出力する。
インバータ 30は、 制御装置 60からの信号 PWM2に基づいて、 電源ライン P L 2から供給される直流電圧を 3相交流電圧に変換してモータジェネレータ M G2を駆動する。 これにより、 モータジェネレータ MG 2は、 'トルク指令値 TR 2によって指定されたトルクを発生するように駆動される。 また、 インバータ 3 0は、 車両の回生制動時、 駆動軸からの回転力を受けてモータジェネレータ MG 2が発電した 3相交流電圧を制御装置 60からの信号 P WM 2に基づいて直流電 圧に変換し、 その変換した直流電圧を電源ライン PL 2へ出力する。
' なお、 ここで言う回生制動とは、 ハイブリツド自動車 100の運転者によるフ ットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴なう制動や、 フットブレーキを操 作しないものの、 走行中にアクセルペダルを OFFすることで回生発電をさせな がら車両を減速 (または加速の中止) させることを含む。
リレー回路 40は、 リレー RY1, RY2を含む。 リ レー RY1, RY2とし ては、 たとえば、 機械的な接点リレーを用いることができるが、 半導体リ レーを 用いてもよい。 リレー RY1は、 ACライン ACL 1とコネクタ 50との間に設 けられ、 制御装置 60からの信号 CNTLに応じて ON/OF Fされる。 リ レー RY2は、 ACライン ACL 2とコネクタ 50との間に設けられ、 制御装置 60 からの信号 CNTLに応じて ONZOF Fされる。
このリ レー回路 40は、 制御装置 60からの信号 CNTLに応じて、 ACライ ン ACL 1, ACL 2とコネクタ 50との接続 Z切離しを行なう。 すなわち、 リ レー回路 40は、 制御装置 60から H (論理ハイ) レベルの信号 CNTLを受け ると、 ACライン ACL 1, AC L 2をコネクタ 50と電気的に接続し、 制御装 • 置 60から L (論理ロー) レベルの信号 CNTLを受けると、 ACライン ACL 1, ACL 2をコネクタ 50から電気的に切離す。
コネクタ 50は、 車両外部の商用電源 55からの交流電力を受けるための図示 されない第 1および第 2の端子を含む。 第 1および第 2の端子は、 それぞれリレ 一回路 40のリ レー RY 1, RY2に接続される。 ACライン ACL 1, ACL 2の線間電圧 V A Cは、 電圧センサ 74で測定され、 測定値が制御装置 60に送 信される。
モード切換スィツチ 52は、 運転者が HV走行重視モードおよび EV走行重視 モードのいずれかを選択するためのスィッチである。 ここで、 HV走行重視モー ドとは、 エンジン 4およびモータジェネレータ MG 1による回生発電を前提とす る HV走行モードを、 エンジン 4およびモータジェネレータ MG 1を停止させバ ッテリ Bのみをエネルギー源として走行する EV走行モードょりも重視するモー ドである。 一方、 EV走行重視モードとは、 EV走行モードを HV走行モードよ りも重視するモードである。 詳細は後ほど述べる。
そして、 モード切換スィツチ 52は、 HV走行重視モードが選択されていると き、 Hレベルの信号を制御装置 60へ出力し、 EV走行重視モードが選択されて いるとき、 Lレベルの信号を制御装置 60へ出力する。
電圧センサ 71は、 バッテリ Bの電圧 VBを検出し、 その検出した電圧 VBを 制御装置 60へ出力する。 電圧センサ 73は、 コンデンサ C 1の両端の電圧、 す なわち、 昇圧コンバータ 10の入力電圧 VLを検出し、 その検出した電圧 VLを 制御装置 60へ出力する。 電圧センサ 72は、 コンデンサ C 2の両端の電圧、 す なわち、 昇圧コンバータ 10の出力電圧 VH (インバータ 20, 30の入力電圧 に相当する。 以下同じ。 ) を検出し、 その検出した電圧 VHを制御装置 60へ出 力する。
電流センサ 80は、 モータジェネレータ MG 1に流れるモータ電流 MCRT 1 を検出し、 その検出したモータ電流 MCRT 1を制御装置 60へ出力する。 電流 センサ 82は、 モータジェネレータ MG 2に流れるモータ電流 MCRT 2を検出 し、 その検出したモータ電流 MCRT 2を制御装置 60へ出力する。
制御装置 60は、 図示されない HV— ECU (Electronic Control Unit) か ら出力されたモータジェネレータ MG 1, MG2のトルク指令値 TR 1, TR 2 およびモータ回転数 MRN 1, MRN2、 電圧センサ 73からの電圧 VL、 なら びに電圧センサ 72からの電圧 VHに基づいて、 昇圧コンバータ 10を駆動する ための信号 PWCを生成し、 その生成した信号 PWCを昇圧コンバータ 10へ出 力する。
また、 制御装置 60は、 電圧 VHならびにモータジェネレータ MG 1のモータ 電流 MCRT 1およびトルク指令値 TR 1に基づいて、'モータジェネレータ MG 1を駆動するための信号 PWM1を生成し、 その生成した信号 PWM1をインバ ータ 20へ出力する。 さらに、 制御装置 60は、 電圧 VHならびにモータジエネ レータ MG 2のモータ電流 MCRT 2およびトルク指令値 TR 2に基づいて、 モ ータジェネレータ MG 2を,駆動するための信号 PWM 2を生成し、 その生成した 信号 PWM 2をインバータ 30へ出力する。
ここで、 制御装置 60は、 図示されないイグニッションキー (またはイダ-ッ シヨンスィッチ、 以下同じ。 ) からの信号 I Gおよびバッテリ Bの SOCに基づ いて、 モータジェネレータ MG 1, MG2の中性点N1, N 2間に与えられる商 用電源 55からの交流電力を直流電力に変換してバッテリ Bの充電が行なわれる ように、 インバータ 20, 30を制御するための信号 PWM1, PWM2を生成 する。
さらに、 制御装置 60は、 バッテリ Bの SOCに基づいて、 車外から充電可能 か否かを判定し、 充電可能と判定したときは、 Hレベルの信号 CNTLをリ I /一 回路 40へ出力する。 一方、 制御装置 60は、 バッテリ Bがほぼ満充電状態であ り、 充電可能でないと判定したときは、 Lレベルの信号 CNTLをリ レー回路 4 0へ出力し、 信号 I Gが停止状態を示す場合にはインバータ 20および 30を停 止させる。
また、 さらに、 制御装置 60は、 バッテリ Bの S O Cを所定の制御範囲内に制 御する。 具体的には、 制御装置 60は、 エンジン 4およびエンジン 4の出力を用 いて発電するモータジェネレータ MG 1を駆動制御して (エンジン 4およびモー タジェネレータ MG 1を停止させることも含む。 ) 、 バッテリ Bの SOCを制御 する。
また、 さらに、 制御装置 60は、 モード切換スィッチ 52からの信号を受け、 その受けた信号に基づいて EV走行重視モードが選択されていると半 IJ定すると、 後述する方法により、 モード切換スィッチ 52によって HV走行重視モードが選 択されているときよりもバッテリ Bの SO Cの制御範囲を低く設定する。
なお、 上記のように、 モード切換スィッチ 52によって HV走行重視モードお よび EV走行重視モードのいずれかを選択することは、 ノ ッテリ Bの SO Cの所 定の制御範囲を切換えることに対応する。
次に、 制御装置 60による昇圧コンバータ 10およびインバータ 20, 30の 制御、 ならびに商用電原 55からの充電制御について説明する。 以下の図 2〜図 7では、 これらの制御に関する部分のみを抽出して説明が行なわれ、 制御装置 6 0によるバッテリ Bの SOCに関する制御に関しては、 図 8以降で説明する。 図 2は、 図 1に示した制御装置 60の機能ブロック図である。 図 2を参照して. 制御装置 60は、 コンバータ制御部 61と、 第 1のィンバータ制御部 62と、 第 2のィンバータ制御部 63と、 AC入力制御部 64とを含む。 コンバータ制御部 61は、 電圧 VB、 電圧 VH、 トルク指令値 TR 1, TR2、 およびモータ回転 数 MRN1, MRN 2に基づいて昇圧コンバータ 10の n p n型トランジスタ Q 1, Q 2を ON/OF Fするための信号 PWCを生成し、 その生成した信号 PW Cを昇圧コンバータ 10へ出力する。
第 1のインバータ制御部 62は、 モータジェネレータ MG 1のトルク指令値 T R 1およびモータ電流 MCRT 1ならびに電圧 VHに基づいてインバータ 20の n p n型トランジスタ Q 1 1〜Q 16を ON/O F Fするための信号 P WM 1を 生成し、 その生成した信号 PWM1をインバータ 20へ出力する。
第 2のインバータ制御部 63は、 モータジェネレータ MG 2のトルク指令値 T R 2およびモータ電流 MCRT 2ならびに電圧 VHに基づいてインバータ 30の n p n型トランジスタ Q 21〜Q 26を ON/O F Fするための信号 P WM 2を 生成し、 その生成した信号 PWM 2をインバータ 30へ出力する。
AC入力制御部 64は、 トルク指令値 TR 1, TR 2およびモータ回転数 MR N 1 , MR N 2に基づいてモータジェネレータ MG 1, MG 2の駆動状態を判定 し、 信号 I Gおよびバッテリ Bの SOCに基づいて、 2つのインバータ 20, 3 0を協調制御してコネクタ 50に与えられる交流電圧を直流に変換するとともに 昇圧し、 バッテリ Bへの充電を行なう。
そして、 AC入力制御部 64は、 モータジェネレータ MG 1 , MG 2の馬区動状 態が停止状態であり、 かつ、 信号 I Gに基づいてィダニッションキーが O F F位 置に回動されていると判断すると、 バッテリ Bの SO Cが所定レベルよりも低け れば充電動作を行なう。 具体的には、 AC入力制御部 64は、 Hレベルの信号 C NTLをリレー回路 40へ出力することによってリレー RY1, RY2を導通さ せる。 そして、 AC入力制御部 64は、 電圧 VACの入力があればこれに応じて 制御信号 C TL 1を生成し、 ィンバータ 20, 30を協調制御してコネクタ 50 に与えられる交流電圧を直流に変換するとともに昇圧させ、 バッテリ Bへの充電 を行なわせる。
一方、 AC入力制御部 64は、 モータジエネレータ MG 1, MG2が駆動状態 であるかまたは信号 I Gに基づいてイダ二ッションキーが ON位置に回動されて いると判断した場合、 および、 バッテリ Bの SOCが所定レベルよりも高い場合 には、 充電動作を行なわない。 具体的には、 AC入力制御部 64は、 Lレベルの 信号 CNTLをリレー回路 40へ出力することによってリレー RY 1, RY2を 開放させ、 制御信号 CTL 0を生成して昇圧コンバータ 10およびインバータ 2 0, 30に車両運転時の通常動作を行なわせる。
図 3は、 図 2に示したコンバータ制御部 61の機能ブロック図である。 図 3を 参照して、 コンバータ制御部 61は、 ィンバータ入力電圧指令演算部 1 1 2と、 フィードバック電圧指令演算部 1 14と、 デューティ一比演算部 1 16と、 P W M信号変換部 118とを含む。
ィンバータ入力電圧指令演算部 1 12は、 トルク指令値 T R 1, 丁 R 2および モータ回転数 MRN1, MRN 2に基づいてインバータ入力電圧の最適値 (目標 値) 、 すなわち電圧指令 VH— c omを演算し、 その演算した電圧指令 VH一 c omをフィードバック電圧指令演算部 1 14へ出力する。
フィードバック電圧指令演算部 1 14は、 電圧センサ 72によつて検出される 昇圧コンバータ 10の出力電圧 VHと、 インバータ入力電圧指令演算部 1 12か らの電圧指令 VH— c omとに基づいて、 出力電圧 VHを電圧指令 VH— c om に制御するためのフィードバック電圧指令 VH—c om— f bを演算し、 その演 算したフィードバック電圧指令 VH—c om_f bをデューティー比演算部 1 1 6へ出力する。
デューティー比演算部 1 16は、 電圧センサ 71からの電圧 VBと、 フィード バック電圧指令演算部 1 14からのフィードバック電圧指令 V H— c o m_ f b とに基づいて、 昇圧コンバータ 1◦の出力電圧 VHを電圧指令 VH— c omに制 御するためのデューティー比を演算し、 その演算したデューティー比を PWM信 号変換部 1 18へ出力する。
PWM信号変換部 1 18は、 デューティー比演算部 1 16から受けたデューテ ィー比に基づいて昇圧コンバータ 10の n p n型トランジスタ Q 1, Q 2を〇N /OFFするための PWM (Pulse Width Modulation) 信号を生成し、 その生成 した PWM信号を信号 PWCとして昇圧コンバータ 10の n p n型トランジスタ Q 1, Q 2へ出力する。
なお、 昇圧コンバータ 10の下アームの n p n型トランジスタ Q 2の ONデュ 一ティーを大きくすることによりリアタトル Lにおける電力蓄積が大きくなるた め、 より高電圧の出力を得ることができる。 一方、 上アームの n p n型トランジ スタ Q 1の ONデューティーを大きくすることにより電¾§ライン PL 2の電圧が 下がる。 そこで、 np n型トランジスタ Q 1, Q 2のデューティー比を制御する ことで、 電源ライン P L 2の電圧をバッテリ Bの出力電圧以上の任意の電圧に制 御することができる。
さらに、 P WM信号変換部 118は、 制御信号 C T L 1が活性化しているとき は、 デューティー比演算部 1 16の出力に拘わらず、 n p n型トランジスタ Q 1 を導通状態とし、 np n型トランジスタ Q2を非導通状態とする。 これにより、 電¾1ライン P L 2から電源ライン P L 1に向けて充電電流を流すことが可能とな る。
図 4は、 図 2に示した第 1および第 2のィンバ一タ制御部 62, 63の機能プ ロック図である。 図 4を参照して、 第 1および第 2のインバータ制御部 62, 6 3の各々は、 モータ制御用相電圧演算部 120と、 PWM信号変換部' 122とを 含む。
モータ制御用相電圧演算部 120は、 ィンバータ 20, 30の入力電圧 VHを 電圧センサ 72から受け、 モータジェネレータ MG 1 (または MG2) の各相に 流れるモータ電流 MCRT 1 (または MCRT2) を電流センサ 80 (または 8 2) から受け、 トルク指令値 TR 1 (または TR2) を HV— ECUから受ける。 そして、 モータ制御用相電圧演算部 120は、 これらの入力値に基づいて、 モー タジェネレータ MG 1 (または MG 2) の各相コイルに印加する電圧を演算し、 その演算した各相コイル電圧を PWM信号変換部 122へ出力する。
P WM信号変換部 122は、 A C入力制御部 64から制御信号 C T L 0を受け ると、 モータ制御用相電圧演算部 120から受ける各相コィノレ電圧指令に基づい て、 実際にインバータ 20 (または 30) の各 n p n型トランジスタ Q 1 1〜Q 16 (または<321〜(226) を ON/O F Fする信号 P WM 1 __0 (信号 PW Mlの一種) (または PWM2_0 (信号 PWM 2の一種) ) を生成し、 その生 成した信号 PWM1__0 (または PWM2— 0) をインバータ 20 (または 3 0) の各 n p n型トランジスタ Q 1 1〜Q 16 (または Q 21〜Q 26) へ出力 する。
このようにして、 各 np n型トランジスタ Ql 1〜Q 16 (または Q21〜Q
•26) がスイッチング制御され、 モータジェネレータ MG 1 (または MG2) 力 S 指令されたトルクを出力するようにモータジェネレータ MG 1 (または MG2) の各相に流す電流が制御される。 その結果、 トルク指令値 TR 1 (または TR 2) に応じたモータトルクが出力される。
また、 P WM信号変換部 1 22は、 AC入力制御部 64から制御信号 C T L 1 を受けると、 モータ制御用相電圧演算部 120の出力に拘わらず、 インバータ 2 0 (または 30) の U相アーム 22 (または 32) 、 V相アーム 24 (または 3 4) および W相アーム 26 (または 36) に同位相の交流電流を流すように n p n型トランジスタ Q 1 1〜Q 16 (または Q21〜Q26) を ON/OFFする 信号 PWM1_1 (信号 PWM 1の一種) (または PWM2_1 (信号 PWM 2 の一種) ) を生成し、 その生成した信号 PWM 1—1 (または PWM2— 1) を インバータ 20 (または 30) の n p n型トランジスタ Q 1 1〜Q 1 6 (または Q 21〜Q 26) へ出力する。
U, V, Wの各相コイルに同位相の交流電流が流れる場合には、 モータジエネ レータ MG1, MG 2には回転トルクは発生しない。 そしてインバータ 20およ ' び 30が協調制御されることにより交流の電圧 VACが直流の充電電圧に変換さ れる。
次に、 ハイブリッド自動車 100において車外の商用電源 55 (電圧レベルを 交流電圧 VACとする。 ) から直流の充電電圧を発生する方法について説明する。 図 5は、 図 1のブロック図を充電に関する部分に簡略化して示した図である。 図 5では、 図 1のインバータ 20および 30のうちの U相アームが代表として示 されている。 またモータジェネレータの 3相コイルのうち U相コィ /レが代表とし て示されている。 U相について代表的に説明すれば各相コイルには同相の電流が 流さ るので、 他の 2相の回路も U相と同じ動きをする。 図 5からわかるように、 U相コイル U 1と U相アーム 22の組、 および U相コイル U 2と U相アーム 32 の組の各々は、 昇圧コンバータ 10と同様な構成となっている。 したがって、 た とえば 100Vの交流電圧を直流電圧に変換するだけでなく、 さらに昇圧してた とえば 200V程度の充電電圧に変換することも可能である。
図 6は、 充電時のトランジスタの制御状態を示す図である。 図 5, 図 6を参照 して、 まず、 電圧 VAC〉 0すなわちライン AC L 1の電圧 V 1がライン AC L 2の電圧 V 2よりも高い ¾合には、 昇圧コンバータ 10の n p n型トランジスタ Q 1は ON状態とされ、 n p n型トランジスタ Q 2は OFF状態とされる。 これ により、 昇圧コンバータ 10は、 電源ライン P L 2から電源ライン P L 1に向け て充電電流を流すことができるようになる。
そして、 第 1のインバータ (インバータ 20) では、 n p n型トランジスタ Q 12が電圧 VACに応じた周期およびデューティー比でスイッチングされ、 n p n型トランジスタ Q l 1は OFF状態またはダイオード D 1 1の導通に同期して 導通されるスイッチング状態に制御される。 このとき、 第 2のインバータ (イン バータ 30) では、 n p n型トランジスタ Q 21は OFF状態とされ、 n p n型 トランジスタ Q 22は ON状態に制御される。
電圧 VAC > 0ならば、 n p n型トランジスタ Q 12の ON状態に'おいて電流 がコィノレ U l→n p n型トランジスタ Q 12→ダィォ一ド D 22→コイル U 2の 経路で流れる。 このとき、 コイル Ul, U 2に蓄積されたエネルギーは n p n型 トランジスタ Q l 2が OFF状態となると放出され、 ダイオード D l 1を経由し て電流が電源ライン PL 2に流される。 ダイオード D l 1による損失を低減させ るためにダイォード D 11の導通期間に同期させて n p n型トランジスタ Q 1 1 を導通させてもよい。 電圧 VACおよび電圧 VHの値に基づいて昇圧比が求めら れ、 n p n型トランジスタ Q 12のスィツチングの周期およびデューティー比が 定められる。 - 次に、 電圧 VACく 0すなわちライン AC L 1の電圧 V 1がライン AC L 2の 電圧 V 2よりも低い場合には、 昇圧コンバータの n p n型トランジスタ Q 1は O N状態とされ、 n p n型トランジスタ Q 2は OFF状態とされる。 これにより、 昇圧コンバータ 10は、 電源ライン P L 2から電gライン P L 1に向けて充電電 流を流すことができるようになる。
そして第 2のインバータでは、 n p n型トランジスタ Q 22が電圧 VACに応 じた周期およびデューティー比でスイッチングされ、 np n型トランジスタ Q 2 1は〇F F状態またはダイォード D 21の導通に同期して導通されるスィッチン グ状態に制御される。 このとき、 第 1のインバータでは、 n p n型トランジスタ Q 11は O F F状態とされ、 np n型トランジスタ Q 12は ON状態に制御され る。
電圧 VACく 0ならば、 n p n型トランジスタ Q 22の ON状態において電流 がコイル U 2→n p n型トランジスタ Q 22→ダイオード D 1 2→コイル U 1の 経路で流れる。 このとき、 コイル Ul, U 2に蓄積されたエネルギーは n p n型 トランジスタ Q 22が OF F状態となると放出され、 ダイオード D 21を経由し て電流が電源ライン PL 2に流される。 ダイオード D 21による損失を低減させ るためにダイオード D 21の導通期間に同期させて n p n型トランジスタ Q 21 を導通させてもよい。 このときも電圧 VACおよび電圧 VHの値に基づいて昇圧 比が求められ、 n n型トランジスタ Q 22のスィツチングの周期およびデュー ティー比が定められる。
図 7は、 図 1に示した制御装置 60による充電開始の判断に関するプログラム の制御構造を示すフローチャートである。 このフローチャートの処理は、 一定時 間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行さ れる。
図 7を参照して、 制御装置 60は、 ィダニッションキーからの信号 I Gに基づ いて、 イダエツシヨンキーが OFF位置に回動されたか否かを判定する (ステツ プ S 1) 。 制御装置 60は、 イグニッションキーが OFF位置に回動されていな いと判定すると (ステップ S 1において NO) 、 充電ケーブルを車両に接続して 充電を行なわせるのは不適切であるのでステップ S 6へ処理を進め、 制御はメイ ンルーチンに移される。
ステップ S 1においてイグニッションキーが OFF位置に回動されたと判定さ れると (ステップ S 1において YE S) 、 充電を行なうのに適切であると判断さ れ、 ステップ S 2に処理が進む。 ステップ S 2では、 リレー RY1および RY2 が非導通状態から導通状態に制御され、 電圧センサ 74によって電圧 VACが測 定される。 そして、 交流電圧が観測されない場合には、 充電ケープ/レがコネクタ 50のソケットに接続されていないと考えられるため、 充電処理を行なわずにス テヅプ S 6に処理が進み、 制御はメインルーチンに移される。
一方、 ステップ S 2において電圧 VACとして交流電圧が観測され.ると、 処理 はステップ S 3に進む。 ステップ S 3では、 バッテリ Bの S O Cが満充電状態を 表すしきい値 S t h (F) より小さいか否かが判断される。
バッテリ Bの SOC<S t h (F) が成立すれば充電可能状態であるため処理 はステップ S 4に進む。 ステップ S 4では、 制御装置 &0は、 2つのインバータ を協調制御してバッテリ Bに充電を行なう。
ステップ S 3においてバッテリ Bの SOC<S t h (F) が成立しないときは、 バッテリ Bは満充電状態であるので充電を行なう必要がなく、 ステップ S 5に処 理が進む。 ステップ S 5では、 充電停止処理が行なわれる。 具体的には、 インパ ータ 20, 30は停止され、 リレー RY1, RY 2は開放されて交流電力のハイ ブリツド自動車 100への入力は遮断される。 そして、 処理はステップ S 6に進 み、 制御はメインルーチンに戻される。
次に、 制御装置 60によるバッテリ Bの SOCに関する制御について説明する。 図 8は、 図 1に示したモード切換スィツチ 52により HV走行重視モードが選 択されているときのバッテリ Bの S〇Cの変化を示す図である。 図 8を参照して、 モード切換スィツチ 52により HV走行重視モードが選択されているとき、 制御 装置 60は、 ノ ッテリ Bの S〇 Cの制御範囲を上限値 S U 1およぴ下限値 S L 1 に設定する。 なお、 SC 1は、 HV走行重視モードが選択されているときの SO Cの制御範囲の中心値を表わす。
時刻 t 0において、 バッテリ Bが満充電の状態からハイブリッド自動車 100 の走行が開始されたとする。 時刻 t 1においてバッテリ Bの SOCが上限値 SU 1を下回るまでは、 エンジン 4の出力を用いたモータジェネレータ MG 1による 発電は行なわれず、 バッテリ Bに蓄えられている電力を用いて走行する EV走行 が行なわれる。
時刻 t lにおいて、 バッテリ Bの SOCが上限値 SU1を下回ると、 走行モー ドは、 E V走行モードからエンジン 4およびモータジェネレータ MG 1の駆動を 前提とする HV走行モードに切換わる。 そして、 バッテリ Bの SOCに応じてェ ンジン 4およびモータジェネレータ MG 1の始動および停止が行なわれ、 ノ ッテ リ Bの S〇 Cは、 上限値 S U 1と下限値 S L 1との間に制御される。
図 9は、 図 1に示したモード切換スィツチ 52により EV走行重視モードが選 択されているときのバッテリ Bの SOCの変化を示す図である。 図 9を参照して. モード切換スィッチ 52により EV走行重視モードが選択されているとき、 制御 装置 60は、 バッテリ Bの S O Cの制御範囲を上限値 SU 2および下限値 S L 2 に設定する。 なお、 SC2は、 EV走行重視モードが選択されているときの SO Cの制御範囲の中心値を表わす。
この上限値 S U 2および下限値 S L 2は、 それぞれ図 8に示した上限ィ直 SU 1 および下限 its L 1よりも低い。 すなわち、 モード切換スィッチ 52により EV 走行重視モードが選択されると、 制御装置 60は、 モード切换スィツチ 52によ り HV走行重視モードが選択されているときよりもバッテリ Bの SOCの制御範 囲を低く設定する。
そして、 時刻 t 0において、 バッテリ Bが満充電の状態からハイブリッド自動 車 100の走 ^ ^が開始されたとする。 時亥 ij t 2においてパッテリ Bの S OCが上 限値 SU 2を下回るまでは、 エンジン 4の出力を用いたモータジェネレータ MG 1による発電は行なわれず、 バッテリ Bに蓄えられている電力を用いて走行する E V走行が行なわれる。
時刻 t 2において、 バッテリ Bの S O Cが上限値 S U 2を下回ると、 走行モー ドは、 E V走行モードからエンジン 4およびモータジェネレータ MG 1の駆動を 前提とする HV走行モードに切換わる。 そして、 バッテリ Bの S O Cに応じてェ ンジン 4およびモータジェネレータ MG 1の始動および停止が行なわれ、 バッテ リ Bの S O Cは、 上限値 S U 2と下限値 S L 2との間に制御される。
図 8 , 図 9からわかるように、 モード切換スィッチ 5 2により E V走行重視モ 一ドが選択されると、 モード切換スィツチ 5 2により HV走行重視モードが選択 されているときよりも E V走行モードの期間が長くなる。 すなわち、 HV走行よ りも E V走行が重視される。 そして、 ノ ッテリ Bの S O Cは、 HV走行重視モー ド選択時よりも低いレベルに制御されることとなる。
反対に、 モード切換スィツチ 5 2により HV走行重視モードが選択されると、 モード切換スィツチ 5 2により E V走行重視モードが選択されているときよりも 早い段階で E V走行モードから HV走行モードに切換わる。 すなわち、 E V走行 よりも HV走行が重視される。 そして、 バッテリ Bの S O Cは、 E V走行重視モ 一ド選択時よりも高いレベルに制御されることとなる。
そこで、 このモード切換スィッチ 5 2を有効に利用することにより、 車両外部 の商用電源 5 5からバッテリ Bを充電する際の電力コストを低減させることがで きる。 すなわち、 1 日のうちで相対的に電力料金が安価な時間帯 (たとえば深夜 電力時間帯) を利用して充電することとなる場合 (たとえば充電設備が自宅にあ り、 帰宅が夜になるような場合) 、 運転者は、 モード切換スィツチ 5 2により E V走行重視モードを選択しておく。 そうすると、 バッテリ Bに蓄えられた電力が 積極的に用いられ、 帰宅時には、 バッテリ Bの S〇 Cは HV走行重視モードが選 択されているときよりも低いレベルとなる。 したがって、 料金の割安な深夜電力 をバッテリ Bの充電により多く充てることができ、 電力コストを低減することが できる。
一方、 1 日のうちで相対的に電力料金が高価な時間帯 (たとえば昼間) を利用 して充電することとなる場合、 運転者は、 モード切換スィッチ 5 2により HV走 行重視モードを選択しておく。 そうすると、 充電開始時のバッテリ Bの S O Cは、 EV走行重視モードが選択されているときよりも高いレベルであるので、 料金の 割高な昼間の電力による充電量を低減することができ、 トータルでの電力コスト を低減することができる。
図 10は、 図 1に示した制御装置 60による SOCの制御範囲の設定に関する プログラムの制御構造を示すフローチャートである。 なお、 このフローチャート に示される処理は、 一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにメインルー チンから呼出されて実行される。
図 10を参照して、 制御装置 60は、 ィダニッションキーからの信号 I Gに基 づいて、 イグニッションキーが ON位置に回動されたか否かを判定する (ステツ プ S 10) 。 制御装置 60は、 イグニッションキーが ON位置に回動されていな いと判定すると (ステップ S 10において NO) 、 一連の処理を終了し、 メイン ルーチンに制御が戻される (ステップ S 70) 。
ステップ S 10においてイグニッションキーが ON位置に回動されたと判定さ れると (ステップ S 10において YE S) 、 制御装置 60は、 モード切換スイツ チ 52からの信号を取得する (ステップ S 20) 。 次いで、 制御装置 60は、 モ 一ド切換スィツチ 52からの信号に基づいて、 モード切換スィツチ 52により H V走行重視モードが選択されているか、 それとも EV走行重視モードが選択され ているかを判定する (ステップ S 30) 。
制御装置 60は、 モード切換スィッチ 52からの信号が Hレベルであり、 HV 走行重視モードが選択されていると判定すると (ステップ S 30において YE S) 、 HV走行重視モード用の S〇C制御上下限値を設定する (ステップ S 4 0) 。 すなわち、 制御装置 60は、 バッテリ Bの SOCの制御上下限値として図 8に示した上限値 SU 1および下限値 S L 1を設定する。
一方、 制御装置 60は、 モード切换スイッチ 52からの信号が Lレベルであり . EV走行重視モードが選択されていると判定すると (ステップ S 30において N 〇) 、 EV走行重視モード用の S OC制御上下限値を設定する (ステップ S 5 0 ) 。 すなわち、 制御装置 60は、 バッテリ Bの S O Cの制御上下限値として図 9に示した上限値 SU 2および下限値 S L 2を設定する。
ステップ S 40または S 50において SO Cの制御上下限値が設定されると、 制御装置 6 0は、 設定された制御上下限値に基づいてバッテリ Bの S O Cを制御 範囲内に制御する (ステップ S 6 0 ) 。 そして、 制御装置 6 0は、 一連の処理を 終了し、 メインルーチンに制御が戻される (ステップ S 7 0 ) 。
以上のように、 この実施の形態 1によれば、 ノ ッテリ Bの S O Cの制御範囲を モード切換スィッチ 5 2によって切換えることができるので、 電力料金が安価な 深夜電力時間帯に充電設備を有する地点 (たとえば自宅) に着きそうな場合には、 モード切換スィッチ 5 2により E V走行重視モードを選択することにより、 ェン ジン 4の駆動を前提とする通常の HV走行重視モード選択時よりもバッテリ Bの S〇Cの制御範囲を低く設定することができる。 そうすると、 自宅に着くまでの 走行においてバッテリ Bに充電されている電力が積極的に使用され、 自宅での外 • 部電源 5 5からの充電量を増やすことができるので、 より多くの安価な深夜電力 を充電に充てることができる。 したがって、 車両外部からバッテリ Bを充電する 際の電力コストを低減することができる。
[実施の形態 2 ]
実施の形態 1では、 モード.切換スィツチ 5 2が設けられ、 E V走行重視モード と HV走行重視モードとの切換は運転者に委ねられていた。 この実施の形態 2で は、 E V走行重視モードと HV走行重視モードとの切換が自動的に実行される。 図 1 1は、 この発明の実施の形態 2によるハイブリツド自動車の全体プロック 図である。 図 1 1を参照して、 このハイブリッド自動車 1 0 O Aは、 図 1に示し た実施の形態 1によるハイブリッド自動車 1 0 0の構成において、 モード切換ス イッチ 5 2を備えず、 制御装置 6 0に代えて制御装置 6 O Aを備える。 ハイプリ ッド自動車 1 0 O Aのその他の構成は、 ハイブリッド自動車 1 0 0と同じである。 制御装置 6 O Aは、 後述する方法により、 車両外部の商用電源 5 5からバッテ リ Bを充電する際の電力コスト低減の観点から、 E V走行重視モードとすべきか HV走行重視モードとすべきかを判断し、 その判断結果に基づいてバッテリ Bの S O Cの制御範囲を設定する。
図 1 2は、 図 1 1に示した制御装置 6 0 Aによる S O Cの制御範囲の設定に関 するプログラムの制御構造を示 1 "フローチャートである。 なお、 このフローチヤ -ートに示される処理も、 一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにメイン ルーチンから呼出されて実行される。
図 12を参照して、 この制御構造は、 図 10に示した制御構造において、 ステ ップ S 20および S 30に代えてステップ S 1 10および S 120を含む。 すな わち、 ステップ S 10においてィグュッシヨンキーが ON位置に回動されたと判 定されると (ステップ S 10において YES) 、 制御装置 6 OAは、 車両外部の 商用電源 55からバッテリ Bを充電可能な地点 (たとえば自宅) への到着時刻を 予測する (ステップ S 1 10) 。 到着時刻の予測には、 たとえば、 図示されない カーナビグ一ション装置からの位置情報を用いて算出することができる。
次いで、 制御装置 6 OAは、 充電可能地点への到着予想時刻が夜を示す所定の 時間帯に含まれるか否かを判定する (ステップ S 1 20).。 制御装置 6 OAは、 充電可能地点への到着予想時刻が所定の時間帯に含まれない (すなわち到着予想 時刻が昼になる) と判定すると (ステップ S 120において NO) 、 ステップ S 40へ処理を進め、 HV走行重視モード用の SO C制御上下限値を設定する。 一方、 制御装置 60Aは、 充電可能地点への到着予想時刻が所定の時間帯に含 まれる (すなわち到着予想時刻が夜になる) と判定すると (ステップ S 120に おいて YES) 、 ステップ S 50へ処理を進め、 EV走行重視モード用の S〇C 制御上下限値を設定する。
なお、 制御装置 60Aのその他の構成は、 実施の形態 1における制御装置 60 と同じである。
なお、 上記においては、 深夜電力が昼間の電力よりも安価であるので、 制御装 置 60 Aにより到着予想時刻が夜になると判定されるときは E V走行重視モ一ド を選択するものとしたが、 電力料金の変動に応じて上記の所定の時間帯を自由に 設定できるようにしてもよい。
以上のように、 この実施の形態 2によれば、 実施の形態 1と同様の効果が得ら れる。 そして、 さらに、 この実施の形態 2によれば、 到着予想時刻に基づいてバ ッテリ Bの SOCの制御範囲が自動的に切換えられるので、 実施の形態 1におけ るモード切換スィッチ 52を用いての運転者による切換操作が不要になる。 · [実施の形態 3]
実施の形態 2では、 充電可能地点への到着予想時刻が夜になるときは、 EV走 行重視モードを選択するものとしたが、 充電時間を十分に確保できない場合には、 次回の走行を十分に確保できない事態が発生し得る (たとえば、 エンジン 4の燃 料残量が少ない場合には、 燃料も S〇 Cも低下した状態で次回の走行を開始する こととなる。 ) 。 そこで、 この実施の形態 3では、 充電可能地点への到着予想時 刻が夜になると判定されても、 充電時間を十分に確保できない場合には、 HV走 行重視モードが選択される。
図 1 3は、 この発明の実施の形態 3によるハイプリッド自動車の全体ブロック 図である。 図 1 3を参照して、 このハイブリッド自動車 1 0 0 Bは、 図 1 1に示 した実施の形態 2によるハイプリッド自動車 1 0 O Aの構成において、 スケジュ ール設定部 5 4をさらに備え、 制御装置 6 O Aに代えて制御装置 6 0 Bを備える。 ハイブリツド自動車 1 0 0 Bのその他の構成は、 ハイブリツド自動車 1 0 0 Aと 同じである。
スケジュール設定部 5 4は、 運転者が車両の走行スケジュールを設定するため の入力装置である。 運転者は、 次回の走行開始予定時刻を含む車両の走行スケジ ユールをスケジュール設定部 5 4から設定することができる。 そして、 スケジュ ール設定部 5 4は、 運転者により設定された走行スケジュールを制御装置 6 0 B へ出力する。
制御装置 6 0 Bは、 運転者により設定された走行スケジュールをスケジュール 設定部 5 4から受ける。 そして、 制御装置 6 O Bは、 後述する方法により、 充電 可能地点への到着予想時刻とスケジュール設定部 5 4カゝらの走行スケジュールと に基づいて、 HV走行重視モードとすべきか E V走行重視モードとすべきかを判 断し、 その判断結果に基づいてバッテリ Bの S O Cの制御範囲を設定する。
図 1 4は、 図 1 3に示した制御装置 6 0 Bによる S O Cの制御範囲の設定に関 するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 なお、 このフローチヤ ートに示される処理も、 一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにメイン ルーチンから呼出されて実行される。
図 1 4を参照して、 この制御構造は、 図 1 2に示した制御構造において、 ステ ' ップ S 1 3 0〜S 1 5 0をさらに含む。 すなわち、 ステップ S 1 2 0において、 充電可能地点への到着予想時刻が所定の時間帯に含まれる (すなわち到着予想時 刻が夜になる) と判定されると (ステップ S 120において YES) 、 制御装置 6 OBは、 スケジユーノレ設定部 54において運転者によって設定された走行スケ ジュールをスケジュール設定部 54から取得する (ステップ S 130) 。
次いで、 制御装置 60 Bは、 スケジュール設定部 54からの走行スケジュール に基づいて次回の走行開始予定時刻を抽出し、 ステップ S 1 10において予測し た充電可能地点への到着予想、時刻と次回走行開始予定時刻との時間差 Δ Tを算出 する (ステップ S 140) 。 そして、 制御装置 60Bは、 その算出した時間差厶 Tが、 バッテリ Bをある程度十分に充電するのに必要な最少時間 T t h以上であ るか否かを判定する (ステップ S 150) 。
制御装置 60 Bは、 時間差 Δ Tが最少時間 T t h以上であると判定すると (ス テツプ S 150において YES) 、 充電可能地点において深夜電力を用いてバッ テリ Bを十分に充電できるものと判断し、 ステップ S 50へ処理を進めて EV走 行重視モード用の S O C制御上下限値を設定する。
—方、 ステップ S 150において時間差 ΔΤが最少時間 T t hよりも小さいと 判定されると (ステップ S 1 50において NO) 、 制御装置 60Bは、 バッテリ Bを十分に充電できないものと判断し、 ステップ S 4 Qへ処理を進めて HV走行 重視モード用の S O C制御上下限値を設定する。
なお、 制御装置 60 Bのその他の構成は、 実施の形態 2における制御装置 60 Aと同じである。
なお、 上記においては、 スケジュール設定部 54により車両の走行スケジユー ルを設定するものとしたが、 スケジュール設定部 54により次回の走行開始予定 時刻を直接設定するようにしてもよい。
以上のように、 この実施の形態 3によれば、 到着予想時刻とスケジュール設定 部 54から設定される走行スケジュールに基づいて決定される次回走行開始予定 時刻との時間差 Δ Tが最少時間 T t hよりも短いときは、 到着予想時刻が夜であ つても、 SOCの制御範囲を低く設定することを中止するので (すなわち、 HV 走行重視モードが選択される) 、 次回走行用のバッテリ Bの SOCが確保される。 したがって、 バッテリ Bの SOCが不必要に低下する事態を回避することができ る。 [実施の形態 4]
実施の形態 3では、 スケジユーノレ設定部 54が設けられ、 走行スケジュールの 設定は運転者に委ねられていた。 この実施の形態 4では、 日々の走行パターンに 基づいて走行スケジュールが学習され、 走行スケジュールの設定が自動化される, 再び図 1 1を参照して、 この実施の形態 4によるハイブリッド自動車 100 C は、 実施の形態 2によるハイブリッド自動車 10 OAの構成において、 制御装置 6 OAに代えて制御装置 60 Cを備える。 ハイブリッド自動車 100 Cのその他 の構成は、 ハイプリッド自動車 10 OAと同じである。
制御装置 60 Cは、 日々の走行時刻に基づいてハイブリツド自動車 100 Cの 走行スケジュールを学習する。 そして、 制御装置 60 Cは、 充電可能地点への到 着予想時刻と学習された走行スケジュールとに基づいて、 HV走行重視モードと すべきか EV走行重視モードとすべきかを判断し、 その判断結果に基づいてバッ テリ Bの S◦ Cの制御範囲を設定する。
図 1 5は、 この実施の形態 4における制御装置 60 Cによる走行スケジュール の学習に関するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 なお、 この フローチャートに示'される処理も、 一定時間ごとまたは所定の条件が成立するご とにメインルーチンから呼出されて実行される。
図 1 5を参照して、 制御装置 60 Cは、 ィグ-ッションキーからの信号 I Gに 基づいて、 イグニッションキーが ON位置に回動されたか否かを判定する (ステ ップ S 210) 。 制御装置 60 Cは、 イグニッションキーが ON位置に回動され たと判定すると (ステップ S 210において YE S) 、 車両のシステムが起動さ れる (ステップ S 220) 。 そして、 車両のシステムが起動されると、 制御装置 60 Cは、 システム起動時刻を走行開始時刻として図示されない RAM (Random Access Memory) に記憶する (ステップ S 230) 。 その後、 制御装置.60 Cは, 一連の処理を終了し、 メインルーチンに制御が戻される (ステップ S 280) 。 ステップ S 210においてイグニッションキーが ON位置に回動されていない と判定された場合 (ステップ S 210において NO) 、 制御装置 60Cは、 イク、' 二ッションキーが OFF位置に回動されたか否かを判定する (ステップ S 24 0) 。 制御装置 60Cは、 イグニッションキーが OFF位置に回動されていない と判定すると (ステップ S 240において NO) 、 一連の処理を終了し、 メイン ルーチンに制御が戻される (ステップ S 280) 。
—方、 ステップ S 240においてイダ二ッションキーが OFF位置に回動され たと判定されると (ステップ S 240において YES) 、 制御装置 60 Cは、 テツプ S 230において RAMに記憶した走行開始時刻を RAMから取得する (ステップ S 250) 。 そして、 制御装置 60 Cは、 図示されない読書き可能な 不揮発性メモリに記憶されている走行スケジュールの学習データを読出し、 今回 のトリツプにおける走行開始時刻とィグニッションキーが O F F位置に回動され た走行終了時刻とに基づいて走行スケジュールを学習する (ステップ S 260) , ステップ S 260において走行スケジュールが学習され、 学習後の走行スケジ ユールの学習データが不揮発性メモリに書込まれると、 車両のシステムが停止さ れる (ステップ S 270) 。 その後、 制御装置 60Cは、 一連の処理を終了し、 メインルーチンに制御が戻される (ステップ S 280) 。
図 16は、 この実施の形態 4における制御装置 60Cによる SOCの制御範囲 の設定に関するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 なお、 この フローチャートに示される処理も、 一定時間ごとまたは所定の条件が成立するご とにメインルーチンから呼出されて実行される。
図 16を参照して、 この制御構造は、 図 14に示した制御構造において、 ステ ップ S 1 30に代えてステップ S 1 35を含む。 すなわち、 ステップ S 120に おいて、 充電可能地点への到着予想時刻が所定の時間帯に含まれる (すなわち到 着予想時刻が夜になる) と判定されると (ステップ S 120において YES) 、 制御装置 60Cは、 図 15に示した処理によって学習された走行スケジュールの 学習データをそれが記憶されている不揮発性メモリから取得する (ステップ S 1
35) 0
そして、 制御装置 60Bは、 ステップ S 140へ処理を進め、'取得した走行ス ケジュールの学習データに基づいて次回の走行開始予定時刻を算出し、 充電可能 地点への到着予想時刻と次回走行開始予定時刻との時間差 Δ Tを算出する。
なお、 制御装置 60 Cのその他の構成は、 実施の形態 3における制御装置 60 Bと同じである。 なお、 上記においては、 車両の走行スケジュールを学習するものとしたが、 走' 行開始予定時刻を直接学習するものであってもよい。
以上のように、 この実施の形態 4によれば、 実施の形態 3と同様の効果が得ら れる。 そして、 この実施の形態 4によれば、 日々の車両の走行パターンに基づい て車両の走行スケジュールを学習するようにしたので、 実施の形態 3で必要であ つた運転者による走行スケジユー の設定が不要になる。
なお、 上記の各実施の形態 1〜 4においては、 制御装置 6 0, 6 O A〜6 0 C は、 バッテリ Bの S O Cを所定の制御範囲内すなわち上限値 S C 1および下限値 S L 1の間または上限値 S C 2および下限 S L 2の間に制御するものとした力 ノ ッテリ Bの S O Cを所定の制御目標値 (たとえば中心値 S C 1または S C 2 ) に制御するようにしてもよレ、。
また、 上記においては、 モード切換スィッチ 5 2により、 または、 到着予想時 刻が夜になると判定されて、 E V走行重視モードが選択されると、 HV走行重視 モード選択時よりも S O Cの制御範囲を低く設定するものとしたが、 E V走行重 視モードの選択時は、 HV走行重視モード選択時の S O C制御下限値 S L 1と同 等あるいはそれよりも低い S O C下限値のみを設定し、 その下限値を下回った場 合に E V走行モードから HV走行モードに切換わるようにしてもよレ、。
また、 上記においては、 モータジェネレータ MG 1, 1^0 2の中'性点1^ 1 , N 2間に商用電?原 5 5からの交流電力を与え、 モータジェネレータ MG 1 , MG 2 の各相コイルおょぴインバータ 2 0 , 3 0を用いてバッテリ Bを充電するものと したが、 車両の内部または外部に別途外部充電装置 (A C/D Cコンバータ) を 備えるハイブリッド自動車にもこの発明は適用し得る。 ただし、 上記の各実施の 形態によれば、 別途外部充電装置を備える必要がないので、 低コスト化および車 両の軽量化が図られる。
なお、 上記において、 エンジン 4は、 この発明における 「内燃機関」 に対応し、 モータジェネレータ MG 2は、 この発明における 「回転電機」 に対応する。 また、 バッテリ Bは、 この発明における 「蓄電装置」 に対応し、 コネクタ 5 0は、 この 発明における 「電力入力部」 に対応する。 さらに、 モータジェネレータ MG 1お よびインバータ 2 0は、 この発明における 「発電装置」 を形成し、 制御装置 6 0 , 6 0 A〜 6 0 Cは、 この発明における 「制御部」 に対応する。 また、 さらに、 モ ード切換スィッチ 5 2は、 この発明における 「入力装置」 に対応し、 実施の形態 2〜4における制御装置 6 0 A〜 6 0 Cにより実行されるステップ S 1 1 0の処 理は、 この発明における 「予測部」 により実行される処理に対応する。 また、 さ らに、 スケジユーノレ設定部 5 4は、 この発明における 「入力装置」 に対応し、 実 施の形態 4における制御装置 6 0 Cにより実行されるステップ S 2 1 0〜S 2 7 0の処理は、 この発明における 「学習部」 により実行される処理に対応する。 ま た、 さらに、 モータジェネレータ MG 1は、 この発明における 「もう 1つの回転 電機」 に対応し、 インバータ 2 0, 3 0は、 それぞれこの発明における 「第 2の インバータ」 および 「第 1のインバータ」 に対応する。 また、 さらに、 第 1およ ぴ第 2のインバータ制御部 6 2, 6 3および A C入力制御部 6 4は、 この発明に おける 「インバータ制御部」 を形成する。
今回開示された実施の形態は、 すべての点で例示であって制限的なものではな いと考えられるべきである。 本発明の範囲は、 上記した実施の形態の説明ではな くて請求の範囲によって示され、 請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべ ての変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲
1 . 動力源として内燃機関および回転電機を搭載するハイプリッド自動車であつ て、
前記回転電機に電力を供給する充放電可能な蓄電装置と、
車両外部から与えられる電力を受けて前記蓄電装置を充電するための電力入力 部と、
前記内燃機関の出力を用いて発電し、 その発電した電力を前記蓄電装置に供給 する発電装置と、
所定の制御範囲内または制御目標値に前記蓄電装置の充電状態を制御する制御 手段と、
前記所定の制御範囲または制御目標値を切換えるための入力装置とを備えるハ イブリッド自動車。
2 . 前記入力装置は、 前記内燃機関および前記発電装置を積極的に駆動させる第 1のモードと、 前記内燃機関および前記発電装置を停止させて前記蓄電装置に蓄 えられている電力を積極的に使用する第 2のモードとを切換可能であり、
前記制御手段は、 前記入力装置により前記第 2のモードが選択されているとき、 前記入力装置により前記第 1のモードが選択されているときよりも前記所定の制 御範囲または制御目標値を低く設定する、 請求の範囲第 1項に記載のハイプリッ ド自動車。
3 . 動力源として内燃機関および回転電機を搭載するハイプリッド自動車であつ て、
前記回転電機に電力を供給する充放電可能な蓄電装置と、
車両外部から与えられる電力を受けて前記蓄電装置を充電するための電力入力 部と、
前記内燃機関の出力を用いて発電し、 その発電した電力を前記蓄電装置に供給 する発電装置と、
所定の制御範囲内または制御目標値に前記蓄電装置の充電状態を制御する制御 手段と、 前記電力入力部から前記蓄電装置を充電可能な地点に到着する時刻を予測する 予測手段とを備え、
前記制御手段は、 前記予測手段により予測される到着時刻が所定の時間帯に含 まれるとき、 前記到着時刻が前記所定の時間帯に含まれないときよりも前記所定 の制御範囲または制御目標値を低く設定する、 ハイブリッド自動車。 .
4 . 前記所定の時間帯は、 電力料金が安価な深夜電力時間帯を含む、 請求の範囲 第 3項に記載のハイプリツド自動車。
5 . 車両の走行スケジュールを設定するための入力装置をさらに備え、
前記制御手段は、 前記予測手段により予測される到着時刻と前記入力装置から 設定される走行スケジュールに基づいて決定される次回走行開始予定時刻との時 間差が所定時間よりも短いとき、 前記所定の制御範囲または制御目標値を低く設 定することを中止する、 請求の範囲第 3項に記載のハイプリッド自動車。
6 . 車両の走行パターンに基づいて前記車両の走行スケジュールを学習する学習 手段をさらに備え、
前記制御手段は、 前記予測手段により予測される到着時刻と前記学習手段によ り学習された走行スケジュールに基づいて決定される次回走行開始予定時刻との 時間差が所定時間よりも短いとき、 前記所定の制御範囲または制御目標値を低く 設定することを中止する、 請求の範囲第 3項に記載のハイプリッド自動車。
7 . 前記発電装置は、 前記内燃機関のクランク軸に回転軸が機械的に結合された もう 1つの回転電機を含み、
当該ハイプリッド自動車は、
前記回転電機に対応して設けられる第 1のィンバータと、
前記もう 1つの回転電機に対応して設けられる第 2のインバ一タと、 前記第 1および第 2のィンバータを制御するィンバータ制御手段とをさらに備 え、
前記回転電機および前記もう 1つの回転電機は、 それぞれ第 1および第 2の 3 相コイルをステータコイルとして含み、
前記電力入力部は、
前記第 1の 3相コイルの中性点に接続される第 1の端子と、 前記第 2の 3相コイルの中性点に接続される第 2の端子とを含み、
前記インバータ制御手段は、 前記第 1および第 2の端子間に与えられる交流電 力が直流電力に変換されて前記蓄電装置に与えられるように前記第 1および第 2 のィンバータを制御する、 請求の範囲第 1項から第 6項のいずれかに記載のハイ ブリツド自動車。
8 . 動力源として内燃機関および回転電機を搭載するハイプリッド自動車の制御 方法であって、
前記ハイプリッド自動車は、
前記回転電機に電力を供給する充放電可能な蓄電装置と、
車両外部から与えられる電力を受けて前記蓄電装置を充電するための電力入力 部と、
前記内燃機関の出力を用いて発電し、 その発電した電力を前記蓄電装置に供給 する発電装置と、
前記蓄電装置の充電状態を示す状態量の制御範囲または制御目標値を切換える ための入力装置とを備え、
前記制御方法は、
前記入力装置から信号を取得する第 1のステップと、
前記取得した信号に応じて前記制御範囲または制御目標値を設定する第 2のス テツプと、
前記設定された制御範囲または制御目標値に前記状態量を制御する第 3のステ ップとを含む、 ハイブリッド自動車の制御方法。
9 . 前記入力装置は、 前記内燃機関および前記 電装置を積極的に霞区動させる第 1のモードと、 前記内燃機関および前記発電装置を停止させて前記蓄電装置に蓄 えられている電力を積極的に使用する第 2のモードとを切換可能であり、
前記第 2のステップは、 前記入力装置により前記第 2のモードが選択されてい るとき、 前記入力装置により前記第 1のモードが選択されているときよりも前記 制御範囲または制御目標値を低く設定する、 請求の範囲第 8項に記載の制御方法。
1 0 . 動力源として内燃機関および回転電機を搭載するハイプリッド自動車の制 御方法であって、 前記ハイプリッド自動車は、
前記回転電機に電力を供給する充放電可能な蓄電装置と、
車両外部から与えられる電力を受けて前記蓄電装置を充電するための電力入力 部と、
前記内燃機関の出力を用いて発電し、 その発電した電力を前記蓄電装置に供給 する発電装置とを備え、
前記制御方法は、
前記電力入力部から前記蓄電装置を充電可能な地点に到着する時刻を予測する 第 1のステップと、
予測される到着時刻が所定の時間帯に含まれるとき、 前記到着時刻が前記所定 の時間帯に含まれないときよりも、 前記蓄電装置の充電状態を示す状態量の制御 範囲または制御目標値を低く設定する第 2のステップと、
前記制御範囲または制御目標値に前記状態量を制御する第 3のステップとを含 む、 ハイブリッド自動車の制御方法。
1 1 . 前記所定の時間帯は、 電力料金が安価な深夜電力時間帯を含む、 請求の範 囲第 1 0項に記載の制御方法。
1 2 . 前記ハイブリッド自動車は、 車両の走行スケジュールを設定するための入 力装置をさらに備え、
. 前記制御方法は、
前記第 1のステップにおいて予測される到着時刻と前記入力装置から設定され • る走行スケジュールに基づいて決定される次回走行開始予定時刻との時間差を算 出する第 4のステップと、
前記算出された時間差が所定時間よりも短いとき、 前記第 2のステップにおい て前記制御範囲または制御目標値を低く設定することを中止する第 5のステップ とをさらに含む、 請求の範囲第 1 0項に記載の制御方法。
1 3 . 車両の走行パターンに基づいて前記車両の走行スケジュールを学習する第 6のステップと、
前記第 1のステップにおいて予測される到着時刻と前記第 6のステップにおい て学習された走行スケジュールに基づいて決定される次回走行開始予定時刻との 時間差を算出する第 7のステップと、
前記算出された時間差が所定時間よりも短いとき、 前記第 2のステップにおい て前記制御範囲または制御目標値を低く設定することを中止する第 8のステップ とをさらに含む、 請求の範囲第 1 0項に記載の制御方法。
1 4 . 前記発電装置は、 前記内燃機関のクランク軸に回転軸が機械的に結合され .たもう 1つの回転電機を含み、
前記ハイプリッド自動車は、
前記回転電機に対応して設けられる第 1のインバータと、
前記もう 1つの回転電機に対応して設けられる第 2のインバータとをさらに備 え、
前記回転電機および前記もう 1つの回転電機は、 それぞれ第 1および第 2の 3 相コイルをステータコイルとして含み、
前記電力入力部は、
前記第 1の 3相コイルの中性点に接続される第 1の端子と、
前記第 2の 3相コイルの中性点に接続される第 2の端子とを含み、
前記制御方法は、 前記第 1および第 2の端子間に与えられる交流電力が直流電 力に変換されて前記蓄電装置に与えられるように前記第 1および第 2のィンバー タを制御する第 9のステップをさらに含む、 請求の範囲第 8項から第 1 3項のい ずれかに記載の制御方法。
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