JP2000134719A - Battery charging controller for parallel hybrid electric vehicle - Google Patents
Battery charging controller for parallel hybrid electric vehicleInfo
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、渋滞時には出来る
だけエンジンではなくモーターにより走行するようにす
るための、パラレル・ハイブリッド電気自動車のバッテ
リ充電制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery charging control device for a parallel hybrid electric vehicle for driving by a motor instead of an engine as much as possible in a traffic jam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】開発当初の電気自動車は、走行動力源と
してはバッテリのみを搭載し、それで走行用モーターを
駆動するものであった。このような電気自動車は、充電
施設に立ち寄ってバッテリを頻繁に充電しなければなら
ない関係上、短距離の走行しか出来ず、主として充電施
設が点在する平坦な市街地を走行することを目的として
いた。しかし最近では、エンジンと発電機を搭載し、バ
ッテリの充電をしながら走行することが出来るハイブリ
ッド電気自動車が開発されている。このタイプの電気自
動車では、自分で充電できるので、従来のエンジン駆動
の自動車と同様、長距離の走行が可能となっている。2. Description of the Related Art At the beginning of development, an electric vehicle was equipped with only a battery as a driving power source, and used to drive a driving motor. Since such an electric vehicle has to stop at a charging facility and frequently charge a battery, it can only run for a short distance, and is mainly intended to travel in a flat city area dotted with charging facilities. . However, recently, a hybrid electric vehicle equipped with an engine and a generator and capable of running while charging a battery has been developed. This type of electric vehicle can be charged by itself, so that it can run for a long distance like a conventional engine-driven vehicle.
【０００３】ハイブリッド電気自動車には、シリーズ・
ハイブリッド電気自動車とパラレル・ハイブリッド電気
自動車とがある。シリーズ・ハイブリッド電気自動車
は、エンジンにより発電機を回し、その発電でバッテリ
を充電し、バッテリにより走行用モーターを駆動して走
行するタイプのものである。パラレル・ハイブリッド電
気自動車は、エンジンにより走行することも出来るし、
シリーズ・ハイブリッド電気自動車と同様の経路でバッ
テリを充電し、走行用モーターで走行することも出来る
タイプのものである。[0003] Hybrid electric vehicles include a series
There are hybrid electric vehicles and parallel hybrid electric vehicles. The series hybrid electric vehicle is of a type in which a generator is driven by an engine, a battery is charged by the generated power, and a driving motor is driven by the battery to travel. Parallel hybrid electric vehicles can be driven by an engine,
The battery can be charged along the same route as a series hybrid electric vehicle, and the vehicle can be driven by a driving motor.
【０００４】なお、このようなハイブリッド電気自動車
では、減速時（制動時）に車両の運動エネルギーを回収
するという形で減速し（制動をかけ）、回収したエネル
ギーでバッテリを充電することも行われる（回生）。従
って、バッテリの充電は、エンジンにより駆動される発
電機によっても行われるし（通常充電）、減速時にエネ
ルギーを回収することによっても行われる（回生充
電）。In such a hybrid electric vehicle, the vehicle is decelerated (braking) by recovering the kinetic energy of the vehicle at the time of deceleration (during braking), and the battery is charged with the recovered energy. (Regeneration). Therefore, the battery is charged by a generator driven by the engine (normal charging) and also by recovering energy during deceleration (regenerative charging).
【０００５】ところで、走行用モーターに給電するバッ
テリの充電制御の方法としては、「ピンポン制御」と言
われるものと「追従制御」と言われるものとがあった。
図５は、ピンポン制御を示す図である。横軸は時間、縦
軸はバッテリ残存容量（ＳＯＣ）、ＳU はＳＯＣ上限
値、ＳD はＳＯＣ下限値、Ｓはバッテリ残存容量を示し
ている。ＳＯＣ上限値ＳU は、例えば満充電（１００％
充電）の８０％程度に設定され、ＳＯＣ下限値ＳD は、
例えば６０％程度に設定される。ピンポン制御では、バ
ッテリ残存容量Ｓを検出しつつ、バッテリ残存容量Ｓが
ＳＯＣ下限値ＳD まで低下すれば充電を開始し、ＳＯＣ
上限値ＳU に達した後は充電を停止するという具合に充
電を制御する。なお、充電を発電機によって行っていれ
ば発電を停止させ、回生によって行っていれば回生を停
止する。[0005] By the way, as a method of controlling the charging of the battery for supplying power to the traveling motor, there are a method called "ping-pong control" and a method called "follow-up control".
FIG. 5 is a diagram illustrating ping-pong control. The horizontal axis represents time, the vertical axis represents the remaining battery capacity (SOC), S U represents the SOC upper limit, S D represents the SOC lower limit, and S represents the remaining battery capacity. The SOC upper limit value S U is, for example, a full charge (100%
Charge), and the SOC lower limit value SD is:
For example, it is set to about 60%. In the ping-pong control, charging is started when the remaining battery capacity S decreases to the SOC lower limit value S D while detecting the remaining battery capacity S.
After reaching the upper limit value S U controls the charging so on to stop charging. If the charging is performed by the generator, the power generation is stopped, and if the charging is performed by the regeneration, the regeneration is stopped.
【０００６】図６は、追従制御を示す図である。横軸は
時間、縦軸はバッテリ残存容量、Ｓ T はＳＯＣ目標値、
Ｓはバッテリ残存容量を示している。ＳＯＣ目標値ＳT
は、例えば満充電の６０％程度に設定される。追従制御
では、バッテリ残存容量Ｓを検出しつつ、バッテリ残存
容量ＳがＳＯＣ目標値ＳT より低下すれば充電を開始
し、ＳＯＣ目標値ＳT を超えれば充電を停止する。FIG. 6 is a diagram showing the follow-up control. The horizontal axis is
Time, vertical axis is remaining battery capacity, S TIs the SOC target value,
S indicates the remaining battery capacity. SOC target value ST
Is set to, for example, about 60% of the full charge. Tracking control
Now, while detecting the remaining battery capacity S,
Capacity S is SOC target value STStart charging if lower
And the SOC target value STIf it exceeds, stop charging.
【０００７】本発明は、車両の駆動輪を駆動する手段と
してエンジンと走行用モーターとを具えているパラレル
・ハイブリッド電気自動車に関するものであるが、いず
れの駆動手段を用いるかは、走行の段階に応じて適宜決
定される。図４は、その発進から停止までの駆動状況の
例を示す図である。図４において、横軸は時間，縦軸は
車速，Ｐ1 〜Ｐ5 はグラフ上の点である。 原点Ｏ〜点Ｐ1 間…ここは発進段階である。ここでは
バッテリによるモーター駆動で走行している。 点Ｐ1 〜Ｐ2 間…車速ＶP1で走行している場面である
が、ここでは、エンジン駆動で走行している。The present invention relates to a parallel hybrid electric vehicle equipped with an engine and a driving motor as means for driving the driving wheels of the vehicle. It is determined appropriately depending on the situation. FIG. 4 is a diagram showing an example of a driving state from the start to the stop. In FIG. 4, the horizontal axis is time, the vertical axis is vehicle speed, and P 1 to P 5 are points on the graph. Between the origin O and the point P 1 ... This is the starting stage. Here, the vehicle is driven by a motor driven by a battery. It is a scene running at the point P 1 between to P 2 ... vehicle speed V P1, here, running in the engine drive.
【０００８】点Ｐ2 〜Ｐ3 間…車速ＶP1からＶP3へと
加速している段階であるが、ここではエンジン駆動を行
うと共に、モーター駆動も行っている。 点Ｐ3 〜Ｐ4 間…車速ＶP3で走行している場面である
が、ここでは、エンジン駆動で走行する。また、今まで
のモーター駆動のためにバッテリの充電量（残存容量）
が減っているので、発電機を回してバッテリを充電す
る。 点Ｐ4 〜Ｐ5 間…ここは制動して減速する段階であ
り、運動エネルギーを回収してバッテリを充電する。[0008] between point P 2 to P 3 ... it is a step of accelerating the vehicle speed V P1 to V P3, where with do engine drive is also performed motor drive. Is a scene running at the point P 3 between to P 4 ... vehicle speed V P3, here, runs in the engine drive. In addition, the amount of charge (remaining capacity) of the battery for driving the motor so far
The battery is charged by turning the generator since the battery is reduced. Between points P 4 and P 5 ... This is a stage where braking and deceleration are performed, and kinetic energy is recovered to charge the battery.
【０００９】なお、パラレル・ハイブリッド電気自動車
に関する従来の文献としては、例えば、特開平８−1681
05号公報がある。これは、停止，発進を繰り返す渋滞走
行時に、排気ガスを減少させたり燃費を向上させるた
め、渋滞と判断された場合にはエンジン走行ではなくモ
ーター走行を行うようにしたものである。[0009] Conventional documents relating to the parallel hybrid electric vehicle include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-1681.
There is No. 05 publication. This is to reduce the exhaust gas and improve fuel efficiency during traffic congestion in which stop and start are repeated, so that when it is determined that traffic is congested, motor driving is performed instead of engine driving.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】（問題点）渋滞走行時
には、排気ガスを減少させたり燃費を向上させるため、
エンジンは止めた状態で、出来るだけ長時間モーター走
行をすることが望まれるわけであるが、前記した従来の
ピンポン制御で充電しているものにおいては、渋滞に入
る直前に、バッテリ残存容量がどのような値になってい
るのかは不定であり、渋滞に入って直ぐにモーター走行
が出来なくなることもあるという問題点があった。（な
お、追従制御で充電しているものは、ＳＯＣ目標値ＳT
より低下すると充電を開始しなければならないから、エ
ンジンを止めた状態で長時間モーター走行をするという
ことは（従って、渋滞中に排気ガスが出ないようにする
ことなど）、もとより望むことは出来ないことであっ
た。）[Problem to be Solved] (Problem) In order to reduce exhaust gas and improve fuel efficiency during traffic congestion,
It is desirable to run the motor for as long as possible while the engine is stopped.However, in the case of the above-described conventional ping-pong control, the battery remaining capacity immediately It is uncertain whether such a value is obtained, and there is a problem that the motor may not be able to run immediately after entering a traffic jam. (Note that the battery charged by the tracking control is the SOC target value ST.
If the engine falls off, charging must be started, so running the motor for a long time with the engine stopped (hence avoiding exhaust gas during traffic jams, etc.) It was not. )
【００１１】（問題点の説明）従来のピンポン制御は図
５で示したように行われるが、バッテリ残存容量ＳがＳ
ＯＣ上限値ＳU 付近にある時に車両が渋滞に入った場合
は、その後モーター走行を長距離にわたって行うことが
出来る。この場合は、エンジンは止めたままで走行する
から、排気ガスを出すことはない。しかし、バッテリ残
存容量ＳがＳＯＣ下限値ＳD 付近にある時に渋滞に入っ
た場合は、モーター走行を僅か行ったところでＳＯＣ下
限値ＳD まで低下するから、その後はエンジンを始動し
てエンジンで直接走行するか、エンジンでバッテリを充
電しつつモーター走行をするかしなければならない。い
ずれにしても、エンジンを使用するから、排気ガスは出
る。そして、渋滞では発進か停止か低速走行であるの
で、燃費は悪い。(Explanation of Problems) Conventional ping-pong control is performed as shown in FIG.
If the vehicle enters the traffic jam when in the vicinity of the OC limit S U, it is possible to subsequently carry out the motor driving over long distances. In this case, since the vehicle runs with the engine stopped, no exhaust gas is emitted. However, if the battery residual capacity S enters in traffic when in the vicinity of SOC lower limit value S D, since drops to SOC lower limit value S D at a slightly subjected to motor cars, directly by the engine then start the engine You must either drive or run the motor while charging the battery with the engine. In any case, exhaust gas is emitted because the engine is used. In a traffic jam, the vehicle starts, stops, or runs at a low speed, so that fuel efficiency is poor.
【００１２】なお、渋滞時にエンジンを使用した場合の
燃費は、以下に説明するように極めて悪い。図８はエン
ジンの燃費マップを示す図であり、横軸は車速、縦軸は
トルクである。図中、Ｒは車両の走行抵抗、イ，ロ，ハ
は燃費マップを構成する曲線、Ｋ0，Ｋ1 ，Ｋ2 は動作
点、Ｖ1 ，Ｖ2 は車速、ＴH ，ＴM1，ＴM2はトルクであ
る。曲線イ〜ハは燃費が等しい点を連ねた曲線であり、
内側の曲線ほど燃費が良いことを示している。従って、
曲線イで囲まれる領域が、燃費が最も良い領域であり、
曲線ハの外側の領域が、燃費が最も悪い領域である。The fuel efficiency when the engine is used during traffic jams is extremely poor as described below. FIG. 8 is a diagram showing a fuel efficiency map of the engine, in which the horizontal axis represents vehicle speed and the vertical axis represents torque. In the figure, R is the running resistance of the vehicle, A, B, and C are curves constituting a fuel efficiency map, K 0 , K 1 , K 2 are operating points, V 1 , V 2 are vehicle speeds, T H , T M1 , T T. M2 is the torque. Curves a to c are curves connecting points with equal fuel consumption,
The inner curve indicates better fuel economy. Therefore,
The area surrounded by the curve A is the area with the best fuel efficiency,
The area outside the curve C is the area with the worst fuel consumption.
【００１３】渋滞時にエンジンでバッテリを充電する場
合、車両は停止したままとなっているか（つまり、車速
ゼロ）、走行しているとしても低速走行（例えば、図中
の車速Ｖ1 ）である。車速ゼロで充電のための発電のみ
をしている場合、必要とされるトルクをＴHとすると、
その時の図８中の動作点はＫ0 である。動作点Ｋ0 は曲
線ハのはるか外側にあり、この状態でのエンジンの運転
は、燃費が極めて悪い。When the battery is charged by the engine during a traffic jam, the vehicle is either stopped (that is, the vehicle speed is zero) or is running at a low speed (for example, the vehicle speed V 1 in the figure). If at zero vehicle speed is only power generation for charging, the torque required when the T H,
The operating point in FIG. 8 at that time is K 0 . The operating point K 0 is far outside the curve C, and the operation of the engine in this state has extremely poor fuel economy.
【００１４】低速の車速Ｖ1 でエンジン走行をしてい
て、同時に発電もしている場合、動作点はＫ1 である。
点Ｍ1 は車速Ｖ1 の時の車両の走行抵抗を示す点である
が、それに対応するトルクＴM1は車速Ｖ1 で走行するた
めに必要であり、それに、発電のためのトルクＴH が上
積みされるから、動作点はＫ1 となる。動作点Ｋ1 も曲
線ハの外側であり、この状態でも燃費は悪い。When the engine is running at a low vehicle speed V 1 and is also generating power, the operating point is K 1 .
The point M 1 is a point indicating the running resistance of the vehicle at the vehicle speed V 1 , and the corresponding torque T M1 is necessary for running at the vehicle speed V 1 , and the torque T H for power generation is since the top up, the operating point becomes K 1. Operating point K 1 is also the outside of the curve Ha, fuel consumption in this state is bad.
【００１５】なお、渋滞時でも制動の際に回生充電する
ことも出来るが、低速走行で回生を行うと、過度のブレ
ーキングにつながり運転性を損なうので、やたらに回生
を行うことは好ましくない。仮に回生を頻繁に行ったと
しても、回生時の発電機の効率は８０％程度，発電電力
をバッテリに保存してから取り出すまでの効率は９０％
程度，取り出した電力で走行用モーターを駆動する効率
は９０％程度であるので、総合効率は６０％程度に過ぎ
ず、回生電力によりバッテリ残存容量Ｓの低下をくい止
めることは難しい。従って、渋滞時にはどうしてもエン
ジンを使用することとなり、排気ガスや燃費の問題が出
て来ていた。本発明は、以上のような問題点を解決する
ことを課題とするものである。Although regenerative charging can be performed at the time of braking even during traffic jams, regenerating at low speed running leads to excessive braking and impairs drivability, so it is not preferable to regenerate excessively. Even if regeneration is performed frequently, the efficiency of the generator at the time of regeneration is about 80%, and the efficiency from storage of the generated power in the battery to extraction thereof is 90%.
Since the efficiency of driving the running motor with the extracted power is about 90%, the overall efficiency is only about 60%, and it is difficult to prevent the decrease in the remaining battery capacity S by the regenerative power. Therefore, the engine must be used during traffic jams, and problems such as exhaust gas and fuel consumption have been raised. An object of the present invention is to solve the above problems.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、走行用モーターに給電するバッテリの
充電がピンポン制御により行われるパラレル・ハイブリ
ッド電気自動車のバッテリ充電制御装置において、渋滞
情報収集装置と、車両の現在位置を検出する手段と、前
記ピンポン制御のモードとして通常時ＳＯＣ制御モード
と、それよりＳＯＣ上限値を大にＳＯＣ下限値を小にし
た渋滞時ＳＯＣ制御モードとを設けて切り換え可能と
し、前方に渋滞が検知されると、該渋滞の最後尾に追い
ついた時に渋滞時ＳＯＣ制御モードのＳＯＣ上限値まで
充電していることになるであろう充電開始地点である充
電ポイントを求め、該充電ポイントに到達した時に渋滞
時ＳＯＣ制御モードに切り換えて充電制御し、渋滞に入
ってからはモーター走行を行わせ、渋滞を抜けた時ある
いは渋滞中に渋滞時ＳＯＣ制御モードのＳＯＣ下限値ま
で放電した時には前記ピンポン制御を通常時ＳＯＣ制御
モードに戻す制御装置とを具えることとした。According to the present invention, there is provided a battery charging control apparatus for a parallel hybrid electric vehicle in which a battery for supplying power to a traveling motor is charged by ping-pong control. A device, a means for detecting the current position of the vehicle, and a normal SOC control mode as a mode of the ping-pong control, and a congestion SOC control mode in which the SOC upper limit value is larger and the SOC lower limit value is smaller than that. Switching is possible, and when a traffic jam is detected ahead, a charging point that is a charging start point that will be charged to the SOC upper limit value of the SOC control mode at the time of traffic jam when catching up to the end of the traffic jam is set. When the vehicle reaches the charging point, it switches to SOC congestion control mode to control charging, and after entering congestion, runs the motor. It was performed, when the battery was discharged until the SOC lower limit value of the traffic jam SOC control mode or during a traffic jam when passed through the congestion was that it comprises a control device for returning the pingpong control during normal SOC control mode.
【００１７】（解決する動作の概要）パラレル・ハイブ
リッド電気自動車の走行用モーターに給電するためのバ
ッテリの充電制御を、バッテリ残存容量（ＳＯＣ）がＳ
ＯＣ上限値とＳＯＣ下限値との間に入るようピンポン制
御で行う場合、その制御モードとして通常時ＳＯＣ制御
モードと渋滞時ＳＯＣ制御モードの２種類を設けてお
く。渋滞時ＳＯＣ制御モードは、通常時ＳＯＣ制御モー
ドよりＳＯＣ上限値は大に、ＳＯＣ下限値は小にしたも
のである。(Summary of operation to be solved) The charge control of the battery for supplying power to the traveling motor of the parallel hybrid electric vehicle is controlled by the state of charge (SOC) of the battery.
When ping-pong control is performed so as to fall between the OC upper limit value and the SOC lower limit value, two types of control modes, a normal SOC control mode and a congestion SOC control mode, are provided. The SOC congestion control mode has a larger SOC upper limit and a smaller SOC lower limit than the normal SOC control mode.
【００１８】前方に渋滞が検知されると、その渋滞の最
後尾に追いついた時に、丁度渋滞時ＳＯＣ制御モードの
ＳＯＣ上限値まで充電されているというような充電開始
地点（充電ポイント）を求める。そして、充電ポイント
まで来たところで渋滞時ＳＯＣ制御モードに切り換えて
充電を行い、渋滞に入ればモーター走行を行う。そうす
れば、排気ガスを出すことがない。渋滞時ＳＯＣ制御モ
ードではＳＯＣ上限値が大にされ、ＳＯＣ下限値が小に
されているので、バッテリがＳＯＣ下限値まで放電する
までには相当長距離を走行することが出来、渋滞の大部
分を排気ガスを出すことなく走行することが出来る。な
お、渋滞を抜けた後、高速走行が出来るようになった段
階で通常時ＳＯＣ制御モードで充電すると、エンジンを
燃費の良い状態で運転することが出来る。もし、従来の
ように、渋滞中に通常時ＳＯＣ制御モードのままで充電
を行いつつ走行すると、低速でエンジン走行する機会が
増え、排気ガスも出すし燃費も極めて悪い。When a traffic congestion is detected ahead, a charge start point (charging point) is determined when the vehicle has caught up to the end of the traffic congestion and has just been charged to the SOC upper limit value in the congestion SOC control mode. When the vehicle reaches the charging point, the mode is switched to the congestion-time SOC control mode to charge the battery. Then, no exhaust gas is emitted. In the congestion-time SOC control mode, the SOC upper limit value is increased and the SOC lower limit value is decreased, so that the battery can travel a considerably long distance before being discharged to the SOC lower limit value, and most of the congestion occurs. Can be driven without emitting exhaust gas. When the vehicle is charged in the normal SOC control mode at a stage where high-speed traveling can be performed after the traffic congestion, the engine can be operated with good fuel efficiency. If the vehicle runs while charging in the normal SOC control mode during traffic congestion as in the prior art, the chances of running the engine at low speed increase, exhaust gas is emitted, and fuel consumption is extremely poor.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は、本発明のブロック構
成を示す図である。図１において、１はＧＰＳアンテ
ナ、２はナビゲーションユニット、３は渋滞情報収集装
置、４は制御装置（ハイブリッドコントローラ）、５は
バッテリ残存容量計、６はバッテリ、７は走行用モータ
ー、８は回生ブレーキ、９は駆動輪、１０はエンジン、
１１は発電機である。なお、バッテリ６は、走行用の動
力源としてのバッテリである（車載電気機器の電源とし
てのバッテリとは別のバッテリである）。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a block configuration of the present invention. In FIG. 1, 1 is a GPS antenna, 2 is a navigation unit, 3 is a traffic jam information collecting device, 4 is a control device (hybrid controller), 5 is a battery remaining capacity meter, 6 is a battery, 7 is a driving motor, and 8 is a regenerative motor. Brake, 9 drive wheels, 10 engine
11 is a generator. In addition, the battery 6 is a battery as a power source for traveling (a battery different from the battery as a power source of the vehicle-mounted electric device).
【００２０】ＧＰＳアンテナ１は、人工衛星からのＧＰ
Ｓ信号をキャッチするためのアンテナであり、受信した
ＧＰＳ信号より現在の地点を知ることができる。渋滞情
報収集装置３は、渋滞情報（例、ＶＩＣＳ等）を受信す
る装置である。ナビゲーションユニット２は、これらか
ら得られた情報により、現在地点がどこかという情報、
および現在地点よりどの位離れたところに渋滞があるか
という渋滞情報を得ることが出来る。[0020] The GPS antenna 1 is a GPS antenna from an artificial satellite.
This is an antenna for catching the S signal, and the current location can be known from the received GPS signal. The traffic congestion information collecting device 3 is a device that receives traffic congestion information (eg, VICS or the like). The navigation unit 2 uses the information obtained from them to obtain information on where the current location is,
Also, it is possible to obtain traffic congestion information indicating how far away from the current point the traffic is.
【００２１】制御装置４には、ナビゲーションユニット
２からの前記の情報，バッテリ残存容量計５からのバッ
テリ残存容量信号，ドライバーの運転操作（例、アクセ
ルペダル踏み込み）に応じた運転信号Ｄが入力される。
そして、それらを基に所要の制御信号を生成し、走行用
モーター７，回生ブレーキ８，エンジン１０，発電機１
１等の制御を行う。制御装置４に行わせる制御として、
本発明では、次のような制御を行わせる。即ち、前方に
渋滞を発見した場合、その渋滞を出来るだけモーター走
行で抜けれるように、バッテリ６の充電状態を整える制
御を行わせる。具体的には、充電のＳＯＣ上限値を大な
る値へ設定変更すると共にＳＯＣ下限値を小なる値へ設
定変更し、走行して行って渋滞の最後尾に到達した時
に、変更したＳＯＣ上限値に丁度充電されているように
充電制御する。そのような充電状態とするための充電を
開始する地点を、説明の便宜上「充電ポイント」と言う
ことにする。The control unit 4 receives the above information from the navigation unit 2, the remaining battery level signal from the remaining battery level meter 5, and the driving signal D corresponding to the driver's driving operation (eg, depression of the accelerator pedal). You.
Then, necessary control signals are generated based on the signals, and the traveling motor 7, the regenerative brake 8, the engine 10, the generator 1
Control such as 1 is performed. As control to be performed by the control device 4,
In the present invention, the following control is performed. That is, when a traffic congestion is found ahead, control is performed to adjust the state of charge of the battery 6 so that the traffic congestion can be escaped by the motor as much as possible. Specifically, the SOC upper limit of charging is changed to a larger value, and the SOC lower limit is changed to a smaller value. When the vehicle travels and reaches the end of traffic congestion, the changed SOC upper limit is changed. The charging is controlled so that the battery is just charged. A point at which charging for setting such a charging state is started is referred to as a “charging point” for convenience of explanation.
【００２２】図２は、充電ポイントを説明する図であ
る。１２は渋滞、１３は本発明の制御装置を搭載してい
る電気自動車、Ｅは渋滞１２の最後尾地点、Ｃは充電ポ
イント、Ｎは現在地点、ＬC ，ＬN は充電ポイントＣあ
るいは現在地点Ｎから最後尾地点Ｅまでの距離である。
電気自動車１３が現在地点Ｎにいる時、前方に渋滞１２
があることをキャッチし、そこまでの距離はＬN である
ことが分かったとする。バッテリ充電用発電機の発電能
力，充電目標であるＳＯＣ上限値（これは設定変更後の
ＳＯＣ上限値であるが、その値は変更前に分かってい
る）等より、どの位手前の地点で充電を開始すればＳＯ
Ｃ上限値まで充電できるかを割り出す。この割り出し
は、過去の実際の情報実施データをマップの形でまとめ
ておき、そのマップを参照して行うことも出来る。そう
して割り出された地点が、充電ポイントである。図２で
は、最後尾地点Ｅより距離ＬC だけ手前の地点Ｃが、充
電ポイントとして示されている。FIG. 2 is a diagram for explaining charging points. 12 is a traffic jam, 13 is an electric vehicle equipped with the control device of the present invention, E is the last point of the traffic jam 12, C is the charging point, N is the current location, L C and L N are the charging point C or the current location. This is the distance from N to the tail point E.
When the electric vehicle 13 is at the current point N, traffic congestion 12
Suppose that there is an object, and it is found that the distance to the object is LN . How far before the power generation capacity of the battery charging generator and the SOC upper limit value that is the charging target (this is the SOC upper limit value after the setting is changed, but the value is known before the change), etc. If you start SO
Determine whether the battery can be charged up to the C upper limit. This determination can be made by collecting past actual information implementation data in the form of a map and referring to the map. The point determined in this way is the charging point. In FIG. 2, a point C that is a distance L C before the tail point E is shown as a charging point.
【００２３】図３は、制御装置４で行われる本発明の制
御動作を説明するフローチャートである。図１，図２を
参照しつつ説明する。ステップ１…前方に渋滞があるか
どうか調べる。これは、ナビゲーションユニット２から
の渋滞情報により、調べることが出来る。ステップ２…
渋滞が発見された場合、充電ポイントＣを求める。そし
て、電気自動車１３が充電ポイントＣまで、進行して来
ているかどうか調べる。これは、ＧＰＳ信号を基に現在
位置を求めることにより、調べることが出来る。FIG. 3 is a flowchart illustrating the control operation of the present invention performed by the control device 4. This will be described with reference to FIGS. Step 1: Check whether there is traffic congestion ahead. This can be checked by the traffic jam information from the navigation unit 2. Step 2 ...
When a traffic jam is found, a charging point C is obtained. Then, it is checked whether or not the electric vehicle 13 has advanced to the charging point C. This can be checked by determining the current position based on the GPS signal.
【００２４】ステップ３…充電ポイントＣに来た時、充
電制御モードを「渋滞時ＳＯＣ制御モード」にする。即
ち、バッテリ６をピンポン制御により充電する場合のＳ
ＯＣ上限値ＳU ，ＳＯＣ下限値ＳD を、予め定めてある
値にそれぞれ設定変更する。なお、これに対し、この設
定変更をする前の充電制御モード（つまり、図５のよう
な充電制御）を「通常時ＳＯＣ制御モード」と言うこと
にする。Step 3: When the vehicle reaches the charging point C, the charging control mode is set to the "congestion-time SOC control mode". That is, S when charging the battery 6 by ping-pong control.
The OC upper limit S U and the SOC lower limit SD are set and changed to predetermined values, respectively. On the other hand, the charge control mode before the setting change (that is, the charge control as shown in FIG. 5) is referred to as “normal SOC control mode”.
【００２５】図７は、本発明によるピンポン制御を示す
図である。横軸，縦軸，符号等は図５のものに対応して
おり、ＳU1は設定変更後のＳＯＣ上限値，ＳD1は設定変
更後のＳＯＣ下限値である。即ち、ＳＯＣ上限値を上昇
させ、ＳＯＣ下限値を下降させる。ＳＯＣ上限値Ｓ
U1は、例えば１００％に近い値とされ、ＳＯＣ下限値Ｓ
D1は、例えば１０％〜２０％程度の値とされる。充電電
荷を使えるだけ使いたいという立場からすれば、ＳＯＣ
下限値ＳD1を０％程度にすることも考えられが、そのよ
うにすると、不慮の状況変化への対応とかバッテリの劣
化等の点で好ましくないので、それよりやや大きい１０
％〜２０％程度にしておく。FIG. 7 is a diagram showing ping-pong control according to the present invention. The horizontal axis, the vertical axis, the signs, etc. correspond to those in FIG. 5, where S U1 is the SOC upper limit value after the setting change and S D1 is the SOC lower limit value after the setting change. That is, the SOC upper limit value is increased, and the SOC lower limit value is decreased. SOC upper limit S
U1 is, for example, a value close to 100%, and the SOC lower limit S
D1 is, for example, a value of about 10% to 20%. From the standpoint of wanting to use as much of the charge as possible, SOC
Although it is conceivable to set the lower limit value S D1 to about 0%, it is not preferable in such a case in response to an unforeseen situation change or deterioration of the battery.
% To about 20%.
【００２６】ステップ４…ＳＯＣ上限値ＳU1に設定変更
した直後のバッテリ残存容量Ｓは、当然、ＳＯＣ上限値
ＳU1より小であるから、発電機１１に発電させ、バッテ
リ６を充電する。もし、エンジン１０が始動していなか
ったら、始動して発電機１１を駆動する。もし、エンジ
ン１０で駆動輪９を駆動している時であれば、エンジン
１０により発電機１１をも駆動させる。なお、渋滞１２
の最後尾地点Ｅに到達するまでの走行中に、制動をかけ
る必要があった場合などは、回生ブレーキ８により制動
エネルギーを回収して、充電に寄与させることが望まし
い。The remaining battery capacity S immediately after the setting change in step 4 ... SOC upper limit value S U1 is, of course, because it is smaller than the SOC upper limit value S U1, is power to the generator 11 charges the battery 6. If the engine 10 has not started, it starts and drives the generator 11. If the driving wheel 9 is driven by the engine 10, the generator 11 is also driven by the engine 10. In addition, traffic jam 12
For example, when it is necessary to apply braking during traveling until the vehicle reaches the tail point E, it is desirable to recover braking energy by the regenerative brake 8 to contribute to charging.
【００２７】ステップ５…渋滞１２の最後尾地点Ｅに到
達したかどうか調べる。まだであれば、ステップ４に戻
り、充電を続ける。ステップ６…渋滞１２に入ったなら
ば、走行用モーター７で駆動輪９を駆動してのモーター
走行を行う。エンジン１０で駆動輪９を駆動しての走行
は行わないので、排気ガスは出さないし、悪い燃費で走
行することもない（図８についての説明参照）。Step 5: It is checked whether or not the end point E of the traffic jam 12 has been reached. If not, return to step 4 and continue charging. Step 6: When the vehicle enters the traffic congestion 12, the driving motor 9 drives the driving wheels 9 to run the motor. Since the driving is not performed by driving the driving wheels 9 by the engine 10, no exhaust gas is emitted and the vehicle does not run with poor fuel efficiency (see the description of FIG. 8).
【００２８】ステップ７…渋滞１２を抜けたかどうか判
断する。これは、走行速度を監視していて判断する。渋
滞情報等で言う「渋滞」とは、高速道路については、時
速２０Ｋｍ以下の速度で５００ｍ以上走行している状態
であり、一般道については、時速２０Ｋｍ以下の速度で
３００ｍ以上走行している状態であると言われている。
従って、時速２０Ｋｍ以上の速度で走行できるようにな
ったら、渋滞１２を抜けたと判断してよい。ステップ８
…渋滞１２をまだ抜けていない場合には、バッテリ残存
容量Ｓをみて（具体的にはＳＯＣ下限値ＳD1までの残存
容量をみて）、モーター走行のままで抜けられるか否か
を判断する。この場合には、渋滞情報より得られる渋滞
１２の先頭までの距離を参考にして判断する。抜けられ
ると判断した場合には、勿論、ステップ６に戻ってモー
ター走行を続ける。Step 7: It is determined whether the vehicle has passed through the traffic jam 12. This is determined by monitoring the traveling speed. "Congestion" referred to in traffic information refers to a state where a highway is traveling at a speed of 20 km / h or less at a speed of 500 m or more, and a general road is traveling at a speed of 20 km / h or less at a speed of 300 m or more. Is said to be.
Therefore, when the vehicle can run at a speed of 20 km / h or more, it may be determined that the vehicle has passed the traffic jam 12. Step 8
If the vehicle has not passed through the traffic congestion 12 yet, the remaining battery capacity S is checked (specifically, the remaining capacity up to the SOC lower limit value S D1 ) to determine whether or not the vehicle can be left with the motor running. In this case, the determination is made with reference to the distance to the head of the traffic congestion 12 obtained from the traffic congestion information. If it is determined that the vehicle can be exited, the process returns to step 6 to continue the motor running.
【００２９】ステップ９…抜けられないと判断した場合
には、バッテリ残存容量ＳがＳＯＣ下限値ＳD1まで低下
しているかどうか判断する。低下していなければ、ＳＯ
Ｃ下限値ＳD1に低下するまでモーター走行を続けるべ
く、ステップ６に戻る。このようにして、渋滞走行での
排気ガスの排出を、可能な限り我慢する。一方、もしＳ
ＯＣ下限値ＳD1まで低下していれば、モーター走行はも
はや限界であるので、それは止めるべく、ステップ１０
に進む。Step 9: If it is determined that the battery cannot be removed, it is determined whether or not the remaining battery charge S has decreased to the SOC lower limit value S D1 . If not, SO
The process returns to step 6 in order to continue the motor running until the value decreases to the C lower limit value S D1 . In this way, the emission of exhaust gas during traffic congestion is tolerated as much as possible. On the other hand, if S
If it has fallen to the OC lower limit value S D1 , the motor running is no longer at a limit, so that
Proceed to.
【００３０】ステップ１０…充電制御を「通常時ＳＯＣ
制御モード」に戻す。即ち、ＳＯＣ上限値ＳU1をＳＯＣ
上限値ＳU に戻し、ＳＯＣ下限値ＳD1をＳＯＣ下限値Ｓ
D に戻し、これに基づいて充電制御を行う。ステップ９
から進んで来た場合、バッテリ残存容量ＳはＳＯＣ下限
値ＳD より小の筈であるから、直ちにエンジンが始動さ
れ、充電が開始される。車両の走行も、エンジン走行に
切り換えられる。しかし、以上のような制御により、バ
ッテリ６の能力を最大限に利用し、渋滞の相当長距離に
わたってモーター走行することが出来るので、その間、
排気ガスを排出することもなく、またエンジンを効率が
悪い（従って燃費の悪い）状態で運転することもしなく
て済む。Step 10: Change the charge control to "normal SOC
Control mode ”. That is, SOC upper limit value S U1 is set to SOC
Return to upper limit value S U , and change SOC lower limit value S D1 to SOC lower limit value S
Return to D , and charge control is performed based on this. Step 9
, The remaining battery capacity S should be smaller than the SOC lower limit value SD , so that the engine is immediately started and charging is started. The traveling of the vehicle is also switched to the engine traveling. However, with the above-described control, it is possible to make full use of the capacity of the battery 6 and drive the motor over a considerable distance of traffic congestion.
There is no emission of exhaust gas and no need to operate the engine in an inefficient (and therefore fuel-efficient) state.
【００３１】ステップ７からステップ１０に進んで来た
場合、渋滞を抜けているから、高速で走行することが出
来るが、そうなった状態でエンジンに発電もさせること
は、燃費の点で悪くはない。例えば、図８で、低速を脱
した速度Ｖ2 にてエンジン走行している状態で発電もさ
せる場合、出力するトルクは、走行抵抗に対応するトル
クＴM2に、発電のためのトルクＴH を加算したトルクと
なり、動作点はＫ2 となる。ところが、この動作点Ｋ2
は曲線イの内側の領域にあり、この動作点でのエンジン
の運転は、極めて燃費の良い運転であることを物語って
いる。When the process proceeds from step 7 to step 10, the vehicle can travel at a high speed because traffic has been cleared, but it is not good in terms of fuel efficiency to cause the engine to generate power in such a state. Absent. For example, in FIG. 8, when power generation is also performed in a state where the engine is running at the speed V 2 that has escaped from the low speed, the output torque is the torque T M2 corresponding to the running resistance and the torque T H for power generation. becomes an addition to torque, the operating point becomes K 2. However, this operating point K 2
Is in the area inside the curve a, which indicates that the operation of the engine at this operating point is extremely fuel-efficient.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のパラレル・ハ
イブリッド電気自動車のバッテリ充電制御装置によれ
ば、次のような効果を奏する。 渋滞での走行を、排気ガスを出すことなく行うことが
出来る。走行用モーターに給電するバッテリを、渋滞走
行に入る直前で、通常より大のＳＯＣ上限値まで丁度充
電されているようにするので、渋滞を長距離にわたって
モーター走行することが出来る。従って、その間、排気
ガスを出すことがない。As described above, according to the battery charging control device for a parallel hybrid electric vehicle of the present invention, the following effects can be obtained. The vehicle can be driven in traffic without emitting exhaust gas. Since the battery for supplying power to the traveling motor is charged to the SOC upper limit value which is larger than usual just before the traffic jam starts, the motor can travel in the traffic jam over a long distance. Therefore, no exhaust gas is emitted during that time.
【００３３】燃費がよくなる。エンジンの特性上、エ
ンジンで発電のみを行ったり、エンジンで低速走行しつ
つ発電したりすると、燃費が悪い。そこで本発明では、
渋滞ではエンジンは極力使用せず、エンジンによる走行
および発電は、高速走行できる段階（渋滞に入る前の段
階とか渋滞を抜けた後の段階とか）でするようにしたの
で、燃費が向上した。The fuel efficiency is improved. Due to the characteristics of the engine, if only the engine generates power or if the engine generates power while running at low speed, fuel efficiency is poor. Therefore, in the present invention,
In heavy traffic, the engine was not used as much as possible, and driving and power generation by the engine were at the stage where high speed driving was possible (before entering the traffic jam or after exiting the traffic jam), so fuel efficiency was improved.
【図１】 本発明のブロック構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a block configuration of the present invention.
【図２】 充電ポイントを説明する図FIG. 2 is a diagram illustrating a charging point.
【図３】 本発明の制御動作を説明するフローチャートFIG. 3 is a flowchart illustrating a control operation of the present invention.
【図４】 パラレル・ハイブリッド電気自動車での駆動
状況の例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example of a driving situation in a parallel hybrid electric vehicle.
【図５】 ピンポン制御を示す図FIG. 5 is a diagram showing ping-pong control;
【図６】 追従制御を示す図FIG. 6 is a diagram showing tracking control;
【図７】 本発明によるピンポン制御を示す図FIG. 7 is a diagram showing ping-pong control according to the present invention.
【図８】 エンジンの燃費マップを示す図FIG. 8 is a diagram showing a fuel efficiency map of an engine.
１…ＧＰＳアンテナ、２…ナビゲーションユニット、３
…渋滞情報収集装置、４…制御装置（ハイブリッドコン
トローラ）、５…バッテリ残存容量計、６…バッテリ、
７…走行用モーター、８…回生ブレーキ、９…駆動輪、
１０…エンジン、１１…発電機、１２…渋滞、１３…電
気自動車、Ｃ…充電ポイント、Ｅ…最後尾地点、Ｋ0 ，
Ｋ1 ，Ｋ2 …動作点、ＬC ，ＬN …距離、Ｎ…現在地
点、Ｐ1 〜Ｐ5 …点、Ｓ…バッテリ残存容量、ＳU ，Ｓ
U1…ＳＯＣ上限値、ＳD …ＳＯＣ下限値、ＳT …ＳＯＣ
目標値1 ... GPS antenna, 2 ... Navigation unit, 3
... Congestion information collection device, 4 ... Control device (hybrid controller), 5 ... Battery remaining capacity meter, 6 ... Battery,
7 ... running motor, 8 ... regenerative brake, 9 ... drive wheel,
Reference numeral 10: engine, 11: generator, 12: traffic jam, 13: electric vehicle, C: charging point, E: last point, K 0 ,
K 1 , K 2 … operating point, L C , L N … distance, N… current point, P 1 to P 5 … point, S… remaining battery capacity, S U , S
U1 ... SOC upper limit value, S D ... SOC lower limit, S T ... SOC
Target value
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０８Ｇ 1/0969 Ｆターム(参考） 2F029 AA02 AB07 AC02 AC09 AC12 AC13 5H115 PA12 PA13 PC06 PG04 PI16 PI29 PO02 PO17 PU02 PU25 QE02 QI04 SE06 TB01 TD01 TI02 TO06 TO21 TO30 5H180 AA01 BB04 FF05 FF12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G08G 1/0969 F term (Reference) 2F029 AA02 AB07 AC02 AC09 AC12 AC13 5H115 PA12 PA13 PC06 PG04 PI16 PI29 PO02 PO17 PU02 PU25 QE02 QI04 SE06 TB01 TD01 TI02 TO06 TO21 TO30 5H180 AA01 BB04 FF05 FF12
Claims (1)
電がピンポン制御により行われるパラレル・ハイブリッ
ド電気自動車のバッテリ充電制御装置において、渋滞情
報収集装置と、車両の現在位置を検出する手段と、前記
ピンポン制御のモードとして通常時ＳＯＣ制御モード
と、それよりＳＯＣ上限値を大にＳＯＣ下限値を小にし
た渋滞時ＳＯＣ制御モードとを設けて切り換え可能と
し、前方に渋滞が検知されると、該渋滞の最後尾に追い
ついた時に渋滞時ＳＯＣ制御モードのＳＯＣ上限値まで
充電していることになるであろう充電開始地点である充
電ポイントを求め、該充電ポイントに到達した時に渋滞
時ＳＯＣ制御モードに切り換えて充電制御し、渋滞に入
ってからはモーター走行を行わせ、渋滞を抜けた時ある
いは渋滞中に渋滞時ＳＯＣ制御モードのＳＯＣ下限値ま
で放電した時には前記ピンポン制御を通常時ＳＯＣ制御
モードに戻す制御装置とを具えたことを特徴とするパラ
レル・ハイブリッド電気自動車のバッテリ充電制御装
置。1. A congestion information collecting device, a means for detecting a current position of a vehicle, and a ping-pong device, wherein the battery charging control device for a parallel hybrid electric vehicle performs charging of a battery for supplying power to a traveling motor by ping-pong control. As a control mode, a normal SOC control mode and a traffic congestion SOC control mode in which the SOC upper limit value is larger and the SOC lower limit value is smaller than the normal SOC control mode are provided so that the mode can be switched. The charging point, which is the charging start point at which the SOC is to be charged to the SOC upper limit value in the congestion-time SOC control mode when catching up with the last point, is determined. Switch to charge control and let the motor run after entering the traffic jam. A control device for returning the ping-pong control to the normal SOC control mode when discharging to the SOC lower limit value in the C control mode, the battery charging control device for a parallel hybrid electric vehicle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10308139A JP2000134719A (en) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | Battery charging controller for parallel hybrid electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP10308139A JP2000134719A (en) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | Battery charging controller for parallel hybrid electric vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000134719A true JP2000134719A (en) | 2000-05-12 |
Family
ID=17977368
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10308139A Pending JP2000134719A (en) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | Battery charging controller for parallel hybrid electric vehicle |
Country Status (1)
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