JP2006136141A - Automobile and its control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車およびその制御方法に関する。 The present invention relates to an automobile and a control method thereof.
従来、この種の自動車としては、電力の回生が可能なモータを備える電気自動車が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この電気自動車では、ユーザが深夜電力を用いて電気自動車のバッテリを充電する際、充電後の走行にモータによる大きな電力の回生が予測されるときには、ユーザが回生予測スイッチをオンとすることによりバッテリの残容量(SOC)の目標値を低く設定する。これにより、モータによって回生される電力をバッテリに充電することができる。
上述の自動車では、バッテリの残容量(SOC)の目標値を低くするために、ユーザが回生予測スイッチを操作する必要がある。このようなスイッチの操作が必要だと、ユーザが利便性の悪さを感じることがある。また、主としてエンジンからの動力を前輪に出力して走行し必要に応じてモータからの動力を後輪に出力して4輪駆動により走行する自動車では、一般的に、モータにより回生される電力をバッテリに充電できるようバッテリの残容量(SOC)の目標値を満充電より低めの値(例えば60%)に設定する。このようにバッテリの残容量(SOC)の目標値を低めの値に設定すると、モータからの動力を後輪出力して4輪駆動により走行したときにバッテリからモータへ供給する電力が不足することがある。 In the above-described automobile, the user needs to operate the regeneration prediction switch in order to lower the target value of the remaining battery capacity (SOC). If such a switch operation is necessary, the user may feel inconvenience. Further, in an automobile that travels mainly by outputting the power from the engine to the front wheels and traveling by four-wheel drive by outputting the power from the motor to the rear wheels as required, the electric power regenerated by the motor is generally used. The target value of the remaining capacity (SOC) of the battery is set to a value (for example, 60%) lower than the full charge so that the battery can be charged. When the target value of the remaining battery capacity (SOC) is set to a low value in this way, the power supplied from the battery to the motor is insufficient when the power from the motor is output to the rear wheels and the vehicle is driven by four-wheel drive. There is.
本発明の自動車およびその制御方法は、蓄電手段の目標状態の設定においてユーザの利便性の向上を図ることを目的の一つとする。また、本発明の自動車およびその制御方法は、原動機および電動機からの動力により走行するときに蓄電手段から電動機に駆動に必要な電力を継続して供給することを目的の一つとする。 One object of the automobile and its control method of the present invention is to improve the convenience of the user in setting the target state of the power storage means. Another object of the automobile and its control method of the present invention is to continuously supply electric power necessary for driving from the power storage means to the electric motor when traveling by power from the prime mover and the electric motor.
本発明の自動車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。 In order to achieve at least a part of the above object, the automobile of the present invention and the control method thereof employ the following means.
本発明の自動車は、
第1の車軸に動力を出力する原動機と、
前記第1の車軸と異なる第2の車軸へ動力を出力可能な電動機と、
前記原動機からの動力を用いて発電可能な発電手段と、
該発電手段から電力を受け取ることが可能であると共に前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記原動機からの動力のみによる走行から該原動機および前記電動機からの動力による走行へ切り替える切替条件の成立を判定する切替条件判定手段と、
前記切替条件の成立の頻度が所定の頻度未満であるときには前記蓄電手段の目標状態を第1の状態に設定し、前記切替条件の成立の頻度が前記所定の頻度以上であるときには前記蓄電手段の目標状態を前記第1の状態より多くの電力供給を行なえる第2の状態に設定する目標状態設定手段と、
該目標状態設定手段により設定された目標状態に近づくよう前記蓄電手段が充放電されると共に前記切替条件判定手段による判定結果に基づいて前記第1の車軸および前記第2の車軸に走行に必要な動力が出力されるよう前記原動機と前記電動機と前記発電手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The automobile of the present invention
A prime mover that outputs power to the first axle;
An electric motor capable of outputting power to a second axle different from the first axle;
Power generation means capable of generating power using power from the prime mover;
Power storage means capable of receiving power from the power generation means and capable of exchanging power with the motor;
Switching condition determination means for determining whether a switching condition for switching from traveling by power only from the prime mover to traveling by power from the prime mover and the electric motor is established;
When the frequency of establishment of the switching condition is less than a predetermined frequency, the target state of the power storage unit is set to the first state, and when the frequency of establishment of the switching condition is equal to or higher than the predetermined frequency, Target state setting means for setting the target state to a second state in which more power can be supplied than the first state;
The power storage means is charged / discharged so as to approach the target state set by the target state setting means, and is necessary for traveling on the first axle and the second axle based on the determination result by the switching condition determination means. Control means for controlling the prime mover, the electric motor and the power generation means so that power is output;
It is a summary to provide.
本発明の自動車では、原動機からの動力のみによる走行から原動機および電動機からの動力による走行へ切り替える切替条件の成立の頻度が所定の頻度未満であるときには蓄電手段の目標状態を第1の状態に設定し、切替条件の成立の頻度が所定の頻度以上であるときには蓄電手段の目標状態を第1の状態より多くの電力供給を行なえる第2の状態に設定し、設定された目標状態に近づくよう蓄電手段を充放電すると共に走行に必要な動力が出力されるよう原動機と電動機と発電手段とを制御する。切替条件の成立の頻度に応じて蓄電手段の目標状態を設定するから、ユーザのスイッチ操作により目標状態を変更するものと比較して、ユーザの利便性の向上を図ることができる。また、切替条件の成立の頻度が所定の頻度以上のときには蓄電手段からより多くの電力を電動機に供給できるよう蓄電手段の目標状態を設定するから、蓄電手段から電動機へ必要な電力を継続して供給することができる。もとより、走行に必要な動力を出力することができる。 In the automobile of the present invention, the target state of the power storage means is set to the first state when the frequency of establishment of the switching condition for switching from traveling only by the power from the prime mover to traveling by the power from the prime mover and the motor is less than a predetermined frequency. Then, when the frequency of establishment of the switching condition is equal to or higher than the predetermined frequency, the target state of the power storage means is set to the second state where more power can be supplied than the first state, and approaches the set target state. The prime mover, the motor, and the power generation means are controlled so that the power storage means is charged and discharged and the power necessary for traveling is output. Since the target state of the power storage means is set according to the frequency of establishment of the switching condition, it is possible to improve the convenience for the user as compared with the case where the target state is changed by the user's switch operation. Moreover, since the target state of the power storage means is set so that more power can be supplied from the power storage means to the motor when the frequency of establishment of the switching condition is equal to or higher than a predetermined frequency, the necessary power is continuously supplied from the power storage means to the motor. Can be supplied. Of course, it is possible to output the power required for traveling.
こうした本発明の自動車において、前記切替条件判定手段は、運転者による操作状態を用いて前記切替条件の成立を判定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記切替条件判定手段は、前記運転者による操作状態として操舵角,アクセル開度,アクセル開閉速度の少なくとも一つを用いて前記切替条件の成立を判定する手段であるものとすることもできる。 In such an automobile of the present invention, the switching condition determining means may be means for determining whether the switching condition is satisfied using an operation state by a driver. In this case, the switching condition determining means may be means for determining whether the switching condition is satisfied using at least one of a steering angle, an accelerator opening degree, and an accelerator opening / closing speed as an operation state by the driver. it can.
また、本発明の自動車において、横加速度を検出する横加速度検出手段を備え、前記切替条件判定手段は、横加速度を用いて前記切替条件の成立を判定する手段であるものとしたり、前記第1の車軸に接続される第1の駆動輪および前記第2の車軸に接続される第2の駆動輪のいずれかのスリップを検出するスリップ検出手段を備え、前記切替条件判定手段は、前記スリップが検出されたときに前記切替条件の成立を判定する手段であるものとしたり、路面勾配を検出する路面勾配検出手段を備え、前記切替条件判定手段は、前記検出された路面勾配が登り勾配として所定の勾配以上であるときに前記切替条件の成立を判定する手段であるものとしたり、外気温を検出する外気温検出手段を備え、前記切替条件判定手段は、前記検出された外気温が所定の温度以下であるときに前記切替条件の成立を判定する手段であるものとすることもできる。 The automobile according to the present invention further includes a lateral acceleration detecting unit that detects a lateral acceleration, and the switching condition determining unit is a unit that determines whether the switching condition is satisfied using a lateral acceleration, or the first Slip detecting means for detecting a slip of either the first driving wheel connected to the second axle or the second driving wheel connected to the second axle, and the switching condition determining means It is a means for determining whether the switching condition is satisfied when it is detected, or it is provided with a road surface gradient detecting means for detecting a road surface gradient, and the switching condition determining means is configured to determine whether the detected road surface gradient is a climbing gradient. Or an outside air temperature detecting means for detecting an outside air temperature, and the switching condition judging means includes the detected outside temperature. Temperature can also be assumed to be means for determining the establishment of the switching conditions when it is below a predetermined temperature.
更に、本発明の自動車において、前記目標状態設定手段は、前記蓄電手段の目標状態を前記第1の状態に設定して前記原動機および前記電動機からの動力による走行を行なうと前記蓄電手段から前記電動機への電力の供給が継続できなくなることが推定される頻度を所定の頻度として前記蓄電手段の目標状態を設定する手段であるものとすることもできる。蓄電手段から電動機への電力の供給が継続できなくなることが推測されると蓄電手段の目標状態を第1の状態からより多くの電力供給を行なえる第2の状態に設定するから、蓄電手段から電動機への電力の供給を継続することができる。 Furthermore, in the automobile of the present invention, when the target state setting means sets the target state of the power storage means to the first state and travels by the power from the prime mover and the motor, the power storage means changes the motor to the motor. It can also be a means for setting the target state of the power storage means with a predetermined frequency as a frequency estimated that the supply of electric power to the battery cannot be continued. If it is estimated that the supply of electric power from the power storage means to the electric motor cannot be continued, the target state of the power storage means is set to the second state where more power can be supplied from the first state. The supply of electric power to the electric motor can be continued.
そして、本発明の自動車において、前記原動機は、出力軸が前記第1の車軸に動力を出力可能に連結されてなる内燃機関であるものとすることもできる。 In the automobile of the present invention, the prime mover may be an internal combustion engine having an output shaft connected to the first axle so as to be able to output power.
本発明の自動車の制御方法は、
第1の車軸に動力を出力する原動機と、前記第1の車軸と異なる第2の車軸へ動力を出力可能な電動機と、前記原動機からの動力を用いて発電可能な発電手段と、該発電手段から電力を受け取ることが可能であると共に前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える自動車の制御方法であって、
(a)前記原動機からの動力のみによる走行から該原動機および前記電動機の動力による走行へ切り替える切替条件の成立を判定し、
(b)前記切替条件の成立の頻度が所定の頻度未満であるときには前記蓄電手段の目標状態を第1の状態に設定し、前記切替条件の成立の頻度が前記所定の頻度以上であるときには前記蓄電手段の目標状態を前記第1の状態より多くの電力供給を行なえる第2の状態に設定し、
(c)前記設定された目標状態に近づくよう前記蓄電手段が充放電されると共に前記判定された切替条件の成立結果に基づいて前記第1の車軸および前記第2の車軸に走行に必要な動力が出力されるよう前記原動機と前記電動機と前記発電手段とを制御する
ことを要旨とする。
The method for controlling an automobile of the present invention includes:
A prime mover that outputs power to the first axle, an electric motor that can output power to a second axle different from the first axle, power generation means that can generate power using the power from the prime mover, and the power generation means A power storage means capable of receiving electric power from the electric motor and capable of exchanging electric power with the electric motor, comprising:
(A) Determining the establishment of a switching condition for switching from traveling using only power from the prime mover to traveling using power from the prime mover and the electric motor;
(B) When the frequency of establishment of the switching condition is less than a predetermined frequency, the target state of the power storage means is set to the first state, and when the frequency of establishment of the switching condition is greater than or equal to the predetermined frequency, Setting the target state of the power storage means to a second state in which more power can be supplied than in the first state;
(C) The power required for traveling on the first axle and the second axle is charged and discharged so as to approach the set target state and the first axle and the second axle are driven based on a result of establishment of the determined switching condition. The gist of the invention is to control the prime mover, the electric motor, and the power generation means so as to be output.
本発明の自動車の制御方法では、原動機からの動力のみによる走行から原動機および電動機からの動力による走行へ切り替える切替条件の成立の頻度が所定の頻度未満であるときには蓄電手段の目標状態を第1の状態に設定し、切替条件の成立の頻度が所定の頻度以上であるときには蓄電手段の目標状態を第1の状態より多くの電力供給を行なえる第2の状態に設定し、設定された目標状態に近づくよう蓄電手段を充放電する。切替条件の成立の頻度に応じて蓄電手段の目標状態を設定するから、ユーザのスイッチ操作により目標状態を変更するものと比較して、ユーザの利便性の向上を図ることができる。また、切替条件の成立の頻度が所定の頻度以上のときには蓄電手段からより多くの電力を電動機に供給できるよう蓄電手段の目標状態を設定するから、蓄電手段から電動機へ必要な電力を継続して供給することができる。もとより、走行に必要な動力を出力することができる。 In the automobile control method of the present invention, when the frequency of establishment of the switching condition for switching from traveling only by the power from the prime mover to traveling by the power from the prime mover and the electric motor is less than a predetermined frequency, the target state of the power storage means is set to the first state. Set to a state, and when the frequency of establishment of the switching condition is equal to or higher than a predetermined frequency, the target state of the power storage means is set to a second state in which more power can be supplied than the first state, and the set target state The power storage means is charged and discharged so as to approach. Since the target state of the power storage means is set according to the frequency of establishment of the switching condition, it is possible to improve the convenience for the user as compared with the case where the target state is changed by the user's switch operation. Moreover, since the target state of the power storage means is set so that more power can be supplied from the power storage means to the motor when the frequency of establishment of the switching condition is equal to or higher than a predetermined frequency, the necessary power is continuously supplied from the power storage means to the motor. Can be supplied. Of course, it is possible to output the power required for traveling.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、デファレンシャルギヤ12を介して前輪14a,14bに連結されエンジン22からの動力を変速して出力するオートマチックマニュアルトランスミッション(以下、AMTという)26と、エンジン22からの動力を用いて発電するオルタネータ31と、デファレンシャルギヤ13を介して後輪15a,15bに連結され動力を出力可能なモータ42と、オルタネータ31から電力の供給を受けると共にモータ42と電力のやり取りをするバッテリ50と、装置全体をコントロールする電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンなどの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22のクランクシャフト23に接続されたAMT26と共にエンジントランスミッション用電子制御ユニット(以下、EGAMTECUという)28により運転制御を受けている。EGAMTECU28は、電子制御ユニット70と通信しており、電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22やAMT26を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22やAMT26の運転状態に関するデータ、例えばエンジン22の回転数を計測する図示しない回転数センサからの信号などを電子制御ユニット70に出力する。
The
オルタネータ31は、図示しない周知の三相交流発電機と整流回路とその出力電圧を調整するレギュレータとから構成されており、電力ライン54を介してバッテリ50やモータ42に接続されている。なお、オルタネータ31は、電子制御ユニット70により制御されている。
The
モータ42は、発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41を介して電力ライン54によりバッテリ50に接続されている。モータ42は、モータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータ42を駆動制御するために必要な信号、例えばモータ42の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータ42に印加される相電流などが入力されている。モータECU40は、電子制御ユニット70と通信しており、電子制御ユニット70からの制御信号によってインバータ41へのスイッチング制御信号を出力することによりモータ40を駆動制御すると共に必要に応じてモータ40の運転状態に関するデータを電子制御ユニット70に出力する。
The
バッテリ50は、例えば、ニッケル水素系やリチウムイオン系の二次電池として構成されており、オルタネータ31から供給された電力を蓄電すると共にモータ42と電力をやり取りする。バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、図示しないセンサによって検出されたバッテリの端子間電圧や,充放電電流,電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリの状態に関するデータを通信により電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。
The
電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号や,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速を検出する車速センサ89からの車速V,前輪14a,14bや後輪15a,15bに取り付けられた車輪速センサ91a,91b,91c,91dからの車輪速Vwa,Vwb,Vwc,Vwd,図示しないステアリングハンドルのハンドル角を検出するハンドル角センサ90からのハンドル角θh,外気温を検出する外気温センサ92からの外気温Ta,路面の勾配を検出する勾配センサ93からの路面勾配θsなどが入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット70からは、オルタネータ31への制御信号や,インバータ33,41へのスイッチング制御信号,モータ42への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、電子制御ユニット70は、EGAMTECU28や,モータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、EGAMTECU28や,モータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやり取りを行なっている。
The
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者のアクセル操作に応じて、主としてエンジン22からの動力を前輪に出力して走行し、必要に応じてモータ42からの動力を後輪に出力して4輪駆動により走行する。
The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に4輪駆動により走行するときの駆動の際の動作とバッテリ50の目標SOCを管理する際の動作とについて説明する。最初に駆動の際の動作について説明する。図2は、実施例の電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば、数msec毎)に実行される。
Next, the operation of the
駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accやハンドル角センサ90からのハンドル角θh,車速センサからの車速Vなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。
When the drive control routine is executed, the
続いて、読み込んだアクセル開度Accやハンドル角θhに基づいてモータ42からの動力を後輪に出力して4輪駆動により走行する4駆走行条件が成立しているか否かを判定する(ステップS110)。ここで、4駆走行条件の成立は、ハンドル角θh,アクセル開度Acc,アクセル開度Accの時間変化として計算されるアクセル開閉速度Accvなど運転者の操作状態に基づいて判定する。例えば、ハンドル角θhが所定の角度以上であるときには運転者が図示しないハンドルを大きく操作しているから前輪14a,14bや後輪15a,15bのスリップを抑制するためモータ42から動力を後輪に出力する必要があると判断して4駆走行条件の成立を判定したり、アクセル開度Accが所定の開度以上であったりアクセル開閉速度Accvが所定の開閉速度以上であるときには運転者がアクセルペダル83を多く踏み込んでいたり素早く踏み込んでいるから速やかに加速するためにモータ42からの動力を後輪に出力する必要があると判断して4駆走行条件の成立を判定する。
Subsequently, based on the accelerator opening Acc and the steering wheel angle θh that have been read, it is determined whether or not a four-wheel drive condition for driving by four-wheel drive by outputting the power from the
4駆走行条件が成立していないときには、モータ42からの動力を後輪に出力する必要がないと判断してモータ42のトルク指令Tm*に値0を設定して(ステップS120)、4駆走行条件成立フラグFに値0を設定すると共に設定された4駆走行条件成立フラグFの値を4駆走行条件判定履歴としてRAM76に保存する(ステップS130)。こうして、モータ42のトルク指令Tm*を設定すると、アクセル開度Accや車速VについてはEGAMTECU28に送信すると共にモータ42のトルク指令Tm*についてはモータECU40に送信し(ステップS160)、駆動制御ルーチンを終了する。アクセル開度Accや車速Vを受信したEGAMTECU28は、アクセル開度Accと車速Vとに基づいてAMT26の変速比を設定すると共に設定された変速比になるようAMT26を制御する。また、EGAMTECU28は、アクセル開度Accに基づくスロットル開度になるようエンジン22の図示しないスロットルバルブを制御すると共に吸入空気量を検出してエンジン22の目標空燃比が理論空燃比になるようエンジン22における燃料噴射制御を行なう。一方、トルク指令Tm*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm*でモータ42が駆動されるようインバータ41のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。なお、4駆走行条件判定履歴は、バッテリECU52において後述するバッテリ管理制御ルーチンが実行される毎にバッテリECU52に送信され、その後クリアされるものとする。
If the four-wheel drive running condition is not satisfied, it is determined that it is not necessary to output the power from the
一方、4駆走行条件が成立しているときには、モータ42からの動力を後輪に出力して4輪駆動により走行する必要があると判断して、アクセル開度Accや車速Vに基づいてモータ42のトルク指令Tm*を設定し(ステップS140)、4駆走行条件成立フラグFに値1を設定すると共に設定された4駆走行条件成立フラグFの値を4駆走行条件判定履歴としてRAM76に保存する(ステップS150)。ここで、モータ42のトルク指令Tm*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vとトルク指令Tm*との関係を予め設定してトルク指令設定マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると、トルク指令設定マップから対応するトルク指令Tm*を導出して設定するものとした。トルク指令設定マップの一例を図3に示す。こうして、モータ42のトルク指令Tm*を設定すると、アクセル開度Accや車速VについてはEGAMTECU28に送信すると共にトルク指令Tm*をモータECU40に送信して(ステップS160)、本ルーチンを終了する。
On the other hand, when the four-wheel drive traveling condition is satisfied, it is determined that it is necessary to output the power from the
続いて、バッテリ50の目標SOCを管理する際の動作について説明する。図4は、実施例のバッテリECU52により実行されるバッテリ管理制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば、数10sec〜数min毎)に実行される。
Next, an operation when managing the target SOC of the
バッテリ管理制御ルーチンが実行されると、バッテリECU52は、まずは、バッテリ50の残容量(SOC)や電子制御ユニット70からの4駆走行条件判定履歴など制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS200)。
When the battery management control routine is executed, the
続いて、4駆走行条件判定履歴に基づいて、4駆走行条件成立フラグFが値1となった回数の時間平均値,即ち、4駆走行条件の成立頻度Navを計算し(ステップS210)、計算された成立頻度Navが、4輪駆動による走行が頻繁に行なわれることによりバッテリ50の残容量(SOC)が低下してバッテリ50からモータ42への電力の供給が継続して行なえなくなると推定できる頻度の閾値Nth以上であるか否かを判定する(ステップS220)。4駆走行条件の成立頻度Navが閾値Nth未満であるときには、4輪駆動による走行が頻繁に行なわれておらずモータ42による電力の消費が少ないと判断して、バッテリ50の残容量(SOC)の目標値SOC*をモータ42から回生される電力をバッテリ50で余裕を持って充電できる値である値SOC1(例えば、60%)に設定し(ステップS230)、バッテリ管理制御ルーチンを終了する。バッテリECU52は、バッテリECU52から入力されるバッテリ50の残容量(SOC)が設定された目標値SOC*になるように或いは目標SOC*を中心とした所定範囲内になるように若しくはその所定範囲内に近づくようにオルタネータ31のフィールド電流を制御しバッテリ50を充放電する。このように4輪駆動による走行が頻繁でないときには、モータ42から回生される電力をバッテリ50で十分回収することができるようバッテリ50の残容量(SOC)を管理するから、ハイブリッド自動車20を効率よく駆動することができる。
Subsequently, based on the 4WD driving condition determination history, the time average value of the number of times the 4WD driving condition establishment flag F becomes 1 is calculated, that is, the establishment frequency Nav of the 4WD driving condition is calculated (step S210). The calculated establishment frequency Nav is estimated that the remaining capacity (SOC) of the
一方、4駆走行条件の成立頻度Navが閾値Nth以上であるときには、4輪駆動による走行が頻繁に行なわれておりバッテリ50からモータ42へ電力の供給を継続して行なう必要があると判断して、バッテリ50の残容量(SOC)の目標値SOC*を前述した値SOC1より高い値SOC2(例えば、90%)に設定し(ステップS240)、バッテリ管理制御ルーチンを終了する。このように4輪駆動による走行が頻繁に行なわれるときには、4輪駆動による走行が頻繁でないときよりバッテリ50の目標値SOC*を高く設定するから、モータ42をより継続して駆動させることができる。
On the other hand, when the establishment frequency Nav of the four-wheel drive condition is equal to or higher than the threshold value Nth, it is determined that the four-wheel drive is frequently performed and it is necessary to continuously supply power from the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、4駆走行条件の成立頻度Navに応じてバッテリ50の残容量(SOC)の目標値SOC*を設定するから、ユーザのスイッチ操作により残容量(SOC)の目標値を変更するものと比較して、ユーザの利便性の向上を図ることができる。また、4駆走行条件の成立頻度Navが高いときには、4駆走行条件の成立頻度Navが低いときよりバッテリ50の残容量(SOC)の目標値SOC*を高く設定するから、バッテリ50からモータ42へ継続して電力を供給でき、モータ42をより継続して駆動させることができる。また、4駆走行条件の成立頻度Navが低いときには、モータ42から回生される電力を余裕を持ってバッテリ50で回収できるようバッテリ50の残容量(SOC)を低めの値SOC1に設定するから、ハイブリッド自動車20を効率よく駆動することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、4駆走行条件の成立をハンドル角θh,アクセル開度Acc,アクセル開閉速度Accvなど運転者の操作状態に基づいて判定するものとしたが、車両の状態や路面の状態など他の条件に基づいて判定するものとしてもよい。ここで、他の条件としては、例えば、車輪速センサ91a,91b,91c,91dからの車輪速Vwa,Vwb,Vwc,Vwdに基づいて前輪14a,14bおよび後輪15a,15bのいずれかがスリップしていることが検出されることや勾配センサ89からの路面勾配θsが所定の勾配以上であること、外気温センサ91からの外気温Taが所定の気温以下であり前輪14a,14bおよび後輪15a,15bのいずれかがスリップを起こすことが推測されることなどを用いるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力で前輪14a,14bを駆動するものとしたが、エンジン以外の他の動力源、例えば、モータなどで前輪14a,14bを駆動するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、周知の三相交流発電機と整流回路とその出力電圧を調整するレギュレータとから構成されたオルタネータ31を用いるものとしたが、エンジン22からの動力を用いて発電できるものであればよいから、三相交流発電機とインバータとから構成されるものや三相交流発電機と整流回路とから構成されるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、主として前輪に動力を出力して走行し必要に応じて後輪に動力を出力して4輪駆動により走行するものとしたが、主として後輪に動力を出力して走行し必要に応じて前輪に動力を出力するものとしてもよい。
In the
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described above by using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can of course be implemented in various forms.
本発明は、自動車産業に利用可能である。 The present invention is applicable to the automobile industry.
12,13 デファレンシャルギヤ、14a,14b 前輪、15a,15b 後輪、20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 クランクシャフト、24 ベルト、26 オートマチックマニュアルトランスミッション、28 エンジントランスミッション用電子制御ユニット、31 オルタネータ、33,41 インバータ、40 モータECU、42 モータ、43 回転位置検出センサ、50 高圧バッテリ、51 低圧バッテリ、52 バッテリECU、53,54 電力ライン、70 電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、89 車速センサ、90 ハンドル角センサ、91a,91b,91c,91d 車輪速センサ、92 外気温センサ、93 勾配センサ。
12, 13 Differential gear, 14a, 14b Front wheel, 15a, 15b Rear wheel, 20 Hybrid vehicle, 22 Engine, 23 Crankshaft, 24 Belt, 26 Automatic manual transmission, 28 Electronic control unit for engine transmission, 31 Alternator, 33, 41 Inverter, 40 Motor ECU, 42 Motor, 43 Rotation position detection sensor, 50 High voltage battery, 51 Low voltage battery, 52 Battery ECU, 53, 54 Power line, 70 Electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 Ignition switch , 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position Nsensa, 89 vehicle speed sensor, 90 a steering wheel angle sensor, 91a, 91b, 91c, 91d wheel speed sensor, 92 outside air temperature sensor, 93 grade sensor.
Claims (10)
前記第1の車軸と異なる第2の車軸へ動力を出力可能な電動機と、
前記原動機からの動力を用いて発電可能な発電手段と、
該発電手段から電力を受け取ることが可能であると共に前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記原動機からの動力のみによる走行から該原動機および前記電動機からの動力による走行へ切り替える切替条件の成立を判定する切替条件判定手段と、
前記切替条件の成立の頻度が所定の頻度未満であるときには前記蓄電手段の目標状態を第1の状態に設定し、前記切替条件の成立の頻度が前記所定の頻度以上であるときには前記蓄電手段の目標状態を前記第1の状態より多くの電力供給を行なえる第2の状態に設定する目標状態設定手段と、
該目標状態設定手段により設定された目標状態に近づくよう前記蓄電手段が充放電されると共に前記切替条件判定手段による判定結果に基づいて前記第1の車軸および前記第2の車軸に走行に必要な動力が出力されるよう前記原動機と前記電動機と前記発電手段とを制御する制御手段と、
を備える自動車。 A prime mover that outputs power to the first axle;
An electric motor capable of outputting power to a second axle different from the first axle;
Power generation means capable of generating power using power from the prime mover;
Power storage means capable of receiving power from the power generation means and capable of exchanging power with the motor;
Switching condition determination means for determining whether a switching condition for switching from traveling by power only from the prime mover to traveling by power from the prime mover and the electric motor is established;
When the frequency of establishment of the switching condition is less than a predetermined frequency, the target state of the power storage means is set to the first state, and when the frequency of establishment of the switching condition is equal to or higher than the predetermined frequency, Target state setting means for setting the target state to a second state in which more power can be supplied than the first state;
The power storage means is charged / discharged so as to approach the target state set by the target state setting means, and is necessary for traveling on the first axle and the second axle based on the determination result by the switching condition determination means. Control means for controlling the prime mover, the electric motor and the power generation means so that power is output;
Automobile equipped with.
横加速度を検出する横加速度検出手段を備え、
前記切替条件判定手段は、横加速度を用いて前記切替条件の成立を判定する手段である
自動車。 The automobile according to any one of claims 1 to 3,
A lateral acceleration detecting means for detecting the lateral acceleration;
The switching condition determination unit is a vehicle that determines whether the switching condition is satisfied using lateral acceleration.
前記第1の車軸に接続される第1の駆動輪および前記第2の車軸に接続される第2の駆動輪のいずれかのスリップを検出するスリップ検出手段を備え、
前記切替条件判定手段は、前記スリップが検出されたときに前記切替条件の成立を判定する手段である
自動車。 The automobile according to any one of claims 1 to 4,
A slip detection means for detecting a slip of either the first drive wheel connected to the first axle or the second drive wheel connected to the second axle;
The switching condition determining means is an automobile which is means for determining whether the switching condition is satisfied when the slip is detected.
路面勾配を検出する路面勾配検出手段を備え、
前記切替条件判定手段は、前記検出された路面勾配が登り勾配として所定の勾配以上であるときに前記切替条件の成立を判定する手段である
自動車。 The automobile according to any one of claims 1 to 5,
Road surface gradient detecting means for detecting the road surface gradient,
The switching condition determination means is a means for determining whether the switching condition is satisfied when the detected road surface gradient is equal to or higher than a predetermined gradient as an ascending gradient.
外気温を検出する外気温検出手段を備え、
前記切替条件判定手段は、前記検出された外気温が所定の温度以下であるときに前記切替条件の成立を判定する手段である
自動車。 The automobile according to any one of claims 1 to 6,
An outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature,
The switching condition determination means is a means for determining whether the switching condition is satisfied when the detected outside air temperature is equal to or lower than a predetermined temperature.
(a)前記原動機からの動力のみによる走行から該原動機および前記電動機の動力による走行へ切り替える切替条件の成立を判定し、
(b)前記切替条件の成立の頻度が所定の頻度未満であるときには前記蓄電手段の目標状態を第1の状態に設定し、前記切替条件の成立の頻度が前記所定の頻度以上であるときには前記蓄電手段の目標状態を前記第1の状態より多くの電力供給を行なえる第2の状態に設定し、
(c)前記設定された目標状態に近づくよう前記蓄電手段が充放電されると共に前記判定された切替条件の成立結果に基づいて前記第1の車軸および前記第2の車軸に走行に必要な動力が出力されるよう前記原動機と前記電動機と前記発電手段とを制御する
自動車の制御方法。
A prime mover that outputs power to the first axle, an electric motor that can output power to a second axle different from the first axle, power generation means that can generate power using the power from the prime mover, and the power generation means A power storage means capable of receiving electric power from the electric motor and capable of exchanging electric power with the electric motor, comprising:
(A) Determining the establishment of a switching condition for switching from traveling using only power from the prime mover to traveling using power from the prime mover and the electric motor;
(B) When the frequency of establishment of the switching condition is less than a predetermined frequency, the target state of the power storage means is set to the first state, and when the frequency of establishment of the switching condition is greater than or equal to the predetermined frequency, Setting the target state of the power storage means to a second state in which more power can be supplied than in the first state;
(C) The power required for traveling on the first axle and the second axle is charged and discharged so as to approach the set target state and the first axle and the second axle are driven based on a result of establishment of the determined switching condition. A control method for an automobile, which controls the prime mover, the electric motor, and the power generation means so as to be output.
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