JP2013052710A - ハイブリット車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】切換車速判定部(21)では、運転者により操作される走行モードスイッチのスイッチ位置情報に基づき、運転者が要求する走行モードを判定し、ハイブリッド方式をシリーズモードからパラレルモードへの切換車速の設定を行う。そして、シリーズパラレル切換判定部(22)では、切換車速判定部(21)で判定された走行モードに対し設定された切換車速と車速センサにて検出される車速とに基づいて、シリーズモードとパラレルモードとの切り換えの判定を行う。そして、クラッチ制御部(23)では、シリーズパラレル切換判定部(22)での判定結果に基づいてクラッチの断接の制御を行う。
【選択図】図2
Description
このようなことから、車両の低車速時には電動機の動力のみで走行するシリーズモードとし、車速が上昇すると内燃機関と電動機の動力で走行するパラレルモードとすることで、車両の燃費を悪化させることなく、動力性能を確保する技術が開発されている(特許文献1)。
しかしながら、特許文献1のように燃費と出力とがバランスの良い車速でシリーズモードとパラレルモードとを切り換えるようにすると、切り換え車速よりも高い車速での走行時に運転者が大きなトルクを要求した場合には、車両として発生することのできる最大トルクを発生することができない問題がある。
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、車両としての最大トルクを発生することができ、車両の運動性能を向上することのできるハイブリット車両の制御装置を提供することにある。
したがって、ハイブリッド方式の切り換えをそれぞれのモードで発生可能な最大トルクが一致する車速としており、車両として最大の出力トルクを常に発生することのできるので、車両の運動性能を向上させることができる。
したがって、シリーズモードでの内燃機関で発電機を駆動し電力を得ることは発電機でのエネルギ変換効率が悪いことから、内燃機関で発電機の駆動する期間を短くすることにより、エネルギ変換による損失を低減でき、内燃機関の燃費を向上させることができる。
図1は、本発明に係るハイブリット車両の制御装置を搭載した車両の概略構成図である。図2は、本発明に係るハイブリット車両の制御装置のHV−ECUのブロック図である。以下、ハイブリット車両の制御装置の構成を説明する。
本発明に係るハイブリット車両の制御装置が用いられる車両1は、当該車両1の走行装置として、燃料タンク2より燃料配管3を介して燃料が供給されるエンジン(内燃機関)4と高電圧バッテリ(二次電池)5及びジェネレータ(発電機)6より高電圧回路7を介して高電圧の電力が供給されインバータ8により作動を制御される走行用モータ(電動機)9とを備え、図示しない充電リッドに外部電源より延びる充電ケーブルを接続し、充電器にて高電圧バッテリ5を充電することができるハイブリッド自動車である。
高電圧バッテリ5は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成されるものである。また、高電圧バッテリ5は、電池セルを監視するセルモニタリングユニットを備える複数の電池セルを一つのモジュールとし更に複数のモジュールで構成される電池モジュールと、セルモニタリングユニットの出力に基づき電池モジュールの温度及び充電率(State Of Charge、以下、SOC)等を監視するバッテリモニタリングユニットとで構成されている。
インバータ8は、HV−ECU20からの制御信号に基づきジェネレータ6の発電及び走行用モータ9の駆動を制御するものである。
車速センサ11は、駆動軸14の端部のハブ部に設けられ、車両1の車速を検出するものである。
走行モードスイッチ12は、ダイヤル式のスイッチである。走行モードスイッチ12は、運転者によって操作され、走行モードスイッチ12を回転させて、運転者が任意に例えば、走行時の運動性能を重視するNormalモード(第1の運転モード)や、走行時の電力消費及び燃料消費を抑制するECOモード(第2の運転モード)等の走行モードを切り換えるものである。尚、本実施例では、第1の運転モードをNormalモードとし、第2の運転モードをECOモードとして説明するが、別の実施例として第1の運転モードがPowerモードであって第2の運転モードがNormalモードと考えることもできる。
HV−ECU20の入力側には、上記高電圧バッテリ5のバッテリモニタリングユニット、車速センサ11及び走行モードスイッチ12が接続されており、これらの機器からの検出情報が入力される。
図2に示すように、HV−ECU20は、切換車速判定部21と、シリーズパラレル切換判定部22と、クラッチ制御部23とで構成されている。
切換車速判定部21は、運転者により操作される走行モードスイッチ12のスイッチ位置情報に基づき、運転者が要求する走行モードを判定し、ハイブリッド方式のシリーズモードとパラレルモードとを切り換える車速の設定を行う。
クラッチ制御部23は、シリーズパラレル切換判定部22での判定結果に基づいてクラッチ10の断接の制御を行う。
図3は、ハイブリッド方式切換制御の制御フローチャートである。また、図4は、ハイブリット車両の制御装置のトルクと車速の関係を示す図であり、図中太実線はシリーズモードでの発生可能な最大トルクを示す。詳しくは、シリーズモードの最大トルクは、高電圧バッテリ5とジェネレータ6とから供給される電力により走行用モータ9で発生可能な最大トルクである。また、図中太破線はパラレルモードでの発生可能な最大トルクを示す。詳しくは、パラレルモードの最大トルクは、図中細一点鎖線で示されるエンジン4での発生可能な最大トルクと図中細二点鎖線で示される高電圧バッテリ5のみから供給される電力により走行用モータ9で発生可能な最大トルクとを合算したトルクである。また、図中の車速Vnは、走行モードがNormalモード(第1の運転モード)である時のハイブリット方式がシリーズモードからパラレルモードへ切り換わる車速である。そして、当該車速Vnは、シリーズモードでの当該車速に基づく最大トルクとパラレルモードでの当該車速に基づく最大トルクとが一致する車速に設定されている。また、図中の車速Veは、走行モードがECOモード(第2の運転モード)である時のハイブリッド方式がシリーズモードからパラレルモードへ切り換わる車速である。そして、当該車速Veは、車速Vnよりも低い車速に設定されている。
ステップS24では、クラッチ制御部22より制御信号を出力してクラッチ10を接続するように作動を制御する。また、合わせてジェネレータ6で発電不能となるようにインバータ8を制御する。そして、本ルーチンを抜ける。
このように、本発明に係るハイブリット車両の制御装置では、シリーズモードからパラレルモードへのハイブリッド方式の切り換えをシリーズモードで発生可能な最大トルクとパラレルモードで発生可能な最大トルクとが交差する車速Vnにて切り換えるようにしている。
また、走行モードがNormalモードである場合には、シリーズモードで発生可能な最大トルクとパラレルモードで発生可能な最大トルクとが交差する車速Vnにてシリーズモードとパラレルモードとを切り換え、走行モードがECOモードである場合には、Normalモードでのシリーズモードとパラレルモードとの切り換え車速Vnより低い車速Veでシリーズモードとパラレルモードとを切り換えるようにしている。
したがって、シリーズモードでのエンジン4でジェネレータ6を駆動し電力を得ることはジェネレータ6でのエネルギ変換効率が悪いことから、エンジン4でジェネレータ6の駆動する期間を短くすることにより、エネルギ変換による損失を低減でき、エンジン4の燃費を向上させることができる。
以上で発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の形態は実施形態に限定されるものではない。
4 エンジン(内燃機関)
5 高電圧バッテリ(二次電池)
6 ジェネレータ(発電機)
9 走行用モータ(電動機)
10 クラッチ
11 車速センサ(車速検出手段)
12 走行モードスイッチ(運転状態切換手段)
15 駆動輪
20 HV−ECU(モード切換制御手段)
21 切換車速判定部
22 シリーズパラレル切換判定部
23 クラッチ制御部
Claims (3)
- 車両に搭載された内燃機関及び電動機と、
前記内燃機関及び前記電動機のうち少なくともいずれか一方により駆動される駆動輪と、
前記内燃機関により駆動されて発電する発電機と、
前記発電機にて発電した電力を蓄電し、更に蓄電した電力を前記電動機に供給する二次電池と、
前記内燃機関と前記駆動輪との間に介装され、前記内燃機関から前記駆動輪に伝達される動力を断接するクラッチと、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記クラッチを開放して前記二次電池又は前記発電機から供給される電力により前記電動機が発生した動力で前記駆動輪を駆動するシリーズモードと、前記クラッチを接続して前記内燃機関の動力と前記二次電池から供給される電力により前記電動機が発生した動力とで前記駆動輪を駆動するパラレルモードとの切り換えを行うモード切換制御手段と、を備え、
前記モード切換制御手段は、前記シリーズモードで発生可能な最大トルクと前記パラレルモードで発生可能な最大トルクとが一致する車速にて前記シリーズモードと前記パラレルモードとを切り換えることを特徴とするハイブリット車両の制御装置。 - 前記車両の運転状態を第1の運転モードと前記第1の運転モードより前記二次電池の電力消費量を抑制した第2の運転モードとに切り換える運転状態切換手段を備え、
前記モード切換制御手段は、前記運転状態切換手段が前記第1の運転モードである場合には、前記シリーズモードで発生可能な最大トルクと前記パラレルモードで発生可能な最大トルクとが一致する車速にて前記シリーズモードと前記パラレルモードとの切り換えを行い、前記運転状態切換手段が前記第2の運転モードである場合には、前記第1の運転モードでの切り換え車速より低い車速で前記シリーズモードと前記パラレルモードとを切り換えることを特徴とする、請求項1に記載のハイブリット車両の制御装置。 - 前記二次電池の充電率を検出する二次電池残量検出手段と備え、
前記モード切換制御手段は、前記充電率が所定値以上の場合には、前記シリーズモードで発生可能な最大トルクと前記パラレルモードで発生可能な最大トルクとが一致する車速にて前記シリーズモードと前記パラレルモードとの切り換えを行い、前記充電率が前記所定値未満となった場合には、前記二次電池残量検出手段の検出結果に基づき、前記二次電池の充電率が低下するにつれ、前記シリーズモードと前記パラレルモードとを切り換える車速を低下させることを特徴とする、請求項1或いは2に記載のハイブリット車両の制御装置。
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