JP2013075547A - シリーズ式ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハイブリッドシステム1は、SOCセンサ11が検出したSOCがHEV低SOC以上の場合、システムの発電効率が予め設定された発電効率以上となる第1の領域内で、アクセルペダルの操作量に基づいて、エンジン2の回転数及びトルクを制御してエンジン動作点でエンジン2を動作させ、SOCセンサ11が検出したSOCがHEV低SOC未満の場合、第1の領域のときよりも発電モータ3の発電電力が大きくなる第2の領域内で、アクセルペダルの操作量に基づいて、エンジン2の回転数及びトルクを制御してエンジン動作点でエンジン2を動作させるハイブリッドコントローラ6とを備える。
【選択図】図2
Description
このような従来のシリーズ式ハイブリッド車両のエンジン制御では、主に最大効率点での定点運転(アクセルペダル開度とエンジン回転数とが非連動)、又はアクセルペダル開度と完全連動してそのアクセルペダル開度に対応して必要となる駆動や空調等への消費電力を供給する運転を行っている。
さらに、前記完全連動の運転では、発電量と消費量とが釣り合う時間が長くなりバッテリ充放電効率への影響が少ない反面、車両停止時やフル加速時にエンジン効率が低下するため発電効率が低下してしまう。
また、本発明の一態様では、前記制御手段は、前記車速検出手段が検出した車速が零の場合、前記エンジンの回転数を零にする。
さらに、本発明によれば、アクセルペダルの操作量に応じてエンジン回転数を変化させることができるため、アクセルペダルの操作量に応じたエンジン音によって乗員に加速感を与えることができる。
このように、本発明によれば、エンジンの回転数の変化による加速感の提供と発電効率の向上の両立を図ることができる。
さらに、本発明によれば、低速走行時に小さくしたエンジン回転数によって歩行者等に車両の接近を報知できる。
また、本発明によれば、低速走行時であってもバッテリの蓄電量の低下時には、発電モータの発電電力が大きくなるようにエンジンを動作させることができ、バッテリの蓄電量を増加させることができる。
また、本発明によれば、停車時のエンジン騒音が乗員に不快感を与えるのを低減できる。
本実施形態は、シリーズ式ハイブリッド車両のハイブリッドシステムである。
(構成)
図1及び図2は、シリーズ式ハイブリッド車両のハイブリッドシステム1の構成例を示す図である。図1に示すように、シリーズ式ハイブリッド車両のハイブリッドシステム1では、エンジン2の出力軸と発電モータ3の入力軸を直列につなぎ、発電モータ3の発電電力又はバッテリ4からの放電電力で駆動モータ5を回転させて駆動輪31,32を駆動する構成になっている。そして、本実施形態のシリーズ式ハイブリッド車両のハイブリッドシステム1では、電気自動車走行モード(以下、EVモードという。)とハイブリッド車走行モード(以下、ハイブリッドモード又はHEVモードという。)とが切り換え可能になっている。以下、ハイブリッドシステム1の構成、動作等を詳しく説明する。
ここで、SOCセンサ11は、バッテリ4のSOCを検出する。そして、SOCセンサ11は、検出値をハイブリッドコントローラ6に出力する。また、アクセル開度センサ12は、アクセル開度、すなわちアクセルペダルの操作量を検出する。そして、アクセル開度センサ12は、検出値をハイブリッドコントローラ6に出力する。また、ブレーキ開度センサ13は、ブレーキ開度、すなわちブレーキペダルの操作量を検出する。そして、ブレーキ開度センサ13は、検出値をハイブリッドコントローラ6に出力する。また、シフトポジションセンサ14は、シフトポジションを検出する。そして、シフトポジションセンサ14は、検出値をハイブリッドコントローラ6に出力する。
また、発電モータインバータ16は、発電モータ3を駆動制御する。具体的には、発電モータインバータ16は、各相毎の駆動電流によって発電モータ3の各相を制御し、発電モータ3の発電制御を行う。このとき、発電モータインバータ16は、発電モータ3のモータ回転数をハイブリッドコントローラ6に出力する。
駆動モータ5は、駆動輪31,32に連絡する駆動軸に接続されている。この駆動モータ5は、発電モータ3の発電電力又はバッテリ4から出力される電力(放電電力)により駆動される。これにより、駆動モータ5は、駆動軸を駆動して駆動輪31,32を駆動する。
図3は、その処理のエンジン2の動作点制御に用いるテーブルを示す図である。
エンジンコントローラ15は、この図3に示すテーブルを用いて、予め設定されたエンジン動作点(目標エンジン回転数及び目標エンジントルクによって実現されるエンジン動作点)でエンジン2が動作するように、エンジン2の回転数及び出力(出力トルク)を制御する。
図4乃至図7を用いてテーブルの取得過程を説明する。
先ず、図4は、一般的なエンジントルク及びエンジン回転数とエンジン効率との関係の一例を示す特性図である。図4に示すように、エンジントルク及びエンジン回転数に基づくエンジン動作点についてエンジン効率が等しくなる点を結ぶことによって、エンジン効率分布を得ることができる。そして、このエンジン効率分布では、その中心点がエンジン効率最大点となり、最外周の曲線がエンジン最大トルク曲線となる。
図10は、このような図3、図8及び図9に示すテーブルを用いて実施するハイブリッドコントローラ6やエンジンコントローラ15による処理例を示すフローチャートである。
ステップS5では、ハイブリッドコントローラ6は、検出SOCが予め設定した制御開始SOC以上であるか否かを判定する。ここで、制御開始SOCは、駆動モータ5を100%の出力で駆動させるか否かを判定するためのSOC値である。制御開始SOCは、例えば20%である。ハイブリッドコントローラ6は、検出SOCが制御開始SOC以上であると判定すると(検出SOC≧制御開始SOC)、ステップS7に進む。また、ハイブリッドコントローラ6は、検出SOCが制御開始SOC未満であると判定すると(検出SOC<制御開始SOC)、ステップS6に進む。
ステップS17では、停車中はアクセルペダルの操作量は0%なので、ハイブリッドコントローラ6は、エンジン及びモータ効率が100%(効率最大点)でエンジン2の動作制御を行う。
次に、ステップS15では、ハイブリッドコントローラ6は、検出SOCがHEV低SOC以上か否であるかを判定する。ここで、HEV低SOCは、ハイブリッドモード時に最低維持すべきSOC値である。HEV低SOCは、例えば25%である。ハイブリッドコントローラ6は、検出SOCがHEV低SOC以上であると判定すると(検出SOC≧HEV低SOC)、ステップS16に進む。また、ハイブリッドコントローラ6は、検出SOCがHEV低SOC未満であると判定すると(検出SOC<HEV低SOC)、ステップS17に進む。
次に、ハイブリッドシステム1における動作、作用等を図11を用いて説明する。
<図11(a)を用いた説明>
ハイブリッドシステム1は、図11(a)に示すように、検出SOCに基づいて、ハイブリッドモードとEVモードとを切り換える。具体的には、ハイブリッドシステム1は、検出SOCがHEV目標SOC以下である場合にはハイブリッドモードにし、検出SOCがHEV目標SOCより大きい場合にはEVモードにする。また、ハイブリッドシステム1は、EVモードであっても、低速走行時には接近通報動作としてエンジン2を低回転数(例えば1000rpm)で駆動する(前記ステップS13)。
ハイブリッドシステム1は、このような低速走行時にEVモードでの接近通報動作によって、低回転数のエンジン音で歩行者に車両接近を通報できる。これにより、ハイブリッドシステム1は、EVモードにおいて、電子的や機械的な接近通報装置の追加なしで歩行者に車両接近を通報することと、エンジン騒音(高回転のエンジン音)が歩行者に不快感を与えてしまうのを防止することとを両立できる。
また、図11(b)に示すように、ハイブリッドモードでの停車時において、ハイブリッドシステム1は、検出SOCがHEV低SOCよりも大きい場合にはアイドルストップを実施し(前記ステップS12)、検出SOCがHEV低SOC以下である場合には、エンジン2を始動してアイドルストップを実施しない又は実施中のアイドルストップを解除する(前記ステップS10)。
これにより、ハイブリッドシステム1は、アイドルストップを実施状態から実施解除に切り換えるSOC値を低くし、アイドルストップのためのSOC使用域(アイドルストップ時にバッテリ4の電力消費が許容されるSOCの領域)を広くできるため、停車中のアイドルストップの維持時間を増加させることができる。
また、図11(c)に示すように、ハイブリッドモードでの低速走行時において、ハイブリッドシステム1は、検出SOCが発電停止SOCよりも大きくなると、エンジン駆動による発電を停止させ(前記ステップS4)、さらにその後、検出SOCがモータリング開始SOCよりも大きくなると、発電モータ3を力行させる(前記ステップS2)。ハイブリッドシステム1は、この力行によって、回生によるSOCの上昇を抑えることができる。
また、図11(d)に示すように、ハイブリッドモードでの通常走行時(通常速度(例えば20km/hよりも大きい速度)での走行時)には、ハイブリッドシステム1は、検出SOCがHEV低SOC以上である場合に、エンジン効率最大動作曲線上においてアクセルペダルの操作量が0%時にエンジン及びモータ効率のLow側が80%となり、アクセルペダルの操作量が100%時にエンジン及びモータ効率のHi側が80%となる範囲でエンジン動作点が移動するように、アクセルペダルの操作量に応じてエンジン2の回転数及びトルクを制御する(前記ステップS16)。一方、ハイブリッドシステム1は、検出SOCがHEV低SOCよりも小さい場合には、エンジン効率最大動作曲線上においてアクセルペダルの操作量が0%時にエンジン及びモータ効率が100%(効率最大点)となり、アクセルペダルの操作量が100%時に発電電力最大点となる範囲でエンジン動作点が移動するように、アクセルペダルの操作量に応じてエンジン2の回転数及びトルクを制御する(前記ステップS17)。すなわち、ハイブリッドシステム1は、検出SOCの低下時にはエンジン動作点の移動範囲をエンジン効率最大動作曲線上で高回転及び高出力側にシフトさせる。
また、ハイブリッドシステム1は、検出SOCの低下時にはエンジン動作点の移動範囲をエンジン効率最大動作曲線上で高回転及び高出力側にシフトさせることで、エンジン2音による加速感を乗員に提供しつつ、バッテリ充電を優先してSOCを回復させることができる。また、アクセルペダルの操作量が少ないときの動作点も当然に高回転及び高出力側にシフトするため、アクセルペダルの操作量が少ない領域での発電効率が向上し、バッテリ4への充電を効率良く行うことができる。
なお、図11(d)に示す例では、検出SOCが切り換え判定用SOC以上となったときにエンジン2を既に停止させているために、ハイブリッドシステム1は、ハイブリッドモードでの通常走行時に検出SOCが発電停止SOCよりも大きくなっても、エンジン駆動による発電を停止させる動作を特に行ってはいない。
また、図11(e)に示すように、ハイブリッドシステム1は、検出SOCが制御開始SOC未満の場合には駆動モータ5の出力を制限し、検出SOCが制御開始SOC以上である場合には駆動モータ5を100%の出力で駆動する。
以上の本実施形態の説明において、アクセル開度センサ12は、例えば、アクセルペダル操作量検出手段を構成する。また、SOCセンサ11は、例えば、蓄電量検出手段を構成する。また、ハイブリッドコントローラ6及びエンジンコントローラ15は、例えば、制御手段を構成する。また、ハイブリッドコントローラ6による車速算出処理は、例えば、車速検出手段を実現する。
本実施形態では、具体的に種々の数値を挙げて説明しているがこれに限定されるものではなく、車両構成等の種々の要因によって決定される。
Claims (4)
- エンジンと、前記エンジンによって駆動される発電モータと、前記発電モータの発電電力によって充電されるバッテリと、前記発電モータの発電電力又は前記バッテリの放電電力によって駆動輪を駆動する駆動モータとを備えるシリーズ式ハイブリッド車両の駆動制御装置において、
アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段と、
前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
前記蓄電量検出手段が検出した蓄電量が予め設定された蓄電量以上の場合、前記エンジンの駆動効率及び前記発電モータのモータ駆動効率を基に得られる発電効率が予め設定された発電効率以上となる第1の領域内で、前記アクセルペダル操作量検出手段が検出したアクセルペダルの操作量に基づいて、前記エンジンの回転数及びトルクを制御して目標エンジン回転数と目標エンジントルクとに対応するエンジン動作点で前記エンジンを動作させ、前記蓄電量検出手段が検出した蓄電量が前記予め設定された蓄電量未満の場合、前記第1の領域のときよりも前記発電モータの発電電力が大きくなる第2の領域内で、前記アクセルペダル操作量検出手段が検出したアクセルペダルの操作量に基づいて、前記エンジンの回転数及びトルクを制御して前記エンジン動作点で前記エンジンを動作させる制御手段と、
を備えるシリーズ式ハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 車速を検出する車速検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記車速検出手段が検出した車速が予め設定した車速以下の場合、前記第1の領域のときよりも前記発電モータの発電電力が小さくなる領域内で、前記エンジンの回転数及びトルクを制御して前記エンジン動作点で前記エンジンを動作させることを特徴とする請求項1に記載のシリーズ式ハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 前記制御手段は、前記蓄電量検出手段が検出した蓄電量が予め設定された蓄電量未満の場合、前記蓄電量検出手段が検出した蓄電量が該予め設定された蓄電量以上の場合よりも前記発電モータの発電電力が大きくなるように、前記エンジンの回転数及びトルクを制御して前記エンジン動作点で前記エンジンを動作させることを特徴とする請求項2に記載のシリーズ式ハイブリッド車両の駆動制御装置。
- 前記制御手段は、前記車速検出手段が検出した車速が零の場合、前記エンジンの回転数を零にすることを特徴とする請求項2又は3に記載のシリーズ式ハイブリッド車両の駆動制御装置。
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