JP2015067201A - Control apparatus of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle.
ハイブリッド自動車は、エンジンと電動機とを有し、エンジンによる走行モードと電動機による走行モードとエンジンと電動機とが協働する走行モードとが選択可能である。 The hybrid vehicle has an engine and an electric motor, and a driving mode by the engine, a driving mode by the electric motor, and a driving mode in which the engine and the electric motor cooperate can be selected.
たとえば、特許文献1では、運転者がアクセルペダルを踏み込む際の踏力に応じて走行モードの選択を行っている。
For example, in
上述したように、特許文献1では、運転者がアクセルペダルを踏み込む際の踏力によって、走行モードを選択している。この場合、実際には、電動機による走行モードで十分走行が可能な状況下においても運転者のアクセルペダルの操作の状況によっては、エンジンによる走行モードに切り替わってしまう場合がある。たとえば、アクセルペダルの操作が急な運転者が運転すると、電動機による走行モードが選択され難く、燃費が悪化する場合がある。
As described above, in
本発明は、このような背景の下に行われたものであって、運転者のアクセルペダルの操作の如何に係らず、電動機による走行モードを選択することができるハイブリッド自動車の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made under such a background, and provides a control apparatus for a hybrid vehicle that can select a driving mode by an electric motor regardless of a driver's operation of an accelerator pedal. For the purpose.
本発明は、エンジンと電動機とを有し、エンジンによる走行モードと、電動機による走行モードと、エンジンと電動機とが協働する走行モードの切替が可能なハイブリッド自動車の制御装置において、路面の上り勾配の大きさに応じて電動機による走行モードまたはエンジンと電動機とが協働する走行モードのいずれかを選択する制御手段を有するものである。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle having an engine and an electric motor, and capable of switching a traveling mode by the engine, a traveling mode by the electric motor, and a traveling mode in which the engine and the electric motor cooperate with each other. There is a control means for selecting either a traveling mode by the electric motor or a traveling mode in which the engine and the electric motor cooperate in accordance with the size of the motor.
このときに、ハイブリッド自動車は、勾配センサと路面の勾配を推定演算する勾配演算手段とを有し、制御手段は、ハイブリッド自動車が停車中には、勾配センサによって路面の勾配情報を取得し、ハイブリッド自動車が走行中には、勾配演算手段により路面の勾配情報を取得することができる。 At this time, the hybrid vehicle has a gradient sensor and gradient calculation means for estimating and calculating the gradient of the road surface, and the control means acquires road gradient information by the gradient sensor while the hybrid vehicle is stopped. While the vehicle is traveling, the gradient information of the road surface can be acquired by the gradient calculation means.
本発明によれば、運転者のアクセルペダルの操作の如何に係らず、電動機による走行モードを選択することができる。 According to the present invention, it is possible to select the travel mode by the electric motor regardless of the driver's operation of the accelerator pedal.
本発明の実施の形態に係るハイブリッド自動車の制御装置1について、図1〜図5を参照しながら説明する。
A hybrid
本発明の実施の形態に係るハイブリッド自動車の制御装置1は、図1に示すように、要部構成として、勾配センサ10と、路面勾配演算部20と、制御部30とを有する。
As shown in FIG. 1, the hybrid
勾配センサ10は、路面勾配に応じて振り子11が傾くことで、路面勾配を検出する。なお、勾配センサ10は、振り子11の傾きで路面の勾配を検出するので、ハイブリッド自動車の走行中には、車体の揺れや振動等によって、検出結果に誤差が生じ易い。
The
路面勾配演算部20は、特許第4975455号にて開示した演算を実行することにより路面勾配を演算する。この演算方法を簡単に説明すると、ハイブリッド自動車1の変速前と変速中の加速度データに基づいて車両推定質量FMを算出し、運動方程式sinθ=(F−A・(FM+Wr)−μr・FM−μc・V2)/(FM・g)より、路面の勾配sinθを算出する。ここで、Fは駆動力(N)、Aは加速度(m/s2)、gは重力加速度、μrは転がり抵抗係数、μcは空気抵抗係数、Vは車速(km/h)、Wrは現在の変速段数位置における回転相当質量(kg)である。このようにして路面の勾配を算出するようにしたので、走行中においても、車体の揺れや振動等の影響を抑えて路面の勾配を算出することができる。
The road surface
制御部30は、路面の上り勾配の大きさに応じて電動機による走行モード(以下ではEV走行モード)またはエンジンと電動機とが協働する走行モード(以下ではHV走行モード)のいずれかを選択する。このとき、制御部30は、ハイブリッド自動車が停車中には、勾配センサ10によって路面の勾配情報を取得し、ハイブリッド自動車が走行中には、路面勾配演算部20により路面の勾配情報を取得する。なお、ハイブリッド自動車の走行中には、勾配センサ10を利用しない理由は、前述したように、走行中には勾配センサ10の検出誤差が生じ易いためである。
The
次に、走行モードの選択基準について、図2を参照しながら説明する。図2は、横軸にバッテリの充電状態を示す値(SOC:State of Charge)をとり、縦軸に路面の勾配をとる。 Next, criteria for selecting the travel mode will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents a value (SOC: State of Charge) indicating the state of charge of the battery, and the vertical axis represents the slope of the road surface.
図2に示すように、バッテリのSOCが高いときには、路面の上り勾配がさほど大きくなければ(図2の例では勾配がα%未満)、EV走行モードが選択され、バッテリの電力が消費される。しかし、バッテリのSOCが高いときであっても、路面の上り勾配が大きいときには(図2の例では勾配がα%以上)、上り勾配の走行を維持するためにHV走行モードが選択される。 As shown in FIG. 2, when the SOC of the battery is high, if the road slope is not so large (in the example of FIG. 2, the slope is less than α%), the EV driving mode is selected and the battery power is consumed. . However, even when the battery SOC is high, the HV traveling mode is selected in order to maintain the traveling on the upward gradient when the upward gradient on the road surface is large (in the example of FIG. 2, the gradient is α% or more).
すなわち、SOCと勾配のみによって走行モードが切り替わり、アクセルペダルの操作の状況によって切り替わらない。制御部30は、図2に示すEV走行モードが選択されるべき領域内において、運転者のアクセルペダルの急な操作等によって、HV走行モードが選択されてしまうことを回避し、ハイブリッド自動車の燃費の向上を図るものである。よって、以下の説明では、バッテリのSOCについては、EV走行モードを選択し得る高い状態であるという前提で説明をする。
That is, the driving mode is switched only by the SOC and the slope, and is not switched by the operation state of the accelerator pedal. The
次に、勾配情報を取得する際の情報源の選択および走行モードの選択について説明する。なお、ここでは、上述したように、EV走行モードが選択可能なSOCの値がある場合を例として説明する。 Next, selection of an information source and selection of a travel mode when acquiring gradient information will be described. Here, as described above, a case where there is an SOC value that allows the EV travel mode to be selected will be described as an example.
図3を参照して、勾配情報を取得する際の情報源の選択について説明する。状態ST1において、ハイブリッド自動車のキースイッチがON状態に操作されると、ハイブリッド自動車は、未だ走行していないので、制御部30は、状態ST2において、勾配センサ10から勾配情報を取得する。その後、ハイブリッド自動車が走行を開始すると、制御部30は、状態ST3において、路面勾配演算部20から勾配情報を取得する。この後、車両が停止すると、状態ST2に遷移する。
With reference to FIG. 3, selection of an information source when acquiring gradient information will be described. In state ST1, when the key switch of the hybrid vehicle is operated to be in the ON state, the hybrid vehicle has not yet traveled, and thus control
次に、図4を参照して走行モードの選択について説明する。状態ST10において、ハイブリッド自動車が駐車場に停車中の状態でキースイッチがON状態に操作されると、制御部30は、状態ST11において、初期状態となり図3の状態ST2で説明したように、未だハイブリッド自動車が停車中であるため、勾配センサ20から勾配情報を取得する。
Next, the selection of the travel mode will be described with reference to FIG. In the state ST10, when the key switch is operated to the ON state while the hybrid vehicle is parked in the parking lot, the
状態ST11において、勾配がα%以上であれば、制御部30は、状態ST12において、エンジンと電動機が協働するHV走行モードを選択する。一方、状態ST11において、勾配がα%未満であれば、制御部30は、状態ST13において、電動機によるEV走行モードを選択する(上述したように、図2においてEV走行モード選択可能なSOCの値があることを前提としている)。
If the gradient is greater than or equal to α% in state ST11,
状態ST12において、HV走行モードで走行中に、勾配がα未満になると、制御部30は、状態ST15において、エンジンを停止する。エンジン停止が完了すると、制御部30は、状態ST13において、EV走行モードを選択する。
If the gradient becomes less than α during traveling in the HV traveling mode in the state ST12, the
状態ST13において、EV走行モードで走行中に、勾配がα以上になると、制御部30は、状態ST14において、エンジンを始動する。エンジン始動が完了すると、制御部30は、状態ST12において、HV走行モードを選択する。
In the state ST13, when the gradient becomes greater than or equal to α during traveling in the EV traveling mode, the
次に、図3および図4を参照して説明した制御部30の動作を図5のフローチャートを参照しながら説明する。なお、この例においても、上述したように、図2においてEV走行モード選択可能なSOCの値があることを前提とする。
Next, the operation of the
図5のフローチャートのSTARTの条件は、ハイブリッド自動車のキースイッチがON状態であるという条件である。なお、図5のフローチャートの処理は、1周期分の処理であり、1周期分の処理が終了(END)してもSTARTの条件が満たされていれば、処理は再び開始される。 The condition of START in the flowchart of FIG. 5 is that the key switch of the hybrid vehicle is in the ON state. The process of the flowchart in FIG. 5 is a process for one cycle, and the process is started again if the START condition is satisfied even when the process for one cycle is completed (END).
ステップS1において、制御部30は、ハイブリッド自動車が走行中であるか否かを判定する。ステップS1において、ハイブリッド自動車が走行中であると判定されると、処理は、ステップS2に進む。一方、ステップS1において、ハイブリッド自動車が走行中でないと判定されると、処理は、ステップS3に進む。なお、ハイブリッド自動車が走行中であるか否かは、たとえば車速情報によって制御部30が認識することができる。
In step S1, the
ステップS2において、制御部30は、路面勾配演算部20を利用して路面勾配を演算する。ステップS2において、路面勾配演算部20を利用した路面勾配の演算が完了すると、処理は、ステップS4に進む。
In step S <b> 2, the
ステップS3において、制御部30は、勾配センサ10を利用して路面勾配を検出する。ステップS3において、勾配センサ10を利用した路面勾配の検出が完了すると、処理は、ステップS4に進む。
In step S <b> 3, the
ステップS4において、制御部30は、路面勾配情報を取得する。ステップS4において、路面勾配情報の取得が完了すると、処理は、ステップS5に進む。
In step S4, the
ステップS5において、制御部30は、ステップS4で取得した勾配情報に基づいて勾配がα%以上か否かを判定する。ステップS5において、勾配がα%以上であると判定されると、処理は、ステップS6に進む。一方、ステップS5において、勾配がα%未満であると判定されると、処理は、ステップS7に進む。
In step S5, the
ステップS6において、制御部30は、HV走行モードを選択し、1周期分の処理を終了する(END)。
In step S6, the
ステップS7において、制御部30は、EV走行モードを選択し、1周期分の処理を終了する(END)。
In step S7, the
このように、従来は、アクセルペダルの操作により走行モードが変わる。すなわちEV走行モード選択可能なSOC値がある場合においても、HV走行モードまたはエンジン走行モードに変わる。 Thus, conventionally, the travel mode is changed by operating the accelerator pedal. That is, even when there is an SOC value that allows EV travel mode selection, the mode changes to the HV travel mode or the engine travel mode.
しかし、制御部30は、ハイブリッド自動車の現在の位置における路面の勾配情報に基づいて、HV走行モードまたはEV走行モードのいずれかを選択する。これによれば、運転者のアクセルペダルの操作の如何に係らず、EV走行モードを選択することができる。したがって、運転者のアクセルペダルの操作の如何に係らずEV走行モードの選択期間を長くしてハイブリッド自動車の燃費の向上を図ることができる。
However, the
なお、実際の制御においては、図2に示すように、SOCの値によって、走行モードの選択が併せて実施されている。 In actual control, as shown in FIG. 2, the travel mode is selected according to the SOC value.
また、以上説明した制御部30は、情報処理装置が予めインストールされている所定のプログラムを実行することによって実現することができる。このような情報処理装置は、たとえば、メモリ、CPU(Central Processing Unit)、入出力ポートなどを有する。情報処理装置のCPUは、メモリなどから所定のプログラムとして制御プログラムを読み込んで実行する。これにより、情報処理装置には、制御部30の機能が実現される。なお、CPUの代わりにASIC(Application Specific Integrated Circuit)、マイクロプロセッサ(マイクロコンピュータ)、DSP(Digital Signal Processor)などを用いてもよい。
The
また、上述の所定のプログラムは、制御部30の出荷前に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであっても、制御部30の出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。また、プログラムの一部が、制御部30の出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。制御部30の出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されるプログラムは、例えば、CD−ROMなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶されているものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。
Further, even if the predetermined program described above is stored in the memory of the information processing apparatus before shipment of the
また、上述の所定のプログラムは、情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。 The predetermined program described above includes not only a program that can be directly executed by the information processing apparatus but also a program that can be executed by being installed on a hard disk or the like. Also included are those that are compressed or encrypted.
このように、情報処理装置とプログラムによって制御部30を実現することにより、大量生産や仕様変更(または設計変更)に対して柔軟に対応可能となる。
As described above, by realizing the
なお、情報処理装置が実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであってもよいし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。 Note that the program executed by the information processing apparatus may be a program that is processed in time series in the order described in this specification, or may be necessary in parallel or when a call is made. It may be a program that performs processing at timing.
また、制御部30は、上述した制御と他の制御とを併用してもよい。たとえば、制御部30は、上述した制御と、アクセルペダルの操作情報を取得してアクセルペダルの踏力に応じて走行モードを選択する制御とを併用してもよい。ただし、このとき、上述の走行モードの選択を優先することが好ましい。
Moreover, the
1…制御装置、10…勾配センサ、20…路面勾配演算部(勾配演算手段)、30…制御部(制御手段)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
路面の上り勾配の大きさに応じて前記電動機による走行モードまたは前記エンジンと電動機とが協働する走行モードのいずれかを選択する制御手段を有する、
ことを特徴とする制御装置。 In a hybrid vehicle control device having an engine and an electric motor and capable of switching between a driving mode by the engine, a driving mode by the electric motor, and a driving mode in which the engine and the electric motor cooperate.
Control means for selecting either a traveling mode by the electric motor or a traveling mode in which the engine and the electric motor cooperate in accordance with the magnitude of an upward gradient of a road surface;
A control device characterized by that.
前記ハイブリッド自動車は、勾配センサと路面の勾配を推定演算する勾配演算手段とを有し、
前記制御手段は、前記ハイブリッド自動車が停車中には、前記勾配センサによって路面の勾配情報を取得し、前記ハイブリッド自動車が走行中には、前記勾配演算手段により路面の勾配情報を取得する、
ことを特徴とする制御装置。 The control device according to claim 1,
The hybrid vehicle has a gradient sensor and a gradient calculation means for estimating and calculating the gradient of the road surface,
The control means acquires road surface gradient information by the gradient sensor while the hybrid vehicle is stopped, and acquires road surface gradient information by the gradient calculation means while the hybrid vehicle is traveling.
A control device characterized by that.
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2013
- 2013-09-30 JP JP2013204567A patent/JP2015067201A/en active Pending
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