JP2016124493A - Vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばハイブリッド車両を制御する車両制御装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a vehicle control device that controls, for example, a hybrid vehicle.
走行用の動力源として内燃機関及び回転電機の双方を備えるハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両では、特許文献1から4に開示されているように、ハイブリッド車両の状態に基づいて、内燃機関や回転電機の動作状態が制御される。 A hybrid vehicle including both an internal combustion engine and a rotating electric machine is known as a power source for traveling. In such a hybrid vehicle, as disclosed in Patent Documents 1 to 4, the operation states of the internal combustion engine and the rotating electrical machine are controlled based on the state of the hybrid vehicle.
しかしながら、上述した特許文献1から特許文献4に開示されている制御方法では、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができるとは限らないという技術的問題点が生ずる。 However, the control methods disclosed in Patent Document 1 to Patent Document 4 described above have a technical problem that the fuel efficiency of the hybrid vehicle cannot always be improved.
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、好適に燃費を向上させるようにハイブリッド車両を制御することが可能な車両制御装置を提供することを課題とする。 Examples of problems to be solved by the present invention include the above. An object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of controlling a hybrid vehicle so as to preferably improve fuel efficiency.
本発明の車両制御装置の一態様は、内燃機関と、内燃機関の動力を用いて駆動することで、電力を蓄積可能な蓄電手段を充電可能な回転電機とを備えるハイブリッド車両を制御する車両制御装置であって、所定の初期値に対して前記蓄電手段に蓄積されている電力の総量の変化に伴う前記内燃機関の燃料消費量を反映させていくことで、前記蓄電手段に蓄積されている電力のうち単位電力量の電力を蓄積するために要した前記内燃機関の燃料消費量を表す充電コストを算出する算出手段と、(i)前記充電コストが、前記回転電機の動力を用いることなく前記内燃機関の動力を用いて前記ハイブリッド車両が前記単位電力量に相当する単位走行出力を出力するために要する前記内燃機関の燃料消費量を表す機関コストよりも小さいと判定される場合に、前記ハイブリッド車両の走行モードが、前記内燃機関を運転することなく走行する電動モードとなり、(ii)前記充電コストが前記機関コストよりも大きいと判定される場合に、前記走行モードが、前記内燃機関の動力を用いて走行する機関モードとなるように前記ハイブリッド車両を制御する制御手段と、(i)前記ハイブリッド車両が、過去に走行したことがある経路を新たに走行しようとしており、(ii)前記経路を前回走行したときの前記内燃機関の損失が前記経路を前々回走行したときの前記内燃機関の損失よりも大きく、且つ、(iii)前記経路を前回走行したときの燃費が前記経路を前々回走行したときの燃費よりも悪化している場合に、前記経路を今回新たに走行する際に前記充電コストを算出するために使用する前記初期値が、前記経路を前回走行したときに算出された前記充電コストよりも小さくなるように、前記初期値を調整する第1調整手段と、前記経路を過去に走行していたときの前記内燃機関の回転数と比較して前記内燃機関の回転数を所定量以上増加させる所定車速で前記経路を一定時間以上走行した場合には、前記算出手段が算出した前記充電コストを所定量だけ小さくすることで得られる値が新たな前記充電コストとなるように、前記算出手段が算出した前記充電コストを調整する第2調整手段とを備える。 One aspect of the vehicle control device of the present invention is a vehicle control that controls a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a rotating electrical machine that can be charged with power storage means capable of storing electric power by being driven using the power of the internal combustion engine. The device is stored in the power storage means by reflecting the fuel consumption of the internal combustion engine accompanying a change in the total amount of power stored in the power storage means with respect to a predetermined initial value. Calculating means for calculating a charging cost representing a fuel consumption amount of the internal combustion engine required for accumulating a unit power amount of electric power; and (i) the charging cost does not use power of the rotating electrical machine. It is determined that the hybrid vehicle is smaller than the engine cost representing the fuel consumption amount of the internal combustion engine required for the hybrid vehicle to output a unit travel output corresponding to the unit power amount using the power of the internal combustion engine. The driving mode of the hybrid vehicle is an electric mode for driving without operating the internal combustion engine, and (ii) when the charging cost is determined to be greater than the engine cost, the driving mode is: Control means for controlling the hybrid vehicle to be in an engine mode that travels using the power of the internal combustion engine; and (i) the hybrid vehicle is about to travel a new route that has traveled in the past, (Ii) The loss of the internal combustion engine when traveling the route last time is larger than the loss of the internal combustion engine when traveling the route last time, and (iii) the fuel consumption when traveling the route last time is In order to calculate the charging cost when newly traveling on the route this time when the fuel efficiency is worse than when traveling on the route two times before A first adjusting means for adjusting the initial value so that the initial value to be used is smaller than the charging cost calculated when the route was traveled last time, and when the route has been traveled in the past When the vehicle travels for a predetermined time or more at a predetermined vehicle speed that increases the rotational speed of the internal combustion engine by a predetermined amount or more compared to the rotational speed of the internal combustion engine, the charging cost calculated by the calculating means is a predetermined amount. And a second adjusting means for adjusting the charging cost calculated by the calculating means so that a value obtained by reducing the charging cost becomes a new charging cost.
本発明の車両制御装置の一態様によれば、好適に燃費を向上させるようにハイブリッド車両を制御することができる。 According to one aspect of the vehicle control device of the present invention, it is possible to control the hybrid vehicle so as to preferably improve fuel efficiency.
本発明の車両制御装置の一態様の作用及び他の利得は次に説明する実施形態から更に明らかにされる。 The operation and other advantages of one aspect of the vehicle control device of the present invention will be further clarified from the embodiments described below.
以下、図面を参照して本発明の車両制御装置の実施形態について説明する。尚、以下では、本発明の車両制御装置の実施形態が適用されたハイブリッド車両10を用いて説明を進める。
Hereinafter, an embodiment of a vehicle control device of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, description will be given using the
(1)ハイブリッド車両の構成
はじめに、図1を参照して、本実施形態のハイブリッド車両10の構成について説明する。ここに、図1は、本実施形態のハイブリッド車両10の構成の一例を示すブロック図である。
(1) Configuration of Hybrid Vehicle First, the configuration of the
図1に示すように、ハイブリッド車両10は、車軸11と、車輪12と、「車両制御装置」の一具体例であるECU(Electronic Control Unit)100と、「内燃機関」の一具体例であるエンジンENGと、「回転電機」の一具体例であるモータジェネレータMG1と、モータジェネレータMG2と、動力分割機構300と、インバータ400と、「蓄電手段」の一具体例であるバッテリ500とを備える。
As shown in FIG. 1, the
車軸11は、エンジンENG及びモータジェネレータMG2から出力された動力を車輪12に伝達するための伝達軸である。車輪12は、後述する車軸11を介して伝達される動力を路面に伝達する手段である。
The
ECU100は、ハイブリッド車両10の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットである。本実施形態では特に、ECU100は、その内部に実現される論理的な処理ブロック又は物理的な回路素子として、「制御手段」の一具体例である走行モード制御部101と、「算出手段」、「第1調整手段」及び「第2調整手段」の一具体例である燃費率算出部102と、燃費率比較部103とを備えている。
The ECU 100 is an electronic control unit configured to be able to control the entire operation of the
走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードを制御する。具体的には、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードが所望の走行モードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する。例えば、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードが、エンジンENGの動力を用いて走行するHV(Hybrid Vehicle)モードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する。例えば、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードが、エンジンENGを運転することなくモータジェネレータMG1及びMG2の少なくとも一方の動力を用いて走行するEV(Electric Vehicle)モードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する。
The travel
尚、EVモードでは、エンジンENGが運転していない(言い換えれば、エンジンENGが駆動していない、更に言い換えれば、エンジンENGが燃料を消費していない)。このため、一般的には、EVモードでの走行頻度が多くなるほど、ハイブリッド車両10の燃費が向上する。
In the EV mode, the engine ENG is not operating (in other words, the engine ENG is not driven, in other words, the engine ENG is not consuming fuel). For this reason, generally, the fuel efficiency of the
本実施形態では特に、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードが燃費率比較部103の比較結果に基づいて決定される走行モードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する。尚、燃費率比較部103の比較結果に基づいて決定される走行モードについては、後に詳述する(図2等参照)。
Particularly in the present embodiment, the travel
燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10の走行モードが決定される際に、燃費率比較部103による比較対象となる燃費率(具体的には、後述するバッテリ燃費率F及び走行時エンジン燃費率H)を算出する。尚、燃費率算出部102によるバッテリ燃費率F及び走行時エンジン燃費率Hの算出方法の詳細については、後に詳述する(図2等参照)。
The fuel consumption
燃費率比較部103は、燃費率算出部102が算出したバッテリ燃費率Fと走行時エンジン燃費率Hとを比較する。具体的には、燃費率比較部103は、バッテリ燃費率Fと走行時エンジン燃費率Hとの大小関係を判定する。燃費率比較部103は、比較結果(つまり、大小関係の判定結果)を走行モード制御部101に伝える。
The fuel consumption
エンジンENGは、ガソリンや軽油等の燃料を燃焼することで駆動する。エンジンENGは、ハイブリッド車両10の主たる動力源として機能する。加えて、エンジンENGは、後述するモータジェネレータMG1の回転軸を回転させる(言いかえれば、駆動する)ための動力源として機能する。
The engine ENG is driven by burning fuel such as gasoline or light oil. The engine ENG functions as a main power source of the
モータジェネレータMG1は、バッテリ500を充電するための発電機として機能する。モータジェネレータMG1が発電機として機能する場合には、モータジェネレータMG1の回転軸は、エンジンENGの動力によって回転する。但し、モータジェネレータMG1は、バッテリ500に蓄積された電力を用いて駆動することで、ハイブリッド車両10の動力を供給する電動機として機能してもよい。
Motor generator MG1 functions as a generator for
モータジェネレータMG2は、バッテリ500に蓄積された電力を用いて駆動することで、ハイブリッド車両10の動力を供給する電動機として機能する。加えて、モータジェネレータMG2は、バッテリ500を充電するための発電機として機能してもよい。モータジェネレータMG2が発電機として機能する場合には、モータジェネレータMG2の回転軸は、車軸11からモータジェネレータMG2に伝達される動力によって回転する。
Motor generator MG <b> 2 functions as an electric motor that supplies power of
動力分割機構300は、図示せぬサンギア、プラネタリキャリア、ピニオンギア、及びリングギアを備えた遊星歯車機構である。サンギアの回転軸はモータジェネレータMG1の回転軸に連結されている。リングギアの回転軸は、モータジェネレータMG2の回転軸に連結されている。サンギアとリングギアの中間にあるプラネタリキャリアの回転軸はエンジンENGの回転軸(つまり、クランクシャフト)に連結されている。エンジンENGの回転は、プラネタリキャリア及びピニオンギアによって、サンギア及びリングギアに伝達される。つまり、エンジンENGの動力は、2系統に分割される。ハイブリッド車両10において、リングギアの回転軸は、ハイブリッド車両10における車軸11に連結されており、この車軸11を介して車輪12に駆動力が伝達される。
The
インバータ400は、バッテリ500から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータMG1及びMG2に供給する。更に、インバータ400は、モータジェネレータMG1及びMG2によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ500に供給する。
バッテリ500は、モータジェネレータMG1及びMG2が駆動するための電力をモータジェネレータMG1及びMG2に供給する電力供給源である。バッテリ500は、充電可能な蓄電池である。
(2)ハイブリッド車両10の動作
続いて、図2を参照しながら、ハイブリッド車両10の動作(特に、ハイブリッド車両10の走行モードを制御する動作)について説明する。図2は、ハイブリッド車両10の動作(特に、ハイブリッド車両10の走行モードを制御する動作)の流れの一例を示すフローチャートである。
(2) Operation of Hybrid
図2に示すように、燃費率算出部102は、「充電コスト」の一具体例であるバッテリ燃費率Fの初期値を設定する(ステップS20)。
As shown in FIG. 2, the fuel consumption
バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている電力(全電力)を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表す指標値である。言い換えれば、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている電力のうち単位電力量の電力を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量を表す。更に言い換えれば、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている電力を蓄積する際に、単位電力量の電力を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量を表す。例えば、バッテリ500に「X4(但し、Xは0以上)」という量の電力が蓄積されており且つこの「X4」という量の電力を蓄積するために「Y4」という量の燃料がエンジンENGによって消費された場合には、バッテリ燃費率Fは、「Y4/X3」という数式によって特定される数値を表す指標値であり。以下では、説明の便宜上、バッテリ燃費率Fの単位が「g/kWh」であるものとして説明を進める。
The battery fuel consumption rate F is an index value that represents the fuel consumption amount of the engine ENG per unit electric energy required for accumulating the electric power (total electric power) accumulated in the
ここで、図3を参照しながら、バッテリ燃費率Fの初期値の設定動作について説明する。図3は、バッテリ燃費率Fの初期値の設定動作の流れの一例を示すフローチャートである。 Here, the setting operation of the initial value of the battery fuel consumption rate F will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing an example of an operation flow for setting an initial value of the battery fuel consumption rate F.
図3に示すように、燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10が、当該ハイブリッド車両10が過去に走行したことがある経路(以降、“既走行経路”と称する)を走行する予定であるか否かを判定する(ステップS201)。尚、後述するステップS202において、燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10が既走行経路を前回走行したときに生じたエンジンENGの損失とハイブリッド車両10が既走行経路を前々回走行したときに生じたエンジンENGの損失とを比較する。このため、ステップS201では、燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10が、当該ハイブリッド車両10が過去に2回以上走行したことがある既走行経路を走行する予定であるか否かを判定することが好ましい。
As shown in FIG. 3, is the fuel consumption
燃費率算出部102は、既走行経路をこれから走行する旨をハイブリッド車両10のドライバがハイブリッド車両10に対して通知しているか否かを監視することで、ハイブリッド車両10が既走行経路を走行する予定であるか否かを判定してもよい。この場合、ドライバは、例えばスイッチや操作ボタン等を操作することで、既走行経路をこれから走行する旨をハイブリッド車両10に対して通知してもよい。或いは、燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10に搭載されている又はドライバが保有するナビゲーション装置に登録された目的地から算出される経路と、当該ナビゲーション装置に記憶されている既走行経路とを比較することで、ハイブリッド車両10が既走行経路を走行する予定であるか否かを判定してもよい。
The fuel consumption
ステップS201の判定の結果、ハイブリッド車両10が既走行経路を走行する予定でないと判定される場合には(ステップS201:No)、燃費率算出部102は、図2に示す動作が前回終了した時点でのバッテリ燃費率Fを、バッテリ燃費率Fの初期値に設定する(ステップS206)。つまり、燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10による走行が前回終了した時点でのバッテリ燃費率F(言い換えれば、ハイブリッド車両10が直前に走行したときに最後に算出されたバッテリ燃費率F)を、バッテリ燃費率Fの初期値に設定する。
As a result of the determination in step S201, when it is determined that the
他方で、ステップS201の判定の結果、ハイブリッド車両10が既走行経路を走行する予定であると判定される場合には(ステップS201:Yes)、燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10が既走行経路を前回走行したときに生じたエンジンENGの損失が、ハイブリッド車両10が既走行経路を前々回走行したときに生じたエンジンENGの損失よりも大きいか否かを判定する(ステップS202)。
On the other hand, as a result of the determination in step S201, when it is determined that the
エンジンENGの損失は、例えば、エンジンENGの始動に起因する損失、エンジンENGのフリクションに起因する損失、及び、エンジンENGの慣性(いわゆる、イナーシャ)に起因する損失を含んでいる。燃費率算出部102は、例えば、エンジンENGを始動させるために駆動するモータジェネレータMG1が行った仕事量を算出することで、エンジンENGの始動に起因する損失を算出してもよい。燃費率算出部102は、例えば、エンジンENGが実際に出力するトルクがゼロ以下となる状況下で推定されるエンジンENGのトルクに基づいて、エンジンENGのフリクションに起因する損失を算出してもよい。燃費率算出部102は、例えば、エンジンENGの回転数の変化量とエンジンENGの慣性力とに基づいて、エンジンENGの慣性に起因する損失を算出してもよい。燃費率算出部102は、このように算出されるエンジンENGの損失を比較する。
The loss of the engine ENG includes, for example, a loss due to the start of the engine ENG, a loss due to the friction of the engine ENG, and a loss due to the inertia (so-called inertia) of the engine ENG. The fuel consumption
ステップS202の判定の結果、ハイブリッド車両10が既走行経路を前回走行したときに生じたエンジンENGの損失が、ハイブリッド車両10が既走行経路を前々回走行したときに生じたエンジンENGの損失よりも大きくないと判定される場合には(ステップS202:No)、燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10が既走行経路を前回走行した時に算出された(典型的には、最後に算出された)バッテリ燃費率Fを、バッテリ燃費率Fの初期値に設定する(ステップS205)。
As a result of the determination in step S202, the loss of the engine ENG that occurred when the
他方で、ステップS202の判定の結果、ハイブリッド車両10が既走行経路を前回走行したときに生じたエンジンENGの損失が、ハイブリッド車両10が既走行経路を前回走行したときに生じたエンジンENGの損失よりも大きいと判定される場合には(ステップS202:Yes)、燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10が既走行経路を前回走行していた期間中のハイブリッド車両10の燃費が、ハイブリッド車両10が既走行経路を前々回走行していた期間中のハイブリッド車両10の燃費よりも小さいか否かを判定する(ステップS203)。つまり、燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10が既走行経路を前回走行していた期間中のハイブリッド車両10の燃費が、ハイブリッド車両10が既走行経路を前々回走行していた期間中のハイブリッド車両10の燃費よりも悪化している(言い換えれば、低下している)か否かを判定する(ステップS203)。
On the other hand, as a result of the determination in step S202, the loss of the engine ENG that occurred when the
ステップS203の判定の結果、ハイブリッド車両10が既走行経路を前回走行していた期間中のハイブリッド車両10の燃費が、ハイブリッド車両10が既走行経路を前々回走行していた期間中のハイブリッド車両10の燃費よりも小さくないと判定される場合には(ステップS203:No)、燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10が既走行経路を前回走行した時に算出された(典型的には、最後に算出された)バッテリ燃費率Fを、バッテリ燃費率Fの初期値に設定する(ステップS205)。
As a result of the determination in step S203, the fuel consumption of the
他方で、ステップS203の判定の結果、ハイブリッド車両10が既走行経路を前回走行していた期間中のハイブリッド車両10の燃費が、ハイブリッド車両10が既走行経路を前々回走行していた期間中のハイブリッド車両10の燃費よりも小さいと判定される場合には(ステップS203:Yes)、燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10が既走行経路を前回走行した時に算出された(典型的には、最後に算出された)バッテリ燃費率Fから所定量γを減算することで得られる値を、バッテリ燃費率Fの初期値に設定する(ステップS204)。つまり、燃費率算出部102は、ステップS205でバッテリ燃費率Fの初期値に設定される値よりも小さい値を、バッテリ燃費率Fの初期値Fに設定する(ステップS204)。
On the other hand, as a result of the determination in step S203, the fuel consumption of the
尚、所定量γは、ハイブリッド車両10の仕様やハイブリッド車両10に要求される基準(例えば、燃費基準)若しくは規制(例えば、燃費規制)等に基づいて予め定められる。但し、所定量γは、ハイブリッド車両10の状態等に基づいて適宜設定されてもよい。
The predetermined amount γ is determined in advance based on the specifications of the
再び図2において、燃費率算出部102は、バッテリ電力積算量a及びバッテリ燃料消費量Jの夫々の初期値を設定する(ステップS21)。
In FIG. 2 again, the fuel consumption
バッテリ電力積算量aは、バッテリ500に蓄積されている電力の総量を表す。例えば、バッテリ電力積算量aは、SOC(State Of Charge)が100%となる場合にバッテリ500に蓄積可能な電力の総量に対して、実際のSOCを掛け合わせることで算出される値に相当する。以下では、説明の便宜上、バッテリ電力積算量aの単位が「kWh」であるものとして説明を進める。
The battery power integration amount a represents the total amount of power stored in the
燃費率算出部102は、図2に示す動作が前回終了した時点でのバッテリ電力積算量aを、バッテリ電力積算量aの初期値に設定する。但し、燃費率算出部102は、不図示のSOCセンサから出力されるSOCを参照することでバッテリ500に蓄積されている電力の総量を算出又は推測すると共に、当該算出又は推測した電力の総量を、バッテリ電力積算量aの初期値に設定してもよい。
The fuel consumption
バッテリ燃料消費量Jは、バッテリ500に蓄積されている電力(全電力)を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量(いわば、総量)を表す指標値である。バッテリ燃料所費量Jは、バッテリ燃費率F×バッテリ電力積算量aという数式から算出される。従って、燃費率算出部102は、上述した態様で設定されたバッテリ燃費率Fの初期値に対して上述した態様で設定されたバッテリ電力積算量aの初期値を掛け合わせることで算出される値を、バッテリ燃料消費量Jの初期値に設定する。以下では、説明の便宜上、バッテリ燃料消費量Jの単位が「g」であるものとして説明を進める。
The battery fuel consumption amount J is an index value that represents the fuel consumption amount (in other words, the total amount) of the engine ENG required to store the electric power (total electric power) stored in the
その後、ハイブリッド車両10は、走行を開始する。ハイブリッド車両10が走行を開始した後には、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに充電されたか否か(つまり、バッテリ500に新たに電力が入力されたか否か)を判定する(ステップS22)。
Thereafter, the
ステップS22の判定の結果、バッテリ500が新たに充電された(つまり、バッテリ500に新たに電力が入力された)と判定される場合には(ステップS22:Yes)、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに充電された後のバッテリ燃費率F’を算出する(ステップS23)。
As a result of the determination in step S22, when it is determined that the
具体的には、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに充電された後のバッテリ電力積算量a’を算出する(ステップS23)。バッテリ500が新たに充電された場合には、バッテリ電力積算量a’は、バッテリ500が新たに充電される前のバッテリ電力積算量aよりも、バッテリ500に新たに充電された電力の総量d(以降、“バッテリ入力電力量d”と称する)だけ増加しているはずである。従って、燃費率算出部102は、バッテリ電力積算量a’=バッテリ電力積算量a+バッテリ入力電力量dという数式を用いて、バッテリ電力積算量a’を算出する。
Specifically, the fuel consumption
加えて、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに充電された後のバッテリ燃料消費量J’を算出する(ステップS23)。バッテリ500が新たに充電された場合には、バッテリ燃料消費量J’は、バッテリ500が新たに充電される前のバッテリ燃料消費量Jよりも、バッテリ入力電力量dの電力を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量J(以降、“バッテリ入力燃料消費量j1”と称する)だけ増加しているはずである。そこで、燃費率算出部102は、バッテリ燃料消費量J’=バッテリ燃料消費量J+バッテリ入力燃料消費量j1という数式を用いて、バッテリ燃料消費量J’を算出する。
In addition, the fuel consumption
燃費率算出部102は、バッテリ入力燃料消費量j1=発電時エンジン燃費率G×補正係数α×バッテリ入力電力量dという数式を用いて、バッテリ入力燃料消費量j1を算出する。
The fuel consumption
発電時エンジン燃費率Gは、バッテリ入力電力量dの電力をバッテリ500に新たに蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表す指標値である。言い換えれば、発電時エンジン燃費率Gは、バッテリ入力電力量dの電力のうち単位電力量の電力をバッテリ500に蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量を表す。更に言い換えれば、発電時エンジン燃費率Gは、バッテリ入力電力量dの電力をバッテリ500に新たに蓄積する際に、単位電力量の電力をバッテリ500に蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量を表す。例えば、バッテリ入力電力量dの電力を蓄積するために「Y5」という量の燃料がエンジンENGによって消費された場合には、発電時エンジン燃費率Gは、「Y5/d」という数式によって特定される数値を表す指標値である。以下では、説明の便宜上、発電時エンジン燃費率Gの単位が「g/kWh」であるものとして説明を進める。
The engine fuel consumption rate G during power generation is an index value representing the fuel consumption amount of the engine ENG per unit power amount required for newly storing the battery input power amount d in the
燃費率算出部102は、エンジンENGの動作点(例えば、エンジンENGのトルク及びエンジンENGの回転数によって特定される動作点)とエンジン燃費率との対応関係を表すマップを参照することで、発電時エンジン燃費率Gを算出する。
The fuel consumption
尚、バッテリ500は、典型的には、モータジェネレータMG1が発電機として機能することで新たに充電される。この場合、エンジンENGは、モータジェネレータMG1の回転軸を回転させる(言いかえれば、駆動する)ための動力源として機能している。従って、モータジェネレータMG1が発電機として機能する場合には、燃費率算出部102は、発電時エンジン燃費率Gを算出する。
The
一方で、バッテリ500は、モータジェネレータMG2が発電機として機能することで新たに充電されることがある。つまり、バッテリ500は、いわゆる回生発電によって新たに充電されることがある。この場合、エンジンENGは、モータジェネレータMG2の回転軸を回転させる(言いかえれば、駆動する)ための動力源として機能しない。このため、モータジェネレータMG2が発電機として機能する場合には、バッテリ入力電力量dの電力をバッテリ500に新たに蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量はゼロとなる。従って、モータジェネレータMG2が発電機として機能する場合には、燃費率算出部102は、発電時エンジン燃費率Gを0[g/kWh]に設定する。
On the other hand,
補正係数αは、モータジェネレータMG1の発電効率P(以降、“MG1発電効率P”と称する)の逆数とバッテリ500の充電効率Q(以降、“バッテリ充電効率Q”と称する)の逆数とを掛け合わせることで算出される指標値である。 The correction coefficient α is multiplied by the reciprocal of the power generation efficiency P of the motor generator MG1 (hereinafter referred to as “MG1 power generation efficiency P”) and the reciprocal of the charging efficiency Q of the battery 500 (hereinafter referred to as “battery charging efficiency Q”). It is an index value calculated by combining them.
MG1発電効率Pが常に100%であり(つまり、エンジンENGからモータジェネレータMG1に入力されるエネルギーの全てが常にモータジェネレータMG1によって電力に変換され)且つバッテリ充電効率Qが常に100%である(つまり、モータジェネレータMG1が発電した電力の全てが常にバッテリ500に蓄積される)理想的なハイブリッド車両では、燃費率算出部102は、補正係数αを考慮することなく、上述した発電時エンジン燃費率Gに対してバッテリ入力電力量dを掛け合わせることで、バッテリ入力燃料消費量j1を算出することができる。しかしながら、実際のハイブリッド車両10では、MG1発電効率Pが100%未満であり(つまり、エンジンENGからモータジェネレータMG1に入力されるエネルギーの一部のみが電力に変換され)且つバッテリ充電効率Qが100%未満である(つまり、モータジェネレータMG1が発電した電力の一部のみがバッテリ500に蓄積される)ことが多い。つまり、実際のハイブリッド車両10では、エンジンENGからモータジェネレータMG1に入力されるエネルギーの一部が損失となり且つモータジェネレータMG1が発電した電力の一部が損失となることが多い。このような実際のハイブリッド車両10における損失の発生を考慮して、燃費率算出部102は、補正係数αを算出する。
MG1 power generation efficiency P is always 100% (that is, all energy input from engine ENG to motor generator MG1 is always converted into electric power by motor generator MG1) and battery charging efficiency Q is always 100% (that is, In an ideal hybrid vehicle in which all of the electric power generated by the motor generator MG1 is always stored in the battery 500), the fuel consumption
MG1発電効率Pは、エンジンENGからモータジェネレータMG1に対して入力されるエネルギーの総量に対する、当該エンジンENGから入力されるエネルギーを用いてモータジェネレータMG1が発電した電力のエネルギーの総量の比を表す指標値である。言い換えれば、MG1発電効率Pは、発電のためにモータジェネレータMG1に入力されるエネルギーの総量に対する、発電の結果モータジェネレータMG1が出力する電力のエネルギーの総量の比を表す指標値である。例えば、発電のためにモータジェネレータMG1に入力されるエネルギーの総量が「E1」であり且つ発電の結果モータジェネレータMG1が出力する電力のエネルギーの総量が「E2」である場合には、MG1発電効率Pは、E2/E1という数式によって特定される数値を表す指標値である。以下では、説明の便宜上、MG1発電効率Pの単位が「%」であるものとして説明を進める。 The MG1 power generation efficiency P is an index representing the ratio of the total amount of energy generated by the motor generator MG1 using the energy input from the engine ENG to the total amount of energy input from the engine ENG to the motor generator MG1. Value. In other words, the MG1 power generation efficiency P is an index value that represents the ratio of the total amount of energy output from the motor generator MG1 as a result of power generation to the total amount of energy input to the motor generator MG1 for power generation. For example, when the total amount of energy input to the motor generator MG1 for power generation is “E1” and the total amount of power output from the motor generator MG1 as a result of power generation is “E2”, the MG1 power generation efficiency P is an index value representing a numerical value specified by the mathematical expression E2 / E1. Hereinafter, for convenience of explanation, the description will be made assuming that the unit of the MG1 power generation efficiency P is “%”.
バッテリ充電効率Qは、モータジェネレータMG1が発電した電力のエネルギーの総量に対する、当該モータジェネレータMG1が発電したエネルギーをバッテリ500に入力した時のバッテリ500に実際に蓄積された電力のエネルギーの総量の比を表す指標値である。言い換えれば、バッテリ充電効率Qは、充電のためにバッテリ500に入力されるエネルギーの総量に対する、充電の結果バッテリ500に蓄積された電力のエネルギーの総量の比を表す指標値である。例えば、充電のためにバッテリ500に入力されるエネルギーの総量が「E3」であり且つ充電の結果バッテリ500に蓄積された電力のエネルギーの総量が「E4」である場合には、バッテリ充電効率Qは、E4/E3という数式によって特定される数値を表す指標値である。以下では、説明の便宜上、バッテリ充電効率Qの単位が「%」であるものとして説明を進める。
The battery charging efficiency Q is the ratio of the total amount of power energy actually stored in the
このように、燃費率算出部102は、発電時エンジン燃費率G及び補正係数αを算出することができる。その結果、燃費率算出部102は、バッテリ入力燃料消費量j1=発電時エンジン燃費率G×補正係数α×バッテリ入力電力量dという数式を用いて、バッテリ入力電力量dの電力をバッテリ500に蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量であるバッテリ入力燃料消費量j1を算出することができる。その結果、燃費率算出部102は、バッテリ燃料消費量J’=バッテリ燃料消費量J+バッテリ入力燃料消費量j1(=バッテリ燃料消費量J+発電時エンジン燃費率G×補正係数α×バッテリ入力電力量d)という数式を用いて、バッテリ燃料消費量J’を算出することができる。
As described above, the fuel consumption
その後、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに充電された後のバッテリ燃料消費量J’を、バッテリ500が新たに充電された後のバッテリ電力積算量a’で除算することで、バッテリ500が新たに充電された後のバッテリ燃費率F’を算出する(ステップS23)。つまり、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F’=バッテリ燃料消費量J’/バッテリ電力積算量a’という数式を用いて、バッテリ燃費率F’を算出する。
Thereafter, the fuel consumption
その後、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F、バッテリ電力積算量a及びバッテリ燃料消費量Jを更新する(ステップS26)。具体的には、燃費率算出部102は、ステップS23で算出したバッテリ燃費率F’を、新たなバッテリ燃費率Fに設定する。燃費率算出部102は、ステップS23で算出したバッテリ電力積算量a’を、新たなバッテリ電力積算量aに設定する。燃費率算出部102は、ステップS23で算出したバッテリ燃料消費量J’を、新たなバッテリ燃料消費量Jに設定する。
Thereafter, the fuel consumption
他方で、ステップS22の判定の結果、バッテリ500が新たに充電されていない(つまり、バッテリ500に新たに電力が入力されていない)と判定される場合には(ステップS22:No)、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに放電したか否か(つまり、バッテリ500から新たに電力が出力されたか否か)を判定する(ステップS24)。
On the other hand, as a result of the determination in step S22, when it is determined that the
ステップS24の判定の結果、バッテリ500が新たに放電した(つまり、バッテリ500から新たに電力が出力された)と判定される場合には(ステップS24:Yes)、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに放電した後のバッテリ燃費率F’を算出する(ステップS25)。
As a result of the determination in step S24, when it is determined that the
具体的には、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに放電した後のバッテリ電力積算量a’を算出する(ステップS25)。バッテリ500が新たに放電した場合には、バッテリ電力積算量a’は、バッテリ500が新たに放電する前のバッテリ電力積算量aよりも、バッテリ500が新たに放電した電力の総量c(以降、“バッテリ出力電力量c”と称する)だけ減少しているはずである。従って、燃費率算出部102は、バッテリ電力積算量a’=バッテリ電力積算量a−バッテリ出力電力量cという数式を用いて、バッテリ電力積算量a’を算出する。
Specifically, the fuel consumption
加えて、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに放電した後のバッテリ燃料消費量J’を算出する(ステップS25)。バッテリ500が新たに放電した場合には、バッテリ電力積算量a’がバッテリ電力積算量aよりも減少しているがゆえに、バッテリ燃料消費量J’は、バッテリ500が新たに放電する前のバッテリ燃料消費量Jよりも、バッテリ出力電力量cの電力を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量J(以降、“バッテリ出力燃料消費量j2”と称する)だけ減少しているはずである。そこで、燃費率算出部102は、バッテリ燃料消費量J’=バッテリ燃料消費量J−バッテリ出力燃料消費量j2という数式を用いて、バッテリ燃料消費量J’を算出する。
In addition, the fuel consumption
燃費率算出部102は、バッテリ出力燃料消費量j2=バッテリ燃費率F×バッテリ出力電力量cという数式を用いて、バッテリ出力燃料消費量j2を算出する。というのも、バッテリ500が新たに放電したバッテリ出力電力量cの電力は、バッテリ500に蓄積されているバッテリ電力積算量aの電力の一部である。従って、バッテリ電力積算量cの電力を蓄積した際のバッテリ燃費率Fは、当然に、バッテリ電力積算量aの電力を蓄積した際のバッテリ燃費率Fと同じはずである。従って、バッテリ電力積算量aの一部であるバッテリ出力電力量cの電力を蓄積するために要したエンジンENGの燃料消費量であるバッテリ出力燃料消費量j2は、バッテリ燃費率F×バッテリ出力電力量cという数式から算出される。
The fuel consumption
その後、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに放電した後のバッテリ燃料消費量J’を、バッテリ500が新たに放電した後のバッテリ電力積算量a’で除算することで、バッテリ500が新たに放電した後のバッテリ燃費率F’を算出する(ステップS25)。つまり、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F’=バッテリ燃料消費量J’/バッテリ電力積算量a’という数式を用いて、バッテリ燃費率F’を算出する。その後、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F、バッテリ電力積算量a及びバッテリ燃料消費量Jを更新する(ステップS26)。
Thereafter, the fuel consumption
他方で、ステップS24の判定の結果、バッテリ500が新たに放電していない(つまり、バッテリ500から新たに電力が出力されていない)と判定される場合には(ステップS24:Yes)、バッテリ500に蓄積されている電力の総量が変化していないと推定される。つまり、バッテリ燃費率F、バッテリ電力積算量a及びバッテリ燃料消費量Jが実質的には変化していないと推定される。従って、この場合には、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F’を算出しない。言い換えれば、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率F、バッテリ電力積算量a及びバッテリ燃料消費量Jを更新しない。
On the other hand, as a result of the determination in step S24, when it is determined that the
その後、燃費率算出部102は、ハイブリッド車両10が既走行経路を走行している状況下でハイブリッド車両10の車速が所定閾値より大きくなる状態が一定時間以上継続しているか否かを判定する(ステップS42)。つまり、燃費率算出部102は、所定閾値より大きい車速を維持したままハイブリッド車両10が既走行経路を一定時間以上走行しているか否かを判定する(ステップS42)。
Thereafter, the fuel consumption
ステップS42の判定の結果、ハイブリッド車両10が既走行経路を走行している状況下で車速が所定閾値より大きくなる状態が一定時間以上継続していると判定される場合には(ステップS42:Yes)、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率Fを更新する(ステップS43)。より具体的には、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率Fを所定量δだけ小さくすることで得られる値が新たなバッテリ燃費率F(つまり、更新されたバッテリ燃費率F)となるように、バッテリ燃費率Fを更新する(ステップS43)。つまり、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率Fから所定量δを減算することで得られる値が新たなバッテリ燃費率Fとなるように、バッテリ燃費率Fを更新する(ステップS43)。つまり、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率Fよりも小さい値が新たなバッテリ燃費率Fとなるように、バッテリ燃費率Fを更新する。言い換えれば、燃費率算出部102は、バッテリ500が新たに充電されるか否か又は新たに放電されるか否かに関係なく、バッテリ燃費率Fを更新する。
As a result of the determination in step S42, when it is determined that the state in which the vehicle speed is greater than the predetermined threshold value continues for a certain time or longer under the situation where the
尚、所定量δは、ハイブリッド車両10の仕様やハイブリッド車両10に要求される基準(例えば、燃費基準)若しくは規制(例えば、燃費規制)等に基づいて予め定められる。但し、所定量δは、ハイブリッド車両10の状態等に基づいて適宜設定されてもよい。
The predetermined amount δ is determined in advance based on the specifications of the
他方で、ステップS42の判定の結果、ハイブリッド車両10が既走行経路を走行していないと判定される場合には(ステップS42:No)、燃費率算出部102は、ステップS43の動作を行わない。同様に、ステップS42の判定の結果、ハイブリッド車両10が既走行経路を走行しているものの、車速が所定閾値より大きくなる状態が一定時間以上継続していないと判定される場合にも(ステップS42:No)、燃費率算出部102は、ステップS43の動作を行わない。
On the other hand, as a result of the determination in step S42, when it is determined that the
その後、燃費率比較部103は、ステップS26又はステップS43で更新されたバッテリ燃費率F(或いは、バッテリ燃費率Fが更新されていない場合には、ステップS20で設定されたバッテリ燃費率F)が、燃費率算出部102によって算出される走行時エンジン燃費率Hよりも大きいか否かを判定する(ステップS31)。尚、走行時エンジン燃費率Hは、「機関コスト」の一具体例である。
Thereafter, the fuel consumption
走行時エンジン燃費率Hは、モータジェネレータMG1及びMG2の動力を用いない一方でエンジンENGの動力を用いてハイブリッド車両10が走行するために要するであろうと推測される単位走行出力当たりのエンジンENGの燃料消費量を表す指標値である。言い換えれば、走行時エンジン燃費率HGは、モータジェネレータMG1及びMG2の動力を用いない一方でエンジンENGの動力を用いてハイブリッド車両10が単位電力量(言い換えれば、バッテリ燃費率Fを規定する単位電力量)に相当する単位走行出力を出力するために要するであろうと推測されるエンジンENGの燃料消費量を表す。例えば、モータジェネレータMG1及びMG2の動力を用いない一方でエンジンENGの動力を用いてハイブリッド車両10が走行する際の走行出力が「X6」であり且つ当該「X6」という走行出力を出力するために「Y6」という量の燃料がエンジンENGによって消費されるであろうと推測される場合には、走行時エンジン燃費率Hは、「Y6/X6」という数式によって特定される数値を表す指標値である。以下では、説明の便宜上、走行時エンジン燃費率Hの単位が「g/kWh」であるものとして説明を進める。但し、走行時エンジン燃費率Hの単位は、バッテリ燃費率Fの単位と同一であることが好ましい。
The engine fuel consumption rate H at the time of travel is the engine ENG per unit travel output that is estimated to be required for the
燃費率算出部102は、発電時エンジン燃費率Gと同様に、エンジンENGの動作点とエンジン燃費率との対応関係を表すマップを参照することで、走行時エンジン燃費率Hを算出する。例えば、燃費率算出部102は、モータジェネレータMG1及びMG2の動力を用いない一方でエンジンENGの動力を用いてハイブリッド車両10が走行する際のエンジンENGの動作点のマップ上での位置を参照することで、走行時エンジン燃費率Hを算出する。
Similar to the power generation engine fuel consumption rate G, the fuel consumption
ステップS31の判定の結果、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きいと判定される場合には(ステップS31:Yes)、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードがHVモードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する(ステップS11)。
As a result of the determination in step S31, when it is determined that the battery fuel consumption rate F is greater than the running engine fuel consumption rate H (step S31: Yes), the travel
一方で、ステップS31の判定の結果、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きいと判定される場合には(ステップS31:No)、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードがEVモードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する(ステップS13)。
On the other hand, as a result of the determination in step S <b> 31, when it is determined that the running engine fuel efficiency H is higher than the battery fuel efficiency F (step S <b> 31: No), the travel
但し、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きいと判定される場合であっても、バッテリ500のSOCが過度に低下している(例えば、所定閾値よりも小さい)場合には(ステップS12:Yes)、走行モード制御部101は、ハイブリッド車両10の走行モードがHVモードとなるように、ハイブリッド車両10を制御する(ステップS13)。その結果、エンジンENGの動力を用いてモータジェネレータMG1が発電機として機能することで、バッテリ500のSOCが回復する(つまり、増加する)。
However, even if it is determined that the running engine fuel efficiency H is greater than the battery fuel efficiency F, if the SOC of the
走行モードがHVモード又はEVモードとなるようにハイブリッド車両10が制御された後には、図2に示す動作を終了する(例えば、ハイブリッド車両10の走行が終了する)と判定されるまでは、ステップS22以降の動作が繰り返される(ステップS32)。
After the
以上説明したように、本実施形態のハイブリッド車両10では、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きいか否かの判定結果に基づいてハイブリッド車両10の走行モードが決定される。その結果、ハイブリッド車両10は、好適に燃費を向上させることが可能な走行モードを選択しながら走行することができる。以下、その理由について説明する。
As described above, in the
まず、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表している。従って、バッテリ燃費率Fは、実質的には、バッテリ500に蓄積されている電力を用いてEVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量を表しているとも言える。言い換えれば、バッテリ燃費率Fは、実質的には、EVモードで単位走行出力を出力するハイブリッド車両10の燃料消費量を表しているとも言える。一方で、走行時エンジン燃費率Hは、まさに、エンジンENGの動力を用いてHVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量を表している。言い換えれば、走行時エンジン燃費率Hは、HVモードで単位走行出力を出力するハイブリッド車両10の燃料消費量を表しているとも言える。
First, the battery fuel consumption rate F represents the fuel consumption amount of the engine ENG per unit electric energy required for accumulating the electric power accumulated in the
従って、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きい場合には、EVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量(具体的には、単位走行出力当たりの燃料消費量)は、HVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量(具体的には、単位走行出力当たりの燃料消費量)よりも大きいと想定される。ここで、単位走行出力当たりの燃料消費量が大きくなることは、即ち、ハイブリッド車両10の燃費(特に、ハイブリッド車両10の走行全体で見た場合の燃費)の悪化に繋がる。従って、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きい場合には、EVモードで走行するハイブリッド車両10の燃費は、HVモードで走行するハイブリッド車両10の燃費よりも悪化していると想定される。
Therefore, when the battery fuel consumption rate F is larger than the running engine fuel consumption rate H, the fuel consumption amount (specifically, the fuel consumption amount per unit travel output) of the
一方で、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きい場合には、HVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量(具体的には、単位走行出力当たりの燃料消費量)は、EVモードで走行するハイブリッド車両10の燃料消費量(具体的には、単位走行出力当たりの燃料消費量)よりも大きいと想定される。従って、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きい場合には、HVモードで走行するハイブリッド車両10の燃費は、EVモードで走行するハイブリッド車両10の燃費よりも悪化していると想定される。
On the other hand, when the running engine fuel efficiency H is larger than the battery fuel efficiency F, the fuel consumption (specifically, the fuel consumption per unit travel output) of the
そこで、本実施形態では、バッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きい場合には、ハイブリッド車両10は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなるHVモードで走行する。一方で、走行時エンジン燃費率Hがバッテリ燃費率Fよりも大きい場合には、ハイブリッド車両10は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなるEVモードで走行する。その結果、本実施形態では、ハイブリッド車両10は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなる走行モードを適宜決定しながら走行することができる。従って、ハイブリッド車両10は、好適に燃費を向上させることが可能な走行モードを適宜決定しながら走行することができる。
Therefore, in the present embodiment, when the battery fuel consumption rate F is greater than the running engine fuel consumption rate H, the
特に、本実施形態では、バッテリ燃費率Fは、単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表しているがゆえに、バッテリ燃費率Fには、バッテリ500に電力を蓄積するために駆動したエンジンENGの駆動効率(例えば、熱効率であり、以下“エンジン効率”と称する)が反映されている。
In particular, in the present embodiment, the battery fuel consumption rate F represents the fuel consumption amount of the engine ENG per unit amount of electric power. Therefore, the battery fuel consumption rate F includes the engine driven to accumulate electric power in the
例えば、エンジン効率が相対的に悪い状態でエンジンENGが駆動することで所定量の電力がバッテリ500に蓄積された場合には、燃料消費量の総量が相対的に多くなるがゆえに、バッテリ燃費率Fが相対的に大きくなる。一方で、エンジン効率が相対的に良好な状態でエンジンENGが駆動することで同一の所定量の電力がバッテリ500に蓄積された場合には、燃料消費量の総量が相対的に少なくなるがゆえに、バッテリ燃費率Fが相対的に小さくなる。このように、同じ量の電力がバッテリ500に蓄積されている場合であっても、その電力を蓄積するために要した燃料消費量は同一であるとは限らない。つまり、同じ量の電力がバッテリ500に蓄積されている場合であっても、バッテリ500に蓄積されている電力の価値が同一であるとは限らない。このように、バッテリ燃費率Fは、同じ量の電力がバッテリ500に蓄積されている場合であっても、その電力を蓄積するために要した燃料消費量(言い換えれば、電力を蓄積した際のエンジンENGのエンジン効率)に応じて変動するがゆえに、電力の価値を適切に表していると言える。
For example, when a predetermined amount of electric power is accumulated in the
同様に、例えば、バッテリ500に電力を蓄積するためにエンジン効率が相対的に悪い状態でエンジンENGが所定量の燃料を消費する場合には、バッテリ500に蓄積される電力の総量が相対的に少なくなるがゆえに、バッテリ燃費率Fが相対的に大きくなる。一方で、バッテリ500に電力を蓄積するためにエンジン効率が相対的に良好な状態でエンジンENGが同一の所定量の燃料を消費する場合には、バッテリ500に蓄積される電力の総量が相対的に多くなるがゆえに、バッテリ燃費率Fが相対的に小さくなる。このように、エンジンENGが同じ量の燃料を消費することで電力がバッテリ500に蓄積される場合であっても、蓄積される電力の総量が同一であるとは限らない。つまり、エンジンENGが同じ量の燃料を消費することで電力がバッテリ500に蓄積される場合であっても、バッテリ500に蓄積されている電力の価値が同一であるとは限らない。このように、バッテリ燃費率Fは、エンジンENGが同じ量の燃料を消費することで電力がバッテリ500に蓄積される場合であっても、バッテリ500に蓄積される電力の総量(言い換えれば、電力を蓄積した際のエンジンENGのエンジン効率)に応じて変動するがゆえに、電力の価値を適切に表していると言える。
Similarly, for example, when the engine ENG consumes a predetermined amount of fuel while the engine efficiency is relatively poor in order to store power in the
このため、本実施形態は、ハイブリッド車両10は、このようなバッテリ500に蓄積されている電力の価値を考慮した上で、燃費が相対的に良好になる(或いは、最適となる)走行モードを適宜決定しながら走行することができる。従って、ハイブリッド車両10は、好適に燃費を向上させることが可能な走行モードを適宜決定しながら走行することができる。
For this reason, in the present embodiment, the
加えて、本実施形態では、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に蓄積されている全電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表している。つまり、バッテリ燃費率Fは、バッテリ500に新たに蓄積された電力のみ(言い換えれば、バッテリ500に蓄積されている全電力のうちの一部のみ)を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表していない。従って、ハイブリッド車両10は、バッテリ500に新たに蓄積された電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量のみならず、バッテリ500に既に蓄積されていた電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量をも考慮した上で、燃費が相対的に良好になる(或いは、最適となる)走行モードを適宜決定しながら走行することができる。
In addition, in the present embodiment, the battery fuel consumption rate F represents the fuel consumption amount of the engine ENG per unit electric energy required to accumulate all the electric power accumulated in the
ここで、比較例として、例えば、バッテリ500に新たに蓄積された電力のみを蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表す比較例のバッテリ燃費率が走行時エンジン燃費率Hよりも小さい場合にEVモードで走行する比較例のハイブリッド車両を想定する。比較例のハイブリッド車両は、バッテリ500に既に蓄積されていた電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量の大小に依存することなく、比較例のバッテリ燃費率が走行時エンジン燃費率Hよりも小さい場合にEVモードで走行する。しかしながら、比較例のバッテリ燃費率が走行時エンジン燃費率Hよりも小さい場合であっても、バッテリ500に既に蓄積されていた電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量が相対的に大きい可能性がある。つまり、比較例のバッテリ燃費率が走行時エンジン燃費率Hよりも小さい一方で、バッテリ500に蓄積されている全電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表すバッテリ燃費率Fが走行時エンジン燃費率Hよりも大きくなる可能性がある。このような場合に、比較例のハイブリッド車両は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなるとは限らない(つまり、燃費が良好になるとは限らない)走行モード(この場合、EVモード)で走行する可能性がある。しかるに、本実施形態のハイブリッド車両10は、バッテリ500に新たに蓄積された電力のみを蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量に代えて、バッテリ500に蓄積されている全電力を蓄積するために要した単位電力量当たりのエンジンENGの燃料消費量を表すバッテリ燃費率Fに基づいて走行モードを決定する。従って、比較例のハイブリッド車両と比較して、本実施形態のハイブリッド車両10は、単位走行出力当たりの燃料消費量が相対的に小さくなる(つまり、燃費が相対的に良好になる又は最適となる)走行モードを適宜決定しながら走行することができる。従って、比較例のハイブリッド車両と比較して、本実施形態のハイブリッド車両10は、好適に燃費を向上させることが可能な走行モードを適宜決定しながら走行することができる。
Here, as a comparative example, for example, the battery fuel consumption rate of the comparative example representing the fuel consumption amount of the engine ENG per unit electric energy required for storing only the electric power newly stored in the
本実施形態では更に、図3のステップS201からステップS203に相当する特定の条件が成立した場合に設定されるバッテリ燃費率Fの初期値は、当該特定の条件が成立していない(特に、ステップS201に相当する条件が成立する一方で、ステップS202及びS203に相当する条件が成立しない)場合に設定されるバッテリ燃費率Fの初期値よりも小さくなる。 In the present embodiment, the initial value of the battery fuel consumption rate F that is set when a specific condition corresponding to steps S201 to S203 in FIG. 3 is satisfied does not satisfy the specific condition (in particular, step S201). The condition corresponding to S201 is satisfied, while the condition corresponding to steps S202 and S203 is not satisfied), which is smaller than the initial value of the battery fuel efficiency F set.
ここで、通常は、ハイブリッド車両10の走行が前回終了した時点での又はハイブリッド車両10が既走行経路を前回走行した時点でのバッテリ燃費率Fが、バッテリ燃費率Fの初期値に設定される。この場合、理想的には、図2に示すバッテリ500が新たに充電されるか否か又は放電されるか否かに応じたバッテリ燃費率Fの更新動作が繰り返されることで、ハイブリッド車両10の燃費が最適になっていく。一方で、上述したエンジンENGの損失の発生状況によっては、図2に示すバッテリ500が新たに充電されるか否か又は放電されるか否かに応じたバッテリ燃費率Fの更新動作が繰り返される場合であっても、ハイブリッド車両10の燃費が最適にならない事態に陥る可能性がある。このような事態に陥っている場合には、同一の経路を走行しているハイブリッド車両10に着目すると、エンジンENGの損失が大きくなり且つ燃費が悪化している可能性が高い。
Here, normally, the battery fuel efficiency rate F at the time when the travel of the
このため、燃費率算出部102は、図3のステップS201からステップS203に相当する特定の条件が成立しているか否かを判定することで、図2に示すバッテリ500が新たに充電されるか否か又は放電されるか否かに応じたバッテリ燃費率Fの更新動作が繰り返されているにも関わらずハイブリッド車両10の燃費が最適にならない事態に陥っているか否かを判定する。図3のステップS201からステップS203に相当する特定の条件が成立している場合には、ハイブリッド車両10の燃費が最適にならない事態に陥っている可能性が高い。この場合、燃費率算出部102は、バッテリ燃費率Fの初期値を意図的に小さくする。バッテリ燃費率Fの初期値が相対的に小さい場合には、バッテリ燃費率Fの初期値が相対的に大きい場合と比較して、図2に示すバッテリ500が新たに充電されるか否か又は放電されるか否かに応じたバッテリ燃費率Fの更新動作で算出されるバッテリ燃費率Fが小さくなる。このため、ハイブリッド車両10がEVモードで走行する頻度が多くなる。つまり、エンジンENGの損失が増加しているがゆえに燃費を悪化させかねないHVモードでハイブリッド車両10が走行する頻度が少なくなる。その結果、エンジンENGが駆動する頻度もまた少なくなる。具体的には、エンジンENGの始動回数が少なくなると共にエンジンENGの駆動時間が短くなる。このため、エンジンENGの損失が低減される。従って、バッテリ燃費率Fの初期値の調整により、ハイブリッド車両10の燃費が向上する。
Therefore, the fuel consumption
本実施形態では更に、ハイブリッド車両10が既走行経路を走行している状況下で車速が所定閾値より大きくなる状態が一定時間以上継続している場合には、バッテリ500が新たに充電されたか否か又は放電されたか否かに関係なく、バッテリ燃費率Fが小さくなるようにバッテリ燃費率Fが調整される。その結果、車速に基づいてバッテリ燃費率Fが調整されない場合と比較して、ハイブリッド車両10の燃費が向上する。以下、その理由について説明する。
Further, in the present embodiment, when the state in which the
まず、車速が予期せず高くなると、エンジンENGがモータリングされる場合がある。具体的には、車速が予期せず高くなると、車軸11に連結されているモータジェネレータMG2の回転数が予期せず増加する。モータジェネレータMG2の回転数が予期せず増加すると、モータジェネレータMG1の動作状態によっては、モータジェネレータMG2と動力分割機構300を介して連結されているエンジンENGの回転数もまた予期せず増加する。一方で、エンジンENGの回転数の予期せぬ増加は、車軸11に伝達されるべきでないエンジンENGのトルクの意図せぬ変動(言い換えれば、ハイブリッド車両10の走行にとって不要な変動)を引き起こしかねない。このため、このようなエンジンENGのトルクの予期せぬ変動は、典型的には、モータジェネレータMG1のトルクによって打ち消される。つまり、実質的には、エンジンENGがモータジェネレータMG1によってモータリングされる。或いは、車速が予期せず高くなった時点でエンジンENGが停止している(つまり、ハイブリッド車両10がEVモードで走行している)場合には、エンジンENGの回転数を増加させるために、モータジェネレータMG1がエンジンENGをモータリングする場合がある。このように、車速の増加は、エンジンENGのモータリングを発生させる可能性がある。
First, when the vehicle speed increases unexpectedly, the engine ENG may be motored. Specifically, when the vehicle speed increases unexpectedly, the rotational speed of motor generator MG2 connected to
エンジンENGのモータリングが発生すると、エンジンENGの損失(特に、エンジンENGのフリクションに起因する損失)が増加する。エンジンENGの損失の増加は、燃費の悪化につながる。つまり、車速の増加が、ひいては、エンジンENGのモータリングに起因した燃費の悪化につながりかねない。 When motoring of the engine ENG occurs, the loss of the engine ENG (particularly, the loss due to the friction of the engine ENG) increases. An increase in engine ENG loss leads to a deterioration in fuel consumption. In other words, an increase in vehicle speed may eventually lead to deterioration in fuel consumption due to motoring of the engine ENG.
そこで、本実施形態では、エンジンENGのモータリングの発生につながる車速の増加(つまり、車速が所定閾値以上となるような車速の増加)が発生している場合には、燃費の悪化を抑制又は防止するべく、バッテリ燃費率Fが小さくなるようにバッテリ燃費率Fが調整される。バッテリ燃費率Fが相対的に小さくなるほど、ハイブリッド車両10がEVモードで走行する頻度が多くなる。つまり、バッテリ燃費率Fが相対的に小さくなるほど、HVモードでハイブリッド車両10が走行する頻度が少なくなる。その結果、エンジンENGが駆動する頻度もまた少なくなる。具体的には、エンジンENGの始動回数が少なくなると共にエンジンENGの駆動時間が短くなる。このため、エンジンENGの損失が低減される。従って、車速に基づいてバッテリ燃費率Fが調整されることで、車速に基づいてバッテリ燃費率Fが調整されない場合と比較して、ハイブリッド車両10の燃費が向上する。
Therefore, in the present embodiment, when an increase in the vehicle speed that leads to the occurrence of motoring of the engine ENG (that is, an increase in the vehicle speed such that the vehicle speed becomes equal to or higher than a predetermined threshold) occurs, the deterioration of fuel consumption is suppressed or In order to prevent this, the battery fuel consumption rate F is adjusted so that the battery fuel consumption rate F becomes smaller. The frequency with which the
尚、車速の増加が、ひいては、エンジンENGのモータリングに起因した燃費の悪化につながり得ることを考慮すれば、図2のステップS42における「車速が所定閾値より大きくなる状態が一定時間以上継続する」という判定条件は、「車速がエンジンENGのモータリングを発生させる第1車速以上となる状態が一定時間以上継続する」という判定条件であると言える。車速が第1車速以上となる状態が一定時間以上継続すると判定される場合には、車速が所定閾値より大きくなる状態が一定時間以上継続すると判定される。従って、所定閾値は、実質的には、第1車速(或いは、このような第1車速から算出される何らかの値)であってもよい。従って、燃費率算出部102は、図2のステップS42において、車速が第1車速以上となる状態が一定時間以上継続するか否かを判定してもよい。言い換えれば、燃費率算出部102は、図2のステップS42において、第1車速を維持したままハイブリッド車両10が既走行経路を一定時間以上走行しているか否かを判定してもよい。尚、第1車速は、ハイブリッド車両10の仕様や状態等に基づいて適切に設定されることが好ましい。
In consideration of the fact that an increase in the vehicle speed may eventually lead to a deterioration in fuel consumption due to motoring of the engine ENG, “the state where the vehicle speed exceeds the predetermined threshold value in step S42 of FIG. 2 continues for a certain time or more. Can be said to be a determination condition that “the state where the vehicle speed is equal to or higher than the first vehicle speed at which motoring of the engine ENG is generated continues for a predetermined time or longer”. When it is determined that the state where the vehicle speed is equal to or higher than the first vehicle speed continues for a certain period of time, it is determined that the state where the vehicle speed is greater than the predetermined threshold continues for a certain period of time. Therefore, the predetermined threshold value may be substantially the first vehicle speed (or some value calculated from the first vehicle speed). Therefore, the fuel consumption
更には、車速の増加がエンジンENGの回転数の増加につながり得ることを考慮すれば、図2のステップS42における「車速が所定閾値より大きくなる状態が一定時間以上継続する」という判定条件は、「車速が、エンジンENGの回転数の所定量の増加につながり得る第2車速以上となる状態が一定時間以上継続する」という判定条件であると言える。車速が第2車速以上となる状態が一定時間以上継続すると判定される場合には、車速が所定閾値より大きくなる状態が一定時間以上継続すると判定される。従って、所定閾値は、実質的には、第2車速(或いは、このような第2車速から算出される何らかの値)であってもよい。従って、燃費率算出部102は、図2のステップS42において、車速が第2車速以上となる状態が一定時間以上継続するか否かを判定してもよい。言い換えれば、燃費率算出部102は、図2のステップS42において、第2車速を維持したままハイブリッド車両10が既走行経路を一定時間以上走行しているか否かを判定してもよい。尚、第2車速は、ハイブリッド車両10の仕様や状態等に基づいて適切に設定されることが好ましい。また、第2車速は、上述の第1車速と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
Furthermore, considering that the increase in the vehicle speed can lead to the increase in the rotational speed of the engine ENG, the determination condition in step S42 in FIG. It can be said that the determination condition is “the state where the vehicle speed is equal to or higher than the second vehicle speed that can lead to an increase in the predetermined number of revolutions of the engine ENG for a predetermined time or longer”. When it is determined that the state where the vehicle speed is equal to or higher than the second vehicle speed continues for a predetermined time or longer, it is determined that the state where the vehicle speed exceeds the predetermined threshold value continues for a predetermined time or longer. Therefore, the predetermined threshold value may be substantially the second vehicle speed (or some value calculated from the second vehicle speed). Therefore, the fuel consumption
更には、車速の増加が引き起こすエンジンENGの回転数の増加は、典型的には、エンジンENGのモータリングが発生していない場合のエンジンENGの回転数を基準とする増加である。このため、既走行経路を走行中のエンジンENGの回転数(特に、既走行経路上のハイブリッド車両10の走行位置を示す距離軸又は既走行経路の走行時間を示す時間軸と対応付けられた回転数)が、同一の既走行経路を過去に走行していたときのエンジンENGの回転数(特に、エンジンENGのモータリングが発生することなく走行していたときのエンジンENGの回転数)よりも一定量以上大きい場合には、エンジンENGのモータリングが発生している(その結果、燃費が悪化している)可能性が高いと推測される。このため、図2のステップS42における「車速が所定閾値より大きくなる状態が一定時間以上継続する」という判定条件は、「既走行経路を走行中のエンジンENGの回転数が、同一の既走行経路を過去に走行していたときのエンジンENGの回転数よりも一定量以上大きい状態が一定時間以上継続する」という判定条件であると言える。言い換えれば、図2のステップS42における「車速が所定閾値より大きくなる状態が一定時間以上継続する」という判定条件は、「車速が、既走行経路を走行中のエンジンENGの回転数を同一の既走行経路を過去に走行していたときのエンジンENGの回転数よりも一定量以上大きくさせる第3車速以上となる状態が一定時間以上継続する」という判定条件であると言える。既走行経路を走行中のエンジンENGの回転数が同一の既走行経路を過去に走行していたときのエンジンENGの回転数よりも一定量以上大きい状態又は車速が第3車速以上となる状態が一定時間以上継続すると判定される場合には、車速が所定閾値より大きくなる状態が一定時間以上継続すると判定される。従って、燃費率算出部102は、図2のステップS42において、既走行経路を走行中のエンジンENGの回転数が、同一の既走行経路を過去に走行していたときのエンジンENGの回転数よりも一定量以上大きい状態が一定時間以上継続するか否かを判定してもよい。言い換えれば、燃費率算出部102は、図2のステップS42において、車速が第3車速以上となる状態が一定時間以上継続するか否かを判定してもよい。更に言い換えれば、燃費率算出部102は、図2のステップS42において、第3車速を維持したままハイブリッド車両10が既走行経路を一定時間以上走行しているか否かを判定してもよい。尚、第3車速は、ハイブリッド車両10の仕様や状態等に基づいて適切に設定されることが好ましい。また、第3車速は、上述の第1車速及び第2車速の少なくとも一方と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
Furthermore, the increase in engine ENG speed caused by the increase in vehicle speed is typically an increase based on the engine ENG speed when motoring of engine ENG is not occurring. Therefore, the rotation speed of the engine ENG traveling on the existing travel route (particularly, the rotation associated with the distance axis indicating the travel position of the
加えて、本実施形態では、車速が閾値より大きいか否かが単に判定されることに代えて、「車速が所定閾値より大きい状態が一定時間以上継続判断しているか否かが判定される。このため、短時間での細かい車速の変動による判定結果の変動が抑制される。 In addition, in the present embodiment, instead of simply determining whether or not the vehicle speed is greater than the threshold value, it is determined whether or not “a state where the vehicle speed is greater than the predetermined threshold value has been continuously determined for a certain period of time or longer. For this reason, the fluctuation | variation of the determination result by the fluctuation | variation of the fine vehicle speed in a short time is suppressed.
尚、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両制御装置もまた本発明の技術思想に含まれる。 It should be noted that the present invention can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a vehicle control device that includes such a change is also included in the technical concept of the present invention. included.
10 ハイブリッド車両
100 ECU
101 走行モード制御部
102 燃費率算出部
103 燃費率比較部
500 バッテリ
ENG エンジン
MG1、MG2 モータジェネレータ
10
DESCRIPTION OF
Claims (1)
所定の初期値に対して前記蓄電手段に蓄積されている電力の総量の変化に伴う前記内燃機関の燃料消費量を反映させていくことで、前記蓄電手段に蓄積されている電力のうち単位電力量の電力を蓄積するために要した前記内燃機関の燃料消費量を表す充電コストを算出する算出手段と、
(i)前記充電コストが、前記回転電機の動力を用いることなく前記内燃機関の動力を用いて前記ハイブリッド車両が前記単位電力量に相当する単位走行出力を出力するために要する前記内燃機関の燃料消費量を表す機関コストよりも小さいと判定される場合に、前記ハイブリッド車両の走行モードが、前記内燃機関を運転することなく走行する電動モードとなり、(ii)前記充電コストが前記機関コストよりも大きいと判定される場合に、前記走行モードが、前記内燃機関の動力を用いて走行する機関モードとなるように前記ハイブリッド車両を制御する制御手段と、
(i)前記ハイブリッド車両が、過去に走行したことがある経路を新たに走行しようとしており、(ii)前記経路を前回走行したときの前記内燃機関の損失が前記経路を前々回走行したときの前記内燃機関の損失よりも大きく、且つ、(iii)前記経路を前回走行したときの燃費が前記経路を前々回走行したときの燃費よりも悪化している場合に、前記経路を今回新たに走行する際に前記充電コストを算出するために使用する前記初期値が、前記経路を前回走行したときに算出された前記充電コストよりも小さくなるように、前記初期値を調整する第1調整手段と、
前記経路を過去に走行していたときの前記内燃機関の回転数と比較して前記内燃機関の回転数を所定量以上増加させる所定車速で前記経路を一定時間以上走行した場合には、前記算出手段が算出した前記充電コストを所定量だけ小さくすることで得られる値が新たな前記充電コストとなるように、前記算出手段が算出した前記充電コストを調整する第2調整手段と
を備えることを特徴とする車両制御装置。 A vehicle control device for controlling a hybrid vehicle comprising an internal combustion engine and a rotating electrical machine capable of charging power storage means capable of storing electric power by driving using the power of the internal combustion engine,
By reflecting the amount of fuel consumed by the internal combustion engine accompanying a change in the total amount of power stored in the power storage means with respect to a predetermined initial value, unit power of the power stored in the power storage means Calculating means for calculating a charging cost representing a fuel consumption amount of the internal combustion engine required to store an amount of electric power;
(I) The fuel of the internal combustion engine required for the charging cost so that the hybrid vehicle outputs a unit travel output corresponding to the unit electric energy using the power of the internal combustion engine without using the power of the rotating electrical machine. If it is determined that the engine cost is less than the engine cost, the hybrid vehicle travel mode is an electric mode in which the internal combustion engine travels without operating, and (ii) the charging cost is less than the engine cost. Control means for controlling the hybrid vehicle so that the traveling mode is an engine mode that travels using the power of the internal combustion engine when it is determined that the traveling mode is large;
(I) The hybrid vehicle is going to travel a new route that has traveled in the past, and (ii) the loss of the internal combustion engine when traveling the route last time travels the route one time before When the vehicle travels a new time this time when the fuel consumption is greater than the loss of the internal combustion engine and (iii) the fuel consumption when traveling the route last time is worse than the fuel consumption when traveling the route one time before First adjusting means for adjusting the initial value so that the initial value used for calculating the charging cost is smaller than the charging cost calculated when the vehicle traveled the previous time;
If the route travels for a predetermined time or more at a predetermined vehicle speed that increases the rotational speed of the internal combustion engine by a predetermined amount or more compared with the rotational speed of the internal combustion engine when traveling on the route in the past, the calculation Second adjusting means for adjusting the charging cost calculated by the calculating means so that a value obtained by reducing the charging cost calculated by the means by a predetermined amount becomes the new charging cost. A vehicle control device.
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