JP6070934B2 - ハイブリッド車の走行モード切換制御装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、駆動用バッテリの充電率と車両の走行速度とに基づいて、走行モードをEVモード、シリーズモード及びパラレルモードとの間で自動的に切換えるハイブリッド車が開示されている。
本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、パラレルモードが可能なハイブリッド車において、走行モードの切換えを適切に行って、燃費の向上が可能となるハイブリッド車の走行モード切換制御装置を提供することにある。
図1は、本発明の一実施形態に係るプラグインハイブリッド車(以下、車両1という)の概略構成図である。
本実施形態の車両1は、エンジン2の出力によって前輪3を駆動して走行可能であるとともに、前輪3を駆動する電動のフロントモータ4(駆動用モータ)及び後輪5を駆動する電動のリヤモータ6(駆動用モータ)を備えた4輪駆動車である。
フロントモータ4は、フロントインバータ10を介して、車両1に搭載された駆動用バッテリ11及び発電機9から高電圧の電力を供給されて駆動し、減速機7を介して前輪3の駆動軸8を駆動する。減速機7には、エンジン2の出力軸と前輪3の駆動軸8との間の動力の伝達を断接切換え可能なクラッチ7aが内蔵されている。
発電機9によって発電された電力は、フロントインバータ10を介して駆動用バッテリ11を充電可能であるとともに、フロントモータ4及びリヤモータ6に電力を供給可能である。
また、車両1には、駆動用バッテリ11を外部電源によって充電する充電機21が備えられている。
ハイブリッドコンロトールユニット20の入力側には、駆動用バッテリ11のバッテリモニタリングユニット11a、フロントインバータ10のフロントモータコントロールユニット10aとジェネレータコントロールユニット10b、リヤインバータ12のリヤモータコントロールユニット12a、エンジン2の駆動制御を行うエンジンコントロールユニット22、及びアクセル操作量を検出するアクセルポジションセンサ40が接続されており、これらの機器からの検出及び作動情報が入力される。また、車両の速度を検出する速度検出手段で検出された情報もハイブリッドコンロトールユニット20へ送られる。
そして、ハイブリッドコンロトールユニット20は、上記各種検出及び作動情報に基づいて、車両1の走行駆動に必要とされる要求出力Pを演算し、エンジンコントロールユニット22、フロントモータコントロールユニット10a、ジェネレータコントロールユニット10b及びリヤモータコントロールユニット12a、減速機7に制御信号を送信して、走行モード(EVモード(電気自動車モード)、シリーズモード、パラレルモード)の切り換え、エンジン4とフロントモータ9とリヤモータ11の出力、発電機96での発電量を制御する。
シリーズモード(第2走行モード)では、減速機7のクラッチ7aを開放し、エンジン2により発電機9を作動する。そして、発電機9により発電された電力及び駆動用バッテリ11から供給される電力によりフロントモータ4やリヤモータ6を駆動して走行させる。また、シリーズモードでは、エンジン2の回転速度を高効率、即ち燃費の良好な範囲に維持させ、余剰出力によって発電した電力を駆動用バッテリ11に供給して駆動用バッテリ11を充電する。
ハイブリッドコントロールユニット20は、走行モードの切換えを、駆動用バッテリ11の充電率SOC、要求出力P、走行速度V及び受け入れ可能電力Wに基づいて行う。
また、パラレルモードと他のモード(シリーズモード及びEVモード)との切換えは、車速Vn、駆動用バッテリ11の充電率SOC及び受け入れ可能電力Wに基づいて行われる。詳しくは、実際の車速Vが、駆動用バッテリ11の充電率SOC及び受け入れ可能電力Wに基づいて設定される切換車速Vn以上である場合にパラレルモードに設定され、切換車速Vn未満である場合に他のモード(シリーズモード及びEVモード)に設定される。
本ルーチンは、車両1の電源ON時に所定時間毎に繰り返し行なわれる。
初めにステップS10では、バッテリモニタリングユニット11aから、駆動用バッテリ11の受け入れ可能電力Wを入力し、当該受け入れ可能電力Wが所定値W1未満であるか否かを判別する。所定値W1は、例えばパラレルモードにおいて駆動用バッテリ11に対して無駄のない充電が可能な値に適宜設定すればよい。受け入れ可能電力Wが所定値W1未満でない、即ち受け入れ可能電力Wが所定値W1以上である場合には、ステップS20に進む。
ステップS50では、パラレルモードに切換える切換車速Vnを設定車速A(H)(第1速度)に設定する。なお、設定車速A(H)は、例えば時速65km/hに設定すればよい。そして、本ルーチンを終了する。
ステップS30において、充電率SOCが第1の閾値CSLより高いと判定された場合には、ステップS70に進む。
ステップS80では、パラレルモードに切換える切換車速Vnを設定車速B(H)(第2速度)に設定する。なお、設定車速B(H)は、設定車速A(H)よりも高い値であって、例えば時速110km/hに設定すればよい。そして、本ルーチンを終了する。
ステップS10において受け入れ可能電力Wが所定値W1未満であると判定された場合、またはステップS20において充電率SOCが第1の閾値CSL未満であると判定された場合には、ステップS100に進む。
ステップS110では、パラレルモードに切換える切換車速Vnを設定車速C(H)(第3速度)に設定する。なお、設定車速C(H)は、設定車速B(H)よりも高い値であって、実質的に殆ど到達しないような値でよく、例えば時速150km/hに設定すればよい。そして、本ルーチンを終了する。
図3は、パラレルモードの切換え設定状態を示すマップである。なお、図3中の太実線がパラレルモード以外のモードからパラレルモードに切換える切換車速Vn、太破線がパラレルモードから他のモードに切換える切換車速Vnを示す。
現在パラレルモードにない場合、即ちシリーズモード(あるいはEVモード)からパラレルモードに切換える切換車速Vnについては、充電率SOCが第1の閾値CSL以上かつ第2の閾値CSH以下である場合には、設定車速A(H)、B(H)及びC(H)のうち最も低い設定車速であるA(H)が選択される。
これにより、充電率SOCが目標値(SOC CSH)より高い領域では、切換車速Vnが比較的高い値に設定されるので、高車速になるまでパラレルモードに切り換わらなくなる。したがって、他のモード、特にEVモードに設定される機会が増加して、燃費を向上させることができる。
これにより、充電率SOCが第2の閾値CSL未満である場合には、車速Vが切換車速Vnに設定される設定車速C(H)に増加するまでパラレルモードに設定されず、上記のように設定車速C(H)は例えば150km/hであることから、パラレルモードへの切り換えが実質的に規制される。このとき、充電率SOCが許容範囲(第2の閾値CSL)を超えて低下していることからシリーズモードに設定される。パラレルモードでは、クラッチ7aを接続するため、エンジン2の回転速度が制限され、発電機9における発電量が制限されてしまう。これに対し、シリーズモードは、クラッチ7aが接続されないため、エンジン2の回転速度を自由に設定できるので、エンジン2の回転速度を増加させて発電量を増加させることができ、駆動用バッテリ11の充電量を速やかに増加させることができる。
また、本実施形態では、4輪駆動のプラグインハイブリッド車に本発明を適用しているが、少なくともEVモード、シリーズモード及びパラレルモードに切換え可能なハイブリッド車に広く適用可能である。
2 エンジン
4 フロントモータ(駆動用モータ)
6 リヤモータ(駆動用モータ)
7a クラッチ
9 発電機
11 駆動用バッテリ
20 ハイブリッドコントロールユニット(切換制御手段、要求出力検出手段)
Claims (1)
- 車両の駆動輪を駆動すると共に発電機を駆動するエンジンと、前記発電機から電力を供給されて充電可能な駆動用バッテリと、前記駆動用バッテリから供給される電力、又は前記発電機から供給される電力で駆動輪を駆動する駆動用モータと、前記エンジン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、を備え、
前記クラッチを開放すると共に前記エンジンの作動を停止し、前記駆動用バッテリから供給された電力により前記駆動用モータを駆動して前記駆動輪を駆動する第1走行モードと、
前記クラッチを開放すると共に前記エンジンにより前記発電機を駆動して発電した電力により前記駆動用モータを駆動して前記駆動輪を駆動する第2走行モードと、
前記クラッチを接続して前記エンジンで前記駆動輪を駆動する第3走行モードと、を切り換えて走行するハイブリッド車の走行モード切換制御装置であって、
前記走行モード切換制御装置は、
前記車両の走行速度を検出する速度検出手段と、
前記駆動用バッテリの充電率を検出する充電率検出手段と、
前記車両の走行速度及び前記駆動用バッテリの充電率に基づいて、前記第1走行モードと前記第2走行モードと前記第3走行モードのいずれかを選択して切り換える切換制御手段と、
前記車両に要求される要求出力を検出する要求出力検出手段と、
を有し、
前記切換制御手段は、
前記充電率が第1充電率以下であり、かつ前記第1充電率より低い第2充電率以上の場合は、
第1速度で前記第2走行モードと前記第3走行モードとを切り換え、
前記充電率が前記第1充電率より高い場合は、
前記要求出力が所定要求出力以上の際に前記第1速度より高い第2速度で前記第2走行モードと前記第3走行モードを切り換え、前記要求出力が前記所定要求出力未満の際に前記第2速度より高い第3速度で前記第1走行モードと前記第3走行モードとを切り換え、
前記充電率が前記第2充電率未満の場合には、
前記第3速度で前記第2走行モードと前記第3走行モードとを切り換える
ことを特徴とするハイブリッド車の走行モード切換制御装置。
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