JPH11164402A - ハイブリッド車両の制御装置及び制御方法 - Google Patents
ハイブリッド車両の制御装置及び制御方法Info
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- JPH11164402A JPH11164402A JP34192597A JP34192597A JPH11164402A JP H11164402 A JPH11164402 A JP H11164402A JP 34192597 A JP34192597 A JP 34192597A JP 34192597 A JP34192597 A JP 34192597A JP H11164402 A JPH11164402 A JP H11164402A
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両走行用モータの電源としての蓄電部の充
電容量を最大限有効に活用する。 【解決手段】 蓄電部３の充電状態の管理目標値を、充
電の可否が判別可能な車両の状態を表すパラメータ（例
えば車両の走行速度等）に依存して可変とし、車両の状
態に応じて充電・放電双方の容量を確保し、実際の運用
上の蓄電部３の容量を向上させる。
電容量を最大限有効に活用する。 【解決手段】 蓄電部３の充電状態の管理目標値を、充
電の可否が判別可能な車両の状態を表すパラメータ（例
えば車両の走行速度等）に依存して可変とし、車両の状
態に応じて充電・放電双方の容量を確保し、実際の運用
上の蓄電部３の容量を向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
の制御に関し、特に、車両走行用電動機の電源としての
蓄電部の充電状態を管理する制御装置及び制御方法に関
する。
の制御に関し、特に、車両走行用電動機の電源としての
蓄電部の充電状態を管理する制御装置及び制御方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】電動機（本明細書においてモータとい
う）を車両走行のための駆動源とし、他の発電又は走行
用の駆動源として燃焼機関（同じくエンジンという）を
備えるハイブリッド自動車においては、走行用モータの
電源として車両に搭載されるバッテリ等からなる蓄電部
の充電が、モータによる回生制動又はエンジンの駆動力
を利用する発電により可能である。また、燃料電池を発
電源とする電気自動車においても、同様のことがいえ
る。そこで、こうしたハイブリッド自動車や電気自動車
では、バッテリの充電状態の管理が行われる。従来、こ
うした車両のバッテリの充電状態は、常に一定（バッテ
リの満充電を１００％としたとき、例えば、その６０％
に保つよう）に制御される。
う）を車両走行のための駆動源とし、他の発電又は走行
用の駆動源として燃焼機関（同じくエンジンという）を
備えるハイブリッド自動車においては、走行用モータの
電源として車両に搭載されるバッテリ等からなる蓄電部
の充電が、モータによる回生制動又はエンジンの駆動力
を利用する発電により可能である。また、燃料電池を発
電源とする電気自動車においても、同様のことがいえ
る。そこで、こうしたハイブリッド自動車や電気自動車
では、バッテリの充電状態の管理が行われる。従来、こ
うした車両のバッテリの充電状態は、常に一定（バッテ
リの満充電を１００％としたとき、例えば、その６０％
に保つよう）に制御される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のようなバッテリを一定の充電状態（例えば、上記の
ように６０％）に維持する管理方法では、そのような一
定の状態からバッテリを充電又は放電すると、充放電の
どちらの方向に対しても十分な容量を確保することが難
しい。すなわち、車両の高速巡航運転からの減速時等
に、その間の回生制動に伴うバッテリの充電量は、満充
電まで４０％しか確保できないため、充電容量限界を超
える分については、機械式ブレーキにより車両の運動エ
ネルギを熱として放出せざるを得ず、エネルギ回収・再
利用による運転効率改善の効果を引き下げることになっ
てしまう。また、逆に、車両を停止又は低速運転から加
速する場合、充電状態６０％のところから放電を開始す
ることになるので、完全放電まで６０％しかバッテリ容
量を活用することができず、バッテリが本来持つ充電容
量を十分に活用することができない。
来のようなバッテリを一定の充電状態（例えば、上記の
ように６０％）に維持する管理方法では、そのような一
定の状態からバッテリを充電又は放電すると、充放電の
どちらの方向に対しても十分な容量を確保することが難
しい。すなわち、車両の高速巡航運転からの減速時等
に、その間の回生制動に伴うバッテリの充電量は、満充
電まで４０％しか確保できないため、充電容量限界を超
える分については、機械式ブレーキにより車両の運動エ
ネルギを熱として放出せざるを得ず、エネルギ回収・再
利用による運転効率改善の効果を引き下げることになっ
てしまう。また、逆に、車両を停止又は低速運転から加
速する場合、充電状態６０％のところから放電を開始す
ることになるので、完全放電まで６０％しかバッテリ容
量を活用することができず、バッテリが本来持つ充電容
量を十分に活用することができない。
【０００４】加えて、電気自動車やハイブリッド自動車
では、搭載されるバッテリの容量がスペースや重量の面
から制約されるため、充電・放電が充電状態の管理限界
に達しやすく、そのためにシステムとしての運用に制限
が発生する確率が高くなる。しかも、充放電を管理限界
内に抑えようとすると、発電量を急激に増減する必要性
が高くなり、特に、ハイブリッド自動車においては、発
電量の急激な増減がエンジンの排気ガス特性、燃費等へ
の悪影響を及ぼす要因となってしまう。他方、こうした
問題を生じさせずに、加減速時の充電・放電容量を確保
しようとすると、多量のバッテリを搭載する必要性が生
じ、車両の重量増による効率・運動性能の低下、有効ス
ペースの減少、コストアップ等の問題点が起きてしま
う。
では、搭載されるバッテリの容量がスペースや重量の面
から制約されるため、充電・放電が充電状態の管理限界
に達しやすく、そのためにシステムとしての運用に制限
が発生する確率が高くなる。しかも、充放電を管理限界
内に抑えようとすると、発電量を急激に増減する必要性
が高くなり、特に、ハイブリッド自動車においては、発
電量の急激な増減がエンジンの排気ガス特性、燃費等へ
の悪影響を及ぼす要因となってしまう。他方、こうした
問題を生じさせずに、加減速時の充電・放電容量を確保
しようとすると、多量のバッテリを搭載する必要性が生
じ、車両の重量増による効率・運動性能の低下、有効ス
ペースの減少、コストアップ等の問題点が起きてしま
う。
【０００５】そこで本発明は、上記課題を充電状態の管
理手法の改善で解決し、車両の蓄電部の限られた容量を
車両の状態に応じて有効に活用することのできるハイブ
リッド車両の制御装置を提供することを第１の目的とす
る。
理手法の改善で解決し、車両の蓄電部の限られた容量を
車両の状態に応じて有効に活用することのできるハイブ
リッド車両の制御装置を提供することを第１の目的とす
る。
【０００６】次に、本発明は、上記充電状態の管理を車
両の走行状態に応じた充放電の予測で行い、蓄電部の利
用可能な容量を実際の運用上で拡大することを第２の目
的とする。
両の走行状態に応じた充放電の予測で行い、蓄電部の利
用可能な容量を実際の運用上で拡大することを第２の目
的とする。
【０００７】更に、本発明は、上記充電状態の管理のた
めの充放電の予測を、簡単な走行情報を用いて行いなが
ら、蓄電部の利用可能な容量の実際の運用上での拡大を
実効あるものとすることを第３の目的とする。
めの充放電の予測を、簡単な走行情報を用いて行いなが
ら、蓄電部の利用可能な容量の実際の運用上での拡大を
実効あるものとすることを第３の目的とする。
【０００８】また、本発明は、車両の蓄電部の限られた
容量を車両の状態に応じて有効に活用することのできる
ハイブリッド車両の制御方法を提供することを第４の目
的とする。
容量を車両の状態に応じて有効に活用することのできる
ハイブリッド車両の制御方法を提供することを第４の目
的とする。
【０００９】次に、本発明は、上記車両の状態を走行状
態から得ることで、蓄電部の利用可能な容量を実際の運
用上で拡大することを第５の目的とする。
態から得ることで、蓄電部の利用可能な容量を実際の運
用上で拡大することを第５の目的とする。
【００１０】更に、本発明は、上記車両の走行状態を通
常の車両において得られる簡単な情報から判断しなが
ら、蓄電部の利用可能な容量の実際の運用上での拡大を
実効あるものとすることを第６の目的とする。
常の車両において得られる簡単な情報から判断しなが
ら、蓄電部の利用可能な容量の実際の運用上での拡大を
実効あるものとすることを第６の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明は、車両を駆動するための電動機を含む
駆動部と、発電指令に基づいて電気的エネルギを生成す
るとともに、回生時には前記電動機によって電気的エネ
ルギを生成する発電部と、発電部からの電気的エネルギ
を貯蔵し、必要に応じて前記電動機に供給する蓄電部
と、該蓄電部の充電状態を検出する充電状態検出部と、
前記発電部に発電指令を出力する制御ユニットとを有す
るハイブリッド車両の制御装置において、前記制御ユニ
ットは、前記充電状態検出部から検出される充電状態値
と、充電の可否が判別可能な車両の状態を表すパラメー
タに依存して可変とされる充電状態の管理目標値とか
ら、発電部に発電させる発電量を算出し、該発電量を発
電指令として前記発電部に出力することを特徴とする。
るため、本発明は、車両を駆動するための電動機を含む
駆動部と、発電指令に基づいて電気的エネルギを生成す
るとともに、回生時には前記電動機によって電気的エネ
ルギを生成する発電部と、発電部からの電気的エネルギ
を貯蔵し、必要に応じて前記電動機に供給する蓄電部
と、該蓄電部の充電状態を検出する充電状態検出部と、
前記発電部に発電指令を出力する制御ユニットとを有す
るハイブリッド車両の制御装置において、前記制御ユニ
ットは、前記充電状態検出部から検出される充電状態値
と、充電の可否が判別可能な車両の状態を表すパラメー
タに依存して可変とされる充電状態の管理目標値とか
ら、発電部に発電させる発電量を算出し、該発電量を発
電指令として前記発電部に出力することを特徴とする。
【００１２】そして、第２の目的を達成するため、前記
パラメータは、車両の持つ運動エネルギとされ、前記充
電状態の管理目標値は、運動エネルギが低いときには高
めに設定され、運動エネルギが高いときには低めに設定
される。
パラメータは、車両の持つ運動エネルギとされ、前記充
電状態の管理目標値は、運動エネルギが低いときには高
めに設定され、運動エネルギが高いときには低めに設定
される。
【００１３】更に、第３の目的を達成するため、前記パ
ラメータは、車両の速度とされ、前記充電状態の管理目
標値は、速度が低いときには高めに設定され、速度が高
いときには低めに設定される。
ラメータは、車両の速度とされ、前記充電状態の管理目
標値は、速度が低いときには高めに設定され、速度が高
いときには低めに設定される。
【００１４】また、第４の目的を達成するため、本発明
は、車両を駆動するための電動機との間で電気的エネル
ギを受渡しする蓄電部の充電状態を、実充電状態値と、
充電状態の管理目標値とから算出される発電量に基づい
て管理するハイブリッド車両の制御方法において、前記
充電状態の管理目標値を、充電の可否が判別可能な車両
の状態を表すパラメータに依存して可変とすることを特
徴とする。
は、車両を駆動するための電動機との間で電気的エネル
ギを受渡しする蓄電部の充電状態を、実充電状態値と、
充電状態の管理目標値とから算出される発電量に基づい
て管理するハイブリッド車両の制御方法において、前記
充電状態の管理目標値を、充電の可否が判別可能な車両
の状態を表すパラメータに依存して可変とすることを特
徴とする。
【００１５】次に、第５の目的を達成するため、前記パ
ラメータは、車両の持つ運動エネルギとされ、前記充電
状態の管理目標値は、運動エネルギが低いときには高め
に設定され、高いときには低めに設定される。
ラメータは、車両の持つ運動エネルギとされ、前記充電
状態の管理目標値は、運動エネルギが低いときには高め
に設定され、高いときには低めに設定される。
【００１６】更に、第６の目的を達成するため、前記パ
ラメータは、車両の速度とされ、前記充電状態の管理目
標値は、速度が低いときには高めに設定され、高いとき
には低めに設定される。
ラメータは、車両の速度とされ、前記充電状態の管理目
標値は、速度が低いときには高めに設定され、高いとき
には低めに設定される。
【００１７】
【発明の作用及び効果】このような構成を採る請求項１
に記載の発明によると、蓄電部の充電状態の管理目標値
を充電の可否が判別可能な車両の状態を表すパラメータ
に依存して可変とするため、通常の運転条件下で、多く
の場合、蓄電部の充電容量を有効に活用することができ
るようになる。具体的には、放電の可能性が高いときに
は、放電に備えて高い充電量に管理し、逆に、充電の可
能性が高いときには、低い充電容量に管理することで、
充電に十分に備えることができるようになり、充電・放
電いずれの方向に対しても、従来と等量の蓄電部で余裕
を持った対応が可能となる。これにより、通常の運転に
おいて、運用上、蓄電部の容量を増加させたと同じ効果
が得られるようになる。また、従来と同等な車両規格・
運転条件に対しては、蓄電部の容量を削減することが可
能となり、車両の軽量化による効率の改善、運転性能の
向上、有効スペースの拡大、コストダウン等の効果が見
込まれる。
に記載の発明によると、蓄電部の充電状態の管理目標値
を充電の可否が判別可能な車両の状態を表すパラメータ
に依存して可変とするため、通常の運転条件下で、多く
の場合、蓄電部の充電容量を有効に活用することができ
るようになる。具体的には、放電の可能性が高いときに
は、放電に備えて高い充電量に管理し、逆に、充電の可
能性が高いときには、低い充電容量に管理することで、
充電に十分に備えることができるようになり、充電・放
電いずれの方向に対しても、従来と等量の蓄電部で余裕
を持った対応が可能となる。これにより、通常の運転に
おいて、運用上、蓄電部の容量を増加させたと同じ効果
が得られるようになる。また、従来と同等な車両規格・
運転条件に対しては、蓄電部の容量を削減することが可
能となり、車両の軽量化による効率の改善、運転性能の
向上、有効スペースの拡大、コストダウン等の効果が見
込まれる。
【００１８】次に、請求項２に記載の構成によると、車
両の状態を表すパラメータを車両の運動エネルギとする
ことで、運転者の加減速要求のおおよその予測が簡単に
可能となる。例えば、車両の運動エネルギが低いときに
は、車両停止あるいは低速走行時であると考えられ、次
に運転者の加速意図が生じる可能性が高いことから、該
加速のためのモータ駆動に備えて、充電状態の管理目標
値を高めに設定し、逆に、運動エネルギが高いときには
高速巡航運転時と予測され、前方の渋滞等により運転者
の減速意図が生じる可能性が高いことから、該減速時の
回生制動によるエネルギ回収のために充電状態の管理目
標値を低めに調整することができる。したがって、この
構成によると、通常の車両で得られる単純な情報を用い
た管理目標の設定で、エネルギ効率の改善効果をあげる
ことができる。
両の状態を表すパラメータを車両の運動エネルギとする
ことで、運転者の加減速要求のおおよその予測が簡単に
可能となる。例えば、車両の運動エネルギが低いときに
は、車両停止あるいは低速走行時であると考えられ、次
に運転者の加速意図が生じる可能性が高いことから、該
加速のためのモータ駆動に備えて、充電状態の管理目標
値を高めに設定し、逆に、運動エネルギが高いときには
高速巡航運転時と予測され、前方の渋滞等により運転者
の減速意図が生じる可能性が高いことから、該減速時の
回生制動によるエネルギ回収のために充電状態の管理目
標値を低めに調整することができる。したがって、この
構成によると、通常の車両で得られる単純な情報を用い
た管理目標の設定で、エネルギ効率の改善効果をあげる
ことができる。
【００１９】次に、請求項３に記載の構成によると、車
両の状態を表すパラメータを車両の速度とすることで、
運転者の加減速要求のおおよその予測が簡単に可能とな
る。例えば、車両停止あるいは低速走行時では、次に運
転者の加速意図が生じる可能性が高いことから、該加速
のためのモータ駆動に備えて、充電状態の管理目標値を
高めに設定し、逆に、高速巡航運転では、前方の渋滞等
により運転者の減速意図が生じる可能性が高いことか
ら、該減速時の回生制動によるエネルギ回収のために充
電状態の管理目標値を低めに調整することができる。し
たがって、この構成によると、通常の車両で得られる単
純な情報を用いた管理目標の設定で、エネルギ効率の改
善効果をあげることができる。しかも、充電状態の管理
目標値は、車両の速度をパラメータとして設定されるた
め、速度の二乗に比例することから二次曲線となり、よ
り細かい充電状態の管理ができ、更にエネルギ効率の改
善効果をあげることができる。
両の状態を表すパラメータを車両の速度とすることで、
運転者の加減速要求のおおよその予測が簡単に可能とな
る。例えば、車両停止あるいは低速走行時では、次に運
転者の加速意図が生じる可能性が高いことから、該加速
のためのモータ駆動に備えて、充電状態の管理目標値を
高めに設定し、逆に、高速巡航運転では、前方の渋滞等
により運転者の減速意図が生じる可能性が高いことか
ら、該減速時の回生制動によるエネルギ回収のために充
電状態の管理目標値を低めに調整することができる。し
たがって、この構成によると、通常の車両で得られる単
純な情報を用いた管理目標の設定で、エネルギ効率の改
善効果をあげることができる。しかも、充電状態の管理
目標値は、車両の速度をパラメータとして設定されるた
め、速度の二乗に比例することから二次曲線となり、よ
り細かい充電状態の管理ができ、更にエネルギ効率の改
善効果をあげることができる。
【００２０】次に、請求項４に記載の構成によると、上
記請求項１に記載の構成による効果と同様の効果を得る
ことができる。
記請求項１に記載の構成による効果と同様の効果を得る
ことができる。
【００２１】また、請求項５に記載の構成によると、上
記請求項２に記載の構成による効果と同様の効果を得る
ことができる。
記請求項２に記載の構成による効果と同様の効果を得る
ことができる。
【００２２】更に、請求項６に記載の構成によると、上
記請求項３に記載の構成による効果と同様の効果を得る
ことができる。
記請求項３に記載の構成による効果と同様の効果を得る
ことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面に沿い、本発明の実施
形態について説明する。先ず、本発明が適用される車両
のシステム構成から説明する。図１はシリーズ型ハイブ
リッド形式の構成を概略的にブロックで示す。このハイ
ブリッド車両の制御装置は、車両を駆動するためのモー
タＭを含む駆動部（図に点線囲いで示す）１と、後に詳
記する発電指令に基づいて電気的エネルギを生成するエ
ンジンＥ／Ｇ駆動の発電機Ｇと、回生時のモータＭとに
より構成される発電部（図にそれらを表すブロックを編
みかけで示す）２と、これら発電部２からの電気的エネ
ルギを貯蔵し、必要に応じてモータＭに供給する蓄電部
３と、蓄電部３の充電状態を検出する充電状態検出部４
と、発電部２に発電指令を出力する制御ユニット５とを
有する。この方式の車両では、駆動部１はモータＭのみ
とされている。発電部３は、エンジンＥ／Ｇとそれによ
り駆動される発電機Ｇあるいは燃料電池Ｆ及び回生制動
時のモータＭで構成されている。蓄電部３は、バッテリ
Ｂ又はキャパシタ若しくは電気エネルギを蓄積可能な任
意の装置で構成されている。
形態について説明する。先ず、本発明が適用される車両
のシステム構成から説明する。図１はシリーズ型ハイブ
リッド形式の構成を概略的にブロックで示す。このハイ
ブリッド車両の制御装置は、車両を駆動するためのモー
タＭを含む駆動部（図に点線囲いで示す）１と、後に詳
記する発電指令に基づいて電気的エネルギを生成するエ
ンジンＥ／Ｇ駆動の発電機Ｇと、回生時のモータＭとに
より構成される発電部（図にそれらを表すブロックを編
みかけで示す）２と、これら発電部２からの電気的エネ
ルギを貯蔵し、必要に応じてモータＭに供給する蓄電部
３と、蓄電部３の充電状態を検出する充電状態検出部４
と、発電部２に発電指令を出力する制御ユニット５とを
有する。この方式の車両では、駆動部１はモータＭのみ
とされている。発電部３は、エンジンＥ／Ｇとそれによ
り駆動される発電機Ｇあるいは燃料電池Ｆ及び回生制動
時のモータＭで構成されている。蓄電部３は、バッテリ
Ｂ又はキャパシタ若しくは電気エネルギを蓄積可能な任
意の装置で構成されている。
【００２４】この装置では、エンジンＥ／Ｇと発電機Ｇ
（又は燃料電池Ｆ）からなる一方の発電部２は、蓄電部
３と他方の発電部２を構成するモータＭとに電気的エネ
ルギの供給が可能に連結されている。また、モータＭ
は、蓄電部３に対して相互に電気的エネルギの受渡しが
可能に連結されている。そして、駆動部１を構成するモ
ータＭは、車輪６に機械的に連結されている。したがっ
て、このシリーズ型ハイブリッド形式の構成において
は、エンジンＥ／Ｇで駆動される発電機Ｇにより生成す
る電気的エネルギが、図に符号を付した矢印で示す経
路で直接モータＭに供給され、モータＭにより車輪６が
駆動されるモード（図において、細線矢印は電気的エネ
ルギ、太線矢印は機械的エネルギの伝達を表す）で車両
が走行する。その際、発電機ＧからモータＭへの電気的
エネルギの供給が不足する場合には図に示すの経路
で蓄電部３から電気的エネルギを補い、逆にモータＭで
消費される電気的エネルギに余剰を生じるときは、余剰
分を蓄電部３に蓄積することが可能である。また、回生
制動時に、図にで示す経路で車輪６からモータＭに伝
達されるエネルギによりモータＭを発電機として作用さ
せて、蓄電部３に電気的エネルギとしてで示す経路で
蓄積させるモードによる走行が可能である。
（又は燃料電池Ｆ）からなる一方の発電部２は、蓄電部
３と他方の発電部２を構成するモータＭとに電気的エネ
ルギの供給が可能に連結されている。また、モータＭ
は、蓄電部３に対して相互に電気的エネルギの受渡しが
可能に連結されている。そして、駆動部１を構成するモ
ータＭは、車輪６に機械的に連結されている。したがっ
て、このシリーズ型ハイブリッド形式の構成において
は、エンジンＥ／Ｇで駆動される発電機Ｇにより生成す
る電気的エネルギが、図に符号を付した矢印で示す経
路で直接モータＭに供給され、モータＭにより車輪６が
駆動されるモード（図において、細線矢印は電気的エネ
ルギ、太線矢印は機械的エネルギの伝達を表す）で車両
が走行する。その際、発電機ＧからモータＭへの電気的
エネルギの供給が不足する場合には図に示すの経路
で蓄電部３から電気的エネルギを補い、逆にモータＭで
消費される電気的エネルギに余剰を生じるときは、余剰
分を蓄電部３に蓄積することが可能である。また、回生
制動時に、図にで示す経路で車輪６からモータＭに伝
達されるエネルギによりモータＭを発電機として作用さ
せて、蓄電部３に電気的エネルギとしてで示す経路で
蓄積させるモードによる走行が可能である。
【００２５】こうした構成のシステムにおいて、本発明
に従い、蓄電部３の充電状態の管理目標値を、充電の可
否が判別可能な車両の状態を表すパラメータに依存して
可変とする。具体的には、この形態では、前記パラメー
タは、車両の運動エネルギを反映する速度とされ、該速
度が低いときには蓄電部３の充電状態が高めに設定さ
れ、高いときには低めに設定される。このため、制御装
置には、前記制御ユニット５への入力手段として車速セ
ンサ７が設けられている。
に従い、蓄電部３の充電状態の管理目標値を、充電の可
否が判別可能な車両の状態を表すパラメータに依存して
可変とする。具体的には、この形態では、前記パラメー
タは、車両の運動エネルギを反映する速度とされ、該速
度が低いときには蓄電部３の充電状態が高めに設定さ
れ、高いときには低めに設定される。このため、制御装
置には、前記制御ユニット５への入力手段として車速セ
ンサ７が設けられている。
【００２６】このパラメータを速度とする管理目標値の
設定の手法について具体的に説明する。車両の持つ運動
エネルギＥK は、その質量をｍ、速度をｖとして、一般
に、ＥK ＝（１／２）・ｍｖ2 で表すことができる。一
方、道路との摩擦、車両内部の機械摩擦、空気抵抗等が
車両に作用するため、車両がある速度を維持するために
消費されるエネルギＥは、摩擦力を補うエネルギを
ＥF 、空気抵抗を補うエネルギをＥD として、Ｅ＝ＥF
＋ＥD で表され、このエネルギＥは、定常的にエンジン
Ｅ／Ｇから電気的又は機械的に供給される必要がある。
設定の手法について具体的に説明する。車両の持つ運動
エネルギＥK は、その質量をｍ、速度をｖとして、一般
に、ＥK ＝（１／２）・ｍｖ2 で表すことができる。一
方、道路との摩擦、車両内部の機械摩擦、空気抵抗等が
車両に作用するため、車両がある速度を維持するために
消費されるエネルギＥは、摩擦力を補うエネルギを
ＥF 、空気抵抗を補うエネルギをＥD として、Ｅ＝ＥF
＋ＥD で表され、このエネルギＥは、定常的にエンジン
Ｅ／Ｇから電気的又は機械的に供給される必要がある。
【００２７】これに対して蓄電部３は、エンジンＥ／Ｇ
の負荷を平滑にするために利用され、運動エネルギの変
化分ΔＥの全部又は一部を一時的に負担することにな
る。したがって、一般的な走行モードでは、車両の運動
エネルギＥK と蓄電部３に貯えられた電気エネルギが、
車速に応じて相互にエネルギをやり取りすることが理想
的である。そこで、蓄電部３のエネルギ容量をＥC とす
ると、管理目標ＥT は、 ＥT ＝ＥC −ＥK となる。ただし、実際には、エネルギ容量ＥC と運動エ
ネルギＥK の変化量の関係、蓄電部３の充放電特性・動
作点、駆動システムの効率等を考慮し、 ＥT ＝ＥC −Ａ×ＥK −Ｂ を管理目標とする。ここに、Ａは蓄電部３の運動エネル
ギ負担係数、Ｂは管理値のオフセット量を表す。
の負荷を平滑にするために利用され、運動エネルギの変
化分ΔＥの全部又は一部を一時的に負担することにな
る。したがって、一般的な走行モードでは、車両の運動
エネルギＥK と蓄電部３に貯えられた電気エネルギが、
車速に応じて相互にエネルギをやり取りすることが理想
的である。そこで、蓄電部３のエネルギ容量をＥC とす
ると、管理目標ＥT は、 ＥT ＝ＥC −ＥK となる。ただし、実際には、エネルギ容量ＥC と運動エ
ネルギＥK の変化量の関係、蓄電部３の充放電特性・動
作点、駆動システムの効率等を考慮し、 ＥT ＝ＥC −Ａ×ＥK −Ｂ を管理目標とする。ここに、Ａは蓄電部３の運動エネル
ギ負担係数、Ｂは管理値のオフセット量を表す。
【００２８】この関係を充電状態（ステートオブチャー
ジ）ＳＯＣに置き換えて表すと、ＳＯＣ目標は、 ｓt ＝（１００−ｂ）−（β×ＥK ） となる。ただし、ｃ≦ｓt ≦１００−ｂ、ｃは蓄電部３
のＳＯＣ運用管理下限値、（１００−ｂ）は蓄電部３の
ＳＯＣ運用管理上限値であり、これらの値と車両の運用
速度範囲を基に係数βを決定する。すなわち、β×ＥK
は（１００−ｂ−ｃ）より簡易的に求められ、 β＝（１００−ｂ−ｃ）／ＥK V m a x となる。ここに、ＥK V m a x は最高速での運動エネル
ギである。
ジ）ＳＯＣに置き換えて表すと、ＳＯＣ目標は、 ｓt ＝（１００−ｂ）−（β×ＥK ） となる。ただし、ｃ≦ｓt ≦１００−ｂ、ｃは蓄電部３
のＳＯＣ運用管理下限値、（１００−ｂ）は蓄電部３の
ＳＯＣ運用管理上限値であり、これらの値と車両の運用
速度範囲を基に係数βを決定する。すなわち、β×ＥK
は（１００−ｂ−ｃ）より簡易的に求められ、 β＝（１００−ｂ−ｃ）／ＥK V m a x となる。ここに、ＥK V m a x は最高速での運動エネル
ギである。
【００２９】このようにして求められる充電管理ＳＯＣ
目標を図２にグラフで示す。図において、実線はＳＯＣ
管理目標中央値、破線はＳＯＣ管理のヒステリシス幅を
表す。図に示すように、ＳＯＣ目標ｓt は、速度の２乗
に比例することから２次曲線となり、低速側では図に点
線で示す管理上限（１００−ｂ）に近く、高速側では同
じく点線で示す管理下限（ｃ）に近くなる。こうして得
られたテーブルは、前記制御ユニット５に参照用のデー
タとして保存される。
目標を図２にグラフで示す。図において、実線はＳＯＣ
管理目標中央値、破線はＳＯＣ管理のヒステリシス幅を
表す。図に示すように、ＳＯＣ目標ｓt は、速度の２乗
に比例することから２次曲線となり、低速側では図に点
線で示す管理上限（１００−ｂ）に近く、高速側では同
じく点線で示す管理下限（ｃ）に近くなる。こうして得
られたテーブルは、前記制御ユニット５に参照用のデー
タとして保存される。
【００３０】次に、上記管理ＳＯＣ目標に基づいて行わ
れる制御内容を説明する。図３は、定常状態（定速走
行）時の発電量制御のフローチャートを示す。図に示す
ように、当初のステップＳ１で、車両の状態を表す信号
として、アクセル開度ａ、ブレーキ踏力ｂ、車速ｖなど
の入力処理を行う。
れる制御内容を説明する。図３は、定常状態（定速走
行）時の発電量制御のフローチャートを示す。図に示す
ように、当初のステップＳ１で、車両の状態を表す信号
として、アクセル開度ａ、ブレーキ踏力ｂ、車速ｖなど
の入力処理を行う。
【００３１】次に、ステップＳ２で、ＳＯＣの演算を行
う。すなわち、充電状態検出部４から、その時点での充
電状態値すなわち実ＳＯＣであるｓ（％）の入力（又は
演算）を行う。また、管理目標値すなわちＳＯＣ目標ｓ
t （％）を車速ｖの関数（ｓt ＝ｆ〔ｖ〕）として、図
２に示すテーブルを参照して算出する。ここに、前記の
ように、 ｆ〔ｖ〕＝（１００−ｂ）｛β×（１／２）×ｍ×
ｖ2 ｝ となり、 β＝（１００−ｂ−ｃ）／｛（１／２）×ｍ×Ｖ2 ｝ となる。なお、Ｖは最高車速を表す。
う。すなわち、充電状態検出部４から、その時点での充
電状態値すなわち実ＳＯＣであるｓ（％）の入力（又は
演算）を行う。また、管理目標値すなわちＳＯＣ目標ｓ
t （％）を車速ｖの関数（ｓt ＝ｆ〔ｖ〕）として、図
２に示すテーブルを参照して算出する。ここに、前記の
ように、 ｆ〔ｖ〕＝（１００−ｂ）｛β×（１／２）×ｍ×
ｖ2 ｝ となり、 β＝（１００−ｂ−ｃ）／｛（１／２）×ｍ×Ｖ2 ｝ となる。なお、Ｖは最高車速を表す。
【００３２】そして、ステップＳ３で、その時点の基本
駆動力ｔb （ｋＷ）を算出する。この基本駆動力ｔ
b は、アクセル開度ａ、ブレーキ踏力ｂ、車速ｖの関数
（ｔb ＝ｆ〔ａ，ｂ，ｖ〕）として、テーブルを参照し
て算出される。
駆動力ｔb （ｋＷ）を算出する。この基本駆動力ｔ
b は、アクセル開度ａ、ブレーキ踏力ｂ、車速ｖの関数
（ｔb ＝ｆ〔ａ，ｂ，ｖ〕）として、テーブルを参照し
て算出される。
【００３３】更に、ステップＳ４で、発電量ｇ（ｋＷ）
を算出する。発電量は、 ｇ＝（ｓt −ｓ）×α となる。ただし、ｇ＜０となるときはｇ＝０、αは係数
である。そして、最後に、ステップＳ５で、この発電量
ｇに見合った目標駆動力ｔt （ｋＷ）を算出して発電指
令として出力させる。
を算出する。発電量は、 ｇ＝（ｓt −ｓ）×α となる。ただし、ｇ＜０となるときはｇ＝０、αは係数
である。そして、最後に、ステップＳ５で、この発電量
ｇに見合った目標駆動力ｔt （ｋＷ）を算出して発電指
令として出力させる。
【００３４】図４に本発明による方法と、従来の方法と
を対比して示すように、放電前の停止又は低速時には高
い充電量、充電前の高速走行時には低い充電量に管理さ
れるため、充放電の各々に対し、等量の蓄電部で従来の
方法より管理下限及び上限に対して余裕を持った対応が
可能である。これに対して従来法では、限られた蓄電部
容量の場合、加速時の放電と減速時の充電により、充放
電が管理限界に達しやすく、そのためシステムの運用に
制限が発生する確率が高くなる。また、従来法では、こ
の限界回避のために、発電量を急激に増減する必要性が
高くなり、排気ガス特性、燃費等への悪影響を及ぼす要
因となる。
を対比して示すように、放電前の停止又は低速時には高
い充電量、充電前の高速走行時には低い充電量に管理さ
れるため、充放電の各々に対し、等量の蓄電部で従来の
方法より管理下限及び上限に対して余裕を持った対応が
可能である。これに対して従来法では、限られた蓄電部
容量の場合、加速時の放電と減速時の充電により、充放
電が管理限界に達しやすく、そのためシステムの運用に
制限が発生する確率が高くなる。また、従来法では、こ
の限界回避のために、発電量を急激に増減する必要性が
高くなり、排気ガス特性、燃費等への悪影響を及ぼす要
因となる。
【００３５】次に、本発明が適用される車両の他のシス
テム構成を説明する。図５はパラレル型ハイブリッド形
式の構成を概略的にブロックで示す。この場合は、駆動
部１はモータＭとエンジンＥ／Ｇで構成され、車輪６に
機械的に連結されている。この装置では、発電部２はモ
ータＭで構成される。そして、モータＭからなる発電部
２は、蓄電部３に電気的エネルギの受渡しが可能に接続
されている。したがって、このパラレル型ハイブリッド
形式の構成においては、エンジンＥ／Ｇにより機械的エ
ネルギの伝達で車輪６が駆動されるモードと、蓄電部
３からの電気的エネルギの供給で、モータＭより車輪
６が駆動されるモードと、エンジンＥ／ＧとモータＭ双
方により車輪６が駆動されるモードとによる走行が可能
である。この場合も、回生制動時に図にで示す経路で
車輪６からモータＭに伝達されるエネルギによりモータ
Ｍを発電機として作用させて、蓄電部３に電気的エネル
ギとしてで示す経路で蓄積させるモードによる走行が
可能である。そして、上記エンジンＥ／Ｇによる駆動の
モードでは、エンジンＥ／Ｇの出力が駆動に要する動力
より過剰となる状態で運転し、モータＭを発電機とし
て、電気的エネルギの余剰分をの経路で蓄電部３に蓄
積することもできる。
テム構成を説明する。図５はパラレル型ハイブリッド形
式の構成を概略的にブロックで示す。この場合は、駆動
部１はモータＭとエンジンＥ／Ｇで構成され、車輪６に
機械的に連結されている。この装置では、発電部２はモ
ータＭで構成される。そして、モータＭからなる発電部
２は、蓄電部３に電気的エネルギの受渡しが可能に接続
されている。したがって、このパラレル型ハイブリッド
形式の構成においては、エンジンＥ／Ｇにより機械的エ
ネルギの伝達で車輪６が駆動されるモードと、蓄電部
３からの電気的エネルギの供給で、モータＭより車輪
６が駆動されるモードと、エンジンＥ／ＧとモータＭ双
方により車輪６が駆動されるモードとによる走行が可能
である。この場合も、回生制動時に図にで示す経路で
車輪６からモータＭに伝達されるエネルギによりモータ
Ｍを発電機として作用させて、蓄電部３に電気的エネル
ギとしてで示す経路で蓄積させるモードによる走行が
可能である。そして、上記エンジンＥ／Ｇによる駆動の
モードでは、エンジンＥ／Ｇの出力が駆動に要する動力
より過剰となる状態で運転し、モータＭを発電機とし
て、電気的エネルギの余剰分をの経路で蓄電部３に蓄
積することもできる。
【００３６】最後に、本発明が適用される車両の更に他
のシステム構成を説明する。図６はスプリット型ハイブ
リッド形式の構成を概略的にブロックで示す。この場合
も、駆動部１はモータＭとエンジンＥ／Ｇで構成され、
車輪６に機械的に連結されている。この装置では、発電
部２は発電機ＧとモータＭとで構成され、発電機Ｇは駆
動部１に機械的に連結されている。この場合の蓄電部３
は、発電機Ｇと駆動部１のモータＭとに電気的エネルギ
のやり取りが可能に接続されている。したがって、この
スプリット型ハイブリッド形式の構成においては、エン
ジンＥ／Ｇにより機械的エネルギの伝達で車輪６が駆
動されるモードと、蓄電部３からの電気的エネルギの供
給で、モータＭより車輪６が駆動されるモードと、エ
ンジンＥ／ＧとモータＭ双方により車輪６が駆動される
モードとによる走行が可能である。この場合も、回生制
動時に図にで示す経路で車輪６からモータＭに伝達さ
れるエネルギによりモータＭを発電機として作用させ
て、蓄電部３に電気的エネルギとしてで示す経路で蓄
積させるモードによる走行が可能である。そして、上記
エンジンＥ／Ｇによる駆動のモードでは、エンジンＥ／
Ｇの出力の一部は、の経路で発電機Ｇの駆動にも使用
され、発電機Ｇで生成する電気的エネルギが蓄電部３に
蓄積される。また、発電機Ｇを電動機として、発電機Ｇ
とモータＭ双方で、図にで示す経路で車輪６を駆動す
るモードでの走行も可能である。
のシステム構成を説明する。図６はスプリット型ハイブ
リッド形式の構成を概略的にブロックで示す。この場合
も、駆動部１はモータＭとエンジンＥ／Ｇで構成され、
車輪６に機械的に連結されている。この装置では、発電
部２は発電機ＧとモータＭとで構成され、発電機Ｇは駆
動部１に機械的に連結されている。この場合の蓄電部３
は、発電機Ｇと駆動部１のモータＭとに電気的エネルギ
のやり取りが可能に接続されている。したがって、この
スプリット型ハイブリッド形式の構成においては、エン
ジンＥ／Ｇにより機械的エネルギの伝達で車輪６が駆
動されるモードと、蓄電部３からの電気的エネルギの供
給で、モータＭより車輪６が駆動されるモードと、エ
ンジンＥ／ＧとモータＭ双方により車輪６が駆動される
モードとによる走行が可能である。この場合も、回生制
動時に図にで示す経路で車輪６からモータＭに伝達さ
れるエネルギによりモータＭを発電機として作用させ
て、蓄電部３に電気的エネルギとしてで示す経路で蓄
積させるモードによる走行が可能である。そして、上記
エンジンＥ／Ｇによる駆動のモードでは、エンジンＥ／
Ｇの出力の一部は、の経路で発電機Ｇの駆動にも使用
され、発電機Ｇで生成する電気的エネルギが蓄電部３に
蓄積される。また、発電機Ｇを電動機として、発電機Ｇ
とモータＭ双方で、図にで示す経路で車輪６を駆動す
るモードでの走行も可能である。
【００３７】以上、本発明を一実施形態に基づき詳説し
たが、本発明は上記実施形態の開示内容のみに限定され
ることなく、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種
々に細部の具体的構成を変更して実施可能なものである
ことはいうまでもない。例えば、充電の可否が判別可能
な車両の状態を表すパラメータは、運動エネルギを反映
する速度に代えて位置エネルギを反映する地形情報（例
えば標高）とすることもできる。こうしたパラメータを
用いる場合、その情報の入力手段としては、カーナビゲ
ーションが考えられる。また、更に、充放電予測を確度
あるものとするためには、運動エネルギを反映する速度
と位置エネルギを反映する地形情報双方をパラメータと
する方法も採りうる。
たが、本発明は上記実施形態の開示内容のみに限定され
ることなく、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種
々に細部の具体的構成を変更して実施可能なものである
ことはいうまでもない。例えば、充電の可否が判別可能
な車両の状態を表すパラメータは、運動エネルギを反映
する速度に代えて位置エネルギを反映する地形情報（例
えば標高）とすることもできる。こうしたパラメータを
用いる場合、その情報の入力手段としては、カーナビゲ
ーションが考えられる。また、更に、充放電予測を確度
あるものとするためには、運動エネルギを反映する速度
と位置エネルギを反映する地形情報双方をパラメータと
する方法も採りうる。
【図１】本発明が適用される車両のシステム構成の一例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る目標ＳＯＣ設定を従来
の方法との対比で示すグラフである。
の方法との対比で示すグラフである。
【図３】上記目標ＳＯＣ設定による充電制御のフローチ
ャートである。
ャートである。
【図４】上記目標ＳＯＣ設定によるバッテリの充放電特
性を従来の特性と対比して示す特性図である。
性を従来の特性と対比して示す特性図である。
【図５】本発明が適用される車両の他のシステム構成例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図６】本発明が適用される車両の更に他のシステム構
成例を示すブロック図である。
成例を示すブロック図である。
１ 駆動部 ２ 発電部 ３ 蓄電部 ４ 充電状態検出部 ５ 制御ユニット Ｍ モータ（電動機） ｓ 実ＳＯＣ（充電状態値） ｓt ＳＯＣ目標（管理目標値）
Claims (6)
- 【請求項１】 車両を駆動するための電動機を含む駆動
部と、発電指令に基づいて電気的エネルギを生成すると
ともに、回生時には前記電動機によって電気的エネルギ
を生成する発電部と、発電部からの電気的エネルギを貯
蔵し、必要に応じて前記電動機に供給する蓄電部と、該
蓄電部の充電状態を検出する充電状態検出部と、前記発
電部に発電指令を出力する制御ユニットとを有するハイ
ブリッド車両の制御装置において、 前記制御ユニットは、前記充電状態検出部から検出され
る充電状態値と、充電の可否が判別可能な車両の状態を
表すパラメータに依存して可変とされる充電状態の管理
目標値とから、発電部に発電させる発電量を算出し、該
発電量を発電指令として前記発電部に出力することを特
徴とする、ハイブリッド車両の制御装置。 - 【請求項２】 前記パラメータは、車両の持つ運動エネ
ルギとされ、前記充電状態の管理目標値は、運動エネル
ギが低いときには高めに設定され、運動エネルギが高い
ときには低めに設定される、請求項１記載のハイブリッ
ド車両の制御装置。 - 【請求項３】 前記パラメータは、車両の速度とされ、
前記充電状態の管理目標値は、速度が低いときには高め
に設定され、速度が高いときには低めに設定される、請
求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 【請求項４】 車両を駆動するための電動機との間で電
気的エネルギを受渡しする蓄電部の充電状態を、実充電
状態値と、充電状態の管理目標値とから算出される発電
量に基づいて管理するハイブリッド車両の制御方法にお
いて、 前記充電状態の管理目標値を、充電の可否が判別可能な
車両の状態を表すパラメータに依存して可変とすること
を特徴とする、ハイブリッド車両の制御方法。 - 【請求項５】 前記パラメータは、車両の持つ運動エネ
ルギとされ、前記充電状態の管理目標値は、運動エネル
ギが低いときには高めに設定され、高いときには低めに
設定される、請求項４記載のハイブリッド車両の制御方
法。 - 【請求項６】 前記パラメータは、車両の速度とされ、
前記充電状態の管理目標値は、速度が低いときには高め
に設定され、高いときには低めに設定される、請求項４
記載のハイブリッド車両の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34192597A JPH11164402A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | ハイブリッド車両の制御装置及び制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34192597A JPH11164402A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | ハイブリッド車両の制御装置及び制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11164402A true JPH11164402A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18349823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34192597A Pending JPH11164402A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | ハイブリッド車両の制御装置及び制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11164402A (ja) |
Cited By (26)
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-
1997
- 1997-11-28 JP JP34192597A patent/JPH11164402A/ja active Pending
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